Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль митохондрий в биогенезе зародышевых детерминантов

ВАК РФ 03.00.30, Биология развития, эмбриология

Автореферат диссертации по теме "Роль митохондрий в биогенезе зародышевых детерминантов"

На правах рукописи

АЛЕКСАНДРОВА Яна Николаевна

РОЛЬ МИТОХОНДРИЙ В БИОГЕНЕЗЕ ЗАРОДЫШЕВЫХ ДЕТЕРМИНАНТОВ 03.00.30 - биология развития, эмбриология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Владивосток - 2005

Работа выполнена в лаборатории эмбриологии Института биологии моря им. A.B. Жирмунского ДВО РАН

Научный руководитель:

Доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник ИБМ ДВО РАН A.A. Реунов

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, заведующий лаборатории сравнительной цитологии ИБМ ДВО РАН

И.Ю. Долматов

Кандидат биологических наук, доцент кафедры клеточной биологии ДВГУ СМ. Рыбалкина

Ведущая организация:

Институт цитологии РАН

Зашита состоится «26» января 2006 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 005.008.01 при Институте биологии моря ДВО РАН по адресу 690041, г.Владивосток, ул Пальчевского, 17

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биологии моря ДВО РАН (690041, г.Владивосток, ул Пальчевского, 17).

2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук

М.А. Ващенко

ЯМ6Л

Актуальность проблемы. Дифференциация половых клеток завись от активности цитоплазматической субстанции, которая передается от одного поколения к другому Данная субстанция называемая ¡ародышевыми или половыми детерминантами, визуализируется в электронном микроскопе в виде темных фибриллярно-гранулярных ор1анелл, не окруженных мембраной, во многих случаях ассоциированных с митохондриями. Половые детерминанты обнаруживают в половых клетках на всех стадиях развития от первичных половых клеток в эмбрионе и до гамет во взрослом организме Известно, что половые детерминанты содержат РНК и белки ядерного генома Показано, чго различные этапы структурной организации зародышевых детерминантов находятся под контролем продуктов ядерного генома. Несмотря на то, что структуру половых детерминантов интенсивно исследуют с помощью электронно-микроскопических и молекулярных методов, механизм их функционирования до сих пор не расшифрован.

Открытие молекул РНК митохондрий в составе половых детерминантов стало актуальным направлением Роль митохондрий в механизме функционирования зародышевых детерминантов в настоящее время активно дискутируется Одним из актуальных вопросов является то, как молекулы митохондриальных нуклеиновых кислот попадают в материал половой субстанции. Согласно недавней находке Реучова и соавт. (Иеипоу е1 а1., 2000) у морского ежа Ли/оск/ага сгазвшрта в гениальных клетках некоторые митохондрии способны утрачивать наружную мембрану, в результате чего их матрикс попадает в цитоплазму Не исключено, что данный механизм для многих животных является универсальным способом интродуцирования митохондриальных молекул в половую плазму половых клеток на стадии гониев, и этот вывод играет большую роль в понимании способа "ш^е"-мито\ондриального взаимодействия. Солокализованность митохондрий и структурных элементов половых детерминантов отмечают в клетках половой линии и на других этапах онтогенеза, однако, этому факту пока не находят объяснения. Таким образом, выяснение роли митохондриР является одной из важных задач, которые направлены на выяснение механизма функционирования зародышевых детерминантов на различных стадиях жизненного цикла у животных и растений. Электронно-микроскопические исследования особенностей взаимодействия митохондрий с половыми детерминантами на разных этапах развития клеток половой линии являются актуальными для формирования морфофункциональной концепции роли митохондрий в биогенезе зародышевых детерминантов.

Цель и задачи работы. Цель данной работы состояла в ультраструктурном исследовании особенностей ззаимодействия половых детерминантов и митохондрий в гениальных клетках некоторых представителей многоклеточных животных, таких как

планария Dugesia tigrina, немертина Otolyphlonemertcs martynovi, морской еж Strongylocentrotus nudni, голотурия Apnstichopus japomcus, камбала Pleuronectes asper, мышь Mus muscuius, а также в жизненном цикле A japomcus и красной водоросли Gracilaria verrucosa

Для достижения поставленных целей предполагалось решить следующие задачи' 1. С помощью ультраструктурного исследования серийных срезов исследовать "nuage''-митохондриальные комплексы в гениальных клетках планарии D tigrina, немертины О. martynovi, морского ежа 5 nudus, голотурии A japonicus камбаловой рыбы Р asper и мыши М musculus

2 Электронно-микроскопически и морфометрически исследовать особенности взаимодействия половых детерминантов и митохондрий в оогенных, сперматогенных и эмбриональных клетках голотурии А japonicus.

3 Электронно-микроскопически исследовать особенности взаимодействия потовых детерминантов и митохондрий в спорогенезе и гаметогенезе красной водоросли G verrucosa

Научная новизна. Для беспозвоночных животных проведенные исследования впервые позволили выяснить универсальность механизма "nuage''-митэхондриального рассеивания в гениальных клетках представителей Protostomia и Deuterostomia На примере камбалы и мыши впервые рассмотрена вероятность рассеивания митох-щдрий в гениальных клетках позвоночных.

На примере голотурии А japomcus показано, что гениальные клетки являются единственной стадией в жизненном цикле, в которой происходит "nuage''-митохондриальное рассеивание, и данное явление не встречается в других стадиях, которыми являются постгониальные этапы гаметогенеза и эмбриогенеза. Показано, что у А japonicus формирование герминативных гранул происходит в поздних ооцитах из субстанции тела Бальбиани при участии матрикса митохондрий.

На примере красной водоросли G verrucosa, жизненный цикл которой включает мейотическую фазу спорогенеза и чередуется с немейотической фазой гаметогенеза, впервые установлено, что "nuage''-митохондриальное взаимодействие является характерным только для мейотических клеток. Данное явление не встречается при формировании гамет, которое у Rhodophyta не сопровождается мейозом.

Теоретическое и практическое значение работы. На основе анализа особенностей взаимодействия митохондрий с половыми детерминантами у изученных многоклеточных животных и макроводоросли G verrucosa создано морфофункциональное представление о механизме функционирования зародышевых детерминантов.

Результаты исследования могут быть включены в программу общих и специализированных курсов по биологии развития для высших учебных заведений, с целью расширения представлений студентов о функционировании половых детерминантов.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Международном симпозиуме "стволовые клетки, регенерация, клеточная терапия" (Санкт-Петербург, 2004); на Международном научном семинаре "Проблемы репродукции и раннего онтогенеза морских гидробионтов" (Мурманск, 2004), на ежегодной научной конференции Инсппута биологии моря ДВО РАН (Владивосток, 2004), на научном межлабораторном семинаре по морфологии, физиологии и биохимии ИБМ ДВО РАН.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, 2 работы находятся в печати

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 109 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов, обсуждения полученных данных, выводов и списка литературы (185 источников из них 174 на иностранном языке). Работа иллюстрирована 36 рисунками (26 элекгроннограмм и микрофотографий, 6 графиков, 4 схемы).

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю д.б.н. A.A. Реунову за помощь и руководство на всех этапах планирования и выполнения настоящей работы Благодарю профессора В В. Исаеву за ценные замечания, касающиеся содержания и оформления работы, к б.н. А В. Скрипцову за содейстаие в сборе и определении материала, Д.В. Фомина, д.б.н. В.В Юшина, к.б.н. С.Ш Даутова, к.б.н. A.B. Чернышева, к.б.н. О.В Юрченко, С.Ю. Незнанову, А.В Калачева за техническую и методическую помощь, а также коллектив лаборатории эмбриологии за дружескую поддержку.

Работа поддержана грантами: РФФИ № 03-04-49544 (рук. В.В. Исаева); ДВО РАН 05-3 А-06-105 (рук. A.A. Реунов); экспедиционным грантом ДВО РАН 05-3-Е-06-035 (рук. В.В. Юшин); грантами поддержки ведущих научных школ РФФИ № 00-15 97938 и Минпромнауки НШ № 1219.2003.4 (рук. |В.Л. Касьянов}).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Р. tiering. Для исследования использовали одну из особей пресноводной планарии D. tigrina (Platygelmminthes, Turbellaria, Rhabditophara, Seriata, Tricladida, Dugesiidae), размножающуюся бесполым путем, которая в культуре спонтанно начала откладывать коконы. Материал предоставлен В.В. Исаевой.

Два кусочка оогенной ткани были залиты в два блока С каждого блока было получено пять бленд, по пять серийных срезов на каждой

О. martvnovL Немертин О martynovi ( п/кл Enopla, отр Eumonostilifcra сем Ototyphlonemertidae) собирали в б Сухопутная Уссурийского алива Японского моря в июне-июле 2003 г Материал предоставлен А В. Чернышевым.

Использовали три экземпляра мужских особей Фрагмент тела от каждой особи был залит в отдельный блок С каждого блока получали по три бленды, по пять серийных срезов на каждой

S. nudus. Черного морского ежа S nudus (Echinodermata, Echinoidea, Strongylocentrotidae) собирали в бухте Емар Японского моря в апреле-сентябре 2001 и 2002 г

Испочьзовали три экземпляра мужских особей Фрагмент гонады от каждой особи был залит в отдельный блок. С каждого блока получали по три бленды, по пять серийных срезов на каждой

A. iaponicus. Голотурию A japonicus (Echinodermata, Holoturriodea, Stichopodidae) собирали в зал Восток Японского моря в районе Биологичгской станции "Восток" ИБМ ДВО РАН в мае-июне 2003 i

Использовали три экземпляра мужских особей Фрагмент семенника от каждой особи был залиг в отдельный блок С каждого блока получали по ~ри бленды, по пять серийных срезов на каждой.

Бластулы A japonicui были получены и приготовлены для электронно-микроскопического исследования В В Юшиным в соответствии с методикой, описанной в публикации Юшина (1993)

Р. ачвег. Экземпляры желтоперой камбалы Р at per (Chordata, Osteichthyes, Teleostei, Pleuronectidaea, Pleuronectinae) выловлены в Уссурийском заливе 2002 i. (рейс на MPC 5005) Самцов идентифицировали путем диссекции гонад и выявления мужских гамет методом световой микроскопии Материал предоставлен С Ю Незнановой.

