Preview

Вестник Московского университета. Серия 16. Биология

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков
Том 73, № 3 (2018)
Скачать выпуск PDF

ОБЗОРЫ

125-131 121
Аннотация
Тромбоциты участвуют в процессах воспаления и заживления ран, локально стимулируя активацию иммунного ответа и регенерацию в организме. Ряд воспалительных заболеваний центральной нервной системы, таких как травмы головного мозга, болезнь Альцгеймера и инсульт, характеризуются нарушением проницаемости гемато-энцефалического барьера, при котором клетки крови, в том числе тромбоциты, проникают в нервную ткань. Однако роль тромбоцитов в контексте нейровоспаления остается малоизученной. Недавние исследования показывают, что при патологиях центральной нервной системы активированные тромбоциты выделяют широкий спектр коагуляционных и сосудистых факторов и участвуют в развитии нейрососудистых заболеваний. Кроме того, тромбоциты стимулируют иммунный ответ и регулируют воспаление в центральной нервной системе. Трофические и ростовые факторы, содержащиеся в тромбоцитах, регулируют регенерацию нервной ткани. При активации тромбоциты выделяют нейротрансмиттеры, серотонин, допамин, гистамин и глутамат и могут влиять на работу нейронов при патологиях нервной системы. В обзоре описываются основные аспекты и механизмы участия тромбоцитов в нейровоспалении, а также терапевтическая значимость тромбоцитов для лечения нейродегенеративных заболеваний.
132-140 59
Аннотация
Изучение микробных сообществ почв Антарктиды является исключительно важным направлением исследований, которое позволяет расширить наши знания об участии микроорганизмов в первичном почвообразовании, особенностях формирования микробных сообществ в экстремальных местообитаниях и представляет значительный интерес для направленного поиска микроорганизмов – потенциальных объектов биотехнологии. В настоящем обзоре обобщены результаты многолетних (2012–2017 гг.) комплексных исследований микробных сообществ почв российских полярных станций Восточной Антарктиды – оазис Ширмахера (станция Новолазаревская), Холмы Ларсеманн (станция Прогресс) и Холмы Тала (станция Молодежная). Впервые для этого региона проведена оценка биомассы почвенных микроорганизмов с помощью методов прямой микроскопии. Общие запасы микробной биомассы невелики, в составе доминируют (77–99%) грибы. Особенностью антарктических почв является высокое содержание и морфологическое разнообразие мелких форм микроорганизмов: грибы представлены преимущественно одноклеточными структурами (спорами малых размеров и дрожжами), бактерии – фильтрующимися формами. В то же время микроорганизмы могут вносить существенный вклад в такие важные экологические функции почвы, как эмиссия парниковых газов, особенно в теплые периоды года при достижении почвой стойких положительных температур. Это следует учитывать при создании моделей и прогнозов глобального потепления климата. А использование различных методов изоляции для анализа микробного населения почв, в том числе сукцессионный подход, позволяет существенно расширить представления о таксономическом разнообразии культивируемых грибов и бактерий в почвах Антарктиды.

