DNA分子及其双链断裂碎片的AFM观测

DNA是生命信息的载体,是辐射生物学效应最重要的靶分子。研究DNA辐射损伤机理,需掌握观测DNA分子及其双链断裂(Double Strand Breaks,DSB)碎片的技术。在大气状态下,使用原子力显微镜(AFM)技术获得了3种经提纯的DNA分子的直观图像。在水溶液中,利用^241Am-α源辐照装置对其中一种DNA分子作低剂量照射,首次获得了DNA双链断裂碎片的AFM图像。为研究不同类型辐射-特别是重离子辐射-导致的DNA双链断裂几率的统计模型,做了技术准备。     

^7Li和^12C离子致DNA损伤的研究

脱氧核糖核酸(DNA)是生物体中一类重要的大分子。它是遗传信息的载体，也是辐射生物学效应的最重要的靶分子。电离辐射可引起DNA多种类型的损伤，其中双链断裂(DSB)是辐射所致生物效应中最重要的原初损伤。此实验旨在用原子力显微镜(AFM)研究重离子辐射诱发的DNA双链断裂。     

γ辐照对枯草芽孢杆菌营养体的损伤

选用不同剂量γ射线辐照枯草芽孢杆菌营养体,分别用细胞计数、黄嘌呤氧化及脉冲场凝胶电泳法分析了辐照后的细胞存活率、胞内SOD活性及细胞DNA双链断裂水平。研究发现,随着γ辐照吸收剂量的增大,细胞存活率不断下降;SOD活性随剂量的变化无明显的规律;DNA双链断裂水平与细胞存活率密切相关,DNA的释放百分比和断裂水平值随辐照剂量增加而不断增大。结果表明：γ辐照对枯草芽孢杆菌营养体有较高的灭活能力,其损伤效果可能与SOD活性及双链断裂相关。     

UVC诱导的枯草芽孢杆菌DNA双链断裂及影响因素探讨

为探讨短波紫外线（Ultraviolet C，UVC）对枯草芽孢杆菌基因组DNA的损伤效应，探讨研究方法和材料对结果的影响，以枯草芽孢杆菌为研究材料，分别对其菌体样品及DNA样品进行不同剂量的UVC辐照，采用8h、16h、24h脉冲场凝胶电泳分离DNA片段。结果发现，16h脉冲场凝胶电泳最能反映DNA的双链断裂程度。对16h电泳图进行数据分析发现，随UVC辐照剂量的增大DNA释放百分比递增；菌体样品在辐照剂量17．8J／cm^2处其DNA双链断裂产额最大，而DNA样品的最大双链断裂产额出现在辐照剂量为72．7J／cm^2处；另外，同辐照剂量下菌体样品的释放百分比和菌体DNA双链断裂产额均高于DNA样品。结果表明，UVC诱导的枯草芽孢杆菌DNA双链断裂程度与辐照剂量及辐照样品密切相关。     

DNA分子及其双链断裂碎片的AFM观测

生物大分子DNA是生命信息的载体,是辐射生物学效应最重要的靶分子。为了进一步研究辐射致DNA损伤的机理,首先需要掌握观测DNA分子及其双链断裂(Double Strand Breaks,DSB)碎片的技术。在大气状态下,使用先进的原子力显微镜(AFM)技术获得了3种经过提纯的DNA分子的直观图像;在水溶液中,利用~(241)Am-α源辐照装置对其中一种DNA分子进行了低剂量照射,利用AFM     

~7Li离子辐射中直接和间接作用致pUC19 DNA损伤研究

电离辐射的直接和间接作用(自由基)可引起DNA分子的碱基损伤、链断裂(包括单链和双链断裂)和交联等多种损伤。其中,双链断裂(DSB)是辐射引起的各种生物效应中最重要的原初损伤。在液态环境下,辐射诱导产生的自由基可能是单链和双链断裂发生的主要原因。因此,建立适当的体外模式     

电离辐射致DNA双链断裂研究方法及统计模型

DNA既是生命物质中信息的载体,也是辐射生物效应最主要的靶分子.电离辐射通过射线的直接作用和间接作用引起DNA分子的多类型损伤,其中DNA双链断裂(Double-strand breaks,DSB)是辐射引起的各种生物效应中最重要的原初损伤之一,成为辐射生物学研究的重点.目前DSB研究的主要方法包括拉曼光谱技术、原子力显微镜、单细胞凝胶电泳、脉冲场凝胶电泳、γH2AX分析技术、早熟染色体凝集等,研究DSB的统计模型包括随机断裂模型、Moment法、Tsallis熵模型、平均分子量法,在此均得到总结,最后探讨了DSB辐照热点的研究前景.     

