Категория: Сегодня и завтра
статья в Nature
Поздравляем Е.И.Рогаева и его сотрудников с публикацией. Исследование генома и нейробиологии гребневиков показало, что нервная система возникла у них независимо от других Metazoa
Moroz L.L., Kocot K.M., Citarella M.R., Dosung S., Norekian T.P., Povolotskaya I.S., Grigorenko A.P., Dailey Ch., Berezikov E., Buckley K.M., Ptitsyn A., Reshetov D., Mukherjee K., Moroz T.P., Bobkova Ye., Yu F., Kapitonov V.V., Jurka V., Bobkov yu. V., Swore J.J., Girardo D.O., Fodor A., Gusev F., Sanford R., Bruders R., Kittler E., Mills K.E., Rast J.P., Derelle R., Solovyev V.V., Kondrashov F.A., Swalla B.J., Sweedler J.V., Rogaev E.I., Halanych K.M., Kohn A.B. The ctenophore genome and the evolutionary origins of neural systems // Nature (2014) doi:10.1038/nature13400
www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature13400.html
СМИ: Элементы.ру Российская газет газетра.ру Независимая газета Политехнический музей STRF Эхо Москвы газета "Поиск"
Прочтен геном животного с элементарным мозгом
Международной командой ученых прочтен геном морского беспозвоночного животного, относящегося к группе гребневиков. Из-за полупрозрачного тела, покрытого полосками с движущимися ресничками, это животное называют «морским крыжовником». Всего известно около 150 видов гребневиков. Эти прожорливые хищники обладают сложной нервной системой и мышцами, живут в толще воды и питаются зоопланктоном, мелкими рачками и даже мальками рыб.
Результаты исследования только что опубликованы в престижном научном журнале Nature. Приложение к статье - восхитительное видео из жизни гребневиков, которые переливаются всеми цветами радуги.
www.nature.com/nature/journal/v510/n7503/fig_tab/nature13400_SV1.html
www.nature.com/nature/journal/v510/n7503/fig_tab/nature13400_SV2.html
Гребневики привлекли внимание ученых тем, что несмотря на кажущееся примитивным строение (внешне похожи на медуз), они обладают довольно сложной нервной системой и органом ориентации в пространстве, называемым элементарным мозгом, которые обеспечивают разнообразные формы поведения. Некоторые гребневики способны к восстановлению нервных клеток. После повреждения элементарного мозга он регенерирует за 3-4 дня.
Анализ генома проводила группа профессора Евгения Рогаева, заведующего лабораторией в Институте общей генетики РАН и в Медицинской школе Массачусетского университета, вместе с коллегами из США, Испании, Голландии. Сравнение геномов морского крыжовника и других представителей животного царства показывает, что эта группа гребневиков отделилась от остальных многоклеточных животных на ранних этапах эволюции, около 600 миллионов лет назад.
Евгений Рогаев, говорит, что в результате геномного анализа предсказано существование более 19000 генов, кодирующих белки у «морского крыжовника». Некоторые гены не обнаружены у других животных, и, видимо, являются уникальными для гребневиков. Неожиданной особенностью гребневика оказалось отсутствие генов большинства типичных для остальных животных белков-рецепторов, участвующих в передаче химических сигналов между нейронами.
Профессор Леонид Мороз и его коллеги из Университете Флориды и Вашингтона, на протяжении многих лет изучающие разные виды гребневиков, подтвердили особенности, выявленные при анализе генома, показав, что в нервной системе гребневиков пристутствует лишь один из известных нейротрансмиттеров - глутамат. На остальные типичные для других животных нейротрансмиттеры, включая серотонин и дофамин, гребневики не реагируют.
В целом, полученные в работе данные геномного, биохимического и фармакологического анализа свидетельствует в пользу независимого возникновения у гребневиков нервной системы и мышц.
Профессор Рогаев отметил, что еще одни удивительным открытием, сделанным при анализе генома и регуляции работы генов, явилось отсутствие микроРНК и генов некоторых ферментов, участвующих в образования микроРНК. МикроРНК - это класс регуляторных РНК, которые играют важную роль в развитии и функционировании организма, и которые обнаружены у всех изученных ранее животных. Вероятно, существуют другие типы РНК, которые могут выполнять регуляторные функции у гребневиков.
Чтобы понять, как функционируют различные живые системы, какие элементы в них могут меняться или отсутствовать, а какие очень важны и неизменны, биологи сравнивают их устройство у представителей различных видов. Особое положение гребневиков на эволюционном древе, независимое возникновение и особенности строения их нервной системы, сравнение их генома с геномами других животных позволяют понять молекулярные механизмы, лежащие в основе появления и развития нервной системы и мозга. Сделанные открытия не только помогают понять закономерности эволюции животных, но могут найти применение в разработки новых подходов к разработке лекарств.
Работа поддержана грантами государственных фондов и частных организаций США, Испании, Нидерландов и России. Поддержку российским исследователями оказал также Александр Чикунов, основатель группы «Росток», занимающейся продвижением проектов, направленных на увеличение продолжительности жизни человека и борьбу со старением.