Activator Protein-1 and Epidermal Growth Factor Receptor Interplay : In Vivo & In Vitro Studies

Critical cellular decisions such as should the cell proliferate, migrate or differentiate, are regulated by stimulatory signals from the extracellular environment, like growth factors. These signals are transformed to cellular responses through their binding to specific receptors present at the surface of the recipient cell. The epidermal growth factor receptor (EGF-R/ErbB) pathway plays key roles in governing these signals to intracellular events and cell-to-cell communication. The EGF-R forms a signaling network that participates in the specification of cell fate and coordinates cell proliferation. Ligand binding triggers receptor dimerization leading to the recruitment of kinases and adaptor proteins. This step simultaneously initiates multiple signal transduction pathways, which result in activation of transcription factors and other target proteins, leading to cellular alterations. It is known that mutations of EGF-R or in the components of these pathways, such as Ras and Raf, are commonly involved in human cancer. The four best characterized signaling pathways induced by EGF-R are the mitogen-activated protein kinase cascades (MAPKs), the lipid kinase phosphatidylinositol 3 kinase (PI3K), a group of transcription factors called Signal Transducers and Activator of Transcription (STAT), and the phospholipase Cγ; (PLCγ) pathways. The activation of each cascade culminates in kinase translocation to the nucleus to stimulate various transcription factors including activator protein 1 (AP-1). AP-1 family proteins are basic leucine zipper (bZIP) transcription factors that are implicated in the regulation of a variety of cellular processes (proliferation and survival, growth, differentiation, apoptosis, cell migration, transformation). Therefore, the regulation of AP-1 activity is critical for the decision of cell fate and their deregulated expression is widely associated with many types of cancers, such as breast and prostate cancers. The aims of this study were to characterize the roles of EGF-R signaling during normal development and malignant growth in vitro and in vivo using different cell lines and tissue samples. We show here that EGF-R regulates cell proliferation but is also required for regulation of AP-1 target gene expression in fibroblasts in a MAP-kinase mediated manner. Furthermore, EGF-R signaling is essential for enterocyte proliferation and migration during intestinal maturation. EGF-R signaling network, especially PI3-K-Akt pathway mediated AP-1 activity is involved in cellular survival in response to ionizing radiation. Taken together, these results elucidate the connection of EGF-R and AP-1 in various cellular contexts and show their importance in the regulation of cellular behaviour presenting new treatment cues for intestinal perforations and cancer therapy.

On the charging state of atmospheric aerosols and ion-induced nucleation

Floating in the air that surrounds us is a number of small particles, invisible to the human eye. The mixture of air and particles, liquid or solid, is called an aerosol. Aerosols have significant effects on air quality, visibility and health, and on the Earth's climate. Their effect on the Earth's climate is the least understood of climatically relevant effects. They can scatter the incoming radiation from the Sun, or they can act as seeds onto which cloud droplets are formed. Aerosol particles are created directly, by human activity or natural reasons such as breaking ocean waves or sandstorms. They can also be created indirectly as vapors or very small particles are emitted into the atmosphere and they combine to form small particles that later grow to reach climatically or health relevant sizes. The mechanisms through which those particles are formed is still under scientific discussion, even though this knowledge is crucial to make air quality or climate predictions, or to understand how aerosols will influence and will be influenced by the climate's feedback loops. One of the proposed mechanisms responsible for new particle formation is ion-induced nucleation. This mechanism is based on the idea that newly formed particles were ultimately formed around an electric charge. The amount of available charges in the atmosphere varies depending on radon concentrations in the soil and in the air, as well as incoming ionizing radiation from outer space. In this thesis, ion-induced nucleation is investigated through long-term measurements in two different environments: in the background site of Hyytiälä and in the urban site that is Helsinki. The main conclusion of this thesis is that ion-induced nucleation generally plays a minor role in new particle formation. The fraction of particles formed varies from day to day and from place to place. The relative importance of ion-induced nucleation, i.e. the fraction of particles formed through ion-induced nucleation, is bigger in cleaner areas where the absolute number of particles formed is smaller. Moreover, ion-induced nucleation contributes to a bigger fraction of particles on warmer days, when the sulfuric acid and water vapor saturation ratios are lower. This analysis will help to understand the feedbacks associated with climate change.

