光合生物在需要太阳光的同时也不可避免受到紫外线(UV-B)辐射的损害。紫外线导致生物体内DNA氧化损伤形成环丁烷嘧啶二聚体(CPDs)和嘧啶(6-4)嘧啶酮二聚体(6-4)光产物,光产物会抑制细胞内DNA的转录与复制,具致死作用。生物体为抵御这些损伤紫外导致的DNA损伤修复主要通过依赖CPD光裂合酶和(6-4)光裂合酶来完成。本项目利用首次从盐生杜氏藻中克隆到的抗紫外线关键酶基因(DsPHR),在进行体内和体外修复试验的基础上,利用CPD与(6-4)光产物的抗体确定该基因对于CPD或(6-4)光产物的光修复活性,最终确定该基因属于CPD还是(6-4)光裂合酶基因,从基因水平上揭示盐生杜氏藻紫外损伤的DNA分子修复机制,将为光裂合酶基因的开发利用奠定坚实的理论基础。随着大气臭氧层的破坏,生物圈受UV线伤害日愈严重,研究光裂合酶修复紫外导致的DNA损伤具有重要的理论意义和学术价值。
紫外线导致生物体内DNA氧化损伤形成嘧啶二聚体光产物会抑制细胞内DNA 的转录与复制,具致死作用。本项目利用首次从盐生杜氏藻中克隆到的抗紫外线关键酶基因(DsPHR),通过进行体内和体外修复试验,确定了该基因对于CPD 或(6-4)光产物的光修复活性,通过对获得的盐生杜氏藻光裂合酶与大肠杆菌CPD光裂合酶比较,发现转盐生杜氏藻光裂合酶基因缺陷株的存活率曲线的直线型,而转大肠杆菌CPD基因缺陷株的存活率曲线基本呈对数型变化趋势,最终从实验角度确定该基因属于(6-4)光裂合酶基因,从基因水平上揭示盐生杜氏藻紫外损伤的DNA 分子修复机制,为光裂合酶基因的开发利用奠定坚实的理论基础。同时也为由它引发的DNA光损伤与许多疾病相关(如癌症、着色性干皮病、毛发硫营养不良、科凯恩氏综合征等)奠定了良好的基础。本课题丰富了6-4光裂合酶基因在藻类方面的研究,同时还克隆获得盐生杜氏藻的另外1条光裂合酶基因- - CPD光裂合酶基因,这就为研究盐生杜氏藻的整体抗紫外机制奠定了基础。课题申请发明专利1项,发表SCI论文5篇,核心刊物论文1篇,培养博士和硕士研究生6名。