В состоянии покоя (dormancy) многолетние растения – обитатели регионов с выраженной сезонностью климата – могут переживать длительные периоды неблагоприятных условий. Выделяют периоды предварительного, физиологического и вынужденного покоя. В период предварительного покоя завершаются генетические, физиолого-биохимические и морфологические перестройки, увеличивающие стресс-толерантность растения. Физиологический или глубокий покой характеризуется неспособностью меристем к возобновлению деления клеток даже в благоприятных условиях. Под действием сигналов окружающей среды растения переходят от глубокого покоя к вынужденному, в котором деление клеток и рост сдерживается неблагоприятными условиями среды. Участившиеся климатические флуктуации приводят к аномальному выходу из покоя, повышая риск повреждения растений, особенно культурных, неблагоприятными факторами среды. В этой связи важны методы неинвазивного объективного мониторинга состояния покоя растений в реальном времени. Исследования связи между статусом покоя и функционированием фотосинтетического аппарата растений привели к разработке методов мониторинга состояния древесных растений путем регистрации переменной флуоресценции хлорофилла хвои и эндодермы коры их побегов. В обзоре кратко суммированы современные представления о механизме индукции состояния покоя и выхода из него. Приводится анализ функционирования и регуляции фотосинтетического аппарата в покое, связи между амплитудно-кинетической характеристикой индукции флуоресценции хлорофилла и глубиной покоя многолетних растений. Обсуждаются проблемы интерпретации сигналов флуоресценции хлорофилла в контексте мониторинга покоя, а также возможности практического использования этого подхода.

Белковые сенсоры синего света криптохромы составляют обширный класс фоторецепторов, которые регулируют процессы развития у растений и циркадные ритмы у животных и растений. Также эти фоторецепторы могут функционировать как магниторецепторы. В последнее время у нескольких фотосинтезирующих водорослей открыты и охарактеризованы криптохромы, которые могут действовать не только как регуляторные фоторецепторы, но и как фотолиазы, катализирующие репарацию повреждений ДНК ультрафиолетовым излучением. Все криптохромные белки связывают в качестве хромофора флавинадениндинуклеотид (ФАД) в гомологичном фотолиазе домене (photolyase homology region, PHR). Кроме того, они содержат C-концевое удлинение (cryptochrome C-terminal extension, CCE), которое присоединено к PHR вблизи ФАД-связывающего сайта. Хромофор ответственен за фотосенсорные свойства криптохромов, а CCE-домен необходим для их сигнальной активности. Фотосенсорные процессы инициируются фотохимическими превращениями ФАД, включающими перенос электрона/протона и формирование редокс-форм. Эти реакции приводят к изменениям в хромофор-белковых взаимодействиях. Возникающие конформационные переходы в структуре белка составляют молекулярную основу сигнальной активности криптохромов в живых системах. У криптохромов растений белок с фотовосстановленным ФАД подвергается конформационному изменению, вызывающему разобщение PHR-домена и CCE, что сопровождается образованием функционально активных димеров/тетрамеров криптохромных молекул. Фотоолигомеризация рассматривается как ключевой процесс, необходимый для сигнальной активности криптохромов, поскольку олигомеры обеспечивают формирование их комплексов с разнообразными белками – компонентами сигнальных путей фоторецепторов. Взаимодействия «криптохром–белок» в таких комплексах изменяют активность сигнальных белков, что приводит к изменению экспрессии генов и фотоморфогенезу. В обзоре обсуждаются современные представления о фотосенсорных и сигнальных свойствах криптохромов.

Изменение диаметра мелких артерий и артериол является ключевым механизмом регуляции сопротивления сосудистого русла, а также артериального давления и кровотока в органах и тканях. Тонус гладкомышечных клеток артериальных сосудов зависит от уровня мембранного потенциала, который, в свою очередь, определяется балансом деполяризующих и гиперполяризующих токов. Основным гиперполяризующим током гладкомышечных клеток является выходящий калиевый ток. Активация и открытие калиевых каналов противодействуют деполяризации, подавляют вход кальция в клетку и сокращение. Таким образом, калиевые каналы обладают антиконстрикторным влиянием в артериях. Каналы TASK-1 – представители семейства калиевых каналов, имеющие две порообразующие петли (K2P), обнаружены в сосудистом русле относительно недавно. Известно, что каналы TASK-1 опосредуют выходящий калиевый ток утечки в гладкомышечных клетках артерий. Кроме того, каналы TASK-1 подвержены ряду регуляторных влияний: их активность увеличивается при повышении внеклеточного рН, уменьшается при гипоксии, а также может изменяться под действием ингаляционных/локальных анестетиков и вазоактивных веществ. Каналы TASK-1 играют важную роль в регуляции тонуса артерий малого круга кровообращения, их дисфункция является одной из причин развития артериальной легочной гипертензии. В артериях большого круга кровообращения взрослых животных влияние каналов TASK-1 в условиях нормального рН невелико или отсутствует, но может проявляться в условиях внеклеточного алкалоза. Кроме того, антиконстрикторное влияние каналов TASK-1 более выражено на ранних этапах постнатального развития. В данном обзоре изложены современные представления о функциональной роли и регуляции каналов TASK-1 в сосудистой системе.

Получены изоляты штаммов бактерий, доминирующих на поверхностях оборудования медицинской лаборатории для отбора анализов крови. Чистые культуры этих бактерий идентифицированы как Bacillus cereus HSA01, Bacillus cereus HSA12, Bacillus cereus HSA03, Bacillus subtilis HSA06, Bacillus amyloliquefaciens HSA09. Определена устойчивость бактерий к ряду β-лактамных антибиотиков и спектиномицину. Все штаммы устойчивы к пенициллину и ампициллину со значением минимальной ингибирующей концентрации (МИК) от 256 до 2048 мкг/мл, а также к антибиотикам цефалоспоринового ряда со значением МИК от 2 до 2048 мкг/мл. Резистентность бактерий к спектиномицину, применяемому у пациентов с аллергией на пенициллины и цефалоспорины, находится в диапазоне МИК от 16 до 256 мкг/мл.
У B. cereus HSA01 устойчивость к ампициллину и цефуроксиму обусловлена работой эффлюкс-насосов, к цефтазидиму обеспечивается действием металло-β-лактамаз (МБЛ), а к пенициллину объясняется работой обеих этих систем. Высокая устойчивость к ампициллину B. cereus HSA12 обеспечивается действием МБЛ, к цефуроксиму – активностью эффлюкса, в то время как резистентность к цефтазидиму сопровождается наличием МБЛ и действием эффлюкс-насосов. У B. cereus HSA03 резистентность к пенициллину, ампициллину, цефепиму и цефтазидиму объясняется активностью эффлюкса, к цефазолину и цефтазидиму обеспечивается действием МБЛ, а к ампициллину и цефтазидиму обусловлена наличием как МБЛ, так и эффлюкса. Устойчивость B. subtilis HSA06 к пенициллину и ампициллину обеспечивает только активность МБЛ. У B. Amyloliquefaciens HSA09 устойчивость к ампициллину объясняется как наличием МБЛ, так и действием эффлюкс-насосов, а к пенициллину обеспечивается только действием эффлюкса.
Таким образом, у исследованной группы бацилл резистентность к пенициллину, ампициллину и ряду производных цефалоспорина обеспечивают, в зависимости от штамма и конкретного антибиотика, металло-β-лактамазы и/или эффлюкс-насосы. Насосы относятся к группе второстепенных транспортеров.

Одним из основных этапов в процессе трансформации энергии света в оксигенных организмах является извлечение электронов из воды, которые необходимы для световой стадии фотосинтеза. Светозависимое окисление воды осуществляется кислород-выделяющим комплексом (КВК), каталитическим центром которого является кластер Mn₄CaO₅. КВК расположен в фотосистеме 2 (ФС2) с внутренней стороны тилакоидной мембраны. Эволюционное происхождение ФС2 неясно, так же, как и происхождение марганцевого кластера в КВК. Недавно Джонсон c соавторами (2013) предположили, что в первичной ФС2 в Архейском периоде кластер Mn₄CaO₅ отсутствовал, а ФС2 окисляла не воду, а катионы Mn(II), т.е. источником электронов были катионы марганца. В представленной работе мы исследовали возможность влияния некоторых факторов окружающей среды (ионы цитрата и пероксид водорода) на скорость окисления катионов Mn(II) ФС2, не содержащей КВК. Мы установили, что цитрат ингибирует окисление катионов марганца, связывая их, но не экстрагирует катионы марганца из КВК. Пероксид водорода, наоборот, значительно увеличивает скорость окисления марганца (с 28±2 до 145±7 мкмоль 2,6-дихлорофенолиндофенола (мг хлорофилла)^-1 ∙ ч^-1 в присутствии пероксида водорода). Подобные эффекты следует учитывать при исследовании процесса окисления катионов марганца фотосистемой как возможного источника электронов на ранних стадиях эволюции.

Внутриутробная гипоксия – самый распространенный пренатальный фактор риска, представляющий непосредственную опасность не только для жизни плода, но также для будущей постнатальной жизни организма. Целью настоящего исследования является выявление связи между гипоксией плода и окислительным стрессом, а также оценка значения гестационного возраста и пола для развития окислительного стресса. Беременных крыс подвергали острой гипоксии на 10-е либо 20-е сут беременности, что соответствует первому и второму триместрам беременности у человека. У новорожденных крысят на 2-е сут жизни и у половозрелого потомства обоих полов на 60-е сут жизни проводили оценку состояния антиоксидантной защиты по содержанию небелковых тиолов в крови и гомогенате печени, каталазной и супероксиддисмутазной активности в гомогенате печени, общей антиоксидантной активности и уровню церулоплазмина в плазме крови, а также по интенсивности перекисного окисления липидов в плазме крови и гомогенате печени. Независимо от срока гестации, на котором потомство перенесло острую гипоксию, у новорожденных крысят зафиксированы многочисленные изменения показателей системы антиоксидантной защиты, свидетельствующие в пользу развития окислительного стресса, что может быть причиной показанных уже для взрослых животных нарушений неврологического и кардиологического характера.

