Агробактериальная трансформация эмбрионов морских ежей и нарушение хода эмбриогенеза при экспрессии растительных онкогенов rolB и rolC тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.25, кандидат биологических наук Яковлев, Константин Владимирович

• Яковлев, Константин Владимирович
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Яковлев, Константин Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Перенос генетического материала у прокариот.

1.2 Агробактериальный перенос ДНК.

1.2.1 Распознавание растительной клетки-реципиента.

I 1.2.2 Трансформация и ядерный транспорт Т-ДНК.

1.2.3. Биологическое значение агробактериальной трансформации.

1.3. Горизонтальный перенос генов от прокариот в эукариотические клетки, возможно, имеет эволюционное значение.

1.4. Эмбриональное развитие морских ежей.

1.4.1. Бластуляция морских ежей.

1.4.2. Процесс гаструляции.

1.4.3. Появление и развитие мезенхимного паттерна.

1.4.4. Клеточные взаимодействия, определяющие дифференцировку и развитие.

1.4.5. Молекулярная регуляция событий, происходящих на ранних эмбриональных стадиях.

1.4.6. Использование универсального активатора транскрипции дрожжей гена

§а14.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА.

2.1. Животные.

2.2. Трансформация оплодотворенных яйцеклеток.

2.2.1. Бактериальные штаммы и плазмиды.

2.2.2. Выделение плазмиды.

2.2.3. Трансформация плазмидой, содержащей ген универсального активатора транскрипции gal4.

2.2.4. Агробакгериальная трансформация эмбрионов.

2.3. Измерение числа агробактерий в ходе совместного культивирования с эмбрионами морских ежей.

2.4. Измерение рН морской воды в ходе совместного культивирования агробакгерий и эмбрионов морских ежей.

2.5. Световая и трансмиссионная электронная микроскопия.

2.6. ДНК- и РНК-анализ.

2.6.1. ПЦР и ОТ ПЦР.

2.6.2. «TAIL» ПЦР.

2.6.3. Клонирование и секвенирование.

2.7. Выявление включения 5-бромо-2'-дезоксиуридина в эмбрионах морских ежей.

2.7. Статистический анализ.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ.

3.1. Жизнеспособность агробакгерий в морской воде.

3.2. Прикрепление агробакгерий к клеткам эмбрионов морских ежей.

3.3.1. Наличие и экспрессия генов rol в трансформированных эмбрионах.

3.3.2. Доказательство встройки Т-ДНК в геномную ДНК эмбрионов морских ежей.

3.4. Появление и возможные причины формирования опухолеподобных структур (ОПС) у эмбрионов морских ежей.

3.4.1. Процент ОПС при трансформации геном gal4 и растительными онкогенами rolB и rolC.

3.4.2. Уменьшение числа ОПС при использовании конструкций, несущих мутантные гены vir.

3.4.3. Изменение рН морской воды в ходе совместного культивирования агробактерий и эмбрионов морских ежей.

3.5. Строение эмбрионов с опухолеподобными структурами.

3.5.1. Внешний вид эмбрионов с опухолеподобными структурами.

3.5.2. Строение и ультраструктура эмбрионов с ОПС.

3.5.2.1 Строение и структура эмбрионов, трансформированных плазмидой рМА

3.5.2.2 Строение и структура эмбрионов с ОПС после агробактериальной трансформации.

3.5.2.3 Включение 5-бромо-2'-дезоксиуридина в эмбрионах с ОПС после агробактериальной трансформации.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. Жизнеспособность и способность к трансформации А^оЬаМегшт Ште/аЫет в морской воде.

4.2. Встройка Т-ДНК агробактерий и экспрессия генов го1В и го1С при совместном культивировании с эмбрионами морских ежей.

4.3. Появление опухолеподобных структур у эмбрионов обусловлено переносом Т-ДНК агробактерий.

4.4. Возможное влияние изменения рН морской воды при совместном культивировании А. tumefaciens и эмбрионов морских ежей.

4.5. Опухолеподобные структуры эмбрионов морских ежей: строение и возможные причины возникновения в результате изменения нормального хода эмбриогенеза.

4.5.1. Внешний вид и строение опухолеподобных структур.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Агробактериальная трансформация эмбрионов морских ежей и нарушение хода эмбриогенеза при экспрессии растительных онкогенов rolB и rolC»

Актуальность

На сегодняшний день агробактериальная трансформация растений является самым изученным примером горизонтального переноса генов от бактерий к эукариотам in vivo. В ходе эволюции бактерии рода Agrobacterium (в соответствии с новой классификацией большинство видов реклассифицировано в род Rhizobium, однако большинство ученых, изучающих агробактериальную трансформацию растительных клеток, используют старое название) приспособились к переходу от сапротрофного типа питания к своеобразному паразитическому типу путем переноса в растительные клетки генов синтеза, опинов (продуктов реакции кетосахаров и аминокислот) и генов, вызывающих неопластическую трансформацию клеток растений. В результате такой трансформации у растений появляются быстро делящиеся клетки, синтезирующие опины, которые служат для агробактерий источником углерода и азота. Агробактериальная трансформация нашла широкое применение в генной инженерии растений и на сегодняшний день относится к наиболее распространенным методам генетической трансформации растений. ,

Наличие у ряда представителей некоторых групп морских беспозвоночных (кольчатые черви, моллюски, ракообразные, иглокожие) ферментов опинового синтеза позволило сделать предположение о возможном переносе генов опинсинтетаз от агробактерий к морским беспозвоночным. Долгое время вопрос о возможной агробактериальной трансформации животных клеток оставался открытым, пока в 2001 году не было показано, на культуре клеток человека HeLa, что агробактерии могут трансформировать клетки млекопитающих (Kunik et al., 2001). Несколькими годами ранее было показано, что агробактерии могут трансформировать клетки грибов (Bundock, Hooykaas, 1996; Piers et al., 1996). Необходимым условием для формирования первичных контактов при взаимодействии между агробактериями и клетками-хозяевами является наличие белка внеклеточного матрикса животных — витронектина (Wagner, Matthisse, 1992) или витронектин-подобного белка растений (Zhu et al, 1994).

