УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТ ЦИТОЛОГИИ РАН

Лаборатория радиационной цитологии
    Заведующий лабораторией

    МИХЕЛЬСОН Виктор Михайлович

    д.б.н., профессор

    Тел.: (812) 297-12-13

    Лаборатория основана в 1960 г.
    Заведующие:
    Всеволод Петрович Парибок (1960-1970)
    Владимир Давидович Жестяников (1970-1995)

    Основные направления работ:
    1. Механизмы пострадиационной репарации ДНК.
    2. Механизмы старения клеток.
    3. Механизмы светотерапии.

    Работа лаборатории поддерживается грантами Президиума РАН "Фундаментальные науки - медицине", РФФИ, INTAS, местными грантами, грантами для молодых сотрудников.


Сотрудники лаборатории

В.М. Михельсон - зав.лаб., д.б.н., проф.
И.М. Спивак - с.н.с., к.б.н.
Н.М. Плескач - н.с., к.б.н.
А.Г. Сотников - м.н.с., к.б.н.
О.И. Зубанова - м.н.с., к.б.н.
В.С. Кальний - м.н.с., к.б.н.
В.В. Прокофьева - м.н.с.
Г.Е. Савельева - м.н.с.
Н.В. Смирнова - м.н.с.
Л.И. Виткина - ст. лаб.
О.В. Шнейдер - ст. лаб.-иссл.
Е.Н. Полуботко - студентка СПбГУ
Н.А. Сейлиева - студентка СПбГУ
Т.Ю. Смирнова - студентка СПбПГУ

Группа фотоэкологии животной клетки:

К.А. Самойлова - д.б.н., проф.
Н.А. Жеваго - н.с., к.м.н.
Н.Б. Григорьева - ст. лаб.-иссл.
Е.А. Соловьева - лаб.
А.Г. Рябинин - студент СПбПГУ


Направления исследований

  • 1. Исследование наследственных нарушений репарации и репликации ДНК у человека.
  • 2. Исследование механизмов естественного старения и наследственного преждевременного старения у человека.
  • 3. Исследование механизмов лечебного действия инвазивных и неинвазивных методов светолечения.

    Основные публикации:

         1. Плескач Н. М., Михельсон В. М., Раамс А., Боотсма Д. (1996). "Определение групп комплементации для клеток больных пигментной ксеродермой и синдромом Коккейна, обнаруженных в России." Цитология 38(8): 863-868.
         Группы комплементации клеток больных пигментной ксеродермой и синдромом Коккейна, обнаруженных на территории бывшего СССР, определены в настоящей работе впервые. Определение проводили путем слияния фибробластов идентифицируемой группы с фибробластами известных групп комплементации с последующей регистрацией в дигетерокарионах уровня внепланового синтеза ДНК (для клеток больных пигментной ксеродермой) и способности восстанавливать синтез РНК (для клеток больных синдромом Коккейна) после УФ-облучения. Нормализация внепланового синтеза ДНК и способности восстанавливать синтез РНК свидетельствовала о комплементации. Установлено, что клетки больных пигментной ксеродермой XP2SP и XP4SP относятся к группе комп-лементации ХРС, а клетки больного синдромом Коккейна CS1SP - к группе комплементации CSA.

         2. Жестяников В. Д., Акимов. А. А., Савельева Г. Е., Гиршович М. З., Ивин Б. А. (1996). "Подавление репарации радиоиндуцированных повреждений ДНК в клетках Escherichia coli производными индазолина и проксифеином." Цитология 38(11): 1203-1210.
         Исследовано пострадиационное влияние пяти производных индазолина и проксифеина на выживаемость g-облученных клеток Escherichia coli и репарацию в них однонитевых разрывов ДНК. Три производных индазолина и проксифеин при добавлении в нетоксических концентрациях в пострадиационную среду снижают выживаемость Е. coli радиорезистентных штаммов WP2 hcr+, НгЗ0 и Hs30, но не влияют на выживаемость радиочувствительного мутанта Bs-i. Эти же вещества подавляют репарацию однонитевых разрывов ДНК у Е. coli WP2 hcr+. Те препараты, которые не снижают выживаемость радиорезистентных штаммов, не подавляют репарацию разрывов. Проксифеин в нетоксических концентрациях, в отличие от производных индазолина, вызывает в необлученных клетках деградацию ДНК. Полученные данные свидетельствуют о том, что индазолины являются новым классом ингибиторов репарации ДНК. Проксифеин, возможно, также является ингибитором репарации ДНК.

         3. Belyaev I. Y., Spivak I. M., Kolman A., Harms-Ringdahl M. (1996). "Relationship between radiation induced adaptive response in human fibroblasts and changes in chromatin conformation." Mutat. Res. 358(2): 223-230.
         Chromatin conformation changes in the normal human fibroblasts VH-10 were studied by the method of anomalous viscosity time dependence (AVTD). Gamma-irradiation of cells in a dose range of 0.1-3 Gy caused an increase in maximal viscosity of cell lysates. Conversely, irradiation of cells with low doses of 0.5 or 2 cGy resulted in a decrease in the AVTD peaks with a maximum effect approximately 40 min after irradiation. The same exposure conditions were used to study a possible adaptive effect of low doses, measured by changes in cell survival. A primary dose of 2 cGy caused significant modification of cell response to a challenge dose. Approximately 20% protection to challenge doses of 0.5 Gy (p < 0.003), 2 Gy (p < 0.02) and 2.5 Gy (p < 0.002) was observed. However, the direction of this effect (adaptation or synergism) was found to be dependent on a challenge dose. The combined effect of 2 cGy and 1 Gy was significantly synergistic, while no modification was observed for 1.5 Gy and 3 Gy. A partial correlation was found between the AVTD changes and cell survival when the combined effect of a primary dose of 2 cGy and challenge dose was examined. The dose of 2 cGy alone increased survival by 16% (p < 0.0003). These results suggest that the low-dose induced effects on survival may be related to chromatin reorganization.

         4. Кириллова Т. В., Спивак И. М. (1996). "Изменение митотического цикла клеток китайского хомячка СН1-79К, устойчивых к бромистому этидию, после действия ионизирующего излучения." Цитология 38(3): 370-377.
         В работе проведено сравнительное исследование ответа клеток китайского хомячка, устойчивых и чувствительных к бромистому этидию, на действие ионизирующей радиации - изменение митотического цикла и выживаемости клеток. Показано, что клетки клона Vebr-З0, устойчивые к бромистому этидию, более устойчивы к летальному действию g-лучей (по критерию выживаемости) по сравнению с клетками CHLV-79 RJK. Кроме того, клетки Vebr-З0 более устойчивы к действию рентгеновских лучей (по критерию восстановления митотического цикла в клетках после облучения клеток в дозе 5 Гр) и к действию колцемида (по критерию накопления клеток в фазе G2 + М). Наблюдаемые различия, по-видимому, обусловлены нарушением некоего регуляторного процесса, возможно участвующего в ответе клеток на радиационные повреждения и в репарации преимущественно сублетальных и отчасти летальных повреждений ДНК и мембранных структур клетки.

         5. Михельсон В. М. (1996). "Наследственное преждевременное старение человека." Клиническая геронтология (4): 29-35.

         6. Серегина Т. Б., Кузьмин И. А., Жестяников В. Д. (1996). "Репарация гамма-индуцированных однонитевых разрывов ДНК и деградация ДНК при действии новобиоцина в клетках HeLa." Цитология 38(1): 57-65.
         Методом седиментации в щелочных сахарозных градиентах исследовали репарацию g-индуцированных однонитевых разрывов и деградацию ДНК в клетках HeLa при действии ингибитора топоизомеразы II новобиоцина. Новобиоцин в концентрации 1 мМ не влияет на эффективность репарации однонитевых разрывов после облучения клеток g-лучами в дозе 150 Гр и на величину молекулярной массы ДНК в необлученных клетках при воздействии в течение 60-180 мин, не изменяет величины молекулярной массы ДНК в облученных клетках при воздействии до облучения в течение 60-180 мин и не вызывает дополнительной деградации ДНК в обработанных до облучения (60- 180 мин) и во время пострадиационной инкубации (60-180 мин) клетках. Новобиоцин в концентрации 4 мМ, значительно превышающей концентрацию, при которой новобиоцин подавляет синтез ДНК, тормозит продвижение клеток по митотическому циклу и вызывает блок в фазе G2, не влияет на величину молекулярной массы ДНК в необлученных клетках, подавляет эффективность репарации однонитевых разрывов ДНК, вызывает частичную деградацию ДНК при обработке клеток только до облучения в течение 60-180 мин и при обработке их до облучения (60-180 мин) и во время пострадиационной инкубации (60-180 мин). Степень подавления репарации ДНК новобиоцином с учетом вызываемой им деградации ДНК невелика. Поскольку новобиоцин в концентрации, при которой он ингибирует топоизомеразу II, не влияет на репарацию g-индуцированных однонитевых разрывов ДНК, топоизомераза II участия в репарации этого типа повреждений ДНК не принимает. Подавление репарации ДНК новобиоцином в высокой концентрации, по-видимому, не связано с избирательным действием на топоизомеразу II, а обусловлено влиянием на ряд белков, включая репаративные ДНК-полимеразы.

         7. Савченко А. Б., Чефу С. Г., Прокофьева В. В ., Ноздрачев А. Д. (1996). "Влияние транскраниальной электростимуляции на эндогенный фон радиочувствительности лабораторных мышей." Доклады Академии Наук 351(2): 278-280.

