解开生命的结构——中国科学家解析出线粒体膜蛋白复合物Ⅱ精细结构

2005年7月1日出版的《细胞》杂志上发表了中国科学家解析出线粒体膜蛋白复合物Ⅱ精细结构的文章。结构决定功能,这个精细的三维结构除了科学上勿庸置疑的成就,还会给我们带来什么样的惊喜或者期待呢?线粒体上的呼吸链线粒体在细胞内拥有很独特的地位,它是细胞的"能量工厂",普     

核糖体三维结构模型的制作与使用

核糖体三维结构模型的制作与使用柴晓青，印莉萍，李丹（首都师范大学生物学系１０００３７）为帮助学生理解核糖体的三维立体结构和某些功能结构定位，我们制作了核糖体结构的简易模型。１核糖体的立体结构每一个核糖体包括有大小亚基两个单位（见图１、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）...     

基于理想生态系统模式与三维景观指数的徽派村落空间特征解析——以呈坎为例

徽派村落是中国传统村落的典型代表,蕴含了丰富的地域文化和生态内涵,是中国古代人与自然和谐相处的典范,其研究与保护在生态学、地理学、建筑学和美学等领域具有重要的科学价值.本文以呈坎村为例,综合风水理论、心理场理论等,从生态学视角提出理想人居环境的理想生态系统模式,并引入三维景观指数,对徽派村落空间结构进行解析,定量分析村落理想生态系统各景观要素组合结构的生态功能体现.结果表明: 呈坎村立体结构为“山-林-屋-水-林”的景观空间组合模式,形成了以人为中心、自然景观立体环绕的圈层结构,符合理想人居模式.传统基于投影距离的方法造成了景观指数偏差(如对面积与边长的低估).平均斑块面积三维指数比二维指数高6.7%;林地的面积比重三维指数比二维指数高1.0%,其他景观类型的面积比重均有所下降,其中建设用地和耕地等人工斑块的面积比重下降最多.面积与周长指标被低估,形状指标和多样性指标被高估,导致景观格局分析中自然斑块的优势度被低估、人工斑块的优势度被高估.三维景观指数表明,呈坎村落生态系统中各自然要素及组合体现出了较好的生态功能,关键要素和景观生态系统具有较高的稳定性、连接度和聚集性;定量印证了以呈坎为代表的徽派村落是理想的生态系统.     

轮状病毒非结构蛋白NSP1与干扰素调节因子结合结构域的分析

目的同源模建轮状病毒NSP1 C末端效应区及干扰素调节因子IRF3、IRF5、IRF7结合结构域(IAD)的三维结构,应用分子对接的方法,预测NSP1与IRF的候选结合氨基酸残基。方法以Prot Scale进行疏水性分析,APBS进行表观静电势的分析,采用MODELLER程序进行三维结构的预测,对NSP1 C末端效应区和IRF3、IRF5、IRF7的IAD应用PLATINUM程序进行分子对接,寻找它们的结合位点。结果 NSP1与IRF3、IRF5、IRF7的作用表现为2个不同类型,其中NSP1与IRF3的作用位点集中在效应区LEU 3~ARG 67一个较大范围内;作用方式呈现多样性(疏水作用、芳香共轭作用以及氢键作用);NSP1与IRF5、IRF7的作用位点集中在效应区SER74~GLU87一个较小的范围内,作用方式也表现为单一的氢键作用。结论应用计算机模拟技术预测了NSP1和IRF3、IRF5、IRF7的作用方式及结合位点,为进一步研究NSP1对IRF的作用提供一些新的思路。     

