Вплив He-Ne лазера на прояв адаптивних кількісних ознак і біоелектричні властивості клітинних ядер у інбредних ліній і гібридів Drosophila melanogaster - Автореферат

Дослідження, у яких розглянуто реакцію генетично різних форм на вплив зовнішніх фізичних чинників різної природи (Шахбазов та ін., 1990; Григорьева Н. Н., 1992; Чепель Л. М., 1992; Шкорбатов Ю. Г., 1992) показали доцільність та перспективність даного напрямку у вивченні природи гетерозису. А розвиток останнім часом лазерної техніки, який привів до активного використання оптичних квантових генераторів у сільському господарстві (Бляндур О. В. та ін., 1987; Бурилков В. К., Крочик Г. М., 1989; Лахно В. И. та ін., 1998) та медицині (Гамалея Н. Ф., 1981; Кошелев та ін., 1980; Илларионов В. Е., 1992; Козлов В. И. та ін., 1993), відкриває нові шляхи у пошуку чинників, що можуть сприяти генетично обумовленому підвищенню життєздатності організмів і дає новий матеріал для теоретичного вивчення проблеми гетерозису. У свою чергу, найбільш раціональне застосування лазерного випромінювання низької інтенсивності для потреб сільського господарства та медицини неможливе без знання основних закономірностей і характеру змін, що виникають у прояві кількісних ознак після дії вказаного чинника. Особливу актуальність дослідженням у даному напрямку надає той факт, що механізми дії лазерного випромінювання до кінця все ще не зясовані, хоча існує багато гіпотез з цього питання (Кару Т. Й., 1989; Гамалея та ін., 1988; Зубкова С. М., 1995; Васильев М. В., 1997). Експериментальна перевірка на модельному обєкті (Drosophila melanogaster) можливості дією лазерного випромінювання підвищувати рівень адаптивних кількісних ознак та біоелектричних властивостей клітинних ядер, а також змінювати ступень виразності ефекту гетерозису.Лінію Sw можна вважати більш сильною порівняно з лінією Д 32 за показниками, повязаними з репродукцією і життєздатністю на різних етапах онтогенезу, тому що в контрольних умовах особини даного генотипу характеризувалися більшою репродуктивною здатністю (РЗ) і виходом імаго (ВІ), (розходження статистично достовірні, p <0,01). Встановлено, що ні в контролі, ні в умовах опромінення не порушується співвідношення кількості самиць і самців, як у ліній, так і у гібридів, що говорить про відсутність розходжень по життєздатності інбредних і гібридних самиць і самців за вказаних умов. Гібрид F1(SWXД-32) після опромінення з експозиціями 20 і 30 хвилин демонстрував перевагу над лініями у 46,4% і 52,9% (у контролі 32,5%). Вивчення фертильності інбредних особин і частоти появи домінантних леталей у кладках ліній показало, що в контрольних умовах лінії достовірно не розрізняються за кількістю відкладених яєць і ембріональною життєздатністю, однак за частотою появи незапліднених яєць у кладках лінія Sw значно перевершує лінію Д 32, що свідчить про більш низку фертильності першої, можливо, обумовлену фізіологічними особливостями самиць даної лінії. У експерименті, в ході якого схрещували особин, що пройшли 45-50 поколінь інбридингу, відмінності гібрида F1(Д-32XSW) від кращої по даній ознаці лінії (Д-32) у середньому склали 38,8%, а той же гібрид, але отриманий від схрещування ліній після 110-115 поколінь інбридингу, відрізнявся від лінії Д-32 на 37,8%.Внаслідок проведених досліджень на модельному обєкті Drosophila melanogaster уперше виявлені віддалені наслідки від опромінення He-Ne лазером, які позначаються на прояві адаптивно важливих кількісних ознак у імаго та біоелектричних властивостях клітинних ядер у личинок. Експериментально показано, що у контрольних умовах досліджені в роботі гібриди дрозофіли переважали вихідні лінії за репродуктивною здатністю, швидкістю розвитку до стадії імаго та рівнем електронегативності клітинних ядер, що слід віднести за рахунок ефекту гетерозису. Уперше експериментально доведено, що опромінення яєць дрозофіли He-Ne лазером з експозициями від 1 до 30 хвилин при щільності потужності в зоні опромінення 10 МВТ/см2 приводить до змін ряда кількісних адаптивно важливих ознак протягом всього онтогенезу особин, що розвинулися з опромінених яєць.

Генетично обумовлені розходження у ступеню виразності адаптивних ознак у дрозофіли, що виявляються в умовах дії лазерного випромінювання.

Лінії, використані в роботі як вихідний матеріал, були контрастними по ряду ознак. Лінію Sw можна вважати більш сильною порівняно з лінією Д 32 за показниками, повязаними з репродукцією і життєздатністю на різних етапах онтогенезу, тому що в контрольних умовах особини даного генотипу характеризувалися більшою репродуктивною здатністю (РЗ) і виходом імаго (ВІ), (розходження статистично достовірні, p < 0,01).

Гібриди в контрольному варіанті переважали вихідні лінії за величиною РЗ, але не відрізнялися від вихідних ліній за життєздатністю, оскільки ВІ кожного гібрида достовірно не відрізнявся від рівня ВІ відповідної материнської форми. Вплив лазерного випромінювання на стадії яйця змінював ступінь виразності досліджуваних ознак.

Як видно з рис.1 і 2, більш слабку лінію лазерне випромінювання стимулює, збільшуючи РЗ (відмінності від контролю достовірні при експозиціях у 1, 10 і 20 хвилин) і ВІ (статистично достовірно при 1, 5 і 20 хвилинах опромінення).

Сильна лінія, навпаки, зазнає на собі гнітючої дії лазерних променів. При всіх досліджуваних режимах впливу достовірно зменшується вихід імаго (p<0,05), а при всіх експозиціях, крім 10-хвилинної, спостерігається пригнічення репродуктивної здатності.

Встановлено, що ні в контролі, ні в умовах опромінення не порушується співвідношення кількості самиць і самців, як у ліній, так і у гібридів, що говорить про відсутність розходжень по життєздатності інбредних і гібридних самиць і самців за вказаних умов.

Стимуляція плодючості і життєздатності дією лазера, виявлена також і у гібрида F1(Д-32XSW). Показники РЗ і ВІ поліпшуються при експозиціях 10 і 30 хвилин (відмінності від контролю достовірні, p<0,05).

Дія лазерного випромінювання змінювала також ступінь прояву гетерозисного ефекту. Максимальний гетерозис спостерігався після 10 - 30 хвилинного впливу. При зазначених експозиціях гібрид F1(Д- 32XSW) перевершував кращу лінію на 22,4 - 53,0% (p < 0,05) (у контролі перевага становила 13,3%) . Гібрид F1(SWXД-32) після опромінення з експозиціями 20 і 30 хвилин демонстрував перевагу над лініями у 46,4% і 52,9% (у контролі 32,5%).

По виходу імаго перевага гібридів над відповідними їм материнськими інбредними лініями спостерігається тільки після дії лазерного випромінювання (рис. 2). При опроміненні з експозицією у 30 хвилин обидва гібриди перевершують материнські форми за життєздатністю (F1(Д-32XSW) - на 49,9%, а F1(SWXД-32) - на 33,9% при p<0,01 ), у той час як у контролі така перевага відсутня.

Таким чином, отримані дані дозволяють припустити, що за допомогою лазера можлива компенсація несприятливих особливостей організму, викликаних інбредною депресією, і посилення процесів, що приводять до прояву гетерозису.

Вивчення фертильності інбредних особин і частоти появи домінантних леталей у кладках ліній показало, що в контрольних умовах лінії достовірно не розрізняються за кількістю відкладених яєць і ембріональною життєздатністю, однак за частотою появи незапліднених яєць у кладках лінія Sw значно перевершує лінію Д 32, що свідчить про більш низку фертильності першої, можливо, обумовлену фізіологічними особливостями самиць даної лінії. Зіставляючи ці дані з рівнем виходу імаго і репродуктивної здатності по числу лялечкових пупаріумів, різницю між лініями по РЗ і ВІ можна пояснити різницею у життєздатності особин Sw і Д 32, що виявляється на більш пізніх етапах розвитку.

Лазерне випромінювання істотно не впливало на яйценосність самок і частоту домінантних леталей і незапліднених яєць у кладках досліджуваних ліній. Таким чином, мутагенний ефект від впливу низькоінтенсивного лазерного випромінювання виявлений не був.

Використані лінії були контрастними і по тривалості передімагінальних стадій онтогенезу. Дані про швидкість розвитку ліній і гібридів представлені на рисунку 3. У першій серії експерименту особини лінії Д-32 обох статей розвивалися у середньому на 6,9% швидше (p < 0,01), ніж особини лінії Sw.

Більш швидкий розвиток самиць порівняно із самцями спостерігався у лінії, що розвивалася швидше, і в обох гібридів. Статистично достовірні розходження швидкості розвитку між самицями і самцями лінії Sw були відсутні.

В другій серії експерименту тенденція ліній до прояву контрастності знижувалася. По швидкості розвитку до стадії імаго самиці і самці Д-32 перевершували F1(SWXД-32) особин Sw у середньому на 1,8% (p<0,01).

При відсутності зовнішнього впливу в обох експериментальних серіях у гібридів спостерігався ефект гетерозису. Особини обох статей гібрида F1(SWXД-32) і самиці гібрида F1 (Д-32XSW) (ступінь інбридингу вихідних форм - 55-60 поколінь) розвивалися до стадії імаго на 2,9 - 7,9% швидше, ніж краща з інбредних ліній.

Опромінення лазером запліднених яєць змінював швидкість розвитку порівняно з контролем. Характер змін залежав від режиму опромінення, генотипу і статі особини, що розвивається.

Так, в експериментах першої серії розвиток самиць і самців Д-32 і F1(Д-32XSW) уповільнювався при експозиціях у 1, 5, 20 і 30 хвилин для інбредної лінії й у 1, 5 і 20 хвилин для гібрида. При десятихвилинному опроміненні достовірно повільніше розвивалися тільки самиці вищезгаданого гібрида. Опромінення протягом 10 і 30 хвилин приводило до більш швидкого розвитку самиць і самців, а протягом 20 хвилин - до прискореного розвитку самиць Sw. Реакція гібрида F1(SWXД-32) на дію лазера мала різноспрямований характер: експозиція в 1 хвилину уповільнювала розвиток особин даного генотипу, 5 і 10 - прискорювали його як у самиць так і у самців, а 30 хвилин опромінення прискорювали розвиток тільки самиць.

Експерименти другої серії підтверджують ефекти, описані вище. Незважаючи на більш швидкий розвиток особин, вихідні форми яких пройшли 105 - 110 поколінь інбридингу, напрямок реакції ліній і гібридів на лазерне випромінювання зберігався, в основному, незмінним. Однохвилинне опромінення достовірно уповільнювало в порівнянні з контролем розвиток самиць і самців Д-32 і F1(Д- 32XSW), а також самиць F1(SWXД-32) і не впливало на дану ознаку у особин лінії Sw. Для самців гібрида F1(SWXД-32), що розвинулися з оброблених протягом однієї хвилини яєць, відмінності від контролю не були достовірні, але, як і в експериментах першої серії, простежувалася стійка тенденція до збільшення тривалості передімагінальних стадій онтогенезу.

Тридцятихвилинна експозиція прискорювала розвиток особин Sw, уповільнювала розвиток самиць F1(SWXД-32) і достовірно не змінювала розвиток особин обох статей F1(Д-32XSW), самців F1(Sw x Д- 32) і самиць Д-32.

При зазначеній експозиції була достовірною перевага по швидкості розвитку у слабогетерозисних самців даного гібрида над кращою з батьківських ліній.

Зміни біоелектричних властивостей клітинних ядер гібридних і інбредних особин Drosophila melanogaster у звязку з ефектом гетерозису, онтогенезом і дією лазерного випромінювання.

Експеримент проводили у дві серії. Лінії, що були матеріалом, піддавалися тісному інбридингу протягом 45-50 поколінь у першій серії і протягом 110-115 поколінь - у другій. В першому випадку рівень біоелектричної активності клітинних ядер визначали у личинок кінця третього віку (за 2 години до формування пупаріуму). В другій серії експериментів досліджували показник ЕНЯ% інбредних та гібридних личинок дрозофіли не тільки наприкінці (за 2 години до формування пупаріуму), але й на початку (за 15 годин до формування пупаріуму) третього личинкового віку.

Порівняльний аналіз отриманих даних показав, що лінії Sw і Д-32, контрастні по ряду адаптивно важливих ознак, розрізнялися і за цитобіофізичними властивостями. Рівень показника електронегативності ядер (ЕНЯ%) лінії Sw був значно нижчим порівняно з лінією Д-32.

У експерименті, в ході якого схрещували особин, що пройшли 45-50 поколінь інбридингу, відмінності гібрида F1(Д-32XSW) від кращої по даній ознаці лінії (Д-32) у середньому склали 38,8%, а той же гібрид, але отриманий від схрещування ліній після 110-115 поколінь інбридингу, відрізнявся від лінії Д-32 на 37,8%. Рівень гетерозисності другого гібрида дещо знизився. Особини F1(SWXД-32) відрізнялися від особин Д-32 на 44,2% у першому експерименті і на 25,8% у другому.

Отримані результати можуть свідчити про підвищену функціональну активність ядер гібридів, і добре узгоджуються з даними про звязок біоелектричних властивостей ядер з ефектом гетерозису.

Аналіз даних, отриманих в експериментах з лініями, що пройшли 110-115 поколінь інбридинга та їх реципрокними гібридами, підтвердив уявлення про те, що на ранніх етапах онтогенезу біоелектрична активність клітинних ядер личинок істотно нижча, ніж на більш пізніх. Ця закономірність властива не тільки лініям, але й гібридам, тому що на початку третього віку не виявлено достовірних розходжень за рівнем ЕНЯ% між гібридними й інбредними особинами.

На більш пізніх етапах онтогенезу біоелектрична активність ядер клітин значно зростає. При цьому спостерігається перевага гібридів над лініями, а також розходження між лініями, неоднаковими по адаптивних ознаках.

У даній роботі були досліджені біоелектричні властивості клітинних ядер інбредних і гібридних личинок дрозофіли, що розвинулися з опромінених He-Ne лазером яєць, на початку і наприкінці третього личинкового віку.

Діаграма залежності показника ЕНЯ% у личинок кінця третього віку від експозиції впливу лазерного випромінювання на інбредні і гібридні кладки яєць (вихідні лінії пройшли 45 - 50 поколінь інбридингу) розпадається на дві якісно різні ділянки - до 10 і після 10 хвилин впливу.

Для експозицій першої ділянки кривої виявлена загальна закономірність у реакції особин усіх генотипів, а саме: різке зниження рівня показника ЕНЯ% при однохвилинному опроміненні з наступним його зростанням при збільшенні експозиції до пяти хвилин . Зі збільшенням часу опромінення в інтервалі від 10 до 30 хвилин зміни значень показника набували різного для ліній і гібридів напрямку.

На початку третього личинкового віку, що характеризується початково низьким рівнем біоелектричної активності клітинних ядер, картина змін ЕНЯ% дещо інша. Як і на більш пізньому етапі онтогенезу, при експозиції в одну хвилину спостерігалась подібність у реакції ліній і гібридів, однак у даному варіанті рівень ЕНЯ% не знижувався, а підвищувався, що може свідчити про здатність лазерного випромінювання порушувати природну онтогенетичну динаміку зміни цитобіофізичних характеристик.

Тридцятихвилинна експозиція викликає реакцію лише на більш пізніх етапах розвитку, оскільки на початку третього віку рівень ЕНЯ% у личинок, що розвинулися з опромінених яєць, достовірно не змінюється.

Порівнюючи біоелектричні властивості клітинних ядер гібридних і інбредних личинок кінця третього віку, можна судити про силу гетерозисного ефекту по даній ознаці в нормі і при впливі зовнішнього фізичного чинника.

Максимальна по величині перевага гібридів над кращою з батьківських ліній, що спостерігається в контролі, і свідчить про наявність у цих гібридів ефекту гетерозису. Після впливу відносно невеликих експозицій лазерного випромінювання (1 і 5 хвилин) ця різниця зникає. У той же час, при більш тривалому опроміненні (понад 10 хвилини) у гібридів виникає стійка тенденція до відновлення рівня ЕНЯ%, на що вказує наявність достовірної переваги по даній ознаці (р<0,05) над кращою з батьківських ліній у гібрида F1(Д-32XSW) після 10- і 30-хвилинного впливу, а у гібрида F1(SWXД-32) - після 20 хвилин опромінення.

Сила впливу експозиції лазерного випромінювання і генотипа на кількісні ознаки на різних стадіях онтогенезу дрозофіли.

Оцінка внеску генотипу й експозиції лазерного випромінювання у різноманітність кількісних ознак, повязаних з адаптацією була проведена за допомогою дисперсійного аналізу.

Кількісне зіставлення реактивності ліній і гібридів стало можливим після обчислення показника сили впливу (HE2) для чинника E (експозиції лазерного випромінювання) у кожному з генетичних варіантів у двох серіях експерименту. У перший ступінь інбридингу вихідних ліній склала 50 - 65 поколінь, у другий - 105 - 115 поколінь.

Результати обчислень доводять, що вплив експозиції опромінення на репродуктивну здатність, вихід імаго, тривалість передімагінальних стадій онтогенезу і біоелектричні властивості клітинних ядер високодостовірний.

Серед інбредних ліній найбільш реактивною по ознаках, повязаних із репродукцією і життєздатністю нащадків, а також по біоелектричних властивостях клітинних ядер, виявилася лінія Swedish. А серед гібридів більш високою чутливістю до зовнішнього впливу відрізнявся менш гетерозисний із них - F1(Д-32XSW). При цьому варіювання рівня ЕНЯ%, репродуктивної здатності і виходу імаго по чиннику E серед особин F1(Д-32XSW) було значно вищим, ніж серед особин інших, використаних у роботі генотипів.

Показники HE2, обчислені для цього гібрида склали 59,8 ± 1,8% (ЕНЯ%), 41,4 ± 3,5% (ВІ) і 38,4 ± 3,7% (РЗ), що в 2 - 4 рази вище відповідних значень HE2 для найбільш стабільної лінії (Д-32).

В другій серії експерименту досліджували ЕНЯ% у личинок різного віку, а також швидкість розвитку до стадії лялечки і стадії імаго.

Достовірний вплив чинника E на рівень ЕНЯ% гібридних личинок спостерігається тільки наприкінці третього віку (2 години до формування пупаріуму).

Варіювання тривалості передімагінальних стадій онтогенезу (швидкості розвитку) має інший характер, ніж варіювання зазначених раніше ознак. Найбільшою мінливістю швидкості розвитку в результаті дії лазерного випромінювання відрізнялася лінія Д-32 і гібрид F1(SWXД-32). Показник сили статистичного впливу чинника E для даного гібрида склав 16,3±0,2%, перевищуючи значення HE2 для лінії Sw у 4 рази.

В другій серії експерименту більш мінливою по тривалості розвитку до стадії лялечки і стадії імаго виявилася лінія Sw.

Викладене вище доводить, що ефекти від опромінення на ранніх стадіях онтогенезу зберігаються при подальшому розвитку. А різниця у чутливості різних генотипових форм вказує на значну роль в реакції на дію даного чинника початкового стану обєкта, обумовленого генотипом.

Було вивчене варіювання ознак по чиннику G (генотип) і оцінений показник HG2 у нормі і при кожному з режимів впливу. У контролі генотипова компонента у визначенні досліджуваних у даній роботі ознак, складає 23,2 - 58,5% у першій серії експерименту і 21,23 - 59,06% - у другий.

