• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
29.03.2023
ТюмГУ
367

Российские биологи рассказали об истории становления мутагенеза

4.5

В условиях климатических колебаний, нередко приводящих к возникновению всевозможных стрессов в течение вегетационного периода, все большую актуальность приобретает необходимость увеличения генетического разнообразия сельскохозяйственных растений с привлечением различных методов. Одним из них является метод экспериментального мутагенеза, зарекомендовавший себя перспективным для сельскохозяйственной практики как в России, так и за рубежом.

Российские биологи рассказали об истории становления мутагенеза / ©Getty images / Автор: Артем Фомин

Статья «Теоретические аспекты химических мутагенов и фенотипических активаторов роста растений, разработанные И. А. Рапопортом (обзор литературных источников)» биологов Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля Российской академии наук (Москва) Ларисы Вайсфельд и Тюменского государственного университета Нины Боме вышла в журнале «Биосфера». На основе литературных источников в статье изложена краткая история открытия мутагенеза, индуцированного ионизирующей радиацией и химическими веществами. Мутагенное действие рентгеновского излучения было открыто в 1928 году американским ученым Генрихом Меллером.

Меллер впервые показал, что воздействие рентгеновских лучей на личинок мух увеличивает в сотни и тысячи раз скорость мутагенеза у взрослых особей — строго пропорционально полученной личинками дозе облучения. В 1946 году после трагедии в Хиросиме и Нагасаки Меллер был номинирован на Нобелевскую премию по физиологии и медицине «за открытие появления мутаций под влиянием рентгеновского облучения».

Продолжив начинания Меллера, Иосиф Рапопорт начинал свой научный путь в исключительно творческой обстановке Института экспериментальной биологии (ИЭБ), директором которого был выдающийся русский ученый Николай Кольцов. Николай Константинович в своей монографии «Организация клетки» высказал предположение о том, что мутации должны возникать не только от ионизирующей радиации, но и под действием химических веществ. Это пророчество оказалось верным.

На основании этой идеи Кольцова возникла серия экспериментов по индукции мутаций с помощью химических веществ. Ученик Николая Константиновича Владимир Сахаров получил сцепленные с полом мутации во втором поколении мух Drosophila после обработки личинок и куколок раствором йода. Аналогичные опыты с уксусной кислотой и аммиаком (неорганическими веществами) в Ленинградском университете проводил Михаил Лобашов.

В этих и других подобных начальных опытах были получены мутанты от действия неорганических веществ (йод, аммиак, уксусная кислота), но количество мутантов ненамного превышало естественный уровень. Кроме того, авторы не уловили закономерности возникновения мутаций. В начале 1940-х в Англии Шарлоттой Ауэрбах и Дж. Робсоном были опубликованы сообщения об индукции мутаций у взрослых самцов дрозофилы после воздействия на личинки боевого отравляющего вещества иприта (горчичного газа).

Будучи аспирантом в Кольцовском институте, Иосиф Рапопорт в свою очередь вел огромную исследовательскую работу, результатом которой стало открытие сильных химических мутагенов и супермутагенов. Рапопорт стремился к популяризации метода химического мутагенеза с целью его практического применения. В 1966 году издательство «Знание» опубликовало книгу Рапопорта «Химический мутагенез. Теория и практика» для широкого круга читателей, в основном для тех, кто работал в сельском хозяйстве. В предисловии говорится: «Одна из важнейших задач, стоящих сейчас перед учеными, — расширение практических работ по генетике и селекции животных и растений».

Это издание было необходимо, чтобы избавиться от антинаучного периода «лысенковщины», внедренной в сельское хозяйство. В работе изложены теоретические основы мутационных механизмов и практические результаты их применения в растениеводстве и селекции на культурах: озимая пшеница, кукуруза, свекла, чернушка, горох, ячмень.

Открытие Иосифом Абрамовичем фенотипических активаторов роста и развития растений позволяет в современных условиях повысить устойчивость растений к воздействию абиотических и биотических факторов окружающей среды и существенно снизить пестицидную нагрузку на агроценозы, что подтверждено исследованиями и проверкой пара-аминобензойной кислоты (ПАБК) на практике.

Рапопорт открыл фенотипический эффект пара-аминобензойной кислоты (ПАБК) как «фенотипического активатора» ферментов на ранних этапах развития растений, не индуцирующего мутации. Будучи активным практиком, он организовал широкое внедрение ПАБК в сельское хозяйство, что было отражено в книге «Химические мутагены и пара-аминобензойная кислота в повышении урожайности сельскохозяйственных растений».

По мнению Иосифа Рапопорта, обрабатывать растения растворами ПАБК следует в самом начале их развития. Действие ПАБК осуществляется на фенотипическом уровне путем взаимодействия с клеточными ферментами: «С использованием ПАБК наступает поворот от резко преобладающей в норме чувствительности ферментов к окружающим условиям, преимущественно отрицательным, в сторону различных проявлений производительности и устойчивости», – говорится во вступительной статье. При этом, по мнению Рапопорта, образуются комплексы ПАБК и фермента. С появлением этих исследований ПАБК началось ее широкое внедрение в сельскохозяйственную практику при поддержке Министерства сельского хозяйства России.

Важно отметить, что Иосиф Рапопорт прошел всю войну, где получил дважды тяжелое ранение, потерял глаз, но оставался в строю. Начал войну рядовым, окончил орденоносцем, уважаемым офицером, комбатом. Его военные подвиги и военные награды описаны в книгах, изданных после его смерти в 1990 году, и в документальных фильмах, таких, как в фильме «Наука Побеждать. Подвиг комбата».

Рапопорт в 1980-е годы дважды был в Тюмени, знакомился с результатами производственной проверки ПАБК в хозяйствах Тюменской области. На опытном поле НИИ СХ Северного Зауралья проходили экологическое испытание мутанты озимой пшеницы, созданные с помощью химических мутагенов, разворачивались работы по индуцированию мутаций на многолетних злаковых травах.

Сегодня в Институте биологии ТюмГу проводятся исследования с применением мутагена фосфемида, продолжаются работы по изучению биологического эффекта ПАБК. Заключен творческий договор с Институтом биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН (в этом институте работал Рапопорт). 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Тюменский государственный университет (ТюмГУ) — первый университет Тюменской области, был открыт в 1930 году. Готовит специалистов по 175 направлениям подготовки. Университет входит в число участников Проекта 5-100 — программы повышения международной конкурентоспособности российских вузов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:24
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

Вчера, 19:04
Александр Березин

По уточненным данным, для свода Международной космической станции с орбиты компания Илона Маска использует сильно измененный грузовой корабль, имеющий рекордно большое количество двигателей (больше, чем у любого другого корабля в истории). Однако это не будет Starship, хотя для него такая задача в теории была бы проще.

2 часа назад
Полина Меньшова

Сидячий образ жизни часто называют «новым курением», поскольку отсутствие физической активности и работа в неудобных позах приводит к большому количеству проблем со здоровьем. В связи с этим появился тренд на столы для работы стоя. Исследователи из США изучили разные типы рабочих мест и оценили их эффективность — как для здоровья сотрудников, так и для производительности.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

13 июля
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно