Генетические последствия техногенных катастроф

Генетические последствия
техногенных катастроф
А.В. Рубанович
Зав. лабораторией экологической генетики
Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН
Крупнейшие техногенные катастрофы XX века
1950
р. Теча (Челябинская
Муслюмово).
1993-–техногенные
аварии вобл.,
России.
1050 человек погибли.
Аварийный
плутония.
Ки
134 аварии:сброс
выбросы
аммиака2,7
и млн.
пропана,
взрывы метана и нефтепродуктов
1957 - Кыштым (Челябинской обл.). Выброс 2,5 млн. Ки.
15 тыс. км2. Восточно-Уральский радиационный след
(ВУРС)
1979 - АЭС Три-Майн-Айленд, Гаррисберг, Пенсильвания
1984 - Бхопал (Индия) - завод по производству пестицидов
“Юнион Карбайд”. Утечка более 30 т смеси фосгена и
метилизоцианата
1986 - Чернобыльская АЭС. Выброс 50 млн. Ки.
200 тыс. км2 в изолинии 0,2 мР/час (10 фонов)
Изучение последствий техногенных катастроф:
число ссылок PubMed
Bhopal – 136
3 тыс. - погибли сразу
23 тыс. - скончались в течении года
20 тыс. - ослепли
200 тыс. - паралич
Chernobyl - 3384
29 - погибли (ОЛБ)
105 – ОЛБ (легкая форма)
Пострадали или пострадают
в потомстве - ???
Доза, Гр
100
10-50
3-5
1-2
0.5
Последствия облучения:
шкала доз
Смерть через несколько часов
вследствие повреждения ЦНС
Смерть через 1-2 недели
вследствие кровотечений в
желудочно-кишечном тракте
Острая
Без лечения 50% облученных умирает в течение
лучевая
отдаленные
последствия
«малых»
доз?
1-2 Возможные
месяцев вследствие поражения
клеток костного
мозга
1) соматические мутации у облученных болезнь
 рак
Возникновение острой лучевой болезни
2) мутации в половых клетках  мутации в потомстве
Удвоение вероятности генных мутаций (теоретически)
Гематологическая реакция
ПДД в чрезвычайных обстоятельствах
0.25
0.2
Появление хромосомных аберраций в лимфоцитах крови
0.05
ПДД профессионального облучения в год
0.001
Доза от естественных источников в год
Дозы при
радиационных
авариях
Генетические и медицинские последствия
радиационных аварий: диапазон мнений
Очень
опасно
Яблоков
Алексей Владимирович
Член-корреспондент РАН;
бывший член Верховного Совета СССР,
председатель Комиссии ВС по экологии;
создатель русского филиала "Гринпис"
Малые
дозы не
опасны
Ильин
Леонид Андреевич
академик РАМН,
Герой Социалистического Труда,
лауреат Ленинской премии,
лауреат премии Правительства РФ,
директор Института биофизики,
Что же реально наблюдается в хронически
облучаемых популяциях?
