Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste

Побудовано криві виживання і проаналізовано параметри тривалості життя у мутантних ліній Drosophila melanogaster, отриманих в результаті індукції рентгенівським опроміненням (РО, 3000 Р), а також комплексної дії РО з деякими хімічними реагентами. Показано, що більшість з них характеризувалася знижен...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2008
Hauptverfasser:	Голуб, Н.Я., Черник, Я.І.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України 2008
Schlagworte:	Оригинальные работы
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/8047
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste / Н.Я. Голуб, Я.І. Черник // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 1. — С. 37-44. — Бібліогр.: 31 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-8047
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-80472010-04-27T12:01:44Z Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste Голуб, Н.Я. Черник, Я.І. Оригинальные работы Побудовано криві виживання і проаналізовано параметри тривалості життя у мутантних ліній Drosophila melanogaster, отриманих в результаті індукції рентгенівським опроміненням (РО, 3000 Р), а також комплексної дії РО з деякими хімічними реагентами. Показано, що більшість з них характеризувалася зниженою життєздатністю і скороченою тривалістю життя. Методом блот гібридизації за Саузерном показано, що однією з причин швидкого відмирання імаго можуть бути інсерційно ексцизійні процеси в генах white і cut. Під дією нітрозоетилсечовини (НЕС) на базі лінії дикого типу Oregon одержано серію нейродегенеративних мутантів, у яких знижена життєздатність і скорочені показники тривалості життя корелювали з часом появи зміни в структурах мозку. Показано, что большинство мутантных линий Drosophila melanogaster, полученных при действии РИ, а также комплексном воздействии РИ с некоторыми химическими веществами, характеризируются сниженными показателями как средней (на 7–40 %), так и максимальной (на 1–35 %) продолжительности жизни. Одной с причин сниженной жизнеспособности и укороченной продолжительности жизни этих мутантов могут быть инсерционно-эксцизионные процессы в нестабильных локусах white и cut. В результате индукции НЭМ получена коллекция нейродегенеративных мутантов, у которых быстрое отмирание особей и сниженная жизнеспособность коррелировали со временем возникновения нейродегенераций в структурах мозга. It has been shown that most of Drosophila melanogaster mutant lines obtained as a result of X-rays irradiation (XI) as well as of the combined action of XI and some chemical agents are characterized by decreased indexes of average (7–40 %) and maximal (1–35 %) life span. Insertion-excision processes at the instable genes white and cut are among the reasons of decreased vitality and shortened life span in induced mutants. Collection of neurodegenerative mutants has been obtained under the influence of ENU. Fast dying of flies and decreased vitality correlated with time point of neurodegenerations in brain structure. 2008 Article Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste / Н.Я. Голуб, Я.І. Черник // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 1. — С. 37-44. — Бібліогр.: 31 назв. — укр. 0564-3783 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/8047 595.773.4:575`113`224.4:591.139 uk Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Оригинальные работы Оригинальные работы
spellingShingle	Оригинальные работы Оригинальные работы Голуб, Н.Я. Черник, Я.І. Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste
description	Побудовано криві виживання і проаналізовано параметри тривалості життя у мутантних ліній Drosophila melanogaster, отриманих в результаті індукції рентгенівським опроміненням (РО, 3000 Р), а також комплексної дії РО з деякими хімічними реагентами. Показано, що більшість з них характеризувалася зниженою життєздатністю і скороченою тривалістю життя. Методом блот гібридизації за Саузерном показано, що однією з причин швидкого відмирання імаго можуть бути інсерційно ексцизійні процеси в генах white і cut. Під дією нітрозоетилсечовини (НЕС) на базі лінії дикого типу Oregon одержано серію нейродегенеративних мутантів, у яких знижена життєздатність і скорочені показники тривалості життя корелювали з часом появи зміни в структурах мозку.
format	Article
author	Голуб, Н.Я. Черник, Я.І.
author_facet	Голуб, Н.Я. Черник, Я.І.
author_sort	Голуб, Н.Я.
