Spectrum of radiation-induced clustered non-DSB damage; A Monte Carlo track structure modelling and calculations

放射線誘発非二本鎖切断型クラスター損傷のスペクトル; モンテカルロ飛跡構造法によるモデル化と計算

渡辺 立子; Rahmanian, S.*; Nikjoo, H.*

Watanabe, Ritsuko; Rahmanian, S.*; Nikjoo, H.*

電子線やイオン照射によりDNAに生成する塩基損傷のスペクトルの算出を目的として、モンテカルロトラック構造計算法を用いて、細胞模擬環境中で生じるDNA損傷シミュレーションを行った。鎖切断と塩基損傷からなるDNA損傷ペクトルを、100eV-100keVの電子線と軟X線、数種類のイオン(3.2MeV/u proton、0.74と2.4MeV/u He、29MeV/u N、950MeV/u Fe)照射の場合について計算した。計算により見積もられた塩基損傷の生成量は、LETによらずに、一本鎖切断と比べて2-4倍多くなった。また、損傷の空間分布の解析を行った結果、塩基損傷が、鎖切断から成る損傷サイトの複雑化に大きく寄与していることが明らかになった。これらのスペクトルデータは、塩基除去修復によるDNA損傷修復過程のモデル化と損傷修復効率の研究にとって有益なものである。

To calculate the spectrum of initial base damage induced by selected electrons and ions, Monte Carlo track structure method was used to simulate the radiation induced DNA damage in a cell mimetic condition based on a single track action. We present relative yield of strand breaks and base damage for selected monoenergetic electrons 100 eV - 100 keV, photons C, Al and Ti; and some selected ions (3.2 MeV/u proton; 0.74 and 2.4 MeV/u He; 29 MeV/u N, and 950 MeV/u Fe). Data are presented for simple and complex types of DNA damage. The ratios of yields of base damage to SSBs were estimated to be about 2-4 independent on the LETs examined. The contribution of base damage to the complexity of damage site was shown to be significant. The data can be used for testing mechanistic models of DNA repair kinetics and in particular the base excision repair.