BioScience Blog – Научный Биологический блог

Ткачук А.П., Хаустов С.А.

Рибонуклеазы (РНКазы) являются важнейшими ферментами клеточного метаболизма. Они влияют на экспрессию генов, рост и дифференцировку клеток, участвуют в защите клеток от патогенов и в индукции апоптоза. Ещё в 50-х годах годах прошлого столетия отмечали, что ткани млекопитающих содержат белковый ингибитор РНКаз панкреатического типа, и в клетках РНКазы находятся преимущественно в комплексе с этим ингибитором, который в связи с этим тоже участвует во всех указанных процессах. Использование ингибиторов РНКаз связано с необходимостью блокировать их активности при работе с РНК-содержащими препаратами. В настоящее время задача создания эффективных ингибиторов РНКаз в полной мере не решена, а актуальность этой проблемы возросла, когда стало ясно, что ингибиторы РНКаз могут использоваться в терапии онкологических и аллергических болезней. [1] Наша работа посвящена получению активного человеческого ингибитора РНКаз семейства панкреатической РНКазы A (RI). При получении суперпродуцента этого белка в штаммах Е. coli исследователи столкнулись с рядом проблем. Основной трудностью было то, что практически весь белок, синтезируемый бактериальной клеткой неактивен и находится в нерастворимой форме – образует «тела включения».

Читать далее…

На Южном Урале из-за слабой изученности алкалоидоносной флоры подбор алкалоидоносных видов в качестве потенциальных источников для производства медицинских препаратов производится без учета региональной специфики. Целью данной работы был количественный анализ содержания суммы алкалоидов в новых алкалоидоносных видах растений в горно-лесной зоне Южного Урала. Объектом исследования были 35 ранее выявленных нами новых алкалоидоносных видов, относящихся к 25 родам 12 семейств сосудистых растений [1]. У травянистых растений анализировали корни и надземную часть, у кустарниковых видов – ветви, образовавшиеся в результате прироста текущего года, и листья. Сумму алкалоидов из корней и надземной части растений извлекали методом исчерпывающей экстракции через сернокислые соли и определяли гравиметрическим методом. Наибольшее содержание алкалоидов (более 0,53%) обнаружено в надземной части Silenechlorantha. В связи с тем, что в большинстве случаев образцы растений для анализа были собранны на стадиях конца цветения или плодоношения, можно ожидать, что на более ранних стадиях сезонного развития содержание алкалоидов в них было бы более высоким. Поэтому среди проанализированных видов для дальнейшего изучения представляют интерес еще 19 видов с содержанием алкалоидов более 0,1% от сухой массы. По содержанию суммы алкалоидов и, соответственно, по степени возможной перспективности использования в качестве сырья для производства медицинских препаратов эти виды можно условно разбить на 2 группы: потенциально перспективные (виды с содержанием суммы алкалоидов в корнях или надземной части от 0,1 до 0,19 % от сухой массы) и возможно перспективные (от 0,2 – 0,5% от сухой массы). К потенциально перспективным видам относятся семь ресурсных (Angelicasylvestris, Lathyruspratensis, L.vernus, Melandriumabum, M. albus, Silenenutans, Viciasepium) и три вида, ресурсное использование которых возможно только при их введении в плантационную культуру (Asparagusofficinalis, Clausiaaptica, Erucastrumarmoraciodes). Вгруппу возможно перспективных вошли три ресурсных вида (Lathyrusgmelinii, L. pisiformis, Melilotusofficinalis) и пять видов, ресурсное использование которых возможно только при их введении в плантационную культуру (Lathyruslitvinovii, Melicaaltissima, Sambucussibirica, Sisymbriumstrictissimum, Viciasylvatica). Среди вышеперечисленных наибольший интерес представляет ряд видов (Lathyruspisiformis, Viciasylvatica, Sambucussibiricaи др.), используемых в народной медицине, так как их фармакологические свойства могут быть связаны с наличием в них алкалоидов. Для окончательного решения вопроса о возможности использования этих видов в качестве источника сырья для создания новых препаратов, необходимо изучение состава содержащихся в них алкалоидов, а также изменчивости их содержания в растениях в зависимости от экологических условий местообитания.

