Недавний выброс сточных вод с японской АЭС «Фукусима» вызвал опасения по поводу последствий радиационного облучения для здоровья человека. Классифицируемая как канцероген первой группы, ионизирующая радиация давно ассоциируется с различными видами рака и генетическими нарушениями, о чем свидетельствуют люди, пережившие атомные бомбардировки и Чернобыльскую катастрофу, и их потомки. Несмотря на гораздо меньшее количество, мы постоянно подвергаемся воздействию низких уровней радиации в повседневной жизни и при проведении медицинских процедур.
Известно, что радиация, будь то в виде высокоэнергетических частиц или электромагнитных волн, разрушает клеточную ДНК, что приводит к раку и генетическим заболеваниям. Тем не менее, наше понимание количественного и качественного мутационного воздействия ионизирующего излучения было неполным. Профессор Янг Сок Джу и его исследовательская группа из Корейского университета KAIST представили прорыв. Их исследование было опубликовано в журнале Cell Genomics.
Используя тщательные методики, команда ученых провела всесторонний анализ целых геномных последовательностей клеток до и после облучения, выявив мутации ДНК, вызванные радиацией. Эксперименты с использованием клеток различных органов человека и мышей, подвергшихся воздействию различных доз радиации, выявили закономерности мутаций, коррелирующие с уровнем облучения. (Рисунок 1)
Примечательно, что облучение в 1 Грей (Гр) привело в среднем к 14 мутациям в каждой клетке после облучения. (Рисунок 2) В отличие от других канцерогенов, мутации, вызванные радиацией, в основном состояли из делеций коротких оснований и ряда структурных изменений, включая инверсии, транслокации и различные сложные геномные перестройки. (Рисунок 3) Интересно, что эксперименты, в которых клетки подвергались воздействию низкой дозы радиации в течение 100 дней, показали, что количество мутаций при эквивалентных суммарных дозах облучения зеркально отражает таковое при высокодозном облучении.
«Благодаря этому исследованию мы четко выяснили влияние радиации на клетки на молекулярном уровне. Основываясь на этом исследовании, мы продолжим изучать влияние очень низких и высоких доз радиации на организм человека. Мы будем продвигать разработку безопасных и эффективных методов лучевой терапии», – говорит профессор Джу из KAIST.
Профессора Ким и Чанг из Медицинского колледжа Сеульского национального университета высказали свое мнение: «Благодаря этому исследованию мы считаем, что теперь у нас есть инструмент для точного понимания воздействия радиации на ДНК человека. Мы надеемся, что многие последующие исследования будут проводиться с использованием методик, применяемых в этом исследовании».
Эта работа представляет собой значительный скачок вперед в изучении радиации, ставший возможным благодаря совместным усилиям и междисциплинарным подходам.
[Изображение: KAIST Center for Somatic Mutation and Mosaicism]