Comet dna analýza spermií. Metóda na spracovanie a analýzu snímok komét podobných objektov získaných metódou DNA-kométa. Inkubácia buniek s testovanými vzorkami

Metóda jednobunkovej gélovej elektroforézy alebo metóda DNA kométy je vysoko citlivá a poskytuje vysokú spoľahlivosť získaných výsledkov, zároveň je relatívne jednoduchá a rýchla na vykonanie a je aj medzinárodne štandardizovaná (OECD č. 489). Táto metóda je najsľubnejšia na riešenie nasledujúcich problémov:

Biomonitoring človeka a životného prostredia, teda zisťovanie dôsledkov vyvolanej mutagenézy pri kontakte človeka s xenobiotikami (lieky, prídavné látky v potravinách, pesticídy, parfumy a kozmetika, chemikálie pre domácnosť, ako aj najbežnejšie vodné, vzduchové a priemyselné nebezpečenstvá, nanomateriály);

Výskum v oblasti onkológie;

Štúdie systémov na opravu DNA;

Metóda je založená na registrácii rozdielnej pohyblivosti v konštantnom elektrickom poli poškodenej DNA a/alebo fragmentov DNA jednotlivých lyzovaných buniek, uzavretých v tenkom agarózovom géli na štandardnom podložnom sklíčku. Súčasne DNA bunky migruje a vytvára elektroforetickú stopu vizuálne pripomínajúcu „chvost kométy“, ktorej parametre závisia od stupňa poškodenia DNA. Po dokončení elektroforézy sa sklíčka zafarbia a analyzujú pomocou fluorescenčnej mikroskopie.

Získavanie obrazu a spracovanie údajov sa uskutočňuje pomocou hardvérovo-softvérového komplexu, ktorý zahŕňa vysoko citlivú kameru kombinovanú s mikroskopom a špecializovaný softvér.

Univerzálny inteligentný softvér zahrnutý v tomto komplexe poskytuje:

Automatizovaná analýza obrazov DNA komét „jedným kliknutím“ zahŕňa všetky základné parametre merania vrátane % DNA v chvoste kométy;

- vysoká reprodukovateľnosť;

Analýza parametrov komét DNA sa vykonáva v režime "v reálnom čase" a z uložených digitálnych snímok;

Program spracováva údaje a zobrazuje ich vo forme protokolu v súlade s medzinárodnými požiadavkami SLP;

Analýza a porovnávanie údajov;

Program je plne validovaný a je v súlade s medzinárodnými požiadavkami SLP. Má hierarchický prístup a systém ochrany údajov.

Súprava obsahuje:

1. Luminiscenčný biomedicínsky mikroskop Nikon Eclipse Ni-E.

2. 50W epi-fluorescenčný osvetľovací systém, súpravy filtrov a dichroických zrkadlových filtrov pre farbivá DAPI, FITC, TRITC.

3. Monochromatická CCD IEEE1394 FireWire kamera pre luminiscenciu. Basler Scout scA1300-32fm. Veľkosť pixelov – 3,75 µm x 3,75 µm. Rozlíšenie – 1296 px x 966 px. Veľkosť snímača 1/3 palca. Matrix - Sony. Prenos dát cez vysokorýchlostný port - 1394 BUS. Snímková frekvencia pri maximálnom rozlíšení - 32 snímok / s. Poskytuje prácu s objektmi v reálnom čase

4. Comet Assay IV - softvérový balík pre Windows s tabuľkovým generátorom pre Microsoft Excel, pre prácu s monochromatickou CCD IEEE1394 FireWire videokamerou v reálnom čase (merania a analýzy sú možné na video streame aj na fotografiách), návod manuál a CD na inštaláciu a overenie programu.

5. Jednoročná licencia pre štyroch používateľov.

6. Dištančné vzdelávanie cez internet pre štyroch užívateľov.

Okrem toho ponúka:

1. Dátový operátor na používanie Comet Assay IV v XML verziách databáz na vyhľadávanie, filtrovanie a extrakciu dát a auditovanie cez zabezpečenú databázu Oracle uloženú vo formáte tabuľkového procesora MS Excel. Zahŕňa možnosť zobraziť automaticky uložené obrázky, podpisy, archivované údaje a údaje automatického auditu. Okrem toho obsahuje možnosť exportovať nepodpísané a digitálne podpísané údaje do formátu XML. Zahŕňa samotný Crypto-Key-Prove na zobrazenie digitálne podpísaných údajov v rôznych formátoch.

2. Manažérsky prístup do systému SLP. Access Manager je program na riadenie a správu prístupu zamestnancov k databázam. Systém zjednotený pre genetickú toxikológiu PI. Zahŕňa komplexný audit systému. Externý audit. Správa používateľských účtov a používateľských aktivít súvisiacich s programami, prístupmi, heslami, revíziami atď. Používa Oracle na bezpečnú ochranu používateľov a auditovaných údajov. Úplný súlad s konečnými pravidlami FDA 21 CFR Part 11 pre elektronické záznamy a elektronické podpisy.

3. Školenie pre jedného používateľa založené na nástrojoch vnímania v Spojenom kráľovstve

Súbor mnohých mikroskopických „dier“ na povrchu gélu, z ktorých každá obsahuje analyzovanú bunku.

Pod vplyvom elektrického poľa sa bunky umiestnené v géli začnú pohybovať a zanechajú za sebou stopu pripomínajúcu chvost kométy. Svetlejšie a dlhšie „chvosty“ patria bunkám s najvyšším stupňom poškodenia DNA.

Naša DNA je neustále ohrozená žiarením, ultrafialovým žiarením, znečisťujúcimi látkami v našich potravinách a životnom prostredí. Všetky tieto faktory môžu poškodiť náš genetický materiál, čo vedie k rakovine a iným ochoreniam.

Analýza poškodenia DNA je kľúčová pre pochopenie podstaty týchto chorôb a nájdenie nových liečebných postupov, no v súčasnosti si metódy detekcie poškodenia DNA vyžadujú únavnú a časovo náročnú prácu. Skupina bioinžinierov z MIT však vyvinula nový spôsob rýchlej detekcie poškodenia DNA v rôznych prostrediach, pričom sľubuje, že sa takáto analýza stane bežnou praxou pri skríningu liekov a epidemiologických štúdiách environmentálnej expozície.

Navrhovaná technika je založená na 30-ročnom teste známom ako Comet assay. Tento test je tak pomenovaný kvôli kométovému tvaru tampónu vytvoreného poškodenou DNA. Ale na rozdiel od tradičnej metódy môže nová technológia analyzovať oveľa väčší počet buniek a urobiť to oveľa rýchlejšie.

