植物中存在新的两组分信号系统基因

两组分信号系统基因最早是从细菌中发现并广泛研究的,它参与细菌许多适应性行为的信号传递过程,最近的研究表明,类似的两组分信号传递系统在真核生物中也存在,如植物中发现的分别与乙烯和细胞分裂素信号传递有关的ＥＴＲＩ和ＣＫＩＩ基因。     

极低频电磁场照射后细胞间的通讯

低频脉冲电磁场能够影响成骨细胞的增殖, 但其机理还有待研究. 使用15 Hz, 4 mT矩形电磁场照射新生鼠颅骨细胞, MTT方法测量细胞的增殖率, 通过电磁屏蔽与光隔离方法研究细胞间的通讯. 结果表明, 电磁场照射后的细胞能够辐射一种光信号, 受电磁场照射的成骨细胞可以通过这种光辐射的通讯方式促进未受电磁场照射的正常成骨细胞的增殖(P < 0.05).     

发情期大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)交互模态信号通讯

对于集群繁殖的独栖型动物而言,使用能够传播较长距离的通讯信号,例如声音或者气味,对动物的配偶选择及其同步发情等具有重要作用.近期对大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)发情期发出的咩叫声(bleat)和鸟叫声(chirp)的研究结果发现,在该物种的社群生活中,其使用听觉通讯的方式及其变化比以往人们想象的要复杂许多.然而,过去利用这些声音信号进行的回放实验研究仅记录了有限时间内的几种行为,因而有关这些声音信号对接受者的行为尤其是通讯行为的影响了解甚少.本文的实验通过录音回放方法,给圈养成年大熊猫播放发情期异性同伴的咩叫声,然后观察并记录声音接受者的行为反应.结果发现,在听到发情期异性大熊猫的咩叫声时,处于发情期的雌雄大熊猫的嗅味标记行为频率均显著增加(雄性:P=0.001,df=7;雌性:P=0.01,df=9),而咩叫频率并无显著改变(雄性:P=0.300,df=7;雌性:P=0.293,df=9).这是首次在大熊猫中发现交互模态信号通讯现象,即借助化学通讯信号,做出对异性声音信号刺激的行为反应.该研究结果揭示了大熊猫中声音信号与化学信号的关系,并显示上述两种方式的信号在维持大熊猫社群关系中可...     

钙在红光调节的尾穗苋苋红素合成中的作用

光作为重要的环境信号对植物形态建成和一些生理过程起重要的调节作用.光信号首先为植物细胞所接受,并通过信号的转换和传递引起植物细胞的生理生化变化和遗传性状表达.童哲指出:“对从光敏色素活化到性状出现之间过程方面的研究不多,积累的知识甚少”,强调了对这一过程研究的重要性.他指出的问题实际上主要是一个光信号为受体接受后如何转换和传递的问题.Roux等曾提出钙信使系统参与光信号转换和传递的假说.目前这一假说已在低等植物转板藻叶绿体向光旋转、球子蕨孢子需光萌发、高等植物小麦原生质体光诱导膨大和番茄叶绿体需光发育中得到不同程度的证实.童哲等证实光敏色素参与了尾穗苋苋红素的合成.王晓明等的研究结果表明钙螯合剂EGTA、钙通道阻断剂     

细胞跨膜信号传递的机制

细胞跨膜信号的传递(transmembrane signalling)是外界信息分子特异地与质膜表面的受体结合,刺激细胞产生一定的生理应答的过程。一般认为外界信号(除甾体类激素作用和细胞间连接,如缝隙连接进行的细胞间信息分子传递以外)跨膜传递的机制有3种:(1)信息分子与质膜表面的受体特异性结合后,通过第二信使系统将信号传入细胞内。如     

单细胞微流控技术研究——医疗检测的革新

细胞是生物体的基本功能单元,它通过内部化学、物理方式维持和感觉外部生理环境.独一无二的生物化学和生物物理特性使细胞能够实现特殊功能,并且适应外部环境.细胞的生理变化是伴随着自身一系列化学物理方面的改变和重组进行的.因此,病理细胞可以通过生物化学和生物物理方法得到识别——病理细胞的生物化学特性已经得到深入的研究,人们也已经研发出许多生物化学标记来从异源群体中识别出目标细胞.     

