| 研究課題/領域番号 |
20H04338
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分63020:放射線影響関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
横谷 明徳 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 専門業務員 (10354987)
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| 研究分担者 |
黒川 悠索 認定NPO法人量子化学研究協会, 研究所, 研究員 (30590731)
鵜飼 正敏 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (80192508)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | DNA損傷 / DNA電子物性 / ハロゲン化DNA / シンクロトロン放射 / X線光電子分光 / X線吸収微細構造 / バンドギャップ / 金属化 / 放射線 / 電子状態 / ハロゲン化ウラシル / 価電子帯 / 光電子分光 / 放射線DNA損傷 / 放射線増感 / 光電子分光測定 / 量子化学計算 / SAC-CI理論 / ハートリー・ホック法 / DNA電子状態 / 放射線増感効果 / ハロゲン化DNA塩基 / シンクロトロンX線 / 軟Ｘ線分光 / 放射線照射効果 / 発光分光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
突然変異等など放射線による遺伝的変異の主要な要因であるDNAの分子損傷のメカニズムを、物理化学的観点から解明する。このため、DNAの電子状態に焦点を当て、ミクロな世界を支配する量子的性質と分子損傷の相関を実験と理論の両面から探る。特にハロゲンなど重い元素をDNAに取り込ませた生体に現れる高い放射線感受性のメカニズムを解明し、量子的観点から放射線増感剤の効果を制御するための技術開発に資する知見を得る。
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| 研究成果の概要 |
突然変異等など放射線による遺伝的変異の主要な要因であるDNAの分子損傷の物理化学的メカニズムの解明を目指し、ミクロな世界を支配する量子的性質とDNA分子損傷の相関をX線分光実験と理論の両面から追及した。X線光電子分光やX線吸収分光など、分光学的手法を駆使したDNAの電子状態を詳細に調べ、同時に価電子帯のエネルギーレベルに関する量子化学計算結果と比較した。その結果、臭素（Br）やヨウ素（I）を取り込ませたDNAを持つ生物の放射線増感作用がハロゲン原子周辺の金属化に由来することを突き止め、DNAに重い元素を導入することで損傷生成を量子制御する可能性を拓いた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
X線分光実験と量子化学的な理論研究を両輪として、生体に対する放射線の照射効果をDNA分子の電子物性の観点から解明したことは本研究が世界でも初めてである。特に臭素など重いハロゲン原子の取り込みによる生体の放射線増感の主要因は、DNA分子の金属化に起因すると推測され放射線生物学に新たに量子的視点を提供した。また金属化レベルはハロゲン原子の重さに依存して大きくなることから、がんの放射線治療における放射線増感剤の探索にDNA分子の電子物性が新たな手がかりとなると考えられる。
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