Táto technológia by mohla ponúknuť epidemiológom nový spôsob, ako odhaliť environmentálne nebezpečenstvá dlho predtým, ako spôsobia rakovinu, lekárom spôsoby, ako zlepšiť liečbu rakoviny, a výskumníkom vo farmaceutickom priemysle spôsoby, ako objaviť nové lieky a identifikovať nebezpečné lieky.

„Najdôležitejšou vlastnosťou našej technológie je, že ju možno použiť na detekciu genotoxických látok (spôsobujúcich mutanty) v prostredí pomocou najzákladnejšieho výskumného vybavenia,“ hovorí Bevin Engelward, odborný asistent bioinžinierstva a jeden zo spoluautorov štúdie. práca.

Článok do súťaže "bio/mol/text": Viete, že kométy skúmajú nielen astronómovia, ale aj molekulárni biológovia? Ich tvorba je s priestorom spojená len nepriamo. Pozerajú sa na kométy cez mikroskop. Slúži ako hviezdna obloha gélové sklíčko- mikroskopické sklíčko potiahnuté agarózou so študovanými bunkami. To bolo možné vďaka objavu metódy analýzy DNA v roku 1984 nazývanej metóda DNA kométy.

O popularite v číslach

Obrázok 2. Príklady poškodenia DNA v dôsledku pôsobenia faktorov rôzneho charakteru

Ako vidíte, „lupiči“ môžu spáchať obrovské množstvo „zločinov“ a spôsobiť značné poškodenie integrity DNA. Bezpečnosť DNA však v bunke strážia reparačné systémy, „liečitelia“, ktorí korigujú poškodenie molekuly pomocou špeciálnych „liekov“ – enzýmov, ktoré dokážu „zalepiť rany“ spôsobené genotoxickými látkami. Existuje veľa opravných enzýmov. V súčasnosti je známe, že excízna oprava Poškodenie DNA, t.j. pri operáciách, keď sa miesto najskôr vyreže a potom znova zloží, sa zúčastňuje 13 enzýmov!

Nie všetko je však také hladké, ako sa na prvý pohľad zdá. Operácie na „oddelení opráv“ nie vždy končia úspešne; obnovenie pôvodnej molekuly DNA. Výsledkom práce systémov obnovy môžu byť nové škody. Dôvodom je veľmi husté zhlukovanie reťazcov DNA v jadre.

Ale čo vedci? Vystupujú ako „policajti“, ktorí potrebujú identifikovať „zložky trestného činu“, t.j. nájsť „zločinca“ a jeho „spolupáchateľov“ (určiť genotoxické látky, ich dávky a koncentrácie) a určiť závažnosť „zločinu“ (určiť stupeň poškodenia DNA). Práve v takýchto situáciách pomáha metóda DNA kométy.

Pôvodne zo Švédska

Pokusy zamerané na štúdium jadrových štruktúr bunky a kvantitatívne stanovenie poškodenia reťazca DNA v jednotlivých bunkách organizmov sa uskutočnili už v 80. rokoch 20. storočia. XX storočia takými vedcami ako Cook a Brazell, Rydberg a Johanson. Avšak až v roku 1984 švédski výskumníci Ostling a Johanson vyvinuli novú metódu na zisťovanie poškodenia DNA. Práve oni si všimli, že obrázky fragmentov DNA migrujúcich v elektrickom poli pripomínajú astronomické kométy. Bola tam podobnosť. "Kométy", ktoré získali vedci zo Švédska, mali hlavné charakteristiky vesmírnych "bratov": mali "hlavu" a "chvost". Odtiaľ pochádza taký romantický názov – metóda DNA kométy.

Metóda má množstvo ďalších názvov - gélová elektroforéza jednotlivých (izolovaných) buniek A elektroforéza v mikrogéli . Krstné meno nesprávne odráža podstatu analýzy. Elektroforéza sa neuskutočňuje v jednotlivých bunkách, ale v agarózovom géli, kde sa DNA izolovaná z tých istých buniek pohybuje od jedného pólu k druhému. To druhé je správne, pretože elektroforéza sa uskutočňuje v agarózovom géli aplikovanom na sklíčka. Tento termín sa ale neujal. Tieto názvy nie sú veľmi populárne a na rozdiel od „metódy DNA komét“ sa používajú len zriedka.

Kúzlo na získanie „komét“

Obrázok 3. Štruktúra „kométy“.

Laboratórne „kométy“ sú zaujímavé objekty. Ich vzhľad priamo závisí od faktorov vplyvu, ich sily a podmienok analýzy. Informácie o „kométach“ nie sú tajomstvom, sú zahalené tmou, takže o ich zložení, štruktúre a vzniku je známe takmer všetko.

V publikácii z roku 1984 Švédi Ostling a Johanson nazvali DNA, ktorá migrovala, „chvost“ a DNA zostávajúcu v dutine „stred“. Teraz sa prakticky nič nezmenilo: „kométa“ sa bežne rozlišuje podľa „hlavy“ a „chvosta“ (obr. 3).

Musí byť jasné, že „kométa“ nevzniká z bunky živého organizmu, ale z jeho DNA. uložené v agarózovej vrstve bunkovej suspenzie tvorí dutiny, ktoré v procese lýza zaberá DNA týchto buniek. Všetky ďalšie manipulácie v metóde DNA kométy sa vykonávajú s DNA.

„Kométy“ vznikajú v procese migrácie (pohybu) DNA v elektrickom poli (keď je prítomný prúd a napätie). Čo sa deje počas lýza A elektroforéza? Menšie biomolekuly tvoriace bunku pri difúzii „unikajú“ do lyzačného roztoku, na rozdiel od DNA, ktorá sa pre svoju extrémne veľkú veľkosť nemôže pohnúť. Keď sa podložné sklíčka s DNA podrobia elektroforéze, neporušená DNA vytvorí „hlavu kométy“ a poškodené časti molekúl začnú „pobehovať“ smerom ku kladne nabitému zdroju prúdu – anóde (pretože DNA je nabitá záporne), čím sa vytvorí „chvost“. “. Aby bolo možné vidieť výsledné „kométy“, sú zafarbené fluorescenčnými farbivami (etídium bromid, akridínová oranž atď.) a následne vizualizované pomocou fluorescenčného mikroskopu pri veľkom zväčšení (obr. 4).

Ostling a Johanson píšu nasledovné: „Keď je bunka vložená do gélu, vytvorí v nej priehlbinu. Po bunkovej lýze jej DNA zaberá túto depresiu. Väčšina ostatných biomolekúl ľahko difunduje cez agarózový gél. Takmer všetky teda vychádzajú z dutiny, ktorú bunka zanechala, do lyzačného roztoku. Jedinou výnimkou je DNA, ktorá vďaka svojej veľkej molekulovej hmotnosti zostáva v géli. - Ed.

Obrázok 4. Postupnosť krokov metódy DNA kométy(začínajúc v smere hodinových ručičiek zhora). * - Krok je potrebný iba v alkalickej verzii metódy (pH > 13,0) na neutralizáciu zásady NaOH.

