中国细胞器互作研究的进展和趋势

细胞是生命活动的最基本单位.膜性细胞器是真核细胞内以膜为屏障维持特定形态及特化功能的亚细胞结构,包括细胞核、内质网、高尔基体、溶酶体、线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、内吞体等.经典细胞器研究始于形态学观察和单个基因及其编码蛋白质的研究,盛于基因互作图谱和蛋白质互作网络的解析,一直是生命科学领域中最受关注的研究前沿和热点之...     

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...     

脂滴与胞内细胞器互作研究进展

细胞器通过接触及分工协作以实现彼此间的物质交换和信息交流。脂滴是细胞内中性脂的主要贮存场所,但其功能却远不止于此;它还能与内质网、线粒体、溶酶体、细胞核等多种细胞器发生相互作用,共同完成包括脂代谢、膜转运以及信号转导等一系列生理功能的调控。该文整理并归纳了脂滴与胞内细胞器间的接触及动态互作的最新研究进展。对脂滴与胞内细胞器间互作机制及功能的研究不仅拓宽了对脂滴生物学的认知,也有助于进一步理解代谢性疾病的相关发病机制。     

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...     

植物根系分泌物主要生态功能研究进展

根系分泌物在植物根系-土壤-微生物互作过程及其生态反馈机制中发挥重要作用。在植物根际复杂网络互作过程中, 根系分泌物被认为是“根际对话”的媒介, 其在调控植物适应微生境、缓解根际养分竞争及构建根际微生物群落结构方面意义重大。该文结合国内外该领域主要研究成果, 综述了根系分泌物对植物生长、土壤微生物特性及土壤养分循环的影响, 并展望了未来根系分泌物的研究方向。     

重构胚中线粒体命运的研究进展

线粒体是哺乳动物细胞中最为重要的细胞器之一,是除细胞核外惟一含有功能性基因组的细胞器,通过氧化磷酸化产生维持细胞正常生理功能的ATP。重构胚中线粒体的命运及线粒体与供体核间的互作关系已越来越成为研究的焦点,综述了同种、异种核移植,ICSI,卵胞质移植及异源线粒体注射后,重构胚中线粒体的命运。     

Research Advances in the Main Ecological Functions of Root Exudates

根系分泌物在植物根系-土壤-微生物互作过程及其生态反馈机制中发挥重要作用。在植物根际复杂网络互作过程中, 根系分泌物被认为是“根际对话”的媒介, 其在调控植物适应微生境、缓解根际养分竞争及构建根际微生物群落结构方面意义重大。该文结合国内外该领域主要研究成果, 综述了根系分泌物对植物生长、土壤微生物特性及土壤养分循环的影响, 并展望了未来根系分泌物的研究方向。     

农水省为开发细胞器应用技术而构想设立官民研究组合

农林水产省为面向明年制定预算的新型计划,正在构想设立打算有效利用细胞器的研究组合。这是接受今年结束的“细胞融合的微生物、植物细胞的改良技术的开发”后而新开始的计划。除研究使细胞融合技术发展的非对称细胞融合的胞质杂种的制作技术外,还制定了使用小细胞(minicell),开发选择性地导入染色体和细胞器的技术的目标。开始新计划时,估计预算额约为4000～5000万日元左右。监测部局是农林水产技术会议振兴课。     

神经免疫学基础研究的前沿与进展

神经系统、内分泌系统和免疫系统相互作用构成复杂网络。神经免疫学(neuroimmunology)是从分子、细胞、组织器官以及机体整体水平研究神经-内分泌-免疫调节网络的交叉学科。神经-免疫互作(neuro-immune interactions)贯穿机体生命周期的全过程，其功能紊乱导致多种疾病的发生发展。近年来我国在以中枢神经系统调控为主的神经-内分泌-免疫-代谢交叉领域前沿已取得了许多重大突破。一方面，揭示神经调控外周系统功能的新机制，首次发现“脑-脾”轴，明确了情绪通过中枢神经调节免疫的新机制；阐明神经元分泌的神经营养因子在调节脾脏免疫功能中的机制；完成了传统中医针刺治疗抗炎的神经机制解析，阐明了足三里穴位刺激通过脊髓特定神经元调节免疫功能。另一方面，在外周脏器反向调控神经功能方面也取得突破，在“肠-脑”轴参与动物呕吐、光调控血糖代谢等方面取得突破。这些成果夯实了我国在神经-内分泌-免疫-代谢交叉研究领域的研究基础。本文聚焦国内科学家在神经免疫学基础研究的最新进展，从“神经-免疫互作的基本单元”、“系统生理的神经-内分泌-免疫调控”、“神经-免疫互作与疾病”、“类淋巴系统(glym...     

植物抗病基因与病原菌无毒基因互作的分子基础

近10年来,大量的植物抗病基因和病原菌无毒基因被克隆,抗病基因和无毒基因的结构、功能及其互作关系的研究也取得重大进展。通过介绍抗病基因与无毒基因互作的两种模式,从抗病基因与病原菌无毒基因互作角度探讨了抗病基因在植物抗病育种和农作物生产中直用的问题,提出抗细菌和真菌单基因转化很难赋予农作物切实抗性。     

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.     

中国东北样带（NECT）：十年集成与未来挑战

作为“国际地圈-生物圈计划(IGBP)”的15条陆地样带之一,中国东北样带(Northeast China Transect,NECT)在IGBP核心项目“全球变化与陆地生态系统(GCTE)”中已经建立10年之久。该样带位于中纬度温带半干旱地区,跨越北纬42~46,东经110~132,其主要全球变化驱动因素为降水,次要驱动因素为土地利用强度。在过去的10年里,中国东北样带的研究进展表现在以下几个方面:生态数据库发展、气候及其变异性、植物对环境的生态生理响应、植被和景观变化、生物多样性格局及其变化、植物功能型和植物性状及气候梯度分析、生产力和碳动态、花粉-植被相互关系、痕量气体放散、土地利用和土地覆盖变化以及生物地理和生物地球化学模拟。为达到更高水平的集成研究,中国东北样带今后需要:统一框架下的坚实的基础数据集、进一步的野外实验和观测、从斑块、景观到生物群区尺度的植被结构、过程和功能的集成模拟、样带内和与其他IGBP样带研究结果的相互比较、多学科交叉研究、国内和国际协作以及完整的科学计划和实施对策。     

人类蛋白质相互作用组

高通量酵母双杂交与免疫亲和纯化技术的快速发展和日臻成熟,使得在蛋白质组水平上大规模地研究蛋白质之间的相互作用成为可能。目前,人类蛋白质互作网络在细胞、组织、器官乃至整个个体水平的研究已经陆续展开。蛋白质互作网络中蛋白质数量也由少数几个向整个蛋白质组扩展。同时,功能、疾病、生态等相关的蛋白质互作网络研究也取得了一定的成果。然而,人类的蛋白质互作网络研究正面临着一些问题和挑战。本文综述了人类蛋白质互作网络的研究方法、研究进展以及面临的挑战,同时指出了人类蛋白质互作网络研究的方向和目标。     

植物雄配子体发生和发育的遗传调控

植物雄配子体发生和发育是有性生殖的关键步骤之一, 是高等植物通过有性生殖进行世代交替所必需的。近几年来,随着分离和鉴定配子体型突变体技术的发展, 雄配子体遗传机制研究取得了很大进展, 发现了一些调控雄配子体发生和发育过程中细胞分化和互作的重要基因。本文着重概述和讨论植物雄性生殖细胞和雄配子体发生及其与周边细胞互作遗传机制研究的最新进展。     

植物雄配子体发生和发育的遗传调控

植物雄配子体发生和发育是有性生殖的关键步骤之一,是高等植物通过有性生殖进行世代交替所必需的。近几年来,随着分离和鉴定配子体型突变体技术的发展,雄配子体遗传机制研究取得了很大进展,发现了一些调控雄配子体发生和发育过程中细胞分化和互作的重要基因。本文着重概述和讨论植物雄性生殖细胞和雄配子体发生及其与周边细胞互作遗传机制研究的最新进展。     

水稻与白叶枯病菌互作机制研究进展

水稻白叶枯病由Xanthomonas oryzae pv.Oryzae(Xoo)致病菌引起,为水稻三大病害之一,对世界水稻生产造成了严重危害.水稻与Xoo互作符合“基因对基因”假说,是研究植物与细菌互作的典型模式系统.水稻基因组以及Xoo基因组测序的完成,极大地推动了水稻-Xoo互作分子机理的研究.就有关水稻与Xoo互作机制的最新研究进展作一概述.     

