染色体动粒与细胞有丝分裂

染色体动粒与细胞有丝分裂杨新林,王永潮（北京师范大学生物系细胞室,北京１００８７５）关键词动粒,有丝分裂真核细胞由间期进入有丝分裂期时伴随着一系列事件的发生,其中最显著的变化之一是有丝分裂纺锤体的形成。有丝分裂纺锤体至少由两类微管组成：一类是星状微管...     

纺锤体组装检控点

细胞有丝分裂过程中,纺锤体组装检控点监控着染色体在赤道板的队列和向纺锤体两极的分离,确保动粒-微管的黏附和有丝分裂器的完整,使所有的染色体都置于赤道板并双极定向后才进入后期,保证遗传物质均等地分配给两个子代细胞。纺锤体组装检控点缺陷将导致非整倍体的出现,并与一些肿瘤的发生密切相关。现就近年来纺锤体组装检控点蛋白以及纺锤体组装检控点功能缺陷与肿瘤的关系方面的研究进展作一简要综述。     

NuMA的分布和功能

核有丝分裂器蛋白（Nuclear Mitotic Apparatus Protein,NuMA）是一种在间期细胞核内有大量表达的大分子蛋白。NuMA是微管聚合因子,能使微管锚定于纺锤体极。在细胞有丝分裂,减数分裂过程中对纺锤体的形成和形态的雏持发挥重要作用。     

NuMA 的分布和功能

核有丝分裂器蛋白(Nuclear Mitotic Apparatus Protein,NuMA)是一种在间期细胞核内有大量表达的大分子蛋白。NuMA是微管聚合因子,能使微管锚定于纺锤体极。在细胞有丝分裂,减数分裂过程中对纺锤体的形成和形态的维持发挥重要作用。     

NUSAP1与恶性肿瘤

核仁纺锤体相关蛋白1(nucleolar and spindle-associated protein 1,NUSAP1)是一种微管结合蛋白,它与微管结合后稳定微管并参与细胞分裂,与染色体结合后,促进有丝分裂纺锤体微管的形成;因此NUSAP1与细胞有丝分裂进程、纺锤体的形成有密切关系.NUSAP1的一个关键功能是在有丝...     

驱动蛋白Kin11调控嗜热四膜虫生殖系小核的减数分裂

驱动蛋白(kinesin)是分子马达蛋白质超家族成员,主要参与囊泡与细胞器的运输、纺锤体组装、有丝分裂和减数分裂等过程。在减数分裂期,不同驱动蛋白发挥功能的调控机制并不十分清楚。嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)中含有14个驱动蛋白家族成员。其中,kinesin-6家族的唯一成员Kin11(TTHERM_00637750),在营养生长期低表达,饥饿期不表达,有性生殖期表达上调。Kin11编码1608个氨基酸,包含1个N端保守的马达蛋白结构域,C端卷曲螺旋(coiled-coil)结构域,并在N端和C端分别含有核定位信号NLS1和NLS2。Kin11在营养生长期和有性生殖期,定位在有丝分裂和减数分裂的小核和纺锤体上,并在有性生殖后期alignment阶段定位于小核上。Kin11与微管蛋白共定位于有丝分裂和减数分裂的纺锤体上。将Kin11的N端含有NLS1的1~400位氨基酸序列截短后,截断突变体定位在有性生殖减数分裂期的小核和纺锤体上。而将其C端含有NLS2的1008~1608位氨基酸残基截短后,截断突变体只能定位在有丝分裂和减数分裂后期的小核及有丝分裂的纺锤体上。敲除KIN11导致减数分裂过程中的纺锤体结构发生异常变化,小核染色体不均等分离与丢失,有性生殖发育停滞。结果表明,嗜热四膜虫驱动蛋白Kin11通过影响纺锤体结构,参与调控四膜虫生殖系小核在减数分裂过程中的正常分离。     

单极纺锤体蛋白激酶1一个可能的新型抗肿瘤靶标

纺锤体装配检验点是有丝分裂分裂过程中一个非常重要的监督机器,其作用在于有丝分裂中期向后期转化前将所有的染色体排列到中期板上.近年来的研究表明,该检验点缺陷与肿瘤发生密切相关.单极纺锤体蛋白激酶1是纺锤体装配检验点的必需基因,存在于正常分裂细胞,并在肿瘤组织中高表达.最近研究发现,单极纺锤体蛋白激酶1的表达水平与乳腺癌恶性程度相关. 更有意思的是抑制其激酶活性或降低其蛋白水平将会导致多种肿瘤细胞的纺锤体装配检验点功能缺陷和细胞死亡.这表明,单极纺锤体蛋白激酶1是一个潜在的抗癌药物新靶标.本文对单极纺锤体蛋白激酶1如何调控纺锤体装配检验点以及其在抗肿瘤应用研究中的最新进展进行了回顾.     

