Радиационная биология. Радиоэкология, 2024, № 4

Российская академия наук
РАДИАЦИОННАЯ 
БИОЛОГИЯ 
РАДИОЭКОЛОГИЯ
Том 64      № 4      2024      Июль-Август
Журнал основан в январе 1961 года
(до июля 1993 года выходил под названием “Радиобиология”)
Выходит 6 раз в год
ISSN: 0869-8031
Журнал издается под руководством Отделения биологических наук РАН
Главный редактор А.В. РУБАНОВИЧ
Редакционная коллегия:
С.К. АБИЛЕВ (заместитель главного редактора), А.В. АКЛЕЕВ,
С.Г. АНДРЕЕВ, В.Г. АРТЮХОВ, В.Г. БЕЗЛЕПКИН, С.А. ГЕРАСЬКИН,
А.Н. ГРЕБЕНЮК (заместитель главного редактора), О.А. ГРИГОРЬЕВ,
М. ДУРАНТЕ (Италия), Л.П. ЖАВОРОНКОВ, Б. ЖИВОТОВСКИЙ (Швеция),
И.А. ЗАМУЛАЕВА, Г.Д. ЗАСУХИНА, В.К. ИВАНОВ, Н.М. КАЛИНИНА,
А.Н. КОТЕРОВ, Е.А. КРАСАВИН, Е.Ю. КРЫСАНОВ, А.И. КРЫШЕВ,
Н.С. КУЗЬМИНА (ответственный секретарь), К. МАЗЕРСИЛ (Ирландия),
С.В. МАМИХИН, П. О’НИЛЛ (Великобритания), В.Ю. НУГИС, А.Н. ОСИПОВ,
Л.М. РОЖДЕСТВЕНСКИЙ, В.А. САЕНКО (Япония), Г.П. СНИГИРЁВА,
В.З. ТАРАНТУЛ, А.А. УДАЛОВА, И.Б. УШАКОВ,
С.В. ФЕСЕНКО, Т.В. ХИЖНЯК, А.С. ШТЕМБЕРГ
Заведующая редакцией С.Е. Титиевская
E-mail: radbio@pran.ru
Web-site: rad-bio.ru
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Редколлегия журнала
 
“Радиационная биология. Радиоэкология”
 
(составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Том 64, номер 4, 2024
Радиационная генетика
Цитогенетические нарушения в зависимости от  гиперметилирования промоторов генов  
у облученных лиц: Итоги исследований
Н. С. Кузьмина, Н. Ш. Лаптева, А. В. Рубанович 
339
Молекулярная радиобиология
Компонент растения Nigella sativa как радиопротектор и противоопухолевый препарат 
Д. В. Фомина, С. А. Абдуллаев, Н. Ф. Раева, Г. Д.Засухина 
351
Изучение последствий радиационных аварий
Модель реконструкции индивидуализированных доз внешнего облучения лиц, проживающих  
на загрязненной радионуклидами территории в результате аварии на ЧАЭС
Д. Б. Куликович, Н. Г. Власова 
357
Модификация радиационных эффектов
Оценка терапевтической эффективности композиционного средства при лечении радиационнотермического поражения
Т. Р. Гайнутдинов, К. Н. Вагин, Р. Н. Низамов  
370
Оценка in vitro и in vitro фотозащитной эффективности комбинаций экстрактов из лишайников
С. В. Гончаров, О. М. Храмченкова, А. Е. Козлов  
383
Радионуклиды
Содержание форм 137Cs и 90Sr в дерново-подзолистых почвах Беларуси в отдаленный период после 
аварии на Чернобыльской АЭС
Н. Н. Цыбулько, Ю. В. Путятин 
400
Радиоэкология
Критический анализ данных по параметрам миграции тория в системе почва–растения 
С. В. Фесенко, Е. С. Емлютина 
408
Хроника
Основные результаты научных исследований в области радиобиологии и радиоэкологии за 2023 год
В. И. Найдич 
431
 

CONTENTS
Vol. 64, No 4, 2024
Radiation Genetics
Cytogenetic Disorders Depending on Hypermethylation of Gene Promoters  
 in Exposed Individuals: Final Research Results
N. S. Kuzmina, N.Sh. Lapteva, A. V. Rubanovich 
339
Molecular Radiobiology
A Component of the Nigella sativa Plant as a Radioprotector and Antitumor Drug
D. V. Fomina, S. A. Abdullaev, N. F. Raeva, G. D. Zasukhina 
351
Studying the Consequences of Radiation Accidents
Model for Reconstruction of Individualized External Exposure Doses for Persons Living in an Territory 
Contaminated with Radionuclides as a Result of the Chernobyl Accident
D. B. Kulikovich, N. G. Vlasova 
357
Modification of Radiation Effects
Evaluation of the Therapeutic Effectiveness of a Composite Agent in the Treatment of Radiation-Thermal Damage
T. R. Gaynutdinov, K. N. Vagin, R. N. Nizamov 
370
Evaluating in vitro and in vitro the Photoprotective Effectiveness of Combinations of Lichen Extracts
S. V. Goncharov, V. M. Khramchankova, A. E. Kozlov 
383
Radionuclides
Content of 137Cs and 90Sr Forms in Sod-Podzolic Soils of Belarus in the Long Period  
of the Accidents at the Chernobyl NPP
N. N. Tsybulkа, Yu.V. Putyatin 
400
Radioecology
Critical Analysis Of Data On Thorium Migration Parameters in the Soil–Plant System
S. V. Fesenko, E. S. Emlyutina 
408
Chronicle
The Main Results of Scientific Research in the Field of Radiobiology and Radioecology for the Year 2023
V. I. Naidich 
431
 

РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2024, том 64, № 4, с. 339–350
 РАДИАЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА 
УДК 577.2:575.224.23:612.112.94:539.1.047
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ  
ОТ ГИПЕРМЕТИЛИРОВАНИЯ ПРОМОТОРОВ ГЕНОВ  
У ОБЛУЧЕННЫХ ЛИЦ: ИТОГИ ИССЛЕДОВАНИЙ
© 2024 г. Н. С. Кузьмина1,2*, Н. Ш. Лаптева1, А. В. Рубанович1
1Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, Россия 
2Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук, Москва, Россия 
*E-mail: nin-kuzmin@yandex.ru
Поступила в редакцию 29.08.2023 г. 
После доработки 25.12.2023 г. 
Принята к публикации 29.05.2024 г.
Подытожены результаты изучения гиперметилирования промоторов совокупности генов клеточного 
цикла (RASSF1A, р16/INK4A, р14/ARF, р53, АТМ), антиоксидантной защиты (GSTP1, SOD3), эстрогенового рецептора (ESR1) у лиц, подвергшихся хроническому или фракционированному облучению 
в диапазоне малых и средних доз (101 чел., 24–78 лет: ликвидаторы аварии на Чернобыльской АЭС 
и взрослые жители территорий, загрязненных радионуклидами, 135–688 кБк/м2), в аспекте связи этих 
эпигенетических модификаций с цитогенетическим статусом индивида. Множественный регрессионный анализ показал, что частота как простых, так и сложных обменных аберраций хромосомного 
типа ассоциирована со статусом метилирования совокупности изученных генов (β = 0.504, р = 1.9E-7 
и β = 0.349, р = 3.6E-4 соответственно), но не с возрастом (β = –0.122, р = 0.178 и β = 0.153, р = 0.109). 
В целом продемонстрированы высокозначимые различия между группами облученных лиц, имеющих 
разный эпигенетический статус (число гиперметилированных генов), по всем рассмотренным цитогенетическим показателям, за исключением аберраций хроматидного типа (Н-критерий Краскела–Уоллиса: p = 2E-4 и p = 5E-8 для суммарной частоты цитогенетических нарушений и перестроек 
хромосомного типа соответственно). Уровень цитогенетических нарушений хромосомного типа 
возрастает с увеличением количества метилированных генов у облученных индивидов. Полученные 
данные могут указывать на общие закономерности в механизмах индукции и сохранении на протяжении многих лет рассмотренных генетических и эпигенетических эффектов радиации.
Ключевые слова: радиация, гиперметилирование, промотор гена, CpG-островок, лейкоциты человека, 
аберрации хромосом
DOI: 10.31857/S0869803124040014, EDN: LONKJR
Совокупность данных мировой литературы 
позволяет говорить о широком спектре последствий для структурно-функционального статуса 
клетки, которые имеют место при индукции таких 
эпигенетических модификаций как изменения 
метилирования ДНК. Это зависит как от расположения анализируемого CpG-сайта, так и от 
направленности процесса модификации (гипо-/
гиперметилирование). 
В 
экспериментальных 
исследованиях установлено, что гиперметилирование CpG-островков, как правило, приводит 
к супрессии активно работающих генов [1]. Такие 
локус-специфические изменения эпигенома могут 
быть индуцированы генотоксическими факторами, в том числе радиацией, ассоциированы 
с преждевременным старением организма и возраст-ассоциированными 
заболеваниями 
[1–5]. 
 
