细胞生物学方法：有丝分裂与减数分裂B部分，第145卷----- Methods in Cell Biology: Mitosis and Meiosis Part B, Volume 145
作者：Helder Maiato(编者)和Melina Schuh(编者)
出版：ACADEMIC PRESS
索书号：Q2/M592/2018/V. 145/Y
ISBN: 978-0-12-814142-7
藏书地点： 武大外教中心
有丝分裂，又称为间接分裂，普遍见于高等动植物(动物和低等植物)，是真核细胞分裂产生体细胞的过程。细胞进行有丝分裂具有周期性。即连续分裂的细胞，从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止，为一个细胞周期。一个细胞周期包括两个阶段：分裂间期和分裂期。间期是DNA合成和细胞生理代谢活动旺盛的时期，间期又分成：G1期——此时没有DNA复制，但有RNA和蛋白质合成。S期——此时细胞内进行DNA合成，将DNA总量增加一倍。G2期——此时细胞里含有两套完整的二倍体染色体，不再进行DNA合成。分裂期分为前期、前中期、中期、后期和末期，此时染色体真正开始分裂。
减数分裂是一种特殊的有丝分裂。生殖细胞分裂时，染色体只复制一次，细胞连续分裂两次。减数分裂的结果是成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞的减少一半。减数分裂不仅是保证物种染色体数目稳定的机制，同时也是物种适应环境变化不断进化的机制。有丝分裂与减数分裂是细胞繁殖和生长的重要生理活动，因此对有丝分裂与减数分裂过程，以及该过程中参与调控通路的分子机制的研究是十分必要的，对此科学家们发明了许多用于研究减数分裂和细胞分裂的细胞生物学方法。
有丝分裂是一个高度动态和精心设计的过程，染色体被有丝分裂纺锤体捕获，并在物理上分离到两个子细胞，以确保遗传物质的准确传递。实时细胞荧光显微镜能够在不同的时间尺度上分析这些动态。本书提出的方法研究三个时间尺度下的染色体分离：首先显示着丝粒的自动化轨道使跟有丝分裂纺锤体和染色体动态从数秒已至数分钟内都能被追踪到，强调新的DNA活性染料能允许任何细胞系中染色体分离的研究持续数小时。
有丝分裂纺锤体是一种复杂的结构，在细胞分裂过程中协调染色体的精确分离。为了了解有丝分裂纺锤体是如何在分子水平上工作的，需要高分辨率成像的系列块面扫描电镜(SBF-SEM)，这种技术可以用来可视化整个细胞的超微结构，包括有丝分裂纺锤体的组成部分，如微管、运动粒、中心体和染色体。虽然透射电子显微镜(TEM)有更高的分辨率，但利用透射电镜和层析成像技术重建大体积样品需要大量的工作，而SBF-SEM只需要几天的时间来处理、注入和分割样品。SBF-SEM填补了光学显微镜(LM)和透射电镜(TEM)之间的分辨率空白。当与LM相结合时，SBF-SEM提供了一个平台，在这里可以选择动态细胞事件并以高分辨率成像。本文概述了利用相关性分析和SBF-SEM技术研究三维高分辨率纺锤体结构的方法。
利用显微技术研究细胞分裂已经很成熟。微注射在细胞分裂研究中的优势在于，在有丝分裂的特定阶段(例如后期之前和后期之后)，大分子的定时传递可以绕过纺锤体装配检查点。微手术可用于去除整个细胞器，如中心体或细胞核，并检查其对细胞分裂的影响。本书着重描述快乐微注射和微操作培养哺乳动物细胞的方法。
细胞分裂包括力学过程，如染色体运输和中心体分离。基于微操作的定量方法一直是剖析驱动这些过程的力量的核心。本文重点介绍了两种可用于此类分析的生物物理分析方法。首先，本文描述了一种体外“小纺锤体”实验，它可以用来检测连接两个微管的有丝分裂运动蛋白的共同机制。在纺锤体中，运动蛋白(如肌动蛋白5、肌动蛋白14和动力蛋白)可以定位于相互滑动的重叠微管，作为一个整体工作，并在细胞质和微管之间达到平衡。“微型纺锤体”实验可以概括这些特征，并允许测量相邻微管之间产生的力及其对纤维定向的依赖性、滑动速度、重叠长度和运动蛋白密度。其次，本文提出了一种基于力校准微针的“全轴”微力学分析方法。以微针为基础的微操作技术是一种检测细胞尺度力学的有用技术，但其应用受到限制，因为很难在不破坏细胞生理的情况下让探针穿透细胞膜。这里详细介绍了从中期阻滞的爪蟾卵中提取的无细胞提取物可以解决这一限制。这些微操作研究也得益于爪蟾卵提取液的冷冻储存，这些方法可以用来解释微机械和生物化学活性如何确保细胞分裂的成功。
在有丝分裂开始时，细胞组装有丝分裂纺锤体，这是一个由微管和相关蛋白组成的动态微机械。虽然大多数相关蛋白质已被鉴定，但它们的集体行为如何驱动纺锤体的形成和功能仍是未知的。在过去的十年中，RNA干扰已经成为揭示纺锤体蛋白作用的主要工具。然而，这种方法的效果只有在较长时间后才会明显，导致解释表型成为困难。光遗传学是一种利用光对蛋白质活性进行快速、可逆和精确控制的新技术。本书提出了一种利用蓝光快速且可逆地将蛋白质从有丝分裂纺锤体转移到线粒体的光发生敲侧法。此外，本书还讨论了其他光学方法，如激光消融纺锤体中的微管束和通过光激活的GFP在微管束上创建参考标记。最后，本书展示了如何将不同的光学扰动组合起来，以便对有丝分裂的机理进行更深入的研究。
《细胞生物学方法：有丝分裂与减数分裂B部分，第145卷》一书于2018年由ACADEMIC PRESS出版，作者为Helder Maiato和Melina Schuh。
《细胞生物学方法：有丝分裂与减数分裂B部分，第145卷》一书，作者展现了有丝分裂与减数分裂研究领域中的一些常用的研究方法，讨论的主题主要包括有丝分裂活细胞不同的时间尺度下的成像，有丝分裂纺锤体的研究，三维纺锤体结构的量化，不同细胞或胚胎有丝分裂过程的实时成像，微手术和微注射技术在有丝分裂研究中的应用，对细胞分裂装置微观力学的分析以及人类细胞有丝分裂纺锤体的光遗传可逆敲除、激光消融和光活化。《细胞生物学方法：有丝分裂与减数分裂B部分，第145卷》旨在为细胞生物学专业的本科生、研究生以及想要了解有丝分裂与减数分裂过程中的细胞成像相关内容的人员提供简明易懂的介绍。