Природа
Человек
Два уникальных полигона:
Восточно-Уральский
радиационный след
(ВУРС)
30-км зона отчуждения в
Чернобыле
1957:
выброс 108 МБк
1986:
выброс 18·108 МБк
2007:
10 - 60 МБк/м2
(530 км)
2007:
0.8 - 8 МБк/м2
(10-км зона)
90Sr
() – аналог Ca
Почва, вода, растения, животные
137Cs
(+) – графитовая пыль
Почва (5-10 см)
Хроники ВУРСа
1957-1960
Пожелтение хвои и частичная гибель сосен в
эпицентре следа. Изменения флористического состава
1965
Обнаружение повышенного уровня мутаций в
популяциях растений и животных

Морфологические (в основном хлорофильные)
мутации

Цитогенетические (хромосомные аберрации)
мутации

Мутации, выявляемые электрофорезом белков
Частота аберраций хромосом, %
Частота хромосомных аберраций в хронически
облучаемых природных популяциях дикорастущих
растений в зоне ВУРС (1965)
10
Контроль
0,2 сГр/cут
1,2 сГр/сут
8
6
4
2
0
A.eupatoria
C.scabiosa
C.setosum
L.sibirica
3
2,5
Контроль
0.2 сГр/сут
2
1.2 сГр/сут
1,5
1
0,5
Скерда
кровельная
Проломник
северный
Прозанник
пятнистый
Тимофеевка
степная
Подорожник
средний
0
Подорожник
ланцетолистный
Частота аберраций хромосом, %
Частота хромосомных аберраций в хронически облучаемых
природных популяциях дикорастущих растений
(ВУРС, 1973-1975)
0,6
5
0,5
4,5
4
0,4
3,5
3
0,3
2,5
0,22
1,5
0,11
0,5
0
0
Частота аберраций хромосом, %
Частота хлорофильных мутаций, %
Зависимость частоты мутаций от уровня
радиоактивного загрязнения популяций проломника
северного (ВУРС, 1985)
R = 0,96
R2 = 0,96
0
0
0,2
200
0,4
0,6
0,8
1
1,2
400
600 800 1000 1200 1400
Мощность
дозы хронического
облучения,
Уровень
загрязнения,
ки/кв.кмсГр/сутки
Количество клеток
с аберрациями хромосом, %
Динамика количества клеток с аберрациями хромосом
в первом митозе проростков семян растений
C. scabiosa L., произрастающих на ВУРСе
6
Контроль
6
5
2
2-3 10 Бк/м
6
2
6
2
10-13 10 Бк/м
4
15-20 10 Бк/м
3
2
1
0
1965
1970
1975
Год исследования
1980
Динамика хлорофильных мутаций в хронически
облучаемых популяциях C. scabiosa L. ВУРС
Частота хлорофильных
мутаций, %
4,5
4
3,5
Контроль
6
2
2-3 10 Бк/м
6
2
10-13 10 Бк/м
6
2
15-20 10 Бк/м
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
1978 1979 1980 1982 1983 1984 1985 1988 1990 1995
Год наблюде ний
Сосна обыкновенная (Pinus sylvestris L.)
Электрофорез гаплоидных
эндоспермов семян сосны позволяет:
 Определить генотип родительского дерева
 Для гомозиготного дерева зарегистрировать
все случаи изменения электрофоретической
подвижности и идентифицировать их как
мутации
 Для гетерозиготного дерева оценить
интенсивность гаметического отбора по
степени нарушения сегрегации (отклонения
от 1:1)
Частота мутаций ферментных локусов в эндоспермах
P. sylvestris L., произрастающих на ВУРСе и в зоне аварии на ЧАЭС
Средняя фоноваяТипы
частота
Плотность спонтанных
Число мутаций уи частота
Частота всех
-3
изменений 10
загрязнения сосны
локусмутаций на
-3
составляет
0,6710
тестов
106 Бк/м2 на локус
локус 10-3
1 1989) 2
3
(Алтухов,
При сильном загрязнении
ВУРС
частота мутаций
возрастает
Контроль на порядок
5162
0,39
0,39
0
0,78
2-3
10-13
Мутации, изменяющие
15-20
электрофоретическую
подвижность продукта
локуса Контроль
5664
1,1
1,8
0
2,80
6070
1,5
3,6
0,2
5,30
7949
2,0
4
0,3
6,30
ЧАЭС
7790
0,5
0,1
0
0,6
0,2-0,4
10199
1,4
1,0
0
2,4
1,5-2,0
10069
1,2
2,1
0
3,3
2,5-3
8011
2,3
2,5
0,3
5,1
3,5-4,0
8815
3,7
5,5
0,6
9,8
18,5-20
10365
2,6
6,8
0,8
10,2
Частота мутаций ферментных локусов в эндоспермах
P. sylvestris L., произрастающих на ВУРСе и в зоне аварии на
ЧАЭС в зависимости от плотности загрязнения.