猫外膝体细胞对二阶信号刺激的时间反应特性

视觉系统不仅能通过亮度的不同, 还可以通过对比度、纹理等信息从背景环境中识别出物体. 视觉研究中常把前一种由亮度信息产生的信号称为一阶信号, 后一种由非平均亮度变化信息(如对比度、纹理等)产生的信号称为二阶信号. 视觉系统中二阶信号和一阶信号的处理是由相同还是不同的通路来完成的, 这是研究者们广泛关心的问题. 本研究采用在体胞外记录的方法研究了猫外膝体细胞对二阶信号刺激的时间频率反应特性. 结果显示, 大多数外膝体细胞对二阶信号存在调制反应, 但反应强度低于对应的一阶信号, 且两类信号反应差异的程度随时间频率的增高而逐渐增大, 同时二阶信号反应中的非线性成分与线性成分的比值要显著高于一阶信号反应. 结果还显示, 外膝体神经元中的Y细胞对二阶信号的反应强度要高于X细胞, 提示Y细胞可能在二阶信号的传递过程中起着更主要的作用. 结果揭示, 在猫外膝体上一阶信号和二阶信号的处理可能是由两类不同的传递通路来完成的.     

糖复合物的生物信息作用

糖类化合物作为能量物质的研究由来已久,但近年来,人们对它的生物信息作用更感兴趣。细胞表面以糖脂或糖蛋白形式存在的糖复合物,是细胞间通信的重要信号分子。糖链的糖基组成和排列顺序,分枝形式以及糖链的长短,均构成了化学信号,传递着生物信息。这种信息与机体的免疫功能调节、细胞分化和恶变、胚胎发育、血液系统等多方面功能密切相关。     

细胞怎样感知与响应微环境机械力学性能

近年来,随着细胞力学行为相关研究的深入发展,细胞与微环境的物理力学联系不断被揭示.细胞力学刺激与响应已被充分证明在微观的细胞铺展、迁移、增殖、分化等行为,以及宏观的胚胎发育、组织形成、疾病发展等至关重要的生物过程中扮演决定性角色.与细胞力刺激相关的刚度、形貌、配体分布等物理性能也因此成为生物材料设计的重要参数.然而,这些静态的物理参数怎样给予细胞力学刺激,细胞又是怎样感受微环境中的机械力学性能,这是一个有趣的话题.本文详细介绍了细胞的力学响应机制,突出了细胞内作用力在细胞力学响应过程中的决定性作用;从分子生物学角度阐述了细胞内力的传递与力学信号转导过程;借此助力生物材料领域学者对细胞与生物材料相互作用的理解,推动细胞与分子生物力学的发展以及新型生物材料的研究与开发.     

类胡萝卜素抗癌有奇效

夏威夷大学的科学家已经发现类胡萝卜素对预防癌症和抑制癌细胞生长有奇特功效的进一步证据. 研究表明,类胡萝卜素可以增强细胞间的信息传递,能够借助恢复细胞间的联系而终止癌细胞生长,有效地阻止癌症的扩展.     

星形胶质细胞通过溶酶体释放信号分子ATP

星型胶质细胞是神经系统中数量最多的细胞,过去多认为在神经系统中只起被动的营养和支持作用,而不具备信号处理和传递的功能.近年来研究表明,星形胶质细胞不但表达多种受体和通道蛋白,还可分泌多种营养因子和信号分子,对神经系统的发育和功能的调节起着重要的作用,但星形胶质细胞分泌信号分子的机制还不清楚.     

