1.3.6.1. Роль ионов Ca2+ в трансдукции холодового сигнала

Одной из самых ранних ответных реакций на охлаждение является включение Ca²⁺ сигнальной системы. Изменение концентрации Ca²⁺ в цитозоле может служить посредником для сигнала холода (Henriksson, Trewavas, 2003; Love et al., 2004; Wang, Li, 2006).

Хорошо известно, что кальций имеет важное значение в процессах клеточной сигнализации как вторичный посредник (Медведев, 2005). Очень многие внешние воздействия приводят к локальному повышению концентрации цитоплазматического кальция и взаимодействию его с различными кальций-связывающими белками, одни из которых сами меняют свою активность, а другие опосредуют эффект этого катиона на многочисленные молекулярные мишени. В растениях Са-модулируемые белки представлены белком кальмодулином, Са-зависимой кальмодулин- независимой протеинкиназой и протеинкиназой С. Особенность передачи информации в клетке с помощью ионов Ca²⁺ состоит в волновом способе передачи сигнала. Колебания цитоплазматического кальция в ходе передачи холодового сигнала регистрируются в виде отдельных спайков, т. е. одиночных колебаний ионизированного кальция в цитоплазме (Knight, Trewavas, Knight, 1996; Zhu, 2001; Медведев, 2005).

Повышение [Са²⁺]ц_ИТ может приводить к активации Са-зависимых протеинкиназ (CDPK - Ca²⁺-dependent proteinkinase), которые, фосфорилируют белки-факторы транскрипции, и влияют, таким образом, на экспрессию генов холодоустойчивости. Одним из таких транкрипционных факторов является CBF/DREB1 (С-repeat binding factor∕degydratation responsive element binding protein) (Medina et al., 1999).

B работе Henriksson и Trewavas (2003) было установлено, что при воздействии холодом инициируется сигнальный путь, который ведет к индукции экспрессии одного из генов холодоустойчивости LTI78 (low temperature induced). Подавление транспорта кальция в цитоплазму путем блокирования Са-каналов приводит к торможению экспрессии LTI78. Полученные результаты указывают на участие кальциевой сигнальной системы в передаче холодового сигнала на ген холодоустойчивости LTI78 (Henriksson, Trewavas, 2003).

1.3.6.2.