Генотоксичность и цитогенетическое действие белого фосфора

В предыдущих исследованиях авторами настоящей статьи продемонстрирован метаболизм белого фосфора культурами грибов. Тем не менее, токсические свойства веществ имеют различную природу. Большой интерес представляет исследование генотоксичности - возможного источника мутаций. В представленной работе проведена оценка генотоксичности белого фосфора при помощи теста Эймса, которая показала ее отсутствие. Однако при всех преимуществах данного метода применения одного теста Эймса недостаточно для достоверной оценки генотоксичности. Для этой цели используется целый ряд тестов, в том числе SOS-lux тест на ДНК-повреждающую активность. В представленной работе SOS-lux тест продемонстрировал генотоксичность белого фосфора. Несмотря на то, что величина ДНК-повреждающей активности оказалась низкой, этот результат получен впервые: во всех найденных источниках сообщается об отсутствии генотоксических свойств у белого фосфора. Поскольку генетический аппарат у прокариот устроен иначе, чем у эукариот (включая человека), то результаты исследований на сальмонеллах нельзя полностью переносить на человека. Помимо генных мутаций, исследуемых тестом Эймса и SOS-lux-тестом, имеющих общую природу у всех живых организмов, существуют геномные перестройки, которые следует изучать на эукариотах. Для этой цели подходит Allium тест на корешках лука репчатого (Allium cepa L.). В представленной работе впервые исследовано негативное влияние белого фосфора на клеточный цикл эукариот методом Allium теста. Установлено, что белый фосфор даже в очень низких концентрациях (около 0,01%) на порядок увеличивает количество хромосомных аберраций.

белый фосфор, генотоксичность, тест Эймса, ДНК-пов-реждающая активность, эукариоты, хромосомные аберрации, клеточный цикл

1. Миндубаев А.З., Яхваров Д.Г. Фосфор: свойства и применение // Бутлеровские сообщения. 2014. Т. 39. № 7. С. 1-24.

2. Миндубаев А.З. Кто съел полиэтилен? // Наука и жизнь. 2018. N. 4. С. 32-38.

3. Saraswat S. Patent Analysis on Bioremediation of Environmental Pollutants // Journal of Bioremediation and Biodegradation. 2014. Vol. 5. No. 251. P. 1-6. DOI:10.4172/2155-6199.1000251.

4. Пат. на изобретение № 2603259, РФ. Способ детоксикации белого фосфора с при-менением штамма микроорганизмов Trichoderma asperellum ВКПМ F-1087 / А.З. Миндубаев, Ф.К. Али-мова, А.Д. Волошина, Е.В. Горбачук, Н.В. Кулик, С.Т. Минзанова, Р.И. Тухбатова, Д.Г. Яхваров. Дата приоритета 28.07.2015, регистрационный номер 2015131380 (048333). Решение о выдаче патента от 29.08.2016. Бюл. 33.

5. Миндубаев А.З., Волошина А.Д., Валидов Ш.З., Яхваров Д.Г. Биодеградация белого фосфора // Природа. 2017. N 5. С. 29-43.

6. Миндубаев А.З., Волошина А.Д., Бабынин Э.В., Бадеева Е.К., Хаяров Х.Р., Минзанова С.Т., Яхваров Д.Г. Микробиологическая деградация белого фосфора // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. N 1. С. 33-37.

7. Mortelmans K., Zeiger E. The Ames Salmonella/microsome mutagenicity assay // Mutation Research. 2000. Vol. 455. No. 1-2. P. 29-60.

8. Thoma R., Schwander M., Liebl W., Sterner R. A histidine gene cluster of the hyperthermophile Thermotoga maritima: sequence analysis and evolutionary significance // Extremophiles. 1998. Vol. 2. No. 4. P. 379-389.

9. Grifoni A., Bazzicalupo M., Di Serio C., Fancelli S., Fani R. Identification of Azospirillum strains by restriction fragment length polymorphism of the 16S rDNA and of the histidine operon // FEMS Microbiology Letters. 1995. Vol. 127. No. 1-2. P. 85-91.

10. Миндубаев А.З., Волошина А.Д., Кулик Н.В., Минзанова С.Т., Миронова Л.Г., Яхваров Д.Г., Бабынин Э.В., Валидов Ш.З., Аккизов А.Ю., Оценка генотоксичности белого фосфора. Развитие бактериальной культуры в среде с фосфитом калия в качестве единственного источника фосфора // Бутлеровские сообщения. 2016. Т. 47. N 7. С. 1-20.

11. Cooper D.L., Lovett S.T. Toxicity and tolerance mechanisms for azidothymidine, a replication gap-promoting agent, in Escherichia coli // DNA Repair (Amst). 2011. Vol. 10. No. 3. Р. 260-270.

12. Davidov Y., Rozen R., Smulski D.R. Van Dyk T.K., Vollmer A.C., Elsemore D.A., LaRossa L.A., Belkin S. Improved bacterial SOS promoter&Co-lon; lux fusions for genotoxicity detection // Mutation Research. Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis. 2000. Vol. 466. No. 1. Р. 97-107. https://doi.org/10.1016/S1383-5718(99) 00233-8.

13. Fiskesjo G. Allium test for screening chemical evaluation of cytological parameters. In: Plants for Environmental Studies. New York: Lewis Publishers, 1997. P. 300-333.

14. Bueren-Calabuig J.A., Negri A., Morreale A. Gago F. Rationale for the opposite stereochemistry of the major monoadducts and interstrand crosslinks formed by mitomycin C and its decarbamoylated analogue at CpG steps in DNA and the effect of cytosine modification on reactivity // Org. Biomol. Chem. 2012. Vol. 10. No. 8. P. 1543-1552.

15. Linley E., Denyer S.P., McDonnell G. Simons C., Maillard J.-Y. Use of hydrogen peroxide as a biocide: new consideration of its mechanisms of biocidal action // Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 2012. Vol. 67. No. 7. P. 1589-1596.

16. Миндубаев А.З., Волошина А.Д., Кулик Н.В., Минзанова С.Т., Миронова Л.Г., Яхваров Д.Г., Бабынин Э.В., Сахапов И.Ф., Валидов Ш.З., Аккизов А.Ю. Генотоксичность белого фосфора // Бутлеровские сообщения. 2017. Т. 49. N 1. С. 1-20.

17. Иванов В.Б. Клеточные основы роста растений. М.: Наука. 1974. 231 с.

18. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология: в 3 т.; 3-е изд. / пер. с англ.; под ред. Р. Сопера. М.: Мир. 2004. Т. 3. 451 с.

19. Lamsal K., Ghimire B.K., Sharma P., Ghi-miray A.K., Kim S.W., Yu C.Y., Chung I.M., Lee Y.S., Kim J.-S., Shakya S.R. Genotoxicity evaluation of the insecticide ethion in root of Allium cepa L. // Afr. J. Biotechnol. 2010. Vol. 9. No. 27. P. 4204-4210.

20. Миндубаев А.З., Бадеева Е.К., Минзанова С.Т., Миронова Л.Г., Волошина А.Д. Бабынин Э.В., Акосах Й.А., Пискунов Д.Б., Махиянов А.Н. Цитогенетическое действие белого фосфора // Бутлеровские сообщения. 2018. Т. 55. N 9. С. 1-21.

21. Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология: в 3 т.; 3-е изд. / пер. с англ.; под ред. Р. Сопера. М.: Мир. 2004. Т. 1. 454 с.

22. Миндубаев А.З., Яхваров Д.Г., Акосах Й.А. Фосфиноксид как предполагаемый интермедиат биологических процессов // Бутлеровские сообщения. 2018. Т. 53.N 3. С. 1-34.

23. Прохорова И.М., Ковалева М.И., Фомичева А.Н. Генетическая токсикология: лабораторный практикум. Ярославль: Изд-во Ярославского государственного ун-та им. П.Г. Демидова, 2005. 132 с

24. Toxicological profile for white phosphorus. U.S. Department of health and human services. USA. 1997. 248 p