放射光軟X線を用いた選択的DNA損傷の誘発

Selective induction of DNA damage using synchrotron soft X-rays

藤井 健太郎

Fujii, Kentaro

放射線によって生体に誘発される細胞致死や突然変異,発ガンの主要な原因の一つが、DNA分子上に生じる化学変化(DNA損傷)であることが従来から指摘されている。本研究では、その生成機構を明らかにするために、DNA薄膜に対して軟X線を照射し、その後に誘発される各種DNA損傷の誘発量を定量した。その結果、鎖切断や塩基損傷などのDNA損傷の誘発量が、炭素,窒素及び酸素K殻イオン化前後の照射エネルギーにおいて著しく変化することを見いだした。特に、窒素K殻吸収端直下では鎖切断がおもに生成し、酸素K殻吸収端直上では塩基損傷が著しく増加した。酸素K殻イオン化はDNA塩基だけでなく、DNAを取り囲む水分子などもイオン化するため、複雑な反応過程を経てこれらの損傷が生成するものと考えられる。

Soft X-rays produces a variety of molecular changes (damage) in cellular DNA, which is thought to be the critical target of the biological effects of radiation, such as mutation induction. We have revealed that the yields of base lesions as well as strand breaks strongly depend on soft X-ray energy around carbon, nitrogen and oxygen K-edge regions. The K-shell ionization of oxygen most likely contributes to the induction of nucleobase lesions. DNA single strand breaks, on the other hand, are preferably produced just below N K-edge. Therefore, we have concluded that specific types of DNA damage can be selectively induced by monochromatic soft X-ray irradiation.