научный журнал по биологии Онтогенез ISSN: 0475-1450

АЛЕКСЕЕВА Т.А., ОЗЕРНЮК Н.Д. — 2011 г.

Проведено сравнение динамики роста и потребления кислорода в ходе онтогенеза насекомых с прямым (щитник линейчатый Graphosoma lineatum L.) и непрямым (совка капустная Mamestra brassicae L.) развитием. Показано, что характер изменения энергетического обмена коррелирует с особенностями развития насекомых данных видов. Так, у насекомых с непрямым развитием наблюдается циклическое снижение потребления кислорода в период линек и резкое падение во время метаморфоза. У насекомых с прямым развитием снижение потребления кислорода наблюдается только в периоды линек. Коэффициент а аллометрической зависимости потребления кислорода от массы тела имаго у совки капустной более чем в два раза выше, по сравнению со щитником линейчатым.

БАРМИНЦЕВА А.Е., ВАСИЛЬЕВА Е.Д., ГРУНИНА А.С., КОВАЛЕВ К.В., ПОЛУЭКТОВА О.Г., РЕКУБРАТСКИЙ А.В., ЦВЕТКОВА Л.И. — 2011 г.

Впервые благодаря применению метода диспермного андрогенеза получены андрогенетическое потомство сибирского осетра (Acipenser baerii) и андрогенетические ядерно-цитоплазматические гибриды (сибирский осетр, Acipenser baerii ? русский осетр, A. gueldenstaedtii) у осетровых рыб с использованием криоконсервированной спермы. C помощью анализа микросателлитной ДНК подтверждена чисто отцовская наследственность у андрогенетического потомства сибирского осетра. Cреди андрогенетических гибридов выявлены гетерозиготы по некоторым микросателлитным локусам, что подтверждает диспермную природу андрогенеза. По данным сравнительного морфологического анализа полученный андрогенетический гибрид к 15-месячному возрасту полностью идентичен отцовскому виду. В полученных андрогенетических потомствах осетровых рыб выявлены как самка, так и самец, что представляет интерес с точки зрения возможности получения с помощью андрогенеза бисексуальных потомств. Данные настоящего исследования подтверждают возможность применения метода диспермного андрогенеза в сочетании с использованием криоконсервированной спермы для сохранения и воссоздания генофондов исчезающих видов осетровых рыб.

АНТОНОВА Г.Ф., ЖЕЛЕЗНИЧЕНКО Т.В., СТАСОВА В.В. — 2011 г.

Содержание и состав фракций спирторастворимых фенолкарбоновых кислот (ФК) изучали в связи с ростом клеток ксилемы в ходе образования годичного прироста древесины в стволах сосны обыкновенной. Клетки камбиальной зоны, двух этапов роста растяжением и начала вторичного утолщения (до лигнификации) в период формирования ранней ксилемы последовательно выделялись из отрезков ствола 25-летних деревьев сосны при постоянном анатомическом и гистохимическом контроле. Содержание свободных и связанных форм, а в их составе простых и сложных эфиров ФК, извлеченных из тканей 80%-ным этанолом, рассчитывали на сухой вес и на клетку. Содержание, соотношение фракций и состав кислот значительно меняются от камбиальной зоны до начала вторичного утолщения трахеид, и характер варьирования зависит от метода расчета. В расчете на клетку количество свободных и связанных ФК, а в их составе сложных и, особенно, простых эфиров, увеличивалось на первом этапе роста растяжением, снижалось на втором и вновь возрастало в начале отложения вторичной стенки. В зависимости от стадии развития клеток пул связанных кислот превышал пул свободных в 2–5 раз. В составе свободных оксикоричных кислот доминировали синаповая и феруловая кислоты. Состав и содержание оксикоричных кислот в простых и сложных эфирах тоже зависели от этапа развития клеток. В камбии основными агликонами в простых эфирах были п-кумаровая и синаповая, на других стадиях развития – синаповая и кофейная. Сложные эфиры камбия включали главным образом п-кумаровую кислоту, а других этапах развития – синаповую и феруловую кислоты. На первых стадиях роста бензойная кислота входила в состав главным образом в сложные эфиры. Пул этих эфиров от первой фазы роста к началу утолщения стенок уменьшался. Соответственно повышался уровень свободной бензойной кислоты.

