人PIRH2b与ARF4相互作用的初步研究

目的 利用酵母双杂交技术筛选PIRH2b的相互作用蛋白。方法 以PIRH2b为诱饵蛋白,利用酵母双杂交技术筛选人胎肝cDNA文库,用GST—pull down验证PIRH2b与ARF4在体外的相互作用,并用绿色荧光蛋白标记PIRH2b,红色荧光蛋白标记ARF4,观察两者在肝癌细胞株Hep3B中的亚细胞定位。结果利用酵母双杂交筛选到一个能与PIRH2b相互作用的蛋白ARF4,GST—pull down验证了两者在体外的相互作用,荧光标记共定位结果显示两个蛋白共定位于Hep3B细胞的核周区域。结论首次发现并证实了PIRH2b与ARF4的相互作用,PIRH2b对ARF4的功能可能有重要影响。     

酿酒酵母荧光定位报告菌株的开发

【目的】为了给外源蛋白在酿酒酵母细胞中的定位提供参考,构建酿酒酵母荧光定位报告菌株。【方法】运用染色体同源重组的方法,将突变的、已进行酵母表达优化的红色荧光蛋白RedStar分别整合到12个酵母细胞器标记蛋白的C端,与之进行融合表达,用特异性引物对每一个酵母荧光定位报告菌株进行PCR扩增和测序验证,用激光共聚焦显微镜进行荧光检测,对线粒体和细胞核进行特异性染料染色,用EGFP标记沙门氏菌已知定位蛋白SipA,与构建的相应荧光定位报告菌株进行共定位。【结果】构建的酿酒酵母荧光定位报告菌株可分别标示酵母细胞的肌动蛋白、晚期胞内体、细胞核、核周质、纺锤体、线粒体、过氧化物酶体、脂滴、初级内吞体、次级内吞体、高尔基体顺面及高尔基体反面。PCR扩增及测序验证、荧光检测、染料与相应报告菌株的共定位、已知定位蛋白SipA与相应报告菌株的共定位均提示报告菌株构建成功。【结论】这些报告菌株的构建,为日后在酵母中观察细胞器动态变化,以及未知蛋白在酵母中的定位提供了基础性工具。     

BK通道在细胞膜上的单分子定位及空间分布

目的：研究大电导、钙离子和电压激活的钾离子通道（BK通道）在HEK293细胞膜上的单分子定位及其总体空间分布情况。方法：分别用mEos2、Dronpa等荧光蛋白标记BK通道的α亚基和辅助性β2亚基,将这些质粒在HEK293细胞内瞬时转染以表达通道蛋白,然后用激光共聚焦荧光显微成像、全内反射荧光显微成像、光敏定位荧光成像等技术观察BK通道的亚细胞定位及单分子分布,并用电生理实验技术检测荧光蛋白对BK通道有影响。结果：激光共聚焦荧光显微成像和全内反射荧光显微成像技术只能在亚细胞水平定位通道蛋白,BK通道在细胞膜上聚集并形成不规则的蛋白簇,它的仅亚基和β2亚基在细胞膜上完全共定位;光敏定位荧光成像技术成功定位BK通道蛋白簇里面的单分子,虽然α和β2亚基紧紧靠在一起,它们之间依然存在空间距离;BK通道的质膜表达和功能特性不受荧光蛋白的影响。结论：BK通道蛋白簇里面包含大量的α和β2亚基的蛋白单分子,它们紧密地聚集在一起,但是并没有完全共定位,在分子水平上揭示了BK通道α和p亚基功能耦合的结构基础,为以后研究大分子蛋白质间的相互作用机制提供了很好的分子模型,光敏定位荧光成像技术作为一种全新的单分子荧光成像手段,在基因表达、信号通路、蛋白质相互作用等许多重要生命活动的研究中发挥重要作用。     

基于光激活定位显微镜的膜蛋白鉴定技术

病原菌膜蛋白的原位标记和定位追踪是一项非常繁琐的工作。为了建立一种可以用于快速鉴定膜蛋白、且分辨率达到纳米级别的膜蛋白荧光定位技术,将结核分枝杆菌外膜蛋白OmpA与具有光敏活性的蛋白mEos2m在无致病性的耻垢分枝杆菌中进行融合表达。重组菌固定在载玻片上后,利用405 nm激光激活mEos2m。利用普通荧光体视显微镜、正置荧光显微镜和超分辨率光激活定位显微镜观察OmpA-mEos2m,分析融合蛋白在细菌内的分布情况,并捕获光激活蛋白在细胞膜上释放的光子信号。通过超分辨率光激活定位显微镜,发现OmpA-mEos2m融合蛋白在细胞膜上呈"带"状环绕分布,这是观察到膜蛋白在细胞膜上定位的最直接证据。mEos2m与OmpA融合表达后,并不改变OmpA的膜蛋白属性和定位特征。因此可以将mEos2m用于其他非多聚体膜蛋白的融合和定位研究。可以应用非致病性的耻垢分枝杆菌作为模型,采用高分辨率活菌成像技术,研究致病性的结核分枝杆菌蛋白结构、定位和功能。这是目前为止国内采用光激活定位显微成像技术研究膜蛋白的首次报道。     

