Традиционные методы измерения

Одна из таких трудностей состоит в том, что для достаточно точной количественной оценки повреждения и репарации ДНК традиционными методами клетки необходимо облучать в дозах, при которых хромосомы обычно оказываются разрушенными в столь сильной степени, что определение числа повреждений становится трудной или невыполнимой задачей. Кроме того, традиционные методы измерения таких повреждений предполагают анализ хромосом клеток, находящихся в митозе. Поэтому о репарации хромосом можно судить лишь косвенным образом и с учетом эффектов на нее процессов, протекающих перед митозом. И лишь в последние годы были разработаны подходы, новые методы анализа генетических повреждений, позволяющие в определенной степени преодолеть эти трудности.

Результаты исследования механизмов индукции хромосомных аберраций ионизирующим излучением интересны не только в плане выяснения механизмов отдаленных биологических эффектов, но и как один из наиболее ценных подходов изучения структуры хромосом и факторов, определяющих их стабильность или нестабильность. Это связано с тем преимуществом излучений по сравнению с другими кластогенами, что поглощенную дозу излучений относительно легко определить вследствие примерно равномерного распределения освобождения в клетках энергии, по крайней мере, редко-ионизирующих излучений, тогда как распределение химических кластогенов зависит от их структуры, характера метаболизма клетки и т. д. Не случайно поэтому из всех классов кластогенов ионизирующее излучение использовали в экспериментах наиболее часто.

Предлагались различные интерпретации роли репарации на различных фазах клеточного цикла в индукции хромосомных аберраций. В частности, Н. В. Лучник предположил, что в Gi-фазе происходит «проверка» целостности структуры хромосом, и в процессе коррекции нарушений структуры осуществляется репара-тивный синтез ДНК. Интересно, что согласно этой гипотезе, спонтанные и индуцированные ионизирующим излучением наруше -

Ния хромосом исправляются общими механизмами. В соответствии с этой гипотезой ингибиторы синтеза ДНК, действующие на клетку в G-фазе клеточного цикла, также могут увеличивать частоту аберраций, индуцированных излучением. Отметим, что начиная с 1970 г. стала развиваться гипотеза о том, что спонтанная репарация ДНК, т. е. по сути тоже коррекция генетического материала, постоянно должна происходить в клетках вследствие постоянного протекания процесса спонтанного повреждения ДНК. Естественно, что такие процессы должны происходить и в Gi-фазе клеточного цикла. Иными словами, концепция Н. В. Лучника оказывается комплементарной концепции о спонтанной нестабильности ДНК и интересно, что обе концепции были сформулированы примерно одновременно.

Ранее при анализе биологической роли и механизмов возникновения хромосомных аберраций были сделаны следующие три основных заключения. Во-первых, хромосомные аберрации — одна из причин и острого поражения, и, вероятно, отдаленных эффектов излучений. Во-вторых, повреждение ДНК — необходимое, но недостаточное условие образования хромосомных аберраций. И, в-третьих, среди различных видов повреждений ДНК критическое значение в возникновении хромосомных аберраций имеют определенного типа двойные разрывы ДНК или сшивки ДНК — белок. Анализ характера повреждений ДНК и хроматина, определяющих частоту хромосомных аберраций, был следующим ( ссылки на работы, данные которых здесь приведены. Нередко полагали, что причиной аберраций являются однонитевые разрывы. Однако такое предположение не согласуется с данными, полученными на клетках больных с нарушенной репарацией ДНК. С одной стороны, у больных прогерией, возможно, уменьшена способность к репарации однонитевых разрывов ДНК, но не изменена частота хромосомных аберраций, а с другой, у больных с синдромом Луи — Бар частота хромосомных аберраций, индуцированных ионизирующим излучением, увеличена, хотя способность к репарации и однонитевых разрывов не изменена.

В последние годы обнаружено, что у клеток людей, страдающих наследственными синдромами с нестабильностью хромосом, изменена чувствительность аппарата синтеза ДНК к облучению.