Кд пресс 2124: КД2124 Пресс однокривошипный механический КД2124Г КД2124

Содержание

Пресс КД 2124, пресс однокривошипный, прессы для холодной штамповки

Пресс однокривошипный КД 2124 предназначен для холодной штамповки металлических листов. Конструкция пресса включает в себя станину, эксцентриковый вал, привод, маховик, ползун, муфту-тормоз, воздуховод, маслопровод, пневмосдуватель, электрооборудование, комплекс инструментов. Станина КД 2124 изготавливается из стали или чугуна и имеет коробчатую форму. Эксцентриковый вал устанавливается в опоры и соединяется с ползуном — основным рабочим органом пресса — посредством разъемного шатуна и регулируемого винта. На рабочей плоскости прикреплена подштамповая плита с пазами Т-образной формы и отверстием для работы «на провал». Пресс имеет защиту от перегрузок — специальную предохранительную шайбу.

Технические характеристики пресса КД 2124:

Номинальное усилие

 250 кН

Размеры стола

 500х340 мм

Диаметр отверстия в столе

210 мм

Высота стола над уровнем пола

835 мм  

Регулируемый ход ползуна

 5-8 мм

Расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении при наибольшем ходе

 250 мм

Расстояние от оси ползуна до станины

190 мм  

Частота ходов ползуна, в минуту

непрерывных нерегулируемых 180

Частота ходов ползуна, в минуту

одиночных 56

Напряжение сети

 380 В

Мощность электродвигателя

1.7 кВт

Частота тока

50 Гц

Габариты пакета

1180х1140х2295 мм

Масса

 1970 кг

 

Заказывайте кривошипные прессы КД 2124 Уральского завода КПО, для вас всегда разумные цены, проверенное качество и квалифицированное обслуживание. 

Кривошипный пресс для штамповки металла КД 2124

3.1. ОДИНОЧНЫЙ ХОД
Одиночный ход при воздействии на педаль;
Переключатель устанавливается в положение «Педаль». Нажатием педали производится включение муфты-тормоза.  Если подвижный экран «Ограждение рабочей зоны» не опущен или не опустился в самое нижнее положение, то при нажатии на педаль муфта-тормоз не включится. Для осуществления последующего хода ползуна необходимо отпустить и повторно нажать педаль.
В режиме «Одиночный ход» кнопочное двурукое управление применяется при штамповке из штучных заготовок с загрузкой и выгрузкой вручную.
Управление от педали применяется при штамповке из листа полосы или крупногабаритных заготовок, которые в процессе опускания ползуна необходимо удерживать руками, а также при штамповке из штучных заготовок.
Одиночный ход при воздействии на две пусковые кнопки (двурукое включение)
Переключатель устанавливается в положение «Двурукое управлении е кнопками». Нажатием кнопок двурукого управления на пульте управления производится включение муфты-тормоза на один ход.
В конце этого хода бесконтактные включатели срабатывают. Муфта- тормоз отключается и ползун останавливается в верхней мертвой точке.
Для осуществления последующего хода  ползуна необходимо отпустить и повторно нажать обе кнопки двурукого управления на пульте управления.

3.2. НЕПРЕРЫВНЫЕ ХОДЫ
Режим «Непрерывные ходы» предусматривает только кнопочное управление. Переключатель режимов на электрошкафе устанавливается в положение «Непрерывные ходы». Подвижный экран «Ограждение рабочей зоны» наклоняемых и ненаклоняемых прессов необходимо опустить в нижнее положение.
Нажатием «Пуск электродвигателя» на пульте управления включается электродвигатель.
Нажатием кнопок двурукого управления производится включение муфты-тормоза.
При включенном муфте-тормозе ползун пресса совершает ходы автоматически. Срабатывание командоаппарата  в конце каждого хода ползуна при этом не будет оказывать влияние на работу электросхемы. Отключение муфты-тормоза производится нажатием кнопки «Стоп непрерывных ходов». При этом происходит срабатывание командоаппарата в конце хода ползуна.
Кнопку «Стоп непрерывных ходов» необходимо нажимать до тех пор, пока бесконтактные выключатели сработают, муфта-тормоз и ползун остановятся.
Режим «Непрерывные ходы» применяется при наличии средств автоматизации, подачи заготовок в штамп и удаления деталей за пределы рабочей зоны, а также при штамповке из полосы с ручной подачей в закрытом штампе, исключающем доступ рук в рабочую зону

3.3. ТОЛЧОК
Режим «Толчок» предусматривает только кнопочное управление. Переключатель режимов на электрошкафе устанавливается в положение «Толчок», а второй переключатель – в положение «Одиночные ходы».
Нажатием кнопки «Пуск электродвигателя» на пульте управления включается электродвигатель. Нажатием кнопок двурукого управления производится включение и отключение муфты-тормоза. Продолжительность включенного состояния муфты-тормоза соответствует времени нажатия кнопок, благодаря чему можно остановить ползун в нужном положении.
Режим «Толчок» разрешается применять только при накладке штампов.

3.4. РУЧНОЙ ПРОВОРОТ
Режим «Ручной проворот» предусматривает перемещение ползуна при вращении привода вручную ломиком при включенной муфте-тормозе. При переходе на данный режим необходимо убедиться в полной остановке маховика.
Переключатель режимов на электрошкафе устанавливается  в положении «Ручной проворот». При этом происходит включение муфты0тормоза при отключенном электродвигателе.
Режим «Ручной проворот» разрешается применять при наладке прессов. Перемещение ползуна осуществляется при вращении привода вручную ломиком, установленным в отверстие маховика.
Отключение муфты-тормоза осуществляется поворотом переключателя режимов в любое другое положение.
Способ управления муфтой-тормозом, кнопками или педалью выбирается переключателем на электрошкафе.

Пресс механический КД 2122, КД 2124, КД 2126, КД 2128, КЕ 2130, КВ 2132, КВ 2134, КИ 2134

ПРЕСС МЕХАНИЧЕСКИЙ
Пресс механический — это станок, который служит для холодной обработки различных материалов давлением. Прессы незаменимы при пробивке, вырубке, ковке, штамповке, запрессовке и т.п. неметаллических и металлических заготовок. Большое разнообразие выполняемых операций позволяет применять пресс механический и в массовом производстве, и в производстве мелких серий. Прессовое оборудование может успешно работать как самостоятельный станок. Оно также превосходно функционирует в связке с другими кузнечнопрессовыми установками.
Пресс механический: особенности конструкции
Пресс механический изготавливают с передвижными, наклоняемыми, не наклоняемыми столами и со столом — рогом. Специальные столы (рога) предназначены для работы с деталями, имеющими замкнутый контур. Они также незаменимы при обработке деталей с большой закрытой высотой штампов. Наклон необходим для того, чтоб детали после просечки или вырубки не оставались на столе оборудования, а скатывались под воздействием силы тяжести на транспортер или в корзину, установленную позади оборудования.

Как правильно выбрать пресс механический
Современная промышленность выпускает специализированные прессы механические, которые служат для выполнения определенных функций, конкретных задач производства. Стоимость механического пресса обусловлена набором выполняемых операций. Поэтому, прежде чем приобрести оборудование такого класса, проконсультируйтесь с квалифицированным специалистом.
Предлагаем приобрести прессовое оборудование марок КЕ 2122, 2124, 2126, 2128, 2130, 2132, КВ 2132, 2134, КИ 2134..
Пресса механические КД 2122, КД 2124, КД 2126, КД 2128, КЕ 2130, КВ 2132, КВ 2134, КИ 2134.

Новый, гарантия, сертифицирован, производство Россия.
—————————-
С уважением ООО «Гидроаппарат»,
отделы сбыта:

г.Чебоксары, (8352) 37-85-22,
г.Москва, (499) 390-76-28,
http://гидроаппарат.рф
http://гидроаппарат21.рф
email: [email protected]
https://vk.com/gidroapparat.cheb

Пресс кривошипный одностоечный КД2124К, КД 2124 в Кувандыке (Прессы кривошипно-коленные)

Цена: Цену уточняйте

за 1 ед.


  • Минимальный заказ — 1 ед.;
  • Дата добавления 29.12.2016;
  • Уникальный код — 13432679;
  • Предложение было просмотрено — 88;
Выбираете, где выгоднее заказать услугу или купить товар? “Пресс кривошипный одностоечный КД2124К, КД 2124”, цену уточняйте. Предложение имеет статус в наличии.

Описание товара

Пресс кривошипный одностоечный КД2124К, КД 2124


Товары, похожие на Пресс кривошипный одностоечный КД2124К, КД 2124

Обращаем ваше внимание на то, что торговая площадка BizOrg.su носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.
Заявленная компанией Южно-Уральский механический завод, ООО цена товара «Пресс кривошипный одностоечный КД2124К, КД 2124» может не быть окончательной ценой продажи. Для получения подробной информации о наличии и стоимости указанных товаров и услуг, пожалуйста, свяжитесь с представителями компании Южно-Уральский механический завод, ООО по указанным телефону или адресу электронной почты.

Паспорт КД2124 (Усилие 25т) Пресс однокривошипный открытый простого действия

Наименование издания:
Часть 1 (Механическая часть): Руководство – 39 страниц
Часть 2 (Электрооборудование): Руководство – 17 страниц
Часть 3: БУБ-1 Блок управления бесконтактный: Руководство –
24 страницы

Выпуск издания: —
Год выпуска издания: —
Кол-во книг (папок): 3
Кол-во страниц: 80
Стоимость: Договорная
Описание: Полный комплект документации

Содержание:
Часть 1 (Механическая часть): Руководство
1. Назначение и область применения
2. Распаковка и транспортировка пресса
— Схема транспортировки ненаклоняемых прессов усилием 10 – 40тс
— Схема транспортировки наклоняемых прессов усилием 10 – 40тс
— Схема транспортировки прессов с передвижным столом и рогом усилием 25 – 40тс
— Схема транспортировки ненаклоняемого пресса усилием 63тс
— Схема транспортировки наклоняемого пресса усилием 63тс
— Схема транспортировки пресса с передвижным столом и рогом усилием 63тс
3. Фундамент прессов, монтаж и установка
4. Краткое описание конструкции пресса
— Кинематическая схема ненаклоняемых прессов
— Кинематическая схема наклоняемых прессов
— Кинематическая схема прессов с передвижным столом и рогом
— Станина ненаклоняемого пресса
— Станина наклоняемого пресса
— Станина пресса с передвижным столом и рогом
— Привод
— Муфта-тормоз
— Вал эксцентриковый
— Ползун для прессов усилием 10, 16, 25 и 40тс.
— Ползун для прессов усилием 63тс
— Уравновешиватель ползуна
5. Пневмооборудование прессов
— Принципиальная схема пневмопривода пресса
— Клапан трёхходовой сдвоенный сблокированный
6. Смазка прессов
— Схемы смазки прессов
7. Подготовка прессов к первоначальному пуску
— Схема проверки натяжения ремней
8. Указания по технике безопасности
9. Настройка и наладка прессов
10. Регулировка прессов
11. Возможные неисправности и способы их устранения
12. Особенности разборки и сборки прессов

Часть 2 (Электрооборудование): Руководство
1. Паспорт

2. Описание электросхемы пресса
3. Общие сведения
4. Описание действия электросхемы
5. Защита
6. Блокировка
7. Указания по технике безопасности
8. Указания по обслуживанию электрооборудования
9. Возможные неисправности и способы их устранения
10. Условные символы на прессе
11. Спецификация к принципиальной электросхеме
— Принципиальная электросхема
— Пульт управления
— Электрооборудование пресса
— Схема внешних соединений
Приложение:
Ведомость покупных изделий
Таблица 1
Таблица 2

Часть 3: БУБ-1 Блок управления бесконтактный: Руководство
1. Назначение и область применения
2. Техническая характеристика
3. Описание конструкции
4. Описание схемы
— Схема бесконтактного конечного выключателя БВК-24
Режим «Одиночный ход»
Режим «Непрерывные хода»
Режим «Толчок»
Режим «Ручной поворот»
5. Блокировки
6. Защита
7. Техника безопасности
Инструкция по эксплуатации блока управления БУБ-1

1. Подготовка блока к работе
2. Указания по технике безопасности
3. Указания по обслуживанию блока БУБ-1
— Блок управления бесконтактный типа БУБ-1 (общий вид)
— Принципиальная электрическая схема блока БУБ-1
— Монтажная электросхема блока БТ1
— Монтажная электросхема панели
— Монтажная электросхема распайки плат
4. Комплект поставки

КД2124 — пресс кривошипный, усилием 25т, в наличии пресса КД2126, КД2122, К-6, цена 30000 грн

Предприятие реализует — пресс кривошипный усилием 25т,  б/у — КД2124.

  • Пресс в хорошем рабочем состоянии, можно проверить в работе.
  • Также есть в наличии кривошипные пресса усилием — 6т, 16т, 40т — фото по запросу
  • Место расположение г.  Винница.
  • Наличный или безналичный расчет, возможна комбинированная оплата
  • Представляем  все документы.

На момент заинтересованности или покупки уточняйте — цену!!! Спасибо.

 

  1. Делаем демонтаж и погрузку станка – бесплатно!
  2. Организуем грузоперевозку, оплата в одну сторону.

Варианты перевозки:

  • догруз, рядом с вашим оборудованием будет ехать чужой груз, вариант дешевле.
  • цельный груз, едет только ваш груз – дороже.

 

   3. Наши уникальные предложения:

3.1.  Вы можете не присутствовать при осмотре оборудования!!! Осмотр оборудования в онлайн режиме, не выходя из офиса, черезSkype или Viber.

3.2.  Вы можете не присутствовать при демонтаже и погрузке – мы делаем фото/видео погрузки (демонтаж и погрузка выполняется после оплаты — заключаем договор купли/продажу оборудования):

  • Демонтаж и погрузку делаем по Вашим требованиям.
  • Первые фото при демонтаже;
  • Вторые фото станка и комплектующие, когда на машине уже находиться груз.
  • А также, фото документов водителя и номера автомобиля!
  • Все фото Вы получаете сразу на электронную почту, Viber.

                                                                             

                                                                      Будем рады долгому сотрудничеству!!!

                                               Если возникнут дополнительные вопросы — будем рады на них ответить.

Запасные части для кривошипных прессов КД, КЕ, К2130С.

Пресс КД2122, в т.ч.:

1. Вал эксцентриковый КД2122Г (без втулки) шт.
2. Вал эксцентриковый КД2122Г (с втулкой) шт. 
3. Втулка бронз. КД2122 шт. 
4. Направляющая КД2122 к-т 
5. Ползун КД2122 шт. 
6. Шайба предохранительная КД2122 шт. 
7. Шатун в СБ КД2122 шт. 
8. Ремкомплект для Винта регулировочного, в т.ч.:
8.1. Винт регулировочный КД2122 шт. 
8.2. Вкладыш КД2122-31-411 шт. 
8.3. Опора КД2122Г 31В-409 шт. 
9. Запчасти для муфты-тормоз УВ3135, в т.ч:
9.1. Пружина УВ3132-00Б-405 шт. 
9.2. Кольцо079х085-36-2-1 КД2122 шт. 

Пресс КД2124, в т.ч.:
1. Жгут КД2324Е-98-061(062) к-т 
2. Запчасти для муфты-тормоз УВ3138, в т.ч:
2.1. Пружина УВ3138-00Б -405 шт. 18213 
2.2. Манжета 125х155 ГОСТ 6969-54 шт. 
2.3. Кольцо 095Х101 КД2124 шт. 

Пресс КД2126, в т.ч.:
1. Букса КД2326-11И-105/106 К-т. 
2. Вал эксцентриковый КД2126-23Е-001СБ шт. 
3. Винт регулировочный КД2326-31И-407А шт. 
4. Головка воздухоподводная 42Е-001 КД2326 шт. 
5. Направляющая КД2326-31-106/107 к-т 
6. Шатун в сборе КД2326-31И-050 шт.
7. Вкладыш к шатуну КД2326-31И-050 КД2326-31И-050/201-202 к-т
8. Пневмосдуватель КД2326 шт. 
9. Эл.ниша КД2126 шт. 
10. Запчасти для муфты-тормоз УВ3141, в т.ч.:
10.1. Диск муфты-тормоз в сборе УВ3141 КД2326 шт. 
10.2. Втулка УВ3141-00-009/401 шт. 
10.3. Втулка УВ3141-00-009/402 шт. 
10.4. Сектора (накладки) фрикционные УВ3141-00009/801 КД2326 шт.
10.5. Пружина УВ3138-00А-405 шт. 
10.6. Манжета УВ3141-00-802 шт. 
10.7. Манжета 150х180 ГОСТ 6969-54 шт. 
10.8. Кольцо 102-108-36-2-1 ГОСТ 9833-73 шт. 

ПРЕСС КД2328, в т.ч.:
1. Вал эксцентриковый КД2328-23Е-001 СБ шт. 
2. Винт регулировочный КД2328-31Е-051 шт. 
3. Втулка КД2328-11-201А шт. 
4. Направляющая КД2328-31Е-107А /108А к-т 
5. Ползун КД2328-31И-1-101 шт. 
6. Шатун в сборе 31И-050 СБ КД2128 шт. 
7. Вкладыш к шатуну КД2128-31И-050 КД2328-31И-050/201-202 к-т 
8. Запчасти для муфты-тормоз УВ3144,в т.ч.:
8.1. Диск опорный УВ3144-00-105 КД2328 шт. 
8.2. Втулка УВ3144-00-009/401 шт. 
8.3. Втулка УВ3144-00-009/402 шт. 
8.4. Пружина УВ3138-00А-405 шт. 
8.5. Манжета 170х200 ГОСТ 6969-54 шт. 
8.6. Кольцо 135-140-36-2-1 ГОСТ 9833-73 шт. 

КД

Запчасти к прессам КГ2132 КВ2132

Запчасти к прессам КД2122, КД2322

Запчасти к прессам КД2122 КД2322

Запчасти к станкам КД2124, КД2324

Запчасти к прессам КД2124 КД2324

Запчасти к прессам КД2126 КД2326

Запчасти к прессам КД2126 КД2326

Запчасти к прессам КД2128, КД2328

Запчасти к прессам КД2128 КД2328

Запчасти к прессам КД2130, КД2330

Запчасти к прессам КД2130 КД2330

Запчасти к прессам КД2126К КД2128К КД2328К КД2326К КД1426В КД1428В

КД2126К КД2128К КД2326К КД2328К КД1426В КД1428В

Запчасти к прессам КД2126Е, КД2128Е, КД2328Е, КД2326Е, КД1426А, КД1428А

КД2126Е, КД2128Е, КД2326Е, КД2328Е, КД1426А, КД1428А

Купить УВ3141-00Б-009 Диск в сборе УВ3141. Накладка фрикционная. Накладка УВ3141-00-009. Сектор КД2330-29-305 Педали ПЭ-1М. Педали ВК37К21Бугельное колесо КВ2132-32-301 Вал приёмный КГ2132-23-101 Маховик КГ2132-23-101 Под штамповая плита КГ2132-11-405-01 Ползун КГ2132-31-001 Предохранительная шайба КВ2132-31-403 Уравновешиватель КГ2132-34-001 Шатун в сборе КВ2132-32-303 в комплект входит (бронзовая втулка КВ2132-32-202 и шток КГ2132-31-404 Шкаф управления ПКЛ04 Эксцентриковая втулка КВ2132-32-302 Электрооборудование КГ2132-91-001 Букса левая в сборе КД2122-11Е-201 Букса правая в сборе КД2122-11Е-201 Вал эксцентриковый КД2122Г Винт регулировочный КД2122 Вкладыш КД2122-31-411 Клапан предохранительный пневматический Клапан К71-1-11 Клапан редукционный П-КРМ 122-16 Регулятор давления БВ57-34 Манометр МТ-2И Маслораспылитель П-МК06.16 Маслораспылитель В44-24 Маховик КД2122Е Муфта-тормоз УВ3135 УВ 3135 Направляющая КД2122 Насос плунжерный Г3-8Р Насос многоплунжерный Г3-8Р/100 Опора КД2122Г-31В-409 Пневмораспределитель У71-22А Клапан трёхходовой сдвоенный сблокированный У7122 Пневмоуравновешиватель Уравновешиватель КД2322, уравновешиватель КД2122 Ползун КД2122 Реле давления ВБ2.12 Серьга КД2122.00 Фильтр-влагоотделитель П-МК01.16  Влагоотделитель В41-14 Шатун КД2122  Электропневмовентиль ВВ-351 Вентиль электропневматический ВВ-32 Вал эксцентриковый КД2124Е КД 2124Е Винт регулировочный КД2124-31И-407А Винт регулировочный КД2324 Вкладыш КД2124К-31И-201 Жгут КД2324Е-98-061(062) Клапан предохранительный пневматический  Клапан К71-1-11 Клапан редукционный П-КРМ 122-16 Регулятор давления БВ57-34 Манометр МТ-2И Маслораспылитель 121-25 Маслораспылитель В44-26 Муфта-тормоз УВ3138  УВ3138 Опора КД2124Е-31 Опора КД2124К-31И202 Плита подштамповая КД2324К Пневмораспределитель У71-24А      Клапан трёхходовой сдвоенный сблокированный У7124 Пневмоуравновешиватель Уравновешиватель КД2324, уравновешиватель КД2124 Реле давления ВБ2.12  Реле давления ВБ2-12  по запросу Фильтр-влагоотделитель П-МК01.16 Влагоотделитель В41-14 Шатун КД2124 Электропневмовентиль ВВ-351 Вентиль электропневматический ВВ-32

Николай Ржевский | Европейские языки, литературы и культуры

Публикации (Подборка)

Книги, пьесы, компакт-диски, специальные выпуски

Робсон . Постановка Staller Center, Театр Стони Брук, 8–11, 15–18 ноября 2012 г.

Rebels and Tyrants , редактор Cognella, Сан-Диего, Калифорния, 2012 г.2-е издание, 2015 г.

Современный русский театр: история литературы и культуры . ME Sharpe, Inc., Армонк, Лондон, Нью-Йорк. 2009.

Современная русская культура, изд. Никола Ржевски, CID, Подгорица, 2007 г.

Пороги.Введение в русскую культуру. компакт-диск. 2004.

Назад к футуризму . Редактор, введение. Марк Конечный. Специальный выпуск SEEA, Vol. 10, осень 2002 г.

Александр Пушкин Борис Годунов . Переводчик и редактор. Издательство Славянского культурного центра, Стоуни-Брук, 2000.

Переходы: словацкие рассказы. Редактор специального выпуска SEEA, Vol. 9. Зима 1999 г.

Кембриджский справочник современной русской культуры . Редактор. Кембридж, Великобритания: Cambridge U. Press, 1998. 2-е издание, 2012 г.

Михаила Булгакова Собачье сердце , адаптировано и переведено. SCC Press, Стоуни-Брук, 1998.

Антология русской литературы от древнейших произведений до современной литературы.Введение к Культуре. Редактор. Армонк, Нью-Йорк, Лондон, Англия: ME Sharpe, Inc., 1996, 2-е изд. 1998.

Media> , (редактор с Кэрил Эмерсон), SEEA, Vol. 6, № 2, Стоуни-Брук, 1990 г.

Статьи и очерки

«Идея и наследие в советской литературе», Сравнительное литературоведение , 4 (1969), 419-34.

«Синхронный перевод и обучение русскому языку», Информационный бюллетень AATSEEL , 16 (апрель 1975 г.), стр. 1-4.

«Форма хаоса: Герцен и война и мир», Русское обозрение , 34, 4 (1975), 367-81.

«Колючая роза Леонтьева», Славянское обозрение , 35, 3 (1976), с.258-68.

«Театральное письмо из Москвы», Встреча, III, 6 (1979), стр. 46-8.

«Юрий Любимов: Русский театр-советские писатели», Информационные заметки о советской и восточноевропейской драме и театре (март 1982 г.), стр.

11-19 (интервью).

«Подросток: структура и идеология», SEEJ , 26, 1 (1982), стр. 27-42.

«Любимов, Таганка и пределы эксперимента», RFE-RFL Research Bulletin , 175/82, 26 апреля 1982 г., стр. 1-3.

«Введение», Преступление и наказание .Театральная программа, Лирический театр, Хаммерсмит, Лондон, 5 сентября 1983 г.

«Седьмой съезд советских писателей и его последствия». SEEJ , Весна, 1984, 92-98.

«Литература в советском театре», Литература в исполнении, 5, 1, ноябрь 1984 г., стр. 13–19.

«Александр Герцен», Литературная критика девятнадцатого века, изд.Л. Харрис и Э. Теннисон, Gale Research Company, 1985 г. (пересмотренная версия Глава 3 в русской литературе и идеологии.)

«Сценическая адаптация драмы: Борис Годунов Любимова», Славянское и восточноевропейское искусство , 3, 1, 1985, стр. 171-176; 178; стр.180.

«Программа как текст исполнения», SEEA , 4, 1, 1986, с.97-114.

«Русская литература и американская критика», Russian Language Journal, 138, 1987, 169-176.

«Волшебные подрывные действия: Мастер и Маргарита в исполнении», Современная драма, 30, 3, 1987, стр. 327-339.

«Советский театр», г. The Nation , 7/14 августа 1989 г., стр.180-181.

«Введение» (совместно с Кэрил Эмерсон), Media-Media, SEEA , 6, 2, 1990, стр. 7-15.

«Советский фильм», Советское и восточноевропейское исполнение , 11, 1, 1991, стр. 58-60.

«Идеология как контроль: Толстой и Фадеев», Литературная критика двадцатого века, изд.M. Lazzari, Gale, т. 53, стр. 56-63, 1994. Перепечатка гл. 7, Русская литература и идеология.

«Кожинов на Бахтина», Новая литературная история , 25, (весна 1994 г.), стр. 429-444.

«Подрыв настроений: Преступление и наказание на Таганке», Балаган, Band 2, Heft 1, 1995.

«Кожинов на Бахтина», Критические очерки Михаила Бахтина, изд. Кэрил Эмерсон, GK Hall & Co., Нью-Йорк, 1999, стр. 52–66. Перепечатка из НЛХ.

«Культура должна стать свободной», Newsday, , 8 октября 2000 г., Currents & Books, p. Б4.

«Ограничения в преподавании иностранных языков ставят под угрозу мудрость», Newsday, , 22 апреля 2001 г., Culture Watch, стр.В8-В9.

«Есть выбор», Newsday, 29 декабря 2002 г., Currents.

«Суф(ф)ле Любимова: Жизнь и смерть на Таганке», Slavic and East European Performance, 27.1 (Зима, 2007 г.), 76–81.

«Русская литература», Библиотека основной информации Линкольна , 44-е издание, Lincoln Library Press: Кливленд, Огайо.2008.

«По ту сторону постмодернизма — обретение модернизма. Заметки о Театре на Таганке в 2003-05 гг.» Труды Ассоциации русско-американских ученых в США Vol. XXXV, 2008-2009 гг. 153-159.

«Возвращение к футуризму: Русский театр 2003-2005 гг.» Футуризм.Воздействие и наследие , изд. Джузеппе Гаццола, Forum Italicum Publishing, Нью-Йорк, 2011 г., стр. 142–146.

отзывов

Сравнительная литература, The Russian Review, Slavic Review, Journal of International Общество Достоевского, Литература в исполнении, Новый журнал, славянская и восточноевропейская Журнал, Славянское и восточноевропейское искусство, Сравнительная драматургия

Диета и микробиота при воспалительных заболеваниях кишечника: дисгармония кишечника

ВВЕДЕНИЕ

Желудочно-кишечный тракт постоянно подвергается воздействию содержимого просвета, содержащего бесчисленные микроорганизмы и пищевые антигены.Для поддержания нормального гомеостатического равновесия крайне важно, чтобы система была способна определять, является ли раздражитель патогенным или нет, и вызывать соответствующую реакцию, приводящую либо к воспалению, либо к толерантности [1]. В частности, в контексте кишечника защитные механизмы и толерантность должны действовать согласованно, позволяя организму контролировать воспалительную реакцию и повреждение тканей, которые могут возникнуть после воздействия данного патогена [2]. В то время как иммунодефицит неизбежно приводит к рецидивирующим инфекциям, дефектная толерантность может привести к неконтролируемому воспалению и иммунопатологии [3].На самом деле считается, что аномальные отношения между хозяином и микробиотой приводят к дисбалансу кишечной иммунной системы [4], что приводит к развитию таких состояний, как воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), которое состоит из двух основных форм: болезни Крона (БК) и язвенный колит (ЯК) [5,6]. В этой статье мы обсуждаем основные механизмы и потенциальные связи между микробиотой, питанием и развитием ВЗК.

КИШЕЧНАЯ МИКРОБИОТА

Взаимовыгодная ассоциация между людьми и микробами необходима для поддержания гомеостаза.Такое сосуществование подчеркивает преимущественно симбиотический характер взаимодействия между людьми и микроорганизмами, несмотря на заметные вариации, происходящие с течением времени в различных участках тела [7]. Как следствие, аномалии кишечной микробиоты вовлечены в патогенез ряда заболеваний, включая желудочно-кишечные заболевания.

Развитие и адаптация кишечной микробиоты представляет собой непрерывный процесс, происходящий на протяжении всей жизни.В связи с этим несколько факторов окружающей среды способствуют микробной колонизации желудочно-кишечного тракта. На состав кишечной микробиоты влияют очень рано, начиная с пути родоразрешения [8]. Вскоре после рождения грудное вскармливание, воздействие пищи и другие факторы окружающей среды играют ключевую роль в развитии микробиоты кишечника. Микробный состав кишечника, в свою очередь, также влияет на развитие как врожденной, так и адаптивной иммунной системы [9].Комменсальная микробиота повсеместно распространена по всему желудочно-кишечному тракту с характерным прогрессивным увеличением как разнообразия, так и плотности от верхних отделов к нижним. Исследования микробиома человека выявили более трех миллионов уникальных генов в кишечнике, значительно превышающих по численности человеческий геном и содержащих более тысячи видов бактерий, большинство из которых относится к типам Bacteroidetes и Firmicutes [10]. Фактически, несколько разных групп по всему миру в настоящее время исследуют состав микробиома человека.Недавно филогенетический состав образцов фекалий разных национальностей был исследован с помощью метагеномного анализа, который продемонстрировал наличие устойчивых бактериальных кластеров, определяемых как энтеротипы. Эти энтеротипы, в основном определяемые видовым составом, не были специфичны для страны или континента, что подтверждает идею об относительно ограниченном числе установленных симбиотических условий хозяин-микроб, которые могут вести себя отчетливо при воздействии пищи или лекарств [11].

О сложности микробиома кишечника человека также свидетельствует пространственное распределение и чередование микроорганизмов по всей длине желудочно-кишечного тракта и по радиальной оси.Было продемонстрировано, например, что разные бактерии населяют разные сегменты кишечника и находятся в разных слоях кишечника, таких как центральный просвет, связанные со складками слизистой оболочки или встроенные в слой слизи [12]. В совокупности эти данные подтверждают гипотезу о том, что резидентная или аутохтонная микробиота была изменена, чтобы адаптироваться к новым функциональным специализациям, поэтому играет особую роль по сравнению с транзиторной микробиотой, присутствующей в фекальном потоке.В этом смысле считается, что каждая кишечная ниша укрывает микробы, которые были бы наиболее удобными для сохранения местного гомеостаза тканей и проявляли явный полезный мутуализм с хозяином [12].

ВЛИЯНИЕ КИШЕЧНОЙ МИКРОБИОТЫ НА ИММУНИТЕТ

В настоящее время общепризнано, что одна из ключевых функций кишечной микробиоты, помимо питания, метаболизма и выработки энергии, состоит в развитии и созревании иммунной системы[13]. ]. Фактически считается, что бактериальная колонизация кишечника формирует не только местный, но и системный иммунный ответ, участвуя в модуляции иммунитета как в здоровом, так и в болезненном состоянии [14].В нормальных условиях микроорганизмы желудочно-кишечного тракта распознаются NOD-подобными и Toll-подобными рецепторами, специализированными молекулами врожденной иммунной системы, преимущественно локализованными в эпителиальных и иммунных клетках, и этот процесс распознавания приводит к активации иммунного ответа, необходимого для кишечной гомеостаз[15].

Для поддержания гомеостаза микробиота регулируется несколькими механизмами, включающими молекулы эпителиальных и иммунных клеток, включая IgA, RegIIIγ и дефензины, тогда как иммунный ответ реципрокно регулируется микробиотой, при этом определенные микроорганизмы стимулируют рост различных субпопуляций Т-клеток [16].Например, было показано, что комменсальные сегментированные нитчатые бактерии индуцируют клетки Th27 [17, 18], способные идентифицировать внекишечное аутоиммунное воспаление в экспериментальных моделях [19, 20]. С другой стороны, было показано, что Clostridia и Bacteroides fragilis способствуют индукции клеток Treg и Т-хелперов 1 типа (Th2) соответственно [16]. Следует отметить, что Clostridia , как было показано, индуцируют Tregs в кишечнике с сопутствующим подавлением ответов Th2 и Th27 [21].Хотя точный механизм, с помощью которого Treg индуцируется кишечной микробиотой, еще предстоит определить, есть данные, свидетельствующие о роли короткоцепочечных жирных кислот микробного происхождения [22]. Пищевые волокна не перевариваются в желудочно-кишечном тракте человека, а ферментируются в кишечнике бактериями, что, в свою очередь, изменяет микробиоту кишечника. Микробная обработка волокон приводит к образованию короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), таких как ацетат, пропионат и бутират, которые используются колоноцитами в качестве важнейших источников энергии, обладающих важной противовоспалительной активностью 90–199 in vitro 90–200 и 90–199 в естественных условиях [23,24].В частности, было показано, что бутират, продуцируемый комменсальными бактериями, также участвует в дифференцировке Treg и подавлении провоспалительных цитокинов из макрофагов и дендритных клеток [25, 26], в то время как его введение 90–199 in vivo 90–200 облегчало экспериментальный колит [25, 26]. 27], что свидетельствует о важности специфических просветных питательных веществ в гомеостазе толстой кишки.

В дополнение к влиянию кишечной микробиоты на иммунитет, диетические факторы также участвуют в микробной регуляции кишечного иммунитета.Таким образом, диета стала еще одним важным элементом, который взаимодействует с микробиотой и иммунитетом, чтобы активно влиять на гомеостатический контроль [28].

ДИЕТА: ВЛИЯНИЕ НА МИКРОБИОТУ КИШЕЧНИКА

Давно предполагалось влияние пищи на формирование микробиоты кишечника. Однако только в последние годы были получены согласованные данные по этому вопросу, в частности, благодаря появлению таких технологий, как секвенирование ДНК нового поколения и метаболическое профилирование[29].В результате были получены интересные новые данные, что привело к концептуальным изменениям в этой области. Например, роль раннего питания в формировании микробиоты кишечника, по-видимому, влияет на риск развития заболеваний даже в позднем возрасте [30,31]. Кроме того, теперь ясно, что состав микробиоты динамичен, меняется с возрастом и колеблется в зависимости от изменений окружающей среды, включая, среди прочего, характер потребления пищи [32].

Сетевые исследования микробных сообществ, проведенные с образцами фекалий нескольких видов млекопитающих, подтвердили, что диета действительно определяет бактериальное разнообразие, которое увеличивается от плотоядных к всеядным и травоядным, в то время как микробные сообщества диверсифицируются одновременно с их хозяевами, что подтверждает гипотезу совместного -эволюция микробиоты кишечника и их хозяев[33].Хотя существует общее предположение, что типичная кишечная микробиота современного человека имеет тенденцию к всеядности, в мире все еще существует значительная гетерогенность с некоторыми заметными несоответствиями. Интересное исследование, например, продемонстрировало существенные различия в кишечной микробиоте детей, живущих в африканских сельских общинах, по сравнению с детьми, живущими в Европе. Кишки африканских детей были богаты Bacteroidetes и бедны Firmicutes и Enterobacteriaceae , в то время как результаты, полученные у европейских детей, были прямо противоположными [34].Исследователи предположили, что результаты в основном связаны с радикально отличающимся режимом питания (таблица 1).

Таблица 1 Таксономическая классификация микробиоты кишечника и изменения, связанные с режимом питания или наличием воспалительного заболевания кишечника. 90, 82, 83] 90, 82, 83] Анаэробных

3 R.cecicola

анаэробных Анаэробные Анаэробные
Тип Класс Заказать Семейные Род Виды Характеристики Действие в желудочно-кишечном тракте Ссылка .
Бактерии до Бактериики Бактериоидали Prevotellaceae Prevotellaceae PrevotellaCeae P. SP P. SP Грамотрицы Диеты, богатые углеводами и жиром [10, 16, 22-24, 34, 34, 37, 38, 43, 44, 80, 82, 83]
Бактерии B. Fragilis Anaerobic участвует в колите
B.Uniformis коммунциальные бактерии
CloseTridia CloseTridia Closttridiaceiaceae Closttridiaceae Closttridium C. Lavalense Gram-Plansize играют роль в клиническом курсе IBD 10, 16, 21, 34, 37, 38, 43, 44, 87, 38, 43, 44, 80-84, 86, 87, 129, 159, 160, 181-185]
C. Perfingens Anaerobic Anaerobic
Ruminococceae Ruminococcus R.крутящие грамположительных Брожения пищевых волокон
Faecalibacterium / Fusobacterium F. prausnitzii анаэробных синантропных бактерий
Lachnospiraceae Roseburia Р. faecis Грамположительные Ферментация пищевых волокон
R. hominis Анаэробные
Р. интестиналис
R. inulinivorans
Fusicatenibacter F. saccharivorans в кишечнике
Blautia B. faecis
Bacilli Lactobacillales Streptococceae Streptococcus S.SPP грамположительных Часть нормального животного микробиоты
Lactobacillaceae Lactobacillus L. ацидофилин Стимулирует ремиссия у больных UC
Negativicutes Veillonellales Veillonellaceae Veillonella В. SPP грамотрицательных в кишечнике и слизистой оболочке полости рта
Erysipelotrichia Erysipelotrichales Erysipelotrichaceae Turicibacter Т.зр грамположительных Присутствует в кишечнике млекопитающих
Proteobacteria гамма-протеобактерии Enterobacteriales энтеробактерии кишечная E.coli, грамотрицательные Участие в колита [ 34, 36, 80, 83, 186]
Desulfovibrionales Desulfovibrionaceae Bilophila В. wadsworthia
Pasteurellales Pasteurellaceae Pasteurella П.зр грамотрицательных Присутствующие в нос и рот
синантропных бактерий
факультативные анаэробы
Actinobacteria Actinobacteria Bifidobacteriales Bifidobacteriaceae Bifidobacterium B. бреве Грамположительный Вызывает ремиссию у пациентов с ЯК [159, 187]
B.бифидум
Fusobacteria Fusobacteria Fusobacteriales Fusobacteriaceae Fusobacterium Ф. SPP грамотрицательные Участие в колит и рак толстой кишки [83]
Анаэробные

Следуя той же линии доказательств, несколько других исследований подняли вопрос о диете, потенциально влияющей на микробиоту кишечника.Следует отметить, что диеты на основе животных жиров и диеты на основе углеводов приводят к специфическому обогащению Bacteroides и Prevotella у взрослых особей. Кроме того, важно подчеркнуть, что состав кишечного микробиома претерпевает относительно быстрые изменения, например, при воздействии диеты с низким содержанием жиров / высоким содержанием клетчатки или с высоким содержанием жиров / низким содержанием клетчатки [35]. В другом краткосрочном диетическом вмешательстве у людей, в отличие от эффектов растительной диеты, потребление строго продуктов животного происхождения увеличило количество устойчивых к желчи микроорганизмов и снизило уровни Firmicutes, которые метаболизируют пищевые растительные полисахариды.Эти результаты отражают различия между травоядными и плотоядными привычками, показывая специфические корректировки между ферментацией углеводов и белков. В частности, идентификация увеличения численности и активности Bilophila wadsworthia в результате рациона животного происхождения была интерпретирована как вероятная связь между диетическим жиром, желчными кислотами и присутствием микроорганизмов, потенциально участвующих в развитии ВЗК[36].

