Кількісний опис ранньої транскрипційної відповіді рослинних клітин на радіаційно індуковані пошкодження ДНК за допомогою Пуассонівської моделі ініціюючої події

Анотація

Мета. Однією з проблем, що не втратили свою актуальність, залишається вивчення механізмів адаптації вищих рослин до дії радіації, пов’язаних із модифікацією роботи системи репарації ДНК у відповідь на опромінення. У пропонованій роботі представлена пуассонівська математична модель радіаційно індукованої ранньої транскрипційної відповіді генів ключових ферментів відновлення дволанцюгових розривів ДНК в активних клітинах рослин. Методи. В роботі використовували тотальне рентгенівське опромінення модельного об’єкта – 35-денних рослин Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. – сублетальними дозами 3–21 Гр, екстракцію сумарної РНК, зворотну транскрипцію з рандомними гексануклеотидними праймерами, ПЛР-ампліфікацію отриманої кДНК з праймером до цільових генів, флуоресцентну гель-денситометрію продуктів ампліфікації. Результати. Запропонована математична модель транскрипційної відповіді на генотоксичну дію іонізуючого опромінення у субпопуляції активних рослинних клітин на основі пуассонівського розподілу, яка задовільно описує отримані експериментальні дані. Висновки. Для ініціації максимальної транскрипційної відповіді на пошкодження ДНК достатньо одного детектованого системами репарації дволанцюгового пошкодження на хромосому, в той час як відсутність дволанцюгових пошкоджень або поява їх в кількості більше одного на хромосому пригнічує ранню транскрипційну відповідь клітини на іонізуюче опромінення. Пуассонівська модель ініціюючої події дозволяє передбачити реакцію субпопуляцій активних клітин покритонасінних на дію генотоксичних факторів.

Ключові слова: іонізуюче випромінювання, відповідь на пошкодження ДНК (DDR), Arabidopsis thaliana, репарація ДНК, транскрипційна активність генів.