04-9-1077-2009/2023
 
Приоритет: 1
   
Статус: Одобрена


Исследования биологического действия тяжелых заряженных частиц различных энергий
  
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:
  1. 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.

  2. 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.

  3. Изучение формирования комплексных хромосомных аберраций в нормальных и опухолевых клетках человека и лабораторных животных. Оценка отдаленных последствий действия излучений с различной ЛПЭ.

  4. 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.

  5. Изучение радиационно-индуцированных эффектов в микроглии, олигодендроцитах и их предшественниках, а также в структуре миелиновой оболочки при действии плотноионизирующих излучений.

  6. Исследование механизмов действия АраЦ и других радиосенсибилизаторов при облучении различных культур нормальных и опухолевых клеток, а также мышей с трансплантированными опухолям.

  7. 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).

  8. 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.

Ожидаемые результаты по этапам темы или проектам в текущем году:
  1. Продолжить анализ закономерностей формирования и репарации кластерных двунитевых разрывов ДНК при действии тяжелых заряженных частиц в ядрах фибробластов кожи человека, в радиорезистентных опухолевых клетках глиобластомы человека U87.

  2. Продолжить анализ закономерностей формирования и структуры сложноорганизованных кластерных повреждений ДНК методом иммуноцитохимического окрашивания белков репарации γН2АХ, 53ВР1, OGG1, XRCC1 в ядрах фибробластов человека при действии ускоренных тяжелых ионов.

  3. Продолжить сравнительный анализ вклада 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).

  4. Продолжить изучение закономерностей 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.

  5. Продолжить эксперименты по изучению экспрессии генов кодирующих белки, участвующие в репарации (RAD51, DNAPKcs, NBS1, MRE11 и др.) в фибробластах кожи человека при действии тяжелых заряженных частиц.

  6. Продолжить изучение закономерностей индукции апоптоза в фибробластах кожи человека, в нейронах ЦНС млекопитающих при действии тяжелых заряженных частиц.

  7. Продолжить изучение закономерностей формирования и репарации двунитевых разрывов ДНК при действии γ-квантов и ускоренных тяжелых ионов в нейронах ЦНС млекопитающих.

  8. Продолжить изучение закономерностей индукции структурных перестроек в клетках лабораторных штаммов дрожжей при действии излучений с разными ЛПЭ.

  9. Исследовать радиочувствительность пробиотических штаммов дрожжей.

  10. Продолжить исследование влияния нарушения дыхания в результате повреждения митохондриальной ДНК на чувствительность к летальному и мутагенному действию излучения клеток дрожжей.

  11. Произвести картирование мутаций, понижающих чувствительность дрожжевых клеток к излучению, и изучение механизма радиопротекции.

  12. Исследовать влияние инактивации фосфатазы дрожжей НАР1 на радиочувствительность и генетическую стабильности ядерного и митохондриального геномов.

  13. Провести анализ структурных и хромосомных нарушений, выявленных у радиационно- индуцированных мутантов в разные сроки после облучения культуры клеток млекопитающих.

  14. Оценить отдаленные хромосомные нарушения после облучения головы обезьян (Macaca mulatta) ускоренными ионами криптона метафазным методом.

  15. Продолжить исследование индукции комплексных аберраций в нормальных (лимфоциты) и опухолевых (карцинома молочной железы Cal 51) клетках человека in vitro при действии фотонов, протонов и ускоренных ионов азота методом mFISH.

  16. Продолжить исследования методом mFISH хромосомных аберраций, индуцированных в лимфоцитах периферической крови человека различными видами излучений, используемых в терапии рака.

  17. Продолжить кариотипирование и анализ структурных и численных хромосомных аберраций в различных линиях культивируемых in vitro стволовых клеток человека методом mFISH.

  18. Продолжить анализ индукции 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 (ПКХ).


  19. Исследовать секрецию воспалительных цитокинов TNF alpha, Il-1, IL-6 и MCP-1 в гомогенатах мозга мышей в различные времена после облучения головы животных протонами в пике Брэгга.

  20. Оценить уровень основного белка миелина (МBP) в гомогенатах мозга мышей в различные времена после облучения головы животных протонами в пике Брэгга.

  21. Продолжить исследование влияния АраЦ на выживаемость различных линий нормальных и опухолевых клеток млекопитающих и человека (по критерию клонообразования, формированию апоптоза) при действии протонов и γ-квантов.

  22. Продолжить исследование образования и элиминации γH2AX/53BP1 фокусов в культуре клеток глиобластомы U87 и меланомы B16 при облучении протонами в пике Брэгга и γ-квантами в нормальных условиях и в присутствии АраЦ (+/- ГМ).

  23. Продолжить исследование закономерностей 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).

  24. Продолжить исследование модификации поведенческих реакций мелких лабораторных животных после воздействия ТЗЧ в присутствии препарата АраЦ.

  25. Оценить патологические изменения в различных клеточных популяциях головного мозга и возможность их купирования нейропротекторным лекарственным средством Церебролизин.

  26. Продолжить исследование морфологических и функциональных изменений в ЦНС крыс линии SD и мышей CD-1 после воздействия протонного излучения.

