Структурные изменения ДНК при действии низкоинтенсивной ионизирующей радиации в малых дозах

Заварыкина, Татьяна Михайловна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Структурные изменения ДНК при действии низкоинтенсивной ионизирующей радиации в малых дозах
ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Структурные изменения ДНК при действии низкоинтенсивной ионизирующей радиации в малых дозах"

На правах рукописи

UUJ451364

ЗАВАРЫКИНА ТАТЬЯНА 1УШХАИЛОВНА

СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ДНК ПРИ ДЕЙСТВИИ НИЗКОИНТЕНСИВНОЙ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИИ В МАЛЫХ ДОЗАХ

03.00.01 - Радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

я о С'.'.Т 2CG3

Москва 2008

003451364

Работа выполнена в Институте биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

Научный руководитель:

доктор химических наук Жижина Галина Павловна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Васильева Светлана Васильевна

доктор биологических наук, профессор Гераськин Станислав Алексеевич

Ведущая организация:

Защита состоится

Московская Государственная Академия Ветеринарной Медицины и Биотехнологии им. К.И.Скрябина

2008 г. в

часов на заседании

Диссертационного совета Д 006.068.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной радиоэкологии (ВНИИСХРАЭ) Россельхозакадемии по адресу: 249032, г. Обнинск, Калужская обл., Киевское шоссе, 109 км. Факс (48439) 68066.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии Россельхозакадемии.

Автореферат разослан « *3» (РКХА&Я^З. 2008 ]

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 006.068.01 кандидат биологических наук

Шубина О. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Ионизирующая радиация (ИР) на сегодняшний день тесно связана с жизнедеятельностью человека и биоты за счет присутствия естественных радионуклидов, работы различных объектов атомной промышленности, аварий на них, использования ИР в медицинских целях и других источников излучения. Облучение биологических объектов зачастую не связано с высокими дозами ИР. Исследования влияния ионизирующей радиации в малых дозах на геном, мембраны и ферментные системы клеток начаты сравнительно недавно. Однако уже становится ясно, что в условиях длительного низкоинтенсивного облучения неприменимы старые критерии ожидаемых эффектов (Бурлакова Е.Б., 1996). Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о том, что такое влияние приводит к повреждениям генетического и мембранного аппарата, изменению метаболической активности антиоксидантных (АО) ферментов и клеток в целом, экспрессии различных генов, вероятности индукции апоптоза (Шевченко В.А., 1996; Зайнуллин В.Г., 1999, 2000; Мазурик В.К., 2005).

Однако кроме сложных биохимических и генетических критериев слабых радиационных воздействий необходимо изучение изменений физико-химических свойств ДНК, хроматина, мембран с помощью более простых и доступных методов по критериям, чувствительным к действию ИР в малых дозах. Одними из таких критериев является повреждение первичной структуры (образование разрывов) и изменения вторичной структуры ДНК (адсорбция на нитроцеллюлозных (НЦ) фильтрах)

В литературе дискутируется вопрос о возможных отрицательных биологических последствиях ионизирующего излучения в малых дозах, активно изучается вопрос нестабильности генома, индуцированной действием ИР (Безлепкин В.Г., Газиев А.И., 2000, 2001). Поэтому в настоящее время становится очевидной необходимость более глубокого исследования механизмов действия на биологические структуры ИР в малых дозах, а также методов защиты животных и человека. Данные проблемы еще далеки от разрешения, и некоторые актуальные задачи поставлены в настоящей работе.

Другим не менее важным вопросом является эффективность малых доз биологически активных веществ, в том числе пероксида водорода (Н202). Это соединение служит важным компонентом, образующимся из молекул воды под действием ИР (Тарусов Б.Н., 1965), и играет существенную роль в формировании эффектов малых доз радиации, что подтверждается результатами данной работы.

Кроме того, проводятся обширные исследования в области радиационной индукции и развития канцерогенеза (Дж. Гофман, 1994). В этой связи большой интерес представляет изучение развития спонтанного лейкоза у мышей линии АКЯ при воздействии на процесс как ИР в малых дозах, так и действия антиоксиданта фенозана.

Большой интерес представляет изучение возможностей радиационной защиты в низкодозовой области. В связи с тем, что вещества, обладающие радиопротекторными свойствами при высоких дозах ионизирующих излучений неэффективны в области малых доз ИР, возникает необходимость поиска новых, возможно принципиально отличающихся по механизму действия препаратов, активных в данной области (Кудряшов

Ю.Б., 1997). С этой точки зрения в настоящей работе рассматривается группа веществ с нетрадиционным для классических радиопротекторов характером действия - 2,5-дифенил-1,3-оксазол (ДФО) и его производные.

Цель и задачи исследования

Цель работы заключалась в изучении влияния низкоинтенсивной ионизирующей радиации (ИР) в малых дозах на структурное состояние ДНК селезенки мышей и лимфоцитов крови человека; поиске возможных радиозащитных средств в этой области доз.

Основными задачами исследования являлись:

1. Сравнение структурных изменений ДНК (разрывов и адсорбции на НЦ фильтрах) селезенки при облучении мышей с разной радиочувствительностью, а именно гибридов резистентной линии F1(CBAxC57B1) и мышей радиочувствительной линии AKR при у-облучении в дозе 1,2 сГр (0,6 сГр/сут). Проведение измерения эффектов через 1 и 30 суток после облучения.

2. Оценка влияния активных форм кислорода на структурные повреждения ДНК при облучении малыми дозами ИР.

3. Изучение изменения структурных характеристик ДНК селезенки мышей линии AKR при развитии спонтанного лимфоидного лейкоза и влияния облучения в дозе 1,2 сГр на скорость развития этого процесса.

4. Сравнение структурных характеристик ДНК лимфоцитов крови здоровых доноров (18 чел) и онкологических больных (18 чел).

5. Исследование радиозащитных свойств антиоксиданта фенозана по изменению структурных характеристик ДНК при его введении в концентрациях 10"4 и 10"14 моль/кг до облучения мышей линий Б1(СВАх С57В1) в дозе 1,2 сГр.

6. Изучение потенциальных радиопротекторных свойств ДФО и его производных, способных поглощать энергию ионизирующего излучения, в области малых доз ИР.

Научная новизна работы

При сравнении действия общего облучения ионизирующей радиацией в малых дозах на структурное состояние ДНК селезенки мышей трех линий с различной радиочувствительностью было обнаружено изменение изученных параметров ДНК. Впервые выявлена корреляция радиочувствительности мышей с направленностью изменений структурных характеристик ДНК по измерению адсорбции на НЦ. Получены данные, свидетельствующие о возможном участии пероксида водорода в изменении структурного состояния ДНК при действии малых доз ИР. Впервые обнаружены изменения структурных характеристик ДНК после введения мышам Н2О2 в малой концентрации. В эксперименте in vitro выявлена зависимость эффекта воздействия пероксида водорода на структуру ДНК от исходного состояния биополимера. Эти различия выявлены как между ДНК мышей F1 и AKR, так и между ДНК ингакгных и облученных мышей AKR.

Исследование радиозащкгных свойств антиоксиданта фенозана показало возможность модификации этим соединением влияния ИР в малых дозах на структуру ДНК. Обнаружены пролонгированные радиозащитные свойства фенозана по отношению к структуре ДНК как в дозе 10"4 моль/кг, так и в малой дозе 10"14 моль/кг.

Впервые изучено действие ИР в дозе 1,2 сГр (0,6 сГр/сут) на структурные характеристики ДНК при развитии лейкоза у мышей AKR и выявлены более ранние структурные изменения ДНК, чем при спонтанном развитии заболевания. Введение фенозана, напротив, нормализует состояние структуры ДНК, что согласуется с известным фактом замедления этим препаратом развития лейкоза AKR.

В работе обнаружен более высокий уровень разрывов ДНК селезенки у мышей линии AKR по сравнению со здоровыми животными гибридами Fl(CBAx С57 В1) и ДНК лимфоцитов крови у онкологических пациентов по сравнению со здоровыми лицами. В связи с этим высказано предположение о повышенной степени поврежденное™ ДНК при канцерогенезе.

Изучение соединений группы 2,5-дифенилоксазола в качестве радиопротекторов с нетрадиционным характером действия показало наличие у них как радиопротекторных, так и радиосенсибилизирующих свойств в зависимости от используемых концентраций и уменьшения генотоксичности с помощью фенозана.

Научная и практическая значимость работы

Результаты проведенных исследований имеют важное теоретическое и практическое значение для понимания роли повреждений ДНК в феномене радиочувствительности животных, влияния ИР в малых дозах на ДНК в организме животных, зависимости степени радиационного повреждения ДНК от ее исходного состояния. Полученные результаты свидетельствуют о возможности модифицировать эффект облучения с помощью соединений различных классов. Данные, полученные в работе, позволяют предложить антиоксидант фенозан для дальнейшего исследования этого препарата в качестве радиопротектора пролонгированного действия в области малых доз ИР. Результаты сравнительных исследований состояния структуры ДНК онкологических пациентов и здоровых лиц позволили выявить информативные показатели для оценки фактора риска канцерогенеза.

Апробация диссертации и публикации.

Основные результаты исследования по теме диссертации представлены в 14 печатных работах, из них 3 - статьи в журналах и 11 - тезисов докладов.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались: Ш Международный симпозиум «Механизмы действия сверхмалых доз» (Москва, декабрь 2002); Международная молодежная конференция ИБХФ РАН-ВУЗы «Биохимическая физика» (Москва, октябрь 2003, ноябрь 2006); III Съезд биофизиков России, (Воронеж, июнь 2004); «Фундаментальные науки - медицине» (Москва, декабрь 2004, декабрь 2005, ноябрь 2006, декабрь 2007); «Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты» (Санкт-Петербург, май 2004); V Съезд по радиационным исследованиям (Москва, 2006); VII Международная конференция «Биоантиоксидант» (Москва, 2006).

Объем и структура диссертации.

Работа изложена на 168 стр., содержит 33 рисунка, 14 таблиц. Диссертация состоит из введения, 3 глав (Обзор литературы, Материалы и методы исследования, Результаты исследования и обсуждение) выводов и списка литературы, включающего 287 ссылок.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Объекты, материалы и методы исследования Объектами исследования являлись препараты ДНК, выделенные из селезенок мышей линий AKR, Balb/c и гибридов Fl(CBAxC57Bl), а также из лимфоцитов крови здоровых доноров (18 чел) и онкологических больных (18 чел).

Линии мышей. Работа выполнена на 3-месячных мышах-самках мышах трех линий: AKR (180 шт), Balb/c (400 шт) и гибриды Б1(СВАхС57В1) (200 шт). Мыши линии AKR являются носителями лейкозного вируса Гросса, у которых лейкоз развивается спонтанно. Для линий AKR и Balb/c характерна повышенная радиочувствительность. Гибриды Fl(CBAxC57Bl) не имеют отличительных особенностей. Животные были получены из Научного центра биомедицинских технологий РАМН и содержались в стандартных условиях.

Образцы крови людей. Образцы крови были получены от здоровых лиц и онкологических пациентов с установленным раком верхних дыхательных путей до начала лечения. Венозная кровь отбиралась в пробирки системы BD Vacutainer® с цитратом натрия 0,105 М (3,2%).

Изучение действия малых доз ионизирующей радиации на состояние структуры ДНК проводилось на трех линиях мышей: AKR, Balb/c и гибридах Fl(CBAxCS7Bl). Использовались источники у-излучения 137Cs (мощность дозы 0,6 и 6 сГр/сут) и рентгеновских лучей (мощность дозы 44 сГр/мин):

Влияние внутрибрюшинного введения пероксида водорода в концентрации Ю"10 М (конечная расчетная концентрация 10"12 моль/кг) на структурные свойства ДНК через 1 час после введения проводилось на мышах-гибридах F1(CBAxC57B1). Использовали водный раствор Н202 (хч) с концентрацией 1,7 М (Е=43,6 м"1см"', Х=240 нм).

Опыты по изучению влияния препарата фенозана на структуру ДНК проводили на мышах линии AKR и гибридах F1(CBAxC57B1). Фенозан вводили мышам внутрибрю-шинно ежедневно в виде водного раствора в течение 4 дней в концентрациях Ю44 или 10"4 моль/кг. В опытах без облучения выделение препаратов ДНК проводили на 2-е и 30-е сутки после 4-го введения препарата. В опытах с облучением через сутки после 4-го введения животных облучали в дозе 1,2 сГр (0,6 сГр/сут, у-излучение, I37Cs). ДНК выделяли сразу или через 30 сут после облучения.

Исследования влияния препаратов группы 2,5-дифенилоксазола (ДФО) проводились на мышах линии Balb/c. При изучении свойств препаратов группы ДФО без облучения, их вводили внутрибрюшинно в четырех концентрациях (табл. 3) за 30 мин до забоя. При исследовании радиозащитных эффектов препараты вводились в тех же концентрациях за 30 мин до облучения рентгеновскими лучами в дозе 12 сГр (44 сГр/мин), забивали мышей через 60 мин после облучения. Поскольку все препараты гидрофобны, они вводились в виде суспензии в смеси: твин 80-ацетон-вода = 0,3: 1,0: 8,7.

Выделение препаратов ДНК из селезенки мышей проводили модифицированным методом Мармура (Marmur J., 1961) с дополнительной ферментативной обработкой.

Выделение ДНК из крови люден и мышей проводил» с использованием набора реагентов "Diatom DNA Prep 400", Лаборатория Изоген, Россия.

Измерение адсорбции ДНК на НЦ фильтрах. Тестом на наличие Z-участков в В-спирали ДНК служила адсорбция (А) на нитроцеллюлозных (НЦ) фильтрах ("Millipore Co.", d=25MM, размер пор 0.45рм) (Kuhnlein U., 1980). Фильтрование растворов ДНК в 0,15 М натрий-фосфатном буфере, pH 7,4 ("Sigma") проводили при слабом разрежении, по 5 аликвот каждого образца ДНК (Жижина Г.П., 1992). Оптическую плотность раствора ДНК при 260 нм измеряли на спектрофотометре "Genesis 10 UV" (США) до (D0) и после (D) фильтрования. Адсорбцию ДНК вычисляли по формуле: А = [(D0 - D)/ D0]xl00%.

Метод гель-электрофореза ДНК. Наличие двунитевых разрывов (ДР) ДНК выявляли методом гель-электрофореза ДНК в нейтральном 0,7% агарозном геле "Serva", в буфере ТАЕ, "Fermentas" (ЕС) при постоянном напряжении V=3.0 В/см. Определение однонитевых разрывов (ОР) ДНК проводили в 0,7% щелочном агарозном геле, в буфере для щелочного электрофореза (50 ммоль NaOH, 2 ммол/л №2-ЭДТА), предварительно денатурировав ДНК с помощью 1/10 объема 1 М NaOH. Щелочной электрофорез проводили при постоянном напряжении V=4.0 В/см. Гели окрашивали раствором 1 рг/мл бромистого этидия и оцифровывали с помощью видеосистемы "Gel Imager 2". Обработку изображений осуществляли с помощью программ Gel Imager и Scion Image Beta

4.0.2. Число N двунитевых или однонитевых разрывов на молекулу ДНК вычисляли по формуле: S/(S0 - S) = exp"N, где S0 - площадь всего пика, a S - площадь пика, ограниченная ординатой максимума пика контрольной ДНК (Young J., 1965). Молекулярный вес фрагментов ДНК мышей-гибридов Fl составлял 15 МДа, мышей линии Balb/c - 14 МДа, мышей линии AKR - 12 МДа. В качестве маркеров молекулярной массы (Мм) ДНК использовали рестрикты ДНК фага ).+ EcoRI ("Serva").

Статистическая обработка результатов производилась при помощи программ Excel ХР и Statistica 6.0.

2. Результаты н их обсуждение

2.1. Влияние малых доз ИР на структуру ДНК мышей линий Fl(CBAxC57Bl), Balb/c и AKR

Были исследованы адсорбция на НЦ и количество ДР и ОР в ДНК органов трех линий мышей, различающихся по своим характеристикам: AKR, Balb/c и гибриды Fl(CBAxC57Bl) (табл. 1, 2). При действии ИР в малых дозах наблюдалось изменение значений адсорбции ДНК селезенки всех трех линий мышей, причем у мышей-гибридов F1(CBAxC57B1) выявлено повышение этого параметра, тогда как у мышей линий Balb/c и AKR - понижение (рис. 1).

Влияние изученных доз ИР на количество индуцируемых ДР ДНК линий Balb/c и гибридов Fl выражается в образовании одинакового количества ДР (в среднем - 0,25 ДР на молекулу). Выделяется среди прочих ДНК мышей линии AKR, в которой образуется больше ДР, чем в ДНК других линий. Контрольная ДНК данных животных уже содержит значительно большее количество ДР ДНК по сравнению с другими ли ниями (0,20 ДР по сравнению с 0,05 ДР (в среднем), табл. 2).

Таблица 1. Сравнение некоторых характеристик различных линий мышей при облучении.

Линия мышей ЬБ5 о, Вид излу- Мощность Доза, Адсорбция ДДР ДОР

Гр чения дозы сГр ДНК, отн.ед. ДНК* ДНК*

Р1(СВАхС57В1) 6,0 Х-лучи 44 сГр/мин 12 1,1 0,20 0,32

Ва1Ь/с 4,0 Х-лучи 44 сГр/мин 12 0,6 0,17 0,31

Р1(СВАхС57В1) 6,0 У(ШСэ) 0,6 сГр/сут 1,2 1,35 0,22 0,34

АКЯ 3,0 уГ'С5) 0,6 сГр/сут 1,2 0,7 0,41 0,50

* - разность количества ДР и ОР в контрольной и облученной группах мышей.

Рис.1. Сравнение адсорбции на НЦ фильтрах ДНК селезенки самок мышей разных линий:

А - гибридов Р1(СВАхС57В1) и мышей линии Ва1Ь/с, выделенной на 1-е сутки после общего воздействия у-облучения в дозе 12 сГр (44 сГр/мин).

Б - мышей-гибридов Р1(СВАхС57В1) и линии АК11, выделенной на 1-е и 30-е сут после общего воздействия у-облучения в дозе 1,2 сГр (0,6 сГр/мин).

* р< 0,05 по отношению к 3-мес ин-тактному контролю соответствующей линии.

Сравнение эффектов разных вариантов облучения на мышей Р1(СВАхС57В1) (табл. 2) показывает, что низкоинтенспвная ИР достоверно повышает этот параметр, причем обе дозы 1,2 сГр (0,6 сГр/сут) и 12 сГр (6 сГр/сут) дают одинаковый результат. Это справедливо и для индукции ДР и ОР ДНК.

Бысокоиитенсивпая, но низкодозовая ИР (12 сГр, 44 сГр/мин) вызывает только тенденцию (10%) к увеличению адсорбции ДНК, а количество ДР и ОР (0,26 ДР и 0,46 ОР) не отличается от такового для низкоинтенсивной ИР (в дозах и 12 сГр, и 1,2 сГр).

Р1(СВАхС57В1) Ва1Ь

1,6

Р1(СВАхС67В1) АКР

Облучение мышей-гибридов Р1(СВАхС57В1) в дозе 2-15 сГр (4-1 сГр'мин) вызывает более выраженные эффекты: адсорбция ДНК падает до 0,2 отн.ед. относительно контроля и образуется большое количество ДР и ОР (0,93 ДР и 1,75 ОР).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что ИР в малых дозах влияет на изученные нами структурные характеристики ДНК селезенки мышей разных линий (как на адсорбцию ДНК на НЦ фильтрах, так и на количество разрывов ДНК). Изменение адсорбции ДНК на НЦ отчетливо связано с радиочувствительностью линий мышей. Действие низкоинтенсивной радиации на чувствительные линии Ва1Ь/с и АКЯ вызывает снижение значения адсорбции ДНК, при облучении радиоустойчивых мышей-гибридов Р1(СВАхС57В1) адсорбция ДНК повышается. При высокой интенсивности облучения мышей наблюдается тенденция к повышению адсорбции ДНК по сравнению с необлученным контролем. Таким обр., показано разнонаправленное действие радиации на адсорбцию ДНК в зависимости от радиочувствительности линии мышей.

Таблица 2. Влияние различных вариантов облучения на структурные характеристики ДНК мышей.

Вид излучения Доза Линия мышей Связывание, % медиана (квартили) Связывание, отн.ед. ДР, медиана (квартили) ОР, медиана (квартили)

у-лучи 1,2 сГр, 0,6 сГр/сут К 20,79 (20,79-20,83) 1,0 0,05 (0,02-0,06) 0,15 (0,10-0,17)

обл 28,12 (28,06-28,12) 1,35 0,27 (0,24-0,30) 0,49 (0,46-0,52)

АКЯК 31,06 (31,06-31,20) 1,0 0,20 (0,18-0,22) 0,45 (0,43-0,49)

АКЯ обл 21,60 (21,40-21,60) 0,7 0,61 (0,56-0,63) 0,95 (0,89-0,97)

у-лучи 12 сГр, 6 сГр/сут Б1 К 20,20 (20,00-20,35) 1,0 0,04 (0,02-0,05) 0,18 (0,15-0,20)

Р1 обл 26,32 (26,28-26,36) 1,6 0,24 (0,19-0,27) 0,45 (0,42-0,46)

Х-лучи 12 сГр, 44 сГр/мин Б1 К 20,81 (20,79-20,86) 1,0 0,06 (0,03-0,07) 0,14 (0,11-0,16)

обл 22,82 (22,77-22,82) 1,1 0,26 (0,21-0,29) 0,46 (0,42-0,48)

Ва1Ь/с К 20,24 (20,20-20,24) 1,0 0,08 (0,04-0,09) 0,20 (0,17-0,22)

Ва1Ь/с обл 11,53 (11,53-11,73) 0,6 0,25 (0,20-0,29) 0,51 (0,49-0,54)

Х-лучи 245 сГр, 44 сГр/мин К 20,81 (20,79-20,86) 1,0 0,06 (0,03-0,07) 0,14 (0,11-0,16)

обл 3,61 (3,56-3,66) 0,2 0,93 (0,89-0,97) 1,75 (1,70-1,83)

В работе Жижиной Г.П., (1992) показано, что величина адсорбции ДНК на нитроцеллюлозе характеризует конформационное состояние спирали ДНК, увеличиваясь с повышением содержания участков, находящихся в Z-форме (которые закреплены белками и сохраняются в выделенных препаратах ДНК). Это, в свою очередь, тесно связано с активностью процессов транскрипции. Доказано, что с увеличением количества активно транскрибирующихся генов увеличивается количество участков ДНК, находящихся в Z-форме (Wittig В., 1991; Wölfl S., 1995, 1996). Следовательно, изменение величины адсорбции ДНК мышей под действием ИР в малых дозах отражает степень экспрессии их генома. Таким обр., радиочувствительные линии мышей реагируют на облучение в малых дозах как низко- так и высокоинтенсивной ИР снижением транскрипционной активности хроматина (понижением адсорбции ДНК на НЦ фильтрах). У мышей-гибридов Fl наблюдается противоположный эффект - усиление процессов транскрипции, который зависит от интенсивности ИР: низкоинтенсивное облучение сильнее влияет на транскрипционную активность хроматина, тогда как высокоинтенсивное -незначительно.

Достоверных различий количества разрывов ДНК при низко- и при высокоинтенсивной ИР не выявлено. Данное наблюдение можно связать с нелинейной зависимостью эффекта от дозы и интенсивности облучения, характерной, по мнению большого числа авторов, для области малых доз ИР. Эта закономерность наблюдается в низкодо-зовой области для многих параметров клетки (Бурлакова Е.Б., 1990; Бурлакова Е.Б., 1994; Смотряева М.А., 1996; Мальцева E.JL, 1998; Вартанян Л.С., 2000; Климкина Л.А., 2007).

2.2. Действие пероксида водорода на структуру ДНК in vitro и in vivo

При облучении организма ИР существенную роль играет косвенное действие радиации, в процессе которого образуются свободные радикалы и другие высокореакционные соединения. Одним из таких веществ является пероксид водорода, обладающий выраженными окислительными свойствами и участвующий в образовании повреждений под действием ИР. С другой стороны, имеется много литературных данных о пе-роксиде водорода как о сигнальной молекуле, которая является одним из регуляторов экспрессии генов (Shibanuma M., 1988; Murell G.A.C, 1990; Wang L., 2008).

Было исследовано влияние малых концентраций этого соединения на структурные свойства ДНК in vivo. Мышам Fl(CBAxC5?Bl) вводили внутрибрюшинно Н202 в конечной концентрации 10"12 моль/кг и через 1 час забивали, извлекая селезенку и выделяли ДНК. Обнаружено, что действие Н202 в организме мышей влияет на конформационные свойства ДНК (рис.2), вызывая увеличение адсорбции ДНК в 1,5 раза, а также индуцирует ДР ДНК (ДДР(опыт - контроль) = 0,55). Эти результаты согласуются с предположением о том, что в организме мышей малые концентрации Н202 кроме повреждающего действия (индукция ДР ДНК) играют также и регуляторную роль, влияя на метаболизм и функциональное состояние ДНК (адсорбция). В литературе имеются данные, что индукция пролиферации клеток ВНК-12/С13 обнаружена для Н202в концентрации 10"6 M, а сестринские хроматидные обмены в культуре клеток китайского хомячка - для 10" M пероксида (Burdova К.Н., 1995).

Связывание, ДР на отн.ед. молекулу

о Контроль

ШВведение пероксида водорода

Рис.2.Влияние внутрибрю-шинного введения мышам Н202 на структуру ДНК по результатам связывания с НЦ-фильтрами и расчета числа ДР разрывов ДНК.

Таким образом, нами впервые обнаружен эффект влияния малой концентрации Н202 на структурное состояние ДНК в живом организме. Величина эффекта сопоставима с действием ИР на эту же линию мышей F1 в дозах 1,2 или 12 сГр (табл. 2).

Для более подробного выяснения действия Н202 на структурные характеристики ДНК были проведены опыты in vitro. Раствор ДНК, выделенной из селезенок интактных мышей-гибридов F](CBAxC57BI), а также 3-месячных интактных или облученных (1,2 сГр, 0,6 сГр/сут) мышей линии AKR, инкубировали при 37°С с 1,4х10"7 моль/л Н202 в течение различного времени.

Полученные результаты согласуются с опытом in vivo и указывают на то, что нагревание и Н202 способствуют реализации скрытых повреждений ДНК, а пероксид, кроме того, индуцирует дополнительные окислительные повреждения ДНК.

Этот эффект можно связать с широко обсуждаемым в литературе феноменом гиперчувствительности биологических объектов к повторному облучению (Пелевина И.И., 1994; Joiner М.С., 2001). Так как пероксид водорода участвует в косвенном действии ИР в малых дозах, инкубацию ДНК с ним можно с некоторыми допущениями рассматривать как повторное облучение ИР. При этом эффект отчетливее проявляется в ДНК облученных мышей.

2.3. Влияние низкодозовой низкоинтенсивной ИР на структурное состояние ДНК при развитии лейкоза мышей AKR

Действие низкоинтенсивной ИР в малых дозах оказывает стрессовое воздействие на организм мышей, снижая их АО статус и усиливая процессы окисления липидов мембран (Шишкина Л.Н., 1999). В работе (Вартанян Л.С., 2001) показано, что развитие лейкоза AKR как в латентном периоде, так и на стадии развития лейкоза, сопровождается пониженным статусом АО систем организма. Окислительный стресс (эндогенный или экзогенный), влияя на активность экспрессии генома, вызывает изменение количества Z-сайтов и, следовательно, конформации ДНК (Жижина Г.П., 2001). Ранее было обнаружено повышение уровня связывания ДНК с НЦ при активации транскрипции в нормальных тканях и более высокое содержание Z-участков в ДНК опухолевых, чем в ДНК нормальных клеток и тканей (Жижина Г.П., 1983; 1986).

Развитие лейкоза у мышей линии AKR сопровождается существенными конфор-

мационными изменениями ДНК (изменением адсорбции) (рис. 3, кривая /, Жижи на Г.П., 2001). С возрастом мышей АКЯ (с развитием лейкозного процесса) величина адсорбции ДНК на НЦ увеличивается, начиная с 6 месячного возраста, что соответствует началу гибели животных. Максимум на кривой адсорбции ДНК соответствует 8-месячному возрасту мышей, который совпадает со средней продолжительностью жизни животных (254,4±10,7 сут.) (Бурлакова Е.Б., 2001).

В данной работе исследовалось влияние ИР в дозе 1,2 сГр (0,6 сГр/сут) на структурные характеристики ДНК 3-мес мышей линии АКИ. сразу после облучения и в динамике. Облучение в дозе 1,2 сГр приводило к снижению А ДНК до 0,7 относительно контрольного уровня (рис.1 Б). Последействие облучения у мышей АКИ. выражалось в сохранении этого значения А в течение месяца и 1,9-кратном его повышении через 2 месяца (рис. 1 Б, 3). Выделенная ДНК селезенки лейкозных мышей 3-мес возраста уже содержит некоторое количество ДР (0,2). При облучении количество ДР ДНК мышей АКИ увеличивалось до 0,66 ДР. При изучении последействия облучения обнаружено, что максимум зависимости «адсорбция ДНК - возраст» появился на 1,5 месяца раньше, чем при спонтанном развитии лимфолейкоза (рис. 3). По-видимому, это связано с тем, что однократное облучение этих животных ускоряет развитие лейкоза, увеличивает частоту его возникновения и снижает среднюю продолжительность жизни на 37 дней (Бурлакова Е.Б., 2001а).

Рис.3. Динамика возрастных изменений адсорбции ДНК, выделенной из селезенки мышей линии АКИ. в контроле (кривая I, Жижи-на Г.П., 2001) и после однократного облучения в дозе 1,2 сГр (кривая 2).

2.4. Структурные особенности ДНК лимфоцитов крови при канцерогенезе человека

Как показано выше, структурные характеристики ДНК лейкозных селезенок мышей линии AK.R отличаются от таковых ДНК селезенки мышей-гибридов Fl. Это выражается в повышенном уровне А и содержания ДР у мышей AKR.

Ранее структурные особенности раковой ДНК исследовали сотрудники ИХФ РАН (Жижина Г.П., Акифьев А.П., Шугалий A.B. и др.) и доказали, что ДНК при злокачественных процессах содержит повышенное количество участков локальной денатурации (УЛД). Они были выявлены как у раковых животных, так и онкологических больных при лейкозах и других видах злокачественных новообразований. Затем Жижина и сотр. доказали, что УЛД являются участками Z-формы и пограничными j -сайтами в основной

физиологической В-форме ДНК эукариот (Жижина Г.П., 2001). При активации транскрипции содержание г-участков повышается и в ДНК нормальных клеток и тканей (Жижина Г.П., 1983, 1986).

В настоящей работе усовершенствованный метод гель-электрофореза, регистрации гелей и цифровые методики расчета позволили выявить наличие повышенного количества ДР и ОР в ДНК селезенки лейкозных мышей АКЯ по сравнению со здоровыми мышами-гибридами Р1(СВАхС57В1). Для выяснения универсальности данного явления было исследовано количество разрывов ДНК лимфоцитов крови здоровых людей (доноров) и онкологических больных с установленным раком верхних дыхательных путей до начала лечения. Полученные результаты представлены на рис. 4. Сравнение количества разрывов ДНК доноров и онкологических больных выявило достоверные различия между этими группами людей как по ДР, так и ОР ДНК (рис. 4). Достоверность различий между группами «доноры» и «больные» определена по непараметрическому тесту Манна-Уитни: ДР: /?=0,0001; ОР: р=0,0023. Эти данные согласуются с результатами, полученными при сравнении количества разрывов ДНК здоровых мышей-гибридов П(СВ АхС 57В1) и мышей линии АКЯ со спонтанно возникающим лейкозом.

Основываясь на полученных результатах можно заключить, что в процессе канцерогенеза происходят изменения в метаболизме клетки, приводящие к увеличению количества повреждений ДНК. Известно, что трансформация клеток сопровождается повышенным содержанием АФК в них (АШаг М., 2002), что может быть одним из факторов, повреждающих первичную структуру ДНК.

Рис. 4. Значения медиан для ДР и ОР ДНК, выделенной из крови здоровых доноров (18) и онкологических больных (18), а также мышей-гибридов Р1(СВАх С57В1) и мышей линии АКК

Доноры Щ Больные ; | Контрольные мыши ЦЩ Контрольные мыши

Р1(СВАхС57В1) акя

Параметр Доноры Больные

ДР ОР ДР ОР

Медиана (нижний-верхний квартили) 0,109 (0,038-0,162) 0,300 (0,171-0,451) 0,315 (0,171-0,380) 0,558 (0,360-0,670)

Так как данное явление наблюдается в клетках разных организмов с различными видами рака, можно высказать предположение, что в процессе канцерогенеза происходит накопление повреждений первичной структуры ДНК. По мнению Brooks A.L.

(2005), современные взгляды на канцерогенез претерпели значительные изменения: если до недавнего времени возникновение рака связывали с хромосомными аберрациями и повреждениями ДНК в клетке, то на сегодняшний день выяснено, что неопластическая трансформация происходит в клетках с измененным функциональным состоянием генома (нестабильностью генома). Некоторые исследователи связывают возникновение нестабильности генома и хромосомных поломок, таких как транслокации, с наличием в клетке неканонических форм ДНК, в том числе Z-формы. Содержание таких форм ДНК в клетке меняется в зависимости от функционального состояния генома. Wang et al.

(2006) показали, что Z-ДНК-формирующие последовательности вызывают высокий уровень генетической нестабильности как в бактериальных клетках, так и в клетках млекопитающих и индуцируют ДР ДНК в непосредственной близости от них, что в 95% случаев приводит к образованию больших делеций.

2.5. Действие фенозапа на структуру ДНК селезенки мышей-гибридов F1(CBAxCs7BI) и линии AKR

Фенозан (1Р-4-окси-3,5-дитретбутил-фенил-1-пропионат калия) - это синтезированный в ИБХФ РАН экранированный фенол. В результате ряда исследований выяснено, что он вызывает определенные положительные эффекты в органах и тканях животных, препятствуя перекисному окислению липидов (Хохлов А.П., 1988а), проявляет радиопротекторные, ноотропные и антимикробные свойства (Petrykina Z.M.1992; Гендель Л.Я., 1996; Fleck S.L., 1997; Бурлакова Е.Б., 1999). Применение данного препарата способно вызывать изменение структуры мембран (Гендель Л.Я., 1996), влияя на активность мембранно-связанных ферментов. Обнаружено защитное действие фенозана по интенсивности окислительных процессов в липидах при пролонгированном облучении мышей в дозе 15 сГр и введении препарата как до, так и после облучения (Шишкина Л.Н., 1999).

В данной работе было проведено изучение эффекта введения фенозана в физиологической (10'4 моль/кг) и малой (10"14 моль/кг) дозах на изменения структуры ДНК мышей F1(CBAxC57B1) и лейкозной линии AKR. Показано, что введение фенозана вызывает однотипное изменение структурных характеристик ДНК у мышей Fl(CBAxC57Bl) и AKR. Величина адсорбции ДНК селезенки мышей Fl повышалась в большей степени, чем А ДНК мышей AKR (рис. 5, 6). Количество ДР ДНК селезенки мышей AKR, напротив, уменьшалось как на 2-е, так и на 30-е сутки по сравнению с ДНК контрольной группы мышей AKR (рис. 7).

Оба эффекта фенозана могут быть связаны как с непосредственной инактивацией метаболических АФК, так и с изменением активности транскрипции генов, регулирующих внутренний гомеостаз. Известно, что в процессе нормального метаболизма клетки происходит образование разрывов ДНК, большая часть которых затем репарируется (De Bont R., 2004). По-видимому, введение фенозана предотвращает образование части разрывов, которая обусловлена наличием свободнорадикальных процессов в клетке.

Рис. 5. Величина показателя адсорбции ДНК, выделенной из селезенки мышей-гибридов ¥ 1(СВАхС57В1) на 2-е и 30-е сутки после четырехкратного введения фенозана в дозах 10"14 и 10"4 моль/кг. * р< 0,05

□ Контроль

в 10 -14 фенозана

□ 10-4 фенозана

2-е сут

30-е сут

0 Контроль

0 10-14 фенозана

□ 10-4 фенозана

2-е суг

30-е сут

Рис. 6. Величина показателя адсорбции ДНК, выделенной из селезенки мышей линии АКЯ на 2-е и 30-е сутки после четырехкратного введения фенозана в дозах 10'14 и 10~4 моль/кг. * р< 0,05.

Рис. 7. Количество двуните-вых разрывов в ДНК, выделенной из селезенки мышей линии АКЯ на 2-е и 30-е сутки после введения фенозана мышам в дозах 10"14 и 10"4 моль/кг.

При параллельном измерении содержания белка р53 в сыворотке крови при введении фенозана мышам линии АКЯ было зарегистрировано его повышение по сравнению с уровнем у низкораковой линии мышей (Миль Е.М., 2005; Жижина Г.П., 2007). Сопоставление наших результатов с данными по содержанию белка р53, любезно предоставленными д.б.н. Е.М.Миль, выявило корреляцию уровня белка р53 в сыворотке крови с изменением адсорбции ДНК селезенки мышей линии АКЯ (рис. 8) (Жижина Г.П., 2007) как под влиянием облучения, так и введения фенозана (уравнение корреляции у =

0,195 + 0,887x, r=0,917, р=0,004). Этот факт может свидетельствовать о закономерной взаимосвязи между экспрессией генов и изменением конформавдга хроматина.

Известно, что белок р53 является одним из основных регуляторных белков клетки, увеличение его содержания вызывает комплексный клеточный ответ, который проявляется в активации транскрипции десятка генов, связанных с защитой стабильности клеточного генома. При этом активируются гены, кодирующие белки остановки клеточного цикла в сверочных точках, ферменты репаративной системы и наиболее важные белки АО статуса клетки (Polyak К., 1997; Fornace A.J. Jr., 2002; Amundson S.A., 2003).

Можно предположить, что введение фенозана мышам линии AKR на стадии индукции лейкоза стабилизирует состояние структуры ДНК. С этим, по-видимому, связано отчетливое тормозящее действие препарата на развитие лейкоза у мышей данной линии, что выражалось в увеличении максимальной продолжительности жизни животных на 15% после введение фенозана (Бурлакова Е.Б., 2001а).

Кроме того, нами было проведено изучение влияния антиоксиданта фенозана на структуру ДНК мышей-гибридов F1 при введении его перед облучением животных в дозе 1,2 сГр (0,6 сГр/сут). Эффект ИР в малых дозах, проявляющийся в организме животных состоянием окислительного стресса, указывает на возможность его предотвращения с помощью антиоксидантов. Препарат вводили мышам-гибридам Fl в дозах 10"14 и 10"4 моль/кг как без облучения, гак и перед облучением животных. При совместном действии фенозана и радиации в малой дозе были обнаружены следующие эффекты. У животных, облученных после введения фенозана, через 1 сутки обнаружено повышение значения адсорбции ДНК до 1,35 отн.ед. при 10 "14 моль/кг и 1,2 отн.ед. после

у = 0,19494 +0,88728 *Х г = 0,91678

Связывание, отн.ед. [^.95% [

Рис. 8. Корреляция между относительными величинами содержания белка р53 в сыворотке крови и показателем адсорбции на НЦ фильтрах ДНК, выделенной из селезенки после облучения или введения фенозана мышам линии АКК. Коэффициент корреляции г = 0,917, Р= 0,004.

Рис. 9. Величина показателя адсорбции ДНК, выделенной из селезенки мышей-гибридов Б1(СВАхС57В1), после введения животным фенозана в концентрациях 10"14 и 10~4 моль/кг и общего облучения в дозе 1,2 сГр на 1-е и 30-е сутки. * р< 0,05 по отношению к интактному контролю.

Рис. 10. Количество ДР в препаратах ДНК, выделенной из селезенки мышей-гибридов Б1(СВАхС57В1), после введения животным фенозана в концентрациях 10"14 и 10"4 моль/кг и общего облучения в дозе 1,2 сГр на 1-е и 30-е сутки. * р< 0,05 по отношению к интактному контролю.

введения его в дозе 10"4 моль/кг. Через 1 месяц после облучения величина адсорбции ДНК облученного контроля снизилась до 0,8 отн.ед., а после введения мышам антиок-сиданта в дозах 10"14 и 10"4 моль/кг и облучения мышей - до 1,0 отн.ед. и 1,1 отн.ед. относительно необлученного контроля (рис.9). Образования ДР ДНК при облучении мышей Б1 на фоне предшествующего введения фенозана в обеих дозах не наблюдали ни сразу, ни 30 суток спустя.Через 1 месяц после облучения мышей без введения фенозана количество ДР в ДНК возросло с 0,30 до 0,54 (рис.10). Было обнаружено, что введение мышам фенозана до облучения снижало электрофоретическую подвижность выделенных препаратов ДНК селезенки по сравнению с соответствующим облученным контролем. Таким обр., фенозан уменьшал степень повреждения молекул ДНК (ДР) под действием облучения. Увеличение значения адсорбции ДНК на НЦ (повышение количества 2-участков после введения фенозана может указывать на активацию процессов транскрипции в клетках. Активация транскрипции означает усиление синтеза белков, например р53. Действительно показано, что уровень белка р53 повышается при введении фенозана мышам-гибридам Б1 (Жижина Г.П., Миль, 2007).

Совокупность этих данных позволяет предположить, что введение фенозана вызывает усиление репаративного ответа клеток на воздействие радиации. Таким образом, впервые обнаружено, что антиоксидант фенозан проявляет радиопротекторные свойства в отношении структуры ДНК при облучении мышей ИР в малой дозе.

2,2 Ч 2

без облучения 1-есут 30-е сут

2.6. Действие ДФО и его производных на структуру ДНК селезенки мышей линии Balb/c

Поиск возможных средств защиты организма от ИР в малых дозах является достаточно сложной, но актуальной задачей. В настоящее время исследуются радиопротекторы различных классов, но основное внимание в области малых доз ИР уделяется препаратам природного происхождения и синтетическим антиоксидантам (Легеза В.И., 1998; Кудряшов Ю.Б., 1999; Шишкина Л.Н., 1999; Гончаренко E.H., 1997; Залашко М.В., 1997). Однако перспективными также могут быть препараты с нетрадиционным характером действия, способные трансформировать энергию ИР. К таким соединениям относятся вещества из группы оксазола, в частности 2,5-дифенилоксазол (ДФО) и его производные, которые были предложены сотрудниками ГОСНИИ ОХТ для изучения в качестве радиопротекторов с действием на основе способности поглощать энергию ионизирующего излучения. Диссипация энергии излучения под действием данных соединений обусловлена процессом образования множества каскадных переходов поглощенной энергии в исходном, возбужденном и ионизированном состояниях молекулы. Данные препараты подверглись комплексному биофизическому исследованию перекисного окисления липидов и количества внеклеточной ДНК под их действием (Шишкина Л.Н., 2005), а также влияния на микровязкость липидов печени (Мальцева Е.Л., 2005).

В настоящей работе изучалось действие различных концентраций ДФО и его производных на структурное состояние ДНК селезенки мышей при введении их без облучения и при введении с последующим облучением в малой дозе ИР. Были исследованы четыре препарата этой группы, синтезированные в ГОСНИИ ОХТ (табл. 3).

Кривые адсорбции ДНК, выделенной из селезенок мышей после введения препаратов, представлены на рис. 11. Препарат ДФО в трех концентрациях (1, 10, 30 мг/кг), а также ДФОБ в концентрации 20 мг/кг без облучения повышали адсорбцию ДНК. Препараты ДФОД и йодметилат ДФО во всем диапазоне использованных концентраций не влияли на связывание ДНК с НЦ фильтрами. Введение ДФО в дозе 60 мг/кг снижало адсорбцию ДНК приблизительно на 40% (0,65 отн.ед.). Следует отметить, что адсорбция ДНК селезенки группы контрольных мышей с введенным растворителем (0,95 отн.ед.) достоверно не отличалась от значений адсорбции ДНК интактных мышей (1,0 отн.ед.).

Как показано в п. 2.1. (табл. 1, 2), облучение мышей в дозе 12 сГр вызывает повышение количества разрывов ДНК (0,29 ДР и 0,63 ОР) и снижение адсорбции ДНК на 4050% по сравнению с необлученным контролем. После введения ДФОД, йодметилата ДФО и ДФО в концентрациях 30 и 60 мг/кг и последующего облучения мышей уровень адсорбции ДНК превышал диапазон значений облученного контроля (рис. 12). Исключение составляли ДФО в концентрациях 1 и 10 мг/кг и ДФОБ в трех концентрациях (2, 20, 60 мг/кг), значения адсорбции которых лежат ниже области необлученного контроля. Таким образом, большинство препаратов достаточно эффективно сохраняют адсорбцию ДНК селезенки на уровне, близком к показателям интактного контроля.

Таблица 3. Названия и дозы использованных соединений группы ДФО.

Препарат Химическое название Мол. вес Концентрация, мг/кг Концентрация, моль/л

ДФО 2,5-дифенил-1,3-оксазол 221 1, 10, 30, 60 4,5х10"6-2,7х10"4

ДФОБ 1,4-ди[2-(5-фенилоксазолил)] бензол 366 2, 20, 60, 120 5,45х10"6-3,3х10"4

Иодмегилат ДФО иодметилат 2,5-дифенил-1,3-оксазола 357 1,6; 16, 49, 98 4,5х10"6-2,7х10"4

ДФО-Д 2,5-дифенилоксодиазол 222 1, 10, 30, 60 4,5х10"6-2,7х10"4

Рис. 11. Зависимость адсорбции на НЦ фильтрах растворов ДНК селезенки необлученных мышей от концентрации препаратов (мг/кг). По оси ординат -отношение адсорбции раствора ДНК в опыте к адсорбции ДНК необлученного контроля. Выделенные полосы: диапазон адсорбции контрольных необлученных мышей.

Рис. 12. Зависимость адсорбции на НЦ фильтрах растворов ДНК селезенки облученных мышей от концентрации препаратов С, мг/кг). По оси ординат - отношение адсорбции ДНК в опыте к адсорбции раствора ДНК необлученного контроля. Выделенные полосы: сплошная линия - диапазон адсорбции контрольных необлученных мышей, пунктирная линия - диапазон адсорбции контрольных облученных мышей.

Табл. 4. Количество разрывов ДНК селезенки мышей Ва1Ь/с контрольных групп.

К интактный К+растворитель К+растворитель обл. К обл.

ДР ОР ДР ОР ДР ОР ДР ОР

0,05±0,02 0,18±0,04 0,12±0,02 0,36±0,05 0,24±0,04 0,77±0,06 0,29±0,03 0,63±0,05

При исследовании образования разрывов ДНК под действием препаратов обнаружено, что растворитель, в котором вводились препараты, повреждал структуру ДНК (табл. 4). Поэтому для изучения влияния самих препаратов контролем служили мыши с введенным растворителем.

Аналогично, для изучения образования разрывов ДНК при введении препаратов и облучении в качестве контроля брали мышей, облученных после введения растворителя. Полученные результаты по количеству разрывов ДНК селезенки мышей без и после облучения с учетом соответствующих контролей приведены на рис. 13, 14.

Выяснено, что все препараты индуцируют ДР ДНК при введении мышам без последующего облучения (рис. 13 А). Образование значительного количества ДР вызывали ДФО, ДФОБ и ДФОД в больших концентрациях, а йодметилат ДФО индуцировал значительное количество разрывов только в концентрации 16 мг/кг. Изученные препараты повреждают первичную структуру ДНК, и их можно охарактеризовать как гено-токсичные.

При облучении мышей после введения препаратов не наблюдалось аддитивности эффектов обоих воздействий (рис. 13 Б). Напротив, для препаратов ДФО (все концентрации), трех концентраций ДФОБ (2, 20, 60 мг/кг) и ДФОД (1, 30, 60 мг/кг), а также двух меньших концентраций (1,6 и 16 мг/кг) йодметилата ДФО количество ДР ДНК оказалось ниже, чем без облучения. Это справедливо для минимальных концентраций всех препаратов.

Значительное повышение количества ОР ДНК после введения препаратов без облучения выявлено для ДФО во всех концентрациях; для ДФОБ - в дозах 60 и 120 мг/кг; для ДФОД - в дозах 10, 30 и 60 мг/кг; для йодметилата ДФО наибольшая индукции ОР наблюдалась в дозе 16 мг/кг (рис. 14 А).

Сравнение рисунков 14 А и 14 Б показывает, что после облучения мышей наблюдалось снижение количества ОР для минимальных концентраций всех четырех введенных препаратов (1-2 мг/кг). Это свидетельствует о возможных радиопротекторных свойствах у этих соединений в малых дозах. Аналогичное уменьшение количества ОР наблюдалось и для других концентраций ряда препаратов, а для ДФОД в концентрациях 30 и 60 мг/кг и ДФОБ в концентрации 120 мг/кг наблюдалось повышение числа ОР ДНК.