Использовали три экземпляра мужских особей Фрагмент семенника от каждой особи был залит в отдельный блок С каж отго блока получали по ~ри бленды, по пять серийных срезов на каждой

M. musculus. Самцов мышей M musculm (Chordata, Vertebrate, Mammalia, Rodentia, Sciurognathi, Muridae, Murinae) приобретали в виварии ТИБОХ ДВО РАН.

Использовали три экземпляра мужских особей Фрагмент семенника от каждой особи был залит в отдельный блок. С каждого блока получали по ~ри бленды, по пять серийных срезов на каждой.

G. verrucosa. Талломы мужских гаметофитов, тетраспорофитов на репродуктивной стадии и женские гаметофиты с развитыми карпоспорофитами красной водоросли G verrucosa (Rhodophyta, Florideophyceae, Gracilariales, Gracilanaceae) собирали на глубине 0.5 м в зал Восток Японского моря в районе Биологической станции "Восток" ИБМ ДВО РАН в мае-июле 2001 г.

Использовали три экземпляра мужских талломов. Фрагмент таллома от каждого экземпляра был залит в отдельный блок С каждого блока получали по пять бленд, по одному срезу на каждой

Использовали три экземпляра карпоспорофитов Каждый карпоспорофит был залит в отдельный блок. С каждого блока получали по пять бленд, по одному срезу на каждой.

Использовали три экземпляра тетраспорофитов Фрагмент таллома от каждого экземпляра был залит в отдельный блок. С каждого блока получали по пять бленд, по одному срезу на каждой.

Электронно-микроскопическое исследование. Образцы О. martynovi, S. nudus, А. japonicus и G verrucosa фиксировали 2.5% раствором глютаральдегида в 0.1М какодилатном буфере (pH 7.5 с добавлением 21мг/мл NaCl) в течение 2 ч, при температуре 4°С.

Образцы D tigrtna, Р. asper и М. musculus фиксировали 2.5% раствором глютаральдегида в 0 IM какодилатном буфере (pH 7.5 без добавления NaCl) так же в течение 2 ч, при температуре 4°С.

Все образцы дофиксировапи в 2% растворе тетроксида осмия на том же буфере в течение 1 ч при комнатной температуре. После промывки в буфере материал обезвоживали в серии спиртов и ацетонов и заливали в эпоксидную смолу Spurr или Эпон - Аралдит. Тонкие срезы (55нм) изготовляли на ультратоме Reichert Ultracut Е, контрастировали 2% раствором уранилацетата в 10% этаноле и водным раствором цитрата свинца и изучали в трансмиссионных электронных микроскопах JEM100B и JEM 100S при 80 кВ.

Гистологические исследования. Для оценки общего состояния гонад животных и репродуктивных органов красной водоросли использовали полутонкие срезы, полученные на ультратоме Reichert Ultracut Е и окрашенные метиленовым синим. Срезы изучали в микроскопе Polyvar.

Морфометрия.

Сперматогенные клетки A. iaoonicus. Использовали три экземпляра мужских особей. Фрагмент семенника от каждой особи был залит в отдельный блок. С каждого блока получали по три бленды и по пять серийных срезов на каждой. На каждом срезе изучали по десять сперматогониев, первичных сперматоцитов, десять сперматид и десять сперматозоидов.

Оогенные клетки A. japonic us. Использовали три экземпляра женских особей Фрагмент яичника от каждой особи был залит в отдельный блок С каждого блока получали по три бленды и по пять серийных срезов с каждой На ка;кдом срезе изучали по десять оогенных клеток, по десять ранних ооцитов, по три поздних ооцита.

Эмбриональные клетки А. ¡аротсич. Использовали дв i экземпляра поздних бластул Каждая бластула была запита в отдельный блок (Юшин и др., 1993). С каждого блока получали по три бленды, по пять серийных срезов на каждой На каждом срезе изучали все клетки

Для каждого объекта подсчитывали общее количество структур зародышевой плазмы и их количественное распределение на один срез клетки В сперматогониях и оогониях подсчитывали структуры зародышевой плазмы на 90 срезах кг еток, в зрелых ооцитах - на 10 срезах клеток и в бластоцитах - на 15 срезах клеток Полученные данные обрабатывали с использованием компьютерной программы Microsoft Excel

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Исследование взаимодействия половых детерминантов и митохондрий в гениальных клетках некоторых первичноротых и вторичноротых

Гениальные клетки всех изученных видов: D tigrina, О martynovi, S. nudus, А. japonicui, Р aiper, М musculus, имеют общие ультраструктурные характеристики. Крупные, округлые гениальные клетки образуют кластеры Ядро имеет крупное ядрышко, хроматин диспергирован Цитоплазма содержа свободные рибосомы, митохондрии, эндоплазматический ретикулум Цитоплазма наряду с другими органеллами содержит электроноплотные скопления рыхлого материла, не окруженного мембраной и морфологически сходного со структурами, описываемыми в гаметогенезе многоклеточных животных как половые детерминанты Данный материал присутствует в виде компактных герминативных гранул и "nuage" (Рис 1А, Б) Довольно часто герминативные гранулы и митохондрии находятся в непосредственном контакт'; и формируют "nuage"-митохондриальные кластеры (Рис 1В) Некоторые из контактирующих митохондрий не имеют наружной мембраны и в соответствии с принятой терминологией (см Reunov et а!, 2000) могут характеризоваться как митохондриальные производные (Рис 1Г) В дальнейшем происходит постепенное рассеивание в цитоплазме как, еще содержащих кристы митохондриальных производных, так и субстанции "nuage" в результате чего происходит исчезновение митохондриальных кластеров.

Несмотря на широкое обсуждение феномена митохондриальных кластеров (Williams,

Рис 1. Формы половых детерминантов в гениальных клетках: Dugesia tigrina, Ototyphlonemertes martynovi, Strongylocentrotus nudus, Apostichopus japonicus, Pleuronectes asper, Mus musculus. A - компактная форма половых детерминантов (герминативная гранула); Б - фрагментированная форма половых детерминантов ("nuage"); В - "nuage"-митохондриальный комплекс (показан стрелками); Г - митохондриальная производная (стрелкой показаны остаточные кристы). я - ядро. Масштаб: А, Б, Г - O.Smkm; В - 1мкм.

1989; Inoue, Shirai, 1991; Flores, Bums, 1993; Klag, Bilinski, 1993; Wilsch-Brauninger et al., 1997; Matova, Cooley, 2001), его значение до сих пор не получило объяснения. Ультрасгруктурное исследование сперматогониев морского ежа A. crassipina показало, что матрикс рассеивающихся митохондриальных производных включается в материал зародышевых детерминантов (Reunov et al., 2000). Как было показано в данной диссертационной работе, явление "nuage" - митохондриального рассеивания впервые обнаружено в гениальных клетках у таких представителей беспозвоночных и позвоночных как D. tigrina, О. martynovi, S. nudus, A. japonicus, P. asper, M. musculus. Столь широкая встречаемость явления митохондриальной дезинтеграции позволяет считать его универсальным как для первичноротых, так и для вторичноротых животных. Не исключено, что выход митохондриального матрикса в цитоплазму, на сегодняшний день подтвержденный для семи видов, является универсальным способом освобождения и транспорта РНК и других продуктов митохондриального генома в цитоплазму клеток

половой линии с последующим включением митохондриачьных производных в состав зародышевых детерминантов.

Морфофункциональные особенности половых детерм инантов в жизненном цикле Apostichopus japonicus

Оогенез.

В оогенных клетках A. japonicus были подсчитаны общее количество и разные формы половых детерминантов. На одном срезе оогония присутствовали все 4 морфологические формы- компактны гранулы, "nuage", комплексы "nuage" с митохондриями, и митохондриальные производные (Рис. 2).

В ранних ооцитах нами не быта обнаружены половые детерминанты ни в форме компактных гранул, ни в форме "т^е"-митохондриальн1>1х комплексов, ни в форме митохондриальных производных Иногда в цитоплазме на некоторых срезах встречались половые детерминанты в форме "nuage" (Рис. 2).

1,60 1,40 1,20 1,00 0800,600,400,20 0,00

0,90

пЬ

ii

□ - оогонии, ■ - ранние ооциты

Рис.2. Количественное распределение структур половых детерминантов на срез одного оогония и одного раннего ооцита Apostichopus japonicus. I - компактные гранулы; 2 "nuage"; 3 - "nuage''-митохондриальный комплекс; 4 - митохондриальный матрикс (митохондриальные производные).

В зрелых ооцитах вблизи клеточного ядра присутствует характерная структура, называемая в литературе желто«. ы\ члром, телом Бальбиани или митохондриапьным облаком Данный комплекс околоядерных структур был описан в 1845-50 гг. и назван желточным ядром, затем подробно изучен в ооцитах у пауков и многоножек исследователем Бальбиани (см : Айзенштадт, 1984). Первоначально тело Бальбиани связывали с образованием желтка. Дальнейшие исследования не подтвердили участие тела Бальбиани в образование желточной субстанции (Guraya, 1979) Подобные структуры описаны в оогенезе различных беспозвоночных и гкнвоночных. При ознакомлении с литературными источниками становится понятно, что под данными понятиями могут пониматься структуры,

имеющие различную природу В некоторых случаях, например, в ооцитах человека в составе тела Бальбиани, описывают целый комплекс структур, таких как центриоли, эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, кольцевые ламеллы и главным образом митохондрии (Hertig, 2005), но причастность данных органоидов к синтезу желтка не является очевидной С другой стороны скопление множества митохондрий вокруг тела Бальбиани описано для беспозвоночных и позвоночных животных (Айзенштадт, 1984).

