内质网与线粒体接触复合物ERMES在真菌中的结构组成和功能

真核生物细胞中,双层膜细胞器线粒体会进行持续的分裂与融合,从而改变自身形态来满足细胞在不同生长条件下的能量代谢需求.除此之外,线粒体的动态与功能还依赖于与其他细胞器的互作及一些代谢产物在互作过程中的双向交流.与线粒体互作的细胞器包括脂滴、过氧化物酶体、液泡和内质网等.在真菌细胞中,线粒体与内质网的互作由存在二者之间的内...     

脂滴与其他细胞器互作调控脂稳态的分子机制

随着影像技术的发展,越来越多的研究表明细胞器之间存在广泛的直接相互作用,其主要功能是参与物质运输、细胞器新生与生长、细胞器分裂与融合等.细胞器间的互作主要由定位于这些膜器表面的蛋白质分子相互作用介导,磷脂也在其中发挥作用.脂滴作为储存中性脂的细胞器,是细胞内脂质代谢的中心,同时对机体脂稳态的维持起着至关重要的作用.从脂...     

脂滴——细胞脂类代谢的细胞器

脂滴是细胞内中性脂贮存的主要场所,由极性单磷脂层包裹疏水核心组成。近年来的蛋白质组学研究表明,脂滴表面还存在着许多功能蛋白,进一步揭示了脂滴可能参与细胞内物质的代谢和转运,以及细胞信号传导等过程,是一个活动旺盛的多功能细胞器。实验结果还证明,脂滴不但是甘油三酯贮存和分解、花生四烯酸代谢和前列腺素合成的主要场所,脂滴还具有合成甘油三酯和磷酯的功能。由此可见,脂滴可能是细胞内参与脂类合成代谢的细胞器。     

脂滴:与肿瘤发展密切相关的特殊细胞器

脂滴(Lipid droplet,LD)存在于从酵母菌到人类的大多数细胞中,是储存中性脂的主要场所。近年来提出脂滴是一种高度活跃的细胞脂类代谢细胞器,是脂质代谢、转运以及信号传递的主要调控因子。脂滴作为脂质中心,可以参与细胞内的脂质合成与代谢,其代谢与肿瘤密切联系在一起,并在各种肿瘤细胞中大量积累。本文从脂滴的生物发生、结构和功能等方面进行了详细的描述,进一步探讨了脂滴在不同类型肿瘤发展过程中的作用,以期为肿瘤的临床诊疗提供参考依据。     

泥螺卵子发生的超微结构研究

利用透射电镜观察了泥螺卵子发生过程。结果表明 ,泥螺的卵子发生可划分为卵原细胞、卵黄发生早期、卵黄发生中期及卵黄发生后期卵母细胞 4个时期。卵原细胞核大而圆 ,胞质内分布有少量的线粒体和高尔基囊泡 ,细胞表面具微绒毛。卵黄发生早期的卵母细胞 ,胞质中各类细胞器发达 ,并出现数量较多的类朦胧子。卵黄发生中期的卵母细胞胞体迅速增大 ,核伸出伪足状突起 ,卵质中各种细胞器活动活跃 ,并参与形成卵黄粒和脂滴。此期还可观察到卵母细胞与滤泡细胞间的物质交换现象。卵黄发生后期的卵母细胞体积增至最大 ,细胞器数量减少。本文就卵黄发生前后卵母细胞内部构造的变化、意义及滤泡细胞与卵母细胞蛋白来源间的关系作了探讨     

活细胞内亚细胞结构蛋白质组学研究新技术——几种邻近标记策略的应用及比较

真核细胞内多种无膜及有膜细胞器为各种生物学过程的发生提供场所.被膜细胞器通过它们之间的膜接触位点所进行的信息交流和物质交换是维持生命活动所必需的.绘制活细胞中细胞器或膜接触位点等处的蛋白质组图谱,将有助于解析这些部位的生物学功能及作用机制,并为研究细胞器相互作用提供基础.但由于无膜细胞器或膜接触位点很难分离纯化,传统的生化方法难以系统解析其中的蛋白质组.最近报道的几种基于酶类的蛋白质邻近标记技术,则为系统分析上述空间受限的蛋白质组这一难题提供了有效的解决方案.通过将能催化产生活性自由基(最常见的是生物素及其衍生物的自由基)的酶连接到目标蛋白上,可对其邻近的蛋白质组进行共价标记,从而使后者的分离和鉴定成为可能,并可以运用于活细胞中的动态标记.我们在此综述了几种最新的邻近标记策略的原理及应用,并对它们的优势与局限性进行了比较,以期为细胞器互作的蛋白质组学研究提供参考.     

