光捕捉活细胞染色体

本文综合报道了作者近数年来以PTK_2细胞为实验材料,用Nd:YAG激光器所发射的1.06微米波长和氩离子泵浦Titanium-Sapphire激光所发射的700—760毫微米波长的连续激光微光束作为光捕捉在显微操作染色体方面的一些主要实验结果。所得结果表明光捕捉可诱发中期细胞的落后染色体向中期板加速移动,抓住后期细胞的一对染色体,使其停留在中期板保持静止不动,而其余的染色体对照常进行染色单体的分离並移向两极,在后期一直用光捕捉抓住的那对染色单体,最终在胞质分裂时将进入一个子细胞,或丢失在分裂沟中或两染色单体分开,各自分别进入原相对的子细胞。作为光捕捉Titanium-Sapphire激光器发射的700—760毫微米波长的激光束,比Nd:YAG激光的1.06微米波长能在更高的输出能量水平下操作而产生较小的对细胞损伤的副作用,从而更容易操作染色体。在适宜的输出能量水平下操作,光捕捉不会对细胞造成损伤,受光捕捉的细胞一般都能继续分裂直至形成两个子细胞。实验结果证明光捕捉技术是一项研究活细胞纺锤体、染色体运动等细胞生物学问题而又不损伤细胞的良好工具。光捕捉技术也可能对诱发单体、三体细胞,研究细胞遗传提供新的手段。     

激光辐照花生种子的细胞学效应

本试验考察了用Ar (488 nm)激光辐照对花生种子胚轴细胞形态结构以及根尖细胞染色体的影响。研究结果表明:在辐照功率密度为5.12 W/cm2,时间为10 s、25 s、55 s情况下,胚轴细胞均有不同程度的损伤;且均能诱发根尖细胞染色体畸变。处理时间延长,细胞破坏加剧,主要表现在细胞中膜系统、脂体、蛋白体和细胞核,出现了异形、合并或结构混乱等现象。染色体畸变类型也随之增加。各激光处理剂量均对花生种子萌发产生抑制作用。     

激光辐照玉米诱发同工酶及染色体变异的研究

利用ＣＯ２激光辐照玉米种子,分析了酯酶同工酶（ＥＳＴ）和过氧化物酶同工酶（ＰＯＤ）及根尖细胞染色体变异,探讨了苗期损伤与染色体和同工酶变异的关系。结果表明：ＣＯ２激光辐照可诱发ＥＳＴ和ＰＯＤ活性和种类的变化,ＥＳＴ３和ＰＯＤ３随辐照剂量增加活性逐渐减弱以致消失,在根尖细胞中可观察到微核、染色体落后和染色体桥等变异,其畸变率的剂量效应可用Ｙ＝ａ＋ｂｘ来描述。Ｍ１种子发芽率、苗高与同工酶变化大小表现出     

CO2激光对蚕豆诱变效应试验研究

７０年代以来,全国已有２０多个省市,近百个单位开展激光在农业上应用的研究,并对２０多种作物２００多个品种进行激光育种的研究。试验表明：激光在刺激作物生长,早熟增产以及诱发变异、改良品种等都有一定的效果,并培育出一些新品种应用于生产。然而,激光对作物的作用机制,特别是遗传机理方面的研究报道尚少。本试验目的是探讨ＣＯ２激光对蚕豆根尖细胞染色体畸变的影响及田间农艺性状的变异情况,分析细胞染色体畸变与农艺性状变异的相关性及其遗传传递情况,为作物激光诱变育种提供依据。本试验采用功率密度为３９４ｍＷ／ｃｍ２的ＣＯ２激光照射蚕豆萌动种子,观察其对蚕豆根尖细胞染色体畸变及幼苗生长的影响,探讨ＣＯ２激光照射后蚕豆植株农艺性状的变异及其遗传传递情况。试验结果表明：ＣＯ２激光不同时间照射蚕豆萌动种子,均能使根尖细胞产生染色体畸变,且畸变类型相似;同时,对Ｌ１幼苗生长有明显的抑制作用,Ｌ２植株高度、分枝数及结荚数等农艺性状均产生不同程度的变异。其中分枝数这一性状的变异能传递给Ｌ３,其余性状的变异则属生理损伤所致。     

