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Real-time mechanical characterization of DNA degradation under therapeutic X-rays and its theoretical modeling

Microsystems & Nanoengineering 2016年第1期2卷 9-17页

作者： Grégoire Perret Thomas Lacornerie Fabio Manca Stefano Giordano Momoko Kumemura Nicolas Lafitte Laurent Jalabert Mehmet C.Tarhan Eric F.Lartigau Fabrizio Cleri Hiroyuki Fujita Dominique Collard LIMMS/CNRS-IIS UMI 2820 Institute of Industrial ScienceThe University of Tokyo4-6-1 Komaba Meguro KuTokyo 153-8505Japan IEMN UMR8520CNRSAvenue PoincaréCitéScientifiqueBP 60069Villeneuve d’AscqCedex 59652France CNRS/IIS/COL/Lille 1 SMMiL-E project CNRS Délégation Nord-Pas de Calais et Picardie2 rue de CanonniersLilleCedex 59046France Centre Oscar Lambret Universitéde LilleDépartement Universitaire de RadiothérapieCentre Oscar LambretLille 59000France Institute of Industrial Science The University of Tokyo4-6-1 KomabaMeguro-kuTokyo 153-8505Japan

The killing of tumor cells by ionizing radiation beams in cancer radiotherapy is currently based on a rather empirical understanding of the basic mechanisms and effectiveness of DNA damage by *** contrast,the mechanical behaviour of DNA encompassing sequence sensitivity and elastic transitions to plastic responses is much better understood.A novel approach is proposed here based on a micromechanical Silicon Nanotweezers *** instrument allows the detailed biomechanical characterization of a DNA bundle exposed to an ionizing radiation beam delivered here by a therapeutic linear particle accelerator(LINAC).The micromechanical device endures the harsh environment of radiation beams and still retains molecular-level detection *** this study,the first real-time observation of DNA damage by ionizing radiation is *** DNA bundle degradation is detected by the micromechanical device as a reduction of the bundle stiffness,and a theoretical model provides an interpretation of the *** first real-time observations pave the way for both fundamental and clinical studies of DNA degradation mechanisms under ionizing radiation for improved tumor treatment.

关键词： biomechanical measurements DNA damage microfluidic radiotherapy real-time Silicon Nanotweezers

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