Новости города БезФормата.Ru
Долгопрудный
Главные новости
 
Задать вопрос?

МФТИ: Стволовые клетки человека адаптируются к «медленному» воздействию радиации

Исследователи из ряда российских институтов, включая МФТИ, выяснили, как длительное ионизирующее излучение воздействует на стволовые клетки человека. Оказалось, что в стволовых клетках происходит задержка клеточного цикла и это позволяет чинить вызванные радиацией двойные разрывы ДНК с меньшими ошибками. Науке предстоит выяснить, как это влияет на функционирование организма, в частности на риск заболеть раком. Статья опубликована в Oncotarget.

Когда статистика бессильна

 

Ионизирующее излучение  — это то, что в народе называют радиацией. Оно бывает разных видов: рентгеновское излучение, гамма-излучение, потоки различных частиц. Ионизирующее излучение способно превратить нейтральные атомы и молекулы в заряженные ионы. Воздействие радиации на организм неизбежно: за счёт естественного радиационного фона средний житель планеты получает ежегодно около 3 мГр (миллигрей). А  при рентгеновском обследовании  — от 0,001 мГр до 10 мГр в зависимости от типа процедуры. Однако передозировка опасна: при дозе более 1 Гр (1 Гр=1000 мГр), полученной за короткий промежуток времени, возникает острая лучевая болезнь.

 

Чтобы обеспечить радиационную безопасность, нужно уметь оценивать риски, которые несёт с собой ионизирующее излучение. Из  обследований людей, подвергшихся облучению, достоверно известно только то, что высокие дозы радиации увеличивают риск раковых заболеваний. На  основании этого регулирующие органы приняли линейную модель, согласно которой даже маленькое превышение дозы ведёт к увеличению риска рака. Однако в экспериментах малые дозы облучения либо не приводили к отклонениям, либо даже оказывали положительное действие  — увеличение продолжительности жизни и снижение частоты раков. Кроме того, необходимо учитывать мощность дозы. Одна и та же доза, полученная за длительный промежуток времени, наносит меньший ущерб, чем в случае кратковременного облучения. О  том, как именно учитывать мощность дозы, ведутся непрекращающиеся споры. В  реальных ситуациях люди чаще подвергаются небольшому и длительному облучению, поэтому важно понять, как длительное ионизирующее излучение воздействует на организм.

 

Двойные разрывы ДНК

 

Одно из негативных воздействий радиации  — образование так называемых двойных разрывов, когда рвутся обе цепи ДНК. Клетка способна восстанавливать повреждённые участки, это называется репарацией ДНК. Разрыв одной цепи восстанавливается по последовательности второй цепи, двойные разрывы восстанавливаются другими способами и при этом велик риск ошибки. Если системы репарации не починят такие разрывы или починят неправильно, это может привести к онкологическим заболеваниям. Поэтому исследования по воздействию радиации на живые клетки в основном концентрируются на двойных разрывах. С  недавнего времени выяснилось, что в образовании опухоли основную роль играют стволовые клетки  (клетки без определённой специальности), потому что они могут накопить мутации и передать их потомкам  — специализированным клеткам. Однако воздействие длительного облучения на стволовые клетки изучено очень слабо.

 

Учёные провели несколько экспериментов на стволовых клетках из десны. Клетки подвергали кратковременному и длительному воздействию рентгеновского излучения в одних и тех же дозах. Образование двойных разрывов отслеживали с помощью маркеров  — скоплений окрашенных белков γH2AX и 53BP1. Оказалось, что при кратковременном облучении количество обоих маркеров возрастает линейно при увеличении дозы. А  при длительном облучении  — сначала линейно, а где-то на 1 Гр выходит на плато. То  есть количество разрывов, дойдя до определённого значения, перестаёт возрастать. Наступает своеобразный баланс между образованием повреждений и их репарацией.

 

Рисунок: a)  Окраска клеточного ядра, 53BP1, γH2AX и всего сразу; b)  кратковременное облучение (мощность 5400 мГр/ч); c)  длительное облучение (мощность 270 мГр/ч)

 

Ремонт ДНК

У  клетки есть системы репарации, которые могут починить двойные разрывы ДНК. Однако после кратковременного облучения в больших дозах репарация 8 из 10 образованных двойных разрывов происходит с помощью воссоединения концов  — относительно быстрого, но некорректного механизма. Из-за этого часто возникают хромосомные нарушения. Двойные разрывы ДНК, восстановленные некорректно, приводят к гибели клеток, активации онкогенов или подавлению активности антионкогенов. Другой механизм репарации двойных разрывов  — гомологичная рекомбинация. Для восстановления разрыва используется похожая или идентичная молекула ДНК в качестве образца. Этот механизм даёт гораздо меньше ошибок, но он возможен только в определённых фазах клеточного цикла. Гомологичную рекомбинацию учёные отследили по маркеру  — белку Rad51. В  течение двух часов облучения количество Rad51 оставалось примерно на одном уровне, а потом линейно возрастало. Учёные предположили, что во время длительного облучения происходит активация гомологичной рекомбинации.

