Ювенильный гормон и биогенные амины в регуляции размножения и развития стресс-реакции Drosophila melanogaster : Генетико-физиологические аспекты

• Автор: Ченцова, Надежда Алексеевна
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Ювенильный гормон.

1.1.1. Структура, источники и функции ювенильного гормона.

1.1.2. Механизмы действия ювенильного гормона.

1.1.3. Регуляция титра ювенильного гормона

1.1.4. Роль ювенильного гормона в вителлогенезе и размножении.

1.2. Биогенные лмины насекомых.

1.2.1. Функции биогенных аминов у насекомых.

1.2.2. Метаболизм дофамина и октопамина у . .

1.3. Нейроэндокринная стрессреакция.

1.4. Модели, использованные в работе.
Глава 2. Материалы и методы.
2.1. Материалы.
2.1.1. Экспериментальные насекомые
2.1.2. Реактивы.
2.2. Условия СТРЕССИРОВIшя
2.3. Методы
2.3.1. Выделение суммарной РНК
2.3.2. Электрофорез РНК в агарозном геле
2.3.3. Вакуумный перенос РНК
2.3.4. Получение зонда для гибридизации мРНКгена
2.3.5. Нозернблот анализ.
2.3.6. Измерение уровня содержания дофамина.
2.3.7. Измерение активности тирозиндекарбоксилазы.
2.3.8. Измерение гидролиза ювенильного гормона
2.3.9. Измерение активности ЮГэстеразы и ЮГэпоксидгидролазы
2.3 Анализ плодовитости.
2.3 Анализ жизнеспособности при тепловом стрессе
2.3 Аппликация ювенильного гормона
2.3 Статистическая обработка результатов
Глава 3. Результаты.
3.1. Исследование в нормальных условиях и при стрессе метаболизма
ЮВЕНИЛЬНОГО ГОРМОНА И ПЛОДОВИТОСТИ у ЛИНИЙ . , НЕСУЩИХ МУТАЦИИ, ИЗМЕНЯЮЩИЕ УРОВНИ СОДЕРЖАНИЯ БИОГЕННЫХ АМИНОВ
3.1.1. Гидролиз ювенильного гормона у самок мутантной линии , лишенной октопамина, и ее линиипредшественника, р
3.1.2. Гидролиз ювенильного гормона у самок мутантных линий и с увеличенным содержанием дофамина.
3.1.3. Гидролиз ювенильного гормона у самок линии iiv с мутацией, приводящей к резкому снижению уровня тирамина
3.1.4. Стрессреактивность системы деградации ювенильного гормона у самок линий i, , и iiv.
3.1.5. Плодовитость самок линий и в норме и в условиях теплового стресса.
3.1.6. Плодовитость самок линии iiv
3.2. Изучение влияния мутации линия . и
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПОВЫШЕНИЯ ТИГРА ЮВЕНИЛЬНОГО ГОРМОНА НА УРОВЕНЬ ДОФАМИНА
3.2.1. Содержание дофамина у имаго линий и ар . в нормальных условиях.
3.2.2. Влияние экспериментального повышения титра ювенильного гормона па уровень дофамина
3.3. Исследование ответа на стресс у линии 6 . с
РЕЗКО СНИЖЕННЫМ ТИТРОМ ЮВЕНИЛЬНОГО ГОРМОНА
3.3.1. Экспрессия гена у особей линий и в нормальных условиях и при тепловом стрессе
3.3.2. Влияние теплового стресса на содержание дофамина у мух линий дикого типа , и ЮГдефицитной линии ар
3.3.3. Активность тирозиндекарбоксилазы у 1 и 6суточных особей линий и ар6 в нормальных условиях и при тепловом стрессе
3.3.4. Деградация ювенильного гормона у 1 и 6суточных особей линий и ар в нормальных условиях и при тепловом стрессе.
3.3.5. Стрессреактивность систем метаболизма ювенильного гормона, дофамина и октопаминау 1суточных особей линий и ар
3.3.6. Плодовитость самок линий и в нормальных условиях и после теплового стресса С, 2 ч.
3.4. Исследование жизнеспособности особей линий С i и ар при тепловом стрессе
4. Глава 4. Обсуждение
4.1. Роль биогенных аминов в регуляции метаболизма ювенильного
ГОРМОНА и РЕПРОДУКТИВНОЙ ФУНКЦИИ .
4.2. Обратная связь в регуляции метаболизма ювенильного гормона биогенными АМИНАМИ.
4.3. Роль ювенильного гормона в развитии ответа на стресс и
АДАПТАЦИИ .
