真核细胞基因表达调控的研究进展

真核细胞基因表达的调控研究,目前仍然是分子生物学热门和中心问题之一。因为提出的许多基础的和实用的细胞分化问题,正常的或异常的都还未得到完全解决,显示问题更加复杂。正常胚胎发育过程,受精卵细胞生长分化出各种各样不同表型的细胞,决定细胞表型的各种基因,为何在一定发育的时空条件下,进行有选择性表达?如何调控?     

果蝇发育中细胞决定和分化与基因表达环境

胚胎发育是个程序化的,复杂而有趣的生命现象。在胚胎发育中,不同细胞的分化和其 功能由基因决定,受到核内遗传物质的控制。而细胞的决定和分化则是在不同的细胞质对细胞核的不断作用下,才能逐步进行。核质之间的相互作用先建立特定的基因表达状态,从而选择性表达发育调控基因或分化基因。发育调控基因产物一旦进入胞质,就可改变原来的基因表达环境,使细胞核进入新的基因表达状态,选择表达新的发育调控基因。如果新的发育调控基因的产物再影响细胞核,改变原来的基因表达状态,其它的发育调控基因的表达就可使胚胎细胞进一步分化。在发育过程中,细胞质和细胞核的这个相互作用不断进行,使控制发育程序的不同基因群在特定的时空中表达,受精卵分裂产生的子细胞才能不断决定和逐步分化,最后形成组成个体所必须的各种细胞类型。     

“新梨七号”花蜜腺的发育解剖学研究

应用石蜡切片法 ,通过显微镜解剖观察对表现雄性不育性的“新梨七号”的花蜜腺位置、形态结构及发育过程进行了系统的研究。观察结果 :其花蜜腺发育完全正常 ,位于花托表面 ,由分泌表皮和蜜腺组织构成 ,属于花托蜜腺。蜜腺是由花托内壁表皮和其内侧相邻的细胞经过分裂、生长、分化而来。 PAS染色反应表明 :蜜腺细胞中的淀粉粒 ,在发育过程中呈现出一定消长规律变化。蜜汁是通过蜜腺表面特异的气孔泌出。盛花期 ,在花托的表面积累大量无色透明的蜜汁。因此 ,其雄性不育与蜜腺的发育无相关性     

植物细胞在离体培养条件下的决定问题

“决定”(Determination)这一术语来自动物胚胎发育生物学,意指胚胎某一区域的组织或细胞只能向某一特定方向分化的发育状态。决定与否以及决定的程度必须用离体培养或异位移植的方法来测定。“决定”作为发育生物学上的一种现象,同样存在于高等植物中,如茎生长点的成花决定和     

早期胚胎细胞谱系研究——揭示生命发育早期的黑盒子

哺乳动物的早期胚胎发育,通过多个层次的细胞命运决定,建立了胚胎器官发生、形态建成的整体发育蓝图,是生命体最重要的分子事件之一。早期胚胎发育过程伴随了全能性的维持和分化,以及各种多能干细胞命运的次序决定,任何发育进程上的缺陷都会对整个胚胎个体产生深远的影响。因此,研究早期胚胎谱系建立的过程、不同胚层和组织前体细胞的命运决定及其发生与发展的调控机制,不仅仅是面对国家人口政策的变化以及优生优育的需求,预防和减少早期发育疾病,还能够指导胚胎干细胞及各种多能干细胞的分化和进一步转化医学应用,因而具有极其重要的生物学意义。     

