腹毛目纖毛蟲大尾柱蟲細胞微管胞器及微管蛋白的研究.pdf

1、單細胞原生動物的生命活動行使相當于多細胞生物的全部生理功能,而與多細胞生物相比其細胞結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性程度則是多細胞生物的任何細胞遠不能比的。腹毛目纖毛蟲是原生動物中進化程度最高、細胞結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜的類群,其細胞分化形成含有多種結(jié)構(gòu)成分的外層--皮層,尤其是皮層內(nèi)發(fā)達的細胞骨架成分引起研究者的關(guān)注,使研究皮層細胞骨架的形態(tài)及其形態(tài)發(fā)生中細胞的調(diào)控,成為當前細胞生物學領(lǐng)域的一個熱點。微管是腹毛目纖毛蟲皮層細胞骨架的主要成分,在皮層纖毛器微管和非纖

2、毛器微管兩大微管系統(tǒng)中,纖毛器微管組成口纖毛器、體纖毛器及其附屬結(jié)構(gòu),是纖毛蟲細胞中最為復(fù)雜的微管系統(tǒng)。以腹毛目纖毛蟲為材料研究細胞微管胞器的建構(gòu)特征及其在形態(tài)發(fā)生中微管成分的分化、組裝和定位,不僅可為研究纖毛蟲種屬之間的進化關(guān)系提供基礎(chǔ)資料,并且對深入探索真核細胞生命活動中結(jié)構(gòu)模式形成的調(diào)控,包括基因調(diào)控和非基因調(diào)控的過程提供科學依據(jù),對進一步揭示細胞在不同水平的調(diào)控機理具有重用科學意義。
　　 本文以腹毛目纖毛蟲大尾柱蟲(U

3、rostyla grandis)為材料,采用熒光紫杉醇(flurescence taxoid,FUUTAX)直接熒光標記、抗-α微管蛋白抗體間接免疫熒光標記和掃描電鏡技術(shù),對其形態(tài)和形態(tài)發(fā)生中纖毛結(jié)構(gòu)的分化進行了探索,顯示大尾柱蟲在不同生命周期中皮層微管骨架,揭示它們的發(fā)生、分化及定位的規(guī)律。并利用生化抽提、SDS-PAGE電泳和免疫印跡技術(shù)等方法對其蛋白組分進行了初步分析。結(jié)果如下:
　　 1、大尾柱蟲的纖毛器微管和纖毛器基部

4、微管
　　 根據(jù)FLUTAX直接熒光標記和抗-α微管蛋白抗體免疫熒光標記顯示,腹毛目纖毛蟲大尾柱蟲腹皮層纖毛器微管胞器由口圍帶、波動膜、額腹橫棘毛和左、右緣棘毛等纖毛器微管、纖毛器基部附屬微管等組成。其中,口圍帶小膜托架及其相聯(lián)系的肋壁微管和波動膜基體托架,額棘毛基部前縱微管束、后縱微管束及橫棘毛基部前縱微管束,中腹棘毛及左、右緣棘毛基部前縱微管束、后縱微管束和橫微管束是該纖毛蟲皮層纖毛器基部的主要附屬微管。據(jù)結(jié)果推測,盡管腹毛

5、目纖毛蟲的纖毛器基部微管具有相同的結(jié)構(gòu)成分,但其結(jié)構(gòu)的組成、分化特征、定位和定向、發(fā)達程度等均有差異。所得結(jié)果為進一步說明纖毛蟲細胞皮層纖毛器的形態(tài)及其微管建構(gòu)的多樣性提供了新的證據(jù)資料。
　　 2、大尾柱蟲無性分裂和生理改組期間皮層微管胞器的形態(tài)發(fā)生
　　 大尾柱蟲無性生殖過程中,前仔蟲的口圍帶并不全部是由老口圍帶更新而來的,而是老口圍帶只有翻領(lǐng)部發(fā)生了更新,且翻領(lǐng)部與領(lǐng)部接續(xù)處有一小段老的翻領(lǐng)部小膜保留,領(lǐng)部的小膜保

6、留,結(jié)果其領(lǐng)部小膜、接續(xù)處保留的小膜與更新的翻領(lǐng)部小膜三部分共同組成前仔蟲的新口圍帶。在各類纖毛器發(fā)生、分化過程中,處于非原基區(qū)的老額棘毛、橫棘毛及左、右緣棘毛在較長時間內(nèi)均未見明顯的變化,推測其老結(jié)構(gòu)對新結(jié)構(gòu)的發(fā)生則可能具有區(qū)域定位和物質(zhì)貢獻的作用,隨著新棘毛的逐漸形成而老結(jié)構(gòu)失去功能退化瓦解。大尾柱蟲腹皮層纖毛器基部微管除具有腹毛目纖毛蟲纖毛器基部微管的基本特征外,也具有一些特殊的組成和發(fā)生模式。生理改組過程中,大尾柱蟲的口圍帶、波

7、動膜、額腹橫棘毛、左右緣棘毛等纖毛器經(jīng)歷瓦解更新的過程,最終形成1套新的纖毛器。在皮層微管胞器的發(fā)生過程中,老棘毛對新結(jié)構(gòu)的發(fā)生和形成具有定位和物質(zhì)貢獻的作用,并且老結(jié)構(gòu)在新結(jié)構(gòu)分化和成熟期間也經(jīng)歷著行使相應(yīng)的生理功能及逐漸失去功能的過程。
　　 3、大尾柱蟲細胞蛋白組分分析
　　 大尾柱營養(yǎng)期細胞全蛋白進行了生化抽抽提,并對其全蛋白進行聚丙烯酚胺凝膠電泳和抗α-、抗γ-微管蛋白進行免疫印跡,結(jié)果顯示:細胞全蛋白在14k