Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение белков теплового шока в мутационном процессе у дрозофилы

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Изучение белков теплового шока в мутационном процессе у дрозофилы"

РГб од

¿. I и;|

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ- УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи УДК: 575.224.4.

МАЗУР Елена Леонидовна

ИЗУЧЕНИЕ КЫШ БЕЛКОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА В МУТАЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ у. ДРОЗОФШЫ

03.00.15, - генетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петврйург - 1993

Работа выполнена на кафедре генетики и селекции Санкт-Петербурге кого государственного университета

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

доктор биологических наук профессор М.Ы.Тихошрова

доктор биологических наук И.Е.Ворсбцова

доктор биологических наук П .Я .Шварцман

Ведушее учреждение: Петербургский Институт ядерной физики РАН

Зашита диссертации состоится ч/^ О К/ [ЩъУх 99Эг. вчасов на заседании специализированного Совета ll.063.57.21. по зашита диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук пра Санкт-Петербургском государственном университете по адресу г.Санкт-Петербург, университетская наб. д.7/9, СПб17, кафедра генетика л селекции, ауд.1.

С диссертацией южно ознакомиться в центральной научной библиотеке СПбГУ.

Автореферат разослан Д993г.

Ученый секретарь специализированного Совета ~

кандидат биологических наук Л.А.Маюн

Актуальность темы. Высказанное ещё в 1947 году Ы.Е.Лобаше-вым предположение о сложности и многоэтапное™ процесса возникновения мутаций ныне является общепризнанны. Согласно современным представлениям, становление мутаций - процесс, в который вовлечены многие системы клетки и организма. Исследование мутагенеза, его закономерностей и механизмов имеет большое теоритичес-кое и практическое значение, однако, вопрос о механизмах становления мутаций остается недостаточно изученным.

Многоэтапность мутационного процесса, различная длительность и лабильность его отдельных стадий позволяют модифицировать этот процесс, влиять на становление мутаций, что способствует лучшему пониманию механизмов мутагенеза. Универсальным методом изучения закономерностей мутационного процесса стал предложенный М.Е.Лобановым метод последовательного действия двух факторов. Широкое распространение в качестве модифицирующего фактора получили экстремальные температуры, в силу универсальности их действия на любые процессы, проходящие в клетке.

М.М.Тихомировой (1989) при изучения модифицирующего эффекта высоких температур на радиационный мутагенез высказана гипотеза о возможном участии в процессе становления мутаций системы белков теплового пока - клеточной системы ответа на стрессовые воздействия.

Данная система активируется при действии гипертермии и других стрессовых факторов в клетках всех изученных организмов, от бактерий до человека. Всеобщность и эволюционный консерватизм от-; вета на тепловой шок свидетельствуют о важной роли белков теплового шока (БТШ), функции которых, однако, до сих пор окончательно не установлены.

Прекрасной моделью для проверки гипотезы, выдвинутой М.М.Тихомировой, являются линии с нарушенной системой БТШ. К числу таких линий относится линия дрозофилы 1(1)1а403, изученная М.Б.Ев-геньевым с соавторами С Евгеньев и др., 1982). Интерес представляют и особи теплоустойчивой линии Т, отличающиеся по эффекту температурной модификации радиационного мутагенеза в зависимости от температуры развития.

Цель и задачи исследования. Целью нашей работы явилось изучение возможного участия БТШ в мутационном процессе дрозофилы.,В ходе выполнения работы решались следующие задачи: I) изучение му-

тационного процесса по критерию нераеховдения к потерь половых хромосом при действии высоких температур, рентгеновых лучей и при их последовательном действии на самок линий Т и l(l)ts«)3 ; 2) анализ БТШ и общего белкового синтеза в тканях яичников имаго немедленно после действия гипертермии и в течение 3-х часов после прекращения её действия.

Научная новизна работы. Проведено систематическое исследование кинетики синтеза БТШ в тканях яичников самок дрозофилы разных линий. Показана зависимость синтеза ЕГШ от генотипа и онтогенетической адаптации особей к температуре развития.

Изучение мутагенеза у самок линии I(i)ts405 выявило особенности данной линии, отличающие её от всех ранее изученных линий дрозофилы, мутагеность высокой температуры и отсутствие синергизма в действии двух факторов - температуры и облучения.

