植物抗病防卫反应中的特异性钙信号

在植物细胞中,钙离子是普遍存在的第二信使,参与多种信号途径.大量研究表明,钙信使系统参与植物与病原菌互作的信号转导过程.近些年来,特异性钙信号在抗病中的作用越来越受到关注.文章综述了近年来在植物表达防卫反应过程中特异性钙信号的形式及其形成的生理机制的研究进展.     

模型动物神经元钙信号检测技术研究与进展

钙是模型动物神经细胞内重要的第二信使,参与细胞多种功能的调节,可以产生多种细胞内信号,这些信号在神经元功能调控及信息传递方面发挥着重要作用.在明确的细胞亚区,钙信号发挥着高度特异性的功能,尤其在大脑皮层中更能反映神经元的活性,因此神经元钙信号的检测对研究大脑皮层功能至关重要.本文综述了模型动物钙信号检测的方法 ,目前比...     

植物钙感受器及其介导的逆境信号途径

钙信号是植物生长发育和逆境响应的重要调控因子, 是植物生理与逆境生物学研究领域中的热点之一。当植物细胞受到外界逆境刺激时, 其胞内会产生具有时空特异性的Ca2+信号变化, 这种变化首先被胞内钙感受器所感知并解码, 再由钙感受器互作蛋白将信号传递到下游, 从而激活下游早期响应基因的表达或相关离子通道的活性, 最终产生特异性逆境响应。植物细胞通过感知胞内钙信号的变化如何识别来自外界不同性质或不同强度的刺激, 是近几年植物生物学家所关注的科学问题。文章主要总结了近几年在植物钙感受器研究领域中的最新进展, 包括钙依赖蛋白激酶(CDPKs)、钙调素(CaMs)、类钙调素蛋白(CMLs)、类钙调磷酸酶B蛋白(CBLs)及其互作蛋白激酶(CIPKs)等的结构、功能及其介导的逆境信号途径, 并提供新的见解和展望。     

花粉管钙信号特性及其调控研究进展

花粉管在花柱中生长受多个信号分子的协同调控,钙离子在其中发挥着重要作用.钙是一种重要的第二信使,它将外界的多种生物或非生物信息转化为对细胞内基因表达以及细胞生理反应的调控.钙信号表达方式是胞内自由钙浓度的特异性变化.该文对国内外近年来有关花粉管生长中钙信号特性及其调控的研究进展,如花粉管尖端自由钙离子浓度梯度与胞内钙振荡、花粉管质膜钙转运体的鉴定及其调控特性、花粉管钙信号与微丝和ROP蛋白的关系以及花粉管钙信号与植物自交不亲和性反应的关系等进行综述,为深入开展相关研究提供参考.     

神经系统特异表达基因调控机理的研究进展

神经系统特异性基因正确的时空表达受细胞内外信号的调控,信号传导途径最终的靶位点是能结合特异转录因子的DNA序列.目前发现的决定神经系统基因特异性表达的顺式作用元件既有增强子,也有沉默子.它们可以特异性地增强基因在神经系统的表达,或特异性抑制基因在非神经系统的表达. 顺式元件要发挥这些作用,依赖于与其结合的反式因子,而这些反式因子又能与其他蛋白质或DNA序列发生互动, 通过协调作用,共同决定基因的时空表达顺序.     

钙不依赖性钙调素结合蛋白的研究进展

钙调素是普遍存在于真核生物细胞中、发挥多种生物学调控作用的信号组分.钙调素不仅在有Ca2 情况下通过与钙依赖性钙调素结合蛋白作用而传递信号,也能在相对无Ca2 条件下直接结合钙不依赖性钙调素结合蛋白而传递信号.综述了无钙离子结合钙调素及钙不依赖性钙调素结合蛋白的结构特性、钙不依赖性钙调素结合蛋白的种类及其可能的生物学作用,这将有助于我们深入认识钙调素介导信号途径的特异性、复杂性和多样性.     

钙信号相关光遗传学工具开发及其在神经生物学中的应用

神经元通过动作电位及突触传递来使动物对内外刺激做出快速而准确的反应.钙信号通过介导或调控上述生理过程,成为神经元活动的标志.凭借高度的时空特异性,光遗传学成为探究神经元钙信号的一种理想手段.近年来,基于一系列光敏蛋白所开发出的光控钙信号工具,在不断完善和改进下,被成功地应用于神经生物学研究中.利用这些工具在多种模式动物中进行了低损伤性的光遗传学操作,实现了从神经元钙信号到动物记忆及行为的光操纵,体现了这类工具巨大的潜在应用价值.本文总结了钙信号相关光遗传学工具的最新研究进展,介绍了不同光控钙信号工具的设计原理及其在神经生物学中的应用,并对后续发展进行了展望.     

地黄RgCDPK基因的克隆与表达分析

钙依赖型蛋白激酶(calcium-dependent protein kinases, CDPKs)是高等植物细胞中重要的钙离子信号受体,在植物抵御逆境胁迫过程中发挥着重要作用。该研究以地黄为材料,设计特异引物,克隆地黄RgCDPK基因全长序列,并使用在线软件进行生物信息学分析,采用荧光定量PCR技术进行组织特异性分析。结果表明:(1)克隆得到的地黄CDPK基因长度为1 770 bp,编码589个氨基酸;(2)多序列比对和结构分析显示,该蛋白含有钙依赖蛋白激酶典型结构域丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶区及EF-手性区。系统进化分析表明其与拟南芥 AtCDPK28 的同源关系最近,因此命名为RgCDPK(Genbank登录号为MT024235);(3)组织特异性分析得出RgCDPK在地黄叶中表达量最高。该研究成功克隆出地黄CDPK基因,且发现该基因在不同组织中的表达存在差异,为以后深入研究CDPK在地黄连作障碍等生物及非生物胁迫中的分子机制提供理论基础。     

非生物逆境胁迫下植物钙信号转导的分子机制

Ca2+作为植物细胞中最重要的第二信使, 参与植物对许多逆境信号的转导。在非生物逆境条件下, 植物细胞质内的钙离子在时间、空间及浓度上会出现特异性变化, 即诱发产生钙信号。钙信号再通过其下游的钙结合蛋白进行感受和转导, 进而在细胞内引起一系列的生物化学反应以适应或抵制各种逆境胁迫。目前在植物细胞中发现Ca2+/CDPK、Ca2+/CaM和Ca2+/CBL 3类钙信号系统, 研究表明它们与非生物逆境胁迫信号转导密切相关。本文通过从植物在非生物逆境条件下钙信号的感受、转导到产生适应性和抗性等方面, 介绍钙信号转导分子机制的一些研究进展。     

非生物逆境胁迫下植物钙信号转导的分子机制

Ca^2＋作为植物细胞中最重要的第二信使,参与植物对许多逆境信号的转导。在非生物逆境条件下,植物细胞质内的钙离子在时间、空间及浓度上会出现特异性变化,即诱发产生钙信号。钙信号再通过其下游的钙结合蛋白进行感受和转导,进而在细胞内引起一系列的生物化学反应以适应或抵制各种逆境胁迫。目前在植物细胞中发现Ca^2＋／CDPK、Ca^2＋／CaM和Ca^2＋／CBL3类钙信号系统,研究表明它们与非生物逆境胁迫信号转导密切相关。本文通过从植物在非生物逆境条件下钙信号的感受、转导到产生适应性和抗性等方面,介绍钙信号转导分子机制的一些研究进展。