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2012 Fiscal Year Research-status Report

DNA2本鎖切断生成過程における確率論の応用と理論

Research Project

Project/Area Number 24540128
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

税所 康正  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70195973)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金川 秀也  東京都市大学, 工学部, 教授 (50185899)
畑上 到  金沢大学, 電子情報学系, 教授 (50218476)
伊藤 敦  東海大学, 工学部, 教授 (80193473)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords確率モデル / DNA / 2本鎖切断(dsb) / 線エネルギー付与 (LET)
Research Abstract

本研究の目的は,DNAに致命的な損傷を与える2本鎖切断(dsb)の放射線照射による生成プロセスを,確率論的モデルを構築して解析し,dsbの照射する放射線量依存性を調べることにある。
本年度はまず低線エネルギー付与 (LET) 条件下におけるモデルを構築し,得られた結果を論文としてまとめて発表することができた(現在掲載決定済)。すなわちここでは,Poisson 分布モデルと2項分布モデルの2つのモデルを考えて,どちらのモデルにおいても近似的に,dsb 数/全切断数は線量に比例し,平均 dsb 数は線量の2乗に比例することが示された。また,平均 dsb 数の線量の2乗に対する比例定数(いわゆる LQ モデルにおいて β とされるもの)は,各2本鎖上の ssb を dsb と認識する範囲(感受性域と呼ばれることもある)を表す定数によって一意的に 決定されることがわかった。さらに,哺乳類細胞内の DNA における dsb 数の線量による変化に,Poisson 分布モデルと2項分布モデル間の差がみられないのに対し,Phage PM2 DNA の場合に,高線量域で両モデルに明確な差が出ることを報告した。この結果はいくつかの研究集会でも紹介することができた。
また,申請書の研究計画にあるように,LET が変化した場合にdsbのLET依存性を調べるに当たり,どのような確率モデルを構築することが最適であるかについて,分担者の伊藤氏と密接に相談を繰り返しながら現在研究を継続しているところである。
一方本研究はこれらの現象を解析するなかで出現する数学的問題を解決することも目的にしている。本年度出現した期待値の比に関する問題をはじめとするいくつかの確率論的問題について,分担者の金川氏と連絡をとりながら調べているところである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

低線エネルギー付与 (LET) 条件下におけるモデルを構築し,得られた結果を論文としてまとめて発表することができた(現在掲載決定済)。この結果はいくつかの研究集会でも紹介することができた。また,申請書の研究計画にあるように,LET が変化した場合にdsb生成のLET依存性を調べるに当たり,どのような確率モデルを構築することが最適であるかについて、分担者の伊藤氏と密接に相談を繰り返しながら現在研究を継続しているところである。

Strategy for Future Research Activity

前年度に引き続いて研究協力者達の協力を受けながら、分担者との共同研究を行う。
具体的には、dsb生成の放射線量とLETに関する依存性を表現する確率モデルを構築することをめざし、さらにそこで出現する数学的問題を解決する。これらを実行するために、分担者と緊密な連絡をとり、得られた結果はさまざまな研究集会で発表する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

研究分担者との研究打合せ、成果発表などの旅費、研究関連図書など申請時の研究計画調書に沿った使用を行う予定である。

  • Research Products

    (21 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (16 results) (of which Invited: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Mathematical models of the generation of radiation-induced DNA double-strand breaks2013

    • Author(s)
      Y. Saisho and A. Ito
    • Journal Title

      Journal of Mathematical Biology

      Volume: 67-3 Pages: 717-736

    • DOI

      10.1007/s00285-012-0567-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction of the Scanning Transmission x-ray Microscope Beamline at UVSOR2013

    • Author(s)
      T. Ohigashi, H. Arai, T. Araki, N. Kondo, E. Shigemasa, A Ito, N. Kosugi and M. Katoh
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series, IOP Conference Series

      Volume: - Pages: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 毛髪のカルシウム含量と酸化状態のサブミクロン顕微マッピング2012

    • Author(s)
      伊藤 敦、井上敬文、竹原孝二、瀧 慶暁、篠原邦夫
    • Journal Title

      X線分析技術の進歩

      Volume: 43 Pages: 161-167

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Euler-Maruyama Approximation for the reflecting Ornshtein-Uhlenbeck Processes Using the Penalty Method2012

    • Author(s)
      S. Kanagawa
    • Journal Title

      Theoretical and Applied Mechanics Japan

      Volume: 61 Pages: 207-214

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Study of the Effect of Numerical Conditions on Bifurcation Region in Fluid Simulations2013