На сегодняшний день известно, активация генов под контролем растительных промоторов (nos и 35S) в животных клетках возможна благодаря распознаванию их регуляторными элементами клетки-реципиента (Bailas et al., 1989; Zahm et al., 1989). Эти промоторы имеют либо вирусную природу (35S, вирус мозаики цветной капусты), либо агробактериальную (nos, бактерии рода Agrobacteriiim). Однако информации о функционировании регуляторных генов растений в клетках животных нет. Это особенно касается функционирования растительных онкогенов rol в связи с возможностью агробактериальной трансформации клеток животных.

В наших экспериментах мы показали, что в условиях морской среды in vitro может происходить агробактериальная трансформация при совместном культивировании эмбрионов морских ежей с агробактериями Agrobacterium tumefaciens (Rhizobium radiobacter), которые несут растительные онкогены rolB' и rolC. У части эмбрионов нарушается ход эмбриогенеза с образованием опухолеподобных структур (ОПС). Такие структуры формируются на поверхности эмбрионов и получили свое название из-за внешнего вида. Подобное нарушение эмбриогенеза было описано ранее после трансформации генетическими конструкциями, несущими ген универсального активатора транскрипции gal4 (Bulgakov et al., 2002). В наших исследованиях мы изучали строение эмбрионов с опухолеподобными структурами после трансформации плазмидной ДНК, несущей ген gal4, и после агробактериальной трансформации генами rolB и rolC. Это позволило выявить различия в строении эмбрионов с опухолеподобными структурами и в строении самих ОПС, а на основании этого установить, что возникновение опухолеподобных структур является следствием действия разных механизмов.

Цели и задачи исследования

При выполнении работы мы преследовали две цели. Во-первых, изучить явление агробактериального переноса Т-ДНК (transferred DNA, переносимая одноцепочечная ДНК) в геномную ДНК эмбрионов морских ежей, доказать встройку чужеродной ДНК и активность перенесенных генов rolB и rolC. Во-вторых, изучить влияние растительных онкогенов rolB и rolC на ход эмбриогенеза морских ежей.

Для достижения этих целей были поставлены следующие экспериментальные задачи:

1. Подобрать и оптимизировать условия агробактериальной трансформации эмбрионов морских ежей в процессе их совместного культивирования со штаммами A tumefaciens GV3101, которые несут бинарный вектор: pMP90RK (vzr-хелперная плазмида) и pPCV002, содержащую в составе Т-ДНК один из генов rol (rolB или rolC). Определить возможные механизмы трансформации.

2. Оценить эффективность агробактериальной трансформации в сравнении с ПЭГ-опосредованной трансформацией плазмидными конструкциями, несущими чужеродные гены.

3. Доказать встройку Т-ДНК в геномную ДНК эмбрионов морских ежей, используя методы ПЦР и TAIL-ПЦР. Определить активность генов rolB и rolC методом обратно-транскрипционной полимеразной цепной реакции (ОТ ПЦР) после совместного культивирования эмбрионов с агробактериями.

4. Провести сравнительный морфологический анализ эмбрионов с опухолеподобными структурами, возникающими вследствие трансформации генетическими конструкциями, несущими ген gal4 и гены rolB и rolC. Определить сходство и различие в строении эмбрионов и опухолеподобных структур после трансформации.

Научная новизна и теоретическая значимость

В нашей работе впервые продемонстрирована возможность агробактериальной трансформации в условиях морской среды на примере эмбрионов морских ежей. Это является подтверждением гипотезы о переносе генов опинового синтеза от агробактерий к представителям различных групп морских беспозвоночных. Более того, нами зафиксирована встройка агробактериальной Т-ДНК в геномную ДНК морских ежей. Наряду с известным фактом трансформации клеток млекопитающих наши данные указывают на целенаправленный транспорт Т-ДНК в ядра клеток животных.

Апробация работы и публикации

Результаты работы были представлены на 7-ой Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2003), на I и IV Всероссийских симпозиумах по клеточной биологии (Санкт-Петербург, 2003, 2006), на международном научном семинаре «Проблемы репродукции и раннего онтогенеза морских гидробионтов» (Мурманск, 2004), на Международной научной конференции "Инновации в науке и образовании -2006" (Калининград, 2006), на X Международной молодежной школе-конференции по актуальным проблемам химии и биологии (МЭС, ТИБОХ, 2006) и на годичной научной конференции Института биологии моря'имени А. В. Жирмунского ДВО РАН (Владивосток, 2006).

Материалы диссертации изложены в 3 статьях, опубликованных в отечественных и международном журналах.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 108 страницах машинописного текста, иллюстрирована 18 рисунками и содержит 2 таблицы. Список литературы содержит 193 наименования.

Заключение диссертации по теме «Гистология, цитология, клеточная биология», Яковлев, Константин Владимирович

ВЫВОДЫ

1. Впервые доказан факт агробактериальной трансформации эмбриональных клеток морских ежей в условиях морской среды. Процесс трансформации проходит в ходе совместного культивирования эмбрионов морских ежей с агробактериями и сопровождается формированием контактов между бактериями и эмбриональными клетками при помощи Т-пилей. Визуальный эффект агробактериальной трансформации выражается в появлении у части эмбрионов на поверхности опухолеподобных структур.

