Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos são tóxicos e/ou genotóxicos para diversos organismos marinhos e a toxicidade de muitos deles aumenta consideravelmente quando expostos à radiação ultravioleta artificial ou natural. O presente estudo visou avaliar a fototoxicidade do antraceno sobre a mortalidade e o dano ao DNA, segundo o ensaio cometa, de juvenis de pampos da espécie Trachinotus carolinus. Os peixes foram previamente expostos ao antraceno por 24 horas no escuro nas concentrações de 8, 16 e 32µg/L. e então transferidos para a água limpa e expostos à luz de lâmpadas fluorescentes ou à radiação ultravioleta B artificial (RUVB-35µW/cm2). Grupos controle (água e solvente) foram submetidos às mesmas condições experimentais. As exposições na ausência da radiação ultravioleta foram realizadas por períodos cumulativos de 10, 20 e 30h (5h/dia). Para as exposições à RUVB foram utilizados períodos desde 2 até 10h. Na ausência de radiação ultravioleta o antraceno não revelou ser tóxico, mas sua genotoxicidade, medida como danos ao DNA, apresenta resposta dose-dependente. A RUVB é letal para pampos. A exposição ao antraceno seguida de 2h de incidência de RUVB acelera a morte dos peixes em relação à mortalidade dos animais não contaminados. Este resultado revelou a fototoxicidade do antraceno para a espécie. O ensaio cometa pode ser considerado uma ferramenta sensível e útil para avaliar o efeito genotóxico de HPAs em peixes marinhos costeiros. / Polycyclic aromatic hydrocarbons are toxic and/or genotoxic to a variety of marine organisms and under solar or artificial ultraviolet radiation acute toxicity of many of them can be substantially enhanced. The aim of the present study was to examine the effect of the phototoxicity of anthracene on the mortality and damage to the DNA, assessed by the comet assay, of juveniles of Florida pompanos, Trachinotus carolinus. The fish were pre-contaminated in the dark by three concentrations of 8, 16 and 32 µg/L of anthracene for 24 hours then transferred to clean seawater to be exposed to fluorescent light or to artificial ultraviolet B radiation (UVB - 35µW/cm2). Control groups (water and ethanol) were carried out in the same experimental conditions. The exposures to fluorescent light were carried out in cumulative periods of 10, 20 and 30 hours (5h/day). The exposures to UVB were conducted during periods of 2 to 10 hours. In the absence of ultraviolet radiation, the anthracene did not prove to be toxic, but its genotoxicity, evaluated as damage caused to the DNA, proved to be dose dependent. The UVB is lethal to Florida pompanos. The exposure of fish to the anthracene following UVB exposure for 2 hours resulted in earlier and higher mortality when compared to uncontaminated fish. These results indicated that anthracene is phototoxic to the pompanos. The comet assay can be considered a sensitive tool to evaluate the genotoxic effect of PAHs in coastal marine fish.

Os efeitos tóxicos decorrente do consumo de peixes contaminados com metilmercúrio (MeHg) tem sido muito discutido no Brasil, especialmente na Região Amazônica, onde estudos a esse respeito têm mostrado resultados conflitantes. Fatores nutricionais associados à exposição ao MeHg ou a forma na qual o MeHg se encontra ligada no peixe poderiam estar alterando sua toxicidade. Diante destas controvérsias, ratos foram subcronicamente expostos à solução de MeHg, selênio (Se) e óleo de peixe, ou foram alimentados com ração contendo peixes contaminados com MeHg. Biomarcadores de estresse oxidativo, presença de processo inflamatório, genotoxicidade, pressão sistólica, concentração de óxido nítrico (NO), de mercúrio (Hg) total e de Se em diferentes tecidos foram avaliados. Ratos expostos à solução de MeHg, mostraram significante diminuição de antioxidantes endógenos, aumento na peroxidação lipídica, hipertensão, inflamação de tecidos, dano ao DNA e diminuição de NO. A associação MeHg+Se mostrou significativa proteção antioxidante e antigenotóxica, porém não foi capaz de proteger a inflamação induzida pelo MeHg e, surpreendentemente, ratos tratados somente com Se apresentaram aumento significativo na pressão sistólica. Na associação MeHg+óleo de