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DNAの放射線影響の解明は、放射線生物学にとって最も大きな課題である。中でも放射線のエネルギーがDNAに吸収され、電子が励起・イオン化する物理化学過程においては、反応の起こるサイトが特定できないため、解析をより困難にしていた。エネルギー可変性を持つ放射光はその問題を解決しうるツールであり、DNA損傷の物理化学過程の解明に利用されている。今までに放射光軟X線を利用した研究で、DNA構成元素である窒素(N)や酸素(O)の励起・イオン化領域エネルギーの放射光を照射した場合、損傷の種類や生成量がエネルギーに対して依存することが明らかになっている。しかしながらこれは固体表面に作製したDNA薄膜での結果であり、ヒストンタンパクに巻き付きヌクレオソーム構造をとっている生体内DNAと化学環境が大きく異なる。そこで本研究では、分子が自発的に表面で膜を形成する「自己組織化単分子膜(Self assembled monolayer : SAM)」を利用し、固体表面に生体内DNAに近い状態を模擬して放射光X線による照射影響を明らかにすることを目的とした。
実験ではサファイア基板上にSAMを作製し、さらにSAMとDNAの強固な化学結合によってDNAをSAMに固定化することでSAM-DNA二重膜を作製した。X線光電子分光測定(X-ray photoelectron spectroscopy : XPS)の結果より、二重膜の膜厚およびSAM-DNA間の界面の化学結合状態を明らかにした。試料に対する照射はNのイオン化エネルギー付近で行い、照射前後のDNAの変化を吸収端近傍X線吸収微細構造法(Near-edge X-ray fine structure : NEXAFS)で評価した。その結果、照射影響による電子構造の変化が確認された。
以上より、本研究で提案したDNA試料を用いて損傷生成を観察することができた。
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