Санкт-Петербургский Государственный Университет
Биологический Факультет

Кафедра Зоологии Беспозвоночных
 

Регуляция сложных жизненных циклов на молекулярном уровне

Руководитель группы:
Халтурин Константин Викторович — руководитель, специалист по книдариям, участник многих крупных исследовательских проектов, в том числе работы по получению генома гидры.

Состав группы:

  • Добровольский Андрей Александрович — наша всеобъемлющая база для понимания морфологии, жизненных циклов и эволюционных вопросов.
  • Старунов Виктор Вячеславович — специалист по нервным системам Lophotrochozoa, успешно переносящий свой опыт морфологических и генетических исследований на новые объекты.
  • Щенков Сергей Владимирович — специалист по трематодам, главный по постановке жизненного цикла эхиностомы в лаборатории.
  • Гончар Анна Георгиевна — тоже занимается трематодами, но помимо этого раздела отвечает за биоинформатичекую часть работы.
  • Хабибулина Валерия Руслановна — в рамках работы над ВКР бакалавра занимается медузной частью проекта.

Халтурин Константин Викторович
Руководитель группы — Константин Викторович Халтурин

Список ключевых публикаций:
Fuchs B., Wang W., Graspeuntner S., Li Y., Insua S., Herbst E.M., Khalturin K. 2014. Regulation of Polyp-to-Jellyfish Transition in Aurelia aurita // Current Biology 24(3): 263–273.

Сложный жизненный цикл включает несколько онтогенезов, последовательно сменяющих друг друга. Он свойственен многим многоклеточным животным. Тем не менее, механизмы реализации альтернативных стадий на основе одного генома остаются непонятными. Цель нашей работы — определить молекулярные механизмы, задействованные в регуляции сложных жизненных циклов.

жизненный цикл трематод
Жизненный цикл трематод

Объекты наших исследований — Aurelia aurita (Cnidaria) и Echinoparyphium pseudorecurvatum (Trematoda)  — они подходят по ряду практических и фундаментальных причин. Одна из основ нашей работы — создание и поддержание культур полных жизненных циклов этих организмов. Имея такие культуры, можно по мере необходимости получать ткани для последующих этапов исследования. Ключ к успеху — качественные морфологические данные, которые (и только которые) позволяют точно описывать материал и в дальнейшем верно интерпретировать результаты. Где, как ни на кафедре зоологии беспозвоночных, можно на высоком уровне разобраться с тонкостями морфологии?

жизненный цикл Aurelia aurita
Жизненный цикл Aurelia aurita

Работа включает получение данных РНК-секвенирования материала последовательных стадий жизненного цикла книдарий и трематод с помощью методов нового поколения и сборку транскриптомов (биоинформатика — и мы активно развиваемся в этом направлении). Полученная таким образом информация организуется в виде базы данных. В итоге можно обнаружить продукты, специфичные для разных этапов сложного жизненного цикла, и определить их природу. Следующий шаг — более тонкое изучение дифференциальной экспрессии генов, а также локализации соответствующих клеток с помощью методов ДНК-микрочипов и FISН. Наконец, обобщение всего накопленного материала позволит сопоставить механизмы регуляции в сложных жизненных циклах различного типа (метагенез и гетерогония) и вычленить общие тенденции в эволюции сложного жизненного цикла.

Работы ведётся на нескольких площадках:

  • на кафедре зоологии беспозвоночных в Здании двенадцати коллегий;
  • в Лаборатории экспериментальной зоологии в Петергофе;
  • в Ресурсном центре «Развитие молекулярных и клеточных технологий» http://biomed.spbu.ru/about/

Мы активно сотрудничаем с Центром геномной биоинформатики им. Ф.Г. Добржанского http://dobzhanskycenter.bio.spbu.ru/ru/. Летом 2013 года после совместных обсуждений было принято решение о запуске на базе Центра параллельного проекта по секвенированию и аннотации генома аурелии.

Как развивается наш проект:

  • весна 2012 года — мы собрались первый раз, чтобы поделиться идеями и обсудить планы.
  • осень 2012 года — подача заявки на инициативный грант РФФИ. Именно в этот момент сформировалась наша команда, был составлен общий план работы и распределены роли.
  • декабрь 2012 года — наш проект поддержали! Грант РФФИ 13-04-01795 Работаем J
  • январь 2013 года — в Ресурсном центре отсеквенировали транскриптом беломорских аурелий.
  • май 2013 года — идея проекта представлена на совместном лабораторном выезде-семинаре Центра геномной биоинформатики им. Добржанского (СПбГУ) и Лаборатории алгориттической биологии (СПбАУ).
  • осень 2013 года — в лаборатории получена часть жизненного цикла Echinoparyphium, мы начали накапливать материал церкарий для выделения РНК в морозильнике на -80.
  • декабрь 2013 года — вышла фантастическая статья Fuchs et al., 2004 о регуляции сложного жизненного цикла аурелии; это основа для нашей остальной работы. База данных по аурелии — http://www.compagen.org/aurelia/
  • весна 2014 года — готовы все результаты по морфологии беломорских аурелий, которые войдут в ВКР Леры.

…Продолжение следует!

Каждый месяц мы собираемся, чтобы обсудить промежуточные результаты и планы на будущее.

наверх