BMBF-Verbundprojekt - Online

Durch die zunehmende Nutzung ionisierender Strahlen in der Medizin ist die zivilisatorische Strahlenbelastung der Bevölkerung in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Die Strahlendosen reichen dabei von wenigen mGy (bei beruflich oder radiodiagnostisch bedingten Expositionen) bis hin zu mehreren Gy (im Rahmen einer Radiotherapie). Bei gleicher physikalischer Dosis können die biologischen Effekte einer Strahlenexposition erheblich variieren, da große Unterschiede in der individuellen Strahlenempfindlichkeit existieren. Daher ist die Etablierung biologischer Marker für die Erfassung dieser individuellen Unterschiede dringend erforderlich. In der Strahlenbiologie erfolgt der Nachweis strahleninduzierter DNA Schäden als sog. Reparaturfoci mittels antikörperbasierter Immunfluoreszenz-Mikroskopie. Im Rahmen des Verbundprojektes werden spezifische DNA Reparaturfoci (RF) als biologische Marker der individuellen Strahlenempfindlichkeit für verschiedene Fragestellungen validiert.

Die bisherigen Ergebnisse zeigen insgesamt, dass RF nicht isoliert, sondern grundsätzlich im Kontext des Chromatins beurteilt werden müssen. Die globale Chromatin-Konformation wird durch die spezifische Zellkern-Architektur bestimmt, und ist insbesondere vom Zelltyp und Differenzierungsstatus, sowie von der Zellzyklusphase abgängig. Die Packungsdichte des Chromatins kontrolliert die Zugänglichkeit des Genoms und bestimmt somit die funktionelle Aktivität der verschiedenen Genregionen. Dementsprechend werden die grundlegenden zellulären Prozesse wie Transkription, Replikation und Reparatur entscheidend durch die lokale Chromatin-Struktur beeinflusst. Einerseits besitzt die lokale Chromatin-Struktur einen essentiellen Einfluss auf die Reparaturmechanismen und Reparaturdynamiken; andererseits führen globale Umstrukturierungen der Chromatin Konformation nach Strahlenexposition über epigenetische Regulationsprozesse zu einer veränderten Genexpression und zu veränderten Zellfunktionen.

Im Rahmen dieses Verbundprojektes konnten hochauflösende Mikroskopie-Techniken etabliert werden, um strahleninduzierte DNA Schäden in der Ultrastruktur des Chromatins zu visualisieren. Hierdurch sind weitaus präzisere Analysen hinsichtlich der Prozessierung von DNA Schäden in den unterschiedlichen Chromatin-Kompartimenten möglich. Im Rahmen der laufenden Forschungsprojekte wird mithilfe dieser innovativen Techniken die pathophysiologische Bedeutung der RF für die Strahlenwirkung im unterschiedlichen biologischen Kontext charakterisiert.

Reference No. des BMBF: 02NUK035

Link:

Zählvorlage-Foci [Excel-Datei, .xlsx]

Link zur Platform zum Datenaustausch:

uks.sharefile.eu