WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

9,2±0,34

7,6±0,28

Примечание: Для каждой точки сделано 8-13 измерений

В таблице 1 представлены результаты измерения уровня деградации ЮГ при голодании у самок линий 101 и 147. Видно, что голодание сопровождается резким снижением уровня деградации ЮГ у особей обеих линий (различия с контрольным уровнем достоверны для всех точек для самок линии дикого типа при p<0,001 и для мутантных самок при p<0,01).

Как и ожидалось, мутация 147 линии не мешает отвечать ей на голодание снижением деградации (повышением уровня) ЮГ (табл. 1) и если накопление зрелых яиц при стрессе обусловлено именно повышением уровня ЮГ, то при голодании у самок линии 147 можно ожидать изменения на поздних стадиях оогенеза, которые отсутствуют при тепловом стрессе (Gruntenko et al., 2003a).

Действительно, данные по распределению ооцитов по стадиям 3-суточных самок линий 147 и 101 D. virilis при голодании весьма сходны (рис.1): у самок обеих линий после суточного голодания наблюдается значительное снижение доли ооцитов 9-13 стадий (различия достоверны при p<0.001 для всех стадий у обеих линий), сопровождающееся накапливанием зрелых яиц (14 стадии) (различия достоверны при p<0.001 для обеих линий). Необходимо подчеркнуть, что для линии дикого типа при тепловом стрессировании были получены аналогичные результаты (Gruntenko et al., 2003a).

Поскольку Соллер с соавторами (Soller et al., 1999) показали, что обработка самок D. melanogaster 20Э вызывает деградацию ранних вителлогенических ооцитов, мы предположили, что деградация ооцитов при голодании вызывается повышением титра 20Э. Данные, представленные на рисунке 2, подтвердили это: титр гормона после 12ч голодания вдвое превышает его уровень у кормленных самок (различия достоверны при p<0,001).

Рис 2. Влияние 12 час голодания на содержание 20Э у 3 суточных самок линии 101 D. virilis.

Рис. 1. Влияние голодания на вклад каждой стадии развития ооцита в формирование общего пула яйцевых камер стадий 8-14 у 3-суточных самок 101 и147 линий D. virilis.

Примечание: 8 пар яичников использовали в каждой экспериментальной группе.

Роль 20-гидроксиэкдизона и ювенильного гормона в регуляции плодовитости D. virilis в нормальных условиях и при голодании.

Исходя из изменений, наблюдаемых в метаболизме 20Э и ЮГ и оогенезе при голодании (таблица 1, рис. 1, 2), можно было ожидать появления изменений и в плодовитости. Действительно, результаты, представленные на рисунке 3 демонстрируют наличие таких изменений в плодовитости самок 101 и 147 линий D. virilis. Отчетливо видно, что в нормальных условиях мутантная линия начинает размножаться на 2 дня позже линии дикого типа и плодовитость её значительно снижена. При голодании у самок обеих линий наблюдается прекращение откладки яиц на 1 сутки, затем повышение плодовитости - на 7 сутки после вылета (различия с контролем достоверны для 147 линии при p<0,001 и для самок 101 линии при p<0,01), и вслед за этим достоверное ее снижение, происходящее на 8-е сут после вылета у самок 101 (p<0,01) и на 9-е сут – у самок 147 (p<0,001). Таким образом голодание, в отличие от теплового воздействия (Rauschenbach et al., 1996), вызывает у мутантных самок изменения в плодовитости, аналогичные изменениям у самок дикого типа.

Возник вопрос, какой из гонадотропинов вызывает прекращение откладки яиц при голодании Чтобы выяснить это, были оценены: плодовитость кормленных самок, которым апплицировали 2 мкг ЮГ, растворенного в ацетоне;

Рис.3. Влияние голодания на плодовитость половозрелых самок 101 и 147 линий D. virilis (24 часовое голодание на 6-й день после вылета).

плодовитость и количество отложенных яиц у самок, которым апплицировали 2 мкг ЮГ перед голоданием, и плодовитость голодавших и контрольных мух, которым апплицировали соответствующее количество ацетона (рис. 4). Плодовитость оценивалась как количество потомков успешно прошедших метаморфоз. У самок линии дикого типа D. virilis, содержащихся на нормальной питательной среде, экспериментальное повышение титра ЮГ вызывает падение уровня плодовитости до нуля, но не приводит затем к ее снижению в последующие дни (рис. 4). Однако, у самок линии дикого типа, которым перед голоданием апплицировали ЮГ (рис. 4), число потомков заметно увеличено не только по сравнению с необработанными гормоном голодавшими самками, но и

по сравнению с контрольной группой (все различия достоверны при p<0,001). В последующие 3 суток значения плодовитости для обработаных ЮГ голодавших самок не отличаются от таковых для самок, голодавших без предварительной обработки ЮГ.

