植物胞质分裂发生机制

胞质分裂(cytohnesis)是指在同一细胞中在新形成的两个子核之间形成新的间隔,将母细胞一分为二的过程。胞质分裂存在于任何一种生命形式中,从单细胞的细菌到多细胞的真核生物都能进行胞质分裂。近些年由于细胞学方法的改进和研究材料增多等因素,使得对植物胞质分裂发生机制的研究取得了很大的进展。现对植物中不同类型的胞质分裂在细胞学、分子生物学方面的研究进展作一综述。     

朱顶红生殖细胞胞质分裂的两种方式

大多数植物以形成细胞板方式完成胞质分裂过程,也有些植物以类似于动物和单细胞植物在赤道区形成收缩沟的方式而分成两部分。本工作应用电镜对朱顶红体外萌发9-18小时花粉管中的生殖细胞胞质分裂进行了研究。结果表明：70％的细胞表现的是第一种方式,30％却是第二种方式。即：朱硕红生殖细胞胞质分裂同时存在两种方式。前者最初以细胞板亚单位的形式出现于有丝分裂晚后期,它们聚集于成膜体的中央区域并于分裂末期融合成一个大的连续的单位(Fig．1-3)。大量新的微管形成于两组染色体之间(Fig．1)。分裂末期,细胞板形成并具胞质通道(Fig.2)。成膜体微管规则排列并穿过胞质通道向新形成的末期核伸展(Fig.2＆3)。这些微管与构成细胞板的质膜紧密联系(Fig．3)。后者则在有丝分裂后期开始(Fig．4),当两群染色体彼此分离时,生殖细胞质膜在中央区由两侧向内凹陷形成收缩沟。有时生殖细胞几乎被收缩沟分成两个部分(Fig．6)。发生缢缩的细胞中细胞器与具细胞板的无差异,但微管稀少并且排列紊乱(Fig．4＆5),染色体的状态使得难以准确区分细胞分裂时期。而且核膜的形成似乎始于有丝分裂后期、出现于染色体边缘(Fig.7)。有时尚有落后染色体出现(Fig.8)。据此认为：收缩沟的发生与核膜的重建、染色体的异常行为及微管无序有关。朱顶红生殖细胞同时存在两种方式的胞质分裂现象相当特殊,可能存在着两种胞质分裂机制。由于游离的生殖细胞在某种程度上类似于动物细胞,因而以缢缩方式完成胞质分裂是可能的。另一方面,生殖细胞对花粉管生长所处的环境极为敏感,体外培养造成生殖细胞不规剧分裂的可能性也应考虑。因此研究在柱头上萌发花粉管中的生殖细胞的胞质分裂是有意义的,此研究结果将有助于更好地理解生殖细胞胞质分裂的机制。     

MAPK级联途径调控植物细胞胞质分裂

胞质分裂(cytokinesis)是细胞分裂的最后关键一步,产生2个含有完整的遗传物质和胞质细胞器的子细胞．植物胞质分裂包括细胞板的形成,这一过程是在成膜体的牵引下由一些植物特有的步骤完成的．促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联途径在真核生物中是高度保守的,由MAPKs,MAPKKs,MAPKKKs组成,通过MAPKKK→ MAPKK → MAPK的逐级磷酸化传递细胞信号．近来的研究表明, NACK-MAPKKK→MAPKK→MAPK→MAP65构成的信号途径调控植物细胞的胞质分裂．本文就这一信号途径,总结了植物胞质分裂机制的研究进展,并对其中的问题进行了讨论与展望．     

重复热处理对大鼠精子发生的影响研究:光学和电子显微镜观察

大鼠睾丸每月重复接受43℃热处理(每次处理25分钟)。第一次加温后24小时,光学和电镜观察指出,生殖细胞对加热反应并非是一种特异性效应。电镜观察指出,所有发育期的生殖细胞的胞核均受损伤,但其他细胞器,如细胞膜和线粒体却很完整。本实验表明,加热原初损伤是细胞核,而不是胞质的膜系统。 首次加温后24小时,具空泡化胞核的早期精细胞已有一个小顶体,而胞质的特征却相似于分裂的精母细胞。表明加热能引起精母细胞的核——质非同步发育,即加速胞核分裂和分化。 每月一次,二次加温后182天,绝大多数精小管内无生殖细胞,但在一些部分恢复的精细管中,还发现空泡化的多核巨细胞,本结果表明,一些休止期精原细胞也受潜在损伤,并能生存相当长时间;一旦细胞进行分裂之后,就出现退行性交。     

