At FH16, an Arabidopsis Type II Formin, Binds and Bundles both Microfilaments and Microtubules, and Preferentially Binds to Microtubules

Formins are well-known regulators that participate in the organization of the actin cytoskeleton in organisms. The Arabidopsis thaliana L. genome encodes 21 formins, which can be divided into two distinct subfamilies. However, type II formins have to date been less well characterized. Here, we cloned a type II formin, AtFH16, and characterized its biochemical activities on actin and microtubule dynamics. The results show that the FH1 FH2 structure of AtFH16 cannot nucleate actin polymerization efficiently, but can bind and bundle microfilaments. AtFH16 FHIFH2 is also able to bind and bundle microtubules, and preferentially binds microtubules over microfilaments in vitro, in addition, AtFH16 FHIFH2 co-localizes with microtubules in onion epidermal cells, indicating a higher binding affinity of AtFH16 FHIFH2 for microtubules rather than microfilaments in vivo. In conclusion, AtFH16 is able to interact with both microfilaments and microtubules, suggesting that AtFH16 probably functions as a bifunctional protein, and may thus participate in plant cellular processes.     

植物微管和微丝骨架研究的进展

从以上叙述的资料中可以看出,近年来在植物微管蛋白的分离及其化学性质、微管的组织中心、微管的异质性、微丝的分布,以及微管和微丝骨架的功能及基因调节等方面的研究取得不少新的进展;特别是从植物中直接分离微管蛋白取得成功、以及微管蛋白异型、微管冷稳定性与植物抗寒性的关系及微丝分布广泛性等的发现,对植物细胞骨架的进一步研究具有重要意义。     

特殊涡鞭毛虫—尖尾藻的核骨架

采用分级抽提,DGD包埋-去包埋剂电镜技术在特殊涡鞭毛虫——尖尾藻的细胞核内显示出了一个纤维网络结构。此网络结构不溶于CSK液和可抽去微管与微丝的溶液,不被DNase所酶解和热三氯醋酸所抽提,因而是一个非DNA性质的纤维蛋白网络结构。它的一系列形态结构特征——整个呈网络形态,纤维的粗细为2.8—24nm,与细胞质内的中间纤维有广泛的连接,含有少量对维持其结构完整性所必需的RNA成分等,都十分相似于典型真核细胞的核骨架结构,但所显示的核纤层为一层不均匀、不连续的结构,这有别于典型真核细胞的核纤层。 本工作首次证实了特殊涡鞭毛虫——尖尾藻已进化产生了核骨架结构,且与典型真核细胞的核骨架在形态结构上已很接近。     

CENP—B的基因表达与细胞周期关系的研究

本文以HeLa细胞为材料研究一种着丝粒蛋白CENP-B的基因表达与细胞周期及细胞核骨架的关系。将HeLa细胞同步在不同周期时相,以流式细胞光度术、同位素掺入和ACA着丝粒染色等方法检测细胞同步化效果。我们分别提取了各周期时相细胞的总RNA和Poly(A)~ RNA,用Dot blot和Northern blot杂交方法研究CENP-B在细胞周期中的表达。结果表明,CENP-B基因在细胞周期中的各个时相均有表达,但表达的强度差别很大:G2期表达最强,S期最弱,G1期中的表达介于二者之间;有意义的是CENP-B基因在M期仍然有较强的表达,表现出其在细胞周期中表达的持续性;这种表达的持续性反映了一种可能性:着丝粒、动粒蛋白不断合成,但直到S期后进入G2期时着丝粒、动粒蛋白到一定临界浓度时才开始组装新的动粒。另外,着丝粒、动粒蛋白的持续合成对着丝粒、动粒功能的发挥可能是必需的。用Bam H I限制性内切酶消化处于不同细胞周期时相的HeLa细胞核骨架,提取与核骨架紧密结合的DNA,用~(32)P标记的cDNA为探针研究CENP-B基因与细胞核骨架的结合与其表达的关系。结果证明,在G2期细胞中CENP-B基因表达最强,与细胞核骨架结合最为紧密,G1期细胞中次之,S期中CENP-B基因与核骨架结合最弱,说明CENP-B基因与细胞核骨架结合的紧密度影响其表达强度。     

植物生长发育中的感应性（三）——电化学波的信使传递与微丝微管的生理活动

（续1997年第7期第5页）3植物紧张度的原生质调节3.1植物行为中紧张度的维持高等植物大多是陆生的,然而它们的一切生命活动却都要以水为介质进行。植株主要靠其渗透系统的变化,也就是说,靠其膨压或紧张度（turgidity）的差异,来保持体内大量的水分和调动其分配。植株水分供应充足就能保持挺劲;而水分匮缺,就进入萎蔫。植株体内的和其体外的水分分配要靠其紧张度来调控。当作物种植在盐度高的土壤中,或是在炎热干旱的气候下＼水分的供求失去平衡,植株就要发挥其自身提高渗透剂浓度的本领来加以调节。植株在白天水分求过于供时,富于…     

动蛋白研究进展

动蛋白(kinesin)是一种具有ATPase活性的微管马达蛋白,它可以利用水解ATP产生的能量沿微管运动. 由于动蛋白参与了众多的生物学过程,近年来动蛋白的研究成为一个热点. 文章总结了动蛋白的结构、沿微管运动的机制、活性调节及动蛋白的分布与功能.     

肝癌细胞与胶原蛋白Ⅰ裱衬表面粘附特性

本文以正常胎肝细胞的原代培养及肝癌细胞的传代培养为基础,应用微管吸吮技术在单个细胞水平上研究肝实质细胞癌细胞在胶原蛋白Ⅰ裱衬表面的粘附力学特性。实验将正常原代肝细胞与肝癌细胞进行对照,阐明肝癌细胞与胶原蛋白Ⅰ裱衬表面粘附行为的时间与浓度依赖性,结果表明肝癌细胞与胶原蛋白Ⅰ裱衬表面具有更强的粘附力。这一研究对肝癌转移的定量研究有方法学的参考意义。     

水稻胚囊发育过程中微管的变化

对水稻(Oryza sativa L.)胚囊发育过程中微管变化的研究表明,微管在胚囊发育的不同阶段变化多样。在大孢子母细胞阶段微管分布主要呈辐射状,部分纵向排列。二分体和功能大孢子具类似的微管分布,而在单核胚囊微管主要是随机分布,部分呈辐射状。两核和四核胚囊的微管组成和分布非常相似,主要分布于细胞核周围。而八核胚囊的微管分布较为复杂,胚囊中的细胞做管分布各异,在卵细胞中呈随机分布,在助细胞中大多数呈纵向分布,而在中央细胞中呈横向分布,微管在反足细胞中非常分散,细胞质中有少量纵向排列的微管。     

百合花粉母细胞核骨架的超微结构观察

参照动物细胞核骨架的研究方法,用整装电镜技术和DGD包埋-去包埋技术研究了选择性抽提的和完整的百合(Lilium davidii var. willmottiae (Wilson) Roffill)花粉母细胞。结果表明,住减数分裂前期Ⅰ,百合花粉母细胞核内存在一个精细的非染色质纤维——核骨架。该网络由5～15nm的纤维交织而成,广泛地分布于细胞核内。这些核骨架有的分布于染色体间,有的分布于染色体周围,并与染色体和核仁相连。随着减数分裂时间的推移,染色体(质)间核骨架纤维逐渐减少,染色体(质)周围的核骨架纤维逐渐增多,并与染色体内部的纤维结构相连,表明核骨架一方面为染色体拓扑变化提供一个空间支架,另一方面也可能参与了染色体骨架的构建。     

蚕豆气孔运动中脱落酸对周质微管排列的影响

气孔由一对保卫细胞组成,且其壁具有不均一加厚的特性(图1),并能敏感地感受内、外环境信号而调节K~ 等渗透调节物质进出保卫细胞引起膨压变化,从而控制气孔的大小、调节植物体与外界环境所进行的水分和气体交换。进一步研究发现,以K~ 为主的渗透调节物质引起的膨压变化受到许多因子的调控,如ABA可以中介Ca~(2 )作用抑制K~ 内向通道或直接作用于K~ 外向通道使K~ 外流,但ABA影响K~ 通道的信号转导途径仍是一个有待进一步探索的课题。大量研究表明,细胞运动与细胞骨架有关。如丝瓜卷须的卷曲运动、胞质环流、花粉管萌发与伸长、含羞草的感震性运动,以及细胞器的运动等都与细胞骨架有关。我们用植物微管特异性解聚剂——甲基胺草磷(APM)以及微丝专一性抑制剂——细胞松驰素B(CB)预处理蚕豆开放或关闭气孔后可明显地抑制Ca~(2 )、ABA、光、K~ 等引起的气孔运动,表明微管、微丝可能参与调节气孔的运动过程。Couot-Gastelier和Louguet经电镜观察证