Экспериментальный анализ механизма старения животных с помощью ионизирующей радиации и модификации ДНК 5-бром-2'-дезоксиуридином

• Автор: Потапенко, Андрей Игоревич
• Шифр специальности: 03.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 c. : ил

Оглавление

Условные сокращения

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Основные характеристики старения животных

1.1.1. Определение старения.

1.2. Особенности феноменологии старения

1.2.1. Всеобщность среди эукариот.

1.2.2. Динамика смертности организмов.

1.2.3. О потенциальном бессмертии зародышевых клеток

1.2.4. Видоспецифичность средней продолжительности жизни

1.2.5. Корреляция ПЖ с эффективностью работы
систем репарации ДНК
1.2.6. О влиянии искусственного отбора на ПЖ
1.2.7. Влияние генотипа на ПЖ.
1.2.8. Анализ вариации индивидуальной ПЖ в популяциях и СПЖ популяции от поколения к поколению
1.2.9. Надежность механизма старения
1.2 Возникновение и эволюция процесса старения
1.3. Проблема молекулярного и клеточного инициального субстрата старения
1.3.1. ДНК и старение.
1.3.2. Нервные клетки и старение
1.4. Некоторые гипотезы о механизмах старения.
1.5. Радиация и старение
1.6. Биологическое действие 5бром2дезоксиуридина
1.6.1. Действие БУДР на дрозофилу.
1.6.2. Радиосенсибилизирующее действие БУДР .
1.7. Общие вопросы теории старения
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Содержание дрозофил контрольных, на БУДР, облученных
2.2. Анализ кривых выживания .
2.3. Исследование поведения дрозофил
2.4. Содержание и облучение мышей.
2.5. Выделение и исследование ДНК.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1. Исследования на дрозофиле
3.1.1. Кривые выживания интактных насекомых.
3.1.2. Кривые выживания дрозофил линий НА и ВА
3.1.3. Действие облучения на ПЖ О.теаподавег
3.1.4. Влияние БУДР на развитие и ПЖ дрозофилы
3.1.5. Совместное действие БУДР и облучения на ПЖ дрозофилы
3.1.6. Влияние БУДР на поведение дрозофил.
3.1.7. Действие облучения на фотоактивность дрозофил
3.2. Исследования на мышах
3.2.1 Действие облучения на ДНК соматических клеток.
3.2.2. Проблема биологического возраста в исследовании старения.
4. ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Молекулярный субстрат старения животных
ядерная ДНК.
4.2. Потенциальная фаза старения
4.3. Повреждения ДНК.
4.4. Клеточный субстрат старения нейроны.
4.5. Возможная роль транспозонов в процессе старения
4.6. Генетическая детерминированность ПЖ у молодых насекомых
4.7. Теория этапности старения и проблема вымирания видов
5. ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Изучить влияние 5БУ как агента, подавляющего функции тканеспецифических генов, на фотоактивность взрослых насекомых в зависимости от концентрации его в среде выращивания личинок. Исследовать влияние ионизирующей радиации на фотоактивность дрозофил. Изучить связь между фотоактивностью насекомых и продолжительностью предстоящей жизни в норме, при действии облучения и БУДР. Изучить влияние облучения головного мозга мышей на продолжительность жизни. Определить количество дефектов ДИК, чувствительных к нуклеазе Б1, в клетках печени и мозга у нормальных мышей разного возраста, а также у животных после облучения головы. Для трактовки полученных данных пересмотреть концепцию биологического возраста. Изучить кинетику смертности у дрозофил линий НА и ВА , отличающихся количеством и характером расположения по геному некоторых мобильных генетических элементов. Научная новизна и практическая значимосхыработы. На О. ЕС и РИУЖ. В пределах доз до 0 Гр кинетика смертности насекомых при ЕС и РИУЖ не отличается. Следовательно, в этих случаях РИУЖ служит адекватной моделью ЕС. Установлено, что плато на кривых выживания является фундаментальным признаком онтогенеза дрозофилы. Впервые с помощью классического метода радиобиологии сенсибилизации 5бромурацилом доказано, что инициальным субстратом старения у дрозофилы является ДНК нервных клеток. На основании полученных результатов предложена концепция этапности старения, согласно которой, как ЕС, так и РИУЖ имеют две фазы потенциальную, минимальное время которой соответствует продолжительности плато на кривых выживания, и фазу реализации. Последнее впервые показано на примере резкого ослабления фотоактивности О. ДНК на 5БУ и действии больших доз ионизирующей радиации. Установлено, что фотоактивность служит одним из показателей, определяющих продолжительность предстоящей жизни. На мышах показано, что при ЕС и РИУЖ, вызванным облучением головного мозга, наблюдается спустя значительный промежуток времени увеличение числа участков ДНК, чувствительных к нуклеазе Б1, причем эти участки в отличие от первичных повреждений имеют тенденцию располагаться в последовательностях, обогащенных АТпарами. Впервые изучена ПЖ на линиях НА и ВА 0. Л.З. Кайдановым, различающихся по количеству и локализации ряда мобильных генетических элементов. У насекомых линии НА, для которой характерна низкая половая активность самцов и множество других патологических сдвигов, наблюдающихся при хромосомных болезнях человека, резко снижена СПЖ. Разработана новая концепция биологического возраста животных, согласно которой для его определения могут служить слабо скоррелированные с календарным возрастом КВ, или вовсе не скоррелированные с последним параметры организма. Основные положения. Критерий соответствия исследуемых процессов ЕС форма кривых выживания динамика смертности. Определение условий, при которых РИУЖ может быть адекватной моделью ЕС на дрозофиле в соответствие с предложенным критерием. Доказательство инициальной роли именно ДНК нервных клеток дрозофилы в развитии РИУЖ и ЕС. Формулирование концепции этапности ЕС и РИУЖ выделение потенциальной и терминальной фаз старения. Терминальной фазе старения предшествует резкое снижение фотоактивности одного из проявлений функций тканеспецифических генов нервных клеток. В начале терминальной фазы ЕС и РИУЖ в постмитотических клетках мышей появляются и накапливаются дефекты вторичной структуры ДНК, причем, в отличие от расположенных случайным образом первичных радиационно индуцированных дефектов, старческие изменения ДНК локализованы в АТбогатых районах. Разработана новая концепция биологического возраста животных, согласно которой для его определения могут служить слабо скоррелированные с КВ, или вовсе не скоррелированные с последним параметры организма. Проведенное радиобиологическое исследование старения у дрозофилы и мышей открывает новое направление в постановке и разработке конкретных задач для молекулярно биологических исследований общих механизмов старения животных.