Опромінення лазером змінює природні розходження між генетично різними особинами. У першій серії експериментів експозиції від 1 до 10 хвилин зменшують генетично обумовлену різноманітність ознак, повязаних із репродукцією і життєздатністю, зводячи його до мінімуму при 5 і 10 хвилинному опроміненні. У той же час, при 20 і 30 хвилинному впливі роль генотипу у формуванні репродуктивної здатності та виходу імаго зростає в порівнянні з контролем.

Швидкість розвитку при експозиціях у 1 - 20 хвилин залежить від генотипу в меншій мірі, ніж за нормальних умов, а при 30-хвилинному впливі роль генотипу в його варіюванні зростає.

Такі ж зміни у варіюванні швидкості розвитку по чиннику G виявлені для однохвилинної експозиції і в другій серії експерименту. У варіанті з 30-хвилинною експозицією показник HG2 залишається зниженим у порівнянні з контролем.

У експериментах, проведених у даній роботі, вплив мав місце на ранніх стадіях онтогенезу (вік яєць, що опромінювалися, - 1-1,5 години), а оцінку зазначених раніше ознак проводили пізніше. Біоелектричні властивості клітинних ядер у слинних залозах досліджували на 5 - 4 добу від початку розвитку, тривалість передімагінальних стадій онтогенезу, вихід імаго і репродуктивну здатність по числу лялечних пупаріумів - на 9 - 14 добу. У звязку з цим виникає питання, чи змінюється сила впливу лазерного випромінювання на результативну ознаку в міру віддалення від моменту впливу

Первинні дані, отримані для різних генотипів, були зведені у загальні дисперсійні комплекси, виходячи з яких обчислювали показники сили статистичного впливу (HE2) чинника E (експозиції лазерного випромінювання), що характеризують мінливість ознаки в цілому. Одночасно з цим була проведена оцінка генотипової компоненти у варіюванні перерахованих вище ознак (HG2). Результати представлені на рисунку 6.

З отриманих даних випливає, що сила впливу зовнішнього чинника, дії якого організм піддався на ранніх стадіях свого розвитку, зменшується в міру протікання онтогенезу. Значення HE2 було максимальним для біоелектричних властивостей клітинних ядер (показник виміряється на найбільш ранній після опромінення лазером стадії розвитку) і мінімальним для виходу імаго (визначається на стадії, найбільш віддаленій від моменту дії вказаного чинника).

У той же час, варіювання досліджуваних ознак по чиннику G (генотип) у міру проходження стадій онтогенезу значно не змінювалося. Таким чином, як випливає з отриманих даних, сила впливу зовнішнього чинника (на відміну від сили впливу генотипу) знижується при переході до чергової стадії розвитку, але в рамках першого етапу онтогенезу, найменш віддаленого від моменту впливу, може підвищуватися, що, можливо, повязано зі змінами генної активності, обумовленими реалізацією генетичної програми розвитку.

ОБГОВОРЕННЯ.

Отримані у роботі дані про зміни адаптивно важливих ознак у ліній і гібридів Drosophila melanogaster в наслідок дії випромінювання He-Ne лазера на ранніх етапах онтогенезу дають можливість, по-перше, проаналізувати ще не вивчені аспекти прояву ефекту гетерозису, і, по-друге, по-новому оцінити проблему взаємодії низькоінтенсивного лазерного випромінювання з біологічними обєктами. Виявлена за нормальних умов перевага гібридів над лініями за репродуктивною здатністю, що супроводжується прискоренням розвитку і підвищенням рівня електронегативності клітинних ядер, добре узгоджується з даними про складний вплив ефекту гетерозису на адаптивні ознаки і онтогенез дрозофіли (Некрасова А. В., Шахбазов В. Г., 1981), а також ще раз підтверджує наявність взаємозвязку між біоелектричними властивостями клітинних ядер і проявами ефекту гетерозису (Страшнюк В. Ю., Шахбазов В. Г., 1988).

