抗辐射菌Deinococcus radiodurans DNA修复基因的分子克隆和功能分析(英文)

抗辐射菌(Deinococcus radiodurans)具有显著的DNA修复能力,包括对丝裂霉素(MC),紫外线(UV)及γ射线引起的DNA损伤的修复。通过化学诱导野生型菌株KD8301而得到的突变体KH3111,对MC,UV及γ射线敏感,对链霉素(Sm)具有抗性。本研究确定了KH3111内发生突变的基因及其核苷酸序列,该基因(orf144b)所编码的蛋白质由284个氨基酸组成,与其它已知的蛋白质不具有同源性,即它是一种新的蛋白质。KD8301和KH3111的orf144b序列只是一个碱基的改变,即由G突变为A,所编码的第149位氨基酸由甘氨酸变为谷氨酸。说明甘氨酸是DNA修复基因orf144b所编码的蛋白质中的一个重要残基。用KD8301的orf144b基因转染KH3111,得到转染体KH3112,其对MC,UV及γ射线都具有同母本(KD8301)一样的抗性。在抗辐射菌中,这种对多种DNA损伤剂产生抗性所需要的基因(orf144b),我们命名为pprA(Pleiotropic gene promoting DNA repair)基因。该基因能在大肠杆菌JM109中高水平表达,并使宿主大肠杆菌产生对MC,UV和γ射线的抗性。在野生型的KD8301中,正常情况下该基因不表达,经MC,UV和γ射线处理KD8301后,可诱导该基因表达。研究表明,PprA蛋白质是一种胞浆蛋白。     

~(60)Co γ射线对肿瘤细胞DNA损伤与修复的效应研究

应用碱洗脱法研究了~(60)Coγ射线及其联合高温对L_(5178y)细胞DNA链断裂与修复的影响。结果表明:43℃加温30min能显著抑制γ射线引起DNA断链后的修复,照前比照后加温的增敏效果更好。又应用羟基磷灰石层析法分析得知:HL-60细胞和HL-60(VCR)细胞受照后两者DNA单链断裂程度无显著差异,而DNA断链的修复能力有非常显著的差别,这反映了HL-60(VCR)细胞的重接修复能力强。且细胞的DNA合成功能对γ射线的抗性也较HL-60细胞大,即照后~3H-TdR掺入的受抑制程度低,揭示耐药的白血病细胞对辐射的抗性较大。     

小剂量辐射对淋巴细胞DNA的影响及适应性反应

应用DNA解旋荧光测定(FADU)法,研究了小剂量辐射对淋巴细胞DNA的影响及其诱导的适应性反应。结果表明,FADU法测得的γ射线所致的淋巴细胞DNA断裂与剂量呈线性关系,最小检出剂量为0.3Gy;0.5～8.0cGyγ射线对静止期和丝裂原激活后的淋巴细胞双链DNA百分数无影响;小剂量辐射(2.0cGy)对15Gyγ射线照射所引起的DNA断裂的修复(37℃,15～60min)有促进作用,但对最终修复程度(37℃,120min)无明显提高。小剂量(0.5～4.0cGy)γ射线照射,均可诱导出淋巴细胞对15Gyγ射线所致损伤的抗性,以2.0,4.0cGy的γ射线为诱导适应性反应的最适剂量;大剂量(5～20Gy)的照射均可显现出小剂量(2.0cGy)诱导的适应性反应,以15Gy照射后适应性反应表现最强;3-AB可明显地抑制小剂量辐射诱导的适应性反应。     

电离辐射对淋巴细胞DNA修复合成的影响

本文用液体闪烁测量法和放射自显影法,测定小鼠及人淋巴细胞在紫外线诱发下的DNA周期外合成(UDS),发现小鼠经γ射线照射后3-4d,其淋巴结和血液的淋巴细胞在UV照射后的UDS明显下降,抑制程度随γ照射剂量增加而加重,二者呈线性依赖关系。两例中度放射病人的外周血淋巴细胞的UDS水平也低于正常。研究结果说明γ射线对细胞修复功能的影响值得重视,UDS测定也可作为辐射敏感指标使用。     

