Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 13
1.1. Корень, как объект исследования 13
1.1.1. Анатомическое строение корня 14
1.1.2. Строение АМК 15
1.2. Ауксин 16
1.2.1. Механизмы действия ауксина 17
1.2.2. Метаболизм ауксина 18
1.2.3. Другие вещества с ауксиновой активностью 19
1.2.4. Методы измерения ауксина .19
1.2.5. Распределение ауксина в АМК 21
1.2.6. Транспорт ауксина .23
1.2.7. Полярный транспорт ауксина 24
1.3. Семейство PIN белков 24
1.3.1. Роль экспрессии PIN генов для поддержания функционирования АМК 25
1.3.2. Локализация PIN белков в клетке 27
1.3.3. Регуляция экспрессии генов PIN ауксином
1.3.3.1. Транскрипционная регуляция экспрессии PIN генов 28
1.3.3.2. Регуляция локализации белков PIN на мембране 29
1.3.3.3. Подавление экспрессии PIN белков 30
1.3.4. Компенсаторные изменения экспрессии PIN генов в случае мутаций одного из них 30
1.4. Компьютерный анализ изображений с конфокального микроскопа 31
1.4.1. Программы для анализа изображений .32
1.5. Математическое моделирование пространственного распределения морфогенов .34
1.5.1. Математическое моделирование динамики распределения ауксина PIN транспортерами
1.6. Заключение по обзору литературы 40
ГЛАВА 2. Экспериментальное исследование паттернов экспрессии pin транспортеров в корне 42
2.1. Растительный материал и условия выращивания 42
2.2. Микроскопический анализ .42
2.3. Обработка изображений .43
2.4. Результаты 44
2.4.1. Описание особенностей экспрессии PIN белков в диком типе 44
2.4.1.1. Детальное описание паттерна экспрессии PIN1, PIN2, PIN3, PIN4, PIN7 в корне растений дикого типа A. thaliana 45
2.4.1.2. Экспрессия PIN1 в АМК 51
2.4.1.3.Экспрессия PIN1 в боковых корнях 52
2.4.1.4. Экспрессия PIN1 в гипокотиле A. thaliana 55
2.4.1.5. Заключение по анализу экспрессии PIN в норме 56
2.4.2. Определение роли ауксина в экспрессии PIN 56
2.4.2.1. Карта распределения ауксина по разным данным 56
2.4.2.2. Формулировка гипотезы о дозозависимой регуляции ауксином экспрессии PIN белков и их полярной локализации
2.4.2.3. Экспериментальный анализ влияния экзогенного ауксина на экспрессию PIN белков 60
2.4.2.4. Экспериментальный анализ влияния повышения эндогенного уровня ауксина на экспрессию PIN белков
2.4.2.5. Влияние ауксина на полярную локализацию PIN 63
2.4.2.6. Функциональная избыточность PIN1 63
2.4.2.7. Заключение по экспериментальному исследованию роли ауксина в экспрессии PIN 65
ГЛАВА 3. Математическое моделирование паттернов экспрессии pin транспортеров в корне 67
3.1. Моделируемая область клеточного автомата .68
3.2. Правила работы клеточного автомата 69
3.3. Математическая интерпретация модели 71
3.4. Подбор параметров модели 73
3.4.1. Исследование стационарного решения на устойчивость 76
3.4.1.1 Устойчивость распределения ауксина к изменению начальны6 данных модели 76
3.4.1.2 Устойчивость распределения ауксина к изменению порогов на переключение полярности .77
3.4.1.3. Устойчивость распределения ауксина к изменению порогов включения/выключения PIN белков . 79
3.4.2. Устойчивость доменов экспрессии PIN белков к варьированию параметров 79
3.5. Сравнительный анализ локализации PIN белков в in vivo и in silico экспериментах 81
3.6. Математическая модель для 35S::PIN1 83
3.7. Экспериментальная проверка предсказаний расчетов модели для 35S::PIN11 84
Заключение 87
Выводы 91
Список литературы