Selective Review of Proton Magnetic Resonance Spectroscopy in Schizophrenia

Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS) offers a unique opportunity to measure brain metabolites in-vivo, and in doing so enables one to understand the brain function and cellular processes implicated in the pathophysiology of psychiatric disorders. MRS, in addition to being non-invasive, is devoid of radioactive tracers and ionizing radiation, a distinct advantage over other imaging modalities like positron emission tomography and single photon emission computed tomography. With advances in MRS technique it is now possible to quantify concentrations of relevant compounds like neurotransmitters, neuronal viability markers and pharmacological compounds. Majority of the MRS studies have examined the neurometabolites in schizophrenia, a common and debilitating psychiatric disorder. Abnormalities in N Acetyl aspartate and Glutamate are consistently reported while the reports regarding the myoinsoitol and choline are inconsistent. These abnormalities are not changed across the illness stages and despite treatment. However, multiple technical challenges have limited the widespread use of MRS in psychiatric disorders. Guidelines for uniform acquisition and preprocessing are need of the hour, which. would increase the replicability and validity of MRS measures in psychiatry. Finally long term, prospective, longitudinal studies are required in different psychiatric disorders for potential clinical applications.

Enhanced non-homologous end joining contributes toward synthetic lethality of pathological RAD51C mutants with poly (ADP-ribose) polymerase

Here, we show that PARP inhibitor-mediated cell death of RAD51C-deficient cells occur by NHEJ-driven illegitimate repair of one-ended double-strand breaks, and the hypomorphic RAD51C pathological mutant cells can be targeted by `synergistic toxicity' induced by low-dose PARP inhibitor and IR.Poly (ADP-ribose) polymerase 1 (PARP1) inhibitors are actively under clinical trials for the treatment of breast and ovarian cancers that arise due to mutations in BRCA1 and BRCA2. The RAD51 paralog RAD51C has been identified as a breast and ovarian cancer susceptibility gene. The pathological RAD51C mutants that were identified in cancer patients are hypomorphic with partial repair function. However, targeting cancer cells that express hypomorphic mutants of RAD51C is highly challenging. Here, we report that RAD51C-deficient cells can be targeted by a `synthetic lethal' approach using PARP inhibitor and this sensitivity was attributed to accumulation of cells in the G(2)/M and chromosomal aberrations. In addition, spontaneous hyperactivation of PARP1 was evident in RAD51C-deficient cells. Interestingly, RAD51C-negative cells exhibited enhanced recruitment of non-homologous end joining (NHEJ) proteins onto chromatin and this accumulation correlated with increased activity of error-prone NHEJ as well as genome instability leading to cell death. Notably, inhibition of DNA-PKcs or depletion of KU70 or Ligase IV rescued this phenotype. Strikingly, stimulation of NHEJ by low dose of ionizing radiation (IR) in the PARP inhibitor-treated RAD51C-deficient cells and cells expressing pathological RAD51C mutants induced enhanced toxicity `synergistically'. These results demonstrate that cancer cells arising due to hypomorphic mutations in RAD51C can be specifically targeted by a `synergistic approach' and imply that this strategy can be potentially applied to cancers with hypomorphic mutations in other homologous recombination pathway genes.

Reversible induction of translational isoforms of p53 in glucose deprivation

Tumor suppressor protein p53 is a master transcription regulator, indispensable for controlling several cellular pathways. Earlier work in our laboratory led to the identification of dual internal ribosome entry site (IRES) structure of p53 mRNA that regulates translation of full-length p53 and Delta 40p53. IRES-mediated translation of both isoforms is enhanced under different stress conditions that induce DNA damage, ionizing radiation and endoplasmic reticulum stress, oncogene-induced senescence and cancer. In this study, we addressed nutrient-mediated translational regulation of p53 mRNA using glucose depletion. In cell lines, this nutrient-depletion stress relatively induced p53 IRES activities from bicistronic reporter constructs with concomitant increase in levels of p53 isoforms. Surprisingly, we found scaffold/matrix attachment region-binding protein 1 (SMAR1), a predominantly nuclear protein is abundant in the cytoplasm under glucose deprivation. Importantly under these conditions polypyrimidine-tract-binding protein, an established p53 ITAF did not show nuclear-cytoplasmic relocalization highlighting the novelty of SMAR1-mediated control in stress. In vivo studies in mice revealed starvation-induced increase in SMAR1, p53 and Delta 40p53 levels that was reversible on dietary replenishment. SMAR1 associated with p53 IRES sequences ex vivo, with an increase in interaction on glucose starvation. RNAi-mediated-transient SMAR1 knockdown decreased p53 IRES activities in normal conditions and under glucose deprivation, this being reflected in changes in mRNAs in the p53 and Delta 40p53 target genes involved in cell-cycle arrest, metabolism and apoptosis such as p21, TIGAR and Bax. This study provides a new physiological insight into the regulation of this critical tumor suppressor in nutrient starvation, also suggesting important functions of the p53 isoforms in these conditions as evident from the downstream transcriptional target activation.