Таким обр., все четыре препарата (ДФО и производные) влияют на структурные характеристики ДНК селезенки мышей без облучения и модифицируют действие малой дозы радиации. Зависимости всех параметров от концентраций введенных препаратов

1 10 30 60

Концентрация ДФО, мг/ кг

¡3 иодмогипяг ДФО

□ ДФОД

1 10 30 6С Концентрация ДФО, мг/кг

1 10 30 60

КонценграцияДФО, мг/кг

1 10 30 «3

Концентрация ДФО, мг/кг

Рис. 13. Влияние введения различных концентрации препаратов группы ДФО на индукцию двойных разрывов ДНК селезенки необлученных (А) и облученных (Б) мышей. Указана концентрация ДФО, концентрации остальных препаратов эк-вимолярны. Результаты получены при вычитании соответствующих контролей: контроль с введенным растворителем для необлученных мышей и контроль, облученный с введенным растворителем, для облученных мышей.

Рис. 14. Влияние введения различных концентрации (мг/кг) препаратов группы ДФО на индукцию ОР ДНК селезенки необлученных (А) и облученных (Б) мышей. Указана концентрация ДФО, концентрации остальных препаратов эквимолярны. Результаты получены при вычитании соответствующих контролей: контроль с введенным растворителем для необлученных мышей и контроль, облученный с введенным растворителем, для облученных мышей.

имеют нелинейный (часто экстремальный) характер. Выяснилось, что данные вещества обладают по отношению к ДНК генотоксическими (радиомиметическими) свойствами при введении их без облучения и противоположными им радиопротекторными свойствами при облучении мышей в дозе 12 сГр для ряда концентраций препаратов.

Радиозащитные свойства препаратов уменьшаются в ряду ДФО - ДФОБ - йодме-тилат ДФО - ДФОД. Дозовые зависимости имеют нелинейный характер, что согласуется с данными опытов по изучению выживаемости мышей, а также микровязкости мембран клеток печени мышей линии Ва1Ь/с (Мальцева Е.Л., 2005).

2.7. Изучение совместного действия фенозана и ДФО и его производных па структурные характеристики ДНК мышей Ва1Ь/с

С целью снижения генотоксического действия препаратов группы ДФО без облучения было проведено изучение сочетанного действия антиоксиданта фенозана и ДФО на структурные характеристики ДНК селезенки мышей линии Ва1Ь/с. Фенозан вводили мышам в концентрациях 10~14 и 10"4 моль/л без и с последующим введением через 60 мин препарата ДФО в концентрациях 1 и 60 мг/кг или йодметилата ДФО в концентрации 16 мг/кг. Полученные результаты приведены в таблицах 5, 6 и на рис. 15. В данном опыте фенозан в концентрации 10"4 моль/л повышет адсорбцию ДНК, а в концентрации 10"14 моль/л не влияет на связывание ДНК с НЦ фильтрами. ДФО, как было показано ранее, также влияет на адсорбцию ДНК, причем эффект зависит от концентрации. Последовательное введение 10'14 моль/кг фенозана и обеих концентраций ДФО (1 и 60 мг/кг), а также 10"4 моль/кг фенозана и 1 мг/кг ДФО нормализуют адсорбцию ДНК, приближая ее значение к уровню интактного контроля (табл. 5). В случае йодметилата ДФО и введения фенозана наблюдалась тенденция к повышению адсорбции ДНК селезенки мышей.

Введение фенозана в обеих концентрациях снижает количество ДР ДНК, тогда как ДФО индуцирует разрывы ДНК, как было показано ранее. Все испытанные сочетания фенозана и ДФО уменьшали образование ДР ДНК (табл. 6А, рис. 15). Наибольший защитный эффект (снижение количества ДР) и нормализация уровня адсорбции ДНК проявлялись при одних и тех же комбинациях введенных доз фенозана и ДФО. Обнаружено, что введение фенозана уменьшает образование ОР ДНК под действием ДФО в исследованных концентрациях, но не влияет на индукцию ОР ДНК йодметилатом ДФО (табл. 6Б). Эти данные указывают на то, что действие антиоксиданта фенозана, вероятно, снижает образование активных продуктов метаболического окисления ДФО, которые, как мы предполагаем, повреждают структуру ДНК. В случае йодметилата ДФО, у которого атом N4 экранирован йодметильной группой, введение фенозана достоверно не изменяет ни адсорбцию ДНК селезенки, ни количество ДР ДНК.

На основании полученных данных можно охарактеризовать группу соединений ДФО и его производных как потенциально перспективную для исследования радиопротекторных свойств при условии их возможной модификации, снижающей их геноток-сичность.

Таблица 5. Совместное влияние фенозана и ДФО, фенозана и йодметилата ДФО на адсорбцию ДНК селезенки мышей линии Ва1Ь/с (адсорбция в отн. единицах).

2,5- дифенилоксазол йодметилат ДФО

Ф Е Концентрация, моль/кг 0 мг/кг 1 мг/кг 60 мг/кг 16 мг/кг

Н 0 1,0 1,96±0,18 0,65±0,04 1,0

О з ю-14 0,94±0,03 1,14±0,06* 1,0±0,01* 1,16±0,05

А Н ю-4 1,25±0,02 0,93±0,02* 0,78±0,01 1,14±0,05

Таблица 6 А. Совместное влияние фенозана и ДФО, фенозана и йодметилата ДФО на количество ДР ДНК селезенки мышей линии Ва1Ь/с.

2,5-дифенилоксазол йодметилат ДФО

Ф Е Концентрация, моль/кг 0 мг/кг 1 мг/кг 60 мг/кг 16 мг/кг

Н О 0 0,09±0,03 0,40±0,05 0,80±0,09 0,45±0,05

ю-14 0,05±0,03 0,12±0,06 * 0,32±0,09* 0,51±0,04

3 А Н ю-4 0,04±0,02 0,10±0,04 * 0,25±0,09 0,38±0,08

Таблица 6 Б. Совместное влияние фенозана и ДФО, фенозана и йодметилата ДФО на количество ОР ДНК селезенки мышей линии Ва1Ь/с.

2,5-дифенилоксазол йодметилат ДФО

Ф Е Концентрация, моль/кг 0 мг/кг 1 мг/кг 60 мг/кг 16 мг/кг

Н О 3 0 0,19±0,06 0,77±0,06 1,09±0,07 0,75±0,05

ю-14 0,16±0,05 0,46±0,06 * 0,45±0,09* 0,56±0,04

А Н 10"4 0,18±0,04 0,25±0,09 * 0,18±0,09* 0,67±0,08

Рис. 15. Модифицирующий эффект фенозана на генотоксические свойства ДФО.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ:

А - адсорбция,

АО - антиоксидант,

АФК - активные формы кислорода,

ДФО - дифенилоксазол,

ДР - двунитевые разрывы

ОР - однонитевые разрывы,

ИР - ионизирующая радиация,

НЦ - нитроцеллюлоза.

0,2 0

Фенсзам 10-14 Фекдаан 10-4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа посвящена изучению изменения структурных характеристик ДНК при действии низкодозового облучения и влиянии потенциальных радиозащитных препаратов разных классов, а также пероксида водорода in vivo и in vitro. Также исследовано влияние низкодозовой ИР на развитие лейкоза мышей AKR, изучены особенности индукции разрывов ДНК при канцерогенезе мышей и человека.

Показано, что воздействие низкодозовой ИР вызывает структурные повреждения ДНК при измерении как адсорбции ДНК, так и количества разрывов ДНК селезенки мышей. Выяснено, что пероксид водорода вызывает дополнительные повреждения ДНК in vitro подобно действию ИР, а его влияние на конформационное состояние ДНК зависит от исходных характеристик изученных групп мышей. В опыте in vivo получены результаты, свидетельствующие о важной роли малых концентраций пероксида водорода в регуляции экспрессии генов в организме мышей, что согласуется с литературными данными.

Полученные разультаты позволяют заключить, что повреждения структуры ДНК под действием ИР в малых дозах сопровождаются изменением активности генома, так как облучение, вероятно, меняет его доступность для системы регуляции экспрессии генов. Кроме того, при действии низкодозовой ИР велика вероятность возникновения нестабильности генома клетки - стойкого, передающегося эпигенетически, функционального состояния генома клетки, ведущего к нарушению генетического контроля и являющегося важнейшим фактором в индукции рака. Нерепарированные повреждения ДНК являются одной из причин возникновения нестабильности генома. Так как ген р53, отвечающий за «сохранность» генома, в трансформированных клетках, как правило, имеет мутации, приводящие к его инактивации, такие измененные клетки не могут быть удалены путем апоптоза.

В данной работе также выявлены изменения структурного состояния ДНК в ходе развития лейкоза мышей AKR при низкодозовом низкоинтенсивном облучении на стадии индукции (3 мес), которые выражались в сдвиге максимума зависимости адсорбции ДНК от возраста мышей на более ранний срок, что согласуется с литературными данными об ускорении развития лейкоза и снижении средней продолжительности жизни мышей AKR при таком же варианте опыта. Противоположный эффект наблюдался при введении антиоксиданта фенозана на стадии индукции лейкоза (3 мес). Препарат уменьшал количество разрывов ДНК, с чем может быть связано полученное в литературе увеличение продолжительности жизни мышей AKR в идентичном опыте.

текторными или сенсибилизирующими свойствами в зависимости от применяемых концентраций. Она показали себя как перспективные радиозащитные вещества в области малых доз ИР при условии снижения их генотоксичности, вероятно, с помощью ан-тиоксиданта. Генотоксичные концентрации можно использовать при радиотерапии для сенсибилизации опухолей.

Т. обр., в данной работе проведено комплексное исследование воздействия различных факторов на структурные характеристики ДНК: низкодозовой ИР, препаратов различных классов в различных концентрациях, течения лейкозного процесса мышей и развившегося рака человека и обнаружен системный ответ генетического аппарата на эти воздействия.

ВЫВОДЫ

1. Впервые изучено действие малых доз ионизирующей радиации (ИР) на структуру ДНК при облучении мышей трех линий, различающихся по радиочувствительности. Обнаружено изменение структурных характеристик ДНК - адсорбции на НЦ и разрывов цепей, относительный уровень которых коррелирует с радиочувствительностью данных линий мышей.

2. На примере воздействия малых концентраций пероксида водорода на структурные характеристики ДНК в растворе выявлена зависимость эффекта от исходного состояния биополимера (более сильное повреждение ДНК, выделенной из лейкозных или облученных мышей). Получены данные, свидетельствующие о способности пероксида водорода влиять на экспрессию генов при введении в организм мышей в концентрации 10"12 моль/кг.

3. Показана возможность модификации воздействия малых доз низкоинтенсивной ИР с помощью как физиологических, так и малых концентраций антиоксиданта фено-зана, который обладает пролонгированным действием.

4. Обнаружена способность ИР в малой дозе 1,2 сГр (0,6 сГр/сут) индуцировать более ранние структурные изменения ДНК в ходе развития лейкоза у мышей AKR по сравнению со спонтанным ходом заболевания. Фенозан, напротив, нормализует состояние структуры ДНК селезенки мышей AKR, что согласуется с известным фактом замедления препаратом развития этого лейкоза.

5. Выявлен достоверно повышенный уровень разрывов ДНК у онкологических пациентов по сравнению со здоровыми донорами, а также у мышей лейкозной линии AKR по сравнению со здоровыми животными. Высказано предположение о повышенной степени поврежденности ДНК при канцерогенезе.

6. Показано, что производные 2,5-ДФО, обладающие способностью диссипировать энергию ИР in vitro, проявляют в организме животных альтернативные дозо-зависимые радиопротекторные или радиосенсибилизирующие свойства.

7. Основываясь на полученных данных, можно предположить наличие системного ответа генома клеток в организме животных на слабое действие внешних факторов, таких как малые дозы ИР, низкие и сверхнизкие концентрации радиозащитных или радиосенсибилизирующих соединений (фенозана, ДФО и его производных).

Основное содержание работы изложено в публикациях:

1. Жижина Г.П., Палиевская Т.М. (Заварыкина Т М ) Действие малых и сверхмалых концентраций пероксида водорода на ДНК в растворе и организме мышей. Тезисы докладов III Международного симпозиума «Механизмы действия сверхмалых доз». С.12. Москва, 3-6 декабря 2002 г.

2. Жижина Г.П., Палиевская Т.М. (Заварыкина Т.МЛ «Действие малых и сверхмалых концентраций пероксида водорода на ДНК в растворе и организме мышей». //Радиационная биология. Радиоэкология. 2003. Т.43, № 2, с.147-149.

3. Заварыкина Т.М.. Жижина Г.П., Бурлакова Е.Б. Генотоксические и радиопротекторные свойства производных 2,5-дифенилоксазола, проявляющиеся в изменении структурного состояния ДНК.// Труды III Международной молодежной конференции ИБХФ РАН-ВУЗы «Биохимическая физика», С. 86, Москва, 13-14 октября 2003 г.

4. Палиевская Т.М. (Заварыкина Т.МЛ Жижина Г.П., Бурлакова Е.Б. Действие ионизирующей радиации в малых дозах на развитие спонтанного лейкоза мышей. Тезисы 3 съезда биофизиков России. С. 114, Воронеж. 29 июня 2004 г.

5. Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н., Гуревич С.М., Ерохин ВН., Жижина Г.П., Заварыкина Т.М. и др. Изучение влияния малых доз низкоинтенсивной ионизирующей радиации и антиоксидантов на биомакромолекулы и супрамолекулярные структуры в процессе развития спонтанного лейкоза мышей с целью создания новых протекторных средств. Тезисы конференции «Фундаментальные науки -медицине», С.209-211, Москва, 2-3 декабря 2004 г.

6. Палиевская Т.М. (Заварыкина Т.М.-), Жижина Г.П., Бурлакова Е.Б.. Генотоксические и радиопротекторные свойства производных 2,5-дифенилоксазола, проявляющиеся в изменении структурного состояния ДНК. Тезисы Российской научной конференции «Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты». С. 254-255, Санкт-Петербург, 21-23 мая 2004 г.

7. Жижина Г.П., Заварыкина Т.М.. Бурлакова Е.Б, Носков В.Г., Духович Ф.С. «Генотоксические и радиопротекторные свойства производных 2,5-дифенилоксазола, влияющие на структурное состояние ДНК мышей.» // Радиационная биология. Радиоэкология. 2005. Т.45, №1, С.56-62.

8. Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н., Гуревич СМ., Жижина Г.П., Заварыкина Т.М. и др. Противолучевой эффект антиоксиданта фенозана. Тезисы конференции «Фундаментальные науки - медицине», С. 221-223. Москва, 14-16 декабря 2005 г.

9. Жижина Г.П., Заварыкина Т.М.. Ерохин В.Н., Бурлакова Е.Б. Структурные изменения геномной ДНК при воздействии на мышей ионизирующей радиации в малых дозах. V Съезд по радиационным исследованиям. Т.1. С.84. Москва, 10-14 апреля 2006 г.

10. Заварыкина Т.М.. Жижина Г.П., Бурлакова Е.Б. Изменение структурных характеристик ДНК под влиянием фенозана и низкоинтенсивной гамма-радиации в ма-

лых дозах.// Труды VI Международной молодежной конференции ИБХФ РАН-ВУЗы «Биохимическая физика», С. 87, Москва, 24-27 ноября 2006 г.

11. Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н., Гуревич С.М., Жижина Г.П., Заварыкина Т.М. и др. « О возможных радиозащитных свойствах фенозана в области низкоинтенсивной ионизирующей радиации». Тезисы конференции «Фундаментальные науки - медицине», С. 134-136, Москва, 27-29 ноября 2006 г.

12. Заварыкина Т.М.. Жижина Г.П., Бурлакова Е.Б. «Изменение структурных характеристик ДНК под влиянием фенозана и низкоинтенсивной гамма-радиации в малых дозах». Тезисы VII Международной конференции «Биоантиоксидант», С. 132-134, Москва, 25-26 октября 2006 г.

13.Жижина Г.П., Заварыкина Т.М.. Миль Е.М., Бурлакова Е.Б. «Изменение структурных характеристик ДНК под влиянием низкоинтенсивной гамма-радиации и фенозана в малых дозах».// «Радиац. биология. Радиоэкология». 2007. Т.47, №4, С.414-422.

14. Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н., Гуревич С.М., Жижина Г.П., Заварыкина Т.М. и др. «Изменение ряда макромолекулярных характеристик крови человека как вероятных биомаркеров отдаленных последствий низкодозового облучения». Тезисы конференции «Фундаментальные науки - медицине», С. 149-150, Москва, 3-4декабря 2007 г.

Подписано в печать 25 сентября 2008 г.

Формат 60x90/16

Объём 1,50 пл.

Тираж 100 экз.

Заказ №250908155

Оттиражировано на ризографе в ООО «УниверПринт» ИНН/КПП 7728572912У772801001

Адрес: 117292, г. Москва, ул. Дмитрия Ульянова, д. 8, кор. 2.

