Лаборатория молекулярных основ эмбриогенеза

Научно-исследовательские подразделения

Руководитель: Зарайский Андрей Георгиевич, д. б. н., профессор
azaraisky@yahoo.com+7(495)336-36-22

Развитие мозга, регуляция экспрессии генов, трансгенные организмы, гомеобоксные гены, регуляторы TGF-beta сигнализация, малые ГТФазы, Zyxin

Лаборатория изучает молекулярно-генетические механизмы раннего развития и эволюции нервной системы, а также регенерации больших придатков тела на моделях низших позвоночных.

Один из проектов посвящен  исследованию у позвоночных животных моногенного семейства гомеобоксных генов Anf (Dev Biol, 1992, 152, 373-382; Development, 1995, 121, 3839-3847; Gene, 1997, 200, 25-34). Впервые установлено, что ген присутствует в геномах исключительно у позвоночных животных, включая человека, и отсутствует у беспозвоночных. Он контролирует развитие уникального отдела мозга позвоночных – конечного мозга – и в клетках зачатка конечного мозга играет роль репрессора транскрипции, подавляя экспрессию генов, которые усиливают формирование задних отделов мозга (Development, 1999, 126, 4513- 4523; Gene, 2002, 285, 279-286; Development, 2004, 131, 2329-2338; Mech Dev, 2004, 121, 1425-1441; Dev Biol, 2007; 307, 483-497). Известные мутации в этом гене у мыши и человека имеют рецессивный характер, но в гомозиготном состоянии приводят к серьезным аномалиям развития мозга, в диапазоне от недоразвития гипофиза и дисплазии оптического нерва и перегородки больших полушарий до слияния желудочков конечного мозга и отсутствия его структур. Поэтому исследователи предположили, что возникновение гена Anf у предков позвоночных могло послужить одной из ключевых предпосылок к возникновению конечного мозга в эволюции (Dev Biol, 2007; 307, 483-497).  Поскольку Anf пока не был обнаружен у представителей самой древней группы современных позвоночных – у бесчелюстных (миноги и миксины), –  одной из задач, решаемых в настоящее время в Лаборатории, является поиск этого гена у миноги.

А. Гомеобоксный ген Anf и конечный мозг присутствуют только у позвоночных животных, в том числе у человека, и отсутствуют у всех остальных животных. Б. Искусственное изменение уровня экспрессии гомеобоксного гена Anf вызывает изменения размеров конечного мозга у головастика шпорцевой лягушки.

Лаборатория также изучает роль генов, пропавших в ходе эволюции позвоночных, – в регуляции регенерации. Исследователи установили, что некоторые из найденных генов-мишеней гомеобоксного гена Anf  (гены секретируемого фактора Ag1 и гены малых ГТФаз Ras-dva) присутствуют только в геномах низших позвоночных, рыб и амфибий, но отсутствуют у высших, у рептилий, птиц и млекопитающих (Gene Expr Patterns, 2003, 325-30; Development, 2006, 133, 485-494; Nucleic Acids Res, 2006, 34, 2247-2257; Gene Expr Patterns, 2011, 11, 156–161). При этом у низших позвоночных эти гены, кодирующие разные типы белков, регулируют два важнейших процесса – развитие мозга и регенерацию конечностей (Sci Rep, 2013, 3, 1279; Biol Open, 2014, 3, 192-203; Sci Rep, 2015, 5:8123). Это дало основание выдвинуть гипотезу о том, что исчезновение в эволюции найденных генов могло быть своеобразной платой, сделанной предками высших позвоночных за возможность прогрессивного развития мозга. В рамках этого проекта сотрудники с коллегами разработали алгоритм и программу, которые позволяют на основе сравнения геномов идентифицировать гены, возникшие или исчезнувшие на заданном этапе эволюции. Функции некоторых из генов, найденных с помощью этой программы, сейчас изучаются в Лаборатории.

Инъекции анти-смыслового морфолинового олигонуклеотида блокируют трансляцию мРНК гена Ag1, что приводит к ингибированию регенерации

Изучение генной сети, связанной с функционированием гена Anf в клетках раннего зачатка переднего мозга, привело к открытию ряда неизвестных ранее генов, играющих важную роль в эмбриогенезе. Так, были открыты и изучены регуляторы раннего развития головного мозга – секретируемые белки Noggin2 и Noggin4 (Gene Expr Patterns, 2006 6:180-6; Development, 2011, 138, 5345-5356;  Int J Dev Biol, 2012;56: 403-6; Sci Rep, 1996, 14, 6: 23049). Эти белки в отличие от их широко известного гомолога, ингибитора BMP – белка Noggin1, имеют способность связывать и ингибировать функцию  регулятора задних отделов центральной нервной системы – секретируемого белка Wnt8.

