Анотація до роботи:

Соболь М.А. Структурно-функціональна організація ядерця рослинних клітин в умовах зміненої сили тяжіння. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.11 – цитологія, гістологія. – Інститут клітинної біології і генетичної інженерії НАН України, Київ, 2003.

Створена комплексна модель ультраструктурної організації та функціонування ядерець клітин кореневих апексів проростків крес-салату, в якій відображені головні етапи біогенезу рибосом, а саме активація рибосомальних генів, транскрипція рибосомальної ДНК та процесинг рибосомальної РНК. Показані зони проходження процесингу молекул пре-рРНК, асоційованих з РНП-комплексами - процесомами, одним з елементів яких є фібриларин. Встановлено, що фібриларин крес-салату має молекулярну масу 41 кДа. Мажорними специфічними аргентофільними білками в крес-салаті є гомологи нуклеоліну, названі нами NhL90 та NhL68. В крес-салаті аналог NopA100 Allium cepa - NhL90 виконує функції, переважно пов’язані з регуляцією конденсації р-хроматину та транскрипції рДНК, а аналог NopA64 Allium cepa - NhL68 - з процесингом рРНК. В умовах кліностатування виявлені суттєві особливості ультраструктурної організації ядерцевих субкомпонентів, пов’язані зі змінами локалізації рДНК та кількості найважливіших функціональних ядерцевих білків – фібриларину, NhL90 та NhL68. Ці особливості свідчать про зниження рівня транскрипції рибосомальної ДНК та процесингу рибосомальної РНК і накопичення попередників рибосомних субодиниць в ядерці, що дозволяє встановити зниження рівня функціональної активності ядерець під впливом зміненої гравітації. Отримані дані відносно ультраструктурних характеристик ядерця та динаміки змін в ядерцевих субкомпонентах основних функціональних білків NhL90, NhL68 та фібриларину можуть бути використані для біотестування впливу на рослини реальної мікрогравітації в космічних експериментах та інших несприятливих факторів.

Вперше проведено комплексне дослідження впливу зміненої гравітації (кліностатування) на структурно-функціональну організацію ядерця рослинних клітин із застосуванням методів світлової та електронної мікроскопії, цитохімії, флюоресцентної та електронної імуноцитохімії, конфокальної лазерної скануючої мікроскопії, імуноблотингу та радіоавтографії.

1. На основі ультраструктурної локалізації ДНК і основних функціональних ядерцевих білків – фібриларину, NhL90 та NhL68 створена комплексна модель ультраструктурної організації та функціонування ядерець клітин кореневих апексів проростків крес-салату, в якій відображені головні етапи біогенезу рибосом, а саме активація рибосомальних генів, транскрипція рибосомальної ДНК та процесинг рибосомальної РНК (рис. 10).

2. Встановлено, що мажорними специфічними аргентофільними білками крес-салату є гомологи нуклеоліну, названі нами NhL90 та NhL68. Функції NhL90 переважно пов’язані з регуляцією конденсації р-хроматину та транскрипції рДНК, а NhL68 - з процесингом рРНК.

3. Вперше встановлено, що фібриларин крес-салату має молекулярну масу 41 кДа та може знаходитися в ядерці у складі процесоми, не зв’язаної з молекулою рДНК, або бути зв’язаним з молекулою пре-рРНК під час її синтезу на рДНК, або належати до пулу вільного фібриларину.

4. В умовах зміненої гравітації продемонстрована ре-локалізація рДНК з щільного фібрилярного компоненту та перехідної зони ФЦ-ЩФК до фібрилярних центрів, яка корелює зі змінами кількості NhL90 в ядерцевих субкомпонентах, що вказує на зниження рівня транскрипції рДНК та перехід її у потенційно-активний стан при кліностатуванні.

5. Встановлене в умовах зміненої гравітації зменшення кількості NhL68 та фібриларину в перехідній зоні ФЦ-ЩФК свідчить про зниження рівня раннього процесингу рРНК під час її синтезу на рДНК.

6. В умовах зміненої гравітації встановлено зменшення кількості фібриларину, NhL68 та NhL90 в щільному фібрилярному компоненті, яке корелює зі зменшенням його відносного об’єму, що вказує на зниження рівня середнього та пізнього процесингу рРНК.

7. Дані щодо відмінностей в рівні синтезу рРНК в умовах кліностатування свідчать про накопичення рибосомальної РНК у складі незрілих попередників рибосомних субодиниць в ядерці.

