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2014 年度 実績報告書

放射光軟X線を用いたATP分子変異の誘発による生物効果の制御

研究課題

研究課題/領域番号 24310074
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

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)

研究分担者 秋光 信佳  東京大学, アイソトープ総合センター, 教授 (40294962)
藤井 紳一郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物質計測標準研究部門, 主任研究員 (10415739)
加藤 大  国立研究開発法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (80533190)
月本 光俊  東京理科大学, 薬学部薬学科, 講師 (70434040)
成田 あゆみ  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 省エネルギー研究部門, 産総研特別研究員 (50633898)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード放射光 / 軟X線 / ATP / 生物効果
研究実績の概要

平成26年度は、ATP分子が水溶液中(pH: 2.8)およびTrisバッファー溶液中(pH: 7.0)でX線の照射によってどのような分解パターンを示すかを調べた。X線を照射したATP水溶液とATP Trisバッファー溶液のHPLC分析を行った結果、ATP分子は、水溶液中の方がバッファー中よりも顕著に塩基が脱離すること、そしてその塩基脱離は、X線の照射線量に応じて増加することが明らかになった。Trisバッファー溶液中で、塩基脱離が抑制されたことから、試料溶液のpHがATP分子の安定性に大きく寄与することが示唆された。これは、溶解物質の照射による電子授受の影響、Trisによるスキャベンジ効果などによるものと考えられる。X線を照射したATP水溶液のHPLC分析結果からは、X線を照射したATP試料のみ、未知ピークが観測された。溶出時間がATPよりも速いこと、電気化学的反応によって検出された観点から、アデニン環構造の破壊が起きている可能性は低く、不飽和二重結合への水酸基の付加反応や、アミノ基の酸化反応が進行していることが推察された。この未知ピークはイノシン三リン酸(ITP)の溶出と一致していることが明らかとなった。
放射線によってATPが変化すると、どのような細胞応答に変化が生じる可能性があるかについて検討を行った結果、神経膠芽腫A172細胞において、γ線によるDNA損傷修復過程にATPをリガンドとするP2X7受容体、P2Y13受容体、UDPをリガンドとするP2Y6受容体の関与が示唆され、さらに、ATPによって活性化閾値が低下するTRPV1チャネルの関与が示唆された。また、悪性黒色腫B16細胞においてもP2Y受容体やTRPV1チャネルの関与が示唆された。これらの結果から、放射線によるATPなどのヌクレオチドの構造変化は、がん細胞の放射線感受性に変化を生じさせている可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Live-Cell Imaging Study of Mitochondrial Morphology in Mammalian Cells Exposed to X-rays2015

    • 著者名/発表者名
      Noguchi, M., Kanari, Y., Yokoya, A., Narita, A., Fujii, K.
    • 雑誌名

      Radiat. Prot. Dosim.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-Time Observation of Irradiated Hela-Cell Modified by Fluorescent Ubiqutination-Based Cell Cycle Indicator using Synchrotron X-ray Microbeam.2015

    • 著者名/発表者名
      Narita, A., Kaminaga, K., Yokoya, A., Noguchi, M., Kobayashi, K., Uswami, N., Fujii, K.
    • 雑誌名

      Radiat. Prot. Dosim.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen K-Edge X-Ray Absorption Near Edge Structure of Pyrimidine-containing Nucleotides in Aqueous Solution2015

    • 著者名/発表者名
      Shimada, H., Minami, H., Okuizumi, N., Sakuma, I., Ukai, M., Fujii, K., Yokoya, A., Fukuda, Y., and Saitoh Y.
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Separation and Quantification of RNA Molecules Using Size-Exclusion Chromatography Hyphenated with Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry2014

    • 著者名/発表者名
      Fujii,S., Inagaki, K., Miyashita, S., Groombridge, A. S., Nagasawa, K., Chiba, K., Takatsu, A.
    • 雑誌名

      ELECTROPHORESIS

      巻: 35 ページ: 1315-1318

    • DOI

      10.1002/elps.201300477

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamics of low-energy electrons in liquid water with consideration of Coulomb interaction with positively charged water molecules induced by electron collision2014

    • 著者名/発表者名
      Kai, T., Yokoya, A., Ukai, M., Fujii, K., Higuchi, M., Watanabe, R.
    • 雑誌名

      Rad. Phys. Chem.

