Российская академия наук Программа фундаментальных исследований Президиума ран фундаментальные науки – медицине

Вид материала

Содержание

Разработка новых высокоэффективных антимутагенов на основе природных биологически активных веществ для защиты генома от ионизиру
В.А. Александрова, Г.Н. Бондаренко, Л.Ф. Бокша, Г.П. Снигирева, Н.Н. Новицкая
Динамика фосфорилирования гистона н2ах как новый маркер эффективности клеточного ответа на радиационные повреждения генома
Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург

Подобный материал:

1 ... 44 45 46 47 48 49 50 51 ... 74

РАЗРАБОТКА НОВЫХ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ АНТИМУТАГЕНОВ

НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ГЕНОМА ОТ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ

В.А. Александрова¹⁾, Г.Н. Бондаренко¹⁾, Л.Ф. Бокша¹⁾, Г.П. Снигирева²⁾,

Н.Н. Новицкая²⁾

¹⁾Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН, Москва

²⁾Российский научный центр «Росмедтехнологий», Москва

Известно, что фенольные антиоксиданты (АО) находят широкое применение в качестве лечебных средств при различных заболеваниях, в том числе, в случае свободнорадикальной патологии, вызванной радиационным поражением. Однако существенным недостатком ряда фенольных АО является их плохая растворимость в воде, быстрый метаболизм, малая биодоступность к ответственным мишеням и др., что снижает их защитную эффективность.

Ранее на синтетических полимерах нами было показано, что сочетание гидрофильной матрицы поликатионной природы и структурных фрагментов фенольных АО, включенных в боковую цепь полимера, приводит к значительному усилению антимутагенной эффективности, что было подтверждено в тестах in vitro и in vivo. Однако синтетические поликатионы, используемые нами ранее в качестве модельных систем для разработки макромолекулярных антимутагенов, относятся к числу небиодеградируемых полимеров, что существенно ограничивает возможность их использования для защиты биологических объектов от ионизирующей радиации.

Данный проект направлен на преодоление указанных недостатков и посвящен разработке новых водорастворимых макромолекулярных анти-мутагенов на основе нетоксичного биодеградируемого поликатиона – хи-тозана и антиоксидантов растительного происхождения – флавоноидов. В качестве биологически активных веществ полифенольного типа из группы флавоноидов в работе были использованы эффективные ингибиторы радикальных реакций – кверцетин (Кв) и дигидрокверцетин (ДГКв).

Структуру синтезируемых конъюгатов хитозана с Кв или ДГКв подтверждали с использованием методов УФ- и ИК-Фурье-спектороскопии. Об отсутствии в конъюгатах примесей «несвязанных» с полимером АО судили по данным гель-хроматографического анализа. Синтезирован и охарактеризован ряд водорастворимых конъюгатов хитозана, содержащих Кв или ДГКв в количестве от 1 до 5% масс.

Для оценки антимутагенной эффективности конъюгатов хитозана с АО использовали цитогенетический метод, позволяющий анализировать частоту хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови. В результате исследований, проведенных на первом этапе, показано, что конъюгаты хитозана проявляли выраженную (~50 %) антимутагенную эффективность (при введении вещества до или сразу после облучения в дозе 2 Гр). При этом сами конъюгаты не проявляли мутагенных эффектов даже при максимальной их концентрации в среде. Следует также отметить, что снижение частоты возникновения некоторых типов аберраций хромосом (парные фрагменты, атипические моноцентрики) достигало 75-85 % при использовании в качестве антимутагена – конъюгатов хитозана с АО растительного происхождения.

ДИНАМИКА ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ ГИСТОНА Н2АХ КАК НОВЫЙ МАРКЕР ЭФФЕКТИВНОСТИ КЛЕТОЧНОГО ОТВЕТА

НА РАДИАЦИОННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ГЕНОМА

Н.В. Томилин, М.П. Светлова, Л.В. Соловьева, Д.И. Фирсанов, В.М.Михайлов

Институт цитологии РАН, Санкт-Петербург

Фосфорилирование Н2АХ в хроматине (образование фН2АХ) служит маркером двойных разрывов ДНК (ДР), которые образуются в клетках после воздействия ионизирующей радиации (ИР), и часто приводят к клеточной гибели или хромосомным перестройкам (ХП). Скорость образования фН2АХ отражает эффективность системного ответ клеток на повреждения генома и связана, по-видимому, с вероятностью злокачественной трансформации клеток. Выявлена корреляция между скоростью элиминации фН2АХ в культивируемых клетках, которая происходит медленнее, чем репарация ДР, и клеточной радиочувствительностью, однако молекулярный механизм этой элиминации не установлен и остается неизвестным, как быстро и равномерно происходит элиминация фН2АХ в облученных тканях. В данном проекте предусмотрены как фундаментальные исследования механизма образования и элиминации фН2АХ в клеточном ядре (раздел 1), так и исследования вариаций в скорости образования и элиминации ф-Н2АХ в различных клетках животных и человека (раздел 2), а также разработка и освоение простых методов иммунологической детекции ф-Н2АХ в различных биологических материалах (раздел 3). В 2007 году в исследованиях по разделу 1 установлено, что фосфорилирование гистона Н2АХ рядом с ДР в клеточном ядре приводит к торможению транскрипции, что не связано с преимущественным образованием фокусов ф-Н2АХ в факультативном или конституивном гетерохроматине, но может быть обусловлено прямым связыванием РНК полимеразы II ф-Н2АХ. Предложена гипотеза, согласно которой торможение транскрипции в участках хроматина, содержащих ф-Н2АХ, способствует формированию гибкого скаффолда, скрепляющего концы ДНК, уменьшает их диффузионную подвижность и подавляет неправильные (эктопические) воссоединения концов комплексом XRCC4-LIG4. Таким образом, торможение транскрипции рядом с ДР может быть важным антикластогенным фактором, подавляющим хромосомные перестройки, которые возникают вследствие неправильных (эктопических) воссоединений разрывов хромосом. В исследованиях по разделам 2 и 3 нами разработан новый простой метод анализа ДР в клетках мозга и других тканей из облученных экспериментальных животных. В этом методе отпечатки срезов на предметных стеклах фиксируют формальдегидом и окрашивают антителами на ф-Н2АХ, а также красителями ДНК (DAPI). Через 1 час после облучения в дозе 5 Гр 34 % ядер отпечатков головного мозга показывают присутствие ф-Н2АХ, тогда как в контроле таких ядер имеется ~2 %. Через 24 часа после облучения основная часть ф-Н2АХ элиминируется из клеток мозга (остается 7.4 % меченых ядер), что обусловлено, вероятно, репарацией ДНК и элиминацией ф-Н2АХ хроматин-ремоделирующими комплексами. Необходимо, однако, отметить, что элиминация ф-Н2АХ и восстановление структуры хроматина происходит, повидимому, медленнее, чем зашивание ДР, которое в основном завершается через 6 часов после облучения. Остается также открытым вопрос о полноте восстановления структуры хроматина и его исходного эпигенетического состояния в поврежденных участках, что необходимо изучить в дальнейших исследованиях.

Blog