ПРОГРАММА ПО КУРСУ "БИОХИМИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ КЛЕТОЧНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ"
1. Вводная лекция.
- A. Что такое дифференцировка клеток?
- Б. Две теории дифференцировки у грибов.
- В. Факторы внешней среды, запускающие процессы дифференцировки у грибов.
- Г. Основные модели дифференцировки грибного организма.
2. Ионно-осмотический гомеостаз грибной клетки и его роль в дифференцировке.
- А. Структура мембран грибных клеток и их роль в поддержании ионно-осмотического
гомеостаза;
- Б. Регуляция клеточного объема
3. Способность цитоплазмы к поляризации - критический фактор роста грибов.
- А. Функционально-морфологические особенности кончика гифы
- Б.Движущие силы поляризованного роста: элементы цитоскелета,
- градиенты кальция и рН, тургорное давление, внутриклеточные электрические
токи. Мутации, влияющие на поляризацию роста.
4. Механизмы межклеточных коммуникаций и их роль в дифференцировке грибов.
- А. Лиганд-рецепторные взаимодействия и межклеточные взаимодействия.
- Б. Сигнальные молекулы, обеспечивающие процессы межклеточных коммуникаций.
- В. Дифференциация и интеграция клеточных функций в процессе развития (молекулярные
механизмы); роль механического повреждения в дифференцировке гиф.
5. Стрессорные воздействия внешней среды, запускающие альтернативные пути
дифференцировки грибного мицелия: голодание, свет, температура, cолевой и газовый
состав среды - общие представления.
6. Механизмы передачи внешнего сигнала грибными клетками:
- внешний фактор- мембранные механизмы передачи сигнала-вторичные мессенжеры-
внутриклеточные мишени- экспрессия генов - физиологический ответ - общие представления
7. Голодание -основной стрессорный агент меняющий стратегию роста.
- А. Голодание по источникам азота и углерода и дифференцировка грибных гиф.
Механизмы передачи сигнала голода.
- Б. Диморфизм и его механизмы.
8. Фоторегуляция физиологических и морфогенетических процессов у грибов.
- A. Биологический характер ответа на восприятие света
- Б. Спектры действия и природа фоторецепторов.
- В. Система трансдукции светового сигнала и дифференцировка клеток.
- Г. Фоторегуляторные мутанты. Циркадные ритмы у грибов
9. Температурный стресс.
- А. Мембранные молекулярные механизмы, ответственные за температурную адаптацию
грибной клетки в процессе развития.
- Б. Белки теплового шока и дифференцировка.
10 Окислительный стресс и дифференцировка грибного организма
- A. Внеклеточные и внутриклеточные источники активных форм кислорода АФК
у грибов
- Б. АФК и дифференцировка.
- В. Компоненты антиоксидантной защиты грибной клетки.
11. Комплексное воздействие стрессорных агентов и дифференцировка.
12. Cмерть грибного организма: аутофагия, некроз, апоптоз.
ЛИТЕРАТУРА
Книги:
- Зинченко В.П., Долгачева Л.П. Внутриклеточная сигнализация. Пущино, 2003
Учебное пособие. Электронная версия. Администратор Сервера http://cam.psn.ru
: Р.В.Гуркин . Электронное издательство "Аналитическая микроскопия".
Публикация учебника в PDF формате на сайте "Русское Поле Экспериментов".
- Davis R.H. Neurospora. Contributions of the model organism. Oxford University
Press. 2000. 333 P.
- Gow N.A.R., Gadd G.M. The growing fungus. London. Chapman & Hall. 1995.
474 P.
- Moore D. Fungal morphogenesis. Cambridge. Cambridge University Press. 1998.
469 P.
- Osiewacz H. D. (ed.) Molecular biology of fungal development. NY. Marcel
Dekker. 2002. 608 P.
- Yeast Stress Responses. Topics in Current Genetics. Vol. 1. Berlin/Heidelberg.
Springer. 2003, 389 P.
Обзоры:
- Атталауханов Ф.И. Каскады ферментативных реакций и их роль в биологии //
Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6. № 7. C. 2-10
- Белозерская Т.А. Межклеточные взаимодействия в дифференцировке мицелиальных
грибов // Биологические мембраны. 1997. Т. 14. № 6. С. 671-678.
- Белозерская Т.А. Гидрофобины грибов. Структура и функции // Микология и
фитопатология. 2001. Т. 35. № 1. С. 3-11.
- Белозерская T.A., Гесслер H.H. Окислительный стресс и дифференцировка у
Neurospora crassa // Микробиология. 2006. Т. 75. С. 497-501.
- Белозерская Т.А., Гесслер Н.Н. Активные формы кислорода и стратегия антиоксидантной
защиты у грибов // Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т. 43. № 5.
С. 1-11.
- Белозерская Т.А., Гесслер Н.Н. Окислительный стресс и дифференцировка у
грибов // В сб. Микология сегодня. М. Национальная Академия Микологии. 2007.
Т.1. C. 30-54.
- Гесслер Н.Н., Аверьянов А.А., Белозерская Т.А. Активные формы кислорода
в регуляции развития грибов // Биохимия. 2007. Т. 72. № 10. С. 1342-1364.
- Гордеева А.В., Лабас Ю.А. Одноклеточные альтруисты // Природа. 2005. № 6.
С. 41-48
- Гроза Н.В., Мягкова Г.И., Гесслер Н.Н., Белозерская Т.А. Оксилипины грибов
// Микология и фитопатология. 2010. Принято к печати.
- Крицкий М.С., Белозерская Т.А., Соколовский В.Ю., Филиппович С.Ю. Фоторецепторный
аппарат гриба Neurospora crassa // Молекулярная биология. 2005. Т. 39. № 4.
С. 602-617.
- Потапова Т.В. Верхушечный рост Neurospora crassa // Биологические мембраны
2006. Т. 23. № 6. С. 436-452.
- Потехина Е.С., Надеждина Е.С. Митоген-активируемые протеинкиназные каскады
и участие в них Ste20-подобных протеинкиназ // Успехи биологической химии.
2002. Т. 42. С. 235-256.
- Соколовский. В.Ю., Белозерская Т.А. Действие стрессоров на дифференциальную
экспрессию генов в ходе развития Neurospora crassa // Успехи биологической
химии. 2000. Т. 40. С. 85-152.
- Терешина В.М. Термоустойчивость у грибов: роль белков теплового шока и трегалозы
// Микробиология. 2005. Т. 74. № 3. С. 293-304
- Ткачук В.А. Мембранные рецепторы и внутриклеточный кальций // Соросовский
образовательный журнал. 2001. Т. 7. № 1. С. 10-15.
- Феофилова Е.П. Торможение жизненной активности как универсальный биохимический
механизм адаптации микроорганизмов к стрессовым воздействиям // Прикладная
биохимия и микробиология. 2003. Т. 39. № 1. С. 5-24.
- Шпаков А.О. Рецепторы серпантинного типа и гетеротримерные G-белки дрожжевых
грибов: структурно-функциональная организацияи молекулярные механизмы действия
// Журнал эволюционной биохимии и физиологии. 2007. Т. 43. № 1. С. 3-23.
- Aguirre J., Rios-Momberg M., Hewitt D., Hansberg W. Reactive oxygen species
and development of microbial eukaryotes // Trends in Microbiol. 2005. V. 13.
№ 3. P. 111-118.
- Borkovich K.A., Alex L.A., Yarden O., Freitag M., Turner G.E., Read N.D.,
Seiler S., Bell-Pedersen D., Paietta J., Plesofsky N., Plamann M., Goodrich-Tanrikulu
M., Schulte M., Mannhaupt G., Nargang F.E., Radford A., Selitrennikoff A.,
Galagan J.E., Dunlap J.C., Loros J.J., Catcheside D., Inoue H., Aramayo R.,
Polymenis M., Selker E.U., Sachs M.S., Marzluf G.A., Paulsen I., Davis R.,
Ebbole D.J., Zelter A., Kalkman E.R., O'Rourke R., Bowring F., Yeadon J.,
Ishii C., Suzuki K., Sakai W., Pratt R. Lessons from the genome sequence of
Neurospora crassa: Tracing the path from genomic blueprint to multicellular
organism // Microbiology and Molecular Biology Reviews. 2004. V. 68. № 1.