Effects produced in GaAs by MeV ion bombardment

Presented in the first part of this thesis is work performed on the ionizing energy beam induced adhesion enhancement of thin (~ 500 Angstrom) Au films on GaAs substrates. The ionizing beam, employed in the present thesis, is the MeV ions (i.e., ¹⁶O, ¹⁹F, and ³⁵Cl), with energies between 1 and 20 MeV. Using the "Scratch" test for adhesion measurement, and ESCA for chemical analysis of the film-substrate interface, the native oxide layer at the interface is shown to play an important role in the adhesion enhancement by the ionizing radiation. A model is discussed which explains the experimental data on the the dependence of adhesion enhancement on the energy which was deposited into electronic processes at the interface. The ESCA data indicate that the chemical bonds (or compounds), which are responsible for the increase in the thin film adherence, are hydroxides rather than oxides.

In the second part of the thesis we present a research performed on the radiation damage in GaAs crystals produced by MeV ions. Lattice parameter dilatation in the surface layers of the GaAs crystals becomes saturated after a high dose bombardment at room temperature. The strain produced by nuclear collisions is shown to relax partially due to electronic excitation (with a functional dependence on the nuclear and electronic stopping power of bombarding ions). Data on the GaAs and GaP crystals suggest that low temperature recovery stage defects produce major crystal distortion. The x-ray rocking curve technique with a dynamical diffraction theory analysis provides the depth distribution of the strain and damage in the MeV ion bombarded crystals.

Efeitos de raios-X de baixa energia em células mamárias

Doses de radiação de baixa energia podem induzir quebras de dupla fita no DNA assim como também produzir perfis alterados de expressão de genes relacionados a estas lesões. Os danos não reparados ou mal reparados levam a uma maior suscetibilidade à transformação oncogênica já que os efeitos biológicos mais importantes causados pela radiação ionizante são mutação e carcinogênese. As lesões no DNA provocadas pela radiação podem também ocasionar o surgimento micronúcleos e as células podem ser induzidas à apoptose. O objetivo deste trabalho é estudar in vitro a presença de micronúcleos e a apoptose ocasionados por Raios-X de baixa energia. Pretende-se analisar estes efeitos biológicos em relação à energia equivalente à utilizada em exames mamográficos usando duas linhagens estabelecias de células de mama: a MCF-7 (tumoral) e a HB-2 (não-tumoral). As células, em crescimento exponencial, foram irradiadas no equipamento de arranjo experimental de mamografia do LCR/UERJ. A dose de 5Gy na energia de 30 kV foi aplicada com taxa de 0,1 Gy/seg utilizando filtro de 0,03 mm de molibdênio. As irradiações foram realizadas duas vezes, após as irradiações, as células foram incubadas por 4, 24 ou 48 horas e posteriormente coradas com o corante Hoechst33258 para análise em microscopia de fluorescência. Para cada análise, 1000 células foram categorizadas pela morfologia do núcleo. Os resultados mostraram que a HB-2, utilizada neste estudo como célula mamária normal, apresentou maior sensibilidade aos efeitos da radiação, com 37 % das células em apoptose após 4 hs de incubação, enquanto a MCF-7 apresentou 6,5 %. Nas análises após 24 hs foi possível confirmar a radioresistência da MCF-7 tendo sido observadas 11% de células em apoptose no grupo irradiado. Houve um aumento crescente de micronúcleos radioinduzidos nas duas linhagens de acordo com os tempos de incubação. Na análise de 4 hs a HB-2 apresentou 3%, em 24 hs, 8,5% e 48 hs, 11,5 %. Diante destes resultados, foi possível concluir que a energia do feixe de raios-X utilizada na mamografia pode ser capaz de ocasionar aumento de ocorrência de apoptose e geração de micronúcleos nas duas linhagens estudadas

Avaliação de alterações morfológicas da pele após lesão radioinduzida em ratos Wistar

