CC BY
10
УДК 575.224.4:615.335 Статья поступила в редакцию /Received: 18.09.2022
DOI 10.55355/snv2022114118 Статья принята к опубликованию/Accepted: 28.11.2022
РАЗВИТИЕ АДАПТИВНОГО ОТВЕТА У DROSOPHILA MELANOGASTER К ГЕНОТОКСИЧНОСТИ АЛКИЛ(АРИЛ)СУЛЬФУРНИЛ 1,2,4-ТРИАЗОЛОВ
© 2022
Селезнева Е.С., Белоусова З.П., Исаичкин В.А.
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва
(г. Самара, Российская Федерация)
Аннотация. Широкое использование триазолов в сельском хозяйстве в качестве ретардантов привело к необходимости исследовать возможное мутагенное действие этих соединений на природные экосистемы, соседствующие с агроценозами. Были поставлены модельные эксперименты, в которых исследовалась способность индуцировать доминантные летальные мутации синтезированными триазолами: 1,2,4-триазолом: (1,2,4-триазол (1,2,4-TrH), N-триазолидом метансульфокислоты (CH3SOiTrH), N-триазолидом бензолсульфо-кислоты (PhSOi1,2,4-Tr) и N-триазолидом толуолсульфокислоты (4-CH3 ArSOi1,2,4-Tr) у имаго Drosophila melanogaster. Исследована возможность развития адаптивного ответа к этим соединениям у Drosophila melanogaster. Проанализирована связь между строением и физико-химическими свойствами исследуемых ал-кил(арил)сульфонил 1,2,4-триазолов и их мутагенностью. Построен ряд, в котором мутагенность для имаго дрозофилы убывает в следующем порядке: CH3SOiTrH > 1,2,4-TrH > PhSOi1,2,4-TrH > 4-CH3ArSOi1,2,4-TrH, как при воздействии нетоксичными дозами веществ (концентрация 0,001 мг/мл), так и при воздействии соединениями в дозе LDso. Установлено, что кратковременное (в течение суток) предварительное воздействие нетоксичными дозами (0,0001 мг/мл) на имаго, с последующим воздействием этими веществами в дозе LDso на тех же имаго, вызывает адаптивный ответ только у самок Drosophila melanogaster. Долговременное воздействие (весь личиночный период жизни дрозофилы) нетоксичной дозой и затем повторное воздействие на тех же особей Drosophila melanogaster на стадии имаго этими же соединениями в дозе LDso вызывало достоверное уменьшение числа индуцированных доминантных леталей не только у самок, но и у самцов дрозофилы. Следовательно, адаптивный ответ развивался только в тканях, где проходило активное клеточное деление. Предположено, что механизмы репарации, приводящие к развитию адаптивного ответа у имаго и личинок, различны.
Ключевые слова: доминантные летали; гетероциклические азолы; токсичность; мутагенность; адаптивный ответ; Drosophila melanogaster; имаго; личинки; 1,2,4-триазол; N-триазолид метансульфокислоты; N-триазо-лид бензолсульфокислоты; N-триазолид толуолсульфокислоты.
THE DEVELOPMENT OF AN ADAPTIVE RESPONSE OF DROSOPHILA MELANOGASTER TO GENOTOXICITY OF ALKYL(ARYL)SULFURNYL 1,2,4-TRIAZOLES
© 2022
Selezneva E.S., Belousova Z.P., Isaichkin V.A.
