Изучение процессов старения, ассоциированных с голоданием, у мышей
Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Биотехнологии. Молекулярная биология. Генетика» среди работ учащихся 10−11 классов |
Направление работы: Медицинская генетика
Авторы работы: ГБОУ Школа № 429
Email: Написать
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» 2020 года
|
Актуальность
На данный момент существует множество теорий, которые пытаются объяснить механизмы старения. Однако чётких и однозначных рекомендаций о том, какие коррективы необходимо внести в образ жизни для максимального продления и повышения качества жизни, пока нет. О таких рекомендациях, как правильное питание, отказ от вредных привычек, знает почти каждый. И если снижение продолжительности жизни курящих людей на данный момент можно считать доказанным, то достоверной связи продолжительности жизни с тем или иным режимом питания пока не установлено.
Цель
Выяснить, как изменение режима питания модельных объектов (мышей линии BCA) влияет на уровень процессов, вызывающих старение.
Задачи
- Провести окраску клеток крови для обнаружения пигмента липофусцина и выявить различия в контрольной и экспериментальных группах.
- Проанализировать частоту встречаемости гранул липофусцина в клетках крови в зависимости от режима питания.
- Оценить динамику накопления липофусцина с течением времени при различном рационе питания мышей.
Оснащение и оборудование, использованное при создании работы
- Микроскоп Биомед-4
- Камера Горяева
- Фотокамера
- Механические дозаторы
- Клетки для содержания мышей
- Лабораторная посуда
- Шприцы
- Реактивы
- Программа обработки изображений LevenhukLite
Описание
Для проведения эксперимента были сформированы три группы мышей из 10 особей. Контрольная группа получала неограниченное количество стандартного лабораторного корма. Вторая группа получала 20% лабораторного корма от количества контроля. Третья группа питалась неограниченным количеством корма с пониженным содержанием белка. Каждый месяц проводился забор крови у мышей из хвостовой вены. Полученные образцы фиксировали 4%-м раствором параформальдегида в течение 20 минут, затем промывали раствором фосфатного буфера, после чего проводили дополнительную фиксацию и дегидратацию в метаноле 30 минут при -20 °С.
Для обнаружения липофусцина в клетках использовалась окраска насыщенным раствором нильского синего. Полученные препараты исследовали под микроскопом Биомед-4 при увеличении 40x и 100x. О присутствии липофусцина судили по синей окраске лизосом. Была использована камера Горяева для подсчёта клеток и количества гранул липофусцина в каждой клетке. Фотографии получены с помощью камеры и программы обработки изображений LevenhukLite.
Рисунок 1. Отсутствие окраски лимфоцита нильским синим в контрольной группе через 1 месяц после начала эксперимента. Черной пунктирной линией обозначены границы клетки, белой пунктирной линией – границы ядра. Фигурная скобка – вероятно, погибшая клетка крови (ее морфологическое строение не позволило однозначно идентифицировать данный объект). Увеличение 1000 раз.
Рисунок 2. Окраска лимфоцита нильским синим в контрольной группе через 2 месяца после начала эксперимента. Черной пунктирной линией обозначены границы клетки, белой пунктирной линией – границы ядра. Звездочкой обозначены обнаруженные гранулы липофусцина. Обращает на себя внимание слабая диффузная окраска по периферии ядра. Увеличение 1000 раз.
Результаты работы/выводы
- В клетках крови мышей обнаружить липофусцин удалось только через 2 месяца после начала эксперимента. Время обнаружения не зависело от режима питания подопытных животных.
- Общее количество клеток, положительных по проводимой окраске, не отличалось во всех трёх группах.
- В группе мышей с пониженным содержанием потребляемого корма удалось установить достоверное снижение количества гранул липофусцина в отдельно взятой клетке крови.
- Предложена модель, объясняющая связь снижения содержания липофусцина при голодании с процессами аутофагии. Данная гипотеза требует дальнейшей экспериментальной проверки.
Перспективы использования результатов работы
Накопленная ранее информация о процессах аутофагии позволила сделать предположение, что данный процесс может вносить вклад в лечебный эффект голодания.
Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы
ФГБУН Институт биологии гена РАН
Мнение автора
«Конференция «Наука для жизни» дарит всем школьникам прекрасную возможность оценить свои силы, попробовать себя в роли настоящего научного исследователя и получить много новых бесценных знаний и умений, которые обязательно пригодятся в будущем»