Анотація до роботи:

Голуб Н.Я. Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaster. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.15 – генетика. Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Київ, 2006 .

Дисертацію присвячено вивченню закономірностей і механізмів спонтанного та індукованого опроміненням і деякими хімічними чинниками мутагенезу, а також дослідженню тривалості життя у індукованих мутантів Drosophila melanogaster. Показано, що природні популяції дрозофіли з зони ЧАЕС характеризуються високою частотою спонтанного мутування, у них спостерігається адаптивна реакція на додаткові дози опромінення. Виявлено значний вплив на мутабільність генів Х-хромосоми генетичних елементів аутосом. Досліджено вплив різних доз РО, а також сумісну дію РО та хімічних сполук – НЕС, кофеїну та -токоферолу на частоту появи домінантних летальних мутацій (ДЛМ) та мутування генів Х-хромосоми впродовж ряду поколінь (F₁ – F₅) у лабораторної лінії y²w^a4. Відмічено збільшення (в 1,7 – 4,9 рази) показника ДЛМ при поодиноких впливах і різке зростання (в 10, 3 – 11,1 рази), особливо ранньої загибелі, при спільних діях. Зафіксовано високу частоту видимих мутантів по локусах Х-хромосоми як в F₁, так і в F₂ у стабільної лінії y²w^a4. Показана можливість знешкодження пролонгованого негативного ефекту дії радіації при дії -токоферолу. Відмічена висока локусоспецифічність мутаційних подій – мутації, як правило, відбувалися в нестабільних локусах Х-хромосоми white та cut, які можуть служити генетичними маркерами дії малих доз радіації. В результаті проведених експериментів отримано колекцію індукованих мутантів, які характеризувалися, головним чином, алельними переходами по генах white та cut. У них спостерігалося швидке відмирання особин і зменшені параметри як середньої, так і максимальної тривалості життя. Аналіз природи мутацій в локусах white та cut, проведений методом блот-гібридизації за Саузерном, дав підстави вважати, що причиною зниженої тривалості життя у цих мутантів є інсерційно-ексцизійні процеси.

У нейродегенеративних мутантів, отриманих з високою частотою (4,0х10^-2) при індукції НЕС знижена життєздатність і скорочені показники тривалості життя корелювали з часом появи змін в структурах головного мозку.

1. На основі аналізу частоти появи мутантів у природних популяцій D.melanogaster з зони ЧАЕС показано, що популяції є нестабільними і характеризуються високими показниками спонтанного мутування (2,49 - 7,92х10^-3). Додаткове опромінення дозою 774 мКл/кг не приводило до достовірного зростання числа мутаційних подій у локусах Х-хромосоми. Після заміни у самців аутосом рівень як спонтанної, так і індукованої рентгенівським опроміненням частоти мутантів знизився на порядок.

2. Досліджено дію РО в сумарних дозах 258 мКл/кг та 774 мКл/кг на мутабільність локусів Х-хромосоми у лінії y²w^a4. Показано, що вплив радіації в дозі 258 мКл/кг приводив до підвищеної частоти мутантів лише в F₁, в той час як при опроміненні дозою 774 мКл/кг спостерігався високий рівень мутування як в першому, так і в другому поколіннях.

3. Проаналізовано спільну дію РО з хімічними реагентами - НЕС, кофеїном та -токоферолом на частоту появи мутантів по Х-хромосомі впродовж 4-5 поколінь у лінії y²w^a4. Виявлено локусоспецифічність мутаційних подій; найчастіше алельні переходи спостерігалися в нестабільних локусах white та cut. Встановлено, що:

при комплексному впливі РО та НЕС найвища частота появи мутантів (1,4х10^-3) була в другому поколінні;

кофеїн підтримував пролонгований ефект дії радіації зі збереженням високого рівня мутування до п’ятого покоління;

при спільній дії РО та -токоферолу висока частота мутантів (3,3х10^-3 ) виявлена лише в F₁; в F₂ – F₅ цей показник був зниженим на порядок.

