Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Пространственное расположение локусов некоторых хромосом в ядрах лимфоцитов человека в норме и при воздействии, индуцирующем антимутагенную реакцию клеток (адаптивный ответ)

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Содержание диссертации, , Салимов, Агарагим Гаджи оглы

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Организация хромосом в интерфазном ядре

1.2 Влияние генетически опасных агентов в малых дозах на клетки

2. Материалы и методы исследований

2.1 Мечение хромосом-специфичных ДНК-зондов биотином

2.2 Приготовление препаратов лимфоцитов из периферической крови человека

2.3 Получение метафазных хромосом

2.4 Облучение лимфоцитов

2.5 Гибридизация и детекция ДНК-зондов

2.6 Анализ изображения ядер лимфоцитов человека

2.7 Моделирование расположения сигнала в объеме ядра клетки

3. Результаты и обсуждение 41 3.1 Оптимизация условий гибридизации in situ ДНК-зондов, меченных биотином с использованием фотоактивируемого реагента

3.2 Определение положения отдельных локусов хромосом Y, 1, 9 и

16 в ядрах нестимулированных к делению лимфоцитов человека

3.3 Взаиморасположение гомологичных lql2 в ядрах лмфоцитов человека 62 3.4 Изменения положения lql2 в интерфазных ядрах лимфоцитов человека, индуцируемых низкими (адаптирующими) дозами ионизирующей радиации

Введение Диссертация по биологии, на тему "Пространственное расположение локусов некоторых хромосом в ядрах лимфоцитов человека в норме и при воздействии, индуцирующем антимутагенную реакцию клеток (адаптивный ответ)"

Накопленные на сегодняшний день данные демонстрируют взаимосвязь многих процессов функционирования генома с определенной пространственной организацией хромосом в интерфазном ядре (Manuelidis, 1990; Ferguson, Ward, 1992; Cremer et al., 1993; 1996; Lawrence et al., 1993; Sharp, 1994; Lawrence, 1996; Lampel et al., 1996; Okumura et al., 1996; Parriera et al., 1997; Croft, 1999). Так, утверждается, что выявляемая цитологическая структура хроматина в ядре клетки является «портретом» ткани (Прокофьева-Бельговская, 1982). Этот портрет, по сути дела, является фенотипом ядра, который отражает структурное состояние и взаимодействие хромосом и их отдельных локусов в нем. По-видимому, разное расположение хромосом в дифференцированных клетках и отражает то, что цитологи обозначают как портрет ткани. Вместе с тем, дифференцированные клетки имеют разный спектр экспрессируемых белков. По-видимому, имеется корреляция между взаиморасположением хромосом (или их отдельных локусов) и спектрами экспрессируемых генов. Если это предположение верно, то возникает вопрос: что является первичным? Чтобы ответить на этот вопрос, на наш взгляд, необходимо для начала знать взаимное расположение хромосом в интерфазных ядрах различных дифференцированных клеток.Вторая проблема, которая является следствием первой, связана с частотами и механизмами ряда хромосомных перестроек (обменами, транслокациями и др.). Следует отметить, что их спектр в значительной степени взаимосвязан с расположением хромосом в интерфазном ядре как при индукции определенными воздействиями, так и при спонтанных межхромосомных аберрациях (Hager et al., 1982; Koduru, Chaganti, 1988). Вероятность реализации многих из них зависит от близости соответствующих локусов хромосом в пространств ядра клетки. Так, как полагают, межхромосомные обмены осуществляются только при наличии пространственной близости взаимодействующих последовательностей ДНК в интерфазных ядрах соматических или зародышевых клеток (Akifyev, 1995).

И, наконец, третья проблема связана с возможным перемещением хромосом после действия на клетки генотоксикантов в дозах, вызывающих адаптивный ответ, который является важнейшей антимутагенной реакцией клеток. Известно, что первым этапом этой реакции является перевод клеток в состояние готовности к реализации адаптивного ответа (см. гл. Обзор литературы). В процессе этой реакции должны происходить переключение ряда генов на синтез белков, необходимых для перевода клеток в это состояние и перемещение гомологичных хромосом (или их отдельных локусов) для их сближения, если репарация двойных разрывов ДНК после повреждающего воздействия осуществляется по известному механизму - с участием процесса гомологичной рекомбинации.

