HeLa细胞有丝分裂过程中280kD核骨架蛋白的变化

核骨架(nuclear matrix)是细胞核中以纤维蛋白成分为主的网架体系,近年来的研究表明,核骨架与细胞内许多重要的生命活动有关,如DNA复制、RNA转录和加工、细胞核及染色质的构建等.     

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。     

关于染色体骨架的研究

近10多年来关于染色质和染色体超微结构的研究有了很大进展。70年代发现的核小体(nucleosome)已被证明是真核生物染色质和染色体的基本结构单位。这一发现为染色体的超微结构研究奠定了坚实基础。70年代后期,一些作者在去除组蛋白的中期染色体中看到由非组蛋白蛋白质(nonhistone protein,NHP)构成的骨架(scaffold)结构,也引起了广泛重视。对这种骨架结构虽然已从不同角度做过许多研究,但关于它是否是染色体中的     

染色体结构的新概念

细胞在准备分裂时,核内构造的剧烈变化引起生物学家极大的兴趣。可是,真核细胞染色体的结构至今仍然不很清楚。染色体串珠构造的发现导致DNA—组蛋白研究的迅速进展,并提出了各种染色体     

小麦染色体嗜银蛋白的生化分析

70年代后期,Laemmli等人通过对去除组蛋白和大部分非组蛋白的HeLa细胞中期染色体生化分析和电镜观察,发现在中期染色体中存在由非组蛋白构成的骨架结构。Howell等人采用银染技术和光镜,在哺乳动物和人的中期染色体中也看到一种由非组蛋白组成的类似骨架的银染轴结构。Earnshaw等人进一步证实在完整染色体中所见的轴结构相当于在去除组蛋白中看到的骨架结构,非组蛋白骨架是染色体中主要的银染对象。最近,Zhao等人用电子显微镜在蝗虫有丝分裂和减数分裂染色体中也看到了银染轴（骨架）,并对其精细结构和行为进行了研究。但这些实验虽然从细胞学的角度证实染色体中可能存在着一类能被硝酸银特异染色的非组蛋白,然而,迄今还缺乏对这些嗜银蛋白的生化分析。本文从同步化根尖细胞中分离染色体,通过SDS-PAGE技术,用考马斯亮蓝和硝酸银染色,从生物化学角度     

体外组装的细胞核中的核骨架

细胞核组装(nuclear assembly)普遍存在于真核细胞生命过程中,如有丝分裂和减数分裂完成后细胞核的重组装,是研究细胞核构建与功能的良好模型.但生物体乃至单个细胞是相当复杂的系统,各种因素错综复杂,相互作用,不易操作、控制和分析,细胞核体外组装系统(cell free nuclear assembly system)的建立提供了一个很好的实验模式.核骨架(nuclear matrix)是细胞核内以纤维蛋白成分为主的纤维网架结构,大量研究     

降解微丝能促进核内DNA病毒(IBRV)在细胞质内的装配

疱疹病毒是典型的核内DNA病毒,病毒核壳体是在宿主细胞核内装配的。但近年来发现鸭瘟病毒(一种鸭疱疹病毒)、单纯疱疹病毒等除了在细胞核内装配外,同时存在着一条细胞质内的发生途径,这与经典的病毒学观点有很大差别,目前这方面的报道极少,对于细     

表皮生长因子受体在DNA 损伤修复中的作用机制新进展

表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)在许多人类恶性肿瘤中存在过表达或突变, 近期大量的研究表明EGFR 和/或其下游成分可以进入细胞核, 在核内发挥转录调节和信号转导功能, 其中一个重要的功能是促进DNA 双链断裂(doublestrands breaks, DSBs)的修复. EGFR 主要通过核移位及PI3K-Akt 通路、Ras-Raf-MAPK 通路与DNA 修复的关键成分如DNA-PK, ATM, Rad51 和BRCA1 等作用促进DSBs 的修复.放化疗诱导的肿瘤细胞DNA 损伤后的修复目前正成为一个越来越有吸引力的靶点, 靶向EGFR 或其下游信号抑制DNA 损伤修复的治疗具有重要的临床意义和应用前景.     

