Математическое моделирование процессов индукции и репарации двунитевых разрывов ДНК в клетках млекопитающих при действии редкоионизирующего излучения с различной мощностью дозы

• Автор: Озеров, Иван Витальевич
• Шифр специальности: 03.01.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

Введение

ГЛАВА I. Обзор литературы

1.1 Место двунитевых разрывов в ряду различных повреждений ДНК

1.2 Основные механизмы репарации двунитевых разрывов

1.3 Флуоресцентные методы исследования репарации ДР

1.3.1 Фосфорилированный вариант гистона Н2АХ как маркер ДР

1.3.2 Фокусы белка Яас151 как маркеры гомологической рекомбинации..

1.3.3 Подходы к количественному анализу фокусов белков репарации

1.4 Предшествующие модели индукции и репарации ДР ДНК

ГЛАВА II. Разработка алгоритма автоматического анализа флуоресцентных изображений с фокусами белков репарации ДНК
II. 1 Обзор составленного алгоритма
11.2 Разработка и валидация алгоритма детекции ядер клеток
И.З Разработка и валидация алгоритма детекции фокусов
11.4 Графический интерфейс для запуска расчётов и анализа результатов .
ГЛАВА III. Получение экспериментальных данных по кинетике формирования и деградации фокусов белков уН2АХ и Яаб
III. 1 Материалы и методы
Ш.2 Анализ флуоресценции гистона уН2АХ в клетках линии У
Ш.З Анализ флуоресценции гистона уН2АХ в клетках ПФЧ
111.4 Анализ флуоресценции белка 11а(
ГЛАВА IV. Построение кинетической модели индукции и репарации ДР ДНК

IV. 1 Общий вид кинетической модели
1У.2 Замена переменных, подбор коэффициентов и валидация модели
1У.З Результаты моделирования
Заключение

Выводы
Библиографический список
Благодарности

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ИИ Ионизирующее излучение
ДНК Дезоксирибонуклеиновая кислота
ДР ДНК Двунитевые разрывы ДНК
днк-пк ДНК-зависимая протеинкиназа
ДНК-ПКкс Каталитическая субъединица ДНК-ПК
ПНКФ Полинуклеотид 3'-фосфат киназа
нгск Негомологичное соединение концов
ГР Гомологическая рекомбинация
ФРА Фактор репликации А
ПФЧ Первичные фибробласты человека
ФИСК Родственное фосфоинозитол-3 киназам семейство киназ
лог Лапласиан от Гауссиана
пгэ Пульсгель электрофорез
мдк Метод ДНК комет

нентов системы в момент времени / зависит от текущих концентраций комплексов:
, где вид функций Ft(Cy,...,cn) соответствует уравнениям закона действующих масс или уравнениям химической кинетики Михаэлиса-Ментен. Пионерские работы в этой области содержат лишь несколько уравнений и свободных параметров [Dikomey et al., 1993; Cucimotta et al., 2000]. Однако, модели, основанные на таком формализме, могут содержать десять и более свободных параметров. Тем не менее, накопление большого объема экспериментальных данных позволяет эффективно производить их параметризацию.
Наиболее известной моделью такого рода является модель Куцинотты, описывающая кинетику репарации ДР по пути НГСК с помощью системы из 8 дифференциальных уравнений [Cucinotta et al., 2008]. Интересной особенностью этой модели является описание кинетики образования фокусов уН2АХ с помощью специально добавленного уравнения. Существует отдельная модель из 9 уравнений, описывающая репарацию ДР ДНК по пути однонитевого отжига [Taleei et al., 2011]. В работах, описывающих процесс репарации ДР с помощью систем из более чем 20 уравнений, показаны различия кинетики репарации ДР в гетеро- и эухроматине, отдельно рассмотрены механизмы классического и альтернативного НГСК в G1 фазе клеточного цикла при действии рентгеновского излучения с различной энергией квантов [Taleei et al, 2013а; Taleei et al., 2013b]. Наиболее детальные представления о различных механизмах репарации ДР, включая классический и альтернативный пути НГСК, ГР, однонитевой отжиг и соединение концов по микрогомологии, были отражены в двух недавних моделях [Taleei, 2013с; Belov et al., 2015].