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クラスターDNA損傷生成解析における確率論の応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K05000
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数学基礎・応用数学
研究機関広島大学

研究代表者

税所 康正  広島大学, 工学研究科, 准教授 (70195973)

研究分担者 伊藤 敦  東海大学, 工学部, 教授 (80193473)
畑上 到  東京都市大学, 共通教育部, 教授 (50218476)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードDNA / クラスター損傷 / LET / 数理モデル / 確率論の応用 / G値 / G値
研究成果の概要

本研究の目的は、放射線照射によって生成される DNA のクラスター損傷とよばれる重篤な損傷の生成プロセスを、確率(数理)モデルを構築して解析し、放射線照射線量および LET(「線 エネルギー付与」,放射線がその飛跡周辺に電離を起こす密度を表現するパラメータ)に対するクラスター損傷数の依存性を予測することによって、高 LET 放射線の生物作用を理論的に裏付け、これらに合わせて出現する数学的問題を解決することにある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

DNA に放射線を照射したときに,二重らせんの双方の塩基が同時に損傷を受けて切断される,2 本鎖切断 (dsb )や、クラスター損傷と呼ばれる損傷が起きると修復が困難になり,致命的なダメージを受ける.そこでこれらの損傷の生成を調べることは重要な問題であるが,照射線量と損傷の生成数との関係は低線量域において検出が困難であること等から,完全には解決されていない.本研究では,さらに放射線がその飛跡周辺に電離を起こす密度を表現する線エネルギー付与 (LET) との関係にも着目し数理的な考察を行った。この問題は,福島の原発事故において関心事になった低線量放射線の影響の問題とも深く関係している.

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 2件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 12件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 7件、 招待講演 8件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Elemental and molecular imaging with X-rays for biomedical applications: Calcium mapping in human hair or possible early detection of breast cancer2019

    • 著者名/発表者名
      A. Ito
    • 雑誌名

      Mongolian Journal of Physics

      巻: 5 ページ: 56-60

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA strand breaks induced by fast and thermal neutrons from YAYOI research reactor in the presence and absence of boric acid2019

    • 著者名/発表者名
      E. Jamsranjav, A. Ito, Y. Kato, Y. Tatebe, N. Takase, S. Yoshida,
    • 雑誌名

      Radiat. Res.

      巻: 191 号: 5 ページ: 483-489

    • DOI

      10.1667/rr15249.1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Distribution of DNA, RNA, Histone and Proteins Other than Histone in Mammalian Cells, Nuclei and a Chromosome at High Resolution Observed by Scanning Transmission Soft X-Ray Microscopy (STXM)2019

    • 著者名/発表者名
      K. Shinohara, S. Tone, T. Ejima, T. Ohigashi, A. Ito
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 8 号: 2 ページ: 164-164

    • DOI

      10.3390/cells8020164

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] LET and ion species dependence of oxidative damage in DNA sheet generated along ion beam track2019

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, A. Furuhashi, F. Ouchi, S. Yoshida, R. Hirayama, Y. Furusawa, Y. Yokota, T. Funayama
    • 雑誌名

      QST Takasaki Annual Report 2017

      巻: - ページ: 81-81

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dependence of mating rate on variance of eclosion time of cicadas (Cicadidae)2018

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Saisho
    • 雑誌名

      Mathematical Biosciences

      巻: 305 ページ: 55-59

    • DOI

      10.1016/j.mbs.2018.08.006

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependence of Spatial Structure of Coexisting Multiple Solutions in Nonlinear PDE System on Random Noises2018

    • 著者名/発表者名
      I. Hataue
    • 雑誌名

      Information

      巻: 21 ページ: 1877-1886

    • NAID

      130007510166

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of mammalian chromosome by scanning transmission soft X-ray microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      K. Shinohara, T. Ohigashi, S. Tone, M. Kado, A. Ito
    • 雑誌名

      Ultramicroscopy,

      巻: 194 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.ultramic.2018.07.001

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discrimination of DNA and RNA distribution in a mammalian cell by scanning transmission soft X-ray microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      K. Shinohara, A. Ito, T. Ohigashi, M. Kado, S. Tone
    • 雑誌名

      Journal of X-Ray Science and Technology

      巻: 26 ページ: 877-884

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Observation of oxidative damage in DNA sheet generated along ion beam track2018

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, F. Ouchi, T. Ushiroda, R. Hirayama, Y. Furusawa, Y. Yokota, T. Funayama
    • 雑誌名

      QST Takasaki Annual Report 2016

      巻: - ページ: 90-90

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on Change of Stability Levels of Coexisting Multiple Solutions in Nonlinear PDE System2017

