Layman's description

В течение отчетного периода мы секвенировали недостающие библиотеки для двух видов Terminoflustra membranaceotruncata и Dendrobeania fruticosa. Собраны и аннотированы референсные транкскриптомы обоих видов. Данные по экспрессии и аннотированию генов в референсном транскриптоме D. fruticosa были интегрированы в реляционную базу данных.
На основе анализа дифференциальной экспрессии генов, нами были получены данные о генах, специфичных для зооидов разных типов. Мы провели предварительное сравнение изолированных транскриптомов авикуляриев. Ожидаемой трудностью стало “неравенство” транскриптомов двух видов (T. membranaceotruncata и D. fruticosa) по числу транскриптов в первичной сборке транскриптомов. Методическая сложность заключается в невозможности полного исключения из ассемблированных транскриптомов всех потенциально контаминирующих последовательностей и высоко консервативных последовательностей Lophotrochozoa. Мы считаем, что сейчас важна дополнительная верификация полученных данных. Во-первых, требуется нормализация изолированных транскриптомов авикуляриев. Сейчас мы реализуем несколько ресурсоемких в отношении вычислительного времени процессов. Во-вторых, осуществляется повторная сборка транскриптомов с разной длиной k-меров и их очистка от рибосомальных последовательностей. После завершения этого этапа (пока что он закончен частично) будут предсказаны белковые последовательности на основе полученных транскрпитов с использованием стандартных инструментов для всех ассемблирвоанных транскриптомов и оценка контаминации. На основе полученных в итоге данных будет принято решение о включении в конечный анализ того или иного набора транскриптов.
Нами впервые детально исследовано строение авикуляриев D.fruticosa и T.membranaceotruncata с использованием комбинации разных методов (трансмиссионная и сканирующая электронная микроскопия, гистология, конфокальная микроскопия). Использованный нами подход позволил выявить неизвестные ранее особенности строения авикуляриев.
Не смотря на ярко выраженные внешние отличия в форме, размерах и пропорциях основных структурных элементов, некоторые черты в строении авикуляриев обоих видов оказались абсолютно идентичными. Стенка тела представлена однослойным эпидермисом, который выделяет на своей поверхности эктоцисту. Толщина и состав последней варьируют в зависимости от участка авикулярия. Ко внутри от эпидермиса мы не обнаружили ни базальной пластинки, ни клеток целотелия. Таким образом, объёмная полость тела авикулярия имеет уникальную природу: она не соответствует ни целомической полости (отсутствует целотелий), ни первичной полости тела (отсутствует внеклеточный матрикс). Нами впервые показано наличие специализированных сухожильных клеток у мшанок и описана их ультраструктура. Наши данные позволяют выделить два типа сухожильных клеток: типичные эпидермальные сухожильные клетки (обеспечивающие крепление проксимальных концов мышечных пучков) и «аподемальные» сухожильные клетки.
Остальные структурные компоненты авикуляриев исследованных видов имеют общий план строения, однако демонстрируют и специфические особенности организации. Так, например, вестигиальные полипиды обоих видов включают одинаковые компоненты, но клеточный состав рудиментарных лофофоров отличается. Нами впервые проведён сравнительный анализ организации нервной и мышечной систем у авикуляриев 4 видов мшанок (T.membranaceotruncata, D.fruticosa, Aquiloniella scabra и Caberea ellisii). Мышечная система авикуляриев исследованных видов имеет общий план строения. Аддукторы являются единственным постоянным элементом мышечной системы, в то время как все остальные компоненты демонстрируют разную степень вариабельности у исследованных видов. Нервная система авикуляриев всех исследованных видов демонстрирует удивительное однообразие, вариабельным оказалось лишь количество первично-чувствующих нейронов как в эпидермисе рудиментарного лофофора, так и в пределах фронтальной мембраны.

Key findings for the stage (summarized)

В рамках реализации проекта, в соответствии с планом работ на 2021 год, были получены новые оригинальные данные по дифференциальной экспрессии генов у мшанок. В результате глубокого секвенирования РНК, полученной от разнообразных типов зооидов Bryozoa, и дальнейшего разностороннего анализа полученных последовательностей, мы сравнили экспрессию генов у кенозооидов, авикуляриев, аутозооидов и в «теле» колоний. Впервые анализ был проведен только на наборе последовательностей, специфичных именно для Bryozoa. В общей сложности, обнаружено 2367 транскриптов, дифференциально экспрессируемых во всех разновидностях зооидов. Сравнили так же списки активных генов в разных типах зооидов и провели GO-аннотацию, а также получили списки обогащенных GO-терминов для разных типов зооидов. Впервые был получен референсный транскриптом для личинок D. fruticosa.
Нами впервые было описано тонкое строение авикуляриев морских мшанок с использованием комбинации разных методов (трансмиссионная и сканирующая электронная микроскопия, гистология, конфокальная микроскопия). Использованный нами подход позволил выявить неизвестные ранее особенности строения авикуляриев. В частности, впервые показано наличие специализированных сухожильных клеток (типичные эпидермальные и «аподемальные»). Вестигиальные полипиды обоих видов (D.fruticosa и T.membranaceotruncata) включают одинаковые компоненты, но клеточный состав рудиментарных лофофоров отличается. Организация фуникулярной системы авикуляриев у двух исследованных видов имеет существенные отличия.
Нами впервые проведён сравнительный анализ организации нервной и мышечной систем у авикуляриев 4 видов мшанок (T.membranaceotruncata, D.fruticosa, A.scabra и C.ellisii). Мышечная система авикуляриев исследованных видов имеет общий план строения. Аддукторы являются единственным постоянным элементом мышечной системы, в то время как все остальные компоненты демонстрируют разную степень вариабельности у исследованных видов. Нервная система авикуляриев всех исследованных видов демонстрирует удивительное однообразие, вариабельным оказалось лишь количество первично-чувствующих нейронов как в эпидермисе рудиментарного лофофора, так и в пределах фронтальной мембраны.
Были продемонстрированы различия в организации фуникулярной системы аутозооидов и гетероморф и проведен сравнительный анализ тонкого строения поровых пластинок между зооидами разных типов. Выявлено, что в основании кенозооидов Т. .membranaceotruncata поровая пластинка отсутствует, следовательно, данные образования относятся к категории корневых нитей. Тем не менее, остальные особенности тонкого строения кенозооидов Т.membranaceotruncata идентичны таковым у D.fruticosa.

Academic ownership of participants (text description)

Шунатова Н.Н., доцент - морфологические исследования, подготовка рукописи статьи, написание отчета
Щенков С.В., лаборант - ассемблирование референсных транскриптомов, анализ дифференциальной экспрессии, подготовка рукописи статьи
Денисова С.А., лаборант - морфологические исследования, подготовка рукописи статьи
Халтурин К.В., Researcher in OIST - ассемблирование референсных транскриптомов, анализ дифференциальной экспрессии
Стогов И.А., старший преподаватель - сбор материала, первичная пробоподготовка, осуществление закупок
Мовчан Е.А., ассистент - сбор материала, первичная пробоподготовка, осуществление закупок
Филиппов А.И., студент - поддержание культуры мшанок, фиксация материала
Харитонов Д.Э., студент - поддержание культуры мшанок, фиксация материала

Transfer of the full copy of the report to third parties for non-commercial use: permitted/not permitted

не разрешается

Check of the report for improper borrowing in external sources (plagiarism): permitted/not permitted

разрешается
AcronymRFBR_a_2020 - 2
StatusFinished
Effective start/end date26/03/2128/12/21

ID: 75378987