Международный семинар Федерации европейских нейробиологических обществ (Federation of European Neuroscience Societies) «ИСТОРИЯ КЛИНИЧЕСКОЙ И ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ НЕЙРОФИЗИОЛОГИИ В РОССИИ: ВКЛАД В ЕВРОПЕЙСКУЮ НЕЙРОНАУКУ» 26 мая 2016, Москва.
Ю.Б. Шмуклер
ГЕННАДИЙ АЛЕКСЕЕВИЧ БУЗНИКОВ – ОТЕЦ ИССЛЕДОВАНИЙ ТРАНСМИТТЕРОВ В ЭМБРИОГЕНЕЗЕ
Г.А.Бузников – первооткрыватель функций нейротрансмиттеров в эмбриогенезе. Предпосылкой этих работ явилось представление о том, что эти вещества как синаптические передатчики в нервной системе сформировались на основе эволюционно предшествующих внутриклеточных механизмов регуляции в результате смены их функций в фило- и онтогенезе.
Это направление сформировалось в конце 1950х гг., когда в сотрудничестве Бузникова с Б.Н. Манухиным был впервые был показан эффект серотонина на подвижность личинок брюхоногого моллюска. В дальнейшем Г.А. Бузников исследовал чувствительность зародышей к антагонистам нейромедиаторов в период делений дробления. Удачной находкой для этих исследований оказались морские ежи с их возможностью массовых экспериментов на синхронно развивающихся генетически однородных зародышей. В ходе этих экспериментов была обнаружена, начиная с одноклеточной стадии, чувствительность ранних зародышей к антагонистам трансмиттеров, причем – сразу нескольких одновременно (Бузников, 1963). Соответственно, в зародышах были обнаружено и присутствует сразу несколько трансмиттеров (Buznikov et al., 1964). Эти пионерские данные стали основой монографии “Низкомолекулярные регуляторы зародышевого развития” – первой в истории фундаментальной работы в этой области (Бузников, 1967).
Обнаружение прямой зависимости эмбриостатического эффекта нейрофармакологических препаратов от их липофильности и, соответственно, по способности проникать через клеточную мембрану привели Г.А. Бузникова к нетривиальному предположению о внутриклеточной локализации эмбриональных трансмиттерных рецепторов. Впоследствии эта гипотеза была подтверждена прямым методом – микроинъекцией антагонистов трансмиттеров в клетки зародышей (Бузников с соавт., 1976; Шмуклер и др., 1984). На определенный период времени представление о внутриклеточной локализации трансмиттерных рецепторов стало парадигмой.
Возглавив в 1977 году в Институте биологии развития Лабораторию эмбриофизиологии Г.А. Бузников сумел значительно расширить исследования трансмиттеров в эмбриогенезе, в частности – в ранних межклеточных взаимодействиях. Исходно Г.А. Бузников предполагал, что медиаторы могут участвовать в этих процессах, но не в качестве межклеточных посредников. Тем не менее, последующие работы показали, что серотонин может действовать и как собственно эмбриональный межклеточный трансмиттер. Публикация материала в этой области в журнале Neurochemical Research стала на длительный период самой цитируемой работой лаборатории (Buznikov, Shmukler, 1981), а в дальнейшем – основой для развития концепции межбластомерных взаимодействий.
С этими работами, а также с экспериментами по изучению роли серотонина в созревании ооцитов связан частичный возврат к классическим представлениям о трансмиттерной рецепции, поскольку было установлено, что в этих процессах, наряду с внутриклеточными, соответствующие рецепторы локализованы на клеточной мембране. Также активно развивались исследования механизмов трансмиттерных регуляций в эмбриогенезе – участия в них вторичных мессенджеров: была изучена динамика цАМФ и локализация активности аденилатциклазы в ранних зародышах морских ежей, а также показано защитное действие циклических нуклеотидов против эмбриостатических антагонистов серотониновых рецепторов..
Все эти материалы послужили основой при написании новой монографии “Нейротрансмиттеры в эмбриогенезе” (Бузников, 1987). Фактически в этот период времени Г.А. Бузников занимал место не только первооткрывателя научного направления, но и вместе с созданным им коллективом – мирового лидера исследований в этой области знания.
В последний период своей жизни Г.А. Бузников получил возможность поработать в лабораториях Великобритании и США. Результаты этих работ были опубликованы в серии статей в международных журналах и минимонографии “From oocyte to neuron: do neurotransmitters function in the same way throughout development?” (Buznikov et al., 1996). Последней нетривиальной идеей, которую он разрабатывал в своей жизни, стала гипотеза об эндогенном характере еще одного класса веществ-регуляторов эмбриогенеза – конъюгатов трансмиттеров с функционализированными жирными кислотами (Бузников, Безуг лов, 2000).
В настоящее время идеи Г.А. Бузникова продолжают разрабатываться в стенах его родного Института биологии развития и ряде зарубежных лабораторий.
Gennady A. Buznikov – father of embryonic transmitters
Yu.B.Shmukler
N.K.Koltzov Institute of Developmental biology, Russ.Acad.Sci., Moscow, Russia
Gennady Buznikov is the pioneer in the field of neurotransmitters’ function in embryogenesis. Premise for this work was the idea that these substances as synaptic transmitters in nervous system were formed on the base of evolutionary ancestral intracellular mechanisms as the result of function changes in phylo- and ontogenesis.
This field if work was formed at the end of 1950’s, when Buznikov together with Dr Boris Manukhin have first shown the effect of serotonin in the motility of gastropod larvae. Further Buznikov investigated the sensitivity of the embryos to neurotransmitter antagonists during cleavage divisions. Lucky strike for these researches were sea urchins with their possibility for the experiments with a number of genetically identical embryos that develop synchronously. The sensitivity of early embryos to transmitter antagonists was found in these experiments since one-cell stage, moreover to antagonists of several transmitter simultaneously (Buznikov, 1963). Correspondingly, there were several transmitters in embryos were found (Buznikov et al., 1964). These pioneer data became the basis for monograph “Low-molecular weight regulators of embryonic development”– the first in the history basic work in this field (Buznikov, 1967). Discovery of direct correlation between embryostatic effect of neuropharmaca and their lipophility (correspondingly, enhanced ability to penetrate the cell membrane) lead Prof Buznikov to untrivial suggestion on intracellular localization of embryonic transmitter receptors. Later this hypothesis was proved by direct method – microinjection of transmitter antagonists into blastomeres (Buznikov et al., 1976; Shmukler et al., 1984). For particular period of time the idea on the intracellular localization of embryonic transmitters became the paradigm.
When became the Head of the Lab of Embryophysiology in the Institute of Developmental Biology RAS in 1977 Prof Buznikov managed to expand the researches of transmitters in the embryogenesis significantly, in particular -n the early blastomere interactions. Initially Ptof Buznikov suggested that transmitters can participate these processes not as intercellular signal itself. Nevertheless, further works have shown that serotonin can act as einterblastomere transmitter. Publication of the article on the matter in Neurochemical Research became the most cited in the Lab for a long time (Buznikov, Shmukler, 1981) and later – the basis for the original concept of blastomere interactions.
Partial return to classic imagination of transmitter reception was coupled to above mentioned data also as the results on the role of serotonin in the oocyte maturation because participation of cell membrane receptors (along with intracellular ones) in these processes was proved. Also the researches of the mechanisms of transmitter regulations in embryogenesis developed. Specifically, dynamics of cAMP levels and adenylyl cyclase localization in sea urchin embryos were investigated also as protective action of cyclic nucleotides against embryostatic effects of serotonin antagonists.
This stage of the researches of Prof Buznikov and his collaborators was summarized in new monograph “Neurotransmitters in embryogenesis” (Buznikov, 1987), re-edited and translated into English in 1989. In fact Prof Buznikov that time was world leader in this scientific field.
During the last period of his life Prof Buznikov got the opportunity to work in the labs in Great Britain and USA. These results were published in the series of papers and in mini-monograph “From oocyte to neuron: do neurotransmitters function in the same way throughout development?” (Buznikov et al., 1996). The last untrivial idea he elaborated was the hypothesis on the endogenous conjugates of transmitters and fatty acids as the regulators of embryogenesis (Buznikov, Bezuglov, 2000).
Now the Prof Buznikov ‘ideas are developed in his native Institute and in some Labs in USA and Italy.
|