Direct observation of damage clustering in irradiated DNA with atomic force microscopy
Direct observation of damage clustering in irradiated DNA with atomic force microscopy
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用原子力显微镜直接观察辐照 DNA 中的损伤聚集
DOI：
10.1093/nar/gkz1159
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发表时间：
2020
影响因子：
14.9
通讯作者：
Akiko Uzawa and Hiroshi Ide
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu Xu;Toshiaki Nakano;Masataka Tsuda;Ryota Kanamoto,Ryoichi Hirayama;Akiko Uzawa and Hiroshi Ide
电离辐射产生的成簇DNA损伤在10-20 bp内包含两个或多个损伤。据信，集群损伤的复杂性（即，每个损伤部位的损伤数量）与电离辐射的生物严重性有关。然而，只有简单的集群损伤包含两个相邻的病变已被实验证明。在这里，我们开发了一种新的方法来分析集群DNA损伤的复杂性。质粒DNA分别用密集和稀疏的电离Fe离子束和X射线照射。然后，用生物素/链霉亲和素标记产生的DNA损伤，并用原子力显微镜观察。铁离子束产生复杂的簇状损伤，包含2-4个损伤。此外，他们在单个质粒分子中产生了两个或三个聚集的损伤位点，这些损伤位点是由单一轨道的铁离子束撞击引起的。相反，X射线产生相对简单的聚集性损伤。本研究结果为复杂团簇损伤提供了第一个实验证据。
Ionizing radiation produces clustered DNA damage that contains two or more lesions in 10–20 bp. It is believed that the complexity of clustered damage (i.e., the number of lesions per damage site) is related to the biological severity of ionizing radiation. However, only simple clustered damage containing two vicinal lesions has been demonstrated experimentally. Here we developed a novel method to analyze the complexity of clustered DNA damage. Plasmid DNA was irradiated with densely and sparsely ionizing Fe-ion beams and X-rays, respectively. Then, the resulting DNA lesions were labeled with biotin/streptavidin and observed with atomic force microscopy. Fe-ion beams produced complex clustered damage containing 2–4 lesions. Furthermore, they generated two or three clustered damage sites in a single plasmid molecule that resulted from the hit of a single track of Fe-ion beams. Conversely, X-rays produced relatively simple clustered damage. The present results provide the first experimental evidence for complex cluster damage.
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