KIP-Veröffentlichungen

Die Untersuchung der Wirkung von α-Strahlung auf Gewebe ist insbesondere für die Therapie von Krebserkrankungen von groÿer Bedeutung. α-Teilchen erzeugen beim Durchgang durch einen Zellkern entlang ihrer Trajektorie komplexe DNA-Schäden, zu denen DNA-Doppelstrangbrüche (DSB) gehören, deren Reparatur entscheidend für das Überleben einer Zelle und der biologischen Eektivität der Strahlung ist. Mit Hilfe konventioneller Fluoreszenzmikroskopie konnten Ansammlungen, sogenannte Foci, von DSBReparaturproteinen als Spur im Zellkern entlang der mutmaÿlichen Teilchentrajektorie beobachtet werden.
Diese Arbeit untersucht mit Hilfe der Lokalisationsmikroskopie ebensolche Spuren der DSB-Reparaturproteine γH2AX, 53BP1, Mre11 und pATM in Leukozyten, die durch α-Teilchen, emittiert beim Zerfall des Radium-Isotops ²²³Ra, induziert wurden.  Die Lokalisationsmikroskopie ermöglicht hierbei durch ihre Auösung von bis zu 10nm einen detaillierteren Einblick in die Schadensstrukturen und ihrer Reparatur als es mit konventionellen Fluoreszenzmikroskopen möglich ist. So konnten die genaue Länge der Proteinspuren, die Signalanzahl und -dichte der einzelnen Proteine als auch der Anteil der γH2AX-Signale, der jeweils mit den anderen Protein-Signalen kolokalisiert, bestimmt werden. Für die Auswertung der aufgenommenen Daten mussten eine Auswertungsmethodik als auch teilweise neue Programme entwickelt werden.
Diese Untersuchungen führten nicht nur zu einer genaueren Charakterisierung der Proteinspuren, sondern es konnte die hohe DSB-Dichte und somit die Komplexität der Schäden in diesen Spuren bestätigt werden. Auÿerdem zeigte sich, dass diese DSBs wom öglich hauptsächlich über den Reparaturprozess der Nicht-Homologen Endverknüpfung repariert werden.

The investigation of α-radiation eects on tissue is of great importance for cancer therapy. Traversing a cell nucleus an α-particle induces complex DNA lesions along its trajectory, with DNA double strand breaks (DSB) among them. The repair of these lesions is decisive for cell survival and the biological eectiveness of the radiation. Conventional uorescence microscopy revealed an accumulation of DSB repair proteins in form of tracks in the cell nucleus along the presumed particle trajectory. In this thesis such tracks of the DSB repair proteins γH2AX, 53BP1, Mre11 and pATM in leukocytes, induced by α-particles emitted during the decay of the radium isotop ²²³Ra, are analyzed by the application of localization microscopy. Localization microscopy enables a more detailed insight in the structure of DNA damage and its repair than conventional uorescence microscopy by its higher resolution up to 10nm. Thus the determination of the precise track lengths, the number and density of the dierent proteins and the percentage of γH2AX signals colocalizing with the other proteins within tracks was possible. The development of an evaluation method and programmes was necessary for data analysis.
The research did not only contribute to a more detailed description of the protein tracks, but also conrmed the expected high DSB density and thus the complexity of the induced lesions within tracks. Furthermore it was shown that these DSBs are possibly mostly repaired by non-homologous end-joining.