|
|
||||||
|
| Руководители темы: | Красавин Е.А. Бугай А.Н. |
Участвующие страны и международные организации:
Армения, Беларусь, Болгария, Вьетнам, Германия, Италия, Куба, Монголия, Польша, Россия, Румыния, Сербия, Словакия, Чехия.
Изучаемая проблема и основная цель исследований:
Теоретические и экспериментальные исследования биологического действия тяжелых заряженных частиц различных энергий на базовых установках ОИЯИ.
Ожидаемые результаты по завершении этапов темы или проектов:
- Исследование закономерностей и механизмов возникновения молекулярных нарушений структуры ДНК и их репарации в клеточных культурах нормальных и опухолевых клеток млекопитающих и человека, а также гистологических срезах тканей различных отделов центральной нервной системы облученных животных в результате действия излучений с разной ЛПЭ.
- Изучение закономерностей индукции и молекулярной природы различных типов генных и структурных мутаций в клетках млекопитающих и низших эукариот в зависимости от дозы и величины ЛПЭ излучения, репарационного статуса, развития оксидативного стресса, а также механизмов генетической стабильности.
- Изучение формирования комплексных хромосомных аберраций в нормальных и опухолевых клетках человека и лабораторных животных. Оценка отдаленных последствий действия излучений с различной ЛПЭ.
- Исследование нарушений поведенческих реакций, патоморфологических изменений в различных структурах головного и спинного мозга, критических органах и системах облученных лабораторных животных. Поиск новых средств фармакологической защиты от излучений.
- Изучение радиационно-индуцированных эффектов в микроглии, олигодендроцитах и их предшественниках, а также в структуре миелиновой оболочки при действии плотноионизирующих излучений.
- Исследование механизмов действия АраЦ и других радиосенсибилизаторов при облучении различных культур нормальных и опухолевых клеток, а также мышей с трансплантированными опухолям.
- Разработка иерархии математических моделей радиационно-биологических эффектов, описывающих как радиационно-индуцированные патологии развиваются на разных уровнях организации (от молекул до популяций клеток) и во временных рамках (острые и отдаленные последствия).
- Совершенствование методик радиобиологических экспериментов на ускорителях. Расчет защит новых ядерно-физических установок, оценка радиационной обстановки и разработка систем радиационной безопасности. Участие в создании и тестировании приборов ядерной планетологии.
- Определить закономерности формирования кластерных двунитевых разрывов ДНК при действии тяжелых заряженных частиц в ядрах фибробластов кожи человека, радиорезистентных опухолевых клетках U87.
- Проанализировать закономерности формирования и структуру сложноорганизованных кластерных повреждений ДНК методом иммуноцитохимического окрашивания белков репарации γН2АХ, 53ВР1, OGG1, XRCC1 в ядрах фибробластов человека при действии ускоренных тяжелых ионов.
- Исследовать кинетику репарации кластерных двунитевых разрывов ДНК после действия тяжелых заряженных частиц в ядрах фибробластов кожи человека, радиорезистентных опухолевых клетках U87.
- Изучить закономерности формирования различных типов повреждений ДНК (однонитевых разрывов ДНК, повреждений оснований, комплексных повреждений ДНК) при действии тяжелых заряженных частиц в ядрах фибробластов человека.
- Определить вклад различных путей репарации двунитевых разрывов ДНК в фибробластах человека при действии излучений разного качества методом иммуноцитохимического окрашивания белков репарации RAD51 (HR) и DNA PKcs (NHEJ).
- Изучить закономерности формирования и кинетики репарации кластерных двунитевых разрывов ДНК при действии тяжелых заряженных частиц в ядрах клеток предшественников и зрелых нейронах, а также глиальных клетках ЦНС млекопитающих с использованием маркеров клеточных субпопуляций - NeuN, doublecortin, GFAP, BrdU, calbindin.
- Проведение экспериментов по изучению экспрессии генов кодирующих белки, участвующие в репарации (RAD51, DNAPKcs, NBS1, MRE11 и др.) в фибробластах кожи человека при действии тяжелых заряженных частиц.
- Изучить закономерности индукции апоптоза в фибробластах кожи человека, в нейронах ЦНС млекопитающих при действии тяжелых заряженных частиц.
- Исследовать экспрессию генов кодирующих белки и каспазы, участвующие в индукции апоптоза в фибробластах человека и нервных клетках при действии тяжелых заряженных частиц.
- Изучить закономерности формирования и элиминации двунитевых разрывов ДНК в клетках гиппокампа крыс in vitro c использованием первичной культуры гиппокампа, получаемой из крыс возраста P0-P1.
- Определить закономерности формирования двунитевых разрывов ДНК при действии γ-квантов и ускоренных тяжелых ионов в нейронах ЦНС млекопитающих.
- Исследовать кинетику репарации кластерных двунитевых разрывов ДНК при действии γ-квантов и ускоренных тяжелых ионов в нейронах ЦНС млекопитающих.
- Изучить закономерности экспрессии генов, кодирующих белки репарации (RAD51, DNA PKcs, NBS1, MRE11 и др.) в фибробластах человека при действии ионизирующих излучений с разными физическими характеристиками.
- Продолжить изучение закономерностей индукции структурных мутаций в клетках дрожжей при действии излучений с разными ЛПЭ.
- Исследовать влияние нарушения дыхания в результате повреждения митохондриальной ДНК на чувствительность к повреждающему и мутагенному действию излучения.
- Определить характеристики мутаций, понижающих чувствительность клеток к излучению.
- Проанализировать радиочувствительность и генетическую стабильность клеток дрожжей при инактивации фосфатазы НАР1.
- Провести PCR-анализ структурных нарушений hprt-гена у потомков облученных клеток (линия V-79).
- Сопоставить спектры структурных и хромосомных нарушений, выявленных у радиационно- индуцированных мутантов в разные сроки после облучения.
- Оценить отдаленные хромосомные нарушения после облучения головы обезьян (Macaca mulatta) ускоренными ионами углерода и криптона метафазным методом.
- Исследовать индукцию комплексных аберраций в нормальных (лимфоциты) и опухолевых (карцинома молочной железы Cal 51) клетках человека in vitro при действии фотонов, протонов и ускоренных ионов бора и азота.
- Исследовать индукцию и элиминацию (3-6 месяцев после облучения) хромосомных аберраций в клетках костного мозга и лимфоцитах крови животных mFISH и стандартным метафазным методом.
- Исследовать методом mFISH хромосомные аберрации, индуцированные в лимфоцитах периферической крови человека различными видами излучений, используемых в терапии рака.
- Провести кариотипирование и анализ структурных и численных хромосомных аберраций в различных линиях культивируемых in vitro стволовых клеток человека методом mFISH.
- Исследовать индукцию разрывов хроматина в разные сроки после облучения гамма, протонами и ускоренными ионами в нормальных (лимфоциты) и опухолевых (карцинома молочной железы Cal 51) клетках человека методом преждевременной
конденсации хроматина. - Исследовать методом экстракции белков секрецию воспалительных цитокинов в гомогенатах мозга мышей после облучения.
- Исследовать влияния АраЦ на выживаемость различных линий нормальных и опухолевых клеток млекопитающих и человека (по критерию клонообразования, формированию апоптоза) при действии протонов и γ-квантов.
- Исследовать образование и элиминацию γH2AX/53BP1 фокусов в культуре клеток глиобластомы U87 и других радиорезистентных линий опухолей при облучении
протонами в пике Брэгга и γ-квантами в нормальных условиях и в присутствии АраЦ (+/- ГМ). - Изучить закономерности формирования двунитевых разрывов ДНК в различных отделах центральной нервной системы грызунов при облучении in vivo протонами и γ-квантами без применения радиомодификаторов и в присутствии АраЦ (+/- ГМ).
- Изучить кинетику формирования и преобразования однонитевых разрывов ДНК в двунитевые разрывы ДНК для различных нормальных и опухолевых типов облученных клеток в присутствии или отсутствии АраЦ (+/- ГМ).
