Р.Дж.Бейкер

Чорнобиль та  генотокі:
Випадки мітохондріальної ДНК гетероплазмії.

Джефрі К. Вікліфф 1, Бренда І. Роджерс1, Рональд К. Чессер2,3та  Роберт Дж. Бейкер1

1Texas Tech University, Lubbock, TX, U.S.A.

2Savannah River Ecology Laboratory, Aiken, SC,

U.S.A.

3University of Georgia, Athens, GA, U.S.A.

:Б..Роджерс

Що таке гетероплазмія мітохондриальної ДНК  ?

Присутність дикого типу і мутаціонної  мітохондріальної ДНК  в клітині чи організмі (Wallace 1995)

Абстракт

Ми вивчили гетероплазмію в гені цитохрома b   дикої прибрежної польовки (Clethrionomys glareolus), що хронічно підлягала впливу радіації та її ембріонів, що були спіймані в високо радіоактивному районі в межах чорнобильскої зони відчуження. Гетероплазмія визначається як присутність дикого тип та мутаціонної  мітохондриальної ДНК  в клітині чи організмі. Порівнуючи з рівнем  гетероплазмії у відносно не радіоактивної самки та її шости ембріонах , тварини, що підлягли впливу радіації, мали більшу кількість  заміни основи ДНК, більш  високу частоту гетероплазмії, більшу кількість делецій основи ДНК. Не будучи статистично значущими, ці результати показують, що ті тварини, що хронічно  підлягали впливу навколишнього середовища в Чорнобилі, можуть відчувати збільшення мутаціонного тиску порівняно з іншими тваринами . Більш за те, наші данні показують, що гетероплазмія мітохондріальної ДНК  є потенційною дагностичною кінцевою точкой у визначенні генотоксичності, що виникає від хроничного підлягання впливу радіації в навколишньому середовищі. 

 

СЕРІЇ

Мал 2. Загальна кількість мутацій в кожній серії.

Гомоплазмічний стан 

Нормальна мітохондрія

 

Гетероплазмічний стан

Нормальна та мутаціонна мітохондрія

 

СЕРІЇ

Мал 3. Пропорциональне співвідношення гетероплазмії мітохондріальної ДНК   гена цитохрома b. Представляє частоту  мутационних молекул, що спостерігаються в кожній серій.

Діаграміа показує гетероплазмію

*Чорні кола зображають ядро

*Кольорові кола  зображают мітохондрію

Висновки

Попередні дослідження, що були проведені на людях, птахах та мишах  були двузначні в визначені молекулярно генетичної шкоди пов'язаної з радіацією в Чорнобилі (Dubrova et al. 1996, 1998; Ellegren et al. 1997; Baker et al. 1996a, 1996b). Ці дослідження концентрувались на   повторній послідовності ядерно ДНК та мітохондріальної ДНК. Baker (1999) були перші, використали  гетероплазмию мітохондріальної ДНК  в  дослідженнях  генотокс㳿 (Мал. 1). Дизайн їх дослідження надзвичайно схож з нашим , однак вони вивчали цей феномен в іншому виді польовок (Microtus arvalis), які відчули значно меньший вплив радіації. Вони знайшли більше мутацій ДНК (50%) в тваринах, що підлягли впливу радіації ніж в контрольних тваринах. Дослідження показує більше ДНК мутацій (18.8%; Мал. 2) та  більш високий рівень випадків гетероплазмії (8.7%) в експериментальних (що підлягли впливу радіації) тваринах (Мал. 3). Крім того, експериметальні тварини показали більше делецій основи ДНК (400%) ніж контрольні особі (Мал. 4). Не будучи статистично значущим,  збільшення молекулярно генетичних змін означає, що наслідки заселення чорнобильского онавколишнього середовища можуть включати в себе  сублетальний вплив на генетичний матеріал в невеликих ссавцях .

 

СЕРІЇ

Мал 4. Кількість делецій що спостерігаються в кожній серії. Делеції в експериментальних серіях включають 10 окремих делецій нукліотидів, одну подвійну делецію та  дві потрійі делец нукліотидів (кодон).

Дизайн эксперимента та методи

Дві самки прибрежной польовки, спіймані на волі, та ембріони

Експериментальні

 серії

1) 73,083Бекерель/грам внутрімускульного Cs

2) 53.1мііліГрей в день

3) 6 ембріонів

Контрольні

серії

1) 427Беккерель/грамм внутрімускульного Cs

2) 0.3міліГрей в день

3) 6 ембріонів

 

Подяка

Natural Science Research Laboratory, Texas Tech University, U.S.A.

U. S. Department of Energy, U.S.A.

МіжнароднаРадіоекологична Лабораторія, Україна

Міністерство Надзвичайнх Ситуацій, Україна

Texas GAP Analysis Program, Wildlife and Fisheries Coop Unit, U.S.A.

 

Мал 1. Малюнок показує процес, що був використаний  для оцінки гетероплазмії. Кольорові крапки зображають різні послідовності мітохондріальної ДНК.

    

  

 

[home]  [English]  [Russian] [Ukrainian]