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佐藤 達彦; 保田 浩志*; 仁井田 浩二*; 遠藤 章; Sihver, L.*
no journal, ,
人類は、絶えず自然放射線に被ばくしており、その約20%は宇宙線に起因することが知られている。しかし、宇宙線による被ばく線量は、地域(標高・地磁気強度)や時間(太陽活動周期)に複雑に依存するため、これまで正確に評価することが困難であった。そこで、われわれは、モンテカルロ計算コードPHITSを用いた最新のシミュレーションにより、地球上のさまざまな地点における宇宙線スペクトル測定値を再現することに成功した。また、このシミュレーション結果をもとに、大気中任意地点における宇宙線及びその2次粒子(中性子・陽子・
粒子・電子・陽電子・光子)のスペクトルを予測可能な解析モデルを確立した。確立した解析モデルは、航空機航路毎の被ばく線量を計算するコードJISCARDに組み込まれ、航空機乗務員の被ばく線量評価に役立てる予定である。本成果の中で、中性子に対する予測モデルは既に論文で公表されており、本発表では、中性子以外の放射線に対する予測モデルに関して詳細に説明するとともに、確立したモデルと標高データを組合せて作成した世界宇宙線被ばく線量率マップを紹介する。
保田 浩志*; 佐藤 達彦; 高田 真志*; 中村 尚司*
no journal, ,
航空機乗務員の宇宙線被ばく線量を評価するためには、航空機高度における高エネルギー中性子スペクトルを精度よく測定する必要がある。そこで、われわれは、航空機にさまざまな中性子検出器を搭載し、日本上空における中性子線量を測定した。得られた測定値と、PHITSシミュレーション結果をもとにした宇宙線スペクトル解析モデルによる計算値と比較したところ、計算値は測定値をよく再現できることがわかった。
舟山 知夫; 和田 成一*; 柿崎 竹彦; 浜田 信行*; 横田 裕一郎; 坂下 哲哉; 小林 泰彦
no journal, ,
重イオンマイクロビーム照射が引き起こす細胞の増殖阻害におけるバイスタンダー効果の機構を明らかにするために、放射線の直接照射効果において重要な役割を果たすDNA二重鎖切断に着目した研究を実施した。CHO-K1細胞に、
Arイオンマイクロビーム(11.5MeV/u, LET=1260keV/m)を照射し、バイスタンダー細胞で生成するDNA二重鎖切断を、その分子マーカーであるリン酸化ヒストンH2AX(
H2AX)を指標に可視化した。照射後に30分以上の照射後培養を行った細胞では、H2AX陽性細胞頻度が、非照射対照と比べ、3-4%の増加を示した。この結果は、重イオンマイクロビーム照射がH2AXリン酸化においてバイスタンダー効果を引き起こすことを意味する。H2AXはDNA二重鎖切断の指標であることから、重イオンマイクロビーム照射が直接照射された細胞のみならずバイスタンダー細胞にもDNA二重鎖切断を引き起こすことが示唆された。
鹿園 直哉; Pearson, C.*; Thacker, J.*; O'Neill, P.*
no journal, ,
クラスターDNA損傷は、電離放射線によって特異的に生じるものであるが、その変異誘発機構については不明な点が多い。そこで、二本鎖上の任意の位置に二つの塩基損傷(8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxoG)及びdihydrothymine (DHT))を配置させ、単独の塩基損傷に比べて大腸菌において変異誘発頻度が高まるかどうかを調べた。その結果、野生株,グリコシラーゼ欠損株において、8-oxoGもしくはDHT単独に対し8-oxoGとDHTとがクラスター化することで突然変異頻度は高まることが見いだされた。本研究で用いたクラスターDNA損傷では、DHTが先に除去される結果、多くの8-oxoGの除去が阻害されると考えられるが、8-oxoGが先に除去される可能性も残っている。クラスター損傷の修復過程に関してさらなる知見を得る目的から、8-oxoGが除去された後に生ずると考えられる中間体の変異誘発頻度を調べた。その結果、「DHTとAP」もしくは「DHTと鎖切断」では変異頻度が高くないが、「APとAP」もしくは「APと鎖切断」では変異頻度が非常に高いことがわかった。これらの結果から、8-oxoGもしくはDHTが除去された後に残ったクラスター損傷内の塩基損傷は、AP部位や1本鎖切断には変換されないことが示唆された。
