Lifespan in the progeny of Drosophila melanogaster after acute γ-irradiation
Abstract
Lifespan (LS) of adults of Drosophila melanogaster in the F1 generation after a single acute exposure of parents to bremsstrahlung γ-rays was studied. Wild-type stock Oregon-R was used as the material. 3-day-old adults were irradiated with bremsstrahlung gamma-rays at doses of 8 Gr, 16 Gr and 25 Gr using the electron linear accelerator LUE-10. Irradiated (I) and non-irradiated (C) flies were crossed in four different combinations: C×C (control), I×C, C×I, and I×I. The effects depended on the dose of radiation, sex of irradiated flies and F1 offspring sex. The most effective dose was 25 Gr, the effect occurred in all exposure variants (I×C, C×I, and I×I). The LS usually increased, except for females I×I, who lived less then control flies. The statistical power of the influence of the radiation dose on the LS of adults in different variants of the experiment was 2,7–10,0 % except females F1 I×I, in which no significant influence of the radiation doses on the investigated trait was revealed.
Downloads
References
Бобак Я.П., Черник Я.І. Індукція рентгенівським опроміненням мута¬більності генів Х-хромосоми у ліній lozenge Drosophila melanogaster // Вісник Львівського ун-ту. – Сер. біол. – 2000. – №25. – С. 33–41.
/Bobak Ya.P., Chernik Ya.І. Іnduktsіya rentgenіvs'kym opromіnennyam mutabіl'nostі genіv X-khromosomy u lіnіy lozenge Drosophila melanogaster // Vіsnyk L'vіvs'kogo un-tu. – Ser. bіol. – 2000. – №25. – S. 33–41./
Вайсерман А.М., Литошенко А.Я., Квитницкая-Рыжова Т.Ю. и др. Молекулярные и клеточные аспекты радиационного гормезиса у Drosophila melanogaster // Цитология и генетика. – 2003. – №3. – С. 41–48. /Vayserman A.M., Litoshenko A.Ya., Kvitnitskaya-Ryzhova T.Yu. i dr. Molekulyarnyye i kletochnyye aspekty radiatsionnogo gormezisa u Drosophila melanogaster // Tsitologiya i genetika. – 2003. – №3. – S. 41–48./
Виленчик М.М. Молекулярные механизмы старения. – М.: Наука, 1970. – 168с. /Vilenchik M.M. Molekulyarnyye mekhanizmy stareniya. – M.: Nauka, 1970. – 168s./
Гланц С. Медико-биологическая статистика. – М.: Практика, 1998. – 459с. /Glants S. Mediko-biologicheskaya statistika. – M.: Praktika, 1998. – 459s./
Голуб Н.Я., Черник Я.І. Мутації, індуковані рентгенівським опроміненням та деякими хімічними реагентами, що змінюють тривалість життя Drosophila melanogaster // Цитология и генетика. – 2008. –№1. – С. 37–44. /Golub N.Ya., Chernyk Ya.І. Mutatsіyi, іndukovanі rentgenіvs'kym opromіnennyam ta deyakymy khіmіchnymy reagentamy, shcho zmіnyuyut' tryvalіst' zhyttya Drosophila melanogaster // Tsitologiya i genetika. – 2008. – №1. – S. 37–44./
Ермаков С.П., Гаврилова Н.С. Первичная статистическая обработка данных по выживаемости организмов // Итоги науки и техники. Общие проблемы биологии. – М.: ВИНИТИ, 1987. – Т.6. – С. 230– 276. /Yermakov S.P., Gavrilova N.S. Pervichnaya statisticheskaya obrabotka dannykh po vyzhivaemosti organizmov // Itogi nauki i tekhniki. Obshchiye problemy biologii. – M.: VINITI, 1987. – T.6. – S. 230 – 276./
