应用连续切片-计算机叠加法对木质部纵向输水网络—级结构进行重建

<正>木质部结构的三维分析难度较大,主要原因是木质部贯穿整个植物体,体积大,硬度高,制样切片都很困难.过去的常用方法是通过离析来测定导管分子的长度和直径,或者是通过制取3个切面来观察某一导管分子与邻近细胞的相互关系.由于上述方法所展示的仅仅是某一局部区域中木质部各种组成分子的平面关系或者是某一组成分子的变化模式,所以无法应用它来深入地探讨导管与导管,导管与其他邻近分子之间所组成的“运输聚合体”的立体构型以及它们在三维空间上的联系,更无法准确地解释水分在不同导管分子、不同导管和不同细胞类型之间的转换关系.近年来,我们采用了多种方法,应用连续切片一计算机叠加法、硅酸-聚合物聚合法和树脂复型等技术对木质部纵向输水网络进行重建.这里仅报道应用连续切片-计算机叠加法对木质部纵向输水网络一级结构进行重建的结果.     

细胞色素酶2D6的分子对接以及分子动力学研究

细胞色素酶P450是人体内重要的药物代谢酶. 通常, 这类酶在其结构中都含有一个亚铁血红色分子, 并且负责代谢超过90%的已知药物分子. 细胞色素酶2D6是这类酶中的重要一员, 它负责代谢大约20%~30%的已知药物分子. 利用分子对接和分子动力学模拟的方法, 研究了细胞色素酶2D6的结构特征以及其与药物分子之间的相互作用. 并且发现, 细胞色素酶2D6活性位点中的Glu216, Asp301, Ser304和Ala305在其与药物分子的相互作用中有着重要的作用. 它们可以形成一个或者多个氢键来固定药物分子. 同时其活性位点中的Phe120可以通过形成一定的Π-Π相互作用来识别和固定药物分子. 这些发现有助于进一步了解细胞色素酶2D6的结构特征, 特别是其活性位点附近的结构特征, 理解细胞色素酶2D6代谢药物的机理. 同时, 由于细胞色素酶2D6存在着单核苷酸多肽性, 所得到的结果可以为个性化医疗提供一定的理论基础.     

辽西中侏罗世苏铁类型植物的新发现

简要报道辽宁省西部北票长皋地区新近发现的具解剖构造的苏铁类型植物茎干化石. 化石材料采自中侏罗统的蓝旗组(髫髻山组), 保存完好的茎干化石横切面所具有的髓部、中始式木质部圆筒、皮层、叶柄基和鳞片基, 以及髓中的薄壁细胞、转输细胞、黏液腔和木质部束等结构构造, 表明这些化石材料可能代表了一个与苏铁类系统学关系更加密切而又相对独立的类群或者分类单元.     

细胞分裂素信号转导: 已知的简单性与未知的复杂性

在植物的生长发育过程中, 细胞分裂素通过调节细胞分裂与分化起着非常重要的作用. 最近几年的研究表明, 细胞分裂素信号可能采用一种类似于细菌和真菌中的双元组分系统, 通过在不同的组氨酸磷酸蛋白激酶和效应分子之间连续传递磷酸基团而完成其转导过程. 细胞分裂素信号转导途径与其他信号转导途径之间存在异常活跃的相互交叉反应, 同时细胞分裂素受体及其下游众多关键组分明显存在功能冗余的现象. 因此, 这些问题的解决成为阐明细胞分裂素信号转导网络的关键.     

附睾的免疫学研究

免疫学是研究机体免疫系统结构和功能的一门学科. 免疫系统由早期的天然免疫和后期的获得性免疫所组成. 免疫系统的任务是通过天然免疫和获得性免疫, 其中包括长效的免疫记忆反应, 对病原体或外源分子予以识别和清除, 以保护宿主的自身稳定. 本文简单介绍附睾的结构、功能和附睾上皮细胞组成与免疫系统的关系. 通过分析炎症引起的附睾内免疫活性细胞的变化、大鼠附睾防御素的表达和防御素的抗炎症细胞反应, 介绍附睾的血-附睾屏障、免疫屏障以及附睾炎症和男性不育的病理机制, 揭示附睾与免疫学之间的密切关系. 最后对今后应关注的与附睾免疫学相关的学科研究领域进行了探讨.     

DNA纳米自组装的研究进展及应用

DNA纳米技术是一种自下而上的分子自组装模式,由分子构造为起点基于核酸分子的物理和化学性质自发地形成稳定结构,遵循严格的核酸碱基配对原则,使得DNA被用作构建结构的材料基元而不是在活细胞中那样作为遗传信息的载体.通过合理地设计碱基链来达成精密控制的纳米级复杂结构的目的,研究人员在这个领域已经建立起诸多二维、三维的复杂纳米结构以及各种具有不同功能的分子机器,比如DNA计算机.本文总结了近年来DNA纳米自组装方面取得的最新进展,同时介绍DNA纳米自组装的几种不同组装方法,并对其相关应用进行了展望.     

