БИОХИМИЯ, 2018, том 83, вып. 7, с. 972–980
УДК 577.344.2
Сигнальные механизмы, регулирующие различные ответы растительных клеток на действие УФВ-излучения
Обзор
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119991 Москва, Россия; электронная почта: GFraikin@yandex.ru
Поступила в редакцию 26.04.2017
После доработки 18.01.2018
DOI: 10.1134/S0320972518070023
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: УФВ-излучение, сигнальные механизмы, растения, клеточная смерть, фотозащита.
Аннотация
УФВ-излучение (290–320 нм) вызывает различные эффекты в клетках растений, которые варьируют с изменением интенсивности и дозы облучения. При высоких интенсивностях УФВ-излучение индуцирует сильное повреждение ДНК и окислительный стресс в результате образования в митохондриях и хлоропластах активных форм кислорода, которые окисляют их молекулярные компоненты и ингибируют клеточные функции. В ответ на окислительный стресс митохондрии утрачивают трансмембранный потенциал, происходит выход цитохрома с из них и последующая активация метакаспаз. Это приводит к апоптозоподобной клеточной смерти. Сигнальный механизм, основанный на УФВ-повреждении ДНК, включает активацию чекпойнтов, остановку клеточного цикла и может запускать процесс программированной клеточной смерти с характерной фрагментацией ДНК и морфологическими признаками, типичными для апоптотических клеток. Недавно показано, что среди компонентов этого сигнального механизма ключевую роль в регуляции программированной клеточной смерти у растений играет транскрипционный фактор SOG1 (suppressor of gamma response 1). В противоположность повреждающим воздействиям, УФВ-излучение низкой интенсивности может действовать как регуляторный сигнал, который специфически воспринимается растениями, способствуя их акклиматизации и выживанию на солнечном свету. Защитные эффекты УФВ-света основаны на экспрессии различных генов, включая гены, кодирующие ферменты синтеза флавоноидов, экранирующих эпидермальные ткани от проникновения УФВ-излучения, и ферменты фоторепарации ДНК. Эти процессы опосредуются УФВ-фоторецептором UVR8, который недавно был охарактеризован на молекулярном уровне. К настоящему времени наблюдается прогресс в раскрытии механизма UVR8-опосредованного сигнального пути в контексте восприятия УФВ-фотонов и выявления биохимических компонентов на ранних стадиях трансдукции светового сигнала. В обзоре фокусируется внимание на достижениях в изучении вышеупомянутых УФВ-индуцированных сигнальных процессов.