单细胞原生动物的生存策略

在生物界中 ,生物种类繁多 ,形态各异 ,形式多样。从简单到复杂 ,从低级到高级 ,不一而足。在这丰富多彩的生物界中 ,有一类单细胞真核生物 ,它们形体微小 ,构造简单 ,没有组织、器官和系统的分化 ,但具备生物的全部功能——生长、运动、繁殖、变异、遗传、新陈代谢、应激和适应等。在复杂和多变的环境中 ,多细胞生物因其具有高度分化的组织、器官 ,可有效地应付环境中的各种变化而生存。那么单细胞生物如何生存呢 ?下面介绍几种单细胞原生动物的生存策略。1　细胞质外的保护层——表膜多细胞生物的组织细胞一般仅有 1层质膜 ,除植物细胞有…     

新生隐球菌细胞通讯研究进展

细胞通讯系统调控多细胞生物的细胞增殖与分化等多种基础生物学过程,也是调控单细胞生物群体或社会性行为的重要策略。新生隐球菌是一种重要的环境来源病原真菌,主要感染免疫缺陷人群,具有很高的致死率。作为环境致病真菌,新生隐球菌进化出丰富的环境适应性策略。新生隐球菌细胞呈现出高度的异质性和社会性,不同形态的细胞承载着不同生物学功能和病原学特征。越来越多的研究表明,通过细胞通讯系统调控其群体或社会性行为,既是新生隐球菌适应多变的外界环境和宿主环境的关键策略,也与其致病能力密切相关。本文介绍新生隐球菌中细胞通讯系统的研究进展及其在有性生殖、细胞形态转换、适应环境及宿主压力等社会性行为中的调控作用。     

原生生物质体(叶绿体)的多样性及其形成原因

真核生物的叶绿体一般具有一定的典型的结构和功能。然而,在单细胞的原生生物中却不断发现结构与功能均与典型叶绿体明显不同的质体(叶绿体),如不具核形体的多层膜质体、具核形体的多层膜质体、具有最小基因组的质体等,表现出质体的丰富多样性。本文概要地介绍了单细胞原生生物中这些非典型的质体,并对形成这种多样性的主要原因,即这些生物的质体在进化过程中发生的一次、二次和三次内共生事件进行了分析探讨。     

单细胞转录组测序技术发展及应用

生物组织由多种异质性细胞组成,单个细胞之间的差异可能会对多细胞生物的功能产生深远影响。近年来开发的单细胞RNA-seq技术可以对单个细胞进行无偏、可重复、高分辨率和高通量的转录分析。相对于传统的群体细胞的转录组分析,单细胞RNA-seq技术从另外一个维度了解转录组信息,揭示生物组织的细胞构成、转录组动力学以及基因间的调节关系。随着细胞捕获、分子生物学和生物信息学等关键技术的发展和完善,其在生物学和医学领域的应用将会越来越广泛。该文对单细胞RNA-seq技术的发展历史和应用进行了阐述。     

小议"细胞分化"

细胞分化的实质是基因在时间和空间上的选择性表达,这种选择性的表达不仅造成多细胞生物体细胞之间形成差异,还会使单细胞生物个体发生形态和生理上阶段性的变化。所以,细胞分化不是多细胞生物体的专利,单细胞生物也有细胞分化的过程。     

单细胞技术进展及其在植物研究中的应用

多细胞生物体的生存依赖于不同类型细胞特异性的功能分工,不同类型的细胞尽管基因组相同,但有其独特的发育过程和应对环境变化的能力。生物学的一大挑战就是揭示基因如何在正确的位置、正确的时间表达到正确的水平,最近出现了很多通过细胞类型特异性方法研究单细胞组学的工具,这些新技术使我们能通过空前分辨率,理解多细胞生物体内不同类型的单个细胞基因表达特点及其适应环境变化的机制。单细胞样品的获取一直是单细胞研究的一大技术瓶颈,因此本文将以如何获得起始材料为重点,探讨单细胞研究的样品标记、单细胞分离及获取、组学数据分析和结果验证等技术方法及其在植物研究中的应用。     

生命的演化——从原始非细胞到人类

人们常以“从鱼到人”来说明人类的起源。但需要弄清的是:“从鱼到人”的过程究竟如何?鱼又怎样发展而来?这里,也就是要探究从最古的生物发展到人类所经历的各个主要阶段的情况。我们知道,世界上最早的生命是一种原始非细胞,称为原生体。这就是生命的开始。原生体经过发展,成为原核单细胞。这种最原始的细胞没有细胞核和细胞器,大约在32亿年前就出现了。10多亿年前,原核单细胞又进化成具有细胞核和细胞器的真核单细胞,真核单细胞又不断分裂和增殖,向群体,多细胞生物进化。     

