[发明专利]一种与DNA损伤修复相关的蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种与DNA损伤修复相关的蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

天然橡胶是重要的战略物资和工业原料。约99%以上的天然橡胶来自一个热带树种—巴西橡胶树。近年来，随着我国经济发展，国内天然橡胶自给率严重不足，而我国植胶区域有限，广泛开展天然橡胶产量相关基因的研究，通过生物技术手段实现橡胶树品种的快速改良，提高天然橡胶单产是橡胶树研究的一项重要任务。

泛素-蛋白酶体途径（ubiquitin-proteasome pathway，UPP）广泛存在于真核生物中，在维持细胞功能以及细胞周期运转，抵御环境胁迫，胚胎发育，激素响应和衰老等方面发挥着重要的作用。在泛素化过程中，关键酶主要包括泛素活化酶(E1)、泛素结合酶(E2)和泛素-蛋白连接酶(E3)，对维持细胞内蛋白质的产生和降解的平衡及细胞的稳态和正常功能方面起着重要作用。

RAD6是酵母中的一种E2蛋白，其功能丧失突变体对紫外光敏感。拟南芥中与酵母RAD6同源的基因是AtUBC2和AtUBC1，这两个基因都能恢复酵母rad6突变体对紫外光敏感的表型（Zwirn P，Stary S,Luschnig C,Bachmair A.1997.Arabidopsis thaliana RAD6 homolog AtUBC2 complements UV sensitivity，but not N-end rule degradation deficiency，of Saccharomyces cerevisiae rad6 mutants.Curr Genet 32:309-14.）。此外，AtUBC2和AtUBC1均能调控组蛋白H2B的单泛素化，上调拟南芥抑制开花的基因(FLC)及其同功能基因的表达，从而抑制开花（Gu X,Jiang D,Wang Y，Bachmair A,He Y.2009.Repression of the floral transition via histone H2B monoubiquitination.Plant J 57:522-533）。单突变体Atubc1和Atubc2表现出很弱的表型，与野生型的表型差别不大，但Atubc1和Atubc2双突变体则表现出明显的突变表型，包括急剧减少拟南芥莲座叶和明显提前花期，说明AtUBC1和AtUBC2在功能上存在冗余性（Xu L，Ménard R,Berr A,Fuchs J,Cognat V，Meyer D,Shen WH.2009.The E2 ubiquitin-conjugating enzymes,AtUBC1 and AtUBC2,play redundant roles and are involved in activation of FLC expression and repression of flowering in Arabidopsis thaliana.The Plant Journal 57:279-288）。水稻中与酵母RAD6同源的基因为OsRad6，利用酵母双杂交方法研究发现，OsRad6与OsSgt1存在互作，且两者在生长旺盛的组织中（如茎尖分生组织）以及UV辐射或者DNA损伤诱导剂（如MMS或者H₂O₂）处理后明显上调表达，以上研究结果说明OsRad6不仅参与了DNA的损伤修复过程，还在蛋白酶体降解系统中发挥作用，这两个过程可能都需要泛素连接酶Sgt1的协同作用（Yamamoto T,Mori Y，Ishibashi T,Uchiyama Y，Sakaguchi N,Furukawa T,Hashimoto J,Kimura S,Sakaguchi K.2004.Characterization of Rad6 from a higher plant,rice(Oryza sativa L.)and its interaction with Sgt1,a subunit of the SCF ubiquitin ligase complex.Biochem Biophys Res Commun 314:434-439.）。大豆中与RAD6同源的基因是GmUBC2，在拟南芥中过表达该基因发现，GmUBC2能够明显提高拟南芥对干旱和高盐胁迫的抗性（Zhou GA,Chang RZ,Qiu LJ.2010.Overexpression of soybean ubiquitin-conjugating enzyme gene GmUBC2 confers enhanced drought and salt tolerance through modulating abiotic stress-responsive gene expression in Arabidopsis.Plant Mol Biol 72:357-367）。由此可见，RAD6在植物DNA损伤修复，生长发育以及胁迫反应等方面具有重要作用。但目前尚未有在橡胶树中研究RAD6蛋白功能的相关报道。