外源H2O2对湖北海棠根系线粒体膜透性和细胞核DNA的影响

用0．024％（V／V）H2O2处理湖北海棠（Malus hupehensis Rehd．）实生苗根系,30min后,根系线粒体膜通透,陛明显增大,线粒体膜电位（△ψm）和线粒体内Cyt c／a吸光度比值下降;60min后,根系细胞核DNA发生片段化降解。经荧光染料吖啶橙染色后,可见H2O2处理60min以上的根系压片中出现了清晰致密的黄绿色荧光宽,呈现出细胞程序,陛死亡（PCD）的特征。     

荧光定量PCR精确检测人胚胎干细胞线粒体DNA拷贝数方法的建立

建立一种精确定量人胚胎干细胞线粒体DNA拷贝数的方法。构建包含线粒体DNANDl和核单拷贝基β-globin基因序列的重组质粒作为标准品;收集无饲养层培养体系下人胚胎干细胞DNA样本,结合2个单独的Taqman探针实时荧光定量PCR对待测样本中线粒体NDl和核β-globin基因分别进行定量,从而对人胚胎干细胞线粒体DNA的含量进行了精确定量。结果提示,人胚胎干细胞线粒体DNA的平均拷贝数／细胞为1321±228。研究表明,该技术可对人胚胎干细胞线粒体DNA拷贝数进行准确的测定,为研究培养条件对人胚胎干细胞线粒体DNA拷贝数的影响及优化体外培养条件奠定了基础。     

线粒体DNA单体型M8a对转线粒体细胞线粒体能量代谢的影响

为了观察线粒体DNA(mitochondrial DNA,mt DNA)单体型M8a对细胞线粒体能量代谢的影响,该研究利用聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)介导血小板–细胞融合技术,构建mt DNA单体型M8a和G2a转线粒体细胞(transmitochondrial cytoplasmic hybrid cell,cybrid)模型。后续运用Real-time PCR检测细胞mt DNA拷贝数和RNA转录水平,多功能酶标仪检测细胞活性氧类(reactive oxygen species,ROS)水平和线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP),线粒体呼吸测定仪检测细胞内源性氧呼吸(oxygen consumption,OC)情况。结果表明,与G2a细胞相比,M8a细胞mt DNA拷贝数和线粒体轻链(L链)转录水平明显降低(P0.01),细胞基础耗氧量、ATP合成耗氧量、最大氧呼吸能力和MMP显著下降(P0.05),细胞ROS水平显著上升(P0.05)。mt DNA单体型M8a细胞的线粒体呼吸功能受损,可能增加了该单体型人群罹患2型糖尿病的风险。     

常见结直肠癌无线粒体DNA细胞株的建立

目的:流行病学研究表明结直肠癌细胞线粒体DNA(mt DNA)拷贝数变异与患者预后具有显著相关性,但因缺乏相关体外细胞模型导致其细胞生物学效应及具体分子机制尚不明确。因此研究建立结直肠癌ρ0细胞株(无mt DNA)的方对该研究域具有重大意义。方法:在含有丙酮酸、尿苷及不同浓度溴化乙锭的培养基中培养大肠癌细胞株SW480、HCT 116、HCT-8,以不加溴化乙锭的细胞为对照,利用实时定量PCR技术监测不同处理组mt DNA拷贝数的变化,并观察结直肠癌ρ0细胞线粒体形态数目及细胞形态的变化。结果:SW480细胞用50 ng/m L EB处理25代后,再以100 ng/m L EB处理14代可成功构建SW480ρ0细胞株;HCT116细胞加用EB 100 ng/m L培养32代,继续用EB 200 ng/m L培养10代,再用EB 500 ng/m L培养3代,可成功获得HCT116ρ0细胞株;HCT-8细胞用200 ng/m L EB培养24代,可成功获得HCT-8ρ0细胞株。同时,ρ0细胞较亲本细胞变大变长,其线粒体的个数增多,线粒体形态变大变长。结论:利用EB处理法可成功构建大肠癌ρ0细胞株,但不同肠癌细胞方法不尽相同。mt DNA拷贝数的降低可显著影响大肠癌细胞的形态。     

线粒体DNA突变可导致遗传性耳聋

近日耶鲁大学的研究人员发现了母性遗传的先天性耳聋的发病机制:线粒体DNA突变可激活一系列信号通路并最终导致细胞程序性死亡.这一研究成果刊登在了2月17日出版的《Cell》杂志上.线粒体是细胞动力的源泉,细胞所需的绝大多数能量都是由它提供的.线粒体自身同样含有DNA,并且可以通过母性的细胞质来遗传.线粒体的另一功能就是通过参与细胞程序性死亡或者凋亡决定细胞命运.来     

