一种新的微管相关蛋白JWA对细胞内氨基酸平衡有重要调节作用

探讨了JWA蛋白在细胞内的确切定位、与微管蛋白的相互关系及对细胞内氨基酸平衡的调节作用. 应用4~37℃(微管解聚-聚合)交替作用法提取纯化大鼠脑组织中微管及其相关蛋白; 用免疫共沉淀法研究JWA蛋白与微管蛋白的相互作用; 应用基因转染和免疫荧光等实验方法研究低温(4℃)、秋水仙素(1 × 10^-5, 5 × 10^-5 mol/L)等处理的HBE细胞/ NIH3T3细胞中JWA和微管的动态变化及相互关系. 应用反义寡核苷酸技术结合氨基酸分析技术探讨JWA蛋白对PC12细胞内氨基酸平衡的调节作用. 结果表明, JWA蛋白是一种新的微管相关蛋白, 与微管蛋白分布基本平行, 在绝大多数情况下伴随微管动力学改变(聚合或解聚)而同步发生变化, 并且可能参与了细胞有丝分裂的过程. JWA蛋白是细胞内氨基酸总量的一种重要负性调节蛋白, 并选择性地调节细胞内谷氨酸和牛磺酸含量.     

稳态磁场对真核生物细胞骨架的影响

细胞骨架是一种重要的细胞器,主要包括微管、微丝和中间纤维,在维持细胞形态、调控胞内物质运输、调节细胞分裂和细胞迁移等方面起着重要的作用,参与生殖发育和肿瘤发生等多个生理和病理过程,是细胞生物学以及肿瘤生物学领域的重要研究对象.从二十世纪七八十年代起,关于稳态磁场对真核生物细胞骨架影响的研究在理论解释和实验观测方面都取得了一系列进展.在理论解释方面,研究者不仅计算了肽键的微弱抗磁各向异性,而且进一步计算了微管多聚体较强的抗磁各向异性.在实验观测方面,研究者发现不仅体外纯化的微管或微丝能够沿着强磁场方向排列,并且细胞内由微管或微丝构成的相关结构也会受到稳态磁场的影响,例如纺锤体、精子和草履虫纤毛等.相比之下,磁场对中间纤维的影响研究较少.随着高场磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)的研发与应用,以及稳态磁场在肿瘤治疗领域的潜在应用的逐步开发,进一步研究不同参数稳态磁场与体内细胞骨架之间的关系对研究和解释磁场对肿瘤发生和生殖发育等的影响至关重要.     

用整体原位杂交法研究微管蛋白基因在斑马鱼胚胎中的表达

斑马鱼是一个很好的脊椎动物发育研究模型,斑马鱼胚胎发育过程中基因表达调控的研究对揭示脊椎动物形态发生的分子机理非常重要。微管蛋白固定受精卵细胞质中的形态发生决定子,组织形成基本的细胞骨架,控制细胞的各种运动。在脊椎动物中已发现有几种微管蛋白,每种微管蛋白都有其特定的表达位点和功能。用一种β２微管蛋白基因的全长ｃＤＮＡ为模板,合成地高标记的ＲＮＡ为探针,对斑马鱼各时期的胚胎进行整体原位杂交。β２微管     

JWA蛋白在细胞内与α-微管蛋白的共定位

探讨了JWA在细胞内的分布特征, 特别是在有丝分裂过程中的动态变化及与α-微管蛋白的关系. 用免疫共沉淀方法研究JWA与α-微管蛋白的相关性; 用基因转染技术研究JWA蛋白高表达后JWA蛋白和α-微管蛋白的相互关系; 用荧光显微镜技术研究低温处理、药物阻滞细胞周期、JWA反义寡核苷酸处理的PC12细胞JWA蛋白和α-微管蛋白的相互作用; 分别用流式细胞仪分析和激光共聚焦技术检测PC12细胞的各细胞周期蛋白在细胞内的分布. JWA作为一种新的微管相关蛋白, 在微管动力学变化过程和细胞周期不同阶段与α-微管蛋白分布平行, 可能对微管具有稳定作用.     

