![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
НИР посвящена исследованиям ультраструктуры, геномики, биохимии и физиологии протистов (одноклеточных эукариот), в основном низших представителей таксона Apicomplexa (споровики), нацеленным на выявление закономерностей функционирования этих клеток-организмов.
The research is dedicated to studies of ultrastructure, genomics, biochemistry, and physiology of protists (unicellular eukaryotes), predominantly parasitic Apicomplexa, which are focussed on discerning the patterns of functioning these organism-like cells. Understanding these patterns, as well as insights in the evolution pathways of the unicellular eukaryotes (including the parasites), could contribute to future developing new drugs against dangerous diseases caused by protozoans (malaria, toxoplasmosis, coccidioses, etc.)
1) Реконструкция путей возникновения, становления и эволюции разных стратегий паразитизма в таксоне Apicomplexa. 2) Построение филогенетической системы Apicomplexa.
За предыдущее время изучена ультраструктура большого количества (более10 видов)низших споровиков (Apicomplexa), относящихся к ключевым в филогентическом и эволюционном плане группам, для которых нет электронно-микроскопических и молекулярных данных. У части из них были прочитаны последовательности генов рибосомных РНК. В 2016 г. собран материал и начата работа по изучению транскриптомов низших Apicomplexa и родственных организмов (совместно с российскими и зарубежными коллегами).
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Исследования ультраструктуры, геномики, биохимии, физиологии и эволюции одноклеточных организмов как основа для понимания закономерностей функционирования и развития биологических систем на наномасштабе |
Результаты этапа: В ходе выполнения проекта были использованы современные методы электронной микроскопии (сканирующая и просвечивающая на базе Межкафедральной лаборатории электронной микроскопии биологического факультета МГУ) и молекулярной филогенетики (ПЦР, клонирование ДНК, секвенирование генов по Сэнгеру и NGS, компьютерный филогенетический анализ на базе Лаборатории геносистематики биологического факультета). В рамках изучения филогении и путей эволюции Apicomplexa изучена ультраструктура и получены и прочитаны нуклеотидные последовательности генов рибосомных рРНК (18S, 5,8S и 28S) низших споровиков. Проведены электронно-микроскопическое исследование и молекулярно-филогентический анализ последовательностей гена 18S рРНК двух видов асептатных эугрегарин: Urospora ovalis и U. travisiae из морских полихет Travisia forbesii. Одиночные яйцевидные трофозоиты и сизигии U. ovalis были расположены свободно в целоме хозяина и демонстрировали метаболирующую активность - не-поступательное движение с периодическими изменениями формы клеток. Одиночные трофозоиты U. travisiae, прикрепленные к ткани хозяина или свободно плавающие целоме, были V-образной формы. Отдельные трофозоиты демонстрировали скользящую подвижность - прогрессивное движение без заметных изменений тела клетки. У обеих грегарин, кортекс формировал многочисленные эпицитарные складки, но сверхскладки появлялись исключительно на поверхности U. ovalis во время метаболии. Последовательности SSU рДНК, полученные из U. ovalis и U. travisiae, показали, что они принадлежат к кладе Lecudinoidea; тем не менее, они групируются не с другими целомическими уроспоридами (Pterospora spp. and Lithocystis spp.), а с кишечными лекудинидами (Difficilina spp.), паразитирующими в немертинах. Впервые получены данные по ультраструктуре и прочитаны нуклеотидные последовательности рибосомного оперона (18S + ITS1 + 5,8S + ITS2 + 28S рНК) плезиоморфного таксона Apicomplexa: бластогрегарин (Siedleckia nematoides и S. mesnili). На основе комплексного анализа ультраструктуры и генов рибосомных РНК показано, что бластогрегарины представляют собой самостоятельную кладу споровиков, проявляющую родство с кокцидиями, но обладают плезиоморфной морфологией, сходной с архигрегаринами: строение покровов , представленных трёхмембранной пелликулой с находящимися под ней продольными субпелликулярными микротрубочками, организованными в один или более слоёв, и осуществляющий функцию мизоцитоза апикальный комплекс, состоящий из коноида, роптрий, полярного кольца (ЦОМТ субпелликулярных микротрубочек) и мукрональной вакуоли. Секвенированы нуклеотидные последовательности рибосомного оперона (18S+ITS1+5,8S+ITS2+28S рНК) двух видов протококцидий Eleutheroschizon duboscqui и Coelotropha durchoni – первые молекулярно-филогенетические данные по этой группе споровиков. Группа протококцидий согласно нашему предварительному молекулярно-филогенетическому анализу не является монофилетической. Coelotropha durchoni объединяется с кокцидиями, а Eleutheroschizon duboscqui объединился даже не со споровиками, а с более базальной ветвью – кольподеллидами. Т.е. этот вид не объединяется ни с кокцидиями, как предполагалось ранее, ни с криптоспоридиями, как можно было бы предположить исходя из особенностей паразитирования, и оказывается более плезиоморфным чем любой другой известный организм со спорозойным жизненным циклом. Проведён мультигенный филогенетический анализ микроспоридий Amphiamblys sp. (Metchnikovellidae) – гиперпаразитов грегарин Ancora sagittata. Показано, что они являются базальной группой микроспоридий и сохраняют гены белков, ответственных за эндоцитоз, тогда как все остальные (более апоморфные) микроспоридии, будучи глубоко специализированными внутриклеточными паразитами, утратили как сам эндоцитоз, так и соответствующие гены. В результате проведенного впервые исследования ультраструктуры зооспор паразитоида икры и ранних личинок рыб Ichthyodinium chabelardi, показано, что они имеют строение характерное именно для динофлагеллят: присутствуют крупные трихоцисты и клеточное ядро типа «динокарион». В задней части клетки обнаружено нехарактерное для Dinoflagellata крупное электронно-прозрачное включение, наличие которого является единственным существенным отличием от них. Специализированных структур, предназначенных для проникновения в клетку хозяина (микротрубочковых корзинок, коноида, секреторных органелл типа роптрий) не обнаружено. Результаты исследования тонкой морфологии зооспор I. chabelardi согласуются с существующими молекулярно-филогенетическим данными, что в совокупности показывает ошибочность исключения этого организма из состава Dinoflagellata и помещения в группу Protalveolata. Проведена оценка применимости новых разработок в области биоинформационных технологий к профилированию сообществ микроэукариот и микроскопических животных в биотопах