Суспензии растительных клеток как объект исследований биологических эффектов металлических наночастиц

Исследования процессов проникновения наночастиц в клетки и цитотоксичности зачастую проводят на суспензионных культурах клеток животных и человека [19, 34, 50, 56]. В то же время, механизмы защиты от неблагоприятных факторов во многом общие для всех живых организмов. Поэтому, по нашему мнению, в работах по изучению влияния металлических наночастиц на растительные клетки можно эффективно использовать суспензионные культуры клеток растений.

Особенностью суспензионных культур растительных клеток является более высокая чувствительность к широкому спектру соединений и типам абиотических воздействий по сравнению с целым растением [70, 76]. Эти свойства определяются особенностями физиологического состояния клеток, в том числе способностью воспроизводить широкий спектр ответных реакций, затрагивающих как метаболический, так и генетический уровни регуляции. Важным фактором является формирование ответа, как на биохимическом, так и на физиологическом уровнях. Развитие ответных реакций в культуре клеток происходит за короткий период времени и достаточно равномерно во всей популяции клеток, в отличие от целого растения или его отдельных органов. Кроме того, вероятна большая выраженность воздействия наночастиц на клетки суспензионной культуры в виду отсутствия у последних специализированных защитных структур, таких как кутикула, эпидермис и др.

Так показано, что добавление в среду культивирования 20-нм ЗНЧ и СНЧ оказывает положительное влияние на прирост биомассы суспензионной культуры клеток A. thaliana. Обнаружен различный характер изменения рН среды при культивировании клеток с ЗНЧ и СНЧ: СНЧ вызывают выраженное закисление культуральной среды, ЗНЧ — защелачивание. Металлические наночастицы вызывали незначительное, но устойчивое снижение удельной дыхательной активности клеток суспензионной культуры A. thaliana. При культивировании с наночастицами отмечено увеличение внутриклеточного пула свободных аминокислот — аланина, гамма-аминомасляной кислоты, валина — характерное для ответных реакций на абиогенные стрессы [27]. Кроме того, добавление наночастиц вызывает изменение спектра внеклеточных белков в культуре клеток A. thaliana [42].

наночастица золотой магний растение.