Итоги II Международного симпозиума «Молекулярные аспекты редокс-метаболизма растений»

И.В. Максимов, ИБГ УНЦ РАН, Уфа; Ф.В. Минибаева, КИББ КазНЦ РАН, Казань

В Институте биохимии и генетики УНЦ РАН с 26.06.2017 по 01.07.2017 г. проходил II международный симпозиум «Молекулярные аспекты редокс-метаболизма растений». Симпозиум был посвящен оценке и обсуждению проблем регуляции редокс-метаболизма растений на молекулярном, биохимическом и физиологическом уровнях. В рамках мероприятия сделаны сообщения о новейших достижениях в области изучения редокс-метаболизма как в России, так и в мире по четырем актуальным направлениям.

На секции «Окислительные модификации макромолекул» обсуждали проблемы окислительных модификаций нуклеиновых кислот, белков и липидов, а также редокс-регуляции активности генов. В докладе Дунан Д. (Великобритания) обсуждали генетические подходы понимания толерантности растений к тяжелым металлам. Доклад Демидчика В.В. (Беларусь) был посвящен анализу работы ионных каналов, преимущественно каналов GORK в норме и под влиянием активных форм кислорода (АФК). Особый интерес для слушателей представлял доклад Хурсана С.Л. (Россия), где представлена информация о механизмах формирования и утилизации свободно-радикальных форм кислорода в химических средах, без участия в их катализе биологических макромолекул. В докладе Д.А. Лося (Россия) описаны известные на современном этапе механизмы генной регуляции контроля гомеостаза редокс-статуса цианобактериями при изменении температурного баланса. Доклад Блохиной О. (Финляндия) был посвящен оценке роли фитоглобина, ряда отвечающих на стресс белков в устойчивости растений к гипоксии, а сообщение д.б.н. Мартинович Г.Г. (Белоруссия) показало сходство и различия в молекулярных механизмы сенсинга АФК в растениях и животных.

На секции «Образование и детоксикация АФК и АФА» обсуждали вопросы детекции редокс-ферментов, синтезирующих АФК и АФА, оценку эффективной работы антиоксидантной защиты растительной клетки и редокс-процессов в органеллах растительной клетки в норме и в условиях стрессового воздействия. Новейшие данные по особенностям эволюции кислорода в хлоропластных и митохондриальных электрон-транспортных цепях были представлены в докладах Иванова Б.Н. (Россия), Попова В.Н. (Россия). Докладчик Иванов Б.Н. (Россия) в своем сообщении отметил, что хлоропласты являются одним из ключевых источников генерации АФК растениями, поскольку в самой основе фотосинтеза заложена это непреложное правило. Доклад Фрейберг А. (Эстония) был посвящен биофизическим изменениям в растениях при фотосинтезе и важной роли редокс-статуса в их жизнедеятельности, а доклад Бекета Р. (ЮАР) посвящен изменениям в редокс-метаболизме лишайников и сравнению механизмов и компонентов их про-антиоксидантной системы с растениями. В докладах Абдрахимовой Й.Р. (Россия) и Пшибытко Н.Л. (Белоруссия) обсуждена проблема изменений в структуре митохондрий и хлоропластов растений, соответственно, и способности регулировать содержание АФК, в условиях воздействия на растения стресса. Доклады Тютеревой Е.В. (Россия) и Жигачевой И.В. (Россия) показали важность латеральной подвижности компонентов мембраны и ее антиоксидантной регуляции в фотосинтезе. В докладе Малевой М.Г. (Россия) обсуждаются вопросы, связанные с изменением редокс-статуса роголистника под влиянием ионов Ni2+ и Cu2+, что позволяет уточнить адаптивные механизмы и оценить пределы толерантности к загрязнителям, а также прогнозировать изменения в структуре гидроценозов.