Рис.4. Влияние аппликации ЮГ на плодовитость самок 101 линии D. virilis в нормальных условиях и при голодании.

Для проверки представления Ричарда (Richard et al., 2001) о ведущей роли 20Э в гормональном контроле репродуктивной функции самок Drosophila мы изучили влияние экспериментального увеличения титра 20Э на плодовитость самок D. virilis линий дикого типа (101) и мутантной (147) в нормальных условиях и при голодании (рис.5).

Рис.5. Влияние 24-часового комления 20Э (60 мкг 20Э на виалу) на откладку яиц самками 101 (А) и 147 (Б) линий D. virilis в нормальных условиях и при голодании.

Данные, показанные на рисунке 5А, демонстрируют, что в отличие от экспериментального повышения титра ЮГ (рис. 4) и пищевого стресса (рис 3), кормление самок 101 линии 20Э не вызывает прекращения откладки яиц. Повышение титра 20Э приводит у них к продолжительному снижению уровня плодовитости, начиная со дня обработки (7й день после вылета): в этот день плодовитость

обработанных мух снижается по сравнению с контрольными особями (p<0,05). На 9, 10 день после вылета у самок дикого типа также наблюдается сниженный уровень плодовитости (различия достоверны при p<0,01 для обоих дней), соответствующий уровню, наблюдаемому на 9, 10 день у необработанных 20Э голодавших мух. Обработка самок 101 20Э одновременно с голоданием практически не влияет на плодовитость мух в первые 2 дня эксперимента (7-8 сутки после вылета). Однако на третий день (9-е сутки после вылета) их плодовитость достоверно снижается (p<0,05) по сравнению с необработанными голодающими мухами. На 4 день после эксперимента (11 день после вылета) различия между всеми группами исчезают.

Результаты, представленные на рисунке 5Б, указывают на то, что в целом изменения в уровне плодовитости, вызываемые экзогенным 20Э, у мутантных особей линии 147 с повышенным, по сравнению с диким типом, эндогенным уровнем 20Э (Hiraschima et al., 2000), аналогичны обнаруженным у мух дикого типа: наблюдается снижение плодовитости начиная со дня обработки (7й день после вылета) продолжающееся в течение 8 - 10 дней после вылета. Однако, плодовитость обработанных 20Э мутантных мух снижается в день обработки значительней, чем у особей линии 101. Обработка 20Э голодающих самок линии 147 сказывается на уровне их плодовитости (вызывает достоверное ее снижение (p<0,001)) на сутки позже, чем у самок дикого типа (10 сут после вылета).

Сравнение наших результатов с данными, полученными ранее в лаборатории И.Ю. Раушенбах (Rauschenbach et al., 1996; Gruntenko et al., 2003a), указывает на то, что механизм ответа репродуктивной системы самок D. virilis на пищевой стресс в целом аналогичен ответу на тепловое стрессирование.

Надо отметить, что обработка самок 101 и 147 линий D. virilis экзогенным 20Э одновременно с голоданием приводит, в отличие от ЮГ-обработки, к более выраженному падению плодовитости (см. рис. 4, 5) вследствие голодания.

Итак, увеличение титра ЮГ в нормальных условиях останавливает откладку яиц, но не снижает плодовитость самок после ее возобновления, а увеличение титра 20Э ее не останавливает, но снижает плодовитость в течение нескольких дней, а также усиливает отрицательный эффект голодания на уровень плодовитости.

Взаимодействие 20-гидроксиэкдизона с ювенильным гормоном и биогенными аминами у Drosophila.

Для того, чтобы выяснить какие изменения в метаболизме ДА и ЮГ повлечет за собой повышение титра 20Э, мы провели анализ воздейстия экзогенного 20Э на эти параметры у особей дикого типа D. virilis.

Из результатов, представленных на рисунке 6, видно, что кормление 20Э вызывает существенное снижение деградации (повышение титра) ЮГ у молодых самок (различия с контролем достоверны при p<0,001 для обеих использованных доз 20Э). Причем влияние 20Э на метаболизм ЮГ носит дозозависимый характер: использование более высокой концентрации 20Э при обработке мух более резко снижает деградацию гормона (различия между группами, обработанными 30 и 60 мкг 20Э, достоверны при p<0,05). У зрелых (7-суточных, рис.7) самок, как и у молодых (3-суточных, рис. 6), повышение уровня 20Э вызывает тот же эффект - снижение деградации (повышение титра) ЮГ (различия с контролем достоверны при p<0,01).