    • Author(s)
      Lingxiang Tang and Itaru Hataue
    • Organizer
      The Sixth International Conference on Information
    • Place of Presentation
      Hotel Arcadia Ichigaya, Tokyo
    • Year and Date
      20130508-20130511
  • [Presentation] 圧縮性オイラー方程式の数値解の構造へのランダムなノイズ の影響について2013

    • Author(s)
      畑上 到
    • Organizer
      第62回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20130306-20130308
  • [Presentation] 3種の生物の補食・競争数学モデルにおける 種々のパラメータ依存性に関する研究2013

    • Author(s)
      畑上 到,和泉 明憲
    • Organizer
      日本応用数理学会環瀬戸内 応用数理研究部会第16回シンポジウム
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      20130105-20130106
  • [Presentation] 放射線による DNA 2本鎖切断生成の確率モデルについて2012

    • Author(s)
      税所 康正,伊藤 敦
    • Organizer
      バ イオメディカル・ファジィ・システム学会第 25 回年次大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学
    • Year and Date
      20121226-20121227
  • [Presentation] DNA 2本鎖切断生成の確率モデル2012

    • Author(s)
      税所 康正,伊藤 敦
    • Organizer
      2012 年度京都大学数理 解析研究所共同利用研究集会:第9回「生物数学の理論とその応用」
    • Place of Presentation
      京都大学数 理解析研究所
    • Year and Date
      20121113-20121116
  • [Presentation] 低 LET 放射線による DNA 2本鎖切断生成過程の確率モデ ル2012

    • Author(s)
      伊藤 敦,税所 康正
    • Organizer
      日本放射線影響学会第55回大会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20120906-20120908
  • [Presentation] 酸素効果のメカニズムにおける化学的因子と生物学的因子2012

    • Author(s)
      平山 亮一、伊藤 敦、安藤 興一、古澤 佳也
    • Organizer
      日本放射線影響学会第55回大会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20120906-20120908
  • [Presentation] マイクロ・ナノイメージングと生体機能研究会のアクティビティ2012

    • Author(s)
      伊藤 敦、百生 敦
    • Organizer
      SPring-8シンポジウム2012
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      20120825-20120826
  • [Presentation] Construction of the Scanning Transmission x-ray Microscope Beamline at UVSOR2012

    • Author(s)
      T. Ohigashi, H. Arai, T. Araki, N. Kondo, E. Shigemasa, A Ito, N. Kosugi and M. Katoh
    • Organizer
      11th International Conference on X-ray Microscopy
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      20120806-20120809
  • [Presentation] Some stochastic approaches for biological problems2012

    • Author(s)
      Y. Saisho
    • Organizer
      The 8th International Conference on Differential Equations and Dynamical Systems
    • Place of Presentation
      University of Waterloo, Ontario, Canada
    • Year and Date
      20120801-20120804
    • Invited
  • [Presentation] Limit Theorems for Hilbert Space Valued Random Variables and their Applications to Investigation of Asymptotic Behaviors of Symmetric Statistics2012

    • Author(s)
      S. Kanagawa
    • Organizer
      The 8th International Conference on Differential Equations and Dynamical Systems
    • Place of Presentation
      University of Waterloo, Ontario, Canada
    • Year and Date
      20120801-20120804
    • Invited
  • [Presentation] セミ類の発音生態の問題点 - 概論から数理的取り扱いまで -

    • Author(s)
      税所 康正
    • Organizer
      日本音響学会関西支部 第 8 回動物音響談話会
    • Place of Presentation
      同志社大学生命医科学部
    • Invited
  • [Presentation] 生体試料の軟X線スペクトロスコピー

    • Author(s)
      伊藤 敦
    • Organizer
      UVSOR研究会、STXM Users Meeting
    • Place of Presentation
      岡崎
    • Invited
  • [Presentation] 軟X線走査型顕微鏡(STXM)による生体試料観察への期待

    • Author(s)
      伊藤 敦
    • Organizer
      UVSORシンポジウム2012
    • Place of Presentation
      岡崎
    • Invited
  • [Presentation] The Nonlinear Schr\"{o}dinger Equation Propagating on an Elastic Plate

    • Author(s)
      S. Kanagawa, B. T. Nohara
    • Organizer
      The International Conference on the Theory, Methods and Applications of Nonlinear Equations
    • Place of Presentation
      Texas A&M University, Kingsville, Texas, USA
    • Invited
  • [Presentation] 確率微分方程式の離散化とその誤差評価について

    • Author(s)
      金川 秀也
    • Organizer
      第62回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
  • [Remarks] 税所ホームページ

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/saisho/index-j.html

URL: 

Published: 2014-07-24  

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