Читать далее…

Естественный растительный покров Средней Азии и, в частности, Каракалпакстана разнообразен. Интенсивное развитие орошаемого земледелия на экстенсивной основе, особенно в последнее 30-40 лет, привело к снижению уровня Аральского моря, а в последние годы – к катастрофическим изменениям. Величина площади осушки за период 1962 – 2000 г.г. составляет 8654 км2 (южной части моря). В настоящее время более 50% орошаемых земель подвержены засолению. Ежегодно потери, вызываемые засолением, ориентировочно оцениваются в 2 млрд. долл. США. В аридных условиях по своей урожайности, жизнеспособности, почвозащитным свойствам и качеству кормов выделяются виды с многолетним корневищем. В этом отношении перспективна интродукция длиннокорневищного вида Distichlisspicata(L.) Greene (сем. Poaceae), выдерживающего засоление более 2 % и используемого для зарастания дна осушенного озера Текскоко в Мексике. Интродукционное изучение нового для Узбекистана кормового растения D. spicataс целью использования его для закрепления осушенного дна и засолённых бросовых земель имеет как научное, так и большое практическое значение в условиях Южного Приаралья (ЮПА). В частности, изучение морфогенеза данного вида является одним из важных моментов. Целью работы явилось исследование морфогенеза и морфологии вегетативных и генеративных органов D. spicataв условиях интродукции ЮПА. В условиях ЮПА D. spicata— многолетний, поликарпический, длиннокорневищно-безрозеточный, столонообразующий, плотнодерновинный злак с внутривлагалищным типом возобновления побегов. Вегетативные побеги удлиненные, корневищно-безрозеточные. Стебель при основании ветвистый, прямой, гладкий, прямостоячий. Достигнув 70-80 см высоты, растёт плагиотропно, достигая 200-226 см длины, приподнимаясь вверх, с ветвлением до 5-6 порядка. Генеративные побеги безрозеточные и корневищно-безрозеточные. Корневая система представлена придаточными корнями, формирующимися как в узлах корневища, так и у основания ортотропных надземных побегов. Корень белый, заострённый, способный быстро проникать в почву. Основная масса корней располагается на глубине 20-40 см. Ветвление корней доходит до третьего порядка, корни третьего порядка 0,5-1,0 см длины. Размножается в основном вегетативным путём. Плагиотропные столоны в свою очередь образуют надземную коммуникацию парциальных кустов. D. spicata, по классификации И.О. Байтулина (1977), относится к 4-мочковато-диффузному типу, корневая система представлена придаточными корнями I, II, и III порядков, развивающихся на вегетативных органах и в основном на корневищах. Корневище состоит из нескольких укороченных (1,0-4,8 см), и удлиненных (5,0-7,3 см) междоузлий, от которых отходят придаточные корни I порядка, густо покрытые всасывающими эфемерными корнями. От корней I порядка отходят корни II и III порядков. На опытном участке основная масса корней (65%) располагается на глубине 20-40 см в горизонте с засолением 0,236 г/л. Придаточные корни I порядка в первый год вегетации достигают 40-45 см в длину, имеют шнуровидную форму. На третий-четвертый год вегетации достигают 90-105 см длины, и 0,2-0,35 см в диаметре. Цвет от темного до светло-коричневого. Корень может быть прямым геотропным или спирально-закрученным, что зависит в основном от степени засоленности и влагообеспеченности почвы. Корни I порядка по всей длине густо покрыты эфемерными корнями (35-40 на 1 мм2), длина которых в среднем равна 0,3 мм. По всей длине на расстоянии 1,5-2,5 см формируются короткие (0,3-0,7 см) корешки II порядка толщиной 0,2 см, отличающиеся от остальных корней II порядка тем, что они имеют шнуровидную форму, и, при отмирании корня I порядка, трогающиеся в рост. Большинство корней, скручиваясь и переплетаясь меж собой, образуют густое сплетение на глубине 15-40 см. При достаточном увлажнении корни II порядка достигают 7-10 см в длину. Корни III порядка, густо расположенные на корнях II порядка, почти прозрачные, достигают 1,5-3,0 см длины, и 0,08 см диаметра.В наших опытах признаки старения растений не наблюдались; старая генеративная, субсенильная и сенильная фазы.

