BioScience Blog – Научный Биологический блог

Аутофагия представляет собой один из способов избавления как клеток от ненужных органелл, так и целого организма от ненужных клеток. Это явление играет важную роль для растения при старении клетки, стрессе, гиперчувствительном ответе на инфекции. В норме растительная клетка хорошо приспособлена к продукции больших количеств белка, накапливающегося в специальных компартментах для хранения и дальнейшего использования. Но всё же интенсивный, неконтролируемый синтез белка, скапливающегося в цитоплазме, по-видимому, через аутофагию, приводит к программируемой смерти клетки (PCD). Для изучения процесса аутофагии растительной клетки, приводящей к PCD, была разработана система с использованием вирусного вектора, позволяющего получать высокий уровень образования GFP в растении. Для этого инфекционная копия ВТМ доставлялась при помощи Agrobacteriumtumefaciensв клетки листьев Nicotianabenthamiana. В течение трех дней после агроинъекции количество GFP достигало 5 г/кг, и это приводило к гибели клеток, получившим название “Фидиппидовы клетки”. При помощи микроскопии (световой, конфокальной, электронной) и биохимического подхода были определены следующие свойства Фидиппидовой клетки: ко-локализация “вирусных фабрик” и скоплений GFP, а также поведение GFP в агрегатах и его правильная пространственная укладка. На основе морфологии были выделены стадии смерти ткани и клетки. Кроме того, методом вычитающей гибридизации был проанализирован профиль экспрессии мРНК в растительной клетке непосредственно перед возникновением видимых признаков деградации ткани. Было обнаружено повышение уровня экспрессии несколько генов, в том числе CDM1 (biotic cell death-associated protein) и убиквитина. Динамика накопления соответствующих мРНК подтверждает роль соответствующих белков в процессе аутофагии растительной клетки.