Офіційний веб сайт

Роль брасиностероїдів у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів

м24

Представлено Інститутом біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України.

Автор: Дерев’янчук М.В., к.б.н.

Робота спрямована на з'ясування особливостей організації системи внутрішньоклітинної ліпідної сигналізації, регуляції процесів транспорту електронів у дихальному ланцюзі мітохондрій в процесі реалізації біологічної дії брасиностероїдів (БС) в клітинах рослин як за оптимальних умов, так і за умов дії абіотичних стресів на рослини. Отримано низку фундаментальних результатів, зокрема, вперше встановлено роль BAK1 кінази рецепторного комплексу БС у формуванні вторинних посередників ліпідної сигналізації, зокрема, диацилгліцеролу (ДАГ) та фосфатидної кислоти (ФК). Використання специфічних інгібіторів ферментів фосфатаз фосфатидної кислоти і 1,2-диацилгліцеролкіназ дозволило зробити висновок, що у відповідь на дію БС формування ДАГ і ФК здійснюється фосфатидилхолін-гідролізуючими фосфоліпазами С і 1,2-диацилгліцеролкіназами. Робота містить пріоритетні результати щодо участі БС у регуляції транспорту електронів у дихальному ланцюзі. Вперше з‘ясовано, що регуляція транспорту електронів в мітохондріях рослин за дії БС опосередкована кіназою BRI1 рецепторного комплексу БС. Встановлено, що БС беруть участь в індукції синтезу ряду стресових білків, тоді як брасиназол знижував інтенсивність їх накопичення. Запропоновано нові підходи з використанням методів біоінформатики для ідентифікації вірогідних молекулярних шаперонів, які можуть бути залучені у формування енергетичного гомеостазу органел. Вперше in vivo виявлено участь БС у регуляції транспорту електронів, яка супроводжувалася контролем формуванням активних форм кисню. Результати циклу мають значення для поглиблення уявлень щодо механізмів реалізації дії брасиностероїдів, а також для розробки технологій застосування фізіологічно активних речовин для вирощування сільськогосподарських культур у зонах ризикованого землеробства.

Кількість публікацій: 29, в т.ч. 10 статей.

Надіслати коментар

Коментарі

Верьовка С.В.

Пошуки шляхів підсилення опірності рослин несприятливим умовам оточуючого середовища за рахунок регуляції функціонування геному належать до актуальних напрямків сучасної біології. Серед подібного роду речовин особливе місце посідають брасиностероїди – група стероїдних гормонів, що беруть участь в регуляції кількох тисяч генів, залучених в формування адаптаційної відповіді до стресових чинників. Подібні дослідження становлять основу для створення технологій управління стійкістю сільськогосподарських рослин.
Внаслідок проведеного дослідження отримано нові дані, що істотно поглиблюють наші уявлення щодо участі брасиностероїдів в індукціії енергетичного гомеостазу рослин та активації антиоксидантних систем для запобігання розвитку оксидативного стресу та механізмів розвитку резистентності рослин до несприятливих чинників довкілля вцілому. Робота виконана на високому науково-методичному рівні, вагомість та перспективність отриманих результатів дозволяють мені висловитись на підтримку висунення роботи “Роль брасиностероїдів у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів” на здобуття Премії Президента України для молодих вчених.

Завідувач лабораторії біохімії ДУ “Інститут отоларингології ім. проф. О.С. Коломійченка НАМН України”,
доктор біологічних наук, старший науковий співробітник
Верьовка С.В.

Дробот Л.Б.

У циклі публікацій Дерев’янчука М.В. представлено результати
експериментальних досліджень, спрямовані на з'ясування особливостей
організації системи внутрішньоклітинного ліпід-залежного сигналювання,
регуляції процесів транспорту електронів у дихальному ланцюзі мітохондрій в
процесі реалізації біологічної дії брасиностероїдів (БС) в клітинах рослин
як за оптимальних умов, так і за умов дії абіотичних стресів на рослини.
Результати циклу мають як фундаментальне значення для поглиблення уявлень
стосовно ролі брасиностероїдів у функціонуванні сигнальних мереж рослинних
клітин, так і практичне - для розробки технологій застосування фізіологічно
активних речовин для вирощування сільськогосподарських культур у зонах
ризикованого землеробства. Представлена робота заслуговує на підтримку.

Завідувач лабораторії сигнальних механізмів клітини

Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України,

доктор біол. наук, професор Дробот Л.Б.

