1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова
  4. T. 109, № 7, 2023

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2023, T. 109, № 7, стр. 862-871

Влияние гормональной стимуляции на хромосомный аппарат ооцитов травяной лягушки

И. О. Боголюбова 1, 2, Д. С. Боголюбов 1, *

1 Институт цитологии РАН
Санкт-Петербург, Россия

2 Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
Санкт-Петербург, Россия

* E-mail: dbogol@mail.ru

Поступила в редакцию 17.04.2023
После доработки 19.05.2023
Принята к публикации 25.05.2023

Аннотация

Поздние вителлогенные ооциты травяной лягушки Rana temporaria представляют собой перспективную модель для изучения поведения мейотических хромосом, поскольку на стадии диплотены происходит объединение хромосом в кариосферу, которая у R. temporaria, как считают, имеет экстрахромосомную капсулу, – в отличие от Xenopus laevis, классического модельного объекта клеточной биологии и биологии развития. Однако по сравнению с Xenopus строгая сезонность размножения R. temporaria существенно ограничивает возможность использования ее ооцитов в качестве экспериментальной модели. Благодаря адаптации классических протоколов гормональной стимуляции бесхвостых амфибий, включая Xenopus, нам удалось получить ооциты R. temporaria с полностью развитой кариосферой вне сезона размножения (декабрь–январь). Выраженные изменения хромосомного аппарата ооцитов мы наблюдали при двукратном введении хорионического гонадотропина человека (ХГЧ) в дозе 500 МЕ. В этом случае хромосомы претерпевают выраженное уплотнение и агрегацию, что приводит к формированию характерного хромосомного “клубка” (кариосферы), морфологические признаки которого соответствуют таковым в ооцитах R. temporaria в начале естественного сезона размножения. Предлагаемый нами протокол использования ХГЧ для внесезонной стимуляции оогенеза у R. temporaria в дальнейшем может быть уточнен для получения более стабильных результатов и повышения качества ооцитов.

Ключевые слова: оогенез, ядро ооцита, зародышевый пузырек, хромосомный аппарат, кариосфера, хорионический гонадотропин человека, Rana temporaria

Список литературы

  1. Kaurova SA, Shvirst NE, Shishova NV, Uteshev VK, Fesenko EE (2021) Influence of xenon on survival of sperm of common frog Rana temporaria during slow freezing. Bull Exp Biol Med 171: 596–600. https://doi.org/10.1007/s10517-021-05276-3

  2. Ruthsatz K, Bartels F, Stützer D, Eterovick PC (2022) Timing of parental breeding shapes sensitivity to nitrate pollution in the common frog Rana temporaria. J Therm Biol 108: 103296. https://doi.org/10.1016/j.jtherbio.2022.103296

  3. Karanova MV (2021) Low-temperature adaptation of the Rana temporaria gastrocnemius muscle at the onset of anabiosis. J Evol Biochem Phisiol 57(2): 165–171.

  4. Объекты биологии развития (1975) М. Наука. [[Objects of Developmental Biology] (1975) M. Nauka]. (In Russ)].

  5. Bogolyubov DS (2018) Karyosphere (karyosome): a peculiar structure of the oocyte nucleus. Int Rev Cell Mol Biol 337: 1–48. https://doi.org/10.1016/bs.ircmb.2017.12.001

  6. Gruzova MN, Parfenov VN (1993) Karyosphere in oogenesis and intranuclear morphogenesis. Int Rev Cytol 144: 1–52. https://doi.org/10.1016/s0074-7696(08)61512-0

  7. Wagner K (1923) Über die Entwicklung des Froscheies. Arch Zellforsch 17: 1–44.

  8. Gruzova MN, Parfyonov VN (1973) The karyosphere in late oogenesis of frogs. Monit Zool Ital 7: 225–242. https://doi.org/10.1080/00269786.1973.107362

  9. Gruzova MN, Parfenov VN (1977) Ultrastructure of late oocyte nuclei in Rana temporaria. J Cell Sci 28: 1–13. https://doi.org/10.1242/jcs.28.1.1

  10. Dumont JN (1972) Oogenesis in Xenopus laevis (Daudin). I. Stages of oocyte development in laboratory maintained animals. J Morphol 136: 153–179. https://doi.org/10.1002/jmor.1051360203

  11. Почукалина ГН, Парфенов ВН (1994) Организация кариосферы с капсулой перед созреванием ооцитов травяной лягушки. Цитология 36: 1027–1034. [Pochukalina GN, Parfenov VN (1994) Organization of karyosphere with the capsule in oocytes of Rana temporaria before maturation. Tsitologiya 36: 1027–1034. (In Russ)].

