Гравиметрический анализ полисахаридного состава стебля томата на фоне действия гравитационного и фитогормонального сигналов

The dynamics of the content of various groups of cell wall polysaccharides in the cells of tomato stems during the development of the plant’s response to gravitational stimulation and phytohormonal treatment was studied. It has been shown that gravitational stimulation causes changes in the relative content of stem cell wall polysaccharides in the zone of gravitropic bending over a period of 3–6 hours. At the same time, predominantly multidirectional changes occur in the upper and lower halves of the stem, which ultimately leads to noticeable biochemical differences between the two parts of the stem, which allows it, in all likelihood, to bend due to an uneven growth of cells in different parts of the stem. Under the action of gravitational stimulation and epibrassinosteroid epine, changes in the polysaccharide composition appear earlier (already 1 hour after exposure) in time than with a single gravitational stimulation, and under the influence of ethephon and gravitational stimulation later (only from 6 hours of exposure).Изучена динамика содержания различных групп полисахаридов клеточной стенки в клетках стеблей томата при развитии ответа растений на гравистимуляцию и фитогормональную обработку. Показано, что гравистимуляция вызывает изменения относительного содержания полисахаридов клеточной стенки стебля в зоне гравитропического изгиба в период времени 3–6 ч. При этом в верхней и нижней частях стебля происходят преиму- щественно разнонаправленные изменения, приводящие в конечном итоге к заметным биохимическим различиям между двумя частями стебля, что и позволяет ему изгибаться за счет неравномерного роста клеток в разных частях стебля. При действии гравистимуляции и эпибрассиностероида эпина изменения в полисахаридном составе проявляются раньше (уже через 1 ч после воздействия) во времени, чем при одиночной гравистимуляции, а при воздействии этефона и гравистимуляции позже (лишь с 6 ч воздействия)

Зависимость экспрессии генов кальциевой сигнальной системы в клетках верхушечных листьев растений томата от гравистимуляции и обработки этефоном

The sensitivity of expression at the level of transcription of genes encoding proteins involved in calcium signal transduction to gravistimulation was revealed using real-time RT-PCR. For three genes SCA2, РВР2, САМ2, the increase in the transcript formation was shown at early response stages, starting from 15–60 minute gravistimulus. The treatment of plants before the start of gravistimulation with an ethephon (source of exogenous ethylene) led to a change in the modulation of expression of the studied genes in response to gravistimulus. The role of calcium metabolism in realization of final steps of gravitropism reaction is considered.С использованием ОТ-ПЦР в режиме реального времени выявлена чувствительность к гравистимуляции экспрессии на уровне транскрипции трех генов, кодирующих белки, участвующие в сигнальной кальциевой трансдукции. На ранних этапах ответа, начиная с 15–60 мин действия гравистимула для трех генов (SCA2, РВР2, САМ2) показано увеличение образования транскриптов. Обработка растений перед началом гравистимуляции этефоном (источником экзогенного этилена) приводила к изменению характера модуляции экспрессии изученных генов в ответ на гравистимул. Рассматривается роль кальциевого метаболизма в клетке в реализации финальных стадий гравитропического ответа растения

Сахарозависимая регуляция активности фосфолипазы D в проростках овса

The dependence of the phospholipase D (PLD) activity, catalyzing the catabolism of glycerophospholipids, on exogenous soluble sugars under the conditions of sugar starvation caused by darkening of plants was studied in oat (Avena sativa L.) seedlings. It was found that the PLD activity in etiolated oat seedlings was suppressed by the treatment of plants with mono- and disaccharides: glucose, sucrose and mannose. These sugars neutralized the activating effect of darkening on the activity of PLD in green oat seedlings. The treatment of oat seedlings with inorganic phosphate also led to the modulation of the PLD activity similar to that with sugars. In this case, the action of the tested sugars mimicked the light modulation of the PLD activity. Sequencing the partial mRNA sequence of oat PLD gene showed more than 80 % homology with the sequences PlDαof other cereal species. Illumination of etiolated oat seedlings with red light and darkening of green seedlings in darkness inhibited or induced the PLD expression, respectively. Thus, the expression of PLD and the enzymatic activity of PLD showed the sensitivity to changes in the light conditions of a plant growth. Consequently, these data indicate that PLD plays an important role in adaptation of oat plants to darkening and sugar starvation.Исследовали зависимость активности фосфолипазы D (ФлD), катализирующей катаболизм глице-рофосфолипидов, от действия экзогенных растворимых сахаров в условиях сахарного голодания растений, вызванного затемнением. Обнаружено, что активность ФлD в этиолированных проростках овса (Avena sativa L.) подавляется обработкой растений моно- и дисахаридами: глюкозой, сахарозой и маннозой. Эти же сахара нивелируют активирующее действие затемнения на активность фермента в зеленых проростках овса. Обработка проростков неорганическим фосфатом также приводит к модуляции активности данного фермента, сходной с действием сахаров. При этом действие протестированных сахаров имитирует световую модуляцию активности ФлD. Секвенирование частичной последовательности мРНК гена ФлD овса показывает более чем 80 %-ное сходство с последовательностями ФлDa других видов злаковых. Облучение этиолированных проростков овса красным светом и затемнение зеленых проростков ингибируют или индуцируют экспрессию выявленного гена ФлD соответственно. Таким образом, экспрессия гена ФлD овса и ферментативная активность продукта его экспрессии (ФлD) проявляют чувствительность к изменениям световых условий роста растений. Следовательно, эти данные указывают на то, что ФлD играет важную роль в адаптации растений к действию затемнения и связанного с ним сахарного голодания

Сравнительный анализ структурно-функциональных изменений эндодермальных клеток черешков листьев томата после гравистимуляции и действия фитогормонов

The sedimentaion of amyloplasts in tomato leaf petiole cells, when influenced by gravistimulation, gravistimulation and phytohormone epine, gravistimulation, and by an exogenous source of ethylene ethephon for a period of 0.25–24 h, was demonstrated. Ethephone significantly slowed down the sedimentation of amyloplasts serving as statolytes in cells, which correlates with its inhibitory effect on the formation of the gravitropic bending of the stem.Продемонстрировано осаждение (седиментация) амилопластов в клетках черешков листьев томата при воздействии гравистимуляции в направлении вектора силы тяжести, а также модулирующее влияние на этот процесс фитогормонов брассиностероидного ряда (эпин) и этилен-продуцента этефона в период времени 0,25–24 ч после начала гравистимуляции. Этефон, предшественник этилена, значительно замедлял осаждение амилопластов, выполняющих функцию статолитов в клетках, что коррелирует с его ингибирующим действием на формирование гравитропического изгиба стебля

ЗАВИСИМОСТЬ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ, КОНТРОЛИРУЮЩИХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ БРАССИНОСТЕРОИДОВ И ЭТИЛЕНА В КЛЕТКАХ РАСТЕНИЙ ТОМАТА, ОТ ГРАВИСТИМУЛЯЦИИ ИХ ВЕРХУШЕЧНЫХ ЛИСТЬЕВ

The influence of gravistimulation on the gene expression level in tomato leaf cells at early (15 minutes – 3 hours) and late (more than 3 hours – 24 hours) stages of the gravitropic response was assessed. The sensitivity of expression of genes coding proteins associated with brassinosteroid and ethylene functioning was determined using real-time RT-PCR. The pre-treatment of tomato plants with ethephon (the source of exogenous ethylene) led to an increase in the relative level of expression of the investigated genes under gravistimulation in the plants.Исследовали влияние гравистимуляции на изменение экспрессии генов в клетках листьев томата на ранних (15 мин – 3 ч) и поздних (более 3 ч – 24 ч) этапах гравитропического ответа. С использованием ОТ-ПЦР в режиме реального времени показана чувствительность к гравистимуляции экспрессии генов, ассоциированных с функционированием фитогормонов брассиностероидов и этилена. Предварительная обработка растений перед началом гравистимуляции этефоном (источником экзогенного этилена) приводила к увеличению относительного уровня экспрессии изученных генов в ответ на гравистимул.

Антибактериальное покрытие имплантатов на основе полиметилметакрилатного костного цемента in vitro и in vivo

Nowadays, the infection recurrence rate in osteomyelitis is still high. New hardware not only allowing one to stabilize bone fragments, but also having antibacterial activity seems to be an extremely useful and promising task. The goal of the study was to assess the effectiveness of use of an antibacterial coating based on polymethylmethacrylate cement in experiment and in infected nonunions of long tubular bones of the lower limbs. Bone cement-based coatings impregnated with antibiotics were formed on titanium plates. A plate rinse was carried out; antibiotic concentrations in the rinsed solutions were estimated by a serial broth microdilution method. The antibacterial activity of control and rinsed samples against the antibiotic-sensitive and multiple-antibiotic-resistant Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa strains was estimated by a bilayer agar method. Clinical part. The study included 70 patients divided into 2 groups: osteosynthesis with antibacterial-coated interlocking nail (40 patients, main group) and osteosynthesis with an external fixation device (30 patients, control group) comparable in age, sex and disease duration. The effectiveness of the antibacterial coating was analyzed by the duration of systemic use of antibiotics and infection recurrence rate. The concentrations of meropenem and phosphomycin in the rinsed solutions obtained at one-fold and two-fold treatments were sufficient to suppress the growth of control strains. Vancomycin-containing samples possessed sufficient antibacterial activity against both methicillin-sensitive (MSSA) and methicillin-resistant (MRSA) S. aureus strains, double rinse of the samples eliminated their bactericidal properties. The duration of systemic antibacterial therapy in the main group was statistically significantly lower than in the control group (U = 77.5, p < 0.001), and in the main group the infection recurrence rate was lower than 32.5 % vs. 86.7 % (χ2 = 20.39, p < 0.001). The PMMA-based coating impregnated with phosphomycin, meropenem or vancomycin possesses sufficient and long-lasting antibacterial activity, mainly against antibiotic-sensitive strains. An adequate use of such a coating in clinical practice allows one to obtain the desired result of treatment.Частота рецидивов после костных инфекций в настоящее время высока. Создание конструкции, которая не только позволяет стабилизировать костные отломки, но и обладает антибактериальной активностью, представляется чрезвычайно актуальной и перспективной задачей. Цель исследования – оценить эффективность применения антибактериального покрытия на основе полиметилметакрилатного цемента в эксперименте и при инфицированных несращениях длинных трубчатых костей нижних конечностей. На титановых пластинах сформированы покрытия из костного цемента, импрегнированного антибиотиками. Выполнена отмывка пластин методом последовательных микроразведений в бульоне, оценена концентрация антибиотиков в отмывочных растворах. Антибактериальная активность образцов в отношении чувствительных и множественно-резистентных штаммов S. aureus и P. aeruginosa оценена двуслойным агаровым методом. В исследование включены 70 пациентов, разделенных на 2 группы: остеосинтез стержнем с блокированием и антибактериальным покрытием (40 пациентов, основная группа) и остеосинтез аппаратом внешней фиксации (30 пациентов, контрольная группа), сопоставимые по возрасту, полу и продолжительности заболевания. Эффективность антибактериального покрытия анализировали по продолжительности системного применения антибактериальных препаратов и наличию рецидивов инфекции. Концентрации меропенема и фосфомицина в отмывочных растворах, полученных при однократной и двукратной обработке образцов, были достаточными для подавления роста контрольных штаммов. Ванкомицин-содержащие образцы обладали достаточной антибактериальной активностью в отношении как метициллинчувствительного (MSSA), так и метициллинрезистентного (MRSA) штаммов S. aureus, двукратная отмывка образцов устраняла их бактерицидные свойства. Продолжительность системной антибактериальной терапии в основной группе была статистически значимо меньше, чем в контрольной (U = 77,5, p < 0,001), также в основной группе наблюдалось меньше рецидивов инфекции 32,5 % vs. 86,7 % (χ2 = 20,39; p < 0,001). Покрытия из костного цемента, импрегнированного фосфомицином, меропенемом или ванкомицином, обладают достаточной и длительной антибактериальной активностью, проявляющейся главным образом в отношении антибиотикочувствительных штаммов. Адекватное применение такого покрытия в клинической практике позволяет получить желаемый результат лечения