В.В.Філоненко

Відомо, що фітогормони, серед яких чільне місце займають брасиностероїди (БС), відіграють надзвичайно важливу роль в регуляції росту та розвитку рослин, однак молекулярні механізми їхньої дії, в тому числі і роль в модулюванні сигналювання в клітині достеменно не вивчені. В цьому контексті дослідження ролі брасиностероїді у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів на мій погляд є дуже актуальним з огляду на наукову новизну отриманих результатів і перспективи практичного використання отриманих даних.
Робота виконана на високому методичному рівні з використанням як модельних систем цілої низки транс генних рослин різушки Таля (Arabidopsis thaliana) з мутаціями чи порушеннями в експресії генів систем сигналювання та регуляції окисно-відновлювального потенціалу в клітині.
В результаті проведених досліджень вдалося з’ясувати основні ланки впливу брасиностероїдів на метаболізм рослин в основі яких є адаптація енергогенеруючих органел клітини з метою підтримання їх гомеостазу і зниження токсичних рівней активних форм кисню.
Отримані результати суттєво розширюють наші уявлення, щодо механізмів трансдукції сигналів за участю брасиностероїдів в клітинах рослин та послідовних змін інтенсивності та напрямку метаболічних потоків, що призводять до транскрипції відповідних генів та активації захисних реакцій у відповідь на дію різних стресорів.
Вважаю, що представлена робота заслуговує на високу оцінку, а її автор заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.

Завідувач відділу сигнальних систем клітини Інституту молекулярної біології і генетики НАН України, д.б.н., проф. Філоненко В.В.

Колибо Д.В.

Робота Дерев’янчука Михайла Вікторовича присвячена вивченню ролі стероїдних гормонів брасиностероїдів у регуляції процесів формування вторинних посередників та енергетичного гомеостазу клітин рослин за умов засолення. Проведена робота вирізняється комплексним підходом з використанням широкого спектру сучасних методів дослідження. У результаті проведених в роботі досліджень вдалося з’ясувати основні ланки впливу брасиностероїдів на метаболізм рослин з метою адаптації до несприятливих умов середовища.
Вважаю, що даний запит заслуговує на підтримку.
Колибо Денис Володимирович
заступник директора з наукової роботи Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України, доктор біологічних наук, с.н.с.

Таран Наталія Юріївна

Фундаментальні роботи по зясуванню механізмів регуляції стійкості рослин за допомогою відносно нового класу фітогормоонів - брассиностероїдів, знаходяться на вістрі сучасних досліджень повязаних з вирішенням проблем зумовлених глобальними змінами клімату, тому, зрозуміло, що дослідження Дерев’янчука М.В є надзвичайно актуальними. Представлені ним на конкурс розробки з використання біоінформаційних методів для з’ясування участі брасиностероїдів у регуляції експресії генів та ідентифікації молекулярних шаперонів, залучених у формування енергетичного гомеостазу, є пріоритетними у міжнародному науковому просторі. Опубліковані в престижних міжнародних наукових журналах вони підвищують рейтинг українських вчених та, без сумніву, заслуговують на присудження премії Президента України для молодих учених.
Зав.кафедри фізіології та екології рослин,
ННЦ «Інститут біології» Київського національного
Університету імені Тараса Шевченка, проф. Таран Н.Ю.

Eric Ruelland, PhD, CR1 CNRS

I am Eric Ruelland, researcher at the French Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in plant physiology. I know Michael for a long time. We first met in 2012 at the symposium “Intracellular signaling and bioactive molecules design” organized by Prof. Volodymyr Kravets. Up to now we have an ongoing collaboration that gave me a plenty of opportunities to discuss with Michael Derevyanchuk. I was very impressed by his motivation and enthusiasm about biology research and especially about linking lipid signalling and brassinosteroids. The work he presents is indeed based on these “new” hormones, and how brassinosteroids can impact plant adaptation to stresses, in particular to salinity. In my opinion this work has valuable results bringing new insights into elucidation of brassinosteroids action mechanism in plant cell. The obtained results are carefully analysed and were already validated by publishing in the respectful journals. I am sure that “Role of brassinosteroids in formation of second messengers in the regulation of plant metabolism adaptation” is a worthy work that deserves the Award from President of Ukraine. I would like to express my support to this work and encourage its author on his further brassinosteroids research.