Зайнуллин В.Г. Генетические эффекты хронического облучения малыми дозами ионизирующего излучения. Автореф. дисс. ... д-ра биол. наук / 03.00.01 – радиобиология. – М., 1997. – 48с. /Zaynullin V.G. Geneticheskiye effekty khronicheskogo oblucheniya malymi dozami ioniziruyushchego izlucheniya. Аvtoref. ... d-ra biol. nauk / 03.00.01 – radiobiologiya. – M., 1997. – 48s./
Крутько В.Н., Славин М.Б., Смирнова Т.М. Математические основания геронтологии. – М.: Едиториал УРСС, 2002. – 384с. /Krut'ko V.N., Slavin M.B., Smirnova T.M. Matematicheskiye osnovaniya gerontologii. – M.: Editorial URSS, 2002. – 384s./
Москалев А.А., Яцкив А.С., Зайнуллин В.Г. Изменения продолжительности жизни у разных линий Drosophila melanogaster после облучения в малых дозах // Генетика. – 2006. – Т.42, №6. – С. 773–782. /Moskalev A.A., Yatskiv A.S., Zaynullin V.G. Izmeneniya prodolzhitel'nosti zhizni u raznykh liniy Drosophila melanogaster posle oblucheniya v malykh dozakh // Genetika. – 2006. – T.42, №6. – S. 773–782./
Моссэ И.Б. Радиация и наследственность: генетические аспекты противорадиационной защиты. – Минск: Университетское, 1990. – 208с. /Mosse I.B. Radiatsiya i nasledstvennost': geneticheskiye aspekty protivoradiatsionnoy zashchity. – Minsk: Universitetskoye, 1990. – 208s./
Никольченко З.Т. Связь проявления гетерозиса и устойчивости с полом при разных типах гетерогаметности. Автореф. дисс. … канд. биол. наук / 03.00.15 – генетика. – Харьков, 1988. – 18с. /Nikol'chenko Z.T. Svyaz' proyavleniya geterozisa i ustoychivosti s polom pri raznykh tipakh geterogametnosti. Avtoref. diss. … kand. biol. nauk / 03.00.15 – genetika. – Khar'kov, 1988. – 18s./
Раушенбах И.Ю., Суханова М.Ж., Хирашима А.И. и др. Роль системы экдистероидов в регуляции размножения Drosophila в стрессирующих условиях среды // Докл. РАН. – 2000. – Т.375, №4. – С. 568–570. /Raushenbakh I.Yu., Sukhanova M.Zh., Khirashima A.I. i dr. Rol' sistemy ekdisteroidov v regulyatsii razmnozheniya Drosophila v stressiruyushchikh usloviyakh sredy // Dokl. RAN. – 2000. – T.375, №4. – S. 568–570./
Раушенбах И.Ю., Грунтенко Н.Е., Ченцова Н.А. и др. Взаимодействие гормонов в контроле репродуктивной функции самок Drosophila в условиях стресса генетически детерминировано // Генетика. – 2001. – Т.37, №9. – С. 1243–1250. /Raushenbakh I.Yu., Gruntenko N.Ye. Chentsova N.A. i dr. Vzaimodeystviye gormonov v kontrole reproduktivnoy funktsii samok Drosophila v usloviyakh stressa geneticheski determinirovano // Genetika. – 2001. – T.37, №9. – S. 1243–1250./
Скоробагатько Д.А., Страшнюк В.Ю., Мазилов А.А. Компоненты приспособленности в потомстве Drosophila melanogaster после острого γ-облучения // Фактори експериментальної еволюції організмів. – 2015а. – Т.16. – С. 78–82. /Skorobagat'ko D.A., Strashnyuk V.Yu., Mazilov A.A. Komponenty prisposoblennosti v potomstve Drosophila melanogaster posle ostrogo γ-oblucheniya // Faktory eksperimental'noyi evolyutsіyi organіzmіv. – 2015a. – T.16. – S. 78–82./
Скоробагатько Д.А., Шакина Л.А., Страшнюк В.Ю., Мазилов А.А. Летальное и рекомбиногенное действие γ-излучения в генетически нестабильной линии Bar Drosophila melanogaster // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2015б. – Т.55, №2. – С. 145–154. /Skorobagat'ko D.A., Shakina L.A., Strashnyuk V.Yu., Mazilov A.A. Letal'noye i rekombinogennoye deystviye γ-izlucheniya v geneticheski nestabil'noy linii Bar Drosophila melanogaster // Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya. – 2015b. – T.55, №2. – S. 145–154./
