Андрей Лавров и Игорь Косевич, биологи МГУ, исследовали способность клеток морских губок (Porifera) к реагрегации — процессу, в ходе которого искусственно разделенные клетки губок реагрегируют и образуют многоклеточные агрегаты разного типа.
Морские губки — древнейшая группа многоклеточных животных, обитающих на Земле. Строение взрослых губок довольно простое: у них отсутствуют внутренние органы, пищеварение, нервная и мышечная система. Хотя губки обладают уникальным набором свойств, необычных для остальной фауны.
Высокая пластичность ткани — их определяющая характеристика, позволяющая постоянно восстанавливать организм губки. Это позволяет адаптироваться к меняющейся среде.
Одним из проявлений этой пластичности является способность к реагрегации после диссоциации тканей. «Реагрегация клеток представляет собой перспективную модельную систему, позволяющую исследовать функционирование тканей губки под лабораторным контролем», — рассказывает Андрей Лавров, младший научный сотрудник кафедры зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ.
В ходе исследования Андрей Лавров и Игорь Косевич экспериментировали с культурами клеток губок под лабораторным наблюдением. Ученые описали процесс получения клеточной суспензии: «Для разделения клетки используются два основных метода диссоциации тканей: химический и механический. В случае механической диссоциации ткани животного протираются через марлю, что приводит к расщеплению на отдельные клетки и небольшие группы клеток. Под действием губок химической диссоциации ткани подвергаются воздействию морской воды, не содержащей кальция и магния, содержащей хелатирующий агент ЭДТА.
Это приводит к нарушению межклеточных контактов и расщеплению ткани на клетки. Концентрированные суспензии клеток губки помещают в чашку Петри. В этих временных клеточных культурах далее происходит процесс реагрегации.’
В процессе реагрегации в культурах клеток образуются многоклеточные агрегаты. На начальных этапах все клетки в агрегатах имеют сферическую форму, затем поверхностные клетки приобретают Т-образную форму, а внутренние клетки — амебовидную форму. Структура этих многоклеточных агрегатов изучалась под световым микроскопом, а также методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии в Межкафедральной лаборатории электронной микроскопии (ИЛЭМ) биологического факультета МГУ.
В ряде случаев такие многоклеточные агрегаты способны к прогрессивному развитию, которое может закончиться полной реконструкцией исходной организации животного. Основным результатом нашего исследования является подробное описание динамики процесса реагрегации клеток, а также структуры многоклеточных агрегатов морских губок, относящихся к классу Demospongiae », — поясняет Андрей Лавров.
Детальное исследование функционирования тканей губок приближает ученых к пониманию общего функционирования многоклеточных организмов и процессов, которые привели к переходу от одноклеточных к многоклеточным формам жизни.
Кроме того, исследование имеет практическое применение: многолетние культуры многоклеточных агрегатов, образующихся в процессе реагрегации, могут стать основой для получения биологически активных веществ, используемых в фармацевтике и косметике.