болот. Проведена пробоподготовка материала, сборка и верификация метагеномов на основе данных высокопроизводительного секвенирования. Проведено таксономическое профилирование метагеномных данных WGS (whole genome shotgun) с оптимизацией детекции одноклеточных эукариот. Проведена экспериментальная оптимизация выбора алгоритма и параметров сборки метагеномных данных для эукариот. В контексте развития методов молекулярной филогенетики и биоинформатики были проведены исследования над представителями различных групп многоклеточных животных: головохоботные черви, иглокожие, хордовые (рыбы). Представлены результаты секвенирования и анализа митохондриальных геномов двух видов Kinorhyncha: Echinoderes svetlanae (Cyclorhagida) и Pycnophyes kielensis (Allomalorhagida). Их мтДНК представляют собой кольцевые молекулы размером приблизительно 15 т. п. н. Последовательности генов дивергентные, что затрудняет точные филогенетические выводы. Митохондриальные геномы обоих видов содержат 37 генов, расположенных на одной цепи. Предсказано четыре типа стартовых кодонов в беклоккодирующих генах E. svetlanae и пять типов у P. kielensis с консенсусом DTD. Митохондриальнвые геномы обоих видов кодируют по два гена метиониновой тРНК, дупликация которых предшествовала дивергенции данных видов киноринх. Определены нуклеотидные последовательности фрагментов гена COI мтДНК нескольких изолятов морских звезд семейства Asteriidae из Японского (Aphelasterias japonica и Asterias amurensis) и Белого (Asterias rubens) морей, а также нескольких индивидов неправильного морского ежа Echinocardium cordatum (семейство Loveniidae) из Японского моря. Для нескольких индивидов трех видов морских звезд семейства Asteriidae Японского и Белого морей определены также последовательности транскрибируемых спейсеров (ITS1 и ITS2) и 5,8S рДНК. Филогенетический анализ этих последовательностей совместно со взятыми из GenBank последовательностями гена COI Ast. forbesii, Ast. rubens, E. laevigaster из Северной Атлантики и E. cordatum из Желтого и Северного морей показал строгое распределение последовательностей по видовым кластерам. Два исключения – последовательность Ast. rubens DQ077915 в кластере последовательностей Ast. forbesii и последовательность Aph. japonica DQ992560 в кластере Ast. amurensis – объяснимы неправильным определением видов. Проведён анализ межгенетических расстояний (ген COI и спейсеры рибосомного оперона ITS1 и ITS2) между изученными видами иглокожих. Результаты показывают пригодность рассмотренных молекулярно-генетических маркеров для разграничения и идентификации видов иглокожих. Исследованы филогенетические взаимоотношения популяций европейского хариуса (Thymallus thymallus L.) из притоков реки Северная Двина (реки Обокша, Кестваж, Леменьга, Устья), из притоков реки Кулой (реки Келда, Лака, Сояна), реки Мегра, реки Варзуга бассейна Белого моря и реки Ома. У 60-ти особей проанализирован фрагмент митохондриальной ДНК, включающий полную последовательность контрольного региона Д-петли. Во всех популяциях, за исключением популяции из реки Варзуги, выявлен гаплотип, которому присвоено оригинальное название «Main». Всего выявлено десять гаплотипов, восемь из которых выделены впервые. Все выявленные гаплотипы относятся к скандинавской филогенетической линии и образуют три клады, одна из которых имеет высокую поддержку бутстрепа. | ||
2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Исследования ультраструктуры, геномики, биохимии, физиологии и эволюции одноклеточных организмов как основа для понимания закономерностей функционирования и развития биологических систем на наномасштабе |
Результаты этапа: В ходе выполнения проекта были использованы современные методы электронной микроскопии (сканирующая и просвечивающая на базе Межкафедральной лаборатории электронной микроскопии биологического факультета МГУ) и молекулярной филогенетики (ПЦР, клонирование ДНК, секвенирование генов по Сэнгеру и NGS, компьютерный филогенетический анализ на базе Лаборатории геносистематики биологического факультета). В рамках изучения филогении и путей эволюции Apicomplexa изучена ультраструктура и получены и прочитаны нуклеотидные последовательности генов рибосомных рРНК (18S, 5,8S и 28S) низших споровиков. Исследована ультраструктура и молекулярная филогения морской грегарины Ancora sagittata из полихеты Capitella capitata. Ультраструктура A. sagittata в целом соответствует таковой у других эугрегарин, но обнаруживает некоторые отличия в строении эпицитарных складок (гребней) и прикрепительном аппарате от грегарин семейства Lecudinidae, куда эта грегарина ранее относилась. Молекулярные филогенетические деревья, основанные на SSU (18S) рДНК, выявляют несколько устойчивых клад (надсемейств) эугрегарин, включая новое надсемейство Ancoroidea superfam. nov., которое ответвляется отдельно от Lecudinidae и состоит из двух семейств: Ancoridae fam. nov. и Polyplicariidae. Таким образом, все представители Ancoroidea оказываются официально удалены из Lecudinidae. Анализ нуклеотидных последовательностей указывает также на существование возможных криптических видов в морфотипе A. sagittata. Филогенетические деревья, основанные на LSU (28S) рДНК, в отличие от анализа только SSU рДНК, показывают хорошо поддерживаемую монофилию грегарин (эугрегарин), хотя этот вывод в настоящее время ограничен недостаточно представительной таксономической выборкой доступных нуклеотидных последовательностей и наличием быстро эволюционирующих последовательностей у некоторых видов. Сравнительный морфологический анализ покровов и прикрепительных органелл грегарин приводит нас к пересмотру терминологии. Применение терминов «продольные складки» и «мукрон» рекомендуется ограничить архигрегаринами, тогда как термины «эпицитарные гребни» и «эпимерит» предлагаются для описания синапоморфий эугрегарин, которые, следовательно, рассматриваются как монофилетическая группа. Отмена подотрядов Aseptata и Septata, включение неогрегарин в Eugregarinida, и рассмотрение основных молекулярных филогенетических линий эугрегарин как надсемейств выглядят лучшим способом согласования последних морфологических и молекулярных данных. Соответственно, обновлён диагноз отряда Eugregarinida Léger, 1900. Изучены подвижность и цитоскелет бластогрегарины Siedleckia nematoides Caullery et Mesnil, 1898 г., паразитирующей в полихете Scoloplos cf. armiger (Мюллер, 1776). Подвижность бластогрегарин в жидкой среде (как у прикрепленных, так и у неприкреплённых особей) представляет собой совокупность маятниковых, скручивающих, волнообразных и иногда судорожных движений. Несмотря на наличие ключевых компонентов