放射線によるクラスターDNA損傷の生成機構

Clustered DNA damage induced by ionizing radiaton

横谷 明徳; 鹿園 直哉; 漆原 あゆみ; 藤井 健太郎; 赤松 憲; 渡邊 立子

Yokoya, Akinari; Shikazono, Naoya; Urushibara, Ayumi; Fujii, Kentaro; Akamatsu, Ken; Watanabe, Ritsuko

放射線によるDNAへの作用と活性酸素(ROS)などの内因性ラジカルによる作用が大きく異なる点は、後者がラジカルの熱的拡散によるランダムヒット事象であるのに対し、前者は放射線の飛跡構造(トラック)に大きく依存することである。このような放射線による直接ヒットによるDNA損傷は、放射線のトラックに沿った微小領域に生じた複数の励起やイオン化を起点とする、いわゆるクラスター化して生じたDNA損傷を引き起こすと考えられるが、その化学構造を含めた実体及びこれに対する細胞中での修復作用機序については未だほとんど解明されていない。本稿では、クラスターDNA損傷研究の最近の動向とわれわれのグループが最近行っている実験の試みを紹介し、クラスターDNA損傷の生成機構と生体内での役割について考察する。

Ionizing radiation causes modifications in a DNA molecule depending on the characteristic tack-structure in which two or more isolated lesions arise in a few nm scale (1 or 2 helical turn of DNA), known as "clustered DNA damage". These clustered DNA damages could be distinct from those by reactive oxygen species (ROS) endogenously induced on their severity of induction of biological effects such as mutation. However, the studies on the nature and repair mechanism of clustered DNA damage have still been behind because of the technical difficulties on determination of the chemical structure and yield. This article reviews some experimental evidences of the clustered DNA damages in this research field, as well as our recent progress on the studies on the clustered DNA damages using both molecular biological techniques and synchrotron spectroscopic method.