磷酸化调控纤毛的解聚

<正>纤毛(也称鞭毛)是突出于真核细胞表面的一类在进化上很保守的细胞器,由纤毛膜、轴丝及其底部的基体组成.纤毛广泛分布于原生动物及脊椎动物细胞表面,负责感受内外环境信号以及驱动细胞运动.在哺乳动物特别是人类中,纤毛结构和功能的异常能导致多囊肾,神经系统发育缺陷,听觉、嗅觉和视觉的衰退,呼吸道疾病和不育症等,这些疾病统称为纤毛病,其发病率在1/1000左右.目前还没有治疗     

动纤毛轴丝的分子组装

纤毛/鞭毛是从细胞膜表面突出的真核细胞器,它能调节细胞运动及细胞周围液体流动,或者参与机体的感知功能,其异常会引发多种人类纤毛病。作为最早被发现的细胞器之一,纤毛一直是细胞生物学领域的重点研究对象,但是因结构大且复杂,其分子组装机制的揭示长期以来一直是个难题。近些年,随着冷冻电镜技术的发展,多个课题组先后报道了从衣藻到哺乳动物精子鞭毛的轴丝各部分高分辨率结构。该文综述了动纤毛的结构组成和最新的分子组装研究进展,重点描述了轴丝各个组成部分包括双联微管(DMT)、内外动力臂(IDA和ODA)、辐条结构(RS)、中央微管对(CP)和连接复合物(N-DRC)的蛋白组成和分布,为深入理解纤毛的组装过程和功能调节提供了科学依据。     

BBS8蛋白参与衣藻鞭毛膜蛋白的运输

真核细胞的纤毛(也称鞭毛)是一种突出于细胞表面的极性细胞器,纤毛不仅参与细胞运动,还参与信号传导等过程,其结构或功能异常引发的一系列人类疾病称为"纤毛相关性疾病"。纤毛相关性疾病巴德-毕德氏综合征(Bardet-Biedl syndrome,简称BBS)由BBS相关基因缺陷导致,为了研究致病基因BBS8的生理作用和功能,构建模式生物莱茵衣藻BBS8基因缺陷突变体,利用性状观测和生化分析检测突变体的表现型和生理功能。免疫荧光表明BBS8蛋白是一种鞭毛蛋白且在基体有特异性定位;bbs8突变体感光极性运动消失,并在解聚诱导实验中鞭毛解聚缓慢;鞭毛的银染和质谱结果表明突变体的鞭毛膜蛋白在鞭毛内异常积累。文中通过实验证据说明BBS8蛋白在参与鞭毛内膜蛋白运输中起到重要作用,并极可能通过介导膜蛋白反向运输发挥生理功能。     

驱动蛋白的研究进展

驱动蛋白是一类典型的分子马达蛋白,它在胞内运输、有丝分裂、细胞形成、细胞功能等方面起着至关重要的作用.驱动蛋白不仅负责运输各种膜细胞器、蛋白复合体、mRNA等以保证细胞的基本活性,还在大脑的发育、记忆功能以及神经元的活性等方面扮演着极其重要的角色,可以说驱动蛋白是生命体系赖以生存的基础之一.     

莱茵衣藻纤毛内运输蛋白IFT46的原核表达纯化及其多克隆抗体的制备

IFT46是纤毛内运输蛋白IFT复合物B(IFT-B)的一个重要组分,对于纤毛的组装、运动和感知发挥着重要作用。为深入研究IFT46的作用机制,利用ift46基因全序列分别构建了带有GST和MBP标签的原核表达载体p GEX-2T-ift46和p MAL-C2X-ift46,并转入大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达,以15%SDS-PAGE鉴定,分别获得了分子量为70、86 k Da的重组GST/MBP-IFT46融合蛋白。将亲和纯化的GST-IFT46融合蛋白(纯度95%以上)免疫新西兰大白兔,采集第5次免疫后血清用ELISA测定效价为1∶256 000。抗血清依次经Protein A和固定在MBP-IFT46纯化后,用Western blotting和免疫荧光检测抗体特异性,结果表明制备的多克隆抗体能很好地识别莱茵衣藻中的IFT46,而且发现IFT46绝大部分定位在纤毛基体,极少部分沿纤毛呈点状分布,为继续开展IFT46在肥胖症、糖尿病、多囊肾病等纤毛相关疾病中作用机制的研究奠定了重要基础。     