глидеосом, таких как пелликула, состоящая из плазматической мембраны и внутреннего мембранного комплекса, актина, миозина, субпелликулярных микротрубочек, микронем и слоя гликокаликса, механизм моторики S. nematoides отличается от глидеосомного механизма. Тем не менее, экспериментальные исследования с использованием цитоскелетных зондов доказали, что полимеризованные формы актина и тубулина играют важную роль в движении S. nematoides. Подобно архигрегаринам Selenidium, субпелликулярные микротрубочки, организованные в несколько слоёв, по-видимому, являются ведущими двигательными структурами в подвижности бластогрегарин. Большая часть обнаруженного актина стабилизировалась в полимеризованной форме и, по-видимому, находилась под внутренним мембранным комплексом. Экспериментальные данные позволяют предположить, что субпелликулярные микротрубочки должны быть ассоциированы с филаментозными структурами (сшивающие белковые комплексы) предположительно актиновой природы. Изучена ультраструктура и подвижность эугрегарины Cephaloidophora cf. communis из морского желудя Balanus balanus, которая выказывает интересную организацию своего прикрепительного аппарата наряду с уникальными способами подвижности. Пелликула, покрывающая грегарину, организована в продольные эпицитарные складки. Эпимерит отделен от протомерита перегородкой, состоящей из богатых тубулином нитевидных структур, и оба они заполнены микронемоподобными структурами, что возможно указывает на продукцию адгезивов, важных для прикрепления и секретируемых через поры эпимерита. Неприкреплённые трофозоиты и гамонты способны к скользящему движению, обогащённому прыжковыми и вращательными движениями с быстрыми изменениями в направлении скольжения, и сгибанием клеток. Актин в его полимеризованной форме (F-актин) распределяется по всей грегарине, а миозин, обнаруженный в кортикальной области клетки, следует узору эпицитарных складок. Различные режимы подвижности, проявляемые особями C. cf. communis, вместе со значительными изменениями формы их клеток во время локомоции не согласуются с механизмами скольжения, обычно описываемыми в зоитах споровиков, и указывают на то, что должно быть задействованы дополнительные структуры (например, две 12-нм филаменты). Получены нуклеотидные последовательности трёх видов агамококцидий рода Rhytidocystis, проведён предварительный филогенетический анализ. Для детального таксономического описания микроэукариотического населения бескислородных слоев подмосковного сфагнового болота был применен метод высокопроизводительного секвенирования. Было сконструировано 112 библиотек (из них 66 в отчетный период), различающихся условиями получения (исходным субстратом и методикой выделения ДНК, амплификационными праймерами, маркой ДНК-полимеразы, использованной в ПЦР) в целях минимизации недоучета генетического разнообразия. Всего получено 30 млн. парно-концевых прочтений (из них 27 млн. в отчетный период). Проведен статистический анализ библиотек на предмет влияния различных факторов, таких как тип субстрата (торф или вода), точка отбора пробы, горизонт по глубине, методические факторы приготовления библиотек. Для более детального таксономического анализа были отобраны ОТЕ, классифицированные как принадлежащие грибам. На их долю приходится около 20% от всех выделенных ОТЕ. Уникальной и важной характеристикой грибного населения изученного сообщества является преобладание в нем криптомикот (35%). Почти все они могут быть аннотированы только до уровня типа. Большинство обнаруженных Ascomycota и Basidiomycota представляют таксоны, типичные для заболоченных почв или ассоциированные с растениями (или их опадом), в том числе известные ксилотрофные и микотрофные виды. Изучена изменчивость гена Onne-DAB, кодирующего β-цепь молекулы комплекса гистосовместимости класса II (MHCII), по однонуклеотидным заменам One_MHC2_109, One_MHC2_190v2 и One_MHC2_251v2 в двух крупнейших популяциях нерки азиатского побережья Тихого океана, воспроизводящихся в бассейнах рек Озерная и Камчатка. В выборках из данных озерно-речных систем прослеживались различия в характере наследования и степени полиморфизма локусов One_MHC2_190v2 и One_MHC2_251v2, локус One_MHC2_109 был малоинформативен. Выборки, собранные на озерных и речных нерестилищах оз. Курильского испытывают балансирующий отбор по последовательностям кодирующим белок-связывающий регион. Напротив, в выборках ранней (весенней) нерки из бассейна р. Камчатка отмечены низкие оценки генетического разнообразия и значимая гетерогенность гаплотипических и фенотипических частот по локусу MHC2. Выполнен сравнительный анализ каменного гольца, мальмы и кунджи, обитающих совместно в одном из притоков р. Камчатка по ряду параметров, в том числе генетических. Суммарная ДНК была выделена из плавников, фиксированных в 95% этаноле silica-методом. Исследования мтДНК проводились с праймерами Tpro2 (50 -ACC CTT AAC TCC CAA AGC-30 ) и HN20 (50 -GTG TTA TGC TTT AGT TAA GC-30 ). Исследовано 550 п.н. из Д-петли мт-ДНК, проценты бутстрепа представлены для 2000 генераций. В связи с высокой морфологической специфичностью каменного гольца можно предположить, что эта группа репродуктивно обособлена от мальмы, однако Д-петля мт-ДНК не выявила достоверных генетических различий. Исследование микросателлитов проводилось по двум локусам: SMM22, OTSG253 на аппарате ABI PRISM 3500 xL. (НПЦ Геном). По полученным генетическим дистанциям аллельное разнообразие и частота встречаемости у мальмы и каменного гольца практически не различаются, однако у мальмы были обнаружена уникальные аллели. В 2017 г. по результатам исследований защищена 1 дипломная работа, сделано 5 докладов на международных конференциях и опубликовано 4 статьи в журналах WoS (3 из них в высокорейтинговых журналах. | ||
3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Исследования ультраструктуры, геномики, биохимии, физиологии и эволюции одноклеточных организмов как основа для понимания закономерностей функционирования и развития биологических систем на наномасштабе |
