Морфологические и физиолого-биохимические свойства меланизированного таллома лишайника Сetraria islandica

封面

如何引用文章

全文:

详细

Лишайники представляют собой экстремофильные симбиотические ассоциации, обладающие феноменальной устойчивостью к действию абиотических стрессовых факторов. Меланизация талломов является одним из защитных механизмов лишайников в ответ на УФ-воздействие в условиях избыточной инсоляции. Микроструктура и биохимические особенности меланизированных талломов лишайников, однако, остаются малоизученными. В настоящей работе мы проанализировали морфологию, наномеханические и физиолого-биохимические свойства естественно-меланизированных талломов лишайника Cetraria islandica. Меланиновая природа пигментированного слоя верхнего кортекса таллома C. islandica подтверждена окрашиванием в результате качественных реакций, характерных для меланинов. Установлено, что меланизация приводит к изменениям микроструктуры верхнего кортекса микобионта, в частности утолщению клеточных стенок и увеличению межгифового пространства. Наномеханические свойства, в том числе параметры адгезии и жесткости, отличались у меланизированных и бледных (немеланизированных) талломов, что свидетельствует о возможном образовании сложных ассоциатов меланина с компонентами клеточных стенок микобионта при меланизации. Кроме того, обнаружено, что меланизированные талломы C. islandica характеризуются высокой антиоксидантной активностью и пониженной дыхательной активностью, по сравнению с таковыми у бледных талломов. Можно полагать, что изменения в микроструктуре, наномеханических и физиолого-биохимических свойствах талломов, происходящие в ходе меланизации, способствуют формированию устойчивости лишайников к воздействию интенсивной инсоляции.

全文:

Введение1

Лишайники представляют собой фотосинтезирующие симбиотические ассоциации, таллом которых образован двумя основными партнерами – микобионтом и фотобионтом [1]. Лишайники относят к экстремофильным организмам ввиду их феноменальной устойчивости к действию неблагоприятных факторов окружающей среды, таких как обезвоживание, перепады температур, ультрафиолетовое (УФ) излучение [2]. Среди механизмов высокой стрессовой устойчивости лишайников немаловажную роль может играть синтез вторичных метаболитов, в том числе меланинов. Темный пигмент меланин, синтезирующийся в некоторых видах лишайников при действии интенсивной естественной инсоляции или УФ-облучения, представлен в виде пигментированного слоя на поверхности талломов лишайников. Меланины – это продукты окислительной полимеризации фенольных или индольных соединений, способные поглощать свет широкого спектра длин волн, включая гамма-лучи, рентгеновское и УФ-излучение, что позволяет им проявлять фотопротекторные свойства [3–5]. Меланины в талломе лишайников также проявляют фотозащитные и антиоксидантные свойства [6]. В литературе представлены единичные работы по характеристике морфологии пигментированных талломов лишайников, что может быть связано со сложностью анатомического строения таллома, взаимодействием грибных и фотосинтезирующих симбионтов и разнообразием путей биосинтеза метаболитов. Так, ранее нами проанализированы микроструктура и элементный состав пигментированного слоя верхнего кортекса талломов лишайника Lobaria pulmonaria при УФ-В облучении [7]. Показано, что пигментация талломов L. pulmonaria обусловлена УФ-В индуцированным синтезом эумеланина. Меланизация талломов L. pulmonaria приводила к изменению наномеханических параметров, а именно уменьшению адгезионных свойств пигментированного слоя клеток верхнего кортекса таллломов [8]. В качестве объекта исследования настоящей работы был выбран лишайник Cetraria islandica (L.) Ach. (исландский мох), микобионтом которого является гриб Cetraria, а фотобионтом зеленая водоросль Trebouxia sp. Cetraria islandica представляет собой разветвленный, кустистый лишайник с прямостоячим листоватым слоевищем по цвету от серовато-белого до темно-коричневого, может достигать до 7 см в высоту. Этот лишайник является представителем арктической, субарктической и альпийской растительности во всем северном полушарии. Таллом C. islandica широко используется в фармакологии в качестве антимикробного препарата и биологически активной добавки. Высокая биологическая активность этого лишайника во многом обусловлена наличием в талломе уникальных лишайниковых метаболитов, в частности полисахарида лихенина. Методами низкотемпературной сканирующей электронной микроскопии и иммуноцитохимии в непигментированных талломах лишайников C. islandica и Evernia prunastri в качестве структурного элемента стенки гифа гриба визуализирован лихенин, участвующий преимущественно в водном обмене [9]. Ранее было показано, что УФ-облучение индуцирует синтез меланина в талломе C. islandica [10, 11], однако информация о микроструктуре таллома при меланизации отсутствует в литературе. Морфология и топография таллома могут обуславливать его физико-химические свойства и физиологические функции. В связи с этим целью настоящей работы явился анализ структурных характеристик, в том числе морфологии и наномеханических свойств, а также физиолого-биохимических характеристик, в частности антиоксидантных свойств и дыхательной активности, естественно-меланизированного таллома лишайника C. islandica.

Материалы и методы

Сбор материала. Бледные и меланизированные талломы лишайника Cetraria islandica (L.) Ach. были собраны в затемненных и хорошо освещенных участках в окрестностях г. Сыктывкар. Материал очищали от загрязнений, медленно высушивали при комнатной температуре при относительной влажности 60–70% и далее хранили при температуре –20°С. Перед началом экспериментов талломы лишайника гидратировали на влажной фильтровальной бумаге при температуре 10°С в течение 24 ч.

Качественные реакции на меланин. Для проведения качественных реакций были получены поперечные срезы бледных и меланизированных талломов лишайника C. islandica толщиной 50 мкм с помощью вибратома Leica VT 1000S (“Leica”, Германия). Срезы были окрашены несколькими способами:

  1. Срезы окрашивали 0.2% 3,4-L-дигидроксифенилаланином (L-ДОФА) в течение 1 ч в темноте [12].
  2. Срезы окрашивали 1% раствором азура II в течение 30 мин. Затем добавляли 0.5% раствор эозина на несколько минут по протоколу Рожнака [13].
  3. Срезы инкубировали в 2.5% растворе FeSO4 в течение 1 ч, затем инкубировали в 1% растворе K3[Fe(CN)6] в течение 30 мин, а затем в смеси этанол-ксилол (50:50 по объему) по протоколу Лилли [14].

Окрашенные срезы талломов лишайника анализировали с помощью эпифлуоресцентного микроскопа Leica DM1000 (“Leica”, Германия) и цифровой камеры (“Sony”, Китай). Для определения толщины пигментированного слоя проанализировано 15 срезов из трех биологических повторов с помощью встроенного программного обеспечения для микроскопа.

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ). Поперечные срезы бледных и меланизированных талломов лишайника C. islandica фиксировали в 2.5% глутаровом альдегиде, приготовленном в 0.1 М Na-фосфатном буфере pH 7.4, в течение 24 ч. После обезвоживания в серии разведений этанольного спирта, срезы инкубировали в смеси гексаметилдисилазана и этанола в соотношениях 1:3, 1:1, 3:1 (по объему) по 30 мин. Далее срезы помещали в 100% гексаметилдисилазан на 60 мин. Морфологию структурированной поверхности бледных и меланизированных талломов лишайника после напыления золотом (высоковакуумная напылительная система Q150T ES, “Quorum Technologies”, Великобритания) визуализировали с помощью сканирующего электронного микроскопа высокого разрешения (“Merlin”, Германия) при ускоряющем напряжении 5 кВ. Для оценки относительной толщины клеточных стенок гиф в бледных и меланизированных талломах определяли количество гиф на единицу площади поперечного сечения СЭМ-изображений с использованием графической программы ImageJ.

Атомно-силовая микроскопия (АСМ). Бледные и меланизированные талломы лишайника C. islandica фиксировали в 2.5% глутаровом альдегиде, постфиксировали в тетроксиде осмия (“Sigma”, США), обезвоживали в этанольном спирте в возрастающих концентрациях от 30% до 96% раствора и ацетоне. Образцы полимеризовали в смоле LR White (“Sigma”, США) при 60°C в течение 24 ч. Верхнюю поверхность блоков образцов выравнивали с помощью алмазного ножа. Верхний кортекс талломов лишайника на поперечном срезе визуализировали с помощью микроскопа Bruker Dimension FastScan (“Bruker”, США) в режиме PeakForceQNM с кантилеверами ScanAsyst-Air (“Bruker”, США). Изображения были получены с разрешением 512 строк на сканирование.