茶尺蠖幼虫脑的解剖结构

【目的】明确茶尺蠖Ectropis obliqua Prout 5龄幼虫脑解剖结构,并分析和构建幼虫脑以及脑内部各神经髓结构的三维结构模型。【方法】采用免疫组织化学方法,利用突触蛋白抗体,染色标记脑内神经突触,定位突触联系密集分布的区域,获得脑内部神经髓的结构。利用激光共聚焦显微镜获取脑扫描图像,然后利用三维图像分析软件AMIRA进行图像分析,构建脑的三维结构模型,并计算脑以及脑内各神经髓结构的体积。【结果】突触蛋白抗体染色显示,茶尺蠖5龄幼虫脑内具有很多神经突触联系密集分布的区域,这些不同区域即为脑的不同神经髓结构。茶尺蠖幼虫脑主要包括前脑、中脑和后脑3个组成部分。其中前脑最大,包括成对的视叶、蕈形体、前脑桥和侧副叶以及不成对的中央体。视叶位于前脑的两侧后端。蕈形体位于脑半球正中间位置。侧副叶在中央体的下前方两侧。中央体在脑的正中心。前脑桥在中央体的上方后侧。除这些形态结构明显的神经髓区域外,前脑还包括大量内部边界不明显的神经髓区域,位于前脑左右两侧以及背侧和腹侧,这些区域被总称为中间脑,占整个脑神经髓的66%。触角叶为中脑的主要组成部分,在脑的下部最前端,为一对球状结构。后脑在脑的腹侧和触角叶下方,即围咽神经索进入脑的入口处。【结论】构建了茶尺蠖5龄幼虫脑以及各神经髓结构三维模型,分析了脑内各个神经髓之间的空间位置关系,明确了各神经髓的体积。茶尺蠖幼虫脑体积小而且结构简单的特征与其幼期视觉、嗅觉等感觉器官不发达、活动能力弱、行为简单的生物学习性相对应。     

绿盲蝽中枢神经系统的解剖结构

【目的】阐述绿盲蝽Apolygus lucorum中枢神经系统的组成,辨识各组成部分的神经节解剖结构及其形态,计算中枢神经系统各神经节结构体积大小、解析其空间分布关系以及连接模式。【方法】采用免疫组织化学方法,使用突触蛋白抗体对绿盲蝽中枢神经系统神经髓进行染色标记,利用共聚焦激光扫描显微镜获取中枢神经系统各结构数码图像,使用三维图像分析软件对绿盲蝽中枢神经系统进行分析,并构建三维模型。【结果】绿盲蝽中枢神经系统从前往后分别由脑神经节、咽下神经节、前胸神经节和后部神经节组成。脑、咽下神经节和前胸神经节3个神经节融合在一块,形成脑-咽下神经节-前胸神经节复合体,并通过长的神经连索与后部神经节相连,从外观上看似由2个大的神经节构成,这种神经节愈合形式尚未在昆虫中发现过。前胸神经节与后部神经节分离,二者由长的神经连索连接起来。除前胸神经节由单独的神经原节构成外,其他3个神经节又由多个神经原节融合而成。脑包括前脑、中脑和后脑3部分。咽下神经节包括上颚神经节、下颚神经节和下唇神经节。后部神经节包括中胸、后胸和腹部神经节3部分。【结论】明确了绿盲蝽中枢神经系统的神经节构成,发现了绿盲蝽中枢神经系统各神经节的高度融合特性。该项研究结果为研究绿盲蝽中枢神经系统的发育、重塑和系统演化奠定了形态学基础,为研究中枢神经元形态、分布以及其对昆虫生理和行为的功能调控机制提供了结构框架。     

光学透明技术在植物多尺度成像中的应用

光学透明技术是一种通过各种化学试剂, 将原本不透明的生物样本实现透明化, 并在光学显微镜下深度成像的技术。结合多种光学显微成像新技术, 光学透明技术可对整个组织进行成像和三维重建, 深度剖析生物体内部空间特征与形成机制。近年来, 多种植物光学透明技术和多尺度成像技术被陆续研发, 并取得了丰硕的研究成果。该文综述了生物体光学透明技术的基本原理和一些新技术, 重点介绍基于光学透明技术开发的新型成像方法及其在植物成像与细胞生物学中的应用, 为后续植物整体、组织或器官的透明、成像与三维重构及功能研究提供理论依据和技术支持。     

三维超声技术对于评估压力性尿失禁女性患者盆底肌肉收缩及膀胱颈活动度的价值研究

摘要 目的：探讨三维超声技术对于评估压力性尿失禁（SUI）女性患者盆底肌肉收缩及膀胱颈活动度的价值。方法：选取2020年1月至2021年8月本院的收治的因产后SUI的女性患者60例作为观察组,另选择同期产后正常的女性受试者60例作为对照组,所有受试者均行经会阴三维超声检查。比较两组之间盆底肌肉收缩及膀胱颈活动度等相关指标的差异。结果：在静息状态和最大Valsalva状态下,观察组中盆膈裂孔前后径、左右径、肛提肌裂孔面积以及膀胱颈后角均显著大于对照组（P<0.05）,观察组尿道长度显著低于对照组（P<0.05）;而仅在最大Valsalva状态下,观察组的膀胱颈位置显著低于对照组（P<0.05）;此外观察组膀胱漏斗化所占比例显著高于对照组（P<0.05）。结论：三维超声技术可以清晰直观地显示女性盆底组织结构和功能,对于评估SUI女性患者盆底肌肉收缩及膀胱颈活动度具有一定的诊断价值,并为临床提供真实客观的影像学证据。     

基于三维超声心动图对比分析扩张型心肌病与二尖瓣关闭不全左室构型和收缩功能的研究

摘要 目的：基于三维超声心动图对比分析扩张型心肌病（DCM）与二尖瓣关闭不全（MI）左室构型和收缩功能的研究。方法：收集我院2018年1月至2021年7月就诊患有左心室（LV）扩张的患者100例,其中DCM患者57例,MI患者43例。LV大小大致相仿,DCM组（43±5）mm/m²,MI组（42±5）mm/m²。另选取同时期50例健康受试者作为对照组。所有患者均进行常规超声心动图及三维超声心动图检查,测量指标主要包括左室大小（LVID）、左室后壁厚度（PWT）、左室舒张末期内径（LVEDD）、左室舒张末期室间间隔厚度（IVS）、左室舒张末期容积（LVEDV）、收缩末期容积（LVESV）、相对室壁厚度（RWT）、LV质量指数（LVMI）、三维左室射血分数（3D-LVEF）、三维舒张末期血流速度（3D-EDV）、二维或三维超声心动图球形指数（2D-SI/3D-SI）。结果：DCM组和MI组LVEDD均大于对照组,差异有统计学意义（P＜0.05）。DCM组比MI组患者心功能分级III/IV和心力衰竭的发生率更高,差异有统计学意义（P＜0.05）。DCM组和MI组患者的LVEDD、LVEDD指数、LVEDV、LVEDV指数、3D-EDV、3D-EDV指数均高于对照组,差异有统计学意义（P＜0.05）;但DCM组和MI组对比差异无统计学意义（P＞0.05）。DCM组和MI组患者的LV长度、LV长度指数、LVMI均高于对照组,差异有统计学意义（P＜0.05）;且MI组高于DCM组,差异有统计学意义（P＜0.05）。DCM组和MI组患者的LVESV、LVESV指数、2D-SI、3D-SI均高于对照组,差异有统计学意义（P＜0.05）;且DCM组高于MI组,差异有统计学意义（P＜0.05）。DCM组3D-LVEF、RWT均低于对照组和MI组,差异有统计学意义（P＜0.05）。ROC分析显示,3D-SI在评估左室扩大患者的左室重构方面优于其他变量,3D-SI的ROC曲线下面积为0.875,95%CI为0.816-0.920,3D-SI>0.62对于DCM和MI区分左室构型的特异性（81.66%）和敏感性（92.09%）较高。DCM和MI患者的3D-LVEF和3D-SI均呈线性负相关（r=-0.719,P=0.000;r=-0.682,P=0.000）。DCM和MI患者3D-SI检测心力衰竭的ROC曲线下面积均大于3D-LVEF的ROC曲线下面积,差异有统计学意义（P=0.000）。结论：与MI患者相比,尽管LV大小大致相仿,但DCM患者的左室几何形状更接近球形,且收缩功能更差。收缩功能与3D-SI显著相关,3D-SI较好地描述了左室重构,可能是LV扩张患者心力衰竭的较强指标。