ГУРСКИЙ В.В., РАЙНИЦ ДЖ., САМСОНОВА М.Г., СУРКОВА С.Ю. — 2011 г.

Биологические организмы хорошо адаптируются к изменению внешних условий и устойчивы к потенциальным повреждениям, таким, как мутации. Эпигенетический механизм подавления фенотипической вариабельности в процессе развития получил название канализации. Данная работа представляет собою краткое обобщение результатов исследований, в которых экспериментальный и теоретический подходы были использованы для выяснения механизмов канализации вариабельности экспрессии генов сегментации.

КРАУС Ю.А. — 2011 г.

Активность регионов-организаторов необходима для формирования плана строения развивающегося организма. Трансплантация фрагмента такого региона организму-реципиенту приводит к формированию вторичной оси тела, состоящей из тканей как донора, так и реципиента (Gerhart, 2001). Объект данной работы, представитель Cnidaria, беломорский гидроидный полип Dynamena pumila L. (Thecaphora, Sertulariidae), обладает высокоорганизованной колонией, которая формируется в ходе сложного метаморфоза личинки-планулы. Для выявления у личинки Dynamena региона-организатора, были выполнены эксперименты по трансплантации фрагментов тканей планулы-донора эмбрионам, находящимся на стадиях ранней и поздней гаструлы, а также планулам. Только пересадка фрагмента заднего конца планулы-донора плануле-реципиенту того же возраста приводила к развитию в ходе метаморфоза вторичного побега, использующего для своего формирования до 50% тканей реципиента. При трансплантации фрагментов переднего конца и середины тела планулы, у реципиентов никогда не наблюдалось формирования каких-либо эктопических структур. Был сделан вывод о том, что задний конец планулы Dynamena обладает свойствами организатора.

СЕМЕНОВА Е.В., ФИЛАТОВ М.В. — 2011 г.

Механизмы, обуславливающие радикальное изменение структуры хроматина мужских половых клеток в процессе оплодотворения, остаются во многом неясными. В данной работе представлены аргументы, указывающие на возможность существования энзимов с протеолитической активностью в ядрах зрелых сперматозоидов человека, и обсуждается предполагаемая роль этих неизвестных ранее эндогенных протеолитических активностей в декомпактизации хроматина сперматозоидов в оплодотворенной яйцеклетке. С помощью техники проточной цитометрии продемонстрировано, что обработка ядер сперматозоидов человека SH-содержащими реагентами не только разрушает дисульфидные связи между молекулами протаминов, что необходимо для их эффективного удаления, но также индуцирует специфическую эндогенную протеазную активность, следствием чего является достаточно быстрая деконденсация хроматина, сопровождающаяся протеолизом ядерных белков. Процесс деконденсации хроматина практически полностью блокируется различными ингибиторами сериновых протеаз и компонентами семенной жидкости. С целью визуализации мест локализации белков с протеолитической активностью в ядрах мужских половых клеток использован оригинальный цитохимический подход – связывание флуоресцентно меченого ингибитора протеаз с исследуемым объектом. Приведенные в работе факты позволяют предположить, что одним из факторов реорганизации структуры хроматина при формировании мужского пронуклеуса в процессе оплодотворения может быть эндогенная ядерная протеаза сперматозоида, активирующаяся под действием глутатиона или других SH-содержащих реагентов, которыми богата цитоплазма яйцеклетки.

ДЕСНИЦКИЙ А.Г. — 2011 г.

Рассмотрены литературные данные по особенностям протекания процесса дробления яйца у разных представителей отряда хвостатых амфибий, состоящего из 10 семейств. Установлено, что у значительного числа видов Plethodontidae, Cryptobranchidae и некоторых других семейств синхронность делений утрачивается уже после 8-клеточной стадии дробления крупных, богатых желтком и непигментированных яиц. Описываемое в учебниках по биологии развития “стандартное” дробление ранних зародышей хвостатых амфибий, состоящее примерно из 10 синхронных делений сравнительно небольших яйцеклеток, характерно только для семейств Ambystomatidae и Salamandridae, включающих всего лишь 19.3% от общего числа видов отряда Caudata. Однако в каждом из этих семейств имеется некоторое число видов, для которых, по-видимому, характерен “нестандартный” тип раннего дробления. Обсуждаются эволюционные взаимоотношения между двумя основными типами раннего эмбриогенеза в отряде Caudata.

СЕВЕРЦОВ А.С., СЕВЕРЦОВА Е.А. — 2011 г.

Постадийный анализ изменения значений коэффициентов вариации признаков, характеризующих линейные размеры зародыша остромордой лягушки (Rana arvalis Nills.), позволил выявить критические периоды в эмбриональном развитии этого вида. Эти критические периоды соответствуют стадиям поздней гаструлы (18–20 стадии), стадии вылупления личинок из оболочек (32–33 стадии) и, по-видимому, стадии начала метаморфоза (39 стадия). Однако процесс формирования хвостовой пластины, в частности, значимость ее ширины, становится критическим на 34-й стадии развития, когда наблюдается переход головастиков от прикрепленного к свободноплавающему образу жизни. Эти данные позволяют предположить, что адаптивные преобразования в эмбриогенезе происходят как раз во время критических периодов развития (в понимании П.Г. Светлова) или на узловых стадиях (в понимании В.Г. Черданцева) и могут определять эволюцию не только всего зародыша в целом, но и его отдельных структур, несущих самостоятельную функциональную нагрузку. На межузловых стадиях развития мы наблюдали различия в уровне вариабельности эмбриогенеза между районами с разным характером антропогенной нагрузки.

ЛОКК И.Э., РЕМИЗОВА М.В., СОКОЛОВ Д.Д. — 2011 г.

Элементарное соцветие Ruppia обычно представлено открытым двухцветковым колосом, но изредка цветки конгенитально срастаются друг с другом, образуя единую терминальную цветкоподобную структуру. Данное отклонение от типичного для Ruppia хода морфогенеза репродуктивных структур похоже на таковое у хорошо изученных мутантов модельных объектов генетики развития – Arabidopsis и Antirrhinum. Изучение Ruppia позволяет проследить лабильность морфогенеза по данному признаку в естественных популяциях. Эти данные важны для понимания эволюционного перехода от открытых к закрытым соцветиям. В этой работе впервые приводятся данные о частоте встречаемости терминальных цветкоподобных структур в природных популяциях Ruppia maritima и об особенностях их морфогенеза, впервые проведено сравнение васкулатуры соцветий со свободными и сросшимися цветками. Показано, что частота встречаемости соцветий со сросшимися цветками сильно варьирует от популяции к популяции. Данные о варьировании числа органов в цветках у растений из разных популяций позволяют предположить, что увеличение размера флоральных примордиев – один из факторов, способствующих их объединению в единый примордий терминальной структуры. Проводящая система соцветий R. maritima со сросшимися цветками устроена так же, как проводящая система одного цветка, причем ничто не противоречит гипотезе о терминальном положении этой структуры. В соцветиях R. maritima со сросшимися цветками в трансверзальном положении нередко встречаются тычинки с инвертированной полярностью. Возможно, это первый документально зафиксированный случай инверсии относительной полярности тычинок и плодолистиков у покрытосеменных растений.

ЕЖОВА Е.Е. — 2011 г.

