СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
Межклеточная коммуникация 7
Пути межклеточной коммуникации в растительных тканях 7
Симпластная межклеточная коммуникация. Плазмодесмы 8
Сравнение механизмов межклеточной коммуникации 10
Метод 12
Методы исследования на основе микроскопии 12
ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля 13
Парамагнитный допинг 21
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 28
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 28
Метод 28
Параметры измерений 28
Воздействия 28
Материалы 29
Исследуемые объекты 29
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 30
Вклад симпластного переноса в суммарный транспорт воды 30
Время релаксации системы 31
Влияние окислительного стресса на суммарный транспорт воды 32
Влияние ингибитора синтеза каллозы на корни 33
Влияние контрастных веществ разного типа на симпласт 34
«Физиологический коридор» водной проводимости на фоне Gd-DTPA 36
ВЫВОДЫ 38
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 39
Межклеточная коммуникация является необходимым условием для развития многоклеточных организмов. В данной работе симпластная межклеточная коммуникация исследована на примере плазмодесм (ПД) в корнях высших растений. В животных клетках механизм переноса намного сложнее, однако и там есть аналог плазмодесм – туннельные нанотрубки (ТНТ). Помимо очевидных структурных сходств, сравнение ТНТ и ПД также обнаруживает значительные функциональные похожести, схожие процессы формирования и аналогичную ответную реакцию во время заражения вирусными инфекциями. Несмотря на значительный прогресс, достигнутый в выявлении компонентов ПД, по-прежнему в значительной степени неизвестны их структурные и функциональные особенности [1], механизмы регулирования (одним из которых является синтез каллозы) и ответная реакция на окислительный стресс в целом.. Таким образом, В какой-то мере прогресс был ограничен преимущественным использованием простых технологий, в отличие от более сложных способов, которые необходимы для ответа на оставшиеся вопросы. Одним из современных подходов является применение ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля. Данный метод позволяет количественно оценивать водный перенос, не оказывая при этом губительного воздействия на живые биологические системы.
Целью работы являлось: разработка и апробация метода для количественного определения физиологического диапазона изменений водной проводимости симпластной системы (плазмодесм) в интактных растениях на основе метода ЯМР-диффузометрии.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Разработка метода для количественного определения водной проводимости симпластной системы (плазмодесм) в интактных растениях на основе метода ЯМР-диффузометрии с контрастными веществами.
2. Сравнение влияния комплексона и комплексообразователя парамагнитных контрастных препаратов на симпластный межклеточный перенос воды в корнях проростков кукурузы методом ЯМР-диффузометрии.
3. Определение верхней границы водной проницаемости симпластного пути в корнях интактных растений кукурузы, используя ингибитор синтеза каллозы
– DDG (2-деокси-д-глюкоза).
4. Исследование блокирующего действия индуктора активных форм кислорода на водную проницаемость симпластного пути на примере – Cu-a (смесь CuCl2 и аскорбиновой кислоты).
1) Впервые был разработан и апробирован метод для количественного определения водной проводимости симпластной системы (плазмодесм) в интактных растениях на основе метода ЯМР-диффузометрии с GdDTPA.
2) Методом ЯМР-диффузометрии наибольшая интенсивность симпластного переноса воды в корнях проростков кукурузы детектируется на фоне циклического Gd-содержащего парамагнитного комплекса. Распределение исследованных парамагнитных контрастных препаратов по межклеточному пространству корня кукурузы происходит в течение часа.
3) Была определена верхняя граница водной проницаемости симпластного пути в корнях интактных растений кукурузы, используя ингибитор синтеза каллозы – DDG. Было выяснено, что в контрольных образцах при оптимальных условиях выращивания коэффициент самодиффузии ближе к верхней границе «физиологического диапазона» изменений водной проводимости симпластной системы.
4) Было установлено, что действие индуктора активных форм кислорода – Cu- a приводит к почти полному блокированию симпласного переноса, при этом так же блокируется суммарный водный транспорт (в том числе трансмембранный перенос).