Результаты этапа: Получены морфологические, ультраструктурные и молекулярно-филогенетические данные в отношении двух видов архигрегарин: Selenidium pygospionis sp. n. и S. pherusae sp. n. Они демонстрируют типичные черты архигрегарин – одной из ключевых групп для понимания ранней эволюции Apicomplexa. Кроме того, у S. pygospionis был обнаружен осевой ряд вакуолей, предположительно относящихся к системе распределения питательных веществ. Внутриклеточные стадии S. pygospionis, обнаруженные в эпителии кишечника хозяина, могут указывать на изначальную внутриклеточную локализацию в ходе развития паразита. Последовательности SSU (18S) рДНК архигрегарин образовали четыре основные линии, соответствующие таксономической принадлежности их хозяев, но не морфологическим или биологическим особенностям, использованным для таксономической ревизии Левайном (1971). Следовательно, род Selenidioides Levine, 1971 должен быть отменен. Последовательность ответвления этих линий не была разрешена; топологические тесты не отвергли ни парафилию ни монофилию архигрегарин. Также построены филогенетические деревья на основе LSU (28S) рДНК и почти полного рибосомального оперона (конкатенированные SSU, 5.8S, LSU рДНК) S. pygospionis. Будучи в общем предварительными, они тем не менее выявили монофилию грегарин, ранее оспаривавшуюся многими молекулярн-филогенетическими исследованиями. Несмотря на свою молекулярно-филогенетическую гетерогенность, архигрегарины выказывают чрезвычайно консервативную плезиоморфную организацию; их отличительные ультраструктурные особенности, по-видимому, являются симплезоморфиями, а не синапоморфиями. Изучена ультраструктура двух видов бластогрегарин - Siedleckia nematoides и Chattonaria mesnili - и получены данные об их филогении на основе последовательностей SSU, 5.8S и LSU рДНК. Бластогрегарины - малоизученные паразиты полихет, с виду похожие на грегарин, но не имеющие стадий сизигия и гаметоцисты в жизненном цикле. Кроме того, перманентная многоядерность и гаметогенез посредством почкования значительно отличают их и от других паразитических Apicomplexa, таких как кокцидии и гематози. Систематическая принадлежность бластогрегарин долгое время была неясной: разные авторы считали их либо сильно модифицированными грегаринами, либо промежуточной линией между грегаринами и кокцидиями, либо вовсе отдельной самостоятельной группой эукариот. Морфологический анализ показывает, что бластогрегарины обладают как грегаринными, так и кокцидийными чертами. Некоторые из них, общие с архигрегаринами, скорее всего, представляют собой симплезиоморфии, анцестральные состояния соответствующих клеточных структур паразитических Apicomplexa: характерная структура покровов и питание мизоцитозом при помощи хорошо развитого апикальнго комплекса. В отличие от грегарин, но подобно кокцидям, ядра мужских гамет бластогрегарин ассоциированы с двумя кинетосомами (у грегарин с одной). Молекулярно-филогенетический анализ показывает, что бластогрегарины являются самостоятельной рано ответвляющейся линией апикомплекс. В целом, морфологические и молекулярные данные согласованно предполагают, что бластогрегарины представляют собой самостоятельный класс в типе Apicomplexa. Получены первые данные по ультраструктуре агамококцидии Rhytidocystis sp. из кишечника полихеты Ophelia limacina и последовательность рибосомных РНК нуклеотидных последовательностей генов рибосомных рРНК (18S, 5,8S и 28S) этого организма. Проведены полевые исследования на ББС МГУ, в ходе которых были проведены паразитологические вскрытия 10 видов хозяев и в 4 из них обнаружены новые виды грегарин. Для таксономического описания микроэукариотического населения бескислородных слоев сфагнового болота способом меташтрихкодирования был использован метод высокопроизводительного параллельного секвенирования ампликонов рДНК на платформе Illumina. Всего получено 30 млн. парно-концевых прочтений из 112 сконструированных библиотек, различающихся условиями их получения (исходным субстратом, методикой выделения ДНК, амплификационными праймерами, маркой ДНК-полимеразы, использованной в ПЦР) в целях минимизации недоучета генетического разнообразия. Проведен статистический анализ библиотек на предмет влияния различных факторов, таких как тип субстрата (торф или вода), точка отбора пробы, горизонт по глубине, методические факторы приготовления библиотек. Среди эукариот наибольшее число чтений приходится на Opisthokonta (животные, грибы и одноклеточные Opisthokonta) и SAR (stramenopiles, Alveolata, Rhizaria) – в сумме около 97% чтений. Более детальный таксономический анализа проведен для Opisthokonta (52% от общего числа чтений). Из Holozoa наиболее разнообразны многоклеточные животные (членистоногие, нематоды, коловратки, катенулиды, аннелиды, коловратки и др.) – всего 110 операциональных таксономических единиц (ОТЕ). На одноклеточных Holozoa выделено 20 ОТЕ. 303 ОТЕ зарегистрированы для Holomycota. Выявлено большое обилие и разнообразие зооспоровых грибов и таксонов с дрожжеподобным ростом, что указывает на сходство торфяных сообществ с водными. Среди Eumycota много таксонов, содержащих известные ксилотрофы и микотрофы, а также виды, толерантные к экстремальным условиям. Последовательности, принадлежащие рано отделившемуся на филогенетическом дереве Holomycota типу Rozellomycota (Cryptomycota), доминируют в сообществах торфа и воды, составляя 25-80% от всех Holomycota. Шесть ОТЕ принадлежит неописанным таксонам ранга типа. Полученные результаты показывают, что бескислородные горизонты бореальных торфяных болот служат хранилищем видов и филогенетически изолированных групп Opisthokonta. Изменчивость гена Onne-DAB, кодирующего β-цепь молекулы главного комплекса гистосовместимости класса II (MHCII), изучалась по однонуклеотидным заменам (однонуклеотидный полиморфизм, ОНП) One_MHC2_109, One_MHC2_190v2 и One_MHC2_251v2 в двух крупнейших популяциях нерки азиатского побережья Тихого океана, воспроизводящихся в бассейнах рек Озерная и Камчатка. В выборках из данных озерно-речных систем прослеживались различия в характере наследования и степени полиморфизма локусов One_MHC2_190v2 и One_MHC2_251v2. Выборкам, собранным на озерных и речных нерестилищах оз. Курильское, были свойственны высокие оценки внутрипопуляционного генетического разнообразия; при этом межвыборочных различий по частотам гаплотипов и фенотипов объединенного локуса MHC2 выявлено не было. Напротив, в выборках ранней (весенней) нерки из бассейна р. Камчатки отмечены низкие оценки генетического разнообразия и значимая гетерогенность гаплотипических и фенотипических частот по локусу MHC2. Высокое разнообразие гаплотипов нерки озера Курильское может быть интерпретировано как результат действия балансирующего отбора по последовательностям, кодирующим пептид-связывающий регион молекулы MHC класса II нерки данной популяции, и наоборот низкая гетерогеноость весенних выборок из р. Камчатка может объясняться действием направленного патоген-индуцированного отбора по гену Onne-DAB в ряде локальностей данной озерно-речной системы. В 2018 г. по результатам исследований опубликовано 6 статей (3 из них в журналах WoS, 1 в журнале РИНЦ) и 1 тезисы | ||