荧光标记技术在肿瘤模型研究中的应用

目的利用绿色荧光小鼠和红色荧光蛋白标记肿瘤细胞,建立荧光标记的小鼠肿瘤模型,并建立活体荧光成像和荧光显微镜成像在整体和细胞水平直接观察肿瘤的技术。方法将小鼠B16黑色素瘤细胞接种到绿色荧光蛋白转基因小鼠皮下,建立GFP小鼠肿瘤模型。以红色荧光蛋白作为标记基因导入小鼠黑色素瘤细胞B16细胞,建立稳定表达红色荧光蛋白的细胞株。将表达红色荧光蛋白B16细胞接种到绿色荧光转基因小鼠皮下,建立双荧光小鼠肿瘤模型。用荧光显微镜和活体荧光成像系统检测小鼠肿瘤的发生发展。结果分别建立了GFP小鼠肿瘤模型和双色荧光小鼠肿瘤模型。利用活体荧光影像仪可以观察双色荧光小鼠模型中受体绿色荧光组织和红色荧光移植肿瘤相互融合。利用荧光显微镜,可以观察到肿瘤内绿色荧光标记的来源于受体小鼠的血管和免疫细胞。经香菇多糖刺激的GFP小鼠肿瘤模型的移植瘤组织中,来源于受体小鼠绿色荧光标记的免疫细胞明显多于经生理盐水刺激的对照小鼠。结论利用绿色荧光小鼠和红色荧光RFP标记肿瘤细胞建立荧光标记的小鼠肿瘤模型,采用活体荧光成像仪和荧光显微镜可在整体和细胞水平直接观察肿瘤的生长以及肿瘤与宿主的相互作用。     

BK通道在细胞膜上的单分子定位及空间分布*

摘要目的：研究大电导、钙离子和电压激活的钾离子通道（BK通道）在HEK293 细胞膜上的单分子定位及其总体空间分布情况。 方法：分别用mEos2、Dronpa 等荧光蛋白标记BK通道的α亚基和辅助性β2 亚基,将这些质粒在HEK293 细胞内瞬时转染以表 达通道蛋白,然后用激光共聚焦荧光显微成像、全内反射荧光显微成像、光敏定位荧光成像等技术观察BK通道的亚细胞定位及 单分子分布,并用电生理实验技术检测荧光蛋白对BK通道有影响。结果：激光共聚焦荧光显微成像和全内反射荧光显微成像技 术只能在亚细胞水平定位通道蛋白,BK 通道在细胞膜上聚集并形成不规则的蛋白簇,它的α亚基和β2 亚基在细胞膜上完全共 定位;光敏定位荧光成像技术成功定位BK通道蛋白簇里面的单分子,虽然α和β2 亚基紧紧靠在一起,它们之间依然存在空间 距离;BK通道的质膜表达和功能特性不受荧光蛋白的影响。结论：BK通道蛋白簇里面包含大量的α和β2 亚基的蛋白单分子, 它们紧密地聚集在一起,但是并没有完全共定位,在分子水平上揭示了BK通道α和β亚基功能耦合的结构基础,为以后研究大 分子蛋白质间的相互作用机制提供了很好的分子模型,光敏定位荧光成像技术作为一种全新的单分子荧光成像手段,在基因表 达、信号通路、蛋白质相互作用等许多重要生命活动的研究中发挥重要作用。     

