[ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
ИНСТИТУТ БИОФИЗИКИ КЛЕТКИ
НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРОБЛЕМАМ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ
НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ НАУКАМ
МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
РЕЦЕПЦИЯ И ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ
СИГНАЛИЗАЦИЯ
2-4 июня 2009 г.
СБОРНИК СТАТЕЙ
Том 2 Под редакцией В.П. Зинченко, С.С. Колесникова, А.В. Бережнова Пущино 2009 410 УДК 577.532СИГНАЛИЗАЦИЯ ПРИ АПОПТОЗЕ И В УСЛОВИЯХ СТРЕССА
РОЛЬ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ В ПРОЦЕССАХ
Со 2 по 4 июня 2009 г. в Пущино проходила Международная конференция «Рецепция и внутриклеточная сигнализация». В сборнике ПРОЛИФЕРАЦИИ И АПОПТОЗА представлена 161 статья по материалам докладов участников конференции. В первый том вошли разделы:Асланиди К.Б.1, Мякишева С.Н. – общие и частные вопросы сигнализации;
– внутриклеточная сигнализация в электровозбудимых клетках;
– внутриклеточная сигнализация в электроневозбудимых клетках; Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино – механизмы сигнализации в сенсорных клетках; Институт биофизики клетки РАН, Пущино – кальциевая сигнализация;
– действие физиологически активных соединений. Фармакология Известно, что переключение генетических программ клетки в системе внутриклеточной сигнализации.
Второй том содержит разделы: осуществляется под действием целого ряда веществ гормональной – сигнализация при апоптозе и в условиях стресса;
природы. Связываясь с соответствующими рецепторами, эти вещества – активные формы кислорода в системе внутриклеточной сигнализации;
изменяют мембранную проницаемость для неорганических ионов и тем – сигнализация с участием митохондрий. Биоэнергетика;
самым меняют внутриклеточное содержание соответствующих ионов.
– сигнализация в растительных клетках и у прокариот;
– новые подходы и методы клеточных исследований. Расчеты показывают, что аналогичные сдвиги ионного состава внутриклеточной среды можно получить изменением внешней среды [1].
Многочисленные экспериментальные данные также указывают на Организаторы участие градиента неорганических ионов на плазматической мембране в переключении основных режимов функционирования клетки [2,3,4]. В
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК, ОТДЕЛЕНИЕ БИОЛОГИИ
последние годы особая роль в процессах внутриклеточной регуляцииИНСТИТУТ БИОФИЗИКИ КЛЕТКИ
отводится перекиси водорода, которая функционирует как сигнальнаяНАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ПРОБЛЕМАМ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ РАН
НАУЧНЫЙ СОВЕТ ПО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ НАУКАМ РАН молекула, вовлеченная не только в энергетический обмен, но и в ответы на стресс или сигналы роста [5].Состав научного оргкомитета Целью нашей работы было выявление роли отдельных компонентов сложных культуральных сред в этих процессах.
д.б.н., проф. Зинченко В.П. – председатель Ниже будет показано, что для бессывороточных сред существуют чл.корр., проф. Фесенко. Е.Е. вполне определённые значения концентраций ионов [Na+]o, аминокислот, чл.корр., проф. Ткачук В.А. углеводов и значения рН, при которых скорость дифференцировки д.ф.-м.н., проф. Колесников С.С. клеток нейробластомы была минимальной, а скорость пролиферации, соответственно, – максимальной.
Локальный оргкомитет Исследования проводились на клетках нейробластомы N1Е- мыши, которые культивировали в среде DMEM, содержащей 10% Зинченко В.П., Долгачева Л.П., Бережнов А.В., эмбриональной бычьей сыворотки при 37°С (№2 в табл.1.) [7]. Плотность Федотова Е.И., Кононов А.В., Туровский Е.А., посева в стандартных пластиковых флаконах составляла 1104 клеток на Ляпина Л.Н., Агафонова Т.А. см2. Для индукции дифференцировки и последующей гибели клеток использовали бессывороточные среды DМЕМ (№3, 4, 5, 6), раствор Hanks (№8, 9, 10), среду Лейбовитца L-15 [6] (№7) и среду Гелетюка-Костенко [7] (№11).Через сутки клетки переводили на одну из сред, представленных в таблице 1.