离子通道抑制剂对大豆电位传递的影响

植物体内存在刺激电位传递的现象已经得到广泛证明,近来许多研究工作对电位在植物体内可能的生理作用进行了探讨,揭示了体内电信号传递的可能或潜在的生理意义.国内学者娄成后及其领导的实验室对高等植物体内电位的产生,传递途经以及与物质运输的关系做了较深人的研究.然而,关于高等植物体内长距离电信号传递的生物化学基础,目前还缺乏研究.事实上,植物动作电位机理的研究起始于30年代,那时仅限于对轮藻细胞的观察.50年代初,Hodgkin和Huxley提出了动物神经细胞兴奋性传导的离子机理,这一理论在     

结合光遗传神经调控技术的仿生嗅觉传感系统的研究进展

嗅觉系统是一个极其巧妙的化学感受器,嗅感觉神经元对外界的气味刺激产生响应,然后将此信号传递到嗅球进行信号的整合和处理,最终传递到嗅皮层,嗅皮层作为嗅感觉系统的最高级皮层识别出气味信息,这种响应和传递过程具有高度的灵敏性、特异性和快速性.光遗传学是近年来国际上一个新的发展方向,通过光控制神经细胞可诱发细胞按照某一特定频率发放.仿生嗅觉传感器是一种新型化学传感仿生技术,它以嗅觉受体、细胞、组织等生物材料为敏感元件,结合二级变换器实现对气味物质的特异性和高灵敏的检测,从而达到类似生物体嗅觉的检测性能,将其与光遗传技术结合,可以更深入研究仿生嗅觉系统传递的机制.本文概述了近年来国际上光遗传技术在嗅觉机制研究中的研究进展,并结合光遗传在仿生嗅觉传感技术的研究和我们的研究工作,展望了未来该领域可能的发展前景.     

CD8α和CD3ε的融合分子介导T淋巴细胞凋亡

T淋巴细胞抗原受体(TCR)的α/β或γ/δ异二聚体与CD3形成抗原受体复合物(TCR/CD3),才能识别抗原刺激并传递抗原刺激信号.CD3一般由4种亚基组成,即CD3γ,δ,ε和ζ.在8条多肽链组成的TCR/CD3复合物中,CD3ε是TCR/CD3复合物装配的起始者和抗原刺激信号的传递者.以抗CD3ε的单克隆抗体模拟抗原刺激,可引起胸腺细胞凋亡(apopto-sis),而在成熟的T细胞中,一般会引起细胞激活、增殖或免疫不应性,CD3ε的激活信号是通过CD3ε的胞内功能区 ITAM(immune receptor tyrosine-based activation motif)而传递的.最近的研究表明,抗CD3ε单克隆抗体也可诱导某些肿瘤细胞的凋亡,这种细胞死亡形式称为激活诱导的细胞死亡(activation-induced cell death).但是,到目前为止,对于CD3ε传递凋亡信号的分子机制尚未见报道.     

大脑的自我"修复"能力

大脑是人体中最为精密、复杂的重要器官,多达200亿个细胞.一个人大脑所包含的神经纤维数量,要比整个国际电信网络所有的电缆数量还多.这些纤维的功能就像电缆一样,负责发出化学信号,并帮助细胞间交换信息.以前人们一直认为,由于疾病或意外伤害而造成的永久性脑细胞或脑神经元损伤,会造成该部分脑功能的丧失.但据2008年8月12日有关媒体报道:英国格拉斯哥大学的科学家经研究最新发现,许多病人不仅因大脑的自我"修复"可重新恢复健康,而且在有些人身上还会发生意想不到的奇迹.     

静磁场对骨组织的影响及其分子机制探讨

静磁场是磁场强度和方向恒定的磁场,其作为一种非侵入性的物理因子,在骨生物学领域已有多年的基础和临床研究历史.大量动物实验和临床研究显示,静磁场对骨质疏松、骨折不愈合、骨植入体的骨不连以及骨关节炎等骨科疾病均有良好的作用效果.静磁场对这些骨骼疾病的作用与其对骨组织细胞增殖及分化的调节相关.在体外,静磁场可促进骨髓间充质干细胞及成骨细胞的分化和矿化,而抑制骨髓单核细胞及破骨细胞的分化和骨吸收活力.静磁场对骨组织细胞调控的可能机制是静磁场影响了细胞生长因子、信号分子、细胞骨架、细胞膜、细胞内钙离子及铁代谢等.本文从动物及临床实验研究和细胞生物学研究两方面综述了静磁场对骨组织的影响,同时对可能的分子机制进行了探讨,在此基础上还介绍了该研究中需进一步探讨的问题.     