2. Использование агробактериальных штаммов, несущих мутантные гены по локусу vir, приводит к снижению числа ОПС у эмбрионов. Это, наравне с формированием контактов при помощи Т-пилей, является доказательством vir-опосредованного механизма переноса Т-ДНК. Помимо этого, наличие границы* между последовательностями Т-ДНК и геномной ДНК морских ежей свидетельствует о том, что трансформация идет именно за счет Т-ДНК, а не за счет других участков плазмидной или хромосомной ДНК агробактерий.

3. Впервые показано, что экспрессия генов rolB и rolC приводит к появлению ОПС у эмбрионов морских ежей. Время появления и морфология о таких эмбрионов достаточно сильно отличается от эмбрионов с ОПС, трансформированных плазмидной ДНК, несущей ген универсального активатора транскрипции gal4. Нарушение хода эмбриогенеза в обоих случаях связано с ненормальным и чрезмерным развитием клеток мезенхимы. Хотя, вероятно, в случае трансформации геном gal4 и генами rolB и rolC задействованы разные механизмы.

4. Растительные онкогены rolB и rolC влияют на дифференцировку эмбриональных полей. Результатом этого является нарушение хода эмбриогенеза морских ежей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Яковлев, Константин Владимирович, 2008 год

1. Дыбан А. П. Опыты на зародышах млекопитающих // Методы биологии развития. Отв. ред. Детлаф Т. А. М. Наука. 1974. Стр. 217-246.,

2. Иванова-Казас О. М. Сравнительная эмбриология беспозвоночных животных: иглокожие и полухордовые. М.: Наука, 1978. 168 с.

3. Киселев К. В., Одинцова Н. А, Булгаков В. П., Кольцова Е. А., Яковлев К. В.» Клетки плоских морских ежей как возможные продуценты биологически активных веществ // Вестник ДВО РАН, 2002. Т. 5. Стр. 101-104.

4. Никольский Н. Н., Соркин А. Д. Сорокин А. Б. Эпидермальный фактор роста. Л.: Наука, 1987. 200 с.

5. Одинцова Н. А. Основы культивирования клеток морских беспозвоночных. Владивосток: Дальнаука, 2001. 162 с.

6. Тарчевский И. А. Элиситор-индуцируемые сигнальные системы и их взаимодействие // Физиология растений. 2000. Т. 47. Стр. 321-331.

7. Уикли Б. Электронная микроскопия для начинающих. М.: Мир, 1974. 325 с.

8. Akiyoshi D. E., Klee H. J., Amasino R., Nester E. W., Gordon M. P. T-DNA of Agrobacterium tumefaciens codes an enzyme of cytokinin biosynthesis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1984. Vol. 81. P. 5994-5998.

9. Alfano J. R., Collmer A. Bacterial pathogens in plants: life up against the wall // Plant Cell, 1996. Vol. 8. P. 1683-1698.

10. Ambros P. F., Matzke A. J. M., Matzke M. A. Localization of Agrobacterium rhizogenes T-DNA in plant chromosomes by in situ hybridization // EMBO J. 1986. Vol.5. P. 2073-2077.

11. Andersson J. O. Lateral gene transfer in eukaryotes // Cell. Mol. Life Sci. 2005. Vol. 62. P. 1182-1197.

12. Andersson J. O., Doolittle W. F., Nesbo C. L. Are there bugs in our genome? Science, 2001. Vol. 292. P. 1848-1850.

13. Aoki S., Syono K. Horizontal gene transfer and mutation: Ngrol genes in the genome of Nicotiana glauca II Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1999. Vol. 96. P. 1322913234.

14. Apella E., Weber I. T., Blast F. Structure and function of epidermal growth factorlike regions in proteins // FEBS Lett. 1988. Vol. 231. P. 1-4.

15. Averhoff B. DNA transport and natural transformation in mesophilic and thermophilic bacteria // J. Bioenerg. Biomembr. 2004. Vol. 36. P. 25-33.

16. Avilion A. A., Nicolis S. K., Pevny L. H., Perez L., Vivian N., Lovell-Badge R. Multipotent cell lineages in early mouse development depend on Sox2 function // Genes Dev. 2003. Vol. 17. P. 126-140.

17. Avissar S., Schreiber G., Danon A., Belmaker R. H. Lithium inhibits adrenergic and cholinergic increases in GTP binding in rat cortex // Nature, 1988. Vol. 331. P. 440-442.

18. Ballas N., Brodo S., Soreg H., Loyer A. Efficient functioning of plant promoters and poly(A) sites vaXenopus oocytes // Nucleic Acid. Res. 1989. Vol. 17. P. 78917903.

19. Ballas N., Citovsky V. Nuclear localization signal binding protein from Arabidopsis mediates nuclear import of Agrobacterium VirD2 protein // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997. Vol. 94. P. 10723-10728.

20. Bauer B., Moese S., Bartfeld S., Meyer T. F., Selbach M. Analysis of cell type-specific responses mediated by the type IV secretion system of Helicobacter pylori II Infect. Immun. 2005. Vol. 73. P. 4643-4652.

21. Benink H., Wray G., Hardin J. Archenteron precursor cells can organize secondary axial structures in the sea urchin embryo // Development, 1997. Vol. 124. P. 3461-3470.

22. Benson S., Rawson R., Killian C., Wilt F. The role of the extracellular matrix and tissue specific gene expression in the sea urchin // Mol. Reprod. Dev. 1991. Vol. 29. P. 220-226.

23. Bent A. F. Plant disease resistance genes: function meets structure // Plant Cell,1996. Vol. 8. P. 1757-1771.

24. Bidlack J. E., and Silverman P. M. An active type IV secretion system encoded by the F plasmid sensitizes Escherichia coli to bile salts // J. Bacteriol. 2004. Vol. 186. P. 5202-5209.

25. Bisgrove B. W., Andrews M. E, Raff R. A. Fibropellins, products of an EGF repeat-containing gene, form a unique extracellular matrix structure that surrounds the sea urchin embryo // Dev. Biol. 1991. Vol. 146. P. 89-99.

