Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Номер договора
14.W03.31.0015
Период реализации проекта
2017-2019
Заведующий лабораторией

По данным на 01.11.2022

5
Количество специалистов
27
научных публикаций
1
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Фундаментальная задача, поставленная перед учеными лаборатории, заключается в том, чтобы реконструировать генеалогию клеточных типов и их предковые линии у морских эукариот на основе получения и анализа информации о генетическом и клеточном разнообразии биоты Мирового океана. Решение этой задачи позволит концептуально интегрировать многоуровневую информацию о биоразнообразии и разработать естественную классификацию нейронов, нейронных сетей и других клеток для большинства типов животных. Предполагается разработка Геномной системы клеточных линий, которая будет представлять собой аналог периодической системы химических элементов, обладать прогностическими возможностями, позволяющими выделить и предсказать основные клеточные фенотипы, а также фундаментальные ограничения в происхождении и параллельной эволюции нейронной и других интегративных систем.

Название проекта: Реконструкция генеалогии клеточных систем на основе анализа биоразнообразия Мирового океана

Цели и задачи

Направления исследований: Технологии высокопроизводительного секвенирования и анализа геномов/транскриптомов на уровне единичных клеток (single-cell-Seq), молекулярная расшифровка глобального биоразнообразия морских организмов и молекулярно-генетический анализ нервных систем на уровне единичных клеток, идентификация и анализ клеточных типов на основе результатов высокопроизводительного секвенирования транскриптомов единичных клеток

Цель проекта: На основе исследования геномики морских организмов на уровне отдельных клеток разработать подходы и методы для реконструкции генеалогии нейронов и их предковых линий; разработать критерии естественной классификации нейронов в нейронных сетях для тех типов морских животных, которые имеют ключевое значение в понимании эволюции и в биомедицине

Практическое значение исследования
Научные результаты:

  1. В ходе выполнения проекта были получены последовательности транскриптомов более чем 1,5 млн единичных нейронов у представителей 16 типов животных. Уточнена филогения животных (Ctenophora и Spiralia/Lophotrochozoa) и разработаны способы количественной оценки транскрипционной активности генома в клетках исследованных видов, а также критерии гомологии нейронов. Показано, что у исследованных видов практически все нейроны имеют уникальный профиль РНК, некодирующих РНК и секреторных молекул, что создает фундамент для разработки естественной эволюционной классификации нейронов.
  2. Впервые выполнено полногеномное секвенирование плоских паразитических червей Ligophorus vanbenedenii. Разработан алгоритм геномной сборки, который позволил разрешить участок тандемных повторов митохондриальной ДНК и получить полную кольцевую сборку митохондриального генома L. vanbenedenii.
  3. На основе анализа транскриптомов жабр черноморского моллюска M. galloprovincialis, впервые у мидии были найдены гены, кодирующие все три подсемейства глутатион S-трансфераз (GST), одного из ключевых белков в метаболизме ксенобиотиков, Изучена экзон-интронная структура каждого гена, выявлены особенности данной структуры, характерные для каждого класса GST. Проведено сравнение уровней экспрессии генов, кодирующих GST, в условиях нормоксии и гипоксии.
  4. В процессе культивирования клеток черноморского гребневика Beroe ovata выделен новый подвид морских простейших T. aureum ssp. strugatskii (семейство Thraustochytriaceae, Labyrinthulomycetes), выполнен анализ его транскриптома, в составе которого аннотированы последовательности всего спектра ферментов синтеза и деградации жирных кислот. Впервые показана возможность ассоциации Labyrinthulomycetes с пелагическими гребневиками, что позволяет прогнозировать наличие еще неизвестных микробиальных путей эффективного преобразователя органического вещества в пелагических экосистемах.

Образование и переподготовка кадров:

  • Защиты: 1 кандидатская диссертация.

  • В рамках работы научно-образовательного центра «Геномики и биоинформатики» реализуются образовательные программы различного уровня для профессиональной подготовки и популяризации научных знаний в области морской биологии и функциональной геномики. Практические занятия проводятся с использованием современного лабораторного оборудования. На базе лаборатории студенты Севастопольского государственного университета выполняют итоговые бакалаврские и магистерские работы, проводят исследования три аспиранта ФИЦ ИнБЮМ. 

  • Сотрудники лаборатории проводят лекции и практические занятия в рамках реализации программ подготовки по программам магистратуры по специальности «биофизика» и «биоинформатика» Севастопольского Государственного Университета.

Сотрудничество:

  • ФИЦ Институт цитологии и генетики Сибирского Отделения РАН (Россия): совместные исследования, стажировки сотрудников лаборатории, проведение научных конференций. Получены новые данные о последовательностях полных геномов четырех организмов Nostoc sp. и Arthrospira platensis (Nordstedt) Gomont (Cyanobacteria), Ligophorus vanbenedenii и Axine belones (Platyhelminthas). Выполнен анализ генов антиоксидантного комплекса черноморской мидии на основе транскриптомных данных. Проведено совместное мероприятие Международная школа молодых ученых Systems Biology and Bioinformatics (SBB-2020).

  • Севастопольский государственный университет (Россия): подготовка кадров в области биоинфоматического анализа, использование приборной базы Лаборатории молекулярной и клеточной биофизики для проведения экспериментальных молекулярных работ. Получение новых данных на основе метода real-time PCR.
  • ФГБУН «Ордена Трудового Красного Знамени Никитский ботанический сад – Национальный научный центр РАН»:  совместные исследования, стажировки сотрудников лаборатории, проведение научных конференций.

Скрыть Показать полностью
N.V. Whelan, K. M. Kocot, T. P. Moroz, K. Mukherjee, P. Williams, G. Paulay, L.L. Moroz, K.M. Halanych
Ctenophore relationships and their placement as the sister group to all other animals // Nature Ecology & Evolution. - VOL 1, NOVEMBER 2017. Р. 1737–1746.
E.A. Vodiasova , E.S. Chelebieva, O.N. Kuleshova
The new technologies of high-throughput single-cell RNA sequencing // Vavilov’s Journal of Genetics. - 2019;23(5):508-518 https://doi.org/10.18699/VJ19.520
Norekian TP, Moroz LL.
Comparative neuroanatomy of ctenophores: Neural and muscular systems in Euplokamis dunlapae and related species. J Comp Neurol. 2019 September 9. DOI: 10.1002/cne.24770
Gubanova A., Drapun I., Garbazey O., Krivenko O., Vodiasova E. Pseudodiaptomus marinus Sato
1913 in the Black Sea: morphology, genetic analysis, and variability in seasonal and interannual abundance // PeerJ. 2020. Iss. 8. Articleno. e10153 (26 p.). DOI: 10.7717/peerj.10153
Vodiasova E. A., Meger Y. V., Lantushenko A. O.
Identification and characterization of the novel genes encoding glutathione S-transferases in Mytilus galloprovincialis // Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics. 2021. Vol. 40. Article no. 100926 (9 p.). https://doi.org/10.1016/j.cbd.2021.100926
Andreyeva A. Yu., Gostyukhina O. L., Kladchenko E. S., Afonnikov D. A., Rasskazov D. A., Lantushenko A. O., Vodiasova E. A.
Hypoxia exerts oxidative stress and changes in expression of antioxidant enzyme genes in gills of Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819) // Marine Biology Research. 2021. Vol. 17, iss. 4. P. 369-379. https://doi.org/10.1080/17451000.2021.1967992
Dmitrieva E., Sanna D., Vodiasova E. , Prokhorova D., Casu M., Burreddu C., Piras M. C., Garippa G., Merella P.
Morphological and genetic variability of the cryptic Gyrodactylus sphinx and Gyrodactylus gerasevi n. sp. (Platyhelminthes: Monogenea) from the Mediterranean Sea and Black Sea: two new members of the cross-ocean distributed Gyrodactylus orecchiae species group // Journal of Helminthology. 2022. Vol. 96. Article no. e9 (9 p.). https://doi.org/10.1017/S0022149X21000778
Baiandina Iu. S., Kirin M. P., Krivenko O. V.
Black Sea Mnemiopsis leidyi (Ctenophora) adult locomotion and light-induced behavior in laboratory experiments // Journal of Sea Research. 2022. Vol. 180. Article no. 102152 (7 p.). https://doi.org/10.1016/j.seares.2021.102152
Konstantinov D. K., Menzorov A., Krivenko O., Doroshkov A. V.
Isolation and transcriptome analysis of a biotechnologically promising Black Sea protist, Thraustochytrium aureum ssp. strugatskii // PeerJ. 2022. Iss. 10. Article no e12737 (19 p.). https://doi.org/10.7717/peerj.12737
Gostyukhina O. L., Andreyeva A. Yu., Chelebieva E. S., Vodiasova E. A., Lantushenko A. O., Kladchenko E. S.
Adaptive potential of the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis to short-term environmental hypoxia // Fish and Shellfish Immunology. 2022. Vol. 131. P. 654-661. https://doi.org/10.1016/j.fsi.2022.10.052
Фотоальбомы
Пятница , 07.02.2020
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория эволюционной трофологии

Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН - (ИПЭЭ РАН)

Биология

Москва

Энрике Жизберт Касас

Испания

2022-2024

Лаборатория статистической мультиомики и биоинформатики

Уфимский федеральный исследовательский центр РАН - (УФИЦ РАН)

Биология

Уфа

Прокопенко Инга Анатольевна

Великобритания

2021-2023

Научно-исследовательская лаборатория «Регуляторная геномика»

Казанский (Приволжский) федеральный университет - (КФУ)

Биология

Казань

Хаяшизаки Йошихиде

Япония

2021-2023