Что несет радиация?

Ученые Иркутского государственного университета и Иркутского института химии им. А. Е. Фаворского СО РАН совместно с коллегами из Германии сделали шаг вперед в понимании радиационного повреждения биомолекул. Они провели исследование, в котором впервые детально продемонстрировали развитие повреждения биологической материи под воздействием радиации. Результаты работы опубликованы в престижном физическом научном журнале Nature Physics. 

Воздействие такого излучения, как, например, рентген и ультрафиолет, зачастую губительно воздействует на биологическую систему. В частности, что особо актуально, может привести к повреждению ДНК. Предотвратить или минимизировать такие повреждения — это важнейшая цель ученых, но предварительно требуется понять, почему и как они происходят. Именно в этом направлении сегодня работают иркутские и немецкие ученые.

— В этом году нам совместно с коллегами из Института Макса Планка, Гейдельбергского университета (Германия) впервые удалось продемонстрировать один из процессов, которые могут происходить при высокоэнергетическом возбуждении биомолекулы в окружении, одновременно экспериментальными и теоретическими методами. До этого таких попыток не предпринималось, — сказал сотрудник лаборатории квантовой химии ИГУ, ведущий научный сотрудник ИрИХ СО РАН, доктор химических наук Александр Трофимов в интервью изданию СО РАН «Наука в Сибири».

Отметим, что инициатива участия иркутских ученых в исследованиях в рамках данной тематики принадлежит старшему научному сотруднику ИГУ кандидату химических наук Анне Скитневской. В 2016 году к ней, а позже и к Александру Трофимову обратились немецкие коллеги с просьбой подключиться к их исследованию. Таким образом, на плечи иркутских ученых легла задача проведения квантово-химических расчетов различных путей и механизмов распада модельной биологической системы после ее взаимодействия с мощными источниками возбуждения и оценки возможности реализации каждого из таких путей.

— В результате были интерпретированы экспериментальные данные и показано, что окружение биомолекул принимает непосредственное участие в процессах происходящих после их облучения. Для получения теоретических результатов необходимой точности были задействованы самые мощные компьютеры, использовались разрабатываемые в лаборатории квантовой химии ИГУ специализированные методы и оригинальное программное обеспечение, — подчеркнула Анна Скитневская.

Ученые отмечают, что рассмотренные в работе процессы в настоящее время все еще чрезвычайно слабо изучены в силу объективных сложностей их экспериментального и теоретического исследования. По их словам, полученные результаты позволили улучшить понимание механизмов перераспределения энергии в биосистемах после воздействия высокоэнергетического облучения, что, в свою очередь, необходимо для планирования дальнейших экспериментальных исследований и разработки эффективных способов защиты живых систем от радиационного повреждения.

Ссылка на оригинал статьи