利用荧光蛋白标记研究稻瘟病菌有性世代的细胞结构

稻瘟病是水稻最重要的病害之一,同时稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)是植物病原真菌研究的模式生物。稻瘟病菌是异宗配合的子囊菌,但其有性世代的细胞学过程、形态结构、分子机制以及对病菌变异的贡献研究都较少,也缺乏必要的研究手段。该文利用荧光蛋白标记结合荧光染色的方法对稻瘟病菌有性世代结构进行了标记和显微观察,以期为稻瘟病菌有性生殖过程和机制研究提供方法与借鉴。将绿色荧光蛋白GFP和红色荧光蛋白m Cherry分别导入两个相对交配型的稻瘟病菌菌株Guy11(MAT1-2)和70-15(MAT1-1),各转化子及野生型按交配型组合对峙培养,观察有性世代结构中的荧光表达情况。结果表明,组蛋白H3启动子、核糖体蛋白RP27启动子和疏水蛋白MPG1启动子均可在稻瘟病菌有性孢子形成过程中高丰度表达。进一步利用这三种启动子和两种荧光蛋白对稻瘟病菌有性孢子的细胞器(细胞核、过氧化物酶体)进行标记和观察,结果表明,融合组蛋白H2B的m Cherry及融合核定位信号(NLS)的GFP均能有效标记子囊孢子细胞的细胞核,荧光集中而明亮;带有过氧化物酶体定位信号1(PTS1)的GFP可以有效地标记子囊孢子中的过氧化物酶体,每个细胞中均有数量不等的过氧化物酶体,表明子囊孢子中需要过氧化物酶体参与生化代谢。该文还利用脂肪染色剂尼罗红、BODIPY和细胞壁染色剂卡氏白结合荧光蛋白标记对子囊和子囊孢子进行组合染色。结果显示,尼罗红、BODIPY、卡氏白染色剂互不干扰,可以与不同颜色的荧光蛋白相互组合,从而更加清晰地标记子囊和子囊孢子的结构、细胞器和储藏物质。     

PC12活细胞中单个分泌囊泡的动态成像

囊泡的荧光标记和动态显微成像观察是研究蛋白质和膜转运机制的重要手段。采用EGFP hpNPY融合荧光蛋白标记PC12细胞的致密大囊泡 ,用全内反射和宽场荧光显微镜对PC12细胞进行成像研究。结果发现 :普通的宽场荧光成像模糊不清 ,难以观察到单个囊泡 ;而全内反射荧光成像则可清晰地分辨出呈现为离散荧光点的单个囊泡 ;并且进一步利用全内反射荧光成像直接观察到了活的PC12细胞中单个囊泡的转运、锚定及与细胞膜的融合过程 ,证实了囊泡的锚定过程是可逆的。     

抑制自噬促进冬凌草甲素诱导的多发性骨髓瘤细胞凋亡涉及胞内ROS产生

目的本实验主要研究冬凌草甲素诱导多发性骨髓瘤发生自噬、凋亡,两者之间的关系以及所涉及的相关机制。方法利用MTT比色法检测冬凌草甲素对多发性骨髓瘤RPMI8226细胞的增殖活性影响;透视电镜观察细胞内凋亡和自噬的形态学改变;TUNEL检测细胞凋亡;分别利用以下技术检测处理后的细胞内的自噬变化:使用QDs605nm-Anti-LC3荧光探针以及免疫荧光技术定位细胞胞内LC3Ⅰ和LC3Ⅱ蛋白,利用western blot免疫印记技术检测Beclin 1蛋白表达水平;利用DCFH-DA探针以及流式细胞术检测细胞胞内ROS水平。结果冬凌草甲素能明显抑制RPMI8226细胞增殖,其抑制作用呈时间、剂量依赖性;冬凌草甲素能同时诱发细胞凋亡、自噬和胞内ROS产生;NAC完全抑制胞内ROS产生后冬凌草甲素诱导的细胞凋亡消失;3-MA抑制自噬后,冬凌草甲素诱导的胞内ROS产生进一步增多,凋亡增多。结论冬凌草甲素能明显抑制RPMI8226细胞增殖;冬凌草甲素同时诱发细胞凋亡和自噬;胞内ROS产生介导冬凌草甲素诱导的凋亡;凋亡为细胞死亡的主要途径,而自噬通过下调胞内ROS产生抑制凋亡。     

(R)-、(S)-羰基还原酶在酿酒酵母中的表达和亚细胞定位

【目的】将增强型荧光蛋白标记的(R)-和(S)-羰基还原酶于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae W303-1A)细胞中表达,分析荧光蛋白表达谱,确定两种酶在细胞中的功能分布和亚细胞定位。【方法】采用SOE-PCR法克隆出增强型荧光蛋白与(R)-和(S)-羰基还原酶的融合基因,构建到真核表达载体pYX212中,电击转化酵母细胞,以荧光蛋白为筛选标志,观察两种酶在酵母细胞中的表达和分布。【结果】激光扫描共聚焦显微观察表明(R)-和(S)-羰基还原酶多定位于细胞内膜和细胞质中稳定表达,少数成点状分布于细胞中央。根据荧光强度可知(S)-羰基还原酶的表达水平明显高于(R)-羰基还原酶。生物转化结果显示融合型(R)-和(S)-羰基还原酶催化底物2-羟基苯乙酮,分别获得(R)-和(S)-苯基乙二醇,前者产物的光学纯度和产率为86.6%和70.4%,后者产物的光学纯度和产率分别为92.3%和81.8%。【讨论】荧光蛋白与酶的融合没有改变靶蛋白的分子构象与生物活性,酿酒酵母工程菌较重组大肠杆菌具有更明显的生物功能优势,该研究为羰基还原酶蛋白的功能表达调控与亚细胞定位的可视化研究奠定了坚实的基础。     