8. Встановлене в умовах кліностатування зниження рівня транскрипції рДНК та процесингу рРНК вказує на зниження рівня функціональної активності ядерець під впливом зміненої гравітації.

9. Отримані дані відносно ультраструктурних характеристик ядерця та динаміки змін в ядерцевих субкомпонентах основних функціональних білків NhL90, NhL68 та фібриларину можуть бути використані для моніторингу впливу на рослини реальної мікрогравітації в космічних експериментах та інших несприятливих факторів.

Публікації автора:

1. Соболь М.А. Вплив кліностатування та мікрогравітації на ультраструктуру та функції ядерець рослинних клітин // Космічна наука і технологія. – 2001. – 7, №1. – 183-186.

2. Соболь М.А. Роль ядрышка в реакциях растительных клеток на действие физических факторов окружающей среды // Цитология и генетика. – 2001. – 35, №3. – С. 72-84.

3. Соболь М.А. Структурно-функціональні особливості ядерець клітин кореня Lepidium sativum L. (Brassicaceae Burnett) в умовах зміненої сили тяжіння // Український ботанічний журнал. – 1999. – 56, №4. – С. 358-364.

4. Соболь М.А., Мартин Г.Г. Вплив мікрогравітації на структурно-функціональну організацію ядерця вищих рослин // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія. – 2002. - №3 (18). – С. 134-138.

5. Соболь М.А. Вплив кліностатування та мікрогравітації на ультраструктуру та функції ядерець рослинних клітин // Збірник тез ІІ Всеукраїнської молодіжної науково-практичної конференції „Людина і Космос”. – Дніпропетровськ. – 2000. – С. 334.

6. Соболь М.А. Морфофункциональный анализ ядрышек клеток корневой меристемы проростков Lepidium sativum в условиях клиностатирования // Тезисы VII Молодежной конференции ботаников в Санкт-Петербурге. - Санкт-Петербург. – 2000. – С. 157-158.

7. Соболь М. А., Кордюм Е. Л. Структурно-функциональная организация ядрышка в условиях измененной гравитации // Цитология. – 2002. – 44, №9. – С. 906-907 (XIV Всероссийский симпозиум «Структура и функции клеточного ядра». - Санкт-Петербург. – 2002).

8. Соболь М.А. Структурно-функціональні особливості ядерець кореневих клітин крес-салату при дії зміненої сили тяжіння // Матеріали конференції молодих вчених „Актуальні питання ботаніки та екології”. – Херсон. – 1998. – С. 78.

9. Соболь М.А. Структурно-функциональные особенности ядрышек апикальных клеток корня Lepidium sativum в условиях клиностатирования // Тезисы докладов Международной конференции “Физиология растений – наука III тысячелетия”, IV съезд Общества физиологов растений России. - Том 1. – Москва. – 1999. – С. 462.

10. Соболь М.А. Ультраструктура та функціонування ядерця рослинної клітини під впливом кліностатування // Матеріали ХІ З’їзду Українського ботанічного товариства. – Харків. – 2001. – С. 373-374.

11. Соболь М.А. Функціональне значення змін ядерець рослинних клітин під дією мікрогравітації та кліностатування // Матеріали Конференції молодих вчених-ботаніків України „Актуальні питання ботаніки та екології”. – Ніжин. – 1999. – С. 131-132.

12. Соболь М.А. Функціональне значення змін ядерця під дією мікрогравітації та кліностатування // Збірник тез Всеукраїнської молодіжної науково-практичної конференції „Людина і Космос”. - Дніпропетровськ. – 1999. – С. 205.

13. Sobol M.A. Morphology and ultrastructure of nucleoli in cells of Lepidium sativum root apices under clinorotation // Book of Abstracts of 33^rd COSPAR Scientific Assembly. – Warsaw (Poland). – 2000. – P. 69.

14. Sobol M.A. Nucleolar structure and function under clinorotation // Abstracts of 22^nd Annual International Gravitational Physiology Meeting. – Budapest (Hungary). – 2001. – P. 103.

15. Sobol M., Kordyum E. The influence of microgravity on the nucleoli of higher plants // Abstracts of 8^th European Symposium on Life Sciences Research in Space and 23^rd Annual International Gravitational Physiology Meeting. – Stockholm (Sweden). – 2002. – P. 168.