Відділ клітинної біології та анатомії

Наукова діяльність

Один з найстаріших відділів Інституту, заснований у 1922 р. під керівництвом чл.-кор. НАН України Я.С. Модилевського. У відділі працюють 3 доктори біологічних наук, 9 кандидатів біологічних наук, 5 молодших наукових співробітників, 6 провідних інженерів і 5 аспірантів.

Основні напрямки роботи: з’ясування клітинних та молекулярних механізмів фенотипічної пластичності, як процесу адаптації рослин до змін екологічних чинників у природних умовах та експерименті, та ролі систем епігенетичної регуляції генної експресії у розвитку та пластичності рослин; дослідження гравічутливості рослинних клітин в космічних та наземних модельних експериментах; вивчення гравітропічної реакції кореня в  слабкому комбінованому магнітному полі. Використовуються методи світлової, флуоресцентної та електронної мікроскопії, імуноцитохіміі, диференціального центрифугування, а також ряд біохімічних та молекулярно-біологічних методів.

Об’єкти досліджень: гідрофіти природної флори України та модельні рослини: Arabidopsis thaliana, Pisum sativum, Lepidium sativum, Zea mays in vivo та in vitrо.

Основні досягнення за останні 10 років: встановлено високий рівень фенотипічної пластичності у рослин на рівні транскрипції (експресія генів аквапоринів та генів, чутливих до засухи) та трансляції (білки теплового шоку) при змінах водного режиму в природі та експерименті. Розроблено теоретичні положення про роль епігенетичних систем регуляції генної експресії у фенотипічній пластичності та значення їх досліджень для пізнання глибинних механізмів адаптації рослин до змін екологічних чинників. Доведено, що рівень Hsp70 в органах рослин може бути інтегральним показником адаптаційного потенціалу рослин і доцільність використання цього показника в якості біомаркера несприятливого впливу екологічних факторів у моніторингу природного середовища. Показано подвійну роль активних форм кисню (АФК) в онтогенезі рослин: сигнальну та деструктивну. Сигнальну роль АФК виконують на певному фізіологічному рівні. Підвищення рівня АФК, природного або індукованого екзогенними та ендогенними чинниками, веде до окиснювальної деструкції та прискорення старіння. При дії осмотичного та оксидативного стресу сигнальна функція АФК полягає в індукції підвищення активності пероксиредоксину, тіоредоксину, аскорбат пероксидази та каталази, а також Н2О2–залежної активації  експресії гена мітохондріального пероксиредоксину At-PrxII F, що призводить до активації антиоксидантної системи клітин і, отже,  загальної стійкості рослин до розвитку окиснювальної деструкції. Встановлено істотну роль змін швидкості окиснення субстратів мітохондріями для забезпечення рослинних клітин енергією на належному рівні в умовах модельованої мікрогравітації. Виявлено структурну взаємодію тубулінових мікротрубочок та актинових мікрофіламентів у клітинах дистальної зони розтягання коренів трансгенних рослин Arabidopsis thaliana – GFP-MAP4 та A. thaliana – GFP-ABD2, що регулює ростові процеси у корені. Відкриття зміни позитивної гравітропічної реакції кореня на негативну в слабкому комбінованому магнітному полі з частотою, резонансною циклотронній частоті іонів кальцію.

Основні публікації за останні 10 років

  1. Кордюм Е.Л., Сытник К.М., Бараненко В.В., Белявская Н.А., Климчук Д.А., Недуха Е.М. Клеточные механизмы адаптации растений к неблагоприятным воздействиям экологических факторов в естественных условиях. – К.: Наук. думка, 2003. – 290 с.
  2. Кордюм Є.Л., Чепмен Д.К. Рослини в космосі (Kordyum E.L., Chapmen D.K. Plants in Space). – К.: Академперіодика, 2007. – 260 с.
  3. Недуха О.М. Гетерофілія у рослин. – К.: Альтерпрес, 2011. – 216 с.
  4. Овруцкая И.И. Клеточные механизмы вариабельности микроструктуры листьев гелофитов. Адаптация к природным изменениям водного режима. Saarbrücken: LAP LAMBERT Academic Publishing. – 2013. – 144 с.
  5. Kordyum E., Shevchenko G., Yemets A., Nyporko A., Blume Ya. Application of GFP-technique for cytoskeleton visualization on board International Space Stftion // Acta Astronautica. – 2005. – 56. – P. 613–621.
  6. Талалаєв О.С. Низькомолекулярні білки теплового шоку рослин // Биополимеры и клетка. – 2005. – 21, 5. – C. 1–8.
  7. Sobol M.A., Gonzalez-Camacho F., Rodriguez-Vilarino V., Kordyum E.L., Medina F.J. Subnucleolar location of fibrillarin and NopA64 in Lepidium sativum root meristematic cells is changed in altered gravity // Protoplasma. – 2006. – 228, 4. – P. 209–219.
  8. Кордюм Е.Л. Двойное оплодотворение у цветковых растений: 1898-2008 // Цитология и генетика. – 2008. – 42, 3. – С. 12–26.
  9. Blyuma D.A. Accumulation of aquaporin mRNA in Sium latifolium L. under different water supply // Adv. Agriculturul Sci. Problem. – 2008. – 524. – P. 137–141.
  10. Kordyum E.L., Shevchenko G.V., Kalinina Ia.M., Demkiv O.T., Khorhavtsiv Ya.D. The role of the cytoskeleton in plant cell gravisensitivity // In: The Plant cytoskeleton: A key tool for agro-biotechnology, eds. Ya. Blume et al. – Springer: NATO Science for Peace and Security Series – C: Environmental Security. – 2008. – P. 173–196.
  11. Попова А.Ф., Масгрейв М., Куанг А. Развитие зародышей  растений Brassica rapa L.  в условиях микрогравитации // Цитология и генетика. – 2009. – 43, 3. – С. 21–26.
  12. Шевченко Г.В. Взаимодействие микротрубочек и микрофиламентов в дистальной зоне растяжения корней Arabidopsis thaliana L. // Цитология и генетика. – 2009. – 43, 4. – C. 223–229.
  13. Kalinina I., Shevchenko G., Kordyum E. Tubulin cytosskeleton in Arabidopsis thaliana root cells under clinorotation // Microgravity Sci. Techn. – 2009. – 21. – P. 187–190.
  14. Baranenko V., Kordyum E. Water impact on aerial-aquatic and terrestrial plant development // Adv. Agricult. Sci. Problem Issues. – 2010. – 545. – P. 117–121.
  15. Козеко Л.Е. Белок теплового шока 90 кДа: разнообразие, структура и функции // Цитология. – 2010. – 52, 11. – С. 3–20.
  16. Жадько С.И. Стрессорное АФК-зависимое увеличение активности пероксиредоксина, тиоредоксина и тиоредоксин редуктазы в клетках культуры ткани Arabidopsis thaliana при действии полиэтилен гликоля и пероксида водорода // Доповіді НАН України. – 2010. – 1. – C. 159–163.
  17. Романчук С.М. Ультраструктура статоцитів та клітин дистальної зони розтягу в Arabidopsisthaliana за умов кліностатування // Цитология и генетика. – 2010. – 44, 6. – С. 3–8.
  18. Кордюм Є.Л. Оцінка таксономічного та філогенетичного значення мікроморфологічних ознак на прикладі даних порівняльно-ембріологічного методу // Укр. ботан. журнал. – 2010. – 67, 6. – С. 3–15.
  19. Бобровницький Ю.А. Експресія деяких генів, що індукуються водним стресом, у проростків Arabidopsis thaliana L., вирощуваних за умов помірного водного дефіциту // Biopolymers and Cell. – 2011. – 27, 1. – P. 59–65.
  20. Brykov V. Clinorotation affects the ultrastructure of pea root mitochondria // Micrograv. Sci. Techol. – 2011. – 23. – P. 215–219.
  21. Кордюм Є.Л., Дідух Я.П., Козеко Л.Є., Артеменко О.А., Заславський В.А., Дідух Г.Я. Розробка та підготовка до впровадження методу оцінки стану рослин у несприятливих умовах зовнішнього середовища // Наука та інновації. – 2011. – 7, 5. – С. 73–79.
  22. Кордюм Є.Л. Фенотипічна пластичність та епігенетика // Укр. ботан. журнал. – 2012. – 69, 2. – С. 163–177.
  23. Рибченко Ж.І., Палладіна Т.О. Дія адаптогенних препаратів на активність вакуолярних протонних насосів у клітинах коренів кукурудзи в умовах сольового стресу // Укр. біохім. журнал. – 2012. – 84, 3. – С. 88–94.
  24. Kordyum E., Klimenko E. Chloroplast ultrastructure and chlorophyll performance in the leaves of heterophyllous Nuphar lutea (L.) Smith. plants // Aquat. bot. – 110. – 2013. – P. 84–91.
  25. Kordyum E.L. Plant cell gravisensitivity and adaptation to microgravity// J. Plant Biology. – 2014. – 16, Suppl. 1, P. 79–90.

 

На головну