III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Проблема генетической безопасности актуальна не только для человека, но и для биосферы в целом. Любая популяция способна выдержать лишь определенный груз мутаций. Увеличение частоты мутаций может привести к снижению устойчивости популяций из-за нарушения генетического гомеостаза.

Частота спонтанного и индуцированного мутационного процесса находится под генетическим контролем. Наиболее существенное, влияние на мутационный процесс оказывают гены, контролирующие редупликацию, репарацию и рекомбинацию, однако этим не исчерпывается вся сложность генотипического контроля мутабильности, а, следовательно, и разнообразные пути мутагенеза.

Генетическая обусловленность оптимальной мутабильности живых организмов ставит перед человеком две, казалось бы, противоположные задачи. С одной стороны - разработка эффективных методов индуцированного мутагенеза, необходимых для успешной селекционной работы. С другой - сохранение оптимальной мутабильности в естественных популяциях микроорганизмов, растений и животных с целью предотвращения их непредсказуемых изменений. Остро встает вопрос об охране здоровья не только ныне живущего, но и будущих поколений людей, для которых увеличение генетического груза - наследственных болезней - чревато моральными и физическими страданиями. Эта задача приобретает все большую актуальность в связи с ускорением технического прогресса, который сталкивает нас с многочисленными мутагенными факторами антропогенного происхождения: повышение естественного фона радиации, загрязнение атмосферы и воды, производство огромного количества химических соединений, обладающих мутагенной активностью.

Необходимость обеспечения генетической безопасности человека заставляет искать простые и надежные тесты для выявления возможных последствий изменения окружающей среды, проверки генетической активности многих химических веществ, используемых в сельском хозяйстве, промышленности, медицине, при приготовлении и консервировании пищи. В настоящее время производится несколько сот тысяч химических препаратов и каждый год к ним добавляются сотни новых.

Для определения генетической и, прежде всего, мутагенной активности различных химических веществ и загрязнителей окружающей среды невозможно обойтись без биологических экспериментов с использованием целого ряда тестов, основанных на использовании в качестве тест-систем прокариот, плесневых грибов, мушек дрозофил, а также на применении культуры клеток человека, животных и растений.

Проверка большого количества соединений на мутагенную активность с использованием млекопитающих, например, мышей, хотя и не представляется возможной по причине громоздкости и высокой стоимости экспериментов, но не утратили своей актуальности в токсикологической цитогенетике. Для изучения структуры хромосом и других носителей наследственной информации используются методы световой микроскопии и методы электронной микроскопии. Костный мозг, ткани семенника и хорион имеют достаточный митотический индекс для того, чтобы использовать эти объекты для цитогенетических целей. Однако, как показал опыт, несравненно информативнее и рентабельнее исследование на культурах клеток: клетки освобождены от элементов соединительной ткани и хорошо суспендируются. Митотический индекс в культуре клеток намного выше, чем в тканях организма. Культуры клеток можно получать из фибробластов кожи, костного мозга, эмбриональных тканей, хориона, клеток амниотической жидкости. Наиболее удобным объектом для цитогенетики является культура лимфоцитов периферической крови.

Тесты с использованием микроорганизмов отличаются большой пропускной способностью и чувствительностью к мутагенным воздействиям. Однако главной проблемой при применении этих тестов является экстраполяция получаемых результатов биологических экспериментов на высших животных и человека.