Simulation of clustered DNA damage including base damage using Monte Carlo track structure methods

モンテカルロ飛跡構造計算による塩基損傷を含むクラスター損傷のシミュレーション

渡辺 立子; Nikjoo, H.*

Watanabe, Ritsuko; Nikjoo, H.*

電離放射線は、DNAの数10塩基対以内に2つ以上の損傷が生じるようなクラスター損傷を形成すると考えられ、突然変異や細胞致死に対する重要性が示唆されているが、実体については長年不明であった。近年、塩基除去修復酵素を用いて塩基損傷を含むクラスター損傷の検出が行われるようになったが、この検出法には、損傷の複雑度が増加すると検出不可能になるという欠点がある。そこで、本研究では、放射線の飛跡構造及び飛跡に沿って生じるラジカルの生成・拡散の過程のシミュレーションを行い、細胞内環境条件下での塩基損傷を含むクラスター損傷の生成量を推測した。この結果、数10塩基対の範囲内に鎖切断,塩基損傷にかかわらず2つ以上の損傷がかたまって生じるようなタイプの損傷が全DNA損傷に占める割合は、高LET放射線の3.2MeVの粒子の場合には60%以上なのに対し、低LET放射線である100keVの電子線の場合には10%程度であると見積もられた。中でも3つ以上の損傷が生じるタイプは、100keV電子線では2%程度だったが、3.2MeVの粒子では45%に及んだ。以上のような結果は、実験で観測されている高LET放射線によるDNA損傷に対する塩基除去修復酵素による認識効率が、低LET放射線に比べて低下するという現象は、クラスター損傷の量の低下によるものではなく、損傷の複雑度が増すことによって修復酵素が認識できないタイプの損傷が増えていることを裏付けるものと考えている。

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