Частота мутаций 10
-3
12
10
8
6
4
ВУРС
Чернобыль
2
0
0
2
4
6
8
10
12
14
6
16
2
Плотность загрязнения 10, Бк/м
18
20
Хроники ВУРСа
1957-1960
Пожелтение хвои и частичная гибель сосен в
эпицентре следа. Изменения флористического состава
1965
Обнаружение повышенного уровня мутаций в
популяциях растений и животных
1970-…
Процветание зоны. Ощутимые последствия
длительного отсутствия человека
ВУРС-2007: голова следа
ВУРС-2007 «Лежневка» 55 МБк/м2
Стоки отходов: 140 МБк/м2
ВУРС-1988 оз. Метлино,
активность воды на 4 порядка выше нормы
ВУРС-2007 оз. Метлино
ВУРС-2007 оз. Метлино, активность воды
по-прежнему на 4 порядка выше нормы
Хроники ВУРСа
1957-1960
Пожелтение хвои и частичная гибель сосен в
эпицентре следа. Изменения флористического состава
1965
Обнаружение повышенного уровня мутаций в
популяциях растений и животных
1970
Процветание зоны. Ощутимые последствия
длительного отсутствия человека
1975
Радиоадаптация большинства растительных
популяций.
Радиочувствительность семян 13 видов дикорастущих
растений к дополнительному острому облучению дозой 10 Гр
Контроль
35
3,7 Ки/кв.км
30
25
20
15
10
5
Вероника
Подмаренник
Лилия
Горошек
Тысячелистник
Бодяк
Василек
Кровохлебка
Земляника
Кипрей
Лапчатка
Ястребинка
0
Клевер
Частота аберраций, %
40
Радиоустойчивость Crepis tectorum L. с
загрязненных (опыт) и чистых (контроль)
участков ВУРС
Аберрации хромосом, %
100
80
60
40
Контроль
20
Опыт
0
0
20
40
60
80
100
Доза острого облучения, Гр
10
8
6
4
2
0
2001
80
Частота аберраций, %
Частота аберраций, %
Восточно-Уральский радиоактивный след:
радиоадаптация в хронически облучаемых популяциях
прозанника, выявлемая при дополнительном
облучении
Проростки дополнительно
облученных семян тех же
растений имеют вдвое меньше
аберраций по сравнению с
контрольными
У растений из популяции 2007
Контроль
14
«Лежневка» частота аберраций
Лежневка
12
выше, чем в контроле
70
Контроль
Лежневка
60
50
40
Без облучения
30
Дополнительное
облучение 10 Гр
20
10
0
Без облучения
Дополнительное
облучение 50 Гр
Зависимость частоты однолетних форм от
мощности дозы хронического облучения
популяций A. septentrinalis L.
Контрольные популяции
состоят из смеси
однолетних
В(радиочувствительных)
хронически облучаемых
и
популяцияхдвулетних
частота однолетних
форм резко падает
(радиоустойчивых)
форм
Однолетние формы, %
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
0,37
0,42
0,55
1,21
Мощность дозы хронического облучения,
сГр/сутки
Хроники ВУРСа
1957-1960
Пожелтение хвои и частичная гибель сосен в
эпицентре следа. Изменения флористического состава
1965
Обнаружение повышенного уровня мутаций в
популяциях растений и животных
1970
Процветание зоны. Ощутимые последствия
длительного отсутствия человека
1975
Радиоадаптация большинства растительных
популяций.
1980
Микроэволюционные последствия. Сдвиги
аллельных частот полиморфных локусов
Наблюдаемые (Н) и ожидаемые по Харди - Вайнбергу
(О) частоты генотипов и частоты аллелей Sod2 в
популяциях С. scаbiosa L.
Частоты генотипов
Популяции
Супероксиддисмутаза
I - эффективный
III
Генотипы
6 Бк/м2
0,210
140106 Бк/м2
радиопротектор.
Степень
защиты
Н активности
О
Н
О
пропорциональна
изофермента,
которая
выше
ff
0,380
0,425 у 0,104
0,128
«медленных»
s0,544
форм. 0,454 0,509
fs
0,460
ss
0,076
0,121
0,387
0,412
Частоты аллелей
f
0,652
0,358
s
0,348
0,642
N
79
106
Василек шероховатый (Centaurea scabiosa L.)
Полиморфизм по локусу Lap
Методические особенности
исследований
3 популяции
в Кыштымском
регионе (ВУРС)
Популяция I
Хвост следа
0,2106 Бк/м2

Маркировка многолетних
растений в полевых условиях
Популяция II
центр следа
60106 Бк/м2

Многократный посемейный
анализ потомства растений с
известными генотипами
Популяция III
Голова следа
140106 Бк/м2
Частоты аллелей локуса Lap в контрольной и хронически
облучаемых популяциях C. scabiosa L., произрастающих на
ВУРСе.
