细胞骨架研究现状简介
第7讲细胞骨架研究进展[优秀范文5篇]
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第7讲细胞骨架研究进展[优秀范文5篇]第一篇：第7讲细胞骨架研究进展第七讲细胞骨架研究进展1.细胞骨架的组成成分细胞骨架聚合物控制着真核细胞的形态和动力学特征，包括3种主要形式：肌动蛋白丝(actin filament，AF)、微管(microtubule，MrI1)和中间丝(intermediate filament，IF)，三者被组装成网络结构来抵制细胞变形，但在响应外应力时能够重新组装，在维持细胞完整性方面发挥着重要功能。
肌动蛋白丝和微管的聚合与解聚是细胞形态变化的直接因素，与此同时分子马达在细胞各种组分的装配过程中发挥重要功能。
由细胞骨架聚合物形成的网络框架的结构被几种类别的调控蛋白控制：成核蛋白(nucleation-promoting factor，NPF，是纤维形成的起始结构；加帽蛋白(capping protein，CP)，可终止纤维的延伸；聚合酶，促进纤维更快更持久地延伸；解聚因子(depolymerizing factor，DF)，属于肌动蛋白结合蛋白，是微丝骨架的一个重要调节者；交联蛋(crosslinkers protein，CP)，能组织形成高度有序的网络结构。
来自细胞内部或外部的机械刺激能影响这些调控因子的活动，反过来这些调控因子又能影响纤维网络局部的装配。
三种主要细胞骨架聚合物具有不同的机械稳定性、装配水平、极性，与之结合的分子马达(molecularmotor)类型也不同。
1．1 微管和微丝微管是由微管蛋白原丝组成的不分支的中空管状结构。
直径约25nm，是细胞骨架成分，与细胞支持和运动有关。
纺锤体、真核细胞纤毛、中心粒等均系由微管组成的细胞器。
微管有最复杂的聚合和解聚特征，在细胞内的压力下会弯曲，在分裂间期，许多细胞会集合放射状排列的微管以便利用其稳定性，这些微管担当起中心轮毂和细胞内运输功能。
有丝分裂过程中，微管骨架会自发地重新排列形成纺锤体，把染色体排列在一条线上。
细胞骨架结构与功能研究进展
细胞骨架结构与功能研究进展细胞是生命的基本单位，它们有着许多复杂的结构和功能，其中细胞骨架是非常重要的一部分。
细胞骨架是由一组蛋白质纤维和连接它们的蛋白质形成的网络结构，它可以维持细胞的形状、支持细胞的膜、调节细胞内分子的运动以及促进细胞内信号转导等许多重要的生物学功能。
因此，对细胞骨架结构与功能的研究一直是细胞生物学领域的热点之一。
1. 细胞骨架的组成细胞骨架主要由三类纤维蛋白质组成：微管、中间纤维和微丝。
其中微管由α-和β-管蛋白组成，是一种空心的长管状结构，起着细胞内分子运输和分裂过程中纺锤体的形成等重要作用。
中间纤维主要由一种叫做角蛋白的蛋白质组成，对细胞的形态稳定和细胞内有丝分裂过程中的染色体排布等起到重要作用。
微丝由细胞骨架中最著名的蛋白质肌动蛋白和微丝蛋白组成，一般表现为细小的纤维束状结构，对细胞的收缩、挤压和细胞壁的形成等起到关键作用。
此外，细胞骨架的形成和维持还需要一系列的蛋白质和信号通路的参与。
细胞骨架的形成可以受到细胞外环境、内部因素和信号通路的共同调控，例如，细胞外基质的物理化学性质、细胞内钙离子浓度、细胞内的小分子信号分子等，都能够直接或间接影响细胞骨架的形成和维持。