中国鲎精子发生的研究:Ⅱ.精子形成

应用电技术研究中国鲎精子形成过程和特点,早期精子细胞核圆,染色质呈网状分布,胞质中有许多线粒体和高尔基液泡,精子形成期间,出现合胞体现象,核分裂而胞质不分裂,细胞通过胞质桥相联系,随后出现隔板,逐渐将细胞核分开。细胞随访核向后移动而呈现极化现象。核的顶部出现一个高尔基－线粒体区,顶体由高在液泡演变而。精子形成期间,核中央位置形成贯穿整个的中央通道,并在核中形成植入窝,中心粒位于其中,成熟精子胞质极     

钙调素(CaM)在中体上的分布及参与胞质分裂的调控

钙调素(CaM)是细胞内Ca~(2+)的主要受体,在细胞增殖、分化、凋亡、迁移等过程中都发挥着重要的调控作用。采用GFP标记技术,我们观察了GFP-CaM在胞质分裂期HeLa细胞中的动态分布,发现在胞质分裂后期,GFP-CaM与中体紧密相连。抑制CaM的活性会阻止中体的解聚。进一步观察发现,CaM与γ-微管蛋白共分布在中体两侧,抑制CaM活性也会引起中体γ-微管蛋白解离的延迟。本实验结果说明分布在中体上的CaM很可能通过影响中体微管的稳定,参与调控胞质分裂的完成。     

esiRNA分析人源驱动蛋白MKLP1在胞质分裂中的功能

为探讨人源驱动蛋白MKLP1在有丝分裂和胞质分裂中的作用,以E.coliRNaseⅢ制备MKLP1的3′UTResiRNA转染HeLa细胞,通过定量RTPCR、Western印迹检测MKLP1esiRNA对MKLP1基因的沉默效率.再利用FACS分析、免疫荧光染色和活细胞成像分析检测MKLP1表达缺失后在有丝分裂和胞质分裂不同时期的细胞形态学、细胞分裂指数、细胞百分数,动态观察有丝分裂和胞质分裂期间的表型改变,以系统分析MKLP1的功能.最后通过挽救实验验证MKLP1esiRNA的作用特异性.实验显示MKLP1esiRNA转染HeLa细胞能够有效地特异性消除MKLP1的表达,并被异位表达的MKLP1所挽救.MKLP1蛋白在有丝分裂后期和末期前期位于纺锤体中间带,在末期后期和胞质分裂的最后阶段集中于中间体的中心处.MKLP1表达缺失使中间体正确形成和胞质分裂的完成受到严重抑制,造成大量双多核细胞堆积.结果表明,MKLP1在胞质分裂中间体形成和有丝分裂末期前期向后期过渡过程中起关键作用,是纺锤体中间体中间带相关蛋白,为胞质分裂所必需.     

钙调素（CaM）在中体上的分布及参与胞质分裂的调控

钙调素(CaM)是细胞内Ca^2 的主要受体,在细胞增殖、分化、凋亡、迁移等过程中都发挥着重要的调控作用。采用GFP标记技术,我们观察了GFP—CaM在胞质分裂期HeLa细胞中的动态分布,发现在胞质分裂后期,GFP—CaM与中体紧密相连。抑制CaM的活性会阻止中体的解聚。进一步观察发现,CaM与γ-微管蛋白共分布在中体两侧,抑制CaM活性也会引起中体γ-微管蛋白解离的延迟。本实验结果说明分布在中体上的CaM很可能通过影响中体微管的稳定,参与调控胞质分裂的完成。     

APE/REF-1在胃黏膜上皮细胞系的表达

目的研究人胃黏膜上皮细胞系无嘌呤无嘧啶核酸内切酶(APE)的表达状况。方法人胃癌细胞系SGC-7901细胞、MKN45细胞和正常胃黏膜上皮细胞系HFE145细胞、GES-1细胞分别进行爬片培养,用细胞免疫组织化学方法检测APE表达水平。结果APE在MKN45细胞主要是胞核弱阳性表达,部分胞质有轻度表达;SGC-7901细胞胞核强阳性表达,个别细胞有胞质表达;HFE-145细胞中绝大部分细胞核呈阳性表达,胞质呈弱阳性表达;GES-1细胞主要是分裂期的细胞呈胞核和胞质的阳性表达。结论APE在人胃黏膜上皮细胞系普遍表达,以胞核表达为主,其表达方式可能与细胞的增殖和分化状态相关。     

