BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử và hạt nhân
Mã ngành:
TRẦN THỊ NHÀN
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG LÀM GIẢM MẬT ĐỘ CÁC GỐC TỰ DO
GÂY BỞI BỨC XẠ ION HÓA CỦA CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN.
Hà Nội, 2023
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI VIỆN NĂNG LƯỢNG
NGUYÊN TỬ VIỆT NAM, VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN ĐẠI HỌC
FUKUI-NHẬT BẢN.
Người hướng dẫn khoa học: GS. Izumi Yoshinobu
TS. Vương Thu Bắc
Cố vấn khoa học: TS. Đặng Đức Nhận
Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp viện
Họp tại:
Vào lúc: …… giờ …… ngày …… tháng …… năm ……
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Xác nhận đã xem lại của Chủ tịch Hội đồng
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
-
Trung tâm đào tạo, Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam
-
Thư viện quốc gia Việt Nam
1
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .............................................................................. 6
1.1. Gốc tự do ..................................................................................................... 6
1.2. Tác động của bức xạ ion hóa lên các phần tử sinh học ................................ 7
1.2.1. Cơ chế tác dụng trực tiếp ........................................................................... 7
1.2.2. Cơ chế tác dụng gián tiếp.......................................................................... 7
1.2.3. Tổn thương do bức xạ ion hóa................................................................... 7
1.2.3.1. Tổn thương ở mức độ phân tử ................................................................ 7
1.2.3.2. Tổn thương ở mức độ tế bào – Độ mẫn cảm phóng xạ .......................... 7
1.3. Tổng quan về hợp chất tự nhiên có tác dụng chống oxy hóa. ...................... 8
1.3.1. Sự oxy hóa, chất chống oxy hóa, các phương pháp xác định hoạt tính
chống oxy hóa ..................................................................................................... 9
1.3.1.1. Sự oxy hóa ............................................................................................. 9
1.3.1.2 Chất chống oxy hóa ............................................................................... 9
1.3.1.3. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa .................................... 9
1.3.2. Tổng quan về hợp chất polyphenol có tác dụng chống oxy hóa. .............. 9
1.3.3. Cơ chế hoạt động của các hợp chất chống oxy hóa polyphenol ................ 9
1.3.3.1 Cơ chế chuyển nguyên tử hydro (Hydrogen Atomic Transfer-HAT) ..... 9
1.3.3.2 Cơ chế chuyển một electron chuyển proton (Single Electron Transfer-
Proton Transfer − SET−PT). ............................................................................... 9
1.3.3.3 Cơ chế chuyển proton mất electron (Sequential Proton Loss Electron
Transfer − SPLET). ............................................................................................ 9
1.3.4. Khả năng chống oxy hóa của các polyphenol trong chè xanh. ................. 9
1.3.4.1 Thành phần catechin trong lá chè xanh. ................................................. 9
1.3.4.2. Khả năng chống oxy hóa của EGCG, EC. ........................................... 10
1.3.5. Khả năng chống oxy hóa của AA ........................................................... 10
1.3.5.1. Cấu tạo và tính chất của AA ................................................................ 10
1.3.5.2. Khả năng chống oxy hóa của AA ........................................................ 10
1.4. Các phương pháp đánh giá, đo lường tổn thương bức xạ mức độ phân tử và
tế bào. ................................................................................................................ 10
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 11
2.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................ 11
2.1.1 DNA plasmid ........................................................................................... 11
2.1.1.1 Tổng quan về plasmid ........................................................................... 11
2.1.1.2. Phân loại plasmid ................................................................................. 11
2.1.1.3. Hình thái và sự nhân lên của plasmid .................................................. 11
2.1.2. Nấm men Saccharomyces cerevisiae ...................................................... 11
2
2.1.2.1. Một số đặc tính của tế bào nấm men Saccharomyces .......................... 11
2.2.2.2. Cấu tạo ................................................................................................. 11
2.1.2.3. Sinh sản của tế bào nấm men ............................................................... 12
2.2. Nguyên vật liệu dùng trong nghiên cứu. .................................................... 12
2.3 Phương pháp nghiên cứu. ........................................................................... 12
2.3.1 Sơ đồ các bước nghiên cứu đánh giá khả năng bảo vệ phóng xạ của
EGCG, EC, AA đối với DNA ........................................................................... 12
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu với tế bào nấm men. ...................................... 12
2.3.2.1. Môi trường nuôi cấy tế bào nấm men .................................................. 13
2.3.2.2 Tỉ lệ sống sót của tế bào........................................................................ 13
2.3.2.3 Phương trình LQ (Linear- quadratic) .................................................... 13
2.4. Phương pháp bố trí mẫu và xử lý chiếu xạ ................................................ 14
2.4.1 Chiếu xạ gamma (LET thấp) ................................................................... 14
2.4.2. Chiếu xạ chùm ion (LET cao)................................................................. 14
2.4.3. Xác định liều hấp thụ .............................................................................. 14
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 14
3.1. Đứt gãy DNA, giá trị G và tổn thương tương đối của DNA khi trong môi
trường chứa DNA có EGCG, EC, AA. ............................................................. 14
3.2. Tỷ lệ sống sót của tế bào khi trong môi trường nuôi cấy có chứa EGCG,
AA .................................................................................................................... 18
3.3. Thảo luận ................................................................................................... 20
3.3.1. Ảnh hưởng của độ truyền năng lượng tuyến tính (LET) đến mức độ tổn
thương (DNA và tế bào sống) của bức xạ ........................................................ 20
3.3.2. Khả năng chống oxy hóa của EGCG là lớn hơn EC ............................... 21
3.3.3. So sánh khả năng chống oxy hóa của EGCG và AA .............................. 21
3.3.4. Tỉ lệ sống sót của tế bào không tỉ lệ thuận với số mol chất chống oxy
hóa .................................................................................................................... 22
3.3.5. Kết quả thu được tổn thương trên DNA chỉ có đứt gãy đơn (SSB) ........ 22
3.3.6. Hệ số α và tỉ số α/β ................................................................................. 22
NHỮNG ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .................................. 24
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ ............................................... 25
3
MỞ ĐẦU
Bức xạ ion hóa có thể bắt nguồn từ tự nhiên và có sẵn trên mặt đất hoặc
từ nguồn con người tạo ra đều góp phần khiến con người bị phơi nhiễm và tạo
thành mối nguy hiểm cho sức khỏe. Khi tương tác với tế bào và cơ thể sống, bức
xạ ion hóa tạo ra các gốc tự do, làm hỏng nhân của tế bào như DNA và màng tế
bào cũng như gây chết hoặc đột biến tế bào. Khi vi sinh vật tiếp xúc với bức xạ
ion hóa, các bức xạ ion hóa này sẽ gây những tổn thương đối với DNA trong tế
bào (tương tác trực tiếp) hoặc những bức xạ ion hóa sẽ tương tác với các phân tử
nước tạo ra những gốc tự do (H
,
OH
). Những gốc tự do này sẽ gây ra những
tổn thương đối với DNA như đứt gẫy đơn hoặc đứt gãy đôi của DNA trong tế
bào (tương tác gián tiếp). Bức xạ gây ra một loạt các tổn thương trong DNA,
chẳng hạn như đứt gãy đơn (SSB) trong các liên kết phosphodiester, đứt gãy đôi
(DSB) trên các vị trí đối diện hoặc bị dịch chuyển, tổn thương cơ sở, liên kết
chéo protein-DNA và liên kết ngang protein-protein. Đứt gãy đôi gây ra những
tổn thương nghiêm trọng đối với các tế bào bởi với tế bào có đứt gẫy đôi trong
DNA thì rất khó để sửa chữa hoặc quá trình sửa chữa sẽ không hoàn thiện và
xuất hiện những đột biến (tế bào lạ hay còn gọi là tế bào ung thư).
Hơn nữa, các tác động sinh học của bức xạ ion hóa thường được cho là
phụ thuộc vào sự truyền năng lượng tuyến tính (LET). Bức xạ LET cao có khả
năng gây ra nhiều DSB hơn. Bức xạ LET thấp tương tác với nước trong tế bào
để tạo ra các gốc tự do sau đó tấn công DNA (tác động gián tiếp). Hầu hết năng
lượng từ bức xạ LET cao được DNA hấp thụ trực tiếp để tạo ra các tổn thương
DNA (thông qua tác động trực tiếp). Do vậy đánh giá tỉ lệ đứt gãy của DNA, tỉ
lệ sống sót của tế bào là những nhân tố quan trọng trong việc xác định tác động
sinh học của các bức xạ ion hóa.
Đã từ lâu những chất có từ thiên nhiên đã được sử dụng làm chất chống
oxi hóa để làm giảm tác động có hại của các bức xạ nói chung và bức xạ ion hóa
nói riêng. Các hợp chất chống oxy hóa có thể ngăn chặn sự hình thành không
kiểm soát của các gốc tự do hoặc ức chế phản ứng của chúng với các vị trí sinh
học. Nghiên cứu để đánh giá khả năng bảo vệ các phần tử sinh học khỏi tác
động từ bức xạ ion hóa của các hợp chất tự nhiên ở Việt Nam trong những năm
gần đây rất được quan tâm và nghiên cứu bằng nhiều phương pháp khác nhau và
có nhiều công trình nghiên cứu về khả năng kháng các gốc tự do của một số các
hợp chất trong các dòng thực vật bổ biến ở Việt Nam. Tuy nhiên, số lượng các
công trình nghiên cứu về khả năng bảo vệ của các chất chống oxy hóa tới các
phần tử sinh học như DNA và tế bào khi chúng bị chiếu xạ vẫn còn hạn chế.
Nhiểu nghiên cứu được thực hiện trong thời gian gần đây để nghiên cứu
vai trò làm giảm các gốc tự do sinh ra bởi các bức xạ ion hóa của các hợp chất
trong tự nhiên. Tuy nhiên các phương pháp nghiên cứu chủ yếu dừng lại các mô