В лабораторных условиях впервые исследовано развитие полихеты Namanereis littoralis (Grube, 1876). Размножение в условиях Японского моря происходит в июле и приурочено к сезону муссонных ливней. Оплодотворение наружное, нерест без эпитокных преобразований. Плодовитость низкая, яйцеклетки богаты желтком, развитие непелагическое, лецитотрофное, эмбрионизированное, характеризуется высокой скоростью – 5–8 суток и происходит в слизистых кладках до выхода бентосного ювенила. Температурный и соленостный оптимумы развития составляют 22–27°С и 16–21 соответственно, что характеризует вид как субтропический солоноватоводный по происхождению. Отмечены архаичные черты и признаки специализации в раннем онтогенезе N. littoralis.

ЛЁВИН Б.А. — 2011 г.

Чешуйный покров у рыб формируется довольно поздно в онтогенезе. В связи с этим на его характеристики (число чешуи) значительное влияние оказывают условия развития. В настоящей статье рассмотрено влияние факторов внешней среды и внутренних факторов на варьирование числа чешуи. Влияние данных факторов на число чешуи опосредовано изменением общего темпа развития, который и приводит к изменению в числе чешуи у рыб. При ускорении развития число чешуи сокращается, а при замедлении развития – увеличивается. В экспериментах по регуляции тиреоидного статуса рыб показано, что конкретный механизм изменения числа чешуи связан с гетерохрониями – смещением сроков закладки чешуйного покрова. При ускоренном развитии очешуение начиналось раньше и при меньшей длине тела, при замедлении развития, наоборот, очешуение начиналось позднее и при большей длине тела. Приводятся сведения в пользу гетерохронии как возможного объяснения различий в числе чешуи у близкородственных видов рыб. Между тем, другим механизмом изменений числа чешуи у рыб (особенно филетически далеких видов) могут быть изменения дистанции между закладывающимися чешуями (морфогенетический счет). Выдвигается гипотеза об участии посткраниальной сейсмосенсорной системы в разметке чешуйного покрова.

АБДУЛМЕДЖИДОВА А.Г., ГАДЖИЕВА З.С., КРАСНОПОЛЬСКАЯ К.В., КУЩ А.А., ЦИБИЗОВ А.С. — 2011 г.

Проведен сравнительный анализ развивающихся эмбрионов человека при лечении бесплодия методом экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) в двух группах пациентов: в группе I (n = 28) у мужского партнера во фракции подвижных сперматозоидов был обнаружен вирус простого герпеса (ВПГ), в группе II (n = 103) – ВПГ в сперматозоидах не был обнаружен. Оценивали количество оплодотворенных яйцеклеток, дробящихся эмбрионов и бластоцист, а также показатели частоты имплантации эмбрионов и частоты наступления беременности в циклах ЭКО. Установлено, что присутствие ВПГ в сперматозоидах не влияло на эффективность оплодотворения и дробления зигот. В то же время при инфицировании вирусом мужских гамет частота формирования бластоцист была снижена в 2 раза (р = 0.015), частота имплантации эмбрионов и частота наступления беременности – в среднем, в 5 раз (р = 0.01 и р = 0.016 соответственно). На основании полученных данных сделан вывод о негативном влиянии ВПГ-инфекции мужских гамет на ранние стадии развития эмбрионов и наступление беременности при использовании методов вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ).

ДЕНИСЕНКО В.Ю., КУЗЬМИНА Т.И. — 2011 г.

