РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2008, том 48, № 5, с. 545-552
^ РАДИАЦИОННАЯ
ЦИТОГЕНЕТИКА
УДК 612.6.052.4:616-053.2:539.1.047
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ У ПОТОМКОВ ОБЛУЧЕННЫХ ЛЮДЕЙ
© 2008 г. В. И. Тельнов*
Южно-Уральский институт биофизики, Озерск
Для оценки влияния облучения на генетические процессы в популяции работников ПО "Маяк" проведено изучение распределения ряда генетических маркеров у потомков (F1 - дети) работников ПО "Маяк" в зависимости от радиационных (преконцептивное и антенатальное хроническое внешнее у-облучение) и нерадиационных (возрастно-половые характеристики детей и возрастные характеристики родителей к моменту зачатия детей) факторов. Установлены изменения в распределении генотипов и аллелей генетической системы гаптоглобина у потомков, один или оба родителя которых получили преконцептивную суммарную дозу внешнего у-облучения более 200 сГр. Наиболее вероятной причиной наблюдаемых сдвигов может быть направленный гаметический отбор (аллель Нр2 против аллеля Нр1), который проявляется в нарушении сегрегации у гетерозигот Нр 2-1, имеющих оба аллеля. Не обнаружено влияния антенатального облучения на распределение изученных генетических маркеров у потомков облученных людей в исследованном диапазоне доз. Выявлены однотипные изменения в распределении групп крови и аллелей АВО у потомков облученных и не-облученных людей в зависимости от возрастных характеристик родителей (средний возраст и различия в возрасте обоих родителей) на момент зачатия потомков.
Генетические последствия облучения, генетические маркеры, потомки облученных людей, преконцептивное и антенатальное облучение, нерадиационные факторы.
Оценка генетических последствий облучения -актуальная проблема радиационной генетики. Для ее решения признано необходимым использование различных подходов, в частности анализ точковых мутаций в структурных генах с помощью электрофореза в градиенте денатурирующего геля или метод двумерного электрофореза ДНК, а также оценка мутаций в гипервариабельных участках ДНК. Каждый из перечисленных подходов оценивает свой круг мутаций, и объединение всех подходов может дать более точную оценку генетических последствий облучения людей. Однако в большинстве проведенных исследований пока не получено заметное повышение частоты мутаций у облученных контингентов [1, 2]. Вместе с тем необходимость осуществления подобных научных разработок, несмотря на неоднозначность их результатов, приобрела в последнее время особую актуальность в связи с проблемой медико-социальной защиты людей, пострадавших в результате атомной бомбардировки [3, 4], деятельности ПО "Маяк" [5, 6], аварии на Чернобыльской АЭС [7-9] и др.
В настоящее время для получения более полной информации о влиянии радиации на наследственные структуры и процессы представляется
* Адресат для корреспонденции: 456780, Озерск, Челябинская обл., ЮУрИБФ; тел.: (35130) 7-54-06; факс: (35130) 7-25-50; e-mail: tvi@fib.ozersk.ru.
целесообразным расширение спектра генетических исследований у облученных контингентов. Один из таких подходов - анализ генетической структуры популяции на основе изучения генетических полиморфных систем у человека [10, 11]. Генетический полиморфизм популяции имеет важное значение для ее адаптации и жизнеспособности в условиях влияния вредных факторов внешней среды [12]. С этой целью используется изучение распределения генетических маркеров, т.е. различных генотипов и аллелей. В ряде исследований показано, что распределение генетических маркеров у разных видов биологических объектов в последующих поколениях может изменяться под влиянием различных, в том числе радиационных, факторов [13-16]. При этом подобное изменение генетической структуры популяции может сопровождаться неблагоприятными последствиями.
Цель настоящего исследования - оценка распределения некоторых генетических маркеров у потомков работников первого в стране предприятия атомной промышленности ПО "Маяк".
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Обследован контингент из 716 человек (Б1, дети). У 511 из них родители работали на ПО "Маяк" и подвергались воздействию внешнего у-об-
Таблица 1. Возрастно-половая и дозиметрическая характеристика обследованных потомков
Преконцептивные дозы облучения родителей, сГр Потомки
Подгруппы Облученные родители антенатальные дозы облучения, сГр возраст, лет доля мужчин, %
Контроль (n = 205) - - 38. 3 ± 1.9 (20-48) 41.5
Основная (n = 511) 165 ± 4.1* (0. 1 -757 ) 8. 1 ± 0.82 (0-168) 36. 7 ± 0.9 (20-45) 41.1
1-я (n = 230) Отец 167 ± 9.0 (0.6-692) - 36. 3 ± 1.2 38.7
Мать 207 ± 8.5 (0.4-705 ) 12.0 ± 1.50 (0-149) (20-44)
2-я (n = 143) Отец 113 ± 8.2 (0.1-445 ) - 37. 4 ± 1.6 (23-45) 40.6
3-я (n = 138) Мать 133 ± 13.3 (0.3-757) 9. 3 ± 1.83 (0-168) 36. 4 ± 1.9 (20-44) 46.0
* В числителе представлена средняя арифметическая с ошибкой, в знаменателе - диапазон.
лучения в суммарных преконцептивных (к моменту зачатия) дозах от 0.1 до 757 сГр (основная группа). На родителей основной группы, имевших профессиональный контакт с источниками ионизирующего излучения, в отделе радиационной и общей безопасности ПО "Маяк", по данным индивидуального фотоконтроля (ИФК), были получены сведения о дозах внешнего гамма-облучения [17]. На основе данных ИФК были рассчитаны суммарные преконцептивные дозы облучения родителей и суммарные антенатальные дозы облучения потомков. При этом у 230 потомков были облучены мать и отец (1-я подгруппа), у 143 человек - только отец (2-я подгруппа) и у 138 человек - только мать (3-я подгруппа). Кроме того, 218 потомков подверглись антенатальному облучению в дозах от 0.1 до 168 сГр. Контрольную группу составили 205 человек, родители которых не имели профессионального контакта с источниками ионизирующего излучения. Возрастно-по-ловая характеристика выделенных групп и подгрупп, а также дозиметрическая характеристика родителей и потомков основной группы представлены в табл. 1. Из этой таблицы следует, что потомки основной группы и выделенные в ней три подгруппы были сопоставимы по возрастно-половому составу с потомками контрольной группы. Суммарные преконцептивные дозы облучения у родителей потомков 1-й подгруппы были выше, чем у родителей потомков двух других подгрупп. У родителей потомков 2-й и 3-й подгрупп эти дозы были сопоставимы.
Методы генетического исследования включали определение генотипов гаптоглобина (Нр) и группоспецифического компонента (Gc-компо-нента) с помощью электрофореза в 5%-ном ПААГе, а также групп крови АВО изосерологи-ческим методом [18, 19]. Выбор перечисленных генетических систем для изучения определялся популяционно-генетическими данными о неравноценности их генотипов в отношении жизнеспособности людей [20-22].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
При сопоставлении распределения генотипов Нр, Gc-компонента и групп крови АВО в контрольной группе с популяционными данными [18, 23-26] отмечается их хорошее совпадение (табл. 2), а также соответствие равновесию Хар-ди-Вайнберга (%2 = 0.73; 0.60 и 0.91 соответственно; p > 0.05), т.е. теоретически ожидаемым значениям.
Распределение генотипов и аллелей Нр в основной группе в отличие от других генетических маркеров имело тенденцию к отклонению от контрольных значений (см. табл. 2). Следует отметить, что распределение генотипов и аллелей Нр, оцененное ранее у работников ПО "Маяк", не отличалось от контрольных и популяционных данных [27].
При дальнейшем анализе распределения в каждой из трех выделенных подгрупп потомков основной группы (согласно табл. 1) установлены достоверные отличия лишь в 1-й подгруппе (табл. 3).
Таблица 2. Распределение генетических маркеров у потомков основной и контрольной групп
Группы Число лиц Генотипы Нр Аллели
1-1 2-1 2-2 Нр1 Нр2
1. Контрольная 2. Основная 205 511 13.6% 13.7% 51.2% 44.2%* 35.2% 42.1% 0.400 0.358 0.600 0.642
Всего 716 Х?-2 = 5.62а Х1-2 = 2.03
Группы п Генотипы Ос-компонента Аллели
1-1 2-1 2-2 Ос1 Ос2
1. Контрольная 2. Основная 197 478 44.2% 42.9% 42.6% 43.1% 13.2% 14.0% 0.655 0.644 0.345 0.356
Всего 675 Х1-2 = 0.29 Х1-2 = 0.21
Группы п Группы крови АВО Аллели
0 (I) А (II) В (III) АВ (IV) А В 0
1. Контрольная 2. Основная 203 506 34.0% 38.9% 35.0% 30.6% 24.6% 23.3% 6.4% 7.1% 0.234 0.210 0.170 0.166 0.596 0.624
Всего 709 Х?-2 = 1.96 Х?-2 = 1.21
Примечание. %1_2 - показатель различия в распределении генотипов и аллелей в основной группе по отношению к контролю
(а - р < 0.1).
* Отмечены различия (р < 0.1) в частоте соответствующих генотипов по отношению к контролю.
Таблица 3. Частота генотипов и генов гаптоглобина у потомков облученных и не облученных родителей
Группы и подгруппы п Генотипы Нр Аллели
1-1 2-1 2-2 Нр1 Нр2
1. Контрольная 205 13.6% 51.2% 35.2% 0.400 0.600
2. Основная, в том числе: 511 13.7% 44.2% 42.1% 0.358 0.642
3. 1-я подгруппа 230 11.3% 42.2%* 46.5%* 0.324 0.676
4. 2-я подгруппа 143 14.7% 44.0% 41.3% 0.367 0.633
5. 3-я подгруппа 138 16.7% 47.8% 35.5% 0.406 0.594
Всего 716 2 Х1 -2 = 5.62а 2 Х1-2 " 2.03
2 Х1 -3 = 7.52ь 2 Х1-3 " 5.12ь
2 Х1 -4 = 2.68 2 Х1-4 " 0.64
2 Х1 -5 = 0.97 2 Х1-5 " 0.05
Примечание. - показатель различия в распределении генотипов и аллелей по отношению к контролю (а - р < 0.1; ь - р < 0.05). * Достоверные различия (р < 0.05) в частоте соответствующих генотипов по отношению к контролю.
В частности, по сравнению с контролем у этих потомков наблюдалась более высокая частота генотипа 2-2 и аллеля Нр2 и, напротив, более низкая частота генотипа 2-1 и аллеля Нр1. Распределение генотипов и аллелей Нр у потомков 2-й и 3-й
подгрупп оказалось близким и не отличалось от контроля.
С учетом более высоких уровней радиационного воздействия у родителей потомков 1-й подгруппы, была оценена связь наблюдаемых изме-
Таблица 4. Распределение генотипов и аллелей гаптоглобина у потомков в зависимости от суммарной прекон-цептивной дозы облучения родителей
Группы Дозы облучения n Генотипы Hp Аллели
детей родителей 1-1 2-1 2-2 Hp1 Hp2
1-я Контроль (0) 205 13.6% 51.2% 35.1% 0.400
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.