微管和微丝骨架综合调控动物细胞胞质分裂过程

应用解聚微管和微丝骨架的药物处理细胞, 结合实时显微观察和缩时图像摄制技术, 研究了微管骨架和微丝骨架在胞质分裂中的作用. 结果显示, 在后期发生之前解聚微管骨架, 将严重影响分裂沟的定位和胞质分裂的起始, 而在胞质分裂起始之后再解聚微管骨架, 胞质分裂可以进行, 但子细胞明显脆弱. 而在分裂中期前解聚微丝骨架, 细胞可以进入分裂期并进行染色体分离, 但胞质分裂不能进行, 结果形成双核细胞. 在分裂后期解聚微丝骨架, 分裂沟不能起始和内缩, 已经内缩的分裂沟将发生回 缩, 胞质分裂完全受到抑制, 结果也导致形成双核细胞. 在分裂中期后同时解聚微管和微丝骨架, 也只形成双核细胞, 且两核紧贴. 这些结果提示, 微管骨架在分裂沟的定位和起始过程中起重要作用, 微丝骨架在分裂沟起始和内缩过程中将起重要作用, 而只有在二者的协调作用下, 胞质分裂才能正常完成.     

动点马达蛋白CENP-E通过Nuf2蛋白维系染色体与微管作用的可塑性

在细胞有丝分裂过程中,包含在染色体中的父代遗传信息在经历诸多复杂的运动后均等地传递给两个子细胞.整个细胞分裂过程是通过纺锤体微管与染色体着丝粒的协同作用来完成的.正确的染色体与纺锤体微管相互作用是细胞健康的保证,同时染色体与纺锤体微管连接异常导致染色体不稳定性从而使细胞生长失控.     

微管骨架与异三聚体G蛋白协同参与ABA诱导的气孔运动

以拟南芥野生型、G蛋白α亚基缺失突变体(gpa1-3,gpa1-4)及带有GFP-α-tubulin-6标记的gpa1突变体等为材料,利用药理学实验、激光共聚焦扫描显微镜观察、非损伤微测等方法研究在ABA诱导气孔运动的信息传递通路中,异三聚体G蛋白与微管骨架之间的功能关系,深入了解气孔运动机理.结果表明:gpa1突变体叶片蒸腾失水率高于野生型.气孔开度实验中,突变体对ABA抑制气孔开放作用不敏感,但微管特异性解聚剂Oryzalin在一定程度上可恢复其对ABA的响应.Ca~(2+)螯合剂BAPTA-AM与Oryzalin共同处理时,无论野生型还是突变体,ABA的作用均会被进一步削弱.激光共聚焦扫描显微镜下观察,ABA处理后,野生型保卫细胞中辐射状规则排布的微管比例急剧下降,解聚态微管大幅度增加;gpa1突变体没有出现如此明显的动态转换,仍多停滞在聚合态.ABA与BAPTA-AM共同处理,野生型植株不同微管排布类型的保卫细胞所占比例随之发生显著改变,gpa1突变体无明显变化.非损伤微测实验发现,突变体中ABA抑制光下保卫细胞Ca~(2+)外流作用不明显,但再加以微管解聚剂Oryzalin处理,Ca~(2+)外流即明显下降.以上结果显示,在G蛋白介导的ABA抑制气孔开放信号通路中,下游有保卫细胞微管骨架和Ca~(2+)的共同参与.     

拟南芥保卫细胞微管骨架的重排参与NO诱导的气孔关闭

以GFP:α-tubulin-6转基因拟南芥为材料, 利用药理学实验及激光扫描共聚焦显微技术研究了微管骨架在NO诱导气孔关闭过程中的动态变化及其可能的调控机制. 结果表明: (ⅰ) 微管特异性抑制剂长春花碱和NO供体SNP均能诱导气孔关闭, 并且长春花碱能加强SNP对气孔开度的抑制作用, 而微管稳定剂紫杉醇则部分抑制了NO对气孔关闭的诱导作用; (ⅱ) 开放气孔保卫细胞中, 大量周质微管从保卫细胞的背壁向腹壁呈辐射状整齐规则地排布, 并且几乎所有微管纤维都与保卫细胞腹壁成90°垂直; (ⅲ) 同一条件下保卫细胞经外源NO供体SNP光下处理30 min, 保卫细胞内整齐的辐射状微管逐步散乱, 微管部分解聚, 纤维数量减少, 部分交错扭曲, 排布方式也由与腹壁垂直转变为倾斜, 说明微管骨架可能参与了NO诱导的气孔关闭; (ⅳ) 进一步研究发现, 胞内Ca²⁺螯合剂BAPTA-AM可以大幅度削弱由NO诱导的气孔关闭作用, 而对长春花碱诱导的气孔关闭无明显影响; 开放气孔的保卫细胞经SNP处理后, 再施加BAPTA-AM, 散乱的微管骨架排布随处理时间延长逐步趋于正常, 到30 min时基本恢复成辐射状, 与对照相比无明显区别, 表明在NO对微管排布的调节机制中有Ca²⁺参与. 综合以上结果推测, 在NO调控的气孔运动中, NO可能是通过调节胞内Ca²⁺来促进微管骨架系统的重排, 进而影响气孔的开关运动.     