A radioterapia é uma das modalidades terapêuticas mais utilizadas no tratamento do câncer, visando à destruição das células neoplásicas, a partir da utilização de radiação ionizante. Um dos fatores limitantes da radioterapia é o dano em tecidos sadios vizinhos ao tumor. A irradiação da pele, acidental ou para fins terapêuticos, pode desencadear uma série de lesões culminando na fibrose, o que implica na alteração funcional deste órgão. A avaliação dos efeitos morfológicos associados à irradiação da pele torna-se fundamental para estabelecer estratégias de irradiação mais eficazes e diminuição da morbidade; e em caso de acidentes, adequado manuseio da vítima. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações dérmicas radioinduzidas, utilizando um modelo em ratos. Ratos Wistar, machos, com três meses de idade, tiveram sua pele irradiada, em um campo de 3cm2, com doses únicas de 10, 40 e 60 Gy de elétrons com energia nominal de 4MeV. Após a irradiação, os animais permaneceram sob avaliação constante, sendo as lesões registradas fotograficamente. Os animais foram divididos em grupos e eutanasiados: no dia da irradiação, 5, 10, 15, 25 e 100 dias após a irradiação. Parte da pele foi fixada em formaldeído, incluída em parafina e submetida à microtomia. Os cortes foram corados com hematoxilina-eosina, picrosirius red e imunomarcados com anticorpo anti-TGF-beta1. Outra parte do tecido foi fixada em glutaraldeido e processada para microscopia eletrônica de varredura. Foi observado macroscopicamente o surgimento de lesões cutâneas semelhantes a queimaduras em toda área irradiada. Ao microscópio óptico foi verificado o inicio de desenvolvimento de lesão 5 dias após irradiação. Decorridos 10 dias da irradiação observou-se indícios de cicatrização epidérmica abaixo da crosta formada pela lesão. Aos 15 dias após a irradiação o tecido abaixo da lesão apresentava epiderme reconstruída e características de cicatrização tecidual. Foi visualizado também um infiltrado de polimorfonucleares significativo. Após 25 dias nas doses mais elevadas as lesões persistiam, o que não ocorreu na menor dose, na qual a área irradiada dos animais já se encontrava completamente cicatrizada. Após 100 dias da irradiação na dose de 40 Gy ocorreu a cicatrização da ferida. Na dose de 60 Gy em alguns animais a lesão persistia. Nos animais em que ocorreu a cicatrização houve uma hipertrofia da epiderme (acantose). Foi visualizado um tecido com aspecto morfológico totalmente descaracterizado, e necrosado. Os resultados encontrados na analise através de microscopia eletrônica de varredura corroboram os dados encontrados na microscopia de luz, onde observou-se a descaracterização das fibras de colágeno nas doses mais elevadas. Os resultados indicam que as doses utilizadas induziram um processo inflamatório importante na pele, ativando o sistema imunológico. Este fato promoveu um aumento na expressão do TGFbeta1, um dos responsáveis pelo aumento da produção da matriz extracelular por vários tipos celulares, principalmente por fibroblastos em tecidos lesionados. Alem do aumento de expressão da MEC, o TGFbeta1 também promove a inibição dos processos de degradação da mesma. A intensa expressão desta citocina na pele irradiada pode desencadear o processo de fibrose e, conseqüentemente, afetar a homeostase deste órgão devido ao acúmulo da MEC.

Estudo dos efeitos da radioterapia no tecido cardíaco e sua associação com o metabolismo energético

Durante o tratamento radioterápico para tumores localizados na região torácica, parte do coração frequentemente é incluída no campo de tratamento e pode receber doses de radiação ionizante, significativas em relação à terapêutica. A irradiação do coração é capaz de causar importantes complicações cardíacas ao paciente, caracterizadas por alterações funcionais progressivas cerca de 10 a 20 anos após a exposição do órgão. Devido ao seu alto grau de contração e grande consumo energético, o tecido cardíaco é altamente dependente do metabolismo oxidativo que ocorre nas mitocôndrias. Danos as estas organelas podem levar ao decréscimo da produção de energia, tendo um impacto direto sobre a performance cardíaca. Ainda, ao interagir com as células, a radiação ionizante pode gerar uma série de eventos bioquímicos que conduzem a uma resposta celular complexa, em que muitas proteínas parecem estar envolvidas. Tendo em vista tais conhecimentos, o objetivo do estudo foi avaliar o aspecto ultraestrutural do tecido cardíaco, a bioenergética mitocondrial e a expressão diferencial de proteínas após irradiação. Os ensaios foram realizados em amostras de tecido cardíaco de ratos Wistar irradiados com dose única de 20 Gy direcionada ao coração. As análise tiveram início 4 e 32 semanas após irradiação. A análise ultraestrutural foi realizada através de microscopia eletrônica de transmissão. A respiração mitocondrial foi mensurada em oxígrafo, a partir das taxas de consumo de oxigênio pelas fibras cardíacas. A identificação de proteínas diferencialmente expressas foi investigada através de duas técnicas proteômicas: 2D-DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) e uma abordagem label-free seguida de espectrometria de massas. Os resultados mostraram que os efeitos tardios da radiação incluem a degeneração das mitocôndrias e das unidades contráteis do tecido cardíaco, disfunções na cadeia respiratória mitocondrial e expressão diferencial de proteínas envolvidas no metabolismo energético de carboidratos, lipídeos e da fosfocreatina. De forma geral, o estudo mostrou que a irradiação cardíaca prejudica o processo de síntese energética, conduzindo a um déficit da taxa respiratória mitocondrial como efeito tardio. Tal evento pode culminar em disfunções mecânicas no coração, caracterizando o desenvolvimento de doenças cardíacas radioinduzidas.

Hardware reconfigurável para identificação de radionuclídeos utilizando o método de agrupamento subtrativo.

Fontes radioativas possuem radionuclídeos. Um radionuclídeo é um átomo com um núcleo instável, ou seja, um núcleo caracterizado pelo excesso de energia que está disponível para ser emitida. Neste processo, o radionuclídeo sofre o decaimento radioativo e emite raios gama e partículas subatômicas, constituindo-se na radiação ionizante. Então, a radioatividade é a emissão espontânea de energia a partir de átomos instáveis. A identificação correta de radionuclídeos pode ser crucial para o planejamento de medidas de proteção, especialmente em situações de emergência, definindo o tipo de fonte de radiação e seu perigo radiológico. Esta dissertação apresenta a aplicação do método de agrupamento subtrativo, implementada em hardware, para um sistema de identificação de elementos radioativos com uma resposta rápida e eficiente. Quando implementados em software, os algoritmos de agrupamento consumem muito tempo de processamento. Assim, uma implementação dedicada para hardware reconfigurável é uma boa opção em sistemas embarcados, que requerem execução em tempo real, bem como baixo consumo de energia. A arquitetura proposta para o hardware de cálculo do agrupamento subtrativo é escalável, permitindo a inclusão de mais unidades de agrupamento subtrativo para operarem em paralelo. Isso proporciona maior flexibilidade para acelerar o processo de acordo com as restrições de tempo e de área. Os resultados mostram que o centro do agrupamento pode ser identificado com uma boa eficiência. A identificação desses pontos pode classificar os elementos radioativos presentes em uma amostra. Utilizando este hardware foi possível identificar mais do que um centro de agrupamento, o que permite reconhecer mais de um radionuclídeo em fontes radioativas. Estes resultados revelam que o hardware proposto pode ser usado para desenvolver um sistema portátil para identificação radionuclídeos.

Efeito da radiação ionizante e quimioterapicos em tecido cardíaco e expressão do peptídeo natriurético do tipo B

A utilização de biomarcadores cardioespecíficos vem sendo recomendado como ferramenta útil na monitoração e identificação precoce de lesão cardíaca, em decorrência do potencial de cardiotoxicidade da terapêutica oncologica. O objetivo do presente estudo foi avaliar o nível plasmático do peptídeo natriurético do tipo B (BNP) e da expressão gênica do BNP e outros genes relacionados a sua síntese, a interleucina-6 (IL-6), fator β1 de transformação de crescimento (TGF-β1) e procolágeno tipo I, mediante a associação dos agentes antineoplásicos docetaxel e ciclofosfamida (TC) e da radiação ionizante (IR) no coração de ratas Wistar, 2 meses após o término do tratamento. Para isso, Ratas Wistar (3-4 meses, n=7) foram irradiadas no coração com dose única de 20Gy, em um campo ântero-posterior de 2x2cm2, em acelerador linear com feixe de energia nominal de 6 MeV; outras (n=7) foram tratadas (4 ciclos, com 7 dias de intervalo) com docetaxel (12,5 mg/Kg) e ciclofosfamida (50 mg/Kg) e irradiadas após 7 dias do tratamento quimioterápico. Como controle (n=7), animais não irradiados e não tratados com quimioterápicos. Após 2 meses do fim do tratamento, a eutanásia dos animais foi realizada. Amostras de plasma e tecido cardíaco, ventrículo esquerdo (VE), foram coletadas. Por ensaio ELISA foi quantificada a concentração plasmática de BNP; parte do tecido cardíaco foi fixado, incluído em parafina e cortado em micrótomo, para assinalar a presença de BNP no VE, avaliação qualitativa, pela técnica de imunohistoquímica (IHQ); e a outra parte para a técnica RT-qPCR, onde foram avaliados a expressão relativa de mRNA dos genes do BNP, IL-6, TGF-β1 e procolágeno tipo I. Na IHQ o grupo controle apresentou uma marcação pontual, enquanto que os grupos tratados apresentaram uma marcação mais difusa, sendo que o grupo TC+IR foi o que apresentou maior dispersão na marcação do BNP no tecido cardíaco. Embora não tenha sido observado no ensaio ELISA uma diferença significativa entre as concentrações plasmáticas de BNP dos grupos tratados em relação ao controle, nota-se uma tendência de aumento no grupo TC+IR. Na analise por RT-qPCR, a expressão relativa de BNP foi similar ao apresentado no ELISA. O grupo TC+IR foi o grupo que apresentou maior expressão gênica de BNP, porém a diferença não é significativa em relação ao controle. A única análise em que se obteve diferença na expressão gênica em relação ao controle foi a do gene IL-6 que apresentou expressão reduzida. Todos os demais genes analisados por RT-qPCR apresentaram uma expressão similar ao controle. Assim, os resultados obtidos sugerem que o BNP não se apresentou como um bom biomarcador cardioespecífico para identificação precoce de lesão cardíaca, no período a qual foi avaliado. As ratas Wistar, 2 meses após a submissão do tratamento, não apresentaram um resultado diferenciado em relação ao controle, nos genes TGF-β1 e procolágeno tipo I, sugerindo ausência de um quadro de remodelamento cardíaco. Entretanto, apresentou redução significativa do gene IL-6, no grupo TC+IR, propondo ação anti-inflamatória do BNP, que no mesmo grupo, apresentou uma tendência de aumento em sua expressão gênica.

Dose terapêutica de radiação ionizante induz um fenótipo migratório em células de carcinoma de colon humano (caco-2): vias de sinalização envolvidas

O câncer colo-retal é a terceira neoplasia mais frequente em todo o mundo e a recorrência local e neoplasia refratária são desafios no tratamento do câncer colo-retal após a cirurgia convencional. Com o intuito de controlar a recorrência e aumentar a média de sobrevida dos pacientes, uma estratégia multidisciplinar que combina a radioterapia (RT) e a quimioterapia com o processo cirúrgico tem sido protocolo clínico de escolha. Embora esta combinação seja capaz de otimizar o tratamento, nem todos os pacientes são beneficiados com o protocolo quimio-rádio combinado, uma vez que existem os insucessos terapêuticos relacionados com a incidência de neoplasias secundárias tardias em pacientes que foram submetidos à RT para tratamento de neoplasias anteriores. Além da doença refratária, outro agravante da RT são os efeitos colaterais produzidos pela radiação ionizante (IR), em especial àqueles do trato gastrointestinal. Estes efeitos estão relacionados com alterações da homeostase do epitélio intestinal, através da desorganização dos complexos juncionais. Porém, os mecanismos que medeiam estes efeitos ainda não estão elucidados. Este estudo avaliou as vias de sinalização que medeiam os efeitos da IR em células Caco-2. Foi observado que a IR causa uma desorganização da junção aderente via Src, EGFR e MAPK, sendo estas alterações acompanhadas por desorganização do citoesqueleto de actina em todo o volume celular. Src, EGFR e MAPK participam de maneira diferenciada na modulação destes efeitos. Observamos também que a radiação aumenta a motilidade dessas células via Src e MAPK e não induz alteração na proliferação celular até 48 horas após o tratamento. Este é o primeiro trabalho que correlaciona vias de sobrevivência celular como Src, EGFR e MAPK com alterações nas proteínas de junção aderente, alterações do citoesqueleto e migração celular. Estes eventos são relacionados aos efeitos colaterais primários e tardios induzidos pela IR, e podem favorecer à aquisição de um fenótipo maligno herdável durante o fracionamento de doses na RT, favorecendo a progressão tumoral do câncer colo-retal. Logo, além da correlação das vias de sinalização envolvidas nos eventos induzidos pela IR mostrados neste estudo, os resultados também corroboram para um melhor entendimento da atividade farmacológica dos inibidores químicos utilizados, uma vez que muitos deles encontram-se em fase de ensaios pré-clínicos e clínicos.

Dose rate dependence of electrical characteristics of lead zirconate titanate capacitors

The influence of gamma-radiation dose rate on the electrical properties of lead zirconate titanate capacitors was investigated. More severe degradations in dielectric constant, coercive field, remanent polarization and capacitance-voltage (C-V) curves occurred with increasing radiation dose at lower dose rates. The electrical properties exhibited distinct radiation dose rate dependence and the worst-case degradation occurred at the lowest dose rate. The radiation-induced degradation of parameters such as the coercive field drift and distortion of the C-V curve can be recovered partly through post-irradiation annealing.

小麦—偏凸山羊草6Mv/6B代换系的研究

小麦条锈病（Puccinia striiformis f. sp. tritici）是世界性小麦病害，可导致受害小麦减产30%以上，甚至绝收。小麦条锈病在我国西南、华北麦区危害严重，四川麦区是小麦条锈病发病最重的地区之一，每年因条锈病流行造成小麦产量损失巨大。利用抗条锈病品种是控制该病害最安全、经济的有效途径，因此挖掘利用抗病新基因，开展抗病遗传基础研究是当前育种工作中面临的重要任务。 偏凸山羊草（Aegilops ventricosa，DDMvMv，2n=28）是一年生草本植物，起源于地中海西部沿岸地区，具有对小麦白粉病、锈病等高抗或免疫、耐盐、抗寒、蛋白质含量高等优良性状，是小麦遗传育种很好的种质资源。本研究以高抗条锈病的小麦—偏凸山羊草6Mv/6B代换系（Moisson 6Mv/6B）为材料，对其含有的带条锈病抗性基因的偏凸山羊草6Mv染色体在四川小麦背景中的传递情况、与小麦—簇毛麦双端体附加系所具有的白粉病抗性的聚合以及对Moisson 6Mv/6B进行电离辐射诱变筛选抗条锈病的小麦—偏凸山羊草易位系三个方面进行了研究。取得的主要研究结果如下： 1. Moisson 6Mv/6B与高感条锈病的四川地区普通小麦品种绵阳26、绵阳93-124和SW3243的杂种F1与其普通小麦亲本分别作为父、母本回交，通过对其BC1和F2的结实率、根尖细胞有丝分裂中期染色体的观察以及对条锈病抗性的鉴定，发现含6Mv染色体的F1植株作母本时的回交结实率（83.10%）普遍高于含6Mv染色体的F1植株作父本（48.61%），结实率与普通小麦基因型密切相关（χ2=34.15>>χ20.05=5.99（df=2））；6Mv染色体在三种四川小麦中通过雌、雄配子传递的传递方式与其传递率间没有显著相关性，其传递率与普通小麦基因型呈显著相关性（χ2=6.42>χ20.05=5.99（df=2））。 2. Moisson 6Mv/6B与高抗白粉病的小麦—簇毛麦双端体附加系Pana（2n=42+2t）正反杂交，希望在聚合两者抗性的同时观察不同受体背景下的抗性反应。对Moisson 6Mv/6B和Pana正反杂交的结实率、杂交后代的农艺性状进行观察，并对杂交后代进行基因组荧光原位杂交（GISH）分析及条锈病和白粉病的抗性鉴定。结果表明Moisson 6Mv/6B作母本时杂交结实率（80.56%）高于Pana作母本时（58.33%），结实率与杂交方式间紧密相关（χ2=4.96>χ20.05=3.84（df=1））；Moisson 6Mv/6B和Pana杂交后代株高比最高亲本高约10cm，成熟期也较两亲本提前两个星期左右；正反杂交后代中具有偏凸山羊草6Mv染色体的植株具有条锈病抗性，具有簇毛麦端体的植株具有白粉病抗性，同时筛选到4株含有偏凸山羊草和簇毛麦遗传物质并对条锈病和白粉病兼抗的材料，证明来自偏凸山羊草6Mv染色体的条锈病抗性与来自簇毛麦端体的白粉病抗性已经聚合在一起，且没有产生相互抑制的作用，暗示通过这两个抗性基因的聚合是完全能获得兼抗条锈病和白粉病的小麦新种质。 3. 对Moisson 6Mv/6B在减数分裂时期的成株进行总剂量为6Gy、辐射频率为120rad/min的60Co-γ射线辐射，对辐射植株自交后代进行农艺性状及根尖细胞有丝分裂中期染色体形态观察和条锈病抗性鉴定。结果为辐射植株自交结实率为2.22%，根尖细胞有丝分裂中期的染色体存在明显碎片，辐射自交后代植株对条锈病具有成株期抗性。 小麦—偏凸山羊草6Mv/6B代换系对条锈病抗性稳定，是培育条锈病抗性品种的良好供体。本研究证明在四川小麦背景中要利用该品种抗性，在结实数满足需要时，可将其作父本，亦可作母本，但关键是要选择好一个优良的受体基因型；同时其条锈病抗性与来自簇毛麦的白粉病抗性没有相互抑制作用，可将两者抗性有效聚合用于小麦育种中。 Wheat stripe rust (Puccinia striiformis f. sp. Tritici) is a worldwide disease of wheat, and could lead to victims of 30 percent or even total destruction of wheat production. Wheat stripe rust harms badly in China's southwest and North China. Sichuan province is one of the regions damaged by wheat stripe rust heavily. The use of resistant varieties is the most secure and economical way to control the wheat stripe rust. Therefore, it is essential to identify new disease-resistant genes and genetically research of disease resistance. Aegilops ventricosa (DDMvMv, 2n = 28) is an annual herbaceous plant, originating in the coastal areas of the western Mediterranean, with good characters such as resistance of wheat powdery, rust, salt, cold and high protein content. It is a good germplasm resource. In this study, the wheat- Aegilops ventricosa 6Mv/6B substitution line Moisson 6Mv/6B (highly resistant to the wheat stripe rust) was used to study on the transmission of chromosome 6Mv of Aegilops ventricosa in different genetic background of Sichuan wheat varieties, hybridization with wheat- Haynaldia villosa ditelosomic addition line Pana (highly resistant to the powdery mildew) and screening of wheat- Aegilops ventricosa translocation line by exposuring Moisson 6Mv/6B under ionizing radiation. The main results are as following: 1. Moisson 6Mv/6B was crossed with Sichuan wheat varieties mianyang26, mianyang93-124 and SW3243 (highly susceptible to stripe rust), respectively. Their F1 hybrids were further backcrossed as male and female to corresponding wheat varieties. The seed-setting rate, chromosomes confirmation in the mitotic metaphase of root tip cells, and resistance to stripe rust of the subsequent BC1 and F2 plants were investigated. The average seed-setting rate of backcross via 6Mv as female donor (83.10%) was higher than that of backcross via 6Mv as male donor (48.61%), suggesting that the seed-setting rate was associated with the wheat genotypes（χ2=34.15>>χ20.05=5.99（df=2））. In all analyzed populations, transmission frequencies of chromosome 6Mv were not correlated with the ways of 6Mv through male or through female. However, transmission frequencies of chromosome 6Mv were significantly correlated with Sichuan wheat genotypes（χ2=6.42>χ20.05=5.99（df=2））. 2. To aggregating the resistances to stripe rust and powdery mildew, as well as research on the resistance reactions in different genetic background, Moisson 6Mv/6B was reciprocally hybrided with the wheat- Haynaldia villosa ditelosomic addition line Pana (highly resistant to the powdery mildew). The seed-setting rate, agronomic characters, genomic in situ hybridization (GISH) of hybrid progenies，and resistances to stripe rust and powdery mildew were investigated. The results showed that the seed-setting rate of hybridization via Moisson 6Mv/6B as female donor (80.56%) was significant higher than that via Pana as female donor (58.33%). The seed-setting rate was associated with the hybrid methods (χ2 = 4.96> χ20.05 = 3.84 (df = 1)). The plant height of hybrid progenies was about 10 cm higher than Pana, the parent with maximum height. And the maturity of hybrid progenies was about two weeks earlier than that of the parents. In the hybrid progenies, the plants with the 6Mv chromosome have the resistance to stripe rust and the plants with the telosome from Haynaldia villosa have the resistance to powdery mildew. It was found that four plants with both the 6Mv chromosome and the telosome from Haynaldia villosa were resistant to stripe rust and powdery mildew. It indicated that the resistance to stripe rust and powdery mildew aggregated, and no mutual inhibition was found. It implied that the aggregation of the two resistance genes was able to provide the new wheat germplasm with the resistances to stripe rust and powdery mildew. 3. Moisson 6Mv/6B was irradiated with 60Co-γ rays of 6Gy (120rad/min) during meiosis. The agronomic characters and chromosomes confirmation in the mitotic metaphase of root tip cells，as well as resistance to stripe rust were investigated. The seed-setting rate of irradiated plants was only 2.22%. The chromosomes in mitotic metaphase had clear fragments. The resistance to stripe rust of progeny of irradiated plants was the adult-plant resistance. The wheat- Aegilops ventricosa 6Mv/6B substitution line is a good stripe rust resistance donor for its stabile resistance. Our study demonstrated that the key for use the resistance is to choose a good receptor. There is no difference between Moisson 6Mv/6B be the female and be the male if the seed number meets the requirement. At the same time, the stripe rust resistance of Moisson 6Mv/6B did not have the mutual inhibition with the powdery mildew resistance from Haynaldia villosa. It is able to aggregate the two resistances for wheat breeding.