十字花科植物线粒体DNA的提取和纯化

以十字花科植物芸芥 Eruca sativa 、白菜型油菜 Brassica rapa 和甘蓝型油菜 Brassica napus :武39- 1、武4 3- 1、武5 0 - 2为试材,在蔗糖衬垫法分离纯化m t DNA方法优点的基础上,通过4组不同离心力配比,采用差速离心法、改变缓冲液A的成分以及增加缓冲液的用量,建立了一种简便提取十字花科植物mt DNA方法.研究结果表明:分离细胞破碎组织的离心力、分离线粒体的离心力以及纯化线粒体时的离心力分别为10 0 0 g、2 0 0 0 0 g、180 0 0 g时可分离到高产量的线粒体,且在缓冲液A 蔗糖0 .5 m ol·L- 1 ,Tris- Cl5 0 mm ol·L- 1 ,EDTA5 m mol·L- 1 ,BSA 0 .1% ,PVP 0 .5 % ,0 .1%β-巯基乙醇,p H=7.5 中加入0 .5 % PVP可提高mt DNA的产量,经DNA电泳检测、RAPD扩增证明此方法得到的mt DNA可完全达到RAPD标记和其它分子生物学研究的要求.     

与衰老相关的线粒体功能严重缺陷的胞质杂合细胞的分子特征

该研究组先前建立了含有不同年龄组小鼠神经细胞线粒体的胞质杂合细胞株(其细胞核基因组背景相同),发现老年组较年轻组的胞质杂合细胞线粒体总体功能显著降低。为了研究与衰老相关的线粒体功能严重缺陷的胞质杂合细胞的分子特征,该研究采用3个线粒体总体功能极其低下的老年组胞质杂合细胞株(1个正常功能年轻组胞质杂合细胞株作为对照)作为研究对象。首先,证实氧耗水平和ATP合成显著降低(P0.05或P0.01)。然后,对线粒体DNA(mitochondrial DNA,mt DNA)进行了高通量测序,特别是检出突变型比例低的mt DNA异质性突变,并进一步对呼吸链复合体依赖性氧耗进行了检测。测序结果显示,在老年组胞质杂合细胞中mt DNA点突变明显积累。这些突变包括非编码区的3个变异,据DNA保守性分析结果,其中2个(异质性m.15849GT、m.16289AT)可能为有害的;编码区的4个变异,据DNA和氨基酸保守性分析及蛋白质功能预测结果,其中2个(ND5基因的同质性m.12496TC、Cyt b基因的异质性m.15199AT)可能为有害的。进一步研究结果显示,同时具有复合体I亚基ND5(或复合体III亚基Cyt b)突变和2个调控区突变的胞质杂合细胞,其复合体I(或复合体III)依赖性呼吸显著降低(P0.05或P0.01)。综上,发生于老年组胞质杂合细胞的线粒体总体功能异常,其原因可能为,mt DNA调控区和编码区的异质性和同质性突变,以及多重mt DNA突变的累加引起线粒体呼吸链复合体功能的缺陷,进而导致线粒体总体功能异常,从而促进衰老。     

羟自由基诱导的烟草原生质体的凋亡：流式细胞法的新证据

用1．0mmol/L FeSO4／0．5mmol／L H2O2处理烟草(Nicotiana tabacum L.,cultivar BY-2)原生质体,发现羟自由基能够诱导烟草原生质体的凋亡。具体表现为细胞核皱缩、DNA Ladder、TUNEL阳性反应等典型的凋亡特扯。在动物细胞调亡过程中,线粒体起着非常重要的作用,其中膜电位(ΔΨ10）的变化以及由其引起的位于线粒体膜上的通透性孔(PTP)的开放与Cyt c的释放有关。另外,在动物凋亡细胞中,磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)会从细胞膜内侧向外翻转。为了判断植物细胞凋亡过程中膜电位的变化情况以及PS的外翻程皮,我们采用了流式细胞法。结果表明,随着处理时间的延长,烟草原生质体线粒体的膜电位逐渐降低;膜内PS大量外翻。说明由羟自由基和烟草原生质体组成的凋亡体系是一种可靠的凋亡组合,可以用来对植物细胞凋亡机理做进一步研究。     

金鱼草中央细胞中线粒体DNA拷贝数的定量

为探究金鱼草(Antirrhinum majus)中央细胞的线粒体DNA拷贝数,采用竞争型定量PCR技术进行了测定。结果表明,金鱼草中央细胞的体积为(61570±732)μm~3,平均携带(783±25)个拷贝的线粒体DNA,并且中央细胞与卵细胞具有相似的体积/线粒体DNA拷贝数比值。推测金鱼草中央细胞包含如此高丰度线粒体DNA可能是为早期胚乳细胞的发育而储备的。     