2. 细胞骨架在细胞内信号转导中的作用细胞骨架在许多细胞途径中都起着关键作用。
最明显的是细胞内信号转导路径，例如细胞表面受体介导的信号转导、信号传导通路等，这些途径中的信号传导靠着蛋白质间的相互作用和在细胞内的定位调控等多方面调控，其中最主要的调控对象就是细胞骨架。
例如，细胞外基质中的细胞外蛋白可以结合细胞膜上的受体，促使细胞内的cAMP和cGMP的合成增加，从而抑制肌肉细胞中的肌动蛋白的收缩，亦即放松肌肉。
3. 细胞骨架与疾病细胞骨架在许多疾病的发生中都扮演着重要角色。
例如，癌细胞的浸润和转移与细胞骨架的重塑和表观特性的变化密切相关。
当癌细胞处于转移的阶段时，细胞骨架就需要进行一系列的修复和重构，来改变细胞膜的形态、促进细胞的运动和侵袭等。
细胞骨架结构与其功能的研究
细胞骨架结构与其功能的研究细胞是生物体的基本单位，其功能的实现和维持需要细胞内部的许多分子在空间上的有序排列和相互协同作用。
细胞骨架是细胞内动态结构的支撑和信号传导的基本框架，对细胞形态、功能及其生理和病理过程的调节具有重要作用。
一、细胞骨架的基本结构及组成细胞骨架由微丝、中间丝、微管组成。
微丝是由肌动蛋白聚集而成的，具有动态稳定性，参与细胞分裂、细胞迁移和细胞内运输等重要过程。
中间丝是由细胞角蛋白聚集而成的，具有强度和稳定性，参与细胞形态、细胞内结构调节和细胞骨架与细胞外基质的相互作用等重要过程。
微管是由钙蛋白聚集而成的，具有动态不稳定性，参与细胞分裂、信号传导和细胞内物质运输等重要过程。
细胞骨架的结构和组成是动态变化的，并受到细胞外环境和内部信号的影响。
细胞内的分子调节机制对细胞骨架的生长、稳定和分解起着关键作用。
二、细胞骨架与细胞形态调节细胞骨架是细胞形态的重要决定因素，其结构和属性决定了细胞的形态。
细胞骨架与细胞外基质及内质网等结构相互作用，形成了一系列的细胞骨架扩散、膜结合和内质网再分配动态，实现了细胞形态调节和细胞功能的多样化。
例如，细胞的极性调节、细胞伸展和细胞迁移都需要细胞骨架的参与。
三、细胞骨架的功能调节细胞骨架参与了许多细胞内物质的生成、累积和运输等重要过程。
通过细胞骨架的转变和调节，可以调节氧气和营养物质的传输、储存和利用，从而使细胞具有更加优异的代谢功能。
此外，细胞骨架还可以影响细胞内途径的选择、酶的受体和信号传导通路的调控，从而影响细胞的生长和发育过程。
四、细胞骨架与疾病发生细胞骨架的异常调节和变化与许多重要疾病的发生和发展密切相关。
例如，许多肿瘤细胞具有高度的运动能力，与其微丝和中间丝的异常聚合和分解以及与细胞外基质的相互作用有关。
此外，心肌细胞的收缩和弛缓也受到细胞骨架的调节和活动状态的影响，因此与许多心血管疾病有关。
五、细胞骨架研究的展望随着新技术和手段的发展，细胞骨架的研究正不断深入和发展。
细胞骨架动力学的研究进展
细胞骨架动力学的研究进展随着生命科学的不断发展，细胞机能的研究已经成为生命科学的重要方向。
其中重要的一部分就是细胞骨架动力学的研究。
细胞骨架是构成细胞形态的重要组成部分，它对于维持细胞的形态、增强细胞的机械强度和定向细胞迁移等过程都具有关键的作用。
因此，研究细胞骨架动力学对于解析细胞生理学及病理学都具有重要的意义。
细胞骨架的研究可追溯至上世纪50年代。
当时，人们通过显微操作发现了支撑纤维蛋白和微管以及微丝。
然而，从20世纪60年代开始，人们对细胞骨架动态变化的研究逐渐增多。
