Научные проекты

Научная проблематика лаборатории: основы стабильности и изменчивости размера генома в эволюции и онтогенезе.

Основные задачи: изучение закономерностей изменчивости размера генома, особенностей элиминации геномов в гаметогенезе у гибридных видов, анализ молекулярных структур репликации ДНК у эукариот, динамика репликации геномов различного размера, особенности репликации эу- и гетерохроматина хромосом, роль некодирующей ДНК в эволюции.

Конкурс ИНЦ РАН 2019: Изучение особенностей наследования количества ядерной ДНК у гибридов (на примере амфибий).

Ядерная ДНК определяет генетическую идентичность как видов, так и индивидумов. При этом индивидуальная генетическая идентичность сохраняется при пролиферации клеток, а видовая идентичность поддерживается в ходе размножения организмов. На примере многих видов животных ранее было показано, что количество ядерной ДНК в большинстве клеток у особей одного вида приблизительно одинаковое. В то время как различные виды, даже в пределах одного рода, могут сильно отличаться друг от друга. Сейчас уже совершенно очевидно, что многие из близкородственных видов животных могут гибридизировать как в природных, так и лабораторных условиях. Более того, изучение механизмов, лежащих в основе межвидовой гибридизации, очень важно для эволюционной биологии. Что происходит с геномами при гибридизации? Как наследуется количество ядерной ДНК у гибридов первого и второго поколений, бэккроссов и рекомбинантных особей? На данный момент существуют лишь отрывочные сведения по этому вопросу. А между тем, изменение плоидности, которое является одним из следствий гибридизации, по всей видимости, имеет большое эволюционное значение, так как полиплоидизация имела место у многих больших таксонов на протяжении их длительной эволюции. Исследование гибридизации и связанной с ней аллополиплоидии на примере различных групп амфибий, позволит нам выявить общие механизмы, лежащие в основе гибридогенного видообразования. Для детального изучения этих явлений и понимания особенностей и механизмов наследования общего количества ядерной ДНК у гибридов нами будет применён комплексный подход, который включает использованием различных молекулярно-биохимических, цитогенетических и геоинформационных подходов.

Грант РФФИ 20–04-00918: Гибридизация у амфибий: изучение факторов, определяющих форму и структуру гибридных зон и способствующих возникновению полиплоидных видов.

Проект направлен на решение одной из основных проблем эволюционной биологии – проблемы вида, так как именно способность (или не способность) к гибридизации между группами популяций является краеугольным камнем для биологической концепции вида. Цель проекта – выявление внутренних и внешних факторов, определяющих форму и структуру гибридных зон. Важным дополнением к этому является также изучение факторов, способствующих появлению гомо- и полиплоидных гибридогенных видов. Палеарктические амфибии представлены большим числом видовых групп, многие из которых включают комплексы близкородственных видов, гибридизирующих на границах своих ареалов. Более того, представители даже некоторых разных родов способны к гибридизации. В пределах двух семейств (Ranidae и Bufonidae) существует несколько сложных диплоидно-полиплоидных комплексов, требующих тщательного изучения. Методологическая основа проекта – изучение с помощью различных молекулярно-биохимических и цитогенетических методов генетической структуры природных гибридных зон между представителями различных групп амфибий, оценка времени дивергенции между родительскими видами, при помощи ГИС-моделирования анализ внешних факторов, определяющих местоположение гибридных зон и экологические предпочтения родительских видов, а также постановка лабораторных экспериментов по гибридизации диплоидных видов, характеризующихся различными генетическими дистанциями. Также будет произведено сопоставление факторов, влияющих на гибридизацию, у амфибий с таковыми в других группах позвоночных и беспозвоночных животных. Выявленные закономерности важны для понимания процессов, влияющих на формирование как самих видов, так и их современных ареалов, а также на их динамику в будущем.