不同生理状态下膜状急纤虫大核DNA和线粒体DNA的多态性比较

为探索纤毛虫在营养及休眠条件下两套遗传系统的作用关系,对膜状急纤虫(Tachysomapellionella)营养细胞和休眠包囊大核DNA、线粒体DNA进行了RAPD比较。结果显示,在所选用的34条随机引物中,大核DNA共扩增出203条片段,其中以休眠包囊大核DNA为模板扩增出45条特有片段,以营养细胞大核DNA为模板扩增出36条特有片段,两者存在40%的差异。在所选用的32条随机引物中,线粒体DNA共扩增出216条片段,其中以休眠包囊线粒体DNA为模板扩增出35条特有片段,以营养细胞线粒体DNA为模板扩增出47条特有片段,两者有38%的差异。结果表明,膜状急纤虫休眠包囊与营养期的大核DNA结构存在显著的差异;两者的线粒体DNA结构也存在较大差异。这表明,膜状急纤虫在包囊形成过程中,大核及线粒体DNA结构可能都发生了一定的变化,并且这些变化可能与包囊形成过程中的形态结构和代谢活动等剧烈变化以及休眠状态下的生理生化变化密切相关。     

线粒体呼吸功能与精子活力、核DNA损伤的相关性分析

为探讨线粒体呼吸功能与精子活力、核DNA损伤程度之间的相关性,按WHO标准收集34例不同活力的精液标本,采用蔗糖差速离心法或密度梯度离心法提取精子线粒体,通过铂氧电极-溶氧仪测定线粒体呼吸耗氧率并计算状态III呼吸、状态IV呼吸、呼吸控制率（RCR）、磷氧比（P／0）及氧化磷酸化效率（0PR）;应用精子染色质扩散（sperm chromatin dispersion,SCD）实验检测精子DNA损伤情况。结果表明：不同活力精子线粒体状态Ⅲ呼吸耗氧量之间具有显著差异俨〈0．01）;弱精子症组RcR和OPR与正常对照组比较,分别降低了17．03％（P〈0．05）和40．74％（P〈0。01）;精子DNA损伤程度与精子活力、状态III呼吸及OPR均呈极显著负相关（r值分别是-0．812、-0．788和-0．696）。以上结果提示：精子线粒体呼吸耗氧和氧化磷酸化功能与精子活力之间存在着密切的联系;精子DNA（包括mtDNA）损伤可能影响精子的正常功能。     

提取线粒体DNA方法的比较及较纯线粒体基因获取方法的确立

目的:对2种常用的线粒体DNA提取方法进行比较,分析提取物中核DNA的存在情况,同时建立新检测方法降低线粒体假基因干扰。方法:以仅在核DNA中存在的基因β-actin作为核DNA存在的标定基因,通过PCR方法扩增线粒体DNA上的一段基因MTND5-2,并以β-actin做参比,比较常用的2种提取线粒体DNA方法的优劣,即碱法Ⅰ(先提取完整线粒体后从中获得线粒体DNA)和碱法Ⅱ(根据线粒体DNA与核DNA的结构差异,从中获得双链环状的线粒体DNA)。结果:2种线粒体DNA提取方法并不能获得仅含线粒体DNA的纯提取物,碱法Ⅰ获得的线粒体DNA纯度相对较高;以碱法Ⅰ提取物为模板进行PCR,可获得更多较纯的线粒体目的基因。结论:碱法Ⅰ较碱法Ⅱ可获得更纯的线粒体来源的目的基因;新建方法可获得较纯的线粒体基因,且是一种简单、方便、经济的方法。     

香菇野生菌株线粒体DNA多态性

利用PCR技术扩增了我国 7个省的 2 0个野生香菇菌株的线粒体DNA的 2个小区段 ,利用限制性酶切技术研究这 2个片段长度多型性 (RFLPs) ,结果显示 ,2 0个野生香菇菌株间的线粒体DNA在研究的区段上分为 2大类型 ,相似性为 70 % ,与栽培种相比存在较大的遗传差异。     

建立多重液相基因芯片方法快速检测狐狸、水貂成分

基于xMAP液相芯片新型生物技术平台,分别以狐狸线粒体DNA D-loop区序列、水貂线粒体DNA细胞色素b基因序列为模板设计特异扩增引物和探针,并对探针进行锁核酸修饰,建立了二重xMAP液相基因芯片方法,用于快速检测狐狸和水貂源性成分。该法能准确鉴定鉴别狐狸和水貂DNA,对其他18种动物物种DNA均呈检测阴性,对狐狸、水貂DNA的检测低限分别为2. 8pg/μl、0. 9pg/μl,对肉类混样检出限为0. 05%(m/m)。对目标源性DNA含量为1%(V/V)的32份饲料与食品核酸添加样本均呈对应目标检测阳性。结果表明,该方法特异性强、灵敏度高,适用于食品与饲料领域相关原料和产品的质量与安全检验。     

