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Practical application of exposure dose evaluation method by DNA damage analysis for radiation exposure accidents

Research Project

Project/Area Number 21H01861
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

Shimizu Kikuo  福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 特命教授 (20162696)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 久米 恭  公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター, 研究開発部, 室長 (50359238)
泉 佳伸  福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 教授 (60252582)
松尾 陽一郎  福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (90568883)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
KeywordsqPCR / DNA damage / dosimetry / radiation / DNA線量計 / バイオアッセイ / リアルタイムPCR法 / DNA損傷 / DNA損傷評価 / バイオドシメトリー / qPCR法 / 緊急被ばく / 放射線加重係数 / 線量評価 / LET / 生物学的効果比
Outline of Research at the Start

本研究はポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いて、放射線によるDNA損傷を指標として、緊急被ばく時の吸収線量の評価を行うものである。従来の物理・化学反応を用いた被ばく線量測定手法と原理的に異なり、生体影響の要因となるDNA損傷に基づく評価手法である。線質の異なる放射線が混在した状況であっても、DNA損傷に基づいて被ばく量の評価を可能にする、これまでになく新しい手法の確立を目指す。この目的のためにガンマ線や炭素粒子などの荷電粒子線に加えて研究例の少ない中性子線についても対象とする。

Outline of Final Research Achievements

For safety management at nuclear facilities, glass dosimeters and other devices have been developed, but it is necessary to develop a dosimeter that can evaluate biomolecules and DNA damage caused by radiation using biological tissue that has a composition similar to that of the human body. Research is also progressing to estimate the radiation dose exposed using biological samples, and a method focusing on unstable chromosomal abnormalities in human peripheral blood lymphocytes has been established. However, this method requires skilled technique and takes time to estimate the amount of radiation exposure. In this study, to overcome these issues, we developed a new method for evaluating absorbed dose using the PCR method as an indicator of the amount of DNA strand breaks. This method allows rapid evaluation of the radiation dose exposed to biological samples, can process large amounts of samples, and does not require skilled techniques.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究はDNA損傷という生体反応を指標として電離放射線の吸収線量の評価を行うものである。従来の物理・化学的反応を用いた方法ではプラスチックやガラスなど非生体物質を素子として用いていたところ、本手法で目指すのは生体試料かつ放射線影響のターゲットそのものであるDNAを素子として用いた線量評価手法である。従来では放射線加重係数などをもとに実効線量を求めて放射線安全管理を行っていたが、本手法は係数を用いずに、DNA損傷量を解析することで放射線影響の程度を評価する新しい方法である。原子力施設等での緊急被曝事象にも迅速に対応でき社会的にも有用である。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022

All Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Presentation] Molecular analysis of high-LET carbon ion beam-induced mutations in S. cerevisiae2023

    • Author(s)
      Youichirou Matuo, Kikuo Shimizu, Takashi Shimokawa and Yoshinobu Izumi
    • Organizer
      The 17th International Congress for Radiation Research
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of the New Monitoring Method for DNA Damage by Using Digital Quantitative Polymerase Chain Reaction2023

    • Author(s)
      Miyabi Yamaguchi, Youichirou Matuo, Kikuo Shimizu and Yoshinobu Izumi
    • Organizer
      The 17th International Congress for Radiation Research
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study on mutation of S.cervisiae induced by Gamma-rays and particle ion beams2023

    • Author(s)
      Hiroyuki Ando, Youichirou Matuo, Kikuo Shimizu, Takashi Shimokawa, Kyo Kume and Yoshinobu Izumi
    • Organizer
      日本放射線影響学会第66回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA修復を指標とした放射線影響への防護剤添加効果2023

    • Author(s)
      越後 鷹続、松尾 陽一郎、清水 喜久雄、泉 佳伸
    • Organizer
      第22回日本放射線安全管理学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射線照射によるグアニンの酸化損傷に関する研究2023

    • Author(s)
      加茂勇人、松尾陽一郎、清水喜久雄、泉佳伸
    • Organizer
      第22回日本放射線安全管理学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on proton beam-induced DNA damage by using PCR2023

    • Author(s)
      Yamaguchi M., Matuo Y., Shimizu K., Izumi Y.
    • Organizer
      The 15th international Workshop on Ionizing Radiation Monitoring
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放射線照射した酵母細胞の野生株およびRAD52遺伝子欠損株を用いたDNA鎖切断修復遺伝子の発現量解析2022

    • Author(s)
      村岡壮志,松尾陽一郎,清水喜久雄,久米恭,泉佳伸
    • Organizer
      日本放射線影響学会第65回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母のDNA鎖切断修復遺伝子欠損株を用いた放射線感受性の評価2022

    • Author(s)
      北野龍樹、松尾陽一郎、清水喜久雄、泉佳伸
    • Organizer
      日本放射線影響学会第65回大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ポリメラーゼ連鎖反応を用いた放射線によるDNA損傷評価手法の検討2022

    • Author(s)
      山口雅、松尾陽一郎、久米恭、清水喜久雄、泉佳伸
    • Organizer
      第4回放射線安全管理学会・保健物理学会合同大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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