Сопоставление данных по мутагенезу и синтезу БТШ, полученных при анализе двух моделей (теплоустойчивая линия Т и линия l(l)ts403 с нарушенной системой БТШ), приводят к заключению о существовании связи мевду количеством БТШ и характером температурной модификации действия рентгеновых лучей. Это позволяет говорить о системе БТШ как об одном из компонентов в механизме мутационного процесса у дрозофилы.

Практическая ценность работы. Вопрос о синергизме в действии ионизирующего излучения и тепла в связи'с возможностью использования этого явления для увеличения эффективности радиотерапии опухолей приобрел большое значение. Данные, полученные в нашей работе, делают необходимы учитывать состояние системы БТШ для достижения максимально возможного эффекта. В связи с охраной окружающей среды от загрязнения при создании программ генетичского мониторинга необходимо иметь в виду, что частота мутирования зависит от количественного и качественного состава БТШ у организмов.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на семинарах лаборатории генетики животных кафедры генетики и селекции ЛГУ, на I рабочем совещании по проблемам радиационного мутагенеза (Пущино, 1938), на конференции "Эколого-генетические последствия воздействия на окружающую среду" ССыктывкар, 1963) и на III Всесоюзной конференции по генетике и цитологии мейоза (Новосибирск, 1990). •

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Объём работы. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, состоит из введения, трек глав и выводов; содержит 8 таблиц и В рисунков. Список литературы включает 2с35 названия, из них 78 на русском языке.

Глава I представлена обзором литературы по вопросам, касающимся механизмов мутационного процесса, характеристики ответа «летки на тепловой шок. Рассмотрены вопросы о функциях и значении БТШ и об их возможном участии в мутационном процессе.

Глава II. МАТЕРИАЛ И МИОДЫ. В работе использованы следующие линии дрозофилы: дикого типа Кангон-С (К-С); теплоустойчивая линия Г, особи которой способны жить и размножаться при 32°С, что вьше пороговой для ввда (30°0); линия 1(1^54СЗ с рецессивной температурочувстЕИтельной деталью полифазного действия. В результате действия этой мутации пр~исходят изменения в синтезе БТШ (Евгеньев и др., 1980). Развитие мух проходило при температуре 25°С СТ-25, К-С25,1(1Н8403 ) или 32°С (Т-32, К-С32).

Для оценки мутационного процесса использован метод учета не-расхокдения и потерь половых хромосом. Трёхдневных самок исследуемых линий скрещивали с самцами тестерной линии У/аВ . Яйца собирали в течение 3-х суток. Показателем частоты нерасхоэдения и потерь Х-хромосом считали частоту появления исключительных особей: самок ХХУ и самцов ХО. Частоту нерасхождения Х-хромосом расчитывали как отношение числа исключительных самок к сумме числа нормальных и исключительных самоя, выраженное в процентах. Частоту потерь половых хромосом расчитывали как отношение числа исклю-. чительных самцов к сумме числа нормальных самок и исключительных самцов.

Эксперименты по мутагенезу включают следующие варианты ^'контроль", "температура" 133°, 35° и 37°С в течение часа), "облучение", "температура+облучение". Облучение мух проводили на аппарате РУМ-17 в следующем режиме: доза 9,3 Гй, мощность дозы 3,65Гй/м, напряжение 200 кВ, сила тока 15 мА, фильтр 0,5мм Си и 1мм А1 , расстояние от анода 20 см.

В качестве фактора, модифицирующего эффект радиации, применяли температуру 33°,.35° и 37°С в течение I часа непосредственно перед облучением. Получено от 3 до 7 повторностей. После соот-ствущей математической обработки в таблицах представлены суммар- •

• б -

ние данные.

Исследование ЕГШ проводили в тканях яичников 3-х дневных вир-гинньк самок. Яичники извлекали кз интактных или предварительно прогретых самок и помещали в каплю физиологического раствора.для насекомых. В пробу, содержащую 5 яичников, добавляли '^S -метио-нин до конечной концентрации 160jiCi /мл. Мечение осуществляли в течение одного часа. Измерение радиоактивности проводили на жид-костНо-сцинтилляционном счетчике "Beckman-is 8100° в толуольном сцинтилляторе.

Измерение концентрации общего белка осуществляли по методу Бредфорда. Скорость синтеза общих белков устанавливали по показателю, который расчитывали как количество импульсов за I минуту на

I мкг (-^->

кмин х мкг ' '

Электрофорез проб проводили в полиакриламицном геле в вертикальных пластинах толщиной I мы в прерывистой буферной системе по методу Лэммли.

