УДК 577.218+581.141
М. ДАНЧЕНКО1,2, К. КЛУБІЦОВА2, Н. РАШИДОВ1, М. ХАЙДУХ2
ВИЯВЛЕНІ ЗМІНИ ПРОТЕОМУ ЗРІЛОГО НАСІННЯ ДОЗВОЛЯЮТЬ ПРИПУСТИТИ АДАПТАЦІЮ РОСЛИН ДО ЧОРНОБИЛЬСЬКОГО СЕРЕДОВИЩА
1Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАНУ, Київ;
2Інститут генетики та біотехнології рослин САН, Нітра, Словаччина
Вступ – Вибух на Чорнобильській атомній електростанції спричинив найстрашнішу ядерну катастрофу в історії людства. Після аварії минуло вже 24 роки, але прилеглі території залишаються істотно забрудненими довгоживучими радіоізотопами. Незважаючи на складні умови середовища, представники локальних екосистем змогли вижити і успішно відтворюватись протягом багатьох поколінь. Метою нашого дослідження стало з’ясування механізмів адаптації рослин до постійно підвищеного фону іонізуючої радіації, за допомогою високоефективного протеомного підходу. Таким чином ми намагаємося створити системний огляд метаболічних шляхів, потенційно критичних для виживання у шкідливих мутагенних умовах.
Методи – Сою (Glycine max (L.) Merr. var. Soniachna) і льон (Linum usitatissimum L. var. Kyivskyi) було вирощено на контрольних та забруднених (містять у 163 рази та 244 разів більше 137Cs and 90Sr відповідно) ділянках поблизу Чорнобиля. Білки зрілого насіння екстрагували фенолом із наступним преципітуванням ацетатом амонію. Потім отримані екстракти було розділено дво-вимірним електрофорезом у поліакриламідному гелі. Після сканування, гелі кількісно аналізували програмними засобами. Усі виявлені білкові точки, котрі експресувались по різному, було досліджено за допомогою тандемної мас спектрометрії. Для ідентифікації отримані спектри фрагментації аналізували програмою Protein Lynx Global Server v. 2.0, проти бази рослинних білкових послідовностей отриманої із Uniprot.
Результати – Сумарно 9.2% із 698 виявлених та кількісно оцінених білкових точок показали різний рівень експресії у сої, але лише 4.9% із 720 у льону. У випадку сої найбільше ідентифікованих білків представляли функціональні класи запасних та захисних білків. Зокрема варто виділити підвищену у дослідних рослин кількість бетаїн альдегід дегідрогенази, цистеїн синтази та кількох ізоформ дегідринів, але знижену ліпоксигенази і кальретикуліну. У свою чергу для льону найбільше білків зміненої експресії містили функціональні категорії асоційовані із сигналінгом та транскрипцією.
Висновки – Базуючись на ідентифікованих білках, що експресувались по різному, ми пропонуємо робочу модель адаптації рослин сої, яка включає наступні блоки: 1) неспецифічну адаптацію, подібну до реакції на дію важких металів; 2) специфічний захист від радіаційного ураження; 3) мобілізацію запасних білків насіння. У випадку льону ми припускаємо, що насіння сформоване в умовах забрудненого радіонуклідами середовища захищається від хронічного опромінення завдяки: 1) змінам у кількості білків багатьох сигнальних каскадів; 2) загальним зниженням метаболічного потоку через секреторний шлях. Отже нам вдалося виявити переважно видоспецифічні захисні реакції.