Структура механорецепции и способность к адгезии у молоди мидии mytilus galloprovincialis (lamarck, 1819) при воздействии ультразвука

от

А.В. Кузнецов1,2, А.Н. Петров1, А.В. Пиркова1, Е.В. Сергеева2

1ФИЦ «Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского»

  РФ, г. Севастополь, пр. Нахимова, 2

  E—mail: kuznet61@gmail.com  ; alexpet-14@mail.ru

2Севастопольский государственный университет, РФ, г. Севастополь, ул. Университетская, 33

УДК 594.124:[57.043:534.321.9]                             

DOI: 10.33075/2220-5861-2023-4-41-51

EDN: https://elibrary.ru/qsppro

Реферат:

Проведены эксперименты по действию ультразвука (УЗ) на адгезивную способность у молоди мидии Mytilus galloprovincialis Lam. Установлено, что при воздействии УЗ с частотой 42 кГц и мощностью 50 Вт, у мидий под действием акустической кавитации проявляется поведенческий эффект, выразившийся в образовании друз и прочном прикреплении моллюсков к субстрату. Напротив, в диапазоне частот от 1 до 30 кГц звук вызывал выраженное ослабление адгезии и покидание моллюсками стенок сосудов, при этом доля открепившихся моллюсков возрастает в зависимости от продолжительности экспериментов.

Методами биоинформатики у мидии обнаружено пять TRP-каналов (VDH91361.1, VDI64650.1, VDI64648.1, VDI64649.1 и VDI13976.1) с длиной полипептидной цепи отдельной субъединицы от 1157 до 1349 аа, а также один Piezo-канал VDI27946.1 с длиной цепи 2377 аа. Построены пространственные модели протеинов VDI13976.1 и VDI27946.1, рассмотрена возможная роль TRP- и Piezo-каналов как механорецепторов в регуляции адгезии у мидий к субстрату.

Полученные результаты могут быть использованы как для оптимизации режимов ультразвуковой обработки поверхностей в системах гидротехнического оборудования с целью предотвращения их нежелательной колонизации организмами перифитона, так и для более детального изучения структуры механорецепторов и роли TRP- и Piezo-каналов в регуляции адгезии у молоди мидий.

Ключевые слова: Mytilus galloprovincialis, ультразвук, адгезия, механорецепторы, TRP-каналы, Piezo-каналы.

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Холодов В.И., Пиркова А.В., Ладыгина Л.В. Выращивание мидий и устриц в Чёрном море. 2-е издание, дополненное. Воронеж: ООО «Издат-Принт». 2017. 508 с.
  2. Звягинцев А.Ю., Полтаруха О.П., Масленников С.И. Обрастание морских систем технического водоснабжения и анализ методов защиты от обрастания в водоводах (аналитический обзор) // Вода: химия и экология. 2015. № 1. С. 37–60.
  3. Долгопольская М.А. Аксельбанд А.М. Действие ультразвуковых колебаний на организмы морских обрастаний и процесс обрастания // Тр. Севаст. Биостанции. 1964. Т. 17. С. 309–324.
  4. Протасов А.А., Семенченко В.П., Силаева А.А., Тимченко В.М., Бузевич И.Ю., Гулейкова Л.В., Дьяченко Т.Н., Морозова А.А., Юришинец В.И., Ярмошенко Л.П., Примак А.Б., Морозовская И.А., Масько А.Н., Голод А.В. Техно-экосистема АЭС. Гидробиология, абиотические факторы, экологические оценки / ред. А.А. Протасов. Киев: Институт гидробиологии НАН Украины. 2011. 234 с.
  5. Мороз Н.А., Неврова Е.Л., Замыслова Т.Н., Касьянов А.Б., Петров А.Н., Ревков Н.К. Методы борьбы с биообрастаниями на атомной электростанции // Проблемы создания защитных покрытий нового поколения от коррозии, биообрастания и обледенения для морских, береговых и сухопутных объектов / ред. М.И. Орлова, В.А. Родионов. Санкт-Петербург: Изд-во СПбГЭУ. 2021. Гл. 6. С. 94–103. https: //elibrary.ru/ item.asp?id=47360095
  6. Sudsuki H. Basic studies on the antifouling by ultrasonic waves for ship’s bottom fouling organisms // Journal of Tokyo University of Fishery. 1970. Vol. 5–6. No. 1–2. P. 31–48.
  7. Полтаруха О.П. Разработка методов борьбы с обрастанием морского водовода для АЭС «Куданкулам» // Экологические проблемы биодеградации промышленных, строительных материалов и отходов производства: Труды III Всероссийской науч.-техн. конф., Пенза: Приволжский дом знаний. 2000. С. 27–29.
  8. Sayers E.W., Beck J, Bolton E.E., Bourexis D., Brister J.R., Canese K., Comeau D.C., Funk K., Kim S., Klimke W., Marchler—Bauer A., Landrum M., Lathrop S., Lu Z., … Sherry S.T. Database resources of the National Center for Biotechnology Information // Nucleic Acids Research. 2021. Vol. 8. No. 49 (D1). D10–D17. doi: 10.1093/nar/gkaa892
  9. Jin P., Bulkley D., Guo Y., Zhang W., Guo Z., Huynh W., Wu S., Meltzer S., Cheng T., Jan L.Y, Jan Y.N, Cheng Y. Electron cryo-microscopy structure of the mechanotransduction channel NOMPC // Nature. 2017. Vol. 6. No. 547 (7661). P. 118–122. doi: 10.1038/nature25681
  10. Guo Y.R., MacKinnon R. Structure-based membrane dome mechanism for Piezo mechanosensitivity // Elife. 2017. Vol. 12. No. 6. e33660. doi: 10.7554/eLife.33660
  11. Rigden D.J., Fernández X.M. The 2021 Nucleic Acids Research database issue and the online molecular biology database collection // Nucleic Acids Research. 2021. Vol. 8. No. 49 (D1): D1–D9.doi: 10.1093/nar/gkaa1216
  12. Papadopoulos J.S., Agarwala R. COBALT: constraint-based alignment tool for multiple protein sequences // Bioinformatics. 2007. Vol. 1. No. 23 (9). P. 1073–1079. doi: 10.1093/ bioinformatics/btm076
  13. Kelley L.A., Mezulis S., Yates C.M., Wass M.N., Sternberg M.J. The Phyre2 web portal for protein modeling, prediction and analysis // Nat. Protoc. 2015. Vol. 10. No. 6. P. 845–858. doi: 10.1038/ nprot.2015.053
  14. Vazzana M., Celi M., Maricchiolo G., Genovese L., Corrias V., Quinci E.M., de Vincenzi G., Maccarrone V., Cammilleri G., Mazzola S., Buscaino G., Filiciotto F. Are mussels able to distinguish underwater sounds? Assessment of the reactions of Mytilus galloprovincialis after exposure to lab-generated acoustic signals // Comp. Biochem. Physiol. and Mol. Integr. Physiol. 2016. Vol. 201. P. 61–70. doi: 10.1016/j.cbpa.2016.06.029
  15. Неврова Е.Л., Петров А.Н., Мороз Н.А., Касьянов А.Б. Экспериментальное изучение воздействия ультразвука на микроперифитон искусственных субстратов с целью защиты от биопомех систем технического водоснабжения АЭС // Экологическая безопасность прибрежных и шельфовых зон моря. 2023. № 3. С. 98–113. EDN: JCUYKV.
  16. Velankar S., Burley S.K., Kurisu G., Hoch J.C., Markley J.L. The Protein Data Bank Archive // Methods Mol. Biol. 2021. Vol. 2305. P. 3–21. doi: 10.1007/978-1-0716-1406-8_1
  17. Wang L., Zhou H., Zhang M., Liu W., Deng T., Zhao Q., Li Y., Lei J., Li X., Xiao B. Structure and mechanogating of the mammalian tactile channel PIEZO2 // Nature. 2019. Vol. 573. No 7773. P. 225–229. doi: 10.1038/s41586-019-1505-8
  18. Кузнецов А.В., Гришин И.Ю., Втюрина Д.Н. Пространственные модели пьезобелков и сетей белок-белковых взаимодействий у трихоплакса (Пластинчатые) // Молекулярная биология. 2023. Т. 57. № 5. С. 895–897. doi: 10.31857/S0026898423050075
  19. Кузнецов А.В, Втюрина Д.Н. Пространственная реконструкция TRPC-механорецепторов гребневика Mnemiopsis leidyi Agassiz, 1865 // Молекулярная биология. 2023. Т. 57. № 4. C. 726–735. doi: 10.31857/ S0026898423040122

Loading