Ученые Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН сравнили, как радиация повреждает ДНК мышей, лягушек и человека. Оказалось, что излучение представляет наибольшую опасность для мышей, а лягушки реагируют на радиацию примерно так же, как и человек. Результаты исследования опубликованы в журнале Radiation and Environmental Biophysics.

Ионизирующее излучение поражает живые ткани организмов, превращая нейтральные атомы и молекулы клеток в ионы. Это нарушает целостность белков и нуклеиновых кислот и приводит к мутациям ДНК, образованиям опухолей или гибели клеток. Авторы исследования определили уровень повреждений ДНК в клетках человека и животных под воздействием ионизирующего излучения и веществ, имитирующих такое воздействие, например, перекиси водорода (воздействие перекиси водорода приводит к возрастанию уровня повреждений ДНК из-за атак активных форм кислорода).

В серии экспериментов ученые использовали метод ДНК-комет, получивший свое название из-за формы клеток с поврежденной ДНК, которую наблюдают под флуоресцентным микроскопом. Под действием электрического тока разорванные петли ДНК вытягиваются и визуально напоминают форму кометы. Неповрежденная часть ДНК выглядит как «голова» этой кометы, за которой тянется «хвост» из разорванной ДНК.

Было проведено сравнительные исследования уровня повреждений ДНК клеток из организмов, различающихся по радиочувствительности. Для этого были использованы клетки из системы крови мыши, лягушки и человека после воздействия на них рентгеновского излучения или перекиси водорода. Для сравнения с кровью мыши и человека была взята кровь лягушки, поскольку это животное рассматривают в качестве чувствительного индикатора на загрязнение окружающей среды.

Традиционно человек считался наиболее чувствительным к воздействию радиации, однако по результатам эксперимента наибольшие повреждения ДНК регистрировались в клетках крови и селезенки мыши. Ученые объясняют это повышенным содержанием радиочувствительных клеток у мышей, а также особенностями работы их антиоксидантной системы. Уровень повреждений ДНК клеток человека оказался сопоставим с таковым у клеток крови лягушки, несмотря на разный клеточный состав. Авторы исследования предполагают, что этот факт можно будет использовать для оценки уровня радиационной опасности.

«Давайте предположим, если случается какая-либо авария, связанная с повышением уровня ионизирующего излучения, тогда можно собрать земноводных вокруг места происшествия, и уровень повреждения ДНК в клетках их крови можно использовать как фактор оценки дозы радиации», — пояснила соавтор работа Елена Кузнецова, заведующая лабораторией радиационной молекулярной биологии ИТЭБ РАН.