Следовательно, для понимания описанных выше проблем, необходима информация о пространственной организации хромосом в интерфазном ядре клеток. Имеющиеся в литературе сведения о конкретных параметрах взаиморасположения хромосом отрывочны и не полны, что, по-видимому, связано со сложностью изучения трехмерно организованного интерфазного ядра. Вместе с тем, определение параметров взаиморасположения хромосом в ядре и наличие их изменений создали бы основу для понимания функционального выражения генома. С другой стороны, взаиморасположение хромосом в ядре должно быть связано с частотами и механизмами ряда хромосомных перестроек (обменами, транслокациями и др.). Действительно, спектры как спонтанных, так и индуцированных межхромосомных аберраций в определенной степени коррелирует с расположением групп сцеплений в ядрах клеток (Hager et al., 1982; Koduru, Chaganti, 1988). Это указывает на то, что вероятность реализации многих из них зависит от близости соответствующих локусов хромосом в пространстве ядра клетки. Более того, полагают, что межхромосомные обмены осуществляются только при наличии пространственной близости определенных последовательностей ДНК в ядрах соматических или зародышевых клеток (Akifyev, 1995).

Различие в расположении хромосом в ядрах разных дифференцированных клеток в норме, а также при некоторых патологиях подразумевает возможность пространственной делокализации хромосом в ядрах клеток. Действительно, в последнее время интенсивно развиваются исследования, посвященные динамической организации хромосом в ядре клетки (Park and De Boni , 1999; Gasser , 2002). Нам представляется, что эти исследования принципиально важны для понимания механизмов репарации ДНК с участием гомологичной рекомбинации. В то же время, гомологи хромосом в ядре клетки пространственно разобщены, а упомянутый механизм репарации подразумевает их сближение. Отсутствие такого процесса, затрудняющего репарацию, указывало бы на риск генетической патологии, что типично для ряда заболеваний, характеризующихся хромосомной нестабильностью.

Таким образом, выяснение взаиморасположения хромосом в ядре клетки представляет актуальную в фундаментальном и научно-прикладном аспектах проблему общей и медицинской генетики. Имеющаяся в научной литературе информация по этой проблеме, не смотря на ее существенное развитие, далека от своего разрешения.

Целью настоящего исследования явился детальный анализ расположения определенных локусов хромосом в лимфоцитах периферической крови человека и возможности перемещения этих локусов при воздействиях, приводимых клетки в состояние готовности к репарации двойных разрывов ДНК, т.е. важнейшей антимутагенной реакции клеток -адаптивному ответу.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

1. Разработать неферментативный способ мечения биотином ДНК-зонды позволяющий эффективно их использовать в реакции гибридизации нуклеиновых кислот.

2. Определить расположение прицентромерных районов хромосом 1,9,16 и дистального конца хромосомы Y в ядрах нестимулированных к делению лимфоцитов.

3. Изучить взаиморасположение прицентромерных районов гомологов хромосомы 1 в ядрах Go-лимфоцитов человека.

4. Изучить возможное изменение положения прицентромерных районов хромосомы 1 после облучения лимфоцитов рентгеновскими лучами в дозе 10 сГр, которая подготавливает клетки к адаптивному ответу.

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Салимов, Агарагим Гаджи оглы

Выводы.

1. Разработан оригинальный способ связывания фотобиотина с фрагментами ДНК без образования заряженной метки, позволяющий получать нерадиоактивно меченые ДНК-зонды, для использования в реакции гибридизации нуклеиновых кислот.

2. С использованием меченных ДНК-зондов с помощью фотобиотина и гибридизации in situ осуществлена 2D локализация прицентромерных районов хромосом 1,9,16 и дистального конца длинного плеча хромосомы Y в ядрах Go-лимфоцитов человека.

3. С использованием данных о 2D локализации прицентромерных локусов хромосом 1,9,16 и дистального конца длинного плеча хромосомы Y и результатов математического моделирования показано, что указанные локусы расположены в пространстве ядер (3D) Go-лимфоцитов вблизи их мембраны.

4. Показано, что среди углов, образованных между расположенными вблизи мембраны ядра прицентромерными локусами гомологов хромосомы 1 и центром ядра, выделяется три группы.

5. Показано, что воздействие на Go-лимфоциты рентгеновского излучения (10 сГр) индуцирует перемещение локусов lql2 по радиус-вектору от примембранной локализации во внутреннюю область ядра этих клеток. Полученные данные демонстрируют высокую чувствительность исследуемого параметра структуры ядер лимфоцитов к малому генетически опасному воздействию. Предполагается, что этот процесс может иметь значение для выяснения механизмов фундаментальной антимутагенной реакции клеток - адаптивного ответа и репарации ДНК.

Заключение.

Известная к настоящему времени информация позволяет полагать, что позиционная кинетика локусов хромосом в пространстве ядра клетки является одним из фундаментальных механизмов эпигенетического переключения активности генов. Так, например, утверждается, что выявляемая цитологически структура хроматина в ядре клетки является «портретом» ткани (Прокофьева-Бельговская, 1992). Этот портрет, по сути дела, является фактором ядра, отражающем структурное состояние и взаимодействие хромосом в нем. По-видимому, разное расположение отличающихся по структуре отдельных локусов хромосом в дифференцированных клетках (Manuelidis, 1990; Cremer et al., 1994) и отражает то, что цитологи и обозначают, как портрет ткани. Вместе с тем, дифференцированные клетки отличаются между собой спектрами экспрессируемых белков. Что это - только корреляция между позиционированием локусов хромосом в ядре и спектрами экспрессируемых генов или взаимосвязанное событие? Если верно последнее, то что является первичным? Для ответа на этот вопрос необходимо для начала знать взаимное расположение хромосом в интерфазном ядре.