Поэтому 
рассмотрение 
гиперметилирования 
промоторов генов как отдаленных биомаркеров 
облучения, имеющих прогностическую ценность 
в отношении здоровья человека, представляется 
важным и актуальным.
339

КУЗЬМИНА и др.
340
Как было изложено в наших предыдущих работах [6–8], итоговые результаты многолетнего 
пилотного изучения гиперметилирования промоторов совокупности генов RASSF1A, р14/ARF, p16/
INKA, GSTP1, p53, ATM, ESR1, SOD3 в различных 
когортах облученных лиц свидетельствуют о значимости радиационного фактора в индукции 
рассматриваемых 
эпигенетических 
изменений. 
Это в целом верифицировано на независимых выборках облученных индивидов. Показана дифференциальная значимость возраста и радиационного воздействия в метилировании CpG-островков 
промоторов разных генов. Последнее согласуется 
с данными, полученными позднее некоторыми 
коллективами в исследованиях эпигенетического 
статуса других локусов (обследование работников 
Сибирского химического комбината, жителей 
прибрежных сел р. Теча) [9–11].
Результаты ROC-анализа и  наблюдаемый 
нами дозозависимый характер рассматриваемых 
изменений метилирования демонстрируют существенную эффективность выявления облученных 
лиц с помощью этих эпигенетических маркеров 
[8]. Очевидно, что рассмотрение гиперметилирования генов как отдаленных биомаркеров 
облучения подразумевает также оценку их связи 
с такими цитогенетическими нарушениями, как 
аберрации хромосомного типа, характерными 
преимущественно для радиационного воздействия. Отметим, что для последних отсутствуют 
явные доказательства сопряженности с заболеваемостью [1].
В нашей предыдущей публикации показано 
увеличение частоты хромосомных нарушений 
у облученных лиц с возрастанием количества метилированных генов из числа RASSF1A, р14/ARF, 
p16/INKA, GSTP1 [12]. Цель настоящей работы 
заключалась в анализе совокупности полученных 
на протяжении нескольких лет данных, направленном на оценку сопряженности статуса метилирования промоторов восьми генов RASSF1A, 
р14/ARF, p16/INKA, GSTP1, p53, ATM, ESR1, SOD3 
с уровнем цитогенетических повреждений у облученных лиц в отдаленный период после перенесенного радиационного воздействия. 
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
аварии на ЧАЭС (101 чел., 24–78 лет: ликвидаторы 
аварии на Чернобыльской АЭС и взрослые жители территорий, загрязненных радионуклидами 
135–688 кБк/м2). Характеристика обследованных 
индивидов уже подробно приводилась в публикациях [6, 12]. Зарегистрированные дозы облучения 
у ликвидаторов (если такие сведения имелись) 
находились в диапазоне от 35 до 480 мЗв. Промежуток времени между окончанием работ в зоне 
ликвидации и взятием образцов крови составлял 
более 15 лет. Цитогенетические и эпигенетические исследования проводились на протяжении 
многих лет в лаборатории экологической генетики ИОГен РАН, их  методические подробности 
и полученные результаты опубликованы в наших 
предыдущих работах [6–8, 12–14]. Полученная 
совокупность данных позволила провести итоговый анализ сопряженности между изученными 
показателями. 
Вкратце, 
анализ 
хромосомных 
аберраций 
лимфоцитов периферической крови включал микроскопирование монохромно окрашенных метафазных пластинок с целью выявления аберраций 
хроматидного и хромосомного типа. К первым относили одиночные и изохроматидные фрагменты, 
межхромосомные хроматидные обмены. Вторые 
включали простые (ацентрические парные фрагменты, центромерные разрывы, делеции, не сопровождающиеся ацентрическими фрагментами) 
и сложные обменные (дицентрики, центрические 
и ацентрические кольца, атипичные моноцентрики — симметричные транслокации, инверсии) 
хромосомные перестройки. Частичный кариотипический анализ с идентификацией гомологичных 
хромосом/групп гомологичных хромосом проводился с целью выявления делеций, реципрокных 
транслокаций, инверсий.
Анализ гиперметилирования CpG-островков 
промоторов генов клеточного цикла (RASSF1A, 
р16/INK4A, р14/ARF, р53, АТМ), антиоксидантной 
защиты (GSTP1, SOD3), эстрогенового рецептора (ESR1) выполнен с применением детально 
описанной ранее оптимизированной и стандартизованной в лаборатории метилчувствительной 
полимеразной цепной реакции (МЧ-ПЦР), позволяющей диагностировать 0.1–1% метилированных 
аллелей в образце ДНК лейкоцитов крови [6, 7]. 
C помощью эндонуклеазы AciI (“Fermentas“, Литва), гидролизующей только неметилированные 
участки узнавания (5’…C↓C GC…3’), в общей 
сложности проанализирован статус метилирования 34 CpG-динуклеотидов генома: для промотоВ настоящей работе проводится анализ сопряженности гиперметилирования промоторов 
восьми генов с цитогенетическим статусом облученных лиц, представляющих собой гетерогенную 
выборку индивидов, пострадавших в результате 
РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ   том 64   № 4  2024

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГИПЕРМЕТИЛИРОВАНИЯ341
следним оценкам не более 500 b [15]. Только лишь 
два CpG-сайта, аннотированные Illumina, расположены в проанализированных нами фрагментах 
промоторов генов р16/INK4A и SOD3: cg14430974 
и cg05706652 соответственно. Сопоставив позиции 
этих сайтов с таковыми для исследованных нами 
CpG-динуклеотидов в соответствующих участках 
генома, получаем, что наименьший интервал 
между проанализированным и аннотированным 
Illumina CpG-сайтом составляет 57 b и 4 b для гена 
р16/INK4A и SOD3 соответственно, что детально 
показано в табл. 1.
ров генов RASSF1A, р16/INK4A, р14/ARF, р53, АТМ, 
GSTP1, SOD3, ESR1 количество рассматриваемых 
сайтов составило 7, 2, 3, 4, 6, 4, 6, 2 соответственно. 
У 80 облученных индивидов изучено гиперметилирование промоторов всех восьми генов, а у 21 
человека — только четырех (RASSF1A, р16/INK4A, 
р14/ARF, GSTP1) локусов.
Так как большинство современных исследований в области эпигенетики старения и возраст-ассоциированных 
заболеваний 
человека 
выполнено с помощью технологии микрочипирования (Illumina), мы предприняли попытку сопоставить проанализированные нами CpG-сайты 
генома с таковыми, аннотированными Illumina 
к Infinium Methylation EPIC 850k chip. Для этого были определены координаты проанализированных 
нами участков генома/позиции проанализированных CpG-сайтов с помощью программы BLAST 
(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/) 
и 
сопоставлены 
с таковыми, аннотированными Illumina. К сожалению, большинство исследованных CpG-сайтов 
характеризуются расположением на расстоянии 
от нескольких килобаз (1kb = 1000 нуклеотидов) 
до сотен килобаз до ближайшего иллюминовского 
CpG. Следует отметить, что значимая корреляция 
между уровнями метилирования CpG-сайтов генома отмечается на расстояниях менее 1 kb, а по поСтатистическая обработка результатов осуществлялась с помощью программ SPSS 20.0.0. 
общепринятыми статистическими методами. Непараметрический корреляционный (по Спирмену) 
и множественный регрессионный анализы были 
использованы с целью выяснения зависимости 
между исследуемыми показателями (метилирование промоторов генов, возраст, уровни цитогенетических нарушений). С помощью Н-критерия 
Краскела–Уоллиса (непараметрический аналог 
ANOVA теста) были оценены различия между группами облученных лиц, имеющих разный эпигенетический статус, по рассмотренным цитогенетическим показателям. 
Таблица 1. Проанализированные CpG-динуклеотиды, локализованные в геноме вблизи (менее 100  kb) CpG-сайтов, аннотированных Illumina к Infinium Methylation EPIC 850k chip
Table 1. Analyzed CpG-dinucleotides localized in the genome near (less than 100 kb) CpG sites annotated by Illumina to the Infinium 
Methylation EPIC 850k chip
Локус (хромосома)
Показатель
p16/CDKN2A
(chr9)
SOD3
(chr4)
Позиция проанализированного фрагмента генома 
(интервал между праймерами)
21995680 — 21995928
24799424 — 24800253
общее число
41
19
позиция в геноме (интервал)
21966564 — 21995735
24795830 — 24802387
cg10848754
(21995733),
CpG-сайты, аннотированные
 Illumina
cg05706652
(24799557)
CpG-сайты, локализованные 
в проанализированном фрагменте 
генома (позиция)
cg14430974
(21995735)
Проанализированные 
CpG-сайты (позиция)
21995793, 21995821, 21995907
24799440, 24799489,
24799552, 24799620,
24799634, 24799713
Наименьший интервал (b) между проанализированным 
и аннотированным Illumina 
CpG-сайтами
57 b
4 b
РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ   том 64   № 4  2024

