Wpływ glukozy i jej metabolizmu na stan fizjologiczny, potencjał reprodukcyjny i długość życia komórek drożdży Saccharomyces cerevisiae

Abstrakt
Glukoza odgrywa istotną rolę w metabolizmie i utrzymaniu prawidłowego stanu fizjologicznego komórki, co z kolei determinuje ich sprawność proliferacyjną. Obecnie glukoza jest jedną z najintensywniej badanych substancji odżywczych. Prowadzone w tym zakresie badania koncentrują się na ograniczeniu podaży glukozy czyli z tzw. restrykcji kalorycznej. Znacząco mniej danych można znaleźć w odniesieniu do sytuacji przeciwnej, czyli nadmiaru kalorii i jej konsekwencji na poziomie komórkowym. Celem badawczym rozprawy doktorskiej była kompleksowa analiza porównawcza wpływu nadmiaru kalorii i restrykcji kalorycznej, uzyskanych poprzez zastosowanie różnych stężeń glukozy w podłożu hodowlanym, na szeroko pojęty stan fizjologiczny, potencjał reprodukcyjny i długość życia komórek drożdży S. cerevisiae. Stwierdzono występowanie istotnej zależności między stężeniem glukozy, możliwościami biosyntetycznymi i wielkością komórek drożdży a ich potencjałem reprodukcyjnym i całkowitą długością życia. Wykazano, iż w komórce istnieje specyficzny kompromis metaboliczny pomiędzy różnymi sposobami wykorzystania glukozy, który może być aktywnie modulowany poziomem glukozy znajdującej się w otoczeniu komórki. Wzrost stężenia glukozy w podłożu prowadzi do zwiększenia poziomu generowanych reaktywnych form tlenu, przy jest to generacja pozamitochondrialna. Ponadto wysokie stężenia glukozy, zwiększają możliwości biosyntetyczne komórek drożdży, co z jednej strony prowadzi to do wzrostu ich wielkości i biomasy, ale z drugiej strony obniża możliwości reprodukcyjne i skraca całkowitą długość ich życia.
Glucose plays an important role in the metabolism and maintenance of the proper physiological state of the cell, which in turn determine their proliferative efficiency. Currently, glucose is one of the most intensively studied nutrients. The studies conducted in this area are mainly focused on the reduction of glucose supply i.e. caloric restriction. Significantly less data can be found in regard to the calorie excess and its effect at the cellular level. The aim of the doctoral dissertation was to make a comprehensive analysis of the impact of calorie excess and caloric restriction, obtained by using different concentration of glucose in the culture medium, on the physiological state, reproductive potential and lifespan of the yeast cells. It was found that there was a significant relationship between glucose concentration, biosynthetic efficiency, cell size, reproductive potential and total lifespan of the yeast cells. The results indicate that cells posses a specific metabolic trade-off between different pathways of glucose utilisation, which additionally can be modulated, among others by the different glucose concentration. Moreover, it was found that an increase in the glucose concentration in the medium leads to an increase in the level of reactive oxygen species, which have an extra-mitochondrial source. In addition, high glucose levels corresponding to calorie excess conditions increase the cellular biosynthetic capabilities. On the one hand, this leads to an increase in cell size and cell biomass, but on the other hand, it reduces the reproductive potential and shortens the total lifespan of the yeast cells.
Opis
Promotor: dr hab. Renata Zadrąg-Tęcza, prof. UR - 124 s.
Słowa kluczowe
glukoza , drożdże , restrykcja kaloryczna , nadmiar kalorii , kompromis metaboliczny , glucose , yeast , calorie restriction , calorie excess , metabolic trade-off
Cytowanie