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石塚 悦男; 満井 渡*; 山本 雄大*; 中川 恭一*; Ho, H. Q.; 石井 俊晃; 濱本 真平; 長住 達; 高松 邦吉; Kenzhina, I.*; et al.
JAEA-Technology 2021-016, 16 Pages, 2021/09
JAEA-Technology-2021-016.pdf:1.8MB
2020年度の夏期休暇実習において、昨年度に引き続きHTTR炉心を原子力電池に見立てた場合の核的な予備検討として、MVP-BURNを用いて炉心の小型化について検討した。この結果、
U濃縮度20%、54燃料ブロック(18
3層)炉心、半径1.6mのBeO反射体を使用すれば5MWで30年の連続運転が可能になることが明らかとなった。この小型炉心の燃料ブロック数は、HTTR炉心の36%に相当する。今後は、更なる小型化を目指して、燃料ブロックの材料を変更したケースについて検討する予定である。
泉 雄大; 山本 悟史*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
放射線生物研究, 51(1), p.91 - 106, 2016/03
放射線などのストレス応答に対する細胞内のタンパク質反応ネットワークの調整機構の解明に大きな威力を発揮すると考えられる円二色性(CD)スペクトル測定の実験、解析方法の解説を行うと共に、われわれがCDスペクトル測定により同定したヒストンタンパク質H2A, H2BのDNA損傷誘起二次構造変化について紹介した。
泉 雄大; 山本 悟史*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
Radiation Research, 184(5), p.554 - 558, 2015/11
被引用回数：7 パーセンタイル：33.11(Biology)We measured and compared the circular dichroism (CD) spectra and secondary structures of histone proteins H2A, H2B, and their variants extracted from X-irradiated and unirradiated human HeLa cells. Compared to unirradiated cells, a relative increase in 
-helix structure and decrease in other secondary structures was observed in X-irradiated cells. These structural alterations persisted for at least 24 hours, which is substantially longer than the 2 hours generally known to be required for DNA double strand break repair.
泉 雄大; 山本 悟史*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
no journal, ,
In a unit chromatin architecture of eukaryotic cells, DNA wraps around histone proteins. It has been gradually recognized that chemical modifications of histones play important roles in DNA repair processes. Kinds of modifications and the functions of modified histones are widely studied, but the conformation of modified histone has not been studied well. In this work, we investigated the secondary structural change of histone H2A/H2B induced by X-ray irradiation to living cells, measuring circular dichroism (CD) spectra. The CD spectra show that -helix structure relatively increased in the X-irradiated cells. The secondary structural change would be induced by chemical modifications of histone H2A/H2B. This structural change may also play important roles in DNA repair processes.
山本 悟史; 泉 雄大; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
no journal, ,
DNA鎖が放射線により切断されると、その切断箇所にDNA修復酵素が素早く誘導されるがその誘導メカニズムの詳細はまだ明らかにされていない部分が多い。過去の研究により、染色体中ではDNA分子に生じた2本鎖切断部位近傍のヒストンタンパク質が特異的にリン酸化を受けることが知られている。我々は、このような化学修飾によりヒストン中のへリックスやシートなどの2次構造が変化することで、これをターゲットにDNA修復酵素が損傷部位に誘導されるという作業仮説を立てた。これを証明するため、ヒトがん細胞(HeLa細胞)に大線量(40Gy)のX線を照射し、DNAに大量の2本鎖切断を誘発させた後の照射細胞及び未照射の細胞からヒストンを抽出し、円偏光二色性(CD)スペクトル分析を行った。CD測定は、タンパク質の様々な2次構造に特異的なスペクトルを与えることが知られている。今回得られた照射細胞由来のヒストンに対するCDスペクトルの解析から、2次構造としてアルファへリックスの場所あるいはその量に変化が現れることが明らかになった。この変化に応じてDNA修復が進行することが推測される。
泉 雄大; 山本 悟史*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
no journal, ,
真核生物のDNAは、H2A, H2B, H3, H4と呼ばれるサブユニットから構成されるヒストンタンパク質に巻き付いて存在している。本研究では、損傷したDNAの修復過程におけるヒストンタンパク質の構造変化を調査するために、X線を照射した細胞からH2AとH2Bを抽出し、タンパク質の二次構造変化に敏感な円二色性(CD)スペクトルの測定を行った。CDスペクトルの解析により、X線を照射した細胞から抽出したヒストンH2A/H2Bは、未照射の場合に比べ、-ヘリックス構造が相対的に増加していることが確認された。このような構造変化が損傷修復過程にどのように寄与しているのかは今のところ不明であるが、修復タンパク質を損傷個所に誘導する目印として機能している可能性が考えられる。
橘内 大輔; 古山 雄大*; 西村 昭彦; 山本 春也
no journal, ,
原子力発電所において水素濃度は厳重に管理されているが、発電所内の配管内の観察や工作にあたって、局所的な水素濃度計測技術の開発が安全性の面から必要である。現在、福島第一原子力発電所では、炉心内部で核燃料デブリの放射線により水が分解し、水素が発生していることから、LIBSやレーザー切断などに先行して、炉内の水素濃度を測定することが必要とされている。酸素濃度の測定にあたっては水素との反応により吸光度の変化する三酸化タングステンをスパッタ蒸着させた薄膜基板を用いた。実験として、結晶周囲の環境を大気から水素1%窒素99%の希釈ガスに変化させ、赤外光源(波長:850nm)に対するピーク反射強度の時間的変化を測定した。結果、ガス供給を行うと次第に反射強度が落ち108秒後に強度は大気中の73%に低下し、その後1時間一定であることを確認した。
西村 昭彦; 古山 雄大*; 伊東 富由美*; 伊藤 主税; 内藤 裕之; 大場 弘則; 山本 春也; 若井田 育夫; 杉山 僚
no journal, ,
放射線過酷環境下として福島第一原子力発電所の炉心溶融事故を起こした1から3号機を対象として、それらの格納容器内部を調査する光プローブシステムの開発について報告する。これまで開発した技術は、耐放射線光ファイバスコープとレーザーブレイクダウン分光技術である。今回、新たに付加する機能として、遠隔からの水素検知機能と放射線シンチレーション発光を利用した線量測定機能の2種類である。水素検知については、窒素希釈の1%濃度の水素濃度に反応した。放射線については10kGy/hr程度の高線量においても飽和することなく測定ができることが示された。今後は、定量的な校正とロボットアームへの実装を行う。
山本 悟史; 泉 雄大; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
no journal, ,
放射線により細胞核中に生じたDNAの二本鎖切断は、その多くが複数の修復経路で効率よく修復されることが知られている。DNA損傷部位近傍のヒストンが化学修飾を受けることにより立体構造が変化し、これをターゲットにしてDNA修復酵素が損傷部位に誘導されると推測される。そこで本研究では、DNA損傷部位のヒストンの化学修飾により、どのようなタンパク質の立体構造の変化が起きているのかを明らかにすることを目的とした。ヒト細胞にX線を照射し細胞核内のDNAに損傷を誘発した後、細胞から抽出したヒストンに対して円偏光二色性(CD)スペクトル測定を行い2次構造を解析した。その結果、へリックス構造が有意に増加することを見出した。このような二次構造変化は、クロマチン修復ダイナミクスと深く関連している可能性がある。
泉 雄大; 藤井 健太郎; 山本 悟史*; 松尾 光一*; 横谷 明徳
no journal, ,
DNA wraps around core histone proteins composed of several subunits named as H2A, H2B, H3, and H4 in eukaryotic nuclei. It has been gradually recognized that chemical modifications of histones play important roles in DNA repair processes. Recently, we observed relative increment of -helix structure of H2A and H2B (H2A-H2B) induced by X-ray irradiation to human cells. In this work, we investigated structural alterations of H3 and H4 (H3-H4) extracted from X-irradiated cells using vacuum ultraviolet circular dichroism (VUV-CD) spectroscopy. The VUV-CD spectral shape of H3-H4 extracted from X-irradiated cells was different from that from unirradiated cells. Analyzing the CD spectra, we found that -helix structure component of H3-H4 relatively decreased by X-irradiation to cells. This is an opposite of structural change observed in H2A-H2B. The mechanism of histone structural alterations in response to X-ray irradiation has not been identified yet, but a possible mechanism could be via post-translational modifications which are known to occur in histones during DNA damage responses. Cyclopedic VUV-CD spectroscopy of specific modified-histones to understand the alteration mechanism and its contribution to DNA repair processes is warranted for future studies.
泉 雄大; 山本 悟史*; 藤井 健太郎; 横谷 明徳
no journal, ,
DNA wraps around core histone proteins composed of several subunits, named as H2A, H2B, H3, and H4, in eukaryotic nuclei. The knowledge that histones play a substantial role in DNA damage responses (DDRs), such as DNA repair, has increased over time. However, dynamics of histones in chromatin during DDRs is still an open question. In this work, we measured circular dichroism (CD) spectra, which are sensitive to structural changes in proteins, of H2A and H2B (H2A-H2B) extracted from X-irradiated human cells to investigate whether DDRs induce structural alterations of histones. The CD spectra show that -helix content of H2A-H2B in X-irradiated cells is larger than that in unirradiated cells. In contrast, -helix content of X-irradiated H2A-H2B decreased comparing to that of H2A-H2B in unirradiated cells. This result shows that increment of -helix structure of H2A-H2B observed in X-irradiated cells is not induced by prompt X-ray damage. Therefore, we concluded that DDRs, such as DNA damage repair processes, induced the structural alterations of H2A-H2B.
山本 雄大*; 藤本 望*; Ho, H. Q.; 石塚 悦男
no journal, ,
1998年に行われたHTTR(1)臨界試験に関して、最新の核データライブラリ及び解析モデルを用いたMVPコード(2)によって再解析を行った。解析は臨界近接をはじめとする4項目について実施し、その結果初臨界カラム数は19で実験結果を再現でき、その他の結果についても概ね実験結果を再現することができた。
山本 雄大*; 藤本 望*; 石塚 悦男; Ho, H. Q.
no journal, ,
MVPコードを用いたHTTR(1)の解析モデルについて、これまで様々な改良が行われてきた。今回、最新の解析モデルを用いて臨界試験の再解析を行った。解析の結果、初臨界カラム数は19で実験と同一の結果が得られた。また、臨界制御棒位置等についても実験と比較的一致する結果が得られた。
