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 20-14-00147

НазваниеРазработка экспериментальной платформы для исследования механизмов дифференцировки стволовых клеток на основе регенерирующего плоского червя Macrostomum lignano в качестве модельного организма

Руководитель Блинов Александр Геннадьевич, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук" , Новосибирская обл

Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-210 - Молекулярная генетика

Ключевые слова регенерация, стволовые клетки, мышечные клетким, дифференциация клеток, транскриптомика, секвенирование одиночных клеток, плоские черви, Macrostomum, модельные организмы

Код ГРНТИ34.03.37

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Регенерация – это процесс восстановления потерянных или поврежденных тканей и органов, который зависит от производства новых клеток путем деления и их дифференцировки из стволовых клеток. Несмотря на то, что за последние 20 лет был совершен значительный прогресс в изучении молекулярных механизмов регенерации, мы только лишь начинаем понимать, как стволовые клетки дифференцируют в различные типы клеток во время регенерации. Причиной этому отчасти является отсутствие подходящего модельного организма, который бы позволил проводить детальные исследования клеточной специализации в контексте регенерации. Наша группа разрабатывает свободноживущего плоского червя Macrostomum lignano в качестве модельного организма, хорошо подходящего для поиска ответа на многие вопросы в области исследования регенерации, благодаря наличию у него уникальных биологических и экспериментальных свойств, таких как откладка одноклеточных яиц, прозрачность тела и способность к регенерации всего тела из стволовых клеток, называемых необластами. Недавно мы разработали обширный набор экспериментальных инструментов, уникальный среди других моделей плоских червей, для работы с M. lignano, включающий, например, методы получения стабильных трансгенных линий или целенаправленной встройки последовательностей в геном (нокинов) с помощью системы CRISPR/Cas9. В данном проекте мы будем использовать выдающиеся экспериментальные и биологические свойства M. lignano для его разработки в эффективную платформу для детального изучения молекулярных программ дифференцировки стволовых клеток во время регенерации. В качестве доказательства работоспособности данной концепции в нашем исследовании мы будем опираться на недавно полученные нами трансгенные линии, содержащие две репортерные конструкции, где стволовые клетки (необласты) помечены одним флуоресцентным белком (mNeonGreen), а мышечные клетки - другим флуоресцентным белком (mScarlet). С применением метода флуоресцентной проточной цитометрии (FACS) данная линия позволяет выделять не только необласты и дифференциированные мышечные клетки, но и необласты, “пойманные” в процессе их дифференцировки в мышечные клетки. Мы проведем детальную транскрицпционную характеристику выделенных таким способом необластов, клеток-предшественников мышечных клеток и непосредственно дифференциированных мышечных клеток с помощью технологии секвенирования одиночных клеток, а также с помощью общего РНК-секвенирования клеточных популяций. Это позволит определить транскрипционные факторы (ТФ), которые могут являться кандидатами на роль регуляторов дифференцировки стволовых клеток в мышечные, и конкретные функции данных ТФ в формировании мышц будут изучены с помощью метода РНК-интерференции. Далее, для подтвержденных миогенных ТФ мы создадим трансгенные линии, используя промоторные участки генов, кодирующих эти ТФ, чтобы определить, как регулируется их экспрессия. С помощью нокина последовательности белковой метки 3xFLAG непосредственно в гены отобранных ТФ мы также создадим трансгенные линии, которые позволят использовать метод иммунопреципитации хроматина с последующим секвенированием (ChIP-Seq), чтобы определить гены, регулируемые данными ТФ. Таким образом, в результате данного проекта мы получим комплексную картину механизмов, задействованных в дифференцировке необластов в мышечные клетки, а также полноценно апробированную экспериментальную платформу с соответствующими методами и подходами, которые могут быть далее использованы для изучения механизмов дифференцировки необластов в другие типы клеток. Такая экспериментальная плафторма будет беспрецедентна и неоценима для расшифровки механизмов регенерации всего тела во всей полноте и сложности этого процесса. Знания, полученные в ходе выполнения данного проекта, расширят наше понимание фундаментальных биологических процессов, задействованных в ходе регенерации, и послужит дорожной картой для будущего развития регенеративной медицины.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---