家蚕精母细胞内基体和鞭毛的电镜观察

中心粒是小的圆柱状微管细胞器。它的最重要特征是具有九组三联体微管系统(DuPraw,1970;Phillip,1970;woIfe,1972)。中心粒几乎发生在所有的动物细胞内;在具有鞭毛或纤毛的细胞内,中心粒发育成基体,再从基体的远心端生长出鞭毛或纤毛来。在动物精子发生和形成过程中,也存在着从中心粒到基体,再由基体产生精子尾部的过程。     

SM蛋白在膜泡运输中的功能

大多数细胞内都包含靶向不同细胞器的各种运输囊泡,其运输机制在进化上是高度保守的。Sec1/Munc-18(SM)蛋白在膜泡运输中起着重要的调控作用,它能够与SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factorattachment protein receptor)蛋白结合,共同在细胞内各个膜融合发生部位发挥重要作用。SM蛋白和SNARE复合体中的Syntaxin蛋白结合,调节SNARE复合体的装配,并与SNARE协同作用促进整个膜融合过程。文章对SM蛋白在结构和功能分析方面的最新研究进展进行了概述。     

细胞内膜泡运输中拴系因子的功能

膜泡运输是不同细胞器间进行物质传递的基本方式,分为4个重要步骤：囊泡的出芽、转运、拴系和融合。在此过程中,有许多相关因子参与调控,如包被蛋白、Rab蛋白、拴系因子、SM蛋白和SNARE等。拴系因子在运输囊泡和靶位膜发生接触的最初阶段起重要调控作用,多数拴系因子形成大的多亚基复合体发挥功能。目前,关于拴系因子的功能已经有了一定的了解,在此,我们对酵母、哺乳动物以及植物细胞中的已知拴系因子的特点和功能进行了概述。     

暗褐蝈螽与优雅蝈螽精子超微结构的比较研究(直翅目,螽斯科)

研究了暗褐蝈螽Gampsocleis sedakovii(Fischer von Waldheim)和优雅蝈螽G.gratiosa Brunner von Wattenwyl精子的超微结构。这两种蝈螽精子头部的顶体复合体由顶体外层、顶体本体和顶体组成,顶体复合体位于细胞核前端,并包裹部分细胞核;颈部具5纵层细胞器;尾部鞭毛轴丝为典型的9+9+2型,线粒体衍生体部分晶状化。暗褐蝈螽精子较短,顶体复合体夹角较大,精子鞭毛横切面直径稍大;优雅蝈螽精子稍长,顶体复合体夹角较小,精子鞭毛横切面直径较小,两种精子超微结构差异不显著,其生殖隔离机制有待进一步研究。     

内体—溶酶体运输及其细胞功能

哺乳动物细胞中,内吞作用通过质膜内陷形成囊泡来摄取外界物质,经早内体到达晚内体/溶酶体降解或经再生循环回到质膜。内体运输网络参与细胞一系列重要生命活动,如信号通路调节、细胞器发生以及胞吐作用等。近年来发现Aps、BLOCs、HOPS和ESCRTs等复合体共同参与货物由胞内体到溶酶体或溶酶体相关细胞器的运送。该文主要就这些内体—溶酶体运输系统中重要蛋白复合体的组成和功能进行综述。     

水蕨精子发生过程中中心体蛋白和微管蛋白的免疫荧光定位

采用透射电镜技术和免疫荧光标记技术对水蕨精子发生的超微结构以及中心体蛋白和微管蛋白在精子发生过程中的动态表达进行了观察。研究发现：（1）生毛体分化早期周围有放射状微管分布,这与线粒体向生毛体的聚集有关。（2）免疫荧光观察表明,中心体蛋白仅定位于生毛体、基体和鞭毛带上,自生毛体至基体阶段呈现明亮的荧光标记,在核塑形、鞭毛形成至精子成熟阶段,中心体蛋白荧光标记随着鞭毛的发生而逐渐减弱,至游动精子阶段中心体蛋白荧光标记信号几乎消失。（3）微管蛋白早期荧光标记与中心体蛋白标记形相同,在生毛体、鞭毛带、基体等运动细胞器上呈现明亮荧光标记,但微管蛋白随着鞭毛的发生其荧光标记越来越强。从二者的时空表达特征可以推断,中心体蛋白主要是运动细胞器的组织者,而非这些运动细胞器的结构成分,其功能是参与或负责中心粒、基体和鞭毛的发生。     

小鼠顶体形成相关蛋白的研究进展

顶体形成过程分为高尔基期、帽期、顶体伸长期和成熟期四个主要阶段，其正确形成对精子结构和功能具有重要影响。顶体形成需要各种细胞器(内质网和高尔基体)和细胞质结构(顶体板和精子领)之间的积极和特异性协调。本文主要对顶体形成过程中参与反式高尔基体网络囊泡分类运输、顶体附着到细胞核等过程的蛋白质的功能及调控机制进行了总结与讨论。这些蛋白质大多相互作用，表现出复杂的分子调控机制，促进了这一事件的发生。对精子顶体形成相关蛋白的功能及机制的研究将为临床男性不育症的诊断和治疗提供新的思路和对策。     

囊泡运输的分子细胞机制

内膜系统构成了细胞及细胞器之间的天然屏障,保证重要的生命活动在相对独立的空间内进行。细胞内膜性细胞器之间的物质(如蛋白质、脂类)的运输主要是通过囊泡完成的。囊泡运输需要货物分子、运输复合体、动力蛋白和微管等的参与以及多种分子的调节,包括出芽、锚定和融合等过程。从上世纪60年代开始,人们认识到细胞分泌的蛋白需要先进入内质网,再到高尔基体,然后分泌到其作用部位。之后,信号肽假说被提出和证明。随后的研究完善了囊泡运输的过程,包括经内质网到高尔基体的蛋白质分泌运输过程中关键的调控基因及其作用环节、蛋白质复合物SNARE(可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白附着蛋白受体)在囊泡锚定和融合中的作用机制等。在囊泡运输中的具有代表性的神经细胞突触囊泡中,触发突触囊泡融合的钙感受器(synaptotagmin)能快速准确地将钙信号传递到突触囊泡,通过与SNARE复合体等作用,实现与细胞膜融合并释放神经递质,最终完成神经信息的传递。该文从囊泡运输的研究历史回顾、已有研究成果以及未来展望等三个方面对囊泡运输分子细胞机制进行了阐述。     

植物细胞器RNA编辑因子的功能及其作用机制 *

在植物线粒体和叶绿体转录本上,数百个胞嘧啶(C)位点经脱氨基反应变为尿嘧啶(U),这是一种在转录本水平上对遗传信息进行修饰或调控的机制.在植物细胞器中,RNA编辑过程需要不同家族的RNA编辑因子相互作用组装成复杂的编辑复合体,特异地识别编辑位点进行编辑.最初的研究发现,植物RNA编辑受到高特异性五环肽重复(pentatricopeptide repeat, PPR)蛋白的调控,目前在植物中发现400多种PPR家族蛋白,编辑作用复杂.之后对RNA编辑因子互作蛋白/多细胞器RNA编辑因子(RNA editing factor interacting proteins /multiple organellar RNA editing factors,RIP/MORF),细胞器RNA识别基序(organelle RNA recognition motif,ORRM),细胞器锌指蛋白(organelle zinc-finger,OZ)等的研究表明,这些非PPR蛋白组分可以与PPR蛋白形成编辑复合体,共同参与编辑,且RNA编辑复合体具有多样性.RNA编辑因子的缺失会引起植物的生长发育受阻,果实成熟延迟等,对RNA编辑因子的研究显得尤为重要.对植物中RNA编辑因子的功能及其作用机制研究进展进行综述,旨在为后续RNA编辑的研究提供一定的参考.     

哺乳动物精子形成过程的研究——超薄切片和冷冻蚀刻

哺乳动物精子发生过程包括精原细胞有丝分裂、精母细胞减数分裂和精子形成。精子形成就是将子细胞发育为精子的过程,在细胞学和遗传学上都具有重要意义。本文报道采用冷冻蚀刻和超薄切片两种方法制备大白鼠、小白鼠、狗、人的睾丸样品,在电子显微镜下的观察结果,讨论精子头,尾的形成和内质网、高尔基复合体在精子形成中的作用。     