荧光标记法检测不同毒物对细胞骨架的影响

细胞骨架(Cytoskeleton)主要由微管(Microtubule,MT)、微丝(Microfilament,MF)以及中间丝(Intermediate filament,IF)这三种类型组成。它们在细胞的形态维持、物质运输、信号转导、能量转换及细胞的运动和分裂等多个过程中发挥着重要的作用。其中,由肌动蛋白组成的微丝是真核细胞中含量最丰富的一种蛋白复合体,以解聚时的球状肌动蛋白G-actin(Globular actin)或聚合时的纤丝状肌动蛋白F-actin(Filamen-tous actin)形式存在。正常细胞中肌动蛋白两种形态的转换处于动态平衡,共同行使细胞的变形运动、胞质分裂、基质附着和胞间连接等多…     

苔藓植物孢子发生的研究进展

苔藓植物孢子发生的过程是一个复杂的形态建成的过程,在此过程中,孢子母细胞经过减数分裂的两次精确的核分裂以及细胞质分裂,形成单倍体的四分孢子,再经孢子壁的发育过程,形成成熟的孢子。本文重要介绍了苔藓植物孢子发生过程中细胞质裂片、质体及核的变化、微管系统及纺锤体、胞质分裂和孢子壁形成过程的特点及其研究进展。     

植物减数分裂过程中细胞板的形成

以水稻(Oryza sativa)和银灰杨(Populus canescens)的小孢子母细胞为例,介绍2种不同胞质分裂类型的小孢子母细胞其细胞板的形成及细胞壁的变化,帮助广大师生进一步了解植物减数分裂的过程。     

苔藓植物孢子发生的研究进展

苔藓植物孢子发生的过程是一个复杂的形态建成的过程,在此过程中,孢子母细胞经过减数分裂的两次精确的核分裂以及细胞质分裂,形成单倍体的四分孢子,再经孢子壁的发育过程,形成成熟的孢子。本文重点介绍了苔藓植物孢子发生过程中细胞质裂片、质体及核的变化、微管系统及纺锤体、胞质分裂和孢子壁形成过程的特点及其研究进展。     

Cdc42和球形肌动蛋白在卵母细胞胞质分裂中的定位分析

研究活性Cdc42与球形肌动蛋白(G-actin)在爪蟾卵母细胞胞质分裂中的定位关系。分别用GFP-wGBDmRNA与罗丹明-594-微管蛋白、Alexa-488-球形肌动蛋白与罗丹明-594-微管蛋白、GFP-wGBDmRNA与Alexa-594-球形肌动蛋白共同显微注射爪蟾卵母细胞。利用共聚焦显微镜,时间延迟摄影方法,分别观察活体卵母细胞中活性Cdc42、球形肌动蛋白在胞质分裂过程中的定位,以及活性Cdc42与球形肌动蛋白在胞质分裂中的定位关系。在卵母细胞胞质分裂中,活性Cdc42与球形肌动蛋白存在空间上共定位现象,并且在时相上具有一致性。结果提示活性Cdc42和球形肌动蛋白在卵母细胞胞质分裂过程中密切相关。     

胞质M-CSF诱导HeLa细胞侵袭和迁移

为探讨巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)对人宫颈癌细胞(He La细胞)侵袭和迁移的影响及机制,采用胞质定位空载体p CMV/cyto/myc与重组载体p CMV/cyto/myc-M-CSF稳定转染He La细胞株,建立稳定高表达胞质M-CSF的细胞系(He La-M细胞).经Transwell实验观察胞质M-CSF对He La细胞侵袭和迁移能力的影响,逆转录-聚合酶链式反应及蛋白质印迹检测细胞Rho三磷酸鸟苷酶(Rho GTPases)及基质金属酶的表达,明胶酶谱法检测基质金属蛋白酶2的活性.结果显示,与转染空载体的He La细胞(He La-C细胞)和对照组He La细胞比较,胞质M-CSF的高表达可明显增强He La细胞在体外的侵袭和迁移能力,其机制与Rho GTPases的活化,以及MMP2表达上调及其活性增高密切相关.     

