научный журнал по биологии Онтогенез ISSN: 0475-1450

БУРЫКИН Ю.Б. — 2008 г.

На примере Gonothyraea loveni (Allm., 1859) изучено формирование распределительной системы пульсаторного типа, являющейся основой колониальной организации гидроидов. Установлены закономерности функционирования распределительной системы на разных этапах ее развития.

КОСЕВИЧ И.А., ФЕДОСОВ А.Э. — 2008 г.

Рост и формообразование у колониальных гидроидных (Cnidaria, Hydroidomedusa) осуществляется на основе двух разнесенных в пространстве процессов: 1) ростовых пульсаций терминально расположенных верхушек роста и 2) клеточной пролиферации и миграции в более проксимальных участках мягкого тела колонии. Верхушки роста являются морфогенетическими элементами колонии, обеспечивающими удлинение и формообразование в колонии. У видов текатных гидроидных (подкл. Leptomedusae) c высоко интегрированными колониями и моноподиальным характером роста побегов закладка боковых ветвей и зачатков зооидов выглядит как периодически повторяющееся расщепление единой верхушки роста одновременно на два и более зачатков. Согласно литературным данным, описывающим порядок расчленения единой верхушки на несколько зачатков, а также предлагаемым моделям этого процесса, разделение верхушки происходит за счет врезающихся с ее апикальной поверхности борозд. В нашей работе, выполненной на представителе сем. Sertulariidae, показано, что процесс видимого разделения тканей верхушки роста на несколько зачатков начинается в ее проксимальной части. При этом на боковых поверхностях скелета, окружающего верхушку роста, наблюдается закладка внутренних гребней. Развитие и нарастание гребней происходит в проксимодистальной последовательности. В конечном счете гребни противолежащих сторон срастаются, что приводит к разделению верхушки на несколько зачатков. Высказывается предположение о том, что расчленение верхушки на несколько зачатков невозможно без пространственной регуляции формирования внешнего скелета. Описанный процесс позволяет объяснить многие видоспецифичные особенности пространственной организации побегов текатных гидроидных: частичное или полное срастание скелета зооидов со скелетом ствола побега, отклонение дистальных частей скелетов зооидов от оси ствола побега и т.п. Выявленный механизм позволяет внести значительные дополнения и коррективы в модели, описывающие формообразование у колониальных гидроидных.

БЕЛОУСОВ Л.В. — 2008 г.

Представлен обзор работ выдающегося российского биолога А.Г. Гурвича (1874–1954) по теории развития организмов. А.Г. Гурвич создал концепцию эмбрионального (морфогенетического, биологического, клеточного) поля и между 1912 и 1944 гг. предложил несколько ее редакций. Хотя ни одна из них не может рассматриваться как законченная теория развития, упорный поиск А.Г. Гурвичем инвариантного закона, позволяющего выводить форму (пространственную структуру) каждой последующей стадии развития из формы предыдущей, имеет непреходящее методологическое значение. А.Г. Гурвич предвосхитил многие идеи возникшей позже теории самоорганизации. Для его теоретических конструкций характерна конкретность, нацеленность на эксперимент и полное отсутствие эзотерики. Они представляют собой чрезвычайно важный и оригинальный вклад в теоретическую биологию и являются необходимой ступенью для дальнейшей разработки теории онтогенеза.

БАТТУЛИН Н.Р., ГРАФОДАТСКИЙ А.С., МАТВЕЕВА Н.М., ПУЗАКОВ М.В., СЕРДЮКОВА Н.А., СЕРОВ О.Л., ТЕМИРОВА С.А. — 2007 г.

Гибридизация in situ с использованием меченых видоспецифичного и специфичного для Х-хромосомы зондов показала, что в гибридных клетках, полученных путем слияния эмбриональных стволовых клеток Mus musculus (генотипа ХY) и спленоцитов самки Mus caroli, присутствуют две родительские Х-хромосомы. В пяти клонах гибридных клеток через образование in vitro эмбриоидных телец была индуцирована дифференцировка, процесс которой сопровождался инактивацией в клетках одной из Х-хромосом. С помощью обратнотранскриптазной полимеразной цепной реакции мы провели анализ экспрессии аллелей генов Xist и Gla в эмбриоидных тельцах с учетом того, что экспрессия локуса Xist является одним из ключевых событий инактивации Х-хромосом, а ген Gla использован в качестве маркера активной Х-хромосомы. Идентификация аллельных транскриптов локусов Xist и Gla была основана на обнаруженном нами рестрикционном полиморфизме между M. musculus и M. caroli. Установлено, что в эмбриоидных тельцах всех исследованных гибридных клонов присутствуют транскрипты обоих родительских аллелей как локуса Xist, так и гена Gla. Не обнаружено признаков предпочтительной инактивации Х-хромосомы M. musculus или M. caroli в тестированных эмбриональных гибридных клетках, несмотря на первоначальные различия в онтогенетическом статусе между Х-хромосомами эмбриональных стволовых клеток и спленоцитов.

ЖИГАЛОВА Т.В., ЛАБУНСКАЯ Е.А., ЧУБ В.В. — 2007 г.

Проведено сравнительное исследование анатомического строения листа пестролистной химеры Ficus benjamina, сорт Starlight и зеленого листа F. benjamina, сорт Daniel. У пестролистной химеры показано наличие двух, иногда трех субэпидермальных слоев; столбчатый мезофилл в белой и зеленой зонах однослойный, а в переходной он образует два слоя из мутантных (белых) и нормальных (зеленых) клеток. В переходной зоне зеленый губчатый мезофилл находится между двумя слоями белой губчатой ткани, доля фотосинтезирующих клеток варьирует. В клетках мутантной ткани число хлоропластов значительно снижено. У зеленого сорта Daniel субэпидермальных слоев два, а клетки столбчатого мезофилла расположены в один слой. Морфометрические исследования показали, что доля белой зоны в листе коррелирует с положением листа в побеговой системе: чем больше порядок ветви, на которой находится лист, тем больше доля белой зоны. От положения листа в побеговой системе зависит также его суммарная площадь. У сорта Daniel не выявлено корреляции между положением листа в побеговой системе и его площадью. По-видимому, у пестролистной химеры от положения листа в побеговой системе зависит его донорно-акцепторный статус. Опыты с отделенными побегами одного порядка при удалении всех боковых побегов показали, что по мере накопления суммарной площади зеленой зоны увеличивается доля белой зоны в новых листьях на побеге. Таким образом, площадь ассимилирующей поверхности побега влияет на формирование листьев в меристеме. Выдвинута гипотеза о том, что соотношение зон в формирующихся листьях контролируется донорно-акцепторными отношениями, складывающимися в растении. Возможно метаболическим сигналом, действующим на меристему, являются продукты фотосинтеза (сахара). Не исключено также, что у химерного растения изменяется гормональный статус.

ГОРШКОВА Т.А., ЧЕРНОВА Т.Е. — 2007 г.

Волокно (в терминологии биологии растений) – индивидуальная клетка, основными характеристиками которой являются веретеновидная форма, длина до нескольких сантиметров, мощно развитая вторичная клеточная стенка и механическая функция в качестве основной. В обзоре обобщены различные, подчас противоречивые, точки зрения о продолжительности, разграниченности и механизмах осуществления отдельных стадий биогенеза волокон. Рассматриваются инициация, координированный и интрузивный рост, а также формирование вторичной клеточной стенки, в том числе ее желатинозных слоев, и старение. Проанализирован биогенез волокон, онтогенетически связанных с различными тканями, приводятся данные о маркерных признаках отдельных стадий формирования этих клеток. Исследования, обобщенные в обзоре, позволят не только глубже понять процессы развития клеток со столь уникальными характеристиками, как у растительных волокон, но и осмыслить механизмы роста для существенно большего числа типов клеток, у которых отдельные стадии биогенеза трудно вычленить столь четко, как у волокон склеренхимы.

ГРУНТЕНКО Н.Е., КАРПОВА Е.К., РАУШЕНБАХ И.Ю., САПРЫКИНА З.В., ФАДДЕЕВА Н.В., ШУМНАЯ Л.В. — 2007 г.

Исследовано влияние экспериментального повышения содержания октопамина и дофамина на уровень деградации ювенильного гормона, оогенез и плодовитость мух дикого типа D. virilis. Установлено, что кормление мух октопамином приводит к существенному снижению уровня деградации (повышению титра) ювенильного гормона у молодых и половозрелых самок, но не у самцов; значительно снижает число вителлогенических (8–10-х стадий) и зрелых (14-й стадии) ооцитов; резко снижает плодовитость особей. Показано, что кормление мух дофамином снижает деградацию (повышает титр) ювенильного гормона у молодых и повышает ее (снижает титр ювенильного гормона) у половозрелых самок дикого типа, а также снижает плодовитость мух дикого типа до уровня, характерного для линии D. virilis с мутацией, удваивающей эндогенный уровень дофамина. Обсуждается возможный механизм влияния этих аминов как нейрогормонов на репродуктивную функцию Drosophila и делается заключение о том, что снижение плодовитости самок при повышении уровня аминов связано, по-видимому, с повышением титра экдистероидов, которое вызывается возрастающим в результате снижения деградации титром ювенильного гормона.

ЕЖОВА Т.А., ШЕСТАКОВ С.В. — 2007 г.

2007

ВОРОНЕЖСКАЯ Е.Е., НЕЗЛИН Л.П., ХАБАРОВА М.Ю., ЧАБАН А.К. — 2007 г.

Ранее мы обнаружили, что пресноводные улитки Helisoma trivolvis и Lymnaea stagnalis, содержащиеся в условиях недостатка пищи, выделяют в воду химические сигналы, обратимо тормозящие развитие конспецифичных эмбрионов. В настоящей работе показано, что этот сигнал: 1) не строго видоспецифичен и действует также на эмбрионы близкородственного вида, занимающего схожую экологическую нишу; 2) влияет не только на эмбриональное развитие, но и на становление наиболее значимых моторных программ – локомоции, жевания и сердечной активности; 3) действует разнонаправленно на разные стадии развития: замедляет развитие и реализацию моторных программ на ранних этапах эмбриогенеза (стадии трохофоры–велигера), а также ускоряет их на поздних стадиях (от стадии позднего велигера до вылупления). Обсуждается возможное адаптивное значение обнаруженных феноменов химической сигнализации.

ВАЙСМАН Н.Я., ГОЛУБОВСКИЙ М.Д., ПЛЮС Н. — 2007 г.

Мутации опухолевого супрессора lgl вызывают нейробластому и злокачественную трансформацию эпителиальных личиночных тканей дрозофилы. Ранее авторы показали, что гетерозиготы по летальным нулевым вариантам lgl/+ широко распространены в природных популяциях. Для выяснения этого парадокса проанализировали параметры биологической приспособленности носителей одной дозы опухолевого супрессора. Изучали характер эмбриональной выживаемости особей lgl/+ в условиях конкуренции за жизненные ресурсы и развития при повышенной и пониженной температурах (29° и 16°С); влияние на продолжительность жизни стрессовых термальных условий; влияние на жизнеспособность потомства F1 кратковременного температурного стресса в предзиготический период в ходе оогенеза самок-родителей; степень устойчивости к инфекционному РНК-содержащему вирусу DCV гетерозигот по разным природным летальным аллелям lgl. Утрата одной дозы опухолевого супрессора lgl обеспечивала гетерозиготам lgl/+ повышенную выживаемость и продолжительность жизни при стрессовых воздействиях. Установленный феномен назван гаплоадаптивностью. Выявлены важные особенности адаптогенеза у гетерозигот lgl/+: зависимость от материнского генотипа и критические периоды в ходе развития. Показано, что детерминация свойства повышенной выживаемости потомков F1 происходит уже в ходе раннего оогенеза их матерей lgl/+, на стадии проэмбрио. Применительно к человеку этот вывод заставляет обратить особое внимание на оогенезозависимый трансгенерационный аспект детерминации и проявления мутантных факторов риска, включая супрессоры опухолей. Полученные данные важны для понимания причин распространения в популяциях человека нулевых вариантов по генам, связанным с развитием множественных патологий, включая рак.

ЕЖОВА Т.А. — 2007 г.

Обобщены результаты изучения генетической регуляции начальных этапов морфогенеза листа – разметки положения будущего примордия и перехода клеток на детерминированный путь развития. Показана консервативность генетических систем контроля развития этих стадий и рассмотрены гипотезы о возможных механизмах эволюции морфологии листьев на их основе.

БУЗНИКОВ Г.А. — 2007 г.

Наши представления о донервных нейротрансмиттерных системах и их функциях вплоть до последнего времени основывались на старых фармакологических и биохимических данных, недавно подтвержденных и существенно дополненных. Специфические компоненты донервных серотонинергической и эндоканнабиноидной систем были идентифицированы у развивающихся зародышей иглокожих с помощью иммуноцитохимии, Вестерн-иммуноэлектроблоттинга и высокоскоростной жидкостной хроматографии–масс-спектрометрии. Эти данные были подкреплены результатами фармакологических опытов: найдено, что некоторые лиганды серотонинрецепторов, а также агонист каннабиноидных рецепторов анандамид приводят к возникновению аномальных зародышевых фенотипов, выраженность которых зависит от концентрации лиганда-тератогена. Возникновение этих аномальных фенотипов предотвращается соответственно серотонином и его липофильными (или гидрофильными) аналогами или антагонистами каннабиноидных (CB1/CB2)-рецепторов.

ОБРУЧЕВА Н.В. — 2007 г.

АСПИ М.Е. — 2007 г.

КОЛЧАНОВ Н.А., ЛИХОШВАЙ В.А., МЕЛСНЕСС Э.Д., МИРОНОВА В.В., ОМЕЛЬЯНЧУК Н.А., ФАДЕЕВ С.И. — 2007 г.

Регуляция ауксином процессов роста и развития растений опосредована контролируемым распределением гормона и дозозависимыми механизмами его действия. Предлагается математическая модель, описывающая распределение ауксина в клетках, лежащих вдоль центральной оси корня Arabidopsis thaliana. Она качественно воспроизводит как распределение ауксина в клетках центральной оси корня в норме и при уменьшении скорости активного транспорта, так и восстановление распределения ауксина и связанное с этим восстановление меристемы при регенерации корня после обрезания его кончика. Выявляются различные типы распределения концентрации ауксина вдоль вертикальной оси корня, предлагаются возможные варианты роста корня и формирования латеральных корней, а также дается биологическая интерпретация различным режимам поведения модели.

СЕВЕРЦОВ А.С., СЕВЕРЦОВА Е.А. — 2007 г.

Морфометрический анализ процесса гаструляции в городских популяциях остромордой (Rana arvalis) и озерной (Rana ridibunda) лягушек показал, что в условиях антропогенного загрязнения водоемов раннее развитие более вариабельно, если сравнивать менее изменчивые размеры их икринок с подмосковной икрой этих видов. Вариабельность процессов гаструляции, по-видимому, зависит от степени загрязнения нерестовых водоемов и сопровождается увеличением коррелированности формирующихся структур, которое может быть обусловлено двумя причинами: либо повышением числа взаимозависимых признаков, что приводит к согласованной дифференциации структур и регуляции изменчивости; либо усилением значений коэффициентов корреляции внутри небольшой группы признаков, что приводит к формированию структур, характерных для следующих стадий развития, вплоть до возникновения гетерохроний.

БАЖИНА Е.В., КВИТКО О.В., МУРАТОВА Е.Н. — 2007 г.

Исследовали мейоз при микроспорогенезе у деревьев пихты сибирской (Abies sibirica Ledeb.), растущих в дендрарии Института леса им. В.Н. Сукачева СО РАН. Выявлены особенности мейоза при искусственном разведении. На разных стадиях отмечены как общие, так и специфические типы нарушений. Спектр аномалий в условиях дендрария значительно шире, чем в естественных экосистемах.

КОЛЧАНОВ Н.А., ЛАВРЕХА В.В., МЕЛСНЕСС Э.Д., НИКОЛАЕВ С.В., ПЕНЕНКО A.В. — 2007 г.

Для выяснения роли белков CLV1, CLV2, CLV3 и WUS в механизме поддержания компартментной структуры (пространственное расположение зон синтеза белков-маркеров) апикальной меристемы побега была построена модель такого механизма. Вычислительные эксперименты приводили к биологически правдоподобным решениям только тогда, когда синтез вещества W в пространстве между организующим центром и верхушкой меристемы ограничивался по механизму, основанному на взаимодействии белка CLV3 с мембранным рецептором CLV1/CVL2, а нижняя граница зоны синтеза W определялась изолинией соответствующего порогового уровня концентрации вещества Y. Показано, что рассматриваемая модель типа “реакция-диффузия”, формализующая представления о роли белков CLV3, CLV1/CLV2 и WUS, может описывать основу механизма регуляции компартментной структуры апикальной меристемы побега и позиционирования организующего центра в определенном месте клеточного ансамбля такой меристемы.

МИТРОФАНОВ В.Г. — 2007 г.

Представлен обзор известных данных о молекулярных механизмах регуляции экспрессии генов гормоном развития экдизоном и ювенильным гормоном. Основным рецептором экдизона у D. melanogaster является гетеродимер ESP/USP. У других насекомых выявлены структуры, сходные с ESP/USP. Сведения о молекулярно-генетических механизмах действия ювеноидов менее определенны. Предполагается, что ювенильный гормон у насекомых является модулятором действия экдизона.