tom70基因編碼的是線粒體外膜轉(zhuǎn)運酶（Translocase of Outer Mitochondrial,TOM）復(fù)合物中的Tom70受體,在線粒體蛋白轉(zhuǎn)入線粒體膜間隙中具有重要作用.該研究以裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）為材料,采用活細(xì)胞成像的方法,研究tom70基因缺失后細(xì)胞有絲分裂中動力學(xué)的變化.研究結(jié)果表明,tom70基因缺失會導(dǎo)致細(xì)胞間期微管數(shù)目和長度異常,tom70Δ細(xì)胞中微管長度長于野生型;同時,細(xì)胞進入分裂期時tom70Δ紡錘體的形成、生長速率、生長時間、長度和斷裂方式都與野生型存在差異.紡錘體長度統(tǒng)計顯示tom70Δ細(xì)胞存在紡錘體延遲斷裂現(xiàn)象.對tom70Δ進行活細(xì)胞成像,觀察3種不同的紡錘體斷裂行為:直線型、拱形和S型.綜上結(jié)果表明,線粒體tom70基因缺失導(dǎo)致細(xì)胞動力學(xué)缺陷,包括紡錘體維持缺陷、染色體分離缺陷和紡錘體斷裂缺陷. 

【文章來源】：南京師大學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,43(03)北大核心

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tom70基因缺失對有絲分裂間期微管數(shù)量和長度的影響

在有絲分裂過程中染色體的正確分離離不開紡錘體極體(SPBs)組裝的紡錘體. 有絲分裂紡錘體的伸長分為3個階段,分別對應(yīng)有絲分裂不同階段. 為了進一步了解tom70基因缺失對紡錘體組裝的影響,通過活細(xì)胞成像分析了tom70Δ和野生型在帶有mCherry-Atb2(mCherry熒光蛋白標(biāo)記的α-微管蛋白)和Hht2-GFP(綠色熒光蛋白標(biāo)記的組蛋白H3)紡錘體組裝動力學(xué). 野生型的紡錘體伸長動力學(xué)表現(xiàn)出典型的4個階段:有絲分裂前期(Ⅰ期)、中期(Ⅱ期)、后期A(染色單體分離)與后期B(紡錘體伸長),tom70Δ細(xì)胞中則存在一些異常情況(圖2A),包括細(xì)胞周期延長、染色體出現(xiàn)不分離等情況. 紡錘體長度統(tǒng)計顯示,tom70Δ細(xì)胞與野生型在前期和中期并無顯著差異,在后期B中紡錘體的伸長延遲了3.4 min,與野生型具有極顯著差異(**P<0.01)(圖2B、2C). 野生型和tom70Δ細(xì)胞的長度分析表明,野生型細(xì)胞在紡錘體形成點、前期與中期臨界點、中期與后期臨界點、后期與末期臨界點以及有絲分裂終點的細(xì)胞長度分別為(12.73±1.20)μm、(12.87±1.22)μm、(13.04±1.25)μm、(13.27±1.26)μm和8.52 μm,而tom70Δ的細(xì)胞長度分別為(14.08±1.20)μm、(14.17±1.20)μm、(14.35±1.15)μm、(14.46±1.15)μm和(9.24±1.00)μm(圖2E-2I). tom70Δ細(xì)胞中每個時期的細(xì)胞長度都比野生型細(xì)胞更長,都具有極顯著差異(**P<0.01). 以上結(jié)果提示tom70基因敲除影響了細(xì)胞的長度以及延遲了有絲分裂后期的時間.2.3 tom70基因缺失對細(xì)胞分裂中紡錘體的影響

mC-Atb2和Hht2-GFP也用作細(xì)胞有絲分裂中的紡錘體伸長和染色體分離動力學(xué)研究時的檢測信號. 野生型細(xì)胞的紡錘體在前期伸長速度為(0.23±0.06)μm/min,前期的持續(xù)時間為(4.15±1.15)min;在中期伸長速度為(0.12±0.05)μm/min,持續(xù)時間是13.65 min(圖3A-3D). tom70Δ細(xì)胞的紡錘體在前期的伸長速度是(0.21±0.08)μm/min,持續(xù)時間為(4.45±1.15)min,進入中期紡錘體伸長速度為(0.12±0.06)μm,持續(xù)時間為(17.55±4.91)min(圖3A-3D). 野生型和tom70Δ細(xì)胞在前期和中期的伸長速率與時間上沒有顯著差異. 值得注意的是,野生型紡錘體在后期的伸長速率是(0.57±0.10)μm/min,后期持續(xù)時間為(16.65±3.12)min,而tom70Δ細(xì)胞的紡錘體在后期則以(0.53±0.08)μm/min的速度伸長,持續(xù)時間為(20.05±2.76)min(圖3E-3F),在持續(xù)時間上與野生型具有極顯著差異(**P<0.01). 從整個有絲分裂來看,野生型持續(xù)時間為(33.5±4.15)min,紡錘體總長度為(11.88±0.88)μm;tom70Δ持續(xù)時間為(38.5±4.35)min,紡錘體總長度為(13.23±1.22)μm,差異均為極顯著(**P<0.01)(圖3G-3H). 結(jié)果表明,tom70基因敲除導(dǎo)致細(xì)胞有絲分裂期紡錘體變長,同時也延長了有絲分裂的持續(xù)時間,主要表現(xiàn)在后期紡錘體伸長階段被阻滯.2.4 tom70基因缺失對細(xì)胞分裂中紡錘體組裝和斷裂的影響


本文編號：2980281