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


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, Узбекистан, 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 культурах нормальных и опухолевых клеток млекопитающих и человека, а также гистологических срезах нормальных и опухолевых тканей, облученных животных при действии излучений с разной ЛПЭ.

  2. Изучение закономерностей индукции и молекулярной природы генных и структурных мутаций, механизмов генетической стабильности в клетках высших и низших эукариот при действии ионизирующих излучений разного качества.

  3. Изучение формирования комплексных хромосомных аберраций в нормальных и опухолевых клетках млекопитающих и человека при действии излучений с разной ЛПЭ.

  4. Исследование нарушений поведенческих реакций и патоморфологических изменений в структурах центральной нервной системы (ЦНС) облученных лабораторных животных.

  5. Изучение нейродегенеративных изменений в различных системах ЦНС при действии ионизирующих излучений разного качества.

  6. Изучение молекулярно-клеточных механизмов влияния арабинозидцитозина (АраЦ) в нормальных и опухолевых клетках в комплексе с различными модификаторами репаративного синтеза ДНК при действии пучков протонов и фотонов.

  7. Математическое моделирование острых и отдаленных радиационно-биологических эффектов, реализуемых на разных уровнях биологической организации (от молекулекулярного до тканевого уровня) при действии излучений разного качества.

  8. Совершенствование методов физико-дозиметрического мониторирования пучков заряженных частиц различных энергий для радиобиологических экспериментов. Расчет радиационных защит для новых ядерно-физических установок. Участие в создании и тестировании приборов для 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 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.

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

  6. Продолжить изучение закономерностей формирования и репарации кластерных двунитевых разрывов ДНК при действии фотонов и ускоренных тяжелых ионов в клетках ЦНС млекопитающих.

  7. Продолжить изучение закономерностей индукции структурных перестроек в клетках дрожжей при действии излучений с разной ЛПЭ.

  8. Продолжить исследование влияния повреждений митохондриальной ДНК на радиочувствительность и мутагенез клеток дрожжей.

  9. Продолжить анализ  хромосомных нарушений, выявленных у радиационно- индуцированных мутантов в разные сроки после облучения культуры клеток млекопитающих.

  10. Провести анализ метафазным и mFISH методом хромосомных аберраций, индуцированных в лимфоцитах периферической крови обезьян (Macaca mulatta)  после воздействия ионизирующих излучений с разными физическими характеристиками.

  11. Продолжить исследование индукции комплексных аберраций в нормальных и опухолевых клетках человека при действии ионизирующих излучений с разными физическими характеристиками методом mFISH.

  12. Исследовать радиационно-индуцированную секрецию воспалительных цитокинов TNF- alpha, Il-1, IL-6 и MCP-1 в гомогенатах мозга мышей в отдаленные сроки после облучения головы животных протонами.

  13. Оценить уровень основного белка миелина (МBP) в гомогенатах мозга мышей в отдаленные сроки после облучения головы животных протонами.

  14. Продолжить исследование образования и элиминации γH2AX/53BP1 фокусов в культуре клеток глиобластомы U87 и меланомы B16 при облучении протонами в пике Брэгга и фотонами  в условиях влияния   АраЦ в комплексе с различными модификаторами репаративного синтеза ДНК.

  15. Продолжить исследование закономерностей формирования двунитевых разрывов ДНК в различных отделах ЦНС грызунов при облучении in vivo протонами и фотонами в условиях влияния   АраЦ в комплексе с различными модификаторами репаративного синтеза ДНК.

  16. Провести анализ и оценку морфологических изменений и апоптоза (методом TUNEL-окрашивания) в печени, головном мозге, почках половозрелых крыс после комбинированного применения АраЦ и протонного облучения.

  17. Провести анализ нейро-протекторного действия Церебролизина после облучения мелких лабораторных животных протонами.

  18. Продолжить исследование поведенческих, морфологических и функциональных нарушений у грызунов при действии фотонных и протонных пучков в различные периоды после облучения.

  19. Применить алгоритмы компьютерного зрения для обработки биологических данных, в гистологии и поведенческих экспериментах.

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

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

  22. Продолжить математическое моделирование нарушений структуры и функций белков синаптических рецепторов методом молекулярной динамики.

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

  24. Провести математическое моделирование индукции хромосомных аберраций в клетках млекопитающих и человека при действии ионизирующих излучений с различными характеристиками.

  25. Продолжить работы по тестированию метода "меченных протонов" совместно с ИКИ РАН на фазотроне ЛЯП.

  26. Обеспечить проведение радиобиологических экспериментов на ускорителях ОИЯИ.

  27. Принять участие в проектировании и создании станции SIMBO на прикладных пучках ARIADNA комплекса NICA.

  28. Разработать конструкцию симулятора космического излучения для прикладных пучков Нуклотрона.

  29. Провести 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., Борейко А.В., Буденная Н.Н., Виноградова В.С., Виноградова Ю.В., Голикова К.Н., Ержан К., Жучкина Н.И., Заднепрянец М.Г., Замулаева И.А., Ильина Е.В., Исакова М.Д., Коваленко М.А., Кожина Р.А., Кокорева А.Н., Колесникова И.А., Колтовая Н.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., Матчук О.Н., Мельникова Л.А., Мельникова Ю.В., Насонова Е.А., Неговелов С.С., Нуркасова А., Островский  М.А., Петрова  Д.В., Пронских Е.В., Северюхин Ю.С., Смирнова  Е.В., Тиунчик  С.И., Утина Д.М., Храмко Т.С., Чаусов В.Н., Черняк  О.О., Шванева Н.В.

2. Радиационные исследования Тимошенко Г.Н.
Изготовление
Набор данных
Моделирование
 

ЛРБ
 

Бескровная Л.Г., Буденный С.А., Гордеев И.С., Давыдов Д.В., Крылов В.А., Лесовая Е.Н., Павлик Е.Е., Чижов К.А. 

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.
 
 

ЛРБ
 

Бескровная Л.Г., Борейко А.В., Буденная Н.Н., Душанов Э.Б., Енягина И.М.. Заднепрянец М.Г., Кошлань И.В., Лесовая Е.Н., Северюхин Ю.В., 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 Хаджидекова В. + 2 чел. Совместные работы
      Христова Р. Протокол
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 Штемберг А.С. + 2 чел. Совместные работы
    МГУ Латанов А.В. Совместные работы
    НИИЯФ МГУ Боос Е.Е. Совместные работы
    НИЦ КИ Москалева Е.Ю. Совместные работы
    Сколтех Попова Е.П. Договор
    ФМБЦ Брускин А.Б. Договор
      Кодина Г.Е. Договор
  Обнинск МРНЦ Замулаева И.А. Договор
      Хвостунов И.К. Соглашение
  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
  Кошице IEP SAS Копчански П. Совместные работы
Узбекистан Ташкент ИЯФ АН РУз Кулабдуллаев Г.А. + 3 чел. Совместные работы
Чехия Брно IBP CAS Козубек С. + 3 чел. Совместные работы