Рожденная веком

До недавнего времени казалось, что возникающие в клетке радиационные изменения необратимы. Основанием для такой точки зрения служили представления о невозможности «ремонта» повреждений уникальной структуры ДНК. Однако многолетние наблюдения В. И. Корогодина над судьбой облученных дрожжевых клеток уже к концу 50-х годов опровергли эти представления. Оказалось, что выживаемость облученных клеток сильно зависит от условий их последующего содержания. Автору в многочисленных опытах удалось показать, что если дрожжи после облучения выдержать некоторое время в обычной воде, а затем посеять в питательную среду, то их выживаемость резко повышается по сравнению с клетками, посеянными в среду сразу после облучения. Так было впервые обнаружено явление пострадиационного восстановления. Честь этого открытия была официально признана за В. И. Корогодиным Государственным комитетом по открытиям и изобретениям Совета Министров СССР.

В последующем сам по себе феномен пострадиационного восстановления, а также зависимость реализации повреждений от условий содержания клеток после облучения наблюдались многими исследователями. В настоящее время различают два основных типа клеточного восстановления, или, как его обычно называют, репарации — восстановление от сублетальных и от потенциально летальных повреждений.

Сублетальные повреждения, как следует из их названия, сами по себе еще не ведут к гибели клетки, но облегчают ее инактивацию при последующем облучении. Типичными повреждениями такого типа являются одиночные разрывы ДНК. Сами по себе они не детальны, однако с увеличением дозы излучения повышается вероятность образования новых одиночных разрывов вблизи «старых», существующих во второй нити ДНК, что приводит к появлению двойных разрывов (обеих нитей), как правило, летальных для клетки.

В отличие от сублетальных потенциально летальные поражения уже сами по себе вызывают гибель клетки, но в определенных условиях могут быть репарированы (восстановлены). Именно восстановление этого типа повреждений, выявляемое изменением выживаемости в разных условиях культивирования, было открыто В. И. Корогодиным. Например, вполне вероятно, что часть двойных разрывов ДНК, образовавшихся при облучении в предсинтетический период, может быть вое-становлена на время, оставшееся до репликации (удвоения) ДНК и летальными станут лишь только те из них, которые клетка не успела «залечить» до момента синтеза ДНК. Отсюда, если искусственно задержать деление клеток и тем самым удлинить предсинтетический период (например, содержанием в непитательной среде), то увеличивается вероятность «заживления» двойных разрывов, а следовательно, и доля выживших клеток.

Вопрос о репарации клеток от потенциально летальных повреждений имеет очень большое значение для оценки истинной радиочувствительности. А. А. Вайнсон в нашей лаборатории показал, что выживаемость опухолевых клеток, высеянных через 2 часа после облучения в дозе 1000 Р, возрастает вдвое по сравнению о наблюдаемой при посеве сразу после облучения. Эффект восстановления определяется здесь тем, что в первые часы после облучения клетки находятся в контакте друг с другом. И. И. Пелевина обнаружила, что репарация от потенциально летальных поражений идет только в стационарных культурах, и не наблюдается в экспоненциально растущих; следовательно, в делящихся клетках, по-видимому, такого типа восстановление не происходит. Вполне возможно, что покоящиеся клетки, находящиеся в тесном контакте, выработали особое защитное свойство — репарацию от тех повреждений, которые обычно не восстанавливаются. Это подтверждается данными Г. С. Календо, которая наблюдала снижение выживаемости клеток при разобщении межклеточных контактов.

Возможность восстановления от сублетальных повреждений была продемонстрирована в I960 году Элкин-дом в опытах с дроблением дозы на две отдельные фракции с интервалом в несколько часов. Оказывается, что выживаемость большинства клеток млекопитающих при 2—4-часовом интервале между фракциями увеличивается в 2—3 раза. Это свидетельствует о происходящем восстановлении части сублетальных повреждений, возникших при первой фракции облучения.

Механизмы пострадиационной репарации сейчас являются предметом углубленных молекулярно-биологических исследований, успешно проводящихся в ряде ведущих научных центров нашей страны В. Д. Жестянниковым, С. Е. Бреслером, К. П. Хансоном, Н. И. Рябченко, А. И. Газиевым, В. Е. Комаром, Л. А. Носкиным, А. С. Саенко и другими. В результате уже сегодня добыты интереснейшие сведения. Открыты, например, два типа ферментов репарации, одни из них выщепляют отрезки ДНК с возникшими в них повреждениями, а другие «ремонтируют» образовавшиеся бреши, восстанавливая их исходную структуру. Обнаружены разные типы репарации на молекулярном уровне и условия, способствующие их проявлению.