Samara National Research University (Samara, Russian Federation)
Abstract. The widespread use of triazoles in agriculture as retardants has led to the need to investigate the possible mutagenic effects of these compounds on natural ecosystems adjacent to agrocoenoses. Model experiments were set up to investigate the ability to induce dominant lethal mutations by synthesized triazoles: 1,2,4-triazole: (1,2,4-tria-zole (1,2,4-TrH), N-triazolid methanesulfonic acid (CH3SO2TrH), N-triazolid benzene sulfonic acid (PhSOz1,2,4-Tr) and N-triazolid toluene sulfonic acid (4-CH3 ArSO21,2,4-Tr) in Drosophila melanogaster adults. The possibility of developing an adaptive response to these compounds in Drosophila melanogaster was studied. A relationship between the structure and physicochemical properties of the studied alkyl(aryl)sulfonyl 1,2,4-triazoles and their mutagenicity was analyzed. A series was constructed in which mutagenicity for Drosophila adults decreases in the following order: CH3SO2TH > 1,2,4-TrH > PhSOi1,2,4-TrH > 4-CH3ArSOi1,2,4-TrH, both when exposed to non-toxic doses of substances (0,001 mg/ml concentration) and when exposed to compounds at a dose of LDso. It has been established that a short-term (within a day) preliminary action on adults by nontoxic doses (0,0001 mg/ml) followed by action on the same adults by these substances in LDso dose causes an adaptive response only in females of Drosophi-la melanogaster. Long-term exposure (the entire larval life period of drosophila) to a nontoxic dose and then repeated exposure of the same Drosophila melanogaster adults to the same compounds at the LDso dose caused a significant decrease in the number of induced dominant lethalities in females as well as in drosophila males. Consequently, the adaptive response developed only in tissues with an active cell division. It is supposed that the repair mechanisms leading to the development of an adaptive response in adults and larvae are different.
Keywords: dominant lethal; heterocyclic azoles; toxicity; mutagenicity; adaptive response; Drosophila melano-gaster; adults; larvae; 1,2,4-triazole; N-triazolid methanesulfonic acid; N-triazolid benzene sulfonic acid; N-triazolid toluene sulfonic acid.
Введение
Накопление в популяциях генов, позволяющих развить резистентность к тем или иным ксенобиотиками, с которыми встречается вид в процессе своего Samara Journal of Science. 2022. Vol. 11, iss. 4
существования, является единственным способом выживания организмов в условиях возрастающей антропогенной нагрузки на природные экосистемы. Ферменты, отвечающие за метаболизм каких-либо
ксенобиотиков, в разной степени представлены у видов, контактирующих с антропогенными поллютан-тами. Обычно при исследовании анализируют наличие аллелей, продукты которых в той или иной степени эффективны в процессе утилизации организмом ксенобиотиков. В настоящее время такого рода генетические системы изучены у многих прокариот и эу-кариот [1, с. 187-188; 2, с. 34; 3, с. 279, 293, 299; 4, с. 72-75; 5, р. 5857; 6, р. 357-359].
Показателем слабой приспособленности популяции является медленное возрастание числа организмов, устойчивых к мутагенному действию ксенобиотиков, однако постоянное использование антропогенных ксенобиотиков, например, в сельском хозяйстве, ускоряет процессы адаптациогенеза. В настоящее время ведутся исследования механизмов возникновения устойчивости как на организменном, так и на популяционном уровне. Мало исследован вопрос, касающийся роли структуры химического агента в развитии адаптивного ответа. Исследования такого рода немногочисленны и, как правило, проводятся на микроорганизмах. Между тем понимание роли структуры вещества в развитии приспособленности к нему позволит понять эволюционный механизм появления организмов, адаптивных к антропогенным ксенобиотикам как среди патогенных прокариот, так и эукариот, являющихся вредителями сельскохозяйственных культур.
Особый интерес в поисках закономерностей устойчивости представляют собой исследования с использованием соединений, широко используемых человеком как в сельском хозяйстве, в качестве различных пестицидов, так и в фармакологии, например, производных триазола [7, с. 626-630; 8, р. 963968; 9; 10, р. 1067-1078].
Известно, что избирательность многих из них недостаточна и, следовательно, они могут вызывать негативные последствия при контакте организмов с этими соединениями. Наиболее опасны отдалённые действия таких препаратов, проявляющиеся в виде различного рода летальных или сублетальных мутаций. Это снижает плодовитость и увеличивает гибель потомства, носителей таких мутаций. Следовательно, поиски связи между физико-химическими свойствами синтетических препаратов и их способностью индуцировать летальные мутации, а также способности организмов приспосабливаться к их мутагенности помогут понять процессы накопления полезных мутаций в природных популяциях, контактирующих с синтетическими триазолидами.
В данной работе предпринята попытка выяснить наличие зависимости между структурой синтезированных алкил(арил)судьфонил 1,2,4-триазолидов и возможностью развития адаптивного ответа к их мутагенному и токсическому действию у Бго^юркИа melanogaster.
Материалы и методы
Объектом исследования служили имаго и личинки Вго^'орИНа melanogaster дикой линии СаПоп-8, которых содержали на стандартном корме [11, с. 18].
