Оренбургский государственный университет

Изучение влияния нанодисперсных форм микроэлементов на эффекты антиоксидантов природного и синтетического происхождения в живых системах

Проект № 342

Руководитель проекта — д-р биол. наук Лебедев С.В.

Цель работы — разработка и аттестация различных форм металлов микроэлементов на физиолого-биохимическое состояние организма с разработкой методов детоксикации и оптимизации адаптационных механизмов живых организмов.

1. Установлено, что НЧ меди как металл переменной валентности мультиплексно способствуют выработке АФК и развитию генетических повреждений пшеницы. Первичный эффект объясняется увеличением флуоресценции DCF и окислением молекул фенольной фракции пшеницы. Подтверждением этого является и индукция синтеза ферментов-антикосидантов — супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КАТ).
2. Исследования не показали апоптотической деструкции ДНК, а свидетельствовали о некротическом разрушении молекулы после 24-часовой инкубации в среде НЧ Cu, а в случае с наночастицами Fe исключили ДНК-повреждающий эффект.
3. Совокупность полученных данных показала значительное снижение жизнеспособности после 24 часов инкубации с НЧ, особенно токсичными явились НЧ меди. В частности, НЧ Cu° приводят к увеличению синтеза ТБК-активных продуктов и АФК, запускающих реакции перекисного окисления липидов и разрушающих мембрану клеток, и приводят к некрозу. Вероятным механизмом токсичности служит повреждающий эффект наночастиц на молекулы ДНК в виде бессистемной деградации до недискретных фрагментов из легкоподвижных нуклеотидов с переходом основной массы ДНК в область менее 1000 н.п., что скорее свидетельствует о первоначальной некрозной деструкции клетки.
4. Проанализировав полученные результаты, можно констатировать наличие связи между внесением в среду наночастиц и показателями генерации АФК, содержанием продукта ПОЛ и гибелью клеток.

Выполнение показателей:

1. Короткова А.М., Лебедев С.В. ИК-спектроскопия в исследовании модификации молекул в экстрактах пшеницы под воздействием наночастиц металлов / Современные концепции научных исследований / Сб. науч. работ по мат. XI Межд. НПК 27–28 февраля 2015 г. Москва: Евразийский союз ученых, 2015. Ч. 5. № 2(11). С. 76–80.
2. Короткова А.М., Сизова Е.А. ИК-спектроскопия экстрактов пшеницы при экспозиции наночастицами металлов // Биология — наука ХХI века / Сб. тезисов по мат. 19-й Междунар. Пущинской школы-конференции молодых ученых, 20–24 апреля 2015 г. Пущино, 2015. С. 395–396.
3. Короткова А.М. Фитотоксические эффекты наночастиц железа, меди и никеля в тесте Triticum vulgare // Перспективы науки — 2015 / Сб. докл. I Междунар. конкурса научно-исследовательских работ, 12 октября 2015 г. (конец ноября).
4. Короткова А.М., Лебедев С.В., Сизова Е.А. Участие наночастиц никеля в регуляции образования фенольных соединений в клетках Triticum vulgare / Инновационные разработки по импортозамещению в агропродовольственном секторе // Сб. тезисов Междунар. НПК, 29–30 октября 2015 г. Оренбург, 2015 г. (конец ноября).
5. Короткова А.М., Лебедев С.В., Русакова Е.А. ДНК-повреждающие эффекты наночастиц Ni° и NiO на примере растения вида Triticum vulgare / Всерос. НПК "Проблемы экологии Южного Урала", 22–23 октября 2015 г. // Вестник ОГУ. 2015. № 10 (конец декабря).
6. Korotkova A.M., Sizova E.A., Lebedev S.V., Zyazin N.N. Influence of NPs Ni° on the induction of oxidative damage in Triticum vulgare // Oriental journal of chemistry. 2015. Vol. 31. Р. 1–9 (конец декабря).
7. Короткова А.М., Давыдова О.К. Эффекты синтетических алкилрезорцинов на топологические изменения ДНК, опосредованные активными формами кислорода, в системе in vitro // Вестник ОГУ. 2015. № 6 (конец ноября).

Патент на изобретение: Лебедев С.В., Межуева Л.В., Короткова А.М., Кван О.В., Осипова Е.А., Бурцева Т.И. Способ повышения содержания фотосинтетических пигментов Пшеницы мягкой Triticum vulgare Vill // Патент РФ на изобретение № 2539861. Опубл. 27.01.2015. Бюл. № 3.