Вплив тканиноспецифічної експресії генів супероксиддисмутази у клітинах мозку на чутливість до умов оксидативного стресу і життєздатність Drosophila melanogaster

Abstract

У результаті дослідження виявлено, що функціональний нокаут генів Sod1 та Sod2, які кодують супероксиддисмутазу, і їхня надекспресія у гліальній тканині та нейронах підвищують чутливість Drosophila melanogaster до умов оксидативного стресу (ОС). Найнижчий відсоток виживання (20,5 %) був у комах з нокаутом гена Sod2 в нейронах. Порівняльний аналіз кривих виживання показав, що імаго з порушеною тканиноспецифічною експресією досліджуваних генів характеризуються зниженими параметрами середньої та максимальної тривалості життя. За умов ОС, індукованого 5%-ним розчином пероксиду водню, достовірно скорочуються показники тривалості життя як контрольної лінії дикого типу Oregon R, так і трансгенних особин. Нейродегенеративний фенотип спостерігається вже у триденному віці імаго із функціональною інактивацією генів Sods у гліальній тканині. При старінні комах та за дії прооксиданту відбувається посилення нейродегенеративних змін.

В результате исследования установлено, что функциональный нокаут генов Sod1 и Sod2, а также их надэкспрессия в глиальной ткани и нейронах повышают чувствительность Drosophila melanogaster к условиям оксидативного стресса (ОС). Самый низ-кий процент выживаемости (20,5 %) был у насекомых с нокаутом гена Sod2 в нейронах. Сравнитель-ный анализ кривых выживания показал, что для има-го с измененной тканеспецифической экспрессией исследуемых генов характерно уменьшение средней и максимальной продолжительности жизни. При ОС, индуцированном 5%-ным раствором перекиси водорода, достоверно сокращаются показатели продолжительности жизни как линии дикого типа Oregon R, так и трансгенных особей. Измененная экспрессия генов, кодирующих супероксиддисмутазу (СОД), в глиальной ткани приводит к появлению дегенеративных изменений мозга дрозофилы уже в молодом возрасте. При старении насекомых и при действии прооксидантов наблюдается усиление нейродегенеративного фенотипа.

The study has shown that both functional knockout of Sod1 and Sod2 genes encoding superoxide dismutase and their overexpression in neurons and glial tissue increases the sensitivity of Drosophila melanogaster to oxidative stress (OS) conditions. The lowest survival rate was only 20.5% in insects with Sod2 knockout in neurons. The comparative analysis of survival curves showed that adults with altered tissue-specific expression of the studied genes had reduced average and maximum life span. Under OS conditions induced by 5% hydrogen peroxide, the life spans of wild type Oregon R and transgenic insects were significantly reduced. Neurodegenerative phenotype is observed in 3-day-old imago with functional inactivation of Sod genes in glial tissue. During the aging of insects and the action of prooxidants, the increase of neurodegenerative phenotype is detected.