Для изучения были выбраны производные триазола алкил и арилсульфокислот. Исследовали производные 1,2,4-триазола (1,2,4-ТгН): М-триазолид метан-сульфокислоты (СНз802ТгН), М-триазолид бензол-сульфокислоты (РИ8021,2,4-Тг) и М-триазолид толу-олсульфокислоты (4-СНз Лг8021,2,4-Тг). Для того, чтобы понять способы проникновения соединений в половые клетки насекомых, с помощью программы НурегСИеш были рассчитаны физико-химические характеристики соединений и представлены в табл. 1.
Соединения использовали в виде водных эмульсий в двух дозах: нетоксичной (концентрация 0,001 мг/мл) и дозе ЬБя), величины которых представлены в табл. 2.
Методика анализа способности соединений индуцировать доминантные летальные мутации у Бго^юрИНа melanogaster [12]
Эксперимент проводился в двух сериях: в первой серии соединения испытывали в рассчитанной дозе ЬБ5о для имаго дрозофилы, во второй серии соединения использовали в концентрации 0,001 мг/мл, нетоксичной для имаго дрозофилы.
Для исследования способности веществ индуцировать доминантные летали у самцов, 3-4-дневных девственных самцов (900 особей) в течение 24 часов содержали в популяционном ящике (V = 500 мл), куда помещали чашку Петри, диаметром 3,5 см с нанесенным на желатин раствором исследованного вещества в заданной концентрации, и затем скрещивали с 600 интактными девственными самками, того же возраста.
Для анализа способности веществ индуцировать доминантные летали у самок трех-четырёхдневных девственных самок в количестве 900 штук, подвергнутых воздействию исследуемых веществ, как и самцов в предыдущей серии, скрещивали с 600 интакт-ными самцами.
Через сутки после скрещивания в популяционные ящики ставили чашки Петри (диаметр 3,5 см) с кормом через каждые 2 часа в течение 10 часов, после чего производили подсчет отложенных яиц в каждой чашке. Чашки с яйцами содержали в термостате при +24°С в течение 30 часов, затем подсчитывали число невылупившихся яиц.
Подсчет доминантных летальных мутаций (ДЛМ) проводили по формуле:
ДЛМ = (А / В) х 100%, где А - количество яиц с доминантными леталями; В - общее количество отложенных яиц.
Таблица 1 - Физико-химические характеристики алкил(арил)судьфонил 1,2,4-триазолидов
Исследованные соединения 1,2,4-ТгН СНз802ТгН РИ8021,2,4-ТгН 4-СН3Лг8021,2,4-ТгН
Молекулярная масса, г/моль 69,07 147,15 209,22 223,25
Молекулярный объем, А 258,91 407,04 568,12 618,7
Липофильность (LogP) -0,12 -0,53 -0,04 0,11
Энергия гидратации -11,48 -8,07 -8,45 -7,2
Величина дипольного момента, Дб 2,7 3,03 4,76 5,33
Таблица 2 - Величина дозы LD5o исследуемых соединений для имаго йювор/ЬНа melаnoдаster
Исследуемые соединения Самки Самцы
1,2,4-TrH 59,63 мг/мл 53,00 мг/мл
CftSOiTrH 16 мг/мл 13 мг/мл
PhSOi1,2,4-TrH 6,59 мг/мл 4,49 мг/мл
4-CH3ArSOi1,2,4-TrH 0,36 мг/мл 1,25 мг/мл
Методика анализа развития адаптивного ответа у Drosophila melanogaster при кратковременном воздействии нетоксичными дозами триазолидов на имаго
Исследования проводили в двух сериях, для самок и самцов в отдельности. Для этого 900 самцов (самок) в течение 24 часов содержали в популяцион-ных ящиках (объём - 500 мл), куда были внесены чашки Петри со стандартным кормом и нанесённым на него исследуемым соединением в концентрации 0,001 мг/мл. Затем особи Drosophila melanogaster подвергались суточному воздействию вещества в дозе LD50, после чего их скрещивали с 500 интактными девственными самками (самцами) и подсчитывали число индуцированных доминантных леталей по описанной выше методике.