Chromosomal aberrations induced by C-12(6+) ions and Co-60 gamma-rays in mouse immature oocytes

The ovaries of Kun-Ming strain mice (3 weeks) were irradiated with different doses of C-12(6+) ion or Co-60 gamma-ray. Chromosomal aberrations were analyzed in metaphase II oocytes at 7 weeks after irradiation. The relative biological effectiveness (RBE) of C C-12(6+) ion was calculated with respect to Co-60 gamma-ray for the induction of chromosornal aberrations. The C-12(6+) ion and Co-60 gamma-ray dose-response relationships for chromosomal aberrations were plotted by linear quadratic models. The data showed that there was a dose-related increase in frequency of chromosomal aberrations in all the treated groups compared to controls. The RBE values for C-12(6+) ions relative to (CO)-C-60 gamma-rays were 2.49, 2.29, 1.57, 1.42 or 1.32 for the doses of 0.5, 1.0, 2.07 4.0 or 6.0 Gy, respectively. Moreover, a different distribution of the various types of aberrations has been found for C-12(6+) ion and Co-60 gamma-ray irradiations. The dose-response relationships for C-12(6+) ion and (CO)-C-60 gamma-ray exhibited positive correlations. The results from the present study may be helpful for assessing genetic damage following exposure of immature oocytes to ionizing radiation.