Морские виды, объекты промысла и марикультуры, в условиях гибридизации и клональных раковых инфекций

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 19-74-20024

НазваниеМорские виды, объекты промысла и марикультуры, в условиях гибридизации и клональных раковых инфекций

Руководитель Стрелков Петр Петрович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург

Конкурс №31 - Конкурс 2019 года по мероприятию «Проведение исследований на базе существующей научной инфраструктуры мирового уровня» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-105 - Эволюционная биология

Ключевые слова Сестринские филогенетические линии, Гибридизация, Интрогрессия, Естественный отбор, Популяционная транскриптомика, Фенотипическая изменчивость, Гетероплазмия, генетический химеризм, Трансмиссивный рак, Диссеминированная неоплазия, Морские Bivalvia, коммерческие виды, Морские сельди Clupea, Моря северной Европы

Код ГРНТИ34.23.35

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Если в генотипе животного одновременно читаются гены разных видов, тому может быть несколько объяснений. Нулевая гипотеза: за результатом стоит несовершенство методики генотипирования, либо ее неправильное воплощение, например, контаминация. Альтернативная гипотеза: перед нами гибрид. Есть и вторая альтернативная гипотеза: мы наблюдаем химеризм, когда разные клетки одного животного имеют геномы разных видов. Явление трансмиссивного рака (CTC, clonally transmissible cancer), онкологического инфекционного заболевания, при котором инфекционным агентом являются сами раковые клетки, описано еще в 1876 М.А. Новинским на примере трансмиссивной венерической опухоли собак (CTVT). Сегодня мы знаем, что CTVT – древняя филогенетическая линия (Murchison et al. 2014), возможно - отдельный таксон «одноклеточной собаки». Почему же гипотеза трансмиссивного рака и порождаемого им «химеризма» никогда не рассматривалась ни нами, ни громадным большинством других зоологов, изучающих «естественную гибридизацию» или просто использующих молекулярно-генетические методы? Мы отвечаем на этот вопрос так: потому что мы были слепы. Мы изучали гибридизацию у морских животных, в том числе моллюсков, даже не допуская мысль, что за «комплексными генотипами» может стоять CTC. Теперь мы узнали, что клональные раковые инфекции широко циркулируют в морских (малако)ценозах, пересекая таксономические границы. В рамках проекта мы хотим, во-первых, продолжить свои исследования гибридизации, для чего нам нужно учесть гипотезу СТС. Во вторых, мы хотим увидеть CTC и попытаться постичь это явление, конфликтующее с устоявшейся научной картиной мира и потому сулящее много открытий. Гибридизация. Нас интересует, при каких обстоятельствах до того географически изолированные родственные виды вступают во вторичный контакт, впадают в интрогрессивную гибридизацию, и к каким экологическим и эволюционным последствиям это приводит. На фоне солидного задела исследований гибридизации у континентальных видов, в том числе Homo, о гибридизации в море известно мало, а в морях России практически ничего. Ранее мы показали межвидовую гибридизацию у таких обычных обитателей морей северной Европы как мидии Mytilus, балтийские ракушки Macoma cf. balthica и морские сельди Clupea. В каждом случае в гибридизацию вступили виды атлантического и тихоокеанского происхождения, время дивергенции между которыми оценивается в 1.5-3.5 миллионов лет. Теперь мы хотим развить этот задел, описав паттерны гибридизации и интрогрессии у этих животных во всем регионе. Это важно по следующим причинам. Во-первых, все наши объекты являются ключевыми элементами морских экосистем, а мидии и сельди имеют большое хозяйственное значение. Поэтому их генетическое и таксономическое разнообразие требует изучения. Очевидно, что фенотипически и экологически гибриды не идентичны родителям, а «симпатрические» популяции гибридизующих видов, тем более интрогрессированные популяции не идентичны «аллопатрическим» популяциям тех же видов. Во-вторых, на примере нашей модели - трех пар видов - биогеографических аналогов, вступающих в гибридизацию в разных углах одного и того же обширного региона, можно ответить на вопросы: В какой степени гибридизация между разными парами видов в одних и тех же местах приводит к одним и тем же последствиям? В какой степени гибридизация между одними и теми же видами, но в разных местах, приводит к одним и тем же последствиям? Химеризм. За два года, прошедших с момента открытия CTC у морских Bivalvia (Metzger et al. 2015), он показан, в том числе, у Mya arenaria, Cerastoderma edulis, Mytilus spp. и Macoma cf. balthica (Metzger et al. 2015, 2016, Paynter et al. 2017), то есть у всех крупных литоральных Bivalvia, обитающих в северных морях России. В качестве программы минимум мы хотим, во-первых, отработать методику определения CTC и формально проверить его наличие/ отсутствие в региональных популяциях этих животных. Во-вторых, мы хотим учесть гипотезу СТС при получении и интерпретации данных по гибридизации у Macoma и, особенно, Mytilus. Популяции M. trossulus северной Европы рассматриваются как вероятный источник CTC, распространяющегося в популяциях M. edulis западной Атлантики (Riuet et al. 2017). В качестве программы максимум, мы хотим поучаствовать в разворачивающейся гонке по изучению СТС, изучив его филогению.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Симон А., Фраиссе К., Эль-Айяри Т., Лиотар-Гаага, Стрелков П., Велч Д.Д., Биерне Н. Local introgression at two spatial scales in mosaic hybrid zones of mussels bioRxiv (год публикации - 2019)
10.1101/818559

2. Симон А., Арбои К., Нильсен Э.Е., Кусто Д., Фраиссе К., Суссарелу Р., Бурго Т., Бернар И., Колен Д.В.П., Лами Д-Б., Роберт С., Сказина М., Стрелков П., Кейрога Х., Кансио И., Велч Д.Д., Виард Ф., Биерне Н. Replicated anthropogenic hybridisations reveal parallel patterns of admixture in marine mussels Evolutionary applications (год публикации - 2019)
10.1111/eva.12879

3. Одинцова Н.А. Leukemia-Like Cancer in Bivalves Russian Journal of Marine Biology, Vol. 46, No. 2, pp. 59–67 (год публикации - 2020)
10.1134/S1063074020020078

4. Симон А., Фраиссе К., Эль Айяри T., Лиотар-Хаг К., Стрелков П., Велч Д.Д., Биерне Н. How do species barriers decay? Concordance and local introgression in mosaic hybrid zones of mussels Journal of Evolutionary Biology (год публикации - 2020)
10.1111/jeb.13709

5. Лааконен Х.М., Хардман М., Стрелков П., Вайнола Р. Cycles of trans‐Arctic dispersal and vicariance, and diversification of the amphi‐boreal marine fauna Journal of Evolutionary Biology (год публикации - 2020)
10.1111/jeb.13674

6. Венне Р., Збавичка М., Бач Л., Стрелков П., Ганцевич М., Куклинский П., Киевский Т., Макдональд Дж. Х., Сундсасен К.К., Арнаси М., Лиен С., Каасик А., Херкул К., Котта Й. Trans-Atlantic Distribution and Introgression as Inferred from Single Nucleotide Polymorphism: Mussels Mytilus and Environmental Factors Genes, 11, 530 (год публикации - 2020)
10.3390/genes11050530

7. Сказина М.А., Одинцова Н.А., Майорова М.А., Иванова А.В., Вайнола Р., Стрелков П. First description of a widespread Mytilus trossulus-derived bivalve transmissible cancer lineage in M. trossulus itself Scientific reports, т. 11, N 5809, С.1-13 (год публикации - 2021)
s41598-021-85098-5

8. Хайтов В.М., Марченко Ю.Т., Католикова М.В., Вайнола Р., Кингстон С.Е., Карлон Д.Б., Ганцевич М., Стрелков П. Species identification based on a semi-diagnostic marker: Evaluation of a simple conchological test for distinguishing blue mussels Mytilus edulis L. and M. trossulus Gould PLoS ONE, 16(7): e0249587, 27 страниц (год публикации - 2021)
10.1371/journal.pone.0249587.g001

9. Лайус Д.Л. God playing dice, revisited: determinism and indeterminism in studies of stochastic phenotypic variation Emerging Topics in Life Sciences, 6 (3): 303–310 (год публикации - 2022)
10.1042/ETLS20210285

10. Стрелков П.П. Синдром Карпентера: бессмертные линии трансмиссивного рака меняют своих смертных хозяев Природа, номер 4, стр. 3-11 (год публикации - 2022)
10.7868/S0032874X22040019

11. Сказина М., Одинцова Н., Майорова Н., Фролова Л., Долганова И., Регель К., Стрелков П. Two lineages of bivalve transmissible neoplasia affect the blue mussel Mytilus trossulus Gould in the subarctic Sea of Okhotsk Current Zoology, 1-12 (год публикации - 2022)
10.1093/cz/zoac012

12. Бахмет И., Аристов Д., Марченко Ю., Николаев К. Handling the heat: Changes in the heart rate of two congeneric blue mussel species and their hybrids in response to water temperature Journal of Sea Research, том 185, номер статьи 102218, 1-6. (год публикации - 2022)
10.1016/j.seares.2022.102218

13. Виллальба А., Сказина М., Диаз С., Диз А.П., Стрелков П. Two branchial pathological conditions, nuclear hypertrophy and abnormal epithelial proliferation, in Mya arenaria from northwest Russia coasts Diseases of Aquatic Organisms (год публикации - 2022)
10.3354/dao03711

Публикации

3. Одинцова Н.А. Leukemia-Like Cancer in Bivalves Russian Journal of Marine Biology, Vol. 46, No. 2, pp. 59–67 (год публикации - 2020)
10.1134/S1063074020020078

Публикации

3. Одинцова Н.А. Leukemia-Like Cancer in Bivalves Russian Journal of Marine Biology, Vol. 46, No. 2, pp. 59–67 (год публикации - 2020)
10.1134/S1063074020020078

Публикации

3. Одинцова Н.А. Leukemia-Like Cancer in Bivalves Russian Journal of Marine Biology, Vol. 46, No. 2, pp. 59–67 (год публикации - 2020)
10.1134/S1063074020020078