title	Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste
title_short	Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste
title_full	Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste
title_fullStr	Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste
title_full_unstemmed	Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste
title_sort	мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя drosophila melanogaste
publisher	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
publishDate	2008
topic_facet	Оригинальные работы
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/8047
citation_txt	Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste / Н.Я. Голуб, Я.І. Черник // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 1. — С. 37-44. — Бібліогр.: 31 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT golubnâ mutacíííndukovanírentgenívsʹkimopromínennâmtadeâkimihímíčnimireagentamiŝozmínûûtʹtrivalístʹžittâdrosophilamelanogaste AT černikâí mutacíííndukovanírentgenívsʹkimopromínennâmtadeâkimihímíčnimireagentamiŝozmínûûtʹtrivalístʹžittâdrosophilamelanogaste
first_indexed	2025-07-02T10:47:19Z
last_indexed	2025-07-02T10:47:19Z
_version_	1836531832212946944
fulltext	ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 1 37 Побудовано криві виживання і проаналізовано пара� метри тривалості життя у мутантних ліній Drosophila melanogaster, отриманих в результаті індукції рентге� нівським опроміненням (РО, 3000 Р), а також комплекс� ної дії РО з деякими хімічними реагентами. Показано, що більшість з них характеризувалася зниженою жит� тєздатністю і скороченою тривалістю життя. Мето� дом блот�гібридизації за Саузерном показано, що однією з причин швидкого відмирання імаго можуть бути інсер� ційно�ексцизійні процеси в генах white і cut. Під дією ніт� розоетилсечовини (НЕС) на базі лінії дикого типу Oregon одержано серію нейродегенеративних мутантів, у яких знижена життєздатність і скорочені показники три� валості життя корелювали з часом появи зміни в структурах мозку. Вступ. В реальних умовах живі організми зазнають комплексного впливу чинників ото� чуючого середовища фізичної та хімічної при� роди, які при поєднанні з радіацією можуть призводити до нових неочікуваних біологічних ефектів. Дослідження дії малих доз радіації і факторів нерадіаційної природи на генетичні структури біологічних об’єктів та розробка методів прогнозування віддалених наслідків таких впливів є однією з актуальних проблем сучасної біології. Зручною тест�системою для обліку мутацій і виявлення характеру мутацій� них змін є Drosophila melanogaster. Одним із на� слідків впливу екстремальних чинників на живі організми є зміна тривалості життя. Отримано ряд суперечливих даних, які свідчать як про збільшення, так і про зменшення тривалості життя при дії малих доз опромінення, проте причини такої варіабельності цього показника не з’ясовані. На даний час серед великої кіль� кості теорій старіння одними з найбільш об� грунтованих є вільнорадикальна [1, 2], міто� хондріальна [3, 4], теломерна [5, 6], гіпотеза про транспозиції мобільних генетичних елементів (МГЕ) [7, 8]. Добре аргументованою є теорія про зміни у структурі і функціонуванні нерво� вої системи [9]. Чіткі підтвердження цих тео� рій можна отримати на дрозофілі, яка є хоро� шим геронтологічним об’єктом і моделлю для проведення нейрогенетичних та молекуляр� но�генетичних досліджень. Матеріали і методи. Матеріалом досліджень служили лінія дикого типу Oregon; високоінб� редна лінія y 2w a4 з морфологічними маркерами по Х�хромосомі, у якої відома локалізація пев� них МГЕ в нестабільних локусах Х�хромосоми; лабораторні лінії, необхідні для дослідження природи мутацій та проведення генетичного аналізу. Лінії розводили аутбредно та утриму� вали в темноті при 23–25 °С на стандартному поживному середовищі [10]. Опромінювали самців 3–5�денного віку сумарною дозою 774 мКл/кг (3000 Р). Хімічні реагенти (НЕС, кофеїн) вносили в середовище для личинко� вого згодовування в концентраціях, близьких до LD50. Для врахування спонтанних та інду� кованих РО мутацій в Х�хромосомі викорис� товували самок зі зчепленими Х�хромосомами C (1) DX, yf/Y [11]. Показники середньої (СТЖ) та максимальної тривалості життя (МТЖ) ви� значали на основі побудови та аналізу кривих виживання [12]. Молекулярно�генетичні до� УДК 595.773.4:575`113`224.4:591.139 Н.Я. ГОЛУБ, Я.І. ЧЕРНИК Львівський національний університет ім. Івана Франка Україна, 79005 Львів, вул. Грушевського, 4 E%mail: nholub@mail.ru МУТАЦІЇ, ІНДУКОВАНІ РЕНТГЕНІВСЬКИМ ОПРОМІНЕННЯМ ТА ДЕЯКИМИ ХІМІЧНИМИ РЕАГЕНТАМИ, ЩО ЗМІНЮЮТЬ ТРИВАЛІСТЬ ЖИТТЯ DROSOPHILA MELANOGASTER © Н.Я. ГОЛУБ., Я.І. ЧЕРНИК, 2008 слідження природи отриманих мутацій прово� дили методом блот�гібридизації за Саузерном [13]. Препарати зрізів головного мозку виго� товляли і фарбували згідно з Хейзенбергом та ін. [14]. Статистичну обробку отриманих даних здійснювали з використанням пакету аналізу даних MS Excel та програми Statgraphics 5.0 на комп’ютері Pentium 150. Результати досліджень та їх обговорення. В експериментах, проведених попередньо в нашій лабораторії [15, 16], було досліджено вплив рент� генівського опромінення дозами 258 мКл/кг (1000 Р) і 774 мКл/кг (3000 Р) та комплексно� го впливу РО з хімічними реагентами – нітро� зоетилсечовиною і кофеїном, в концентраці� ях, близьких до LD50 – на частоту появи види� мих мутацій по Х�хромосомі у лінії y 2w a4. Пока� зано, що опромінення самців цієї лінії дозою 258 мКл/кг приводило до високої частоти по� яви мутантів лише в першому поколінні, в той час як при опроміненні дозою 774 мКл/кг спостерігався високий рівень мутування як в першому, так і в другому поколіннях. При ви� вченні комплексної дії РО (774 мКл/кг) та НЕС (0,5 мкг/мл) аналіз мутабельності локу� сів Х�хромосоми проводився впродовж чоти� рьох поколінь; найвища частота появи мутан� тів, як і при впливі РО, спостерігалася в F2. Кофеїн (2,5 мкг/мл) підтримував пролонгова� ний ефект дії радіації, оскільки високий рівень виникнення мутантів зберігався аж до п’ятого покоління. В результаті проведених експери� ментів отримано колекцію з 77 мутантних лі� ній. Одержані мутанти характеризувалися в основному алельними переходами за генами white і cut. Зустрічалися також поодинокі му� танти за генами scute, Bar, prune, подвійні му� танти white�singed. Одним із наслідків впливу РО на живі орга� нізми є зміна тривалості життя (ТЖ). В літера� турі описано як збільшення, так і зменшення показників ТЖ при дії опромінення у дрозофі� ли [17–21]. У діапазоні великих доз існує ліній� на залежність між дозою опромінення і шкід� ливим ефектом, до якого воно призводить, од� нак у діапазоні малих доз неодноразово було виявлено ефект стимуляції тривалості життя – гормезис [22, 23]. Нами були побудовані криві ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 138 Н.Я. Голуб, Я.І. Черник Рис. 1. Криві виживання мутантних ліній, отриманих при впливі: по вертикалі – процент виживання; по горизон� талі – тривалість життя, діб; а – РО; б, в – РО і НЕС; г – РО і кофеїну виживання (КВ) і проаналізовані СТЖ та МТЖ в індукованих мутантів, отриманих у різних серіях дослідів з дією РО, а також РО і хіміч� них реагентів. При побудові кривих виживан� ня особлива увага приділяється плато на кри� вій, наявність якого вважається характерною ознакою нормального старіння. Закінчення плато і перегин КВ свідчить про інтенсивне відмирання особин. Особливо важливими є показники СТЖ, високі значення яких свід� чать про підтримання періоду активної жит� тєздатності за рахунок певних адаптивних ме� ханізмів, спрямованих проти процесу старіння [12]. При побудові кривих виживання в прове� дених нами експериментах як контроль вико� ристано криву виживання вихідної лінії y2w a4, перегин якої відбувався після 15�го дня життя імаго. Показники СТЖ становили: S75 – 28 діб, S50 – 43 доби, S25 – 48 діб. Максимальна тривалість життя досягала 57 діб (рис.1, а). На основі аналізу кривих виживання мутант� них ліній, отриманих в дослідах по впливу РО, показано, що спад кривих відбувався на 13– 15�ту добу життя імаго, проте інші показники тривалості життя були нижчими порівняно з вихідною лінією: S75 – 20–28 діб, S50 – 25–37 діб, S25 – 34–42 доби. Максимальна тривалість життя дорівнювала 39–52 добам (рис.1, а). Аналіз кривих виживання десяти мутант� них ліній, отриманих в дослідах з комплексною дією РО (774 мКл/кг) та НЕС (0,5 мкг/мл), по� казав, що всі криві ідуть пучком і характеризу� ються зниженими показниками як середньої, так і максимальної тривалості життя порівня� но з інтактною вихідною лінією (рис. 1, б, в). Спад кривих виживання спостерігався не пізні� ше 8–10�ї доби життя імаго, а понад 90 % осо� бин залишалися живими до 12�ї доби. S75 до� рівнював 19–27 добам, S50 – 24–39 добам, S25– 29–50 добам. Максимальна тривалість життя досягала 34–62 діб. Перегин кривих виживан� ня мутантних ліній, отриманих при комплекс� ній дії РО і кофеїну (2,5 мкг/мл), спостерігався вже на 6–8�му добу життя імаго, що значно швидше порівняно з контролем (рис. 1, г). Зниженими були показники середньої і мак� симальної тривалості життя: S75 – 19–25 діб, S50 – 31–36 діб, S25 – 40–42 доби. Максималь� на тривалість життя досягала 48–52 діб. Таким чином, у переважній більшості му� тантних ліній, отриманих при впливі РО, а та� кож спільній дії опромінення з хімічними спо� луками, відбувалося швидке відмирання осо� бин і зниження показників СТЖ порівняно з вихідною лінією y2wa4. У людини відомо багато захворювань, що успадковуються і приводять до короткої три� валості життя, під час якої процес старіння є прискореним [9]. Жодне з них не відповідає явищу природного старіння, який у дрозофіли має вражаючу схожість з процесом старіння у людей, тому дрозофіла використовується як зручний геронтологічний об’єкт. Однією з при� чин зниженої життєздатності і скороченої тривалості життя можуть бути пошкодження генетичного апарату, які спричиняють дегене� ративні зміни в мозку. Для дрозофіли доведена подібність із ссавцями процесів диференціації та дегенерації нервової системи, а також висо� ка гомологічність генів (до 70 %), що контро� люють ці процеси [24]. Описано ряд нейроде� генеративних мутацій дрозофіли, пов’язаних з порушенням нормальної роботи клітин, які нагадують відхилення, характерні для певних захворювань у людини [25–27]. Оптимальним підходом для отримання мутантів зі змінами структур головного мозку є застосування хіміч� них мутагенів, перш за все алкілювальних агентів, які мають здатність викликати точкові мутації у різних генах, в тому числі й тих, які відповідають за функціонування нервової сис� теми. В даній роботі для індукції мутацій у Х� хромосомі ми використали НЕС. Мутаген вно� сили для личинкового згодовування лінії Oregon у різних концентраціях – 0,4; 2 та 4 мкг/мл. Схрещування проводили методом брудів. Для одержання чистих ліній мутантних самців схрещували з віргінними самками FM4 (In (1) FM4/y31dsс8dmB), які містять велику інвер� сію та запирачі кросинговеру. Оптимальною в наших експериментах була концентрація 0,4 мкг/мл. При затравці НЕС в даній концентрації з високою частотою (4 · 10–2) отримано 9 культур зі змінами структур в моз� ковій тканині. Слід зазначити, що підвищення концентрації мутагену не приводило до збіль� шення частоти появи мутантів. Зрізи головно� го мозку виготовляли у 30�денних імаго, оскільки відомо [28], що нейродегенерації ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 1 39 Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами проявляються з віком. Отримані мутантні лінії