Термотолерантность

Способность организмов выживать при высоких температурах

Термотолерантность — это способность организма выживать при высоких температурах. Естественная толерантность организма к теплу — это его базальная термотолерантность . ^[1] Между тем, приобретенная термотолерантность определяется как повышенный уровень термотолерантности после воздействия теплового стресса. ^[2]

В растениях

Множество факторов способствуют термотолерантности, включая сигнальные молекулы, такие как абсцизовая кислота , салициловая кислота , а также пути, такие как сигнальный путь этилена и путь реакции на тепловой стресс . ^[3]

Различные пути реакции на тепловой стресс усиливают термоустойчивость. ^[4] Реакция на тепловой стресс у растений опосредована факторами транскрипции теплового шока ( HSF ) и хорошо сохраняется у эукариот. HSF необходимы для способности растений как ощущать, так и реагировать на стресс. ^[5] HSF, которые делятся на три семейства (A, B и C), кодируют экспрессию белков теплового шока ( HSP ). Прошлые исследования показали, что транскрипционные активаторы HsfA1 и HsfB1 являются основными положительными регуляторами генов реакции на тепловой стресс у Arabidopsis thaliana . ^[6] Общий путь к термоустойчивости характеризуется ощущением теплового стресса, активацией HSF, повышением регуляции теплового ответа и возвратом в нестрессовое состояние. ^[7]

В 2011 году, изучая тепловой стресс A. thaliana , Икеда и др. пришли к выводу, что ранний ответ регулируется HsfA1, а расширенный ответ регулируется HsfA2. Они использовали ОТ-ПЦР для анализа экспрессии HS-индуцируемых генов мутантных (эктопических и нефункциональных HsfB1) и диких типов растений. Растения с мутантным HsfB1 имели более низкую приобретенную термотолерантность, основанную как на более низкой экспрессии генов теплового стресса, так и на заметно измененных фенотипах. С этими результатами они пришли к выводу, что HSF класса A положительно регулировали реакцию на тепловой стресс, в то время как HSF класса B подавляли экспрессию генов HSF. Следовательно, оба были необходимы для того, чтобы растения вернулись в нестрессовые условия и приобрели термотолерантность. ^[8]

У животных

Ссылки

^ Бокщанин, Камила; Фрагкостефанакис, Сотириос; Бостан, Хамед; Бови, Арно; Чатурведи, Палак; Кьюзано, Мария; Фирон, Нурит; Ианнаконе, Рина; Джегадесан, Шридхаран; Клачинскид, Кшиштоф; Ли, Ханьцзин (2013). «Перспективы расшифровки механизмов, лежащих в основе реакции растений на тепловой стресс и термотолерантности». Frontiers in Plant Science . 4 : 315. doi : 10.3389/fpls.2013.00315 . ISSN 1664-462X. PMC 3750488. PMID 23986766 .
^ Де Вирджилио, Клаудио; Пайпер, Питер; Боллер, Томас; Виемкен, Андрес (1991-08-19). «Приобретение термотолерантности у Saccharomyces cerevisiae без белка теплового шока hsp104 и при отсутствии синтеза белка». FEBS Letters . 288 ( 1– 2): 86– 90. doi : 10.1016/0014-5793(91)81008-V . ISSN 0014-5793. PMID 1831771. S2CID 25550858.
^ Ларкиндейл, Джейн; Холл, Дженнифер Д.; Найт, Марк Р.; Виерлинг, Элизабет (2005). «Фенотипы теплового стресса мутантов Arabidopsis вовлекают множественные сигнальные пути в приобретение термотолерантности». Физиология растений . 138 (2): 882– 897. doi : 10.1104 /pp.105.062257. ISSN 0032-0889. JSTOR 4629891. PMC 1150405. PMID 15923322.
^ Саркар, С.; Ислам, АКМАминул; Барма, Н.К.Д.; Ахмед, Дж.У. (май 2021 г.). «Механизмы устойчивости селекции пшеницы к тепловому стрессу: обзор». Южноафриканский журнал ботаники . 262–277 . doi : 10.1016/j.sajb.2021.01.003 .
^ Лю, Сян-чин; Чарнг, Йи-юн (2012-05-01). «Приобретенная термотолерантность, независимая от фактора теплового шока A1 (HsfA1), главного регулятора реакции на тепловой стресс». Plant Signaling & Behavior . 7 (5): 547– 550. Bibcode : 2012PlSiB...7..547L. doi : 10.4161/psb.19803. PMC 3419016. PMID 22516818 .
^ Ёсида, Такуми; Охама, Наахико; Накадзима, Джун; Кидокоро, Сатоши; Мизои, Джунья; Накашима, Кадзуо; Маруяма, Кёношин; Ким, Чон Мён; Секи, Мотоаки; Тодака, Дайсуке; Осакабе, Юрико (1 декабря 2011 г.). «Факторы транскрипции HsfA1 арабидопсиса действуют как основные положительные регуляторы экспрессии генов, реагирующих на тепловой шок». Молекулярная генетика и геномика . 286 (5): 321–332 . doi :10.1007/s00438-011-0647-7. ISSN 1617-4623. PMID 21931939. S2CID 8284912.
^ Бёрле, Изабель (2016). «Адаптация растений к теплу: подготовка в ответ на тепловой стресс». F1000Research . 5 : F1000 Faculty Rev–694. doi : 10.12688/f1000research.7526.1 . ISSN 2046-1402. PMC 4837978. PMID 27134736 .
^ Икеда, Михо; Мицуда, Нобутака; Оме-Такаги, Масару (2011-11-01). «HsfB1 и HsfB2b Arabidopsis действуют как репрессоры экспрессии индуцируемых теплом Hsfs, но положительно регулируют приобретенную термотолерантность». Физиология растений . 157 (3): 1243– 1254. doi :10.1104/pp.111.179036. ISSN 0032-0889. PMC 3252156. PMID 21908690 .

