Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка):
*) hprt-мутация — мутация в гене гуанин-гипоксантинфосфорибозил-трансферазы (hypoxantme-phosphoribosyltransferase).
**) tk-мутация — tymidinekinase-мутация в гене тимидинкиназы.
4. Радиадионно-индуцировадная нестабильность генома_______369
культивировании in vitro. Причем перестройки хромосом затрагивают 50-100% клеточных субклонов.
При пересадке клеток костного мозга мышей-самцов СВА/Н, подвергнутых воздействию нейтронов с энергией 2,2 МэВ в дозе 0,5 Гр (252 мощность дозы 0,04 Гр/мин), самкам-реципиентам, которые были облучены на рентгеновской установке в дозе 10 Гр, обнаружены четкие проявления радиациационно-индуцируемой нестабильности генома на протяжении всего срока исследования (13 мес.). Пересадка сингенных облученных (40XY) и необлученных (40XYT6T6) клеток костного мозга, отличавшихся от первых стабильной Тб-реципрок-ной транслокацией между хромосомами 14 и 15, показала наличие в потомстве 40XYT6T6 необлученных клеток хроматидных и хромосомных разрывов, типичных для индуцированной нестабильности генома, количество которых, правда, было несколько ниже, чем в условиях культивирования in vitro.
Схематически характер проявления мутационного процесса при радиационно-индуцированной нестабильности генома представлен в табл. УП.9.
При действии ионизирующей радиации в малых дозах в нормальных клетках с эффективно функционирующими механизмами контроля клеточного цикла и репарации ДНК происходит устранение спонтанно возникающих и радиационных повреждений ДНК (путем репарации или апоптоза), восстановление возмущенного окислительно-восстановительного гомеостаза. В результате после деления облученной клетки возникает клон ее потомства с нормальным фенотипом. Отдельные клетки с повреждением ДНК крайне редко преодолевают барьеры сверочных точек клеточного цикла и апоптоза и дают жизнеспособное мутантное потомство, формирующее путем генетического механизма наследования повреждений мутантный клон. Практически такие клетки в большинстве случаев функционально не отличимы от нормальных, и мутации в них выявляются только специальными методами.
4.2.1. Эпигенетическое наследование при радиационно-
индуцированной нестабильности генома
Экспериментальные данные, полученные в опытах in vitro и in vivo, свидетельствуют о том, что после облучения выживает еще одна часть клеток — те, в которых адаптационные механизмы были активированы, но не пришли в норму к моменту деления. В таких клетках нет повреждений ДНК, препятствующих преодолению барьера сверочных точек клеточного цикла, однако генерация активных форм кислорода в них усилена, а их ДНК чувствительна к действию оксирадикалов, липидных радиотоксинов и других генотоксических агентов.
В таких клетках и обнаруживается радиационно-индуцированная нестабильность генома со всеми ее фенотипическими проявлениями. При этом она возникает как в потомстве клеток, непосредственно подвергавшихся облучению (табл. УП.9, А), так и в потомстве клеток,
Таблица VII.9. Схема вариантов последствий облучения клеточной популяции, включая проявления радиационно-индуци-
рованной нестабильности генома
370
Гл. VII. Биологические эффекты малых доз излучений
4. Радиационно-индуцированная нестабильность генома_______371
через которые при низких дозах излучения не прошли треки ионизации, либо они не затронули клеточное ядро, оказав воздействие только на цитоплазму (к летки-«свидетели») (табл. VII.9, Б).
Если генетическое наследование подразумевает передачу от родителей потомству записанной в ДНК информации, необходимой для воспроизведения определенных биологических структур, то под эпигенетическим наследованием подразумевают передачу информации о функциональном состоянии генетических программ для названных структур, т. е. о наследуемых изменениях активности какого-либо гена или совокупности генов после воздействия на родительские клетки внутренних или внешних модифицирующих факторов. Именно это может иметь существенное значение в механизмах радиационно-индуцированной нестабильности генома: изменение свойственной необлучен-ной клетке модели генной экспрессии, передача измененной модели, в которой хроматин дочерних клеток более чувствителен к повреждающему действию оксирадикалов и оксирадиотоксинов, воспроизведение этой модели в фенотипе последующих поколений.
4.2.2. Возможная роль «эффекта свидетеля»
Объяснение механизма возникновения радиационно-индуцирован-ной нестабильности генома в последнее время пытаются найти путем выяснения причин так называемого «эффекта свидетеля».
Как уже отмечалось, этот феномен обнаружен в опытах, когда в культуральную среду от облученных клеток высеивали интактные клетки, которые не подвергались действию ионизирующей радиации. Вскоре такие клетки, а затем и часть их потомства начинали проявлять все или многие из признаков, характерных для радиационно-иццуцированной нестабильности генома, как если бы были потомками облученной клетки.
«Эффект свидетеля», проявляющийся индукцией генетических изменений в необлученных ядрах клеток, может быть следствием двух различных механизмов.
