Популяционные исследования растений, животных и человека в зонах радиационных аварий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.01, доктор биологических наук в форме науч. доклада Рубанович, Александр Владимирович

• Рубанович, Александр Владимирович
• доктор биологических наук в форме науч. доклада
• 2006

Заключение диссертации по теме «Радиобиология», Рубанович, Александр Владимирович

Выводы

1. В ходе многолетних масштабных исследований генетических процессов в популяциях растений и животных, обитающих в зонах Кыштымской и Чернобыльской аварий, обнаружен ряд общих закономерностей действия радиации на природные популяции, позволяющих перейти к количественным прогнозам отдаленных последствий хронического облучения. Обнаружено, что: а) В хронически облучаемых природных популяциях растений, наряду с индукцией мутаций, действует отбор, затрагивающий как вновь возникшие мутантные гены, так и нормальные аллели, изначально присутствовавшие в популяции. Индуцированные мутации, как правило, селективно отрицательны, и, при избытке плодовитости, мало влияют на генетическую структуру популяции в целом. Интенсивность радиационно-индуцированного отбора в отношении многих нормальных генов столь высока, что возможные отдаленные последствия хронического облучения определяются, в первую очередь, изменениями частот обычных (немутантных) генов. б) Интенсивный радиаидонно-индуцированный отбор обнаруживается для ряда локусов как на гаплоидном (популяции Pinus sylvestris), так и на диплоидном (популяции Centaurea scabiesa, Pinns sylvestris, Arabidopsis thaliana) уровнях. При этом не удалось обнаружить селективного преимущества определенной комбинации неаллельных генов, то есть аллели разных локусов в условиях хронического облучения подвергались воздействию отбора независимо друг от друга. Как правило, радиационный фактор действует против «быстрого» (1) аллеля. в) Повышенная популяционная частота особей, несущих определенный мутантный ген, необязательно связана с высокой мутабильностью соответствующего локуса и/или вида. Продемонстрирована реальность отбора в пользу гетерозигот, несущих индуцированные мутантные гены, который приводит к значительному накоплению мутаций в поколениях при действии хронического облучения. При этом, как правило, гомозиготы по тем же мутант-ньм генам имеют минимальную приспособленность.

2. При массовом проведении тестов, связанных с оценкой частот редких событий, в ряде случаев можно существенно сократить объем работ, используя принцип «интерактивного счета клеток», суть которого в прекращении просмотра материала в опыте, если вероятность превзойти контрольный уровень, становится меньше 5%.

3. Анализ компьютерной модели построения кривых «доза-эффект» показал, что для калибровочных регрессий следует использовать минимальное число доз, по возможности увеличивая объем просмотренного материала для каждой дозы. Альтернативный вариант (много дозовых точек за счет уменьшения объема материала, просмотренного для каждой дозы) приводит к увеличению ошибок параметров регрессии. Использование этого принципа возможно лишь при наличии априорной информации о форме кривой «доза-эффект» (линейная, квадратичная и так далее).

4. Для проведения масштабных биодозиметрических исследований популяций людей были получены калибровочные дозовые зависимости с рекордными показателями значимости для частот радиационно-специфических стабильных и нестабильных аберраций хромосом. Значимость калибровочной регрессии частоты нестабильных аберраций (дицентриков) столь высока, что ошибка прогноза дозы по этой кривой практически полностью определяется ошибкой определения частоты аберраций у пациента. Точность формул для ошибок прогнозов доз проверена в компьютерных экспериментах.

5. Массовые обследования участников ликвидации последствий аварии на ЧАЭС (100-200 человек ежегодно в 1986-2004 гг.) и профессионалов-атомщиков г. Сарова (108 человек) показали, что достоверно повышенный уровень нестабильных аберраций хромосом (дицентриков и центрических колец) в лимфоцитах облученных людей сохраняется на протяжении десятилетий. Однако, биодозиметрические оценки доз отдаленного (5*10 лет) облучения, полученные по этим данным, не соответствуют реальным физическим дозам. Ретроспективная оценка индивидуальных доз облучения возможна лишь при использовании стабильных транслокаций, выявляемых FISH-методом. При этом документированная доза в ~1,5 раза превышала прогноз дозы по стабильным транслокациям.

6. При цитогенетическом обследовании 29 космонавтов обнаружена аномально быстрая (менее года) элиминация нестабильных аберраций хромосом лимфоцитов в послеполетный период. В среднем за один длительный полет частота дицентриков и центрических колец удваивалась, достоверно превышая дополетный уровень, и возвращалась к исходному уровню в послеполетный период.

Список научных работ опубликованных по теме диссертации.

1. Дубинин Н.П., Шевченко В.А., Кальченко В.А., Абрамов В.И., Фаме-лис С.А., Рубенович А.В. 1978. Генетические последствия действия ионизирующих излучений на популяции // Государственный комитет по использованию атомной энергии СССР. Национальная комиссия по радиационной защите при Минздраве СССР. Заказ тип. 2437. С.1-51.

2. Дубинин Н.П., Шевченко В. А., Кальченко В.А., Абрамов В.И., Фаме-лис С.А., Рубанович А.В. 1980. Генетические последствия действия ионизирующих излучений на популяции. И Мутагенез при действии физических факторов. М.: Наука. .С.3-45.

3. Рубанович А.В. 1982. Марковские случайные поля в популяционной генетике. // Взаимодействующие марковские процессы и их применение к математическому моделированию биологических систем. Пущино, с. 118122.

4. Равин В.К., Рубанович А.В.1982. Географическое видообразование и количественная структура таксона Ч Докл. акад. наук СССР, т. 263, 1, с.247-250.

5. Шевченко В.А., Кальченко В.А., Рубанович А.В., Шеремета Н.Г. 1982. Изменчивость изоферментов лейцинаминопептидазы в хронически облучаемых популяциях Centaurea scabiosa L. // Молекулярные механизмы генетических процессов: молекулярная генетика, эволюция, и генная инженерия. М.: Наука. С.159-167.

6. Кальченко В .А., Шевченко В.А., Рубанович А.В. 1983. Изменчивость изоферментов лейцинаминопептидазы в популяциях Centaurea scabiosa L., обитающих в разных экологических условиях // Генетика. Т. 19. № 8 С. 1244-1250.

7. Рубенович А.В., Шевченко В.А. 1986. Эволюция рекомбинационных систем. // Рекомбиногенез: его значение в эволюции и селекции. Штиица, Кишинев, 171-173.

8. Фетисов А.Н., Рубенович А.В., Слипченко Т.С., Шевченко В.А. 1990. Влияние температурного фактора на генетическую структуру популяций. // Генетика, т. 26, N10, 1770-1775.

9. Фетисов А.Н., Рубанович А.В., Шевченко В.А. 1991. Изучение воздействия радиоактивного и температурного загрязнения водоемов в зоне аварии на ЧАЭС на структуру популяций. // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов, N5,56-66.

10. Кальченко В.А., Калабушкин Б.А., Рубанович А.В. 1991. Хроническое облучение как экологический фактор, влияющий на генетическую структуру популяций // Генетика. Т. 27. № 4. С. 676-683.

11. Fetisov A.N., Rubanovich A.V., Slypchenko T.S., Shevchenko V.A. 1992. The stmcture of Dreissena polymorpha populations from basings adjacent to the Chernobyl APS. // The Sience of the Total Environment, vol.112, 115-124.

12. Кальченко B.A., Рубанович A.B., Федотов И.С., Архипов Н.П. 1993. Генетические эффекты, индуцированные Чернобыльской аварией в половых клетках сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) // Генетика. Т. 29. № 7. С. 1205-1212.

13. Рубанович А.В., Кальченко В.А. 1994. Нарушение сегрегации в хронически облучаемых популяциях Pinus sylvestris L., произрастающих в зоне аварии на Чернобыльской АЭС // Генетика. Т. 30. № 1. С. 126-128.

14. Абрамов В.И., Динева С.В., Рубанович А.В., Шевченко В.А. 1995. Генетические последствия радиоактивного загрязнения популяций произрастающих в 30-км зоне аварии на ЧАЭС. Н Радиационная биология. Радиоэкология. Т.35, 5,676-689.

15. Кальченко В.А., Шевченко В.А., Рубанович А.В., Федотов И.С. Спирин Д.А. 1995. Генетический эффект в популяциях Pinus sylvestris L. из Восточно-Уральского радиоактивного следа, зоны контроля аварии на Чернобыльской АЭС и района испытаний ядерных устройств на Семипалатинском полигоне //Радиационная биология. Радиоэкология. Т.35. вып. 5. С. 702-708.

