染色体由遗传物质DNA与组蛋白组成,其中核心组蛋白包括H2A,H2B,H3和H4。这4种核心组蛋白的N末端氨基酸残基可以进行一系列的翻译后修饰进而参与不同的生物学功能,这些修饰包括磷酸化、泛素化、甲基化、乙酰化和SUMO化等。这些修饰可以改变组蛋白氨基酸末端的电荷基本性质,从而影响组蛋白与DNA以及非组蛋白之间的相互作用。染色质凝缩是正确执行各种细胞活动所必需的过程。在有丝分裂过程中,诸多因子共同参与调控染色质的凝缩,而染色质的松弛是DNA复制、修复、重组和基因转录所必需的。有丝分裂是动植物细胞进行增殖的主要方式。染色体也随着有丝分裂周期的进行发生动态变化:从间期高度无序的染色质丝状态到中期高度凝缩的在显微镜下清晰可见的染色体状态再到后期染色体解凝缩重新变成染色质丝的状态,许多基因参与该过程中染色质凝缩的调控。组蛋白H3 N末端存在诸多可以发生磷酸化的位点,例如Thr3、Ser10、Thr11和Ser28等。有趣的是,H3在Ser10、Thr11和Ser28位点磷酸化的现象已经在转录活性基因的基因组区域被观察到。在哺乳动物细胞有丝分裂中的研究表明,组蛋白H3 Ser10磷酸化的信号在晚G2期起始于近着丝粒的异染色质区,之后延伸到整条凝缩的染色体上,并于前期之前结束磷酸化进程。除此之外,组蛋白H3 Thr3在许多物种细胞内的磷酸化发生在前期细胞染色体的特定位置,随着细胞周期的进行,磷酸化信号逐渐增强,中期达到最高水平,有丝分裂后期在形成子细胞的赤道板处分布均匀,末期仅在赤道板特定位置残留微弱的磷酸化信号。之后在很多物种中都证实了组蛋白H3 Ser10磷酸化与染色质凝缩之间的关系,减数分裂中也发生着染色体凝缩状态的动态变化。研究发现组蛋白H3 Thr3磷酸化能够调控有丝分裂后期姐妹染色单体的正确分离,此外,组蛋白H3 Ser10和H3 Thr3磷酸化还可参与胞质分裂,并在中体形成过程中发挥重要作用。本研究使用特异性抗组蛋白H3 Ser10以及H3 Thr3磷酸化的抗体,以草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperd)Sf9细胞系为实验材料,应用免疫荧光技术检测其有丝分裂过程中H3 Ser10和Thr3磷酸化的动态分布,为探明组蛋白H3 Ser10和H3Thr3磷酸化在昆虫Sf9细胞有丝分裂中的功能提供理论支持。主要研究结果如下:1.通过序列比对分析发现组蛋白H3第1-60位氨基酸在大多数物种中高度保守。2.通过固相法合成包含磷酸化修饰位点的多肽(TGGKAPRKQLC)以及(KQTARKC)制备抗体。3.在草地贪夜蛾Sf9细胞中,组蛋白H3 Ser10磷酸化发生在早前期细胞的核膜附近,成点状分布,随着细胞周期的进行,早中期达到最高水平,在整条染色体上集中分布。有丝分裂后期开始去磷酸化,并于末期完成去磷酸化。表明组蛋白H3Ser10磷酸化与Sf9细胞有丝分裂中染色质的凝缩相关。4.组蛋白H3 Thr3在细胞Sf9中磷酸化发生在前期细胞染色体的特定位置,中期达到最高水平,末期仅在赤道板特定位置残留微弱的磷酸化信号。以上的结果表明组蛋白H3 Thr3磷酸化与Sf9细胞有丝分裂中染色质的凝缩以及胞质分裂相关。