HMG1/2和HMG14/17与人ε-珠蛋白基因启动子DNA的相互作用

HMG (high mobility group)蛋白质是真核细胞核内一类含量丰富的非组蛋白, 它们在染色质的结构与功能及基因表达调控中起着重要作用. 应用凝胶电泳阻滞法和体外核小体重组技术, 分析了HMG1/2和HMG14/17与人ε-珠蛋白基因启动子(ε-promoter,-177 ～ + 1 bp) DNA的结合模式. 实验结果表明, HMG1/2能与ε-珠蛋白基因启动子DNA相结合, 而HMG14/17不能与它结合. 将ε-珠蛋白基因启动子DNA在体外组装成核小体后, HMG1/2则不能与组装成核小体的ε-珠蛋白基因启动子 DNA结合, 而HMG14/17却能与之结合. 结果提示, 当 ε-珠蛋白基因启动子DNA处于不同的状态时, 它所结合的HMG蛋白是不同的, 推测它们可能就是通过这种选择性的结合模式而积极参与了人体 ε-珠蛋白基因的表达调控.     

Ras类原癌基因产物Ran GTPase在细胞增殖调控中的作用

Ran是一种大量分布于细胞核内的GTP酶, 是Ras类原癌基因大家族中的一员. Ran的功能多种多样, 有许多证据表明Ran及其结合蛋白参与调控细胞周期中的多个过程. 目前比较确认的功能主要包括: 通过调节核质物质转运而调控细胞周期调控因子的定位、调控核膜装配、调控DNA复制、调控纺锤体组装等. 此外, 还有资料显示Ran参与细胞核结构的维持、mRNA转录和剪接、RNA由核内向胞质中转运等. 本文主要对Ran调控核膜装配、DNA复制、纺锤体组装等机理进行评述.     

体细胞核移植牛肺脏中H19和Xist基因的DNA甲基化状态

在体细胞核移植中, 体细胞的供体核要经过表观遗传修饰的重编程才能获得发育的全能性, 目前认为不完全的表观重编程是导致克隆效率低的主要原因. DNA甲基化是基因组主要的表观遗传修饰方式, 是调节基因组功能的重要手段. 为了探求核移植过程中DNA甲基化的表观重编程是否充分, 利用亚硫酸氢盐测序法分析了印记基因H19和Xist在出生48 h内死亡的体细胞核移植牛和正常对照牛肺脏中的DNA甲基化状态. 结果发现, 体细胞核移植牛中H19基因甲基化程度较低, 与正常对照组相比差异显著(P < 0.05), 并且 9C3个体有3个CpG (第1, 2, 3位)表现出完全非甲基化; Xist基因甲基化程度在体细胞核移植牛和正常对照牛中都较高, 且没有显著差异.     

HBV cccDNA的表观遗传学修饰及调控

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)感染是一个重大的世界性公共卫生问题. HBV能够引起急性或慢性病毒性肝炎,最终导致肝硬化甚至肝癌的发生.现行的临床抗HBV药物,如α干扰素和核苷(酸)类似物等,虽可有效抑制病毒复制,但不能彻底清除病毒.其根本原因在于, HBV感染肝细胞后形成共价闭合环状DNA(covalently closed circular DNA, ccc DNA),并以微染色体的形式独立稳定存在于肝细胞核内.表观遗传学修饰可在不改变DNA序列的情况下,影响基因的表达.越来越多的证据表明, ccc DNA的表观遗传学修饰是调节HBV生活周期的重要因素.本文就HBV ccc DNA的表观遗传学修饰和调控作用、表观遗传修饰药物和治疗,以及表观遗传学研究方法和体系等进行综述.     

遗传工程与人类

电子、能源、超材料等工,技术已在各个领域中切实和急速地进步。最引人注目的新技术中,有遗传工程学。生物是由细胞构成的。细胞中有细胞核,其中的染色体是生物延续机能的根本。染色体中有细长线状的DNA(脱氧核糖核酸),它在核中迭藏着。人类的DNA如果拉长有1.8米。在这根细长的线上载着遗传信息,这种遗传信息只是由四类氨基的各种排列而形成的。     

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。     

疟原虫和锥虫的染色体

要了解那些引起人类主要疾病的原虫的遗传学情况,首先必须知道其所具有的染色体数目.Kemp等报道用一种新技术——脉冲场梯度(PFG)凝胶电泳来分离和鉴定恶性疟原虫的7条染色体.Kemp 等对3株恶性疟原虫(巴布亚新几内亚、加纳和泰国株)进行了研究.溶解培养的红内期疟原虫后,发现它们的DNA 可分成7个不连续的区带,用酵母染色体     

30 nm染色质纤维高级结构的研究进展

真核生物的遗传物质DNA以染色质形式通过逐级折叠压缩存在于细胞核中。DNA缠绕组蛋白八聚体形成核小体,相邻的核小体由连接DNA串联起来形成染色质的一级结构：核小体串珠结构(beads-on-a-string)。一级结构进一步折叠形成30 nm染色质纤维。近30多年来,30 nm染色质纤维高级结构的解析一直是困扰分子生物学家们的一大难题。研究者利用电镜和X射线晶体学等生物物理学方法对30 nm染色质纤维结构进行研究,提出30 nm结构的两大模型：螺线管(solenoid)模型和Z字结构(zig-zag)模型。笔者综述了30 nm染色质纤维结构解析方面的研究进展,并着重阐述最近利用冷冻电镜方法解析的30 nm染色质结构,即以四个核小体为结构单元的左手双螺旋结构模型,最后对30 nm染色质纤维在体内是否存在,以及它在表观遗传调控中可能发挥的重要作用等问题进行了讨论和展望。     

四膜虫大核rRNA基因与核骨架的关系

真核生物细胞中95%以上的RNA为rRNA(核糖体RNA),它们全部是rRNA基因(又称rDNA)的转录产物,其它基因转录的RNA只占5%左右.人们对如此重要的rRNA基因与核骨架(Nuclear skeleton,包括核内骨架Nuclear matrix以及核纤层Neclear lamina)的关系的研究虽然早已开始,并发现一些细胞的rRNA基因是与核骨架结合的,然而rRNA基因与核骨架的真正关系至今远未搞清楚.     

生命的旋律--"DNA音乐"

细胞是生命的基本单位。在任何生物的细胞核中,都含有一套由遗传物质去氧核糖核酸(DNA)组成的染色体。分子生物学家已经探明,染色体是由两条DNA长链缠绕而成的双螺旋结构。DNA含有四种类型的碱基,即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。每条DNA长链上的腺嘌呤和胞嘧啶配对互补,而鸟嘌呤则和胞嘧啶配对互补。互补的碱基间以氢键联结,成为两条DNA长链间的纽带。     

疫霉菌激发子PB90诱导烟草悬浮细胞的凋亡

激发子PB90是疫霉菌(Phytophthora boehmeriae)分泌的一种分子量为90 kD的胞外蛋白激发子, 该激发子可以诱导非寄主植物烟草的过敏反应和系统获得抗性. BY-2烟草悬浮细胞经该激发子PB90处理后, Trypan blue染色观察到细胞死亡, 这种死亡可被蛋白质合成抑制剂Cycloheximide抑制, 表明这种细胞死亡是主动死亡过程. 提取PB90处理的悬浮细胞的DNA进行琼脂糖凝胶电泳观察到DNA Ladder现象, 表明核小体间的DNA发生了断裂; 对经PB90分别处理4和12 h的烟草悬浮细胞进行TUNEL染色, 观察到较强的阳性信号, 进一步表明其细胞核内发生了DNA末端断裂; 同时结合DAPI染色观察到经PB90处理后的细胞染色质凝集、细胞核解体形成凋亡小体等细胞凋亡的形态学特征. 上述结果表明激发子PB90可以诱导BY-2烟草悬浮细胞发生细胞凋亡, 提示该激发子诱导的过敏反应是一个细胞凋亡过程.     

关于染色体的构成和模型

染色体的研究是细胞学的重要内容之一。DNA、组蛋白、酸性蛋白以及RNA共同构成了真核细胞染色体的复杂结构。生物化学、分子生物学、细胞学和遗传学的工作者们从不同角度对这四种成份进行了大量的研究,提出了各种染色体的结构模型。这里仅对某些方面的进展作简单的介绍。