26. Bitter W., Koser M., Latijnhouwers M., de Cock., Tommassen J. Formation of oligomeric rings by XcpQ and PilQ, which are involved in protein transport across the outer membrane of Pseudomonas aeruginosa II Mol. Microbiol. 1998. Vol. 27. P. 209-219.

27. Bulgakov V. P., Kiselev K. V., Yakovlev K. V., Zhuravlev Y. N., Gontcharov A. A., Odintsova N. A. Agrobacterium-mQdiated transformation of sea urchin embryos // Biotechnology J1 2006. Vol. 1. P. 454-461.

28. Bulgakov V., Odintsova N., Plotnikov S., Kiselev K., Zacharov E., Zhuravlev Yu. GAL4 gene-dependent alterations of embryo development and cell growth in a primary culture of the sea urchins // Marine Biotech. 2002. Vol. 4. P. 480-486.

29. Bundock P., Hooykaas P. Integration of Agrobacterium tumefaciens T-DNA in the Saccharomyces cerevisiae genome by illegitimate recombination I I Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996. Vol. 93. P. 15272-15275.

30. Butler E., Hardin J., Benson S. The role of lysyl oxidase and collagen cross-linking during sea urchin development // Exp. Cell Res. 1987. Vol. 173. P. 174-182.

31. Calestani C., Rast J. P., Davidson E. H. Isolation of pigment cell specific genes in the sea urchin embryo by differential macroarray screening // Development, 2003. Vol: 130. P. 4587-4596.

32. Cameron E. R., Neil J. C. The Runx genes: lineage-specific oncogenes and tumor suppressors // Oncogene, 2004. Vol. 23. P. 4308-4314.

33. Caplan A., Herrera-Estrella L., Inza D., Van Hauter E., Van Montagu M., Schell J:, Zambryski P. Introduction of genetic material into plant cells // Science, 1984. Vol. 222. P. 815-821.

34. Cecchetti V., Altamura M. M, Serino G., Pomponi M., Falasca G., Costantino P., Cardarelli M. ROX1, a gene induced by rolB, is involved in procambial cell proliferation and xylem differentiation in tobacco stamen // Plant J. 2007. V. 49. P. 27-37.

35. Chambers I., Colby D., Robertson M., Nichols J., Lee S., Tweedie S., Smith A. Functional expression cloning of nanog, a pluripotency sustaining factor in embryonic stem cells // Cell, 2003. Vol. 113. P. 643-655.

36. Christie P. J. Bacterial type IV secretion: the Agrobacterium VirB/D4 and related conjugation systems // Biochem. Biophys. Acta, 2004. Vol. 1694. P. 219-234.

37. Christie P. J., and Vogel J. P. Bacterial type IV secretion: conjugation systems adapted to deliver effector molecules to host cells // Trends Microbiol. 2000. Vol. 8. P. 354-360.

38. Christie P. J., Atmakuri K., Krishnamoorthy V., Jakubowski S., Cascales E. Biogenesis, architecture, and function of bacterial type IV secretion systems // An. Rev. Microbiol. 2005. Vol. 59. P. 451-485.

39. Christie P. J., Ward J. E., Winans S. C., Nester E. W. The Agrobacterium tumefaciens virE2 gene product is a single-stranded-DNA-binding protein that associates with T-DNA//J. Bacterid. 1988. Vol. 170. P. 2659-2667.

40. Citovsky V., Kozlovsky S. V., Lacroix B., Zaltsman A., Daftiy-Yelin M., Vyas S., Tovkach A., Tzfira T. Biological systems of the host cell involved in Agrobacterium infection // Cell. Microbiol. 2007. Vol. 9. P. 9-20.

41. Citovsky V., Zupan J., Warnick D., Zambryski P. Nuclear localization of Agrobacterium VirE2 protein in plant cells // Science, 1992. Vol. 256. P. 18031805.

42. Coffman J. A. Runx transcription factors and the developmental balance between cell proliferation and differentiation // Cell Biol. Int. 2003. Vol. 27. P. 315-324.

43. Coffman J. A., Dickey-Sims C., Haug J. S., McCarthy J. J., Robertson A. J. Evaluation of developmental phenotypes produced by morpholino antisense targeting of a sea urchin Runx gene // BMC Biology, 2004. 2: 6.

44. Conway G., Margoliath A., Wong-Madden Sh., Roberts R., Gilbert W. Jakl kinase is required for cell migrations and anterior specification in zebrafish embryos // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1997. Vol. 94. P. 3082-3087.

45. Dasgupta J., Garbers D. Tyrosine protein kinase activity during embryogenesis // J. Biol. Chem. 1983. Vol. 258. P. 6174-6178.

46. Davidson E. A view from the genome: spatial control of transcription in sea urchin development//Curr. Opin. Genet. Dev. 1999. Vol. 9. P. 530-541.

47. Davidson E., Cameron R., Ransick A. Specification of cell fate in the sea urchin embryo: summary and some proposed mechanisms // Development, 1998. Vol. 125. P. 3269-3290.

48. Delepalaire P., Wandersman S. Protein export and secretion in gram-negative bacteria // Microbial transport systems / Ed: Winkelmann G. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2001. P. 165-208.

49. Dickey-Sims C., Robertson A. J., Rupp D. E., McCarthy J. J., Coffman J. A. Runx-dependent expression of PKC is critical for cell survival in the sea urchin embryo // BMC Biology, 2005. 3:18.

50. Dixon D. R. Methods for assessing the effects of chemicals on reproductive function in marine mollusks // Methods for assessing the effects of chemicals on reproductive functions / Ed.: Vouk V. B., Sheehan P. J. N. Y., 1983. P. 439-457.