КУЗЬМИНА и др.
342
РЕЗУЛЬТАТЫ
позволяет в настоящей работе рассмотреть его 
в аспекте связи с поврежденностью генома клеток 
крови и привести итоговые результаты изучения 
сопряженности эпигенетических изменений совокупности восьми генов с уровнем цитогенетических повреждений. 
В табл. 2 продемонстрированы результаты непараметрического корреляционного анализа между 
изученными показателями. Так как распределения 
обследованных лиц по частотам метилированных 
генов и аберраций хромосом не имели нормального характера, были вычислены соответствующие 
ранговые корреляции по Спирмену. 
Наша предыдущая публикация посвящена 
итогам проводимого в течение нескольких лет 
изучения гиперметилирования промоторов восьми 
генов RASSF1A, р14/ARF, p16/INKA, GSTP1, p53, 
ATM, ESR1, SOD3 у 605 человек, 273 из которых 
были облучены. Результаты свидетельствуют о значимой сопряженности фактора радиационного 
воздействия с метилированием совокупности проанализированных генов. Кроме того, результаты 
мониторинга лиц, подвергшихся радиационному 
воздействию, свидетельствуют о выраженной поврежденности генома соматических клеток облученных индивидов спустя годы и десятки лет после 
экспонирования. В первую очередь это проявляется значимо повышенными уровнями аберраций 
хромосомного типа, как простых, так и сложных 
обменных, что уже было детально изложено [6–8, 
13, 14]. В настоящей работе приводятся итоговые 
результаты анализа ассоциативной связи между 
изученными эпигенетическими и цитогенетическими показателями.
Как видно, для всех четырех генов выявлены 
невысокие, но значимые корреляции гиперметилирования промоторов с суммарной частотой 
хромосомных повреждений. Эта сопряженность 
обусловлена именно аберрациями хромосомного 
типа. Действительно, уровни как простых, так 
и сложных обменных хромосомных перестроек 
проявили значимую ассоциативную связь с эпигенетическими нарушениями. Исключение составил 
ген SOD3 в смысле отсутствия связи гиперметилирования его промотора с частотой обменных 
аберраций хромосомного типа. В то же время для 
аберраций хроматидного типа рассматриваемые 
ассоциации не выявлены (табл. 2). 
В нашей предыдущей публикации приводились 
соответствующие результаты для первых четырех 
изученных генов RASSF1A, р14/ARF, p16/INKA, 
GSTP1 [12]. Позднее проанализированный статус 
метилирования p53, ATM, ESR1, SOD3 локусов 
Таблица 2. Непараметрические корреляции* по Спирмену между метилированием СpG-островков промоторов генов и частотами аберраций хромосом у облученных индивидов
Table 2. Spearman nonparametric correlations between methylation of CpG-islands of gene promoters and frequencies of chromosome 
aberrations in exposed individuals
Цитогенетические 
 показатели
Гены
Общая частота  
метилированных 
генов**
p53
ATM
ESR1
SOD3
Суммарная  частота аберраций 
хромосом
0.248
(0.026)*
0.240
(0.032)
0.242
(0.030)
0.373
(0.001)
0.434
(5.8Е-6)
Суммарная  частота аберраций
хромосомного типа
0.331
(0.003)
0.413
(1.4Е-4)
0.451
(2.7Е-5)
0.369
(0.001)
0.614
(8.2Е-12)
частота обменных аберраций
 хромосомного типа
0.336
(0.002)
0.343
(0.002)
0.322
(0.004)
0.276
(0.130)
0.437
(4.8Е-6)
0.223
(0.047)
0.326
(0.003)
0.367
(0.001)
0.298
(0.007)
0.500
(1.0Е-7)
частота простых 
аберраций 
хромосомного типа
Суммарная  частота аберраций
хроматидного типа
0.018
(0.873)
–0.112
(0.323)
–0.047
(0.680)
0.132
(0.243)
0.071
(0.479)
* Под коэффициентами корреляций в скобках указаны двусторонние уровни значимости (р-value).
** Рассчитана как отношение выявленного количества метилированных генов к общему числу проанализированных локусов (с учетом проанализированных ранее локусов их общее число восемь, т. е. RASSF1A, р14/ARF, p16/INKA, GSTP1, p53, 
ATM, ESR1, SOD3).
РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ   том 64   № 4  2024

