ЧУТЛИВІСТЬ МУТАНТА Atmsh2 лінії SALK_002708 ДО ДІЇ СУБЛЕТАЛЬНИХ ДОЗ ІОНІЗУЮЧОЇ РАДІАЦІЇ

 

C.В. Літвінов, Н.М.Рашидов

 

Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Київ, Україна

 

            Вивчали рослини гомозиготного інсерційно-делеційного мутанта за геном місметч-репарації Atmsh2 лінії SALK_002708. Рослини з генотипом Atmsh2-/- у інтервалі сублетальних доз рентгенівського опромінення до 21 Гр включно накопичували меншу суху біомасу надземної частини у порівнянні з рослинами генотипу Atmsh2+/+ [1]. Отже, абсолютна радіочутливість мутантних рослин за даним показником є вищою по відношенню до рослин дикого типу. У інтервалі сублетальних доз рентгенівського опромінення відносна радіочутливість рослин, дефектних за білком місметч-репарації MSH2, не однакова, а залежить як від дози, так і від режиму опромінення. Фракціонування доз 6-15 Гр знижувала відносну радіочутливість мутанта, а доз 3 і 21 Гр, навпаки, її підвищувала. Саме при вказаних дозах іонізуючого опромінення досягався максимальний відносний рівень транскрипційної активації гену-маркеру гомологічної рекомбінації AtRAD51. Результати проведених дослідів свідчать про самостійну роль білка MSH2 у репарації індукованих радіацією пошкоджень ДНК рослин, як і про можливу епістатичну взаємодію з продуктами генів AtRad1 і AtRAD51.

На відміну від стимулюючої дії хронічної рідкоіонізуючої радіації у дозі 20 сГр на розвиток рослин дикого типу до 35-го дня вегетації, коли не менше половини рослин вступили у генеративну фазу розвитку, мутантні рослини першого покоління такої стимуляції не зазнавали. Однак наприкінці вегетації як рослини дикого типу, так і мутанти, що були хронічно опромінені протягом перших 35 діб розвитку, накопичували в середньому більшу біомасу, ніж неопромінені рослини. Причому як опромінені, так і неопромінені мутанти Atmsh2-/- мали меншу повітряно-суху масу надземної частини, ніж рослини дикого типу. Таким чином, білок MSH2 з одного боку є необхідним для нормального онтогенезу рослин в умовах відсутності дії генотоксичних факторів, з іншого – приймає участь у прискоренні темпів розвитку під дією стимулюючих доз опромінення.

            Аналіз отриманих даних не виявив достовірних відмінностей мутанту Atmsh2-/- від рослин Atmsh2+/+ за рівнем транскрипційної активності генів-маркерів систем репарації ДНК AtRAD51, AtKu70, AtRad1. Це означає, що MSH2 не відіграє важливої ролі у мережі регулювання експресії ключових генів репарації ДНК як сенсор або трансдуктор сигналу, натомість є одним з ефекторів клітинної відповіді на пошкодження ДНК.

            Неопромінені рослини мутанта Arabidopsis thaliana Atmsh2 SALK_002708 демонстрували нестабільність хлоропластного геному, яка значно зростала після опромінення у сублетальних дозах 3-21 Гр. Маркером цієї нестабільності були хлорофільні мутації листків проростків. Встановлена наявність залежної від білку MSH2 репарації ДНК у хлоропластах квіткових рослин, щодо чого досі існували суперечливі дані. Показана нижча здатність опромінених рослин, дефіцитних за білком MSH2, та їх нащадків до репарації сублетальних генетичних пошкоджень ДНК хлоропластів.

 

1. Літвінов С. В., Рашидов Н. М. Відносна радіочутливість мутанта Arabidopsis thaliana Atmsh2 SALK_002708 у діапазоні сублетальних доз опромінення радіацією.// Ядерна фізика та енергетика. – 2018. – Т.19, №2. – С.145-149. https://doi.org/10.15407/jnpae2018.02.145