Entwicklung neuer Biomarker zur Detektion von Umweltbelastung

Es wurde bis heute meist mit relativ aufwendigen Methoden nach dem Vorkommen von Strangbrüchen in der DNA gesucht. Die hier verwendete Fast-Micromethod steht jetzt neben mehreren bereits etablierten Methoden zur qualitativen und quantitativen Erfassung von DNA-Strangbrüchen zur Verfügung. Die Methode wurde zur schnellen und empfindlichen Messung von DNA-Schäden und deren Reparatur unter Verwendung von PicoGreen, einem spezifisch an DNA-Einzelstränge bindenden Fluoreszenzfarbstoff, durchgeführt. Die Methode wurde in der vorliegenden Arbeit für verschiedene Zellarten wie HeLa-Zellen und Schwamm-Zellen mit Schwermetallionen verwendet. Sie wurde ebenfalls bei verschiedenen Strangbruch-induzierenden Stoffen wie NQO und physikalischen Faktoren wie UV-Bestrahlung und Gammastrahlung erfolgreich eingesetzt. Die Strangbrüche wurden bei HeLa-Zellen mit 10 µM NQO nach 90 Minuten Inkubation und ebenso bei Gammastrahlung mit 16 Gy gemessen. An Schwammzellen wurden Effekte von Schwermetallionen und UV, auch einschließlich nachgeschalteter Reparaturaktivität, gemessen. Dabei war die Reparatur jedoch nicht ganz vollständig. Durch die Fast-Micromethod wurde DNA-Schädigung durch UV-Bestrahlung und Gentoxizität von Schwermetall-Ionen an HeLa-Zellen nachgewiesen. Die Schwammzellen wurden mit verschiedenen Schwermetall-Ionen in verschiedenen Konzentrationen getestet und mit UV bei verschiedenen Dosen bestrahlt. Teilweise wurde nach dem Einfluss die DNA-Reparatur erfasst. Schwammzellen wurden in den drei häufig verwendeten Medien CMFSW, CMFSW+EDTA und Seewasser aufgenommen. Im Seewasser waren die Zellen nach 60 Minuten Inkubationszeit aggregiert (Primmorphe). Im CMFSW+EDTA Medium lagen dagegen nur Einzellen vor, da die Zellen im EDTA-Medium dissoziiert wurden und auch nicht mehr proliferierten.In the past, the occurrence of DNA strand breaks has generally been assessed using complex methods. Besides the already established methods for qualitative and quantitative assessment of DNA strand breaks, a further method is now available, the Fast Micromethod, which has been applied in this study. This method allows a rapid and sensitive evaluation of DNA damage and its repair using PicoGreen, a fluorescent dye which specifically binds to DNA single strands. In the present study, this method was used in various cell types, including HeLa cells and sponge cells with heavy metal ions. It was also successfully applied using various substances which induce strand breaks such as NQO and with physical factors such as UV-irradiation and gamma irradiation. DNA strand breaks were measured in HeLa cells after incubation for 90 minutes with 10 µm NQO or 16 Gy gamma irradiation. The effects of heavy metal ions and UV-irradiation and the subsequent repair activity were measured in sponge cells following UV-irradiation, whereby the repair was not complete. Using the Fast Micromethod, DNA damage induced by UV-irradiation and genotoxicity due to heavy metal ions could be proven in HeLa cells. Sponge cells were subjected to different concentrations of heavy metal ions and various doses of UV-irradiation. Subsequent DNA repair was assessed in some instances. Sponge cells were placed in three frequently used media; CMFSW, CMFSW+EDTA or sea water. In sea water, the cells were seen to aggregate (Primmorphs) after 60 minutes incubation. In CMFSW+EDTA however, only single cells were observed since the cells in this EDTA-containing medium dissociated and no longer proliferated