Вторая проблема, которая является следствием первой, связана с частотами и механизмами ряда хромосомных перестроек (обменами, транслокациями и др.) Естественно, что вероятность реализации многих из них зависит от близости соответствующих локусов хромосом в пространстве ядра.

И, наконец, третья проблема, которая связана с позиционированием локусов хромосом в ядре клетки. Эта проблема относится к механизмам влияния генотоксикантов на реализацию важнейшей антимутагенной реакции клеток - адаптивный ответ. Как следует из Обзора литературы, первым этапом этой реакции является перевод клеток в состояние готовности к реализации реакции адаптивного ответа. В процессе этой реакции должно происходить переключение ряда генов на синтез белков. Необходимых для перевода клетки в это состояние и перемещение гомологичных хромосом для их сближения, если репарация двойных разрывов, после повреждающего воздействия, осуществляется по известному механизму — с участием процесса гомологичной рекомбинации.

По существу, наша работа представляет собой первую попытку решения этих проблем.

К моменту начала нашего исследования вопрос о локализации отдельных локусов хромосом в ядре клетки оставался дискуссивным. Сказанное относилось и к методам визуализации гибридизованных in situ ДНК-зондов. Решение этих задач (см. Главу 3.1) позволило перейти к анализу локализации центромерных локусов хромосом в ядре. Выбор для анализа именно этих локусов хромосом был продиктован тем. Что с ними колокализованы ряд белковых комплексов (например, Ikams-комплекс, PARP), являющихся неспецифическими репрессорами генов или влияющих на ряд фундаментальных процессов в клетке, таких, например, как репарация ДНК, транскрипция, дифференцировка. Поэтому, их возможное предполагаемое нами, перемещение должно быть функционально значимым. Мы хотели бы подчеркнуть и следующее важное обстоятельство. Проблемы истинной локализации исследуемых локусов хромосом достаточно сложны. Во-первых, для этой процедуры необходимо достаточное количество воздействий на клетку ( фиксация, подготовка к гибридизации и др.), которые, несмотря на выбор щадящих режимов, в принципе могли модифицировать организацию хромосом и их локусов в ядре клетки. Таким образом, указывая на определенную организацию локусов хромосом, следует иметь в виду, что более корректно говорить о пространственной организации ядра, в той или иной степени только отражающей эту структуру в живой клетке. В меньшей степени это относится к изменению координат анализируемых локусов, поскольку, если эти координаты изменятся, то мы можем с большей степенью вероятности утверждать, что соответствующие локусы перемещаются и в ядре живой клетки. Однако, вопрос о точной их локализации при перемещении, в силу сказанного выше, остается открытым. В настоящее время многие исследователи, для уточнения локализации соответствующих локусов в ядре клетки, вместо 2D используют ЗО-конфокальную микроскопию. Однако, в силу опять же сказанного выше, такие уточнения не имеют, как нам представляется, принципиального значения, тем более, что мы использовали оригинальный способ перевода 2D в ЗО-изибражение.

Учитывая сказанное выше, можно заключить следующее. Во-первых, нами показано примембранное расположение прицентромерных районов хромосом 1, 9, 16 и дистального конца длинного плеча Y хромосомы в интерфазных ядрах Go лимфоцитов человека.

Известные из литературы данные о взаиморасположении хромосом и их отдельных локусов в интерфазных ядрах клеток достаточно противоречивы. Это, на наш взгляд, связано со сложностью изучения трехмерно организованного ядра. С помощью разработанного в нашей лаборатории способа анализа показано примембранное расположение прицентромерных районов хромосом 1, 9, 16 и Y в интерфазных ядрах лимфоцитов человека. Также показано, что располагаясь вблизи мембраны прицентромерные районы гомологов хромосомы 1 находятся друг от друга на различных, но фиксированных расстояниях. По этому параметру лимфоциты человека подразделяются на несколько групп. Для одной из них характерно близкое расположение прицентромерных районов гомологов хромосомы 1. Следует отметить, что межхромосомные перестройки в определенной степени связаны с расположением хромосом в интерфазном ядре как при индукции внешними воздействиями, так и при спонтанных межхромосомных аберрациях (Hager et al., 1982; Koduru, Chaganti, 1988). Приводимые в данной работе результаты по взаиморасположению гомологов lql2 создают основу для понимания механизмов рекомбинаций в прицентромерных гетерохроматине между гомологами хромосомы 1 при воздействии 5-азацитидина (Kokalj-Vokac et al., 1993). Вполне вероятно, что деконденсация гетерохроматина, вызываемая указанным агентом, приводят к взаимодействию этих участков в лимфоцитах с близкорасположенными прицентромерными районами гомологов хромосомы 1. Интересно, что доля ассосаций гомологов хромосомы 1 в цитированной выше работе коррелирует с обнаруженным нами относительным количеством со сближенными lql2 (около 20% ). Также известно, что при синдроме Блюма значительное число хромосомных аберраций связано с обменами между гомологичными хромосомами, включая хромосому 1 (Schoerder, Germann, 1974). Такие процессы могут происходить в группе лимфоцитов со сближенными гомологами вследствие дисфункции механизмов, поддерживающих стабильность генома, или, альтернативно, изменение взаиморасположения гомологов (их сближение) при данной патологии в других подтипах лимфоцитов может провоцировать взаимодействия и обмены между гомологичными хромосомами.