Čím silnejšie je poškodenie DNA (a stupeň poškodenia závisí od dávky mutagénu), tým výraznejší je „chvost kométy“. Ako ste už pochopili, dlhý „chvost“ nie je príliš dobrý.

Univerzálny vojak

Metóda DNA kométy je širokospektrálny nástroj. S jeho pomocou vedci „riešia zločiny“ súvisiace s pokusom o bezpečnosť ľudského zdravia a životného prostredia (samozrejme, to všetko prostredníctvom štúdia poškodenej DNA). Metóda si získala takú obľubu vďaka svojim atraktívnym vlastnostiam - jednoduchosti, rýchlosti, hospodárnosti a dostatočne vysokej citlivosti, ktorá umožňuje odhaliť poškodenie DNA spôsobené aj faktormi nízkej intenzity (napríklad nízke dávky žiarenia). Spomedzi mnohých metód hodnotenia poškodenia DNA je v tejto oblasti jednou z najvhodnejších metóda DNA kométa. Okrem vyššie spomenutých výhod predčí napríklad aj známe cytogenetické metódy (ana-telofázický, metafázové analýzy, mikronukleový test) a z iných dobrých dôvodov.

Metóda DNA kométy umožňuje pracovať s akýmikoľvek bunkami obsahujúcimi DNA, na rozdiel od mikronukleárneho testu, ktorý najčastejšie zahŕňa bunky krvi alebo kostnej drene. Ak sú metódy ana-telofázy a metafázy obmedzené v zozname determinovaných chromozomálne aberácie, potom metóda DNA kométy poskytuje široké spektrum jej modifikácií, vďaka ktorým môže výskumník odhaliť rôzne poškodenia DNA: jednoduché, dvojité poškodenie, alkalicky labilné miesta, apoptóza a ďalšie. Práve tieto príležitosti z neho robia „univerzálneho vojaka“ a dláždia cestu metóde v rôznych oblastiach vedeckého výskumu:

• monitorovanie životného prostredia- hodnotenie stavu životného prostredia podľa stupňa poškodenia DNA organizmov žijúcich v skúmanom území (spravidla sa porovnávajú úrovne poškodenia DNA jedincov z kontaminovaných a kontrolných oblastí);
• biologické monitorovanie- štúdium vplyvu výživy a iných vonkajších faktorov prostredia na organizmus z hľadiska stupňa poškodenia DNA, akumulácie poškodenia a opravy;
• genotoxické štúdie farmakologické prípravky, nové a existujúce chemikálie (chemikálie pre domácnosť, pesticídy atď.);
• klinické výskumy zamerané na prenatálnu diagnostiku v štádiu vnútromaternicového vývoja, zisťovanie predispozície k chorobám;
• značka účinnosti liečba rakoviny a jej kontrola.

Zmena sa učí porovnávaním

Pozorovanie stavu životného prostredia, tzv. monitorovanie životného prostredia, pomáha výskumníkom identifikovať zmeny v životnom prostredí a biť včas na poplach (najmä v núdzových situáciách, napríklad v jadrovej elektrárni v Černobyle v roku 1986 alebo v jadrovej elektrárni Fukušima Daiichi v roku 2011). Pri znečistení životného prostredia prichádza vhod metóda DNA-kométa v kombinácii s indikátorovými organizmami. Zoznam organizmov charakteristických pre rôzne biotopy a najcitlivejších na zmeny stavu životného prostredia je pomerne rozsiahly a zahŕňa druhy, ktoré začínajú baktériami. Escherichia coli a riasy rodu Chlamydomonas a končiac vyššími rastlinami ( Lemna minor, Pinus sylvestris), cicavce ( Microtus oeconomus) a samozrejme osoba (obr. 5). V metóde DNA kométy sa spravidla nezúčastňujú celé organizmy, ale ich „komponenty“ - bunky, ktoré sú obzvlášť citlivé na zmeny faktorov prostredia, alebo tkanivá, z ktorých možno tieto bunky získať. Krvné bunky sa zvyčajne odoberajú zo zvierat: erytrocyty A lymfocyty, hemocyty(analógy erytrocytov u bezstavovcov), coelomocyty(bunky, ktoré vykonávajú imunitnú funkciu u dážďoviek); v rastlinách - bunky meristému, intenzívne sa deliace pletivo.

Poznámka: Pri analýze poškodenia DNA možno použiť aj celé jedince, ak sú reprezentované jednou bunkou, ako napr. Chlorella vulgaris.

Obrázok 5. Príklady indikátorových organizmov používaných na hodnotenie stavu životného prostredia pomocou metódy DNA kométy.

stránky scuola-cucina.com, photosflowery.ru, 4pics.ru, kharkov-fish.ru.gg, 10-themes.com, worldartsme.com, sms.si.edu, wulovef.com, qygjxz.com, hdimagegallery.net , nhm.ac.uk, picstopin.com, functionecology.org, akva-world.ru, moskvapark.naidich.ru, botany.natur.cuni.cz, rusrep.ru, animalsfoto.com, go-that.appspot.com hdimagelib.com

Ako v tomto prípade funguje metóda DNA kométy? Vedci porovnávajú stupeň poškodenia DNA indikátorových organizmov žijúcich na študovaných (kontaminovaných) a kontrolných (nekontaminovaných) územiach: vystavených kontaminovanej pôde, vode atď., a to isté, ale žijúce v normálnych kontrolných podmienkach, t.j. keď neexistuje žiadny vplyv študovaného faktora alebo je nevýznamný. Hodnotenie stupňa poškodenia DNA sa vykonáva aj v laboratóriách za prísne kontrolovaných podmienok, keď je k dispozícii vzorka organizmov exponovaných skúmanému faktoru alebo skupine faktorov (žiarenie, kovy, pesticídy) a nevyhnutne kontrolná skupina ( nepociťujú tento efekt).

Príklad: 11. marca 2011 došlo v dôsledku najsilnejšieho zemetrasenia v Japonsku a následnej vlny cunami k vážnej radiačnej havárii v jadrovej elektrárni Fukušima Daiichi. V roku 2014 vykonali japonskí vedci štúdiu. Ako kontroly vybrali dve lokality zasiahnuté haváriou, jednu s vysokou úrovňou radiácie (2,85 µSv/h) a jednu s nízkou úrovňou (0,28 µSv/h). U dážďoviek rodu Megascolecidae z týchto miest sa analyzoval stupeň poškodenia DNA. Ukázalo sa, že tento ukazovateľ je výrazne vyšší u jedincov vystavených vysokej úrovni žiarenia ako u jedincov v oblasti s nízkou úrovňou ožiarenia.

Scenáre sa môžu líšiť. Stupeň poškodenia DNA v bunkách sa môže zvýšiť, znížiť alebo zostať nezmenený. Zvýšený stupeň poškodenia DNA v organizmoch z kontaminovanej oblasti môže naznačovať vnútorné zmeny vo fungovaní buniek, ktoré vedú k početným „rozpadom“ DNA.

Príklady: Niektoré kovy, ktoré vstupujú do tela, indukujú reaktívne formy kyslíka (ROS), čo spôsobuje poškodenie DNA; ionizujúce žiarenie prispieva k tvorbe voľných radikálov, ktoré sú tiež „previnilcami“ DNA. Pôsobenie ultrafialových lúčov môže viesť k vzniku diméry v DNA, prerušenie väzby jeho dvoch reťazcov a tým zmena konformácie molekuly.

Znížené poškodenie DNA alebo žiadny rozdiel naznačuje, že organizmy sa s „útlakom“ vyrovnali genotoxické látky a prispôsobené životu v týchto nepriaznivých podmienkach. Toto prispôsobenie sa nazýva adaptácia. Ale to je úplne iný príbeh.

Dedičnosť je strašná sila

Počuli ste o takých ochoreniach, ako je syndróm zlomenia chromozómov (syndróm poškodenia Nijmegen), xeroderma pigmentosa a trichotiodystrofia? Objavujú sa až vtedy, keď sú obaja rodičia nositeľmi defektného génu (obr. 6).

V literatúre sú údaje o možnosti využitia metódy DNA kométy v diagnostike týchto dedičných ochorení, čo je dôležité najmä v prenatálnom štádiu, t.j. počas tehotenstva.

Syndróm poranenia Nijmegen (Syndróm zlomu Nijmegen, NBS) je choroba spojená s trvalým narušením integrity DNA. Problém je v tom, že gen NBS1 dôjde k mutácii, ktorá sa „vypne“ nibrínu- proteín, ktorý riadi opravu párových zlomov DNA vyvolaných žiarením. Preto sú ľudia trpiaci týmto syndrómom extrémne rádiosenzitívni. Božena Novotná z pražského Ústavu experimentálnej medicíny vo svojej štúdii tvrdí, že metóda DNA kométy je vynikajúca na identifikáciu heterozygotných nosičov génu. NBS1 abnormálne vysokou úrovňou poškodenia reťazcov DNA v „kométach“ lymfocytov.

Nemenej nebezpečné sú xeroderma pigmentosa A trichotiodystrofia. Ide o závažné ľudské choroby, ktoré sa dedia. V prvom prípade pri krátkom pobyte na slnku u detí na otvorených miestach pokožky (ruky, krk, tvár) sa najskôr objavia červené fľaky, ktoré následne prechádzajú do výraznej pigmentácie až do tvorby nádorov. Druhá choroba je vyjadrená v krehkých vlasoch a nechtoch, mentálnej retardácii a anomáliách v štruktúre lebky.

Tieto choroby sú spojené porušením opravy nukleotidovej excízie. Na základe úspešnosti opravy nukleotidovej excízie vo fetálnych bunkách metódou DNA kométy je možné určiť, či bude dieťa trpieť týmito ochoreniami. Prípady takejto diagnózy sú opísané v literatúre.

Vedci stáli pred úlohou ešte pred narodením zistiť, či deti nebudú trpieť xeroderma pigmentosa a trichotiodystrofiou. Experimenty sa uskutočnili v rodinách, v ktorých rodičia sú nositeľmi génov xeroderma pigmentosum ( X rodina) a trichotiodystrofia ( Y rodina) a už majú deti s týmito chorobami .

Rodina X: tehotenstvo 15 týždňov, matka je nositeľkou génu xeroderma pigmentosa, má toto ochorenie 3-ročné dieťa.

Rodina Y: tehotenstvo 10 týždňov, otec a matka - nosiči trichotiodystrofického génu, dve deti s trichotiodystrofiou zomreli vo veku 22 mesiacov a 6 rokov, ešte jedno - následkom samovoľného potratu (potrat).

Všetky bunky boli vystavené ultrafialovému žiareniu počas 45 minút.

X Rodinná štúdia: Úroveň poškodenia DNA vo fetálnych bunkách, stanovená pomocou metódy DNA kométy, bola blízka úrovni poškodenia DNA vo fibroblastoch nosičských matiek, t.j. zodpovedalo úrovni poškodenia vlákna za normálnych podmienok opravy excízie DNA. Záver – plod je zdravý. Tento záver sa potvrdil po narodení normálneho dieťaťa.

Rodinná štúdia Y: v bunkách plodu sa v porovnaní s fibroblastmi otca a matky zistil defekt v práci excíznej opravy, ktorý bol potvrdený aj inou metódou, ktorá nie je založená na štúdiu opravy. Ukázalo sa, že plod je chorý. Po rozhovore s rodinou bolo rozhodnuté ísť na potrat.

Priemysel je nepriateľom ľudského zdravia

Zdravie ľudí pracujúcich v priemyselných zariadeniach alebo žijúcich v ekologicky nepriaznivých oblastiach je každý deň ohrozené. Nebezpečenstvo spočíva nielen v každodennom blízkom kontakte organizmu s genotoxickými látkami (ionizujúce žiarenie, ťažké kovy a iné chemikálie), ale aj v pravdepodobnosti havarijných situácií (pozri príklady vyššie), ktorých následky môžu byť pre organizmy katastrofálne. Zmeny v stave tela môžu byť veľmi odlišné, od miernych ochorení, ako sú bolesti hlavy až po rakovinu.

Ako sľubný nástroj možno použiť metódu DNA kométy počiatočné hodnotenie stav genómu ľudí pracujúcich alebo žijúcich v environmentálne nepriaznivých podmienkach. To znamená, že DNA kométy sa dajú využiť nielen v týchto oblastiach výskumu, ale v budúcnosti aj v iných, rozšíria možnosti využitia metódy v klinickom výskume, medicíne a mnoho ďalších.

Príklady: V Poľsku pri nehode v továrni na batérie boli pracovníci vystavení vysokým hladinám olova a kadmia, čo malo za následok malý, ale významný nárast poškodenia DNA v porovnaní so skupinou ľudí, ktorí takýto stres nezažili. Genotoxický účinok plynových zváracích aerosólov obsahujúcich ťažké kovy - mangán, chróm, nikel, kadmium, kobalt, olovo, molybdén, železo - na DNA leukocytov bol odhalený u ľudí, ktorých práca je už dlho spojená so zváraním.

Existujú určité ťažkosti

Aby ste metódu DNA kométy správne použili, musíte „z videnia poznať“ nielen jej možnosti a výhody oproti iným metódam, ale, samozrejme, aj nevýhody, obmedzenia a ťažkosti, na ktoré si treba dávať pozor. Metóda vyžaduje optimalizácia lýza, elektroforéza a ďalšie podmienky v závislosti od typu buniek, ktoré vedec používa, a cieľov štúdie.

vysvetlenie: Rastlinné a živočíšne bunky vyžadujú odlišné podmienky na uvoľnenie DNA, t.j. lýza. Kvôli prítomnosti celulózovej bunkovej steny trvá lýza rastlinných buniek dlhšie ako živočíšnych.