激光微束在遗传操作中的应用

激光微束是80年代后期发展起来的一种很有前途的遗传操作技术。该技术利用激光方向性好、光色单一和亮度高等独一无二的特点,把激光束通过光学系统引入显微镜并聚焦成很小的光点(直径小于1μm)。这种直径很小但功能密度很高的激光束照射细胞后,在细胞膜的表面引起可修复性的微损伤,从而改变细胞膜的通透性,因此激光微束可用于诱导基因转移、染色体切割、细胞核打孔以及细胞融合等与基因导入有关的遗传操作。激光微束技术使得对细胞或细胞器进行精细的细胞或亚细胞水平的显微外科术成为可能。     

激光照射对中华大蟾蜍早期胚胎染色体的影响

应用YAG倍频激光器对中华大蟾蜍四细胞期胚胎进行照射,观察胚胎的生长、发育,并对激光照射致畸的胚胎在尾芽期用压片法进行染色体分析。实验结果表明：激光照射后正常的胚胎其染色体无变化,激光照射致畸的胚胎其染色体有丢失和加倍等变化。     

低强度He-Ne激光辐照人体外周血对淋巴细胞染色体影响的研究

本文通过低强度 Ｈｅ Ｎｅ 激光以能量密度分别为 １４３１ Ｊ／ｃｍ ２ （辐照 ５′）、２８６２ Ｊ／ｃｍ ２ （辐照 １０′）、５７２４ Ｊ／ｃｍ ２ （辐照 ２０′）１１４５２ Ｊ／ｃｍ ２ （辐照 ４０′）照射人体外周血后,检测其淋巴细胞染色体畸变率（ Ｃ Ａ）,激光照射血样（能量密度由低到高）及未照射血样 Ｃ Ａ 分别平均为 ４２９‰、３９６‰、３８１‰、３５９‰、４１９‰, Ｘ２ 检验无显著差异（ Ｐ＞ ００５）,说明低强度的 Ｈｅ Ｎｅ 激光辐照人体细胞对细胞染色体无致畸变效应。而且随着能量密度的增大,染色体的畸变率有降低的趋势,因此认为是低强度的 Ｈｅ Ｎｅ 激光促使细胞内分子的相互作用和能量转换,从而使染色体损伤的修复增强,其机理有待于进一步的研究。     

激光微束切割小冰麦异附加系染色体的研究

利用激光微束,并选用适当的功率密度可将小冰麦异附加系花粉细胞染色体切割成2～3个片段,这个技术的建立为激光微束应用于染色体片段DNA微克隆及基因定位提供可能。     

飞秒激光与生物细胞作用机理及应用

飞秒激光是自1960年第一台激光器诞生以来,过去20年间由激光科学发展起来的最强有力的新工具之一。飞秒激光由于脉冲持续时间短、瞬时功率大、聚焦尺寸小的特点,使得其在超快、超强和超精细领域有着广阔的应用前景。其中最重要的一个方向是飞秒激光在生物细胞方面的应用。细胞是生命活动的基本单位。所有的病源微观上都体现在细胞中细胞器的工作,所以用飞秒激光作用在病体的细胞器上达到治疗的目的,是一个很有前景的领域。由于生物大分子和水几乎不吸收近红外光,故应用近红外飞秒激光对细胞进行手术,同时可在不损伤细胞活性的前提下对细胞进行实验。这种激光手术技术已被用于对细胞内结构进行切割和蚀除。介绍了该技术在细胞领域中的一些应用,如纳米手术、基因转染和染色体切割等;还介绍了飞秒激光技术与生物细胞中主要细胞器的祛除的原理、飞秒激光细胞操作与手术系统和实验中荧光成像、多光子成像显微镜等手段。     

