Röntgenstrahlen induzierte DNA- Doppelstrangbrüche in säugen Zellen in Abhängigkeit vom Zellzyklus.

Abstract

Die vorliegende Untersuchung berichtet über Verbesserungen in der neutralen Kometenprobe, die zuerst durch (Singh und Stephans 1997; Olive et al., 1998) zum Messen der von Strahlung verursachten DNA-Beschädigung verwendet wurde. Unterschiedliche biochemische Schritte, einschließlich der Microgelvorbereitung, der Lysis und der enzymatisch-chemischen Behandlungen sind modifiziert und optimiert worden, um den Anteil der Zellen in den unterschiedlichen Phasen des Zellenzyklus einzuschätzen und das Dosis-Antwort-Verhältnis festzustellen. Unter allen Schweifparametern, die verwendet wurden, um die DNA-Beschädigung zu messen, welche durch die ionisierende Strahlung verursacht wurde, wurde die Schweiflänge dafür befunden, die empfindlichste zu sein. In dieser Studie wurde die DNA-Beschädigung, die durch die Röntgenstrahlung verursacht wurde, welche niedriger als 5 Gy war, ermittelt. Die entwickelte analytische Methode ist für die simultane Einschätzung des Anteils der Zellen und der DNA-Beschädigung in den unterschiedlichen Stadien des Zellenzyklus verwendet worden. Die Resultate ergaben, unter Benutzung der Schweifintensität als Kometenparameter, ein lineares Dosierungs-Reaktionsverhältnis im Dosierungsbereich von 0-20 Gy. Die Schweiflänge zeigt nur einen kleinen Strahlungseffekt. Dieses zeigt, dass die Schweifintensität die beste Beschreibung der Reaktion der DNA in den Zellen G0 und G1 ist, um Strahlung zu ionisieren innerhalb aller Parameter, die in den einzelnen Zellen innerhalb des Bereiches der benutzten Röntgenstrahldosen studiert wurden. Die Reproduzierbarkeit der Methode wurde statistisch berechnet und es zeigte sich, dass sie eine sehr nützliche Methode ist. Die Effekte der ionisierenden Strahlung auf den Grad der DNA-Kondensation in den einzelnen individuellen Hautfibroblasten in den unterschiedlichen Stadien des Zellzyklus wurden mit dem entwickelten Kometenprobeverfahren erforscht. Die Resultate dieser Studie wiesen eine beträchtliche Kondensation der Kern-DNA nach der Bestrahlung mit 5 Gy und eine Dekondensation nach Bestrahlung mit 10 Gy Röntgenstrahlen auf. Diese Dekondensation wurde einer Entspannung der DNA zugeschrieben, welche durch das Supercoiling inklusive DSB-Zerstörung verursacht wurde. Eine bedeutende Zunahme der Schweiflänge, zusammenfallend mit bedeutungslosen Änderungen in der Schweifintensität, wurde nach der Elektrophorese der unbestrahlten Nukleoide notiert. Diese Resultate stellen einen Beweis für das Elektrostretching der DNA-Schleifen dar, welche in die Haloregion der unbestrahlten Nukleoide gedrängt wurden. Die Resultate der Dosis-Reaktionskurven zeigten eine Abnahme in der Kometenfluoreszenz mit der Röntgenstrahldosis, in allen Stadien des Zellzyklus. Diese Verringerung der Kometenfluoreszenz wurde dem teilweisen Abwickeln von DNA in den SSB-Stellen der DNA-Schleifen zugeschrieben, die vom Supercoiling über DSB-Induktion während der neutralen Lysis und der Elektrophorese entspannt wurden und infolgedessen eine höhere Zugänglichkeit zur alkalischen Reaktion, während der kurzen Periode der alkalischen Schocktherapie, nach der Elektrophorese hatten. Diese Beobachtung stellt eine Grundlage für die Einschätzung des Anteils der beschädigten DNA zur Verfügung dar, basierend auf der Fluoreszenzverminderung, die durch ionisierende Strahlung verursacht wurde.