Transcriptomic analysis of colony differentiation pathways in Bryozoa

Project: Other

Description

Предлагаемое совместное исследование является пилотным. Следует отметить, что представители типа Bryozoa не часто становилась предметом молекулярно-генетических изысканий. Несмотря на значительное количество публикаций по макрофилогении беспозвоночных, положение типа Bryozoa в предлагаемых филогенетических схемах весьма противоречиво – большинство из них построено на основании результатов секвенирования одного-двух генов единичных видов. В последнее время появились работы, посвящённые выяснению филогенетических взаимоотношений в пределах Bryozoa, и хотя в анализ включено около 30 видов, тем не менее, базируются они, как максимум, на результатах секвенирования двух ядерных рибосомальных и пяти митохондриальных генов (Waeschenbach et al., 2012, 2015). Для семи видов имеются полностью секвенированные митохондриальные геномы (Waeschenbach et al., 2006, 2012; Jung, Hwan, 2009; Sun et al., 2009, 2011; Nesnidal et al., 2011; Shen et al., 2012, 2015). Основная часть исследований с применением молекулярных методов направлена на изучение биологически активных веществ (бриостатинов). Методы транскриптомного анализа были использованы для выявления специфических черт в ходе метаморфоза личинок у одного вида мшанок (Wang et al., 2010; Wong et al., 2014). Опубликовано единственное исследование, описывающее функциональную дифференцировку в колониях трёх видов морских мшанок с помощью методов протеомного анализа, однако было проведено без учета наличия полиморфных зооидов (Kutyumov et al., 2016).
В то же время, группа представляет большой интерес для понимания путей становления колониальности, а имеющиеся в литературе данные о специфике дифференциальной экспрессии генов в зооидах разных типов у книдарий (Siebert et al., 2011; Plachetzki et al., 2014; Sanders et al., 2014, 2015) позволят сопоставить специфику колониальной организации у представителей двух типов, относящихся к разным уровням организации.

Автор проекта имеет 25-летний опыт работы с различными колониальными организмами, в том числе и с разнообразными представителями типа Bryozoa, что отражено в публикациях: 13 из 23 статей и главы в двух коллективных монографиях освещают различные аспекты морфологии и биологии Bryozoa (см. список публикаций в файле Шунатова_CV_2018.pdf).
Автор предлагаемого проекта – зоолог, основная область интересов которого – функциональная и эволюционная морфология, именно такая специализация является необходимой для успешной интерпретации получаемых молекулярных данных.
В сентябре 2018 года автором проекта собран материал и проведена его первичная пробоподготовка (см. раздел «3. Approaches and methods» в файле Шунатова_Detailed project plan.pdf). Имеющаяся квалификация зоолога дала возможность детально спланировать исследование, определить выбор объекта, осуществить пробоотбор по определённой схеме; а навыки тонкой препаровки микрообъектов позволили качественно выделить определённые типы гетерозооидов из колонии.

Автор проекта обладает значительным опытом международного сотрудничества (см. раздел «Международное сотрудничество» в файле Шунатова_CV_2018.pdf):
- стажировки в университетах Копенгагена, Тюбингена, Ааруса;
- участие в качестве приглашённого лектора в курсе «Ecology of Arctic marine benthos» (Университетский центр Шпицбергена);
- участие в совместных российско-норвежских проектах (научно-исследовательский и образовательный);
- участие в организации и проведении двух международных летних школ: ДОП «Биоразнообразие и эволюционные тенденции у колониальных беспозвоночных на примере мшанок (тип Bryozoa)// Bryozoa: Diversity and Evolutionary Trends in Colonial Animals» (шифр В 1.2183.2017; руководитель программы – Н.Н.Шунатова) и ДОП «Экологическое и таксономическое разнообразие морских беспозвоночных// Ecological and Taxonomic Diversity of Marine Invertebrates» (шифр В 1.0526.2017; руководитель программы – А.И.Гранович).

Приглашающий учёный – профессор Nori Satoh (https://groups.oist.jp/mgu/nori-satoh; https://www.researchgate.net/profile/Nori_Satoh), возглавляющий Marine Genomic Unit (MGU) – одно из научно-исследовательских подразделений Okinawa Institute of Science and Technology (OIST). Nori Satoh – ведущий учёный, автор 231 публикации (суммарно – 11924 цитирований), обладатель престижных национальных и международных наград.
Сфера научных интересов профессора Nori Satoh включает, в том числе, и функциональную геномику, подразумевающую анализ специализированных функций, приобретённых многоклеточными организмами в ходе эволюции. В настоящий момент в Marine Genomic Unit это направление развивается в основном на примере унитарных организмов, однако имеющиеся наработки позволят успешно выполнить предлагаемый проект.
Кроме того, предлагаемый проект может стать успешным заделом для дальнейшего сотрудничества, поскольку одно из направлений исследований в Marine Genomic Unit – секвенирование геномов представителей разных типов беспозвоночных животных, приоритетными из которых являются таксоны из группы Lophotrochozoa, в том числе и Bryozoa.

В качестве принимающей организации выбран Okinawa Institute of Science and Technology (OIST). Помимо кандидатуры принимающего учёного на выбор организации для выполнения проекта повлияли следующие обстоятельства.
1) Okinawa Institute of Science and Technology – «молодой» (созданный в 2011 году), однако интенсивно развивающийся университет, оснащённый самым современным оборудованием, необходимым для выполнения проекта.
2) В тоже время, структура университета включает 57 различных научно-исследовательских подразделений, ключевые позиции в которых занимают ведущие учёные из разных стран.
3) Интердисциплинарность научно-исследовательской работы: в OIST проводятся исследования в самых различных областях знания (физика, химия, нейробиология, морская биология, экология, математика, биоинформатика, молекулярная биология, клеточная биология и биология развития); наличие специалистов разных профилей позволяет в короткие сроки решать сложные междисциплинарные задачи.
4) Развитая инфраструктура кампуса и комфортные условия проживания для приглашаемых специалистов, что позволит полностью сконцентрироваться на выполнении предполагаемого проекта.
AcronymJTI 2018
StatusFinished
Effective start/end date30/01/195/03/19