Анотація до роботи:

Федоренко О.А. Біофізичні властивості іонних каналів мембран ядерної оболонки. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика. – Інститут фізіології ім.О.О.Богомольця НАН України, Київ, 2007.

Використовуючи метод петч-клемп, у мембранах ізольованих ядер пірамідних нейронів СА1 ділянки і гранулярних нейронів зубчастої звивини гіпокампа та Т-лімфоцитів були виявлені іонні канали, більшість з яких описані вперше, й досліджені їх біофізичні властивості. Ми показали, що катіонні канали великої провідності не пов’язані з комплексами ядерної пори, як це вважали раніше. Виявилося, що в ядерних мембранах клітин різних типів експресуються спонтанно активні іонні канали з відмінними біофізичними властивостями. Крім того, набори іонних каналів у внутрішній та зовнішній ядерних мембранах різко відрізняються, що дає підставу стверджувати про фізіологічну спеціалізацію цих двох мембран. У внутрішній ядерній мембрані пірамідних нейронів вперше були виявлені інозитолтрифосфатні рецептори (ІР₃Rs). Отже, ядерна оболонка цих клітин може функціонувати як кальцієве депо, з якого Са²⁺ вивільнюється в нуклеоплазму. У мембранах ядер гранулярних нейронів не вдалося зареєструвати жодних Са²⁺-каналів, що можна пояснити різними механізмами у регуляцій кальцієвої сигналізацї в різних клітинах. ІР₃Rs та катіонні канали великої провідності в ядерних мембранах центральних нейронів інгібувалися негативним потенціалом у перинуклеарному просторі, що може бути одним з механізмів регуляції тривалості вивільнення Са²⁺ з внутрішньоклітинних депо.

Кючові слова: іонні канали, ІР₃-рецептори, ядерні пори, ядерна оболонка, ендоплазматичний ретикулум, звільнення Са²⁺.

1. У мембранах ізольованих ядер пірамідних нейронів СА1 ділянки і гранулярних нейронів зубчастої звивини гіпокампа та Т-лімфоцитів, використовуючи метод петч-клемп у конфігураціях «nucleus-attached» та «excised patches», були виявлені іонні канали й досліджені їх основні біофізичні властивості, а саме провідність, селективність і кінетика. Канали, які були зареєстровані у даних дослідженнях, описані вперше.

2. В ядерних мембранах клітин різних типів експресуються спонтанно активні іонні канали з відмінними біофізичними властивостями, тому можна припустити, що в різних клітинах механізми регуляції функцій ядерної оболонки можуть відрізнятися.

3. Набори іонних каналів у внутрішній та зовнішній ядерних мембранах дуже різко відрізняються, що дає підставу стверджувати про фізіологічну спеціалізацію цих двох мембран.

4. Катіонні канали великої провідності, які знаходяться в обох мембранах ядерної оболонки, не пов’язані з комплексами ядерної пори, а забезпечують транспорт одновалентних катіонів між цитоплазмою або нуклеоплазмою та люменом ядерної оболонки.

5. У внутрішній ядерній мембрані пірамідних нейронів СА1 ділянки гіпокампа вперше були виявлені інозитолтрифосфатні рецептори. Отримані результати дають підстави припускати, що ядерна оболонка цих клітин функціонує як кальцієве депо, з якого Са²⁺ вивільнюється в нуклеоплазму.

6. У мембранах ядер гранулярних нейронів зубчастої звивини гіпокампа не вдалося зареєструвати ні інозитолтрифосфатних рецепторів, ні рианодинових, що може бути пояснено різними механізмами регуляції кальцієвої сигналізацї в ядрах клітин різних типів.

7. Інозитолтрифосфатні рецептори та катіонні канали великої провідності в ядерних мембранах центральних нейронів блокувалися негативним потенціалом у перинуклеарному просторі. Потенціалзалежність активності цих каналів може бути одним з механізмів регуляції тривалості вивільнення Са²⁺ з внутрішньоклітинних депо під час кальцієвого сигналу.

Публікації автора:

Статті:

1. Федоренко О.А., Волкова Т.М. та Марченко С.М. Новий катіонний канал ядерної мембрани Т-лімфоцитів // Фізіол.ж. - 2006. – 52, №1. – с.17-21.

(здобувачем виконано всі електрофізіологічні дослідження, проведено обробку отриманих результатів, написано та підготовленопрацю до публікації).

2. Федоренко О.А., Дужий Д.Є., Марченко С.М. Спонтанноактивні іонні канали мембран ядерної оболонки пірамідних нейронів гіпокампа // Нейрофизиология/Neurophysiology. – 2007. – 39, №1. – с.3-8.

(здобувачем виконано частину електрофізіологічних досліджень, проведено обробку отриманих результатів, написано та підготовленопрацю до публікації).

3. Федоренко О.А., Дужий Д.Є., Марченко С.М. Ядерні іонні канали гранулярних нейронів зубчастої звивини // Фізіол.ж. - 2007. – 53, №3. – с.9-15.

   (здобувачем виконано частину електрофізіологічних досліджень, проведено обробку отриманих результатів, написано та підготовленопрацю до публікації).

   4. Федоренко О.А., Дужий Д.Є., Марченко С.М. Катіонні канали великої провідності в ядерній оболонці нейронів Пуркін’є мозочка щурів // Нейрофизиология/Neurophysiology. – 2007. – 39, №3. – с.13-18.

   (здобувачем виконано частину електрофізіологічних досліджень, проведено обробку отриманих результатів, написано та підготовленопрацю до публікації).

   Тези доповідей:

   1. O.A. Fedorenko, D.E. Dujyy, and S.M. Marchenko, “Ca²⁺ channels in the nuclear membrane of hippocampal pyramidal neurons,” Acta Physiol., 186, 183 (2006).

   2. Федоренко О.А., Марченко С.М. Дослідження катіонселективного каналу внутрішньої мембрани ядер Т-лімфоцитів // Фізіол.ж. - 2006. – 52, №2. – с.5.

   3. Дужий Д.Є., Федоренко О.А., Марченко С.М. Дослідження іоних каналів внутрішньої ядерної мембрани пірамідних нейронів гіпокампа // Фізіол.ж. - 2006. – 52, №2. – с.18.

   4. Федоренко О.А., Дужий Д.Є., Марченко С.М. Іонні канали ядерних мембран центральних нейронів // Збірка тезів Міжнародної конференції "Механізми функціонування фізіологічних систем", Львів, 2006. – с.7.

   5. Федоренко Е.А., Дужий Д.Е., Марченко С.М. Потенцалзависимость внутриклеточных ионных каналов – механизм регуляции выделения Са²⁺ из внутриклеточных депо // Збірка тезів IV з’їзду Українського біофізичного товариства, Донецьк, 2006. – с.93.

   6. Федоренко О.А., Дужий Д.Є., Марченко С.М. Катіонні канали великої провідності мембран ядерної оболонки центральних нейронів // Збірка тезів IIІ Міжнародної наукової конференції студентів і аспірантів "Молодь та поступ біології", Львів, 2007. – с.27.