ЛОМОНОСОВ «LOMONOSOV» · фундаментальным наукам «Ломоносов». Выпуск 5. – М.: Изд-во МГУ, 2000. – 390 с. В настоящий

«ЛОМОНОСОВ»

«LOMONOSOV»

PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com

http://www.fineprint.com

M.V. Lomonosov Moscow State University

Student Union of Russia

Student Centre of Moscow University

Proceedings of the Undergraduate and Postgraduate Student International Conference

on Fundamental Sciences

«Lomonosov»

Issue 5

BIOLOGY ECONOMICS

FOREIGN LANGUAGES GEOLOGY

ORIENTAL AND AFRICAN STUDIES MATERIAL STUDIES

MATHEMATICS MECHANICS

PSYCHOLOGY SOCIOLOGY

Moscow University Press 2000



Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Российский союз студентов

Центр студентов МГУ

Материалы Международной конференции студентов и аспирантов

по фундаментальным наукам

«Ломоносов»

Выпуск 5

БИОЛОГИЯ ВОСТОКОВЕДЕНИЕ И АФРИКАНИСТИКА

ГЕОЛОГИЯ ИНОСТРАННЫЕ ЯЗЫКИ

МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА ПСИХОЛОГИЯ СОЦИОЛОГИЯ

ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ ЭКОНОМИКА

Издательство Московского университета 2000



ББК 20 М 34 УДК 27/43

Председатель организационного комитета Международной конференции студентов и аспирантов

по фундаментальным наукам “Ломоносов” – академик В.А. Садовничий

Редакционный совет сборника материалов конференции “Ломоносов”: В.В. Александров (председатель), В.Т. Трофимов, В.И. Трухин,

А.В. Сидорович, М.В. Рычев, Е.Н. Мощелков, И.В. Ильин (зам. председателя), Р.Р. Габдуллин (отв. секретарь), А.Е. Кириченко

М34

Материалы Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов». Выпуск 5. – М.: Изд-во МГУ, 2000. – 390 с. В настоящий сборник вошли лучшие статьи и тезисы докладов участников Международной конференции «Ломоносов» по следующим секциям: «Биология», «Востоковедение и африканистика», «Геология», «Иностранные языки», «Математика и механика», «Психология», «Социология», «Фундаментальное материаловедение», «Экономика». Тематика статей и тезисов очень разнообразна и охватывает многие актуальные проблемы современной фундаментальной науки. Все представленные в сборнике материалы Конференции были рекомендованы к публикации экспертными советами соответствующих секций.

ISBN 5-211-03964-5 (вып. 5) Центр студентов МГУ им. М.В. Ломоносова, 2000 г. ISBN 5-211-03789-8



Университет: настоящее, будущее (из выступления на Первой Международной конференции университетов

стран СНГ и Балтии «Университеты и общество. Сотрудничество на рубеже веков»)

Дорогие коллеги! В Актовом зале Московского университета собралась огромная общественная

созидающая сила, представляющая интеллектуальную и образованную элиту стран Содружества. Нас связывают тесные узы университетской корпорации, наша особая, ключевая роль в прогрессе стран и народов, наша история, благородные идеалы ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ, КУЛЬТУРЫ. Мы многое можем сделать во имя реализации этих идеалов, объединяя наши усилия.

Нельзя упрощать сложность данной задачи, тех трудностей, которые лежат на этом пути. Это и экономические факторы, и объективные проблемы становления собственных национальных подходов к образованию, и изменение геополитических координат жизни стран. Пример - Московский университет ежегодно обучает более 1500 граждан стран СНГ за счет своего бюджета. Но российские контрольные органы считают эти наши действия нарушением принятых у нас норм и инструкций.

Вместе с тем альтернативы сотрудничеству в сфере образования и сотрудничества наших стран нет, если понимать его в подлинном глубоком смысле, а не сводить к одноразовым акциям и встречам или основным элементам организации учебного процесса. Какая может быть альтернатива основному принципу жизни наших классических университетов - обеспечению высокого качества образования на основе соединения фундаментальной науки и обучения? Но ведь именно в этом и состоит глубокий смысл и назначение единого образовательного пространства. Именно на этой традиции выросли наши университеты. Именно так воспитаны все сидящие в этом зале. Такую задачу нельзя решить административными методами. С точки зрения будущего только высокое качество образования обеспечит специалистам во всех странах международный авторитет выпускников наших университетов. Реализация этого принципа - важная гарантия взаимного обогащения национальных систем образования наших стран. Лишь на этой основе будет успешной работа по обеспечению конвертируемости наших дипломов в мире и в наших странах. Представляется, что, решая данную задачу, нам нельзя отказываться от признанных во всем мире заслуг и опыта нашей системы образования, постоянно помнить о том, что отстаивание приоритетов науки и образвония, их единства - высшей нравственный долг и принцип жизни университетов.

Анализируя интеграционные процессы в сфере образования в рамках Содружества, мы не можем не заметить определенного разрыва между принимаемыми решениями на уровне руководства и результативностью совместных действий на более низких уровнях. Нам следует выработать действенный новый механизм взаимосвязи классических университетов всех высших учебных заведений по горизонтали и вертикали - не только на уровне ректоров, но и на уровне факультетов, кафедр, научных школ. Для практического решения этой сложной задачи мы сегодня собрались на нашу конференцию. Конечно, определенный опыт сотруднечиства на современном этапе у нас имеется - это и работа УМО, и участие в различных советах. Используя этот опыт, следует значительно усилить интенсивность и результаты взаимосвязи по основным уровням и направлениям. Однако этого не достаточно. Следует разработать постоянно действующий механизм нашего систематического сотрудничества. В качестве такового может выступить регулярное осуществление Форума образование у нас, в Московском университете. Мы готовы взять на себя эту важную роль и миссию.

Далее. Нам следует развивать и наполнять новым содержанием деятельность Евразийской Ассоциации университетов - уникальной организации, объединяющей сегодня 69 классических университетов - признанных центров образования, науки и культуры стран



и регионов. На последнем съезде в Минске ассоциация взяла ясный курс на решение практических проблем и проектов: это программа «Классический университет», подготовка совместных учебников и учебных пособий, подготовка кадров высшей квалификации и другие.

Очень многое будет зависить от позиции ведущих национальных университетов стран Сотружества. Нам следует подумать о более тесной и систематической координации нашей деятельности, что, несомненно, благотворно скажется на реализации высоких целей всего университетского сообщества, на повышении роли университетов в принятии решений в сфере образования и науки руководством наших стран.

Время выдвигает университетское сообщество на качественно новые рубежи в деле служения общественному прогрессу. Университеты, объединение наших сил, возможностей, интеллектуального потенциала может и должно стать реальной основой прогресса наших стран в XXI веке.

Ректор Московского университета, Президент Российского Союза Ректоров, Президент Евразийской ассоциации университетов, академик

В.А. Садовничий



Дорогие друзья! Во все времена учащиеся, проявляющие особую склонность к научным

исследованиям, желающие расширить свои профессиональные знания и навыки, приобрести опыт публичных выступлений и научных дискуссий, объединялись в научные кружки и общества, организовывали и выступали на научных конференциях и совещаниях. И сегодня Московский университет предоставляет молодым ученым, которые только начинают свой путь по дороге научного познания, возможность внести свой вклад в развитие мировой науки.

С 20 по 24 апреля 1999 года в Московском университете прошла Международная конференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов-99». Её целями стали поддержание и развитие творческой активности учащихся, привлечение их к решению актуальных задач современной фундаментальной науки, сохранение и развитие единого научно-образовательного пространства, содействие общению и налаживанию контактов между студентами и аспирантами различных ВУЗов и стран.

В рамках конференции работали 20 секций, на которых выступило около 1000 участников из 200 вузов СНГ и других стран, количество рассмотренных Оргкомитетом заявок превысило 1500. Столь высокая активность учащихся, выступивших на конференции, указывает на неизменный интерес и желание студентов заниматься решением тех проблем, которые стоят сегодня перед современной фундаментальной наукой.

Участники конференции имели возможность познакомиться с ведущими лабораториями и институтами, с актуальными научными разработками крупнейших российских ученых. Наибольшее количество выступавших отмечено в следующих секциях: «Химия», «Биология», «Иностранные языки», «Востоковедение и африканистика», и «Фундаментальное материаловедение». Авторы лучших докладов отмечены почетными дипломами и ценными подарками. Награждение выдающихся участников конференции по традиции состоялось на Ученом совете МГУ.

Первая конференция подобного уровня была организована по инициативе Студенческого Союза МГУ ещё в 1994 году. С тех пор Международная конференция «Ломоносов» остается крупнейшим молодежным форумом, ежегодно привлекающим около тысячи способных студентов и аспирантов из многих стран, и единственной научной конференцией учащихся на территории бывшего СССР, которая с 1996 года неизменно проходит под эгидой Организации объединенных наций по вопросам образования науки и культуры (ЮНЕСКО). За семь лет проведения конференции она успела приобрести значительную известность и признание, как среди студентов, так и среди профессорско-преподавательского состава. Сегодня конференция «Ломоносов» стала доброй традицией в научной жизни Московского университета.

Следует обратить внимание на тот факт, что с каждым годом увеличивается не только количество участников и выступлений, но и растет уровень докладов и профессионализм их авторов. Это дает основание утверждать, что научная студенческая конференция вступит в новое тысячелетие с серьезным грузом новых знаний и открытий и начнет новый этап своего развития.

Все это свидетельствует о том, что, несмотря на многочисленные трудности, с которыми приходится сталкиваться сидящим сегодня за академической партой студентам, у многих из них сохранился интерес к научной работе и желание посвятить свою жизнь служению идеалам истины, что является залогом будущего благополучия и процветания нашего Отечества.

Председатель Совета Центра студентов МГУ, Президент Российского Союза студентов, Председатель Совета Евразийской студенческой ассоциации

И.В. Ильин



СЕКЦИЯ «БИОЛОГИЯ»

УДК 574.633/.635 Изучение трофического статуса озера, уменьшение концентрации фосфатов в воде как

метод восстановления озер М.В. АБАРШАЛИН


Озеро Глобсоу расположено в федеральной земле Бранденбург и представляет большую ценностью для естественного ландшафта Германии. К сожалению, характеризирующееся как эвтрофное, с низким качеством воды, заросшее прибрежной растительностью и множеством водорослей, оно не может быть привлекательным как для туристов, так и для местных жителей. Поэтому в последние годы на озере проводится ряд работ по изменению его трофического статуса, главным образом связанных с управлением круговоротом фосфора, т.к. инактивация и выпадение фосфора в осадок считается одним из наиболее удобных способов восстановления и улучшения озер. Эти работы финансируются правительством федеральной земли Бранденбург и рассчитаны на 3 года.

Целью данной работы было изучить трофический статус озера Глобсоу и попытаться найти наиболее оптимальные пути для его восстановления.

В ходе работы были получены данные по трофическому статусу и инвариантному состоянию озера и были исследованы возможности его восстановления. Использование солей алюминия для восстановления озера показало хорошие результаты и нуждается в дальнейшем исследовании.

УДК 575.164:597.812

Влияние эктопической экспрессии гена Xanf-1 на дифференцировку эктодермы зародышей шпорцевой лягушки Xenopus laevis

Е.М. АЛЕКСАНДРОВА


Гомеобоксный ген Xanf-1 был открыт в 1992 году методом вычитающей гибридизации как специфически экспрессирующийся в переднем отделе нервной пластинки Xenopus laevis [1]. В настоящее время известно семь его гомологов, составляющих класс Anf (от anterior neural fold) [2].

Данная работа является частью исследования функции гена Xanf-1 в эмбриогенезе шпорцевой лягушки. Ранее было показано, что эктопическая экспрессия Xanf-1 приводит к расширению нервной пластинки (по экспрессии N-CAM) и к подавлению дифференцировки первичных нейронов (Ермакова и др., в печати). Нами был более подробно исследован механизм подавления первичного нейрогенеза продуктом гена Xanf-1. Кроме того, было изучено действие эктопической экспрессии Xanf-1 на эксплантаты анимальной эктодермы и проведены эксперименты по целенаправленному воздействию на генетические мишени Xanf-1. В последнем случае использовали два модифицированных варианта Xanf-1 мРНК, кодирующих домены активации и подавления транскрипции.

Подавление первичного нейрогенеза возможно вследствие снижения активности пронейральных генов и/или активации нейрогенных генов. Было проверено влияние продукта гена Xanf-1 на экспрессию трех пронейральных: X-ngnr-1, NeuroD и XASH-3 и двух нейрогенных генов: Xotch и X-Delta. С этой целью зародышам Xenopus laevis на стадии 2-8 бластомеров делали микроинъекции синтетической Xanf-1 мРНК в два правых анимальных бластомера и получали расширение правой половины нервной пластинки (левая служила внутренним контролем), после чего ставили гибридизацию in situ с зондами к мРНК перечисленных генов. Были выявлены незначительные подавление экспрессии X-ngnr-1 и активация X-Delta. Это может быть результатом прямого влияния белка Xanf-1 на транскрипцию соответствующих генов, так как он содержит гомеодомен и способен узнавать определенные ДНК-последовательности, или являться следствием более сложных взаимодействий на уровне белков.

Хотя инъецированная Xanf-1 мРНК приводит к расширению нейроэктодермы, она не способна нейрализовать вентральную эктодерму и эктодерму анимальных шапочек (AC) (по



10 «ЛОМОНОСОВ-99»

N-CAM и бета-тубулину) (Ермакова и др., в печати). Однако, было замечено изменение в морфологии AC, вырезанных на стадии 8-9 из инъецированных Xanf-1 мРНК зародышей, характерное для эксплантатов нейроэктодермы: на стадии 32-36 их поверхность остается гладкой, в то время как эксплантаты неиндуцированной эктодермы всегда имеют бугристую, «фестончатую» поверхность. Нами были сделаны гистологические срезы, показавшие, что фестоны представляют собой скопления клеток, плотно наслоенных друг на друга, а гладкие эксплантаты обычно имеют форму полых шаров с тонкой, равномерной по толщине стенкой.

Также был определен период, когда анимальная эктодерма компетентна к воздействию Xanf-1. Для этого инъецировали мРНК, кодирующую гибридный белок Xanf-1-BDGR (Binding Domain of Glucocorticoid Receptor), который связывается в клетках с белком теплового шока hsp90 и инактивируется. Его можно активировать на любой удобной стадии развития добавлением дексаметазона, высвобождающего Xanf-1-BDGR из комплекса с hsp90 (Ермакова и др., в печати). Мы активировали Xanf-1-BDGR на разных стадиях с 8 по 24. Производимый эффект оценивали по доле гладких эксплантатов на стадии 32-36. Было показано, что Xanf-1 обеспечивает гладкость АС, если он активирован до конца нейруляции, что совпадает с периодом экспрессии этого гена in vivo. То есть эффект специфичен, а в его основе могут лежать характерные для нормального развития процессы.

Если для обеспечения гладкости АС белок Xanf-1 напрямую регулирует транскрипцию каких-то генов, то очевидно, что добавление к нему одного из доменов: супрессора или активатора транскрипции - должно приводить к исчезновению описанного эффекта. Для проверки использовали варианты Xanf-1-BDGR мРНК, дополнительно кодирующие супрессор транскрипции гена Engrailed и активатор транскрипции гена VP16. Эти конструкции инъецировали зародышам Xenopus laevis и смотрели морфологию АС, как описано выше. Было показано, что только мРНК, кодирующая домен активации транскрипции, вызывает гладкость АС. Таким образом, молекулярные процессы, приводящие к описанным изменениям морфологии, связаны с функционированием продукта гена Xanf-1 в качестве активатора транскрипции.

1. Zaraisky, A.G., Lukyanov, S.A., Vasiliev, O.L., Smirnov, Y.V., Belyavsky, A.V., and Kazanskaya,

O.V., A novel homeobox gene expressed in the anterior neural plate of the Xenopus embryo // Devel-opmental biology, 1992, v.152, pp. 373-382.

2. Kazanskaya, O.V., Severtzova, E.A., Barth, K.A., Ermakova, G.V., Lukyanov, S.A., Benyumov, A.O., Pannese, M., Boncinelli, E., Wilson, S.W., and Zaraisky, A.G., Anf: a novel class of vertabrate ho-meobox genes expressed at the anterior end of the main embryonic axis // Gene, 1997, v.200, pp. 25-34.

УДК 581.331.2

Определение рН в клетках мужского гаметофита табака с использованием флуоресцентного зонда

Д.С. АНДРЕЮК


Дифференциация мужского гаметофита покрытосеменных растений сопровождается значительными изменениями активности синтетических процессов, в частности, у табака вскоре после митоза микроспоры в несколько раз увеличивается интенсивность синтеза белка и крахмала [1]. Известно, что таким переключениям путей метаболизма могут предшествовать изменения внутриклеточного рН [2]. Ранее нами были получены данные, свидетельствующие о резком изменении концентрации внутриклеточных ионов, в частности калия, на этапе позднего двуядерного пыльцевого зерна [3], что также косвенно указывает на возможность регуляции метаболизма путем изменения рН. Таким образом, особую актуальность приобретает задача определения внутриклеточного рН в развивающемся мужском гаметофите. В настоящей работе нами был разработан метод определения рН в микроспорах/пыльцевых зернах табака с использованием флуоресцентного красителя флуоресцеиндиацетата (ФДА).

Метод основан на измерении флуоресценции флуоресцеина - продукта гидролиза в клетке ФДА - при двух диапазонах длин волн возбуждающего света. Поглощение флуоресцеина в области 340-380 нм практически не зависит от рН раствора, в то время как



Секция «Биология» 11

поглощение в области 450-490 сильно зависит от рН [4]. Для того чтобы избежать влияния различных трудноучитываемых факторов, как то различная концентрация красителя в разных клетках, тушение и др., мы рассчитывали отношение флуоресценции R=Fуф/Fсин, где Fуф - флуоресценция при возбуждении в УФ диапазоне (340-380 нм), Fсин - флуоресценция при возбуждении в синей области (450-490 нм). Флуоресценцию регистрировали при 528 нм. До расчета R из каждой величины сигнала F вычитали усредненную величину собственной флуоресценции клеток при данном диапазоне возбуждения.

Поскольку спектральные свойства молекулы в растворе и в окружении компонентов клетки могут заметно различаться, мы построили калибровочную кривую – зависимости величины R от рН – в системе, максимально близкой к той, в которой проводили измерения. Для этого пыльцевые зерна табака выделяли в 0.3 М растворе сахарозы, отмывали ценрифугированием (150 g, 2мин), чтобы избавиться от рН-зависимой компоненты собственной флуоресценции и полученную суспензию подвергали 4х-кратному замораживанию оттаиванию. В результате мембрана клеток становилась полностью проницаемой, после чего клетки инкубировали 10 минут в растворе флуоресцеина (0.05 мМ) в 0.1 М К-Na-фосфатном буфере с разными рН. «Загруженные» таким образом клетки исследовали под микроскопом Leitz Orthoplan, возбуждали флуоресценцию с использованием блоков фильтров A (340-380нм) и I2 (450-490нм). Параллельно регистрировали собственную флуоресценцию клеток, выделенных в тех же условиях, но не “загруженных” флуоресцеином.

Для определения величины внутриклеточного рН клетки выделяли описанным выше способом, отмывали, после чего инкубировали 10 минут в 0.09 мМ растворе ФДА в 0.3 М сахарозе.

Применение данного метода в исследовании поздних двуядерных пыльцевых зерен табака позволило выявить гетерогенность популяции клеток по величине рН цитоплазмы.

1. Tupy, J., Rihova, L., Capkova, V., et al. Differentiation and maturation of tobacco pollen in situ and in

suspension culture// Angiosperm pollen and ovules. NY etc.: Springer-Verlag, 1992. P. 309-314. 2. Walker, D.J., Black, C.R.., Miller, A.J. The role of cytosolic potassium and pH in the growth of barley

roots// Plant Physiology. 1998. 118(3). P.957-964. 3. Андреюк Д.С., Матвеева Н.П., Тукеева М.И., Ермаков И.П. Динамика калия, хлорида и нитрата в микроспоре и пыльцевом зерне табака в процессе развития мужского гаметофита // (в печати).

4. Haugland, R.P. Handbook of fluorescent probes and research chemicals. Eugene, OR: Molecular Probes, Inc., 1996. P. 552-561.

УДК 612.821

Оценка частотно-фазовой взаимосогласованности фоновой активности в колонках соматической коры крыс

Т.Г. БЕЗДУДНАЯ

ННИ Нейрокибернетики им. А.Б. Когана РГУ

Для исследования вопросов организации фоновой активности в колонках соматической коры была проведена количественная статистическая оценка степени частотно-фазовой взаимосогласованности фоновой активности структурно-функциональных модулей разного уровня организации по показателям усредненных спектров мощности, спектров когерентности и кросскорреляционной функции.

На основании этих данных получены результаты, свидетельствующие о том, что уже в условиях фоновой активности осуществляется индивидуальная регуляция амплитудно-частотных параметров фокальных биоритмов не только отдельных колонок в целом как структурно-функциональных единиц коры, но и отдельных частей каждой колонки - ее входных и выходных модулей, т.е. показана двухконтурная неспецифическая регуляция параметров фоновой активности адресованная к верхним (III-IV) и нижним (V-VI) слоям отдельных колонок.

Анализ спектров когерентности фоновой активности четырех колонок, показал, что колонки одного ряда имели в среднем более высокие показатели когерентности и в большем диапазоне частот, чем показатели когерентности активности у колонок, находящихся в разных соседних рядах. Эти количественные статистические показатели свидетельствуют о более тесной взаимосвязи и взаимосогласованности активности соседних колонок внутри одного ряда, чем между соседними рядами, особенно на частотах




дельта- и тета- диапазона. Однако наиболее высокие показатели когерентности фокальной активности получены для входных и выходных модулей каждой отдельной колонки, т.е. расположенных по вертикальной оси внутри одной колонки.

При анализе фазовых сдвигов между колонками внутри рядка и между рядками выявлены разные векторы пространственного распространения волн фоновой активности для различных частотных диапазонов. На основании этих данных была выдвинута гипотеза о различии в тангенциальном распространении ритмической активности тета- и альфа- диапазона в поле бочонков соматической коры крысы. В тета-диапазоне фоновые волны распространяются от каудальных к ростральным бочонкам вдоль их рядов с временным сдвигом 5-10 мс при переходе от одной колонки к другой. Фоновые волны альфа- диапазона распространяются в ортогональном направлении, относительно вектора распространения тета- активности, а именно последовательно по рядам, причем в направлении от рядков, лежащих латерально, к медиальным, т.е. от ряда А к ряду Е.

Таким образом, было показано, что характер частотно-фазового соотношения и степень синхронизации фокальных потенциалов фоновой активности соседних колонок соматической коры крысы в зоне проекции вибрисс в существенной мере зависят от расположения исследуемых колонок в одном и том же или же в разных рядах бочонков, связанных с рядами соответствующих вибрисс на щеке крысы. Это наблюдение может иметь принципиальное значение, указывая на наличие нескольких промежуточных уровней не только структурной, но и функциональной интеграции нейронных модулей с разной сложностью организации, в частности в форме вытянутого ряда колонок, что имеет место и в зрительной коре. Этот ряд имеет собственные добавочные механизмы более полной синхронизации и неспецифической регуляции фоновой ритмики колонок, отличные от соседних рядов. На основании всего выше сказанного, можно предположить, что фоновая кортикограмма соматической коры формируется на мозаичной основе иерархии структурно-функциональных блоков ритмогенерации разной степени сложности, которые включают следующие ступени или уровни: входные и выходные модули внутри одной колонки; отдельная корковая колонка как основная функциональная единица организации коры; объединение соседних однотипных колонок в форме вытянутых рядов или шеренг, соответствующих дерматомам периферической иннервации; объединение рядов колонок в зоны (например гранулярная зона или поле бочонков, перигранулярная зона, агранулярная зона); объединение разных зон в единое поле соматической коры.

УДК 527.151.042

Ингибирование растворимой гуанилатциклазы из легких крысы производными азо-бис (1,2,5-оксадиазола) В. БЕТИН, Ю. ХРОПОВ, А. КОЦ, Т. БУЛАРГИНА


Гуанилатциклаза /КФ 4.6.1.2; гуанозин-5'-трифосфат-пирофосфатлиаза (циклизующая)/ является ферментом, катализирующим биосинтез вторичного мессенджера гуанозин-3',5'-циклофосфата (цГМФ) - универсального регулятора внутриклеточного метаболизма. Этот фермент существует в двух формах -мембранной и растворимой и играет ключевую роль в регуляции таких физиологических процессов, как поддержание нормального тонуса гладких мышц кровеносных сосудов, агрегация тромбоцитов, регуляция нервной и иммунной системы и т.д. Основным эндогенным активатором растворимой формы гуанилатциклазы (рГЦ) является биогенный оксид азота (NO), синтезируемый в организме ферментом NО-синтазой из аргинина или поступающий экзогенно в виде доноров NO (тринитроглицерин. нитропруссид натрия), применяемых для лечения различных заболеваний сердечно-сосудистой системы. NО взаимодействует с атомом железа гема, входящего в состав фермента, образуя комплекс нитрозил-гем. В результате конформационных перестроек молекулы рГЦ синтез цГМФ стимулируется в 100-200 раз. Некоторые соединения активируют рГЦ по гем-независимому механизму: например, протопорфирин IX, ионы Мп2+. арахидоновая кислота и многие свободные радикалы, но физиологическое значение такой активации неизвестно. В настоящее время для изучения возможного участия рГЦ в различных физиологических процессах применяют ингибиторы фермента, в частности, метиленовый синий и 1Н-[1,2,4]-оксадиазоло[4,3-а]хиноксалин-1-он. Данные соединения являются ингибиторами гем-зависимой активации рГЦ под действием NO. Эффективный ингибиторы гем-независимой активации фермента




не описаны, а их обнаружение и применение помогло бы пролить свет на физиологическое значение этого пути регуляции активности рГЦ.

В работе использовали два препарата рГЦ из легких крысы: частично очищенный гем-дефицитный и неочищенный препарат гем-содержащего фермента. Препарат частично очищенной рГЦ из лёгких крысы был получен из растворимой фракции хроматографией на ионообменных носителях, гель-фильтрацией и аффинной хроматографией. Сконцентрированный препарат хранили при -70°С. Препарат неочищенной рГЦ получали в отсутствие тиолов гомогенизацией легких крысы в трис-НС1 буфере, содержащим 10 мМ МgСl2. и центрифугированием при 30000 g. Активность рГЦ определяли с использованием [α-32Р]ГТФ. Производные азо-бис(1,2.5-оксадиазола) предынкубировали в концентрации 0,1 мМ с препаратом рГЦ. В пробах определяли концентрацию образовавшегося [α-32Р]цГМФ хроматографией на колонках, заполненных окисью алюминия.

Производные азо-бис(1,2,5-оксадиазола) способны модифицировать SН-группы низкомолекулярных и белковых тиолов. Они оказывали значительно более выраженное ингибирующее действие на базальную активность рГЦ по сравнению с их наиболее близкими структурными аналогами, модифицирующими тиольные группы фермента. Эффективность их ипгибирующего действия в концентрации 0,1 мМ при инкубации составляет 48-99%, а в присутствии 10 мМ дитиотреитола: 49-84%.

Кроме этого эти соединения оказывают выраженное ингибирующее действие на гем-независимую стимуляцию рГЦ под действием протопорфирина IX и ионов Мn2+". а также, в меньшей степени, на гем-зависимую NO-опосредованную стимуляцию под действием доноров NO. Ингибирование гем-независимой активации выражено значительно сильнее, что указывает на специфичность действия производных азо-бис(1,2,5-оксадиазола). Эти соединения могут быть использованы для исследования до сих пор неизученной регуляторной роли гем-независимых механизмов активации рГЦ в организме.

УДК 612.821+615.214

Влияние [Hyp6]-дерморфина на терморегуляцию у крыс при определенных значениях температуры окружающей среды

А.П. БОНАРЦЕВ**, Т.Г. ЕМЕЛЬЯНОВА*, А.В. УСЕНКО*, А.А. КАМЕНСКИЙ**, Л.А. АНДРЕЕВА***, Л.Ю. АЛФЕЕВА***

*Институт Химической Физики РАН им. Н.Н. Семенова ** Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

***Институт Молекулярной Генетики РАН

Дерморфины - это семейство природных опиоидных пептидов, обладающих широким спектром физиологического действия. Они вызывают анальгезию и оказывают воздействие на реакции дыхательной, сердечно-сосудистой систем и системы терморегуляции, а также на различные формы поведения животных. В данной работе изучали влияние природного аналога дерморфина, [Hyp6]-дерморфина (Tyr-D-Ala-Phe-Gly-Tyr-Hyp-Ser) (HDM), на температуру тела и температуру кожи хвоста, который является органом теплоотдачи у крыс, при различных температурных режимах: в холоде (4-7 град. C) и термонейтральной среде (27-28 град. C). Объектом исследования служили самцы нелинейных белых крыс весом 180-250 г. Регистрация температуры тела (в прямой кишке на глубине 6 см) и кожи хвоста осуществлялась методом непрерывной термометрии при помощи медно-константановых термопар [1]. Данные обрабатывали статистически при помощи непараметрического U-критерия Манна-Уитни [1]. В холоде HDM, введенный внутрибрюшинно в дозе 500 мкг/кг, вызывал статистически значимое (р


эффектами, сходными с эффектами дерморфина, но менее выраженными и продолжительными [1].

1. Emel`yanova, T.G., Usenko, A.B., Deigin, V.I., Yarova, E.P., Kamensky, A.A., Effect of dermorphin

on thermoregulation in rats at selected ambient temperatures // Peptides, 1996, Vol. 17, No. 2, P. 241-245.

УДК 581.55

Растительность вырубок ельников Национального парка «Русский Север» (Вологодская область) О.В. БОРИСОВА, Н.Г. УЛАНОВА


Национальный парк расположен на юго-востоке Белозерско-Кирилловской гряды. Моренная холмистая равнина расчленена на гряды. Положительные формы рельефа разделены плоскими понижениями, характерная особенность которых – заболоченность и присутствие озер.

Почвенный покров района развивался преимущественно на карбонатной морене под богатыми южно-таежными неморализованными и травяными лесами, поэтому подзолистый процесс ослаблен (Шестакова, 1974).

Территория расположена в полосе перехода от средней к южной тайге. Флора богата и носит умеренно-бореальный характер. Преобладание видов с обширным ареалом, пестрота географических элементов, отсутствие эндемических видов, большой процент родов с одним видом свидетельствуют о миграционном характере флоры и ее молодости.

Целью исследования являлось исследование условий среды на вырубках ельников черничников и неморальных, а также изучение влияния исходного типа леса и фактора степени нарушения почвы на биологическое разнообразие растительного и мохового покровов. Была исследована растительность вырубок 2-12-летнего возраста в ельниках черничных и неморальных.

Для индикации условий среды на вырубках использовались экологические шкалы Элленберга (Ellenberg, 1991). Выявлено различие экологических условий на вырубках в ельниках черничниках и неморальных. Вырубки в ельниках черничниках характеризуются большей освещенностью, бедными почвами: содержание минерального азота (N – 3-4); меньшей влажностью почв (F - 4). В ельниках неморальных освещенность меньше (L = 5), почвы более богаты азотом (N = 4-5), более влажные (F - 5).

Биологическое разнообразие сосудистых растений на 2-12-летних вырубках обоих типов леса в среднем выше, чем в исходном типе леса. Количество видов мохового покрова на вырубках в ельниках неморальных и черничных различно. В ельниках неморальных встречается около 7 видов мхов, после рубки на 2-12-летних вырубках видовой состав мхов резко сокращается (3-4 вида). В ельниках черничниках до рубки встречается около 3 видов, после рубки количество видов сначала увеличивается, достигая максимума на 7-летней вырубке (около 7 видов), а затем снижается: на 10-ти и 12-летней вырубках встречается около 5 видов.

Участки вырубки характеризуются различной степенью нарушения почвы. Нами выделены слабо нарушенные участки с частичным нарушением напочвенного покрова и подстилки, средне нарушенные участки с изменениеми верхних горизонтов почвы и сильно нарушенные участки с уничтоженным растительным покровом и снятыми верхними горизонтами почвы. Количество видов растений в описании зависит от степени нарушения почвы (достоверность p


наименьшее количество видов растений встречается на участках со средним нарушением почвы, то есть на почвах с поврежденной подстилкой и, местами, нарушенным верхним слоем почвы.

УДК 591

Факторы, определяющие направление движения клеток зародыша С.П. ВЕНГРОВА


Движение клеток играет важную роль в процессах развития. Известны два основных фактора, влияющих на направление движения клеток. Первый - это хемотаксис, движение по градиенту концентрации химических веществ. Хемотакасис продемонстрирован для миксамеб, а также для макрофагов и др. Для клеточных пластов характерен другой ориентирующий фактор - механические напряжения. Они направляют, в частности, интеркаляционные движения мезодермы по натянутой крыше бластоцеля (КБ) при гаструляции у амфибий. Задача данной работы заключалась в исследовании ориентирующего влияния механического натяжения на миграцию мезодермальных клеток.

В качестве модели для исследования использовались эксплантаты КБ зародышей Xenopus laevis на стадии 10 - 10+ по Ньюкупу и Фаберу. Эксплантат прямоугольной формы помещался в чашку Петри с физраствором MMR (однократным), дно которой было покрыто слоем 2.5% агарозы, внутренней стороной вверх, и прикалывался по углам тонкими стеклянными иглами. Эксплантат растягивался путем переставления игл на агарозном субстрате. Сверху на эксплантат помещался участок мезодермы. В качестве контроля использовались нерастянутые эксплантаты КБ с помещенными н них участками мезодермы. Образцы фиксировались 2% глутаровым альдегидом. Изучение препаратов проводилось методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ).

Клетки будущей головной мезодермы, взятые из дорсальной губы бластопора, и не подвернувшиеся еще клетки проспективной осевой мезодермы при помещении на растянутую КБ ведут себя по-разному.

На растянутой в течение 30 минут КБ клетки передней, головной мезодермы распластываются и формируют цитоплазматические выросты — ламеллоподии. Выросты образуются на противоположных концах клетки. Ось поляризованного таким образом мезодермального эксплантата совпадает с направлением растяжения субстрата. При этом клетки КБ также ориентируются по оси натяжения и приобретают веретеновидную форму.

Поскольку мезодерма мигрирует единым пластом, не все клетки касаются субстрата. Лидирующие ламеллы образованы клетками, находящимися внизу пласта. Они контактируют с субстратом всей нижней поверхностью. Клетки, расположенные выше, образуют выросты поверх ламелл нижележащих клеток, таким образом “натекая” на них. Такие клетки контактируют с субстратом только задней частью или не контактируют вообще. Ламеллы имеют вид, типичный для движущихся клеток: острый передний край, местами переходящий в филоподии. В контрольных образцах ламеллы образовывались во всех направлениях, а клетки КБ оставались округлыми.

КБ растягивали как в направлении движения мезодермы in vivo, т.е. вдоль оси дорсальная губа бластопора - анимальный полюс, так и перпендикулярно этой оси. При этом мезодермальные клетки формируют выросты всегда в направлении тяги. Причина этого в том, что сила натяжения, приложенная в эксперименте, вероятно, значительно больше таковой in vivo, и поэтому маскирует другие ориентирующие факторы.

Мезодермальные клетки, взятые из супрабластопоральной области, при помещении на растянутый субстрат в течение ~20 мин внедряются в слой клеток КБ, и при изучении методом СЭМ можно заметить только отдельные мигрирующие клетки. На участке КБ, куда был помещен мезодермальный эксплантат, образуются многочисленные нитеобразные выросты - филоподии, под небольшим углом друг к другу. Пучки филоподий преимущественно направлены перпендикулярно оси растяжения.

При помещении мезодермальных клеток на нерастянутый эксплантат КБ и последующем растягивании в течение ~30 мин наблюдались такие же результаты. Клетки головной мезодермы двигались единой массой, образуя ламеллоподии, а осевая мезодерма внедрялась в слой клеток КБ. Существенных различий в скорости образования выростов в том и в другом случае не замечено.




Таким образом, направление движения мезодермальных клеток в процессе гаструляции, несомненно, во многом определяется натяжением субстрата - внутреннего слоя клеток КБ. При этом существенных различий в движении мезодермы по предварительно растянутому субстрату - ситуация, близкая к таковой in vivo, - и миграции в процессе растяжения не наблюдается.

Метод фракционирования в дискретном компьютерном моделировании

биологических систем А.А. ВЕСНИН


При моделировании биологических и особенно биофизических объектов часто пользуются дифференциальными уравнениями и их системами, что не всегда удобно, так как биологические объекты не являются непрерывными. В связи с этим большое распространение получили методы дискретного моделирования, к которым и относится предлагаемый метод. Одной из главных проблем дискретного моделирования является математическая сложность системы, так как часто система изначально задается в дифференциальных уравнениях, и её последующая дискретизация даёт значительное усложнение расчетов. Метод фракционирования изначально лишен усложнения, даваемого дискретизацией дифференциальных уравнений, так как предполагает систему дискретной. Предполагается, что система разбита на части, в подробности функционирования, связанные со строением которых, мы не вдаемся. Эти части и есть фракции. Все фракции системы располагаются в ячейках, постоянных в емкости( каждая ячейка вмещает одну фракцию) и положении в пространстве. Фракции и ячейки имеют свойства, описывающие индивидуальное состояние части системы или среды в данный момент времени соответственно. Время в системе течет дискретно по итерациям, равным между собой по продолжительности. Во время итерации фракции обмениваются между собой событиями по заранее установленным правилам, определяемым по системе, которая в данный момент моделируется. Уже это дает ощутимый выигрыш в производительности программ математического моделирования. В метод из-за специфики его построения включены способы более детального рассмотрения отдельных частей системы по результатам ее обсчета без полного повторного обсчета всей системы, что повышает производительность. Учитывая современное состояние и состав вычислительного парка лабораторий повышение производительности программного обеспечения дает реальный выигрыш во времени. Программно метод реализован на языке Java, что позволяет запускать программу на многих современных платформах без какой-либо предварительной корректировки кода. Объектная реализация ядра системы и его выделение в отдельный модуль позволяет использовать близость языков Java и C для переноса системы на устаревшие платформы без потери преимуществ метода и с минимальными затратами. .При публикации материалов в сети Internet результаты работы могут быть встроены в гипертекст без затрагивания кода. Также в пакет встроены средства визуализации и экспорта данных, что позволяет максимально продуктивно использовать и представить результаты работы программы. В качестве примеров приводятся :

классическая игра “жизнь” модель популяции инфузорий модели “светособирающий комплекс + реакционный центр в фотосинтезе”

УДК 581.824 Сравнительная анатомия коры некоторых представителей подсемейства Jasminoideae

(Oleaceae) Т.Г. ВЕТЛУГИНА


Семейство Oleaceae традиционно делят на два подсемейства: Jasminoideae и Oleoideae. Несмотря на большое число работ, посвященных данной группе, в которых использованы цитологические, эмбриологические, серологические данные, система семейства в целом не представляется завершенной. Особое внимание систематиков привлекает подсемейство Jasminoideae. До настоящего времени окончательно не определен




не только состав, но и ранг входящих в него таксонов. В связи с этим для уточнения системы этой группы необходимо привлечение новых, не учитывавшихся ранее признаков. В данном случае речь идет об анатомическом строении коры, возможность применения которой в целях систематики показана на примере семейств хвойных и некоторых лиственных древесных пород (1, 2, 3)

Нами изучена анатомия коры однолетних стеблей и многолетних ветвей 22 видов, принадлежащих к 3 родам и 3 трибам (Jasmineae, Fontasieae, Forsythieae), подсемейства Jasminoideae (4). Особое внимание обращено на место заложения феллогена, тип стереома, характер клеточных включений, тип корки.

У представителей изученных родов ситовидные трубки диаметром 15-20 мкм, ситовидные пластинки у Jasminum, Forsythia сложные, состоящие из 3-9 ситовидных полей, а у Fontanesia преимущественно простые.

В результате выяснено, что для видов рода Jasminum характерно заложение первого феллогена в субэпидермальном слое первичной коры многолетних ветвей. Стереом представлен склереидами, собранными в небольшие группы, диффузно распределенные на поперечном срезе. Флоэмная паренхима смешанная, в ее клетках содержаться как крахмальные зерна (редко масло), так и игольчатые кристаллы щавелевокислого кальция. Иногда образуется чешуйчатая корка.

У представителей рода Forsythia феллоген вычленяется из клеток эпидермы, в многолетних ветвях образуется чешуйчатая корка. Стереом представлен диффузными группами склереид. Флоэмная паренхима смешанная. В клетках наряду с зернами запасного крахмала откладывается кристаллический песок (редко мелкие ромбические кристаллы) щавелевокислого кальция.

У изученных видов Fontanesia первый феллоген закладывается в однолетних стеблях субэпидермально, впоследствии, в более глубоких слоях первичной коры, а затем и во вторичной флоэме закладываются внутренние перидермы, и образуется кольцевая корка. Стереом многолетних ветвей представлен прерывистыми 2-3 слойными тангентальными тяжами волокон и склереид. Флоэмная паренхима преимущественно смешанная, иногда дифференцированная на кристаллоносную, в которой откладывается кристаллический песок, так и запасающую, содержащую капли масла.

