Elucidation of roles of hydration for inducing DNA strand breakage by ionizing radiations
| Project/Area Number |
17K00564
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Risk sciences of radiation and chemicals
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
FUJII KENTARO 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 次世代放射光施設整備開発センター, 上席研究員(定常) (00360404)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 生体分子 / プロトン移動 / 軟X線 / 分子変化 / アデノシン / 電荷移動 / 水和 / デオキシリボース / 中性種の脱離 / DNA主鎖切断 / 水和水分子 / 重水素置換 / 脱離イオン / DNA鎖切断 / 放射線 |
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| Outline of Final Research Achievements |
Alterations resulting proton or electron transfer between biomolecules such as DNA nucleobases and surrounding water molecules were investigated. Adenosine mono-nucleotide (AMP) and deoxy adenosine mono-nucleotide (dAMP) were chosen as target molecules. In order to investigate the alterations, X-ray absorption near edge structures (XANES) were observed before and after soft X-ray irradiations for the solid films of the target samples in a vacuum chamber. The obtained results showed that sugar site is one of the most fragile site in the nucleotide molecule. It is known that 4' position is one of the most fragile position in a pentose ring. Proton transfer from surrounding water molecules to 4'-position of pentose ring might induce degradation of sugar site of nucleotide molecules.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
光合成などの生体分子内のエネルギー産生能力は非常に高効率で、そのメカニズムを利用したエネルギー生成が実現できれば、省エネルギーデバイスなどの実現に向けて大きく前進することが期待される。また核酸塩基と水分子は自然環境に当たり前に存在する物質であり、これらを利用したデバイスの応用は、環境適合材料としても最も適したものの一つと考えられ、生産から廃棄に至るまでのエネルギーコストは極めて少なく抑えられる。イオン液体内の電荷移動現象の基礎過程に関する知見となり、技術的な革命が期待されている生体分子を用いた電子デバイスの開発において重要な知見となることが期待される。
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Report
(5 results)
Research Products
(48 results)
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[Journal Article] Roles of Hydration for Inducing Decomposition of 2-deoxy-D-ribose by Ionization of Oxygen K-Shell Electrons2018
Author(s)
Kentaro Fujii, Yudai Izumi, Ayumi Narita, Krishina Ghose, Pable Lopez-Tarifa, Alain Touati, Riccardo Spezia, Rodolphe Vuilleumier, Marie-Pierre Gaigeot, Marie-Francoise Politis, Marie-Anne Herve du Penhoat, Akinari Yokoya
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Journal Title
Radiation Research
Volume: 189
Issue: 3
Pages: 264-272
DOI
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Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] 次世代放射光施設 共用ビームライン検討状況 -軟X線ナノ吸収分光（XMCD）ビームライン-2021
Author(s)
今園 孝志, 上野 哲朗, 岩澤 英明, 大坪 嘉之, 堀場 弘司, 宮脇 淳, 中谷 健, 藤井 健太郎, 安居院 あかね, 木村 洋昭, 高橋 正光
Organizer
第34回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
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[Presentation] Quantum Life Sciences in QST2017
Author(s)
Akinari Yokoya, Tatsuhiko Imaoka, Takeshi Ohshima, Shinobu Onoda, Kenji Owada, Kentaro Fujii, Koichi Yamakawa, Motoyasu Adachi, Hironori Oba, Makiko Yamada, Hidetoshi Kono, Hiroshi Murakami, Noriyuki Ouchi, Yoshiteru Yonetani, Ryuji Igarashi, Yudai Izumi, Shigenori Tanaka, Mutshuko Hatano, Shigeki Takeuhi
Organizer
第1回QST国際シンポジウム「量子生命科学 -Quantum Life Science-」
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Int'l Joint Research
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