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镉是一种常见的环境污染物和人体致癌物。镉对细胞产生多种影响,包括细胞的增殖,分化,凋亡,以及其他的细胞活动。通过对酿酒酵母基因组的筛选,我们确定了94个镉离子敏感的基因缺失株。其中有29个基因已经报道与空泡蛋白分选(VPS)功能有关。其中的17个VPS基因缺失株的敏感表型与细胞应答镉离子氧化胁迫表现出的胞内离子浓度相符合。这些缺失的基因的主要功能是GTP／ATP酶、ESCRT复合物和HOPS复合物的亚基。因此可以证明这些大分子物质与维持细胞内镉离子浓度有关。
此外,其余的65个镉离子敏感缺失株对应的基因涉及到多种功能,包括转录与胁迫调节,信号转导,细胞周期相关的基因等。表型验证结果证实,MAPK级联系统中的高渗甘油途径(HOG)与细胞壁完整性途径(CWI)中的两个核心组分PBS2和BCK1基因缺失株对镉离子表现出敏感性。为了深入研究,我们构建了分别由HOG途径和CWI途径调控的三个报告基因STL1p-lacZ,CWP1p-lacZ和MPK1p-lacZ。通过测定报告基因表达的β-半乳糖苷酶活性,我们发现CWP1p-lacZ和MPK1p-lacZ在受到镉离子刺激后表达量增加,由此证明细胞在镉离子氧化胁迫条件下,信号分别通过HOG途径和CWI途径调控CWP1基因和MPK1基因做出应答反应。