COMPOSITION OF LOW MOLECULAR WEIGHT OSMOLYTES IN THE CELLS OF ACANTHAMOEBA SP. STRAIN FROM THE PLEISTOCENE PERMAFROST ACCORDING TO NMR SPECTROSCOPY

Abstract

Full Text

Накопление клеткой низкомолекулярных осмолитов является одним из ключевых компонентов адаптации к выживанию в отрицательных температурах. Мы исследовали состав водорастворимых осмолитов в клетках штамма акантамебы (Acanthamoeba, Amoebozoa), выделенного из отложений позднеплейстоценовой вечной мерзлоты (пережившим в состоянии криптобиоза порядка 30 тысяч лет), методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Изучены ЯМР-спектры трофозоитов, незрелых цист, зрелых цист и псевдоцист. В клетках идентифицировано несколько десятков водорастворимых метаболитов. В направлении от трофозоитов к зрелым цистам наблюдается тотальное упрощение спектров: обеднение общего биохимического профиля и накопление трегалозы. В зрелых цистах трега-лоза становится главным компонентом, и ее относительная концентрация возрастает в 75 раз. Концентрация ряда метаболитов повышается в начале инцистирования, но в зрелой цисте снижается ниже предела обнаружения метода. Это относится к таким метаболитам как уридин, триптофан, фенилаланин, тирозин, треонин, аспарагиновая кислота, глутамин, глутаминовая кислота, метионин, валин, изолейцин, лейцин. Состав веществ, избирательно накапливаемых цистами и псевдоцистами, в значительной мере совпадает. Основным из них является трегалоза, концентрация которой увеличивается в несколько раз в псевдоцистах и на два порядка в цистах. В то же время, наблюдаются и минорные изменения концентрации некоторых веществ, некоторые из которых известны как участвующие в клеточном ответе на низкие температуры (например, холин). Сравнение спектров псевдоцист и цист демонстрирует более глубокий характер физиологических процессов, происходящих при формировании последних. Этим объясняется и большая устойчивость цист к различного рода воздействиям, отмеченная как в литературе, так и в наших наблюдениях. Как и при инцистировании, при образовании псевдоцист снижается содержание большинства аминокислот и углеводов, при этом происходит накопление трегало-зы, холина и а-глицерофосфохолина. В отличие от цист, при образовании псевдоцист наблюдалось накопление фумарата и уроканата. Последний в случае с цистами обнаружен на стадии незрелой цисты, но отсутствовал в зрелых цистах.