РОЛЬ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕТАБОЛИТОВ, БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЛЕТОЧНЫХ СТЕНОК В ФОРМИРОВАНИИ ГРАВИТРОПИЗМА ПОБЕГОВ ARABIDOPSIS THALIANA

Дмитрий Владимирович Суслов, Григорий Александрович Пожванов, Андрей Анатольевич Липчинский, Алисдар Ферни, Крис Виссенберг, Стаффан Перссон

Research output

Abstract

Первичные клеточные стенки должны быть прочными для поддержания единой структуры растения и одновременно растяжимыми для обеспечения его роста. Удобной моделью для изучения того, как реализуются такие противоречивые свойства, является гравитропизм побегов, проявляющийся в виде их роста вверх, против вектора силы тяжести, и изгиба, восстанавливающего направление роста побега после его отклонения от вертикали. Нормальный гравитропизм растущего побега возможен только когда клеточные стенки выдерживают вес данного органа в гравитационном поле. Эта способность определяется не только механической прочностью клеточных стенок, но и тургором (т.е. давлением протопласта на клеточную стенку), который в значительной степени зависит от внутриклеточной концентрации осмотически активных низкомолекулярных метаболитов.
Целью исследования было выявление изменений химического состава и механики клеточных стенок, а также профиля низкомолекулярных метаболитов, которые обеспечивают формирование и поддержание гравитропизма гипокотилей арабидопсиса. Сравнивали вариант «Г» – проростки, выращенные на горизонтальных чашках Петри, 55% гипокотилей которых росло «стоя» (подвариант «Г ст» - нормальный гравитропизм), а остальные 45% - «Г лж» - лежали на поверхности агара; вариант «В» – проростки, выращенные на вертикальных чашках Петри, гипокотили которых растут вверх, опираясь на поверхность агара, в силу чего их гравитропизм мало зависит от прочности клеточных стенок; и вариант «ВГ» – растения, выращенные на вертикальных чашках Петри и гравистимулированные поворотом чашек по часовой стрелке на 90 градусов, что индуцирует гравитропический изгиб гипокотилей и сопутствующие изменения в клеточных стенках. Для анализа состава клеточных стенок использовали рутинные методики, включая ГХ-МС. Механику клеточных стенок исследовали методом крипа. Состав метаболитов определяли посредством ГХ-МС их триметилсилильных производных.
Поддержание нормального гравитропизма в варианте «Г ст» сопровождалось торможением роста гипокотилей, тогда как формирование гравитропического изгиба у «ВГ» происхоило за счет асимметричного ускорения растяжения клеток. Обнаруженные различия в скорости роста происходили на фоне неизменного состава клеточных стенок у «Г», «В» и «ВГ» в отношении содержания целлюлозы, уроновых кислот и моносахаридного состава полимеров матрикса. Механику клеточных стенок изучали при условиях, оптимизированных для выявления вклада разных белков, модифицирующих межполимерные связи в стенке. Оказалось, что торможение роста у «Г ст» просходит за счет белков, активных при рН 5, предположительно экспансинов, тогда как активация роста у «ВГ» обеспечивается белками, активными при рН 6, вероятно ХТН. В гипокотилях «Г ст» накапливались осмотически активные сахара: глюкоза, фруктоза, сахароза и фукоза, тогда как у «Г лж» увеличивалось содержание глицина и серина, которое обычно происходит в стрессовых условиях, и снижался уровень ди- и полиаминов.
Таким образом, важную роль при реализации гравитропизма гипокотилей Arabidopsis thaliana играют торможение роста, связанное со снижением активности экспансинов, и накопление осмотически активных метаболитов, которое вероятно увеличивает тургор клеток в данном органе.
Original languageRussian
Pages27-27
Number of pages2
Publication statusPublished - 2018
EventIV Всероссийская конференция Фундаментальная гликобиология - Киров
Duration: 23 Sep 201828 Sep 2018

Conference

ConferenceIV Всероссийская конференция Фундаментальная гликобиология
CountryRussian Federation
CityКиров
Period23/09/1828/09/18