peixe observou-se significativa ação anti-inflamatória, antigenotóxica e anti-hipertensiva, porém não se observou ação antioxidante do óleo de peixe. A absorção do Hg nos diferentes tecidos não foi modificada pela presença de Se ou óleo de peixe. Já em ratos que receberam ração contendo peixe contaminado com MeHg, poucas alterações foram observadas. Houve aumento do biomarcador de peroxidação lipídica malondialdeído em ratos que receberam a ração com o peixe contaminado, bem como a indução de dano no DNA. A partir da 11ª semana, hipertensão também foi observada e o NO não se alterou. Assim, observou-se que o MeHg em solução induziu efeitos oxidantes, inflamação, genotoxicidade e hipertensão, e o MeHg presente no peixe induziu efeitos consideráveis, porém menos severos. A forma química com que o MeHg está presente no peixe, combinado com os nutrientes do peixe como o Se e os ácidos graxos poliinsaturados poderiam estar contribuindo para reduzir os efeitos tóxicos desse elemento. / The toxic effects due the consumption of fish contaminated with methylmercury (MeHg) have been widely discussed in Brazil, especially in Amazon region, where studies have shown confound results. Nutritional factors associated with MeHg exposure or the form of MeHg in fish could be changing MeHg toxicity. Thus, rats were subchronically exposed to MeHg in solution, selenium (Se) and fish oil, or rats were fed with a diet containing MeHg-contaminated fish. Oxidative stress biomarkers, presence of inflammation, genotoxicity, systolic blood pressure, nitric oxide (NO) levels and total mercury (Hg) and Se in different tissues were determined. Rats exposed to MeHg in solution showed endogenous antioxidants significantly reduced, increase of lipid peroxidation, hypertension, tissue inflammation, DNA damage and decrease of NO levels. MeHg+Se association presented antioxidant protection and antigenotoxic effetc, but it was not able to protect the inflammation induced by MeHg. Surprisingly, rats treated only with Se also showed increase in systolic blood pressure. MeHg+fish oil association presented a significant antiinflammatory and antigenotoxic effects and antihypertensive action; however it was not observed antioxidant capacity of fish oil. Hg absorption in different tissues was not modified by Se or fish oil treatments. On the other hand, rats fed with diet containing MeHg-contaminated fish presented few alterations in biomarkers. A lipid peroxidation biomarker showed significantly increased in rats fed with MeHgcontaminated fish as well as induction of DNA damage. From the 11th week, a hypertension was observed and NO levels did not change. In conclusion, it was observed that MeHg solution was able to induce oxidative effects, inflammation, genotoxicity and hypertension, and MeHg linked in fish induced considerable but mild effects. The chemical form that MeHg is present in fish combined with nutrients from fish, as Se and polyunsaturated fatty acids could contribute to reducing toxic effects of MeHg.

Vários adutos resultantes da reação de aldeídos α,β-insaturados, ou de seus epóxidos, com bases do DNA têm sido caracterizados nos últimos anos. Esses adutos podem levar à incorporação errada de bases durante a replicação ou a transcrição, resultando, se não reparados, em mutações que podem contribuir para a carcinogênese. O trans,trans-2,4-decadienal (DDE) é um dos aldeídos mais citotóxicos gerados endogenamente a partir da peroxidação lipídica. Verificamos que este aldeído afeta a viabilidade e altera o nível de glutationa de células CV1-P, além de induzir fragmentação do DNA e formação de diferentes produtos com o mesmo. Além da sua formação endógena, DDE é também encontrado em alguns alimentos, contribuindo para o aroma dos mesmos. Neste trabalho detectamos e isolamos 6 produtos formados a partir da reação de DDE com 2\' -desoxiguanosina (dG), sendo que fizemos a caracterização química completa de 3 desses produtos. Através desses estudos mostramos que um deles é o aduto 1,N2-eteno-2\' -desoxiguanosina (1,N2-εdGuo), também formado a partir da reação de dG com compostos carcinogênicos conhecidos, como o c1oreto de vinila. Os outros dois produtos são dois diastereoisômeros