Тел. 740-76-47, 125-22-73.

Ьйр:/Лу\у\у.ишуегрпШ.ги

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Заварыкина, Татьяна Михайловна

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Структура макромолекулы ДНК

1.1.1. Полиморфизм спирали ДНК, ее канонические и неканонические формы

1.1.2. Z-форма ДНК и ее функциональная роль в клетке

1.1.3. Организация хроматина в клетке эукариот

1.2. Основные типы радиационных повреждений ДНК и механизмы их репарации

1.2.1. Повреждения ДНК под действием ионизирующей радиации (ИР)

1.2.2. Репарация радиационных повреждений ДНК и следствия нарушений в этом процессе

1.3. Особенности действия низкоинтенсивной (ИР) в малых дозах на биологические объекты

1.4. Принципы радиационной защиты биологических объектов

Глава 2. Методы исследования

Глава 3. Результаты исследования и обсуждение

3.1. Действие малых доз ИР на ДНК селезенки мышей

3.1.1. Особенности действия малых доз ИР на структуру ДНК мышей линий с различной радиорезистентностью

F1 (СВАхС57В1), Balb/c и AKR)

3.1.2. Действие пероксида водорода на структуру ДНК in vitro и in vivo

3.1.3. Влияние ИР в малых дозах на структурные характеристики ДНК при развитии лейкоза мышей AKR

3.2. Структурные особенности ДНК лимфоцитов крови при канцерогенезе человека

3.3. Изучение влияния препаратов фенозана, 2,5-дифенилоксазола (ДФО) и его производных на структуру ДНК при низкодозовом облучении

3.2.1. Действие фенозана на структуру ДНК селезенки при облучении мышей Б1 (СВАХС57В1) и развитии лейкоза мышей линии АКЕ.

3.2.2. Модифицирующее влияние ДФО и его производных на радиационные повреждения ДНК селезенки мышей

3.2.3. Изучение совместного действия фенозана и ДФО и его производных на ДНК мышей Ва1Ь/с

Введение Диссертация по биологии, на тему "Структурные изменения ДНК при действии низкоинтенсивной ионизирующей радиации в малых дозах"

Актуальность работы. Ионизирующая радиация (ИР) на сегодняшний день тесно связана с жизнедеятельностью человека и биоты за счет присутствия естественных радионуклидов, работы различных объектов атомной промышленности, аварий на них, использования ИР в медицинских целях и других источников. Облучение биологических объектов зачастую не связано с высокими дозами ИР. В отчете Научного комитета по действию атомной радиации ООН (НКДАР ООН) за 1986 год указаны принятые им диапазоны доз ИР: высокие дозы - более 2 Гр; средние дозы - между 2 и 0,2 Гр; малые дозы — ниже 0,2 Гр (United Nations Scientific Committee report, 1986). Большой интерес и споры на сегодняшний день вызывает область малых доз ИР.

Исследования влияния ионизирующей радиации в малых дозах на геном, мембраны и ферментные системы клеток начаты сравнительно недавно. Однако уже становится ясно, что в условиях длительного низкоинтенсивного облучения неприменимы старые критерии ожидаемых эффектов (Бурлакова Е.Б., 1996). Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют о том, что такое влияние ИР в малых дозах приводит к повреждениям генетического и мембранного аппарата, изменению метаболической активности антиоксидантных (АО) ферментов и клеток в целом, экспрессии различных генов, вероятности индукции апоптоза (Шевченко В.А., 1996; Зайнуллин В.Г., 1999, 2000; Мазурик В.К., 2005).

Однако кроме сложных биохимических и генетических критериев слабых радиационных воздействий необходимо изучение изменений физико-химических свойств ДНК, хроматина, мембран с помощью более простых и доступных методов по критериям, чувствительным к действию ИР в малых дозах. Одними из таких критериев являются изменения вторичной структуры и повреждения • первичной структуры ДНК (адсорбция ДНК на нитроцеллюлозных (НЦ) фильтрах, а также количество однонитевых (ОР) и двунитевых (ДР) разрывов ДНК, определяемое методом гель-электрофореза).

Другим не менее важным вопросом является активность малых доз биологически активных веществ, в том числе пероксида водорода (Н2О2). Это соединение служит важным компонентом, образующимся из молекул воды под действием ИР (Тарусов Б.Н., 1965), и играет существенную роль в формировании эффектов малых доз радиации.

Кроме того, в настоящее время проводятся обширные исследования в области индукции и развития канцерогенеза и влияния низкоинтенсивной ИР на этот процесс (Дж. Гофман, 1994). В этой связи весьма актуальным является изучение развития спонтанного лейкоза у мышей линии АКЕ1 при воздействии на животных ИР в малых дозах.

Большой интерес представляют исследования возможностей радиационной защиты в низкодозовой области. В связи с тем, что вещества, обладающие радиопротекторными свойствами при высоких дозах ионизирующих излучений, неэффективны в области малых доз ИР, возникает необходимость поиска новых, возможно принципиально отличающихся по механизму действия препаратов, активных в данной области (Кудряшов Ю.Б., 1997). С этой точки зрения в работе рассматривается группа веществ с нетрадиционным для классических радиопротекторов характером действия — 2,5-дифенил-1,3-оксазол (ДФО) и его производные, а кроме того синтетического антиоксиданта фенозана.

Объектами исследования являлись препараты ДНК, выделенные из селезенок мышей линий АКИ, Ва1Ь/с и гибридов Р1(СВАхС57В1), а также из лимфоцитов крови здоровых доноров и онкологических больных.

Основные задачи исследования:

1. Сравнение структурных изменений ДНК (разрывов и адсорбции на НЦ фильтрах) селезенки при облучении мышей с разной радиочувствительностью, а именно гибридов резистентной линии Р1(СВАхС57В1) и мышей радиочувствительной линии АКЯ при у-облучении в дозе 1,2 сГр (0,6 сГр/сут). Проведение измерения эффектов через 1 и 30 суток после облучения.

2. Оценка влияния активных форм кислорода на структурные повреждения ДНК при облучении малыми дозами ИР.

3. Изучение изменения структурных характеристик ДНК селезенки мышей линии АКЫ при развитии спонтанного лимфоидного лейкоза и влияния облучения в этой дозе на скорость развития этого процесса.

6. Изучение потенциальных радиопротекторных свойств ДФО и его производных, способных поглощать энергию излучения, в области малых доз ИР.

Заключение Диссертация по теме "Радиобиология", Заварыкина, Татьяна Михайловна

ВЫВОДЫ

2. На примере воздействия малых концентраций пероксида водорода на структурные характеристики ДНК в растворе выявлена зависимость эффекта от исходного состояния биополимера (более сильное повреждение ДНК, выделенной из клеток лейкозных или облученных мышей). Получены данные, свидетельствующие о способности пероксида водорода влиять на экспрессию генов при введении в

1 ^ организм мышей в концентрации 10" " моль/кг.

3. Показана возможность модификации воздействия малых доз низкоинтенсивной ИР с помощью как физиологических, так и малых концентраций антиоксиданта фенозана, который обладает пролонгированным действием.

4. Обнаружена способность ИР в малой дозе 1,2 сГр (0,6 сГр/сут) индуцировать более ранние структурные изменения ДНК в ходе развития лейкоза у мышей АКЯ по сравнению со спонтанным ходом заболевания. Фенозан, напротив, нормализует состояние структуры ДНК селезенки мышей АКЫ, что согласуется с известным фактом замедления препаратом развития этого лейкоза.

5. Выявлен достоверно повышенный уровень разрывов ДНК у онкологических пациентов по сравнению со здоровыми донорами, а также у мышей лейкозной линии АКР по сравнению со здоровыми животными. Высказано предположение о повышенной степени поврежденпости ДНК при канцерогенезе.

7. Основываясь на полученных данных, можно высказать предположение о наличии системного ответа генома клеток в организме животных на слабое действие внешних факторов, таких как малые дозы ИР, низкие и сверхнизкие концентрации радиозащитных или радиосенсибилизирующих соединений (фенозана, ДФО и его производных).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Показано, что воздействие низкодозовой ИР вызывает структурные повреждения ДНК при измерении как адсорбции ДНК, так и количества разрывов ДНК селезенки мышей. Выяснено, что пероксид водорода вызывает дополнительные повреждения ДНК in vitro подобно действию радиации, а его влияние на конформационное состояние ДНК зависит от исходных характеристик изученных групп мышей. В опыте in vivo получены результаты, свидетельствующие о важной роли малых концентраций пероксида водорода в регуляции экспрессии генов в организме мышей, что согласуется с литературными данными.

Полученные разультаты позволяют заключить, что повреждения структуры ДНК под действием ИР в малых дозах сопровождаются изменением активности генома, так как облучение, вероятно, меняет его доступность для системы регуляции экспрессии генов. Кроме того, при действии низкодозовой ИР велика вероятность возникновения нестабильности генома клетки — стойкого, передающегося эпигенетически, функционального состояния генома клетки, ведущего к нарушению генетического контроля и являющегося важнейшим фактором в индукции рака. Нерепарированные повреждения ДНК являются одной из причин возникновения нестабильности генома. Так как ген р53, отвечающий за «сохранность» генома, в трансформированных клетках, как правило, имеет мутации, приводящие к его инактивации, такие измененные клетки не могут быть удалены путем апоптоза.

Действительно, обнаружена большая степень поврежденности ДНК как у мышей на стадии индукции рака, так и у людей с развившимся онкологическим процессом, на основе чего можно сделать предположение об большей поврежденности ДНК при канцерогенезе по сравнению со здоровым организмом. Возможно, это связано с нарушениями в системе репарации клетки при онкологическом процессе, так как в литературе имеются данные о существенном снижение ее активности у больных раком людей.

В данной работе также выявлены изменения структурного состояния ДНК в ходе развития лейкоза мышей АКБ1 при низкодозовом низкоинтенсивном облучении на стадии индукции (3 мес), которые выражались в сдвиге максимума зависимости адсорбции ДНК от возраста мышей на более ранний срок, что согласуется с литературными данными об ускорении развития лейкоза и снижении средней продолжительности жизни мышей АКЯ при таком же варианте опыта.

Противоположный эффект наблюдался при введении антиоксиданта фенозана на стадии индукции лейкоза (3 мес). Препарат уменьшал количество разрывов ДНК, с чем может быть связано полученное в литературе увеличение продолжительности жизни мышей АКИ в идентичном опыте.

Кроме того, обнаружена возможность модификации воздействия низкодозовой ИР с помощью антиоксиданта фенозана и производных оксазола. Фенозан проявлял радиозащитные свойства при введении его до облучения мышей по всем исследованным характеристикам структуры ДНК. Препараты из группы оксазолов обладают радиопротекторными или сенсибилизирующими свойствами в зависимости от применяемых концентраций. Она показали себя как перспективные радиозащитные вещества в области малых доз ИР при условии снижения их генотоксичности, вероятно, с помощью антиоксиданта. Генотоксичные концентрации можно использовать при радиотерапии для сенсибилизации опухолей.

Таким образом, в данной работе проведено комплексное исследование воздействия различных факторов на структурные характеристики ДНК: низкодозовой ИР, препаратов различных классов в различных концентрациях, течения лейкозного процесса мышей и развившегося рака человека и обнаружен системный ответ генетического аппарата на эти воздействия.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Заварыкина, Татьяна Михайловна, Москва

1. Амвросьев А.П., Банецкая Н.В., Рогов Ю.И. Исследование влияния ионизирующих излучений на беременность и плод. // Тез. докл. IV Съезда по радиационным исследованиям. М., 2001. - Т.1. - С. 282.

2. Арзамасцев Е.В., Дорофеев В.М., Сидоркин В.И. // Материалы по биологии лабораторных животных. М.: Изд-во АМН СССР, 1967. С.4-6.

3. Бак 3., Александер П. Основы радиобиологии. / Пер. с англ. М.: Издательство иностранной литературы, 1963 г. - 500 с.

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

5. Белов А.Д., Киршин В.А., Лысенко Н.П. и др. Радиобиология. М.: Колос, 1999. - 384 с.

6. Бергольц В.М., Румянцев Н.В. Сравнительная патология и этиология лейкоза человека и животных М.: Медицина, 1966. 291 с.

7. Бландова З.К., Дужкин В.А., Малашенко A.M., Шмидт Е.Ф. // Линии лабораторных животных для медико-биологических исследований. М.: Наука, 1983.-С. 50-53.

8. Большая медицинская энциклопедия. / Под ред. В.В. Петровского. М: Советская энциклопедия, - 1981.

9. Бурлакова Е.Б. Эффект сверхмалых доз. // Вестник РАН. 1994. - Т. 64. - № 5.-С. 425-431.

10. Бурлакова Е.Б., Ерохин В.Н. Влияние низкоинтенсивного облучения в малых дозах на возникновение и развитие спонтанного лейкоза у мышей линии AKR. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2001а. - Т. 41. - № 4. - С. 385-388.

11. Бурлакова Е.Б., Михайлов В.Ф., Мазурик В.К. Система окислительно-восстановительного гомеостаза при радиационно-индуцируемой нестабильности генома. // Радиац. биология. Радиоэкология. 20016. - Т. 41.-№5.-С. 489-499.

12. Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н., Горбунова Н.В. и др. Особенности биологического действия малых доз облучения. // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье человека. М.: Центр экологич. политики России, 1996. - С. 149-182.

13. Бурлакова Е.Б. Особенности действия сверхмалых доз биологически активных веществ и физических факторов низкой интенсивности. // Рос. хим. журн. 1999. - Т.43. - № 5. - С. 3-11.

14. Бурлакова Е.Б., Алесенко А.В., Молочкина Е.М. и др. Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте. М.: Наука, 1975. - 211 с.

15. Вартанян Л.С., Гуревич С.М., Козаченко А.И. и др. Системный ответ антиоксидантных ферментов на окислительный стресс, вызванный облучением в малых дозах. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2000. - Т. 40.-№3.-С. 285-291.

16. Васильева С.В., Мошковская Е.И. Санина Н.А. и др. Передача генетических сигналов комплексами нитрозил-железо у Escherichia coli. // Биохимия. 2004. - Т. 69. - № 8. - С. 883-889.

17. Васин M.B. Классификация средств профилактики лучевых поражений как формирование концептуального базиса современной радиационной фармакологии. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1999. - Т. 39. - № 2-3. -С. 212-222.

18. Введение в клиническую гематологию / Под ред. И.А. Кассирского, Ю.Л.Милевской. М.: Медицина, 1964. - 201 с.

19. Воробцова И.Е., Семенов A.B. и др. Возрастная зависимость частоты транслокаций в контрольной и облученной когортах людей. // Тез. докл. IV Съезда по радиационным исследованиям. М., 2001. - Т.1. - С. 75.

20. Воробцова И.Е. Генетические и соматические эффекты ионизирующей радиации у человека и животных (сравнительный аспект). // Радиац. биология. Радиоэкология. 2002. - Т. 42. - № 6. - С. 639-643.

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

22. Газиев А.И. Репарации ДНК в гаметах родителей и нестабильность генома потомства. // Тез. докл. IV Съезда по радиационным исследованиям. М., 2001. - Т.1. - С. 77.

23. Гендель Л.Я., Ким Л.В., Лунева О.Г. и др. Изменения в поверхностной архитектонике эритроцитов под действием синтетического антиоксиданта фенозана-1. //Изв. РАН. Сер. биол. 1996. - № 4. - С. 508-512.

24. Гераськин С.А. Концепция биологического действия малых доз ионизирующей радиации на клетки. // Радиац. биол. Радиоэкология. 1995. - Т.35. - № 5. - С.571-580.

25. Георгиев Г.П., Бакаев В.В. Три уровня структурной организации хромосом эукариот. // Молек. биол. 1978. - Т. 12. - Вып. 6. - С. 1205-1230.

26. Георгиев Г.П. Гены высших организмов и их экспрессия. М.: Наука, 1989.

27. Гильяно Н.Я., Большакова О.И., Бикинеева Е.Г., Носкин Л.А. Клеточные ответы, индуцированные хроническим облучением ß-частицами,испускаемыми при распаде 14С. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1999. - Т.39. - № 5. - С.543-547.

28. Гильяно Н.Я., Большакова О.И., Лаврова Г.А. и др. Характеристика адаптивного ответа к действию у-лучей, индуцированного малыми дозами 14С в фибробластах китайского хомячка. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1998. - Т.38. - Вып.5. - С. 663-671.

29. Гончаренко E.H., Кудряшов Ю.Б. Гипотеза эндогенного фона радиорезистентности. М.: Изд-во МГУ, 1980.

30. Гофман Дж. Рак, вызываемый облучением в малых дозах: независимый анализ проблемы. В 2 т. / Пер. с англ. под ред. Бурлаковой Е.Б., Лысцова

31. B.Н. М.: Социально-экологический союз, 1994 г.

32. Гуценко К.К., Бородина Н.П., Кузьмина Т.Д., Леоненко И.В. и др. Радиационное поражение системы гемопоэза у мышей носителей вируса лейкоза. // Радиац. биология. Радиоэкология. - 1998. - Т.38. - Вып.З.1. C.400-404.

33. Жестяников В.Д. Репарация ДНК и ее биологическое значение. Л.: Наука, 1979.

34. Жимулев И.Ф. Политенные хромосомы: морфология и структура. -Новосибирск: Наука, 1992. 479 с.

35. Жижина Г.П. Связь структурных характеристик ДНК эукариот и ее чувствительности к действию малых доз ионизирующей радиации. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1999. - Т.39. - № 1. - С. 41-48.

36. Жижина Г.П., Скалацкая С.И., Бурлакова Е.Б. Влияние малых доз ионизирующей радиации на ДНК селезенки при облучении мышей. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1994. - Т. 34. - Вып. 6. - С. 759-762.

37. Жижина Г.П., Скалацкая С.И., Бурлакова Е.Б. Конформационные изменения ДНК в процессе развития спонтанного лейкоза у мышей линии AKR. // Биофизика. 2001. - Т. 46. - Вып. 2. - С. 341-345.

38. Жижина Г.П. Кинетика образования и распада гидроперекисей ДНК: Автореф. канд. хим. наук. М., 1967.

39. Жижина Г.П. Дефекты вторичной структуры ДНК при опухолевом росте и действии некоторых повреждающих факторов: Автореф. док. хим. наук. -М., 1983.

40. Жижина Г.П., Медина А.Б., Наваррете A.C., Троицкая Г.П. Выявление левоспиральных участков в ДНК эукариот. // Биохимия. 1992. - Т. 57. -Вып. 11. - С. 1627-1640.

41. Жижина Г.П., Кругляков К.Е., Тодоров И.Н., Эмануэль Н.М. Локальная деспирализация ДНК опухолевых клеток. // Успехи совр. биологии. 1986. -Т.101. -Вып.1. - С. 3-17.

42. Зайнуллин В.Г., Москалев A.A., Шапошников М.В., Таскаев А.И. Современные аспекты радиобиологии Drosophilla melanogaster. Апоптоз и старение. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1999. - Т. 39. - № 1. - С. 4957.

43. Зайнуллин В.Г., Шапошников М.В., Юранева И.Н. Генетические эффекты у Drosophilla melanogaster, индуцированные хроническим облучением в малых дозах. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2000. Т. 40. - № 5. - С. 567-575.

44. Залашко М.В., Королева И.Ф., Салохина Г.А., Чиркин A.A. Противолучевые свойства липокаротиноидного экстракта из дрожжей Rhodotorula glutinis. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1997. - Т.37. -Вып.1.-С. 41-45.

45. Зенгер В. Принципы структурной организации нуклеиновых кислот. / Пер. с англ. -М.: Мир, 1987.

46. Календо Г.С. Различные уровни радиозщиты в популяции опухолевых клеток. // Радиац. биол. Радиоэкология. 2001. - Т. 41. - № 5. - С. 519-527.

47. Климкина Л.А., Федорченко В.И., Бездробная Л.К. Изменения в структуре мембран лимфоцитов крови крыс, подвергнутых внешнему воздействию у-излучения с низкой мощностью дозы. // Радиац. Биология. Радиоэкология. -2007. Т. 47. - Вып. №1. - С. 100-107.

48. Клоков Д.Ю. Закономерности формирования радиационного адаптивного ответа в клетках костного мозга мышей in vivo: Автореф. канд. биол. наук. М., 2000.

49. Конопля Е.Ф. Функциональное состояние репродуктивной системы в условиях действия низкоинтенсивного хронического облучения в малых дозах. // Тез. докл. IV Съезда по радиационным исследованиям. М. 2001. -Т.1.-С. 294.

50. Конюхов Г.В., Низамов Р.Н. и др. Влияние малых доз ионизирующих излучений на иммунные, генетические и репродуктивные показатели животных. // Тез. докл. III Международного симпозиума «Механизмы действия сверхмалых доз» М. 2002. - С. 92.

51. Кудряшов Ю.Б. О химической защите от ионизирующей радиации низкой интенсивности. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1997. - Т.37. - Вып.4. - С. 673-675.

52. Кудряшов Ю.Б. Основные принципы в радиобиологии. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2001. - Т.41. - № 5. - С. 531-547.

53. Кудряшов Ю.Б., Гончаренко E.H. Современные проблемы противолучевой химической защиты организмов. // Радиац. биология. Радиоэкология. -1999.-Т. 39.-№2-3.-С. 197-211.

54. Кузин А.М. Вагабова М.Е., Примак-Моролюбов В.Н. Молекулярные механизмы стимулирующего эффекта ионизирующей радиации на семена.

55. Активация синтеза рибонуклеиновой кислоты. // Радиобиология. 1975. -Т. 15.-Вып. 5.-С. 747-750.

56. Кузин A.M. Ключевые механизмы радиационного гормезиса. // Изв. Акад. Наук. Сер. биол. 1993. - № 6. - С. 824-832.

57. Лазуркин Ю.С. Неканонические формы ДНК. // Природа. 1986. - № 2. - С. 16-27.

58. Легеза В.И., Владимиров В.Г. Новая классификация профилактических противолучевых средств. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1998. - Т. 38.-Вып. 3.-С. 416-425.

59. Любимова Н.Е., Воробцова И.Е. Влияние возраста и низкодозового облучения на частоту хромосомных аберраций в лимфоцитах человека. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2007. - Т. 47. - № 1 - С. 80-85.

60. Мазурик В.К. Роль регуляторных сетей ответа клеток на повреждения в формировании радиационных эффектов. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2005. - Т. 45. - №1. - С. 26-45.

61. Мазурик В.К., Мороз Б.Б. Проблемы радиобиологии и белок р53. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2001. - Т.41. - № 5. - С. 548-572.

62. Малышев И.Ю., Манухина Е.Б. Стресс, адаптация и оксид азота. // Биохимия. 1998. - Т. 63. - Вып. 7. - С. 992-1006.

63. Меньшикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К. и др. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксид анты. М.: Фирма «Слово», 2006. - 556 с.

64. Наумов А.Д. Система регуляции организма половыми стероидами в условиях действия ионизирующей радиации. // Тез. докл. III Международного симпозиума «Механизмы действия сверхмалых доз» М., 2002.-С. 112.

65. Нефедов И.Ю., Нефедова И.Ю., Палыга Г.Ф. Актуальные аспекты проблемы генетических последствий облучения млекопитающих. // Радиац. биол. Радиоэкология. 2000. - Т. 40. - № 4. - С. 358-372.

66. Осипов А.Н., Григорьев М.В., Сыпин В.Д., Померанцева М.Д. и др. Влияние хронического воздействия кадмия и у-излучения в малых дозах на генетические структуры мышей. // Радиац. биология. Радиоэкология. -2000. Т. 40. - № 4. - С. 373-377.

67. Патрушев Л.И. Экспрессия генов. М.: Наука, 2000.

68. Пелевина И.И., Николаев В.А., Готлиб В.Я. и др. Адаптивная реакция лимфоцитов крови людей, подвергшихся хроническому воздействию радиации в малых дозах. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1994. - Т. 34.-Вып. 6.-С. 805-817.

69. Пелевина И.И., Алещенко A.B., Антощина М.М. и др. Реакция клеток на облучение в адаптирующих малых дозах. // Тез. докл. IV Съезда по радиационным исследованиям. М., 2001. - Т. 1. - С. 306.

70. Пелевина И.И., Готлиб В.Я., Кудряшова О.В. Клеточные проявления радиационно индуцированной нестабильности генома. // Тез. докл. IV Съезда по радиационным исследованиям. М., 2001. - Т. 1. - С. 102.

71. Пелевина И.И., Афанасьев Г.Г., Алещенко A.B., Радиоиндуцированный адаптивный ответ у детей и влияние на него внешних и внутренних факторов. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1999. - Т. 39. - № 1. - С. 106-112.

72. Пелевина И.И., Алещенко A.B., Афанасьев Г.Г., Готлиб В.Я. и др. Феномен повышения радиочувствительности после облучения лимфоцитов в малых адаптирующих дозах. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2000. - Т. 40. -№5.-С. 544-548.

73. Пелевина И.И., Алещенко A.B., Готлиб В.Я. Кудряшова О.В. и др. Реакция лимфоцитов крови индивидуумов с соматическими заболеваниями на воздействие радиации в малых дозах. // Радиац. биология. Радиоэкология. -2005. Т. 45. - № 4. - С. 412-415.

74. Пелевина И.И., Готлиб В.Я., Конрадов A.A. 20 лет изучения последствий Чернобыльской аварии — это много или мало для оценки их характера и масштабов? // Радиац. биология. Радиоэкология. 2006. - Т.46. - № 2. - С. 240-247.

75. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. М.: Медиа Сфера, 2006.

76. Семенец Т.Н., Семина О.В., Саенко A.C. Адаптивный ответ in vivo: роль кислородного эффекта. // Тез. докл. Третьего съезда по радиационным исследованиям. Пущино, 1997. - Т.1. - С. 163-164.

77. Скотникова О.И., Оань Н.Ф., Борисов Б.Н. и др. Разрывы ДНК в лейкоцитах и опухолевых клетках как индикатор терапевтической активности цитостатиков. // Проблемы гематологии. 1980. - № 5. - С. 1519.

78. Спитковский Д.М. Биологическое действие малых доз ионизирующей радиации. // Радиобиология. 1992. - Т. 32. - Вып. 3. - С. 382-400.

79. Степанов Е.И., Мишарина Ж.А., Вдовенко В.Ю. Отдаленные цитогенетические эффекты у детей, облученных внутриутробно в результате аварии на Чернобыльской АЭС. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2002. - Т. 42. - № 6. - С. 700-703.

80. Ступакова М.В., Лобышева И.И., Микоян В.Д., Ванин А.Ф., Васильева C.B. Роль ионов железа в ответе SOS репарации ДНК, индуцированной оксидом азота у Escherichia coli. // Биохимия. 2000. - Т. 65. - № 6. - С. 690-695.

81. Тарусов Б.Н., Козлов Ю.П., Уртиль С., Чоу И.Т. Свободнорадикальные процессы в облученных гомогенатах тканей животных. // Докл. Акад. Наук СССР. 1965. - Т. 163. - № 3. - С. 752-753.

82. Франк-Каменецкий М.Д. Самая главная молекула. 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Наука, 1988.

83. Хохлов А.П. Специфическое связывание фенолсодержащего антиоксиданта с плазматическими мембранами клеток и его ингибирование различными биологически-активными веществами. // Докл. АН СССР. 19886. - Т. 300. - № 2. - С. 494-497.

84. Хохлов А.П., Ярыгин К.Н. Влияние антиоксиданта фенозана на физико-химические свойства клеточных мембран почки крысы при канцерогенезе,индуцированном нитрозодиметиламином. // Бюл. эксперим. биол. мед. -1988а. Т. 106. -№Ц.- С.557-559.

85. Ченцов Ю.С. Современные представления о строении митотических хромосом. // Соросовский образовательный журнал. 1996. - №8. - С.14-22.

86. Шевченко В.А., Снигирева Г.П. Цитогенетические последствия воздействия ионизирующих излучений на популяции человека. // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье человека. М.: Центр экологич. политики России, 1996. - С. 24-49.

87. Шишкина JI.H., Полякова Н.В., Мазалецкая Л.И. и др. Противолучевые свойства феноксана при низкоинтенсивном у-облучении в малой дозе. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1999. - Т. 39. - № 2-3. - С.322-328.

88. Шишкина Л.Н., Смотряева М.А., Козлов М.В. и др. Модифицирующие свойства 2,5-дифенилоксазола при рентгеновском облучении мышей в малой дозе. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2005. - Т. 45. - № 5. - С. 610-615.

89. Шмакова Н.Л., Фадеева Т.А., Красавин Е.А. Влияние малых доз радиации на клетки китайского хомячка. // Радиац. биология. Радиоэкология. 1998. -Т. 38.-№6.-С. 841-847.

90. Шмакова Н.Л., Насонова Е.А., Красавин О.В., Комова О.В. и др. Индукция хромосомных аберраций и микроядер в лимфоцитах периферической крови человека при действии малых доз облучения. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2006. - Т. 46. - №4. - С. 480-487.

91. Эйдус Л.Х. Физико-химические основы радиобиологических процессов и защиты от излучений. М., Атомиздат, 1972. - 240 с.

92. Эмануэль Н.М. Кинетика экспериментальных опухолевых процессов. М.: Наука, 1977.-416 с.

93. Эмануэль Н.М., Евсеенко Л.С., Корман Н.П., Корман Д.Б. Динамическое изучение роста злокачественных опухолей человека. // Общая онкология. -М., 1969. С. 7-41.

94. Ярилин А. А. Иммунологические нарушения у пострадавших от последствий Чернобыльской аварии и анализ их природы. // Последствия Чернобыльской катастрофы: Здоровье человека. М.: Центр экологии, политики России, 1996. - С. 68-96.

95. Ярилин А.А., Пинчук В.Г., Гриневич Ю.А. Структура тимуса и дифференцировка Т-лимфоцитов. Киев, 1991. - 24 с.

96. ЮЗ.Ярмоненко С.П. Радиобиология человека и животных: Учебник. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1988.

97. Aboul-ela F., Bowater R.P., Lilley D.M. Competing B-Z and helix-coil conformational transitions in supercoiled plasmid DNA. // J. Biol. Chem. 1992. -V. 267.-1.3.-P. 1776-1785.

98. Ahokas J.T., Davies C., Jacobsen N. et al. The metabolism of 2,5-diphenyloxazole (PPO) in human lymphocytes and rat liver microsomes. // Pharmacol. Toxicol. 1987. - V. 61. - P. 184-190.

99. Allen R.G., Tresini M. Oxidative stress and gene regulation. // Free Rad. Biol, and Med. 2000. - V. 28. - N 3. - P. 463-499.

100. Ames B.N. in The Potential for Nutritional Modulation of Aging Processes / Ingram D.K., Baker G.T., and Shock N.W. eds. Food & Nutrition Press, Inc., Trumbull, Connecticut 06611, USA, 1989. - pp. 251-261.

101. Amundson S.A., Lee R.A., Koch-Paiz C.A. et al. Differential responses of stress genes to low dose-rate gamma irradiation. // Mol. Cancer Res. 2003. - V.l. - № 6 - p. 445-452.

102. Arnott S, Fuller W, Hodgson A, Prutton I. Molecular conformations and structure transitions of RNA complementary helices and their possible biological significance. //Nature. 1968. - V. 220. - I. 5167. - P.561-564.

103. Aruoma O.I., Halliwell В., Gajewski E., Dizdaroglu M. Copper-ion-dependent damage to the bases in DNA in the presence of hydrogen peroxide. // Biochem. J. 1991. -V. 273. - P. 601-604.

104. Athar M. Oxidative stress and experimental carcinogenesis. // Indian J.Exp.Biol.- 2002. V. 40. - N 6. - P. 656-667.

105. Bacq Z.M. On chemical protection against ionizing radiation. // Acta radiol. -1954.-V. 41.-L1.P. 59-60.

106. Bass B.L. RNA editing by adenosine deaminases that act on RNA. // Annu. Rev. Biochem. 2002. - V.71. - P. 817-846.

107. Bauer G. Reactive oxygen and nitrogen species: efficient, selective, and interactive signals during intercellular induction of apoptosis. // Anticancer Res.- 2000. V. 20 (6B). - P. 4115-4139.

108. Behe M., Felsenfeld G. Effects of Methylation on a Synthetic Polynucleotide: The B-Z Transition in Poly(dG-m5dC)-poly(dG-m5dC). // PNAS. 1981. - V. 78.- N. 3. P. 1619-1623.

109. Bergtold D.S., Berg C.D., and Simic M.G. (1990) in Antioxidants in Therapy and Preventive Medicine / Emerit I., Packer L., and Auclair C., eds, Plenium Press, New York, - pp. 311 -313.

110. Berman H.M. Crystal studies of B-DNA: The answers and the questions. // Biopolimers. 1997. - V.44. - P.23-44.

111. Boner W.M. Low-dose radiation: Thresholds, bystander effects, and adaptive responses. 7/ Proc. Natl. Acad. USA. 2003 - V.100 - N.9. - P.4973-4975.

