放射線影響の初期過程における抗酸化薬剤の防護機序の解明

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本課題は、抗酸化剤の微量添加による放射線作用由来のDNA損傷への影響から、短時間領域における防護機序に重点を置き、抗酸化剤の微量添加による効果の解明を目的としている。十分な時間を経過した安定な分子構造変異として、大腸菌から抽出したプラスミドDNA上に生成される損傷に着目した。初年度に確立されてきた高純度化のDNA試料に、抗酸化剤を微量添加している影響を検討してみた。放射線由来のDNA損傷は間接作用または直接作用に帰着することができ、それぞれを確認するためにDNA分子と水分子の比率を制御することで放射線作用を分離して検出できた。それに加え、塩基除去修復酵素を利用することで、基質特異性に応じたDNAの塩基損傷を鎖切断に変換することで、塩基部位の損傷も検出できた。X線照射に誘発されるDNA損傷は収率の変化(mol/J)から評価した。吸収線量の増加に伴って健全なDNA割合が減り、DNA損傷は放射線より誘発されることができ、また修復酵素に識別した塩基部位の損傷は誘発されたDNAの一本鎖切断とほぼ同じ数に生成されたことも明らかにした。抗酸化剤の微量添加は、直接作用または間接作用由来の損傷に対して、いずれも低減させる効果があった。また、重度な鎖切断の損傷より比較的に軽い塩基損傷のほうが修復されやすい傾向が示唆された。抗酸化剤は、DNAに損傷を与える放射線由来のラジカルを捕捉する反応（ラジカル捕捉）のほかに、DNA上に生成された初期損傷を修復して低減させる反応（化学回復）もあるが、後者については安定なDNA損傷での検出はほとんど報告されていなかった。本課題では抗酸化剤の化学回復といったプロセスを安定なDNA損傷での検出ができ、抗酸化剤の防護効果に裏付けできる重要な知見が得られた。