 

 

Деление клеток

 

В  то время как одни стволовые клетки делятся, другие перестают делиться, и между ними сохраняется баланс. Учёные подсчитали количество двойных разрывов отдельно в делящихся и пассивных клетках. Клетки можно различить с помощью специального белка, который находится только в делящихся клетках. Оказалось, что число двойных разрывов растёт одинаково в делящихся и неделящихся клетках и в обоих видах клеток достигает постоянного значения.

 

Рисунок: Цикл клетки. Фаза G0  — фаза покоя, клетка не делится. Во  время фазы G1 происходит подготовка к делению, содержимое клетки, кроме хромосом, удваивается. Во  время фазы S с ДНК «снимается копия»  — все 46 хромосом удваиваются. G2  — конечный этап подготовки к делению, то есть к митозу.

 

Кроме того, выяснилось, что облучение не повлияло на долю делящихся клеток: она всегда была примерно 80%. Но  проведя более подробное исследование, учёные обнаружили, что после четвёртого часа медленного облучения значительно вырастает доля клеток, которые находятся в фазах клеточного цикла S  (синтез ДНК) и G2  (последняя подготовка к делению клетки). Во  время этих фаз в клетке находится копия её ДНК, чтобы впоследствии клетка могла разделиться на две. Именно во время этих фаз и возможна гомологичная рекомбинация. Этим может объясняться возрастание маркера Rad51. То  есть во время облучения происходит задержка клеточного цикла и увеличивается доля клеток в тех фазах, где возможна гомологичная рекомбинация. Таким образом, появляется возможность корректной репарации двойных разрывов.

 

«Мы  показали, что продолжительное облучение мезенхимальных стволовых клеток приводит к их перераспределению по клеточному циклу. Это может влиять на биологический ответ на радиацию. Полученные нами результаты могут стать основой для дальнейших исследований двойных разрывов в стволовых клетках и их влияния на образование опухолей»,  — комментирует работу Сергей Леонов, директор Физтех-школы биологической и медицинской физики.

 

Последние новости Подмосковья по теме:
МФТИ: Стволовые клетки человека адаптируются к «медленному» воздействию радиации