Методика создания преадаптации нетоксичной дозой триазолов к их генотоксичности в дозе LD50 в течение онтогенеза Drosophila melanogaster
Для анализа использовались девственные самки и самцы в возрасте семи дней, которые раздельно содержались на стандартном корме. Далее самок и самцов совместно помещали в пробирки с кормом, в котором содержалось исследуемое вещество в дозе 0,001 мг/мл для откладки яиц в течение суток.
Через 24 часа имаго удаляли, а пробирки (с веществом в дозе 0,001 мг/мл) и отложенными яйцами помещали в термостат при +24°С для развития личинок. По мере вылета имаго проводился отбор девственных самок и самцов. Отобранных девственных самок и самцов раздельно на сутки помещали в стаканы объёмом 0,5 л по 900 особей, туда же ставилась чашка Петри диаметром 3,5 см с кормом, на который было нанесено исследуемое соединение в дозе LD50. Через 24 часа чашка с кормом и нанесённым на него веществом изымалась, а в стаканы для спаривания добавляли интактных особей противоположного пола по 500 штук.
Определяли число индуцированных доминантных леталей по описанной выше методике.
Полученные данные сравнивали с результатами прямого действия соединений на имаго в дозе LD50. Достоверность различий между генотоксичным действием веществ, их физико-химическими свойствами и чувствительностью имаго разных полов к геноток-сикантам определяли с помощью двухфакторного дисперсионного анализа и критерия Стьюдента, определяемого по методу «выборочных долей» [13, с. 113128, 159-195].
Результаты и обсуждения
Результаты анализа мутагенности соединений в нетоксичной дозе (0,001 мг/мл) представлены в табл. 3.
Все исследованные гетероциклические азолы достоверно индуцируют доминантные летали по сравнению с контролем (p < 0,01). Проведённый полный
двухфакторный дисперсионный анализ показал, что в нетоксичной дозе все соединения достоверно не различаются по мутагенности для имаго обеих полов. Метод сравнения выборочных долей позволил выявить, что сульфурильные производные триазола, содержащие беззольные кольца: PhSO2l,2,4-TrH и 4-CHзArSO2l,2,4-TrH, более слабые мутагены, чем 1,2,4-™ и CHзSO2TrН ф < 0,04).
Проведенный однофакторный дисперсионный анализ показал, что определяющим в развитии мутагенного ответа у самок и самцов дрозофилы при воздействии нетоксичными дозами является величина липофильности. У самок, у которых образование яйцеклеток идет в течение всей жизни, на мутагенность соединений достоверно влияет и величина дипольно-го момента синтезированных триазолов.
Можно предположить, что триазолы, способные быстро проходить через мембраны клеток, способны привести к накоплению в популяциях организмов, устойчивых к их действию, так создадут вектор устойчивости.
Использование триазолов в дозе LD5o, традиционно используемой токсикологами, в сущности отражает реакцию всего генотипа сопротивляться к их мутагенному действию.
Анализ мутагенности исследуемых соединений в дозе LD5o выявило различия в мутагенности исследуемых веществ ф < 0,01) см. табл. 4.
Проведённый двухфакторный дисперсионный анализ показал, что соединения достоверно различаются по способности индуцировать доминантные летали у имаго Drosophila melanogaster ф < 0,01). Однако различий в чувствительности имаго разных полов к мутагенному действию не выявлено. Мутагенность исследуемых соединений убывает в следующем ряду:
СН3Б02 ТГН > 1,2,4-ТгН > РНБ021,2,4-ТгИ > > 4-СН3ЛгБ021,2,4-ТгН
Однофакторный дисперсионный анализ выявил, что среди проанализированных физико-химических свойств определяющими в развитии мутагенного ответа у имаго дрозофилы являются величины липофильно-сти и дипольного момента исследуемых триазолов.
Максимальной липофильностью обладает 4-CHзArSO2 1,2,4-^^ и, следовательно, данное соединение способно проникать внутрь клеток, растворяясь в били-пидном слое наружных мембран. В то время как 1,2,4^^ и CHзSO2TrН, имеющие меньшую липо-фильность и самую низкую молекулярную массу, способны связываться как с рецепторами, которые узнают лиганды, включающие в себя кольцо триазо-ла, так и с имидазолиновыми рецепторами [14, p. 2242]. Таким образом, можно предположить, что подобные соединения быстрее проникают внутрь клетки и влияют на её метаболизм. Мутагенный ответ зависит и от преобразования мембран, подвергшихся воздействию триазолов, на что указывает связь меж-
ду числом доминантных леталей и величиной ди-польного момента исследуемых веществ.
