真空紫外線(50mm以上)による核酸損傷誘発機構の総合的研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02304064
• 研究機関: 立教大学
• 研究代表者: 桧枝 光太郎 立教大学, 理学部, 教授 (20062656)
• 研究分担者: 宗像 信生 国立がんセンター, 放射線研究室, 室長 (50100152) ; 高倉 かほる 国際基督教大学, 教養学部, 講師 (80052281) ; 二階堂 修 金沢大学, 薬学部, 教授 (60019669) ; 桑原 幹典 北海道大学, 獣医学部, 助教授 (10002081) ; 稲垣 卓 大阪教育大学, 教育学部, 教授 (70030442)
• キーワード: 真空紫外線 / 放射線損傷 / DNA主鎖切断 / スピン捕捉法 / 作用スペクトル / 枯草菌胞子

研究概要

1.東京大学物性研究所軌道放射物性研究施設SORーRINGビムライン5に設置された、生物試料用単色真空紫外線照射装置にタ-ボモレキュラ-ポンプを増設し、制御系パソコンを補強した。この改良により、試料交換後の真空の立ち上がりを速めるとともに実験中の制御を容易にし、照射実験・分光的実験が効率的に行えるようにした。
2.光音響測定法でベンゼンの140ー300nm領域のスペクトルを測定し、気体有機分子の測定法の基礎を固めた。160nm照射によるウリジンおよびウリジン1リン酸に生じるラジカルをスピン捕捉法とESR測定法で研究したが、十分なラジカル量が得られずラジカルの同定はできなかった。来年度は、さらにラジカル量を増やす工夫をこらして再度測定を試みる。
3.真空紫外線照射によるDNA2本鎖切断について今回初めて測定が行なわれた。乾燥試料でも溶液試料でも、真空紫外線照射でDNA2本鎖切断が誘発されることが証明された。定量的解析は、来年度引続き行なう。
4.乾燥DNA膜に生じるシクロブタン・ダイマ-と(6ー4)フォトプロダクトの作用スペクトルが150ー300nm領域で測定された。さらに、チミン蒸着膜中のこれらのチミン2量体生成物の作用スペクトルが160ー290nm領域で測定された。これらのチミン2量体生成物が真空紫外線領域(>150nm)で、生成されることが証明された。
5.蛋白質のモデル物質として、Nーアセチルアミノ酸を採用し、160nm照射による生成物を分析し、ラヂカルをESRで測定した。γ線照射実験との比較から、160nm照射による生成物が高励起・超励起状態からであるという示唆が得られた。来年度は、生成物の波長依存性を測定しこの示唆を確認する。
6.枯草菌胞子の致死スペクトルが、修復能の異なる5菌株について、50ー300nm領域で測定された。致死損傷の修復能による修復のされ方が50ー100,100ー190,190ー300nmの3波長領域で異なることから、これらの3波長領域に特有な致死損傷があることが示唆された。

研究成果

• [文献書誌] T.Matsunaga,K.Hieda,S.Nikaido: "Wavelength dependent formation of thymine dimers and (6ー4) photoーproducts in DNA by monochromatic ultraviolet light ranging from 150 nm to 365 nm." Photochem.Photobiol.(1991)
• [文献書誌] N.Munakata,M.Saito,K.Hieda: "Inactivation action spectra of <Bacillus subtilis>___ー spores in extended ultraviolet wavelengths (50ー300nm) obtained with synchrotron radiation." Photochem.Photobiol.(1991)
• [文献書誌] H.Yamada,K.Hieda: "Action spectra for the formation of cyclobutane dimer and (6ー4) photoproduct of thymine." Activity Report,of synchrotron radiation laboratory. (1991)
• [文献書誌] K.Takakura,M.Ishikawa: "Doubleーstrand breaks in DNA in aqueous solution induced by vacuumーUV radiation at 150 nm and 180 nm." Activity Report of synchrotron radiation laboratory. (1991)
• [文献書誌] T.Inagaki,T.Hagihara: "Photoacoustic spectrum of benzene vapor in the vacuum Ultraviolet." Activity Report of synchrotron radiation laboratory. (1991)
• [文献書誌] A.Minegishi,H.Matsuyama,M.Saito,A.Azami,K.Hieda: "VUVーirradiation of solid Nーacetyamino acid(I):As an evidence of Neutralーfragmentation via superーexcitation in γーradiolysis of Nーacetylglycine." Activity Report of synchrotron radiation laboratory. (1991)
• [文献書誌] A.Minegishi,K.Minami,H.Matsuyama,M.Saito,A.Azami,T.Hirono,K.Takakura,K.Hieda: "VUVーirradiation of solid Nーacetyamino acid(II): As an evidence of neutralーfragmentation via superーexcitation in γーradiolysis of Nーacetyl・DLーalanine." Activity Report of synchrotron radiation laboratory. (1991)
• [文献書誌] M.W.Williams,E.T.Arakawa,T.Inagaki: "Handbook on Syncrorotron Radiation" Elsevier Scienc Publishers B.V., (1991)