细胞生物学方法：有丝分裂与减数分裂A部分，第144卷----- Methods in Cell Biology: Mitosis and Meiosis Part A, Volume 144
作者：Helder Maiato(编者) and Melina Schuh(编者)
出版：ACADEMIC PRESS
索书号：Q2/M592/2018/V. 144/Y
ISBN: 978-0-12-814144-1
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。
纺锤体组装检验点是保证染色体正确分离的重要机制之一，它监控着纺锤体微管与着丝点之间的连接并且促使有丝分裂中姐妹染色单体或减数分裂中同源染色体间张力的形成。着丝点不恰当连接会激活SAC并催化有丝分裂检查点复合物(MCC)的形成，其中包含Mad2、Cdc20、BubR1和Bub3蛋白。MCC结合并因此抑制APC/C E3泛素连接酶，直到最后一个着丝粒附着到微管上。一旦囊被满足，APC/C立即激活并以cyclin B1和securin为降解目标，从而允许姐妹染色单体分离，细胞退出有丝分裂。由于新的遗传学、生物化学、分子生物学和结构生物学技术的发展，本书对SAC信号的理解也随之增加。在这里，本书描述了如何利用活细胞成像显微镜结合基因靶向策略和生物化学分析来研究哺乳动物培养细胞中的SAC的内在特性。
细胞存活需要减数分裂和有丝分裂过程中染色体的精确分离，这样产生的子细胞才有正确的染色体单体。相反，染色体分离错误会导致染色体数目异常的非整倍性。此外，染色体分离错误的持续高发生率导致了相关的全染色体不稳定(w-CIN)现象。非整倍体和w-CIN是包括出生缺陷和癌症在内的几种人类疾病的共同特征。因此，非整倍体和w-CIN的检测方法在细胞生物学的许多领域有着重要的研究应用。在本章中，本书描述了测量染色体错分离率和非整倍体细胞存活率的方法，重点是培养细胞；然而，本书也强调了适用于原始组织样本的方法。此外，这些方法为测定细胞中非整倍体率和w-CIN率提供了一种综合的方法。
在有丝分裂过程中，染色体的运动和分离是由一种称为有丝分裂纺锤体的特殊结构协调的，纺锤体由双极排列的微管组成。微管的基本结构由α/β微管蛋白异质二聚体组成，该异质二聚体头尾侧联形成空心丝。体内,微管被许多进化上保守的微管蛋白进行翻译后修饰(PTMs)，使这些微丝具有广泛的化学多样性。近年来，“微管蛋白代码”的概念作为调控微管功能的一层外膜出现。一系列的微管蛋白异构体，每一个都有一组不同的PTMs，为微管马达和其他微管相关蛋白提供了可读的代码。
细胞分裂的忠实执行需要数百种基因产物的协同作用。干扰细胞中的这些基因产物，对于理解它们在正常细胞分裂过程中的功能以及它们对疾病的破坏作用至关重要。在这里，本书描述了使用CRISPR/Cas9进行基因破坏和修饰的实验方法，重点是人类细胞培养。本书描述了诱导基因破坏的策略，敲除必要的细胞分裂基因，以慢性消除一些非必要基因。本书还描述了修改基因组以产生蛋白质融合从而报告和修改蛋白质行为的策略。这些工具有助于蛋白质功能的研究、蛋白质组装网络的分离和疾病相关突变的分析。
消除目的蛋白质的能力对于剖析细胞生理过程是至关重要的。传统的蛋白质消耗方法往往反应缓慢，这在描述发生在短时间内的细胞过程(如有丝分裂)时可能会出现问题。此外，这些方法通常是不可逆的。近年来，通过诱导性地将目的蛋白转运到内源性E3泛素连接酶复合物中，从而促进泛素化和蛋白酶体随后的降解，从而实现蛋白消除功能。其中一个系统，生长素诱导降解 (AID)系统，已经被证明可以在哺乳动物细胞中快速诱导降解带有AID标记的目标蛋白。该辅助系统可以控制多种细胞蛋白质的丰度，包括蛋白质复合物中且在细胞周期所有阶段活跃的蛋白。
有丝分裂是一个高度动态的过程，它依赖于许多具有时间和空间精确性的蛋白质间相互作用的协调。理解这个复杂系统的一个挑战是在生物学相关的时间和空间尺度上利用分子特异性来操纵它。本书描述了一个光遗传学平台，基于光敏二聚体的半化学诱导剂，它提供控制二聚体的基因标记蛋白。例如，我们驱动染色体运输，并通过招募蛋白质到纺锤体装配检查点，并利用光将它们从动粒释放出来，从而激活和抑制纺锤体装配检查点。
《细胞生物学方法：有丝分裂与减数分裂A部分，第144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A部分，第144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人类细胞培养中的纺锤体组装检查点的研究方法、染色体不稳定性的分析方法，有丝分裂中微管蛋白码的功能分析方法，使用CRISPR/Cas9基因组编辑剖析有丝分裂的分子需求，应用可诱导生长素退化(AID)的系统分析哺乳动物细胞中蛋白质的快速消耗，小分子工具在有丝分裂研究中的应用，通过光捕获化学试剂对有丝分裂进行光遗传调控以及单细胞生物、多细胞生物和哺乳动物生殖细胞中与有丝分裂及减数分裂相关的分析方法。