Рис. 6. Влияние 72 часового кормления 20Э (30 или 60 мкг 20Э на виалу) на содержание ДА и деградацию ЮГ у 3-суточных самок 101 линии D. virilis.

Рис. 7. Влияние 7-дневного кормления 20Э (60 мкг 20Э на виалу) на содержание ДА и деградацию ЮГ у 7-суточных самок 101 линии D. virilis

Возник вопрос, влияет ли изменение уровня 20Э непосредственно на метаболизм ЮГ или опосредовано - через систему метаболизма ДА, поскольку ранее было показано, что метаболизм ЮГ в нормальных условиях регулируется ДА: ДА ингибрует деградацию ЮГ у молодых самок и стимулирует ее у зрелых (Gruntenko et al., 2000). Данные, представленные на рисунках 6, 7, показывают резкое дозозависимое возрастание уровня ДА у молодых самок при обработке их 20Э (различия с контролем достоверны при p<0,001 для обеих использованных доз 20Э) и его снижение у половозрелых (различия достоверны при p<0,01). Заметим, что при прямом влиянии 20Э на уровень ЮГ, мы наблюдали бы обратную картину, поскольку повышение тира ЮГ повыщает уровень ДА у молодых самок дрозофилы и снижает его у зрелых (Раушенбах и др., 2004)

Итак, 20Э регулирует in vivo метаболизм ЮГ опосредованно через систему ДА. Чтобы еще раз проверить это, мы использовали линию ecdysoneless1 (ecd1) D. melanogaster с рецессивной температурочувствительной мутацией, которая прерывает синтез 20Э при рестриктивной температуре (29ОС) (Garen et al., 1977).

Мы измерили ЮГ-гидролизующую активность у половозрелых самок линии ecd1, лишенных 20Э (при 29оС), используя в качестве контроля мух той же линии, развивавшихся при пермиссивной температуре (19оС) – т.е. синтезирующих 20Э, и у самок линии дикого типа Canton S, развивавшихся как при 19оС, так и при 29оС. Результаты представлены на рисунке 8. Видно, что перенос мух ecd1 в 29оС (и, соответственно, прекращение у них синтеза 20Э) вызывает у самок значительное увеличение деградации (снижение титра) ЮГ- по сравнению с особями обеих линий, содержавшимися при 19°C и самками Canton S при 29оС (различия достоверны для всех групп при р<0,001). Отметим, что самки ecd1 и Canton S при 19оС и самки Canton S при 29оС не различаются между собой по уровню деградации ЮГ.

Рис.8. Гидролиз ЮГ у 5-суточных самок линий ecd1 и Canton S при пермиссивной (19оС) и рестриктивной (29оС) температурах, в нормальных условиях и под воздействием теплового стресса (38оС, 3ч).

Рис.9. Содержание ДА у 5-суточных самок линий ecd1 и Canton S при пермиссивной (19оС) и рестриктивной (29оС) температурах, в нормальных условиях и при тепловом стрессе (38оС, 3ч)

Данные, представленные на рисунке 9, показывают резкое возрастание уровня ДА у самок ecd1, развивающихся при рестриктивной температуре (различия с особями обеих линий, содержавшимися при 19°C и самками Canton S при 29оС достоверны при p<0,001). Так же, как по уровню деградации ЮГ, самки ecd1 и Canton S при 19оС и самки Canton S при 29оС не различаются между собой по содержанию ДА. Таким образом падение титра 20Э у зрелых самок дрозофилы вызывает возрастание уровня ДА, что приводит к повышению деградации (снижению титра) ЮГ.

Как и зрелые, молодые самки ecd1 (рис. 10) в условиях резкого дефицита 20Э (при 29оС) имеют достоверно (р<0,001) повышенный уровень деградации (сниженный титр) ЮГ по сравнению с особями с нормальным титром 20Э

Рис.10. Гидролиз ЮГ и содержание ДА у суточных самок ecd1 при пермиссивной (19оС) и рестриктивной (29оС) температурах.

(при 19оС). В то же время, уровень ДА у молодых самок ecd1 с резко сниженным уровнем 20Э, в отличие от зрелых особей (рис. 9), снижен, что и приводит (см. выше) к повышению деградации (снижению титра) ЮГ.

Итак, полученные нами результаты подтверждают гипотезы Соллера с соавт. (Soller et al., 1999) о необходимости баланса ЮГ и 20Э для нормального протекания оогенеза и Грунтенко с соавт. (Gruntenko et al., 2003a) о том, что 20Э регулирует ранние, а ЮГ – поздние стадии оогенеза у Drosophila и, вместе с тем, не противоречат гипотезе Ричарда с соавторами (Richard et al., 1998) о том, что 20Э может играть

определяющую роль (регулируя титр ЮГ, в том числе) в этом процессе.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»