Сибирские биофизики провели экспериментальное исследование биологического эффекта низкодозовой гамма-радиации. Результаты исследования представлены в одном из ведущих мировых научных журналов по радиоактивности окружающей среды Journal of Environmental Radioactivity.

В ходе проведения опытов ученых интересовали следующие актуальные для радиобиологии вопросы:

каковы особенности воздействия низкодозовой гамма-радиации на живые существа;

каковы отличия воздействия гамма-излучения на живые организмы от альфа- и бета-излучения.

В качестве тестового организма использовались светящиеся бактерии Photobacterium phosphoreum, которые являются чрезвычайно удобным объектом для анализа всех аспектов воздействия излучения. В качестве источников гамма-излучения использовали "горячие частицы", содержащие цезий-137, обнаруженные в донных отложениях реки Енисей в районе поселка Атаманово Красноярского края. Для проведения исследования светящиеся бактерии были помещены в экспериментальную капсулу, где они претерпевали воздействие радиации различной мощности и продолжительности, при трех температурах (+5 °C, +10 °C, +20 °C).

Исследования воздействия гамма-излучения особенно актуальны в силу того, что, в отличие от альфа- и бета-излучения, гамма-излучение представляет наибольшую опасность. Степень его распространения и проникновения самая обширная, и от него нельзя полностью защититься каким-либо материалом. Например, чтобы укрыться от альфа-излучения достаточно простого листа бумаги, а от гамма-радиации могут защитить только поглощающие слои тяжелых металлов, например, свинца.

Различия в биологических эффектах радиации различного типа (альфа-, бета- и гамма-) связаны с природой этих излучений. Так, альфа- и бета- излучение представляют собой потоки заряженных частиц (соответственно ядер атомов гелия и электронов) и активно ионизируют окружающую среду. Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение высокой энергии и характеризуется низкой ионизирующей способностью. Именно эти различия должны сказываться на биологических эффектах не только при высокодозовых, но и низкодозовых воздействиях. Низкодозовые эффекты в настоявшее время являются наименее исследованными и поэтому наиболее интересны для ученых.

В результате проведенных экспериментов и сравнения с выводами предшествующих исследований в этой сфере ученые пришли к нескольким существенным выводам.

Во-первых, если влияние низкоинтенсивного альфа- и бета-излучения на живые организмы может быть описано моделью гормезиса (согласно которой радиационное излучение может оказывать не только отрицательное, но и положительное воздействие), то для низкоинтенсивного гамма-излучения в аналогичных условиях обнаружено только подавляющее воздействие, которое описывается линейной зависимостью в координатах доза-эффект.

Во-вторых, ученые установили, что при низкоинтенсивном радиационном воздействии поглощенная доза излучения не так важна, как его продолжительность, которая и имеет решающее значение для токсичного воздействия на организмы.

В-третьих, в результате воздействия на светящиеся бактерии низкодозового гамма-излучения при температурах +5 °C и +10 °C ученые не зарегистрировали какого-либо подавляющего радиационного эффекта в течение эксперимента (до 175 часов). При аналогичном воздействии гамма-излучения при температуре +20 °C исследователи наблюдали подавление естественного свечения морских бактерий, следовательно, эти организмы подверглись токсичному воздействию. Ученые объясняют это тем, что при более высоких температурах ускоряются процессы метаболизма, и бактерии становятся более чувствительными к радиационному воздействию.

И, в-четвертых, если опасность радиационного воздействия зачастую связана с изменениями на генетическом уровне, то при низких дозах гамма-радиации ученые не обнаружили изменений в генах, отвечающих за жизненно важные функции бактерий.

По словам одного из соавторов публикации профессора Сибирского федерального университета и ученого Института биофизики СО РАН Надежды Кудряшевой, результаты данного исследования имеют как фундаментальное, так и прикладное значение: "Полученные результаты помогают понять природу биологического воздействия низкоинтенсивного радиационного излучения на клеточном уровне. Клетки светящихся бактерий являются чрезвычайно удобным объектом для таких исследований. Прикладной аспект работы связан с возможностью использования светящихся бактерий для определения (мониторинга) токсичности окружающей среды. Известно, что эти бактерии уже около пятидесяти лет очень широко используются для мониторинга токсичности окружающей среды при загрязнении химическими веществами. Наши исследования показывают перспективность использования этих бактерий для определения (мониторинга) токсичности при радиоактивных загрязнениях".

Справка
Эти экспериментальные данные легли в основу статьи под названием "Воздействие низкодозового гамма-излучения на морские светящиеся бактерии", которая была опубликована в начале 2017 года в Journal of Environmental Radioactivity. Журнал входит в базу данных Scopus, имеет значительный импакт-фактор - 2,38 по данным за 2016 год, а также является одним из лидирующих научных изданий по своей тематике. В состав авторского коллектива вошли следующие исследователи: А. А. Бондарь (Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН в г. Новосибирске), Д. В. Дементьев (Институт биофизики Красноярского научного центра СО РАН ), А. С. Петрова (Институт биофизики Красноярского научного центра СО РАН, Красноярский государственный аграрный университет) и Н. С. Кудряшева (Сибирский федеральный университет, Институт биофизики Красноярского научного центра СО РАН ).

