Козеко Л. Є. Роль молекулярних шаперонів у фенотипічній пластичності рослин

Дисертаційна робота присвячена комплексному дослідженню функціонування молекулярних шаперонів / білків теплового шоку HSP70 і HSP90 у забезпеченні стабільності та пластичності онтогенезу рослин. На широкому експериментальному матеріалі показано, що підтримання протеостазу за зміни умов середовища відбувається шляхом якісних і кількісних змін клітинного пулу шаперонів з його збільшенням при наближенні до меж діапазону стійкості організму. Визначено специфічні для членів мультигенних родин AtHSP70 і AtHSP90 рівні конститутивної експресії та динаміку індукції у відповідь на підвищення температури і водний дефіцит. Виявлено тканинну специфічність експресії окремих AtHSP70 і AtHSP90. Доведено, що індуцибельні члени цих родин є важливим інструментом у забезпеченні стійкості - з провідною роллю HSP70. На прикладі індукованої та перехресної стійкості показано, що посилена експресія індуцибельних генів супроводжується розширенням діапазону стійкості організму. Вперше визначено, що імуноспоріднені цитозольні HSP70 у рослин різних таксонів характеризуються видовими особливостями кінетики синтезу за критичних змін екологічних факторів, тісно пов’язаними з процесами метаболічної, фізіологічної і структурної адаптації. Показано участь цитозольних HSP70 і HSP90 у стрес-реакції і адаптації клітин за дії незвичних для рослин чинників - гіпергравітації та симульованої мікрогравітації (кліностатування). Вперше визначено, що кліностатування призводить до виникнення перехресної стійкості до високої температури завдяки посиленню здатності клітин до стресової індукції генів цитозольних HSP70 і HSP90. Розроблено метод оцінки стану рослин з використанням HSP70 як біомаркера. Отримано докази існування у рослинних клітин механізму регуляції синтезу HSP та стійкості цитозольними HSP90. Показано значення загальної активності клітинного пулу HSP90 для стабілізації росту, розвитку і нормального формотворення при мікрофлуктуаціях внутрішнього і зовнішнього середовища, а також за дії гено- і протеотоксичних факторів. Отримано нові дані для HSP90 і вперше встановлено для HSP70, що функціонування окремих цитозольних ізоформ є важливим для стабілізації нормального формотворення і пластичних реакцій органів рослин за змін світла і гравітації.