放射線生物影響の最初期過程に関する計算機シミュレーション; DNA損傷の直接効果と間接効果

Computer simulation of the earliest processes of radiation biological effects of; Direct and indirect effects of DNA damage

甲斐 健師   ; 樋川 智洋   ; 松谷 悠佑  ; 平田 悠歩   ; 手塚 智哉*; 土田 秀次*; 伊東 祐真*; 横谷 明徳*

Kai, Takeshi; Toigawa, Tomohiro; Matsuya, Yusuke; Hirata, Yuho; Tezuka, Tomoya*; Tsuchida, Hidetsugu*; Ito, Yuma*; Yokoya, Akinari*

生体への放射線照射は極まれに生物影響を誘発する複雑なDNA損傷を形成する。この複雑なDNA損傷はクラスター損傷と呼ばれ、実験により検出することは非常に困難である。そこで本研究では、DNA損傷を解析するための物理コードと化学コードを開発し、クラスター損傷の形成メカニズム解明に取り組んでいる。今回、DNAにエネルギーが付与され、二次電子が放出されるシンプルな体系における計算結果を解析した結果、クラスター損傷の形成メカニズムはDNAに付与されるエネルギーに強く依存することが示された。この科学的知見はDNA損傷の修復機構の解明に貢献し、放射線生物影響の解明に繋がることが期待される。

Irradiation of living systems forms complex DNA damage that induces biological effects in very rare cases. This complex DNA damage is called cluster damage and is very difficult to detect experimentally. In this study, we have developed physical and chemical codes for analyzing DNA damage, and are working to elucidate the formation mechanism of cluster damage. In this study, we analyzed the results of calculations in a simple system in which energy is deposited to DNA and secondary electrons are emitted, and showed that the formation mechanism of cluster damage strongly depends on the deposition energy to DNA. This scientific insight is expected to contribute to the elucidation of the repair mechanism of DNA damage and lead to the elucidation of radiation biological effects.