Молекулярный щит: российские учёные открыли эффективный радиопротектор

Уникальное открытие сделали ученые из Сибирского федерального университета (СФУ) в составе научного коллектива: они обнаружили вещество, способное защитить живые организмы от негативного воздействия малых доз радиации. Как показали исследования, применение фуллеренолов — сложных молекул с углеродным каркасом, напоминающих по форме футбольный мяч — к подопытным организмам, подвергшимся воздействию трития, привело к снижению негативных последствий и возвращению ключевых показателей к исходным значениям.

Фото: United States Navy by Stephen P. Weaver., https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Радиация

По словам экспертов СФУ, естественный уровень радиационного фона варьируется от 5 до 20 микрорентген, а при рентгеноскопии эта доза может достигать 50 микрорентген. Подобные дозы, как правило, не представляют серьезной опасности для большинства живых существ, включая человека.

В настоящее время ведутся активные исследования по всему миру, направленные на изучение биологических последствий воздействия малых доз радиации (до 11,5 рентген). Установлено, что чувствительность различных организмов к этим дозам различается. Под воздействием облучения в клетках формируются химически активные соединения, которые могут повреждать клеточные структуры и генетический материал.

Исследовательская группа из Института биофизики КНЦ СО РАН, СФУ и МГУ совместно изучила особенности определенных веществ, способных смягчать влияние малых доз радиации на люминесцентные бактерии Photobacterium phosphoreum.

Профессор кафедры биофизики СФУ Надежда Кудряшева, один из авторов исследования, отметила, что радиопротекторные агенты могут быть как натурального, так и синтетического происхождения. К естественным радиопротекторам относятся, например, гуминовые вещества, выделяемые из плодородных почв и торфа. Фуллеренолы относятся к искусственно созданным агентам. По ее словам, подобно гуминовым веществам, фуллеренолы взаимодействуют с радионуклидами и продуктами их распада, фактически "принимая удар" на себя.

Кудряшева также объяснила, что фуллеренолы являются производными фуллеренов — "мячикоподобных" структур, состоящих из различного количества пяти- и шестичленных ароматических циклов атомов углерода. В отличие от своих предшественников, фуллеренолы обладают способностью растворяться в воде, сохраняя при этом антирадикальную активность, что делает их перспективными кандидатами в качестве радиопротекторов.

Исследователи использовали тот факт, что присутствие трития усиливает свечение люминесцентных бактерий. Выяснилось, что добавление фуллеренола позволяет вернуть уровень люминесценции к контрольным значениям (то есть, как если бы трития не было). При этом общая ферментативная активность микроорганизмов изменяется незначительно, что свидетельствует о том, что фуллеренолы не оказывают отрицательного влияния на их метаболизм.

Кроме того, введение фуллеренолов привело к уменьшению содержания активных форм кислорода, которые могут наносить вред клеткам. В дальнейшем ученые намерены детально изучить механизм действия нового радиопротектора на бактериальный организм.

Данное исследование является частью крупного проекта СФУ под названием "Автостопом по науке. Сибирский путь", который посвящен изучению влияния радиационного излучения и реализуется при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России.

Уточнения

Ионизи́рующее излуче́ние (радиация) — потоки фотонов и других элементарных частиц или атомных ядер, способные ионизировать вещество.