| Project/Area Number |
21K12248
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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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| Review Section |
Basic Section 63020:Radiation influence-related
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
Toshiaki Nakano 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 主幹研究員 (10526122)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | DNA損傷 / cluster DNA damage / irradiation / クラスターダメージ / フランキングDSB / クラスター損傷 / 高複雑度DSB / 原子間力顕微鏡 / Direct visualization / ionizing radiation / atomic force microscope / clustered DNA damage |
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| Outline of Research at the Start |
細胞及びマウスの腫瘍にDNA損傷誘発剤(抗がん剤)や放射線を暴露・照射し、それにより生じる個々のDNA損傷(塩基損傷・クラスター損傷・DSB損傷(通常タイプ)・DSB+塩基損傷)の生成量や複雑度を求める。また、それらを系時的に分析することによりそれぞれの修復機構や修復のされやすさを分子生物学的に解析する。さらに、これらの情報と致死効率を比較することで個々の損傷が及ぼす生物影響を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Radiation-induced localized multiple damage sites in DNA, known as clustered DNA damage, are believed to be closely related to the biological effects of radiation. However, there has been no established method for analyzing clustered damage until now. In response, we developed a technique to label DNA damage sites, making them visible at a size detectable by atomic force microscopy (AFM). This advancement allows for the analysis of these sites using AFM. By applying this method, we were able to measure the production and repair rates of various types of DNA damage in the genomic DNA extracted from irradiated TK6 cells. Consequently, we successfully elucidated the repair mechanisms for individual types of DNA damage.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果により、鎖切断を伴わないクラスターDNA損傷（シンプルクラスター損傷や高密度クラスター損傷）は効率的に修復される一方で、DSBを伴う高複雑度DSB（DSB＋塩基）は特に高LETの鉄イオン照射後に長期間生体内に存在し続けることを明らかにした。これにより、クラスターDNA損傷の定量と修復効率の評価が可能となり、電離放射線の生物学的影響を理解する上で極めて重要な知見が得られた。本研究は、放射線治療や化学療法による腫瘍治療、および正常細胞の発がんリスクに関連するクラスター損傷の生物学的影響を評価する上で重要な進展をもたらすと考えられる。
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