Реорганизация клеточных покровов динофлагеллят как ключевой фактор, определяющий их продуктивность и значение для аквакультуры

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-74-10093

НазваниеРеорганизация клеточных покровов динофлагеллят как ключевой фактор, определяющий их продуктивность и значение для аквакультуры

Руководитель Матанцева Ольга Валерьевна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии Российской академии наук , г Санкт-Петербург

Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-110 - Общая и молекулярная микробиология; вирусология

Ключевые слова аквакультура, амфиесма, динофлагелляты, мембрана, везикулярный транспорт, трансмембранный транспорт

Код ГРНТИ34.27.17

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Развитию аквакультуры в современном мире уделяется особое внимание, поскольку естественный вылов уже не покрывает потребности человечества в рыбе и морепродуктах. Россия обладает огромными ресурсами для ведения аквакультуры, которые будут активно разрабатываться в ближайшие годы. Одним из ключевых компонентов экосистем аквахозяйства является фитопланктон, находящийся в основании пищевых сетей. Особую роль играют представители динофлагеллят, поскольку многие токсичные виды этих организмов способны формировать масштабные цветения в местах ведения водного хозяйства, снижающие качество воды и представляющие угрозу выживаемости культивируемых организмов и здоровью человека (Hallegraeff, 1993; Smayda, Reynolds, 2001). Накапливаясь в тканях употребляемых в пищу рыб, моллюсков и ракообразных, токсины динофлагеллят могут вызывать тяжелые отравления человека, нередко приводящие к летальному исходу (Cembella, 1998). При этом, нетоксичные динофлагелляты рассматриваются как очень эффективный высококалорийный корм для мальков культивируемых рыб, поэтому необходимы продуктивные методы искусственного выращивания большой биомассы таких микроорганизмов (Saldarriaga, Taylor, 2017). Огромное значение для регуляции продуктивности динофлагеллят как в естественных и искусственных водоемах, так и при их выращивании в накопительных культурах имеют уникальные клеточные покровы этих организмов, называемые амфиесмой. Амфиесма подвергается масштабным структурным перестройкам в ходе жизненного цикла клеток и в ответ на действие стрессовых факторов, которые сопряжены с временной потерей активности клетками (Morrill, 1984; Netzel, Dürr, 1984; Bricheux et al., 1992; Pozdnyakov, Skarlato, 2012; Pozdnyakov, Matantseva, Negulyaev et al., 2014). По-видимому, реорганизация амфиесмы представляет собой эволюционную адаптацию к действию постоянно меняющихся условий среды. В настоящее время процесс реорганизации клеточных покровов динофлагеллят слабо изучен, существующие данные получены исключительно на морфологическом уровне. Научная новизна проекта обусловлена применением методов современной клеточной биологии для определения молекулярной структуры амфиесмы и локализации в ней белков, отвечающих за ключевые физиологические функции клеток динофлагеллят, а также выяснения механизмов формирования и реорганизации данного типа клеточных покровов эукариот. В ходе выполнения проекта будут исследованы: 1) локализация и пространственное распределение транспортеров питательных субстратов (специфичные транспортеры ионов нитрата NRT2.1 и мочевины DUR3), ионных каналов, управляемых циклическими нуклетотидами, и Na+/K+-АТФазы на разных этапах развития и перестройки амфиесмы; 2) участие цитоскелета и везикулярного транспорта в формировании и реорганизации амфиесмы; 3) изменения в физиологической активности клеток, сопряженные с реорганизацией клеточных покровов, на примере трансмембранного транспорта питательных субстратов; 4) сигнальные пути, участвующие в регуляции реорганизации амфиесмы. Исследования, предлагаемые в настоящем проекте, необходимы для разработки инструментов контроля продуктивности динофлагеллят с помощью воздействия на процесс реорганизации их клеточных покровов, который является одним из важнейших факторов, лимитирующих рост и пролиферацию этих организмов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Матанцева О. Cellular mechanisms of dinoflagellate cyst development and ecdysis - many questions to answer Protistology, 13 (2) 47-56 (год публикации - 2019)
10.21685/1680-0826-2019-13-2-1

2. Бердиева М., Сафонов П., Матанцева О. Ultrastructural aspects of ecdysis in the dinoflagellate Amphidinium carterae Protistology (год публикации - 2019)

3. Калинина В., Матанцева О. Localization of nutrient transporters in native and ecdysing cells of the dinoflagellate Prorocentrum minimum Abstract Book - VIII European Congress of Protistology - ISOP Joint Meeting, 79 (год публикации - 2019)

4. Бердиева М., Сафонов П., Матанцева О. Ultrastructural aspects of ecdysis in the naked dinoflagellate Amphidinium carterae Protistology, 13(2), 57-63 (год публикации - 2019)
10.21685/1680-0826-2019-13-2-2

5. Матанцева О. Cellular mechanisms of dinoflagellate cyst development and ecdysis - many questions to answer Protistology, 13(2), 47-56 (год публикации - 2019)
10.21685/1680-0826-2019-13-2-1

6. Бердиева М., Калинина В.,Поздняков И., Печковская С., Матанцева О. Stressor-induced ecdysis in the dinoflagellate Prorocentrum minimum Poster Abstract - VIII European Congress of Protistology - ISOP Joint Meeting, 137 (год публикации - 2019)

7. Калинина В., Бердиева М., Матанцева О. The role of the cytoskeleton in the ecdysis of the dinoflagellate Prorocentrum minimum Protistology, V. 14, N. 1, pp. 38-44 (год публикации - 2020)
10.21685/1680-0826-2020-14-1-6

8. Матанцева О.,Бердиева М.,Калинина В.,Поздняков И.,Печковская С.,Скарлато С. Stressor-induced ecdysis and temporary cyst formation in the armoured dinoflagellates Prorocentrum minimum Scientific Reports (год публикации - 2020)

9. Бердиева М., Печковская С.А., Матанцева О. Tetracycline and the ecdysis level in cultures of the dinoflagellate Prorocentrum minimum Protistology, 14(3) (год публикации - 2020)

10. Матанцева О., Бердиева М., Калинина В., Поздняков И., Печковская С., Скарлато С. Stressor-induced ecdysis and thecate cyst formation in the armoured dinoflagellates Prorocentrum cordatum Scientific Reports, 10, article18322 (год публикации - 2020)
10.1038/s41598-020-75194-3

11. Матанцева О.В., Бердиева М.А., Калинина В.О., Поздняков И.А., Печковская С.А., Сафонов П.Ю. Физиология динофлагеллят во время перестройки клеточных покровов Гены и клетки, Т. XV, №3, Приложение, с.192-193 (год публикации - 2020)

12. Матанцева О.В., Бердиева М.А., Калинина В.О., Печковская С.А., Сафонов П.Ю., Поздняков И.А. Sensitivity of dinoflagellates to mechanical stressors as potential target to control harmful blooms in aquaculture Protistology (год публикации - 2021)

13. Поздняков И.А., Бердиева М.А., Калинина В.О., Печковская С.А., Матанцева О.В. Brefeldin A disturbs Golgi complex integrity but does not impair ecdysis in the dinoflagellates Prorocentrum cordatum Protistology (год публикации - 2021)

14. Матанцева О.В., Поздняков И.А., Клепикова А.В., Щелкунов М.И., Сафонов П.Ю., Бердиева М.А., Скарлато С.О. A transcriptomic study reveals high metabolic activity in thecate cysts of the dinoflagellate Prorocentrum cordatum New Phytologist (год публикации - 2021)

Публикации