4. Відмічено зростання частоти ДЛМ у лінії y²w^a4 (головним чином, за рахунок РЕЗ) при впливі РО (у 3,4 рази порівняно з контролем), НЕС (в 4,9 рази), кофеїну (в 1,7 рази); особливо різке збільшення відбувалося при комплексних діях РО та хімічних чинників (у 10,4 – 11 разів).

5. На основі аналізу кривих виживання мутантних ліній, отриманих в серіях дослідів по впливу РО, показано, що у переважної більшості ліній були зниженими параметри як середньої (на 7 – 40 %), так і максимальної (на 1 - 35 %) тривалості життя.

6. В результаті індукції НЕС на базі лінії дикого типу Oregon отримано колекцію нейродегенеративних мутантів, які характеризувалися швидким відмиранням особин і зниженою життєздатністю. Виявлено кореляцію між часом появи змін у структурах головного мозку і показниками середньої тривалості життя.

7. Методом блот-гібридизації за Саузерном досліджена природа мутацій в локусах white та cut, індукованих РО та комплексним впливом РО і НЕС. Показано, що:

• причиною алельного переходу w^a4 w було вирізання МГЕ BEL, copia та неідентифікованої вставки з одночасним вбудовуванням фрагмента ДНК розміром 6,2 тнп; поява мутації w^* зумовлена неточним вирізанням неідентифікованої вставки розміром 11,5 тнп;

• cut-мутанти виникли в результаті делеції ділянки ДНК розміром 1,9 тнп в групі комплементації cut wing.

Публікації автора:

1. Кімак (Голуб) Н.Я., Черник Я.І. Індукція домінантних летальних мутацій у Drosophila melanogaster внаслідок дії рентгенівського опромінення в комплексі з деякими хімічними реагентами // Вісник Львів. ун-ту. Сер. біол. – 2000. - Вип. 25. - С. 61-66. (Дисертант особисто брала участь у підготовці культури і аналізі частоти появи домінантних летальних мутацій у лабораторної лінії y²w^a4 при різних впливах).

2. Кімак (Голуб) Н.Я. Пошук вікових дегенеративних змін у структурах головного мозку мутантів дрозофіли, індукованих рентгенівським опроміненням // Вісник Львів. ун-ту. Сер. біол. – 2000. - Вип. 26. - С. 54-59. (Дисертант виготовила і проаналізувала гістологічні препарати зрізів головного мозку радіоіндукованих мутантів, написала та оформила статтю).

3. Белоконь О.М., Бобак Я.П., Бондар Л.С., Кімак (Голуб) Н.Я., Максимів Д.В., Черник Я.І., Щербата Г.Р. Вікові зміни експресії генів у Drosophila melanogaster // Глава в монографії: Генетика і селекція в Україні на межі тисячоліть: В 4 т. / Київ: Логос, 2001. – Т.1. - С. 232 – 237. (Дисертант брала участь у побудові кривих виживання досліджуваних ліній, опрацюванні літературних даних, написанні огляду).

4. Кімак (Голуб) Н.Я., Бобак Я.П., Щербата Г.Р., Черник Я.І. Вплив рентгенівського опромінення на геномну мінливість Drosophila melanogaster // Глава в монографії: Генетика і селекція в Україні на межі тисячоліть: В 4 т. / Київ: Логос, 2001. – Т.1. - С. 242 – 249. (Дисертант брала участь у проведенні аналізу частоти появи мутантів, отриманих при поодинокому впливі опромінення і його спільній дії з деякими хімічними реагентами у природної популяції і лабораторної лінії y²w^a4)).

5. Бобак Я.П., Кімак (Голуб) Н.Я., Максимів Д.В., Черник Я.І., Щербата Г.Р. Аналіз морфологічних змін мозку, індукованих етилметансульфонатом, у Drosophila melanogaster // Цитология и генетика. – 2001. – Т. 35, №6. – С. 34-37. (Дисертант під впливом етилметансульфонату отримала культури з ізогенізованою 2-ю хромосомою, виготовила і проаналізувала гістологічні препарати зрізів головного мозку одержаних культур).

6. Кімак-Голуб Н., Смик М., Черник Я. Роль антиоксидантів у індукованому рентгенівським опроміненням мутагенезі Drosophila melanogaster // Вісник Львів. ун-ту. Сер. біол. – 2002. - Вип. 27. - С. 114-120. (Дисертант провела аналіз частоти появи домінантних летальних мутацій і брала участь у пошукувидимих мутантів по Х-хромосомі у лінії y²w^a4 при впливі антиоксидантів).

7. Голуб Н., Козаревська І, Черник Я. Індукція нітрозоетилсечовиною домінантних летальних мутацій та Х-зчеплених видимих мутацій у Drosophila melanogaster // Вісник Львів. ун-ту. Сер. біол. – 2002. - Вип. 29. - С. 52-61. (Дисертант брала участь у аналізі частоти появи домінантних летальних мутацій і видимих мутантів по Х-хромосомі у лінії y²w^a4 при впливі нітрозоетилсечовини, особисто проаналізувала гістологічні препарати зрізів головного мозку культур, отриманих при дії нітрозоетилсечовини).

8. Бобак Я.П., Шоханов С.О., Кімак (Голуб) Н.Я., Черник Я.І. Індукована рентгенівським опроміненням генетична нестабільність по локусах Х-хромосоми у лабораторних ліній Drosophila melanogaster // Актуальні проблеми медицини, біології, ветеринарії і сільського господарства: Книга наук. ст.: Книга 2. – Львів: Віче, 1996. – С. 78 – 84. (Дисертант брала участь у проведенні схрещувань за методом брудів, проводила комплементаційний аналіз і блот-гібридизацію за Саузерном).

9. Кімак (Голуб) Н.Я., Черник Я.І. Виживання та середня тривалість життя у індукованих рентгенівським опроміненням мутантних ліній Drosophila melanogaster // Актуальні проблеми медицини, біології, ветеринарії і сільського господарства: Книга наук. ст.: Книга 4. – Львів: Віче, 1998. – С. 198 – 202. (Дисертант розводила і синхронізувала культури, будувала криві виживання).

10. Бобак Я.П., Кимак (Голуб) Н.Я., Черник Я.И. Индуцированная рентгеновским излучением мутабильность генов Х-хромосомы Drosophila melanogaster // III съезда по радиац. исследов. “Радиобиология. Радиоэкология. Радиационная безопасность”– Москва, 14-17 октября 1997. - Тезисы докладов. - Т.2. - С.7-8.

11. Черник Я.И., Кимак (Голуб) Н.Я., Бобак Я.П., Щербата Г.Р. Нестабильние локусы Drosophila melanogaster – генетические маркеры в изучении влияния низких доз радиации // Междунар. конф. “Проблемы радиационной генетики на рубеже веков”. – Москва, 20-24 ноября 2000. – Тезисы докладов. – С. 213.

12. Кимак (Голуб) Н.Я., Щербата Г.Р., Максымив Д.В., Черник Я.И. Оценка мутагенных эффектов рентгеновского излучения и его комбинированного воздействия с некоторыми химическими агентами у Drosophila melanogaster // Междунар. конф. “Биорад-2001: биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды”. – Сыктывкар, 20-24 марта 2001. – Тезисы докладов. – С. 14-15.

13. Holub N.Ya., Chernyk Ya.I. Vitality and life span of Drosophila melanogaster strains received under the X-rays influence and complex action of irradiation and some chemical reagents // 45^th Annual Drosophila Research Cohference. –23-28 March 2004, Washington, DC, USA. – Abstract book. – P. 359.

14. Голуб Н.Я. Нестабільні локуси Drosophila melanogaster як генетичні маркери дії малих доз радіації // Перший установчий з’їзд Українського товариства клітинної біології. – Львів, 24-28 квітня 2004. – Тези доповідей. – С. 52

15. Holub N.Ya., Chernyk Ya.I. Neurodegenerations and mutations in Drosophila melanogaster instable loci as the reasons of accelerative aging in induced mutants // 46^th Annual Drosophila Research Conference. –30 March-03 April 2005, San Diego, USA. – Abstract book. – P. 314.

16. Голуб Н.Я., Черник Я.І. Тривалість життя у індукованих рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами мутантів Drosophila melanogaster // IV конгрес геронтологів і геріатрів України. - Київ, 11-13 жовтня 2005. – Тези доповідей. – С.17.