Изменение проводимости плазматической мембраны в ходе клеточного цикла зародыша вьюна Гедеванишвили, Марина Шотаевна

Введение к работе

Актуальность проблемы. Способность к деления является фундаментальным свойством любой клетки. У яйцеклеток оплодотворение залус-кает серию быстрых клеточных йдклоз, обеспечЕвзащах их дробление. Клеточные . циклы у ранних эмбрионов назкваив простыми, так как в них на происходит увеличения объема цитоплазмы. Считается, что, несмотря на упрощенность раннего клеточного цикла, его контрольные точка те же, что у дрогшей и клеток млекопитающих (SbiteJcer, p&tel, 1990) --это старт'клеточного цикла, вход ашмз а выход из митоза. , Старт запускается внешним сигналом -оплодотворением, далее клеточный цикл саморегулируется. Полученные в последнее время дачные сви- детельстзуют о главенствующей.роди белков в регуляции клеточного цикла (Mailer, КгеЪз, 1980; Aribn, Beach, 1983; Ruder-man, Luca, 1989; Hunt, 1989; Murray, Wrschner, 1939"). С другой стороны известно, что клеточные циклы у культивируемых клеток зависит от различных факторов среды и, следовательно, опосредованы клоточдой мембраной. Исследование процесса оплодотворения продемонстрировало важную роль мембраны в инициации клеточных циклов (Ерзі, 1Э73;/Giliot et al„ 1930).'Однако данных об изменениях мембранных свойств во время самих делений дробления мало. У ряда дробящихся зародылей, тем кс менее, описаны изменения ионных потоков через плдсматдчаскуз v_s!.:dp= ну и электрических характеристик, синхронные с кдетсчнда никлом (Woodward, 1968; Квавиладшля И др., 1971; Бескова Я др., 1974; de boat, Bluenink, 1974; ?ауаа et el», 1931; block, Moody, IS34; Medina,-Brejestovski, I9BS; зіоск, Moody, 1999). Serb предпосылка считать, что колебания кемораяяцх характеристик связаны с ;?зменеяля-ма проницаемости плазматических мзмфак (Квазллгзгзлл л др., IS7I; Богкова Л др., 1974; Medina, Brejc-stovuki, 1933)« С-ДНйкО, 2 ?/t ZS6--3,

Ііель д задачи исследования. Целью настоящей работы было изуче-ние своЗств проводимоста-плазматических мембран в период дробленая бластомеров вьюка а ах связь с.другими параметрами клеточного цикла, в частности с клеточной формой.

Для того, чтобы исключить влияние- цатотомии и межклеточных контактов на.изменения электрических характеристик бластошров, мы использовала кроме нормально дробящихся оплодотворенных яйцеклеток вьюна еще и-искусственно активированные яйца, в которнх из-за отсутствия центр-доли, вносимой обычно в щтсплазму снермием, штотом: не происходит. Активирующие воздеаствая'вкзнваэт начальные измене-, ния яйца, свойственные оплодотворению: Ендэленче содержимого кортикальных альвеол, образование пернватеддинового пространства, ооплаз,-матическув сегрегацию сформирование бластодиска (Гинзбург, 1974). По нашим наблюдениям (ск.результатц), после активация яйцеклеток вьюна пресной водой б-них происходят и процзссц, аналогичные нормая ному клеточному циклу, внешне-проявляющиеся в изменении форш бластодиска.

Такай образом, искусственно активированные яйцеклетки рыб мы использовала как 'юдодьяую сис^зщ дая изучения клеточных циклов, в отсутствии цитотомия.

Друр.йи способом устранения цатотомш'і у клеток является обработ к-д игзкташ, разрушающими веретено деления, например, колхицином. Б ;-пяпх со .асам вике сказанным пр;: выполнении работы нами бііал постав-

. - 5 -

деян сдедукше задача:

1. Изучить характер изменений мембраниого потенциала (Ш) я мембранного сопротивления () з течение первых клеточных.циклов-у оплодотворенных яйцеклеток вьюяа;

2. Изучить поведение мембранных характеристик у активированных яйцеклеток вьюна, лмещах подобный нормальному кяеточнкй цикл б отсутствии цатотомин;

3. Изучить поведение мембранных характеристик у' оплодотворенных яйцеклеток, цнтотомля которых ингибироваяа'обработкой колхицином;

4. Провести поиск возможной связи наблюдаемых изменений с'аз- . менениямн других свойств поверхности, в частности, ее формы а сок-

р атимоетн.

Научная новизна. 3 результате провздзиной раосты получена данные об изменениях проводимости плазматической мембраны дробящихся 'и активированных яйцеклеток вьюяа, синхронные с процессами клеточного л "квазиклеточного" цикла. Выявлено,, что циклические изменения мембранных характеристик (МП я R_BX) происходят и в отсутствии цито-, кинеза. Показано, что, несмотря на отсутствие цитокинеза, з активированных яйцеклетках токе как а в норма, происходит изменение фермы бластодиска при переходе из-митоза к интєрі.Зазб я, наоборот. Впервые показана' связь меяду мембранными характери сімками и игменоннкг.л клеточной формы. Установлено, что рост мембранного сопротивления (Зр_Х) совпадает по времени-с уплощением бластодиска (бластомер сз), а уменьшения Rgx - с их округленно к. Показано, что .изменения торга .клегак сопровоядазтея изменениями рельейа клеточной поверхности. Ззднгпутэ предколо.т.ение о связи транспортних свойств плазматической мембраны 2 клеточном цикле с организаций:' яр'їм^мбрашого ііатосх?ле?а.

Каучно-ппактическая ценность работ?;. Основная направленность работы состояла з проведении фундаментальных тчоретдчоекзх я зхопог.;:-мектальных исследований метанизш.?'периодических кол<ібаіін2 yycans

-6-.

МП и.В^ у .разздващихся зародышей рыб. Полученные нами результаты могут 'приманяться в научных разработках, посвященных проблеме целенаправленной регуляции раннего развития хивотных, а такие при. чтении спецкурсов по биологии развития. Электрические характеристики плазматической мембрани как критерия, отражающие физиологическое состояние эмбриональных клеток, иогут использоваться для определения .жизнеспособности разЕдзаадихся зародышей в рыбоводческих хозяйствах.

Мы считаем, что в процессах сложных заболеваний наряду с белками немаловажную роль играет клеточная мембрана и поверхность клетка в целом, которые осуществляют связь внутриклеточных процессов С ВНЄШ ней средой» К только после виясненая того, как белка к их модуляторы '<взаимодействуют с сигналами, идущими из внешней среды, станет возмогшим разобраться в механизма таких заболззаий.как рак, при которых'нарушается нормальное функционирование регуляторов и всего клеточного цикла.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на рабо
чих семинарах в Институте молекулярной биологии и биологической фи
зики АН Грузия (Тбилиси), в-Институте проблем передачи информации
АН России (Москва), на УП Европейском эмбриологическом конгресс'е >
(Израиль, Иерусалим, Ї99Г) и ка рабочем семинаре в Утрехтском уни
верситете (Нидерланды, 1992). .

Объем и структура работы. Диссертация излохена на 109 страница: машинописного текста и состоит рз введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследований, собственных результатов исследованию п их обсуждения, выводов, списка литературы. .Работа иллюстрі рована 14 графиками а 27 Фото. Список литературы содержат 153- источников.