Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну
Дослiджено характеристики розвитку та перебiгу процесiв аутофагiї, iндукованих метаболiчним стресом, а також пов’язанi з цим змiни ацетилювання α-тубулiну в клiтинах BY-2 в умовах тривалого культивування суспензiйної культури. Показано, що виснаження сахарози в живильному середовищi призводить до с...
Збережено в:
| Дата: | 2013 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2013
|
| Назва видання: | Доповіді НАН України |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/85757 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну / Д.І. Литвин, А.І. Ємець, Я.Б. Блюм // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 5. — С. 179–185. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-85757 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-857572015-08-15T03:01:54Z Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну Литвин, Д.І. Ємець, А.І. Блюм, Я.Б. Біохімія Дослiджено характеристики розвитку та перебiгу процесiв аутофагiї, iндукованих метаболiчним стресом, а також пов’язанi з цим змiни ацетилювання α-тубулiну в клiтинах BY-2 в умовах тривалого культивування суспензiйної культури. Показано, що виснаження сахарози в живильному середовищi призводить до стрiмкого розвитку аутофагiї, що, у свою чергу, супроводжується зниженням рiвня бiлка в клiтинах. За допомогою вестерн-блот аналiзу показано гiперацетилювання α-тубулiну, що чiтко корелює в часi з даними показниками. Отриманi результати свiдчать про роль цiєї посттрансляцiйної модифiкацiї тубулiну в пiдтриманнi функцiонального стану цитоскелета, необхiдного для реалiзацiї аутофагiї в рослиннiй клiтинi. Исследованы характеристики развития и протекания процессов аутофагии, индуцированных метаболическим стрессом, а также связанные с этим изменения ацетилирования α-тубулина в клетках BY-2 в условиях длительного культивирования суспензионной культуры. Показано, что истощение сахарозы в культивационной среде приводит к стремительному развитию аутофагии, что сопровождается, в свою очередь, снижением уровня белка в клетках. С помощью вестерн-блот анализа показано гиперацетилирование α-тубулина, четко коррелирующее по времени с данными показателями. Полученные результаты свидетельствуют о роли этой посттрансляционной модификации тубулина в поддержании функционального состояния цитоскелета, необходимого для реализации аутофагии в растительной клетке. The characteristics of autophagy development induced by metabolic stress related to prolonged cultivation of BY-2 cells suspension culture, as well as changes in the acetylation level of α-tubulin, were studied. It was shown that the depletion of sucrose in a cultivation medium leads to the rapid development of autophagy, which is accompanied by a reduced protein level in cells. Using the Western blot analysis, the hyperacetylation of α-tubulin was discovered that was clearly correlated in time with the titled characteristics. Obtained data suggest a role for this posttranslational modification of tubulin in the maintaining of a functional state of the cytoskeleton that is necessary for the implementation of autophagy in plant cell. 2013 Article Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну / Д.І. Литвин, А.І. Ємець, Я.Б. Блюм // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 5. — С. 179–185. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/85757 57.017.735+581.1 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Біохімія Біохімія |
| spellingShingle |
Біохімія Біохімія Литвин, Д.І. Ємець, А.І. Блюм, Я.Б. Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну Доповіді НАН України |
| description |
Дослiджено характеристики розвитку та перебiгу процесiв аутофагiї, iндукованих метаболiчним стресом, а також пов’язанi з цим змiни ацетилювання α-тубулiну в клiтинах BY-2 в умовах тривалого культивування суспензiйної культури. Показано, що
