Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Доминантные летальные мутации у различных видов дрозофилы как тест для оценки мутагенного действия загрязнителей окружающей среды

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Доминантные летальные мутации у различных видов дрозофилы как тест для оценки мутагенного действия загрязнителей окружающей среды"

ГОСУДПРСТВРИННЙ КОМИТЕТ ПО СА1ШТАРИО ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОМ1) НПДЗОРЯ ПРИ ПРЕЗИДЕНТЕ РФ

НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ТОКСИКОЛОГИИ И ДЕЗИНФЕКЦИИ

Ни npiiBttx рукописи

МЕНДЕЛЬСОН Григорий Ииг.ифпнич .

ДОМИИПИШЕ ЛЕТАЛЬНЫЕ МУТАЦИИ У РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ДРОЗОФИЛЫ КПК ТЕСТ ДЛУ ОЦЕНКИ МУТАГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ 0КРЧШ?ЕЙ СРЕДИ

03.00.lii грнйтико

Аит<ц)(>ф»,[>аг дисспрт.чции мл г.оиммнис у1 u*j:t>ft стопени

к«шдид11тг> бИПЛПГИЧРГКИХ imijk

Научный руководитель -доктор биологических наук В. А . PtMM инм

loimi.i СП,''

Работа выполнена в Научно-исследовдтельскои институте профилактической токсикологии и дезинфекции Государственного комитета по са-нитарно-эпиденологическоиу надзору при президенте РФ.

Научный руководитель: доктор биологических наук В.А.Ревазова

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук В.Й.Иглинец кандидат биологических наук Е.Н.Мяснянкина

Ведуцая организация: Уосковский государственный университет ни. II.В.Ломоносова

Защита состоится ""^О"___I_______19$г. в часов на заседании специализированного совета Д002.85.01 при Институте биологии развития им. Н.К.Кольцова РАН по адресу: Москва, ул.Вавилова, д.26

С диссертацией кожно оэнакоииться в бибилиотеке Института биологии развития ии.Н.К.Кольцова по адресу: Косква, чл.Вавилова. я.26

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат Апологических наук

Е.И.Протопопова

ОКЦПЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РППОТЫ

Актуальность темы, Среди проблем, связанных с охраной окружавшей «'ре ди в условиях научно-технического прогресса, особое место приобретя? попроси оценки, прогнозировании и предотвращения генетических последствий загрязнения среды обитания человека.

Современная биосфера а значительной степени является результатом деятельности человека, но помимо воздействия человека на природнув среду, сичествует и обратная связь созданная человеком среда обитания воз действует на его собственный организм, на биологические и социальные процессы, протекавшие в его популяциях.

Генетическая опасность химических соединений зависит не только от их мутагенной активности, от того, в каких количествах они циркулирует в природе, как часто используется в деятельности человека и т.д. Поэтому перед учеными стоят проблемы, связанные с изучением распространений и циркуляции в биогеоценозах мутагенов.

Основной целью является установление точного географически!о распрост ранения и концентрации, выяснение источников загрязнения и путей его циркуляции в природе.

Некоторые виды «ивитнах и растений могут быть индикаторными видами, показывавшими степень загрязненности мутагенами. Поиск и использование различных биоиндикаторов для решения задач генетического мониторинга является актуальней проблемой.

Целые данной работы янилось изучение воэмо*ности и особенностей использования теста по учету доминантных летальных мутаций (Д/1К) на разных видах дрозофилы в генетическом мониторинге загрязнений окрушавшей среды.

Для доптишения поставленной цели требовалось решение следующих задач:

1. Определение уровней спонтанных ДАМ у различных видов дрозофилы.

2. Изучение сравнительной чувствительности различных видов дрозофилы к мут,пенным воздействиям по критерии Л Л М.

3. Изучение вклада генетической и средовой компонент в возникновение ЛЛН в ответе на мутагенное воздействие.

4. Изучение сравнительной индивидуальной чувствительности у различных видов дрозофилы к действии мутагенов.

Научная новизна работы. В результате проведенных исследований впервые проведено сравнительное изучение уровня ЛЛН у дрозофилы при массовых и при индивидуальных скрещиваниях. Также впервые показано, что посторонние влияния, реализующиеся в основном через организм самки, могут при массовых скрещиваниях давать довольно высокую вариабельность результатов. Обнаружено, что коэффициент наследуемости (КН) признака ДЛ11. вычисленный при индивидуальных скрещиваниях, является показателем весьма стабильным и может считаться видоспецифическим показателем. Впервые, на основе вычисления КН показано, что ранние эмбриональные летали (РЗЛ) не могут считаться отражением доминантной летальности вида не только при массовой, но и при индивидуальной схеме скрещивания.

