Mikrobiol. Z. 2021; 83(3):46-55.
doi: https://doi.org/10.15407/microbiolj83.03.046

Вплив фосфорного метаболізму на рухливість волютинових гранул Saccharomyces cerevisiae

М.С. Харчук, Е.Н. Громозова

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України
вул. Академіка Заболотного, 154, Київ, 03143, Україна

Відомо, що у вакуолях дріжджів можуть спостерігатися рухливі волютинові гранули (“dancing bodies”), механізм виникнення яких донині залишається малодослідженим. Мета. Виявити наявність зв’язку між рухливістю волютинових гранул Saccharomyces cerevisiae і метаболізмом поліфосфатів в умовах фосфорного голодування і гіперкомпенсації. Методи. У роботі використовували цитологічні, біохімічні та статистичні методи дослідження. Результати. Показано, що кількість клітин з рухливими волютиновими гранулами (показник “dancing bodies”) в умовах нормального забезпечення фосфором клітин, фосфорного голодування і гіперкомпенсації у батьківського і мутантного (ΔPPN1) штамів відрізнялася. Інактивація гена PPN1, який кодує екзополіфосфатазу Ppn1, призводила до зміни показнику “dancing bodies” в досліджуваних умовах. У мутантного штаму CRN кількість клітин з рухливими волютиновими гранулами майже завжди була нижчою, ніж у батьківського штаму CRY. Зміна загальної кількості неорганічних поліфосфатів в умовах нормального забезпечення фосфором клітин, фосфорного голодування і гіперкомпенсації мала однакову тенденцію для обох штамів. Відмінною рисою було те, що інактивація гена PPN1 призводила до більшого накопичення цих полімерів у мутантного штаму CRN, ніж у батьківського штаму CRY. У обох штамів відмічалась суттєва різниця у профілі поліфосфатних фракцій 1, 2 і 3 (поліФ1, поліФ2 і поліФ3 відповідно). Однак були і загальні риси в динаміці вмісту фракцій цих полімерів. Суттєвих відмінностей у фракціях 4 і 5 (поліФ4 і поліФ5 відповідно) не спостерігалося як у мутантного, так і у батьківського штамів. Встановлено, що в умовах нормального забезпечення фосфором клітин, фосфорного голодування і гіперкомпенсації динаміка загальної екзополіфосфатазної активності (ЕПФА) для обох штамів виявилася майже асинхронною. Відмічено, що показники ЕПФА в деякій мірі мали відповідність до зміни показника “dancing bodies” як для батьківського штаму CRY, так і для мутантного штаму CRN. За допомогою лінійного кореляційного аналізу було встановлено, що кількість клітин з рухливими волютиновими гранулами у батьківського штаму CRY достовірно корелювала з ЕПФА і вмістом поліФ1, поліФ2 і поліФ3. В той же час у мутантного штаму CRN показник “dancing bodies” мав достовірний зв’язок з ЕПФА і вмістом поліФ4. За результатами факторного аналізу за методом головних факторів у батьківського штаму CRY за головним фактором 1 найбільш значущі коефіцієнти кореляції спостерігалися між кількістю клітин з рухливими волютиновими гранулами і всіма поліфосфатними фракціями. В той же час у мутантного штаму CRN відмічалися значуща кореляція між усіма досліджуваними показниками. За головним фактором 2 у батьківського штаму CRY значущі коефіцієнти були між показниками “dancing bodies”, ЕПФА, вмістом поліФ4 і поліФ5. У мутантного штаму CRN кореляція зі значущими коефіцієнтами спостерігалася між кількістю клітин з рухливими волютиновими гранулами, ЕПФА і поліФ4. Висновки. Отримані дані свідчать про прямий зв’язок рухливості волютинових гранул з фосфорним метаболізмом в досліджуваних умовах. Припускається, що явище “dancing bodies” може бути наслідком активності вакуолярних поліфосфатаз.

Ключові слова: дріжджі, неорганічні поліфосфати, екзополіфосфатази, “dancing bodies”, волютинові гранули.

Повний текст (PDF, англ)