виснаження сахарози в живильному середовищi призводить до стрiмкого розвитку аутофагiї, що, у свою чергу, супроводжується зниженням рiвня бiлка в клiтинах. За допомогою вестерн-блот аналiзу показано гiперацетилювання α-тубулiну, що чiтко корелює
в часi з даними показниками. Отриманi результати свiдчать про роль цiєї посттрансляцiйної модифiкацiї тубулiну в пiдтриманнi функцiонального стану цитоскелета, необхiдного для реалiзацiї аутофагiї в рослиннiй клiтинi. |
| format |
Article |
| author |
Литвин, Д.І. Ємець, А.І. Блюм, Я.Б. |
| author_facet |
Литвин, Д.І. Ємець, А.І. Блюм, Я.Б. |
| author_sort |
Литвин, Д.І. |
| title |
Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну |
| title_short |
Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну |
| title_full |
Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну |
| title_fullStr |
Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну |
| title_full_unstemmed |
Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну |
| title_sort |
розвиток аутофагії в клітинах тютюну by-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Біохімія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/85757 |
| citation_txt |
Розвиток аутофагії в клітинах тютюну BY-2 супроводжується ацетилюванням α-тубуліну / Д.І. Литвин, А.І. Ємець, Я.Б. Блюм // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 5. — С. 179–185. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT litvindí rozvitokautofagíívklítinahtûtûnuby2suprovodžuêtʹsâacetilûvannâmatubulínu AT êmecʹaí rozvitokautofagíívklítinahtûtûnuby2suprovodžuêtʹsâacetilûvannâmatubulínu AT blûmâb rozvitokautofagíívklítinahtûtûnuby2suprovodžuêtʹsâacetilûvannâmatubulínu |
| first_indexed |
2025-07-06T13:06:42Z |
| last_indexed |
2025-07-06T13:06:42Z |
| _version_ |
1836902989731725312 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
5 • 2013
БIОХIМIЯ
УДК 57.017.735+581.1
Д. I. Литвин, А. I. Ємець, академiк НАН України Я. Б. Блюм
Розвиток аутофагiї в клiтинах тютюну BY-2
супроводжується ацетилюванням α-тубулiну
Дослiджено характеристики розвитку та перебiгу процесiв аутофагiї, iндукованих ме-
таболiчним стресом, а також пов’язанi з цим змiни ацетилювання α-тубулiну в клi-
тинах BY-2 в умовах тривалого культивування суспензiйної культури. Показано, що
виснаження сахарози в живильному середовищi призводить до стрiмкого розвитку ау-
тофагiї, що, у свою чергу, супроводжується зниженням рiвня бiлка в клiтинах. За допо-
могою вестерн-блот аналiзу показано гiперацетилювання α-тубулiну, що чiтко корелює
в часi з даними показниками. Отриманi результати свiдчать про роль цiєї посттранс-
ляцiйної модифiкацiї тубулiну в пiдтриманнi функцiонального стану цитоскелета, не-
обхiдного для реалiзацiї аутофагiї в рослиннiй клiтинi.
Аутофагiя, як внутрiшньоклiтинний катаболiчний процес, — високонсервативне явище, при-
таманне всiм еукарiотам, зокрема рослинам. Вона включає в себе механiзми деградацiї та
рециркуляцiї макромолекул i органел у вiдповiдь на дiю стресових факторiв, патогенного
впливу, а також в процесi iндивiдуального розвитку та старiння рослинного органiзму [1, 2].
Останнiм часом важливу роль у реалiзацiї механiзмiв розвитку аутофагiї вiдводять компо-
нентам цитоскелета, зокрема мiкротрубочкам [3], якi залученi до забезпечення таких клi-
тинних процесiв, як роздiлення хромосом та клiтинний подiл, визначення загальної мор-
фологiї клiтин та їх диференцiацiя, а також структурне впорядкування цитоплазми та ор-
ганел [4]. Вважається, що мiкротрубочки беруть безпосередню участь у формуваннi [5] та
транспортi аутофагосом для їх подальшого злиття з лiзосомами [6]. Вiдомо, що участь ци-
тоскелета в розвитку аутофагiї опосередковується залученням до цього процесу кiнезинiв,
динеїнiв та бiлкiв, асоцiйованих з мiкротрубочками [3]. Але даних, якi б вичерпно описува-
ли картину залучення цитоскелета до формування аутофагосом, все ще недостатньо; крiм
того, основний масив результатiв стосовно цiєї проблеми отримано на клiтинах дрiжджiв
та ссавцiв.
Вважається, що у процесi аутофагiї молекули тубулiну стабiльних мiкротрубочок за-
знають посттрансляцiйних модифiкацiй, якi впливають на ефективнiсть їх зв’язування
з молекулами мiкрооточення, у першу чергу моторними бiлками та бiлками, асоцiйованими
з мiкротрубочками [7]. Зокрема, до таких важливих модифiкацiй вiдносять ацетилювання
© Д. I. Литвин, А. I. Ємець, Я.Б. Блюм, 2013
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №5 179
α-тубулiну в положеннi Лiз-40 [7, 8]. Так, встановлено локальне акумулювання лабiльними
мiкротрубочками клiтин HeLa таких аутофагосомних маркерiв, як фосфоiнозитол-3 кiна-
за, WIPI-1 (фосфоiнозитидзв’язуючий бiлок, що мiстить WD домен), Atg12–Atg5 комплекс
та LC3 (гомолог Atg8 у Saccharomyces cerevisiae та Arabidopsis thaliana) [9]. У свою чергу,
даний процес вiдбувається залежно вiд гiперацетилювання тубулiну лабiльних та стабiль-
них мiкротрубочок. Це призводить до локального накопичення кiнезину-1 та сигнального
бiлка JIP-1, що зумовлює фосфорилювання та активацiю JNK1 кiнази, порушення iнгiбi-
торного комплексу Bcl-2–Beclin 1 та iндукцiю аутофагiї [9]. З високою вiрогiднiстю можна
передбачити наявнiсть аналогiчних або принципово схожих процесiв у рослиннiй клiтинi,
що потребує експериментальних доказiв.
З огляду на вищесказане ми ставили за мету встановити ймовiрнiсть функцiонального
взаємозв’язку мiж розвитком аутофагiї в рослиннiй клiтинi та ацетилюванням α-тубулiну.
У дослiдах використовували суспензiйну культуру клiтин тютюну (Nicotiana tabacum)
BY-2. Клiтини культивували в рiдкому середовищi Mурасiге–Скуга при дотриманнi стан-
дартних умов як описано нами ранiше [10]. Аутофагiю iндукували шляхом тривалого куль-
тивування суспензiї клiтин без замiни живильного середовища, моделюючи, таким чином,
умови метаболiчного стресу. За звичайних умов пасаж клiтин BY-2 проводили кожнi 7 дiб,
що вiдповiдало стацiонарнiй фазi росту культури. Для створення умов розвитку аутофагiї
строк культивування було подовжено до 11 дiб.
Розвиток аутофагiї та виживання клiтин оцiнювали за допомогою флуоресцентної мiк-
роскопiї з використанням мiкроскопа Axiostar plus (“Carl Zeiss”, Нiмеччина). Аутофагосоми
вiзуалiзували за допомогою селективного барвника монодансилкадаверину (“Sigma”, США)
у концентрацiї 0,1 мМ. Як маркер загиблих клiтин використовували пропiдiй йодид (“Fluka”,
Швейцарiя) у концентрацiї 1 мкг/мл. Для статистичної достовiрностi результатiв клiтини
аналiзували в п’яти полях зору при збiльшеннi ×20. Динамiку росту культури клiтин BY-2
оцiнювали колориметрично за змiнами концентрацiї загального бiлка в клiтиннiй суспензiї,
застосовуючи метод Бредфорд [11]. Виснаження живильного середовища в процесi культи-
вування оцiнювали за зменшенням концентрацiї сахарози, яку визначали колориметрично
з використанням набору Glucose (GO) Assay Kit (“Sigma”, США).
Рiвень ацетилювання α-тубулiну визначали за допомогою вестерн-блот аналiзу. Бiлко-
вi екстракти отримували, використовуючи CelLytic™ P Cell Lysis Reagent (“Sigma”, США),
що мiстив сумiш iнгiбiторiв протеаз (“Sigma”, США). Електрофорез бiлкiв та вестерн-блот
аналiз проводили як описано нами ранiше [10]. Для детектування загального та ацетильо-
ваного тубулiну використовували моноклональнi антитiла TU-01 до α-тубулiну в концент-
рацiї 2,2 мкг/мл, люб’язно наданi доктором П. Драбером (Iнститут молекулярної генети-
ки Чеської академiї наук, Прага), i моноклональнi антитiла до ацетильованого тубулiну
(Т6793, “Sigma”, США) в розведеннi 1 : 2000. Для точного кiлькiсного визначення рiвня
ацетильованого тубулiну вестерн-блот аналiз проводили шляхом почергової iмунодетекцiї
двох антигенiв на однiй нiтроцелюлознiй мембранi, вважаючи за контроль рiвень загального
тубулiну. Пiдготовку мембрани для повторної iмунодетекцiї здiйснювали з використанням
реагенту Restore Western Blot Stripping Buffer (“Thermo Fisher Scientific Inc.”, США) згiд-
но з рекомендацiями виробника. Результати iмунодетекцiї пiддавали денситометричному
аналiзу.
