С помощью биоинформатического анализа исследована стабильность хроматосомы при введении в структуру линкерного гистона посттрансляционных модификаций и мутаций, наблюдаемых в случаях онкологических заболеваний. Хроматосома образуется при взаимодействии линкерного гистона с нуклеосомой. Это взаимодействие может быть охарактеризовано величиной свободной энергии связывания. Мы предположили, что онкомутации и посттрансляционные модификации линкерного гистона ассоциированы с изменением свободной энергии связывания с ним нуклеосомы и, вероятно, приводят к изменению компактизации хроматина, таким образом влияя на экспрессию генов. Расчеты свободной энергии связывания проводились с помощью алгоритмов программы FoldX. Также был проведен скрининг положений посттрансляционных модификаций линкерного гистона на наличие стерических ограничений. Анализ полученных данных позволил выявить онкомутации и посттрансляционные модификации, которые существенно меняют свободную энергию связывания линкерного гистона с нуклеосомой, тем самым, возможно, влияя на структуру хроматина в целом.

Анатомические особенности листьев считаются важными диагностическими признаками для определения злаков. С этой целью традиционно используют срезы в срединной части листовой пластинки. Анатомия листа представляет ключевой интерес для определения представителей рода овсяница Festuca L. из-за значительного внешнего сходства между видами, особого внимания заслуживают особенности расположения склеренхимы на срединных срезах их листовых пластинок. Существующий дефицит сведений о пространственном расположении тканей внутри листа злаков не позволяет в полной мере оценить диагностическую значимость информации, которую даёт единственное двумерное сечение листовой пластинки. Целью проведённого исследования было создание трёхмерных моделей склеренхимы по серии срезов, а также выявление количественных закономерностей распределения склеренхимы вдоль листовых пластинок у двух узколистных овсяниц Festuca valesiaca Gaud. и Festuca beckeri (Hack.) Trautv. У обоих видов площадь сечения склеренхимы увеличивается на небольшом участке выше пластинчато-влагалищного сочленения и затем постепенно уменьшается до кончика листа. Субэпидермальная склеренхима исследованных овсяниц имеет вид неравномерного слоя – почти сплошного у F. beckeri и рассечённого четырьмя протяжёнными трещинами у F. valesiaca. Изменения формы сечений склеренхимы от пластинчато-влагалищного сочленения до кончика листа более выражены у F. valesiaca, чем у F. beckeri. Изменчивость расположения склеренхимы вдоль листовых пластинок следует учитывать при использовании двумерных сечений листа для диагностики овсяниц.

Эмбриональные и личиночные стадии развития амфибий часто используются при проведении экспериментальных исследований в области биологии развития, токсикологии и медицины. Однако существующие методики проведения лабораторных экспериментов не учитывают особенности биологии модельных видов амфибий, а также не уделяют достаточного внимания стандартизации условий проведения экспериментов и минимизации влияния экспериментатора на их результат. Кроме того, не учитывается тот факт, что методика проведения экспериментальных исследований, разработанная для одного вида амфибий, не может использоваться для аналогичных исследований на другом виде без ее существенной модификации с учетом особенностей биологии данного объекта. В статье суммируются результаты многолетних исследований, посвященных изучению факторов, оказывающих влияние на результаты лабораторных экспериментов по изучению эмбриональных стадий развития серой жабы Bufo bufo. На примере этого вида разработаны новые методические подходы к проведению лабораторных исследований, позволяющие учитывать особенности биологии вида, минимизировать неоднородность воздействий ранее неконтролируемых факторов и стандартизировать условия проведения экспериментов. Рекомендуется на протяжении всего эксперимента поддерживать температуру на уровне 15°C, проводить регулярные измерения через одинаковые промежутки времени (8 ч), проводить каждое тестирование при двух значениях начальной плотности эмбрионов (рекомендуемые – 30 и 120 икринок в едином шнуре на стандартный аквариум). При постановке экспериментов следует учитывать влияние не только «объемной»(отношение количества эмбрионов к объему воды), но и «поверхностной» (отношение количества эмбрионов к площади поверхности), а также «линейной» (отношение количества эмбрионов к длине икряного шнура) плотности. Показано, что любое дополнительное воздействие на эмбрионы со стороны экспериментатора, связанное с удалением погибших особей, проводимое в процессе проведения экспериментов, может оказывать существенное влияние на результат, поэтому такие воздействия следует свести к минимуму.

