научный журнал по биологии Онтогенез ISSN: 0475-1450

ИВАНОВА-КАЗАС О.М. — 2015 г.

В настоящее время Наука уже накопила такое количество ценной и разнообразной информации, что ученых-энциклопедистов (таких, как в XVII и XVIII вв.) уже быть не может. Теперь каждый ученый бывает хорошо осведомлен только в одной какой-то области и часто нуждается в консультациях у других специалистов. Такая ситуация сложилась и в биологии. Наряду с эволюционной морфологией, представляющей основы зоологии, возникло новое, бесспорно передовое и прогрессивное направление исследований, которое уже установило много важных общебиологических закономерностей – молекулярная генетика. Но выводы, вытекающие из рассмотрения явлений природы с новой точки зрения и с применением новых методик иногда оказываются в противоречии с традиционными представлениями. Значительные разногласия возникли по вопросу о филогенетическом положении типа Arthropoda. Особенности основного плана строения и типа развития этих животных свидетельствует о их происхождении от Annelida, с которыми их часто объединяют под названием Articulata. Но этой концепции была противопоставлена идея, что на ранней стадии эволюции Bilateria возник клад Ecdysozoa, в который входят наряду с такими низкоорганизованными животными как Nematoda и Priapulida, также и артроподы. Главной причиной объединения названных животных в этом кладе служит то обстоятельство, что у них происходят линьки, осуществляемые с помощью экдизона, а подкрепляется это точка зрения молекулярно-генетическими аргументами. Хотя в настоящей статье этот спорный вопрос рассматривается с морфологической точки зрения, ее главная цель состоит в том, чтобы подчеркнуть необходимость установления взаимопонимания между морфологами и молекулярными биологами и тщательного выяснения причин существующих разногласий. Оба научные направления должны быть не идейными противниками, а союзниками, помогающими друг другу в решении сложных проблем.

ВЕСЕЛОВ А.Е., МЕЩЕРЯКОВА О.В., НЕМОВА Н.Н., ЧУРОВА М.В. — 2015 г.

С целью изучения механизмов регуляции метаболизма у молоди атлантического лосося (Salmo salar L.) в процессе его роста, развития и формирования размерной разнокачественности исследовали возрастные изменения активности ферментов энергетического и углеводного обмена, в том числе уровень экспрессии гена тяжелой цепи миозина, индекс РНК/ДНК в белых мышцах и печени у особей 0+, 1+ и 2+, а также взаимосвязь данных показателей с массой особей. Установлен разнонаправленный характер изменения активности ферментов аэробного и анаэробного энергетического обмена, а также снижение уровня показателей синтеза белка с увеличением возраста особей. При этом выявлена положительная взаимосвязь активности цитохромоксидазы, лактатдегидрогеназы, альдолазы, уровня экспрессии гена миозина в мышцах, активности цитохромоксидазы, глюкозо-6-фофатдегидрогеназы и 1-глицерофосфатдегидрогеназы в печени с массой особей лосося внутри возрастных групп.

ЗАЦЕПИНА О.В., ЛАВРЕНТЬЕВА Е.А., ХОДАРОВИЧ Ю.М., ШИШОВА К.В. — 2015 г.

Постнатальное развитие ооцитов млекопитающих сопровождается функциональной и структурной перестройкой ядрышкового аппарата, которая завершается в предовуляторных GV ооцитах появлением крупных (до 10 мкм в диаметре) телец, получивших название ядрышко-подобные тельца (ЯПТ, NLBs – nucleolus-like bodies). Показано, что материал ЯПТ необходим для раннего развития зародышей, однако, его состав до сих пор остается невыясненным. В настоящей работе с использованием белок-связывающего красителя флуоресцеин-5-изотиоцианата (ФИТЦ) мы показали, что обязательным компонентом ЯПТ в GV ооцитах мыши являются белки, характеризующиеся высокой локальной концентрацией. С помощью мягкой обработки ооцитов протеиназой К мы впервые установили, что одним из таких белков является фактор раннего процессинга пре-рРНК белок фибрилларин. Фибрилларин присутствует во внутренней массе ЯПТ всех ооцитов, способных к синтезу рРНК, но, в отличие от “поверхностного” фибрилларина, не колокализуется с местами включения БрУТФ, микроинъецирумого в ооциты для выявления транскрибирующихся рибосомных генов. Эти наблюдения косвенно свидетельствуют в пользу накопления внутри ЯПТ ядрышковых белков, не участвующих в биогенезе рибосом. В GV ооцитах NSN-типа все ЯПТ, присутствующие в одном ядре, содержат фибрилларин и связаны с активными рибосомными генами. Результаты, полученные в работе, говорят о том, что обработка GV ооцитов мыши протеиназой К позволяет: (1) выявлять “скрытые” белки внутри плотно уложенного материала ЯПТ, (2) повышает качество изображений ооцитов при выявлении мест синтеза рРНК с помощью БрУТФ, но (3) не выявляет активные рибосомные гены во внутренней массе ЯПТ. Флуоресцентный краситель ФИТЦ может быть рекомендован для локализации внутриклеточных белков в ооцитах всех млекопитающих.