Для характеристики перебiгу метаболiчного стресу при тривалому культивуваннi було
проведено порiвняльний аналiз виснаження живильного середовища за вмiстом сахарози
(як його основного енергетичного компонента) та динамiки змiн концентрацiї загально-
180 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №5
Рис. 1. Динамiка виснаження сахарози в культуральному середовищi та змiни в концентрацiї бiлка клiтин
BY-2 в умовах тривалого культивування
го бiлка в суспензiї клiтин. Колориметричне визначення концентрацiї сахарози виявило її
стрiмке падiння пiсля 5-ї доби, що вiдповiдає переходу культури в стацiонарну стадiю рос-
ту. На 7-му добу культивування концентрацiя сахарози знижувалася до критичного зна-
чення — 1,4 мг/мл; бiльш пiзнi часовi промiжки (8-ма–11-та доба) вiдзначалися повною
вiдсутнiстю сахарози в живильному середовищi (рис. 1). Водночас зворотно пропорцiйною
виявилась динамiка накопичення бiлка в клiтиннiй суспензiї. На 5-ту добу концентрацiя бiл-
ка (300 мг/мл) досягла максимального рiвня i залишалась такою до 8-ї доби включно, що
вiдповiдає стацiонарнiй стадiї росту культури. Надалi, починаючи з 9-ї доби культивуван-
ня, вiдбувалося поступове, статистично достовiрне зниження даного показника, значення
якого на останньому часовому промiжку (11-та доба) було бiльш нiж удвiчi меншим за
максимальне (див. рис. 1). Така динамiка зниження концентрацiї бiлка збiгається в часi
з рiзким падiнням вмiсту сахарози в живильному середовищi i, ймовiрно, є наслiдком його
виснаження.
Логiчно припустити, що за вiдсутностi сахарози для задоволення трофiчних потреб
рослинна клiтина вдається до використання внутрiшнiх джерел енергiї. Так, iншими до-
слiдниками показано, що замiна живильного середовища на таке, що не мiстить сахарози,
викликала утворення аутофагосом у клiтинах лiнiї BY-2. Данi структури мiстили кислу
фосфатазу, вакуолярну H+-ATФазу та цистеїновi протеази, що може свiдчити про реа-
лiзацiю макроаутофагiчного типу вiдповiдi на цей стресовий чинник [12]. Наслiдком цих
процесiв може бути гiдролiз клiтиною власних бiлкiв шляхом аутофагiї [13, 14]. Для при-
життєвого дослiдження розвитку аутофагiї в клiтинах тютюну BY-2 нами було використано
флуоресцентний барвник монодансилкадаверин, який є загальновживаним маркером ауто-
фагосом — двомембранних органел, що беруть участь у деградацiї як макромолекул, так
i iнших органел [15]. На морфологiчному рiвнi процес аутофагiї в клiтинах BY-2 характери-
зувався утворенням у клiтинi множинних вакуолярних структур, локалiзованих дифузно
в цитоплазмi, або таких, що утворюють скупчення в перинуклеарному просторi (рис. 2).
У результатi мiкроскопiчних дослiджень вiдмiчено чiтку синхронiзацiю в часi процесiв
виснаження сахарози в живильному середовищi, зниження концентрацiї бiлка та збiльшен-
ня вiдсотка клiтин з морфологiчними ознаками аутофагiї. Так, на початкових стадiях куль-
тивування при наявностi в середовищi цукрiв кiлькiсть клiтин з аутофагiєю не перевищува-
ла 3%. При рiзкому зниженнi концентрацiї сахарози на 7-му добу спостерiгалася тенденцiя
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №5 181
Рис. 2. Морфологiчнi ознаки аутофагiї в клiтинах BY-2.
