植物染色质重塑复合体的保守性和特异性

真核生物基因组DNA及其所包绕的组蛋白形成的核小体是染色质的基本单位。染色质的形成一方面有助于将基因组DNA组装到细胞核中,另一方面也对基因表达具有重要影响。染色质重塑因子能够利用水解ATP产生的能量调控染色质上核小体的组装、移除、滑动及组蛋白变体的置换等,从而调控基因转录和其他多种生物学过程。真核生物中的染色质重塑因子主要包括SWI/SNF、ISWI、CHD和INO80四类,这些染色质重塑因子往往以多亚基复合体的形式存在。最近的研究工作系统鉴定了植物染色质重塑复合体的亚基组成和功能,揭示了植物染色质重塑复合体相对于酵母及动物染色质重塑复合体的保守性和特异性。对于这些复合体调控基因转录分子机制的认识也在不断深入。这些发现为深入研究染色质重塑在植物生长发育和胁迫应答中的作用奠定了基础。     

鸡红细胞核内染色质结构的AFM和TEM的比较研究

运用原子力显微镜,在接近自然状态的条件下,观察到鸡红细胞核内四个层次有序折叠的染色质纤维（－１５,－３０－４０,－６０和－９０－１１０ｎｍ纤维）。在真核细胞的间期核中,染色质并非以杂乱无章的状态存在,而是形成有序的高级结构。     

爪蟾卵非细胞体系诱导小鼠肝细胞核凋亡

通过向正常爪蟾卵提取物S_150中加入dATP和细胞色素c,得到能有效诱导外源细胞核凋亡的非细胞体系 .温育在上述非细胞体系中的小鼠肝细胞核表现出明显的凋亡特征并形成大量的凋亡小体 .染色质在核膜下凝集形成直径相差较大并相互分离的球形区域 ,球形小体通过核膜向外突出 ,并逐渐与核膜分离 .最后 ,细胞核几乎将所有DNA凝集并排出 ,只在核膜边缘残留一些DNA成分 ,而温育体系中充满高度凝集的凋亡小体 .这种凋亡小体产生的过程以往工作未见描述 .同时 ,小鼠肝细胞核在卵提取物中发生的形态变化伴随着染色质DNA被降解成DNAladder.我们的研究表明 ,利用爪蟾卵提取物研究细胞核凋亡是一个很好的实验模式 .     

大鼠肝细胞核纤层蛋白的自组装

核纤层(lamina)是指存在于细胞核膜内膜下的一层纤维网架结构,纤维直径约10nm,互相正交成网格状.核纤层由核纤层蛋白(lamin)构成,哺乳动物的lamin分为3种:laminA,laminC和laminB.lamin分子由非螺旋的头部和尾部及中间的α-螺旋杆状区三部分组成,其C-末端的肽链卷曲成球形.lamin的杆状区主要由α-螺旋组成,含有350个氨基酸,长度为52nm左右.由于其杆状区的一级结构与胞质内中间纤维同源性很强,而且lamin也会形成10nm的纤维,所以人们把它归为中间纤维的一种.     

小麦染色质骨架的研究

应用电镜、细胞化学、图像分析和电泳等实验技术，我们发现小麦间期集缩染色质中存在着骨架结构，并称之为染色质骨架．它是有丝分裂末期染色体骨架上的一部分非组蛋白脱离染色体参与核基质的形成后，残留的非组蛋白仍然存在于集缩染色质中的结果；其结构特点是颗粒与纤维网络并存；由二十来种非组蛋白组成，其中包括队动蛋白和ＡＴＰａｓｅ。它与间期核基质和中期染色体骨架保持着非常密切的联系。本文对其发现过程和三者之间的相互关系进行了概述。     

三尖杉酯碱诱导HL-60细胞程序死亡

近年来很多文献报道了拓扑异构酶Ⅰ的抑制剂喜树碱(Camptothecin,CAM)、拓扑异构酶Ⅱ的抑制剂鬼臼噻吩甙(VM_26)(Teniposide,Ten)可诱导HL-60细胞程序死亡.程序性细胞死亡(Apoptosis,Apo)区别于细胞坏死(Necrosis,Nec)的特征是质膜保持完整性、核染色质固缩、核DNA降解成寡聚核小体等.     

