|
 |
|
по Материалам XVIII Международной научной конференции диатомологов «Диатомовые водоросли: морфология, биология, систематика, экология, флористика, палеогеография, биостратиграфия», посвящённой памяти выдающихся российских диатомологов Н.И. Стрельниковой и Л.Я. Каган (28.08.2023 - 03.09.2023) Сравнительный анализ компонентов микротрубочкового центра у диатомовых водорослей
Бедошвили Е.Д., Байрамова Э.М., Морозов А.А., Петрова Д.П. Yekaterina D. Bedoshvili, Elvira M. Bayramova, Alexey A. Morozov,
Лимнологический институт СО РАН (Иркутск, Россия)
УДК 577.2
Формирование кремнеземных панцирей диатомовых водорослей происходит внутри клеток под контролем цитоскелета и микротрубочкового центра. Состав микротрубочкового центра диатомей ранее не был изучен. В настоящем исследовании выделены несколько компонентов микротрубочкового центра у диатомовых водорослей. По данным геномов и транскриптомов проведен анализ и выявлены структурные особенности предсказанных аминокислотных последовательностей GCP, протеинкиназы Аврора А и центринов. Ключевые слова: микротрубочковый центр; белки комплекса гамма-тубулина; протеинкиназа Аврора А; центрин
Способность синтезировать внутри своих клеток видоспецифичные кремнеземные панцири является отличительной особенностью диатомовых водорослей. Многие исследования направлены на поиск генетических и клеточных механизмов, обеспечивающих различия в симметрии и структуре кремнистых панцирей этих организмов. Показано, что в контроле морфогенеза створки имеет значение цитоскелет, а наиболее изучена к настоящему моменту роль микротрубочек (Tesson, Hildebrand 2010; Bedoshvili, Likhoshway, 2021). В клетке полимерзация/деполимеризация тубулинов регулируется большим количеством белков (Teixidó-Travesa et al., 2012), а их нуклеация происходит в МикроТрубочковом Организующем Центре (МТОЦ). Для диатомовых водорослей характерна ацентросомная организация МТОЦ, то есть он не организован в триплеты, а имеет морфологически аморфное строение (Tippit, Pickett-Heaps 1977; De Martino et al., 2009). Таким образом, на основе имеющихся данных можно предположить, что симметрия створок диатомей определяется микротрубочковым центром. В основе МТОЦ у всех эукариот лежит γ-тубулин, образующий более крупные комплексы (Oegema et al., 1999) с пятью другими гомологичными белками комплекса γ-тубулина (Gamma-tubulin Complex Protein – GCP) (Gunawardane et al., 2000; Teixidó-Travesa et al., 2012). По данным полногеномных проектов Thalassiosira pseudonana и Phaeodactylum tricornutum у диатомей известно о существовании GCP2 и GCP3 (De Martino et al. 2009). Другими ранее обнаруженными участниками МТОЦ диатомей являются центрины, и, регулирующая их работу, протеинкиназа Аврора A. Поиск последовательностей других компонентов МТОЦ ранее результата не давал. В настоящем исследовании мы предприняли поиск нуклеотидных последовательностей некоторых участников МТОЦ в известных базах данных геномных и транскриптомных последовательностей диатомовых водорослей с целью провести сравнительный анализ их структуры и выявить консервативные аминокислоты и мотивы, которые могут быть функционально значимы. Нами был предпринят поиск последовательностей GCP, серин/треониновой протеинкиназы Аврора А и центринов, которые наряду с гамма-тубулинами являются компонентами МТОЦ и обеспечивают его регуляцию. В результате сравнительного анализа предсказанных аминокислотных последовательностей удалось установить особенности структуры GCP2 и GCP3 диатомей и предположить функционально значимые консервативные а.о., в том числе сайты посттрансляционной модификации. Были впервые идентифицированы последовательности GCP4 у нескольких видов диатомей класса Mediophyceae. Известно, что наиболее важны для выполнения функции GCP grip-мотивы, структурные участки, вовлеченные во взаимодействие GCP между собой и гамма-тубулином (Gunawardane et al., 2000). Анализ grip-мотивов выявил консенсусные аминокислоты, характерные для диатомей. Филогенетический анализ предсказанных аминокислотных последовательностей показал, что GCP данных организмов разделяются согласно систематике, а также образуют отдельную кладу для центрических мультирадиальных видов из класса Mediophyceae, морфологически отличающихся от остальных представителей класса. Анализ показал, что Аврора А диатомовых водорослей высоко консервативна и в структуре предсказанных аминокислотных последовательностей данного белка соблюдаются общие закономерности, описанные для модельных организмов. Несмотря на то, что центрины описаны как белки с высокой гомологией (Hart et al., 1999), идентичность последовательностей диатомей относительно референсной группы составляет около 40%, а среди диатомовых водорослей может достигать более 52%. Наиболее важными структурами для центринов являются четыре домена EF-hand, с помощью которых происходит регуляция работы белка путем связывания с ионами кальция. Анализ показал, что последовательности центринов диатомей содержат две пары доменов EF-hand, при этом схожее с модельными объектами строение сохраняет только один мотив, а три остальных имеют структуру, специфичную для диатомовых водорослей. Проведенный анализ предсказанных аминокислотных последовательностей позволил выявить особенности участников МТОЦ диатомей и предположить функции и вероятные пути их регуляции.