112. Boulikas T. Chromatin domains and prediction of MAR sequences. // Int. Rev. Cytol. 1995. - V. 162 A. - P. 279-388.

113. Brandt T.A., Jacobs B.L. Both carboxy- and amino-terminal domains of vaccinia virus interferon resistance gene, E3L are required for pathogenesis in a mouse model. // J. Virol. 2001. - V.75. - P. 850-856.

114. Brooks A.L. Paradigm shift in radiation biology: their impact on prevention for radiation-induced disease. // Radiat. Res. 2005. - V. 164. - P. 454-461.

115. Brown B.A., Rich A. The left-hended double helical nucleic acids. // Acta Biochimica Polonica. 2001. - V. 48. - N 2. - P. 295-312.

116. Burdon R.H., Gill V., Rice-Evans C. Cell proliferation and oxidative stress. // Free Radical Res. Commun. 19896. - V.7. - P. 149-159.

117. Burdon R.H., Gill V., Rice-Evans C. Oxidative stress and tumor cell proliferation. // Free Radical Res. Commun. 1990. - V. 11. - P. 65-76.

118. Burdon R.H., Rice-Evans C. Free radicals and the regulation of mammalian cell proliferation. // Free Radical Res. Commun. 1989a. - V. 6. - P. 346-348.

119. Burdova K.H. The oxygen paradox. Cleup University Press, Padova, Italy, 1995.-pp. 427-438.

120. Cantor C.R., Smith C.L. Genomics: The science and technology behind the human genome project. 1999. - pp. 573.

121. Carmichael P.L., She M.N., Phillips D.H. Detection and characterization by 32P-postlabelling of DNA adducts induced by a Fenton-type oxygen radical-generating system. // Carcinogenesis. 1992. - V. 13. - P. 1127-1135.

122. Casasnovas J.M., Azorin F. Supercoiled induced transition to the Z-DNA conformation affects ability of a d(CG/GC)12 sequence to be organized into nucleosome-cores. //Nucleic Acids Res. 1987. - V. 15. - I. 21. - P. 8899-8918.

123. Chin J.Y., Schleifman E.B., Glazer P.M. Repair and recombination induced by triple helix DNA. // Front. Biosci. 2007. - V. 12. - P. 4288-4297.

124. Claesson AK, Stenerlow B, Jacobsson L, Elmroth K. Relative biological effectiveness of the alpha-particle emitter (211)At for double-strand break induction in human fibroblasts. // Radiat Res. 2007. - V.167. - N 3. - P. 312318.

125. Crawford D., Zbinden I., Amstad P., Cerutti P. Oxidant stress induces the proto-oncogenes c-fos and c-myc in mouse epidermal cells. // Oncogene. 1988. - V.3.- P.27-32.

126. Czapski C., Ilan Y.A. On the generation of the hydroxy 1 agent from superoxide radical: Can the Haber-Weiss reaction be the source of OH radicals? // Photochem. Photobiol. 1978. - V.28. - P. 651-653.

127. Davey C.A., Sergent D.F., Luger K. et al. Solvent mediated interactions in the structure of nucleosome core particle at 1.9 A resolution. // J. Mol. Biol. 2002. -V. 319.-P. 1097-1113.

128. De Bont R. van Larebeke N. Endogenous DNA damage in humans: a review of quantitative data. // Mutagenesis. 2004. - V. 19. - N. 3. - P. 169-185.

129. Dizdaroglu M. Measurement of radiation-induced damage to DNA at the molecular level. // Int. J. Rad. Biol. 1992. - V. 61. - P. 175-183.

130. Ellison, M. J., Feigon J., Kelleher, R. J., Wang, A. H.-J., Habener, J. F., and Rich, A. An assessment of the Z-DNA forming potential of alternating dA-dT stretches in supercoiled plasmids. // Biochemistry. 1986. - V. 25. - P. 36483655.

131. Falk. M., Lukasova E., Kozubek S. Chromatin strecture influences the sensitivity of DNA to gamma-radiation. // Biochim. Biophys. Acta. 2008. Preprint.

132. Feigon J., Wang A. H., van der Marel G. A., van Boom J. H., Rich A. Z-DNA forms without an alternating purine-pyrimidine sequence in solution. // Science.- 1985. V. 230.-P. 82-84.

133. Floyd R.A. The Role of 8-hydroxyguanine in carcinogenesis. // Carcinogenesis. 1990.-V. 11.-P. 1447-1450.

134. Fong K.L., McCay P.B. Poyer J.L., Mirsa H.P., Keele B.B. Evidence for superoxide-dependent reduction of Fe3+, and its role in enzyme-generated hydroxyl radical formation. // Chem.Biol.Inter. 1976. - V.15. - P.77-89.

135. Fornace A.J. Jr., Amundson S.A., Do K.T. et al. Stress-gene induction by low-dose gamma irradiation. // Mol. Med. 2002. - V.167 (2 Suppl.). - P. 13.

136. Fritz R., Bol J., Hebling U., Angermuller S., et.al. Compartment-dependent management of H202 by peroxisomes. // Free Radic. Biol. Med. 2007. - V. 42. -N 7. - P. 1119-1129.

137. Fu Y. Cornelia,N., Tognazzi,K., Brown,L.F., Dvorak,H.F. and Kocher,0. Cloning of DLM-1, a novel gene that is up-regulated in activated macrophages, using RNA differential display. // Gene. 1999. - V. 240. - P. 157-163.

138. Fu Y.P., Yu J.C., Cheng T.C. et al. Breast cancer risk associated with genotypic polymorphism of the nonhomologous end-joining genes: a multigenic study on cancer susceptibility. // Cancer Res. 2003. - V. 63. - I. 10. - P. 2440-2446.

139. Geras'kin S.A., Oudalova A.A., Kim J.K. et al. Cytogenetic effect of low dose gamma-radiarion in Hordeum vulgare seedlings: non-linear dose-effect relationship. //Radiat. Environ. Biophys. 2007. - V. 46. - I. 1. - P. 31-41.

140. Geras'kin S.A., Fesenko S.V., Alexakhin R.M. Effects of non-human species irradiation after the Chernobil NPP accident. // Environ Int. 2008. - V. 34. - I. 6. - P. 880-897.

141. Goldshtein S., Czapski C. The role and mechanism of metal ions and their complexes in enhancing damage in biological systems or in protecting these systems from the toxicity of 02~. // J. Free Rad. in Biol. & Med. 1986. - V.2. -P.3-11.

142. Goosen N., Moolenaar G.F. Repair of UV damage in bacteria. // DNA Repair (Amst). 2008. - V. 7. - I. 3. - P. 353-379.

143. Gorbunova V., Seluanov A., Mao Z, Hine C. Changes in DNA repair during aging. // Nucleic Acids Res. 2007. - V. 35. - I. 22. - P. 7466-7474.

144. Grunberger D., Santella R.M. in Genes and Protein in Oncogenesis. Academic Press, Inc., 1983. - P. 13-40.

145. Guntaka RV, Varma BR, Weber KT Triplex-forming oligonucleotides as modulators of gene expression. // Int. J. Biochem. Cell Biol. — 2003. V. 35. - N 1. - P.22-31.

146. Halliwell B., Auroma O.I. DNA and free radicals. L.: Horwood, 1993.

147. Halliwell B., Auroma O.J. DNA damage by oxygen-derived species. Its mechanism and measurement in mammalian system. // FEBS Lett. 1991. - V. 281.-P. 9-19.

148. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Oxygen free radicals and iron in relation to biology and medicine: some problems and concepts.// Arch.Biochem.Biophys. -1986. V.246. - P.501-514.

149. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Role of free radicals and catalytic metal ions in human disease: an overview. // Meth. in enzimol. 1990. - V. 186. - P. 1-30.

150. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Free radicals in biology and medicine. Oxford University Pres, Oxford, 1999.

151. Hamada H., Kakunaga T. Potential Z-DNA forming sequences are highly dispersed in the human genome. //Nature. 1982. - V. 298. - P. 396-398.

152. Hamilton L.D. DNA: models and reality. // Nature. 1968. - V. 218. - I. 5142. -P.633-637.

153. Haniford, D. B., Pulleybank D. E. Facile transition of polyd(TG).d(CA). into a left-handed helix in physiological conditions // Nature. 1983. - V. 302. - P. 632-634.

154. He S., Dunn K.L., Espino P.S. et al. Chromatin organization and nuclear microenvironments in cancer cells. // J.Cell Biochem. 2008. - V. 104. -1. 6. - P. 2004-2015.

155. Hendrikse A.S., Hunter A.J., Keraan M. Effects of low dose irradiation on TK6 and U937 cells: induction of p53 and its role in cell-cycle delay and the adaptive response. // Int. J. Radiat. Biol. 2000. - V. 76. - N 1. - P. 11-21.

156. Henle E.S., Linn S. Formation, Prevention, and Repair of DNA Damage by Iron/Hydrogen Peroxide. // J. Biol. Chem. 1997. - V. 272. - I. 31. - P. 1909519098.

157. Herbert A., Alfken J., Kim Y.G., et al. A Z-DNA binding domain present in the human editing enzyme, double-stranded RNA adenosine deaminase. // Proc.Natl.Acad.Sei. USA. 1997. - V. 94. - P. 8421-8426.

158. Herbert A., Rich A. The biology of left-hended Z-DNA. // J. Biol. Chem. 1996. - V. 271. - N 20. - P. 11595-11598.

159. Herbert A., Rich A. Left-hended Z-DNA: structure and function. // Genetica. -1999. V. 106. - N 1-2. - P. 37-47.

160. Hizume K., Yoshimura S.H., Takeyasu K. Linker histone HI per se can induce three-dimensional folding of chromatin fiber. // Biochemistry. 2005. - V. 44. -I. 39.-P. 12978-12989.

161. Hoeijmakers J.H. Genome maintenance mechanisms for preventing cancer. // Nature. 2001. - V. 411. - P. 36-374.

162. Hooker A.M., Madhava Bhat, Tanya K. Day, et al. The Linear No-Threshold Model does not Hold for Low-Dose Ionizing Radiation. // Radiat. Res. 2004. -V. 162. - P.447-452.

163. Iyer R., Lehnert B.E. Factors underlying the cell growthrelated bystander responses to alpha particles // Cancer Res. 2000. - V. 60. - N 5. - P. 1290-1298.

164. Jackson A.L., Loeb L.A. The contribution of endogenous sources of DNA damage to the multiple mutations in cancer. // Mutat. Res. 2001. - V.477. - P. 7-21.

165. Jenner T.J., Cunniffe S.M.T., Stevens D.L., O'Nell P.O. Induction of DNAprotein crosslinks in Chinese hamster V79-4 cells exposed to high- and low-linear energy transfer radiation. // Radiat. Res. 1998. - V.150. - N 5. - P. 593599.

166. Joiner M.C. Evidence for Induced Radioresistance from Survival and Other End Points: An Introduction // Radiat. Res. 1994. - V. 138. - P S5-S8.

167. Joiner M.C., Lambin P., Malaise E.P. et al. Hypersensitivity to very-low single radiation doses: its relationship to the adaptive response and indused radioresistance // Mutat. Res. 1996. - V. 358. - P. 171-183.

168. Joiner M.C., Marples B., Lambin P. et al. Low-dose hypersensitivity: current status and possible mechanisms. // Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. 2001. -V. 49.-N2. -P. 379-389.

169. Kashi Y., King,D. and Soller,M. Simple sequence repeats as a source of quantitative genetic variation. // Trends Genet. 1997. - V. 13. - P. 74-78.

170. Keimling M., Kaur J., Bagadi S.A. et al. A sensitive test for the detection of specific DSB repair defects in primary cells from breast cancer specimens. // Int. J. Cancer. 2008. - V. 123. - I. 3. - P. 730-736.

171. Klysik, J., Stirdivant, S. M., Larson, J. E., Hart, P. A., and Wells, R. D. Left-handed DNA in restriction fragments and a recombinant plasmid. // Nature. -1981.-V. 290.-P. 672-677.

172. Kowalski, D., Natale, D., and Eddy, M. Stable DNA Unwinding, not "Breathing," Accounts for Single-Strand-Specific Nuclease Hypersensitivity of Specific A + T-Rich Sequences // Proc. Natl. Acad. Sei. U. S. A. 1988. - V. 85.- P. 9464-9468.

173. Kuhnlein U., Tsang S.S., Edwards J. Cooperative structural transition of PM2 DNA at high ionic strength and its dependence on DNA damages. // Nature. -1980.-V. 287. P. 363-364.

174. Lafer E.M., Moller A., Nordheim A., et al. Antibodies specific for left-hended Z-DNA. //Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1981. - V.78. - P. 3546-3550.

175. Lafer E.M., Valle R.P., Moller A. et al. Z-DNA-specific antibodies in human systemic lupus erythematosus. // J. Clin.Invest. 1983. - V.71. - P. 314-321.

176. Lambin P., Malise E.P., Joiner M.C. Might intrinsic radioresistance of human tumor cells be induced by radiation? // Int. J. Radiat. Biol. 1996. - V. 69. - N 3.- P. 279-290.

177. Lennartz M., Coquerelle T., Hagen U. Letter: Effect of oxygen on DNA strand breaks in irradiated thymocytes. // Int. J. Radiat. Biol. 1973. - V. 24. - N 6. - P. 621-625.

178. Li G., Tolstonog G.V., Traub P. Interaction in vitro of type III intermediate filament proteins with Z-DNA and B-Z-DNA junction. // Cell. Biol. 2003. - V.22.-N3." P. 141-169.

179. Li W., Wang G., Cui J., Xue L., Cai L. Low-dose radiation (LDR) induces hematopoietic hormesis: LDR-induced mobilization of hematopoietic progenitorcells into peripheral blood circulation. // Exp. Hematol. 2004. - V.32. - Nil. P. 1088-96.

180. Lilley, D. M.J. The Inverted Repeat as a Recognizable Structural Feature in Supercoiled DNA Molecules. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1980. - V. 77. - P. 6468-6472.

181. Linnane A.W., Kios M., Vitetta L. The essential requirement for superoxide radical and nitric oxide formation for normal physiological function and healthy aging. // Mitochondrion. 20076. - V. 7. - N 1-2. - P. 1-5.

182. Liu R., Liu,H., Chen,X., Kirby,M., Brown,P.O. and Zhao,K. Regulation of CSF1 promoter by the SWI/SNF-like BAF complex. // Cell. 2001. - V. 106. - P. 309318.

183. Luger K., Mader A.W., Richmond R.K. et al. Cristal structure of nucleosome core particle at 2.8 A resolution. // Nature. 1997. - V. 389. - P. 251-260.

184. Marmur J. A procedure for the isolation of DNA from microorganisms. // J. Mol.Biol. 1961. - V. 3. - P. 208-218.

185. Marnett LJ. Oxyradicals and DNA damage. // Carcinogenesis. 2000. - V. 21. -P. 361-370.

186. Maurice P.A., Lederrey C. Increased sensitivity of chronic lymphocytic leukemia lymphocytes to alkylating agents due to a deficient DNA repair mechanism. //Eur. J. Cancer. 1977. - V. 13. - I. 9. - P.1033-1039.

187. McLean, M. J., Blaho, J. A., Kilpatrick, M. W., and Wells, R. D. Consecutive AT Pairs Can Adopt a Left-Handed DNA Structure. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1986.-V. 83.-P. 5884-5888.

188. Miller A.A., Drummond G.R., Sobey C.G. Reactive oxygen species in cerebral circulation: are they all bad? // Antioxid Redox Signal. 2006. - V. 8. -1.7-8. - P. 1113-1120.

189. Mirkin S.M. Discovery of alternative DNA structures: a heroic decade (1979-1989).//Front. Biosci. 2008. - V. 13.-P. 1064-1071.

190. Mori Y., Folco E. and Koren G. GH3 cell-specific expression of Kv 1.5 gene. Regulation by a silencer containing a dinucleotide repetitive element. // J. Biol. Chem. 1995. - V. 270. - P. 27788-27796.

191. Murell G.A.C., Francis M.J.O., Bromley L. Modulation of fibroblast proliferation by oxygen free radicals. // Biochem. J. 1990. - V. 265. - P. 659665.

192. Narayanan P.K., LaRue K.E., Goodwin E.H. et al. Alpha particles induce the production of interleukin-8 by human cells // Radiat. Res. 1999. - V. 152. - N l.-P. 57-63.

