Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология




НазваниеПервая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология
страница4/16
Дата публикации26.02.2013
Размер1.96 Mb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Химия > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

^ РОЛЬ МИКРОТРУБОЧЕК В ОПОСРЕДОВАНИИ

ДЕЙСТВИЯ ОКСИДА АЗОТА НА РАСТИТЕЛЬНУЮ КЛЕТКУ

Красиленко Ю.А.*, Литвин Д.И., Шеремет Я.А., Емец А.И, Блюм Я.Б.

Институт пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины, ул. Осиповского 2а, г.Киев, 04123, Украина; *e-mail: j_krasylenko@ukr.net
В клетках растений функционирует ряд вторичных посредников, среди которых Ca2+, циклические нуклеотиды, активные формы кислорода и азота, в особенности, оксид азота (NО), являющийся интегральным мессенджером в сигнальных каскадах клеток большинства эукариотических организмов, в том числе, и растений. Эта свободнорадикальная молекула опосредует морфогенез растений на протяжении всех этапов их жизненного цикла, обеспечивает ответ на действие биотических и абиотических факторов, а, следовательно, и формирование устойчивости растений. Большинство указанных процессов требует участия одного из компонентов цитоскелета, микротрубочек (МТ), представляющих собой полые цилиндры из упорядоченных определённым образом гетеродимеров α- и β-тубулинов. Гетерогенность и функциональные особенности МТ определяются комбинациями изоформ α- и β-тубулинов, их посттрансляционными модификациями, а также согласованным действием ряда сигнальных молекул. Посттрансляционные модификации растительных α- и β-тубулинов подлежат глубокому изучению и установлению их функциональной роли. Известно, что динамическая нестабильность МТ обеспечивается, в частности, циклом тирозилирования/ детирозилирования α-тубулина, который может быть изменён вследствие включения модифицированных аналогов тирозина, например, 3-нитротирозина, образовывающегося в клетке под влиянием NO и его производных. В то же время, нитротирозилирование белков как одна из их посттрансляционных модификаций является прямым путём передачи NO-сигнала. Нами было показано, что рост и морфология главных корней Arabidopsis thaliana (GFP-MAP4), а также организация МТ в их клетках изменятся под влиянием модуляторов содержания NO (доноров NO нитропруссида натрия и S-нитрозоацетилпеницилламина, перехватчика NO 2-(4-карбоксифенил)-4,4,5,5-тетраметилимидазолин-1-оксил-3-оксида, ингибитора синтазы NO L-нитроаргининметилэстера) и свободного 3-нитротирозина. С использованием методов иммунопреципитации и Вестерн-блоттинга нами получены биохимические доказательства наличия нитротирозилированного α-тубулина в клетках суспензионной культуры Nicotiana tabacum ВУ-2 (GFP-MBD) при физиологических условиях, что указывает на потенциальное регуляторное значение этой модификации. Также при помощи иммунофлуоресцентной микроскопии в необработанных клетках ВУ-2 установленно локализацию 3-нитротирозина на препрофазных лентах и фрагмопластах, что даёт основание считать нитротирозилирование физиологический модификацией α-тубулина. Поскольку было продемонстрировано, что нитропруссид натрия не приводит к нарушениям организации МТ в интерфазных и митотических клетках BY-2 (GFP-MBD), однако вызывает дозозависимое уменьшение общего числа митотических построений МТ, полученные данные свидетельствуют о функциональной роли нитротирозилирования α-тубулина растений которая, скорее всего, связана с регуляцией динамических свойств МТ.
Блюм Я.Б., Литвин Д.И.,  Красиленко Ю.А, Шеремет Я.А., Емец А.И. Нитротирозилирование как посттрансляционная модификация растительного α-тубулина // Доповіді Національної академії наук України. – 2011. –  № 7. – С. 161–166.

Yemets A.I., Krasylenko Y.A., Lytvyn D.I., Sheremet Y.A., Blume Y.B. Nitric oxide signalling via cytoskeleton in plants // Plant Science. – 2011. – Vol. 181, Issue 5. – P. 545–554.

