绑定机构
扫描成功 请在APP上操作
打开万方数据APP,点击右上角"扫一扫",扫描二维码即可将您登录的个人账号与机构账号绑定,绑定后您可在APP上享有机构权限,如需更换机构账号,可到个人中心解绑。
欢迎的朋友
万方知识发现服务平台
获取范围
  • 1 / 8
  (已选择0条) 清除 结果分析
找到 142 条结果
[博士论文] 刘玮
电工理论与新技术 山东大学 2017(学位年度)
摘要:在辐射生物效应的研究中,探索DNA损伤与效应之间的关联性是一个重要的研究课题。DNA损伤与效应之间的关联,将辐射生物效应的机理指向了原初的DNA损伤信息,而探索本源的损伤机理,在DNA分子水平上建立细致的损伤信息与辐射终点效应的关联,将具有根本的索源意义。
  早期基于靶理论提出的L-Q模型建立了一个初略的辐射所致DNA双链断裂数与细胞存活的关联,该模型本质上反映的是剂量和效应的关联。细胞响应阈值模型建立了靶元中能量沉积与辐射终点效应的关联,该模型仍是反映剂量和效应的关联。显然,以上两类关联模型没有将损伤的机理指向原初的DNA损伤谱,不能揭示基本的DNA损伤信息与终点效应的关联性。因此,研究DNA损伤谱与靶元能量沉积的关联性,是搭建辐射生物效应和原初损伤关联的重要环节,是理论上解释辐射生物效应机理的关键,因而具有重要的科学意义。
  实验和理论研究已表明,几乎所有类型的电离辐射都会产生大量的低能电子(能量低于几keV),也称“δ射线”,它们会进一步与生物分子相互作用,使之激发或电离。而DNA分子作为遗传信息的携带者,是最重要的生物靶分子,DNA损伤,可能会导致基因突变、细胞死亡以及其他严重的生物学后果。因此,低能电子诱导的DNA损伤一直是辐射生物学研究的一个重要课题。
  获得DNA损伤谱是对辐射生物效应机理解释并预测生物效应的第一步。低能电子辐照DNA时,会产生大量不同类型的DNA损伤,包括单链断裂(SSB)、双链断裂(DSB)、碱基损伤以及链断裂与碱基损伤结合形成的簇损伤。DNA簇损伤是辐射所致细胞死亡和突变的关键损伤,被认为是难以修复且对细胞是致命的。因此,DNA簇损伤谱分布的研究具有更重要的生物学意义。然而,由于实验条件和理论计算的局限性,目前有关的研究基本上是针对高能粒子所诱导的简单DNA簇损伤,未能给出各种不同复杂类型DNA簇损伤的定量分析。
  本文应用Monte Carlo径迹结构模拟法,对包括亚电离电子作用的低能电子诱导的DNA簇损伤及其与DNA靶元和核小体靶元能量沉积的关联性作系统深入的研究。建立了一个更为严格的低能电子在液态水中的径迹结构模拟方法,计算了低能电子诱导的DNA直接损伤谱,定量分析了不同初始能量下,亚电离电子对于DNA单链断裂、双链断裂以及碱基损伤产额的贡献,研究不同类型DNA簇损伤以及核小体DNA损伤与靶元能量沉积的关联性。本文的研究工作,主要包含以下方面的内容和结果:
  1、论文的第一章,简要介绍了低能电子诱导DNA损伤与能量沉积关联性研究的背景及意义,综述了国内外在该领域的研究现状和研究方法。
  2、论文的第二章,描述了低能电子与液态水相互作用的两个弹性散射的模型,即Tan模型和Champion模型。前者主要应用基于解相对论性Dirac方程的Mott模型的平均散射截面方法,后者使用解非相对论性Schr(o)dinger方程的分波法,并考虑了液态水的凝聚态相效应。应用Emfietzoglou等发展的基于介电响应理论的光学数据模型计算低能电子在液态水中的非弹性散射,比较研究了基于两个弹性散射模型的低能电子在液态水中径迹结构的模拟,计算分析了液态水凝聚态相效应对表征径迹结构的能量沉积和非弹性散射事件空间分布的影响。结果表明,液态水凝聚态相效应的影响主要发生在较低的电子能量。基于此,并由于电子能量较高时Mott模型考虑了电子的相对论效应,提出并建立了一个更为严格的低能电子在液态水中径迹结构模拟方法。本章建立的模型可为辐射诱导DNA损伤的研究提供更为可靠的电子径迹结构。
  3、论文的第三章,建立了一个计及亚电离电子作用的低能电子诱导DNA直接损伤谱的模拟方法。尤其,这一方法中对低能电子与DNA各组分(四个碱基:腺嘌呤-Adenine(A)、胸腺嘧啶-Thymine(T)、鸟嘌呤-Guanine(G)、胞嘧啶-Cytosine(C),糖环-sugar moiety和磷酸基团-phosphate group)之间的弹性相互作用,使用了最新的理论计算截面。基于建立的模拟方法,系统地模拟研究了计及亚电离电子作用的低能电子诱导DNA碱基损伤、DNA链断裂及相应的簇损伤,定量分析了亚电离电子对不同复杂类型DNA链断裂和碱基损伤产额的贡献。结果表明:亚电离电子对DNA链断裂产额的贡献约为40-70%,且SSB为最主要的链断裂类型,随着初始能量的增高,SSB的相对产额逐渐增大;双链断裂类型的链断裂所占比重较小,并随着初始能量的升高而减小;亚电离电子诱导的DSB产额比相应的SSB产额要小约230-290%;亚电离电子对DNA碱基损伤产额的贡献约为20-40%,且A-T碱基对的损伤产额要比G-C碱基对的明显的高;由亚电离电子诱导的SSB和A-T碱基对损伤之间具有较强的关联性。本章的结果,尤其是亚电离电子的贡献,为辐射生物效应的研究提供了原初的损伤信息,是研究低能电子诱导的各类DNA簇损伤与能量沉积关联性研究的基础。
  4、论文的第四章,提出并建立确定六种类型的DNA簇损伤靶单元的方法,将DNA簇损伤分为简单簇损伤和复杂簇损伤两类,前者由每种类型的单链断裂与邻近碱基损伤结合构成,后者包括每种类型的双链断裂与邻近碱基损伤的结合。应用Monte Carlo径迹结构模拟法,系统地模拟不同初始能量下低能电子诱导的DNA簇损伤谱,定量研究简单簇损伤和复杂簇损伤关联的能量沉积分布特征,定量研究能量沉积与DNA簇损伤的关联规律。本章的研究获得了如下的结果:
  (1)不同初始能量下,总的簇损伤相对产额随能量沉积的变化规律一致,约90%簇损伤的能量沉积分布在约低于150 eV的范围,简单簇损伤为最主要的簇损伤,约占全部簇损伤的90%;
  (2)不同初始能量下,简单簇损伤的能量沉积分布规律相似,能量沉积主要分布在约低于150 eV的范围,峰值出现在约50 eV处;
  (3)在考虑的电子初始能量范围内(≤4.5 keV),SSB+BD(单链断裂与邻近的碱基损伤结合)簇损伤谱由1个单链断裂分别结合1到5个碱基损伤构成,SSB+BD类型的簇损伤约占简单簇损伤的75-90%。随着碱基损伤数目的增加,SSB+BD簇损伤靶元内的平均能量沉积逐渐增大。碱基损伤数一定,不同初始能量下的SSB+BD簇损伤靶元内的平均能量沉积变化不大,即靶元内的能量沉积主要取决于DNA损伤的复杂性,对初始能量的依赖很小,这是DNA靶元能量沉积与DNA簇损伤关联的一个重要特征。此外,1个单链断裂结合1个碱基损伤是最主要的SSB+BD簇损伤,约占SSB+BD簇损伤总产额的80%,SSB+BD簇损伤复杂性越高,能量沉积越大。
  (4)在复杂簇损伤中,DSB+BD(双链断裂与邻近的碱基损伤结合)簇损伤占主导地位。在考虑的电子初始能量范围,DSB+BD损伤谱由1个双链断裂分别结合1到5个碱基损伤构成。其中,1个双链链断裂结合1个碱基损伤构成的DSB+BD是最主要的复杂簇损伤,约占全部DSB+BD簇损伤的83%,其平均能量沉积约为106 eV。随着复杂性增加,能量沉积逐渐增大,平均能量沉积亦明显的大,但很难形成。然而,尽管复杂簇损伤的产额很小,但它们的生物效应不可忽略。
  本章的工作定量地研究了不同复杂性DNA簇损伤与DNA靶元能量沉积的关联性,揭示了相应的关联特征,为辐射生物效应和原初损伤的关联搭建起关键的环节,从而使辐射生物效应机理的研究能够指向原初的损伤谱。