Основные аллели
Усредненные данные по
1979, 1982 и 1986 года
a, выборкам
b, c
Аллели
a
b
c
a
b
c
N
Популяции
Мутантные аллели
К
0,26
0,65
0,09
a´, b´, c´
I Индукция
II этих аллелей
III
наблюдается при посемейном
0,34 анализе
0,27
0,17
0,59
0,07
0,50
0,13
0,61
0,12
0,001
0,001
0,002
0,003
0,02
0,01
0,07
0,01
0,01
0,08
970
398
390
705
Приспособленности генотипов в контрольных и облучаемых
популяциях C. scabiosa L. (посемейный анализ)
Приспособленность
самого
Контрольная
Хронически
распространенного
Генотипы
популяция
облучаемые популяции
генотипа bb равна 1
потомков
Н
О
W
Н
О
W
aa
22
24,8
0,89
31
20,3
1,53
Гетерозиготы по
bb
174 168,6 1,03
287
282,5
1,02
Приспособленность
мутантному гену c
ab
124 136,9 0,91
102
153,6
генотипа0,66
W=H/Oимеют максимальную
Ожидаемые
численности
приспособленность
ac
6
5,8
1,03
18
13,4
1,34
генотипов
в потомстве
в
Сверхдоминирование
bc
12
12,0
1,00
54
59,3
0,91
Наблюдаемые
растений с известными
0
1
4,4
0,23
bb
по
мутантному
аллелю
численности
генотипов
в
генотипами
0
7 растений
7,5
ba
В контрольной
потомстве
с 0,93
популяции
0 все 2,1
122
70,4
1,73
bc
Гомозигота по
известными
генотипами
генотипы
мутантному гену c
0
56
32,0
1,75
ac
нейтральны
имеет минимальную
0
10
10,1
0,99
cc
приспособленность
0
0
2,7
aa
0
3
7,4
0,41
bc
0
2
13,7
0,15
cc
Хроники ВУРСа
1957-1960
Пожелтение хвои и частичная гибель сосен в
эпицентре следа. Изменения флористического состава
1965
Обнаружение повышенного уровня мутаций в
популяциях растений и животных
1970
Процветание зоны. Ощутимые последствия
длительного отсутствия человека
1975
Радиоадаптация большинства растительных
популяций.
1980
Микроэволюционные последствия. Сдвиги
аллельных частот полиморфных локусов
2004
Макроэволюционные последствия в популяциях
травянистых растений. Появление видов двойников
Восточно-Уральский радиоактивный след:
мутационный процесс в хронически облучаемых популяциях
прозанника, выявлемый цитогенетическими методами
Объект:
Прозанник пятнистый
(Hypochoeris maculate L.)
Популяции:
«Лежневка» - 55 МБк/м2, 50 лет
Контроль
Восточно-Уральский радиоактивный след:
мутационный процесс в хронически облучаемых популяциях
прозанника, выявлемый
цитогенетическими
методами
Среди растений
с измененным
кариотипом 40% имели
В хронически
облучаемой транслокацию
популяции число
симметричную
L1-растений
с измененным
кариотипом Sв 26 выше, чем в контроле
14
Контроль
12
Лежневка
Численность
t/t
t/+
+/+
8
Наблюдаемая
2
8
226
6
Ожидаемая
0,2
Частота, %
10
11,6 224,2
4
Сильное нарушение
равновесия Харди-Вайнберга (P=510-4):
2
избыток гомозигот
и дефицит гетерозигот по транслокации L1-S
0
Частота
2001
2007
2001
2007
Аберрации
Растения с изменным
Возникновение
репродуктивного
барьера
(анафазный метод)
кариотипом
Частота
растений, у
и
появление
вида-двойника
клеток с аберрациями (метафазный
метод)
хромосом
которых
все клетки имеют измененный
(одинаковый) кариотип
Хроники Чернобыльской зоны
1986
Гибель сосновых массивов («желтый лес») в 10-км
зоне ЧАЭС
Здесь был «Желтый лес» , 1987
Здесь был «Желтый лес» , 1988
Здесь был «Желтый лес» , 1988
Хроники Чернобыльской зоны
1986
Гибель сосновых массивов («желтый лес») в 10-км
