Дальневосточные биологи изучили молекулярные аспекты личиночного развития камчатского краба
Результаты проведённого сотрудниками Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН (Владивосток) важны для понимания механизмов развития жизненного цикла десятиногих ракообразных и могут способствовать улучшению методов разведения крабов в аквакультуре.
Десятиногие ракообразные проходят сложный жизненный цикл с полным метаморфозом. Он включает множество стадий развития, начиная с пелагических личинок и заканчивая донными постличинками. Каждая стадия требует определённого времени и условий для успешного завершения. Разнообразие мест обитания, используемых одним таксоном или видом, позволяет изучать молекулярные механизмы адаптации к различным условиям на разных этапах развития. Десятиногие ракообразные играют важную роль в коммерческом рыболовстве в России, Китае, Южной Корее, Северной Корее, Японии, Канаде и США. Однако популяции наиболее ценных видов значительно сократились.
В настоящем исследовании авторы попытались получить наиболее полный транскриптом и идентифицировать дифференциально экспрессируемые гены на основных стадиях развития камчатского краба Paralithodes camtschaticus, включая зоеа I, зоеа IV, глаукотоэ и молодь, а также факторы транскрипции, важные для той или иной стадии. Полученные данные станут основой для сравнительных исследований развития десятиногих ракообразных, что в конечном итоге повысит эффективность выращивания. Наряду с совершенствованием методов выращивания необходимо выяснить генетические механизмы устойчивости животных к инфекциям.
Авторы исследовали роль ключевых факторов транскрипции и антимикробных пептидов в развитии организма краба. В процессе работы учёные выяснили, что у ранних личинок камчатского краба отсутствуют некоторые адаптационные механизмы, например, способность выдерживать высокую температуру и недостаток кислорода. Этот вывод имеет большое практическое значение. Поддержание оптимальной температуры и хорошей аэрации воды критично для нормального развития личинок камчатского краба и снижения их смертности на первых четырёх стадиях развития. Интересно отметить, что на стадии глаукотоэ активизируются процессы митотического деления клеток. Хотя личинки в этот период не питаются, они активно развиваются и перестраивают ткани, что необходимо для подготовки организма к заселению дна и переходу к донному образу жизни.
Анализ показал значительную вариацию в уровне экспрессии генов в зависимости от стадии развития. Например, большинство процессов адаптации к повышенной температуре и гипоксии активируются позже, чем ожидалось, подчеркивая важность поддержания оптимальных условий среды для нормального развития личинок. Исследователи обнаружили ряд особенностей, связанных с развитием крабов. Некоторые механизмы адаптации не проявляются на ранних стадиях личинок, что важно учитывать при культивировании. Показано, что большинство факторов транскрипции связаны с развитием органов, метаморфозом и иммунными реакциями. Ключевую роль играют гены, регулирующие развитие кишечника, мышечную массу и иммунитет, особенно на стадии глаукотоэ. Обнаружено значительное количество антимикробных пептидов, проявляющих активность на определённых стадиях развития.
Исследование является важным вкладом в понимание молекулярных основ развития камчатского краба, предоставляя основу для дальнейших сравнительных исследований и улучшения методик повышения эффективности культивирования. Полученные данные дают дополнительную точку отсчета для более глубокого изучения механизмов жизненного цикла десятиногих и могут быть полезны в коммерческих программах воспроизводства запасов краба и устойчивого управления популяциями в условиях истощающихся ресурсов рыбных промыслов.
Научная статья о результатах исследования опубликована в журнале PLoS ONE.
Источник: пресс-служба ННЦМБ ДВО РАН.
Новости Российской академии наук в Telegram →
