Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz

2.3 CHARAKTERISIERUNG DER REPARATUR VON HETEROCHROMATISCHEN DNA-DOPPEL-
STRANGBRÜCHEN (DSB) IN G1-PHASE ZELLEN
Reparaturkinetiken heterochromatischer DSB in Abhängigkeit von der Anresektion der DSB-Enden in
G1-Phase Zellen und Einflüsse auf die Reparatur in Bezug auf Chromosomenaberrationen (Translokationen)
als Marker für eine Fehlreparatur werden untersucht.
2.4 MOLEKULARE LOKALISATIONSMIKROSKOPIE ZUR CHARAKTERISIERUNG VON CHRO-
MATINSTRUKTUR- UND -KONFORMATIONSÄNDERUNGEN
Strukturelle Veränderungen im Gesamt-, Eu- und Heterochromatin vor und nach -Bestrahlung werden mittels
SPDM (Spektrale Präzisions-Distanz-Mikroskopie) erfasst. Verpackungsänderungen in Abhängigkeit von der
Reparaturzeit werden statistisch analysiert und systematisch verglichen.
3. METHODIK
3.1 VERFEINERUNG DES SCD-MODELLS UND MODELLIERUNG VON CHROMOSOMALEN
BRÜCHEN IN ZELLKERNEN NACH BESTRAHLUNG
Um ein besseres Verständnis der Strukturen der 1Mbp-Domänen zu bekommen, wurden Monte Carlo Simulationen
auf Nukleosomen-Ebene durchgeführt und bis zu 5 000 Nukleosomen getestet. Das DNA-Modell in
PARTRAC wurde um eine Differenzierung zwischen hetero- und euchromatischen Regionen im Zellkern erweitert.
Das DNA-Reparaturmodell wurde um eine fortlaufende Erfassung von DNA-Fragmenten mit interchromosomalen
Fehlverbindungen ergänzt, um die Zusammensetzung der resultierenden CA am Ende des
Reparaturprozesses im Detail zu charakterisieren.
TB 03
3.2 BEWEGLICHKEIT UND FEINSTRUKTUR VON SCHADENSINDUZIERTEN FOCI
Nach Ionen-Mikrobestrahlung mit Ionen unterschiedlichen LETs soll die Beweglichkeit der Foci während der
nachfolgenden Inkubation mittels Immunfluoreszenz und live-cell imaging bestimmt werden. Dazu werden unterschiedliche
Bestrahlungsmuster mit 55 MeV Kohlenstoffionen (hoch-LET) und 20 MeV Protonen (niedrig
LET) am Mikrostrahl SNAKE des Tandembeschleunigers in Garching appliziert und in Lebendzellexperimenten
die Relativbewegung der durch die Bestrahlung induzierten Foci bestimmt. Durch die Relativmessungen
werden systematische Fehler weitgehend unterdrückt. Um den Einfluss genetischer Faktoren auf die Foci-Beweglichkeit
zu testen, sollen Kandidatengene durch Ribonukleinsäure-Interferenz (RNAi) oder chemische Inhibitoren
herunterreguliert werden. Die Feinstruktur Ionen-induzierter Foci soll mittels Lokalisationsmikroskopie
bestimmt werden, wobei durch RNA-Interferenz die Focibildung für eine verbesserte Auflösung moduliert
werden soll. Die Feinstruktur der Foci soll auch im Hinblick auf die Kolokalisation unterschiedlicher Reparaturfaktoren
bestimmt und in unterschiedlichen Chromatinbereichen untersucht werden.
3.3 CHARAKTERISIERUNG DER REPARATUR VON HETEROCHROMATISCHEN DNA-DOPPEL-
STRANGBRÜCHEN (DSB) IN G1-PHASE ZELLEN
RNAi-Technologie in Tumorzellen und primären Fibroblasten und zytogenetische Techniken, wie Premature
Chromosome Condensation (PCC) in Kombination mit Fluoreszenz-In-situ-Hybridisierung (FISH), wurden
verfahrenstechnisch weiter entwickelt und werden zur Analyse chromosomaler Translokationen eingesetzt.
Das Verfahren der Plasmidtransfektion wurde etabliert und mittels immunfluoreszenz-mikroskopischer Analyse
wurden Reparaturstudien mittels H2AX-Kinetiken angefertigt.
3.4 MOLEKULARE LOKALISATIONSMIKROSKOPIE ZUR CHARAKTERISIERUNG VON CHRO-
MATINSTRUKTUR- UND -KONFORMATIONSÄNDERUNGEN
Über spezifische Antikörper werden hetero- und euchromatische Bereiche an etablierten stabil transfizierten
HeLa-Zellen markiert, die das Fluoreszenzprotein-markierte Histon H2A oder H2B exprimieren. Die Zellen
werden mittels SPDM vor und nach -Bestrahlung zu verschiedenen Reparaturzeiten untersucht. Konformationsänderungen
während der Reparatur werden mittels Clusteranalyseverfahren und simulationsunterstützten
Auswerteverfahren statistisch erfasst.
Statusberichte TB 03: Strahlenbiologie - Wirkung von ionisierender Strahlung, Strahlenempfindlichkeit 137