Тривалість життя імаго Drosophila melanogaster при голодуванні: эфект кофеїну та опромінення He-Ne лазером

  • O. V. Gorenskaya
  • N. S. Filiponenko
  • Yu. G. Shckorbatov
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v22.928

Анотація

Мета. Визначити стійкість імаго дрозофіли до голодування після хронічної дії кофеїну і лазерного випромінювання в залежності від генотипу. Методи. Використовувалися лінії дикого типу Canton-S і Oregon, мутантна лінія ebony та лінії дикого типу з мутацією ebony (eC-S та eOr). У дослідах в живильне середовище додавали кофеїн в концентрації 0,5 мг/мл. Віргінних мух опромінювали гелій-неоновим лазером (довжина хвилі 632,8 нм, потужність 0,03 мВт/см2) в двох варіантах дослідів – після розвитку мух в середовищі з кофеїном і після розвитку мух в стандартних умовах. Результати. Показано залежність тривалості життя імаго при голодуванні як від генотипу (сила впливу генотипу склала 17,62 % і 19,51 %) і від впливу досліджуваних зовнішніх факторів (h=17,02 % і 19,64 %), так і від поєднаної дії генотипу і зовнішніх факторів – h=4,37 % і 2,42 % (для самиць і самців відповідно). Висновки. Одночасна дія обох факторів (кофеїн + лазерне опромінення) призводить до максимального збільшення тривалості життя при голодуванні у особин C-S, ebony и ebonyOr. Ефекти кофеїну і лазерного опромінення, які спостерігаються, ми пов’язуємо з ефектом гормезису.
Ключові слова: дрозофіла, генотип, тривалість життя при голодуванні, мутація, стрес-резистентність.

Посилання

Lin Y.J., Seroude L., Benzer S. Extended life-span and stress resistance in the Drosophila mutant methuselah. Science. 1998. Vol. 282 (5390). P. 943–946.

Cooper T.M., Mockett R.J., Sohal B.H., Sohal R.S., Orr W.C. Effect of caloric restriction on life span of the housefly, Musca domestica. The FASEB journal. 2004. Vol. 18. P. 1591–1593. doi: 10.1096/fj.03-1464fje.

Calabrese E.J., Dhawan G., Kapoor R., Iavicoli I., Calabrese V. What is hormesis and its relevance to healthy aging and longevity? Biogerontology. 2015. Vol. 16 (6). P. 693–707. doi: 10.1007/s10522-015-9601-0.

Tiwari K.K., Chu C., Couroucli X., Moorthy B., Lingappan K. Differential concentration-specific effects of caffeine on cell viability, oxidative stress, and cell cycle in pulmonary oxygen toxicity in vitro. Biochemical and biophysical research communications. 2014. Vol. 450 (4). P. 1345–1350. doi: 10.1016/j.bbrc.2014.06.132.

Gorenskaya О.V. Formation of the adaptability of Drosophila melanogaster at the chronic action of caffeine The Journal of V.N. Karazin Kharkiv National University. Series: biology. 2010. Vol. 11 (905). P. 66–77.

Sassoli C., Chellini F., Squecco R., Tani A., Idrizaj E., Nosi D. Low intensity 635 nm diode laser irradiation inhibits fibroblast-myofibroblast transition reducing TRPC1 channel expression/activity: New perspectives for tissue fibrosis treatment. Lasers Surg Med. 2015. Vol. 48 (3). P. 318–332. doi: 10.1002/lsm.22441.

Tominaga R. Effects of He-Ne laser irradiation on fibroblasts derived from scar tissue of rat palatal mucosa. Kokubyo Gakkai Zasshi. 1990. Vol. 57 (4). P. 580–594.

Da Lage J-L., Capy P., David J-R. Starvation and desiccation tolerance in Drosophila melanogaster adults: Effects of environmental temperature. Journal of Insect Physiology. 1989. Vol. 35 (6). P. 453–457.

Marron M.T., Markow T.A., Kain K.J., Gibbs A.G. Effects of starvation and desiccation on energy metabolism in desert and mesic Drosophila. J. Insect Physiol. 2003. Vol. 49 (3). P. 261–270.

Harbison S.T., Chang S., Kamdar K.P., Mackay T.F. Quantitative genomics of starvation stress resistance in Drosophila. Genome Biol. 2005. Vol. 6 (4). R36.

Moskalev A., Zhikrivetskaya S., Krasnov G., Shaposhnikov M., Proshkina E., Borisoglebsky D. A comparison of the transcriptome of Drosophila melanogaster in response to entomopathogenic fungus, ionizing radiation, starvation and cold shock. BMC Genomics. 2015. Vol. 16 (13). S8. doi: 10.1186/1471-2164-16-S13-S8

Shaposhnikov M., Proshkina E., Shilova L., Zhavoronkov A., Moskalev A. Lifespan and stress resistance in drosophila with overexpressed DNA repair genes. Scientific Reports. 2015. Vol. 5. P. 15299. doi: 10.1038/srep15299

Kannan K., Fridell Y.W. Functional implications of Drosophila insulin-like peptides in metabolism, aging, and dietary restriction. Front Physiol. 2013. Vol. 16 (4). P. 288. doi: 10.3389/fphys.2013.00288.

Broughton S.J., Piper M.D.W., Ikeya T., Bass T.M., Jacobson J., Driege Y. Longer lifespan, altered metabolism, and stress resistance in Drosophila from ablation of cells making insulin-like ligands. PNAS. 2005. Vol. 102 (8). P. 3105–3110.

Karu T., Pyatibrat L. Gene expression under laser and light-emitting diodes radiation for modulation of cell adhesion: Possible applications for biotechnology. IUBMB Life. 2011. Vol. 63 (9). P. 747–753.

Harshman L. G., Haberer B.A. Oxidative stress resistance: a robust correlated response to selection in extended longevity lines of Drosophila melanogaster? J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2000. Vol. 55 (9). P. 415–417.

Tettweiler G., Miron M., Jenkins M., Sonenberg N., Lasko P. F. Starvation and oxidative stress resistance in Drosophila are mediated through the eIF4E-binding protein, d4E-BP. Genes Dev. 2005. Vol. 19 (16). P. 1840–1843.

Shi X., Dalal N.S., Jain A.C. Antioxidant behavior of caffeine: efficient scavenging of hydroxyl radicals. Food Chem Toxicol. 1991. Vol. 29 (1). P. 1–6.

Farivar S., Malekshahabi T., Shiari R. Biological effects of low level laser therapy. J Lasers Med Sci. 2014. Vol. 5 (2). P. 58–62.