Участие сфинголипид-зависимых сигнальных систем в регуляции ростовых процессов у грибов и растений

Номер гранта:09-04-01634
Область научного знания:биология и медицинские науки
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2009г.
Руководитель: Котлова Е.Р.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Настоящий проект направлен на исследование участия сфинголипид-зависимых сигнальных систем в регуляции ростовых процессов у организмов (грибов, водорослей и высших растений), объединенных способностью к неограниченному росту, дедифференцировке отдельных клеток и накоплению биомассы за счет роста растяжением. Первые данные о сигнальных эффектах грибных и растительных сфинголипидов появились в литературе недавно. Многие из них весьма противоречивы и не дают целостного представления о функционировании сфинголипид-зависимых сигнальных систем. В частности, до сих пор неизвестно, управляется ли с их помощью рост клеток растяжением, можно ли рассматривать сфинголипиды в качестве регуляторов перехода от полярного роста к диффузному, является ли сфингозин-фосфат универсальным трансдуктором сигнала клеточной пролиферации или эту функцию выполняет другое сфингоидное основание, например фитосфингозин. Мало исследован механизм передачи сфинголипид-зависимого сигнала. Так, например, еще не ясна роль G-белка и МАР-киназ в этом процессе. До сих пор не сформулировано представление о функциях канонических и модифицированных гликоцерамидов (рассматриваются в качестве эффекторов рецепторных комплексов и активаторов ферментных систем, таких как фосфолипазы С и D). Наш коллектив на протяжении многих лет занимается проблемой внутриклеточной регуляции роста, в частности роли липидов в этом процессе (Синютина, 1990; Синютина, Полевой, 1995; Polevoi et al., 1996; Котлова, Синютина, 2005). В последние годы особое внимание уделяется сфинголипидам (Котлова и др., 2008). За это время усовершенствованы методы анализа этой группы соединений, получены новые данные об их участии в регуляции интенсивности и направленности ростовых процессов у базидиальных грибов, описаны новые соединения, сформулирована теория роли структурных модификаций гликоцерамидов в регуляции клеточной дифференцировки. В настоящем проекте планируется провести исследования по трем направлениям. Первое из них связано с изучением роли сфинголипидов в регуляции перехода от одного физиологического типа роста к другому, в частности, от полярного роста к диффузному, от роста делением к росту растяжением. Второе – предполагает изучение роли сфинголипидов в регуляции интенсивности ростовых процессов, в т.ч. при переходе от активного роста к торможению ростовой активности. Третье направление работ связано с проведением предварительной оценки сигнальных эффектов комплексных сфинголипидов и продуктов их катаболизма. Будет исследовано действие экзогенных сфингоидных оснований в условиях активации или ингибирования ?-субъединицы G-белка, а также подавления активности протеинкиназ и протеинфосфатаз. Изучение сигнальных эффектов гликоцерамидов будет проведено путем введения ингибиторов их синтеза в комплексе с ингибиторами активности G-белка или MAP-киназ.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

В текущем году проведены экспериментальные исследования, направленные на выявление структурного разнообразия, видо- и тканеспецифичности, а также регуляторной активности гликоцерамидов (ГлЦер). В опытах in vitro протестирована устойчивость ГлЦер к неферментативному окислению. С целью выяснения роли ГлЦер в регуляции роста и развития базидиальных грибов изучено действие ингибиторов их синтеза, в т.ч. мириоцина, фумонизина и 1-фенил-2-деканоиламино-3-морфолино-1-пропанола (PDMP). Установлено, что все ингибиторы тормозят монополярный рост грибных гиф, мириоцин и фумонизин стимулируют образование необычных агрегаций и ветвление гиф, PDMP замедляет образование плодовых тел и усиливает конидиогенез. Впервые показано, что частичное ингибирование начальных этапов синтеза сфинголипидов мириоцином модифицирует молекулярный состав ГлЦер. При обработке активно растущих культур этим ингибитором увеличивается количество эпоксидированных форм ГлЦер, что характерно для стадии торможения ростовой активности. Исследованы особенности распределения ГлЦер в тканях проростков пшеницы. Показано, что в недифференцированных клетках апикальных меристем в равной степени синтезируются d18:1/d18:2 и t18:1 формы ГлЦер, ацилированные С16-С24 жирными кислотами; в зоне растяжения колеоптилей в основном аккумулируются t18:1 формы ГлЦер с длинноцепочечными жирными кислотами; в корнях, в т.ч. в зонах растяжения и дифференцировки клеток, активно синтезируются «комбинированные» d18:2/С20-С24 молекулярные виды. Наличие определенных видов ГлЦер коррелирует с составом стеринов. В частности, увеличение относительного содержания длинноцепочечных ГлЦер сопряжено с увеличением доли стеринов с этильным радикалом. Исследования взаимосвязи индивидуальных стеринов и ГлЦер продолжены в экспериментах с модификаторами стеринового компонента – нистатином и циклодекстрином. На основании полученных результатов сформулирована гипотеза о роли сфинголипидов в модуляции основных физико-химических свойств мембран. Изучен состав ГлЦер колеоптилей пшеницы и кукурузы в условиях гормон-индуцированных модификаций интенсивности и направленности ростовых процессов, в т.ч. при действии индолил-3-уксусной кислоты и бензиламинопурина. В обоих случаях никаких изменений в составе молекулярных видов ГлЦер не обнаружено. Исследован состав ГлЦер одноклеточной зеленой водоросли Pseudococcomyxa chodatii. Среди идентифицированных молекулярных видов выявлены соединения, типичные для большинства видов высших растений. Показано, что при модуляции интенсивности роста культуры составом питательной среды наблюдается снижение концентрации t18:0/16:0(ОН), t18:1/16:0(ОН), t18:1/18:0(ОН) ГлЦер, которое компенсируется увеличением содержания длинноцепочечных d18:2/20:0(ОН), d18:2/22:0(ОН), d18:2/24:0(ОН) и t18:1/24:0(ОН) молекулярных видов.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 06.03.2021.
Помог ли вам материал?
0    0