軟X線照射により乾燥DNA中に生じる主鎖切断及び塩基損傷の光子エネルギー依存性

Induction of strand breaks and base lesions in dry plasmid DNA films induced by ultrasoft X-rays

藤井 健太郎; 横谷 明徳; 鹿園 直哉

Fujii, Kentaro; Yokoya, Akinari; Shikazono, Naoya

高輝度放射光施設(SPring-8)から得られる軟X線を線源とし、OHラジカルを介さず光電効果及び低速二次電子の作用により直接生じる損傷の収率の光子エネルギー依存性を明らかにすることを目的とした。フィルム状の試料(6.510g/cm)をSPring-8BL23SUに設置されたイオン質量分析用真空チェンバに導入し、炭素,窒素及び酸素K殻励起領域の単色軟X線(270, 435, 560eV)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(グリコシレース)で処理(37C, 30min)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。270及び435eVの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。

To investigate the K-shell photoabsorption effect (photoelectric effect and subsequent secondary electron effect) of DNA damage, dry plasmid DNA (pUC18) films were irradiated with synchrotron monochromatic ultrasoft X-rays (270, 435, and 560eV). Irradiated plasmid DNA was analyzed by agarose gel electrophoresis and the yields of strand breaks were determined by measuring the band intensity of the separated closed circular, open circular and linear forms of the plasmid DNA. The yields of base lesions were determined by the post-irradiation-treatment of the DNA with enzymatic probes (Fpg and Endo III) which excise base lesion. The obtained yields of strand breaks (121010 ssb/Gy/Da) were almost the same as that obtained by the irradiation with soft X-rays (2keV). The role of K-shell photoabsorption effect of carbon, nitrogen and oxygen will be discussed in terms of their efficiency to induce strand breaks, and base lesions.