Z prvej ťažkosti vyplýva druhá nepríjemnosť: prispôsobenie metódy problémom analýzy môže byť veľmi ťažké. namáhavý proces(aj keď samotná technika je jednoduchá a zrozumiteľná), najmä ak s objektom vašej štúdie nikto nepracoval metódou DNA kométy. Stáva sa, že „ladenie“ techniky v tomto prípade vyžaduje veľa času.

Niekedy existujú ťažkosti pri tlmočení výsledky získané podľa stupňa poškodenia DNA, keďže stupeň poškodenia nie je vždy možné korelovať s dávkou ovplyvňujúceho faktora.

vysvetlenie: Takýto problém môže súvisieť s nedostatočnou optimalizáciou metódy, kedy sa niektoré druhy poškodenia miešajú s inými a tým skresľujú výsledky. Opravné systémy, ktoré opravujú niektoré časti výsledných porušení, môžu tiež „narušiť“ skutočný stupeň poškodenia DNA.

Jednou z najväčších ťažkostí môže byť porovnanie výsledkov získané pomocou metódy DNA kométy rôznymi vedcami v rôznych laboratóriách a výskumných ústavoch. Na posúdenie poškodenia DNA sa používajú metódy s modifikáciami a úplne odlišnými ukazovateľmi (napríklad percento DNA v „chvosta kométy“ alebo dĺžka „chvosta“).

vysvetlenie: Dĺžka „chvosta kométy“ je vzdialenosť, ktorú DNA migrovala z „hlavy“ chvosta. Percento DNA v chvoste kométy je množstvo DNA, ktoré migrovalo do chvosta, vyjadrené v percentách. Kompletný zoznam skóre poškodenia DNA možno nájsť na www.cometassayindia.org.

Vyvíja sa úsilie o štandardizáciu používania metódy DNA kométy, ktorá pomôže vedcom porovnávať výsledky. Napríklad pri genotoxických štúdiách boli vyvinuté protokoly a usmernenia.

vysvetlenie: Pokyny Federálneho centra pre hygienu a epidemiológiu Rospotrebnadzor jasne definujú testovacie objekty (ľudské bunky) a podrobne popisujú všetky fázy analýzy. Podľa týchto odporúčaní je možné pomocou metódy DNA kométy testovať genotoxicitu chemikálií pre domácnosť a produktov vyrobených z polymérnych materiálov.

Záver

„Kto je ozbrojený, ten je chránený“ – to je motto práce s metódou DNA kométy. Poznanie výhod a ťažkostí používania tejto metódy na hodnotenie poškodenia DNA vám umožňuje šikovne manipulovať s pracovným tokom, vyhnúť sa „nástrahám“ a získať správne výsledky.

Metóda DNA kométy hrá úlohu „čarovného prútika“ pri hodnotení celkového stavu tela spravidla v počiatočných štádiách vystavenia nepriaznivým environmentálnym faktorom. V počiatočnom štádiu je to práve poškodenie DNA, ktoré je najrýchlejšou a teda jedinou merateľnou reakciou organizmu na nepriaznivé vplyvy dávno pred objavením sa zmien na fyziologickej úrovni.

Teraz už viete, ako biológovia získavajú „kométy“ v laboratóriách a prečo ich tak veľmi potrebujú.

Literatúra

1. Liao W., McNutt M.A., Zhu W.-G. (2009). Kométový test: Citlivá metóda na detekciu poškodenia DNA v jednotlivých bunkách. metódy. 48 , 46–53;
2. Inge-Vechtomov S.G. Genetika so základmi výberu: učebnica pre študentov vysokých škôl (3. vydanie, prepracované a doplnené). Petrohrad: N-L, 2015. - 720 s.;
3. Piperakis S.M. (2009). Kométový test: stručná história. Bunkový biol. Toxicol. 25 , 1–3;
4. Yarmonenko S.P. Rádiobiológia človeka a zvierat. M.: Vyššie. škola, 2004. - 549 s.;
5. Cook P.R. a Brazell I.A. (1976). Charakterizácia jadrových štruktúr obsahujúcich superhelikálnu DNA. J. Cell Sci. 22 , 303–324;
6. Rydberg B. a Johanson K.J. Odhad jednovláknových zlomov v jednotlivých cicavčích bunkách. In: Reparačné mechanizmy DNA / ed. od Hanawalt P.C., Friedberg E.C., Fox C.F. NY: Academic, 1978. s. 465–468;
7. Ostling O. a Johanson K.J. (1984). Mikroelektroforetická štúdia poškodení DNA v jednotlivých cicavčích bunkách vyvolaných žiarením. Biochem. Biophys. Res. komun. 123 , 291–298;
8. Cotelle S. a Ferard J.F. (1999). Kométový test v genetickej ekotoxikológii: prehľad. Environ. Mol. Mutagén. 34 , 246–255;
9. Tice R.R., Agurell E., Anderson D., Burlinson B., Hartmann A., Kobayashi H. a kol. (2000). Jednobunkový gél/kométový test: pokyny pre in vitro a in vivo genetické toxikologické testovanie. Environ. Mol. Mutagén. 35 , 206–221;
10. Filippov E.V. (2014). Využitie metódy "DNA comet" na detekciu a hodnotenie stupňa poškodenia DNA buniek rastlinných, živočíšnych a ľudských organizmov spôsobených environmentálnymi faktormi (recenzia) . Veda a vzdelanie. 2 , 72–78;
11. Collins A.R. (2004). Kométový test na poškodenie a opravu DNA: princípy, aplikácie a obmedzenia. Mol. Biotechnol. 26 , 249–261;
12. Fujita Y., Yoshihara Y., Sato I., Sato S. (2014). Environmentálna rádioaktivita poškodzuje DNA dážďoviek v prefektúre Fukušima v Japonsku. Eur. J. Wildl. Res. 60 , 145–148;
13. Barillet S., Buet A., Adam C., Devaux A. (2005). Vyvoláva expozícia uránu genotoxicitu v teleosteane? Danio Rerio? Prvé experimentálne výsledky. Rádioprotekcia. 40 , 175–181;
14. Kagan M.Yu., Shulakova N.S., Tumirova R.A., Zlodeeva E.A., Reznik N.V. (2012). Nijmegen syndróm (klinické pozorovanie). Pediatrická farmakológia. 3 , 102–105;
15. Alapetite C., Benoit A., Moustacchi E., Sarasin A. (1997). Kométový test ako opravný test na prenatálnu diagnostiku Xeroderma pigmentosum a trichotiodystrofie. J. Invest. Dermatol. 108 , 154–159;
16. Palus J., Rydzynski K., Dziubaltowska E., Wyszynska K., Natarajan A.T., Nilsson R. (2003). Genotoxické účinky pracovnej expozície olovu a kadmiu. Mutat. Res. 540 , 19–28;
17. Tomilin N.V., Petrov A.N., Filko O.A., Khrabrova A.V., Solovieva N.E., Ivanova T.M. a kol., (2015). Hodnotenie stupňa poškodenia jadrovej DNA v periférnych krvných bunkách ľudí profesionálne spojených s pôsobením ťažkých kovov. Zdravotná organizácia. 16 , 383–392;
18. Hodnotenie genotoxických vlastností metódou DNA kométy in vitro: Usmernenia . M.: Federálne centrum pre hygienu a epidemiológiu Rospotrebnadzor, 2010.- 16 s.

