驱动蛋白KIF14对小鼠卵母细胞减数分裂的调控作用开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

生命最基本的活动之一是基于精准分裂的细胞繁殖。在细胞分裂过程中，细胞内的遗传物质被复制并均等分离至两个子细胞。除了一些末端分化细胞类型，这个过程几乎存在于从原核生物到高等真核生物的所有细胞之中^[1,2]。哺乳动物卵母细胞减数分裂过程最主要的特征是不对称分裂现象，经过两次连续不对称的分裂，最终形成两种体积差异巨大的子细胞：大体积的卵母细胞和体积较小的极体。卵母细胞第一次减数分裂期，生发泡破裂，染色体开始重组，并合成了受精卵或胚胎发育所需要的大部分蛋白质，纺锤体开始组装，进入核的内部。一旦纺锤体与染色体之间的微管建立起来，染色体就会向赤道板聚集，并最终分向两极^[3,4]，拉向每极的为单倍体数量（n）的染色体。在微管牵拉和微丝收缩环的共同作用下，同源染色体完全分离，卵母细胞发生不对称分裂并排出第一极体^[5]。此时卵母细胞变为次级卵母细胞，减数分裂第二次分裂（mii）纺锤体迅速形成。随后次级卵母细胞停滞在减数分裂第二次分裂的中期，等待受精。

真核细胞遗传的稳定性依赖于有丝分裂和减数分裂过程中精准无误的染色体的分离^[6]，而准确的染色体分离是由染色体向极移动以及纺锤体的拉伸这两个相辅相成的机制共同配合完成的^[7]。不同于细菌的染色体分离，真核生物已经进化出一种专门用于染色体分离的微管细胞骨架^[8,9]。在真核生物中，专门的微管蛋白组装成极性微管^[10]。在这里，所有的细胞骨架蛋白集合在微管的正负端与多个微管相关蛋白和高度保真的分子马达一起调控细胞分裂^[11-14]。驱动蛋白和动力蛋白在调节细胞骨架动态变化，纺锤体形态以及染色体的运动方面发挥着重要的作用^[15]。

驱动蛋白包含一系列马达蛋白，通过将atp水解把细胞内货物沿着微管运输到特定位置来影响多种细胞功能。驱动蛋白在功能上与各种生物现象有关，包括但不限于含有载体的囊泡转运，有丝分裂纺锤体形成，染色体分离，中间体形成和胞质分裂的完成^[16,17]。所有驱动蛋白都含有高度保守的马达结构域，在球状催化核心，包含核苷酸催化位点和与微管结合的微店，他们在atp的结合和催化水解以及催化过程中传递构象变化方面有重要作用^[18]。此外，马达结构域还包含一个高度保守的颈部区域（与催化核心相邻），其可以细分为颈部连接器和颈部螺旋线圈（cc）区域^[19]。颈部连接器用于确定马达方向性^[20]，颈部cc可以促进低聚物形成。驱动蛋白超家族被细分为14个驱动蛋白亚家族^[21]，并且可以通过n末端（n型），c末端（c型）或内部区域（i型）的功能结构域的位置进一步定义区分。

2. 研究的基本内容和问题

1研究目的：

探索kif14在卵母细胞减数分裂过程中的功能以及调控机制。

2研究目标及拟解决的关键问题：

3. 研究的方法与方案

1. 试验材料

1.1. 抗体和化学试剂

鼠源kif14抗体购于santa cruz (santa cruz，ca)，kif14sirna购于吉玛基因。phalloidin-tritc以及α-tubulin-fitc 抗体购自sigma (st louis, mo)。荧光二抗购于invitrogen (carlsbad, ca)。

4. 研究创新点

目前已有研究表明，KIF14结构域表现出微管依赖性ATP酶活性，并且KIF14在有丝分裂过程中被证实参与调控胞质分裂。但是在小鼠卵母细胞减数分裂过程中KIF14的作用机制还不清楚。本实验我们通过siRNA干扰KIF14在卵母细胞中的蛋白表达来探究其对小鼠卵母细胞减数分裂的影响，从而验证KIF14对小鼠卵母细胞减数分裂的重要作用。

5. 研究计划与进展

2018年6月至2018年10月：练习并掌握卵母细胞的采集以及体外成熟培养，免疫荧光染色及激光共聚焦等技术手段的操作。

2018年10月至2019年3月：完成全部主体实验

2019年4月至2019年5月：毕业论文撰写，并准备答辩等相关事宜。