- Исследовать воздействие АраЦ (+/- ГМ) на радиосенсибилизацию нормальных опухолевых клеток при различных схемах фракционирования облучения и уровнях клеточной гипоксии.
- Исследовать модификацию поведенческих реакций мелких лабораторных животных после воздействия ТЗЧ с помощью препарата АраЦ. Оценить патологические изменения в различных клеточных популяциях головного мозга и возможность купирования подобных нарушений нейропротекторным лекарственным средством Церебролизин.
- Исследовать морфологические и функциональные изменения в ЦНС крыс линии SD и мышей CD-1 после воздействия протонного излучения.
- Продолжить исследование патогенеза в различных тканях и органах млекопитающих после воздействия ТЗЧ.
- Провести моделирование формирования и репарации повреждений ДНК при действии тяжелых заряженных частиц различных энергий на нормальные и опухолевые
клетки. - Разработать модель роста популяции опухолевых клеток при действии ионизирующих излучений в присутствии ингибиторов синтеза ДНК.
- Разработать модель роста популяции опухолевых клеток при действии ионизирующих излучений в присутствии металлических наночастиц.
- Продолжить компьютерное моделирование нарушений структуры и функций мутантных и оксидированных форм белков методом молекулярной динамики.
- Провести моделирование радиационно-индуцированных нарушений нейрогенеза и глиогенеза, нейровоспалительных процессов в структурах центральной нервной системы.
- Провести модернизацию облучательной установки «Геном».
- Продолжить проектирование, тестирование и калибровку приборов ядерной планетологии с генераторами быстрых нейтронов на стенде ЛРБ.
- Обеспечить проведение радиобиологических экспериментов на ускорителе У400М ЛЯР и медицинском пучке фазотрона ЛЯП.
Проекты по теме: |
|||
|---|---|---|---|
| Название проекта | Руководитель проекта | Приоритет проекта (сроки реализации) |
|
| 1. | Исследования биологического действия тяжелых заряженных частиц различных энергий |
Красавин Е.А. Бугай А.Н. |
1 (2015-2023) |
| Основные этапы темы: | |||
|---|---|---|---|
| Этап темы или эксперимент | Руководители | Статус проекта или эксперимента | |
| Лаборатория или другие подразделения ОИЯИ |
Основные исполнители | ||
| 1. | Радиобиологические исследования на пучках заряженных частиц |
Красавин Е.А. |
|
| ЛРБ |
Базлова Т.Н., Бежанян Т.Ж., Богданова Ю.В., Борейко А.В., Буденная Н.Н., Васильев Л.А., Виноградова Ю.В., Гурэу Д.-Н., Жучкина Н.И., Заднепрянец М.Г., Иванов А.А., Игнат Е.М., Ильина Е.В., Исакова М.Д., Коваленко М.А., Кожина Р.А., Кокорева А.Н., Колесникова И.А., Колтовая Н.А., Комаров Д.А., Комова О.В., Корогодина В.Л., Кошлань И.В., Кошлань Н.А., Круглякова Е.А., Крупнова М.Е., Кузьмина Е.А., Куцало П.В., Лалковичова М., Лхасурэн П.-О., Ляхова К.Н., Мельникова Л.А., Насонова Е.А., Нуркасова А., Островский М.А., Павлова А.С., Петрова Д.В., Пронских Е.В., Северюхин Ю.С., Смирнова Е.В., Тиунчик С.И., Утина Д.М., Фадеева Т.А., Филатова А.С., Храмко Т.С., Чаусов В.Н., Черняк О.О., Шамина Д.Д., Шванева Н.В. |
| 2. | Радиационные исследования | Тимошенко Г.Н. |
