TY - CONF

T1 - Редокс-зависимая реорганизация актинового цитоскелета в корне арабидопсиса под действием стрессовых и регуляторных воздействий.

AU - Пожванов, Григорий Александрович

AU - Медведев, Сергей Семенович

AU - Виссенберг, Крис

AU - Демидчик, Вадим Викторович

PY - 2018/5

Y1 - 2018/5

N2 - Микрофиламенты актина весьма важны в жизни растительной клетки и вовлечены практически во все виды регуляторных и стрессовых ответов. Настоящая работа демонстрирует АФК-зависимую реорганизацию актинового цитоскелета при солевом и окислительном стрессе, а также в ходе гравитропического ответа in vivo в корне растений Arabidopsis thaliana GFP-fABD2, экспрессирующих GFP-метку для F-актина. Действие сублетальной (100 мМ) концентрации NaCl вызывало полимеризацию актина в зоне растяжения в течение 10 мин. после начала воздействия и приводило к замедлению либо остановке роста корня. Угловое распределение микрофиламентов переходило от аксиальной ориентации к широкому спектру направлений с пиками при 15°, 45° и 90°. Эффект подавлялся полиаминами (спермин, спермидин), блокаторами Ca2+-проницаемых каналов и гасителями АФК. Таким образом, перестройка актина при солевом стрессе могла быть вызвана образованием гидроксильных радикалов и входом Ca2+. Обработка смесью, генерирующей гидроксильные радикалы (1 мМ Cu2+, 1 мМ L-аскорбат и 1 мМ H2O2), вызывала сходную, но в 10 раз более быструю реорганизацию актина. Гасители АФК, полиамины, EGTA и модуляторы активности неселективных катионных каналов тормозили АФК-зависимую реорганизацию цитоскелета. Более того, мелиорирующие действие полиаминов и гасителей гидроксильных радикалов предотвращало остановку роста корня при солевом или окислительном стрессе.Вектор силы тяжести особенно важен для растений, поскольку среди других факторов среды сохраняет направление в течение всего онто- и филогенеза. Ранее нами было показано, что при гравистимуляции (поворот в вертикальной плоскости на 90º) происходит реорганизация актинового цитоскелета в клетках зоны растяжения корня. В работах Д.Н. Нелюбова (1901) этилен был открыт как фитогормон, изменяющий направление роста при гравитропизме побегов на 90º, однако механизм этого феномена оставался неизвестным. В нашей работе обработка растений этиленпродуцентом этефоном вызывала разборку микрофиламентов и значительное расширение спектра их ориентации в зоне растяжения. Эффект перестройки актина, индуцированной гравистимуляцией, снимался при обработке растений ингибитором синтеза этилена – аминоэтоксивинилглицином (АВГ), который стабилизировал аксиальную ориентацию микрофиламентов. Салицилат – также негативный регулятор синтеза этилена – нарушал реорганизацию актина.Является ли повышение уровня АФК фактором, необходимым для реорганизации актина? Эксперименты с растениями арабидопсиса HyPer, экспрессирующими H2O2-чувствительную конструкцию, показали, что при гравистимуляции в кончике корня растёт уровень H2O2-зависимого сигнала в течение первых 15 мин., что предшествует реорганизации актина.Предложена гипотетическая модель, связывающая наблюдаемые перестройки актинового цитоскелета с другими ранними физиологическими процессами, индуцированными солевым стрессом в клетках растения.Работа выполнена при поддержке РФФИ №№ 14-04-01624, 17-04-00862 и СПбГУ №№ 1.38.233.2014, 1.57.1157.2014, 1.42.1282.2014, 1.57.163.2015 и с использованием оборудования Ресурсного центра «Развитие молекулярных и клеточных технологий» СПбГУ.

AB - Микрофиламенты актина весьма важны в жизни растительной клетки и вовлечены практически во все виды регуляторных и стрессовых ответов. Настоящая работа демонстрирует АФК-зависимую реорганизацию актинового цитоскелета при солевом и окислительном стрессе, а также в ходе гравитропического ответа in vivo в корне растений Arabidopsis thaliana GFP-fABD2, экспрессирующих GFP-метку для F-актина. Действие сублетальной (100 мМ) концентрации NaCl вызывало полимеризацию актина в зоне растяжения в течение 10 мин. после начала воздействия и приводило к замедлению либо остановке роста корня. Угловое распределение микрофиламентов переходило от аксиальной ориентации к широкому спектру направлений с пиками при 15°, 45° и 90°. Эффект подавлялся полиаминами (спермин, спермидин), блокаторами Ca2+-проницаемых каналов и гасителями АФК. Таким образом, перестройка актина при солевом стрессе могла быть вызвана образованием гидроксильных радикалов и входом Ca2+. Обработка смесью, генерирующей гидроксильные радикалы (1 мМ Cu2+, 1 мМ L-аскорбат и 1 мМ H2O2), вызывала сходную, но в 10 раз более быструю реорганизацию актина. Гасители АФК, полиамины, EGTA и модуляторы активности неселективных катионных каналов тормозили АФК-зависимую реорганизацию цитоскелета. Более того, мелиорирующие действие полиаминов и гасителей гидроксильных радикалов предотвращало остановку роста корня при солевом или окислительном стрессе.Вектор силы тяжести особенно важен для растений, поскольку среди других факторов среды сохраняет направление в течение всего онто- и филогенеза. Ранее нами было показано, что при гравистимуляции (поворот в вертикальной плоскости на 90º) происходит реорганизация актинового цитоскелета в клетках зоны растяжения корня. В работах Д.Н. Нелюбова (1901) этилен был открыт как фитогормон, изменяющий направление роста при гравитропизме побегов на 90º, однако механизм этого феномена оставался неизвестным. В нашей работе обработка растений этиленпродуцентом этефоном вызывала разборку микрофиламентов и значительное расширение спектра их ориентации в зоне растяжения. Эффект перестройки актина, индуцированной гравистимуляцией, снимался при обработке растений ингибитором синтеза этилена – аминоэтоксивинилглицином (АВГ), который стабилизировал аксиальную ориентацию микрофиламентов. Салицилат – также негативный регулятор синтеза этилена – нарушал реорганизацию актина.Является ли повышение уровня АФК фактором, необходимым для реорганизации актина? Эксперименты с растениями арабидопсиса HyPer, экспрессирующими H2O2-чувствительную конструкцию, показали, что при гравистимуляции в кончике корня растёт уровень H2O2-зависимого сигнала в течение первых 15 мин., что предшествует реорганизации актина.Предложена гипотетическая модель, связывающая наблюдаемые перестройки актинового цитоскелета с другими ранними физиологическими процессами, индуцированными солевым стрессом в клетках растения.Работа выполнена при поддержке РФФИ №№ 14-04-01624, 17-04-00862 и СПбГУ №№ 1.38.233.2014, 1.57.1157.2014, 1.42.1282.2014, 1.57.163.2015 и с использованием оборудования Ресурсного центра «Развитие молекулярных и клеточных технологий» СПбГУ.

KW - арабидопсис

KW - цитоскелет

KW - актин

KW - солевой стресс

KW - активные формы кислорода

KW - афк

KW - полиамины

KW - АВГ

KW - салицилат

KW - пероксид водорода

KW - гасители АФК

M3 - тезисы

SP - 71

EP - 71

ER -