  5、论文的第五章,建立了核小体的体积模型以及模拟核小体DNA损伤谱的Monte Carlo方法,并提出DNA链断裂关联损伤的概念。应用建立的MonteCarlo方法,模拟获得了核小体靶元中的DNA链断裂关联损伤和DNA簇损伤谱,定量研究了核小体靶元能量沉积与其上的DNA损伤的关联规律,获得了如下的
  结果:
  (1)不同初始能量下,核小体靶元DNA链断裂关联损伤的相对产额随靶元能量沉积的变化规律一致,具有DNA链断裂关联损伤的核小体靶元中90%的能量沉积分布在约低于180 eV的范围。
  (2)简单的单链断裂SSB,是核小体DNA中最主要的链断裂类型,约占全部链断裂产额的80-90%。不同初始能量下,SSB关联损伤的能量沉积分布规律相似,主要分布在约低于180 eV的范围,且SSB关联损伤的谱分布峰值出现在约30 eV处。SSB关联损伤中,碱基损伤数为0和1的SSB关联损伤是核小体DNA的SSB关联损伤最主要的损伤类型,约分别占全部核小体DNA的SSB关联损伤的70-90%和10-20%。
  (3) DSB是核小体DNA最主要的双链断裂类型,约占全部双链断裂产额的85-95%。在所考虑的初始能量范围(≤3 keV),核小体DNA发生DSB关联损伤时,结合的碱基损伤数从0到3,所对应的核小体靶元内的平均能量沉积分别为101.86 eV、122.79 eV、159.80 eV和229.28 eV。这表明了结合的碱基损伤数越多,损伤复杂性越高,能量沉积越大。其中,碱基损伤数为0的核小体DSB关联损伤是最主要的DSB关联损伤类型,约占全部核小体DSB链断裂关联损伤的70-80%。
  (4)簇损伤是复杂性较高的链断裂关联损伤,其产额很小,占核小体DNA链断裂关联损伤的12.48%。不同初始能量下,SSB+BD簇损伤是最主要的DNA簇损伤。在核小体靶元中,当DNA分别发生简单簇损伤和复杂簇损伤时,核小体靶元的平均能量沉积约分别为112.68 eV和170.88 eV,明显高于相应的链断裂关联损伤的平均能量沉积。
  本章对于核小体DNA损伤谱与相应靶元能量沉积的关联性研究,为辐射生物效应机理研究提供了相应的理论参考。
[硕士论文] 阴悦
生物物理学 郑州大学 2017(学位年度)
摘要:自从上世纪80年代中后期中科院等离子体所余增亮先生提出离子束生物学效应以来,国内外多家机构采用不同的植物和微生物作为研究材料,进行多种离子注入的生物效应和作用机理的研究已取得很大的进展。学者们发现了诸多诱变效应,包括表观性状、生化指标、细胞形态以及分子效应等,以此创造了较大的经济和社会效益。近年来,重离子以其独特的物理核生物学特性而成为了一种备受关注的新型辐射诱变源,由最初的在临床医学应用扩展至在诱变育种中的应用,均收获了不小的成果。
  伴随着高通量测序技术的快速发展,一种新的方法——RNA-seq技术被广泛应用于生命科学研究,它可以非常有效的定性和定量化分析转录组,因此被广泛应用于基因表达调控领域的研究。通过RNA-seq,可以对材料的基因表达情况进行详细的分析,并且对不同材料间的差异表达情况进行较为详细的展示。
  本文利用 N+低能离子束与12C6+重离子束为辐照离子对新稻18以及哥伦比亚型(Col)拟南芥种子进行辐照处理,通过对辐照后种子培养的幼苗进行表型统计分析来筛选材料进一步实验。通过表型统计分析,发现使用 N+辐照材料表型较为混乱,而12C6+辐照结果较为稳定,因此选用12C6+为辐照离子进行深入研究。使用初始能量为80MeV/U,辐照剂量分别为50Gy、75Gy、100Gy、150Gy、200Gy的12C6+离子束辐照拟南芥(Col)种子,通过10天的培养,将所有待测序材料根据表型分析归为生长抑制型YZ(Z75、Z100S、Z150、Z200)和非生长抑制型CJ(Z50、Z100H)进行转录组测序和分析。使用Illumina Hiseq4000平台对6个辐照型(100Gy分两组)和一个野生型对照共7组材料进行测序,每组材料设立3个生物学重复,共计21个样品,每个样品平均产出2.12Gb数据。通过测序数据与参考基因组的比对分析,得到各组材料的基因表达量,再利用其表达量计算基因表达差异情况,可知有39个转录本在YZ各组中表达量均发生了变化,这些转录本经功能注释发现其功能广布于各种生物学途径和基因家族,如光合作用、抵抗逆境胁迫以及转录因子等等;而在 CJ各组中共有54个转录本表达量发生变化,其功能注释后的结果除了来自各种生物学途径与基因家族外,还参与了抗逆和转录因子以及代谢相关酶的合成。利用荧光实时定量技术对选取的部分差异表达基因进行验证,验证所选基因差异表达(上调或下调)情况,发现所选基因表达情况均与测序结果相符。最后,通过对100S与100H的部分表型与差异表达基因分析,发现其表达量与对照相比有显著变化的基因大多为代谢和响应外界刺激相关,推测其表型差异的成因为代谢水平的变化引起,其具体的形成机制还有待进一步研究。
  当前离子束辐照在生物学领域的研究主要包含两点,一是离子束辐照的应用,二是离子束诱变机制的探索。其应用主要有诱变育种以及离子束介导转基因等,目前已广泛被众多研究者所认可;离子束诱变机制作为一个研究难点一直以来受到了各路研究者的重视,但至今尚未给出合理的解释。目前离子束诱变机制的研究主要是从表型、细胞水平以及生理生化水平来开展工作,对分子水平的研究相对较少。本文利用离子束对植物材料进行辐照处理,通过表型筛选、转录组测序,发现离子束辐照后拟南芥表型及基因表达发生变化;利用生物信息技术对测序数据进行分析,筛选出差异表达相关基因并利用分子生物学方法进行验证,对认识离子束诱变机理具有理论意义,在下一步实验工作中具有指导意义,对进一步研究离子束诱变机制提出了一种研究方向与可能。
[硕士论文] 陈晨
生物工程 郑州大学 2017(学位年度)
摘要:电离辐射(ionizing radiation, IR)可通过直接或间接作用造成机体损伤, microRNA(miRNA)是一类非编码小RNA,与电离辐射损伤密切相关。表没食子茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)是茶多酚中抗氧化活性最高的成分,主要通过清除自由基等方式发挥辐射防护作用。目前关于 EGCG的研究多集中在辐射防护方面,而进一步的辐射防护分子机制研究较少。
  为从miRNA角度探究EGCG的辐射防护分子机制,首先建立小鼠辐射损伤模型,采用高通量测序技术对小鼠体内的miRNA进行差异表达筛选。小鼠经一次性总剂量为4 Gy的60Co全身辐射后,其肝脏中共鉴定出48个差异表达的miRNA,包括20个表达上调的miRNA以及28个表达下调的miRNA。辐射后小鼠胸腺中差异表达的miRNA共有112个,其中77个miRNA上调,35个miRNA下调。qRT-PCR验证结果与测序结果一致。靶基因预测结果显示,小鼠体内差异表达miRNA的靶基因主要参与基因的复制、重组与修复、信号转导机制、转录调控机制等生命活动,并参与小鼠的相关肝代谢途径以及小鼠胸腺中影响 T淋巴细胞成熟的信号通路。
  根据高通量测序结果,以miR-34a作为研究对象进一步探究EGCG的体内外辐射防护分子机制。在本文中,CCK8活力检测结果显示,经不同浓度EGCG(0、5、10、20、50、100μM)预处理24h后,AML-12细胞活力显著性上升,且在辐射2或4 Gy后培养0、12 h,相比于辐射组,其细胞活力显著性提高(p<0.05),连续培养24 h后细胞活力呈剂量依赖性上升(p<0.05)。qRT-PCR结果显示,与对照组相比,电离辐射引发 AML-12细胞中 miR-34a表达量显著性上调(0.0010.05)。