Работа выполнена в рамках проекта РНФ № 22-24-00080 «Исследование белков МТОЦи тубулинов и их функции в морфогенезе кремнеземных панцирей у диатомовых водорослей». Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.
Список литературы
Статья поступила в редакцию 25.06.2023
Об авторах Бедошвили Екатерина Джамбулатовна – Yekaterina D. Bedoshvili кандидат биологических наук bedoshvilied@list.ru Байрамова Эльвира Махаловна – Elvira M. Bayramova аспирант, младший научный сотрудник, Лимнологический институт СО РАН, Иркутск, Россия (Limnological Institute SB RAS, Irkutsk, Russia) bairamovaelvria@gmail.com Морозов Алексей Анатольевич – Alexey A. Morozov кандидат биологических наук alexeymorozov1991@gmail.com Петрова Дарья Петровна – Darya P. Petrova кандидат биологических наук daryapetr@gmail.com Корреспондентский адрес: Россия, 664033, Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3, ЛИН СО РАН. Телефон: (3952) 42-00-58
ССЫЛКА: Бедошвили Е.Д., Байрамова Э.М., Морозов А.А., Петрова Д.П. Сравнительный анализ компонентов микротрубочкового центра у диатомовых водорослей // Вопросы современной альгологии. 2023. № 2 (32). С. 29–31. URL: http://algology.ru/2040 DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-29-31 EDN – TUGTGU
При перепечатке ссылка на сайт обязательна Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно.
Comparative analysis of the diatom microtubule center components Yekaterina D. Bedoshvili, Elvira M. Bayramova, Alexey A. Morozov, Limnological Institute SB RAS (Irkutsk, Russia) The diatom silica frustule formation occurs inside cells under the control of cytoskeleton and microtubule center. The composition of the diatoms microtubule center has not been previously studied. In the present study, several components of the diatom microtubule center in have been identified. Based on the genome and transcriptome data, an analysis was carried out and the structural features of the predicted amino acid sequences of GCP, protein kinase Aurora A, and centrins were revealed. Key words: microtubule center; gamma-tubulin complex proteins; Aurora A protein kinase; centrin
References
Authors Bedoshvili Yekaterina D. ORCID – https://orcid.org/0000-0001-9620-5745 Limnological Institute SB RAS, Irkutsk, Russia bedoshvilied@list.ru Bayramova Elvira M. ORCID – https://orcid.org/0000-0001-7433-1580 Limnological Institute SB RAS, Irkutsk, Russia bairamovaelvria@gmail.com Morozov Alexey A. ORCID – https://orcid.org/0000-0003-1925-0045 Limnological Institute SB RAS, Irkutsk, Russia alexeymorozov1991@gmail.com Petrova Darya P. ORCID – https://orcid.org/0000-0002-5594-504X Limnological Institute SB RAS, Irkutsk, Russia daryapetr@gmail.com
ARTICLE LINK: Bayramova E.M., Bedoshvili Ye.D., Morozov A.A., Petrova D.P. Comparative analysis of the diatom microtubule center components. Voprosy sovremennoi algologii (Issues of modern algology). 2023. № 2 (32). P. 29–31. URL: http://algology.ru/2040 DOI – https://doi.org/10.33624/2311-0147-2023-2(32)-29-31 EDN – TUGTGU
When reprinting a link to the site is required Dear colleagues! If you want to receive the version of the article in PDF format, write to the editor, please and we send it to you with pleasure for free.
К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ И КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
|
|
|
 | | ||
|
| ||