Практическая значимость работы. Показана возможность использования в экспериментах с индивидуальным скрещиванием КН для более быстрого выведения чувствительных или резистентных линий лабораторных животных. В силу того, что показатель поздней эмбриональной летальности (ПЗЛ) у разных видов дрозофилы при индивидуальной постановке экспериментов является показателем стабильным и его можно считать видоспецифичным. и имеется воз- ■ мощность использования такого подхода для целей биоиндикации в процессе ' проведения генетического мониторинга.

Апробация работы. Результаты проведенных исследований были представлены ил XIи ежегодной конференции Европейского общества по мутагенам окружающей среды, на научно-теоретических конференциях Ин-та медицинской генетики, НИИ по биологическим испытаниям химических соединений, НИИ биотехнологии (1986, 1989. 1990 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, из них 1 - за рубежом.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, об.чо ра литературы, описания материалом и истодов исследования, изложни» собственных результатов, их обсу«дения и выводив. Диссертация изложена на 108 страницах машинописного текста, включает 10 таблиц, 17 рисунков. Список литературы содержит 173 наименования, в том числе 97 отечествен ных авторов.

СОДЕРШИР РППОТЫ ■ КЙТЕРШК Я МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В работе были использованы виды рода Drosophfla: D. aclanogaster. D. lobanonensis, D. boreal is, D. vfrfUs. D. llttoralls, II. aierfcana texana, D. aicricana americana, 0. hydei, D. pinícola. 0. »ontana, 0. flavo»ontana, D. luuei, любезно предоставленные лабораторией генетик* Института биологии развития им.U.K.Кольцова РАН. Поддер«ание и разведение культур дрозофилы проводили и соответствии со стандартными рекоиен дачники, IНедоеден, (3S8).

Кетод ДПМ

Сущность истода заключается в выявлении генетических изменений, возникавших в сперматозоидах самцов - родителей в результате воздействия на них химического соединения, продуктов его метаболизма или других факторов. что приводит организм, развивающийся из оплодотворенной таким спср катозоидом зиготы, к гибели уже на ямбриональных стадиях (внутри яйца). Мутагены, использованные в работе Для решения поставленных задач определяли спонтанный уровень ДПМ. а так«е уровень ДЛИ индуцированный следующими модельными мутагенами: фопу-рином (6 - диэтилимидофогфамидо - 2 -дмветиламино-7-мртилпурин), фптрн ном (2,2,4.4.Г> - пентаэтилон амино 6 морфолиштимитрифм Фазитри ей) и И нитрозоморфолинои. Эти мутагены иироко используют п чкгперимгм тальной практике в качестве позитивных контролей (Абилен. 147*); Репа ва. Радченко. Врацлавский. 1301).

- 6 -

Метод обработки мутагенами Обработка самцов дрозофилы этими мутагенами проводилась пищевым способом в концентрации 1 мг/мл корма для всех использованных мутагенов. Эта концентрация, полученная в предварительных экспериментах оказалась наиболее удобной. При этом уровень Д/Ш был достаточно высок и легко регистрируем для разных видов. При этой концентрации кроме того, отсутствовал токсический эффект и мало изменялся уровень фертильности. Обработка проводилась путем кормления в фильтрах !отта в течение 72 ч 5Х-ным раствором сахара, содержащим указанные вещества. В контрольном варианте мухам скармливали 53С-ный сахарный раствор.

Методы проведения экспериментов В экспериментах с использованием массовых скрещиваний было исследовано 12 видов дрозофил, использовано около 3600 самцов и 10800 самок, просмотрено более 216000 яиц. В экспериментах с индивидуальными скрещиваниями было исследовано 6 видов дрозофил, использовано около 1800 самцов и 5400 самок, просмотрено более 189000 яиц.

В 1-й серии использовали все вышеуказанные виды рода 0гогорЫ1а. Учет ДЛЫ проводили по общепринятой схеме (Запкагапагауапап. 1967), с некоторыми модификациями (Хромых, 1977).

Нами было предпринято изучение степени сходства по уровни ДЛЫ неяду разными родственными категориями потомков неродственных самцов. В данном . случае такими категориями потомков является сибсы (СБ) - потомки данного самца и данной самки, и полусибсы (ПСБ) - в нааих экспериментах - потомки данного самца от разных самок. Предположение о множественности генетических и средовых факторов предполагает нормальное распределение подверженности мутагенному воздействии. В связи с-этим при анализе навих данных мы использовали методы применяемые в теории полигенного наследования (Фолконер, 1985). Для выполнения этой задачи были изучены частоты возникновения леталей в потомстве самцов, каждый из которых скрещивался с трвмя неродственными самками. Такая схема дает возможность изучить: а)

степень сходства по уровню ДЛИ между потомками внутри кладки от одной и той же самки и б) степень сходства по уровни ДЛМ между потомками самца, полученными от разных санок. В первом случае она определяется нн только генетический общностью потомков, но и средовой общностью их происховде низ, то есть физиологическими, обменными и другими влияниями организма самки на процесс оогенеза, оплодотворения и откладки яиц. Во втором случае степень сходства по уровню ДЛИ определяется исключительно генети ческой общностью потомков, имеющих общего родителя - самца.

Кроме спонтанного уровня ДЛИ, так же как и в 1 й серии, определяли уровень ДЛИ. индуцированный нижеуказанными модельными мутагенами.

Эксперименты проводили по следующей схеме: около 100 самцов одного вида 6-10-дневного возраста помещали по одному без корма в микробиологические бакпечатки, применяемые обычно для высева бактериальной флоры с кожных покровов. К самцам подсаживали на В-7 чагой но 3 виргинные самки того же нида и возраста. Затем самок рассаживали в бакпечатки. крышечки которых были заполнены твердой питательной средой. Крмжечки со средой меняли каждые 24 часа. На снятых крыжечках проводили подсчет числа отло хеннмх и неразвивжихся яиц.

Методы математической обработки результатов В I й и 7. й сериях экспериментов для анализа полученных данных использовали критерий сопряженности Пирсона, кптпрый гяцжит мерой степе ни взаимозависимости, когда имеется надежная зависимость, сопряжение между признаками (Закс, 1370). Мы пользовались простым и достаточно точным способом оценки четырехклеточной корреляции с помощью двух диаграмм, предложенных Клеимом (К!е»ж. 13Р4). В соптнетгтвии с уравнениями коли чес.тнешшй генетики коэффициент корреляции (КК) между Г.Н (у может быть представлен как г^ (\/7 1!ес)/ Уг. 1 Д1> ^ Фенотипиче! пая варианта, и„-аддитшомя варианта, 1)ес- внутрисемейная гредпная варианта. П КК между ПСВ (тц) может быть представлен как гк4= (1/41^/1^. Данные по частоте повторных случаев возникновения ДЛМ среди яиц от одной и той же самки дашт

информации об а такие же данные о ДЛН среди яиц от разных самок, но от одного самца - об rKi. Получив, таким образом, оценки г^и гц$. В том случае, если г54не отличался от rkJHa принятом уровне значимости (0.05), величиной внутрисемейной средовой компоненты можно было пренебречь. Тогда fviKH) оказывается равен 4г^или 2гЦ;. Если ^прьвымает Зг^при р<0,05,

а ¿2

то более точной оценкой ^следует считать , в то время как 2ес

, где е*- внутрисемейная средовая компонента, обусловленная как указывалось выше, влиянием организма самки. Следовательно, Р.^может быть завы-женной оценкой КН при И^при е ^О.

Все факторы детерминации, принимаемые за единицу, могут быть разложены на генетическув (tv.) и средовув составлявшие. Последняя же может быть

подразделена на внутрисемейную средовув (е*) и случайную средовув (е*)

г г |

компоненты. Таким образом. е*= 1 - ha- ес.

Статистический анализ данных проводился методом сегрегационного анализа (Norton, 1969). Для расчета сегрегационной частоты (СЧ) условной по наличию в кладке летали (погибяего яйца, в анализ вклвчались только те пары мух, в кладке которых имелась хоть бы 1 леталь и получаемая на этой основе оценка аналогична СЧ или повторному риску возникновения летали среди СБ. СЧ, то есть вероятность появления летали в потомстве упомянутой выже пары, получали из уравнения, итеративно реваемого относительно Р.- __ snsP

1 - <1 - P)s

R.

ще г - числа яиц в кладке, в которой есть хотя би 5 ягтгл», г,- т.гйв гладок с в яйцами в кладке, в которой есть хотя бы 1 леталь. К - оАфт о число деталей в опытной группе. Р - СЧ.

Решение этого уравнения проводилось ыетодом Ньзтоиа-Рафсог.а т:рк эта» •ычостве начального значения Р для итерации принималась зсхичхяа ?,= :/'.Гзпь). Полученная такие образом оценка СЧ Р является оценкой еероят-;и появления летали в кладке п<чры, условной по наличкз г ней хотл би

1-й летали.

Для опенки вероятности возникновения летали в потомстве 1 самца, услошшй по наличию хотя бы 1-й летали в потомстве этого самца от всех спаривавмихся с ним сомик, в анализ вклвчали всех самцов, в потомстве

которых была хотя бы 1 летали. Расчеты производили по формуле

где Р - СЧ, условная по наличии хотя бы 1 летали в потомстве самца, г^ ■ число погибмих яиц в кладке 1-ой самки от к-ого самца (11,2,3; к=1,2,... 100); 1]<- число погибмих яиц в кладке 1-ой самки от к-ого самца (J-I.Pf.3iX общее число яиц в кладке 1-ой самки от к-ого самца.

Полученная таким образом оценка СЧ аналогична оценке СЧ для ПСВ. Оценку ц находили как частное от деления общего числа лстадей в опыте (Р) на общее число яиц в опытной группе (Гя'п^), т.е.

к V"V •

где I? - общее число лсталей н опыте, з' - число яиц в кладке независимо от наличия или отсутствия летали в ней, - число пар г. я' яйцами в кладке независимо от наличия или отсутствия летали в ней. Расчет стандартных ошибок проводился по слпдувщин формулам:

где 5 - число отло«оиных яиц в СБ, среди которых имеется хотя бы I ле таль, п£ число СК с отлощешшми яйцами, среди которых имейIси хита бы I леталь.

Общий об-ьРы выборки ПСБ (И ), на котором может быть определена вероятность Р , расчитывали следуищим образом: для всех ПСБ, в которых были летали в двух и более СБ, суммировали общее число отложенных яиц. Для ПСБ, в которых только одно СБ имело леталь, суммировали число отложенных яиц в СБ без деталей.

Затем по {.-критерии Стьшлрнта определяли лостояррноггь различий в частотах яеталей между СБ. ПСБ и всей опытной группой.

Следувщим этапом было определение г и г - КК между СБ или ПСБ по подверженности мутагенному влиянии. Соответственно

Г

зг или Ьз

г .....

май п %

Г *з или ьГК ''V* Щ

где х^ - отклонение порога подверженности популяции мутагенному влиянию от популяционной средней (которая по определение равна нули для нормаль-, ного распределения подверженности, а.- отклонение среднего значения подверженности пораженной части популяции (леталей) от популяционной средней.У ,- отклонение порога подверженности к мутагенному действии от

>Ь ийм р ^

среднего значении для кладок, отобранных по наличию хотя бы 1 летали (для СБ (5.ч) или ПСБ (Ья)^ -.отклонение среднего значения подвержен-нос.ти пораженной части популяции (леталей) в СБ ($5) или ПСБ (115) от средней для кладок, отобранных по наличии хотя бы 1 летали.

-11-

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОПСУВДЕНИЕ Сравнение уровня спонтанной и индуцированной доминантной летальности у различных видов дрозофилы при кассовых скрещиваниях

Целью 1-й серии экспериментов было сравнительное изучение спонтанного ровня ДЛИ у различных видов дрозофилы, относящихся к разным группам и кладам рода. Анализ полученных данных (рис.1) с использованием коэффи ента сопряженности Пирсона показал слсдуищее.

Процент ПЭЛ в кладках, полученных при массовых скрещиваниях, измв ился от опыта к опыту, и даже при сравнении повторных экспериментов азница иногда оказывалась достоверной (табл.1)..

На дендрограмме, построенной на основе кластерного анализа по коэффи-иенту Пирсона, обнаружилось некоторое совпадение с филогенетическим ревом рода, но некоторые эволвциннно близкие видм оказались далеко тстоящими друг от друга по этому критерии. О тс ода можно сделать заклв ение о том. что просто уровень спонтанных ПЭЛ для лмда но является сир ифическим видовым показателем.

Обращает на себя внимание в больжинстнп случаев непоспроизнодимость езультатов экспериментов. К качестве примера мы приводим данные якгпв-иментов по действия фотрина (табл.?). И хотя различия между опытными и онтрольными группами или отсутствие таковых сохранялись при повторных кспериментах, посторонний "жум" оказался столь значительным, что «в озволял считать подобные данные пригодными для выявлении различий между идами в ответ на мутагенной воздействие.

Эти данные побудили нас изменить схему эксперимента. Возможно, н оотпетстнии с выводами Пирла и других тследователей (Реаг! К., 143?; урон, 13ПЯ; Гречаный, 198/': Гречанмй и др.. ЮНО, ПНЯ. ИЧР ' иичтрипп 'Яляциинныр взаимодействия влияли на роультаты чкеппримен гни.