SOD对γ射线辐照枯草芽孢杆菌的保护效应研究

为了考查外源SOD对γ射线辐照微生物的保护效应,选用不同剂量γ射线辐照外源SOD处理过的枯草芽孢杆菌营养体,采用平板计数法考查辐照后的细胞存活率,黄嘌呤氧化法检测胞内SOD活性,脉冲场凝胶电泳分析DNA双链断裂水平的变化.结果表明,不同浓度外源SOD均可使γ射线辐照后的细胞存活率明显增加;营养体胞内残留SOD活性与外源SOD浓度以及辐照剂量之间的关系没有明显的变化规律;外加SOD使细胞DNA.双链断裂水平(PR)显著下降.并且细胞存活率和PR值随外源SOD浓度以及辐照剂量变化的趋势基本一致.研究结果显示外源SOD在γ射线辐照中对枯草芽孢杆菌有保护效应,且SOD的保护效应与其浓度呈一定相关.     

枯草芽孢杆菌耐辐射菌株对紫外线的耐受性及其机理初探

为探讨枯草芽孢杆菌对紫外线的耐受性，以枯草芽孢杆菌耐辐射菌株及其来源菌株枯草芽孢杆菌黑色变种为研究材料，以不同剂量紫外线辐照处理。采用平板计数法比较两种菌株的存活率，通过脉冲场凝胶电泳分析两种菌的DNA双链断裂（Double strand breaks，DSBs）o发现，对数期耐辐射菌株对紫外线的耐受性明显大于原菌株，耐辐射菌株DSBs水平小于对应的原菌样品。耐辐射菌株对紫外线的耐受性较强，其DNA双链断裂程度与辐照剂量及辐照样品密切相关。     

36 ^7Li离子辐射中直接和间接作用致pUC19 DNA损伤研究

电离辐射的直接和间接作用（自由基）可引起DNA分子的碱基损伤、链断裂（包括单链和双链断裂）和交联等多种损伤。其中，双链断裂（DSB）是辐射引起的各种生物效应中最重要的原初损伤。在液态环境下，辐射诱导产生的自由基可能是单链和双链断裂发生的主要原因。因此，建立适当的体外模式系统来研究自由基诱导单链和双链断裂的反应动力学是十分必要的。本实验利用原子力显微镜（AFM）开展了重离子辐射中直接和间接作用致DNA链断裂的反应动力学研究。     

加速12C6+离子照射诱发人肝癌细胞SMMC-7721的DNA双链断裂

重离子为高传能线密度(LET)辐射,在引起肿瘤细胞失活上有更大的相对生物学效应。DNA的双链断裂在细胞辐射损伤中是极其重要的,其最终导致细胞的失活。本实验研究检测细胞DNA的双链断裂(DSB),以探讨细胞失活的机理。用脉冲场凝胶电泳方法结合溴乙锭染色的荧光扫描技术,定量测定^12C^6 锈导人肝癌细胞SMMC-7721 DNA的DSB剂量效应关系。结果发现,DNA片段释放百分比随吸收剂量的增加而增加。     

用微孔滤膜法检测γ射线引起的哺乳动物细胞DNA双链断裂及其重接

本文改进了Bradley和Kohn测定DNA双链断裂的微孔滤膜法,并用于检测γ射线引起的中国仓鼠卵巢细胞和小鼠骨髓细胞DNA的双链断裂,得到较好的剂量曲线,证明此法重复性好,灵敏度远较中性蔗糖密度梯度离心法高。同时也证明在上述细胞中辐射所致的DNA双链断裂是能够重接的。为DNA双链断裂能够重接的论点提供了又一个实验证据。     

小鼠乳癌细胞辐射敏感突变株SX-9DNA双链断裂及其重接修复研究

本研究采用一种新的细胞DNA双链断裂检测方法——脉冲电场电泳法,检测了两株来源相同而辐射敏感性不同的细胞SR-1和SX-9的X线照射所致DNA双链断裂的产生和修复。结果表明两株细胞的DNA双链断裂产生没有差别,而辐射敏感细胞SX-9的DNA双链断裂重接修复能力明显低于SR-1细胞,本文对此结果与细胞辐射敏感性的关系进行了讨论。     

低能光子致DNA链断裂的蒙特卡罗模拟研究

为研究不同类型和能量的粒子照射细胞核DNA时导致的DNA损伤等辐射生物效应,建立了DNA、染色质原子模型,并开发了纳剂量蒙特卡罗程序NASIC。该程序可模拟包括光子、电子、质子在内的多种粒子在生物介质中的作用过程,既包括物理和化学径迹结构,也包括后续的生物响应过程。使用NASIC程序模拟了~(137)Cs源、Al的K层特征X射线(Al_K)源照射哺乳动物细胞后造成的单链断裂和双链断裂产额。研究结果表明,本文使用的DNA原子模型更加接近真实结构,DNA双链断链产额计算结果与实验值吻合较好。     

γ射线诱导DNA双链断裂的研究

DNA是生物体中一类最基本的大分子,是遗传信息的载体,也是电离辐射引致细胞杀伤或转化的主要靶分子。电离辐射可引起多种类型的损伤,如碱基变化、糖基损伤、单链和双链断裂(DSB)以及DNA和蛋白质的交联等。其中DSB是辐射所致生物效应中最重要的原初损伤,非重接性的DSB则被认为是     

重离子辐照诱导DNA双链断裂的剂量率效应

利用不同剂量率的50MeV/u^12C^6 辐照B16黑色素瘤细胞的脱蛋白DNA,采用脉冲场凝胶电泳技术对DNA双链断裂（DSB）的诱导和片段的分布进行了研究。结果发现,在剂量率分别为3Gy/min和30Gy/min的情况下,DNA片段释放百分比（PR）都随着剂量的增加而增加,并在超过一定剂量之后趋于相似的准阈值;3Gy/min辐照诱导DSB的产额为0.40DSBs(100Mbp.Gy）,30Gy/min辐照诱导的DSB产额准确值无法得到;30Gy/min辐照诱导DSB的截面为2.14μm^2,是3Gy/min的3.1掊。所有结果都表明剂量率越高,诱导DSB越有效。另外,3Gy／min辐照诱导DSB片段在－860kbp处有一个片段峰,而30Gy/min没有,说明剂量率可以影响DSB片段的分布。     

12C6+重离子辐照对人肝细胞、肝癌细胞端粒酶活性表达的影响

为探索碳离子束辐照对细胞中端粒酶活性的变化,利用兰州近代物理研究所重离子研究装置(Heavy ionresearch facility in lanzhou,HIRFL)产生的碳离子(31MeV/μ12C6 ),以人肝细胞HL-7702,肝癌细胞SMMC-7721为实验对象,用不同剂量1Gy、2Gy、3Gy、4Gy的重离子分别对两种细胞进行照射,用多聚酶链式反应.银染端粒重复序列扩增法(PCR-telomeric repeat amplification protocol,TRAP-PCR)银染端粒重复序列扩增法检测不同剂量下细胞端粒酶活性的变化.结果显示,人肝细胞HL-7702自身没有端粒酶活性,经1Gy辐照后也没有端粒酶活性,在2和3Gy处出现端粒酶活性,4Gy处端粒酶活性又消失.肝癌细胞SMMC-7721在1～3Gy处随着剂量的增大端粒酶活性升高,在4Gy处又开始下降;在1～3Gy处随着时间的推移端粒酶活性随着时间而加强(p<0.05).分析得知,重离子辐射可以诱导人肝细胞产生端粒酶活性,也可以改变肝癌细胞的端粒酶活性.端粒酶参与细胞受辐照后DNA单链损伤的修复;辐照后DNA双链断裂导致端粒酶活性减弱.本实验使重离子在辐照治疗中的优势得以体现.     

斜纹夜蛾核型多角体病毒DNA链断裂的辐射剂量响应

用琼脂糖凝胶电泳法测定了斜纹夜蛾核型多角体病毒（ＳＩＮＰＶ）经＾６０Ｃｏγ射线辐照产生的ＤＮＡ单链和双链断裂频数，得到在１－１００ｋＧｙ剂量范围内，ＤＮＡ单、双链断裂频数与吸收剂量的关系。实验结果表明，ＳＩＮＰＶ－ＤＮＡ对γ辐射的链断裂响应可以用单靶一次击中和二次击中复合模型描述，单链断裂是一次缶中效应，而病毒ＤＮＡ的双链断裂是一次击中和二次击中事件的共同效应，其中以二次击中事件效应为主。     

高LET的7Li离子致DNA损伤的直接和间接作用研究

在HI-13串列加速器加速的具有高LET值的7Li离子辐照不同浓度的pUC19质粒DNA水溶液、加自由基清除剂(甘露醇)的DNA水溶液以及干状DNA样品,利用高分辨的原子力显微镜技术,研究7Li致DNA损伤的直接作用和间接作用.结果显示,在相同剂量下,7Li离子比低LET辐射能诱发更多的双链断裂,形成更多的集团损伤,使DSB的分布更局部和更密集.对于水溶液DNA,7Li离子的水辐解产生的自由基的间接作用在DNA分子链断裂的产生方面发挥着重要作用,而且自由基清除剂甘露醇能有效地保护DNA分子.     

小鼠扁桃体免疫细胞受照射后DNA双链断裂损伤修复的忠实性

观察了受照射小鼠瓦尔代尔扁桃体环（WRE）在体细胞出现DNA双链断裂修复的忠实性，用^60Coγ射线照后观察WRE细胞凋亡的最高峰，在此时间点处死小鼠，取WRE细胞分别有脂质体和电穿孔方法介导的基因转染技术，将双标记基因质粒pPMH16导入细胞。研究WRE细胞DNA双链修复的忠实性。结果表明，未照射WRE细胞的抗G418转化克隆有69．75％的gpt基因表达，说明大部分断裂的gpt基因被忠实性地修复；2Gy、4Gy射线照射的WRE细胞的转化克隆只有36．05％和21．50％的克隆能正确表达gpt基因功能，说明WRE细胞照射后DNA双链断裂的修复显著低于正常细胞，且剂量越大，修复的忠实性质越低。脂质体和电穿孔方法介导的基因转染技术可用于原代细胞基因转染的研究，照射后的WRE细胞易发生DNA双链断裂错误重接。