Основные результаты

 
  • Разработан и протестирован ”биоинформационный конвейер” для картирования и анализа данных РНК-секвенирования на уровне единичных клеток и аннотации. 
  • Протестированы различные подходы к подготовке проб для последующего геномного анализа клеток на основе методов  scRNA-seq 
  • Используя разработанные нами вычислительные подходы определены  сигнальные молекулы и соответствующие гены, которые необходимы для идентификации клеток и  линий у разных видов  аннелид. Большинство сигнальных молекул оказались специфичными для отдельных классов.
  • Разработаны и начали проверяться подходы для  идентификации новых типов клеток, используя информацию о транскриптомах,  полученных у представителей различных групп животных.
  • Проведено молекулярное картирование различных типов клеток мшанок  с использованием методов in situгибридизации. Такие исследования необходимы для проверки и дальнейшего анализа данных scRNA-seq. Результаты выявили беспрецедентную молекулярную гетерогенность клеточных популяций.
  • Проведено микроанатомическое картирование типов клеток у представителей пластинчатых. 
  • Впервые выполнено метагеномное картирование микробиома у Branchiostoma и двух видов гребневиков. Это исследование позволило идентифицировать более 850 родов прокариотических организмов, включая представителей новых семейств морских бактерий.
  • Проведены экспедиции в районы Атлантического и Тихого океанов, включая глубоководные области. Выполнен сбор и молекулярная/геномная пробоподготовка для нескольких сотен видов, а также собраны уникальные коллекции морских беспозвоночных организмов.

Основные виды работ и важнейшие результаты, суммированы ниже с акцентом на сравнительную транскриптомику и исследование биоразнообразия:

  • Проверены протоколы для проведения массового параллельного секвенирования транскриптомов единичных клеток, которые были адаптированы для представителей разных типов животных.
  • В полевых условиях проведено тестирование высокоэффективной системы для массового параллельного разделения клеток с идентификацией и выделением  клеток для последующего геномного анализа. 
  • Наши молекулярные подходы, в том числе анализ транскриптома  клеток, показали, что морфологически схожие клеточные  классы очень отличаются по молекулярному составу, и выявленное разнообразие клеточных типов значительно больше, чем предполагалось ранее.
  • В процессе анализа сейчас находятся геномы мшанок, как важнейших моделей с точки зрения эволюции Bilateria.
  • Проведено морские экспедиции. В модельных регионах Тихого и Атлантического океанов выполнен сбор и каталогизация морских организмов.
  • С целью интеграции исследований геномного разнообразия, начаты работы по сбору, идентификации и культивированию Сhoanoflagellata и Mycetozoa, сестринских групп Metazoa, важных с точки зрения понимания происхождения животных.
  • Организовано несколько обучающих семинаров, посвященных интеграции передовых исследований в области геномики и изучения биоразнообразия.

Для систематизации информации о биологическом материале, собранном в ходе морских экспедиций на российских научно-исследовательских судах в рамках выполнения проекта в период 2017-2109 гг., составлены каталоги образцов гидробионтов и проб, включающие полную информацию о месте и времени сбора, методах фиксации собранного материала, месте и условиях хранения. Также в каталоге содержится информация о таксономической принадлежности собранных видов и ссылки на относящиеся к ним фотоматериалы, которые составляют неотъемлемую часть каталога. На настоящий момент сформированы каталоги образцов гидробионтов Черного моря (по результатам экспедиций 2017 года) и Дальневосточных морей России. Материалы экспедиций 2019 года находятся в работе.

Указанные каталоги составят основу поисково-информационной системы лаборатории БиФГМО, в которую планируется включить систематизированную информацию исследований по биоразнообразию Чёрного моря и других районов Мирового Океана, результаты лабораторных исследований модельных организмов, ключевых с точки зрения понимания эволюции животных. Разработана концептуальная структура такой поисково-информационной системы, которая будет включать следующие основные разделы:

  • Пробы собранного биоматериала;
  • Подготовленный на их основе генетический материал (ДНК, РНК) для последующего секвенирования;
  • Результаты высокпроизводительного NGS секвенирования;
  • Полученные референсные геномы/транскриптомы;
  • Первичный экспериментальный материал;
  • Рабочие материалы биоинформационного анализа;
  • Протоколы исследований;
  • Разработанное программное обеспечение, скрипты и макросы.

Проводится работа по  добавлению данных в информационно-поисковую систему  "Biodiversity data bank", которую планируется завершить в 2020 году.

2019

Web of Science Core Collection

1. Norekian TP, Moroz LL. Comparative neuroanatomy of ctenophores: Neural and muscular systems in Euplokamis dunlapae and related species. J Comp Neurol. 2019 Sep 9. doi: 10.1002/cne.24770. [Epub ahead of print] PMID: 31498892 (WoS Q1)

2. 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 (WoS Q1)

3. Norekian TP, Moroz LL. Neural system and receptor diversity in the ctenophore Beroe abyssicola. J Comp Neurol. 2019 Aug 15;527(12):1986-2008. doi: 10.1002/cne.24633. Epub 2019 Feb 28. PMID: 30632608 (WoS Q1)

4. Norekian TP, Moroz LL. Neuromuscular organization of the Ctenophore Pleurobrachia bachei.  J Comp Neurol. 2019 Feb 1;527(2):406-436. doi: 10.1002/cne.24546. PMID: 30446994 (WoS Q1)

5. 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

6. Chatterjee T., Nanajkar M. and Dovgal I. 2019. New record of LoricophryaStresemann  (Ciliophora, Suctorea) as epibiont on nematodes from the India Ocean and notes on the genus Loricophrya // Cahiers De Biologie Marine. 60. P. 283-288

7. Chatterjee T., Dovgal I., Nanajkar M. & Bogati K. Note on the genus Lecanophryella (Ciliophora: Suctorea) with description of a new species from west coast of India // Zootaxa, 2019, 4612, 4, P. 494-500 DOI: http://dx.doi.org/10.11646/zootaxa.4612.4.2

8. Andreyeva AY, Soldatov AA, Krivchenko AI, Mindukshev IV, Gambaryan S Hemoglobin deoxygenation and methemoglobinemia prevent regulatory volume decrease in crucian carp (Carassius carassius) red blood cells // Fish PhysiolBiochem. 2019 (Aug 8) doi:10.1007/s10695-019-00689-4.

 


Романова Д.Ю. Разнообразие клеточных типов у гаплотипа H4 Placozoa sp. Морской биологический журнал. DOI: 10.21072/mbj.2019.04.1.07

Orlov YL, Baranova AV, Kolchanov NA, Moroz LL. Evolutionary biology and biodiversity research at BGRS-2018. BMC Evol Biol. 2019 Feb 26;19(Suppl 1):43. doi: 10.1186/s12862-019-1368-5. No abstract available. PMID: 30813910

В ПЕЧАТИ

1. Long-term culturing strategies for four placozoans. Daria Y. Romanova, Frédérique Varoqueaux, Michael Eitel, Olga N. Kuleshova, Masa-aki Yoshida, Mikhail A. Nikitin, Leonid L. Moroz. Methods in Molecular Biology (in press)

2. Scanning electron microscopy of ctenophores. Tigran Norekian, Leonid L. Moroz Methods in Molecular Biology (in press)

3. Immunohistochemical identification of ctenophore neurons. Tigran Norekian, Leonid L. Moroz Methods in Molecular Biology (in press)

4. А. А. Солдатов, И. В. Головина, Е. Э. Колесникова, И. В. Сысоева, А. А. Сысоев, Т. А. Кухарева, Е. С. Кладченко Активность ферментов энергетического обмена и содержание АТФ в тканях мозга и жабр морского ерша Scorpaena porcus linnaeus при кратковременной гипоксии // Журнал эволюционной биохимии и физиологии /Journal of evolutionary biochemistry and physiology (Springer), in press

2018

Norekyan T., Moroz L. Neural System and Receptor Diversity in the CtenophoreBeroe abyssicola //Journal оf Comparative Neurology. – 2019, Accepted Author Manuscript. (WoS IF3.4) doi:10.1002/cne.24633

Chatterjee T., Dovgal I.,Pešić V. and Zawal A. A checklist of epibiont suctorian and peritrich ciliates (Ciliophora) on halacarid and hydrachnid mites (Acari: Halacaridae & Hydrachnidia) // Zootaxa. – 2018, 4457 (3). 415-430. (WoS IF 0.931)

Soldatov A.A.,Kukhareva T.A., Andreeva A.Y., Efremova E.S. Erythroid elements of hemolymph in Anadara kagoshimensis (Tokunaga, 1906) under condition of the combined action of hypoxia and hydrogen sulfide contamination // Russian Journal of Marine Biology. - 2018, Vol. 44, No. 6. – pp. 452 – 457 (WoS IF 0.409)

2017

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 (in press)

Солдатов А.А. Диффузионная способность гепатопаренхиматозного барьера скелетных мышц млекопитающих и морских рыб // Журнал эволюционной биохимиии и физиологии, 2018, т. 54, № 1

Nadolny A.A. Lost and found: Alopecosa krynickii  (Araneae: Lycosidae) in Crimea // Zootaxa. – 2017.

Сотрудники лаборатории приняли участие в 7 научных конференциях, в том числе 4-х международных, на которых было сделано 13 устных и докладов

2019

  1. XI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием по проблемам водных экосистем «Понт Эвксинский – 2019» для молодых учёных
  2. Identity and evolution of cell types, Гейдельберг (14 – 18 Мая)

2018

  1. 11 Международная мульти-конференция «Биоинформатика регуляции и структуры геномов \ Системная биология» (Bioinformatics of Genome Regulation and Structure\ Systems Biology), Новосибирск, Россия, 20 - 25 August 2018. (Moroz L. Multiple Origins and Evolution of Neurons and Brains through the lens of single cell genomics, пленарный доклад)
  2. International Marine & Freshwater Sciences Symposium, Kemer-Antalya, Turkey, 18-21 October 2018 (Dovgal I. Impact of the water temperature and salinity on the tintinnid ciliates (Ciliophora, Tintinnida) distribution, устный доклад).

2017

  1. Научная конференция и школа для молодых ученых  Экспериментальная биология растений, фундаментальные и прикладные аспекты
  2. 4th International Congress on Invertebrate Morphology (ICIM4)
  3. 9-ая ШКОЛА МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ Системная биология и Биоинформатика Systems Biology and Bioinformatics, SBB-2017