间充质干细胞分化为心肌细胞过程中细胞形态变化与Nkx2.5表达相关性的初步研究

体外BMSCs分化为心肌细胞过程中,细胞在形态及相关基因的表达上发生明显的变化。本研究以心肌组织裂解液诱导BMSCs,观察分化过程中细胞形态变化,根据心肌细胞发生过程中细胞形态变化规律,选定5个检测点,行PCR检测细胞中Nkx2.5的表达,以探究分化过程中细胞形态变化与相关基因表达规律及其之间的相关性。实验结果表明BMSCs分化为心肌细胞的过程中,细胞形态变化呈现明显规律:由单个大核,胞浆饱满,折光性好的纺锤形;逐渐演变为短杆状;形成突起并连接成网状结构;细胞端相接呈"竹节样"改变;最后形成肌管样结构;诱导前细胞不表达Nkx2.5,诱导过程中随着细胞形态的不断变化Nkx2.5持续表达并逐渐增强。说明间充质干细胞分化为心肌细胞的过程中,Nkx2.5表达相对量的变化与细胞的形态变化可能有一定的相关。     

多花黄精和安徽黄精叶片发育的比较解剖学研究

对多花黄精(Polygonatum cyrtonema)和安徽黄精(P.anhuiense)不同发育时期的叶片进行了比较解剖学研究。结果表明:(1)在叶片发育过程中,气孔器指数都是由低到高,达到最高值后再逐渐降低并趋于稳定;(2)叶片长宽比在发育过程中都呈上升趋势,且与叶片形状之间有一定的相关性,叶片长宽比与表皮细胞长宽比之间没有明显的相关性;(3)两者叶片的上下表皮细胞的发育方式基本一致,都是由表皮细胞进行横向和径向生长的过程;(4)在叶片的分化过程中,首先分化出来的是表皮,其次是叶肉,最后是叶脉;(5)多花黄精的叶缘在发育早期叶肉中有大型薄壁细胞出现,但叶片成熟时,大型薄壁细胞消失或继续保存,而安徽黄精在整个发育过程中,叶肉中都未见大型薄壁细胞出现。该研究为黄精属互生叶类和轮生叶类植物的叶片发育研究积累了实验资料。     

丝瓜雄花和雌花发育特点的研究

丝瓜为单性花,雌雄同株植物。雄花发育过程中,不出现雌蕊原基,即无“两性期”。雄花发育早期,分化出五个雄蕊原基,以后发育成五个分离的雄蕊。雌花发育早期,有雄蕊原基的形成,即具“两性期”。以后随着雌花的发育,雄蕊逐渐退化。雌蕊具三心皮下位子房,发育早期,子房基部的胎座呈中轴胎座状,向上逐渐过渡转化形成侧膜胎座。     

拟南芥花蜜腺筛分子及蜜腺组织发育过程中的细胞学研究

应用高压冷冻和低温替代技术,以拟南芥（Arabidopsis thalanaL.)花蜜腺发育过程中细胞的超微结构变化进行了研究。蜜腺组织中深色细胞的超微结构与筛分子早期分化的超微结构十分相似;细胞核中染色质逐渐出现凝集并且边缘化;细胞器分布异常;细胞质浓稠,这些超微结构特征与近年来报道的动植物细胞程序性死亡的超微结构相似,在筛分子和深色细胞分化中,细胞核及一些细胞器的逐渐解体与原蜜汁的运输,加工和蜜汁的分泌有直接联系,这反映了蜜腺发育过程中筛分子和蜜腺组织的细胞学变化是与蜜腺的生长,发育和生理功能的完善联系在一起的。     

胚胎干细胞向造血细胞分化研究

胚胎干（embryonic stem,ES）细胞是来源于囊胚的内细胞团（inner cell mass,ICM）,具有发育的全能性或多能性,能嵌合到早期胚胎,在体内可以参与各种组织发育甚至包括生殖细胞;在体外分化培养条件下,可以顺序分化出各种组织细胞,与体内完整胚胎发育过程相符合,而且可以通过调节ES细胞某些基因的表达而调节其分化。因此,ES细胞是研究哺乳动物早期胚胎发育、细胞分化及其关键基因鉴定的理想模型。另外,胚胎生殖脊（embryonic germ,EG）细胞系也具有同样的生物学特性,它是由早期胚胎的原始生殖脊（primordial germ,PG）细胞建株而来。最近研究显示：ES细胞在体外不但可以分化为所有造血细胞系,而且还可以分化为具有长期增殖能力的造血干细胞。作者就胚胎干细胞向造血细胞和造血干细胞分化及其诱导因子和调控基因的表达作一综述。     

