Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Частота мутаций в минисателлитных локусах ДНК у жителей прибрежных сел реки Теча, подвергшихся хроническому радиационному воздействию

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Частота мутаций в минисателлитных локусах ДНК у жителей прибрежных сел реки Теча, подвергшихся хроническому радиационному воздействию"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи

Козионова Ольга Сергеевна

ЧАСТОТА МУТАЦИЙ В МИНИСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСАХ ДНК У ЖИТЕЛЕЙ ПРИБРЕЖНЫХ СЕЛ РЕКИ ТЕЧА, ПОДВЕРГШИХСЯ ХРОНИЧЕСКОМУ РАДИАЦИОННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

Специальность 03.00.01 — радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2006

Работа выполнена на базе Федерального государственного учреждения науки «Уральский научно-практический центр радиационной медицины»,

г. Челябинск

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор

Аклеев Александр Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор

доктор биологических наук, профессор

Пелевина Ирина Ивановна

Рябченко Николай Ильич

Ведущая организация: Институт общей генетики им. Н.И.Вавилова РАН

заседании диссертационного совета Д501.001.65 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова» по адресу: 119899, г.Москва, ГСП, Воробьевы горы, МГУ, Биологический факультет, ауд.557.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова

Автореферат разослан «_» _2006 г.

Защита диссертации состоится

2006 г. в

часов на

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Весе

Веселова Татьяна Владимировна

Актуальность исследования

Известно, что мутации могут возникать при действии на организм самых различных внешних и внутренних факторов: физических, химических или биологических (Bois, 2003; Dubrova, Jeffreys, Malashenko, 1993). В настоящее время, в связи с активным развитием атомной промышленности пристальное внимание привлекает к себе проблема влияния ионизирующего излучения на возникновение мутационных изменений в генотипе. При этом исследуются не только люди, непосредственно подвергшиеся облучению, но и их необлученные потомки. Это связано в первую очередь с тем, что мутации, возникшие в половых клетках организма, способны передаваться следующим поколениям (Безлепкин, Газиев, 2001; Шевченко, 2000).

Основные закономерности формирования генетических изменений при действии ионизирующего излучения были получены в экспериментах на животных, и значительно реже источником информации являлись наблюдения за людьми, подвергшимися радиационному воздействию (Niwa, 2003; Бак, Александер, 1963), что было связано с необходимостью использования очень больших выборок для анализа изменений частоты происходящих мутаций. В настоящее время исследуется возможность применения минисателлитных повторяющихся локусов ДНК в качестве средства биологической индикации и биологической дозиметрии при радиационном поражении организма (Armour, 1999; Bersimbaev, 2002; Bois, Jeffreys, 1999). Данные локусы отличаются широким распространением в геноме и высокой частотой мутирования, что делает их потенциально пригодными для данных целей, давая возможность анализировать изменения частоты мутаций на выборках гораздо меньшего размера.

Экспериментальные данные, полученные на различных видах животных (мыши, чайки) (Yauk, 1998; Yauk, Dubrova, 2002) показали достоверное увеличение частоты мутаций в минисателлитных локусах после облучения в различных дозах. Однако, в исследованиях, проведенных с участием людей, получены противоречивые результаты. Наряду с исследованиями, показавшими

достоверное увеличение частоты минисателлитных мутаций в половых клетках облученных людей (ОиЬгоуа, Кеэгетоу, 1997; ВиЬгоуа, 2004), существуют такие работы, в которых увеличения частоты мутаций обнаружено не было (КосЫга, 2004; 1лу$Ыгй, 2001). В настоящее время в литературе нет единого мнения по этому вопросу. К тому же до сих пор не были получены дозовые зависимости частоты мутаций в минисателлитных локусах ДНК, что в первую очередь было связано с отсутствием индивидуальных дозовых оценок обследованных людей.

Цель исследования. Оценить влияние хронического радиационного воздействия на частоту возникновения мутаций в минисателлитных локусах ДНК у лиц, проживавших на берегах реки Теча.

Задачи исследования.

1. Оценить влияние хронического комбинированного облучения в диапазоне низких и промежуточных доз (0,2 - 624 мГр) на частоту возникновения мутаций в минисателлитных локусах ДНК людей, подвергшихся радиационному воздействию в результате проживания в прибрежных селах реки Теча.

2. Изучить зависимость частоты мутаций в минисателлитных локусах ДНК от индивидуальных преконцептивных гонадных доз облучения отца и матери на год зачатия ребенка.

3. Оценить зависимость частоты мутаций в минисателлитных локусах ДНК от мощности дозы облучения гонад отца и матери в год зачатия ребенка.

4. Оценить влияние внутриутробного облучения в диапазоне доз на красный костный мозг 0,1 - 91 мГр на частоту мутаций в минисателлитных локусах ДНК.

5. Оценить влияние основных нерадиационных факторов (возраст родителей, курение, употребление алкоголя) на частоту мутаций в минисателлитных локусах ДНК.

Научная новизна исследования.

Проведенное исследование впервые позволило оценить влияние индивидуальных преконцептивных гонадных доз родителей, облученных в диапазоне низких и промежуточных доз на частоту возникновения мутаций в минисателлитных локусах ДНК их половых клеток. Впервые установлено, что при облучении гонад отцов в диапазоне доз 0,3 - 624 мГр наблюдается достоверное увеличение частоты мутаций в мужских половых клетках. Показано, что при облучении материнских гонад в диапазоне доз 0,2 - 493 мГр увеличения частоты мутаций в женских половых клетках не происходит.

Показано, что метод оценки частоты мутаций в минисателлитных локусах В6.7, СЕВ1, СЕВ 15, СЕВ25, СЕВ36, MSI, MS31 и MS32 непригоден для целей биологической индикации и биологической дозиметрии в отдаленные сроки (50 и более лет) после хронического комбинированного радиационного воздействия в диапазоне низких и промежуточных доз облучения.

Положения, выносимые на защиту.

1. У мужчин, подвергшихся хроническому радиационному облучению вследствие проживания в прибрежных селах реки Теча в диапазоне индивидуальных преконцептивных гонадных доз 0,3 - 624 мГр возрастает частота мутаций в минисателлитных локусах ДНК половых клеток. У женщин, подвергшихся хроническому воздействию ионизирующего излучения в диапазоне индивидуальных преконцептивных гонадных доз 0,2 - 493 мГр увеличения частоты мутаций в минисателлитных локусах ДНК не отмечается.

2. Не установлено зависимости частоты мутаций в минисателлитных локусах мужских и женских половых клеток от индивидуальной преконцептивиой гонадной дозы облучения родителей, внутриутробного облучения потомков (диапазон доз на красный костный мозг 0,1 - 92 мГр и на мягкие ткани 0,2 -91 мГр) и мощности дозы облучения гонад родителей в год зачатия ребенка. Такие нерадиационные факторы как возраст родителей на момент зачатия

ребенка, курение, употребление алкоголя не оказывают значимого влияния на частоту обнаружения мутаций в минисателлитных локусах ДНК.

Практическая значимость:

Анализ показал, что облучение гонад отцов в отличие от облучения гонад матерей, приводит к увеличению частоты мутаций в мужских половых клетках, что должно учитываться при оценке дифференцированного генетического риска облучения мужчин и женщин. Частота минисателлитных мутаций может быть использована для ретроспективной биоиндикации хронического радиационного воздействия в диапазоне низких и промежуточных доз с низкой мощностью дозы облучения. Отсутствие четкой дозовой зависимости частоты мутаций в минисателлитных локусах от индивидуальной гонадной дозы облучения родителей и от мощности дозы облучения гонад родителей не позволяет использовать мутации минисателлитных локусов ДНК в целях ретроспективной биологической дозиметрии при данных условиях радиационного воздействия (хроническое комбинированное облучение в диапазоне низких и промежуточных доз).

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы были доложены и обсуждены на научной школе молодых ученых «Актуальные проблемы современной генетики» (Москва, 2006 г.), Международном симпозиуме «Хроническое радиационное воздействие: Медико-биологические эффекты» (Челябинск, 2005 г.), на V съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2006 г.).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и выводов. Работа изложена на 138 страницах, иллюстрирована 43 таблицами и 21 рисунком.

Библиографический указатель включает в себя 126 названий (28 отечественных и 98 зарубежных) печатных работ.

Материалы и методы.

