№ 3 (2023)

Обложка

Весь выпуск

БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ

Клеточные линии меланомы, как основа для создания модели васкулогенной мимикрии

Вартанян А.А., Косоруков В.С.

Аннотация

В опухоли наряду с кровеносными сосудами, выстланными эндотелием, обнаруживаются и высокоструктурированные васкулярные каналы, образованные опухолевыми клетками. Предполагается, что сеть таких каналов компенсирует недостаточно быстрое развитие в опухоли кровеносной системы и предотвращает ранний некроз внутри опухоли. Высокая статистическая корреляция между появлением в опухоли васкулярных каналов и низкой выживаемостью больных подтверждает эту гипотезу. Поэтому поиск ингибитора формирования васкулярных каналов в опухоли приобретает чрезвычайную актуальность. В настоящем обзоре обсуждается функциональное и прогностическое значение васкулогенной мимикрии. Особое внимание уделено оптимизации in vitro модели васкулогенной мимикрии на основе анализа 11 клеточных линий меланомы, полученных из метастазов больных диссеминированной меланомой. Кроме того, обсуждается разработка in vivo модели васкулогенной мимикрии для изучения ее механизмов и репрессии.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):227-234
pages 227-234 views

БИОХИМИЯ

Фотохимия и сигнальная активность криптохромов растений. Обзор

Фрайкин Г.Я., Беленикина Н.С.

Аннотация

Криптохромы составляют обширный класс сенсорных рецепторов синего света, которые у растений регулируют процессы развития и циркадный ритм. Эти фоторецепторы могут также действовать как магниторецепторы. Криптохромы связывают в качестве хромофора флавинадениндинуклеотид (ФАД) в гомологичном ДНК-фотолиазе домене PHR; вблизи ФАД-связывающего сайта к нему присоединено C-концевое удлинение CCE. Активация криптохрома инициируется фотореакциями ФАД с переносом электрона/протона и образованием редокс-форм. При фотовосстановлении ФАД белок подвергается конформационному изменению, вызывающему разобщение PHR-домена и CCE, что сопровождается образованием функционально активных олигомеров криптохромных молекул. Фотоолигомеризация рассматривается как ключевой процесс, необходимый для сигнальной активности криптохромов.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):235-245
pages 235-245 views

ГЕНЕТИКА

Множественный хромосомный полиморфизм у мышовок группы subtilis (Rodentia, Dipodoidea, Sicista sp.) из Саратовского Правобережья

Баскевич М.И., Опарин М.Л.

Аннотация

На основе цитогенетического анализа (рутинная, G-, C-и AgNOR окраски хромосом) приведены новые данные по хромосомному полиморфизму в выборке (n = 13) из популяции Sicista sp. 1, вида-двойника мышовок группы subtilis из Саратовского Правобережья. Показано, что в исследованной полиморфной популяции из северной части ареала вида (Воскресенский р-н Саратовской обл.) число хромосом в кариотипах варьирует от 2n = 22 до 2n = 24, число плеч аутосом от NFa = 39 до NFa = 44; всего обнаружено 6 вариантов кариотипа: с 2n = 24, NFa = 44; 2n = 24, NFa = 43; 2n = 23, NFa = 40; 2n = 23, NFa = 41; 2n = 22, NFa = 39; 2n = 22, NFa = 40. С помощью G-окраски хромосом показано, что обнаруженный внутрипопуляционный хромосомный полиморфизм у Sicista sp. 1 обусловлен наличием двух типов перестроек: тандемная транслокация, вовлекающая двуплечие аутосомы №№ 4 и 10 и перицентрическая инверсия в паре аутосом № 6. Выявлено устойчивое преимущество гетерозигот по обеим структурным хромосомным мутациям, а обнаруженный хромосомный полиморфизм характеризуется как сбалансированный или гетерозиготный. Обсуждается потенциальная роль выявленного хромосомного полиморфизма в хромосомной эволюции и адаптивной стратегии вида.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):246-257
pages 246-257 views

МИКРОБИОЛОГИЯ

Эктопаразитические клещи – переносчики бактериальных симбионтов среди насекомых

Шайкевич Е.В., Горбачева А.А., Романов Д.А.

Аннотация

Передающиеся по наследству эндосимбиотические бактерии из родов Rickettsia, Wolbachia и Spiroplasma вызывают гибель потомства мужского пола у божьих коровок (Coleoptera, Coccinellidae). Как правило, бактерии передаются через цитоплазму материнской яйцеклетки потомству – по вертикали. В дополнение к вертикальной передаче, появляется все больше данных о горизонтальном переносе симбионтов между неродственными таксонами насекомых. Потенциальными переносчиками эндосимбиотических бактерий могут быть паразиты насекомых, например, клещи. Паразитический клещ божьих коровок Coccipolipus hippodamiae (McDaniel & Morrill, 1969) (Acarina: Podapolipidae) встречается в природных популяциях Coccinellidae. В данной работе впервые доказана способность C. hippodamiae заражаться Wolbachia и Spiroplasma от хозяев и распространять бактерий среди жуков-кокцинеллид.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):258-268
pages 258-268 views

БОТАНИКА

Анатомическое строение и фитохимический анализ листа, стебля и корня гортензии древовидной (Hydrangea arborescens L.)

Мурзабулатова Ф.К., Пупыкина К.А., Красюк Е.В., Полякова Н.В., Шигапов З.Х.

Аннотация

Актуальность исследования обусловлена недостаточной изученностью биологических особенностей гортензий. Целью исследований стало выявление анатомо-диагностических признаков, а также химического состава гортензии древовидной (Hydrangea arborescens L.) коллекции Южно-Уральского ботанического сада-института УФИЦ РАН. В результате исследований установлено, что диагностически значимыми признаками листа данного вида гортензии являются строение клеток эпидермиса верхней и нижней стороны листа, наличие аномоцитного устьичного аппарата с нижней стороны листа, кристаллические включения оксалата кальция в виде рафидов с верхней и нижней стороны листа и простые волоски с грубо бородавчатой поверхностью, многоклеточным основанием, а также простые извилистые волоски с нижней стороны листа. Фитохимический анализ листьев, стеблей и корней подтвердил наличие в них кумаринов, аскорбиновой кислоты и дубильных веществ, а в листьях ‒ флавоноидов. Установлено, что наибольшее содержание аскорбиновой кислоты (0.28 ± 0.014%) и дубильных веществ (7.13 ± 0.639%) наблюдается в листьях гортензии древовидной, кумаринов в пересчете на умбеллиферон ‒ в корнях (0.41 ± 0.007%), а содержание флавоноидов в листьях составило 1.14 ± 0.048%.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):269-277
pages 269-277 views

ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

Влияние светодиодного освещения разного спектра на развитие салата листового (Lactuca sativa)

Наконечная О.В., Михеева А.В., Бурдуковский М.Л., Орловская И.Ю., Гафицкая И.В., Хроленко Ю.А., Бурковская Е.В., Субботин Е.П., Холин А.С., Кульчин Ю.Н.

Аннотация

Исследовано влияние 5 спектров светодиодных (СД) светильников на растения L. sativa сорта “Афицион”, выращиваемых в условиях закрытого почвогрунта. Для контроля использовали теплый белый свет WW (соотношение долей синего, зеленого и красного света – 14% : 48% : 38%). Максимальные значения размеров листьев и сырой массы надземной части выявлены у группы RGB (сине-зеленый-красный – 32% : 19% : 49%), по значениям сухой массы и золы – у группы FS (сине-зеленый-красный 27% : 11% : 62%). Плотность распределения устьиц и их размер на нижней стороне листа была максимальной у растений SB (сине-зеленый-красный 33% : 41% : 38%). Это наиболее эффективное сочетание параметров в плане архитектоники листа. Увеличение доли красного света в спектре при снижении доли зеленого света положительно влияет на развитие растений L. sativa, в то же время увеличение доли зеленого света в спектре положительно отражается на формировании устьичного аппарата.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):278-286
pages 278-286 views

ЗООЛОГИЯ

Таксономическая оценка кариологических особенностей соболя (Martes zibellina) и других представителей рода Martes (Carnivora, Mammalia)

Малыгин В.М., Сафронова Л.Д., Сергеев Е.Г., Левенкова Е.С.

Аннотация

На основании обзора публикаций и дополнительного собственного материала проведена ревизия первоописания кариотипа соболя Martes zibellina, представлены данные о митотических метафазных хромосомах самки и самца этого вида и сравнение их наборов с таковыми у близко родственных видов рода Martes. Также приведено описание синаптонемного комплекса (СК) в ранней – средней профазе мейоза сперматоцитов соболя. Сравнительный анализ подтвердил основные цитогенетические показатели соболя и куниц (2n = 38, NFa = 64–68, X – средней величины субметацентрик, а Y – самый мелкий акро- субмета- или метацентрик). Эти характеристики мало пригодны для разработки внутривидовой таксономии соболя, однако могут быть использованы для выявления филогенетических связей на видовом и родовом уровнях, а также для выяснения последствий природной гибридизации близких видов рода Martes.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):287-296
pages 287-296 views

ФИЗИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА

Размеры тела и пищеварительного тракта у мелких млекопитающих-фитофагов: влияние экологических и физиологических факторов

Наумова Е.И., Чистова Т.Ю., Жарова Г.К.

Аннотация

Рассмотрен вопрос о размерном соотношении тела и пищеварительного тракта (ПТ) у мелких млекопитающих-фитофагов на примере песчанок (Gerbillidae) – группе грызунов, исключительно удобной для изучения подобных зависимостей в связи с существенными различиями в массе тела и морфологической однородности ПТ. Мы проанализировали весовые соотношения размеров тела и ПТ, сырой массы содержимого и тканей ПТ у 6 видов песчанок с 10-кратным диапазоном массы тела (в среднем от 18 до 175 г), сосуществующих в пустыне Негев – Psammomys obesus, Meriones crassus, Gerbillus pyramidum, Gerbillus allenbyi, Gerbillus dasyurus Gerbillus henleyi. В ряду исследованных видов мелких млекопитающих с массой тела менее 0.5 кг не обнаружено линейной зависимости между размерами тела и ПТ. Аллометрия рассмотренных показателей обусловлена главным образом экологическими и физиологическими факторами.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):297-307
pages 297-307 views

Исходный тип вегетативной регуляции определяет развитие инфаркта у крыс в модели необратимой ишемии миокарда

Морозова М.П., Куренкова А.Д., Волкова Ю.Л., Бердалин А.Б., Банзелюк Е.Н., Умарова Б.А., Лукошкова Е.В., Гаврилова С.А.

Аннотация

Методом анализа вариабельности ритма сердца (ВРС) у крыс оценивали связь исходного уровня общей ВРС и регуляторные изменения в работе сердца до и на 1, 3 и 28 сут после моделирования необратимой ишемии (НИ). По уровню общей ВРС выделили две группы крыс: с исходно “низкимˮ и “высокимˮ уровнем ВРС - группы НВ (SDRR = 5.0 мс) и ВВ (SDRR = 8.2 мс). НВ и ВВ крысы по-разному реагировали на холодовую пробу до и после НИ. Через 3 сут после НИ у НВ крыс была лучшая сохранность вегетативной регуляции сердца, а через 28 сут – меньший размер поражения миокарда и смертность. У ВВ крыс в очаге ишемии было выше число тучных клеток, а в зоне, незатронутой ишемией, – выше доля дегранулированных клеток, чем у НВ крыс. Таким образом, исходное состояние вегетативной нервной системы определяет развитие инфаркта миокарда у крыс.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):308-320
pages 308-320 views

ЭКОЛОГИЯ

Морфо-физиологические детерминанты формирования урожая картофеля в условиях дефицита почвенной влаги

Бакунов А.Л., Дмитриева Н.Н., Рубцов С.Л., Милехин А.В., Нестеров В.Н., Богданова Е.С., Розенцвет О.А.

Аннотация

Исследован вклад морфо-физиологических параметров листьев и клубней 22 сортов картофеля (Solanum tuberosum L.) в формирование урожайности в условиях недостаточного увлажнения почвы и высоких температур воздуха. Дискриминантным анализом установлено, что размеры устьиц (12%), содержание хлорофилла (10%), количество клубней (29%) и средний вес клубня (21%) определяли градацию растений по урожайности. Наибольший вклад в дискриминацию по отношению к экологической пластичности вносят такие параметры как удельная поверхностная плотность листьев (38%), содержание хлорофилла (13%), каротиноидов (13%) и площадь листа (12%). Ключевыми характеристиками, определяющими высокую урожайность и адаптационную способность картофеля, являются число устьиц в единице площади листа, удельная поверхностная плотность листа и содержание фотосинтетических пигментов.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):321-331
pages 321-331 views

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

Кутикула куколок черной львинки Hermetia illucens как биосорбент для пробиотиков

Ушакова Н.А., Свергузова С.В., Шайхиев И.Г., Сапронова Ж.А., Бастраков А.И., Левенко Е.А., Хацаева Р.М.

Аннотация

С помощью метода сканирующей электронной микроскопии проведено сравнительное исследование морфологии поверхности частиц и элементного состава кутикулы куколки Hermetia illucens до и после нанесения культуральной жидкости (КЖ) пробиотического штамма Lactobacillus acidophilus В 2707. Показано, что после щадящего высушивания сорбированные клетки лактобацилл сохраняются под пленкой на носителе. При этом под воздействием КЖ наблюдается деструкция относительно крупных частиц порошка хитин-белкового комплекса кутикулы (средний диаметр частиц D 845.3 ± ± 109.1 мкм) и образование мелких фрагментов (средний D 63.4 ± 13.9 мкм), в том числе, наночастиц (средний D 54 ± 18 нм). Получена обогащенная кальцием, магнием и фосфором биопленка лактобактерий на сорбенте, состоящем из микрочастиц кутикулы куколок насекомого, и включающем наночастицы, что обеспечило пробиотическому препарату высокую биологическую эффективность.

Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2023;(3):332-336
pages 332-336 views