植物细胞器RNA编辑因子的功能及其作用机制

在植物线粒体和叶绿体转录本上,数百个胞嘧啶(C)位点经脱氨基反应变为尿嘧啶(U),这是一种在转录本水平上对遗传信息进行修饰或调控的机制。在植物细胞器中,RNA编辑过程需要不同家族的RNA编辑因子相互作用组装成复杂的编辑复合体,特异地识别编辑位点进行编辑。最初的研究发现,植物RNA编辑受到高特异性五环肽重复(pentatricopeptide repeat,PPR)蛋白的调控,目前在植物中发现400多种PPR家族蛋白,编辑作用复杂。之后对RNA编辑因子互作蛋白/多细胞器RNA编辑因子(RNA editing factor interacting proteins/multiple organellar RNA editing factors,RIP/MORF)、细胞器RNA识别基序(organelle RNA recognition motif,ORRM)、细胞器锌指蛋白(organelle zinc-finger,OZ)等的研究表明,这些非PPR蛋白组分可以与PPR蛋白形成编辑复合体,共同参与编辑,且RNA编辑复合体具有多样性。RNA编辑因子的缺失会引起植物的生长发育受阻、果实成熟延迟等,对RNA编辑因子的研究显得尤为重要。对植物中RNA编辑因子的功能及其作用机制研究进展进行综述,旨在为后续RNA编辑的研究提供一定的参考。     

囊泡运输的功能与调控机制

真核细胞通过区隔化形成各种细胞器,这些膜状结构和细胞质膜共同构成了复杂的生物膜系统。细胞质膜和细胞器之间以及细胞器之间大量的物质和信息交流构成了细胞生命活动的基础。由马达蛋白驱动的囊泡运输是细胞内物质运输的主要形式,囊泡运输的调控机制是细胞生物学领域的重大科学问题。该文重点总结了近年来基于微管轨道的囊泡运输领域中关于马达蛋白kinesin和cytoplasmic dynein的货物识别机制、货物卸载机制的研究进展,并对马达蛋白对于微管轨道的识别机制进行了初步探讨。此外,该文还总结了囊泡运输与人类疾病之间的关系。     

肌动蛋白的聚合

肌动蛋白的聚合杨亚龙（华西医科大学细胞生物学教研室,成都有６１００４４）细胞运动是动物细胞活动的基本特征之一,白血细胞的吞噬活动、哺乳类精子的受精、肿瘤的侵蚀与扩散等都与细胞运动有关。细胞运动除一些运动性细胞器（如伪足、鞭毛和纤毛）参与外,微丝的结构...     

蕨类植物精细胞运动器和细胞骨架的研究

介绍了近年来蕨类植物游动精子运动器和细胞骨架的研究进展。游动精子由配子体精子器中的非运动细胞发育形成,其分化过程包括了运动器官和细胞骨架的合成和组装。精子发生过程中形成的运动器的各部分结构包括鞭毛、基体、多层结构及附属结构;基体是细胞中新形成的结构,在不同类群的蕨类植物中分别由双中心粒、分支生毛体和生毛体产生。鞭毛、基体和多层结构中的微管带形成了游动精子三个独特的微管列阵,由于微管蛋白的后修饰作用这些微管列阵十分稳定;centrin是运动器中的重要成分, 但功能尚不清楚,可能和细胞骨架及运动器的构建有关。     

优雅蝈螽精子形成期间微丝和微管蛋白的动态变化

【目的】分析微丝和微管蛋白在优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa精子形成过程中的作用,为昆虫精子顶体复合体形成和细胞核重建机制研究奠定基础。【方法】应用免疫荧光、PAS-苏木精染色和透射电镜等方法,对优雅蝈螽成虫的精巢、雄性贮精囊和雌性受精囊内精子的发育以及微丝和微管蛋白在精子形成各个时期的分布进行了观察。【结果】精巢中,早期圆形精子细胞中微丝在精子细胞的某区域大量聚集,而微管蛋白随机分布在细胞质中。伸长的精子细胞中,顶体开始形成时,微丝首先在亚顶体区域出现,历经球形、短棒形,然后向细胞核的两侧扩展成倒"Y"形,接着形成箭头形;在顶体的外周即微丝的周围,细胞核周围以及鞭毛中发现微管蛋白。在雄虫贮精囊和雌虫受精囊中,精子和精子束中仅有微管存在,且仅存在于鞭毛中;精子头部的微丝和微管蛋白均消失。【结论】综合分析,我们认为微丝和微管作为"脚手架"结构在优雅蝈螽精子形成期间参与顶体复合体形成和细胞核重建,精子成熟形成精子束过程中"脚手架"结构拆除。