Скулачев В.П. Старение организма – особая биологическая функция, а не результат поломки сложной живой системы: биохимическое обоснование концепции Вейсмана // Биохимия. – 1997. – Т.62. – С. 1369–1399. /Skulachev V.P. Stareniye organizma – osobaya biologicheskaya funktsiya, a ne rezul'tat polomki slozhnoy zhivoy sistemy: biokhimicheskoye obosnovaniye kontseptsii Veysmana // Biokhimiya. – 1997. – T.62. – S. 1369–1399./
Филипоненко Н.С., Волкова Н.Е., Воробьева Л.И. Анализ продолжительности жизни линий Drosophila melanogaster, полученных из природных популяций с территорий с различным уровнем радиационного загрязнения // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. праць. – К.: Логос, 2009. – Т.6. – С. 402–406. /Filiponenko N.S., Volkova N.Ye., Vorob’yova L.I. Analiz prodolzhitel'nosti zhizni liniy Drosophila melanogaster, poluchennykh iz prirodnykh populyatsiy s territoriy s razlichnym urovnem radiatsionnogo zagryazneniya // Faktory eksperimental'noyi evolyutsiyi organіzmіv: Zb. nauk. prats'. – K.: Logos, 2009. – T.6. – S. 402–406./
Arking R. Strategies for stage-specific extension of longevity // Life extension, lessons from Drosophila / A.M.Vaiserman et al. (eds.) Healthy ageing and longevity. – Switzerland: Springer International Publishing, 2015. – Vol.3. – Р. 321–347.
Baxter R.C., Blair H.A. Recovery and overrecovery from acute radiation injury as a function of age in Drosophila // Radiation Research. – 1969. – no.2 (39). – Р. 345–360.
Clancy D.J. Variation in mitochondrial genotype has substantial lifespan effects which may be modulated by nuclear background // Aging Cell. – 2008. – no.7. – Р. 795–804.
Fox C.W., Czesak M.E., Wallin W.G. Complex genetic architecture of population differences in adult lifespan of a beetle: nonadditive inheritance, gender differences, body size and a large maternal effect // J. Evol. Biol. – 2004. – no.17. – P. 1007–1017.
Giess M.C. Differences between natural ageing and radio-induced shortening of the life expectancy in D. m. // Gerontology. – 1980. – №26. – Р. 301–310.
Greer E.L., Maures T.J., Ucar D. et al. Transgenerational epigenetic inheritance of longevity in Caenorhabditis elegans // Nature. – 2011. – Vol.479. – P. 365–373.
Haldane J.B.S. Sex ratio and unisexual sterility in hybrid animals // J. Genet. – 1922. – Vol.12, no.2. – P. 101–110.
Harman D. Origin and evolution of the free radical theory of aging: a brief personal history, 1954–2009 // Biogerontology. – 2009. – Vol.10. – P. 773–781.
Huxley J.S. Sex determination and related problems // Med. Sci. Abstr. And Rev. – 1924. – Vol.10, no.2. – P. 91–124.
Izmaylov D.M., Obukhova L.K. Life span variations in 128 successive generations of Drosophila melanogaster I. Evidence that the phenomenon exists and analysis of the variations mode // Mechanisms of Ageing and Development. – 2003. – Vol.124. – P. 589–/597.
Izmaylov D.M., Obukhova L.K., Konradov A.A. Correlations of life-span variation parameters in 128 successive generations of Drosophila melanogaster with changes in atmospheric pressure and geomagnetic activity // Int. J. Biometeorol. – 2005. – Vol.49. – P. 337–344.