小剂量辐射对淋巴细胞DNA的影响及适应性反应

应用DNA解旋荧光测定(FADU)法,研究了小剂量辐射对淋巴细胞DNA的影响及其诱导的适应性反应。结果表明,FADU法测得的γ射线所致的淋巴细胞DNA断裂与剂量 呈线性关系,最小检出剂量为0.3Gy;0.5～8.0cGy γ射线对静止期和丝裂原激活后的淋巴细胞双链DNA百分数无影响;小剂量辐射(2.0 cGy)对15Gy γ射线照射所引起的DNA断裂的修复(37℃,15～60min)有促进作用,但对最终修复程度(37℃,120min)无明显提高。小剂量(0.5～4.0 cGy)γ射线照射,均可诱导出淋巴细胞对15 Gyγ射线所致损伤的抗性,以2.0,4.0 cGy的γ射线为诱导适应性反应的最适剂量;大剂量(5～20 Gy)的照射均可显现出小剂量(2.0 cGy)诱导的适应性反应,以15 Gy照射后适应性反应表现最强;3-AB可明显地抑制小剂量辐射诱导的适应性反应。     

~(60)Coγ射线对肿瘤细胞DNA损伤与修复的效应研究

应用碱洗脱法研究了~(60)Co γ射线及其联合高温对L_(5178y)细胞DNA链断裂与修复的影响。结果表明:43℃加温30min能显著抑制γ射线引起DNA断链后的修复,照前比照后加温的增敏效果更好。又应用羟基磷灰石层析法分析得知:HL-60细胞和HL-60(VCR)细胞受照后两者DNA单链断裂程度无显著差异,而DNA断链的修复能力有非常显著的差别,     

CsI(Tl)探测器对γ射线探测参数的MC模拟

介绍了MC法模拟CsI(Tl)探测器对γ射线探测参数的实验研究。实验采用MC程序包Geant4,分别模拟了Cs I(Tl)探测器探测对不同能量的γ射线点源的探测效率、峰总比和能量分辨率。实验中将模拟值与实测值进行了对比,获得了较好的一致性。实验结果表明:MC法可为Cs I(Tl)探测器性能研究提供参考数据和设计方法。     

辐照环境中盐酸氨溴索注射液的稳定性研究

为考察盐酸氨溴索注射液在辐照环境中的稳定性,将注射液分别经60Coγ射线(吸收剂量2、4、8、16、26、34 k Gy)辐照、光照(4 500±500)lx、紫外线(UV)辐照、高温(40、60℃)处理10 d,以颜色、澄明度、盐酸氨溴索浓度、有关物质为指标,考察其稳定性。结果表明:注射液在γ射线辐照、光照、UV、60℃高温环境中盐酸氨溴索浓度显著下降(p0.01);且注射液经γ射线辐照、UV辐照后降解生成多种极性较大的未知物质,颜色变为红棕色;盐酸氨溴索浓度在各种处理后的储存过程中仍会持续下降。研究结果表明,盐酸氨溴索注射液在γ射线辐照、UV环境中极不稳定,且在两种环境中产生的效应相近。     

PHA、Con A和PWM激活的人血淋巴细胞的辐射敏感性比较

采用~3H-TdR掺入法和羟基磷灰石层析法,比较了~(60)Coγ射线照射后PHA、ConA、PWM激活的人血淋巴细胞的转化、DNA链断裂及其修复。结果表明,受照后这3种细胞转化受抑,在0～8Gy范围内,剂量效应呈双相线性关系,其中PWM细胞对射线敏感程度最低。3种细胞受照后DNA发生链断裂,在0～30Gy范围内,与剂量呈线性关系,三者之间无显著差异。受15Gy照射后,3种细胞在37℃条件下能修复DNA断链,10min内修复很快,30min修复到高峰,但修复不完全,修复后DNA分子发生再断裂。PWM细胞DNA修复率最高。淋巴细胞转化对辐射的敏感性可能与DNA断链的修复能力有关。     