Секретируемый белок Noggin2 ингибирует три сигнальных каскада - BMP, Activin/Nodal и Wnt, что является достаточным условием для индукции второй головы при искусственно вызванной экспрессии Noggin2 на брюшной стороне эмбриона шпорцевой лягушки.

Кроме того, исследователи разработали ряд методов для изучения диффузии и взаимодействий секретируемых белков-морфогенов в межклеточном пространстве эмбриональных тканей (Sci Rep, 2016, 6:23049;  Biochem Biophys Res Commun, 2015; 468:331-6). Впервые измерили коэффициенты диффузии белков семейств Noggin и Wnt in vivo и показали роль адсорбции на внеклеточном матриксе в их диффузии. Впервые с помощью математического моделирования показали, что такая адсорбция может играть роль важного фактора, необходимого для создания пространственно-упорядоченных структур в эмбриогенезе.

Секретируемый белок Noggin4, меченный EGFP (EGFP-Noggin4), диффундирует из пересаженного кусочка эктодермы (граница выделена пунктиром), клетки которого экспрессируют EGFP-Noggin4, по межклетникам эмбриона-реципиента на большие расстояния. Стрелки показывают направление диффузии.

Также в Лаборатории впервые была изучена роль в раннем эмбриональном развитии цитоскелетного белка Zyxin, который способен связываться с гомеодоменным белком Anf и с эффектором Shh сигнального каскада – транскрипционным фактором Gli1, ингибируя его активность (Dev Dyn, 2008, 237, 736-749; Dev Biol, 2013, 380, 37-48). Полученные данные важны, так как они впервые демонстрируют связь между одним из цитоскелетных белков-регуляторов морфогенетических движений клеток и важным сигнальным каскадом, управляющим дифференцировкой клеток в нейральном зачатке.

В Лаборатории проводятся работы по тестированию возможности использования генетически кодируемых флуоресцентных репортеров и сенсоров для изучения различных процессов в раннем эмбриогенезе и при регенерации (Nat Biotechnol, 1999, 17, 969-973; Science, 2000, 290:1478-1479; Nat Biotechnol, 2003, 21:191-194; Nat Methods, 2007, 4, 741-746; Nat Methods, 2010, 7, 827-829; Nat Commun, 2012 13; 3 :1204). В частности,  впервые была показана возможность использования флуоресцентных белков из коралловых полипов для прижизненного мониторинга клеток в эмбрионах шпорцевой лягушки (Nat Biotechnol, 1999, 17, 969-973).

Аквариальная комната, где содержатся лягушки и головастики некоторых трансгенных линий, а также взрослые лягушки, экспрессирующие флуоресцентные белки под контролем промоторов различных генов.

Лаборатория сотрудничает с другими лабораториями Института, а также с кафедрой биофизики МГУ, кафедрой эмбриологии МГУ, Центром «Биоинженерия» РАН, НИИ физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ, Институтом проблем передачи информации РАН, НИЦ Курчатовский институт, Массачусетским технологическим институтом (США), Университетом Виргинии (США).

Лаборатория была образована в 2005 году на основе группы с аналогичным названием, выделившейся в 1995 году из Лаборатории структуры и функции генов человека.

  • Изучение молекулярно-генетических механизмов раннего развития и эволюции нервной системы.
  • Изучение процессов регенерации больших придатков тела на моделях низших позвоночных.
  • Проведение уникальных для нашей страны работ по созданию и поддержанию линий трансгенных лягушек Xenopus, экспрессирующих генетически кодируемые флуоресцентные репортеры и сенсоры.
  • Установлено, что некоторые из найденных генов-мишеней гомеобоксного гена Anf  (гены секретируемого фактора Ag1 и гены малых ГТФаз Ras-dva) присутствуют только в геномах низших позвоночных, рыб и амфибий, но отсутствуют у высших, у рептилий, птиц и млекопитающих.
  • Открыты и изучены регуляторы раннего развития головного мозга – секретируемые белки Noggin2 и Noggin4.
  • Разработан ряд методов для изучения диффузии и взаимодействий секретируемых белков-морфогенов в межклеточном пространстве эмбриональных тканей.
  • Впервые была изучена роль в раннем эмбриональном развитии цитоскелетного белка Zyxin, который способен связываться с гомеодоменным белком Anf и с эффектором Shh сигнального каскада – транскрипционным фактором Gli1, ингибируя его активность.
  • Разработана технология двухцветного  репортерного вектора, существенно повышающая эффективность функционального промоторного анализа, благодаря возможности сравнивать экспрессионный потенциал двух делеционных мутантов изучаемого генного промотора в одном и том же трансгенном эмбрионе (Development, 2004, 131, 2329-2338).
  • С помощью генетически кодируемого pH-индикатора SypHer2 на модели головастиков шпорцевой лягушки обнаружен ранее неизвестный эффект – быстрое закисление цитоплазмы клеток вблизи места ампутации хвоста (Biochim Biophys Acta, 2015 1850: 2318-28). Этот эффект является одной из первых реакций организма на ампутацию и может иметь важное регуляторное значение для последующей регенерации.

