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在大规模放射事故中,准确、快速的辐射剂量评估对受辐射暴露人群的伤情分类和医疗管理具有重要意义,其被认为是辐射安全评估、风险预警以及防护中的重要问题。如何筛选出特异性辐射响应基因成为目前辐射剂量监测与风险预警中亟需解决的关键科学问题之一。DNA损伤响应(DNA damage response,DDR)是辐射暴露诱发的最主要的分子途径之一,并且在不同物种之间具有高度的进化保守性。基于DDR的保守特征,本研究建立了基于植物基因组筛选参与DDR新调控基因的方法,并基于这些方法开展了辐射生物标志物的筛选及辐射剂量预测研究,具体如下:(1)首先,建立了基于植物基因组筛选参与DNA修复新调控基因的方法,以拟南芥基因组为研究对象,识别了 16个新的人DNA修复潜在基因,其中13个参与同源重组修复,分别是 ASF1A、ASF1B、CHAF1A、CHAF1B、DMC1、ERCC1、ESCO1、ESCO2、HLTF、MUS81、NAP1L1、SET和TTF2;3个参与非同源末端连接修复,分别是ATR、PARP1和PARP2。文献调研发现3/4候选基因具有DNA修复功能,表明本研究方法的可行性。通过基因表达谱分析,发现辐射暴露后大部分候选基因的表达水平发生了显著变化,表明这些基因可能参与辐射暴露后DNA损伤修复。上述结果表明本研究方法可用于识别人潜在DNA修复功能基因,为辐射生物标志物的开发提供了潜在靶标。(2)在研究内容(1)基础上,进一步建立了基于多种植物基因组识别人辐射响应生物标志物及预测辐射剂量的方法。利用53种植物基因组为研究对象,本研究筛选了23个人特异性γ射线响应基因,除了包括已知的人特异性γ射线响应基因外,本研究获得了 10个新的基于植物的人特异性γ射线响应基因,分别为ANKRD52、DOM3Z、NBN、ANKRD44、ATR、CCNA2、CCNB1、RAD54B、RAD54L 和 STIP1。利用 γ 射线暴露条件下人外周血细胞的基因表达数据和逐步回归的方法,在高低剂量条件下,分别建立辐射剂量的多元线性回归模型。结果显示,利用新的和已知的人特异性响应γ射线基因建立的模型的预测效果明显优于利用已知的人特异性响应γ射线基因建立的模型,表明本研究筛选得到的特异性辐射响应基因可作为辐射生物标志物,且具有良好的辐射剂量评估性能。综上,本研究建立了基于植物基因组识别人潜在DDR基因的方法,利用该方法识别了一系列人DNA修复和特异性辐射响应潜在基因,通过生物学功能分析和辐射剂量建模等研究,表明这些基因可作为辐射生物标志物且可用于辐射剂量评估。本研究可为辐射生物标志物的筛选提供新的研究策略,在辐射剂量评估中具有潜在的应用价值。