Биофизика

141-145 39
Аннотация
Электронный транспорт в фотосистеме 2 (ФС2) шпината с кислород-выделяющим комплексом (КВК), содержащим гетерогенные кластеры металлов 2Mn2Fe и 3Mn1Fe, был исследован с применением метода измерения кинетики индукции флуоресценции (КИФ). Препараты ФС2(2Mn,2Fe) и ФС2(3Mn,1Fe) были синтезированы из препаратов ФС2 без кальция в КВК (ФС2(-Са)). Мы установили, что КИФ в препаратах ФС2(2Mn,2Fe) имеет форму, аналогичную форме КИФ в препаратах ФС2 без кальция, но с меньшим выходом флуоресценции. Наши результаты свидетельствуют о наличии электронного транспорта от кластера металлов в КВК к первичному пластохинонному акцептору электронов QА, как и в препаратах ФС2(-Са), т.е. свидетельствуют об окислении молекул воды либо гетерогенным кластером, либо димером марганца. Кроме того, эти данные свидетельствуют о том, что частичное замещение катионов марганца в КВК катионами железа не оказывает влияния на перенос электрона на акцепторной стороне ФС2. Установлено, что в препаратах ФС2(3Mn,1Fe) форма КИФ аналогична форме КИФ в ФС2(2Mn,2Fe), но имеет немного больший уровень максимального выхода флуоресценции Fmax. В присутствии экзогенного кальция скорость переноса электронов в препаратах ФС2(3Mn,1Fe) значительно (в два раза) возрастает, тогда как в ФС2(2Mn,2Fe) кальций практически не влияет на электронный транспорт. В ФС2 без катионов марганца в КВК (ФС2(-Mn)) КИФ достигает максимума (так называемый пик К), после чего уровень выхода флуоресценции снижается в результате окисления восстановленного первичного пластохинона QА - и отсутствия притока электронов c донорной стороны ФС2. Включение катионов железа вместо катионов марганца в препараты ФС2(-Mn) приводит к насыщению флуоресценции и исчезновению пика К, вероятно, в результате замедления процесса рекомбинации зарядов между восстановленным пластохиноном QА - и окисленным тирозином YZ +•, являющимся переносчиком электронов между КВК и первичным донором электронов Р680.
146-152 34
Аннотация
Исследования влияния обеспеченности неорганическим фосфором (Pi ), важным биогенным элементом, на рост и физиологические параметры одноклеточных водорослей важны для определения динамики численности и продуктивности фитопланктона в природных экосистемах и промышленных системах с целью культивирования этих организмов. Затруднения при проведении таких исследований связаны со сложной кинетикой поглощения Pi клетками и способностью микроводорослей к внутриклеточному запасанию фосфора. В этой связи необходимы эффективные способы экспресс-мониторинга состояния культур микроводорослей. Данным критериям отвечают методы, основанные на регистрации оптических свойств клеток, таких как поглощение и рассеяние света культурами и флуоресценции содержащегося в клетках хлорофилла. В настоящей статье описаны результаты мониторинга культуры зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris IPPAS C-1, культивируемой в среде, не содержащей фосфора. Установлено, что и оптические (поглощение света в полосах фотосинтетических пигментов – хлорофиллов и каротиноидов), и люминесцентные (переменная флуоресценция хлорофилла) параметры отражают состояние культуры. При регистрации оптических свойств необходима коррекция вклада светорассеяния в общее ослабление света суспензиями клеток микроводорослей, при этом сам по себе уровень светорассеяния является точной мерой общего количества взвешенных частиц в суспензии. Однако мониторинг культур, содержащих значительное количество светорассеивающих частиц без фотосинтетических пигментов (таких как гетеротрофные бактерии) затруднен. Для подобных культур оптимальным является использование переменной флуоресценции – например, параметра Fv/Fm, отражающего максимальную фотохимическую эффективность фотосистемы II.

Геронтология

153-159 21
Аннотация
Несмотря на то, что продукты окисления нуклеотидов и нуклеозидов являются маркёрами окислительного стресса, всё чаще стали появляться сообщения, свидетельствующие о парадоксальной способности этих соединений защищать клетки от повреждающего воздействия активных форм кислорода. Среди всех азотистых оснований наиболее восприимчив к влиянию окислительного стресса гуанин, поэтому чаще остальных окисляются гуанозины. В настоящей работе исследовано влияние экзогенного 8-оксо-2'- дезоксигуанозина на кинетику роста и “стационарного старения” (накопление “возрастных” изменений клеток при замедлении скорости размножения в пределах одного пассажа и дальнейшем их пребывании в стационарной фазе роста) непересеваемой культуры трансформированных клеток китайского хомячка. Показано, что нуклеозид быстро поглощается клетками из среды, однако он никак не влияет на кинетику роста культуры и ухудшает жизнеспособность клеток, находящихся в поздней стационарной фазе. Таким образом, не было обнаружено митогенного или геропротекторного эффекта 8-оксо-2'- дезоксигуанозина.