Parametre fragmentácie DNA boli študované metódou DNA komét v alkalickej modifikácii v podmienkach rôznych úrovní expozície radiačným faktorom v domácich podmienkach. Zohľadnila sa objemová aktivita (VA) radónu, ekvivalentná dávka (AEDR) gama žiarenia a hustota toku beta žiarenia. Priemerná hodnota RA radónu vo vnútornom ovzduší bola 89,4 Bq/m3, hodnota ADER gama pozadia bola 0,12 μSv/h, hustota toku beta žiarenia bola 0,6 s-1. Priemerná úroveň fragmentácie DNA bola 3,48 %. Úroveň fragmentácie DNA v 3 parametroch (podiel DNA v chvoste kométy, dĺžka chvosta kométy, moment chvosta kométy) bola zvýšená u mužov, tento trend však nedosiahol štatistickú významnosť. Parametre DNA komét sa výrazne nelíšili v závislosti od zmeny hladiny radónu. Bola zistená pozitívna korelácia parametrov DNA kométy so zvýšením sily gama žiarenia. Zároveň bol ADER gama žiarenia vo všetkých skúmaných priestoroch v rámci prípustných limitov.

ionizujúce žiarenie

dna kométy

alkalická modifikácia komét dna

účinky žiarenia s nízkou dávkou

1. Robertson A., Allen J., Laney R., Curnow A. Bunkové a molekulárne karcinogénne účinky expozície radónu: prehľad // Int. J. Mol. Sc., 2013, roč. 14, č. 7, str. 14024-14063.

2. Druzhinin V.G., Sinitsky M.Y., Larionov A.V. a kol. Hodnotenie úrovne chromozómových aberácií v lymfocytoch periférnej krvi u detí s dlhodobým pobytom v podmienkach vysokej expozície radónu a produktom jeho rozpadu // Mutagenéza, 2015, roč. 30, str. 677–683.

3. Singh N.P., McCoy M.T., Tice R.R., Schneider E.L. Jednoduchá technika na kvantifikáciu nízkych úrovní poškodenia DNA v jednotlivých bunkách // Exp. Cell Res., 1988, zv. 175, str. 184–191.

4. Azqueta A., Gutzkow K.B., Brunborg G., Collins A.R. Smerom k spoľahlivejšiemu kométovému testu: optimalizácia koncentrácie agarózy, času odvíjania a podmienok elektroforézy // Mutat. Res., 2011, roč. 724, č. 1–2, s. 41-45.

5. Konca K., Lankoff A., Banasik A. a kol. Multiplatformový verejný počítačový program na analýzu obrazu pre kométový test // Mutation Research, 2003, zv. 534, str. 15-20.

6Glantz S.A. Primer of Biostatistics / S.A. Glantz. – McGraw-Hill Medical, vydanie 7, 2011. – 320 s.

7. Georgakilas A.G., O’Neill P., Stewart R.D. Indukcia a oprava zoskupených lézií DNA: čo zatiaľ vieme? // Radiat. Res., 2013, roč. 180, s. 100 – 109.

8. Kaur S., Sangeeta, Galhna K.K., Gautam N. Hodnotenie poškodenia DNA v ľudských periférnych krvných lymfocytoch pomocou testu COMET // Int. J. Life Sci. Scientifi. Res., 2017, roč. 3, č. 4, str. 1208-1214.

9. Mikloš M., Gajski G., Garaj-Vrhovac V. Využitie štandardného a modifikovaného kométového testu pri hodnotení poškodenia DNA v ľudských lymfocytoch po expozícii ionizujúcemu žiareniu // Rádiológia a onkológia, 2009, roč. 43, č. 2, str. 97-107.

10. Batar B., Guven M., Baris S. a kol. Polymorfizmy génu na opravu DNA XPD a XRCC1 a riziko detskej akútnej lymfoblastickej leukémie // Leuk. Res., 2009, roč. 33.s. 759–763.

11. Jiang J., Zhang X., Yang H., Wang W. Polymorfizmy génov na opravu DNA: ADPRT, XRCC1 a XPD a riziko rakoviny v genetickej epidemiológii // Meth. Mol. Biol., 2009, roč. 471.pp. 305–333.

12. Larionov A.V., Sinitsky M.Yu., Druzhinin V.G. a kol. Polymorfizmy génov na opravu excízie DNA a opravy dvojvláknových zlomov a úroveň chromozómovej aberácie u detí s dlhodobou expozíciou radónu // Int. J. Radiat. Biol., 2016, roč. 92, č. 8, str. 466-474.

13. Wojewodzka M., Kruszewski M., Iwanenko T. a kol. Nedostatok nepriaznivého účinku fajčenia na zlomenie reťazca DNA a poškodenie bázy, ako sa ukázalo pri teste alkalickej kométy // Mutat. Res., 1999, roč. 440, s. 19-25.

14. Geric M., Gajski G., Orescanin V., Garaj-Vrhovac V. Sezónne variácie ako prediktívne faktory parametrov kométového testu: retrospektívna štúdia // Mutagenéza, 2017, doi:10.1093/mutage/gex023.

Vplyv radónu bol dobre študovaný v rozsahu vysokých koncentrácií. Stanovené hygienické normy stanovujú úroveň ekvivalentnej rovnovážnej objemovej aktivity (EEVA) 200 Bq/m3 ako hranicu prípustnej objemovej aktivity radónu v obytnom ovzduší. Zároveň sa v mnohých krajinách povolená úroveň zvýšila na 400 Bq/m3, čo sa vysvetľuje predovšetkým geologickými vlastnosťami územia. Na druhej strane existuje názor na potrebu zníženia prípustnej hladiny na 2 pCu/l, čo zodpovedá 74 Bq/m3. V rámci modernej paradigmy WHO a princípu lineárneho bezprahového zvyšovania radiačných účinkov aj malá radiačná záťaž vedie k zvýšeniu rizika stochastických účinkov (predovšetkým rakoviny).