Избранные публикации

  1. 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
  2. Ivanova AS, Korotkova DD, Ermakova GV, Martynova NY, Zaraisky AG, Tereshina MB (2018). Ras-dva small GTPases lost during evolution of amniotes regulate regeneration in anamniotes. Sci Rep 8 (1), 13035
  3. Eroshkin FM, Zaraisky AG (2017). Mechano-sensitive regulation of gene expression during the embryonic development. Genesis 55 (4),
  4. 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
  5. Bayramov AV, Ermakova GV, Eroshkin FM, Kucheryavyy AV, Martynova NY, Zaraisky AG (2016). The presence of Anf/Hesx1 homeobox gene in lampreys suggests that it could play an important role in emergence of telencephalon. Sci Rep 6 (0), 39849
  6. 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 (0), 23049
  7. Aliper A, Belikov AV, Garazha A, Jellen L, Artemov A, Suntsova M, Ivanova A, Venkova L, Borisov N, Buzdin A, Mamoshina P, Putin E, Swick AG, Moskalev A, Zhavoronkov A (2016). In search for geroprotectors: In silico screening and in vitro validation of signalome-level mimetics of young healthy state. Aging (Albany NY) 8 (9), 2127–2152
  8. 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
  9. 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
  10. Suntsova M, Garazha A, Ivanova A, Kaminsky D, Zhavoronkov A, Buzdin A (2015). Molecular functions of human endogenous retroviruses in health and disease. Cell Mol Life Sci 72 (19), 3653–3675
  11. Zernii EY, Nazipova AA, Gancharova OS, Kazakov AS, Serebryakova MV, Zinchenko DV, Tikhomirova NK, Senin II, Philippov PP, Permyakov EA, Permyakov SE (2015). Light-induced disulfide dimerization of recoverin under ex vivo and in vivo conditions. J Free Radic Biol Med 83 (0), 283–295
  12. 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 (0), 7729
  13. 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 (0), 8123
  14. Suntsova M, Gogvadze EV, Salozhin S, Gaifullin N, Eroshkin F, Dmitriev SE, Martynova N, Kulikov K, Malakhova G, Tukhbatova G, Bolshakov AP, Ghilarov D, Garazha A, Aliper A, Cantor CR, Solokhin Y, Roumiantsev S, Balaban P, Zhavoronkov A, Buzdin A (2013). Human-specific endogenous retroviral insert serves as an enhancer for the schizophrenia-linked gene PRODH. Proc Natl Acad Sci U S A 110 (48), 19472–19477
  15. Martynova NY, Ermolina LV, Ermakova GV, Eroshkin FM, Gyoeva FK, Baturina NS, Zaraisky AG (2013). The cytoskeletal protein Zyxin inhibits Shh signaling during the CNS patterning in Xenopus laevis through interaction with the transcription factor Gli1. Dev Biol 380 (1), 37–48
  16. Ivanova AS, Tereshina MB, Ermakova GV, Belousov VV, Zaraisky AG (2013). Agr genes, missing in amniotes, are involved in the body appendages regeneration in frog tadpoles. Sci Rep 3 (0), 1279
  17. Ilyushin DG, Smirnov IV, Belogurov AA, Dyachenko IA, Zharmukhamedova TI, Novozhilova TI, Bychikhin EA, Serebryakova MV, Kharybin ON, Murashev AN, Anikienko KA, Nikolaev EN, Ponomarenko NA, Genkin DD, Blackburn GM, Masson P, Gabibov AG (2013). Chemical polysialylation of human recombinant butyrylcholinesterase delivers a long-acting bioscavenger for nerve agents in vivo. Proc Natl Acad Sci U S A 110 (4), 1243–1248
  18. Osterman IA, Ustinov AV, Evdokimov DV, Korshun VA, Sergiev PV, Serebryakova MV, Demina IA, Galyamina MA, Govorun VM, Dontsova OA (2013). A nascent proteome study combining click chemistry with 2DE. Proteomics 13 (1), 17–21
  19. Shemiakina II, Ermakova GV, Cranfill PJ, Baird MA, Evans RA, Souslova EA, Staroverov DB, Gorokhovatsky AY, Putintseva EV, Gorodnicheva TV, Chepurnykh TV, Strukova L, Lukyanov S, Zaraisky AG, Davidson MW, Chudakov DM, Shcherbo D (2012). A monomeric red fluorescent protein with low cytotoxicity. Nat Commun 3 (0), 1204
  20. Bayramov AV, Eroshkin FM, Martynova NY, Ermakova GV, Solovieva EA, Zaraisky AG (2011). Novel functions of Noggin proteins: Inhibition of Activin/Nodal and Wnt signaling. Development 138 (24), 5345–5356