  12. Bogolyubov DS, Travina AO, Bogolyubova IO (2022) Karyosphere capsule in oocytes of the grass frog: to be or not to be? A critical view. Cell Tiss Biol 16: 521–539. https://doi.org/10.1134/S1990519X22060013

  13. Callan HG, Gall JG, Berg CA (1987) The lampbrush chromosomes of Xenopus laevis: preparation, identification, and distribution of 5S DNA sequences. Chromosoma 95: 236–250. https://doi.org/10.1007/BF00294780

  14. Кидов АА, Матушкина КА, Блинова СА, Африн КА, Коврина ЕГ, Бакшеева АА (2015) Размножение гирканской лягушки (Rana macrocnemis pseudodalmatina Eiselt et Schmidtler, 1971) в лабораторных условиях. Совр герпетол 15: 109–113. [Kidov AA, Matushkina KA, Blinova SA, Afrin KA, Kovrina EG, Baksheyeva AA (2015) Reproduction of the Iranian long-legged frog (Rana macrocnemis pseudodalmatina Eiselt et Schmidtler, 1971) in laboratory conditions. Sovr Herpetol 15: 109–113. (In Russ)].

  15. Утешев ВК, Гахова ЭН, Крамарова ЛИ, Шишова НВ, Каурова СА (2019) Новые подходы к получению репродуктивного материала амфибий для его использования в искусственном оплодотворении. Совр герпетол 19: 46–55. [Uteshev VK, Gakhova EN, Kramarova LI, Shishova NV, Kaurova SA (2019) New approaches to collecting reproductive material from amphibians for its use in artificial fertilization. Sovr Herpetol 19: 46–55. (In Russ)]. https://doi.org/10.18500/1814-6090-2019-19-1-2-46-55

  16. Uteshev VK, Gakhova EN, Kramarova LI, Shishova NV, Kaurova SA, Kidova EA, Kidov AA, Browne RK (2023) Russian collaborative development of reproduction technologies for the sustainable management of amphibian biodiversity. Asian Herpetol Res 14: 103–115. https://doi.org/10.16373/j.cnki.ahr.220043

  17. Wallace RA, Jared DW, Dumont JN, Sega MW (1973) Protein incorporation by isolated amphibian oocytes. III. Optimum incubation conditions. J Exp Zool 184: 321–333. https://doi.org/10.1002/jez.1401840305

  18. Gall JG, Stephenson EC, Erba HP, Diaz MO, Barsacchi-Pilone G (1981) Histone genes are located at the sphere loci of newt lampbrush chromosomes. Chromosoma 84: 159–171. https://doi.org/10.1007/BF00399128

  19. Duryee WR (1950) Chromosomal physiology in relation to nuclear structure. Ann N Y Acad Sci 50: 920–953. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1950.tb39892.x

  20. Цветков АГ, Парфенов ВН (1994) Сезонные преобразования хромосом-ламповых щеток и морфогенез капсулы кариосферы в ооцитах травяной лягушки, выявляемые при анализе выделенных ядерных структур. Цитология 36: 64–70. [Tsvetkov AG, Parfenov VN (1994) Transformation of lampbrush chromosomes and morphogenesis of the karyosphere capsule in diplotene oocytes of Rana temporaria (seasonal changes observed in isolated nuclear structures). Tsitologiya 36: 64–70. (In Russ)].

  21. Bellerby CW (1933) The endocrine factors concerned in the control of the ovarian cycle: Xenopus laevis as a test animal. Biochem J 27: 615–620. https://doi.org/10.1042/bj0270615

  22. Creaser CW, Gorbman A (1939) Species specificity of the gonadotropic factors in vertebrates. Quart Rev Biol 14: 311–331.

  23. Kouba AJ, Vance CK, Willis EL (2009) Artificial fertilization for amphibian conservation: Current knowledge and future considerations. Theriogenology 71: 214–227. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2008.09.055

  24. Wolf DP, Hedrick JL (1971) A molecular approach to fertilization: II. Viability and artificial fertilization of Xenopus laevis gametes. Dev Biol 25: 348–359. https://doi.org/10.1016/0012-1606(71)90036-4

  25. Гончаров БФ, Сербинова ИА, Утешев ВК, Шубравый ОИ (1989) Разработка методов гормональной стимуляции процессов размножения у амфибий. В сб.: Проблемы доместикации амфибий. М. ИЭМЭЖ. 197–201. [Goncharov BF, Serbinova IA, Uteshev VK, Shubravy OI (1989) Development of methods for hormonal stimulation of reproductive processes in amphibians. In: Problems of domestication of amphibians. M. AN Severtsov Inst Ecol Evol 197–201. (In Russ)].

  26. Arregui L, Diaz-Diaz S, Alonso-López E, Kouba AJ (2019) Hormonal induction of spermiation in a Eurasian bufonid (Epidalea calamita). Reprod Biol Endocrinol 17: 92. https://doi.org/10.1186/s12958-019-0537-0

  27. Browne RK, Seratt J, Vance C, Kouba A (2006) Hormonal priming, induction of ovulation and in-vitro fertilization of the endangered Wyoming toad (Bufo baxteri). Reprod Biol Endocrinol 4: 34. https://doi.org/10.1186/1477-7827-4-34

  28. Browne RK, Li H, Seratt J, Kouba A (2006) Progesterone improves the number and quality of hormone induced Fowler toad (Bufo fowleri) oocytes. Reprod Biol Endocrinol 4: 3. https://doi.org/10.1186/1477-7827-4-3

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал