蓝藻是目前昼夜节律相关科学研究中的最简单的模式生物,特别是聚球藻Synechococcus elongatus PCC 7942是最早建立起经典Kai生物钟分子调控模型的蓝藻藻株。目前已知的生物钟调控模型均包括核心振荡器,输入途径和输出途径等3个关键组件。就聚球藻S.elongatus PCC 7942而言,其核心振荡器由KaiA、KaiB和KaiC这3个生物钟基因及它们表达产物共同组成,并且受到一个基于转录和翻译的负反馈环路（Transcriptional–Translational Feedback Loop,TTFL）调控。在这个负反馈环路的调控下,处于恒定条件下的蓝藻细胞内会产生和维持KaiC蛋白周期约为24h的磷酸化状态昼夜节律振荡。目前一般认为,KaiC蛋白磷酸化状态昼夜节律振荡是生物钟内源时刻信息的产生。不仅如此,将适当比例的纯化KaiA、KaiB和KaiC蛋白、ATP及适量Mg2+在体外混合,KaiC蛋白可以脱离转录/翻译调控过程、而在翻译后修饰水平上发生磷酸化水平的昼夜节律性振荡（Post Translational Oscillation,PTO）。生物钟的输入系统负责感知来自环境中的外部时刻信息,并将其传输给核心振荡器。核心振荡器通过前述TTFL和PTO机制产生与外部时刻相一致的内源时间线索,并通过生物钟的输出系统控制外周遗传、代谢、生理活动的生物节律性。输出途径将核心振荡器生成的内源时间信号传递给受内源性生物钟调控的下游基因,进而调控基因表达、复制、蛋白质翻译后修饰、生物代谢以及神经兴奋性等下游生命活动过程。总体上,TTFL机制负责环境时间线索的输入和内源生物节律信号的产生与输出,在蓝藻生物钟调控过程中至关重要,而PTO机制则负责调节核心钟元件KaiBC操纵子的表达,通过保持时钟的相位来精细调控时钟的精度。活性氧（ROS）是光合作用中重要的副产物之一,为了清除细胞内过度积累的活性氧毒害,蓝藻进化出多种抗氧化机制,其中一种过氧化还原蛋白家族Peroxiredoxins（Prxs）在保护和维持蓝藻细胞内环境过氧化还原的稳态中起到了至关重要的作用。已有研究结果表明,蓝藻基因组编码的2-Cys Prx蛋白能够表现出氧化还原状态昼夜节律性振荡的表型,这种节律性振荡现象又被称为Prx-SO2/3节律性标签。此外,有研究显示:Prx-SO2/3节律性标签可以在kaiA突变体蓝藻细胞内保持振荡的昼夜节律性表型不发生显著变化,是一种以非转录依赖的振荡（Non-transcriptional Oscillator,NTO）机制维持运转的生物节律性现象。不同于前述TTFL和PTO机制,NTO时间保持机制的产生与维持机制,及其与TTFL和PTO时间保持机制之间的关联关系等生物钟基础理论问题仍然没有得到解答,相关研究亟待开展。在前期研究工作中,蓝藻S.elongatus PCC 7942作为研究对象,采用双分子荧光互补法（BiFC）和酵母双杂的方法来检测2-Cys Prx和CikA蛋白之间是否存在相互作用。双分子荧光互补（BiFC）实验结果显示:2-Cys Prx和CikA之间存在互作;而酵母双杂的实验结果显示:2-Cys Prx和CikA之间不存在互作。BiFC和酵母双杂交实验的结果看似矛盾,但初步表明这种相互作用与生物体细胞内的特定氧化还原的状态有关。为了更进一步了解这两种蛋白之间的互作关系,本论文一方面采用了pull-down的方法间接验证了二者的互作关系,另一方面,还采用蓝藻原位Co-IP直接验证二者的互作关系。论文还构建蓝藻的cDNA文库,并通过酵母双杂交的方法,在蓝藻中进行了筛选2-Cys Prx或CikA更多潜在互作蛋白的初步尝试。