丝状真菌糖生物学

蛋白质的糖基化修饰是一种保守的真核生物蛋白质翻译后修饰,存在于从酵母到人的所有真核生物中,赋予了蛋白质功能的多样性。目前对蛋白质糖基化修饰的了解主要来源于对酵母和哺乳动物细胞的研究,但单细胞真核生物或动物细胞水平的研究,很难反映糖基化修饰在多细胞真核生物的发育分化过程中的复杂功能。由于丝状真菌是多细胞真核生物,有相对简单的发育分化过程,因而是研究多细胞真核生物糖基化功能的理想模型之一,在过去10年中,丝状真菌的糖生物学研究开始受到重视,目前的研究结果表明糖基化修饰与丝状真菌的生长、发育密切相关。     

为什么说人属于“单鞭毛生物”

传统的生物分类方法,是将地球上的生物分为原核生物和真核生物两大类,其中原核生物可以分为细菌和古菌;真核生物可以分为动物、植物和真菌。近年来对各种生物基因组的分析和比较表明,真核生物还可以分为单鞭毛生物和双鞭毛生物两大类,其中单鞭毛生物包括动物和真菌,双鞭毛生物包括植物和藻类。这种分类方法得到了一些分子特征性进化方式的有力支持,并且证明多细胞动物是从单细胞的领鞭毛虫进化而来的。     

啤酒酵母孢子形成研究的新进展

生物借助有性生殖,通过遗传信息差别的表达,形成形态和功能各异的细胞。这是对生物分化的简单描述。虽然生命科学的发展已经在这个领域获得日益增多的信息,但是,了解生物分化发生的机制仍然是生命科学的重大课题之一。 生物有性生殖是和产生配子或孢子的分化结构相联系的。在许多微生物中,这种结构仅占菌丝体的很小比例,因此研究它很困难。单细胞真核生物酵母菌(尤其是啤酒酵母)具有比其他真菌和其他生物更可利     

动物的振动感受器

从单细胞生物到多细胞机体,从无脊椎动物到灵长类,都能对一定的机械刺激起反应。特别是对于振动的刺激,不同种类动物还具有一些高度分化的感觉器官,接受这类信息,将机械能转换为电能,再由传入神经纤维传输到中枢     

红细胞分化因子的研究进展

哺乳类红细胞在分化成熟过程中,细胞经过一个独特的自然去核过程,最终发育成为体内唯一无核但负有重要生理功能的成熟红细胞。哺乳类红细胞自然去核形式的出现可能是生物长期进化的结果,然而迄今为止有关红细胞的去核机理及其物质基础了解甚少。     

上海辰山植物园植物抗逆与分子进化研究组科研助理招聘公告

<正>上海辰山植物园(中国科学院上海辰山植物科学研究中心)植物抗逆与分子进化研究组主要从事研究从单细胞真核生物到多细胞高等植物在进化过程中保守的应对多重非生物胁迫的响应、信号转导和耐受机理(聚焦MAPK信号传导途径)。发掘和收集极端生境植物基因资源(主要集中禾本科植物),利用抗多重非生物胁迫基因的单细胞筛选平台,筛选在进化过程中保守的多重抗逆基因,建立遗传转化研究体系,并     

粘菌的发育调控

细胞粘菌是单细胞真核生物,在食物(细菌)枯竭时,大量独立的细胞向称作聚集中心的细胞聚集,相互粘连成多细胞生物,细胞分化成柄细胞和孢子两类。其生活史分成营养生长期和发育期。发育中先形成由前柄细胞和前孢子细胞构成的能爬行的蚰蜒体,以后固着形成子实体。其生活史仅需24小时,分化过程易于观察,两类细胞的分布及比例恒定,遗传操作简单,成为研究分化发育、信号跨膜传导的热门材料之一。80年代对其分子生物学方面的研究取得大量     

植物中的水平基因转移

水平基因转移是不通过生殖而进行的遗传物质交流, 在原核生物和单细胞真核生物的进化中起着重要作用。然而, 水平基因转移在多细胞真核生物之间的发生频率以及对多细胞真核生物进化的影响尚不明确。近期的一些研究显示, 水平基因转移在高等植物之间以及高等植物和其它生物之间普遍存在。该文将对高等植物中已发现的一些水平基因转移现象进行综述, 并尝试解析植物之间水平基因转移可能的机制及其重要意义。     

COP9信号传导体与调节盖子复合体的进化

COP9信号传导体和26S蛋白酶体的调节盖子复合体皆为含有8个亚基的蛋白复合体,在真核生物体中普遍存在,它们的相应亚基在大小和氨基酸序列上具有一一对应关系。从NCBI站点的所有数据库中获得了裂殖酵母、酿酒酵母、线虫、果蝇、哺乳动物和拟南芥等多种生物的复合体的亚基序列共8组。COP9信号传导体与调节盖子复合体相应亚基之间的氨基酸序列一致性大于12％,它们均具有一些保守的区域,而且保守位点分布均匀,表明它们来自于同一祖先。在基于氨基酸序列构建的系统发育树中,各组序列分别形成两个分支：一个分支由COP9信号传导体亚基和相似蛋白组成,另一分支由相应的调节盖子复合体亚基和相似蛋白构成。各个分支中单细胞生物的序列位于动、植物序列的根部,表明COP9信号传导体与调节盖子复合体的基因重复发生在真核单细胞生物和多细胞生物分化以前,并且二者的亚基基因沿各自的方向独立进化。几乎所有编码两个蛋白复合体的基因在基因组中均为单拷贝,第Ⅴ、Ⅵ组的亚基保守程度最高,暗示着它们在复合体中起着关键的作用。对COP9信号传导体和调节盖子复合体的相应亚基基因两两之间进行dN／dS的相关性分析,分别鉴定出21和15对亚基编码序列间具有显著的Pearson相关关系,推测其相应亚基间可能通过承担相互关联的重要的生物学功能而协同进化。     

核糖体蛋白的核糖体外功能及其在疾病中的作用

糖体蛋白(ribosomal protein,RP)是核糖体的重要组分之一,在生物体内行使蛋白质合成的功能.最近的研究表明,RP除了参与蛋白质合成外,还在细胞增殖、分化、凋亡、DNA修复等细胞过程中发挥作用.RP在进化过程中高度保守,因此当RP基因表达异常时,机体必会产生相应的异常反应.RP的功能障碍与发育、代谢、和癌...     

COP9信号传导体与调节盖子复合体的进化

COP9信号传导体和26S蛋白酶体的调节盖子复合体皆为含有8个亚基的蛋白复合体,在真核生物体中普遍存在,它们的相应亚基在大小和氨基酸序列上具有一一对应关系.从NCBI站点的所有数据库中获得了裂殖酵母、酿酒酵母、线虫、果蝇、哺乳动物和拟南芥等多种生物的复合体的亚基序列共8组.COP9信号传导体与调节盖子复合体相应亚基之间的氨基酸序列一致性大于12%,它们均具有一些保守的区域,而且保守位点分布均匀,表明它们来自于同一祖先.在基于氨基酸序列构建的系统发育树中,各组序列分别形成两个分支:一个分支由COP9信号传导体亚基和相似蛋白组成,另一分支由相应的调节盖子复合体亚基和相似蛋白构成.各个分支中单细胞生物的序列位于动、植物序列的根部,表明COP9信号传导体与调节盖子复合体的基因重复发生在真核单细胞生物和多细胞生物分化以前,并且二者的亚基基因沿各自的方向独立进化.几乎所有编码两个蛋白复合体的基因在基因组中均为单拷贝,第Ⅴ、Ⅵ组的亚基保守程度最高,暗示着它们在复合体中起着关键的作用.对COP9信号传导体和调节盖子复合体的相应亚基基因两两之间进行dN/dS的相关性分析,分别鉴定出21和15对亚基编码序列间具有显著的Pearson相关关系,推测其相应亚基间可能通过承担相互关联的重要的生物学功能而协同进化.     

单细胞测序技术在干细胞领域的研究进展

细胞异质性是生物体内普遍存在的一种特性,这种特性容易受外界因素的影响,甚至是单一类型的细胞在生长环境发生改变时,其基因表达也可能出现变化并产生差异。干细胞是一类具有无限自我更新和分化潜能的特殊类型的细胞,在胚胎组织发育和成体组织的动态平衡中发挥了重要作用。单细胞测序为分析包括干细胞在内的细胞异质性提供了强有力的工具,这种技术可通过更加准确的方式剖析细胞异质性。该文综述了近年来发展起来的单细胞测序技术,包括单细胞分离、基因组扩增和测序分析,并讨论了它们在干细胞(包括多能干细胞、肿瘤干细胞和组织特异性干细胞)研究中的应用。     

关于进化概念的涵义

关于进化概念的涵义陈建华（同济大学科技情报所上海２０００９２）进比一词是达尔文发表《物种起源议后而变得几乎妇孺皆知的。提起进化，人们首先想到的是：生物从漠级到高级，从简单到夏杂，从水生到陆生，从单细胞到多细胞…··，之类的演变。这是最容易引起人们注意...