Все трансмиттеры в одной яйцеклетке: транскриптомный анализ эмбриональных трансмиттерных систем

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье рассматривается вопрос о потенциальном компонентном составе донервных трансмиттерных систем в клетках доимплантационных эмбрионов млекопитающих. Ряд классических нейротрансмиттеров проявляют функциональную активность на ранних этапах развития многоклеточных организмов, включая млекопитающих. Мы провели анализ экспрессии ключевых компонентов нейротрансмиттерных систем на ранних стадиях развития мыши, используя доступные данные, полученные с применением технологии секвенирования нового поколения и транскриптомики. Результаты указывают на наличие у ооцитов и эмбрионов рецепторов и других компонентов ряда трансмиттерных систем, включая серотонинергическую, дофаминергическую, адренергическую, холинергическую, ГАМК-ергическую и глутаматную, а также гистаминовую. Обнаруженное многообразие предполагает возможность конвергенции различных трансмиттерных систем в регуляции клеточной пролиферации, дифференцировки и морфогенеза на уровне общих конечных звеньев внутриклеточных сигнальных каскадов и эффекторов. Данные результаты открывают новые перспективы для дальнейших исследований взаимодействий между различными трансмиттерами и их ролью в регуляции клеточной дифференцировки и морфогенеза.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Юрий Борисович Шмуклер

Институт биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: yurishmukler@yahoo.com
Россия, Москва

Нина Максимовна Алешина

Институт биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН

Email: ninalyoshina@gmail.com
Россия, Москва

Юлия Олеговна Никишина

Институт биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН

Email: y.nikishina@idbras.ru
Россия, Москва

Вероника Сергеевна Фролова

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: frolova.veronika.2014@post.bio.msu.ru

биологический факультет, кафедра эмбриологии

Россия, Москва

Денис Александрович Никишин

Институт биологии развития им. Н. К. Кольцова РАН; Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: d.nikishin@idbras.ru

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, биологический факультет, кафедра эмбриологии

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Бузников Г.А. Низкомолекулярные регуляторы зародышевого развития. М.: Наука, 1967. 264 с.
  2. Alyoshina N.M., Tkachenko M.D., Malchenko L.A., et al. Uptake and Metabolization of Serotonin by Granulosa Cells Form a Functional Barrier in the Mouse Ovary // Int J Mol Sci. 2022. V. 23. № 23.
  3. Buznikov G.A. Neurotransmitters in Embryogenesis. Chur: Harwood Academic Publishers, 1990.
  4. Cho S.-K., Yoon S.-Y., Hur C.-G., et al. Acetylcholine rescues two-cell block through activation of IP3 receptors and Ca2+/calmodulin-dependent kinase II in an ICR mouse strain. // Pflugers Arch. 2009. V. 458. № 6. P. 1125–36.
  5. Čikoš Š., Veselá J., Il’ková G., et al. Expression of beta adrenergic receptors in mouse oocytes and preimplantation embryos // Mol Reprod Dev. 2005. V. 71. № 2. P. 145–153.
  6. Čikoš S., Rehák P., Czikková S., et al. Expression of adrenergic receptors in mouse preimplantation embryos and ovulated oocytes // Reproduction. 2007. V. 133. № 6. P. 1139–1147.
  7. Dale N.C., Johnstone E.K.M., Pfleger K.D.G. GPCR heteromers: An overview of their classification, function and physiological relevance // Front Endocrinol (Lausanne). 2022. V. 13.
  8. Frolova V.S., Nikishina Y.O., Shmukler Y.B., et al. Serotonin Signaling in Mouse Preimplantation Development: Insights from Transcriptomic and Structural-Functional Analyses // Int J Mol Sci. 2024. V. 25. № 23. P. 12954.
  9. Kovaříková V., Špirková A., Šefčíková Z., et al. Gamma-aminobutyric acid (GABA) can affect physiological processes in preimplantation embryos via GABAA and GABAB receptors // Reprod Med Biol. 2023. V. 22. № 1.
  10. Liu C., He Y., Chen S., et al. Histamine promotes mouse decidualization through stimulating epithelial amphiregulin release // FEBS J. 2024. V. 291. № 17. P. 3924–3937.
  11. Loewi O. Über humorale übertragbarkeit der Herznervenwirkung // Pflugers Arch Gesamte Physiol Menschen Tiere. 1921. V. 189. № 1. P. 239–242.
  12. Nikishin D.A., Kremnyov S.V., Konduktorova V.V., et al. Expression of serotonergic system components during early Xenopus embryogenesis // Int J Dev Biol. 2012. V. 56. № 5. P. 385–391.
  13. Nikishin D.A., Milošević I., Gojković M., et al. Expression and functional activity of neurotransmitter system components in sea urchins’ early development. // Zygote. 2016. V. 24. № 2. P. 206–18.
  14. Qiao Y., Ren C., Huang S., et al. High-resolution annotation of the mouse preimplantation embryo transcriptome using long-read sequencing // Nat Commun. 2020. V. 11. № 1. P. 1–13.
  15. Shmukler Y.B., Nikishin D.A. Transmitters in Blastomere Interactions // Cell Interaction. : InTech, 2012. P. 31–66.
  16. Shmukler Y.B., Nikishin D.А. Non-Neuronal Transmitter Systems in Bacteria, Non-Nervous Eukaryotes, and Invertebrate Embryos // Biomolecules. 2022. V. 12. № 2. P. 271.
  17. Shmukler Yu.B., Nikishin D.A. On the Intracellular Transmitter Reception // Neurochemical Journal. 2018. V. 12. № 4. P. 295–298.
  18. Špirková A., Kovaříková V., Šefčíková Z., et al. Glutamate can act as a signaling molecule in mouse preimplantation embryos // Biol Reprod. 2022. V. 107. № 4. P. 916–927.
  19. Tu Q., Cameron R.A., Davidson E.H. Quantitative developmental transcriptomes of the sea urchin Strongylocentrotus purpuratus // Dev Biol. 2014. V. 385. № 2. P. 160–167.
  20. Winkle L.J. Van, Campione A.L. Amino acid transport regulation in preimplantation mouse embryos: Effects on amino acid content and pre- and peri-implantation development // Theriogenology. 1996. V. 45. № 1. P. 69–80.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Компоненты серотонинергической системы и их экспрессия в раннем развитии мыши. Данные представлены в виде значений, нормированных на референсный коэффициент GHG. Обозначения в таблице: синтез — гены, кодирующие белки ферменты синтеза, д — деградации, рецептор — белков рецепторов к серотонину, мт — мембранный транспортер и вт — везикулярные транспортеры. Иллюстрация создана с помощью biorender.com.