利用荧光探针DsRed-Mit的细胞凋亡形态学研究

D sR ed-M it是一种特异性定位于线粒体的荧光分子探针。本文重点探讨了D sR ed-M it探针在观察细胞凋亡形态学、以及凋亡过程中动态分子调控过程研究中的应用。实验结果表明,在细胞凋亡过程中应用该探针标记线粒体,能够直观地监测线粒体肿胀的形态变化,以及细胞凋亡的重要蛋白--Bax蛋白转位线粒体和细胞色素C释放的动态过程。     

真核表达载体pEGFP—N1-VP3的构建及在SGC-7901细胞中的表达和定位

构建真核表达载体pEGFP-N1-VP3并稳定转染人胃癌细胞SGC-7901,观察EGFP-VP3融合蛋白在肿瘤细胞中的分布和亚细胞定位,探讨凋亡素诱导肿瘤细胞凋亡的机制.用PCR技术扩增出(凋亡素)VP3基因片段,克隆至载体pEGFP-N1,鉴定无误后,将构建的重组质粒pEGFP-N1-VP3经脂质体介导转染SGC-7901细胞,在荧光显微镜和激光扫描共聚焦显微镜下观察凋亡素在肿瘤细胞中的分布、亚细胞定位.用AO/EB荧光染色法检测其在体外诱导肿瘤细胞凋亡的效应.经限制性内切酶酶切图谱分析和DNA序列测定证实目的基因已插入载体pEGFP-N1,稳定转染细胞中EGFP-VP3在肿瘤细胞中得以高表达,转染后逐渐从细胞质迁移至细胞核,最后定位于细胞核内.AO/EB荧光染色观察到大量细胞凋亡.结论:成功构建真核表达载体pEGFP-N1-VP3,并成功培养出表达绿色荧光蛋白和凋亡素的SGC-7901稳定细胞株.EGFP-VP3融合蛋白在肿瘤细胞中具有核定位效应,并诱导肿瘤细胞凋亡.     

光镜荧光标记到电镜超微结构 组合式光电联合显微镜

<正>光电联合显微镜CLEM(Correlative Light and Electron Microscopy)利用荧光显微镜的分子标记功能,结合电子显微镜捕获高分辨率超微结构的能力,在细胞结构与功能研究之间搭建了一座桥梁。让细胞生物学家能够观察生物大分子在活细胞中的动态,进而确定亚细胞水平的超微定位。这已成为显微研究的前沿。     

光镜荧光标记到电镜超微结构 组合式光电联合显微镜

<正>光电联合显微镜CLEM(Correlative Light and Electron Microscopy)利用荧光显微镜的分子标记功能,结合电子显微镜捕获高分辨率超微结构的能力,在细胞结构与功能研究之间搭建了一座桥梁。让细胞生物学家能够观察生物大分子在活细胞中的动态,进而确定亚细胞水平的超微定位。这己成为显微研究的前沿。     

光镜荧光标记到电镜超微结构 组合式光电联合显微镜

<正>光电联合显微镜CLEM(Correlative Light and Electron Microscopy)利用荧光显微镜的分子标记功能,结合电子显微镜捕获高分辨率超微结构的能力,在细胞结构与功能研究之间搭建了一座桥梁。让细胞生物学家能够观察生物大分子在活细胞中的动态,进而确定亚细胞水平的超微定位。这已成为显微研究的前沿。     

共聚焦显微技术简介

共聚焦显微镜在生物学研究中得到广泛应用,共聚焦显微技术按照显微镜构造原理的不同分成激光扫描共聚焦和数字共聚焦显微技术两种,共聚焦技术具有成像清晰,获得三维图像,进行多标记观察,活细胞内动态生理反应的实时观察记录,定性定量分析等优势,与共聚焦显微技术相关的技术有荧光染料的选择,荧光指示剂装载以及图像数据处理等。     