Cite this

Суслов, Д. В., Пожванов, Г. А., Липчинский, А. А., Ферни, А., Виссенберг, К., & Перссон, С. (2018). РОЛЬ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕТАБОЛИТОВ, БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЛЕТОЧНЫХ СТЕНОК В ФОРМИРОВАНИИ ГРАВИТРОПИЗМА ПОБЕГОВ ARABIDOPSIS THALIANA. 27-27. Abstract from IV Всероссийская конференция Фундаментальная гликобиология, Киров, .
Суслов, Дмитрий Владимирович ; Пожванов, Григорий Александрович ; Липчинский, Андрей Анатольевич ; Ферни, Алисдар ; Виссенберг, Крис ; Перссон, Стаффан. / РОЛЬ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕТАБОЛИТОВ, БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЛЕТОЧНЫХ СТЕНОК В ФОРМИРОВАНИИ ГРАВИТРОПИЗМА ПОБЕГОВ ARABIDOPSIS THALIANA. Abstract from IV Всероссийская конференция Фундаментальная гликобиология, Киров, .2 p.
@conference{eb5f102919894d31bb397ed6182ee7a3,
title = "РОЛЬ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕТАБОЛИТОВ, БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЛЕТОЧНЫХ СТЕНОК В ФОРМИРОВАНИИ ГРАВИТРОПИЗМА ПОБЕГОВ ARABIDOPSIS THALIANA",
abstract = "Первичные клеточные стенки должны быть прочными для поддержания единой структуры растения и одновременно растяжимыми для обеспечения его роста. Удобной моделью для изучения того, как реализуются такие противоречивые свойства, является гравитропизм побегов, проявляющийся в виде их роста вверх, против вектора силы тяжести, и изгиба, восстанавливающего направление роста побега после его отклонения от вертикали. Нормальный гравитропизм растущего побега возможен только когда клеточные стенки выдерживают вес данного органа в гравитационном поле. Эта способность определяется не только механической прочностью клеточных стенок, но и тургором (т.е. давлением протопласта на клеточную стенку), который в значительной степени зависит от внутриклеточной концентрации осмотически активных низкомолекулярных метаболитов.Целью исследования было выявление изменений химического состава и механики клеточных стенок, а также профиля низкомолекулярных метаболитов, которые обеспечивают формирование и поддержание гравитропизма гипокотилей арабидопсиса. Сравнивали вариант «Г» – проростки, выращенные на горизонтальных чашках Петри, 55{\%} гипокотилей которых росло «стоя» (подвариант «Г ст» - нормальный гравитропизм), а остальные 45{\%} - «Г лж» - лежали на поверхности агара; вариант «В» – проростки, выращенные на вертикальных чашках Петри, гипокотили которых растут вверх, опираясь на поверхность агара, в силу чего их гравитропизм мало зависит от прочности клеточных стенок; и вариант «ВГ» – растения, выращенные на вертикальных чашках Петри и гравистимулированные поворотом чашек по часовой стрелке на 90 градусов, что индуцирует гравитропический изгиб гипокотилей и сопутствующие изменения в клеточных стенках. Для анализа состава клеточных стенок использовали рутинные методики, включая ГХ-МС. Механику клеточных стенок исследовали методом крипа. Состав метаболитов определяли посредством ГХ-МС их триметилсилильных производных.Поддержание нормального гравитропизма в варианте «Г ст» сопровождалось торможением роста гипокотилей, тогда как формирование гравитропического изгиба у «ВГ» происхоило за счет асимметричного ускорения растяжения клеток. Обнаруженные различия в скорости роста происходили на фоне неизменного состава клеточных стенок у «Г», «В» и «ВГ» в отношении содержания целлюлозы, уроновых кислот и моносахаридного состава полимеров матрикса. Механику клеточных стенок изучали при условиях, оптимизированных для выявления вклада разных белков, модифицирующих межполимерные связи в стенке. Оказалось, что торможение роста у «Г ст» просходит за счет белков, активных при рН 5, предположительно экспансинов, тогда как активация роста у «ВГ» обеспечивается белками, активными при рН 6, вероятно ХТН. В гипокотилях «Г ст» накапливались осмотически активные сахара: глюкоза, фруктоза, сахароза и фукоза, тогда как у «Г лж» увеличивалось содержание глицина и серина, которое обычно происходит в стрессовых условиях, и снижался уровень ди- и полиаминов.Таким образом, важную роль при реализации гравитропизма гипокотилей Arabidopsis thaliana играют торможение роста, связанное со снижением активности экспансинов, и накопление осмотически активных метаболитов, которое вероятно увеличивает тургор клеток в данном органе.",
author = "Суслов, {Дмитрий Владимирович} and Пожванов, {Григорий Александрович} and Липчинский, {Андрей Анатольевич} and Алисдар Ферни and Крис Виссенберг and Стаффан Перссон",
year = "2018",
language = "русский",
pages = "27--27",
note = "IV Всероссийская конференция Фундаментальная гликобиология ; Conference date: 23-09-2018 Through 28-09-2018",

