线粒体定位序列介导的绿色荧光蛋白基因在烟草中表达的分析

由于绿色荧光蛋白可在活组织或细胞中直接检出 ,因而近年已在转基因植物的研究中用作报告基因 ,这样可在植物生长的任何阶段进行活体筛选和鉴定。本研究利用线粒体定位序列对改良 gfp基因在转基因烟草中的表达进行了观察 ,结果表明 :将GFP直接在细胞质中大量表达会对植物细胞产生毒性 ,从而影响植物细胞的分化 ,而将其定位在线粒体中 ,则从转化细胞产生植株的频率明显增高。     

细胞应激条件下嗜热四膜虫线粒体膜电位变化研究

单细胞线虫纲原生动物四膜虫(Tetrahymena),在H2O2的诱导下可发生凋亡样死亡.另外,最新研究表明细胞中活性氧簇(ROS)的积累可有效地诱导细胞自噬途径的发生.通过流式细胞技术和荧光显微技术,检测了经饥饿和ROS诱导剂处理后,线粒体内膜电位变化及细胞内ROS的积累.此外,应用两种抗氧化剂氮乙酰半胱氨酸(NAC)和过氧化氢酶(Catalase)分别对四膜虫细胞进行处理,检测了在氧化应激条件下的抗氧化作用效果.结果表明,Oligomycin和Menadione可有效抑制线粒体膜电位的维持,从而导致细胞内ROS积累.同时,H2O2处理和饥饿处理可以导致嗜热四膜虫细胞线粒体膜电位丧失以及细胞质ROS积累.另外,N-acetylcystine和Catalase可有效地降低四膜虫细胞内ROS的积累,以及保持四膜虫细胞线粒体内膜电位,维持通透性.     

基于变分水平集的显微注射过程细胞分割

对于显微注射过程中的细胞质分割问题,传统水平集模型无法在多个目标连成一体的情况下分割出细胞质,且分割速度慢.为此,文中首先依据形状差异性特点获取细胞和注射针的联合轮廓,而后结合变分水平集理论增加边缘约束条件,改进能量泛函模型,实现对细胞质的完整分割,同时大幅提升水平集收敛速度.实验结果表明,文中算法可以快速实现细胞质的独立分割,同时避免对其他目标的错误分割.     

抗霉素A直接刺激线粒体所引起的超氧阴离子含量和膜电位变化的单线粒体水平研究

建立了抗霉素A直接刺激提纯线粒体所引起的超氧阴离子(O2-.)含量和膜电位变化的单线粒体水平快速测定方法.利用杜恩斯(Dounce)匀浆装置,结合差速离心法,从HeLa细胞中提纯线粒体,经抗霉素A刺激和特异性荧光探针染色后,采用实验室自行研制的超高灵敏流式检测装置对线粒体进行快速、灵敏地逐一检测.与此同时,利用传统流式细胞仪在细胞水平对抗霉素A刺激所引起的O2-.含量和线粒体膜电位的变化进行了测定.实验结果表明,抗霉素A直接刺激线粒体能引起O2-.含量增加36%,膜电位下降16%;而抗霉素A在细胞水平能使得细胞中O2-.含量增加约3倍,膜电位的荧光信号增加1倍.研究结果表明,抗霉素A能直接诱导线粒体产生O2-.并引起膜电位的小幅度下降,所建立的线粒体活性参数微弱信号检测的新方法将有助于更深入地了解线粒体的功能以及药物的作用机理.     