Eric RUELLAND
CR1 CNRS/Habilité à Diriger des Recherches
Institut d’Ecologie et des Sciences de l’Environnement de Paris (CNRS UMR7618)
Equipe Interaction Plantes/Environnement
Université Paris-Est

Лихолат Юрій Васильович

Проведена робота вирізняється комплексним підходом з використанням широкого спектру сучасних методів дослідження. Автором було проаналізовано вплив БС на формування вторинних посередників внутрішньоклітинної фосфоліпідної сигналізації з використання флуоресцентно міченого субстрату фосфатидилхоліну з міткою BODIPY та радіоактивного ортофосфату. Визначення активності мітохондріального ланцюга дихання електронів автор проводив з використанням ряду трансгенних ліній: з надекспресією гену ізоформи альтернативної оксидази AOX1a; із конститутивною експресією антисенсової мРНК до ізоформи альтернативної оксидази AOX1a; лінії з мутаціями у рецепторі гормону. Для дослідження впливу БС на синтез специфічних поліпептидів був теж використаний радіоізотопний підхід.
За допомогою цих методів автором було проведено дослідження та виявлено вплив брасиностероїдів на активацію процесів транспорту електронів у мітохондріях та індукцію синтезу молекулярних шаперонів за умов засолення, що сприяє оптимізації клітинних процесів, розвитку адаптаційних змін метаболізму та стимуляції росту.
Отримані автором результати є оригінальними та значно розширюють нашу уявлення про молекулярні механізми реалізації стероїдних гормонів у рослинних організмах. Публікації автора у рецензованих європейських журналах тільки підтверджують значимість отриманих результатів.
Переконаний, що представлена наукова робота "Роль брасиностероїдів у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів" та її автор заслуговують на здобуття премії Президента України для молодих учених.

Заступник декана з наукової роботи
факультету біології, екології та медицини,
завідувач кафедри фізіології та інтродукції рослин Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара,
д-р.б.н., проф. Лихолат Ю.В.

"Ємець Алла Іванівна, д.б.н., проф., чл.-кор. НАН України

Проведена робота М. Дерев’янчуком вирізняється комплексним підходом з використанням широкого спектру сучасних методів дослідження. Автором було проаналізовано вплив брасиностероїдів на формування вторинних посередників внутрішньоклітинної фосфоліпідної сигналізації з використання флуоресцентно міченого субстрату фосфатидилхоліну з міткою BODIPY та радіоактивного ортофосфату. Визначення активності мітохондріального ланцюга дихання електронів автор проводив за використання ряду трансгенних ліній: з надекспресією гена ізоформи альтернативної оксидази AOX1a; із конститутивною експресією антисенсової мРНК до ізоформи альтернативної оксидази AOX1a; лінії з мутаціями у рецепторі гормону. Для дослідження впливу брасиностероїдів на синтез специфічних поліпептидів також було використано радіоізотопний підхід.
За допомогою цих методів автором було проведено дослідження та виявлено вплив брасиностероїдів на активацію процесів транспорту електронів у мітохондріях та індукцію синтезу молекулярних шаперонів за умов засолення, що сприяє оптимізації клітинних процесів, розвитку адаптаційних змін метаболізму та стимуляції росту.
Отримані Михайлом Дерев’янчуком результати є оригінальними та значно розширюють уявлення про молекулярні механізми реалізації стероїдних гормонів у рослинних організмах. Публікації автора у рецензованих європейських журналах тільки підтверджують значимість отриманих результатів.
Переконана, що представлена наукова робота "Роль брасиностероїдів у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів" є вагомим науковим дослідженням, а її автор заслуговує на здобуття премії Президента України для молодих учених.

Завідувач лабораторії клітинної біології і нанобіотехнології ДУ "Інститут харчової біотехнології та геноміки НАН Укоаїни, д.б.н., проф., чл.-кор. НАН України А.І. Ємець

Мартинюк Віктор Семенович, д.б.н., професор

Робота присвячена дослідженню ролі стероїдних гормонів брасиностероїдів у регуляції енергетичного метаболізму клітини за умов сольового стресу, зокрема впливу досліджуваних гормонів на процеси енергообміну клітин рослин та індукцію новоутворення білків.
Робота є надзвичайно цікавою та різноплановою у аспекті використання різних методів. Провівши власне дослідження сучасного стану літератури у даній проблематиці хочу відмітити, що автор роботи був одним із перших, хто висловив гіпотезу про роль стероїдних гормонів у регуляції процесів дихання і енергообміну у мітохондріях. Його роботи опубліковані у рейтингових європейських виданнях та у найпрестижніших українських журналах. Слід відмітити, що запропонована тематика досліджень наразі дуже актуальна у науковому світі і багато статей 2016 року у європейських журналах зосереджуються на механізмах адаптації дихальних процесів рослин у відповідь на дію брасиностероїдів.
Переконаний, що представлена наукова робота "Роль брасиностероїдів у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів" та її автор заслуговують на здобуття премії Президента України для молодих учених.

