LET dependence of the yield of single-, double-strand breaks and base lesions in fully hydrated plasmid DNA films by He ion irradiation

Heイオン照射により水和プラスミドDNA中に生じる1本鎖切断,2本鎖切断及び塩基損傷収率のLET依存性

漆原 あゆみ*; 鹿園 直哉; O'Neill, P.*; 藤井 健太郎; 和田 成一*; 横谷 明徳

Urushibara, Ayumi*; Shikazono, Naoya; O'Neill, P.*; Fujii, Kentaro; Wada, Seiichi*; Yokoya, Akinari

放射線によりDNAに生じる複雑な損傷の実体を調べるため、水和プラスミドDNAにHeイオンを照射した時の、1本鎖切断(SSB)、2本鎖切断(DSB)及び塩基損傷の収率を調べた。塩基損傷は塩基除去修復酵素処理により新たに生じるSSBとして定量した。その結果、放射線により直接生じる1本鎖切断の収率はHeイオンのLETに依存しなかったが塩基損傷の収率はLETの増加に伴い劇的に減少することが明らかになった。さらにDSB及び酵素処理により生じるDSBの収率の和(総クラスター損傷収率)は、実験で利用した最大のLETを除き、LETの増加に伴って増加した。これらの結果から、放射線のイオン化・励起密度が増すに連れ、修復酵素が処理できない複雑なクラスター損傷の生成頻度が増大することが示唆された。

To characterize the complexity of radiation damage to DNA, fully hydrated plasmid DNA was irradiated with He ions. From quantification of the conformational changes of the irradiated samples, the yields of single-(SSB) and double strand break (DSB) were obtained. Base lesions were visualized as additional strand breaks by treatment with base excision repair enzymes. The yield of prompt SSBs does not depend significantly on LET of the He ions, whereas the yield of prompt DSBs increases with increasing LET. The yields of isolated base lesions, revealed by enzymes as additional SSBs, decrease drastically with increasing LET. The sum of the yields of DSB and additional DSBs revealed by the enzymes increase with increasing LET of the He ions except at the highest LET investigated. These results indicate that the yields of clustered damage, revealed as DSB and non-DSB clustered damage sites, increase with increasing ionization density of radiation.