Browsing by Author "Borkowska, Anna"
Results Per Page
Sort Options
Item Badanie wpływu promieniowania jonizującego na strukturę chromatyny z wykorzystaniem nanospektroskopii molekularnej(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Science, 2019) Borkowska, Anna; Kwiatek, Wojciech M.; Lipiec, Ewelina; Barańska, Małgorzata; Gruszecki, WiesławSTRESZCZENIE Struktura chromatyny umożliwia upakowanie DNA, w którego nici jest zapisana informacja genetyczna. Chromatyna występuje na różnych poziomach organizacji. Na najniższym poziomie organizacji występuje w postaci nukleosomów, a na najwyższym poziomie organizacji w postaci chromosomów metafazowych. Ze względu na kluczową rolę chromatyny w organizacji DNA, został zbadany wpływ metylacji DNA i histonu H3 na jej strukturę chemiczną. Ponadto, został także zbadany udział euchromatyny i heterochromatyny w powstawaniu uszkodzeń w wyniku oddziaływania z wiązką protonów, co ma istotne znaczenie dla radioterapii. Do badań struktury molekularnej chromatyny zostały wykorzystane dwie techniki nanospektroskopii molekularnej: spektroskopia Ramana wzmocniona na ostrzu sondy skanującej (TERS, ang. Tip- Enhanced Raman Spectroscopy) oraz spektroskopia w zakresie podczerwieni połączona z mikroskopią sił atomowych (AFM – IR, ang. Atomic Force Microscopy Infrared Spectroscopy). Spektroskopia TERS umożliwiła zbadanie wpływu metylacji zarówno DNA, jak i histonu H3 na strukturę chemiczną chromatyny na najniższym poziomie jej organizacji- pojedynczego nukleosomu. Za pomocą spektroskopii AFM – IR, wykonano pomiary pojedynczych chromosomów metafazowych człowieka, czyli chromatyny na najwyższym poziomie jej organizacji. Na bazie przedstawionych w poniższej rozprawie wyników TERS, na podstawie zmiany intensywności pasma charakterystycznego dla wib. zasad A, C i G oraz δ(CH), a także C=C (1487 cm-1), zidentyfikowano dwie różne struktury nukleosomów: 1) charakteryzującą się brakiem obecności pasma dla liczby falowej 1487 cm-1 w przypadku liniowego DNA faga λ (głównie konformacja A) oraz 2) charakteryzującą się obecnością pasma dla liczby falowej 1487 cm-1 w przypadku kolistego DNA (pUC19, współistnienie konformacji A i B). Zanik intensywności pasma na pozycji spektralnej 1487 cm-1 został powiązany z powstawaniem wiązania wodorowego pomiędzy końcem NH2 kationowych reszt histonów z azotem N7 zasady guaninowej DNA w większym rowku DNA. Ponadto, w oparciu o otrzymane wyniki, stwierdzono, że na strukturę nukleosomów najistotniejszy wpływ ma konformacja DNA. Za pomocą spektroskopii AFM – IR zweryfikowano wpływ organizacji i budowy chemicznej chromatyny na powstawanie aberracji chromosomowych w wyniku oddziaływania z wiązką protonów. Pokazano, że procesy powstawania uszkodzeń radiacyjnych oraz ich naprawy prowadzące do powstania chromosomów dicentrycznych oraz pierścieniowych zachodzą głównie w euchromatynie. Podsumowując, badania nanospektroskopowe chromatyny na najniższym i najwyższym poziomie jej organizacji, umożliwiły lepsze wyjaśnienie i zrozumienie zmian spektroskopowych związanych z metylacją lub typem/konformacją DNA. Umożliwiły one także zbadanie czułości euchromatyny i heterochromatyny na uszkodzenia związane z oddziaływaniem z wiązką protonów.Item Multimodal approach for ionizing radiation damage investigation(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2015) Kwiatek, Wojciech M.; Adamczyk, Jolanta; Bobrowska, Justyna; Borkowska, Anna; Lekka, Małgorzata; Lekki, Janusz; Lipiec, Ewelina; Miszczyk, Justyna; Pabijan, Joanna; Paluszkiewicz, Czesława; Panek, Agnieszka; Piergies, Natalia; Pogoda, Katarzyna; Prauzner-Bechcicki, Szymon; Quaroni, Luca; Roman, Maciej; Wiecheć, Anna; Wiltowska-Zuber, JoannaThe new, leading edge laboratory has been established and put into routine operation. The laboratory is focused on multimodal studies of the cellular response to ionizing radiation and provides support and research facilities for the Bronowice Cyclotron Centre. Spectroscopic imaging of cells and tissues (examining in particular the internal structure of cells, the cytoskeleton organization, cells’ mechanical and biochemical properties), as well as research at the molecular level, has been applied in research for the purpose of searching new strategies of prevention and therapies of cancer and other pathologies and in fundamental research in the field of structural and vibrational analysis of condensed matter. The multimodal approach, illustrating the full laboratory potential, has been applied to radiation effect studies of transitional cells – human bladder carcinoma cells (T24 cell line). Cells were irradiated with three X-ray radiation doses: 1 Gy, 3 Gy, and 10 Gy and subsequently studied using all instruments of the new laboratory. The presented results demonstrated that the AFM elasticity measurements can be applied to quantitatively estimate alterations induced upon Xray irradiation at the single cell level. A combination of AFM and InfraRed Spectroscopy (NanoIR2 setup) was successful in characterization molecular changes occurring in the nuclear environment following cellular irradiation. Particularly useful information acquired was the observation of changes in distribution of macromolecules with a spatial resolution at the level of the single organelle. The observed changes correlate with radiation dose and thus may become a tool for studying the biological effects of radiation exposure. The application of Raman microspectroscopy for radiation-induced damage investigations provided detection of such spectral changes as strand breaks, base unstacking, and DNA conformational transformations. These studies give crucial information about the damage associated with irradiation and cellular response for radiation dose at single cell level. Moreover, Raman spectroscopy provides possibility to investigate structural changes present within the same sample. Complementary UV–VIS technique, on the basis of γ-H2AX test, delivered quantitative data of radiation damage, manifesting in presence of double strand breaks in DNA in 1st and 2nd day of culture (1 hour and 24 hours after irradiation).