-Изменение скорости диффузии морфогенов как механизм регуляции морфогенетического поля.

Предлагаемый проект направлен на решение одной из важнейших проблем биологии развития - выяснение молекулярных механизмов формирования т.н. морфогенетических полей - крупномасштабных динамических структур, обеспечивающих правильную пространственную разметку эмбриональных зачатков. Главная цель проекта - изучение обнаруженного в предварительных экспериментах на эмбрионах шпорцевой лягушки эффекта зависимости скорости диффузии морфогенетически активных и, как правило, секретируемых белков (морфогенов) от общего размера эмбриона. Данный эффект указывает на не известный ранее механизм регуляции градиентов морфогенов и, таким образом, его изучение может стать, с одной стороны, эффективным подходом к выяснению новых принципов формирования морфогенетических полей, а с другой, послужить основой для нового направления исследований в этой важной области синтетической биологии. Также в ходе работы над проектом впервые будут получены данные о коэффициентах диффузии и константах связывания со своими партнерами ряда известных морфогенов непосредственно в условиях живого эмбриона. Эти данные важны для численного моделирования реальных механизмов, обеспечивающих целостность эмбрионального развития. Кроме того, планируется с помощью метода высокопроизводительного секвенирования транскриптомов провести широкоформатный поиск генов, вовлеченных в механизмы эмбрионального скейлинга - согласованного изменения размеров эмбриональных зачатков в зависимости от общего размера эмбриона.

January 6, 2014 — December 31, 2018

Zaraisky A.G. (PI)

Laboratory of molecular bases of embryogenesis

Grant, RSF

List of publications

  1. Ivanova AS, Shandarin IN, Ermakova GV, Minin AA, Tereshina MB, Zaraisky AG (2015). The secreted factor Ag1 missing in higher vertebrates regulates fins regeneration in Danio rerio. Sci Rep 5, 8123
  2. Matlashov ME, Bogdanova YA, Ermakova GV, Mishina NM, Ermakova YG, Nikitin ES, Balaban PM, Okabe S, Lukyanov S, Enikolopov G, Zaraisky AG, Belousov VV (2015). Fluorescent ratiometric pH indicator SypHer2: Applications in neuroscience and regenerative biology. BIOCHIM BIOPHYS ACTA 1850 (11), 2318–2328
  3. Nesterenko AM, Orlov EE, Ermakova GV, Ivanov IA, Semenyuk PI, Orlov VN, Martynova NY, Zaraisky AG (2015). Affinity of the heparin binding motif of Noggin1 to heparan sulfate and its visualization in the embryonic tissues. Biochem Biophys Res Commun 468 (12), 331–336
  4. Martynova NU, Ermolina LV, Eroshkin FM, Zarayskiy AG (2015). The cytoskeletal protein zyxin interacts with the Hedgehog receptor patched. Russ. J. Bioorganic Chem. 41 (6), 670–674
  5. Eroshkin FM, Nesterenko AM, Borodulin AV, Martynova NY, Ermakova GV, Gyoeva FK, Orlov EE, Belogurov AA, Lukyanov KA, Bayramov AV, Zaraisky AG (2016). Noggin4 is a long-range inhibitor of Wnt8 signalling that regulates head development in Xenopus laevis. Sci Rep 6, 23049
  6. Martynova NY, Eroshkin FM, Оrlov EE, Zaraisky AG (2018). HMG-box factor SoxD/Sox15 and homeodomain-containing factor Xanf1/Hesx1 directly interact and regulate the expression of Xanf1/Hesx1 during early forebrain development in Xenopus laevis. Gene 638, 52–59
  7. Nesterenko AM, Kuznetsov MB, Korotkova DD, Zaraisky AG (2017). Morphogene adsorption as a Turing instability regulator: Theoretical analysis and possible applications in multicellular embryonic systems. PLoS One 12 (2), e0171212
  8. Nesterenko AM, Zaraisky AG (2019). The Mechanisms of Embryonic Scaling. RUSS J DEV BIOL 50 (3), 95–101
  9. Martynova NY, Parshina EA, Ermolina LV, Zaraisky AG (2018). The cytoskeletal protein Zyxin interacts with the zinc-finger transcription factor Zic1 and plays the role of a scaffold for Gli1 and Zic1 interactions during early development of Xenopus laevis. Biochem Biophys Res Commun 504 (1), 251–256
  10. Pereverzev AP, Gurskaya NG, Ermakova GV, Kudryavtseva EI, Markina NM, Kotlobay AA, Lukyanov SA, Zaraisky AG, Lukyanov KA (2015). Method for quantitative analysis of nonsense-mediated mRNA decay at the single cell level. Sci Rep 5, 7729