В.С. Мартинюк, д.б.н., професор кафедри біофізики Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Володимр Лущак

Вивчення молекулярних механізмів, які задіяні у адаптивній відповіді рослин на дію зовнішніх негативних факторів, має не тільки теоретичне, але й практичне значення. Зокрема, це стосується відповіді рослин на дію засухи чи засолення. Роботи Михайла Дерев'янчука присвячені участі фітогромонів брасиностероїдів у функціонуванні мітохондрій. Цікавим і новим є факт участі у названому процесі опосередкованого кіназою BRI1 рецепторного комплексу цих фітогормонів. Чітко показано те, що брасиностероїди можуть реалізовувати своє дію через модифікацію транспорту електронів у дихальному ланцюзі мітохондрій. Важливо також зазначити, що функціонування регуляторного каскаду за участі брасиностероїдів також пов'язане з участю активованих форм кисню. Саме ця знахідка відкриває ще одне місце їх позитивної дії.

Я на мене, то наукова роботи "Роль брасиностероїдів у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів" є цікавою серією робіт і її автор заслуговує присудження премії Президента України для молодих вчених.

Володимр Лущак, професор, д.б.н., зав. кафедрою біохімії та біотехнології Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ

Міхєєв О.М.

Робота М.В. Дерев'янчука присвячена вивченню одного з важливих аспектів проблеми внутрішньоклітинної сигналізації, а саме організації системи ліпідної сигналізації. Особливо слід відмітити, що цей процес досліджено за умов дії на об’єкт абіотичного стресу (зокрема, сольового). Розкриття молекулярних механізмів адаптації рослин до стресів різної природи є актуальною задачею, особливо з огляду на глобальні зміни клімату. Вивчення регуляторних систем, їх ролі у формуванні індукованих механізмів стійкості необхідні для створення умов аксимальної реалізації адаптивного потенціалу рослин. Робота спрямована на з’ясування молекулярних аспектів регуляції метаболізму клітин за участю брасиностероїдів. З точки зору розвитку стрес-біологіфї рослин важливим результатом автора роботи є те, брасиностероїди беруть участь в індукції синтезу ряду стресових білків, які, в кінцевому випадку забезпечують рослинам підвищений рівень стійкості. Особливо імпонує в роботі М.В. Дерев'янчука те, що він вміло поєднав експериментальні та модельні підходи, що дало йому змогу ідентифікувати характеристики вірогідних молекулярних шаперонів.
Вважаю, що наукова роботи "Роль брасиностероїдів у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів" є фундаментальним дослідженням і її автор заслуговує присудження премії Президента України для молодих учених.

Зав. лабораторією Радіаційної епігеноміки ІКБГІ НАНУ, д.б.н. О.М. Міхєєв

Жабинский Владимир Николаевич

В последние годы особую актуальность приобретают исследования механизмов гормональной регуляции программ роста и развития растений в условиях абиотических стрессов. Данная работа посвящена исследованию принципиально новой роли брассиностероидов (БС) в регуляции метаболизма растительной клетки при действии абиотических стрессов, в частности, солевого стресса. Одним из акцентов работы является изучение влияния БС на процессы трансдукции сигнала изучаемого гормона с образованием липидных сигнальных посредников фосфатидной кислоты. Формирование данного мессенджера опосредует многие внутриклеточные сигнальные каскады, которые вовлекаются в регуляцию множества метаболических процессов. Поэтому считаю изучение первичных реакций клетки на действие брассиностероида, одним из ключевых заданий, с которым автор успешно справился.
Автором с использованием как трансгенных линий, так и фармакологических препаратов было показано, что активность ростовых процессов и фенотип растений при действии солевого стресса зависит от уровней брассиностероида в клетке и белка альтернативной оксидазы. Таким образом, впервые для брассиностероидов открываются новые возможности в биотехнологии растений в аспекте регуляции функций митохондрий и повышении адаптации клетки.
Автором были получены новые данные о влиянии БС на новообразование белков при действии солевого стресса и установлено, что БС могут способствовать синтезу белков, среди которых были идентифицированы вероятные митохондриальные шапероны, принимающие участие в регуляции адаптации электрон-транспортной цепи.
Данная работа являет собой новое направление в исследованиях участия БС в регуляции метаболизма клетки на уровне функционирования энергогенерирующих органелл.
На основании вышеизложенного у меня нет сомнений, что работа «Роль брассиностероидов в формировании вторичных посредников в процессе регуляции адаптации метаболизма растений к действию абиотических стрессов» и ее автор заслуживают премии Президента Украины для молодых ученых.