193. Nickol J., Behe M., Felsenfeld G. Effect of the B-Z transition in poly(dG-m5dC) •poly(dG-m5dC) on nucleosome formation. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1982. V. 79. -1. 6. - P. 1771-1775.

194. Nothdurft W, Fliedner TM, Fritz TE, Seed TM. Response of hemopoiesis in dogs to continuous low dose rate total body irradiation. // Stem Cells. 1995. -Suppl 1. - P.261-267.

195. Nose K., Shibanuma M., Kikuchi K., Kagayama H., Sakiyama S., Kuroki T. Transcriptional activation of early-response genes by hydrogen peroxide in a mouse osteoblastic cell line. // Eur. J. Biochem. 1991. - V. 201. - P. 99-106.

196. Nordheim A., Rich A. Negatively supercoiled simian virus 40 DNA contains Z-DNA segments within transcriptional enhancer sequences. //Nature. 1983. - V. 303. - P. 674-679.

197. Oh D.-B., Kim Y.-G., Rich A. Z-DNA-binding proteins can act as potent effectors of gene expression in vivo. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002. -V.99. - I. 24.-P. 16666-16671.

198. Ohnishi T., Wang X., Takahashi A. et al. Low-dose-rate radiation attenuates the response of the tumor suppressor TP53. // Radiat. Res. 1999. -V. 151. - N. 3. -P. 368-372.

199. Olive P.L. The role of DNA single- and double-strand breaks in cell killing by ionizing radiation. // Radiat. Res. 1998. - V.150. - P. S42-S51.

200. Palecek E., Boublikova P., Nejedly K., Calazka G., Klysik J. B-Z junction in supercoiled pRW751DNA contains unpaired basis or Non-Watson-Crick base pairs. // J.Biomolec.Structure and Dinamics. 1984. - V.5. - N 2. - P. 297-306.

201. Paravicini T.M., Drummond G.R., Sobey C.G. Reactive oxygen species in cerebral circulation: physiological role and therapeutic implications for hypertension and stroke. // Drugs. 2004. - V. 64. - I. 12. - P. 2143-2157.

202. Peck L., Nordheim A., Rich A., Wang J.C. Flipping of Cloned d(pCpG)n-d(pCpG)n DNA Sequences from Right- to Left-Handed Helical Structure by Salt, Co(III), or Negative Supercoiling. //Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1982. -V.79. - P. 4560-4564.

203. Peck, L., and Wang, J. C. Energetics of B-to-Z Transition in DNA // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1983. - V. 80. - P. 6206-6210.

204. Petkau A. Radiation Effects with a Model Lipid Membrane. // Canadian J. of Chemistry. 1971. - V. 49. - P. 1187-1196.

205. Petrykina Z.M., Polin A.N., Plekhanova L. et al. // Antibiot. Khimioter. 1992. V.37.-№3. -P.15.

206. Polyak K., Yong Xia, Zweier Jay L. et al. A model for p53-induced apoptosis. // Nature. 1997. - V.389. - P. 300-305.

207. Pryor W.A. Oxy-radicals and related species: their formation, lifetimes and reactions. // Annu. Rev. Physiol. 1986. - V. 48. - P. 657-667.

208. Quinn, J., Findlay, V. J., Dawson, K. et al. Distinct Regulatory Proteins Control the Graded Transcriptional Response to Increasing H2O2 Levels in Fission Yeast Schizosaccharomyces pombe //Mol. Biol. Cell. 2002. - V.13. - P. 805-816.

209. Radulescu I., Elmroth K., Stenerlow B. Chromatin organization contributes to non-randomly distributed double-strand breaks after exposure to high-LET radiation. // Radiat. Res. 2004. - V. 161. - I. 1. - P. 1-8.

210. Ranganathan A.C., Nelson K.K., Rodrigues A.M. et al. Manganese Superoxide Dismutase Signals Matrix Metalloproteinase Expression via HiCVdependent ERK y2 Activation. // J. Biol. Cemist. 2001. - V. 276. - N 17. - P. 14264-14270.

211. Rao G.V., Kumar G.S., Ahuja Y.R. Single cell gel electrophoresis on peripheral blood leucocytes of patients with oral squamous cell carcinoma. // J. Oral Pathol. Med. 1997. - V. 26. - I. 8. - P. 377-380.

212. Rich A., Zhang S. Z-DNA: the long road to biological function. // Nature Reviews: Genetics. 2003. - V.4. -1. 7. - P. 566-572.

213. Richmond T.J., Davey C.A. The structure of DNA in the nucleosome core, // Nature. 2003. - V. 423. - P. 145-150.

214. Rhee S.C., Chae H.Z., Kim K. Peroxiredoxins: a historical overview and speculative preview of novel mechanisms and emerging concept in cell signaling. // Free Radic Biol Med. 2005. - V. 38. - N 12. - P. 1543-1552.

215. Rogers FA, Lloyd JA, Glazer PM Triplex-forming oligonucleotides as potential tools for modulation of gene expression. // Curr. Med. Chem. Anticancer Agents. 2005. - V. 5. - N 4. - P.319-326.

216. Rothenburg S., Koch-Nolte F., Haag F. DNA metilation and Z-DNA formation as mediators of quantitative differences in the expression of alleles. // Immunol. Rev. 2001a. - V.184. - P.286-298.

217. Rothenburg S., Koch-Nolte,F., Rich,A. and Haag,F. A polymorphic dinucleotide repeat in the rat nucleolin gene forms Z-DNA and inhibits promoter activity. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 20016. - V. 98. - P. 8985-8990.

218. Rothkamm K., Lobrich M. Evidence for a lack of DNA double-strand break repair in human cells exposed to very low x-ray doses. // PNAS. 2003. - V. 100.-N9.-P. 5057-5062.

219. Saenger, W. Principles of Nucleic Acid Structure. / C. E. Cantor, editor. -Springer-Verlag, New York, 1984.

220. Sanchez P., Penarroja R., Gallrgos F. et al. DNA damage in peripheral lymphocytes of untreated breast cancer patients. // Arch. Med. Res. 2004. - V. 35.-I. 6.-P. 480-483.

221. Sanchez-Suarez P., Ostrosky-Wegman P., Gallegos-Hernandez F. et al. DNA damage in peripheral blood lymphocytes in patients during combined chemotherapy for breast cancer. // Mutat. Res. 2008. - V. 640. -1. 1-2. - P.8-15.

222. Shankar B., Premachandran S., Bharambe S.D. et al. Modification of immune response by low dose ionizing radiation: role of apoptosis. // Immunol. Lett. -1999. V. 68. - N 2-3. - P. 237-245.

223. Shen Z., Wu W., Hazen S.L. Activated leukocytes oxidatively damage DNA, RNA and the nucleotide pool through halide-dependent formation of hydroxy 1 radical. // Biochemistry. 2000. - V.39. - P. 5474-5482.

224. Sheridan S.D., Benham C.J., Hatfield G.W. Inhibition of DNA Supercoiling-dependent Transcriptional Activation by a Distant B-DNA to Z-DNA Transition. // J. Biol. Chem. 1999. - V. 274. - I. 12. - P. 8169-8174.

225. Shi S., Hudson F.N., Botta D., et al. Over expression of glutamate cysteine ligase increases cellular resistance to H202-induced DNA single-strand breaks. // Cytometry A. 2007. - V. 71. - N 9. - P. 686-692.

226. Shibanuma M., Kuroki T., Nose K. Induction of DNA replication and expression of proto-oncogene c-myc and c-fos in quiescent Balb/3T3 cells by xanthine-xanthine oxidase. // Oncogene. 1988. - V.3. - P. 17-21.

227. Schroth G.P., Chou P.J., Ho P.S. Mapping Z-DNA in the human genome. Computer-aided mapping reveals a nonrandom distribution of potential Z-DNA-forming sequences in human genes. // J. Biol. Chem. 1992. - V.267. - P. 1184611855.

228. Schwartz T., Lowenhaupt K., Kim Y-G. et al. Proteolytic dissection of Zab, the Z-DNA-binding domain of human ADAR1. J. Biol. Chem. 1999. - V. 24. - P. 2899-2906.

229. Seed T.M., Fritz T.E., Tolle D.V., Jackson W.E. Hematopoietic responses under protracted exposures to low daily dose gamma irradiation. // Adv. Space Res. -2002. V. 30. - N 4. - P. 945-55.

230. Simic M.G. Urinary biomarkers and rates of DNA damage in carcinogenesis and anticarcinogenesis. // Mutation Res. 1992. - V. 267. - P. 277-290.

231. Slupphaug G, Kavli B, Krokan HE. The interacting pathways for prevention and repair of oxidative DNA damage. // Mutat. Res. 2003. - V.531. -1.1 -2. - P. 231 -51.

232. Stefl R, Cheatham TE 3rd, Spackovä N, et al. Formation pathways of a guanine-quadruplex DNA revealed by molecular dynamics and thermodynamic analysis of the substates. // Biophys J. 2003. - V. 85. - 1.3. - P.1787-1804.

233. Sudprasert W, Navasumrit P, Ruchirawat M. Effects of low-dose gamma radiation on DNA damage, chromosomal aberration and expression of repair genes in human blood cells. // Int. J. Hyg. Environ. Health. 2006. - V. 209. - N 6. - P.503-11.

234. Sutherland BM, Bennett PV, Schenk H, Sidorkina O, et al. Clustered DNA damages induced by high and low LET radiation, including heavy ions. // Phys. Med. 2001. - V. 17. Suppl 1. - P.202-204.

235. Tchou J., Kasai H., Shibutani S. et al. 8-oxoguanine (8-hydroxyguanine) DNA glycosilase and its substrate specifity. // Proc. Natl. Acad. USA. 1991. - V. 88. - P. 4690-4694.

236. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, Genetic and Somatic Effects of Ionizing Radiation, 1986 report to the General Assembly, with annexes. New York, United Nations, 1986.

237. Urushibara A., Shikazono N., O'Neel P. et al. LET dependence of the yield of single-, double-strand breaks and base lesions in fully hydrated plasmid DNA films by 4He(2+) ion. // Int. J. Radiat. Biol. 2008. - V. 84. - 1.1. - P. 23-33.

238. Van Hemmen J.J., Meuling W.J.S. Inactivation of biologically active DNA by y ray induced O2" and their dismutation product, singlet oxygen, molecular oxygen and hydrogen peroxide. // Biochem. Biophys. Acta. 1975. - V. 402. - P. 131133.

239. Van Hemmen J.J., Meuling W.J.S. Inactivation of Escherichia coli by superoxide radicals and their dismutation product. // Arch. Biochem. Biophys. -1977. V.182. - P.743-748.

240. Van Peperzeel H.A. The Effects of Single Doses of Radiation on Lung Metastases in Man and Experimental Animals // Europ. J. Cancer. 1972. - V. 8. -P. 665-675.

241. Veal E.A., Day A.M., Morgan B.A. Hydrogen peroxide sensing and signaling. // Mol.Cell. 2007. - V. 26. - N 1. - P. 1-14.

242. Von Eynatten K., Bauer G. Central and ambivalent role of hydrogen peroxide during intercellular induction of apoptosis. // Int. J. Oncol. 2001. - V.18. - 1.6. -P.169-1174.

243. Wallace S.S. AP-endonucleases and DNA-glycosilases that recognize oxidative DNA damage. // Environ. Mol. Mutagenesis. 1988. - V. 12. - P. 431-477.

244. Wang A.H-J., Quigley G.J., Kolpak F.J. et al. Molecular structure of a left-handed double helical DNA fragment at atomic resolution. // Nature. 1979. - V. 282.-I. 5740.-P. 680-686.

245. Wang D., Kreutzer,D.A. and Essigmann,J.M. Mutagenicity and repair of oxidative DNA damage: insights from studies using defined lesions. // Mutat. Res. Fundam. Mol. Mech. Mutagen. 1998. - V. 400. - P. 99-115.

246. Wang G., Vasquez K.M. Z-DNA, an active element in the genome. // Front. Biosci. 2007. - V. 12. - P.4424-4438.

247. Wang G., Christensen L.A., Vasquez K.M. Z-DNA-forming sequences generate large-scale deletions in mammalian cells. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. -V. 103. -1.8. - P.2677-2682.

248. Wang L., Azad N., Kongkaneramit L., Chen F., et al. The Fas Death Signaling Pathway Connecting Reactive Oxygen Species Generation and FLICE Inhibitory Protein Down-Regulation. // J. Immunol. 2008. - V. 180. - 1.5. - P. 3072-3080.

249. Wang X., Matsumoto H., Okaichi K. et al. p53 accumulation in various organs of rats after whole-body exposure to low-dose X-ray irradiation. // Anticancer Res. 1996. - V. 16. - N 4A. - P. 1671-1674.

250. Ward G.E., Kirschner M.W. Identification of cell cycle-regulated phosphorylation sites on nuclear lamin C. // Cell. 1990. - V. 61. - P. 561-577

251. West S.C. Enzymes and molecular mechanisms of genetic recombination.// Annu. Rev. Biochem. 1992. - V.61. - P. 603-640.

252. Weiss J.F., Landauer M.R. Protection against ionizing radiation by antioxidant nutrients and phytochemicals. // Toxicology. 2003. - V. 189. -1. 1-2. - P. 1-20.

253. Wilson D.M., Bohr V.A. The mechanics of base excision repair, and its relationship to aging and disease. // DNA Repair (Amst). 2007. - V. 6. - I. 4. -P. 544-559.

254. Wittig B., Dorbic T., Rich A. The level of Z-DNA in metabolically active, permeabilized mammalian cell nuclei is regulated by torsional strain. // J. Cell. Biol. 1989. - V.108. - P.755-764.

255. Wittig B., Dorbic T., Rich A. Transcription is associated with Z-DNA formation in metabolically active permeabilized mammalian cell nuclei. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1991. - V.88. - P.2259-2263.

256. Wojcik A., Sauer K., Zolzer et al. Analysis of DNA damage recovery processes in the adaptive response to ionizing radiation in human lymphocytes. // Mutagenesis. 1996. - V. 11. - N 3. - P. 291-297.

257. Wolff S. The adaptive response in radiobiology: evolving insights and implications.//Environ. Helth. Perspect. 1998. - V. 106. Suupl. 1. - P. 277-283.

258. Wölfl S., Wittig B., Rich A. Identification of transcriptionally induced Z-DNA segments in the human C-MYC gene. // Biochim.Biophys.Acta. 1995. - V. 1264. - P. 294-302.

259. Wölfl S., Martenez C., Rich A. Transcription of the human corticotropin-releasing hormone gene in NPLC cells is correlated with Z-DNA formation. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 1996. - V. 93. - P. 3664-3668.

260. Wong B., Chen S., Kwon J.A., Rich A. Characterization of Z-DNA as nucleosome-boundary element in yeast Saccharimyces cerevisiae. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 2007. - V. 104. -1. 7. - P. 2229-2234.

261. Wouters B.G., Skarsgard L.D. The Response of a Human Tumor Cell Line to Low Radiation Doses: Evidence of Enhanced Sensitivity // Radiat. Res. 1994. -V. 139.-P. S76-S80.

262. Yarilin A.A., Belyakov I.M., Kuzmenok O.I. et al. Late T cell deficiency in victims of the Chernobyl radiation accident: possible mechanisms of induction. // Int. J. Radiat. Biol. 1993. - V.63. - P. 519-528.

263. Young J., and Sinsheimer R., A comparison of the initial action of spleen deoxyribonuclease and pancreatic deoxyribonuclease. // J. Biol.Chem. 1965. -V. 240. - P. 1274.

264. Yu Z., Chen J., Ford B.N. et al. Human DNA repair systems: an overview. // Environ. Mol. Mutagenesis. 1999. - V. 32. - P. 3-20.

265. Zastawny TH, Kruszewski M, Olinski R. Ionizing radiation and hydrogen peroxide induced oxidative DNA base damage in two L5178Y cell lines. // Free Radic. Biol. Med. 1998. - V. 24. - 1.7-8. - P. 1250-1255.

266. Zhe Yu, Jian Chen, Barry N. Ford et al. Human DNA repair systems: an overview. // Envir. and Mol. Mutagenesis. 1999. - V. 32. - P. 3-20.

267. Zmijewski J.W., Landar A., Watanabe N. et al. Cell signalling by oxidized lipids and the role of reactive oxygen species in the endothelium. // Biochem. Soc. Trans. 2005. - V. 33 (Pt 6). - P. 1385-1389.

Информация о работе

Заварыкина, Татьяна Михайловна
кандидата биологических наук
Москва, 2008
ВАК 03.00.01

Диссертация

Структурные изменения ДНК при действии низкоинтенсивной ионизирующей радиации в малых дозах - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы