ОНТОГЕНЕЗ, 2004, том 35, № 5, с. 360-366
^=ФИЗИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ
УДК 597.442-13+597.442-111.11
ВОЗРАСТНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ АНТИГЕННЫХ СВОЙСТВ БЕЛКОВ ОСЕТРОВ (Aeipenseridae, Aeipenseriformes)
© 2004 г. М. Ф. Субботкин, Т. А. Субботкина
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН 152742 Ярославская область, Некоузский р-он, пос. Борок E-mail: smif@ibiw.yaraslavl.ru Поступила в редакцию 01.07.03 г.
Окончательный вариант получен 17.11.03 г.
Исследована изменчивость антигенных свойств белков двух видов осетров на различных этапах постэмбрионального развития. Обнаружено, что наиболее глубокие изменения затрагивают отдельные компоненты альбуминов и Р-глобулинов (трансферринов) и главным образом связаны с увеличением доли белка, приходящегося на эти антигены. Превращение основного компонента альбуминов А1 в антиген, характерный для взрослых рыб, завершается у пятимесячной молоди. Основной компонент Р-глобулинов РА (компонент трансферринов) появляется в крови значительно позже других белков и может сохранять черты, свойственные молоди, до 3-4 лет. Другие антигены, относящиеся к а1- и а2-глобулинам, и второй компонент трансферринов более стабильны и не претерпевают существенных изменений. Направленность онтогенетической изменчивости антигенов сывороточных белков молоди осетров не зависит от места постоянного обитания взрослых рыб в пресной или морской воде.
Ключевые слова: возрастная изменчивость, альбумины, трансферрины, антигены сывороточных белков, осетровые.
Современные осетрообразные - это экологически пластичная группа рыб, обитающих в пресной, слабосоленой и морской воде океанической солености. Размножение происходит в реках, для чего созревающие производители могут совершать протяженные тысячекилометровые и продолжительные многомесячные миграции. Нерестовые миграции характерны для большинства видов, независимо от места постоянного обитания в пресной или соленой воде (Берг, 1948). Новое поколение рыб постепенно скатывается в районы нагула. У разных видов, жизненный цикл которых связан с соленой водой морей, длительность пребывания молоди в пресной воде нерестовых рек неодинакова и может широко варьировать от нескольких месяцев до нескольких лет (Берг, 1948; Песериди, 1984; Артюхин, Андронов, 1990). Проведенными ранее исследованиями было установлено, что одна из важнейших физиологических систем - система гемоглобинов - у осетровых в онтогенезе претерпевает глубокие изменения (Гераскин, 1978; Лукьяненко и др., 1985). Указанные авторы выявили несколько этапов различной продолжительности, в ходе которых происходят эти изменения, и установили, что формирование гемоглобина взрослого типа у каспийских осетровых завершается в 3-4-летнем возрасте в море. Одновременно с исследованиями гемоглобина у осетровых рыб в 60-х годах прошлого сто-
летия началось изучение у них антигенов сывороточных белков. Однако изменчивость антигенов в процессе индивидуального развития долгое время не входила в сферу интересов исследователей, хотя известно, что в крови присутствуют белки трансферрины, функционально тесно связанные с гемоглобином. В настоящем сообщении впервые представлены результаты, отражающие онтогенетические изменения антигенов сывороточных белков осетровых рыб.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Исследовали антигены сывороточных белков крови двух видов осетров. Сибирский осетр Асг-рвтвт Ъавти был представлен 4-5-месячной молодью ленской популяции, полученной на Конаковском рыбоводном заводе Тверской обл., и взрослыми рыбами байкальской популяции из р. Селенги. Зеленый осетр А. тей1то81п8, отловленный в р. Тумнин, включал 3-4-летних и взрослых рыб. У крупных особей кровь отбирали из рассеченных жаберных дуг, у мелких - из хвостовых сосудов путем каудотомии. Собранную кровь в течение ночи выдерживали на холоду для формирования тромба и отделения сыворотки. Полученную сыворотку хранили до анализа в замороженном состоянии. В общей сложности исследовано 12 индивидуальных образцов сыворотки
ВОЗРАСТНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ АНТИГЕННЫХ СВОЙСТВ БЕЛКОВ ОСЕТРОВ Краткая биологическая характеристика объектов исследования
Объект Место сбора материала Образец Длина, см Масса, г Пол, зрелость Возраст
пул, экз. номер
Сибирский осетр Конаковский 12 1 18-32 30-135 jv 0+ (4-5 мес)
рыбозавод 3 19.5 40 jv 0+
4 21.5 50 jv 0+
5 27.5 90 jv 0+
6 32 135 jv 0+
р. Селенга 2 120 - 6 III-IV -
Зеленый осетр р. Тумнин 7 51.5 1350 6 I-II 3+
8 150 23300 6 III-IV 18+
крови молоди сибирского осетра и 16 - взрослых рыб, а также 3 сыворотки от молоди зеленого осетра и 2 - от взрослых рыб. Из сыворотки молоди сибирского осетра был приготовлен пул, который также подвергался иммуноэлектрофорезу. Некоторые биологические характеристики рыб, иммуноэлектрофореграммы белков которых представлены в настоящем сообщении, приведены в таблице.