Клеточная биология растений
^ СТАН ПРОДИХІВ У РОСЛИН ROSA CANINA L. ЗА РІЗНИХ УМОВ ЗРОСТАННЯ

Росіцька Н.В.

Національний ботанічний сад ім. М.М. Гришка НАН України
Посуха належить до найпоширеніших несприятливих абіотичних чинників. Основною адаптивною стратегією за цих умов є зменшення деструктивної дії надлишкової енергії, окислювального стресу та втрат води. Регуляція водного статусу рослин відбувається за сигналом, який надходить з кореня до пагона. Первинні детектори дефіциту води локалізовані на плазмалемі клітин зони розтягу кореня і індукують хімічний сигнал, який по судинах ксилеми транспортується до листків. Акцептори сигналу знаходяться в клітинах листкового мезофілу. Наслідком дії сигналу є зростання продихового опору за рахунок закривання щілин продихів, зменшення інтенсивності транспірації, затримка або повна зупинка ростових процесів (Жук, 2011).

Експериментальна робота виконувалась у відділі алелопатії Національного ботанічного саду ім. М.М. Гришка НАН України у 2008-2010 р.р. Об’єкти досліджень – одновікові рослини Rosa canina L., які зростають на колекційній ділянці з дотриманням необхідної агротехніки (контроль) та на ботаніко-географічній ділянці „Степи України” без будь-якого догляду (дослід). Водний режим листків аналізували за І.П. Григорюком та ін. (2003). Стан продихів досліджували за методикою В.О. Давидова (1991) на світловому мікроскопі Primo Star (Carl Zeiss, Jena, Німеччина), оснащеному цифровим фотоапаратом Cannon PowerShot A640.

За літературними даними відомо, що кількість продихів, які припадають на одиницю прощі листка може слугувати показником стійкості рослин за дії стресових чинників (Дзьоба та ін., 2007), а показником погіршення умов водозабезпечення є зростання кількості продихів на одиницю листкової поверхні та зменшення ступеня відкритості (Жалдак, 2002). У результаті проведених нами досліджень було встановлено, що кількість продихів на 1 мм2 у рослин з дослідної ділянки зростає у 1,7 рази порівняно з контролем, а апертура – зменшується у 1,5 рази. При цьому водний дефіцит листків у рослин із ботаніко-географічної ділянки у 3,5 рази вищий порівняно з рослинами колекційної ділянки.

Отже, проведені нами дослідження засвідчили суттєві відмінності стану продихового апарату в залежності від умов водозабезпечення рослин.
Григорюк И.А., Ткачев В.И., Савинский С.В., Мусиенко Н.Н. Современные методы исследований и оценки засухо- и жароустойчивости растений. – К.: Наук. світ, 2003. – 139 с.

Давыдов В.А. Простой метод получения эпидермальных отпечатков с помощью органического стекла и клейкой ленты // Физиология растений. – 1991. – Т.38, № 3. – С. 605 – 610.

Дзьоба Ю., Северін Ю., Цвілинюк О., Джура Н., Терек О. Особливості водообміну Carex hirta за дії нафтового забруднення // Молодь та поступ біології: Збірник тез третьої міжнародної наукової конференції студентів і аспірантів. – Львів, 2007. – С. 414 – 415.

Жалдак С. Анатомические особенности строения эпидермы листьев Suaeda confusa Lijin. в условиях разного увлажнения почвы // Актуальні проблеми флористики, систематики, екології та збереження фіторізноманіття. Матеріали конференції молодих учених – ботаніків України. – Львів, 2002. – С. 147 – 148.

Жук О.І. Адаптивні стратегії пшениці в умовах посухи // Ботаніка та мікологія: проблеми і перспективи на 2011 – 2020 р. – Київ: Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного, 2011. – С. 265 – 266.
Клеточная биология растений
^ ВЛИЯНИЕ БРАССИНОСТЕРОИДОВ НА ПРОДУКЦИЮ ВТОРИЧНЫХ МЕССЕНДЖЕРОВ ЛИПИДНОЙ ПРИРОДЫ

Деревянчук М.В.1, Кретинин С.В.1, Литвиновская Р.П.2, Хрипач В.А.2, Кравец В.С.1

1Институт биоорганической химии и нефтехимии НАН Украины,

02094, Киев, ул. Мурманска, 1; e-mail:derevyanchuk@bpci.kiev.ua

2Институт биоорганической химии НАН Белоруси,

220141, г. Минск, ул. Купревича, 5
Брассиностероиды (БС) – высокоактивные полигидроксильные стероидные фитогормоны, проявляющие широкий спектр физиологических и биохимических реакций − регуляция процессов роста и развития, обеспечение репродуктивной функции, адаптация к действию стрессового фактора.

По представлениям на данный момент считается, что рецептор сигнала БС состоит из двух киназ – BAK1 и BRI1, димеризация, которых инициирует запуск трансдукции сигнала в ядро. Трансгенные растения с мутациями в гене BRI1 не способны воспринимать сигнал БС и акуммулируют значительные уровни эндогенных БС. С другой стороны трансгенные растения с мутациями в гене BAK1 способны развивать фенотип растений дикого типа, но отличаются значительно ниже устойчивостью к действию стрессов. BRI1 киназа также способна димеризоваться с рецептором флагелина, что указывает на роль БС в устойчивости к биотическим стрессам также.

Известно, что в ответ на восприятие сигнала БС в рецепторе запускается серия фосфорилирований сериновых, треониновых и тирозиновых последовательностей с дальнейшей трансдукцией сигнала в ядро. Однако, при димеризации киназ и образовании сигнального комплекса возможна локальная активация мембранных компонентов, в том числе – липидного метаболизма. В частности, нами было исследована активация фосфолипаз при действии БС.

Методами тонкослойной хроматографии липидов меченых радиоизотопом Р33 нами было установлено накопление фосфатидной кислоты при действии брассиностероидов, что указывает на активацию фосфолипаз при ранних интервалах действия гормона – 15 минут. Трансгенные растения арабидопсиса bak1, характеризующиеся нарушением в функционировании BAK1 киназы рецепторного комплекса демонстрируют значительно ниже уровень фосфатидной кислоты. Это может указывать на опосредованное участие BAK1 киназы в активации брассиностероидами фосфолипазных ферментов. Анализ динамики сигнальных фосфолипидов – фосфатидилинозитолов (ФИФ) – выявляет повышенное содержание фосфатидилинозитол-4,5-бифосфата (ФИ4,5Ф2) в bak1 растений. Однако, при действии екзогенных БС не происходит значительного снижения их уровня по сравнению с контрольными растениями, что может указывать на участие BAK1 киназы в активации фосфолипазы С.

В результате проведенной работы нами были установлены ранние ответы клетки на действие брассиностероидов и вовлечение систем липидного сигналинга при рецепции и трансдукции сигнала БС.

Работа выполнена при поддержке Государственного Фонда фундаментальных исследований Украины №Ф29.4/019-2009, №Ф41.4/041-2011 и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований Х09К-029.
Клеточная биология растений
^ ВЛИЯНИЕ ЦИТОКИНИНОВ НА АКТИВНОСТЬ ФОСФОЛИПАЗЫ D

IN VIVO И IN VITRO

Колесников Я.С.

Институт биоорганической химии и нефтехимии НАН Украины, Киев, Украина

e-mail: kolesnikov@bpci.kiev.ua
Цитокинины являются одним из важнейших классов фитогормонов, играющих ключевую роль в регуляции роста и развития растений. Однако молекулярный механизм их действия в клетках требует дальнейших исследований. Фосфолипаза D (ФЛD) является важным компонентом трансдукции сигналов в клетках растений. Ранее нами была показана быстрая активация ФЛD в ответ на действие цитокининов в проростках амаранта (Amaranthus caudatus L.) in vivo.

