ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................................................ 4
Актуальность темы исследования .................................................................................................... 4
Степень разработанности темы ......................................................................................................... 5
Цели и задачи исследования .............................................................................................................. 9
Научная новизна ................................................................................................................................. 9
Теоретическая и практическая значимость работы ...................................................................... 11
Методология и методы исследования ............................................................................................ 12
Положения, выносимые на защиту ................................................................................................. 14
Степень достоверности и апробация результатов ......................................................................... 15
Список публикаций по теме диссертации ...................................................................................... 16
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................................................. 18
1. 1. Ритмические процессы. Ультрадианные ритмы .................................................................... 18
1. 2. Механизм дефекационной моторной программы нематод .................................................. 19
1. 3. Роль инозитолтрифосфата в инициации и модуляции ритма. Кальций-зависимый выброс
кальция............................................................................................................................................... 24
1. 4. Роль ионов кальция в инициации дефекационной моторной программы и синхронизации
работы клеток. Ca2+ передача сигнала и Ca2+ волны ..................................................................... 27
1. 5. Изменения уровня мембранного потенциала и потенциал действия .................................. 29
1. 6. Мембранные белки дефекационной моторной программы нематод .................................. 32
1. 7. Модельные организмы – нематоды ........................................................................................ 42
1. 8. Многообразие функций энтодермальных клеток кишечника нематод ............................... 45
ГЛАВА 2. ВВЕДЕНИЕ НОВОГО МОДЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА – HETERORHABDITIS
MEGIDIS В КАЧЕСТВЕ ОБЪЕКТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ДЕФЕКАЦИОННОЙ МОТОРНОЙ
ПРОГРАММЫ НЕМАТОД .............................................................................................................. 49
2. 1. Heterorhabditis megidis – новый модельный организм для исследования дефекационной
моторной программы нематод ........................................................................................................ 49
2. 2. Базовые характеристики ритмического изменения мембранного потенциала .................. 55
2. 3. Проводимость клеточной мембраны. Суперпозиция работы нескольких ионных каналов
............................................................................................................................................................ 60
2. 4. Модель изменений мембранного потенциала в ходе дефекационной моторной
программы нематод. Нарушения работы системы в специфических типах препаратов .......... 62
2. 5. Автономность и синхронность генерации ритмических процессов ................................... 64
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗМЕНЕНИЯ МЕМБРАННОГО
ПОТЕНЦИАЛА В ХОДЕ ДЕФЕКАЦИОННОЙ МОТОРНОЙ ПРОГРАММЫ
НЕМАТОДЫ HETERORHABDITIS MEGIDIS ............................................................................ 67
3. 1. Потенциал зависимый механизм. Возможность ускорения и замедления периодических
осцилляций изменения мембранного потенциала. Перезапуск ритма ........................................ 67
3
3. 2. Внутриклеточный молекулярный механизм. Система фиксации потенциала. Сохранение
ритмической активности .................................................................................................................. 68
3. 3. Возможные модели зависимости изменения мембранного потенциала от изменения
концентрации Ca2+ в возбудимых клетках ..................................................................................... 69
3. 4. Моделирование процесса на основе изменения мембранного потенциала и проводимости
............................................................................................................................................................ 71
ГЛАВА 4. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ УЧАСТНИКИ ДЕФЕКАЦИОННОЙ МОТОРНОЙ
ПРОГРАММЫ .................................................................................................................................... 74
4. 1. Тканеспецифичный профиль экспрессии ионных каналов .................................................. 74
4. 2. Деполяризующие ионные каналы нематоды ga1 и ga2, потенциально вовлечённые в
генерацию ритмических изменений мембранного потенциала ................................................... 78
4. 3. Гиперполяризующие ионные каналы нематоды gb, потенциально вовлечённые в
генерацию ритмических изменений мембранного потенциала ................................................... 83
4. 4. Иные потенциальные участники генерации и регуляции ритмических изменений
мембранного потенциала ................................................................................................................. 86
ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ
ДЕФЕКАЦИОННОЙ МОТОРНОЙ ПРОГРАММЫ РАЗЛИЧНЫХ НЕМАТОД ................. 91
5. 1. Электрофизиологические свойства изменения мембранного потенциала клеток
кишечника нематоды Enoplus brevis ............................................................................................... 91
5. 2. Сходства и различия паттернов изменений мембранного потенциала в ходе
дефекационной моторной программы различных нематод ......................................................... 95
5. 3. Физиологический и генетический анализ сходства дефекационной моторной программы
отдаленных видов нематод .............................................................................................................. 96
ГЛАВА 6. НЕЙРОННЫЕ ФУНКЦИИ КЛЕТОК КИШЕЧНИКА НЕМАТОД .................... 103
6. 1. Сходство нейронов и кишечных клеток нематоды Caenorhabditis elegans ...................... 103
6. 2. Исследование пресинаптического аппарата кишечника нематоды .................................. 106
ГЛАВА 7. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ................................................... 113
7. 1. Культуры нематод .................................................................................................................. 113
7. 2. Препарирование и микрохирургия ....................................................................................... 114
7. 3. Электрофизиология ................................................................................................................ 116
7. 4. Видеодетекция поведения и микроскопия ........................................................................... 120
7. 5. Биоинформатика ..................................................................................................................... 123
7. 6. Анализ данных ........................................................................................................................ 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................................................ 126
Выводы ............................................................................................................................................ 126
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ .............................................. 129
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .............................................................................................................. 130
