Биофизика - научный журнал по биологии, ISSN: 0006-3029

Опубликовано: 02.09.2018

12 ОКТЯБРЯ 2014 Г. ИСПОЛНИЛОСЬ 80 ЛЕТ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ И 60 ЛЕТ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЕЛЕНЫ БОРИСОВНЫ БУРЛАКОВОЙ

2015

«СИНФАЗНЫЕ БЛОКИ» - КОНСЕРВАТИВНЫЕ УЧАСТКИ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК МОДУЛЕЙ РЕГУЛЯЦИИ ТРАНСКРИПЦИИ - СБЛИЖЕНЫ В ПРОСТРАНСТВЕ ВСЛЕДСТВИЕ СФАЗИРОВАННОСТИ ОТНОСИТЕЛЬНО ВИТКА СУПЕРСПИРАЛИ ДНК НУКЛЕОСОМЫ

ЕСИПОВА Н.Г., ЛИФАНОВ А.П., МАКЕЕВ В.Ю. — 2015 г.

В результате межвидового сравнения гомологичных нуклеотидных последовательностей локусов генов раннего развития Drosophila выделены консервативные участки длиной 30-70 нуклеотидов, по длине находящиеся на промежуточном уровне между сайтами связывания факторов транскрипции (обычно около 7-10 нуклеотидов) и нуклеосомным повтором (165-210 нуклеотидов). Найденные участки располагаются в основном в районе известных функциональных элементов локуса цис-регуляторных модулей - энхансеров, проксимального промотора, кодирующего сегмента). Эти участки, занимая в сумме не более половины общей длины энхансера, содержат в себе подавляющее большинство аннотированных сайтов связывания факторов транскрипции. Квазипериодическая картина размещения консервативных участков хорошо согласуется с экспериментально определенным паттерном локализации нуклеосом. Период расположения соседних участков часто составляет примерно 84 нуклеотида - длину витка суперспирали ДНК, входящей в нуклеосому. Это соответствие периодов позволяет назвать выделенные консервативные участки «синфазными» блоками и утверждать, что они, располагаясь на соседних витках нуклеосомной суперспирали, сближены в пространстве.

АCМ -ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ОЛИГОМЕРНОГО СОСТОЯНИЯ ЦИТОХРОМА BM3 ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

АРЧАКОВ А.И., БУХАРИНА Н.С., ИВАНОВ Ю.Д., ИВАНОВА Н.Д., КРОХИН Н.В., ПЕТУШКОВА Н.А., ПЛЕШАКОВА Т.О., ФРАНЦУЗОВ П.А. — 2015 г.

Исследованы тепловая денатурация и агрегация цитохрома P450 BM3 с помощью атомно-силового микроскопа. Для определения характерных температурных переходов был использован флуоресцентный анализ. В низкотемпературной области плавления (10-33)°C наблюдался спад интенсивности флуоресценции в области ароматических групп и ее синхронный рост в области флавиновых групп. Плавление в этой области сопровождалось последовательностью из трех узких S-образных кооперативных переходов при температурах 16, 22 и 29°C. С помощью атомно-силовой микроскопии в этой области температур показано сохранение глобулярной формы молекул BM3 в виде компактных объектов (высота h < 7 нм, латеральные размеры d < 50 нм) при изменении степени олигомеризации белка: первые два перехода сопровождались уменьшением степени олигомеризации, а третий - увеличением.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ ЭКССУДАТОВ НА СНИМКАХ СЕТЧАТКИ НА ОСНОВЕ ПОРОГОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ СКОЛЬЗЯЩЕГО СРЕДНЕГО

ВИСАЕНГ К., ПОТТИРУК Е., ХИРАНСАКОЛВОНГ Н. — 2015 г.

C тех пор, как процедура диагностики экссудатов привлекла внимание специалистов-офтальмологов и стала требовать регулярного наблюдения за болезнью, объем работы специалистов-офтальмологов превысил текущие возможности скрининга. Технология визуализации сетчатки в текущей практике скрининга дает потенциальную возможность для решения этой проблемы. В данной работе предложен способ быстрого и надежного автоматического обнаружения экссудата на размытых изображениях с помощью построения модельных гистограмм методом скользящего среднего и последующего определения лучшей гистограммы. После сегментации кандидатов в экссудаты истинные экссудаты были выделены с использованием краевого детектора Собеля и алгоритма пороговой бинаризации по методу Оцу, что привело к точной локализации экссудата на цифровых снимках сетчатки. Чтобы сравнить производительность методов обнаружения экссудата, мы собрали большую базу цифровых снимков сетчатки. Метод был отработан на выборке из 200 изображений сетчатки и затем протестирован на полностью независимом наборе в 1220 изображений. Результаты показывают, что метод обнаружения экссудатов показывает в целом лучшую чувствительность, специфичность и точность - 90,42, 94,60 и 93,69% соответственно.

АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ИНТЕНСИВНОСТИ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ СВЕТЯЩИХСЯ БАКТЕРИЙ PHOTOBACTERIUM PHOSPHOREUM

ГРЕЦКИЙ И.А., ГРОМОЗОВА Е.Н., ДРОЗДОВ А.В. — 2015 г.

Представлены результаты анализа динамики биолюминесценции светящихся бактерий Рhоtоbасtеriиm рhоsрhоrеиm ИМВ В-7071 при оптимальных условиях их роста. Обнаружен квазигармонический характер динамики биолюминесценции бактерий. Наблюдаемые периоды этих изменений имеют схожие значения с установленными нами ранее периодами изменений физико-химических свойств воды. Обсуждаются вопросы связи между биоритмикой и квазигармоническим характером изменения физико-химических свойств воды.

АНАЛИЗ КИНЕТИКИ ИНДУКЦИИ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ХЛОРОФИЛЛА С ПОМОЩЬЮ СПЕКТРАЛЬНОЙ МУЛЬТИЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОЙ АППРОКСИМАЦИИ

ПЛЮСНИНА Т.Ю., РИЗНИЧЕНКО Г.Ю., РУБИН А.Б., ХРУЩЕВ С.С. — 2015 г.

Предложен метод анализа экспериментальных данных по кинетике индукции флуоресценции хлорофилла, основанный на получении спектральных характеристик сигнала кинетики индукции флуоресценции с помощью мультиэкспоненциального ряда и дальнейшем анализе частичных сумм полученного ряда. Метод позволяет выделить новые фазы в кинетике сигнала и вместо полуэмпирической оценки стадий, используемой в большинстве исследований, ввести более строгие и универсальные критерии оценки фаз индукционных кривых. Применение предлагаемого метода для анализа индукционных кривых, полученных на клетках водоросли Chlamidomonas reinhardtii при серном голодании, показывает его эффективность для обнаружения возникающих неявных фаз индукционной кривой, соответствующих ранним стадиям развития стресса.

АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА ТРЕХВОЛНОВОГО ЭПИДЕМИЧЕСКОГО ЦИКЛА ВИРУСА ГРИППА А

ЖИТКОВА Е.М., КОЛЕСИН И.Д. — 2015 г.

Проведено моделирование трехволнового эпидемического цикла, вызванного новым серовариантом возбудителя. Исследован механизм ступенчатого спада прослойки восприимчивых к инфицированию лиц. В модель введена группа бессимптомно инфицированных лиц и показатель антигенной активности возбудителя, регулирующий интенсивности входных потоков в группы инфицированных. Клиническая заболеваемость дополнительно регулируется вирулентностью. Модель идентифицирована по данным наблюдений за трехволновым прохождением гонконского сероварианта (H3N2). На основе результатов моделирования показана ведущая роль бессимптомно инфицированных лиц в обновлении вирулентного потенциала возбудителя и пополнении группы клинически инфицированных.

АНАЛИЗ ПЕРСИСТЕНТНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ КАРДИОДИНАМИКИ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

МЕЗЕНЦЕВА Л.В., ПЕРЦОВ С.С. — 2015 г.

Компьютерное моделирование выявило наличие трех различных режимов кардиодинамики: линейный, режим «хаос 1-й степени» и режим «хаос 2-й степени». Настоящее исследование посвящено изучению персистентности этих режимов методом показателя Херста. Результаты исследования показали, что наиболее высокая величина индекса Херста имеет место для режима «хаос 2-й степени» (H = 0,671 ± 0,028). Величина индекса Херста для режима «хаос 1-й степени» ниже по сравнению с режимом «хаос 2-й степени» (H = 0,473 ± 0,015). Повышенная персистентность процессов кардиоритмогенеза в режиме «хаос 2-й степени» означает их нестационарность, прогностическую неустойчивость и риск возникновения сер дечных патологий.

АНАЛИЗ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОСЕВОВ ПШЕНИЦЫ И КУКУРУЗЫ ПО НАЗЕМНЫМ ДИСТАНЦИОННЫМ ИЗМЕР ЕНИЯМ

БОТВИЧ И.Ю., ПИСЬМАН Т.И., СИДЬКО А.Ф., ШЕВЫРНОГОВ А.П. — 2015 г.

Представлен анализ исследований поляризационной компоненты фактора отражения Rq и степени поляризации P посевов кукурузы и пшеницы в зависимости от длины волны. Регистрацию поляризационных характеристик проводили в полевых условиях оптическим дистанционным методом с автовышки (высота от 10 до 18 м) в июне-июле. Измерения выполняли с помощью двулучевого спектрофотометра с применением поляризационного светофильтра в спектральном диапазоне от 400 до 820 нм. Угол визирования составлял не более 20° от надира. Исследованы спектры отражения посевов кукурузы и пшеницы, полученные при использовании поляризатора, когда происходит передача максимального и минимального количества света (R max и R тд). На их основе определены и проанализированы поляризационные характеристики исследуемых культур, различающиеся в видимой и инфракрасной областях спектра.

АНОМАЛИИ НА ВРЕМЕННЫХ ЗАВИСИМОСТЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ ВОДЫ ПРИ ЕЕ ОХЛАЖДЕНИИ

БАТУРОВ Л.Н., ГОВОР И.Н. — 2015 г.

С использованием емкостного метода при температурах ниже 25°С с погружением измерительных электродов в исследуемую воду объемом 650 мл, помещенную в цилиндрический негерметичный контейнер, изучены зависимости G(t) электрической проводимости G воды, очищенной на фильтре Millipore, от времени t при ее охлаждении. Обнаружено, что изменения в распределении градиента температуры по высоте в исследуемом объеме воды вызывают аномально большие изменения ее проводимости во всем этом объеме. Показано, что контакт воды с атмосферой не является определяющим фактором наличия обнаруженного явления.

АНТИНИТРОЗАТИВНАЯ СИСТЕМА КАК ФАКТОР РЕЗИСТЕНТНОСТИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ К ЦИТОТОКСИЧЕСКОМУ ДЕЙСТВИЮ МОНООКСИДА АЗОТА

БЛЮХТЕРОВА Н.В., БОРОДУЛИН Р.Р., ВАНИН А.Ф., КОРМАН Д.Б., КУБРИНА Л.Н., МИКОЯН В.Д., ОСТРОВСКАЯ Л.А., РЫКОВА В.А., ФОМИНА М.М. — 2015 г.

Обнаружено торможение роста перевиваемой солидной опухоли у мышей линии BDF1 (карциномы Льюис) при внутрибрюшинном ежедневном введении животным на 1-5-е и 7-11-е сутки после перевивки опухоли водного раствора биядерной формы динитрозильных комплексов железа с глутатионом в дозе 200 мкмолей на 1 кг (в пересчете на одну Fe(NO)2-группу в составе комплексов). При соотношениях динитрозильньк комплексов железа и свободного глутатиона в растворе, равный 1:1 и 1:10, торможение роста опухоли в ходе введения комплексов (11 суток) составляло соответственно 70 и 85%. После прекращения введения динитрозильнык комплексов железа начинался усиленный рост опухоли, более быстрый, чем в контроле. Методом ЭПР обнаружено избирательное накопление динитрозильные комплексов железа в опухоли, а также накопление в ней нитрозильнык комплексов гемопротеинов. Последние обнаруживались в опухоли и у контрольный животные. Предполагается, что задержка развития опухоли в ходе введения мышам биядерной формы динитрозильные комплексов железа обусловлена инактивацией под действием NO, высвобождающегося из этих комплексов, гемсодержащю белков, обеспечивающю антинитрозативную защиту, вырабатываемую в злокачественный опухолях.

АПОПТОЗНЫЙ ХАРАКТЕР ГЕМОЛИЗА ЭРИТРОЦИТОВ, ИНДУЦИРОВАННЫЙ МАЛЫМИ ДОЗАМИ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ

ДЕРЮГИНА А.В., КАЛИНИН В.А., КРЫЛОВ В.Н., ПЛЕСКОВА С.Н. — 2015 г.

Установлено, что воздействие малыми дозами ионизирующей радиации (0,04; 0,08; 0,16; 0,25 и 0,33 мГр) на эритроциты крыс приводит к нелинейному изменению процессов перекисного окисления липидов в мембране эритроцитов, их электрофоретической подвижности, осмотической резистентности. В интервале доз ионизирующего облучения от 0,08 до 0,16 мГр, вероятно, запускается программа апоптоза, определяющая временное замедление процесса гемолиза и стабилизацию эритроцитов, что подтверждается морфологическими изменениями эритроцитов.

АППРОКСИМАЦИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ПО ДИНАМИКЕ PARAMECIA CAUDATUM МОДЕЛЯМИ ФЕРХЮЛЬСТА И ГОМПЕРТЦА: НЕТРАДИЦИОННЫЙ ПОДХОД

НЕДОРЕЗОВ Л.В. — 2015 г.

Для аппроксимации известных экспериментальных временные рядов по изменению численностей Paramecia caudatum, представленных в монографии Г.Ф. Гаузе (G.F. Gause, The Struggle for Existence, 1934), использованы модели Ферхюльста и Гомпертца. Для каждой модели оценены параметры всех временных рядов двумя различными методами: методом наименьших квадратов и нетрадиционным методом, не требующем использования каких-либо функций потерь. Полученные результаты сопоставлены между собой и с результатами, представленными в монографии Г.Ф. Гаузе. Свойства отклонений теоретически (модельный) данные от экспериментальные проверены с помощью множества различные непараметрических статистически тестов. Показано, что оценки методом наименьших квадратов приводят к результатам, которые не всегда соответствуют требованиям, предъявляемым к «хорошим» моделям. Также показано, что в некоторые случаях возможна незначительная модификация оценок методом наименьших квадратов, позволяющая получить удовлетворительные результаты аппроксимации экспериментальные данные.

ВЛИЯНИЕ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА ВОДЫ НА ПРОДУКЦИЮ БИОМАССЫ RHODOCOCCUS ERYTHROPOLIS

БАРЫШЕВ М.Г., ВОЛЧЕНКО Н.Н., ДЖИМАК С.С., КАРАСЕВА Э.В., САМКОВ А.А., САМКОВА С.М., ХУДОКОРМОВ А.А. — 2015 г.

Обнаружено влияние изотопного состава воды на концентрацию клеточной биомассы нефтеокисляющей актинобактерии Rhodococcus erythropolis ВКМ Ас-2017Д при культивировании на жидких питательных средах. Величина эффекта определялась условиями постановки экспериментов, включающими последовательное использование гидрофильного и гидрофобного питательных субстратов - сахарозы и гексадекана. Показано, что при инокуляции клетками Rhodococcus erythropolis ВКМ Ас-2017Д, выращенными на средах с сахарозой и содержанием дейтерия в воде 71 и 98 ppm, аналогичных по минеральному и изотопному составу средам с гексадеканом, наблюдается существенное увеличение продукции клеточной биомассы по сравнению с контрольным образцом, в котором использовали воду с концентрацией дейтерия, равной 150 ppm.

ВЛИЯНИЕ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА И ДИОКСИДА ТИТАНА НА ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ МАРКЕРОВ ВОСПАЛЕНИЯ И АПОПТОЗА

БАРАНОВА Л.А., ВОЛОТОВСКИЙ И.Д., ЖОРНИК Е.В. — 2015 г.

С целью оценки токсического действия наночастиц серебра и двуокиси титана было изучено влияние наночастиц на экспрессию генов биомаркеров воспалительных реакций и апоптоза в лимфоцитах человека. Установлено увеличение экспрессии генов ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-а и р53 по критерию транскрипции в диапазоне концентраций наночастиц серебра и диоксида титана 10-40 мкг/мл. Увеличение экспрессии генов ИЛ-6, ИЛ-8 и ФНО-а свидетельствует об активации иммунной системы, а гена р53 - о стимуляции апоптоза.

ВЛИЯНИЕ НАПРАВЛЕННОЙ МИГРАЦИИ НА ФОРМИРОВАНИЕ П Р О СТР АНСТВЕННЫХ ПОПУЛЯЦИОННЫХ СТР УКТУР

БУДЯНСКИЙ А.В., ЦИБУЛИН В.Г. — 2015 г.

Рассмотрена модель конкуренции популяций с учетом миграции, вызываемой неравномерностью распределения ресурсов и биологических видов. Для анализа сценариев распространения популяций применен аппарат теории косимметрии в сочетании с вычислительным экспериментом. Построены карты миграционных параметров, соответствующих сосуществованию и вытеснению видов.

ВЛИЯНИЕ НИТРАТА СЕРЕБРА НА ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ МОДЕЛЬНЫХ МУЛЬТИБИСЛОЙНЫХ МЕМБРАН

ВАЩЕНКО О.В., ЕРМАК Ю.Л., КРАСНИКОВА А.О., ЛИСЕЦКИЙ Л.Н. — 2015 г.

Для изучения влияния нитрата серебра на фазовое состояние модельных липидных мембран методом дифференциальной сканирующей калориметрии были получены параметры фазовых переходов мультибислойных мембран на основе L-a-дипальмитоилфосфатидилхолина и водных растворов AgNO3 в широком диапазоне концентраций (до 30 масс. %). Показано, что присутствие AgNO3 приводит к повышению температуры основного фазового перехода T m мультибислоев L-a-дипальмитоилфосфатидилхолина и появлению дополнительного пика перехода T m, что свидетельствует о повышении плотности и неоднородности липидного бислоя. Установлено также, что индивидуальное действие нитрат-иона (NO3) имеет противоположную направленность (разрыхляет бислой), таким образом, интегральный эффект от AgNO3 можно отнести непосредственно к действию ионов серебра. По мере повышения концентрации AgNO 3 наблюдается тенденция к перераспределению интенсивностей пиков с температурами T m и T m таким образом, что при концентрации AgNO3 около 26 масс. % пик T m исчезает. В области терапевтических концентраций ионов серебра (2 масс. %) существенных изменений фазового состояния модельных мембран не обнаруживается, что может быть одной из причин отсутствия повреждающего действия препаратов серебра на клетки организма-хозяина при выраженном бактерицидном эффекте.

ВЛИЯНИЕ РАЗБАВЛЕНИЯ НА АГРЕГАЦИЮ НАНОЧАСТИЦ ПОЛИКАРБОКСИЛЬНОГО ПРОИЗВОДНОГО ФУЛЛЕРЕНА СБО

БОБЫЛЁВ А.Г., ГУДКОВ С.В., ПЕНЬКОВ Н.В., ТРОШИН П.А. — 2015 г.

И сследовано влияние разбавления на агрегацию наночастиц поликарбоксильного производного фуллерена Сбо. Показано, что при уменьшении его концентрации в водной фазе относительное количество агрегатов также уменьшается, а количество единичных молекул увеличивается, что потенциально может влиять на биологическую активность соединения в пересчете на одну молекулу. Добавление к производному фуллерена различных органических и неорганических солей приводит к интенсивной дезагрегации. Полученные данные позволяют предложить объяснение нестехиометрического характера нейтрализации активных форм кислорода производными фуллеренов, а также по-новому осмыслить физический смысл работ, посвященных воздействию наночастиц в сверхнизких концентрациях на биологические объекты.

ВЛИЯНИЕ РЕАГЕНТОВ, УВЕЛИЧИВАЮЩИХ ВЯЗКОСТЬ СРЕДЫ, НА СИНТЕЗ АТФ В ТИЛАКОИДАХ ХЛОРОПЛАСТА

КАРТАШОВ И.М., МАЛЬЯН А.Н., ОПАНАСЕНКО В.К. — 2015 г.

Исследовано влияние увеличения вязкости реакционной среды на циклическое фотофосфорилирование в тилакоидах хлоропластов и на Са 2+-зависимый гидролиз АТФ сопрягающим фактором CFi. Показано, что добавление в реакционную среду агентов разной природы (сахарозы, декстрана 40, полиэтиленгликоля 6000), увеличивающих вязкость среды, приводит к уменьшению скорости синтеза АТФ при концентрации АДФ 0,1-0,2 мМ в условиях, когда эти агенты еще не вызывают ни разобщения, ни ингибирования переноса электронов в отсутствие АДФ. Декстран и полиэтиленгликоль ингибировали синтез АТФ на 50% при концентрациях гораздо меньших (6-10%), чем сахароза (30-40%), тогда как 50%-е ингибирование Са 2+ -зависимого гидролиза АТФ CFl-ATФазой наблюдалось при более высоких концентрациях декстрана и полиэтиленгликоля (9-13%), но при более низких концентрациях сахарозы (около 20%). Установлено, что эффективная константа Михаэлиса (Км) для АДФ с возрастанием вязкости среды увеличивается в два-три раза, при этом максимальная скорость циклического фотофосфорилирования остается постоянной. Сделан вывод о том, что зависимость Км от вязкости среды может служить критерием функционирования процесса фотофосфорилирования в диффузионно-контролируемом режиме. Обсуждаются возможные механизмы диффузии АДФ и АтФ.

ВЛИЯНИЕ СЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В РАЗНЫЕ ФАЗЫ РЕГЕНЕРАЦИИ ПЛАНАРИЙ

АСЛАНИДИ К.Б., МЯКИШЕВА С.Н., ПЕТРОВА О.Н., ПОПОВА С.С., ТИРАС Х.П. — 2015 г.

Проведен анализ эффектов слабых комбинированных магнитных полей, настроенных на циклотронную частоту иона Са 2+, в разные фазы регенерации планарий. Показано, что регенерация планарий, регистрируемая через 72 ч после декапитации, сложным образом зависит как от продолжительности экспозиции, так и от времени между декапитацией и началом получасовой экспозиции. Обнаруженная зависимость может быть объяснена множественностью ферментативных мишеней, активирующихся в разные фазы процесса регенерации.

rss