P. 1-108.
- Calvo A.M. The VeA regulatory system and its role in morphological and chemical
development in fungi // Fungal Genetics and Biology. 2008. V. 45. № 7. P.
1053-1061.
- Campos C.B.L., Di Benedette J.P.T., Morais F.V., Ovalle R., Nobrega M.P.
Evidence for the role of calcineurin in morphogenesis and calcium homeostasis
during mycelium-to-yeast dimorphism of Paracoccidioides brasiliensis // Eukaryotic
Cell. 2008. V. 7. № 10. P. 1856-1864.
- Corrochano L.M. Fungal photoreceptors: sensory molecules for fungal development
and behaviour // Photochemical & Photobiological Sciences. 2007. V. 6.
№ 7. P. 725-736.
- Corrochano L.M., Galland P. Photomorphogenesis and gravitropism in fungi
// In: The Mycota I. Growth, Differentiation and Sexuality. Berlin Heidelberg.
Springer-Verlag. 2005. P. 233-259.
- Cowen L.E., Steibach W.J. Stress, drugs and evolution: the role of cellular
signaling in fungal drug resistance // Eukaryotic Cell. 2008. V. 7. № 5. P.
747-764.
- Hansberg W., Aguirre J. Hyperoxidant states cause microbial cell differentiation
by cell isolation from dioxygen // J. Theoretical Biology. 1990. V. 142. №
2. P. 287-293.
- Harris S. Cell polarity in filamentous fungi. Shaping the mould // Annual
Review of Cytology. 2006. V. 251. P. 41-77.
- Heintzen C., Liu Y. The Neurospora crassa Circadian Clock // Advances in
Genetics. 2007. V. 58. P. 25-64.
- Hernandez-Lopez M.J., Panadero J., Prieto J.A., Randez-Gil F. Regulation
of Salt Tolerance by Torulaspora delbrueckii Calcineurin Target Crz1p // Eukaryotic
Cell. 2006. V. 5. № 3. P. 469-479
- Hohmann S. Osmotic Stress Signaling and Osmoadaptation in Yeasts // Microbiology
and Molecular Biology Reviews. 2002. V. 66. № 2. Р. 300-372.
- Pollack J.K., Harris S.D., Marten M.R. Autophagy in filamentous fungi //
Fungal Genetics and Biology. 2009. V. 46. № 1. P. 1-8.
- Lang F., Busch G.L., Ritter M., Volkl H., Waldegger S., Gulbins E., Haussinger
D. Functional Significance of Cell Volume Regulatory Mechanisms // Physiol
Rev. 1998. V.78. P. 247-306.
- Lengeler K.B., Davidson R.C., D'souza C., Harashima T., Shen W-C., Wang
P., Pan X., Waugh M., Heitman J. Signal Transduction Cascades Regulating Fungal
Development and Virulence // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2000. V. 64. P. 746-785.
- Mitchell A.P. Fungal CO2 Sensing: A Breath of Fresh Air // Current Biology.
2005. V. 15. № 22. P. R934-R936.
- Nadal M., Garc?a-Pedrajas M.D., Gold S.E. Dimorphism in fungal plant pathogens//
FEMS Microbiology Letters. 2008. V. 284. № 1. P. 127-134.
- Santangelo G.M. Glucose Signaling in Saccharomyces cerevisiae // Microbiology
and Molecular Biology Reviews. 2006. V. 70. № 1. P. 253-282.
- Sharoni A., Finkelshtein A. Programmed Cell Death in Fungus-Plant Interactions
// In: The Mycota V. H. Deising (Ed.) Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2009.
P. 221-236.
- Stie1 J., Fox D. Calcineurin Regulation in Fungi and Beyond // Eukaryotic
Cell. 2008. V. 7. №. 2. P. 177-186.
- Wendland J. Comparison of Morphogenetic networks of filamentous fungi and
yeast // Fungal Genetics and Biology. 2001. V. 34. № 1. P. 63-82.
- Yong-Sun B., Xue C., Idnurm A., Rutherford J.C., Heitman J., Cardenas M.E.
Sensing the environment: lessons from fungi // Microbiology. 2007. V. 5. P.
57-69.
Составитель: д.б.н., проф. Т.А. Белозерская.