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在植物细胞的有丝分裂过程中，线粒体进行着不均衡的分裂和融合过程，但目前对调控该现象的分子机制却知之甚少。在本研究中，我们对BY-2细胞有丝分裂中线粒体的形态周期性变化进行了观察，同时对调控其形态变化的潜在分子机制进行了初步分析。
借助定位于线粒体基质的荧光蛋白Kaede，首先对烟草悬浮细胞有丝分裂过程中线粒体的形态变化进行了分析。研究发现，同有丝分裂间期的线粒体相比，有丝分裂中期线粒体的形体显著变小。同时利用Kaede具有光转换的特点，我们对有丝分裂不同时期的分裂、融合动态进行了分析，结果表明，在有丝分裂中期的线粒体分裂/融合达到均衡状态所需时间为3小时，同在有丝分裂间期（2小时）相比显著延长。在有丝分裂间期和前期，我们还检测到了新合成的线粒体基质蛋白，由此暗示在相关时期中线粒体的生长过程。另外，在线粒体的分裂/融合动态观察中发现，早在有丝分裂中期，就已确定了线粒体向子细胞中的分布，推测认为，上述现象可能与微丝骨架在该时期的分布有关。
通过透射电镜的观察表明，在有丝分裂中期线粒体的形态动态是以分裂为主。在对线粒体面积的统计显示，其面积小于0.3μm2比例为34.3％，后期的为64.8％，与间期的28.2％相比比例显著增加。而面积大于0.5μm2的线粒体在间期所占比例为32.4％，到了后期则下降为7.2％。
为进一步对有丝分裂过程中线粒体分裂调控机制进行研究，我们借助于拟南芥的线粒体分裂蛋白复合体核心成员——Dynamin相关蛋白(Dynaminrelatedprotein，AtDRP3A/3B)，并通过免疫沉淀和质谱鉴定的方法，已筛选到一些潜在的互作蛋白。依据蛋白在细胞内的功能可分为三类:(1)微管骨架蛋白;(2)磷酸化相关蛋白;(3)泛素化相关蛋白等。针对鉴定到的AtDRP3A/3B的潜在互作蛋白，进行了初步的功能验证。
首先，利用微管骨架解聚剂Oryzalin和微管骨架稳定剂Taxol分别对烟草悬浮细胞进行孵育，结果发现，Oryzalin会导致细胞中线粒体的分裂加剧，而微管骨架稳定剂处理后仅使线粒体的面积略有增加。结合有丝分裂中期微管骨架的动态解聚和线粒体分裂的增强，由此推测微管的解聚可能参与了线粒体的分裂调控。
其次，借助于免疫沉淀和ProQdiamond染色的方法，发现AtDRP3A/3B在有丝分裂中期具有较高的磷酸化水平;当用CDKB/cyclinB的抑制剂Olomoucine进行处理时，有丝分裂中期的线粒体分裂受到抑制，而用丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的抑制剂Staurosporine处理时，其线粒体的分裂同样也受到抑制。据此推论，CDKB/cyclinB是AtDRP3A/3B有丝分裂磷酸化的上游调节蛋白。
再者，利用免疫印迹和荧光衰减的方法分别对有丝分裂间期AtDRP3A/3B的蛋白降解进行分析，结果表明，当用蛋白合成抑制剂环己酰胺(CHX)和/或蛋白降解抑制剂MG132进行处理时，有丝分裂间期AtDRP3A/3B发生了部分降解。同样用光激活荧光蛋白Dendra2对AtDRP3A和AtDRP3B在有丝分裂间期光转换后的荧光衰减分析，结果也观察到类似的现象。然而，上述现象并不能排除这样一种可能性——AtDRP3A/3B的异源过表达会导致它的降解。此外，通过免疫共沉淀实验，没有检测到AtDRP3A的类泛素化修饰（SUMO化）。
综上所述，在本实验中借助两个光激活荧光蛋白——Kaede和Dendra2，分别对线粒体的分裂、融合动态以及蛋白的合成和降解进行了分析。研究发现:(1)在烟草悬浮细胞的有丝分裂中期，线粒体以分裂为主，由此保证了线粒体数目的增加;而在有丝分裂间期，线粒体基质蛋白的合成促进了线粒体的生长;(2)在有丝分裂中期AtDRP3A/3B的磷酸化保证了线粒体分裂活性在短时间的快速增加;(3)AtDRP3A/3B在有丝分裂间期的蛋白降解促使线粒体分裂活性处于一个相对较低的水平;(4)在有丝分裂中期，微管骨架的动态解聚可能参与了线粒体的分裂，而微丝骨架的排布则可能影响了线粒体在子细胞中的遗传。总之，AtDRP3A/3B的磷酸化和泛素化，协同调控了BY-2细胞有丝分裂过程中线粒体形态的周期性变化。