电离辐射诱导的DNA损伤修复时空动态研究

发布时间：2023-04-21 05:34

　　人类DNA分子通过高度组装以染色质形式存在于细胞核内,染色质的动态结构与核内多种生物过程相互影响。作为生命体的重要遗传物质,DNA双链断裂损伤(DSBs)严重威胁基因组稳定性,无效修复会导致基因突变和癌症发生。在高辐射环境、放射诊断治疗以及载人航天活动中,人体健康常常受到电离辐射的威胁。电离辐射引起的DNA损伤响应和修复过程修饰或招募多种染色质重塑因子和修复蛋白在损伤位点聚集形成修复聚点。修复因子如何在损伤产生后快速募集?紧密折叠的染色质结构是否阻碍修复因子向损伤位点移动?染色质和修复因子在修复中起到怎样的作用?本论文从DSBs修复聚点的修复动力学以及染色质的精细组织结构开展研究,有助于深入理解电离辐射诱导的DNA损伤修复及染色质的结构调控机理,为肿瘤放射治疗和空间辐射防护提供科学指导。首先基于免疫荧光高分辨显微成像和三维图像分析开展了He La细胞受X-射线辐照后的γ-H2AX和53BP1蛋白动态研究。实验表明,不同辐照剂量下,γ-H2AX和53BP1聚点数量、荧光强度和体积等指标展示的DSBs修复动态不同。0.2 Gy辐照后γ-H2AX和53BP1聚点数量15分钟同时达到最大;1G...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电离辐射诱导的生物损伤
        1.2.1 辐射的分类
        1.2.2 DNA损伤的物理化学机理
    1.3 染色质的结构组织
        1.3.1 染色质结构的经典模型以及挑战
        1.3.2 染色质结构的动态性和组蛋白修饰的作用
    1.4 DNA损伤响应机制
        1.4.1 DNA损伤诱导的染色质动态性
        1.4.2 修复相关的染色质结构调控因子
        1.4.3 H2AX磷酸化
    1.5 本论文的研究内容
第二章 实验材料和方法
    2.1 细胞系和培养条件
    2.2 辐照条件
    2.3 细胞免疫组化标记
        2.3.1 激光共聚焦显微镜细胞样品制备
        2.3.2 超分辨率显微镜细胞样品制备
    2.4 DNA-Ed U-Alexa Fluor647 染色
    2.5 EdU处理24小时细胞周期检测
    2.6 G1期,S期和M期样品制备
    2.7 激光共聚焦图像采集和分析
        2.7.1 图像采集
        2.7.2 图像分析
    2.8 超分辨率显微镜图像采集和分析
        2.8.1 图像采集
        2.8.2 图像分析
第三章 STORM超分辨荧光显微镜成像技术和数据处理
    3.1 光学超分辨成像技术简介
    3.2 STORM成像技术对于荧光探针的要求
    3.3 STORM成像的漂移矫正方法
    3.4 STORM双染的染料性能表征
    3.5 适用于STORM成像的染色质标记方法
    3.6 STORM双色成像的相关性分析方法
    3.7 本章小结
第四章 电离辐射诱导的损伤修复时间动态研究
    4.1 X-射线辐照诱导产生异质性分布的DSBs损伤
    4.2 软件统计完整细胞核的蛋白聚点数量
    4.3 DNA修复聚点优先出现在低DNA密度区
    4.4 X-射线辐照诱导的DSBs损伤无法完全修复
    4.5 本章小结
第五章 损伤修复中染色质和蛋白结构的超分辨解析
    5.1 G1,S,M期染色质结构特征
    5.2 电离辐射诱导HeLa细胞染色质发生泛核性去致密化
    5.3 DNA损伤响应和修复沿着染色质纤维发生
    5.4 组蛋白和碱基标记均获得很好的染色质结构形态
    5.5 辐照细胞中大量存在的结构可能是染色质30nm纤维
    5.6 DSBs位点染色质去致密化的时间进程
    5.7 本章小结
第六章 结论和展望
    6.1 主要结论
    6.2 创新点
    6.3 主要问题与不足
    6.4 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3795937