Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
биологических наук: 03.01.05 – Физиология и биохимия растений. —
Институт
биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН. — Пущино, 2011. — 48 с. Научный консультант: доктор биологических наук, профессор Кулаева О.Н. Целью исследования явилось обнаружение в растениях кукурузы внутриклеточных белковых сигнальных систем, способных участвовать в восприятии цитокининового сигнала и его реализации в цитокининзависимой регуляции транскрипции.
Научная новизна
Обнаружено, что в этиолированных проростках кукурузы, для которых характерны активные процессы деления и дифференцировки клеток присутствует цитокинин-связывающий белок 70 кД (ЦСБ70). Разработаны три оригинальные схемы выделения ЦСБ70, позволившие получить функционально активный белок. Разработан высокочувствительный и специфичный иммунохимический метод определения ЦСБ70, на основе представительной панели моноклональных антител к ЦСБ70. Впервые изучена локализация ЦСБ70 в органах и тканях растения, показано его преимущественное содержание в меристематических зонах корня и стебля этиолированного проростка кукурузы. Впервые получены данные о динамике содержания ЦСБ70 при развитии этиолированного растения кукурузы. Разработаны условия иммуноцитохимического определения ЦСБ70 с помощью световой и электронной микроскопии. Впервые с помощью иммуноцитохимических методов определена внутриклеточная локализация и показано присутствие ЦСБ70 в ядре, ядрышке, цитоплазме, пластидах: этиопластах, амилопластах и хлоропластах. Показана связь между содержанием ЦСБ70 в пластидах и процессами их дифференцировки и, в особенности, образования их внутренних мембранн. Показана и охарактеризована способность ЦСБ70 регулировать цитокинин-зависимо элонгацию транскрипции как в ядерной системе, содержащей хроматин и РНК полимеразу I так и в пластидной. Установлено, что локализация ЦСБ70 в клетках соответствует проявлению им функциональной активности в цитокинин-зависимой регуляции транскрипции. Белки, родственные ЦСБ70 кукурузы, по функциональной активности и иммунохимически, обнаружены в ячмене, ржи пшенице и овсе, что указывает на принадлежность к общему для злаков семейству цитокинин-связывающих белков, обеспечивающих цитокинин-зависимую регуляцию транскрипции. Разработанные методы анализа ЦСБ70 и его локализации в клетках растения могут быть использованы при исследовании других белков растений. Все полученные результаты носят приоритетный характер.
Научная и практическая значимость исследования
Проведенные исследования имеют прежде всего фундаментальный характер, так как позволяют более полно представить картину функционирования цитокининов в растительной клетке. Разработанные методы фракционирования белков растений, методы отделения белков от вторичных метаболитов растений могут найти применение в биотехнологии растений при получении препаратов высокоочищенных белков из растений продуцентов. Разработанные методы иммунохимического и иммуноцитохимического анализа белков растений или в растительной клетке могут найти применение в научных исследованиях при изучении локализации или динамики содержания белков, как впрочем и любых других антигенов в процессе роста и развития растений.
Материалы, изложенные в диссертации, могут быть использованы в учебной работе, при обучении студентов и аспирантов и научных сотрудников, специализирующихся в области физиологии, биохимии растений и молекулярной биотехнологии.
биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН. — Пущино, 2011. — 48 с. Научный консультант: доктор биологических наук, профессор Кулаева О.Н. Целью исследования явилось обнаружение в растениях кукурузы внутриклеточных белковых сигнальных систем, способных участвовать в восприятии цитокининового сигнала и его реализации в цитокининзависимой регуляции транскрипции.
Научная новизна
Обнаружено, что в этиолированных проростках кукурузы, для которых характерны активные процессы деления и дифференцировки клеток присутствует цитокинин-связывающий белок 70 кД (ЦСБ70). Разработаны три оригинальные схемы выделения ЦСБ70, позволившие получить функционально активный белок. Разработан высокочувствительный и специфичный иммунохимический метод определения ЦСБ70, на основе представительной панели моноклональных антител к ЦСБ70. Впервые изучена локализация ЦСБ70 в органах и тканях растения, показано его преимущественное содержание в меристематических зонах корня и стебля этиолированного проростка кукурузы. Впервые получены данные о динамике содержания ЦСБ70 при развитии этиолированного растения кукурузы. Разработаны условия иммуноцитохимического определения ЦСБ70 с помощью световой и электронной микроскопии. Впервые с помощью иммуноцитохимических методов определена внутриклеточная локализация и показано присутствие ЦСБ70 в ядре, ядрышке, цитоплазме, пластидах: этиопластах, амилопластах и хлоропластах. Показана связь между содержанием ЦСБ70 в пластидах и процессами их дифференцировки и, в особенности, образования их внутренних мембранн. Показана и охарактеризована способность ЦСБ70 регулировать цитокинин-зависимо элонгацию транскрипции как в ядерной системе, содержащей хроматин и РНК полимеразу I так и в пластидной. Установлено, что локализация ЦСБ70 в клетках соответствует проявлению им функциональной активности в цитокинин-зависимой регуляции транскрипции. Белки, родственные ЦСБ70 кукурузы, по функциональной активности и иммунохимически, обнаружены в ячмене, ржи пшенице и овсе, что указывает на принадлежность к общему для злаков семейству цитокинин-связывающих белков, обеспечивающих цитокинин-зависимую регуляцию транскрипции. Разработанные методы анализа ЦСБ70 и его локализации в клетках растения могут быть использованы при исследовании других белков растений. Все полученные результаты носят приоритетный характер.
Научная и практическая значимость исследования
Проведенные исследования имеют прежде всего фундаментальный характер, так как позволяют более полно представить картину функционирования цитокининов в растительной клетке. Разработанные методы фракционирования белков растений, методы отделения белков от вторичных метаболитов растений могут найти применение в биотехнологии растений при получении препаратов высокоочищенных белков из растений продуцентов. Разработанные методы иммунохимического и иммуноцитохимического анализа белков растений или в растительной клетке могут найти применение в научных исследованиях при изучении локализации или динамики содержания белков, как впрочем и любых других антигенов в процессе роста и развития растений.
Материалы, изложенные в диссертации, могут быть использованы в учебной работе, при обучении студентов и аспирантов и научных сотрудников, специализирующихся в области физиологии, биохимии растений и молекулярной биотехнологии.