2020 Fiscal Year Annual Research Report
イオンビーム生物影響の原因となる二本鎖切断末端に関する研究
| Project/Area Number |
16H02959
|
|---|
| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
鹿園 直哉 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学領域, 統括グループリーダー(定常) (10354961)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 達彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主席 (30354707)
森林 健悟 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学領域, 上席研究員(定常) (70354975)
赤松 憲 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学領域, グループリーダー(定常) (70360401)
甲斐 健師 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (70403037)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 二本鎖切断末端 / イオンビーム / エネルギー付与 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
これまで放射線生物影響に関与する最も重要なDNA損傷として二本鎖切断（DSB）が精力的に研究されてきたが、放射線によって誘発される「生物影響に関与するDSB」の分子的実体は未だ不明な点が多い。昨年度に引き続き、本年度はDSB生成のシミュレーション、及び、DSB末端の損傷構造を調べる研究を進めた。
シミュレーション研究においては、放射線挙動解析コードPHITSに陽子や炭素イオンに対する飛跡構造解析モードを組み込み、それらの粒子が引き起こすDNAダメージの詳細な空間分布を計算可能とした。これにより光子線とイオンによるDNA末端の損傷パターンの違いを比較することができるようになり、生物学的効果比の検討などが可能となった。また、イオン飛跡構造解析モードを利用した実験解析から、生体への重イオン照射により発生した2次電子が関与するDNA損傷の種類は、2次電子のエネルギースペクトルに強く依存することを明らかにした。本成果は、放射線生物影響の初期段階の解明へ向けて、新たな科学的知見となるものである。
DSB末端の損傷構造を調べる研究では、放射線誘発された細胞内での損傷DNAを濃縮し、DSB末端のDNA損傷分布を原子間力顕微鏡を使って観察した。その結果、放射線によって局所的に損傷が集中するタイプの損傷（クラスターDNA損傷）が誘発されることを直接的に示すことができた。特に、線エネルギー付与が大きい放射線でクラスターDNA損傷の収率が大きいことが明らかとなった。これらの結果は、生物影響に関与すると考えられるDSBの生成過程、生成頻度、分子構造に新たな知見を与え、放射線生物影響の原因に対する理解を深めるものである。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