      巻: 102 ページ: 16-22

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2014.04.017

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nitrogen K-edge X-Ray Absorption Near Edge Structure (XANES) of Purine-containing Nucleotides in Aqueous Solution2014

    • 著者名/発表者名
      Shimada, H., Fukao, T., Minami, H., Ukai, M., Fujii, K., Yokoya, A., Fukuda, Y., Saitoh, Y.
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 141 ページ: 055102

    • DOI

      10.1063/1.4891480.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 悪性黒色腫での放射線惹起DNA損傷修復におけるP2受容体およびTRPチャネルの関与2015

    • 著者名/発表者名
      西野圭祐、田沼靖一、月本光俊
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-03-26
  • [学会発表] 脱離イオン観測による水和デオキシリボースの分解過程の研究2015

    • 著者名/発表者名
      藤井健太郎
    • 学会等名
      第10回ナノバイオメディカル学会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-03-10
    • 招待講演
  • [学会発表] A Sputtered Nanocarbon Film Electrode for Detecting Biomolecules2015

    • 著者名/発表者名
      Dai Kato
    • 学会等名
      Pittcon2015
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2015-03-09
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of Trace Nucleic Acids in Antibody Solution Utilizing Size-exclusion Chromatography Hyphenated with ICP-MS2015

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Fujii, Kazumi Inagaki, Shin-ichi Miyashita, Koichi Chiba, Akiko Takatsu
    • 学会等名
      EWCPS 2015
    • 発表場所
      Munster, Germany
    • 年月日
      2015-02-25
  • [学会発表] RNA解析の現状-放射線生物影響解析2014

    • 著者名/発表者名
      秋光信佳
    • 学会等名
      応用物理学会 医療放射線技術研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-12-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経膠芽腫のγ線細胞応答におけるプリン受容体およびTRPチャネルの関与2014

    • 著者名/発表者名
      宇都宮沙代、小島周二、田沼靖一、月本光俊
    • 学会等名
      第58回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京都町田市
    • 年月日
      2014-10-04
  • [学会発表] 亜致死損傷からの回復(SLD回復)におけるP2Y12受容体の関与2014

    • 著者名/発表者名
      森夏樹、小島周二、田沼靖一、月本光俊
    • 学会等名
      第58回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京都町田市
    • 年月日
      2014-10-04
  • [学会発表] 悪性黒色腫での放射線惹起DNA損傷修復におけるP2容体およびTRPチャネルの関与2014

    • 著者名/発表者名
      西野圭祐、小島周二、田沼靖一、月本光俊
    • 学会等名
      第58回日本薬学会関東支部大会
    • 発表場所
      東京都町田市
    • 年月日
      2014-10-04
  • [学会発表] 内殻イオン化によるデオキシリボースの分解過程2014

    • 著者名/発表者名
      藤井健太郎、泉雄大、成田あゆみ、横谷明徳、M.A. Hervé du Penhoat, K. Ghose, R. Vuilleumioer, M.P. Gaigeot, M.F. Polotis
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第57回大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2014-10-02
  • [学会発表] 低線量内部被ばく影響に対する分子生物学的アプローチ2014

    • 著者名/発表者名
      桂真理、石崎梓、仲峰宏政、天笠翔太、垰和之、曽根秀子、宮川清、和田洋一郎、秋光信佳
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第57回大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2014-10-02
  • [学会発表] 放射線影響の統合オミックス解析アプローチ2014

    • 著者名/発表者名
      秋光信佳
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第57回大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2014-10-01
  • [学会発表] ナノカーボン薄膜を用いた放射線損傷に伴うATP分子変異の電気化学分析2014

    • 著者名/発表者名
      加藤大、藤井健太郎、藤井紳一郎、月本光俊、秋光信佳、成田あゆみ、小島周二、横谷明徳、丹羽修
    • 学会等名
      2014年電気化学秋季大会・第57回化学センサ研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-28
  • [学会発表] Evaluation of DNA adsorption by high-precision analytical method using size-exclusion chromatography2014

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Fujii, Sachie Shibayama, Mariko Yoshioka, Akiko Takatsu
    • 学会等名
      30th International Symposium on Chromatography
    • 発表場所
      Salzburg congress, Austria
    • 年月日
      2014-09-15
  • [学会発表] Destruction of deoxyribose induced by core-ionization2014

    • 著者名/発表者名
      Kentaro FUJII, Yudai IZUMI, Ayumi NARITA, Akinari YOKOYA, Marie-Anne HERVE DU PENHOAT, K. Ghose, Rodolphe VUILLEUMIER, Marie-Pierre GAIGEOT, Marie-Francoise POLITIS
    • 学会等名
      Asia Padific Symposium on Radiation Chemistry
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-09-08

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公開日: 2016-06-01  

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