Ферментативная активность талломов лишайников. Грубый ферментный экстракт получали путем гомогенизации регидратированного лишайника в жидком азоте и последующей экстракции в 50 мМ Na-фосфатном буфере pH 7.0 в течение 1 ч. Гомогенат центрифугировали при 10000 g в течение 30 мин. Экстракт высаливали сульфатом аммония в 30–80% градиенте насыщения. После центрифугирования осадок ресуспензировали в минимальном объеме 25 мМ Трис-HCl буфера рН 7.5. Активность ферментов определяли спектрофотометрически на приборе UV-1600 (“Shumadzu”, Япония). Активность лакказы определяли по скорости окисления 1 мМ о-дианизидина (д460 = 30.0 мМ–1см–1) в 80 мМ ацетатном буфере, рН 4.5. Активность тирозиназы определяли по скорости окисления 2 мМ L-DOPA (д475 = 3.6 мМ–1см–1) в 50 мМ Na-фосфатном буфере рН 6.0 [15].

Детоксикация Н2О2. Фрагменты бледных и меланизированных талломов C. islandica инкубировали в 0.05 М Na-фосфатном буфере рН 7.0 с добавлением 500 мкМ Н2О2 в темноте. Через 20, 40 и 60 мин измеряли содержание Н2О2 в растворе инкубации с использованием ксиленолового оранжевого (λ = 560 нм) [16] на спектрофотометре UV-1600 (“Shumadzu”, Япония). Для построения калибровочной кривой использовали растворы с известным содержанием Н2О2. В контрольных вариантах (без добавления фрагментов таллома) изменения содержания Н2О2 не происходило.

Интенсивность дыхания. Интенсивность дыхания бледных и меланизированных талломов лишайника C. islandica определяли манометрическим методом в аппарате Варбурга (“Warburg-Apparat VEB Glaswerke Stutzerbach”, Германия) [17]. Расчеты проводили в мкл О2 за 1 ч на 1 г сухой массы.

Статистика. Опыты проводили в 3–6 биологических повторностях и 3–14 аналитических повторностях. Полученные данные представлены в виде средних арифметических значений со стандартными ошибками (SE). Все экспериментальные данные имеют нормальное распределение признака. Для сравнения их средних арифметических значений использовали однофакторный дисперсионный анализ ANOVA с оценкой попарных различий с помощью критериев Тьюки, Бонферрони.

Результаты

Морфологический анализ талломов лишайников с помощью качественных реакций

С помощью световой микроскопии на поперечных срезах пигментированного таллома C. islandica был визуализирован темно-коричневый слой на поверхности верхнего кортекса, под которым располагались непигментированные гифы гриба и водоросли (рис. 1д). Толщина пигментированного слоя варьировала в среднем от 5 до 8 мкм. Для выявления меланиновой природы пигментации талломов C. islandica были проведены качественные реакции. Так, поперечные срезы были окрашены красителем L-ДОФА, являющимся субстратом фенолоксидаз, в том числе тирозиназ и лакказ, вовлеченных в синтез меланина [18]. После окрашивания верхний слой коры пигментированного, но не бледного, таллома C. islandica приобрел интенсивно коричневый цвет (рис. 1б, е). С помощью окрашивания по методу Рожнака с использованием эозина на срезах пигментированного таллома были визуализированы темно-коричневые клетки (рис. 1ж). После окрашивания по методу Лилли, основанном на окислении железа, темный пигмент также визуализировался только у пигментированных талломов C. islandica (рис. 1з).

 

Рис. 1. Поперечные срезы бледных (а-г) и меланизированных (д-з) талломов лишайника C. islandica: неокрашенные талломы (а, д); L-ДОФА окрашивание (б, е); окрашивание по Рожнаку (в, ж) и по Лилли (г, з). Масштабная линейка – 10 мкм.

 

Микроструктура талломов лишайника C. islandica с помощью сканирующей электронной микроскопии

Микроструктура поперечных срезов бледного и меланизированного талломов лишайника C. islandica была визуализирована с помощью СЭМ. Показано, что толщина верхнего кортекса меланизированного таллома больше, чем таковая бледного таллома. Так, у бледного таллома верхний коровый слой представлен грибными гифами с многочисленными порами (рис. 2а), тогда как у меланизированного таллома C. islandica количество пор на единицу площади поперечного сечения было в 3.8 раз меньше, что свидетельствует об утолщении клеточных стенок гиф (рис. 2б).

 

Рис. 2. Сканирующие электронные микрографии поперечных срезов бледного (а) и меланизированного (б) талломов лишайника C. islandica. Масштабная линейка – 10 мкм.

 

Наномеханические свойства талломов лишайника C. islandica с помощью атомно-силовой микроскопии

Для изучения топографии верхнего кортекса поперечных срезов талломов C. islandica мы проанализировали рельеф, адгезию и жесткость поверхности срезов бледных и меланизированных талломов C. islandica с помощью АСМ (рис. 3).

 

Рис. 3. Рельеф (а, г), адгезия (б, д), жесткость (в, е) поверхности поперечных срезов бледного (а–в) и меланизированного (г–е) талломов лишайника C. islandica, полученные с помощью атомно-силовой микроскопии. Масштабная линейка – 2 мкм.

 

Изображение по высоте, полученное при сканировании вдоль главной оси зондового датчика, у бледного таллома заметно отличалось от изображения меланизированного таллома. Так, цветовая насыщенность рельефа бледного таллома была в 1.2 раза выше таковой меланизированного таллома (рис. 3а, г). Адгезия поверхности меланизированного таллома примерно в четыре раза больше по сравнению с таковым значением для бледного таллома (рис. 3б, д). В то же время значение жесткости меланизированного таллома снижено более чем в 10 раз по сравнению с показателем для бледного таллома (рис. 3в, е).

Окислительно-восстановительная и дыхательная активность бледных и меланизированных талломов C. islandica

При измерении активности фенолоксидаз, таких как лакказы и тирозиназы, наибольшие значения были детектированы для лакказ. Этот показатель у меланизированных талломов C. slandica составлял 167 ± 12 нкат на г–1 сухого вещества, что было выше в 1.3 раза по сравнению с активностью лакказы 131 ± 7 нкат на г–1 сухого вещества в бледном талломе. Активность тирозиназы была низкой и в бледном, и в меланизированном талломах C. islandica (данные не представлены).

Важным показателем антиоксидантной активности образца является скорость разложения Н2О2. Анализ скорости деградации экзогенной Н2О2 в концентрации 500 мкМ талломами лишайника C. islandica продемонстрировал, что меланизированные талломы лишайника могут значительно более эффективно (на 50%) разлагать экзогенную Н2О2 в течение 1 ч, по сравнению с бледными талломами (рис. 4а).

Анализ интенсивности дыхательной активности талломов лишайника C. islandica показал, что скорость дыхания меланизированных талломов C. islandica почти вдвое ниже по сравнению со скоростью дыхания бледных талломов (рис. 4б).

 

Рис. 4. Окислительно-восстановительная активность (а) и интенсивность дыхания талломов лишайника C. islandica (б). (а) – деградация экзогенной 500 мкМ Н2О2 бледными (белые кружки) и меланизированными (черные кружки) талломами C. islandica. (б) – интенсивность дыхания бледных (белые столбцы) и меланизированных талломов C. islandica (черные столбцы). Достоверность различий определяли с помощью однофакторного дисперсионного анализа ANOVA при Р < 0.01 (**), Р < 0.001 (***)

 

Обсуждение

Лишайники – это экстремофильные организмы, успешно выживающие в самых неблагоприятных условиях среды [19]. В ответ на стрессовое воздействие, связанное с интенсивной солнечной радиацией и УФ-излучением, талломы лишайника C. islandica приобретают темно-окрашенную пигментацию, обусловленную синтезом пигмента меланина в верхнем кортексе талломов. Меланины – универсальные пигменты, характерные многим организмам. На сегодняшний день большинство работ, посвященных изучению морфологии и свойств меланинов, выполнены на патогенных грибах [20–22], бактериях [23, 24], меланосомах человека [25, 26]. Ранее нами были проанализированы физико-химические свойства меланинов, экстрагированных из лишайников C. islandica, Lobaria pulmonaria и Leptogium furfuraceum [27–29]. Несмотря на то, что роль меланизации в защите лишайников от солнечной радиации широко описана в литературе [30, 31], существуют лишь единичные работы, посвященные исследованию архитектуры меланинового слоя в талломах лишайников in situ [7, 8]. В настоящей работе выявлены особенности морфологии и топографии поверхности корового слоя меланизированного таллома лишайника C. islandica. Так, меланизированные талломы C. islandica характеризовались потемнением поверхности верхнего кортекса и характерным для меланинов окрашиванием (рис. 1), а также утолщением клеточных стенок и увеличением межгифового пространства верхнего корового слоя, визуализированного на поперечных срезах талломов (рис. 2). Ранее мы показали, что меланизация лишайника L. pulmonaria сопровождается увеличением межгифового пространства и накоплением меланинподобных гранул [7]. Можно полагать, что увеличение межгифового пространства верхнего корового стоя талломов является характерной морфологической особенностью лишайников при УФ-индуцированной меланизации. Нами также было показано, что меланизация талломов лишайника L. pulmonaria приводила не только к морфологическим изменениям, но и к изменению физических свойств талломов, обусловленному образованием меланиновых комплексов [8]. В настоящей работе с помощью АСМ была охарактеризована топография и проанализированы наномеханические свойства верхнего корового слоя поперечных срезов лишайника C. islandica. Обнаружено, что в меланизированных талломах C. islandica происходит повышение адгезии корового слоя, а параметры жесткости значительно снижаются по сравнению с таковыми в бледных талломах (рис. 3). Это свидетельствует о высокой хелатирующей способности меланина и возможном образовании сложных ассоциатов меланина с полисахаридами и белками клеточных стенок. По предварительным данным, процентная доля полисахаридов, в частности лихенина и изолихенина, в меланиновых ассоциатах у C. islandica выше, чем у L. pulmonaria, что может повышать сорбционные свойства и оказывать влияние на топографические характеристики меланизированного верхнего корового слоя талломов (данные не опубликованы). Таким образом, изменения наномеханических показателей талломов C. islandica при меланизации подтверждают изменение топографии меланизированных талломов лишайника на наноуровне.

Можно полагать, что такие значительные изменения морфологии и топографии таллома оказывают влияние на физиолого-биохимическое состояние лишайника. Данное предположение подтвердилось данными об антиоксидантной и дыхательной активности. Было показано, что меланизация сопровождается повышением антиоксидантной активности таллома, о чем свидетельствует эффективная деградации экзогенной Н2О2 меланизированными талломами C. islandica. Эти данные подтверждают продемонстрированную нами ранее высокую антиоксидантную активность меланина, экстрагированного из C. islandica [27]. Меланизация талломов лишайников может снижать эффективность основного цитохром-зависимого пути дыхания. При сравнительном анализе интенсивности дыхания бледных и меланизированных талломов C. islandica выявлено значительное снижение общей дыхательной активности у пигментированных талломов (рис. 4). Это может быть обусловлено изменением под действием меланина физико-химических свойств клеточной поверхности талломов, а также следствием полупроводниковой природы меланина [32] и перераспределением потока электронов, приводящего к снижению эффективности энергопроизводящих метаболических путей. Снижение дыхательной активности может свидетельствовать о снижении метаболической активности микобионта в меланизированном талломе. Известно, что в свободноживущих грибах содержание меланина отрицательно коррелирует с ростом биомассы гиф [33]. Эти данные подтверждают гипотезу о существовании “физиологического компромисса” между биосинтезом меланина и клеточным метаболизмом [33].

Таким образом, полученные нами результаты расширяют представление о барьерной функции меланинового слоя верхнего кортекса талломов лишайников. Изменения в микроструктуре и топографии верхнего кортекса и последующие изменения физиолого-биохимического состояния таллома при меланизации свидетельствуют о разнообразии меланин-опосредованных механизмов защиты лишайника C. islandica от интенсивного проникновения и токсического действия интенсивной солнечной радиации.

Работа выполнена в рамках государственного задания Федерального исследовательского центра Казанского научного центра Российской академии наук, а также при финансовой поддержке гранта Российского научного фонда № 23-14-00327 (для А.Д. и Ф.М., анализ морфологии и топографии меланизированных талломов).

Настоящая статья не содержит результатов экспериментов с участием людей и животных в качестве объектов исследований.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

 

1 Сокращения: АСМ – атомно-силовая микроскопия; L-ДОФА – 3,4-L-дигидроксифенилаланин; СЭМ – сканирующая электронная микроскопия; УФ излучение – ультрафиолетовое излучение.

×

作者简介

А. Даминова

Казанский институт биохимии и биофизики – обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра “Казанский научный центр Российской академии наук”

编辑信件的主要联系方式.
Email: daminova.ag@gmail.com
俄罗斯联邦, Казань

E. Галеева

Казанский институт биохимии и биофизики – обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра “Казанский научный центр Российской академии наук”

Email: daminova.ag@gmail.com
俄罗斯联邦, Казань

Д. Рахматуллина

Казанский институт биохимии и биофизики – обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра “Казанский научный центр Российской академии наук”

Email: daminova.ag@gmail.com
俄罗斯联邦, Казань

Л. Викторова

Казанский институт биохимии и биофизики – обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра “Казанский научный центр Российской академии наук”

Email: daminova.ag@gmail.com
俄罗斯联邦, Казань

Ф. Минибаева

Казанский институт биохимии и биофизики – обособленное структурное подразделение Федерального исследовательского центра “Казанский научный центр Российской академии наук”; Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: daminova.ag@gmail.com
俄罗斯联邦, Казань; Казань

