酸素・窒素のK殻イオン化でDNA薄膜中に生じた不対電子とDNA変異の関係

Unpaired electron species in DNA thin film and DNA modification induced by oxygen and nitrogen K-shell photoabsorption

岡 壽崇   ; 横谷 明徳; 藤井 健太郎

Oka, Toshitaka; Yokoya, Akinari; Fujii, Kentaro

放射線によるDNA変異の物理化学過程の解明のため、仔牛胸腺DNA薄膜及びピリミジン塩基薄膜のESR測定を行った。軟X線照射中にのみチミン・シトシンやDNA薄膜中に誘起されるsingletな短寿命の不対電子のESRシグナルの値は2.000であり、自由電子の値よりも低いことがわかった。ESRシグナルから求めたDNAの不対電子収量の酸素及び窒素のK殻吸収端近傍の軟X線エネルギー依存性を調べたところやといった微細構造が確認でき、X線吸収微細構造(XANES)によく似た形であることがわかった。酸素・窒素のどちらにおいても、イオン化閾値以上のエネルギーにおいてESR強度がXANES強度よりも2倍程度大きかったことから、DNAは内殻イオン化によって生成した正孔に加えて、光電子の再捕獲の結果生じる励起状態の電子を同時に検出していると考えられた。DNAの短寿命シグナルを放射光リングのバンチモードを変えながら測定したところ、シグナル形状や不対電子収量はバンチモードに依存せず変化しなかったことから、この短寿命不対電子は少なくとも数百ns以上の寿命を持っていると推察された。シトシンでも同様にESR強度がXANES強度よりも2倍以上大きかったことから、シトシンがDNA変異過程において電子の一時的な貯蔵庫の役割を果たしており、DNAの不対電子の起源の1つになっていることが示唆された。

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