Эффект влияния микрогравитации на внутреннюю среду растительных клеток

17-03-2013: UEFIMA.RU:  Ученые Университета Монреаля (Канада) изучают эффект влияния гипер - и микрогравитации на внутреннюю среду растительных клеток, отмечая, что подобные процессы можно наблюдать и в человеческом организме, а также то, что колебания силы притяжения имеют отношение к развитию некоторых видов заболеваний.

Ученые Университета Монреаля обнаружили, что изменения силы тяжести влияют на процесс размножения растений. Гравитация меняет направление движения внутриклеточных «магистралей», которые обеспечивают рост и функциональность мужских репродуктивных органов растений (пыльцовая трубка).

«Подобно процессу человеческого оплодотворения, клетки семени доставляются до яйцеклетки при помощи цилиндрического приспособления.

В отличие от данного приспособления у животных, устройство, используемое при совокуплении растений, состоит из одиночной клетки, и способно переносить лишь две единицы семени за один раз», говорит профессор Аня Гейтманн (отделение биологии).

«Наши данные дают возможность по-новому взглянуть на процесс развития жизни на Земле, они также важны с точки зрения человеческого здоровья, поскольку затор движения клеточных магистралей, который наблюдается и в наших клетках, может стать причиной рака и заболеваний, подобных Альцгеймеру».

Внутренняя среда животных и растительных клеток похожа на город, с фабриками (органелами), которые занимаются промышленностью, производством энергии и переработкой отходов. Сеть внутриклеточных магистралей обеспечивает связь и перемещение вещества между этими фабриками, а также связь между внутренней и внешней средой клетки.

Клетки растений обладают особенно занятой сетью таких путей. «Ученым было известно и раньше, что люди, животные и растения развивались в контексте влияния земной гравитации, а также то, что они могут ощущать ее», - объясняет Гейтманн.

«Сейчас мы пытаемся понять, как процессы, происходящие внутри человеческих и растительных клеток, реагируют на влияние большой силы притяжения (гипергравитация), которая типична для поверхности больших планет, и микрогравитации, напоминающей условия на борту космического летательного аппарата.

Внутриклеточные процессы передвижения особенно чувствительны к волнениям, что влечет за собой драматические последствия для функционирования клеток. Как именно эти процессы зависят от смены силы притяжения - малоизвестно».

Клетки поместили в большую центрифугу вместе с камерой, прикрепленной к микроскопу. Это дало ученым возможность отслеживать развитие клеток в условиях сильной гравитации, генерируемой центрифугой, в режиме реального времени.

«Благодаря оборудованию Европейского Космического Агентства я мог определить, как гипергравитация и смоделированная микрогравитация влияют на внутриклеточную «торговлю» в быстро растущей пыльцевой трубке», объясняет доктор Юссеф Чебли, один из исследователей, работающих в лаборатории Гейтманн.

«Мы выбрали в качестве модели пыльцу, переносчика мужских клеток, поскольку она играет самую важную роль в размножении растений, а также по причине ее чрезвычайно быстрого роста. Таким образом, эффект влияния гипергравитации можно наблюдать уже по происшествии нескольких секунд».

Исследователи пометили определенные структуры внутри клеток, которые показывали процесс перемещения клеточных компонентов, а также то, как материально-техническое снабжение клеток реагирует на изменения гравитационной среды.

«Мы обнаружили, что внутриклеточное движение становится зависимым от влияния гипергравитации, а также то, что и гипергравитация, и микрогравитация действуют определенным образом на точно скоординированную конструкцию клеточного конверта внутри растущей клетки», - говорит Чебли.

«Это позволяет не только понять общие принципы процесса размножения растений, но и, что важнее, как внутриклеточный транспортный механизм эукариотов реагирует на изменения гравитационных условий. Наши данные имеют значение и для человеческого здоровья, поскольку подобные эффекты наблюдаются и в наших клетках, например, в нейронах, где длинные внутриклеточные магистрали играют ключевую роль».