4 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Исследования ультраструктуры, геномики, биохимии, физиологии и эволюции одноклеточных организмов как основа для понимания закономерностей функционирования и развития биологических систем на наномасштабе |
Результаты этапа: Получены морфологические и ультраструктурные данные для 2-х видов архигрегарин Selenidium spp из кишечника полихет Travisia forbesii и Scalibregma inflatum. Ультраструктура Selenidium sp. из полихеты Travisia forbesii характерна для других изученных видов этого рода, тогда как строение клетки Selenidium sp. из полихеты Scalibregma inflatum крайне необычно: элементы апикального комплекса в мукроне отсутствуют, а прикрепительное приспособление напоминает эпимерит эугрегарин. Прочитана нуклеотидная последовательность гена SSU (18S) рРНК Selenidium sp. из полихеты Scalibregma inflatum и построено филогенетическое дерево, неожиданно показавшее принадлежность данной грегарины к кладе паразитов сипункулид. Изучена ультраструктура двух ранее неописанных видов бластогрегарин и проведён филогенетический анализ последовательностей генов SSU (18S) и LSU (28S) рРНК. Один из видов (Siedleckia cf. nematoides) внешне похож на ранее изученную S. nematoides из Scoloplos armiger, и их ультраструктура также идентична. Строение другого вида, предварительно названного "Siedleckia anomalis" необычно: передний конец представляет собой сильно модифицированный мукрон без коноида и роптрий. Молекулярно-филогенетический анализ показал, что Siedleckia cf. nematoides из N. quadricuspida близка к ранее изученной нами S. nematoides из S. armiger, тогда как "Siedleckia anomalis" близка к Chattonaria mesnili, у которой также отсутствуют органеллы апикального комплекса в мукроне. Получены сравнительные ультраструктурные данные по строению прикрепительного аппарата у трофозоитов и гамонтов 2-х видов асептатных эугрегарин – Polyrhabdina sp. из полихеты Pygospio elegans и Difficilina sp. из немертины Lineus ruber – и прочитаны нуклеотидные последовательности гена 18S рРНК этих видов, проведён филогенетический анализ. Несмотря на различия в строении, прикрепительные аппараты исследованных грегарин имеют общие черты друг с другом, а также с прикрепительными приспособлениями типа "эпимерит", а не "мукрон" и такую же судьбу (отсутствуют у зрелых гамонтов). Это позволяет пересмотреть взгляды на морфологию и эволюцию эугрегарин: "мукрон" у асептатных лекудиноидных грегарин таковым не является, а является сильно упрощенным эпимеритом, и, следовательно, прикрепительное приспособление типа "эпимерит" является синапоморфией всех эугрегарин, а не только их части. Молекулярно-филогенетический анализ (18S рРНК) показал, что Polyrhabdina sp. вместе с несколькими последовательностями из донных осадков Мирового океана формирует компактную кладу, сестринскую по отношению к другим асептатным грегаринам с эпимеритом, но достаточно далекую от лекудинид. Кроме того, включение Polyrhabdina sp. в филогенетический анализ позволило уверенно идентифицировать эту кладу эукариот как филогенетическую линию грегарин (что ранее лишь предполагалось) и представить её морфологические характеристики. Грегарина Difficilina sp. принадлежит к филогенетической кладе Lecudinoidea, что находится в согласии с ультраструктурой прикрепительных органелл этих грегарин. Получены данные по поведению, внешней морфологии, ультраструктуре и молекулярной филогении хищного жгутиконосца Colpodella sp., представителя Chrompodellida – сестринской группы споровиков. Предположительно, обнаружен половой прцесс, ранее не отмеченный в этой группе. Ультраструктура клетки имеет ряд особенностей: отсутствуют микропоры, какие-либо образования, похожие на роптрии, не найдено экструсом, обнаружены многочисленные клептомитохондрии – митохондрии жертвы, свободно лежащие в цитоплазме хищника без видимых следов деградации. Филогенетический анализ подтвердил принадлежность исследуемого организма к кладе Chrompodellida, однако расположил его в гуще загадочных неописанных паразитов – последовательностей, полученных из крови людей, заболевших неизвестной разновидностью лихорадки и из образцов иксодовых клещей. Изучена ультраструктура грегариноподобного паразитического организма из кишечника полихеты Scolplos armiger, внешне напоминающего архигрегарин рода Selenidium и родственников Apicomplexa – Squirmidea (Digyalum). Покровы данного организма имеют такое же строение, как покровы Selenidium и Digyalum, но в остальном его ультраструктура иная, что выражается в особенностях строения цитостом-цитофрингеального комплекса и наличии крупной органеллы неясной природы. На передних концах покровных борозд имеются углубления с рудиментарными жгутиками. Молекулярно-филогенетический анализ по рибосомному оперону поместил изучаемый объект в кладу Chrompodellida. Данный организм иллюстрирует возможный путь перехода от организации жгутиконосца к организации паразитических плезиоморфных Sporozoa. Завершена совместная работа по изучению транскриптомов основных групп Apicomplexa, для которых отсутствуют крупномасштабные данные о нуклеотидных последовательностях. Анализ неожиданно показал, что некоторые паразиты, выглядящие как споровики, не имеют с ними близкого общего предка, а сходное строение и образ жизни развились независимо в ходе эволюции, по крайней мере, в трех отдельных случаях. Также оказалось, что криптические хлоропласты широко распространены у споровиков и их близких родственников, в том числе в эволюционных линиях, для которых об их существовании ничего не было известно. Данное исследование проливает новый свет на важную роль хлоропластов в эволюции жизни и может помочь в разработке новых методов лечения заболеваний, вызываемых споровиками. В 2019 г. по результатам исследований опубликовано 2 статьи в журналах WoS, 1 из которых – в высокорейтинговом журнале. | ||
5 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Исследования ультраструктуры, геномики, биохимии, физиологии и эволюции одноклеточных организмов как основа для понимания закономерностей функционирования и развития биологических систем на наномасштабе |
