ИБК РАН
  

Поиск

Яндекс метрика

Яндекс.Метрика

Оптимизация ресурса

Баннеры

Лаборатория механизмов рецепции
Нейробиология и системы межклеточных коммуникаций у беспозвоночных

Руководитель коллектива – Наталья Дмитриевна Крещенко, к.б.н., ведущий научный сотрудник

Фото Крешенко

 

Основной научной проблемой, на которую направлена работа группы, является исследование организации нейронных сетей беспозвоночных (изучение локализации и функции нейропептидов и нейромедиаторов у планарий и других плоских червей), клеточная биология, биология развития, источники и механизмы регенерации (стволовые резервные клетки).

В Институте биофизики клетки РАН более 54 лет существует единственная в России и ближнем зарубежье культура планарий Girardia tigrina. Имеется также 12-ти летняя культура планарий Schmidtea mediterranea, геном которых секвенирован (Robb et al, 2007).

Используются современные, классические и оригинальные методы исследования:

  • Микрохирургия. Операции проводят с помощью тонкого глазного скальпеля под бинокулярным микроскопом (Stemi DV4,Carl Zeiss; MБС-10, Россия). Разработаны операции по удалению переднего конца тела, вместе с головным ганглием и фотрецепторами, удаление глотки, или хвостовых фрагментов тела.
  • Метод in vivo компьютерной морфометрии. Разработан ранее в нашей лаборатории (Тирас, Хачко, 1990) и модифицирован (Ермаков и др. 2009). Его суть в прижизненном измерении морфологических параметров в ходе регенерации. Измерения проводятся на группе одних и тех же, живых, регенерирующих планарий. Высокочувствительная видеокамера работает при малой освещенности ("Watec", Япония). Изображение обрабатывается с помощью программ, способных выделить на изображении определенную область тела, измерить его длину и площадь (ImageJ, AxioVision).
  • Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия (Leica SP5, Германия, ЦКП) используется для выявления флуоресцентной метки в образцах ткани изучаемых видов.
  • Иммуноцитохимия. Для определения нейропептидов и нейромедиаторов у планарий применяются специфические флуоресцентно-меченые антитела. Параметры фиксации и окраски тканей подбираются индивидуально. Для анализа используются тотальные препараты и замороженные серийные срезы (криотом Shandon Termo Electron Corporation, USA, ЦКП).
  • Изучение пролиферативной активности стволовых клеток в суспензии клеток из тканей регенерирующих планарий. Ядра клеток окрашиваем флуоресцентным красителем и исследуем с помощью флуоресцентного микроскопа (Leica DM600, ЦКП).
  • Для изучения пролиферации стволовых клеток применяется также иммуноцитохимический метод окрашивания тотальных препаратов планарий с помощью антител к фосфорилированным H3-гистонам (BioLabs).
  • Функциональный анализ позволяет оценить восстановление регенерирующего органа в ходе регенерационнрого процесса: при регенерации глотки (наша разработка, Крещенко, 1993), и фоторецепторов (Шейман и др., 2010).
  • Методика изучения бесполого размножения у планарий (наша разработка).

Основные научные результаты

Впервые был выявлен серотонин в нервной системе планарий Girardia tigrina (Крещенко 2016), трематод Opistiogliphe ranae (Теренина и др., 2015), нематод Trichinella psevdospiralis (Terenina et al., 2016), моногеней Chimaericola leptogaster (Mochalova et al., 2019). Обнаружено сходство в локализации серотонинергических нервных структур у свободноживущих и паразитических представителей таксона. Начато изучение физиологической роли серотонина в организме планарий. Полученные результаты представляют интерес для понимания клеточных и молекулярных основ онтогенеза и физиологии паразитических видов беспозвоночных, их эволюции и разработки новых антипаразитарных препаратов.

У руководителя направления имеется достаточный опыт в выполнении и руководстве российских и международных грантов:INTAS-96-1365 (Brussels, Belgium) (участник 1996-1997гг.), INTAS для молодых ученых YSF-99-4029, (руководитель, 1999 г.), грант Королевского Общества Великобритании (1999г.), IBRO (International Brain Research Organization, руководитель, 2000 г.), INTAS 00-0685, (участник, 2002-2003 гг.), РФФИ №04-04-97312 (руководитель, 2004 г.), РФФИ №07-04-00452a (руководитель, 2007-2008 гг.), РФФИ №08-04-00271a (участник, 2008-2010 гг.), РФФИ №09-04-00243a (руководитель, 2009-2010 гг.), РФФИ №12-04-01086a (руководитель, 2012-2013 гг.). РФФИ №15-04-05849а (руководитель, 2015-2017гг.), РФФИ №18-04-00349а (руководитель, 2018-2020 гг.).

Планарии

Иммунопозитивная по отношению к серотонину (зеленым) в тканях C. leptogaster, мускулатура (красным), конфокальная сканирующая (a-c, e, f) и флуоресцентная микроскопия (d, g): a – головной конец тела с цефалическим ганглием и парой продольных вентральных стволов (стрелки), ротовым отверстием и маткой; b – центральная часть туловища (более детально на c и f) с парными вагинами (стрелки) и основной частью женской репродуктивной системы - маткой (стрелки), вителляриями, оотипом (стрелка), проксимальным отделом матки (удвоенные стрелки), яичниками, а также мужской половой системы – семенниками; c –серотонин–ип окраска среди мышечных волокон мускулатуры вагин (длинные стрелки); матка с яйцами показана стрелкой; d – серотонин-ип нейроны окружающие трубчаты структуры половой системы и дистального отдела матки; e – серотонин-ип элементы поблизости оотипа и проксимального отдела матки; f – пара крупных серотонин-ип нейронов (длинные стрелки) в центральной части тела в составе брюшных нервных стволок (стрелки); g – серотонин-ип нейроны окружающие каналя проксимальных отделов матки (стрелки), 12 серотонин-ип нейронов вокруг оотипа (стрелки). Обозначения: cg – головные ганглии; dut – дистальная матка, eg – яйца, ga – генитальная пора, mo – ротовое отверстие, mpn – мультиполярный нейрон, ot – оотп, ov – яичники, put – проксимальная матка, tst - семенники, vg – вагина, vnc – брюшной нервный ствол, vt – вителлярии, ut – матка.

Публикации (2010-2019 гг.)

  1. Шейман И.М., Крещенко Н.Д., Нетреба М.В. 2010. Процесс регенерации у планарий разных видов. Онтогенез. 41 (2): 114-119.
  2. Шейман И.М., Крещенко Н.Д., Нетреба М.В. 2010. Формирование функции фоторецепторной системы на ранних этапах развития. Биофизика, 55, (4), 680-686.
  3. Tolstenkov O., Terenina N., Kreshchenko N., Gustafsson M. 2010. The pattern of FMRFamide and serotonin immunoreactive elements in the nervous system of Aspidogaster conchicola К. Baer, 1827 (Aspidogastrea, Aspidogastridae). Belgian Journal of Zoology, 140:133-136.
  4. Ermakov A.M., Ermakova O.N., Kudravtsev A.A., Kreshchenko N.D. 2011. Study of planarian stem cells proliferation by means of flow cytometry. Molecular Biology Reports. (DOI 10.1007/s11033-011-1070-1).
  5. Ermakov A.M., Ermakova O.N., Kudravtsev A.A., Kreshchenko N.D. 2012. Study of planarian stem cells proliferation by means of flow cytometry. Molecular Biology Reports, 39(3), c. 3073-80. DOI: 10.1007/s11033-011-1070-1.
  6. Крещенко Н.Д. Cоотношение стадий митотического цикла в популяции пролиферирующих стволовых клеток планарий Girardia tigrina. Биологические мембраны, 2012, т. 29,(№ 5), с. 354-361.
  7. Kreshenko N.D., Tolstenkov O.O. Some aspects of immunolocalization of FMRFamide in the nervous systems of turbellarians Polycelis tenuis and Girardia tigrina. Acta Biologica Hungarica, 2012, V. 63, (N.2), p. 83-87.
  8. Шейман И.М., Крещенко Н.Д. 2015. Регенерация планарий: экспериментальный объект. Онтогенез, 46(1), c. 3-12. DOI: 10.7868/S0475145015010073.
  9. Ermakov A., Ermakova O., Skavulyak A., Kreshchenko N., Gudkov S., Maevsky E. 2016. The effects of the low temperature argon plasma on stem cells proliferation and regeneration in planarians. Plasma processes and Polymers, 13(8), p. 788-801. DOI: 10.1002/ppap.201500203
  10. Terenina N.B., Mochalova N.B., Odoevskaya I.M., Kreshchenko N.D., Gustafsson M.K.S., Fagerholm H-P. 2016. Serotonin in Trichinella pseudospiralis: An immunocytochemical study. Helminthologia, 53(2), pp. 113–119. DOI 10.1515/helmin-2016-0002
  11. Крещенко Н.Д. 2016. Иммуноцитохимическая идентификация серотонинергических нейронов у планарий Girardia tigrina. Биологические мембраны, 33(5), c. 353-362. DOI: 10.7868/S0233475516050054,
  12. Kreshchenko N.D., Terenina N.B. 2018. Some details of muscles innervations by FMRF-like nerve elements in planarian Girardia tigrina. Zoomorphology, 2018, 137(2), p. 231-40. DOI 10.1007/s00435-017-0392-5
  13. Mochalova N.V., Terenina N.B., Poddubnaya L.G., Yashin V.A., Kuchin A.V., Kreshchenko N.D. 2019. First evidence of serotoninergic components in the nervous system of monogenean Chimaericola leptogaster (Chimaericolidae, Polyopisthocotylea), gill parasite of the relict holocephalan fish. Folia parasitologica, 66, 008, pp.1-9. DOI: 10.14411/fp.2019.008.

Состав коллектива, контакты

Фото Крешенко1

 

  • Крещенко Наталья Дмитриевна, к.б.н., ведущий научный сотрудник, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Гребенщикова Елена Владимировна, старший лаборант, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
  • Карпов Алексей Николаевич, ведущий специалист, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.