  21. Makarova SS, Minina EA, Makarov VV, Semenyuk PI, Kopertekh L, Schiemann J, Serebryakova MV, Erokhina TN, Solovyev AG, Morozov SY (2011). Orthologues of a plant-specific At-4/1 gene in the genus Nicotiana and the structural properties of bacterially expressed 4/1 protein. B SOC CHIM BIOL 93 (10), 1770–1778
  22. Kordyukova LV, Serebryakova MV, Polyansky AA, Kropotkina EA, Alexeevski AV, Veit M, Efremov RG, Filippova IY, Baratova LA (2011). Linker and/or transmembrane regions of influenza A/Group-1, A/Group-2, and type B virus hemagglutinins are packed differently within trimers. BIOCHIM BIOPHYS ACTA 1808 (7), 1843–1854
  23. Serebrovskaya EO, Gorodnicheva TV, Ermakova GV, Solovieva EA, Sharonov GV, Zagaynova EV, Chudakov DM, Lukyanov S, Zaraisky AG, Lukyanov KA (2011). Light-induced blockage of cell division with a chromatin-targeted phototoxic fluorescent protein. Biochem J 435 (1), 65–71
  24. Shcherbo D, Shemiakina II, Ryabova AV, Luker KE, Schmidt BT, Souslova EA, Gorodnicheva TV, Strukova L, Shidlovskiy KM, Britanova OV, Zaraisky AG, Lukyanov KA, Loschenov VB, Luker GD, Chudakov DM (2010). Near-infrared fluorescent proteins. Nat Methods 7 (10), 827–829
  25. Momynaliev KT, Kashin SV, Chelysheva VV, Selezneva OV, Demina IA, Serebryakova MV, Alexeev D, Ivanisenko VA, Aman E, Govorun VM (2010). Functional divergence of Helicobacter pylori related to early gastric cancer. J Proteome Res 9 (1), 254–267
  26. Shcherbo D, Murphy CS, Ermakova GV, Solovieva EA, Chepurnykh TV, Shcheglov AS, Verkhusha VV, Pletnev VZ, Hazelwood KL, Roche PM, Lukyanov S, Zaraisky AG, Davidson MW, Chudakov DM (2009). Far-red fluorescent tags for protein imaging in living tissues. Biochem J 418 (3), 567–574
  27. Osipov AV, Kasheverov IE, Makarova YV, Starkov VG, Vorontsova OV, Ziganshin RK, Andreeva TV, Serebryakova MV, Benoit A, Hogg RC, Bertrand D, Tsetlin VI, Utkin YN (2008). Naturally occurring disulfide-bound dimers of three-fingered toxins: A paradigm for biological activity diversification. J Biol Chem 283 (21), 14571–14580
  28. Martynova NY, Eroshkin FM, Ermolina LV, Ermakova GV, Korotaeva AL, Smurova KM, Gyoeva FK, Zaraisky AG (2008). The LIM-domain protein zyxin binds the homeodomain factor Xanf1/Hesx1 and modulates its activity in the anterior neural plate of Xenopus laevis embryo. Dev Dyn 237 (3), 736–749
  29. Reshetnyak AV, Armentano MF, Ponomarenko NA, Vizzuso D, Durova OM, Ziganshin R, Serebryakova M, Govorun V, Gololobov G, Morse HC, Friboulet A, Makker SP, Gabibov AG, Tramontano A (2007). Routes to covalent catalysis by reactive selection for nascent protein nucleophiles. J Am Chem Soc 129 (51), 16175–16182
  30. Shcherbo D, Merzlyak EM, Chepurnykh TV, Fradkov AF, Ermakova GV, Solovieva EA, Lukyanov KA, Bogdanova EA, Zaraisky AG, Lukyanov S, Chudakov DM (2007). Bright far-red fluorescent protein for whole-body imaging. Nat Methods 4 (9), 741–746
  31. Ermakova GV, Solovieva EA, Martynova NY, Zaraisky AG (2007). The homeodomain factor Xanf represses expression of genes in the presumptive rostral forebrain that specify more caudal brain regions. Dev Biol 307 (2), 483–497
  32. Evdokimov AG, Pokross ME, Egorov NS, Zaraisky AG, Yampolsky IV, Merzlyak EM, Shkoporov AN, Sander I, Lukyanov KA, Chudakov DM (2006). Structural basis for the fast maturation of Arthropoda green fluorescent protein. EMBO Rep 7 (10), 1006–1012
  33. Efimov VA, Birikh KR, Staroverov DB, Lukyanov SA, Tereshina MB, Zaraisky AG, Chakhmakhcheva OG (2006). Hydroxyproline-based DNA mimics provide an efficient gene silencing in vitro and in vivo. Nucleic Acids Res 34 (8), 2247–2257
  34. Tereshina MB, Zaraisky AG, Novoselov VV (2006). Ras-dva, a member of novel family of small GTPases, is required for the anterior ectoderm patterning in the Xenopus laevis embryo. Development 133 (3), 485–494