番茄系统抗性反应的信号转导

番茄中受伤诱导的蛋白酶抑制剂(PIs)为阐明植物系统性抗性反应信号转导途径的分子基础提供了一个理想的模式系统. 在这一模式系统中, 与日俱增的证据表明多肽信号分子系统素和来源于不饱和脂肪酸的植物激素茉莉酸都具有信号分子的功能, 二者通过一个共同的信号转导途径激活蛋白酶抑制剂和其他抗性相关基因的表达, 从而使植物产生抗性. 然而, 关于这些信号分子如何相互作用而促进细胞间长距离信号传递所知甚少. 对番茄中由系统素/茉莉酸共同介导的蛋白酶抑制剂基因的表达过程进行遗传解析, 为全面认识多肽和氧化脂类信号分子在调控植物系统性抗性反应中的作用机制提供了独特的契机. 以前的研究认为, 系统素是诱导抗性基因表达的长距离运输的信号分子. 但是最近的遗传分析表明, 系统抗性反应中长距离运输的信号分子是茉莉酸而不是系统素, 系统素的作用在于调控茉莉酸的生物合成.     

氯乙酸盐对PSII氧化侧电子传递抑制机理的研究

近年来,由于物理、化学及生物多学科间的交叉渗透,人们在本质上加深了对光合作用反应中心结构和功能的了解,同时推动了人工模拟光合作用的研究.尽管人们对绿色植物光系统II反应中心(PSII)的认识已相当深刻,但在反应机制上仍有许多问题有待探索.在关于负离子抑制PSII电子传递的研究中,我们曾发现一卤乙酸盐抑制电子传递的程度与分子的疏水性有关.本文进一步报道氯乙酸盐在PSII氧化侧有一重要抑制位置.它们对PSII电子传递的抑制程度与乙酸分子上氢被氯替代的数目、分子的疏水性及分子几何模型具有相关性.本工作有助于光合放氧机理的进一步研究.     

稀土对3’,5’-环腺嘌呤单核苷酸与3’,5’-环鸟嘌呤单核苷酸的快速断裂作用

在温和条件下能快速切断核酸的人工酶有许多重要的潜在应用价值,如作为模拟的限制性内切酶并发展到新的抗癌药物,因此,长期以来人们致力于研究具有高效率及高选择性的人工酶.关于稀土对核酸断裂作用的研究尚不多,而稀土对环核苷酸的催化水解作用只有Sumaoka等曾报道Ce~(3+)对3’,5’-环腺嘌呤单核苷酸(cAMP)有快速的水解作用,稀土对不同环核苷酸的催化水解作用尚未见报道.3’,5’-环腺嘌呤单核苷酸与3’,5’-环鸟嘌呤单核苷酸(cGMP)具有调节细胞应答及细胞间信息传递的作用,且细胞内不同环核苷酸的变化与某些心血管疾病的发病机理有关.本文用高压液相色谱(HPLC)和核磁共振(NMR)研究了稀土对cAMP与cGMP的断裂作用,并深入探索了其机理,这对于寻找高效率及高选择性的核酸催化体系,阐明稀土在生物体内的作用具有重要的意义.     

受伤植物中的信号分子

环境胁迫或病原物侵入会激起高等植物的抵御性反应。一些反应局限在受到刺激的部分,而另一些反应却是系统性(或全身性)发生,即在植物的远离刺激位点的部分发生。在这些局限性或系统性反应中受到活化的许多基因已经被详细地进行过研究,但是对导致它们活化的信号事件了解得却很少。人们特别感兴趣的是,由一种细胞识别刺激物然后引起远距离细胞内的基因发生改变,在这一系列事件之间的联系问题。在蕃茄和马铃薯中出现的受伤反应就是长距离信号传递的好例子。损伤诱导新的基因产物[包括蛋白酶抑制因子(PIs)]的累积,已知PIs的作用是病原物和寄