Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Проницаемость плазматической мембраны для йодида пропидия и разрушение ядер клеток в эпидермисе листьев гороха: действие полиэлектролитов и детергентов

Полный текст:

Аннотация

Исследовали повреждение плазматической мембраны (ПМ) клеток в эпидермисе листьев гороха, определяемое по ее проницаемости для йодида пропидия (propidium iodide, PI), связывающегося с ДНК клеточных ядер, и программируемую клеточную смерть, регистрируемую по разрушению клеточных ядер. ПМ эпидермальных клеток в изолированном эпидермисе проницаема для PI (он окрашивал их ядра). ПМ устьичных клеток не пропускала PI. Индуктор программируемой клеточной смерти KCN вызывал разрушение ядер и эпидермальных, и устьичных клеток. KCN-индуцированный распад ядер устьичных клеток сопровождался проникновением PI в клетки. Поликатион хитозан в концентрации 0,1 мг/мл вызывал разрушение ядер эпидермальных клеток, а в концентрации 1 мг/мл приводил к возникновению проницаемости ПМ устьичных клеток для PI, окрашивающего их ядра. Другие поликатионы (цитохром с, полилизин, полиэтиленимин и протамин) тоже вызывали окрашивание ядер устьичных клеток PI. Полианионы (полиакриловая кислота, декстран и гепарин) инициировали разрушение клеточных ядер, которому сопутствовало проникновение PI в клетки. Детергенты тритон Х-100 и лаурилдиметиламинN-оксид индуцировали проницаемость ПМ устьичных клеток для PI. KCN не вызывал разрушение ядер устьичных клеток в эпидермисе, обработанном детергентами. Обработка эпидермиса тритоном Х-100 (в течение 2 ч с его последующей отмывкой) усиливала разрушение ядер устьичных клеток, вызванное KCN. Поликатионы полиэтиленимин и протамин предотвращали, а хитозан, цитохром с и полилизин, напротив, усиливали KCN-индуцированное разрушение ядер устьичных клеток. Результаты свидетельствуют о том, что разрушение клеточных ядер при индукции гибели клеток KCN или полианионами сопровождается повреждением ПМ (создающим ее проницаемость для PI). Повреждение ПМ, вызванное детергентами или поликатионами до обработки клеток KCN, может предотвращать или, напротив, усиливать разрушение клеточных ядер.

 

Об авторах

Д. Б. Киселевский
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Киселевский Дмитрий Борисович – канд. биол. наук, ст. науч. сотр. кафедры иммунологии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12



В. Д. Самуилов
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Самуилов Виталий Дмитриевич – докт. биол. наук, проф., гл. науч. сотр. кафедры иммунологии биологического факультета

119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12



Список литературы

1. van Doorn W.G., Beers E.P., Dangl J.L., et al. Morphological classification of plant cell deaths // Cell Death Differ. 2011. Vol. 18. N 8. P. 1241–1246.

2. Kroemer G., Galluzzi L., Vandenabeele P., et al. Classification of cell death: recommendations of the Nomenclature Committee on Cell Death 2009 // Cell Death Differ. 2009. Vol. 16. N. 1. P. 3–11.

3. Zhang Y., Chen X., Gueydan C., Han J. Plasma membrane changes during programmed cell deaths // Cell Research. 2018. Vol. 28. N 1. P. 9–21.

4. Julien O., Wells J.A. Caspases and their substrates // Cell Death Differ. 2017. Vol. 24. N 8. P. 1380–1389.

5. Chichkova N.V., Tuzhikov A.I., Taliansky M., Vartapetian A.B. Plant phytaspases and animal caspases: structurally unrelated death proteases with a common role and specificity // Physiol. Plant. 2012. Vol. 145. N 1. P. 77–84.

6. Thomas E.L., van der Hoorn R.A.L. Ten prominent host proteases in plant-pathogen interactions // Int. J. Mol. Sci. 2018. Vol. 19. N 2: 639.

7. Samuilov V.D., Lagunova E.M., Kiselevsky D.B., Dzyubinskaya E.V., Makarova Ya.V., Gusev M.V. Participation of chloroplasts in plant apoptosis // Biosci. Rep. 2003. Vol. 23. N 2–3. P. 103–117.

8. Dzyubinskaya E.V., Kiselevsky D.B., Bakeeva L.E., Samuilov V.D. Programmed cell death in plants: effect of protein synthesis inhibitors and structural changes in pea guard cells // Biochemistry (Mosc.). 2006. Vol. 71. N 4. P. 395– 405.

9. Dzyubinskaya E.V., Kiselevsky D.B., Lobysheva N.V., Shestak A.A., Samuilov V.D. Death of stoma guard cells in leaf epidermis under disturbance of energy provision // Biochemistry (Mosc.). 2006. Vol. 71. N 10. P. 1120–1127.

