ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ПОДХОД К МОДЕЛИРОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ ИНТРОДУКЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКИ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ОРГАНИЗМОВ В ЛАБОРАТОРНЫЕ МИКРОЭКОСИСТЕМЫ
Попова Л. Ю., Крылова Т. Ю., Каргатова Т. В., Максимова Е. Е., Печуркин Н. С.
Институт биофизики СО РАН, 660036 Красноярск, Академгородок
Исследование последствий
интродукции генетически модифицированных микроорганизмов (ГММО)
невозможно проводить в открытых экосистемах (ЭС), для этих целей
необходимо использовать микрокосмы (МЭС) различной структуры,
максимально приближенные к природным условиям. Моделирование МЭС
можно проводить двумя способами. Первый подход - конструирование
искусственных ЭС из известных фрагментов природных ЭС (водные
ЭС с различной длиной трофической цепи; наземные ЭС с наиболее
распространенными для определенных почв видами растений и др.);
перенос ограниченных экологических ниш природных ЭС практически
целиком в лабораторные условия (наиболее доступны для таких МЭС
некоторые типы озерных и почвенных биоценозов). Второй подход -
выделение ключевых факторов в конкретных природных ЭС и дальнейшее
изучение их влияния на выживаемость и проявление гетерогенности
в популяциях ГММО в острых опытах без использования МЭС. Провели
исследование выживаемости популяций рекомбинантных и бесплазмидных
штаммов Bacillus subtilis 2335/105 (KmRInf+),
B.subtilis 2335, Escherichia coli Z905 (ApRLux+)
и E.coli K12 при влиянии ряда биотических и абиотических
факторов. Пробная интродукция исследуемых микроорганизмов в МЭС
разной сложности показала лучшую выживаемость бесплазмидных вариантов
по сравнению с ГММО. Оба подхода (исследования в МЭС и острые
опыты по оценке влияния ключевых факторов окружающей среды) демонстрируют
возможность появления в популяциях ГММО (E.coli Z905, B.subtilis
2335/105) вариантов, проявляющих близкую к бесплазмидным штаммам
способность к выживаемости, а иногда и более высокую. Сохранение
рекомбинантной плазмиды и экспрессии клонированных генов зависит
как от типа промотора (регулируемый или конститутивный), так и
от сочетания ключевых факторов в окружающей среде. Предложены
первичные схемы прогнозных оценок рисков на разных уровнях иерархии
(от молекулярного до экосистемного).