Формирование кластерных повреждений ДНК в клетках человека при действии ускоренных тяжелых ионов низких и промежуточных энергий

Аннотация

На основе дифференцированного анализа отдельных радиационно-индуцированных фокусов в трехмерных изображениях, реконструирующих весь объем клеточного ядра, проведен детальный анализ структуры сложноорганизованных кластеров повреждений ДНК в треках ускоренных ионов и исследованы различия в их морфологии. Установлено, что при действии ускоренных тяжелых ионов низких и промежуточных энергий, в отличие от γ-облучения, формируются сложноорганизованные кластеры, включающие до шести и более индивидуальных фокусов. Выявлено, что изменение структуры кластерных повреждений зависит от величины ЛПЭ частиц. Показано замедление кинетики элиминации радиационно-индуцированных фокусов в клетках при действии тяжелых ионов по сравнению с γ-облучением. Сделан вывод о том, что изменение кинетики связано с характером микрораспределения энергии тяжелых заряженных частиц в генетических структурах и формированием трудно репарируемых комплексных двунитевых разрывов ДНК. При исследовании кинетики формирования и элиминации радиационно-индуцированных фокусов в результате действия ускоренных ионов бора, азота и неона с различными физическими характеристиками установлено, что с уменьшением энергии частиц и возрастанием их ЛПЭ наблюдается снижение эффективности репарации двунитевых разрывов ДНК. Показано, что структура радиационно-индуцированных фокусов при действии ускоренных ионов с разными физическими характеристиками также различна. Ионы неона с высокой плотностью δ-электронов в треке индуцируют более крупные и сложноорганизованные кластерные фокусы.