научный журнал по биологии Онтогенез ISSN: 0475-1450

ЕФИМОВ С.В., ЛОГАЧЕВА М.Д., ПЕНИН А.А., ПРУДКОВСКИЙ П.А. — 2007 г.

Проведено морфологическое изучение цветков разных сортов Paeonia L. Показано, что у некоторых сортов происходит образование чередований органов, не свойственных обычным цветкам: чашелистик – (лепесток – тычинка) ?n – плодолистик, где 2n4, т.е. возникают дополнительные области лепестков и тычинок; после любой дополнительной области тычинок может происходить формирование плодолистиков. Показано, что у цветков с нетипичным чередованием органов не происходит нарушения развития типа органов цветка. На основе математического моделирования активности генов показано, что такие чередования могут возникать в результате увеличения пула стволовых клеток, что приводит к задержке терминации развития цветка.

ЗАК П.П., ОСТРОВСКИЙ М.А., ПАНОВА И.Г., СУХИХ Г.Т., ТАТИКОЛОВ А.С., ФЕЛЬДМАН Т.Б., ЯКОВЛЕВА М.А. — 2007 г.

В плодном периоде развития человека с 15-й по 28-ю нед в стекловидном теле глаза впервые были обнаружены каротиноиды. Их максимальное содержание приходится на 16–22-ю нед. В стекловидном теле глаз 31-недельных плодов каротиноиды уже не обнаруживаются. У взрослых людей каротиноиды в стекловидном теле также не обнаружили, что соответствует литературным данным. Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии было показано, что хроматографические характеристики этих каротиноидов соответствуют лютеину и зеаксантину, которые являются характерными пигментами желтого макулярного пятна сетчатки.

АНДРЕЕВА А.М. — 2007 г.

Исследовали различные временные показатели проявления активности родительских аллелей гена аспартатаминотрансферазы Aat-1 в раннем развитии межродовых реципрокных гибридов F1 леща, плотвы и синца. Установлено, что в тех случаях, когда первое проявление Aat-1 приходилось на ранние стадии развития (поздняя бластула–гаструла), родительские аллели гена активировались асинхронно по материнскому типу (гибриды синец × плотва). В тех случаях, когда первое проявление гена Aat-1 приходилось на более поздние стадии (рассасывание желточного мешка), родительские аллели активировались синхронно (гибриды лещ × плотва, плотва × лещ, плотва × синец). Характер активации зародышевых генов определяется влиянием материнской среды, при этом не исключается влияние межаллельных взаимодействий: Aat-f/Aat-sl (лещ × плотва, плотва × лещ, плотва × синец) и Aat-sl/Aat-med (cинец × плотва).

ШАКИНА Т.Н., ЮДАКОВА О.И. — 2007 г.

Изучены ранние стадии формирования зародыша у апомиктичного мятлика лугового Poa pratensis L. Установлено, что при переходе на партеногенез, по крайней мере на начальных этапах эмбриогенеза, сохраняется алгоритм развития полового зародыша. Это может быть обусловлено существованием единой для амфимиксиса и апомиксиса системы генетического контроля эмбриогенеза. Выявлена асинхронность эмбриологических процессов как в пределах соцветия (неодновременное созревание семязачатков), так и в пределах одного семязачатка и даже одного гаметофита (разное время индукции к развитию апоархеспорических инициалей и яйцеклеток). Эта особенность эмбриологии псевдогамных апомиктов позволяет им одновременно производить и половое, и апомиктичное потомство.

СЕДЕЛЬНИКОВ З.В., ШЕЙМАН И.М. — 2007 г.

У планарий Polycelis tenuis, передний конец тела которых окаймлен многочисленными глазами, изучена регенерация и отрицательный фототаксис. Приведены сравнительные данные по тем же показателям у двуглазых планарий Girardia tigrina. Множественные глаза регенерировали постепенно со снижением скорости регенерации и независимо от темпа восстановления переднего конца тела, на котором они расположены. Реакция отрицательного фототаксиса восстанавливалась независимо от общего числа восстановленных глаз и носила неустойчивый характер у планарий обоих видов.

АЛПЕЕВА Е.В., МАКАРЕНКО И.Г. — 2007 г.