人类蛋白质互作网络hub蛋白与其结构域关联分析

hub蛋白质作为参与较多互作的“中心蛋白”,在实现蛋白质功能和生命活动中发挥着关键作用．而结构域作为蛋白质上的基本功能区域,决定着蛋白质功能及蛋白质互作的情况．互作网络中hub蛋白质和结构域对于蛋白质功能的实现均起到决定性的作用．对蛋白质互作与结构域的关系分析表明,蛋白质互作与结构域之间存在着密切的联系．对人类蛋白质互作网络中的hub蛋白与结构域进行关联分析,探讨hub蛋白及其互作partner与结构域数目之间的关系．并通过hub蛋白质之间的互作对相应结构域的关系进行进一步的论证．     

自噬、细胞外囊泡、无膜细胞器及细胞器相互作用

细胞是结构与功能的统一体,细胞内繁复的生化反应通过膜性与非膜性细胞器组织起来,而细胞内亚结构之间又通过膜运输等方式进一步组织成一个整体。对细胞内组织原则的探索一直是细胞生物学领域的前沿方向,每一个对细胞组织方式的新认识,都会催生大量的新发现。在这个综述系列中,中国科学院生物物理研究所的胡俊杰研究员和清华大学的李丕龙教授及其共同作者概述了细胞器互作及相分离这两个近年来细胞组织方式方向上的重要的概念性突破,并探讨了这些突破对细胞生物学领域的可能影响。     

番茄中两个高度同源的NAC类转录因子通过不同的机制调控病原菌诱导的气孔关闭和重新开张

作物-昆虫-病原微生物三者之间存在着复杂的共生、寄生和互惠关系。以不同的互作模型为研究对象,诠释这些互作关系中的种间信息流识别、传递及应答的分子机制,对于提高农作物的抗病虫能力具有科学指导意义。已有研究表明,植物激素茉莉酸(JA)在植物-昆虫-病原微生物的复杂互作系统中起核心调控作用。中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究组长期致力于研究茉莉酸调控植物先天免疫的分子机理。本研究组作为“国际茄科基因组计划”的重要成员,历经8年多的艰苦努力,和国际同行一道完成了对番茄基因组的精细序列分析(The Tomato Genome Consortium, 2012),为以番茄为模式系统解析植物先天免疫的分子机理奠定了坚实的基础。     

生物细胞中颗粒状多聚磷酸盐细胞器的结构与功能

多聚磷酸盐(polyphosphat,poly P)是一种由数十个或上百个磷酸根聚合而成的生物大分子,以颗粒状、胶体状和溶解状等多种状态存在于各类生物细胞中。生物体中的poly P能够通过分解提供能量;鳌合金属离子来调节细胞内渗透压,维持质膜稳定;与蛋白质或DNA结合稳定其结构,减轻细胞应激损伤。颗粒状多聚磷酸盐细胞器主要指细胞中用于贮存颗粒状poly P、金属阳离子以及蛋白质、氨基酸和少量水等物质的细胞器。在寄生虫细胞中颗粒状聚磷细胞器常称为酸性钙体,而细菌或者其他微生物细胞中则称为异染颗粒,但是随着研究的不断深入,发现酸性钙体和异染颗粒都具有相似的结构特征,遂将其统一定义为颗粒状多聚磷酸盐细胞器。颗粒状聚磷细胞器的发现拓展了生物共同祖先(last universal common ancestor,LUCA)的学说,丰富了原核生物细胞器认知,我们相信该细胞器在生命起源、抗环境胁迫、生物互作和代谢调控等方面具有重要功能,在疾病治疗以及磷生物地球化学循环过程中发挥重要作用。