51. Doolittle W. F. You are what you eat: a gene transfer ratchet could account for bacterial genes in eukaryotic nuclear genomes // Trends Genet. 1998. Vol. 14. P. 307-311.

52. Doolittle W. F., Boucher Y., Nesbo C. L., Douady C. J., Andersson J. O. Roger A. Ji How big is the iceberg of which organellar genes in nuclear genomes are but the tip? Philos Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2003. Vol. 358. P. 39-58.

53. Drummond A. H. Lithium affects G-protein receptor coupling // Nature, 1988. Vol. 331. P. 338.

54. Engel J. FGF-like domains in extracellular matrix proteins: localized signals for growth and differentiation? FEBS Lett. 1989. Vol. 251. P. 1-7.

55. Estruch J., Schell J., Spena A. The protein encoded by the rolB plant oncogene hydrolyses indole glucosides // EMBO J. 1991. Vol. 10. P. 3125-3128.

56. Ettensohn C. A., Ingersoll E. P. Morphogenesis of the sea urchin embryo // Morphogenesis: an analysis of the development of biological form / Marcel Dekker, Inc. New York, 1992. P. 189-262.

57. Ettensohn C. A., McClay D. R. Cell lineage conversion in the sea urchin embryo // Dev. Biol. 1988. Vol. 125. P. 396^109.

58. Ettensohn C., Malinda K. Size regulation and morphogenesis: a cellular analysis of skeletogenesis in the sea urchin embryo // Development, 1993. Vol. 119. Pi 155167.

59. Ettensohn C., Ruffms S. Mesodermal cell interactions in the sea urchin embryo: properties of skeletogenic secondary mesenchyme cells // Development, 1993. Vol. 117. P. 1275-1285.

60. Figge R. M., Schubert M., Brinkmann H., Cerff R. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase gene diversity in eubacteria and eukaryotes: evidence for intra-and inter-kingdom gene transfer // Mol. Biol. Evol. 1999. Vol. 16. P. 429^140.

61. Filippini F., Rossi V., Marin O., Trovato M., Costantino P., Downey P. M., Lo Schiavo F., Terzi M. A plant oncogene as a phosphatase // Nature, 1996. Vol. 379. P. 499-500.

62. Fink R. D., McClay D. R. Three cell recognition changes accompany the ingression of sea urchin primary mesenchyme cells // Dev. Biol. 1985. Vol. 107. P. 66-74.

63. Fischer J. A., Giniger E., Maniatis T., Ptashne M. GAL4 activates transcription in Drosophila //Nature, 1988. Vol. 332. P. 853-856.

64. Genereux D. P., Logsdon J. M. Jr. Much ado about bacteria-to-vertebrate lateral gene transfer// Trends Genet. 2003. Vol. 19. P. 191-195.

65. Gentschev I., Dietrich G., Goebel W. The E. coli a-hemolysin secretion system and its use in vaccine development // Trends Microbiol. 2002. Vol. 10. P. 39-45.

66. Giniger E., Varnum S. M., Ptashne M. Specific DNA binding of GAL4, a positive regulatory protein of yeast // Cell, 1985. Vol. 40. P. 767-774.

67. Godin R. E., Urry L. A., Ernst S. G. Alternative splicing of the Endol6 transcript produces differentially expressed mRNAs during sea urchin gastrulation // Dev. Biol. 1996. Vol. 179. P. 148-159.

68. Gogarten J. P. Gene transfer: gene swapping craze reaches eukaryotes // Curr. Biol. 2003. Vol. 13. P. R53-R54.

69. Grohmann E., Muth G., Espinosa M. Conjugative plasmid transfer in Gram-positive bacteria//Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2003. Vol. 67. P. 277-301.

70. Guralnick B., Thomsen G., Citovsky V. Transport of DNA into the nuclei of Xenopus oocytes by a modified VirE2 protein of Agrobacterium II Plant Cell, 1996. Vol. 8. P. 363-373.

71. Gustafson T., Wolpert L. The cellular basis of morphogenesis and sea urchin development//Intern. Rev. Cytol. 1963. Vol. 15. P. 139-214.

72. Hardin J. The cellular basis of sea urchin gastrulation // Curr. Topics Dev. Biol. 1996. Vol. 33. P. 159-262.

73. Harris R. L., Hombs V., Silverman P. M. Evidence that F-plasmid proteins TraV, TraK and TraB assemble into an envelope-spanning structure in Escherichia coli // Mol. Microbiol. 2001. Vol. 42. P. 757-766.

74. Heifitz A., Lennarz W. J. Biosyntheis of N-glycosidically linked glycoproteins during gastrulation of sea urchin embryos // J. Biol. Chem. 1979. Vol. 254. P. 61106127.

75. Heldin C-H., Westermark B. Mechanism of action and in vivo role of platelet-derived growth factor//Physiol. Rev. 1999. Vol. 79. P. 1283-1316.

76. Heifer A., Pien S., Otten L. Functional diversity and mutational analysis of Agrobacterium 6B oncoproteins // Mol. Genet. Genomics, 2002. Vol. 267. P. 577-586.

77. Henderson I. R., Navarro-Garcia F., Desvaux M., Fernandez R. C., Ala'Aldeen D. Type V protein secretion pathway: the autotransporter story // Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2004. Vol. 68. P. 692-744.

78. Henry T., Gorvel J. P., Meresse S. Molecular motors hijacking by intracellular pathogens // Cell. Microbiol. 2006. Vol. 8. P. 23-32.

79. Hoch R. V., Soriano P. Roles of PDGF in animal development // Development, 2003. Vol. 130. P. 4769-4784.

80. Hochachka P. The nature of evolution and adaptation: resolving the unity diversity paradox//Can. J. Zool. 1988. Vol. 66. P. 1146-1152.

81. Hodor P., Ettensohn C. The dynamics and regulation of mesenchymal'cell fusion in the sea urchin embryo // Dev. Biol. 1998: Vol. 199. P. 111-124.

82. Holefors A., Xue Z.-T., Welander M. Transformation of the apple rootstock M26 with the rolA gene and its influence on growth // Plant Sci. 1998. Vol. 136.,P. 69-78.

83. Howard E., Zupan J., Citovsky V., Zambryski P.C. The VirD2 protein of A. tumefaciens contains a C-terminal bipartite nuclear localization signal: implications for nuclear uptake of DNA in plant cells // Cell, 1992. Vol'. 68P. 109-118.

84. Hursh D. A., Andrews M. E., Raff R. A. A- sea urchin gene encoded a polypeptide homologous to epidermal growth factor // Science, 1987. Vol. 237. P. 14871490.

85. Jain R., Rivera M.C, Lake J.A. Horizontal gene transfer among genomes: the complexity hypothesis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1999. Vol. 96. P. 38013806.

86. Jain R., Rivera M.C, Moore J.E., Lake J.A. Horizontal gene transfer accelerates genome innovation and evolution // Mol. Biol. Evol. 2003. Vol. 20. P. 15981602.

87. Johnson L. R, Johnson T. K., Desler M., Luster T. A., Nowling T., Lewis R. E., Rizzino A. Effects of B-Myb on gene transcription: phosphorylation-dependent activity and acetylation by p300 // J. Biol. Chem. 2002. Vol. 277. P. 4088-4097.

88. Johnson L. R., Lamb K. A., Gao Q., Nowling T. K., Rizzino A. Role of thetranscription factor Sox-2 in the expression of the FGF-4 gene in embryonal carcinoma cells // Mol. Reprod. Dev. 1998. Vol. 50. P. 377-386.

89. Jones A. L., Shirasu K., Kado C. I, The product of the virB4 gene of Agrobacterium tumefaciens promotes accumulation of VirB3 protein I I J. Bacteriol. 1994. Vol. 176. P. 5255-5261.

90. Kado C. I. Promiscuous Agrobacterium DNA transfer system: potential role of the virB operon in sex pilus assembly and synthesis. I I Mol. Microbiol. 1994. Vol. 12. P. 17-22.

91. Kathir P., Ippen-Ihler K. Construction and characterization of derivatives carrying insertion mutations in F plasmid transfer region genes, trbA, traA, traQ, and trbB II Plasmid, 1991. Vol. 26. P. 40-54.

92. Katow H., Aizu G. Essential role of growth factor receptor-mediated signal transduction through the mitogen-activated protein kinase pathway in early embryogenesis of the echinoderm // Develop. Growth Differ. 2002. Vol. 44. P. 437-455.

93. Keeling P. A brief history of plastids and their hosts // Protist, 2004. Vol: 155. P. 3-7.

94. Kidwell M. G. Lateral transfer in natural populations of eukaryotes // Annu. Rev. Genet. 1993. Vol. 27. P. 235-256.

95. Kiselev K. V., Dubrovina A. S., Veselova M. V., Bulgakov V. P., Fedoreyev S. A., Zhuravlev Y. N. The rolB gene-induced overproduction of resveratrol in Vitis amurensis transformed cells // J1. Biotechnol. 2007. Vol. 128 P. 681-692.

96. Kiselev K. V., Kusaykin M. I., Dubrovina A. S., Bezverbny D. A., Zvyagintseva T. N., Bulgakov V. P. The rolC gene induces expression of a pathogenesis-related b-l,3-glucanase in transformed ginseng cells // Phytochemistry, 2006. Vol. 67. P. 2225-2231.

97. Koltsova E., Boguslavskaya L., Maximov O. On the functions of quinonoid pigments in sea urchin embryos // Int. J. Invertebr. Reprod. 1981. Vol. 4. P. 17-23.

98. Kominami T. Establishment of pigment cell lineage in embryos of sea urchin, Hemicentrotus pulcherrimus II Develop. Growth. Differ. 2000. Vol. 42. P. 4151.

99. Kominami T., Takata H. Process of pigment cell specification in the sand dollar, Scaphechinus mirabilis I I Develop. Growth. Differ. 2002. Vol. 44. P. 113-125.

100. Koncz C., Kreuzaler F., Kalmen Z. S., Schell J. A simple method to transfer, integrate and study expression of foreign genes, such as chicken ovalbumin and alpha-actin in plant tumors // EMBO J. 1984. Vol. 3. P. 1023-1037.

101. Ma J., Przibilla E., Hu J., Bogorad L., Ptashne M. Yeast activators stimulate plant gene expression // Nature, 1988. Vol. 334. P. 631-633.

102. Maneewannakul K., Maneewannakul S., Ippen-Ihler K. Synthesis of F pilin // J. Bacteriol. 1993. Vol. 175. P. 1384-1391.

103. Maniatis T., Fritsch E. F., Sambrook J. Molecular Cloning, A Laboratory Manual // Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York. 1982.

104. Masui M, Kominami T. Change in the adhesive properties of blastomeres during early cleavage stages in sea urchin-embryo // Develop. Growth. Differ. 2001. Vol. 43. P. 43-53.

105. McCoon P. E., Angerer R. C., Angerer L. M. SpFGFR, a new member of the fibroblast growth factor receptor family, is developmentally regulated during early sea urchin development // J. Biol. Chem. 1996. Vol. 271. P. 20119-20125.

106. Mitsui K., Tokuzawa Y., Itoh H., Segawa K., Murakami M., Takahashi K., Maruyama M., Maeda M., Yamanaka S. The homeoprotein Nanog is required for maintenance of pluripotency in mouse epiblast and ES cells // Cell, 2003. Vol. 113. P. 631-642.

107. Nester E. W., Kosuge T. Plasmids specifying plant hyperplasias // Annu. Rev. Microbiol. 1981. Vol. 35 P. 531-565.

108. Nichols J., Zevnik B., Anastassiadis K., Niwa H., Klewe-Nebenius D., Chambers I., Scholer H., Smith A. Formation of pluripotent stem cells in the mammalian embryo depends on the POU transcription factor Oct4 // Cell, 1998. Vol. 95. P. 379-391.

109. Niwa H., Miyazaki J., Smith A.G. Quantitative expression of Oct-3/4 defines differentiation, dedifferentiation or self-renewal of ES cells // Nat. Genet. 2000. Vol. 24. P. 372-376.

110. Ochman H, Lawrence J.G., Groisman E.A: Lateral gene transfer and the nature of-bacterial innovation //Nature, 2000. Vol. 405. P. 299-304.

111. Pagano G., Cipollaro M., Corsale G., Esposito A., Ragucci E., Giordano G.G. pH-induced changes in mitotic and developmental patterns in sea urchin embryogenesis. I. Exposure of embryos // Teratog. Carcinog. Mutagen. 1985. Vol. 5. P. 101-112.

112. Peix A., Rivas R., Trujillo M. E., Vancanneyt M., Velazquez E., Willems A. Reclassification of Agrobacterium ferrugineum LMG 128 as Hoeflea marina gen. nov., sp. nov. // Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2005. Vol. 55. P: 1163-1166.

113. Peters N. K., Verma D. P. S. Phenolic compounds as regulators of gene expression in plant-microbe interactions // Mol. Plant-Microbe Interact. 1990. Vol. 3. P. 4-8.

114. Piers K., Heath J., Liang X., Stephens K., Nester E. Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation of yeast // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996. Vol. 93. P. 1613-1618.

115. Ptashne M., Gann A. Activators and targets // Nature, 1990. Vol. 346. P. 329-331.

116. Qian Q., Keeling P. J. Diplonemid glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and prokaryote-to-eukaryote lateral gene transfer // Protist, 2001. Vol. 152. P. 193-201.

117. Ransick A., Davidson E. A complete second gut induced by transplantedmicromeresin the sea urchin embryo // Science, 1993. Vol. 259. P. 1134-1138.

118. Salman H., Abu-Arish A., Oliel S., Loyter A., Klafter J., Granek R., Elbaum M. Nuclear localization signal peptides induce molecular delivery along microtubules // Biophys. J.' 2005. Vol. 89. P. 2134-2145.

119. Schildiner M., Benvenisty N. Factors controlling human embryonic stem cell differentiation // Differentiation of embryonic stem cells / Methods in Enzymology. Vol. 365. Ed: Wassarman P. M., Keller G. M. Elsevier Inc. 2003. P. 446-461.

120. Schmulling T., Schell J., Spena A. Single genes from1 Agrobacterium rhizogenes influence plant development // EMBO J. 1988. Vol. 7. P. 2621-2629.

121. Schrammeijer B., Beijersbergen A., Idler K. B., Melchers L. S., Thompson D. V., Hooykas P. J. J. Sequence analysis of the vzV-region from Agrobacerium tumefaciens II J. Exp. Botany, 2000. Vol.51. P. 1167-1169.

122. Segal G, Feldman M, Zusman T. The Icm/Dot type-IV secretion systems of Legionella pneumophila and Coxiella burnetii II FEMS Microbiol. Rev. 2005. Vol. 29. P.65-81.

123. Shaw C. H., Leemans J., Shaw C. H., Van Montagu M., Schell J. A general method for the transfer of cloned genes to plant cells // Gene, 1983. Vol. 23. P. 815-830.

124. Sheng J., Citovsky V. Agrobacterium-$3X& cell DNA transport: have virulence proteins, will travel // Plant Cell, 1996. Vol. 8. P. 1699-1710.

125. Shook D., Keller R. Mechanisms, mechanics and function of epithelial-mesenchymal transitions in early development // Mech. Dev. 2003. Vol. 120: P. 1351-1383.

126. Soltysik-Espanola M., Klinzing D. C., Pfarr K., Burke R. D., Ersnt S. G. Endol6, a large multidomain protein found on the surface and ECM of endodermal cells during sea urchin gastrulation, bind calcium // Dev. Biol; 1994'. Vol. 165. P. 7385.

127. Spena A., Langenkemper K. Mutational analysis of the rolA gene of Agrobacterium rhizogenes in tobacco: function of the rolA pre-mRNA intron and RolA proteins defective in their biological activity // Genet. Res. 1997. Vol. 69. P. 11-15.

128. Stachel S. E., Messens E., Van Montagu M., Zambryski P. Identification of the signals molecules produced by wounded plant cells that activate T-DNA transfer in Agrobacterium tumefaciens II Nature, 1985. Vol. 318. P. 624-629.

129. Stachel S; E., NesterE. W. The genetic and transcriptional, organization of the viri'region of the A6 Ti plasmid of Agrobacterium tumefaciens II EMBO J. 1986. Voh 5. P. 1445-1454.

130. Stanhope M. J:, Lupas A., Italia M. J., Koretke K. K., Volker C., Brown J. R. Phylogenetic analyses do not support horizontal gene transfers from bacteria to vertebrates //Nature, 2001. Vol. 411. P. 940-944.

131. Steele R. E., Hampson S. E., Stover N. A., Kibler D. F., Bode H. R. Probable horizontal transfer of a gene between a protist and a cnidarian // Curr. Biol. 2004. Vol. 14. P. R298-R299.

132. Sun X., Meyers E. N., Lewandoski M., Martin G. R. Targeted disruption of FGF8 causes failure of cell migration in the gastrulating mouse embryo // Genes Dev. 1999. Vol. 13. P. 1834-1846.

133. Suyemitsu T, Asami-Yoshizumi T, Noguchi S, Tonegawa Y, Ishihara K. The exogastrula-inducing peptides in embryos of the sea urchin, Anthocidariscrassispina isolation and determination of the primary structure // CellDiffer. Dev. 1989. Vol. 26. P. 53-66.

134. Tam R., Saier M. H. Structural, functional, and evolutionary relationships amongtextracellular solute-binding receptors of bacteria // Microbiol. Rev. 1*993. Vol. 57. P, 30-346.i i

135. Tamura, M., Nogimori K., Murai S., Yajima M., Ito K., Katada T., Ui M., Ishii S. Subunit structure of islet-activating protein, pertussis.toxin, in conformity with the A-B model // Biochemistry, 1982. Vol. 21. P. 5516-5522.

136. Taylor L., Marshak D., Landreth G. Identification of a nerve growth factor- and epidermal growth factor-regulated protein kinase that phosphorylates the protooncogene product c-Fos // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993. Vol. 90. P. 368-372.

137. Tepfer D. Transformation of several species of higher plants by Agrobacterium rhizogenes: sexual transmission of the transformed genotype and phenotype // Cell, 1984. Vol. 34. P. 959-967.

138. The International Human Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and analysis of the human genome //Nature, 2001. Vol. 409. P. 860-921.

139. Tzfira T., Vaidya M.*, Citovsky V. VIP1, an Arabidopsis protein that interacts with Agrobacterium VirE2, is involved in VirE2 nuclear import and Agrobacterium infectivity //EMBO J. 2001. Vol. 20. P. 3596-3607.

140. Veluthambi K., Krishnan M., Gould J. H., Smith R. H., Gelvin S. B. Opines stimulate induction of the vir genes of Agrobacterium tumefaciens Ti plasmid I I J. Bacteriol. 1989. Vol. 171. P. 3696-3703.

141. Voronina E., Wessel G. Apoptosis in sea urchin oocytes, eggs, and early embryos // Mol. Reprod. Dev. 2001. Vol. 60. P. 553-561.

142. Wagner V. T., Matthysse A. G. Involvement of vitronectin-like protein in attachment of Agrobacterium tumefaciens to carrot suspension culture cells I I J.'Bacteriol. 1992. Vol. 174. P. 5999-6003.

143. Ward E., Barnes W. Marine molluscan genomes contain sequences homologous to the octopine synthase gene of Agrobacterium tumefaciens II Biol. Bull. 1984. Vol. 165. P. 498.

144. Wessel G. M., McClay D. R. Gastrulation in the sea urchin embryo requires the deposition of collagen in the extracellular matrix // Dev. Biol. 1987. Vol. 121. P. 149-165.

145. Wessel G. M., Wikramanayake A. How to grow a gut: ontogeny of the endoderm in the sea urchin embryo // BioEssays, 1999. Vol. 21. P. 459-471.

146. White F. F., Nester E. W. Hairy root: plasmid encodes virulence traits in Agrobacterium rhizogenes 11 J. Bacteriol. 1980. Vol. 141. P. 1134-1141.

147. White F., Taylor B. H., Huffman G. A., Gordon M. P., Nester E. W. Molecular and genetic analysis of the transferred DNA regions of the root-inducting plasmid of Agrobacterium rhizogenes II J. Bacteriol. 1985. Vol.164. P. 33-44.

148. Winans S. C., Mantis N. J., Chen C. Y., Chang C. H., Han D. C. Host recognition by the VirA, VirG two-component regulatory proteins of Agrobacterium tumefaciens //Res. Microbiol. 1994. Vol.145. P. 461-473.

149. Xiao L, Yuan X, Sharkis S. J. Activin A maintains self-renewal and. regulates fibroblast growth factor, Wnt, and bone morphogenic protein pathways in human embryonic stem cells // Stem Cells, 2006. Vol. 24. P. 1476-1486.

150. Yamasu K., Suzuki G., Horii K., Suyemitsu T. Transcriptional regulation of the gene for epidermal growth factor-like peptides in sea urchin embryos // Int. J. Dev. Biol. 2000. Vol. 44. P. 777-784.

151. Yang Q., Angerer L. M. Angerer R. C. Unusual pattern of accumulation of mRNA encoding EGF-related protein in sea urchin embryos // Science, 1989. Vol. 246. P. 806-808.

152. Yuh C.-H., Davidson E. H. Modular cis-regulatory organization of Endolô, a gut-specific gene of the sea urchin embryo // Development, 1996. Vol. 122. P. 10691082.

153. Zahm P., Rhim S. L., Geider K. Promoter activity and expression of sequences from Ti-plasmid stably maintained in mammalian cells // Mol. Cell. Biochem. 1989. Vol. 90. P. 9-18.

154. Zhao, Z. M., Sagulenko E., Ding Z. Y., Christie P. J. Activities of virEl and the VirEl secretion chaperone in export of the multifunctional VirE2 effector via an Agrobacterium type IV secretion pathway. // J. Bacteriol. 2001. Vol. 183. P. 3855-3865.

155. Zhu J.-K., Damsz B., Kononowicz A. K., Bressan R. A., Hasegawa P. M. A higher plant extracellular vitronectin-like adhesion protein is related to the translational Elongation Factor-I a // Plant Cell, 1994. Vol. 6. P. 393-404.

156. Zhu Y., Nam J., Carpita N. C., Matthysse A. G., Gelvin S. B. Agrobacterium-mediated root transformation is inhibited by mutation of an Arabidopsis cellulose synthase-like gene // Plant Physiol. 2003. Vol. 133. P. 1000-1010.

157. Ziemienowicz A., Gorlich D., Lanka E., Hohn B., Rossi L. Import of DNA into mammalian nuclei by proteins originating from a plant pathogenic bacterium // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1999. Vol. 96. P. 3729-3733.