Рис.1. Уровни спонтанных РЭЛ и ПЭЛ

7»

у различных видов дрозофилы

Уровень РЭЛ Уровень ПЭЛ

^-

к

и

III

«.I-1.И

л

л

ш

л

И

(Н

■ I < • ■ > I I и и а

1 -Z).meíаnogаsíer;2-^)Дebаnorle7гsгs,•3-^>.pгnгcoíа;4-^í.Лydeг,•

5~В.ухгх1х5;В-0. 1иттег;7-1). ат. атеНсапа;8~Л. ат. Ьехапа; 9—D.rlovarnexгca■n.a;fO-D.rnorltana; 11 -D.fiavomonta.na;

12 -ОЛШогаНз

I

Таблица 1.

Частота спонтанных поздних зкбриональных деталей д разгнчнкх видов дрозофилы в повторных экспериментах (массовые скрещивания)

Вид эксперимент i эксперимент 2 эксперимент 3

Число Число Число Число Число Число

отлох.яиц нераз- Z + в отлох.яиц нераз- г + в отлох.яиц нераз- г + в

за вычетом аива. за вычетом ВИВ1. за вычетом вивм.

ранних яиц ранних яиц ранних яиц

деталей леталей леталей

D.ielanogaster 716 21 2,93+1,86 394 17 1.90+1.11 745 19 2,55+1,36

D.lebanonensis 783 8 1,02+0,66 939 8 0.85+0,67 804 9 1.12+0,79

D.pinicoia 932 32 3,47+1,63 1003 21 2.09+1,27 852 2S 3,05+1,11

D.nydei 758 1? 2,25+1.56 744 18 2.42+1.46 888 15 1.69+0.80

D.virilis 1034 И 1,06+0.66 9?7 19 1.94+1.08 1875 18 0.96+0.57

D.luuei 929 10 1.08+0.94 632 5 0.79*0,36 672 8 1.19+0.89

D.aiericana 1027 20

atericana 836 17 2.43+1.52 735 20 2.72+1,37 1.95+1.41

D.aiericana

texana 472 12 2.54+1,55 590 13 2,22+1,28 552 10 1.81+0.91

D.novaaexicana 611 9 1.47+0,82 739 14 1.89±1,12 634 13 2.05+1,08

D.aontana 944 6 0.62+0,21 818 8 0,98+0,34 1429 8 0,56+0,20

D.flavoaontana 866 17 1.96+1.22 692 13 1.88+1.1? 1095 15 1.37+1.00

D.littoralis 748 9 1.20Î1.00 956 9 0.9410,87 889 12 1,35+1.04

Таблица 2.

Частот» каддцированннх фотрияом поздних змбриональних леталей g различиях видов дрозоФ&ш в повторник экспериментах (кассовые скрещивания)(контроль си. табл.3)

Вид эксперимент i эксперимент 2 эксперимент 3

Число Число X t а Число Число Число Число

отлоа.аиц нераз- отлоа.аиц нераз- Z + в отлоа.аиц нераз- X + в

за вмчетом вива. за вмчетом вива. за вмчетом ВИВ1.

