Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Физики объяснили причины высокой эффективности терапии рака тяжелыми ионами
Новое исследование раскрыло ключевой механизм влияния этого вида терапии — межатомный кулоновский распад (ICD) в водной среде, инициированный облучением тяжелыми ионами. Оказалось, что перенос протонов между молекулами воды генерирует в живой ткани гидроксильные радикалы и гидратированные протоны, разрушающие ДНК. Над выводами работали ученые из Китая, России и Германии.
Терапия рака тяжелыми ионами показывает себя более эффективным методом лечения, чем рентген и протонная терапия. Однако механизмы, обеспечивающие это, до сих пор оставались неясными.
Международная команда исследователей внимательно изучила воздействие тяжелых ионов на уровне молекул. Для работы выбрали пиримидин, органическую молекулу — предшественника азотистых оснований ДНК и РНК. Модельные процессы деградации ДНК после облучения тяжелыми ионами изучали в тканевой среде. Ученые объединили молекулы пиримидина в кластеры с водой с помощью сверхзвуковой газовой струи.
Исследователи выбрали для работы пучки ионов углерода и железа, ими облучали кластеры пиримидина. Выяснилось, что в живых тканях, облученных пучком тяжелых ионов, внутренне-валентные ионизированные молекулы воды могут передавать энергию возбуждения молекулам ДНК через процесс межатомного кулоновского распада (Interatomic Coulombic decay, ICD). Исследование опубликовано в журнале Physical Review X.
«Выделенный нами процесс не только приводит к ионизации молекулы пиримидина с испусканием низкоэнергетического электрона, но и инициирует перенос протонов между молекулами воды, что приводит к образованию вредных для биологических молекул вторичных частиц — гидроксильных радикалов и гидратированных протонов», — объяснил профессор Шэньюэ Сюй (Shenyue Xu), один из авторов исследования.
Это открытие ставит под сомнение предположение о том, что внутренне-валентные ионизированные катионы воды распадаются через самофрагментацию, а их фрагменты косвенно воздействуют на ДНК. Вместо этого обнаруженный механизм показал, что эти катионы могут напрямую взаимодействовать с ДНК через ICD, одновременно высвобождая вредные вторичные частицы вблизи ДНК. А уже они воздействуют на ДНК, значительно повышая риск разрывов в двойной цепи кислоты.
Кроме того, по сравнению с другими видами радиации облучение тяжелыми ионами растит долю внутренне-валентной ионизации в молекулах воды, что существенно усиливает его биологическую эффективность по отношению к клеткам.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Микробиологи вырастили неизвестный ранее вид Асгард-архей из гиперсоленых микробных матов и впервые сделали 3D-снимки их прямого физического контакта с симбиотическими бактериями. Анализ томограмм показал встречное структурное движение: археи формируют сложную сеть из нитей и отпочковывающихся мембранных пузырьков, а бактерии прокладывают к этой сети прямые белковые нанотрубки. Визуализация подтверждает гипотезу о том, что эукариотические клетки возникли в результате тесного физического и метаболического переплетения двух микроорганизмов.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии