Анализ изменчивости генома escherichia coli при воздействии ионизирующего излучения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследование изменений генетического аппарата биологических систем вследствие воздействия физических факторов способствует пониманию механизмов адаптации. Статья посвящена анализу генома модифицированного варианта Escherichia coli ПЛ-6, полученного в результате неоднократного и постепенно возрастающего воздействия гамма-лучей 60Co на установке “Исследователь”. Целостность генетического материала исследуемых бактериальных клеток проверяли методом электрофореза в 1.7%-ном агарозном геле. Для анализа модификаций генома был произведен дизайн праймеров для амплификации нескольких локусов, характеризующихся гомологией у множества штаммов E. coli. Исходя из показателей количества и размера амплифицированных продуктов с применением каждого из представленных праймерных комбинаций у кишечной палочки до и после гамма-облучения, установлено значительное изменение генома.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. Ю. Галлямова

Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности

Автор, ответственный за переписку.
Email: kostya9938@yandex.ru
Россия, Казань

К. Н. Вагин

Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности; Казанский (Приволжский) федеральный университет

Email: kostya9938@yandex.ru
Россия, Казань; Казань

Н. М. Василевский

Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности

Email: kostya9938@yandex.ru
Россия, Казань

Н. И. Хаммадов

Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности

Email: kostya9938@yandex.ru
Россия, Казань

Список литературы

  1. Волкова П.Ю. Адаптивные реакции растений на действие ионизирующего излучения в низких дозах: Автореф. дис. …докт. биол. наук. Обнинск: ВНИИРАЭ, 2020. 42 с.
  2. Маргулис М.А., Маргулис И.М. О механизме биологического действия ионизирующей радиации // Журн. физ. химии. 2005. Т. 79. № 6. С. 1142–1151.
  3. Медведев А.П., Алешкевич В.Н. Физико-химические факторы, влияющие на микроорганизмы // Ветерин. журн. Беларуси. 2017. № 1(6). С. 26–29.
  4. Кобялко В.О., Пименов Е.П. Действие радиации на микроорганизмы и чувствительность разных таксономических групп к облучению // Актуал. вопр. с.-х. радиобиологии. Тр. ВНИИ РАЭ. Обнинск: 2019. С. 119–130.
  5. Shuryak I. Review of microbial resistance to chronic ionizing radiation exposure under environmental conditions // J. Еnvir. Radioactivity. 2019. № 196. Р. 50–63. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.10.012
  6. Beblo-Vranesevic K., Bohmeier M., Perras A.K. et al. Lack of correlation of desiccation and radiation tolerance in microorganisms from diverse extreme environments tested under anoxic conditions // FEMS Microbiol. Letters. 2018. № 365(6). https://doi.org/10.1093/femsle/fny044
  7. Болсуновский А.Я., Дементьев Д.В., Фролова Т.С. и др. Влияние гамма-излучения на уровень повреждений ДНК в клетках проростков Allium сepa L. // ДАН. 2019. Т. 489. № 2. С. 199–204. https://doi.org/10.31857/S0869-56524892199-204
  8. Belli M., Tabocchini M.A. Ionizing radiation-induced epigenetic modifications and their relevance to radiation protection // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21(17). Р. 1–34. https://doi.org/10.3390/ijms21175993
  9. Gallyamova M.Yu. Study of radioprotective properties of drugs based on E. coli metabolites and substances of natural origin // Ветерин. врач. 2021. № 2. P. 16–18. https://doi.org/10.33632/1998-698X.2021-2-16-19
  10. Bruckbauer S.T., Cox M.M., Sussman M.R. et al. Ionizing radiation-induced proteomic oxidation in Escherichia coli // Mol. Сell. Рroteomics. 2020. V. 19(8). Р. 1375-1395. https://doi.org/ 10.1074/mcp.ra120.002092
  11. Levien E., Min J., Kondev J. et al. Non-genetic variability in microbial populations: Survivalstrategy or nuisance? // Rep. on Progress in Physics. 2021. V. 84(11). Р. 116601. https://doi.org/10.1088/1361-6633/ac2c92
  12. Yu D., Banting G., Neumann N.F. A review of the taxonomy, genetics, and biology of the genus Escherichia and the type species Escherichia coli // Canadian J. Microbiol. 2021. V. 67(8). Р. 553–571. https://doi.org/10.1139/cjm-2020-0508
  13. Burby P.E., Simmons L.A. Regulation of cell division in bacteria by monitoring genome integrity and DNA replication status // J. Bacteriology. 2020. V. 202(2). https://doi.org/10.1128/JB.00408-19
  14. Cooper T.F. Recombination speeds adaptation by reducing competition between beneficial mutations in populations of Escherichia coli // PLoS Вiology. 2007. V. 5(9). https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0050225
  15. Andryukov B.G., Somova L.M., Matosova E.V. et al. Phenotypic plasticity as a strategy of bacterial resistance and an object of advanced antimicrobial technologies (review) // Sovremen. Тehnologii v Мedicine. 2019. V. 11(2). Р. 164–182. https://doi.org/10.17691/stm2019.11.2.22
  16. Тестов Б.В. Действие радиации на организм // Акт. вопр. совр. науки. 2012. Т. 21 № 2. С. 6–13.
  17. Nikitin A.I., Gaizatullin R.R., Koniukhov G.V. et al. Study of radioprotective properties of E. coli metabolites // Int. J. Pharmacy and Technology. 2016. V. 8(2). Р. 14328–14340.
  18. Ишмухаметов К.Т., Низамов Р.Н., Саитов В.Р. и др. Разработка радиомодифицированных мутантов микроорганизмов для профилактики и лечения радиационных поражений животных // Уч. записки Казанской гос. акад. ветерин. медицины им. Н.Э. Баумана. 2020. Т. 241. № 1. С. 95–98. https://doi.org/10.31588/2413-4201-1883-241-1-95-99
  19. Matic I. Mutation rate heterogeneity increases odds of survival in unpredictable environments // Mol. Сell. 2019. V. 75(3). Р. 421–425. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2019.06.029
  20. Пелевина И.И., Алещенко А.В., Антощина М.М. и др. О некоторых путях формирования радиационно-индуцированного адаптивного ответа // Радиационная биология. Радиоэкология. 2017. Т. 57. № 6. С. 565–572. https://doi.org/10.7868/S0869803117060017
  21. Тарасова Е.Ю., Матросова Л.Е., Хаммадов Н.И. и др. Исследование ДНК-повреждающего действия микотоксинов на фоне использования средств профилактики // Ветеринарный врач. 2021. № 3. С. 65–71. https://doi.org/10.33632/1998-698X.2021-3-65-71
  22. Галлямова М.Ю., Вагин К.Н., Низамов Р.Н. и др. Фенотипическая изменчивость E. coli, индуцированная γ-лучами 60Co // Ветеринарный врач. 2021. № 3. С. 19–23. https://doi.org/10.33632/1998-698X.2021-3-19-23
  23. Коба В.В., Жаворонкова М.К. Прямое и косвенное действие ионизирующего излучения на биологические объекты // Сб. трудов Междунар. научно-техн. конф. молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова. Белгород, 2015. С. 228–232.
  24. Низамов Р.Н., Галлямова М.Ю., Савкин И.В. и др. Направленное изменение фенотипа бактерий E. coli и B. bifidum с использованием ионизирующей радиации // Молодеж. разработки и инновации в решении приоритетных задач АПК. Матер. Междунар. науч. конф. студентов, аспирантов и учащейся молодежи, посвященной 90-летию образования Казанской зоотехнической школы. Казань: 2020. С. 335–337.
  25. Сафонова В.Ю. Антиоксидантные свойства некоторых радиозащитных препаратов // Изв. Оренбургского гос. аграр. ун-та. 2014. №. 2. С. 149–151.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Электрофореграмма продуктов амплификации локусов 1pO26-Vir, 1pVM01, 1p417H-90, 1pNDM102337, 1pChi7122-2 и 3pO26-Vir. М – маркер молекулярной массы ДНК “М16” (Сибэнзим, Россия); 1, 2 – локус 1pO26-Vir; 3, 4 – локус 1pVM01; 5, 6 – локус 1p417H-90; 7, 8 – локус 1pNDM102337; 9, 10 – локус 1pChi7122-2, 11, 12 – локус 3pO26-Vir; контрольные образцы – 1, 3, 5, 7, 9 и 11; облученные образцы – 2, 4, 6, 8, 10 и 12.

Скачать (688KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Электрофореграмма продуктов амплификации локусов 2pNDM102337, 1pChi7122-3, 4pO26-Vir, 1pO86A1, 4pVM01. М – маркер молекулярной массы ДНК “М16” (Сибэнзим, Россия); 1, 2 – локус 2pNDM102337; 3, 4 – локус 1pChi7122-3; 5, 6 – локус 4pO26-Vir; 7, 8 – локус 1pO86A1; 9, 10 – локус 4pVM01; контрольные образцы – 1, 3, 5, 7 и 9; облученные образцы – 2, 4, 6, 8 и 10.

Скачать (691KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024