肌球蛋白磷酸化的研究进展

肌球蛋白是肌原纤维粗丝的组成单位,由多条重链与多条轻链组成,被视为一种分子马达。在肌肉收缩、趋化性胞质分裂、胞引作用、膜泡运输以及信号传导等生理过程中起重要作用。目前肌球蛋白磷酸化是研究的一个热点,它对细胞的迁移、收缩、胞质分裂以及其他未知功能都有着至关重要的作用。肌球蛋白磷酸化分为重链的磷酸化与轻链的磷酸化。根据国内外的最新相关研究报道,分别从肌球蛋白的结构与功能、磷酸化的作用机制、磷酸化的生物学功能以及最新研究成果等方面,对肌球蛋白的磷酸化研究进展进行阐述。     

似金隐藻有丝分裂及胞质分裂的观察

似金隐藻(Cryptomonas chrysoidea)是从青岛附近渤海湾海水中分离得到的一种单细胞藻类。对它的胞质分裂和有丝分裂进行的观察表明,它的胞质分裂在有丝分裂的中期开始,细胞前端沟口处先开始分裂,继而沿纵轴纵沟处形成一收缩沟完成的。似金隐藻的有丝分裂过程中没有染色体和着丝点形成;核膜进入中期时完全消失,纺锤体呈桶状,微管通过染色质团中的通道或直接与染色质团块相联;在后期和末期,两块分开的染色质团十分靠近相应的色素体内质网膜。本文对其分裂过程进行了讨论。     

裂殖酵母Cnb1参与胞质分裂过程

丝/苏氨酸特异性钙调磷酸酶(Calcineurin, CN)是一种在真核生物中广泛存在的蛋白, 是参与转录调控的重要分子。裂殖酵母中的CN是由催化亚基Ppb1和调节亚基Cnb1组成的异源二聚体。文章报道了裂殖酵母中cnb1+的缺失引起细胞生长速度缓慢, 产生多隔膜现象, 胞质分裂受阻滞。胞质分裂过程中, Cnb1与Ppb1组成CN复合物, 与收缩环在分裂平面上共定位, 并与收缩环一起收缩。cnb1Δ菌株的隔膜成熟过程存在缺陷, 微管出现纵穿隔膜的现象。上述结果说明Cnb1可能参与隔膜的成熟过程。此外, 还检测了cnb1D菌株中胞裂蛋白的信号。胞裂蛋白包括Spn1、Spn2、Spn3和Spn4, 它们是引导隔膜降解的重要分子。结果显示, 在cnb1D菌株中, 80%左右的细胞在隔膜处缺失Spn2和Spn3的信号, 20%左右的细胞缺失Spn1和Spn4的信号。由于胞裂蛋白的蛋白表达量在cnb1D中没有降低, 因此胞裂蛋白信号的消失不是转录缺陷引起的, 这暗示Cnb1可能采用了不依赖转录的方式来调控胞裂蛋白环的稳定性。以上结果提示, Cnb1可能通过影响隔膜的成熟及胞裂蛋白环的稳定性参与调节裂殖酵母的胞质分裂过程。     

类固醇激素受体复合物的装配与核内转运

类固醇激素受体 (ＳＲ)包括糖皮质激素受体 (ＧＲ)、孕激素受体 (ＰＲ)、雌激素受体(ＥＲ)、雄激素受体 (ＡＲ)等 ,其中以前两者的研究较多。ＳＲ主要存在于类固醇激素的靶细胞胞质和胞核中 ,当细胞外液中类固醇激素通过细胞膜进入胞质后 ,它能与胞质中ＳＲ结合 ,通过胞质和胞核中ＳＲ的穿梭 ,从而调节核基因组相关产物的转录、翻译及分泌一些生物活性物质 ,以发挥类固醇激素的作用。ＳＲ在细胞内有游离形式和复合物形式 ,而且存在几种不同的复合物形式 ,它们是怎样形成以及形成后如何转运到核内的 ?本文将对此作一综述。1 .ＳＲ复合物的组…     

考虑生化刺激的细胞分裂的力学模型

为了解释动物细胞胞质分裂的力学机理 ,基于大量的细胞卵裂实验数据 ,在Zinemanas和Nir的流体动力学模型基础上 ,对微丝的局部集中函数改为随同质膜移动 ,增加了由于生化刺激引起主动微丝的影响系数。数值计算表明 :此模型能较好的预测细胞在胞质分裂过程中 ,细胞的总体和局部变形 ,以及卵裂沟处的张力和细胞内压。