На секции «Физиологическая роль редокс-регуляторов в растениях» обсуждали роль редокс-потенциала в регуляции роста и развития растений в норме и в условиях стрессового воздействия. Важное место в работе секции занял доклад Новиковой Г.В. (Россия), где обсуждалась роль сигнальной редокс-системы в регуляции деления растительной клетки. Стратегия антиоксидантной защиты путем аутофагической деградации была представлена Минибаевой Ф.В. (Россия) и Войцеховской О.В. (Россия). Важность АФК в регуляции прорастания пыльцевого зерна была продемонстрирована в докладе Брейгиной М.А. (Россия). В докладе Яковлевой И.М. (Россия) представлены данные по модуляции активности супероксиддисмутазы водоросли Gracilaria vermiculophylla при адаптации к солености. Сообщение Кулуева Б.Р. (Россия) было посвящено анализу роста и развития трансгенных растений табака, конститутивно экспрессирующих глутатион-S-трансферазу Arabidopsis thaliana, в норме и при действии на растения стрессовых факторов. Особого внимания в изучении редокс-потенциала растений заслуживает обсуждение взаимодействия гормонов и АФК-продуцирующих процессов в растениях. Эта проблема нашла свое отражение в докладах Шакировой Ф.М.  (Россия), Кудояровой Г.Р. (Россия), Авальбаева А.М.  (Россия), Безруковой М.В. (Россия), Пожванова Г.А. (Россия) и Барановой Е.Н. (Россия). В работах подчеркивалась необходимость исследования сложных систем взаимодействия гормонов, идущих через сигнальные сети растительной клетки.

Во втором симпозиуме в качестве новой секции было включено направление «Активные формы кислорода во взаимоотношениях растений с микроорганизмами», где обсуждалась роль АФК в сигнальной регуляции фитоиммунитета, а также при формировании симбиоза растений с микроорганизмами. С развернутыми сообщениями о роли АФК в защитных системах против патогенов выступили Максимов И.В., Хайруллин Р.М., Яруллина Л.Г., Плотникова Л.Я., Веселова С.В., Бурханова Г.Ф. В частности показано, что как растения, так и их патогены могут использовать феномен «окислительного взрыва» для достижения своих целей, проявляющийся с одной стороны в индуцировании фитозащитной системы, а с другой способности помогать патогену успешно колонизировать хозяина. Сорокань А.В. показала, что микросимбионты колорадского жука могут эффективно снижать уровень АФК в тканях растений картофеля, что повышает «гастрономическую» ценность этой культуры.

Отдельную проблему для науки представляет привлечение молодежи в эту сферу. Одним из способов является вовлечение молодых людей в сферу научной деятельности, углубление и расширение их знаний с помощью научных форумов. Следуя этому направлению была запланирована сателлитная международная научная школа для молодых ученых «Роль активных форм кислорода в жизни растений», которая проходила в виде секционных докладов, выступлений перед постерами, конкурса за лучшее постерное сообщение, докладов лучших сообщений и вручения сертификатов и призов молодым ученым за наиболее яркие и запоминающиеся выступления. Всего в симпозиуме было зарегистрировано 42 участника школы молодых ученых. Кроме того, симпозиум посещали в свободном режиме молодые ученые из научных учреждений и высших учебных заведений г. Уфы. Особый интерес вызвали доклады молодых ученых Звонарева С. и Мацкевич В.С. (Белоруссия) посвященные, изменениям в редокс-статусе водоросли Physcomitrella в условиях солевого стресса и изменениям в активности работы ионных каналов в растениях под влиянием ионов Ni2+.

Рабочий график мероприятия был настолько плотным, что ознакомление с лабораториями и приборной базой ИБГ УНЦ РАН пришлось проводить параллельно с постерной сессией. Участникам симпозиума были продемонстрировано уникальное научное оборудование, эксплуатируемое в рамках ЦКП УНЦ РАН. Спонсорами мероприятия выступили четыре компании: ЗАО «БиоХимМак», ООО «Мерк», ООО «Агентство Химэксперт» и ООО «Диаэм». Представитель компании «БиоХимМак», к.б.н. Илья Демин выступил на одной из секций и представил слушателям возможности новой технологии SeaHorse по анализу клеточного метаболизма.

Результаты научных исследований, показанные участниками симпозиума, свидетельствуют о том, что изучение молекулярных механизмов редокс-метаболизма растений стало одним из важных направлений современной биологии. Подавляющее большинство представленных сообщений содержало ссылку на поддержку научных проектов РФФИ и/или РНФ. По результатам работы симпозиума опубликован сборник статей.

И.В. Максимов, ИБГ УНЦ РАН, Уфа; Ф.В. Минибаева, КИББ КазНЦ РАН, Казань