水溶液中におけるDNAクラスター損傷生成機構の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10480137
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 小林 克己 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教授 (20114077)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高倉 かほる 国際基督教大, 教養, 助教授 (80052281) ; 宇佐美 徳子 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助手 (60232807)
• Keywords: 放射光 / DNA鎖切断 / 単色軟X線 / プラスミド / スカベンジャー

Research Abstract

本研究の目的は我々の予測,「水溶液中DNA分子において二本鎖切断は、エネルギー付与後の短時間にかつ局所的に生成する領域で主に生成する」を確認するために、単色放射光を用いて広いエネルギー範囲で光子エネルギーを変えることによってこの領域の生成割合を変化させて、水溶液中のプラスミドDNAおよび細胞DNAに生成する一本鎖切断と二本鎖切断の生成効率の比を調べることである。昨年度はプラスミドDNAを主な試料として、2〜10keV領域の単色軟X線を用いて照射実験を行った。細胞内を模擬するために比較的高濃度のラジカルスカベンジャー存在下で、照射X線エネルギーを変えて一本鎖切断と二本鎖切断の生成効率を測定した。実験の結果、予測通り、2.147keV、10keVのどちらのエネルギーでも二重鎖切断の方が押さえられなかった。
今年度は(a)光子吸収当たりに生成するラジカル数がもっとも少ない真空紫外線領域での鎖切断の生成効率、および(b)パルスフィールド電気泳動法を用いて実際の細胞中での鎖切断効率の直接的測定法の開発と、それによって得られた結果を濃厚水溶液系と比較する、という目標で研究を行った。その結果、真空紫外領域では、水が光子を吸収し始めるのに対応して一本鎖切断と二本鎖切断の生成がみられたが、そのエネルギー依存性は異なっていた。似たような光子エネルギー依存性を示Fricke線量計の場合と併せてこれらの原因を検討している。
また、パルスフィールド電気泳動装置を用いた実験では、直接DNAの鎖切断が定量出来ることが判った。プラスミドDNAの実験と比べられるような精度よい結果が得られるような泳動条件を検討している所である。

Research Products

• [Publications] 小林克己: "DNA損傷ができるまでに何が起きるか? -放射光を用いたDNA損傷生成過程に関する研究-"Radioisotope. 48. 648-655 (1999)
• [Publications] K. Kobayashi: "Chemical reactions in aqueous systems in relation to radiation biology"Proceedings of 11th International Congress of Radiation Research. (印刷中). (2000)
• [Publications] C. Le Sech: "Strand break induction by photoabsorption In DNA-bound molecules"Radiation Research. (印刷中). (2000)
• [Publications] C. Le Sech: "Enhanced strand break induction of intercalated DNA by resonant metal-inner-shell photoabsorption"Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. (印刷中). (2000)