2022 Fiscal Year Annual Research Report
Practical application of exposure dose evaluation method by DNA damage analysis for radiation exposure accidents
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21H01861
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
清水 喜久雄 福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 特命教授 (20162696)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久米 恭 公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター, 研究開発部, 室長 (50359238)
泉 佳伸 福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 教授 (60252582)
松尾 陽一郎 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (90568883)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | DNA損傷評価 / バイオドシメトリー / qPCR法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いて、放射線によるDNA損傷を指標として、緊急被ばく時の吸収線量の評価を行うものである。
2022年度は、項目②実際の現場環境で求められる低線量放射線での評価が可能な方法の検討(感度の向上)として、(i)複数のプライマーを用いることで、PCRによって増幅するDNA領域を拡大することにより感度を向上させる方法について検討を進めた。ガンマ線および陽子線を照射した場合について、複数のプライマーを用いた場合について、感度の向上が確認できた。この成果は原著論文として発表準備中である。また、(ii)PCRに用いるDNA合成酵素(ポリメラーゼ)が異なるものを用いることで、DNA損傷の程度および質を評価し、感度の向上につなげることを検討した。塩基の一種であるG(グアニン)の酸化体である8-OHGを、1本鎖切断に変換する酵素処理を行った結果、PCRを阻害するDNA損傷量が増加した結果が得られた。この結果は、塩基の酸化がPCRを阻害することを示唆するものである。酵素反応を用いて放射線照射によるDNA損傷を鎖切断に変換することでの検出感度の向上の可能性が示された。
項目③放射線取扱施設での実証実験をもとにした課題の抽出と解決として、(i)小型・可搬型の装置で解析について、小型可搬型のPCR装置(PicoGene PCR1100)を用いた試験を行った。また、 (ii)評価結果が得られるまでに1時間以内とする目標を設定し、この解決のための検討を行った。具体的には、PCRに用いる酵素を変更し(Fast SYBR、Appiled Biosystems社製)し、従来は2時間40分ほど必要であったPCRの時間を、50分程度に短縮し、同等の結果を得られることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定していた実験をほぼ実施することができた。ただし、マシンタイムが削減されたため一部の実験は実施できず、次年度に回すこととなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
緊急被ばく時の吸収線量の評価に適用するために残る課題としては、放射線作業環境での実用を模した試験を経て、高感度かつ迅速に、線質の異なる放射線が混在した放射線被ばく量を評価できることを示すことである。このために、1Gy未満のガンマ線および粒子線照射によるDNA鎖損傷を、1時間以内に評価できることを目標として研究を推進する。
これらの実現のため、項目①として、細胞中のDNAの損傷分子数をPCRにより評価し、既存の方法である蛍光顕微鏡画像によるDNA二本鎖切断部位の評価結果により妥当性を評価する。2023年度はγ線に加えて炭素粒子線の評価を行う。また項目②として、PCRに用いるDNA合成酵素(ポリメラーゼ)の正確性が異なるものを用いることで、DNA損傷の程度を評価し、感度の向上につなげることを引き続き検討する。さらに、デジタルPCRを用いた評価も行う。また項目③として、実際の作業環境に設置したDNAサンプルに対する評価、およびトリアージに結び付くような迅速な初期スクリーニングの状況を踏まえた、小型PCR装置による試験を実施する。さらに、最終年度として、これらの成果を取りまとめる。
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Research Products
(4 results)