correspondentes a 1,N2-εdGuo com uma cadeia lateral substituinte. São produtos inéditos descritos pela primeira vez neste nosso trabalho. A detecção e caracterização desses produtos, assim como os mecanismos de fonnação propostos, podem contribuir para um melhor entendimento da genotoxicidade associada à peroxidação lipídica. Em paralelo desenvolvemos uma técnica muito sensível baseada em LC/ESI/MSMS para detecção desses adutos em sistemas biológicos. A detecção dos adutos caracterizados em DNA incubado com DDE in vitro e em DNA de células expostas ao aldeído aponta para a importância biológica desses compostos. Existe um crescente interesse no uso de adutos exocíclicos de DNA como marcadores de exposição a diversos carcinógenos ambientais e também a processos endógenos envolvendo a peroxidação lipídica. O mecanismo de formação e a estrutura química desses adutos são importantes para revelar as características estruturais queinfluenciam a alquilação do DNA por aldeídos insaturados e para que se possa estimar o papel desses aldeídos na carcinogênese. A formação dos adutos por produtos da peroxidação lipídica sugere a necessidade de estudos epidemiológicos para avaliar riscos de exposição ambiental, via alimentação ou mesmo via fatores indutores de lipoperoxidação. Os resultados aqui obtidos podem contribuir para o estabelecimento de relações entre estrutura química e função e para a avaliação do possível papel dessas lesões na toxicidade associada à exposição a essa classe de compostos. / Vários adutos resultantes da reação de aldeídos α,β-insaturados, ou de seus epóxidos, com bases do DNA têm sido caracterizados nos últimos anos. Esses adutos podem levar à incorporação errada de bases durante a replicação ou a transcrição, resultando, se não reparados, em mutações que podem contribuir para a carcinogênese. O trans,trans-2,4-decadienal (DDE) é um dos aldeídos mais citotóxicos gerados endogenamente a partir da peroxidação lipídica. Verificamos que este aldeído afeta a viabilidade e altera o nível de glutationa de células CV1-P, além de induzir fragmentação do DNA e formação de diferentes produtos com o mesmo. Além da sua formação endógena, DDE é também encontrado em alguns alimentos, contribuindo para o aroma dos mesmos. Neste trabalho detectamos e isolamos 6 produtos formados a partir da reação de DDE com 2\' -desoxiguanosina (dG), sendo que fizemos a caracterização química completa de 3 desses produtos. Através desses estudos mostramos que um deles é o aduto 1,N2-eteno-2\' -desoxiguanosina (1,N2-εdGuo), também formado a partir da reação de dG com compostos carcinogênicos conhecidos, como o c1oreto de vinila. Os outros dois produtos são dois diastereoisômeros correspondentes a 1,N2-εdGuo com uma cadeia lateral substituinte. São produtos inéditos descritos pela primeira vez neste nosso trabalho. A detecção e caracterização desses produtos, assim como os mecanismos de fonnação propostos, podem contribuir para um melhor entendimento da genotoxicidade associada à peroxidação lipídica. Em paralelo desenvolvemos uma técnica muito sensível baseada em LC/ESI/MSMS para detecção desses adutos em sistemas biológicos. A detecção dos adutos caracterizados em DNA incubado com DDE in vitro e em DNA de células expostas ao aldeído aponta para a importância biológica desses compostos. Existe um crescente interesse no uso de adutos exocíclicos de DNA como marcadores de exposição a diversos carcinógenos ambientais e também a processos endógenos envolvendo a peroxidação lipídica. O mecanismo de formação e a estrutura química desses adutos são importantes para revelar as características estruturais queinfluenciam a alquilação do DNA por aldeídos insaturados e para que se possa estimar o papel desses aldeídos na carcinogênese. A formação dos adutos por produtos da peroxidação lipídica sugere a necessidade de estudos epidemiológicos para avaliar riscos de exposição ambiental, via alimentação ou mesmo via fatores indutores de lipoperoxidação. Os resultados aqui obtidos podem contribuir para o estabelecimento de relações entre estrutura química e função e para a avaliação do possível papel dessas lesões na toxicidade associada à exposição a essa classe de compostos.

O principal objetivo deste trabalho é o de estabelecer uma estratégia confiável relacionada a genotoxicidade, proteção genômica e recombinação mitótica em Aspergillus nidulans. A genotoxicidade foi induzida por vapor de benzeno e, para testar a proteção genômica, a soja foi usada devido às suas propriedades anticarcinogênicas muito conhecidas. O principal resultado obtido foi que a soja transgênica mostrou maiores propriedades antigenotóxicas do que a soja tradicional. Isto foi duplamente confirmado, tanto através de estratégias de genética clássica, como molecular. Além disso, cada experimento foi repetido três vezes. Principais conclusões foram as seguintes: a) estabelecimento de um protocolo adequado para atender às complexidades dos eventos epigenéticos e, b) a aplicação desse tal protocolo e experimentos afins para testar outros agentes ambientais suspeitos de apresentarem propriedades antigenotóxicas, ou que precisem de sua identificação como tal. Evidentemente, levando-se em conta a grande preocupação relacionada aos alimentos transgênicos e aos muitos produtos de biotecnologia, que entram no mercado, o elenco de prováveis candidatos aos tipos de testes apresentados, será muito grande. Como os resultados obtidos sugerem íntima relação entre metilação de DNA eucariótico, a recombinação mitótica e outros eventos danosos às células, os eventos envolvidos serão epigeneticamente discutidos. / Main aim is to provide a reliable approach to deal with the aspects related to induced genotoxicity, genomic protection and eukaryotic mitotic recombination in Aspergillus nidulans. Genotoxicity was benzene fumes induced, and to test genomic protection soybean has been used on account of its putative anticarcinogenic properties. Main outcome is that transgenic soybean bears higher antigenotoxic properties than traditional soybean. This has been twofold confirmed through basic genetic approaches and molecular approaches, as well. In addition, each experimental approach has been three times repeated. Additional important outcomes are: a- establishment of a reliable protocol to deal with the complexities of the epigenetic events, and b- likely use of present protocol and experimental set-up to test other environmental agents of which antigenotoxic properties are either suspected, or need precise identification. Evidently, on account of present wide concern the transgenic foodstuffs, and many other biotechnological products, as well, are obvious candidates for similar approaches. Obtained results suggest close relationships among eukaryotic DNA methylation, mitotic recombination, and other cells damaging events reputedly leading to carcinogenesis.

Le but de cette thèse était de déterminer l’impact de deux types de nanoparticules métalliques (sulfure de cadmium – CdS - et or - Au) sur deux organismes aquatiques modèles (vers tubifex et poisson zèbre Danio rerio). L’approche a consisté à doper le sédiment de la Garonne avec les deux types de nanoparticules et caractériser l’effet de cette contamination sur les deux organismes en utilisant plusieurs marqueurs à différents niveaux d'organisation biologique (réponses biochimiques, activité de neurotransmission, génotoxicité, expression génétique et activité de bioturbation). Les effets ont été évalués après exposition aux sédiments contaminés dans des systèmes expérimentaux de types microcosmes durant une vingtaine de jours. Dans un certain nombre de cas, ce travail a révélé un effet des nanoparticules qui n’était pas dû au métal mais aux propriétés nanoparticulaires. En effet, dans le cas des nanoparticules de CdS, nous avons observé des altérations du génome ainsi que la modification de l’activité de bioturbation des vers tubifex en réponse à la contamination aux nanoparticules mais pas à celle de la forme ionique. Dans ce travail nous avons pu observer le relargage des nanoparticules d’or depuis le sédiment vers la colonne d’eau, et sa biodisponibilité potentielle pour les poissons. Ces nanoparticules provoquaient des altérations de l’ADN chez les deux organismes, la modification de l’expression de certains gènes et l’augmentation de l’activité de l’acétylcholinestérase chez le poisson zèbre. Les résultats de bioturbation n’ont pas montré d’effets des nanoparticules d’or sur le mouvement des vers. / The aim of this thesis was to determine the impact of two types of metal nanoparticles (cadmium sulphide - CdS - and gold - Au) on two aquatic models (tubifex worms and zebrafish Danio rerio). The approach has been to dope the Garonne sediment with the two types of nanoparticles and characterize the effect of this contamination on the two animals using multiple markers at different levels of biological organization (biochemical responses, neurotransmission activity, genotoxicity, gene expression and bioturbation activity). The effects were evaluated after exposure to contaminated sediment in experimental microcosms systems for twenty days. In a number of cases this work revealed an effect of the nanoparticles that was not due to metal but to the nanoparticulate properties. Indeed, in the case of CdS nanoparticles, we observed alterations in the genome as well as the modification of the bioturbation activity of worms tubifex in response to the contamination of nanoparticles but not to that of the ionic form. In this work we observed the release of gold nanoparticles from the sediment into the water column, and its potential bioavailability to fish. These nanoparticles were causing DNA damage in both organisms, modifying the expression of certain genes and increased acetylcholinesterase activity in zebrafish. Bioturbation results showed no effects of gold nanoparticles on the movement of worms.

Cell-cycle checkpoint proteins help maintain genomic integrity by sensing damaged DNA and initiating DNA repair or apoptosis. Checkpoint protein activation to cell-cycle damaging agents can involve post-translational modifications and these alterations provide a means to determine whether DNA in a cell is damaged or not. Steinmoeller et al. (2009) showed that checkpoint proteins are suitable biomarkers for detecting genotoxins in Oncorhynchus mykiss (rainbow trout). In this project, two evolutionarily conserved checkpoint proteins, Rad1 and Hus1, have been cloned from rainbow trout and antibodies against these proteins were developed. This is the first time that either Rad1 or Hus1 has been characterized in rainbow trout. For rtRad1, it was determined that the open-reading frame was 840bp, which encodes 279aa with a predicted protein size of 31kDa. The rtRad1 amino-acid sequence is highly conserved and contains conserved exonuclease and leucine zipper domains. RT-PCR was used to identify alternatively spliced variants of rtRad1 and it appears that these variants encode different sized Rad1 proteins that are tissue and cell-line specific. A Rad1 splice variant that encodes an 18kDa protein appears to be abundant only in heart tissue and in the RTgill-W1 and RTbrain-W1 cell-lines. A genotoxicity study was completed where RTgill-W1 and RTbrain-W1 cells were treated with bleomycin, which induces double-stranded DNA breaks. In RTgill-W1, levels of an 18kDa Rad1 protein increased in a dose-dependent manner while in RTbrain-W1 the Rad1 levels remained the same. It appears that this 18kDa Rad1 protein may be directly involved in maintaining genomic integrity and shows potential to be used as a genotoxicity biomarker. This is the first time that an isoform of Rad1 has shown to be modified in the presence of a damaging agent. Both Rad1 and Hus1 need to be further characterized to determine their usefulness as genotoxicity biomarkers.

Aquatic ecosystems are still being polluted with crude oil and other technogenic contaminants. In order to evaluate genotoxic and cytotoxic impact of this pollutants, micronucleus test and analysis of the other nuclear abnormalities is rather frequently being used. The main objective of the study is assessment of genotoxicity and cytotoxicity effects in different fish and bivalves exposed to the crude oil and other technogenic contaminants discharged from the several oil platforms (Statfjord B, Oseberg C, Minija). Environmental genotoxicity and cytotoxicity was evaluated by measuring the frequencies of micronuclei and other nuclear abnormalities in cells of mussels and fish caged in different oil platforms (Ekofisk, Statfjord B) field zones in situ. The study results provide new information about environmental geno-cytotoxicity in oil platforms field zones. The peculiarities of genotoxicity and cytotoxicity in fish and mussels after experimental treatment with crude oil from the North Sea oil platforms and Minija well in Lithuania and other technogenic contaminants (produced water, mixtures of PAHs, alkylphenols and heavy metals) were assessed. There were determined time-tissue-species-concentration-related relationships in induction of nuclear abnormalities in studied fish and mussels. The study results revealed usefulness of genotoxicity endpoints, as well as cytotoxicity endpoints for the evaluation of damage, caused by the contamination discharged from the marine oil... [to full text] / Į vandens ekosistemas patenka dideli kiekiai žaliavinės naftos bei naftos išgavimo technologinių procesų metu susidarančių teršalų. Šiame darbe analizuotas Šiaurės jūroje veikiančių naftos platformų (Statfjord B, Oseberg C), Barenco jūroje išgaunamos arktinės bei Lietuvoje esančio Minijos naftos gręžinio žaliavinės naftos, taip pat skirtingų gamybinių vandenų atskiedimų, įvairių poliaromatinių angliavandenilių ir alkilfenolių bei sunkiųjų metalų mišinių genotoksinis (pagal mikrobranduolių ir branduolio pumpurų dažnius) bei citotoksinis (pagal fragmentuotų-apoptozinių ir dvibranduolių ląstelių dažnius) poveikis skirtingų rūšių moliuskų ir žuvų ląstelėse. Taikant aktyvaus monitoringo metodą nustatytas Statfjord B ir Ekofisk naftos platformų aplinkos genotoksiškumas ir citotoksiškumas in situ. Šio darbo tyrimų rezultatai suteikė naujos informacijos apie naftos platformų aplinkos geno-citotoksiškumą, taip pat skirtingose platformose išgaunamos žaliavinės naftos, gamybinių vandenų, įvairių alkilfenolių, sunkiųjų metalų mišinių geno-citotoksinį poveikį vandens organizmams. Atlikti tyrimai leido įvertinti genotoksiškumo ir citotoksiškumo dėsningumus skirtingose organizmų grupėse ir jų audiniuose. Eksperimentų metu nustatyta skirtingų žaliavinės naftos, alkilfenolių, sunkiųjų metalų mišinių skirtingų koncentracijų, ekspozijos laiko bei geno-citotoksiškumo indukcijos priklausomybė. Darbe aprašyti metodai gali būti sėkmingai naudojami monitoringe kaip ankstyvieji biožymenys įvairių... [toliau žr. visą tekstą]

Į vandens ekosistemas patenka dideli kiekiai žaliavinės naftos bei naftos išgavimo technologinių procesų metu susidarančių teršalų. Šiame darbe analizuotas Šiaurės jūroje veikiančių naftos platformų (Statfjord B, Oseberg C), Barenco jūroje išgaunamos arktinės bei Lietuvoje esančio Minijos naftos gręžinio žaliavinės naftos, taip pat skirtingų gamybinių vandenų atskiedimų, įvairių poliaromatinių angliavandenilių ir alkilfenolių bei sunkiųjų metalų mišinių genotoksinis (pagal mikrobranduolių ir branduolio pumpurų dažnius) bei citotoksinis (pagal fragmentuotų-apoptozinių ir dvibranduolių ląstelių dažnius) poveikis skirtingų rūšių moliuskų ir žuvų ląstelėse. Taikant aktyvaus monitoringo metodą nustatytas Statfjord B ir Ekofisk naftos platformų aplinkos genotoksiškumas ir citotoksiškumas in situ. Šio darbo tyrimų rezultatai suteikė naujos informacijos apie naftos platformų aplinkos geno-citotoksiškumą, taip pat skirtingose platformose išgaunamos žaliavinės naftos, gamybinių vandenų, įvairių alkilfenolių, sunkiųjų metalų mišinių geno-citotoksinį poveikį vandens organizmams. Atlikti tyrimai leido įvertinti genotoksiškumo ir citotoksiškumo dėsningumus skirtingose organizmų grupėse ir jų audiniuose. Eksperimentų metu nustatyta skirtingų žaliavinės naftos, alkilfenolių, sunkiųjų metalų mišinių skirtingų koncentracijų, ekspozijos laiko bei geno-citotoksiškumo indukcijos priklausomybė. Darbe aprašyti metodai gali būti sėkmingai naudojami monitoringe kaip ankstyvieji biožymenys įvairių... [toliau žr. visą tekstą] / Aquatic ecosystems are still being polluted with crude oil and other technogenic contaminants. In order to evaluate genotoxic and cytotoxic impact of this pollutants, micronucleus test and analysis of the other nuclear abnormalities is rather frequently being used. The main objective of the study is assessment of genotoxicity and cytotoxicity effects in different fish and bivalves exposed to the crude oil and other technogenic contaminants discharged from the several oil platforms (Statfjord B, Oseberg C, Minija). Environmental genotoxicity and cytotoxicity was evaluated by measuring the frequencies of micronuclei and other nuclear abnormalities in cells of mussels and fish caged in different oil platforms (Ekofisk, Statfjord B) field zones in situ. The study results provide new information about environmental geno-cytotoxicity in oil platforms field zones. The peculiarities of genotoxicity and cytotoxicity in fish and mussels after experimental treatment with crude oil from the North Sea oil platforms and Minija well in Lithuania and other technogenic contaminants (produced water, mixtures of PAHs, alkylphenols and heavy metals) were assessed. There were determined time-tissue-species-concentration-related relationships in induction of nuclear abnormalities in studied fish and mussels. The study results revealed usefulness of genotoxicity endpoints, as well as cytotoxicity endpoints for the evaluation of damage, caused by the contamination discharged from the marine oil... [to full text]

