ИСТИНА

Течение цитоплазмы жизненно необходимо для клеток растений. Непрерывное движение цитоплазмы интегрирует метаболизм разных частей клетки, что особенно важно для клеток гигантских размеров, таких как междоузлия харовых водорослей, длина которых может превышать 10 см. Однако, связь циклоза с функциональными свойствами клетки практически не раскрыта. Микрофлуорометрия хлоропластов in vivo и измерения pH на поверхности клетки при локальном освещении участков, расположенных выше по течению цитоплазмы на расстоянии нескольких миллиметров от анализируемой области, представляют сравнительно новый подход к выявлению роли потока жидкости в передаче сигналов в крупных клетках, таких как междоузлия водорослей Characeae. Известно, что круговое движение цитоплазмы в возбудимых клетках растений останавливается при генерации потенциала действия в ответ на химические, механические и электрические стимулы. Однако отсутствуют сведения о том, как сказывается остановка движения цитоплазмы при возбуждении клетки на латеральном переносе сигнальных молекул. Изучение изменений флуоресценции, вызываемых локальным освещением клетки в условиях непрерывного и остановленного потока, позволят лучше раскрыть механизмы внутриклеточной сигнализации. В данной работе по измерениям флуоресценции хлорофилла с помощью метода насыщающих световых импульсов установлено, что локальное освещение клетки в условиях вызванной возбуждением остановки потока цитоплазмы существенно задерживает и замедляет латеральное распространение фотоиндуцированного сигнала, а также приводит к снижению пика максимальной флуоресценции в ответной реакции на прохождение сигнала. Относительная величина такого снижения была небольшой для участков клетки, формирующих на свету наружные щелочные зоны, и существенно возрастала для участков клетки с низким наружным pH. Эти и другие результаты указывают на возможную роль pH цитоплазмы как регулятора флуоресценции и фотосинтетической активности in vivo. Для выяснения механизма распространения сигнальных веществ по длине клетки в условиях нормального и прерванного потока цитоплазмы сформулирована математическая модель, описывающая кинетику распространения модифицированной цитоплазмы, притекающей от места локального освещения. В модели учитывали активный транспорт интермедиата посредством циклоза, а также диффузию, которая вносит основной вклад в условиях временной остановки движения. С помощью модели описаны профили наблюдаемых изменений флуоресценции хлорофилла, отражающие различные режимы прохождения фотосинтетически активного интермедиата через область измерения в зависимости от места нахождения распространяемого с потоком сигнала в момент внезапной остановки цитоплазмы. Наблюдается хорошее соответствие между данными построенной модели и экспериментальными результатами измерения флуоресценции хлоропластов, в интернодальных клетках Chara corallina. Полученные результаты намечают пути дальнейшего изучения регуляторной и защитной функции движения цитоплазмы в фотосинтезирующих клетках растений.