Izmaylov D.M., Obukhova L.K., Okladnova O.V., Akifyev A.P. Phenomenon of life span instability in Drosophila melanogaster: II. Change in rhythm of natural variations of life span after single exposure to γ-irradiation // Experimental Gerontology. – 1993. – Vol.28. – P. 181–194.
Linnane A.W., Marzuki S., Ozawa T., Tanaka M. Mitochondrial DNA mutations as an important contributor to ageing and degenerative diseases // Lancet. – 1989. – Vol.1. – P. 642–645.
MacArthur J.W., Baillie W.H.T. Sex differences in mortality and metabolic activity in Daphnia magna // Science. – 1926. – Vol.64, no.1644. – P. 229–230.
Maistrenko O.M., Serga S.V., Vaiserman A.M., Kozeretska I.A. Effect of Wolbachia infection on aging and longevity-associated genes in Drosophila // Life extension, lessons from Drosophila / A.M.Vaiserman et al. (eds.) Healthy ageing and longevity. – Switzerland: Springer International Publishing, 2015. – Vol.3. – Р. 83–104.
Medawar P.B. Old age and natural death // Modern Quarterly. – 1946. – Vol.2. – P. 30–49.
Moskalev A., Aliper A., Smit-McBride Z. et al. Genetics and epigenetics of aging and longevity // Cell Cycle. – 2014. – Vol.13, no.7. – Р. 1063–1077.
Moskalev A.A., Plyusnina E.N., Shaposhnikov M.V. Radiation hormesis and radioadaptive response in Drosophila melanogaster flies with different genetic backgrounds: the role of cellular stress-resistance mechanisms // Biogerontology. – 2011. – Vol.12. – P. 253–263.
Paaby A.B., Schmidt P.S. Dissecting the genetics of longevity in Drosophila melanogaster // Fly. – 2009. – Vol.3, no.1. – Р. 29–38.
Promislow D.E.L., Tatar M., Pletcher S., Carey J.R. Below threshold mortality: implications for studies in evolution, ecology and demography // J. Evol. Biol. – 1999. – Vol.12. – P. 314–328.
Riddle O. Factors in the development of sex and secondary sexual characteristics // Physiol. Rev. – 1931. –Vol.38, no.11. – P. 63–106.
Sarup P., Loeschcke V. Life extension and the position of the hormetic zone depends on sex and genetic background in Drosophila melanogaster // Biogerontology. – 2011. – Vol.12. – P. 109–117.
Seong K.M., Kim C.S., Seo S.W. et al. Genome-wide analysis of low-dose irradiated male Drosophila melanogaster with extended longevity // Biogerontology. – 2011. – Vol.12. – P. 93–107.
Vaiserman A.M. Hormesis and epigenetics: Is there a link? // Ageing Research Reviews. – 2011. – Vol.10. – P. 413–421.
Vaiserman A.M. Transgenerational inheritance of longevity: an epigenetic phenomenon? // J. Gerontol. Geriat. Res. – 2012. – Vol.1, no.4. – doi:10.4172/2167-7182.1000e116.
Vaiserman A.M., Koshel N.M., Mechova L.V., Voitenko V.P. Cross-life stage and crossgenerational effects of gamma irradiations at the egg stage on Drosophila melanogaster life histories // Biogerontology. – 2004. – Vol.5. – P. 327–337.
Waskar M., Landis G.N., Shen J. et al. Drosophila melanogaster p53 has developmental stage‐specific and sex‐specific effects on adult life span indicative of sexual antagonistic pleiotropy // Aging. – 2009. – Vol.1, no.11. – Р. 903–936.
Wayne M.L., Telonis-Scott M., Bono L.M. et al. Simpler mode of inheritance of transcriptional variation in male Drosophila melanogaster // Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2007. – Vol.104, no.47. – Р. 18577–18582.
Williams G.C. Pleiotropy, natural selection and the evolution of senescence // Evolution. – 1957. – Vol.11. – P. 398–411.
Authors retain copyright of their work and grant the journal the right of its first publication under the terms of the Creative Commons Attribution License 4.0 International (CC BY 4.0), that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship.