Аннотация:Губки обладают высокими регенеративными способностями, варьирующими от восстановления утраченных фрагментов тканей до регенерации всего тела из диссоциированных клеток. Изучение репаративной регенерации показало, что у разных таксонов она обеспечивается различными клеточными механизмами: (1) за счет накопления плюрипотентных и дедифференцированных клеток и формирования бластемы или (2) за счет ремоделирования интактной ткани вблизи раны на основе эпителиальных морфогенезов. Первый тип характерен для представителей класса Demospongiae, второй — для Homoscleromorpha и Calсarea. Мы объединили морфологические, цитологические, молекулярно-биологические (транскриптомный анализ, гибридизация in situ) и биоинформатические методы для изучения механизмов морфогенетических событий во время регенерации у нескольких видов губок из классов Homoscleromorpha, Demospongiae и Calcarea. Установлено, что эпителиальный морфогенез, в основном распластывание и слияние эпителиальных пластов, является ключевым морфогенетическим процессом при репаративной регенерации Homoscleromorpha и Calcarea, тогда как мезенхимный морфогенез путем мезенхимо-эпителиальных преобразований является основным механизмом при регенерации Demospongiae. Ни пролиферация клеток, ни апоптоз не имеют большого значения в регенерации независимо от ее типа. Трансдифференцировка клеток играет важнейшую роль в регенерации всех губок, независимо от их филогенетического положения, анатомии и типа водоносной системы. С помощью транскриптомного анализа мы обнаружили, что среди молекул, меняющих свою экспрессию как сразу после повреждения, так и при восстановлении паттерна, имеется большое количество транскрипционных факторов и участников сигнальных каскадов, в частности пути Wnt. Используя гибридизацию in situ, мы показали, что Wnt и TGF-бета изменяют свою экспрессию на разных стадиях регенерации. Эти наблюдения подтверждает, что данные сигнальные пути участвуют в формировании паттерна тела губки во время его восстановления после повреждения или восстановления из диссоциированных клеток. В целом мы показываем, что несмотря на простоту организации губок, регенерация у них включает множество разнообразных механизмов, используемых при аналогичных процессах у других животных, и подчеркиваем особую важность трансдифференцировки. Работа поддержана грантами Президента РФ MK-1096. 2021. 1. 4 и грантом РНФ №22-74-00042 (в части биоинформатического анализа).