6-溴异香兰素BVAN08诱发肝癌细胞HepG2纺锤体损伤和有丝分裂灾变死亡

研究香兰素衍生物中的6.溴异香兰素(BVAN08)对细胞纺锤体结构的影响及诱发灾变死亡的相关机制,为开发该化合物为新的抗癌药物提供理论依据.通过光学显微镜观察BvAN08作用后细胞形态学变化,流式细胞术检测细胞周期,纺锤体功能检测点实验和原位免疫荧光杂交实验分析细胞有丝分裂进程和纺锤体结构.western印记检测BVAN08作用后相关蛋白质的变化.结果表明20～60 μmol/L BVAN08作用后,HepG2细胞变圆不再贴壁生长、随后脱落死亡,具有浓度依赖性量效关系;明显诱导细胞G2/M期阻滞、导致细胞有丝分裂指数升高,并出现大量的非二倍体和多倍体细胞;破坏细胞纺锤体的结构,多中心体细胞显著增加;该化合物促使细胞周期转录调节因子FoxM1及其下游靶分子细胞周期蛋白B1和CdK1的降解、阻止有丝分裂过程而导致有丝分裂灾变死亡.研究揭示BVAN08通过破坏纺锤体结构、诱发M期阻滞,导致细胞有丝分裂灾变死亡,FoxM1失活可能参与其作用机制.     

星射线、纺锤丝和纺锤体

动物细胞有丝分裂时"由两组中心粒之间的星射线形成了纺锤体",植物细胞是"从细胞的两极发出许多纺锤丝,纺锤丝,纺锤丝纵行排列在细胞的中央,形成一个梭形的纺锤体".(见高中全一册《生物学》P·32和P·28).所以教材把这作为动物细胞与植物细胞有丝分裂区别的特征之一.构成动物细胞纺锤体的丝状结构教材为不称纺锤丝?是否由星射线形     

抑癌蛋白CYLD调控纺锤体定向

正细胞分裂方向的确定对于细胞命运的决定和组织的形成十分重要,此过程依赖于有丝分裂纺锤体相对于细胞皮层的精确旋转(即纺锤体定向)。纺锤体定向错误会导致发育异常以及肿瘤等疾病的发生,但有关的分子机制尚不清楚。在国家科技部973计划课题和国家自然科学基金的资助下,南开大学生命科学学院药物化学生物学国家重点实验室周军教授课题组的博士生杨云帆等人发现抑癌蛋白CYLD在纺锤体定向过程中发挥重要作用,并进一步证明CYLD通     

影响动物细胞有丝分裂方向的因素应力纤维在纺锤体定位中的作用

细胞的有丝分裂与细胞的增殖、分化及胚胎发育、组织器官形成、损伤组织的修复和疾病的发生有关.各种物理因素、细胞所处的微环境(包括细胞外基质、细胞粘附)等,以及胞内的多种信号因子均能对细胞的有丝分裂方向产生影响.大量文献表明,应力纤维的排列为有丝分裂中心粒分离和定位提供轨道,最终影响纺锤体和有丝分裂的定向.本实验室的micro-pattern和静态单轴拉伸应变实验进一步提示了应力纤维的排布方式是影响有丝分裂方向的重要因素.本文围绕着应力纤维的排布对有丝分裂方向的影响这一研究观点,综述分析了整合素介导的细胞外粘附-黏着斑的组装-应力纤维的排布-有丝分裂纺锤体定向等一系列影响贴壁哺乳动物细胞有丝分裂定向的过程.并根据酵母模型,对哺乳动物细胞有丝分裂定向过程的分子机制进行了介绍;在该过程中肌球蛋白、动力蛋白和kar9等蛋白质起到重要作用.     

多纤毛细胞中心粒扩增的分子机制

中心粒是由九组三联体微管组成的圆筒状细胞器,主要存在于动物细胞中。中心粒在细胞中主要行使两大功能：一方面,中心粒是中心体的核心,而中心体是哺乳动物细胞的微管组织中心,在有丝分裂问期参与细胞迁移、胞内运输和形态维持等,而在有丝分裂期则作为纺锤体的极点参与纺锤体的形成,参与细胞分裂和遗传物质的分配;另一方面,细胞进入G0／G1期后,     

sgf73基因敲除对粟酒裂殖酵母细胞有丝分裂的影响

sgf73基因编码的Sgf73蛋白对SAGA复合物的功能具有重要作用。为探究sgf73基因缺失后sgf73Δ菌株有丝分裂中纺锤体、染色体、肌动蛋白的动力学变化,以粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）为材料,对sgf73Δ菌株进行生长曲线和减数分裂产孢实验;采用荧光蛋白标记和活细胞成像的方法,对sgf73Δ菌株有丝分裂进行观察。生长曲线结果分析发现,sgf73基因敲除极显著影响粟酒裂殖酵母的生长,并导致子囊孢子数目显著减少。活细胞成像结果分析发现,在有丝分裂间期,sgf73Δ菌株微管数量显著增加、微管长度趋于增长但无显著差异;sgf73Δ菌株在分裂期纺锤体出现组装缺陷,单极纺锤体极显著增加,前期和中期纺锤体伸长速率显著下降、后期纺锤体伸长速率极显著下降、分裂中期和后期时间分别显著和极显著延长,有丝分裂总时间极显著延长,细胞长度也增长。肌动蛋白分裂环在有丝分裂中维持及收缩时间出现极显著和显著延长,总速率显著降低。同时,染色体分离出现缺陷。以上结果表明,sgf73基因缺失会导致菌株微管、染色体、肌动蛋白缺陷。     