1996年，Feierbach等人通过荧光染色技术观察到细胞表面的微丝、纤维蛋白和微管的动态分布，标志着细胞骨架研究进入了新的阶段。
在2000年代初，随着基因工程技术的进步，人们可以通过基因敲除或基因乱入等手段来研究细胞骨架蛋白的功能和相互关系。
这种手段使得人们对细胞骨架动态变化的机理和条件更加清楚，为细胞骨架动力学的研究提供了基础。
近年来，随着生命科学技术的急速发展，细胞骨架动力学的研究也逐渐向多尺度水平发展。
通过对局部构型及整体运动的研究，人们可以更好地理解分子之间的相互作用。
其中，光学显微镜技术是目前使用最广泛的工具之一。
利用局部显微操作技术，人们在几纳米以内的尺度下可准确地测量分子和质点的位移，从而解析它们之间的相互作用。
同时，利用超分辨显微技术可以进一步提高光学显微镜的分辨率，进而得到更加精细的图像。
细胞骨架动力学对于解析细胞生理学及病理学都具有重要的意义。
许多疾病如癌症、心肌病和神经退行性疾病等都与细胞骨架的异常有关。
例如，疾病的发生可能会导致微丝和纤维蛋白的异常聚集或断裂，进而影响细胞的形态和功能。
因此，细胞骨架动力学的研究对于心血管疾病和癌症等疾病的治疗及药物研究也有重要意义。
可以预见，未来的细胞骨架研究将更加注重多尺度集成和综合应用。
考虑到结构多样性、机制复杂性和空间耦合之间的相互作用，未来研究将需要更强的综合性思维和协作。
细胞骨架动态调节的研究进展
细胞骨架动态调节的研究进展细胞骨架是一种由微观细胞元件组成的复杂网络结构，它主要作用为：维持细胞形态、机械支撑、内部物质运输等。
但是与此同时，细胞骨架动态调节也在许多生理生化的过程中发挥着至关重要的作用。
本文将介绍细胞骨架动态调节的研究进展。
1. 介绍细胞骨架的类型和结构机构原理细胞骨架由多种类型的蛋白质组成，如肌动蛋白、微管蛋白、中间丝蛋白等。
这些蛋白质的结构是由单体依次聚合而成，最后形成长链或者纤维。
细胞骨架因此分为三种类型，其中肌动蛋白为肌肉细胞中的主要蛋白，微管和中间丝也分别被使用于细胞的不同功能中。
对于肌动蛋白而言，它由重链和轻链组成，轻链中的一段域结构被称为肌球蛋白，它与肌纤维形成准晶体的结构。
而重链则以螺旋的形式连接在一起形成肌肉中的肌纤维。
微管则由α-和β-微管蛋白以蛋白二聚体的形式组成，而中间丝由一种叫做细胞骨架的蛋白组成。
2. 细胞骨架的重要作用细胞骨架的作用在于维护细胞的完整性和形态，同时还参与了细胞黏附、机械支撑和细胞内运输等许多生理生化过程。
比如微管蛋白与运输蛋白结合，载体的运输由微管支持，蛋白质的合成和分泌也需要中间丝的参与。
肌动蛋白蛋白质则参与了细胞的运动、细胞缩合等过程。
此外，肌动蛋白与微管和中间丝蛋白在细胞分裂中也发挥着至关重要的作用。
3. 细胞骨架动态调节的意义从整个细胞的角度来看，细胞骨架的动态调节是非常重要的。
它可以让细胞根据生物需求，实现不同形态和功能。
比如肌肉收缩时通过肌动蛋白的收缩，中间丝蛋白与微管在分裂时的组装等。
从细胞骨架中单一的肌动蛋白和微管蛋白而言，其动态调节则意义更为深远。
一种叫做微管动态不平衡的现象，就是通过微管的动态结构改变来运输一些关键的生物大分子。
在这个状态下，微管动态调节的异质性是非常重要的因素。
此外，动态调节的蛋白质还可以通过组装或者解聚来引导细胞的运动，其实质应该是类似于“结构决定功能”的核心理念。