Данная работа проводилась путем анализа данных, полученных на семейных тройках «мать-отец-ребенок». Потомки выступали в качестве маркера возникновения мутаций в половых клетках родителей, поскольку данная работа проводилась не на самих половых клетках, а на образцах периферической крови. Исследование проводили с участием 143 семей: 94 основных и 49 контрольных. Если в семье было два и более ребенка, то данная семья принималась за две и более семейные тройки с одними и теми же родителями, но разными детьми. Всего в исследовании было проанализировано 275 семейных троек. В 165 из них один или оба родителя подвергались хроническому радиационному воздействию вследствие проживания на реке Теча, а в 110 - оба родителя проживали на незагрязненных территориях тех же административных районов, что и родители основной группы. В качестве предварительного исследования был проведен тест на отцовство, после которого оказалось, что в основной группе три ребенка, рождены не от тех отцов, кровь которых была взята в исследование. Эти семейные тройки были удалены из последующего анализа.

Основная и контрольная родительские группы были сопоставимы по национальному составу, образованию и профессиональной занятости, курению, употреблению алкоголя и наличию профессиональных вредностей. Между основной группой и группой сравнения не было достоверных различий по среднему возрасту родителей на момент зачатия ребенка. Для отцов он составил в основной группе 27,0 ± 0,4 лег, в контрольной группе - 28,3 ± 0,5 лет, для матерей - 24,8 ± 0,3 и 26,5 ± 0,5 года соответственно.

В исследовании участвовали преимущественно потомки, родившиеся до 1961 года. Отбор потомков был обусловлен тем, что после 1961 года мощность

s

дозы облучения снизилась практически до фоновых значений. Различий в соотношении полов между основной и контрольной группами не было.

Для каждого из потомков сотрудниками биофизической лаборатории УНПЦ РМ (заведующая лабораторией Дсгтева М.О.) были подсчитаны преконцептивные гонадные дозы родителей по TRDS 2 ООО. Средняя гонадная доза отца составила 102,5±11,9мГр (0,3 - 624 мГр), средняя гонадная доза матери — 87,5±8,8 мГр (0,2 - 493 мГр). Особенностью потомков основной группы являлось то, что они подвергались внутриутробному и постнатальному облучению. Большая часть из них получила пренатальную дозу на красный костный мозг менее 1 мГр и дозу постнатального облучения на красный костный мозг в диапазоне 1-10 мГр.

Выделение ДНК осуществлялось из периферической крови по стандартному фенол - хлороформному методу (Маниаггис, 1984, Херринггон, Макги, 1999). Образцы ДНК гидролизировали эндонуклеазой Alu I и проводили электрофорез в агарозном геле в буфере IxTBE. После электрофореза ДНК гибридизовали с 32Р á d-CTP - мечеными зондами. Для анализа использовали восемь монолокусных минисателлитных зондов: В6.7, СЕВ1, СЕВ15, СЕВ25, СЕВ36, MSI, MS31 и MS32. Происхождение мутации определяли путем анализа соответствия имеющихся полос родителей и потомка: мутантный аллель принадлежал тому родителю, для полос которого не было точного соответствия с соответствующей полосой потомка. Вид мутации определяли по изменению длины пробега аллеля: при делеции происходило увеличение длины пробега вследствие уменьшения массы аллеля, при инсерции — уменьшение длины пробега. Для анализа длины пробега аллеля использовали 1-kb маркер и программу CALIBRAT.exe (автор Ю Дуброва).

В работе использован статистический пакет программ SPSS 11.0, Microsoft Excel 2000. С помощью метода % анализировались отличия между контрольной и основной группами при сравнении групп. Для проверки характера распределения возраста родителей на момент зачатия ребенка и гонадных доз отцов и матерей нами был использован тест Колмогорова -

Смирнова. Двусторонний точный критерий Фишера использовался для определения достоверности отличий частоты мутаций в контрольной группе и дозовых подгруппах. Доверительные интервалы рассчитывались по формулам доверительного интервала для распределения Пирсона. С помощью корреляционного критерия Пирсона устанавливалась связь между мутациями в минисателлитных локусах половых клеток родителей и некоторыми видами заболеваний, которые обнаруживаются у них и их потомков. Оценка влияния некоторых радиационных и нерадиационных факторов на частоту возникновения мутаций проводилась с помощью многофакторного дисперсионного анализа.

Результаты исследования и обсуждение.

Зависимость частоты мутаций от факта облучения родителей.

При анализе частоты мутаций, произошедших в мужских половых клетках, в нашем исследовании было показано, что частота мутаций в основной группе достоверно выше, чем в группе сравнения. При анализе частоты мутаций, произошедших в женских половых клетках, не было достоверных различий между основной группой и группой сравнения (таблица 1).

Таблица 1. Количество мутаций и частота мутирования минисателлитных локусов отцовских и материнских половых клеток

Отцы Матери

Основная Контрольная Основная Контрольная

Кол-во проанализированных фракций 861 1064 1001 885

Мутации 42 31 6 10

Частота мутаций 0,049* 0,029 0,006 0,011

Примечание: 'достоверное отличие от контроля (р<0,05)

Наибольшей частотой мутирования обладали локусы СЕВ1 и ■ В6.7, частота мутаций в которых была достоверно выше, чем в контроле. Частота мутаций в остальных минисателлитных локусах ДНК, взятых в исследование, статистически значимо не превышала таковую в контроле.

В исследовании не было показано значимых различий в спектре мутаций между контрольной и основной группами (рисунок 1).

-30 -10 -4 3 9 16 26

Размер мутации, повторы

Рис. 1. Распределение мутаций в основной и контрольной группах в зависимости от их размера. Черные столбцы — мутации, произошедшие в половых клетках людей основной группы; белые столбцы - мутации, произошедшие в половых клетках контрольной группы. В отрицательной области графика представлено распределение делеций, в положительной - инсерций

Дозовая зависимость частоты мутирования.

В исследовании проводился анализ зависимости частоты мутаций в женских и мужских половых клетках от преконцептивной гонадной дозы отцов и матерей. Не было показано достоверных различий в частоте мутаций,

произошедших в минисателлитных локусах мужских половых клеток, между группой сравнения и дозовыми подгруппами (рисунок 2),

0,16 0,14 0,12

2 0,1

5 0,08 «я

** 0,06 0,04 0,02 0

Рис. 2. Частота мутаций в минисателлитных локусах мужских половых клеток в дозовых подгруппах гонадной дозы отца

0,07 0,06 0,05

| 0,04 §

$ 0,03 0,02 0,01 0

Гонадная доза о&пучення, мГр

■Ми ш

а < и в

Контроль До 10 10,0-100,0 > 100,0

Гонадная доза, мГр

Рис. 3. Частота мутаций в минисателлитных локусах женских половых клеток в различных дозовых группах гонадных доз матерей

Четкой зависимости «доза-эффект» в нашем исследовании не было. Преконцептивная гонадная доза облучения матерей не оказывала достоверного влияния на частоту возникновения мутаций в миннсателлитных локусах ДНК женских половых клеток (рисунок 3).

Зависимость частоты мииисателлитиых мутаций от мощности дозы облучения.

В проведенном исследовании не было выявлено статистически значимого влияния мощности дозы облучения гонад родителей на частоту возникновения миннсателлитных мутаций в их половых клетках. Однако, существовала тенденция к увеличению частоты мутаций в миннсателлитных локусах мужских половых клеток с увеличением мощности дозы облучения (рисунок 4). Для частоты мутаций в женских половых клетках подобная тенденция показана не была.

Контроль До 1 1,0-10,0

Мощность дозы облучения, мГр/год

10,0-100,0

Рис. 4. Частота мутаций в миннсателлитных локусах мужских половых клеток в различных подгруппах мощности дозы облучения отцовских гонад в год зачатия ребенка

Анализ влияния нерадиационных факторов на частоту мутаций в мииисателлитных локусах.

В нашей работе анализировалось влияние на частоту минисаггеллитных мутаций таких факторов нерадиационной природы как возраст родителей па момент зачатия потомка, курение родителей и употребление ими алкоголя. Не было выявлено достоверного влияния ни одного из этих факторов lía частоту возникновения мутаций, хотя в мужских половых клетках происходило некоторое снижение частоты мутаций с увеличением употребления отцами спиртного.

0,18 0,16 0,14 0,12

е*

S 0,1

| 0.08 0,06 0,04 0,02 0

Редко Умеренно Часто/Алкоголизм

Частота употребления алкоголя

Рис. 5. Частота мутаций в мииисателлитных локусах мужских половых клеток в подгруппах отцов контрольной группы с различной частотой употребления спиртного

Влияние внутриутробного и постна тал ьного облучения на частоту обнаружения мутаций в мииисателлитных локусах ДНК потомков облученных родителей.

В работе Kodaira, 1956 было высказано предположение о том, что, обнаруженное в некоторых исследованиях увеличение частоты мииисателлитных мутаций вызвано тем, что в данных исследованиях

ШЩ

^jííJ:,' .,4t'i'\- TlfJiiJ^i

обследованные потомки подвергались внутриутробному облучению. И, возможно, существует синергизм между воздействием радиации и повышенной чувствительностью организма на ранних стадиях эмбриогенеза к различным повреждающим агентам. Поэтому в работе мы решили оценить влияние внутриутробного облучения на частоту обнаружения мутаций у потомков.

Анализ показал, что. в проведенном исследовании не было статистически значимого влияния внутриутробного облучения красного костного мозга в дозах до 100 мГр на частоту мутаций, обнаруживаемых в минисателлитных локусах детей, однако, происходило некоторое увеличение частоты минисателлитных мутаций с увеличением дозы внутриутробного облучения на красный костный мозг (рисунок б).

Контроль До 1 1,0-10,0 10,0-100,0

Доза внутриутробного облучения на красный костный мозг, мГр

Рис. 6. Частота мутаций в минисателлитных локусах в различных подгруппах доз внутриутробного облучения красного костного мозга

Данная закономерность отмечается и при анализе влияния дозы внутриутробного облучения мягких тканей в диапазоне 0,2 - 91 мГр на частоту минисателлитных мутаций.

Доза постнаталъного облучения в нашем исследовании не могла играть значимой роли, поскольку постнатальное облучение могло вызвать появление

мутаций в очень ограниченном количестве клеток крови, которое не смогло бы оказать влияние на результаты исследования.

Оценка влияния факторов радиационной и нерадиационной природы на частоту мутаций в миннсателлитных локусах ДНК человека.

С помощью многофакторного дисперсионного анализа оценивалось влияние радиационных и нерадиационных факторов на частоту возникновения мутаций в миннсателлитных локусах ДНК половых клеток. Было показано, что ни один из проанализированных нами факторов (преконцептивная гонадная доза родителей, мощность дозы облучения гонад родителей, возраст родителей на момент зачатия ребенка, наличие профессиональных вредностей, для отцов -курение и употребление алкоголя) не оказывает статистически достоверного влияния на частоту возникновения миннсателлитных мутаций. Однако, из этих факторов наиболее значимым для мутацнй в мужских половых клетках является наличие профессиональных вредностей, тогда как для мутаций, возникших в женских половых клетках, наибольшую значимость имела преконцептивная гонадная доза матери.

Влияние мутацнй, возникших в миннсателлитных локусах ДНК половых клеток облученных родителей, на здоровье их потомков.

Теоретически, возникновение мутаций в миннсателлитных локусах ДНК не может отражаться на состоянии здоровья человека, поскольку минисателлитные последовательности являются нскодирующими областями в геноме. Однако появление в них мутаций может служить маркером того, что геном подвергся воздействию радиации, и при этом параллельно могло произойти повреждение и его кодирующих областей. В связи с этим, нами был проведен анализ возможности влияния миннсателлитных мутаций на отдельные виды заболеваний потомков, которые их несут.

Однако проведенный анализ не показал достоверной связи между фактом возникновения мутаций в миннсателлитных локусах потомков и обнаружением

у них некоторых форм соматической патологии (заболевания сердечнососудистой системы, желудочно-кишечного тракта, опорно-двигательного аппарата, мочевыделительной, дыхательной, эндокринной систем).

Обсуждение результатов.

В нашем исследовании показано, что частота мутаций в группе основных отцов достоверно выше, чем в группе сравнения. В группе матерей не было достоверных различий между основной группой и группой сравнения. Подобное различие в частоте мутаций для минисателлитных локусов мужских и женских половых клеток показано для большинства минисателлитных локусов и наблюдается в большинстве исследований, посвященных этой теме (May, 1996, Vergnaud, 1991, Yauk, 2002).

Можно выделить несколько возможных объяснений показанного в нашей работе различия частоты мутаций в мужских и женских половых клетках. Первое из возможных объяснений связано с правилом Бергонье и Трибондо, согласно которому максимальное повреждение приходится на клетки, которые в момент радиоактивного воздействия активно пролиферируют и созревают (Ярмоненко, 1977). Это связано с тем, что в этот момент генетический материал клетки наиболее подвержен воздействию повреждающих факторов из-за того, что в ДНК идут многочисленные процессы репликации и транскрипции, а она не защищена белками-гистонами. Обследованные нами родители подвергались воздействию облучения в уже зрелом возрасте, поэтому, большая вероятность возникновения мутаций для мужских половых клеток может быть обусловлена высокой активностью сперматогенеза у мужчин во время облучения, тогда как большинство половых клеток женщин в это время находились в состоянии покоя. Второе возможное объяснение исходит из механизмов формирования минисателлитных мутаций - они происходят при первом делении мейоза. Первое мейотическое деление в процессе овогенеза проходит только в эмбриональном периоде развития организма, тогда как при сперматогенезе клетки, вступающие в первое деление мейоза, имеются в течение всего периода

мужской зрелости. В этом случае повреждения будут происходить в основном в мужских половых клетках. Третье возможное объяснение принадлежит Vergnaud, который предположил, что во время сперматогенеза, вследствие большого числа клеточных делений по сравнению с оогенезом, происходит накопление ошибок репликации, вследствие чего уровень мутаций в мужских половых клетках больше, чем в женских вне зависимости от того, воздействуют ли на клетку повреждающий факторы или нет. Одновременно с этим можно отметить, что имеются отличия в механизмах репарации повреждений, происходящих при сперматогенезе и оогенезе. При сперматогенезе основная часть возникающих повреждений репарируется по механизму негомологичного соединения концов хромосом. Данный вид репарации характеризуется высокой скоростью протекания, но относительно низкой точностью репарации. В то время как повреждения, происходящие при оогенезе, рспарируются но механизму гомологичного соединения концов хромосом, который характеризуется более высокой точностью репарации. В настоящем исследовании показано, что в контрольной группе наблюдается такое же преобладание мутаций в мужских половых клетках над мутациями, произошедшими в женских половых клетках, хотя статистически недостоверное, что подтверждает правильность данной гипотезы.

В нашей работе не существовало различий по спектру обнаруживаемых в основной группе и группе сравнения мутаций. Ранее, Jeffreys (1997) предположил, что радиационное воздействие не оказывает влияния на механизмы возникновения мутаций в минисателлитных локусах: как в случае спонтанного возникновения, так и в случае воздействия какого-либо фактора в их основе лежат рекомбинационные события, сходные с теми, что происходят в течение мейоза.

В исследовании не было показано достоверного различия в частоте мутаций в минисателлитных локусах мужских половых клеток между группой сравнения и дозовыми подгруппами. Одновременно с этим, в нашем исследовании не было четкой линейной зависимости частоты мутаций от дозы

облучения, что не позволяет однозначно объяснить повышение частоты мутаций радиационным воздействием.

Ранее отсутствие четкой линейной дозовой зависимости связывалось с тем, что в предыдущих исследованиях не были оценены точные характеристики доз, которые получили обследуемые люди. Чаще всего при анализе в работах использовались уровни внешнего загрязнения пострадавших территорий радионуклидами (ВеташЬаеу,2002, ОцЪгоуа, 2002, Е>иЬгоуа, 2004). В нашем случае наиболее верным объяснением может быть широкий (0,2 - 624 мГр) диапазон представленных перконцептивных гонадных доз при относительно небольшой выборке исследованных потомков (162 человека в основной группе).

В проанализированной литературе не представлено данных по исследованию роли мощности облучения гонад на возникновение мутаций в минисателлитных локусах половых клеток. По данным иМБСЕАК, (1993) эффект мощности является минимальным при уровнях мощности доз 10 мГр/мин, что больше, чем мощности, которые наблюдались на реке Теча в годы зачатия потомков, взятых в исследование. Таким образом, полученные нами данные вполне совпадают с ранее опубликованными, которые говорят о том, что такие мощности дозы, которые присутствовали в радиационной ситуации на реке Теча, не могли оказывать влияние на частоту минисателлитных мутаций.

