放射線によるクラスターＤＮＡ損傷の構造と難修復特性の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21310041
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 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)
• 研究分担者: 鹿園 直哉 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, 量子ビーム応用研究センタ ー, 研究主幹 (10354961) ; 渡辺 立子 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, 原子力基礎工学研究センタ ー, 研究副主幹 (10360439) ; 藤井 健太郎 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, 研究副主幹 (00360404) ; 野口 実穂 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, 研究員 (40455283) ; 樋口 真理子 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, 原子力基礎工学研究 センタ ー, 任期付研究員 (90370460) ; 岡 壽崇 東北大学, 高等教育開発推進センタ ー, 助教 (70339745)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: クラスターDNA損傷 / 放射線 / シンクロトロン放射光 / イオンビーム / DNA修復 / 軟X線 / EPR / DNAラジカル

研究概要

クラスターDNA損傷の構造と生成機構の解明を目指し、生化学的手法と分光学的手法の両面から様々な放射線照射したDNA試料の分析を行った。その結果、イオンビーム照射により生じるクラスターDNA損傷の収率を決定するとともに、コンピュータシミュレーションによるデータ解析と損傷生成モデルの構築を行った。さらに高輝度軟X線放射光ビームラインに設置されたEPR装置を用いて、DNA中の元素の内殻電子の励起に特有なラジカル生成反応があることなどを見出した。これらの成果は国内外の会議で発表するとともに、25報の論文として発表した。

研究成果

• [雑誌論文] A. 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
  • 雑誌名: Radiat. Environ. Biophys. 巻: 52 ページ: 99-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] M. Unpaired electron species in calf thymus DNA thin films induced by nitrogen and oxygen K-shell photoabsorption (2012)
  • 著者名/発表者名: Oka, T., Yokoya, A., Fujii, K., Fukuda, Y. and Ukai
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 109
  • 査読あり
• [雑誌論文] The mutagenic potential of 8-oxoG/single strand break-containing clusters depends on their relative positions (2012)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, M., Urushibara, A., Yokoya
  • 雑誌名: Mutat. Res. 巻: 732 ページ: 34-42
  • 査読あり
• [雑誌論文] A. 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
  • 雑誌名: Radiat. Protect. Dosim 巻: 143 ページ: 219-225
  • 査読あり
• [雑誌論文] A. The yield, processing, and biological consequences of clustered DNA (2009)
  • 著者名/発表者名: Shikazono N., Noguchi, M., Fujii, K., Urushibara, A. and Yokoya
  • 雑誌名: J. Radiat. Res 巻: (Invited Review) ページ: 27-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] A. Nucleobase Lesions and Strand Breaks in Dry DNA Thin Film selectively induced by Monochromatic Soft X-rays (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujii, K., Shikazono, N. and Yokoya
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 巻: 113 ページ: 16007-16015
  • 査読あり
• [学会発表] 高輝度軟X線を用いた不対電子観測によるDNA損傷の物理学的プロセス (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡壽崇
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2013
  • 発表場所: つく ば市
  • 年月日: 20130318-19
  • 招待講演
• [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: saka, Japan
  • 年月日: 20130122-23
  • 招待講演
• [学会発表] DNA damage by soft X-ray exposure at oxygen K-edge (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugaya, Y. , Nartita, A. , Fujii, K. and Yokoya, A.
  • 学会等名: 1st Conference on Light and Particle Beams in Materials Science
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Dependence of the yields of AP sites and AP clusters produced in plasmid DNA on scavenging capacity and LET (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiina, T. , Sugaya, Y. , Shiraishi, I. , Watanabe, R. , Suzuki, M. , Yokoya, A.
  • 学会等名: The 12th International Workshop on Radiation Damage to DNA
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 20120902-06
• [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
  • 年月日: 20120324-27
  • 招待講演
• [学会発表] Study of Unpaired Electron Species in DNA Film Induced by Nitrogen and Oxygen K-shell Photoabsorption (2011)
  • 著者名/発表者名: Oka, T.
  • 学会等名: The 7th Auger Symposium
  • 発表場所: Julich, Germany
  • 年月日: 20110824-26
• [学会発表] Various modes of DNA damage formation by the direct effect of radiation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yokoya, A.
  • 学会等名: The 56th Annual Meeting of Radiation Research Society
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 20100925-29
  • 招待講演
• [図書] 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
  • 総ページ数: 543-574
  • 出版者: CRC/Taylor & Francis Group
• [備考]
  • URL: http://asrc.jaea.go.jp/soshiki/gr/yokoya-gr/