2012 Fiscal Year Annual Research Report
放射光軟X線を用いたATP分子変異の誘発による生物効果の制御
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24310074
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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 |
藤井 健太郎 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (00360404)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋光 信佳 東京大学, アイソトープ総合センター, 准教授 (40294962)
藤井 紳一郎 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 研究員 (10415739)
加藤 大 独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 研究員 (80533190)
月本 光俊 東京理科大学, 薬学部, 助教 (70434040)
成田 あゆみ 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 博士研究員 (50633898)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 放射光 / 軟X線 / ATP / 生物効果 / 分子変化 |
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| Research Abstract |
本研究では、放射光軟X線のもつ元素選択性を利用して、RNA合成や放射線バイスタンダー効果などの生物効果を制御する手法を確立することにより、細胞の放射線感受性を制御することが目的である。そのために、生体内における様々な生化学反応の担い手として最も重要な物質の一つであるATPに着目した。まず、放射光軟X線を用いてATPに生物効果を顕著に変化させるような特異的な構造変異を誘発させる。そして、その変異の種類に伴って変化する生物反応・生化学反応を解析する。それにより、軟X線の波長や光量と分子構造変異の関係、ならびにこれら変異がもたらすATPの生物効果(エネルギー供与能力、遺伝情報伝達能力、及び細胞間情報伝達能力など)に対する系統的な知見を得ることができる。
放射線照射によるATP分子の変化に伴った分子変異の分析や生物学的効果の分析を行うためには、未照射試料において分子の分解を抑えることが必要である。さらに、放射線によって生じた分子分解は全体の数%程度以下であることが予想されるため、極微量の分子変化を定量する必要がある。そのために、平成24年度はATP溶液について、放射線を照射しない状態で安定な試料条件を検討した。その結果、溶液状態においてリン酸基の脱離が起こらないTrisバッファーの濃度やATPの濃度の最適化を行うことができた。ATP分子の分解については、質量分析、軟X線吸収スペクトルおよび電気化学分析により行い、生物学的効果については、ATPのルシフェラーゼ活性、および細間情報伝達能力を定量することのできる、P2Y受容体活性により分析を行った。上記の最適条件を用いて、γ線照射あるいは軟X線照射による細胞間情報伝達およびATP分子変異の解析を行い、放射線照射による分子変化の同定や生物学的効果の解析を行った。得られた成果は、国内外の会議において発表するとともに論文発表を行った。
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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
平成24年度は計画時に予定していた放射光を用いた実験及び照射試料の質量分析や電気化学分析による分子構造変異の同定実験について概ね順調に遂行することができた。また、生物学的効果を検証する実験においても実験条件の最適化を行うことができ、試験的な結果について、論文発表や学会発表などを行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度の研究について、計画に基づいて概ね順調に研究が進んでおり、今後の研究は研究計画に従って、放射光実験、および照射試料の分析実験による評価、そして、照射試料の生物学的評価を行い論文や学会などに発表する予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年度の研究は主に試験的な実験を行った。その結果に基づいて次年度以降は、より定量的な実験データの分析を行う。
最終年度はその定量的な評価をまとめ、論文や学会等での発表を行う。また、研究代表者及び分担者らにおいて議論を重ね、次年度には、最新の実験技術を駆使することにより、試料溶液に対する放射光照射および照射中の電気化学分析を行うことを検討している。そのため、当初予定していた分析装置の高度化を一部中止して、新たな装置の開発に向けるため、一部の助成金を繰り越して次年度に執行する。
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[Presentation] X-ray Absorption Near Edge Structure of ATP Thin Film Irradiated with Soft X-rays2012
Author(s)
K. Fujii, S. Fujii, D. Kato, M. Tsukimoto, N. Akimitsu, A. Narita, T. Nakajima, S. Ide, S. K. Abdje, K. Shuji, O. Niwa, A. Yokoya
Organizer
12th International Congress of Electronic Spectroscopy and Structure
Place of Presentation
Palais des Congres-Saint-Malo(フランス)
Year and Date
2012-09-18
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