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渡邊 立子; 斎藤 公明
Radiation and Environmental Biophysics, 41(3), p.207 - 215, 2002/08
被引用回数：21 パーセンタイル：51.22(Biology)100eVから1MeVまでの単一エネルギーの電子線による水溶液中でのプラスミドDNAの鎖切断の誘発について、モンテカルロシミュレーションによって研究を行った。鎖切断生成のメカニズムとして水ラジカルによる間接作用のみに注目し、モデル化を行った。このモデルに基づき、DNAの一本鎖切断(SSB)と二本鎖切断(DSB)の線量効果関係をシミュレートし、それぞれの生成収率を計算した。この結果、SSBは線形,DSBは線形-二次の線量効果関係が得られた。DSBについては、線量効果関係が電子のエネルギーに大きく依存し、1keVの電子によるDSBの大部分は線形成分、すなわち単一事象によって生じることがわかった。また、SSBとDSBはそれぞれ1keVで最小値と最大値をとる逆のエネルギー依存性がみられ、1keVの電子のような放射線飛跡末端での間接作用による重篤なDNA損傷の生成しやすさが示唆された。これらの結果は、実験値をよく再現しており、本研究での鎖切断生成のメカニズムのモデルの妥当性を示すもので、生体への放射線作用に重要な役割を示すラジカルによる間接作用のDNA切断機構に関する理解が深まった。
鳴海 一成; 佐藤 勝也; 菊地 正博
JAERI-Conf 2002-005, p.158 - 171, 2002/03
放射線抵抗性細菌デイノコッカス・ラジオデュランスの放射線感受性変異株を解析し、放射線耐性に重要な新規タンパク質(PprA)を発見した。PprAはDNA鎖切断を認識して結合し、ヌクレオチド分解酵素からDNA切断末端を保護し、効率的な修復をもたらす。またPprAは、DNAリガーゼによるDNA 鎖結合反応とRecAタンパク質を介するDNA組み換え修復反応を促進する活性を有する。このような性質により、PprAの広範囲での応用が期待される。
横谷 立子; 斎藤 公明
Radiation Risk Assessment Workshop Proceedings, p.48 - 55, 2001/00
放射線によって生じるDNA損傷の特徴は、放射線のエネルギー付与とDNAの空間構造を反映していると考えられる。深刻な生物影響をもたらすと考えられるDNA損傷の多くは、飛程末端の低エネルギー電子により生成することが先行研究によって指摘されているが、飛程末端におけるナノメートルオーダーの微小領域のエネルギー分布やDNA損傷分布を実験的に観測するのは困難である。モンテカルロ法によるシミュレーションは、確率事象である放射線エネルギー付与と生体分子との相互作用を知るための有効な手段である。われわれは、放射線によるDNA損傷の特徴とメカニズムを、実験と直接比較が可能なDNA水溶液系における間接作用をモデル化し、シミュレートすることによって調べている。結果として、水溶液中でのDNA鎖切断の主原因であるOHラジカルの収率は飛跡末端付近で減少し一本鎖切断もこれを反映するが、より複雑な損傷である二本鎖切断は飛跡末端ほど効率よく生成すること、これらの収率には数10nmの範囲でのエネルギー付与の空間密度が重要であることがわかった。
渡辺 立子; 横谷 明徳; 斎藤 公明
Proceedings of 10th International Congress of the International Radiation Protection Association (IRPA-10) (CD-ROM), 6 Pages, 2000/05
細胞内での局所的なエネルギー付与は、細胞応答の性質に影響する。X線誘発オージェ過程を利用すると、生体を構成する原子の近傍へのエネルギー付与の効果の研究が可能である。本研究では、DNAを構成するリンK殻光吸収によるDNA鎖切断誘発のメカニズムの詳細をシミュレーション計算により検討した。X線誘発オージェ過程のモデル化を行い、水溶液中の電子によるDNA鎖切断誘発過程の計算コードに導入した。DNA鎖切断の生成過程は、光吸収と二次電子による電離・励起がDNA構成原子と水和水に生じた直接作用、二次電子に生成した水ラジカルによる間接作用の両方を考慮した。計算で求めたDNA鎖切断収率は実験結果をよく再現し、リンK殻光吸収により増加した。この増感効果の主な原因は、リンK殻光吸収に伴い放出される低エネルギーの電子が他の電子に比べて高い効率で直接効果を起こすためと結論づけられた。
鹿園 直哉; 渡辺 宏; 田中 淳; 田野 茂光*; 堤 伸浩*; 平井 篤志*
Mutat. Res., DNA Repair, 337, p.41 - 48, 1995/00
細胞分化のDNA鎖切断の再結合能に対する影響を調べるため、オオムギの根において、アルカリ巻きもどし法を用い、DNA鎖切断の再結合能を解析した。DNA鎖切断の再結合は、早い再結合と遅い再結合の2相性であることが明らかとなった。
線照射後6時間で、未分化の細胞でのDNA鎖切断は未照射のレベルまで再結合されたが、分化した細胞では再結合されない切断が残存した。この再結合能の違いは遅い再結合の効率に起因した。未分化の細胞の遅い再結合は、タンパク質合成阻害剤であるシクロヘキシミドの存在下では阻害され、照射後のタンパク質合成を必要とすることが示唆された。一方、分化した細胞での再結合はシクロヘキシミドにより阻害されなかった。以上の結果から、分化した細胞での再結合能の低下は、遅い再結合での誘導的な再結合が欠損しているために生ずると推察された。