泥螺卵子发生的超微结构研究

利用透射电镜观察了泥螺卵子发生过程。结果表明,泥螺的卵子发生可划分为卵原细胞、卵黄发生早期、卵黄发生中期及卵黄发生后期卵母细胞4个时期。卵原细胞核大而圆,胞质内分布有少量的线粒体和高尔基囊泡,细胞表面具微绒毛。卵黄发生早期的卵母细胞,胞质中各类细胞器发达,并出现数量较多的类朦子。卵黄发生中期的卵母细胞胞体迅速增大,核伸出伪足状突出,卵质中各种细胞器活动活跃,并参与形成卵黄粒和脂滴。此期还可观察到卵母细胞与滤泡细胞间的物质交换现象。卵黄发生后期的卵母细胞体积增至最大,细胞器数量减少。本文就卵黄发生前后卵母细胞内部构造的变化、意义及滤泡细胞与卵母细胞蛋白来源间的关系作了探讨。     

煤绒菌Fuligo septica显型原质团细胞核及菌核的超微结构

从煤绒菌显型原质团中提纯细胞核、核仁,诱导原质团形成菌核,并在透射电镜下观察。研究结果表明:细胞核具有中央核仁,核仁可以看到明显的纤维中心、致密纤维中心和颗粒结构。原质团中存在大量的黏液颗粒。菌核具有双层膜,内含有细胞器及脂滴。     

煤绒菌Fuligo septica显型原质团细胞核及菌核的超微结构

从煤绒菌显型原质团中提纯细胞核、核仁,诱导原质团形成菌核,并在透射电镜下观察。研究结果表明:细胞核具有中央核仁,核仁可以看到明显的纤维中心、致密纤维中心和颗粒结构。原质团中存在大量的黏液颗粒。菌核具有双层膜,内含有细胞器及脂滴。     

煤绒菌Fuligo septica显型原质团细胞核及菌核的超微结构

从煤绒菌显型原质团中提纯细胞核、核仁,诱导原质团形成菌核,并在透射电镜下观察。研究结果表明:细胞核具有中央核仁,核仁可以看到明显的纤维中心、致密纤维中心和颗粒结构。原质团中存在大量的黏液颗粒。菌核具有双层膜,内含有细胞器及脂滴。     

大葱小孢子母细胞至二胞早期花粉发育的超微结构观察

用电镜观察了章丘大葱 (AlliumfistulosumL .)从小孢子母细胞至二胞早期花粉发育的超微结构。终变期的花粉母细胞 ,胼胝壁外方的相邻初生壁间及胞间隙内 ,存在胞间物质 ,四分体期 ,此物质尚部分存在。小孢子母细胞减数分裂前 ,细胞质内含有脂滴 ,小孢子有丝分裂以后 ,脂滴增多增大。小孢子分裂后期 ,质体已积累淀粉粒 1至多个。二胞早期花粉之营养细胞质内 ,有些含淀粉质体亦含脂滴。各发育期 ,核糖体及多聚合糖体丰富 ,并有很多的粗面内质网、高尔基体及小泡、线粒体 ,显示蛋白质、糖类及其它物质合成及运输作用的活跃。小孢子缺中央大液泡。有丝分裂后期 ,细胞器集中于未来的营养细胞极。小孢子胞质分裂期 ,有些内质网贴近或与花粉质膜相连 ,它们或有可能互相融合 ,扩大质膜面积而适应花粉的生长。还讨论了不同时期高尔基体小泡的作用。     

