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

Приглашенный ученый Мороз Леонид Леонидович Беларусь
Номер договора
14.W03.31.0015
Период реализации проекта
2017-2019
Заведующий лабораторией

По данным на 15.02.2021

5
Количество специалистов
17
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

Приоритет СНТР: а, в

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:

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. Выявлено огромное молекулярное разнообразие «простых» нервных систем. Новые молекулярные данные, полученные на единичных клетках, подтверждают гипотезу о том, что нейроны различаются не только потому, что выполняют разные функции, но и потому что нейроны имеют различную генеалогию, и, возможно, независимое происхождение y Ctenophora, Cnidaria и Bilateria.

Сравнительные данные убедительно свидетельствуют о том, что нейроны и, возможно, синапсы возникали по крайней мере 2-3 раза (у гребневиков, стрекающих и билатеральных животных) на протяжении 600 миллионов лет эволюции животных. Тем не менее, есть экспериментальные доказательства того, что новые классы нейронов могут эволюционировать в пределах каждого типа животных из предковых секреторных клеток, используя как эволюционно консервативные транскрипционные факторы, так и новые специфические для клеточных линий секреторные сигнальные пептиды, а также некодирующие РНК (большинство из них идентифицируются как эволюционные инновации, специфические для конкретного таксона). Выявлено как минимум 12 независимых событий централизации нервной системы, которые наблюдались как у общего предка билатеральных животных и стрекающих. Также были реконструированы независимые процессы централизации нервных систем внутри определенных типов животных, таких как Cnidaria, Annelida, Mollusca, Arthropoda и Xenoacoelomorpha.

Образование и переподготовка кадров:

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. В том числе проводятся лекционные и практические занятия в рамках утвержденных образовательных программ с использованием оборудования лаборатории и привлечением ее сотрудников к образовательному процессу, подготовка квалификационных работ бакалавров. На базе лаборатории проводят исследования три аспиранта ФИЦ ИнБЮМ. Сотрудники лаборатории проводят лекции и практические занятия в рамках реализации программ подготовки по программам магистратуры по специальности «биофизика» Севастопольского государственного университета, а также при проведении молодежных конференций на базе ИнБЮМ и СевГУ.

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.

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.
Naumenko F., Abnizova I., Beka N., Orlov Y.
Novel read density distribution score shows possible aligner artefacts, when mapping a single chromosome BMC Genomics V18, Suppl 11, 2017
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
Zverkov OA, Mikhailov KV, Isaev SV, Rusin LY, Popova OV, Logacheva MD, Penin AA, Moroz LL, Panchin YV, Lyubetsky VA, Aleoshin VV.
Dicyemida and Orthonectida: Two Stories of Body Plan Simplification //. Front Genet. 2019 May 24;10:443. doi: 10.3389/fgene.2019.00443. eCollection 2019. PMID: 31178892
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
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
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Научно-исследовательская лаборатория "Регуляторная геномика"

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Биология

Казань

Хаяшизаки Йошихиде

Япония

2021-2023

Лаборатория статистической мультиомики и биоинформатики

Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук

Биология

Уфа

Прокопенко Инга Анатольевна

Великобритания

2021-2023

Лаборатория молекулярной онкобиологии

Институт биологии гена Российской академии наук

Биология

Москва

Ронинсон Игорь

США

2018-2022