  本论文主要利用高通量测序技术筛选电离辐射引发的差异表达的miRNA,并以miR-34a作为研究对象初步探究EGCG的辐射防护分子机制,结果说明电离辐射能够影响小鼠体内miRNA的差异表达,且小鼠胸腺中差异表达的miRNA更多;机体可通过miRNA调控靶基因参与多种复杂的生物学网络从而进行自我修复与防护;EGCG可促进 AML-12细胞增殖,且有效提高其辐射后的细胞活力,并且可能通过抑制miR-34a促进Sirt1表达量从而减少辐射引发的细胞凋亡,保护机体免受电离辐射损伤。
[博士论文] 黎青青
生物物理学 中国科学技术大学 2017(学位年度)
摘要:长期以来,人们一直认为辐射的损伤效应仅仅存在于被辐照的细胞,而随着辐射旁效应的发现,在非辐照细胞出现与照射细胞类似的生物学效应,对传统的辐射致癌危险性的线性模型以及辐射防护措施提出新的挑战。辐射旁效应成为目前国际上辐射生物学研究领域的热点之一,涉及到辐射损伤信号的产生、传导和响应,以及信号的级联放大过程。目前,尽管辐射旁效应的现象已经被明确,但是对于辐射损伤信号在不同组织中传递的差异还不清楚。相关的信号转导途径是如何参与到辐射旁效应的过程中的,也还没有被阐明。因此,发展新的辐射技术,将研究体系从离体细胞转移到活体水平,在更为精确的条件下分析和研究低剂量辐射的生物学反应,解析其重要的生物学机制,对于辐射防护和肿瘤治疗具有重要意义。本研究基于中国科学院离子束生物学重点实验室的单粒子微束装置和模式生物秀丽隐杆线虫,定点辐射线虫的消化器官后食道球中心和生殖器官阴门部位,研究了辐射旁效应信号在生殖系统内部传递和从消化系统向生殖系统传递的区别,并探索其内在的分子机制。本论文的主要研究结果如下:
  1.通过CAS-LIBB单粒子微束装置以3.2 MeV的质子对线虫的咽部后食道球中心和阴门部位进行定点定量辐照,结果表明,系统内和系统间的辐射都可以导致辐射旁效应,与辐射食道球的结果相比,对线虫的阴门部位进行定点辐射时,生殖腺细胞凋亡数目更加显著,说明辐射旁效应信号更容易在生殖系统内部传递。不同的组织对辐射表现出不同的敏感性,因此导致了辐射诱导旁效应的差别。并且辐射损伤信号在生殖系统内部转导会引发更严重的遗传损伤效应,导致线虫生殖腺细胞的基因组不稳定性。
  2.通过对HUS-1∷GFP荧光报告品系的应用,我们观察到定点辐射咽部和阴门部位后,旁区生殖细胞中荧光聚点的产生,直接证明了活体水平辐射旁效应导致的DNA损伤的发生。与此同时,对荧光聚点数量的统计显示了两种类型的辐射旁效应导致的损伤程度的区别,即生殖系统内部的辐射旁效应比从消化系统到生殖系统这种系统间的辐射旁效应导致的损伤要更加严重,这与其他的生物学检测终点所反映的结论也是一致的。线虫单基因突变品系hus-1(op241)、cep-1(w40)、egl-1(n487)、ced-4(n1162)、ced-3(n717)的使用和全身性RNA干扰mrt-2、hus-1、cep-1、ced-4这四个基因,证明DDR途径对于辐射诱导的旁区生殖腺细胞凋亡来说是必不可少的。
  3.为了进一步确定DDR途径的空间功能,我们利用rrf-1和ppw-1线虫突变品系对DDR途径的关键基因进行组织特异性RNA干扰。结果表明,mrt-2/hus-1/cep-1/ced-4主要在辐射旁效应的响应阶段起作用。与系统内辐射损伤信号转导不需要体细胞内的DDR成分相比,在辐射损伤信号从后食道球向生殖细胞传递时,体细胞组织中的DNA损伤检查点MRT-2和HUS-1对系统间辐射导致的生殖细胞凋亡起到部分作用。但总体来看,DDR途径主要还是在辐射旁效应的响应阶段起作用的。
  4.为了研究辐射后线虫全身的ROS表达水平,我们使用了GFP标记的线粒体锰超氧化物歧化酶SOD-3表达和线粒体的解折叠蛋白反应的两个荧光报告品系CF1553和SJ4100,以及分子探针H2DCF-DA。结果显示两个位点的辐射都能导致线虫全身性ROS水平的上升,辐射位点的咽部和阴门部位可以观察到局部ROS增强,而通过自由基猝灭剂DMSO处理,可以恢复旁区生殖细胞的凋亡水平,表明氧化损伤在辐射旁效应的转导中起关键作用。
  5.初步证明了该过程涉及神经酰胺的参与以及神经酰胺与DDR通路的关联。神经酰胺合酶功能的缺失能有效抑制辐射旁效应诱导的生殖细胞凋亡,因为无论是lagr-1(gk327)和hyl-1(ok976)基因单突变,还是lagr-1(gk327);hyl-1(ok976)基因双突变品系,线虫的生殖腺细胞凋亡都被明显抑制,而sphk-1(0k1097)基因突变品系并没有导致生殖腺细胞凋亡发生明显的变化,表明神经酰胺生物合成通路参与了线虫辐射诱导旁效应的诱导。在对神经酰胺代谢合酶基因功能缺失后egl-1/ced-13基因mRNA水平表达量的变化进行探究,结果表明神经酰胺和CEP-1可能平行地对辐射诱导的生殖腺细胞凋亡起协同作用。
[硕士论文] 韩璐
生物物理学 大连海事大学 2017(学位年度)
摘要:本研究通过实践十号空间飞行搭载及地面模拟碳离子辐射对水稻种子进行处理,从表型、光合作用效能、抗氧化水平、功能蛋白表达水平进行比较分析,多层面研究空间碳离子辐射与空间飞行所引起的生物学效应的异同,进一步筛选辐射敏感蛋白标志物分子。分析结果发现“实践十号”空间飞行和地面重离子辐射(传能线密度30KeV/μm)对水稻的影响存在区别,主要体现在:空间飞行能够促进水稻的生长和光合效能,而0.2Gy和2Gy剂量的碳离子模拟辐射却产生了抑制效应。空间飞行和2Gy的高剂量碳离子辐射能够引起水稻细胞内的活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)氧化损伤,ROS清除系统中的酶活力和相关蛋白的表达水平都明显增强,而0.2Gy低剂量的碳离子辐射却没有引起明显的氧化损伤。参与水稻光合作用电子传递链过程中的关键蛋白如细胞色素Cb6f蛋白复合体、光系统Ⅱ中心蛋白对空间辐射或重离子辐射敏感。结果进一步说明,空间飞行引起了较大范围的功能蛋白的应答,空间飞行打破了水稻细胞的稳态平衡,通过降低蛋白的合成以及淀粉能量储存等基础代谢进而适应这种长期的ROS产生的氧化胁迫,并且空间的微重力也参与到了对细胞壁的调节过程中,是一种复合的效应。高低剂量的模拟辐射并没有引起较大范围功能蛋白的应答,主要集中在光合作用水平,高剂量的辐射才能特异引起与空间辐射类似的抗ROS氧化胁迫和蛋白合成水平的变化。
[硕士论文] 李琳
生物化学与分子生物学 青岛大学 2016(学位年度)
摘要:目的:探索人外周血中辐射敏感基因受照后的时间、剂量效应及其在健康人本底水平的分布情况,为其发展成为辐射损伤早期分子生物标志物提供实验证据。
  方法:⑴通过引物特异性验证,探针非特异性排除,优化反应温度等方式建立荧光定量PCR检测方法,构建候选基因质粒标准品,建立标准曲线。⑵利用60Coγ放射源对3名健康人外周血进行照射,照射剂量分别为0、0.5、1、2、4、6、10 Gy,照射后培养0、2、4、8、12和24h,收集外周血,提取总RNA,利用实时定量荧光PCR检测TRAF4、DDB2、POLH、GADD45A及TNFSF9基因的表达量,并拟合不同时间点下的剂量效应曲线。⑶本底水平研究,采集29名健康成年人的外周血作为本底组,检验辐射敏感基因在健康人群中的分布情况。⑷利用C57BL/6系雄性小鼠进行体内实验的验证,对小鼠直接进行0、2、8Gy剂量的照射,照射后0、4、8、12、24、48、72 h检测TRAF4、DDB2、GADD45A基因在小鼠体内的表达变化情况,验证敏感基因在体内的表达效应。
  结果:①成功建立了荧光定量PCR检测方法,构建候选基因质粒标准品,建立标准曲线,为后续研究奠定基础。②人外周血中 TRAF4、DDB2、POLH、GADD45A基因受γ射线照射后,有较显著的时间及剂量依赖效应,辐射敏感性好,具有作为辐射损伤分子生物标志物的潜力。③DDB2、POLH、GADD45A基因本底值较低且分布均一,不受性别、年龄等因素的影响,TRAF4基因受年龄因素影响较大。④C57BL/6系雄性小鼠体内照射验证,发现TRAF4、DDB2、GADD45A基因时间表达效应与人外周血的表达效应存在不同,可能物种不同或体内外差异导致。