Источники

Светящиеся бактерии помогут измерить радиоактивность
Сибирский федеральный университет (sfu-kras.ru), 15/03/2017
Светящиеся бактерии помогут измерить радиоактивность
Индикатор (indicator.ru), 17/03/2017
Светящиеся бактерии помогут измерить радиоактивность
Новости@Rambler.ru, 17/03/2017
Светящиеся бактерии помогут измерить радиоактивность
Nanonewsnet.ru, 18/03/2017
Светящиеся бактерии помогут измерить радиоактивность
Наука и технологии России, 17/03/2017
Биофизики научились оценивать опасность радиации с помощью светящихся бактерий
News2 (news2.ru), 21/03/2017
Биофизики научились оценивать опасность радиации с помощью светящихся бактерий
VN (vigornews.ru), 21/03/2017
Биофизики научились оценивать опасность радиации с помощью светящихся бактерий
Новости@Rambler.ru, 21/03/2017
Биофизики научились оценивать опасность радиации с помощью светящихся бактерий
ТАСС, 21/03/2017
Биофизики научились оценивать опасность радиации с помощью светящихся бактерий
Яндекс.Новости (news.yandex.ru), 21/03/2017
Российские биофизики научились оценивать опасность радиации с помощью бактерий
Популярная механика (popmech.ru), 22/03/2017
Красноярские ученые оценивают опасность радиации с помощью светящихся бактерий
123ru.net, 22/03/2017
Красноярские ученые оценивают опасность радиации с помощью светящихся бактерий
НИА Красноярск (24rus.ru), 22/03/2017
Красноярские ученые оценивают опасность радиации с помощью светящихся бактерий
Gorodskoyportal.ru/krasnoyarsk, 22/03/2017
Морские светящиеся бактерии используют для оценки уровня радиации
Агентство по инновациям и развитию (innoros.ru), 22/03/2017
Российские биофизики научились оценивать опасность радиации с помощью бактерий
Новости@Rambler.ru, 22/03/2017
Сибирские биофизики выяснили, что светящиеся бактерии можно использовать для оценки радиоактивного загрязнения
Научная Россия (scientificrussia.ru), 05/04/2017

Похожие новости

  • 18/09/2019

    Ученые тестируют новые типы наночастиц для «прицельной» борьбы с раком

    ​Ученые Сибирского федерального университета в составе международного научного коллектива исследовали два вида наночастиц с различным материалом ядра и золотой оболочкой, чтобы выяснить, какие из них могут более эффективно применяться в качестве термосенсебилизаторов в лазерной противоопухолевой терапии.
    334
  • 10/12/2018

    Исследовано влияние лекарства от грибка на пшеницу

    ​Российские исследователи изучили токсические эффекты, которые противогрибковые препараты (фунгициды) оказывают на посевы пшеницы, зараженные плесневым грибом фузариумом. Результаты работы были опубликованы в журнале Plant Physiology and Biochemistry.
    1413
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине

    ​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий).
    1543
  • 23/07/2018

    Как научить ученого

    ​Современная система акселерации ученых и интеграция защит диссертаций с ведущими мировыми университетами позволяет СФУ готовить научные кадры новой формации. СФУстал третьим российским университетом (после РУДН и СПбГУ), который начал присваивать собственную степень PhD - практика, являющаяся обычной в университетах Европейского союза и США.
    892
  • 24/12/2018

    Белки в хвое расскажут о стрессе у деревьев

    ​Российские ученые измерили содержание белков теплового шока в хвое сосны обыкновенной и выяснили, что изменение этого параметра является прямым следствием пожаров. Свою работу они представили на Всероссийской научно-практической конференции «Механизмы устойчивости растений и микроорганизмов к неблагоприятным условиям среды».
    934
  • 10/04/2019

    Сибирские ученые разрабатывают новый способ выявления рассеянного склероза

    Сибирские ученые предложили быстрый и недорогой способ выявления рассеянного склероза на основе аптамеров и биолюминесцентных белков. Для проведения анализа пациенту будет достаточно сдать кровь. Результаты исследования опубликованы в журнале Analytica Chimica Acta.
    777
  • 31/10/2019

    Красноярские ученые ведут работы по созданию «идеальных» стентов из биополимеров

    ​​Коллектив красноярских исследователей из Сибирского федерального университета, Красноярского научного центра СО РАН и Красноярского центра сердечно-сосудистой хирургии ведет работы по созданию «идеальных» стентов из биополимеров.
    382
  • 08/07/2017

    Российские ученые получили чувствительные к малым дозам радиации белки

    Группа исследователей из Института биофизики СО РАН, Красноярского государственного аграрного университета, Сибирского федерального Университета (СФУ), а также МГУ им. М. В. Ломоносова разработала чувствительный к радиации белковый комплекс, сообщает пресс-служба СФУ.
    1644
  • 22/09/2016

    В Новосибирске планируют создать клинику для лечения методом БНЗТ

    ​Новосибирский государственный университет в сотрудничестве с российскими и зарубежными научными организациями работает над реализацией масштабного проекта по созданию клиники для лечения глиобластомы мозга и других онкологических заболеваний с помощью метода бор-нейтронозахватной терапии и ускорительного источника нейтронов Института ядерной физики им Г.
    3604
  • 14/12/2018

    Красноярские ученые оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки

    ​Экологи из Сибирского федерального университета (СФУ) оценили эффективность различных методик отбора образцов древесины для датировки и изучения климата прошлого. Исследование поддержано грантами Российского научного фонда (1, 1).
    1378