PHA、Con A和PWM激活的人血淋巴细胞的辐射敏感性比较

采用~3H-TdR掺入法和羟基磷灰石层析法,比较了~(60)Coγ射线照射后PHA、ConA、PWM激活的人血淋巴细胞的转化、DNA链断裂及其修复。结果表明,受照后这3种细胞转化受抑,在0～8Gy范围内,剂量效应呈双相线性关系,其中PWM细胞对射线敏感程度最低。3种细胞受照后DNA发生链断裂,在0～30Gy范围内,与剂量呈线性关系,三者之间无显著差异。受15Gy照射后,3种细胞在37℃条件下能修复DNA断链,10min内修复很快,30min修复到高峰,但修复不完全,修复后DNA分子发生再断裂。PWM细胞DNA修复率最高。淋巴细胞转化对辐射的敏感性可能与DNA断链的修复能力有关。     

闪烁体型γ射线-荧光图像转换屏点扩散函数理论研究

闪烁体型γ射线-荧光图像转换屏是数字化辐射成像系统中的重要部件,射线与闪烁体相互作用产生的荧光弥散效应,对成像系统及其获取图像的空间分辨具有重要影响.闪烁体型γ射线-荧光图像转换屏的荧光弥散效应通常采用点扩散函数(PSF)来描述.目前,采用蒙特卡罗(MC)方法进行模拟计算,仍是确定该函数的最常用和有效方法.以LSO无机...     

抗辐射菌LexA蛋白对γ射线所致DNA链断裂的影响

观察不同剂量γ射线、不同细胞数量和不同浓度的LexA蛋白对DNA链断裂与修复的影响。结果表明,在2—10Gy范围内,照射剂量与DNA断裂程度之间存在良好的线性关系,r=0.881,当细胞浓度为(OD600=0.4—0.6,相当于2×108细胞/mL),细胞液体积为0.1—0.5mL时,细胞DNA含量与相对荧光强度成正相关,结论抗辐射菌LexA蛋白对γ射线所致细胞DNA链断裂无明显的保护作用。     

电离辐射对人血淋巴细胞的损伤效应

不同剂量~(60)Coγ线、中子及X射线照射正常人血后,以丝裂原PHA、ConA、LPS及PWM诱导血内淋巴细胞体外培养转化实验,研究淋巴细胞亚群的辐射损伤效应。实验用~3H-TdR、~(14)UR及~(14)C-缬氨酸放射性核素标记化合物示踪技术,观察不同丝裂原诱导人血淋巴细胞的增殖分化动态;电离辐射对细胞内DNA、RNA及蛋白质合成的抑制作用,并比较其辐射损伤效应。结果:(1)不同丝裂原诱导的正常人血淋巴细胞增殖分化特性各异,分属不同的淋巴细胞亚群。(2)实验以DNA及蛋白质合成中,放射性同位素参入CPM值为指标,观察到ConA、PHA诱导的T淋巴细胞亚群,其辐射损伤效应大于LPS、PWM诱导的B淋巴细胞。(3)淋巴细胞受中子照射后的损伤效应大于γ射线及X射线照射。(4)不同丝裂原诱导的正常人血淋巴细胞亚群,受照射后其细胞DNA链断裂修复能力愈强,该细胞的辐射敏感性就愈低。     

他莫昔芬联合~(60)Co γ射线辐照下调脑胶质瘤细胞PKCα蛋白表达的实验研究

研究他莫昔芬(Tamoxifen,TAM)联合Y射线辐照对脑胶质瘤细胞PKCα蛋白表达的影响,初步探讨TAM降低辐射抗性的机制.采用Western-Blot法检测PKCα和G1期调控蛋白CylinD1的表达;碱性单细胞凝胶电泳法检测DNA链断裂.结果提示,TAM联合γ射线辐照可诱导PKCα蛋白和CyclinD1蛋白表达量降低,增加单纯照射对DNA的损伤并抑制其修复.结果提示,TAM联合Y射线辐照能够增强TAM或辐照单独处理对PKCα蛋白表达的下调、诱导CyclinD1低表达和抑制DNA损伤修复,与TAM降低SHG-44细胞的辐射抗性有关.     

