量子環境因子がDNA損傷に与える影響解明のためのシミュレーション技術開発

• Project/Area Number: 24K15171
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 62010:Life, health and medical informatics-related
• Research Institution: National Institute of Technology, Toyama College
• Principal Investigator: 阿蘇 司 富山高等専門学校, その他部局等, 教授 (30290737)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原 正憲 富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (00334714) ; 平野 祥之 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 准教授 (00423129) ; 藤原 進 京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (30280598)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: DNA損傷 / Geant4-DNA / 塩基損傷 / シミュレーション / 量子化学計算

Outline of Research at the Start

放射線によってDNA損傷に至る物理化学過程の詳細を、原子レベルで定量的に予測する計算技術の開発を行う。特に塩基損傷は、複製阻害や突然変異を経てがん化を引き起こす要因であるため、低線量被曝での確率的影響の評価にも応用が可能である。
本研究では、広く検証がなされているGeant4-DNAモンテカルロシミュレーションに、量子化学計算(QC)と分子動力学計算(MD)によって得られる極時間(< ns )の知見を導入して、電子・イオン濃度解析と量子環境変化の下で生じる塩基損傷過程を予測できる計算手法への拡張を行い、QCやMDでは計算が難しい長時間枠(~1s)でのDNA損傷過程を評価する。