|
| ЛРБ |
Алейников В.Е., Бескровная Л.Г., Гордеев И.С., Комочков М.М., Крылов В.А., Лесовая Е.Н., Павлик Е.Е. |
| 3. | Математическое моделирование радиационно-индуцированных эффектов | Бугай А.Н. |
|
| ЛРБ |
Аксенова С.В., Батова А.С., Васильева М.А., Глебов А.А., Душанов Э.Б., Енягина И.М., Колесникова Е.А., Лхагваа Б., Мунхбаатар Б., Панина М.С., Пархоменко А.Ю., Тудэвдорж Т., Чижов А.В. |
| 4. | Подготовка специалистов по радиационной безопасности и радиобиологии |
Красавин Е.А. Бугай А.Н. Пакуляк С.З. (УНЦ) |
| ЛРБ |
Бескровная Л.Г., Борейко А.В., Буденная Н.Н., Душанов Э.Б., Кошлань И.В., Лесовая Е.Н., Тимошенко Г.Н., Чижов А.В. |
Сотрудничество по теме:
|
Страна или международная организация |
Город | Институт или лаборатория | Участники | Статус |
| Армения | Ереван | ЕГУ | Арутюнян Р.М. | Совместные работы |
| Беларусь | Минск | ИБиКИ | Антоневич Н.Г. | Протокол |
| Ин-т физиологии НАНБ | Кульчицкий В.А. | Протокол | ||
| НПЦ НАНБ по материаловедению | Хасанов О.Х. | Протокол | ||
| Болгария | София | IE BAS | Аврамов Л. | Совместные работы |
| Inst. Microbiology BAS | Данова С. | Совместные работы | ||
| NCRRP | Ботева Р. | Протокол | ||
| Хаджидекова В. + 2 чел. | ||||
| Вьетнам | Ханой | INPC VAST | Ву Тхи Ха | Протокол |
| VINATOM | Ли Тхи Май Хьенг | Совместные работы | ||
| Германия | Дармштадт | GSI | Дюранте М. | Совместные работы |
| Италия | Удине | Uniud | Амбеси Ф. | Совместные работы |
| Куба | Сан-Хосе-де-лас-Лахас | CENTIS | Гонзалез И. | Совместные работы |
| Монголия | Улан-Батор | NUM | Лхагва О. + 2 чел. | Протокол |
| Польша | Краков | NINP PAS | Валигурски М. | Совместные работы |
| Щецин | US | Черски К. | Протокол | |
| Россия | Москва | ИБМХ | Лисица А.В. | Совместные работы |
| ИВНД и НФ РАН | Асеев Н.А. | Совместные работы | ||
| ИКИ РАН | Митрофанов И.Г. + 5 чел. | Совместные работы | ||
| ИМБП РАН | Орлов О.И. | Совместные работы | ||
| Штемберг А.С. + 2 чел. | ||||
| МГУ | Латанов А.В. | Совместные работы | ||
| Фельдман Т.Б. | ||||
| НИИ фармакологии | Кудрин В.С. | Совместные работы | ||
| НИИЯФ МГУ | Панасюк М.И. | Совместные работы | ||
| НМИЦ онкологии | Липенгольц А.А. | Совместные работы | ||
| Сколтех | Попова Е.П. | Совместные работы | ||
| ФМБЦ | Осипов А.Н. + 1 чел. | Совместные работы | ||
| Обнинск | МРНЦ | Замулаева И.А. | Совместные работы | |
| Хвостунов И.К. | Протокол | |||
| Пущино | ИТЭБ РАН | Газиев А.И. | Совместные работы | |
| Сочи | НИИ МП | Клоц И.Н. | Совместные работы | |
| Румыния | Бухарест | IFIN-HH | Рада М. | Совместные работы |
| UMF | Верга Н. + 2 чел. | Совместные работы | ||
| Клуж-Напока | UBB | Паска Х. | Совместные работы | |
| Яссы | IBR | Вокица Г. + 4 чел. | Протокол | |
| Сербия | Белград | INS "VINCA" | Аджич П. + 9 чел. | Совместные работы |
| Словакия | Братислава | CU | Дубничкова М. + 3 чел. | Совместные работы |
| Чехия | Брно | IBP CAS | Козубек С. + 3 чел. | Совместные работы |
| Прага | CTU | Блага П. | Совместные работы | |
| Ржеж | NPI CAS | Штефаник М. | Совместные работы |
