Biopolym. Cell. 2013; 29(6):493-498.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.00083E
Геноміка, транскриптоміка та протеоміка
Еспресія низькомолекулярних білків теплового шоку у проростках Pisum sativum L. за умов зміненої гравітації
1Талалаєв О. С.
  1. Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України
    вул. Терещенківська, 2, Київ, Україна, 01601

Abstract

Рослини реагують на зміни гравітаційних умов порушеннями у профілях експресії генів, що є індикатором загального стресового стану. Одним із механізмів адаптації клітини до стресових умов є синтез низькомолекулярних білків теплового шоку (small heat shock proteins, sHsp), які виконують функції молекулярних шаперонів. Мета . З’ясувати вплив модельованих мікрогравітації (кліностатування) та гіпергравітації (центрифугування) на генну експресію sHsp в етіольованих проростках гороху. Методи. Рівень експресії генів визначали із залученням методів зворотної транскрипції і ПЛР, а також кількісної ПЛР. Результати. Показано відсутність дії модельованих умов зміненої гравітації на експресію генів sHsp різної клітинної локалізації – цитозольно-ядерних Pshsp17.1-СІІ і Pshsp18.1-СІ, пластидного – Pshsp26.2-P, ендоплазматичного ретикулуму – Pshsp22.7-ER та мітохондріального – Pshsp22.9-M. Висновки. Відносний рівень транскриптів генів sHsp за впливу кліностатування, центрифугування і підвищеної температури свідчить про різний характер дії цих чинників на клітини. Змінена гравітація на відміну від теплового стресу не спричиняє ушкодження/денатурації білків та, відповідно, не модулює експресії генів sHsp.
Keywords: низькомолекулярні білки теплового шоку, кліностатування, гіпергравітація, етіольовані проростки, Pisum sativum
Повний текст: (PDF, українською)

References

[1] Kordyum E. L. Biology of plant cells in microgravity and under clinostating Int. Rev. Cytol 1997 171:1–78.
[2] Matia I., Gonzalez-Camacho F., Herrandez R., Kiss J. Z., Gasset G., van Loon J. J., Marco R., Medina F. Plant cell proliferation and growth are altered by microgravity conditions in spaceflight J. Plant Physiol 2010 167, N 3:184–193.
[3] Paul A. L., Daugherty C. J., Bihn E. A., Chapman D. K., Norwood K. L., Ferl R. J. Transgene expression patterns indicate that spaceflight affects stress signal perception and transduction in Arabidopsis Plant Physiol 2001 126, N 2:613–621.
[4] Paul A. L., Popp M. P., Gurley W. B., Guy C., Norwood K. L., Ferl R. J. Arabidopsis gene expression patterns are altered during spaceflight Adv. Space Res 2005 36, N 7:1175–1181.
[5] Paul A.-L., Zupanska A. K., Ostrow D. T., Zhang Y., Sun Y., Li J.-L., Shanker S., Farmerie W. G., Amalfitano C. E., Ferl R. J. Spaceflight transcriptomes: unique responses to a novel environment Astrobiology 2012 12, N 1:40–56.
[6] Salmi M. L., Roux S. J. Gene expression changes induced by space flight in single-cells of the fern Ceratopteris richardii Planta 2008 229, N 1:151–159.
[7] Martzivanou M., Hampp R. Hyper-gravity effects on the Arabidopsis transcriptome Physiol. Plant 2003 118, N 2:221– 231.
[8] Babbick M., Dijkstra C. Larkin O. J., Anthony P., Davey M. R., Power J. B., Lowe K. C., Cogoli-Greuter M., Hampp R. Expression of transcription factors after short-term exposure of Arabidopsis thaliana cell cultures to hypergravity and simulated (2D/3-D clinorotation, magnetic levitation) Adv. Space Res 2007 39, N 7:1182–1189.
[9] Martzivanou M., Babbick M., Cogoli-Greuter M., Hampp R. Microgravity-related changes in gene expression after short-term exposure of Arabidopsis thaliana cell cultures Protoplasma 2006 229, N 2–4:155–162.
[10] Kozeko L., Kordyum E. Effect of hypergravity on the level of Heat Shock Proteins 70 and 90 in Pea seedlings Microgravity Sci. Technol 2008 21, N 1–2:175–178.
[11] Barjaktarovic Z., Nordheim A., Lamkemeyer T., Fladerer C., Madlung J., Hampp R. Time-course of changes in amounts of specific proteins upon exposure to hyper-g, 2-D clinorotation, and 3-D random positioning of Arabidopsis cell cultures J. Exp. Bot 2007 58, N 15–16:4357–4363.
[12] Vierling E. The roles of heat shock proteins in plants Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol 1991 42:579–620.
[13] Waters E. R., Lee G. J., Vierling E. Evolution, structure and function of the small heat shock proteins in plants J. Exp. Bot 1996 47, N 3:325–338.
[14] Siddique M., Gernhard S., von Koskull-Doring P., Vierling E., Scharf K.-D. The plant sHSP superfamily: five new members in Arabidopsis thaliana with unexpected properties Cell Stress Chaperones 2008 13, N 2:183–197.
[15] Waters E. R. The evolution, function, structure, and expression of the plant sHSPs J. Exp. Bot 2013 64, N 2:391–403.
[16] Wehmeyer N., Hernandez L. D., Finkelstein R. R., Vierling E. Synthesis of small heat-shock proteins is a part of the developmental program of a late seed maturation Plant Physiol 1996 112, N 2:747–757.
[17] Pfaffl M. W. A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR Nucleic Acids Res 2001 29, N 9 e45.
[18] DeRocher A. E., Vierling E. Developmental control of small heat shock protein expression during pea seed maturation Plant J 1994 5, N 1:93–102.