РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2013, том 53, № 3, с. 318-332
ХРОНИКА
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ РАДИОБИОЛОГИИ И РАДИОЭКОЛОГИИ ЗА 2012 ГОД
БО1: 10.7868/80869803113030077
РАДИОБИОЛОГИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Основным направлением радиобиологических исследований в настоящее время можно считать радиационную генетику.
В ИОГЕН РАН (А.В. Рубанович) изучали сопряженность у-индуцированных (1 Гр in vitro) аберраций хромосом с полиморфизмом 45 кандидатных генов репарации, детоксикации и оксидативного стресса (всего 53 сайта). Изучали лимфоциты периферической крови для однородной выборки доноров (99 человек). Показана сопряженность у-индуцированных аберраций хромосомного типа с носительством минорных аллелей полиморфных сайтов генов OGG1 Ser326Cys, MDR1 Ile1145= и NQO1 Pro187Ser (р = 0.0002). Носительство каждого дополнительного минорного аллеля в этих генах увеличивает частоту аберраций в среднем на 7%. При наличии четырех и более минорных аллелей донор может быть отнесен к группе повышенного риска возникновения радиационно-индуцированных аберраций хромосом. Стандартные диагностические показатели теста: PPV = 90% при OR = 20.3 (р = 4.0 х 10-4). Было также показано, что все выявленные генетические ассоциации в прогностическом отношении уступают корреляционным связям между спонтанными и у-индуциро-ванными аберрациями (p = 1.0 х 10-6). Совместное использование генетических и цитогенетических предикторов позволяет довести коэффициент множественной корреляции до уровня R = 0.58 (p = 3.1 х 10-8) и, тем самым, объяснить более 30% популяционной изменчивости радиочувствительности хромосом.
В ЛРБ ОИЯИ (Е.А. Красавин) с использованием методов флуоресцентной микроскопии высокого разрешения выполнена количественная оценка активации ко-локализованных белков у-Н2АХ и 53BP1 и изучено их распределение в ядрах клеток при действии у-излу-чения Со в дозе 1.5 Гр. Показано, что двунитевые разрывы ДНК успешно репарируются в лимфоцитах, однако в зрелых дифференцированных гранулоцитах оба репарационных пути (негомологичное воссоединение концов и гомологичная репарация) неактивны.
В экспериментах на дрожжевых клетках завершен цикл работ по изучению контроля генетической стабильности. Выявлено участие центральной протеин-киназы клеточного цикла CDK1/CDC28 в контроле стабильности хромосомной и митохондриальной ДНК, а также в чекпойнтах, контролирующих наследование генетического материала. Показано, что мутация cdc28-srm влияет на G1-чекпойнт, но не на S- и G2-чекпойнты, контролирующие наследование генетического материала.
В ИБХФ РАН (С.Г. Андреев) проведено изучение формы дозовых зависимостей радиационно-индуци-рованной нестабильности хромосом (РИНХ) на осно-
ве оценки различных механизмов РИНХ: генерации хромосомных разрывов (BFB), 8-фазнозависимой генерации/репарации разрывов ДНК в потомках облученных клеток. Установлено, что дозовая зависимость РИНХ на больших временах отражает форму зависимости уровня генерации $-фазнозависимых двуните-вых разрывов (ДР) при определенных условиях (дозо-вая независимость параметров цикла BFB). Показано, что введение персистирующей генерации и репарации эндогенных ДР ДНК необходимо для объяснения наблюдаемых в эксперименте различий формы дозовых зависимостей частоты радиационно-индуцированных и задержанных дицентриков в клетках ТК6. Модель устанавливает причину различий дозовых зависимостей задержанной РИНХ от аберраций, индуцированных в первом цикле деления, а также дает новое объяснение независимости РИНХ от дозы для клеток ТК6.
Для установления механизмов медленной фазы репарации ДР ДНК проведены компьютерные эксперименты по определению частот ДР и фрагментов ДНК в зависимости от времени и ЛПЭ излучения на основе биофизической модели, учитывающей зависимость скорости репарации ДР от его типа (сложности на молекулярном уровне). Показано, что гипотеза о более низкой скорости репарации комплексных ДР по сравнению с простыми и о зависимости ее от ЛПЭ излучения позволяет объяснить двухфазную кинетику репарации ДР как для излучения с низкой ЛПЭ (дейтерий, 1.3 кэВ/мкм), так и с высокой (азот, 125 кэВ/мкм). Установлено, что параметры наблюдаемой экспериментально "кинетической кривой репарации", т.е. "быстрая" и "медленная" фаза репарации, определяются множеством факторов: физическими параметрами излучения (ЛПЭ), биологическими параметрами процесса репарации повреждений ДНК, а также распределением длин фрагментов в начальный момент времени и в последующие моменты времени, т.е. топологией ДНК в хроматине. (ИБХФ РАН, Ю.А. Эйдель-ман).
В МРНЦ Минздрава России (И.К. Хвостунов) была выполнена оценка спонтанного уровня и спектра структурных нарушений хромосом в лимфоцитах периферической крови человека путем анализа данных девяти цитогенетических лабораторий Москвы, Санкт-Петербурга, Обнинска и Дубны. В целом исследованы 1 140 образцов крови (594 от лиц мужского и 546 от лиц женского пола в возрасте от 1 года до 72 лет) и проанализированы 466795 метафаз. Во всех лабораториях применялись однотипные методики культивирования лимфоцитов крови и приготовления препаратов хромосом с последующей стандартной окраской хромосом с помощью красителя Гимза. Было выявлено 4 288 аберраций хромосом различных типов. Наиболее часто встречающимися аберрациями были одиночные
и парные фрагменты — 90% от общего числа, аберрации обменного типа составили 10%. Число обменов хромосомного типа (дицентрики и центрические кольца) почти в 2 раза превышало число хроматидных обменов. Доля клеток с аберрациями хромосомного и хроматидного типов составила 0.89 ± 0.01%, частота ацентриков — 0.29 ± 0.01, дицентриков — 0.046 ± 0.003, центрических колец — 0.013 ± 0.002, сумма нестабильных аберраций хромосомного типа — 0.35 ± 0.01 и сумма хроматидных аберраций — 0.57 ± 0.01 (на 100 клеток). Проведенный анализ может служить основой для статистической оценки частоты нестабильных хромосомных аберраций при действии излучений или других повреждающих факторов.
В ИТЭБ РАН (В.Г. Безлепкин) методом ПЦР "в реальном времени" оценивалась величина соотношения количества митохондриальной и ядерной ДНК "мтДНК/яДНК" в образцах общей ДНК из плазмы крови условно здоровых доноров разного пола и возраста. Оценки выполнены на основе определения значений параметра Ct при амплификации митохондри-ального гена humND1 и ядерного гена humBACT. В системе расчетов ПЦР "в реальном времени" параметр Ct условно можно обозначить как параметр, характеризующий скорость накопления амплифицируемого продукта. Для мужчин младшей возрастной группы (10—30 лет) Ct лежит в области 6.0—7.0, тогда как для старшей возрастной группы (60—74 лет) его значение возрастает до 11. Для женщин младшей и старшей возрастных групп (20—30 и 56—78 лет соответственно) Ct определено в области от 6 до 13 с учетом возрастных изменений. Результаты демонстрируют отсутствие выраженных гендерных различий. Это обстоятельство позволяет рассматривать указанный параметр (Ct в системе расчетов ПЦР "реального времени") в качестве адекватного показателя при обследовании гетерогенных по полу выборок индивидов, подвергшихся гено-токсическому воздействию, в том числе и радиационному.
Продолжается изучение механизмов возникновения трансгенерационной нестабильности генома у потомков родителей, подвергшихся радиационному воздействию. В ИТЭБ РАН (А.И. Газиев) впервые экспериментально установлено образование de novo ядерно-митохондриальных псевдогенов (ЯМПГ) в ядерном геноме тканей потомков облученных животных. Формирование ЯМПГ выявлено в ядерной ДНК (яДНК) печени 20-дневных куриных эмбрионов, полученных из облученных яиц, и печени потомков облученных мышей-самок. Образование этих специфических обширных мутаций обусловлено захватом фрагментов митохондриальной ДНК ядерным геномом в процессе репарации двунитевых разрывов ДНК, индуцируемых ИР, по механизму негомологичного связывания концов этих разрывов. Есть основания полагать, что формирующиеся в яДНК ЯМПГ будут оказывать влияние на экспрессию генов, на развитие пострадиационных патологий и канцерогенеза.
В ИОГЕН РАН (А.В. Рубанович) в результате многолетних экспериментов получены количественные данные об уровнях облучения, начиная с которых наблюдается явление трансгенерационного мутагенеза у мышей. Уровень мутационного процесса в спермиях самцов мышей линии BALB/c оценивали по частоте мутаций в минисателлитном локусе Ms6-hm методом SM-PCR (ПЦР единичных молекул). Показано, что
при дозе у-облучения отцов более 50 сГр у необлучен-ных потомков частота мутаций такая же, как у облученных отцов. При хроническом облучении отцов в тех же дозах трансгенерационный мутагенез не обнаружен. Таким образом феномен трансгенерационного мутагенеза у мышей наблюдался лишь при остром облучении в дозах свыше 50 сГр.
В ИТЭБ РАН (В.Г. Безлепкин) исследовали, с использованием усовершенствованного и стандартизованного метода "комета-тест" (Comet assay), периферическую кровь мышей после облучения в поле излучения Серпуховского ускорителя протонов в суммарных дозах 11.5 и 31.5 сГр. У потомков, полученных от облученных мышей-самцов и необлученных самок, в периферической крови регистрировались повышенный уровень повреждений ДНК, снижение количества клеток с неповрежденной ДНК и повышение частоты встречаемости лейкоцитов с поврежденной ДНК по сравнению с животными контрольной группы.
В ИТЭБ РАН (В.Г. Безлепкин) проведен также анализ уровня полиморфизма простых повторов и частоты мутаций в ДНК периферической крови (ПК) у лиц, подвергшихся внешнему пролонгированному воздействию радиации в диапазоне доз от 0.01 до 6 Гр (работники ПО "Маяк" за период трудовой деятельности), а также у их потомков. У лиц, подвергшихся воздействию радиации в дозах до 6 Гр, с применением AP-PCR-анализа (ПЦР "со случайно выбранным праймером", позволяющий регистрировать вариабельность микросателлит (МКС)-ассоциированных повторов ДНК) выявлено увеличение на 25—27% доли полиморфных полос в спектрах продуктов такого типа ПЦР. Результаты указывают на существование гендерных различий генетических эффектов
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.