а, б — клiтини на 4-ту добу культивування, вiдсутнiсть аутофагосом; в, г — клiтини на 9-ту добу культи-
вування, спостерiгаються численнi аутофагосоми;
а, в — забарвлення клiтин монодансилкадаверином; б, г — загальна морфологiя клiтин
до розвитку аутофагiї зi збiльшенням позитивно забарвлених клiтин до 7%. У подальшому
процес набував ще бiльшого поширення, i на 8-му, 9-ту та 10-ту добу 15, 19 та 31% клiтин
вiдповiдно мiстили аутофагосоми. На 11-ту добу культивування цей показник мав макси-
мальне значення i становив 42% (рис. 3). Отже, можна впевнено стверджувати, що в умовах
метаболiчного стресу, одним з аспектiв якого є виснаження живильного середовища, роз-
виток аутофагiї є адаптивним механiзмом забезпечення трофiчних процесiв клiтини. Слiд
зазначити, що клiтини BY-2 виявляли досить стабiльнi показники виживання в умовах три-
валого культивування. Так, якщо впродовж стандартного строку культивування кiлькiсть
загиблих клiтин, що визначали за забарвленням пропiдiй йодидом, не перевищувала 7%,
через 11 дiб показник загибелi клiтин становив 21,5%. Високий вiдсоток виживання клi-
тин свiдчить про достовiрнiсть отриманих результатiв та адекватнiсть даної моделi для
вiдтворення умов аутофагiї в клiтинах лiнiї BY-2.
Основним завданням дослiдження було з’ясування змiн функцiонального стану мiк-
ротрубочок при розвитку аутофагiї, а саме ацетилювання α-тубулiну. Для проведення та-
182 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №5
Рис. 3. Динамiка виживаностi клiтин BY-2 та розвиток аутофагiї протягом 11-добового культивування
Рис. 4. Вестерн-блот аналiз ацетилювання α-тубулiну в клiтинах BY-2 за умов аутофагiї (а); I — iдентифi-
кацiя рiвня ацетилювання α-тубулiну з використанням антитiл Т6793, II — iдентифiкацiя рiвня α-тубулiну
з використанням антитiл TU-01, III — контроль нанесення зразкiв (нiтроцелюлозна мембрана пiсля еле-
ктропереносу, забарвлення Ponceau S); б — спiввiдношення рiвня ацетильованого α-тубулiну до загального
рiвня цього бiлка
кого аналiзу використовували тi ж самi зразки клiтин, для яких у зазначенi вище стро-
ки дослiджували рiвень виживання клiтин, концентрацiю сахарози та загального бiлка,
а також наявнiсть аутофагiї. Для точного кiлькiсного порiвняння рiвня ацетильовано-
го α-тубулiну вiдносно загального проводили вестерн-блот аналiз з використанням ан-
титiл до ацетильованого та α-тубулiну взагалi на однiй мембранi, застосовуючи повтор-
ну iмунодетекцiю. В результатi було встановлено достовiрне гiперацетилювання α-тубулi-
ну в клiтинах на 8-му–11-ту добу культивування (рис. 4, а), що збiгається в часi з по-
силенням процесiв аутофагiї, описаних вище. За допомогою денситометричного аналi-
зу отриманих результатiв iмунодетекцiї виявлено збiльшення кiлькостi модифiкованого
α-тубулiну в 3,5 раза на 8-му добу порiвняно з 7-ю добою i в 11,5 раза — на 11-ту
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №5 183
добу. Наявнiсть певного низького базального рiвня ацетилювання α-тубулiну на ран-
нiх стадiях культивування клiтин BY-2 збiгається з незначною, у межах кiлькох вiдсот-
кiв, кiлькiстю клiтин з ознаками аутофагiї, що визначались для цих же часових про-
мiжкiв.
Таким чином, беручи до уваги лiтературнi данi про залучення цитоскелета до опосеред-
кування розвитку аутофагiї та ту важливу роль, що вiдводиться ацетилюванню α-тубулiну
у формуваннi функцiонального стану мiкротрубочок у твариннiй клiтинi, можна стверд-
жувати про iснування у рослин подiбних механiзмiв залучення цитоскелета до реалiзацiї
механiзмiв аутофагiї.
1. Liu Y., Bassham D.C. Autophagy: pathways for self-eating in plant cells // Ann. Rev. Plant Biol. – 2012. –
63. – P. 215–237.
2. Bassham D.C., Laporte M., Marty F. et al. Autophagy in development and stress responses of plants //
Autophagy. – 2006. – 2, No 1. – P. 2–11.
3. Monastyrska I., Rieter E., Klionsky D. J., Reggiori F. Multiple roles of the cytoskeleton in autophagy //
Biol. Rev. Cambridge Phil. Soc. – 2009. – 84, No 3. – P. 431–448.
4. Etienne-Manneville S. From signaling pathways to microtubule dynamics: the key players // Curr. Opin.
Cell Biol. – 2010. – 22, No 1. – P. 104–111.
