Сравнение методов выявления повреждений митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты с использованием полимеразной цепной реакции в режиме реального времени и микроядерного теста буккального эпителия для оценки генетического гомеостаза организма человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. В настоящее время активно изучают факторы окружающей среды, способные оказать влияние на стабильность генетического материала человека, с использованием различных цитологических и молекулярно-генетических методов.

Цель — выявить и проанализировать связи между результатами микроядерного теста в буккальном эпителии человека и встречаемостью повреждений митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты, обнаруженных с использованием полимеразной цепной реакции в режиме реального времени.

Методы. В качестве испытуемых были выбраны 25 юношей и 10 девушек в возрасте от 20 до 24 лет. Исследования проводили в г. Воронеж. В качестве методик исследования использовали микроядерный тест в буккальном эпителии и оценку повреждений митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты с использованием полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. На каждом препарате просматривали не менее 2000 клеток, среди которых определяли количество клеток с микроядрами, перинуклеарными вакуолями, насечками, протрузиями, вычисляли индекс репарации и индекс накопления цитогенетических повреждений. Выделение дезоксирибонуклеиновой кислоты для проведения полимеразной цепной реакции в режиме реального времени осуществляли с использованием CTAB-буфера. Полимеразную цепную реакцию в режиме реального времени проводили с использованием Encyclo-полимеразы, а также с применением подобранных праймеров амплифицровали два фрагмента (короткий и длинный) в районе D-петли митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты. На основании значений Ct вычисляли по специальной формуле количество повреждений дезоксирибонуклеиновой кислоты.

Результаты. Определена частота повреждений митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты и встречаемость клеток с аномалиями ядра в буккальных эпителиоцитах в обследованных группах. Установлено, что степень варьирования изучаемых показателей у девушек была выше, чем у юношей. Установлены корреляционные связи повреждений митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты с частотой встречаемости клеток с аномалиями ядра. Показано сходство в изменении частот повреждений митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты и ядерных аберраций.

Заключение. Установленные общие закономерности изменения цитогенетических и молекулярно-генетических показателей стабильности генетического материала, выявленные корреляционные связи между частотой встречаемости аномалий клеточного ядра в клетках буккального эпителия и повреждениями митохондриальной дезоксирибонуклеиновой кислоты указывают на общность причин возникновения молекулярных и клеточных повреждений генетического материала, что позволяет говорить о возможности использования указанных показателей для прогноза и уточнения значений друг друга.

Об авторах

Владислав Николаевич Калаев

Воронежский государственный университет

Email: z-alnair@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4247-4509
SPIN-код: 7022-6720

д-р биол. наук, профессор

Россия, Воронеж

Владислав Петрович Зуевский

Ханты-Мансийская государственная медицинская академия

Email: z-alnair@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4662-9205
SPIN-код: 7800-5955

д-р мед. наук, профессор

Россия, Ханты-Мансийск

Анна Викторовна Ларина

Воронежский государственный университет

Email: z-alnair@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5389-9580
SPIN-код: 2071-1537

ассистент

Россия, Воронеж

Елена Анатольевна Калаева

Воронежский государственный университет

Email: z-alnair@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3668-0816
SPIN-код: 4851-5000

канд. биол. наук, доцент

Россия, Воронеж

Марина Сергеевна Нечаева

Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко

Email: z-alnair@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4880-6751
SPIN-код: 5108-2660

канд. биол. наук

Россия, Воронеж

Татьяна Валерьевна Зуевская

Санаторно-курортный комплекс «Анапский»

Автор, ответственный за переписку.
Email: z-alnair@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9315-1320
SPIN-код: 9759-1894

д-р мед. наук, доцент

Россия, 353408, Анапа, с. Сукко, ул. Утришская, д. 8

Оксана Юрьевна Мальцева

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Email: z-alnair@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3815-123X
SPIN-код: 2670-4258

канд. техн. наук, доцент

Россия, Воронеж

Список литературы

  1. Kalaev VN, Nechaeva MS, Kalaeva EA. Micronucleus test of human buccal epithelium: monograph. Voronezh: VSU Publishing House; 2016. 136 p. (In Russ.)
  2. León-Mejía G, Rueda RA, Pérez Pérez J, et al. Analysis of the cytotoxic and genotoxic effects in a population chronically exposed to coal mining residues. Environ Sci Pollut Res Int. 2023;30(18):54095–54105. doi: 10.1007/s11356-023-26136-9 EDN: XCGNZA
  3. Sharma NK, Kamble SD, Jeyaprakash D. Bio-monitoring and occupational risk assessment in human population from nuclear research centre – using exfoliated buccal epithelial cells and peripheral blood lymphocytes. In: Current overview on disease and health research. Vol 2. 2022. P. 75–90. doi: 10.9734/bpi/codhr/v2/1600B
  4. Takeshita WM, dos Santos JN, de Andrade CR, et al. Is micronucleus test a suitable method for monitoring oral mucosa exposed to dental bleachings in smokers? Arch Toxicol. 2023;97(7):2029–2030. doi: 10.1007/s00204-022-03386-z EDN: OVJRSX
  5. Ilinskikh NN, Ilinskikh EN, Zamyatina EV, et al. Monitoring of cytogenetic instability by micronuclei assay of both immunocompetent and non-immunocompetent cells in tick-borne encephalitis patients depending on variants of glutathione-s-transferase genes in the genotype. Russian Journal of Infection and Immunity. 2019;9(3-4):600–606. doi: 10.15789/2220-7619-2019-3-4-600-606 EDN: GDBZDZ
  6. Nersesyan A, Kundi M, Fenech M, et al. Recommendations and quality criteria for micronucleus studies with humans. Mutat Res Rev Mutat Res. 2022;789:108410. doi: 10.1016/j.mrrev.2021.108410 EDN: USGPRL
  7. Krivtsova EK, Ingel FI, Akhaltseva LV. Cytomic analysis: a modern universal tool for biomedical and ecological and hygienic research (literature review). Part 1. Hygiene and Sanitation, Russian Journal. 2021;100(10):1151–1156. doi: 10.47470/0016-9900-2021-100-10-1151-1156 EDN: FDRAEF
  8. Yang JL, Bohr VA. Mitochondrial DNA damage and repair in neurodegenerative disorders. DNA Repair. 2008;7(7):1110–1120. doi: 10.1016/j.dnarep.2008.03.012
  9. Khorolskaya VG, Gureev AP, Shaforostova EA, et al. The fenofibrate effect on genotoxicity in brain and liver and on the expression of genes regulating fatty acids metabolism of mice. Biomeditsinskaya Khimiya. 2019;65(5):388–397. (In Russ.) doi: 10.18097/PBMC20196505388 EDN: AMEVRF
  10. Sycheva LP. Cytogenetic monitoring for assessment of safety of environmental health. Hygiene and Sanitation, Russian Journal. 2012;91(6):68–72. (In Russ.) EDN: PWKTNP
  11. Shaforostova EA, Tamozhnikova DG, Gureyev AP, et al. Influence of external factors on integrity of mitochondrial DNA structure. Applied and it Research in Medicine. 2017;20(4):30–33. EDN: ZVHTSJ
  12. Van Guilder HD, Vrana KE, Freeman WM. Twenty-five years of quantitative PCR for gene expression analysis. Biotechniques. 2008;44(5):619–626. doi: 10.2144/000112776
  13. Gureev AP, Shaforostova EA, Starkov AA, et al. Simplified qPCR method for detecting excessive mtDNA damage. Toxicology. 2017;382:67–74. doi: 10.1016/j.tox.2017.03.010 EDN: YVMQBF
  14. Santos JH, Meyer JH. Quantitative PCR-based measurement of nuclear and mitochondrial DNA damage and repair in mammalian cells. Methods Mol Biol. 2006;314:183–199. doi: 10.1385/1-59259-973-7:183
  15. Sikorsky JA, Primerano DA, Fenger TW. Effect of DNA damage on PCR amplification efficiency with the relative threshold cycle method. Biochem Biophys Res Commun. 2004;323(3):823–830. doi: 10.1016/j.bbrc.2004.08.168
  16. Ayala-Torres S, Chen Y, Svoboda T, et al. Analysis of gene-specific DNA damage and repair using quantitative polymerase chain reaction. Methods. 2000;22(2):135–147. doi: 10.1006/meth.2000.1054
  17. Pfaffl MW. A new mathematical model for relative quantification in Real-time RT-PCR. Nucleic Acids Res. 2001;29(9):e45. doi: 10.1093/nar/29.9.e45
  18. Kalaeva EA, Artyukhov VG, Kalaev VN. Theoretical foundations and practical application of mathematical statistics in biological research and education: textbook. Voronezh: VSU Publishing House; 2016. 284 p. (In Russ.)
  19. Tverskoy AV, Kidanova MI, Morozova EN, et al. Morphological features of the buccal mucosa in female students in various phases of the menstrual cycle in the Belgorod region. Journal of Volgograd State Medical University. 2017;1(61):114–116. doi: 10.19163/1994-9480-2017-1(61)-114-116
  20. Nakvasina MA, Artyukhov VG. Mechanisms of cell death: apoptosis, autophagy, necrosis: textbook. Voronezh: VSU Publishing House; 2019. 164 p. (In Russ.)
  21. Certificate of state registration of a computer RU 2021617674/18.05.2021. Konishcheva NA, Sadovnikova IS, Novikova AF, et al. DNADamageCalculator. Copyright holder: Voronezh State University. (In Russ.) EDN: YONGHT

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2025

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».