Исследование реагрегации искусственно разделённых клеток морских губок

Изучение процесса реагрегации клеток морских губок проливает новый свет на происхождение и раннюю эволюцию многоклеточных животных. Работа опубликована в Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology.

Биологи МГУ Андрей Лавров и Игорь Косевич исследовали способность клеток морских губок (Porifera) к реагрегации — процессу, при котором искусственно разделённые клетки вновь собираются, образуя многоклеточные агрегаты различных типов.

Морские губки — древнейшая группа многоклеточных животных на Земле. Их строение довольно простое: отсутствуют внутренние органы, пищеварительный тракт, нервная и мышечная системы. Высокая пластичность тканей — ключевая характеристика, позволяющая губке реконструировать тело и адаптироваться к изменяющейся среде.

Одно из проявлений этой пластичности — способность к реагрегации после диссоциации тканей. «Реагрегация клеток представляет собой перспективную модель для исследования функционирования тканей губок в контролируемых лабораторных условиях», — отмечает Андрей Лавров.

В ходе исследования учёные экспериментировали с культурами клеток губок. Были описаны методы диссоциации тканей:

• Механический: ткани протирают через марлю, разделяя на отдельные клетки и их небольшие группы.
• Химический: ткани помещают в морскую воду без кальция и магния, содержащую хелатирующий агент EDTA. Это нарушает межклеточные контакты и приводит к разделению ткани на клетки.

Концентрированные суспензии клеток помещали в чашки Петри. В процессе реагрегации в культурах формировались многоклеточные агрегаты. На начальных этапах все клетки в агрегатах имели сферическую форму, затем поверхностные клетки приобретали Т-образную форму, а внутренние — амёбоидную. Структуру агрегатов изучали с помощью световой, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии.

«В ряде случаев такие многоклеточные агрегаты могут привести к полной реконструкции исходной организации животного. Главный результат нашего исследования — детальное описание динамики клеточной реагрегации и структуры многоклеточных агрегатов у морских губок класса Demospongiae», — говорит Лавров.

Детальное исследование функционирования тканей губок приближает учёных к пониманию общих принципов работы многоклеточных организмов и процессов, приведших к переходу от одноклеточных к многоклеточным формам жизни. Кроме того, работа имеет практическое значение: долгосрочные культуры многоклеточных агрегатов, образующихся в процессе реагрегации, могут стать основой для получения биологически активных веществ, используемых в фармацевтике и косметике.