Monte Carlo simulation of secondary electrons in water involved in complex DNA damage formation

複雑なDNA損傷形成に関与する水中における2次電子のモンテカルロシミュレーション

甲斐 健師   ; 松谷 悠佑  ; 佐藤 達彦   

Kai, Takeshi; Matsuya, Yusuke; Sato, Tatsuhiko

放射線照射により生じたDNA損傷は、数nm以内に複数誘発されると修復効率が極端に減少し、有害な生物影響をすると考えられている。しかしながら、そのような損傷を実験により検出することは非常に困難である。本研究では、放射線DNA損傷を推定するため、動的モンテカルロコード(DMCC)を開発している。本コードを利用した結果より、酸化DNA損傷と還元的DNA損傷から構成される複雑なDNA損傷形成が推定された。DMCCの一部は放射線輸送計算コードPHITSに実装された。従来PHITSはマクロな体系中における放射線挙動を解析することを得意としたが、これにより、ミクロなDNA損傷推定も可能になった。本講演では、DMCCについて説明し、DMCCやPHITSの飛跡構造解析コードを利用したDNA損傷形成や収量評価について議論する。

It has been found that the repair efficiency of DNA damage was extremely low for simultaneous damage within a few nm. The complex damage has been implicated in inducing harmful biological effects. However, such damage is hard to detect using experimental techniques. In our works, a dynamic Monte Carlo code (DMCC) has been developed to predict radiation DNA damage. From the results, we could predict the complex DNA damage formation composed of oxidative damage and reductive damage. The DMCC was partially implemented into PHITS [2] to simulate the electron track structure. The implementation made DNA damage prediction possible by the track structure mode. In this presentation, we explain the DMCC, and current states for development of track structure mode in PHITS. We discuss DNA damage formation and yield using the DMCC and the track structure mode.