Induction of DNA strand breaks, base lesions and clustered damage sites in hydrated plasmid DNA films by ultrasoft X rays around the phosphorus K edge

リンK吸収端近傍の超軟X線照射により水和プラスミドDNAフィルム中に誘発されるDNA鎖切断,塩基損傷及びクラスター損傷部位

横谷 明徳; Cunniffe, S. M. T.*; 渡辺 立子; 小林 克己*; O'Neill, P.*

Yokoya, Akinari; Cunniffe, S. M. T.*; Watanabe, Ritsuko; Kobayashi, Katsumi*; O'Neill, P.*

リンK殻共鳴吸収により生じるDNA損傷である鎖切断,塩基損傷及びこれを含むクラスター損傷の水和依存性を調べた。試料には乾燥及び高水和状態のpUC18プラスミドDNAを用いた。塩基損傷は、塩基除去修復酵素であるNthあるいはFpgをプローブとして用い、これらが塩基損傷を除去した際に付加的に生じる鎖切断として観測した。いずれの損傷も、リンの共鳴励起エネルギーでその収量が低下した。これはリンのK殻共鳴により生じるLMMオージェ電子(120eV)など低速の2次電子の極めて飛程が短いため、それが生じた部位のごく近傍に損傷を集中させるため検出できないより複雑な損傷が生成していると考えられる。また高水和DNAの方がクラスター損傷の指標となる酵素処理で付加的に生じるDNA2本鎖切断頻度を増加させたことから、低速2次電子だけでなく周囲の水分子も重要な役割を果たしていると考えられる。

To characterize the DNA damage induced by K-shell ionization of phosphorus atom in DNA backbone on the level of hydration, the yields of DNA strand breaks and base lesions arising from the interaction of ultrasoft X-rays (USX) with energies around the phosphorus K-edge were determined using dry and fully hydrated pUC18 plasmid DNA samples. Base lesions and bistranded clustered DNA damage sites were revealed by post-irradiation treatment with the base excision repair proteins, Nth and Fpg. The complex types of damage, prompt and enzymatically induced DSB are preferentially induced by phosphorus K-resonance at 2153 eV rather than simple SSB and isolated base lesions particularly in hydrated conditions. It is concluded that not only the phosphorus K-resonance and resulting emission of low energy LMM-Auger electrons (120 eV) but also the level of hydration plays an important role in the induction of complex damage in plasmid DNA.