• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

電離放射線により誘発されるDNA鎖切断の生成に係る水和水分子の役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K00564
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

藤井 健太郎  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 次世代放射光施設整備開発センター, 上席研究員(定常) (00360404)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードアデノシン / 電荷移動 / プロトン移動
研究実績の概要

核酸塩基などの生体分子とその周りを取り囲む水和水分子との間で起こる、プロトンや電子といった電荷移動の結果として生じる分子の構造変化を観測した。アデノシン一リン酸(AMP)とデオキシアデノシン一リン酸(dAMP)を対象試料として実験を実施した。
乾燥状態および水和状態において、構成元素をイオン化するための軟X線を照射し、照射前後の軟X線吸収スペクトルの変化からイオン化による分解過程を推察した。
AMPとdAMPとでは、dAMPの方が酸素K殻XANES領域に現れるスペクトル変化が顕著であることから、dAMPのリボース部位が分解しやすいことが示唆された。この違いは、水和による脱プロトン過程由来と推察され、4位の炭素部位のOH基部分において水和水分子からの脱プロトン過程によって顕著にカルボキシル基を生成する可能性がある。4位の炭素部位はヌクレオシド分子の中でも最も脆弱な部位の一つであり、この部位の分解がDNAやRNAなどの主鎖部分の切断に直接関係する。
また窒素K殻XANESスペクトルでは両者の試料において顕著な変化が見られないことから、アデニル基の分解にはリボース部位の違いによる変化は見られなかった。アデノシン核酸の関連する生体分子であるアデノシン三リン酸(ATP)は、生体内でのエネルギー産生に係る分子である。ATPを取り囲む水分子との間で起こるプロトンの移動が、エネルギー伝達に密接にかかわっているという理論計算の結果が発表されており、今回の知見は、分解基礎課程を実験的に明らかにしたものである。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020

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 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Electronic properties of DNA-related molecules containing a bromine atom2020

    • 著者名/発表者名
      Misaki Hirato, Misato Onizawa, Yuji Baba, Yoshinori Haga, Kentaro Fujii, Shin-ichi Wada, Akinari Yokoya
    • 雑誌名

      International Journal of Radiation Biology

      巻: on line ページ: 1-8

    • DOI

      10.1080/09553002.2020.1800121

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 軟X線光電子分光法を用いた臭素化DNA関連分子の電子状態の研究2021

    • 著者名/発表者名
      平戸 未彩紀, 馬場 祐治, 和田 真一, 藤井 健太郎, 横谷 明徳
    • 学会等名
      第34回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 次世代放射光施設 共用ビームライン検討状況 -軟X線ナノ吸収分光(XMCD)ビームライン-2021

    • 著者名/発表者名
      今園 孝志, 上野 哲朗, 岩澤 英明, 大坪 嘉之, 堀場 弘司, 宮脇 淳, 中谷 健, 藤井 健太郎, 安居院 あかね, 木村 洋昭, 高橋 正光
    • 学会等名
      第34回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 放射線生物研究と軟X線分光2021

    • 著者名/発表者名
      藤井 健太郎
    • 学会等名
      第34回日本放射光学会年会 放射光科学合同シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代放射光施設 共用ビームライン検討状況 -軟X線超高分解能共鳴非弾性散乱(RIXS)ビームライン-2021

    • 著者名/発表者名
      宮脇 淳, 藤井 健太郎, 今園 孝志, 堀場 弘司, 大坪 嘉之, 中谷 健, 安居院 あかね, 木村 洋昭, 高橋 正光
    • 学会等名
      第34回日本放射光学会年会 放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 次世代放射光施設 共用ビームライン検討状況 -軟X線ナノ光電子分光(ARPES)ビームライン-2021

    • 著者名/発表者名
      堀場 弘司, 今園 孝志, 岩澤 英明, 藤井 健太郎, 宮脇 淳, 大坪 嘉之, 中谷 健, 安居院 あかね, 木村 洋昭, 高橋 正光
    • 学会等名
      第34回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] 細胞の放射線増感を誘発する臭素化DNA関連分子の電子状態の研究2020

    • 著者名/発表者名
      平戸 未彩紀, 馬場 祐治, 藤井 健太郎, 和田 真一, 黒川 悠索, 中辻 博, 横谷 明徳
    • 学会等名
      量子生命科学会第2回大会
  • [学会発表] 次世代放射光施設を利用した量子生命科学研究の展開2020

    • 著者名/発表者名
      藤井 健太郎
    • 学会等名
      量子生命科学先端フォーラム
  • [学会発表] 次世代放射光を利用した量子生命科学研究の展望2020

    • 著者名/発表者名
      藤井 健太郎, 平野 優, 玉田 太郎, 宮脇 淳, 泉 雄大, 原田 慈久, 安達 基泰
    • 学会等名
      量子生命科学会 第2回大会

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi