- В настоящей работе впервые биохимически охарактеризована метакаспаза растений mcII-Pa. В результате проведенных работ показано, что в отличие от каспаз животных, представляющих из себя аспартат-специфичные цистеиновые протеиназы, mcII-Pa является аргинин/лизин-специфичной цистеиновой протеиназой. Также впервые показано, что протеолитическая активность mcII-Pa является необходимой у растений для развития ПКС при морфогенезе и ответе на стресс. Несмотря на особенную субстратную специфичность, функция mcII-Pa является аналогичной функциям каспаз: на начальных этапах ПКС mcII-Pa локализуется в цитоплазме, а при развитии ПКС она транслоцируется в ядро и инициирует его деградацию. В настоящей работе также впервые показано, что эволюционно-консервативный многофункциональный белок TSN является неизменным компонентом деградома как у растений, так и у животных. Выявлено, что у растений протеолитическое расщепление TSN в ходе развития ПКС осуществляется метакаспазой, в то время как у животных протеолитическое расщепление TSN в процессе развития апоптоза осуществляется каспазой-3, причем это протеолитическое расщепление TSN негативно влияет на его функциональную активность. Кроме того, в работе показано, что эволюционно-консервативный многофункциональный белок TSN является необходимым фактором выживаемости как у растительных, так и у животных клеток.
- При выполнении настоящей работы была создана модельная система для изучения транспорта вирусов растений, содержащих тройной блок генов (ТБГ). Показано, что продукт экспрессии ТБГ, мембранный белок ТБГ3 вируса курчавости верхушек картофеля (ВКВК; Potato mop-top virus; PMTV), индуцирует образование из мембран ЭПР телец-включений на клеточной периферии, образование которых необходимо для осуществления внутриклеточного и межклеточного транспорта РНК-связывающего белка ТБГ1. В тоже время, в настоящей работе продемонстрировано, что именно белок ТБГ3 индуцирует стресс ЭПР, следствием которого является ОНБ. Такой ответ, имеющий целью компенсировать функциональные повреждения ЭПР, вызывает клеточную смерть при условии длительного воздействия факторов, приводящих к стрессу ЭПР. При выполнении данной работы выяснилось, что аналогичным потенциалом индуцировать стресс ЭПР обладает еще один мембранный, богатый цистеином белок, экспрессируемый ВКВК. Проведенные в настоящей работе исследования особенностей экспрессии мембранных белков ВКВК выявили молекулярные механизмы, с помощью которых вирусы снижают уровень экспрессии белков, способных индуцировать развитие ПКС.
- При исследовании интегральных мембранных белков был разработан новый оригинальный метод определения топологии таких белков в живых клетках.
1.Kalinina, N.O., Rakitina, D.A., Yelina, N.E., Zamyatnin, A.A. Jr., Stroganova, T.A., Klinov, D.V., Prokhorov, V.V., Ustinova, S.V., Chernov, B.K., Schiemann, J., Solovyev, A.G., Morozov, S.Yu. RNA-binding properties of the 63 kDa protein encoded by the triple gene block of poa semilatent hordeivirus. // Journal of General Virology. – 2001. – Т. 82. – №. 10. – С. 2569-2578.
2.Zamyatnin, A.A. Jr., Solovyev, A.G., Sablina, A.A., Agranovsky, A.A., Katul, L., Vetten, H.J., Schiemann, J., Hinkkanen, A.E., Lehto, K., Morozov, S.Yu. Dual-colour imaging of membrane protein targeting directed by Poa semilatent virus movement protein TGBp3 in plant and mammalian cells. // Journal of General Virology. – 2002. – Т. 83. – №. 3. – С. 651-662.
3.Gorshkova, E.N., Erokhina, T.N., Stroganova, T.A., Yelina, N.E., Zamyatnin, A.A. Jr., Kalinina, N.O., Schiemann, J., Solovyev, A.G., Morozov, S.Yu. Immunodetection and fluorescent microscopy of transgenically expressed hordeivirus TGBp3 movement protein reveals its association with endoplasmic reticulum elements in close proximity to plasmodesmata. // Journal of General Virology. – 2003. – Т. 84. – №.
4. – С. 985-994.
4.Savenkov, E.I., Germundsson, A., Zamyatnin, A.A. Jr., Sandgren, M., Valkonen, J.P.T. Potato mop-top virus: the coat protein-encoding RNA and the gene for cysteine-rich protein are dispensable for systemic virus movement in Nicotiana benthamiana. // Journal of General Virology. – 2003. – Т. 84. – №. 4. – С. 1001-1005.
5.Zamyatnin, A.A. Jr., Solovyev, A.G., Savenkov, E.I., Germundsson, A., Sandgren, M., Valkonen, J.P.T., Morozov, S.Yu. Transient coexpression of individual genes encoded by the triple gene block of Potato mop-top virus reveals requirements for TGBp1 trafficking. // Molecular Plant-Microbe Interactions. – 2004. – Т. 17. – №. 8. – С. 921-930.
6.Schepetilnikov, M.V., Manske, U., Solovyev, A.G., Zamyatnin, A.A. Jr., Schiemann, J., Morozov, S.Yu. The hydrophobic segment of Potato virus X TGBp3 is a major determinant of the protein intracellular trafficking. // Journal of General Virology. – 2005. – Т. 86. – №. 8. – С. 2379-2391.
7.Lukhovitskaya, N.I., Yelina, N.E., Zamyatnin, A.A. Jr., Schepetilnikov, M.V., Solovyev, A.G., Sandgren, M., Morozov, S.Yu., Valkonen, J.P.T., Savenkov, E.I. Expression, localization and effects on virulence of the cysteine-rich 8 kDa protein of Potato mop-top virus. // Journal of General Virology. – 2005. – Т. 86. – №. 10. – С. 2879-2889.
8.Bozhkov, P.V., Suarez, M.F., Filonova, L.H., Daniel, G., Zamyatnin, A.A. Jr., Rodriguez-Nieto, S., Zhivotovsky, B., Smertenko, A. Cysteine protease mcll-Pa executes programmed cell death during plant embryogenesis // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2005. – Т. 102. – №. 40. – С. 14463-14468.
9.Zamyatnin, A.A. Jr., Solovyev, A.G., Bozhkov, P.V., Valkonen, J.P.T., Morozov, S.Yu., Savenkov, E.I. Assessment of the integral membrane protein topology in living cells. // The Plant Journal. – 2006. – Т. 46. – №. 1. – С. 145-154.
10.Антоненко Ю.Н., Аветисян А.В., Бакеева Л.Е., Черняк Б.В., Чертков В.А., Домнина Л.В., Иванова О.Ю., Изюмов Д.С., Хайлова Л.С., Клишин С.С., Коршунова Г.А., Лямзаев К.Г., Мунтян М.С., Непряхина O.K., Пашковская А.А., Плетюшкина О.Ю., Пустовидко А.В., Рогинский В.А., Рокицкая Т.И., Рууге Э.К., Сапрунова В.Б., Северина И.И., Симонян Р.А., Скулачев И.В., Скулачев М. В., Сумбатян Н.В., Свиряева И.В., Ташлицкий В.Н., Васильев Ю.М., Высоких М.Ю., Ягужинский Л.С., Замятнин А.А. (мл.), Скулачев В.П. Производное пластохинона, адресованное в митохондрии, как средство, прерывающее программу старения 1. Катионные производные пластохинона: синтез и исследование in vitro. // Биохимия. – 2008. – Т.73. – № 12. – C. 1589-1606.
11.Sundstrom, J.F., Vaculova, A., Smertenko, A.P., Savenkov, E.I., Golovko, A., Minina, E., Tiwari, B.S., Rodriguez-Nieto, S., Zamyatnin, A.A. Jr., Valineva, T., Saarikettu, J., Frilander, M.J., Suarez, M.F., Zavialov, A., Stahl, U., Hussey, P.J., Silvennoinen, O., Sundberg, E., Zhivotovsky, B., Bozhkov, P.V. Tudor staphylococcal nuclease is an evolutionarily conserved component of the programmed cell death degradome. // Nature Cell Biology. – 2009. – Т. 11. – №. 11. – С. 1347-1354.
12.Замятнин А.А. (мл.), Лямзаев К.Г., Зиновкин Р.А. A→I-редактирование РНК: вклад в многообразие транскриптома и развитие организмов. // Биохимия, – 2010. – Т. 75. – № 11. – С. 1489-1498.
13.Skulachev, M.V., Antonenko, Yu.N., Anisimov, V.N., Chernyak, B.V., Cherepanov, D.A., Chistyakov, V.A., Egorov, M.V., Kolosova, N.G., Korshunova, G.A., Lyamzaev, K.G., Plotnikov, E.Yu., Roginsky, V.A., Savchenko, A.Yu., Severina, I.I., Severin, F.F., Shkurat, T.P., Tashlitsky, V.N., Shidlovsky, K.M., Vyssokikh, M.Yu., Zamyatnin, A.A. Jr., Zorov, D.B., Skulachev, V.P. Mitochondrial-targeted plastoquinone derivatives. Effect on senescence and acute age-related pathologies. // Current Drug Targets. – 2011. – Т. 12. – №. 6. – С. 800-826.
14.Богданов А.А., Зиновкин Р.А., Замятнин А.А. (мл.). Редактирование РНК: нарушая догму. // Биохимия, – 2011. – Т. 76. – № 8. – С. 1061-1063.
15.Соловьева А.Д., Фролова О.Ю., Соловьев А.Г., Морозов С.Ю., Замятнин А.А. (мл.). Влияние митохондриально-адресованного антиоксиданта SkQ1 на программируемую клеточную смерть, индуцированную вирусными белками в растениях табака. // Биохимия. – 2013. – Т. 78. – № 9. – С. 1284-1292.
Статьи в других международных научных изданиях
16.Solovyev, A.G., Stroganova, T.A., Zamyatnin, A.A. Jr., Schiemann, J., Morozov, S.Yu. Functional interaction of triple gene block movement proteins: cooperative subcellular sorting of poa semilatent virus membrane proteins. // Beiträge zur Züchtungsforschung. – 2000. – Т. 6. – №. 3. – С. 106-110.
17.Zamyatnin, A.A. Jr., Yelina, N.E., Lukhovitskaya, N.I., Solovyev, A.G., Germundsson, A., Sandgren, M., Morozov, S.Yu., Valkonen, J.P.T., Savenkov, E.I. High-Scale Analysis of Pathogenicity Determinants of Potato mop-top virus. // NATO Science Series, I: Life and Behavioural Sciences. – 2006. – Т. 371. – С. 320-324.
Избранные тезисы устных и стендовых докладов
18. Erokhina, T.N., Strogonova, T.A., Zamyatnin A.A. Jr., Yelina, N.E., Solovyev, A.G., Schiemann, J., Morozov, S.Yu. Monoclonal antibodies againist Poa smilatent virus movement protein: in vivo detection and subcellular localization of the triple gene block- enoded betaC protein. // Programme and Abstracts of IXth Conference on Virus Diseases of Gramineae in Europe, York, UK. – 21-23 May 2001.
19.Замятнин А.А. (мл.), Савенков Е.И. Валконен Я., Соловьев А.Г., Морозов С.Ю. Внутриклеточный транспорт белков тройного блока генов вируса курчавости верхушек картофеля. // Тезисы научных докладов III-го съезда биохимического общества, СПб., – 26 июня – 1 июля 2002 года. – С. 76-77.
20.Соловьев А.Г., Замятнин А.А. (мл.), Морозов С.Ю. Внутриклеточный транспорт мембранных белков, кодируемых вирусами растений. // Тезисы научных докладов III-го съезда биохимического общества, СПб., – 26 июня – 1 июля 2002 года. – С. 113.
21.Zamyatnin, A.A. Jr., Solovyev, A.G., Savenkov, E.I., Morozov, S.Yu., Valkonen, J.P.T. Intracellular trafficking of the proteins encoded by the triple gene block of Potato mop-top virus. // Offered papers of VIIIth International Congress of Plant Pathology, Christchurch, New Zealand. – 2-7 February 2003.
22.Zamyatnin, A.A. Jr., Yelina, N.E., Savenkov, E.I., Solovyev, A.G., Germundsson, A., Sandgren, M., Morozov, S.Yu., Valkonen, J.P.T., Studies on Potato mop-top virus 8-kDa protein. // Volume of Abstracts of 11th International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions, St. Petersburg, Russia. – 18-27 July 2003. – P183.
23.Solovyev, A.G., Schepetilnikov, M.V., Zamyatnin, A.A. Jr., Schiemann, J., Morozov, S.Yu. Membrane trafficking of triple gene block-encoded virus movement proteins. // Volume of Abstracts of 11th International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions, St. Petersburg, Russia. – 18-27 July 2003. – P190.
24.Kalashnikova, S.V., Klinov, D.V., Prokhorov, V.V., Demin, V.V., Kalinina, N.O., Rakitina, D.A., Yelina, N.E., Zamyatnin, A.A. Jr., Stroganova, T.A., Chernov, B.K., Schiemann, J., Solovyev, A.G., Morozov, S.Yu. Atomic-Force Microscopy of RNA-protein complexes. // Proceedings of Scanning Probe Microscopy-2003, – Nizhny Novgorod, Russia. – 2-5 March 2003. – P. 268.
25.Zamyatnin, A.A. Jr., Yelina, N.E., Lukhovitskaya, N.I., Solovyev, A.G., Germundsson, A., Sandgren, M., Morozov, S.Yu., Valkonen, J.P.T., Savenkov, E.I. High-Scale Analysis of Pathogenicity Determinants of Potato mop-top virus. // BMC Plant Biology. – 2005. – Т. 5. – №. Suppl 1. – С. S39.
26.Zamyatnin, A.A. Jr., Solovyev, A.G., Bozhkov, P.V., Valkonen, J.P.T., Morozov, S.Yu., Savenkov, E.I. Assessment of the integral membrane protein topology in living plant cells. // Abstract Book of XXII SPPS Congress, Umeå. Sweden. – 16-19 June 2005.
27.Кравченко Д.В., Усков А.И., Замятнин А.А. мл. Оптимизация процесса получения оздоровленных микрорастений картофеля из меристематических эксплантов с использованием препарата SkQ1. // Материалы научно-практической конференции и координационного совещания «Научное обеспечение и инновационное развитие картофелеводства», РАСХН, ВНИИКХ М., – 2008. – Т.1. – C. 330-337.
28.Долгих Ю.И., Степанова А.Ю., Чичкова Н.В., Соловьев А.Г., Замятнин А.А. мл., Вартапетян А.Б., Морозов С.Ю. Инновационное исследование влияния соединения SkQ1 на регенирацию каллусов и программируемое отмирание тканей у картофеля и других сельскохозяйственных растений. // Материалы научно-практической конференции и координационного совещания «Научное обеспечение и инновационное развитие картофелеводства», РАСХН, ВНИИКХ М., – 2008. – Т. 1. – С. 338-348.