Для авторадиографии высушенных гелей использовали рентгеновскую пленку РМ-В. Денсигометрию рентгеновских пленок проводили на аппарате Ultrascan baser Densitooeter 2202 . Дня исследуемых ВТШ с молекулярными массами 83, 70, 28 и 22 кД находили соответствующие им полосы на дорожке пленки, на денситограмме определяли соответствующий данному белку пик и определяли площадь нужного пика в процентах от общей площади.

Индукцию синтеза ЕГШ исследовали при действии температур 35° и 37°С в течение одного часа. Для изучения кинетики синтеза БТ12 после теплового шока извлечение яичников и мечение изотопом проводили немедленно I вариант 35°С/0 и 37°С/0), через I час С 35°С/1 и 37°С/1) и спустя 3 часа (. 35°С/3 и 37°С/3) после прекращения действия гипертермии. В качестве контроля использовали мух, не подвергавшихся действию высокой температуры.

Для математической обработки данных о количестве ЕГШ использовали 2-х факторный дисперсионный анализ. Вычисления проведены по стандартной программе на ЭВМ. Средние значения по 3-м повтор-ностда сравнивали по методу множественногоt -критерия.

Глава III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУВДШИЕ. Результаты экспериментов по учёту частоты нерасхоедения и потерь Х-хро-мосом у самок линии Т при двух температурах развития представлены в табл. I. Ни одна из использованных температур не эффективна

Таблица I

Частота нерасхождения и потерь Х-хроыосом у самок разных линий при разных способах воздействия: I) линия Т-25

Способ воз-:Число нор-:Число ис-Частота :Число ис- : Частота действия мальных ключитель нерасхож исключитель потерь, %

_самок пых самок дения,% них самцов_

Без воздей-

ствия 3 201 0 0 + 0,02 2 0,06*0,04

Температура 33°С 5 401 2 0,04*0,03 II 0,20*0,06

Температура 37°С 2 869 4 0,14*0,07 5 0,17*0,08

Облучение 9,3 Гй 9 565 5 0,051:0,02 71 0,74*0,09

33°С + облучение б 816 16 0,23*0,06 74 1,07*0,12

37°С + облучение 4 901 10 0,20-0,06 61 1,23*0,16

2) линия Т-32

Без воздействия 2 546 I 0,04*0,04 5 0,20*0,09

Температура 33°С 2 958 I 0,03*0,03 6 0,20*0,03

Температура 37°С I 920 6 0,31*0,13 6 0,31*0,13

Облучение 9,ЗГй 2 275 Э 0,63*0,29 25 1,09*0,22

33°С + облучение I 035 5 0,43*0*21 20 1,90*0,42

37°С + облучение 4 345 23 0,53*0,II 113 2,53*0,24

в индукции нерасхождения Х-хромэссм у саюк линии Т. Роятгеновые луча увеличивают частоту нерасховдения половых хромосом у самок Т-32. Синергизм при последовательном действии температуры (33° и 37°С) и облучения зарегистрирован только дня cam к Т-25.

Неэффективно одночасовое действие температуры и в индукции потерь половых хромосом для сашк линии Т. Действие рентгеновых лучей выэьюаэт увеличение частоты потерь Х-хромосом у самок линии Т при обеих температурах развития. Действие тешературы 33°С повышает частоту радяоивдуцарованных цутаций только у ыух., развитие которых проходило при 25°С. Последовательное действие температуры 37°С и облучения приводит к эффекту синергизма по частоте потерь Х-хромэсом у особей линии Т независим) от температуры развития.

Получ.лные данные для линии Т подтверждают ухе известные в литературе. Установлено, что действие температур 33°и 37°С не различается по результатам мутационного процесса. В качестве контроля в экспериментах с линией Т берут линию дикого типа К-С. Б нашей работе особи этой линии не использовались для изучения цута-генеза, поскольку в лаборатории накоплен большой материал и мы сочли возшшшм его использовать. Показано сходство результатов нутационного процесса у саыок линий К -С и Т, лри развитии особей при температуре 25°С: невдтагенносгь высоких температур я снлер-гизм в действии 2-х факторов - температуры (33°,35°я 37°С) и облучения (Тихомирова, 1980).