Целью представленной работы было исследование регуляции активности ФЛD в интактных растениях и при действии цитокининов в системах in vitro и in vitro. При изучении действия гормона семядоли проростков амаранта обрабатывали раствором цитокинина бензиладенина (БА, 5 мкМ) в течение 30 мин. Для анализа активности фосфолипазы D in vivo использовали реакцию трансфосфатидилирования. С этой целью в ткани растений вводили 0,8% 1-бутанол. Для анализа формирования продукта ФЛD – фосфатидилбутанола – в ткани растений амаранта вводили [33P]-ортофосфат втечение 14 часов при 25˚С. С целью изучения in vitro активности ФЛD проводили выделение плазматических мембран (ПМ) и анализировали активность фермента по степени гидролиза меченного субстрата [метил-3Н]фосфатидилхолина.

Установлено, что оптимум активности ФЛD in vitro во фракциях ПМ находился в диапазоне микромолярных концентраций ионов кальция, тогда как в цитозольной фракции – в условиях миллимолярных концентраций этого иона. Для определения роли ионов кальция в регуляции активности ФЛD цитокининами in vivo использовали ЭГТА (5 мМ), хелатор кальция в апопласте, и верапамил (0,3 мМ), блокатор каналов кальция плазматической мембраны. Введение в клетки указанных модификаторов баланса ионов кальция резко угнетало активацию ФЛD цитокининами, что свидетельствует об участии этих ионов в регуляции активности ФЛD при действии цитокининов.

Удельная активность in vitro ФЛD, зависимой от кофактора ФИФ2, была значительно более низкой, чем ФИФ2-независимая. Активация ФЛD цитокининами in vitro резко снижается с повышением концентрации неомицина, хелатора ФИФ2 (0,1-1 мМ). Указанное соединение также резко угнетало стимуляцию ФЛD цитокининами in vivo, причем эффект был более выражен по сравнению с таковым для модификаторов баланса ионов кальция. Эти результаты свидетельствуют об исключительной важности ФИФ2 как кофактора изоформ ФЛD, стимулируемых цитокининами.

С целью установления локализации в клетках активности ФЛD, стимулируемой цитокининами, исследовали активность этого фермента в мембранной и растворимой фракциях. Установлено, что цитокинины стимулируют ФЛD in vitro во фракциях плазматических мембран, выделенных из проростков амаранта. Характер и уровень активации фермента in vitro имел аналогию к таковым in vivo. Это свидетельствует о том, что плазматическая мембрана может обладать как системой рецепции цитокининов, так и компонентами, связывающими ее с активацией ФЛD. Таким образом, цитокинины стимулируют ФЛD, зависимую от ионов кальция и ФИФ2, которая локализирована на плазматических мембранах.

Работа поддержана НАН Украины (гранты No5/3-08, No 2.1.10.32-10), НАН Украины и АН Чешской Республики (№5/1-2011), РФФИ (гранты 08-04-90429-Укр и 11-04-00614), Программой Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология».
Клеточная биология растений
^ ВЛИЯНИЕ ГЕРБИМИЦИНА А И ОРТОВАНАДАТА НАТРИЯ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ КОРНЕЙ ARABIDOPSIS THALIANA

Шеремет Я.А.1*, Оленева В.Д.2, Емец А.И.1

1Институт пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины, ул. Осиповского 2а, г.Киев, 04123, Украина; *e-mail: yarasheremet@gmail.com

2Киевский национальный университет им. Тараса Шевченка, ННЦ "Институт Биологии", ул. Владимирская, 64, Киев, 01601, Украина
Известно, что для реализации биохимических и физиологических ответов на действие ряда внешних факторов биотической и абиотической природы, растения используют комплекс сигнальных путей, с помощью которых осуществляется регуляция их развития. Фосфорилирование/дефосфорилирование белков – один из наиболее распространенных регуляторных механизмов в эукариотических клетках, который связывает внутриклеточные стимулы с внеклеточными событиями.