  结论:辐射敏感基因TRAF4、DDB2、POLH、GADD45A具备作为辐射损伤分子生物标志物的潜力。本文中建立的实时荧光定量检测方法操作简便、快速,有希望发展成为一个新的辐射损伤剂量检测的方法。
[博士论文] 叶飞
物理学·粒子物理与原子核物理 兰州大学 2016(学位年度)
摘要:近年来,癌症已经成为人类健康的主要杀手之一,重离子治癌以其独特的物理学和生物学特性正在治疗越来越多的病患;另一方面,深空探测的宇航员面临着宇宙空间中高能重离子对中枢神经系统的破坏。接受重离子癌症治疗的患者和深空探索的宇航员都受到重离子远后效应的威胁。因此,重离子辐射引起的远后效应研究受到日益广泛的关注,而其中最受瞩目的研究方向是重离子照射是否引起癌细胞恶性程度增加和重离子辐射导致远期脑损伤的研究。因此,本文就这两个方面进行了深入的研究,一是探索了重离子照射引起人非小细胞肺癌细胞系(A549)远后效应的途径和特点以及调节自噬对重离子远后效应的影响;二是利用不同传能线密度(LET)碳离子照射Balb/c小鼠的脑部,研究了远期的行为学模式的变化与自噬,Nrf2信号通路的变化的关系。在研究重离子辐射诱导A549细胞远后效应时,首先利用线性能量转移(LET)为70 keV/μm的碳离子和LET为900keV/μm的铁离子照射A549细胞,一个月后以克隆形成率,自发微核率和染色体数目等为生物学终点考察了远后效应产生的途径;其次,在2Gy碳离子照射后以转培养基法形成的旁观者细胞,用细胞生长曲线,细胞群落中的细胞数,染色体数目等方法考察了细胞对辐射引起非靶效应因子的响应异质性;最后,以雷帕霉素(自噬促进剂)和氯喹(自噬抑制剂)预处理细胞,并以碳离子照射使其产生远后效应,利用染色体数量、克隆形成、transwell侵袭实验、划痕实验、抗药性实验和 X射线辐射敏感性实验等手段研究了调节自噬对重离子引起远后效应的作用。在研究重离子辐射导致 Balb/c小鼠远期脑损伤时,选用了3周龄的Balb/c雌鼠,经过精心设计的重离子辐照装置对小鼠的脑部进行照射,首先研究了自噬和Nrf2信号通路对重离子辐射的急性响应;继续将小鼠饲养3个月后,以运动相关能力,空间学习和记忆能力,新事物识别能力相关的行为学测试来考察了重离子照射导致的Balb/c小鼠远期脑损伤,进而继续考察了自噬和Nrf2信号通路相关蛋白的表达情况,从而揭示了自噬和Nrf2信号通路对重离子辐射导致Balb/c小鼠远期脑损伤的影响。
  本研究主要内容包括:⑴70keV/μm的碳离子对人非小细胞肺癌细胞系A549的远后效应主要通过非靶效应介导来实现的。在剂量较高时通过细胞分泌的可溶性旁效应因子是介导远后效应的唯一途径,而在剂量较低时细胞间隙连接也可以作为汇集生长细胞中的介导途径。⑵人非小细胞肺癌细胞系 A549对重离子辐射引起的非靶效应物质具有响应异质性。受影响较大的细胞初期增殖慢,在度过一个“恢复期”后增殖速度回复正常。这种初期增殖较慢的细胞则是远后效应的携带细胞,而先慢后快的增殖特性可能是远后效应延迟出现的原因。⑶在碳离子照射之前抑制自噬对碳离子诱导 A549细胞的远后效应没有影响。而在碳离子照射前促进自噬对碳离子诱导A549远后效应则有多方面的影响,一方面雷帕霉素预处理的远后效应A549细胞含有更多的染色体畸变,而且增加了细胞的侵袭转移能力。另一方面,雷帕霉素预处理的远后效应A549细胞对顺铂和卡培他滨更敏感,并且具有更高的辐射敏感性。重离子照射(2Gy)A549细胞并不能造成如抗药性增强,抗辐射性增强,侵袭和迁徙能力增加和肿瘤干细胞占比增加等标志肿瘤细胞恶性程度增加的现象。⑷碳离子照射雌性未成熟小鼠脑部引起的远期海马体相关神经功能损伤具有LET依赖性。高LET照射更容易导致小鼠的行为学模式改变。⑸碳离子照射雌性未成熟小鼠脑部不会引起远期海马体细胞自噬过程的紊乱。⑹在相对低LET碳离子照射雌性未成熟小鼠脑部后发现海马体细胞中持续存在的高Nrf2蛋白含量,这个现象可能是海马体细胞对第二次X射线照射产生辐射抗性的主要原因。
[硕士论文] 王东
食品科学与工程 哈尔滨工业大学 2015(学位年度)
摘要:剂量的增加而减少,骨髓细胞DNA含量、脾脏T淋巴细胞增殖能力和单核-巨噬细胞的吞噬能力均伴随给药剂量的加大而提升,同时,给药剂量加大会使骨髓细胞微核数量减少,说明松多酚和松多酚微球均能够通过多种途径对60Co-γ射线导致的小鼠机体各免疫系统损伤起预防作用;与松多酚低、中、高三个给药剂量对比,松多酚微球低、中、高给药组中雌、雄小鼠的免疫器官指数相对应均提升,血清SOD活性更高、MDA水平减少,骨髓细胞DNA含量、脾脏B淋巴细胞增殖能力和单核-巨噬细胞的吞噬能力均增强,同时,骨髓细胞微核数量减少,这说明了松多酚微球对60Co-γ射线的辐射防护效果要高于松多酚。
  本文通过动物实验中各项指标的表征,说明松多酚和松多酚微球主要是通过以下途径保护小鼠免受辐射损伤:直接清除机体在辐射应激时产生的有害自由基;提高内源性抗氧化物酶活性而增强机体的抗氧化能力、免疫能力和抗应激能力;增强机体自身免疫力,促进免疫细胞增殖而降低机体损伤。此外,发现在动物实验的各项检测指标中,雌性小鼠和雄性小鼠的结果差异性较显著:在脏器免疫器官指数、血清SOD和MDA、脾脏淋巴细胞增殖能力、单核-巨噬细胞吞噬能力和骨髓DNA含量的检测中,除应激本身带来的损伤外,雌性小鼠显示出更强的抗辐射能力,而在骨髓微核与方面,雄性小鼠则占有较强的优势。这说明不同性别的小鼠在对抗相同的应激环境,其机体会出现差异化表达,这不仅与不同性别所特有的不同激素及其受体有关,可能还与某些重要免疫细胞在不同性别的极化表现有关,而其中的关键差异蛋白表达有待于进一步研究。
[硕士论文] 廖小立
生物学 南华大学 2015(学位年度)
摘要:目的:通过对137Cs辐射在不同剂量、不同作用时间,实验红鲫血液常规生化指标变化、肝脏SOD与GSH-PX活性影响和扩增片段长度多态性(AFLP)标记的研究,阐明核辐射对实验红鲫的生化毒理效应,探讨实验红鲫应用于生态毒理学研究的可行性,建立实验红鲫监测核辐射污染的生物标记。
  方法:以实验红鲫 C1HD系为实验动物进行急性毒性实验,采用改进寇氏法确定137Cs辐射对实验红鲫的30d半数致死剂量(LD50)。设置1/16 LD50、1/8 LD50、1/4 LD50、1/2 LD50四个不同辐射剂量,用辐照仪对实验红鲫进行辐射实验,采集辐射后实验红鲫的血清,用血液生化分析仪作血液常规指标生化分析;提取辐射后实验红鲫的肝组织,用 SOD和GSH-PX试剂盒检测肝脏 SOD活性和肝脏 GSH-PX活性;提取辐射后实验红鲫血液 DNA,经 PCR扩增,用6%聚丙烯酰胺凝胶电泳,检测AFLP分子标记,并进行多态性信息含量(PIC)、基因杂合度(H)、香农信息指数(I)分析;用SPSS18.0、Quantity one、PopGene、Origin8.0软件对实验数据进行统计学分析。
  结果:1.在急性毒性试验中,核辐射对实验红鲫的半数致死剂量为:31.05 Gy。2.在不同辐射剂量和不同作用时间核辐射处理下,实验红鲫血液常规生化指标出现显著的变化,呈现较好的剂量-时间效应关系。3.随着辐射剂量的增加,实验红鲫肝脏 SOD和GSH-PX活性降低,时间延长,活性增加,但仍低于正常值。4.实验红鲫在核辐射处理前的AFLP多态性信息含量(PIC)、基因杂合度(H)、香农信息指数(I)为45.20%、0.19、0.28,经核辐射处理后的分别为72.27%、0.28、0.41,遗传学指数升高。
