线粒体外膜转位酶基因tom70缺失对裂殖酵母细胞动力学的影响

发布时间：2021-01-16 05:56

　　tom70基因编码的是线粒体外膜转运酶（Translocase of Outer Mitochondrial,TOM）复合物中的Tom70受体,在线粒体蛋白转入线粒体膜间隙中具有重要作用.该研究以裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）为材料,采用活细胞成像的方法,研究tom70基因缺失后细胞有丝分裂中动力学的变化.研究结果表明,tom70基因缺失会导致细胞间期微管数目和长度异常,tom70Δ细胞中微管长度长于野生型;同时,细胞进入分裂期时tom70Δ纺锤体的形成、生长速率、生长时间、长度和断裂方式都与野生型存在差异.纺锤体长度统计显示tom70Δ细胞存在纺锤体延迟断裂现象.对tom70Δ进行活细胞成像,观察3种不同的纺锤体断裂行为:直线型、拱形和S型.综上结果表明,线粒体tom70基因缺失导致细胞动力学缺陷,包括纺锤体维持缺陷、染色体分离缺陷和纺锤体断裂缺陷. 

【文章来源】：南京师大学报(自然科学版). 2020,43(03)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

tom70基因缺失对有丝分裂间期微管数量和长度的影响

在有丝分裂过程中染色体的正确分离离不开纺锤体极体(SPBs)组装的纺锤体. 有丝分裂纺锤体的伸长分为3个阶段,分别对应有丝分裂不同阶段. 为了进一步了解tom70基因缺失对纺锤体组装的影响,通过活细胞成像分析了tom70Δ和野生型在带有mCherry-Atb2(mCherry荧光蛋白标记的α-微管蛋白)和Hht2-GFP(绿色荧光蛋白标记的组蛋白H3)纺锤体组装动力学. 野生型的纺锤体伸长动力学表现出典型的4个阶段:有丝分裂前期(Ⅰ期)、中期(Ⅱ期)、后期A(染色单体分离)与后期B(纺锤体伸长),tom70Δ细胞中则存在一些异常情况(图2A),包括细胞周期延长、染色体出现不分离等情况. 纺锤体长度统计显示,tom70Δ细胞与野生型在前期和中期并无显著差异,在后期B中纺锤体的伸长延迟了3.4 min,与野生型具有极显著差异(**P<0.01)(图2B、2C). 野生型和tom70Δ细胞的长度分析表明,野生型细胞在纺锤体形成点、前期与中期临界点、中期与后期临界点、后期与末期临界点以及有丝分裂终点的细胞长度分别为(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的细胞长度分别为(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(图2E-2I). tom70Δ细胞中每个时期的细胞长度都比野生型细胞更长,都具有极显著差异(**P<0.01). 以上结果提示tom70基因敲除影响了细胞的长度以及延迟了有丝分裂后期的时间.2.3 tom70基因缺失对细胞分裂中纺锤体的影响

mC-Atb2和Hht2-GFP也用作细胞有丝分裂中的纺锤体伸长和染色体分离动力学研究时的检测信号. 野生型细胞的纺锤体在前期伸长速度为(0.23±0.06)μm/min,前期的持续时间为(4.15±1.15)min;在中期伸长速度为(0.12±0.05)μm/min,持续时间是13.65 min(图3A-3D). tom70Δ细胞的纺锤体在前期的伸长速度是(0.21±0.08)μm/min,持续时间为(4.45±1.15)min,进入中期纺锤体伸长速度为(0.12±0.06)μm,持续时间为(17.55±4.91)min(图3A-3D). 野生型和tom70Δ细胞在前期和中期的伸长速率与时间上没有显著差异. 值得注意的是,野生型纺锤体在后期的伸长速率是(0.57±0.10)μm/min,后期持续时间为(16.65±3.12)min,而tom70Δ细胞的纺锤体在后期则以(0.53±0.08)μm/min的速度伸长,持续时间为(20.05±2.76)min(图3E-3F),在持续时间上与野生型具有极显著差异(**P<0.01). 从整个有丝分裂来看,野生型持续时间为(33.5±4.15)min,纺锤体总长度为(11.88±0.88)μm;tom70Δ持续时间为(38.5±4.35)min,纺锤体总长度为(13.23±1.22)μm,差异均为极显著(**P<0.01)(图3G-3H). 结果表明,tom70基因敲除导致细胞有丝分裂期纺锤体变长,同时也延长了有丝分裂的持续时间,主要表现在后期纺锤体伸长阶段被阻滞.2.4 tom70基因缺失对细胞分裂中纺锤体组装和断裂的影响


本文编号：2980281