Для выяснения возможной роли тирозинфосфорилирования белков в регуляции морфогенеза растений была исследована взаимосвязь между ингибированием тирозинкиназ/тирозинфосфатаз и изменением параметров роста/морфологии главных корней Arabidopsis thaliana. В качестве ингибитора тирозинкиназ использовали гербимицин А (30 и 50 μМ), и ортованадат натрия (250 и 500 μМ) - как ингибитор тирозинфосфатаз. Четырехдневные проростки A. thaliana обрабатывали ингибиторами в течение 24 и 48 ч. Изображение корней фиксировали с помощью цифровой фотокамеры Canon Power Shot G6 в режиме макросъемки. Измерение длины корней проводили с помощью программы ImageJ (версия 1.38d). Прирост корней (∆) рассчитывали по формуле: ((Lср. – L0)/L0)*100, где L0 – среднее значение длин корней до начала эксперимента (без обработки); Lср. – среднее значение длин корней, обработанных ингибитором в течение установленного времени.

В ходе экспериментов было установлено, что рост и развитие главных корней являются чувствительными к процессам тирозинфосфорилирования. Выявлено, что обработка ингбитором тирозинкиназ и ингибитором тирозинфосфатаз корней Arabidopsis приводила к замедлению скорости их роста по сравнению с контролем. Экспозиция проростков с 30 и 50 μМ гербимицином приводила к снижению скорости роста корней в 2 и 2,3 раза соответственно через 24 ч; в 2,2 и 2,5 раза после 48 ч обработки. Ортованадат натрия в 250 и 500 μМ концентрации также приводил к замедлению скорости роста в 2,7 и 6 раз после 24 ч обработки, и в 3,5 и 6,6 раз после 48 ч экспозиции проростков с данным веществом.

Также были выявлены нарушения общей морфологии главных корней A. thaliana. Было установлено, что обработка ингибитором тирозинкиназ корней Arabidopsis вызывала нарушения процессов формирования и роста корневых волосков, в то время как обработка ингибитором тирозинфосфатаз приводила к ускорению дифференциации клеток, что проявлялось в индукции образования корневых волосков. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что существует определенная функциональная взаимосвязь между уровнем тирозинфосфорилирования белков по остаткам тирозина и процессами дифференциации клеток главных корней.

Клеточная биология растений
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

Похожие:

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconОбщество молодых учёных сгма
Всероссийская научно-практическая конференция студентов и молодых ученых с международным участием

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconМеждународная научно-практическая конференция "Клеточная биология...
Международная научно-практическая конференция "Клеточная биология и биотехнология растений"

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconГосударственное учреждение
Приглашаем Вас принять участие в работе Первой конференции молодых учёных «Биология растений и биотехнология», которая состоится...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconНа конференции будут обсуждаться следующие вопросы: Репродуктивная...
Приглашаем Вас принять участие в работе ii-й Всероссийской научной конференции с международным участием «Карпология и репродуктивная...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconVі международная конференция молодых ученых «биология: от молекулы до биосферы» Харьков, Украина
Приглашаем Вас принять участие в работе VІ международной конференции молодых ученых «Биология: от молекулы до биосферы», которая...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconVііі международная конференция молодых ученых «биология: от молекулы...
Приглашаем Вас принять участие в работе VІІІ международной конференции молодых ученых «Биология: от молекулы до биосферы», которая...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconОао "интерхим" IVХ конференция молодых ученых и студентов-химиков...
Конференции молодых ученых и студентов-химиков южного региона Украины, посвященной 125-летию со дня рождения член-корреспондента...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconВсеукраинская научная конференция с международным участием студентов,...
...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология icon01601, г. Киев-601, бульвар Т. Шевченка, 13 тел. 234-60-63
Национального медицинского университета имени А. А. Богомольца будет проходить Седьмая научно-практическая конференция студентов...

Первая конференция молодых ученых (с международным участием) биология растений и биотехнология iconВсероссийская конференция с международным участием
Приглашаем Вас принять участие в работе Всероссийской конференции с международным участием «Состояние лесов и актуальные проблемы...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<