Исследование функциональных особенностей P-gp эндемичных байкальских амфипод с использованием трансфицированных клеточных линий

Исследование функциональных особенностей P-gp эндемичных байкальских амфипод с использованием трансфицированных клеточных линий

Февраль 2020 декабрь 2021

Одной из наиболее актуальных проблем в современном мире является масштабное загрязнение пресноводных экосистем. Мониторинг антропогенного прессинга на водоёмы и поддержание надлежащего качества питьевой воды требует непрерывного совершенствования методов контроля. На сегодняшний день в условиях возрастающего хозяйственного развития Байкальского региона остро стоит проблема создания быстрых и эффективных методов экологического мониторинга озера Байкал. Токсическое загрязнение на фоне глобальных климатических изменений может принести существенный урон жизнедеятельности байкальских гидробионтов.

Исследования проводились под руководством Лубяги Юлии, победителя конкурса для молодых ученых «Байкальская инициатива». Проведены токсикологические испытания на клеточных линиях амфипод, которые позволят впоследствии применить данные технологии в экспресс-оценке токсичности потенциально опасных веществ, попадающих в воды озера, прогнозировать последствия антропогенного воздействия на Байкал и других водоемов.

Цель:

  • изучить функциональные и структурные особенности p-гликопротеина (P-gp) байкальских эндемичных амфипод с применением трансфицированных клеточных линий.

Задачи:

  • оказать грантовую поддержку Иркутскому государственному университету (ФГБОУ ВО «ИГУ») на реализацию соответствующего проекта;
  • в рамках грантовой поддержки провести следующие работы в феврале 2020-декабре 2021 года:

1) провести исследования на клеточных линиях Drosophila melanogaster;

2) провести детальный анализ последовательности P-gp эндемичных байкальских амфипод с дальнейшим определением его структуры и построением трехмерной модели белка при помощи современных компьютерных программ;

3) провести сравнительный анализ последовательностей гена P-gp амфипод и белковой структуры с представителями других видов;

4) выявить локализацию белка в различных тканях амфипод методами электрофореза с последующим вестерн блоттингом;

5) выявить функциональные особенности амфипод методами измерения поглощения специфического флуоресцентного субстрата в присутствии ряда химических веществ;

6) определить значения IC50 для ряда потенциально опасных для байкальских организмов токсических веществ, а также определить диапазон допустимых концентраций и выявить степень токсичности веществ в анализах цитотоксичности. 

Результаты работы:

  • Подтверждено наличие и работоспособность введенного P-гликопротеина байкальских водных организмов в клеточной линии.
  • Определена топология белка, а также его структура, присущая АВС-транспортерам.
  • Проанализирована выводящая активность P-гликопротеина с использованием трансфицированных клеточных линий и подтверждена его работоспособность.

Благодаря результатам и выводам исследования улучшается понимание работы P-гликопротеина, который является важным компонентом механизма множественной устойчивости к различным токсическим веществам ксенобиотикам у байкальских эндемичных амфипод. Полученные стабильные клеточные линии можно использовать для дальнейшей работы по выявлению особенностей функционирования механизма множественной резистентности к ксенобиотикам у других байкальских эндемиков. Также эти результаты и отработанные методы могут лечь в основу эффективной тест-системы с применением трансфицированной клеточной линии для экологического мониторинга озера Байкал и других водоемов.

Научные публикации



Сохранение водных ресурсов