Die Untersuchung von Schäden an biologischem Material durch ionisierende Strahlung stellt immer noch ein großes Forschungsgebiet von Medizin und Biologie dar. Insbesondere die Reparaturvorgänge nach der Schädigung der DNS im Zellkern werfen noch viele offene Fragen auf, dabei vor allem die der gefährlichsten Doppelstrangbrüche (DSB). Für ein besseres Verständnis der raumzeitlichen Dynamik der DSB wurden lebende Zellen am Münchner 14 MV Tandembeschleuniger mit 43 MeV Kohlenstoff-Ionen beschossen, um so die DNS gezielt zu schädigen und die erzeugten DSB über die sich dort gebildeten fluoreszenzmarkierten Reparaturproteincluster („Foci“) zu beobachten. Für die Analyse der Dynamik wurde die zeitliche Änderung der Abstände benachbarter Foci ( l≈5μm ) herangezogen. Die Standardabweichung der Abstandsänderung über ein Zeitintervall dt kann mit der Gleichung sigma^2= G * dt^a beschrieben werden, die eine Aussage über die Art der Diffusion macht. Es zeigte sich, dass der Diffusionsexponent mit a=0; 49±0; 05 deutlich kleiner ist als der einer normalen Diffusion ( a=1 ) und der Transportkoeffizient bei G=(1; 7± 0; 6) x 10^(−3) μm^2/s^0; 49 liegt, sodass der Bewegung eine anomale Subdiffusion zugrunde liegt [S. Girst, 2011]. Durch die Betrachtung der Abstände anstelle von absoluten Positionen soll ausgeschlossen werden, dass eine Bewegung oder Deformation der gesamten Zelle unbeabsichtigt in die Auswertung mit einfließt. Ziel dieser Arbeit war es zu untersuchen, ob auch bei der Auswertung von größeren Foci-Abständen eine anomale Subdiffusion vorliegt. Hierfür wurden die Abstandsänderungen eines Foci zu seinem übernächsten Nachbarn ( l≈10μm ) herangezogen. Es ergab sich, dass auch hier eine anomale Subdiffusion vorliegt, mit dem Diffusionsexponenten a=0; 58± 0; 03 und dem Transportkoeffizienten G=(1; 6± 0; 3) x 10^(−3) μm^2 /s^0; 58 . Trotz des größeren Diffusionsexponenten liegt auch nach dieser Auswertung eine anomale Subdiffusion vor, sodass das für kleine Abstände gefundene Ergebnis bestätigt wird. Der größere Diffusionsexponent ist allerdings ein Hinweis darauf, dass sich bei großen Foci-Abständen eine Verformung der Zelle in der Auswertung stärker bemerkbar macht.    «

Die Untersuchung von Schäden an biologischem Material durch ionisierende Strahlung stellt immer noch ein großes Forschungsgebiet von Medizin und Biologie dar. Insbesondere die Reparaturvorgänge nach der Schädigung der DNS im Zellkern werfen noch viele offene Fragen auf, dabei vor allem die der gefährlichsten Doppelstrangbrüche (DSB). Für ein besseres Verständnis der raumzeitlichen Dynamik der DSB wurden lebende Zellen am Münchner 14 MV Tandembeschleuniger mit 43 MeV Kohlenstoff-Ionen beschossen,...    »