Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54022 МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА И ФИЗИКА БИОМОЛЕКУЛ MOLECULAR BIOPHYSICS AND PHYSICS OF BIOMOLECULES МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА И ФИЗИКА БИОМОЛЕКУЛ MUSCULOSKELETAL MOLECULAR APPARATUS OF RESPIRATORY CILIA AND OLFACTORY FLAGELLA ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНЫЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ АППАРТЫ РЕСПИРАТОРНЫХ РЕСНИЧЕК И ОБОНЯТЕЛЬНЫХ ЖГУТИКОВ Бигдай Е. В. Bigdaj E. V. bigday50@mail.ru Самойлов В О Samojlov V O Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет Санкт-Петербург Россия Saint-Petersburg State Pediatric Medical University Saint Petersburg Russian Federation Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН Санкт-Петербург Россия Pavlov Institute of Physiology RAS Saint Petersburg Russian Federation Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН ru Pavlov Institute of Physiology RAS ru 25 06 2016 25 06 2016 1 1 174 178 20 06 2016 20 06 2016 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54022/view

Статья содержит литературные данные и результаты экспериментов, посвященных изучению роли и молекулярных механизмов локомоторной активности немышечных клеток. Объектом экспериментальных исследований служили реснички респираторного эпителия дыхательных путей, а также жгутики обонятельных клеток. In situ применялись методы прижизненной люминесцентной и световой телевизионной микроскопии, а также фармакологический анализ. Реснички мерцательного эпителия дыхательных путей совершают координированные упорядоченные биения, обусловленные функционированием тубулин-динеиновой молекулярной системой подвижности. Двигательная активность обонятельных жгутиков (ОЖ) в отсутствие одорантов неупорядочена, что также, как и в ресничках, связано с тубулин-динеиновым взаимодействием. Одоранты инициируют упорядочение движений: ОЖ направляют их дистальный конец в сторону источников запаха, что обусловливается функционированием актинмиозиновой системы опорно-двигательного аппарата. Таким образом, двигательную активность ОЖ обеспечивают две молекулярные системы подвижности: тубулин- динеиновая в отсутствие одорантов и актин-миозиновая, инициируемая ими. Почти во всех видах подвижности биологических систем (от микробов до человека) участвуют всего три молекулярные системы: актин- миозиновая, тубулин-динеиновая и тубулин-кинезиновая.

This article contains the literature data and the results of experiments on the study of the role and molecular mechanisms of locomotor activity of non-muscle cells. The objects of experimental studies were cilia of the respiratory epithelium of the respiratory tract, as well as flagella of olfactory cells. Methods of intravital fluorescence and television light microscopy, as well as pharmacological analysis were used in situ. The cilia of ciliated airway epithelium make coordinated ordered beats due to the operation of tubulin-dinein molecular mobility system. Motor activity of olfactory flagella (OF) in the absence of odorants is not ordered, which is also, as in the cilia, connected with tubulin- dinein interaction. Odorants initiate the ordering of movements: OF guide their distal end towards the odor sources, which is caused by the operation of the actin-myosin system of musculoskeletal apparatus. Thus, the motor activity of the OF provided by two molecular mobility system: tubulin-dynein in the absence of odors and actin-myosin initiated by them. In almost all kinds of mobility biological systems (from microbes to humans) are involved just three molecular systems: actin-myosin, tubulin-dinein and tubulin-kinesin.

 опорно-двигательный аппарат респираторные реснички обонятельные жгутики актин- миозиновая и тубулин-динеиновая системы подвижности musculoskeletal apparatus respiratory cilia olfactory flagella actin-myosin and tubulin-dinein mobility systems

Самойлов В.О., Шабалин В.В., Захарова Г.П. Движение ресничек: “Золотая пропорция” в норме и при патологии / В кн.: Гармония и дисгармония в медицине. Вып.3. СПб, 2004, c. 90-102. [Samojlov V.O., Shabalin V.V., Zaharova G.P. Cilia movement, "golden proportion" in normal and pathological conditions / In book: Harmony and disharmony in medicine. Release 3. St. Petersburg, 2004, pp. 90-102. (In Russ.)] Samoylov V.O., Shabalin V.V., Zaharova G.P. Dvizhenie resnichek: “Zolotaya proporciya” v norme i pri patologii / V kn.: Garmoniya i disgarmoniya v medicine. Vyp.3. SPb, 2004, c. 90-102. [Samojlov V.O., Shabalin V.V., Zaharova G.P. Cilia movement, "golden proportion" in normal and pathological conditions / In book: Harmony and disharmony in medicine. Release 3. St. Petersburg, 2004, pp. 90-102. (In Russ.)] Salath M. Regulation of Mammalian Ciliary Beating. Anny Rev. Physiol., 2007, vol. 69, pp. 401-422. Salath M. Regulation of Mammalian Ciliary Beating. Anny Rev. Physiol., 2007, vol. 69, pp. 401-422. Bloodgood R.A. Sensory reception is an attribute of both primary cilia and motile cilia. Journal of Cell Science, 2010, vol. 123. pp. 505-509. Bloodgood R.A. Sensory reception is an attribute of both primary cilia and motile cilia. Journal of Cell Science, 2010, vol. 123. pp. 505-509. Бронштейн А.А. Обонятельные рецепторы позвоночных. Л.: Наука, 1977, 160 с. [Bronshtejn A.A. Olfactory receptors of vertebrates. L.: Nauka, 1977, 160 p. (In Russ.)] Bronshteyn A.A. Obonyatel'nye receptory pozvonochnyh. L.: Nauka, 1977, 160 s. [Bronshtejn A.A. Olfactory receptors of vertebrates. L.: Nauka, 1977, 160 p. (In Russ.)] Самойлов В.О., Бигдай Е.В., Руденко Я.Н. [и др.] Две молекулярные системы подвижности обонятельных жгутиков лягушки. Биофизика, 2008, т. 53 (6), c. 997-1000. [Samojlov V.O., Bigdaj E.V., Rudenko Ja.N. [et al.] Two molecular mobility systems of the olfactory flagella of frog. Biofizika, 2008, vol. 53 (6), p. 997-1000. (In Russ.)] Samoylov V.O., Bigday E.V., Rudenko Ya.N. [i dr.] Dve molekulyarnye sistemy podvizhnosti obonyatel'nyh zhgutikov lyagushki. Biofizika, 2008, t. 53 (6), c. 997-1000. [Samojlov V.O., Bigdaj E.V., Rudenko Ja.N. [et al.] Two molecular mobility systems of the olfactory flagella of frog. Biofizika, 2008, vol. 53 (6), p. 997-1000. (In Russ.)] Menco B.P.M., Farbman A.I. Genesis of cilia and microvilli of rat nasal epithelia during pre-natal development. I. Olfactory epithelium, qualitative studies. J. Cell Sci., 1985, vol. 78, pp. 283-310. Menco B.P.M., Farbman A.I. Genesis of cilia and microvilli of rat nasal epithelia during pre-natal development. I. Olfactory epithelium, qualitative studies. J. Cell Sci., 1985, vol. 78, pp. 283-310. Lynch J.W., Barry P.H. Action potentials initiated by single channels opening in a small neuron (rat olfactory receptor). Biophys. J., 1989, vol. 55, pp. 755-768. Lynch J.W., Barry P.H. Action potentials initiated by single channels opening in a small neuron (rat olfactory receptor). Biophys. J., 1989, vol. 55, pp. 755-768. Bhattacharyya B., Wolff J. Promotion of fluorescence upon binding of colchicine to tubulin. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1974, vol. 71, no. 7, pp. 2627-2631. Bhattacharyya B., Wolff J. Promotion of fluorescence upon binding of colchicine to tubulin. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1974, vol. 71, no. 7, pp. 2627-2631. Панов С.А., Бигдай Е.В., Дудич Б.А., Самойлов В.О. Участие тубулин-динеиновой молекулярной системы в двигательной активности обонятельных жгутиков. Вестник военно-медицинской академии, 2013, т. 3, вып. 43, с. 130-134. [Panov S.A., Bigdaj E.V., Dudich B.A., Samojlov V.O. Participation of tubulin-dinein molecular system in the motor activity of olfactory flagella. Vestnik voenno-medicinskoj akademii, 2013, vol. 3, rel. 43, pp. 130-134. (In Russ.)] Panov S.A., Bigday E.V., Dudich B.A., Samoylov V.O. Uchastie tubulin-dineinovoy molekulyarnoy sistemy v dvigatel'noy aktivnosti obonyatel'nyh zhgutikov. Vestnik voenno-medicinskoy akademii, 2013, t. 3, vyp. 43, s. 130-134. [Panov S.A., Bigdaj E.V., Dudich B.A., Samojlov V.O. Participation of tubulin-dinein molecular system in the motor activity of olfactory flagella. Vestnik voenno-medicinskoj akademii, 2013, vol. 3, rel. 43, pp. 130-134. (In Russ.)] Бигдай Е.В., Самойлов В.О., Панов С.А., Дудич Б.А. Опорно-двигательный аппарат обонятельных клеток. Цитология, 2012, т. 54, вып. 9, с. 666-667. [Bigdaj E.V., Samojlov V.O., Panov S.A., Dudich B.A. Musculoskeletal apparatus of olfactory cells. Citologija, 2012, vol. 54, rel. 9, pp. 666-667. (In Russ.)] Bigday E.V., Samoylov V.O., Panov S.A., Dudich B.A. Oporno-dvigatel'nyy apparat obonyatel'nyh kletok. Citologiya, 2012, t. 54, vyp. 9, s. 666-667. [Bigdaj E.V., Samojlov V.O., Panov S.A., Dudich B.A. Musculoskeletal apparatus of olfactory cells. Citologija, 2012, vol. 54, rel. 9, pp. 666-667. (In Russ.)] Wolfrum U., Liu X., Schmit A. [et al.] Myosin VIIa as a common component of cilia and microvilli. Cell motil. cytoskeleton, 1998, vol. 40, pp. 261-271. Wolfrum U., Liu X., Schmit A. [et al.] Myosin VIIa as a common component of cilia and microvilli. Cell motil. cytoskeleton, 1998, vol. 40, pp. 261-271.