Читать далее…

Брассиностероиды (БС) – фитогормоны нового поколения, способные в малых дозах повышать урожайность сельскохозяйственных культур и увеличивать устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды. По сравнению с традиционными средствами защиты растений, БС снижают экологическую нагрузку на окружающую среду. Сравнительно недавно было сделано предположение о возможном участии БС в передаче светового сигнала. Световой контроль за БС может осуществляться на разных уровнях. Известно, что биосинтез, механизм инактивации БС, а также ответная реакция на БС находится под контролем фитохромов и фоторецепторов синего света (криптохромов). Однако, несмотря на подробное изучение данной проблемы, остается открытым вопрос о возможном участии БС в передаче светового сигнала. В настоящее время не рассматривалось взаимодействие зеленого света (ЗС) и БС. Рецепция сигналов ЗС изучена не достаточно, несмотря на то, что ЗС составляет значительную часть солнечной радиации. В 1995 году Ч. Лин предположил, что одним из рецепторов ЗС могут быть криптохромы.

Читать далее…

Босхомджиев А.П., Бонарцев А.П., Махина Т.К., Мышкина В.Л., Бонарцева Г.А.

На сегодняшний день необходимость изучения биоразлагаемых полимерных материалов, используемых в медицине, в России стоит очень остро. Это связано с тем, что на рынке биоразлагаемых полимеров в последнее время в основном превалируют изделия импортного производства из полилактидов и полигликолидов. Наряду с этим, в мире ведутся активные исследования полигидроксиалканоатов (ПГА). В нашем институте в течение многих лет ведутся работы по изучению биосинтеза и свойств поли-Р-оксибутирата (ПГБ).

Читать далее…

Курильский чай Pentaphylloidesfruticosa(L.) О. Schwarz внесен в Красную книгу РБ. Препараты из P. fruticosaпредставляют практический интерес как бактерицидные, антикоагулянтные, противовоспалительные, антитоксические, радиопротекторные, противовирусные, иммуностимулирующие средства. Для разработки технологии выращивания этого растения необходимо изучение факторов, определяющих адаптацию растения к новым условиям, в частности эндомикоризы. Нами проведены исследования по введении в культуру в условиях Бакалинского и Кармаскалинского районов P. fruticosa. Цель исследований – выбор сортов, представляющих интерес для введения в промышленную культуру. В интродукционном эксперименте использовали сорта: Red Асе, Pink Queen, Goldfinger, Goldteppich, Goldstar, Abbotswood и аборигенные растения.

