Закономерности восстановления и роль нервной системы в регенерации аннелид

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 21-74-00055

НазваниеЗакономерности восстановления и роль нервной системы в регенерации аннелид

Руководитель Козин Виталий Владиславович, Кандидат биологических наук

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

Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-106 - Биология развития

Ключевые слова нейрогенез, нервная система, иннервация, факторы роста, сигналинг, регуляция, гомеостаз, регенерация, экспериментальная эмбриология, морфогенез, паттернирование, беспозвоночные, Spiralia, Annelida

Код ГРНТИ34.03.37

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Интегрирующая роль нервной системы (НС) в физиологических и поведенческих реакциях хорошо изучена, однако в контексте развивающегося организма ее влияние на морфогенез и дифференцировку не менее важны, но все еще слабо изучены, особенно у беспозвоночных. Взаимная обусловленность формирования нервной системы и эффекторных органов дает ключ к пониманию сложнейших усовершенствований всего тела, органов и тканей в ходе эволюционных изменений. Интереснейшей организменной моделью с феноменальными способностями нервной системы контролировать позиционную информацию, тканевой гомеостаз, репродукцию и регенерацию являются аннелиды. Экспериментами по денервации, трансплантации, перерезке и отведению брюшной нервной цепочки (БНЦ) было обосновано мнение о необходимости и достаточности поврежденного конца БНЦ для индукции развития регенерационной почки. В настоящее время нервной системе аннелид придают не только трофическую и организующую функцию, но и важнейшее значение в создании осевого паттерна, контролирующей специфику морфогенеза. Несмотря на яркие экспериментальные доказательства необходимости НС для регенерации аннелид, конкретные механизмы ее влияния остаются загадкой. Прежде всего, по аналогии с позвоночными, нервы могут быть локальным источником сигнальных молекул, идентификация которых является актуальнейшей задачей. Вторым возможным путем регуляции со стороны НС является вспомогательная роль для других клеточных типов регенерационного ответа. Временно ассоциированными с НС миграторными элементами являются фагоциты, необласты и клетки половой линии. Каковы тонкие взаимодействия между НС и предшественниками регенерата еще предстоит выяснить. В-третьих, для аннелид описана яркая и во многом уникальная роль системной регуляции регенерации и полового созревания посредством нейроэндокринной секреции. У многих аннелид после удаления головного мозга (источника гормона) активируется созревание гамет, а регенерация сегментов становится невозможной. Для расшифровки описанных феноменов нами и предложен данный проект. С учетом современного уровня научных технологий реализация проекта, безусловно, откроет новые грани регенеративной биологии. В рамках проекта планируется рассмотреть модель нормальной посттравматической регенерации и экспериментального гетероморфоза после элиминации нервных элементов у представителей Annelida. Решения задачи простирается от молекулярных и субклеточных масштабов до организменных. В качестве отправной точки будет проведен сравнительный описательный анализ динамики восстановления нервов, их медиаторной тропности и транскриптомного профиля. На экспериментальном материале (после денервации и декапитации) будут прослежены соответствующие девиации восстановительного процесса.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Шалаева А.Ю., Козин В.В. Experimental model to test the influence of cerebral ganglion on the posterior regeneration of the annelid Alitta virens Developmental Biology New York (3rd Annual Free Undergraduate-Focused Developmental Biology Conference), P. 13 (год публикации - 2021)

2. Шалаева А.Ю., Денисова С.А., Козин В.В. Towards deciphering signaling interactions, cellular populations, and ultrastructural changes at the early stages of Alitta virens regeneration Беломорская студенческая научная сессия СПбГУ – 2022. Тезисы докладов., C. 53 (год публикации - 2022)

3. Кайров А. И., Костюченко Р. П., Козин В. В. Определение вовлеченности Wnt-сигналинга в процессы формирования ларвальных и постларвальных сегментов у Alitta virens Беломорская студенческая научная сессия СПбГУ – 2022. Тезисы докладов., С. 54 (год публикации - 2022)

4. Шалаева А.Ю., Козин В.В. Регенеративный ответ нервной системы после ампутации задних сегментов у ювенильных Alitta virens Цитология, том 64, № 7, с. 762. (год публикации - 2022)
10.31857/S004137712207001X

5. Шалаева А.Ю., Козин В.В. Качественный и количественный анализ пролиферации в ходе регенерации у Alitta virens (Annelida, Errantia) Юбилейная научная конференция «Николай Константинович Кольцов и биология XXI века», с. 90-91 (год публикации - 2022)

6. Козин В.В., Борисенко И.Е. Участие нервной системы в регуляции ранних этапов регенерации у полихеты Alitta virens Юбилейная научная конференция «Николай Константинович Кольцов и биология XXI века», с. 52 (год публикации - 2022)

7. Козин В.В. Аннелиды как объекты EvoDevo Юбилейная научная конференция «Николай Константинович Кольцов и биология XXI века», с. 52-53 (год публикации - 2022)

8. Шалаева А.Ю., Козин В.В. Cell proliferation indices in regenerating Alitta virens (Annelida, Errantia) Cells, Cells 2023, V. 12, P. 1354. (год публикации - 2023)
10.3390/cells12101354

9. Кайров А.И., Козин В.В. ЭКСПРЕССИЯ ГОМОЛОГА ENGRAILED У ЛИЧИНОК И ЮВЕНИЛЕЙ АННЕЛИДЫ ALITTA VIRENS РАСКРЫВАЕТ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СЕГМЕНТОВ ИЗ ЗОНЫ РОСТА Онтогенез (год публикации - 2023)

10. Шалаева А.Ю., Беляева М.О., Тарасов М.С., Козин В.В. Экспериментальные исследования роли нервной системы при регенерации Alitta virens Беломорская студенческая научная сессия СПбГУ — 2023, С. 101 (год публикации - 2023)

Публикации