Нейтрофилы высвобождают деконденсированный ядерный хроматин, или нейтрофильные внеклеточные ловушки (NET, от Neutrophil Extracellular Trap) в ответ на большое количество разнообразных физиологических и фармакологических стимулов. Однако, кроме защиты хозяина от инфекции, NET играют важную роль в патогенезе различных аутоиммунных, воспалительных и злокачественных заболеваний. В этой связи понимание молекулярных механизмов образования NET, ведущее, как правило, к гибели нейтрофилов (НЕТоз), крайне важно для обеспечения контроля последствий аберрантного или избыточного выброса хроматина. Протеинкиназа C (PKC, protein kinase C) представляет собой серин/треониновую киназу, которая участвует в разнообразных функциях нейтрофилов, однако ее участие в НЕТозе изучено недостаточно. Поскольку у нейтрофилов человека описано пять изоформ РКС (α, βI, βII, δ и ζ), в нашей работе был изучен их вклад в НЕТоз и окислительный взрыв с использованием ингибиторного анализа. Используя специфические ингибиторы изоформ PKC, мы показали, что PKCβ, PKCδ и PKCζ участвуют в окислительном взрыве и НЕТозе, индуцированном кальциевым ионофором A23187, тогда как PKCβ участвует в окислительном взрыве и НЕТозе при активации клеток миметиком диацилглицерола форбол-12-миристат-13-ацетатом.

Разработана методика получения рекомбинантных функционально-активных пептидов Ce1 и Ce4 из яда скорпиона Centruroides elegans в системе экспрессии Escherichia coli. Выходы Ce1 и Ce4 составили соответственно 6,5 и 12 мг с литра культуры (плотность клеток около 5 оптических единиц). Свойства полученных пептидов исследованы с применением биоинженерных систем на основе гибридных каналов KcsA-K_v1.x (х = 1, 3, 6), содержащих сайты связывания блокаторов соответствующих эукариотических калиевых каналов семейства K_v1. Показано, что рекомбинантные Ce1 и Ce4 вплоть до микромолярных концентраций не проявляют сродства к сайтам связывания каналов K_v1.1 и K_v1.6 и, подобно природным пептидам, селективно взаимодействуют с сайтом связывания канала K_v1.3: кажущиеся константы диссоциации комплексов KcsA-K_v1.3 с рекомбинантными Ce1 и Ce4 равны, соответственно, 50±10 и 200±30 нМ (среднее ± стандартная ошибка среднего).

Материнское поведение является важным фактором, влияющим на развитие потомства у млекопитающих. Особенности материнского поведения в ранний период онтогенеза могут оказывать стойкое влияние на ряд поведенческих и физиологических характеристик потомков во взрослом возрасте. В данной работе исследовали материнское поведение крыс линии ГК (от слов «генетические кататоники») и контрольных крыс Вистар c 1-х по 20-е сут после родов. Наблюдения проводили в домашней клетке в разное время суток с помощью автоматизированной системы видеорегистрации без присутствия экспериментатора. Показано, что самки линии ГК чаще бывали в гнезде и чаще кормили детенышей по сравнению с самками крыс Вистар. Кормящие самки Вистар чаще «отдыхали» вне гнезда, реже манипулировали гнездовым материалом и реже ухаживали за своей шерстью в течение суток. Изменение параметров материнского поведения по мере взросления потомства имело сходную динамику у обеих линий. При сравнении активности крыс в светлое и темное время суток обнаружена бóльшая активность вне гнезда в ночное время у самок линии ГК. Предполагается, что отличия в материнском поведении крыс кататонической линии могут быть обусловлены большей тревожностью крыс линии ГК по сравнению с контрольными крысами.

Изучена активность внеклеточных протеиназ у семи штаммов разных видов микромицетов рода Aspergillus по отношению к белкам системы гемостаза. Сравнение значений энзиматических индексов при росте штаммов на агаризованных средах с казеином и фибрином с последующим их глубинным культивированием и анализом амидолитической активности с хромогенными пептидными субстратами протеиназ системы гемостаза позволило отобрать штаммы A. candidus A4 и A. crustosus A29 в качестве перспективных продуцентов фибринолитических протеиназ. Образуемые обоими штаммами протеиназы оказались способны расщеплять хромогенные пептидные субстраты тромбина, плазмина, фактора Х, протеина С и урокиназы, проявляя высокую плазминоподобную и тромбиноподобную активность и не обладая активаторным действием к проферментам системы гемостаза.