Search

Одним из первых открытых генов Drosophila melanogaster, мутации в котором приводят к нейродегенерации, является ген sws (swiss cheese). Мутации в нем характеризуются прогрессирующей дегенерацией зрелой нервной системы, глиальным гиперобёртыванием и нейрональным апоптозом. Ортологом sws у человека является ген NTE (Neuropathy Target Esterase). Мутации в каталитическом домене NTE приводят к развитию наследственной спастической параплегии типа 39. Заболевание характеризуется медленно развивающейся дистальной дегенерацией аксонов моторных нейронов, сопутствующей атрофией мышц и параличом верхних и нижних конечностей. На сегодняшний день механизмы развития данного заболевания до конца не изучены. Данная работа посвящена анализу аксонного транспорта митохондрий в нейронах крыла D. melanogaster у особей линий с гиперэкспрессией гена NTE человека на модели D. melanogaster, а также его ортолога - гена sws Drosophila (подавленная экспрессия и гиперэкспрессия). Основными задачами исследования были: анализ распределения митохондрий и сравнение средних скоростей движения митохондрий в нейронах крыла дрозофилы. Работа была выполнена на базе ФГБУ «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» в лаборатории экспериментальной и прикладной генетики под руководством доктора биологических наук Саранцевой Светланы Владимировны., The Drosophila Swiss cheese (sws) mutant is characterized by progressive degeneration of the adult nervous system, glial hyperwrapping, and neuronal apoptosis. The sws homolog in humans is the NTE gene (Neuropathy Target Esterase). Mutations in the human NTE lead to the formation of one type of HSP (SPG39). The disease is characterized by slowly developing distal axonal degeneration of motor neurons and concomitant muscle atrophy and paralysis of the upper and lower extremities. Now mechanisms of these diseases are not completely understood. This work is devoted to the analysis of axon transport of mitochondria in wing neurons D. melanogaster in lines with overexpression of the human NTE gene on the D. melanogaster, as well as its homologue, the sws Drosophila gene (suppressed expression and overexpression). The main objectives of the study were to analyze the distribution of mitochondria and to compare the average velocities of mitochondria in neurons of the Drosophila wing. The work was fulfilled on the basis of Petersburg Nuclear Physics Institute Named by B.P. Konstantinov of National Research center "Kurchatov Institute" in the laboratory of experimental and applied genetics under the guidance of Doctor of Biological Sciences Svetlana Vladimirovna Sarantseva.

Development of biomarkers of human exposures to organophosphorus compounds OPCs and their quantification is a vital component of a system of prediction and early diagnostics of OPC-induced diseases. Our study was focused on investigation of esterase status as a complex biomarker of exposure to OPCs and an aid in accurate diagnosis. We suggest that this complex biomarker should be more effective and informative than standard assays of plasma butyrylcholinesterase (BChE), erythrocyte acetylcholinesterase (RBC AChE), and lymphocyte neuropathy target esterase (NTE). It will help: 1) to assess an exposure as such and to confirm the nonexposure of individuals suspected to have been exposed; 2) to determine if the exposure was to agents expected to produce acute and/or delayed neurotoxicity; 3) to perform dosimetry of the exposure, which provides valuable information for medical treatment. To confirm this hypothesis, we have examined the changes in activity of blood AChE, NTE, BChE and carboxylesterase (CaE) 1 h after i.p. administration of increasing doses of three OPCs with different esterase profiles: the known neuropathic compound O,O-dipropyl-O-dichlorovinyl phosphate (C3H 7O)2P(O)OCH=CCl2 (diPr-DClVP) as the control compound and two model dialkylphosphates (C2H5O)2P(O)OCH(CF3)2 (diEt-PFP) and (C4H9O)2P(O)OCH(CF3)2 (diBu-PFP). The esterases assay was performed in hemolysed blood by spectrophotometric (AChE, BChE, CaE) and biosensor (NTE) methods. Analysis of the obtained dose-dependences for blood esterases inhibition showed that blood BChE and CaE were the most sensitive biomarkers, allowing detection of low doses. Inhibition of blood NTE and AChE can be used to assess the likelihood that an exposure to OPC would produce cholinergic and/or delayed neuropathic effects., Разработка системы биомаркеров воздействия фосфорорганических соединений (ФОС) на человека и их количественная оценка являются важным компонентом предсказания и ранней диагностики заболеваний, вызываемых антихолинэстеразными соединениями. Целью нашей работы было исследование эстеразного статуса организма как комплексного биомаркера воздействия ФОС для диагностики воздействия и последующей терапии такого рода интоксикаций. Мы полагаем, что этот комплексный биомаркер будет более эффективным и информативным по сравнению со стандартным определением бутирилхолинэстеразы плазмы крови (БХЭ), ацетилхолинэстеразы эритроцитов (АХЭ) и нейротоксичной эстеразы лимфоцитов (НТЭ). Он позволит: 1) подтвердить или опровергнуть сам факт воздействия ФОС; 2) определить, обусловлено ли воздействие агентами, вызывающими острую и/или отставленную нейротоксичность; 3) провести дозиметрию воздействия, которая даст ценную информацию для последующей терапии отравления. Для подтверждения этой гипотезы мы провели исследование изменения активности АХЭ, НТЭ, БХЭ и карбоксиэстеразы (КЭ) крови мышей через 1 ч после внутрибрюшинного введения возрастающих доз трёх ФОС с различным эстеразным профилем: известного нейропатичного соединения O,O-дипропил-O-дихлорвинилфосфата (C3H 7O)2P(O)OCH=CCl2 (diPr-DClVP) в качестве контрольного соединения и двух модельных диалкилфосфатов – (C2H5O)2P(O)OCH(CF3)2 (diEt-PFP) и (C4H9O)2P(O)OCH(CF3)2 (diBu-PFP). Измерение активности эстераз проводили в препаратах гемолизованной крови спектрофотометрическим (АХЭ, БХЭ, КЭ) и биосенсорным (НТЭ) методами. Анализ полученных дозозависимостей для ингибирования эстераз крови показал, что БХЭ и КЭ являются наиболее чувствительными биомаркерами, позволяющими детектировать низкие дозы ФОС токсикантов. Одновременное определение активности АХЭ и НТЭ в крови может быть использовано для оценки вероятности воздействия острых и/или отставленных нейротоксикантов.