Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L.
Досліджували відповідність експериментальних даних дозових залежностей цитогенетичної дії мітоміцину С (в діапазоні концентрацій 0,015•10⁻⁵М – 29,91•10⁻⁵М за умов пролонгованої дії мутагену) в клітинах Allium cepa L. існуючим теоретичним моделям. Показано, що крива доза - мутагенний ефект в діапазон...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фактори експериментальної еволюції організмів |
|---|---|
| Дата: | 2008 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177889 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L. / І.Р. Бариляк, В.М. Шкарупа // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2008. — Т. 4. — С. 293-298. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860223901230956544 |
|---|---|
| author | Бариляк, І.Р. Шкарупа, В.М. |
| author_facet | Бариляк, І.Р. Шкарупа, В.М. |
| citation_txt | Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L. / І.Р. Бариляк, В.М. Шкарупа // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2008. — Т. 4. — С. 293-298. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фактори експериментальної еволюції організмів |
| description | Досліджували відповідність експериментальних даних дозових залежностей цитогенетичної дії мітоміцину С (в діапазоні концентрацій 0,015•10⁻⁵М – 29,91•10⁻⁵М за умов пролонгованої дії мутагену) в клітинах Allium cepa L. існуючим теоретичним моделям. Показано, що крива доза - мутагенний ефект в діапазоні до виходу кривої на “плато”, адекватно описується моделлю притаманною для дії “одноцентрових” мутагенів: dA/dC = – K(C+ С₀)A, рішенням якої є функція ρ = 1 – е^ – (К₁С + α)². Де А – частка нормальних клітин, ρ – частка аберантних клітин, С – концентрація мутагену, К, К₁ і α – коефіценти. Визначено коефіцент ефективності індукції аберантних клітин мітоміцином С (1,094) та показано відсутність порогу дії мутагену в клітинах Allium cepa L. Завищений очікуваний рівень спонтанного мутагенезу та неадекватність опису дії високих концентрацій мутагену (при виході кривої на “плато”) в цій моделі обумовлені тим, що вона не враховує зменшення мутагенної ефективності на одиницю дози при збільшенні концентрації мітоміцину С. Висловлено припущення, що для аналізу дозових залежностей цитогенетичної дії хімічних мутагенів, необхідним є розробка теоретичних моделей, які врахувують також процеси інтерфазної загибелі та затримки мітозу пошкоджених клітин.
Исследовали соответствие экспериментальных данных дозовых зависимостей цитогенетического действия митомицина С в клетках Allium cepa L. существующим теоретическим моделям. Показано, что диапазон до выхода кривой дозовых зависимостей действия митомицина С на “плато”, адекватно описывается моделью, характерной для действия “одноцентровых” мутагенов: A/dC = – K(C+ С₀)A, решением которой является функция ρ = 1 – е^ – (К₁С + α)². Где А – доля нормальних клеток, ρ – доля аберрантных клеток, С – концентрация мутагена, К і α – коэфиценты. Определен коэфицент мутагенной эффективности (К = 1,094) митомицина С и показано отсутствие порога действия мутагена в клетках Allium cepa L. Завышенный ожидаемый уровень спонтанного мутагенеза по этой модели обусловлен тем, что она не учитывает уменьшения мутагенной эффективности при увеличении концентрации митомицина С. Высказывается предположение, что для адекватного анализа дозових зависимостей цитогенетического действия химических мутагенов, необходима разработка теоретических моделей, которые бы учитывали такие процессы как интерфазная гибель и задержка митоза поврежденных клеток.