《细胞生物学方法：有丝分裂与减数分裂B部分，第145卷》一书作为细胞生物学专业研究读物，内容全面，语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
1、本书提供了关于有丝分裂与减数分裂中使用到的细胞生物学技术的见解，为从事有丝分裂与减数分裂相关领域的研究人员提供了研究方法的参考。一个主要的特点是在撰写细胞有丝分裂的实时成像时，作者选取了多种细胞和胚胎作为例子，包括干细胞细胞团、斑马鱼胚胎、植物细胞、人类细胞、秀丽隐杆线虫卵母细胞和早期胚胎、果蝇卵母细胞、昆虫精母细胞、小鼠植入前胚胎细胞、大型海洋生物的卵母细胞、卵和胚胎细胞以及人类卵母细胞，为从事不同研究方向的研究人员在选择研究方法时提供了很大的参考。
2、本书共19章，每一章都是由专业领域中的知名研究者撰写，保证了内容的专业性和权威性。
3、本书内部附有大量图注，以帮助读者理解本书内容。
总的说来，《细胞生物学方法：有丝分裂与减数分裂B部分，第145卷》一书为想要了解不同细胞或胚胎在有丝分裂过程中的实时成像方法的人员提供了清晰的导读路径，作为细胞生物学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录：
撰写者名单
前言
Helder Maiato and Melina Schuh
1. 有丝分裂活细胞在不同时间尺度下的成像
Anna-Maria Olziersky, Chris A. Smith, Nigel Burroughs, Andrew D. McAinsh and Patrick Meraldi
2. 将光学显微镜与系列块面扫描电镜相结合，研究有丝分裂纺锤体结构
Nicholas I. Clarke and Stephen J. Royle
3. 三维纺锤体结构的量化
Norbert Lindow, Stefanie Redemann, Florian Brünig, Gunar Fabig, Thomas Müller-Reichert and Steffen Prohaska
4. 有丝分裂染色体实时定量和超分辨率显微镜
Nike Walther and Jan Ellenberg
5. 三维干细胞细胞团培养中细胞分裂的实时成像
Ana C.F. Bolhaqueiro, Richard H. van Jaarsveld, Bas Ponsioen, René M. Overmeer, Hugo J. Snippert and Geert J.P.L. Kops
6. 选择合适的显微镜用以斑马鱼胚胎有丝分裂的成像：一个实用的指南
Iskra Yanakieva, Marija
Matejcic and Caren Norden
7. 植物有丝分裂微管生物的先进显微镜成像方法
Petra Vyplelová, Miroslav Ovečka, George Komis and Jozef Šamaj
8. 微手术和微注射技术在有丝分裂研究中的应用
Charles A. Day, Jessica Hornick, Alyssa Langfald, Christopher Mader and Edward H. Hinchcliffe
9. 对细胞分裂装置微观力学的分析
Yuta Shimamoto and Tarun M. Kapoor
10. 人类细胞有丝分裂纺锤体的光遗传可逆敲除、激光消融和光活化
Ana Milas, Mihaela Jagrić, Jelena Martinčić and Iva M. Tolić
11. 秀丽隐杆线虫卵母细胞和早期胚胎的实时成像
Kimberley Laband, Benjamin Lacroix, Frances Edwards, Julie C. Canman and Julien Dumont
12. 结合显微镜和生物化学方法研究果蝇卵母细胞减数分裂中的纺锤体组装
Pierre Romé and Hiroyuki Ohkura
13. 研究昆虫精母细胞减数分裂的方法
James R. LaFountain, Jr and Christopher S. Cohan
14. 精母细胞减数分裂的活细胞显微镜观察
Hiroki Shibuya and Yoshinori Watanabe
15. 用倒置光板显微镜对小鼠植入前胚胎细胞分裂进行的实时成像
Judith Reichmann, Manuel Eguren, Yu Lin, Isabell Schneider and Jan Ellenberg
16. 大型海洋生物的卵母细胞、卵和胚胎细胞分裂的相关光学和电子显微镜观察
Mariia Burdyniuk, Natalia Wesolowska, Michal Fleszar, Matthia A. Karreman, Pedro Machado, Joana Borrego-Pinto, Bernhard Ruthensteiner, Yannick Schwab and Péter Lénárt
17. 一种基于显微镜研究活的并固定的人类卵母细胞减数分裂的方法
Agata P. Zielinska and Melina Schuh
18. 联会复合体的超分辨率显微成像
Katharina Schücker, Markus Sauer and Ricardo Benavente
19. 天然条件下SYCP3纤维的低温电镜断层扫描
Daniel Bollschweiler, Laura Radu and Luca Pellegrini