По-видимому, различия в мутагенности при прямом воздействии зависят как от скорости достижения веществами «клеток-мишеней» (в нашем случае ооциты и сперматозоиды дрозофилы), так и от метаболических процессов, после которых исследуемые соединения подвергаются трансформации.
Чтобы выяснить механизм развития адаптивного ответа, провели две серии экспериментов, результаты которых суммированы табл. 5.
При кратковременной преадаптации исследуемыми ксенобиотиками в нетоксичной дозе и последующем воздействием этими же соединениями в дозе LD5o количество индуцированных ДЛМ у самок было достоверно ниже, чем количество ДЛМ индуцированных при прямом действии производных три-азола в дозе LD5o, то есть наблюдается адаптивный ответ у самок (р < 0,05). При преадаптации самцов такой ответ не наблюдается. Кроме того, при пре-адаптации наблюдаются достоверные различия в действии соединений, самый слабый адаптивный ответ наблюдается у соединений имеющих бензольное кольцо (р < 0,03). По-видимому, развитие адаптивного ответа к триазолидам возможно только в активно делящихся клетках, а так как у самцов имаго сперматогенез происходит только на личиночной стадии, то исследуемые вещества воздействовали на полностью дефинитивные сперматозоиды.
В серии экспериментов с длительным воздействием нетоксичными дозами триазолидов в личи-
ночный период жизни были получены иные результаты. У самок долговременное воздействие на личиночный период жизни привело к тому, что последующее воздействие на имагинальную стадию соединениями в дозе LD5o достоверно уменьшило число индуцированных доминантных леталей (р < 0,05), как и при кратковременном воздействии, а количество индуцированных доминантных леталей достоверно не отличается от количества ДЛМ, индуцированных нетоксичной дозой. Это позволяет нам предположить, что в любой делящейся ткани, в частности в будущей герментативной ткани, активируются ре-паративные системы. Это также подтверждается и тем, что у самцов после долговременной преадапта-ции развивается адаптивный ответ у имаго, так как число индуцированных ДЛМ после преадаптации этого типа достоверно меньше (р < 0,03), чем при прямом воздействии. Выявленные нами достоверные отличия в числе индуцированных ДЛМ у имаго дрозофилы после кратковременной и долговременной преадаптации (р < 0,04) позволяют говорить о том, что активируются репаративные системы различного типа. Наши эксперименты не позволяют точно сказать, какие именно механизмы репарации, но можно предположить, что при кратковременной преадапта-ции активируются механизмы пострепликативной репарации, с активацией ферментов типа гликозилаз и трансфераз, в то время как при долговременной преадаптации активируются ферменты дореплика-тивной репарации.
Таблица 3 - Способность триазолидов в нетоксичной дозе (0,001 мг/мл) индуцировать ДЛМ у имаго йгово-р/!На melаnoдаster
Исследуемые соединения Число индуцированных ДЛМ, %
у самок у самцов
1,2,4-ТгН 11,50 ± 1,06 9,30 ± 0,96
СНз802ТгН 19,90 ± 1,33 18,90 ± 1,31
РИ8021,2,4-ТгН 7,10 ± 0,84 12,10 ± 1,09
4-СН3Лг8021,2,4-ТгН 5,13 ± 0,74 9,50 ± 0,99
Контроль 2,29 ± 0,49 5,23 ± 0,74
Таблица 4 - Способность исследуемых триазолов в дозе LD5o индуцировать ДЛМ у имаго йгоорМНа те1а-nogaster
Исследуемые соединения Число индуцированных ДЛМ, %
у самок у самцов
1,2,4-ТгН 23,90 ± 1,19 21,20 ± 1,05
СНз802ТгН 41,20 ± 1,54 39,7 ± 1,53
РИ8021,2,4-ТгН 13,92 ± 1,15 18,30 ± 1,29
4-СНзЛг8021,2,4-ТгН 10,24 ± 1,01 17,37 ± 1,26