Выводы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Было показано, что компонентами стрессреакции у личинок и взрослых особей обоих полов являются биогенные амины дофамин ДА и октопамин ОА, ферменты их синтеза тирозингидроксилаза ТГ и тирозиндекарбоксилаза ТДК и экдистероиды, а также ЮГ у личинок обоих полов и взрослых самок . Раушенбах и др. У дрозофилы . ДА и О А, которое сопровождается сначала значительным снижением, а затем повышением активности первых ферментов их синтеза, ТГ и ТДК , , ii . Раушенбах и др. Система экдистероидов отвечает на стресс повышением содержания Э Раушенбах и др. Iii . Следствием изменений в системах метаболизма ЮГ и Э являются деградация ранних вителлогенических ооцитов, замедление вителлогенеза, накопление зрелых ооцитов, прекращение откладки яиц и снижение плодовитости, которое продолжается в течение нескольких дней после возвращения мух в нормальные условия . Грунтенко и др. В исследованиях, проведенных на различных видах насекомых, было обнаружено, что экзогенные ОА и ДА влияют на синтез ЮГ, его выделение из и деградацию гормона , , . Однако оставалось неясным, какой характер носит регуляция уровня ЮГ биогенными аминами, и является ли она генетически детерминированной. Исследование линии . ЮГ i, , , показало, что ее особи имеют нарушения в развитии стрессреакции в системах метаболизма ЮГ и ДА , , что позволило предположить как наличие генетически детерминированной взаимосвязи этих компонентов стрессреакции, так и важную роль ЮГ в ее развитии. Проверке этого предположения и посвящена данная работа. Исследовать влияние мутаций, резко изменяющих уровень биогенных аминов, на метаболизм ЮГ и размножение . I8, несущей нульмутацию гена тиралтп3гидроксилазы фермента синтеза ОА, приводящую к полному отсутствию ОА. Выяснить, существует ли обратная связь в регуляции метаболизма ЮГ биогенными аминами. ЮГ на уровень дофамина у . Исследовать роль ЮГ в развитии ответа на стрессирующие воздействия и адаптации . Впервые продемонстрировано существование онтогенетической регуляции метаболизма ЮГ дофамином у самок дрозофилы мутация, удваивающая уровень ДА, снижает деградацию ЮГ у молодых самок и повышает у половозрелых. Впервые показано, что ОА также регулирует метаболизм ЮГ у самок дрозофилы мутация, лишающая их ОА, повышает деградацию ЮГ у молодых и зрелых особей. Поскольку онтогенетическая регуляция титра ЮГ принципиальна для нормального протекания оогенеза, сделано заключение, что у дрозофилы ДА играет более значимую, чем ОА, роль в регуляции репродуктивной функции. Впервые установлено наличие обратной связи в регуляции метаболизма ЮГ биогенными аминами у самок дрозофилы мутация, приводящая к дефициту ЮГ, повышает уровень ДА у самок, но не изменяет его у самцов экспериментальное повышение титра ЮГ у мутантных самок снижает у них содержание ДА. Впервые показано, что дефицит ЮГ не препятствует инициации стрессреакции в качестве индикаторов реакции использованы экспрессия гена теплового шока Ыр и ответ систем метаболизма ОА, ДА и ЮГ у дрозофилы, не влияет на се развитие у самцов, однако изменяет сс развитие у самок стрессреактивность систем метаболизма О А, ДА и ЮГ у мутантных самок резко снижена. Впервые показано, что ЮГ играет важнейшую роль в контроле приспособленности плодовитости и выживаемости в неблагоприятных условиях самок дрозофилы, но не имеет существенного значения для самцов. Основная часть экспериментов проведена автором самостоятельно. Автор выражает искреннюю признательность сотрудникам лаборатории генетики стресса к. Н.В. Адоньевой, апплицировавшей мухам ЮГ, Е. В. Богомоловой, участвовавшей в проведении экспериментов но оценке плодовитости. Автор выражает благодарность к. А.В. Катохину и С. Е.Титову за неоценимую помощь в выполнении молекулярной части работы. Автор бесконечно признателен профессору И. К. Захарову, доктору М. Монастириоти, профессору Дж. Хиршу и доктору Д. Сегалу за предоставление линий О. Особую благодарность автор выражает своему руководителю к. Н.Е. Грунтенко и заведующей лабораторией д. И.Ю. Раушенбах. По теме диссертации опубликовано работ. Диссертация включает введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты, обсуждение, выводы и список литературы, который состоит из 0 наименования. Работа изложена на 6 страницах, содержит рисунков и 5 таблиц.