ДОНЦОВ В.И., КРУТЬКО В.Н. — 2015 г.

Старение является общим свойством живых и неживых систем как накапливающиеся с возрастом нарушения структуры системы. Единственной причиной старения живой системы при наличии ее обновления является недостаточность обновления. Последнее проявляется как два глобальных механизма старения: генетически детерминированная необновляемость ряда структур, которые с возрастом могут только гибнуть (стохастическое старение) и регуляторное снижение скорости самообновления живых структур, наиболее важным здесь является регуляторное снижение клеточного самообновления – роста и деления клеток. При одинаковом календарном возрасте степень постарения организмов в целом, а также отдельных органов, элементов и систем их организмов, может быть различна, что отражает понятие биологический возраст (БВ) – показатель уровня развития, изменения или износа структуры или функции элемента организма, функциональной системы или организма в целом, выраженный в единицах времени, путем соотнесения значений определяющих эти процессы биомаркеров старения с эталонными среднестатистическими зависимостями изменений этих биомаркеров от календарного. Понятие БВ прямо связано с понятием жизнеспособности организма, который определяется через сумму (интеграл) жизнеспособностей его частей, на практике: остаточный функциональный ресурс. Для общей количественной характеристики старения используется показатель интегрального биологического возраста, для детальной характеристики – парциальных биологических возрастов, отражающих старение различных систем организма и ряд показателей, отражающих его функциональные и психологические возможности, также учитывается вклад патологических процессов в биовозраст. Кроме того, следует выяснять объем сохраненных адаптационных резервов в физическом и нервно-психическом плане, факторы риска и факторы долголетия, для чего следует учитывать семейный анамнез (наследственные факторы) и индивидуальный анамнез (приобретенные факторы). Использование метода определения БВ во врачебной практике активизирует профилактическое направление в медицине, что актуально для улучшения как индивидуального здоровья, так и качества жизни. Метод определения БВ также является главным инструментом при тестировании эффективности средств и методов геропрофилактики.

БРОДСКИЙ В.Я., ДУБОВАЯ Т.К., ЗВЕЗДИНА Н.Д., КОНЧЕНКО Д.С., МАЛЬЧЕНКО Л.А., ШАРОВА Н.П. — 2015 г.

Исследовано влияние торможения активности протеасом на прямые межклеточные взаимодействия в первичных культурах гепатоцитов. Маркер межклеточных коммуникаций – околочасовой ритм синтеза белка. Введение ингибитора протеасом MG132 в дозах 10 или 20 мкМ в среду с культурами гепатоцитов на 19 час приводит к значительному снижению суммарного пула 3-лейцина в клетках. Включение лейцина в белки изменяется мало или не изменяется, падает содержание свободного меченого лейцина в гепатоцитах. Искажается сравнительно с контролем ритм синтеза белка. Ритм восстанавливается внешними организаторами – ганглиозидами и мелатонином, а также при усилении активности протеинкиназ – ключевого фактора организации ритма синтеза белка. Кратковременное 3-ч действие MG132 не изменяет пул лейцина, но ритм синтеза белка также нарушается. Таким образом, катаболизм белков влияет на межклеточные взаимодействия, организующие ритм синтеза белка. Другой фактор негативного контроля ритма синтеза белка – секреция белков из гепатоцитов, показанная in vivo во многих исследованиях, выявлена и в нашей работе при измерениях белков, окрашенных кумасси бриллиантовым синим G250 в среде с культурами гепатоцитов.

МИНИН А.А., СКОБЛИНА М.Н. — 2015 г.

Достигшие дефинитивного размера ооциты вьюна, окруженные фолликулярными оболочками, под влиянием 1 мкг/мл прогестерона способны созревать и овулировать в 75% среде Лейбовитца с 1 г/л бикарбоната натрия или с рН, доведенным до 9.0 1 N едким натром. При добавлении в среду инкубации 20% сыворотки крупного рогатого скота осемененные яйца развиваются до стадии сформированной предличинки. Замена сыворотки крупного рогатого скота 10–20% полостной жидкостью вьюна или 20% полостной жидкостью карпа обеспечивает более полноценное развитие осемененных яиц до стадии предличинок, переходящих на активное питание.

МАХРОВ А.А., ПОПОВ И.Ю. — 2015 г.

В ряде родов миног есть формы, у которых существенно различаются жизненные циклы (наиболее известны “проходные” и “жилые”, или, иначе, “паразитические” и “непаразитические”). Анализ данных о генетических особенностях этих форм показывает, что в некоторых случаях непаразитические миноги независимо происходят от паразитических в разных водных системах. Эти данные, вместе с результатами морфологического анализа, данными по распространению, экологии, гибридизации и наблюдениями за совместным нерестом паразитических и непаразитических форм, показывают, что эти формы входят в состав одного вида (исключение – давно изолированные жилые формы).

БУЧАЦКИЙ Л.П., МАЙСТРЕНКО М.И., РУДЬ Ю.П. — 2015 г.

На основе полимеразной цепной реакции разработан экспресс метод диагностики пола у радужной форели Onchorhynchus mykiss. Используя данные из банка геномов NCBI были проанализированы нуклеотидные последовательности специфического полового локуса лососевых видов рыб и подобраны олигонуклеотидные праймеры. Размеры продуктов амплификации составляли 800 пар нуклеотидов. Специфичность амплификации была проверена нуклеотидным анализом последовательности ампликонов. Все продукты ПЦР отвечали участку Y хромосомы, в котором находится исследуемый специфический локус. Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей амплифицированных фрагментов полового маркера радужной форели и других лососевых видов рыб показал высокую степень идентичности, которая составляла 95–99%. Максимальная идентичность последовательностей в 99% наблюдалась при анализе представителей одного рода, например Onchorhynchus. Таким образом, пол может быть определен с помощью обычной ПЦР, что позволит идентифицировать самцов реверсантов во время процесса гормональной реверсии пола у рыб. Данный метод относится к экспресс-диагностике, поскольку анализ данных и возвращение результатов в рыбное хозяйство проводится на протяжении одних суток. Также результаты вскрытия брюшной полости реверсантов радужной форели и изучения их гормонального статуса представлены в данной работе.

АЛЬБЕРТ А.В., ЕЖОВА Т.А., КАВАЙ-ООЛ У.Н. — 2015 г.

Выявление новых генов, принимающих участие в контроле инициации цветения и развития цветка, представляет собой важную задачу генетики развития растений. Центральным подходом для ее решения является изучение мутантов с изменениями данных признаков. В работе исследовано влияние плейотропной мутации fasciata5 Arabidosis thaliana (L.) Heynh. на время перехода на репродуктивную стадию и развитие цветка. Путем анализа двойных мутантов выявлены взаимодействия гена FASCIATA5 c генами LEAFY, APETALA1 и APETALA2, инициирующими образование флоральной меристемы. Полученные результаты свидетельствуют о важной роли гена FASCIATA5 в позитивной регуляции этих генов.

БАРАБАНОВ В.М., САВЕЛЬЕВ С.В., ХАРЛАМОВА А.С. — 2015 г.

В работе приведены результаты исследования антенатального развития основных обонятельных луковиц (ОЛ) человека на сроках от 8-й недели развития до рождения. Дифференцировка первичных обонятельных центров оценивалась с помощью гистологических критериев и трех маркеров пресинаптических окончаний – антител к SNAP-25, синапсину (synapsin-I) и синаптофизину (synaptophysin). Структурно-функциональная дифференцировка слоев в ОЛ начинается с периферических слоев и развивается центростремительно, что косвенно подтверждает индуцирующую роль прорастающих обонятельных волокон не только на анатомическую дифференцировку структуры, но и на дифференцировку ее функциональных слоев. При этом созревание клубочкового слоя, показанное иммуногистохимически, непосредственно предшествует гистологическому обособлению клубочков ОЛ. Проводящая система ОЛ демонстрирует иммунореактивность с антителами к пресинаптическим белкам уже после 10–11 недели развития. Выделены четыре этапа созревания ОЛ. Все функциональные слои ОЛ сформированы к 22-й неделе развития. У плодов на более поздних сроках развития продолжаются процессы дифференцировки, включая формирование подслоев в пределах внутреннего гранулярного слоя, оформление клубочкового слоя, происходит увеличение размеров ОЛ. Процессы дифференцировки нейробластов продолжаются в ОЛ до рождения и полностью процессы созревания завершаются к 38–40-й неделе развития, что подтверждается характером реакции на белки пресинаптических окончаний.

МУЗРУКОВА Е.Б., ПОМЕЛОВА М.А. — 2015 г.

Показана роль выдающегося анатома и эмбриолога К.Ф. Вольфа в развитии эмбриологии в связи с 280-летием со дня его рождения. Его жизнь и труды получили свое полное освещение в книге известного историка биологии А.Е. Гайсиновича, и хотя чередование преформизма и эпигенеза сопровождается преемственностью идей, граница между этими понятиями сохраняется отчетливо и зависит от многих социокультурных факторов.

АМСТИСЛАВСКИЙ С.Я., БРУСЕНЦЕВ Е.Ю., ОКОТРУБ К.А., РОЖКОВА И.Н. — 2015 г.

Обзор посвящен различным аспектам применения криоконсервации эмбрионов и гамет для создания криобанков лабораторных животных. Особое внимание уделено рассмотрению механизмов криоповреждений и криозащиты при замораживании и витрификации. Обсуждаются проблемы, возникающие при создании криобанков различных видов животных и перспективы их преодоления.

БУХАРИНА Т.А., ФУРМАН Д.П. — 2015 г.

Макрохеты (большие щетинки) располагаются на голове и нотуме дрозофилы упорядоченным образом, образуя щетиночный узор. Число и расположение составляющих узор макрохет строго постоянны, что делает этот признак ценной видовой характеристикой, которая задается строгим позиционированием пронейральных кластеров в эктодерме имагинальных дисков на стадии личинки третьего возраста и предкуколки. В свою очередь, позиционирование пронейральных кластеров зависит от распределения т.н. факторов предструктуры, создающего прообраз щетиночного узора. Согласно современным представлениям, факторы предструктуры отождествляются с транскрипционными факторами, инициирующими локальную экспрессию генов комплекса achaete-scute (AS-C). Именно ограниченная определенными районами эктодермы экспрессия генов комплекса определяет характер расположения макрохет на теле имаго. В обзоре рассмотрены и систематизированы данные, касающиеся становления предструктуры как заключительного этапа функционирования иерархически организованной молекулярно-генетической системы, результатом которого является локальная экспрессия генов AS-C в эктодерме имагинальных дисков.

КУЛИДА Л.В., НАЗАРОВ С.Б., ПЕРЕТЯТКО Л.П. — 2015 г.

Выявлены особенности морфогенеза тимуса плодов человека в раннем онтогенезе при неосложненном течении беременности. Положительная динамика роста линейных и весовых параметров тимуса сочетается с дифференцировкой морфофункциональных зон органа. Параметры экспрессии CD1, CD2 CD3 антигенов Т-лимфоцитов и ультраструктурные особенности ретикулоэпителиальных клеток (РЭК) I и II типов, формирующих микроокружение для лимфоцитов, отражают процессы дифференцировки клеточного компартмента субкапсулярной и внутренней кортикальной зон долек тимуса. РЭК медуллярной зоны к 22 неделе развития плода формируют подобие петлистого синцития с десмосомальными межэпителиальными контактами. Среди тимоцитов преобладают малые формы лимфоцитов (66%). В тимусах 25-27 недельных плодов доминируют тельца Гассаля, структурно соответствующие фазе морфофункциональной зрелости.

БОНДЫРЕВА Л.А., ГРИБАНОВА О.Г., ОВЧАРЕНКО Н.Д. — 2015 г.

Исследованы гистологическая структура, морфометрические и некоторые гистохимические показатели развития надпочечников марала как подвида благородного оленя на пренатальном и постнатальном этапах онтогенеза. Установлено, что рост массы надпочечных желез плода и толщины ее структурных элементов продолжается в течение всего пренатального периода онтогенеза. На втором месяце развития в надпочечнике дифференцируются клетки фетальной коры с единичными мигрирующими симпатогониями. К трем месяцам развития дифференцируются фетальная и дефинитивная кора и мозговое вещество. В четыре месяца обособляются клубочковая и пучково-сетчатой зоны, а сетчатая зона обособляется только к седьмому месяцу. У восьмимесячных плодов структура железы уже соответствует таковой у новорожденных. Полное структурное становление железы происходит у молодых животных к полуторагодовалому возрасту. На поздних этапах постнатального развития явных деструктивных изменений не обнаружено.

ЕСИН Е.В. — 2015 г.