В известных нам предыдущих исследованиях не проводился анализ влияния пре- и постнатальных доз облучения на частоту минисателлитных мутаций. Теоретически, если бы в один из ранних периодов внутриутробного развития потомка в результате радиационного воздействия произошла мутация в минисателлитных локусах стволовых клеток крови, это могло бы привести к мозаицизму организма по данной мутации. В нашем исследовании не было достоверного влияния дозы пренатального облучения на частоту минисателлитных мутаций, у потомков.

Поскольку в нашем исследовании сравниваемые выборки были подобраны адекватными по факторам возраста родителей па момент зачатия ребенка, курению, употреблению алкоголя и наличию профессиональных вредностей, то эти факторы не могли оказывать значимого влияния на частоту возникновения мутаций в минисателлитных локусах ДНК половых клегок.

В литературе имеются данные о том, что при некоторых заболеваниях отмечается повышенная частота обнаружения минисателлитных мутаций. В связи с этим было необходимо определить, не существовало ли связи между обнаружением мутаций в половых клетках родителей и наличием у них каких-либо заболеваний. Был проведен корреляционный анализ по выявлению связи между заболеваниями родителей и частотой мутаций в их половых клетках. В анализе использовались данные по заболеваниям опорно-двигательного аппарата, сердечно-сосудистой системы, ЖКТ, органов кроветворения, мочевыделителыюй и дыхательной систем, психическими заболеваниями и количеством новообразований. Было показано, что в нашем исследовании нет статистически значимой корреляции между частотой мутаций в минисателлитных локусах и данными видами заболеваний. Результаты анализа можно объяснить тем, что всс выявленные и взятые в анализ заболевания являлись соматическими и не затрагивали половые клетки, в которых мы анализировали частоту мутаций.

Также в нашем исследовании не было показано влияния наличия минисателлитных мутаций на обнаружение у обследованных потомков отдельных видов заболеваний. Взятые в анализ заболевания напрямую не связаны с мутациями в минисателлитных локусах ДНК, поскольку последние не являются кодирующими. Однако известно, что существует достаточно большое количество минисателлитных локусов, играющих в геноме регуляторную роль, влияя на экспрессию соседних с ними генов. Одновременно с этим, минисателлитные локусы можно оценивать как маркеры произошедшего неблагоприятного воздействия на геном, при котором могло произойти повреждение и других - кодирующих - генов, не имеющих

морфологического проявления, однако способных влиять на различные

физиологические и биохимические процессы, вызывая различные заболевания.

ВЫВОДЫ

1. У мужчин, подвергшихся хроническому радиационному воздействию (индивидуальные значения преконцептивной дозы составляют 0,3 - 624 мГр) вследствие проживания в прибрежных селах реки Теча, установлено статистически значимое увеличение частоты мутаций в минисателлитных локусах половых клеток (частота минисателлитных мутаций в основной группе - 0,049, частота минисателлитных мутаций в группе сравнения -0,029, р<0,05). В минисателлитных локусах матерей, получивших преконцептивную дозу в диапазоне 0,2 - 493 мГр, увеличения частоты мутаций не отмечено.

2. Не обнаружено дозовой зависимости между частотой минисателлитных мутаций в половых клетках родителей и индивидуальной преконцептивной гонадной дозой отцов и матерей, а также мощностью дозы облучения гонад отцов и матерей в год зачатия потомка (максимальные значения мощностей доз составили 157 мГр/год).

3. Не установлено достоверного влияния пренатального облучения (максимальные значения дозы пренатального облучения на мягкие ткани плода составили 91 мГр, на красный костный мозг - 92 мГр) на частоту обнаружения минисателлитных мутаций у потомков.

4. Не обнаружено значимого влияния таких нерадиационных факторов как возраст родителей на момент зачатия ребенка, курение, употребление алкоголя на возникновение мутаций в минисателлитных локусах ДНК.

5. Не установлено связи между наличием минисателлитных мутаций у потомков жителей прибрежных сел реки Теча и распространенностью основных форм соматической патологии (сердечно-сосудистые заболевания, заболевания опорно-двигательного аппарата, желудочно-кишечного тракта, мочевыводящей системы, системы кроветворения, дыхательной системы).

6. Анализ мутаций в минисателлитных локусах у лиц, подвергшихся хроническому комбинированному радиационному воздействию в диапазоне преконцептивных доз облучения 0,2 - 624 мГр не является информативным для целей ретроспективной биологической дозиметрии в отдаленные сроки (50 и более лет),

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. A.B. А клеев, О.Г. Площанская, О.С. Козионова, Ю.Е. Дуброва. Анализ мутаций в минисателлитных локусах ДНК лиц из когорты реки Теча. // Труды и материалы Третьего международного симпозиума, 20-22 октября 2005г, г. Челябинск.

2. О.С. Козионова, A.B. Аклеев, О.Г. Площанская Мутации в минисателлитных локусах ДНК как возможный маркер радиационного воздействия. В сб. Здоровье детей и радиация: актуальные проблемы и решения. Выпуск 2. - М. - 2006. - С.163-166.

3. О.С. Козионова, A.B. Аклеев, О.Г, Площанская, Ю.Е. Дуброва Анализ мутаций в минисателлитных локусах ДНК лиц из когорты реки Теча.// Материалы V съезда по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность), 10-14 апреля 2006г, г.Москва.- С 86.

4. Кознонова О.С* Аклеев A.B., Площанская О.Г., Дуброва Ю.Е. Мутации в минисателлитных локусах ДНК как возможный маркер радиационного воздействия. В сб. «школа молодых ученых»

5. Аклеев A.B., Дуброва Ю.Е., Площанская О.Г., Кознонова О.С. Влияние хронического радиационного облучения на частоту возникновения мутаций в минисателлитных локусах ДНК лиц, проживающих в прибрежных селах реки Теча, // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2006. - Т.47. - № 1. - С. 1-17.

Подписано в печать 11.10.2006 . Формат 60x84 1/16 Бумага для множительных аппаратов. Печать на ризографе. Усл. печ. л. 1,2. Уч-изд. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ 109.

Отпечатано в типографии «Два Комсомольца» 454008 г. Челябинск, Комсомольский пр., 2, оф. 207

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Козионова, Ольга Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Мутагенное действие ионизирующего излучения.

1.1.1. Нестабильность генома.'.

1.1.2. Сравнительная радиочувствительность различных стадий гаметогенеза.

1.2. Минисателлитные последовательности ДНК.

1.2.1. Общая характеристика тандемно повторяющихся последовательностей.

1.2.2. Морфологическая характеристика минисателлитных последовательностей ДНК.

1.2.3. Функциональная характеристика минисателлитных последовательностей ДНК.'.

1.2.4.Мутации в минисателлитных локусах ДНК.

1.3. Применение минисателлитных локусов ДНК.

1.3.1. Использование мутаций в минисателлитных локусах ДНК как маркера химического мутагенеза.

1.3.2. Использование мутаций в минисателлитных локусах ДНК как маркера радиационного воздействия.

Экспериментальные работы на животных.

Исследования, проведенные на человеке.

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Характеристика обследованного контингента.

2.1.1. Радиоэкологическая характеристика территории

Южного Урала.

2.1.2. Характеристика обследованных групп.

2.2. Методы исследования.

2.2.1 Выделение ДНК.

2.2.2. Генотипирование образцов.

2.2.3. Определение размера и происхождения мутации.

2.2.4. Использованные статистические методы.

ГЛАВА III. ВЛИЯНИЕ ХРОНИЧЕСКОГО РАДИАЦИОННОГО

ОБЛУЧЕНИЯ НА ЧАСТОТУ ВОЗНИКНОВЕНИЯ МУТАЦИЙ В МИНИСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСАХ ДНК ЧЕЛОВЕКА.

3.1. Зависимость частоты мутаций от факта облучения родителей.

3.2. Анализ частоты возникновения мутаций в минисателлитных локусах мужских половых клеток

3.2.1. Дозовая зависимость частоты мутирования мужских половых клеток.

3.2.2. Зависимость частоты минисателлитных мутаций от мощности дозы облучения гонад отцов.

3.2.3. Анализ влияния нерадиационных факторов на частоту мутаций в минисателлитных локусах мужских половых клеток.

3.3. Анализ частоты возникновения мутаций в минисателлитных локусах женских половых клеток.

3.3.1. Дозовая зависимость частоты мутирования женских половых клеток.