Гидробиология

160-165 100
Аннотация
Биомасса фотосинтезирующего пикопланктона (Впик), его вклад в суммарную биомассу фитопланктона (Впик%), концентрация хлорофилла “a” (ХЛ), а также сопутствующие гидрофизические условия были оценены в Белом море в июне 2015 г. на 47 станциях, охватывающих залив Онежский, залив Кандалакшский с его губами и западную часть Бассейна. Пространственная изменчивость средних для фотического слоя значений Впик (0,1–1,91 мг С/м3) определялась суб- и мезомасштабной неоднородностью гидрологических условий. Выявлено увеличение Впик во фронтальных зонах и низкие значения Впик в водах с квазиоднородным распределением термохалинных характеристик. На половине станций Впик% не превышал 1%, на остальной акватории варьировал от 1 до 8%. На одной из станций Бассейна этот показатель достигал 40,5%. При цветении фитопланктона в губе Княжая (ХЛ>3 мг/м3) с доминированием Skeletonema costatum sensu lato Впик% не превышал 2%.

Зоология

166-172 21
Аннотация
Брахиоподы – реликтовая группа беспозвоночных-фильтраторов, использующих щупальцевый аппарат – лофофор – для улавливания пищи из толщи воды. Брахиоподы претерпели массовое вымирание, связанное, по-видимому, с низкой эффективностью работы их ловчего аппарата по сравнению с более эволюционно продвинутыми животными-фильтраторами. Изучение механизма работы лофофора современных брахиопод важно для понимания их эволюционной судьбы. В данной работе изучен механизм очищения лофофора от крупных несъедобных частиц у брахиоподы Coptothyris grayi с наиболее сложным типом щупальцевого аппарата – плектолофным лофофором. Методом прижизненных наблюдений и в ходе экспериментов с искусственными частицами показано, что крупные несъедобные частицы скапливаются внутри рук лофофора на внешней стороне брахиальной складки. Накопленные частицы формируют ряды вдоль фронтальных желобков наружных щупалец, последовательно переносятся к их краю и двигаются вдоль края щупалец, обволакиваясь слизью. Одна часть частиц отрывается от лофофора, в то время как другая переносится на абфронтальную сторону щупалец. Путем многократного реверсирования направления биения абфронтальных ресничек частицы совершают волнообразные движения вдоль абфронтальной поверхности щупалец. Такой характер движения частиц способствует склеиванию частиц в комки благодаря слизи, выделяемой железистыми клетками щупалец. Сформированные комки отрываются от лофофора и падают на мантийную складку. За счет биения ресничек мантии частицы транспортируются к переднему участку края мантии, где также наблюдается реверсирующий характер биения ресничек. В области края мантии происходит склеивание комков и формирование псевдофекалий, которые выводятся из мантийной полости. Таким образом, впервые показано, что удаление крупных несъедобных частиц из лофофора обеспечивается работой исключительно наружных щупалец. Впервые для брахиопод было обнаружено реверсирование биения абфронтальных ресничек щупалец и мантии, что способствует дополнительной выработке слизи, формированию комков псевдофекалий и облегчает их выход из мантийной полости. Полученные данные вносят существенный вклад в понимание работы щупальцевого аппарата современных брахиопод. Использование этих результатов в сравнительном анализе позволит пролить свет на функционирование и эволюцию щупальцевых аппаратов у Bilateria.

Методы

173-177 15
Аннотация
Разработана методика подготовки образца остановленного элонгационного комплекса РНК-полимеразы Escherichia coli с нуклеосомой для исследования с помощью криоэлектронной микроскопии. Разработана методика очистки комплекса от избытка свободной РНК-полимеразы и непродуктивных комплексов на гепариновой смоле. Для концентрирования элонгационного комплекса был применен аффинный монослой, сформированный липидами, связанными с ионами Ni. Применение подготовленных аффинных сеток с иммобилизированным монослоем липидов позволило предотвратить агрегацию частиц комплекса на поверхности сетки. Разработанная методика может применяться для получения трехмерной реконструкции элонгационного комплекса ЕС+39.

Микробиология

178-184 44
Аннотация
Исследовано влияние органических веществ (глюкозы, фруктозы, рибозы, глицина, аланина, пирувата, ацетата, цитрата и дрожжевого экстракта), а также отходов пищевых производств (мелассы, барды, молочной сыворотки) на рост железоокисляющих ацидофильных микроорганизмов и на биоокисление двухвалентного железа. Объектами исследования были представители групп микроорганизмов, доминирующих в биогидрометаллургических процессах: археи семейства Ferroplasmaceae (Acidiplasma aeolicum V1T, A. cupricumulans BH2T, Acidiplasma sp. MBA-1, Ferroplasma acidiphilum B-1) и бактерии рода Sulfobacillus (Sulfobacillus thermosulfidooxidans SH 10-1, S. thermotolerans Kr1T). Все исследованные штаммы наиболее активно росли и окисляли железо в средах с дрожжевым экстрактом, что, вероятно, объясняется наличием в его составе большого количества различных факторов роста, однако другие субстраты также обеспечивали как рост микроорганизмов, так и окисление железа.
185-190 36
Аннотация
Описаны свойства штамма-деструктора фенола Pseudomonas aeruginosa 21SG, выделенного из почвы расположенного в г. Уфе (Республика Башкортостан) предприятия, являющегося крупнейшим производителем синтетических дубителей в России. Идентификация штамма проведена с учетом культурально-морфологических, физиолого-биохимических и морфометрических признаков, а также результатов сравнительного анализа последовательности гена 16S рРНК. В условиях периодической культуры исследован рост P. aeruginosa 21SG и установлено, что содержание фенола в культуральной жидкости снижается через 4 сут на 84% от контроля. Выявлена возможность применения P. aeruginosa 21SG для утилизации фенола в промышленных стоках нефтехимического производства и производства дубильных экстрактов.

Молекулярная биология

191-196 41
Аннотация
Методом флуоресцентной микроскопии одиночных частиц с регистрацией фёрстеровского резонансного переноса энергии исследованы структурные перестройки, происходящие под действием высокой ионной силы в нуклеосомах на основе ДНК-матрицы 603. Установлено, что в диапазоне концентраций KCl 0,7–1,3 М в нуклеосомах происходят масштабные изменения структуры, сопровождающиеся образованием по меньшей мере двух состояний, отличающихся степенью отворачивания ДНК от октамера гистонов, и затрагивающие от 13 до 35 и более пар нуклеотидов. Доля нуклеосом с измененной структурой варьирует от 60% при 0,7 М KCl до 100% при 1,3 М KCl. Сохранение ассоциации между коровыми гистонами и ДНК в новых конформационных состояниях обеспечивает обратимость структурных изменений при снижении концентрации KCl до физиологического уровня. Обратимость достигает ~100% при переходе от 0,7 М к 0,15 М KCl и снижается до ~50% при переходе от 1,3 М к 0,15 М KCl.