GTP酶Ran在细胞核运输、核分裂与重建中的作用

小分子的单体G蛋白Ran具有鸟苷三磷酸酶活性,其结合形式Ran-GTP作为区分间期细胞的核质和胞质的一个分子标记,并参与调控核质运输、指导纺锤体形成以及引导核膜解体与装配。现就Ran在真核细胞核质运输、有丝分裂纺锤体组装与核膜动力学中的功能作一综述。     

纺锤体组装检验点:染色体稳定性的守护神

有丝分裂是真核生物进行细胞增殖的基本方式,其根本目的是准确无误地将复制好的染色体平均分配到两个子细胞中。在细胞有丝分裂过程中,纺锤体组装检验点的作用是产生"等待"信号,直至所有的染色体都排列到赤道板上并建立正确的双极定向,以确保染色体的均等分配。在高等动物中,细胞的纺锤体组装检验点功能行使异常,染色体分离将出现错误,导致子代细胞的染色体数量不稳定,进而诱发肿瘤或导致其他疾病的发生。纺锤体组装检验点一直以来都是细胞生物学家研究的热点,然而其作用的分子基础和调控因素还不是十分明了,该文将对近年来关于纺锤体检验点的研究进展进行总结和探讨。     

小鼠孤雌胚早期发育过程中γ-微管蛋白的动态变化

微管蛋白是构成微管的主要蛋白,其中α、β亚单位形成异二聚体,而γ-微管蛋白在微管组装中起作用。为了研究小鼠早期孤雌胚中廿微管蛋白的动态变化,本实验采用了免疫荧光化学染色与激光共聚焦显微镜观察相结合的方法,在SrCl2激活的卵母细胞减数分裂以及早期孤雌胚有丝分裂过程中对γ-微管蛋白进行了定位观察。结果显示,SrCl2和细胞松弛素B（cytochalasin B,CB）诱导的第二次减数分裂中期（metaphase Ⅱ ofmeiosis,MII）小鼠卵母细胞恢复减数分裂,并且纺锤体始终与质膜平行,表明纺锤体旋转被抑制,但核分裂不受影响。减数分裂过程中γ-微管蛋白主要定位于中期纺锤体两极和后期分开的染色单体之间;孤雌活化两雌原核形成以后,γ-微管蛋白聚集在两雌原核周围。在早期孤雌胚有丝分裂间期无定形的γ-微管蛋白均匀分布于核;前中期γ-微管蛋白向两极移动,遍布于整个纺锤体区。有丝分裂中期、后期和末期廿微管蛋白的分布变化与减数分裂相似。结果表明,SrCl2和CB激活的MII卯母细胞产生杂合二倍体;γ-微管蛋白具有促微管负极帽形成和稳定微管的功能,从而促进纺锤体的形成;分裂后期和末期廿微管蛋白的重新分布可能是由纺锤体牵引同源染色体分离所诱导的：γ-微管蛋白负责两雌原核的迁移靠近。     

谈谈遗传学中若干基本问题

八、细胞有丝分裂与细胞离体培养 人们对细胞分裂的认识,开始时只看到它有“直接分裂”与“间接分裂”。直接分裂的例子再没有比原生动物纤毛虫的大核(营养核)的分裂为最典型的了。间接分裂后改称为有丝分裂,因为这种分裂总伴随着纺锤体的形成,而纺锤体上的微管束在光学显微镜下观察固定后的切片标本都呈显为丝线状,由此这种分裂就     

问题解答

问细胞有丝分裂时期的纺锤体是由什么东西组成,又是怎样形成的? 答纺锤体中除了凝集的染色体外,主要是微管组成的,包括着丝粒微管,极间微管和星体微管,在中学课本上分别称为染色体丝、极丝和星射线(图11)。微管是直径约22毫微米的空心纤维。构成微     

我国在细胞生物学领域获新进展

我国科学家在细胞生物学研究中又获新进展。2月9日,国际著名学术期刊《自然-细胞生物学》（Nature Cell Biology）在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所研究员朱学良和美国华盛顿卡耐基研究所教授郑诣先的合作研究结果：Nudel和胞质动力蛋白在纺锤体基质组装中发挥重要作用,进而调控有丝分裂纺锤体的正确形成。     

昆虫孤雌生殖中中心体的组装和意义

中心体是动物细胞主要的微管组织中心(microtubule organizing center, MTOC), 负责组织纺锤体.近年来, 关于昆虫卵母细胞减数分裂后中心体形成的深入研究对阐明昆虫孤雌生殖的过程和机制以及了解孤雌生殖的进化和形成具有重要意义.综述了第一次有丝分裂纺锤体的形成、中心体的装配以及中心体对于昆虫孤雌生殖的意义, 表明昆虫孤雌生殖的普遍模式就是在没有精子提供中心粒的情况下, 卵子通过新形成的中心体进行有丝分裂, 中心体自我组装限制的解除可能是进行孤雌生殖的转折点.