人类许多疾病与接触环境因素有关，各种物理的、化学的和生物的有害因素暴露后，机体细胞很快产生应答，表现为一系列应答基因有序地发生表达水平的变化，使细胞尽快适应变化的环境而维持内平衡。基因与环境因素相互作用的后果决定细胞是否受到损伤及其损伤程度。有害环境因素可直接引起细胞基因组的损伤，或化学物在体内特异性分布和代谢后损伤基因组结构，或干扰细胞内的信号转导通路，最后引起疾病。涉及的基因主要包括与细胞分化/死亡、细胞周期调控、以及与DNA损伤和修复有关的基因等。 我们利用差异显示逆转录聚合酶链反应(differential display reverse transcriptase-polymerase chain reaction, DD RT-PCR)高通量筛选技术(high throughput screening technique)，发现和克隆了一个与细胞分化调节有关的新基因JWA，并获得美国基因库新基因编号(AF070523.1)。初步研究发现该基因在生物进化上较保守，在检测的大多数真核生物细胞中均有较高的转录和翻译水平，其编码蛋白在细胞内的分布酷似细胞骨架蛋白，而且对多种细胞分化诱导剂和氧化应激、热应激均有响应。本课题是在此基础上，进一步用基因特异性引物和JWA编码蛋白特异性抗体为工具，在成功构建的一系列实验模型中，用多种细胞和分子生物学实验技术分别探讨JWA基因的cDNA结构、基因组结构、蛋白质结构、同源基因和同源蛋白、与细胞骨架微管蛋白的关系等结构特征；以及该基因表达与维甲酸受体的关系、对诱导分化刺激、凋亡诱导刺激和环境应激的应答反应规律和参与的信号转导通路等功能特征；与此同时，对该基因结构与功能关系的分子基础也进行了初步探讨。 一、在基因结构研究方面，我们利用分子克隆技术、细胞生物学实验技术(如免疫荧光显微镜技术、免疫电镜技术、激光共聚焦显微镜实验技南京医科大学博士学位论文术等)、分子生物学实验技术(如RT一PCR、westem blot、免疫沉淀等)和网络工具等，获得了从该基因的cDNA结构、基因组结构、蛋白质结构的证据;该基因的同源基因、同源蛋白和保守功能域的信息;以及J场人蛋白作为一种新的微管相关蛋白的实验证据。结果表明:(1)J硒人基因在人染色体的定位是3P14(NT--022423.12);启动子序列中含有多种顺式反应元件如应激反应元件、佛波醋反应元件、血红素反应元件、热休克反应元件以及维甲酸反应元件的半位点。(2)J认人全长cDNA序列为2088个核普酸，碱基组成比AT/CG为61/39:编码区在90一656bP间，全长cDNA序列中含有n个单核普酸多态性(s inglenueleotide polymo印hism，SNP)位点，其中有两个位点在编码区(428C/A;546G从):J认伙eDNA含有2个保守的功能区:即pRAI(IO5bp一so3bp)和EM7O(2 1 6bP一485bP)。(3)在J场A编码的188个氨基酸序列中存在三个跨膜区，每个跨膜区长度为23个氨基酸(36一58，64一86，108一130);在三个跨膜区的两外侧各有一个蛋白激酶C(PKC)磷酸化位点(SDR-SLR);预测该蛋白存在a螺旋、p折叠、延伸链和随机卷曲等二级结构。(4)用基因特异性杭体证实的J认叭编码蛋白的分子量是22.35kDa(J从城一L)，稍大于预测的ZI.skDa;在证实该基因存在大小两个mRNA转录本的基础上，用蛋白印迹试验，通常可以在大多数真核细胞中检出正常大小和约14功a(J场叭一S)大小的两个特异性蛋白条带，而在HL一60细胞以及部分急性早幼粒细胞性白血病(APL)人的外周血和/或骨髓白血病细胞标本中，我们还发现了另一个约40kDa的高分子量J场A特异性条带 (J硒叭一F)。 (5)迄今为止，在美国NCBI基因库中J场人各类cDNA同源性基因有24个，其中包含人源性基因9个，大鼠源性4个，小鼠源性n个;目前基因库中与J认叭同源的EST片段为757个;JW人在基因库中唯一基因簇 (Uri1Gene Cluster)编号为Hs.92384。各类J从A同源蛋白共14个，分别来自人源性，大鼠源性，小鼠源性，按蚊，果蝇和线虫等，可见J硒A基因蛋白质比其cDNA保守性更为明显。 (6)分别用NIH3T3和/或T24细胞暴露于不同的环境物理和化学因素，在微管蛋白解聚和/或聚合的动态过程中以及将细胞阻滞在细胞周期的不同阶段时，都证实J场人蛋白与a一和/或p一微管蛋白在细胞内分布基本一致，并证实J场叭蛋白是一种新的微管相关蛋白(MAP)。 二、在基因功能方面，我们分别用细胞分化和凋亡诱导剂全反式维甲南京医科大学博士学位论文酸(八TRA)、维甲酸同系物4柳R、三氧化二砷(AsZO3)、佛波醋(T卫A)、阿糖胞普(Ara-C)等成功建立了诱导1丑J一60、NB4和K562细胞株以及原代白血病细胞的分化和凋亡的实验模型，探讨了J场人基因表达与细胞定向分化和细胞凋亡的关系和可能涉及的信号转导通路;用PC12细胞研究了J认叭基因参与调节细胞内氨基酸转运的功能;用热休克模型以及热休克和分化刺激联合作用实验模型探讨了J硒叭基因作为环境应答基因的特征。结果显示:(l)J认诚基因在转录水平的表达变化与细胞分化的关系表现为:用上述细胞分化诱导剂处理肿瘤细胞(NB4，HL一60，K562)或非肿瘤细胞NIH3T3后，J场伙mRNA表达水平大多呈现活跃?