实时观测基因编辑

<正>一项于2019年9月5日发表在Science上的研究为我们介绍了一种新技术——CRISPR活细胞荧光原位杂交(LiveFISH)技术。该技术实现了在活细胞中实时观测单个细胞的DNA和RNA片段,从而实时追踪基因组的编辑、转录、重排以及功能变化。研究人员将失去"剪刀"功能的蛋白质dCas9和带有荧光染料的向导RNA组合在一起,便可靶向标记活细胞中特定的基因组序列(右图),帮助检测     

使用差异定位SunTag组件实现对细胞质内高含量蛋白的活细胞观察

生物过程由数百万个蛋白质驱动.蛋白质结构和蛋白质定位是蛋白质行使功能的关键.在过去的研究中,快速发展的荧光显微镜成像技术使研究人员可以直接观察蛋白质在活细胞内的定位.然而,对细胞质内高含量蛋白的活细胞观察仍然存在技术障碍.我们通过改进SunTag标记技术,使用差异定位的SunTag组件:一方面,在研究目的蛋白(POI)上标记多个V4抗原;另一方面,将识别V4抗原的抗体GCN4融合的绿色荧光蛋白(GCN4-GFP)通过差异定位后限制其与抗原的结合量.我们的方法大大降低了背景荧光信号,实现了对dynamin膜上功能单位的直接可视化.     

一种基于背景减法的运动目标检测算法

针对静止摄像机下的运动目标检测问题,提出了一种基于背景减法的运动目标检测算法.首先利用无拘束学习方式迅速建立多个可靠的RGB颜色背景模型,然后在运动目标分割过程中,及时地根据场景变化对背景模型进行更新,同时利用色度信息及局部交叉熵信息去除阴影,得到较为精确的运动目标.在对用普通USB摄像头获取的视频序列实验中,该算法显示了良好的性能.     

使用差异定位SunTag组件实现对细胞质内高含量蛋白的活细胞观察（英文）

生物过程由数百万个蛋白质驱动.蛋白质结构和蛋白质定位是蛋白质行使功能的关键.在过去的研究中,快速发展的荧光显微镜成像技术使研究人员可以直接观察蛋白质在活细胞内的定位.然而,对细胞质内高含量蛋白的活细胞观察仍然存在技术障碍.我们通过改进SunT ag标记技术,使用差异定位的SunT ag组件:一方面,在研究目的蛋白(POI)上标记多个V4抗原;另一方面,将识别V4抗原的抗体GCN4融合的绿色荧光蛋白(GCN4-GFP)通过差异定位后限制其与抗原的结合量.我们的方法大大降低了背景荧光信号,实现了对dynamin膜上功能单位的直接可视化.     

拟穴青蟹ANT2基因的克隆与低温胁迫表达分析

腺苷酸转移酶(ANT)是线粒体中最丰富的蛋白质之一,其主要作用是介导ADP/ATP在细胞质和线粒体基质之间的运输.为探讨该基因在拟穴青蟹(Scylla paramamosain)低温适应中的作用,采用反转录PCR(RT-PCR)、cDNA末端快速扩增技术(RACE)等技术,从拟穴青蟹中获得了ANT2的cDNA全长序列,并运用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测了ANT2在不同组织和不同温度下的表达谱.该序列全长1 348bp,开放阅读框(ORF)为930bp,编码309个氨基酸残基.同源分析显示,该蛋白具有3个保守的线粒体跨膜功能结构域,形成能量分子传导转运通道,催化细胞质中ADP和线粒体内ATP的跨膜交换.qPCR结果表明ANT2基因在拟穴青蟹多个组织中均有表达,且表达量不同,表明ANT2基因具有组织表达特异性.第1期仔蟹在10,15,20,25℃不同温度条件下,在1,3,12,24,36h,10和15℃组表达量显著低于20和25℃组(p0.05);且在1,3,6,12,24h,10℃组的表达量显著低于15℃组表达量(p0.05).15℃组在48h内,ANT2呈现高低起伏的表达模式.拟穴青蟹第1期仔蟹ANT2基因表达变化,提示该基因与能量代谢功能相关,可能参与拟穴青蟹低温胁迫应答.     

