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Constitutive expression of tdTomato protein as a cytotoxicity and proliferation marker for space radiation biology

Chishti, Arif A. und Hellweg, Christine E. und Berger, Thomas und Baumstark-Khan, Christa und Feles, Sebastian und Kätzel, Thorben und Reitz, Günther (2014) Constitutive expression of tdTomato protein as a cytotoxicity and proliferation marker for space radiation biology. Life Sciences in Space Research, 4, Seiten 35-45. Elsevier. doi: 10.1016/j.lssr.2014.12.005. ISSN 2214-5524.

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Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.lssr.2014.12.005

Kurzfassung

The radiation risk assessment for long-term space missions requires knowledge on the biological effectiveness of different space radiation components, e.g. heavy ions, on the interaction of radiation and other space environmental factors such as microgravity, and on the physical and biological dose distribution in the human body. Space experiments and ground-based experiments at heavy ion accelerators require fast and reliable test systems with an easy readout for different endpoints. In order to determine the effect of different radiation qualities on cellular proliferation and the biological depth dose distribution after heavy ion exposure, a stable human cell line expressing a novel fluorescent protein was established and characterized. tdTomato, a red fluorescent protein of the new generation with fast maturation and high fluorescence intensity, was selected as reporter of cell proliferation. Human embryonic kidney (HEK/293) cells were stably transfected with a plasmid encoding tdTomato under the control of the constitutively active cytomegalovirus (CMV) promoter (ptdTomato-N1). The stably transfected cell line was named HEK-ptdTomato-N1 8. This cytotoxicity biosensor was tested by ionizing radiation (X-rays and accelerated heavy ions) exposure. As biological endpoints, the proliferation kinetics and the cell density reached 100 h after irradiation reflected by constitutive expression of the tdTomato were investigated. Both were reduced dose-dependently after radiation exposure. Finally, the cell line was used for biological weighting of heavy ions of different linear energy transfer (LET) as space-relevant radiation quality. The relative biological effectiveness of accelerated heavy ions in reducing cellular proliferation peaked at an LET of 91 keV/μm. The results of this study demonstrate that the HEK-ptdTomato-N1 reporter cell line can be used as a fast and reliable biosensor system for detection of cytotoxic damage caused by ionizing radiation.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/94807/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Constitutive expression of tdTomato protein as a cytotoxicity and proliferation marker for space radiation biology
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Chishti, Arif A.German Aerospace Centre (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Radiation Biology, Linder Höhe, D-51147 Köln, Germany; arif.chishti (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hellweg, Christine E.German Aerospace Centre (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Radiation Biology, Linder Höhe, D-51147 Köln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Berger, ThomasGerman Aerospace Centre (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Radiation Biology, Linder Höhe, D-51147 Köln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baumstark-Khan, ChristaGerman Aerospace Centre (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Radiation Biology, Linder Höhe, D-51147 Köln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Feles, SebastianGerman Aerospace Centre (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Radiation Biology, Linder Höhe, D-51147 Köln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kätzel, ThorbenGerman Aerospace Centre (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Radiation Biology, Linder Höhe, D-51147 Köln, Germany and Present Address: Institut für Humangenetik, Biomedizinisches Zentrum, Universitätsklinikum Bonn, Sigmund-Freud-Str. 25, D-53127 Bonn.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Reitz, GüntherGerman Aerospace Centre (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Radiation Biology, Linder Höhe, D-51147 Köln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2014
Erschienen in:Life Sciences in Space Research
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:4
DOI:10.1016/j.lssr.2014.12.005
Seitenbereich:Seiten 35-45
Verlag:Elsevier
ISSN:2214-5524
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Mammalian cells, Radiation response,Fluorescent protein, Cytotoxicity, Proliferation, tdTomato
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben Strahlenbiologie (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:29 Jan 2015 11:37
Letzte Änderung:22 Mai 2024 08:29

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