Реферат: Белки клеточного цикла в отделах мозга сусликов citellus undulatus на разных стадиях гибернационного цикла

Федеральное агентство по образованию

Пензенский государственный педагогический университет

им. В. Г. Белинского

Факультет Естественно-географический

Кафедра биохимии

БЕЛКИ КЛЕТОЧНОГО ЦИКЛА В ОТДЕЛАХ МОЗГА СУСЛИКОВCITELLUS UNDULATUS НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ГИБЕРНАЦИОННОГО ЦИКЛА

Введение

Зимняя спячка представляетсобой форму адаптации животных к действию неблагоприятных условий обитания:низкой температуры окружающей среды, отсутствию пищи и т.д. [6, 39, 4] Затрачиваютвсе уровни организации от биохимического до поведенческого, и реализуютсягенетические программы, запускаемые при действии соответствующих внешних (укорочениефотопериода, понижение температуры, бескормица и т.д.) и внутренних факторов(цирканнуальные ритмы нейромедиаторов, пептидов и гормонов) [ 3, 32].

Состояние гибернации узимоспящих животных характеризуется тем, что при переходе в это состояниетемпература тела понижается и часто достигает околонулевых значений.Наблюдается существенное снижение частоты сердечных сокращений – приблизительнос 250 до 8-10 ударов в 1 мин и снижение частоты дыхания – со 150 до одного илименее дыхательных циклов в 1 мин [ 5 ]. Отмечается снижение уровня метаболизмаот 0,2 кал/(г·мин-1) при гибернации [ 1 ]. Показано, что общеепотребление энергии в сезон гибернации (включая периодические регулярные выходыиз спячки) у гибернирующих животных на 87% меньше, чем у активных [ 39 ]. Втечение гибернационного сезона наблюдаются периодические выходы животных изсостояния спячки с соответствующим повышением уровня метаболизма и температурытела [ 39 ]. Таким образом, гибернация делится на периоды спячки (бауты),которые прерываются короткими (обычно 24 ч или меньше) периодами эутермии.

Процессы погружения вспячку и пробуждения, а также длительность баутов контролируются центральнойнервной системой. Даже во время глубокой зимней спячки некоторые отделы мозгасохраняют достаточно высокую активность. Так, в лимбической системе (а именно всептуме, гиппокампе, гипоталамусе) наблюдается почти постоянная ЭЭГ-активностьна протяжении всего баута [ 10 ].

Проблема зимней спячкиимеет не только общебиологический интерес, но и привлекает внимание снепосредственно практической точки зрения: полученные фундаментальные данныемогут быть положены в основу разработки методов создания гипобиоза,управляемого при помощи естественных механизмов, что чрезвычайно важно дляклиники, когда требуется поддержать организм более или менее длительное время всостоянии значительно сниженных физиологических функций. Такая регулируемаяискусственная гипотермия, вызывающая лишь умеренно вредные эффекты,способствует повышению устойчивости организма к влиянию ряда неблагориятныхфакторов, прежде всего тканевой гипоксии, которая часто сопутствует различнымвидам патологических процессов, в частности нарушениям кровообращения [ 3 ]. Результатыисследования нейрогенеза у сусликов при смене функционального состояния мозгаво время гибернационного цикла в литературе отсутствуют, однако наличие егопоказано у птиц при смене сезонов и наступлении весны. Ряд автороврассматривает гибернацию как модель ишемии мозга, при которой снижениекровотока, доставки кислорода и глюкозы во время спячки, а также последующаяреоксигенация при выходе из спячки не приводят к повреждению и гибели клеток.Однако для ряда ишемических состояний, связанных с нейродегенерацией и гибельюклеток мозга, показано увеличение интенсивности нейрогенеза в постишемическийпериод.

В связи с этим, цельюработы явилось исследование экспрессии белков клеточного цикла (циклинов –А, В1, циклинзависимых киназ- cdc2, cdk2, cdk4, МСМ2) и не связанной с клеточным цикломциклинзависимой киназы cdk5 в мозге сусликов Citellusundulatus на разных стадиях гибернационного цикла.

Задачи:

/>1. Определить экспрессию белковклеточного цикла:

· циклинов- ClnA, ClnB1;

· циклинзависимых киназ- cdc2,cdk2, cdk4;

· маркёра пролиферирующих клеток MCM2;

2. Определить экспрессиюциклинзависимой киназы cdk5, не связанной с клеточным циклом.

3. Выявить различия в экспрессиибелков клеточного цикла на разных стадиях гибернационного цикла и при разнойтемпературе тела животных.