Читать далее…

В аридной зоне на физиологическое состояние растений влияют засуха, высокая температура, засоление, которые вызывают расстройство всех жизненно важных функций растения, что приводит к снижению их продуктивности. В связи с этим особое внимание заслуживают виды с С4-типом фотосинтеза, которые по своим эколого-физиологическим свойствам, таким, как низкие транспирационные коэффициенты, максимумы температурной зависимости фотосинтеза выше 25°С, являются более адаптивными и эффективными. Проведено изучение камфоросмы монпелийской {CamphorosmamonspeliacaL.), растения семейства маревые (Chenopodiaceae), играющей важную роль в фитоценозах полупустынных и пустынных зон. В течение вегетации были проанализированы показатели водного режима растений (интенсивность транспирации, общая оводненность) и роста (высота растений, число побегов, накопление фитомассы в сыром и сухом состоянии) в связи с их урожайностью. Проведенное исследование показало изменчивость сезонного и суточного хода транспирации у анализируемых растений. У камфоросмы, произрастающей на засоленных каштановых почвах, отмечался более плавный ход испарения воды с уменьшением в полуденные и вечерние часы. Солонцовый экотип в фазе бутонизации и цветения увеличивал потерю воды к полудню, затем наблюдалось снижение транспирации. Анализ общей оводненности растений, приуроченных к каштановым почвам, показал более высокое содержание воды у этих растений по сравнению с растениями, произрастающими на солонцах. В течение вегетации оводненность снижалась от фазы бутонизации до фазы образования семян. Изучение ростовых процессов у камфоросмы позволило обнаружить, что растение каштановых почв были высокорослее, кустистее, имели большую массу в сыром состоянии и накапливали больше сухого вещества. Установлено, что условия произрастания камфоросмы монпелийской, несмотря на её адаптивность к аридности, влияли на состояние водообеспеченности растений, что сказалось на ростовых процессах и продуктивности, которая была выше на каштановых почвах. Автор выражает признательность доценту, к.б.н. Т.В. Волошиной за помощь в подготовке тезисов.

Растительность Нижне-Свирского заповедника типична для средней тайги Европейской части России и представлена еловыми и сосновыми лесами. Среди мелколиственных пород доминируют береза, осина и ольха серая. Ольха чаще всего возобновляется и разрастается в переувлажненных местах. Целью данной работы является изучение эдификаторной роли ольхи в зарастании луга в условиях переменного водного режима. Нами исследованы участки ольхи, представляющие собой разные по возрасту этапы зарастания луга от берега лесного ручья, уровень воды в котором поднимается во время весеннего паводка. На участках с разным возрастом деревьев были заложены пробные площади: 1. – 30-35 лет, 2. – 18-20 лет, 3. – 8-10 лет и 4. – на примыкающем лугу. Внутри пробных площадей описывали древостой, живой напочвенный покров, оценивали следующие экологические показатели: уровень освещенности, температура и влажность воздуха, подстилки и верхних горизонтов почвы; микробиологическую активность и кислотность почвы; содержание древесных и травянистых корней в единице объема почвы; состав и обилие опада. Выявлено, что с возрастом зарастания луга ольхой увеличивается сомкнутость и плотность древостоя. Это приводит к изменению условий биотопа: уровня освещенности, режима температуры и влажности. Уровень освещенности при этом снижается с 95% на лугу до 45% на участке тридцатипятилетнего ольшаника. Температура и влажность подстилки, ее поверхности и почвы под пологом ольхи ниже, чем на лугу. Изменяется и состав подстилки: обнаружено значительное (в 2 раза) преобладание древесного опада над травянистым под ольхой, в то время как на лугу древесные остатки полностью отсутствуют. Сходным образом изменяется и содержание корней древесных и травянистых растений в почве. Интенсивное разложение опада ольхи под пологом древостоя приводит к увеличению (в 2,5 раза) мощности гумусового горизонта почвы. Ольха оказывает значительное влияние и на живой напочвенный покров: по мере зарастания луга видовое богатство снижается в 2 раза, а среднее проективное покрытие травостоя падает с 85% на лугу до 10% в тридцатипятилетнем ольшанике. Это происходит в основном за счет увеличения доли луговых видов, и не последнюю роль при этом играют злаки {Alopecurus pratensis L.,
Phleum pretense L., Festuca pratensis L., Elytrigia repens (L.) Nevski), на долю которых приходится 50% покрытия. В ольшанике из луговых злаков сохраняется только пырей. Следует также отметить, что в тридцатипятилетнем ольшанике основная доля в покрытии (60%) приходится на крупнотравные виды {FilipendulaulmariaL., Anthriscussylvestris(L.) Hoffin.). На лугу покрытие их составляет в среднем лишь 20%. Увеличение обилия крупнотравных видов, особенно FilipendulaulmariaL., связано с уменьшением конкуренции со злаками, отсутствием дернины и с их относительной устойчивостью к весеннему затоплению и затенению. В целом слабое

Читать далее…