Иммуноэлектрофорез сывороточных белков проводили по методике, рекомендуемой для системы "Мультифор" (ЛКБ, Швеция) (Wallenborg, Andersson, 1978), в 1%-ном геле агарозы с высоким эндоосмосом (agarose "Н") в трис-барбиту-ратном буфере (рН 8.6) и ионной силой 0.02. Объемы анализируемых образцов, которые составляли 5 и 8 мкл, вносили в лунки диаметрами 2 и 2.5 мм соответственно. Электрофоретическое разделение проводили при напряжении 10 В/см и температуре 11-13°С в модифицированной нами камере для электрофореза прибора ПЭФ-3. Им-мунодиффузия продолжалась двое суток, после чего иммуноэлектрофореграммы отмывали от непрореагировавшего белка, окрашивали на белки амидочерным 10Б и высушивали. При расшифровке иммуноэлектрофореграмм учитывали форму, интенсивность и локализацию дуг преципитации.
В качестве антителсодержащих реагентов использовали полиспецифичные кроличьи антисыворотки против сывороточных белков взрослых рыб ленской и обской популяций сибирского осетра (анти-ОСЛ и анти-ОСО соответственно) и персидского осетра A. persicus (анти-ОП). Схема иммунизации кроликов и некоторые методические особенности более подробно изложены в наших ранних публикациях (Субботкин, 1987; Субботкин, Субботкина, 1996).
РЕЗУЛЬТАТЫ
Иммуноэлектрофоретический анализ сывороточных белков 4-5-месячной молоди сибирского осетра показал, что в этом возрасте у рыб присутствуют все основные группы белков: альбумины, аг, а2- и Р-глобулины (рис. 1). Большинство антигенов у молоди, как и у взрослых особей, в реакциях с гомологичными анти-ОСЛ образуют четкие дуги различной интенсивности. Зоны альбуминов обладают чертами сходства, которые обусловлены наличием компонентов А1 и А3. Количественно преобладающий основной компонент А1 всегда формирует одну из самых мощных дуг преципитации.
В области а1-глобулинов у молоди и взрослых рыб выявляется три компонента (рис. 1). Для сибирского осетра характерен полиморфизм по большинству антигенов (Субботкин, Субботкина, 1999), поэтому среди проанализированных сывороток от взрослых рыб из р. Селенги были обнаружены варианты, не только имеющие высокое сходство с молодью, но и отличающиеся от нее.
Антигены, относящиеся к а2-глобулинам, обычно занимают обширную область, которая у
Рис. 1. Иммуноэлектрофореграммы сывороточных белков молоди (а) и взрослой особи (б) сибирского осетра в опытах с анти-ОСЛ. 1, 2 - номера образцов (см. таблицу).
А1
а1А а2А РБ РА
А
А3
А1 а, А А3
а2А РБ РА
Рис. 2. Динамика изменчивости антигенов сывороточных белков молоди сибирского осетра в зависимости от размеров и массы тела в опытах с анти-ОСЛ, иммуноэлектрофореграммы индивидуальных образцов, 3-6 - номера образцов (см. таблицу).
осетров определяется размерами дуги основного компонента а2А. В большинстве образцов взрослых рыб а2А-глобулин представлен ломаной линией преципитации, свидетельствующей о гетерогенности фракций этого антигена по электро-форетической подвижности (рис. 1, •). У всех исследованных экземпляров молоди осетра а2А-глобулин, напротив, проявлялся дугой, по форме близкой к нормальной (рис. 1, а). Подобные варианты обнаружены и в выборке взрослых рыб, однако они относятся к редким фенотипам.
Компоненты зоны Р-глобулинов обладают невысокой электрофоретической подвижностью относительно других антигенов. На иммуноэлек-трофореграммах сыворотки взрослых особей они занимают обширную область непосредственно вокруг лунки для образца. У всех осетровых количественно преобладают два основных, близких по электрофоретической подвижности, компонента в А и 0Б. По своим размерам дуга первого антигена значительно превосходит дугу второго (рис. 1, б). Принципиально иной характер имму-ноэлектрофореграмм в этой области у молоди осетра. Главным образом это связано с реакциями РА-глобулина, который проявляется в виде относительно короткой линии преципитата с размытыми краями. По своим размерам она может
быть меньше дуги рВ-глобулина (рис. 1, а), тогда как у взрослых рыб РА относится не только к количественно преобладающим компонентам, но и проявляется одной из самых больших преципита-ционных дуг. Другая особенность обусловлена локализацией этого преципитата - у молоди он формируется на значительном удалении от траншеи для антисыворотки, на уровне нижней границы лунки для образца. У взрослых рыб дуга РА-глобулина обычно локализована наиболее близко к траншее. Компонент РВ молоди формирует преципитационную дугу, аналогичную дуге у взрослых особей, которая в некоторых случаях может иметь меньшие размеры.
Динамика преобразований антигенных спектров продемонстрирована на иммуноэлектрофо-реграммах сывороточных белков молоди разных размеров. У самых мелких особей (см. таблицу, № 3) в исследуемой выборке выявляется большинство компонентов, характерных для молоди. И только РА-глобулин присутствует в очень малых количествах, недостаточных для формирования четко обозначенного преципитата (рис. 2, а). Увеличение размера и массы рыбы (№ 4) сопровождается нарастанием количества общего белка в крови. Это приводит к увеличению дуги преципитации основного компонента альбуминов А1 и формированию ярко выраженного преципитата компонента РА, который пока еще не имеет резких очертаний (рис. 2, б). Дальнейшее возрастание размерно-массовых показател
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.