活细胞内微粒的跳跃运动和布朗运动

在光学显微镜下容易看到活细胞内微粒的无规则运动。早期把这种无规则运动都归之于微粒的布朗运动,即分子热运动引起微粒的无规则运动。但以后许多实验观察到活细胞内微粒还发生时间上间歇、方向上无规则的跳跃运动。跳跃运动和布朗运动这两种运动形式     

活细胞内微粒跳跃运动理论

许多实验报道过活细胞内微粒(包括细胞器)跳跃运动(saltatory movement)的现象。微粒跳跃运动的显著特点是运动的间歇性:微粒在短时间内突然发生运动,然后停止不动。曾经进行过微粒跳跃运动的研究,并有实验表明,细胞器沿着肌动蛋白丝和微管运动。但是,对这种在活细胞内普遍存在的运动形式,至今没有定量的讨论。本文提出活细胞内微粒(包括细胞器)跳跃运动的定量理论。     

活细胞内胞质微粒拟布朗运动的研究

胞质微粒(cytoplasmic granules)的无规则运动,是活细胞内部一种普遍存在的现象,早年Kamiya报道过细胞内微粒的杂乱运动,把它称为颤动(agitation)。Rebhum报道过细胞内微粒无规则运动,Ross等观察未分化的变形虫细胞内部微粒运动,Bartmik等观察植物假根细胞内部小泡运动,刘国琴等观察萌发花粉细胞内微粒运动。但这方面工作多为定性的描述,缺乏定量的测量和计算。我们在烟草愈伤组织细胞内胞质流动的研究中观察到胞质微粒无规则运动。本文报道实验观察现象,对这种运动进行定量测量,并讨论它的性质。     

SPR细胞传感器对PMA诱导的C6活细胞内分子事件的动态无创性监测

从分子和细胞水平探讨机体对外界刺激的反应机理, 对从微观水平研究活细胞内分子活动的过程、规律及特点以及开展细胞分子生物学研究具有重要意义. 本研究针对动态监测和研究活细胞内分子事件的需求, 以表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)技术为核心, 设计研制了能够用于细胞培养和动态细胞学效应监测的SPR细胞传感器装置. 利用该装置, 实时研究了佛波酯作用于C6细胞所诱发的特征性SPR信号. 该信号同PMA作用于无细胞的空白传感器明显不同, 呈现规律性变化, 具有PMA剂量依赖性和饱和性特点, 且能够被PKC抑制剂减弱甚至完全抑制. 这说明该信号源于PKC活化等细胞内反应所导致的生物分子在细胞膜部位的重新分布. SPR细胞传感器技术为动态、无创性研究活细胞内分子事件发生的时空特点及规律提供了新的量化分析方法与思路. 该技术还可用于空间细胞学效应研究、配体垂钓、药物筛选及生物战剂监测等基础研究和应用研究.     

硫代修饰分子信标用于活细胞内mRNA的检测

采用细胞成像的方式, 使用硫代修饰分子信标对转染GFP基因前后活细胞内靶GFP mRNA进行了实时检测. 结果表明, 硫代修饰既可保持分子信标高选择性、高灵敏度以及无需对多余探针洗脱的优点, 同时也可提高其抵御核酸酶降解的能力. 因此, 分子信标进行细胞内mRNA研究时, 硫代修饰可有效消除假阳性信号的产生, 提高检测结果的准确性.     

基于分子信标荧光增强速率检测活细胞内p21 mRNA表达

根据肿瘤抑制基因p21序列设计合成分子信标,通过显微操作将其注入p21表达水平存在差异的两种鼻咽癌细胞内,以活细胞成像方式动态检测了分子信标进入鼻咽癌细胞后荧光信号的变化.p21分子信标注入两种细胞后,荧光信号均逐渐增强,约15min后达到最大值;注入细胞后4min内,细胞间荧光增强速率存在明显差异,该差异反映了p21mRNA表达水平的变化趋势,与常规逆转录PCR(RT-PCR)结果相符.在使用分子信标进行活细胞内mRNA表达水平的研究中,通过分析荧光增强速率的变化,可有效降低细胞内的酶的影响,提高检测结果的准确性.     