}

РОЛЬ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕТАБОЛИТОВ, БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЛЕТОЧНЫХ СТЕНОК В ФОРМИРОВАНИИ ГРАВИТРОПИЗМА ПОБЕГОВ ARABIDOPSIS THALIANA. / Суслов, Дмитрий Владимирович; Пожванов, Григорий Александрович; Липчинский, Андрей Анатольевич; Ферни, Алисдар; Виссенберг, Крис; Перссон, Стаффан.

2018. 27-27 Abstract from IV Всероссийская конференция Фундаментальная гликобиология, Киров, .

Research output

TY - CONF

T1 - РОЛЬ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕТАБОЛИТОВ, БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЛЕТОЧНЫХ СТЕНОК В ФОРМИРОВАНИИ ГРАВИТРОПИЗМА ПОБЕГОВ ARABIDOPSIS THALIANA

AU - Суслов, Дмитрий Владимирович

AU - Пожванов, Григорий Александрович

AU - Липчинский, Андрей Анатольевич

AU - Ферни, Алисдар

AU - Виссенберг, Крис

AU - Перссон, Стаффан

PY - 2018

Y1 - 2018

N2 - Первичные клеточные стенки должны быть прочными для поддержания единой структуры растения и одновременно растяжимыми для обеспечения его роста. Удобной моделью для изучения того, как реализуются такие противоречивые свойства, является гравитропизм побегов, проявляющийся в виде их роста вверх, против вектора силы тяжести, и изгиба, восстанавливающего направление роста побега после его отклонения от вертикали. Нормальный гравитропизм растущего побега возможен только когда клеточные стенки выдерживают вес данного органа в гравитационном поле. Эта способность определяется не только механической прочностью клеточных стенок, но и тургором (т.е. давлением протопласта на клеточную стенку), который в значительной степени зависит от внутриклеточной концентрации осмотически активных низкомолекулярных метаболитов.Целью исследования было выявление изменений химического состава и механики клеточных стенок, а также профиля низкомолекулярных метаболитов, которые обеспечивают формирование и поддержание гравитропизма гипокотилей арабидопсиса. Сравнивали вариант «Г» – проростки, выращенные на горизонтальных чашках Петри, 55% гипокотилей которых росло «стоя» (подвариант «Г ст» - нормальный гравитропизм), а остальные 45% - «Г лж» - лежали на поверхности агара; вариант «В» – проростки, выращенные на вертикальных чашках Петри, гипокотили которых растут вверх, опираясь на поверхность агара, в силу чего их гравитропизм мало зависит от прочности клеточных стенок; и вариант «ВГ» – растения, выращенные на вертикальных чашках Петри и гравистимулированные поворотом чашек по часовой стрелке на 90 градусов, что индуцирует гравитропический изгиб гипокотилей и сопутствующие изменения в клеточных стенках. Для анализа состава клеточных стенок использовали рутинные методики, включая ГХ-МС. Механику клеточных стенок исследовали методом крипа. Состав метаболитов определяли посредством ГХ-МС их триметилсилильных производных.Поддержание нормального гравитропизма в варианте «Г ст» сопровождалось торможением роста гипокотилей, тогда как формирование гравитропического изгиба у «ВГ» происхоило за счет асимметричного ускорения растяжения клеток. Обнаруженные различия в скорости роста происходили на фоне неизменного состава клеточных стенок у «Г», «В» и «ВГ» в отношении содержания целлюлозы, уроновых кислот и моносахаридного состава полимеров матрикса. Механику клеточных стенок изучали при условиях, оптимизированных для выявления вклада разных белков, модифицирующих межполимерные связи в стенке. Оказалось, что торможение роста у «Г ст» просходит за счет белков, активных при рН 5, предположительно экспансинов, тогда как активация роста у «ВГ» обеспечивается белками, активными при рН 6, вероятно ХТН. В гипокотилях «Г ст» накапливались осмотически активные сахара: глюкоза, фруктоза, сахароза и фукоза, тогда как у «Г лж» увеличивалось содержание глицина и серина, которое обычно происходит в стрессовых условиях, и снижался уровень ди- и полиаминов.Таким образом, важную роль при реализации гравитропизма гипокотилей Arabidopsis thaliana играют торможение роста, связанное со снижением активности экспансинов, и накопление осмотически активных метаболитов, которое вероятно увеличивает тургор клеток в данном органе.