ранних аиц ранних аиц ранних РКЦ

леталей леталей леталей

D.aelanoeaster 773 36 4.66+2.56 1476 40 2.71+1.71 80В 21 2,60+0,55

D.lebanonensis 746 10 1.34+0.77 688 19 2,76+0.9? 1099 40 3,64+0,00

D.pinicola 726 44 6.06+3.89 873 49 5.61+2.00 648 52 8,02+0.24

D.hydei 579 30 5.18+2.70 884 51 5.77+1.17 767 32 4.17+0.88

D.virills 775 29 3.74+1.63 1011 28 2.77+1.87 1105 43 3.89+0.76

D.luuei 473 2? 5,71+1,60 846 17 2.01+0,83 681 29 4.26+0.53

D.aaericana

aaericana 623 19 2.91+1.47 518 22 4.25+2.94 396 17 4.29+0.66

D.aaericana

texana 636 33 8.46+1.95 532 30 5,64+2,12 490 31 6.33+0.81

D.novaaexicana 450 42 3.34+2.20 643 34 5.29+1.47 408 2? 6,61+0.67

D.iontana 336 5 1.49+0.86 870 8 0.92+0.58 820 15 1,83^0,05

D.flavoaontana D.Mttoralis 358 11 3.07+0.65 364 15 4.12+2.33 785 27 3,44+0,00

355 1? 4.79+1.08 385 8 2.08*0.81 667 23 3.4550.11

- И -

И мнение индивидуальной чувствительности особей н методе учета доминантной летальности и генетическая детерминированность этого признака Проблгма индивидуальной чувствительности Вопрос о .ni.пении и наличии индивидуальной чувствительности особей к генетическому действия физических и химических факторов мало изучен. Работы, посвященные чтпму вопросу, выполнены, например, на соматических клетках растений и человека по критерии хромосомных аберраций (Яковенко и др.. 1Ч7В; Тарусипа и др., 1976; Ганасси и др., 1971). Е.В.Бакланова -Елкина с соавторами предприняли попытку выяснить вклад генотипа, онтогенетических и средовых факторов в изменчивость экспрессивности мутации Nasohenia у n.aelanngaster. В результате четырехфакторного диспирсишшиги анализа показано, что наибольший вклад вносят случайны*? факторы (Бакланова Елкина и др., 1987).

Вместе с тек изучение чувствительности ладей, а такяе различных тесТ объектов к действий мутагенных агентов имеет важное значение для разработки проблей генетической токсикологии, генетического мониторинга в популяциях человека, для выделения групп высокого и низкого риска. По-ягону в последние годы резко возрос интерес к подобным исследованиям (Harris et al.. 1984: Друщинин, 1989; Спицин, 1989).

Спонтанная и индуцированная доминантная летальность при индивидуальных скрещиваниях Из выяеприведенных данных следует, что при скрининге мутагенов средн. я такие других мутационных исследованиях необходимы выборки, позволяющие учитывать индивидуальные различия органйзмов для получения реальной картина мутагенеза. Результаты, полученные в 3 серии экспериментов, определении свидетельствуют о наличии генетической детерминированности изучаемого процесса. Как показывают данные на рис.2. на примере 0.pinícola во всех случаях, как спонтанных, так и индуцированных Д/IM, величина h отличалась от нуля (р<0,05). Здесь же следует отметить, что величиной е.

Рис.2. Частоты спонтанных и индцированных ПЭЛ и у ^ коэффициент наследуемости у 0.~ргп\со1а (инд. скрещив.) у^

-0.35

12 3 4

1 - контроль, 2 - N -нитрозоморфолин, 3 - фотрин,4 - фопурин □ Частота ПЭЛ по У1 ШИ Коэфф.наследуемости по У2

напротии можно было пренвбречь, так как удвоенный КК ПСБ (г^) и КК СЕ между собой не различались.

Практическое применение анализа такого рода при определении мутагенной активности химических соединений, позволит полнее и точнее охарактеризовать эффект, параллельно оценивай ого генетическую детерминированность и зависимость от случайных причин.

Примечательным и небезинтересным также с практической точки зрении представляется нам следувций факт. Как можно увидеть из данных, представленных на рис. 3, по уровню спонтанной ПЭЛ и КН в нескольких повторностях экспериментов свидетельствует о достаточно хоровей стабильности как показателя частоты возникновения деталей этого типа, так и оценок наследуемости, что позволяет рекомендовать учет ПЗЛ для скрининга химических соединений, с целы) выявления мутагенов по предлагаемой нами

методике. Ножно обратить внимание па более высокий разброс оценки д в

г

опытах с фотринои в повторных экспериментах (от 3,05 до 4,282) по частоте ПЭЛ при стабильности оценок КН (от 0,030 до 0,038). Это свидетельствует о том, что в максимально стандартизованных условиях экспериментов существует некоторая часть условий, которая не поддается контролю. Однако это обстоятельство не влияет на оценки КН. Таким образом, можно сказать, что в пределах обычных способов стандартизации экспериментов получаемые оценки КН являются хорово воспроизводимыми и могут служить надеи-чоА генетической характеристикой мутационного процесса применительно к фиксированием условия? постаиорчи эксперимента. В сааза г этик

...____ 1 а,!.т.?пIь гк» небигпрсйЬо&жймас;ь КЙ от ошло к «».и^ <-яа-

рассматоивать как указанир на нечг,статочную стандартизации чслопгЧ . .. "опии з^сперн^ецтд.

?сааяьаап-ы:ш аовк; „./>и;:-:г;> --¿э

• риизводииость часготы п,для й-нитрозокорфояина н ({опуринл. ъ •<« • •к-'-- хооояо воспроизводятся от опита > лочтц к осечки «Н, >то Г'КШ^г

"■1 ■ .та эти оценки- дал рсех нзцчзня::* лчлетл к.-.дг.гт''» -

Рис.З. Частоты ПЭЛ и коэффициент наследуемости у D.pinícola при индивидуальных скрещиваниях (повторные эксперименты)

эксперимент эксперимент эксперимент

Частота ПЭЛ

0.15

эксперимент эксперимент эксперимент Коэффициент наследуемости

- контроль

- ./V-нитрозоморфолин

- фотрин

- фопурин

- I о -

тической характеристикой.

