Проблема сочетания вариабельности процессов развития и
определенного эволюционного консерватизма механизмов,
свидетельствующая об эволюционной пластичности развития зачатков,
обладает новизной и интегративным характером, так как требует
анализа в сравнительно-морфологическом, молекулярно-генетическом
и филогенетическом аспектах. Предлагаемые модели с разными
формами развития (эмбриогенез, личиночный морфогенез, метаморфоз,
постларвальный рост и регенерация) позволяют осуществить
всестороннее рассмотрение обозначенных вопросов развития и
дифференциации пищеварительной системы у аннелид для объяснения
эволюции их онтогенеза.
Работа будет выполнена с применением комплексного подхода и
привлечением широкого спектра современных методик, с
совершенствованием и проверкой новых технических приемов.
Комплексный анализ проблемы достигается сочетанием описательных
морфологических, молекулярно-генетических и функциональных
подходов. При этом во главу ставится именно проблема вариабельности
механизмов развития мезэнтодермы, энтодермы и дефинитивного
пищеварительного тракта. Использование наборов ортологичных генов
и изучение профиля их экспрессии на предлагаемых объектах позволит
обогатить эволюционную биологию развития совершенно новыми
данными на примере слабоизученной ранее группы организмов.
Проблема сочетания вариабельности процессов развития и определенного эволюционного консерватизма механизмов, свидетельствующая об эволюционной пластичности развития зачатков, обладает новизной и интегративным характером, так как требует анализа в сравнительно-морфологическом, молекулярно-генетическом и филогенетическом аспектах. Предлагаемые модели с разными формами развития (эмбриогенез, личиночный морфогенез, метаморфоз, постларвальный рост и регенерация) позволяют осуществить всестороннее рассмотрение обозначенных вопросов развития и дифференциации пищеварительной системы у аннелид для объяснения эволюции их онтогенеза. Работа будет выполнена с применением комплексного подхода и привлечением широкого спектра современных методик, с совершенствованием и проверкой новых технических приемов. Комплексный анализ проблемы достигается сочетанием описательных морфологических, молекулярно-генетических и функциональных подходов. При этом во главу ставится именно проблема вариабельности механизмов развития мезэнтодермы, энтодермы и дефинитивного пищеварительного тракта. Использование наборов ортологичных генов и изучение профиля их экспрессии на предлагаемых объектах позволит обогатить эволюционную биологию развития совершенно новыми данными на примере слабоизученной ранее группы организмов.
Полученные нами сведения о характере закладки различных отделов пищеварительной системы на примере полихет и олигохет свидетельствует о корреляции между началом и степенью развития различных отделов пищеварительной системы и количеством запасных питательных веществ в яйце и степенью эмбрионизации. Показано, что основным источником повторного роста кишки в ходе регенерации являются собственные клетки, которые приступают к активным делениям. Однако терминальные участки пищеварительного тракта, восстановление которых у аннелид наиболее вариабельно, формируются с привлечением эпидермальных клеток. Интересно, что развитие заново различных отделов пищеварительной системы может сопровождаться ремоделированием старых тканей. В результате проведенного анализа экспрессии маркеров энтодермы, региональных спецификаторов и генов программы поддержания половых и мультипотентных клеток показан принципиально сходный характер активации генов, кодирующих транскрипционные факторы и заметные отличия в экспрессии генов недифференцированных клеток при разных формах развития у изучаемых аннелид. Картина экспрессии клонированных нами генов интереса подтверждает идею о наличии наиболее консервативных молекулярных участниках развития различных отделов пищеварительной системы. Этот набор участников задействован как в ходе первичного (эмбрионального) развития пищеварительной системы, так и процессов восстановления при регенерации или реорганизации и достраивания пищеварительного тракта при бесполом размножении. При этом как выраженность по силе, так и в пространственно-временные характеристики экспрессии этих факторов могут отличаться и коррелируют со степенью видоизменения развития. Более того, обнаруженные нами многочисленные дуплицированные гены у олигохет и особенности их экспрессии говорят о вероятном разделении функций этих генов. Такие изменения функциональной активности в ходе эмбрионального и постэмбрионального периода могут вносить свой существенный вклад в возникновение модифицированных программ развития. Проведенные нами функциональные тесты по фармакологическому влиянию на одну из древнейших систем передачи сигнала между клетками (канонического Wnt) свидетельствуют в пользу участия этой сигнальной системы в дифференцировке пищеварительного тракта. Реализация проекта позволила получить важнейшие сведения для дальнейшей углубленной разработки идей об адаптивном значении особенностей развития кишки в связи с лецитотрофией и эмбрионизацией и предположений о механизмах спецификации клеточных линий при различных формах развития.
Костюченко Р. П.- 60%, Никанорова Д. Д.- 5%, Кондакова Е. А.- 5%, Амосов А. В.- 25%, Гонобоблева Е. Л.- 5%
Acronym | RFBR_a_2019 - 3 |
---|
Status | Finished |
---|
Effective start/end date | 23/03/21 → 28/12/21 |
---|