Как было недавно показано Коксом и Спрадлингом (Сох, Spradling, 2003), в оогенече Drosophila тела Бальбиани транспортируют в делящиеся клетки эмбриона группы митохондрий Как правило, митохондрии, транспортируемые этими телами, поступают в клетки, которые затем становятся герминативными

Как считает Джагларз и соавторы (Jaglarz et al, 2003) структуры, формируемые в теле Бальбиани ооцитов жука Pseudoxycheila angustata в позднем оогенезе, включаются в состав оосомы - полярной или половой плазмы.

В некоторых литературных источниках с телом Бальбиани связывают возникновение элементов зародышевой плазмы, а именно, компактных герминативных гранул (Nieuwkoop, Satasurya, 1979, Heasman et al, 1984, Smiley, 1988, 1990; Hausen, Riebesell, 1991, Dixon, 1994, Lehmann, Ephrussi, 1994, KJoc, Ftkin, 1995; Saffman, Lasko, 1999; Kloc et al, 2000, 2002) Детальная информация о формировании герминативных гранул во!фуг тел Бальбиани ооцитов существует для Xenopus и для голотурий.

Показано, что у Xenopus на стадии оогониев тело Бальбиани локализовано около ядра и окружено митохондриями. В течение оогенеза гело Бальбиани увеличивается в размерах, перемещается в цитоплазму и кроме митохондрий в нем появляются компактные герминативные гранулы (Heasman et al., 1984, Hausen, Riebesell, 1991; Dixon, 1994; Lehmann, Ephrussi, 1994; Kloc, Etkin, 1995, Saffman, Lasko, 1999; Kloc et al, 2000, 2002)

У голотурии Stichopus califormcus крупные герминативные гранулы авторы наблюдали вблизи тел Ьальбиани (Smiley, 1988). Такие же структуры найдены в ооцитах у морской ли ши Antedon bifida (Holland, 1976) и Oxycomantiis japomcu<¡ (Holland, 1988), у звезл Patina pectmifera (Aisenshtadt, Vasetzky, 1986), у офиур Ophiolepu pauciipina (Byrne, 1989) и у ежей Arbana lixula и Paracentrotus hvidus (Millomg et al, 1968)

Наши ультраструктурные исследования показали, что в ооцитах A japomcui тело Бапьбиани представляет собой более элсктроноплотный участок цитоплазмы, содержащий зернистый материал (Рис ЗА, Б, В) Часто рядом с ним расположены пористые пластинки (Рис. ЗА). На периферии тела Бальбиани обычно находятся митохондрии (Рис ЗБ) Как а

Рис. 3. Тело Бальбиани в ооците Аром&Иорин¡аротст А тело Бальбиани вблизи ядра показано стрелкой; Б - митохондрии вокруг тела Бальбиани показаны стрелкой; В -герминативные гранулы вокруг тела Бальбиани; Г - митохондриальная производная гг -герминативная гранула, мп - митохондриальная производная, пп - пористая пластинка, ТБ -Тело Бальбиани. Масштаб: А - 5 мкм; Б, В - 0.5 мкм; Г - 1мкм.

Рис.4. Структуры половых детерминантов в ооците Лро.511сИория ¡аротст. А -конденсирующаяся митохондриальная производная (стрелкой показаны остаточные кристы митохондрий); Б - герминативная гранула, гг - герминативная гранула, мп -митохондриальная производная. Масштаб' 0.5 мкм

Нскоюрые митохондрии контактируют с материалом тела Бальбиани Митохондрии, контактирующие с субстанцией данной структуры, полностью теряют наружную мембрану (Рис ЗГ) Довольно часто можно наблюдать содержащие кристы мигохондриальные производные, частично конденсированные до стадии элекгроноплотного материала, уль граструктурно идентичного герминативной субстанции (Рис, 4А) Полностью конденсированные производные митохондрий неотличимы от герминативных гранул (Рис 4Б) Наши наблюдения позволяют считать, что герминативные тела у А Japonкus возникают на стадии средних ооцитов из митохондрий контактирующих с субстанцией тела Б&тьбиани Несмотря на то, что в литературе отсутствует информация о происхождении субстанции тет Бальбиани голотурий, можно предполагать, что она имеет ядерное происхождение Аргументом в полыу пого предположения является то, чк> в составе субстанции 1ел Бальбиани прису1ствуют ядерные РНК ХЫгй, Хёа/!, ЛГСЧотиЬ, Х\упШ, Га^, В7/Рт§сге, C10/XFACS (К1ос е1 а1, 2002).

Недавно Реуновым (Яеипоу, 2004) было показано формирование герминативных гранул из митохондрий в ооцитах М тиьыйиз Некоторые митохондрии в ооцитах теряют наружную мембрану, их матрикс конденсируются и преобразуются в герминативные транулы У А Japonlcm митохондрии, находящиеся в контакте с телом Бальбиани, также принимают участие в формировании герминативных гранул (Рис. 5), что ткниоляет сделалпь предположение об универсальности данного механизма у различных представителей Ме1егоа.

МО

Рис. 5. Схематическое июбражение формирования герминативных гранул в ооцитах Аро\исЪорич /аротси5 м - митохондрия мп читохондрнальная производная гг герминативная гранула

Одно И4 препятствий в исследовании у лыраструктуры зародышевой пта;мы зто наличие мимикрирующих структур формирующегося желтка На ультраструктурном уровне мы исследовали особенности формирования желточных гранул и сравнивали их со структурными единицами зародышевой птазмы в ооцитах голотурии А ¡аропи ич Согласно нашим наблюдениям, желток в ооцитах трепанга представлен электроноптотными и более светлыми округлыми гранулами. Гранулы обоих типов формируются путем объединения

Рис. 6. Формирование темных желточных гранул в оошгге АрозНс/гориз ]аротст. А -агрегаты мелких электроноплотных пузырьков (указаны стрелками); Б - продуцирование мелких электроноплотных пузырьков цистернами аппарата Гольджи; В - образование общей мембраны (наконечник стрелы) вокруг агрегатов мелких электроноплотных пузырьков; Г -слияние электроноплотных везикул; Д - темная желточная гранула, п — пузырек, КГ -комплекс Гольджи. Масштаб: А, В - 0.1 мкм; Б - 0.5 мкм; Г - 0.2 мкм; Д - 1 мкм.

Рис. 7. Формирование светлых желточных гранул в ооците АрозисЬорт ¡аротсия. А -встраивание электроносветлых везикул в агрегаты мелких электроноплотных пузырьков; Б -пористые пластинки в цитоплазме ооцита; В -светлая желточная гранула, п - пузырек. КГ -комплекс Гольджи. Масштаб: А - 0.2 мкм; Б - 2 мкм; В - 1 мкм.

мелких пузырьков (Рис 6А), которые, поглощаются ооцитом в процессе пиноцитоза (Айзеиштадт, 1984), но также продуцируются диктиосомами комплексов Гольджи (Рис. 6Б), присутствующими в цитоптазме развивающейся женской половой клетки. Вокруг агрегатов, возникших из мелких пузырьков, появляется мембрана (Рис 6В), после чего данные структуры уже можно считать везикулами, благодаря дальнейшему слиянию которых (Рис. 6Г) и формируются электроноплотные желточные гранулы (Рис. 6Д). В некоторых случаях можно наблюдать инкорпорацию в электроноплотные агрегаты электроносветлых везикул (Рис. 7А), которые отпочковываются от концевых участков пористых пластинок (Рис. 7Б) и в изобилии присутствуют в цитоплазме. Данные везикулярные комплексы формируют гранулы, отличающиеся более светлым содержимым (Рис 7В).

Надо отметить, что электронная плотность герминативных гранул сопоставима с таковой формирующегося желтка. Однако образование желточных гранул обоих типов, характеризуется встраиванием везикул и наличием мембран Таким образом, является очевидным то, что половые детерминанты отличаются от формирующегося желтка отсутствием мембраны и исключают возможность слияния с везикулами различного происхождения.

Общее количество детерминантов в течение оогенеза значительно снижается от оогониев к ранним ооцитам и значительно возрастает на стадии поздних ооцитов по отношению к количеству половых детерминантов в оогониях и ранних ооцитах (Рис. 8). Вероятно в оогониях проявляется функциональная активность зародышевых детерминантов, которая заключается в фрагментации компактных герминативных гранул, во взаимодействии с митохондриальным матриксом и полном рассеивании перед началом мейоза. После этого субстанция зародышевой плазмы визуализируется редко, но появляется в изобилии снова в поздних ооцитах, что вероятно связано с ее синтезом в области тела Бальбиани.

500 450 400

350 300 250 200 150 100 50 0

126

1

12

2

2.

Рис. 8. Общее количество структур половых детерминантов в оогенезе АровИсЬорш ]аротсш 1 - оогонии; 2 - ранние ооциты; 3 - зрелые ооциты.

Сперма югенез

При исследовании сперматогснных клеток A japomcu мы изучали количественное распределение структур половых детерминантов В сперматогониях на одном срезе клетки присуилвуют все четыре формы детерминантов (1) герминапвные гранулы, (2) "nuage", (3) "nuage" - митохондриальные комплексы и (4) митохондриальные про и ¡водные В сперматоцитах в немно! очисленных случаях в цитоплазме наряду с митохондриями встречаются рыхлые электроноплогные, структуры, которые соответствуют рассеивающейся форме элементов зародышевой плазмы или "nuage". Зародышевая плазма в форме компактных гранул, комплексов "nuage"c митохондриями и митохондриальные производные в сперматоцитах обнаружены не были (Рис 9)

1 6 -

14-

1,2 1

1 0,8 H 08 1

06-

0,4-

0,2-

0 I

1

0,7

rî-

1,14

О - сперматогонии ■ - сперматоциты

Рис. 9. Количественное распределение структур половых детерминантов на срез одного сперматогония и одного сперматоцита Apostichopus japonteus 1 - компактные гранулы; 2 -"nuage"; 3 - "nuage''-митохондриальный комплекс, 4 - митохондриальный матрикс (митохондриальные производные).

