СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РАЗНЫХ ТЕСТ-ФУНКЦИЙ SACCHAROMYCES CEREVISIAE К СОЛЯМ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Дрожжи Saccharomyces cerevisiae служат удобной эукариотической моделью для определения токсичности различных поллютантов, в том числе, тяжелых металлов. Большинство биотестов с применением дрожжей основаны на определении цитотоксического или генотоксического действия тяжелых металлов. Эти методы отличаются трудоемкостью, требуют специального лабораторного оснащения. Для разработки новой экспрессной тест-реакции использовали способность пекарских дрожжей S. cerevisiae, как дрожжей верхового брожения, образовывать пену на поверхности сбраживаемой жидкости. Для проведения биотеста при-меняли коммерческий препарат сухих дрожжей «Саф-Момент» (ООО «Саф-Нева», Россия), в качестве сбраживаемого субстрата - 2%-ный раствор глюкозы. Токсическое действие солей тяжелых металлов определяли по подавлению пенообразования в суспензии дрожжей при инкубировании в течение 15 мин. Параллельно оценивали влияние солей тяжелых металлов на ростовую функцию и выживаемость дрожжей. Пенообразующая активность дрожжей была более чувствительной к исследуемым токсикантам по сравнению с ростовой функцией дрож-жей и их выживаемостью. Хлорид ртути оказывал токсическое действие на пенообразование в дрожжевой суспензии в концентрации 0,0001, сульфат меди, хлорид кадмия, хлорид кобальта - 0,001, сульфат свинца - 0,01, сульфат железа - 0,1, сульфат цинка - 1 г/л. Построенные ряды токсичности солей тяжелых металлов по отношению к исследуемым тест-функциям S. cerevisiae в основном совпадали. Преимуществами тест-реакции по подавлению пенообразующей активности дрожжей являются техническая простота, экспрессность (время тест-отклика составляет 15 мин), минимальные материальные затраты, отсутствие необходимости специального микробиологического оборудования, питательных сред, поддержания культуры в жизнеспособном состоянии. Предложенная реакция может быть использована в качестве экспрессного биотеста для оценки токсичности сред, загрязненных поллютантами этого класса.

Об авторах

О Ф Вятчина

Иркутский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: olgairk3@rambler.ru

Вятчина Ольга Федоровна - кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры микробиологии, Биолого-почвенный факультет, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет».

ул. Карла Маркса, 1, Иркутск, Россия, 664003

Г О Жданова

Иркутский государственный университет

Email: zhdanova86@yandex.ru

Жданова Галина Олеговна - младший научный сотрудник лаборатории водной токсикологии, Научно-исследовательский институт биологии, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет».

ул. Карла Маркса, 1, Иркутск, Россия, 664003

Д И Стом

Иркутский государственный университет

Email: stomd@mail.ru

Стом Дэвард Иосифович - доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией водной токсикологии Научно-исследовательского института биологии, профессор кафедры зоологии позвоночных и экологии Биолого-почвенного факультета, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский государственный университет»; профессор кафедры инженерных коммуникаций и систем жизнеобеспечения Иркутского национального исследовательского технического университета; главный научный сотрудник Байкальского музея Иркутского Научного Центра Сибирского Отделения РАН.

ул. Карла Маркса, 1, Иркутск, Россия, 664003

Список литературы

  1. Sharma В., Singh S., Siddiq N.J. Biomedical Implications of Heavy Metals Induced Imbalances in Redox Systems // BioMed Research International. 2014. Р. 1—26. http://dx.doi.org/10.1155/2014/640754
  2. Tchounwou P.B., Yedjou C.G., Patlolla A.J., Sutton D.J. Heavy Metals Toxicity and the Environment // Molecular, Clinical and Environmental Toxicology. 2012. Vol. 101. Р. 133—164. doi: 10.1007/978-3-7643-8340-4_6
  3. Vries W., Groenenberg J.E., Lofts S., Tipping E., Posch M. Critical Loads of Heavy Metals for Soils // Heavy Metals in Soils. 2012. Vol. 22. Р. 211—237. doi: 10.1007/978-94-007-4470-7_8
  4. Filenko O.F., Dmitrieva A.G., Isakova E.F., Ipatova V.I., Prokhotskaya V.Yu., Samoylova T.A., et al. Mechanisms of the reaction of aquatic organisms to the action of toxic substances: in the book: Anthropogenic Influences on Water Ecosystems (Collection of Articles). M.: The scientific publications of the KMC, 2005. P. 70—93.
  5. Gutierrez J.C., Amaro F., Martin-Gonzalez A. Heavy metal whole-cell biosensors using eukaryotic microorganisms: an updated critical review // Frontiers in Microbiology. 2015. Vol. 6. doi: 10.3389/fmicb.2015.00048
  6. Ludwig J., Schmitt M., Lichtenberg-Fraté H. Saccharomyces cerevisiae as Biosensorfor Cyto- and Genotoxic Activity // Atmospheric and Biological Environmental Monitoring. 2009. P. 251—259. doi: 10.1007/978-1-4020-9674-7_17
  7. Hosiner D., Gerber S., Lichtenberg-Frate H., Glaser W, Sch ller C., Klipp E. Impact of Acute Metal Stress in Saccharomyces cerevisiae // PLoS One. 2014; 9(1): e83330. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083330
  8. Bao S., Lu Q., Fang T., Dai H., Zhanga С. Assessment of the Toxicity of CuO Nanoparticles by Using Saccharomyces cerevisiae Mutants with Multiple Genes Deleted // Appl. Environ. Microbiol. 2015. Vol. 81. No. 23. P. 8098—8107. doi: 10.1128/AEM.02035-15
  9. Nakamura H., Suzuki M. New concept for a toxicity assay based on multiple indexes from the wave shape of damped metabolic oscillation induced in living yeast cells (part II): application to analytical toxicology // Anal Bioanal Chem. 2007; 389(4): 1233—1241. PubMed PMID: 17717646. doi: 10.1007/s00216-007-1513-7
  10. Starodub N.F., Guidotti M., Shavanova K.E., Taran M.V., Son’ko R.V. Ways for the Control of the Total Toxicity of Environmental Objects and their Instrumental Providing // Biosensore & Bioelectronics. 2015. 6:3, doi.org/10.4172/2155-6210.1000180
  11. Dolezalova J., Rumlova L. A new biological test of water toxicity-yeast Saccharomyces cerevisiae conductometric test // Environ. Toxicol Pharmacol. 2014. 38(3): 977—81. http://doi.org/10.1016/j.etap.2014.10.009
  12. Vyatchina O.F., Zhdanova G.O., Stom D.I. Express reception of biological analysis of water quality with the help of Saccromycetes // Natural Sciences. 2009. № 4. P. 133—136.
  13. Pavlenko V.V., Demidova L.A., Trubacheva L.Ya., et al. A Method for Estimation of Toxicity and Mutagenicity of Wastewater and Chemical Compounds // Methods for Biotesting Waters. Chernogolovka, 1988. P. 73—77.
  14. Kalyuzhin V.A., Kalyuzhina O.V. The influence of concentrated solutions of salts of heavy metals on the physiological and kinetic indices of microorganisms // Vestn. Tomsk State University. 2007. № 298. P. 218—222.
  15. Balaeva-Tikhomirova O.M., Novikova A.S., Kublitskaya A.D. Effect of heavy metal salts and an extract with an antioxidant effect on the parameters of protein metabolism of yeast cells // Journal VDU. 2016. No. 3 (92). P. 16—25.
  16. Fetisova A.V., Ilarionov S.A. The content of free amino acids in the culture medium of yeast Saccharomyces cerevisiae growing at different copper concentrations // Privolzhsky scientific bulletin. 2013. No. 11 (27). P. 47—50.
  17. Muthukumar K., Nachiappan V. Cadmium-induced oxidative stress in Saccharomyces cerevisiae // Indian J. Biochem Biophys. 2010. 47(6): 383—7.
  18. Oliveira R.P., Basso L.C., Junior A.P., Penna T.C., Del Borghi M., Converti A. Response of Saccharomyces cerevisiae to cadmium and nickel stress: the use of the sugar cane vinasse as a potential mitigator // Biol Trace Elem Res. 2012 Jan; 145(1): 71—80. doi: 10.1007/s12011-011-9156-0

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).