Сравнительное изучение кинетиды хоаноцитов и жгутиковых клеток личинок губок

Руководитель группы:
Карпов Сергей Алексеевич: sakarpov4@gmail.com;

Состав группы:
Поздняков Игорь Робертович: d_igor_po@yahoo.com;
Соколова Агния Михайловна: enfado@yandex.ru (ИБР им. Н.К. Кольцова РАН, Москва);
Ересковский Александр Вадимович: aereskovsky@mail.ru (каф. эмбриологии СПбГУ).

Исследование кинетиды хоаноцитов губок.

Губки с давних времен представляют интерес для исследований, связанных с возникновением и эволюцией многоклеточности у животных. Внешнее сходство хоаноцитов с хоанофлагеллятами еще два века назад явилось основанием для гипотез о происхождении губок от хоанофлагеллят (James-Clark, 1868). Сейчас эта гипотеза может считаться доказанной: все последние молекулярно-биологические данные показывают эволюционное единство группы Metazoa, включая губок, и сестринские отношения между группами Metazoa и Choanoflagellata (Medina et al., 2003; Adl et al., 2005, 2012; Pick et al., 2010). Однако молекулярно-биологические данные не способны дать ответ на вопрос: каким был общий предок хоанофлагеллят и Metazoa? Был ли он похож на хоанофлагеллят? Или же воротничковые жгутиконосцы, как и многоклеточные животные приобрели свои отличительные признаки уже после расхождения двух сестринских групп в эволюционном процессе, а общий их предок отличался от обоих своих потомков и, возможно, был больше похож на предка всей группы Opisthokonta?

Сравнительно-цитологическое изучение кинетиды хоанофлагеллят и хоаноцитов губок способно дать ответ на этот вопрос (Woollacott, Pinto, 1995). К сожалению, при достаточном количестве данных о кинетиде хоанофлагеллят (Karpov, 2000; Karpov, Leadbeater, 1998), данные о строении кинетиды хоаноцитов губок весьма немногочисленны (Gonobobleva, Maldonado, 2009). За последние 5 лет в рамках работ по 4 проектам РФФИ были получены данные по строению кинетиды как хоаноцитов, так и жгутиквоых клеток личинок. Мы установили наиболее древний тип кинетиды для губок и показали, что он не имеет ничего общего с кинетидой хоанофлагеллат. Поэтому предок Metazoa не был похож на воротничкового жгутиконосца, и его черты надо искать ниже по филогенетическому древу. Сейчас это и есть наша основная задача, для решения которой мы используем как морфологические, так и биоинформатические методы.

Ключевые публикации:

1. Sokolova AM, Pozdnyakov IR, Ereskovsky AV, and Karpov SA. 2019. Kinetid structure in larval and adult stages of the demosponges Haliclona aquaeductus (Haplosclerida) and Halichondria panacea (Suberitida). Zoomorphology. https://doi.org/10.1007/s00435-019-00437-5
2. Pozdnyakov I.R., Sokolova A.M., Ereskovsky A.V. and Karpov S.A. 2018. Kinetid structure in sponge choanocytes of Spongillida and Scopalinida in the light of evolutionary relationships within Demospongiae. Zoological Journal of the Linnean Society. 20: 1-18.
3. Pozdnyakov IR, Sokolova AM, Ereskovsky AV and Karpov SA. 2017. Kinetid structure of choanoflagellates and choanocytes of sponges does not support their close relationship. Protistology 11: 248–264.
4. Pozdnyakov I.R. and Karpov S.A. 2016. Kinetid Structure in Choanocytes of Sponges (Heteroscleromorpha): Toward the Ancestral Kinetid of Demospongiae. J. Morph. 277: 925–934.
5. Поздняков И.Р., Карпов С.А. 2015. Структура кинетиды хоаноцита губки Haliclona sp. (Demospongiae, Haplosclerida) и ее значение для систематики и филогении Demospongiae. Зоол. журн. 94: 1–8.
6. Pozdnyakov I.R. and Karpov S.A. 2013 Flagellar apparatus structure of choanocyte in Sycon sp. and its significance for phylogeny of Porifera. Zoomorphology. 132: 351-357.

Площадки, на которых работают научная группа:
Кафедра зоологии беспозвоночных.

Экспедиции:
Озеро Байкал, Белое, Баренцево и Средиземное моря.

Дружественные организации:
ЗИН РАН;
кафедра эмбриологии СПбГУ;
ИБР им. Н.К. Кольцова РАН.

Сравнительно-морфологическое и молекулярно-генетическое изучение низших грибов — поиски общего предка Holomycota

Руководитель группы: Карпов Сергей Алексеевич: sakarpov4@gmail.com

Состав группы:
Вишняков Андрей Экскустадианович: vishnyakov@hotmail.com;
Цветкова Вктория Сергеевна: cvetkoviktoriya@yandex.ru;
Мамкаева Мария Алексеевна: mamkaeva.mary@gmail.com (каф. кафедра микробиологии СПбГУ)

Монофилетический таксон опистоконтов Holomycota включает грибы, микроспоридии и амебоидных протистов (нуклеарии и Fonticula). В последние годы благодаря методам молекулярной филогенетики выяснилось, что некоторые низшие грибы и паразиты водорослей афелиды образуют самостоятельные ветви в основании Holomycota между амебоидными протистами и хитридиомицетами. На основании их исследования мы установили надтип Opisthosporidia (Aphelida, Cryptomycota, Microsporidia), который является сестринским всем грибам. В настоящее время проводятся масштабные исследования ультраструктуры и молекулярной филогении имеющихся и вновь выделенных из природы штаммов афелид и низших грибов. При выполнении поддержанного РНФ проекта были получены данные по их ультраструктуре, транскриптомам и геномам афелид и необычных хитридиомицетов, что позволило наполнить содержанием две древнейшие ветви Holomycota, построить мультигенную филогению и реконструировать облик и жизненный цикл их свободноживущего предка. Перспективы: изучение морских хитридиомицетов и афелид морфологическими и молекулярно-генетическими методами.

Ключевые публикации:

1. Torruella G., Grau-Bove X., Moreira D., Karpov S.A., Burns A., Sebe-Pedros A., Volcker E., Lopez-Garcia P. 2018. Global transcriptome analysis of the aphelid Paraphelidium tribonemae supports the phagotrophic origin of fungi. Communications Biology, 1:231. https://doi.org/10.1038/s42003-018-0235-z | www.nature.com/commsbio.
2. Karpov S.A., Moreira D., Mamkaeva M.A., Popova O.V., Aleoshin V.V. and Lopez-Garcia P. 2018. New member of Gromochytriales (Chytridiomycetes) – Apiochytrium granulosporum nov. gen. et sp. JEM doi: 10.1111/jeu.12702. First published: 20 November, 0, 1–10. https://doi.org/10.1111/jeu.12702
3. Karpov SA, Lopez-Garcia P, Mamkaeva MA, Tcvetkova VS, Vishnyakov AE, Klimov VI, Moreira D. 2018. The Chytrid-like Parasites of Algae Amoeboradix gromovi gen.et sp.nov.and Sanchytrium tribonematis Belong to a New Fungal Lineage. Protist. 169: 122-140.
4. Karpov SA, Tcvetkova VS, Mamkaeva MA, Torruella G, Timpano H, Moreira D, Mamanazarova KS, Lopez-Garcia P. 2016. Morphological and Genetic Diversity of Opisthosporidia: New Aphelid Paraphelidium tribonemae Gen. et Sp. Nov. J Eukaryot Microbiol 64:204–212.
5. Karpov S.A. 2016. Flagellar apparatus structure of choanoflagellates. Cilia 5: 11. DOI: 10.1186/s13630-016-0033-5
6. Karpov SA, Mamkaeva MA, Benzerara K, Moreira D and Lopez-Garcia P. 2014. Molecular phylogeny and ultrastructure of Aphelidium aff. melosirae (Aphelida, Opisthosporidia). Protist. 165, 512-526
7. Karpov SA, Kobzeva AA, Mamkaeva MA, Mamkaeva KA, Mikhailov KV, Mirzaeva GS, Aeoshin VV. 2014. Gromochytrium mamkaevae gen. et sp. nov. and two new orders: Gromochytriales and Mesochytriales (Chytridiomycetes). Persoonia 32: 115–126
8. Karpov SA, Mamkaeva MA, Aleoshin VV, Nassonova E, Lilje O and Gleason FH. 2014. Morphology, phylogeny, and ecology of the aphelids (Aphelidea, Opisthokonta) and proposal for the new superphylum Opisthosporidia. Front. Microbiol. 5:112. doi: 10.3389/fmicb.2014.00112
9. Karpov S.A., Mikhailov K.V., Mirzaeva G.S., Mirabdullaev I.M., Mamkaeva K.A., Titova N.N. and Aleoshin V.V. (2013) Obligately Phagotrophic Aphelids Turned out to Branch with the Earliest-diverging Fungi. Protist. 164, pp. 195–205.

Площадки, на которых работают научная группа:
Кафедра зоологии беспозвоночных.

Экспедиции:
Озеро Байкал, пресноводные водоемы Северо-Запада, Белое, Баренцево и Средиземное моря.

Дружественные организации:
ЗИН РАН;
кафедра Микробиологии СПбГУ;
биологический ф-т МГУ

наверх