400

350300 250200 150 10050-

Рис.Ю. Общее количество структур половых детерминантов в сперматогенезе АроиНскория ¡аропкш. 1 - сперматогонии; 2 - сперматоциты; 3 -сперматиды и сперматозоиды.

В сперматидах и сперматозоидах элементы зародышевой плазмы в форме компактных гранул, "nuage", комплексов с митохондриями и митохондриальные производные обнаружены не были (Рис 9).

Общее количество детерминантов значительно уменьшается от стадии сперматогониев к стадии сперматоцитов, а в сперматидах и зрелых спермиях данные структуры отсутствуют (Рис. 10).

Эмбриональные клетки В цитоплазме некоторых клеток бластулы присутствовали рыхлые, не окруженных мембраной электроноплотные гранулы 0 5 - 06 мкм, соответствующие компактной форме половых детерминантов (Рис 11 А, Б). В клетках бластулы мы столкнулись с проблемой утилизации желтка, что также затрудняет исследование ультраструктуры зародышевой плазмы Поэтому мы исследовали особенности утилизации желточных гранул

Гранулы светлого желтка изначально окружены мембраной, которая постепенно утрачивается. Согласно нашим наблюдениям, происходит постепенное рассеивание материала светлых гранул, в результате чего они значительно уменьшаются в размерах и постепенно исчезают Как правило, утилизирующиеся светлые гранулы окружены лизосомальными везикулами Схематическое изображение утилизации светлых желточных гранул показано на Рис.12.

Процесс рассеивания электроноплотных гранул происходит иным способом Изначально, деструкция материла гранул, утративших мембрану, происходит в периферической зоне, в результате чего на поперечном срезе структура имеет вид полумесяца Полость, возникающая в зоне этого периферического аутолиза, содержит рыхлый неплотный матрикс Аутолитический процесс заканчивается полным превращением электроноплотных полумесяцев в матрикс, поступающий в цитоплазму, в резу-плате чего в клетках бластулы видны светлые зоны (Рис.ПА) Схематическое изображение утилизации темных желточных гранул показано на Рис 13.

Герминативные гранулы легко отличимы oi глобул утилизирующегося желтка От глобул светлого желтка данные структуры отличаются большей электронной точностью Электронная плотность герминативных гранул сопоставима с таковой электроноплотных глобул желтка, но герминативные гранулы никогда не принимают морфо югических очертаний в виде полумесяцев с примыкающими к ним светлыми зонами.

Так же как и в зрелых ооцитах половые детерминанты в форме комплексов "nuage" с митохондриями обнаружены не были.

Рис.11. Герминативная фанула в бластуле Аро5ЧсИору^ ¡аротсиа. А - бластощпы вегетативного полюса, стрелкой показана утилизирующаяся темная желточная глобула, звездочкой - зона периферического аутолиза ; Б - герминативная гранула, гг -герминативная гранула. Масштаб: А - 1 мкм; Б - 0.2 мкм.

Рис.12. Схематическое изображение утилизации светлой желточной гранулы в бластуле АрохНсЪорш ¡аротсиз. А - интактная гранула; Б-Е - утилизирующаяся гранула, л -лизосома, м - мембрана, кг - комплекс Гольджи.

Рис.13. Схематическое изображение утилизации темной желточной гранулы в бластуле АрояНсИорш уаротсиз. А - интактная гранула; Б-Е - утилизирующаяся гранула, м -мембрана; звездочками показаны зоны периферического аутолиза

Общее количество половых детерминантов было незначительным. На вегетативном полюсе только в одной - двух клетках мы обнаруживали герминативные гранулы. На срезе одной такой клетки мы находили одну редко две герминативные гранулы.

О структурном состоянии половых детерминантов в эмбриональных клетках известно довольно много работ У некоторых видов плотные скопления половых детерминантов, локализованные на полюсах зигот в процессе раннего эмбриогенеза, фрагментируются в бластомерах и приобретают структуру "nuage". Подобное явление обнаружено у Drosophila и Хепорт (Mahowald, 1962; Czolowska, 1969, Mahowald, Hennen, 1971; Williams, Smith, 1971; Eddy, 1975; Wolf et al, 1983, Saffman, Lasko, 1999; Matova, Cooley, 2001) У некоторых представителей многоклеточных животных, например, млекопитающих в эмбриональных клетках не обнаружено никаких признаков половых детерминантов, что, по мнению некоторых исследователей, позволяет предполагать отсутствие половых детерминантов в эмбриональных клетках или присутствие их компонентов в молекулярной форме (Holland, 1988; Timmermans, Taverne, 1989) Как показало наше исследование, в эмбриональных клетках A japonicus присутствуют компактные герминативные гранулы, аналогичные таковым, возникшим в ооцитах. Наши подсчеты показали, что эмбриональные клетки содержали меньшее количество герминативных гранул по сравнению с ооцитами Можно предполагать, что в раннем эмбриогенезе происходит равномерное распределение герминативных гранул в бластомерах вследствие того, что в зрелом ооците материал не подвергается цитоплазматической сегрегации, а распределен хаотично Не исключено, что в бластомерах, неориентированных на половой путь, материал детерминантов подвергается аутолизу Аутолиз половых детерминантов является вполне возможным; нами данное явление было показано для S nuchts при воздействии фенола и кадмия (Реунов и др., 2005) Явление исчезновения Р - гранул при случайном попадании их во время деления бластомеров в соматические бластомеры известно для нематоды С. elegans (Strome, Wood, 1983) Независимо от способа распределения половых детерминантов в эмбриональных клетках позвоночных и беспозвоночных общей особенностью является отсутствие контакта элементов зародышевой плазмы с митохондриями

Исследование взаимодействия половых детерминантов и митохондрий у макроводоросли Gracilaria verrucosa

При исследовании концептакул, в которых формируются мужские гаметы - спермации, материал сходный с субстанцией, которая в стволовых и половых клетках многоклеточных животных характеризуется как "половые детерминанты" или "зародышевая плазма", не обнаружен.

В цитоплазме карпоспор, которые образуются в результате оплодотворения, но формируются митотически присутствуют рыхлые электроноплотные не окруженные мембраной гранулы 0.5-0 6 мкм, характеризуемые у животных, как компактная форма

половых детерминантов или герминативные гранулы Других форм половых детерминантов обнаружено не было (Рис. 12).

В тетраспорангиях премейотических клетках присутствуют герминативные гранулы, которые окружены митохондриями В некоторых случаях герминативная субстанция находится в непосредственном контакте с митохондриями, что соответствует комплексам половых детерминантов с митохондриями у животных (Рис. К).

Понятие "зародышевая плазма" обычно не фигурируй в описаниях стволовых и репродуктивных клеток растений, но скорее всего, это связано не с отсутствием данной субстанции в растительных клетках, а недостаточной изученностью О существовании материала, ультраструкгурно сравнимого с зародышевой плазмой животных клеток, уже было доложено американскими цитологами, исследовавшими гетраспоры красной водоросли Dasya baillouviana (Broadwater et al., 1986). Структуры, напоминающие герминативные

It

Мейоз

I /тетраспорангий

."W

цистокарп

Рис. 14. Схема жизненного цикла Gracilaria verrucosa, м - митохондрия, звездочка -герминативная гранула.

гранулы, были обнаружены нами в клетках "спящей" почки женьшеня Panax ginseng (Реунов и др., 2004).

В данной работе структуры, аналогичные герминативным гранулам, были обнаружены в карпоспорах и тетраспорах красной водоросли G. verrucosa. Как было показано на электроннограммах, приведенных в данной работе, эти гранулы в тетраспорах также

способны агрегировать митохондрии Для карпоспор характерно присутствие только компактных герминативных гранул, которые не вступают во взаимодействие с митохондриями и не подвергаются рассеиванию. Таким образом, на основании немногочисленных данных можно предполагать, что наличие вещества зародышевой плазмы свойственно не только многоклеточным животным, но и макроводорослям и высшим растениям.

Премейотическая роль явления "nuage"- митохондриального рассеивания

В отличие от многоклеточных животных и высших растений, у которых процесс размножения обусловлен мейозом и формированием только половых клеток, размножение красных водорослей включает как половую, так и соматическую фазу и сопровождается сложным сочетанием мейотических и митотических делений Почти у всех размножающихся половым путем красных водорослей отмечены спорические жизненные циклы и оогамия (West, Hommersand, 1981) У Rhodophyta в процессе мейотических делений формируются не гаметы, а тетраспоры, дающие начало мужским и женским растениям-гаметофитам, полностью состоящим из гаплоидных клеток и формирующим мужские гаметы (спермации) и женские гаметы-карпогоны (яйцеклетки) путем митоза.

То обстоятельство, что у G verrucosa "nuage''-митохондриальные комплексы не были обнаружены в процессе исследования гамет, но были найдены в премейотических тетраспорах, позволяет предполагать, что активность данных структур необходима не столько для формирования собственно гамет, сколько имеет премейотическое значение.

К подобному заключению можно прийти, определив "место локалшации" "nuage"-митохондриальных комплексов и в жизненном цикле A japonicus. Как это было показано, в ооцитах происходит формирование компактных герминативных гранул, но никогда не возникают "nuage''-митохондриальные кластеры "Nuage''-митохондриальные комплексы никогда не были обнаружены и в эмбриональных клетках A japonicus. При рассмотрении сперматогенных клеток становится очевидным, чго "nuage''-митохондриальные кластеры являются характерной особенностью премейотических клеток сперчатогониев и оогониев Это характерно как для A japonicus, так и для других представитетей Metazoa, исследованных в данной работе

Таким образом, можно считать, что в биогенезе зародышевой плазмы митохондрии играют двойную роль В поздних оошлах митохондрии принимают участие в формировании герминативных гранул. В гениальных клетках герминативные грану ты являются центро\' организации митохондрий, стимулируя экскрецию матрикса и его рассеивания (Рис '3)

О-Ф

MIE

Рис. 13. Схематическое изображение рассеивания "nuage''-митохондриальных комплексов в премейотических клетках. 1 - герминативная гранула; 2 - "nuage"; 3 - "nuage"-митохондриальный комплекс гг - герминативная гранула, м - митохондрия, мп -мигоховдриальная производная.