单细胞实时监测Photofrin-PDT作用下Bax蛋白的动态分布

细胞凋亡是机体生命活动中重要的细胞学事件,在许多疾病的治疗中也起着关键性的作用。在多种凋亡因子刺激下,Bax的构象发生改变,寡聚化,插入线粒体外膜上。虽然关于Bax蛋白的研究已经取得了很大进展,但是Bax蛋白是如何转位到线粒体以及如何引起细胞色C释放等许多问题尚未十分清楚。为了进一步对Bax蛋白的生物学行为进行研究,特别是在无损伤、活细胞生理条件下,本实验采用了荧光蛋白标记和荧光成像技术对PDT作用凋亡过程中Bax蛋白在活细胞内分布的动态过程进行了初步研究。结果表明:在没有PDT作用时,Bax蛋白比较均匀地分布在整个细胞内,而PDT处理15分钟后,Bax蛋白开始不均匀分布在整个细胞,定位在线粒体上。该研究为今后使用荧光蛋白标记的方法在无损伤、活细胞生理条件下研究Bax蛋白定位机理以及如何诱导细胞色素C释放等问题打下了坚实的基础。     

灰葡萄孢菌过氧化物酶体及细胞核的荧光蛋白标记

【目的】对灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)的细胞核和过氧化物酶体进行荧光蛋白标记,为研究其生长发育和侵染过程中细胞结构和细胞器动态提供基础。【方法】以绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(DsRED、mCherry)为报告基因,利用根癌农杆菌介导转化(Agrobacterium tumefaciens mediated transformation,AtMT)将3种荧光蛋白标记载体分别导入灰葡萄孢菌标准菌株B05.10;通过PCR检测及荧光观察筛选和验证转化子,并进行单孢纯化;利用共聚焦显微镜记录细胞器荧光定位情况。【结果】获得了过氧化物酶体或细胞核稳定表达红、绿色荧光的重组单孢菌株,PCR验证表明标记基因成功整合入转化子基因组。在标记细胞核的菌株中,菌丝和孢子中可见多个明亮、圆形的荧光点,与DAPI染色共定位。标记过氧化物酶体的菌株中,菌丝和孢子中可见小点状绿色或红色荧光,在脂类物质诱导下荧光点数量明显增加,符合过氧化物酶体分布及动态特征。细胞壁染色结果显示,细胞壁染色产生的蓝色荧光与红、绿荧光蛋白的荧光互不干扰,标记效果良好。【结论】获得了理想的过氧化物酶体或细胞核荧...     

FHC和Bim相互作用抵抗细胞凋亡

FHC和Bim参与细胞铁代谢和由ROS引起的细胞凋亡过程.但是其具体的分子机制还未阐明.用pLexA-Bim L作为诱饵,筛选了一个基于pBD42AD的胎脑cDNA文库,发现FHC是一个新的Bim相互作用蛋白.酵母杂交实验发现Bim的相互作用片段为BH3功能域.上述相互作用进一步用免疫共沉淀和荧光共定位得以证实.在HEK293细胞过表达FHC可以减轻由Bim过表达或ROS所引起的细胞凋亡,而用FHC特异性siRNA调低FHC表达,则增加Bim过表达或ROS引起的细胞凋亡.研究首次报道了Bim和FHC的相互作用以及对细胞凋亡和氧化应激的影响,为进一步阐明FHC和Bim参与凋亡和ROS反应提供了新的线索.     

叶花相关蛋白结构域对其转录辅激活及细胞核定位的影响

染色质相关蛋白在真核生物DNA复制、基因转录调控等过程中起着非常重要的作用．前期报道拟南芥叶花相关蛋白(leaf and flower related,LFR)蛋白定位于细胞核中, 其缺失突变体在叶、花发育及育性等方面存在着许多表型,但LFR蛋白的自身特征尚有待进一步探究．酵母单杂交实验表明,酵母转录因子GAL4 的DNA结合域与全长LFR的融合蛋白(GBD-LFR)具有转录辅激活活性,LFR的C端至少有2个犰狳蛋白(ARM)重复结构域及完整N端对于其转录辅激活活性是必需的．但在野生型拟南芥原生质体中,与典型的转录激活因子相比,GBD-LFR的转录辅激活活性并不明显．缺失或突变LFR与黄色荧光蛋白(YFP)的原生质体亚细胞定位的荧光显微观察表明,N端的1～25位氨基酸,特别是其中第22位的赖氨酸和第4、23以及25位精氨酸影响其核定位．利用激光共聚焦显微镜观察共表达黄色或青色荧光(CFP)融合蛋白的细胞核内分布,结果表明LFR与染色质结构蛋白组蛋白H4及染色质结合蛋白HMGA有一定的核内共定位．这些结果表明LFR可能作为一个染色质相关的蛋白质,在拟南芥的生长发育中发挥重要作用．