Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу
Мета. Дослідити чутливість нейродегенеративних мутантів D. melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу (ОС). Методи. Визначення показників тривалості життя, виживання, вмісту продуктів ПОЛ та кількості дофамінергічних нейронів у гангліях досліджуваних ліній комах за умов ОС. Резу...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Вiopolymers and Cell |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/156498 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу / І.І. Могиляк, Н.П. Матійців, Н.І. Груник, Я.І. Черник // Вiopolymers and Cell. — 2011. — Т. 27, № 6. — С. 453-458. — Бібліогр.: 27 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-156498 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Могиляк, І.І. Матійців, Н.П. Груник, Н.І. Черник, Я.І. 2019-06-18T14:53:46Z 2019-06-18T14:53:46Z 2011 Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу / І.І. Могиляк, Н.П. Матійців, Н.І. Груник, Я.І. Черник // Вiopolymers and Cell. — 2011. — Т. 27, № 6. — С. 453-458. — Бібліогр.: 27 назв. — укр. 0233-7657 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/156498 575.24:577.7:591.481.1 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.000117 Мета. Дослідити чутливість нейродегенеративних мутантів D. melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу (ОС). Методи. Визначення показників тривалості життя, виживання, вмісту продуктів ПОЛ та кількості дофамінергічних нейронів у гангліях досліджуваних ліній комах за умов ОС. Результати. Виявлено збільшену чутливість до ОС, зниження параметрів середньої та максимальної тривалості життя, інтенсифікацію процесів ПОЛ та дегенерацію дофамінергічних нейронів. Висновки. Нейродегенерація пов’язана з процесами вільнорадикального окиснення, супроводжується накопиченням продуктів ПОЛ та підвищенням чутливості до умов ОС. Ключові слова: дрозофіла, нейродегенерація, дофамін, оксидативний стрес. Aim. To investigate sensitivity of the D. melanogaster neurodegenerative mutants from Swiss cheese group to oxidative stress (OS). Methods. Measuring the life-span, OS resistance, level of lipid peroxidation products, and the number of dophaminergic neurons. Results. We have found decreased life-span, increased sensitivity to OS, increased formation of LPP and degeneration of dophaminergic neuronsin brain tissue. Conclusions. Neurodegeneration is associated with the free radical oxidation and is accompanied by accumulation of LPP and increased sensitivity to OS. Keywords: drosophila, neurodegeneration, oxidative stress. Цель. Исследовать устойчивость нейродегенеративных мутантов D. melanogaster группы Swiss cheese к условиям оксидативного стресса (ОС). Методы. Определение показателей продолжительности жизни, устойчивости к ОС, содержания продуктов ПОЛ и количества дофаминэргичных нейронов. Результаты. Выявлено снижение показателей средней и максимальной продолжительности жизни, увеличенную чувствительность к ОС, интенсификацию процессов ПОЛ и дегенерацию дофаминэргичных нейронов. Выводы. Нейродегенерация связана с процессами свободнорадикального окисления, сопровождается накоплением продуктов ПОЛ и повышением чувствительности к условиям ОС. Ключевые слова: дрозофила, нейродегенерация, оксидативный стресс. uk Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Вiopolymers and Cell Structure and Function of Biopolymers Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу Sensitivity of neurodegenerative mutants of Drosophila melanogaster from Swiss cheese group to the oxidative stress conditions Чувствительность нейродегенеративных мутантов Drosophila melanogaster группы Swiss cheese к условиям оксидативного стресса Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу |
| spellingShingle |
Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу Могиляк, І.І. Матійців, Н.П. Груник, Н.І. Черник, Я.І. Structure and Function of Biopolymers |
| title_short |
Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу |
| title_full |
Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу |
| title_fullStr |
Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу |
| title_full_unstemmed |
Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу |
| title_sort |
чутливість нейродегенеративних мутантів drosophila melanogaster групи swiss cheese до умов оксидативного стресу |
| author |
Могиляк, І.І. Матійців, Н.П. Груник, Н.І. Черник, Я.І. |
| author_facet |
Могиляк, І.І. Матійців, Н.П. Груник, Н.І. Черник, Я.І. |
| topic |
Structure and Function of Biopolymers |
| topic_facet |
Structure and Function of Biopolymers |
| publishDate |
2011 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Вiopolymers and Cell |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Sensitivity of neurodegenerative mutants of Drosophila melanogaster from Swiss cheese group to the oxidative stress conditions Чувствительность нейродегенеративных мутантов Drosophila melanogaster группы Swiss cheese к условиям оксидативного стресса |
| description |
Мета. Дослідити чутливість нейродегенеративних мутантів D. melanogaster групи Swiss cheese до
умов оксидативного стресу (ОС). Методи. Визначення показників тривалості життя, виживання,
вмісту продуктів ПОЛ та кількості дофамінергічних нейронів у гангліях досліджуваних ліній комах за
умов ОС. Результати. Виявлено збільшену чутливість до ОС, зниження параметрів середньої та максимальної тривалості життя, інтенсифікацію процесів ПОЛ та дегенерацію дофамінергічних нейронів. Висновки. Нейродегенерація пов’язана з процесами вільнорадикального окиснення, супроводжується накопиченням продуктів ПОЛ та підвищенням чутливості до умов ОС.
Ключові слова: дрозофіла, нейродегенерація, дофамін, оксидативний стрес.
Aim. To investigate sensitivity of the D. melanogaster neurodegenerative mutants from Swiss cheese group to oxidative stress (OS). Methods. Measuring the life-span, OS resistance, level of lipid peroxidation products, and the number of dophaminergic neurons. Results. We
have found decreased life-span, increased sensitivity to OS, increased
formation of LPP and degeneration of dophaminergic neuronsin brain
tissue. Conclusions. Neurodegeneration is associated with the free radical oxidation and is accompanied by accumulation of LPP and increased sensitivity to OS.
Keywords: drosophila, neurodegeneration, oxidative stress.
Цель. Исследовать устойчивость нейродегенеративных мутантов D. melanogaster группы Swiss cheese к условиям оксидативного стресса (ОС). Методы. Определение показателей продолжительности жизни, устойчивости к ОС, содержания продуктов
ПОЛ и количества дофаминэргичных нейронов. Результаты. Выявлено снижение показателей средней и максимальной продолжительности жизни, увеличенную чувствительность к ОС, интенсификацию процессов ПОЛ и дегенерацию дофаминэргичных
нейронов. Выводы. Нейродегенерация связана с процессами свободнорадикального окисления, сопровождается накоплением продуктов ПОЛ и повышением чувствительности к условиям ОС.
Ключевые слова: дрозофила, нейродегенерация, оксидативный стресс.
|
| issn |
0233-7657 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/156498 |
| citation_txt |
Чутливість нейродегенеративних мутантів Drosophila melanogaster групи Swiss cheese до умов оксидативного стресу / І.І. Могиляк, Н.П. Матійців, Н.І. Груник, Я.І. Черник // Вiopolymers and Cell. — 2011. — Т. 27, № 6. — С. 453-458. — Бібліогр.: 27 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT mogilâkíí čutlivístʹneirodegenerativnihmutantívdrosophilamelanogastergrupiswisscheesedoumovoksidativnogostresu AT matíicívnp čutlivístʹneirodegenerativnihmutantívdrosophilamelanogastergrupiswisscheesedoumovoksidativnogostresu AT grunikní čutlivístʹneirodegenerativnihmutantívdrosophilamelanogastergrupiswisscheesedoumovoksidativnogostresu AT černikâí čutlivístʹneirodegenerativnihmutantívdrosophilamelanogastergrupiswisscheesedoumovoksidativnogostresu AT mogilâkíí sensitivityofneurodegenerativemutantsofdrosophilamelanogasterfromswisscheesegrouptotheoxidativestressconditions AT matíicívnp sensitivityofneurodegenerativemutantsofdrosophilamelanogasterfromswisscheesegrouptotheoxidativestressconditions AT grunikní sensitivityofneurodegenerativemutantsofdrosophilamelanogasterfromswisscheesegrouptotheoxidativestressconditions AT černikâí sensitivityofneurodegenerativemutantsofdrosophilamelanogasterfromswisscheesegrouptotheoxidativestressconditions AT mogilâkíí čuvstvitelʹnostʹneirodegenerativnyhmutantovdrosophilamelanogastergruppyswisscheesekusloviâmoksidativnogostressa AT matíicívnp čuvstvitelʹnostʹneirodegenerativnyhmutantovdrosophilamelanogastergruppyswisscheesekusloviâmoksidativnogostressa AT grunikní čuvstvitelʹnostʹneirodegenerativnyhmutantovdrosophilamelanogastergruppyswisscheesekusloviâmoksidativnogostressa AT černikâí čuvstvitelʹnostʹneirodegenerativnyhmutantovdrosophilamelanogastergruppyswisscheesekusloviâmoksidativnogostressa |
| first_indexed |
2025-11-26T01:39:42Z |
| last_indexed |
2025-11-26T01:39:42Z |
| _version_ |
1850603547279753216 |
| fulltext |
Чут ливість не й ро де ге не ра тив них му тантів
Drosophila melanogaster гру пи Swiss cheese до умов
окси да тив но го стре су
І. І. Мо ги ляк, Н. П. Матійців, Н. І. Гру ник, Я. І. Чер ник
Львівський національ ний універ си тет імені Івана Фран ка
Вул. Гру ше всько го, 4, Львів, Украї на, 79005
irynamohyliak@yahoo.com
Мета. Дослідити чут ливість не й ро де ге не ра тив них му тантів D. melanogaster гру пи Swiss cheese до
умов окси да тив но го стре су (ОС). Ме то ди. Виз на чен ня по каз ників три ва лості жит тя, ви жи ван ня,
вмісту про дуктів ПОЛ та кількості до фамінергічних не й ронів у гангліях досліджу ва них ліній ко мах за
умов ОС. Ре зуль та ти. Ви яв ле но збільше ну чут ливість до ОС, зни жен ня па ра метрів се ред ньої та мак -
си маль ної три ва лості жит тя, інтен сифікацію про цесів ПОЛ та де ге не рацію до фамінергічних не й -
ронів. Вис нов ки. Ней ро де ге не рація по в’я за на з про це са ми вільно ра ди каль но го окис нен ня, суп ро вод-
жується на ко пи чен ням про дуктів ПОЛ та підви щен ням чут ли вості до умов ОС.
Клю чові сло ва: дро зофіла, не й ро де ге не рація, до фамін, окси да тив ний стрес.
Вступ. Досліджен ня останніх років по ка зу ють, що
окси да тив ний стрес (ОС) час то суп ро вод жує про -
це си не й ро де ге не ра тив них роз ладів у лю ди ни і тва -
рин [1]. Він про яв ляється у стійко му зсуві ба лан су
про- і ан ти ок си дан тних про цесів та зу мов лює різні
ци то ток сичні по ру шен ня. Фак то ри, що спри чи ня -
ють роз ви ток ОС, різно манітні, але всі вони в кін-
це во му підсум ку вик ли ка ють окси да тив ну мо дифі-
кацію мак ро мо ле кул. У хре бет них це перш за все
над ли шок О2, гему, Fe2+ і Cu+, іонізу ю че та ультра-
фіоле то ве вип роміню ван ня. ОС при зво дить до по -
шкод жен ня на й важ ливіших біополімерів клітини:
нук леї но вих кис лот, білків і ліпідів. Ви сокі кон цен -
трації ак тив них форм кис ню (АФК) і ліпідних гід-
ро пе рок сидів по шкод жу ють ДНК, поділ клітин і мо-
жуть ак ти ву ва ти апоп тоз [2].