    • 著者名/発表者名
      I.Hataue
    • 雑誌名

      Information

      巻: 20 ページ: 5499-5508

    • NAID

      40021439650

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of noise limits to improve image processing in soft X-ray projection microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Erdenetogtokh Jamsranjav, Kenichi Kuge, Atsushi Ito, Yasuhito Kinjo, Tatsuo Shiina
    • 雑誌名

      J. X-Ray Sci. Technol.

      巻: 25-4 号: 4 ページ: 653-665

    • DOI

      10.3233/xst-16201

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative study of mammalian cells by scanning transmission soft X-ray microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Shinohara K、Ohigashi T、Tone S、Kado M、Ito A
    • 雑誌名

      IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series

      巻: 849 ページ: 012003-012003

    • DOI

      10.1088/1742-6596/849/1/012003

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dependence of Asymptotic Solutions of 2-D Fitz-Hugh Nagumo Model2017

    • 著者名/発表者名
      I. Hataue
    • 雑誌名

      Information

      巻: 20

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Repair process of DNA double strand breaks induced by X-ray bystander effect2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ojima, T. Ushiroda, Y. Kawamata, G. Kashino, N. Usami, A. Ito
    • 雑誌名

      Photon Factory Activity Report

      巻: 33 ページ: 302-302

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] On Immovable Boundary between Coexisting Solutions and Synchronization in a Reaction Diffusion System2016

    • 著者名/発表者名
      I. Hataue
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Japan

      巻: 85 号: 7 ページ: 074005-074005

    • DOI

      10.7566/jpsj.85.074005

    • NAID

      40020880790

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Difference in the distributions between Ca content and the degree of oxidative damage in human hair determined by X-ray imaging2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, T. Inoue, T. Kawai, Y. Taki, S. Inoue, T. Shimizu, K. Shinohara
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1696 ページ: 020021-020021

    • DOI

      10.1063/1.4937515

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biomedical application of soft X-ray microscopy with special reference to spectromicroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      A. Ito, T. Inoue, M. Kado, T. Ohigashi, S. Tone, K. Shinohara, Biomedical application of soft X-ray microscopy with special reference to spectromicroscopy
    • 雑誌名

      Acta Physica Polonica A

      巻: 129(2) 号: 2 ページ: 260-263

    • DOI

      10.12693/aphyspola.129.260

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of contrast enhancement prior to iteration procedure on image correction for soft X-ray projection microscopy2016

    • 著者名/発表者名
      E. Jamsranjav, T. Shiina, K. Kuge, Y. Kinjo, Y. Nakamura, K. Shinohara, A. Ito
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1696 ページ: 020037-020037

    • DOI

      10.1063/1.4937531

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Observation of DNA and protein distributions in mammalian cell nuclei using STXM2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ohigashi, A. Ito, K. Shinohara, S. Tone, M. Kado, Y. Inagaki, Y.-F. Wang, N. Kosugi
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1696 ページ: 020027-020027

    • DOI

      10.1063/1.4937521

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 高LET粒子線によるDNA酸化損傷生成の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤敦、後田藤太、井上祐人、大内章央、平山亮一、村山千恵子、冨田雅典、岡畑惠雄、古澤佳也
    • 雑誌名

      平成26年度放射線医学総合研究所重粒子線がん治療装置等共同利用研究報告書

      巻: 26 ページ: 129-130

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] イシガキヒグラシとソウザンヒグラシ2019

    • 著者名/発表者名
      税所康正
    • 学会等名
      日本昆虫学会第79回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Imaging and quantification of area of oxidative DNA damage generated by heavy ion particles2019

    • 著者名/発表者名
      浦野建太、伊藤 敦、高野勇貴、平山亮一、古澤佳也、横田裕一郎、舟山知夫
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第62回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 重イオン線によるDNA酸化損傷の粒子トラックに沿った可視化とその定量化の試み2019

    • 著者名/発表者名
      浦野建太、伊藤 敦、古橋亜司、大内章央、平山亮一、古澤佳也、舟山知夫、横田裕一郎
    • 学会等名
      QST高崎サイエンスフェスタ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] On the Application of Probability Theory to Radiation Biology and Insect Ecology2018

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Saisho
    • 学会等名
      The 12th AIMS Conference on Dynamical Systems, Diferential Equations and Applications
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 拡張 van der Pol 方程式モデルの共存解の空間構造へのランダムネス の影響について2018

    • 著者名/発表者名
      畑上 到
    • 学会等名
      日本応用数理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] lemental and molecular imaging with X-rays for biomedical applications: Calcium mapping in human hair for possible early detection of breast cancer2018