Физиология растений

197-207 28
Аннотация
В статье представлены результаты изучения пигментного состава, скоростей видимого фотосинтеза (чистой продукции кислорода) и темнового дыхания листьев гибискуса сирийского (Hibiscus syriacus L.) в условиях комплексного воздействия высоких летних температур, интенсивной инсоляции, загазованности и запылённости воздушной среды. Исследования проводились в период активной вегетации в 2017 г. на трёх территориях – Ташкентский ботанический сад АН РУз, сквер в центре города Ташкента и горная турбаза. Результаты экспериментов показали, что гибискус обладает высоким адаптивным потенциалом и в условиях достаточного полива хорошо приспособлен к экстремальным факторам среды обитания семиаридной зоны. Экологическая пластичность фотосинтетического аппарата гибискуса играет существенную роль в приспособлении вида к условиям среды обитания. Выявлено, что в условиях затенения у растений Ташкентского ботанического сада формируются крупные, широкие и тонкие “теневые” листовые пластинки, т.е. проявляются сциоморфные черты. Гелиоморфные признаки отмечены у листьев растений в горной местности, где в условиях сильной инсоляции формируются “световые” листья, которые имеют утолщённую и уплотнённую листовую пластинку гораздо меньшего размера. Адаптивный смысл подобных структурных перестроек листа – усиление мощности ассимиляционного аппарата, компенсирующее недостаток света (в случае сциоморфоза), и, напротив, – взаимное затенение фотосинтетических элементов, как защитная мера против повреждающего влияния избыточного света (в случае гелиоморфоза). Таким образом, обеспечивается необходимый растению постоянный уровень ассимиляции углекислого газа и продукции органических веществ, для поддержания энергетического баланса в разных условиях среды обитания. Изучение температурной зависимости скоростей темнового дыхания и видимого фотосинтеза показало, что эти процессы более устойчивы к температурным повреждениям в условиях обитания при более экстремальных значениях факторов среды. При этом устойчивость увеличивается и с возрастом листа, т.е. растение адаптируется в процессе онтогенеза к возможным перепадам температуры. В разных условиях произрастания скорость видимого фотосинтеза листьев гибискуса в период активной вегетации при оптимальных параметрах измерения примерно одинакова – 0,20±0,05 мкмольО2/(дм2·с), это – норма реакции данного показателя и является видоспецифичной характеристикой фотосинтетического аппарата H. syriacus L.
208-214 17
Аннотация
Изучено влияние удаления корней на содержание цитокининов в апексах побегов растений арабидопсиса. Для оценки уровня гормонов в клетках применяли метод иммуногистохимической локализации с использованием антител против рибозида зеатина. Для предотвращения вымывания цитокининов из клеток в процессе дегидратации применяли дифференциальный метод конъюгирования свободных пуриновых оснований и их рибозидов. Показано, что удаление корней снижает иммунное окрашивание на зеатин клеток апикальной меристемы побега. Выявлено снижение уровня зеатина в клетках апекса побега под влиянием протонофора, что указывает на роль процесса вторично-активного трансмембранного переноса цитокининов в поддержании их уровня в клетках апекса побега.

Экология

215-222 29
Аннотация
Pleurozium schreberi является одним из наиболее распространенных видов мхов на территории лесной зоны. Он доминирует в моховом ярусе в лесах черничного и кисличного типов. В небольших количествах может встречаться практически во всех типах леса, даже на болотах. Также он является типичным компонентом мохового яруса и в тундрах. В статье рассматривается распространение Pleurozium schreberi на территории Восточно-Европейской равнины и Восточной Фенноскандии. На основе литературных источников о встречаемости вида в различных регионах, по точечным данным, была создана модельная карта распространения вида с использованием метода кригинга. Наложение модельной карты на карты пространственного распространения на этой территории климатических показателей и растительных зон, были выяснены биогеографические предпочтения вида. P. schreberi характеризуется наибольшим распространением в лесной зоне. Здесь его встречаемость высока, он является фитоценотически активным видом. При переходе от лесной зоны к зоне степей, встречаемость Pleurozium schreberi резко падает. Здесь он уже является достаточно редким видом, произрастая исключительно в сосновых и березовых колках. В открытой степи этот вид пропадает. Начиная со степной зоны и далее к югу, встречаемость Pleurozium schreberi уменьшается постепенно, по мере увеличения летних температур и уменьшения осадков, а также исчезновения лесов. На севере же, где вид высоко активен, его ареал резко обрывается на побережье Северного Ледовитового океана. Такое распространение Pleurozium schreberi связано как с ценотическими предпочтениями, так и обусловлено климатически – он изреживается в регионах с летними температурами выше +23°С и количеством осадков менее 400 мм в год.


ISSN 0137-0952 (Print)