Существенно, что не изменяя взаиморасположения локусов хромосом, и, следовательно, их взаимодействие и вероятность образования соответствующих аберраций хромосом, должны оказывать влияния адаптирующие дозы генотоксических агентов, включая ионизирующую радиацию. В представленной работе, методом гибридизации in situ ДНК-зондов, специфичных к lql2 впервые показано, что адаптирующая доза стимулирует перемещение указанных локусов в новое положение в ядре клетки. От промежуточного положения lql2 при адаптирующем воздействии перемещается в направлении к центру ядра. Мы полагаем, что такое перемещение является новым, впервые открытым этапом сложного процесса - репарации парных разрывов ДНК. Кроме того, как недавно было показано, подобному перемещению при воздействии ионизирующей радиации подвергаются и отдельные гены. В цитированной работе показано, что указанном воздействии увеличивается доля клеток, в которых сближаются гены, расположенные в разных хромосомах. Такой процесс существенно увеличивает вероятность образования филадельфийской хромосомы, являющейся маркерной при соответствующей патологии.

Таким образом, структурная динамика локусов хромосом в ядре клетки является, по-видимому, одним из важнейших процессов, участвующих в регуляции активности генов, репарации и т.д. Нарушения в реализации нормальных динамических преобразований фенотипа может оказаться принципиальным для развития ряда патологий, в том числе, злокачественной трансформации клетки. В представленной работе показано, что даже воздействие, подготавливающее клетку к адаптивному ответу, приводит к динамическому перемещению локусов хромосом. Мы полагаем, что наши результаты, а также данные, полученные другими авторами, стимулируют развитие нового направления - анализа структурной динамики хромосом и их локусов в пространстве ядра клетки. Можно полагать, что развитие этого направления окажется важным как в научном, так и в научно-практическом планах, в том числе для медицинской генетики.

Библиография Диссертация по биологии, , Салимов, Агарагим Гаджи оглы, Москва

1. Засухина Г.Д., Васильева И.М., Семячкина А.Н. (2000) Разобщенность Процессов Репарации Гамма-поврежденной ДНК и Радиоадаптивного Ответа в Лимфоцитах Пациентов с Синдромом Блюма. Радиац. биол. Радиоэкология, т.40, 513-515.

2. Котеров А.Н., Никольский А.В. (1999) Адаптация к Облучению in vivo Радиац. биология. Радиоэкология, т.39, 642-648.

3. Морговский Л.Я., Ершов Л.С. (1993) Приборы и Техника Эксперимента. 3, 193-195.

4. Пелевина И.И., Алещенко А.В., Афанасьев Г.Г. и др. (2000) Феномен Повышения Радиочувствительности После Облучения Лимфоцитов в Малых Адаптирующих Дозах. Радиац. биол. Радиоэкология, т.40, 544548.

5. Пелевина И.И., Афанасьев Г.Г., Алещенко А.В. и др. (1999) Радиационное Индуцирование Адаптивного Ответа у Детей и Эффект Внешних и Внутренних Факторов. Радиац. биол. Радиоэкология, 39, вып. 1, 106-112.

6. Талызина Т.А., Спитковский Д.М. (1991) Структурные Изменения Ядер Лимфоцитов Человека при Действии Ионизирующих Излучений в Диапазоне Доз, Вызывающих Адаптивный Ответ. Радиобиология 31, 606-611.

7. Хандогина Е.К., Мутовин Г.Р., Зверева С.В. и др. (1990) Генетическое Действие Корпускулярных Излучений. Дубна, 148-156.

8. Хандогина Е.К., Мутовин Г.Р., Зверева С.В. и др. (1991) Отсутствие Радиационно-индуцированного Адаптивного Ответа в Лимфоцитах Больных с Синдромом Дауна. Бюлл. экспер. биол. и мед. №9, т. 112, 290-292.

9. Agard D.A., Sedat J.W. (1983) Three-dimensional Architecture of a Polytene Nucleus. Nature 302, 676-681.

10. Akaboshi E, Howard-Flanders P. (1989) Proteins induced by DNA-damaging agents in cultured Drosophila cells. Mutat Res., 227(1): 1-6.

11. Akifyev A.P. (1995) Mechanism of Production of Chromosomal Aberration in Eucariotic Cells. Physiol. Gen. Biol. Rev. 10, 1-56.

12. Arnoldus E., Peters A., Bots G., et al. (1989) Somatic Pairing of Chromosome 1 Centromeres in Interphase Nuclei of Human Cerebellum. Hum. Genet. 83, 231-234.

13. Bartova E., Kozubek S., Kozubek M., et al. (2000) Nuclear Topography of the с myc Gene in Human Leukemic Cells. Gene 244, 1-11.

14. Borden J., Manuelidis L. (1988) Movement of the X Chromosome in Epilepsy. Science, 242, 1687-1691.

15. Bridger JM, Boyle S, Kill IR, Bickmore WA. (2000) Re-modelling of nuclear architecture in quiescent and senescent human fibroblasts. Curr Biol. 3, 149-152.

16. Brown K.E., Guest S.S., Smale S.T., et al. (1997) Association of Transcriptionally Silent Genes with ikaros complexes at Centromeric Heterochromatin. Cell, 96(6), 845-854.

17. Burns J., Ckan V., Jonasson J.A., et al. (1985) Sensitive System for Visualizing Biotinylated DNA Probes Hybridized in situ: Rapid Sex Determination of Intact Cell. J. Clin. Pathol. 38, 1085-1092.

18. Cai L, Liu SZ. (1990) Induction of cytogenetic adaptive response of somatic and germ cells in vivo and in vitro by low-dose X-irradiation. Int J Radiat Biol. 58(1), 187-94.

19. Cimino G.D., Gamper H.B., Isaacs S.T., Hearst J.E. (1985) Psoralens as photoactive probes of nucleic acid structure and function: organic chemistry, photochemistry, and biochemistry. Annu. Rev. Biochem. v.54, 1151-1193.

20. Comings D.E. (1980) Arrangement of Chromatin in the Nucleus. Hum. Genet. 53,331-343.

21. Cooke H.J., Hindey J. (1979) Cloning of Human Satellite 3 DNA. Different Components Are on Different Chromosomes. Nucleic Acid Res. 6, 31773197.

22. Cortes F, Dominguez I, Mateos S, Pinero J, Mateos JC. (1990) Evidence for an adaptive response to radiation damage in plant cells conditioned with X-rays or incorporated tritium. Int J Radiat Biol., 57(3): 537-41.

23. Cremer Т., Cremer С., Bauman H., et al. (1982) Rabl's Model of the Interphase Chromosome Arrangement Tested in Chinese Hamster Cells by Premature Chromosome Condensation and Laser-UV-microbeam Experiments. Hum.Genet. 60, 46-56.

24. Cremer Т., Kurz A., Zirbel R., et al. (1993) Role of Chromosome Territories in the Functional Compartmentalization of the Cell Nucleus. Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 58, 777-792.

25. Cremer Т., Kurz A., Zirbel R., et al. (1994) Role of Chromosome Territories in the Functional Compartmentalization of the Cell Nucleus. Cold Spring Harber Symp. Quant. Biol. 58, 777-792.

26. Cremer Т., Lichter P., Bordeu J., et al. (1988) Detection of Chromosome Aberrations in Metaphase and Interphase Tumor Cells by in situ Hybridization Using Chromosome-specific Library Probes. Hum. Genet. 80, 235-246.

27. Croft J.A., Bridger J.M., Boyele S., et al. (1999) Differences in the Localization and Morphology of Chromosomes in Human Nucleus. J. Cell. Biol. 145, 1119-1131.

28. Dolling J.A., Boreham D.R., Brown D.R., et al. (1997) Rearrangement of Human Cell Homologous Chromosome Domains in Response to Ionizing Radiation. Int. J. Radiat. Biol. 72, 303-311.

29. Emmerich P., Loos P., Jauch A., et al. (1989) Double in situ Hybridization in Combination with Digital Image Analysis: a New Approach to Study Interphase Chromosome Topography. Exp. Cell. Res. 181, 126-140.

30. Feinberg A.P., Vogelstein B.A. (1983) A technique for radiolabelling DNA restriction endonuclease fragmentsto high specific activity. Anal. Biochem., 132, 6-13.

31. Ferguson M., Ward D.C. (1992) Cell Cycle Dependent Chromosomal Movement in Pre-mitotic Human T-lymphocyte Nuclei. Chromosoma 101, 551-565.

32. Ferreira J., Radoelia G., Ramos C., et al. (1997) Spatial Organization of Large-scale Chromatin Domains in the Nucleus: A Magnified View of Single Chromosome Territories. J. Cell. Biol. 139,1597-1610.