3.3.2. Зависимость частоты минисателлитных мутаций от мощности дозы облучения гонад матерей.

3.3.3. Анализ влияния нерадиационных факторов на частоту мутаций в минисателлитных локусах женских половых клеток.

3.4. Влияние внутриутробного и постнатального облучения на частоту мутаций в минисателлитных локусах ДНК потомков облученных родителей.

3.5. Комплексная оценка влияния факторов радиационной и нерадиационной природы на частоту мутаций в минисателлитных локусах ДНК человека.

3.6. Возможная связь мутаций, возникших в минисателлитных локусах ДНК половых клеток родителей и состояния здоровья их потомков.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Частота мутаций в минисателлитных локусах ДНК у жителей прибрежных сел реки Теча, подвергшихся хроническому радиационному воздействию"

Актуальность исследования

В настоящее время установлено, что изменения в генах человека или структуре его хромосом могут приводить к изменениям фенотипа организма. Степень этих изменений зависит от роли данных генов в реализации тех или иных функций организма, от масштабов нарушений, произошедших в генах и от характера наследования возникших изменений [26].

Известно, что мутации могут возникать при действии на организм самых различных внешних и внутренних факторов: физических, химических или биологических [28,40,54]. В настоящее время, в связи с активным развитием атомной промышленности, широким использованием источников ионизирующего излучения в промышленности, науке, медицине и других сферах человеческой деятельности, особое внимание привлекает к себе проблема влияния ионизирующего излучения на возникновение мутационных изменений в генотипе. С другой стороны, пристальное внимание уделяется вопросу влияния радиации не только на здоровье людей, непосредственно подвергшихся облучению, но и на здоровье их потомков, которые непосредственно не облучались. Это в первую очередь связано с тем фактом, что мутации, возникшие в половых клетках организма, способны передаваться следующему поколению [2,26,28].

Основные закономерности формирования генетических изменений при действии ионизирующего излучения установлены в экспериментах на животных. Значительно реже источником информации о генетических эффектах являлись наблюдения за людьми, подвергшимися радиационному воздействию при аварийных ситуациях [1,28,103]. Как правило, изучение влияния радиации на мутагенез происходило с использованием систем, изменения в которых легко можно было отследить фенотипически - на морфологических признаках организма, а так же при помощи оценки частоты возникновения новообразований, или изменения характера биохимических процессов, протекающих в организме [1,28]. Методологическим недостатком перечисленных подходов являлось то, что признаки, которые изучались с помощью данных методов, закодированы в генотипе с помощью малокопийных или вообще уникальных генов. Частота возникновения мутаций в них ничтожно мала, в связи с чем, выборки при проведении исследований должны включать в себя большие группы экспериментальных животных или изучаемых людей [2,71,122]. Значительно сложней оценить влияние на геном малых доз радиации. В этом случае для проведения эксперимента потребовались бы еще более крупные выборки. Задача исследования частоты мутаций в человеческих популяциях при этом практически невыполнима [26,103].

Ситуация несколько изменилась с открытием некодирующих тандемно повторяющихся локусов ДНК [75,76,97]. Данный класс повторов характеризуется широким распространением в геноме и высокой частотой мутирования, которая в несколько раз превышает таковую для кодирующих повторов ДНК [30,38,42,72,74,76]. Поэтому для проведения исследований с использованием в качестве маркера воздействия радиации тандемных повторов ДНК требуется гораздо меньшая выборка, чем для исследований с использованием традиционных методов оценки частоты мутаций.

Наиболее важными представителями данного класса повторов являются микросателлитные и минисателлитные повторы ДНК. В настоящее время активно исследуется возможность их использования для целей биоиндикации и биодозиметрии [42,51,55,60,61].

Цель исследования: оценить влияние хронического радиационного воздействия на частоту возникновения мутаций в минисателлитных локусах ДНК у лиц, проживавших в прибрежных селах реки Теча.

Задачи исследования: 1. Оценить влияние хронического комбинированного облучения в диапазоне низких и промежуточных доз (0,2 - 624 мГр) на частоту возникновения мутаций в минисателлитных локусах ДНК людей, подвергшихся радиационному воздействию в результате проживания в прибрежных селах реки Теча.

2. Изучить зависимость частоты мутаций в минисателлитных локусах ДНК от индивидуальных преконцептивных гонадных доз облучения отца и матери на год зачатия ребенка.

3. Оценить зависимость частоты мутаций в минисателлитных локусах ДНК от мощности дозы облучения гонад отца и матери в год зачатия ребенка.

4. Оценить влияние внутриутробного облучения в диапазоне доз на красный костный мозг 0,1 - 91 мГр на частоту мутаций в минисателлитных локусах ДНК.

5. Оценить влияние основных нерадиационных факторов (возраст родителей, курение, употребление алкоголя) на частоту мутаций в минисателлитных локусах ДНК.

Научная новизна исследования:

Проведенное исследование впервые позволило оценить влияние индивидуальных гонадных доз родителей, облученных в диапазоне низких и промежуточных доз на частоту возникновения мутаций в минисателлитных локусах ДНК их половых клеток. Установлено, что при облучении гонад отцов в диапазоне доз 0,3 - 624 мГр наблюдается достоверное (р<0,05) увеличение частоты мутаций в мужских половых клетках. Показано, что при облучении материнских гонад в диапазоне доз 0,2 - 493 мГр не происходит увеличения частоты мутаций в женских половых клетках.

Впервые проанализировано влияние мощности дозы облучения гонад родителей на частоту возникновения минисателлитных мутаций в их половых клетках. При этом не установлено влияния мощностей доз в диапазоне 0,1 - 157 мГр/год на частоту возникновения мутаций.

Впервые оценено влияние доз внутриутробного облучения на частоту обнаружения мутаций в минисателлитных локусах ДНК потомков облученных родителей. Показано, что внутриутробное облучение в диапазоне доз 0,1 - 91 мГр не оказывает влияния на частоту возникновения минисателлитных мутаций.

Впервые оценена роль ряда нерадиационных факторов (возраст родителей, курение, употребление алкоголя, профессиональные вредности) в возникновении мутаций в минисателлитных локусах ДНК. Установлено, что ни один из исследованных факторов не оказывает достоверного влияния на частоту возникновения мутаций.

Впервые оценена возможность использования метода учета минисателлитных мутаций для целей биологической индикации и биологической дозиметрии в отдаленные сроки хронического радиационного воздействия в диапазоне малых и средних доз облучения. Показано, что данный метод непригоден для ретроспективной биологической индикации и биологической дозиметрии в условиях комбинированного хронического облучения в диапазоне преконцептивных гонадных доз 0,3 - 624 мГр.

Положения, выносимые на защиту;

1. У мужчин, подвергшихся хроническому радиационному облучению вследствие проживания в прибрежных селах реки Теча в диапазоне индивидуальных преконцептивных гонадных доз 0,3 - 624 мГр возрастает частота мутаций в минисателлитных локусах ДНК половых клеток. У женщин, подвергшихся хроническому воздействию ионизирующего излучения в диапазоне индивидуальных преконцептивных гонадных доз 0,2 - 493 мГр увеличения частоты мутаций в минисателлитных локусах ДНК не отмечается.

2. Не установлено зависимости частоты мутаций в минисателлитных локусах мужских и женских половых клеток от индивидуальной преконцептивной гонадной дозы облучения родителей, внутриутробного облучения потомков (диапазон доз на красный костный мозг 0,1 - 92 мГр и на мягкие ткани 0,2 - 91 мГр) и мощности дозы облучения гонад родителей в год зачатия ребенка. Такие нерадиационные факторы как возраст родителей на момент зачатия ребенка, курение, употребление алкоголя не оказывают значимого влияния на частоту обнаружения мутаций в минисателлитных локусах ДНК.

Практическая значимость:

Анализ показал, что облучение гонад отцов в отличие от облучения гонад матерей, приводит к увеличению частоты мутаций в мужских половых клетках, что должно учитываться при оценке дифференцированного генетического риска облучения мужчин и женщин. Частота минисателлитных мутаций может быть использована для ретроспективной биоиндикации хронического радиационного воздействия в диапазоне низких и промежуточных доз с низкой мощностью дозы облучения. Отсутствие четкой дозовой зависимости частоты мутаций в минисателлитных локусах от индивидуальной гонадной дозы облучения родителей и от мощности дозы облучения гонад родителей не позволяет использовать мутации минисателлитных локусов ДНК в целях ретроспективной биологической дозиметрии при данных условиях радиационного воздействия (хроническое комбинированное облучение в диапазоне низких и промежуточных доз).