Важливим результатом даної роботи є виявлення ефекту післядії внаслідок опромінення лазером яєць дрозофіли, оскільки активізація структурних генів є обовязковою умовою для виникнення пролонгованого ефекту фотостимуляції (Самойлов Н. Г., 2000).

Отримані в представленій дисертаційній роботі дані про зміни біоелектричних властивостей клітинних ядер у личинок різного віку, що розвилися з опромінених He-Ne лазером яєць, також дозволяють припустити наявність змін в активності генетичного апарата клітин у звязку з дією лазера. При цьому слід враховувати, що існує декілька рівней регуляції генної активності.

Згідно Nagl W. (1985), конформація хроматину є результатом організації геному плюс електростатичне оточення. Локальні зміни конформації хроматину під час розвитку проходять згідно термодинамічним, електродинамічним і квантово-механічним законам, і залежать від положення клітини всередені різних фізичних і хімічних градієнтів. Зміни структури хроматину дозволяють пізніше включити в дію тонкі механізми регуляції генної активності, що реалізуються ферментами і регуляторними білками. Крім того, очевидно, існує системний рівень регуляції генетичних функцій клітинного ядра, обумовлений його інтегральними властивостями. На системному рівні біоелектричні властивості клітинних ядер можуть відігравати важливу роль у неспецифічній регуляції функціональної активності ядерного геному (Шахбазов В. Г., Шкорбатов Ю. Г., 1986).

За даними різних авторів, лазерне випромінювання здатне викликати зміни у функціональному стані клітин. Показана здатність цього чинника підвищувати рівень біосинтетичних процесів (Кару Т. Й., 1989), викликати дисоціацію хроматину на білки і ДНК (Крепак О. М. та ін., 1984) та ініціювати структурні перебудови клітинних мембран (Зубкова С. М., 1995). Достатньо імовірно, що такі зміни на рівні макромолекул і клітинних структур можуть викликати ввімкнення вказаних вище рівней регуляції генної активності у відповідь на опромінення лазером. Надалі, неспецифічна реакція клітин на лазерний вплив, що виявляється по змінам інтегральних властивостей клітинних ядер, може приводити до змін генної активності і, як наслідок, до різниці в проявах фенотипових ознак. Оскільки розглянутий нами різновид впливу викликає зміни не тільки на рівні інтегральних ядерних властивостей, але й на організменному рівні, отримані дані дозволяють по-новому поглянути на можливі механізми взаємодії лазерного випромінювання з живими обєктами, а також можуть служити ще одним підтвердженням установленого раніше (Шахбазов В. Г. та ін., 1986) взаємозвязку адаптивних ознак з біоелектричними властивостями клітинних ядер.1. Внаслідок проведених досліджень на модельному обєкті Drosophila melanogaster уперше виявлені віддалені наслідки від опромінення He-Ne лазером, які позначаються на прояві адаптивно важливих кількісних ознак у імаго та біоелектричних властивостях клітинних ядер у личинок.

2. Експериментально показано, що у контрольних умовах досліджені в роботі гібриди дрозофіли переважали вихідні лінії за репродуктивною здатністю, швидкістю розвитку до стадії імаго та рівнем електронегативності клітинних ядер, що слід віднести за рахунок ефекту гетерозису.

3. Уперше експериментально доведено, що опромінення яєць дрозофіли He-Ne лазером з експозициями від 1 до 30 хвилин при щільності потужності в зоні опромінення 10 МВТ/см2 приводить до змін ряда кількісних адаптивно важливих ознак протягом всього онтогенезу особин, що розвинулися з опромінених яєць.

4. Отримані нові наукові дані про різницю в реакції на дію He-Ne лазера між інбредними лініями та гетерозисними міжлінійними гібридами дрозофіли, яка зберігається протягом різних стадій онтогенезу.

5. Встановлено, що в залежності від вихідного рівня даної ознаки, напрямок і ступінь її змін під впливом опромінення низькоінтенсивним лазером у ліній і гібридів були різними.

6. Показано, що найбільш значна різниця у реактивності особин різних генотипів спостерігалась при експозиціях вищих за 10 хвилин.

7. На підставі нових експериментальних даних доведена можливість змінювати ступінь виразності гетерозисного ефекту дією He-Ne лазера та виявлені режими дії, що сприяють прояву гетерозису у дрозофіли. При опроміненні яєць дрозофіли He-Ne лазером з експозиціями вищими за 10 хвилин перевага гібридів над інбредними лініями була максимальною.

8. Показано, що опромінення He-Ne лазером у досліджених в роботі режимах не приводить до підвищення частоти домінантних летальних мутацій у вихідних інбредних ліній.

9. Поряд зі змінами внаслідок опромінення лазером ознак, повязаних з репродукцією і адаптацією, у імаго виявлені зміни біоелектричних властивостей клітинних ядер у личинок. Це дає підстави вважати, що саме енергетичний стан ядерного геному і є причиною змін виразності інших фенотипових ознак після опромінення.

1. Аленина С. Б., Шахбазов В. Г. Различия в биоэлектрических свойствах клеточных ядер инбредных линий и гетерозисных гибридов Drosophila melanogaster в норме и при облучении гелий-неоновым лазером // Известия харьковского энтомологического общества. - 1997. - Т. 5, вып. 1. - С. 115 - 118.

2. Аленина С. Б., Шахбазов В. Г. Влияние лазерного излучения на репродуктивные свойства и жизнеспособность линий и гибридов Drosophila melanogaster. // Фотобиология и фотомедицина. - 1998. - № 1. - С.81-85.

3. Аленина С. Б. Реакция на облучение He-Ne лазером генетически различных инбредных линий Drosophila melanogaster // Известия харьковского энтомологического общества. - 1998. - Т. 6, вып. 1. - С. 149 - 154.

4. Шахбазов В. Г., Аленіна С. Б., Горенська О. В., Саміло С. М., Страшнюк В. Ю. Прояви ефекта гетерозиса у Drosophila melanogaster по біоелектричним властивостям клітинних ядер // Известия харьковского энтомологического общества. - 1999. - Т. 7, вып. 1. - С. 149 - 154.

5. Аленина С. Б., Шахбазов В. Г. Влияние лазерного излучения на развитие личинок и онтогенетические изменения биоэлектрических свойств клеточных ядер дрозофилы.// Матер. XII междунар. науч.-практ. конф. “Применение лазеров в медицине и биологии” (20 - 23 апр. 1999 г, Харьков) - 1999 - С. 14.

6. Шахбазов В. Г., Аленіна С. Б., Горенська О. В., Саміло С. М., Страшнюк В. Ю. Прояви ефекта гетерозиса у Drosophila melanogaster по біоелектричним властивостям клітинних ядер // V зїзд Українського ентомологічного товариства (7 - 11 вересня 1998 р., м. Харків). Тези доповідей. - 1998, Ніжин. - С. 183.

7. Аленина С. Б., Коробов А. М., Шахбазов В. Г. Влияние He-Ne лазера на развитие модельного объекта - Drosophila melanogaster.// The 1st Intern. Congr. “Laser and Health” 97 (11 - 16 ноября 1997, Limassol, Cyprus) - 1997. - C. 6.

8. Аленина С. Б., Шахбазов В. Г. Влияние излучения гелий-неонового лазера на развитие дрозофилы.// Матер. VIII междунар. науч.-практ. конф. “Применение лазеров в медицине и биологии” (1 - 5 апр. 1997 г, Харьков) - 1997 - С. 119.

9. Аленина С. Б., Шахбазов В. Г. Влияние гелий-неонового лазера на мутагенную активность и электрокинетические свойства клеточных ядер дрозофилы.// Материалы VI республиканской науч.-практ. конф. “Применение лазеров в медицине и биологии” (8 - 13 апреля 1996 г, Харьков) - 1996 - С. 6.

10. Аленина С.Б. Роль интегральных свойств ядерного геному и активации стрессовых генов в неспецифической устойчивости организмов.// Матер. науч. конф. молодых ученых биологического факультета и научно-исследовательского института биологии. - Харьков, 1996. - С. 3 - 4.

Размещено на .ru