2014 Fiscal Year Annual Research Report
放射線による生体分子損傷の緩和的定着に関する分光研究
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25241010
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
鵜飼 正敏 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80192508)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横谷 明徳 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, 研究主席 (10354987)
島田 紘行 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30542112)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | DNA放射線損傷 / その場修復 / 緩和的定着 / 高速電子線エネルギー損失分光法 / 液体分子線 / 時間相関分光法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNAの放射線損傷の修復過程には修復酵素タンパク質による酵素修復とともに、迅速な自己組織的修復である、“その場修復”の存在が想定されている。これはDNA損傷の緩和的定着と経路を共有しつつ択一的に放射線照射前の安定状態へと回帰する熱力学的緩和過程と捉えられ、その時間発展的理解は、そのままDNA損傷メカニズムの理解につながる。本研究ではDNA分子を含む系の放射線照射着後の異常な非平衡状態（分子構造変化）の発生と、その熱力学的緩和過程を分子レベルで明らかにすることを目的とする新規の実験方法の開発を行う。すなわち、本研究は原子・分子分光学と湿潤生態系の相異なるアプローチを総合し、前駆課題にて開発したシンクロトロン放射光による液体分子線・光電子分光法を格段に発展させる、かつ、新たに高速電子線エネルギー損失分光法を開発して、選択的超励起により開始される生体分子の放射線損傷の新側面を開拓する。
以上に基づき、溶媒和が規程する分子構造に特有な放射線誘起構造変化を結合サイト選択的に観測するため、シンクロトロン放射光分光法を整備し、異なる酸・塩基イオン強度水溶液中のヌクレオチド（DNAの構成単位）のX線吸収スペクトル変化についての研究を発展させ、DNA損傷における水と放射線の相乗効果として発表した。液体試料に対するX線光電子分光実験を確立し、放射線と相互作用するヌクレオチド内原子サイトの光電子・オージェ電子測定による特定法を進展させた。並行してX線吸収とは相補的であり、かつ、白色電磁波照射とみなせる高速電子線照射を用いた新規の分光装置の開発を進め、その駆動部である制御電源系と計測系を開発し、電子分光器の製作・改造を継続した。試料調整についての整備と検討を継続した。さらに本研究開発上の必要から、ドイツ国カッセル大学物理学科のグループと技術提携のための、相互派遣交流を開始した。
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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
計画調書ならびに交付申請書に記した通り、本年度の目標はSPring-8放射光施設における器開発装置を用いた研究実験と新規研究方法の開発である。研究実績の概要に記したとおり、前者に対しては新規の研究成果を原著論文とともに公表しその一部をプレス発表（科学新聞2014年8月29日号）するとともに、国内外の研究集会にて講演するなどの進捗を見ており、後者に関しても新規分光装置の計測・駆動系の製作・開発、ならびに試料調整法の整備と検討を継続し、本課題の実施期間内に研究装置として稼動させ成果を得る見通しである。また、ドイツ国カッセル大学物理学科からの招聘と農工大からの派遣交流を交付申請書どおり実施した。
以上により、H26年度における本研究課題の達成状況は計画調書と交付申請書に照らしておおむね順調に進展したと自己評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度研究計画の推進方法は計画調書の通り、SPring-8放射光施設における研究実験と新規研究方法の開発である。前者に対しては研究分担者、研究協力者とともにさらに新規の成果を蓄積し、原著論文発表、ならびに、内外の研究集会にて発表する。後者に関しては新規の高速電子線エネルギー損失分光装置の確立を目指した開発を継続し、研究装置として稼動させる。
昨年に引き続き、本課題の時間相関分光法の開発の必要のためドイツ国カッセル大学物理学科と研究者交流を継続して行う予定である。
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[Presentation] 水溶液中ピリミジン塩基の軟X線吸収スペクトルに現れるpHおよび水和の影響2015
Author(s)
島田紘行, 佐久間一郎, 奥泉直人, 武田泰明, 三浦亮介, 横谷明徳, 藤井健太郎, 福田義博, 斎藤祐児, 鵜飼正敏
Organizer
第28回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
Place of Presentation
立命館大学, 滋賀県
Year and Date
2015-01-10 – 2015-01-12
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[Presentation] Initial process of DNA base damage induction explored by soft X-ray spectroscopies2014
Author(s)
H. Shimada, Y. Takeda, R. Miura, T. Kashiwada, Y. Shinozawa, Y. Takeda, K. Fujii, A. Yokoya, Y. Fukuda, Y. Saitoh, and M. Ukai
Organizer
39th Annual Meeting of the Atomic Collision Society of Japan/11th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics(AISAMP11)
Place of Presentation
Tohoku Univ., Sendai, Japan
Year and Date
2014-10-04 – 2014-10-10
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[Presentation] Core-excitation process of hydrated nucleobases as an initial process of base damage induction2014
Author(s)
H. Shimada, T. Fukao, H. Minami, N. Okuizumi, I. Ssakuma, M. Ukai, A. Yokoya, K. Fujii, Y. Fukuda, and Y.Ssaitoh
Organizer
13th Internation Workshop on Radiation Damage to DNA
Place of Presentation
Boston, USA
Year and Date
2014-06-14 – 2014-06-18
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[Presentation] pH dependence of soft X-ray absorption spectra of nucleotides in aqueous solution2014
Author(s)
H. Shimada, H. Minami, I. Sakuma, N. Okuizumi, M. Ukai, K. Fujii, Kentaro, A. Yokoya, Y. Fukuda, Y. Saitoh
Organizer
30th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
Place of Presentation
Egret Himeji, Himeji, Japan
Year and Date
2014-06-04 – 2014-06-06