умовно були розділені на декілька фенотипо� вих груп за характером розташування і розмі� ром вакуолей, що виникли у головному мозку дрозофіли (табл. 1, рис. 2, а–г). Оскільки всі зміни виявлялися у 30�добових особин, то необхідно було дослідити момент появи нейрональних змін в онтогенезі, оскіль� ки з літератури відомо, що зміни у мозковій тканині можуть виникати у молодих імаго вже на 1–2 добу після вильоту з лялечки [28]. Тому ми проаналізували гістологічні препарати зрі� зів головного мозку у мутантних особин різно� го віку. Дані представлені в табл. 2. З табл. 2 видно, що у ліній 5.1.1, 17.1.1, 102.3.4 зміни відбуваються вже на 5�ту добу після вильоту імаго (рання дегенерація), швидко прогресують і набувають максимального проя� ву у 30�добовому віці. У ліній 4.1.1, 9.1.1, 45.1.1 поодинокі вакуолі починали виникати у 10�добовому віці, а у особин ліній 33.1.1, 50.1.1, 60.1.1, 58.3.4 структурні зміни головно� го мозку з’являлися лише на пізніх стадіях он� тогенезу, після 20�го дня життя імаго (пізня де� генерація). Простеживши динаміку появи нейродеге� нерацій, ми не отримали доказів закономір� ності «фенотипова група – динаміка появи змін», тобто в окремих фенотипових групах час виникнення і ступінь прояву нейрональ� них змін є різний. ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 140 Н.Я. Голуб, Я.І. Черник Рис. 2. Мутанти D. melanogaster з морфологічними змінами структур головного мозку: а – Oregon; б – дрібні вакуолі по всій структурі мозку і великі – в медулі (17.1.1; ІІ група); в – губчата структура (9.1.1; І група); г – поодинокі дрібні вакуолі у всіх структурах мозку (31.3.2; ІІІ група) I II III 9.1.1, 4.1.1, 5.1.1, 33.1.1, 50.1.1 17.1.1, 45.1.1, 60.1.1 31.3.2, 58.3.4, 102.3.4 Дрібні вакуолі по всій структурі мозку (губчата структура) Поодинокі вакуолі по всій структурі мозку і ве� ликих розмірів у медулі Поодинокі великі вакуолі в різних ділянках мозку Група Код лінії Характер змін Та б л и ц я 1 Фенотипові групи мутантів з морфологічними змінами у структурі головного мозку дрозофіли З метою виявлення кореляції між часом по� яви змін у структурах головного мозку мутантів і їхньою життєздатністю нами були побудовані криві виживання та проаналізовані середня і максимальна тривалість життя мутантних лі� ній (рис. 3, а–в). Контролем служила КВ лінії дикого типу Oregon, параметри якої прийма� ються за нормальну динаміку старіння дрозофі� ли [12, 29]. Впродовж 30 діб КВ цієї лінії харак� теризувалася чисельністю мух, яка перевищува� ла 90 %; з 25�ї доби спостерігався спад кривої (рис. 5, а). Значення S75 і S50 становили 43 і 48 діб відповідно. На 52�гу добу живими залиша� лися 25 % мух. Максимальна тривалість життя дорівнювала 56 добам. Група ліній, у якої зміни в тканині мозку спостерігалися вже на 5�ту добу життя (5.1.1, 17.1.1, 31.3.2, 102.3.4) (рис. 3, а), характеризу� валася швидким відмиранням особин і зниже� ними параметрами як середньої, так і макси� мальної тривалості життя. У цієї групи ліній плато на кривих спостерігалося лише до 15– 16�ї доби життя. Значно нижчими порівняно з контролем були і показники середньої три� валості життя (S75 – на 21–47 %, S50 – на 16–40 %, S25 – на 6–30 %); максимальна три� валість життя у представників цієї групи ліній досягала 39–53 діб. Лінії, в яких нейродегенеративні зміни почи� налися на 10�ту добу життя імаго (9.1.1, 45.1.1), (рис. 3, б), як і попередня група ліній, теж харак� теризувалися зниженими показниками серед� ньої та максимальної тривалості життя порівня� но з контролем, проте різкого спаду кривих ви� живання у них не спостерігалося: більше 90 % ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 1 41 Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами 4.1.1 5.1.1 9.1.1 33.1.1 50.1.1 17.1.1 45.1.1 60.1.1 31.3.2 58.3.4 102.3.4 І І І І І ІІ ІІ ІІ ІІІ ІІІ ІІІ N N N N N N N N N N N N + N N N + N N + N + + + + N N + + N + N + ++ ++ + + + ++ + + + +. ++ +++ +++ ++ + ++ +++ ++ ++ + ++ +++ Код лінії Фенотипова група Код 1 5 10 20 30 П р и м і т к а . N – нормальна структура мозку; + – початкові зміни в структурі мозку; ++ – чітко виражені зміни в мозкових структурах; +++ – макси� мальний мутантний фенотип. Та б л и ц я 2 Динаміка виникнення індукованих НЕС змін у структурах головного мозку Рис. 3. Криві виживання мутантних ліній, в яких змі� ни в структурах мозку появляються: а – на 5�ту добу життя імаго; б – на 10�ту добу життя імаго; в – в піз� ньому онтогенезі; по вертикалі – процент виживан� ня; по горизонталі – тривалість життя, діб імаго залишалося живими до 21–23�ї доби жит� тя. Показники СТЖ були: S75 – 27–30 діб, S50 – 30–37 діб, S25 – 35–43 діб. Максимальна трива� лість життя становила 39–46 діб. У ліній, які характеризувалися пізнім про� явом нейродегенерацій (на 20�ту добу), плато на кривих виживання спостерігалося до 17– 23�ї доби життя імаго (рис. 3, в). Як і у попе� редніх групах, нижчими від контрольних були і параметри СТЖ та показники МТЖ. Таким чином, показано, що всі мутантні лі� нії з нейродегенеративними змінами характери� зувалися швидким відмиранням особин, змен� шеними показниками середньої тривалості життя та зниженою життєздатністю. Особливо швидке відмирання імаго відбувалося у групи ліній, в яких зміни у мозку виникали на 5�ту до� бу життя; при цьому спостерігалася кореляція між моментом появи змін і тривалістю життя. Оскільки у переважної більшості мутантів, отриманих нами в різних серіях дослідів з дією РО та хімічних мутагенів, спостерігалася скоро� чена тривалість життя, ми поставили своїм за� вданням дослідити, чи не спричинене це ней� родегенеративними змінами. Було виготовлено і проаналізовано мозкові зрізи представників всіх досліджуваних ліній у молодому (3–5�ден� ному) та старому (30�денному) віці. На основі мікроскопічного аналізу цих зрізів змін в моз� кових структурах у всіх проаналізованих мутан� тів не виявлено (рис. 4, а, б та рис. 5, а, б). Отже знижена життєздатність і скорочена тривалість життя у одержаних нами радіоінду� кованих мунтантів дрозофіли, отриманих при дії РО і комплексному впливі РО з хімічними сполуками, зумовлені іншими причинами. В літературі зараз широко обговорюється гі� потеза про те, що причиною зменшеної трива� лості життя можуть бути переміщення мобіль� них генетичних елементів [30, 31]. І оскільки у вихідної лінії y2wa4 відома локалізація ряду мобільних елементів в конкретних локусах Х� хромосоми, нами методом блот�гібридизації за Саузерном була досліджена природа мута� цій в генах white і cut, бо саме за цими генами ми отримали найбільшу кількість мутантів. В попередніх наших роботах [15, 16] було до� сліджено молекулярні зміни в локусі white у ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 142 Н.Я. Голуб, Я.І. Черник Рис. 4. Зрізи головного мозку 3�добових імаго: а – лінії y2wa4; б – лінії RN12 Рис. 5. Фотографії зрізів головного мозку 30�добових імаго: а – лінії y2wa4; б – лінії RK3 мутантів з лимонними y2w* (RN5, RN6, RN11) та білими y2wsn (R7 і RN18) очима. Показано, що причиною алельного переходу wa4 → w (білі очі) було вирізання МГЕ BEL, copia та неіден� тифікованої вставки з одночасним вбудову� ванням фрагмента ДНК розміром 6,2 тис. п.н. Причиною алельного переходу wa4 → w* (ли� монні очі) було неточне вирізання неідентифі� кованої вставки розміром 11,5 тис. п.н. При дослідженні природи мутацій в локусі cut у му� тантів RN20 та RN21 встановлено, що у індуко� ваних cut�мутантів відбулася делеція величи� ною 1,9 тис. п.н. в групі комплементації cut wing. Отже показано, що у мутантів, отриманих нами в різних серіях дослідів по впливу РО та комплексної дії РО з хімічними реагентами, внутрішньогенні делеції, вбудовування неіден� тифікованих фрагментів ДНК та вирізанням неповнорозмірних копій МГЕ з місць їх розта� шування спричиняють алельні переходи в не� стабільних локусах white і cut і можуть бути од� нією з причин дестабілізації геному та скоро� чення тривалості життя. Висновки. В результаті проведених нами експериментів показано, що транспозиції мо� більних генетичних елементів в нестабільних локусах Х�хромосоми і мутації, які спричиня� ють нейродегенеративні зміни в структурах головного мозку, є одними із важливих при� чин прискореного старіння і скорочення три� валості життя у Drosophila melanogaster. SUMMARY. It has been shown that most of Drosophila melanogaster mutant lines obtained as a result of X�rays irradiation (XI) as well as of the combined action of XI and some chemical agents are characterized by decreased indexes of average (7–40 %) and maximal (1–35 %) life span. Insertion�excision processes at the instable genes white and cut are among the reasons of decreased vitality and shortened life span in induced mutants. Collection of neurodegenerative mutants has been obtained under the influence of ENU. Fast dying of flies and decreased vitali� ty correlated with time point of neurodegenerations in brain structure. РЕЗЮМЕ. Показано, что большинство мутантных линий Drosophila melanogaster, полученных при дейст� вии, а также комплексном воздействии рентгеновского излучения с некоторыми химическими веществами, характеризируются сниженными показателями как средней (на 7–40 %), так и максимальной (на 1–35 %) продолжительности жизни. Одной с причин снижен� ной жизнеспособности и укороченной продолжи� тельности жизни этих мутантов могут быть инсерци� онно�эксцизионные процессы в нестабильных локу� сах white и cut. В результате индукции НЭМ получена коллекция нейродегенеративных мутантов, у которых быстрое отмирание особей и сниженная жизнеспо� собность коррелировали со временем возникновения нейродегенераций в структурах мозга. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Harman D. Free radical theory of aging // Mutat. Res. – 1992. – 275. – P. 257–266. 2. Gutteridge J.M.C., Westermarck T., Halliwell B. Oxygen radical damage in biological system // Free radicals, aging and degenerative diseases. Modern aging research / Ed. J.E. Johnson, R. Walford, D. Harman, J. Miquel. – New York, 1986. – 8. – P. 99–139. 3. Hayashi J.I., Ohta S., Kagawa Y., Kondo H., Kaneda H., Yonekawa H., Takai D., Miyabayashi S. Nuclear but not mitochondrial genome involvement in human age� related mitochondrial dysfunction. Functional integri� ty of mitochondrial DNA from aged subjects // J. Biol. Chem. – 1994. – 269. – P. 6878–6883. 4. Mecocci P., MacGarvey U., Kaufman A., Koontz D., Shoffner J., Wallace D., Beal M. Oxidative damage of mitochondrial DNA shows marked age�dependent increases in human brain // Ann. Neurology. – 1993. – 34, № 4. – P. 609–616. 5. Bodnar A., Quellette M., Frolkis M., Holt S., Chiu C., Morin G., Harley C., Shay J., Lichtsteiner S., Wright W. Extension of life�span by introduction of telomerase into normal human cells: a review with implications // Science. – 1998. – 279. – P. 349–352. 6. Vaziri H., Benchimol S. Reconstruction of telomerase activity in normal human cells leads to elongation of telomerase and extended replicative life span // Curr. Biol. – 1998. – 8. – P. 279–282. 7. Зайнуллин В.Г. Генетические эффекты хроническо� го облучения в малых дозах. – СПб : Наука, 1998. – 100 с. 8. Harms�Ringdahl M. Some aspects on radiation induced transmissible genomic instability // Mutat. Res. –1998. – 404, № 1. – P. 27–33. 9. Психиатрия позднего возраста: В 2�х т. Пер. с англ. / Под ред. Р. Джекоби, К. Оппенгаймер. – Киев : Фара, 2001. – Т. 1. – С. 3–6. 10. Медведев Н.Н. Практическая генетика. – М.: На� ука, 1968. – 295 с. 11. Белоконь Е.М. Генетический эксперимент в иссле� дованиях на дрозофиле. – Львов : Вища школа, 1979. – 109 с. 12. Lints F.A., Stoll J., Gruwez G. An attempt to select for increased longevity in Drosophila melanogaster // Gerontology. – 1979. – 25, № 4. – P. 192–204. ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 1 43 Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами 13. Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular cloning : A laboratory manual. – New York : Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989. – 1331 p. 14. Heisenberg M., Bohl K. Isolation of anatomical brain mutants of Drosophila by histological means // Z. Naturforsch [C]. – 1979. – 34. – P. 143–147. 15. Шоханов Е.М., Щербата Г.Р., Черник Я.И. Геном� ная изменчивость лабораторных линий и природ� ных популяций Drosophila melanogaster при дейст� вии рентгеновского излучения // Генетика. – 1997. – 33, № 1. – С. 25–30. 16. Кімак Н.Я., Бобак Я.П., Щербата Г.Р, Черник Я.І. Вплив рентгенівського опромінення на геномну мінливість Drosophila melanogaster // Генетика і се� лекція в Україні на межі тисячоліть: В 4�х т. – Ки� їв : Логос, 2001. – Т.1. – С. 242–249. 17. Зайнуллин В.Г., Москалев А.А. Изменчивость про� должительности жизни имаго дрозофилы в усло� виях хронического облучения в малых дозах ради� ации // Радиац. биология. Радиоэкология. – 2000. – 40, № 3. – С. 281–284. 18. Зайнуллин В.Г., Москалев А.А. Радиационное изме� нение продолжительности жизни лабораторных линий Drosophila melanogaster // Генетика. – 2001. – 37, № 9. – С. 1304–1306. 19. Измайлов Д.М., Обухова Л.К., Окладнова О.В., Аки� фьев А.П. Продолжительность жизни Drosophila melanogaster в ряду поколений после однократного воздействия ионизирующей радиации // Докл. АН СССР. – 1990. – 313, № 3. – С. 718–722. 20. Вайсерман О.М., Кошель Н.М., Войтенко В.П. Три� валість життя Drosophila melanogaster після рентге� нівського опромінення на стадії личинки // Биол. вестник. – 1998. – 2, № 1. – С. 34–37. 21. Вайсерман В.П., Литошенко А.Я., Квитницкая�Ры� жова Т.Ю., Кошель Н.М., Мозжухина Т.В., Михаль� ский С.А., Войтенко В.П. Молекулярные и клеточ� ные аспекты радиационного гормезиса у Drosophila melanoagster // Цитология и генетика. – 2003. – 37, № 3. – С. 41–48. 22. Коваль О.А., Вайсерман А.М., Кошель Н.М., Войтен� ко В.Н. Радиационный гормезис у Drosophila melanogaster: Препринт. 96.1 – ОМБИ «Гіппократ», 1996. – 10 с. 23. Кузин А.М. Значение для биоты природных уров� ней атомной радиации // Усп. соврем. биологии. – 1995. – 115, вып. 2. – С. 133–140. 24. Goodman C.S., Doe C.Q. Embryonic development of the Drosophila central nervous system // Development of Drosophila / Ed. M. Bate, A. Martinez�Arias. – New York : Cold Spring Harbor, 1993. – 2. – P. 1131–1206. 25. Min K.T., Benzer S. Spongecake and egroll: two hered� itary diseases in Drosophila resemble patterns of human brain degeneration // Curr. Biol. – 1976. – 7. – P. 885–888. 26. Min K. Drosophila as a model to study human brain degenerative diseases // Parkinson. Relat. Disord. – 2001. – 7. – P. 165–169. 27. Mim K.T., Benzer S. Preventing neurodegeneration in the Drosophila mutant bubblegum // Science. – 1999. – 284. – P. 1985–1988. 28. Корочкин Л.И., Михайлов А.Т. Введение в нейроге� нетику. – М.: Наука, 2000. – С. 229–231. 29. Лэмб М. Биология старения. – М.: Мир, 1980. – 206 с. 30. Пасюкова Е.Г., Беляева Е.С., Коган Е.С., Павлова М.Б., Кайданов Л.З., Гвоздев В.А. Транспозиции мобильных диспергированных генов, коррелирующие с измене� нием приспособлености, у Drosophila melanogaster // Генетика. – 1984. – 20, № 11. – С. 1772–1781. 31. Woodruff R.C., Thompson J.N. Transposons as natural and experimental mutagens // Encyclopedia of life sci� ences – Nature Publ. Group, 2002 / www.els.net Надійшла 13.11.06 ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 144 Н.Я. Голуб, Я.І. Черник

Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaste

Institution

Ähnliche Einträge