Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск
№ 4 (2016)
Скачать выпуск PDF

Эволюционная биология

3-11 315
Аннотация

Фенотипическая пластичность (способность одного генотипа производить разные фенотипы в зависимости от условий) играет в эволюции важную, но до сих пор слабо изученную и часто недооцениваемую роль. Как адаптивная, так и неадаптивная фенотипическая пластичность влияет на силу и направленность отбора, действующего на популяцию, и может, в зависимости от ситуации, ускорять или замедлять адаптивную эволюцию, дивергенцию и видообразование. Фенотипическая пластичность также влияет на направленность эволюции, причем направление пластических и эволюционных изменений может совпадать (генетическая ассимиляция), а может быть противоположным (генетическая компенсация). Особой формой фенотипической пластичности являются изменения фенотипа организма-хозяина, обусловленные изменениями симбиотической микробиоты. В обзоре рассмотрены основные формы фенотипической пластичности и современные данные об их влиянии на направленность и скорость эволюции. Особое внимание уделено новым экспериментальным данным, включая результаты, полученные в ходе долгосрочного эволюционного эксперимента на Drosophila melanogaster, проводимого на кафедре биологической эволюции биологического факультета МГУ. 

Геронтология

12-18 1443
Аннотация

В статье представлены сведения о среднем возрасте смерти (CВC) 54256 профессионально занимавшихся научно-исследовательской работой мужчин, отнесенных к одному из шести научных направлений: физика, химия, математика, экономика, медицина и биология, гуманитарные науки. Дополнительно изучено влияние преподавательской деятельности ученых разных специальностей на СВС и долгожительство. Отдельно рассмотрены данные об умерших членах Российской академии наук, а также Академии наук СССР (1724–2013 гг.). Минимальным СВС оказался у математиков (71,2±0,21 года), а максимальным — у учёных-экономистов (74,6±0,26 года). Относительное число доживших до 90 лет и более либо до 100 лет и более было минимальным также у математиков: 7,59% и 0,37%, соответственно, а максимальным — у экономистов — 10,26% и 0,96%, соответственно. Показатели СВС и доля долгожителей среди ученых, получивших общественное признание, варьируют в зависимости от научной специальности. Среди членов Российской академии наук и Академии наук СССР наибольший СВС также был у экономистов (74,7±1,05 года), а минимальный — у математиков (70,6±0,74 года). У учёных, совмещающих исследовательскую работу с преподаванием в университете или колледже, СВС оказался на 3,5 года больше, чем у тех, кто не был вовлечен в преподавательскую деятельность. При этом, “прибавка” в годах была весьма значительной — от 3,1 года у экономистов и гуманитариев до 4,9 лет у математиков. Результаты исследования позволяют сделать вывод о том, что интенсивный научный труд способствует увеличению продолжительности жизни и долголетию. 

19-27 282
Аннотация

В ряде экспериментальных и эпидемиологических исследований получены доказательства того, что здоровье и темп старения организма могут в значительной степени зависеть от условий, в которых проходит его раннее развитие. В работах последних лет получены данные, свидетельствующие о том, что эффекты, являющиеся последствием стрессов в раннем онтогенезе, могут наследоваться трансгенерационно, обусловливая изменения различных характеристик в последующих поколениях. Показано, что ключевую роль в реализации подобных трансгенерационных эффектов могут играть эпигенетические факторы, связанные с регуляцией генетической экспрессии, в том числе метилирование ДНК, модификации гистонов хроматина и микроРНК. До последнего времени считалось общепринятым, что в ходе гаметогенеза и эмбриогенеза происходит полное стирание эпигенетических меток. В последние годы, однако, в ряде работ получены данные, свидетельствующие о том, что в некоторых случаях эпигенетические модификации, индуцированные на протяжении жизни организма, могут стираться не полностью и передаваться его потомкам, влияя на их фенотипические проявления в ряду поколений. В обзоре приведены данные эпидемиологических и экспериментальных исследований, свидетельствующих о возможности трансгенерационного наследования продолжительности жизни и ассоциированных с долгожительством признаков.

28-33 152
Аннотация

В обзоре кратко описываются основные типы аутофагии — макроаутофагия, микроаутофагия и шаперон-опосредованная аутофагия. Анализируются данные о характере влияния аутофагии на возникновение некоторых патологических процессов и старение у различных организмов. Отмечается, что такое влияние, как правило (хоть и не всегда), является положительным. Рассматриваются результаты исследований данного феномена в экспериментах на мышах, нематодах, дрозофилах, бактериях, дрожжах и культурах клеток высших организмов. Подчеркивается очевидная связь активации аутофагии с ограничением клеточной пролиферации, которую авторы считают основной причиной накопления с возрастом различных дефектов (наиболее важные из них — повреждения ДНК) в клетках и тканях, что приводит к увеличению вероятности смерти, т.е. к старению. Заключается, что изучение роли аутофагии в процессе старения наиболее целесообразно проводить на моделях хронологического старения дрожжей или “стационарного старения” клеточных культур. 

Методы

34-40 100
Аннотация

Получены микроносители на основе фиброина шёлка. Микроносители могут использоваться в качестве субстрата для культивирования клеток, для доставки клеток при проведении клеточной терапии, а также для создания тканеинженерных конструкций. Фиброиновые микроносители были минерализованы, что привело к появлению кристаллов фосфата кальция на их поверхности. Способность минерализованных и не минерализованных микроносителей поддерживать остеогенную дифференцировку остеобластоподобных клеток линии MG-63 была оценена по уровню активности щелочной фосфатазы, раннего маркера остеогенеза. Было показано, что клетки активно пролиферировали на поверхности как минерализованных, так и немодифицированных микроносителей. Культивирование MG-63 на поверхности фиброиновых микроносителей приводило к повышению активности щелочной фосфатазы, что указывало на остеогенную дифференцировку клеток MG-63 в отсутствие индукторов. Уровень щелочной фосфатазы был выше при использовании минерализованных микроносителей. При традиционном двухмерном культивировании клеток MG-63 активность щелочной фосфатазы была близка к нулевому уровню. В отличие от традиционного монослойного культивирования при использовании микроносителей клетки находятся в трехмерных условиях, более близких к физиологическим. Это может оказывать значительное влияние на их морфологию и функциональные свойства. В ходе работы также были охарактеризованы механические свойства пористых скаффолдов, использованных для получения микроносителей. 

Микология и альгология

41-44 70
Аннотация
При исследовании морской микобиоты растительных остатков в окрестностях Беломорской биостанции им. Н.А. Перцова были обнаружены многочисленные грибы, два из них являются новыми для Белого моря. Остатки приморских галофитов собирали в августе 2009 и 2015 гг. в зоне выбросов; работу проводили методами прямого наблюдения. Новый для Белого моря вид Phaeosphaeria neomaritima (R.V. Gessner et Kohlm.) Shoemaker et C.E. Babc. найден на 11 фрагментах, в основном на остатках приморского растения Juncus atrofuscus (ситник чёрно-бурый). P. neomaritima был обнаружен как в 2009 г., так и в 2015 г., в разных точках исследованного участка. Аскокарпы гриба были недозрелыми, видимо, на Белом море они созревают позднее середины августа. Второй вид, Pleospora triglochinicola Webster. является новым не только для Белого, но и для всех морей России. Он был обнаружен на 12 фрагментах галофита Triglochin maritima (триостенник приморский), в оба года исследования, в разных точках исследованного участка. Очевидно, оба вида являются обычными на исследованной территории. В статье приводятся описания и фотографии находок, а также обсуждается экология и общее распространение данных видов.
45-49 62
Аннотация

Изучена способность к синтезу протеиназ молокосвёртывающего (сычужного) действия у 8 штаммов базидиального гриба Irpex lacteus. Установлено, что исследованные штаммы I. lacteus отличаются между собой по ферментативной активности культуральной жидкости. Максимальная молокосвёртывающая активность штаммов I. lacteus 2425, 2426 и 2427 наблюдалась в экспоненциальную фазу роста на 15-е сутки культивирования на глюкозо-пептонной среде. Данные штаммы I. lacteus являются наиболее перспективными продуцентами энзимов сычужного действия для дальнейшего исследования и практического использования. Штаммы I. lacteus 2421, 2422, 2423, 2424 и 2428 проявили более низкие значения ферментативной активности и требуют дополнительных исследований по подбору оптимальных условий культивирования. 

Микробиология

50-56 105
Аннотация

Биотестированием на модели бактериальной люминесценции в течение 30 мин исследованы характеристики четырёх природных образцов воды городской и сельской среды и эффективность их очистки новым реагентом — ферратом калия K2FeO4. Выявлено, что два образца воды, взятых в городской местности, были токсичны, а два других (один из городской и один из сельской среды) — нетоксичны. Многочисленные данные по нарастанию показателя индекса токсичности во времени, полученные этим методом, позволили судить о химической природе веществ, содержащихся в исследуемых образцах воды. Токсичные природные образцы воды, вероятно, содержали тяжёлые металлы и хорошо очищались ферратом калия, одним из механизмов действия которого является их адсорбция. В нетоксичных исследуемых природных образцах воды при внесении в них феррата калия, вероятно, были образованы токсичные комплексы с органическими соединениями, содержащимися в воде. Данные ориентируют на дальнейшие исследования свойств феррата калия при комплексообразовании его с органическими соединениями. Биотестирование на основе бактериальной люминесценции является перспективным экспресс — методом для оценки свойств различных источников воды (их интегральной токсичности и предположительного химического состава), а также характеристик новых реагентов для их очистки (эффективных концентраций, бактерицидности и механизмов действия во взаимосвязи с тяжелыми металлами и органическими веществами воды). 

Молекулярная биология

57-60 82
Аннотация

Амплификация нетранскрибируемого спейсера 5S-рДНК облепихи крушиновидной (Hippophae rhamnoides L.) с помощью праймеров, подобранных на фланги соседних кодирующих областей, показала наличие единичного фрагмента. Данный фрагмент был клонирован и секвенирован. Было обнаружено, что длина нетраскрибируемого спейсера облепихи составляет 807 п.о. Анализ последовательности показал высокий уровень гомологии с ранее описанными микросателлитными локусами облепихи, лоха серебристого (Elaeagnus angustifolia L.) и джузгуна (Calligonum mongolicum Turcz.), включающими мотив (GA)9. Полученные результаты могут быть полезны для дальнейшего изучения организации генов рибосомной РНК. 

61-65 77
Аннотация

PARP1 представляет собой ключевой фермент, участвующий в репарации ДНК, репликации и транскрипции, а ингибиторы PARP1 рассматриваются как перспективные противоопухолевые препараты, действующие как химиои радиосенсибилизаторы при традиционной терапии злокачественных образований. Ранее было обнаружено, что природный полифенол из хлопчатника — госсипол — способен ингибировать PARP1, но точный механизм его действия остается неизвестным. В данной работе проводили поиск мишеней действия госсипола, используя серию мутантов PARP1, лишенных домена BRCT или содержащих различные мутации в Zn3-домене. Ингибирование госсиполом PARP1 сравнивали с действием олапариба — ингибитора PARP1, c известным механизмом действия, направленным на каталитический центр PARP1. Было показано, что ни домен BRCT, ни какой-либо из трех Zn-доменов не требуются для ингибирования госсиполом каталитической активности PARP1, поскольку данный ингибитор проявлял сходную активность по отношению как к нативному, так и к мутантным вариантам PARP1. Полученные данные противоречат высказанному ранее предположению, согласно которому, мишенью для действия госсипола является BRCT-домен PARP1. Таким образом, мишенью действия госсипола, видимо, являются другие домены или междоменные участки белка PARP1. 

