39 активация калиевых каналов клеток корня под действием

АКТИВАЦИЯ КАЛИЕВЫХ КАНАЛОВ КЛЕТОК КОРНЯ
ПОД ДЕЙСТВИЕМ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА
В. В. ДЕМИДЧИК, В. М. ЮРИН
Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь
[email protected]
Активные формы кислорода (АФК) играют центральную роль в ответах растения
на стрессовые воздействия, тропизмах, оплодотворении, росте, процессах гормональной регуляции, сигнализации и множестве других важнейших физиологических функций. В настоящей работе при помощи техники пэтч-кламп и ряда клеточнобиологических подходов были выявлены и детально изучены К+ каналы плазматической мембраны клеток корня Arabidopsis thaliana, активирующиеся в присутствии гидроксильных радикалов (ГР). Данные транспортные системы были активны при деполяризации, обладали наружным выпрямлением тока и блокировались классическими антагонистами К+-каналов растений (тетраэтиламмонием, Ba2+, Cs+ и др.). Они активировались при генерации ГР в результате биотического (элиситоры патогенных грибов) и
абиотического (засоление) стрессовых воздействий. Проводимость одиночного АФКактивируемого К+-канала составляла 16 пСм. При помощи ион-селективных вибрационных электродов было показано, что в интактных корнях арабидопсиса ГР, элиситоры
и засоление способны индуцировать схожий по кинетике выходящий поток К+. ГРиндуцируемая активация каналов и выходящий поток К+ не наблюдались в мутанте
gork1-1, который утрачивает ген, кодирующий наружу-выпрямляющий К+ канал
(Shaker). Таким образом, ГК-активируемая К+-проводимость опосредовалась работой
GORK. Известно, что потеря животной клеткой калия через АФК-активируемые К+каналы может вызывать программируемую клеточную смерть (ПКС) вследствие
разблокирования ПКС-протеаз и эндонуклеаз цитоплазмы. Схожий механизм был
обнаружен в настоящей работе для ПКС, вызываемой засолением в клетках корня.
Мутант gork1-1 демонстрировал меньшую потерю К+, замедленную активацию ПКСпротеаз и эндонуклеаз, и, соответственно, менее выраженную ПКС-реакцию на засоление. Таким образом, в настоящем исследовании были впервые охарактеризованы механизмы регуляции К+-каналов под действием АФК и обнаружен новый АФК/GORKопосредуемый механизм индукции ПКС у высших растений.
39