ПРИМЕНЕНИЕ ФОСФОЛИПИДОВ С ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫМИ ЖИРНЫМИ КИСЛОТАМИ В ХВОСТОВЫХ ГРУППАХ ПОЗВОЛЯЕТ ПРЕДОТВРАТИТЬ СНИЖЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ СПЕРМАТОЗОИДОВ ПЛОДОВОЙ МУШКИ Drosophila melanogaster В РАННИЙ ПЕРИОД РЕАДАПТАЦИИ ПОСЛЕ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Целью работы была попытка предотвратить возникающее в ранний период реадаптации после космического полета снижение подвижности сперматозоидов плодовой мушки Drosophila melanogaster путем добавления в питательную среду фосфолипидов с полиненасыщенными жирными кислотами в хвостовых группах (эссенциальные фосфолипиды). Исследование проводили в рамках космических полетов на борту российского сегмента МКС в период 15 сентября 2023 — 27 сентября 2023 (экспедиция МКС-69) и 23 марта 2024 — 06 апреля 2024 (экспедиция МКС-70). Определяли содержание цитоскелетных белков в семенниках методом вестерн-блоттинга и подвижность сперматозоидов путем записи видео и последующего анализа. Результаты показали, что модификация питательной среды путем добавления эссенциальных фосфолипидов приводит к снижению содержания холестерина и увеличению содержания актина. Это предотвращает снижение содержания тубулина и уменьшение скорости движения сперматозоидов плодовой мушки в ранний период реадаптации (вплоть до 16 ч) после космического полета. Полученные данные, с одной стороны, демонстрируют возможный механизм запуска механотрансдукции, а с другой — позволяют предложить эссенциальные фосфолипиды как одно из средств защиты от негативных изменений, связанных с изменением поля силы тяжести, действующего на клетку.

Об авторах

И. В Огнева

Государственный научный центр РФ Институт медико-биологических проблем РАН

Email: iogneva@yandex.ru
Москва, Россия

К. К Гогичаева

Государственный научный центр РФ Институт медико-биологических проблем РАН

Москва, Россия

Ю. С Жданкина

Государственный научный центр РФ Институт медико-биологических проблем РАН

Москва, Россия

О. В Котов

Государственный научный центр РФ Институт медико-биологических проблем РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Ogneva I. V. Single cell in a gravity field. Life (Basel), 12 (10), 1601 (2022). doi: 10.3390/life12101601
  2. Schatten H., Lewis M. L., and Chakrabarti A. Spaceflight and clinorotation cause cytoskeleton and mitochondria changes and increases in apoptosis in cultured cells. Acta Astronaut., 49 (3-10), 399-418 (2001). doi: 10.1016/s0094-5765(01)00116-3
  3. Uva B. M., Masini M. A., Sturla M., Prato P., Passalacqua M., Giuliani M., Tagliafierro G., and Strollo F. Clinorotation-induced weightlessness influences the cytoskeleton of glial cells in culture. Brain Res., 934 (2), 132139 (2002). doi: 10.1016/s0006-8993(02)02415-0
  4. Gaboyard S., Blanchard M. P., Travo C., Viso M., Sans A., and Lehouelleur J. Weightlessness affects cytoskeleton of rat utricular hair cells during maturation in vitro. Neuroreport, 13 (16), 2139-2142 (2002). doi: 10.1097/00001756-200211150-00030
  5. Kacena M. A., Todd P. and Landis W. J. Osteoblasts subjected to spaceflight and simulated space shuttle launch conditions. In Vitro Cell Dev. Biol. Anim., 39 (10), 454-459 (2003). doi: 10.1290/1543-706X(2003)039<0454:OSTSAS>2.0. CO;2
  6. Crawford-Young S. J. Effects of microgravity on cell cytoskeleton and embryogenesis. Int. J. Dev. Biol., 50 (2-3), 183-191 (2006). doi: 10.1387/ijdb.052077sc
  7. Corydon T. J., Kopp S., Wehland M., Braun M., Schutte A., Mayer T., Halsing T., Oltmann H., Schmitz B., Hemmersbach R., and Grimm D. Alterations of the cytoskeleton in human cells in space proved by lifecell imaging. Sci. Rep., 6, 20043 (2016). doi: 10.1038/srep20043
  8. Thiel C. S., de Zolicourt D., Tauber S., Adrian A., Franz M., Simmet D. M., Schoppmann K., Hauschild S., Krammer S., Christen M., Bradacs G., Paulsen K., Wolf S. A., Braun M., Hatton J., Kurtcuoglu V., Franke S., Tanner S., Cristoforetti S., Sick B., Hock B., and Ullrich O. Rapid adaptation to microgravity in mammalian macrophage cells. Sci. Rep., 7 (1), 43 (2017). doi: 10.1038/s41598-017-00119-6
  9. Thiel C. S., Tauber S., Seebacher C., Schropp M., Uhl R., Lauber B., Polzer J., Neelam S., Zhang Y., and Ullrich O. Real-time 3D high-resolution microscopy of human cells on the international space station. Int. J. Mol. Sci., 20 (8), 2033 (2019). doi: 10.3390/ijms20082033
  10. Thiel C. S., Tauber S., Lauber B., Polzer J., Seebacher C., Uhl R., Neelam S., Zhang Y., Levine H., and Ullrich O. Rapid morphological and cytoskeletal response to microgravity in human primary macrophages. Int. J. Mol. Sci., 20 (10), 2402 (2019). doi: 10.3390/ijms20102402
  11. Serova L. V. and Denisova L. A. The effect of weightlessness on the reproductive function of mammals. Physiologist, 25 (6), S9-S12 (1982).
  12. Serova L. V., Denisova L. A., and Baikova O. V. The effect of microgravity on the reproductive function of male-rats. Physiologist, 32 (1 Suppl.), S29-S30 (1989).
  13. Tash J. S., Johnson D. C., and Enders G. C. Long-term (6-wk) hindlimb suspension inhibits spermatogenesis in adult male rats. J. Appl. Physiol., (92 (3), 1191-1198 (2002). doi: 10.1152/japplphysiol.00931.2001
  14. Usik M. A. and Ogneva I. V. Cytoskeleton structure in mouse sperm and testes after 30 days of hindlimb unloading and 12 hours of recovery. Cell. Physiol. Biochem., 51 (1), 375-392 (2018). doi: 10.1159/000495235
  15. Ogneva I. V., Usik M. A., Loktev S. S., Zhdankina Yu. S., Biryukov N. S., Orlov O. I., and Sychev V. N. Testes and duct deferens of mice during space flight: cytoskeleton structure, sperm-specific proteins and epigenetic events. Sci. Rep., 9, 9730 (2019). doi: 10.1038/s41598-019-46324-3
  16. Ogneva I. V. Mouse and fly sperm motility changes differently under modelling microgravity. Curr. Issues Mol. Biol., 43 (1), 590-604 (2021). doi: 10.3390/cimb43020043
  17. Parfyonov G. P., Platonova R. N., Tairbekov M. G., Zhvalikovskaya V. P., Mozgovaya I. E., Rostopshina A. V., and Rozov A. N. Biological experiments carried out aboard the biological satellite Cosmos-936. Life Sci. Space Res., 17, 297-299 (1979). doi: 10.1016/B978-0-08-023416-8.50044-1
  18. Marco R., Bengura A., Sanchez J., and de Juan E. Effects of the space environment on Drosophila melanogaster development. Implications of the IML-2 experiment. J. Biotechnol., 47 (2-3), 179-189 (1996). doi: 10.1016/0168-1656(96)01408-3
  19. Ogneva I. V., Belyakin S. N., and Sarantseva S. V. The development of Drosophila melanogaster under different duration space flight and subsequent adaptation to earth gravity. PLoS One, 11 (11), e0166885 (2016). doi: 10.1371/journal.pone.0166885
  20. Ogneva I. V., Zhdankina Y. S., and Kotov O. V. Sperm of fruit fly Drosophila melanogaster under space flight. Int J Mol Sci, 23 (14), 7498 (2022). doi: 10.3390/ijms23147498
  21. Ogneva I. V. The Mechanoreception in Drosophila melanogaster oocyte under modeling micro- and hypergravity. Cells, 12 (14), 1819 (2023). doi: 10.3390/cells12141819
  22. Morachevskaya E., Sudarikova A., and Negulyaev Y. Mechanosensitive channel activity and F-actin organization in cholesterol-depleted human leukaemia cells. Cell Biol. Int., 31 (4), 374-381 (2007). doi: 10.1016/j.cellbi.2007.01.024
  23. Chubinskiy-Nadezhdin V. I., Negulyaev Y. A., and Morachevskaya E. A. Cholesterol depletion-induced inhibition of stretch-activated channels is mediated via actin rearrangement. Biochem. Biophys. Res. Commun., 412 (1), 80-85 (2011). doi: 10.1016/j.bbrc.2011.07.046
  24. Jayaraman T., Kannappan S., Ravichandran M. K., and Anuradha C. V. Impact of Essentiale L on ethanol-in-duced changes in rat brain and erythrocytes. Singapore Med. J., 49 (4), 320-327 (2008).
  25. Harder T. and Simons K. Clusters of glycolipid and glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins in lymphoid cells: accumulation of actin regulated by local tyrosine phosphorylation. Eur. J. Immunol., 29 (2), 556-562 (1999). doi: 10.1002/(SICI)1521-4141(199902)29:02<556::AID-IMMU556>3.0.CO;2-2
  26. Brown D. A. and London E. Structure and function of sphingolipid- and cholesterol-rich membrane rafts. J. Biol. Chem., 275 (23), 17221-17224 (2000). doi: 10.1074/jbc.R000005200
  27. Brown DA. Lipid rafts, detergent-resistant membranes, and raft targeting signals. Physiology (Bethesda), 21, 430439 (2006). doi: 10.1152/physiol.00032.2006

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024