Введение к работе
Актуальность проблемы. Несмотря на исследования, посвященные белкам теплового шока (БТШ), и на достигнутое в последние годы некоторое понимание механизмов их функционирования, в научной литературе не прекращаются дискуссии относительно роли и места БТШ в клетке при экстремальных температурных воздействиях (Lindquist, 1986; Александров, Кислюк. 1994; Кузнецов, Рощулкин, 1994).
Если синтез БТШ является одним из факторов, определяющих способность клетки выдерживать действие неблагоприятных температур, то можно предполагать, что у организмов, существующих в экстремальных условиях обитания, синтез БТШ либо происходит конститутивно, либо отличается большей реактивностью или синтезируются специфические классы БТШ.
Одним из способов ответить на вопрос о роли БТШ в адаптации к повышенной температуре может быть сравнение механизмов функционирования БТШ у организмов, принадлежащих к одному и тому же систематическому таксону, но в природе обитающих при контрастных температурах. Перспективным объектом для такого изучения являются дрожжевые организмы.
В 1991-1993 гг. из горячих и холодных источников Байкальского региона било выделено 142 штамма дрожжей. Кроме того, как бактериальное загрязнение дрожжевого штамма ГК46-2 (род Debaryomyces), нами изолирована термофильная бактерия Bacillus sp., повышающая устойчивость штамма ГК46-2 к тепловому воздействию.
Цель__и задачи^исследоваїїия. Целью настоящей работы являлось исследование роли БТШ в обеспечении устойчивости природных дрожжей к экстремальным температурным условиям обитания. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
-
Определить систематическую принадлежность выделенных дрожжей и изучить температурные параметры их роста, чтобы отобрать штаммы, относящиеся к одной систематической группе, но различающиеся по способности к росту при повышенной температуре.
-
Изучить изменение дыхательной активности исследованных штаммов дрожжей при гипо- и гипертермии.
-
Определить у отобранных для исследования штаммов устойчивость к тепловому шоку и изучить характер и спектр БТШ при раз-
личных условиях температурного воздействия.
4. Изучить возможность влияния термофильной бактерии Bacillus sp. на устойчивость дрожжей к тепловому шоку.
Научная новизна. В работе впервые проведено изучение спектров БТШ, различающихся по устойчивости к тепловому шоку психро-филыюго, мезофильного, термотолерантного штаммов дрожжей рода Debaryomyces, а также возможность влияния термофильной бактерии Bacillus sp. на устойчивость дрожжей к тепловому шоку.
Полученные результаты позволяют предполагать, что устойчивость термотолерантных дрожжей к температурному воздействию и более высокая интенсивность дыхания при гипертермии могут быть обусловлены конститутивным и индуцированным синтезом БТШ.
Обнаружено, что устойчивость дрожжей к гипертермии может обусловливаться внеклеточным белковым фактором, экскретируемым термофильной бактерией, что дает новое представление о механизмах адаптации дрожжей к температурному фактору в природных условиях.
Практическая ценность работы. Настоящая работа направлена на изучение роли и места БТШ в устойчивости клетки к повышенной температуре в природных условиях. Полученные результаты о связи устойчивости дрожжей к тепловому шоку с синтезом БТШ и о влиянии внеклеточных выделений термофильной бактерии на повышение термоустойчивости дрожжей могут быть использованы в лабораторной практике для дальнейшего изучения функциональной организации клетки в стрессовых условиях, а также в микробиологической промышленности и в биотехнологических исследованиях.
Публикации и апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 4 работы, 2 работы находятся в печати. Результаты исследований по теме диссертации были доложены и обсуждены на научных сессиях Сибирского института физиологии и биохимии растений (1992, 1996 г.), на 3 съезде Всероссийского общества физиологов растений (Санкт-Петербург, 1993)
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической части, изложения экспериментального материала и его обсуждения, заключения, выводов и библиографии, включающей 201 наименование, из них 28 на русском языке; работа изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 4 таблицы и 12 рисунков.