再生肝细胞中出现37ku的ACA蛋白抗原

动粒(kinetochore)位于染色体主缢痕处,是细胞有丝分裂、减数分裂时纺锤体微管附着的地方,是有丝分裂和减数分裂中对染色体的正常分离和运动所必需的.ACA(Anti-centromere/kinetochore antibody)在CREST硬皮病病人血清中的发现,大大促进了人们对动粒结构、组成及功能等的研究.ACAs不仅和有丝分裂、减数分裂细胞的动粒结合,而且和间期细胞的前动粒(prekinetochore)结合.     

空间飞行条件下心肌细胞发生功能减退与微管解聚

空间飞行对心血管系统具有深远的影响. 但是, 目前关于心肌细胞如何对空间飞行条件发生响应尚未见报道. 本研究报道了空间飞行对体外培养的心肌细胞结构与功能的影响. 神舟六号飞船将原代培养的新生大鼠心肌细胞载入太空, 并于发射后4 h进行在轨激活. 其中8个样品分别于发射后4, 48以及96 h进行在轨固定, 并于飞船返回后进行细胞骨架的荧光染色观察; 另外2个样品未进行固定, 于飞船返回后进行心肌细胞收缩及分泌功能的分析; 地面样品在实验室中进行平行处理. 飞行115 h结束后, 与地面样品比较, 飞行样品中心肌细胞的自发搏动位点显著减少, 同时搏动位点中的细胞收缩频率明显加快, 并失去同步性; 对飞行样品培养液进行的放射免疫检测显示, 飞行细胞的心钠素分泌水平下降59.6%. 对固定样品进行的激光共聚焦显微图像分析显示, 飞行细胞呈现时间依赖性的微管解聚, 而微丝骨架的结构与分布没有明显变化. 总之, 上述结果提示, 空间飞行诱发体外培养的心肌细胞发生功能减退和微管解聚, 对于进一步研究空间心血管功能紊乱的机制提供了细胞学基础.     

微管解聚驱动蛋白Kinesin-13的研究进展与展望

微管是细胞骨架的重要组成成分,其在细胞内的动态调节关系着细胞正常生理功能的发挥和维持.目前发现多种参与细胞内微管组装与解聚调控的蛋白,其中发挥微管解聚功能的Kinesin-13驱动蛋白家族被广泛地研究,该蛋白具有控制有丝分裂,调控纤毛组装与解聚和神经轴突发育与修复等功能.本文主要对Kinesin-13微管解聚机制,以及在主要的模式生物中生物学功能与调控机制进行比较与分析.     

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.     

气孔保卫细胞微管对质膜上钾离子通道的调节作用

利用膜片钳技术探讨了气孔保卫细胞微管对质膜上钾离子通道的可能调节作用。在细胞内分别加入微管解聚剂甲基胺草磷与微管稳定剂紫杉醇均显著地抑制保卫细胞全细胞内向钾电流。结果表明,保卫细胞质膜上内向钾离子通道的正常活性有赖于细胞微管的正常解聚／聚合的动态变化,微管系统对钾离子通道的调节可能是细胞骨架调控气孔运动的生理机理之一。     

JDV转录调节因子Jtat蛋白调控微管的组装及其稳定性

微管作为细胞骨架的主要组成成分之一,在细胞生命过程,如细胞形态的建立和维持、细胞的迁移、细胞器在细胞内的运输以及在细胞有丝分裂过程中染色质的排列和分离中发挥重要的功能.不仅如此,微管还介入了病毒的复制周期.病毒作为一种寄生生物,它的存活依赖于它最     

“风药”大壁虎(Gekko gecko,蛤蚧)角膜上皮超微结构的研究

大壁虎的4种组织已经报道过,本文对它的角膜加以研究。角膜组织剪取后,经4%戊二醛和1%锇酸双重固定,扫描电镜常规技术处理后,用S-520扫描电子显微镜进行观察拍照。它的最表层细胞当冲去泪液膜后,为扁平细胞,细胞间有桥粒连接。电镜下放大10000倍以上时,可以观察到表层细胞表面有细     