  结论:1.核辐射对实验红鲫具有毒性效应;实验红鲫核辐射的的半数致死剂量为31.05 Gy,95%可信区间为25.94~37.15 Gy。2.经核辐射处理后,实验红鲫的血液生化指标、肝脏 SOD活性、肝脏GSH-PX活性等会发生改变,呈现明显的量-效关系,在一定的范围内,辐射剂量、作用时间与毒性效应成正相关。3.经核辐射处理后,实验红鲫的AFLP多态性信息含量增加,基因杂合度升高。4.实验红鲫可用于生态毒理学研究。
[硕士论文] 李伟
生物学 南华大学 2015(学位年度)
摘要:研究背景:耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans,DR)是目前地球上发现的最具有电离辐射抗性的生物之一,它对于电离辐射、紫外线、H2O2、干燥以及其他一些因素所导致的DNA和蛋白质的损伤都具有极强的耐受与抵抗能力。DR这种极强的抗性自其发现以来一直是人们的研究热点,但至今具体机制仍然不是很清楚。有研究表明PprM蛋白对耐辐射奇球菌的极端辐射抗性具有重要作用。生物信息学分析结果显示PprM蛋白与冷休克蛋白具有很高的同源性,拥有多个RNA结合结构域,提示其可能是一种 RNA结合蛋白,通过与目标RNA结合发挥相应的生物学效应。
  研究目的:为了研究PprM蛋白与RNA之间的相互作用,本研究拟构建pprM过表达载体,转化大肠杆菌BL21,分离纯化获得PprM融合蛋白,利用RNA pull-Down技术筛选与PprM蛋白质具有相互作用的RNA,并利用EMSA和生物信息学方法验证两者的相互作用。
  研究方法:本研究通过构建pGEX-6p-1-pprM过表达载体,转化大肠杆菌BL21,用IPTG诱导GST-PprM融合蛋白表达,利用GST琼脂糖凝胶分离纯化带有GST标签的PprM蛋白;将纯化后的PprM蛋白与GST琼脂糖凝胶偶联,然后与耐辐射奇球菌的总RNA充分孵育,进行RNA pull-Down实验,通过多次洗脱,获得与PprM蛋白具有相互作用的RNA;将获得的靶RNA两端连接上特异性的寡核苷酸接头,逆转录成cDNA后,PCR扩增,并进行TA克隆,构建RNA子文库,挑取单克隆进行测序分析,鉴定靶RNA种类,并利用EMSA和生物信息学的方法验证两者的相互作用。
  结果:成功构建pGEX-6p-1-pprM过表达载体,经测序分析,插入位置正确,序列没有突变;利用IPTG成功诱导GST-PprM蛋白的表达,并通过亲和层析成功获得高纯度的PprM融合蛋白;通过RNA pull-Down实验成功筛选到4个与PprM蛋白具有相互作用的靶RNA;通过生物信息学的方法预测表明PprM蛋白与4个RNA均具有相互作用,EMSA实验初步证明PprM蛋白与自身的mRNA5'-UTR具有相互作用。
  结论:成功构建了PprM蛋白过表达载体,并分离纯化GST-PprM融合蛋白;筛选到4个与PprM蛋白具有相互作用的RNA;初步证明PprM蛋白与自身的mRNA5'-UTR区域具有结合作用。
[硕士论文] 王秋岩
生物学 南华大学 2015(学位年度)
摘要:背景:耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans,DR)是至今为止发现的一种对电离辐射、紫外线、强氧化剂和化学诱变剂等均具有超强耐受力的极端微生物。PprM是在研究耐辐射奇球菌pprI和pprA之间的关系时发现的一个新的依赖PprI的可能的调节蛋白,并发现pprM基因缺失菌株对γ辐射的敏感性明显增加。PprM是冷激蛋白同源物,其功能尚不完全清楚。有报道称pprM是非常重要的抗逆基因,但是关于pprM基因启动子未见报道,其在辐射抗性中的调节或被调节方式并不清楚。pprI基因被认为是辐射抗性机制的总开关,PprI蛋白是一种DNA双链结合蛋白,其功能与电离辐射抗性相关。基于PprM对PprI蛋白的依赖性,我们推测PprI蛋白可能通过结合pprM的启动子或周围序列来发挥增强pprM的抗辐射作用。
  目的:本研究将首先寻找pprM的启动子,确定启动子功能,再表达和纯化PprI蛋白,利用凝胶阻滞实验观察PprI蛋白是否与预测的pprM启动子结合。本实验通过对耐辐射奇球菌pprM启动子的分析鉴定,以及与PprI蛋白相互关系的研究,为pprM基因在耐辐射球菌抗辐射调控网络中的地位与作用的阐明提供资料。对进一步探索DR菌的极端抗性与DNA修复机制具有重要的理论意义和应用价值。
  方法:首先运用生物信息学方法预测pprM的启动子;再构建含有绿色荧光蛋白报告基因的表达载体以确定其是否具有启动子的功能;构建pET-28a-pprI重组表达载体并纯化蛋白,然后通过凝胶阻滞实验检测PprI蛋白与含有生物素标记的启动子探针是否结合,以确定PprI蛋白与pprM启动子或周围序列的功能关系。
  结果:运用生物信息学方法预测pprM的启动子位于DR_0904至DR_0906之间。构建了含有绿色荧光蛋白报告基因、pprM基因、pprM启动子的三联表达载体,证明所预测序列具有启动子的功能。成功表达并纯化出PprI蛋白,通过EMSA方法证明PprI蛋白与预测的pprM启动子序列体外实验并没有结合关系。
  结论:1.生物信息学预测的pprM基因启动子序列位于DR_0907上游2Kbp的位置,核心序列在1号染色体上的具体位置是911977~912026。2.预测的pprM启动子序列对pprM基因具有启动子功能。3.PprI蛋白与pprM启动子体外没有结合关系。
[硕士论文] 陶宏婷
生物学 南华大学 2015(学位年度)
摘要:目的:建立实验红鲫 C1HD系部分遗传质量标准参数;研究核辐射对实验红鲫的生物效应,探讨实验红鲫在核辐射毒理学中的应用。
  方法:以常规分类学方法,测量360尾实验红鲫 C1HD系的分类形态学性状;活体尾静脉抽取140尾实验红鲫 C1HD系的血液,采用全自动血液生化分析仪检测15项常规生化指标;解剖3尾实验红鲫C1HD系,经石蜡切片,HE染色,对其肠、肝脏、心脏、脾脏、肾脏和脑等主要器官进行组织学显微观察。以137Cs为辐射源,进行实验红鲫C1HD系核辐射急性毒性试验,测定实验红鲫 C1HD系核辐射30d的半致死剂量(LD50)。根据核辐射30d LD50设定5个实验组,即正常对照组、1/2 LD50(15.53Gy)辐照组、1/4 LD50(7.76Gy)辐照组、1/8 LD50(3.88Gy)辐照组、1/16 LD50(1.94Gy)辐照组。核辐照处理后,解剖实验红鲫,取其性腺组织,分别测定性腺的SOD、GSH-Px活力,也测定肝、肾、心、脑等组织的Hsp70蛋白的表达量,同时对核辐照处理后的肝、肾、心等组织经石蜡切片进行组织病理学显微镜检。
  结果:1.实验红鲫C1HD系的体长/体高、体长/头长、头长/吻长、尾柄长/尾柄高、吻长/眶间距、头长/眼径、头长/眶间距、体长/尾柄长、全长/体长、体长/尾柄高、体长/尾鳍基长、体长/臀鳍基长、头长/尾柄长、头长/尾柄高、体高/头高、体长/尾柄长的值分别为2.58、3.43、3.49、1.06、0.67、4.77、2.27、6.13、2.35、8.77、1.80、1.80、1.11、6.12。鳍式为D:Ⅱ16-18;P:Ⅱ11-14;V:Ⅰ6-8;A:Ⅱ5-7,Ⅲ5-7;C:16-20;鳞式为(28-30)(此处公式省略)。
  2.实验红鲫C1HD系血清的K+、Na+、Cl-、Ca2+、P+、Mg+的正常参考值分别为1.85~2.46mmol/L、135.76~138.62 mmol/L、104.74~105.60 mmol/L、2.71~2.91 mmol/L、5.70~8.31 mmol/L、1.67~1.91 mmol/L;实验红鲫 C1HD系血清的TP、ALB、AST、ALT、ALP、LDH、GLU、CHOL、TG的正常参考值分别为24.92~27.56 g/L、8.96~10.02 g/L、368.04~446.40 U/L、14.42~22.74 U/L、23.45~28.47 U/L、222.12~369.48 U/L、9.26~12.08 mmol/L、2.23~2.63 mmol/L、5.55~6.33 mmol/L。
