ИСТИНА

Одной из важнейших задач современной физиологии растений является поиск путей изучения регуляторных сигналов, которые определяют физиологические процессы, протекающие в растительной клетке при воздействии внешних сигналов. При засолении на растение одновременно воздействует гиперосмотический сигнал и сигнал иона натрия. Это затрудняет идентификацию молекулярных систем регуляции, участвующих в восприятии и передаче обоих сигналов. В нашей работе мы предлагаем изучить механизм рецепции концентрации иона натрия клетками корня Arabidopsis thaliana изолированно от осмотических эффектов, вызываемых высокими концентрациями солей. Ранее мы показали, что незначительное повышение концентрации иона натрия во внешней среде (от 1 до 4мМ) приводит к практически мгновенным изменениям внутриклеточной концентрации ионов кальция ([Ca2+]ц), концентрации протонов в апопласте ([H+]а), а также активности АФК в апопласте ([АФК]a) у клеток корня Arabidopsis thaliana (Bibikova и Hwang, неопубликованные данные). Аналогичное повышение концентрации иона калия не вызывает подобной реакции клеток. Последний результат свидетельствует о том, что наблюдаемые изменения [Ca2+]ц, [H+]а и [АФК]a вызваны именно рецепцией ионов натрия, а не других солей, вносящих свой вклад в осмос внешней среды. Мы продолжим эту работу, исследовав связанные с сигналом иона натрия изменения рН цитоплазмы ([H+]ц) и активность АФК в цитоплазме [АФК]ц. Для выявления компонентов передачи сигнала натрия мы предполагаем также изучить конкретные молекулярные механизмы клетки, определяющие изменения [Ca2+]ц, [H+]а и [АФК]a в ответ на сигнал иона натрия. С целью идентификации белков, предположительно вовлеченных в специфический захват и транспорт ионов натрия, мы проведем протеомный анализ корня арабидопсиса после воздействия на него различных концентраций NaCl и осуществим скрининг мутантов, у которых отсутствуют потенциальные сенсоры и передатчики сигнала, на наличие (или отсутствие) у них внутриклеточных изменений, определяемых первичной рецепцией иона натрия.

I.Используя протеомный анализ, мы сравнили экспрессию белков в клетках низкой концентрации NaCl (10мМ) и после воздействия аналогичной концентрации KCl. Было идентифицировано 5 белков, экспрессия которых специфически изменяется под действием низкой концентрации ионов натрия: 1.Нашими методами экспрессия белка обнаруживается только в корнях растений обработанных 10мМ NaCl. AT3G16420 PYK10-BINDING PROTEIN 1 or JACALIN-RELATED LECTIN 30 2.Экспрессия белка увеличена в корнях растений обработанных 10мМ NaCl AT5G61790, CALNEXIN1 3.В корнях обработанных 10мM NaCl молекулярная масса белка увеличена AT1G13440, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase C2,GAPC2 AT3G52930, fructose-bisphosphate aldolase8, AtFBA8 4.В корнях обработанных 10mM NaCl изменен заряд белка AT4G13930, serine hydroxymethyltransferase 4, SHM4 Используя протеомный анализ, мы сравнили экспрессию белков в клетках корней Arabidopsis thaliana выращенных на среде с добавлением 10мм NaCl и выращенных на среде с добавлением 10мМ KCl. Был идентифицирован 1 белок, экспрессия которого специфически изменяется под действием ионов натрия: Экспрессия белка существенно увеличена в корнях растений выращенных на среде с добавлением 10мм NaCl AT3G09260, beta-glucosidase, BGLU23, LEB, LONG ER BODY, PYK10 II.Была изучена роль протеин киназы SOS2 в солевой адаптации Arabidopsis thaliana. III.Была разработана методика сканирования поверхности живого, растущего корня Arabidopsis thaliana с помощью атомно-силовой микроскопии. IV. Была начата работа по скрещиванию мутантов Arabidopsis thaliana sos1, sos2, sos3, RbohC, RbohD, RbohF с трансгенными растениями Arabidopsis thaliana, экспрессирующими рН и кальций чувствительные белки. V. Была исследована роль рН и круговых электрических токов в ответе интернодальной клетки Сhara corallina на механическую стимуляцию и изменения концентрации иона натрия в среде.