配子杀手是自私基因中的一类。这类自私基因通过杀死不携带它们的配子使遗传分离比例偏离孟德尔分离比。配子杀手在动物、植物、真菌中造成杂交不育现象,被认为是物种形成的驱动力之一。尽管已经在许多物种中发现了配子杀手,但对其作用机制仍知之甚少。在已发表的一项研究中,我们在裂殖酵母Schizosaccharomyces pombe的野生分离株CBS5557中发现两个配子杀手基因,并命名为cw9和cw27。cw9和cw27属于wtf（with Tf LTR）基因家族,在实验室株系中共有25个该家族成员。该家族成员编码多次跨膜蛋白,且多在减数分裂时期有高表达。有配子杀手活性的wtf基因表达两种转录本:短转录本翻译产生有毒性的蛋白（被称为“毒药”）,能无差别杀伤所有配子;长转录本翻译产生有解毒能力的蛋白（被称为“解药”）,能保护携带该wtf基因的配子不被毒药杀伤。本论文的研究目标是理解wtf配子杀手的作用机制,特别是毒药蛋白和解药蛋白的活性的分子机制。我们的研究主要以cw9为对象。cw9的短转录本产生的毒药蛋白Cw9ki（the killing isoform of Cw9）具有杀伤活性,cw9的长转录本产生的解药蛋白Cw9pi（the protecting isoform of Cw9）具有保护活性。通过遗传学、细胞生物学与分子生物学等方法,我们揭示了 Cw9pi抑制Cw9ki毒性的机理:Cw9pi通过N端的PY基序招募泛素连接酶Pub1和Pub3,使Cw9pi被泛素化。Cw9pi和Cw9ki互作形成复合体。带有泛素修饰的复合体可以被转运蛋白Gga21和Gga22识别,将复合体从TGN（trans Golgi network）运输到 endosome。在 endosome 处,ESCRT 复合体（endosomal complexes required for transport）使复合体进入MVB（multivesicular body）。复合体最终被送入液泡降解。关于Cw9ki的杀伤机制,我们根据一些初步线索提出了一个可能的模型:当Cw9pi不存在时,Cw9ki在TGN处经由分泌途径被运往质膜。在质膜上,Cw9ki可以影响质膜通透性,产生细胞毒性。我们的研究的一个重要发现是:wtf配子杀手的解药和毒药的根本差别是在于泛素修饰是否存在。通过人为控制泛素修饰,可以把毒药变成解药,也可以把解药变成毒药。我们认为,翻译后修饰导致配子杀手的毒药形式和解药形式之间的转换可能是一种具有普遍性的机制。我们的工作为理解配子杀手的作用机制提供了新的认识。