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出版者:Academic Pr

作者:Schatten, Gerald P. (EDT)

出品人:

页数:277

译者:

出版时间:

价格:1482.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9780123737489

丛书系列:

图书标签:

• Developmental Biology
• Embryology
• Molecular Biology
• Genetics
• Cell Biology
• Animal Development
• Model Organisms
• Signaling Pathways
• Evolutionary Developmental Biology
• Stem Cells

《细胞与发育：分子机制的深度探索》 本书简介 《细胞与发育：分子机制的深度探索》是一部汇集了当代生命科学前沿研究成果的权威著作。本书旨在为生物学、医学以及生物技术领域的学者、研究人员和高年级学生提供一个全面而深入的视角，聚焦于细胞生命活动的核心——分子调控机制及其在多细胞生物发育过程中的精确实现。本书摒弃了对宏观发育过程的传统描述，转而深入挖掘驱动这些过程的分子开关、信号网络和基因调控环路。 全书结构清晰，逻辑严谨，分为五大部分，共十八章，层层递进地构建了一个从单分子到组织器官形成的分子图谱。 第一部分：细胞形态与运动的分子基础 本部分聚焦于细胞如何构建其内部骨架，并以此实现形态变化、运动和细胞间相互作用。这部分内容侧重于理解细胞骨架蛋白的动态组装与解聚，以及它们如何响应外部信号进行重塑。 第一章：肌动蛋白细胞骨架的动态调控 深入探讨了微丝网络的形成、分支和极性。详细介绍了成丝因子（如Arp2/3复合物）和封端蛋白在控制丝状肌动蛋白（F-actin）生长速度和形态中的作用。特别关注了肌动蛋白在细胞迁移、胞吞作用和细胞分裂过程中的实时调控机制，涉及Rho家族GTP酶（RhoA, Rac1, Cdc42）的精确时空激活。 第二章：微管网络的组织与功能 本章剖析了微管的形成中心（MTOCs）——特别是细胞核周围的微管组织中心（$gamma$-tubulin 环复合物）——如何组织细胞的极性。内容涵盖了微管的“抓取-探寻”（Catastrophe and Rescue）动态不稳定性，以及由MAPs（微管相关蛋白）如Tau蛋白和MAP2对微管稳定性和细胞内物质运输路径的选择性调节。 第三章：中间纤维的结构与张力传导 探讨了角蛋白、波形蛋白和神经丝等中间纤维在维持细胞机械稳定性和响应外部应力方面的关键作用。重点分析了中间纤维如何通过与细胞粘附分子和细胞核的连接，将外部机械信号转化为生化信号，影响基因表达。 第二部分：信号转导与细胞命运决定 信号转导是理解细胞如何感知环境并做出反应的核心。本部分详细解析了主要的信号通路，及其在决定细胞分化、增殖和存亡中的地位。 第四章：受体酪氨酸激酶（RTK）信号网络 全面覆盖了上皮生长因子受体（EGFR）、成纤维细胞生长因子受体（FGFR）等关键RTK的激活、内化和信号传导级联。深入分析了RAS-MAPK通路如何精确调控细胞增殖的“启动”与“停止”信号，以及磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K/AKT/mTOR）通路在细胞生长、代谢和抗凋亡中的集成作用。 第五章：细胞周期调控的分子时钟 本章是关于细胞增殖分子机制的基石。详细阐述了周期蛋白（Cyclins）和周期蛋白依赖性激酶（CDKs）复合物如何驱动细胞从G1期进入S期，完成DNA复制，并精确进入M期。重点分析了检查点机制（如DNA损伤应答）中，Chk1/Chk2激酶如何抑制CDK活性以确保基因组的完整性。 第六章：凋亡的分子执行机制 本章专注于细胞程序性死亡的分子执行者——半胱氨酸蛋白酶家族（Caspases）。详细描述了内在（线粒体介导）和外在（死亡受体介导）凋亡通路的激活过程，BH3-only蛋白在Bcl-2家族蛋白家族之间的精细平衡如何决定细胞是存活还是死亡。 第三部分：基因表达的表观遗传学控制 发育的精确性依赖于对基因表达的严格时空控制。本部分深入研究了染色质结构如何作为遗传信息的“硬件”，调控基因的开启和关闭。 第七章：染色质重塑与转录激活 探讨了染色质可及性在转录起始中的决定性作用。内容包括ATP依赖性染色质重塑复合体（如SWI/SNF家族）如何通过移动、排出或重构核小体来暴露或隐藏DNA序列。 第八章：DNA甲基化与基因沉默 详细分析了DNA甲基转移酶（DNMTs）如何将甲基基团添加到CpG二核苷酸上，导致基因的长期沉默。重点讨论了去甲基化机制（如TET酶家族的氧化作用）在重编程过程中的关键作用。 第九章：组蛋白修饰的“化学语言” 这是关于表观遗传学“编码”的核心章节。系统梳理了组蛋白N-端尾部的多种共价修饰，如乙酰化（HATs和HDACs）、甲基化（HMTs）和磷酸化。强调了“表观遗传码读者”（如溴结构域蛋白和SET结构域蛋白）如何识别这些修饰，并招募下游的效应分子，实现转录的精准调控。 第四部分：细胞间通讯与组织形成 多细胞生物的复杂性源于细胞间的协作。本部分关注细胞如何相互识别、粘附、并进行远距离或近距离的信号传递，以构建有序的组织结构。 第十章：细胞粘附分子的分子结构与功能 深入分析了主要的细胞粘附分子家族：钙粘蛋白（Cadherins）、免疫球蛋白超家族粘附分子（IgSF）和整合素（Integrins）。重点阐述了$alpha$-连环蛋白和$eta$-连环蛋白在连接钙粘蛋白与肌动蛋白细胞骨架中，如何调节组织结构的动态稳定性和极性。 第十一章：缝隙连接与通讯 本章讨论了缝隙连接蛋白（Connexins）如何形成跨细胞的通道，实现细胞间的直接分子通讯。分析了这些连接在同步化细胞活动（如心肌收缩）以及控制发育波中的分子开关机制。 第十二章：形态发生素信号传导——Wnt家族 全面覆盖了Wnt信号通路，包括经典的$eta$-catenin 依赖路径和非经典路径（如Wnt/PCP和Wnt/Ca$^{2+}$）。强调了$eta$-catenin 在细胞质中的降解复合体（Axin/APC/GSK3$eta$）的精密调控如何决定靶基因的转录。 第十三章：形态发生素信号传导——Hedgehog与TGF-$eta$ 聚焦于Hedgehog（Hh）通路在轴向模式建立中的作用，特别是对Smoothened蛋白的激活和Gli转录因子的核转运机制。同时，深入解析了TGF-$eta$超家族（包括BMPs和Activins）如何通过Smad蛋白在细胞核内实现转录调控，并在组织稳态中发挥双重作用。 第五部分：干细胞生物学与组织修复的分子逻辑 本部分将前述的分子机制应用于再生和维持复杂的组织系统。重点是理解决定干细胞自我更新和分化潜能的分子特征。 第十四章：胚胎干细胞的重编程与维持 详尽阐述了诱导性多能干细胞（iPSCs）的获得，特别是Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc等核心转录因子在重塑染色质构象、激活内源性多能性基因方面的协同作用。分析了维持ESCs多能性所需的关键信号通路抑制剂。 第十五章：造血干细胞的微环境调控 探讨了骨髓微环境（Niche）如何通过细胞外基质成分（如层粘连蛋白）和分泌因子（如CXCL12）来控制造血干细胞的静息或激活状态。分析了代谢状态（如缺氧诱导因子HIF-1$alpha$）如何影响干细胞的命运选择。 第十六章：神经元发生的分子调控 聚焦于神经祖细胞向不同类型神经元分化的分子路径。内容涵盖了Notch信号在决定神经发生和胶质细胞分化之间的“侧向抑制”机制，以及神经发生后，生长锥如何通过整合分子信号（如Netrins和Slits）来精确引导轴突导航。 第十七章：组织修复中的细胞再激活 本章探讨了损伤发生后，常驻的组织特异性干细胞如何被激活并进行代偿性增殖。分析了纤维化和瘢痕形成过程中，成纤维细胞如何响应损伤信号，通过TGF-$eta$通路激活为肌成纤维细胞的过程。 第十八章：分子工具与生物工程视角 本书的总结部分，着重于描述用于解析这些复杂系统的现代分子生物学工具，包括CRISPR/Cas9系统在基因编辑中的精确性、活细胞成像技术（如FRET和BRET）在监测分子相互作用中的应用，以及器官芯片模型如何模拟体内的分子相互作用环境。 本书的深度和广度，确保了它成为理解现代发育生物学和细胞信号传导领域分子驱动力的必备参考书。

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