単色軟X線によるDNA鎖切断及び塩基損傷の選択的誘発

Selective damage induction of strand breaks, and base lesions in dry plasmid DNA films induced by 270-760 eV monochromatic soft X-rays

藤井 健太郎; 鹿園 直哉; 横谷 明徳

Fujii, Kentaro; Shikazono, Naoya; Yokoya, Akinari

本研究では高輝度放射光施設(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励起元素依存性を明らかにすることを目的とした。塩基除去修復酵素であるNth及びFpgによって認識されるピリミジン及びプリンの酸化損傷の収率は、酸素K殻イオン化を超えたエネルギー(560eV)の軟X線照射できわめて高い収率を示した。一方、窒素K殻イオン化よりも低いエネルギー(380eV)の照射では他のエネルギーに比べて極めて低い値を示した。また、一本鎖切断量は380eVと560eVとで2倍程度増加したのに対し、Nth及びFpgの認識サイトの量はおよそ10及び27倍と顕著に増加した。以上のことから、軟X線のエネルギーを選択することにより、特定種のDNA損傷を誘発することのできる新たな手法の可能性を示唆する結果が得られた。

In order to verify the possibility of selective damage induction in DNA, the yields of base lesions as well as strand breaks have been measured in dry plasmid DNA films irradiated with highly monochromatized soft X-rays in the energy region of 270-760eV. 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 yields of both pyrimidine and purine base lesions, observed as Nth-sensitive and Fpg-sensitive sites, respectively, are strikingly high at the oxygen K-edge (560eV) but extremely low at an energy just below the nitrogen K-edge (380eV) as compared with the yields observed at other photon energies. The yields at 560eV are enhanced 10-fold and 27-fold for Nth-sensitive and Fpg-sensitive sites, respectively, compared with those at 380eV. The yield of prompt single strand breaks is also enhanced at the oxygen K-ionization energy, but only 2-fold, as compared with that at 380eV.