Влияние условий освещения на продолжительность жизни Drosophila melanogaster

• Автор: Шосталь, Ольга Андреевна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 133 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Механизмы регуляции продолжительности жизни и старения

1.2. Влияние света на продолжительность жизни животных

1.2.1. Влияние света на циркадные ритмы животных

1.2.2. Влияние света на плодовитость животных

1.2.3. Влияние света на интенсивность метаболизма

1.2.3.1. Мелатонин и его роль в процессах старения

1.2.4. Нейроэндокринная гипотеза влияния света на продолжительность жизни животных

1.2.4.1. Транскрипционные факторы FOXO
1.2.4.2. Сиртуины
1.2.4.3. Белки теплового шока
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Линии Drosophila melanogaster, использованные в работе
2.2. Условия содержания Drosophila melanogaster и получение экспериментального материала
2.3. Условия экспериментального воздействия
2.4. Условия обработки мелатонином
2.5. Оценка продолжительности жизни и плодовитости
2.6 Статистическая оценка продолжительности жизни
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Сравнение влияния различных условий освещения на показатели приспособленности у особей линий дрозофилы дикого типа и линий с мутациями генов стресс-ответа
3.1.1. Влияние различных условий освещения (12 ч, 24 ч и 0 ч) на показатели приспособленности у особей линии дрозофилы дикого типа Canton-S..
3.1.2. Влияние различных условий освещения на показатели приспособленности у особей линии Sod'l/+ с нарушением в детоксификации свободных радикалов
3.1.3 Влияние различных условий освещения на показатели приспособленности у особей линий с нарушением репарации ДНК
3.1.3.1. Линия mus210GI/+
3.1.3.2. Линии mns209B,/+
3.1.4. Влияние различных условий освещения на продолжительность жизни особей линии дикого типа w,n

3.1.5. Влияние различных условий освещения на продолжительность жизни особей линии дрозофилы Зи-2!7/+ гетерозиготной по мутации гена с13Р2..
3.1.6. Влияние различных условий освещения на продолжительность жизни особей линии дрозофилы БЬ-22А~7'ц гомозиготной по мутации гена АЗЬ'2
3.1.7. Влияние различных условий освещения на продолжительность жизни особей линии дрозофилы дикого типа СшРоп-З
3.1.8. Влияние различных условий освещения на продолжительность жизни особей линий дрозофилы с делениями генов семейства Нэр
3.1.8.1. Линия О[(Ш)Шр70А, ЦГ(ЗЯ)Нзр70В
3.1.8.2. Линия 0/(ЗК)На'р70А
3.2. Сравнение влияния антиоксиданта мелатонина на продолжительность жизни особей линий дрозофилы при разных условиях освещения
3.2.1. Влияние мелатонина на продолжительность жизни особей линии дикого типа СаМоп-З при разных условиях освещения
3.2.2. Влияние мелатонина на продолжительность жизни особей линии Зое!'1/+ при разных условиях освещения
3.2.3. Влияние мелатонина на продолжительность жизни особей линии тш210а,/+ при разных условиях освещения
3.3. Сравнение влияния различных условий освещения на продолжительность жизни особей линии дикого типа СаЫоп-З и особей гетеро- и гомозиготных по мутации гена транскрипционного фактора РОХО
3.3.1. Линия СаЫоп-
3.3.2. Линия РОХО
3.3.3. Линия РОХО
3.3.4. РОХО21 ^ОХО
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. Влияние различных условий освещения на показатели приспособленности у особей линий дрозофилы дикого типа и линий с мутациями генов стресс-ответа
4.2. Модифицирующее действие антиоксиданта мелатонина на продолжительность жизни линий дрозофилы при разных условиях освещения
4.3. Влияние различных условий освещения на продолжительность жизни гетеро-и гомозиготных по гипоморфным аллелям 21 и 25 гена РОХО особей дрозофилы
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Под действием света в организме животного осуществляются важные фотобиологические процессы. Суточные и годовые колебания интенсивности света являются внешними факторами, регулирующими сон, двигательную активность, покой, рост, размножение, линьку. В ходе эволюции выработались приспособления для полезного использования световой энергии. Поэтому изменения спектрального состава света или светового режима могут вызвать патологические реакции и повлиять на скорость старения. Было обнаружено, что увеличение длины светового дня или интенсивности света приводит к значительному снижению продолжительности жизни у экспериментальных животных (Москалев и др., 2006; Massie et al., 1993; Majercak, 2002; Sheeba et al., 2000; Anisimov et al., 2004; Vinogradova et al., 2009), однако механизмы этого влияния изучены слабо. Предполагается, что изменение длительности светового дня влияет на общий уровень метаболизма и выработку свободных радикалов, что существенно модифицирует репродуктивную и иммунную функции организма, развитие возрастной патологии, в конечном счете, сказываясь на продолжительности жизни (Анисимов, 2003). В то же время, генетические механизмы (роль отдельных генов) при влиянии света на продолжительность жизни прежде не были изучены.
В настоящее время интерес к изучению механизмов влияния света на продолжительность жизни усилился в связи с возникшей проблемой светового загрязнения искусственными источниками освещения, свойственной большим городам. У людей искусственный свет в ночное время влияет на регуляторные процессы, отвечающие за сон, вызывает желудочно-кишечные и сердечнососудистые заболевания, нарушения обмена веществ и репродуктивной системы, увеличивает риск развития онкологических заболеваний (Anisimov et al., 2006; Vinogradova et al., 2009). Исследование механизмов влияния света на продолжительность жизни является актуальным для жителей северных широт, где наряду с другими неблагоприятными факторами (перепады температуры, давления, нерегулярно меняющаяся геомагнитная активность) имеют место длительные

Большинство БТШ имеют в клетках родственные белки, которые синтезируются при нормальной температуре постоянно или на определенных стадиях развития организма. Например, у дрожжей семейство Нэр70 кодируется девятью генами, из которых шесть усиливают экспрессию при тепловом шоке, два снижают, а один не реагирует на тепловой шок. У дрозофилы один из Ньр70 индуцируется тепловым шоком, а семь других экспрессируются при нормальной температуре. Необходимо заметить, что индукция синтеза отдельных представителей БТШ может различаться по температуре нагрева и его продолжительности. В результате можно различить ранние и поздние БТШ (Кулаева, 1997).
Многие белки семейства Нврь (например, белки Нзр70, Шр90) присутствуют в высоких концентрациях в нестрессовых клетках, составляя 1-1,5% общего клеточного белка, что указывает на постоянную потребность клетки в поддержании конформационного гомеостаза ее белков. Эти белки находятся в цитозоле, митохондриях, эндоплазматическом ретикулуме и ядре. Другие же напротив, экспрессируются только при стрессе (Агуа й а1., 2007; Бой, Сзеппе1у,
2007).
Белки семейства Нярз функционируют конститутивно как молекулярные шапероны, взаимодействуют с большим разнообразием клеточных белков и выполняют различные функции: 1) облегчают свертывание незрелых
полипептидных цепей; 2) облегчают перемещения белков через разные клеточные компартменты; 3) модулируют белковую активность за счет стабилизации и/или созревания до функционально компетентной конформации; 4) поддерживают образования/расщепления мультибелковых комплексов; 5) исправляют неправильно свернутые белки; 6) защищают белки от агрегации; 7) направляют полностью поврежденные белки к расщеплению; 8) организуют агрегаты из разрушенных белков, способствуют их дальнейшей деградации; 9) ингибируют апоптоз на разных его стадиях (Агуа й а1., 2007; Бой, Сзегте1у, 2007; Ьаппеаи й а!., 2007; О10£агй й а1., 2008; СаШепуоой й а!., 2009). Благодаря такому разнообразию выполняемых функций, БТШ активно участвуют в ответе на различные стрессовые воздействия и контроле продолжительности жизни. Так сверхэкспрессия НБр90 и НБр70 приводит к увеличению продолжительности жизни, в то время как их