Все исследованные среды вызывали полноценную ISBN 978-5-904385-09-5 © Учреждение Российской академии наук
дифференцировку и последующую гибель клеток. Степень Институт биофизики клетки РАН, 2009 г.
410 морфологической дифференцировки определяли как долю клеток, содержание аминокислот и углеводов в среде №7 практически не влияло образующих отростки, длина которых более чем в 2 раза превышала на дифференцировку, но почти в 2 раза уменьшало время гибели диаметр сомы клетки. В качестве критериев, характеризующих процесс дифференцированных клеток. Гипотонический раствор с высоким дифференцировки, были выбраны: 1. Время воздействия, за которое доля содержанием углеводов ускорял не только дифференцировку, но и гибель дифференцированных клеток достигала 70±10% (далее – время дифференцировки – tдифф.); 2. Время воздействия, за которое гибель клеток достигала 85±10% (далее – время гибели – tгиб.).
Табл.1. Составы использованных сред.
Молярность *-к среде DMEM добавлено 10% сыворотки, 25мМ NaCl, 2,5мМ CaCl2.
В нейтральной бессывороточной среде DMEM время дифференцировки составляло 24 часа, а время гибели 120 часов.
Наибольшая интенсивность пролиферации наблюдалась в среде № (DMEM после добавления 10% сыворотки). Количество дифференцированных клеток не зависело от длительности культивирования и не превышало 2-3%. Гипертоническая среда №1, созданная на основе DMEM и содержащая 10% сыворотки, а также рН 7,5 обнаружить не удалось.
Рис.2. Зависимость времени дифференцировки клеток (слева) и времени гибели дифференцированных клеток нейробластомы (справа) от содержания ионов Na+ в индуцирующей среды. Цифры около экспериментальных точек соответствуют номерам сред в табл.1.
Анализ влияния осмотичности питательной среды на дифференцировку клеток нейробластомы проводили с использованием не содержащих сыворотку индуцирующих сред (№3, 5, 7, 9, 11). Как скорость дифференцировки, так и скорость гибели дифференцированных клеток незначительно уменьшались с ростом осмотичности. Время дифференцировки имело максимум в области гипертонических сред.
Углеводы, также как и кислород, являются субстратами дыхательной цепи, ответственной за продукцию перекиси водорода.
Зависимость времени дифференцировки нейробластомы от содержания клеток нейробластомы (справа) от содержания углеводов в индуцирующей среде.
углеводов для сред с рН 7,5 имела максимум (см. рис.2.). Цифры около экспериментальных точек соответствуют номерам сред в табл.1.
Это означает, что при содержании углеводов в индуцирующей среде порядка 8-9мМ скорость дифференцировки была минимальной, а Таким образом, проведённый анализ выявил оптимальные для скорость пролиферации – максимальной. Времена гибели клеток пролиферации значения компонентов бессывороточной среды. Скорость нейробластомы были прямо пропорциональны содержанию углеводов дифференцировки росла при изменениях параметров от оптимальных, Cугл в среде: tгиб.=26,199 Cугл – 44,3721 (R2=0,9575). Из этой зависимости как в сторону их увеличения, так и в сторону уменьшения. Можно следует, что при концентрации углеводов менее 1,7мМ время выживания ожидать, что активная пролиферация культуры в стандартной среде клеток будет нулевым, и такие концентрации являются летальными. DMEM, содержащей 10% сыворотки, определяется как минимум Исключение составляла гипотоническая среда Гелетюка-Костенко, параметрами. В частности, для максимальной пролиферации уровень уменьшающая время выживания почти в 5 раз. Причиной быстрой гибели углеводов должен поддерживаться в диапазоне 7,5-9,5мМ, аминокислот в
«