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昆明雙折射性紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2025-04-03

冷凍電鏡技術(shù)(Cryo-EM)近年來(lái)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域取得了重大突破,也為紡錘體卵冷凍研究提供了新的視角。通過(guò)將生物樣品冷凍至極低溫并在電子顯微鏡下進(jìn)行觀察和成像,冷凍電鏡能夠揭示生物大分子的高分辨率結(jié)構(gòu),包括紡錘體微管等精細(xì)結(jié)構(gòu)。這一技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)電鏡技術(shù)對(duì)樣品制備的嚴(yán)格要求,還能夠在接近生理狀態(tài)下觀察紡錘體的形態(tài)和功能,為無(wú)損觀察紡錘體提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。無(wú)損觀察紡錘體技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)冷凍過(guò)程中紡錘體的形態(tài)變化,從而準(zhǔn)確評(píng)估冷凍保存的效果。通過(guò)對(duì)比冷凍前后紡錘體的形態(tài)和穩(wěn)定性,研究者可以優(yōu)化冷凍保護(hù)劑的配方和濃度,以及改進(jìn)冷凍程序,減少冷凍損傷,提高解凍后卵母細(xì)胞的存活率和發(fā)育潛能。紡錘體微管的微妙調(diào)整,確保了遺傳信息在細(xì)胞分裂中的準(zhǔn)確無(wú)誤傳遞。昆明雙折射性紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

昆明雙折射性紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu),紡錘體

    基因編輯技術(shù)是一種可以精確修改基因序列的方法,如CRISPR/Cas9、TALENs和ZFNs等。這些技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于基因領(lǐng)域,并取得了明顯的成果。在修復(fù)紡錘體異常方面,基因編輯技術(shù)可以通過(guò)精確修改導(dǎo)致紡錘體異常的致病基因,從而恢復(fù)紡錘體的正常功能。例如,針對(duì)某些遺傳性疾病中紡錘體相關(guān)基因的突變,基因編輯技術(shù)可以直接修復(fù)這些突變,從而來(lái)改善患者的病情?;蜣D(zhuǎn)移是將正?;?qū)氲交颊呒?xì)胞中,以替代或補(bǔ)充致病基因的方法。 香港紡錘體提高冷凍保存效率紡錘體的形成需要多種蛋白質(zhì)的參與,包括微管相關(guān)蛋白和中心體蛋白等。

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    微管重組技術(shù)是體外構(gòu)建紡錘體模型的基礎(chǔ)。通過(guò)在體外重組微管蛋白,可以形成類似于細(xì)胞內(nèi)紡錘體的微管結(jié)構(gòu)。常見的方法包括:從牛腦或其他來(lái)源中純化微管蛋白,確保其純度和活性。在體外條件下,通過(guò)控制溫度、離子濃度等參數(shù),誘導(dǎo)微管蛋白組裝成微管。使用微管穩(wěn)定劑(如紫杉醇)或調(diào)節(jié)蛋白(如MAPs)穩(wěn)定微管結(jié)構(gòu),模擬細(xì)胞內(nèi)的微管動(dòng)態(tài)變化。動(dòng)力蛋白和調(diào)節(jié)蛋白是紡錘體功能的重要組成部分。通過(guò)在體外模型中添加這些蛋白,可以模擬紡錘體的動(dòng)力學(xué)行為。常見的方法包括:添加動(dòng)力蛋白(如dynein、kinesin)以模擬微管的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)行為。添加調(diào)節(jié)蛋白(如AuroraB、Mad2)以模擬紡錘體檢查點(diǎn)的功能。

液晶偏振光顯微鏡是一種將液晶可變減速器、電子成像及數(shù)碼成像技術(shù)結(jié)合起來(lái)的成像系統(tǒng),能夠觀測(cè)到具有雙折性特征的細(xì)胞結(jié)構(gòu),如紡錘體和透明帶。Polscope成像系統(tǒng)無(wú)需對(duì)細(xì)胞進(jìn)行固定和染色,因此能夠評(píng)估卵母細(xì)胞的質(zhì)量與紡錘體、透明帶等的相關(guān)性。在紡錘體卵冷凍研究中,Polscope成像系統(tǒng)可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷凍過(guò)程中紡錘體的形態(tài)變化,評(píng)估冷凍保護(hù)劑的效果和冷凍速率對(duì)紡錘體的影響。此外,解凍后也可利用Polscope成像系統(tǒng)評(píng)估紡錘體的恢復(fù)情況和穩(wěn)定性,從而篩選出高質(zhì)量的卵母細(xì)胞進(jìn)行后續(xù)操作。紡錘體的微管從中心體向外輻射,形成紡錘狀結(jié)構(gòu)。

昆明雙折射性紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu),紡錘體

Oosight影像分析系統(tǒng)采用液晶偏光成像技術(shù),無(wú)需對(duì)卵母細(xì)胞進(jìn)行染色,即可實(shí)時(shí)、清晰、高對(duì)比度地進(jìn)行紡錘體結(jié)構(gòu)和透明帶成像,對(duì)ICSI、核移植操作、卵母細(xì)胞質(zhì)量評(píng)價(jià)等有很好的輔助作用。

主要應(yīng)用ICSI:在單精胞漿注射過(guò)程中定位初級(jí)卵母細(xì)胞,避免卵的破裂損傷,增強(qiáng)胚胎的發(fā)育潛能。卵評(píng)估:利用定量的分析數(shù)據(jù)對(duì)卵進(jìn)行分級(jí),改善對(duì)胚胎的選擇。體外成熟評(píng)估:在未成熟卵催化(IVM)過(guò)程判斷成熟期,判斷依據(jù)采用的是準(zhǔn)確的識(shí)別紡錘體,而非不準(zhǔn)確的極體。質(zhì)量控制:利用定量的分析數(shù)據(jù)對(duì)卵進(jìn)行分級(jí),改善對(duì)胚胎的選擇。

核移植:顯著提高核移植的成功率。由于在核摘除的過(guò)程可以清楚的看到核質(zhì),使得核移植的成功率增加了80%,并減少了線粒體DNA的摘除。卵冷凍研究:對(duì)冷凍的初級(jí)卵母細(xì)胞進(jìn)行解凍前和解凍后的定量分析,從而判斷卵的發(fā)育力,改善妊娠率。紡錘體研究:檢測(cè)胚胎中紡錘體的發(fā)育過(guò)程,確定正常和非正常分裂率(只可用于搭配有培養(yǎng)箱的顯微鏡)??梢詫?duì)染色體非正常的或非整倍體的胚胎成像,從而選擇***的前體做PGD診斷。透明帶研究:測(cè)量卵母細(xì)胞的透明帶;準(zhǔn)確測(cè)量紡錘體和透明帶中分子排列方向的差別變化,判斷紡錘體和透明帶是否處于正常狀態(tài) 紡錘體的形成需要多種蛋白質(zhì)的精確協(xié)作與調(diào)控。美國(guó)卵母細(xì)胞紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

紡錘體的異??赡芘c人類衰老和疾病的發(fā)生有關(guān)。昆明雙折射性紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

紡錘體是卵母細(xì)胞在減數(shù)分裂過(guò)程中形成的一種微管結(jié)構(gòu),負(fù)責(zé)精確分離染色體。然而,紡錘體對(duì)環(huán)境溫度、滲透壓等外部條件極為敏感,在冷凍保存過(guò)程中容易發(fā)生損傷,導(dǎo)致染色體分離異常,進(jìn)而影響卵母細(xì)胞的發(fā)育潛力和受精后的胚胎質(zhì)量。因此,如何有效監(jiān)測(cè)和評(píng)估冷凍過(guò)程中紡錘體的變化,成為紡錘體卵冷凍研究的重要課題。紡錘體實(shí)時(shí)成像技術(shù)的出現(xiàn),為這一問(wèn)題的解決提供了可能。紡錘體實(shí)時(shí)成像技術(shù)主要利用高分辨率顯微鏡結(jié)合熒光標(biāo)記技術(shù),對(duì)卵母細(xì)胞內(nèi)的紡錘體進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的觀察和記錄。常用的熒光標(biāo)記方法包括使用綠色熒光蛋白(GFP)標(biāo)記微管蛋白,以及利用特定抗體對(duì)紡錘體相關(guān)蛋白進(jìn)行染色。通過(guò)這些方法,研究者可以清晰地觀察到紡錘體的形態(tài)、位置、動(dòng)態(tài)變化等信息,從而準(zhǔn)確評(píng)估冷凍過(guò)程中紡錘體的穩(wěn)定性和完整性。昆明雙折射性紡錘體揭示卵母細(xì)胞關(guān)鍵結(jié)構(gòu)