2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22310038
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
鹿園 直哉 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (10354961)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤松 憲 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (70360401)
樋口 真理子 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 任期付研究員 (90370460)
村上 洋 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (50291092)
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| Keywords | 複雑損傷 / DNA分子構造 / 分子動力学計算 / テラヘルツ分光 / 生物影響 |
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| Research Abstract |
複数のDNA損傷が近接して存在する「複雑損傷」は修復が困難であり、細胞致死、突然変異といった放射線生物影響に深く関連すると考えられている。本年度は、複雑損傷によるDNAの曲がりやねじれといった分子構造の変化を観察するとともに複雑損傷による生物影響を調べることを目標とした。
1.複雑損傷をもつDNA分子の挙動の解析のため、分子動力学計算に着手した。DNA損傷(8-oxoG、脱塩基部位)の電子状態をGaussianソフトウェアを用いた量子化学計算に基づいて決定し、損傷DNAに対し周りに水分子を配置してAmberソフトウェアを用いた構造最適化や平衡化を行い、複雑損傷をもつDNA分子の分子揺らぎや分子の曲がりを調べる条件を整えた。
2.複雑損傷による生物影響を調べる実験では、複雑損傷をもつプラスミドを大腸菌に導入しその効果を調べた。脱塩基部位もしくは鎖切断単独では損傷のないDNAに比べ同程度の形質転換効率が得られたが、脱塩基部位を両鎖に近接して存在する複雑損傷もしくは脱塩基部位と鎖切断がそれぞれの鎖に近接して存在する複雑損傷では、単独の脱塩基部位や鎖切断を持つDNAに比べ形質転換効率が大幅に低下すること、さらに形質転換効率は損傷間の距離に依存すること、をみいだした。形質転換効率が大幅に低下する結果は、複雑損傷が完全には修復されずDNA複製の阻害を引き起こしていることを示唆する。
3.テラヘルツ時間領域分光測定装置の高強度を進めた。高強度化は、DNA損傷分子のテラヘルツ波スペクトルを得るために必要である。テラヘルツ波発生素子と検出素子の集光レンズに可動ステージを導入し、光学配置の最適化を行うことにより、信号強度を数倍高めることができた。
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