Je zrejmé, že malé radiačné účinky ovplyvňujúce veľké skupiny ľudí môžu viesť k spoločensky významnému zvýšeniu výskytu rakoviny. V dôsledku toho sa zdá byť mimoriadne dôležité zhromažďovať informácie o účinkoch rôznych druhov ionizujúceho žiarenia v malých dávkach, ktorým je v tej či onej miere vystavená celá populácia planéty. Zvýšenie EEVA radónu nad 200 Bq/m3 sa považuje za nežiaduce pre väčšinu akceptovaných noriem v oblasti radiačnej hygieny. Zároveň len 5-10% obytných priestorov možno pripísať priestorom s takou úrovňou expozície. Úroveň objemovej aktivity (VA) radónu 2 pCu/l (74 Bq/m3) a viac je možné sledovať v 20-50% obytných priestorov v závislosti od typu zástavby a geografickej polohy. Je zrejmé, že aj nízka intenzita vystavenia radónu môže viesť k výraznému zvýšeniu výskytu vzhľadom na globálny rozsah problému. Zdá sa, že je dôležité študovať vplyv nízkych dávok husto ionizujúceho žiarenia na ľudské telo.

Radón je v súčasnosti uznávaný ako jeden z najnebezpečnejších karcinogénov postihujúcich ľudí. Radónový faktor v prírode nehrá významnú úlohu, pretože radónový plyn sa vo veľkom objeme vzduchu rozptýli a pomerne rýchlo sa rozpadne (polčas rozpadu Rn222 = 3,82 dňa). Obytné a technické budovy sú zároveň druhom pascí, ktoré akumulujú radón (až 10-krát v porovnaní s otvoreným vzduchom). Radónové ložiská sú často lokalizované sporadicky, radón je považovaný za hlavnú príčinu zvýšenia frekvencie chromozomálnych aberácií u podobne exponovaných skupín.

Jednou z účinných metód biomonitoringu je priame hodnotenie stupňa poškodenia DNA v krvinkách metódou „DNA comet“ (gélová elektroforéza jednotlivých buniek). Táto metóda zahŕňa lýzu buniek umiestnených v agarózovom géli, zatiaľ čo DNA migruje v elektrickom poli. Bunky so zvýšenou frekvenciou dvojitých zlomov sa vyznačujú zvýšenou migráciou DNA na anódu. V roku 1988 Singh a kolegovia navrhli alkalickú modifikáciu metódy vrátane kroku lýzy pri pH> 13. Táto verzia výrazne zvyšuje citlivosť metódy, umožňuje detekciu jednotlivých zlomov, alkalicky labilných miest, krížových väzieb DNA-DNA a DNA-proteín, ako aj miest neúplnej opravy. Keďže u väčšiny genotoxických látok prevládajú účinky jednotlivých zlomov DNA, alkalická modifikácia metódy umožnila výrazne zvýšiť informačný obsah a citlivosť testu. Jednou z hlavných výhod je schopnosť detekovať genotoxické účinky za podmienok súčasného pôsobenia cytotoxických faktorov, ktoré vedú k vzniku chromozomálnych porúch, ale nemajú genotoxický účinok. V podmienkach pH>12 DNA denaturuje a vlákna sa odvíjajú v dôsledku deštrukcie vodíkových väzieb medzi 2 špirálami. Po dosiahnutí pH 12,6 sa alkalické labilné miesta, ako sú apurínové/apyrimidínové miesta, transformujú na jednotlivé zlomy DNA. Pri pH>13 sa dosiahne maximálny stupeň transformácie alkalicky labilných miest.

Materiály a metódy

Ukážková charakteristika

Každá skúmaná osoba vyplnila osobný dotazník, ktorý obsahoval informácie o veku, zdravotnom stave, užívaní tabaku a alkoholu, pracovných rizikách, röntgenových diagnostických postupoch, cestovaní lietadlom, očkovaní a užívaní liekov počas 3 mesiacov pred prieskumom. Bola vybraná skupina 39 jedincov, ktorí neboli vystavení potenciálne genotoxickým faktorom. Všetci skúmaní boli mladší ako 40 rokov. Celkovo bolo vyšetrených 18 mužov (priemerný vek 29 rokov) a 21 žien (priemerný vek 31 rokov).

Štúdia bola vykonaná v súlade s požiadavkami komisie pre etiku Štátnej univerzity Kemerovo, protokol štúdie bol schválený na zasadnutí komisie č.4 zo dňa 10. októbra 2016. Každý účastník podpísal informovaný súhlas s informáciami o ciele štúdie.

Vzorky biomateriálov

Vzorky venóznej krvi sa odoberali do 4 ml vákuových skúmaviek obsahujúcich sodnú soľ-EDTA ako antikoagulant. Materiál sa zbieral od novembra 2016 do apríla 2017. V priebehu 1-2 hodín boli vzorky transportované do laboratória. Všetky vzorky boli kódované a spracované. Ihneď po príchode vzoriek sa začala metóda DNA kométy.

Gélová elektroforéza jednotlivých buniek (metóda DNA komét)

Metóda DNA kométy bola uskutočnená v alkalickej modifikácii vyvinutej Singhom a kol. Prvá vrstva gélu bola 1 % roztok štandardnej agarózy (Applichem, USA). Bunky sa naniesli na platne s 1 % agarózou s nízkou teplotou topenia (Applichem, USA) pri 39 °C. 70 ul suspenzie krviniek v agaróze s nízkou teplotou topenia sa umiestnilo na sklo so štandardnou agarózou a umiestnilo sa na ľad, kým gél úplne nestuhol. Po stuhnutí sa sklíčka umiestnili do lyzačného pufra pri 4 °C na 12 hodín. Zloženie lyzačného pufra: 2,5 mol/l NaCl (Vekton, Rusko), 0,1 mol/l Na2EDTA (Vekton, Rusko), 1 % Triton X-100 (Amresco, USA), 10 % DMSO („Vekton“, Rusko ). Po lýze sa uskutočnila horizontálna elektroforéza (300 mA, 25 V, 30 minút) v alkalickom pufri (pH>13). Elektroforéze predchádzalo 20 minút. ošetrenie alkalickým pufrom (300 mM NaOH (Vekton, Rusko), 1 mM Na2EDTA (Vekton, Rusko). Lýza a elektroforéza sa uskutočňovali pri 4 °C bez priameho slnečného žiarenia. Po elektroforéze sa sklá trikrát neutralizovali vo fosfátom pufrovanom fyziologickom roztoku PBS pH 7,5 (Amresco, USA) Potom boli sklíčka ošetrené 70 % etanolom počas 5 minút, vysušené a zafarbené 50 ul jedinej SYBR GREEN (Biotech-Industriya, Rusko).

