Учёные НГУ проследили за развитием морского ежа

Учёные из лаборатории геномных технологий и лаборатории защитно-репарационных систем Новосибирского государственного университета (стратегическая академическая единица «Синтетическая биология») и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН совместно с коллегами из Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН впервые изучили, как личинки морского ежа отвечают на факторы, повреждающие их гены. Результаты исследований опубликованы в журнале Molecular BioSystems британского Королевского химического общества.

жарков дмитрий

— Казалось бы, какое отношение имеют морские ежи к современной молекулярной биологии, в которой внимание всё больше обращается в сторону человека и постоянно подчёркивается необходимость применения знаний для развития биотехнологии и медицины? — рассказывает Дмитрий Жарков (ФЕН-93), руководитель САЕ «Синтетическая биология» и один из авторов исследования. — Оказывается, самое непосредственное. Раннее развитие эмбриона человека, да и других млекопитающих, изучать очень трудно: до них очень сложно добраться, не говоря уж об этических проблемах. Иглокожие, к которым принадлежат и морские ежи, как ни странно, ближайшие родственники хордовых (куда входим мы с вами). Поэтому морской ёж — очень популярная модель, на которой можно использовать все мощные современные молекулярные методы, чтобы понять, что же происходит на ранних стадиях развития человека.

В Новосибирске морского ежа встретишь не на каждом шагу. Тут и пригодились давние связи Георгия Невинского (ФЕН-73), другого руководителя работы, с коллегами из Владивостока, где серый тихоокеанский морской ёж Strongylocentrotus intermedius — давний объект исследований. У его ближайшего сородича с американского берега Тихого океана, пурпурного морского ежа Strongylocentrotus purpuratus, даже прочитан геном, что во многом помогло в исследовании.

Для Натальи Торгашёвой (ФЕН-2011), выпускницы ФЕН НГУ, ныне сотрудницы Лаборатории геномных технологий, морские ежи стали темой диплома.

— Самым интересным в работе был, наверное, её первый этап, когда я поехала на месяц работать во Владивосток, и училась там совершенно непривычным методам морской биологии, — вспоминает Наталья. — На биостанции в Заливе Петра Великого нужно было «изображать бурю» в корыте с водой свежевыловленным морским ежам, которые мечут икру и молоки только когда начинается волнение. А после оплодотворения икры сидеть трое суток у аквариума и чуть ли не каждый час собирать и замораживать личинки, чтобы потом привезти для анализа в Новосибирск. Но впечатления от новой работы и прекрасной дальневосточной осени искупили все неудобства.

Учёных интересовало, как меняется при развитии морского ежа ответ клеток на факторы, повреждающие ДНК. Клетки эмбриона делятся быстро и скоординированно, и критически важно вовремя устранять все поломки в ДНК, иначе возникают пороки развития. Именно поэтому, например, так опасен дефицит фолиевой кислоты во время беременности — без этого витамина резко повышается уровень повреждения ДНК. А потом, когда человек рождается и начинает дышать, он сразу подвергается массированной атаке одного из самых мощных мутагенов — кислорода, и нужны специальные меры для защиты клеток. Оказалось, что у ежей все очень похоже: когда личинка вылупляется из защищённой икринки и попадает в морскую воду, активность систем, предохраняющих её ДНК от повреждений, на какое-то время резко возрастает. Как предполагают авторы исследования, это отражает общую закономерность — защитные системы заранее подстраиваются под те повреждающие воздействия, которые характерны для разных этапов развития. Зная, на каких этапах развития какие из этих систем активны, а какие — нет, учёные надеются предсказывать, когда разные факторы будут представлять для эмбриона наибольшую опасность.

Источник: http://www.sbras.info/articles/overview/uchenye-ngu-prosledili-za-razvitiem-morskogo-ezha

Метки: , , ,