修復酵素反応経路間の干渉による放射線ＤＮＡ損傷の非線形な修復応答

• 研究課題/領域番号: 23651049
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 横谷 明徳 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・先端基礎研究センター, 研究主席 (10354987)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: クラスターDNA損傷 / DNA修復応答 / 酵素反応干渉 / 非線形性 / 塩基除去修復 / Nth / Fpg / 炭素イオンビーム / DNA変性とアニーリング / 放射線、X線、粒子線 / 酵素作用機序 / DNA変性 / 放射線 / DNA損傷 / 干渉 / グリコシレース / プラスミドDNA / DNA2本鎖切断

研究概要

放射線照射により細胞内のDNAに様々な塩基損傷など複数の損傷が局在化して生じた際に(クラスター損傷）、これらに対して異なる修復系が作用ことによる修復経路間の干渉がが予測される。本研究では、クラスターDNA損傷に対する異なる塩基除去修復酵素の作用機序の違いが酵素の活性に影響するか否か明らかにすることを目的とした。X線を照射したDNAに、NthとFpgの２種類の酵素の処理の順番を変え酵素活性に差があるかどうかについて調べた。得られた結果は、予想に反し各酵素の活性は作用順序に依存しない事を示した。これはクラスターを構成する各損傷は十分に離れており、修復系相互の干渉は生じないことを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Order effect of repair processes to clustered DNA damage (2014)
  • 著者名/発表者名: Iyo SHIRAISHI, Masao SUZUKI, Naoya SHIKAZONO, Kentaro FUJII and Akinari YOKOYA
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 55 号: suppl 1 ページ: i92-i93
  • DOI: 10.1093/jrr/rrt152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dependence of the yields of AP sites and AP clusters produced in plasmid DNA on scavenging capacity and LET (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya SHIINA, RitsukoWATANABE, Masao SUZUKI and Akinari YOKOYA
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 55 号: suppl 1 ページ: i15-i16
  • DOI: 10.1093/jrr/rrt160
  • NAID: 120006683955
• [雑誌論文] 放射線生物学の最前線-DNA損傷機構と損傷修復の分子シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 横谷明徳、高須昌子、石川顕一
  • 雑誌名: 日本原子力学会誌ATOM∑ 巻: 56 ページ: 23-27
  • NAID: 130007739582
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分光学的アプローチによる放射線によるゲノム損傷と生体修復の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横谷明徳、鵜飼正敏、岡壽崇、甲斐健師、渡邊立子、藤井健太郎
  • 雑誌名: 原子衝突学会誌「しょうとつ」 巻: 11 ページ: 33-39
  • NAID: 10031006039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of DNA damage, including abasic sites, in plasmid DNA by carbon ion and X-ray irradiation (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiina, T., Watanabe, R., Shiraishi, I., Suzuki, M., Sugaya, Y., Fujii, K. and Yokoya, A
  • 雑誌名: Radiat. Environ. Biophys 巻: 52 ページ: 99-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Yield of single-, double-strand breaks and nucleobase lesions in fully hydrated plasmid DNA films irradiated with high-LET charged particles (2012)
  • 著者名/発表者名: Ushigome, T., Shikazono, N., Fujii, K., Watanabe, R., Suzuki, M., Tsuruoka, C., Tauchi, H. and Yokoya, A
  • 雑誌名: Radiat. Res 巻: 177 ページ: 614-627
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel technique using DNA denaturation to detect multiply induced single-strand breaks in a hydrated plasmid DNA molecule by X-ray and 4He2+ ion irradiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokoya, A., Shikazono, N., Fujii, K., Noguchi, M. and Urushibara, A
  • 雑誌名: Radiat. Protect. Dosim 巻: 143 ページ: 219-225
  • 査読あり
• [学会発表] Molecular and Cellular Effect of Ionizing Radiation (2013)
  • 著者名/発表者名: Yokoya, A., Oka, T., Fujii, K., Shiina, T., Sugaya, Y., Shiraishi, I., Urushibara, A., Narita1, A., Noguchi, M. and Watanabe, R
  • 学会等名: The 16th SANKEN International The 11th SANKEN Nanotechnology Symposium
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Order effect of repair processes to clustered DNA damage (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi I, Suzuki M, Shikazono N, Fujii K and Yokoya A.
  • 学会等名: Heavy Ion in Therapy and Space Radiation Symposium 2013
  • 発表場所: Chiba
• [学会発表] Dependence of the yields of AP sites and AP clusters produced in plasmid DNA on scavenging capacity and LET (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiina T, Watanabe R, Suzuki M and Yokoya A
  • 学会等名: Heavy Ion in Therapy and Space Radiation Symposium 2013
  • 発表場所: Chiba
• [学会発表] Order effect of base excision processes to repair clustered DNA damage (2013)
  • 著者名/発表者名: Iyo Shiraishi1, Masao Suzuki, Naoya Shikazono and Akinari Yokoya
  • 学会等名: Heavy Ion in Therapy and Space Radiation Symposium 2013
  • 発表場所: 千葉、京葉銀行カルチャープラザ
• [学会発表] DNA 分子上の放射線損傷分布とDNA 損傷修復経路干渉の相関 (2012)
  • 著者名/発表者名: 白石伊世, 椎名卓也, 菅谷雄基, 鹿園直哉, 横谷明徳
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第55回大会
  • 発表場所: 仙台市
• [学会発表] Order effect of base excision processes to repair clustered DNA damage (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi, I., Shikazono, N. and Yokoya, A
  • 学会等名: The 12th International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
• [学会発表] 放射線によるゲノムDNA 損傷の初期過程と生体修復 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横谷明徳
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 西宮市
  • 招待講演
• [学会発表] Order effect of base excision processes to repair clustered DNA damage (2012)
  • 著者名/発表者名: Iyo Shiraishi, Takuya Shiina, Yuki Sugaya, Naoya Shikazono and Akinari Yokoya
  • 学会等名: 12th International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
• [学会発表] DNA分子上の放射線損傷分布とDNA損傷修復経路干渉の相関 (2012)
  • 著者名/発表者名: 白石伊世、椎名卓也、菅谷雄基、鹿園直哉、横谷明徳
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第55回大会
  • 発表場所: 仙台、東北大学川内北キャンパス
• [学会発表] 放射線によるゲノムDNA損傷の初期過程と生体修復 (2012)
  • 著者名/発表者名: 横谷 明徳
  • 学会等名: 2012年物理学会第67回年次大会 領域1シンポジウム 放射線が生体に与える影響‐原子分子から生物まで(招待講演)
  • 発表場所: 西宮
• [学会発表] クラスターDNA損傷に対する塩基除去修復酵素の作用順序の効果II (2011)
  • 著者名/発表者名: 白石 伊世
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第54回大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Introduction to Synchrotron Radiation and Radio-biological Studies (2011)
  • 著者名/発表者名: Akinari Yokoya
  • 学会等名: Surface Electro, Radiation, and Photo Chemistry International Master Course (SERP-Chem), EU Education & Training "ERASUMUS MUNDUS"(招待講演)
  • 発表場所: Orsay, France
• [学会発表] リンK殻吸収及びこれに続くAuger効果により生成するDNA塩基損傷 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横谷 明徳
  • 学会等名: PF研究会「エネルギー付与の不均一性に着目した放射線生物影響研究の展望」」(招待講演)
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] Significance of the repair synthesis in determining the biological consequences of clustered DNA damage (2011)
  • 著者名/発表者名: Naoya Shikazono
  • 学会等名: 14th International Congress of Radiation Research (ICRR2011)
  • 発表場所: Warsaw, Poland
• [学会発表] 分光学的アプローチによる放射線によるゲノム損傷と生体修復の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横谷 明徳
  • 学会等名: 応用物理学会 放射線夏の学校(招待講演)
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] クラスターDNA損傷の修復におけるPolIの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鹿園 直哉
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第54回大会
  • 発表場所: 神戸
• [図書] Chapter 20. Spectroscopic study of radiation-induced DNA lesions and their susceptibility to enzymatic repair. In : Charged particle and photon interactions with matter-recent advances, applications and interfaces, Eds., Y. Hatano, Y. Katsumura, and A. Mozumder (2011)
  • 著者名/発表者名: Yokoya, A., Fujii, K., Shikazono, N. and Ukai, M
  • 出版者: CRC/Taylor & Francis Group, USA
• [備考]
  • URL: http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/yokoya-gr/
• [備考] 放射場生体分子科学研究グループ
  • URL: http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/yokoya-gr/