Исследование развития прямых аксональных связей маммиллярных тел гипоталамуса с вентральным и дорсальным тегментальными ядрами Гуддена (ядрами покрышки среднего мозга) проводили на фиксированном мозгу крыс с 14-го дня эмбрионального по 10-е сут постнатального развития с помощью метода диффузии липофильного флуоресцентного карбоцианинового красителя 1,1-диоктадецил-3,3,3,3-тетраметилиндокарбоцианина перхлората по мембранам нейронов. Маркер наносили на область маммиллярных тел или в область покрышки среднего мозга и после инкубации в фиксаторе выявляли флуоресцирующие тела нервных клеток и нервные волокна в ткани мозга. Было обнаружено, что маммилло-тегментальный тракт начинает развиваться раньше других проводящих систем маммиллярных тел. На 14–15-е дни эмбрионального развития он выявляется в виде пучка аксонов, идущего от маммиллярных тел каудально в средний мозг. Группа нейронов в покрышке среднего мозга и их аксоны, следующие в составе маммиллярной ножки к маммиллярным телам, впервые были обнаружены на 19-й день эмбрионального развития. С момента рождения идет прогрессивное развитие маммилло-тегментального тракта и маммиллярной ножки. К 10-м постнатальным сут в среднем мозгу обособляются вентральное и дорсальное тегментальные ядра. Таким образом, впервые было описано формирование реципрокных связей маммиллярных тел с тегментальными ядрами среднего мозга в процессе перинатального онтогенеза у крыс.

БАЖАН Н.М., МАКАРОВА Е.Н., ШЕВЧЕНКО А.Ю., ЯКОВЛЕВА Т.В. — 2007 г.

Исследовано постнатальное становление кортикостероидной функции надпочечников у мышей во время периода повышенной активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и влияние на него мутантного гена Ay. Показано, что у 3-недельных мышей в норме наблюдается пик кортикостерона в крови, повышенный базальный и стимулированный стероидогенез in vitro. У мышей Ay/a (гиперэкспрессия белка агути) по сравнению с мышами a/a (отсутствие белка агути) в возрасте 3 нед снижен пик кортикостерона в крови и отсутствуют генотипические различия в стероидогенезе in vitro, а в возрасте 10 и 15 нед нет генотипических различий по уровню кортикостерона в крови и повышен стероидогенез in vitro. Таким образом, у мышей высокий уровень кортикостерона в период повышенной активности гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы на 3-й нед жизни обусловлен усилением стероидогенной функции надпочечника. Мутантный ген Ay у самцов мышей нарушает постнатальное становление функции надпочечника – снижает величину пика кортикостерона в крови во время периода повышенной активности системы.

ПУЩИНА Е.В., ТИМОШИН С.С., ФЛЕЙШМАН М.Ю. — 2007 г.

С помощью иммуноцитохимического маркирования пролиферативного ядерного антигена изучены процессы нейрогенеза переднемозгового отдела молоди осетра Acipenser schrenki. В мозгу молоди осетровых, как и у других видов костистых рыб, выявлен значительный пролиферативный потенциал. Зоны мозга Acipenser schrenki с высокой пролиферативной активностью располагаются у поверхности мозгового желудочка, относящейся к перивентрикулярной полости. Наряду с перивентрикулярной зоной первичной пролиферации в переднемозговом отделе осетра выявлено несколько вторичных пролиферативных зон.

КОРВИН-ПАВЛОВСКАЯ Е.Г., НЕКЛЮДОВА И.В., ЧЕРДАНЦЕВ В.Г. — 2007 г.

На гистологических срезах, согласно разработанной шкале оценок, определяли степень дифференцировки осевых структур (хорды, нейроэктодермы и сомитов) в суточных эксплантатах (всего 380) эмбриональной бластодермы вьюна. До начала эпиболии осевые структуры образуются только из фрагментов дорсального сектора краевой зоны бластодермы. Остальные ее секторы приобретают способность к образованию осевых структур с началом эпиболии, по мере оформления в краевой зоне зародышевого кольца, в отличие от клеток, не вошедших в его состав. До образования зародышевого щитка степень дифференцировки хорды, нейроэктодермы и сомитов из материала всех секторов краевой зоны одинакова в соответствии с радиальной симметрией клеточных потоков, формирующих зародышевое кольцо. С появлением зародышевого щитка, т.е. области конвергенции клеточных потоков, степень дифференцировки осевых структур в дорсальном секторе краевой зоны достоверно возрастает. При этом впервые возникают статистически достоверные региональные различия морфогенетических потенций краевой зоны, соответствующие различиям проспективного значения ее материала: из материала дорсального сектора лучше дифференцируются хорда и нейроэктодерма, а из материала вентрального сектора – сомиты. Таким образом, распределение морфогенетических потенций точно отражает пространственно-временню динамику коллективного движения клеток бластодермы при нормальном ходе морфогенеза. ю динамику коллективного движения клеток бластодермы при нормальном ходе морфогенеза.