Etoposide通过线粒体路径诱导Hela细胞凋亡

目的研究Etoposide诱导Hela细胞凋亡的分子机制.方法 Etoposide处理含有10%胎牛血清DMEM培养液培养的Hela细胞;Caspase-3活性检测试剂盒检测Etoposide处理Hela细胞Caspase-3活性;激光共聚焦显微镜和Western blot技术检测细胞色素C从线粒体的释放.结果 Etoposide能够导致Hela细胞凋亡;Etoposide处理Hela细胞内的Caspase-3活性增加;Etoposide诱导细胞色素C从线粒体释放到细胞质.结论 Etoposide通过线粒体路径诱导Hela细胞凋亡.     

使用蛋白质和mRNA序列信息预测蛋白质亚线粒体定位

线粒体是很重要的半自主性细胞器,主要为细胞提供能量,还承担了许多其他生理功能,而线粒体的某些功能只有在特定亚线粒体位置中才能实现.对亚线粒体定位的研究有助于进一步了解蛋白质的功能.文章计算了蛋白质的进化信息、同源序列的go信息、氨基酸指数信息、氨基酸粘性、氨基酸组分、平均化学位移,并结合mRNA序列的三联体频数,利用支持向量机算法和离散增量算法对蛋白质亚线粒体定位进行预测,在jackknife检验下准确率达到97.64%,同时用独立检验也取得较好的结果.     

白菜hau CMS不育系特异分子标记的开发与应用

以不同胞质的白菜和芥菜为材料,将hau CMS胞质的线粒体基因组与芸薹属植物中其他的细胞质雄性不育系的线粒体基因组进行比较,再经生物信息学分析,筛选得到hau CMS线粒体基因组上特异的序列,并根据该序列信息开发出用于鉴定白菜hau CMS类型的分子标记hau CMS-Specific.同时,通过序列对比分析发现hau CMS线粒体基因组缺失但其他胞质共有的线粒体基因组序列.根据该序列信息,开发了互补检测的分子标记hau CMS-Deletion.最后利用hau CMS、ogu CMS、pol CMS、oxa CMS、orf220CMS等不同胞质类型材料的DNA成功验证了这两对标记.     

粟酒裂殖酵母Atp10在线粒体中的功能研究

线粒体是真核细胞中的动力工厂,细胞生命活动所需能量大多来自于线粒体氧化磷酸化.粟酒裂殖酵母是真核生物研究的模式生物.本研究借助基因敲除方法获得atp10基因缺失菌株Δatp10,在以甘油和半乳糖为唯一碳源的非发酵型培养基中,Δatp10的生长出现缺陷.利用生物信息学分析,Atp10在N端含有32个氨基酸残基组成的线粒体定位序列,GFP绿色荧光观察Atp10蛋白定位在线粒体中;Western blotting检测显示,Atp10缺失导致线粒体相关蛋白的表达几乎丧失,影响线粒体呼吸链复合体的组装.综上所述,Atp10是一个与线粒体功能密切相关的蛋白,是线粒体呼吸链正常发挥功能所必须的蛋白.     

基于Gabor小波和颜色模型的阴影检测算法

在视频处理中,阴影的存在会严重影响对目标的跟踪和识别.为了有效地检测视频序列中的阴影,文中提出了一种基于Gabor小波和颜色模型的阴影检测算法.首先,建立背景的混合高斯分布模型和阴影颜色模型,通过差分法提取前景区域并结合Gabor小波纹理特征分析找出潜在的阴影点;然后通过阴影颜色模型对这些潜在的阴影点进行颜色分析;最后通过后续处理,找出真正的阴影区域.实验结果表明,文中算法具有较好的阴影检测效果.     

激光显微切割技术在植物细胞和分子生物学研究中的应用进展

激光显微切割技术是20世纪90年代后期发展,由现代物理学和生物学相结合的精确取材技术.该技术可以在显微镜下利用微激光束直接从不同的组织(包括活体组织)快速切割、分离和纯化生物体的目标组织、细胞及其组分,用于细胞和分子生物学的研究.笔者结合开展激光显微切割技术研究遇到的问题,从制片技术的改进、基因表达、DNA和蛋白质分析等方面,对激光显徽切割技术在植物细胞和分子生物学研究中的应用进行了综述.     

