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染色体
当细胞从间期进入有丝分裂期,间期细胞微管网络解聚为游离的αβ-微管蛋白二聚体,再重组成纺锤体,介导染色体的运动;分裂末期纺锤体微管解聚,又重组形成细胞质微管网络。
可分为:动粒微管:连接染色体动粒于两极的微管。
极间微管:从两极发出,在纺锤体中部赤道区相互交错的微管。
星体微管:中心体周围呈辐射分布的微管。
染色体的运动依赖纺锤体微管的组装和去组装。在这一过程中动粒微管与动粒之间的滑动主要是依靠结合在动粒部位的驱动蛋白和动力蛋白沿微管的运动来完成。极微管在纺锤体中部交错,有些分布在极微管之间特殊的双极马达蛋白,其中2个马达蛋白沿一条微管运动,另2个马达结构域沿另一条微管运动。由于2条微管分别来自二极,故极性相反。当双极驱动蛋白四聚体沿微管向正极运动时,纺锤体二极间距离延长。反之纺锤体距离缩短。 纺锤体在细胞分裂过程中与细胞骨架协同工作。深圳卵母细胞纺锤体液晶偏光补偿器
玻璃化冷冻技术因其快速冷冻和解冻的特点,在哺乳动物纺锤体卵冷冻保存中展现出巨大优势。该技术通过极快的降温速率和高浓度的冷冻保护剂,使细胞内溶液在冷冻过程中呈玻璃态而非结晶态,从而避免了冰晶对纺锤体的损伤。此外,研究者们还尝试将微流控技术、激光辅助冷冻等新技术应用于卵母细胞的冷冻保存中,以进一步提高冷冻效果。为了准确评估冷冻对纺锤体的影响,研究者们开发了多种纺锤体稳定性评估技术。例如,通过偏光显微镜观察纺锤体的形态变化;利用免疫荧光染色技术检测纺锤体相关蛋白的分布和表达;以及通过分子生物学方法检测纺锤体相关基因的转录和翻译水平等。这些技术的应用为深入研究冷冻过程中纺锤体的变化提供了有力支持。上海哺乳动物纺锤体Oosight Basic显微镜下的纺锤体,如同精密的分子机器,引导染色体分离。
纺锤体
特殊细胞器
纺锤体(Spindle Apparatus),形似纺锤,是产生于细胞分裂前初期(Pre-Prophase)到末期(Telophase)的一种特殊细胞器。其主要元件包括微管(Microtubules),附着微管的动力分子分子马达(Molecular motors),以及一系列复杂的超分子结构。一般来讲,在动物细胞中,中心体是纺锤体的一部分。高等植物细胞的纺锤体不含中心体。而***细胞的纺锤体含纺锤极体(Spindle Pole Body),一般被视为中心体的同源细胞器。
纺锤体是由大量微管纵向排列组成的中部宽阔、两级缩小的如纺锤状的结构。在细胞分裂中,纺锤体对卵母细胞染 色体的运动、平衡、分配以及极体排出都非常重要。卵母细胞纺锤体的异常会导致减数分裂异常,产生非整倍体的卵母细胞或者成熟阻滞的卵母细胞。
近年来,研究者们通过不断优化冷冻保护剂的配方和浓度,发现某些特定成分的组合能够减轻冷冻过程中纺锤体的损伤。例如,紫杉醇等细胞骨架保护剂在稳定纺锤体微管结构方面表现出色,成为冷冻保存中的重要辅助手段。Polscope偏振光显微成像系统的应用,使得对双折射性纺锤体的动态观察成为可能。通过实时监测冷冻过程中纺锤体的形态变化,研究者能够更准确地评估冷冻效果,并优化冷冻保存条件。此外,偏光成像技术还能够提供纺锤体异常率的量化数据,为临床应用提供可靠依据。纺锤体在细胞分裂过程中展现出惊人的自我组装能力。
胞质膜
在动物细胞的细胞分裂结束时,母细胞在一个被称为“胞质分裂”的过程中分裂成两个子细胞和分区隔离的染色体。有丝分裂纺锤体控制胞质膜上的“胞质分裂”事件,但连接这两个宏观结构的机制一直不清楚。Mark Petronczki及其同事提供了一个结构和功能分析结果,他们发现**纺锤体蛋白(纺锤体中间区域和中间体中的一个蛋白复合物)是有丝分裂纺锤体与胞质膜间所缺失的联系环节,这个联系环节确保“胞质分裂”过程的***结果。本文作者还发现,**纺锤体蛋白的MgcRac***亚单元中的一个区域为一个“系绳”,它连接到胞质膜中的磷酸肌醇脂质上。 [4] 纺锤体的一端连接着染色体,另一端则锚定在细胞两极。美国非侵入式成像纺锤体卵质量评估
纺锤体在细胞分裂中的精确调控是生物体发育的基础。深圳卵母细胞纺锤体液晶偏光补偿器
在生殖医学领域,卵母细胞的冷冻保存技术一直是研究的热点之一,旨在提高女性生育能力的保存与利用。然而,传统纺锤体观察方法往往需要对卵母细胞进行固定和染色,这不仅破坏了细胞的活性,还限制了对其发育潜能的进一步评估。传统纺锤体观察方法,如免疫荧光染色技术,虽然能够清晰地展示纺锤体的形态,但其缺点在于需要对细胞进行固定和染色处理,这一过程不可避免地会对细胞造成损伤,影响后续的实验结果和临床应用。而Polscope偏振光显微成像系统则通过利用纺锤体微管结构的双折射性,实现了对无需染色纺锤体的直接观察。这一技术创新不仅保留了细胞的活性与完整性,还提高了观察的实时性和动态性,为卵母细胞冷冻研究提供了更为准确和可靠的评估手段。深圳卵母细胞纺锤体液晶偏光补偿器
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