         8. Жестяников В. Д., Игушева О. А. (1997). "Связь транскрипции и репарации радиоиндуцированных повреждений ДНК." Радиационная биология. Радиоэкология 37(4): 549-554.

         9. Ozawa T., Hayashi S, Mikhelson V.M. (1997). "Phylogenetic position of mammoth and Steller's cow within Tethytheria demonstrated by mitochondrial DNA sequences." J.Molecular Evolution 44(4): 406-413.
         Here we report DNA sequences from mitochondrial cytochrome b gene segments (1,005 base pairs per species) for the extinct woolly mammoth (Mammuthus primigenius) and Steller's sea cow (Hydrodamalis gigas) and the extant Asian elephant (Elephas maximus), the Western Indian manatee (Trichechus manatus), and the hyrax (Procavia capensis). These molecular data have allowed us to construct the phylogeny for the Tethytheria. Our molecular data resolve the trichotomy between the two species of living elephants and the mammoth and confirm that the mammoth was more closely related to the Asian elephant than to the African elephant. Our data also suggest that the sea cow-dugong divergence was likely as ancient as the dugong-manatee split, and it appears to have been much earlier (22 million years ago) than had been previously estimated (4-8 million years ago) by immunological comparison.

         10. Kolman A., Spivak I., Naslund M., Dusinska M., Sedervall B. (1997). "Propilene oxide and epychlorohydrin induce DNA strand breaks in human diploid fibroblasts." Environ. Mol. Mutagen. 30(4): 40-46.
         The induction of DNA strand breaks in human diploid fibroblasts (VH-10) was demonstrated after in vitro exposure with two carcinogenic epoxides, propylene oxide (PO) and epichlorohydrin (ECH). Alkaline DNA unwinding (ADU), pulsed field gel electropharosis (PFGE), and the comet assay were used to measure DNA single. (SSBs) and double-strand breaks (DSBs). A dose-dependent increase of DNA strand breaks, measured by ADU, was observed in the dose range 2.5-20 mMh of PO and 0.25-2 mMh of ECH. The dose-response of ECH was about five times higher compared with that of PO (211 vs. 41 SSBs. 100 Mbp-1.mMh-1). The induction rates of DSBs, measured by PFGE, were found to be 18 times higher for ECH compared to PO (4.8 and 0.27 DSBs.100 Mbp-1.mMh-1 for ECH and PO, respectively). Using these two methods, the SSBs/ DSBs ratio was estimated to be 148 for PO and 44 for ECH. The data obtained by the comet assay also demonstrated a dose-dependent ability of PO and ECH to induce DNA damage. It was found that ECH was about six times more effective as an inducer of DNA strand breaks compared to PO (200 and 32x100 Mbp-1.mMh-1 for ECH and PO, respectively). The SSBs/DSBs ratios calculated using comet assay and PFGE data were 125 for ECH and 41 for PO. In addition, ECH is about 10 times more toxic than PO with respect to survival. These properties of ECH can at least in part be explained by its higher chemical reactivity connected with a higher rate of DNA alkylation.

         11. Баренфельд Л. С., Нергадзе С. Г., Плескач Н.М., Михельсон В.М. (1997). "О механизме радиорезистентного синтеза ДНК при атаксии-телеангиэктазии." Цитология 39(1): 20-24.
         Прямым методом ДНК-фиброавторадиографии проведено исследование репликации ДНК в клетках здоровых доноров и пациента с атаксией-телеангиэтакзией (AT). Впервые продемонстрирован тот новый факт, что в АТ-клетках снижено число одновременно функционирующих кластеров репликонов и уменьшена степень тандемнои сгруппированности таких кластеров по сравнению с таковыми в клетках здоровых доноров. Отсюда делается заключение о сниженной частоте активации кластеров. Существенно, что скорость движения репликативной вилки в АТ-клетках не изменена. Показано также, что облучение в дозе 5 Гр не влияет на частоту активации кластеров репликонов в АТ-клетках. В клетках же здоровых доноров частота активации после облучения снижается, так что они становятся сходными по этому признаку с клетками AT. Эти данные обсуждаются в связи с представлениями о радиорезистентности синтеза ДНК.

         12. Спивак И. М., Плескач Н. М., Боотсма Д., Кольман А. (1997). "Пониженная выживаемость и дефект репарации ДНК в клетках больных пигментной ксеродермой и синдромом Коккейна при действии лучевых и химических мутагенов." Цитология 39(6): 420-434.
         Исследовали влияние ионизирующей радиации и химических мугагенов- эпоксидов (этиленоксида, пропиленоксида и эпихлорогидрина) на выживаемость и репараиионные процессы в клетках больных пигментной ксеродермой (XP2SP) и синдромом Коккейна (CS1SP) в сравнении с клетками здоровых доноров VH-10 и C5RO. Показано, что ионизирующая радиация вызывает достоверно большее снижение выживаемости фибробластов XP2SP и CS1SP по сравнению с контрольными клетками здорового донора по критерию колониеобразования. Напротив, по способности клеток после гамма-облучения к репликативному синтезу ДНК не обнаружено существенного различия между клетками XP2SP и здорового донора. Различия в выживаемости мутантных клеток и клеток здорового донора при обработке эпоксидами оказались значительными лишь при действии этиленоксида на XP2SP. Однонитевые разрывы в ДНК клеток XP2SP и CS1SP под действием исследованных мутагенов образуются приблизительно с той же частотой, что и в ДНК контрольных клеток, однако репарация ДНК по этому критерию в мутантных клетках существенно подавлена.

         13. Кириллова Т. В. (1998). "Влияние ионизирующей радиации на митотический цикл эмбриональных клеток крысы, иммортализированных онкогеном Е1А и трансформированных онкогенами Е1А и c-Ha-Ras." Цитология 40(1): 84-93.
         Показано, что облучение в дозе 5 Гр эмбриональных и иммортализованных онкогеном Е1А клеток фибробластов крысы приводит к задержке выхода клеток из фазы G1 в фазу S, к увеличению фазы S и накоплению клеток в фазе G2, в которой через 10ч после облучения находится около 40 % (максимальное значение) клеток популяции, что более чем вдвое выше контрольного уровня. Напротив, у трансформированных онкогенами Е1А и с-Ha-Ras клеток, среди которых около 30 % полиплоидных, не наблюдалось ни задержки выхода клеток из фазы G1 в фазу S, ни увеличения фазы S. Максимальный G2-блок регистрировался через 8 ч после облучения и составлял около 30 %, что в 1.6 раза выше контрольного уровня. Таким образом, клетки, трансформированные двумя онкогенами, более устойчивы к действию ионизирующей радиации, чем клетки, иммортализованные только одним онкогеном Е1 А. Предполагается, что полученные данные свидетельствуют об отсутствии тумор-супрессорной функции белка р53 в эмбриональных и иммортализованных онкогеном Е1А клетках фибробластов крысы и о наличии таковой в клетках, трансформированных онкогенами Е1А и с-На-Ras.

         14. Chovanec M., Naslund M., Spivak I., Dusinska M., Cedervall B. (1998). "Rejoining of strand breaks induced by propylene oxide and epichlorohydrin in human diploid fibroblasts." Environ. Mol. Mutagenesis 32(3): 223-228.
         The repair kinetics of DNA single- and double-strand breaks (SSBs, DSBs) induced with two carcinogenic epoxides, propylene oxide (PO) and epichlorohydrin (ECH), was studied in human diploid fibroblasts. The methods used were: alkaline DNA unwinding (ADU), the comet assay, and pulsed field gel electrophoresis (PFGE). About 70% of SSBs, measured by ADU, were rejoined after the treatment with 5 mMh and 10 mMh of PO within 20 hr, and the half-life was estimated to be approximately 15 hr. On the other hand, effective rejoining of SSBs after ECH treatment was observed only at a dose of 1 mMh (a half-life of approximately 15 hr), whereas after 2 mMh treatment, only 26% of SSBs could be rejoined within 20 hr. Furthermore, the use of the comet assay demonstrated that DNA strand breaks were effectively rejoined after PO and ECH treatment at doses of 5-10 mMh and 0.5-1 mMh, respectively. About 76% and 83% of DSBs induced by 5 and 10 mMh of PO, respectively, were rejoined within 4 hr after the treatment (a half-life of approximately 2.5 hr), with little further repair thereafter. At lower dose of ECH (1 mMh) a half-life for DSBs rejoining was estimated to be approximately 2 hr; however, only 29% of DSBs were rejoined within 2 hr at the higher dose of 2 mMh. After 18 hr, the rejoining following treatment with a lower dose was negligible. At a higher dose, a rapid accumulation of DSBs was observed, probably as the result of cell death and DNA degradation. The results demonstrate the capability of human diploid fibroblasts to repair DNA SSBs and DSBs at low-to-moderate doses of the epoxides. A weak capacity to rejoin DNA strand breaks induced by higher doses of ECH may be a consequence of its higher DNA alkylation activity and approximately 10 times higher toxicity compared to PO.