ВЫВОДЫ

1. Первичным этапом формирования зародышевой плазмы является формирование герминативных гранул в позднем оогенезе У A japonicus герминативные гранулы формируются из митохондрий, контактирующих с субстанцией тела Бальбиани.

2. В эмбриональных клетках A japonicus половые детерминанты, возникшие в ооцитах, присутствуют в интактной форме и не взаимодействуют с митохондриями.

3. В гениальных клетках A. japonicus, а также таких представителей первичноротых и вторичноротых как D. tigrina, О. martynovi, S nudus, Р. asper и M. musculus происходит трансформация компактных герминативных гранул в рассеянное состояние. Взаимодействуя, с данной субстанцией ("nuage") часть митохондрий клетки экскретирует кристасодержащий матрикс.

4. Учитывая, что такие структуры как герминативные гранулы, "nuage", "nuage"-митохондриальные комплексы и митохондриальные производные не встречаются в последующих стадиях гаметогенеза А Japonicus, можно считать, что гениальные клетки являются единственным этапом жизненного цикла, в котором происходит рассеивание герминативных гранул и митохондрий.

5. Наличие половых детерминантов свойственно не только многоклеточным животным, но и макроводоросли G verrucosa, что свидетельствует о возможной универсальности механизма, детерминирующего половые клетки животных и растений

6. Учитывая, что у G. verrucosa "nuage''-митохондриальные комплексы обнаружены не в гаметогенных клетках, а в премейотических клетках спорангиев, можно считать, что "nuage''-митохондриальное взаимодействие имеет значение не столько для формирования гамет, сколько для стимуляции процесса мейоза.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

I. Александрова Я Н , Левченко Е В , Реунов А А. Дифференциация мужских гамет у Gracilaria verrucosa (Rhodophyta, Gracilariales) // Биол. моря. 2003. Т. 29, № 4. С. 283286.

2 Реунов А А , Незнанова С С , Александрова Я Н., Исаева В В. Ультраструктурное исследование взаимодействия герминативных гранул и митохондрий у Apostichopus japonicus (Echinodermata, Holothuroidea) и Pleuronectes asper (Teleostei, Pleuronectectidae) // Биол. моря. 2004 Т. 30, № 3 С. 244-246.

3 Александрова Я Н , Семенова О А, Чернышев , * 's Реунов А А Первая находка половых детерминантов в гаметогенных клетках немертин // Цитология (Тез. докл. междунар симпоз. "Ствсловые клетки, регенерация, клеточная терапия", СПб., 23-25 октября 2004г.) 2004. Т 46. № 10. С 896.

4 Реунов A.A., Юрченко О В , Александрова Я Н , Исаева В В. Деструкция субстанции зародышевых детерминантов в сперматогенных клетках морских ежей в норме и в условиях токсикации феьолом // Цитология (Тез докл. междунар симпоз "Стволовые клетки, регенерация, клеточная терапия", СПб, 23-25 октября 2004г). 2004 Т 46, № 10. С. 936-937.

5. Реунов A.A., Александрова Я Н., Музарок Т.И, Реунова Г Д Ультраструктурное исследование клеток "спящей" почки женьшеня Panax ginseng С.А. Меу // Цитология. (Тез докл междунар симпоз. "Стволовые клетки, регенерация, клеточная терапия", СПб , 23-25 октября 2004г.) 2004. Т 46, № 10 С 936.

6 Исаева В.В, Реунов A.A., Александрова Я Н Ультраструктурное исследование зародышевых (половых) детерминантов стволовых клеток планарии Dugesia tigrina ü Цитология. (Тез. докл. междунар. симпоз "Стволовые клетки, регенерация, клеточная терапия", СПб, 23-25 октября 2004г.). 2004 Т 46, №10 С 917 918.

7. Реунов А А , Александрова Я Н Особенности биогенеза желточных и герминативных гранул в ооцитах и бластоцитах голотурии Apostichopus japonicus // Проблемы репродукции и раннего онтогенеза морских гидробионтов- Тез докл междунар. научного семинара (г.Мурманск, 2-4 ноября 2004 г) Мурманск. ММБИ КНЦ РАН,

2004. С. 5.

8. Реунов A.A., Юрченко О.В., Александрова Я.Н, Исаева В В. Аутолиз субстанции зародышевой плазмы в сперматогониях морского ежа при воздействии кадмия // ДАН.

2005. Т. 401, №2. С 282-285.

Г-241

АЛЕКСАНДРОВА Яна Николаевна

РОЛЬ МИТОХОНДРИЙ В БИОГЕНЕЗЕ ЗАРОДЫШЕВЫХ ДЕТЕРМИНАНТОВ

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано в печать 16 12 2005 г Формат 60ч84/16 Уел печ. л. 1 Тир 100 экз Заказ 453. Отпечатано с оригинала заказчика.

Типография ЧП Ермаков, г Владивосток, ул. Адм Кузнецова, 82

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Александрова, Яна Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. История открытия зародышевой плазмы.

1.2. Экспериментальные исследования.

1.3. Структурно-молекулярные аспекты.

1.4. Митохондрии и зародышевые детерминанты.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.„.

2.1. Объекты исследования.

2.1.1. Dugesia tigrina.

2.1.2. Ototyphlonemertes martynovi.

2.1.3. Strongylocentroyus nudus.

2.1.4. Apostichopus japonicus.

2.1.5. Pleuronectes asper.

2.1.6. Mus musculus.

2.1.7. Gracilaria verrucosa.

2.2. Электронно-микроскопическое исследование.

2.3. Гистологические исследования.

2.4. Морфометрия.

2.4.2.1. Сперматогенные клетки A. japonicus.

2.4.2.2. Оогенные клетки A. japonicus.

2.4.2.3. Эмбриональные клетки A. japonicus.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ.

3.1. Исследование взаимодействия половых детерминантов и митохондрий в гониальных клетках некоторых первичноротых и вторичноротых.

3.1.1. Dugesia tigrina.

3.1.2. Ototyplonemetes martynovi.

3.1.3. Strongylocentrotus nudus.

3.1.4. Apostichopus japonicus.

3.1.5. Pleuronectes asper.

3.1.6. Mus musculus.

3.2. Морфофункциональные особенности половых детерминантов в жизненном цикле A. japonicus.

3.2.1. Оогенез.

3.2.2. Сперматогенез.

3.2.3. Эмбриональные клетки.

3.3. Исследование взаимодействия половых детерминантов и митохондрий у макроводоросли Gracilaria verrucosa.

3.3.1. Гаметогенез.

3.3.2. Карпоспорогенез.

3.3.3. Тетраспорогенез.

4. ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. Формирование герминативных гранул в поздних ооцитах.

4.2. Структурное состояние зародышевых детерминантов в эмбриональных клетках.

4.3. Особенности взаимодействия терминальных гранул и митохондрий в гениальных клетках.

4.4. Локализация "nuage''-митохондриального взаимодействия в жизненном цикле макроводорослей.

4.5. Премейотическая роль явления "nuage''-митохондриального рассеивания.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль митохондрий в биогенезе зародышевых детерминантов"

Возникновение и природа клеток половой линии изучается более 100 лет. Дифференциация половых клеток зависит от активности цитоплазматической субстанции, которая передается от одного поколения к другому, что основано на огромном количестве наблюдений определенных цитоплазматических структур в половых клетках. На сегодняшний день в половых клетках более чем восьмидесяти классов животных обнаружены характерные морфологические структуры, называемые половыми детерминантами. Половые детерминанты визуализируются в электронном микроскопе как темные фибриллярно-гранулярные гранулы, не окруженные мембраной, которые во многих случаях ассоциированы с митохондриями и локализованы в перинуклеарном пространстве. Эти гранулы обнаруживают в половых клетках на всех стадиях развития от первичных половых клеток в эмбрионе и до гамет во взрослом организме. Показано, что у многих животных так называемые "nuage", хроматоидные и перинуклеарные тела, полярная плазма и интермитохондриальный цемент содержат РНК и белки. Несмотря на то, что структура половых детерминантов интенсивно исследовалась с помощью электронно-микроскопических и молекулярных методов в течении 20 века, механизм их функционирования до сих пор не расшифрован. Огромное количество накопленных данных наполняют страницы литературных обзоров все большим количеством подробностей, которые, тем не менее, пока не позволяют построить стройную и понятную концепцию функционирования и биогенеза структур зародышевой плазмы.

Обнадеживающим направлением, сформировавшимся в 90-х годах 20 века, является открытие присутствия молекул РНК митохондрий в составе половых детерминантов, имеющих как компактную, так и диспергированную структуру. Роль митохондрий в механизме функционирования зародышевой плазмы активно дискутируется в научной периодике. Одним из актуальных вопросов является то, как молекулы митохондриальных нуклеиновых кислот попадают в материал половой субстанции. Согласно недавней находке Реунова и соавт. (Reunov et al., 2000)у морского ежа Antocidaris crassispina в гениальных клетках некоторые митохондрии способны утрачивать наружную мембрану, в результате чего их матрикс попадает в цитоплазму. Не исключено, что данный механизм является универсальным способом интродуцирования митохондриальных молекул в половую плазму половых клеток на стадии гониев, и этот вывод в случае его правомочности играет большую роль в понимании способа "nuage''-митохондриального взаимодействия. Однако солокализованность митохондрий и структурных элементов половых детерминантов отмечают в клетках половой линии и на других этапах онтогенеза и этому факту пока не находят объяснения. Таким образом, выяснение роли митохондрий является одной из актуальных задач, направленных на выяснение механизма функционирования зародышевых детерминантов на различных стадиях жизненного цикла у животных и растений. Очевидно, что дальнейшие электронно-микроскопические исследования особенностей взаимодействия митохондрий с половыми детерминантами у различных представителей многоклеточных животных являются актуальными для формирования морфофункциональной концепции роли митохондрий в биогенезе зародышевых детерминантов.