分子马达运动:生命滑动的乐章

生命在于运动,因此运动对生命而言具有至关重要的意义。肌球蛋白、动力蛋白和驱动蛋白是三种重要的分子马达,负责肌肉细胞和非肌肉细胞的运动。肌球蛋白与肌动蛋白间滑动构成肌肉收缩的基础;动力蛋白和驱动蛋白沿微管运动在细胞内物质运输,有丝分裂、减数分裂中染色体分离过程和细胞骨架动力学方面发挥重要作用。分子马达突变或缺陷可导致遗传性神经病变、严重型肌病和呼吸道慢性感染等发生。因此,分子马达运动的相关研究成果为多种疾病治疗提供新的策略。文章回顾了分子马达的研究历程、生物学作用和应用意义。     

蛋白质磷酸化的生物信息学研究新进展

细胞是生命活动的基本单元.在分子水平,细胞生命活动的可塑性与动力学特征体现为动态的蛋白质-蛋白质作用网络.同一蛋白质的功能因其时空位置而产生不同的生物学意义.蛋白质的时空动力学特征通常由蛋白质的共价修饰来调控.蛋白质磷酸化是细胞内最重要的及常见的一种修饰方式.在人类细胞中,参与蛋白质磷酸化的蛋白     

细胞内膜系统的跨膜分子运输

细胞是执行生命功能的基本单位,各种生物分子在脂膜包被的区域内有序协调地行使功能,从而构成了生物活动的基础.脂分子层不仅具有隔绝内外形成微环境的屏障作用,而且还通过受控的跨膜物质运输与信号转导而发挥交通枢纽的功能,实现了膜内外物质与信息交换的精细调节.除此之外,脂分子层由于其形成的疏水环境还为大量的脂溶性生物小分子的合成与代谢提供了加工场所.细胞内膜系统的物质运输是一个高度受控的复杂物流网络,所运输的底物涵盖了无机小分子、有机小分子和生物大分子等众多物质,其运输效率和调节机制与细胞发挥正常功能以及疾病发生发展具有重要关系.由于分子定位、原位成像和蛋白质样品获取方面的困难,目前对于细胞内膜运输系统的研究与了解只是冰山一角.本文就细胞内各膜系统间发生运输和交换的信号分子、营养物质及生物大分子的研究进展做了综述,并且期待在细胞内膜系统研究上新技术新方法的发现.     

基于分子信标荧光增强速率检测活细胞内p21 mRNA表达

根据肿瘤抑制基因p21序列设计合成分子信标，通过显微操作将其注入p21表达水平存在差异的两种鼻咽癌细胞内，以活细胞成像方式动态检测了分子信标进入鼻咽癌细胞后荧光信号的变化．p21分子信标注入两种细胞后，荧光信号均逐渐增强，约15min后达到最大值：注入细胞后4min内，细胞间荧光增强速率存在明显差异，该差异反映了p21mRNA表达水平的变化趋势，与常规逆转录PCR（RT—PCR）结果相符．在使用分子信标进行活细胞内mRNA表达水平的研究中，通过分析荧光增强速率的变化，可有效降低细胞内的酶的影响，提高检测结果的准确性．     

一种新型的遗传性疾病

遗传性疾病通常由细胞的某种蛋白质缺陷而引起.最近一组美国生物学家发现首例是由于细胞内线粒体遗传物质缺陷所引起的疾病,并认为是引起癫痫的一个亚型. 阿特兰大乔治娅埃默里大学(Emovy Unirevsity in Atlant,Georgia)科研人员的研究结果特别令人兴奋;他们发现这种疾病的遗传物质分子缺陷并不位于常见的细胞核DNA上,而是位于线粒体的DNA上.     

活细胞内细胞器转动理论

细胞器运动是活细胞内部普遍存在的现象,除细胞器平移运动外,文献上报道过细胞器作为整体的转动,已经知道,细胞器由同它结合的运动蛋白驱动,由ATP分子水解提供能量,沿着微丝或微管轨道运动,细胞器沿直线轨道的运动,表现为细胞器的平移运动。而细胞器沿轨道的滚动,以及沿曲率半径很小的弯曲轨道的转折运动,表现为细胞器绕自身轴的转动。我们曾定量讨论过细胞器的平移运动,本文提出细胞器转动的公式,并且定量地讨论细胞器转动与由分子热运动引起的布朗转动的区别。     

膜性细胞器及其亚结构的动态调控机制国内研究进展

细胞内复杂的生命过程,几乎全部由细胞内功能特化的细胞器完成或与之相关.在活细胞中,膜性细胞器组成成分不断变化.膜性细胞器之间存在频繁的物质交换和功能联系,构成功能网络,执行复杂的生物学过程.膜性细胞器结构或功能的紊乱,有可能导致整个细胞功能紊乱,严重时导致细胞死亡,进而导致机体许多重大疾病的发生.因此,对于膜性细胞器发生、结构特征和功能的研究是细胞生物学的基础,也是理解生命过程的基础,其分子细胞机制的阐明也对于理解相关疾病的发生机制,治疗方法有重要作用.本文将围绕"膜性细胞器及其亚结构的动态调控机制"这一主题,从膜性细胞器的形成、维持和调控、膜性细胞器之间的转运和互作及膜性细胞器研究的新技术新方法3个方面综述膜性细胞器的国内研究现状.并讨论膜性细胞器领域今后的研究方向和科学问题,分析当前所面临的机遇和挑战以及今后的发展方向和可能的突破点,提出我国膜性细胞器领域研究的战略性建议.     

