Формування аутофагосом та транскрипційна активність генів atg8 у клітинах кореня арабідопсису при розвитку аутофагії за умов мікрогравітації
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2020.09.077Ключові слова:
Arabidopsis thaliana, аутофагія, аутофагосоми, гени atg8, кліностатування, мікрогравітаціяАнотація
Проведено морфологічний та цитологічний аналіз проростків коренів Arabidopsis thaliana і досліджено процес індукції аутофагії в їх клітинах за умов мікрогравіатації. Встановлено істотне порушення розвитку коренів проростків і збільшення кількості аутофагосом в епідермальних клітинах перехідної зони кореня на 6-ту добу вирощування за умов кліностатування, а також поступове зменшення їх кількості на 9-ту і 12-ту добу порівняно з контрольними рослинами, що може свідчити про адаптацію до умов зміненої гравітації. Результати транскрипційного аналізу активності генів родини atg8 (atg8a, atg8b, atg8c, atg8d, atg8e, atg8f, atg8g, atg8h та atg8i), залучених до реалізації початкових етапів аутофагії (6—12 діб кліностатування), свідчать про залежний від часу характер змін рівня експресії більшості цих генів. Зокрема, зареєстровано підвищення рівня експресії генів atg8a, atg8c, atg8d на 6-ту добу, поступове їх зниження на 9-ту добу і різке зниження після 12 діб кліностатування порівняно з контролем. Також встановлено значне (порівняно з контролем) підвищення рівня експресії генів atg8e, atg8f та atg8i на 6-, 9- та 12-ту добу. Отримані результати дають підставу стверджувати, що досліджувані гени atg8 є специфічними для реалізації початкових етапів аутофагії, індукованої мікрогравітацією.
Завантаження
Посилання
Chen, Q., Shinozaki, D., Luo, J., Pottier, M., Havé, M., Marmagne, A., Reisdorf-Cren, M., Chardon, F., Thomine, S., Yoshimoto, K. & Masclaux-Daubresse, C. (2019). Autophagy and nutrients management in plants. Cells, 8, No. 11. 1426. https://doi.org/10.3390/cells8111426
Masclaux-Daubresse, C., Chen, Q. & Havé, M. (2017). Regulation of nutrient recycling via autophagy Curr. Opin. Plant Biol., 39, рр. 8-17. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2017.05.001
Tang, J. & Bassham, D. C. (2018). Autophagy in crop plants: What’s new beyond Arabidopsis? Open Biol., 8, No. 12. 180162. https://doi.org/10.1098/rsob.180162
Olenieva, V. D., Lytvyn, D. I., Yemets, A. I. & Blume, Ya. B. (2018). Influence of UV-B on expression profiles of genes involved in the development of autophagy by means of microtubules. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 1, рр. 100-109. https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.01.100
Olenieva, V., Lytvyn, D., Yemets, A., Bergounioux, C. & Blume, Y. (2019). Tubulin acetylation accompanies autophagy development induced by different abiotic stimuli in Arabidopsis thaliana. Cell Biol. Int., 43, No. 9, рр. 1056-1064. https://doi.org/10.1002/cbin.10843
Shadrina, R. Yu., Yemets, A. I. & Blume, Ya. B. (2019). Autophagy development as an adaptive response to microgravity conditions in Arabidopsis thaliana. Faktory eksperimental’noi evolucii organizmiv, 25, рр. 327-332. https://doi.org/10.7124/FEEO.v25.1186
Rao, X., Huang, X., Zhou, Z. & Lin, X. (2013). An improvement of the 2ˆ(-delta delta CT) method for quantitative real-time polymerase chain reaction data analysis. Biostat. Bioinforma. Biomath., 3, No. 3, рр. 71-85.
Chazotte, B. (2011). Labeling lysosomes in live cells with LysoTracker. Cold Spring Harbor Protocols, 2, pdb.prot5571. https://doi.org/10.1101/pdb.prot5571
Yang, X. & Bassham, D. C. (2015). New insight into the mechanism and function of autophagy in plant cells. Int. Rev. Cell Mol. Biol., 320, рр. 1-40. https://doi.org/10.1016/bs.ircmb.2015.07.005
Doelling, J. H., Walker, J. M., Friedman, E. M., Thompson, A. R. & Vierstra, R. D. (2002). The APG8/12-activating enzyme APG7 is required for proper nutrient recycling and senescence in Arabidopsis thaliana. J. Biol. Chem., 277, No. 36, рр. 33105-33114. https://doi.org/10.1074/jbc.M204630200
Olenieva, V. D., Lytvyn, D. I., Yemets, A. I. & Blume, Ya. B. (2017). Influence of sucrose starvation, osmotic and salt stresses on expression profiles of genes involved in the development of autophagy by means of microtubules. Visnik Ukrains’kogo tovaristva genetikiv i selekcioneriv, 15, No. 2, pp. 174-180. https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.15.2.876
Chen, Q., Soulay, F., Saudemont, B., Elmayan, T., Marmagne, A. & Masclaux-Daubresse, C.L. (2019). Overexpression of ATG8 in Arabidopsis stimulates autophagic activity and increases nitrogen remobilization efficiency and grain filling. Plant Cell Physiol., 60, No. 2, рр. 343-352. https://doi.org/10.1093/pcp/pcy214
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