Результаты этапа: В рамках изучения филогении и путей эволюции Apicomplexa изучена ультраструктура и получены и прочитаны нуклеотидные последовательности генов рибосомных рРНК (18S, 5,8S и 28S) 17 видов низших споровиков, принадлежащих к таксонам Blastogregarinea, Archigregarinida, Eugregarinida, Agamococcidia и Protococcidia. Впервые получены данные по ультраструктуре и прочитаны нуклеотидные последовательности рибосомного оперона (18S + ITS1 + 5,8S + ITS2 + 28S рНК) у 4-х видов плезиоморфного таксона Apicomplexa – бластогрегарин, проведены эксперименты по изучению механизмов их клеточной подвижности. Бластогрегарины - малоизученные паразиты полихет, с виду похожие на грегарин, но не имеющие стадий сизигия и гаметоцисты в жизненном цикле. Кроме того, перманентная многоядерность и гаметогенез посредством почкования значительно отличают их и от других паразитических Apicomplexa, таких как кокцидии и гематози. Систематическая принадлежность бластогрегарин долгое время была неясной: разные авторы считали их либо сильно модифицированными грегаринами, либо промежуточной линией между грегаринами и кокцидиями, либо вовсе отдельной самостоятельной группой эукариот. На основе комплексного анализа ультраструктуры и генов рибосомных РНК показано, что бластогрегарины представляют собой самостоятельную кладу споровиков, проявляющую родство с кокцидиями, но обладают плезиоморфной морфологией, сходной с архигрегаринами: строение покровов , представленных трёхмембранной пелликулой с находящимися под ней продольными субпелликулярными микротрубочками, организованными в один или более слоёв, и осуществляющий функцию мизоцитоза апикальный комплекс, состоящий из коноида, роптрий, полярного кольца (ЦОМТ субпелликулярных микротрубочек) и мукрональной вакуоли. При этом, в отличие от грегарин, но подобно кокцидям, ядра мужских гамет бластогрегарин ассоциированы с двумя кинетосомами (у грегарин с одной). Такое строение характерно для двух видов из четырёх изученных. У двух других видов претерпело изменения строение прикрепительного аппарата: полностью редуцирован мукрональный комплекс, причём у одного вида строение прикрепительного аппарата напоминает эпимерит эугрегарин за счёт многократного увеличения площади цитостомной области, занимающей почти всю зону контакта и покрытой одной-единственной мембраной. В целом, морфологические и молекулярные данные согласованно предполагают, что бластогрегарины представляют собой самостоятельный класс в типе Apicomplexa. Изучены подвижность и цитоскелет бластогрегарины Siedleckia nematoides. Экспериментальные исследования с использованием цитоскелетных зондов доказали, что полимеризованные формы актина и тубулина играют важную роль в движении бластогрегарин. Подобно архигрегаринам Selenidium, субпелликулярные микротрубочки, организованные в несколько слоёв, по-видимому, являются ведущими двигательными структурами в подвижности бластогрегарин. Исследована ультраструктура и молекулярная филогения морской грегарины Ancora sagittata из полихеты Capitella capitata. Молекулярные филогенетические деревья, основанные на SSU (18S) рДНК, выявляют несколько устойчивых клад (надсемейств) эугрегарин, включая новое надсемейство Ancoroidea superfam. nov., которое ответвляется отдельно от Lecudinidae и состоит из двух семейств: Ancoridae fam. nov. и Polyplicariidae. Таким образом, все представители Ancoroidea оказываются официально удалены из Lecudinidae. Анализ нуклеотидных последовательностей указывает также на существование возможных криптических видов в морфотипе A. sagittata. Сравнительный морфологический анализ покровов и прикрепительных органелл грегарин привёл к пересмотру терминологии. Применение терминов «продольные складки» и «мукрон» рекомендуется ограничить архигрегаринами, тогда как термины «эпицитарные гребни» и «эпимерит» предлагаются для описания синапоморфий эугрегарин, которые, следовательно, рассматриваются как монофилетическая группа. Отмена подотрядов Aseptata и Septata, включение неогрегарин в Eugregarinida, и рассмотрение основных молекулярных филогенетических линий эугрегарин как надсемейств выглядят лучшим способом согласования последних морфологических и молекулярных данных. Соответственно, обновлён диагноз отряда Eugregarinida Léger, 1900. Проведены электронно-микроскопическое исследование и молекулярно-филогентический анализ последовательностей гена 18S рРНК двух видов асептатных эугрегарин: Urospora ovalis и U. travisiae из морских полихет Travisia forbesii. Одиночные яйцевидные трофозоиты и сизигии U. ovalis были расположены свободно в целоме хозяина и демонстрировали метаболирующую подвижность. Трофозоиты U. travisiae V-образной формы демонстрировали скользящую подвижность. У обеих грегарин, кортекс формировал многочисленные эпицитарные складки, но сверхскладки появлялись исключительно на поверхности U. ovalis во время метаболии. Филогентический анализ по гену 18S рРНК показал, что оба вида принадлежат к кладе Lecudinoidea но группируются не с другими целомическими уроспоридами (Pterospora spp. и Lithocystis spp.), а с кишечными лекудинидами (Difficilina spp.), паразитирующими в немертинах. Изучена ультраструктура 4-х видов архигрегарин Selenidium из кишечника полихет Pygospio elegans, Pherusa plumosa, Travisia forbesii и Scalibregma inflatum. Первые трое из них демонстрируют типичные черты архигрегарин – одной из ключевых групп для понимания ранней эволюции Apicomplexa: характерное строение кортекса, апикальный комплекс органелл. У Selenidium sp. из T. forbesii необычна форма коноида: он не конический, как у всех Apicomplexa, а скорее цилиндрический и напоминает сжатую пружину. Ультраструктура четвёртого вида – архигрегарины Selenidium sp. из полихеты Scalibregma inflatum оказалась крайне необычной. Самая главная особенность, резко отличающая данный вид от других изученных архигрегарин – наличие в качестве прикрепительной органеллы эпимерита (характерен для эугрегарин), а не "архигрегаринного" мукрона, и отсутствие элементов апикального комплекса (коноид, роптрии и микронемы), за исключением, возможно, апикального полярного кольца, которое утолщено и уплотнено, и находится в основании эпимерита. Однако, как и у других архигрегарин, от него отходят назад субпелликулярные микротрубочки, по крайней мере часть их. Эпимерит представляет собой бульбу, образующуюся в результате выпячивания плазматической мембраны впереди полярного кольца и глубоко вдающуюся в энтероцит хозяина. Внутренний мембранный комплекс пелликулы заканчивается сразу позади полярного кольца, а впереди него формируется кольцевая борозда, как у эугрегарин. Таким образом, эпимерит покрыт единственной мембраной, которая к тому же образует не септированный клеточный контакт с клеткой хозяина, как у других архигрегарин (широкая щель, перекрытая многочисленными септами), а тесно прилегает к мембране энтероцита, практически сливаясь с ней, что характерно для эугрегарин. Необычным является также то, что с поверхностью эпимерита ассоциированы "потерянные" корешки ресничек поражённого паразитом энтероцита (сами реснички отсутствуют, хотя на соседних клетках имеются). Для трёх изученных видов (кроме паразита T. forbesii) были получены нуклеотидные последовательности