野口 実穂; 平山 亮一*; 岡安 隆一*
no journal, ,
Hsp90阻害剤17-AAGは単独でも抗腫瘍効果を持ち、放射線や他の化学療法剤と組合せることでさらに高い抗腫瘍効果が報告されている薬剤である。われわれ17-AAGはHIMAC炭素イオン線の細胞殺傷効果に影響を与えるかどうかを検討した。細胞は前立腺癌DU145,ヒト胎児肺線維芽細胞HFLIIIを用いた。17-AAGは照射前に24時間、100nMを投与した。また炭素線は炭素線治療に用いられているLET70keV/umを用いて実験を行った。17-AAGはDU145細胞において10%生存率で2.13倍の増感効果を示した。しかし、正常細胞では17-AAGの増感は現れなかった。DU145細胞において17-AAGの炭素線増感に対するDNA二本鎖切断(DSB)修復への影響を定電圧電気泳動法にて調べた。炭素線はX線と異なり炭素線単独でも非常にDSB修復が悪く、17-AAGを投与しても全く影響は見られなかった。しかし、Rad51フォーカス形成は炭素線単独と17-AAGと炭素線を併用したときとでは大きな違いが見られた。しかし、この薬剤による相同組換え修復経路の阻害は炭素線増感に大きな可能性が示唆される。
藤井 健太郎; 横谷 明徳; 鹿園 直哉
no journal, ,
単色の軟X線により生じる損傷の収率の励起元素依存性を明らかにすることを目的とした。試料はプラスミド(pUC18)フィルムを用いた。真空中で炭素,窒素及び酸素K殻励起領域の単色軟X線を室温で照射した。照射後試料をTE緩衝液で回収し、主鎖切断によるコンフォメーション変化をアガロース電気泳動法により調べた。また、酸化的塩基損傷の収率はFpg及びEndo IIIの二種類の塩基除去修復酵素で処理し、酵素の持つAPエンドヌクレース活性により塩基損傷部位を主鎖切断に変換することで定量化した。得られた一本鎖切断(ssb)及び塩基損傷の照射エネルギー依存性から、270及び435eVの主鎖切断及びグリコシレースで認識される塩基損傷の収率はほぼ一定であるのに対し、酸素K殻吸収端より高エネルギー側の560eVではその収率の顕著な増加が見られた。また、グリコシレースで認識される塩基損傷の収率も鎖切断と同じような特徴を示した。
rays横田 裕一郎; 和田 成一*; 田中 淳; 鳴海 一成
no journal, ,
高等植物の多くは放射線にとても強いことが知られている。本研究では、植物の放射線耐性メカニズムを明らかにする研究の一環として、線照射したタバコ細胞において、DNA2本鎖切断(DSB)の修復カイネティクスをパルスフィールドゲル電気泳動法で定量的に解析するとともに、微小核生成頻度を測定した。タバコ細胞で観測されたDSBの修復カイネティクスは、チャイニーズハムスター細胞を用いた対照実験での結果とほぼ一致し、DSB修復能力は両細胞間で差がなかった。微小核生成頻度は照射後2日目に最大となり、コロニー形成法により求めた半致死線量照射時の微小核生成頻度は40%近くに達した。哺乳動物細胞では、半致死線量照射時の微小核生成頻度は、おおむね30%以下であることから、タバコ細胞は、放射線による染色体異常誘発効果に比較的寛容であると考えられた。
勝村 庸介
no journal, ,
これまで高温水の放射線化学研究は現行の軽水炉の水化学の観点から300
Cまでの測定が行われてきた。最近になり、500C以上の稼働温度で、高エネルギー変換効率が期待される超臨界水冷却炉の概念が提案され、その実現のための基礎研究が各国で開始されている。こういった背景を踏まえ、超臨界水の放射線化学研究はこれまで全く実施されていないこと、通常の水とは全く異なる超臨界状態の放射線効果への興味、超臨界水放射線分解の理解は超臨界水冷却炉開発の基礎データである等から、世界に先駆け超臨界水の放射線化学研究を開始した。これまでの成果、特に500Cまでの温度領域での放射線分解収量評価の温度,圧力依存性(密度)を紹介する。さらに、超臨界流体アルコール中での成果についても紹介する。
赤松 憲; 和田 成一*; 小林 泰彦
no journal, ,
