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量子化学/分子動力学計算によるDNA損傷の分子解離確率論的計算モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18K11650
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分63020:放射線影響関連
研究機関富山高等専門学校

研究代表者

阿蘇 司  富山高等専門学校, その他部局等, 教授 (30290737)

研究分担者 原 正憲  富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (00334714)
藤原 進  京都工芸繊維大学, 材料化学系, 教授 (30280598)
平野 祥之  名古屋大学, 医学系研究科(保健), 准教授 (00423129)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードモンテカルロシミュレーション / Geant4-DNA / トリチウム / 分子動力学計算 / 量子力学計算 / モンテカルロ法 / DNA損傷 / モンテカルロ計算 / DNA / Geant4 / シミュレーション / 分子化学
研究成果の概要

本研究では、量子化学・分子動力学計算による知見を組み込んだDNA損傷の確率的モデル開発として、Geant4-DNAを基盤とするシミュレーションのフレームワークの構築と、それを用いたトリチウムによるDNA損傷の評価を行った。プロティンデータバンクが提供するDNA構造を利用し、本研究でのシミュレーション手法により直接作用と間接作用の双方を評価できた。DNA損傷のSSB/DSB比は、先行研究一致することを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

トリチウムは、原子力発電施設の処理水に含まれており除去が不可能な放射性元素です。本研究ではトリチウムの内部被曝を評価することを目指して、その発端となるDNA損傷が生じる可能性を評価するためのシミュレーションを開発しました。DNA損傷には、放射線が直接影響を与える直接作用と、放射線により生じたラジカルが与える間接作用があります。シミュレーションは、これらの作用の割合等を求めることができます。将来的に、例えば間接作用を低減させる放射防護剤などの検討評価などへの応用が期待されます。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Galet - Geant4 Based Application Templet for Primers2019

    • 著者名/発表者名
      T. Aso, W. Takase, T. Sasaki
    • 雑誌名

      Transactions on GIGAKU e-journal

      巻: 印刷中 ページ: 1-11

    • 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
  • [学会発表] Geant4-DNA Based Monte Carlo Simulation to Study Tritium-induced DNA Damage2021

    • 著者名/発表者名
      T. Aso, Y. Hirano, M. Hara, S. Fujiwara
    • 学会等名
      IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重水へ溶解させたグリシンへのガンマ線照射と重水素置換2021

    • 著者名/発表者名
      原正憲, 阿蘇司, 大矢恭久
    • 学会等名
      第58回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Geant4-DNA based Monte Carlo simulation and its prospects to verify DNA-level experiments2019

    • 著者名/発表者名
      T. Aso, M. Hara, S. Fujiwara, Y. Hirano
    • 学会等名
      International Symposium on Radiation Safety and Detection Technology (ISORD-10)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geant4-DNAを用いたDNA損傷モデル評価のためのシミュレーション開発2019

    • 著者名/発表者名
      阿蘇司, 岡本雅生
    • 学会等名
      日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] モンテカルロシミュレーションツールキットとそのアプリケーション開発例2019

    • 著者名/発表者名
      阿蘇司
    • 学会等名
      日本原子力学会「2019年秋の大会」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Introduction to Geant4 and Geant4-DNA2018

    • 著者名/発表者名
      T.Aso, S.Okada, T.Sasaki
    • 学会等名
      The 37th JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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