Study on novel dosimetry using DNA and its improvement

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K04991
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 泉 佳伸 福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 教授 (60252582)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松尾 陽一郎 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (90568883) ; 砂川 武義 福井工業大学, 工学部, 教授 (60329456) ; 小嶋 崇夫 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70360047)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: DNA / 線量測定 / 感度制御 / 増感効果

Outline of Annual Research Achievements

トリブロモ酢酸(TBAA)添加実験の結果、TBAA添加によってpHが低下し、DNA等が分解或いは変性し、増感剤としては不向きであることが分かった。これに対して、緩衝溶液の種類を変えて試行したが、良い結果は得られなかった。
なお、極低濃度での添加ではサンプル溶液に悪影響を与えなかったが、有意な増感効果は見られなかった。
そこで、俗にプロクリンと呼ばれている防腐剤、防かび剤を添加剤として試した。その結果、僅かではあったが放射線増感効果がみられた。プロクリンは2種の化合物の混合物であるが、一方の塩素化分子に対する放射線効果で生成した塩素原子が水素引き抜き反応を起こし、増感効果に寄与するものと考えているが、その直接的な証拠を得ていない。
蛍光修飾オリゴヌクレオチドを用いた実験では、1本鎖オリゴヌクレオチドの他、2本鎖オリゴヌクレオチドを用いた。これは、2本鎖にすることによる分子内エネルギー移動効率の上昇を狙えるほか、2本鎖の分子では1本鎖切断と2本鎖切断が生じ、それに伴うエネルギー移動効率の低下に影響を与え、その結果、測定感度に影響を及ぼすと予想したからである。結果として、1本鎖の分子と2本鎖の分子では感度に違いがみられることを見出した。また、オリゴヌクレオチド鎖の塩基配列を数種類変えて用意し、塩基配列によって主鎖切断の収率が変化することを利用して感度の制御を試みた。その結果、塩基配列を制御することによって感度に若干の影響を与えるという基礎的理解を得た。
以上より、生体分子の放射線化学反応においてもリソグラフィーの分野で行われているほどではないが感度の制御が可能であることが分かった。これは、線量測定の為の基本的理解としては重要であり、また、放射線治療や放射線影響、放射線防護の分野においても影響の低減（放射線防護の目的）や感度の向上（治療線量の低線量化）へと波及していく可能性を秘めている。