зоне ЧАЭС
1986-87
Появление морфологических нарушений развития
(морфозов) у большинства видов растений
Земляника
Рябина
Листья дуба
Морфологические нарушения развития у сосны
Морфологические нарушения развития у сосны
Май 2007
Опорный пункт «Горки Ленинские»:
питомник потомков сосен, облученных в
результате аварии на ЧАЭС
Схема происхождения растений в питомнике Горки Ленинские
F0
F1
F2
Чернобыль - 1986
«Рыжий лес»
Самосев 1987,
сбор семян 2004
в Чернобыле
Посев 2005, теплица,
Горки -1500 сеянцев на
площади 0,2 га
Массовое появление морфозов во втором поколении
после облучения
Радиационно-индуцированные морфологические
нарушения развития (морфозы) сосны ранее считались
ненаследуемыми
Возникновение морфозов во 2-ом поколении (F2)
сосны обыкновенной в зависимости от дозы облучения
предковых растений
25
23
Частота морфозов, %
20,4
19,7
20
13,8
13,6
Контроль Питомник 0.5-1.0 Гр
5--10 Гр
15
10
4,8
5
0
10--20 Гр
>20 Гр
Доза для нулевого поколения после аварии
Динамика частоты клеток с аберрациями хромосом в корневой
Во
втором проростков
поколении семян
послесосны
облучения
частота
меристеме
из зоны
ЧАЭС.
аберраций хромосом не превышала контрольный уровень
Частота аберраций хромосом, %
8
Контроль
7
Питомник
0.5-1.0 Гр
6
5-10 Гр
5
10-20 Гр
4
>20 Гр
3
2
Контроль
1
0
F0 -1986
F1 - 1997
F2 - 2004
Хроники Чернобыльской зоны
1986
Гибель сосновых массивов («желтый лес») в 10-км
зоне ЧАЭС
1986-87
Появление морфологических нарушений развития
(морфозов) у большинства видов растений
1988
Резкое снижение уровня радиоактивного загрязнения.
Восстановление флористического состава.
Обнаружение повышенного уровня мутаций в
популяциях растений и животных
Частота реципрокных транслокаций у самцов
диких домовых мышей, отловленных на
загрязненных участках в зоне аварии на ЧАЭС
Частота РТ, %
1,5
1
0,5
0
0,05-0,04 мР/ч
0,5-1 мР/ч
15-20 мР/ч
Мощность дозы на почве
150-200 мР/ч
«Белая ель» - хлорофильный мутант - проросток,
выращенный из чернобыльских семян
Распределение аллелей (f : s) в эндоспермах гетерозиготных деревьев
P. sylvestris L., произрастающих в зоне аварии на ЧАЭС
Локусы
Got1
Уровень загрязнения, 106 Бк/м2
Контроль
0,2-0,4
64:56
0,50
Соотношение
42:42
f:s 0
Got2
1,5-2,0
2,5-3,0
128:146
1,18
300:412
17,62
198:207
0,20
95:114
1,72
186:187
114:302
В контроле
и
при
0,00
84,96
низких
уровнях
136:125
62:87
0,46
4,19
загрязнения
сегрегация 1:1
155:248
21,46
40:42
0,05
132:132
0
112:112
0
72:109
7,56
97:83
1,10
Adh2
0,08
0,84
3,41
12,88
203:294
16,66
Gdh
121:116
0,10
153:150
0,03
183:248
9,80
37:33
0,23
163:179
0,75
60:50
0,91
17:32
4,60
Mdh2
18,5-20
19:61
22,05
340:371
311:297
182:148
Локусы,
для
которых
0,32
3,50
1,35
удалось обнаружить
гетерозиготные16:33
деревья
Est2
5,90
Сильный71:54
отбор 64:71
109:101
165:168
Est3
0,30
0,03
гамет (2,31
50%) 0,36
Статистика
2
188:170
302:323
235:301 f 173:144
против аллеля
для
Adh1отклонения
0,90
0,71
8,13
2,65
от 1:1155:150
225:206
66:89
131:79
Got3
3,5-4,0
Основные итоги исследований природных
популяций
 Хроническое облучение вызывает рост частоты
встречаемости мутаций. Уровень мутационного процесса
пропорционален мощности дозы хронического облучения.
 Хроническое облучение часто действует как фактор
направленного отбора в пользу определенных генов
полиморфных локусов.
 Явление радиоадаптации: особи из хронически облучаемых
(более 5 поколений) популяций демонстрируют повышенную
радиоустойчивость по цитогенетическим и морфологическим
тестам.
 Отсутствие человека сказывается на внешнем виде
природных сообществ в значительно большей степени, чем
радиация.
Что же реально наблюдается в хронически
облучаемых популяциях?
Природа
Человек
В каких случаях
обнаружились
отдаленные
Крупнейшие
техногенные
катастрофы
XX века
последствия у пострадавших?
1950 - р. Теча (Челябинская обл., Муслюмово).
Аварийный сброс плутония. 2,7 млн. Ки
1945
Хиросима и(Великобритания),
Нагасаки
1957 –- Уиндскейл
военный завод,
производство плутония. 500 км2 , 131J
Только
два случая
достоверного
роста 2,5
числа
1957 - Кыштым
(Челябинской
обл.). Выброс
млн.лейкозов
Ки.
15в тыс.
км2. Восточно-Уральский
радиационный
результате
массового облучения
людей след
(ВУРС)
1979 - АЭС Три-Майн-Айленд, Гаррисберг, Пенсильвания
1984 - Бхопал (Индия) - г. Завод по производству пестицидов
“Юнион Карбайд”. Утечка более 30 т смеси фосгена и
метилизоцианата
1986 - Чернобыльская АЭС. Выброс 50 млн. Ки.
200 тыс. км2 в изолинии 0,2 мР/час (10 фонов)
30-летнее изучение последствий атомной
бомбардировки в Японии





Не обнаружено значимого роста:
частоты солидных раков,
уровня хромосомных аномалий,
спонтанных абортов,
числа мертворожденных, даунов
и пр. генетических заболеваний
Обследовано:
Спекуляции:
100 тыс. переоблученных

рост частоты миом у женщин
90 тыс. с дозой более 1Гр

увеличение
продолжительности
жизни
75 тыс.
детей облученных
родителей
Единственный достоверный эффект!
1 Гр добавляет к одному два случая лейкозов на 1000 человек
1949-1951 р. Теча, сброс 2,7 млн. Ки
Челябинская обл., райцентры
Муслюмово и Метлино,
без отселения
30-летнее негласное медицинское наблюдение:
17 тыс. переоблученных
1,5 тыс. с дозой более 1,5 Гр (диагноз ОЛБ не ставился)
7 тыс. детей облученных родителей
Единственный достоверный эффект!
37 случаев лейкозов на 17000 человек
Отдаленные последствия аварии на ЧАЭС
1993 - агентство Рейтер:
800 тыс. детей пострадали в результате аварии на ЧАЭС
1995 - официальный пресс-релиз МЗ Украины:
за 9 лет в результате чернобыльской катастрофы умерли 125 тыс. человек
1998 - Белорусский Республиканский НИИ радиационной медицины:
по причине чернобыльского взрыва ежегодно 2,5 тысячи детей рождается
с генетическими дефектами.
Единственным последствием
катастрофы могут быть 1800
случаев рака щитовидной железы у
детей Беларуси, Украины и России
Генетические и медицинские последствия
радиационных аварий: диапазон мнений
Очень
опасно !
А.В. Яблоков
Малые
дозы не
опасны
Л.А. Ильин
 Высокий уровень хромосомных аберраций у облученных сохраняется десятилетиями
 У детей облученных повышена частота мутаций гипервариабельных участков ДНК
 Феномен «генетической нестабильности» потомков облученных клеток
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
Контроль
0,05
2004
2002-2003
2000-2001
2006-2007
Год проведения анализа
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1987
1986
0
Контроль
Частота дицентриков на 100 клеток
Средняя
частота дицентриков
и центрических
колец на 100
У ликвидаторов
аварии на ЧАЭС
спустя 20 лет сохраняется
клеток
в различных
группах
ликвидаторов, обследованных
повышенный
уровень
радиационно-специфических
в разное время
послехромосом
аварии на ЧАЭС.
аберраций
Частота дицентриков
Средние значения частот нестабильных аберраций
хромосом для трех групп атомщиков г. Сарова (Арзамас16) с документированными дозами облучения
Спустя десятилетия уровень
нестабильных
аберраций повышен,
0,004
но не зависит от первоначальной
дозы облучения
0,003
0,002
Контроль
0,001
0
0-0,5
0,5-1
1-1,5
Доза на момент взятия крови, Гр
Мутации гипервариабельных участков ДНК
Тандемно повторяющиеся последовательности:
 STR (short tandem repeats)
(ATG)n – микросателлитный локус,
n=10100. Описано 10 тыс. локусов
 VNTR (variable number of tandem repeats)
(ATTCGAACCGGTT)n – минисателлитный локус,
n=10200
Мутационное событие заключается в изменении n .
Для некоторых локусов до 10% на гамету!
Мутации в мини- и микросателлитных локусах –
единственный достоверный эффект у необлученных
детей облученных родителей
Обнаружен в семьях ликвидаторов, оружейников Сарова, жителей
Чернобыльского, Семипалатинского и Челябинского регионов
Мутации в потомстве
Нормальное наследование
Обе полоски есть
у родителей
D3S1358
D5S818
F C
M
F
C
M
Полоска, которой нет
у родителей
VWA
F
C
M
F
LPL
C1 C2 M
Мутации в минисателлитах нейтральны (не сказываются на
жизнеспособности детей), но могут рассматриваться как
косвенное доказательство роста частоты генетических
изменений у потомков облученных родителей
Мутации мини- и микросателлитных локусов в семьях,
проживающих в прибрежных селах р. Теча
VNTR
(7 локусов)
Число
мутаций в
контроле
Число детей
в контроле
Число
мутаций в
опыте
Число детей
в опыте
B6.7
2
114
7
87
CEB1
18
127
19
113
CEB15
2
132
4
107
CEB25
5
133
2
109
CEB36
MS1
MS31
1
1
98
Значимый
рост
частоты
5
3
146
мутаций
минисателлитов
(Р=0,03)
1
0
148
91
117
118
MS32
0
149
3
119
Всего
31
1044
42
861
Частота
2.9%
4.9%
Мутации мини- и микросателлитных локусов в семьях
профессионалов-атомщиков г. Сарова
STR
(11 локусов)
Контроль
(25 детей)
Дети
атомщиков
(28 детей)
VNTR
(5 локусов)
Контроль
(25 детей)
Дети
атомщиков
(28 детей)
D3S1358
D1S80
1
0
0
0
Повышенная
частота
появления
неродительских
LPLу детей 2
ApoB
0 для микросателлитов:
1
0
полос
атомщиков
VWA
D17S5
46% против
16%
Значимо
по 0точному3
0 в контроле.
3
тесту
Фишера
(Р=0,018)
D5S818
IgH
0
2
0
2
D19S433
0
0
FGA
0
1
SE33
0
3
D18S51
0
0
Penta E
1
0
Penta D
0
1
CSF1PO
0
3
Всего
4
13
D1S111
1
0
Для минисателлитных
локусов различия
незначимы
Всего
2
4
Феномен «индуцированной генетической нестабильности»
соматических клеток
– новый аргумент сторонников опасности малых доз
 В культурах клеток повышенная частота мутирования после
облучения наблюдается на протяжении 20-40 клеточных делений
 Повышенная чувствительность потомков облученных мышей к
действию канцерогенов
 Повышенная частота аберраций хромосом и мутаций
структурных генов у потомков облученных мышей
Основные итоги исследований больших групп
людей, облученных в результате аварийных
ситуаций
 При облучении больших групп людей в дозах превышающих 1
Гр наблюдается рост заболеваемости лейкозом: 1 Гр добавляет к
одному два случая лейкозов на 1000 человек
 Дозы 0,20,5 Гр приводят к увеличению уровня хромосомных
аберраций в лимфоцитах крови переоблученных, который
сохраняется на протяжении десятилетий
 На сегодняшний день не удалось обнаружить достоверный
рост встречаемости генетических аномалий у детей облученных
родителей (единственной исключение – мутации мини- и
микросателлитных локусов)