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2波長2レーザー照射による高効率DNA切断

Research Project

Project/Area Number 15750007
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

川井 清彦  大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (50314422)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
KeywordsDNA損傷 / レーザー / 光化学 / 光線力学療法 / DNA-電子酸化 / 二波長二レーザー / 癌治療 / DNA一電子酸化 / 電子移動
Research Abstract

皮膚ガン、胃ガンの治療法の一つとして、近年光線力学療法(PDT)が注目されている。高齢、心不全、他の病気の直後で外科療法が困難な患者に対して特に有効な治療法となりうる。PDTによる合併症等の報告例はほとんどないが、唯一日光過敏症が問題となつている。したがって、外用した光増感剤が代謝されるまでの数週間にわたり遮光が必要となる。そのため、出来る限り外用する増感剤の量を減らす事が望まれる。また、光源としては比較的高強度のパルスレーザーを必要とし、治療時間を要するため照射面積に制約をうけ、一定期間に治療しうる患者数も制限される。そこで、PDT普及のためにも少量の光増感剤を用いた高効率DNA切断法の開発が望まれる。本研究では、2波長2レーザー励起法を用いた高効率DNA切断法の開発を目指した。一般的に、DNA光増感一電子酸化反応の量子収率は極めて低い。それは主に、電子移動反応によりDNA中に生じたラジカルカチオンと増感剤ラジカルアニオンの間の電荷再結合に由来する。そこで、我々は二段階目に透過性の高い長波長のレーザーを用いてラジカルアニオンを励起し、電子を溶媒中に放出し、電荷再結合を妨げるととによる高効率DNA切断を検討した。昨年度、二段階目のレーザーを用いて、増感剤ラジカルアニオンから、溶媒へと電子放出が可能であるか検討した。その結果、溶媒へと電子を放出できること確認した。本年度は、実際に2波長2レーザー照射法がDNA損傷効率に与える影響について調べた。その結果、一段階目のレーザーのみ、二段階目のレーザーのみを用いた場合と比較し、2波長2レーザー照射により最大で10倍以上の損傷の増加が観測され、2波長2レーザー照射の原理をPDTへと応用可能であることが示された。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (6 results) Book (1 results) Publications (7 results)

  • [Journal Article] Selective Guanine Oxidation by UVB-Irradiation in Telomeric DNA2005

    • Author(s)
      K.Kawai, M.Fujitsuka, T.Majima
    • Journal Title

      Chem.Commun (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Direct Observation of Hole Transfer through Double-Helical DNA over 100 Å2004

    • Author(s)
      T.Takada, K.Kawai, M.Fujitsuka, T.Majima
    • Journal Title

      Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101

      Pages: 14002-14006

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Lifetime Regulation of the Charge-Separated State in DNA by Modulating the Oxidation Potential of Guanine in DNA through Hydrogen-Bonding2004

    • Author(s)
      K.Kawai, Y.Osakada, T.Takada, M.Fuiitsuka, T.Maiima
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc. 126

      Pages: 12843-12846

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Two-Color Two-Laser DNA Damaging2004

    • Author(s)
      K.Kawai, Cai, A.Sugimoto, S.Tojo, M.Fujitsuka, T.Majima
    • Journal Title

      Angew.Chem.Int.Ed. 43

      Pages: 2406-2409

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Charge Separation in DNA via Consecutive Adenine Hopping2004

    • Author(s)
      T.Takada, K.Kawai, X.Cai, A.Sugimoto, M.Fujitsuka, T.Majima
    • Journal Title

      J.Am.Chem.Soc. 126

      Pages: 1125-1129

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Formation of Pyrene Dimer Radical Cation at the Internal Site of Oligodeoxynucleotides2004

    • Author(s)
      K.Kawai, H.Yoshida, T.Takada, S.Tojo, T.Majima
    • Journal Title

      J.Phys.Chem.B 108

      Pages: 13547-13550

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Book] Spectroscopic Investigation of Oxidative Hole Transfer via Adenine Hopping in DNA(ed by H.-A.Wagenknecht)2005

    • Author(s)
      K.Kawai, T.Majima
    • Publisher
      Wiley-VCH(in press)
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kawai, Cai, A.Sugimoto, S.Tojo, M.Fujitsuka, T.Majima: "Two-Color Two-Laser DNA Damaging"Angew.Chem.Int.Ed.. 43(in press). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Takada, K.Kawai, X.Cai, A.Sugimoto, M.Fujitsuka, T.Majima: "Charge Separation in DNA via Consecutive Adenine Hopping"J.Am.Chem.Soc.. 126. 1125-1129 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kawai, T.Takada, T.Nagai, X.Cai, A.Sugimoto, M.Fujitsuka, T.Majima: "Long-lived Charge-Separated State Leading to DNA Damage through Hole Transfer"J.Am.Chem.Soc.. 125. 16198-16199 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kawai, T.Takada, S.Tojo, T.Majima: "Kinetics of weak distance-dependent hole transfer in DNA by adenine-hopping mechanism"J.Am.Chem.Soc.. 125. 6842-6843 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kawai, K.Miyamoto, S.Tojo, T.Majima: "Formation of Pyrene Dimer Radical Cation in DNA Reflecting DNA Dynamics in the Time Range of 1 μs to 1 ms"J.Am.Chem.Soc.. 125. 912-915 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Oyoshi, K.Kawai, H.Sugiyama: "Efficient C2'α-hydroxylation of deoxyribose in protein-induced Z-form DNA"J.Am.Chem.Soc.. 125. 1526-1531 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] K.Kawai, T.Majima: ""Hole Transfer through DNA by Monitoring the Transient Absorption of Radical Cations of Organic Molecules Conjugated to DNA"in"Electron Transfer in DNA for Tonics in Current Chemistry""Springer-Verlag, Inc.(in press). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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