Таким образом, полученные данные показывают широкий диапазон варьирования признаков анатомического строения коры в пределах подсемейства Jasminoideae, что с одной стороны свидетельствует об определенной обособленности представителей изученных триб, а с другой - требует уточнения системы всего подсемейства.

1. Лотова Л.И. Анатомия коры хвойных. М.: Наука, 1987. -152 с. 2. Лотова Л.И. Микроструктура коры основных лесообразующих лиственных деревьев и кустарников Восточной Европы. М.: КМК Лтд., 1998. - 114 с.

3. Нилова М.В. Анатомия коры представителей семейства Caprifoliaceae Juss. s.l. в связи с вопросами систематики: Автореф. дисс... канд. биол. наук.- М.,1998.- 18 с.

4. Johnson, L.A.S. A review of the family Oleaceae. // Contrib. New. South. Wales. Nat. Herb. 1957, Vol. 2, P 395-418.

УДК 617.7, 072.7

Влияние транскраниальной магнитной стимуляции на электроретинограмму человека Ж.В. ГИМРАНОВА, Р.Ф. ГИМРАНОВ

Российский государственный медицинский университет

Впервые магнитостимуляция была выполнена A.D’Arsonval в 1896 году, когда при стимуляции затылочной области испытуемые отмечали зрительные вспышки в глазу - фосфены, позднее в 1910 году S. Thompson описывал, что при стимуляции сетчатки глаза человека магнитным полем пациенты также отмечали фосфены. Группа ученых Шеффилдского университета во главе с A. Barker в 1985 году создали стимулятор, с индукцией магнитного поля 2 тесла, способный возбуждать моторную кору человека и в результате этого вызывать движения в верхних и нижних конечностях. Основной задачей нашей работы было исследование влияния транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) с индукцией магнитного поля более 1,2 Т на биоэлектрическую активность сетчатки.




Исследование было проведено на 2 группах практически здоровых испытуемых в возрасте от18 до 43 лет. 1-ая группа (18 испытуемых) получала воздействие ТМС с частотой 5 Гц и индукцией магнитного поля в 90% от моторного порога (вызывающий движение в руке при ТМС в проекции моторной коры), 2-ой группе (25 испытуемых) проводили ложное воздействие, она была контрольной. ТМС проводили в течение 1 минуты в проекции затылочной коры. До и после ТМС регистрировали общую электроретинограмму (ЭРГ) с нижних век, по две серии при фотостимуляции отдельно правого и левого глаза (начинали запись у четных испытуемых с правого, у нечетных с левого глаза). Проводили анализ латентности и амплитуды волны "a" и "b" ЭРГ. Регистрацию проводили на аппарате "Viking IVP" фирмы "Nicolet", ТМС проводили магнитостимулятором "Нейро-МС" (Россия). Полученные результаты подвергались статистической обработке по t-критерию Стьюдента и оценивались как значимые изменения при р


Цитоскелет нормально функционирующей клетки находится в состоянии динамического равновесия, что предполагает активно происходящие процессы сборки и разборки микротрубочек и микрофиламентов. При этом постоянно должны иметь место процессы диссоциации и ассоциации декорирующих актин и тубулин белков. Кальпонин представляет собой один из структурных белков актинового филамента. Нами было показано, что изолированный кальпонин при физиологическом значении ионной силы и концентрации, близкой к концентрации этого белка в клетке, склонен к агрегации. Недавно было продемонстрировано взаимодействие между кальпонином и белком теплового шока Hsp90 [1].

Мы исследовали влияние некоторых факторов, сопутствующих тепловому шоку в клетке, на процесс образования комплекса Hsp90-кальпонин. Кальпонин из желудков уток выделяли по модифицированной методике Такахаши [2]. Hsp90 из печени кролика был любезно предоставлен аспирантом кафедры биохимии Ма Юйшу.

Используя метод светорассеяния, удалось показать, что при титровании Hsp90 кальпонином происходит дополнительное увеличение светорассеяния смеси двух белков, свидетельствующее об образовании комплекса между Hsp90 и кальпонином. В дальнейшем этот метод был использован нами для изучения некоторых аспектов взаимодействия кальпонина и Hsp90. Известно, что тепловой шок сопровождается увеличением концентрации кальция и уменьшением концентрации АТФ в клетке. Hsp90 обладает способностью связывать кальций и АТФ, однако нам не удалось наблюдать изменения эффективности образования комплекса Hsp90-кальпонин в присутствии кальция или АТФ. Было обнаружено, что повышение температуры в диапазоне между 37 и 430С увеличивает вероятность образования комплекса между кальпонином и Hsp90, в то время как изменение температуры между 15 и 370С не вызывает изменения эффективности взаимодействия. Повышение ионной силы приводит к ослаблению взаимодействия между кальпонином и Hsp90, что свидетельствует об электростатическом характере взаимодействия; при физиологической ионной силе образование комплекса имеет место только при 430С. Образование комплекса Hsp90-кальпонин при 430С является обратимым, так как понижение температуры до 370С приводит к уменьшению светорассеяния смеси Hsp90-кальпонин. Таким образом, при температуре 430С Hsp90 приобретает способность эффективно связывать кальпонин. Подобное явление может лежать в основе регуляции шаперонной активности Hsp90 в условиях теплового шока.

1. Ма Ю., Богачева Н.В., Гусев Н.Б. Выделение белка теплового шока с молекулярной массой 90 кДа (Hsp90) из печени кролика и изучение его взаимодействия с компонентами тропонина и кальпонином // Биохимия, 1998, № 63, C. 1282-1289.

2. Takahashi, K., Hiwada, K., Kokubu, T. Isolation and charachterization of 34 000-dalton calmodulin- and F-actin-binding protein from chicken gizzard smooth muscle // Biochem. Biophys. Res. Commun., 1986, № 141, С.

Documents

ЛОМОНОСОВ «LOMONOSOV» · фундаментальным наукам «Ломоносов». Выпуск 5. – М.: Изд-во МГУ, 2000. – 390 с. В настоящий