помощью измерений функциональных признаков листьев исследовали спектр экологических (CSR) стратегий для сообществ высокотравных субальпийских лугов Северо-Западного Кавказа (Тебердинский заповедник). Эти сообщества развиваются во влажных западинах, долинах рек и ложбинах стока в субальпийском высоком поясе и являются характерным элементом растительности Кавказа. Доминантами выступают крупнотравные виды, такие как Rumex alpinus, Senecio platyphylloides, Cephalaria gigantea, Ligusticum alatum и др. Для оценки экологических стратегий растений измеряли три функциональных признака: площадь листа, массы водонасыщенного и сухого листа. На их основе рассчитывали необходимые показатели для 42 видов сосудистых растений. Большинство растений субальпийского высокотравья имеют черты конкурентной и конкурентно-рудеральной стратегий. 11 видов отнесены алгоритмом к конкурентной стратегии (например, Angelica purpurascens, A. tatianae, Cirsium chlorocomos, Heracleum asperum, H. leskovii, H. sosnowskyi и др.). Конкурентно-рудеральная (CR) стратегия выявлена для Aconitum nasutum, Cirsium simplex, Geranium sylvaticum, Hesperis voronovii, Rumex alpestris  и др. Два вида (Achillea millefolium, Dactylis glomerata) отнесены к CS-стратегии. Стресс-толерантная стратегия выявлена лишь для трех видов: Veronica filiformis, Lilium monadelphum, Millium effusum. Смешанная CSR-стратегия показана для двух видов (Trifolium pratense, Astrantia maxima). Большинство (93%) изученных видов имеют ярко выраженные черты конкурентности. При этом процентный вклад черт этой стратегии положительно коррелирует со средней вегетативной высотой вида.
Значительное число изученных видов также имеет черты рудеральной экологической стратегии (в среднем, 26%). Мы предполагаем, что это результат использования высокогорных фитоценозов этого региона под пастбища в течение многих столетий. Полученные нами результаты вступают в некоторое противоречие с распространенной точкой зрения, что в высокогорьях преобладают стресс-толерантные виды. Это можно объяснить тем, что изученные луга занимают наиболее благоприятные местообитания в высокогорьях, в которых конкурентные преимущества имеют быстрорастущие крупнотравные виды. Нами подтверждена гипотеза о том, что константные виды субальпийского высокотравья Северо-Западного Кавказа имеют значительно (до 95%) выраженные черты конкурентной стратегии (за исключением V. filiformis).

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.

 

Описан новый штамм-деструктор 2,4,5-трихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4,5-Т), выделенный из пробы почвы предприятия, которое являлось крупнейшим производителем  гербицидов в России. Идентификация штамма проведена с учетом культурально-морфологических, морфометрических, физиолого-биохимических признаков, а также результатов сравнительного анализа последовательности гена 16S рРНК. Выделенный штамм определен как Bacillus mobilis 34Т. Исследован рост периодической культуры B. mobilis 34Т в условиях использования 2,4,5-Т в концентрации 100 мг/л в качестве источника углерода и энергии. Содержание 2,4,5-Т в культуральной жидкости в течение  первых суток  снижалось  на  29%,  к  9-м  сут  –  на  62%  от  начального  уровня.  Штамм B. mobilis 34Т был применен для биологической очистки почвы, загрязненной стки  составляла  на  5-е  сут  41%,  на  10-е  сут  –  52%  и  на 15 – 20-е сутки культивирования – 58%.

Поли(АДФ-рибоза)полимераза 1 (PARP1) участвует в процессах репарации, репликации, транскрипции ДНК, регуляции клеточного цикла и апоптоза. Участие PARP1 в репарации определяется способностью фермента к взаимодействиям с различными дефектами и неканоническими структурами ДНК с последующим полиАДФ-рибозилированием белков, находящихся рядом. Ранее на примере мононуклеосом, имеющих один выступающий конец ДНК, моделирующий двуцепочечный разрыв ДНК вблизи кор-нуклеосом, нами была обнаружена способность PARP1 вызывать структурные перестройки в нуклеосомах в отсутствие НАД+. В настоящей работе мы показали, что PARP1 вызывает подобные структурные перестройки в нуклеосомах как в случае нуклеосом с концами ДНК, отстоящими от коровой области на 20 п.н., так и в случае модификации этих концов шпильками. Во всех исследованных вариантах нуклеосом PARP1 вызывает изменение укладки ДНК на октамере гистонов, сопровождающееся увеличением расстояния между соседними витками ДНК. Эти PARP1-опосредованные изменения в структуре нуклеосом предположительно способствуют деконденсации  хроматина и облегчают доступ ферментов репарации к повреждениям ДНК.

 

Частичное  разобщение  процессов  окислительного  фосфорилирования  и запасания энергии в виде АТФ («мягкое разобщение») способствует  снижению производства активных форм кислорода, а также может имитировать эффект ограничения питания. Целый ряд исследований  позволил  установить, что разобщители, подобные 2,4-динитрофенолу (ДНФ), оказывают влияние на продолжительность жизни дрозофилы, дрожжей, мышей и крыс, а также воздействуют на проявление «возрастных» изменений в репликативно стареющих культурах клеток млекопитающих и человека. Настоящее исследование посвящено изучению влияния ДНФ на рост и последующую гибель «стационарно стареющих» клеток китайского хомячка. С помощью метода определения эффективности образования колоний клетками подобрана максимально допустимая концентрация – 5•10-5 М, в которой вещество потенциально способствует проявлению эффекта «мягкого разобщения» и не угнетает  пролиферацию. В более высоких концентрациях ДНФ обладает цитотоксическим эффектом. Под влиянием ДНФ в потенциально «мягко разобщающей» концентрации (5,6•10-7 М) кинетика роста и гибели культуры клеток не изменяется, не увеличивается её продолжительность жизни. Подобный эффект может быть обусловлен типом исследованных клеток. Кроме того, есть вероятность, что оптимальная концентрация лежит в диапазоне от 5•10-7  до 5•10-5  М либо в диапазоне более  низких,  чем  5•10-7

 

Биоэлектрические свойства различных формирующихся участков сердца претерпевают существенные изменения в ходе пре- и постнатального онтогенеза. Тем не менее, именно ранние этапы эмбриогенеза определяют не только общую схему строения сердца, но и особенности биоэлектрической активности в различных участках «зрелого» сердца. В частности, гистологическими методами в межпредсердной перегородке (МПП) сердца млекопитающих показано наличие миокарда с фенотипом, сходным с пейсмекерным. Однако электрическая активность в данной структуре остается неизученной. Цель данной работы заключалась в изучении способности МПП спонтанно генерировать потенциалы действия (ПД), а также в исследовании эффектов адренергического воздействия на биоэлектрическую активность МПП сердца. Для этого регистрировали потенциал покоя и ПД с помощью стандартной микроэлектродной техники в многоклеточных перфузируемых изолированных препаратах МПП и левого предсердия, полученных из сердца крысы в конце первых суток постнатального развития, а также на 60-е сут жизни. В нашей работе α1-адреномиметик фенилэфрин (ФЭ) оказал воздействие на конфигурацию ПД в препаратах как МПП, так и предсердного миокарда, полученных от животных обеих возрастных групп. Также в покоящихся препаратах, т.е. без электрической стимуляции, ФЭ вызывал возникновение спонтанных ПД в МПП, но не в предсердии, что может быть связано с колебаниями уровня цитоплазматического кальция. При подаче ZD 7288 – блокатора тока, активируемого гиперполяризацией (If), наблюдалось снижение скорости медленной диастолической деполяризации ПД в пейсмекерных клетках МПП, снижение частоты и появление пачечной активности. Таким образом, миокард МПП новорожденных и взрослых крыс генерирует спонтанную электрическую активность. Необходимым условием возникновения пейсмекерной активности является адренергическая стимуляция. Способность к спонтанной активности, по всей видимости, связана с наличием в кардиомиоцитах МПП пейсмекерного тока If.

Изучены особенности видовой, пространственной и трофической структуры макробентосных сублиторальных сообществ в двух прибрежных лагунных экосистемах Белого моря. Ермолинская и Никольская губа относятся к сильно заиленным лагунным экосистемам с упрощенной трофической структурой сообщества макробентоса и преобладанием трофической группы собирающих детритофагов. В сублиторали исследованных лагун было обнаружено 24 вида беспозвоночных животных, а также 4 вида морских трав и водорослей (Zostera marina, Cladophora sericea, Fucus vesiculosus и Chorda tomentosa). Наиболее высоким видовым разнообразием, общей плотностью и биомассой видовых популяций макробентоса характеризуется лагунная экосистема Ермолинской губы, а более низкими показателями – экосистема губы Никольской. В лагуне Никольской губы, лучше защищенной от морских волн и течений, наблюдалось большее развитие литоральных эвригалинных морских и солоноватоводных видов макробентоса, а в лагуне Ермолинской губы, менее отгороженной от моря, было обнаружено больше морских сублиторальных видов.

В исследовании с участием 18 здоровых испытуемых-добровольцев изучалось влияние функциональной электростимуляции, вызывающей сгибание кисти, на кортикоспинальную возбудимость при представлении движений и в состоянии покоя. Было показано, что совместное действие функциональной электростимуляции и кинестетического представления движений приводит к увеличению амплитуд моторных ответов, вызванных одиночной транскраниальной магнитной стимуляцией. При этом в состоянии двигательного покоя данного эффекта получено не было. Поскольку изменение кортикоспинальной возбудимости на корковом уровне может влиять на процессы пластической реорганизации, необходимые для восстановления двигательных функций после инсультов и иных нейротравм, результаты данной работы имеют прямой практический потенциал. В частности, обсуждается возможность создания эффективных тренажерных комплексов для восстановления двигательных функций на базе интерфейсов мозг-компьютер, основанных на представлении движений с функциональной электростимуляцией в качестве сенсомоторной обратной связи. Проведение реабилитации с использованием таких тренажерных комплексов поможет пролить свет на механизмы двигательного восстановления, в основе которых лежат явления нейропластичности, обусловленные изменением уровня возбудимости нейронов сенсомоторных областей коры.