Спосіб захисту геному еукаріотів в умовах хімічно індукованого мутагенезу

Реферат: UA 119062 U UA 119062 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі генетики, а саме проблеми індукованого мутагенезу і відкриває новий напрямок досліджень спрямованих на пошук нових чинників (не лише хімічної, а й фізичної природи), здатних захистити генетичні структури еукаріотів від негативного впливу різноманітних ксенобіотиків. Найближчим аналогом до корисної моделі є спосіб "фармакологічного захисту геному". Спосіб полягає у використанні для захисту генетичних структур речовин, які мають антимутагенні властивості [1-3]. У теперішній час виявлено, що деякі речовини спроможні запобігати взаємодії генотоксичних метаболітів з молекулами-мішенями (ДНК) і таким чином впливати на процеси становлення мутацій [4]. Для здійснення способу еукаріотам, крім мутагену, вводять антимутаген. При застосуванні антимутагенів спостерігається достовірне зниження мутагенного ефекту, тобто, відбувається фармакологічний захист геному [1, 2, 5]. Основним механізмом зниження мутагенного ефекту ксенобіотиків є антиоксидантна дія [1-2]. Недоліком найближчого аналога є те, що: 1) антимутагени проявляють свою антимутагентну активність лише в певних дозах; 2) водночас, деякі антимутагени, навіть у низьких дозах, здатні змінювати свою антиоксидантну активність на прооксидантну, а деякі - індукувати комутагенний ефект і, таким чином, підвищувати негативний мутагенний ефект. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити спосіб захисту геному еукаріотів, у якому за рахунок створення нової сукупності ознак були б значно підвищені: надійність захисту геному, а також економічність і експресність способу. Поставлена задача вирішується тим, що в умовах хімічно індукованого мутагенезу для захисту геному еукаріотів використовують дію червоного лазерного випромінювання з довжиною хвилі 655 нм низької потужності. Заявлений спосіб здійснюють шляхом принципово нового підходу, який полягає у захисті геному еукаріотів від мутагенної дії ксенобіотиків за допомогою не хімічних, а фізичних чинників. Для вирішення поставленої задачі у способі захисту геному еукаріотів шляхом використання речовин, які мають антимутагентні властивості, згідно з корисною моделлю, захист геному в умовах хімічно індукованого мутагенезу відбувається новим способом, не за рахунок використання ненадійних хімічних антимутагенів, а за рахунок опромінювання еукаріотів червоним лазерним випромінюванням з довжиною хвилі 655 нм низької потужності. Практично, відбувається не "фармакологічний захист геному", а "фотозахист геному". Такий підхід відкидає необхідність: 1. Застосування ненадійних хімічних агентів, здатних змінювати свою антиоксидантну активність на прооксидантну та комутагентну і, таким чином, робить новий спосіб більш надійним у досягненні позитивного ефекту. 2. Використання лазерного випромінювання робить спосіб більш економічним, бо не потребує постійного дорогого поповнення хімічних антимутагенів. Тобто, відбувається підвищення економічності способу. Таким чином, нові сукупності суттєвих ознак способу, що заявляється, дозволяють підвищити надійність, економічність, зручність і експресність способу. Новий спосіб захисту геному сприяє вирішенню проблеми профілактики індукованого мутагенезу, а саме запобіганню негативного впливу мутагенів/канцерогенів різної природи на структури спадковості людини. Приклад Для дослідження є визначення спроможності лазерного випромінювання (655 нм) низької потужності знижувати мутагенний ефект, індукований лікарськими препаратами у статевих клітинах еукаріотів. Дослідження проводили на Drosophila melanogaster лінії дикого типу Canton-S. Як індуктор мутагенезу використовували лікарський препарат циклофосфамід. Модифікатором мутагенного процесу слугувало лазерне випромінювання з довжиною хвилі 655 нм низької потужності. Культуру дрозофіли розміщували на поживному середовищі, яке містило мутагенний препарат циклофосфамід (концентрація 0,02 мг/мл). Впливу випромінювання підлягали личинки, що вийшли з відкладених яєць. Тобто, личинки підлягали дії двох факторів: з одного боку, дії хімічного мутагену (циклофосфаміду), який містився у поживному середовищі, з іншого боку, дії фізичного чинника - модифікатора червоного лазерного випромінювання з довжиною хвилі 655 нм низької потужності. Аналізували самців, вирощених у зазначених вище умовах, яких схрещували з інтактними віргінними самками цієї ж лінії. Захисну дію лазерного випромінювання оцінювали в першому поколінні потомків (Fi) за частотою індукованих домінантних летальних мутацій [6]. 1 UA 119062 U 5 10 15 Експериментальні дослідження проводили у декількох варіантах дослідів. Статистичну 2 обробку результатів виконували з використанням критерію χ [7]. Одержані результати наведено в таблиці. У цій серії експериментів частота домінантних летальних мутацій у контролі становила 6,1±0,69 %(табл.). Рівень адаптивних ознак за показниками плодючості дорівнював: за кількістю лялечок - 60,1±4,5; за кількістю імаго - 56,4±3,0. У першому варіанті дослідів вплив лазерного випромінювання не призводив до достовірного підвищення частоти домінантних летальних мутацій порівняно з контролем. Частота 2 домінантних летальних мутацій становила 5,7±0,68 %. (χ =0,11; р > 0,05)(табл.). У другому варіанті дослідів окремий вплив циклофосфаміду індукував статистично значуще підвищення частоти домінантних летальних мутацій порівняно з контролем (у 2,1 разу), яка 2 становила 13,2±1,5 % (χ =16,4; р 0,05)(табл.). Таблиця Вплив червоного лазерного випромінювання з довжиною хвилі 655 нм на частоту домінантних летальних мутацій, індукованих циклофосфамідом у статевих клітинах Drosophila melanogaster Довжина хвилі, нм / Проаналіз. культур концентрація, %, дрозофіли Контроль 10 Лазерне випромінювання 655 нм 10 Циклофосфамід 0,02 % 10 Лазерне випромінювання + циклофосфамід 655 нм + 0,02 % 10 Значення Р Частота ДЛМ*, % М±m χ 6,1±0,69 5,7±0,68 0,11 >0,05 13,2±1,5 % 16,4 0,05 2 Примітка. * ДЛМ - домінантні летальні мутації 20 25 30 35 40 Не визначено достовірної різниці в ході порівняння даних, одержаних унаслідок окремого впливу лазерного випромінювання і сумісного впливу двох факторів (лазерне випромінювання + 2 циклофосфамід) (χ =0,7 6; р > 0,01). Порівняльний статистичний аналіз частоти домінантних летальних мутацій, одержаних в умовах окремого впливу циклофосфаміду та сумісного впливу двох факторів (лазерне випромінювання + циклофосфамід) виявив достовірну різницю. Частота домінантних летальних мутацій в умовах сумісного впливу двох факторів була статистично значуще нижчою (в 2,0 2 рази), ніж в умовах окремого впливу циклофосфаміду (χ =22,3; р < 0,01). Отже, проведені експериментальні дослідження дали змогу зробити такі висновки: лазерне випромінювання з довжиною хвилі 655 нм низької потужності спроможне проявляти модифікуючи властивості, а саме захищати геном еукаріотів від негативного впливу хімічних мутагенів. Показником захисної дії лазерного випромінювання є достовірне зниження частоти домінантних летальних мутацій, індукованих циклофосфамідом у статевих клітинах Drosophila melanogaster при сумісному впливі (лазерне випромінювання + циклофосфамід). Таким чином, заявлено новий спосіб захисту геному еукаріотів в умовах хімічного мутагенезу шляхом застосування лазерного випромінювання з довжиною хвилі 655 нм, низької потужності - "фотозахист геному". Спосіб відзначається підвищеною надійністю, економічністю та експресністю. Джерело інформації: 1. Середенин С.Б. Фармакологическая защита генома / С. Б. Середенин, A. Д. Дурнев - М: Медицина, 1992. - 159 с. 2. Дурнев АД. Мутагены - скрининг и фармакологическая профилактика воздействия / А. Д. Дурнев, С. Б. Середенин - М.: Медицина, 1998. - 327 с. 2 UA 119062 U 5 10 3. Бочков Н. П. Система поиска и изучения соединений с антимутагенными свойствами: методические рекомендации / Н. П. Бочков, А. Д. Дурнев, В. С. Журков [и др.] // Химикофармацевтический журнал. - 1992. - № 9, 10. - С. 42-46. 4. Дурнев А. Д., Модификация мутагенного процесса в клетках человека / А. Д. Дурнев // Вестник РАМН. - 2001. - № 10. - С. 70-76. 5. Худолей В. В. Модификаторы мутагенеза и антимутагенеза / B. В. Худолей // Вестник РАМН. - 1993. - № 1. - С. 24-32. 6. Тихомирова М.М. Генетический анализ / М.М.Тихомирова - Л.: Из-во ЛГУ, 1990. - С. 270271. 9. 7. Лакин Г.Ф. Биометрия / Лакин Г.Ф. - М.: Наука, 1990. - С. 128-131. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Спосіб захисту геному еукаріотів шляхом їх обробки антимутагеном, який відрізняється тим, що як антимутаген в умовах хімічно індукованого мутагенезу використовують дію червоного лазерного випромінювання з довжиною хвилі 655 нм низької потужності. Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3