小鼠胸腺T淋巴细胞有丝分裂过程中核纤层蛋白A/C与染色体结合

核纤层(nuclear lamina)是内层核膜下由10nm纤维构成的网架,是核骨架的结构组分之一,哺乳类细胞的核纤层蛋白(lamin)成分可分成3种:lamin A,lamin B,lamin C.核纤层与核膜、染色质及核膜孔复合体在结构上有密切联系.可能具有支持核膜,为间期染色质提供锚定位点的功能.淋巴细胞核纤层的成分尚有争议,Rober等报道没有发现lamin A/C;而Guilly等的结果显示在淋巴细胞(T和B)分化的早期(包括淋巴母细胞,胸腺淋巴细胞)     

烟草胚珠提取物诱导爪蟾去膜精子实现非细胞体系核重建

非洲爪蟾（Xenopus laevis）去膜精子在茄科植物烟草（Nicotiana tabaccum）胚珠提取物中实现非细胞体系核重建,爪蟾去膜精子在烟草胚珠提取中温育15min左右即开始膨大;继续温育,精子染色质去凝集,爪蟾粗子在形状由细长形经由长形、半月形、椭圆形等逐渐变圆,在去凝集的染色质周围有膜状结构出现,这种膜状结构由双层膜和单层膜组成,重建核经微球菌核酸酶酶切,DNA电泳结果表明爪蟾精子染色体质在烟草胚珠提取物中装配形成核小体结构,植物烟草胚珠提取物用于非细胞体系核重建,为离体核重建研究提供了又一模式和实验体系,可促进细胞分裂机制和细胞周期调控机制的研究。     

爪蟾卵提取物中凋亡特异核酸酶抑制物的鉴定

细胞色素c加至非洲爪蟾（Xenopus laevis）卵提取物S－150中,能诱导外源细胞核发生凋亡。诱导过程中,爪蟾凋亡特异核酸酶XAD被激活,在核小体间切割染色质,形成DNA梯（ladder).实验表明,正常卵提取物中大量存在凋亡特异核酸酶XAD抑制因子IXAD,抑制XAD的核酸酶活性;IXAD分子量约40ku,正常状态下以二聚体形成或与XAD形成复合体存在;凋亡中IXAD被降解,导致XAD被释放激活。Western检测和交叉抑制实验显示IXAD与DFF45在结构与功能上可能同源。实验结果进一步证明凋亡途径在进化上的保守性。     

衣藻基体中存在类中间纤维构成的笼状结构

衣藻是原始的单细胞的真核生物,具有两条等长的鞭毛,在鞭毛的根部是由九组三联微管组成的细胞器,称做基体.基体与中心粒(centriole)是同源器官,是形成鞭毛和胞质中微管的中心.基体有自己的DNA分子((6—9)×10~8hp),存在于基体的腔内.我们采用选择性抽提结合整装制片电镜技术,在衣藻基体(basal pody)中观察到10nm纤维构成的结构,以哺乳动物角蛋白抗体进行免疫荧光观察,在衣藻基体处有阳性结果.     

“山水林田湖草沙”的形成、功能及保护

“山水林田湖草沙”是对我国多样化生态系统的简要概括和通俗表达。它们在外观和结构上存在明显差异,但又相互联系、相互影响,共同构成生命共同体,为人类社会延续发展提供物质基础和必要条件。当前,“山水林田湖草沙”的一体化治理、保护和修复,已成为推动我国生态文明建设的重要抓手。文章较为系统地总结了我国“山水林田湖草沙”的本底情况,简要介绍它们形成的条件和原因,并从生产、生态、文化与景观等三个方面阐述各自的主要功能。在此基础上,文章基于生态学视角,对生态文明建设中应如何开展“山水林田湖草沙”的治理、保护和利用进行了讨论,回顾国内外若干对生态环境产生负面影响的案例,并简要阐述生态文明建设的生态学途径。     

纳米尺度金属超分子配合物对DNA的特殊识别与功能调控新进展

配体通过靶向特殊基因,进而调节该基因所参与的生物学功能一直是生物无机化学领域十分活跃的研究课题.当前,金属配合物对DNA的结构识别以及功能调控引起了人们的高度重视,越来越多的研究表明,金属配合物能够有效地识别DNA的二级结构并影响其生物学功能.最近研究发现,一些具有纳米尺度的金属超分子配合物能够特异性识别DNA并表现出特殊的生物学效应.本文总结了纳米尺度金属超分子配合物对不同DNA二级结构的选择性识别及调控等方面的研究进展.     

人脑连接组研究:脑结构网络和脑功能网络

人脑是自然界中最复杂的系统之一,在这个系统中,多个神经元、神经元集群或者多个脑区相互连接成庞杂的结构网络,并通过相互作用完成脑的各种功能.近年来,结合基于图论的复杂网络理论,研究者们发现利用结构和扩散磁共振成像数据构建的脑结构网络以及利用脑电图/脑磁图数据和功能磁共振成像数据构建的脑功能网络具有很多重要的拓扑性质,如"小世界"属性、模块化的组织结构以及主要分布在联合皮层上的核心脑区(如楔前叶、额上回、额中回).另一方面,研究者发现许多神经精神疾病(如阿尔兹海默病和精神分裂症等)与脑结构和脑功能网络的异常的拓扑变化有关,这些研究不仅为理解神经精神疾病的病理机制提供了新视角,也可能为疾病的早期诊断和治疗评价提供脑网络影像学标记.本文以人脑结构和功能连接网络的研究为重点,介绍了人脑连接组和复杂网络理论的基本概念,并且回顾了近年来人脑结构和功能连接组的研究成果,并指出了该领域中存在的问题及未来的研究方向.     

G蛋白偶联受体的结构生物学研究

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR)在细胞信号传导过程中发挥关键作用,其三维结构的解析对于深入理解GPCR的结构与功能关系具有重要意义。2000年以前,GPCR的高分辨率结构解析一直是困扰科学家们的一个难题。近年来,GPCR的结构生物学研究实现了飞跃式的发展。本文简要综述了GPCR结构解析的方法与创新点,并以CCR5和P2Y1R两种受体的结构解析为例阐述GPCR结构对于功能研究和药物研发的重要性。     

石墨烯：单原子层二维碳晶体——2010年诺贝尔物理学奖简介

  石墨烯--石墨的极限形式,具有独特的单原子层二维晶体结构,2004年首次由英国曼彻斯特大学的两位科学家：安德烈·盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁·诺沃肖罗夫（Konstantin Novoselov）成功剥离出来。2010年,二人因在石墨烯方面的开创性实验而获得诺贝尔物理学奖。作者从碳材料的发展史出发,结合石墨烯的结构、制备方法及其性能,综述了石墨烯领域的研究工作,对其发展趋势及将面临的挑战进行了评述。     

静电纺丝制备微纳纤维的形貌表征与影响机理分析

静电纺丝作为一种广泛采用的纳米纤维制备技术,影响其纤维形貌的主要因素包括材料参数、工艺参数和环境因素等.采用聚氧化乙烯(PEO)溶液,通过研究溶液属性(分子量、质量分数、电导率)和工艺参数(工艺电压、电极间距、喷嘴内径等)对纤维形貌的影响,得出相关参数对纤维直径和形貌的作用规律.研究结果表明:当PEO质量分数由4%到8%时,图案形貌经历了球状颗粒-珠丝共存-纤维的演变过程;分子量由40万到60万时,纤维由珠丝结构变成均匀光滑的丝,进一步增大分子量,纤维开始变得粗细不均并出现锯齿结构;当电导率由151到355 s/cm时,纤维直径变粗5倍;工艺电压(25~30 kV)增加,纤维直径先增加后减小,梭形颗粒先增多后减少;电极间距(15~25 cm)的增加使PEO纤维的直径减小,梭形颗粒先增加后减少;喷嘴内径由160 m增大到600 m时,纤维先是变得均匀光滑,后出现黏并结构.这些研究结果能够更好地指导静电纺丝技术在生物医用、纳米装置及纳米制造等领域的应用.     

仿生结构及其功能材料研究进展

种类繁多的生物界经过45亿年长期的进化其结构与功能已达到近乎完美的程度, 实现了结构与功能的统一, 局部与整体的协调和统一. 仿生设计原理为创造新型结构及功能材料提供了新的方法和途径, 向自然学习是新材料发展的重要源泉. 近年来, 仿生结构及其功能材料受到越来越多的关注, 本文结合作者课题组的相关工作, 就光子晶体材料、仿生空心结构材料、仿生离子通道、仿蜘蛛丝超韧纤维、仿生特殊浸润性表面、仿生高强超韧层状复合材料、仿生高黏附材料及其他仿生材料的研究现状进行简要的综述, 并概要展望了其发展趋势.     

光纤通信技术发展现状及日常维护

光纤通信因其具有损耗低、传输频带宽等优点,发展非常迅速。目前,已经进入邮电、广播、电力、石油和军事通信等各领域。近年来,光纤通信得到了长足的发展,大幅提高了通信能力。文章将对此及光传输设备的维护做简单的论述。     

基于DNA/RNA的逻辑门与逻辑运算

DNA和RNA具有精确的分子识别能力以及强大的信号存储能力. 利用DNA/RNA分子的生物学特性来构建分子级别的逻辑门并实现逻辑运算是近年来计算机科学和分子生物学交叉产生的新兴领域, 引起了研究者的广泛关注. 本文介绍了利用DNA/RNA分子的酶活性、结构特性来构建逻辑门的方法, 探讨了将单一逻辑门整合成复杂的逻辑运算的途径. 并且对于DNA/RNA逻辑门在体外检测和体内诊疗等生物医学中的应用进行了介绍, 提出了未来的发展方向.