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弄清蕃茄成熟衰老的细胞凋亡机理

  阐明番茄成熟衰老细胞凋亡的机制

  \\ u0026热应激诱导番茄果实细胞凋亡(45℃,20min热处理)。一个。番茄果实线粒体和细胞质中细胞色素c的变化;湾番茄果实中caspase样蛋白酶活性的变化C。 TUNEL法检测番茄果皮中DNA片段阳性细胞百分率。程序性细胞死亡(Programmed cell death,PCD)又称细胞凋亡,在正常的生长发育过程中起着重要的作用,可以抵抗动物的疾病。那么,在植物果实,特别是果肉衰老过程中是否存在凋亡过程呢?这个过程如何调节?番茄果实衰老过程中细胞凋亡与乙烯调节的关系如何?中国农业大学食品科学与营养工程学系副教授屈贵琴在国家自然科学基金资助项目“番茄果实成熟衰老的程序性死亡机理”方面进行了深入研究,研究组成功建立了番茄果实组织中PCD的检测方法,填补了国内外该领域的研究空白,“Planta”(Planta)上发表的相关论文也对“ “在发育过程中,细胞不仅能够正常的生下来,而且还能够正常地死亡,这就是细胞程序性死亡的作用,研究表明,人类在胚胎阶段有尾巴,正因为尾巴形成细胞死亡正常,出生后我们没有尾巴,如果这些细胞没有正常死亡,会有长尾新生儿。程序性细胞死亡是由几个基因控制,有选择地去除不必要的程序ss细胞广泛存在于人类,动物,植物和微生物的生长发育,衰老和应激反应中。一般情况下,这些细胞的死亡都有一定的规律,似乎按照编制的“方案”,如小蝌蚪在尾部生长消失,如植物落叶,都是程序性死亡的一个原因。 “屈桂琴说,从人类胚胎,新生儿,婴幼儿到青少年,人体发育主要处于人类发育的早熟阶段,一般细胞多,死亡少,成熟时细胞的生死在人体内处于一个动态的平衡阶段,一个成年人的体内每天产生超过一万亿个细胞,而有数万亿个细胞程序化死亡,两者都处于动态平衡状态,这是程序性的细胞死亡机制,屈桂琴说,程序性细胞死亡与细胞坏死不同,细胞坏死是致病因素诱导的损伤,导致细胞破裂,细胞内溶酶体释放,最终导致炎症反应,细胞死亡通常,凋亡细胞萎缩,染色体被切成碎片,细胞核固缩,分裂,形成凋亡小体,最终被细胞吞噬巨噬细胞在体内,对附近的细胞没有影响。在正常情况下,我们体内的大部分细胞死于凋亡,这使得新细胞能够代替衰老细胞,保持身体健康。曲桂琴说:“程序性死亡不仅在动物发育中起着非常重要的作用,如胚胎发生和器官转化,在人类疾病如癌症,阿尔茨海默氏症和帕金森综合征方面,有一个程序性的细胞死亡过程。“如果程序性死亡细胞不能正常发生,会导致严重的疾病。一些常见的非传染性慢性疾病与细胞凋亡密切相关。由于遗传物质突变导致的癌细胞,如果它们不进入凋亡过程并继续分裂,则形成肿瘤。如果哺乳期后没有发生程序性死亡,乳腺上皮细胞有乳腺癌的风险。总之,为了身体的健康,细胞不仅应该是“天生的”计划者,还必须被规划为“死亡”。程序性细胞死亡在植物发育和应激反应中起着关键的作用
植物细胞程序性死亡起源于晚期。 20世纪90年代初,这个概念被引入国际植物界。大量研究表明,细胞凋亡作为植物正常生长发育和疾病防御的共同生命现象起着重要的作用。如花粉囊,雌配子体,维管组织的发生和老化,授粉,性别决定等过程。外界的生物或非生物胁迫,如病原微生物的感染或臭氧的破坏,也可诱导细胞程序性死亡。老化是一个涉及多种代谢途径和信号调节的过程,是植物发育过程中受程序性细胞死亡影响的代表过程。叶片衰老被核酮糖(Rebisco)降解,这是一种典型的花朵呼吸中凋亡诱导酶。花瓣的衰老过程由于脱水和DNA碎裂而萎缩。采后诱导花花椰菜组织萎w萎aging衰老,豌豆苗下胚轴相同尺寸后代芽生长,其中一个显性生长导致另一个芽快速老化过程结束,是由caspase-像蛋白酶;程序性细胞死亡相关基因在自然衰老和脱落的拟南芥叶片和花椰菜中表达的方式不同;外部应激物如活性氧和水杨酸可诱导拟南芥完整叶片凋亡。大量的研究表明植物衰老过程存在于细胞程序性死亡的发生和调控中。 “肉质果实成熟和衰老过程是由一系列分子水平调节的过程,包括乙烯生物合成和信号转导,细胞壁解聚,光信号转导和类胡萝卜素积累,其间果实质量,硬度,气味和甜度都发生了很大的变化。“屈桂琴说:”番茄作为果实发育和胁迫研究的典型模型材料,具有基因组小,突变多的优点,这是研究的对象,程序性细胞死亡在胁迫条件下老化,对于程序性细胞死亡理论丰富的植物衰老,提高肉质成熟果实老化的分子机制具有重大的科学意义。“程序性细胞死亡”番茄衰老对热应激的反应和“我们的研究以成熟的绿色西红柿果皮为研究对象,检测老化过程中成熟死亡的程序特征包括DNA片段检测线粒体细胞色素c的释放;在热诱导检测番茄果实线粒体和细胞的基础上,研究蛋白质组分中细胞色素c的含量以及几种重要的半胱氨酸蛋白酶活性的检测和变化。对番茄果皮细胞凋亡的检测方法进行了优化和比较,系统分析了程序性细胞死亡(TUNEL)检测,电导率和台盼蓝染色,番茄果实凋亡过程中诱导的细胞凋亡等。证明番茄果实的老化和热应激反应在细胞程序性死亡过程中均有表现。 “屈桂琴说。番茄果实作为一种重要的营养支持,在收获后的老化过程中,质量和营养应激下降所引起的各种非常复杂的生物过程,研究小组介绍了程序性细胞死亡这对于丰富水果采后保鲜理论具有重要的科学意义。程序性细胞死亡过程在植物发育和胁迫反应中起着关键作用,在三在科学研究的同时,研究小组同时向国际同行学习研究成果,积极形态学,生物化学和分子生物学等多学科,成功建立番茄果实组织程序化细胞死亡检测方法,深入研究番茄果实PCD的发病机理,为研究提供技术和理论依据对其他水果的程序性细胞死亡。 “植物细胞程序性死亡机制”作为当今植物科学研究的热点,具有非常广阔的前景,如果了解番茄果实成熟衰老过程中细胞程序性死亡的机制,就可以控制番茄果实成熟过程中,要提高番茄品种,提高果实品质将是有益的。“屈桂琴说,”但是现在我们还在做基础研究,如何从番茄果实混合蛋白中提纯蛋白质或根据已有的蛋白酶基因序列In体外表达或克隆转化是揭示植物细胞程序性死亡的复杂而漫长的过程,需要进一步的实验研究,国家自然科学基金将继续支持这一研究。

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