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГИПЕРМЕТИЛИРОВАНИЯ343
Показана 
высокозначимая 
ассоциативная 
связь частоты метилированных генов (отношение 
выявленного количества метилированных генов 
к общему числу проанализированных локусов) 
с суммарной частотой аберраций хромосом, цитогенетических нарушений хромосомного типа (как 
простых, так и обменных), но не с уровнем хроматидных аберраций (табл. 2).
В табл. 3 показаны результаты множественного 
регрессионного анализа зависимости цитогенетических показателей от возраста индивида и частоты гиперметилированных генов. Как видно, 
Таблица 3. Зависимость цитогенетических нарушений от возраста и частоты метилированных генов у облученных индивидов (множественный регрессионный анализ)
Table. 3. The dependence of cytogenetic disorders on age and frequency of methylated genes in irradiated individuals (multiple 
regression analysis)
Показатель
В* (± SE)
β**
t***
p-value
Суммарная  частота аберраций хромосом ~ частота метилированных генов + возраст
Константа
0.022 ± 0.004
5.658
1.5E-7
Возраст
–1.5E-4 ± 7.1E-5
–0.190
–2.071
0.041
Метилирование
0.032 ± 0.007
0.457
4.97
2.8E-6
Коэффициент детерминации R2  = 0.208
Суммарная  частота аберраций хромосомного типа ~ частота метилированных генов + возраст
Константа
0.006 ± 0.002
2.791
0.006
Возраст
–2.2E-5 ± 3.8E-5
–0.047
–0.560
0.576
Метилирование
0.025 ± 0.004
0.597
7.159
1.5E-10
Коэффициент детерминации R2  = 0.347
Частота обменных аберраций хромосомного типа ~ частота метилированных генов + возраст
Константа
–5.7Е-4 ± 0.001
–0.593
0.555
Возраст
2.9E-5 ± 1.8E-5
0.153
1.618
0.109
Метилирование
0.006 ± 0.002
0.349
3.698
3.6E-4
Коэффициент детерминации R2  = 0.167
Частота простых аберраций хромосомного типа ~ частота метилированных генов + возраст
Константа
0.006 ± 0.002
3.164
0.002
Возраст
–5.1E-5 ± 3.7E-5
–0.122
-1.357
0.178
Метилирование
0.019 ± 0.003
0.504
5.603
1.9E-7
Коэффициент детерминации R2  = 0.243
Частота аберраций хроматидного типа ~ частота метилированных генов + возраст
Константа
0.016 ± 0.003
4.938
3.2E-6
Возраст
–1.365 ± 6.1E-5
–0.225
–2.241
0.027
Метилирование
0.008 ± 0.006
0.138
1.380
0.171
Коэффициент детерминации R2  = 0.057
* Коэффициент линейной регрессии. 
** Стандартизованный коффициент линейной регрессии.  
*** Отношение В/β.
РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ   том 64   № 4  2024

КУЗЬМИНА и др.
344
А
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.010
0.012
0.014
0.016
0.018
Частота простых аберраций 
хромосомного типа (на 1 клетку)
0
0.125
0.250
0.375
0.500
Частота метилированных генов
0.006
Б
0.005
0.004
0.003
0.002
0.001
0
Частота обменных аберраций 
хромосомного типа (на 1 клетку)
0
0.125
0.250
0.375
0.500
Частота метилированных генов
Рис. 1. Частоты аберраций хромосом у облученных 
лиц в зависимости от статуса метилирования промоторов генов: А – простые аберрации хромосомного типа; Б — обменные аберрации хромосомного 
типа.
Приведенные разбросы соответствуют стандартным 
ошибкам.
Fig. 1. The frequency of chromosomal aberrations in 
irradiated individuals depending on the methylation 
status of gene promoters: A — simple aberrations of the 
chromosomal type: B — exchange aberrations of the 
chromosomal type. 
The given variations correspond to standard errors (SE).
ли не отличались от таковых у индивидов с менее 
измененным эпигенетическим статусом.
общая частота аберраций хромосом (хроматидные 
+ хромосомные) преимущественно ассоциирована 
со статусом метилирования (β = 0.457, р = 2.8E-6), 
хотя с возрастом сопряженность оказалась тоже 
значимой (β = –0.190, р = 0.041). Как показывает 
анализ данных, последняя обусловлена вкладом 
аберраций хроматидного типа: их уровень ассоциирован с возрастом (β = –0.225, р = 0.027), но не 
с 
эпигенетическими 
изменениями 
(β = 0.138, 
р = 0.171). Отметим, что переменная “возраст” 
входит в оба уравнения множественной регрессии 
(суммарная частота аберраций хромосом ~ частота 
метилированных генов + возраст и частота аберраций хроматидного типа ~ частота метилированных 
генов + возраст) с отрицательным коэффициентом. 
Суммарная частота аберраций хромосомного 
типа ассоциирована со статусом метилирования 
 
(β = 0.597, 
р = 1.5E-10), 
но 
не 
с 
возрастом 
(β = –0.047, р = 0.576). Высокозначимый угловой 
коэффициент при переменной “частота метилированных генов”имеет место в уравнениях, описывающих как уровень простых (β = 0.504, р = 1.9E-7), 
так и сложных обменных хромосомных перестроек 
(β = 0.349, р = 3.6E-4) (табл. 3).
Н-критерий Краскела–Уоллиса также продемонстрировал высокозначимые различия между 
группами облученных лиц, имеющих разный 
эпигенетический статус, по всем рассмотренным 
цитогенетическим показателям, за исключением 
аберраций хроматидного типа. Так, у индивидов, 
характеризующихся частотами метилированных 
генов 0, 0.125, 0.25, 0.375, 0.5, средние уровни аберраций хромосом и аберраций хромосомного типа 
(на 1 клетку) составили соответственно 0.014 ± 
 
± 0.001 и 0.005 ± 0.001, 0.017 ± 0.002 и 0.007 ± 0.001, 
0.025 ± 0.002 и 0.012 ± 0.001, 0.022 ± 0.004 и 0.011 ± 
 
± 0.002, 0.024 ± 0.002 и0.016 ± 0.002. Значимость 
различий между этими группами характеризуется 
следующими 
статистическими 
показателями: 
χ2 = 22.021, df = 4, p = 2E-4 и χ2 = 39.690, df = 4, 
p = 5E-8 для суммарной частоты цитогенетических 
нарушений и перестроек хромосомного типа, соответственно.
Рис. 1. демонстрирует существенные различия 
между рассматриваемыми группами по частоте 
как простых, так и сложных обменных аберраций 
хромосомного типа: χ2 = 28.081, df = 4, p = 1.2E-5 
и χ2 = 20.634, df = 4, p = 3.7E-4. Отметим, что 
количество лиц с высокими частотами метилированных генов (0.375 и 0.5) является незначительным (семь и три человека соответственно). 
Поэтому некоторые цитогенетические показатеРазброс индивидуальных уровней аберраций 
хромосом и сопряженность этих цитогенетических нарушений с изменениями метилирования 
(R2 = 0.229, p = 4.3E-7 и R2 = 0.145, p = 8.6E-5 для 
простых и обменных аберраций хромосомного 
типа соответственно) визуально представлены 
на рис. 2. Таким образом, уровень цитогенетических нарушений хромосомного типа возрастает 
с увеличением количества метилированных генов 
у облученных индивидов. 
РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ   том 64   № 4  2024

ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГИПЕРМЕТИЛИРОВАНИЯ345
0.030
А
0.025
0.020
0.015
0.010
0.005
0
Частота простых аберраций 
хромосомного типа (на 1 клетку)
0
0.125
0.250
0.375
0.500
Частота метилированных генов
0.012
Б
0.010
0.008
0.006
0.004
0.002
0
Частота обменных аберраций 
хромосомного типа (на 1 клетку)
0
0.125
0.250
0.375
0.500
Частота метилированных генов
Рис. 2. Зависимость уровня аберраций хромосомного типа от частоты метилированных генов у облученных лиц: А – простые аберрации хромосомного 
типа; Б — обменные аберрации хромосомного типа.
Fig. 2. Dependence of the level of chromosomal type 
aberrations on the frequency of methylated genes in 
exposed individuals: A — simple aberrations of the 
chromosomal type; B — exchange aberrations of the 
chromosomal type.
ОБСУЖДЕНИЕ
В настоящей работе выявлена сопряженность 
между частотой генетических и эпигенетических 
нарушений в клетках крови, регистрируемых, как 
правило, в отдаленный период после перенесенного радиационного воздействия. А именно, наблюдается невысокая, но высокозначимая прямая 
корреляционная связь между уровнями аберраций 
хромосомного типа (как простых, так и сложных 
обменных) и частотой метилированных генов у облученных индивидов. 
Примененный рутинный метод простой метилчувствительной ПЦР является качественным, 
а не количественным. Другими словами, на электрофореграмме может визуализироваться полоса, 
интенсивность которой соответствует определенному количеству метилированных матриц в образце ДНК (больше 0.1–1%). Причем, чтобы сигнал 
был 
положительный, 
все 
CpG-динуклеотиды 
в участках узнавания использованной нами рестриктазы должны быть метилированы. Поэтому 
при заданных нами условиях амплификации даже 
в группе облученных индивидов частота лиц с выявляемым метилированием невысока и находится 
в диапазоне 10–20% в зависимости от гена. Лишь 
для локуса SOD3 этот показатель составлял более 
40% [7, 8]. 
Как уже было изложено в разделе “Материалы 
и методика”, два CpG-сайта, аннотированные 
Illumina, расположены в проанализированных нами фрагментах промоторов генов: cg14430974 (ген 
р16/INK4A) и cg05706652 (ген SOD3). Так как наименьший интервал между проанализированными 
нами и аннотированными Illumina CpG-сайтами 
составляет всего лишь единицы — десятки баз, 
будем считать, что имеет место значимая корреляция между уровнями метилирования этих 
CpG-динуклеотидов. В рамках сотрудничества 
с лабораторией анализа генома ИОГен РАН (научно-техническая Программа Союзного государства 
“ДНК-идентификация” [16]), А.В. Рубановичем 
проводился статистический анализ средних уровней метилирования 820 365 CpG-сайтов генома 
в группе необлученных лиц. Для вышеупомянутого 
cg14430974 (ген р16/INK4A) этот показатель составил β = 0.0470 и  существенно был ниже такового 
для гена SOD3 (cg05706652, β = 0.8194), что в целом 
согласуется с наблюдаемой высокой частотой 
встречаемости метилирования локуса SOD3 в наших исследованиях.
При обследовании облученных работников 
Сибирского химического комбината выявлена 
сопряженность степени метилирования промоторов других генов (BAX, APAF1, GADD45A, CASP9, 
CIDEB) c теми или иными цитогенетическими 
показателями. Для некоторых локусов (BAD, BID, 
HRK, CASP9, CIDEB) наблюдалась дозовая зависимость этих эпигенетических нарушений [9, 10]. 
Слабая корреляция уровня метилирования промотора гена АТМ с дозовой нагрузкой отмечена и у 
жителей прибрежных сел р. Теча [11].
Наблюдаемая сопряженность между цитогенетическими нарушениями и изменением статуса 
Следует подчеркнуть, что нами для исследований были выявлены активно работающие гены 
основных защитных систем клетки, в большинстве 
случаев характеризующиеся крайне низким уровнем метилирования CpG-островков промоторов. 
РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ   том 64   № 4  2024