Стволовые клетки человека адаптируются к «медленному» воздействию радиации - МФТИ
Стволовые клетки человека адаптируются к «медленному» воздействию радиации - Долгопрудный
Исследователи из ряда российских институтов, включая МФТИ, выяснили, как длительное ионизирующее излучение воздействует на стволовые клетки человека.
08:43 28.07.2017 МФТИ
МФТИ: Стволовые клетки человека адаптируются к «медленному» воздействию радиации - Долгие Пруды
МФТИ: Стволовые клетки человека адаптируются к «медленному» воздействию радиации - Долгопрудный
Исследователи из ряда российских институтов, включая МФТИ, выяснили, как длительное ионизирующее излучение воздействует на стволовые клетки человека.
14:00 27.07.2017 Долгие Пруды
На Физтехе прошёл финальный этап конкурса «УМНИК-2017» - МФТИ13 декабря в МФТИ состоялся финал конкурса программы «УМНИК», проводимый Фондом содействия инновациям.
15.12.2017 МФТИ
Физика помогла объяснить электрическую проводимость бактерии - МФТИФото: Исследование проводилось с помощью терагерцевого спектрометра. Пресс-служба МФТИ, Евгений Пелевин.
15.12.2017 МФТИ
День Гражданской обороны на уроке ОБЖ в школе №82 в Черноголовке. - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Анастасия Мушенок В Подмосковье снизилось число школьников, обучающихся в две смены, их доля составляет 6%,
15.12.2017 Правительство Московской области
Марина Захарова - Правительство Московской областиИсточник: РИАМО Более 250 учителей в Подмосковье, которые подготовили 100-балльников по Единому госэкзамену, получили премии в 2017 году, сообщает РИАМО со ссылкой на министра образования Московской области Марину Захарову.
15.12.2017 Правительство Московской области
Белов Олег Валерьевич, заместитель руководителя Управления научно-организационной работы и международного сотрудничества ОИЯИ,
15.12.2017 Университет Дубна
Модели планеров собирали жуковские и донецкие школьники на мастер-классе в школе №11 - Авиаград ЖуковскийОткрытый урок для пятиклассников школы № 11 и гостей города – ребят из Донецка и Луганска 15 ноября дали шефы – сотрудники ЭМЗ имени Мясищева, сообщила директор школы № 11 Светлана Гусейнова.
15.12.2017 Авиаград Жуковский
19 декабря 2017 года 14:00-15:20 в Управлении образования (Красногорск, ул.
15.12.2017 Управление образования Администрации Красногорского района
19 декабря 2017 года 15:20-15:45 в Управлении образования (Красногорск, ул.
15.12.2017 Управление образования Администрации Красногорского района
19 декабря 2017 года 15:45-16:15 в Управлении образования (Красногорск, ул.
15.12.2017 Управление образования Администрации Красногорского района
ДТП по европротоколу - OpenDubna.RuОГИБДД ОМВД России по городскому округу Дубна информирует граждан о возможности оформления ДТП без участия сотрудников автоинспекции.
14.12.2017 OpenDubna.Ru
Модели планеров собирали жуковские и донецкие школьники на мастер-классе в школе №11 - Авиаград ЖуковскийОткрытый урок для пятиклассников школы № 11 и гостей города – ребят из Донецка и Луганска 15 ноября дали шефы – сотрудники ЭМЗ имени Мясищева, сообщила директор школы № 11 Светлана Гусейнова.
15.12.2017 Авиаград Жуковский
Лауреаты Премии Губернатора Московской области  в сфере науки и инноваций для молодых учёных и специалистов в 2017 году - Городские вестиОбъявлены лауреаты Премии Губернатора Московской области в сфере науки и инноваций для молодых ученых и специалистов в 2017 году Автор фотографии:
14.12.2017 Городские вести
ОПАЛИХОВСКОЙ ШКОЛЕ 50 ЛЕТ! - Красногорские вести
ОПАЛИХОВСКОЙ ШКОЛЕ 50 ЛЕТ!
Завтра, 15 декабря, в Опалиховской школе пройдут торжественные мероприятия, посвященные празднованию полувекового юбилея образовательного учреждения.
Красногорские вести
Школа славных традиций - Красное знамя
Школа славных традиций
Нововолковская школа отмечает полувековой юбилей. О ее истории, выпускниках, днях минувших и сегодняшних рассказывает статья, подготовленная педагогами этого учреждения.
Красное знамя
Сердце, отданное детям - Красногорские вести
Сердце, отданное детям
Преподаватель красногорской начальной общеобразовательной школы №17 Татьяна Чернова стала победителем Всероссийского профессионального фестиваля «Педагог года – 2017».
Красногорские вести
Неизвестные избили журналиста "Радонежья" - КопейкаВ ночь на четверг избили нашего коллегу, журналиста телеканала «Радонежье».
14.12.2017 Копейка
Три человека пострадали в Подмосковье в аварии с автобусом, ВАЗом, фурой и скорой - РТВ-ПодмосковьеАвтобус, легковой автомобиль, скорая помощь и фура столкнулись в посёлке Новый Сергиево-Посадского района Подмосковья, сообщили «Интерфаксу» в Министерстве транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области.
15.12.2017 РТВ-Подмосковье
Сразу несколько автомобилей угнали этой ночью в Сергиевом Посаде - КопейкаСразу несколько автомобилей оказались угнаны этой ночью в Сергиевом Посаде.
15.12.2017 Копейка
Улюкаева приговорили к 8 годам лишения свободы - Подольский рабочий
Улюкаева приговорили к 8 годам лишения свободы
Замоскворецкий суд Москвы приговорил бывшего министра экономического развития России Алексея Улюкаева к восьми годам лишения свободы, признав его виновным в получении взятки.
Подольский рабочий
Шереметьевские таможенники пресекли вывоз российским туристом наркотиков в особо крупном размере - Химские новости
