MUTAGENIC INFLUENCE OF NANOPARTICLES OF NICKEL, SILICON, TITANIUM ON ONTOGENESIS DROSOPHILA MELANOGASTER
DOI:
https://doi.org/10.58407/bht.3.24.3Keywords:
nanoparticles, nickel, titanium, silicon, mutations, Drosophila melanogasterAbstract
Objective. Research of the mutagenic effect of various concentrations of nanoparticles of titanium, nickel and silicon on the ontogenesis of Drosophila melanogaster (D. melanogaster) Canton S and Ebony lines.
Methodology. The study was conducted by preparing a nutrient medium for D. melanogaster with the addition of nanoparticles of titanium, silicon, and nickel; crossing in this environment an experimental sample of insects of the pure lines Ebony and Canton S, and further accounting for phenotype changes in individuals of the first and second generations. Preparation of nutrient medium was carried out according to the method of Yaschenko et al (2023). Methods of descriptive statistics, non-parametric Mann-Whitney U-test, methods of graphic visualization of data were used to process quantitative data of accounting for phenotypic manifestations of mutations.
Scientific novelty. For the first time, the mutagenic activity of nanoparticles of titanium, nickel, and silicon in concentrations of 0.1 mg/cm3 and 0.01 mg/cm3 was characterized on the example of induced mutations in an experimental sample of D. melanogaster pure lines Canton S and Ebony, and their descendants of the first and second generations.
Conclusions. It was found that titanium nanoparticles lead to mutations both at a concentration of 0.1 mg/cm3 (14.8 % of mutant individuals in the first generation and 19.8 % in the second generation) and at a concentration of 0.01 mg/cm3 (4.3 % in the first generation and 3.7 % in the second). At the same time, silicon and nickel nanoparticles demonstrate mutagenic activity only at higher concentrations (0.1 mg/cm3). No phenotypic signs of mutations were detected among the experimental individuals that developed in an environment with concentrations of 0.01 mg/cm3 of nickel and silicon nanoparticles. Certain differences in mutagenesis in the samples of individuals of the Ebony and Canton S lines, which are related to the influence of the studied substances on cellular repair systems of D. melanogaster, were also analyzed. Based on the results of the research, the practical impracticability of using titanium nanoparticles for pharmacological purposes was substantiated, as well as the need for further thorough research into the possibility of medical and pharmacological use of silicon and nickel nanoparticles.
Downloads
References
Androshchuk, H. O., Yamchuk, A. V., Berezniak, N. V., Kvasha, T. K., Musina, L. A., & Novitska, H. V. (2017). Nanotechnology in the 21st century: strategic priorities and market approaches to implementation: monograph. Kyiv. (in Ukrainian)
Нанотехнології у ХХІ столітті: стратегічні пріоритети та ринкові підходи до впровадження : монографія / Г. О. Андрощук та ін. Київ : УкрІНТЕІ, 2017. 275 с.
Moskalenko, V. F., Lisovyi, V. M., & Chekman, I. S. (2009). Scientific foundations of nanomedicine, nanopharmacology and nanopharmacy. Scientific Bulletin of Bogomolets NMU, (2), 17-31. (in Ukrainian)
Наукові основи наномедицини, нанофармакології та нанофармації / В. Ф. Москаленко та ін. Науковий вісник НМУ ім. О. О. Богомольця. 2009. № 2. С. 17–31.
Pedan, L. R., & Tymchenko, O. I. (2014). The influence of external factors on the occurrence of mutations in the Drosophila population and their relationship with fertility. Hygiene of populated places, (64), 356-367. (in Ukrainian)
Педан Л. Р., Тимченко О. І. Вплив зовнішніх факторів на виникнення мутацій у популяції дрозофіли і їхній зв’язок з плодовитістю. Гігієна населених місць. 2014. № 64. С. 356–367.
Protsenko, O. V. (2009). Genetic processes in natural populations of Drosophila Melanogaster in Ukraine (author's abstract of the dissertation of the candidate of biological sciences). Institute of Cell Biology and Genetic Engineering of the National Academy of Sciences of Ukraine. Kyiv, Ukraine. (in Ukrainian)
Проценко О. В. Генетичні процеси в природних популяціях Drosophila Melanogaster України : автореф. дис. ... канд. біол. наук : 03.00.15. Київ, 2009. 18 с.
Protsenko, O. V., & Kozeretska, I. A. (2006). Mutational processes in natural populations of Drosophila melanogaster in Ukraine. Collection of scientific works. Factors of experimental evolution of organisms, 3, 49–53. (in Ukrainian)
Проценко О. В., Козерецька І. А. Мутаційні процеси в природних популяціях Drosophila melanogaster України. Збірник наукових праць. Фактори експериментальної еволюції організмів. Київ. 2006. Т. 3. С. 49–53.
Selivon, M., Mekhed, O., & Tretiak, O. (2012). The effect of imidazoazepine derivatives on the biological parameters of Drosophila melanogaster. Chemical and environmental education: state and prospects of development: Collection of materials of the II All-Ukrainian scientific and practical conference. Vinnytsia: Ukraine. P.179-181 (in Ukrainian)
Селівон М. В., Мехед О. Б., Третяк О. П. Вплив похідних імідазоазепінію на біологічні показники Drosophila melanogaster. Хімічна та екологічна освіта: стан і перспективи розвитку : Збірник матеріалів ІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції. Вінниця : ФОП Корзун Д.Ю., 2012. С. 179 -181
Syvolob, A. V., Rushkovskyi, S. R., & Kyriachenko, S. S. (2018). Genetics: a textbook. Kyiv. (in Ukrainian)
Сиволоб А. В., Рушковський С. Р., Кир'яченко С. С. Генетика: підручник. Київ : Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2018. 320 с.
Solodovnyk, P., Mekhed, O., & Tretiak, O. (2011). Influence of imidazoazepinium heterocyclic compounds on some biochemical indicators of Drosophila melanogaster imago. Falzfein readings. Collection of scientific papers. Kherson: Ukraine. P. 128-129. (in Ukrainian)
Солодовник П. В., Мехед О. Б., Третяк О. П. Вплив гетероциклічних сполук імідазоазепінію на деякі біохімічні показники імаго Drosophila melanogaster. Фальцфейнівські читання. Збірник наукових праць. Херсон : ПП Вишемирський, 2011. С. 128 -129.
Trachtenberh, I. M. (2013). Nanoparticles of metals, production methods, fields of application, physicochemical and toxic properties. Ukraine journal on problems of occupational health, (4), 62–74. (in Ukrainian)
Трахтенберг І. М. Наночастинки металів, методи отримання, сфери застосування, фізико-хімічні та токсичні властивості. Укр. журн. з проблем медицини праці. 2013. № 4 (37). С. 62–74.
Yaschenko, A., Yachna, M., Mekhed, O., & Tretyak, O. (2023). Influence of nanoparticles (Ti, Ni, Si) on indicators of induced mutations of Drosophila melanogaster. Biota. Human. Technology, (1), 34-40.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 Дарія Любчикова, Павло Нагорний, Валентин Дедович, Юрій Дятлов, Олександр Третяк

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.