Для особей линии l(l)ts403 одночаоовое действие тешературы 37°С оказалось эффективным в индукции нерасховдекия и потерь половых хромосом (табл.2). Облучение вызывает увеличение частоты только потерь Х-хрошсом. При последовательном действии тешературы и рентгеновых лучей сверхаддитивный эффект по частоте нерасхоадения и потерь половых хромосом не наблюдается ни для одной из использовании* температур.

Таким образом, при анализе результатов мутационного процесса у сашк разных ланий дрозофилы мэжно заключить, что при одинаковых воздействиях особи разных генотипов или одинакового генотипа, но с разной онтогенетической адаптацией, характеризуются разными результатами: I) экстремальные температуры не изменяют частоту учитываемых Чцутаций у сашк линии Т, но резко увеличивают ее у самой линии i(l)ts405 ; 2) эффект синергизма в действии 2-х факторов (температура 33°,35°С и облучение) наблюдается при

" 9 ~ Таблица 2

Частота мутаций у самок линии 1(1)га<>03 при разных способах воздействия:

1) нерасхоядение Х-хромосом

Способ воздействия : Число нормаль-: ных самок Число исклю-: чительных са мок Частота нерас-хожцения %

Без воздействия 3 168 4 0,13±0,06

Облучение 9,3 Гй 4 333 0 0 +0,02

Температура 33°С1; 33°С1'+ облучение. 5 540 5 343 0 2 0 +0,01 0,03±0,02

Температура 37°С1; 37°С"+ облучение I 425 307 15 2 1,04±0,27 0,65-0,46

Температура 37°С^ 37°С2'+ облучение 2 029 2 374 3 II 0,15*0,09 0,46^0,14

2) потери Х-хромосом

Способ воздействия : Число нормаль- : Число исклю-: Частота ных самок чительных потерь %

самцов Без воздействия 8 885 8 0,09*0,03

Облучение 9,3 Гй 7 693 • 69 . 0,96^0,12

Температура 33°Си 5 540 3 0,0510,03 33°С*'+ облучение 5 843 66 1,12-0,14

Температура 35°С 14 483 27 0,18±0,0б 35°С + облучение 2 750 35 1,2о±0,35

Температура 37°С1) 3 991 69 1,84±0,53' 37°С1'+ облучение 288 7 2,3710,89

Температура 37°Сг) 4 802 22 0,56*0,19 37°С2'+ облучение 4 691 95 1,96*0,20

Примечание: ^воздействие осуществлялось в водяном термостате;, суховоздушном.

учёте частоты потерь X-хромосом у самок Т-25, но не наблюдается у самок Т-32 и 1(1)Ъв405 . Температура 37°С и облучение вызывают эффект вше аддитивного у самок линии Т независимо от температуры развития, но не превышают аддитивный эффект у самок линии КЧНвадз .

Изучение БИИ было проведено впервые для мух линий Т и К-С,в тканях яичников - для самок линии 1(ЛНа«)3 . Данные о количестве .БТШ с разной молекулярной ыассой представлены в табл.3.

Для самок линии Т, развитие которых проходило при температуре 25°С, обе исследованные температуры эффективны в индукции БТШ. Для особей Т-32 температура 35°С слабоэффектиана в индукции синтеза БТШ по сравнению с действием температуры 37°С. Хотя и при действии температуры 35°С обнаруживаются БТШ, но в меньшем количестве по сравнению с вариантом, когда использовали температуру 37°С. Для самок линии К-С, прошедших развитие при 25°С, обе использованные температуры индуцируют синтез БТШ. Для самок К-С32, по сравнении с мухами К-С25, температура 35°С является менее эффективной в индукции БТШ. Действие температуры 37°С индуцирует синтез БТШ независимо от температуры развития. В этом отношении мухи линии К-С не отличаются принципиально от мух линии Т. Для самок линии L(1)ts4C} эффективной в индукции БТШ является только температура 35°С, при температуре 37°С во всех изученных временных интервалах синтезируются в небольшом количестве только малые БТШ, белки с молекулярной массой ¡33 и 70 нД обнаружить не удается.

При анализе денных по количественному содержанию БТШ применяли 2-х факторный дисперсионный анализ. Показано, что влияние первого фактора (генотип и его реализация) во всех случаях было статистически достоверным. Влияние другого фактора - температуры воздействия - оказалось также статистически достоверным С исключение составил ВТШ-2й). Статистически достоверным оказалось и взаимодействие факторов. Таким образом, можно заключить, что синтез БТШ у .дрозофилы контролируется генотипически, но кроме того он зависит от температуры развития.

