Влияние электромагнитного излучения сотовой связи на размножение и развитие мух Drosophila melanogaster

Актуальность

В современном мире человека окружают самые разнообразные виды электромагнитного излучения (ЭМИ). Возможность их негативного действия на человека изучается давно. И если для многих типов ЭМИ доказано негативное воздействие на организм человека (например, ультрафиолетового и рентгеновского излучения), вопрос о характере влияния неионизирующего ЭМИ на биологические объекты по-прежнему открыт.

Цель

Установить возможный эффект излучения сотового телефона на развитие семенников дрозофилы.

Задачи

1. Оценить плодовитость самцов после облучения.

2. Установить влияние излучения на выживаемость и возможную смертность на стадии личинки и куколки.

3. Проанализировать изменения в сперматогенезе дрозофил под действием излучения.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Пробирки с кормом для содержания мух

• Иглы для препарирования, пипетки, предметные и покровные стекла

• Бинокуляр для отбора мух и постановки скрещиваний

• Флуоресцентный микроскоп NICON TE

• Растворы антител

Описание

В ходе исследования автор сформировал три группы животных мух дикого типа в возрасте один день. Первая (контрольная) группа не подвергалась облучению телефона, вторая находилась под воздействием излучения телефона в режиме ожидания, на третью группу воздействовали в активном режиме работы телефона. В каждой группе было по 20 самцов. Для экспериментов отобрали молодых самцов линии мух Oregon R в возрасте один день. Каждого самца отсаживали в отдельную пробирку и проводили облучение в течение 30 минут 1 раз в день, процедуру повторяли три дня. После этого к каждому облученному самцу подсаживали две девственных самки для скрещивания. Через три дня после скрещивания родителей пересаживали в новую пробирку. В пробирке, где происходило скрещивание, подсчитали количество куколок и количество вылупившихся мух. У самцов после облучения и скрещивания по достижении ими 10-дневного возраста извлекали семенники для анализа протекания процесса сперматогенеза. Также извлекали семенники у самцов, которые появились в результате скрещивания облученных самцов и необлученных самок. Семенники промывали дважды свежими порциями буфера PBS (phosphate buffer saline), затем фиксировали в 4%-ом растворе формальдегида в течение 30 минут при комнатной температуре. Далее снова промывали буферным раствором дважды и инкубировали 30 минут в 0,1%-ом растворе додецилсульфата натрия для создания отверстий в мембранах клеток, чтобы красители могли проникать внутрь. Далее к образцам добавляли антитела к белку B-NACtes в 5%-ом растворе сухого молока в PBS и инкубировали сутки при +40 °С. Затем промывали три раза по 5 минут буферным раствором и добавляли связанные с красителем Alexa 532 вторые антитела в разведении 1:2000 и инкубировали 2 часа при комнатной температуре. Потом ещё раз промывали фосфатным буфером и помещали в среду для микроскопии, которая содержала краситель DAPI, дающий специфическую окраску ядер клеток. Полученные препараты анализировали с помощью флуоресцентного микроскопа NICON TE на базе Института биологии гена РАН.

Результаты

1. По количеству куколок и вылетевших мух после скрещивания с облучёнными самцами не обнаружено больших отличий от контрольной группы.

2. В среднем количество оставленного потомства было ниже в группе облучения телефоном в активном режиме по отношению к контрольной группе на 9 %, в режиме ожидания различий не выявлено.

3.При анализе процесса сперматогенеза видимых отличий в опытных и контрольной группах в характере расположения ядер в цисте не обнаружено. Возможно, количество проанализированных семенников было недостаточным, чтобы увидеть эффект. Ядра сперматоцитов на стадии перед этапом индивидуализации отдельных сперматозоидов отмечены голубым цветом. Белой пунктирной линией выделены границы семенника, красной скобкой – индивидуальный кластер игольчатых ядер.

4. Изучение влияния излучения телефона на ранние стадии сперматогенеза, а именно на стадии первого и второго деления мейоза, когда образуются 16-ти и 64-клеточные цисты сперматид. Окраска антителами к B-NACtes семенников мух в контрольной группе была яркая, присутствовала как в ядрах, так и в цитоплазме клеток цисты.

С другой стороны, у самцов с пониженной плодовитостью на небольшом количестве препаратов наблюдали более слабую окраску B-NACtes на стадии 16-клеточной цисты, кроме того, часть клеток в цисте теряли окраску B-NACtes в зоне ядра. Судя по всему, излучение каким-то пока неясным способом влияет на локализацию B-NACtes в ядрах некоторых клеток цисты. Поскольку данный белок участвует в процессе мейоза у дрозофилы, возможно, его уход из ядра приводит к тому, что часть клеток не способна завершить нормальное мейотическое деление, что приводит в итоге к снижению общего количества зрелых сперматозоидов. Снижение количества сперматозоидов приводит к снижению общего количества потомства. Правда, такой эффект наблюдали лишь у трёх из двадцати самцов.

Излучение каким-то пока неясным способом влияет на локализацию B-NACtes в ядрах некоторых клеток цисты.

 Выводы
1. Излучение сотовых телефонов в режиме ожидания не оказывает влияния на репродуктивную функцию самцов дрозофил.
2. В активном режиме излучение телефона приводило к незначительному снижению плодовитости самцов.
3. Возможной причиной снижения плодовитости является нарушение первой стадии мейоза у части клеток в цисте с последующим снижением общего количества сперматозоидов.

Перспективы использования результатов работы

Полученные данные можно использовать в качестве рекомендаций по ограничению времени близкого взаимодействия средств сотовой связи с организмом человека.

Сотрудничество с вузом при создании работы

Институт биологии гена РАН