ЛАБОРАТОРИЯ КЛЕТОЧНОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ

Заведующий лабораторией: Реунов Аркадий Анатольевич, д.б.н., профессор, возглавляет лабораторию с момента ее образования, с 2011 г. Морской биолог, цитолог. Область научных интересов - клеточная биология, молекулярная биология, эмбриология, морская биология.

По состоянию на март 2018 года численность составляет 10 человек.

Лаборатория клеточной дифференциации была создана в 2011 г. по инициативе профессора А.А. Реунова, являющегося автором двух монографий и более 100 научных статей, лауреатом гранта Президента РФ для молодых докторов наук России, победителем конкурса Фонда содействия отечественной науке для докторов наук, а также обладателем канадского гранта "The James Chair Professorship". В силу того, что А.А. Реунов регулярно работает в иностранных лабораториях в роли приглашенного профессора, концепцией лаборатории клеточной дифференциации является создание условий для тренинга Российских студентов и сотрудников при взаимодействии с лабораториями Канады, США, Италии, Гонконга.

Основные направления научных исследований:

• Исследование клеточно-молекулярного состава мейоз-индуцирующего комплекса с целью разработки перспективы его использования для искусственной дифференциации гамет и ложной мейотической дифференциации опухолевых клеток.
• Исследование индуцированной деструкции опухолевых клеток с целью выявления стартового механизма их программированной гибели.
• Исследование репаративных механизмов нервной системы костистых рыб после травмы.
• Комбинированное использование структурных особенностей дифференцировки гамет и генетических маркеров для выявления географической принадлежности хозяйственно-важных видов, составляющих морской ресурс Российского Дальнего Востока и других регионов Мирового Океана.

Основные результаты научных исследований:

1. Установлено, что в период переключения клеток с митоза на мейоз происходит трансформация структур так называемой зародышевой плазмы. Именно эта трансформация приводит к мейотическому ремоделированию ядра. По всей видимости, в природе существует универсальный путь мейотической дифференциации, осуществляемой при участии структур зародышевой плазмы, формирующихся и подвергающихся функциональной трансформации при морфологическом участии митохондрий и скоординированной экспрессии ядерных и митохондриальных генов.
2. С помощью комплекса морфологических методов установлено, что тритерпеновый гликозид кукумариозид А₂-2, выделенный из дальневосточной голотурии Cucumaria japonica (разработан в ТИБОХ), наряду с апоптозом и некрозом, активирует в культуральных клетках асцитной карциномы Эрлиха (АКЭ) третий тип клеточной гибели - апоптотический некроз.
3. Обнаружено, что первичным деструктивным изменением, происходящим в клетках экспериментальной опухоли при воздействии кукумариозидом А₂-2, является возникновение в цитоплазме опухолевых клеток АКЭ мелких литических зон, возникающих в результате активизации нелизосомальной протеазы калпаин. Следующая стадия, представляющая собой процесс разрушения клеточных органелл, определяется совместной активностью калпаина и каспазы-1. Кроме того, обнаружено, что калпаин/каспаза-1 кластеры могут быть локализованы в микроворсинках клеток АКЭ, а также в микроапокриновых везикулах, отпочковывающихся от верхушек микроворсинок. Таким образом, установлена тригерная роль калпаина в активации калпаин/каспаза-1 сигнального пути, участвующего в клеточной гибели.
4. Установлено, что морфология спермиев является пластичным признаком, способным не только определить вид на цитологическом уровне, но и указать на его географическую принадлежность. Показано, что у видов двустворчатых моллюсков, генетическая стабильность которых доказана с помощью анализа генетических маркеров, таких как CO1, часто наблюдается вариабельность морфологии мужских гамет. Установлено, что в удаленных географических популяциях вида могут доминировать морфологически разные формы спермиев. Определенный паттерн спермия часто характерен для конкретного географического ареала. Мы полагаем, что географическое происхождение моллюска может быть определено на основе морфологии доминирующего спермия.
5. Исследованы этапы клеточного и гуморального ответа со стороны нервной и иммунной систем молоди лососевых рыб при травматическом повреждении. После механической травмы в дорсальной зоне конечного мозга молоди тихоокеанских лососей увеличивается количество клеток, экспрессирующих глиальный фибриллярный кислый белок и виментин, появляются нейрогенные ниши с гетерогенным клеточным составом и волокнами радиальной глии. Формируются большие количества молодых нейронов в перивентрикулярной зоне de novo и мигрирующие клетки в паренхиматозных слоях. Показано участие газотрансмиттеров NO и H₂S в нейропротективных и пролиферативных процессах при регенерации.
6. Установлено, что после комбинированной механической травмы глаза и головки зрительного нерва форели Oncorhynchus mykiss пролиферация и нейрогенез в пролиферативных зонах мозжечка и зрительного тектума существенно усиливаются. В мозжечке выявлено достоверное увеличение пролиферативной активности клеток дорсальной пролиферативной зоны и паренхиматозных клеток молекулярного и гранулярного слоев. Нейрональная пролиферация и дифференцировка происходили в субвентрикулярных зонах теленцефалона, зрительного тектума, мозжечка и продолговатого мозга.
7. Проведена количественная оценка экспрессии ферментов синтеза оксида азота и транскрипционного фактора Pax6 в мозге взрослой форели в условиях нормы и после повреждения глаза. Для изучения свойств клеток мозга в условиях культивирования in vitro была получена первичная культура клеток мозга форели. Результаты исследования первичной культуры клеток мозга форели показали увеличение пролиферации и дифференциации клеток в различных отделах головного мозга после травмы глаза. В зрительном проекционном центре мозга - тектуме выявлены клетки радиальной глии, экспрессирующие оксид азота и Pax6, что указывает на высокую нейрогенную активность этого отдела мозга.
8. Исследованы процессы пролиферации и глиогенеза после механической травмы мозжечка молоди тихоокеанских лососей. В дорсальной, латеральной и базальной зонах молекулярного слоя мозжечка после травматического повреждения идентифицированы нейрогенные ниши, содержащие клетки, экспрессирующие глиальный фибриллярный кислый белок, и волокна радиальной глии. После травмы в дорсальной матричной зоне осуществляется структурная перестройка, связанная с пространственной переориентацией волокон радиальной глии и формированием специфических структур для миграции клеток, образованных в этой зоне, в области повреждения головного мозга.
9. В теленцефалоне молоди тихоокеанских лососей идентифицирована поверхностно расположенная перивентрикулярная пролиферативная зона с элементами экспрессирующими ядерный антиген пролиферирующих клеток, соответствующая паллиальной перивентрикулярной зоне других рыб. После механической травмы в конечном мозге симы возникают зоны индуцированного нейрогенеза: нейрогенные ниши и зоны вторичного нейрогенеза, окруженные волокнами радиальной глии, что указывает на высокий уровень как персистентного, так и репаративного нейрогенеза конечного мозга тихоокеанских лососей.

Информация подготовлена научным сотрудником Лаборатории клеточной дифференциации к.б.н. Е.А. Пименовой.