参考

  1. Eisenreich W., Knispel N., Beck A. Advanced methods for the study of the chemistry and the metabolism of lichens // Phytochem. Rev. 2011. V. 10. P. 445. https://doi.org/10.1007/s11101-011-9215-3
  2. Armstrong R.A. Adaptation of lichens to extreme conditions. In: eds. Shukla V., Kumar S., Kumar N. Plant adaptation strategies in changing environment. Singapore: Springer. 2017. P. 27. https://doi.org/10.1007/978-981-10-6744-0_1
  3. Dadachova E., Bryan R.A., Howell R.C., Schweitzer A.D., Aisen P., Nosanchuk J.D., Casadevall A. The radioprotective properties of fungal melanin are a function of its chemical composition, stable radical presence and spatial arrangement // Pigm. Cell Melanoma Res. 2008. V. 21. P. 192. https://doi.org/10.1111/j.1755-148X.2007.00430.x
  4. Huijser A., Pezzella A., Sundström V. Functionality of epidermal melanin pigments: current knowledge on UV-dissipative mechanisms and research perspectives // Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. V. 13. P. 9119. https://doi.org/10.1039/C1CP20131J
  5. Schweitzer A.D., Revskaya E., Chu P., Pazo V., Friedman M., Nosanchuk J.D., Cahill S., Frases S., Casadevall A., Dadachova E. Melanin-covered nanoparticles for protection of bone marrow during radiation therapy of cancer // Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 2010. V. 78. P. 1494. https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2010.02.020
  6. Solhaug K.A., Gauslaa Y., Nybakken L., Bilger W. UV-induction of sun-screening pigments in lichens // New Phytol. 2003. V. 158. P. 91. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2003.00708.x
  7. Daminova A.G., Rogov A.M., Rassabina A.E., Beckett R.P., Minibayeva F.V. Effect of melanization on thallus microstructure in the lichen Lobaria pulmonaria // J. Fungi. 2022. V. 8. P. 791. https://doi.org/10.3390/jof8080791
  8. Daminova A.G., Rassabina A.E., Khabibrakhmanova V.R., Beckett R.P., Minibayeva F.V. Topography of UV-melanized thalli of Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm. // Plants. 2023. V. 12. P. 2627. https://doi.org/10.3390/plants12142627
  9. Honegger R., Haisch A. Immunocytochemical location of the (1→3) (1→4)-β-glucan lichenin in the lichen-forming ascomycete Cetraria islandica (Icelandic moss) // New Phytol. 2001. V. 150. P. 739. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2001.00122.x
  10. Nybakken L., Solhaug K.A., Bilger W., Gauslaa Y. The lichens Xanthoria elegans and Cetraria islandica maintain a high protection against UV-B radiation in Arctic habitats // Oecologia. 2004. V. 140. P. 211. https://doi.org/10.1007/s00442-004-1583-6
  11. Solhaug K.A., Eiterjord G., Løken M.H., Gauslaa Y. Non-photochemical quenching may contribute to the dominance of the pale mat-forming lichen Cladonia stellaris over the sympatric melanic Cetraria islandica // Oecologia. 2024. V. 204. P. 187.
  12. Youngchim S., Nosanchuk J.D., Pornsuwan S., Kajiwara S., Vanittanakom N. The role of L-DOPA on melanization and mycelial production in Malassezia furfur // PLoS One. 2013. V. 8. P. 1. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063764
  13. Rejniak J. New method of melanin staining in histological preparations // Pathol. Pol. 1956. V. 7. P. 101.
  14. Lillie R.D. A Nile blue staining technic for the differentiation of melanin and lipofuscins // Stain Technol. 1956. V. 31. P. 151.
  15. Викторова Л.В., Галеева Е.И., Минибаева Ф.В. Лакказы и тирозиназы в талломах лишайника Lobaria pulmonaria (L.) Hoffm. // Экобиотех. 2020. Т. 3. С. 220. 10.31163/2618-964X-2020-3-2-220-228' target='_blank'>https://doi: 10.31163/2618-964X-2020-3-2-220-228
  16. Bellincampi D., Dipperro N., Salvi G., Gervcone F., De Lorenzo G. Extracellular H2O2 induced by oligogalacturonides is not involved in the inhibition of the auxin-regulated rolB gene expression in tobacco leaf explants // Plant Physiol. 2000. V. 122. P. 1379. https://doi.org/10.1104/pp.122.4.1379
  17. Валитова Ю.Н., Хабибрахманова В.Р., Гурьянов О.П., Уваева В.Л., Хайруллина А.Ф., Рахматуллина Д.Ф., Галеева Е.И., Трифонова Т.В., Викторова Л.В., Минибаева Ф.В. Изменение липидного состава лишайника Peltigera canina при действии повышенной температуры // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023. Т. 3. С. 532. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2023-13-4-532-544
  18. Słominski A., Moellmann G., Kuklinska E., Bomirski A., Pawelek J. Positive regulation of melanin pigmentation by two key substrates of the melanogenic pathway, L-tyrosine and L-dopa // J. Cell Sci. 1988. V. 89. P. 287. https://doi.org/10.1242/jcs.89.3.287