ДЯЧУК В.А., КАРПЕНКО А.А., ОДИНЦОВА Н.А. — 2007 г.

Проведен сравнительный анализ развития мышечного аппарата мидии Mytilus trossulus. Непрямая иммунофлуоресценция с помощью поликлональных антител против белка толстых нитей, твитчина, а также флуоресцентно меченный родамином фаллоидин как маркер актиновых филаментов были использованы для контроля изменений формирующейся мышечной системы личинок на разных стадиях развития. Установлено, что первые оформленные мышечные структуры появляются на стадии поздней трохофоры (36 ч развития), а начиная со стадии среднего велигера (96 ч развития) четко проявляется исчерченность мышечных структур (с периодом около 1.25 мкм), отсутствующая в гладких мышцах взрослых моллюсков. С помощью экспериментальной видеосистемы измерена сократительная активность мышц велигера и взрослого моллюска. В работе впервые представлено комплексное исследование морфологических, биохимических и физиологических характеристик мышечных систем личинок и взрослых моллюсков.

ГЛУЗДИКОВА Г.М., ЕФРЕМОВ В.И., МУХАЧЁВ Е.В. — 2007 г.

Для изучения роли синхронности клеточной пролиферации в эмбриональном развитии предпринята попытка создать модельную систему на основе искусственной синхронизации митотических циклов с помощью обратимого блокирования митозов у зародышей Danio rerio. Дехорионизированные и интактные зародыши на стадиях 512-клеточной бластулы и 75%-ной эпиболии обрабатывали нокодазолом в разных концентрациях с последующей отмывкой через разные сроки экспозиции. Показаны преимущества работы на дехорионизированных зародышах, у которых полноценный блок митозов удается получать с помощью низких доз митостатика (0.5–1.0 мкг/мл). Снятие блока митозов во всех сериях экспериментов начинается спустя некоторое время после начала отмывки от ингибитора. Эта инерция зависит как от избранной концентрации нокодазола, так и от длительности обработки. Значительное ускорение выведения митостатика наблюдается лишь при пятикратной (и более) смене промывочной среды, содержащей диметилсульфоксид. В результате проведенного исследования установлены условия получения у зародышей Danio rerio на стадиях гаструлы и раннего органогенеза парасинхронной клеточной популяции с пиком митозов, достигающим 17.2%.

ВАСИЛЬЕВ Ю.М. — 2007 г.

Дан краткий обзор динамической структуры цитоскелета в клетках двух типов – фибробластах и эпителиоцитах. Описаны различия функций -актиновых филаментов и -актин-миозиновых пучков. Тубулогенез и ангиогенез рассматриваются как следствия частичного эпителиомезенхимного превращения, а неопластическая трансформация – как следствие дефектности -актин-миозиновых пучков.

2007

БЕЛОУСОВ Л.В., КОРВИН-ПАВЛОВСКАЯ Е.Г., КОРНИКОВА Е.С., ЛУЧИНСКАЯ Н.Н. — 2007 г.

Исследовали роль коллективных клеточных движений в стабильной разметке маргинальной зоны у зародышей шпорцевой лягушки на осевые зачатки (хорду, сомиты и нервную ткань). Для этого на стадиях поздней бластулы–средней гаструлы производили следующие операции: 1) изоляцию маргинальной зоны; 2) добавление к ней фрагментов вентральной эктодермы; 3) разрезы изолированных маргинальных зон по вентральной (а) или дорсальной (б) средней линии; 4) ретрансплантацию супрабластопоральной области без поворота и с поворотом на 90°; 5) П-образную сепаровку супрабластопоральной области в переднем или заднем направлениях. Обнаружено, что в опытах 1, 4 и 5 подавлялись латеромедиальные конвергентные движения клеток и дифференцировка осевых зачатков в супрабластопоральной области. В опытах 4 и 5 клеточные потоки направлялись в вентральном направлении, и полностью перестраивалась вся архитектура зародыша. Осевые зачатки располагались в основном в боковых губах бластопора. В опыте 3 конвергентные движения клеток восстанавливались, причем в (а) – в презумптивном направлении, а в (б) – перпендикулярно последнему. Осевые зачатки были вытянуты перпендикулярно направлениям конвергенции и, как правило, изогнуты. В последних случаях сомиты возникали на выпуклых (растянутых), а нервная ткань – на вогнутых (сжатых) сторонах. Анализ полученных данных показывает, что, по крайней мере, до стадии средней гаструлы в маргинальной зоне отсутствует стабильная разметка. Она устанавливается путем самоорганизации, в которой важную роль играют кооперативные клеточные движения и создаваемые ими механогеометрические условия.

ГВОЗДЕВ В.А., КЛЁНОВ М.С., КОНСТАНТИНОВ И.Н., РЯЗАНСКИЙ С.С., СОКОЛОВА О.А., СТОЛЯРЕНКО А.Д. — 2007 г.

В негативной регуляции экспрессии генов эукариот участвуют два основных типа коротких РНК (длиной 21–25 нуклеотидов): микроРНК и короткие интерферирующие РНК (siРНК, small interfering RNA) системы РНК-интерференции. МикроРНК главным образом подавляют трансляцию мРНК-мишеней; siРНК не только препятствуют трансляции мРНК и/или приводят к распаду мРНК, но и вовлекаются в регуляцию экспрессии генов на уровне транскрипции. В герминативных клетках существенную роль играет трансляционная регуляция экспрессии генов, механизм которой особенно детально изучен в оогенезе дрозофилы. В меньшей степени исследована роль гетерохроматизации и компактизации хроматина, которая может быть направлена на подавление экспрессии мобильных элементов и других повторяющихся элементов генома. Активация и перемещение мобильных элементов, сопровождающиеся мутациями и хромосомными перестройками, особенно опасны в клетках зародышевого пути. Предполагается, что в подавлении экспрессии мобильных элементов в герминативных клетках дрозофилы может участвовать специализированный класс коротких РНК (rasiRNA, repeat associated siRNA). В работе описываются характерные для герминативных клеток субклеточные рибонуклеопротеиновые структуры – перинуклеарные и полярные гранулы, содержащие белки системы РНК-интерференции и созревания микроРНК. Представлены также собственные результаты, обнаруживающие роль генов системы РНК-интерференции в подавлении экспрессии мобильных элементов дрозофилы.

ДОДУЕВА И.Е., ЛУТОВА Л.А. — 2007 г.

У высших растений гомеобокссодержащие гены подсемейств KNOX и WOX играют ключевую роль в поддержании пула стволовых клеток меристем, регулируют пролиферацию и предотвращают дифференцировку клеток. Показано, что меристемоспецифичные гены регулируются фитогормонами и влияют на метаболизм фитогормонов, в частности цитокининов. Опухоли растений широко используются как модель для изучения генетического контроля деления и дифференцировки клеток. Выделяют опухоли, индуцированные патогенами, и генетические опухоли, развитие которых зависит от генотипа растения. На опухолях разного происхождения показано изменение уровней экспрессии генов регуляторов клеточного цикла, меристемоспецифичных генов, а также генов, контролирующих метаболизм и передачу сигнала фитогормонов. Отмечено сходство механизмов образования опухолей у растений и животных, в частности связь экспрессии генов регуляторов клеточного цикла с опухолеобразованием. Транскрипционные факторы подсемейства KNOX у растений обнаруживают сходство по структуре и предположительно имеют общее происхождение с транскрипционными факторами MEIS у животных, высокая активность которых наблюдается в раковых клетках. В обзоре представлена характеристика транскрипционных факторов подсемейств KNOX и WOX, их функции в развитии меристем и взаимодействие с гормональной системой растений. Обсуждается роль гомеодоменсодержащих транскрипционных факторов в формировании опухолей растений и животных. На примере генетических опухолей, полученных при мутагенезе у Arabidopsis thaliana, и опухолей у инбредных линий редиса обсуждается роль меристемоспецифичных генов и фитогормонов при опухолеобразовании.

ОЛОВНИКОВ А.М. — 2007 г.

Рассматривается представление о парагеноме как о транзиторном наборе коротких молекул ДНК, появляющихся на поверхности хромосом в ходе индивидуального развития для управления геномом. В состав парагенома входят принтомеры, хрономеры и филомеры. Хрономеры и принтомеры облигатны для клеток определенных дифференцировок, но разные по дифференцировке клетки отличаются наборами этих органелл. Филомеры факультативны, поскольку возникают только при формировании модификаций развития. Парагеном – это система, управляющая конфигурацией хроматина и уровнем экспрессии структурных генов, обеспечивающая интерпретацию клетками их позиционной информации и дифференцировку в регуляторном морфогенезе, а также контролирующая развитие организма во времени. Расшифровка парагенома позволит в будущем осуществлять прямое репрограммирование соматических клеточных ядер без привлечения стволовых клеток и без использования яйцеклеток.

БЕЛОУСОВ Л.В., ВОЛОДЯЕВ И.В. — 2007 г.

Измеряли сверхслабые излучения яйцеклеток и зародышей шпорцевой лягушки в спектральном диапазоне 250–800 нм с помощью фотоэлектронного умножителя при нормальном развитии и воздействии стрессорных факторов. Регистрируемые излучения анализировали по нескольким базовым характеристикам: средняя интенсивность, гистограммы, куртозис, линейные тренды и спектры Фурье. Отслеживали связь между этими показателями и стадией развития особи, а также числом особей, находящихся в оптическом контакте друг с другом и под воздействием стрессорных факторов. По средней интенсивности сверхслабые излучения на всех стадиях развития не отличались от фона. Вместе с тем анализ Фурье выявил достоверное присутствие ряда спектральных линий сверхслабых излучений (в диапазоне 10-2 50 Гц) у зародышей 2–11-й стадий развития. В первые 10 мин после активации и оплодотворения яйцеклеток, а также при оптическом взаимодействии групп зародышей отмечено достоверное снижение интенсивности сверхслабых излучений. Резкое охлаждение, повышение осмотического давления среды и помещение в среду, лишенную ионов Са2+ и Mg2+, вызывало кратковременное ( 1 5 мин) повышение средней интенсивности сверхслабых излучений. Исследовали особенности сверхслабых излучений различных частей зародыша. Интенсивность излучения анимальной области ранней бластулы превышала таковую вегетативной области и целого зародыша. Отсепарованные фрагменты латеральной эктодермы на стадии нейрулы имели более высокую среднюю интенсивность сверхслабых излучений, чем интактные зародыши той же стадии развития.

ГОРДЕЕВА О.Ф., КРАСНИКОВА Н.Ю. — 2007 г.

Специфические факторы, определяющие выбор клеточной судьбы в раннем эмбриогенезе, модулируются при взаимодействии сигнальных путей, формируя уникальную регуляторную сеть внутри клеток, необходимую для дифференцировки различных клеточных популяций. В работе проведено сравнительное исследование экспрессии генов факторов роста семейства TGF и их рецепторов на начальных стадиях дифференцировки эмбриональных стволовых клеток, при формировании сфероидов эмбриональных тератокарциномных клеток и росте опухолевых клеток in vivo в иммунодефицитных мышах. Показано, что паттерны экспрессии генов факторов Activin, Nodal, Lefty1, Lefty2, BMP, TGF 1 и их рецепторов ActRI, ActRII , BMPR1, TGF 1R1, Tdgf идентичны. Экспрессии белков -фетопротеина и транскрипционного фактора Gata4, специфических для первичной энтодермы, выявлены в клетках эмбриональной тератокарциномы. В недифференцированных эмбриональных стволовых клетках экспрессия Gata4 обнаружена на уровне мРНК, а экспрессия на уровне белков появляется только в клетках первичной энтодермы в эмбриодных телах. Полученные результаты свидетельствуют, что, несмотря на существование у эмбриональных стволовых клеток и клеток эмбриональной тератокарциномы сходных сигнальных систем, присутствие различных специфических внутриклеточных факторов в целом формирует принципиально различные регуляторные сети в этих клетках, которые определяют программу их дифференцировки.

ИВАНОВ В.Б. — 2007 г.

Растительные клетки способны обратимо переходить из пролиферирующего в стволовое состояние и обратно. Этот переход определяется системой межклеточных отношений и взаимосвязями отдельных частей растения. Стволовые клетки, если под ними понимать клетки, сохраняющие длительное время способность к делениям и дифференцировке, возникают многократно при развитии примордиев корней и побегов, а не являются клонами популяции стволовых клеток, заложенной на определенной стадии эмбриогенеза. По признакам, характеризующим, по мнению Лоeффлера и Поттена, стволовые клетки, именно клетки покоящегося центра, а не окружающие его активно делящиеся клетки наиболее соответствуют характеристикам стволовых клеток. В статье проанализировано, какими факторами определяется образование и поддержание покоящегося центра в корне. Имеющиеся данные позволяют предполагать, что среди них особо важное значение имеют транспорт индолилуксусной кислоты и влияние чехлика, образование которого предшествует формированию покоящегося центра как при образовании корня при его развитии, так и при регенерации меристемы после декапитации корня. Способность меристемы образовывать стволовые клетки позволяет заключить, что не только меристема возникает из стволовых клеток, но и сами стволовые клетки образуются из активно делящихся клеток. Многократное образование стволовых клеток делает возможным длительное сохранение способности растений к открытому морфогенезу и вегетативному размножению.