壳聚糖微球对药物缓释作用的介电监测方法

制备了包裹作为药物模型分子水杨酸的壳聚糖微球, 并测量了该微球悬浮液的介电谱, 发现了显著的介电弛豫现象, 通过对弛豫进行模型化解析获得了反映微球和连续介质电性质的参数. 进一步对该微球在水中的释放过程进行了实时监测, 即通过反映弛豫特征的参数以及组成相的电参数随水杨酸分子释放时间的变化来监测释放过程. 研究发现, 包裹了水杨酸的壳聚糖微球在水中的缓释过程分为遵循不同释放机制的3个阶段. 对于缓释阶段, 导出了介电解析获得的相参数和微球内所包裹的水杨酸含量之间的定量关系, 建立了通过测量和解析介电谱来获得不同时刻微球内的物质释放量的实时监测方法.     

乳腺良、恶性组织中蛋白质二级结构的Fourier变换红外光谱研究

测定了乳腺正常、增生症、纤维瘤和浸润导管癌组织的Fourier变换红外光谱 ,应用去卷积、二阶导数和曲线拟合方法处理酰胺Ⅰ带 ,获得乳腺组织中蛋白质二级结构的组成 .结果表明 ,这些组织中蛋白质二级结构的组成之间存在着显著的差异 .纤维瘤的变化最明显 ,非典型螺旋结构是螺旋结构的主要成分 ;癌变组织中分子间β 折叠与分子内 β 折叠相对含量的比值最高 .乳腺组织中蛋白质二级结构组成的分析对乳腺组织的类型和良、恶性质的鉴别将具有重要意义 .     

拟南芥种子至幼苗发育中导管分子的发生与连接

拟南芥发育早期导管分子的发生与连接至今并不十分清楚. 应用共聚焦激光扫描显微镜观察了野生型拟南芥种子至幼苗发育中导管分子的启动与连接. 结果表明, 种子萌发后2 h, 自第1个启动位点——子叶节区下部启动导管分子的分化, 然后向下依次形成下胚轴和根的导管分子, 再向上形成了子叶节区中部的导管分子. 种子萌发后10 h, 自第2个启动位点——子叶叶片中部偏下方启动导管分子的分化, 并逐渐完成与子叶节之间的导管分子连接以及子叶叶片羽状环缘脉中导管分子的建成. 种子萌发后7 d, 由上胚轴-苗区形成的导管分子向下与子叶节区上部形成的导管分子发生连接, 至此形成该幼苗轴向和侧向器官中导管分子的完整连接.     

粘附分子在小鼠胸腺基质细胞克隆活化同系脾细胞增殖中的作用

在免疫应答中,不同类型细胞之间的相互作用是免疫应答诱导与维持所必须的,相互作用的特异性尽管是由TCR介导和调节,但膜表面其它分子的作用也十分重要.已证明粘附分子是参与这一过程的重要膜分子之一.胸腺内,发育T细胞经粘附分子介导与胸腺基质细胞(TSC)的相互作用是TSC参与辅助抗原识别以及克隆选择等T细胞发育事件的一个重要机制.利用体外建立的TSC克隆分析介导TSC与不同发育阶段T细胞相互作用的膜分子性质及作用将有助于揭示T细胞发育的分子机理.我室建立的MTECl和MTSCS可直接与成熟T细胞相互作用,使之活化增殖.为此,本文进一步报道了粘附分子在该过程中的作用.     

计算机在化学中的应用

化学家们正在逐步转向利用计算机来研究那些用实验方法花钱太多,或者特别困难甚至是无法进行研究的分子。     

倾听年轮之"声"

我们所观察到的年轮,是在树桩上看到的那一圈圈同心的圆形纹路,像极了操场跑道,一条跑道代表一道年轮.当树木生长季节开始时,在老的木质部和韧皮部之间会产生大量体大、壁薄的细胞,即形成层.随着生长季结束,细胞个体日渐变小,胞壁加厚,直到形成层细胞停止产生,完成一个生长周期.     

封面说明

金松属(Sciadopitys)是松柏类中的一个单种属和孑遗类群,为重要的活化石之一,原产于日本,现今的分布较为局限.虽然在地史时期也曾有叶和球果化石的记录,但长期以来,与金松科系统关系密切的木质部化石报道却十分罕见,尤其缺乏对木材鉴定具有重要意义的髓部和初生木质部特征的解剖学证据,因而无法确知金松型植物系统学演化关系.王永栋研究小组在辽西地区距今约1.6亿年     

细胞外囊泡及其在疾病诊疗中的应用

细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是细胞分泌的一种脂质囊泡,尺寸介于30～5000 nm.通过不同的发生机理, EVs可以形成微囊泡体(microvesicles)、凋亡小体(apoptotic bodies)和外泌体(exosomes)等.它们通过携带母细胞的不同脂质、蛋白质和核酸等活性成分来靶向附近或远端细胞,在细胞的信息交流及生理病理过程中均具有重要作用. EVs在生物体系内广泛存在,其生物学功能也越来越多地被认识,或许正在成为一个"细胞外囊泡生物学"领域.对EVs性质的认识也促进了相关应用研究,涉及疾病诊断、治疗和药物运送等.本文重点阐述了EVs的生物起源、生物组成、生物学特性、生物学功能、制备和表征手段,并针对EVs在疾病诊疗中的应用所面临的问题开展讨论.可以预期,对EVs形成和调控机理的深入认识,一方面有助于我们更好地理解EVs的生物学功能、异质性和功能多样性;另一方面有可能基于这些知识来解决EVs开发应用中的瓶颈问题.     

辽西侏罗纪金松型木化石的新发现及演化意义

金松属是松柏类金松科的单种属(Sciadopitys verticillata)和活化石. 虽然保存有不少叶部化石记录, 但与金松科系统关系密切的木质部化石报道却十分罕见, 尤其缺乏对木材鉴定具有重要意义的髓部和初生木质部特征的解剖学证据, 因而无法确知金松型植物木材解剖特征的演化关系. 辽西地区新发现的中侏罗世金松型松柏类化石木材, 标本具有保存完好的原始金松型次生木质部、内始式初生木质部以及异质的髓部. 这种木材解剖特征在金松科化石记录中是首次发现, 为全面了解该类植物的系统演化历史和地理分布提供了重要解剖学证据, 进一步丰富了中国北部侏罗纪燕辽植物群的多样性内容.     

CREST:高通量单细胞谱系示踪新工具

<正>细胞谱系是指发育过程中产生的细胞类型及其先后代关系.高等动物的细胞类型多样,在发育、再生、癌变等不同的生命过程中,细胞谱系有不同的组成和变化^[1].研究发育谱系能帮助我们厘清各类细胞所处的发育阶段与功能,对理解相关的发育疾病机制、再生修复机理有着重要的作用.目前的谱系示踪主要可以分为两类:一类是前瞻性示踪,即利用特定的方法,如染料、荧光蛋白、DNA条形码等事先标记某一细胞类群,在一定的时间内追踪标记细胞产生的后代;     

3-氯-2,7,7-三甲基双环[4,1,1]辛-2-烯的酸性重排

目前国内外设计带电粒子光学系统的数值计算方法,一般采用解非线性方程组或者无约束求极值方法。这一方法存在着固有的困难:有时目标函数值过大;有时目标函数值虽不大,可是组成该目标函数中的某一光学特性超过许可范围。本文介绍采用受约最优化方法,即用罚函数法和递减保差法来     

美丽实用的分子进化

生命的蓝图是用DNA来书写的，因而人们可以通过比较DNA序列来研究不同生物之间的进化关系。构建“进化树”。这一新兴的学科领域被称为分子系统学，它为预测基因的功能、追溯传染病病毒的感染源提供了新的解决之道。     

棉花细胞初始脱分化的基因差异表达分析

植物激素诱导初期是体细胞胚胎发生的关键时期, 它包含了一个通过细胞脱分化获得细胞全能性的过程. 为了揭示棉花细胞脱分化的分子机制, 利用抑制差减杂交方法建立了一个cDNA文库. 共有286个差异表达的cDNA克隆测序并鉴定, 112个独立的EST在激素诱导初期明显地上调表达, 其中有40.2%的EST是第一次被分离鉴定. GST在植物激素诱导初期的6~24 h高度表达, PRPs在不同的处理中优势表达并表现出不同的表达模式, 表明它们与棉花细胞脱分化关系密切. 棉花SAM代谢途径中假定的GhSAMS, GhSAMDC, GhSAHH和GhACO3被鉴定, qRT-PCR分析表明, 它们的表达水平在激素诱导初期出现两次明显的上升/下降过程, 且GhSAMS和GhSAHH表现出高度正相关, 高表达水平的GhSAMS可能与脱分化细胞重新进入细胞周期密切相关. 组织形态学观察进一步表明, 2,4-D处理条件下的部分细胞在72 h内完成脱分化和分裂过程, SAM-dependent转甲基途径可能通过两次转甲基活性的改变调控棉花细胞脱分化过程. 此外, 差异表达基因在不同处理中的表达模式表明了2,4-D和激动素之间存在着复杂互作关系.     

试管植物形态发生的控制

完整植物和外植体一粒种子离开母体后随着信息重新建成具有与母体类似的形态、结构和功能的一个完整植物。信息在胚里如何保持和如何表达,还了解得不很清楚。我们所知道的是由一个相当简单的受精卵,通过连续的有丝分裂,而且最先是不均等分裂,然后形成一个复杂而成熟的多细胞有机体。我们现在面对着一个具有功能特化、结构协调有一定模式的细胞、组织和器官的集合体,它们具有活着的有机体所特有的特征:它们的各个细胞,通过有内在联系的网络系统,在时间和空间上是固定的,这个网络系统,由各个基本粒子、分子、原子和大分子联结在一起,组成复杂的有机体。这个整体的任何部分发生变化,导致组成部分的不同排列以及在这个内在相互联系的网络系统中出现新的情况。