Analýza "komét"

Parametre fragmentácie boli hodnotené mikrofotografiou preparátov zafarbených SYBR GREEN pomocou mikroskopu Zeiss Axio Imager 2. Z každej študovanej vzorky bolo odfotografovaných celkom 100 náhodne vybraných komét pri 400-násobnom zväčšení. Následné spracovanie fotografií sa uskutočnilo pomocou softvérového balíka CASP. Vypočítali sa parametre dĺžky chvosta kométy, moment chvosta a frakcia DNA v chvoste kométy.

Štatistické metódy

Štatistická analýza údajov sa uskutočnila pomocou balíka Statistica 10.0. Pre skóre boli vypočítané priemerné hodnoty a 95% intervaly spoľahlivosti (CI 95). Skupinové porovnania sa uskutočnili pomocou Mann-Whitneyho U-testu. Stupeň významnosti bol stanovený na úrovni 5 %. Korelácia medzi mierami pre prípad neparametrických údajov bola vypočítaná pomocou Pearsonovho korelačného koeficientu pre poradie. Zároveň pre vzorky nad 50 osôb bola vypočítaná aj hodnota Studentovho testu na základe hodnoty Pearsonovho korelačného koeficientu .

výsledky

Podiel DNA v chvoste kométy nepresiahol 15 %. Priemerná hodnota objemovej aktivity (VA) radónu vo vnútornom ovzduší bola 89,4 Bq/m3, hodnota AEDR pozadia gama bola 0,12 μSv/h, hustota toku beta-žiarenia bola 0,6 s-1. U mužov bola zvýšená hladina fragmentácie DNA v 3 parametroch, tento trend však nedosiahol štatistickú významnosť (tab. 1).

stôl 1

Indikátory fragmentácie DNA u vyšetrovaných mužov a žien

Ako hraničná hladina RA radónu v ovzduší bola zvolená hladina 74 Bq/m3, čo zodpovedá 2 pCu/l vzduchu. Priemerná VA radónu bola 47 Bq/m3 v prvej skupine a 143 Bq/m3 v druhej skupine. Najväčší informačný obsah bol stanovený pre ukazovateľ momentu chvosta komét. Chvostový moment bol zvýšený vo vyššej radónovej skupine, ale tento trend nedosiahol úroveň štatistickej významnosti (tabuľka 2). Tento trend je typický len pre opýtaných mužov.

tabuľka 2

Indikátory fragmentácie DNA v skupinách diferencovaných podľa pohlavia a radónovej OA

Skúmala sa aj možná závislosť indikátorov DNA od veľkosti ADER gama žiarenia v obytných priestoroch. Pre overenie bol vypočítaný korelačný koeficient medzi indexmi poškodenia DNA a ADER gama žiarenia. Bola zistená pozitívna korelácia medzi parametrami DNA komét a zvýšením sily gama žiarenia (obrázok). Zároveň bol ADER gama žiarenia vo všetkých skúmaných priestoroch v rámci prípustných limitov.

Závislosť indikátorov fragmentácie DNA od AEDR gama žiarenia v obytných priestoroch (r - Spearmanov korelačný koeficient, p - pravdepodobnosť "nulovej" hypotézy)

Diskusia

Vystavenie žiareniu

Ionizujúce žiarenie je schopné vyvolať tvorbu zhlukov poškodenia DNA, čo sa realizuje vo forme dvojvláknových zlomov a iných kompaktne umiestnených poškodení. Zriedkavo a husto ionizujúce žiarenie spôsobuje približne rovnaký počet jednotlivých lézií DNA na jednotku absorbovanej dávky, ale v prípade husto ionizujúceho žiarenia (častice alfa) sú tieto lézie distribuované v menšom počte oblastí DNA, čo znamená zvýšenie počet lézií v klastri; napríklad priemerný počet poškodení v klastri má tendenciu narastať s lineárnym prenosom energie. Gama žiarenie, zaznamenané v miestach pobytu všetkých vyšetrovaných, neprekračuje regulované hodnoty pozadia. Zmeny v pozadí gama boli s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobené vlastnosťami budov a stavebných materiálov.

Analýza "komét"

Metóda DNA kométy je jednoduchý a rýchly test, ktorý efektívne meria úroveň poškodenia DNA a opravy poškodenia po expozícii. V tejto štúdii nebola zistená žiadna významná heterogenita z hľadiska úrovne poškodenia DNA v skúmanej populácii. V mnohých prácach venovaných biologickej dozimetrii boli už skôr zaznamenané ťažkosti pri identifikácii účinku nízkych dávok žiarenia. Väčšina štúdií zároveň skúmala skupiny osôb vystavených vonkajším umelým zdrojom, napríklad personál rádiologických a rádiologických zariadení.

Merania rýchlosti fragmentácie DNA môžu odrážať tak individuálnu úroveň poškodenia DNA, ako aj schopnosť opraviť poškodenie radiáciou. Predtým množstvo prác preukázalo schopnosť opravných génov modulovať frekvenciu dedičných materiálnych porúch. Pozorovaný vzor poškodenia DNA je výsledkom rovnováhy medzi poškodením a opravou DNA a nízka úroveň poškodenia alebo nedostatok silných korelácií môže byť výsledkom tak nízkeho poškodenia, ako aj vysokej individuálnej účinnosti opravy.

Podľa niektorých odhadov k zvýšeniu indikátorov kométovej DNA pre neprodukčné faktory najviac prispieva ročné obdobie (parametre sú zvýšené v lete) a medicínska expozícia. V našej práci tieto faktory nemôžu mať významný vplyv, keďže odber biologického materiálu sa uskutočnil v zimnom období roka a zo vzorky boli vylúčené všetky osoby, ktoré absolvovali RTG vyšetrenie počas 3 mesiacov pred štúdiou. . Nedostatok korelácií s objemovou koncentráciou radónu môže byť spôsobený malou veľkosťou vzorky. V budúcnosti sa plánuje pokračovať v tejto línii výskumu s nárastom veľkosti vzorky.

Záver

Štúdium účinkov dlhodobého vystavenia nízkym dávkam žiarenia je náročná úloha, nutnosť výberu vzoriek a kontroly sprievodných faktorov môže obraz skresliť. V prezentovanej štúdii sa nepodarilo identifikovať štatisticky významné korelácie s ukazovateľmi objemovej aktivity radónu, no zároveň zistené korelácie s ukazovateľmi gama pozadia naznačujú perspektívu tejto štúdie. Je zrejmé, že pre štúdiu tohto typu je potrebné vyhodnotiť faktor účinnosti opravy skúmaných osôb, čo by umožnilo diferenciáciu a porovnanie ľudí s podobnými charakteristikami opravy.

V súvislosti s touto štúdiou neexistujú žiadne konflikty záujmov.

Štúdiu podporila Ruská nadácia pre základný výskum (č. 16-34-60069\15 mol_a_dk).

Bibliografický odkaz