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論文

Yield of single- and double-strand breaks and nucleobase lesions in fully hydrated plasmid DNA films irradiated with high-LET charged particles

牛込 剛史*; 鹿園 直哉; 藤井 健太郎; 渡辺 立子; 鈴木 雅雄*; 鶴岡 千鶴*; 田内 広*; 横谷 明徳

Radiation Research, 177(5), p.614 - 627, 2012/05

 被引用回数:14 パーセンタイル:59.15(Biology)

イオンビーム照射したDNA損傷のLET依存性を明らかにするため、水和DNAフィルム中に誘発されるDNA損傷収率を調べた。1本鎖切断収率はHe, C及びNeイオンのLETの増加とともに減少したのに対して、2本鎖切断収率は増加した。照射DNAフィルムを塩基除去修復酵素で処理すると、酵素の作用により鎖切断が生じたことから照射により水和DNAフィルム中にも塩基損傷が生じることがわかった。しかしその収率はLETの増加とともに顕著に現象したことから、高LETほど難修復性の複雑なDNA損傷を誘発することが推測された。

論文

Tritium elimination system using tritium gas oxidizing bacteria

一政 満子*; 粟ヶ窪 さゆり*; 高橋 美穂*; 田内 広*; 林 巧; 小林 和容; 西 正孝; 一政 祐輔*

Fusion Science and Technology, 48(1), p.759 - 762, 2005/07

 被引用回数:7 パーセンタイル:41.88(Nuclear Science & Technology)

分子状トリチウム(HT)を酸化して水(HTO)に転換する種々のバクテリアが土壌中に存在し、そのトリチウム酸化活性について研究してきた。一方、重水素とトリチウムを燃料とする核融合炉では雰囲気からのトリチウム除去設備が必要であるが、除去方法としては酸化・除湿の方法が一般的であり、酸化の工程には高温の酸化触媒が現在用いられている。この酸化工程に室温でトリチウムを酸化できるトリチウム酸化バクテリアを用いたバイオリアクターを適用し、トリチウム除去設備の合理化を図ることを構想して研究を行った。試作したバイオリアクターを原研のトリチウム安全性試験装置(CATS)で試験し、空気中トリチウム濃度200Bq/cm$$^{3}$$,流量100cm$$^{3}$$/min,一回通過処理の処理条件で85%の酸化率を得、将来への見通しを得た。

口頭

イオン照射によって生成するクラスターDNA損傷

漆原 あゆみ; 牛込 剛史; 鹿園 直哉; 藤井 健太郎; 田内 広*; 横谷 明徳

no journal, , 

近年、電離放射線の照射によって複数の損傷が近接したクラスターDNA損傷が生じ、これが放射線による致死や突然変異誘発等の原因であると予想されている。われわれはクラスター損傷の性質を解明するために、イオンビームの種類とLETを変えて(19, 63及び121keV/$$mu$$mのヘリウムイオン,87, 123, 342及び507keV/$$mu$$mの炭素イオン)、高水和状態に保ったpUC18プラスミドDNAに照射し、生じた鎖切断(ssb, dsb)生成頻度及び、照射後の修復酵素(Nth, Fpg)処理によって生じる鎖切断生成頻度の測定を行った。その結果、ヘリウムイオン照射により直接誘発されるssb量は121keV/$$mu$$m照射で若干低下し、一方dsb量は63keV/$$mu$$mにピークが現れた。また、各修復酵素処理後の鎖切断の増加量を比較したところ、LETの増加に伴い酵素修復効率の低下が見られた。LETの増加に伴いdsbが増加し、酵素による修復効率が低下していくという本研究の結果は、単独損傷が次第に密集しクラスター化して行く過程を捉えたものと考えられる。また、炭素イオンにおいても同様に研究を進めており、その結果も併せて報告したい。

口頭

光子及びイオン粒子照射により生じるDNA鎖切断及び塩基損傷の収率のLET依存性

横谷 明徳; 牛込 剛史; 鹿園 直哉; 藤井 健太郎; 漆原 あゆみ; 鈴木 雅雄*; 田内 広*; 渡辺 立子

no journal, , 

本研究の目的は、放射線によるエネルギー付与の空間構造とDNA損傷の性質の関連を明らかにすることである。高水和状態のDNA薄膜を照射試料とし、ラジカル補足剤濃度を変えた溶液試料に対する軟X線(150kVp)照射による1本鎖切断(SSB)収率との比較を行った。次に高水和DNA試料に対してさまざまなイオン粒子を照射し、生じたSSBと2本鎖切断(DSB)に加え、8-oxoGなど塩基除去修復酵素(EndoIII(Nth)及びFpg)処理によりSSBに変換され得る酸化的塩基損傷と、これらがクラスター化してDSBとして検出される損傷の収率を調べた。その結果、(1)細胞内環境では全SSB収率のうち約30%が直接効果により生じること,(2)SSB収率はほとんどビームの性質に依存しないがDSBは複雑に依存すること,(3)酵素処理により検出される塩基損傷は軟X線領域で最大となるがLETの増大とともに劇的に減少し、(4)同じLET領域でもイオンビームに比べ光子の方が高い塩基損傷収率を与え、さらに(5)すべての放射線照射でFpgよりNth処理の方が有意に大きなSSB収率を与えることが明らかになった。

口頭

Lethality and mutagenesis of E. coli cells irradiated with soft X-rays

須坂 壮; 鹿園 直哉; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 田内 広*

no journal, , 

乳癌のスクリーニング検査として、軟X線乳房撮影(マンモグラフィー)が広く用いられている。一般的にこの軟X線領域の生物作用は$$gamma$$線のそれと同様であると考えられてきた。しかしながら近年、軟X線領域の生物作用は高く、被曝のリスクを考慮する必要があるとの指摘がなされている。軟X線領域の生物効果が高い原因についてはいまだ不明な点が多い。それを明らかにするためには、軟X線領域での生物影響を詳細に調べることが必要である。われわれは150KVpのsoft X-ray照射後直接効果によってプラスミドDNA上に生ずるDNA鎖切断及び塩基損傷の収率は、$$gamma$$線のそれに比べ有意に高いことを見いだしており、軟X線領域の高い生物効果を支持する結果を得ている。そこで本研究では、150KVpのsoft X-ray照射の大腸菌への生物効果を調べることを目指した。この目的のため、大腸菌の生存率及び突然変異頻度の検出系を開発し、測定を行った。照射においては、メンプラン上に集菌した。これは、photonの飛程が短い場合であってもすべての大腸菌が照射されるよう、なるべく試料の厚みを薄くする必要があるからである。また、変異体検出の指標として検出が容易であるrpsL遺伝子及び変異型lac遺伝子を選んだ。rpsL遺伝子に変異が生じると抗生物質であるストレプトマイシンに耐性となり、変異型lac遺伝子に変異が生じ野生型に復帰するとlactoseを含む最少培地で生育可能となる。検出系の開発を行ったところ、集菌を行うbufferの温度や培養時の細胞密度が、細胞の生存に非常に直接的に影響していることが明らかとなった。それらの条件を最適化することで検出系の確立に成功した。さらに、この検出系を用い実験を行った結果、この検出系による軟X線での生存率及び突然変異頻度はそれぞれ線量に依存して減少及び増加することを明らかにした。本発表では、軟X線によるDNA損傷の収率と生物効果の関連について議論する予定である。

口頭

イオンビーム照射により高水和DNAフィルム中に誘発されるDNA鎖切断,塩基損傷及びクラスター損傷収率のLET依存性

横谷 明徳; 牛込 剛史*; 田内 広*; 鈴木 雅雄*; 鶴岡 千鶴*; 野口 実穂; 藤井 健太郎; 鹿園 直哉; 渡辺 立子

no journal, , 

本研究では、放射線のトラック構造とDNA損傷の関連を明らかにするため、加速器施設から得られるHe, C及びNeイオンを試料DNAに照射し、誘発されたDNA損傷の線エネルギー付与(LET)依存性を調べた。特に水ラジカルを解さない直接効果に注目するため、高水和状態のプラスミドDNAをモデル照射試料分子として用いた。1本鎖切断はLETに大きくは依存しなかったのに対しグリコシレースで鎖切断に変換される塩基損傷は、LETの増加とともに激減した。これは高LET域では修復酵素の活性を妨げるような難修復性の損傷が生じることを示唆する。また同じLETであってもイオン種の違いにより損傷収率は異なった。一方2本鎖切断収率は、Heイオンでは20keV/$$mu$$mに極小値を持つがこれより高LET側では急激に収率が増大しCイオンでもその傾向があった。これに対しNeイオンでは調べた300-900keV/$$mu$$mの領域でほとんど変化はなかった。以上から難修復性DNA損傷の生成は、単純にLETのみに依存するではなく放射線のトラックの空間構造に深く関連していることが示唆された。

口頭

Technical discussion on tritiated water treatment for Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

山西 敏彦*; 柿内 秀樹*; 田内 広*; 山本 徳洋; 山本 一良*

no journal, , 

One of the essential subjects for the contaminated water at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station is to serve technical data for handling the water, over a long period. All the radio nuclides other than tritium in the water can be treated by multi-nuclide removal equipment (advanced liquid processing system). However, it is not easy task to remove tritium. For this reason, a series of technical discussions has been carried out at a task force (Tritium Water Task Force) to handle the tritiated water after the treatment by the advanced liquid processing system. As of March 2016, 820,000 m$$^{3}$$ of the contaminated water has been stored within tanks, and 620,000 m$$^{3}$$ water has been treated by the multi-nuclide removal equipment. The concentration of tritium in the water is about 0.3 - 3.3 million Bq/litter. Various options for the treatment of the tritiated water; such as off shore release, geosphere injection, underground burial, and vapor or hydrogen release; have been discussed. The discussions have been carried out from viewpoint of technical and regulatory feasibility. Some pre-treatment methods, such as dilution and isotope separation, have also been discussed. A series of discussions on the isotope separation has been carried out with actual experimental tests. Some valuable results have been produced through the tests. This report presents a summary of the above-mentioned technical discussions on the tritiated water at Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. Some recent conditions of the tritiated water will also be introduced.

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