16. Кальченко В.А., Рубанович А.В., Шевченко В.А. .1995. Генетические процессы в хронически облучаемых популяциях Centaurea scabiosa L., произрастающих на Восточно-Уральском радиоактивном следе // Радиационная Биология. Радиоэкология. Т. 35. Вып. 5. С. 708-720.

17. Кальченко В.А., Федотов И.С., Рубанович А.В., Шевченко В.А., Архипов Н.П. 1996. Генетический мониторинг сосновых насаждений зоны контроля Чернобыльской АЭС в 1986-1994 годах И Чернобыль-96. Зеленый Мыс. С .343-346.

18. Шевченко В.А., Абрамов В.И., Кальченко В.А., Федотов И.С., Рубанович А.В. 1996. Генетические последствия для популяций растений радиоактивного загрязнения окружающей среды в связи с Чернобыльской аварией // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье среды. М.: С. 118-133.

19. Капьченко В.А., Рубанович А.В., Шевченко В.А. 1996. Адаптивный характер полиморфизма по локусу супероксиддисмутазы в природных хронически облучаемых популяциях Centaurea scabiosa L. // Генетика. Т. 32. № 11. С. 1509-1512.

20. Шевченко В.А., Абрамов В.И., Кальченко В.А., Федотов И.С., Руба-нович А.В. 1996. Генетические последствия для популяций растений радиоактивного загрязнения окружающей среды в связи с Чернобыльской аварией //Радиационная биология. Радиоэкология. Т.36, вып.4. С. 531-545.

21. Shevchenko V.A., Snigiryova G.P., Rubanovich A.V. 1998. Estimation of Absorbed Doses on the Basis of Cytogenetic Methods // Res. Activities about the Rad. Cons, of the Cher. NPS Accident. Kyoto Univers., 1998, pp.216-222.

22. Кальченко B.A., Рубанович A.B., Шевченко B.A., Костина JI.H. 1999. Генетические эффекты в хронически облучаемых природных популяциях Centaurea scabiosa L., произрастающих на Восточно-Уральском радиоактивном следе. // Генетика, т.35, 9. с. 1236-1244.

23. Кальченко В.А., Федотов И.С., Игонина Е.В., Рубанович А.В., Шевченко ВА. 2000. Радиационно-генетический мониторинг популяций Pirns sylvestris L. Зоны отчуждения Чернобыльской АЭС. //Радиационная биология. Радиоэкология. Т.40.№ 5. С. 607-614.

24. Shevchenko V.A., Kalchenko V.A., Abramov Y.I., Rubanovich A.V., Shevchenko V.Y., Grinikh L.I. 2000. Genetic effects in plant populations in the zones of the Kyshtym and Chernobyl accidents. Low Doses of Radiation: Are They Danqerous? Nova Science Publishers, Inc. Huntington, New Vork. 378 pages. ISBN: 1-56072-849-3.

25. Fedorenko B.S., Snigiryova G.P., Shevchenko V.A., Bogomazova A.N., Rubanovich A.V. 2001. Reconstruction of absorbed doses by the frequency of stable and unstable chromosome aberrations in nuclear specialists at distant periods after exposure. // Procedings of Iv Istc Scientific advisory committee seminar on «Basic science in Istc activities» Akademgorodok, Novosibirsk, April 23-27,, pp. 370-377.

26. Снигирева Г.П., Богомазова A.H., Домрачева E.B., Рубанович А.В., Шевченко В.А. 2001. Методические рекомендации № 2000/141 «Цитогенети-ческие исследования участников последствий радиационных аварий» // Москва, Минздрав РФ.

27. Fedorenko В., Druzhinin S., Ydaeva L., Petrov V., Akatov Yu., Snigiryova G., Novitskaya N., Shevchenko V., Rubanovich A. 2001. Cytogenetic studies of blood lympocytes from cosmonauts after long-term space flights on Mir Station. // Adv. Space Res. Vol. 27, № 2, pp. 355-359.

