2013年35卷第1期封面说明

植物的开花是受内外环境因素协同调节的重要发育事件,大量的转录因子参与其分子和细胞水平的调节。蛋白质是在细胞质中合成,然后运输到细胞核内发挥功能的,因而这些转录因子的核质运输是其功能的重要调节方式之一。核膜孔复合物是细胞质与细胞核之间物质交流的关键渠道,其组成成分的翻译后修饰调控核膜孔复合物的功能。蛋白质的SUMO(Small ubiquitin modifier)化导致其结构和功能上的变化,从而成为近年来蛋白质翻译的研究热点。我们实验室筛     

通过核质转运调节细胞凋亡的蛋白质

凋亡,也称Ⅰ型程序性细胞死亡,是细胞在面临严重威胁时发起的保护性主动死亡机制. 凋亡对于个体的生长发育及各种生理功能具有不可或缺的作用. 作为涉及整个细胞的复杂过程,凋亡的顺利进行有赖于众多凋亡相关因子的协调合作与精确调控. 细胞受到凋亡刺激后,核内的某些蛋白质转运出核,将凋亡信号传递到核外,胞质内的多种蛋白质则转运入核,在细胞核这一信息整合的大本营直接发挥作用. 这种双向交流机制在胞核与胞质间建立起密切的联系,同时使得相关蛋白质在特定场所发挥促进或抑制凋亡的作用,确保凋亡信号及时、通畅、有序地传递. 因此,蛋白质的核质转运作为介导胞核与胞质物质交换、信号交流的关键机制,在凋亡过程中就显得尤为重要. 本文主要就核质转运的机制、通过核质转运调节凋亡的蛋白质及其作用机理作一综述.     

真核生物细胞质tRNA生物合成研究的进展

tRNA是蛋白质翻译机器中的必需成分,它对细胞的生长和增殖及器官的发育起着决定性作用.tRNA生物合成包括tRNA基因的转录、转录后的加工和修饰.对tRNA生物合成的研究还包括tRNA在细胞中的运输、tRNA生物合成的质量监控及其与其他重要细胞途径（如mRNA生物合成、DNA损伤应答和细胞周期）之间的相互作用,以及tRNA生物合成在生长发育和疾病中的作用.本文主要介绍了近年来真核生物细胞质tRNA生物合成研究的一些重要进展.     

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。     

tRNA在基因表达中的调控作用

转移核糖核酸（transfer RNA,tRNA）是遗传信息传递过程中的“适配器”分子,它们能够把mRNA所携带的遗传信息准确地翻译成蛋白质的氨基酸序列.然而,近年来的研究表明,tRNA在基因表达过程中还具有重要的调控作用.当生物面临外界某些营养压力胁迫时,空载tRNA可作为效应分子影响细胞整体基因表达水平,从而使机体应对不利的环境.在酵母和某些哺乳动物细胞中,tRNA可以从细胞质逆行回细胞核.这种逆行一方面可以使细胞核的监控系统连续地监控tRNA的完整性,另一方面,在营养缺乏时,逆行回细胞核的tRNA可以有效地降低蛋白质的合成水平.最新研究表明,tRNA并不是绝对稳定的RNA分子.在某些生理或逆境胁迫下,tRNA在其反密码环或反密码环左臂处被内切酶特异性切割成不同长度的片段.这些切割并不是无意义的随机降解现象,而有可能产生一类新的信号分子,如tRNA半分子或sitRNA,它们与生物应激反应中细胞整体代谢的基因表达调控有着密切的关系.关于tRNA调控功能的研究是一个新的前沿领域,它将揭示tRNA结构与功能的多样性及其在遗传信息表达过程中的重要作用.     

植物细胞质介导GFP-NLS蛋白入核转运的HeLa细胞系统的建立北大核心CSCD

细胞核作为细胞中重要的遗传物质存储、复制和转录的结构,涉及大量信息和物质的传输活动,尤其是蛋白质的入核转运一直以来都是研究的热点问题之一。本研究证明,植物细胞质可以有效应用于动物细胞体系研究蛋白质入核转运。本文利用病毒SV40抗原蛋白中的核定位信号(nuclear localization signal,NLS)标记绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP),通过拟南芥细胞质的介导,利用He La细胞核建立研究蛋白质入核转运的半细胞体系。结果显示,植物细胞质结合NLS片段能改变GFP在He La细胞核内外的分布,实现对目标蛋白入核过程的介导,使GFP-NLS最后定位于细胞核内。这也意味着通过He La细胞建立起的半细胞体系能为蛋白质入核转运研究提供一个有效的研究体系。     

针对核质运输的高通量小分子筛选方法

核质运输是真核细胞的重大基本生命活动。核质运输小分子抑制剂不仅可以广泛应用并促进核质运输相关的基础研究,同时也为相关疾病、尤其是病毒性疾病的药物开发提供有利线索。然而,目前针对核质运输的商业化小分子仅有Leptomycin B一种。建立一个针对整个核质运输通路的小分子筛选平台,将有利于筛选与获得多种干扰核质运输的小分子。文章利用NZGFP和CZGFP可以重组为具有荧光GFP的特性,构建NZGFP-NES和CZGFP-NLS,将NZGFP和CZGFP分别定位在细胞质与细胞核中;当核内运或核外运通路被干扰,NZGFP和CZGFP定位发生改变并聚集重组为具有荧光的GFP。该方法可以有效检测核外运小分子抑制剂LeptomycinB的作用,为针对整个核质运输通路的高通量小分子筛选提供了一个有效平台。     

植物核质运输与其先天免疫研究进展

植物为了抵御病原菌的侵染而进化出一套独特的先天免疫系统,它主要通过定位在细胞膜或细胞质上的受体介导并激活下游抗病基因表达而实现,但在这些信号传递过程中,细胞质的信号向核传递需要核质运输相关元件的参与。虽然目前只有个别核质运输的信号元件被证实参与了植物的先天免疫信号传递过程,但越来越多的研究表明核质运输是连接抗病基因表达和信号识别受体的一个主要方式。研究发现,病原菌的效应因子也可以利用植物核质运输机制侵入到宿主细胞核内,调控敏感基因的表达,干扰植物的免疫反应。该文对近年来国内外有关植物的核质运输机制、各层次免疫反应需要核质运输作用、核质运输相关蛋白在免疫反应中的作用等方面对核质运输参与植物先天免疫反应研究的研究进展进行综述,并指出该领域未来研究的主要内容和方向。     

植物细胞质介导GFP-NLS蛋白入核转运的HeLa细胞系统的建立

细胞核作为细胞中重要的遗传物质存储、复制和转录的结构,牵涉着大量信息和物质的传输活动,尤其是蛋白质的入核转运一直以来都是研究的热点问题之一。本文利用病毒SV40抗原蛋白中的核定位信号（nuclear localization signal,NLS）标记GFP蛋白,通过拟南芥细胞质的介导,利用HeLa细胞核建立起了研究蛋白质入核转运的半细胞体系。结果显示,植物细胞质结合NLS片段能改变GFP在HeLa细胞核内外的分布,实现对目标蛋白入核过程的介导,使GFP-NLS最后定位于细胞核内。这也意味着通过HeLa细胞建立起的半细胞体系能为蛋白入核转运研究提供一个有效的研究体系。     

基于核酸定量的核质分离质控方案

目的:拟建立一种方便快捷、经济有效的细胞核质分离鉴定方法。方法:本研究从DNA水平进行核质分离鉴定,选择GAPDH、ND1分别作为细胞核和细胞质标志基因,并根据GAPDH及ND1序列保守区设计引物,基于荧光定量PCR方法定性检测核质分离的效果。随后将本鉴定方法应用于其他种类细胞(BEAS-2B细胞、GT1-7细胞)及组织(小鼠心脏、肝脏、大脑)的核质分离鉴定。结果:在293T细胞应用该鉴定方法鉴定核质分离效果,结果显示:GAPDH、ND1在核组、质组中的含量存在明显差异,其中核标志基因GAPDH在细胞核中的比例达到了95%以上,质标志基因ND1在细胞质中的比例也达到了90%左右,这与从RNA水平及蛋白水平鉴定核质分离的结果一致。在其他种类的细胞(BEAS-2B细胞、GT1-7细胞)及组织(小鼠心脏、肝脏、大脑)应用该方法结果显示:细胞核组分中质标志基因ND1含量比293T细胞的有所增加,但仍可以实现核质分离鉴定。结论:本研究所建立的核质分离质控方法可以实现从DNA水平进行核质分离的鉴定,该方法更加经济、快捷。