гену 18S рРНК. Молекулярно филогенетический анализ отнёс паразитов P. elegans и Ph. plumosa к той же кладе, что и типовой вид архигрегарин S. pendula. Однако паразит S. inflatum оказался принадлежащим не к кладе паразитов полихет и не близким к эугрегаринам, а в кладе архигрегарин паразитов сипункулид, имеющих классический архигрегаринный мукрон. Таким образом, эволюционное и филогенетическое значение необычного прикрепительного аппарата этого вида трудно интерпретировать, однако как минимум данный вид грегарин можно рассматривать как модельный в эволюционных гипотезах о происхождении эугрегарин. Получены сравнительные ультраструктурные данные по строению прикрепительного аппарата у трофозоитов и гамонтов 2-х видов собранных асептатных эугрегарин Polyrhabdina pygosionis из полихеты Pygospio elegans и Difficilina sp. из немертины Lineus ruber и прочитаны нуклеотидные последовательности гена 18S рРНК этих видов, проведён филогенетический анализ. Прикрепительная органелла P. pygosionis устроена значительно сложнее, чем прикрепительный аппарат асептатных эугрегарин рода Lecudina, и скорее напоминает эпимерит септатных грегарин, а также асептатных грегарин Ancora sagittata, исследованных нами ранее (Simdyanov et al., 2017). Проведенный молекулярно-филогенетический анализ на основе последовательности гена 18S рРНК показал, что Polyrhabdina sp. вместе с несколькими последовательностями из донных осадков разных мест Мирового океана формирует компактную кладу, сестринскую по отношению к другим асептатным грегаринам с хорошо развитым эпимеритом (Ancora sp., Polyplicarium spp.), но достаточно далекую от лекудинид, т.е. принадлежит к надсемейству Ancoroidea. Ультраструктура прикрепительного приспособления Difficilina sp. сходна с таковой грегарин рода Lecudina ("мукрон"), а молекулярно-филогенетический анализ показал их близость – принадлежность к одной филогенетической кладе (Lecudinoidea). Таким образом, несмотря на различия в строении, прикрепительные аппараты исследованных грегарин имеют общие черты друг с другом, а также с прикрепительными приспособлениями типа "эпимерит", а не "мукрон" (несут кольцевую борозду в основании, покрыты единственной мембраной и образуют тесный контакт с клеткой хозяина) и такую же судьбу (отсутствуют у зрелых гамонтов). Всё вышесказанное позволяет пересмотреть взгляды на морфологию и эволюцию эугрегарин, а также подтверждает ранее высказанное предположение о том, что "мукрон" у асептатных лекудиноидных грегарин таковым не является, а является сильно упрощенным эпимеритом, и, следовательно, прикрепительное приспособление типа "эпимерит" является синапоморфией всех эугрегарин, а не только их части. Изучена ультраструктура и подвижность эугрегарины Cephaloidophora cf. communis из морского желудя Balanus balanus, которая выказывает интересную организацию своего прикрепительного аппарата наряду с уникальными способами подвижности. Эпимерит отделен от протомерита перегородкой, состоящей из богатых тубулином нитевидных структур, и оба они заполнены микронемоподобными структурами, что возможно указывает на продукцию адгезивов, важных для прикрепления и секретируемых через поры эпимерита. Неприкреплённые трофозоиты и гамонты способны к скользящему движению, обогащённому прыжковыми и вращательными движениями с быстрыми изменениями в направлении скольжения, и сгибанием клеток. Различные режимы подвижности, проявляемые особями C. cf. communis, вместе со значительными изменениями формы их клеток во время локомоции не согласуются с механизмами скольжения, обычно описываемыми в зоитах споровиков, и указывают на то, что должно быть задействованы дополнительные структуры. Впервые секвенированы нуклеотидные последовательности рибосомного оперона (18S+ITS1+5,8S+ITS2+28S рНК) трёх агомококцидий из рода Rhytidocystis и двух видов протококцидий Eleutheroschizon duboscqui и Coelotropha durchoni и установлено их филогенетическое положение. Группа протококцидий оказалась полифилетической. Coelotropha durchoni объединяется с Rhytidocystis spp. и кокцидией Margolisiella в пределах новой филогенетической линии кокцидиоморфных организмов - Eococidia, а Eleutheroschizon duboscqui объединился с настоящими кокцидиями (аделеидными и эймериидными) Eucoccida. Кроме того, полученные ультраструктурные данные впервые однозначно показали внутриклеточный паразитизм у агамококцидий, а анализ транскриптомных данных, предоставленных зарубежными коллегами, позволил предположить у них неописанный половой процесс на основе присутствия набора генов, ответственных за мейоз. D 2019 году завершена совместная работа с коллегами из НИИ ФХБ имени А.Н. Белозерского, СПбГУ и зарубежными коллегами из Университетского колледжа Лондона по изучению транскриптомов основных групп Apicomplexa, для которых отсутствуют крупномасштабные данные о нуклеотидных последовательностях (архигрегарины, асептатные и септатные эугрегарины, протококцидии, агамококцидии) и родственных таксонов (Chrompodellida, Squirmidea). Проведён молекулярно филогентический анализ, полученные данные интерпретированы и опубликованы в высокорейтинговом журнале (см. список публикаций). Филогенетический анализ показывает, что апикомплексоподобные паразиты являются полифилетическими, и их сходство в морфологии оказывается конвергентным по крайней мере трижды. Грегарины и эугрегарины оказались монофилетическими, вопреки мнению, сложившемуся на основе многочисленных опубликованных филогений на основе гена 18S рРНК, а агамококцидия Rhytidocystids и протокоцидия Eleutheroschizon являются родственными линиями для важных с медицинской точки зрения таксонов (кокцидии и гемоспоридии). Хотя ранее неизвестные пластиды у низших Apicomplexa встречаются часто, они содержат некоторые из самых разнообразных и богатых AT геномов, когда-либо обнаруженных. Однако у эугрегарин пластиды либо ненормально уменьшены, либо отсутствуют, что увеличивает известные случаи потери пластид у эукариот с двух до четырех. Нуклеотидные последовательности десяти новых филогенетических линий пластид, полученные из проб окружающей среды, и структурные инновации в пластидных белках подтверждают, что пластиды у Apicomplexa и родственных групп широко распространены и имеют общее фотосинтетическое происхождение. Данное исследование проливает новый свет на важную роль хлоропластов в эволюции жизни и может помочь в разработке новых методов лечения заболеваний, вызываемых споровиками. Несколько лекарств, нацеленных на скрытые хлоропласты малярийных паразитов, в настоящее время находятся на клинических испытаниях, а данная работа предполагает, что эти лекарства в будущем могут потенциально