Investigated correspondence of experimental data dose-response dependences of cytogenetic action of mitomycin C in cells Allium cepa L. to existing theoretical models. It is shown, that a range up to an output of a that dose-response dependences of action mitomycin C on "plateau", it is adequately described by model, characteristic for action “monocentric” mutagenes: dA/dC = – K(C+ С₀)A, which decision is function ρ = 1 – е^ – (К₁С + α)². Where A - a share normal cells; ρ - a share aberrant cells; C - concentration of mutagen; К, K₁ and α – coefficents. It is certain koefficent mutagenic efficiency (K = 1,094) of mitomycin C and absence of a threshold of action mutagen in cells Allium cepa L is shown. The overestimated expected level spontaneous mutagenesis on this model is caused by that it does not consider reduction of mutagenic efficiency at increase in concentration mitomycin C. It is supposed, that for the adequate analysis dose-response dependences cytogenetics actions of chemical mutagenes, development of theoretical models which would consider such processes as interphase destruction and a mitosis arrest the damaged cells is necessary.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:19:13Z |
| format | Article |
| fulltext |
293
Література.
1. Бариляк І.Р. Проблеми профілактики спадкової патології та вроджених
вад розвитку // Журнал АМН України. – 2003. – Т.4, №;. – С.656-667.
2. Бариляк І.Р. Генетичний моніторинг і його роль у профілактиці спадкової
патології та природжених вад розвитку у дітей // Пед., акуш. та гінек. – 1999, №4. –
С.147.
3. Introduction of international standarts and birth defect surveillance in Ukraine /
I Intern.Symp. on Prevention and Epidemiology of Congenital malformations (15-16 Sept,
2000). – Cardiff, 2000. – P.78-79.
4. Атлас радіоактивного забруднення України. – К.: Мін. надзв. сит.
України, 2002. – 24с.
5. Довкілля України, Стат. Зб., Держкомстат України. – К., 2004. – 264с.
6. Населення України, 2000р. Статистичний щорічник. – К.: Держкомстат
України, 2004. – 208с.
7. Надання медико-генетичної допомоги в Україні. – К.: Міністерство
охорони здоров’я України, Центр медичної статистики МОЗ України, 2002. – 84 с.
Резюме
Проаналізовано частоту вроджених вад розвитку в Рівненській та Волинській
областях на обласному та районних рівнях за період з 1997 по 2006 роки. Встановлено,
що у зазначених областях рівень вроджених вад розвитку значно перевищує
середньодержавний і залежить від стану довкілля в цих областях (хімічного та
комбінованого радіоактивного і хімічного забруднення).
Проанализирована частота врождённых пороков развития в Ровенской и
Волынской областях на областном и районном уровнях за период с 1997 по 2006 год.
Установлено, что в указанных областях уровень врождённых пороков развития
значительно превышает средний по стране и зависит от состояния окружающей среды
в этих областях (химического и комбинированного радиоактивного и химического
загрязнения).
Frequency of congenital developmental anomalies in the Rivno and Volynsk areas at
regional levels for the period with 1997 for 2006 is analysed. It is established, that in the
specified areas the level of congenital developmental anomalies considerably exceeds average
on the country and depends on a condition of an environment in these areas (chemical and
combined radioactive with chemical pollution).
БАРИЛЯК І.Р., ШКАРУПА В.М.
Науковий центр радіаційної медицини АМН України
Україна, 040050, Київ, вул. Мельникова, 53
ТЕОРЕТИЧНІ МОДЕЛІ В АНАЛІЗІ ДОЗОВИХ ЗАЛЕЖНОСТЕЙ МУТАГЕННОЇ
ДІЇ МІТОМІЦИНУ С В ДОСЛІДАХ НА ALLIUM CEPA L.
Аналіз дозових залежностей цитогенетичних пошкоджень при дії радіації і
хімічних мутагенів є важливим джерелом як для вивчення природи взаємодії
пошкоджуючого агенту з клітиною, так і для з’ясування механізмів формування
аберацій хромосом. Раніше нами було показано, що при апроксимації
експериментальних даних залежностей концентрація – кластогенний ефект мітоміцину
С, найбільш адекватно крива доза-ефект описується поліномом четвертого ступеню [1].
Побудова рівнянь регресії значно полегшує аналіз результатів, оскільки можливо
абстрагуватися від випадкових помилок [2]. Однак вони носять описовий характер,
очевидно, що параметри, які входять в ці рівняння є емпіричними і інтерпретація їх
294
біологічного змісту є проблематичною [3].