植物细胞器遗传工程的曙光

众所周知,生物的性状是由其遗传物质DNA决定的。在高等植物细胞中,除细胞核外,叶绿体和线粒体中也都有各自的DNA。叶绿体是光能转换,光合作用的场所。线粒体是氧化磷酸化的场所。线粒体和叶绿体的DNA,都具有细胞内半自主独立的自我复制能力,在遗传上表现为特有的母性遗传。在植物细胞中,叶绿体和线粒体具有许多与细菌共同的特性。这就给人们一个启示:那些有用的来自原核生物的目的基因能否以具有原核性的叶绿体和线粒体DNA做为它们的遗传受体,用以进行光合作用的遗传工程,生物固氮及其它遗传转化的研究。     

二、核磁共振在膜研究中的应用(下)

3.细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶位于线粒体内膜上,是呼吸链的最后一个成员。它催化如下反应,从而控制了电子由还原态的细胞色素C向氧化态细胞色素C的传递: 4 细胞色素C(还原态)+O_2+4H~+→ 4 细胞色素C(氧化态)+2H_2O 细胞色素氧化酶的分子量约156,000道尔顿,大小约为50A×50A×80A,形状象一颗牙齿。一般由七个亚基组成,不同来源的酶其亚基数目各不相同。最近对线粒体DNA的研究表明,其中三个最大的亚基在线粒体内部合成,而其余的亚基在细胞质内合成,然后再装配到一起。这是一个关系到膜组装机理的十     

细胞核基因组和线粒体基因组的相互作用

线粒体DNA是细胞内唯一的核外遗传物质,线粒体的主要功能是合成ATP,为细胞生命活动提供直接能量。线粒体基因组与核基因组在基因、蛋白以及细胞水平上相互作用,共同保证细胞能量代谢有关的活动,维持着线粒体的正常功能和细胞的正常状态。     

烹调油烟挥发性有机物对人胚肺成纤维细胞的氧化应激效应研究

目的：探讨烹调油烟挥发性有机物对人胚肺成纤维细胞（HELF）的氧化应激效应。方法：用活性炭采集烹调油烟挥发性有机物（COF VOCs）,通过MTT实验确定COF VOCs暴露对HELF细胞的半数抑制浓度（IC50）;取对数生长期HELF细胞,使其暴露于剂量分别为20、4、0．8μg／mL的COF VOCs,分别于12、24、48h后进行活性氧（ROS）分析、丙二醛（MDA）检测和Comet试验。结果：COF VOCs刺激HELF细胞12、24、48h的IC50分别为104．9、111．9和127．2μg／mL;流式细胞术检测发现细胞胞质和线粒体内ROS平均荧光强度随COF VOCs剂量增加而增高;剂量组MDA水平与阴性对照组相比无统计学差异;剂量组DNA断裂水平与阴性对照组相比,差异有统计学意义;各剂量组引起的细胞ROS、MDA升高和DNA断裂在不同暴露时间之间差别均无统计学意义。结论：在实验剂量水平和暴露时间内,COF VOCs暴露可引起HELF细胞胞质和线粒体内ROS升高、DNA断裂,但并不能引起脂质过氧化损伤。     

一株新的类猪圆环病毒因子的核苷酸全序列和体外感染性

在中国猪血清中分离到一新因子,命名为P2．P2为闭合环状基因组,全长993个核苷酸．序列分析表明其与猪圆环病毒密切相关．随后对构建的P2因子分子克隆的体外感染性进行了研究．结果表明,在转染PK-15细胞后,只有P2因子的双拷贝串联分子克隆具有感染性,表现为可在细胞的胞浆和胞核中形成包涵体,胞浆包涵体为圆形或不规则形,直径0．1～0．4gm;胞核包涵体有两种类型,一种为小而圆、直径约0．1μm的包涵体,另一种为大而呈六角性的包涵体,直径约为0．5～1．4μm．胞浆包涵体和胞核包涵体都没有外膜,相比较而言,后者有更高的电子密度．将转染后的细胞连续传代,对第5代细胞培养物抽提DNA,进行PCR,结果也只有在转染P2因子双拷贝串联分子克隆的细胞培养物中检测到P2的DNA．而转染空载体、P2因子单分子克隆和未转染的PK-15细胞微观结构未见变化,在第5代细胞培养物中也未能检测到P2的DNA．同样,只有在转染P2因子双拷贝串联分子克隆的细胞和随后传代的细胞中能检测到P2抗原．这是首次报道如此小基因组的类猪圆环病毒P2的全序列和其在体外具有感染性．