использоваться также и против споровиков - возбудителей других болезней. Полученные за отчётный период данные по ключевым группам низших споровиков позволили произвести ревизию макросистемы и предложить схему новой филогенетической системы Apicomplexa. Помимо споровиков в отчётный период изучались и другие протисты. Получены данные по поведению, внешней морфологии, ультраструктуре и молекулярной филогении хищного жгутиконосца Colpodella sp., представителя Chrompodellida (Chromerida + Colpodellida) – сестринской группы споровиков. Исследуемый вид был обнаружен в пробах придонной воды из Карского моря и выведен в лабораторную культуру. Культура является трёхкомпонентной: в качестве пищи (жертвы) использованы бактериотрофные жгутиконосцы Procryptobia sorokini, развивающиеся на чистой культуре бактерии Pseudomonas fluorescens. В случае дефицита пищи две голодающих клетки хищника способны сливаться и образовывать цисту, способную к длительному покою. Наблюдаемое слияние клеток, возможно, представляет собой половой процесс, ранее не отмеченный у кольподеллид. Ультраструктура клетки с одной стороны похожа на таковую других изученных кольподеллид, но с другой стороны имеет особенности: микропоры в пелликуле не обнаружены, субпелликулярные микротрубочки закручены в пологую спираль, в соответствии с формой клетки, отсутствуют компоненты апикального комплекса за исключением незамкнутого коноида из 23-25 микротрубочек. Также не найдено экструсом. Обнаружены клептомитохондрии – митохондрии жертвы, свободно (без вакуолей) лежащие в цитоплазме хищника без видимых следов деградации. Они отличаютсяя от митохондрий хищника круглой формой и дискоидальными (а не трубчатыми) кристами. Прочитана нуклеотидная последовательность рибосомного оперона. Филогенетический анализ подтвердил принадлежность исследуемого организма к кладе Chrompodellida, однако расположил его в гуще загадочных неописанных паразитов – последовательностей, полученных из крови людей, заболевших неизвестной разновидностью лихорадки и из образцов иксодовых клещей (всё с дальневосточной части Китая). Изучена ультраструктура ранее обнаруженного нами грегариноподобного паразитического организма из кишечника полихеты Scolplos armiger, внешне напоминающего архигрегарин рода Selenidium из-за глубоких пелликулярных борозд и выраженной изгибательной моторики, однако помимо этого проявляющего сильную и активную метаболию, что напоминает родственников Apicomplexa – Squirmidea, в частности, изучаемого нами в данном проекте Digyalum oweni. Покровы данного организма имеют такое же строение, как покровы Selenidium (трёхмембранная пелликула, подостланная слоем продольных микротрубочек), но во многом остальном его ультраструктура иная. Как и архигрегарины, это эпицеллюлярный паразит, питающийся мизоцитозом, но цитостом открывается не в щель межклеточного контакта, а непосредственно всасывает цитоплазму клетки хозяина. Продольные субпелликулярные микротрубочки закручиваются в плотную спираль в кольцевой "губе" цитостома, полярное кольцо отсутствует. Цитофаринкс окружён снаружи продольными микротрубочками (которые, однако, не прилегают друг к другу, в отличие от псевдоконоида кольподелл и коноида споровиков, а равномерно разделены промежутками) и многочисленными структурами, похожими на протоки роптрий, хотя собственно резервуары роптрий не выражены. Микронемы, а также трихо- и токсицисты отсутствуют. В передних концах покровных борозд имеются углубления, содержащие рудиментарные жгутики. В задней части клетки содержится крупная органелла, возможно ответственная за синтез запасного углевода, зёрна которого обильны в цитоплазме и похожи на амилопектиновые зёрна Sporozoa. Прочитана нуклеотидная последовательность рибосомального оперона (конкатенированные SSU, 5.8S, LSU рДНК) и построены молекулярно-филогенетические деревья. Оказалось, что изучаемый объект принадлежит к кладе Chrompodellida, являясь сестринской группой к фотосинтетику Chromera velia. Данный организм иллюстрирует возможный путь перехода от организации жгутиконосца к организации паразитических плезиоморфных Sporozoa. Проведён мультигенный филогенетический анализ микроспоридий Amphiamblys sp. (Metchnikovellidae) – гиперпаразитов грегарин Ancora sagittata. Показано, что они являются базальной группой микроспоридий и сохраняют гены белков, ответственных за эндоцитоз, тогда как все остальные (более апоморфные) микроспоридии, будучи глубоко специализированными внутриклеточными паразитами, утратили как сам эндоцитоз, так и соответствующие гены. Изучен жизненный цикл и ультраструктура стадий жизненного цикла паразитоида икры и личинок морских рыб Ichthyodinium chabelardi – представителя одной из базальных ветвей динофлагеллят. Изучены практически все стадии за исключением "макрозооспор". Выявлены многочисленные изменения морфологии клеток в ходе жизненного цикла, наиболее существенными из которых являются следующие: 1) Формирование гигантской вакуоли на стадии бугорчатых трофонтов, которая вытесняет всю цитопламу на периферию клетки, так что ядра, окружённые небольшим количеством цитоплазмы с другими органеллами (ЭПР, митохондрии) находятся в "буграх". Эта вакуоль в дальнейшем последовательно уменьшается в размерах при каждом клеточном делении. 2) На стадии бугорчатых трофонтов формируются гигантские лопастные митохондрии, которые затем фрагментируются на мелкие сферические по ходу делений. 3) Ядра трофонтов претерпевают трансформацию: они содержат большое количество гетерохроматина, который ещё больше конденсируется к началу 3-го деления и в его ходе, а в ходе формирования зооспор образуется типичный динокарион, отсутствующий у предыдущих стадий. У зооспор также найден необычный комплекс, который мы считаем аппаратом проникновения в икринку (ранее его существование было под вопросом) а также более подробно изучено строение покровов (альвеолярная пелликула), жгутикового аппарата и экструсом. Результаты исследования тонкой морфологии зооспор I. chabelardi согласуются с существующими молекулярно-филогенетическим данными, что в совокупности показывает ошибочность исключения этого организма из состава Dinoflagellata и помещения в группу Protalveolata. Полученные за отчётный период данные по ключевым группам низших споровиков и родственных групп протистов позволили произвести ревизию макросистемы и предложить схему новой филогенетической системы Apicomplexa. Результаты исследований за отчётный период были опубликованы в 23 статьях и 5 тезисах докладов, в том числе в 12 статьях в журналах WoS и Scopus, 5 из которых – в высокорейтинговых журналах WoS. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".