Контроль 2,29 ± 0,49 5,23 ± 0,74
Таблица 5 - Способность Drosophlla melanogaster адаптироваться к генотоксичности триазолидов
Исследуемые соединения Величина ДЛМ, %
Кратковременная преадаптация 0,001 мг/мл (имаго) + LD5o (имаго) Долговременная преадаптация 0,001 мг/мл (личинки) + LD5o (имаго)
самки самцы самки самцы
1,2,4-ТгН 12,33 ± 1,17 12,68 ± 1,11 11,01 ± 1,12 7,69 ± 0,89
CHзSO2TrН 26,11 ± 1,49 26,60 ± 1,47 23,44 ± 1,47 23,60 ± 1,42
PhSO2l,2,4-TrH 9,02 ± 1,05 15,49 ± 1,20 8,32 ± 0,97 14,73 ± 1,18
4-СНзАЙ021,2,4-ТгН 7,09 ± 0,98 13,75 ± 1,15 6,43 ± 0,83 7,41 ± 0,87
Раннее было показано, что триазолы способны вмешиваться в метаболизм пуринов [15, с. 12-21], последствием чего и является мутагенный ответ, наблюдаемый нами в эксперименте. Известно, что метаболизм пуринов в клетке включает в себя большое количество химических реакций, наиболее энергетически затрачиваемая из которых является реакция циклизации, в результате которой возникает ими-дазолное кольцо. Появление свободного триазола способно ускорить этот процесс, в результате чего появляется аналоги гуанина, или аденина, которые будут способны встраиваться в реплицирующуюся ДНК. В зависимости от активности ферментов типа пурин-трансфераз и специфических гликозилаз, химерные нуклеотиды будут эффективно или неэффективно устраняться, приводя к появлению мутаций, с заменой пар оснований. В зависимости от того, в каком из генов, отвечающих за процессы регуляции оогене-за или сперматогенеза, произошла мутация, наблюдается появление доминантных летальных мутаций.
Полученные нами результаты частично не совпадают с результатами по исследованиям мутагенности имидазолидов [16, с. 750], которые не обнаружили развития адаптивного ответа у имаго дрозофилы при кратковременной преадаптации. Известно, что деградация ксенобиотиков, осуществляемая тремя путями: окислительно-восстановительным, гидролитическим и трансферазным - происходит только на определенных стадиях онтогенеза насекомых и тесно взаимосвязана со структурными особенностями ксенобиотиков [2, с. 34]. Возможно, полученные различия связаны с физико-химическими отличиями триа-золидов от имидазолидов. Известно, что 1,2,4-триа-зол обладает более выраженными ароматическими свойствами, чем имидазолиды. Взаимодействие сопряженной системы и отдельных атомов в этой молекуле выражены резче, чем в имидазоле, поэтому триа-зол имеет более выраженную основность и участвует в иных метаболических шунтах, чем имидазол.
Триазолиды более токсичны, чем имидазолиды. Как показали фармакологические исследования, все производные тразола - фунгициды - имеют общий механизм действия: нарушают синтез эргостерола, основного компонента мембран грибов и ингибиру-ют цитохром Р450-зависимого фермента [17, с. 465]. Есть данные, что триазолы усиливают неспецифическую проницаемость мембран не только патогенных грибов, но и растений, что в конечном итоге изменяет метаболизм клеток [18, с. 52]. Однако триазолы метаболизируют медленнее, чем имидазолы и, по-видимому, поэтому более длительно воздействуют на репаративные системы, что используется для получения высокоэффективных пестицидов. Наблюдаемое нами явление снижения мутагенной активности при введении в структуру гетероциклического аналога триазола добавочного высоколипофильного бензольного ядра связано с торможением процессов клеточного деления, что позволяет активировать добавочные механизмы репарации.
Широкое использование в сельском хозяйстве фунгицидов, производных триазола, выявило ряд неожиданных эффектов как у защищаемых растительных культур, так и у насекомых, как вредителей полей, так в соседних экосистемах, многие из этих эффектов оказались негативными [17, с. 466]. Однако
никогда ранее не исследовались возможности растений и насекомых приспосабливаться к генотоксиче-скому действию соединений. Возникает вопрос о потенциальной экологической опасности подобного рода ксенобиотиков. Решение этой проблемы упирается в количественную оценку негативного воздействия. Предложенная нами моделирование возможных адаптаций в искусственных условиях, с последующим учётом доминантных летальных мутаций, позволяет отчасти решить эту проблему, что совпадает с мнением некоторых авторов [19, с. 137]. Негативное воздействие ксенобиотиков на природные экосистемы связано и с тем, что они какое-то время находятся на поверхности растения, подвергаясь воздействию климатических изменений и, следовательно, усиливая или ослабляя своё действие в зависимости от строения, что также влияет на скорость проникновения их в растительные и животные организмы, создавая условия для возникновения адапта-ций к ним в следующих поколениях [20, с. 64].
Заключение
Исследуемые триазолы способны индуцировать доминантные летальные мутации у имаго дрозофилы как в нетоксичной дозе, так и в дозе LD5o и представляют собой известную экологическую опасность для экосистем, соседствующих с агроценозами. На число доминантных мутаций влияет как строение соединений (сульфурильные производные триазола производные триазола, содержащие бензольные кольца, менее мутагены, чем сам триазол и триазолил метан-сульфокислоты), так и их липофильность.
Анализируемые триазолы в нетоксичных дозах способны вызывать развитие адаптивного ответа, выражающегося в достоверном уменьшении числа индуцированных ими доминантных леталей у ВтзорЫ-а melanogaster. На способность развивать адаптивный ответ достоверно влияют величины липофиль-ности и дипольного момента. Адаптивный ответ к генотоксическому действию триазола и его сульфу-рильных производных возможен только в тканях с высокой пролиферативной активностью.
В связи с этими исследованиями можно предположить, что любое попадание в экосистемы даже небольших количеств гетероциклических азолов создаёт возможности для активации у насекомых механизмов адаптации к ксенобиотикам подобного рода, выступая в качестве фактора селекции, приводящей к появлению популяций насекомых, устойчивых к пестицидам.
Список литературы:
1. Засухина Г.Д., Кузьмина Н.С., Васильева И.М., Шатрова Ж.М. Количественное изучение генетического полиморфизма как новый подход в исследованиях механизмов защиты клеток человека от мутагенов // Фундаментальные науки - медицине: мат-лы конф. М., 2007. С. 186-189.
2. Романова И.Г. Сравнительное исследование ферментативных механизмов резистентности к пиретрои-дам у насекомых: дис. ... канд. биол. наук: 03.00.04. М., 2004. 150 с.
3. Сидоренко С.В., Тишков В.И. Молекулярные основы резистентности к антибиотикам // Успехи биологической химии. 2004. Т. 44. С. 263-306.
4. Соколянская М.П., Беньковская Г.В., Николенко А.Г. Динамика формирования резистентности личинок ком-
натной мухи к стресс-факторам различной природы // Агрохимия. 2005. № 9. С. 70-75.
5. Nikaido H. Multidrug efflux pumps of gram-negative bacteria // Journal of Bacteriology. 1996. Vol. 178, № 20. P. 5853-5859. DOI: 10.1128/jb.178.20.5853-5859.1996.
6. Fluit A.C., Florijn A., Verhoef J., Schmitz F.-J. Highlevel gentamicin resistance in Enterococcus faecium and Enterococcus faecalis blood culture isolates from 23 European university hospitals // International Journal of Antimicrobial Agents. 2003. Vol. 21, iss. 4. P. 357-359. DOI: 10.1016/s0924-8579(02)00386-2.
7. Прусакова Л.Д., Чижова С.И., Павлова В.В. Оценка ретардантной активности триазолов в а-амилазном биотесте на эндосперме ярового ячменя // Физиология растений. 2004. Т. 51, № 4. С. 626-630.
8. Hussain S., Sharma J., Amir M. Synthesis and antimicrobial activities of 1,2,4-triazole and 1,3,4-thiadiazole derivatives of 5-amino-2-hydroxybenzoic acid // E-Journal of Chemistry. 2008. Vol. 5, № 4. P. 963-968. DOI: 10.1155/ 2008/924734.
9. Li J., Zhang J. The antibacterial activity of 1,2,3-tria-zole- and 1,2,4-triazole-containing hybrids against Staphy-lococcus aureus: an updated review (2020 - present) // Current Topics in Medicinal Chemistry. 2022. Vol. 22, iss. 1. P. 41-63. DOI: 10.2174/1568026621666211111160332.