         15. Spivak I. M., Kolman A. (1998). "Alteration of P53 protein in C3H/10T1/2 cells morphologically transformed by gamma-rays in ststionary phase." Mutat. Res. 397(2): 345-352.
         The panel of 70 transformed clones was isolated after exposure of C3H/10T1/2 cells in stationary phase to low-moderate doses (1-4 Gy) of 137Cs gamma-rays. Two widely different dose rates were used: high (HDR, 0.66 Gy/min) and low (LDR, 4.8 x 10(-4) Gy/min). Immunohistochemical analyses were performed by cellular staining with three types of monoclonal anti-p53 antibodies, Ab-1 (PAb421), Ab-3 (PAb240) and Ab-4 (PAb246) in order to identify wild-type and altered conformation of the p53 protein in cell nuclei. The gamma-ray exposure led to induction of altered p53 protein in the majority of morphologically transformed clones. For LDR exposure the percentage of clones with changed p53 protein was 79 (11/14), 71 (12/17) and 100 (6/6) for the exposure doses of 2, 3 and 3.6 Gy, respectively. For HDR exposure the percentage of such clones was 60 (3/5), 40 (4/10) and 87 (13/15) for 1, 2 and 3 Gy, respectively. Moreover, in some transformed clones, especially in those induced by higher gamma-ray doses, p53 protein in cell nuclei was not found. It was demonstrated by lack of the staining with Ab-1 antibody which can detect both mutant and wild-type of p53 protein. An altered conformation of p53 protein was detected, using Ab-3 antibody which does not react with its native conformation, in 27% (18/67) of all radiation-induced clones. A native conformation of p53 protein was recognized by Ab-4 antibody in 33% (10/30) of clones induced by HDR, and in 22% (8/37) of clones induced by LDR exposure. Our study shows that alterations of p53 protein in cell nuclei is a frequent feature of morphological transformations induced by ionizing radiation in C3H/10T1/2 cells, and that these alterations occur independently of dose rate.

         16. Barenfeld L. S., Nergadze S. G., Pleskach N. M., Prokofjeva V. V., Mikhelson V. M. (1998) "Decreased number of simultaneously operating adjacent clusters of replicons in some human strains with and without x-irradiation" Mutat. Res., 408(3):219-226.
         Several parameters of DNA replicons and replicon clusters have been examined using DNA fiber autoradiography in normal vs. mutant human cell lines showing increased chromosomal sensitivity to ionizing radiation as well as radioresistant DNA synthesis. Rates of synthesis of individual replicons for unirradiated ataxia telangiectasia (AT) AT5MO, basal cell naevus syndrome (BCNS) BCN1SP and Down's Syndrome LCH944 appeared to be in the range seen with two normal fibroblast lines. With the longer labelling times (60-165 min), the average track lengths were longer in normal fibroblasts than mutant cell; after 5 Gy of radiation, normal and mutant cells had similar track lengths for all labelling times (10-165 min), as well as unchanged rates of replicon synthesis. These observations led to the determination of 'chain length', which measures simultaneously active adjacent replicon clusters. The main finding is that 'chain length' in mutant lines was significantly lower than that in the normal fibroblasts; upon 5 Gy irradiation, the values in normal cells were reduced about two-fold while the values for mutant cells remained about the same as controls. Thus, the experiments suggest that in unirradiated mutant cells DNA replication is delayed in a comparable manner as that induced by ionizing radiation in normal cells. A possible relation of the data to the chromosomal radiosensitivity and radioresistant DNA synthesis in the mutant lines is discussed.

         17. Соловьева Л. В., Томилин А. Н., Розанов Ю. М., Плескач Н. М., Чагин В. О., Томилин Н. В. (1998). "Организация репликативных доменов ДНК в S-фазных ядрах клеток человека." Цитология 40(8/9): 791-797.
         Каждая хромосома клеток эукариот содержит множественные единицы репликации ДНК, которые активируются в течение S-фазы клеточного цикла по определенной программе. В настоящее время принято считать, что в клетках млекопитающих основными независимо функционирующими единицами репликации ДНК являются группы из 20-25 синхронно активируемых соседних малых (со средним размером 100 т. п. н.) репликонов. После мечения вновь синтезированной ДНК нерадиоактивно меченными предшественниками и окрашивания включившейся метки с помощью иммунофлуоресцент-ных методов в S-фазных ядрах выявляют дискретные репликативные домены ДНК. Считается, что каждый репликативный домен (РД) образуется отдельной группой синхронно активируемых малых репликонов. При средней скорости движения репликативной вилки 2 т.п.н./мин синтез ДНК одной такой группы репликонов должен заканчиваться за 25 мин, и только в течение этого времени один РД должен включать репликативную метку. В настоящей работе длительность синтеза ДНК отдельных РД S-фазных клеток человека определяли с помощью двух репликативных меток, которые можно выявить в одном ядре с использованием специфических реагентов. Полученные результаты указывают на то, что синтез ДНК большей части РД продолжается более 90 мин, что противоречит общепринятой модели организации единиц репликации ДНК в клетках млекопитающих (Наnd 1978) и лучше всего согласуется с другой моделью, согласно которой основными единицами репликации являются отдельные или сгруппированные большие репликоны размером более 300 т.п.н. Liарunоvа, 1994).

         18. Svetlova M. P., Solovjeva L. V., Pleskach N. M., Tomilin N. V. (1999). "Focal sites of DNA repair synthesis in human chromosomes." Biochem.Biophys.Res.Comm. 257(2): 378-383.
         Nucleotide excision repair (NER) is the principle pathway by which the human cells eliminate UV-induced lesions from their genomic DNA. The process can be visualized through the labelling of the nucleo-tides that are incoporated into repair patches, follow-ing the excision of the damaged stretch of DNA. In this study we have visualized sites of DNA repair synthesis (DRS) in human interphase and metaphase chromo-somes after very short times (2.5-30 min) of postirra-diation labelling in vivo with 5-iododeoxyuridine. A limited number (<50 per nucleus) of discrete nuclear DRS sites were seen in cells fixed immediately after labelling and the sites are also detectable in inter-phase and metaphase chromosomes visualized 48h af-ter irradiation (3 J/m2). These observations strongly support the view that within a given short time win-dow distinct chromosome domains are under exten-sive repair while in many other domains NER is slow. They argue against the general distributative NER process but are consistent with a processive scanning of damaged domains

         19. Svetlova M., Nikiforov A., Solovjeva L., Pleskach N., Tomilin N., Hanawalt P. C. (1999). "Reduced extractability of XPA DNA repair protein in ultraviolet light - irradiated mammalian cells." FEBS Letters 463(1/2): 49-52.
         DNA repair is an important factor of stability of pro- and eukaryotic genomes which plays a central role in mutagenesis and carcinogenesis. Genetic control of nucleotide excision repair (NER) in mammalian cells is well studied, but little is known about molecular mechanisms of postreplication repair (PRR) which allows bypass of base lesions in template strands after DNA replication. In Saccharomyces cerevisiae PRR is controlled by the RAD61Rad18 pathway which involves POL30 gene encoding proliferating cell nuclear antigen (PCNA), and in human cells PCNA is known to be closely associated with the newly replicated chromatin where PRR probably takes plase. In UV-irradiated human cells distinct PCNA foci may be detected in somecells which accumulate phosphorylated breast cancer susceptibility protein BRCA1 and another protein BARD1. Human PCNA is also known inhibitor to be phosphorylated after UV-irradiation. In this study we found that the known inhibitor of protein kinases staurosporine supresses PRR in NER-deficient cells which is consistent with the wvew that BRCA1 and PCNA are required for PRR. We also have shown that the distinct PCNA foci in UV-irradiated NER-deficient cells are actually Associated with the newly replicated chromatin. Since RAD18 protein is not essential for normal DNA replication and directly controls PRR in yeast, we analysed whether this protein as well as its human homologs (HR18A and HR18B) have common domains with BRCA1 and BARD1. It is found that HR18A has a subregion of homology to BARD1 and HR18A - to BRCA1. Taken together the results indicate that BRCA1 and BARD1 may be i9nvolved in PRR in human cells.

         20. Спивак И. М., Смирнова Н. В., Плескач Н. М., Кольман А. (1999). "Влияние иммортализации на репаративный потенциал клеток при прогерии." Успехи геронтологии(3): 94-102.
         Иммортализация клеток при обработке их вирусом Эпштейна-Барра приводит к утере ограничения репликативного потенциала клетки, иначе называемого лимитом Хейфлика по имени его открывателя. В литературе активно дискутируется роль лимита Хейфлика в процессах старения. На примере клеток больной прогерией взрослых, для которой врожденное снижение репаративного потенциала является диагностическим признаком, проводится сравнение процессов репарации в мортальных и иммортализованных клеточных штаммах. Обнаружена независимость дефектов репарации от иммортализации, что может служить косвенным подтверждением гипотезы Хейфлика о независимости процессов старения от потери потенциала клеточного деления.

         21. Смирнова Н. В., Спивак И. М., Михельсон В. М. (1999). "Р53-статус клеток больных прогерией и атаксией-телеангиэктазией после действия ионизирующей радиации." Цитология 41(8): 721-728.
         Проведены исследования экспрессии и стабилизации белка Р53 в клеточных штаммах РК35Р и АТ28Р, полученных от больных прогерией и атаксией-телеангиэктазией. В ходе иммунофлуоресцент-ного исследования Р53-статуса клеток после воздействия гамма-облучения в сублетальной дозе показано, что клетки штамма РКЗЗР по характеру экспрессии белка Р53 не демонстрируют отличий от клеток здорового донора. В клетках штамма АТ23Р белок Р53 не детектируется используемыми методами, что подтверждает литературные данные о нарушении Р53-статуса клеток при атаксии-телеангиэктазии.