Главный научный сотрудник Института биоорганической химии Национальной академии наук Беларуси, докт. хим. наук Жабинский Владимир Николаевич

Кордюм Єлізавета Львівна

Стероїдні гормони є важливим класом біорегуляторів, які у тваринних організмах регулюють цілу низку важливих процесів, що призводять формування і розвитку організму. З моменту виявлення стероїдних гормонів у рослинних організмах цей клас біорегуляторних сполук привернув особливу увагу у дослідників. Наразі цей напрям є надзвичайно актуальним, оскільки уже відомо, що у рослин брасиностероїди забезпечують як регуляцію ростових процесів так і стійкість рослин до стресових умов. Незважаючи на значну перспективність сполук, їх практичне застосування наразі обмежується фрагментарним розумінням молекулярних механізмів реалізації дії брасиностероїдів у рослинній клітині.
Дана робота направлена саме на з’ясування молекулярних аспектів регуляції метаболізму клітини і орієнтоване на створення практичних препаратів для використання у аграрному секторі за оптимальних умов та у зонах ризикованого землеробства для підвищення урожайності культурних рослин.
Мені особисто робота імпонує ґрунтовним аналізом стану проблеми, чітка логіка у дослідженнях та використання великої кількості сучасних методів дослідження. Зокрема, полярографія, методи in vivo мічення фосфоліпідів радіоактивним фосфором 32P та введення флуоресцентних зондів, тонкошарова хроматографію, електрофоретичне розділення білків та радіоавтографія електрофореграм та ін.
Отримані результати вказують на роль БС у формуванні інтеграційних зв’язків між процесами дихання і фотосинтезу за дії абіотичних стресів. Автором були отримані оригінальні результати, які свідчать про важливу роль брасиностероїдів у регуляції процесів енергообміну клітини та процесів формування активних форм кисню за дії сольового стресу.
Загалом вважаю, що представлена наукова робота "Роль брасиностероїдів у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів" та її автор заслуговують на здобуття премії Президента України для молодих учених.

Зав. відділом клітинної біології та анатомії Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України
д.б.н., проф., чл.-кор., НАН України Є. Л. Кордюм

Гість Сорочинський Б.В., д.б.н.,ст.н.сп., ІХБГ НАН України

Робота Дерев'янчука М.В. присвячена вивченню ролі стероїдних гормонів брасиностероїдів у регуляції енергетичного метаболізму клітини за умов сольового стресу, зокрема впливу таких гормонів на процеси енергообміну клітин рослин та індукцію новоутворення білків; виконане дослідження є надзвичайно цікавим та різноплановим завдяки використанню багатьох методів, а отримані результати опубліковані у вагомих європейських та вітчизняних виданнях. Варто відмітити, що автор був серед перших дослідників, які сформували гіпотезу про роль стероїдних гормонів у регуляції процесів дихання і енергообміну у мітохондріях. Тематика цих досліджень наразі дуже актуальною, про це свідчить велика кількість публікацій, що опубліковані в останні місяці в міжнародних накових журналах і які зосереджуються на вивченні механізмів адаптації дихальних процесів рослин у відповідь на дію брасиностероїдів. Переконаний, що наукова роботи "Роль брасиностероїдів у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів" є вагомим дослідженням і її автор заслуговує присудження премії Президента України для молодих учених.

Веденичова Ніна Петрівна

Проблема розкриття механізмів адаптації рослин до стресів є надзвичайно важливою і актуальною для сьогодення. Глобальні зміни клімату зумовлюють значні втрати урожаю сільськогосподарських культур. Тому вивчення регуляторних систем, їх участі у формуванні стійкості необхідні для виведення нових сортів рослин з високим адаптаційним потенціалом та для створення синтетичних регуляторів росту. Саме на вирішення цих проблем спрямована представлена Михайлом Дерев'янчуком робота "Роль брасиностероїдів у формуванні вторинних посередників в процесі регуляції адаптації метаболізму рослин до дії абіотичних стресів". Дослідження виконано на високому науковому рівні, отримано надзвичайно цікаві новітні результати. Брасиностероїди є "некласичними" фітогормонами, які вивчаються відносно недавно. Механізм їхньої дії практично невідомий. Тому отримані дані мають високий ступінь новизни. Хочеться відмітити також практичну значущість даної роботи. Розробка регуляторів росту на обнові брасиностероїдів - не тільки новий напрямок у фізіології регуляції росту, але й підґрунтя для створення регуляторів росту нового покоління. Представлена робота заслуговує на всебічне заохочення, найвищу оцінку і нагороду.

Старший науковий співробітник відділу фітогормонології Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, кандидат біологічних наук Веденичова Н.П.

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.