AMPK对黄体脂滴代谢与类固醇激素产生的调节作用

黄体是卵巢重要的内分泌组织,含有丰富的脂滴,储存大量的胆固醇酯与甘油三酯,并参与卵巢功能调节。细胞质中的脂滴可作为细胞信号平台,与其他细胞器发生互作,同时参与控制细胞新陈代谢。促黄体素LH可以通过激活c AMP和PKA信号通路促进脂滴中水解胆固醇酯的激素敏感性脂肪酶(HSL)的磷酸化与激活,为类固醇激素生成提供胆固醇,为线粒体产生能量提供脂肪酸。能量传感器AMPK可以通过破坏代谢途径来抑制类固醇激素生成,如线粒体需要的胆固醇或类固醇激素生成所需的基因表达。另外,自噬也通过清除受损细胞器以及在饥饿时为细胞提供必需营养的方式参与调节细胞的代谢平衡,而影响AMPK活性与脂滴平衡的信号通路可以调控黄体细胞的自噬。由此可见,多个信号通路集中于黄体脂滴,参与调节类固醇激素生成和脂滴代谢。因此,进一步了解黄体细胞代谢通路是深入理解黄体功能与寿命调控机制的基础。     

植物细胞器间遗传信息转移

真核生物细胞质中有多种执行特定功能的细胞器, 其中线粒体和质体含有独立的基因组, 但细胞器的遗传信息储量有限, 其多数结构和功能蛋白质仍然由核基因组编码.来自植物的相关研究表明, 细胞核与细胞器间不仅在功能上相互依存, 而且遗传信息分子能跨越生物膜屏障, 在细胞核与细胞器间及不同的细胞器间进行传递, 并由此可以引起部分遗传信息在细胞内定位及基因表达等方面的相应改变.细胞器间遗传信息转移机制的研究将为深入认识核质相互作用及真核生物的进化提供重要的线索.     

内质网相关细胞器互作的研究进展

真核细胞中内质网是由片状和管状两种不同形态组成的连续的生物膜结构,参与细胞内蛋白质和脂质的合成以及钙离子稳态的调控等。内质网通过蛋白-蛋白及蛋白-脂质的相互作用与多种膜性细胞结构建立膜接触位点,进行物质的交换、信号转导、膜动态性调控等生理活动。内质网与膜性细胞结构互作的缺陷也会引发许多人类重大疾病。该文介绍了内质网与一系列膜性细胞结构接触位点形成的分子机制及其潜在功能。     

面向科技前沿 开拓引领方向——“细胞器互作网络及其功能”重大研究计划阶段总结

国家自然科学基金重大研究计划“细胞器互作网络及其功能”研究自2017年启动实施以来,始终坚持“有限目标、稳定支持”,取得了一系列阶段性成果,有力推动了我国细胞器互作领域基础研究。截至2021年底,中期评估工作顺利通过。该文概述了该计划实施以来所取得的突破性进展及其重要学术影响,并介绍了该计划结合前期研究进展和管理实践,以“集成升华、跨越发展”为指导思想对未来集成方向的布局,供有关研究人员参考。     

脂滴与线粒体相互作用的研究进展

肥胖和多种代谢类疾病的发生有着密切的关系,而导致肥胖的脂肪多以中性脂的形式储存于细胞的一种细胞器——脂滴中。越来越多的研究表明,脂滴能够和其它细胞器发生相互作用,而它和线粒体的相互作用可能与Ⅱ型糖尿病的形成密切相关:非正常的脂滴和线粒体的相互作用有可能是导致细胞胰岛素抵抗的重要原因。我们通过对脂滴表面蛋白质组学、脂滴与线粒体的空间位置,以及相关蛋白等研究的总结,结合本实验室的研究结果,对脂滴与线粒体相互作用的物质基础及可能方式、受骨骼肌有氧运动的影响,及其与骨骼肌胰岛素抵抗发生的关系等,进行了讨论。     