Физиология

66-71 112
Аннотация

В работе исследовано защитное действие природного дипептида карнозина на антиоксидантную систему крыс в условиях окислительного стресса, вызванного хроническим введением кадмия. Окислительный статус экспериментальных животных оценивали по ряду информативных параметров железо-индуцированной хемилюминесценции. Показано, что введение кадмия в течение 7 сут приводит к снижению длительности латентного периода хемилюминесценции в ткани мозга, печени и плазме крови, свидетельствующему об истощении системы эндогенной антиоксидантной защиты. Введение крысам карнозина одновременно с кадмием приводило к значительному повышению уровня антиоксидантной защиты в плазме крови, печени и мозге животных. Вместе с тем карнозин предотвращал нарастание содержания липидных гидроперекисей в мозге и препятствовал развитию перекисного окисления липидов в печени и плазме крови животных. Механизм протекторного действия карнозина в условиях индукции системного окислительного стресса кадмием исследовали на культуре клеток нейробластомы человека SH-SY5Y. Внесение в инкубационную среду кадмия в итоговой концентрации 5 мкМ снижало жизнеспособность клеток культуры, определяемую с помощью МТТ-теста; внесение одновременно с кадмием карнозина (итоговая концентрация 0,25 мМ) при 24-часовой инкубации приводило к повышению жизнеспособности клеток. При этом в конечной концентрации 1 мМ карнозин эффективно препятствовал развитию некротических повреждений клеток нейробластомы, подавляя образование активных форм кислорода, измеренных методом проточной цитометрии. Полученные результаты указывают на способность карнозина препятствовать развитию окислительного стресса в условиях токсического действия кадмия. 

72-82 178
Аннотация

Нейротрофические факторы мозга играют ключевую роль в онтогенетических изменениях функционирования нервной системы. За шесть десятилетий активных исследований структуры и функций белков семейства нейротрофинов наиболее полно охарактеризованы фактор роста нервов (NGF) и мозговой нейротрофический фактор (BDNF). Сложная координация синтеза, транспорта, секреции и взаимодействия пронейротрофинов и зрелых нейротрофинов, а также их рецепторов — белков семейства Trk — тирозинкиназы и p75NTR-рецептора — обусловливает широкий спектр их биологической активности. В эмбриогенезе нейротрофические факторы принимают участие в становлении нервной системы, регулируя как деление, дифференцировку, выживание, миграцию и рост нейронов и их отростков, так и запуск апоптоза. В зрелом мозге нейротрофины участвуют в поддержании функционального состояния нейронов и глиальных клеток, регуляции синаптической пластичности. Закономерно, что развитие характерных для старения и нейродегенеративных заболеваний процессов тесно связано с изменением нейротрофического обеспечения головного мозга, обусловленным как нарушением метаболизма нейротрофинов, так и модификацией их доступности вследствие изменения микроокружения нейронов. Как перспективный подход к терапии нейродегенеративных расстройств рассматривается восстановление баланса нейротрофических факторов в мозге. 

83-88 242
Аннотация

Работа посвящена изучению связи между индивидуальными особенностями электроэнцефалограммы (ЭЭГ), зарегистрированной в состоянии спокойного бодрствования, и уровнем невербального интеллекта. В исследовании приняли участие 77 студентов Ярославского государственного университета имени П.Г. Демидова. При анализе связей IQ со спектральными характеристиками тета-, альфа- и двух диапазонов бета-ритмов ЭЭГ выявлено, что амплитуда и мощность альфаи низкочастотного бета-ритмов положительно связаны с успешностью решения теста невербальных интеллектуальных способностей. Разнообразие периодических режимов мозга оценивали с помощью корреляционной размерности ЭЭГ (CD). Корреляционная размерность является количественной характеристикой аттрактора нелинейно-динамической системы, дающей информацию о степени сложности ее поведения. Нами установлено, что величина корреляционной размерности положительно связана с уровнем интеллекта. Для изучения периодичности сигнала ЭЭГ использовали автокорреляционный анализ. Показано, что длительность автокоррелограммы имеет отрицательную связь с IQ, а размах графика автокорреляционной функции положительно связан с коэффициентом интеллекта. Получено регрессионное уравнение, позволяющее прогнозировать уровень невербального интеллекта на основе мощности тета- и бета-ритмов, индексов альфа-ритма, амплитуды и автокорреляционных характеристик сигнала ЭЭГ. 



ISSN 0137-0952 (Print)