AB - Первичные клеточные стенки должны быть прочными для поддержания единой структуры растения и одновременно растяжимыми для обеспечения его роста. Удобной моделью для изучения того, как реализуются такие противоречивые свойства, является гравитропизм побегов, проявляющийся в виде их роста вверх, против вектора силы тяжести, и изгиба, восстанавливающего направление роста побега после его отклонения от вертикали. Нормальный гравитропизм растущего побега возможен только когда клеточные стенки выдерживают вес данного органа в гравитационном поле. Эта способность определяется не только механической прочностью клеточных стенок, но и тургором (т.е. давлением протопласта на клеточную стенку), который в значительной степени зависит от внутриклеточной концентрации осмотически активных низкомолекулярных метаболитов.Целью исследования было выявление изменений химического состава и механики клеточных стенок, а также профиля низкомолекулярных метаболитов, которые обеспечивают формирование и поддержание гравитропизма гипокотилей арабидопсиса. Сравнивали вариант «Г» – проростки, выращенные на горизонтальных чашках Петри, 55% гипокотилей которых росло «стоя» (подвариант «Г ст» - нормальный гравитропизм), а остальные 45% - «Г лж» - лежали на поверхности агара; вариант «В» – проростки, выращенные на вертикальных чашках Петри, гипокотили которых растут вверх, опираясь на поверхность агара, в силу чего их гравитропизм мало зависит от прочности клеточных стенок; и вариант «ВГ» – растения, выращенные на вертикальных чашках Петри и гравистимулированные поворотом чашек по часовой стрелке на 90 градусов, что индуцирует гравитропический изгиб гипокотилей и сопутствующие изменения в клеточных стенках. Для анализа состава клеточных стенок использовали рутинные методики, включая ГХ-МС. Механику клеточных стенок исследовали методом крипа. Состав метаболитов определяли посредством ГХ-МС их триметилсилильных производных.Поддержание нормального гравитропизма в варианте «Г ст» сопровождалось торможением роста гипокотилей, тогда как формирование гравитропического изгиба у «ВГ» происхоило за счет асимметричного ускорения растяжения клеток. Обнаруженные различия в скорости роста происходили на фоне неизменного состава клеточных стенок у «Г», «В» и «ВГ» в отношении содержания целлюлозы, уроновых кислот и моносахаридного состава полимеров матрикса. Механику клеточных стенок изучали при условиях, оптимизированных для выявления вклада разных белков, модифицирующих межполимерные связи в стенке. Оказалось, что торможение роста у «Г ст» просходит за счет белков, активных при рН 5, предположительно экспансинов, тогда как активация роста у «ВГ» обеспечивается белками, активными при рН 6, вероятно ХТН. В гипокотилях «Г ст» накапливались осмотически активные сахара: глюкоза, фруктоза, сахароза и фукоза, тогда как у «Г лж» увеличивалось содержание глицина и серина, которое обычно происходит в стрессовых условиях, и снижался уровень ди- и полиаминов.Таким образом, важную роль при реализации гравитропизма гипокотилей Arabidopsis thaliana играют торможение роста, связанное со снижением активности экспансинов, и накопление осмотически активных метаболитов, которое вероятно увеличивает тургор клеток в данном органе.

M3 - тезисы

SP - 27

EP - 27

ER -

Суслов ДВ, Пожванов ГА, Липчинский АА, Ферни А, Виссенберг К, Перссон С. РОЛЬ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕТАБОЛИТОВ, БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КЛЕТОЧНЫХ СТЕНОК В ФОРМИРОВАНИИ ГРАВИТРОПИЗМА ПОБЕГОВ ARABIDOPSIS THALIANA. 2018. Abstract from IV Всероссийская конференция Фундаментальная гликобиология, Киров, .