Молодежь и наука

Радиобиологическим исследованиям - первую премию

В конце прошлого года стали известны результаты конкурса на соискание премий ОИЯИ для молодых ученых и специалистов за 2019-2020 годы. По итогам второго тура, прошедшего в онлайн-формате, первую премию в номинации "Научно-исследовательские экспериментальные работы" получила Р.А.Кожина (ЛРБ).

Я работаю в группе флуоресцентной микроскопии. Мы занимаемся изучением биологического действия ионизирующих излучений разного качества на формирование различных повреждений ДНК в клетках млекопитающих и их репарацию. Репарация - особая функция клеток, которая заключается в способности исправлять химические повреждения и разрывы в молекулах ДНК, поврежденных при нормальном биосинтезе ДНК в клетке или в результате воздействия физических или химических реагентов.

Основным объектом наших исследований являются клетки гиппокампа грызунов. Преимущественно мы работаем с мышами, в некоторых экспериментах - с крысами. Гиппокамп - это небольшая структура головного мозга, которая играет критическую роль в формировании кратковременной памяти, отвечает за дальнейший переход в долговременную память и отвечает за пространственную ориентацию. Кроме того, многие исследования показали, что в гиппокампе на протяжении всей жизни происходит образование новых нейронов (нейрогенез), поэтому данный отдел является более радиочувствительным, чем другие клетки взрослого мозга. Таким образом, изучение различных повреждений, формирующихся в клетках гиппокампа, и их репаративных процессов чрезвычайно важно.

Изучение процессов формирования и репарации повреждений ДНК при действии ионизирующих излучений разного качества привносит большой вклад в понимание функционирования фундаментальных биологических систем. Однако нельзя не упомянуть и практические задачи, в решение которых данные исследования могут привнести немалый вклад. Например, планируемые длительные пилотируемые космические полеты, а также совершенствование существующих методов лечения онкологических заболеваний.

Для пилотируемых полетов в дальний космос наиболее важными являются сохранение ясности ума, способность выполнять поставленную задачу, обеспечение жизнедеятельности космического корабля и немаловажная часть - это выполнение главной исследовательской работы. Постоянное воздействие космического излучения на клетки индуцирует широкий спектр повреждений ДНК, которые, в свою очередь, могут привести как к злокачественной трансформации клеток, так и к клеточной гибели, что впоследствии может стать одной из причин изменения высших интегративных функций центральной нервной системы.

На снимке слева направо: Елизавета Ильина, Евгения Кузьмина, Регина Кожина.

Несомненно наши исследования в первую очередь имеют фундаментальный характер. Эра радиобиологических космических исследований начиналась буквально в космосе. Перед первым полетом человека в космос исследователи проводили эксперименты на живых организмах, отправляя различные модельные системы на спутниках. Это сложно и сенсационно, но не было статистики, поскольку эксперименты были уникальны. Возникали проблемы с интерпретацией результатов и их экстраполяцией, со временем пришло понимание, что начинать надо с экспериментов в наземных условиях, тщательно набирая статистику. Вначале изучить фундаментальные механизмы биологических процессов, чтобы понимать, как те же самые процессы будут происходить в космическом пространстве.

На данный момент нами проведено большое количество экспериментов, направленных на изучение дозовых зависимостей формирования широкого спектра повреждений ДНК: от двунитевых разрывов до кластерных повреждений в нейрональных клетках млекопитающих. Изучены возрастные особенности радиочувствительности гиппокампа мышей при действии гамма-излучения, проведен сравнительный анализ кинетики репарации повреждений ДНК in vivo и in vitro. Кроме того, выполнена серия экспериментов по изучению действия радиомодификаторов и иммуномодуляторов, таких как монофосфорил липида А и дифосфорил липида А. На данный момент одно из основных направлений нашей работы - изучение действия ингибитора репарации ДНК 1--D-арабинофуранозилцитозина в нейрональных клетках при действии ионизирующих излучений.

В ближайших планах - продолжить детальное исследование влияния различных ингибиторов ДНК на формирующиеся повреждения в нормальных и опухолевых клетках млекопитающих, а также внедрить в работу метод Western-blotting, позволяющий оценивать экспрессию белков репарации.

Мне посчастливилось работать в теплой дружеской атмосфере с трудолюбивыми людьми, которые вовлечены в рабочий процесс. Конечно же, слаженная работа коллектива в первую очередь начинается с грамотного распределения задач. В нашей группе этим занимается Владимир Николаевич Чаусов: благодаря его профессионализму, умению оптимизировать силы и ответственному отношению к работе, у нас получается параллельно делать достаточно большие эксперименты. Так, например, мы с Евгенией Кузьминой работаем с клетками гиппокампа, а Светлана Тиунчик и Елизавета Ильина - с клетками мозжечка. В своей работе мы в основном используем быстрый и весьма чувствительный метод ДНК-комет; применение этого метода в щелочных и нейтральных условиях позволяет нам обнаруживать одно- и двунитевые разрывы ДНК. Обработка результатов осуществляется всем коллективом, это ускоряет процесс, а также дает возможность набрать статистику для получения достоверных результатов.

За непродолжительное время работы в Институте я не раз удивлялась, насколько мои коллеги инициативные и самостоятельные. Я очень ценю моменты, когда идет обсуждение предстоящего эксперимента или уже полученных результатов! Кроме того, отдельную благодарность хотелось бы выразить Алле Владимировне Борейко, заместителю директора лаборатории по научной работе, а также начальнику нашего сектора молекулярной радиобиологии - за чуткость, мотивацию и личный пример! Мне очень импонирует наличие внутреннего импульса развития и любознательность моих коллег не только в лаборатории, но и в Институте.

Регина КОЖИНА, младший научный сотрудник ЛРБ