Тому для розуміння природи взаємодії мутагену з клітиною необхідним є
намагання знайти функцію, яка показувала б, виходячи із загальних уявлень про
характер взаємодії, залежність виходу пошкоджень від дози. По експериментальним
даним можна підібрати коефіценти цієї функції, причому вони повинні мати певний
біологічний зміст [3]. Метою роботи було визначення такого роду функцій для опису
виходу аберантних клітин при дії алкілуючого мутагену – мітоміцину С за умов його
пролонгованої дії в клітинах апікальної меристеми Allium cepa L.
Матеріали і методи
Експериментальні результати цитогенететичної дії мітоміцину С в клітинах
кореневої меристеми Allium cepa L. були отримані в попередніх дослідженнях [1]. Для
аналізу дозових залежностей були використані теоретичні моделі, розроблені
Чеботарьовим А.Н. і співавт. та Яковенко К.Н і співавт. для пояснення дозових
залежностей цитогенетичних ефектів “одноцентрових” та “багатоцентрових” хімічних
мутагенів [3-5].
модель №1: dA/dC = – KA, (1)
модель №2: dA/dC = – KCA, (2)
модель №3: dA/dC = – K(C+ С0)A, (3)
модель №4: dλ/dC = KC (µ –λ)², (4)
де А – частка нормальних клітин; С – концентрація мутагену; К – коефіцент
пропорційності, який визначає ефективність мутагену; λ – інтенсивність проникнення
мутагену в клітину; µ - інтенсивність інактивації мутагенного ефекту; біологічний зміст
параметру С0 полягає в тому, що при С0 ≤ 0, існує поріг дії мутагену.
Рішеннями цих моделей є функції:
ρ = 1 – е – (КС + α), (експонента) (5)
ρ = 1 – е – (КС ²/2 + α), (S-подібна крива) (6)
ρ = 1 – е – (К
1
С + α)², К = 2К1
2 , С0=α /К (S-подібна крива) (7)
ρ = С2 / α + КС2, (гіпербола) (8)
де ρ – частка аберантних клітин; е – α – частка нормальних клітин при
спонтанному мутагенезі для функцій (1) і (2), е – α²– для функції (3); функція (4)
передбачає нульовий рівень спонтанного мутагенезу.
Результати та обговорення
Відповідно до гіпотези про “одноцентрові” та “багатоцентрові” мутагени, дозові
залежності для перших адекватно описуються функцією (7), а для других – функціями
(5) і (8) [2]. Для аналізу залежності частки аберантних клітин від концентрації
мітоміцину С за умов його пролонгованої дії в клітинах Allium cepa L. були використані
функції (5) – (8). В таблиці 1 наведені очікувані результати по виходу аберантних
клітин на основі вищевказаних моделей та порівняння їх з експериментальними
даними. За результатами експериментів in vitro в культурі лімфоцитів людини,
мітоміцин С відноситься до “одноцентрових” мутагенів [3,6]. Тому ми очікували
відповідності дозових залежностей наших експериментальних даних моделі, рішенням
якої є функція (7). Проте, як видно з таблиці 1, в усьому діапазоні діючих концентрацій
мутагену, жодна з досліджених моделей не описує адекватно дозову залежність виходу
аберантних клітин.
