| Project/Area Number |
22H04437
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
4120:Environmental analyses and evaluation, environmental conservation measure and related fields and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
Yoshii Yuji 北海道大学, アイソトープ総合センター, 技術専門職員
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 間接作用 / DNA二本鎖切断 / モンテカルロシミュレーション / DNA損傷 / ラジカル |
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| Outline of Research at the Start |
近年行われている放射線被ばくのシミュレーション計算の評価指標は吸収線量（物理学的過程までの計算結果）が中心であった。一方で放射線生物学の発展や放射線治療計画の高精度化のために化学的過程・生物学的過程のシミュレーション計算の導入が期待されている。本研究はX線を細胞へ照射する実験におけるラジカルの挙動を再現するMonte Carlo法による粒子輸送計算を行い、生体中の二次電子の飛跡構造が間接作用（生体内水分子を電離・励起することにより生成したラジカルを経てDNA損傷を誘発する過程）に及ぼす影響を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
10keV電子線が通過したエネルギー付与をした領域で発生したラジカルによるDNA損傷を模擬した計算モデルでシミュレーションを行った結果、電子線によって発生するDSBは、ヒドロキシラジカル発生から1ナノ秒までに発生する割合が多く、それ以降に発生するDNA損傷はDNA一本鎖切断が中心であった。10keVの電子線の飛跡長は1.5 umであるのに対して、ヒドロキシラジカルが1ナノ秒で拡散する距離は約4nmと短く、間接作用に由来するDSBの発生位置は電子線の飛跡構造の近傍に誘導されることが示された。
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果により、間接作用によるDSBが電子線の飛跡構造の近傍に誘導されることが明らかになり、直接作用により誘導されるDSB位置だけではなく、間接作用も電子線の飛跡構造の影響を受けることが示された。今後さらに研究を進めることで、効率的なDNA損傷の評価法の確立できると考えられる。
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