Несколько исследований предоставили дополнительную информацию о пищевых добавках с клетчаткой и влиянии SCFAs на микробиоту кишечника.Что касается типа SCFA, образующегося в кишечнике, определяющими факторами являются как тип потребляемой клетчатки, обычно состоящей из неперевариваемых сложных углеводов, так и метаболизирующая микробиота. В то время как устойчивый крахмал способствует производству относительно большего количества бутирата, пектин приводит к увеличению производства ацетата и пропионата. Что касается микробиоты кишечника, бактерии типа Bacteroidetes производят больше ацетата и пропионата, тогда как бактерии типа Firmicutes преимущественно производят бутират [37,38].В животных моделях колита, например, пищевые волокна, включая ферментируемые волокна и крахмалы, метаболизируются бактериями толстой кишки в SCFAs с соответствующими противовоспалительными эффектами [39-41]. В дополнение к высокому содержанию жиров в западной диете в целом важно также обратить внимание на высокий уровень омега-6 жирных кислот в рационе из-за использования растительных масел, что приводит к высокому соотношению омега-6 к омега-6 жирным кислотам. 3 соотношение. Жирные кислоты омега-6, особенно арахидоновая кислота, являются потенциально провоспалительными, тогда как жирные кислоты омега-3, такие как алиноленовая кислота из растений и эйкозапентаеновая кислота и докозагексаеновая кислота из рыбы, обладают противовоспалительным действием [42].

Высокое потребление калорий с большим потреблением углеводов, типичное для западных диет, связано с меньшим разнообразием микробиома, в отличие от средиземноморской диеты, основанной на фруктах, овощах и красном вине[43]. Тем не менее, недавно исключительные диеты, такие как специфическая углеводная диета (SCD, которая ограничивает все углеводы, кроме моносахаридов) и диета с низким содержанием ферментируемых олиго-, ди- и моносахаридов и полиолов (FODMAP), дали многообещающие результаты при ВЗК [44]. .В неконтролируемых исследованиях ограничительных диет при ВЗК было показано, что диеты, подобные SCD, уменьшают симптомы и воспаление кишечника [45,46]. Эти наблюдения подтверждают мнение о том, что диетические манипуляции могут изменять кишечную микробиоту, несмотря на наличие резидентных энтеротипов, укоренившихся в результате длительного режима питания.

Влияние конкретных изменений в питании на систему млекопитающих становится все более изученным, в том числе влияние микронутриентов на микробиоту кишечника.Например, в моделях дефицита цинка или белка у мышей-отъемышей наблюдались значительные изменения в микробиоте кишечника, в дополнение к снижению микробного протеолиза и увеличению переработки микробного пищевого холина [47]. Обработанные продукты обычно содержат мало микроэлементов и связаны с повышенным риском развития ряда заболеваний. В этом смысле считается, что цинк и другие питательные вещества, такие как жирные кислоты n-3 и витамины D и E, защищают, например, от доклинического и / или клинического диабета 1 типа [48].

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КИШЕЧНОЙ МИКРОБИОТЫ-ХОЗЯИНА И РАЗВИТИЕ ВЗК

В последнее десятилетие взаимодействие кишечной микробиоты и хозяина привлекает все большее внимание, поскольку оно прямо или косвенно связано с различными иммунными, воспалительными и нарушения обмена веществ[49]. Кроме того, в последние годы увеличение частоты аутоиммунных и хронических воспалительных заболеваний связывают с изменениями микробного состава и роли кишечной микробиоты в иммунной регуляции [50].Изменения в человеческих привычках были связаны с ростом ВЗК во всем мире[51]. Эта мысль подтверждается данными, свидетельствующими о постоянном росте заболеваемости и распространенности ВЗК в западных странах и, в последнее время, в Азиатско-Тихоокеанском регионе [52].

Представление о «факторах западного образа жизни», вызывающих воспаление кишечника, по-видимому, подкрепляется резким увеличением заболеваемости ВЗК за последние полвека, что, вероятно, не соответствует изменениям в геноме человека [53,54].В связи с этим несколько факторов, таких как улучшение общего санитарного состояния и использование антибиотиков, что привело к снижению заболеваемости инфекционными заболеваниями, совпадают с ростом аутоиммунных заболеваний и хронических воспалительных состояний, что составляет основу гигиенической гипотезы [55,56]. ]. Фактически, некоторые события, которые, вероятно, связаны с изменениями в микробиоте кишечника, по-видимому, связаны с развитием ВЗК. Например, было показано, что риск ВЗК увеличивается после эпизода острого гастроэнтерита [57] и у детей, неоднократно получавших антибиотики [58].Генетические данные, связанные с ВЗК, также предоставили важные доказательства роли микроорганизмов в патогенезе заболевания. Несколько источников информации, включая полногеномные ассоциативные исследования, идентифицировали более 200 локусов генетического риска как предрасполагающие факторы для ВЗК. Следует отметить, что некоторые из аллелей генетического риска ВЗК напрямую связаны с путями, которые регулируют адаптивную иммунную систему, в то время как многие другие участвуют в врожденных иммунных реакциях или регуляции эпителиального барьера, важных механизмах защиты от микробной инвазии [59,60]. (Фигура 1).

Рисунок 1 Схематическая модель взаимодействия хозяина и микробиоты в кишечнике. Взаимодействие между резидентной (автохтонной) микробиотой и иммунной системой слизистых оболочек является очень сложным и в нормальных условиях приводит к толерогенному ответу. У генетически предрасположенных людей дисбиотическая микробиота, подпитываемая факторами окружающей среды, особенно компонентами питания, вызывает патогенное иммунное распознавание и ответные реакции, еще больше нарушая эпителиальный барьер и защитные механизмы, приводя к хроническому воспалению, как это наблюдается при воспалительном заболевании кишечника.

Кишечная микробиота при ВЗК

Интересно, что аномалии кишечной микробиоты присутствуют при распространенных заболеваниях кишечника, включая синдром раздраженного кишечника, хроническую идиопатическую диарею и ВЗК [61-63]. Кроме того, недавние данные свидетельствуют о том, что влияние кишечной микробиоты на патогенез заболевания может распространяться на другие иммуноопосредованные состояния за пределами кишечника, включая, например, диабет 1 типа, сердечно-сосудистые заболевания и аутоиммунную демиелинизацию [64-66].

При ВЗК сообщалось об отчетливых аномалиях кишечной микробиоты, включая изменения микробного состава, неадекватную иммунную реакцию на комменсальные микроорганизмы или даже то и другое [67]. Например, при БК давно сообщалось об иммунной реактивности против антигенов микробного происхождения, характеризующейся несколькими различными циркулирующими сывороточными антителами [68-71]. Другое клинически значимое наблюдение, подтверждающее роль микробиоты кишечника в воспалительном процессе БК, связано с послеоперационными рецидивами, вызванными агентами, присутствующими в фекальном потоке [72].Недавно лонгитюдные исследования предоставили доказательства того, что режим питания является фактором риска ВЗК. В целом более низкий риск ВЗК был связан с привычками употребления большего количества овощей и фруктов, в отличие от более высокого риска среди людей, чья диета основана на животных жирах и сахаре [73-76]. В частности, связь между потреблением жиров и развитием язвенного колита наиболее заметно связана с длительным высоким потреблением транс-ненасыщенных жиров [76], вероятно, из-за диетической линолевой кислоты, полиненасыщенной жирной кислоты n-6. [75].Следует отметить, что таурохолевая кислота, индуцированная диетическим жиром, вторичная по отношению к потреблению насыщенных жиров из молока, увеличивает размножение патобионтов, вызывая колит у мышей с дефицитом IL-10, с индукцией провоспалительного иммунного ответа Th2. 77].

Количественные и качественные изменения в составе микробиоты кишечника были обнаружены при БК и ЯК, что подтверждает гипотезу о дисбиозе как важном механизме, лежащем в основе патогенеза ВЗК [78]. Например, при CD сообщалось об изменениях в составе кишечной микробиоты, включая общее снижение разнообразия [79], а также увеличение количества Bacteroidetes и Proteobacteria, параллельно с уменьшением численности Firmicutes [80].Дополнительным доказательством, подтверждающим роль бактерий в воспалении кишечника, было обнаружение более низкой доли Faecalibacterium prausnitzii , представителя типа Firmicutes с противовоспалительными свойствами, у пациентов с БК с повышенным риском послеоперационного рецидива после резекции по поводу заболевания подвздошной кишки. [81]. На уровне видов, в дополнение к Faecalibacterium prausnitzii , несколько других видов бактерий, продуцирующих бутират, таких как Blautia faecis, Roseburia inulinivorans, Ruminococcus Torques, Clostridium lavalense и Bacteroidesuniformis , также значительно снижаются. у пациентов с болезнью Крона [82].Также интересен тот факт, что воздействие антибиотиков может усиливать микробный дисбактериоз, связанный с болезнью Крона. В частности, в большой педиатрической когорте впервые выявленного БК повышенная численность бактерий, включая Enterobacteriaceae, Pasteurellaceae, Veillonellaceae и Fusobacteriaceae, и сниженная численность Erysipelotrichales, Bacteroidales и Clostridiales последовательно коррелировали с тяжестью заболевания [83]. Изменения в микробном составе при CD были дополнительно подтверждены недавним систематическим обзором, подтверждающим относительное увеличение Bacteroidetes и снижение численности Firmicutes.В частности, было увеличено количество Enterobacteriaceae, в то время как Faecalibacterium prausnitzii были обнаружены в более низкой численности, в том числе у пациентов с послеоперационным рецидивом [84].

Нарушения кишечной микробиоты также были обнаружены при ЯК, хотя и в меньшей степени по сравнению с пациентами с болезнью Крона [85]. Тем не менее, менее разнообразная микробиота также была продемонстрирована в образцах, взятых у пациентов с ЯК, и, в частности, обнаружение повышенного содержания C. perfringens в фекалиях свидетельствовало о ее роли в обострении заболевания [86].В другом исследовании исследователи выявили снижение Fusicatenibacter saccharivorans у пациентов с активным ЯК, в отличие от увеличения, наблюдаемого у пациентов со скрытым заболеванием [87].

Вопрос о том, является ли дисбактериоз первичным или вторичным явлением при ВЗК, остается без ответа. Имеются данные, свидетельствующие о том, что кишечная микробиота может формироваться в зависимости от генотипа хозяина [88, 89], а также от диеты, привычек, истории инфекций, использования антибиотиков или других лекарств и воспалительного процесса [14, 90-92].С другой стороны, важно обратить внимание на тот факт, что дисбиоз сам по себе может быть недостаточным для индукции ВЗК.

Несколько дефектов воспалительной реакции на микробные агенты, о которых сообщалось при ВЗК [93, 94], подтверждают идею о неадекватном клиренсе микробных молекулярных паттернов как важном механизме, лежащем в основе заболевания [95]. Это может иметь особое значение при БК из-за хорошо установленной связи заболевания с генетическими полиморфизмами NOD2 и ATG16L1 , например, которые приводят к дефектной аутофагии и нарушению микробного клиренса [96-98].Считается, что еще одна важная механистическая ассоциация при воспалении кишечника возникает в ответ на накопление развернутых белков в просвете эндоплазматического ретикулума (ER-стресс), что приводит к активации внутриклеточных путей передачи сигнала, известных как реакция развернутых белков (UPR). . В дополнение к связи с аутофагией стресс ER был связан с воспалением кишечника и ВЗК на основании исследований, выявляющих первичные генетические изменения, включающие XBP1 , ARG2 , ORMDL3 и другие компоненты UPR [99, 100].Другим примером неадекватного микробного распознавания и контроля является сниженная экспрессия дефензинов, антимикробных пептидов, продуцируемых клетками Панета, у пациентов с мутациями NOD2 , с ожидаемыми последствиями для БК [101]. Индивидуальные или комбинированные дефекты, затрагивающие различные гены, такие как NOD2 , ATG16L1 и IRGM , могут приводить к неадекватному распознаванию микроорганизмов, присутствующих в просвете кишечника [102], и впоследствии дефектной индукции аутофагии, активации альтернативных путей и модуляции аутофагии. адаптивный иммунитет[103].В дополнение к ATG16L1 , полиморфизмы гена семейства М GTPase, связанного с иммунитетом (IRGM), которые, как было показано, участвуют в процессе микробного контроля, также были связаны с CD [104,105]. Кроме того, взаимодействие между однонуклеотидными полиморфизмами ATG16L1 и IRGM также было продемонстрировано в CD [106], что указывает на возможную интеграцию дефектной аутофагии с митохондриальной дисфункцией и апоптозом. В совокупности знания, накопленные за последние несколько лет в области ВЗК, помимо прояснения новых механизмов, выявили множественные дублирующие и перекрывающиеся пути, лежащие в основе патогенеза заболевания.Кроме того, накопленная информация во многом соответствует последним эпидемиологическим изменениям в распространении ВЗК и усиливает участие дисбиоза в патогенезе заболевания [56].

ПИТАНИЕ, МИКРОБИОМ И ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ ВЗК

Факторы окружающей среды признаны фундаментальными элементами перинатального созревания иммунной системы. В этом смысле микробная колонизация поверхностей слизистых оболочек приобретает решающее значение для развития и созревания иммунной системы слизистых оболочек [107, 108].При рождении переход из стерильной внутриутробной среды характеризуется воздействием большого количества экзогенных раздражителей. Интересно, что после естественных родов состав микробиоты новорожденного имеет тенденцию напоминать микробиоту влагалища или кишечника матери, в то время как после кесарева сечения микробиота содержит значительное количество агентов окружающей среды [109]. Последующая микробиота, которая устанавливается после этого, имеет все более разнообразный состав, но индивидуальность сохраняется и относительно стабильна с течением времени [110].Среди факторов внешней среды пищевые компоненты способствуют развитию иммунного ответа как прямо, так и косвенно. В раннем возрасте грудное вскармливание обеспечивает несколько важных элементов защиты от патогенов, таких как IgA, цитокины, факторы роста и высокие концентрации олигосахаридов, которые способствуют накоплению бактерий, продуцирующих молочную кислоту, в кишечнике [111]. Более того, с точки зрения ВЗК эффект грудного вскармливания может оказаться более важным, чем считалось ранее, поскольку результаты метаанализа показали, что оно может играть защитную роль против развития детского заболевания [112].

Существует несколько других данных, подтверждающих участие пищевых элементов в определении самой микробиоты и взаимодействии с иммунной системой. Например, было показано, что западные диеты с их вездесущими пищевыми добавками влияют на состав и функцию микробиоты[113]. Ретиноевая кислота, производное витамина А, важна для развития иммунной системы новорожденных, для стабильности клеточных и субклеточных мембран и эпителиальных поверхностей [114], а также у взрослых, где она необходима для экспрессии молекул, возвращающихся в кишечник. на иммунные клетки, индукция Treg и переключение класса IgA[115].Железо, важный элемент кроветворения, также может запускать воспалительные процессы, связанные с прогрессированием БК, поскольку люминальное железо может напрямую изменять функцию эпителиальных клеток или создавать патологическую среду из-за изменений кишечной микробиоты [116]. Витамин D индуцирует толерогенные дендритные клетки и в настоящее время считается важным регулятором иммунитета слизистых оболочек [117]. Доступность и функциональность витамина D зависят как от приема внутрь, так и от воздействия солнечного света с естественным ультрафиолетовым (УФ) излучением.Было высказано предположение, что в случае ВЗК фактор риска, особенно для БК, представляет собой низкое воздействие солнечного света [118, 119]. Это согласуется с мнением о том, что заболеваемость ВЗК выше в северном полушарии, где воздействие УФ-излучения значительно ниже [120]. Анализируя вместе эти данные, разумно предположить, что не только ранние постнатальные события влияют на активацию иммунной системы слизистых оболочек и иммунный ответ во взрослой жизни, но также и то, что существует бесчисленное множество других вмешивающихся факторов, связанных с питанием и окружающей средой, которые могут влиять на нормальную жизнь. гомеостаз и риск развития ВЗК.

В последние несколько лет эпигенетические механизмы были вовлечены в регуляцию экспрессии генов и клеточных функций. Эпигеном рассматривается как интерфейс между окружающей средой и геномом, который играет ключевую роль в определении фенотипов и их поддержании. В этом контексте метилирование цитозина в мотивах CpG представляет собой наиболее широко изученное эпигенетическое событие [121]. В ядре CpG-метилирование ДНК регулирует экспрессию генов за счет своего влияния на состояние хроматина и доступность сайтов связывания факторов в регуляторных областях промоторов генов.В то время как гиперметилирование вблизи промоторных областей связано с молчанием генов, напротив, гипометилирование приводит к противоположному эффекту [122]. Недавние данные подтвердили мысль о том, что эпигенетические взаимодействия, связывающие ДНК хозяина с факторами окружающей среды, могут иметь ключевое влияние на фенотипическое проявление сложных заболеваний, таких как ВЗК. Эта гипотеза также подтверждается эпидемиологическими наблюдениями, показывающими повышенный риск развития ВЗК среди людей, мигрирующих из районов мира с низкой заболеваемостью в районы с высокой заболеваемостью [123].Другой пример, подчеркивающий важность негенетических процессов в развитии ВЗК, связан с исследованиями, показывающими относительно высокий уровень дискордантности среди монозиготных близнецов [124].

В настоящее время имеются указания на то, что эпигенетические механизмы, отличные от метилирования ДНК, вовлечены в развитие ВЗК, включая дифференциальную экспрессию микроРНК [125] и модификации гистонов [126]. Однако большинство эпигенетических модификаций, которые коррелируют с патогенезом ВЗК, основаны на исследованиях метилирования ДНК [127].В одном из этих исследований, например, изучали статус метилирования слизистой оболочки толстой кишки у плодов, контрольных детей и детей с ВЗК. Анализ, сравнивающий ВЗК с контрольными образцами, выявил 233 области дифференциального метилирования (ДМР) со значительным перекрытием между ВЗК у детей и контрольными образцами. Это исследование поддерживает возможную новую физиологическую роль метилирования ДНК в эпителии кишечника человека и представляет данные, связывающие приобретенные в процессе развития изменения в профиле метилирования ДНК с изменениями, наблюдаемыми при ВЗК у детей [128].

Что касается вопроса о том, могут ли эпигенетические изменения во время развития быть связаны с более поздним началом ВЗК, другая группа изучала эпигеном слизистой оболочки толстой кишки в связи с микробиомом у детей и подростков. Исследователи наблюдали сильную связь между возрастными и специфическими для ВЗК вариациями метилирования ДНК, значительно более соответствующими ЯК, чем БК, и ДМР со сниженным метилированием при позднем дебюте заболевания у детей. Следует отметить, что авторы обратили внимание на то, что к родам с эпигенетически пластичными DMR в детском и подростковом возрасте относились Roseburia и Streptococcus .В частности, Roseburia , бактерии, продуцирующие бутират, обладают потенциалом запускать эпигенетические изменения в эпителиальных стволовых клетках, поскольку было показано, что бутират является ингибитором гистоновой деацетилазы [129].

Сложные взаимодействия между генотипом, эпигеномом и факторами окружающей среды, ведущие к непрерывному ремоделированию эпигенома, определяют фенотип индивидуума. Среди факторов окружающей среды компоненты пищи выступают в качестве важных стимулов, которые связаны со специфическими эпигенетическими сигнатурами и паттернами экспрессии генов [130].Одноуглеродный метаболизм зависит от компонентов пищевых продуктов (90–199, например, 90–200, холина, бетаина, фолиевой кислоты), которые участвуют в биохимических путях метилирования ДНК и/или снабжении метильными группами [131]. Обработанная пища, типичная для западной диеты, в большинстве случаев не содержит питательных микроэлементов, в том числе селена и фолиевой кислоты, которые способствуют прогрессированию многих заболеваний, включая повышенный риск развития колоректального рака [132-135].

Гипометилирование ДНК представляет собой важное явление для здоровья человека, поскольку оно действует как начальное эпигенетическое изменение, связанное с канцерогенезом[136].Поскольку метилирование ДНК зависит от пути одноуглеродного метаболизма, требующего активности ферментов, которые зависят от питательных микроэлементов, поступающих с пищей, можно предположить, что гипометилирование может происходить из-за отсутствия доноров метила. Фактически, фолиевая кислота, присутствующая в рационе, не синтезируемая эндогенно, действует как донор одноуглеродных фрагментов, критических элементов для синтеза и восстановления ДНК и метилирования, которые контролируют экспрессию генов [137]. Дефицит фолиевой кислоты, в свою очередь, вызывает гипометилирование ДНК, в то время как ее добавление способно исправить некоторые мутации и разрывы нитей ДНК [138].Однако также сообщалось о противоречивых эффектах дефицита фолиевой кислоты на метилирование ДНК [139, 140]. Тем не менее, было показано, что удаление двух путей транспорта фолиевой кислоты, опосредованных рецептором/носителем, у трансгенных мышей увеличивает риск развития колоректального рака, связанного с колитом, в модели химически индуцированного ВЗК [141]. С другой стороны, противоречивые результаты, основанные на исследованиях на людях или животных, добавляют некоторую неопределенность в отношении фактической роли фолиевой кислоты в предотвращении рака [142-144].

Микронутриент селен также влияет на предрасположенность к колоректальному раку и метилирование ДНК.В экспериментальной модели было показано, что диеты с дефицитом селена приводят к значительному гипометилированию ДНК печени и толстой кишки [145]. Более того, диеты с дефицитом селена способствовали образованию большего количества канцероген-индуцированных аберрантных крипт толстой кишки у крыс [138, 146]. При экспериментальном ВЗК с использованием модели химически индуцированного колита добавки селена предотвращали повреждение тканей за счет защиты митохондрий и вмешательства в экспрессию ключевых генов, ответственных за воспаление [147]. В другой модели экспериментального ВЗК было показано, что дефицит селена усугубляет воспаление и способствует развитию опухоли и прогрессированию воспалительного канцерогенеза [148].При ВЗК человека последовательные исследования селена и его потенциального влияния на развитие заболевания все еще ограничены. Однако недавно у пациентов с ВЗК было обнаружено снижение уровня селена в сыворотке [149].

В совокупности имеющейся информации о пищевых компонентах и ​​потенциальном воздействии на эпигеном недостаточно для установления четкой причинно-следственной связи в отношении ВЗК. Многие вопросы остаются нерешенными, и необходимо срочно заняться взаимодействием между микробиомом и эпигеномом, микробиомом и диетой, диетой и эпигеномом, а также всей сетью одновременных, перекрывающихся, но также и динамических взаимодействий, составляющих основу кишечного гомеостаза (рис. 2). .

Рис. 2 На интерактивные биологические сети влияют факторы окружающей среды. Воздействие окружающей среды, включая пищевые компоненты и дисбиотическую микробиоту, влияет на геном и эпигеном хозяина избыточным и перекрывающимся образом, определяя аберрантный иммунитет и дефектный кишечный гомеостаз, что приводит к развитию воспалительного заболевания кишечника.

ДИЕТА И КИШЕЧНАЯ МИКРОБИОТА: ТЕРАПЕВТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРИ ВЗК

В настоящее время отсутствуют убедительные доказательства в поддержку конкретных диетических рекомендаций для пациентов с ВЗК.Тем не менее, важно распознавать особенности, основанные на гетерогенности пациентов и их жалоб, с частыми и спонтанными ассоциациями симптомов с диетическими привычками и конкретными продуктами. Хотя по-прежнему необходимы интервенционные и хорошо контролируемые исследования диетических манипуляций, общепризнано, что диета не должна быть чрезмерно ограничивающей при ВЗК [150]. Однако, учитывая современные знания о прямом влиянии элементов питания и способности компонентов пищи взаимодействовать с микробными сообществами, кажется логичным продолжать проводить диетические вмешательства при ВЗК, особенно учитывая модулирующий потенциал диеты на микробиоту.С другой стороны, лучшее понимание сложных механизмов, лежащих в основе взаимодействия между кишечником и его микробиотой, может прояснить дефектные отношения, способствующие развитию таких заболеваний, как ВЗК. Важно отметить, что исследования оси кишечная микробиота и промежуточных модулирующих факторов могут выявить новые механизмы и, следовательно, новые цели для терапевтического вмешательства [49]. Накопленные к настоящему времени знания должны позволить изучить терапевтический потенциал кишечной микробиоты при лечении ряда иммунных, метаболических и воспалительных заболеваний [151].

В течение последнего десятилетия попытки модулировать микробиоту кишечника с помощью антибиотиков, пребиотиков, пробиотиков и синбиотиков представляли собой рациональный подход к лечению широко распространенных клинических расстройств, поражающих желудочно-кишечный тракт [152, 153]. Использование пробиотиков, в том числе молочнокислых бактерий, таких как Lactobacilli и Bifidobacteria, например, широко изучалось в последние годы. Молочнокислые бактерии обычно присутствуют в йогурте и других ферментированных пищевых продуктах, но они также используются в пищевых добавках[154].Данные результатов клинических испытаний позволяют предположить, что пробиотики, состоящие из молочнокислых бактерий, могут быть эффективны при лечении резервуарного илеита [155] и ЯК [156] и в меньшей степени при БК [157,158]. В частности, при язвенном колите пробиотики, содержащие молочнокислые бактерии, дали более многообещающие результаты, хотя несоответствия между исследованиями могут затруднить интерпретацию данных [159]. С другой стороны, при БК существуют лишь относительно слабые доказательства, подтверждающие роль пробиотиков как эффективных терапевтических средств [160].Тем не менее, более низкая частота рецидивов после хирургического вмешательства среди пациентов с болезнью Крона, получивших ранний VSL#3, предполагает его потенциальную полезность, а также необходимость дополнительных исследований этого пробиотика при целиакии [161]. Другое направление исследований в области терапии ВЗК анализирует потенциальное использование пребиотиков, олигосахаридов, которые метаболизируются в SCFAs комменсальными бактериями кишечной микробиоты [162]. Интересно, что синергетический эффект между пребиотиками и пробиотиками для лечения целиакии был предложен в открытом исследовании, где более эффективные результаты наблюдались при использовании смеси различных молочнокислых бактерий в сочетании с пребиотиком подорожником [163].Однако последующая проблема заключается в том, как поддерживать эти пробиотики молочнокислых бактерий в кишечнике пациентов с ВЗК, поскольку клинические рецидивы, как правило, возникают после прекращения приема пробиотиков [164].

Недавно в рамках более смелого подхода проводилось исследование другой пробиотической терапии, основанной на фекальной трансплантации. Трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ) — это процесс, при котором аномальная, патологическая микробиота заменяется предположительно нормальной [165].Хотя этот тип вмешательства может показаться довольно экстремальной формой терапии, благоприятные результаты уже были достигнуты, например, у пациентов с рецидивирующей инфекцией Clostridium difficile [166]. При ВЗК результаты исследований, изучающих ТФМ как потенциальную новую альтернативную терапию, все еще трудно интерпретировать из-за различных дизайнов исследований и относительно небольшого числа контролируемых испытаний. Однако некоторые предварительные данные свидетельствуют о том, что ТФМ может быть полезна при лечении ВЗК, поскольку в нескольких исследованиях у большинства пациентов наблюдалось облегчение симптомов или даже ремиссия [167].В систематическом поиске литературы и метаанализе клинических исходов ТФМ была оценена как безопасная, хотя и с различной эффективностью при ВЗК [168]. В пилотном исследовании высокие показатели клинического улучшения и ремиссии наблюдались после однократного введения FMT пациентам с рефрактерной болезнью Крона [169]. Используя аналогичный подход, та же группа также исследовала эффективность и безопасность разработанной стратегии ступенчатой ​​ТФМ при стероидозависимом ЯК. Почти у шестидесяти процентов пациентов было достигнуто клиническое улучшение, а анализ микробиоты показал, что ТФМ изменила свой состав, который стал очень похож на состав донора, особенно у пациентов с успешным лечением [170].В недавнем рандомизированном контролируемом исследовании было показано, что FMT вызывает ремиссию у значительно большего процента пациентов с активным ЯК по сравнению с плацебо, без каких-либо различий в отношении побочных эффектов [171]. Вместе эти данные подтверждают идею о том, что ТФМ может превратиться в многообещающую новую альтернативу для лечения ВЗК.

Все чаще признается, что пищевые компоненты могут влиять на иммунный ответ и воспалительный статус, в значительной степени опосредованный модуляцией микробиоты, как обсуждалось ранее в этой статье.Здесь стоит подчеркнуть тот факт, что соединения окружающей среды, включая питательные вещества, могут модифицировать активность генома таким образом, что, хотя и не изменяя последовательность ДНК, могут производить соответствующие, стабильные и, возможно, трансгенерационные изменения фенотипа [172]. В этом смысле считается, что изменения эпигеномного интерфейса, которые могут определять долговременные фенотипические или даже тканевые изменения структуры и функции, являются вторичными по отношению к природе и силе стимулов окружающей среды, включая диетические факторы, в динамическом процессе [173]. .Поддержка гипотезы об эпигенетическом программировании, представляющем собой постоянный и даже трансгенерационный феномен, получена в основном из моделей на животных, включая исследования с участием диетических доноров метила и кофакторов, таких как, например, фолиевая кислота, холин и витамин B12 [174,175]. Механизмы, с помощью которых стимулы окружающей среды могут вызывать долгосрочные эффекты и передаваться из поколения в поколение, до сих пор неясны, и лучшее понимание этих процессов считается необходимым для возможных будущих вмешательств при резко растущих заболеваниях, таких как ожирение и диабет [176]. в подходе, который, как мы надеемся, также может быть применен к терапии ВЗК.

Тем временем пациентам следует рекомендовать вести более здоровый образ жизни, включая здоровое питание и избегать малоподвижного образа жизни, воздействия табака, загрязняющих веществ и наркотиков в целом. В частности, с точки зрения питания, современные знания предполагают, что наилучший подход основан на потреблении хорошо сбалансированной диеты, содержащей преимущественно фрукты и овощи, и избегании, насколько это возможно, обработанных пищевых продуктов и продуктов, которые пациент считает вредными, способными ухудшить симптомы. или даже запуск вспышек[43].В связи с этим, например, высокое потребление красного мяса и переработанного мяса, белков, алкогольных напитков, серы и сульфатов было связано с повышенным риском обострений язвенного колита [177, 178]. С другой стороны, высокое потребление насыщенных жиров, мононенасыщенных жирных кислот и более высокое соотношение омега-6:омега-3 полиненасыщенных жирных кислот было связано с рецидивами целиакии [179, 180].

Рост и распространение во всем мире аутоиммунных и сложных хронических воспалительных заболеваний, таких как ВЗК, особенно за последние полвека, убедительно свидетельствует о решающем участии изменений окружающей среды.Среди факторов окружающей среды пища и пищевые привычки, которые постепенно изменяются в современном обществе, по-видимому, являются критическими модуляторами микробиоты, способствующими или соучаствующими в дисбактериозе, важном компоненте патогенеза ВЗК. Кроме того, было показано, что пищевые компоненты модулируют эпигенетические механизмы, что может привести к повышенному риску развития и прогрессирования ВЗК. Поэтому представляется разумным предположить, что лучшее понимание роли различных пищевых компонентов в гомеостазе кишечника и резидентной микробиоте будет иметь важное значение для раскрытия сложной молекулярной основы эпигенетических, генетических и экологических взаимодействий, лежащих в основе патогенеза ВЗК, а также для предлагая диетические вмешательства с минимальными ожидаемыми побочными эффектами.

Здоровье и эффективность | Свет на чердаке, отчеты

НАБОР ЦВЕТОВ ПРОДАН! НАБОР BLACK WAX 3 LP ДОСТУПЕН ДЛЯ ПРИОБРЕТЕНИЯ СЕЙЧАС. ВЫБЕРИТЕ КНОПКУ «НАБОР 3 ЛП» КУПИТЬ

«Битлз современной экспериментальной музыки».
— Дэймон МакМахон (Аминь Дюны)

«Эта жара — одна из тех групп, на которые (как человек, желающий попасть в группу) я стремился быть похожим. Не для того, чтобы звучать как они или каким-то образом их копировать, а просто быть одной из тех групп, которые вы слышите и сразу понимаете, что вы слушаете This Heat и ничего больше.Это группа, которая установила свои собственные правила и сделала это, никогда не звуча претенциозно или как будто они слишком старались. Первая запись, которую я получил от них, была This Heat , но я подумал, что это потрясающе, что я мог быть в них в течение нескольких лет и продолжать открывать для себя другие их EP или песни, такие как Health and Efficiency , которые все еще казались совершенно свежими и все еще актуальными. .
— Дэйв Портер (Avey Tare, Animal Collective)

Своим одноименным дебютом This Heat посеяли семена пост-панка, авангардного рока, нойз-рока и пост-рока.На создание альбома у трио — Чарльза Буллена, Чарльза Хейуорда и Гарета Уильямса — ушло два года, и они оказались в авангарде экспериментальной музыки.

Последующий 20-минутный Health and Efficiency оказался менее трудоемким и более традиционным. Преодолевая разрыв между дебютом и их шедевром, Deceit , релиз 1980 года показал, что группа вписалась в ритм своей студии Cold Storage.

Восьмиминутный заглавный трек, вспоминает Чарльз Хейворд, «был импровизирован в значительной степени полностью сформированный» и включал в себя звук детской площадки соседней школы и группу, катающую бутылки в галерее рядом со своей студией.Там же они нашли и обложку макси-сингла — сине-белое изображение Пита Кобба было выставлено в той же галерее. Трек был записан с помощью мобильного устройства, найденного в задней части Melody Maker — 16-дорожечной мобильной студии Zipper — и в то же время были заложены элементы второго альбома Deceit . Как отмечает Чарльз Хейворд: «Казалось, все встало на свои места».

На стороне B дрон для «Graphic/Varispeed» взят из песни «24 Track Loop» на первом альбоме, хотя и измененный, замедленный и ускоренный.«В процессе мы поняли, что нам нравится преобразование звука из одного состояния в другое, когда переменная скорость прочесывает звук через эквалайзер, как в микроскоп. Поэтому мы записали сам процесс, который вы здесь и слышите», — говорит Хейворд. Намерение состояло в том, чтобы сингл можно было проигрывать на скорости 33, 45 или 78 об/мин — что вы можете сделать и с этим переизданием.

This Heat нащупывали весь процесс записи, пробуя то, чего раньше никогда не делали.И хотя у них оставался всего один альбом, прежде чем Уильямс отправился в очередное путешествие в Индию, трио Брикстона предстояло еще много экспериментов.

Отмечая 40-летие This Heat в 2016 году, Modern Classics Recordings переиздает каталог группы — This Heat 1979 года, Health and Efficiency 1980 года и Deceit 1981 года — при полном сотрудничестве с Surviving. Чарльз Хейворд. Спустя четыре десятилетия неустанные усилия процесса This Heat снова могут стать откровением для новой аудитории.

Ронг Су — Психологические науки

Степень: Кандидат наук. Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн, 2012 г.

Научные интересы

В основе моих исследований лежат индивидуальные различия, соответствие человека и окружающей среды (P-E), производительность и успех в работе, а также гендерные карьерные пути и гендерные различия в карьерном росте. В частности, в моем исследовании были рассмотрены следующие вопросы: (1) Как индивидуальные различия в интересах и характере, среди прочих переменных, и приспособленность к физкультуре влияют на образовательное и карьерное развитие людей, на выбор, который они делают, и на то, насколько хорошо они учатся в школе и на работе (т.г., Най, Су, Раундс и Драсгоу, 2012 г.)? Это направление исследований связано с более широкими вопросами тестирования и оценки, подбора персонала и управления человеческими ресурсами. (2) Каковы основные психосоциальные механизмы, которые могут объяснить гендерные карьерные пути и гендерные различия в карьерном росте, особенно недостаточное представительство женщин в дисциплинах STEM (наука, технология, инженерия и математика) (например, Su, Rounds, и Армстронг, 2009)? Это направление исследований имеет более серьезные последствия для государственной политики в области образования, рабочей силы и экономики.Центральное место в обоих направлениях исследований занимает конструкт интересов — предпочтения определенных видов деятельности или среды (например, ремонт вещей, помощь людям, убеждение). Интересы описывают людей по отношению к их среде и служат для людей стимулом к ​​навигации и эффективному функционированию в их среде (Rounds & Su, 2014).

В дополнение к вышеперечисленным темам в моем исследовании изучалось отношение, психологическое благополучие и здоровье в связи с рабочим местом и организациями, и часто затрагивалось влияние культуры.В моем исследовании, ориентированном на количественные показатели, используются различные методы, такие как моделирование структурными уравнениями, многоуровневые и лонгитюдные модели, метаанализ, психометрия, многомерное шкалирование и методология поверхности отклика.

Мои исследования опубликованы в таких журналах, как Psychological Bulletin , Perspectives on Psychological Science , Current Directions in Psychological Science , Journal of Personality and Social Psychology, Social Psychological and Personality Science и Journal of Counseling Psychology , и о нем писали основные средства массовой информации, включая Time и The New York Times.Ниже представлена ​​подборка моих последних публикаций.

Избранные последние публикации

Tay, L., Su, R. , & Rounds, J. (2011). Люди-вещи и данные-идеи: биполярные измерения? Журнал консультативной психологии, 58 (3), 424-440.

Армстронг, П. И., Су, Р., и Раунд, Дж. (2011). Профессиональные интересы: Неизведанная дорога. В T. Chamorro-Premuzic, S. von Stumm, & Furnham, A. (Eds.), Handbook of Individual Differences (стр.608-631). Оксфорд: Уайли-Блэквелл.

Nye, C.D., Su, R. , Rounds, J., & Drasgow, F. (2012). Профессиональные интересы и производительность: количественное резюме более 60 лет исследований. Перспективы психологической науки, 7 (4), 384-403.

Zell, E., Su. Р. , …, и Альбаррасин, Д. (2012). Культурные различия в отношении к действию и бездействию: роль диалектизма. Социальная психология и наука о личности, 4 (5), 521-528.

Rounds, J., Su, R. , Lewis, P., & Rivkin, D. (2012). Профили профессиональной ценности для новых и возникающих профессий в системе O*NET: Резюме. Национальный ресурсный центр O*NET Министерства труда США.

Rounds, J., Su, R. , Lewis, P., & Rivkin, D. (2013). Профили профессиональных интересов для новых и появляющихся профессий в системе O*NET: Резюме. Национальный ресурсный центр O*NET Министерства труда США.

Вс, Р. , и Раунд, Дж.(2013). Оценка профессиональных интересов. В DR Strauser (Ed.), Развитие карьеры, трудоустройство и инвалидность: от теории к практике  (стр. 207–222). Нью-Йорк: Спрингер.

Rounds, J., & Su, R.  (2014). Природа и сила интересов. Современные направления психологической науки, 23 (2), 98-103.

Su, R. , Murdock, CD, & Rounds, J. (2014). Соответствие человек-среда. В П. Хартунге, М. Савицкасе и Б. Уолше (ред.),  Справочник APA по карьерному вмешательству . Вашингтон, округ Колумбия: Американская психологическая ассоциация.

Su, R. , Tay, L., & Diener, E. (2014). Разработка и проверка комплексной инвентаризации процветания (CIT) и краткой инвентаризации процветания (BIT). Прикладная психология: здоровье и благополучие . Опубликовано в Интернете перед печатью. doi: 10.1111/aphw.12027

Дамиан, Р. И., Су, Р. , Шанахан, М., Траутвайн, У. и Робертс, Б. В.(2014). Могут ли личностные черты и интеллект компенсировать недостаток прошлого? Прогнозирование достижения статуса во взрослой жизни. Журнал личности и социальной психологии . Предварительная онлайн-публикация, doi:10.1037/pspp0000024

Su, R. , & Rounds, J. (2015). Все области STEM не созданы равными: интересы людей и вещей объясняют гендерные различия в областях STEM. Приглашенный вклад в SJ Ceci, WM Williams и S. Kahn (Eds.), Недопредставленность женщин в науке: международные и междисциплинарные данные и аргументы в дебатах, специальный выпуск в Frontiers in Psychology .doi:10.3389/fpsyg.2015.00189

Su, R. , Голубович, Дж., Роббинс, С.Б. (2015). Наведение мостов между наукой и практикой: на пути к стандартной, основанной на фактических данных структуре навыков 21 века. Промышленная и организационная психология: взгляды на науку и практику , 8 (2), 289-294. doi:10.1017/iop.2015.36

Ву, С.Э., Кейт, М., Саеф, Р., Су, Р. и Парригон, С. (в печати). Любопытная динамика между открытостью и интересом к творчеству. В Г.Дж. Файст, Р. Рейтер-Палмон и Дж. К. Кауфман (редакторы). Справочник по исследованиям творчества и личности .

Su, R. , & Nye, CD (в печати). Интересы и соответствие человека и среды: новый взгляд на готовность и успех рабочей силы. В Дж. Буррус, К. Д. Маттерн, Б. Наеми и Р. Д. Робертс (редакторы), Создание лучших учащихся: подготовка к работе . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Голубович, Дж., Су, Р. , и Роббинс, С.Б. (в печати). Создание системы стандартов и ориентиров для готовности и успеха на рабочем месте: преодоление разрыва между образованием и работой. В Дж. Буррус, К. Д. Маттерн, Б. Наеми и Р. Д. Робертс (ред.), Создание лучших студентов: подготовка к работе . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета.

Коссек, Э., Вс. Р.,  и Ву, Л. (в печати). «Отказаться» или «вытолкнуть»? Интеграция взглядов на женское карьерное равенство для гендерной интеграции и вмешательств. Журнал управления .

Редакция

Журнал консультативной психологии (январь 2014 г. -)

Будущие аспиранты

Заинтересованным студентам предлагается просмотреть личный веб-сайт доктора Су для получения дополнительной информации

Поймите свои интересы

Если вы хотите лучше понять свои профессиональные интересы, вы можете заполнить краткую форму O*NET Interest Profiler , которую мы с коллегами разработали для Университета США.С. Национальный центр развития O*NET Департамента труда.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Выявление строения фотосинтетического аппарата диатомовых водорослей Thalassiosira pseudonana | Физиология растений

Аннотация

Диатомовые водоросли — это большая группа морских водорослей, на долю которых приходится около четверти глобальной фиксации углерода. Светособирающие комплексы диатомовых водорослей образованы белками фукоксантин-хлорофилла a/c, и их общая организация вокруг основных комплексов фотосистем (ФС) I и II уникальна для царства растений.С помощью криоэлектронной томографии мы выяснили структурную организацию суперкомплексов ФСII и ФС1 и их пространственную сегрегацию в тилакоидной мембране модельных видов диатомей Thalassiosira pseudonana . Трехмерное усреднение по объему показало, что суперкомплекс PSII T. pseudonana включает тримерную форму светособирающей антенны, которая отличается от тетрамерной антенны, наблюдаемой ранее у другой диатомовой водоросли, Chaetoceros gracilis . Удивительно, но организация суперкомплекса PSI сохраняется у обоих видов диатомей.Эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что разные классы диатомовых водорослей имеют различную архитектуру PSII в качестве стратегии адаптации, в то время как в отношении PSI и общей структуры пластид произошла конвергентная эволюция.

Введение

Диатомовые водоросли, большая группа морских водорослей, имеют огромное значение для глобальных экологических систем на нашей планете. Было подсчитано, что они составляют около 40% морской биомассы, а их вклад в общую первичную продукцию Земли составляет около 25% (Falkowski et al., 1998). В свете современных достижений биотехнологии диатомовые водоросли также рассматриваются как потенциально ценный источник пищевых добавок, антибиотиков и фармацевтически активных веществ (Bozarth et al., 2009). Несмотря на их решающую роль в углеродном цикле Земли, очень мало известно об их основных метаболических путях и об организации их фотосинтетического аппарата.

Диатомовые водоросли возникли в результате вторичного эндосимбиоза между предком красной водоросли и эукариотической клеткой (Bhattacharya et al., 2007), что предопределяет строение и свойства их пластид. Пластидная оболочка диатомовых водорослей имеет четыре мембранных слоя, а их тилакоиды имеют трехполосную структуру (Бедошвили и др., 2009). Несмотря на то, что тилакоиды лишены грана-стромальной организации, характерной для сосудистых растений, все же существует определенная степень пространственной сегрегации фотосистем I (ФСI) и II (ФСII): ФСII локализуется преимущественно в сжатых мембранах, тогда как ФСI концентрируется в тилакоидных мембранах. мембраны, открытые для стромы (Pyszniak and Gibbs, 1992; Flori et al., 2017; Левитан и др., 2019).

Светособирающая антенная система диатомей отличается от зеленых растений и состоит из комплексов фукоксантин-хлорофилл а/с-белок (FCP) (Büchel, 2020). Диатомовые водоросли имеют большой набор генов, кодирующих различные белки светособирающего комплекса (Lhc), которые можно разделить на три основных семейства: Lhcf, Lhcr и Lhcx. Хотя функциональная связь отдельных семейств с комплексами ФСII и ФС1 изучена недостаточно, предполагалось, что Lhcf является основной группой светособирающих антенных белков для обоих ФС, белки Lhcr предпочтительно связаны с ФС1 (из-за их сходства с ФС). антенны красных водорослей, обслуживающие PSI), и белки Lhcx участвуют в реакции на стресс и фотозащите (Büchel, 2020).Эти семейства белков также различаются по способности образовывать различные олигомерные структуры. До сих пор наблюдались мономеры, димеры, тримеры и тетрамеры FCP (Nagao et al., 2019; Pi et al., 2019; Wang et al., 2019; Büchel, 2020).

Несмотря на огромный прогресс в понимании архитектуры фотосинтетического аппарата зеленых водорослей и наземных растений (Kouril et al., 2018; Cao et al., 2020), информация о структуре фотосинтетических комплексов диатомовые водоросли все еще очень ограничены.Основная причина, по-видимому, заключается в сложности строения хлоропластов, что также делает весьма проблематичным выделение ФС в нативном состоянии (Schober et al., 2019). Криоэлектронная томография (ЭТ) мембран тилакоидов у диатомовых водорослей совсем недавно была проведена на Phaeodactylum tricornutum (Levitan et al., 2019). Это исследование дало первые структурные указания на пространственную сегрегацию фотохимически активных и неактивных комплексов ФСII в мембране, которые отделены от комплексов ФС1 и кластеров АТФ-синтазы (Левитан и др., 2019).

Недавно, благодаря оптимизированным протоколам выделения, впервые стало возможным использовать криоэлектронную микроскопию (ЭМ) для получения структурной информации о изолированных суперкомплексах ФС II и ФС1 из одной из центрических диатомей, Chaetoceros gracilis (Nagao et al., 2019; Pi et al., 2019; Nagao et al., 2020a, 2020b; Xu et al., 2020). Хотя комплексы ядра PS диатомей кажутся похожими на комплексы ядра других известных фотосинтезирующих видов, их светособирающие антенны кажутся уникальными.Вместо тримерных светособирающих (LHCII) антенн, типичных для зеленых водорослей и наземных растений, антенные комплексы PSII C. gracilis состоят из тетрамеров FCP (Nagao et al., 2019; Pi et al., 2019). Связывание этих тетрамеров с ядром ФСII поддерживается тремя мономерными субъединицами FCP (называемые FCP-D, -E и -F). Это аналогично ситуации у зеленых водорослей и наземных растений, однако здесь иная локализация трех мономерных субъединиц (Lhcb4, 5 и 6).Организация светособирающей антенны PSI C. gracilis также имеет весьма нетипичные черты. Он состоит из очень вариабельного количества субъединиц FCP, от 16 до 24 копий, которые могут полностью окружать основной комплекс в несколько слоев, образуя гигантский суперкомплекс (Nagao et al., 2020a, 2020b; Xu et al., 2020). .

Центрическая диатомовая водоросль Thalassiosira pseudonana , первый эукариотический вид морского фитопланктона, чей геном был полностью секвенирован (Armbrust et al., 2004), обычно используется в качестве модельного организма. В нашем предыдущем отчете (Calvaruso et al., 2020) мы выделили почти нативные суперкомплексы T. pseudonana и предоставили их глубокую протеомную характеристику. Здесь мы расширили это исследование с помощью ET и усреднения по объему, чтобы получить информацию о структуре суперкомплексов PSII и PSI T. pseudonana и об их пространственном распределении в тилакоидной мембране. Хотя, по-видимому, существует много общего между фотосинтетическим аппаратом T.pseudonana и C. gracilis , как ни странно, мы также выявили несколько аспектов, в которых они различаются. В то время как организация суперкомплексов PSI у обоих видов диатомей имеет общие структурные черты, их суперкомплексы PSII имеют различную архитектуру Lhcs. Мы обнаружили, что антенна T. pseudonana образована тримерами FCP вместо тетрамеров, которые ранее наблюдались у C. gracilis . Это свидетельствует о том, что эволюционная дистанция между этими двумя видами, относящимися к двум разным подклассам диатомей, находит отражение и в строении их фотосинтетического аппарата, особенно в расположении и комплекте антенных комплексов ФСII.

Результаты

Трехмерная архитектура мембранного везикула тилакоидов

Cryo-ET была проведена для визуализации как общей организации тилакоидных мембран из T. pseudonana , так и основных компонентов фотосинтетического аппарата, встроенного в тилакоидную мембрану. Поскольку для получения высокого разрешения на реконструированной томограмме требуется тонкий образец (Crowther et al., 1970), мы осторожно разделили тилакоидные мембраны на отдельные везикулы, начиная с почти интактных пластид.Связи между уложенными друг на друга мембранами осторожно расщепляли в буфере с низкой ионной силой с низкой концентрацией детергента. Были собраны серии томографических наклонов отдельных тилакоидных везикул, которые впоследствии были совмещены для создания трехмерной томограммы. На реконструированной томограмме виден тилакоидный пузырек круглой формы диаметром около 1 мкм (дополнительный фильм S1). Изучение срезов томограммы выявило наличие плотных белковых комплексов, встроенных в тилакоидную мембрану (рис. 1).Суперкомплексы ФС II были распознаны по их типичной плотности, обусловленной их димерным сердцевинным комплексом, плотность круглой формы была приписана центральному комплексу ФС1, а АТФ-синтаза была распознана из-за его сильной круглой плотности гидрофильной головки, торчащей из тилакоидной мембраны (дополнительный рисунок). С1). Отдельные проекции были проанализированы путем усреднения субобъемов, чтобы подтвердить идентичность этих плотностей (см. ниже).

Рисунок 1

Крио-ЭТ изолированной тилакоидной мембранной везикулы из T.псевдонана . A – D, Томографические срезы репрезентативной криоэлектронной томограммы. А и С томографические срезы представляют верхний и нижний слои тилакоидной мембраны пузырька. B и D, выбор подобъемов из томографических срезов, которые содержат плотности частиц PSII (синие кружки), PSI (желтые кружки) и АТФ-синтазы (красные кружки). Масштабная линейка составляет 200 нм.

Рисунок 1

Крио-ЭТ изолированной тилакоидной мембранной везикулы из T. pseudonana .A – D, Томографические срезы репрезентативной криоэлектронной томограммы. А и С томографические срезы представляют верхний и нижний слои тилакоидной мембраны пузырька. B и D, выбор подобъемов из томографических срезов, которые содержат плотности частиц PSII (синие кружки), PSI (желтые кружки) и АТФ-синтазы (красные кружки). Масштабная линейка составляет 200 нм.

Структурная характеристика суперкомплекса ФС II

Усреднение субобъемов частиц ФСII из Тл.pseudonana выявил наличие суперкомплекса ФС II необычной формы . Модель изоповерхности PSII позволила нам различить особенности основного комплекса, включая внешние субъединицы комплекса, выделяющего кислород, и связанную с ним светособирающую антенну (Дополнительный фильм S2).

Структурная модель 3D-карты суперкомплекса ФС II была создана путем подгонки основного комплекса ФС II из C. gracilis (Pi et al., 2019). Типичные черты основного комплекса ФС II были идентифицированы в трехмерном объеме ФС II, и, таким образом, положение основного комплекса было определено однозначно (рис. 2).Для установки светособирающих антенных комплексов мы создали сетку нашей 3D-карты, которая помогла нам выявить расположение отдельных компонентов антенной системы (рис. 2В). В виде сетки 3D-карты были четко идентифицированы тримеры антенны, обозначенные как FCPII-S, плотность которых также была распознана в объеме изоповерхности PSII (рис. 2B). Способность FCP образовывать тримеры также была подтверждена анализом одной частицы фракции FCP (дополнительная фигура S2).В соответствии с изображением сетки оставшиеся плотности светособирающих фрагментов соответствовали двум мономерным белкам-антеннам. Поскольку положение мономеров в T. pseudonana отличается от C. gracilis , идентифицировать их на основании соответствия между моделями не представлялось возможным. Хотя ЭМ-плотности FCPII-1 и FCPII-2 лучше всего соответствовали C. gracilis структур FCP-D и FCP-E соответственно, мы не смогли однозначно отнести мономеры к конкретным белкам, и поэтому мы назвали их FCPII-1 и FCPII-2.

Рисунок 2

Структурная модель суперкомплекса PSII из T. pseudonana , выявленная с помощью крио-ЭТ и усреднения по объему. А, вид сверху на изоповерхность 3D-карты суперкомплекса ФСII представляет собой вид со стороны просвета. Кислород-выделяющий комплекс на границе мембраны и просвета виден сбоку. Плотности, представляющие основной комплекс PSII (зеленый цвет) и мономерную антенну (FCPII-1 голубого цвета, FCPII-2 фиолетового цвета), соответствуют C.gracilis PSII (PDB 6jlu), тримерная форма светособирающей антенны FCP снабжена гороховой структурой LHCII (желтым цветом; PDB 2bhw). B, сетчатое представление трехмерной карты суперкомплекса PSII. Ядро ФСII изображено зеленым цветом, белки мономерной антенны FCPII-1 и FCPII-2 визуализированы голубым и фиолетовым соответственно, а тример FCP — желтым цветом. Рисунок 2А, вид сверху на изоповерхность 3D-карты суперкомплекса ФСII представляет собой вид со стороны просвета. Кислород-выделяющий комплекс на границе мембраны и просвета виден сбоку. Плотности, представляющие основной комплекс PSII (зеленый цвет) и мономерную антенну (FCPII-1 голубого цвета, FCPII-2 фиолетового цвета), соответствуют структуре C. gracilis PSII (PDB 6jlu), тримерной форме светособирающей антенны FCP. оснащен гороховой структурой LHCII (желтым цветом; PDB 2bhw). B, сетчатое представление трехмерной карты суперкомплекса PSII.Ядро ФСII изображено зеленым цветом, белки мономерной антенны FCPII-1 и FCPII-2 визуализированы голубым и фиолетовым соответственно, а тример FCP — желтым цветом.

Результаты крио-ЭТ и усреднения субобъемов показывают, что суперкомплекс PSII T. pseudonana состоит из димерного ядра (C 2 ), двух тримерных антенн (S 2 ) и четырех мономерных антенных субъединиц, образующих уникальный суперкомплекс C 2 S 2 .

Структурная характеристика суперкомплекса PSI и АТФ-синтазы

Усреднение по объему выбранных частиц PSI выявило трехмерную карту огромного суперкомплекса PSI, который имеет типичные черты комплекса PSI, ранее наблюдавшегося в C.gracilis (Nagao et al., 2020a, 2020b; Xu et al., 2020). Этот комплекс образован ядром ПСИ с 18 антенными блоками (рис. 3). Сопоставление полученных проекционных карт с крио-ЭМ-структурой высокого разрешения гигантского суперкомплекса PSI из C. gracilis (Xu et al., 2020) показало, что они имеют очень высокую степень сходства. Единственной отличительной особенностью является отсутствие шести периферических белков FCPI на сторонах PsaF и PsaL основного комплекса PSI в T. pseudonana (рис. 3; дополнительный фильм S3).Эти субъединицы FCP отсутствуют в нашей структуре по сравнению со структурой C. gracilis PSI, опубликованной Xu et al. (2020), тогда как присутствуют еще три по сравнению со структурой PSI того же организма, показанной Nagao et al. (2020а, 2020б). Эти различия могут быть связаны как с разными условиями произрастания, так и с видовой специфичностью.

Рисунок 3

Структурные модели суперкомплекса PSI и АТФ-синтазы из T. pseudonana , выявленные с помощью крио-ЭТ и усреднения субобъемов.A-B, вид сверху на изоповерхностную модель суперкомплекса PSI представляет собой вид со стороны стромы, тогда как наружные мембранные субъединицы PSI видны сбоку. Назначение плотностей ЭМ основано на подгонке структуры высокого разрешения из C. gracilis (PDB 6ly5). Основной комплекс PSI обозначен зеленым, а субъединицы FCPI — фиолетовым. C, вид сбоку на изоповерхностную модель показывает внешнюю плотность мембраны. На стромальной стороне PSI плотность соответствует ферредоксину (красный) и двум копиям комплекса FNR (у лосося; PDB 1 gaq).Со стороны просвета плотность соответствует cyt c 6 (светло-голубой; PDB 3 dmi). D, гипотетическая модель, показывающая связь FNR и cyt c 6 с основными субъединицами суперкомплекса PSI. PsaA, PsaB, PsaC, PsaE и PsaF показаны небесно-голубым, желтым, синим, оранжевым и серым цветом соответственно. Fd показан красным, FNR — лососевым, а cyt c 6 — синим. E – F, вид сверху и вид сбоку изоповерхностной модели АТФ-синтазы, соответствующей структуре хлоропластной АТФ-синтазы с высоким разрешением (PDB 6 fkh).

Рисунок 3

Структурные модели суперкомплекса PSI и АТФ-синтазы из T. pseudonana , выявленные с помощью крио-ЭТ и усреднения по объему. A-B, вид сверху на изоповерхностную модель суперкомплекса PSI представляет собой вид со стороны стромы, тогда как наружные мембранные субъединицы PSI видны сбоку. Назначение плотностей ЭМ основано на подгонке структуры высокого разрешения из C. gracilis (PDB 6ly5). Основной комплекс PSI обозначен зеленым, а субъединицы FCPI — фиолетовым.C, вид сбоку на изоповерхностную модель показывает внешнюю плотность мембраны. На стромальной стороне PSI плотность соответствует ферредоксину (красный) и двум копиям комплекса FNR (у лосося; PDB 1 gaq). Со стороны просвета плотность соответствует cyt c 6 (светло-голубой; PDB 3 dmi). D, гипотетическая модель, показывающая связь FNR и cyt c 6 с основными субъединицами суперкомплекса PSI. PsaA, PsaB, PsaC, PsaE и PsaF показаны небесно-голубым, желтым, синим, оранжевым и серым цветом соответственно.Fd показан красным, FNR — лососевым, а cyt c 6 — синим. E – F, вид сверху и вид сбоку изоповерхностной модели АТФ-синтазы, соответствующей структуре хлоропластной АТФ-синтазы с высоким разрешением (PDB 6 fkh).

Интересно, что изоповерхность 3D-карты суперкомплекса PSI выявила дополнительные, внешние по отношению к мембране плотности как на стромальной, так и на люминальной стороне суперкомплекса PSI. Поскольку эти внешние плотности визуализируются при том же пороге изоповерхности, что и объем PSI, они действительно должны представлять реальные плотности белка.Поскольку они расположены близко к электрон-донорной и акцепторной сторонам PSI, разумно ожидать, что эти плотности представляют собой какие-то другие компоненты электрон-транспортной цепи. Следовательно, эти плотности соответствовали ферредоксину-НАДФ + оксидоредуктазе (ФНР) на акцепторной стороне и множественным копиям цитохрома (цит) c 6 (белок, который заменяет пластоцианин [Pc] у диатомей) на акцепторной стороне. донорская сторона (рис. 3C). Эта гипотетическая модель показывает образование огромного суперкомплекса cyt c 6 -PSI-Fd-FNR, который способен опосредовать перенос электрона.

Как и ожидалось, усреднение по объему частиц АТФ-синтазы привело к типичной трехмерной карте АТФ-синтазы (рис. 3, E и F). И каталитическую головку, и внутреннюю часть мембраны АТФ-синтазы можно распознать даже при таком довольно ограниченном разрешении.

Структурный анализ выделенных суперкомплексов ФСII и ФС1

Усреднение субобъемов позволило построить трехмерные структуры суперкомплексов ФСII и ФС1 непосредственно в тилакоидной мембране.Чтобы увидеть, как эти модели in situ структурно связаны с изолированными суперкомплексами, мы выполнили ЭМ с одной частицей частиц PSII и PSI, выделенных из T. pseudonana , с использованием ультрацентрифугирования в градиенте сахарозы (SG) (дополнительная фигура S3). Анализ изображений показал, что суперкомплексы PSII и PSI (рис. 4) аналогичны структурам, полученным в результате усреднения по объемам данных томографии. Структурное присвоение двухмерных проекционных карт суперкомплексов ФСII и ФС1 привело к построению структурных моделей, которые практически идентичны моделям, полученным из крио-ЭТ и усреднения по объему (рис. 2 и 3).Однако в 2D-проекциях PSII уникальная плотность (обозначенная как FCPII-3) была обнаружена на периферии основного комплекса (близко к основной субъединице PsbX). Неожиданно оказалось, что эта плотность слишком мала, чтобы соответствовать субъединицам FCP-D, FCP-E или FCP-F из C. gracilis. Вместо этого мы обнаружили, что плотность может соответствовать наиболее компактному типу мономера FCP, который был недавно структурно охарактеризован, PtLhcf4 из P. tricornutum (Wang et al., 2019). Несмотря на то, что он принадлежит к другому виду, этот белок по-прежнему демонстрирует высокое сходство последовательностей, превышающее 60%, со многими белками Lhcf размером Т.pseudonana , что свидетельствует об общем структурном устройстве.