  19. Nash T.H. Lichen Biology. 2nd Edition, Cambridge: Cambridge University Press. 2008. 502 p. http://dx.doi.org/10.1017/CBO9780511790478
  20. Butler M.J., Day A.W. Fungal melanins: A review // Can. J. Microbiol. 1998. V. 44. P. 1115. https://doi.org/10.1139/w98-119
  21. Jacobson E.S. Pathogenic roles for fungal melanins // Clin. Microbiol. Rev. 2000. V. 13. P. 708. https://doi.org/10.1128/cmr.13.4.708
  22. Pacelli C., Bryan R.A., Onofri S., Selbmann L., Zucconi L., Shuryak I., Dadachova E. The effect of protracted X-ray exposure on cell survival and metabolic activity of fast and slow growing fungi capable of melanogenesis // Environ. Microbiol. Rep. 2018. V. 10. P. 255. https://doi.org/10.1111/1758-2229.12632
  23. Pavan M.E., López N.I., Pettinari M.J. Melanin biosynthesis in bacteria, regulation and production perspectives // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2020. V. 104. P. 1357. https://doi.org/10.1007/s00253-019-10245-y
  24. Choi K.-Y. Bioprocess of microbial melanin production and isolation // Front. Bioeng. Biotechnol. 2021. V. 9. P. 1. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.765110
  25. Raposo G., Marks M.S. Melanosomes – dark organelles enlighten endosomal membrane transport // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007. V. 8. P. 786. https://doi.org/10.1038/nrm2258
  26. Yoshikawa-Murakami C., Mizutani Y., Ryu A., Naru E., Teramura T., Homma Y., Fukuda M. A novel method for visualizing melanosome and melanin distribution in human skin tissues // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. P. 8514. https://doi.org/10.3390/ijms21228514
  27. Рассабина А.Е., Гурьянов О.П., Бекетт Р.П., Минибаева Ф.В. Меланин лишайников Cetraria islandica и Pseudevernia furfuracea: особенности строения и физико-химические свойства // Биохимия. 2020. Т. 85. С. 729.
  28. Rassabina A.E., Khabibrakhmanova V.R., Babaev V.M., Daminova A.G., Minibayeva F.V. Melanins from the lichens Lobaria pulmonaria and Lobaria retigera as ecofriendly adsorbents of synthetic dyes // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. P. 15605. https://doi.org/10.3390/ijms232415605
  29. Хабибрахманова В.Р., Рассабина А.Е., Хайруллина А.Ф., Минибаева Ф.В. Физико-химические характеристики и антиоксидантные свойства меланинов, выделенных из лишайника Leptogium furfuraceum (Harm.) // Химия растительного сырья. 2022. Т. 4. С. 115.
  30. Gauslaa Y., Alam M.A., Lucas P.L., Chowdhury D.P., Solhaug K.A. Fungal tissue per se is stronger as a UV-B screen than secondary fungal extrolites in Lobaria pulmonaria // Fungal Ecol. 2017. V. 26. P. 109. https://doi.org/10.1016/j.funeco.2017.01.005
  31. Mafole T.C., Solhaug K.A., Minibayeva F.V., Beckett R.P. Occurrence and possible roles of melanic pigments in lichenized ascomycetes // Fungal Biol. Rev. 2019. V. 33. P. 159. https://doi.org/10.1016/j.fbr.2018.10.002
  32. Mostert A.B., Powell B.J., Pratt F.L., Hanson G.R., Sarna T., Gentle I.R., Meredith P. Role of semiconductivity and ion transport in the electrical conduction of melanin // PNAS. 2012. V. 109. P. 8943. https://doi.org/10.1073/pnas.1119948109
  33. Siletti C.E., Zeiner C.A., Bhatnagar J.M. Distributions of fungal melanin across species and soils // Soil Biol. Biochem. 2017. V. 113. P. 285. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.05.030

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Cross-sections of pale (a-g) and melanized (d-h) thalli of the lichen C. islandica: unstained thalli (a, d); L-DOPA staining (b, e); staining according to Rozhnak (c, g) and according to Lilly (d, h). Scale bar – 10 µm.

下载 (1MB)
索引源数据
3. Fig. 2. Scanning electron micrographs of cross sections of pale (a) and melanized (b) thalli of the lichen C. islandica. Scale bar – 10 µm.

下载 (817KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Relief (a, g), adhesion (b, d), and rigidity (c, e) of the surface of cross sections of pale (a–c) and melanized (d–e) thalli of the lichen C. islandica, obtained using atomic force microscopy. Scale bar – 2 µm.

下载 (1018KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Redox activity (a) and respiration rate of thalli of the lichen C. islandica (b). (a) – degradation of exogenous 500 μM H2O2 by pale (white circles) and melanized (black circles) thalli of C. islandica. (b) – respiration rate of pale (white columns) and melanized thalli of C. islandica (black columns). The significance of differences was determined using one-way ANOVA at P < 0.01 (**), P < 0.001 (***)

下载 (225KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».