180 Проблемы биологии и медицины, 2017, №1 (93)
УДК: 613.2:614.31-07-084
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИЗУЧЕНИЮ И ОЦЕНКЕ
МУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТИ ГЕННО-МОДИФИЦИРОВАННОГО ПРОДУКТА
Д.Р. СОБИРОВА, Н.А. НУРАЛИЕВ, Е.Н. ГИНАТУЛЛИНА
НИИ санитарии, гигиены и профзаболеваний МЗ РУз, г. Ташкент
ГЕН-МОДИФИКАЦИЯЛАНГАН МАҲСУЛОТНИНГ МУТАГЕНЛИК ФАОЛЛИГИНИ
ЎРГАНИШ ВА БАҲОЛАШ МАҚСАДИДА ЎТКАЗИЛГАН ТАЖРИБАВИЙ ТАДҚИҚОТЛАР
НАТИЖАЛАРИ
Д.Р. СОБИРОВА, Н.А. НУРАЛИЕВ, Е.Н. ГИНАТУЛЛИНА
ЎзР ССВ санитария, гигиена ва касб касалликлари ИТИ, Тошкент
RESULTS OF EXPREMENTAL STUDY ON EVALUTION OF THE MUTAGENIC ACTIVITY OF
GENETICALLY MODIFIED
PRODUCTS
D.R. SOBIROVA, N.A. NURALIYEV, Y.N. GINATULLINA
Research Instute of Sanitary, Hygiene and Occupational diseases of the Ministry of Health of the Republic Uz-
bekistan, Tashkent
Мақсад тажрибада ген-модификацияланган маҳсулот - 24-сон соя уни мутагенлик фаоллигини
ўрганиш ва баҳолаш бўлди. Иш жараёнида лаборатория ҳайвонлари уруғлантирилган ҳомиладор
урғочиларида ўлим кўрсаткичи - тажриба гуруҳларида оқ зотсиз каламушлар урғочилари томонидан
эмбрионларни сақлаб қолишнинг “нохушлик” кўрсаткичи аниқланди. 1 гуруҳда (назорат-назорат)
уруғлантирилган урғочи каламушлар ўлими кузатилмади, 2 гуруҳда (назорат-тажриба)
уруғлантирилган урғочи каламушлар ўлими 60,0%, 3 гуруҳда (тажриба-назорат) 100%, 4 гуруҳда
(тажриба-тажриба) 66,7% ни ташкил этди.
Калит сўзлар:
ген, мутаген фаоллик, тажриба ҳайвонлари.
The aim of the study was the evaluation of mutagenic activity of the genetically modified product (soy-
bean flour №24) at experiments. As the result, it was found that the dysfunctional to become embryos in fe-
males among the experimental groups of rats were 1) the mortality rate of fertilized females of laboratory ani-
mals. In group 1 (control male/control female) and group 2 (control male/ experimental female) mortality of
fertilized females was about 66.0%, and in in group 3 (experimental male/control female) was about 100%, in
the 4 group (experimental male/ experimental female) - 66,7%.
Key words:
gene, mutagenic activity, laboartornye animals.
Генетически модифицированные организмы
(ГМО) - это растительные или животные орга-
низмы, генотип которых изменен невозможным в
природе способом с помощью методов генной
инженерии для придания организму новых
свойств (устойчивость к гербицидам, вредителям,
болезням и засолению, действию высоких и низ-
ких температур, урожайность, калорийность и
другие); изменения качества конечной продукции
(цвет, состав, длительность хранения, сроки со-
зревания); решения проблем очищения окружаю-
щей среды от органических загрязнений и тяже-
лых металлов; обеспечения синтеза определенных
соединений в растительном организме (в том чис-
ле фармакологических препаратов) и использова-
ние растений для производства этих соединений
[1, 4, 5, 6, 9].
Доминантные летальные мутации - генети-
ческие изменения, индуцированные в родитель-
ских зародышевых клетках и приводящие к гибе-
ли первого поколения потомков на эмбриональ-
ных стадиях развития. Большая часть доминант-
ных леталей представляет собой численные и
структурные аберрации хромосом, частично
представленные генными мутациями [3].
Целью
исследования было изучение и
оценка
мутагенной
активности
генно-
модифицированного продукта - соевой муки №24
в эксперименте.
Материал и методы исследования.
Экс-
периментальные исследования были проведены
на самцах и самках половозрелых, белых беспо-
родных крыс с массой тела не менее 250 г. Ис-
пользовали генетически однородных животных и
репрезентативных по всем показателям. При про-
ведении экспериментальных исследований строго
соблюдали правила биологической безопасности
и этические принципы работы с лабораторными
животными [2, 8].