Апробация работы:

Материалы диссертационной работы были доложены и обсуждены на научной школе молодых ученых «Актуальные проблемы современной генетики» (Москва, 2006 г.), Международном симпозиуме «Хроническое радиационное воздействие: Медико-биологические эффекты» (Челябинск, 2005 г.), на съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2006 г.).

По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.

Заключение Диссертация по теме "Радиобиология", Козионова, Ольга Сергеевна

ВЫВОДЫ

1. У мужчин, подвергшихся хроническому радиационному воздействию (индивидуальные значения преконцептивной дозы составляют 0,3 - 624 мГр) вследствие проживания в прибрежных селах реки Теча, установлено статистически значимое увеличение частоты мутаций в минисателлитных локусах половых клеток (частота минисателлитных мутаций в основной группе - 0,049, частота минисателлитных мутаций в группе сравнения -0,029, р<0,05). В минисателлитных локусах матерей, получивших • преконцептивную дозу в диапазоне 0,2 - 493 мГр, увеличения частоты мутаций не отмечено.

2. Не обнаружено дозовой зависимости между частотой минисателлитных мутаций в половых клетках родителей и индивидуальной преконцептивной гонадной дозой отцов и матерей, а также мощностью дозы облучения гонад отцов и матерей в год зачатия потомка (максимальные значения мощностей доз составили 157 мГр/год).

3. Не установлено достоверного влияния пренатального облучения (максимальные значения дозы пренатального облучения на мягкие ткани плода составили 91 мГр, на красный костный мозг - 92 мГр) на частоту обнаружения минисателлитных мутаций у потомков.

4. Не обнаружено значимого влияния таких нерадиационных факторов как i возраст родителей на момент зачатия ребенка, курение, употребление алкоголя на возникновение мутаций в минисателлитных локусах ДНК.

5. Не установлено связи между наличием минисателлитных мутаций у потомков жителей прибрежных сел реки Теча и распространенностью основных форм соматической патологии (сердечно-сосудистые заболевания, заболевания опорно-двигательного аппарата, желудочно-кишечного тракта, мочевыводящей системы, системы кроветворения, дыхательной системы).

6. Анализ мутаций в минисателлитных локусах у лиц, подвергшихся хроническому комбинированному радиационному воздействию в диапазоне преконцептивных доз облучения 0,2 - 624 мГр не является информативным для целей ретроспективной биологической дозиметрии в отдаленные сроки (50 и более лет).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Козионова, Ольга Сергеевна, Москва

1. Бак 3., Александер П. Основы радиобиологии. М.: иностранная литература., 1963. 500 с.

2. Безлепкин В.Г., Газиев А.И. Индуцированная нестабильность генома половых клеток животных по мини- и микросателлитным последовательностям // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. -Т. 41.- №5.-С!. 475-488.

3. Веремеева Г.А. Влияние хронического радиационного воздействия на уровень соматических мутаций в клетках периферической крови людей в отдаленные сроки: Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических'наук. Челябинск., - 1996. - 111 с.

4. Газиев А.И. Повреждение ДНК в клетках под действием ионизирующей радиации. // Радиационная биология. Радиоэкология. -1999. Т. 39. - № 6. - С. 630-638.

5. Геномика медицине / Под ред. академика РАМН В.И. Иванова и академика РАН Л.Л.Киселева - М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. - 392 с.

6. Гилева Э.А., Нохрин Д.Ю., Стариченко В.И. и др. // Генетика. 2000. -Т. 36.-С. 714-717.

7. Дегтева М.О., Воробьева М.И., Толстых Е.И., Шагина Н.Б., Кожеуров В.П. Дозиметрическая система реки Теча: реконструкция доз для оценки риска радиационных последствий // Вопросы радиационной безопасности. 2000. - № 4. - С.36-46.

8. Дегтева М.О., Кожеуров В.П., Воробьева М.И. Реконструкция дозы населения, облучившегося вследствие сбросов радиоактивных отходов в р. Течу // М. Атомная энергия. 1992. - Т. 72. - № 4. - С. 386-390.

9. Дуброва Ю.Е., Джеффрейз А.Дж., Малашенко A.M. Мутации в минисателлитной ДНК мышей, индуцированные радиацией // Генетика. -Т. 29.-№7.-С. 1157-1162.

10. Лакин Г.Ф. Биометрия М.: Высш. Шк., 1990. - 352 с.11: Мазурик В.К., Михайлов В.Ф. // Радиац. биология. Радиоэкология. -2001.-Т. 41.-С. 272-289.

11. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Молекулярное клонирование. М. «Мир» 1984.-421 с.

12. Медико-биодогические и экологические последствия радиоактивного загрязнения реки Теча / Под ред. А.В.Аклеева, М.Ф.Киселева. М., - 2001. -531с.

13. Окада Ш. Радиационная биохимия клетки. М.: Мир, 1974. - 408 с.

14. Попова С.Н., Шадрина М.И., Фатхисламова Р.И. и др. ПЦР-анализ микросателлитных ДНК-маркеров: возможность ошибочного определения генотипов // Генетика. 1998. - Т. 34. - № 6. - С. 843-845.

15. Пузырев В.П. Вольности генома и медицинская патогенетика. Томск: Печатная мануфактура. - 2001. - 44 с.

16. Сидельниковй В.М. « Привычная потеря беременности» М. Триада-Х, 2002г. 304с.

17. Сингер М., Берг П. Гены и геномы: В 2-х т. Т.2. Пер. с англ.- М.: Мир, 1998.-391 с.

18. Скрябин A.M. Радиологические и медицинские последствия аварии на Чернобыльской АЭС для Беларуси // 1 Международный симпозиум «хроническое радиационное воздействие: риск отдаленных эффектов» -Челябинск 1995- С.42.

19. Таганов Д.Н. SPSS: Статистический анализ в маркетинговых исследованиях, i-СПб.: Питер, 2005. - 192 с.

20. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека в 3-х т. Т2. М.: Мир. 1990.-378 с.

21. Хесин Р.Б. Непостоянство генома М.: Наука, 1995.

22. Шведов B.JI. Экспериментальное обоснование предельно допустимого содержания стронция-90 в организме при хроническом его поступлении: Диссертация на. соискание ученой степени доктора медицинских наук. -Челябинск. 1968. - 472 с.

23. Шевченко В.А. Современные проблемы оценки генетического риска облучения человека // Радиационная биология. Радиоэкология. 2000. - Т. 40.-№5.-С. 630-639.

24. Шевченко В.А., Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека: Учебник для студентов высших учебных заведений. М.: «Владос», 2004. -240 с.

25. Ярмоненко С.П. Радиобиология человека и животных. М., «Высш.школа». - 1977.-368 с.

26. Alien N.D., Barton S.C., Surani М.А.Н, Reik W. Mammalian development: a practical approach (IRL, Oxford) 1987.

27. Armour J.A.L., Brinkworth M.H., Kamischke A. Direct analysis by small-pool PCR of MS205 minisatellite mutation rates in sperm after mutagenic therapies // Mutation Research 1999. V 444. P.73-80.

28. BaarendsW.M., van Der Laan R., Grootegoed J.A.DNA repair mechanisms and gametogenesis//Reproduction. 2001. V. 121. P. 31-39.

29. Barber R., Plumb M.A., Boulton E, Dubrova Y.E. Elevated mutation rates in the germ line of first- and second-generation offspring of irradiated male mice // PNAS. 2002. V.99 (10). P.6877-6882.

30. Barber R., Plumb M.A., Smith A.G., Cesar C.E., Boulton E., Jeffreys A.J., Dubrova Y.E. No correlation between germline mutation at repeat DNA and meiotic crossover in male mice exposed to X-rays or cisplatin // Mutat. Res. 2000. V.457.P. 79-91.

31. Baverstock K. Radiation-induced genomic instability: a paradigm-breaking phenomenon and its relevance to environmentally induced cancer // Mutat. Res. 2000 V. 454. P.89-109.

32. Bell G.I., Serby M.J., Rutter W.J. The highly polymorphic region near the human gene is composed of simple tandemly repeating sequences // Nature. 1982. V. 295. P. 31-35.

33. Bennett S.T., Lucassen A.M., Gough S.C.L., Powell E.E., Undlien D.E., Pritchard L.E. et al. Susceptibility to human type I diabetes at IDDM2 is determined by tandem repeat variation at the insulin gene minisatellite locus. Nat. Genet. 1995 9:284-292.

34. Bersimbaev R.I., Lindholm C., Tankimanova M.K., Djansugarova L.V. Tree-generation study of population living in the vicinity of the Semipalatinsk nuclear test-site- biosample database and population characteristics // STUC-A191 November 2002.

35. Boan F., Blanco M.G., Quinteiro J., Mourino S., Birth J.G. Evolutionary History of a Human Minisatellite // Molecular Biology and Evolution 2004. V.21 (2). P. 228-235.

36. Boguski M.S., Birkenmeier E.H., Elshourbagy N.A., Taylor M.T., Gordon J.I. 1998. Evolution of the apolipoproteins // J. Biol. Chem. V. 261 P. 63986407.

37. Bois P.R.J. Hypermutable minisatellites, a human affair? // Genomics. 2003. V. 81 P. 349-355.

38. Bois Ph.R., Grant G.R., Jeffreys A. Minisatellites show rare and simple intra-allelic instability in the mouse germ line. Genomics 2002, V.80, N1. 6791.

39. Bois P., Jeffreys A.J. Minisatellite instability and germline mutation // Cellular and Molecular Life Sciences. 1999. V. 55. P. 1636-1648.

40. Bois P., Williamson J., Brown J., Dubrova Y.E., Jeffreys A.J. 1998. A novel unstable mouse VNTR family expanded from SINE B1 element // Genomics. V. 49. P. 122-128.

41. Buard J., Bourdet A., Yardley J., Dubrova Y., Jeffreys A.J. Influences of array size and homogeneity on minisatellite mutation // EMBO J. 1998. V. 17. P. 3495-3502.

42. Buard J., Vergnaud G. Complex recombination events at the hypermutable minisatellite CEB1 (D2S90) // EMBO J. 1994. V. 13. P.3203-3210.

43. Caskey C.T., Pizzuti A., Fu Y.-H. et al. Triplet repeat mutation in human disease // Science. 1992. V. 256. P. 784-789.

44. Cherubini R., Canova S., Favaretto S., Bruna V. et al. Minisatellite and Hprt mutations in V79 cells irradiated with helium ions and gamma rays. // Int. J. Radiat. Biol. 2002. V.78 (9). P.791-797.

45. Classification of occupations and coding index. HMSO, London. Office of Population Censuses and Surveys. 1980.

46. Coleman M.G., Gough A.C., Bunyan D.J., Braham D. et al. Minisatellite instability is fouhd in colorectal tumours with mismatch repair deficiency.// British Journal of cancer. 2001. V. 85 (10). P. 1456-1491.

47. Dubrova Y.E., Bersimbaev R.I., Djansugurova L.B., Tankimanova M.K. et al. Nuclear Weapons Test and Human Germline Mutation Rate // Science 2002. V. 295. P. 1037.

48. Dubrova Y.E., Bois Ph.R., Jeffreys A.J., Plumb M., Brown J. et al. Stage specificity, dose response, and doubling dose for mouse minisatellite germ-line mutation induced by acute radiation. // Genetics 1998 V.95. P.6251-6255.

49. Dubrova Y.E. Germline mutation induction at mouse and human tandem repeat DNA loci/53. Dubrova Y.E, Grant G., Chumak A.A., Stezhka V.A., Karakasian A.N.

50. Elevated Minisatellite Mutation Rate in the Post-Chernobyl Families from Ukraine//Am. J. Hum. Genet. 2002. V. 71. P. 801-809.

51. Dubrova Y.E., Jeffreys A.J., Malashenko A.M. Mouse minisatellite mutations induced by ionizing radiation // Nat. Genet. 1993. V.5. P. 92-94.

52. Dubrova Y.E. Long-term genetic effects of radiation exposure // Mutation Research 2004. V.544. P. 433-439.

53. Dubrova Y.E. Monitoring of radiation-induced germline mutation in humans // Swiss. Med. Wkly 2003. V. 133. P. 474-478

54. Dubrova Y.E, Nesterov V.N., Krouchinsky N.G. et al. Human minisatellite mutation rate after the Chernobyl accident // Nature 1996. V. 380. P. 683-686.

55. Dubrova Y.E., Nesterov V.N., Krouchinsky N.G., Ostapenko V.A., Vergnaud G., Giraudeau F. et al. Further evidence for elevated human minisatellite mutation rate in Belarus eight years after Chernobyl accident // Mutat. Res. 1997. V. 381. P. 267-278.

56. Dubrova Y.E., Plumb M.A. Ionising radiation and mutation induction at mouse minisatellite loci. The story of the two generations // Mut. Res. 2000 V.499. P. 143-150.

57. Dubrova Y.E., Plumb M., Brown J. et al. Stage specificity, dose response and doubling dose for mouse minisatellite germ-line mutation induced by acute radiation//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. P. 6251-6255.

58. Dubrova Y.E., Plumb M., Brown J., Boulton E., Goodhead D., Jeffreys A.J. Induction of minisatellite mutations in the mouse germline by low dose chronic exposure to y-radiation and fission neutrons // Mutat. Res. 2000. V. 453. P. 1724.

59. Dubrova Y.E. Radiation-Induced Mutation at Tandem Repeat DNA loci in the mouse germline: spectra and doubling doses // Radiation Research. 2005. V. 163. P 200-207.

60. Dubrova Y.E. Radiation-induced transgenerational instability // Oncogene. 2003. V.22. P.7087-7093

61. Fan Y.J., Wang Z., Sadamoto S. et al. Dose-response of a radiation induction of a germline mutation at a hypervariable mouse minisatellite locus // Int. J. Radiat. Biol. 1995. V.68. P. 177-183.

62. Friedberg E.C., Walker G.C., Siede W. 1995. DNA Repair and mutagenesis. ASM Press: Washington, DC. P.59-61.

63. Gibbs M., Collick A., Kelly R., Jeffreys A.J. A tetranucleotide repeat mouse minisatellite displaying substantial somatic instability during early preimplantation development// Genomics. 1993. V. 17. P. 121-128.

64. Gordenin D.A., Kunkel T.A. and Resnick M.A. Repeat expansion all in a flap?//Nat. Genet. 1997. V. 16. P. 116-118.

65. Haber J.E. Partners and pathways repairing a double-strand break // Trends Genet. 2000. V. 1,6. P. 259-264.

66. Jeffreys A.J. Spontaneous and induced minisatellite instability in the human genome // Clinical Science 1997. V.93. P. 383-390.

67. Jeffreys A.J., MacLeod A., Tamaki K., Neil D.L.,Monckton D.G., Minisatellite repeat coding as a digital approach to DNA typing // Nature 1991. V. 354. P. 204-209.

68. Jeffreys A.J., Neumann R. Somatic mutation process at a human minisatellite // Hum. Mol. Genet. 1997. P. 136-145.

69. Jeffreys A.J., Royle N.J., Wilson V., Wong Z. Spontaneous mutation rates to new length alleles at tandem-repetitive hypervariable loci in human DNA // Nature. 1988. V. 332. P. 278-281.

70. Jeffreys A.J., Royle N.J., Wilson V., Wong Z. Spontaneous mutation rates to new length alleles at tandemrepetitive hypervariable loci in human DNA // Nature 1988. V. 332. P. 278-281.

71. Jeffreys A.J., Tamaki К., MacLeod A., Monckton D.G., Neil D.L., Armour J.A.L. Complex: gene conversion events in germline mutation at human minisatellites // Nat. Genet. 1994. V.6. P. 136-145.

72. Jobling M.A., Bouzekri N. and Taylor P.G. Hypervariable digital DNA codes for human paternal lineages: MVR-PCR at the Y-specific minisatellite, MSY1 (DYF155S1)//Hum Mol. Genet. 1998. P. 643-653.

73. Kelly R., Bulfield G., Collick A., Gibbs M., Jeffreys A.J., Characterization of a highly unstable mouse minisatellite locus: Evidence for somatic mutation during early development // Genomics 1989. V. 5. P. 844-856.

74. Kitajima T.S., Yokobayashi S., Yamamoto M., Watanabe Y. Distinct cohesion complexes organize meiotic chromosome domains // Science. 2003. V.300. P. 1152-1155.

75. Kiuru A, Auvinen A, Luokkamaki M, Makkonen K, VeidebaumT, Tekkel M, et al. Hereditary minisatellite mutations among the offspring of Estonian Chernobyl cleanup workers // Radiat Res 2003. V. 159. P. 651 -655.