拟南芥花蜜腺筛分子及蜜腺组织发育过程中的细胞学研究

应用高压冷冻和低温替代技术,对拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)花蜜腺发育过程中细胞的超微结构变化进行了研究.蜜腺组织中深色细胞的超微结构与筛分子早期分化的超微结构十分相似:细胞核中染色质逐渐出现凝集并且边缘化;细胞器分布异常;细胞质浓稠.这些超微结构特征与近年来报道的动植物细胞程序性死亡的超微结构相似.在筛分子和深色细胞分化中,细胞核及一些细胞器的逐渐解体与原蜜汁的运输、加工和蜜汁的分泌有直接联系.这反映了蜜腺发育过程中筛分子和蜜腺组织的细胞学变化是与蜜腺的生长、发育和生理功能的完善联系在一起的.     

细胞壁与细胞的发育

细胞壁除了起着机械支持、参与物质运输和防御反应等功能外,与细胞的发育密切相关。它们可作为信号分子,促进植物细胞的分裂增殖,决定细胞的分化方向,参与细胞识别过程等。概述了近年来细胞壁调节细胞发育的新进展。     

组蛋白甲基化修饰酶与早期胚胎发育

早期胚胎发育是胚胎发育中细胞分裂与分化最为活跃的时期,也是合子型基因大规模转录的时期,而此时组蛋白的甲基化修饰也显示出动态学的变化。这一时期,在细胞内外信号的共同调控下,经历着一系列基因的激活与抑制,许多调控机制参与其中的调控。而近年来的研究表示,表观遗传学调控显示越来越重要的作用。组蛋白甲基化修饰是表观遗传学重要调控机制之一,在胚胎的早期发育过程中扮演着重要的角色。就近年来组蛋白甲基化修饰酶在早期胚胎发育过程中的作用与功能做一简要综述。     

植物细胞程序死亡的机理及其与发育的关系

细胞程序死亡（PCD）是在植物体发育过程中普遍存在的,在发育的特定阶段发生的自然的细胞死亡过程,这一死亡过程是由某些特定基因编码的“死亡程序”控制的。PCD是细胞分化的最后阶段。细胞分化的临界期就处于死亡程序执行中的某个阶段。PCD包含启动期、效应期和清除期三个阶段,其间caspase家族起着重要作用。PCD在细胞和组织的平衡、特化,以及组织分化、器官建成和对病原体的反应等植物发育过程中起着重要作用。PCD中的形态学变化和生物化学变化都有着严格的时序性。植物的PCD和动物的PCD有许多共性,包括细胞形态和DNA降解等变化。也有一些不同,植物PCD的产物既可被其它细胞吸收利用;也可用于构建自身的次生细胞壁。     

藤本月季“安吉拉”花芽分化形态结构及内源激素变化研究

以藤本月季“安吉拉”为试验材料,通过石蜡切片、体视显微镜观察及内源激素的测定,研究花芽分化过程的形态结构及内源激素的变化,为花期调控、景观品质的提升及相关育种工作提供基础数据。藤本月季“安吉拉”花芽各部分分化顺序由外向内进行,分为5个时期,共历时30 d,首先是生长锥呈圆锥状突起的形态分化期;扁平生长锥周围出现5个突起,即为萼片原基分化期;萼片原基的内方分化出成轮状的多个花瓣原基,即为花瓣原基分化期;花瓣原基基部从上向下分化出多轮雄蕊原基,即为雄蕊原基分化期;扁平的生长锥顶端突起形成多个雌蕊原基,为雌蕊原基分化期。随花芽分化进程脱落酸(ABA)、细胞分裂素(CTK)浓度变化规律相似,均呈先升高再下降趋势,萼片原基分化期其浓度均显著高于其他时期;生长素(IAA)浓度呈逐渐上升的趋势;赤霉素(GA)浓度呈逐渐下降趋势。随花芽分化进程IAA/GA和IAA/ABA比值呈逐渐上升趋势,CTK/GA和(ABA+CTK)/GA比值在萼片原基分化期显著高于形态分化期。内源激素测定结果表明:ABA、CTK浓度在萼片原基分化期显著升高与花芽分化诱导有关,较低的IAA浓度以及GA浓度的降低有利于藤本月季“安吉拉”的花芽分化;萼片原基分化期CTK/GA和(ABA+CTK)/GA比值升高可能与花芽分化诱导有关,高水平的IAA/ABA和IAA/GA比值可能与花器官原基的进一步发育相关。     

PNAS：利用皮肤干细胞分化出视网膜细胞

美国研究人员8月24日宣布,他们利用人体皮肤细胞培育诱导多功能干细胞（iPS）,并成功分化出了不同类型的视网膜细胞。这意味着将来视网膜受损的患者可以利用自身皮肤细胞进行修复。来自威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员在新一期美国《国家科学院院刊》（PNAS）上介绍说,这项研究的重要意义不仅仅证实了人体诱导多功能干细胞可以分化戍各种视网艇细胞,而且还表明,这种分化发育过程与人眼视网膜自身的发育过程十分相似。诱导多功能干细胞是通过基因重新编排方法,”诱导”普通细胞回到最原始的胚胎发育状态,能够像胚胎干细胞一样进行分化人类的某些疾炳很难或者不可能用动物模型来进行研究,     

寄生植物锁阳茎的发育解剖学研究

锁阳茎的初生分生组织由原表皮、基本分生组织以及在基本分生组织中呈波浪式环状排列的原形成层束组成。茎的增粗是由于呈波浪式环状排列的维管束,其“波浪”上下幅度逐渐增大,即从“浪”的基部到“浪”顶端维管束数目由4个逐渐增加到10－12个。维管束数目不断增加是由于：（1）由髓射线薄壁细胞反分化产生分生组织束,分生组织束活动产生新的维管束;（2）维管束中分化出一列或几列薄壁细胞,导致该维管束被分化出的薄壁细胞分成2－3个独立的维管束。     

名刊封面

《分子细胞》2009.5细胞结构如同螺母；《自然》2009.5“弗洛勒斯人”到底是什么“人”？《神经元》2009.5听力也需校准《科学》2009.5海平面上升的新预测；《发育细胞》2009.5肌肉收缩决定关节分化；《农业与食品化学杂志》2009.5利用激光检测婴儿奶粉三聚氰胺；     

名刊封面

《分子细胞》2009.5细胞结构如同螺母;《自然》2009.5“弗洛勒斯人”到底是什么“人”？《神经元》2009.5听力也需校准《科学》2009.5海平面上升的新预测;《发育细胞》2009.5肌肉收缩决定关节分化;《农业与食品化学杂志》2009.5利用激光检测婴儿奶粉三聚氰胺;     

小鼠性别决定过程中性腺体细胞分化的调控

哺乳动物的性腺由生殖细胞和体细胞共同形成,性别决定前的性腺具有双向分化的潜能,性腺中体细胞的分化决定其发育为睾丸或卵巢。这一分化过程受到多种因子的精细调控。其中SRY、SOX9、SOX3、SOX8、SOX10、FGF9/FGFR2、PGD2、AMH和DMRT1等参与睾丸的发育和分化,而FOXL2、CTNNB1、RSPO1、WNT4、Follistatin、ERα/β和BMP2则在卵巢发育过程中发挥关键作用。如果这些分子调控网络受到内源性或外源性因子的破坏,则会引起两性发育紊乱,甚至导致雄性向雌性或雌性向雄性的性别逆转。本文以小鼠模型为例,阐述了在性别决定过程中体细胞命运决定以及谱系分化的分子调控网络。