用纳米技术窥视细胞内生命活动

米切尔·克里克顿写了一部名叫《捕食者》的关于纳米技术误入歧途的小说 ,里面讲一群光敏粒子穿过人体 ,创造出了终极医学成像系统。在现实世界中 ,生物化学家希望再进一步 ,利用病毒作为“纳米摄像机” ,以期获得活细胞内部生命活动的独特画面———从而更好地认识病毒本身是如何工作的。美国布鲁明顿市印第安纳大学由伯格丹·德拉格尼亚领导的研究小组正在探索载有金纳米粒子的病毒是否有能力闯入细胞内部(和病毒外壳本身的指示器一起) ,对激光作出反应。所有这些 ,会提供一幅反映细胞内化学、物理活动的前所未有的图像。研究人员目前是采…     

封面说明

正核碱基作为生命遗传信息的载体,通过碱基配对实现识别作用,参与细胞内遗传信息的传递与表达.核碱基配对作用发生在Watson-Crick面上,汕头大学李丹课题组的研究发现,含有Watson-Crick活性位点的生物金属有机框架材料(BioMOF)在经历A-T碱基配对后,结构发生了自适应响应.这一发现使带有开放Wa tson-Crick位点的BioMOF的设计合成成为自适应化学新的研究对象.分子的非键作用是主客体化学的主要研究内容,利用具有分子低     

实验室里的火山

地球上的生命是怎样形成的呢?理论颇多,且多少都有一定的说服力,但至今尚无定论.其中一个假想是把生命的形成同火山活动联系起来.科学家认为,在远古时候,地球上的火山比现在多些,并且活动也频繁些.电荷和紫外线透过原始时代的大气层(那时还无氧气,所以也没臭氧过滤器),能使有机化合物将火山灰的微粒作为固体催化剂用来进行合成.这些有机化合物里面不仅有普通的碳氢化合物,而且还有构成生命分子的氨基酸——蛋白质.对今天的活火山灰的研究证明,在活的有机体(自然产生的)之外,进行这种合成是可能的,因为在火山灰里发现了许多有机物质,其中有氨基酸和卟啉之类的重要物质.     

吸引和排斥与生命物质运动：吸引和排斥是遗传和变异的动力

从染色体,分子,原子水平探讨了吸引和排斥与生命物质的关系。遗传和变异是生物界最基本的运动形式,它们的运动与吸引相互作用密切相关。吸引和排斥的相互作用生物大分子存在的基石,是细胞分裂,维持细胞结构和细胞内各种运动所必需的。同时,吸引排斥的作用还有基因调控,ＤＮＡ重组,突变和修复以及遗传工程中得到体现。     

噪音中的物理学

从观看偶然性游戏中的成功涨落到简单的布朗扩散以及现代非线性动力学研究,随机行走到处可见。与20世纪物理学中的许多重要概念一样,随机行走于1905年从爱因斯坦那儿得到了推进(当时爱因斯坦的注意力集中在布朗运动上)。1785年,简·英根赫兹(Jan Ingenhauz)把木炭粉末放在酒精薄膜上发现木炭颗粒在随机地进行运动;1828年,植物学家罗伯特·布朗(Robert Brown)发现,静止液体中的小颗粒在作无确定路线的跳动。爱因斯坦认为这些液体都是由离散的分子组成的,分子与布朗粒子的多次碰撞导致了后者随机地朝着某个方向跳动,布朗粒子的运动是一种随机行走。爱因斯坦的分析不但解释了布朗运动,而且还支持了原子的存在性(原子的存在性在当时还没有被普遍接受)。     

控制生命的闸门—开关细胞膜

控制生命的闸门──开关细胞膜ＲｉｃｈａｒｄＬｉｐｋｉｎ著．林志信译标志着生命边界的正是海绵状多孔层。这是一位看管闸门者，它控制着每个活细胞中分子的出入。完全关闭时，由蛋白质和脂肪酸组成的这种网膜（脂质双分子层）像是分子障。这就是细胞膜：它在细胞的内部...     

治病从分子着手

细胞是生命活动的基本单位,生物体的所有功能是在细胞中行使的。人体得病最根本的病因是在细胞里。细胞的代谢是由基因控制的,如基因分子出错,人就会得各种病,有的病是传代的叫作遗传病,有的病是由病原引起的传染病或普通病。