| 1 |
15 мая 2023 г.-31 декабря 2023 г. |
Онтогенез Brachiozoa: ключ к пониманию происхождения плана строения Phoronida и Brachiopoda |
| Результаты этапа: Получены и зафиксированы последовательные стадии дробления, личиночного развития и метаморфоза двух видов брахиопод Coptothyris grayi (Terebratulida) и Hemithiris psittacea (Rhynchonellida) для последующего изучения методами трансмиссионной и сканирующей электронной микроскопии, иммуноцитохимии, конфокальной лазерной сканирующей микроскопии и компьютерной микротомографии. Составлены таблицы нормального развития обоих видов по часам. При помощи комплекса методов впервые определены и описаны 10 последовательных ключевых стадий онтогенеза у C. grayi и H. psittacea. Проведено исследование пролиферативной активности клеток мантии C. grayi и H. psittacea при использовании метода клик-химии на последовательных стадиях развития личинок, метаморфоза и формирования ювенильных особей. Показано, что у компетентных личинок происходит равномерный рост апикальной, мантийной и ножной лопастей. Однако после оседания, максимальная пролиферативная активность наблюдается в лофофоре, который в этот период формируется из апикальной лопасти личинки и активно растет. Кроме того, на стадиях формирования протегулума и брефической раковины выявлена пролиферативная активность клеток мантии. Важно отметить, что деление клеток мантии происходит только в краевой зоне и ни разу не было отмечено деление клеток в центральной части мантии. Таким образом, наши данные подтверждают гипотезу о наличии генеративной зоны, расположенной по краю мантии у брахиопод, что определяет направление морфологических исследований именно этой структуры у брахиопод на последующих этапах проекта. Проведены экспериментальные работы по выявлению зон пролиферации и апоптоза у интактных особей двух видов форонид Phoronis embryolabi и Phoronopsis harmeri с использование EdU и TUNEL На интактных червях установлено, что в норме пролиферация характерна для всего покровного эпителия и выявляется в покровном эпителии тела, основания лофофра и щупалец в виде отдельных редко разбросанных делящихся клеток. У Phoronopsis harmeri зоны повышенной пролиферации располагаются в основания щупалец и, вероятно, ответственны за обновление щупальцевого эпителия. Апоптотическая активность была изучена в экспериментах с набором реактивов Tunnel. Для обоих видов показано отсутствие оформленных очагов апоптоза. наиболее активно апоптоз идет в клетках эпителия лофофора и щупалец, что, вероятно, объясняется и повышенной здесь пролиферацией. Апоптоз затрагивает не только клетки покровного эпителия (их большинство), но и клетки целомической выстилки, и эритроциты. Отлажены методики фиксации материала и выделения тотальных РНК и ДНК для различных стадий онтогенеза форониды Phoronopsis harmeri и брахиоподы Hemithiris psittacea.
Полученные результаты могут быть использованы в социальной сфере и включены в курсы по сравнительной анатомии, эволюции и эмбриологии беспозхвоночных животных. |
| 2 |
1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. |
Онтогенез Brachiozoa: ключ к пониманию происхождения плана строения Phoronida и Brachiopoda |
| Результаты этапа: В ходе отчетного периода проведены работы по изучению нескольких видов форонид и брахиопод морфологическими и молекулярно-генетическими методами. Получены сведения об особенностях морфологии и репродуктивной биологии форонид Phoronis embryolabi и Phoronis ovalis. Описана уникальная репродуктивная стратегия, которую демонстрирует Phoronis embryolabi и в которой сочетаются обычно не сочетаемые характеристики: мелкие размеры тела материнского организма, огромное количество продуцируемых яиц, вынашивание, матротрофия и формирование планктотрофной личинки. Описан оогенез Phoronis ovalis, который протекает без выраженного фолликула, что резко отличает его от ранее изученных видов форонид. Впервые описано строение мужских гамет Phoronis ovalis, которые не имеют типичной для спермиев форонид V-образной формы, а имеют задний жгутик. Выдвинуто предположение, что оплодотворение у этого вида наружное и происходит в ходах, которые сверлит форонида в толще створок моллюсков и куда откладываются неоплодотворенные яйца. Впервые для компетентных личинок и метаморфозных особей форонид проведены эксперименты по визуализации экспрессии генов методом in-situ гибридизации. По стандартной методике показана экспрессия генов Post 2 и Cdx, отвечающих за преобразования заднего конца тела, в том числе за структурные изменения кишечного эпителия. На личинках разных стадий и на метаморфозных животных апробирован протокол нового метода ISH-HCR (in situ hybridization chain reaction) для выявления экспрессии панейрональных маркеров elav и syt1. C использованием комплекса методов трансмиссионной и сканирующей электронной микроскопии, иммуноцитохимии и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии изучен онтогенез эпителия, мышечной и нервной систем мантии ринхонеллиформных брахиопод. Показана полная утрата щетинок, мышц и нервов личиночной мантийной лопасти и формирование их de novo у ювенили. Обнаружено, что именно на стадии формирования брефической раковины край мантии приобретает взрослый план строения, содержит мантийный желобок и все типы клеток, характерные для взрослых особей, что, вероятно, связанно с началом секреции вторичного слоя раковины. Впервые для лофофорат отработана авторская уникальная методика выделения тотальной ДНК для полногеномного секвенирования. Получены предварительные данные о необычной полиплоидной структуре генома форониды Phoronopsis harmeri, размер которого оценивается до мин. 1,5 Гб, в отличие от типичных для первичноротых животных 0,5 Гб. Выдвинуто предположение о сложном сценарии геномной эволюции у P. harmeri. С применением отработанной методики получен материал для полногеномного секвенирования брахиоподы Hemithiris psittacea. Методом искусственного оплодотворения в лабораторных условиях получены и зафиксированы для транскриптомного анализа последовательные стадии онтогенеза Hemithiris psittacea.
Важным итогом гранта явлется защита в отчетном периоде 2 бакалавских и 1 кандидатской диссертации по теме проекта. |
| 3 |
1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. |
Онтогенез Brachiozoa: ключ к пониманию происхождения плана строения Phoronida и Brachiopoda |
| Результаты этапа: |