Всех лабораторных животных распредели-
ли на 4 группы исследования (таблица 1): 1 груп-
па (контроль-контроль) - в течение 30 дней все
животные находились на общевиварном рационе,
Д.Р. Собирова, Н.А. Нуралиев, Е.Н. Гинатуллина
Биология ва тиббиёт муаммолари, 2017, №1 (93) 181
спаривали контрольных самцов с контрольными
самками (К + К);
2 группа (контроль-опыт) - самцы находи-
лись на общевиварном рационе и самки получали
дополнительно к общевиварному рациону соевую
муку №24 (ГМ-продукт, по 0,02-0,03 г на крысу в
день) в течение 30 дней; спаривали контрольных
самцов с опытными самками (К + О);
3 группа (опыт-контроль) - самцы получали
соевую муку №24 (ГМ-продукт, по 0,02-0,03 г на
крысу в день) дополнительно к общевиварному
рациону, самки находились на общевиварном ра-
ционе в течение 30 дней; спаривали опытных
самцов с контрольными самками (О + К);
4 группа (опыт-опыт) - самцы и самки од-
новременно получали соевую муку №24 (ГМ-
продукт, по 0,02-0,03 г на крысу в день) дополни-
тельно к общевиварному рациону в течение 30
дней; спаривали опытных самцов с опытными
самками (О + О).
Для каждого варианта опыта и контроля ис-
пользовали животных приблизительно одного
срока рождения. После вскармливания в течение
30 дней тестируемого продукта к общевиварному
рациону к каждому самцу подсаживается по 2-3
контрольных или опытных самки. Подсадку сам-
цов проводили в течение 3 недель на 3-х стадиях
сперматогенеза: 1-ая неделя соответствует зрелым
сперматозоидам; 2-ая неделя соответствует позд-
ним сперматидам; 3-ая неделя соответствует ран-
ним и средним сперматидам. Такое распределе-
ние нужно, чтобы анализировать доминантную
летальность самцов соответственно всем 3 стади-
ям сперматогенеза.
Эмбриональная смертность плодов у самок,
забеременевших от самцов в течение 3 недель,
свидетельствует о мутационных событиях, про-
изошедших в зрелых сперматозоидах и спермати-
дах на разных сроках развития. Отсчет дней бе-
ременности вели с момента обнаружения во вла-
галищах самки сперматозоидов самцов [3, 7], ма-
зок из влагалища рассматривался при увеличении
400 раз (40х10).
Отсаженных от самцов самок вскрывали на
15-17 день беременности. Большая часть доми-
нантных леталей половых клеток самцов вызыва-
ют смерть эмбрионов при или вскоре после им-
плантации. Погибшие на этой стадии мертвые
эмбрионы выглядят как темные гомогенные
округлые тела диаметром 2,5-3 мм.
Мутагенный эффект проявляется в виде по-
вышенной эмбриональной смертности. Если яй-
цеклетка оплодотворена сперматозоидом, несу-
щим доминантную леталь, то смерть развивающе-
гося эмбриона может произойти как до, так и по-
сле имплантации. Для оценки мутагенных свойств
учитывают постимплантационную смертность.
По методике мутагенности продукта, основным
показателем уровня доминантных летальных му-
таций служит уровень постимплантационных по-
терь, представляющий собой отношение числа
мертвых эмбрионов к сумме живых и мертвых
эмбрионов. Для оценки значимости увеличения
этого показателя в эксперименте по сравнению с
контролем при работе с животными используют
критерий
х
2
для соотношения сумм живых и
мертвых эмбрионов.
В связи с тем, что при таком подходе будет
игнорироваться индивидуальная чувствитель-
ность лабораторных животных, для снижения до-
ли «ложно-позитивных» результатов решения о
наличии мутагенного эффекта следует принимать
на 1% уровня значимости. Корректным представ-
ляется использование двухфакторного дисперси-
онного анализа. Для заключения о степени мута-
генной активности используют данные постим-
плантационной смертности на самой чувстви-
тельной из 3 стадий сперматогенеза.
Результаты исследований и их обсужде-
ние.
Результаты нами были получены из несколь-
ких серий эксперимента. За серию мы приняли
группы самцов и самок, которым вскармливали
или не вскармливали тестируемый продукт (сое-
вую муку №24) в течение 30 дней. В качестве
контрольных групп рассматривались самцы и
самки, для которых использовался корм, состав-
ленный в соответствии с общевиварным рацио-
ном, из продуктов не обладающих мутагенной
активностью и влияющей на зародышевые клетки
млекопитающих.
При вскрытии лабораторных животных ре-
гистрировали количество эмбрионов и наличие
темных гомогенных телец у каждой самки от-
дельно.
Для этого вскрывали ножницами оба рога
матки, особенное внимание, обращая на дисталь-
ные отделы, так как именно там часто располага-
ются мертвые эмбрионы, которые в силу своих
небольших размеров могли быть не учтены при
обычном просмотре матки, растягиваемой двумя
пинцетами. Результаты вскрытия показали, что
число мертвых эмбрионов было равно нулю у
каждой вскрытой самки, что позволило нам сде-
лать вывод о том, что показатель постимплатаци-
онной смертности также был равен нулю.
В итоговую таблицу внесены данные о ко-
личестве беременных самок в каждой се-
рии/группе эксперимента, количество фертиль-
ных самок и количество смертей наблюдавшихся
у беременных самок во всех изученных группах
(табл. 2). Более наглядно полученные результаты
в сравнительном аспекте видны на рисунке.
При проведении экспериментальной части в
4 группах экспериментов, мы использовали в ка-
честве мутагенного индекса влияние на половые
клетки самцов в экспериментальных группах как
Результаты экспериментальных исследований по изучению и оценке мутагенной активности …
182
Проблемы биологии и медицины,
2017
, №
1 (93)
способность к оплодотворению, т.е. процент са-
мок с эмбрионами и процент фертильных самок.
В серии экспериментов с контрольными самцами
и контрольными самками (1 группа) наблюдалось
100% оплодотворяющая способность самцов по
сравнению с 2, 3 и 4 группами, где присутствова-
ли опытные самцы или самки.
Таблица 1.
Группы лабораторных животных, вовлеченных в эксперимент по изучению мутагенной активности (аб-
солютные показатели)
Группы
Обозначение
Кол
-
во
самцов
Кол
-
во подсаженных самок
1 группа
Контрольные самцы и контрольные самки (К + К)
4
8
2 группа
Контрольные самцы и опытные самки (К + О)
3
6
3 группа
Опытные самцы и контрольные самки (О + К)
3
6
4 группа
Опытные самцы и опытные самки (О + О)
4
8
Таблица 2.
Результаты фертильности и способности к оплодотворению самок в тесте на доминантные летальные
мутации
Группы
Самки
Беременные
Из них, умершие
Фертильные
Абс.
Абс.
%
Абс.
%
Абс.
%
1 группа
8
8
100
-
0
-
0
2 группа
6
5
83,3±15,2
3
60,0±20,0
1
16,7±15,2*
3 группа
6
3
50±20,4
3
100
3
50±20,4*
4
группа
8
6
75±15,3
4
66,7±16,7
2
25±15,3*
Примечание: *
-
достоверность по отношению к беременным.
Рис.
1.
Сравнительные параметры фертильности и способности к оплодотворению самок в тесте на до-
минантные летальные мутации, %
Максимальное число крысят родившихся у
самок составляло 7 эмбрионов, а минимальное
- 3.
Количество эмбрионов у самок в контрольной и
опытных группах достоверно не отличались.
В опытных группах (3 и 4 группы) отмече-
ны следующие особенности: более поздние сроки
наступления беременности; более продолжитель-
ные роды (до двух суток) по сравнению с кон-
трольными самками (1 час).
Кроме того, показателем «неблагополучно-
го» вынашивания эмбрионов у самок в опытных
группах явился показатель смертности оплодо-
творенных беременных самок. Если в 1 группе
смертность оплодотворенных самок не отмечена,
Д.Р. Собирова, Н.А. Нуралиев, Е.Н. Гинатуллина
Биология ва тиббиёт муаммолари, 2017, №1 (93) 183
то во 2-ой группе она составила 60,0±20,0%, в 3-
ей группе 100%, а в 4-ой группе 66,7±16,7%.
При вскрытии беременных умерших самок
в опытных группах количество созревших эмбри-
онов составляло 5-9 эмбрионов. Также было от-
мечено увеличение процента фертильных самок
по сравнению с контролем (0%): во 2 группе
16,7%, в 3 группе 50,0% и в 4 группе 25,0%.
Выводы.
1. Обнаруженные нами темные гомогенные
тельца (мертвые эмбрионы) в матке самок крыс
опытной группы указывает на наличие доминант-
ных леталей половых клеток самцов крыс, кото-
рые вызывают смерть эмбрионов после имплан-
тации.
2. Установлено, что в опытных группах ла-
бораторных животных отмечены отличительные
особенности: более поздние сроки наступления
беременности, более продолжительные роды по
сравнению с контрольными самками. Выявлен
показатель «неблагополучного» вынашивания
эмбрионов у самок белых беспородных крыс в
опытных группах - показатель смертности опло-
дотворенных/беременных самок лабораторных
животных;
3. В 1 группе (контроль-контроль) смерт-
ность оплодотворенных самок не отмечена, во 2
группе (контроль-опыт) смертность оплодотво-
ренных самок составило 60,0%, в 3 группе (опыт-
контроль) 100% и в 4 группе (опыт-опыт) 66,7%.
4. В экспериментальных группах отмечено
увеличение процента фертильных самок от 16,7%
до 50,0% по сравнению с контрольными самками
(0%). По обнаруженному количеству эмбрионов
(5-9 эмбрионов) у самок крыс контрольной и
опытной групп достоверных отличий не наблю-
дали.
Литература:
1.
Ермакова И.В. Заключение к отчету о кормле-
нии крыс ГМ-картофелем Russe Burbank, устой-
чивым к колорадскому жуку. Журнал «Аграрная
Россия». 2005; 4: 62-64.
2.
Жармухамедова Т.Ю., Семушина С.Г., Пахо-
мова И.А., Пименов М.С., Мурашов А.Н. Между-
народные правила работы с лабораторными жи-
вотными при проведении доклинических испыта-
ний. Токсикологический вестник. Москва, 2011;
4(109): 2-9.
3.
Журков B.C. Методология интегральной оцен-
ки мутагенности загрязнений водных объектов.
«Мутагены и канцерогены в окружающей среде.
Новые подходы к оценке риска для здоровья».
СПб, 1998; 126-130.
4.
Зейналов М.А. Риск для здоровья новорожден-
ных и детей от употребления генетически изме-
ненных продуктов (ГИ) питания. Научный элек-
тронный архив URL: http://econf. rae.ru /
article/8626.
5.
Коробчанский В.А., Герасименко О.И., Ива-
ненко Т.А. Проблемы медико-биологической без-
опасности регулярного употребления в пищу пи-
щевой продукции содержащей ГМО. Проблемы
питания. 2010; 3-4: 38-43.
6.
Кузнецов В.В., Куликов А.М., Митрохин И.А.,
Цыдендамбаев В.Д. Генетически модифициро-
ванные организмы и биологическая безопасность.
Выпуск «Экоинформ». 2004; 10: 64 с.
7.
СанПиН РУз № 0185-05 Требования к опреде-
лению безопасности пищевой продукции, содер-
жащей генетически модифицированные источни-
ки (ГМИ), Ташкент, 2005.
8.
Guide for the Care and Use of Laboratory Ani-
mals: Eighth Edition // This PDF is available from the
National Academies Press at: http://www.nap.
edu/catalog/12910.html. Washington, 2010; 220.
9.
Global Status of Commercialized Biotech/GM
Crops: 2013 //ISAAA. Brief 46-2013: Executive
Summary (Международная служба по приобрете-
нию
агро-биотехнологических
приложений
(ISAAA) - «Глобализация биотехнологических
ГМ культур».
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИЗУЧЕНИЮ И
ОЦЕНКЕ МУТАГЕННОЙ АКТИВНОСТИ
ГЕННО-МОДИФИЦИРОВАННОГО
ПРОДУКТА
Д.Р. СОБИРОВА, Н.А. НУРАЛИЕВ,
Е.Н. ГИНАТУЛЛИНА
НИИ санитарии, гигиены и профзаболеваний
МЗ РУз, г. Ташкент
Целью было изучение и оценка мутагенной
активности генно-модифицированного продукта -
соевой муки №24 в эксперименте.
В процессе ра-
боты выявлен показатель «неблагополучного»
вынашивания эмбрионов у самок белых беспо-
родных крыс в опытных группах - показатель
смертности оплодотворенных/беременных самок
лабораторных животных. В 1 группе (контроль-
контроль) смертность оплодотворенных самок не
отмечена, во 2 группе (контроль-опыт) смерт-
ность оплодотворенных самок составило 60,0%, в
3 группе (опыт-контроль) 100% и в 4 группе
(опыт-опыт) 66,7%.
Ключевые слова:
ген, мутагенная актив-
ность, лабораторные животные.
