Ανίχνευση δίκλωνων βλαβών στο DNA λόγω ακτινοβολίας laser Ti:Sapphire, με τη μέθοδο εστιών γ-Η2ΑΧ

Βούλγαρης, Νικόλαος; Voulgaris, Nikolaos

dc.contributor.author	Βούλγαρης, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Voulgaris, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2019-09-06T10:07:18Z
dc.date.available	2019-09-06T10:07:18Z
dc.date.issued	2019-09-06
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49194
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16260
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Δίκλωνη θραύση DNA	el
dc.subject	Ακτινοβολία laser	el
dc.subject	Δράση ακτινοβολίας σε κύτταρα	el
dc.subject	Ινοβλάστες	el
dc.subject	Βλάβες DNA	el
dc.subject	DNA double strand break	en
dc.subject	LASER	en
dc.subject	LASER induced cell damage	en
dc.subject	Fibroblasts	en
dc.subject	DNA damage	en
dc.title	Ανίχνευση δίκλωνων βλαβών στο DNA λόγω ακτινοβολίας laser Ti:Sapphire, με τη μέθοδο εστιών γ-Η2ΑΧ	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Εφαρμογές laser	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-07-02
heal.abstract	Η μελέτη των φαινομένων που συμβαίνουν κατά την αλληλεπίδραση της ιοντίζουσας και μη-ιοντίζουσας ακτινοβολίας με την βιολογική ύλη, και ειδικά το κυτταρικό DNA, αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους κλάδους της σύγχρονης τεχνολογίας και ραδιοβιολογίας. Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η μελέτη επαγωγής δίκλωνων θραύσεων στο DNA με τη χρήση ακτινοβολίας laser Ti:Sapphire. Τα κύτταρα που ακτινοβολήθηκαν ήταν ανθρώπινοι δερματικοί ινοβλάστες και για την ανίχνευση τυχόν βλαβών στο DNA, χρησιμοποιήθηκε η ευαίσθητη μέθοδος εστιών γ-Η2ΑΧ Αρχικά πραγματοποιείται μια βιβλιογραφική ανασκόπηση των βασικών βιολογικών όρων που θα χρησιμοποιηθούν. Στη συνέχεια εξετάζονται, με βάση προηγούμενες έρευνες, οι τρόποι αλληλεπίδρασης της ιοντίζουσας και της μη-ιοντίζουσας ακτινοβολίας laser με την βιολογική ύλη, με έμφαση στις επιδράσεις τους στο DNA. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής πραγματοποιήθηκαν δυο πειράματα ακτινοβόλησής των ινοβλαστών με τη χρήση laser Ti:Sapphire, μήκους κύματος 807 nm, επαναληπτικότητας 85 MHz, διάρκειας παλμού dt=48 s και μέσης ισχύος 360 mW. Στο πρώτο πείραμα τα κύτταρα μονιμοποιήθηκαν 30 λεπτά μετά την ακτινοβόληση. Στο δεύτερο πείραμα χρησιμοποιήθηκαν δυο ομάδες κυττάρων, η πρώτη εκ των οποίων μονιμοποιήθηκε 30 λεπτά μετά την ακτινοβόληση ενώ η δεύτερη 60 λεπτά μετά την ακτινοβόληση. Τα κύτταρα εκτέθηκαν στην ακτινοβολία laser για διαφορετικά χρονικά διαστήματα προκειμένου να μεταβληθεί η συνολική ενέργεια ανά επιφάνεια που δέχονται. Μετά την μονιμοποίηση πραγματοποιήθηκε η μέθοδος εστιών γ-Η2ΑΧ με σκοπό την ανίχνευση βλαβών στο DNA. Η ιστονική πρωτεΐνη H2AX αποτελεί έναν ευρέως αποδεκτό βιοδείκτη σύνθετης βλάβης του DNA, η οποία φωσφορυλιώνεται άμεσα στα σημεία του DNA όπου έχει επέλθει δίκλωνη θραύση (γ-Η2ΑΧ). Τα αποτελέσματα του πειράματος δεν έδειξαν σημαντική μεταβολή του αριθμού των εστιών γ-Η2ΑΧ, μεταξύ των δύο χρόνων επώασης μετά την ακτινοβόληση (30 και 60 λεπτά). Ακόμη παρατηρήθηκε ότι ο αριθμός των εστιών γ-Η2ΑΧ που ανιχνεύθηκαν ήταν σημαντικά μικρότερος από τον αυτόν που προκύπτει κατά την ακτινοβόληση με ιοντίζουσα ακτινοβολία. Ταυτόχρονα, συγκρίνοντας κύτταρα που δεν δέχτηκαν ακτινοβολία με αυτά που ακτινοβολήθηκαν, παρατηρήθηκε σχετική αύξηση των εστιών για συγκεκριμένες τιμές του χρόνου ακτινοβόλησης. Τα βιβλιογραφικά αποτελέσματα με τη χρήση παρόμοιων διατάξεων laser είναι εξαιρετικά περιορισμένα, καθιστώντας την άμεση σύγκριση των αποτελεσμάτων δύσκολη. Συμπερασματικά, κρίνεται απαραίτητη η πραγματοποίηση παρόμοιων πειραμάτων, δοκιμάζοντας μεγαλύτερο εύρος χρόνων ακτινοβόλησης, προκειμένου να εξεταστούν περαιτέρω οι μηχανισμοί αλληλεπίδρασης της μη-ιοντίζουσας ακτινοβολίας laser με το DNA.	el
heal.abstract	The study of the effects from the interaction of ionizing and non-ionizing radiation with biological matter, especially with cellular DNA, is one of the most important fields of modern technology and radiation biology. The purpose of this work is the study of the induction of double strand breaks in the DNA, due to radiation produced by a femtosecond Ti:Sapphire laser, with wavelength of 807 nm, repetition rate of 85 MHz, pulse duration of 48 fs and average power of 360 mW. The cells that were irradiated were human skin fibroblasts. The method of γ-Η2ΑΧ foci was utilized for the detection of any double strand breaks in the DNA. Firstly, the basic biological terms that will be used in the study are described. Next, the mechanisms that ionizing and non-ionizing radiation interact with the DNA is being explored, based on previous studies. For the purpose of this study, two experiments took place utilizing the Ti:Sapphire laser to irradiate human fibroblastic cells. In the first experiment, the cells were fixated 30 minutes after irradiation. In the second experiment, two groups of cells were used, with the first being fixated 30 minutes after irradiation and the second 60 minutes after irradiation. The cells were exposed to laser radiation for different time periods, in order to change the total energy per area that they received. Following the fixation of the cells, the method of γ-Η2ΑΧ foci was utilized in order to measure any breaks in the DNA. γ-Η2ΑΧ (phosphorylated histone protein H2AX) foci appear at the points of double strand breaks, which makes this histone protein a widely accepted biomarker of complex DNA damage. The results of the experiments did not show a significant difference in the number of γ-Η2ΑΧ foci between the two different incubation periods after the irradiation (30 and 60 minutes respectively). It was also observed that the total number of foci in each cell was significantly lower than of a typical cell irradiated with ionizing radiation. What is more, by comparing the irradiated and non-irradiated cells, a noteworthy increase in the number of foci for specific irradiation times was seen. Previous studies with similar laser systems are limited, making the direct comparison of our results difficult. In conclusion, more experiments are deemed necessary, testing various irradiation times, in order to further investigate the specific effects of laser radiation in DNA.	en
heal.advisorName	Γεωργακίλας, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Παπαγιάννης, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Κυρίτσης, Απόστολος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργακίλας, Αλέξανδρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	91 σ.
heal.fullTextAvailability	true