сканирующее и трансмиссионное электронномикроскопическое

•öáñÓ³ñ³ñ³Ï³Ý ¨ ï»ë³Ï³Ý Ñá¹í³ÍÝ»ñ •Экспериментальные и теоретические статьи•
•Experimental and Theoretical articles•
Биолог. журн. Армении, 4 (60), 2008
СКАНИРУЮЩЕЕ И ТРАНСМИССИОННОЕ
ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ДЕЙСТВИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА
КУЛЬТУРУ CANDIDA GUILLIERMONDII НП-4
К.О. ОВНАНЯН1, Л.А. НАВАСАРДЯН2, А.А. АКОПЯН3,
С.В. МАРУТЯН 2, Р.Г. АСАТРЯН1, М.К. ОВНАНЯН1, А.З. ПЕПОЯН 3
1
Институт молекулярной биологии НАН РА,
Ереванский государственный универститет,
3
Ереванский государственный аграрный универститет
2
Cg НП-4 являются ценными сельскохозяйственными кормовыми дрожжами
и отличаются высоким содержанием белково-витаминных компонентов.
После рентгеновского облучения (270 Грей) дрожжевых клеток Cg, сканирующее и трансмиссионное электронномикроскопическое исследование выявило в их клеточной стенке, а также в цитоплазматических и ядерных
компартментах ультраструктурные патологические изменения.
По истечении 24–х ч после облучения. в результате восстановительных
процессов, дрожжевые клетки Cg приобретают ультраструктурные особенности, свойственные исходным клеткам .
Candida guilliermondii - электронная микроскопия
- компьютерный анализ изображения
Cg ՆՊ-4 հանդիսանում է արժեքավոր գյուղատնտեսական նշանակություն ունեցող անասնակերային խմորասունկ և բնորոշվում է սպիտակուցավիտամինային բաղադրիչների բարձր պարունակությամբ:
Ռենտգենյան ճառագայթումից (270 Գրեյ) հետո սնկերի բջջապատի,
ցիտոպլազմատիկ, կորիզային կոմպարտմենտներում տեղի են ունենում
ուլտրակառուցվածքային փոփոխություններ:
Ճառագայթումից 24 ժ հետո սնկերի բջիջներում տեղի են ունենում
վերականգնողական գործընթացներ, որոնց շնորհիվ Cg-ի բջիջները ձեռք են
բերում ելքային բջիջներին բնորոշ ուլտրակառուցվածքային առանձնահատկություններ:
Candida guilliermondi - էլեկտրոնային միկրոսկոպիա - համակարգչային
պատկերավերլուծություն
Cg NP-4 are the fodder yeasts, they are remarkable for the high contents of
albumin-vitamin components and have an important agricultural value.
67
К.О. ОВНАНЯН, Л.А. НАВАСАРДЯН, А.А. АКОПЯН, С.В. МАРУТЯН, Р.Г. АСАТРЯН, М.К. ОВНАНЯН и др.
Scanning and transmission electronic-microscopic study of the action of Cg
NP-4 cultures X-raying by the total dose 270 Grey has been there were noticed the
wall cell, cytoplasmic and nuclear cellular compartments coming of ultrastructural
pathologic destructtions.
In 24 hours after irradiating there were revealed in cultures the reconstructed
Cg cells, which can be compared with the control culture.
Candida guilliermondii, electron microscopy, imaging analysis
Сравнительное изучение действия стрессовых факторов (физические,
химические) на прокариотические и эукариотические клетки, находящиеся
на различных уровнях эволюционного развития, является одним из
основных направлений клеточной патологии. Несмотря на имеющиеся
литературные данные о действии различных препаратов химической
природы на эукариотические клетки Candida guilliermondii(Cg)[1-3],
остаются недостаточно освещенными вопросы механизма действия
физических факторов, в частности влияние рентгеновского излучения на
дрожжевые клетки, что и является целью настоящей работы. Для ее
реализации на примере кормовых дрожжей Cg НП-4, отличающихся
высоким содержанием белково-витаминных компонентов, была поставлена
задача изучить ультраструктурные аспекты механизма действия
рентгеновского облучения на Cg и пострадиационного репаративого
процесса, протекающего в них.
Материал и методика. Данное исследование проведено на культуре
Cg НП-4, выращенной в синтетической среде роста, при температуре 300, в течение
24 ч [3]. Часть выращенной биомассы была подвергнута рентгеновскому
облучению общей дозой 270 Грей, после чего для изучения пострадиационного
восстановления клеток, другая часть облученных клеток была инкубирована в
синтетической среде в течение 24 ч. Наши исследования показали, что при
рентгеновском облучении ЛД50 для исследуемых дрожжей составляет 720 Грей.
Для электронномикроскопического исследования контрольные, облученные
и пострадиационные репарированные клеточные суспензии фиксировали в 2.5%
растворе глютарового альдегида на 0,1 М какодилатном буфере по общепринятой
методике [5]. Постфиксацию проводили с помощью 1% раствора четырехокиси
осмия на том же буфере при комнатной температуре в течение не менее 1 ч.
Обезвоживание биообразцов проводилось этанолом и ацетоном возрастающей
концентрации, с последующей заливкой смесью аралдитов [4]. Полимеризацию
образцов, залитых в капсулы типа BEEM, проводили при 370 и 600 в течение 48 ч.