Изучение индивидуальной чувствительности различных видов дрозофилы к действии мутагенов Как говорилось выас, нави исследования проводились на нескольких видах мух, и для решения 4-й задачи следовало сравнить меаду собой виды по исследуемым показателям (с^и Ь^). Данные по спонтанному уровни ПЭ/1, представление в табл. 3, показывает, что уровень генетического контроля у разных видов различен. Исходя из данных предыдущего опыта по воспроизводимости, можно считать, что эти отличия характеризует действительные видопне различия по уровню генетического разнообразия факторов контролирующих процесс возникновения спонтанных ПЭ/1.

Таблица Л.

Частоты спонтанных поздних эмбриональных деталей и коэффициент наследуемости у разных видов дрозофилы (индивидуальные скрекивания)

Виды Обшее число яиц во всех кладках Общее число ПЭП в опыте ч + Я ./! е и е р .+ я Л Ьй Р + » Л 33 р эз 2 Ь + я а 2 1) а

О.«е1аподаз1ег О.ИПагаИя О.р1!исо1а П.ЯуЛпз 0 .»огйапа 890 1489 ! 230 1095 990 а?8 13 ? ? 16 20 И О.ЙП+О.ОЛ 0.47 >0,58 0.5440.06 1,4(5+0,32 2,02*0,09 1,^(0,13 1,39(0.03 0,69+0,00 0,85»0,0В 2,05+0,22 2,38+0.12 2.00+0.38 1,41(0,04 0,70+0,07 0,89+0,08 2,74+0,18 3,10+0,40 2,13+0,40 0.206(0,013 0,130+0,005 0,300+0,010 0,245+0,019 0.032+0.021 0,037+0.004

Далее были поставлены эксперименты, в которых скредивания проводились

индивидуально и анализ проведен на основе результатов индивидуальных скрециваний. При сравнении с данными 1-й и 2-й серий заметно, что при массовых скрещиваниях данные по уровню РЭП и ПЭЛ значительно колеблются от опыта к опыту и, очевидно, не могут служить основанием для каких-либо выводов о генетическом контроле доминантной летальности.

Кроме того, определение КН для разных видов или линий дрозофилы (возможно и для других экспериментальных организмов) может существенно помочь сделать более точным выбор или провести селекцию чувствительных или резистентных (в зависимости от задач исследования) линий тест-объектов к определенному классу мутагенов или других мутагенных факторов. Точнее говоря, информация об отличном от нуля КН интре.суищего признака говорит о том, что такой отбор в принципе возможен, и по изменению в процессе отбора этого показателя можно судить о его эффективности. В то время как при 0 такой отбор будет абсолютно неэффективен. Практическими результатами такой селекции с последующим отбором могут быть сравнительные исследования полученных чувствительных и резистентных линий по конкретным системам, контролирующим метаболизм мутагенов (система цитохрома Р—450 и подобные).

Показатель РЭЛ при индивидуальных скрещиваниях

Как говорилось выше. РЭЛ может быть следствием как мутаций, так и физиологических нарушений в организме самки, а причиной последних могут быть опосредованные влияния окружающей среды. На рис.4 видно, что во всех случаях, в том число и при использовании в качестве объектов разных видов, как при изучении спонтанной РЭЛ. так и при использовании мутагенов, величины Ь^были очень небольшими, а в некоторых случаях не отличались от нуля. Величины е*. наоборот, составляли заметную дола от общего уровня детерминированности эффекта. Так как в наших экспериментах мы, естественно, старались как можно более стандартизовать условия их проведения. и, тем не менее, значение е*оставалось достаточно высоким, то это означает, что генетический контроль РЭЛ весьма невысок, а следовательно.

Рис.4. Частоты РЭЛ, средовая составляющая и коэффициент наследуемости

индуцированная летальность у Б.ьггШз

спонтанная летальность у различных видов

1 -Я.те1аподаа1ег;2-1).ь1п1{я;3-РЛШогаИ$; 4 - О. р тгсо 1а; 5~ й. Лу с&г; 6 - В. топ((та

контроль, 2 - ЛГ-нитрозоморфолин, 3 - фотрин, 4 - фопуркн

частота РЭЛ по оси У1

— средовая составляющая по оси У2

— коэффициент наследуемости по оси У2

Рис.5. Частота РЭЛ и величина сред обой составляющей у В.угггИв в повторных экспериментах (индивидуальные скрещивания)

эксперимент эксперимент эксперимент

Частота РЭЛ

эксперимент эксперимент эксперимент

Средовая составляющая

контроль

-Лг-нитрозоморфолин

-фотрин - фогту рин

I

м го

I

для практических целей генетического скрининга показатель РЭЛ не подходит. Кроме того, значительный разброс данных но РЭЛ при повторных экспериментах также указывает па то, что этот процесс сильно подвержен влиянии случайных причин (рис.5). Паша точка зрения о нецелесообразности использования показателя РЭЛ для исследования мутагенной активности веществ согласуется с данными и выводами других авторов (Литвинова, Пономарева. 1976; Вварцман, Варыгина, 1982).

В И В О Л U

1. Показана нестабильность спонтанного уровня ДЛИ у различных видов дрозофилы при массовых скрещиваниях, что не позволяет считать его ви-доспецифичным показателем.

2. Уровень ДЛМ. индуцированный модельными мутагенами, при массовых скрещиваниях не удовлетворяет требованиям генетического мониторинга.

3. При индивидуальных скрещиваниях показана невысокая, но стабильная генетическая детерминированность признака возникновения поздних эмбриональных деталей, которые в большей степени характеризуют доминантнув летальность.

4. Средоваа компонента в признаке ДЛИ имела значительнув величину, но не оказывала заметного влияния на генетическуи компоненту, вследствие чего mosho предловить использовать показатель ПЭЛ при индивидуальных скрещиваниях как пригодный для генетического мониторинга.

5. Использование КН как показателя генетической детерминированности признака ДЛЯ мошет облегчить селекцию чувствительных или резистентных линий лабораторных животных.

6. Использование модельных нутш ен'ов показало, что при индивидуальной схеме скрещивания показатель ПЭЛ с параллельным контролем КН признака удовлетворяет задачам генетического мониторинга и может быть рекомендован к применению.

7. При массовых и при индивидуальных скрещиваниях показано, что РЭЛ подвержены значительным средопым влияниям и не могут служить показателем

как уровня спонтанной мутабильности вида, так и показателем индуцированной доминантной летальности, о чем свидетельствует малая величина КН.

СПИСОК РАБОТ. ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО TFMF ДИССЕРТАЦИИ

1. Ревазова В.Д., Логинова U.C., Мендельсон Г.И., Белова Л.Л. Пути оптимизации системы оценки мутагенности химических соединений // Тезисы докл. на заседании Секции генетических аспектов проблемы "Человек и биосфера" МНТС ГКНТ СССР "Тест-системы для оценки мутагенного потенциала загрязнителей окружающей среды". Иркутск.- 1984,- С.44.

2. Ревазова Ю.Й., Брацл.звский В.Л., Медельсон Г.И., Белова Л.Л. Сравнительная оценка мутагенной активности лекарственных средств на различных биологических объектах // Тезисы докл. X1U Ежегодной конференции Европейского общества по мутагенам вневией среды (EEHS).- Москва.-1984,- С.416-417.

3. Мендельсон Г.И., Брацлавский В. А., Сахарова Т.О., Ревазова H.A. Использование дроз'офилы для определения мутагенной активности загрязнителей окружающей среды // Тезисы докл. на заседании Секции генетических аспектов проблемы "Человек и биосфера" МНТС ГКНТ при СМ СССР. Ярославль.- 1985.- С.78-80.

4. Мендельсон Г.И. Исследование сравнительной чувствительности видов дрозофилы к фотрину, фопурину и N-нитрозоморфолину // Тезизы докл. на заседании Секции генетических аспектов проблемы "Человек и биосфера" МНТС ГКНТ СССР, Орджоникидзе.- 1986.-- С.87.

5. Мендельсон Г.И., Подольная М.Й., Ревазова H.A. К вопросу об использовании различных видов дрозофилы в мониторинге загрязнений окружающей среды // Тезизы докл. на заседании Секции генетических аспектов проблемы "Человек и биосфера" МНТС ГКНТ СССР. Ереван.- 1987,- С.С4.

В, Мендельсон Г.И., Сергеев A.C., Ревазова U.A. Исследование гене тичес.кой детерминированности спонтанной и индуцированной доминантной летальности у дрозофилы // Генетика,- 1990,- Т. 26, H 6,- С.1019-1028.

Я;Г,7Г........ 'со_--.M

;...... р ф|» М.-И1. крыши»]'«, и» 11