Скачать (618KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Компоненты дофамин- и адренергической систем и их экспрессия в раннем развитии мыши. Данные представлены в виде значений, нормированных на референсный коэффициент GHG. Обозначения в таблице: синтез — гены, кодирующие белки ферменты синтеза, д — деградации, рецептор — белков рецепторов к дофамину и адреналину, мт — мембранные транспортеры и вт — везикулярные транспортеры. Иллюстрация создана с помощью biorender.com.

Скачать (715KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Компоненты холинергической системы и их экспрессия в раннем развитии мыши. Данные представлены в виде значений, нормированных на референсный коэффициент GHG. Обозначения в таблице: мр — гены, кодирующие белки метаботропных (мускариновых) рецепторов, субъединицы ир — субъединицы ионотропных (никотиновых) рецепторов, вт — везикулярный транспортер. Иллюстрация создана с помощью biorender.com.

Скачать (544KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Компоненты ГАМК-ергической системы и их экспрессия в раннем развитии мыши. Данные представлены в виде значений, нормированных на референсный коэффициент GHG. Обозначения в таблице: с — гены, кодирующие белки ферменты синтеза, д — деградации, субъединицы ир — субъединицы ионотропных (ГАМК-А) рецепторов, ср — связанных с ГАМК-А рецепторами белков, мр — метаботропные рецепторы, вт — везикулярный транспортер. Иллюстрация создана с помощью biorender.com.

Скачать (710KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Компоненты глутаматергической системы и их экспрессия в раннем развитии мыши. Данные представлены в виде значений, нормированных на референсный коэффициент GHG. Обозначения в таблице: AMPA-р — гены, кодирующие белки субъединицы AMPA-рецептора и белки, взаимодействующие с этим рецептором, кр — субъединицы каинатных рецепторов, NMDA-р — субъединицы NMDA-рецепторов, метаботропные р — метаботропные рецепторы, мт — мембранный транспортер. Иллюстрация создана с помощью biorender.com.

Скачать (633KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Компоненты системы гистамина и их экспрессия в раннем развитии мыши. Данные представлены в виде значений, нормированных на референсный коэффициент GHG. Обозначения в таблице: с — гены, кодирующие белки ферменты синтеза, д — деградации, р — рецепторы к гистамину, вт — везикулярный транспортер. Иллюстрация создана с помощью biorender.com.

Скачать (369KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».