    • 著者名/発表者名
      A. Ito
    • 学会等名
      International Conference 2018, Modern Trends in Natural Sciences and Advanced Technologies in Science Education (ICNS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 粒子ビーム飛跡に沿ったDNA損傷生成の可視化の試み2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 敦
    • 学会等名
      日本マイクロビーム生物研究会第9回連絡会議、日本放射線影響学会第61回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線生物影響研究における分野横断型融合研究2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 敦、平山亮一
    • 学会等名
      ワークショップ”放射線生物学は今後どこへ向かっていくのか?”、日本放射線影響学会第61回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2次元 FitzHugh-Nagumo モデルにおける空間的に共存する動的パターンの遷移過程について2018

    • 著者名/発表者名
      畑上 到
    • 学会等名
      日本応用数理学会 環瀬戸内応用数理研究部会第21回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] On a probabilistic problem appearing in radiation biology2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Saisho
    • 学会等名
      Workshop on Applied Analysis and Probability
    • 発表場所
      國立臺灣大學數學系(台湾/台北)
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重イオン線によるDNA酸化損傷の誘発とその可視化2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 敦、後田藤太、大内章央、平山亮一、古澤佳也、横田裕一郎、舟山知夫
    • 学会等名
      放射線利用フォーラム2017 in 高崎、第1回QST高崎研シンポジウム
    • 発表場所
      高崎(群馬県)
    • 年月日
      2017-01-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] チッチゼミの孵化生態について2017

    • 著者名/発表者名
      税所 康正
    • 学会等名
      日本昆虫学会第77回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] OHラジカルの収量(G値)のLET依存性に関する数理モデル2017

    • 著者名/発表者名
      税所 康正,伊藤 敦
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第60回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Dependence of numerical solutions of nonlinear PDE on forcibly added randomness2017

    • 著者名/発表者名
      I. Hataue
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Fuzzy Systems and Data Mining
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 複数の解が共存する非線型偏微分方程式系の空間構造へのランダムノイズの影響2017

    • 著者名/発表者名
      畑上 到
    • 学会等名
      第64回理論応用力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of DNA oxidative damage induced by high LET radiation2017

    • 著者名/発表者名
      A. Ito
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会、熊本、2017.9.19-21シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA 二重鎖切断の LET 依存性についての数学モデルの構築2016

    • 著者名/発表者名
      税所康正、伊藤 敦
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第59回大会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ(広島市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA酸化損傷を指標とした高LET放射線のトラック構造の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      大内章央、伊藤敦、後田藤太、井上祐人、平山亮一、古澤佳也、横田裕一郎、舟 山知夫
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第59回大会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ(広島市)
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] FitzHugh-Nagumo モデルにおける共存する解が接触する境界の挙動について2016

    • 著者名/発表者名
      畑上 到
    • 学会等名
      応用数理学会2016年度年会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] セミの羽化日の分散が交尾率に与える影響について2016

    • 著者名/発表者名
      税所 康正
    • 学会等名
      日本昆虫学会・日 本応用動物昆虫学会合同大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 軟X線顕微鏡による生物試料の分子イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤 敦、 大東 琢治,、刀祢 重信、加道 雅孝、井上 敬文、篠原 邦夫
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会・第88回日本生化学会合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA酸化損傷を指標とした高LET放射線のトラック構造の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      大内章央、後田藤太、伊藤敦、横田裕一郎、舟山知夫、平山亮一、古澤佳也
    • 学会等名
      放射線ワークショップ(第1回)
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2015-10-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA damages induced by radiation bystander effect2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ushiroda, D. Nunokawa, A. Ito, M. Tomita
    • 学会等名
      The 12th International Workshop on Microbeam Probes of Cellular Radiation Response (IWM2015)
    • 発表場所
      福井県若狭湾エネルギー研究センター
    • 年月日
      2015-05-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mathematical Model Describing the Dose and LET Dependence of the Generation of DNA Damages by Radiation2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Saisho and A. Ito
    • 学会等名
      15th International Congress of Radiation Research (ICRR2015)
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (Kyoto International Conference Center)
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time dependence of development of the bystander effect induced by X-ray microbeam2015

    • 著者名/発表者名
      T. Ushiroda, D. Fukushima, D. Nunokawa, A. Ito, M. Tomita, M. Maeda
    • 学会等名
      15th International Congress of Radiation Research (ICRR2015)
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (Kyoto International Conference Center)
    • 年月日
      2015-05-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] セミハンドブック2019

    • 著者名/発表者名
      税所康正
    • 総ページ数
      112
    • 出版者
      文一総合出版
    • ISBN
      9784829981634
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 生き物と音の事典2019

    • 著者名/発表者名
      生物音響学会
    • 総ページ数
      464
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254171679
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 改訂版 日本産セミ科図鑑2015

    • 著者名/発表者名
      林 正美、税所 康正
    • 総ページ数
      224
    • 出版者
      誠文堂新光社
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2021-02-19  

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