Ультратонкие срезы, полученные на ультрамикротоме “Ultracut Reichert”,
контрастировали водным раствором уранилацетата и лимоннокислым свинцом [6]
и изучали в трансмиссионном электронном микроскопе. Для исследования с
помощью сканирующей электронной микроскопии биообразцы Cg после фиксации
покрывали золотом в вакуумно-напылительной установке ВУП-4К.
Просмотр препаратов (целые клетки и ультратонкие срезы) проводили в
сканирующих электронных микроскопах Tesla BS-301 и Tescan (Чехия), а также
трансмиссионном электронном микроскопе Tesla BS–500 (Чехословакия).
Компьютерный анализ изображений проведен по программе “Видео-тест,
структура-5. Нанотехнология”.
Результаты и обсуждение. Сканирующее и трансмиссионное
электронномикроскопические исследования интактных культур Cg НП-4
показали, что дрожжевые клетки имеют округленные, овальные и булаво-
68
СКАНИРУЮЩЕЕ И ТРАНСМИССИОННОЕ ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ …
видные формы и гладкую поверхность (рис.1). На ультратонких срезах клеток Cg НП-4 установлены аморфная клеточная стенка, цитоплазматическая
мембрана, гранулярная плотная цитоплазма, где просматриваются такой же
консистенции матрикс митохондрии, цитоплазматические вакуоли и ядро
(рис.2). Как при сканирующей, так и трансмиссионной электронной микроскопии видны клетки, делящиеся путем почкования и перетяжки (рис.1).
Рис. 1. Сканирующaя электронная микроскопия клеток Cg НП-4 ( контроль).
Рис.2. Трансмиссиoнная электронная микроскопия клетки Cg НП-4
(контроль, ультратонкий срез). Масштаб:0,7 µm.
При исследовании облученных клеток Cg НП-4 с помощью
сканирующей электронной микроскопии установлены на поверхности
клеток ряд деформаций в виде впадин и воронок. Компьютерный анализ с
помощью программы “Видеотест, структура-5. Нанотехнология” показал,
что соотношение площади деформации к общей площади клетки Cg
равняется 26,2773 : 73,723 (рис.3).
На ультратонких срезах культур Cg НП-4 наблюдаются отхождение
клеточной стенки, потеря конфигурации цитоплазматической мембраны,
митохондрии, а также образование осмиофильных конгломератов в цитоплазме и деструкция ядра (рис.4).
В облученных культурах обнаружены как нитчатые, так и
сферопластические формы клеток Cg. По характеру отхождения клеточной
стенки и образования сферопластов ультраструктурные сдвиги напоминают действие индометацина на дрожжевые клетки Cg [7].
69
К.О. ОВНАНЯН, Л.А. НАВАСАРДЯН, А.А. АКОПЯН, С.В. МАРУТЯН, Р.Г. АСАТРЯН, М.К. ОВНАНЯН и др.
Рис.3. Сканирующaя электронная микроскопия действия рентгеновского
облучения на клетки Cg НП-4. Компьютерный анализ изображения Cg :
соотношение впадины (вакуоль) к общей площади клетки Cg.
Рис.4. Трансмиссионный электронномикроскопический анализ действия рентгеновского
облучения на клетки Cg НП-4 (ультратонкий срез) . Масштаб: 0,7µm.
После 24-часовой инкубации облученных клеток Cg НП-4 в культуре
с помощью сканирующего электронного микроскопа обнаружены клетки
Cg, сравнимые с контрольной культурой (рис.5).
Наряду с ними обнаружены удлиненные нитчатые формы Cg. При
трансмиссионной электронной микроскопии ультратонких срезов Cg
встречаются клетки в процессе восстановления клеточных компартментов,
которые по характеру ультраструктурных показателей приближаются к
исходной культуре (рис.6).
Таким образом, рентгеновское облучение клеток Cg НП-4 вызывает
ультраструктурные сдвиги в клеточной оболочке, митохондриях и ядерных
структурах дрожжевых клеток, а после 24-часовой пострадиационной
инкубации в синтетической среде роста у части особей клеток популяции
Cg происходят восстановительно-компенсаторные процессы клеточных
компартментов.
70
СКАНИРУЮЩЕЕ И ТРАНСМИССИОННОЕ ЭЛЕКТРОННОМИКРОСКОПИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ …
Рис. 5. Сканирующая электронная микроскопия клеток Cg НП-4 после 24-часовой
пострадиационной репарации. Масштаб: 0,7 µm.
Рис. 6. Трансмиссионная электронная микроскопия клеток Cg НП-4 после 24-часовой
пострадиационной репарации. Масштаб: 0,7 µ m.
ЛИТЕРАТУРА
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Навасардян Л.А., Авагян А.С., Давтян М.А. Биолог. журн. Армении, 1980,
23, 6, с.633-637.
Adams C.C., Cross D.S J.Bacteriol. 173, pp.7429-7435, 1991.
Cidalia Pina-Vaz et al. J.Med.Microbiol. 49, pp.831-840, 2000.
Luft J. H., Proceedings of the 26th Annual Meeting of the Electron Microscopic
Society of America, (Edited by C.J. Arceneauh), Baton Rouge, Claitor’s
Publishing Division,. pp.38-39, 1968.
Reynold E.S. /Journal of Cell Biology, 1963, 17, pp.208-212,
Sabatini D.d., Bensch K., Barnett R.J.,// Journal of Cell Biology, 1963, 17,
pp.19-58 .
Stringaro, A. L.Angiolella L., Colone M. et. аl. Proceedings 13th European
Microscopy Congress Vol.III, Life Sciences, pp.177-178, 2004
Поступила 01.08.2008
71