Рисунок 4

Структурные модели суперкомплексов PSII и PSI из T. pseudonana , выявленные с помощью ЭМ и анализа отдельных частиц. A и C, 2D-проекции изолированных и негативно окрашенных суперкомплексов PSII и PSI. B, Назначение плотностей ЭМ основано на подборе структур высокого разрешения. Плотности, представляющие основной комплекс PSII и мономерную антенну, соответствуют структуре PSII от C.gracilis (PDB 6 jlu). Тримерная форма светособирающей антенны выполнена в виде гороха LHCII (PDB 2 bhw). Плотность, близкая к основной субъединице PsbX ФСII (обозначенной как FCPII-3), соответствовала мономеру P. tricornutum FCP (PDB 6 a2w). Основной комплекс PSII показан зеленым цветом, FCPII-1 — голубым, FCPII-2 — фиолетовым, FCPII-3 — красным, а тримерная антенна FCP (FCPII-S) — желтым. D, присвоение плотностей ЭМ основано на подгонке со структурой высокого разрешения от C.gracilis (Xu et al., 2020; PDB 6ly5). Основной комплекс PSI показан зеленым, а субъединицы FCP — фиолетовым. Масштабная линейка составляет 10 нм. Рисунок 4 A и C, 2D-проекции изолированных и негативно окрашенных суперкомплексов PSII и PSI. B, Назначение плотностей ЭМ основано на подборе структур высокого разрешения. Плотности, представляющие основной комплекс PSII и мономерную антенну, соответствуют структуре PSII от C.gracilis (PDB 6 jlu). Тримерная форма светособирающей антенны выполнена в виде гороха LHCII (PDB 2 bhw). Плотность, близкая к основной субъединице PsbX ФСII (обозначенной как FCPII-3), соответствовала мономеру P. tricornutum FCP (PDB 6 a2w). Основной комплекс PSII показан зеленым цветом, FCPII-1 — голубым, FCPII-2 — фиолетовым, FCPII-3 — красным, а тримерная антенна FCP (FCPII-S) — желтым. D, присвоение плотностей ЭМ основано на подгонке со структурой высокого разрешения от C.gracilis (Xu et al., 2020; PDB 6ly5). Основной комплекс PSI показан зеленым, а субъединицы FCP — фиолетовым. Масштабная линейка составляет 10 нм.

Классификация изображений 2D-проекций в наборах данных PSII и PSI выявила наличие более мелких форм суперкомплексов PSII и PSI (дополнительные рисунки S4 и S5). Поскольку известно, что изолированные большие формы суперкомплексов ФС II склонны к разборке, появление более мелких форм ФС II предполагает постепенную потерю светособирающих антенных субъединиц, следовательно, уменьшение частиц до основного комплекса ФС II без связи с антенной (Дополнительная информация). Рисунок S4, B–F).Анализ изображений частиц PSI показал наличие трех различных форм суперкомплексов PSI, которые различаются по количеству светособирающих антенных субъединиц, связанных с основным комплексом (дополнительный рисунок S5, A – C). Представляют ли эти формы физиологически значимые суперкомплексы или продукты разборки самого большого суперкомплекса PSI, еще предстоит выяснить.

Пространственное распределение компонентов тилакоидной мембраны

Положения отдельных частиц, выбранных для усреднения по объему, были прослежены на реконструированной томограмме, чтобы визуализировать их пространственное распределение в тилакоидной мембране (рис. 5; дополнительный фильм S4).Анализ субобъемов также позволил нам определить ориентацию анализируемых частиц в мембране, что указывает на то, что наша везикула является везикулой с правой стороной наружу, что является аргументом против основных перестроек складок мембраны во время подготовки. Полученная модель демонстрирует, что ФС1, ФСII, АТФ-синтаза хотя бы частично пространственно разделены в разных участках тилакоидной мембраны. В то время как центральная область тилакоидного пузырька обогащена частицами ФСII, частицы ФС1 и АТФ-синтазы преимущественно локализуются по краям пузырька.Разделение, однако, не такое строгое, как у грановых и стромальных тилакоидов наземных растений.

Рисунок 5

Пространственное распределение частиц PSII, PSI и АТФ-синтазы в пузырьке тилакоидной мембраны T. pseudonana . А — пространственное распределение частиц ФСII, ФС1 и АТФ-синтазы и Б — их обратная проекция в реконструированной тилакоидной мембране. Масштабная линейка составляет 200 нм. C–E, распределение частиц, если смотреть со стороны мембранного пузырька.Распределение АТФ-синтазы показано на (C), PSI и АТФ-синтазы на (D), и PSII, PSI и АТФ-синтазы на (E). PSII показан синим цветом, PSI — желтым, а АТФ-синтаза — красным.

Рисунок 5

Пространственное распределение частиц PSII, PSI и АТФ-синтазы в пузырьке тилакоидной мембраны T. pseudonana . А — пространственное распределение частиц ФСII, ФС1 и АТФ-синтазы и Б — их обратная проекция в реконструированной тилакоидной мембране. Масштабная линейка составляет 200 нм.C–E, распределение частиц, если смотреть со стороны мембранного пузырька. Распределение АТФ-синтазы показано на (C), PSI и АТФ-синтазы на (D), и PSII, PSI и АТФ-синтазы на (E). PSII показан синим цветом, PSI — желтым, а АТФ-синтаза — красным.

Обсуждение

За последние пару лет крио-ЭМ изолированных белковых комплексов стала ведущим методом в области структурной биологии (Lyumkis, 2019). Крио-ЭТ еще больше расширяет возможности крио-ЭМ техники.Хотя разрешение крио-ЭТ намного ниже, чем разрешение метода одночастичной крио-ЭМ, томография может предоставить очень ценную структурную информацию о биологических объектах in situ, например, на уровне биологической мембраны, органеллы или клетка. Крио-ЭТ в сочетании с субобъемным усреднением, которое позволяет вычислять трехмерную структуру интересующей мишени непосредственно из томограммы, уже успешно применялась для визуализации ядерных комплексов ФС II, встроенных в изолированные грановые мембраны наземных растений. Даум и др., 2010; Куржил и др., 2011). Здесь мы применили этот подход для изучения структур суперкомплексов PSII и PSI in situ в диатомовых водорослях T. pseudonana . С помощью этих передовых методов мы смогли определить in situ полные структуры ключевых компонентов фотосинтетического аппарата у этой модели центрических диатомовых водорослей. Впервые структуры суперкомплексов ФСII и ФС1 были решены вместе с их связанными Lhcs непосредственно из томограммы, что дает нам уникальную информацию об организации суперкомплексов в их природной среде — тилакоидной мембране.

Структура суперкомплекса ФСII у

T. pseudonana

Общая организация суперкомплексов ФСII у T. pseudonana во многом аналогична ФСII у наземных растений (Wei et al., 2016; Su et al., 2017; Van Bezouwen et al., 2017). Структурная модель суперкомплексов ФС II из этой диатомовой показывает димерный основной комплекс, где каждый основной мономер связывает два мономера (FCPII-1 и FCPII-2) и один тримерный антенный комплекс (FCPII-S; рисунок 2).Удивительно, но организация светособирающей антенны у T. pseudonana явно отличается от того, что наблюдалось у другого вида диатомей, Chaetoceros gracilis (дополнительный рисунок S6), наиболее поразительным отличием является наличие тримеров FCP вместо тримеров. тетрамеры обнаружены у C. gracilis (Nagao et al., 2019; Pi et al., 2019). Наличие тримерной антенны у PSII T. pseudonana хорошо подтверждается нашим предыдущим биохимическим анализом (Calvaruso et al., 2020) и следующими структурными признаками. Оконтуривание трехмерной карты электронной плотности суперкомплекса ФС II, полученной путем усреднения субобъемов, выявило связывание тримерной антенны с комплексом сердцевины (рис. 2), что дополнительно подтверждается анализом отдельных частиц изолированных суперкомплексов ФС II (рис. 4). , А и Б). Тримерная форма FCP была дополнительно подтверждена анализом отдельных частиц выделенных FCP (дополнительная фигура S2).

Высокая степень сходства между моделями ФС II, полученными с помощью одночастичной ЭМ изолированных суперкомплексов ФС II, крио-ЭТ и усреднения субобъемов (рис. 2 и 4; дополнительная рис. S6), убедительно указывает на то, что изолированные суперкомплексы ФС II очень близки в родное состояние.Однако детальное сравнение двух моделей PSII указывает на несколько незначительных различий. Структура выделенных суперкомплексов ФСII указывает на связывание еще одного мономерного антенного белка, FCPII-3 (рис. 4), который не был четко разрешен в трехмерной модели изоповерхности суперкомплекса ФСII (рис. 2). Кроме того, тримеры FCPII-S, по-видимому, менее тесно связаны с основным комплексом PSII в тилакоидной мембране (дополнительная фигура S6). Наши данные также показывают, что позиция связывания тримера S не обязательно должна быть занята только тримером, как в случае зеленых водорослей и наземных растений.Вместо этого в более мелких суперкомплексах ФСII тример S может быть заменен мономерной антенной из пула FCP (Calvaruso et al., 2020; дополнительный рисунок S4, H – J). Хотя эти комплексы без тримерной антенны напоминают суперкомплексы ФСII из другой эукариотической водоросли, криптофита Rhodomonas (Kereïche et al., 2008), они также могут быть артефактами процедур выделения и солюбилизации.

Если предположить, что FCPII-3, обнаруженный в выделенном ФСII, действительно является частью суперкомплекса (рис. 4, A и B), наша структурная модель может объяснить шесть различных полипептидов FCP (FCPII-1, FCPII-2, FCPII- 3, и предположительно три разных полипептида в FCPII-S).Однако наш недавний биохимический анализ суперкомплексов ФСII из T. pseudonana (Calvaruso et al., 2020) выявил большее количество белков, с 8 Lhcf (TpLhcf1-7 и -11), 1 Lhcr (TpLhca2) и 1 Lhcx (TpLhcx6_1). Очень похожий состав антенны был также подтвержден для используемой здесь фракции PSII SG, то есть наличие пула белков Lhcf, включая TpLhcf1/2 и TpLhcx6_1 (дополнительная фигура S3). Одним правдоподобным объяснением несоответствия между ограниченным числом белков FCP, связанных с PSII, и большим разнообразием идентифицированных белков FCP является существование различных субпопуляций PSII с гетерогенным составом антенн.Эта гетерогенность, вероятно, связана с изменчивостью субъединичного состава тримеров FCPII-S. Сообщалось, что у центрических диатомей, выращенных при низком освещении (аналогично нашим условиям выращивания), пул свободных ФКП формируется в основном субъединицами Lhcf1-9 и Lhcx6_1 (Grouneva et al., 2011; Gundermann et al., 2019). ), при этом TpLhcf8/9 является основным компонентом FCP более высокого олигомерного состояния и менее распространен в тримерах FCP. Ранее в суперкомплексах ФСII были обнаружены субъединицы, специфичные для тримеров FCP (Calvaruso et al., 2020; и здесь снова подтвердилось отсутствие TpLhcf8/9). Таким образом, FCPII-S может напоминать свободный пул тримерных FCP по составу субъединиц, что также подразумевает диверсификацию пула тримерных антенн PSII.

Наша модель PSII также предполагает наличие до трех мономерных субъединиц Lhc (рис. 2 и 4). Если предположить, что эти субъединицы специфичны для ФС II и, следовательно, не являются частью тримерного пула (Grouneva et al., 2011; Nagao et al., 2013; Gundermann et al., 2019), в ФСII были идентифицированы два полипептида FCP (Calvaruso et al. др., 2020), к которым смело можно отнести: Lhca2 и Lhcf11. Аминокислотная последовательность T. pseudonana Lhca2 согласуется с последовательностью мономера FCP-D в C. gracilis (Pi et al., 2019). Из-за отсутствия структуры Lhca2 мы использовали структуру FCP-D (Pi et al., 2019), чтобы соответствовать плотности мономера FCPII-1 в модели PSII (рис. 2). Мы предлагаем отнести Lhcf11 к положению FCPII-2, хотя нельзя исключать локализацию этого белка в положении FCPII-3.Остается вопрос о личности FCPII-3. Основываясь на меньшем размере плотности FCPII-3, мы снабдили FCPII-3 PtLhcf4 из Phaeodactlyum tricornutum (Wang et al., 2019), самой компактной структурой FCP, о которой сообщалось до сих пор. С точки зрения аминокислотной последовательности, Pt Lhcf4 не соответствует однозначно ни одному белку T. pseudonana , но все же довольно похож на большинство Tp Lhcf. Поэтому мы предполагаем, что FCPII-3, скорее всего, также принадлежит к группе Lhcf.

Структура суперкомплекса PSI у

T. pseudonana

Структурная модель суперкомплекса PSI T. pseudonana показывает ядро ​​​​PSI, окруженное большим количеством субъединиц FCPI, что согласуется со структурой PSI, наблюдаемой у C. gracilis (Nagao et al., 2020a). , 2020b; Сюй и др., 2020). Однако две наши модели не полностью совпадают по количеству отдельных субъединиц FCPI, присутствующих в светособирающей антенне.В то время как модель, полученная с помощью крио-ЭТ, предсказывает, что ядро ​​​​PSI окружено 18 субъединицами FCPI (рис. 3), при структурном анализе изолированных частиц PSI мы идентифицировали 20 субъединиц FCPI (рис. 4, C и D). Это несоответствие, вероятно, могло быть объяснено тем, что ЭМ томография имеет более низкое разрешение, чем ЭМ одночастичный анализ, и поэтому она могла занижать количество FCPI. Тем не менее, две структурные модели, которые уже доступны для PSI-FCPI в C.gracilis (Nagao et al., 2020a, 2020b; Xu et al., 2020) также не согласны с детальным составом антенны PSI, прогнозируемое количество отдельных субъединиц FCPI колеблется от 16 до 24. Различное количество FCP субъединицы, связанные с PSI у T. pseudonana и C. gracilis , могут указывать либо на гибкую адаптацию фрагмента FCPI к различным условиям роста (Nagao et al., 2020a, 2020b), либо на слабое связывание отдельных субъединиц FCPI с PSI. комплекса, что может привести к их потере при изоляции.Последний фактор, вероятно, ответственен за структурную изменчивость суперкомплексов PSI, часто наблюдаемую у других видов низших растений, таких как водоросли и мхи (см., например, Pinnola et al., 2018; van den Berg et al., 2020), которые в целом , обладают большим размером антенн по сравнению с сосудистыми растениями. Меньший размер антенны PSI из сосудистых растений, который обычно состоит только из четырех белков Lhca1-4 (Ben-Shem et al., 2003), является структурно более стабильным во время процедуры выделения.

Наличие внешних мембранных плотностей как на стромальной, так и на люминальной сторонах крио-ET карты PSI указывает на то, что мы смогли зафиксировать связывание растворимых переносчиков электронов с ядром комплекса.Недавно крио-ЭМ структура тройного комплекса PSI растений с Pc и ферредоксином выявила информацию о механизме связывания переносчиков электронов с PSI (Caspy et al., 2020). Показано, что связывание Pc зависит от взаимодействия с субъединицами PsaA, PsaB и PsaF. Это расположение соответствует нашей 3D-карте PSI, которая демонстрирует плотность на донорском сайте, что указывает на очень похожее связывание cyt c6 с PSI в T. pseudonana (рис. 3D).

Принимая во внимание размер внешней плотности на акцепторной стороне PSI на нашей крио-ET карте, мы предполагаем, что нашей модели удалось зафиксировать связывание как ферредоксина, так и ферредоксина NADP + редуктазы (FNR) с PSI.Недавняя крио-ЭМ-структура растений (Caspy et al., 2020) показала, что ферредоксин на акцепторной стороне, по-видимому, связан с PSI посредством электростатических взаимодействий, опосредованных субъединицами PsaA, PsaC и PsaE. Это согласуется с несколькими предыдущими биохимическими исследованиями, направленными на идентификацию субъединиц PSI, участвующих в связывании FNR. В растениях ячменя эксперименты по поперечному связыванию и вестерн-блоттингу показали, что FNR связывается с сердцевинным комплексом PSI посредством PsaE (Andersen et al., 1992). В году С.reinhardtii , калориметрические эксперименты по изотермическому титрованию показали, что, помимо PsaE, сайт связывания FNR является общим для PsaB, PsaF и субъединиц внутренней антенны пояса LHCI (Marco et al., 2019). Наша трехмерная карта PSI показывает, что сайты связывания FNR, по-видимому, одинаковы у T. pseudonana . В заключение, усредненная по субтомограмме карта PSI в T. pseudonana представляет собой огромный «белковый комплекс переноса электронов», состоящий из PSI с cyt c 6 , ферредоксином и FNR (рис. 3, C и D), чье связывание имеет сходные черты с другими фотосинтезирующими организмами.

Пространственная сегрегация фотосинтетических белковых комплексов в тилакоидной мембране

Разрешение методов крио-ЭТ позволило нам различать плотности, представляющие различные белковые комплексы в тилакоидной мембране, но само по себе не позволяло их однозначно идентифицировать. Однако благодаря последующему усреднению субобъемов мы смогли идентифицировать отдельные плотности либо как суперкомплексы ФСII или ФС1, либо как АТФ-синтазу. Затем отслеживание местоположения отдельных комплексов в тилакоидной мембране выявило их пространственную сегрегацию (рис. 5).По-видимому, большинство суперкомплексов ФСII сосредоточено в центральной области мембранного пузырька, тогда как ФС1 и АТФ-синтаза расположены преимущественно на краю. Это согласуется с общепринятой моделью пространственной сегрегации ФС в тилакоидной мембране фотосинтезирующих организмов (Dekker, Boekema, 2005). Наши данные подтверждают, как и другие исследования диатомей (Flori et al., 2017; Levitan et al., 2019), что пространственное разделение компонентов фотосинтетического аппарата является ключевым понятием в оптимизации фотосинтетической функции.

Интересно, что одинаковое распределение частиц PSII, PSI и АТФ-синтазы наблюдалось на обоих участках везикулы (рис. 5). Обнаженные в строме субъединицы PSI и гидрофильная головка АТФ-синтазы препятствуют стэкингу тилакоидных пузырьков с соседними тилакоидами. Однако отслеживание тилакоидной мембраны на реконструированной томограмме выявило отверстие мембраны в центральной части пузырька (дополнительный фильм S1). Это выпячивание мембраны, скорее всего, представляет собой остаточную часть одной из связей с соседним тилакоидом, которые ранее наблюдались между параллельными слоями уложенных друг на друга тилакоидов у диатомей (Flori et al., 2017). Эта тилакоидная структура напоминает так называемые анастомозы, наблюдаемые в тилакоидной мембране P. tricornutum (Flori et al., 2017). Поскольку высота этого выступа составляет примерно 40 нм, он может предотвратить тесный контакт между двумя соседними тилакоидными везикулами, что позволило бы распределить частицы PSI и АТФ-синтазы в обоих слоях тилакоидного везикула. Однако эти данные следует интерпретировать с осторожностью, поскольку первоначальная архитектура этих анастомозов могла быть изменена во время обработки, необходимой для подготовки образцов крио-ЭТ.

Структурное разнообразие фотосинтетических комплексов диатомей

В данной работе впервые описаны ПС-структуры диатомей T. pseudonana . Представленные модели подтверждают неоднородность фотосинтетического аппарата диатомей. Недавние работы выявили разнообразие структуры Lhc у разных видов диатомей (Wang et al., 2019; Röding et al., 2018; Nagao et al., 2019; Pi et al., 2019; Nagao et al., 2020a, 2020b; Xu et al., 2020): димерный FCP был обнаружен в P.tricornutum , тетрамерные в C. gracilis и тримерные комплексы в центрических диатомовых водорослях Cyclotella meneghiniana . Это разнообразие также наблюдалось на биохимическом уровне с использованием методов нативного гель-электрофореза (Nagao et al., 2020a, 2020b).

Хотя все виды принадлежат к одной и той же группе водорослей, могут быть обнаружены некоторые различия (дополнительный рисунок S3, B и C). Одно из основных различий касается пигментного состава их светособирающих антенн. Анализ с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) фракции PSII-SG из Т.pseudonana обнаружил другую стехиометрию Chl по сравнению с C. gracilis PSII. Меньшее отношение Chl c:a наблюдалось для суперкомплексов T. pseudonana PSII, что согласуется с тем фактом, что FCP C. gracilis обогащены Chl c (3:7 Chl c:a) по сравнению с другими диатомовыми водорослями. виды, такие как Phaoedactylum tricornutum , и виды, наиболее тесно связанные с T. pseudonana , C. meneghiniana (2:7 Chl c:a; Gundermann et al., 2019; Ван и др., 2019). Поскольку расположение FCP должно оптимизировать передачу энергии к реакционному центру, различные соотношения пигментов могут привести к различной организации белка — действительно, тримеры FCP были обнаружены в T. pseudonana , в отличие от тетрамеров, присутствующих в C. gracilis . Еще одно различие между этими двумя видами заключается в обогащении определенными ксантофиллами фракции PSII SG из T. pseudonana (дополнительная фигура S3C). Ксантофиллы представляют собой группу каротиноидов, также участвующих в фотозащите; у диатомей в основном диадиноксантин и диатоксантин составляют цикл ксантофилла, необходимый для этой функции.Диадиноксантин обогащен проанализированной здесь фракцией ФСII, в то время как в C. gracilis ФСII он присутствует в незначительной степени. Это обогащение пигментами ксантофиллового цикла может быть связано с присутствием Lhcx6_1 в суперкомплексе T. pseudonana PSII (дополнительная фигура S3B). Подобная субъединица не была продемонстрирована для C. gracilis PSII, где все Lhc были снабжены белками Lhcf или Lhcr. Пигменты ксантофиллового цикла и белки Lhcx участвуют в нефотохимических механизмах тушения у диатомовых водорослей, но, к сожалению, точные молекулярные аспекты обоих C.gracilis и Т. pseudonana . Следовательно, изменчивость PSII может также быть основана на различной фотозащитной стратегии, принятой двумя видами, возможно, с участием белков Lhcx, непосредственно связанных с PSII, только в случае T. pseudonana .

Сравнивая доступные структуры PS из T. pseudonana и C. gracilis , становится очевидным один факт: структурная гетерогенность затрагивает в основном PSII, тогда как PSI более консервативна. Возможно, более высокое разнообразие диатомовых ФСII по сравнению с ФС1 тесно связано с механизмом их происхождения.Диатомовые водоросли произошли в результате вторичного эндосимбиотического события между предком красных водорослей и эукариотической клеткой (Bhattacharya et al., 2007), то есть общий предок всех диатомовых водорослей должен был полагаться на фотосинтетический аппарат красных водорослей. Сравнение диатомового комплекса PSI (Nagao et al., 2020a, 2020b; Xu et al., 2020) с недавно полученной структурой PSI красной водоросли (Pi et al., 2018) свидетельствует о том, что комплекс PSI не подвергся каких-либо существенных изменений с того времени. Таким образом, разумно предположить, что общая архитектура PSI, заимствованная у красной водоросли, была оптимальной и для новообразованных организмов и, таким образом, сохранилась без существенных изменений до настоящего времени.С PSII ситуация, похоже, совершенно иная. Известно, что красные водоросли полагаются на фикобилисомы в качестве специфичных для ФСII антенн (Gantt et al., 2003), которые, однако, полностью отсутствуют у диатомей. Внедрение новой, гораздо более модульной антенны PSII, по-видимому, привело к появлению огромного разнообразия систем, что отразилось, с одной стороны, в гораздо большем количестве различных субъединиц FCP по сравнению с наземными растениями, а с другой стороны, также в различных структурных схемах. внутри суперкомплексов ФСII.Это разнообразие, вероятно, обеспечивает исключительную приспособляемость, что может быть одной из причин огромного экологического успеха этой важной группы видов фитопланктона.

Материалы и методы

Thalassiosira pseudonana культивирование и выделение интактных пластид

Клетки Thalassiosira pseudonana (штамм CCMP1335, Hustedt) культивировали в среде f/2 (Guillard, 1975) при интенсивности света 45 мкмоль фотонов с -1 м -2 .Культуры поддерживали при 15°C и 16-8-часовом цикле день-ночь. В качестве исходного материала для выделения пластид (Schober et al., 2018) готовили 4 л клеточной культуры и собирали клетки через 5 дней при конечной концентрации 4–6 × 10 6 клеток мл −1 . Оборудование и растворы хранили при 4°С, а приготовление проводили в полутемном месте. После сбора (5000 г , 10 мин) клетки промывали средой для выделения (0,5 М сорбита, 50 мМ HEPES-KOH, 6 мМ Na-ЭДТА, 5 мМ MgCl 2 , 10 мМ KCl, 1 мМ MnCl). 2 , 1% (мас./об.) поливинилпирролидона 40, рН 7.4), снабженный 0,5% (масса/объем) обезжиренного БСА и 0,1% (масса/объем) L-цистеина. Перед использованием осмоляльность среды для выделения доводили до 750 ± 20 мОсм·кг -1 . После промывки клеточный материал центрифугировали (2500 г , 10 мин), ресуспендировали в 12 мл среды для выделения с добавками, и клетки вскрывали с помощью обработки French Press (два цикла при 14,5 МПа). После разрушения применяли стадию центрифугирования (300 г , 9 мин) для отделения неразрушенных клеток (осадок) от свободных пластид (супернатант), которые затем осаждали путем нанесения 6000 г на 10 мин и осторожно ресуспендировали в течение 2 –4 мл среды выделения без добавок.После растворения образец наносили на прерывистый градиент Перколла (10–20–30% (об./об.) фаз в среде для выделения) и подвергали обработке в течение 30 мин при 14 400 г на ультрацентрифуге Sorvall Discovery SE90 (откидной ротор). AH-629; Thermo Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс). Пластиды собирали между шагами градиента 20% и 30%. Для удаления Percoll пластиды промывали с использованием среды для выделения, а затем концентрировали с помощью еще одной стадии центрифугирования (4000 г , 10 мин) . Затем определяли концентрацию Chl и в 90% (об./об.) ацетоне (Jeffrey and Humphrey, 1975). Концентрацию хлорофилла доводили до 1,5 мкг/мкл Chl и , аликвоты подвергали мгновенной заморозке в жидком азоте и хранили при -80°C.

Получение несложенных тилакоидных мембран

Thalassiosira pseudonana интактные пластиды частично распаковывали для получения одиночных тилакоидных единиц. Дестэкинг проводили с использованием буфера без Mg 2+ и низкой концентрации детергента (Jäger and Büchel, 2019): смесь, содержащая 50 мкл мембранной суспензии, 1 мкл буфера (50 мМ HEPES-KOH, 6 мМ ЭДТА). ), и 0.01% (мас./об.) н-додецил-α-D-мальтозида (α-DDM) инкубировали в течение ночи в темноте и при 4°C. После инкубации и центрифугирования (5000 g , 10 мин) тилакоидные мембраны собирали из осадка и ресуспендировали в 70 мкл вышеуказанного буфера.

Очистка суперкомплексов ФСII и ФС1

Нативных суперкомплексов PSII и PSI выделяли ультрацентрифугированием в SG согласно Calvaruso et al. (2020). Пластиды промывали буфером MMKB (30 мМ 2-[N-морфолино]этансульфоновой кислоты, 5 мМ MgCl 2 , 10 мМ KCl, 1 мМ бетаина, рН 6.5) и инкубировали в течение 30 мин при 4°C в буфере MMKB с 0,75% (масса/объем) α-DDM. После удаления нерастворимого материала (17 383 г 900 10 , 1 мин) комплексы разделяли ультрацентрифугированием в СГ (132 000 г 900 10 , 16 ч, 4°С). SG готовили с помощью циклов замораживания-оттаивания буфера MMKB, снабженного 0,55 M сахарозы и 0,03% (масса/объем) α-DDM. После эксперимента полосы SG собирали и хранили при -80°C после быстрой заморозки в жидком азоте. Для биохимического анализа фракции SG концентрировали с использованием устройств Amicon-ultra (Merck-Millipore, Burlington, MA, USA) с отсечением по молекулярной массе 100 kDa, а затем хранили при -80°C до использования.

Биохимический анализ фракций СГ

Электрофорез в полиакриламидном геле

Blue-native (BN) (PAGE; Järvi et al., 2011) использовали для оценки состава белковых комплексов во фракциях SG. 2,5 мкг Chl и на фракцию наносили на акриламидный градиентный гель, 3–8% (об./об.), после добавления 3,7 мкл загрузочного буфера (100 мМ BisTris/HCl, pH 7,0, 0,5 М ε-аминокапроновой кислоты, 30 %). (мас./об.) сахарозы и 50 мг мл -1 Serva Blue G). Образцы анализировали при 4°C и 6 мА (макс.150 В) с катодным буфером BN (50 мМ Tricine, 15 мМ BisTris/HCl, pH 7,0) с 0,01% (вес/объем) Serva Blue G в течение 1,5 часа. Затем цикл завершали в течение ночи в катодном буфере без Кумасси при фиксированном напряжении 50 В. На обоих этапах использовали анодный буфер BN (50 мМ BisTris/HCl, pH 7,0). Для анализа субъединичного состава (Calvaruso et al., 2020) из геля BN вырезали полосы, содержащие PSI/PSII, и их пептиды разделяли с помощью 2D-SDS-PAGE с использованием гелевой системы Tris-Tricine. После запуска 2D-гель был окрашен серебром (Blum et al., 1987) или использовали для вестерн-блоттинга. Белки электроблоттировали на поливинилиденфторидную мембрану, которую затем инкубировали в течение 1 часа (или в течение ночи) с 5% (вес/объем) обезжиренного молока в фосфатно-солевом буфере (137 мМ NaCl, 2,7 мМ KCl, 10 мМ Na 2 HPO 4 , 1,8 KH 2 PO 4 , pH 7,4) и 0,1% (масса/объем) Tween 20. После инкубации с первичными и вторичными антителами (1  ч при комнатной температуре, с тремя этапами промывки после каждой инкубации ), мембрана была разработана методом усиленной хемилюминесценции (Alegria-Schaffer et al., 2009). Первичными антителами были: α-cmFCP (Juhas and Büchel, 2012; направленные в основном против пула белков Lhcf, разбавленные 1:5000), α-FCP2 и α-FCP4 (Westermann and Rhiel, 2005; направленные против TpLhcf1/2 и TpLhcr4 соответственно, разбавленный 1:2000) и α-PtLhcf1-11 (Juhas and Büchel, 2012; наивысшая аффинность к TpLhcf8/9, разбавленный 1:2000). Антитело α-Lhcx6_1 (разведение 1:5000), узнающее полипептидную последовательность Lhcx6_1, было получено путем коммерческого производства антисыворотки (Eurogentec, Seraing, Бельгия) с использованием синтезированного пептида NH 2 -DKPLLVNLQDSGFVSWC-COOH.Во всех экспериментах использовали одно и то же вторичное антитело: конъюгат козьей антикроличьей пероксидазы (№ по каталогу Calbiochem 401315, разбавленный 1:10000).

ВЭЖХ выполняли для анализа пигмента полос SG. Экстракт пигмента в 90% ацетоне (об./об.) разделяли на колонке с обращенной фазой (Lichrosorb RP18, 5  мм, 250 ×4  мм) и использовали хроматограммы ВЭЖХ для анализа профилей элюирования и количественного определения пигмента (Papagiannakis et al. ., 2005).

Криоэлектронная томография

Для подготовки криообразца 4 мкл неуложенной суспензии тилакоидных мембран смешивали с равным объемом 10-нанометровых золотых реперных маркеров (метка BSA; AURION, Вагенинген, Нидерланды) и наносили на сетку Quantifoil (3.1/1, медь, 200 меш; Quantifoil), покрытая пленкой из аморфного углерода толщиной 15 нм. Сетки инкубировали при 25°C в течение 1 мин в камере Vitrobot со 100% влажностью (Mark IV, FEI) перед погружением в жидкий этан, охлаждаемый жидким азотом. Серии криообразцов с наклоном по одной оси визуализировали в микроскопе Titan Krios (Thermo Fisher Scientific), оснащенном энергетическим фильтром Gatan и детектором прямых электронов K2 (Gatan). Серии наклонов в диапазоне от -64° до +64° с шагом приращения 2° были записаны с использованием программного обеспечения SerialEM (Mastronarde, 2005) при увеличении × 53 000 с размером пикселя на уровне образца 2.84 Å. Доза электронов была установлена ​​между 50 и 60 e/Å 2 .

Обработка данных томографии

Серия

Tilt была обработана полуавтоматическим способом для создания томограмм с использованием программного пакета IMOD (Кремер и др., 1996). Выравнивание необработанных изображений выполнялось с использованием золотых реперных точек в качестве маркеров для взаимной корреляции. Томограммы были объединены в бины в 4 раза для повышения контраста и дополнительно очищены от шума итеративной нелинейной анизотропной диффузией.

Усреднение субобъемов было выполнено в EMAN2 (Tang et al., 2007; Электронно-микрофотографический анализ 2) программное обеспечение. Подобъемы, содержащие плотности ФСII, ФС1 и АТФ-синтазы, вручную отбирали из томографических срезов. Всего было проанализировано 578, 374 и 322 субобъема PSII, PSI и АТФ-синтазы соответственно. После удаления плохих частиц с использованием порога взаимной корреляции данные были подвергнуты 3D уточнению и получены окончательные карты. Разрешение полученных 3D-карт определялось золотым стандартом корреляции оболочки Фурье, которая оказалась равной 4.2, 3,3 и 3,4 нм (отсечка 0,143) для PSII, PSI и АТФ-синтазы соответственно. Трехмерная карта ядра PSII и связанных с ним минорных антенных белков была сопоставлена ​​со структурой высокого разрешения C. gracilis (PDB 6 jlu), тогда как тримерные антенные белки были сопоставлены с тримером LHCII гороха ( Pisum sativum ) (PDB 2 bhw ). Субсредняя трехмерная карта PSI была сопоставлена ​​со структурой C. gracilis (PDB 6 ly5), а карта АТФ-синтазы была сопоставлена ​​со структурой АТФ-синтазы хлоропластов шпината (PDB 6 fkh).Дополнительные плотности на стромальной стороне комплекса PSI согласовывались с кристаллической структурой комплекса кукурузы между FNR (PDB 1 gaq) и люминальной плотностью PSI с использованием cyt c 6 (PDB 3dmi). Модели были построены путем подгонки нескольких субъединичных твердых тел моделей pdb к картам плотности. Модель сегментации мембраны была создана путем сопоставления координат субобъемов PSII, PSI и АТФ-синтазы с исходной томограммой. Подобъемы трех уточнений (соответствующие PSII, PSI и АТФ-синтазе) были обратно проецированы на томограмму и визуализированы с помощью UCSF Chimera (Pettersen et al., 2004; Калифорнийский университет в Сан-Франциско). Пороги изоповерхности были скорректированы для наилучшей визуализации реконструированных объемов, а томограмма была перемещена и повернута вдоль плоскостей x , y и z для создания модели сегментации и фильма.

ЭМ выделенных суперкомплексов ФСII и ФС1

Образцы фракций SG подвергали диализу при 4°C в течение 4 часов с использованием диализной мембраны с отсечкой 14 кДа (Carl-ROTH, Карлсруэ, Германия).Не содержащие сахарозы изолированные суперкомплексы подвергали отрицательному окрашиванию 2% ацетатом уранила на покрытых углеродом медных сетках тлеющего разряда. Электронно-микроскопические данные были собраны с использованием микроскопа Tecnai G2 F20 (FEI) с ПЗС-камерой Eagle 4K (FEI). Изображения размером 2048 × 2048 пикселей были записаны с увеличением ×133000 и размером пикселя 0,226 нм. Программное обеспечение EPU (FEI) использовалось для автоматического получения 6 141, 10 410 и 11 043 микрофотографий фракций PSII, PSI и FCP соответственно.Из собранных изображений были независимо выбраны и проанализированы 121 067, 98 280 и 405 837 одночастичных проекций PSII, PSI и FCP соответственно. После первоначальной сортировки частицы подвергались безреференсному двумерному выравниванию и классификации с использованием системы обработки изображений SCIPION (De La Rosa-Trevín et al., 2016). Разрешение проекционных карт PSII и PSI было определено с помощью кольцевой корреляции Фурье с использованием программного обеспечения Relion (Scheres, 2012), и оно составило 19 и 17 Å соответственно.

Дополнительные данные

В онлайн-версии этой статьи доступны следующие материалы.

Дополнительный рисунок S1. Сбор частиц и усредненные трехмерные объемы PSII, PSI и АТФ-синтазы.

Дополнительный рисунок S2. 2D проекция и примерка тримерной светособирающей антенны.

Дополнительный рисунок S3. Биохимический анализ фракций ПС СГ.

Дополнительный рисунок S4. Структурные модели суперкомплексов ФС II из T. pseudonana , выявленные с помощью ЭМ и анализа отдельных частиц.

Дополнительный рисунок S5. Структурные модели суперкомплексов PSI из T. pseudonana , выявленные с помощью ЭМ и анализа отдельных частиц.

Дополнительный рисунок S6. Сравнение организации ядро-антенна суперкомплексов ФСII.

Дополнительный фильм S1. Послойный просмотр томограммы и отслеживание мембраны.

Дополнительный фильм S2. Усредненный по субтомограмме объем ФСII.

Дополнительный фильм S3. Усредненный по субтомограмме объем PSI.

Дополнительный фильм S4. Особое распределение компонентов тилакоидной мембраны.

Р.А., К.С., С.Б. и Р.К. задумал проект. CC очищенные пластиды, суперкомплексы ФСII и ФС1, комплексы ФЦП и провели их биохимический и пигментный анализ. Р.А. собраны серии наклонов криоэлектронной томографии и электронные микрофотографии изолированных ФСII, суперкомплексов ФС1 и комплексов ФСР.Р.А. и Р.К. обработали данные ЭМ и построили структурные модели суперкомплексов ФСII и ФС1. Р.А. построена модель реконструированной томограммы и окончательных фильмов. Р.А., К.К., К.Б., Э.Дж.Б. и Р.К. предложенная интерпретация структурных данных. Р.А., К.К., К.Б. и Р.К. написал бумагу. Все авторы внесли свой вклад в интерпретацию результатов и улучшение рукописи.

Автор несет ответственность за распространение материалов, являющихся неотъемлемой частью выводов, представленных в этой статье, в соответствии с политикой, описанной в Инструкции для авторов (https://academic.oup.com/plphys/pages/general-instructions): Роман Коуржил ([email protected]).

Благодарности

Мы благодарны Н. Херрманну (Университет Гёте во Франкфурте) за предоставленное нам антитело α-Lhcx6_1. Авторы благодарят доктора Иву Иликову за редактирование рукописи.

Финансирование

Эта работа была поддержана сетью инновационного обучения Marie Curie Actions SE2B (по соглашению о предоставлении гранта № 675006) для R.A., C.C., EJB, CB и RK, проект Европейского фонда регионального развития (ERDF) «Растения как инструмент устойчивого глобального развития» (грант № CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_019/0000827) и Грантовое агентство Чехии (проект № 19-13637S/P501) в РК Проект исследовательской инфраструктуры CIISB LM2015043, финансируемый MEYS CR, выражает благодарность за финансовую поддержку измерений в CF Cryo-EM и Tomography.

Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Каталожные номера

Алегрия-Шаффер

А

,

Лодж

А

,

Ваттем

К

(

2009

)

Проведение и оптимизация вестерн-блоттинга с акцентом на обнаружение хемилюминесценции

.

Методы Enzymol

463

:

573

599

Andersen

B

,

Шеллер

ХВ

,

Меллер

БЛ

(

1992

)

Субъединица PSI-E фотосистемы I связывает ферредоксин: НАДФ+ оксидоредуктаза

.

FEBS Lett

311

:

169

173

Armbrust

EV

,

Берже

JA

,

Боулер

С

,

Зеленый

BR

,

Мартинес

Д

,

Патнэм

НХ

,

Чжоу

С

,

Аллен

АЕ

,

кв

КЭ

,

Бехнер

М

, и другие.(

2004

)

Геном диатомей Thalassiosira Pseudonana : экология, эволюция и метаболизм

.

Наука

306

:

79

86

Бедошвили

YD

,

Попкова

ТП

,

Лихошвей

ЮВ.

(

2009

)

Строение хлоропластов диатомей разных классов

.

