| Project/Area Number |
22K14647
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 光電子分光 / 光反応ダイナミクス / フェムト秒レーザー / 超高速光電子分光 / 反応ダイナミクス / 極端紫外光 |
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| Outline of Research at the Start |
DNA/RNAの光受容部分である核酸塩基の光反応ダイナミクスの研究は、生命科学・物理科学の両面において重要である。本研究では水溶液内における核酸塩基や誘導体の超高速光化学反応について時間分解光電子分光法で研究する。検出光に極端紫外光を応用することで、従来の実験では検出不可能であったエネルギー領域まで観測し、ππ*状態に励起された核酸塩基の緩和過程の全体像を捉えることを目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
We performed extreme ultraviolet photoelectron spectroscopy on the photoreaction dynamics of the nucleobase molecules and their derivatives in liquid water. The results show that only a few tens of percent at most remain in the electronically excited state on the picosecond scale, and most quickly relax to the electronic ground state. In addition, the reaction dynamics of molecules in the gas phase were studied. It has found that coordination to the 5-carbon atom has a critical effect on the efficiency of electronic relaxation by comparing the results of uracil, thymine (5-methyluracil), and 6-methyluracil.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
DNAやRNAの光化学反応は損傷や変異といった生命維持への脅威につながるため、光を吸収するアンテナ的役割を担う核酸塩基分子の光反応ダイナミクスの解明は非常に重要である。従来とは異なる実験手法（極端紫外光電子分光法）で研究することで、光反応過程における各電子状態の電子束縛エネルギー推移や反応収率を明らかとした。一方で過渡吸収分光法による過去研究結果との間では、反応収率において一部整合していない点も見られた。今後も検討・議論を重ねることで、核酸塩基分子の光反応機構の解明に向けて研究のさらなる発展が望まれる。
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