Анализ качественного и количественного состава БТШ в тканях яичников самок разных линий дрозофилы показывает, что при одинаковых воздействиях особи разных генотипов или одного генотипа, Но с разной онтогенетической адаптацией к теплу, характеризуются разными результатами: 1) темпэрагура Зб°С эффективна в индукции

таблица 3

Относительное количество отдельных БТШ в тканях яичников дро зофилы разных линий после теплового воздействия ог общей площади по данным денеитометрии)

Температура* время после ТШ (час) БТШ Линии

СкД) Т-25 Т-32 К-С25 К-С32 1(1)18«)?

35°С/0 83 70 28 22 2,9 14,2 13 I 9,1 3,8 7 4 4 3 2,6 7,9 12,7 9,0 8,9 1,1 5 0 10 3 7,6 2,3 13 4 2 7 5*0

35°С/1 83 70 23 22 5,1 , 47 11 4 7,3 2,8 2 4 4,2 2,1 7,1 84 10,7 9,7 2,2 0 П,4 9,0 6,7 8,7 5 4 7,2

35°С/3 83 70 23 22 5,7 27 14 I 12,5 2,2 1,5 3.3 3.4 4.5 1,3 6,0 6.6 0 0 0 0 8,3 з!1 4,1 <3,1

37°С/0 83 70 23 22 0 43,9 6,6 4,2 51,6 9 9 3,9 0,4 23,3 в-1 0 47,1 4 6 2!5 0 0 3,9 4,2

37°С/1 83 70 28 22 0 25,3 11,3 3,8 6,3 32,1 ЮЛ 2,1 2,1 20,7 10,7 1,1 4,5 25 4 7 5 3,3 0 0 4,9 4,3

37°С/3 83 70 28 22 0 17.5 13 2 11.6 5,4 18,а 14,9 3,8 0,7 12 4 7,2 9,9 2.3 6 3 8.4 4,7 0 0 3,8 2,5

Примечание: привеценные средние величины имеют следующие ошибки; .для ВТШ - 83 - ± 2,13 ВТШ - 28 - ± 4,43 ВОТ - 70 - ± 4,63 БТШ - 22 - 1 2,14

- IZ -

Б1'Ш для самок всех изученных линий, если их развитие проходило при температуре ¿5°С 1Т-25, K-C25,i(1)tst0? ). Для'самок линий 'Г и К-С, развивающихся при температуре 32°С, данная температура является слабым инцуктором синтеза БШ (рисЛ); 2) температура 37°С индуцирует БШ в тканях яичников самок линий Т и К-С независимо от температуры развития мух. Для самок линии l(1)ts405 действие температуры 37°С неэффективно в индукции БТШ (сы.табл.3),

%

БТШ-33

БТШ-70

БТШ-26

БТШ-22

Рис. I.Количество БТШ в тканях яичников самок дрозофилы разных линий после действия температуры 35°С: 1)з5°С/02) 35°С/1; 3) 35°С/3. Обозначения: РТГП Г-25 У77П К-С25 РНта Т-32 К-С32 СП 1(1НВ«>5

Анализ синтеза общих белков при тех же условиях,.при которых определяли БШ, подтвердил известную в литературе закономерность, что температурное воздействие резко сокращает синтез почти всех белков и индуцирует лишь синтез БТШ. Эти же данные свнцетельствуют, что температура 35°С на является шоковой для

особей Т-32 и К-С32.

Дяя оценки роли БТШ в мутационном процессе ,дрозофила интерес представляет анализ их суммарного количества (.рис.«;). Зависимость суммарного количества БТШ от генотипа и онтогенетической адаптации к теплу прослеживается очень четко. При действии температуры 35°С сразу после воздействия материал распадается на две группы: низкий уровень БТШ (23,2 - 24,0) характерен для оса-бей линии Т-32, К-С32 и 1(1Нз«>з и высокий (Зв,5 - 39,2) - для особей Т-25 и К-С25. Через три часа количество БТШ уменьшается во всех случаях, кроме линий Т-25 и 1(1Нз4СЗ , где оно практи-

Темлературннй режим

Рис.2.Суммарное количество БТШ в тканях яичников дрозофилы после теплового воздействия. Обозначения: —©— самки Т-25 —®— самки Т-32 —А— самки К-С25 —й— самки К-С32 ---самки К^НаМЗ

Если сравнивать закономерности мутационного процесса, индуцированного рентгеновыми лучами и температурой 35°С, то получится тоадо гакпе же разделение материала на две группы. Эффект синергизма при учете потерь Х-хромосом наблюдался лишь в тех случаях, когда уровень синтеза БТШ сразу после воздействия высокий (Т-25, К-С25), и его не наблюдали, если этот уровень был низким (Т-32, ЮНзадз).