小麦与叶锈菌互作过程中细胞程序性死亡的细胞学观察

小麦(Triticum aesetivum)品种洛夫林10和叶锈菌(Puccinia recondita f.sp tritici)小种162、165分别组成不亲和组合与亲和组合。透射电镜观察表明,在小麦与叶锈菌的不亲和组合中,接种后12h,侵染点周围叶肉细胞核变形;接种后24h,核内染色质开始凝聚,并趋于细胞核边缘,同时叶绿体膨胀;接种后48h,核内染色质凝聚加剧,叶绿体开始解体;最终在接种后72h,细胞核、叶绿体完全解体,线粒体开始退化。此外,内质网和液泡共同行使溶酶体功能,吞噬各种细胞器残体及原生质降解组分。以上结果表明：在小麦与叶锈菌不亲和组合的互作过程中,寄主细胞呈现细胞程序性死亡的典型特征。而在亲和组合中,叶肉细胞间隙中可见有大量菌丝蔓延,菌丝与寄主细胞壁接触后分化产生吸器母细胞。菌丝的存在对寄主细胞的超微结构产生一定影响。从接种后24h开始,与菌接触的细胞出现质膜下陷,叶绿体稍显膨胀;在接种后48h、72h,大部分叶绿体膨胀,而其它细胞器无明显变化。     

不同生殖期鳜肝脏超微结构变化的观察

应用透射电镜对生殖季节与非生殖季节鳜肝脏超微结构的变化进行了观察。鳜肝细胞含有单个卵圆形的核,核仁清楚;细胞质内含有粗面内质网、线粒体、糖原颗粒和脂滴等细胞器和内含物。胆小管由相邻的数个肝细胞质膜凹陷围成,而肝血窦则由内皮细胞的胞质构成。还发现了贮脂细胞、枯否氏细胞和成纤维细胞。胆小管腔和窦周隙内浸润许多由肝细胞发出的微绒毛结构。鳜肝细胞的超微结构在产卵前后呈现明显变化：产卵前的肝细胞内富含线粒体、糖原颗粒和脂滴,粗面内质网发达;而产卵后的肝细胞内核仁发生迁移,部分细胞核囊泡化,糖原颗粒和脂滴排空,少数肝细胞具双核结构。非生殖期多数肝细胞核含有双核仁结构,胞质内溶酶体数量增多。     

月见草花粉萌发后花粉管和花粉粒内细胞器的运动

采用电视显微镜观察了月见草花粉萌发后花粉管和花粉粒内的细胞器运动,对细胞器运动过程进行了录相,并用计算机对运动图象作了分析。结果表明,月见草花粉内细胞器运动有连续运动和不连续运动两种形式;细胞器运动不依赖于细胞质流动。时快时慢,而且是单向的,没有观察到细胞器的双向运动,细胞松驰素Ｂ能抑制细胞器运动,在萌发的花粉粒内还十分清晰地观察到纤丝束摆动,细胞器沿纤丝运动。     

酿酒酵母细胞器区室化合成化学品的研究进展

公认食品安全的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)是合成生物学中被广泛研究的底盘细胞,常作为生产高值或大宗化学品的微生物细胞工厂。近年来,通过各种代谢工程改造策略,已有大量化学品的合成途径在酿酒酵母中建立并优化,且部分化学品具备了产业化价值。作为真核生物,酿酒酵母具有完整的细胞内膜系统及其组成的复杂细胞器区室,而这些细胞器区室往往含有某些化学品合成所必需的较高浓度前体底物(如线粒体中的乙酰辅酶A),或更加充足的酶、辅因子、能量等,可为目标产物的生物合成提供更适宜的物理、化学环境,但同时不同细胞器的结构特点有时也成为特定化合物合成的障碍。为此,研究人员在深入分析不同细胞器自身特点的基础上,结合目标化学品合成途径与细胞器之间的适配度,对细胞器开展了大量针对性改造工作以提高产物合成效率。本文详细综述了酿酒酵母中线粒体、过氧化物酶体、高尔基体、内质网、脂滴和液泡等细胞器的途径改造及优化策略,以及利用细胞器区室化合成化学品的研究进展,并对目前存在的困难和挑战以及未来研究方向进行了总结与展望。