10. Strushkevich N., Usanov S.A., Park H.-W. Structural basis of human CYP51 inhibition by antifungal azoles // Journal of Molecular Biology. 2010. Vol. 397, iss. 4. P. 10671078. DOI: 10.1016/j.jmb.2010.01.075.
11. Быстракова Н.Б., Ермаков О.А., Титов С.В. Руководство к практическим занятиям по генетике: учеб.-метод. пособие. Пенза: Изд-во Пензенского гос. пед. унта им. В.Г. Белинского, 2011. 72 с.
12. Белоконь Е.М. Методические указания к определению мутагенной активности химических препаратов на дрозофиле. Львов: ЛГУ, 1984. 26 с.
13. Лакин Г.Ф. Биометрия: учеб. пособие. 4-е изд., пе-рераб. и доп. М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
14. Ernsberger P., Graves M.E., Graff L.M., Zakieh N., Nguyen P., Collins L.A., Westbrooks K.L., Johnson G.G. Ii-imidazoline receptors. Definition, characterization, distribution and transmembrane signaling // Annals of the New York Academy of Sciences. 1995. Vol. 763, iss. 1. P. 2242. DOI: 10.1111/j.1749-6632.1995.tb32388.x.
15. Падейская Е.Н., Бакланова О.В. Синтетические хи-миотерапевтические препараты для лечения микозов (обзор) // Химико-фармацевтический журнал. 1993. № 4. С. 12-21.
16. Селезнева Е.С., Теньгаев Е.И., Шпилько А.В. Физико-химические свойства имидазолидов, их мутагенность, и способность Drosophila melanogaster адаптироваться к ним // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009. Т. 11, № 1-4. С. 747-751.
17. Побежимова Т.П., Корсукова А.В., Дорофеев Н.В., Грабельных О.И. Физиологические эффекты действия на растения фунгицидов триазольной природы // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9, № 3. С. 461-476.
18. Юрин В.М., Дитченко Т.И. Механизмы модификации ион-транспортных свойств плазматической мембраны растительной клетки под действием фунгицида пропиконазола // Агрохимия. 2009. № 9. С. 43-53.
19. Тарасов В.А., Тарасов А.В., Любимова И.К., Ас-ланян М.М. Проблема количественной оценки опасности химических соединений в генетической токсикологии // Успехи современной биологии. 2002. Т. 122, № 2. С. 136-147.
20. Орлин Н.А., Гарновесов А.П. Влияние антропогенных факторов на эффективность фунгицидов // Современные наукоемкие технологии. 2013. № 3. С. 6364.
Информация об авторе(-ах): Information about the author(-s):
Селезнева Екатерина Сергеевна, кандидат биологических наук, доцент кафедры биохимии, биотехнологии и биоинженерии; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва (г. Самара, Российская Федерация). E-mail: catana7@yandex.ru. Белоусова Зоя Петровна, доктор химических наук, доцент, профессор кафедры неорганической химии; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва (г. Самара, Российская Федерация). E-mail: zbelousova@mail.ru. Исаичкин Вадим Александрович, магистрант кафедры биохимии, биотехнологии и биоинженерии; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва (г. Самара, Российская Федерация). E-mail: vadim.isaichkin.99@mail.ru. Selezneva Ekaterina Sergeevna, candidate of biological sciences, associate professor of Biochemistry, Biotechnology and Bioengineering Department; Samara National Research University (Samara, Russian Federation). E-mail: catana7@yandex.ru. Belousova Zoya Petrovna, doctor of chemical sciences, professor of Inorganic Chemistry Department; Samara National Research University (Samara, Russian Federation). E-mail: zbelousova@mail.ru. Isaichkin Vadim Aleksandrovich, master student of Biochemistry, Biotechnology and Bioengineering Department; Samara National Research University (Samara, Russian Federation). E-mail: vadim.isaichkin.99@mail.ru.
Для цитирования:
Селезнева Е.С., Белоусова З.П., Исаичкин В.А. Развитие адаптивного ответа у Drosophila melanogaster к генотоксичности алкил(арил)сульфурнил 1,2,4-триазолов // Самарский научный вестник. 2022. Т. 11, № 4. С. 121-126. DOI: 10.55355/snv2022114118.
