СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РАЗНЫХ ТЕСТ-ФУНКЦИЙ SACCHAROMYCES CEREVISIAE К СОЛЯМ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Обложка

Аннотация


Дрожжи Saccharomyces cerevisiae служат удобной эукариотической моделью для определения токсичности различных поллютантов, в том числе, тяжелых металлов. Большинство биотестов с применением дрожжей основаны на определении цитотоксического или генотоксического действия тяжелых металлов. Эти методы отличаются трудоемкостью, требуют специального лабораторного оснащения. Для разработки новой экспрессной тест-реакции использовали способность пекарских дрожжей S. cerevisiae, как дрожжей верхового брожения, образовывать пену на поверхности сбраживаемой жидкости. Для проведения биотеста при-меняли коммерческий препарат сухих дрожжей «Саф-Момент» (ООО «Саф-Нева», Россия), в качестве сбраживаемого субстрата - 2%-ный раствор глюкозы. Токсическое действие солей тяжелых металлов определяли по подавлению пенообразования в суспензии дрожжей при инкубировании в течение 15 мин. Параллельно оценивали влияние солей тяжелых металлов на ростовую функцию и выживаемость дрожжей. Пенообразующая активность дрожжей была более чувствительной к исследуемым токсикантам по сравнению с ростовой функцией дрож-жей и их выживаемостью. Хлорид ртути оказывал токсическое действие на пенообразование в дрожжевой суспензии в концентрации 0,0001, сульфат меди, хлорид кадмия, хлорид кобальта - 0,001, сульфат свинца - 0,01, сульфат железа - 0,1, сульфат цинка - 1 г/л. Построенные ряды токсичности солей тяжелых металлов по отношению к исследуемым тест-функциям S. cerevisiae в основном совпадали. Преимуществами тест-реакции по подавлению пенообразующей активности дрожжей являются техническая простота, экспрессность (время тест-отклика составляет 15 мин), минимальные материальные затраты, отсутствие необходимости специального микробиологического оборудования, питательных сред, поддержания культуры в жизнеспособном состоянии. Предложенная реакция может быть использована в качестве экспрессного биотеста для оценки токсичности сред, загрязненных поллютантами этого класса.


О Ф Вятчина

Лицо (автор) для связи с редакцией.
olgairk3@rambler.ru
Иркутский государственный университет ул. Карла Маркса, 1, Иркутск, Россия, 664003

Вятчина Ольга Федоровна - кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры микробиологии, Биолого-почвенный факультет, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет».

Г О Жданова

zhdanova86@yandex.ru
Иркутский государственный университет ул. Карла Маркса, 1, Иркутск, Россия, 664003

Жданова Галина Олеговна - младший научный сотрудник лаборатории водной токсикологии, Научно-исследовательский институт биологии, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет».

Д И Стом

stomd@mail.ru
Иркутский государственный университет ул. Карла Маркса, 1, Иркутск, Россия, 664003

Стом Дэвард Иосифович - доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией водной токсикологии Научно-исследовательского института биологии, профессор кафедры зоологии позвоночных и экологии Биолого-почвенного факультета, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет»; профессор кафедры инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения Иркутского национального исследовательского технического университета; главный научный сотрудник Байкальского музея Иркутского Научного Центра Сибирского Отделения РАН.

  • Sharma В., Singh S., Siddiq N.J. Biomedical Implications of Heavy Metals Induced Imbalances in Redox Systems // BioMed Research International. 2014. Р. 1-26. http://dx.doi. org/10.1155/2014/640754
  • Tchounwou P.B., Yedjou C.G., Patlolla A.J., Sutton D.J. Heavy Metals Toxicity and the Environment // Molecular, Clinical and Environmental Toxicology. 2012. Vol. 101. Р. 133-164. doi: 10.1007/978-3-7643-8340-4_6
  • .Vries W., Groenenberg J.E., Lofts S., Tipping E., Posch M. Critical Loads of Heavy Metals for Soils // Heavy Metals in Soils. 2012. Vol. 22. Р. 211-237. doi: 10.1007/978-94-007-4470-7_8
  • .Филенко О.Ф., Дмитриева А.Г., Исакова Е.Ф., Ипатова В.И., Прохоцкая В.Ю., Самойлова Т.А., и др. Механизмы реагирования водных организмов на воздействие токсичных веществ: в книге: Антропогенные влияния на водные экосистемы (сб. ст.) // М.: Т-во научных изданий КМК, 2005. С. 70-93.
  • Gutierrez J.C., Amaro F., Martin-Gonzalez A. Heavy metal whole-cell biosensors using eukaryotic microorganisms: an updated critical review // Frontiers in Microbiology. 2015. Vol. 6. doi: 10.3389/fmicb.2015.00048
  • .Ludwig J., Schmitt M., Lichtenberg-Fraté H. Saccharomyces cerevisiae as Biosensorfor Cyto- and Genotoxic Activity // Atmospheric and Biological Environmental Monitoring. 2009. P. 251-259. doi: 10.1007/978-1-4020-9674-7_17
  • .Hosiner D., Gerber S., Lichtenberg-Frate H., Glaser W., Sch ller C., Klipp E. Impact of Acute Metal Stress in Saccharomyces cerevisiae // PLoS One. 2014; 9(1): e83330. https://doi.org/10.1371/ journal.pone.0083330
  • Bao S., Lu Q., Fang T., Dai H., Zhanga С. Assessment of the Toxicity of CuO Nanoparticles by Using Saccharomyces cerevisiae Mutants with Multiple Genes Deleted // Appl. Environ. Microbiol. 2015. Vol. 81. No. 23. P. 8098-8107. doi: 10.1128/AEM.02035-15
  • .Nakamura H., Suzuki M. New concept for a toxicity assay based on multiple indexes from the wave shape of damped metabolic oscillation induced in living yeast cells (part II): application to analytical toxicology // Anal Bioanal Chem. 2007; 389(4): 1233-1241. PubMed PMID: 17717646. doi: 10.1007/s00216-007-1513-7
  • .Starodub N.F., Guidotti M., Shavanova K.E., Taran M.V., Son’ko R.V. Ways for the Control of the Total Toxicity of Environmental Objects and their Instrumental Providing // Biosensore & Bioelectronics. 2015. 6:3, doi.org/10.4172/2155-6210.1000180
  • Dolezalova J., Rumlova L. A new biological test of water toxicity-yeast Saccharomyces cerevisiae conductometric test // Environ. Toxicol Pharmacol. 2014. 38(3): 977-81. http://doi.org/10.1016/j. etap.2014.10.009
  • Вятчина О.Ф., Жданова Г.О., Стом Д.И. Экспрессный прием биологического анализа качества вод с помощью сахаромицетов // Естественные науки. 2009. № 4. С. 133-136.
  • Павленко В.В., Демидова Л.А., Трубачева Л.Я., и др. Метод оценки токсичности и мутагенности сточных вод и химических соединений // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 73-77.
  • Калюжин В.А., Калюжина О.В. Влияние концентрированных растворов солей тяжелых металлов на физиологические и кинетические показатели микроорганизмов // Вестн. Томск. гос. ун-та. 2007. № 298. С. 218-222.
  • Балаева-Тихомирова О.М., Новикова А.С., Кублицкая А.Д. Влияние солей тяжелых металлов и экстракта, обладающего антиоксидантным действием, на показатели белкового обмена дрожжевых клеток // Веснік ВДУ. 2016. № 3(92). С. 16-25.
  • Фетисова А.В., Иларионов С.А. Содержание свободных аминокислот в культуральной среде дрожжей Saccharomyces cerevisiae, растущих при различных концентрациях меди // Приволжский научный вестник. 2013. № 11 (27). С. 47-50.
  • Muthukumar K., Nachiappan V. Cadmium-induced oxidative stress in Saccharomyces cerevisiae // Indian J. Biochem Biophys. 2010. 47(6): 383-7.
  • Oliveira R.P., Basso L.C., Junior A.P., Penna T.C., Del Borghi M., Converti A. Response of Saccharomyces cerevisiae to cadmium and nickel stress: the use of the sugar cane vinasse as a potential mitigator // Biol Trace Elem Res. 2012 Jan; 145(1): 71-80. doi: 10.1007/s12011-011-. 9156-0

Просмотры

Аннотация - 98

PDF (Russian) - 509


© Вятчина О.Ф., Жданова Г.О., Стом Д.И., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.