Cell-cycle checkpoint proteins help maintain genomic integrity by sensing damaged DNA and initiating DNA repair or apoptosis. Checkpoint protein activation to cell-cycle damaging agents can involve post-translational modifications and these alterations provide a means to determine whether DNA in a cell is damaged or not. Steinmoeller et al. (2009) showed that checkpoint proteins are suitable biomarkers for detecting genotoxins in Oncorhynchus mykiss (rainbow trout). In this project, two evolutionarily conserved checkpoint proteins, Rad1 and Hus1, have been cloned from rainbow trout and antibodies against these proteins were developed. This is the first time that either Rad1 or Hus1 has been characterized in rainbow trout. For rtRad1, it was determined that the open-reading frame was 840bp, which encodes 279aa with a predicted protein size of 31kDa. The rtRad1 amino-acid sequence is highly conserved and contains conserved exonuclease and leucine zipper domains. RT-PCR was used to identify alternatively spliced variants of rtRad1 and it appears that these variants encode different sized Rad1 proteins that are tissue and cell-line specific. A Rad1 splice variant that encodes an 18kDa protein appears to be abundant only in heart tissue and in the RTgill-W1 and RTbrain-W1 cell-lines. A genotoxicity study was completed where RTgill-W1 and RTbrain-W1 cells were treated with bleomycin, which induces double-stranded DNA breaks. In RTgill-W1, levels of an 18kDa Rad1 protein increased in a dose-dependent manner while in RTbrain-W1 the Rad1 levels remained the same. It appears that this 18kDa Rad1 protein may be directly involved in maintaining genomic integrity and shows potential to be used as a genotoxicity biomarker. This is the first time that an isoform of Rad1 has shown to be modified in the presence of a damaging agent. Both Rad1 and Hus1 need to be further characterized to determine their usefulness as genotoxicity biomarkers.

It has been suggested that high protein diets are associated with an increased risk of colorectal cancer due to the higher content of red meat. However, the study of the overall dietary and lifestyle pattern may prove more important than any individual component when assessing colorectal cancer risk. From this, it is proposed that a dietary pattern used for weight loss that is higher in protein but remains low in fat and high in foods rich in fibre and micronutrients that are required for genome stability may not increase the risk of colorectal cancer, thus providing a safe and effective dietary method of weight loss in overweight subjects. This thesis describes the development of a novel in vitro faecal water genotoxicity test using the cytokinesis-block micronucleus (CBMN) cytome assay in the WIL2-NS cell line. This thesis then investigates faecal water genotoxicity and peripheral blood lymphocyte genome stability in overweight men following a weight loss dietary pattern either high in protein, specifically red meat, or high in carbohydrate. Results from this thesis indicate that the genotoxic potential of faecal water can be successfully assessed in vitro using the CBMN cytome assay. A high protein-high red meat weight loss diet did not increase faecal water genotoxicity or peripheral blood lymphocyte DNA damage, measured with the CBMN cytome assay, differently to a high carbohydrate weight loss diet. Faecal water genotoxicity data suggests weight loss and/or caloric restriction following either a high protein or high carbohydrate diet may beneficially modify the carcinogenic load of the colon in the short term, however this needs to be validated in a study that includes a non-weight loss control group. A lack of relationship was seen between faecal water genotoxicity and genome damage in lymphocytes which may suggest that the assessment of both the genome damage potential of the bowel contents and the assessment of the genome stability profile of peripheral blood lymphocytes may be important in comprehensively assessing the impact on genome damage by different dietary patterns. / http://proxy.library.adelaide.edu.au/login?url= http://library.adelaide.edu.au/cgi-bin/Pwebrecon.cgi?BBID=1316889 / Thesis (Ph.D.) -- University of Adelaide, School of Molecular and Biomedical Science, 2008