Один на всех и все на одного: регуляция взаимодействий партнеров в симбиотических системах между инфузориями и бактериями

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-14-00220

НазваниеОдин на всех и все на одного: регуляция взаимодействий партнеров в симбиотических системах между инфузориями и бактериями

Руководитель Потехин Алексей Анатольевич, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург

Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-201 - Структурная, функциональная и эволюционная геномика

Ключевые слова симбиоз, инфузории, Paramecium, симбиотические бактерии, Holosporales, Rickettsiales, генетика симбиоза, сравнительная геномика, транскриптомика, бактериальные инфекции, молекулярные взаимодействия между партнерами по симбиозу, регуляторные малые РНК

Код ГРНТИ34.27.21, 34.27.23, 34.15.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на исследование генетических и молекулярных механизмов взаимодействия партнеров по симбиозам между инфузориями и бактериями. В природе трудно найти более многоликое, чем симбиоз, явление. Как стало ясно в последние годы, нет ни одного живого организма, который не имел бы собственных симбионтов. Множество глобальных проблем биологии симбиозов могут быть решены только путем накопления и сравнительного анализа данных о разных симбиотических системах. Важным направлением исследований является изучение симбиозов между протистами и бактериями, так как у одноклеточных эукариот любые нарушения тонких взаимодействий между партнерами, приводящие к гибели клетки, приводят одновременно к гибели симбиотической системы и собственно клетки-хозяина. Инфузории, одна из самых разнообразных и распространенных групп протистов, часто выступают хозяевами для широкого круга бактерий. Некоторые из них обладают инфекционностью; в то же время большинство способно только к передаче в популяции хозяев «по вертикали». Геномы симбионтов инфузорий демонстрируют выраженную тенденцию к редукции, и, вероятно, многие функции симбионта обеспечивает хозяин, но для большинства симбиозов между инфузориями и бактериями функциональные взаимоотношения партнеров остаются неизвестными. Симбиозы между инфузориями и бактериями являются перспективными моделями для изучения механизмов бактериальных инфекций, регуляции взаимодействий между эукариотами и прокариотами, адаптации партнеров к симбиозу в результате потери генов и возникновения функциональных зависимостей, коэволюции партнеров по симбиозу. Многие бактериальные симбионты инфузорий близкородственны внутриклеточным симбионтам и патогенам животных и человека, что делает изучение этих бактерий и практически важным. Объектом исследований станут инфузории Paramecium, которые служат хозяевами для широкого круга бактерий. Геномы ряда видов Paramecium и многих симбиотических бактерий из порядков Rickettsiales и Holosporales были секвенированы в последние годы или будут секвенированы в рамках проекта. Наличие хорошо поддерживающихся в лаборатории сложных симбиотических систем, в которых для обоих партнеров секвенирован геном, создает необходимые предпосылки для перехода на следующий уровень изучения взаимодействий партнеров - анализ транскриптомов. Исследование транскриптомов позволит выявить дифференциально экспрессирующиеся на каждой стадии развития и поддержания симбиоза гены инфузории и бактерий. Дальнейшее определение функции этих генов позволит приблизиться к расшифровке молекулярных взаимодействий партнеров. Большой интерес представляют исследования некодирующих малых РНК, продуцируемых партнерами по симбиозу, чью роль в регуляции взаимодействий инфузорий с бактериями еще предстоит до конца оценить.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Кастелли М., Ланцони О., Нарди Т., Лометто С., Модео Л.. Потехин А., Сассера Д., Петрони Дж. ‘Candidatus Sarmatiella mevalonica’ endosymbiont of the ciliate Paramecium provides insights on evolutionary plasticity among Rickettsiales Environmental Microbiology, 23(3): 1684-1701 (год публикации - 2021)
10.1111/1462-2920.15396

2. Кастелли М., Ланцони О., Джованнини М., Лебедева Н., Гаммуто Л., Сассера Д., Мелехин М., Потехин А., Фокин С., Петрони Дж. ‘Candidatus Gromoviella agglomerans’, a novel intracellular Holosporaceae parasite of the ciliate Paramecium showing marked genome reduction Environmental Microbiology Reports, v.14 (год публикации - 2021)
10.1111/1758-2229.13021

3. Потехин А.А., Некрасова И.В., Флемминг Ф.Э. In shadow of Holospora – The continuous quest for new Holosporaceae members Protistology, 15 (3): 127–141 (год публикации - 2021)
10.21685/1680-0826-2021-15-3-3

4. Мелехин М.С., Яковлева Ю.А., Лебедева Н.А., Некрасова И.В., Никиташина Л.Д., Кастелли М., Майен-Эстрада Р., Романович А.Э., Петрони Дж., Потехин А.А. Cryptic diversity in Paramecium multimicronucleatum revealed with a polyphasic approach Microorganisms, 10, 974 (год публикации - 2022)
10.3390/microorganisms10050974

5. Потехин А.А., Яковлева Ю.А., Балкин А.С., Пенькова Е.В., Чекрыгин С.А., Мелехин М.С., Корсун Д.А., Лебедева Н.А. Адаптации и коэволюция партнеров в системах внутриядерных симбиозов между инфузориями и бактериями Механизмы адаптации микроорганизмов к различным условиям среды обитания: тезисы докладов Второй Всероссийской научной конференции с международным участием. Иркутск, Байкал, 28 февраля – 6 марта 2022 г. Иркутск : Издательство ИГУ, Тезисы докладов Второй Всероссийской научной конференции с международным участием "Механизмы адаптации микроорганизмов к различным условиям среды обитания", с.165-166. (год публикации - 2022)

6. Кастелли М., Нарди Т., Гаммуто Л., Беллинцона Г., Сабанеева Е., Потехин А., Серра В., Петрони Дж., Сассера Д. Host association and intracellularity evolved multiple times independently in the Rickettsiales bioRxiv, --- (год публикации - 2022)
10.1101/2022.10.13.511287

Публикации