         22. Баренфельд Л. С., Калмыкова Н. В., Андреева Л. Ф., Плескач Н. М., Прокофьева В. В., Михельсон В. М. (1999). "Морфофункциональные характеристики фибробластов при базальноклеточном невусе и синдроме Коккейна." Цитология 41(11): 927-931.
         Изучали морфофункциональные характеристики культивируемых фибробластов здорового человека и при наследственных заболеваниях - синдроме Коккейна (СК) и синдроме базальноклеточного невуса (СБКН). Обнаружено, что в клетках при СБКН площадь ядра в 1.5 раза меньше, суммарная площадь ядрышек на ядро также уменьшена, тогда как число ядрышек в ядре в 2 раза больше, чем в клетках других исследованных культур. Методом серебрения показано, что все мнолжественные ядрышки в клетках при СБКН содержат активные локусы ядрышкового организатора. Методом гибридизации in situ показано, что концентрация транскриптов молекул 18S РНК в ядрах клеток при СБКН в 5 раз, а в циооплазме в 2.8 раза выше, чем в фибробластах здорового донора и при СК. Полученные данные могут свидетельствовать о большей степени активности ядрышкового организатора в клетках при СБКН и, как следствие, о нарушении белкового гомеостаза клеток.

         23. Соловьева Л. В., Светлова М. П., Плескач Н. М., Ханавольт П., Томилин Н. В. (1999). "Иммунофлуоресцентная регистрация фокусов репаративного синтеза ДНК в клетках человека в краткосрочный период после облучения." Доклады Академии Наук 367(3): 420-421.

         24. Кириллова Т. В., Спивак И. М. (1999). "Роль топоизомеразы II в ответе клеток млекопитающих на действие ионизирующего излучения. I. Изменение митотического цикла клеток китайского хомячка СНО К1, облученных рентгеновыми лучами, после действия новобиоцина в высокой концентрации." Цитология 41(1): 53-59.
         Методом проточной цитометрии исследовали митотический цикл в Х-облученных клетках китай-ского хомячка ОНО К1 при действии ингибитора топоизомеразы II новобиоцина (НБ). Длительное действие НБ в концентрации 1 мМ (20-30 ч) приводит к задержке клеток в фазах G2 + М. Облучение клеток рентгеновскими лучами в дозе 5 Гр приводит к временной незначительной задержке клеток в 5-фазе в первые часы после облучения, к задержке клеток в фазах G2 + М через 8-24 ч после облучения; гистограммы для клеток через 30 ч после облучения имеют вид, характерный для необлученных клеток. Облучение в дозе 5 Гр клеток, обработанных НБ, приводит к незначительной задержке выхода клеток из фазы G1 в фазу S; к отсутствию существенных изменений при прохождении клетками S-фазы; к замедленному накоплению клеток в фазах G2 + М, при этом блок в этих фазах сохраняется существенно более длительное время, чем у облученных, но не обработанных НБ клеток. Таким образом, при этих условиях воздействия НБ не способствует полному восстановлению митоти-ческого цикла Х-облученных клеток. Полученные данные позволяют предположить участие топоизо-меразы II в клеточном ответе на действие ионизирующего излучения. Однако нельзя исключить и конкуренцию НБ с белками, отличными от топоизомеразы II, например, с белком р34 (сdс-киназой), участвующим в регуляции клеточного цикла.

         25. Игушева О. А., Спивак И. М., Михельсон В. М., Плескач Н. М., Жестяников В. Д. (1999). "Дефект преимущественной репарации гамма-индуцированных однонитевых разрывов в транскрибируемой ДНК при атаксии-телеангиэктазии" Цитология 41(2): 167-172.
         В работе исследована зависимая от транскрипционной активности гетерогенность репарации гамма-индуцированных однонитевых разрывов (ОР) ДНК в клетках больного атаксией-телеангиэктазией (АТ). Показано, что при АТ в транскрибируемом гене c-myc отсутствует повышенная индукция повреждений и имеет место дефект преимущественной (ускоренной) репарации ОР ДНК, наблюдающейся в фибробластах здорового человека. В ДНК, содержащей сателлит III человека, и тотальной ДНК репарция ОР при АТ осуществляется так же, как и в норме. Дефект преимущественной репрарации ОР ДНК в гене c-myc при АТ коррелирует с повышенной радиочувствительностью клеток.

         26. Спивак И. М. (1999). "Наследственные заболевания с первичными и вторичными дефектами репарации ДНК" Цитология 41(5): 338-379.
         Обсуждаются два основных пути репарации ДНК. Во-первых, эксцизионная репарация нуклеотидов после УФ-облучения, рассматриваемая на примере различных эукариотических клеток, и подробное описание болезней человека, связанных с наследственными нарушениями этого процесса: пигментной ксеродермы, синдрома Коккейна и трихотиодистрофии. Изложены современные представления о генетике эксцизионной репарации, разобраны соответствующие гены и их мутации. Во-вторых, внимание остановлено на процессе ликвидации двухнитевых разрывов ДНК как на основном типе летальных повреждений, вызываемых ионизирующей радиацией. Этот процесс также первоначально описан в клетках эукариот, а затем подробно разобраны такие заболевания, как атаксия-телеангиэктазия (синдром Луи-Бар), Ниймегенский синдром ломкости хромосом, синдром Блюма, анемия Фанкони, прогерии, при которых наблюдается повышенная чувствительность к g-излучению и действию химических агентов. Обсуждаются современные представления о вовлеченности процессов репарации при каждом из этих заболеваний.

         27. Хомасуридзе М. М., Спивак И. М., Плескач Н. М., Михельсон В. М. (1999). "Особенности радиочувствительности клеток больных атаксией-телеангиэктазией после действия ионизирующей радиации" Цитология 41(5): 412-419.
         Исследовали выживаемость, образование и ликвидацию однонитевых и двойных разрывов ДНК, уровень спонтанных и индуцированных аберраций хромосом и сестринских хроматидных обменов (СХО) в клетках больных атаксией-телеангиэктазией (АТ) при g-облучении. По всем показателям, кроме СХО, чувствительность клеток АТ к ионизирующей радиации оказалась повышенной, хотя и не достигала уровней, характерных, по данным литературы, для клеток больных классической АТ. Подтверждена также ранее обнаруженная нами радиорезистентность репликативного синтеза ДНК в клетках больных АТ к g-облучению. Делается вывод о том, что исследованные клетки относятся к форме заболевания АТ-вариант. Обсуждаются возможные механизмы повышенной радиочувствительности клеток АТ, сопровождаемой радиорезистентностью репликативного синтеза ДНК в этих клетках. Авторы приходят к выводу о том, что дефект репарации ДНК в клетках больных АТ скорее всего не является первичным.

         28. Жестяников В. Д., Савельева Г. Е. (1999). "Радиоадаптивный ответ у Escherichia coli: polA-, recA-, LexA-зависимость индукции и репарации однонитевых разрывов ДНК после гамма-облучения" Доклады РАН 374(2): 271-273.

         29. Жестяников В. Д. (2000). "Немутагенная и мутагенная пострепликативная репарация ДНК в клетках прокариот и эукариот (обзор)" Цитология 42(9): 837-843.
         Рассматриваются механизмы ликвидации пробелов в дочерней ДНК, образующихся при остановке продвижения вилок репликации и возобновлении репликации в клетках после действия ДНК-повреждающих агентов, главным образом УФ-света. Репарация дочерних ДНК, или пострепликативная репарация (ПРР) осуществляется безошибочным (немутагенным) и ошибочным (мутагенным) путями. Первый - репарация путем рекомбинации между сестринскими дуплексами, с помощью которой ликвидируется большая часть пострепликативных пробелов. Второй путь связан с индукцией SOS-ответа. В клетках бактерий Escherichia coli мутагенная SOS-репарация осуществляется белками RecA, UmuD, UmuC, ДНК-полимеразой III - голоэнзимом - и др. В последнее время у E.coli открыты новые мутагенные ферменты семейства UmuC/DinB - ДНК-полимераза IV, продукт гена dinB, и ДНК-полимераза V, продукт генаов umuDC. В клетках дрожжей Saccharomyces cerevisiae пострепликативное преодоление повреждений осуществляется вновь открытыми ферментами - дезоксицитидил-трансферазой (продукт гена REV1), ДНК-полимеразой k (REV3) и ДНК-полимеразой h(RAD30). Все три фермента имеют общую часть, гомологичную белкам - продуктам гена umuC E.coli. ДНК-полимераза эта правильно встраивает остатки аденина в дочерней нити против некодирующих остатков тимина в циклобутановом димере тимин-тимин, тогда как дезоксицитидилтрансфераза и ДНК-полимераза k мутагенны. На основе мутации RAD6 S.cerevisiae получены клетки человека hREV1, hREV3 и hRAD30A, кодирующие дезоксицитидиттрансферазу, ДНК-полимеразы k и h, соответственно. Показано, что с недостаточностью ДНК-полимеразы эта связан дефект ПРР ДНК при пигментной ксеродерме в форме "вариант" (XPV). Этот дефект восполняется экстрактом из интактных клеток HeLa. Обсуждается значение вновь открытых ферментов в системе механизмов репарации и репликации ДНК в клетках про- и эукариот.

         30. Никифоров А. А., Светлова М. П., Соловьева М. П., Плескач Н. М., Ханавольт П., Томилин Н. В. (2000). "УФ-индуцированная иммобилизация репарационного белка ХР А в различных линиях клеток человека." Цитология 42(2): 181-189.
         Для осуществления процесса эксцизионной репарации нуклеотидов (ЭРН) абсолютно необходим белок ХРА, который in vitro преимущественно связывает УФ-облученную ДНК и, по-видимому, участвует в процессе узнавания пиримидиновых димеров - основного типа УФ-повреждений ДНК. С помощью иммунофлуоресцентной микроскопии и иммуноблотинга нами обнаружено, что белок ХРА полностью экстрагируется из необлученных нормальных фибробластов человека раствором детергента Тритона X-100, но после УФ-облучения происходит падение его растворимости, которое зависит от дозы облучения. Эффект УФ-индуцированной иммобилизации белка ХРА наблюдался в клетках линий с различными дефектами репарации, однако экстрагируемость белка ХРА из необлученных клеток этих линий бьша существенно меньше, чем в нормальных фибробластах. Эти данные не позволяют сделать вывод о прямой связи изучавшегося эффекта с различными путями ЭРН. Ингибитор гистондеацетилазы бутират натрия не влиял на экстрагируемость ХРА как в облученных, так и в необлученных нормальных клетках, что указывает на независимость эффекта от степени ацетилирования хроматина. Исследование с помощью конфокальной микроскопии показало, что иммобилизованный после УФ-облучения белок ХРА лишь частично колокализуется с PCNA, кофактором ДНК-полимераз 8 и е, необходимым для эффективной ЭРН in vitro. Таким образом, только часть фокальных сайтов устойчивого к детергенту белка ХРА может соответствовать участкам репаративного синтеза ДНК, в то время как основная часть фокусов ХРА, по-видимому, отражает раннюю стадию формирования на хроматине комплексов репарационных белков, необходимых для репарации повреждений.

         31. Ляхович А. В., Аксенов Н. Л., Туохима П., Михельсон В. М. (2000). "Длительное взаимодействие витамина В подавляет эстрадиол-индуцированную активность erk-1 MAPK и пролиферацию раковых клеток MCF-7 и LNCaP" Цитология 42(10): 977-982.
         Стероидные гормоны играют значительную роль в регуляции процессов клеточной дифференциров-ки и развития. Действие гормона 17b-эстрадиола (Е2), ускоряющего пролиферацию раковых клеток, осуществляется через возбуждение ядерных эстрогеновых рецепторов, но может также индуцировать ряд быстрых (менее 1 мин) клеточных процессов, в том числе активацию митогенактивирующих белковых киназ (МАРК). Секостероид 1,25-дигидроксивитамин D3 (D3), также способный вызывать быстрый клеточный ответ, напротив, является ингибитором клеточной пролиферации. В настоящей работе показано влияние 1,25-дигидроксивитамина DJ и 17b-эстрадиола на активацию МАРК и пролиферацию раковых клеток MCF-7 и LNCaP. В обоих случаях обнаружена преимущественная активация erk-1-формы МАРК. Уровень фосфорилирования р38 МАРК не зависел от действия Е2 или D3. Длительное воздействие D3 частично подавляло Е2-зависимую активацию МАРК, что, возможно, является одной из причин торможения пролиферации раковых клеток.

         32. Ляхович А. В., Аксенов Н. Л. (2000). "Изучение топографии молекул клеточной адгезии CD9, CD24, L1 и N-CAM на поверхности нейробластомных клеток с помощью метода химических сшивок" Цитология 42(4): 399-403.
         Молекулы клеточной адгезии нервных клеток CD9, CD24, L1 и N-CAM объединяются в комплексы на поверхности клеточной мембраны и играют важную роль в процессах развития, дифференцировки и роста нервных клеток. Методом химических сшивок установлено взаиморасположение данных молекул на поверхности мембран нейробластомных клеток N2A. Показаны наличие взаимодействий CD9 с L1, а также отсутствие такого взаимодействия с N-CFV, изучена топография комплексов CD24 и L1, CD24 и N-CAM, и др . Полученные результаты позволяют предположить наличие функциональной кооперативности среди вышеупомянутых молекул, что может приводить к общим путям передачи

         33. Кириллова Т. В. (2000). "Роль топоизомеразы II в ответе клеток млекопитающих на действие ионизирующего излучения. II. Изменение митотического цикла в клетках HeLa, облученных рентгеновыми лучами, после действия новобиоцина в малой концентрации" Цитология 42(2): 176-180.
         Обработка клеток HeLa ингибитором топоизомеразы II новобиоцином (НБ) в концентрации 0.4 мМ не приводила к каким-либо изменениям при прохождении митотического цикла; обработка Х-облученных клеток HeLa НБ приводила к существенному уменьшению G2-блока, индуцированного действием Х-лучей в дозе 5 Гр. Сопоставление этих данных с ранее полученными по влиянию НБ в концентрации 1 мМ на митотический цикл Х-облученных клеток СНО К1 - наличие блока на границе G1/S и увеличение G2-блока, а также увеличение чувствительности к действию Х-лучей после обработки клеток НБ - позволило сделать вывод об участии топоизомеразы II в ответе клеток на действие ионизирующего излучения. Однако нельзя исключить и взаимодействие НБ с белками, отличными от топоизомеразы II, например с р34сdс2-киназой, участвующими в регуляции клеточного цикла.

         34. Аксенов Н. Л., Ляхович А. В., Михельсон В. М., Спивак И. М., Туохима П., Уликоми Т. (2001). "Поиск элементов, ответственных за регуляцию гена фактора роста кератиноцитов стероидными гормонами и 1,25-дигидроксивитамином D3" Цитология 43(11): 1038-1045.
         В работе показано повышение продукции матричной РНК и белка, кодируемого геном kgf, под воздействием 1,25-дигидроксивитамина D3 (1,25-D3) и 17-бета-эстрадиола (Е2) в клетках линия LNCaP (рака простаты). Компьютерный анализ последовательности ДНК в 5'-фланкирующей области гена kgf с использованием программ и без данных для поиска и анализа регуляторных последовательной в ДНК (TESS, TRANSFAC и др.) позволил найти последовательности в промоторной области гена kgf, которые потенциально ответственны за связывание ядерных рецепторов витамина D3, а также 17 бета-эстрадиола и некоторых других стероидных гормонов.

         35. Tomilin N. V., Solovjeva L. V., Svetlova M. P., Pleskach N. M., Zalenslaya I. A., Yau P. M., Bradbury E. M. (2001). "Visualization of focal nuclear sites of DNA repair synthesis induced by bleomycin in human cells" Radiat Res. 156(4): 347-354.
         In this study, we examined DNA repair synthesis in human cells treated with the radiomimetic drug bleomycin, which efficiently induces double-strand breaks (DSBs). Using tyramide-biotin to amplify fluorescent signals, discrete nuclear foci from the incorporation of 5-iododeoxyuridine (IdU) were detected in proliferating human cells treated with bleomycin. We believe this comes from the repair of DSBs. An increase in the number of foci (>5 per nucleus) was detected in a major fraction (75%) of non-S-phase cells labeled for 30 min with IdU 1 h after the end of bleomycin treatment. The fraction of cells with multiple IdU-containing foci was found to decrease 18 h after treatment. The average number of foci per nucleus detected 1 h after bleomycin treatment was found to decrease twofold between 1 and 3.5 h, indicating that the foci may be associated with the slow component of DSB repair. The presence of DSBs in bleomycin-treated cells was confirmed using antibodies against phosphorylated histone H2AX (gamma-H2AX), which is strictly associated with this type of DNA damage. After treatment with bleomycin, non-S-phase cells also displayed heterogeneous nuclear foci containing tightly bound proliferating cell nuclear antigen (PCNA), suggesting an ongoing process of unscheduled DNA synthesis. PCNA is known to be involved in base excision repair, but a fraction of the PCNA foci may also be associated with DNA synthesis occurring during the repair of DSBs.

         36. Баренфельд Л. С., Нергадзе С. Г., Михельсон В. М. (2001). "Пониженная частота активации клестеров репликонов в лимфоцитах при синдроме Дауна" Цитология 43(7): 692-697.
         В лимфоцитах крови двух здоровых доноров и 7 больных синдромом Дауна (СД) изучали скорость синтеза ДНК в индивидуальных репликонах и смежных кластерах репликонов с использованием метода ДНК-фиброавторадиографии. Обнаружено, что в лимфоцитах 6 из 7 исследованных болных СД существенно снижена частота активации одновременно реплицирующихся смежных кластеров репликонов по сравнению с таковой в клетках здоровых доноров. Скорость синтеза индивидуальных репликонов оказалась одинаковой во всех исследуемых случаях. Полученные результаты демонстрируют различия в структурной организации кластеров репликонов между лимфоцитами больных СД и здоровых доноров. Обсуждается возможная связь обнаруженного феномена с хромосомной нестабильностью в клетках СД.

         37. Mikhelson V. M. (2001). "Replicative mosaicism might explain seeming contradictions in telomere theory of aging" Mechanisms of Ageing and Development 122(13): 1361-1365.
         All living organisms are regarded as a mosaic of cells with different replicative histories, explaining all the contradictions in the telomere theory of aging. Exhausted proliferative potential of cells in some areas of the organ tissue might be sufficient to promote one of the age-dependent diseases. Thus a combination of these disorders, gradually increasing with age, is aging. Nobody dies just because of the age. Nothing other than the age-related diseases occur with age, and if we separate those diseases, we will get not just a healthy old man, according to Dr. Hayflick's new hypothesis (Exp.Gerontol.,1998,33,639), but a healthy young man, if not a newborn child.

         38. Жестяников В. Д., Яновска Э., Савельева Г. Е., Брвбец В. (2001). "Выживаемость и возможность адаптивного ответа у Escherichia coli при действии гамма-облучения, cis-диаминодихлорплатины и некоторых ее производных" Цитология 43(11): 1067-1074.
         Сравнивали чувствительность E.coli групп К-12 и В с разной репарационной способностью при летальном действмии гамма-лучей, cis- и trans-диаминодихлорплатины (ДДП), cis- и trans-иминоэфиров (ИЭ) ДДП. Во всех опытах наиболее устойчивыми к этим агентам оказались клетки диких типов E.coli (repair proficient). Штаммы E.coli, распределяющиеся по чувствительности к гамма-лучам на две группы (резистентные и чувствительные/сверхчувствительные штаммы), по чувствительности к производным cis-ДДП занимают промежуточное положение. Почти во всех случаях наиболее чувствительными к cis-ДДП являются одиночные и особенно двойные мутанты, дефектные по системам эксцизионной репарации нуклеотидами, рекомбинационной репарации и индуцибельной SOS-репарации. Данные свидетельствуют о том, что репарация летальных повреждений у E.coli после действия cis-ДДП значительно сложнее, чем после гамма-облучения. Из производных ДДП наибольшей активностью обладает cis-ДДП, меньшей - trans-ДДП и значительно меньшей - cis- и trans-ИЭ. Показано, что воздействие ионизирующей радиации в низких дозах (более 10 различных режимов) или обработка cis-ДДП в низких концентрациях не изменяет выживаемости E.coli после действия этих же агентов в больших дозах. Иными словами, у E.coli при действии ионизирующей радиации и cis-ДДП адаптивного ответа по критерию летального действия не обнаружено.

         39. Жестяников В. Д., Савельева Г. Е., Зиганшина Е. Х. (2001). "Радиационное усиление репарации УФ-индуцированных пострепликативных пробелов в клетках Escherichia coli" Цитология 43(12): 1168-1173.
         Исследовали пострепликативную репарацию (ПРР) ДНК в УФ-облученных клетках E.coli WP2 uvrA (триптофанзависимый штамм) и K12 AB1886 uvrA6, предварительно облученных гамма-лучами в низких дозах (радиоадаптация, первое стрессовое воздействие). При этом через 45-60 мин инкубации в ростовой среде ПРР более эффективна, чем в нерадиоадаптированных клетках: репарация пострепликативных пробелов возрастает на 15-6%. Если клетки штамма WP2 uvrA инкубировали после УФ-облучения в среде без триптофана или без казаминовых кислот (второе стрессовое воздействие), ПРР ДНК возрастает уже при 15-минутной инкубации и еще более эффективна, чем при первом стрессе. При двойном стрессовом воздействии репарация пострепликативных пробелов через 30-40 мин возрастает на 45-23%. При этом репарируются почти все пробелы (94-96%). Только второй стресс на эффективность ПРР ДНК не влияет. Предполагается, что предварительная радиоадаптация индуцирует синтез белка (белков) SOS-ответа, возможно, ДНК-полимеразу V. Второе стрессовое воздействие, по-видимому, индуцирует синтез неизвестного фактора (или депрессирует синтез MmrА-подобного белка), что в кооперации с вновь синтезируемым при радиоадаптации белком существенно усиливает зависимую от нее ПРР ДНК.

         40. Nazarov I. B., Woods D. R., Montgomery H. E., Shneider O. V., Kazakov V. I., Tomilin N. V., Rogozkin V. A. (2001). "The angiotensin converting enzyme I/D polymorphysm in Russian athletes" Eur.J.Human Genetics 9(9): 797-801.
         The deletion (D) of the human ACE gene is associated with higher ACE activity than the insertion (I) allele. There is controversy as to whether the ACE genotype may be associated with elite athletic status; recent studies have identified no significant associations amongst those drawn from mixed sporting disciplines. However, such lack of association may reflect the mixed nature of such cohorts, given that an excess frequencyof thr I allele has been reported amongst elite endurance athletes, and an excess of the D allele amongst those engaged in more power-orientated sports. We examined this hypothesis by determining ACE I/D allele frequency amongst 217 Russian athletes (swimmers, skiers, triathletes and track-and-field participants), prospectively stratified by performance ('outstanding' or 'average'), and the duration of their event (SDA (<1 min), MDA (1 to 20 min), and LDA (>20 min); short, middle and long distance athletes respectively). ACE genotype and allele frequencies were compared to 449 controls. ACE genotype frequency amongst the whole cohort, or the outstanding athletes alone, was no different to that amongst sedentary controls. However, there was no excess of the D allele (frequency 0.72, P=0.001) amongst the outstanding SDA group, and an excess of the I allele (frequency 0.63, P=0.032) amongst the outstanding MDA group. These findings were replicated in the outstanding swimmers, whith track and field SDA similarly demonstrating an excess of the D allele (P=0.01). There was no association found between the outstanding LDA and ACE genotype (P=0.27). These data not only confirm an excess of the D allele in elite SDA, and I allele in elite MDA, but also offer an explanation as to why any such association may be hard to detect amongst a heterogeneous cohort of mixed athletic ability and discipline.

         41. Жестяников В. Д., Савельева Г.Е., Зиганшина Е.Х. (2002). "Радиоадаптивное усиление репарации УФ-индуцированных пострепликативных пробелов в клетках Escherichia coli, дефектных по репарации ДНК" Цитология 44(5): 499-501.
         В УФ-облученных клетках Escherichia coli WP2 uvrA, дефектныз по эксцизионной репарации ДНК с пиримидиновыми димерами, гамма-облучение в малых дозах до УФ-облучения приводит к усилению эффективности пострепликативной репарации (ПРР) пробелов в ДНК (радиоадаптивное усиление - РАУ ПРР ДНК). РАУ ПРР ДНК в клетках WP2 uvrA polA и WP2 uvrA lexA меньше, чем в клетках WP2 uvrA, а у мутанта WP2 uvrA recA как при ПРР ДНК, так и ее РАУ отсутствуют. В клетках E.coli штамма K12 АВ1157, выщепляющего димеры пиримидиновых оснований, РАУ ПРР ДНК выражено почти в такой же степени, как и у штамма WP2 uvrA. У мутанта GW2100 umuC, дефектного по ДНК-полимеразе V, ПРР ДНК выражена достаточно эффективно, но ее РАУ отсутствует, а у мктанта АВ2463 rec13 как ПРР, так и РАУ ПРР ДНК, отсутствуют. Полученные данные свидетельствуют о необходимости ДНК-полимеразы I и белка LexA для РАУ ПРР ДНК у штамма WP2 uvrA, ДНК-полимеразы V для РАУ ПРР ДНК у штамма АВ1157 и необходимости белка RecA для ПРР ДНК и ее РАУ.

         42. Pourmonen S., Ahola T. M., Pennanen P., Aksenov N. L., Ya-Hua-Zhuang, Tuohimaa P., Ylikomi T. (2002). "HDLG5/KIAA0583, encoding a MAGUK-family protein, is a primary progesterone target gene in breast cancer cells" Int. J. Cancer 102(1): 1-6.
         The steroid hormone progesterone is known to have profound effects on growth and differentiation of normal and malignant breast epithelial cells. The biologic actions of progesterone are exerted through the nuclear progesterone receptor-mediated control of target gene transcription. We utilized differential display polymerase chain reaction (DD-RT-PCR) to identify genes whose expression is altered in response to progestins in cultured breast cancer cells. Here we report identification of a gene encoding a member of the MAGUK protein family, hDlg5 (also known as KIAA0583 and P-dlg), as being the primary progestin target gene in MCF-7 breast cancer cells. Quantitative real-time RT-PCR analysis showed a rapid and strong upregulation of hDlg5 mRNA in cells treated with synthetic progestin medroxyprogesterone acetate (MPA) in the presence of estrogen in MCF-7, T47D and ZR-75-1 cells. The induction was abrogated by antiprogestin RU486. hDlg5 mRNA was also upregulated by progesterone, R5020 and dexamethasone. Protein synthesis inhibitor cycloheximide failed to block progestin-mediated induction of the hDlg5 gene. hDlg5 is a member of the growing family of MAGUKs (membrane-associated guanylate kinase homologs) and is to our knowledge the first member of the family reported to be hormonally regulated. hDlg5 is one of the human homologs of the Drosophila gene dlg [lethal(1)discs-large], which was initially identified as a tumor suppressor gene. The Dlg has a well-established role in cell growth control and maintenance of cell adhesion and cell polarity. Domain profile analysis revealed that hDlg5 has 2 additional PDZ domains than previously reported

         43. Ковина М. В., Хавинсон В. Х., Стрекалов Д. Л., Соловьева Д. В., Воробцова И. Е., Терехов С. М., Плескач Н. М., Прокофьева В. В., Спивак И. М., Тимонина Г. А., Михельсон В. М. (2002). "Цитологические и молекулярные изменения при нетипичном случае ускоренного старения человека" Цитология 44(10): 930-936.
         Проведено разностороннее исследование клеток больного необычной формой преждевременного старения. Клиническая картина не укладывалась полностью ни в одну из известных форм прогерий. Обнаружено, что фибробласты кожи больного АГ имеют резко ограниченную способность к пролиферации in vitro. С помощью флуоресцентно-иммунохимической гибридизации (FISH-метод) показано, что по частоте стабильных аберраций хромосом, накапливающихся с возрастом, биологический возраст АГ составляет 56-65 лет, тогда как его календарный возраст на момент обследования - 26 лет. Обнаружены некоторые различия в реакции фибробластов кожи АГ на пуповинную сыворотку. Выявленные при клиническом и биохимическом исследованиях не очень резкие отклонения скорее всего являются не причиной, а следствием заболевания. Делается вывод о том, что ускоренное старение больного АГ скорее всего является результатом синдрома Вернера.

