Geum.ru

Программа фундаментальных исследований Президиума ран

Вид материалаПрограмма

Содержание


Исследование гетероплазмии мтднк в клетках крови людей и в клетках тканей мышей, подвергшихся радиационному воздействию.
Н.К. Белишева
Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН, Апатиты
Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты Региональный сейсмический центр КНЦ РАН, Апатиты
Подобный материал:
1   ...   52   53   54   55   56   57   58   59   ...   72
^

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕТЕРОПЛАЗМИИ МТДНК В КЛЕТКАХ КРОВИ ЛЮДЕЙ И В КЛЕТКАХ ТКАНЕЙ МЫШЕЙ, ПОДВЕРГШИХСЯ РАДИАЦИОННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ.



А.И. Газиев1), Н.А. Гуляева1), В.Н. Антипова1), С. А. Абдуллаев1), К.Н. Муксинова2),

М.Л. Захарова2), Л.В. Малахова1), Э.В. Евдокимовский1), И.И. Бельская1)

1)Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино. 2)Южно-Уральский институт биофизики Федерального медико-биологического Агентства, г. Озерск


Митохондриальная ДНК (мтДНК), которая имеет ряд особенностей, отличных от ядерной ДНК (яДНК), в клетках представлена множеством копий, содержащих гены системы дыхательной цепи, является более уязвимой мишенью, по сравнению с яДНК, для эндогенных и экзогенных генотоксических агентов, и в митохондриях системы репарации функционируют не эффективно. Поэтому в мтДНК мутации могут возникать с повышенной частотой, чем в яДНК. Выявление мутантных копий и определение сроков их накопления в клетках тканей представляет значительный интерес для оценки радиационного поражения и уровня генотоксического груза. В настоящей работе были продолжены анализы по выявлению мутаций мтДНК в клетках периферической крови профессионалов-работников ядерного предприятия, подвергшихся хроническому гамма-облучению. Кровь у этой группы была взята через 16-20 лет после облучения в дозе 250-350 сГр. Для сравнения были анализированы также наличие мутации мтДНК в клетках крови трех групп доноров: 13 молодых (23-26 лет), 15 пожилых (65-74 лет) доноров и 17 пациентов с раком молочной железы, через 7 дней после прохождения сеансов радио-химиотерапии (РХТ). Анализы проводили PCR-TTGE методом. Мутации определяли во фрагментах четырех генов, кодирующих белки комплекса дыхательной цепи и в одном фрагменте участка D-петли (DloopI) мтДНК. Установлено, что чаще всего мутации выявляются при PCR-TTGE анализах участка DloopI. Результаты показали, что гетероплазмия мтДНК по участку DloopI обнаруживается только у 8 из 23 человек, подвергавшихся хроническому гамма-облучению. Наиболее высокий уровень мутации мтДНК по всем анализируемым локусам наблюдается в клетках крови пациентов, прошедших РХТ. Вместе с тем, во всех случаях, уровень гетероплазмии мтДНК в клетках крови не превышает 50%. Возможно в обновляющихся клетках крови доноров часть молекул мтДНК с мутациями и делециями элиминируется. Это исследование было продолжено в экспериментах на мышах линии BALB/c, подвергнутых облучению Х-лучами. Образцы ДНК получали из тканей мозга и селезенки мышей через 2 и 4 недели после облучения в дозе 2 и 5 Гр. Определяли наличие мутаций мтДНК и изменения количества копий мтДНК относительно ядерного гена бета-актина. Результаты экспериментов показывают, что точечные мутации и делеции в мтДНК клеток пролиферирующей ткани селезенки существенно меньше, чем таковые в клетках постмитотической ткани мозга, выявляемые после облучения мышей. Результаты анализов также указывают, что уровень гетероплазмии мтДНК в тканях явно снижается на 4 недели после облучения животных, по сравнению с данными, регистрируемыми на 2 недели после облучения. Причем, более выраженное снижение гетероплазмии мтДНК выявляется в селезенке мышей, по сравнению с таковым в ткани мозга. Ранее нами было показано, что в клетках тканей мозга и селезенки мышей сразу после их облучения наблюдается резкая активация репликации мтДНК, как развитие компенсаторной реакции, направленной на возмещение поврежденных копий мтДНК. Этот синтез мтДНК, в отличие от синтеза яДНК, не блокируемый системой контроля клеточного цикла, способствует накоплению мутации и делеции в мтДНК. Количественный анализ числа копий мтДНК, относительно фрагмента ядерного гена, показывает, что на 2 и 4 недели после облучения мышей в клетках тканей этих животных число копий мтДНК существенно снижается. Полученные результаты позволяют полагать, что поврежденные и несущие мутаций и делеций молекулы мтДНК элиминируются из клеток тканей. Более активное удаление таких копий мтДНК происходит из пролиферирующей ткани, чем из постмитотических.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ РАДИОАКТИВНОСТИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗМА И ОТДЕЛЬНЫХ ЕГО СИСТЕМ В УСЛОВИЯХ ЗАПОЛЯРЬЯ. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДОЗОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ВТОРИЧНОГО КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И РАДИОАКТИВНЫХ ГАЗОВ У ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ




^ Н.К. Белишева1), Н.А.Мельник2), Э.В. Вашенюк3), А.Н Виноградов4), С.А. Черноус3), Я.В. Романова2), И.В. Калашникова1), Т.Б. Новикова5), В.К Жиров1).

^
1) Полярно-альпийский ботанический сад-институт КНЦ РАН, Апатиты
2) Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им И.В. Тананаева КНЦ РАН, Апатиты
^
3) Полярный геофизический институт КНЦ РАН, Апатиты
4) Региональный сейсмический центр КНЦ РАН, Апатиты
5) Больница с поликлиникой при КНЦ РАН, Апатиты


Основными факторами облучения населения Заполярья (Мурманская область) являются природные источники радиации (73,62%). Из них ведущий вклад в формирование мощности дозы гамма-излучения вносят естественные радиоактивные элементы (уран, торий и калий), содержащиеся в горных породах, а также -активность естественного происхождения в приземной атмосфере, всплески которой могут многократно превышать фоновые значения. Настоящий проект направлен на решение проблемы, связанной с оценкой степени влияния естественных источников радиоактивности на функциональное состояние организма и отдельных его систем в условиях Заполярья.

Проведен мониторинг радиационной компоненты окружающей среды, выявлено содержание природных и техногенных радионуклидов в различных экосистемах и приземной атмосфере. Установлено, что радиоэкологическое состояние исследуемых экосистем обусловлено влиянием глобальных геокосмических агентов, ассоциированных с солнечной активностью (СА) (космогенными радионуклидами), региональными особенностями (географическое положение, метеорологические факторы и др.) и локальными характеристиками, связанными с составом слагающих пород.

Разработана методика оценки концентраций космогенного радионуклида Ве-7 в различных средах, установлена зависимость эффективности генерации Ве-7 от СА и выявлена связь вариаций содержания Ве-7 с климато-метеорологическими факторами.

Установлено, что фоновые вариации интенсивности нуклонной компоненты вторичного излучения космических лучей (КЛ) у поверхности Земли и вариации геомагнитного поля (ГМП) являются ведущими агентами в модуляции функционального состояние организма, которые предопределяют его чувствительность к воздействию широкого спектра токсических агентов и источников ионизирующего излучения.

Разработана методология для выявления эффектов воздействия вариаций КЛ и ГМП на основе оценки их «дозового» соотношения. Изучено влияние низких уровней радиации на морфо-функциональные свойства природных объектов, накоплены статистические данные для определения вклада в дозовую нагрузку населения природных источников ионизирующего излучения.

Проведены выборочные мониторинговые исследования по определению концентрации радона в приземной атмосфере. Разрабатываются критерии оценки радиационного воздействия естественных источников радиоактивности на биологические системы с учетом вклада интенсивности нейтронов у поверхности Земли, содержания радона в приземной атмосфере и дополнительных источников ионизирующего излучения.