Canny算子与数学形态学算子相结合实现胸水细胞的边缘提取

针对胸水病理细胞显微图像的灰度分布不均匀性、灰度级范围窄等情况,提出了利用数学形态学方法与Canny算子相结合的算法对其进行边缘检测.首先利用Canny算子对细胞进行边缘的初次分割提取,然后利用数学形态学中的线形和菱形结构元素及填充函数对细胞边缘进行精确提取,获得了较好的实验结果,达到了对胸水细胞边缘自动检测的目的,有助于发现早期病变的细胞.     

含Syntaxin 1A基因的SFV表达载体的构建与表达

用绿色荧光蛋白 (EGFP)标记了Syntaxin 1A(Syn1A)蛋白 ,构建了含有EGFP Syn1A融合蛋白的森林脑炎病毒表达载体 pSFV1 EGFP Syn1A ,测序结果表明表达载体构建正确 .用荧光显微成像技术研究了Syn1A在原代大鼠胰腺 β细胞中的定位 ,结果表明Syn1A主要定位于细胞质膜上 .     

虾青素通过线粒体抑制高糖诱导的HBZY-1细胞凋亡

为了探究虾青素是否能有效改善高糖诱导的HBZY-1细胞的凋亡及其抗凋亡的机制,本研究采用CCK8法测定了正常糖和高糖环境下,不同浓度的虾青素对HBZY-1细胞活力的影响,并运用相关试剂盒测试了细胞死活比例和细胞凋亡的变化,在光镜下观察了HBZY-1细胞形态的变化,使用JC-1探针在荧光显微镜下观察了HBZY-1细胞线粒体膜电位的变化,运用Western Blot技术检测了HBZY-1细胞中促细胞凋亡蛋白bax和抑制细胞凋亡蛋白bcl-2的表达水平,运用caspase 3/7活细胞荧光实时法检测了HBZY-1细胞中的caspase 3/7活性.结果表明:虾青素可有效逆转高糖引起的细胞活力降低,能抑制高糖引起的HBZY-1细胞凋亡和细胞形态异常,并能改善线粒体膜电位和影响参与调控HBZY-1细胞的凋亡相关蛋白.由此认为:虾青素可以通过影响线粒体膜电位来改善高糖引起的肾小球系膜细胞凋亡,其有可能成为改善糖尿病肾病的潜在药物.     

SIFT特征匹配的显微全景图拼接

针对细胞图像序列模糊、传统的特征提取方法鲁棒性不强、伪匹配点对较多、图像匹配耗时过长、融合效果不佳等问题,提出了一种强鲁棒性、快速和精确的图像拼接算法.该算法首先用基于尺度不变(SIFT)算法提取细胞图像特征点,接着采用改进的BBF(Best-Bin-First)算法对特征集进行初始的双向匹配,然后采用随机抽样一致性(RANSAC)算法对匹配点对进行进一步提纯并估算出单应性矩阵,最后根据细胞图像序列之间的单应性矩阵关系将其投影到统一标准的平面坐标系下,用具有塔型结构的多分辨率融合算法对图像进行无缝融合完成全景图拼接.实验结果证明:该算法提取到的特征点分布均匀且数量适中,误配情况明显减少,能够有效地实现显微全景图的无缝拼接.     

基于双特征的前方车辆实时检测

提出一种在无先验知识的情况下,综合利用车辆阴影和对称性两种特征进行前方车辆检测的算法.该算法通过检测车底阴影特征生成车辆存在假设,首先,利用大津阈值分割方法(OTSU)得到车辆阴影特征,采用阴影区域融合方法解决阴影边缘的变形问题,得到可能包含车辆的区域;然后,利用车辆对称性特征对感兴趣区域进行验证,并对其中的车辆区域进行准确定位.通过对实际采集的道路图像序列进行测试,结果表明:该算法能够实时、有效地检测出前方车辆.