10. Bakeeva L.E., Dzyubinskaya E.V., Samuilov Programmed cell death in plants: ultrastructural changes in pea guard cells // Biochemistry (Mosc.). 2005. Vol. 70. N 9. P. 972– 979.

11. Kiselevsky D.B., Kuznetsova Y.E., Vasil’ev L.A., Lobysheva N.V., Zinovkin R.A., Nesov A.V., Shestak A.A., Samuilov V.D. Effect of Ca2+ on programmed death of guard and epidermal cells of pea leaves // Biochemistry (Mosc.). 2010. Vol. 75. N 5. P. 614–622.

12. Vasil’ev L.A., Dzyubinskaya E.V., Zinovkin R.A., Kiselevsky D.B., Lobysheva N.V., Samuilov V.D. Chitosan-induced programmed cell death in plants // Biochemistry (Mosc.). 2009. Vol. 74. N 9. P. 1035–1043.

13. Liu B., Li J.-F., Ao Y., Qu J., Li Z., Su J., Zhang Y., Liu J., Feng D., Qi K., He Y., Wang J., Wang H.-B. Lysin motif-containing proteins LYP4 and LYP6 play dual roles in peptidoglycan and chitin perception in rice innate immunity // Plant Cell. 2012. Vol. 24. N 8. P. 3406–3419.

14. Hadwiger L.A. Multiple effects of chitosan on plant systems: solid science or hype // Plant Sci. 2013. Vol. 208. P. 42–49.

15. Artemov A.V., Samuilov V.D. Effect of polyelectrolytes on serine proteinase secretion by Bacillus subtilis // FEBS Lett. 1990. Vol. 262. N 1. P. 33–35.

16. Prevette L.E., Mullen D.G., Banaszak Holl Polycation-induced cell membrane permeability does not enhance cellular uptake or expression efficiency of delivered DNA // Mol. Pharm. 2010. Vol. 7. N 3. P. 870–883.

17. Young D.H., Kцhle H., Kauss H. Effect of chitosan on membrane permeability of suspension- cultured Glycine max and Phaseolus vulgaris cells // Plant Physiol. 1982. Vol. 70. N 5. P. 1449– 1454.

18. Kiselevsky D.B., Frolova O.Y., Solovyev A.G., Dorokhov Y.L., Morozov S.Y., Samuilov V.D. Plant cell death caused by fungal, bacterial, and viral elicitors: protective effect of mitochondria-targeted quinones // Biochemistry (Mosc.). 2014. Vol. 79. N 12. P. 1322–1332.

19. Rodi P.M., Bocco Gianello M.D., Corregido M.C., Gennaro A.M. Comparative study of the interaction of CHAPS and Triton X-100 with the erythrocyte membrane // Biochim. Biophys. Acta. 2014. Vol. 1838. N 3. P. 859–866.

20. Darzynkiewicz Z., Bruno S., Del Bino G., Gorczyca W., Hotz M.A., Lassota P., Traganos F. Features of apoptotic cells measured by flow cytometry // Cytometry. 1992. Vol. 13. N 8. P. 795–808.

21. Luttge U., Higinbotham N. Transport in plants. N.Y.: Springer Verlag, 1979. 468 pp.

22. Iriti M., Sironi M., Gomarasca S., Casazza A.P., Soave C., Faoro F. Cell death-mediated antiviral effect of chitosan in tobacco // Plant Physiol. Biochem. 2006. Vol. 44. N 11–12. P. 893– 900.

23. Zhang X., Li X.H., Ma X., Wang Z.H., Lu S., Guo Y.L. Redox-induced apoptosis of human oocytes in resting follicles in vitro // J. Soc. Gynecol. Investig. 2006. Vol. 13. N 6. P. 451–458.

24. Balhorn R. The protamine family of sperm nuclear proteins // Genome Biol. 2007. Vol. 8. N 9: 227.

25. Vuorimaa-Laukkanen E., Lisitsyna E.S., Ketola T.M., Morin-Pickardat E., Liang H., Hanzlíková M., Yliperttula M. Difference in the core-shell dynamics of polyethyleneimine and poly(l-lysine) DNA polyplexes // Eur. J. Pharm. Sci. 2017. Vol. 103. P. 122–127.


Для цитирования:


Киселевский Д.Б., Самуилов В.Д. Проницаемость плазматической мембраны для йодида пропидия и разрушение ядер клеток в эпидермисе листьев гороха: действие полиэлектролитов и детергентов. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2019;74(3):188-194.

For citation:


Kiselevsky D.B., Samuilov V.D. Permeability of the plasma membrane for propidium iodide and destruction of cell nuclei in the epidermis of pea leaves: the effect of polyelectrolytes and detergents. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2019;74(3):188-194. (In Russ.)

Просмотров: 10


ISSN 0137-0952 (Print)