- 14 -

При 37°С суммарное количество ЕТШ вше, чем при действии температуры 35°С, в линиях, развивающихся при температуре 32°С. В ату же группу попадает и линия Т-25. Эффект температуры 35°С и 37°С на синтез ЕШ1 в линии К-С25 практически сохраняется на одном уровне. Значительное снижение уровня суммарного синтеза БГШ в яичниках семок дрозофилы при 37°С по сравнению с 35°С наблюдается в линии l(1)tstQ3 , что отличает её от остальных изученных линий. По эффекту на тепловой шок 37°С исследуемые линии , распадаются на две группы: линии, характеризующиеся относительно высоким суммарным'количеством ЕШ С Т-25, Т-32, К-С25, К-С32) и относительно низкий ( l(1)te40? ).

Если ETI действительно участвуют в мутационном процессе, то при изучении мутагенеза, индуцированного рентгеновыми лучами и температурой 37°С, следует ожидать эффект синергизма в линиях Т-25, Т-32 и Н-С25 (синтез БГШ высокий) и его отсутствие только в линии l(1)te4C5 . Это и было получено в экспериментах.

Каков же вероятный механизм участия БГШ в процессе становления мутаций? Действие высокой температуры приводит к разнообразным нарушениям в клетке. Основными мишенями повреждающего действия гипертермии являются мембранные структуры и белки, в том числе входящие в состав цитоскелета и хромосом. В восстановлении тепловых повреждений клетки могут принимать.участие БГШ, т.к. предполагают, что одной из функций БГШ является деградация аномальных белков и восстановление нормальных белковых взаимодействий. Отсутствие или недостаточное количество БГШ будет приводить к нарушениям в восстановлении поврежденных структур клетки, вызванных действием гипертермии. Вероятно, высокая частота нерасхождения и потерь X-xpoviocoM, обнаруженная при действии температуры 37°С на самок линии i(l)t«rtC3 » связана с повреждениями структур, важных для нормального расхождения хромосом, которые либо способны восстанавливаться с участием ЕГШ, либо не повреждаться в присутствии последних. Небольшого количества БТШ у мутанта

l(1)ts40j , очевидно, недостаточно для поддержания целосности таких структур. С другой стороны, увеличение числа анеуплоидньх

потомков возможно объясняется увеличением слипания хромосом вследствии недостатка БГШ.

Предполагают также, что связь БТШ с хроматином уменьшает доступ ферментов репарации к повреждениям хромосом, вызванных действием радиации С Еоп1пе , 1986). Потенциальные повреждения, образующиеся при облучении рентгеновыми лучами, в нормальных температурных условиях восстанавливаются системами репарации. Дополнительное действие высокой температуры вызывает синтез БТШ и миграцию в ядра, где они своим контактом с хромосомами мешают работе ферментов репарации и тем самым способствуют реализации потенциальных повреждений хромосом в мутации. Результатом этого явится сверхадцитивныЯ эффект в действии 2-х факторов.

В нашей работе получены данные, подтверждающие гипотезу об участии БТШ в процессе становления мутаций. Гак, температура 37°С эффективна в индукции синтеза БГШ у самок линий Т и К-С при обеих температурах развития и не является мутагенной в отношении нерасхождения и потерь Х-хромосом. У самок линии 1(1^840} данная температура не индуцирует БТШ и в тоже время является сильным мутагеном, гызывая появление с большой частотой анеуплоидных потомков. Присутствие БТШ защищает или они восстанавливают клеточные структуры, важные для нормального расхождения хромосом, а их отсутствие приводит к аномальному расхождения хромосом и та . слипанию при повышении температуры.

Температура 35°С индуцирует синтез БТШ у самок линии Т и К-С при развитии их в температуре 25°С, температура 37°С эффективна в индукции синтеза БТШ у самок этих линий независимо от температуры развития. В этих же вариантах, при дополнительном действии рентгеновых лучей, наблюдается синергизм в действии 2-х факторов - температуры и облучения. Вероятно, реализация радио-индуцированных потенциальных повреащений хромосом выше в присутствии БТШ иэ-эа препятствий в работе систем репарации. При отсутствии или незначительном количестве БТШ работа ферментов репарации не затруднена, происходит восстановление повреждений до норда. Следствием этого будет аддитивность в действии 2-х факторов. Это мы и наблюдаем при действии температуры 35°С и облучения на самок линий Т-32 и 1(1)63405 и температуры 37°С и рентгеновых лучей на самок 1(1)13403 .

выводы.

1. Показано, что действие температур 33° и 37°С (I час) не повышает частоту нерасхождения и потерь Х-хромосоы у самок линии Т-25. Рентгеновы лучи эффективны в индукции потерь половых хромосом. При последовательном действии этих факторов наблюдается эффект синергизма при обеих применяемых температурах. Это полностью согласуется с результатами, полученными при работе с другими линиями дикого типа.

2. У самок линии Т-32 температура 33° и 37°С не повышает частоту нерасховдения и потерь половых хромосом. Рентгеновы лучи эффективны в индукции потерь Х-хромосом. При последовательном действии 2-х факторов эффект синергизма наблюдается только в тон случае, когда действует температура 37°С, но не наблюдается при действии температуры 33°С.

3. При изучении спектра БТШ и их количественных характеристик при действии температур 35° и 37°С и в течение восстановления СЗ часа) после прекращения действия гипертермии, установлено, что у самок линии Т все характеристики зависят от температуры развития особей. Так, действие температуры 35°С индуцирует синтез БТШ у мух Т-25 и практически не эффективно для мух Т-32. Применение температуры 37°С индуцирует синтез БТШ в обоих случаях. Аналогичные результаты получены при изучении самок линии Кантон-С. Следовательно, синтез БТШ определяется онтогенетической адаптацией особей к температуре развития.

4. Для самок линии 1(1Нв4Сз , в отличие от всех других линий, температура 37°С мутагенна: увеличивает частоту нерасховдения и потерь Х-хромосом. Еффект действия температуры в течение

I часа превышает таковой при облучении рентгеновыми лучами в дозе 9,ЗГИ. При последовательном действии 2-х факторов зарегистрирован аддитивный эффект.

5. Исследование БТШ у самок линии 1(1)ьв403 показало, что температура Э5°С индуцирует синтез БТШ в небольших количествах, а действие температуры 37°С практически не вызывает синтез БТШ.

6. Сопоставление полученных данных при изучении мутагенеза и синтеза БТШ на использованных моделях (линия с нарушениями в системе БГВ и теплоустойчивая линия Т) позволяет считать гипотезу об участии БТШ в мутационном процессе у дрозофилы оправданной.

СШСОК'ПУБЛИКАВДЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИЙ

1. Барабанова Л.В., Мамон Л.А., Мазур ЕЛ., Чурки на И.В. Последствия температурного воздействия на самок дрозофилы с дефэк-тоц в системе белков теплового тога // Эяолого-генотические последствия воздействия на оируяавдую сроду: Таз.докл. Сыктывкар, 1989. С .5-6.

2. Мазур ЕЛ., Чу-ркяка И.В. Нутационный процесс в линии Droeophiia aeianogaster с нарушениями в системе белков теплового шока // ВестнJ07. Сер.З. 1989. Внп.4. JS24. С.86-€9.

3. Мамэн I.A., Мазур ЕЛ., Барайанова Л.В., Чуркина И.В. Роль температурного стресса в стадионном процессе // Изв. СО АН СССР. Сер.биол.науки. 1989. Вип.2. С.II.

4. Мамэн Л.А., Мазур ЕЛ., Чуркина И.В., Барабанова Л.В. Влияние высотой температуры на частоту нерасховденяя а потерь ПОЛОВНХ хрОМЭСОМ у caMOKDrosophil'a melanogastar лишш^^^я^ОЗ

с дефектом в системе белков теплового шока // Генетика. 1990. Т.26. «3. С.554-556.

5. Тихомирова М.М., Мазур ЕЛ., Барабанова Л .В., Машн Л.А. Температурная модификация мутационного процесса и белки теплового шока // Генетика. 1993. Т.29. »2. С.280-287.