Регистрация / Вход
Прислать материал

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА НИЗКОДОЗОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРИТИЯ НА СВЕТЯЩИЕСЯ БАКТЕРИИ

Сведения об участнике
ФИО
Рожко Татьяна Владимировна
ФИО (на английском языке)
Rozhko Tatiana Vladimirovna
Название организации
СФУ, КрасГМУ им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого
Информация о докладе
Вид доклада
Устный доклад
Секция
Биотестирование в нормировании и токсикологическом контроле, Биоиндикация и химический анализ в экологическом мониторинге
Название доклада
ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА НИЗКОДОЗОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРИТИЯ НА СВЕТЯЩИЕСЯ БАКТЕРИИ
Соавторы доклада (ФИО, организация, город, страна)
Кудряшева Надежда Степановна.
Аннотация
Изучен механизм биологической активации радионуклидом тритием. Люминесцентные морские бактерии были использованы в качестве объекта исследования для мониторинга биологического эффекта трития. Маркером их активности является интенсивность биолюминесценции. Были использованы два различных типа источников трития: меченные тритием пленки и HTO. При использовании меченных тритием пленок, было предотвращено проникновение трития в клетки. Воздействие трития, различных типов на биолюминесценцию показало аналогичные изменения в кинетике бактериальной люминесценции: период задержки и последующую активацию биолюминесценции. Воздействие трития (100 МБк / л) не вызвало мутации в бактериальной ДНК, что говорит о механизме "не геномной" активации биолюминесценции тритием.
Ключевые слова
Тритий, биолюминесценция, биотестирование, морские бактерии, ДНК
Введение

Тритий – радиоактивный изотоп водорода, бета-излучающий радионуклид. Благодаря низкой энергии излучения, представляет удобный объект для выявления механизмов низко-дозовых эффектов. Низкая энергия излучения трития требует особых подходов к исследованию его действия на живые организмы и выяснения потенциальной токсичности соединений. Удобным объектом для изучения эффектов трития являются морские люминесцентные бактерии, чувствительные к действию различных ингибиторов. Маркером их активности является интенсивность биолюминесценции, отличающаяся легкостью и быстротой приборной регистрации, что дает возможность большого числа измерений для обеспечения достоверности низкодозовых эффектов. Отклик бактерий на действие низкодозового облучения может быть связан, как с генетическими изменениями, поскольку известно, что радионуклиды могут оказывать генотоксический эффект, так и с изменением мембранного потенциала клеток обусловленного вторичными процессами в водной среде.

Целью работы было выявление процессов, лежащих в основе механизма низкодозового воздействия радионуклида трития на морские люминесцентные бактерии, связанных с генетическими изменениями и ионизацией среды.

Методы и материалы

В работе в качестве объекта исследования использовали интактные светящиеся бактерии Рhotobacterium phosphoreum 1883 IBSO из коллекции Института биофизики СО РАН. Для культивирования бактерий использовали полусинтетическую питательную среду. В качестве источника радиации использовался тритий в составе HTO, меченные тритием методом термической активации пленки полиэтилена с удельной поверхностной радиоактивностью от 0.1 до 2.4 МБк/см2. В качестве контроля использовали нерадиоактивные растворы аналогичного состава в том же объеме (30 мкл). Суспензии хранили при 4оС. Пробы (10 мкл суспензии бактерий) отбирали через определенное время в течение 7-10 суток. Далее измеряли интенсивность люминесценции с помощью биохемилюминометра. Бактериальную ДНК выделяли после 4 суток инкубирования.

Для оценки влияния радионуклидов на биолюминесценцию бактерий использовали величину относительной интенсивности свечения, которая определяется выражением:                                           

                              

               Irel=Irad/Icontr ,                 

                         

где Irad –интенсивность биолюминесценции радиоактивного раствора;

Icontr – интенсивность биолюминесценции контрольного раствора.

Исследование мутагенности низкодозового воздействия радионуклидов проводили методом секвенирования. Проанализирован ген 16S рРНК ДНК, ответственный за жизненно важные функции светящихся бактерий. При секвенировании использовали классический вариант метода Сэнгера.      Для выявления биологической роли вторичных процессов радиолиза в водной среде и исключения проникновения радионуклида в бактериальные клетки, в качестве источников внешнего радиоактивного излучения использованы меченные тритием пленки полиэтилена с удельной поверхностной радиоактивностью от 0.1 до 2.4 МБк/см2. Радиоактивный изотоп был введен в пленки с помощью метода термической активации трития на кафедре радиохимии МГУ. 

Полученные результаты

Получен ряд зависимостей биолюминесценции интактных бактерий от времени воздействия трития и радиоактивности среды. Отклик бактерий на воздействие трития включает в себя два этапа: 1 – отсутствие эффекта (или распознавание стресс-фактора), 2 – активация (или адаптивная реакция). Следовательно, реакция светящихся бактерий к воздействию HTO не является линейной; зависимости от удельной радиоактивности раствора (или мощности дозы) не были найдены.

Следующим направлением было изучение эффектов трития связанных с мембранными процессами, предполагается, что эффект трития может быть связан с ионизацией среды, приводящей к влиянию на мембранный потенциал бактерий, что может вызвать изменение скоростей внутриклеточных процессов. Для этого мы исключили возможность проникновения трития в бактериальные клетки, и использовали меченные тритием пленки полиэтилена с удельной поверхностной радиоактивностью от 0.1 до 2.4 МБк/см2. Проведено сравнение воздействия трития на кинетику люминесценции клеток бактерий в условиях, исключающих и благоприятствующих проникновению трития в клетки, т.е. с использованием источников излучения трития различного типа – тритиевой воды и полиэтиленовых пленок, меченных тритием. Показано, что излучение трития приводит к активации биолюминесценции даже если тритий находится вне бактериальных клеток.

В качестве примера на Рис.1 приведена зависимость относительной интенсивности люминесценции от времени.

 

 

Рис.1 Зависимость относительной интенсивности биолюминесценции (Irel) бактерий P.phosphoreum: 1 - от времени воздействия НТО, 2,3 МБк/л; 2 - от времени воздействия меченной тритием полиэтиленовой пленки, 0,11 МБк/см2.

 

Проанализирован ген 16S рРНК, ответственный за жизненно важные функции светящихся бактерий. Показано, тритий не оказывает мутационного влияния на бактерии.

 

Заключение

Продемонстрировано отсутствие линейной зависимости доза-эффект при низкодозовых воздействиях трития различных типов на бактерии. Показано, что тритий в составе HTО и зафиксированный на пленке увеличивает интенсивность свечения бактерий и не оказывает влияния на их генетический аппарат. 

Цитируемая литература
1. Rozhko, T.V., Badun, G.A., Razzhivina, I.A., Guseynov, O.A., Guseynova, V.E., Kudryasheva, N.S., 2016.On mechanism of biological activation by tritium. J. Environ. Radioact. 157, 131–135. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2016.03.017
2. Kudryasheva, N.S., Rozhko, T.V., 2015. Effect of low-dose ionizing radiation on luminous marine bacteria: radiation hormesis and toxicity. J. Environ. Radioact. 142, 68–77.
Благодарности
Не заполнено
Название, авторы, резюме (на английском языке)

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА НИЗКОДОЗОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРИТИЯ НА СВЕТЯЩИЕСЯ БАКТЕРИИ

Рожко Т.В., Кудряшева Н.С.