Активация гена пероксидазы в клетках растений картофеля, экспрессирующих ген антимикробного пептида MsrA1

Antimicrobial peptide MsrA1 is a synthetic hybrid molecule based on cecropin A from giant silk moth larvae and on melittin from melliferous bee venom. Transgenic potato plants of the Belarusian variety Odyssey with the constitutive expressiоn of msrA1 gene are shown to exhibit increased resistance to fungal pathogens Phytophthora infestans and Alternaria solani. Peroxidase genes expression studies using cDNA-PCR and DNA sequencing revealed the activation of the POX peroxidase gene in transgenic plants in the absence of pathogens. This may be indirect evidence of the increased formation of reactive oxygen species, which may explain special resistance to fungal pathogens. The data obtained also confirm a possible role of intracellular antimicrobial peptide in making the plants more resistant to oxidative stress by the way of activation of the host plant defense system.Антимикробный пептид MsrA1 является искусственной рекомбинантной молекулой, полученной на основе цекропина А личинки североамериканского шелкопряда и мелиттина пчелы медоносной. Трансгенные растения белорусского сорта картофеля Одиссей с конститутивно экспрессируемым геном MsrA1 обладают повышенной устойчивостью к грибным патогенам Phytophthora infestans и Alternaria solani. С использованием методов кДНК–ПЦР и ДНК-секвенирования показано, что в клетках данных растений в отсутствие фитопатогенной инфекции наблюдается активация экспрессии гена пероксидазы класса POX. Увеличение экспрессии гена данного фермента косвенно свидетельствует о повышенном образовании активных форм кислорода, что может определять особую устойчивость к грибным патогенам. Полученные данные подтверждают также возможность участия внутриклеточного гетерологичного антимикробного пептида в формировании устойчивости к окислительному стрессу путем активации защитной системы растения-хозяина

БИОПОЛИМЕРНЫЕ МУЛЬТИСЛОЙНЫЕ ПЛЕНКИ В КАЧЕСТВЕ НОСИТЕЛЕЙ МЕЗЕНХИМАЛЬНЫХ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК

Multilayer films (chitosan/dextran)n , (chitosan/pectin)n , (chitosan/carboxymethylcellulose)n , (polyethyleneimine/dextran)n , (polyethyleneimine/pectin)n , (polyethyleneimine/carboxymethylcellulose)n (n = 4; 4.5) with a thickness of 8.5 to 396.3 nm have been obtained. The relationship between the physicochemical characteristics of the films and the adhesion of mesenchymal stem cells to them has been determined. It has been shown that the mesenchymal stem cells effectively adhere to defect-free ultrathin multilayer viscoelastic chitosan-containing films and form on their surface a monolayer culture of fibroblast-like cells with high viability. Получены мультислойные пленки: (хитозан/декстран)n , (хитозан/пектин)n , (хитозан/карбоксиметилцеллюлоза)n , (полиэтиленимин/декстран)n , (полиэтиленимин/пектин)n , (полиэтиленимин/карбоксиметилцеллюлоза)n (n = 4; 4,5) с толщиной от 8,5 до 396,3 нм. Установлена взаимосвязь между физико-химическими характеристиками пленок и адгезией на них мезенхимальных стволовых клеток. Показано, что мезенхимальные стволовые клетки эффективно адгезируют на вязкоэластичных бездефектных ультратонких мультислойных хитозан-содержащих пленках и формируют на их поверхности монослойную культуру фибробластоподобных клеток с высокой жизнеспособностью

Использование гемостатического препарата Спонгостан в качестве носителя мезенхимальных стволовых клеток при лечении экспериментального недержания мочи у крыс

The adhesion and proliferation of rat adipose-derived mesenchymal stem cells (MSCs) as part of biocomposite with haemostatic drug Spongostan Absorbable Haemostatic Gelatin Powder as well as its regenerative efficiency after its introduction into the periurethral region in rats with experimental urinary incontinence were studied. It was found that MSCs rapidly adhere to the surface of the carrier and actively proliferate. The periurethral injection of biocomposite (Spongostan + MSCs) quickly and effectively recovers the urine continence function in animals that have undergone modeling of incontinence by urethrolysis. Spongostan hydrated in the ratio of 1 :24 inphosphate-saline buffer has a volume-forming effect in the urethra of experimental animals.Изучены адгезия и пролиферация мезенхимальных стволовых клеток (МСК) жировой ткани крысы в составе биокомпозита с носителем на основе гемостатического препарата Спонгостан (Spоngostan Absorbable Haemostatic Gelatin Powder), а также регенерационная эффективность биокомпозита при его введении в парауретральную область крысам с экспериментальным недержанием мочи. Установлено, что МСК быстро адгезируют на поверхности носителя и активно пролиферируют. Введение биокомпозита (Спонгостан + МСК) в парауретральную область быстро и эффективно восстанавливает функцию удержания мочи в мочевом пузыре у животных после моделирования недержания посредством уретролизиса. Спонгостан, гидратированный в соотношении 1 : 24 в фосфатно-солевом буфере, оказывает также объемообразующее действие в области уретры экспериментальных животных

Antibacterial Activity of Antibiotic-Impregnated Bone Cement Based Coatings Against Microorganisms with Different Antibiotic Resistance Levels

Purpose — to evaluate the presence and duration of antibiotic activity of antibiotic-impregnated bone cement based coatings samples against antibiotic-sensitive and antibiotic-resistant microorganisms.Material and Methods. Bone cement based coatings impregnated with antibiotics (gentamycin, vancomycin, colistin, meropenem, fosfomycin) are formed on titanium (Ti) plates. A plate rinse was carried out; antibiotic concentrations in the rinsed solutions were estimated by a serial broth microdilution method. Antibacterial activity of the control and rinsed samples against the antibiotic-sensitive and multiple-antibiotic-resistant Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa strains was estimated by a bilayer agar method.Results. The meropenem and fosfomycin concentrations in the rinsed solutions obtained at a one-fold (16 μg/ml for both antibiotics) and two-fold treatment (2 μg/ml for meropenem and 8 μg/ml for fosfomycin) were sufficient to suppress the growth of the control strains. One-fold rinse of samples with colistin eliminated their antibacterial activity completely. The marked activity of the samples with meropenem and fosfomycin persisted against the antibiotic-sensitive P. aeruginosa ATCC 27853 strain after 2 rinse cycles; single-rinsed samples with fosfomycin also maintained the activity against the extensively antibioticresistant P. aeruginosa BP-150 strain. Vancomycin-containing samples possessed the sufficient antibacterial activity against both methicillin-sensitive (MSSA) and methicillin-resistant (MRSA) S. aureus strains; two-fold rinse of the samples eliminated their bactericidal properties.Conclusion. Bone cement based coatings impregnated with fosfomycin and meropenem possess the most marked and long-lasting antibacterial activity, manifested mainly against the antibiotic-sensitive strains