33. Foster A.C., Meinnes J.L., Skingle D.C., Symons R.H.(1985) Nonradioactive hybridization probes prepared by the chemical labelling of DNA and RNA with a novel reagent, photobiotin. Nucl. Acid. Res., v.13, 745-761.

34. Fung J.C., Marshal W.F., Demburg D.A., et al. (1998) Homologous Chromosome Pairing in Drosophila Melanogaster Proceeds through Multiple Independent Initation. J. Cell Biol. v. 141, 5-20.

35. Gasser S.M. (2002) Visualizing Chromatin Dynamics in Interphase Nuclei. Science 296, 1412-1416.

36. Haaf Т., Schmid M. (1991) Chromosome Topology in Mammalian Interphase Nuclei. Exp. Cell. Res. v.2,325-332.

37. Haaf Т., Ward D.C. (1995) Chromosome Topology in Mammalian Interphase Nuclei. Exp. Cell. Res. v.2, 325-332.

38. Haaf Т., Ward D.C. (1995) Rable Orientation of GENP-B Box Sequences in Tupaia Belangeri Fibroblasts. Cytogenet. Cell. Genet. 70, 258-262.

39. Haber JE. (1999) Sir-Ku-itous routes to make ends meet. Cell., 97(7): 829832.

40. Hadlaczky G.Y., Went M., Ringert N.R. (1986) Direct Evidence for the Non-random Localization of Mammalian Chromosomes in the Interphase Nucleus. Exp. Cell. Res. 167, 1-15.

41. Hager H.D., Schroeder-Kurth T.M., Vogel F. (1982) Position of Chromosomes in the Interphase Nucleus. Hum. Genet. 61, 342-356.

42. Helsop-Harrison J.S., Bennett M.D. (1984) Chromosome Order-possible Implications for Development. J. Embriol. Exp. Morph. 83 (supplements), 51-73.

43. Helsop-Harrison J.S., Bennett M.D. (1990) Nuclear Architecture in Plans. Trends Genet. 6, 401-405.

44. Hendrickson EA. (1997) Cell-cycle regulation of mammalian DNA double-strand-break repair. Am J Hum Genet. Oct; 61(4): 795-800.

45. Hochstrasser M, Sedat J.W. (1987) Three-dimensional organization of Drosophila melanogaster interphase nuclei. II. Chromosome spatial organization and gene regulation. J Cell Biol., 104(6): 1471-83.

46. Hochstrasser M, Sedat JW. (1987) Three-dimensional organization of Drosophila melanogaster interphase nuclei. I. Tissue-specific aspects of polytene nuclear architecture. J Cell Biol., 104(6): 1455-1470.

47. Hochstrasser M., Sedat J.W. (1987) Three-dimensional Organization of Drosophila Melanogaster Interphase Nuclei. J. Cell Biol. 104, 1455-1470.

48. Hubert J., Bourgeois C.A. (1986) The Nuclear Skeleton and the Spatial Arrangement of Chromosomes in the Interphase Nucleus of Vertebrate Somatic Cells. Hum. Genet. 74, 1-15.

49. Ikushima T. (1989) Radio-adaptive response: characterization of a cytogenetic repair induced by low-level ionizing radiation in cultured Chinese hamster cells. Mutat Res., 227(4): 241-246.

50. Jirsova P., Kozubek S., Bartova E., et al. (2001) Spatial Distribution of Selected Genetic Loci in Nuclei of Human Leukemia Cells After Irradion. Radiation Research, v. 155, 311 -319.

51. Koduru P., Chaganti R. (1988) Congenital Chromosome Breakage Clusters within Giemsa-light Bands and Identifies Sites of Chromatin Instability. Cytogenet. Cell Genet. 49, 269-274.

52. Kokalj-Vokac N., Almeida A., Viegas-Pequignot E., et al. (1993) Specific Induction of Uncoiling and Recombination by Azacytidine in Classical Satellite-containing Constitutive Heterochromatin. Cytogenet. Cell. Genet. 63, 11-15.

53. Kozubek M., Kozubek S., Lukasova E., et al, (1990) High-resolution Cytometry of FISH Dots in Interphase Cell Nuclei. Cytometry v.36, 279293.

54. Kozubek S., Lukasova E., Ryznar L., et al. (1997) Distribution of ABL and BCR Genes in Cell Nuclei of Normal and Irradiated Lymphocytes. Blood 89, 4537-4545.

55. Kurek K.C., Matsumoto L. (1995) Nonrandom Arrangement of Bovine Satellite 1 DNA within the Interphase Nucleus of Madin-Darby Bovine Kidney Cells. Exp. Cell. Res. 216, 187-190.

56. Kurz A., et al. (1996) Active and Inactive Genes Localize Preferentially in the Periphery of Chromosome Territories. J. Cell Biol., 135, 1195-1205.

57. Lawrence J.B. (1996) Sites of Transcription Specific Genes. Abstr. Hum. Gen. Mapping. Heidelberg. XXIV, NW1.

58. Lawrence J.B., Carter K.C., Xing X (1993) Probing Functional Organization within the Nucleus is Genome Structure Integrated with RNA Metabolism. Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 58, 807-818.

59. Li G., Sudlow G., Belmont A.S. (1998) Interphase Cell Cycle Dynamics of a Late-replicating, Heterochromatic of Homogenously Staining Region: Precise Choreography of Condensation/Decondensation and Nuclear Positioning. J. Cell Biol. 140, 975-989.

60. Liang F, Han M, Romanienko PJ, Jasin M. (1998) Homology-directed repair is a major double-strand break repair pathway in mammalian cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 95(9): 5172-5177.

61. Lieber MR. Warner-Lambert/Parke-Davis (1998) Award Lecture. Pathological and physiological double-strand breaks: roles in cancer, aging, and the immune system. Am. J. Pathol. 153(5): 1323-1332.

62. Lindahl T, Sedgwick B, Sekiguchi M, Nakabeppu Y. (1988) Regulation and expression of the adaptive response to- alkylating agents. Annu Rev Biochem.; 57:133-157.

63. Lukashova E., Kozubek S., Kozubek M. et al. (1997) Localization and Distance Between ABL and BCR Genes in Interphase Nuclei of Bone Marrow Cells of Control Donors and Patients with Chronic Myeloid Leukemia. Hum. Genet. 100, 525-535.

64. Manders E., Kimura H., Cook P.R. (1999) Direct Imaging of DNA in Living Cells Reveals the Dynamics of Chromosome Formation. J. Cell Biol. 144,813-822.

65. Manuelidis L. (1984) Different Central Nervous System Cell Types Display Distinct and Nonrandom Arrangements of Satellite DNA Sequences. Proc. Nate. Acad. Sci. USA 81, 3123-3127.

66. Manuelidis L. (1990) A View of Interphase Chromosomes. Science 250, 1533-1540.

67. Manuelidis L., Borden J. (1988) Reproducible Compartmentalization of Individual Chromosome Domains in Human CNS Cells Revealed by in situ Hybridization and Three-dimensional Reconstruction. Chromosoma 96, 397-410.

68. Moyzis R.K., Albricht K.L., Bartoldi M.F. et al. (1987) Human Chromosome-specific Repetitive DNA Sequences: Novel Markers for Genetic Analysis. Chromosoma 95, 375-386.

69. Mukherjee A.B., Parsa N.Z. (1990) Determination of Sex Chromosomal Constitution and Chromosomal Origin of Drumsticklike Structures, and

70. Other Nuclear Bodies in Human Blood Cells at in Interphase by Fluorescence in situ Hybridization. Chromosoma 99, 432-435.

71. Nelms BE, Maser RS, MacKay JF, Lagally MG, Petrini JH. (1998) In situ visualization of DNA double-strand break repair in human fibroblasts. Science. 280(5363): 590-592.

72. Nemethova G, Kalina I, Racekova N. (1995) The adaptive response of peripheral blood lymphocytes to low doses of mutagenic agents in patients with ataxia telangiectasia. Mutat Res. 348(3): 101-104.

73. Okumura K., Nogami M., Hishida K., et al. (1996) Delineation of DNA Replication Timing in the Human MHC and Intranuclear Arrangement of Genome Domains by FISH. Abstr. Hum. Gen. Mappyng, Heidelberg 72, №328.

74. Olivieri G, Bodycote J, Wolff S. (1984) Adaptive response of human lymphocytes to low concentrations of radioactive thymidine. Science. 223(4636): 594-597.

75. Park P.C., De Boni U. (1999) Dynamics of Structure-function Relationships in Interphase Nuclei. Life Sciences v.64, №19, 1703-1718.

76. Parreira L., Telhada M., Ramos C., et al. (1997) The Spatial Distribution of Human Immunoglobulin Genes within the Nucleus: Evidence for Gene Topography Independent of Cell Type and Transcription Activity. Hum. Genet. 100, 588-594.

77. Popp S., School H.P., Loos, et al. (1990) Distribution of Chromosome 18 and X Centric Heterochromatin in the Interphase Nucleus of Cultured Cells. Exp. Cell. Res. 189, 1-12.

78. Rappold G.A., Cremer Т., Hager H.D., et al. (1984) Sex Chromosome Position in Human Interphase Nuclei as Studied by in situ Hybridization with Chromosome Specific DNA Probes. Hum Genet. 67, 317-325.

79. Richardson C, Moynahan ME, Jasin M. (1998) Double-strand break repair by interchromosomal recombination: suppression of chromosomal translocations. Genes Dev. 12(24): 3831-1842.

80. Rigby P.W.G., Dieckman M., Rhodes C., Berg P. (1977) Labeling deoxyribonucleic acid to high specific activity in vitro by nick translation with DNA polymerase I. J. Mol. Biol, v.l 13, 237-241.

81. Robinett C.C., Straight A., Li G., et al. (1996) In vivo Localization of DNA Sequences and Visualization of Large-scale Chromatin Organization Using Lae Operator/Repressor Recognition. J. Cell Biol. 135, 1685.

82. Sadoni N., Langer S., Fauth Ch., et al. (1999) Nuclear Organization of Mammalian Genomes: Polar Chromosome Territories Build up Functionally Distinct Higher Order Compartments. J. Cell Biol. 146, 12111226.

83. Sakamoto H, Traincard F, Vo-Quang T, Ternynck T, Guesdon JL, Avrameas S. (1987) 5-Bromodeoxyuridine in vivo labelling of M13 DNA,and its use as a non-radioactive probe for hybridization experiments. Mol Cell Probes. 1(1): 109-120.

84. Samson L, Cairns J. (1977) A new pathway for DNA repair in Escherichia coli. Nature. 267(5608): 281-283.

85. Samson L, Schwartz JL. (1980) Evidence for an adaptive DNA repair pathway in CHO and human skin fibroblast cell lines. Nature. 287(5785): 861-863.

86. Sanderson BJ, Morley AA. (1986) Exposure of human lymphocytes to ionizing radiation reduces mutagenesis by subsequent ionizing radiation. MutatRes. 164(6): 347-351.

87. Schardin M., Cremer Т., Hager H.D., et al. (1985) Specific Staining of Human Chromosomes in Chinese Hamster X Man Hybrid Cell Lines Demonstrates Interphase Chromosome Territories. Hum. Genet. 71, 281287.

88. Schmid M., Grunert D., Haaf Т., et al. (1983) A Direct Demonstration of Somatically Paired Heterochromatin of Human Chromosomes. Cytogenet. Cell. Genet. 36, 554-561.

89. Shadley JD, Afzal V, Wolff S. (1987) Characterization of the adaptive response to ionizing radiation induced by low doses of X rays to human lymphocytes. Radiat Res. 111(3): 511-517.

90. Shadley JD, Wiencke JK. (1989) Induction of the adaptive response by X-rays is dependent on radiation intensity. Int J. Radiat. Biol. 56(1): 107-118.

91. Shadley JD, Wolff S. (1987) Very low doses of X-rays can cause human lymphocytes to become less susceptible to ionizing radiation. Mutagenesis. 2(2): 95-96.

92. Sharp P.A. (1994) Split Genes and RNA Splicing. Cell 77, 805-815.

93. Shelby R.D., Hahn K.M., Sullivan K.F. (1996) Dynamic Elastic Behavior of a-satellite DNA Domains Visualized in situ in Living Human Cells. J. Cell Biol. 135, 545-557.

94. Spaeter M. (1975) Nichtzufallige Verteilung Homologer Chromosomen (Nr. 9 und YY) in Interphase Kernen Menscheicher Fibroblasten. Human Genetic 27,111-118.

95. Spitkovskii DM. (1995) Radiobiological constant in irradiation stimulation of cells for the subsequent adaptive response. Radiats. Biol. Radioecol. 35(3): 346-348. Russian.

96. Vijayalaxmi, Burkart W. (1989) Resistance and cross-resistance to chromosome damage in human blood lymphocytes adapted to bleomycin. Mutat. Res. 211(1): 1-5.

97. Wansink DG, Sibon ОС, Cremers FF, van Driel R, de Jong L. (1996) Ultrastructural localization of active genes in nuclei of A431 cells. J. Cell Biochem. 62(1): 10-18.

98. Wiencke JK, Afzal V, Olivieri G, Wolff S. (1986) Evidence that the 3H.thymidine-induced adaptive response of human lymphocytes to subsequent doses of X-rays involves the induction of a chromosomal repair mechanism. Mutagenesis. 1(5): 375-380.

99. Wolf S. (1998) The Adaptive Response in Radiobiology Evolving Insights and Implications. Environ. Health. Perspect, 106, Supple 1,277-283.

100. Wolf S., Wiencke J.K., Afzar V., et al. (1989) Low Doses Radiations. Biological Bases of Risk Assessment (Eds. Baverstock K.F.) London, 446454.

101. Wollenberg C., Kiefaber M.P., Zang K.D. (1982) Quantitative Studies on the Arrangement of Human Metaphase Chromosomes, IX. Arrangement of

102. Chromosomes with and without Spindle Apparatus. Hum. Genet. 62, 310315.

103. Zdzienica M.Z. (1997) Molecular Processes and Radiosensitivity. Strahlenter Oncol. №9, 457-461.

104. Zink D., Cremer Т., Roger S., et al. (1998) Structure and Dynamics of Human Interphase Chromosome Territories in vivo. Hum. Genet. 102, 241251.