Индукция адаптивного ответа в клетках E. coli aлкилирующими агентами зависит от их химической структуры

Аннотация

Наиболее известными алкилирующими агентами (АА), применяемыми в мутационной селекции сельскохозяйственных культур и микроорганизмов–продуцентов биологически активных веществ, являются метилметансульфонат (ММС) и этилметансульфонат (ЭМС). Известно, что оба эти вещества эффективно индуцируют бактериальную алкилтрансферазу, которая приводит к адаптивному ответу бактерий, то есть к выработке устойчивости к токсическим действиям. Бактериальная алкилтрансфераза является гомологом О⁶-метилгуанин-ДНК-метилтрансферазы в человеческих клетках. Исследование индукции алкилтрансферазы у бактерий различными АА позволяет прогнозировать их способность вызывать адаптивный ответ в клетках человека. Для изучения способности ММС, ЭХГ и бетапропиолактона (БПЛ) индуцировать в клетках E. coli повреждения ДНК и адаптивный ответ использовали lux-биосенсоры pColDp-lux и pAlkA-lux. ММС эффективно вызывал SOS-ответ у биосенсора pColD-lux, характеризующего уровень повреждений ДНК, и адаптивный ответ, регистрируемый у биосенсора pAlkA-lux по индукции экспрессии гена алкилтрансферазы. Бифункциональный ЭХГ менее активно индуцировали как SOS-ответ, так и адаптивный ответ, чем монофункциональный ММС. БПЛ индуцировал SOS-ответ только в низких в концентрациях, и не вызвал адаптивного ответа в этих же концентрациях. Таким образом бифункциональные ЭХГ и БПЛ, активность которых зависит от реакционной способности продуктов раскрытия их циклических структур, алкилируют ДНК в меньшей степени, чем ММС. Это связано с тем, что при раскрытии цикла они в меньшей степени образуют электрофильные метильные группы, чем ММС.

Ключевые слова: lux-биосенсор, E. coli, SOS-ответ, адаптивный ответ, метилметансульфонат, эпихлоргидрин, бета-пропиолактон