リンK殻吸収端単色X線によるDNA損傷の研究

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電離放射線の生物細胞に対する致死及び突然変異誘発作用における標的分子はデオキシリボ核酸(DNA)と考えられる. 生成する分子損傷はエネルギー付与の非選択性のため多岐にわたっている. その中で糖とリン酸からなるDNA主鎖の切断は生物的に最も重要と考えられており, その生成機構及び修復過程について詳しい研究が望まれるが, 主鎖切断を効率よく, かつ選択的に作り出す方法がなかった. しかしながら近年利用可能になったシンクロトロン放射単色軟X線を用いるとリンK殻共鳴吸収ピークを狙うことによってDNAの主鎖を構成しているリン原子に放射線のエネルギーを吸収させることができる. 内殻電離したリン原子はオージェ過程を経て多価イオンになるのでDNA主鎖切断が効率よく生成すると期待できる. 一方, 酵母菌の致死及び突然変異誘発を指標とした場合には, 共鳴吸収単色軟X線が他の波長の単色軟X線にくらべて効率よくそれらの生物効果を誘発したので, 共鳴吸収単色軟X線による分子損傷がDNA主鎖切断であろうと強く示唆されていた. そこで酵母菌の主鎖二本鎖切断を修復できない株(修復欠損株)に単色軟X線を照射した場合には, リン原子の共鳴吸収の効果がDNA主鎖切断の結果としてより大きく観測されることが期待された. 高エネルギー物理学研究所放射光実験施設を利用して, 延べ千回, 修復欠損株と野性株にリンK殻共鳴吸収付近の単色軟X線を照射した. その結果, 致死作用を指標とした場合には, 共鳴吸収ピーク単色軟X線の他の波長の軟X線に対する生物効果比は, 修復欠損株と野性株とで変わりなかった. この理由として, リン原子内殻電離による主鎖切断(一本鎖切断)が, 酵母菌の持つ二本鎖切断修復系以外の経路で修復されていることが考えられた. 今後, 一本鎖切断を反映した生物効果をみつけて, それを指標とした実験を行い, DNA主鎖切断の生成についての実験を行う方針である.