Шереметьевские таможенники пресекли вывоз российским туристом наркотиков в особо крупном размере
При проведении таможенного контроля пассажирского рейса Москва – Бангкок сотрудники Шереметьевской таможни совместно с Отрядом пограничного контроля ФСБ России в международном аэропорту Шереметьево задержали 35 - летнего
Химские новости
Пожарные Химок призывают жителей к осторожному обращению с огнем - Химские новости
Пожарные Химок призывают жителей к осторожному обращению с огнем
В одной из квартир пятиэтажного жилого дома в Химках произошел пожар, причиной которого стало неосторожное обращение с огнем.
Химские новости
Преподаватели детской музыкальной школы из Пушкино взяли Гран-при фестиваля в Дубне - Газета МаякПреподаватели Пушкинской детской музыкальной школы (ДМШ) №1 взяли Гран-при фестиваля-конкурса «Общественная филармония - играют преподаватели», который прошёл в Дубне 10 декабря, сообщается на сайте школы.
15.12.2017 Газета Маяк
В Истре открылся форум «Подмосковье: отдых и туризм» - РТВ-ПодмосковьеВ музейно-выставочном комплексе «Новый Иерусалим» в Истре открылся туристический форум «Подмосковье: отдых и туризм».
14.12.2017 РТВ-Подмосковье
Экспозиция лаковой миниатюры в музее народных художественных промыслов Московской области в селе Федоскино Мытищинского района. - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Ксения Сидорова Поездкой в обычный исторический, краеведческий или археологический музей сегодня мало кого удивишь.
14.12.2017 Правительство Московской области
По Красногорску шагает Новый год - Красногорские вести
По Красногорску шагает Новый год
С каждым годом в Московской области и городском округе Красногорск число проводимых мероприятий для детей и взрослых в новогодние праздники только растет.
Красногорские вести
Пригласительный билет с 15 по 21 декабря - Красногорские вести
Пригласительный билет с 15 по 21 декабря
Мероприятия ДЕТСКИЙ ГОРОДОК «СКАЗОЧНЫЙ» (Красногорск) 15 декабря 15.30 Праздник зимних забав 0+ МОЛОДЁЖНЫЙ ЦЕНТР (Красногорск, ул.
Красногорские вести
Главный зал управления полетом российского сегмента МКС в Центре управления полетами (ЦУП) в Королеве. - Газета Ключ
Необычные экскурсии в Подмосковье: фабрика мороженого и центр управления полетами
Поездкой в обычный исторический, краеведческий или археологический музей сегодня мало кого удивишь.
Газета Ключ
Роман Терюшков: «Новый ФОК в Клину значительно расширит возможности для занятий спортом благодаря своей универсальности» - Химские новостиВ городском округе Клин состоялось открытие нового многофункционального спортивного комплекса.
15.12.2017 Химские новости
Алексей Русских провел Парламентский урок для школьников Черноголовки - КПРФ    13 декабря 2017 года заместитель Председателя Комитета Государственной Думы по транспорту и строительству, член фракции КПРФ Алексей Русских провел Парламентский урок в МОУ СОШ №82 г.о.
14.12.2017 КПРФ
«Химик» не отыграл гандикап в две шайбы - ХК ХимикПродлить серию побед в Нефтекамске не удалось С первых секунд матча «Химик» был вынужден обороняться: нарушение у воскресенцев зафиксировали уже на 31 секунде.
14.12.2017 ХК Химик
В Новогорске открыли «Центр гимнастики Ирины Винер-Усмановой» - Долгие Пруды
В Новогорске открыли «Центр гимнастики Ирины Винер-Усмановой»
14 декабря в Химках открылся уникальный, первый в своем роде спортивно-образовательный кластер «Олимпийская деревня Новогорск».
Долгие Пруды
В Котельниках проходит Открытое первенство по вольной борьбе - Котельники сегодня
В Котельниках проходит Открытое первенство по вольной борьбе
В соревнованиях участвуют дети из Котельников, Дзержинского и Москвы. В спорткомплексе «Котельники» собрались борцы двух возрастных категорий: 2007-2008 и 2009-2010 годов рождения.
Котельники сегодня
Весёлые старты прошли в спорткомплексе "Котельники" - Котельники сегодня
Весёлые старты прошли в спорткомплексе "Котельники"
В спорткомплексе «Котельники» прошёл муниципальный этап спортивных соревнований «Весёлые старты» на призы губернатора Московской области.
Котельники сегодня
27-метровая ель из Домодедова готовится к отправке в Кремль - Красногорские вестиАнатолий Иванович Качанов, заместитель начальника эксплуатационного управления Управделами президента рассказал нашим коллегам из газеты «Домодедовские вести» о выборе главной ели страны:
15.12.2017 Красногорские вести
Четыре елочных базара открылись в Жуковском - Авиаград ЖуковскийТорговля новогодними елками в подмосковном Жуковском в основном сосредоточена в четырех точках,
15.12.2017 Авиаград Жуковский
О НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ  МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЯХ - Наро-Фоминский районВ период с 16 по 18 декабря на погоду Московского региона будет оказывать влияние активный циклон и связанные с ним атмосферные фронты.
15.12.2017 Наро-Фоминский район
19 декабря 2017 года 15:45-16:15 в Управлении образования (Красногорск, ул.
15.12.2017 Управление образования Администрации Красногорского района
Итоговый муниципальный форум «Управдом» состоялся в Орехово-Зуеве 14 декабря - Орехово-Зуевская правдаМуниципальный форум «Управдом», итоговый в этом году, прошел в Доме культуры на площади Пушкина 14 декабря В нем приняли участие представители городской администрации,
15.12.2017 Орехово-Зуевская правда