Study of DNA damage and cellular response induced by laser filamentation

• Project/Area Number: 24K03213
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: 赤松 憲 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所 量子応用光学研究部, 上席研究員 (70360401)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 敏彰 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所 量子応用光学研究部, 主幹研究員 (10526122) ; 遠藤 友随 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所 量子応用光学研究部, 主任研究員 (60823929) ; 佐藤 雄介 東北大学, 理学研究科, 准教授 (90583039)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2027: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2026: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2025: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: フィラメンテーション / フェムト秒近赤外レーザー / DNA損傷 / 細胞照射 / プラズマ

Outline of Research at the Start

フェムト秒近赤外レーザーを媒体に集光すると「光の筋：フィラメント:FM」が現れる。水中FMによって生じるOHラジカル等のダイナミクスを解明する。さらにその強光子場で生じるDNA損傷の特徴を明らかにし、医療応用等に向けた基礎的知見を得る。一般的な電離放射線にはないFMの利点は、それが生じる位置を自由に制御できる点にある。本研究では、水中FMの物理的性質やOHラジカル等の活性種のダイナミクスを分光学的手法によって計測し、さらに生じたDNA損傷の特徴を1分子観察技術や生化学的手法によって解析する。細胞への照射実験も行い癌治療等の医学応用を見据えた技術的基盤の構築を目指す。