23 июля 2021, пятница, 22:23
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Процесс линьки динофлагеллят описан в деталях

Линька у водоросли P. cordatum. Внизу: колбы с культурами динофлагеллят
Линька у водоросли P. cordatum. Внизу: колбы с культурами динофлагеллят
Ольга Матанцева/ИЦ РАН

Одноклеточные водоросли динофлагелляты являются важной частью водных экосистем, вызывают цветение водоемов и выделяют токсины, опасные для человека. Попадая в неблагоприятные условия — при понижении температуры или изменении солености, — клетка перестраивает свои поврежденные покровы (линяет) и адаптируется. Биологи изучили, как протекает этот процесс и что является его триггерами. Работа выполнена при поддержке Президентской программы Российского научного фонда (РНФ). Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports, кратко о них рассказывается на сайте РНФ.

Динофлагелляты известны способностью к биолюминесценции, именно их мы видим на картинках со светящимся в ночи морем. Кроме этого, они наделены уникальным механизмом перестройки клеточных покровов (линьки, или экдизиса). «Для водорослей это адаптация, ответ на повреждение мембраны в результате неблагоприятных условий и возможность их пережить. Пока клетка претерпевает этот процесс, она находится в состоянии цисты, когда ее жизнедеятельность замедлена. Поскольку процесс экдизиса влияет на активность клеток и может быть вызван различными внешними воздействиями — от сильного перемешивания до понижения температуры и действия некоторых химических веществ, — он влияет на численность динофлагеллят в природе, в том числе на начало и завершение вредоносных цветений», — рассказывает Ольга Матанцева, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института цитологии РАН.

В своих исследованиях ученые из лаборатории цитологии одноклеточных организмов Института цитологии РАН (Санкт-Петербург) использовали «армированный» вид Prorocentrum cordatum. Эти динофлагелляты инвазивны, то есть способны захватывать новые места обитания, вытесняя из них коренные виды, обитают практически во всех уголках земного шара, потенциально токсичны и часто вызывают вредоносное цветение воды. Линька у P. сordatum протекает в два этапа. Сначала плазматическая мембрана и жгутики сбрасываются. Одновременно с этим происходит слияние амфиесмальных пузырьков, содержащих жесткие целлюлозные пластины, из-за которых вид и отнесли к армированным. Эти пузырьки сливаются в один, опоясывающий всю клетку, после чего его наружная мембрана отслаивается. Клетка на этом этапе представляет собой цисту, окруженную текальными пластинами (самый внешний слой) и внутренней мембраной слившихся амфиесмальных пузырьков — новой плазматической мембраной. Во время второго этапа под новой плазматической мембраной формируются жгутики, и клетка выходит из текальных пластин. В этот момент она не имеет клеточной стенки, но очень скоро под плазматической мембраной формируются новые амфиесмальные пузырьки, в которых накопится целлюлоза. После этих преображений P. сordatum приобретает свой прежний вид.

«На основании полученных данных мы сделали вывод о том, что изучаемый нами вид формирует особый вид цист — текальные цисты. В неактивном состоянии клетки остаются защищенными целлюлозными пластинами, что нетипично для большинства изученных динофлагеллят», — пояснила Ольга Матанцева.

Изучая причины линьки, исследователи воспроизвели большинство внешних неблагоприятных факторов, с которыми могут столкнуться динофлагелляты. Так, повышение или понижение температуры может быть связано со сменой сезонов, сильными ветрами и внезапным холодным течением. Лабораторные эксперименты показали, что резкое понижение температуры среды вызывает интенсивную линьку в культуре P. cordatum, а вот повышение температуры до 35 ℃ клетки переносят, не претерпевая структурных изменений. Опыты с механическим воздействием показали довольно противоречивые результаты. Встряхивание пробирки в течение одной минуты не приводило к перестройке покровов, а центрифугирование при 2500 оборотов в минуту запускало этот процесс лишь у небольшой части клеток в культуре. После этого ученые повысили скорость вращения до 8000 и 12 000 оборотов в минуту. В этих неестественных условиях более чем у 80 % клеток началась линька. Проверяя жизнеспособность клеток, претерпевающих реорганизацию покровов, исследователи обнаружили, что большинство прошедших экдизис клеток возвращались к нормальной жизнедеятельности.

«На сегодня молекулярные механизмы экдизиса остаются неясными. Однако вид Prorocentrum cordatum подходит для эффективного изучения этого удивительного процесса. Теперь мы знаем, какие факторы могут запустить его в культуре, а значит, можем получить достаточно клеток для исследований методами клеточной биологии. Наши результаты доказывают, что эти динофлагелляты реагируют на различные триггеры одними и теми же изменениями вне зависимости от штамма: они начинают менять поврежденный внешний покров путем линьки. Кроме того, некоторые триггеры не только вызывают экдизис, но также подавляют образование новых текальных пластин. В дальнейшем эти триггеры помогут нам выяснить роль целлюлозы и текальных пластинок в линьке армированных видов», — комментирует результаты Ольга Матанцева.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астронавты астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги виноделие вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы малярия мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники средневековье старение старообрядцы стартапы статистика табак такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция темная материя физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2021.