  35. Ponomarenko NA, Durova OM, Vorobiev II, Belogurov AA, Kurkova IN, Petrenko AG, Telegin GB, Suchkov SV, Kiselev SL, Lagarkova MA, Govorun VM, Serebryakova MV, Avalle B, Tornatore P, Karavanov A, Morse HC, Thomas D, Friboulet A, Gabibov AG (2006). Autoantibodies to myelin basic protein catalyze site-specific degradation of their antigen. Proc Natl Acad Sci U S A 103 (2), 281–286
  36. Martynova N, Eroshkin F, Ermakova G, Bayramov A, Gray J, Grainger R, Zaraisky A (2004). Patterning the forebrian: FoxA4a/Pintallavis and Xvent2 determine the posterior limit of Xanf1 expression in the neural plate. Development 131 (10), 2329–2338
  37. Martynov VI, Maksimov BI, Martynova NY, Pakhomov AA, Gurskaya NG, Lukyanov SA (2003). A Purple-blue Chromoprotein from Goniopora tenuidens Belongs to the DsRed Subfamily of GFP-like Proteins. J Biol Chem 278 (47), 46288–46292
  38. Verkhusha VV, Kuznetsova IM, Stepanenko OV, Zaraisky AG, Shavlovsky MM, Turoverov KK, Uversky VN (2003). High stability of Discosoma DsRed as compared to Aequorea EGFP. Biochemistry 42 (26), 7879–7884
  39. Chudakov DM, Belousov VV, Zaraisky AG, Novoselov VV, Staroverov DB, Zorov DB, Lukyanov S, Lukyanov KA (2003). Kindling fluorescent proteins for precise in vivo photolabeling. Nat Biotechnol 21 (2), 191–194
  40. Terskikh AV, Fradkov AF, Zaraisky AG, Kajava AV, Angres B (2002). Analysis of DsRed mutants: Space around the fluorophore accelerates fluorescence development. J Biol Chem 277 (10), 7633–7636
  41. Martynov VI, Savitsky AP, Martynova NY, Savitsky PA, Lukyanov KA, Lukyanov SA (2001). Alternative cyclization in GFP-like proteins family. The formation and structure of the chromophore of a purple chromoprotein from Anemonia sulcata. J Biol Chem 276 (24), 21012–21016
  42. Brockmann B, Smith MW, Zaraisky AG, Harrison K, Okada K, Kamiya Y (2001). Subcellular localization and targeting of glucocorticoid receptor protein fusions expressed in transgenic Arabidopsis thaliana. Plant Cell Physiol 42 (9), 942–951
  43. Terskikh A, Fradkov A, Ermakova G, Zaraisky A, Tan P, Kajava AV, Zhao X, Lukyanov S, Matz M, Kim S, Weissman I, Siebert P (2000). 'Fluorescent timer': Protein that changes color with time. Science 290 (5496), 1585–1588
  44. Lukyanov KA, Fradkov AF, Gurskaya NG, Matz MV, Labas YA, Savitsky AP, Markelov ML, Zaraisky AG, Zhao X, Fang Y, Tan W, Lukyanov SA (2000). Natural animal coloration can be determined by a nonfluorescent green fluorescent protein homolog. J Biol Chem 275 (34), 25879–25882
  45. Matz MV, Fradkov AF, Labas YA, Savitsky AP, Zaraisky AG, Markelov ML, Lukyanov SA (1999). Fluorescent proteins from nonbioluminescent Anthozoa species. Nat Biotechnol 17 (10), 969–973
  46. Ermakova GV, Alexandrova EM, Kazanskaya OV, Vasiliev OL, Smith MW, Zaraisky AG (1999). The homeobox gene, Xanf-1, can control both neural differentiation and patterning in the presumptive anterior neurectoderm of the Xenopus laevis embryo. Development 126 (20), 4513–4523
  47. Bogdanova E, Matz M, Tarabykin V, Usman N, Shagin D, Zaraisky A, Lukyanov S (1998). Inductive interactions regulating body patterning in planarian, revealed by analysis of expression of novel gene scarf. Dev Biol 194 (2), 172–181
  48. Ecochard V, Cayrol C, Foulquier F, Zaraisky A, Duprat AM (1995). A novel TGF-β-like gene, fugacin, specifically expressed in the spemann organizer of Xenopus. Dev Biol 172 (2), 699–703
  49. Zaraisky AG, Ecochard V, Kazanskaya OV, Lukyanov SA, Fesenko IV, Duprat AM (1995). The homeobox-containing gene XANF-1 may control development of the Spemann organizer. Development 121 (11), 3839–3847
  50. Zaraisky AG, Lukyanov SA, Vasiliev OL, Smirnov YV, Belyavsky AV, Kazanskaya OV (1992). A novel homeobox gene expressed in the anterior neural plate of the Xenopus embryo. Dev Biol 152 (2), 373–382

Зарайский Андрей Георгиевич

  • Москва, ул. Миклухо-Маклая, 16/10 — На карте
  • ИБХ РАН, корп. 51, комн. 261
  • Тел.: +7(495)336-36-22
  • Эл. почта: azaraisky@yahoo.com

Обнаружение и изучение функции гомебоксного гена Anf/Hesx1 у миног подтверждает его ключевую роль в появлении конечного мозга у позвоночных (2017-12-15)

Важной особенностью позвоночных животных, в том числе человека, является уникальный отдел головного мозга, называемый теленцефалон, или конечный мозг, не имеющий гомологов у беспозвоночных. В состав тельэнцефалона входят, например, такие важнейшие структуры как большие полушария головного мозга. Ранее нами был открыт моногенный класс гомеобоксных генов Anf/Hesx1, также отсутствующий у всех беспозвоночных и играющий ключевую роль в регуляции развития теленцефалона у позвоночных. Однако, до недавнего времени ген Anf/Hesx1не был обнаружен у представителей самой древней группы позвоночных – у бесчелюстных рыб (современные миноги и миксины), при том что тельэнцефалон у этих животных был описан, а геномы отсеквенированы. Нами впервые установлено, что Anf/Hesx1, все-таки, присутствует и у миног, и показано, что у них он так же регулирует развитие тельэнцефалона. Полученные данные подтверждают выдвинутую нами ранее гипотезу о том, что возникновение теленцефалона в эволюции было связано с появлением гомеобоксного гена Anf/Hesx1.

Ген Ag1, исчезнувший у высших позвоночных, регулирует регенерацию у рыбы Danio rerio. (2016-03-30)

На модели регенерации хвостового плавника рыбы Danio rerio впервые установлено, что секретируемый белок Ag1 необходим для регенерации. Показано, что ампутация хвостового плавника индуцирует быструю активацию экспрессии гена этого белка в клетках раневого эпителия. Вместе с тем, ингибирование трансляции мРНК Ag1 вызывает замедление регенерации. Результаты этой работы важны потому, что ген Ag1 имеется только у низших, хорошо регенерирующих позвоночных, включая рыб и амфибий, но отсутствует у высших позвоночных, не способных к эффективной регенерации конечностей. Полученные данные свидетельствуют о том, что снижение потенциальной

возможности регенерации у высших позвоночных, в том числе у человека, может объясняться исчезновением у них некоторых генов, важных для регенерации, в частности, гена Ag1.