Исследовано освобождение Са2+ из внутриклеточных депо ооцитов свиней с помощью Са2+-чувствительного флуоресцентного зонда хлортетрациклин. Селекция ооцитов на растущие и завершившие стадию роста проведена с помощью витального красителя брилиантового голубого (ВСВ); окрашенные ооциты (ВCB “+”) определяли как закончившие рост, неокрашенные (ВСВ “–”) находились на завершении фазы роста. В ВСВ “+” и ВСВ “–” ооцитах пролактин, теофиллин, ГТФ и ГДФ вызывают освобождение Са2+ из внутриклеточных депо. В завершивших стадию роста ооцитах совместное действие пролактина и ГТФ активирует дополнительное освобождение Са2+ из внутриклеточных депо, в котором участвует протеинкиназа С; в растущих ооцитах совместное действие пролактина и ГТФ не вызывает дополнительного выхода Са2+ из внутриклеточных депо. Совместное действие теофиллина и ГДФ в растущих и завершивших стадию роста ооцитах способствует дополнительному освобождению Са2+ из внутриклеточных депо, и это освобождение регулируется протеинкиназой А. Полученные данные свидетельствуют о различных путях освобождения Са2+ из внутриклеточных депо в растущих и завершивших стадию роста ооцитах свиньи.

ГЛУШАНКОВА Н.А., ЖИТНЯК И.Ю. — 2011 г.

Разрушение стабильной межклеточной адгезии и приобретение способности к миграции являются закономерными этапами неопластической эволюции опухолевых клеток эпителиального происхождения. В работе были исследованы морфологические и миграционные характеристики эпителиоцитов клонов IAR1162 и IAR1170, полученных из смешанной культуры трансформированных онкогеном N-RasV12 клеток линии IAR-2. Было обнаружено, что мутантный онкоген RAS может вызвать два типа морфологических изменений эпителиоцитов IAR-2. Клетки одного типа (клоны IAR1162) прошли эпителиально-мезенхимальный переход: утратили экспрессию Е-кадхерина, приобрели фибробластоподобную морфологию, не образовывали плотные контакты. Клетки другого типа (клоны IAR1170) сохранили морфологию, близкую к морфологии нетрансформированных предшественников, образовывали межклеточные Е-кадхерин-содержащие адгезионные контакты и плотные контакты, формировали монослой в конфлуэнтной культуре. Вместе с тем, как в клетках 1AR1162, так и в клетках IAR1170 мутантный онкоген RAS вызывал разрушение краевого актинового пучка и реорганизацию межклеточных адгезионных контактов. Трансформированные эпителиоциты IAR1162 и IAR1170 приобрели способность мигрировать по плоскому субстрату, а также через узкие поры в мембранах миграционных камер. Видеомикроскопические исследования культур трансформированных эпителиоцитов продемонстрировали нестабильность межклеточных контактов и независимый характер миграции клеток. Эпителиоциты IAR1170, имеющие Е-кадхерин-содержащие АК, были также способны перемещаться в составе группы (коллективная миграция). Клетки 1162D3, утратившие в результате Ras-трансформации экспрессию эндогенного Е-кадхерина, были трансфицированы плазмидой, несущей ген CDH1, и в результате трансфекции были получены клоны клеток с различным уровнем экспрессии экзогенного Е-кадхерина. Высокий уровень экспрессии экзогенного Е-кадхерина в трансформированных эпителиоцитах приводил к снижению скорости миграции на двумерном субстрате клеток, находящихся в контакте с соседними клетками, практически не влияя на миграцию одиночных клеток, но, вместе с тем, увеличивал количество клеток, мигрировавших через поры в миграционных камерах. Таким образом, разрушение краевого актинового пучка и изменение пространственной организации межклеточных адгезионных контактов, несмотря на наличие или отсутствие в них Е-кадхерина, сопровождается разрушением стабильной межклеточной адгезии и появлением локомоторной активности у Ras-трансформированных эпителиоцитов. Сохранение Е-кадхерина в межклеточных адгезионных контактах влияет на локомоторную активность трансформированных эпителиоцитов и играет важную роль в их коллективной миграции.

КАРАСЕВА Е.М. — 2011 г.

Исходя из многолетних данных по численности икры трески в ихтиопланктоне, была рассчитана суммарная годовая продукция икры трески на четырех основных нерестилищах Балтийского моря. Показано, что многолетние флуктуации продукции икры трески были положительно связаны с динамикой объема вод, поступающих в Балтийское море в годы североморских адвекций. Предполагается, что эта зависимость определялась комплексом адаптаций, обеспечивающих расширение воспроизводства трески при улучшении условий среды.

