细胞适应环境变化的程度是细胞持续功能和存活的决定因素。细胞的这种适应依赖于转录程序的精确协调,营养,代谢,环境因素,都会造成关键中间代谢物的波动。细胞会通过这些代谢物的变化来感知环境的变化并进行响应。细胞实现对环境响应的方式是利用这些代谢产物对靶蛋白进行一系列修饰,这些利用代谢产物对靶蛋白进行的一系列修饰最终作用在基因的转录调控层面。在整个环境响应过程中O-GlcNAc起到核心作用,因为葡萄糖在代谢响应中扮演重要的角色,在多种形式的响应中,细胞对于葡萄糖的摄取量发生变化。葡萄糖进入细胞以后,大约2%～5%进入HBP,合成OGT作用底物UDP-GlcNAc。蛋白质的O-GlcNAc修饰是葡萄糖发挥作用的最终体现形式。O-GlcNAc修饰是一种常见的翻译后修饰（PTM）,发生在蛋白质丝氨酸或苏氨酸残基上,可以快速响应细胞内的不同刺激,维持一种动态的、可逆的修饰,实现对信号的整合与传递。细胞内只有两种酶负责O-GlcNAc修饰,分别是负责添加UDP-GlcNAc的OGT和负责去除O-GlcNAc修饰的OGA。本研究构建了plvx-puro-sh OGA质粒,并从蛋白和m RNA水平上验证敲低效果,确定OGA敲低可行性后通过MTT、细胞划痕实验、免疫荧光染色、线粒体提取、RT-q PCR、western blot等一系列实验,验证OGA表达量改变后对宫颈癌细胞的增殖、迁移能力的影响,以及这个过程中涉及到的O-GlcNAc修饰对线粒体mtDNA的转录调控。本研究分为以下五个部分:1.成功构建plvx-puro-sh OGA质粒,并通过RT-q PCR、western blot实验从m RNA和蛋白质水平上均验证了OGA的敲低效果,并且确立了瞬转72小时敲低效果最佳。2.利用MTT实验证明在293T和He La细胞中OGA表达量增加后促进细胞的增殖能力。细胞划痕实验证明在He La细胞中OGA表达量增加后促进细胞的迁移能力。3.实验室前期数据证明O-GlcNAc修饰可以稳定NSL3,推测OGA通过改变NSL3稳定性进而转录调控mtDNA。通过RT-q PCR实验证明在293T和He La细胞中OGA的表达量增加或者NSL3的表达量减少会抑制线粒体编码的mtDNA的转录。通过回复实验证明NSL3可以缓解OGA改变造成mtDNA的变化。4.mito-tracker染色、免疫荧光染色以及线粒体提取等实验证明OGA、NSL3、MOF均在线粒体中有分布,提示NSL3、MOF具有对mtDNA的转录调控作用。5.过表达OGA后,O-GlcNAc修饰减少,线粒体中的NSL3和MOF的含量显著减少;加入OGA抑制剂TMG后,O-GlcNAc修饰增加,线粒体中的NSL3的含量显著增加。本实验得到结论,1.明确O-GlcNAc修饰对线粒体基因转录调控可能是由于NSL3稳态变化造成的。2.NSL复合物可能作为O-GlcNAc状态的传感器,通过O-GlcNAc修饰感应外部营养环境,进而引起响应并调控线粒体氧化磷酸化基因的转录。