最新放射線化学(応用編),16; 計算機シミュレーションによる放射線生物作用の初期過程の研究

Modern radiation chemistry (Applications), 16; Computer simulation study of initial process of radiation biological effect

渡邊 立子*; 甲斐 健師   ; 服部 佑哉*

Watanabe, Ritsuko*; Kai, Takeshi; Hattori, Yuya*

放射線による生物影響のメカニズムの解明には、モデルやシミュレーションを用いた研究は重要な役割を持つ。特に、生物影響メカニズムに関するモデル化や、DNA分子と細胞のような生体の異なる空間スケールから得られた実験データの関係を評価するためにはミュレーションは有効な手段である。本稿では、DNAと細胞への放射線影響のシミュレーションによる研究の概要について述べる。この中で、従来のDNA損傷推定法に加えDNA損傷生成に関わる物理化学過程の詳細を推定する新たな理論的アプローチと、DNA損傷と細胞応答のダイナミクスを推定する数理モデルも紹介する。

To understand the mechanisms of radiation biological effects, modeling and simulation studies are important. In particular, simulation approach is powerful tool to evaluate modeling of mechanisms and the relationship among experimental results in different spatial scale of biological systems such as DNA molecular and cell. This article summarizes our approach to evaluate radiation action on DNA and cells by combination of knowledge in radiation physics, chemistry and biology. It contains newly theoretical approach to estimate physico-chemical process of DNA damage induction in addition to typical method of DNA damage prediction. Outline of the mathematical model for dynamics of DNA damage and cellular response is also presented.