Введение 4
Обзор литературы 5
Спиральное дробление 5
Особенности спирального дробления, номенклатура и генеалогия клеточных линий 5
Гетеро-и гомоквадрантное спиральное дробление 6
Детерминированность и регуляция в спиральном дроблении 7
Дупликация туловищных структур как демонстрация индукционных взаимодействий ...9
Способности изолированных бластомеров различных линий к автономному развитию у объектов с гетероквадрантным спиральным дроблением 10
Процессы регуляции при установлении клеточных судеб в гомоквадрантно дробящемся
зародыше 12
Возможные механизмы эмбриональной индукции 12
Экспериментальное удаление бластомеров в зародышах гетероквадрантно дробящихся представителей, роль производных квадранта D 12
Взаимодействия клеток в зародыше, установление контактов 13
Эмбриональный организатор 14
Эмбриональный организатор в зародыше моллюсков 14
Эмбриональный организатор в зародыше аннелид 15
МАР-киназный сигнальный путь 17
Роль МАР-киназного каскада в развитии Spiralia 17
МАР-киназный сигнальный каскад и фунционирования эмбрионального организатора в зародыше моллюсков 17
Роль МАР-киназного каскада в развитии полихет 21
Материалы и методы 24
Получение эмбриональной культуры синхронного развития Alitta virens 24
Фиксация эмбрионального материала 24
Иммуноцитохимические исследования 25
Анализ материала методом конфокальной микроскопии и последующая обработка данных 26
Результаты и обсуждение 27
Внутриклеточная локализация сигнала 27
Активность МАР-киназы на стадии восьми бластомеров 28
Активность МАР-киназы на стадии 16 бластомеров 29
Активность МАР-киназы на стадии 17 бластомеров (Выделение 3d) 31
Активность на стадии 23 бластомеров 33
Активность на стадии около 32 бластомеров 35
Прослеживание активности МАР-киназного каскада в отдельных клеточных линиях ...37
Эволюционная интерпретация 41
Выводы 43
Благодарности 44
Литература
Эмбрионы животных со спиральным дроблением (объединяемых в группу Spiralia) - многообещающая модель для исследования сигнальных каскадов в морфогенетических процессах. В экспериментах по удалению и пересадке бластомеров было показано существование индуктивных взаимодействий в зародышах моллюсков и аннелид, однако ее молекулярная природа до последнего времени оставалась загадкой. Первые данные о путях межклеточной коммуникации в раннем развитии Spiralia были получены на моллюсках и показали существование в зародыше эмбрионального организатора - клетки 3D. Исследования молекулярных основ его определения и функционирования выявили ключевого участника индукционных событий - МАР-киназный сигнальный каскад, отвечающий за установление эмбриональных осей и индукцию личиночных и дефинитивных структур в эмбрионах многих видов. Однако дальнейшие исследования продемонстрировали существенную вариабельность участия МАР-киназного каскада в развитии Spiralia. Относительно же развития аннелид был продемонстрирован широкий спектр клеток, выполняющих функцию организатора в зародыше, не согласующийся с консервативной ролью 3D в развитии моллюсков. Роль МАР-киназного сигнального каскада, изученная на небольшом числе представителей аннелид, также не может быть сведена к общему среди Spiralia консенсусу. Изучение организующих событий у зародышей полихет, таким образом, представляет особенный интерес ввиду малоизученности этого вопроса и его важности для эволюционных построений.
Цель работы: Выявить участие МАР-киназного сигнального пути в раннем эмбриональном развитии нереидной полихеты Alitta virens.
Задачи:
1. Выявить у зародышей A. virens активную форму МАР-киназы Erk1/2 и определить её внутриклеточную локализацию.
2. Проанализировать приуроченность активности МАР-киназного сигнального пути к определённым линиям клеток.
3. Определить временной период активности МАРК для анализа возможной связи с происходящими морфогенетическими событиями.
4. Выявить общие и частные закономерности участия MAP-киназного сигнального каскада в развитии Spiralia и у A. virens.
1. Активная дифосфорилированная форма Erk1/2 вовлечена в развитие зародыша A. virens на стадиях дробления. При этом наблюдается исключительно ядерная локализация данного белка.
2. Паттерны активации МАРК специфичны для конкретных линий бластомеров, в частности для квадранта D. В ходе дробления активная форма Erk1/2 может неоднократно появляться и исчезать в ряду клеточных поколений.
3. На дорсальной стороне зародыша наблюдается дифференциальная активация МАРК в конце третьего и четвертого митотического цикла, а также в макромере 3D в начале пятого цикла.
4. Характер пространственной активности МАР-киназного сигнального пути уникален для исследованного вида полихет, но показывает сходство с описанным для Spiralia паттерном в анимальных микромерах и мезэнтодермальном бластомере 3D.