DNA損傷の形態に関する情報は、その修復過程を明らかにするうえで重要である。特に、放射線によって誘起される損傷はその化学構造のみでなくその3次元的な分布が多種多様であると予想され、そのことが放射線影響の基礎過程解明を困難にしている。そこでわれわれは、酵素の基質特異性を利用して、直接効果によって生じる鎖切断末端の定性・定量を試みた。線源としては、Heイオンビーム(200keV/m)、及び標準線源としてCo-60線を用いた。DNAにはpUC19プラスミドDNA, DNA加水分解酵素としては、3'水酸基末端から逐次2'-deoxynucleotide-5-phosphate(pdN)を切り出す酵素(SVPD), 鎖切断端の遊離リン酸基を脱離させる酵素(CIAP)を用いた。照射はDNA薄膜に対して真空中で行った。照射後にCIAP処理を行ったDNAと、行わないDNAそれぞれに対してSVPDを所定時間作用させ、切り出されるpdNをHPLCで分析・定量した。データ解析の結果、線とHeイオンビームでは鎖切断末端の構造に違いがないことがわかった。しかしながらHeイオンビームでは線の場合よりも塩基損傷が生じやすいことが明らかとなった。
田口 光正; 木村 敦; Baldacchino, G.*; 勝村 庸介*; 広田 耕一
no journal, ,
高エネルギー重イオン照射は特異的な照射効果を引き起こすことが知られている。本研究では、水中放射線化学反応において最も重要と考えられている、水酸化(OH)ラジカルについて、(1)反応生成物分析と(2)パルスラジオリシスを用いて初期の収率を求めた。(1)生成物分析においては、フェノール水溶液にHe, C及びNeイオンを照射し、生成するカテコールやハイドロキノンの収量から重イオン照射初期に生成した水酸化OHラジカルの収率を求めた。その収率は、水中における重イオンの比エネルギーの減少とともに減少すること、同一比エネルギー核種では原子番号が大きくなるにつれて小さくなること、さらに平均反応時間の経過に伴い小さくなることを明らかにした。(2)ラジカルの挙動を直接観測するために、高感度な過渡吸収システムを構築した。また、光源や検出器のノイズ対策や電気回路を改善し10
以下の吸光度測定を可能とした結果、He及びCイオン照射において、溶質として用いたSCN
とOHラジカルの反応によって生じる(SCN)
の吸収測定に成功した。
浜田 信行*; 原 孝光*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 楚良 桜; 小林 泰彦
no journal, ,
Radiation-induced genomic instability (RIGI) encompasses a variety of delayed effects that arise many generations after the initial insult. To address the LET dependence of the manifestation of RIGI, we here investigated the delayed effects arising in the progeny of normal human diploid fibroblasts surviving exposure to low-LET -rays (0.2 keV/m) or high-LET heavy ions (16.2-1610 keV/m). First, we examined delayed loss of clonogenicity and found that carbon ions (18.3 MeV/amu, 108 keV/m) were most effective at reducing the clonogenic survival both in primary and secondary colonies. Second, morphological changes induced in primary colonies were assessed. It was found that while the yield of differentiated cells was increased in a dose- and LET-dependent fashion, the incidence of giant or multinucleated cells was much less frequent. These results suggest that accelerated differentiation may account for LET-dependent delayed loss of clonogenicity.