?

Log in

No account? Create an account

cellbiolab


Лаборатория клеточной биологии ВНИИ СБ


Previous Entry Поделиться Next Entry
МОДИФИКАЦИИ ГЕНОМА ОБРАТИМЫ
cellbiolab

11 октября 2011 г. сделан доклад на международной конференции 

«COSMOS AND BIOSPHERE»

в Алуште... http://cb.science-center.net/CB_2011/5.pdf

 
НИЗКИЕ  ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ  И  ОПТИМАЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ  В  УСЛОВИЯХ
ЭКРАНИРОВАННОГО  ПОСТОЯННОГО  МАГНИТНОГО  ПОЛЯ  АЛЬТЕРНАТИВНО И   
ОБРАТИМО МОДИФИЦИРУЮТ  СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ ОРГАНИЗАЦИЮ  
ГЕНОМА  ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ  (TRITICUM  AES  TIVUML.).

Баранова Е.Н.,  Баранова Г.Б.,  Харченко П.Н.,  Поляков В.Ю.


Всероссийский научноисследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии
Россельхозакадемии,  Москва,  Россия
e-mail:salix@iab.ac.ru
     Изучена реакция основных субдоменов ядра (хроматина, ядрышка и РНК содержащих продуктов транскрипционной активности хромосом) клеток корневой меристемы проростков пшеницы, развивающихся в условиях экранирования магнитного поля, на действие пониженной (0 - 4 гр.С) и оптимальной для развития (24 гр.С) темпермтуры.
     Семена пшеницы замачивали в воде 4 часа.  Набухшие семена помещали в сферическую ёмкость, изготовленную из ферромагнитного иатериала, и выдерживали при различных температурных режимах 40 дней. Контролем служили проростки, развивающиеся при тех же температурах, но без экрана.
     После инкубации проростки использовали для цитологического и ультраструктурного анализа.  Первичные корешки отделяли, фиксировали глутаровым альдегидом с постфиксацией OsO4 и препарировали по стандартным методикам, принятым в электронной микроскопии.
     Ядра контрольных клеток в зоне корневой меристемы проростков содержат типичные для крупнохромосомных злаков субдомены: частично конденсированный хроматин, ядрышки с фибриллярными центрами, плотным фибриллярным компонентом и гранулярным компонентом и комплексы РНП частиц, представленные локальными скоплениями коротких трубочек толщиной около 30-40 нм и РНП содержащими микропуффами.
     В условиях экранирования магнитного поля во всех ядрах клеток проростков, подвергавшихся действию низких температкр (0-4гр.С) наблюдается декомпактизация хроматина. В значительной части ядер происходят резкие изменения структуры ядрышек, которые выражаются в сокращении доли гранулярного компонента и появлении на периферии ядрышек характерных выростов ("протуберанцев"), состоящих из протяженных гранулярных фибрилл, окруженных тяжами хроматина.
     В клетках проростков, инкубировавшихся в экранирующей емкости при температуре 24гр.С, наблюдается тотальная реорганизация генома во всех клетках, которую, по характерным морфологическим признакам, можно объяснить полным ингибированием синтеза рибосомной и матричной РНК: хроматин суперкомпактизуется, кариоплазма освобождается от РНП-частиц, ядрышки теряют гранулярный компонент и резко уменьшаются в объеме.
     Контрольные эксперименты показали, что все описанные модификации генома после снятия экрана являются обратимыми, а растения, высаженные в грунт, сохраняют жизнеспособноть и переходят к генеративной фазе роста.

ENGLISH VERSION ->
High and low temperature has opposite effects on nuclear structure of winter wheat (Triticum aestivum L) cells' in magnetically shielded environment.
 
Effect of normal (23C) and low (0-4C) temperature on structure of chromatin, nucleolus and RNA-containing nucleoplasmic components were studied in root meristem cells of winter wheat acrospires germinated in magnetically shielded environment.
Seeds were soaked in water unti the emergence of primary rootlets. Acrospires were then transferred into spherical container made of ferromagnetic material. Acrospires were incubated for 40 days under various temperature conditions. Control acrospires were germinated under same conditions and in the absence of magnetic shielding.
After experiment roots were dissected and prepared for light and electron microscopy using routine glutaraldehyd fixation protocol.
Root meristem cells in control acrospires displayed partially decondenced chromatin, nucleoli with well defined fibrillar centers, dence fibrillar component and granular component. RNP-containing complexes in forms of short tubules 30-40 nm in diameter and micropuffs were also present.
Under low temperature conditions and magnetic shielding chromatin in the root root meristem cells was in diffuse state compared to control. Nucleoli were also affected. Amount of granular component was reduced and multiple nucleolar protrusions were formed into nucleoplasm. Each protrusion was composed of tightly-packed electron-dence granules and surrounded by chromatin fibres.
Under normal temperature conditions all nuclei in meristem cells displayed drastic morphological alteration. Chromatin was collapsed, karioplasm was devoid of RNP-particles and nucleoli lost its granular component and were significantly smaller than thosevin control cells. In summary these changes are similiar to those observed after complete inhibition of r- and mRNA synthesis.
All detected alterations were reversible and nuclear morphology returned to normal after removal of the magnetic shielding. The seedling were completely viable and capable for proceeding into reproductive stage after being planted out.

УУДК 577.35