小麦染色体的显微激光分离

探讨了应用氩离子激光进行植物染色体显微激光切割,分离的可行性,应用该技术对普通小麦的体细胞及特定染色体（１Ｂ染色体）实施切割,分离,并且以分离到的单细胞核或单条染色体为模板进行了ＰＣＲ ＤＮＡ扩增。该技术比玻璃针切割分离染色体技术,具有操作方便,容易掌握,且可对整个细胞核进行分离等优点,有利于促进染色体显微操作技术的普及应用。同时,探讨了染色体显微操作技术在细胞遗传学及分子生物学研究领域的应用前景     

增强UV—B辐射对小麦细胞有丝分裂影响机制的探讨

采用10.08 kJ/m2.d辐射剂量的UV-B辐照处理＂晋麦8号＂冬小麦种子,待根尖生长至1 cm～2cm长时,对小麦根尖细胞的有丝分裂率以及各类异常分裂现象进行了研究,并进一步探讨了产生异常分裂的细胞生物学机理.结果表明：增强的UV-B辐照能抑制小麦细胞有丝分裂的发生频率,并可诱导小麦根尖细胞产生游离染色体、落后染色体、染色体桥（包括单桥、双桥和三桥染色体）、不均等分裂以及微核染色体等畸变现象.另外,在增强UV-B辐射处理后的细胞中还深入研究了新型的异常分裂现象-分束分裂,表现为染色体在细胞有丝分裂后期产生三束、四束、六束和七束等染色体束,且均具有一定的发生频率,分别为0.073%、0.153%、0.053%和0.060%.而在对照组小麦细胞中没有发现分束分裂现象的发生.同时,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳检测和激光共聚焦扫描显微镜观察发现,与CK组相比,分束分裂细胞中.微管蛋白的组成和微管骨架的形态结构均发生了变化.因此,推测分束分裂现象的发生可能与增强UV-B辐射导致细胞骨架微管系统损伤有关.     

细胞DNA损伤检控系统在维持端粒稳定中的功能

真核生物的DNA损伤检控系统是维持细胞基因组稳定的一个重要机制,该系统能检测细胞在生命活动过程中出现的DNA损伤并引发细胞周期阻滞,对DNA损伤进行修复,以维持细胞遗传的稳定性。端粒是位于真核细胞染色体末端由重复DNA序列和蛋白质组成的复合物,具有保护染色体、介导染色体复制、引导减数分裂时的同源染色体配对和调节细胞衰老等作用。虽然端粒与DNA双链断裂都具有作为线性染色体末端的共同特点,但正常端粒并不像DNA双链断裂那样激活DNA损伤检控系统。另一方面,端粒又与DNA损伤相似,因为多种DNA损伤检控蛋白在端粒长度稳定中起重要作用。因此DNA损伤检控系统既参与了维持正常端粒的完整性,又可对端粒损伤作出应答。现就DNA损伤检控系统在维持端粒稳定中的作用及其对功能缺陷端粒的应答作一简要综述。     

光钳及其在生物学中的应用

本文综述了光钳的原理及其在细胞生物学、免疫学及分子遗传学中的应用。将光钳和激光微束系统联合使用可以进行显微操作。其特点是操作简便,无机械接触並且绝对无菌。光钳和微束系统可用来切割染色体,收集染色体片段,融合细胞以及改变细胞和细胞器的行为。     

JY—1型激光细胞显微照射系统

激光细胞显微照射系统是对细胞进行显微操作的新型仪器,广泛用于染色体显微外科(如染色体切割、焊结、失活),细胞融合,外源基因导入,致癌遗传基因的检测及细胞组成部份和特定功能的研究,是生物、医学和生物工程的新颖工具。     

外空飞行后小麦根尖细胞的染色体畸变

小麦种子在科学探测和技术实验卫星上进行空间飞行,返回地面后浸种萌发,经不同时间培养后取根尖固定并观察根尖细胞染色体畸变情况。空间飞行可引起根尖细胞的染色体畸变率的增加,其损伤随取样时间的延后呈下降趋势,说明空间飞行所诱导的染色体损伤可被部分修复;种子经辐射保护剂芥子碱和半胱氨酸顶处理能显著降低空间飞行诱发的根尖细胞染色体畸变率,而经辐射敏化剂咖啡因预处理的情况则相反。     

外空飞行后小麦根尖细胞的染色体畸变

小麦种子在科学探测和技术实验卫星上进行空间飞行,返回地面后浸种萌发,经不同时间培养后取根尖固定并观察根尖细胞染色体畸变情况。空间飞行可引起根尖细胞染色体畸变率的增加,其损伤随取样时间的延后呈下降趋势,说明空间飞行所诱导的染色体损伤可被部分修复;种子经辐射保护剂芥子碱和半胱氨酸预处理能显著降低空间飞行诱发的根尖细胞染色体畸变率,而经辐射敏化剂咖啡因预处理的情况则相反。     

小鼠杂交细胞生物学特征的观察

本文用小鼠NS—1骨髓瘤细胞与小鼠脾淋巴细胞经PEG介导进行融合,通过HAT选择,有成效地获得了同种杂种细胞。在融合后第30、50、70、90天观察了杂种细胞的染色体畸变和间期细胞核损伤,并对亲本和杂种细胞的染色体核型、带型(G带、C带)进行了比较。 结果表明:NS—1细胞系的染色体平均数为64.2条,有一条标记性的亚中着丝粒染色体及一条微小染色体。小鼠脾淋巴细胞染色体为2n=40,全部为端着丝粒染色体。NS—1/小鼠脾淋巴细胞融合后的杂种细胞,染色体平均数随融合后杂种的传代而逐渐减少。到第70天时已稳定,平均为80.7±6.2条。同时,随融合后传代,杂种细胞染色体畸变率和核碎裂也增加。 最后对染色体丢失的机理及意义以及饲养细胞在融合中的作用进行了初步讨论。     

Nd:YAG激光致视网膜感光细胞损伤及相关基因的表达

目的：观察兔眼视网膜激光损伤后不同时间点感光细胞的改变以及相关基因的表达变化。方法：北京青紫蓝灰兔随机分为正常对照组和激光损伤组,在调Q倍频Nd：YAG激光损伤后不同时间采用超微结构观察、凝胶电泳、TUNEL染色、原位杂交(ISH)以及Northern blot等方法检测了感光细胞损伤特点并分析相关基因的表达改变。结果：电镜、核酸电泳和TUNEL结果表明视网膜感光细胞照射后出现明显的凋亡特征,在伤后不同时间,其分布和强度都有改变。而杂交结果表明c—fos和bax在照后表达增强,尤其以照后第1天为最,而bcl—2和p53在损伤后无明显改变。结论：大量感光细胞的凋亡是临床上低剂量倍频Nd：YAG激光致视网膜损伤、视功能下降的主要机制。c—fos和bax基因的表达可能介导了视网膜细胞凋亡的过程。     

慈姑根尖细胞染色体的激光共聚焦扫描显微镜观察结果

利用荧光标记和激光共聚焦扫描显微技术,观察了慈姑根尖细胞有丝分裂各个时期染色体的主要特征,获得十分理想的效果.与传统压片观察法比较,本实验方法成像更清晰,能方便地从不同角度观察整个细胞核中染色体的分布形态,更好地揭示细胞分裂中的染色体行为.     

用激光微束法将外源基因导人水稻细胞的研究

将外源基因导入植物细胞是植物基因工程的关键步骤之一。用激光微束技术转化动物细胞已经取得了成功,并证明外源基因已整合到细胞染色体上。最近又证明激光微束可穿透植物细胞壁和细胞膜,将pBR322DNA导入植物细胞和细胞器。本实验在利用激光微束技术将外源基因导入水稻培养细胞上进行了探索。 所用外源DNA是pBI121质粒,该质粒带有CaMV35启动子和β-葡萄糖苷酸酶(GUS)基因,用