4. 细胞骨架动态调节的发现对于肌动蛋白和微管来说，寻找它们动态调节的相关研究已经进行了多年。
细胞骨架及其互动机制的研究
细胞骨架及其互动机制的研究细胞骨架是细胞内一种支撑和形态维持的蛋白质骨架结构。
它不仅促进了细胞的机械稳定性和细胞内运动、形态变化等基本生理功能的发挥，而且对于许多疾病的发生和发展也起着关键性作用。
细胞骨架的分子构成和互动机制一直是细胞生物学研究的一个热点和难点。
本文将从细胞骨架的结构、功能、分子互动机制、疾病与药物等方面综述细胞骨架及其互动机制的研究现状和进展。
一、细胞骨架的结构和功能细胞骨架是由多种不同类型的蛋白质聚合而成的纤维状结构，包括微管、微丝和中间纤维。
微管是直径约25纳米、长度可达几十微米的中空管状结构，由一种叫做α、β-微管蛋白的蛋白质聚合而成，起着支撑和运输细胞内物质的作用。
微丝是直径约7纳米、长度可达几微米的均一无定形的纤维状结构，由一种叫做肌动蛋白的蛋白质聚合而成，起着维持细胞形态和运动、发育等功能的作用。
中间纤维是直径约10纳米的不定形细长纤维状结构，由多种不同类型的中间纤维蛋白聚合而成，起着维持细胞结构强度和保护细胞器等作用。
细胞骨架的功能不仅仅是细胞形态和力学稳定性的维持，更是许多生理生化过程的基础和前提。
比如，细胞分裂过程中，微管纤维可以形成纺锤体，在分离染色体的过程中发挥重要作用。
细胞内物质的运输，比如神经元长轴突中许多蛋白质和物质的正常运输，就是由微管结构提供支撑和动力的。
此外，肌动蛋白纤维可以带动细胞进行收缩和运动，从而有效实现细胞的发育和移动等功能。
二、细胞骨架分子互动机制的研究不同种类的细胞骨架之间互相联系、协同作用，是细胞骨架互动机制的核心问题之一。
在细胞运动过程中，肌动蛋白和微丝结构的相互关系是重要的调控点。
微丝芯丝蛋白转化为肌动蛋白是肌内液（肌原纤维液）的重要控制点，它可以使肌原纤维液中的Ca2+浓度增加，从而使肌动蛋白得以依次聚集成束。
细胞骨架同样具有极强的动态性，即能迅速调整其空间结构和细胞内位置。
这就需要细胞内一些重要的分子手段来调节细胞骨架的光动力学，以保证细胞功能的正常发挥。
细胞骨架及其动力学研究的现状与发展
细胞骨架及其动力学研究的现状与发展细胞是所有生物的基本单位，它们具有形态多样、功能复杂的特点。
作为维持细胞形态、细胞内分子及物质的运输和细胞信号传导的基石，细胞骨架在现代细胞生物学领域中备受重视。
细胞骨架是由微小的细胞骨架蛋白聚合而成的，包括微管、微丝和中间纤维等。
无论是基础的细胞生物学学科还是跨学科研究，都需要一种深入了解细胞骨架网络的途径。
本文将介绍细胞骨架及其动力学研究的现状和发展，并展望未来的研究方向。
一、细胞骨架的结构和功能细胞骨架由多种互相组合的骨架蛋白聚合而成，包括微丝（actin filament）、中间纤维（intermediate filament）和微管（microtubule）。
微丝主要存在于细胞边缘，参与细胞活动如细胞质流动、细胞分裂等过程。
中间纤维处于细胞核与细胞质之间，参与提供细胞的力学支撑和细胞的稳定性。
微管主要存在于细胞内，通常呈较长的管状结构，参与维持细胞的形态和分子的输运。
细胞骨架对于细胞的形态维持、细胞运动、细胞分化与分裂以及细胞凋亡有着重要的调节作用。
作为不同种类细胞骨架决定细胞的形态、结构和功能方面的主要因素，许多细胞误差和疾病与细胞骨架结构或组成的变化有关，如肌肉的运动障碍和多种癌症等。