Реки территорий современного вулканизма на Камчатке служат местом воспроизводства проходных и жилых популяций гольца мальмы (Salvelinus malma). В ряде случаев водотоки с многолетним устойчивым нерестом гольца подвергаются хроническому загрязнению растворeнными токсикантами и взвешенными минеральными частицами. Выявлен диапазон условий развития от фоновых (“чистые” реки) до критических (наиболее “загрязнeнные” реки). Развитие при средней силе загрязнения приводит к появлению мальков с нарушениями строения этмоидного отдела головы, нижней челюсти, жаберной крышки, лопастей парных плавников и осевого скелета (до 40% суммарной встречаемости). Происходит запаздывание окостенения элементов скелета. Частота встречаемости нарушений развития остистых отростков увеличивается с фоновых 25–30% до 49–55%, среднее число асимметрий на особь (по 4-м билатеральным структурам) возрастает с 1.1–1.4 до 1.7–2.5. Сходные нарушения развития сеголеток зафиксированы при различных сочетаниях загрязнителей, как у проходной формы, так и у специализированных жилых группировок. По мере роста происходит выборочная гибель особей с аномалиями так что частота аномалий у 3-летней молоди приближается к фоновой. При экстремальном загрязнении отбор девиантных особей происходит на более ранних этапах развития, и выборки мальков отличаются пониженной частотой морфологических аномалий.

КАРАМЫШЕВА А.Ф., МОЙЖЕСС Т.Г., МОРОЗОВА О.В. — 2015 г.

Одним из вопросов, важных для понимания механизмов канцерогенеза, индуцируемого инородными телами, или “пластмассового” канцерогенеза, представляется вопрос о нормальных клетках-предшественниках сарком (ИТ-сарком), возникающих в непосредственной близости от имплантированной под кожу экспериментального животного пластмассовой пластинки. В литературе существует предположение о происхождении клеток-предшественников ИТ-сарком из клеток эндотелия сосудов, питающих соединительнотканную капсулу, образующуюся вокруг инородного тела. В нашей работе исследовалась экспрессия мРНК одного из маркеров клеток эндотелия – рецептора VEGFR2/Flk1 и взаимодействующего с ним фактора роста VEGF-A в предопухолевых клетках ИТ-сарком мыши. В исследуемых клетках обнаружена экспрессия мРНК VEGF-A, тогда как экспрессия мРНК VEGFR2/Flk1 в них отсутствовала. В свете этих и ранее установленных свойств клеток-предшественников ИТ-сарком обсуждаются возможности происхождения этих сарком из эндотелиальных клеток, перицитов и из полипотентных мезенхимальных стволовых клеток.

МИНИН А.А., ОЗЕРОВА С.Г. — 2015 г.

Исследования условий, при которых происходит спонтанная, без участия спермия, активации яйца рыб, показали, что яйцо хорошо сохраняет способность к оплодотворению в овариальной (полостной) жидкости, в которой оно находится в полости гонады после овуляции. Нами ранее было обнаружено, что в искусственных средах спонтанная активация подавляется ингибиторами протеаз. В настоящей работе было исследовано наличии природных ингибиторов протеаз в овариальной жидкости, показано, что в полостной жидкости данио и вьюна содержатся ингибиторы протеаз, в частности, белковый ингибитор трипсиновых протеаз серпин а первого типа.

ЕРЕСКОВСКИЙ А.В. — 2015 г.

БЕЛАЙ АБДИССА, БОРИСОВ В.Б., КАПИТАНОВА Д.В., ЛАЗЕБНЫЙ О.Е., СМИРНОВ С.В., ШКИЛЬ Ф.Н. — 2015 г.

Механизмы взрывной морфологической дивергенции, зачастую сопровождающей симпатрическое видообразование костистых рыб, были исследованы на примере пучка видов крупных Африканских усачей р. Labeobarbus (Cyprinidae; Teleostei) оз. Тана (Эфиопия). Сравнительно-морфологический анализ, проведенный методами геометрической морфометрии, выявил значимые различия в форме головы у исследованных видов усачей. Сравнительный анализ развития черепа усачей показал наличие межвидовых различий во временных параметрах краниогенеза. Сопоставление полученных данных позволило предположить, что обнаруженные различия во временных характеристиках краниогенеза являются гетерохрониями, ответственными за формирование различий в дефинитивной форме головы усачей. Данная гипотеза была верифицирована экспериментально путем изменений временных характеристик краниогенеза предполагаемого предкового вида L. intermedius, вызываемых изменением уровня тиреоидных гормонов. В итоге было показано, что онтогенетическим механизмом взрывной морфологической дивергенции танского пучка видов усачей являются гетерохронии. Полученные результаты и существующие литературные данные позволяют предположить, что одной из причин обнаруженных гетерохроний является изменчивость активности гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной оси.