76. Kodaira M.,;:Izumi S., Takahashi N., Nakamura N. No Evidence of Radiation Effect on Mutation Rates at Hypervariable Minisatellite Loci in the Germ Cells of Atomic Bomb Survivors // Rad. Res. 2004. V.162. P. 350-356.

77. Kodaira M, Satoh C, Hiyama K, Toyama K. Lack of effects of atomic-bomb radiation on genetic instability of tandem-repetitive elements in human germ-cells // Am. J. Hum. Genet. 1995. V. 57. P. 1275 -1283.

78. Kovalchuk O., Dubrova Y.E., Arkhipov A., Hohn В., Kovalchuk I. Wheat mutation rate after Chernobil // Nature. 2000. V. 407. P. 583-584.

79. Lancaster C.A., Peat N., Duhig Т., Wilson D., Taylor P.J., Gendler S.J. .Structure and expression of the human polymorphic epithelial mucin gene: anexpressed VNTR unit // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1990. V. 173. P. 1019-1029.

80. Little J.B. Radiation-induced genomic instability // Int. J. Radiat. Biol. 1998. V. 74. P. 663-671.

81. Little J.B., Nagasawa H. et al. Radiation-induced genomic instability: delayed mutagenic and cytogenetic effects of X rays and alpha particles // Radiat Res. 1997 V. 148(4). P. 299-307.

82. Livshits L.A>, Malyarchuk S.G, Lukyanova E.M, Antipkin Y.G, Arabskaya L.P, Kravchenko S.A, et al. Children of Chernobyl cleanup workers do not show elevated rates of mutations in minisatellite alleles // Radiat. Res. 2001. V. 155. P. 74 -80.

83. May C.A., Jeffreys A.J., Armour J.A.L. Mutation rate heterogeneity and the generation of allele diversity at the human minisatellite MS205 (D16S309) // Hum. Mol. Genet. 1996. V. 5. P. 1823-1833.

84. May C.A., Tamaki K., Neumann R., Wilson G., Zagars G., Pollack A., Dubrova Y.E., Jeffreys A.J., Meistrich M.L. Minisatellite mutation frequency in human sperm following radiotherapy // Mutation Research 2000. V. 453. P. 67-75

85. Modrich P., Lahue R. Mismatch repair in replication fidelity, genetic recombination, and cancer biology // Ann. Rev. Biochem. 1996. V. 65. P. 101-133.

86. Monckton D:G., Neumann R., Guram Т., Fretwell N., Tamaki K., MacLeod A., Jeffreys A.J. Minisatellite mutation rate variation associated with a flanking DNA sequence polymorphism // Nat. Genet. 1994. V. 8. P. 162-170.i 135

87. Morgan W.F., Corcoran J., Hartmann A. et al. DNA double-strand breaks, chromosomal rearrangements, and genomic instability // Mutat. Res. 1998. V. 404. P.125-128.

88. Morgan W.F., Day J.P., Kaplan M.I. Genomic instability induced by ionizing radiation // Radiat. Res. 1996. V.146. P. 247-258

89. Nakamura Y. et al. Variable number of tandem repeat (VNTR) markers for human gene mapping// Science 1987. V. 235. P. 1616-1622.

90. Naslund K., Saetre P., Salome J.,. Bergstrfm T.F, Jareborg N., Jazin E. Genome-wide prediction of human VNTRs // Genomics 2005. V. 85. P. 24- 35

91. Neil D.L., Jeffreys A.J. Digital DNA typing at a second hypervariable locus by minisatellite variant repeat mapping // Hum. Mol. Genet. 1993. V. 2. P. 1129-1135.

92. Nikiforov Y.E, Nikiforova M., Fagin J.A Prevalence of minisatellite and microsatellite instability in radiation-induced post Chernobyl pediatric thyroid carcinomas // Oncogene 1998. V. 17.

93. Neel J.V., Schull W.J., Awa A.A. et al. The children of parents exposed to atomic bombs: estimates of the genetic doubling dose of radiation for humans. •// Am. J. Hum. Genet. 1990. V. 46. P. 1053-1072.

94. Niwa O. Induced genomic instability in irradiated germ cells and in the offspring; reconciling discrepancies among the human and animal studies // Oncogene 2003. V. 22. P. 7078-7086

95. Niwa O., Kominami R. Untargeted mutation of the maternally derived mouse hypervariable minisatellite allele in F. mice born to irradiated spermatozoa//PNAS. 2001. V.98 (4.) P. 1705-1710.

96. Nomura T. X-Ray-induced germline mutation leading to tumors: its manifestation in mice given urethane post-natally // Mutat. Res. 1983. V. 121. P. 59-68. s

97. Ogheri S., Rampazzo C., Celotti L. Mutagenic effects at hprt locus and in minisatellite sequences indused in V79 cells by treatment with UV and methyl-nitro-nitroso-guanidine // Mutat. Res. 1995. V. 348 (4). P. 193-199.

98. Ponnaiya В., Cornforth M.N., Ullrich R.L. Radiation-induced chromosomal istability in BALB/c and C57BL/6 mice: the difference is as clear as black andwhite // Radiat. Res. 1997. V. 147. P. 121-125.t"

99. Roderick Т.Н. The response of twenty-seven inbred strains of mice to daily doses of whole-body irradiation // Radiat. Res. 1963. V. 20. P. 631-639.

100. Sachs L. Applied Statistics. New York, Springer. 1982 562 p.

101. Sadamoto S., Suzuki S., Kamiya K., Kominami R., Dohi K., Niwa O. Radiation induction of germline mutation at a hypervariable mouse minisatellite locus.// Int. J. Radiat. Biol. 1994. V.65. (5).P.549-557.

102. Schwacha A., Kleckner N. Interhomolog bias during meiotic recombination: meiotic functions promote a highly differentiated interhomolog-only pathway // Cell. 1997. V. 90. P. 1123-1135.

103. Trepicchio W.L., Krontiris T.G. IGH minisatellite suppression of USF binding site and E^ mediated transcriptional activation of the adenovirus major late promoter//Nucleic Acids Res. 1993 V. 21. P. 977-985.

104. UNSCEAR. Sources and Effects of Ionizing Radiation, United Nations, New York, 1993.

105. Vergnaud G., Mariat D., Apiou F., Aurias A., Lathrop M., Lauthier V. The use of synthetic tandem repeats to isolate new VNTR loci: cloning of a human hypermutable sequence // Genomics. 1999. V.11. P. 135-144.

106. Vergnaud G., Mariat D., Apiou F., Aurias A., Lathrop M., Lauthier V. The use of synthetic tandem repeats to isolate new VNTR loci-cloning of a human hypermutable sequence//Genomics 1991. V. 11 (1). P. 135-144.

107. Vilenchik M.M., Knudson A.G. 2000. Inverse radiation dose-rate effects on somatic and germ-line mutations and DNA damage rates // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. V.97. P. 5381-5386.

108. Vorobtsova I.A., Aliyakparova C.M., Anisimov V.N. Promotion of skin cancers by 12-0-tetradecanoylphorbol-13-acetate in two generations of descendants of male mice exposed to X-irradiation // Mutat. Res. 1993. V. 287 P. 207-216.

109. Walter C.A., Intano G.W., McCarrey J.R. et al. Mutation frequency declines during spermatogenesis in young mice but increases in old mice // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998. V. 95. P. 10015-10019.

110. Watson G.E., Lorimore S.A., Clutton S.M., Kadhim M.A., Wright E.G. Genetic factors influencing alpha-particle-induced chromosomal instability // Int. J. Radiat. Biol. 1997. V. 71. P. 497-503.

111. Yauk C.L. Advances in the application of germline tandem repeat instability for in situ monitoring // Mutation Research 2004. V. 566. P. 169-182.

112. Yauk C., Dubrova Y.E., Grant G.R., Jeffreys A.J. A novel single molecule analysis of spontaneous and radiation-induced mutation at a mouse tandem repeat locus // Mutation research 2002. V.500. P. 147-156.

113. Yauk C. Monitoring for induced heritable mutations in natural populations: application of minisatellite DNA screening // Mutation Research 1998. V. 411 P. 1-10.

114. Yauk C.L., Quinn J.S. Multilocus DNA fingerprinting reveals high rate of heritable genetic mutation in herring, gulls nesting in an industrialized urban site '//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V.93. P. 12137-12141.