Таблиця 1
Результати аналізу дії різних концентрацій мітоміцину С на клітини апікальної
меристеми Allium cepa L. (в усьому діапазоні концентрацій)
Кількість аберантних ана-телофаз,%
Очікувана по моделі
Концентрація,
·10-5М
Вибірка,
клітин Емпірична
№1 №2 №3 №4
0 1096 1,28 5,13 11,89 9,34 0
0,01495 1604 3,37 45,75 58,995 33,01 3,15
295
0,02991 1224 5,39 45,81 58,996 33,06 9,59
0,1495 1637 11,12 46,27 58,997 33,46 27,78
0,2991 1278 15,73 46,83 59,00 33,97 29,53
0,7477 1460 21,99 48,49 59,04 35,47 30,06
1,495 1419 40,59 51,13 59,20 37,99 30,15
2,991 842 62,35 56,03 59,64 43,04 30,164
5,980 850 92,09 64,39 61,49 52,92 30,169
7,477 324 86,42 67,96 62,83 57,65 30,170
11,96 177 88,20 76,65 68,10 70,41 30,170
14,95 43 90,70 81,09 72,29 77,50 30,170
23,92 21 85,71 89,96 84,98 91,62 30,171
29,91 13 84,62 93,41 91,15 96,23 30,171
Статистичні показники
χ2 - - 160,48 236,15 140,32 723,94
df - - 12 12 12 12
P - - <0,0001 <0,0001 <0,0001 <0,0001
В моделі № 4, очікуваний рівень аберантних клітин співпадає з
експериментальним лише при дії мутагену у найменшій концентрації. Хоча модель №4
і описує вихід кривої доза-ефект на “плато”, проте він відбувається вже при досягненні
30% рівню аберантних клітин. Крім того, ця модель не описує S-подібної дозової
залежності, яка мала місце в експерименті [1]. Очевидно, що мутагенна дія мітоміцину
С в клітинах Allium cepa L. обумовлена іншими закономірностями реалізації первинних
пошкоджень ДНК у аберації хромосом ніж покладеними в основу моделі №4.
Основним недоліком моделей № 1-3 в усьому діапазоні діючих концентрацій мутагену
є надзвичайно високий очікуваний рівень аберантних клітин при дії низьких та
середніх концентрацій мутагену.
В наших дослідженнях дозова залежність виходу аберантних клітин від
концентрації мітоміцину С була подібна до дії мутагену в лімфоцитах периферійної
крові людини in vitro лише в діапазоні до виходу кривої доза-ефект на “плато” [3,6]. В
експериментах in vitro не було виявлено виходу дозової кривої на “плато”. Слід
зазначити, що при цьому використовувались концентрації мутагену, які не призводили
до значного зменшення мітотичної активності. Неадекватність очікуваної відповідності
моделі №3 експериментальним даним в усьому діапазоні діючих концентрацій
обумовлена тим, що вона не враховує значного зменшення виходу аберантних клітин
при досягненні певної критичної концентрації мутагену. Тому додатково ми провели
кількісний аналіз дозових залежностей дії мітоміцину С в діапазоні до виходу кривої на
“плато”. Результати представлені в таблицях 2 і 3.
Таблиця 2
Результати аналізу дії різних концентрацій мітоміцину С на клітини апікальної
меристеми Allium cepa L. (в діапазоні концентрацій до виходу кривої на “плато”)
Кількість аберантних ана-телофаз,%
Очікувана по моделі
Концентрація,
·10-3мМ
Вибірка
Емпірична
№1 №2 №3 №4
0,001495 1604 3,37 – 0,02 16,51 8,48 3,18
0,002991 1224 5,39 0,39 16,52 8,66 8,63
0,01495 1637 11,12 5,09 16,63 10,19 19,06
0,02991 1278 15,73 10,65 17,01 12,24 19,81
0,07477 1460 21,99 25,45 19,61 19,22 20,034
0,1495 1419 40,59 44,87 28,20 32,71 20,066
296
0,2991 842 62,35 69,86 54,39 60,57 20,074
0,598 850 92,09 90,99 92,55 93,08 20,076
Статистичні показники
χ2 - - 74,61 26,78 6,486 373,91
df - - 7 7 7 7
P - - <0,0001 0,0004 0,484 <0,0001
Таблиця 3
Параметри моделей, що описують концентраційні залежності дії мітоміцину С (в
діапазоні концентрацій до виходу кривої на “плато”)
Модель α К ρ0т ρ0е R2 Adjusted
R2
RMSE
№1 – 0,043 3,319 – 4,40 1,28 0,9918 0,9904 0,0308
№2 0,1267 20 11,90 1,28 0,9556 0,9482 0,0716
№3 0,3027 1,094 8,60 1,28 0,9863 0,9840 0,0398
№4 0,0299 1,075 0 1,28 0,9333 0,9223 0,0877
ρ0т – очікуваний по моделі спонтанний рівень аберантних клітин;
ρ0е – експериментальний спонтанний рівень аберантних клітин
Як видно з таблиць 3 та 4, дозові залежності кількості аберантних клітин від
концентрації мутагену в діапазоні до виходу емпіричної кривої на “плато” адекватно
описує модель №3. Коефіцент К, який визначає ефективність індукції аберантних
клітин мітоміцином С у Allium cepa L. дорівнює 1,094. Важливим наслідком
проведених експериментів є те, що для мітоміцину С показано відсутність порогу дії
мутагену в клітинах Allium cepa L. Це випливає з аналізу отриманих параметрів моделі.
Як вже зазначалося, біологічний зміст параметру С0 в моделі №3 полягає в тому, що
значення С0 ≤ 0 обумовлені порогом дії мутагену. Оскільки отримані значення
параметрів α і К є більшими нуля, а С0 = α / К, то С0 > 0.
Разом з тим, необхідно відмітити, що в наших дослідженнях, як і в
експериментах in vitro при дії мітоміцину С та іншого “одноцентрового” алкілуючого
мутагену – тіофосфаміду, ця модель дає завищений рівень спонтанної частоти
аберантних клітин [3,6]. Як видно з таблиці 3, теоретично очікувана частота аберантних
клітин при нульовій концентрації мітоміцину С дорівнює 8,6%, порівняно з 1,28% в
експерименті. Для тіофосфаміду, в дослідженнях in vitro, очікуваний спонтанний
рівень аберантних клітин становив 5,7% та 12,3% при дії мутагену на стадіях G0 та G2
відповідно [3,4]. Слід зазначити, що інші розглянуті моделі дають ще більш істотні
розходження з експериментом. На нашу думку, модель №3 не враховує процесів, які
обумовлюють зменшення мутагенної ефективності при збільшенні концентрації
мутагену, що в кінцевому результаті призводить до виходу кривої доза-ефект на
“плато”. Ймовірно, що емпірично зафіксований рівень частоти аберантних клітин є
меншим, ніж реально індукований. Особливо ця різниця збільшується при зростанні
концентрації мутагену. Тому, внаслідок заниженої частоти аберантних клітин при
високих концентраціях мітоміцину С, апроксимація експериментальних даних в моделі
№ 3 призводить до завищення спонтанного рівню мутагенезу.
Для багатьох мутагенів (в тому числі з алкілуючим механізмом дії)
характерними є криві доза-ефект з виходом на “плато” або ∩ -подібного типу.. Зокрема,
при дії мітоміцину С на протязі 2 годин на стадії S в клітинах Crepis capilaris крива
дозових залежностей мала “плато”, [7]. Такі закономірності можуть бути обумовлені
інтерфазною загибеллю та затримкою мітозу пошкоджених клітин, інгібуванням
формування видимих перебудов з первинних пошкоджень. Тому адекватний аналіз
залежностей доза-ефект при дії хімічних мутагенів потребує розробки теоретичних
моделей, які б враховували також вищевказані процеси.
Висновки
297
Встановлено, що залежність концентрація – частота аберантних клітин за умов
пролонгованої дії мітоміцину С в клітинах Allium cepa L. задовільно описується
теоретичною моделлю, характерною для “одноцентових” хімічних мутагенів: dA/dC = –
K(C+ С0)A, лише в діапазоні до виходу кривої на “плато”. Коефіцент регресії, який
визначає ефективність індукції аберантних клітин мітоміцином С дорівнює 1,094.
Теоретично обґрунтовано відсутність порогу кластогенної дії мітоміцину С на клітини
кореневої меристеми Allium cepa L. Висловлено припущення, що для аналізу дозових
залежностей цитогенетичної дії хімічних мутагенів, необхідним є розробка
теоретичних моделей, які врахувують також процеси інтерфазної загибелі та затримки
мітозу пошкоджених клітин.