二、细胞骨架的动力学研究1.动力学意义细胞骨架元素的运动能够产生机械力和反应，如肌肉收缩就是肌纤维中微丝的运动所导致，而细胞的形态变化由于微小的细胞骨架元素的收缩、伸长和重排导致。
这些动力学过程是细胞功能的基础，也是理解生命学科的重要方面。
2.细胞骨架运动的改变专门的动力学研究揭示了细胞骨架的形态、结构和运动：摄影和数学建模技术有利于实现快速、高效的定量和分析的了解微丝、中间纤维和微管的动态、时空性质和协调运动。
动力学研究发现，微丝密集区的生长速率很快，随着距离中心区的增加而减慢，中间纤维也是如此，并且微管的运动方式不同于微丝和中间纤维。
三、未来的研究方向1.研究细胞骨架的力学性质和能量！能量驱动了各种细胞运动，了解运动的力学性质有助于进一步探究动态的缘由和内在机制，同时为设计之后的实验和技术创新奠定基础。
细胞骨架的生物物理学研究及其在疾病中的作用
细胞骨架的生物物理学研究及其在疾病中的作用细胞骨架是细胞内一个重要的支架结构，由微丝、中间丝和微管等高分子聚集体组成，为细胞提供形态支撑、膜运输、信号传导、细胞运动和细胞分裂等功能。
因此，不少疾病发生与细胞骨架的重组和调控失调密切相关，比如癌症、心血管疾病、神经系统疾病等。
本文将对近年来细胞骨架生物物理学研究和其在疾病中的作用进行介绍。
细胞骨架的结构和机制细胞骨架主要由三种细胞骨架蛋白组成，包括微丝、中间丝和微管。
其中，微丝是由肌动蛋白组成的，主要参与细胞形态变化、肌肉收缩和细胞内颗粒的移动等过程。
中间丝由鼠李糖原蛋白等蛋白组成，主要参与细胞内颗粒的移动和细胞的机械支持等过程。
微管则由α-和β-微管蛋白组成，主要参与细胞分裂、组织形态维持和细胞内物质的运输等过程。
细胞骨架重要的物理性质之一是动态平衡（dynamic equilibrium）。
这是指多种不同蛋白异构体之间的动态动力学相互平衡，确保细胞骨架在细胞内高度动态的组装和解体过程中保持稳定。
在微丝中，肌动蛋白分子可以通过聚合和解聚来形成微丝，而细胞形态可通过微丝聚合和解聚调控。
中间丝和微管的聚合和解聚过程也类似。
细胞骨架的生物物理学研究近年来，基于单分子技术和生物物理学研究手段，对细胞骨架蛋白的动态平衡机制和功能进行了深入研究。
比如，利用单分子动力学技术观测了细胞骨架蛋白在细胞内的动态运动过程，可以更加准确地量化相关动力学参数（比如速度和积分时间等），增强对蛋白质运动机制的理解。
此外，通过基于生物物理学原理的微流控装置可以模拟细胞运动和形态调控等过程，并揭示了其动力学和建模特征。
通过这些技术，可以不同依赖于活细胞实验而直接应用于单个分子的定量研究，大大提高了对细胞骨架形态、机制和功能的理解。
细胞骨架在疾病发生中的作用许多疾病发生与细胞骨架的组织和调控失调密切相关。
例如，癌症细胞常常会产生许多肌动蛋白行进的纤维丝，以便细胞逃脱正常的细胞间信号依赖，维持其不断地自我分裂和扩散。
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细胞骨架研究现状简介【内容提要】细胞骨架是纤维状聚合物和各种调控蛋白交错连接的网络结构，可分为微管，微丝和中间纤维两种。
细胞骨架不仅在维持细胞形态，承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还参与许多重要的生命活动。
