22 декабря 2011

Опубликованы новые данные о влиянии малых доз радиации на живые организмы

Atomic-Energy.ru
Биофизик Лаборатории Беркли Сильвайн Костес разработал метод 3D визуализации во времени процессов восстановления ДНК в клетках

Дискуссии о биологическом действии малых доз радиоактивного облучения ведутся в мире уже давно. Но только сейчас исследователи из Национальной лаборатории Беркли в США провели исследования влияния малых доз на клеточном уровне. Полученные ими результаты заставляют усомниться в распространенной точке зрения, что ущерб, наносимый радиационным излучением, пропорционален его дозе.

Восстановительные механизмы ДНК работают значительно лучше при малых дозах облучения

Живые клетки постоянно подвергаются действию ионизирующего излучения самых разных видов и из самых разных источников, и все эти излучения несут угрозу повреждения ДНК. Если в результате этих повреждений портятся восстановительные механизмы в клетках, то в результате клетка утрачивает свои функции либо даже перерождается в злокачественную.

Эти эффекты хорошо исследованы статистически, в первую очередь для больших доз радиации, например, у выживших в ходе атомных бомбардировок в Японии. Однако значительно менее известны и более сложны для изучения эффекты от малых доз радиации, полученных, например, от источников природной радиоактивности или медицинских процедур, а также получаемых операторами ядерных объектов.

Мина Биссель - одна из ведущих в мире специалистов по изучению рака молочной железы (рака груди)

Господствующая в наук точка зрения состоит в экстраполяции наблюдаемых эффектов от высоких доз облучения. Из этого должно следовать, что количество поврежденных ДНК будет пропорционально поглощенной дозе излучения.

Однако сотрудница отдела наук о жизни национальной лаборатории Беркли Мина Биссель сообщила следующее:

«Наши данные показывают, что при малых дозах радиации, ремонтные механизмы ДНК работают намного лучше, чем при высоких дозах».

Она добавила, что это

«заставляет усомниться в господствующем мнении, что любое количество ионизирующего излучения приносит вред».

Исследователи использовали изображения клеток в электронном микроскопе через различные интервалы времени при различных дозах облучения. Они смогли увидеть, как «ремонтные» ферменты концентрируются вокруг участков ДНК, двойная спираль которых была повреждена (такие участки получили название «радиационные очаги»). Некоторое время спустя часть обрывков спиралей ДНК действительно удалялись из клеточных ядер и концентрировались в особых участках, которые были названы «ремонтные центры».

 

Изображения восстановительных функций клеток ДНК показывают небольшой размер и слабую интенсивность «радиационных очагов» через полторы минуты после облучения, но через 30 минут поврежденные участки скапливаются в крупные и более яркие «радиационные очаги», отражая, вероятно, «ремонтные центры» ДНК

 

Сильвайн Костес, возглавляющий это исследование, отметил, что в «ремонтных центрах» могут происходить паралельные регенерационные процессы, приводя к большему количеству ошибок в ДНК. Он также сказал, что при низких уровнях радиации, например, от природных источников, которое человечество испытовало на себе в длительном процессе эволюции, было «маловероятно», что какая-либо клетка подвергнется более чем одному разрыву двойной спирали ДНК сразу.

Это исследование было первым, в котором использовались серийная съёмка с временным интервалом, которая помогла зафиксировать  как многие «радиационные очаги», так и процессы их образования.

Джерри Томас, профессор молекулярной патологии Имперского колледжа в Лондоне, говорит, что пока новая теория выглядит очень логичной, но тем не менее необходимо обратить внимание, что это пока еще только эксперимент «в пробирке».

Тем не менее, говорит Томас,

«Это очень интересно, особенно в свете результатов постчернобыльских медицинских обследований, когда значительная часть населения получила малую дозу. Это исследование может также объяснить тот факт, почему у относительно немногих пациентов, лечившихся от рака методом радиотерапии, впоследствии возникали повторные раковые заболевания. В радиотерапии раковая опухоль является основной мишенью для высокой дозы, но неизбежно при этом окружающие ткани получают некоторую дозу облучения, но в гораздо более меньших размерах».

Костес сообщает, что группа исследователей намерена провести те же самые эксперименты со здоровыми донорскими клетками, а не с иммортализованными лабораторными образцами, и посмотреть, будет ли получаться аналогичный результат для фибробластовых клеток (клеток соединительной ткани) и эпителиальных клеток, которые уже были изучены ранее. Еще одним направлением исследований станет изучение скопления разрывов двойной спирали ДНК, а именно: существуют ли соответствующие «транспортные механизмы» в ДНК и образуются ли «ремонтные центры» в клетках только после облучения, или же они существуют изначально.