Selēna ietekme uz rauga rezistenci pret dažiem stresa faktoriem

Abstract

Šī darba mērķis bija novērtēt selēna ietekmi uz rauga Saccharomyces cerevisiae izturību pret dažādiem stresa faktoriem. Darbam bija izvirzīti sekojošie uzdevumi: noteikt vai selēna izvēlētās koncentrācijas ietekmē S. cerevisiae 14 un S. cerevisiae 77 rauga celmu šūnu augšanu; salīdzināt divu raugu celmu S. cerevisae 14 un S. cerevisiae 77 izturību pret dehidratācijas/rehidratācijas stresu; izpētīt kā kultivēšana barotnēs ar dažādām selēna koncentrācijām ietekmē S. cerevisiae 14 un S. cerevisiae 77 spējas pāriet anhidrobiozes stāvoklī un reaktivāciju no tā; noskaidrot vai ar selēnu bagātinātās barotnēs kultivētām rauga šūnām ir augstāka izturība pret oksidatīvo hiperosmotisko stresu un siltumšoku. Tika konstatēts, ka selēna izvēlētās koncentrācijas neietekmēja S. cerevisiae 14 un S. cerevisiae 77 celmu augšanu. Dehidratēto šūnu dzīvotspēja bez papildus pievienota selēna S. cerevisiae 14 bija 37,7 ± 5,7 % un S. cerevisiae 77 50,4 ± 5,0 %. Ja rauga celms ir semi-rezistents (S. cerevisiae 14), tad salīdzinot ar kontroli 5 µg/ml un 10 µg/ml koncentrācijām, nebija būtiskas atšķirības, toties būtiska dzīvotspējas atšķirību novēroja pie 0,5 µg/ml, 1 µg/ml selēna koncentrācijām. Savukārt, ja celms ir izturīgs pret dehidratācijas stresu (S. cerevisiae 77), tad selēns koncentrācijās 0,5 – 5 µg/ml neuzlaboja/neietekmēja šūnu izturību pret dehidratāciju. Savukārt visaugstākā selēna koncentrācija samazināja šūnu spēju izturēt dehidratācijas stresu. Tātad ja, celms ir jutīgāks pret dehidratācijas stresu, tad neliels daudzums selēna, kas ir uzņemts šūnās dod papildus priekšrocības šo stresu izturēt. Savukārt, jo vairāk selēns ir uzkrājies rauga šūnās, tas dod pretēju efektu. Pārbaudot plazmatiskās membrānas caurlaidību pēc ātrās rehidratācijas būtiskas izmaiņas netika novērotas nevienam no S. cerevisiae celmiem, toties pēc lēnās rehidratācijas S. cerevisiae 14 ar selēna koncentrāciju 5 µg/ml un 10 µg/ml membrānas caurlaidība būtiski paaugstinājās. Izmantotās selēna koncentrācijas S. cerevisiae 77 celma plazmatiskās membrānas caurlaidību pēc rehidratācijas neietekmēja. Rezultāti parādīja, ka selēns nepalīdz vai nepasliktina apstākļus šūnām atsevišķu stresu ietekmē, bet tam ir nozīme, kad uz šūnām iedarbojas ar daudzfaktoriālu stresu, kā dehidratācija.

The aim of this research was to evaluate the effect of selenium on the resistance of the yeast Saccharomyces cerevisiae to various stress factors. The following tasks were set for this research: to determine whether the selected concentrations of selenium affect the growth of cells of S. cerevisiae 14 and S. cerevisiae 77 yeast strains; to compare the resistance of two yeast strains S. cerevisae 14 and S. cerevisiae 77 to dehydration/rehydration stress; to investigate how cultivation in media with different concentrations of selenium affects the ability of S. cerevisiae 14 and S. cerevisiae 77 to go into anhydrobiosis state and reactivation from this state; to find out whether yeast cells cultured in selenium-enriched media have a higher resistance to oxidative hyperosmotic stress and heat shock. It was found that the selected concentrations of selenium did not affect the growth of S. cerevisiae 14 and S. cerevisiae 77 strains. The viability of dehydrated cells without additional selenium in S. cerevisiae 14 was 37.7 ± 5.7 % and in S. cerevisiae 77 50.4 ± 5.0 %. If the yeast strain is semi-resistant (S. cerevisiae 14), there was no significant difference compared to the control and 5 µg/ml and 10 µg/ml concentrations of selenium, but a significant difference in viability was observed between 0.5 µg /ml and 1 µg/ml concentrations. On the other hand, if the strain is resistant to dehydration stress (S. cerevisiae 77), then selenium in concentrations of 0.5 - 5 µg/ml did not improve/didn`t affect the resistance of cells to dehydration. However, the highest concentration of selenium reduced the ability of cells to withstand dehydration stress. So if the strain is more sensitive to dehydration stress, then a small amount of selenium that has been accumulated in the cells gives an additional advantage to withstand this stress. On the other hand, if too much selenium has accumulated in the yeast cells, then it gives the opposite effect. When examining the permeability of the cell membrane after rapid rehydration, no significant changes were observed for any of the S. cerevisiae strains, however, after slow rehydration, S. cerevisiae 14 with selenium concentrations of 5 µg/ml and 10 µg/ml significantly increased membrane permeability. The applied selenium concentrations did not affect the permeability of the plasma membrane of S. cerevisiae 77 strain after rehydration. The results showed that selenium does not help or worsen the conditions of the cells under the influence of a single factor stress, but it plays a role when the cells are affected by a multifactorial stress, such as dehydration.