Том 41, № 3 (2024)

Тропическая рыбка Danio rerio имеет большую популярность как модельный объект для электрофизиологических исследований сердечной физиологии и патологии человека. D. rerio отличает сходство с человеком таких функциональных параметров электрической активности сердца, как частота сердечных сокращений, морфология потенциала действия, а также набор деполяризующих и реполяризующих клеточную мембрану ионных токов. D. rerio легко разводить, с рыбкой несложно обращаться в эксперименте и легко модифицировать генетически. В обзоре представлены современные данные по структурно-функциональной организации ионных каналов в миоцитах сердца D. rerio.

Влияние ионизирующего излучения (ИИ) на растения реализуется во многом за счет изменения статуса сигнальных систем и модификации стрессовых сигналов. Вариабельный потенциал (ВП) – один из типов электрических сигналов растений. ИИ способствует увеличению амплитуды ВП, однако механизмы такого влияния практически неизвестны. Возможный путь реализации возникающих при действии ИИ изменений – регуляция экспрессии генов. В настоящей работе исследовано изменение экспрессии генов участников генерации и распространения ВП у облученных растений. Эксперименты были выполнены на 14–15-дневных растениях пшеницы мягкой (Triticum aestivum L.), выращенных в условиях хронического облучения (источник ⁹⁰Sr–⁹⁰Y) с мощностью дозы 31.3 мкГр/ч. Максимальная накопленная доза составила около 11.3 мГр. У облученных растений показано отсутствие изменений экспрессии генов кальциевого (TPC1), анионных (ALMT1 и CLC1), калиевого (AKT1) каналов, H⁺-ATP-азы (HA1) и NADPH-оксидазы (RBOHs). Выявлено уменьшение экспрессии гена калиевых каналов SKOR. Блокатор калиевых каналов – хлорид тетраэтиламMония вызывал увеличение амплитуды реакции у контрольных растений, сопоставимое с увеличением амплитуды у облученной группы. Полученный результат свидетельствует, что одним из путей влияния ИИ на электрические сигналы растений является угнетение экспрессии калиевого канала.

Дисульфирам (ДСФ) и его окисленные производные (ДСФокси) рассматриваются в качестве возможных противоопухолевых средств. Ранее нами было установлено, что ДСФокси инициируют параптозоподобную гибель опухолевых клеток, что представляет потенциальный интерес для лечения опухолей, устойчивых к инициации апоптоза. На основе биоинформатического анализа масс-спектрометрических данных убиквитинирования белков нами было сформулировано представление о важной роли нарушения ретроградного транспорта поврежденных белков из эндоплазматического ретикулума в цитозоль в механизме инициации параптозоподобной гибели клеток. В настоящей работе обнаружено, что ДСФокси в процессе инициации параптозоподобной гибели клеток аденокарциномы человека НЕр-2 также усиливают убиквитинирование гистонов и ферментов гистонового кода. В частности, это относится к убиквитинированию гистона H2BC12, гистон-метилтрансфераз, отвечающих за транскрипцию и репарацию поврежденных участков ДНК, а также ацетилирующих и убиквитин-конъюгирующих белков. Биоинформатический анализ изменений убиквитинирования белков клеточного ядра с использованием базы данных STRING выявил в ходе этого процесса увеличение встречаемости убиквитинированных белков (функциональное обогащение) регуляции клеточного цикла, ответа клетки на повреждение ДНК и репарации ДНК, регулирование которых также зависит от гистонового кода. Это непосредственно указывает на повреждение ядра клетки и согласуется с данными конфокальной микроскопии. Полученные результаты свидетельствуют, что при инициации параптозоподобной гибели клеток посредством ДСФокси наряду с нарушением ретроградного транспорта и стрессом эндоплазматического ретикулума происходит также изменение регуляции гистонового кода, что указывает на плейотропный характер механизма инициации этой гибели клеток.

Сероводород (сульфид водорода, H₂S), который при физиологических условиях существует в клетках преимущественно в форме аниона HS^-, рассматривают в качестве газообразного трансмиттера меж- и внутриклеточных сигналов наравне с монооксидами азота и углерода. Анализ динамики содержания H₂S в живых клетках невозможен без создания чувствительных и специфичных зондов. Группой K.H. Ahn было синтезировано несколько соединений на основе ацедана (acedan), которые в присутствии H₂S присоединяли сульфгидрильную группу, образуя флуоресцирующие карбоциклические соединения. По спектральным характеристикам и скорости реагирования с H₂S оптимальным оказалось вещество P3, образующее карбоциклические соединение csP3, которое обладает таким же большим смещением Стокса, как P3 (~130 нм), но имеет более яркую флуоресценцию. В данной работе проверили пригодность csP3 для регистрации изменений H₂S в растворах, имитирующих минимальный солевой состав внутриклеточный среды, а также в клетках первичной нейрональной культуры из коры головного мозга крысы. Обнаружено, что интенсивность флуоресценции csP3, который образуется при добавлении Na₂S (донора H₂S, 100 и 300 мкМ) к раствору P3, различается для растворов, соответствующих по солевому составу внеклеточной среде и цитозолю. В обоих случаях флуоресценция увеличивается в присутствии бикарбоната (NaHCO₃, 10 мM). Снижение полярности растворов за счет добавления диметилсульфоксида (30% по объему) сдвигало эмиссию на ~10 нм в коротковолновую область и вдвое увеличивало интенсивность. Глутамат (10 мкМ, в присутствии 10 мкМ глицина, 0 Mg²⁺) увеличивал флуоресценцию зонда, но только в тех нейронах, в которых не возникла отсроченная дерегуляция кальциевого гомеостаза. Добавление к клеточной культуре P3 или csP3 вызывало быстрое увеличение флуоресцентного сигнала, который через 3–5 мин сменялся медленным ростом сигнала. Сделан вывод, что продукт реакции P3 с H₂S чувствителен к изменению солевого состава внутриклеточной среды и может перераспределяется в клетках между водным и более гидрофобным окружением. Эти обстоятельства затрудняют интерпретацию роста флуоресценции P3 в клетках как количественного показателя наличия H₂S и требуют дополнительных исследований свойств этого и структурно родственных зондов H₂S.

Исследовано влияние ионов меди на жирнокислотный состав липидов вакуолярной мембраны тканей корнеплодов столовой свеклы (Beta vulgaris L.) Показано, что в зависимости от применяемой концентрации (100 и 500 мкМ) ионы меди (Cu²⁺) оказывали разное действие на вакуолярную мембрану тканей корнеплодов столовой свеклы (Beta vulgaris L.). Действие 100 мкМ Cu²⁺ приводило к увеличению суммы жирных кислот (ЖК) на 57 мкг/мг общих липидов по сравнению с контролем. Активность стеароил-десатуразы (SDR) снижалась с 0.87 в контроле до 0.77 при 100 мкМ Cu²⁺. При концентрации 500 мкМ Cu²⁺ увеличивалась активность SDR до 0.93 и снижалась сумма ЖК на 50 мкг/мг общих липидов по сравнению с воздействием 100 мкМ Cu²⁺. Кроме этого, происходило увеличение насыщенности липидов тонопласта до 44 и 40 % при 100 и 500 мкМ Cu²⁺ соответственно. По результатам исследования можно предположить, что ЖК липидов тонопласта задействованы в ответных механизмах на стресс, вызванный избыточными концентрациями Cu²⁺.