         44. Svetlova M., Solovjeva L., Pleskach N.. Yartseva N., Yakovleva T., Tomilin N., Hanawalt P. (2002). "Clustered sites of DNA repair synthesis during early nucleotide excision repair in ultraviolet light - irradiated quiescent human fibroblasts" Exp. Cell Res. 276: 284-295.
         The ubiquitous process of nucleotide excision repair includes an obligatory step of DNA repair synthesis (DRS) to fill the gapped heteroduplex following excision of a short (approximately 30-nucleotide) damaged single-strand fragment. Using 5-iododeoxyuridine to label repair patches during the first 10-60 min after UV irradiation of quiescent normal human fibroblasts we have visualized a limited number of discrete foci of DRS. These must reflect clusters of elementary DRS patches, since single patches would not be detected. The DRS foci are attenuated in normal cells treated with alpha-amanitin or in Cockayne syndrome (CS) cells, which are specifically deficient in the pathway of transcription-coupled repair (TCR). It is therefore likely that the clusters of DRS arise in chromatin domains within which RNA polymerase II transcription is compartmentalized. However, we also found significant suppression of DRS foci in xeroderma pigmentosum, complementation group C cells in which global genome repair (GGR) is defective, but TCR is normal. This suggests that the TCR is responsible for the DRS cluster formation in the absence of GGR. The residual foci detected in CS cells indicate that, even at early times following UV irradiation, GGR may open some chromatin domains for processive scanning and consequent DRS independent of transcription.

         45. Баренфельд Л. С. (2002). "Синдром Дауна: патогенез, радиорезистентный синтез ДНК и хромосомная нестабильность" Цитология 44(4): 379-386.
         Синдром Дауна (СД) - наиболее часто встречающееся хромосомное нарушение. Трисомия по фрагменту 21q22 хромосомы 21 достаточна для возникновения фенотипа СД, включая иммунную недостаточность, преждевременное старение, умственную отсталость и повышенный риск лейкемии. Повышенная частота хромосомных аберраций, индуцируемых Х-лучами, была обнаружена и в лимфоцитах, и в фибробластах, однако корреляция между хромосомной чувствительностью, дефектами репарации и радиорезистентным синтезом ДНК оставалась неясной. Представлен современный взгляд на природу этой проблемы. Кроме того, обсуждаются новые доказательства генетической гетерогенности СД.

         46. Баренфельд Л. С., Михельсон В. М. (2002). "Реорганизация ДНК-реплицирующей системы, индуцируемая 5-фтордезоксиуридином и кофеином, как основа радиочувствительности клеток человека" Цитология 44(9): 821-824.
         Инкубация диплоидных клеток человека с 5-фтордезоксиуридином (ФДУ) и кофеином приводит, с одной стороны, к повышению радиочувствительности клеток, определяемой методом клонирования и хромосомным анализом, а с другой - к радиорезистентности синтеза ДНК (РСД) к ионизирующему облучению., т.е. отчасти имитирует ситуацию, орегистрируемую в мутантных клетках больных АТ, ХР II, синдромом Дауна и др. В диплоидных клетках человека исследована радиографическая длина одновременно активных смежных кластеров репликонов. После инкубации клеток с ФДУ (10-6 М, 6 ч) этот параметр претерпевает двукратное уменьшение; после облучения ионизирующей радиацией (5 Гр) изменений не обнаружено. В результате инкубации клеток с кофеином (2мМ, 30 мин) обнаружено значительное увеличение авторадиографической длины одновременно активных смежных кластеров репликонов; приобретенная после облучения клеток (5 Гр) модификация сохраняется. Обсуждается возможная взаимосвязь обнаруженных изменений с РСД и радиочувствительностью клеток.

         47. Зубанова О. И., Снопов С. А., Михельсон В. М., Самойлова К. А. (2002). "Стимуляция репарации ДНК растворимыми факторами фотомодифицированной крови в клетках человека, поврежденных УФ и ионизирующей радиацией" Цитология 44(5): 463-469.
         УФ облучение небольшого участка кожи сопровождается появлением в циркулирующей крови факторов, способных восстанавливать подавленную ионизирующей радиацией пролиферативную активность аутологичиых лимфоцитов человека, снижать в них частоту хромосомных разрывов и повышать интенсивность репаративного синтеза ДНК. Те же эффекты могут быть индуцированы без облучения кожи in vitro, смешиванием 1 объема облученной в чашке Петри крови с 10-кратным объемом необлученной крови, что моделирует ситуацию in vivo, когда небольшой объем транскутанно фотомодифицированной крови смешивается с превосходящим объемом циркулирующей крови. Внесение ростовых факторов PDGF и EGF в физиологических концентрациях в среду культивирования поврежденных рентгеновским излучением клеток приводило к снижению частоты хромосомных разрывов.

         48. Zherebtsov S. V. (2003). "Some routine and novel approaches to chemical dosimetry of far-ultraviolet light emitted by bactericidal tubes" Цитология 45(8): 832-838.
         Работа содержит подробные протоколы двух усовершенствованных химических методов, основанных на фотохимическом разложении уранилоксалата или ферриоксалата калия, позволяющих достоверно измерить дозу коротковолнового УФ-света, излучаемого ртутными лампами низкого давления. Описана также оригинальная полуколичественная процедура УФ-дозиметрии с использованием оптической регистрации хромофорной группы, образующейся в результате фотоокисления глютатиона. Помимо примеров вычисления мощности дозы УФ-света дана также несложная формула пересчета этой характеристики для других расстояний до лампы.

         49. Жеребцов С. В. (2003). "Недостаточность простых фотометрических и флуориметрических процедур для оценки УФ-индуцированного мутагенеза в генах, отвечающих за синтез триптофана в клетках Escherichia coli" Цитология 45(1): 101-105.
         Опробован новый метод регистрации индуцированных мутаций, основанный на анализе клеточных экстрактов и специальных сред после выращивания в них УФ-облученных клеток Escherichia coli. He обнаружено корреляции между дозой УФ-света и оптической плотностью культуральных сред или клеточных экстрактов, полученных обработкой Тритоном Х-100. Сложная зависимость голубой флуоресценции концентрированных сред от дозы, полученной клетками, существенно отличалась от извест-ных кривых доза-эффект для индуцированных мутаций. Тем не менее, интенсивность коричневой окраски триптофансодержащей среды, вероятно, могла бы служить достаточно чувствительным крите-рием интегральной метаболической активности растущих в ней клеток. Кроме того, мы обнаружили, что прозрачность стационарной бактериальной культуры (обычно достигавшей этой фазы за ночь - так называемая ночная культура) постепенно увеличивалась в течение 3-4 мин во время измерений в кювете спектрофотометра после разведения свежей средой.

         50. Аксенов Н. Л., Михельсон В. М., Положинцев Б. И., Спивак И. М., Туохима П., Уликоми Т. (2003). "Регуляция гена hpl-bp74 под действием 1,25-дигидроксивитамина D3 17 бета-эстрадиола в клетках линии аденокарциномы молочной железы" Цитология 45(1): 69-73.
         Показаны существенное повышение продукции РНК, кодируемой геном белка, связывающего гетерохроматин 1 (hр1-bр74), под действием 1,25-дигидроксивитамина Dз и отсутствие такового под влиянием стимуляции 17 бета-эстрадиолом в клетках линии рака молочной железы МСF7. Белок, кодируемый геном hр1-bр74, может косвенно влиять на транскрипционные процессы и, возможно, участвует в подавлении пролиферации, вызванном 1,25-дигидроксивитамином Dз в клетках линии МСР7. Компьютерный анализ последовательностей ДНК гена hр1-bр74 позволил найти регуляторные последовательности, потенциально ответственные за связывание с рецептором витамина D.

         51. Пономаренко Г. Н., Обрезан А. Г., Яковлев А. Ф., Шнейдер О. В., Ступницкий А. А., Морозов С. Л., Тишаков А. Ю., Косякова Г. П., Гаврилов А. Ф. (2003). "Введение в физиогенетику: роль генетических детерминант в формировании эффектов низкоинтенсивной магнитолазерной терапии кардиологических больных" Вопросы физиотерапии и курортологии(4): 13-20.

         52. Михайлов В. М., Жестяников В. Д., Савельева Г. Е. (2003). "Миокард мышей mdx содержит факторы, которые повреждают структуру и, возможно, тормозят репарацию ДНК после гамма-облучения" Цитология 45(4): 418-421.
         Изучено влияние водно-солевых экстрактов желудочкового миокарда (УМ) мышей C5/BL и max на структуру ДНК и репарацию однонитевых разрывов (ОР) ДНК в модельной системе. В качестве таковой использовали репарацию ОР в клетках Е. coli WP2 после g-облучения. Репарацию ДНК оценивали по скорости седиментации в щелочных сахарозных градиентах и по изменению количества ОР ДНК. ЭМ мышей C57BL не изменял скорость седиментации ДНК необлученных клеток Е. coli, тогда как ЭМ мышей mdx увеличивал скорость седиментации ДНК, снижая мол. массу с 200 o 106 до 135 o 106 Да. После g-облучения репарация ДНК обычно заканчивалась при культивировании клеток в течение 1 ч. ЭМ мышей C57BL не влияет на репарацию ДНК Е. coli, тогда как ЭМ мышей mdx существенно ускоряет седиментацию лизатов (ДНК) облученных и культивируемых клеток Е. coli. ЭМ как мышей C57BL, так и мышей mdx не влияли на репарацию после добавления в культуральную среду облученных и "проницаемых" клеток Е. coli.

         53. Krutilina R. I., Smirnova A. N., Mudrak O. S., Pleskach N. M., Svetlova M. P., Oei S.-L., Yau P. M., Bradbury E. M., Zalensky A. O., Tomilin N. V. (2003). "Protection of internal (TTAGGG)n repeats in Chinese hamster cells by telomeric protein TRF1" Oncogene 22(43): 6690-6698.
         Chinese hamster cells have large interstitial (TTAGGG) bands (ITs) which are unstable and should be protected by an unknown mechanism. Here, we expressed in Chinese hamster V79 cells green fluorescent protein (GFP)-tagged human TRF1, and found that a major fraction of GFP-TRF1 bound to ITs is diffusionally mobile. This fraction strongly decreases after treatment of cells with wortmannin, a protein kinase inhibitor, and this drug also increases the frequency of chromosome aberrations. Ionizing radiation does not induce detectable translocation of GFP-TRF1 to the sites of random double-strand breaks visualized using antibodies against histone gamma-H2AX. TRF1 is known to be eliminated from telomeres by overexpression of tankyrase 1 which induces TRF1 poly(ADP-ribosyl)ation. We transfected V79 cells by plasmid encoding tankyrase 1 and found that the frequency of chromosome rearrangements is increased in these cells independently of their treatment by IR. Taken together, our results suggest that TRF1 is involved in sequence-specific protection of internal nontelomeric (TTAGGG)n repeats.

         54. Крутилина Р. И., Смирнова А. Н., Мудрак О. С., Свеилова М. П., Плескач Н. М., Оет Ш. Л., Бредбери Е. М., Заленский А. О., Томилин Н. В. (2003). "Узнавание внутренних повторов (TTAGGG)n теломерным белком TRF1 и его роль в поддержании стабильности хромосом в клетках китайского хомячка" Цитология 45(12): 1211-1220.
         Теломеры млекопитающих содержат длинные тандемные повторы (TTAGGG)n, которые защищены сложными белковыми комплексами, формирующимися на этих повторах. У млекопитающих ключевыми белками теломерных комплексов являются белки TRF1 и TRF2, специфически распознающие повторы (TTAGGG)n и связывающиеся с ними. Оба белка участвуют в формировании уникальной структуры, получившей название Т-петли, которая изолирует однонитевой конец теломер и с помощью этого механизма защищает их от воздействия ферментов репарации ДНК, от слияния теломер за счет гомологичной рекомбинации (ГР), а также препятствуют взаимодействию теломеразы с теломерами. У некоторых видов позвоночных помимо теломерной локализации встречаются и большие блоки внутренних не-теломерных последовательностей (TTAGGG)n (ВНТП). Так, например, геном китайского хомячка содержит 18 ВНТП, которые также нестабильны и, по всей видимости, должны быть защищены с помощью механизма, отличного от описанного выше. На данном этапе остается неясным, каков механизм защиты ВНТП и какую роль играют в этом механизме белки, связывающиеся с ВНТП. В этой работе мы изучали локализацию белка TRF1 в ядрах клеток китайского хомячка линии V79 и его возможную роль в защите ВНТП. Мы экспрессировали человеческий белок TRF1, сшитый с "зеленым флюоресцентным белком" - (GFP-TRF1), в клетках китайского хомячка линии V79 и обнаружили, что этот белок взаимодействует с ВНТП в интерфазных ядрах. Нами также установлено, что ионизирующая радиация (ИР) не индуцирует детектируемое перемещение белка GFP-TRF1 в сайты случайных двунитевых разрывов. Известно, что TRF1 удаляется из теломер при сверх-экспрессии танкиразы 1 (TANK1), которая индуцирует поли(АДФ)-рибозилирование этого белка. Мы трансфецировали клетки V79 плазмидой, кодирующей TANK1 и показали, что частота хромосомных аберраций в них возрастает независимо от облучения. Обработка клеток V79 вортманнином (WM), ингибирующим ATM-опосредованное фосфорилирование TRF1, также повышает частоту хромосомных аберраций. Наши результаты позволяют предположить, что белок TRF1 может быть вовлечен в сиквинс-специфическую защиту ВНТП.

         55. Шнейдер О. В., Обрезан А. Г., Макеева Е. Д., Ступницкий А. А., Спивак И. М., Михельсон В. М. (2004) Влияние структурных полиморфизмов генов ангиотензинпревращающего фермента, ангиотензиногена, эндотелиальной синтетазы оксида азота и рецептора брадикардина 2-го типа на состояние миокарда у спортсменов и больных гипертонической болезнью. Цитология 46(1):69-77.
         Изучено влияние полиморфизма генов ангиотензинпревращающего фермента, ангиотензиногена, рецептора брадикинина 2-го типа (BDKR2) и эндотелиальной NO-синтетазы (eNOS) на структурно-функциональное ремоделирование сердечно-сосудистой системы, обусловленное артериальной гипертен-зией и физическими нагрузками высокой интенсивности. У 114 больных гипертонической болезнью (ГБ) и 94 спортсменов были определены изучаемые генотипы. Всем обследованным проводили эхокар-диографическое исследование и суточное мониторирование артериального давления. Продемонстрирована ассоциация (+)-аллеля гена BDKR2 с гипертрофией миокарда и большей толщиной стенок левого желудочка как у больных ГБ, так и у спортсменов. У больных ГБ - носителей Asp298 аллеля eNOS - наблюдали более высокий уровень среднесуточного диастолического давления.

         56. Воробцова И. Е., Канаева А. Ю., Петрова И. А., Семенов А. В., Плескач Н. М., Спивак И. М., Тимонина Г. А., Прокофьева В. В., Ярцева Н. М., Михельсон В. М. (2004) Возрастная динамика частоты стабильных хромосомных аберраций у человека при естественном и патологическом старении. Цитология 46(12):1030-1034.
         Методом флуоресцентной гибридизации in situ (FISH-метод) определяли возрастную динамику частоты стабильных хромосомных аберраций (СХА), сохраняющихся в ряду клеточных поколений, в лимфоцитах периферической крови лиц, подвергавшихся воздействию небольших доз ионизирующей радиации (ликвидаторы аварии в Чернобыле, участники испытаний ядерного оружия, и др.), а также в лимфоцитах больных наследственным преждевременным старением - прогериями - в сравнении с клетками здоровфх доноров. Показано, что частота СХА увеличиваеися с возрастом, причем в клетках доноров, подвергавшихся облучению, она существенно выше, чем в норме. Т.о., при так называемом лучевом старении частоту СХА можно рассматривать как показатель биологического возраста. Частота СХА при прогериях изучалась впервые. При одной из форм прогерии - синдроме Вернера - ускоренное старение сопровождалось повышенной частотой СХА, тогда как при синдроме Хатчинсона-Гилфорда повышенной частоты СХА не отмечено. Обсуждаются причины полученных результатов.

         57. Levina V. V., Drobchenko E. A., Shabalina E. V. (2004) A new human breast carcinoma cell line resistant to DNA-damaging drugs. Alternative Lab.Anim. 32(2):391-399.
         To investigate the phenomenon of active dissociation of the vital dye, Hoechst (Ho342), from DNA (DNA clearing), a new MCF7HoeR-7 human breast carcinoma cell line was isolated fromparentMCF7 cells by step-wise selection with increasing concentrations of Ho342. This cell line processes an enchanced ability for DNA clearing. The MCF7HoeR-7 line is characterized in detail and compared with the parental MCF7 line and a typical P-glycoprotein-mediated multidrug resistant (MDR) cell line, MCF7/Adr.MCF7HoeR-7 cells have an increased population growth rate, a lower DNA content and a reduced number of chromosomes. Enhanced DNA clearing in MCF7HoeR-7 cells is associated with the high resistance of the cells to the toxic effects of Ho342 and cross-resistance to etoposide, a topoisomerase-2 inhibitor in clinical use. The MCF7 Hoe-7 and parent MCF7 cell lines have similar expression levels of transport proteins. The results obtained confirm that DNA clearing is an atypical MDR mechanism in tumor cells.

         58. Спивак И. М., Смирнова Н. В., Плескач Н. М., Ледащева Т. А., Михельсон В. М. (2005) Особенности стабилизации белка Р53 в клетках больных атаксией-телеангиэктазией после гамма-облучения. Цитология 47(10):898-906.
         Исследована стабилизация белка Р53 в клетках, полученных от больных с тяжелым наследственным заболеванием атаксией-телеангиэетазией (АТ), характеризующейся резко повышенной чувствительностью к ионизирующей радиации и нарушением контроля клеточного цикла после повреждения ДНК. Степень выраженности этих реакций у больных АТ может быть различной, что часто, хотя и не всегда, сопряжено с тяжестью протекания заболевания. Во всех изученных штаммах клеток АТ, как выделенных самостоятельно, так и полученных от зарубежных коллег, после действия ионизирующей радиации в сублетальной дозе наблюдается изменение сроков и характера стабилизации белка Р53 по сравнению с клетками здорового донора.

    Научные подразделения    Главная