ИСТИНА

1. На этапе 2015 г. планируется показать, что для восприятия фотосинтетически активного сигнала, передаваемого с потоком цитоплазмы, характерно явление фотоиндукции, аналогичное индукционным процессам фотосинтеза, определяющим задержку фиксации СО2 и восстановления НАДФ относительно момента включения света и запуска фотосинт. потока электронов. Ожидается, что изменения флуоресценции F’, отражающие распространение с потоком активного метаболита, не проявляются после темновой адаптации, но полностью восстанавливаются в течение 1- 2 мин слабого фонового освещения всей клетки. Планируется установить, что опосредованная циклозом регуляция фотосинтеза чувствительна к нарушениям потока электронов в акцепторной части ФСI. 2. Планируется показать, что интермедиаты, переносимые с потоком цитоплазмы, не только повышают флуоресценцию F’, но и одновременно стимулируют входящий поток Н+, индуцируемый микроперфорацией клеточной стенки. Это может означать, что восстановительные эквиваленты, выступающие в качестве транспортируемого с потоком интермедиата, не только поступают в хлоропласты в зоне фонового освещения, но и поддерживают активность мембранной системы, ответственной за возрастание рН на поверхности клетки при повреждении КС. 3. Планируется получить пространственно временные диаграммы, отражающие динамику распространения волны флуоресценции F’ с потоком цитоплазмы из области локального освещения на расстояния нескольких миллиметров в направлении потока. Планируется получить пространственно временные изображения щелочной зоны, возникающей в месте микроперфорации клеточной стенки, и оценить эффективный коэффициент диффузии интермедиата, участвующего в активации входящего потока H+. 4. Планируется показать, что кинетические кривые изменений F’ в ответ на непродолжительное (30- 60 с) освещение удаленного участка клетки имеют примерно симметричную форму, описываемую гауссовой кривой, однако генерация потенциала действия (ПД), сопровождаемая временной остановкой движения цитоплазмы, вызывает сильное затягивание переднего или заднего фронта волны F’ в зависимости от места нахождения передаваемого с потоком интермедиата по отношению к области регистрации флуоресценции на момент генерации ПД. На основе полученных данных планируется разработать математическую модель для описания распространения сигнального фактора по длине междоузлия Chara с учетом диффузии и гидродинамического потока.

Проект направлен на выяснение роли движения цитоплазмы (латерального транспорта) в дальней сигнализации, участвующей в регуляции фотосинтеза и потоков H+ через плазмалемму и мембраны хлоропластов. С помощью микрофлуориметрии с импульсно-модулированным освещением и узкого светового луча, приложенного на заданном расстоянии от области измерения, показано, что локальное освещение (белый свет, 500 мкЕ/(м2 с), длительность импульса 30 с, диаметр луча 400 мкм) интернодальной клетки Chara corallina, экспонированной на фоновом свету заданной интенсивности, приводит к волнообразному распространению изменений флуоресценции хлорофилла Fm’ и F’ в направлении потока цитоплазмы, а также к открыванию Н+-каналов плазмалеммы (возрастанию рН на поверхности клетки) у одной из границ освещаемого участка. Переходное усиление флуоресценции F’ служит показателем восстановления переносчиков электронов на акцепторной стороне ФСII при неизменных световых условиях в области измерения. Оно отражает перенос восстановит. эквивалентов из зоны локального освещения с потоком цитоплазмы, их поступление в строму хлоропластов анализируемого участка и восстановление акцептора QA ФСII при участии хлородыхания или др. механизмов. Переходные изменения Fm’ включают две компоненты разного знака, причем при интенсивном фоновом освещении доминирует сильное тушение флуоресценции, служащее показателем нефотохимического тушения (NPQ). Опыты с заменой цитоплазмы Chara на буферные растворы говорят об усилении NPQ в хлоропластах in situ при понижении рН цитоплазмы (рНц) в пределах от 8.5 до 6.5 ед. и указывают на неоднородное распределение рНц по длине освещенных междоузлий. С помощью флуоресцентного зонда DCF выявлен перенос продуцируемой на свету перекиси водорода (H2O2) из зоны локального освещения в неосвещенные части клетки с потоком цитоплазмы и отсутствие потока H2O2 при подавлении движения цитоплазмы цитохалазином B. Изучена роль микроповреждений клетки в образовании наружных щел. зон у клеток Chara. Показано, что микроукол клеточной стенки вызывает быстрое локальное повышение наружного рН (рНо) на 2–3 ед. после лаг периода 10–20 с; изменения рНо обратимы; период восстановления занимает ~40 мин. Получены данные об участии Са2+ в локальном повышении рНо при микроперфорации. Выявлено участие потока цитоплазмы в образовании щел. зон на поверхности клетки Chara при микроперфорации тонопласта. При изучении передачи фотоиндуцированных сигналов с потоком цитоплазмы по клеткам Chara обнаружено явление фотоиндукции дальней сигнализации. Показано, что локальное освещение удаленного участка клетки Chara вызывает переходное возрастание флуоресценции хлорофилла F’ в условиях слабой (~10 мкЕ/(м2 с)) фоновой подсветки всего междоузлия, но не оказывает такого влияния в идентичных световых условиях в течение 60 с после предварительной адаптации клетки к темноте. Фотоиндукция передачи сигналов по длине интернодальной клетки аналогична явлению индукции фотосинтеза, которое проявляется в длительной задержке начала фиксации СО2 по сравнению с запуском фотосинт. потока электронов и выделения О2. Результаты свидетельствуют о важной роли пока цитоплазмы в пространственной регуляции метаболизма фотосинтезирующей клетки.