《细胞生物学方法：有丝分裂与减数分裂A部分，第144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研究方法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A部分，第144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、 本书共21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。
2、 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。一个主要的焦点是在描述有丝分裂与减数分裂相关研究方法时选取的例子包含了单细胞生物，多细胞生物中的动植物和微生物等多种模式生物，为不同研究方向的研究人员对研究方法的选择有很大的指导作用。
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A部分，第144卷》一书为想要了解如何选择有丝分裂与减数分裂研究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
1. 细胞培养过程中纺锤体组装检验点的测定实验
Chiara Marcozzi
and Jonathon Pines
2. 非整倍体和染色体不稳定性的定量方法
Kristina M. Godek and Duane A. Compton
3. 分析有丝分裂中微管蛋白代码的作用
Luísa T. Ferreira, Ana C. Figueiredo, Bernardo Orr, Danilo Lopes and Helder Maiato
4. 利用CRISPR/Cas9基因组编辑分析有丝分裂的分子需求
Kara L. McKinley
5. 应用生长素诱导降解系统快速消耗哺乳动物细胞中的蛋白质
Bramwell G. Lambrus, Tyler C. Moyer and Andrew J. Holland
6. 小分子工具在有丝分裂研究的应用
Franziska Teusel, Lars Henschke and Thomas U. Mayer
7. 用光化学二聚体对有丝分裂进行光遗传学调控
Huaiying Zhang, David M. Chenoweth and Michael A. Lampson
8. 测量有丝分裂势力
Anna A. Ye and Thomas J. Maresca
9. 利用单细胞线虫胚胎研究细胞分裂过程
Neil Hattersley, Pablo Lara-Gonzalez, Dhanya Cheerambathur, Sebastian Gomez, Taekyung Kim, Bram Prevo, Renat Khaliullin, Kian-Yong Lee, Midori Ota, Rebecca Green, Karen Oegema and Arshad Desai
10. 支持原生有丝分裂周期的果蝇卵移植组织的无细胞系统
Jorge de-Carvalho, Ojas Deshpande, Catarina Nabais and Ivo A. Telley
11. 活爪蟾卵母细胞、卵和胚胎作为细胞分裂的模型
Ani Varjabedian, Angela Kita and William Bement
12. 小鼠卵母细胞和哺乳动物培养细胞染色体的光镜分析
Mariana C.C. Silva, Gordana Wutz, Kikuë Tachibana and Jan-Michael Peters
13. 动粒微管附着在体外重组由外侧向末端转换
Manas Chakraborty, Ekaterina Tarasovetc and Ekaterina L. Grishchuk
14. 脊椎动物细胞有丝分裂染色体的分离及其蛋白质组的质谱分析
Itaru Samejima and William C. Earnshaw
15. 从酿酒酵母芽殖中分离出的动粒
Amitabha Gupta, Rena K. Evans, Lori B. Koch, Aimee J. Littleton and Sue Biggins
16. 从酿酒酵母减数分裂 提取物中鉴定出DNA解旋酶和核酸酶
Rokas Grigaitis, Aitor
Susperregui, Philipp Wild and Joao Matos
17. 哺乳动物卵母细胞和受精卵的单核
Johanna Gassler,
Ilya M. Flyamer and Kikuë Tachibana
18. 将小鼠多能干细胞诱导至胚胎初级卵母细胞和减数分裂前期
Hidetaka Miyauchi, Hiroshi Ohta and Mitinori Saitou
19. 用于分析哺乳动物卵母细胞受精和早期胚胎细胞分裂的电子辅助显微注射
Greg FitzHarris, John Carroll and Karl Swann
20.单细胞基因组学用于研究人类配子和胚胎中的DNA和染色体变化
Robert C. Blanshard, Chongyi Chen, X. Sunney Xie and Eva R. Hoffmann
21. 小鼠卵母细胞的胞质去除、去核和细胞融合
Hirohisa Kyogoku, Shuhei Yoshida and Tomoya S. Kitajima