Cell Tissue Biol

3

:

297

310

Бен-Шем

A

,

Фролов

Ф

,

Нельсон

Н

(

2003

)

Кристаллическая структура фотосистемы растений I

.

Природа

426

:

630

635

Ван ден Берг

TE

Аршад

Р

Навроцкий

WJ

Боэкема

ЭДЖ

Куржил

Р

Кроче

Р

(

2020

)

PSI колониальной водоросли Botryococcus braunii имеет необычно большой размер антенны

.

Plant Physiol

184

:

2040

2051

Van Bezouwen

LS

,

Каффарри

С

,

Кале

Р

,

Куржил

Р

,

Тунниссен

AMWH

,

Остергетель

GT

,

Боэкема

ЭДЖ

(

2017

)

Субъединица и организация хлорофилла фотосистемы растений II суперкомплекса

.

Nat Plants

3

:

17080

Бхаттачарья

D

,

Арчибальд

ДМ

,

Вебер

АПМ

,

Рейес-Прието

А

(

2007

)

Как эндосимбионты становятся органеллами? Понимание ранних событий в эволюции пластид

.

BioEssays

29

:

1239

1246

Blum

H

,

Бейер

Н

,

Брутто

HJ

(

1987

)

Улучшенное окрашивание серебром растительных белков, РНК и ДНК в полиакриламидных гелях

.

Электрофорез

8

:

93

99

Bozarth

A

,

Майер

УГ

,

Заунер

С

(

2009

)

Диатомовые водоросли в биотехнологии: современные средства и применение

.

Appl Microbiol Biotechnol

82

:

195

201

Бюхель

C

(

2020

)

Светособирающие комплексы в водорослях, содержащих хлорофилл с

.

Биохим Биофиз Акта Биоэнергия

1861

:

148027

Кальварузо

C

,

Рокка

А

,

Аро

ЭМ

,

Бюхела

С

(

2020

)

Специфические белки Lhc связаны с суперкомплексами PSI или PSII в диатомовых водорослях Thalassiosira pseudonana

.

Растительный физиол

183

:

67

79

Cao

P

,

Кастрюля

X

,

Су

Х

,

Лю

Z

,

Ли

М

(

2020

)

Сборка эукариотической фотосистемы II с разнообразными светособирающими антеннами

.

Curr Opin Struct Biol

63

:

49

57

Caspy

I

,

Боровикова-Шейнкера

А

,

Клайман

Д

,

Школьнинский

Я

,

Нельсон

Н

(

2020

)

Структура тройного комплекса фотосистемы I растений с ферредоксином и пластоцианином

.

Nat Plants

6

:

1300

1305

Crowther

RA

,

Дерозье

ДиДжей

,

Клуг

А

(

1970

)

Реконструкция трехмерной структуры по проекциям и ее применение в электронной микроскопии

.

Proc Roy Soc Loud A Royal Soc Lond

317

:

319

340

Daum

B

,

Никастро

Д

,

Остин

Дж

,

Ричард Макинтош

Дж

,

Кюльбрандт

Вт

(

2010

)

Расположение фотосистемы II и АТФ-синтазы в мембранах хлоропластов шпината и гороха

.

Растительная клетка

22

:

1299

1312

Dekker

JP

,

Боэкема

ЭДЖ

(

2005

) Супрамолекулярная организация белков мембран тилакоидов в зеленых растениях.

Биохим Биофиз Акта Биоэнергия

1706

:

12

39

Фальковски

PG

,

Парикмахерская

РТ

,

Сметачек

В

(

1998

)

Биогеохимический контроль и обратная связь первичной продукции океана

.

Наука

281

:

200

206

Флори

S

,

Жуно

РН

,

Байель

Б

,

Галлет

Б

,

Эстрози

ЛФ

,

Морискот

С

,

Бастьен

О

,

Эйке

С

,

Шобер

А

,

Бартулос

ЧР

, и другие.(

2017

)

Пластидная тилакоидная архитектура оптимизирует фотосинтез у диатомей

.

Nat Commun

8

:

15885

Гантт

E

,

Грабовски

Б

,

Каннингем

FX

(

2003

) Антенные системы красных водорослей: фикобилисомы с фотосистемой ll и комплексы хлорофилла с фотосистемой I.

Светособирающие антенны в фотосинтезе.

Спрингер

,

Дордрехт

, стр.

307

322

Грунева

I

,

Рокка

А

,

Аро

ЭМ

(

2011

)

Протеом тилакоидной мембраны двух морских диатомовых водорослей описывает как специфичные для диатомовых водорослей, так и видоспецифические особенности фотосинтетического аппарата

.

J Proteome Res

10

:

5338

5353

Guillard

RRL

(

1975

) Культура фитопланктона для кормления морских беспозвоночных.

Культура морских беспозвоночных животных

.

Спрингер

,

Нью-Йорк, штат Нью-Йорк

, стр.

29

60

Гундерманн

К

,

Вагнер

В

,

Миттаг

М

,

Бюхель

С

(

2019

)

Комплексы белков фукоксантин-хлорофилл центрической диатомовой водоросли Cyclotella Meneghiniana различаются по содержанию Lhcx1 и Lhcx6_1

.

Plant Physiol

179

:

1779

1795

Jäger

S

,

Бюхель

С

(

2019

)

Катион-зависимые изменения прижатия тилакоидной мембраны диатомей Thalassiosira pseudonana

.

Биохим Биофиз Акта Биоэнергия

1860

:

41

51

Ярви

S

,

Суорса

М

,

Пааккаринен

В

,

Аро

ЭМ

(

2011

)

Оптимизированные нативные гелевые системы для разделения белковых комплексов тилакоидов: новые супер- и мегакомплексы

.

Biochem J

439

:

207

214

Jeffrey

SW

,

Хамфри

ГФ

(

1975

)

Новые спектрофотометрические уравнения для определения хлорофиллов a, b, c1 и c2 в высших растениях, водорослях и природном фитопланктоне

.

Biochem Physiol Pflanz

167

:

191

194

Juhas

M

,

Бюхель

С

(

2012

)

Свойства белковых комплексов фотосистемы и антенны диатомовых водорослей Cyclotella meneghiniana

.

J Exp Bot

63

:

3673

3682

Керейш

S

,

Куржил

Р

,

Остергетель

GT

,

Фузетти

Ф

,

Боэкема

ЭДЖ

,

Дуст

АБ

,

ван дер Вейдж-де Вит

CD

,

Деккер

JP

(

2008

)

Ассоциация комплексов хлорофилла а/с2 с фотосистемой I и фотосистемой II у криптофита Rhodomonas CS24

.

Биохим Биофиз Акта Биоэнергия

1777

:

1122

1128

Коуржил

R

,

Носек

Л

,

Семчонок

Д

,

Боэкема

ЭДЖ

,

Илик

P

(

2018

)

Организация суперкомплексов фотосистемы II и фотосистемы I растений

.

Subcell Biochem

87

:

259

286

Коуржил

R

,

Остергетель

GT

,

Боэкема

ЭДЖ

(

2011

)

Тонкая структура организации гранальных тилакоидных мембран по данным криоэлектронной томографии

.

Биохим Биофиз Акта Биоэнергия

1807

:

368

374

Кремер

JR

,

Мастронард

Ду

,

Макинтош

JR

(

1996

)

Компьютерная визуализация данных трехмерного изображения с использованием IMOD

.

J Struct Biol

116

:

71

76

Де Ла Роса-Тревин

JM

,

Кинтана

А

,

Дель Кано

Л

,

Залдивар

А

,

Фоше

I

,

Гутьеррес

Дж

,

Гомес-Бланко

Дж

,

Бурге-Кастелл

Дж

,

Куэнка-Альба

Дж

,

Абришами

В

, и другие.(

2016

)

Scipion: программная среда для интеграции, воспроизводимости и проверки в трехмерной электронной микроскопии

.

J Struct Biol

195

:

93

99

Левитан

O

,

Чен

М

,

Куанг

X

,

Чеонг

Кентукки

,

Цзян

Дж

,

Банальный

М

,

Намбиар

Н

,

Горбунов

г.в.

,

Людтке

СЖ

,

Фальковский

PG

, и другие.(

2019

)

Структурно-функциональный анализ фотосистемы II морской диатомовой водоросли Phaeodactylum tricornutum

.

Proc Natl Acad Sci USA

116

:

17316

17322

Люмкис

D

(

2019

)

Проблемы и возможности крио-ЭМ анализа отдельных частиц

.

J Biol Chem

294

:

5181

5197

Marco

P

,

Эльман

Т

,

Якоби

I

(

2019

)

Связывание ферредоксина НАДФ+ оксидоредуктазы (ФНР) с фотосистемой растений I

.

Biochim Biophys Acta Bioenerg

1860

:

689

698

Mastronarde

DN

(

2005

)

Автоматизированная томография с помощью электронного микроскопа с надежным предсказанием движения образца

.

J Struct Biol

152

:

36

51

Нагао

R

,

Такахаши

С

,

Сузуки

Т

,

Домаэ

N

,

Наказато

К

,

Томо

Т

(

2013

)

Сравнение олигомерных состояний и полипептидных составов белковых комплексов, связывающих фукоксантин и хлорофилл a/c, среди различных видов диатомовых водорослей

.

Photosynth Res

117

:

281

288

Nagao

R

,

Kato

K

,

Suzuki

T

,

Ifuku

K

,

Uchiyama

I

,

Kashino

Y

,

Dohmae

N

,

Akimoto

S

,

Shen

JR

,

Miyazaki

N

, et al.(

2019

)

Структурная основа сбора и диссипации энергии в диатомовом суперкомплексе ФС II-FCPII

.

Nat Plants

5

:

890

901

Nagao

R

,

Като

К

,

Ифуку

К

,

Сузуки

Т

,

Кумазава

М

,

Утияма

I

,

Кашино

Д

,

Домаэ

N

,

Акимото

С

,

Шэнь

JR

, и другие.(

2020а

)

Структурная основа для сборки и функционирования фотосистемы диатомей I-светособирающий суперкомплекс

.

Nat Commun

11

:

2481

Nagao

R

,

Уэно

Д

,

Акимото

С

,

Шэнь

JR

(

2020b

)

Влияние CO 2 и температуры на фотосинтез диатомовых водорослей Chaetoceros gracilis

.

Photosynth Res

146

:

189

195

Папагианнакис

E

,

Ван Стоккум

ИХМ

,

Фей

Х

,

Бюхель

С

,

Ван Грондель

Р

(

2005

)

Спектроскопическая характеристика переноса энергии возбуждения в белке фукоксантин-хлорофилл диатомовых водорослей

.

Photosynth Res

86

:

241

250

Pettersen

EF

,

Годдард

ТД

,

Хуан

CC

,

Кушетка

GS

,

Гринблатт

Немецкая марка

,

Мэн

ЕС

,

Феррин

ТЕ

(

2004

)

Химера UCSF — система визуализации для поисковых исследований и анализа

.

J Comput Chem

25

:

1605

1612

Pi

X

,

Тянь

л

,

Дай

ОН

,

Цинь

X

,

Ченг

Л

,

Куанг

Т

,

Суй

СФ

,

Шэнь

JR

(

2018

)

Уникальная организация фотосистемы I – светособирающий суперкомплекс, обнаруженная методом крио-ЭМ у красной водоросли

.

Proc Natl Acad Sci USA

17

:

4423

4428

Pi

X

,

Чжао

С

,

Ван

Вт

,

Лю

Д

,

Сюй

С

,

Хан

Г

,

Куанг

Т

,

Суй

СФ

,

Шэнь

JR

(

2019

)

Пигментно-белковая сеть диатомовой фотосистемы II – суперкомплекс светособирающей антенны

.

Наука

365

:

463

Пиннола

А

,

Альборези

А

,

Носек

Л

,

Семчонок

ДА

,

Рамиз

А

,

Тротта

А

,

Бароцци

Ф

,

Куржил

Р

,

Далл’Осто

L

,

Аро

ЭМ

, и другие.(

2018

)

LHCB9-зависимый мегакомплекс фотосистемы I, индуцированный при слабом освещении у Physcomitrella patens

.

Nat Plants

4

:

910

919

Пышняк

AM

,

Гиббс

СП

(

1992

)

Иммуноцитохимическая локализация фотосистемы I и светособирающего комплекса фукоксантин-хлорофилл а/с у диатомей Phaeodactylum tricornutum

.

Протоплазма

166

:

208

217

Рёдинг

А

,

Боэкема

Е

,

Бюхель

С

(

2018

)

Структура FCPb, светособирающего комплекса диатомей Cyclotella meneghiniana

.

Photosynth Res

135

:

203

211

Scheres

SHW

(

2012

)

RELION: реализация байесовского подхода к определению структуры крио-ЭМ

.

J Struct Biol

180

:

519

530

Schober

AF

,

Флори

С

,

Финацци

Г

,

Крот

PG

,

Бартулос

ЧР

(

2018

) Выделение пластидных фракций из диатомей Thalassiosira pseudonana и Phaeodactylum tricornutum .

Методы Мол Биол

1829

:

189

203

Шобер

AF

,

Рио

Бартулос С

,

Бишофф

А

,

Лепетит

Б

,

Грубер

А

,

Крот

PG

(

2019

)

Изучение органелл и анализ протеома фракций митохондрий и пластид диатомовых водорослей Thalassiosira pseudonana

.

Plant Cell Physiol

60

:

1811

1828

Su

X

,

Вэй

X

,

Чжу

Д

,

Чанг

Вт

,

Лю

Z

,

Чжан

X

,

Ли

М

,

млн лет

Дж

,

Вэй

X

,

Цао

P

, и другие.(

2017

)

Структура и механизм сборки растительного суперкомплекса ФСII-LHCII типа C2S2M2

.

Наука

357

:

815

820

Тан

G

,

Пэн

Л

,

Болдуин

PR

,

Манн

ДС

,

Цзян

Вт

,

Рис

I

,

Людтке

СЖ

(

2007

)

EMAN2: расширяемый пакет обработки изображений для электронной микроскопии

.

J Struct Biol

157

:

38

46

Wang

W

,

Yu

LJ

,

Xu

C

,

Tomizaki

T

,

Zhao

S

,

Umena

Y

,

Chen

X

,

Qin

X

,

Xin

Y

,

Suga

M

, et al.(

2019

)

Структурная основа для сбора сине-зеленого света и рассеивания энергии у диатомовых водорослей

.

Наука

363

:

598

Вэй

X

,

Су

Х

,

Цао

P

,

Лю

Х

,

Чанг

Вт

,

Ли

М

,

Чжан

X

,

Лю

Z

(

2016

)

Структура суперкомплекса фотосистемы II-LHCII шпината на 3.Разрешение 2 Å

.

Натуральный

534

:

69

74

Вестерманн

M

,

Риэль

Е

(

2005

)

Локализация фукоксантинхлорофилл а/с-связывающих полипептидов центрической диатомовой водоросли Cyclotella cryptica с помощью иммуноэлектронной микроскопии

.

Протоплазма

225

:

217

223

Сюй

C

,

Пи

X

,

Хуан

Y

,

Хан

Г

,

Чен

X

,

Цинь

X

,

Хуан

Г

,

Чжао

С

,

Ян

И

,

Куанг

Т

, и другие.(

2020

)

Структурная основа переноса энергии в гигантском диатомовом суперкомплексе PSI-FCPI

.

Нац.коммун

11

:

5081

Примечания автора

© Автор(ы), 2021 г. Опубликовано Oxford University Press от имени Американского общества биологов растений.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), что разрешает неограниченное повторное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Анатомия птицы | ЕСО

eso0755 — фотовыпуск

Прибор VLT NACO обнаруживает тройное космическое столкновение

21 декабря 2007 г.

Используя Очень Большой Телескоп ESO, международная группа астрономов [1] обнаружила поразительно редкий случай тройного слияния галактик.Эта система, которую астрономы назвали «Птица», хотя она также имеет сходство с космическим Колокольчиком, состоит из двух массивных спиральных галактик и третьей неправильной галактики.

Галактика ESO 593-IG 008, или IRAS 19115-2124, ранее была известна просто как взаимодействующая пара галактик на расстоянии 650 миллионов световых лет. Но наблюдения, проведенные с помощью прибора NACO, подключенного к VLT ESO, выявили сюрпризы, которые всматривались сквозь всепроникающие пылевые облака, используя адаптивную оптику для разрешения мельчайших деталей [2].

Под хаотичным внешним видом оптических изображений Хаббла, извлеченных из архива космического телескопа Хаббла, изображения NACO показывают две безошибочно узнаваемые галактики, одна спиральная с перемычкой, а другая более неправильная.

Сюрприз заключался в четкой идентификации третьего, явно отдельного компонента, неправильной, но довольно массивной галактики, которая, кажется, формирует звезды с бешеной скоростью.

« Примеры слияния трех галактик примерно одинакового размера редки, », — говорит Петри Вяйсянен, ведущий автор статьи, сообщающей о результатах.» Только VLT-наблюдения в ближнем ИК-диапазоне позволили установить в данном случае природу тройного слияния системы. »

Из-за сходства системы с птицей объект был назван так, где «голова» была третьим компонентом, а «сердце» и «тело» составляли два основных ядра галактики между приливными хвостами. , крылья’. Последние простираются более чем на 100 000 световых лет, или размером с наш Млечный Путь.

Последующая оптическая спектроскопия с помощью нового Южно-Африканского большого телескопа и архивные данные среднего инфракрасного диапазона из космической обсерватории Спитцер НАСА подтвердили отдельную природу «головы», но также добавили новые сюрпризы.«Голова» и основные части «Птицы» расходятся со скоростью более 400 км/с (1,4 млн км/ч!). Наблюдение таких высоких скоростей очень редко встречается в сливающихся галактиках. Кроме того, «голова», по-видимому, является основным источником инфракрасного излучения в системе, хотя она и является самой маленькой из трех галактик.

« Кажется, НАКО застала действие как раз в момент первого высокоскоростного пролета «головной» галактики через систему, состоящую из двух других галактик, «, — говорит Сеппо Маттила, участник открытия команда.» Эти две галактики, должно быть, встретились раньше, вероятно, пару сотен миллионов лет назад. »

«Голова» активно формирует звезды со скоростью около 200 солнечных масс в год, в то время как две другие галактики, по-видимому, находятся в более спокойной эпохе своей истории звездообразования, вызванного взаимодействием.

«Птица» принадлежит к престижному семейству светящихся инфракрасных галактик, с инфракрасной светимостью почти в тысячу миллиардов раз больше, чем у Солнца. Долгое время считалось, что это семейство галактик указывает на важные события в эволюции галактик, такие как слияния галактик, которые, в свою очередь, вызывают вспышки звездообразования и могут в конечном итоге привести к образованию единой эллиптической галактики.

Результаты, представленные здесь, изложены в статье, которая появится в одном из будущих выпусков журнала Monthly Notices of the Royal Astronomical Society («Адаптивная оптическая визуализация и оптическая спектроскопия многократного слияния в светящейся инфракрасной галактике», П. Вяйсянен) и др.)

Примечания

[1]: В состав группы входят П. Вяйсянен, А. Князев, Д.А. Х. Бакли, Л. Крауз, Ю. Хашимото, Н. Лоаринг, Э. Ромеро-Колменеро и М. Африка), С. Маттила (обсерватория Туорла, Финляндия), А.Адамо и Г. Остлин (Стокгольмский университет, Швеция), А. Эфстатиу (Кипрский колледж, Никосия, Кипр), Д. Фарра (Корнельский университет, США), П. Х. Йоханссон (Университет Штернварте Мюнхен, Германия), Э. Б. Бург и К. Нордсик (Университет Висконсина, США), П. Лира (Чилийский университет, Сантьяго, Чили), А. Зейлстра (Манчестерский университет, Великобритания), С. Райдер (ААО, Австралия).

[2]: Окончательное разрешение было лучше, чем десятая часть угловой секунды, то есть угол, выдерживаемый 2-сантиметровой монетой, видимой с расстояния 40 км.Это примерно в 600 раз лучше, чем может различить острый человеческий глаз.

Контакты

Petri Väisänen
South African Astronomical Observatory
Cape Town, South Africa
Тел.: +27-21-460-9354
Мобильный: +27-72-463-3426
Электронная почта: [email protected]

Сеппо Маттила
Обсерватория Туорла
Турку, Финляндия
Тел.: +358 2 333 8299
Электронная почта: [email protected]

Свяжитесь с ESO в социальных сетях

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.