载能粒子辐射机理研究获进展（壁膜降解、DNA损）

王兴

作者：刘京华等 来源：《分子结构期刊》

发布时间：2012-9-19 9:56:26

载能粒子辐射机理研究获进展

中科院合肥物质科学研究院技术生物所黄青研究员带领的研究组近年来一直致力于辐射生物光谱学的研究，并持续取得进展。近期，该研究组在利用光谱技术对载能粒子作用于微生物个体的辐射生物效应和机理以及载能粒子对生物分子作用机理的研究方面取得新进展。

载能粒子辐射技术在癌症治疗、诱变育种等领域得到了越来越广泛的应用。载能粒子可引起丰富的生物学效应，由于其多样性和复杂性，需要从生物分子、细胞以及生物个体等多层次对其作用机理进行研究。生物光谱技术能快速、灵敏和无损检测生物分子以及它们在生物体内化学变化过程，因此，在研究辐射生物学的作用机理上有着独特的优势。

研究组博士生刘京华在导师指导下，以工业应用广泛的米根霉Rhizopus oryzae为研究对象，首次运用同步辐射红外显微成像技术，对载能粒子作用于微生物个体进行辐射生物效应和机理等问题开展研究。他们在微观尺度上观测到离子辐射作用于丝状真菌，从而引起了细胞壁和细胞膜的降解、脂质的过氧化、DNA的损伤以及蛋白质的变性等现象，并结合应用生物化学方法，验证了载能粒子辐射能提高细胞内活性氧水平进而损伤生物体的机理。相关研究成果已被国际光谱学专业期刊Journal of Molecular Structure接收并将发表(2013, 1031, 1-8)。

另外，博士生柯志刚在导师指导下，以汽-液界面等离子体放电模拟离子辐射间接作用，利用拉曼光谱技术探究了其对生物体内重要抗氧化分子——谷胱甘肽的辐射效应。研究证明，利用还原型谷胱甘肽中巯基（-SH）及氧化型谷胱甘肽中二硫键（-S-S-）特征拉曼峰信号，可以对二者在放电条件下的转化进行快速定量分析。研究还发现还原型谷胱甘肽中巯基是放电生成的各种自由基及非自由基氧化剂的重要靶点，其中30%-40%损伤的巯基转换成二硫键。该项研究将有助于理解蛋白质分子中巯基离子辐射条件下的作用和行为。论文已被国际重要学术期刊Plasma Processes and Polymers接收。该期刊是国际低温等离子体物理领域权威期刊，每年文章发行量仅百余篇，主要报道低温等离子体在材料、物理、化学、生命医学等领域的最新研究进展。

两篇文章评审人都认为，把光谱技术引入辐射生物学研究领域很有意义。前项工作成功展示了利用具有空间分辨能力的红外光谱显微成像技术结合生化检测分析对分析单个生物体的载能粒子辐射生物学效应非常有效；后者则把拉曼光谱技术用于生物分子的氧化损伤分析，方法新颖、独特。

以上研究工作得到国家自然科学基金、中科院知识创新工程重要方向项目以及中科院“百人计划”等的支持。（来源：中科院合肥物质科学研究院技术生物所）