本文就细胞骨架的组分、细胞骨架网络、细胞微环境等的研究进展作一综述。
【关键词】细胞骨架，植物，动物细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构，它是真核细胞借以维持其基本形态的重要结构，被形象地称为细胞骨架，它通常也被认为是广义上细胞器的一种。
在维持真核细胞的形态、胞内运输、变形运动、信号转导、细胞分裂等方面发挥着重要的作用。
细胞骨架主要有3个功能：细胞结构的空间组织作用；建立细胞内外环境中物理联系；协同细胞移动和改变细胞形态的作用。
细胞骨架是动态结构，组成它的聚合物和调控蛋白处于连续不断地变化中，将细胞质蛋白和细胞器的活动整合为一个有机体。
细胞骨架基本组成成分已被大量鉴别和定性，它主要由微管、微丝和中间纤维构成。
微管可在所有哺乳类动物细胞中存在，除了红细胞(红血球)外，所有微管均由约55kD的α及β微管蛋白组成。
它们正常时以αβ二聚体形式存在，到目前为止，已发现150多种肌动蛋白聚合形成细胞一种重要的骨架纤维。
一系列肌动蛋白调节蛋白形成一种大分子复合物叫做WAVE复合物，促进肌动蛋白丝网络结构的装配。
微丝主要由肌动蛋白构成，普遍存在于所有真核细胞中。
它是一个实心状的纤维，一般细胞中含量约占细胞内总蛋白质的1%-2%，但在活动较强的细胞中可占20%-30%。
在一般细胞主要分布于细胞的表面，直接影响细胞的形状。
微丝具有多种功能，在不同细胞的表现不同，在肌细胞组成粗肌丝、细肌丝，可以收缩（收缩蛋白），在非肌细胞中主要起支撑作用、非肌性运动和信息传导作用。
细胞骨架的第三种纤维结构称中等纤维或中间纤维，又称中间丝，为中空的骨状结构，直径介于微管和微丝之间，其化学组成比较复杂，在不同细胞中，成分变化较大。
中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。
中间纤维有共同的基本结构，即构建成一个中央α螺旋杆状区，两侧则是大小和化学组成不同的端区。
端区的多样性决定了中间纤维外形和性质的差异和特异性。
本文将就植物细胞、动物细胞中的细胞骨架的研究现状作进一步综述。
植物细胞骨架肌动蛋白是40年代最初在脊椎动物骨骼肌中发现并命名HJ。
1963年阎隆飞等首次证明高等植物细胞中存在肌动球蛋白。
1972年，Franke等第1次报导了君子兰、麝香百合花粉管中存在直径6nm的微丝。
1974，Condeelis用重酶解肌球蛋白标记方法证明孤挺花花粉管中的微丝是肌动蛋白性质的。
目前，绿色荧光蛋白标记、荧光探针的活体显微注射使植物细胞微丝的研究更加深入。
植物中有3种微管列阵参与细胞的形态建成，其中皮层微管参与控制细胞壁纤维素的排列并以此决定细胞伸展的方向。
为了解释皮层微管决定纤维素纤丝排列的机制，曾有过多种假说。
最早提出的是皮层微管和纤维素纤维共排列的假说。
但是，这个假说不能解释皮层微管受破坏后，细胞仍会有序地合成纤维素纤丝以及纤维。
Baskin(2001)在共排列假说的基础上，提出共模板模型假说。
在这个模型中，有个双功能的支架能与已存在的纤丝和新合成的纤丝结合，从而促进纤丝的局部有序性。
此外，还存在1个整合于膜上的成分，它能够连接支架和皮层微管。
皮层微管解聚后，由于与膜相连接的支架依然存在，所以细胞仍然能有序地沉积新生的纤丝。
当细胞发生突变无法构建与细胞膜相连接的支架时，虽然细胞的皮层微管的组织结构是正常的，但仍会改变纤维素纤丝的组织模式，导致细胞扩张的缺陷。
素合成受到抑制时，皮层微管无法形成有序排列的现象。
花粉萌发、花粉管生长是种子植物有性生殖的重要环节。
种子植物必须依赖花粉管传递精子与卵细胞融合，完成受精作用。
免疫荧光和超微结构研究表明：干燥成熟的花粉营养细胞质中无微管，而生殖细胞中有清晰的轴向排列的微管束。
花粉水合后，细胞质中显示分散的荧光。
花粉活化后，大量较长的、具有分枝的微管出现在花粉内。
萌发的花粉管内，存在两种微管系统，一种是存在营养细胞内的与花粉管平行的相互交联的周质微管系统，另一种是生殖细胞内的微管系统。
从干燥花粉到水合萌发的花粉中，生殖细胞内始终存在轴向排列的微管，这可能与微管的功能有关，即保持生殖细胞的形状为纺缍体。
肌球蛋白在花粉管内多分布于细胞器、生殖细胞、营养核表面。
花粉管顶端区域也有分布。
利用牛骨骼肌和平滑肌的肌球蛋白抗体进行免疫荧光检测表明其定位在禾本科草原看麦娘(Alopecuruspratensis)和黑麦(Secalecereale)花粉管的单个可见的细胞器上，风信子(Hya—cinthusorientalis)和熊足嚏根草(Helleborus舭砒‰)花粉和花粉管的营养核和生殖细胞表面。
以抗s．1和抗LMM(轻链肌球蛋白)的免疫荧光定位表明：两种抗体在整个花粉内部都产生许多荧光点，且常集中在花粉管顶端区域，这些荧光点可能代表花粉管中的囊泡或细胞器Ⅲ。
向重力性反应是植物适应地球重力场环境的一个重要生理过程，是植物能够正常生长发育不可缺少的反应机制。
高等植物根的向重力性(也称向地性)使其能够充分吸收土壤中的水分和矿质营养，茎的负向重力性使其能够充分接受光照。
最近几年来的研究表明，细脆骨架不仅是细胞感受重力信号的重要环节，而且对根尖细胞中的生长素运输其重要作用。
植物重力信号感受机制一直是生物学界争论不然的话题。
到前为止对于重力信号感受的解释至少有两种，即淀粉平衡石假说与原生质体压力假说。
微管在重力感受和信号传导中的作用目前还不清楚。
微管抑制剂改变水稻胚芽鞘中淀粉体沉淀速度并抑制生长素的运输，表明微管可能传递淀粉沉淀压力到质膜生长素运输载体上。
微管参与调控由重力诱导的植物器官不对称生长是基于微管通过决定质膜上纤维素合成复合体的方向，为调控正在发育的细胞壁微纤丝沉集方向提供模板的假说(称作“排列假说”)。
根伸长区的细胞周边的微管严格呈横向排列，隧着细胞的成熟微管转变成为纵向排列，同时伴随着生长速率的减缓。
最近的研究表明，通过反义转基因减少α-微管蛋白的表达水平可导致拟南芥根对重力反应灵敏度的降低。
这种转基因拟南芥的根在转向12h后才观察到弯曲。
微管干扰造成的影响可能发生在向重力性反应的后期。
微管与新的微纤丝沉淀方向应该是一致，但是也有几个例外报道，微管可能不是单独负责调控导致不对称向重力性生长的细胞壁沉积。
动物细胞骨架细胞内很多基质中起作用的酶都是附着在细胞骨架上的，而生命代谢的本质基本可以认为是各种酶促反应，动植物体内的微管都是由中心体发出，在细胞内形成有组织有规则的结构，很多大分子物质如蛋白质合成过程中的分泌蛋白就是在微丝的肌动蛋白牵引下沿着微管进入高尔基体或其它细胞器，由此可得，微管对细胞的组织层次至关重要，甚至构成细胞分裂分化的结构基础。
细胞骨架分布有一定的规则性和方向性，复杂程度高。
在哺乳动物精细胞分化过程中，微管及微管依赖蛋白参与了精子顶体的形态建成，由于头足类动物精子发生过程与哺乳动物镜子发生过程具有相似性，采用嘉庚蛸研究微管在头足类动物精子发生过程中的分布特征，对探究微管依赖蛋白在精子发生过程中作用的分子机制具有重要指导意义。
头足类动物精细胞分化形成精子过程中，核从圆形演变成长圆柱形或长螺旋形，核的形态变化与核周围微管的活动，密切相关。
利用免疫荧光-激光共聚焦显微技术及透射电镜技术观察了嘉庚蛸精子形成过程中微管的分布特征及其作用，结果表明：精细胞早期，核呈圆形或卵圆形，核内染色质由团块状趋向颗粒状均布，或部分凝集成絮状，核周围无微管套结构，且微管不均匀分布；精细胞中期，核呈橄榄形，核内染色质呈颗粒状或絮状，微管在核周围均匀分布，形成微管套；精细胞后期，核呈长梭形，核内染色质呈纤维状，微管套紧贴核周围；未成熟精子，核呈长柱状，核内染色质致密均布，微管套仍紧密围绕核周；成熟精子，核周微管结构消失。
嘉庚蛸精子形成过程中微观结构有一个动态变化过程，由此可推测微管套可能在核的形态发生过程中发挥重要作用，微管套可能通过特殊的途径参与核内染色质的浓缩。
具体机制还有待进一步研究。
哺乳动物卵母细胞经过第一次减数分裂，排出第一极体后，停滞在MⅡ期，受精或孤雌活化诱导减数分裂的恢复和完成，减数分裂和有丝分裂都需要胞质分裂和核分裂在空间和时间上的协调，在减数分裂细胞周期中纺锤体的组装与功能上的协调，保证了两次减数分裂的顺利完成。
微管和微丝是细胞骨架的主要成分。
在一些低等动物和哺乳动物如小鼠、猪、牛、马以及人，已有较多研究报道了减数分裂期间，微管和微丝的组装与去组装的动态变化。
哺乳动物的减数分裂是一个复杂的过程，微管和微丝为染色体重组和细胞分裂提供框架。
染色体的排列、分离和核分裂的完成都依赖于由微管组成的减数分裂纺锤体。
但微管和微丝对于纺锤体的形成与运动、染色体运动、极体排放和原核形成与迁移等事件的作用和如何协同还没有充分的认识弥漫性轴索损伤（diffuse axonal injury，DAI）是颅脑损伤后出现无血肿性持续昏迷、严重神经功能障碍和植物生存的最常见原因。
越来越多的临床研究发现，伤后予以适度的低温能改善脑外伤病人的行为能力。
在人类DAI中，神经轴索受到瞬时性张力牵张。
近年来利用动物DAI模型所作的研究发现，造成轴索损伤的牵张力在绝大多数情况下并不会立刻扯断轴索，而是损害轴膜的结构，削弱其维持轴突内环境稳定的能力，并由此引发连锁病理反应，最终于伤后数小时才发生轴索中断，即延迟性轴索断离。
病理学上将这种轴索损伤称之为非中断性轴索损伤。
非中断性轴索损伤引起的最早的病理变化是轴索肿胀，常见于伤后，这是发生轴索延迟中断前的关键环节。
轴突细胞骨架是维持轴突正常形态、结构及功能的重要的亚细胞结构，其中MT为快速轴浆运输提供运输通道，NF则负责维持细胞骨架结构和轴突管径。
在研究轴索肿胀期细胞骨架的变化时发现，轴突细胞骨架有显著的超微结构异常，不但MT和NF有数量的变化，而且相互间的排列分布关系也被打乱。
MT丢失提示有微管解聚发生；NF先有减少，后又增多，且发生密聚，提示聚合与分解平衡遭到破坏，而且造成结构塌陷。
据此推测，轴索肿胀正是MT迅速丢失，轴浆运输通道中断的结果，而NF的变化则削弱了其维持正常细胞骨架的能力。
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