Цель данной работы состоит в ультраструктурном исследовании особенностей взаимодействия половых детерминантов и митохондрий в гениальных клетках нескольких представителей многоклеточных животных, таких как планария Dugesia tigrina, немертина Ototyphlonemertes martynovi, морской еж Strongylocentrotus nudus, голотурия Apostichopus japonicus, представитель камбаловых рыб Pleuronectes asper и мышь Mus musculus.

Для беспозвоночных животных проведенные исследования позволили выяснить универсальность механизма "nuage''-митохондриального рассеивания в гениальных клетках представителей Protostomia и Deutorostomia. На примере камбалы и мыши рассмотрена вероятность рассеивания митохондрий в гениальных клетках позвоночных.

На примере голотурии A. japonicus предстояло выяснить, являются ли гениальные клетки единственной стадией в жизненном цикле, в котором происходит "nuage''-митохондриальное рассеивание или же данное явление может встречаться и в других стадиях, которыми являются постгониальные этапы гаметогенеза и эмбриогенез.

На примере красной водоросли Gracilaria verrucosa, жизненный цикл которой включает мейотическую фазу спорогенеза и чередуется с немейотической фазой гаметогенеза, необходимо было выяснить, является ли "nuage''-митохондриальное взаимодействие характерным только для мейотических клеток, или же данное явление встречается и в процессе формирования гамет, которое у Rhodophyta не сопровождается мейозом.

Для достижения данных целей предполагалось решить следующие задачи:

1. С помощью ультраструктурного исследования серийных срезов исследовать "nuage''-митохондриальные комплексы в гониальных клетках планарии D. tigrina, немертины О. martynovi, морского ежа S. nudus, голотурии A. japonicus, камбаловой рыбы Р. asper и мыши М. musculus.

2. Электронно-микроскопически и морфометрически исследовать особенности взаимодействия половых детерминантов и митохондрий в оогенных, сперматогенных и эмбриональных клетках голотурии А. japonicus.

3. Электронно-микроскопически и морфометрически исследовать особенности взаимодействия половых детерминантов и митохондрий в спорогенезе и гаметогенезе красной водоросли G. verrucosa.

Решение данных задач способствует выяснению роли митохондрий в биогенезе зародышевой плазмы.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Биология развития, эмбриология", Александрова, Яна Николаевна

ВЫВОДЫ

1. Начальным этапом формирования зародышевой плазмы в жизненном цикле является образование герминативных гранул в позднем оогенезе. У A. japonicus герминативные гранулы формируются из * митохондрий, контактирующих с субстанцией тела Бальбиани.

2. В эмбриональных клетках A. japonicus половые детерминанты, возникшие в ооцитах, присутствуют в интактной форме и не взаимодействуют с митохондриями.

3. В гониальных клетках A. japonicus, а также таких представителей первичноротых и вторичноротых, как D. tigrina, О. martynovi, S. nudus, P. asper и M. musculus, происходит трансформация компактных герминативных гранул в рассеянное состояние. Взаимодействуя, с данной субстанцией ("nuage") часть митохондрий клетки экскретирует содержащий кристы матрикс.

4. Учитывая, что такие структуры как герминативные гранулы, "nuage", "nuage''-митохондриальные комплексы и митохондриальные производные, не встречаются в последующих стадиях гаметогенеза А. Japonicus, можно считать, что гениальные клетки являются единственным этапом жизненного цикла, в котором происходит рассеивание герминативных гранул и митохондриальных производных.

5. Наличие половых детерминантов свойственно не только многоклеточным животным, но и макроводоросли G. verrucosa, что свидетельствует о возможной универсальности и эволюционном консерватизме механизма, детерминирующего половые клетки животных и растений.

6. Учитывая, что у G.v errucosa " nuage''-митохондриальные комплексы обнаружены не в гаметогенных клетках, а в премейотических клетках спорангиев, можно считать, что "nuage''-митохондриальное взаимодействие имеет значение не столько для формирования гамет, сколько для стимуляции процесса мейоза.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Александрова, Яна Николаевна, Владивосток

1. Голлербах М.М. Водоросли лишайники. М.: Просвещение. 1977. Т. 3. 487с. Пржеменецкая В.Ф. Гербарий морских водорослей. Владивосток.: Дальнаука. 2000. 100с.

2. AchteligM., Krause G. Experimente am ungefiirchten Ei von Pimpla turionellae L. (Hymenoptera) zur funktionsanalyse der oosombereichs // W. Roux'Arch. Entwicklungsmech. Organism. 1971. Bd. 167. S. 164-182.

3. Agata K., Waganabe K. Molecular and cellular aspects of planarian regeneration // Cell and Develop. 1999. V. 10. P. 377-383.

4. Amikura R., Kobayashi S., Saito H., Okada M. Changes in subcellular localization of mtlrRNA outside mitochondria in oogenesis and early embryogenesis of Drosophila melanogaster II Develop. Grwth Differ. 1996. V. 38. P. 489498.

5. Andre J., Rouiller C. The ultrastructure of the vitelline body in the oocyte of the spider Tegenaria parietina II J. Biophys. And Biochem. Cytol. 1957. V. 3. P. 977-984.

6. Anteunis A., Fautrez-firlefun N., Fautrez J., Lagasse A. L' ultastructure du noyau vitellin de l'oeuf d'Artemia salina II Exp. Cell. Res. 1964. V.35. P.239-247.

7. Auladeli C., Garcia-Valero J., Baguna J. Ultrastructural localization of RNA in the chromatoid bodies of undifferentiated cells (neoblast) in planarians by the RNA-gold complex technique // J. Morphol. 1993. V. 216. P. 319-326.

8. Azevedo C. Development and ultrastructural autoradiographic studies of nucleolus-like bodies (nuages) in oocytes of a viviparous teleost (Xiphophorus helleri) II Cell Tissue Res. 1984. V. 238. P. 121-128.

9. Baguna J. Planarianneoblasts //Nature. 1981. V. 290. P. 14-15.

10. Balinsky B. I., Davis R.J. Origin and differentiation of cytoplasmic structures in the oocyte of Xenopus laevis II Acta embryol. et morphol. Exp. 1963. V. 6. P. 55-108.

11. Bantock C. Chromosome elimination in Cecidomyidae // Nature. 1961. V.190. P. 466-467.

12. Bardsley A., McDonald K Boswell R.E. Distribution of tudor protein in the Drosophila embryo suggests separation of functions based on sites of localization // Development 1993. V. 119. P. 207-219.

13. Baxter R. Alkaline phosphates in the primordial germ cells of a 10-mm human embryo // Anat. Cong. Oxford. 1952. P. 17-18.

14. Beams H. W., Kessel R.G. The problem of germ cell determinants // Int. Rev. Cytol. 1974. V. 39. P. 413-479.

15. Bounoure L. Recherches sur la lignee germinale chez la grenouille rousse aux premiers stades du développement // Ann. Sci. Natl. 1934. T. 17. P. 67248.

16. Bowerman B., Ingram M.K., Hunter C.P. The maternal par genes and the segregation of cell fate specification activities in early Caenorhabditis elegans embryos // Development. 1997. V. 124. P. 3815-3826.

17. Boyd L„ Guo S., Levitan D. et al. PAR-2 is asymmetrically distributed and promotes association of P granules and PAR-1 with the cortex in C. elegans embryos // Development. 1996. V. 122. P. 3075-3084.

18. Breitwieser W., Markussen F.H., Horstmann H., Ephrussi A. Oskar protein interaction with Vasa represents an essential step in polar granule assembly // Genes Dev. 1996. V. 10. P. 2179-2188.

19. Briggs R., King T.J. Nuclear transplantation studies on the early gastrula (Rana pipines). 1. Nuclei of presumptive endoderm // Develop. Biol. 1960. V. 2. P. 252-270.

20. Broadwater S., Scott J., Bonnie P. Ultrastructure of meiosis in Dasia baillouviana (Rodophyta). I. Prophase // J. Phycol. 1986. V. 22. P. 490-500.

21. Brough C.N., Dixon A.F. Structure of the trophic chamber (germarium) in virginoparae of the vetch aphid Megoura viciae buckton (Homoptera: Aphididae) // Int. J. Insect Morphol. Embryol. 1990. V. 19. P. 155-163.

22. Buehr M. The primordial germ cells of mammals: some current perspectives // Exp. Cell Res. 1997. V. 232. P. 194-207.

23. Buehr M.L., Blackler A. W. Sterility and partial sterility in the South african clawed toad following the pricking of the egg // J. Embryol. and Exp. Morphol. 1970. V.23. P. 375-384.

24. Byrne M. Ultrastructure of the ovary and oogenesis in the ovoviviparous ophiuroid Ophiolepis paucispina (Echinodermata) // Biol. Bull. 1989. V. 176. P. 7995.

25. Castrillon D.H., Qude B.J., Wang T.Y. et al. The human VASA gene is specifically expressed in the germ cell lineage // PNAS. 2000. V. 97.P. 9585-9590.

26. Commings D.E., Okada T.A. The chromatoid body in mouse spermatogenesis: evidence that it may be formed by the extrusion of nucleolar components // J. Ultrastruct. Res. 1972. V. 39. P. 15-23.

27. Counce S.J. Developmental morphology of polar granules in Drosophila. Including observations on pole cell behaviour and distribution during embryogenesis //J. Morphol. 1963. V.112. P. 129-145.

28. Coward S.J. Chromatoid bodies in somatic cells of the planarian: Observation on their behavior during mitosis // Anat. Rec. 1974. V. 180. P. 533-546.

29. Cox R.T., Spradling A.C. A Balbiani body and the fusome mediate mitochondrial inheritance during Drosophila oogenesis // Development 2003. V. 130. P. 1579-1590.

30. Cuoc C., Brunrt M., Arnaud J., Mazza J. Differentiation of cytoplasmic organelles and storage of yolk during vitellogenesis in Hemidiaptomus ingens and Mixodiaptomus kupelwieseri (Copepoda, Calanoida) //J. Morphol. 1 993. V. 217. P. 87-103.

31. Czolowska R. Observation on the origin of the "germinal cytoplasm" in Xenopus laevis II J. Morphol. Exp. Morphol. 1969. V. 22. P. 229-251.

32. Dixon K. E. Evolutionary aspects of primordial germ cell formstion I I Ciba Found. Symp. 1994. V. 182. P. 92-120.

33. Dixon P. S. Biology of the Rhodophyta // Hafner Press. New York. 1973. 285 p.

34. Draper B.W., Mello C.C., Bowerman B. et al. MEX-3 is a KH domain protein that regulates blastomere identity in early C. elegans embryos 11 Cell. 1996. V. 87. P. 205-216.

35. Eberhart C.G., Maines JZ., Wasserman S.A. Meiotic cell cycle requirement for a fly homologue of human Deleted in Azoospermia // Nature. 1996. V. 381. P. 783-785.

36. Eddy E .M. G erm p lasm a nd t he differentiation o f the germ c ell 1 ine / /1 nt. R ev.

37. Ephrussi A., Lehmann R. Induction of germ cell formation by oskar // Nature. 1992. V. 358. P. 387-392.

38. Gavis E.R. Lehmann R. Translational regulation of nanos by RNA localization // Nature. 1994. V. 369. P. 315-318.

39. Gavis E.R., Lunsford L., Bergsten S.E., Lehmann R.A. Conserved 90 nucleotide element mediates translational repression of nanos RNA // Development. 1996. V. 122. P. 2791-2800.

40. Geigy R. Action de 1'ultraviolet sur le pole g erminal d ans l'oeuf de Drosophila melanogaster (castration et mutabilite) // Pev. suiss. zool. 1931. T. 38. P. 187-288.

41. Geyer-Duszynska I. Experimental research on chromosome diminution in Cecidomyidae (Diotera) // J. Exp. Zool. 1959. V. 141. P. 391^48.

42. Ghirardelli E. Regeneration in animals and related problems // Amsterdam. North-Holland. 1965. 177-184.

43. Graziosi G., Micali F. Differential responses to ultraviolet irradiation of the polar cytoplasm of Drosophila eggs // W. Roux'Arch. Entwicklungsmech. Organism. 1974. Bd. 175. S. 1-11.

44. Greenfield M.L. The oocyte of the domestic chicken shortly after hatching, studied by electron microscopy //J. Embryol. And Exp. Morphol. 1966. V. 15. P. 297-316.

45. Gremigni V. Genesis and structure of the so-called "Balbiani body" or "yolk nucleus" in the oocyte of Dugesia dorotocephala (Turbellaria, Tricladida) //J. Morphol. 1976. V. 149. P. 265-277.

46. Gruidl M.E., Smith P.A., Kuznicki K.A. et al. Multiple potential germ-line helicases are components of the germ-line-specific P granules of Caenorhabditis elegans II Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1996. V. 93. P. 13837-13842.

47. Guedes S., Priess J.R. The C. elegans MEX-1 protein is present in germline blastomeres and is a P granule component // Development. 1997. V. 124. P. 731-739.

48. Gunther J. Entwicklungsfähigkeit,geschlechtsverhaltnis und fertilitat von Pimpla turionellae L. (Hymenoptera, Ichneumonidae) nach rontgenbestrahlung oder abschnurung des eihinterpols // Zool. Jb. Abt. 1971. Bd. 88. S. 1-46.

49. Hegner R. W. Studies on germ cells. 1. The history of germ-cells in insect with special reference to the Keimbahndeterminants in animals //J. Morphol. 1914. V. 25. P. 375-509.

50. Hertig A. T. The primary human oocyte: some observations on the fine structure of

51. Holland N. D. Fine structure of oocyte maturation in a crinoid echinoderm Oxycomanthus japonicus: A time-lapse study by serial biopsy // J. Morphol. 1988. V. 198. P. 205-217.

52. Holland N.D. The fine structure of the yolk nucleus in oocytes of Antedon bifida (Pennat) (Echinodermata: Crinoidea) // J. Mar. Biol. Assoc. U.K. 1976. V. 56. P. 59-63.

53. Holland N.D., Holland L.Z. The fine structure of the growth stage oocytes of a lancelet (amphioxus) Branchiostoma lanceolatum II Invert. Reprod. Dev. 1991. V. 19. P. 107-122.

54. Hori I. An ultrastructural stugy of the chromatoid body in planarian regenerative cells // J. Electron Microsc. 1982. V. 31. P. 63-72.

55. Hori I. Cytological approach to morphogenesis in the planarian blastema. II The effect of neuropeptides // J. Submicrosc. Cytol. Pathol. 1997. V. 24. P. 9197.

56. Hori I., Kishida Y. Quantitative changes in nuclear pores and chromatoid bodies induced by neuropeptides during cell differentiation in the planarian Dugesiajaponica// J. Submicrosc. Cytol. Pathol. 2003. V. 35. P. 439-444.

57. Houston D. W., King M.L. A critical role for Xdazl a germ plasm localized RNA, in the differentiation of primordial gern cells in Xenopus II Development. 2000. V. 127. P. 447-456.

58. Hubert J. Aspects ultrastructuraux des relations entre les couches folliculaires et 1'ovocyte depuis la formation du follicule jusqum au debut de la vitellogense chez le lizard Lacerta vivipara Jacquin II Ztschr. Zellforsch. 1970. B. 116. S. 240-249.

59. Jaglarz M.K., NowakZ., Bilinski S.M. Differentiation. 2003. V. 71. P. 142-151.

60. Kashikawa M., Amikura R., Nakamura A., Kobayashi S. Mitochondrial small ribosomal RNA is present on polar granules in early cleavage embryos of Drosophila melanogaster II Develop. Grwth Differ. 1999. V. 41. P. 495502.

61. Kashikawa M., Reiko A., Kobayashi S. Mitochondrial small ribosomal RNA is a component of germinal granules in Xenopus embryos // Mech. Dev. 2001. V. 101. P. 71-77.

62. Kawasaki I., Shim Y-H., Kirchner J. et al. PGL-1, a predicted RNA-binding component of germ granules, is essential for fertility in C. elegans II Cell. 1998. V. 94. P. 635-645.

63. Kemphues K.J., Priess J.R., Morton D.G., Cheng N.S. Identification of genes required for cytoplasmic localization in early C. elegans embryos // Cell. 1988. V. 52. P. 311-320.

64. Kessel R.G. Cytodifferentiation in the Rana pipines oocyte. Association between mitochondria and nucleolus-like b odies in young oocyte// J. U ltrastruct. Res. 1969. V. 28. P. 61-77.

65. Kessel R.G. Ultrastructure and relationship of ooplasmic components in tunicates // Acta embryol. et morphol. exp. 1966. V.9. P. 1-24.

66. Kim-Ha J., Smith J.L, Macdonald P.M. oskar mRNA is localized to the posterior pole of the Drosophila oocyte // Cell. 1991. V. 66. P. 23-35.

67. Klag J., Bilinski S. Oosome formation in two ichneumonid wasps // Tissue Cell. 1993. V. 25. P. 121-128.

68. Kloc M., Bilinski S., Chan A., et al., RNA localization and germ cell determination in Xenopus II Int. Rev. Cytol. 2001. V. 203. P. 63-91.

69. Kloc M., Bilinski S., Chan A., Etkin L.D. Mitochondrial ribosomal RNA in the germinal granules in Xenopus embryos- revisited // Differentiation. 2001. V. 67. P. 80-83.

70. Kloc M., Bilinski S., Chan A.P.-Y., Etkin L D. The targeting of Xcat-2 mRNA to the germinal granules depends on cis-acting germinal granule localization element within the 3'UTR // Develop. Biol. 2000. V. 217. P. 221-229.

71. Kloc M., Dougherty M.T., Bilinski S. et al. Tree-dementhsional ultrastructural analisis of RNA distribution within germinal granules of Xenopus II Devel. Biol. 2002. V. 241. P. 79-93.

72. Kloc M., Etkin L.D. Derealization of Vgl mRNA from the vegetal cortex in Xenopus oocytes after destruction of Xlsirt RNA // Science. 1994. V. 265. P. 1101-1103.

73. Kloc M., Etkin L.D. Two distinct pathways for the localization of RNAs at the vegetal cortex in Xenopus oocytes // Development. 1995. V. 121. P. 287297.

74. Kloc M., Etkin L.D. Two distinct pathways for the localization of RNAs at the vegetal cortex mXenopus oocytes // Development. 1995. V. 121. P. 287297.

75. Kloc M., Larabell C., Chan A.P.-Y. Etkin L.D. Contribution of METRO pathway localized molecules to the organization of the germ cell lineage // Mech. Dev. 1998. V. 75. P. 81-93.

76. Kobayashi S., Amikura R., Mukai M. Localization of mitochondrial large ribosomal RNA in germ plasm oiXenopus embryos // Curr. Biology. 1998. V. 8. P. 1117-1120.

77. Kobayashi S., Amikura R., Nakamura A. et al. Mislocalization of oskar product in the anterior pole results in ectopic localization of mitochondrial large ribosomal RNA in Drosophila embryos // Develop. Biol. 1995. V. 169. 384—386.

78. Kobayashi S., Amikura R., Okada M. Localization of mitochondrial large rRNA in germinal granules and the consequent segregation of germline // Int. J. Dev. Biol. 1994. V. 38. P. 193-199.

79. Kobayashi S., Amikura R., Okada M. Presence of mitochondrial large ribosomal RNA outside mitochondria in germ plasm of Drosophila melanogaster II Science. 1993. V. 260. P. 1521-1524.

80. Kobayashi S., Okada M. Restoration of pole-cellforming ability to uv-irradiated Drosophila embryos by injection of mitochondrial IrRNA // Development. 1989. V. 107. P. 733-742.

81. MacArthur H., Bubenko M., Houston D.W., King M.L. Xcat RNA is a translationally sequesteredgerm plasm component in Xenopus // Mech. Dev. 1999. V. 84. P. 75-88.

82. Mahone M., Saffman E.E., Lasko P.F. Localized Bicaudal-C RNA encodes a protein containing a KH domain, the RNA binding motif of FMR1 // EMBO J. 1995. V. 14. P. 2043-2055.

83. Mahowald A.P. Fine structure of pole cells and polar granules in Drosophila melanogaster // J. Exp. Zool. 1962. V. 151. P. 201-215.

84. Mahowald A.P. Polar granules of Drosophila. The continuity of polar granules during the life cycle of Drosophilla // J. Zool. 1971. V. 176. P.329-343.

85. Mahowald A.P., Caulton J.H., Gehring W.J. Ultrastructural studies of oocytes and embryos derived from female flies carrying the grandchildless mutation of Drosophila subobscura II Develop. Biol. 1979. V. 69. P. 118-132.

86. Mahowald A.P., Hennen S. Ultrastructure of the "germ plasm" in eggs and embryos of Ranapipiens II Develop. Biol. 1971. V. 24. P. 37-53.

87. Markussen F.H., Michon A.M., Breitwieser W, Ephrussi A. Translational control of oskar generates short OSK, the isoform that induces pole plasm assembly // Development. 1995. V. 121. P. 3723-3732.

88. Matova N., Cooley L. Comparative aspects of animal oogenesis // Develop. Biol. 2001. V. 231. P. 291-320.

89. Odor D.L. The ultrastructure of unilaminar follicles of the hamster ovary // Amer.

90. Oliver В., Perrimon N. Mahowald A.P.The ovo locus is required for sex-specific germ line maintenance in Drosophila II Genes & Develop. 1987. V. 1. P. 913-923.

91. Pehrson J.R., Cohen L.R. The fate of small micromeres in sea urchin development

92. Reunov A.A., Isaeva V.V., Au D., Wu R. Nuage constituents arising from mitochondria: Is it possible? // Develop. Growth Differ. 2000. V. 42. P. 139-143.

93. Rongo C., Gavis E.R., Lehmann R. Localization of oskar RNA regulates oskar translation and requires Oskar protein // Development. 1995. V. 121. P. 2737-2746.

94. Rongo C., Lehmann R. Regulated synthesis, transport and assembly of the

95. Saffman E. E., Styhler S., Rother K. et al. Premature translation of oskar in oocytes lacking the RNA-binding protein Bicaudal-C // Mol. Cell. Biol. 1998. V. 18. P. 4855—4862.

96. Saffman E.E., Lasko P. Germ development in vertebrate // Cell Mol. Life Sci. 1999. V. 55. P. 1141-1163.

97. Sato K., Sugita T., Kobayashi K. et al. Localization of mitochondrial ribosomal RNA o n t he c hromatoid bodies of m arine p lanarian p olyclad e mbryos / / Develop. Growth Differ. 2001. V. 43. P. 107-114.

98. Saxena R., Brown L.G., Hawkins T. et al. The DAZ gene cluster on the human Y chromosome arose from an autosomal gene that was transposed, repeatedly amplified and pruned // Nature Genet. 1996. V. 14. P. 292-299.

99. Schemekel L., Fioroni P. The ultrastructure of the yolk nucleus during early cleavage of Nassarius reticulatus L. (Gastropopda, Prosobranchia) // Cell and Tissue Res. 1974. V. 153. P. 79-88.

100. Schnabel R., Weigner C., Hutter H. et al. mex- 1 and the general partitioning of cell fate in the early C. elegans embryo // Mech. Dev. 1996. V. 54. P. 133— 147.

101. Scho. ler H. R., Dressier G. R., Balling R. et al. Oct-4: a germline-specific transcription factor mapping to the mouse t-complex // EMBO J. 1990. V. 9. 2185-2195.

102. Seydoux G., Fire A. Soma-germline asymmetry in the distributions of embryonic RNAs in Caenorhabditis elegans II Development. 1994. V. 120. P. 28232834.

103. Shan Z., Hirschmann P., Seebacher T. et al. A SPGY copy homologous to the mouse gene Dazla and the Drosophila gene boule is autosomal and expressed only in the human male gonad // Hum. Mol. Genet. 1996. V. 5. P. 2005-2011.

104. Shibata N., Umesono Y., Orii H. et al. Expression of vasa (vas)-related genes in germline cells and totipotent somatic stem cells of planarians // Develop. Biol. 1999. V. 206. P. 73-87.

105. Siegel V., Jongens T.A., Jan L. Y., Jan Y. N. Pipsqueak, an early acting member of the posterior group of genes, affects 6asa level and germ cell-somatic cell interaction in the developing egg chamber // Development. 1993. V. 119. P. 1187-1202.

106. Smiley S. A review of Echinoderm oogenesis // J. Electron. Micr. Tech. 1990. V. 16. P. 93-114.

107. Smiley S. The dynamics of oogenesis in Stichopys californicus and its annual ovarian cycle // Biol. Bull. 1988. V. 175. P. 79-93.

108. Smith L .D. T he r ole o f a " germinal p lasm" i n t he formation o f primordial g erm cells in Ranapipiens II Develop. Biol. 1966. V. 14. P. 330-347.

109. St Johnston D., Beuchle D., Nu.sslein-Volhard C. staufen, a gene required to localize maternal RNAs in the Drosophila egg. // Cell. 1991. V. 66. P. 5163.

110. Strome S., Martin P., Schierenberg E., Paulsen J. Transformation of the germline into muscle in mes- lmutant embryos of C. elegans // Development. 1995. V. 121. P. 2961-2972.

111. Strome S., Wood W.B. Generation of asymmetry and segregation of germ-line granules in early C. elegans embryos // Cell. 1983. V. 35. P. 15-25.

112. Styhler S., Nakamura A., Swan A., Suter B. and Lasko P. vasa is required for GURKEN accumulation in the oocyte, and is involved in oocyte differentiation and germline cyst development // Development. 1998. V. 125. P. 1569-1578.

113. Timmermans L.P., Taverne N. Segregation of primordial germ cells: Their numbers and fate during early development of Barbus conchonius (Cyprinidae, Teleostei) as indicated by H-thymidine incorporation // J. Morphol. 1989. V. 202. P. 225-237.

114. Tinker R., Silver D. and Montell D. J. Requirement for the vasa RNA helicase in gurken mRNA localization // Develop. Biol. 1998. V. 199. P. 10.

115. Tomancak P., Guichet A., Zavorsky P. and Ephrussi A. Oocyte polarity depends on regulation of gurken by Vasa // Development. 1998. V. 125. P. 1723-1732.

116. Wang C., Lehmann R. Nanos is the localized posterior determinant in Drosophila II Cell. 1991. V. 66. P. 637-647.

117. Waring G.L., Allis C.D., Mahowald A.P. Isolation of polar granules and the identification of polar granule-specific protein // Develop. Biol. 1978. V. 66. P. 197-206.

118. Warn R. Restoration of the capacity to form pole cells in u. v. irradiated Drosophila embryos // J. Embryol. and Exp. Morphol. 1975. V. 33. P. 1003-1011.

119. Watts J.L., Etemad-Moghadam B., Guo S., Boyd L. et al. par- 6, a gene involved in the establishment of asymmetry in early C. elegans embryos, mediates the asymmetric localization of PAR-3 // Development. 1996. V. 122. P. 31333140.

120. Weakley B.S. "Balbiani's body" in the oocyte of the golden hamster // Ztschr. Zellforsch. 1967. B. 83. S. 582-588.

121. Weakley B.S. Variations in mitochondrial size and ultrastructure during germ cell development// Cell tissue res. 1976. V. 169. P. 531-550.

122. Werner G., Moutairou K., Werner K. Nuclear-cytoplasmic exchange during spermatogenesis of Gryllotalpa africana L. (Orthoptera: Gryllidae) // J. Submicrosc. Cytol. Pathol. 1994. V. 26. P. 219-227.

123. West J.A., Hommersand M.H. Rhodophyta: Life histories. In: The biology of seaweeds // Blackwell Scientific Publication. Oxford. 1981. P. 133-193.

124. Williams J.B. Ultrastructural studies on Kronborgia (Platyhelmintes: Fecampiidae): The oocyte of K. isopodicola with comments on oocyte microvilli and chromatoid bodies // Int. J. Parasitol. 1989. V. 19. P. 207-216.

125. Williams M.A., Smith L.D. Ulstructure of the "germinal plasm" during maturation and early cleavage in Rana pipiens II Develop. Biol. 1971. V. 25. P. 568580.

126. Wilsch-Brauninger M., Schwarz H., Nusslein-Volhard C. A sponge-like structure involved in the association and transport of maternal product during Drosophila oogenesis // J. Cell Biol. 1997. V. 139. P. 817-829.

127. WolfN., Priess J., Hirsh D. Segregation of germline granules in early embryos of Caenorhabditis elegans: an electron microscopic analysis // J Embryol Exp Morphol. 1983. V. 73. P. 297-306.

128. Wylie C.C., Heasman J. The formation of the gonadal ridge in Xenopus laevis. I. A light ahd transmission electron microscope study // J. Embriol. Exp. Morphol. 1985. V. 35. P. 125-138.

129. Yamamoto H. Systematic and anatomical study of the genus Gracilaria in Japan // Mem. Fac. Fish. Hokkaido Univ. 1978. V.25. P. 97-152.

130. Yen P.H., Chai N.N., Salido E.C. The human autosomal gene DAZLA: testis specificity and a candidate for male infertility // Hum. Mol. Genet. 1996. V. 5.P. 2013-2017.

131. Yeom Y.I., Fuhrmann G., Ovitt C.E. et al. Germline regulatory element of Oct-4 specific for the totipotent cycle of embryonal cells // Development. 1996. V. 122. P. 881-894.

132. Yosufzai H.K. The role of mitoghondria in the oocytes of Macacus resus and Canis famaliaris // Pakistan J. Sei and Ind. Res. 1965. V. 8. P221-225.

133. Zalokar M. Transplantatoin of nuclei into the polar plasm of Drosophila eggs // Develop. Biol. 1973. V. 32. P. 189-193.