Русский
!

Presentations

Моделирование индукции первичных повреждений ДНК после действия тяжелых заряженных частиц в программной среде Geant4-DNA

Панина М.С., Батмунх М., Бугай А.Н.

Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория радиационной биологии, Россия, 141890, г. Дубна, ул. Жолио-Кюри 6, Тел.: (49621) 67-197, E-mail: lyashkom@jinr.ru

Изучение первичных этапов радиационного воздействия, проявляющихся в первые доли секунды после облучения, является важной задачей современной радиобиологии, поскольку экспериментальных методов, позволяющих досконально изучить механизмы индукции первичных повреждений ДНК на столь малых временах в настоящее время не существует. Применение методов компьютерного моделирования в этой области позволяет более полно описать закономерности молекулярных взаимодействий, лежащих в основе ответа клетки на действие тяжелых зараженных частиц [1,2].

В данной работе предложена математическая модель индукции разных типов первичных повреждений ДНК (однонитевые и двунитевые разрывы, кластерные повреждения) после действия ускоренных ионов в широком диапазоне значений линейной передачи энергии (ЛПЭ).

С использованием программной среды Geant4-DNA проведено моделирование пространственной структуры треков тяжелых заряженных частиц. Рассчитаны пространственные распределения энерговыделения при действии различных тяжелых ионов на масштабе ядра клетки. С применением алгоритма DBSCAN [3] произведена количественная оценка индукции первичных повреждений ДНК в зависимости от ЛПЭ частицы. Выполнена пространственная визуализация распределения разных типов повреждений ДНК в соответствии со структурой трека частицы. Произведена оценка плотности кластеризации комплексных повреждений ДНК в зависимости от ЛПЭ частицы.

Литература.

  1. Nakajima N. I. et al. Visualisation of γH2AX foci caused by heavy ion particle traversal; distinction between core track versus non-track damage // PloS one. 2013, Т. 8(8), С. e70107.
  2. Watanabe R., Rahmanian S., Nikjoo H. Spectrum of radiation-induced clustered non-DSB damage – A Monte Carlo track structure modeling and calculations // Radiation research. 2015, Т. 183(5), С. 525-540.
  3. Francis Z., Villagrasa C., Clairand I. Simulation of DNA damage clustering after proton irradiation using an adapted DBSCAN algorithm // Computer methods and programs in biomedicine. 2011, V. 101(3), P. 265-270.
© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533