Пе рок сид не окис нен ня ліпідів (ПОЛ) є на слід-
ком ОС і в пер шу чер гу по ру шує мем бра ни. Крім то-
го, про дук ти ПОЛ (4-гідроксіал ке ни, ма ло но вий
ди аль дегід (МДА)) є му та ген ни ми і ци то ток сич ни-
ми [3, 4]. За умов ОС у біологічних сис те мах утво -
рю ють ся дієнові кон ’ю га ти (ДК), мо ле ку ли з дво ма
спря же ни ми подвійни ми зв’яз ка ми, фор му ван ня
яких вка зує на на явність вільно ра ди каль ної стадії
ме ханізму окис нен ня ліпідів [3]. Внаслідок пе ре ва -
жа ю чо го окис нен ня не на си че них жир них кис лот з
віком відбу вається їхня заміна на на си чені; зміню-
ють ся функціональні влас ти вості, про никність і ста-
більність мем бра ни аж до по вно го її руй ну ван ня [5].
Як пра ви ло, окси дан ти ви роб ля ють ся са мою
кліти ною у про цесі клітин но го кис не во го ди хан ня.
Отже, у ви со ко ак тив них кліти нах (не рвові, м’я зові)
окси дантів більше, ніж в інших. Крім то го, не рво ва
тка ни на є мішен ню для гіпер про дукції вільних ра -
ди калів че рез ви со кий вміст жир них кис лот, значні
внутрішньоклітинні кон цен трації пе рехідних ме та-
лів, низ ькі рівні ан ти ок си дантів і зни же ну здатність
до ре ге не рації. Останніми ро ка ми ОС для лю ди ни
роз гля да ють як важ ли вий чин ник па то ге не зу хво-
роб Альцгеймера і Паркінсо на (де ге не рація DA ней-
ронів), аміот рофічно го ла те раль но го скле ро зу, епі-
лепсії та розсіяно го скле ро зу [1].
453
ISSN 0233–7657. Biopolymers and Cell. 2011. Vol. 27. N 6. P. 453–458
Institute of Molecular Biology and Genetics, NAS of Ukraine, 2011
За хист від дії АФК здійснюється фер мен та ми
(су пер оксид дис му та за (СОД), ка та ла за, пе рок си да -
за), а та кож низ ь ко мо ле ку ляр ни ми ак цеп то ра ми
кис не вих ра ди калів (ас корбіно ва кис ло та, α-то ко -
фе рол, β-ка ро тин і хе ла то ри). Во ни містять ко фак-
тори, такі як фе рум, куп рум, цинк і ман ган, для мак-
си маль ної ка талітич ної ак тив ності та ефек тив них
ме ханізмів ан ти ок си дан тно го за хис ту [6].
При дослідженні мо ле ку ляр них і клітин них ме -
ханізмів не й ро де ге не ра тив них по шкод жень у жи -
вих істот мо де лю ван ня на дро зофілі має низ ку пе -
ре ваг. Мо зок дро зофіли організо ва ний в скуп чен ня
з відок рем ле ни ми спеціалізо ва ни ми функціями [8].
Ге ном дро зофіли сек ве но ва но і функцію ба гать ох
генів вста нов ле но. По ка за но ви со кий ступінь функ-
ціональ ної кон сер ва тив ності генів дро зофіли. При-
близ но 75 % генів лю ди ни, при чет них до ви ник нен -
ня спад ко вих за хво рю вань, ма ють у дро зофіли що -
най мен ше од но го го мо ло га [7]. Ко рот кий жит-
тєвий цикл цієї ко ма хи, ве ли ка кількість по то мства,
доб ре відо ма ана томічна бу до ва не рво вих гангліїв і
ши ро ке роз маїт тя му тантів є зруч ни ми ха рак те ри-
стика ми дро зофіли як мо дель но го ге не тич но го об’-
єкта для вив чен ня ОС.
Ма теріали і ме то ди. Лінії дро зофіли. Ма теріа-
лом досліджен ня слу гу ва ли ко ма хи лінії не й ро де -
ге не ра тив них му тантів D. melanogaster, от ри мані
індукцією етил ме тан суль фо на том [9]. Му тан ти ха -
рак те ри зу ють ся швид ким роз вит ком де ге не ра тив -
них змін у струк турі це реб раль них гангліїв та ско -
ро чен ням по каз ників три ва лості жит тя ко мах. Му -
тації кар то ва но у ділянці 7D1 Х-хро мо со ми і відне-
се но до однієї гру пи ком пле мен тації з ге ном Swiss
cheese (sws), що ко дує орто лог ес те ра зи ссавців
(Neuropathy target esterase) [10]. Кон тро лем бу ла лі-
нія ди ко го ти пу Oregon. Як не га тив ний кон троль
ви ко риста но лінію sniffer, от ри ма ну ме то дом Р-ін-
серційно го му та ге не зу (над а на проф. Ш. Шнойлі)
[11]. Лінію sws1 пе ре да но нам д-ром Д. Крет чмар,
swsolfE – одер жа но від Bloomingthon Stock Center.
Куль ту ри утри му ва ли на стан дар тно му се ре до вищі
за тем пе ра ту ри 25 °С [12].
Побудо ва кри вих ви жи ван ня. Для по бу до ви кри-
вих ви жи ван ня самців три ден но го віку роз саджу ва -
ли по 20 осо бин (за га лом 200 осо бин кож ної лінії) в
пробірки на стан дар тне по жив не се ре до ви ще. Про-
бірки зміню ва ли кож них два дні та ра ху ва ли жи вих
мух. За от ри ма ни ми да ни ми бу ду ва ли криві ви жи-
ван ня, виз на ча ли по каз ни ки се редньої (СТЖ) та мак-
си маль ної три ва лості жит тя (МТЖ): S75 і S50 – тер-
мін у днях, за яко го за ли ша ли ся жи ви ми 75 і 50 %
мух відповідно; Smax – мак си маль на три валість жит тя.
Біохімічні досліджен ня. Го мо ге нат (10 %-й роз-
чин) го ту ва ли в 0,1 M трис-HCl-го мо ге нат но му бу-
фері, рН 8,6. Го мо генізацію про во ди ли за тем пе ра -
ту ри 0– 4 °С, цен три фу гу ва ли про тя гом 10 хв при
4000 об/хв [13]. Кон цен трацію білка вста нов лю ва ли
за стандар тною ме то ди кою [14].
Вміст ТБК (тіоб арбіту ро ва кис ло та)-по зи тив них
про дуктів (ТБК-ПП) виз на ча ли за стан дар тною ме -
то ди кою [15]; ко ефіцієнт ек стинкції – спек тро фо то -
мет рич но за дов жи ни хвилі 532 нм про ти бу та но лу.
Виз на чен ня вмісту дієно вих кон ’ю гатів про во -
ди ли за стан дар тною ме то ди кою [15]; ко ефіцієнта
ек стинкції – спек тро фо то мет рич но за дов жи ни хви-
лі 233 нм про ти геп та ну.
Тест на стійкість до умов ОС здійсню ва ли за
[14]. С т і й к і с т ь д о п р о о к с и д а н т і в. 200 три -
ден них самців поміща ли в пробірки з ага роз ним се -
ре до ви щем (по 20 осо бин), на фільтр на но си ли по
200 мкл 5 %-го Н2О2 (або по 200 мкл 10 і 20 мМ роз -
чинів ме тилвіоло ге ну) в 10 %-й са ха розі. Че рез кож-
ні дві до би мух пе ре си па ли у свіжі пробірки. Після
96 год виз на ча ли відсо ток ви жи ван ня осо бин. Та кож
за трав ле них вось ми ден них мух ви ко рис то ву ва ли
для виз на чен ня вмісту про дуктів ПОЛ.
Іму но логічна де текція не й ро наль ної тка ни ни
D. melanogaster. Мо зок пре па ру ва ли ме то дом «who-
le-mount» і про во ди ли іму ногістохімічне фар бу ван-
ня за стан дар тною ме то ди кою [17]. Пер вин ни ми ан-
титіла ми для до фаміне ргічних не й ронів слу гу ва ли
anti-TH antiserum antimouse при роз ве денні 1:500.
Детекцію здійсню ва ли флу о рес цен тно міче ни ми ан -
титіла ми Су2 Alexa 488 «goat antimouse», 1:200.
Пре па ра ти аналізу ва ли на ла зер но му кон фо -
каль но му мікрос копі Carl Zeiss Axiovert 100M із за -
сто су ван ням ком п’ю тер ної про гра ми («Carl Zeiss
LSM Image», Німеч чи на).
Активність су пер оксид дис му та зи виз на ча ли за
ме то ди кою, адап то ва ною до го мо ге натів дро зофіли
в серіях роз ве день та кон цен трацій [18]. Інгібу ван -
ня СОД ре акції пе ре тво рен ня нітро тет ра золію си-
ньо го на фор ма зан відсте жу ва ли спек тро фо то мет -
рич но за дов жи ни хвилі світла 560 нм.
Ре зуль та ти і об го во рен ня. Для з’я су ван ня чут -
ли вості не й ро де ге не ра тив них му тантів до умов ОС
454
МОГИЛЯК І. І. ТА іН.
у досліджен нях ви ко рис та но спо лу ки, здатні інду -
ку ва ти ОС, а са ме – пе рок сид вод ню та ме тилвіоло -
ген. Ме тилвіоло ген – 1,1-ди ме тил-4,4-біпіри дин ди-
хло рид – гербіцид, що спри чи няє вис на жен ня
НАДФН і за галь не надмірне про ду ку ван ня АФК.
Ме ханізм ток сич ності ме тилвіоло ге ну вклю чає ут-
во рен ня пе рок сид но го аніона та гідрок силь но го ра -
ди ка ла, а та кож ви со кий рівень окис нен ня НАДФН
у кліти нах.
На да ний час існує низ ка не й ро де ге не ра тив них
му тантів Drosophila, які ха рак те ри зу ють ся надмір-
ною чут ливістю до умов ОС. Му тан ти лінії sniffer
ма ють вко ро че ну три валість жит тя та підда ють ся
не й ро де ге не рації за умов гіпе роксії [13]. Білок Snif-
fer є НАДФ(H)-за леж ною кар бонілре дук та зою, що
на лежить до ро ди ни фер ментів ко рот ко лан цю го -
вих дегідро ге наз/ре дук таз, відповідаль них за пе ре-
тво рен ня ве ли кої кількості біологічних та ксе нобіо-
тич них кар бонільних спо лук [19].
Ви жи ван ня за умов ОС у му тан тних ліній D. me-
lanogaster зни жується за дії всіх за сто со ва них про -
окси дантів (рис. 1). Ви жи ван ня осо бин лінії ди ко го
ти пу Oregon з ви ко рис тан ням 5 %-го Н2О2 та 10 мМ
ме тилвіоло ге ну ста но вить 98 та 96 % відпо відно, а
за дії 20 мМ роз чи ну ме тилвіоло ге ну – 89 %, тоб то
зі збільшен ням кон цен трації про окси дан та зрос тає
чут ливість до ОС. Та ку ж за ко номірність спос те-
ріга ли при аналізі ви жи ван ня не й роде ге не ра тив -
них ліній D. melanogaster. У му тантів sws1 та swsolfE
ви яв ле но ви со ку чут ливість до ОС, ство ре но го всі-
ма діючи ми ре чо ви на ми порівня но з осо би на ми
цих ліній при утри манні їх на се ре до вищі з роз чи -
ном са ха ро зи. Лінія sniffer ха рак те ри зується над -
чут ливістю до ви со ких кон цен трацій ме тилвіоло -
ге ну, що по яс нюється ме ханізмом впли ву да ної ре -
чо ви ни (рис. 1).
Оскільки вста нов ле но не га тив ну дію про окси -
дантів на ви жи ван ня му тантів, бу ло виріше но пе -
ревіри ти, як окси да тивні умо ви впли ва ють на по
каз ни ки три ва лості жит тя досліджу ва них ліній ко -
мах. Порівняль ний аналіз кри вих ви жи ван ня лі- нії
ди ко го ти пу та не й ро де ге не ра тив них му тантів за
умов ОС по ка зав зни жен ня три ва лості жит тя мух.
За дії 5 %-го роз чи ну пе рок си ду вод ню у лінії
Oregon по каз ник S75 змен шується на 29 %, S50 – на
53 %, а Smax – на 59 %; за дії 10 мМ роз чи ну ме -
тилвіоло ге ну на кри вих ви жи ван ня му тан тних лі-
ній ко мах не виз на че но пла то, ак тив не відми ран ня
осо бин по чи нається вже з 4-го дня іма го, що свід-
чить про відсутність періоду ак тив ної життєздат -
ності (рис. 2).
Се ред про дуктів пе рок сид но го окис нен ня ліпі-
дів, який має важ ли ве зна чен ня для кількісно го ви-
зна чен ня ста ну про цесів ПОЛ, є МДА – проміжний
про дукт окис нен ня ліпідів, що утво рюється внаслі-
док вільно ра ди каль ної ата ки і под аль шо го окис нен-
ня гідро пе рок сидів. Він утво рює коль о ро вий комп-
лекс з ТБК, що реєструється спек тро фо то мет рич но.
Са ме за кількістю утво ре но го МДА виз на ча ють
швидкість пе рок сид но го окис нен ня в тка ни нах.
Дослідже но та кож інтен сивність про ход жен ня
ре- акцій ПОЛ у двох віко вих ка те горій мух, щоб
з’ясу ва- ти, чи зрос тає вміст про дуктів окис нен ня у
не й ро де гене ра тив них му тантів з віком. Се ред особин
три ден- но го віку на й ви щий вміст ТБК-ПП відміче -
но для лі- нії swsolfE. Для неї цей по каз ник був у 2,4
разу ви щим порівня но з кон тро лем, а для ліній 76-15
і sniffer та ке збільшен ня ста но ви ло 1,5 разу. Для мо -
ло дих осо бин всіх ліній ха рак тер ним ви я ви ло ся та -
кож підви щен ня вмісту ДК у порівнянні з кон тро -
лем. Най ви щий рі- вень утво рен ня ДК се ред му -
тантів три ден но го віку при та ман ний лінії sniffer, для
якої цей по каз ник був у 3,5 разу ви щим, ніж у лінії
ди ко го ти пу (рис. 3). Ви яв ле но, що у всіх ліній – і
кон троль ної, і му тан тних вміст ТБК-ПП та ДК у
455
ЧУТ ЛИВіСТЬ МУ ТАНТіВ D. MELANOGASTER ДО УМОВ ОКСИ ДА ТИВ НО ГО СТРЕ СУ
70
75
80
85
90
95
100
Oregon sniffer sws olfE sws1 76-15 72-7
1 2 3
4 Рис. 1. Ви жи ван ня не й ро де ге не -
ра тив них му тантів D. melanogas-
ter за умов окси да тив но го стре су
(ек спо зиція про тя гом 96 год): 1 –
10 %-й роз чин са ха ро зи; 2 –
10 мМ роз чин ме тилвіоло ге ну;
3 – 5 %-й пе рок сид вод ню; 4 –
20 мМ роз чин ме тилвіоло ге ну
21-ден но му віці був знач но ви щим, ніж у мо ло дих
осо бин.
Відо мо, що в про цесі старіння організму зни -
жується ак тивність од но го з го лов них фер ментів
ан ти ок си дан тно го за хис ту – СОД [20]. Порівняв ши
її ак тивність у дослідних ліній двох віко вих ка те -
горій, ми та кож знай шли да ну за ко номірність, про -
те лінії не й ро де ге не ра тив них му тантів ха рак те ри -
зу ва ли ся ви щою, ніж у кон тролі, ак тивністю фер -
мен ту у мо ло дих мух. У 21-ден них осо бин ак тив-
ність СОД різко зни жу ва ла ся, але бу ла до сить ви со-
кою порівня но з кон тро лем, хо ча це не ря ту ва ло мух
від надмірно го утво рен ня ДК і ТБК-ПП (рис. 4).
На далі вив ча ли інтен сивність про ход жен ня ре -
акцій ПОЛ за умов ОС. Ви яв ле но, що за дії про ок-
си дантів вміст ТБК-ПП зрос тає у всіх досліджу ва -
них ліній; особ ли во різке підви щен ня рівня ТБК-
ПП спос теріга ли за дії 5 %-го роз чи ну пе рок си ду
вод ню та 20 мМ роз чи ну ме тилвіоло ге ну. При ви -
ко рис танні остан ньо го вміст ТБК-ПП зрос тав у
всіх досліджу ва них ліній порівня но з осо би на ми на
кон троль но му се ре до вищі. Для лінії 72-7 це збіль-
шен ня ста но ви ло 6 %, для ліній Oregon та swsolfE –
22 %, для лінії 76-15 – 29 % (рис. 5).
Ви со кий вміст ДК спос теріга ли у не й ро де ге не -
ра тив них му тантів та лінії Oregon при утри манні їх
на се ре до вищі з роз чи на ми ме тилвіоло ге ну. Так, у
осо бин лінії Oregon за дії 10 та 20 мМ ме тилвіоло ге -
ну цей по каз ник зрос тав на 6 і 20 %, у лінії 72-7 – на
7 і 9 %, а у 76-15 – на 9 і 20 % відповідно. Най ви щий
456
МОГИЛЯК І. І. ТА іН.
б
Доба Доба
г
0
20
40
60
80
100
0 8 16 24 32 40 48
в
0
20
40
60
80
100
0 8 16 24 32 40 48
Доба
0
20
40
60
80
100
0 8 16 24 32 40 48
а
Доба
0
20
40
60
80
100
0 8 16 24 32 40 48
1
2
3
4
5
1
3
2
Рис. 2. Криві ви жи ван ня не й ро де ге не ра тив них му тантів D. melanogaster. а – стан дартне се ре до ви ще; б – 10 %-й роз чин са ха ро зи; в – 5 %-й
пе рок сид вод ню; г – 10 мМ роз чин ме тилвіоло ге ну: 1 – Oregon; 2 – sniffer; 3 – 76-15; 4 – sws; 5 – 72-7
0
2
4
6
8
10
Oregon sws olfE 72-7 76-15 sniffer
а
0
1
2
3
4
5
6
Oregon sws olfE 72-7 76-15 sniffer
б
1
2
1
2
Рис. 3. Вікові зміни вмісту ТБК по зи тив них про дуктів (а) та дієно вих кон ’ю гатів (б) у не й ро де ге не ра тив них му тантів D. melanogaster:
1 – три денні; 2 – 21-денні осо би ни
ISSN 0233–7657. Biopolymers and Cell. 2011. Vol. 27. N 6
a b c
Fig. 1. TDRD7 localization in
HEK293 cells. Cells were fi-
xed with 3.7 % formaldehyde
and stained with anti-TDRD7
antibodies as secondary anti-
bodies Alexa-Fluore 546-con-
jugated anti-rabbit antibodies
were used (a); nuclei were stai-
ned with Hoechst (b). Picture
(c) represents a merge of sig-
nals × 100
0
2
4
6
8
10
12
14
PAL PPM1 PPM3 PPL1 PPL2 VUM
Кластери ДФ нейронів
е
а
б в
г
0
2
4
6
8
10
12
14
PAL PPM1 PPM3 PPL1 PPL2 VUM
Кластери ДФ нейронів
є100 мкм
50 мкм
10 мкм
д
10 мкм
1
3
2
Рис. 6. Клас те ри дофамінергічних не й ронів (ДФ) у моз ку D. melanogaster: а – схе ма розміщен ня клас терів ДФ нейронів у моз ку: PAL –
protocerebral anterior lateral; PPM – protocerebral posterior medial; VUM – ventral unpaired medial; PPL – protocerebral posterior lateral [26,
27]; б–д – Z-про екція серії зоб ра жень тка ни ни моз ку 23-ден них осо бин після іму но логічної де текції ан титілами anti-TH, одер жа них на
кон фо каль но му мікрос копі (б – ди кий тип, × 20; в – ди кий тип, × 40; г – му тант 72-7, × 20; д – му тант 72-7, × 40); кількість ДФ не й ронів ос-
нов них клас терів го лов но го моз ку D. melanogaster: е – три ден них; є – 21-ден них осо бин (1 – лінія Oregon; 2 – swsolfE; 3 – 76-15)
Fig. 1 to article by Skorokhod O. M. et al.
Fig. 6 to article by Mohylyak I. I. et al.
вміст ДК та ТБК-ПП відміче но для лінії sniffer – у
неї рівень ДК з ви ко рис тан ням 20 мМ роз чи ну ме -
тилвіоло ге ну як про окси дан та зрос тав на 48 %, а
ТБК-ПП – у 4,5 разу порівня но з кон тро лем.
Відо мо, що не й ро де ге не ра тивні про це си у дро -
зофіли суп ро вод жу ють ся як апоп тич ни ми, так і не -
кро тич ни ми зміна ми у не рво вих кліти нах [21, 22].
Аналогічно впро довж не й ро де ге не рації у лю ди ни
апоп то зу підда ють ся окремі не й ро ни, тоб то відбу -
вається вибірко ва втра та не й ронів у пев них ана то-
мічних струк ту рах моз ку, що зу мов лює спе цифіч-
ність клінічних про явів кож но го за хво рю ван ня, або
при старінні.
Де які ав то ри [21–23] вва жа ють, що одни ми з
основ них па то логічних ме ханізмів, які при зво дять
до втра ти не й ронів і не й ро де ге не ра тив них змін, є
окисні про це си та нітро зи лю ван ня.
Ви нят ко во чут ли ви ми до ОС є ділян ки моз ку,
зба га чені ка те хо ламін-, до фамін- або но рад ре нер-
гічни ми не й ро на ми. Це по яс нюється особ ливістю
їхньо го ме та болізму та ве зи ку ляр но го транс пор ту.
До фамін за своєю при ро дою є не стабільним, мо же
без по се ред ньо руй ну ва ти ся вільни ми ра ди ка ла ми і
окис ню ва ти ся з утво рен ням О2– та Н2О2. Знач на
втра та до фаміне ргічних не й ронів спос терігається у
му тан та sniffer, хо ча і цей фе но тип успішно ніве -
люється над е кспресією СОД [24, 25]. За до по мо гою
іму ногістохімічно го фар бу ван ня про а налізо ва но
кількість до фаміне ргічних не й ронів у різних клас -
те рах не й ро де ге не ра тив них му тантів гру пи Swiss
сheese. У ліній swsolfE та 72-7 відміче но спе цифічну
де ге не рацію до фаміне ргічних не й ронів клас те ру
PPL1 (рис. 6, див. вклей ку). Де ге не рація са ме до -
фаміне ргічних не й ронів підтвер джує зв’я зок між
окси да тив ним стре сом та не й ро де ге не ра тив ни ми
зміна ми в моз ку му тантів да ної гру пи.
Вис нов ки. Прог ре су ю ча не й ро де ге не рація при-
зво дить до зни жен ня життєздат ності та ско ро чен ня
три ва лості жит тя у му тантів гру пи Swiss cheese. У
свою чер гу, як се ред ня, так і мак си маль на три ва-
лість жит тя різко змен шується за умов ОС, оскільки
не й ро де ге не ра тивні му тан ти є ви со ко чут ли ви ми до
дії АФК. Вміст МДА і ДК підви щується з віком,
при чо му та ке підви щен ня є стрімкішим в осо бин, у
яких відбу ва ють ся де ге не ра тивні зміни в струк турі
не й ро наль ної тка ни ни. За дії про окси дантів про це си
ПОЛ інтен сифіку ють ся і їх вже мож на зафіксу ва ти у
моло дих іма го. Той факт, що не й ро дегене ра тивні му-
тан ти страж да ють від надмірно го утво рен ня АФК у
моз ку, підтвер джується се лек тив ною втра тою до фа-
міне ргічних не й ронів, які є особ ли во чут ли ви ми до
ОС як у ко мах, так і в різних тва рин, а та кож лю дей.
I. I. Mohylyak, N. P. Matiytsiv, N. I. Hrunyk, Ya. I. Chernyk
Sensitivity of neurodegenerative mutants of Drosophila melanogaster
from Swiss cheese group to the oxidative stress conditions
Ivan Franko National University of Lviv
4, Hrushevskoho Str., Lviv, Ukraine, 79005
Summary
Aim. To investigate sensitivity of the D. melanogaster neurodegenera-
tive mutants from Swiss cheese group to oxidative stress (OS). Me-
457
ЧУТ ЛИВіСТЬ МУ ТАНТіВ D. MELANOGASTER ДО УМОВ ОКСИ ДА ТИВ НО ГО СТРЕ СУ
0
0,02
0,04
0,06
0,08
Oregon 76-15 72-7 sniffer
1
2
Рис. 4. Активність су пер оксид дис му та зи у не й ро де ге не ра тив них
му тантів D. melanogaster: 1 – три денні; 2 – 21-денні осо би ни
0
3
6
9
Oregon sws olfE 72-7 76-15 sniffer
0
2
4
6
Oregon sws olfE 72-7 76-15 sniffer
1
32
4
а б
Рис. 5. Вміст ТБК-по зи тив них про дуктів (а) та дієно вих кон ’ю гатів (б) у не й ро де ге не ра тив них му тантів D. melanogaster за умов окси -
да тив но го стре су: 1 – 10 %-й роз чин са ха ро зи; 2 – 10 мМ роз чин ме тилвіоло ге ну; 3 – 5 %-й H2O2; 4 – 20 мМ роз чин ме тилвіоло ге ну
thods. Measuring the life-span, OS resistance, level of lipid peroxida-
tion products, and the number of dophaminergic neurons. Results. We
have found decreased life-span, increased sensitivity to OS, increased
formation of LPP and degeneration of dophaminergic neurons in brain
tissue. Conclusions. Neurodegeneration is associated with the free ra-
dical oxidation and is accompanied by accumulation of LPP and in-
creased sensitivity to OS.
Keywords: drosophila, neurodegeneration, oxidative stress.
И. И. Мо ги ляк, Н. П. Ма тий цив, Н. И. Гру нык, Я. И. Черник
Чувствительность не й ро де ге не ра тив ных му тан тов
Drosophila melanogaster груп пы Swiss cheese
к усло ви ям окси да тив но го стрес са
Ре зю ме
Цель. Иссле до вать устой чи вость не й ро де ге не ра тив ных му тан -
тов D. melanogaster груп пы Swiss cheese к усло ви ям окси да тив но -
го стрес са (ОС). Ме то ды. Опре де ле ние по ка за те лей про дол жи-
тель нос ти жиз ни, устой чи вос ти к ОС, со дер жа ния про дук тов
ПОЛ и ко ли чес тва до фа ми нэр гич ных не й ро нов. Ре зуль та ты. Вы-
явле но сни же ние по ка за те лей сред ней и мак си маль ной про дол-
жи тель нос ти жиз ни, уве ли чен ную чу встви тель ность к ОС, ин -
тен си фи ка цию про цес сов ПОЛ и де ге не ра цию до фа ми нэр гич ных
не й ро нов. Вы во ды. Ней ро де ге не ра ция свя за на с про цес са ми сво -
бодно ра ди каль но го окис ле ния, со про вож да ет ся на коп ле ни ем про-
дук тов ПОЛ и по вы ше ни ем чу встви тель нос ти к усло ви ям ОС.
Клю че вые сло ва: дро зо фи ла, не й ро де ге не ра ция, окси да тив -
ный стресс.
ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ
1. Fedyn A. Oxidative stress and use of antioxidants in neurology //
Atmosfera. Neurological diseases.–2002.–N 1.–P. 15–18.
2. Wiseman H., Halliwell B. Damage to DNA by reactive oxygen
and nitrogen species: role in inflammatory disease and progres-
sion to cancer // Biochem. J.–1996.–313, Pt 1.–P. 17–29.
3. Vladimirov Y., Archakov A. Peroxidation of lipids in biological
membranes.–М.: Nauka, 1972.–272 p.
4. Husyev V. Freeradical theory of aging in gerontological para-
digm // The Successes of Gerontology.–2000.–N 4.–P. 25–36.
5. Dilman V. M. Four models of medicine.–M.: Medicine, 1987.–
288 p.
6. Durnyev A., Seredenyn A. Mutagenes. Screening and pharmaco-
logical prevention of exposure.–М.: Medicine, 1998.–P. 220–274.
7. Kretzschmar D. Neurodegenerative mutants in Drosophila: a
means to identify genes and mechanisms involved in human
diseases? // Invert. Neurosci.–2005.–5, N 3–4.–P. 97–109.
8. Cauchi R. J., van den Heuvel M. The fly as a model for neuro-
degenerative diseases: is it worth the jump? // Neurodegener.
Dis.–2006.–3, N 6.–P. 338–356.
9. Ivanov Y., Pohorelyuk O. Handling of medical and biological
research.–М.: Medicine, 1991.–129 p.
10. Matiytsiv N. Genetic mapping of Drosophila melanogaster X-
bound neurodegenerative mutations in // Visnyk of L’viv Univ.
Biology series.–2005.– Is. 39.–P. 54–59.
11. Botella J. A., Ulschmid J. K., Gruenewald C., Moehle C., Kretz-
schmar D., Becker K., Schneuwly S. The Drosophila carbonyl re-
ductase sniffer prevents oxidative stress-induced neurodegene-
ration // Curr. Biol.–2004.–14, N 9.–P. 782–786.
12. Medvedyev N. Practical genetics.–М.: Nauka, 1966.–244 p.
13. Bilokon E. Genetical experiment in Drosophila investigations.–
Lviv.: Vyshcha Shkola, 1979.–108 p.
14. Sharma S. K., Babitch J. A. Application of Bradford’s protein
assay to chick brain subcellular fractions // J. Biochem. Bio-
phys. Methods.–1980.–2, N 4.–P. 247–250.
15. Jazwinski S. M. Longevity, genes, and aging // Science.–1996.–
273, N 5271.–P. 54–59.
16. Dean R. T., Fu S., Stocker R., Davies M. J. Biochemistry and pa-
thology of radical-mediated protein oxidation // Biochem. J.–
1997.–324, Pt 1.–P. 1–18.
17. Helfrich-Forster C. Immunohistochemistry in Drosophila: secti-
ons and whole mounts // Methods Mol. Biol.–2007.–362.–
P. 533–547.
18. Mockett R. J., Bayne A. C., Sohal B. H., Sohal R. S. Biochemical
assay of superoxide dismutase activity in Drosophila // Methods
Enzymol.–2002–349.–P. 287–292.
19. Sgraja T., Ulschmid J., Becker K., Schneuwly S., Klebe G., Reu-
ter K., Heine A. Structural insights into the neuroprotective-
acting carbonyl reductase Sniffer of Drosophila melanogaster //
J. Mol. Biol.–2004.–342, N 5.–P. 1613–1624.
20. Lee Y. M., Misra H. P., Ayala F. J. Superoxide dismutase in Dro-
sophila melanogaster: biochemical and structural characteriza-
tion of allozyme variants // Proc. Natl Acad. Sci. USA.–1981.–
78, N 11.–P. 7052–7055.
21. Fang Y. Z., Yang S., Wu G. Free radicals, antioxidants, and nut-
rition // Nutrition.–2002.–18, N 10.–P. 872–879.
22. Mollace V., Nisticт G. Release of nitric oxide from astroglial
cells: a key mechanism in neuroimmune disorders // Adv. Neuro-
immunol.–1995.–5, N 4.–P. 421–430.
23. Vila M., Przedborski S. Genetic clues to the pathogenesis of Par-
kinson’s disease // Nat. Med.–2004.–10, Suppl.–P. S58–S62.
24. Botella J. A., Bayersdorfer F., Schneuwly S. Superoxide dismu-
tase overexpression protects dopaminergic neurons in a Droso-
phila model of Parkinson’s disease // Neurobiol. Dis.–2008.–30,
N 1.–P. 65–73.
25. Gruenewald C., Botella J. A., Bayersdorfer F., Navarro J. A.,
Schneuwly S. Hyperoxia-induced neurodegeneration as a tool to
identify neuroprotective genes in Drosophila melanogaster //
Free Radic. Biol. Med.–2009.–46, N 12.–P. 1668–1676.
26. Whitworth A. J., Theodore D. A., Greene J. C., Benes H., Wes P.
D., Pallanck L. J. Increased glutathione S-transferase activity
rescues dopaminergic neuron loss in a Drosophila model of
Parkinson’s disease // Proc. Natl Acad. Sci. USA.–2005.–102,
N 22.–P. 8024–8029.
27. Cantera R., Nassel D. R. Segmental peptidergic innervation of
abdominal targets in larval and adult dipteran insects revealed
with an antiserum against leucokinin I // Cell. Tissue. Res.–
1992.–269, N 3.–P. 459–471.
UDC 575.24:577.7:591.481.1
Received 25.07.11
458
МОГИЛЯК І. І. ТА іН.
|