拟南芥微管结合蛋白MAP18通过使周质微管去稳定化参与细胞的定向生长

在细胞的生长发育过程中，微管骨架通过特定的组织和排列方式参与对细胞生长和细胞形态建成的调控，而微管在细胞中的组织和排列则主要受微管结合蛋白（microtubule associated proteins，MAPs）的控制．在植物细胞中，目前已经发现众多的微管结合蛋白，如切割微管的Katanin、稳定周质微管的MOR1、     

微管结合蛋白2的功能区域分析

在神经系统中,神经元作为复杂的神经网络系统中的单元,发育成一个高度极性化的形态结构.这种极性状态在它从神经母细胞开始分化长出树突和轴突时便形成,在这一过程中,微管结合蛋白(microtubule-associated proteins,MAPs)特别是MAP2与Tau蛋白的表达对于细胞的极性化形态的发生、维持及其功能等方面发挥着重要的作用.在神经突起中,MAP2可以说是树突的标记,MAP2C及tau则大量地存在于轴突中.它们靠C-末端的微管结合部位与微管结合,而N-端则突出于微管表面.用MAP2或tau转染成纤维细胞可诱导微管束的形成,进一步的实验结果表明它们都能诱导Sf9细胞长出类似于神经元的突起,并且证明了MAP2及tau的N-端,而不是C-末端分别决定神经元树突与轴突中微管之间的距离,从而确定了在轴突和树突中微管系统的结构特征.然而MAP2及tau的N-端在相     

拟南芥微管结合蛋白WDL3参与ABA诱导的气孔关闭过程

以拟南芥WDL3RNA干扰株系(WDL3RNAi)和Tubulin5A-YFP植株等为材料,从叶片的失水率、气孔开度、保卫细胞微管骨架动态排布以及Ca~(2+)流动等不同角度探究在脱落酸(abscisic acid, ABA)诱导的气孔关闭信号通路中,微管结合蛋白WDL3与微管骨架以及Ca~(2+)之间的功能关系,深入了解气孔运动机理.结果表明:(1)相同条件下,WDL3RNAi的叶片蒸腾速率明显慢于野生型.(2)气孔开度实验中,WDL3RNAi对ABA信号比野生型更敏感,气孔关闭更快;微管稳定剂紫杉醇(Paclitaxel)可部分阻碍ABA的作用,微管解聚剂黄草消(Oryzalin)则进一步促进ABA诱导的气孔关闭,但WDL3 RNAi与野生型之间仍存在显著差异;激光共聚焦扫描显微镜观察发现, ABA条件下WDL3 RNAi保卫细胞内微管解聚明显加快,微管成束程度(bundling)显著降低.(3)胞内Ca~(2+)螯合剂BAPTA与ABA共同处理,野生型和WDL3RNAi的气孔关闭均受到不同程度的抑制,关闭减缓,处理前后差异显著.亚细胞结构观察发现, BAPTA阻碍了ABA引起的保卫细胞微管解聚,但WDL3 RNAi与野生型相比,依然维持相对较高的微管解聚比例.此外,非损伤微测技术检测发现,ABA引起的保卫细胞Ca~(2+)内流在WDL3RNAi中较野生型的流速更快,流量加大,显示Ca~(2+)在该信号通路中具有重要作用.综上实验结果表明,微管结合蛋白WDL3通过与微管骨架及Ca~(2+)相互作用参与ABA诱导的气孔关闭过程.     

精子细胞变态过程中膜结构和核膜孔分布极性化的形态研究——冷冻蚀刻和双复型膜电镜技术

精子细胞变态过程是指从圆形精子细胞发育为成熟精子的过程。Leblond等,采用PAS染色方法使小鼠精子细胞顶体着色,可以清楚地看到精子细胞变态的14个阶段,概括为四个期,即高尔基期,头帽期,顶体期和成熟期。在精子发育的不同时期,细胞质、细胞核的结构、形态和成分都发生显著的变化。Susi等报道了精于细胞高尔基复合体衍化为精子顶体的过程;Clermont等用铀、铅、铜、锇四种重金属灌注固定细胞,做成0.5—2.0μ切片,电镜观察,研究     

细胞骨架结构的研究

细胞骨架结构(cytoskeleton system,CSS)是动物细胞质中广泛分布的重要亚细胞结构.虽然过去未把它们看作重要的细胞器,然而随着近代细胞生物学研究的飞快进展,充分阐明了它们的结构、性质和复杂的功能.CSS 主要包括微丝(microfilament,MF)、中间丝(intermediate filament,IF)和微管(microtubules,MT)三种由直链蛋白多聚体所组成的纤维或微管状结构,以及细胞质中一些短纤维形成的网格结构(trabeculae).CSS 具有复杂的功能,对