2011

БЕЛОУСОВ Л.В., МАНСУРОВ А.Н. — 2011 г.

С помощью присасывающего манометрического устройства изучали зависимость между деформациями зародышей шпорцевой лягушки на стадиях гаструлы и нейрулы и величинами приложенных сил. Модуль жесткости эмбриональных тканей имел порядок нескольких десятков паскалей и при деформациях от 40 до 120% был им обратно пропорционален. На стадии гаструлы в течение 30 мин после прекращения действия присасывающей силы наблюдали равномерное или нарастающее по скорости втягивание тела зародыша во всасывающий капилляр диаметр которого составлял около половины поперечника зародыша. Длина втянутой части зародыша коррелировала с величиной его деформации за первую минуту. В результате втягивания общая поверхность тела деформированного зародыша возрастала более чем в два раза по сравнению с интактным зародышем. После выталкивания зародыша из капилляра в течение 5 мин его поверхность сокращалась и деформация сглаживалась, что указывает на присутствие в растянутых зародышах упругих сил. Эти данные показывают, что у зародышей стадии гаструлы внешние механические силы не только пассивно деформируют зародыш, но и запускают его активное растяжение, происходящее при нулевой внешней силе и преодолевающее упругое сопротивление тканей. Обсуждаются механизмы активного растяжения и его связь с процессами нормального морфогенеза.

ГОРДЕЕВА О.Ф., ЛИФАНЦЕВА Н.В., ХАЙДУКОВ С.В. — 2011 г.

Одним из основных критериев плюрипотентного потенциала клеточных линий является их способность дифференцироваться в линию половых клеток. Линии плюрипотентных стволовых клеток с базовым статусом (ground state) плюрипотентности отличаются от линий с первичным статусом (primed state) способностью обеспечивать развитие полноценных гамет. С целью определения молекулярных механизмов, вовлеченных в регуляцию различных статусов плюрипотентности, мы исследовали паттерны экспрессии генов, участвующих в регуляции развития линии половых клеток, в плюрипотентных стволовых клетках различных типов и клетках эмбриональных тератокарцином мыши и человека. Было установлено, что плюрипотентные стволовые клетки in vitro и в бластоцисте, а также гоноциты на стадии E13.5 имеют сходные профили экспрессии в отличие от клеток эпибласта на стадии E6.5. Количественный ПЦР-анализ в реальном времени показал, что ген Vasa/Ddx4 экспрессируется в эмбриональных стволовых клетках мыши и человека на более низком уровне, чем в бластоцисте и гоноцитах. Кроме того, уровни экспрессии генов Vasa/Ddx4 и E-ras значительно выше в эмбриональных стволовых клетках мыши, чем в эмбриональных стволовых клетках человека. При культивировании дифференцирующихся эмбриональных стволовых клеток и эмбриональных герминативных клеток мыши, а также клеток эмбриональных тератокарцином мыши в системе культивирования, способствующей репрограммированию клеток от первичного (primed) к базовому (ground) статусу плюрипотентности (2i + LIF), мы обнаружили, что только плюрипотентные клетки способны регулировать уровни экспрессии генов Oct4 и Vasa/Ddx4, восстанавливая исходный статус, тогда как в клетках эмбриональных тератокарцином уровни экспрессии генов практически не изменяются. Мы предполагаем, что паттерны экспрессии генов, специфических для линии половых клеток, в частности гена Vasa/Ddx4, могут быть вовлечены в регуляцию базового и первичного статусов плюрипотентности.

АСЛАНЯН М.М., СОЛДАТОВА О.П. — 2011 г.

ЕГОРОВ Е.Е., ЗЕЛЕНИН А.В. — 2011 г.