[1] Бокщанин, Камила; Фрагкостефанакис, Сотириос; Бостан, Хамед; Бови, Арно; Чатурведи, Палак; Кьюзано, Мария; Фирон, Нурит; Ианнаконе, Рина; Джегадесан, Шридхаран; Клачинскид, Кшиштоф; Ли, Ханьцзин (2013). «Перспективы расшифровки механизмов, лежащих в основе реакции растений на тепловой стресс и термотолерантности». Frontiers in Plant Science . 4 : 315. doi : 10.3389/fpls.2013.00315 . ISSN 1664-462X. PMC 3750488. PMID 23986766 .

[2] Де Вирджилио, Клаудио; Пайпер, Питер; Боллер, Томас; Виемкен, Андрес (1991-08-19). «Приобретение термотолерантности у Saccharomyces cerevisiae без белка теплового шока hsp104 и при отсутствии синтеза белка». FEBS Letters . 288 ( 1– 2): 86– 90. doi : 10.1016/0014-5793(91)81008-V . ISSN 0014-5793. PMID 1831771. S2CID 25550858.

[3] Ларкиндейл, Джейн; Холл, Дженнифер Д.; Найт, Марк Р.; Виерлинг, Элизабет (2005). «Фенотипы теплового стресса мутантов Arabidopsis вовлекают множественные сигнальные пути в приобретение термотолерантности». Физиология растений . 138 (2): 882– 897. doi : 10.1104 /pp.105.062257. ISSN 0032-0889. JSTOR 4629891. PMC 1150405. PMID 15923322.

[Sarkar_S.-4] Саркар, С.; Ислам, АКМАминул; Барма, Н.К.Д.; Ахмед, Дж.У. (май 2021 г.). «Механизмы устойчивости селекции пшеницы к тепловому стрессу: обзор». Южноафриканский журнал ботаники . 262–277 . doi : 10.1016/j.sajb.2021.01.003 .

[5] Лю, Сян-чин; Чарнг, Йи-юн (2012-05-01). «Приобретенная термотолерантность, независимая от фактора теплового шока A1 (HsfA1), главного регулятора реакции на тепловой стресс». Plant Signaling & Behavior . 7 (5): 547– 550. Bibcode : 2012PlSiB...7..547L. doi : 10.4161/psb.19803. PMC 3419016. PMID 22516818 .

[6] Ёсида, Такуми; Охама, Наахико; Накадзима, Джун; Кидокоро, Сатоши; Мизои, Джунья; Накашима, Кадзуо; Маруяма, Кёношин; Ким, Чон Мён; Секи, Мотоаки; Тодака, Дайсуке; Осакабе, Юрико (1 декабря 2011 г.). «Факторы транскрипции HsfA1 арабидопсиса действуют как основные положительные регуляторы экспрессии генов, реагирующих на тепловой шок». Молекулярная генетика и геномика . 286 (5): 321–332 . doi :10.1007/s00438-011-0647-7. ISSN 1617-4623. PMID 21931939. S2CID 8284912.

[7] Бёрле, Изабель (2016). «Адаптация растений к теплу: подготовка в ответ на тепловой стресс». F1000Research . 5 : F1000 Faculty Rev–694. doi : 10.12688/f1000research.7526.1 . ISSN 2046-1402. PMC 4837978. PMID 27134736 .

[8] Икеда, Михо; Мицуда, Нобутака; Оме-Такаги, Масару (2011-11-01). «HsfB1 и HsfB2b Arabidopsis действуют как репрессоры экспрессии индуцируемых теплом Hsfs, но положительно регулируют приобретенную термотолерантность». Физиология растений . 157 (3): 1243– 1254. doi :10.1104/pp.111.179036. ISSN 0032-0889. PMC 3252156. PMID 21908690 .