  3.实验红鲫的肠、肝脏、心脏、脾脏、肾脏和脑等主要器官组织学特征,如同普通红鲫,与其它鲤科鱼类的相似。
  4.实验红鲫137CS辐照30d的LD50是31.05Gy,95%可信区间为25.94Gy~37.15Gy。
  5.实验红鲫性腺的SOD与 GSH-Px的活性随着核辐照剂量的增加而减少,随着时间的延长而减少。
  6.肝、肾、心、脑等组织经核辐射处理后,其中的Hsp70蛋白的表达随着核辐射剂量的增加而表达量升高。
  7.核辐照处理后的肝、心、脑、肾等组织都表现出一定的病理学损伤效应。
  结论:
  1.测得实验红鲫 C1HD系的部分分类形态学数据与血液生化值呈正态分布,可作为制定其遗传质量标准的参数。
  2.核辐射对实验红鲫具有生物学毒性作用。实验红鲫137CS辐照30d的LD50是31.05Gy。
  3.实验红鲫性腺的SOD和GSH-Px的活性与辐照剂量存在剂量-效应关系。SOD和GSH-Px的活性与辐照剂量呈负相关。
  4.实验红鲫肝、脑、心、肾的Hsp70的蛋白表达量与辐照剂量存在剂量-效应关系。Hsp70的蛋白表达量与辐照剂量呈正相关。
  5.一定剂量的核辐照对实验红鲫肝、心、脑、肾等组织可产生一定程度的病理损伤。
[硕士论文] 闵璇宇
辐射防护及环境保护 南京航空航天大学 2015(学位年度)
摘要:微量元素铁与辐射生物效应的产生息息相关。
  本文采用5-Br-PADAP分光光度法检测γ辐照小鼠血清铁,发现血清铁在照后立刻升高且与剂量呈正相关性,照后0~7天有所回落,7~21天维持在一个高于正常值的稳定水平。进而,本文通过单一变量法分别检测了4 Gy辐照小鼠的血清亚铁、自由基、铜蓝蛋白、血清铜以及铁蛋白在照后的变化,分析这些因素对γ辐照小鼠血清铁的影响。结果显示:(1)小鼠血清亚铁随剂量升高而降低;(2)经自由基清除剂预处理的小鼠血清铁含量较照射组小鼠低,辐照小鼠血清ROS含量升高并在照后7天恢复正常;(3)照后铜蓝蛋白活性升高,同时血清铜随剂量升高而降低;(4)照后小鼠血清铁蛋白含量升高。因此,认为γ辐照小鼠血清铁含量升高的主要原因为:(1)因电离辐射产生的自由基在极短的时间内将血清中的亚铁离子氧化为铁离子;(2)电离辐射引起铜蓝蛋白活性增强,与铜蓝蛋白结合的铜离子通过俘获电子将亚铁离子氧化为铁离子;(3)组织中的细胞因电离辐射损伤向血液中释放了大量铁蛋白。但电离辐射引起的自由基含量变化以及铁蛋白的释放入血对血清铁的影响只在照后7天之内,铜蓝蛋白活性的变化才是血清铁在照后7~21天维持稳定高水平的主要原因。
  本文在照后0天和照后7天对0~8 Gy剂量γ辐射小鼠的血清铁进行检测,并建立了两条血清铁的剂量效应曲线:一条为适用于照后0~6天进行剂量估算的线性方程y=0.420x+2.08,另一条为适用于照后7~21天进行剂量估算的线性平方方程y=0.01x2+0.204x+2.10。根据得到的剂量-效应曲线,采用“双盲法”对辐照小鼠进行了剂量估算,结果显示基于小鼠血清铁的生物剂量估算方法简单、快速、有效。
  本文首次提出电离辐射会引起铁的价态变化这一观点,对γ辐射引起小鼠血清铁变化的现象及其机制的研究具有重要的理论意义,可为今后辐射生物效应研究提供依据。除此之外,基于小鼠血清铁的生物剂量计的研究对生物剂量计的发展和应用也有着重要的意义和作用。
[硕士论文] 陈轶夫
生物物理学 大连海事大学 2014(学位年度)
摘要:低剂量电离辐射的生物学效应,尤其是刺激效应、旁效应和超敏感反应等是目前辐射生物物理领域中研究的热点问题。低剂量重离子辐射防护问题更是制约载人长期在轨和深空探测进一步发展的瓶颈。由于重离子辐射对生物体造成影响时所涉及的结构层次跨度大,机理复杂,很难通过单纯的实验对重离子辐射效应所带来的损伤及风险进行准确、有效地评估,这使得辐射生物物理模型在空间飞行风险评估与防护、放射医疗领域都存在着广泛的应用前景。传统的,主要基于高剂量、低传能线密度建立起来的辐射生物物理模型难以解释低剂量、高传能线密度的重离子辐射所导致的生物学效应。这就有必要建立新的辐射生物物理模型,以对这类辐射生物学效应进行解释和说明。
  本文首先描述了空间辐射环境和舱内辐射环境,并概述了低剂量重离子辐射生物学效应的研究现状;然后系统地总结了目前流行的各种辐射生物物理模型以及它们的优缺点;在传统“靶学说”的基础上,考虑高LET重离子辐射的特点,建立并完善了“基于高斯分布的靶学说”,并推导出靶体积、靶分子量以及准予剂量等物理参数的计算公式,同时,利用模拟讨论分析了两种靶学说各自的特点;用“基于高斯分布的靶学说”中的“单靶多击模型”和“多靶单击模型”对低剂量重离子辐射导致的刺激效应进行了分析和解释;通过对大量公开发表的实验数据的拟合,确定了模型参数与实验中重离子的物理学参数、受照生物的生物学特性之间的联系。
[硕士论文] 程娜娜
植物学 山西师范大学 2014(学位年度)
摘要:随着人类社会的不断进步,工业化进程的快速发展,人类对大自然的影响日趋频繁,与此同时对大气环境造成了严重的破坏。大量污染物如氯氟烃、氯气、硫化物、NO和N02等被不加处理地排放到大气中,对臭氧层造成一定的破坏,导致到达地表的中波紫外线(即紫外线B,UV-B)辐射增强,并有持续增强的趋势,其影响植物的代谢、发育以及生存能力,因此对植物造成了一定的损伤。激光作为新型光源,适宜剂量的 He-Ne激光可以具有促进植物生长发育和新陈代谢的作用,并且对 UV-B对植物造成的损伤有一定的修复作用。
  微管结合蛋白MAP65是一种“中央区域微管结合蛋白”,对后期纺锤体的完整性和细胞分裂至关重要。本研究选用哥伦比亚生态型(Columbia-0)的野生型拟南芥为实验材料,设置四个处理组,对照组(CK)、He-Ne激光(5mW?mm-2)辐照组(L)、增强UV-B(15.55kJ?m-2?d-1)辐射组(B)以及两者的复合辐照处理组(BL)的条件,从生理、细胞、分子水平综合研究He-Ne激光和增强UV-B辐射对拟南芥叶片微管结合蛋白 MAP65-1的影响。主要通过以下几个方面:(1)通过拟南芥幼苗生理生化指标的测定,筛选出拟南芥幼苗最适剂量的 He-Ne激光以及 UV-B。(2)采用考马斯亮蓝法和 SDS-PAGE电泳以及免疫印迹鉴定分析 He-Ne激光和增强 UV-B辐射后对拟南芥幼苗微管结合蛋白 MAP65-1及微管蛋白的影响。(3)采用间接免疫荧光标记技术和激光共聚焦扫描显微系统对正常处理组中 MAP65-1和微管进行双标记,探究体细胞内MAP65-1与微管分布的相关性,并研究了增强UV-B辐射后MAP65-1的分布变化。(4)利用PCR技术检测He-Ne激光和增强UV-B辐射对拟南芥幼苗MAP65-1基因表达的影响。
  综合分析He-Ne激光和增强UV-B辐射后对MAP65-1的影响,探讨微管结合蛋白在辐射后的变化,为课题组在小麦中研究增强UV-B辐射后的“分束分裂”提供一定的理论依据。
  具体的研究结果如下:
  1、适宜剂量的He-Ne激光辐照可促进拟南芥幼苗的生长发育,且最佳辐照剂量是5 mW?mm-2,每天3min。当辐照时间大于3min时,对幼苗的促进作用逐渐变小,且随着辐照时间的延长而表现出抑制作用;对拟南芥连续 UV-B辐射9天,剂量为15.55kJ?m-2?d-1,筛选出每天辐射的时间应为90min,辐射时间超过90min,拟南芥幼苗的各种抗氧化酶类的活性急剧下降,幼苗趋于死亡。
  2、经考马斯亮蓝法和SDS-PAGE电泳以及免疫印迹鉴定分析发现,单独UV-B处理使微管蛋白解聚,He-Ne激光和UV-B复合处理后,微管蛋白解聚程度减小,单独He-Ne激光处理促进微管聚合。因此认为He-Ne激光在一定程度上缓解了UV-B对微管蛋白的解聚作用。单独UV-B处理组MAP65蛋白含量减少,He-Ne激光和UV-B复合处理后,MAP65蛋白含量仍低于对照组,但高于UV-B组,单独He-Ne激光处理MAP65蛋白含量增加。经灰度分析微管结合蛋白 MAP65-1含量在经 UV-B辐射后含量减少, He-Ne激光与UV-B复合处理组中,拟南芥MAP65-1的含量则显著增加,He-Ne激光单独处理组中MAP65-1的含量稍有增加。
  3、间接免疫荧光标记技术和激光共聚焦扫描显微系统扫描结果发现,在拟南芥原生质体中MAP65-1与微管蛋白共定位,经UV-B辐射后,细胞质中的MAP65-1的定位发生改变,主要向细胞膜周围聚集。
  4、采用PCR技术对不同处理下的AtMAP65-1基因表达量进行分析,结果表明:与对照组相比,单独UV-B处理组,拟南芥AtMAP65-1基因的表达量上升;He-Ne激光和UV-B复合处理组中拟南芥AtMAP65-1基因的表达量增加,但低于B组;单独He-Ne激光处理后,拟南芥AtMAP65-1基因的表达量则是四个处理组中最低的。
[博士论文] 焦建东
生物物理学 浙江大学 2013(学位年度)
摘要:耐辐射球菌最为突出的是其对电离辐射有超强的抗性,而电离辐射主要导致细胞内DNA双链断裂,其超强DNA修复能力使其成为研究DNA双链断裂修复机制的一种理想模式生物。其细胞内重组修复ESDSA途径的起始过程尚未完全解析,其中的核酸酶RecJ还需要进一步研究;同时有人针对耐辐射球菌中的特殊蛋白DdrB提出了双链断裂修复的单链退火途径,作为ESDSA途径的起始过程的补充,这种DdrB依赖的链退火也需要更多的数据支持。
   为了研究耐辐射奇球菌中RecJ的功能,我们构建了recJ突变菌株。我们发现rec基因的缺失导致生长速度变慢,而且呈现出高温敏感特性。然而,recJ突变菌株的耐辐射能力只是出现了一定程度的下降,下降幅度远小于RecF、RecA突变株。我们的结果显示rec在耐辐射奇球菌中是非必需的,在一定程度上参与了耐辐射球菌辐射后的DNA损伤。
   我们表达并纯化了RecJ蛋白,来研究它的生化活性。耐辐射球菌RecJ表现出锰离子依赖的核酸酶活性,最适锰离子浓度是0.1mM。当在不同浓度锰离子存在的反应中加入10mM镁离子的时候,RecJ表现出稍高并相似的核酸酶活性,这说明锰离子可能是RecJ的一个调节因子。当单链DNA5'末端长度小于6nt核苷酸时,大肠杆菌RecJ不再有活性;而耐辐射奇球菌RecJ蛋白可以非常有效地切除4nt长的5'单链DNA末端,这说明耐辐射奇球菌RecJ蛋白的底物范围更加广泛。另外,耐辐射奇球菌单链结合蛋白SSB促进了RecJ的核酸酶活性,而DdrB抑制了RecJ的核酸酶活性,起到了保护单链DNA的作用。总体来说,耐辐射奇球菌RecJ蛋白的活性受到了锰离子浓度和SSB、DdrB调控。
   鉴于DdrB与SSB的不同,我们进一步探讨了耐辐射球菌中存在的特殊蛋白DdrB的DNA结合特性。我们发现DdrB结合单链DNA的能力要弱于SSB,DdrB可以同样解开单链DNA上的复杂结构,说明了DdrB也具有较强的单链DNA结合能力;同时我们发现DdrB可以优先结合58 nt左右长度的单链DNA。而SSB和DdrB两个蛋白在单链DNA上的关系也进行了深入探讨,在短链DNA上,DdrB不能取代SSB结合到单链DNA上,而SSB可以将DdrB替代下来,主要以SSB-DNA的形式存在;在58nt左右及更长的单链DNA上,SSB和DdrB竞争结合单链DNA,SSB可以将DdrB从单链DNA上替代下来,同样DdrB也可以取代SSB结合到单链DNA上。SSB和DdrB两个蛋白对单链DNA的竞争结合调节和分配了传统的ESDSA修复路径和单链退火路径的起始过程。
[硕士论文] 杨常桥
化学工程与技术 湘潭大学 2013(学位年度)
摘要:聚四氟乙烯(PTFE)具有良好的介电性、耐高低温性、耐气候性、耐化学腐蚀和耐溶剂性,无毒且具有很好的生物相容性,是一种综合性能十分优异的材料,在众多领域中得到了广泛应用。然而,PTFE的耐蠕变性、耐磨性、耐辐照性以及传热性能较差,使它在一些领域的应用受到了限制,PTFE的低表面能则一方面使其在防粘材料领域发挥了重要作用,另一方面却使PTFE与其他材料的粘接、混合受到了严重限制,尤其是PTFE超强的疏水性,使它在水性材料领域的应用非常困难。为改善PTFE的亲水性,在本论文中,利用电子加速器在室温、空气条件下辐照PTFE粉体,并在辐照后的PTFE粉体上接枝亲水性单体丙烯酸,研究丙烯酸在PTFE表面的接枝规律以及接枝前后PTFE形貌的变化情况,探讨接枝后PTFE微粉亲水性的改善和在水中的分散稳定性。此外,结合对含氟化合物的分析,建立了一种测定固体聚合物中PTFE含量的方法。得到的实验结果如下:
  接枝前,PTFE超细粉体在水的表面形成一层很强的疏水层粉体;接枝后,PTFE样品可以在水中均匀分散,但分散稳定性不高,长时间放置或在5000r/min以上的条件下离心都可以使其全部沉淀;接枝样品再经过 NaOH中和后稳定性得到极大提高,在10000r/min的条件下离心10min也没有任何沉淀生成。同时研究发现,市场上销售的PTFE乳液在5000/min的条件下离心,5min就出现了大量沉淀。
  SEM分析发现,接枝后的PTFE颗粒之间在酒精水溶液中均匀分散,而未接枝的PTFE经酒精分散后颗粒间仍然团聚在一起。TEM进一步分析发现,未接枝PTFE的表面纯净没有其他物质,而接枝后PTFE的表面比较毛糙,含有其他物质,揭示了它们表面性状的不同。
  亲水性测定不同PTFE样品发现,接枝前PTFE粉体的水接触角非常高,为145.69?,接枝后的PTFE亲水性有了很大的改善,接触角降低为103.62?,而接枝样品经NaOH中和后表现出极好的亲水性,其水接触角为63.38?。
  PTFE的接枝率随着丙烯酸单体浓度的增加而升高,在单体浓度为0~10%的阶段接枝率升高较快,而在单体浓度为10%~30%的阶段接枝率的增加则相对减慢,呈现出两个不同的线性增长过程。接枝率随反应时间的变化关系则是在反应刚开始的阶段接枝率增加较快,随着反应时间的延长而逐渐趋于稳定。本论文制备的接枝样品其性能没有明确的界限差别,接枝率在20%以上的样品均表现出很好的亲水性以及在水中的分散稳定性。
  对PTFE样品的TGA热分析表明,辐照后PTFE的热稳定性比未辐照PTFE略有降低,但总体保持不变,说明一定的辐照剂量对PTFE的性能没有较大影响,接枝后的PTFE样品在低温下分解的部分是聚丙烯酸的分解。
  电化学法测定聚合物制品的PTFE含量,通过对PTFE/PE混合蜡、PTFE改性工程塑料、PTFE改性塑料轴承等一系列样品的测试发现,此方法不仅精确度高,而且可操作性强,在PTFE含量大于10%时,测量误差小于2%。此法很适用于含PTFE制品的质量控制和未知样品的测试分析,在工业生产和科研中发挥重要作用。
[硕士论文] 张建
生物物理学 大连海事大学 2012(学位年度)
摘要:随着核技术的发展及其在各个领域的广泛应用,电离辐射已经成为人类生活中的一个重要环境因素。另外,国际、国内航天领域内深空探测项目的快速发展也涉及到航天员将要如何直接面对恶劣的深空电离辐射环境的问题。在各种电离辐射中,重离子辐射能够引起严重的生物学效应。为了研究辐射效应的复杂特性,需要考查辐射与生物组织相互作用的基本过程和规律,以揭示辐射导致的生物学效应的根源。
   靶学说是研究辐射生物学效应的重要理论。传统的靶学说基于泊松分布,即要求粒子击中靶的概率服从泊松分布。这对于研究像X射线、γ射线、电子等能量和传能线密度(LET)较小的粒子对生物大分子或细胞的损伤作用是比较适用的。因为平均而言,一个粒子击中靶子的概率远小于击不中的概率。而像α粒子、C离子和Fe离子等重离子一般具有较高的能量和传能线密度,因而平均而言,一个粒子击中受辐照生物的细胞或大分子的概率与击不中的概率就可以相比拟。这样,基于高斯分布的靶学说比基于泊松分布的靶学说应更适用于重离子辐射生物学效应的研究。
   本文提出了基于高斯分布的靶学说,并讨论了两种靶学说的应用条件。研究结果表明:与基于泊松分布的靶学说相比,基于高斯分布的单靶单击模型和单靶多击模型并没有明显优势,但是基于高斯分布的多靶单击模型与实验数据的拟合效果明显好于基于泊松分布的多靶单击模型。另外,不管是基于泊松分布还是高斯分布建立的靶学说,单靶多击模型可能不合适哺乳动物的重离子辐射生物效应研究;相比之下,多靶单击模型,尤其是基于高斯分布的多靶单击模型更适合于哺乳动物细胞的辐射效应研究。
[硕士论文] 崔昌娜
生物物理学 大连海事大学 2012(学位年度)
摘要:为研究空间辐射重离子诱发旁效应的表观遗传学机制,本文以雄性Balb/c和C57BL小鼠作为研究材料,利用中科院近代物理研究所的兰州高能重离子研究装置(HIRFL)提供的高能离子放射性束流12C,能量为165MeV/n,传能线密度(LET)为62.2KeV/μm,剂量率为0.5Gy/min,采用剂量分别为40、200、2000mGy的束流辐射小鼠头部,屏蔽身体的其他部分,在辐射后1、6、12、24小时取其旁器官肝脏,采用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)方法,研究重离子辐射诱发旁器官肝脏基因组DNA甲基化改变随辐射后时间以及辐射剂量的变化趋势及特征。
   研究雄性小鼠经2000mGy(Balb/c)和200mGy(C57BL)辐射后的1、6、12、24小时,旁器官肝脏基因组DNA甲基化多态率随辐射时间变化规律,发现基因组DNA甲基化多态率在处理后1、6、12和24小时与对照组相比都发现明显升高,均在6小时达到最高,前者为2.15%±0.08%,后者为2.76%±1.55%。进一步对甲基化状态进行分析,发现去甲基化明显高于甲基化多态率,在2000mGy处理组发生在辐射后1小时(642%),200mGy处理组发生在辐射后6小时(439%)。通过去甲基化/甲基化比率的分析,发现在辐射处理后的1、6、12和24小时,去甲基化比例先升高,在12小时时逐渐下降,24小时表现了一个凹复的趋向。且所有DNA甲基化多态性变化倾向于发生在基因组序列中的CG位点上。说明高能重离子引起的旁器官的基因组甲基化改变,可以在辐射后1小时之内发生明显的去甲基化改变,辐射后6小时达到最高。但这些变化在12小时即可逐渐恢复。
   为进一步观察辐射后6小时旁器官肝脏基因组DNA高甲基化多态率变化在不同剂量间的变化特征,本实验又研究了经40、200、2000mGy辐射后6小时肝脏基因组甲基化多态率变化随剂量变化的规律,其多态率分别为1.19%±0.26%、1.44%±0.44%、1.23%±0.23%。与对照组(0.50%±0.17%)相比,辐射组小鼠肝脏基因组DNA甲基化变化差异极显著(P<0.01),但是各剂最点之间差异不显著,不存在剂最依赖效应。进一步分析了单位剂量贡献突变率,40、200、2000mGy的单位剂量贡献率,结果分别为29.65%±6.60%、7.22%±2.22%、0.62%±0.12%,不遵循线性无闽值理论关于单位剂量贡献突变牢是相同的假说,这一结果提示我们,小于2000mGy12C高能重离子辐射所造成的旁器官基因组甲基化改变,与目前低剂量生物学效应表现的非线性无阈值假说的剂量效应相似。
[硕士论文] 邹联洪
公共卫生与预防医学(卫生毒理学) 中南大学 2012(学位年度)
摘要:目的
   研究TAB182参与电离辐射诱导DNA损伤修复的生物学功能,初步探讨TAB182参与DNA损伤修复的分子机制,进一步从分子水平上认识人类的健康和疾病发生的基础,为维持人类健康和疾病治疗药物特别是抗癌药物的研发提供分子水平的理论依据。
   实验方法
   通过shRNA技术构建TAB182基因沉默的细胞株,研究TAB182基因沉默的细胞株在电离辐射诱导DNA损伤的实验条件下,平板克隆形成实验研究TAB182基因沉默的细胞株的放射敏感性,流式细胞术分析电离辐射诱导的TAB182基因沉默细胞株的细胞周期阻滞,Western blot分析TAB182基因沉默的细胞中DNA损伤修复相关蛋白的水平。TDR双阻滞法对TAB182基因沉默的细胞进行细胞周期同步化,研究TAB182在细胞周期进程中的作用。HeLa细胞中瞬时转染PLPC-Myc-TAB182-FL载体,Western blot和激光共聚焦显微镜分析TAB182对DNA-PKcs磷酸化的影响,通过免疫共沉淀技术研究内源性的TAB182与DNA-PKcs的相互作用以及TNKS与DNA-PKcs的相互作用。
   结果
   1.TAB182受电离辐射诱导表达。HeLa细胞在经过4Gy照射处理后,TAB182在2h左右表达水平最高;HeLa细胞经过不同剂量的电离辐射处理,2h后HeLa细胞中TAB182的表达含量经过4Gy照射剂量处理组表达最高,说明TAB182主要受中低剂量的电离辐射诱导表达,且TAB182的表达存在一定剂量依赖性。
   2.TAB182、DNA-PKcs、TNKS的相互作用。免疫荧光原位杂交试验发现TAB182与2056位点磷酸化的DNA-PKcs存在共定位,免疫共沉淀证实TAB182与DNA-Pkcs存在相互作用,TNKS与DNA-Pkcs也存在相互作用。
   3.shRNA沉默TAB182表达导致HeLa细胞放射敏感性增加。通过shRNA技术建立了TAB182基因稳定沉默的细胞株,通过细胞克隆形成实验发现TAB182基因沉默的细胞株对4Gy内的中低剂量γ课题来源:国家自然科学基金项目,项目批准号:(No.30970677,No.81071678)射线照射的敏感性明显增加,但并不增加对8Gy大剂量照射的敏感性。
   4.TAB182参与细胞周期进程的调节。Tdr双阻滞法同步细胞周期发现TAB182在细胞不同的细胞周期进程中表达含量不同,同时同步化TAB182基因沉默的细胞的细胞周期发现,与对照细胞相比,TAB182基因沉默的细胞S期进程加快,说明TAB182参与细胞周期S期进程的调节。
   5.TAB182参与电离辐射诱导的细胞周期阻滞进程的调节。流式细胞术分析电离辐射诱导的细胞周期阻滞发现,TAB182基因沉默的细胞G2/M期阻滞时间明显比对照细胞长。
   6.TAB182对DNA损伤应激相关蛋白表达的调节。Western Blot分析发现在TAB182基因沉默的细胞中DNA损伤修复蛋白如DNA-Pkcs、ATM、Chk2、P53的水平与对照细胞相比明显要低。
   7.TAB182对DNA-PKcs磷酸化的影响。在HeLa细胞中瞬时转染PLPC-myc-TAB182-FL质粒,Western blot和免疫荧光显微镜实验分析表明TAB182能够增加DNA-PKcs自磷酸化位点S2056的磷酸化,Western blot分析TAB182基因沉默的细胞中DNA-Pkcs各磷酸化位点的磷酸化也得到一致的结果。
   结论
   1.TAB182参与DNA损伤修复通路,
   2.TAB182与DNA-PKcs存在相互作用,能够特异性的增加DNA-PKcs的自磷酸化位点S2056的磷酸化,
   3.TAB182参与有丝分裂S期进程的调节和电离辐射诱导G2/M期阻滞进程的调节。
  (已选择0条) 清除
公   告

北京万方数据股份有限公司在天猫、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!查看详情

手机版

万方数据知识服务平台 扫码关注微信公众号

学术圈
实名学术社交
订阅
收藏
快速查看收藏过的文献
客服
服务
回到
顶部