MC法模拟CZT探测器测量土壤含水率

针对小型便携化γ射线测水仪的研制问题,提出了基于碲锌镉(CZT)探测器的无准直器土壤含水率测量方案。利用蒙特卡罗方法(MC法)模拟了~(241)Am(59.54 keV)和~(137)Cs(661.66 ke V)点源γ射线测量土壤样品含水率的过程,得到59.54 ke V和661.66 ke Vγ射线测量土壤含水率的计算表达式和最小可探测间隔(MDI)。结果表明:模拟测量值与参考值的偏差小于4%,MDI达到10~(-3)cm~3/cm~3量级,本文的设计方案具有可行性。     

0.2 MeV中子照射洋葱干种子后在根尖细胞内诱发微核的相对生物效应

为更好地了解单能中子照射的相对生物效应(Relativebiologicaleffectiveness,RBE),用加速器产生的0.2MeV单能中子以及Coγ射线照射洋葱种子,观察单位剂量的两种辐射在根尖细胞中的微核诱发率的60差异。0.2MeV中子单位剂量的微核诱发率为5.36±0.30(%Gy?);60Coγ射线单位剂量的微核诱发率为10.031±0.002(%Gy?)。0.2MeV单能中子照射洋葱种子后在根尖细胞诱发微核的RBE值高达173±15,其1中一个十分重要的因素就是,中子照射所致的DNA损伤的修复效率可能不同于由γ射线照射所致的DNA损伤的修复效率。     

γ线照后PHA、ConA和PWM激活的人血淋巴细胞转化、DNA单链断裂及其修复比较

本文采用~3H-TdR参入法和羟基磷灰石层析法,比较了~(60)Coγ射线照射后PHA、ConA、PWM激活的人血淋巴细胞的转化、DNA单链断裂及其修复,结果表明:受照后淋巴细胞转化受抑,在0—8Gy剂量范围内,剂量效应呈双相线性关系,其中PWM激活的细胞对射线的敏感性最低。三种细胞受照后DNA发生单链断裂,在0—30Gy范围内,与剂量呈线性相关,三者之间无显著差异。受15Gy照射后,细胞在37℃条件下能重接DNA断链,但重接不完全,重接后如经较长时间保温仍会发生再断裂,PWM激活的细胞重接修复率最高。淋巴细胞转化对辐射的敏感性可能与DNA断链的重接修复能力有关。     

各种自由基清除剂在γ射线辐照DNA损伤中的作用

为了对重离子辐照致DNA损伤中的自由基作用进行评估,本文利用γ射线对添加了各种自由基清除剂(甘露醇,维生素C和茶多酚)的质粒DNA进行辐照,凝胶电泳分析的结果表明,三种自由基清除剂对DNA均有很好的保护作用.在相同自由基清除剂浓度的情况下,甘露醇比维生素C具有更强的清除自由基的作用.与重离子辐照情况相比,这几种自由基清除剂对γ射线产生的自由基的清除作用更为明显.     

单细胞凝胶电泳检测外照射诱导DNA单链断裂和双链断裂

分别应用中性单细胞凝胶电泳、碱性单细胞凝胶电泳技术检测了不同剂量γ射线外照射对小鼠外周血淋巴细胞DNA的损伤。结果表明，γ射线外照射对小鼠外周血淋巴细胞DNA具有明显的损伤作用，彗星细胞百分率显增加，DNA电泳迁移，且迁移的距离与照射剂量之间呈良好的线性关系。     

电离辐射对人血淋巴细胞的损伤效应

不同剂量即~(60)Co γ线、中子及X射线照射正常人血后,以丝裂原PHA、ConA、LPS及PWM诱导血内淋巴细胞体外培养转化实验,研究淋巴细胞亚群的辐射损伤效应。实验用~3H-TdR、~(14)C-UR及~(14)C-缬氨酸放射性核素标记化合物示踪技术,观察不同丝裂原诱导人血淋巴细胞的增殖分化动态;电离辐射对细胞内DNA、RNA及蛋白质合成的抑制作用,并比较其辐射损伤效应。结果:(1)不同丝裂原诱导的正常人血淋巴细胞增殖分化特性各异,分属不同的淋巴细胞亚群。(2)实验以DNA及蛋白质合成中,放射性同位素参入CPM值为指标,观察到ConA、PHA诱导的T淋巴细胞亚群,其辐射损伤效应大于LPS、PWM诱导的B淋巴细胞。(3)淋巴细胞受中子照射后的损伤效应大于γ射线及X射线照射。(4)不同丝裂原诱导的正常人血麻巴细胞亚群,受照射后其细胞DNA链断裂修复能力愈强,该细胞的辐射敏感性就愈低。