Введение к работе
1. Актуальность темы. Отрицательной стороной технического прогресса является постоянно нарастающее загрязнение окружающей среды, в частности, радионуклидами и тяжелыми металлами.
Радионуклиды и тяжелые металлы, находящиеся в окружающей среде оказывают, зачастую, негативное влияние на живые организмы, причем, основной мишенью действия ионизирующей радиации являются уникальные управляющие клеточные системы - макромолекулы ДНК. В эукариотических клетках ДНК существует и функционирует в комплексе с белками, образуя сложно организованную структуру - хроматин. В свете исследований последних лет становится все очевиднее, что воздействие как физических так и химических агентов, изменяющих характер тонких ДНК-белковых взаимодействий в клетках млекопитающих, может привести к серьезным функциональным последствиям. Одно из них - образование ДНК-белковых сшивок (ДБС) (Fornace A.J. et al., 1977, 1979; Oleinick N.L. et al., 1987). При формировании ДБ С происходит «пришивание» белка к ДНК, по-видимому, посредством ковалентной связи. Строгие доказательства ковалентной природы ДБС единичны (Shetlar M.D. 1980) и, в большинстве случаев, о налігши ковалентной связи судят лишь на основании ее устойчивости к воздействию диссоциирующих и денатурігрующих агентов, невозможности отделения белка от ДНК различными физико-химическими методами (Murthi К.К. et al., 1993). Несмотря на то, что количественный выход ДБС, по сравнению с колігчественньїми выходами таких повреждений ДНК как однонитевые разрывы, не высок, репарация ДБС, особенно в неактивных областях хроматина, происходігт гораздо медленнее репарации одношггевых разрывов ДНК (Chiu S.M. et al., 1984, 1986). Биологическое значение образования ДБС in vivo в настоящее время недостаточно изучено, но, очевидно, что прочная фиксация нормальных нековалентных ДНК-белковых структур нарушает функции ядерного хроматина, в частности, репликацию и транскрипцию, и может привести к серьезным генетическим последствиям (лгутагенез, канцерогенез, апоптоз и т.д.) (Oleinick N.L. et al., 1989; Costa M. et al., 1993).
Знание причин образования ДБС и наличие экспресс-методов их количественного анализа позволило бы оценить возможность использования ДБС в качестве биомаркера на присутствие в среде обитания и воздействия на живой организм сшивающего агента, а также как ранний индикатор генотоксичности окружающей среды.
Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы заключалась в оценке возможности использования ДНК-белковых сшивок в качестве биоиндикатора воздействия на организм млекопитающих таких факторов геноток-сичности окружающей среды, как ионизирующая радиация и тяжелые металлы.
Исходя из этого были определены конкретные задачи исследований:
- разработать модификации метода количественного определения ДНК-
белковых сшивок, применимые для оценки уровня ДНК-белковых сшивок в
лейкоцитах и клетках лимфоидных органов млекопитающих, обитающих на
загрязненных радионуклидами территориях;
- изучить количественные особенности образования и репарации ДНК-
белковых сшивок в клетках различных органов животных, подвергшихся
фракционированному воздействию у-излучения;
изучить закономерности образования и репарации ДНК-белковых сшивок в клетках различных органов животных, подвергшихся остролгу и хроническому воздействию тяжелых металлов;
изучить влияние комбинированного воздействия тяжелых металлов и у-излучения на уровень ДНК-белковых сшивок в клетках различных органов животных;
- использовать полученные результаты и выводы, сделанные на их осно
ве, для постановки исследований по оценке возможного влияния пункта захо
ронения радиоактивных отходов на уровень ДНК-белковых сшивок в лейкоци
тах и клетках лимфоидных органов обитающих там мелких млекопитающих.
Научная новизна. Впервые проведены исследования изменений уровней ДНК-белковых сшивок в клетках различных органов мышей при фракционированном воздействии у-излучении, установлены закономерности их образования в зависимости от вида клеток.
Впервые для количественной оценки ДНК-белковых сшивок, индуцированных у-излучением, был применен метод Ds-K+ осаждения.
Установлены закономерности изменений уровней ДНК-белковых сшивок в клетках различных органов мышей при остром и хрошиеском воздействии солей кадмия, свинца и цинка в различных дозах.
Впервые проведено исследование уровней ДНК-белковых сшивок при комбинированном воздействия у-излучения и тяжелых металлов (кадмий, свинец и цинк). Установлено, что комбинированное воздействие тяжелых металлов и у-излучення может приводить к активизации защитных механизмов, предотвращающих образование ДНК-белковых сшивок и (или) ускоряющих их репарацию.
Впервые проведено количественное определение ДНК-белковых сшивок в лейкоцитах и клетках лимфоидных органов мелких млекопитающих, обитающих на территории пункта захоронения радиоактивных отходов;
Теоретическое и практическое значение работы. На большом количестве исследуемых объектов показано, что ДНК-белковые сшивки - универсальный отклик на воздействие ионизирующего излучения и (или) тяжелых металлов.
На основании результатов проведенных исследований обосновывается
предположение, что комбиюфованное воздействие ионов тяжелых металлов
и у-нзлучения вызывает активизацию защитных механизмов клеток, предот
вращающих образование ДБС и (или) ускоряющих репарацию этого типа
повреждений ДНК. с"
Разработаны модификации методики Ds-K+ осаждения для определения ДНК-белковых сшивок в лейкоцитах и клетках внутренних органов, позволяющие определять ДНК-белковые сшивки, индуцированные ионизирующим излучением.
В результате исследований, проведенных на терріггориях загрязненных радионуклидами, показано, что количество ДНК-белковых сшивок в лейкоцитах и клетках лимфоидных органов достоверно коррелирует с содержанием (3-излучающих нуклидов в организме животных.
Проведенные исследования позволяют предположить, что уровень ДНК-белковых сшивок в лейкоцитах крови мышевидных грызунов является чувствительным тестом для оценки влияния техногенных радионуклидных загрязнений на организм мышевидных грызунов и может служить предпосылкой для разработки метода биологической индикации радиационного пораженій живых организмов.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Третьем съезде по радиационным исследованиям «Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность» (Москва, 14-17 октября 1997г.).
Публикация работ. По материалам диссертации опубликовано три и принято в печать три статьи.
Объем її структура работы. Диссертация изложена на 114 страницах машинописного текста, состоит из введеній, обзора литературы, собственных исследований, заключения , выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 158 источников, в том числе 136 иностранных. Работа содержит 21 таблицу и 21 рисунок.
