ИСТИНА

Аннелиды – центральная группа Lophotrochozoa, характеризующаяся существенным морфологическим разнообразием. Среди аннелид встречаются группы с гомономной сегментацией тела, гетерономной сегментацией и вовсе не сегментированные черви. Современные данные филогеномики показывают, что аннелиды, обладающие ярко выраженной гетерономной сегментацией занимают глубокое положение на древе аннелид, составляя «раннюю радиацию», а также входят в обширную кладу Sedentaria, сестринскую Errantia . Следует ли рассматривать гетерономность как исходную для всех аннелид черту строения и как она сопряжена с гетерономной сегментацией, характерной представителям других крупных групп Bilateria – у линяющих и вторичноротых? Ответы на эти вопросы являются актуальными в рамках фундаментальной проблемы биологии о реконструкции морфологического облика общего предка Bilateria и понимании путей ранней радиации группы. В ходе проекта будет выполнено полномасштабное исследование формирования гетерономной сегментации у аннелид на примере представителя загадочной группы погонофор – Siboglinum fiordicum. Методами биологии развития, транскриптомоного анализа, клеточной биологи и классическими морфологическими методами (иммуноцитохимия, трансмиссионная электронная микроскопия) будет прослежено развитие сегментации Siboglinum fiordicum до и после формирования первой сегментарной септы, прослежена клеточная динамика в ходе формирования сегментов, изучена организация нервной, целомической, выделительной и мышечной систем. Получены данные о дифференциальной экспресии генов, предположительно участвующих в регуляции сегментации зибоглинума. Комплексный подход и сочетание современного инструментария нескольких областей биологии позволят получить новые хорошо документированные результаты, которые лягут в основу сравнительного анализа. Полученные данные будут использованы для реконструкции морфологического облика гипотетического предка аннелид и анализа преобразования плана строения внутри группы. Кроме того, полученные в ходе проекта результаты будут использованы для сравнительного анализа сегментарного плана между тремя группами билатерально-симметричных животных - Lophotrochozoa, Ecdysozoa, Deuterostomia - что позволит пролить свет на вопрос морфологического облика общего предка Bilateria и пути ранней эволюции группы.

Annelidа is the central group of Lophotrochozoa, and characterized by a significant morphological diversity. Among the annelids, there are groups with regular body as well as irregular bpdy plans. Modern phylogenomics gives evidences that annelids with pronounced irregular segmentation could be ancestral one, being parts of deep clades, so called "early radiation", as well as Sedentaria. Should we consider irregular segmentation as the starting point for all annelids as well as characteristis for other large groups of Bilateria – Ecdysozoa and Deutorostomia? Addressed here questions are relevant in the framework of the fundamental problem of biology on the reconstruction of the body plan of the common ancestor of Bilateria and the understanding of the ways of the early radiation of the group. In the course of the project, a holistic study of the formation of irregular segmentation in annelids will be performed on a species of peculiar pogonophorans - Siboglinum fiordicum. Methods of developmental biology, cell biology and classical morphological methods (immunocytochemistry, transmission electron microscopy) will be applied to trace the segment formation in S. fiordicum before and after formation of the first segmental septum (diaphragma), to reveal the cell proliferation during the formation of segments, study the organization of nervous, coelomic, excretory systems and musculature. We will get data on the differential expression of genes presumably involved in the regulation of segmentation of Siboglinum. An interdisciplinary approach will allow us to obtain new, well-documented results that will form the basis for a comparative analysis. The results will be used to reconstruct the morphological appearance of the hypothetical ancestor of the annelids and to analyze the transformation of the structure plan within the group. In addition, the results of the project will be used to compare the segmented body plan among three groups of Bilateria - Lophotrochozoa, Ecdysozoa, Deuterostomia - which will shed light on the question of the morphological appearance of the common ancestor of Bilateria and the ways of the early evolution of the group.

Целью нашей работы является выяснения процессов, лежащих в основе формирования первой сегментарной септы (диафрагмы) гетерономной аннелиды Siboglinum fiordicum на морфологическом, клеточном и транскриптомном уровнях. Для выполнения поставленной цели в ходе выполнения проекта будут решены следующие задачи: 1) Определить сегментарный состав личинки и выделить зоны простомиума, перистомиума и первых двух сегментов личинки Siboglinum fiordicum до и после формирования первой сегментарной септы 2) проследить изменения в морфологии систем органов до и после формирования первой сегментарной септы, то есть проследить развитие мышечных структур (продольные и кольцевые мышцы, мышцы диссепимента), кровеносной, целомической системы, выделительных органов, нервных элементов (коннективы, комиссуры, сегментаные нервы, расположение скоплениев перикариев, иннервация ресничных шнуров и щетинок). 3) проследить пролиферацию клеток для локализации активной зоны клеточных делений до и после формирования первой сегментарной септы 4) провести стравнительный траскриптомный анализ, для выявления списка генов, экспрессия которых меняется до и после формирования первой сегментарной септы 5) провести сравнительный анализ полученных результатов и литературных данных для установления соотвествий сегментарного плана строения и процессой формирования сегментов у аннелид с гомономной и гетерономной сегментацией, а также у несегментированных представителей Annelida; 6) предложить исходный план сегментарного состава Annelida.

1. Проведен сбор личинок Siboglinum, отработана методика сборов и экстракии червей из осадка. Зафиксирована большая часть материала для иммуноцитохимических и ультраструктурных исследований. 2. Коллектив имеет доступ к необходимому оборудованию и лабораториям для выполнения проекта. Коллектив имеет доступ к оборудованию центрах коллективного пользования в Межкафедральной лаборатория электронной микроскопии МГУ и Института биологии развития РАН 3. Коллектив обладает необходимым лицензионным программным обеспечением.