Маркеры in situ

Отчет
младшего научного сотрудника Лаборатории молекулярных основ эмбриогенеза
Байрамова Андрея Вячеславовича
о работе, проведенной по гранту Президента РФ МК 3760.2012.4 за 2012 год.
Тема: Белки семейства noggin - регуляторы активности внутриклеточных TGF-beta и Wnt
сигнальных каскадов.
Этап 1. Роль белков Noggin1, Noggin2 и Noggin4 в регуляции активности TGF-beta и Wnt
сигнальных каскадов.
Целью проекта является исследование роли белков семейства Noggin в регуляции TGF-beta
и Wnt сигнальных каскадов, а также молекулярного механизма, обеспечивающего выполнение
этой роли.
Результаты, полученные в ходе выполнения проекта могу иметь не только научную
ценность, но и быть полезны для биомедицинских приложений.
Согласно Календарному плану, на Этапе 1 был проведен количественный анализ
способности Noggin белков модулировать активность TGF-beta и Wnt сигнальных каскадов.
Проведенную работу можно разделить на несколько разделов:
1) Анализ и количественная оценка способности белков Noggin1, Noggin2 и Noggin4
регулировать активность Wnt сигнального каскада.
2) Количественная оценка способности белков Noggin1 и Noggin2 подавлять активность
Smad2-зависимого TGF-beta сигнального каскада.
3) Анализ и количественная оценка способности белка Noggin4 регулировать активность
Smad1- и Smad2-зависимых TGF-beta сигнальных каскадов.
4) Исследование паттерна экспрессии гена Noggin4 у позвоночных.
При исследовании роли белков Noggin1, Noggin2 и Noggin4 в регуляции активности TGFbeta и Wnt сигнальных каскадов в качестве основного лабораторного объекта в исследовании
использовались зародыши шпорцевой лягушки Xenopus laevis.
Данная модель признается одной из наиболее перспективных для изучения механизмов
реализации генетической информации в раннем эмбриогенезе [1-3]. Кроме того, она представляет
собой чрезвычайно удобную тест-систему, позволяющую быстро и эффективно исследовать
процессы in vivo.
Количественная оценка активности внутриклеточных сигнальных каскадов проводилась с
помощью люциферазных репортерных конструкций, способных специфично реагировать на
изменения активности сигнального каскада.
Было показано, что белки Noggin1, Noggin2 и Noggin4 обладают способностью подавлять
активность Wnt сигнального каскада, причем подавление является концентрационно зависимым.
Для снижения активности Wnt сигнального каскада достаточно 3-3.5 кратного избытка Noggin
белков по отношению к количеству белка Wnt8, в норме активирующего данный сигнальный
каскад.
Показано, что белки Noggin1 и Noggin2 обладают способностью ингибировать активность
Nodal/Activin
сигнального
каскада,
причем
это
ингибирование
также
является
концентрационнозависимым.
Анализ паттерна и динамики экспрессии гена Noggin4 у представителя класса птиц (на
модели куриного зародыша) показал, что этот ген экспрессируется комплементарно (как в
пространстве так и во времени) своему гомологу Noggin1 как у куриного зародыша, так и у
зародыша шпорцевой лягушки (Noggin1).
Методами, основанными на применении люциферазных репортерных конструкций
установлено, что белок Noggin4 не обладает способностью ингибировать активность Smad1- и
Smad2-зависимых TGF-beta сигнальных каскадов.
Таким образом, в целом, ходе проведенных исследований получены новые для науки
результаты о функциональных свойствах белков семейства Noggin, которые в перспективе могут
иметь практическое применение.
Полученные в 2012 году результаты были включены в статью:
A. Borodulin, F. Eroshkin, A. Bayramov, A. Zaraisky, 2012, Noggin4 expression during chick
embryonic development, Int. J. Dev. Biol. 56: 403-406,
а также были представлены на международной конференции:
Bayramov A.V., Eroshkin F.M., Martynova N.Y., Ermakova G.V., Borodulin A.V., Zaraisky
A.G., 2012, Noggin proteins as regulators of TGF-beta and Wnt signaling pathways, Abstract book of
international Conference «Modern problems in systemic regulation of biological functions, 11-12.
Таким образом, заданные на 2012 год индикаторы достигнуты в полном объеме.