5. Fass E., Shvets E., Degani I. et al. Microtubules support production of starvation-induced autophagosomes
but not their targeting and fusion with lysosomes // J. Biol. Chem. – 2006. – 281. – P. 36303–
36316.
6. Jahreiss L., Menzies F.M., Rubinsztein D.C. The itinerary of autophagosomes: from peripheral formation
to kiss-and-run fusion with lysosomes // Traffic. – 2008. – 9. – P. 574–587.
7. Verhey K. J., Gaertig J. The tubulin code // Cell Cycle. – 2007. – 6, Is. 17. – P. 2152–2160.
8. Blume Y.B., Smertenko A., Ostapets N.N. et al. Post-translational modifications of plant tubulin // Cell
Biol. Int. – 1997. – 21. – P. 918–920.
9. Geeraert C., Ratier A., Pfisterer S.G. et al. Starvation-induced hyperacetylation of tubulin is required
for the stimulation of autophagy by nutrient deprivation // J. Biol. Chem. – 2010. – 285, No 31. –
P. 24184–24194.
10. Блюм Я.Б., Литвин Д.И., Шеремет Я.А., Красиленко Ю.А., Емец А.И. Нитротирозилирование
как посттрансляционная модификация α-тубулина в клетках BY-2 // Доп. НАН України. – 2011. –
№ 7. – С. 161–166.
11. Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein
utilizing the principle of protein-dye binding // Anal. Biochem. – 1976. – 72. – P. 248–254.
12. Takatsuka C., Inoue Y., Higuchi T. et al. Autophagy in tobacco BY-2 cells cultured under sucrose starvation
conditions: isolation of the autolysosome and its characterization // Plant Cell Physiol. – 2011. – 52,
No 12. – P. 2074. – 2087.
13. Kaushik S., Singh R., Cuervo A.M. Autophagic pathways and metabolic stress // Diabetes Obes. Metab. –
2010. – 12, No 2. – P. 4–14.
14. Mizushima N., Klionsky D. J. Protein turnover via autophagy: implications for metabolism // Ann. Rev.
Nutr. – 2007. – 27. – P. 19–40.
15. Biederbick A., Kern H.F., Elsässer H. P. Monodansylcadaverine (MDC) is a specific in vivo marker for
autophagic vacuoles // Eur. J. Cell Biol. – 1995. – 66, No 1. – P. 3–14.
Надiйшло до редакцiї 31.07.2012Державна установа “Iнститут харчової
бiотехнологiї та геномiки НАН України”, Київ
184 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №5
Д.И. Литвин, А.И. Емец, академик НАН Украины Я.Б. Блюм
Развитию аутофагии в клетках BY-2 (Nicotiana tabacum)
сопутствует ацетилирование α-тубулина
Исследованы характеристики развития и протекания процессов аутофагии, индуцирован-
ных метаболическим стрессом, а также связанные с этим изменения ацетилирования
α-тубулина в клетках BY-2 в условиях длительного культивирования суспензионной куль-
туры. Показано, что истощение сахарозы в культивационной среде приводит к стреми-
тельному развитию аутофагии, что сопровождается, в свою очередь, снижением уровня
белка в клетках. С помощью вестерн-блот анализа показано гиперацетилирование α-ту-
булина, четко коррелирующее по времени с данными показателями. Полученные результа-
ты свидетельствуют о роли этой посттрансляционной модификации тубулина в поддер-
жании функционального состояния цитоскелета, необходимого для реализации аутофагии
в растительной клетке.
D. I. Lytvyn, A. I. Yemets, Academician of the NAS of Ukraine Ya. B. Blume
Development of autophagy in BY-2 (Nicotiana tabacum) cells is
accompanied by acetylation of α-tubulin
The characteristics of autophagy development induced by metabolic stress related to prolonged culti-
vation of BY-2 cells suspension culture, as well as changes in the acetylation level of α-tubulin,
were studied. It was shown that the depletion of sucrose in a cultivation medium leads to the rapid
development of autophagy, which is accompanied by a reduced protein level in cells. Using the
Western blot analysis, the hyperacetylation of α-tubulin was discovered that was clearly correlated
in time with the titled characteristics. Obtained data suggest a role for this posttranslational modi-
fication of tubulin in the maintaining of a functional state of the cytoskeleton that is necessary for
the implementation of autophagy in plant cell.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №5 185
|