28. Snigiryova G.P., Bogomazova A.N., Novitskaya N.N., Rubanovich A.V., Shevchenko Y.A. et al. 2002. The study of cytogenetic effects in the nuclear specialists of Sarov. Proceedings of International Conference "Genetic consequences of emergency radiation situation", Moscow, P. 313-328.

29. Fedorenko B.S., Druzhinin S.V., Snigiryova G.P., Shevchenko V.A., Novitskaya N.N., Bogomazova A.N., Rubanovich A.V. 2002. Radiation-induced chromosomal aberrations in cosmonauts' blood lymphocytes. // Microgravity and Space Station Utilization, v.3, N 2, pp.5-9.

30. Горбунова И.Н., Иванов К.Ю., Нагиба B.H., Никанорова Е.А., Профе О.С., Хаймович Т.И., Акаева ЭЛ., Елисова Т.В., Иофа ЭЛ., Нллова И.Н., Костина JI.H., Рубанович А.В., Шевченко В.А., Богомазова А.Н., Вшпсина Г.А., Новицкая Н.Н., Хазинс Е.Д., Снигирева ГЛ. 2002. Реконструкция поглощенных доз у профессионалов-атомщиков в отдаленные сроки после облучения с помощью цитогенетических методов // Охрана природы и экологическая безопасность на предприятиях Минатома России. Саров, г, с. 22531. Snigiryova Gj|ftogomfl^al|Afi., N^fckaya N.N., Khazins E.D., Vil-kyina G.A., Gorbunov^N., Ivanov K^ru., Nagiba V.N., Nikanorova E.A., Profe O.S., Khaimovich T.I., Akayeva E.A., Yelisova T.V., Iofa E.L., Nilova I.N., Kostina L.N., Rubanovich A.V., Shevchenko V.A. 2002. The Study of Cytogenetic Effects in the Nuclear Specialists of Sarov. Proceeding Intern. Conf. // "Genetic Consequences of Emergency Radiation Situations", Moscow, p.p. 313-328.

32. Shevchenko VA., Kalchenko V.A.„ Fedotov I.S., Rubanovich A.V., Igon-ina E.V. 2002. Restoration of Pine Plantations after exposure to radiation in the Zone of the accident at the Chernobyl Nuclear Power Plant // "Genetics consequences of emergency Radiatioii Situations" M.: 2002. P.277-282.

33. Kalchenko V.A., Abramov Y.I.,. Rubanovich A.V,. Kostina L.N . 2002. Cytogenetic effects in Plant Population from the East Ural Radioactive Track // "Genetics consequences of emergency Radiation Situations" M.: 2002. P.283-288.

34. Федотов И.С., Кальченко B.A., Рубанович A.B., Игонина Е.В., Шевченко В.А. 2002. Восстановление после воздействия ионизирующих излучений сосновых лесонасаждений в зоне аварии на Чернобыльской АЭС. // Радиационная биология. Радиоэкология, Т.42. № 6, с.740-744.

35. Кальченко В.А., Абрамов В.И., Рубанович А.В., Костина Л.Н., Федотов И.С., Игонина Е.В., Кузнецова Г.И., Шевченко В.А. 2002. Цитогенетиче-ские эффекты в мвдляци^Ь рм^ний, ^кизрасгающих на Восточно-Уральском радиоагЯ1ом следе. //Щдеациотжая биология. Радиоэкология, Т. 42. № 6, с.745-749.

36. Кальченко В.А., Абрамов В.И., Рубанович А.В. 2002. Цитогенетиче-ские эффекты в популяциях растений, произрастающих на Восточно-Уральском радиоактивном следе. // Материалы конференции ВУРС-45,2002, г. Озерск, с.129-136.

37. М. Durante, G. Snigiryova, Е. Akaeva, A. Bogomazova, S Druzhinin, B.Fedorenko, О. Greco, N. Novitskaya, A. Rubanovich, V. Shevchenko, U. von Recklinhausen, G. Obe. 2003. Chromosome aberration dosimetry in cosmonauts after single or multiple space flights. //Cytogenet. Genome Res. V.103 P.40-46.

38. Абрамов В.И., Рубанович A.B., Шевченко B.A. 2005. Генетические эффекты малых доз хронического облучения формирующихся семян Arabi-dopsis thaliana (L.) Heyxih.// Генетика, т. 41, № 9, с. 1244-1250.