  27. Продолжить исследование патогенеза в различных тканях и органах млекопитающих после воздействия ТЗЧ.

  28. Исследовать отдаленные эффекты морфологических изменений в ЦНС крыс после воздействия протонного излучения.

  29. Исследовать изменения липидного состава мозга мышей и крыс после воздействия протонного излучения.

  30. Продолжить математическое моделирование формирования и репарации повреждений ДНК при действии тяжелых заряженных частиц различных энергий на нормальные и опухолевые клетки.

  31. Продолжить математическое моделирование динамики популяции опухолевых клеток при действии ионизирующих излучений в присутствии ингибиторов синтеза ДНК.

  32. Провести математическое моделирование роста популяции опухолевых клеток при действии ионизирующих излучений в присутствии металлических наночастиц.

  33. Продолжить математическое моделирование нарушений структуры и функций мутантных и оксидированных форм нейронных белков методом молекулярной динамики.

  34. Продолжить математическое моделирование радиационно-индуцированных нарушений нейрогенеза и глиогенеза, нейровоспалительных процессов в структурах центральной нервной системы.

  35. Продолжить проектирование, тестирование и калибровку приборов ядерной планетологии с генераторами быстрых нейтронов на стенде ЛРБ.

  36. Обеспечить проведение радиобиологических экспериментов на ускорителях ОИЯИ.

  37. Принять участие в проектировании и создании станции СОДИБ на радиобиологическом канале Нуклотрона.

  38. Разработать проект симулятора поля Галактического космического излучения в станции СОДИБ на радиобиологическом канале Нуклотрона.

  39. Выполнить измерения радиационной обстановки (полей нейтронов) вокруг бустера NICA в процессе пуско-наладочных работ.

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   (2009-2023)

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.
Набор данных
Реализация
Моделирование
  ЛРБ
 
Базлова Т.Н., Бежанян  Т.Ж.,  Богданова Ю.В., Борейко А.В., Буденная Н.Н., Виноградова В.С., Виноградова Ю.В., Ержан К., Жучкина Н.И., Заднепрянец М.Г., Замулаева И.А., 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., Куликова Е.А., Крупнова М.Е., Кузьмина Е.А., Куцало П.В., Лалковичова М., Лхасурэн П.-О., Ляхова К.Н., Матчук О.Н., Мельникова Л.А., Насонова Е.А., Неговелов С.С., 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., Эрхан С.-Д.
2. Радиационные исследования Тимошенко Г.Н.
Изготовление
Набор данных
Моделирование
  ЛРБ
 
Бескровная Л.Г., Гордеев И.С., Давыдов Д.В., Крылов В.А., Лесовая Е.Н., Павлик Е.Е. 
3. Математическое моделирование радиационно-индуцированных эффектов Бугай А.Н.
Набор данных
Моделирование
  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., Пьотровски М., 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., Заднепрянец М.Г., Кошлань И.В., Лесовая Е.Н., Тимошенко Г.Н., Чаусов В.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. Совместные работы
    Ин-т физиологии НАНБ Кульчицкий В.А. Протокол
    НПЦ НАНБ по материаловедению Хасанов О.Х. Совместные работы
Болгария София IE BAS Аврамов Л. Совместные работы
    Inst. Microbiology BAS Данова С. Протокол
    NCRRP Христова Р. Протокол
      Хаджидекова В. + 2 чел. Совместные работы
Вьетнам Ханой INPC VAST Ву Тхи Ха Совместные работы
    VINATOM Ли Тхи Май Хьенг Совместные работы
Германия Дармштадт GSI Дюранте М. Совместные работы
Италия Неаполь Unina Блага П. Совместные работы
  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. Совместные работы
Польша Краков INP PAS Валигурски М. Совместные работы
  Щецин US Черски К. Протокол
Россия Москва ИБМХ Лисица А.В. Договор
    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 Боос Е.Е. Совместные работы
    НИЦ КИ Москалева Е.Ю. Совместные работы
    НМИЦ онкологии Липенгольц А.А. Договор
    Сколтех Попова Е.П. Договор
    ФМБЦ Осипов А.Н. + 1 чел. Совместные работы
  Обнинск МРНЦ Замулаева И.А. Договор
      Хвостунов И.К. Соглашение
  Пущино ИТЭБ РАН Газиев А.И. Совместные работы
  Сочи НИИ МП Клоц И.Н. Совместные работы
Румыния Бухарест IFIN-HH Раду М. Совместные работы
    UMF Верга Н. + 2 чел. Совместные работы
  Клуж-Напока UBB Паска Х. Совместные работы
  Яссы IBR Вокица Г. + 4 чел. Совместные работы
Сербия Белград INS "VINCA" Аджич П. + 9 чел. Совместные работы
    Ун-т Деспотович С. Совместные работы
Словакия Братислава CU Балентова С. Совместные работы
      Дубничкова М. + 3 чел.  
  Кошице IEP SAS Копчански П. Совместные работы
Чехия Брно IBP CAS Козубек С. + 3 чел. Совместные работы
  Прага CTU Штекл И.  Обмен визитами