ҚазҰУ ғалымдары микропластиктердің тірі ағзалардың генетикалық тұрақтылығына әсерін зерттеуде

Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің ғалымдары микропластиктердің тірі ағзаларға геноуытты, мутагендік және уытты әсерін кешенді түрде зерттеу бойынша ғылыми жоба жүргізуде. Зерттеу полиэтилентерефталат, полипропилен және полистирол сияқты кеңінен қолданылатын пластик түрлерінен түзілетін микропластиктердің қоршаған орта объектілері мен тірі ағзаларға ықтимал қауіптілігін бағалауға бағытталған.

Соңғы жылдары микропластиктермен қоршаған ортаның ластануы қазіргі заманның маңызды экологиялық мәселелерінің біріне айналды. Көлемі өте ұсақ пластик бөлшектері суға, топыраққа және атмосфераға таралып, әртүрлі экожүйелерге енуі мүмкін. Сонымен қатар олардың тірі ағзалардың генетикалық тұрақтылығына және ұзақ мерзімді биологиялық процестерге әсері әлі де жеткілікті деңгейде зерттелмеген.

Жобаның негізгі мақсаты – кеңінен қолданылатын пластик түрлерінен түзілетін микропластиктердің геноуытты және мутагендік белсенділігін зерттеу, олардың қоршаған орта объектілеріне төндіретін қауіптілігін бағалау және эксперименттік нәтижелер негізінде адам денсаулығына ықтимал әсерін анықтау.

Зерттеу барысында ғалымдар полиэтилентерефталаттан, полипропиленнен және полистиролдан түзілетін микропластиктердің мутагендік, геноуытты және уытты қасиеттерін жан-жақты зерттейді. Сонымен қатар микропластик бөлшектерінің мөлшері, химиялық құрамы және ағзаға әсер ету ұзақтығы сияқты факторлардың олардың генетикалық белсенділігіне ықпалы анықталады.

Жобаның маңызды бағыттарының бірі – микропластиктердің әртүрлі тірі ағзаларға әсерін бірнеше биологиялық деңгейде зерттеу. Осы мақсатта микроорганизмдер, өсімдіктер және жануарлардан тұратын мультитрофикалық тест-жүйелер қолданылады.

Зерттеу жұмыстарына Salmonella typhimurium және Escherichia coli сияқты микроорганизмдер, Allium cepa мен Hordeum vulgare өсімдіктері, сондай-ақ Daphnia magna, Danio rerio және Mus musculus сияқты жануарлар тест-объектілері енгізіледі.

Микропластиктердің мутагендік белсенділігін анықтау үшін Эймс тесті қолданылады. Бұл әдіс зерттелетін бөлшектердің генетикалық өзгерістер тудыру мүмкіндігін бастапқы деңгейде бағалауға мүмкіндік береді.

Сонымен қатар зерттеушілер lux-биосенсорлар жүйесін пайдалана отырып, микропластиктердің геноуытты, тотықтырғыш және жалпы уытты әсерін зерттейді. Бұл әдістер тірі жасушалардағы ДНҚ зақымдануы мен тотығу стрессі сияқты биологиялық өзгерістерді анықтауға бағытталған.

Жобада ерекше назар микропластиктердің су экожүйелерінің өкілдеріне әсеріне аударылады. Зерттеу барысында Daphnia magna дафнияларының тіршілік етуі, көбеюі, қозғалыс белсенділігі және мінез-құлық реакциялары әртүрлі концентрациядағы микропластиктердің әсері жағдайында бағаланады.

Сондай-ақ Danio rerio балықтарының эмбриондарына жүргізілетін зерттеулер арқылы микропластиктердің эмбриондық дамуға ықтимал әсері анықталады. Ғалымдар тіршілік ету деңгейін, даму ерекшеліктерін және ықтимал морфологиялық ауытқуларды зерттейді.

Өсімдік және жануарлар жасушаларының генетикалық тұрақтылығын бағалау үшін цитогенетикалық әдістер қолданылады. Атап айтқанда, хромосомалық ауытқуларды және басқа да генетикалық өзгерістерді анықтауға мүмкіндік беретін тестілер жүргізіледі.

Жобада ДНҚ-комета әдісін қолдану да жоспарланған. Бұл қазіргі заманғы сезімтал әдістердің бірі болып саналады және жеке жасушалар деңгейінде ДНҚ зақымдануын анықтауға мүмкіндік береді. Әдіс микропластиктердің генетикалық материалға ықтимал әсерін жан-жақты бағалауға бағытталған.

Зерттеудің тағы бір маңызды бағыты – микропластиктердің ішкі ағзалар мен тіндердің құрылымдық және функционалдық жағдайына әсерін анықтау. Осы мақсатта зертханалық жануарларға жүргізілген тәжірибелердің нәтижелері гистологиялық, цитохимиялық, биохимиялық және молекулалық-генетикалық әдістер арқылы талданады.

Ғалымдар микропластиктердің әсерінен туындайтын тотығу стрессін де зерттейді. Ол үшін антиоксиданттық ферменттердің белсенділігі мен жасушалардағы тотығу процестерінің көрсеткіштері анықталады.

Сонымен қатар ДНҚ-ны қалпына келтіруге, тотығу стрессіне және қабыну реакцияларына байланысты гендердің белсенділігі молекулалық-генетикалық әдістер арқылы зерттеледі. Бұл микропластиктердің ағзаға әсер ету механизмдерін тереңірек түсінуге мүмкіндік береді.

Зерттеу барысында микропластиктердің физикалық-химиялық қасиеттеріне де ерекше көңіл бөлінеді. Бөлшектердің мөлшері мен пішіні микроскопиялық әдістермен, ал олардың химиялық құрамы газ хроматографиясы мен масс-спектрометрия көмегімен анықталады.

Жобаның практикалық бағыттарының бірі – Алматы агломерациясының жерүсті суларындағы микропластиктердің биологиялық әсерін бағалау. Зерттеушілер микробиологиялық, өсімдік және жануарлар тест-жүйелерін пайдалана отырып, микропластиктері бар су объектілерінің ықтимал уыттылығын зерттейді.

Зерттеудің қорытынды кезеңінде алынған биологиялық және генетикалық көрсеткіштерге кешенді математикалық талдау жүргізіледі. Арнайы бағдарламалық қамтамасыз етуді пайдалану арқылы әртүрлі микропластик түрлері үшін қауіпсіз әсер ету деңгейін анықтау жоспарланған.

Сонымен қатар ғалымдар микропластиктердің биота мен адам үшін генетикалық қауіп деңгейін бағалайтын интегралды көрсеткіш әзірлеуді көздейді. Бұл нәтижелер микропластиктердің қоршаған ортаға әсерін бағалаудың ғылыми негіздерін жетілдіруге мүмкіндік береді.

Жобаның ғылыми жаңалығы микропластиктердің геноуыттылығы мен мутагендігін бір мезгілде микроорганизмдерде, өсімдіктерде және жануарларда кешенді зерттеуге негізделген. Мұндай тәсіл әртүрлі биологиялық және трофикалық деңгейлердегі әсерлерді салыстыруға және микропластиктердің генетикалық қауіптілігін жан-жақты бағалауға мүмкіндік береді.

Зерттеудің маңызды ерекшелігі – микропластиктердің генетикалық белсенділігіне әсер ететін негізгі факторларды анықтау. Олардың қатарында бөлшектердің мөлшері, химиялық құрамы және әсер ету ұзақтығы бар.

Жобаның практикалық маңызы қоршаған ортадағы микропластиктердің генетикалық және биологиялық қауіптерін бағалаудың ғылыми негізін қалыптастырумен байланысты. Алынған нәтижелер экологиялық мониторинг жүйелерін жетілдіруде, микропластиктермен ластануды бақылау тәсілдерін дамытуда және санитарлық-гигиеналық нормативтерді жетілдіруге бағытталған кейінгі зерттеулерде қолданылуы мүмкін.

Зерттеу нәтижелері қоршаған ортаны қорғау ұйымдары, ғылыми-зерттеу мекемелері, университеттер және экологиялық мониторинг саласында жұмыс істейтін мамандар үшін маңызды болуы мүмкін.

Жоба барысында алынған ғылыми деректер халықаралық және отандық рейтингтік ғылыми журналдарда жарияланып, халықаралық конференциялар мен ғылыми симпозиумдарда ұсынылады.

Зерттеу нәтижелері микропластиктердің тірі ағзалардың генетикалық материалына ұзақ мерзімді әсері туралы ғылыми білімді толықтыруға, олардың экожүйелер мен адам үшін ықтимал қауіптерін тереңірек түсінуге мүмкіндік береді.

ҚазҰУ ғалымдарының бұл зерттеуі қоршаған ортаның микропластиктермен ластануына байланысты жаңа ғылыми тәсілдерді дамытуға және экологиялық қауіпсіздікті қамтамасыз етуге бағытталған маңызды ғылыми жұмыстардың бірі болмақ.