Література:
1. Шкарупа В.М., Бариляк І.Р. Кількісний аналіз цитогенетичних ефектів,
індукованих мітоміцином С. Характеристика дозових залежностей // Вісник
Українського товариства генетиків і селекціонерів. – 2007 (подано до друку).
2. Lovell D.P. Dose-response and threshold-mediated mechanisms in mutagenesis:
statistical models and study design // Mut. Res. – 2000. –Vol. 464, № 1. – P.87-95.
3. Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. Наследственность человека и мутагены внешней
среды. – М.: Медицина, 1989. – 270 с.
4. Чеботарев А.Н., Яковенко К.Н. Математическое моделирование зависимости
цитогенетического эффекта от концентрации мутагена // Генетика. – 1974. – Т.
10, № 8. – С. 150-157.
5. Яковенко К.Н., Ажаев С.А., Бочков Н.П. Цитогенетический эффект производных
этиленимина в культуре лимфоцитов человека. Сообщение 2. Математическая
модель действия разных концентраций дипина и фотрина // Генетика. – 1974. –
Т. 10, № 11. – С. 138-146.
6. Щеглова Е.Г., Чеботарев А.Н. Сопоставление уровня сестринских хроматидных
обменов и хромосомных аберраций, индуцированных химическими мутагенами
in vitro // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. – 1983, № 11. –
С.93-95.
7. Дубинина Л.Г., Курашова З.И. Мутагенез, индуцированный митомицином С //
Генетика. – 1986, Т. 22. – № 10. – С. 2444-2451.
Резюме
Досліджували відповідність експериментальних даних дозових залежностей
цитогенетичної дії мітоміцину С (в діапазоні концентрацій 0,015·10-5М – 29,91·10-5М за
умов пролонгованої дії мутагену) в клітинах Allium cepa L. існуючим теоретичним
моделям. Показано, що крива доза - мутагенний ефект в діапазоні до виходу кривої на
“плато”, адекватно описується моделлю притаманною для дії “одноцентрових”
мутагенів: dA/dC = – K(C+ С0)A, рішенням якої є функція ρ = 1 – е – (К
1
С + α)². Де А –
частка нормальних клітин, ρ – частка аберантних клітин, С – концентрація мутагену, К,
К1 і α – коефіценти. Визначено коефіцент ефективності індукції аберантних клітин
мітоміцином С (1,094) та показано відсутність порогу дії мутагену в клітинах Allium
cepa L. Завищений очікуваний рівень спонтанного мутагенезу та неадекватність опису
дії високих концентрацій мутагену (при виході кривої на “плато”) в цій моделі
обумовлені тим, що вона не враховує зменшення мутагенної ефективності на одиницю
дози при збільшенні концентрації мітоміцину С. Висловлено припущення, що для
аналізу дозових залежностей цитогенетичної дії хімічних мутагенів, необхідним є
розробка теоретичних моделей, які врахувують також процеси інтерфазної загибелі та
затримки мітозу пошкоджених клітин.
Исследовали соответствие экспериментальных данных дозовых зависимостей
цитогенетического действия митомицина С в клетках Allium cepa L. существующим
298
теоретическим моделям. Показано, что диапазон до выхода кривой дозовых
зависимостей действия митомицина С на “плато”, адекватно описывается моделью,
характерной для действия “одноцентровых” мутагенов: dA/dC = – K(C+ С0)A,
решением которой является функция ρ = 1 – е – (К
1
С + α)². Где А – доля нормальних
клеток, ρ – доля аберрантных клеток, С – концентрация мутагена, К і α – коэфиценты.
Определен коэфицент мутагенной эффективности (К = 1,094) митомицина С и показано
отсутствие порога действия мутагена в клетках Allium cepa L. Завышенный ожидаемый
уровень спонтанного мутагенеза по этой модели обусловлен тем, что она не учитывает
уменьшения мутагенной эффективности при увеличении концентрации митомицина С.
Высказывается предположение, что для адекватного анализа дозових зависимостей
цитогенетического действия химических мутагенов, необходима разработка
теоретических моделей, которые бы учитывали такие процессы как интерфазная гибель
и задержка митоза поврежденных клеток.
Investigated correspondence of experimental data dose-response dependences of
cytogenetic action of mitomycin C in cells Allium cepa L. to existing theoretical models. It is
shown, that a range up to an output of a that dose-response dependences of action mitomycin
C on "plateau", it is adequately described by model, characteristic for action “monocentric”
mutagenes: dA/dC = – K(C+ С0)A, which decision is function ρ = 1 – е – (К
1
С + α)². Where A -
a share normal cells; ρ - a share aberrant cells; C - concentration of mutagen; К, K1 and α –
coefficents. It is certain koefficent mutagenic efficiency (K = 1,094) of mitomycin C and
absence of a threshold of action mutagen in cells Allium cepa L is shown. The overestimated
expected level spontaneous mutagenesis on this model is caused by that it does not consider
reduction of mutagenic efficiency at increase in concentration mitomycin C. It is supposed,
that for the adequate analysis dose-response dependences cytogenetics actions of chemical
mutagenes, development of theoretical models which would consider such processes as
interphase destruction and a mitosis arrest the damaged cells is necessary.
БОДНАР Л .С. 1, БЕЛЯЄВА В. В. 1, ГОРБУЛІНСЬКА С. М. 1, ФЕДИНЯК А. В.2
1Львівський національний університет імені Івана Франка,
79005, м. Львів, вул. Грушевського 4
2 Клініка репродуктивної медицини «ІНТЕРСОНО», м. Львів
СКРИНІНГ ПРИРОДНИХ ЗРАЗКІВ ВОДИ ЧЕРВОНОГРАДСЬКОГО
ГІРНИЧО - ПРОМИСЛОВОГО РЕГІОНУ НА ІНДУКЦІЮ СОМАТИЧНИХ
МУТАЦІЙ ТА РЕКОМБІНАЦІЙ НА DROSOPHILA MELANOGASTER
Проведене генотоксикологічне обстеження зразків води з природних водойм
Червоноградського гірничо-промислового району Львівської області на індукцію
соматичних мутацій та рекомбінацій у Drosophila melanogaster. Виявлена тенденція до
зменшення мутагенності у зразках води, відібраних з річок Тисмениця, Солокія,
Дністер, Західний Буг починаючи з 1997 – 2006 роки.
Для генотоксичного аналізу використовуються різні методи, в тому числі на
індукцію як генних мутацій, так і хромосомних аберацій з використанням
еукаріотичних та прокаріотичних організмів. Метод індукції соматичних мутацій і
рекомбінації на Drosophila melanogaster використовується, в основному, для
дослідження зразків на канцерогенність. Метод базується на проходженні в соматичних
клітинах процесу, аналогічного мейотичному кросинговеру або соматичної
рекомбінації. Принцип методу полягає в тому, що у мух, гетерозиготних по одному чи
декількох рецесивних генах під дією мутагенів виникають мозаїчні плями – ділянки
тканин, на яких проявляється дія цих генів, в той час, як оточуючі ділянки мають
нормальний фенотип. Всі клітини особин марковані певними рецесивними генами, що
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-177889 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2219-3782 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:19:13Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бариляк, І.Р. Шкарупа, В.М. 2021-02-17T09:00:34Z 2021-02-17T09:00:34Z 2008 Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L. / І.Р. Бариляк, В.М. Шкарупа // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2008. — Т. 4. — С. 293-298. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 2219-3782 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177889 Досліджували відповідність експериментальних даних дозових залежностей цитогенетичної дії мітоміцину С (в діапазоні концентрацій 0,015•10⁻⁵М – 29,91•10⁻⁵М за умов пролонгованої дії мутагену) в клітинах Allium cepa L. існуючим теоретичним моделям. Показано, що крива доза - мутагенний ефект в діапазоні до виходу кривої на “плато”, адекватно описується моделлю притаманною для дії “одноцентрових” мутагенів: dA/dC = – K(C+ С₀)A, рішенням якої є функція ρ = 1 – е^ – (К₁С + α)². Де А – частка нормальних клітин, ρ – частка аберантних клітин, С – концентрація мутагену, К, К₁ і α – коефіценти. Визначено коефіцент ефективності індукції аберантних клітин мітоміцином С (1,094) та показано відсутність порогу дії мутагену в клітинах Allium cepa L. Завищений очікуваний рівень спонтанного мутагенезу та неадекватність опису дії високих концентрацій мутагену (при виході кривої на “плато”) в цій моделі обумовлені тим, що вона не враховує зменшення мутагенної ефективності на одиницю дози при збільшенні концентрації мітоміцину С. Висловлено припущення, що для аналізу дозових залежностей цитогенетичної дії хімічних мутагенів, необхідним є розробка теоретичних моделей, які врахувують також процеси інтерфазної загибелі та затримки мітозу пошкоджених клітин. Исследовали соответствие экспериментальных данных дозовых зависимостей цитогенетического действия митомицина С в клетках Allium cepa L. существующим теоретическим моделям. Показано, что диапазон до выхода кривой дозовых зависимостей действия митомицина С на “плато”, адекватно описывается моделью, характерной для действия “одноцентровых” мутагенов: A/dC = – K(C+ С₀)A, решением которой является функция ρ = 1 – е^ – (К₁С + α)². Где А – доля нормальних клеток, ρ – доля аберрантных клеток, С – концентрация мутагена, К і α – коэфиценты. Определен коэфицент мутагенной эффективности (К = 1,094) митомицина С и показано отсутствие порога действия мутагена в клетках Allium cepa L. Завышенный ожидаемый уровень спонтанного мутагенеза по этой модели обусловлен тем, что она не учитывает уменьшения мутагенной эффективности при увеличении концентрации митомицина С. Высказывается предположение, что для адекватного анализа дозових зависимостей цитогенетического действия химических мутагенов, необходима разработка теоретических моделей, которые бы учитывали такие процессы как интерфазная гибель и задержка митоза поврежденных клеток. Investigated correspondence of experimental data dose-response dependences of cytogenetic action of mitomycin C in cells Allium cepa L. to existing theoretical models. It is shown, that a range up to an output of a that dose-response dependences of action mitomycin C on "plateau", it is adequately described by model, characteristic for action “monocentric” mutagenes: dA/dC = – K(C+ С₀)A, which decision is function ρ = 1 – е^ – (К₁С + α)². Where A - a share normal cells; ρ - a share aberrant cells; C - concentration of mutagen; К, K₁ and α – coefficents. It is certain koefficent mutagenic efficiency (K = 1,094) of mitomycin C and absence of a threshold of action mutagen in cells Allium cepa L is shown. The overestimated expected level spontaneous mutagenesis on this model is caused by that it does not consider reduction of mutagenic efficiency at increase in concentration mitomycin C. It is supposed, that for the adequate analysis dose-response dependences cytogenetics actions of chemical mutagenes, development of theoretical models which would consider such processes as interphase destruction and a mitosis arrest the damaged cells is necessary. uk Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Фактори експериментальної еволюції організмів Генетика людини та медична генетика Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L. Article published earlier |
| spellingShingle | Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L. Бариляк, І.Р. Шкарупа, В.М. Генетика людини та медична генетика |
| title | Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L. |
| title_full | Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L. |
| title_fullStr | Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L. |
| title_full_unstemmed | Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L. |
| title_short | Теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на Allium cepa L. |
| title_sort | теоретичні моделі в аналізі дозових залежностей мутагенної дії мітоміцину с в дослідах на allium cepa l. |
| topic | Генетика людини та медична генетика |
| topic_facet | Генетика людини та медична генетика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177889 |
| work_keys_str_mv | AT barilâkír teoretičnímodelívanalízídozovihzaležnosteimutagennoídíímítomícinusvdoslídahnaalliumcepal AT škarupavm teoretičnímodelívanalízídozovihzaležnosteimutagennoídíímítomícinusvdoslídahnaalliumcepal |