軟X線照射後に生成するDNA鎖切断末端の分子化学構造の定量化

软 X 射线照射后产生的 DNA 链断裂末端的分子化学结构的定量

基本信息

批准号：
17710051
负责人：
藤井健太郎
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

軟X線照射によるDNA鎖切断や塩基損傷の生成過程について、その定量的評価が本研究の主な目的である。本年度はSPring-8軟X線ビームラインにおいて、プラスミドDNA(pUC18)薄膜に対して、単色軟X線照射を行い、塩基除去修復酵素(EndoIIIやFpg)処理をおこない、鎖切断および塩基損傷の定量を行った。照射エネルギーとして、270,380,435,560および760eVを選択した。それぞれ、炭素K殻吸収端前、炭素K殻吸収端後、窒素K殻吸収端後、酸素K殻吸収端後およびリンK殻吸収端前のエネルギーの相当する。照射後試料をTE緩衝液で回収し、主鎖切断によるコンフォメーション変化をアガロース電気泳動法により調べた。また、酸化的塩基損傷の収率はFpg及びEndoIIIの二種類の塩基除去修復酵素(グリコシレース)で処理(37℃、30min)し、酵素の持つAPエンドヌクレース活性により塩基損傷部位を主鎖切断に変換することで定量化した。得られた一本鎖切断(ssb)および塩基損傷の照射エネルギー依存性から、270,380および435eVの主鎖切断およびグリコシレースで認識される塩基損傷の収率はほぼ一定であるのに対し、酸素K殻吸収端より高エネルギー側の560および760eVではその収率の顕著な増加が見られた。また、グリコシレースで認識される塩基損傷の収率では窒素K殻吸収端前(380eV)で収率が極少値を示し、窒素およびK殻吸収端後(435および560eV)では塩基損傷収率の増加が見られた。我々の軟X線を用いた分光学的研究において、酸素K殻光吸収によるグアニン塩基の酸素K殻励起領域での特徴的なラジカル生成や、糖(デオキシリボース)分子の分解が確認されており、今回確認された560eVでの顕著な鎖切断や塩基損傷の収率の増加の原因のひとつとして、DNA分子中の酸素K殻光吸収による上記のようなラジカル過程及び化学結合の解離と引き続き起こるイオンの脱離が考えられる。これらの結果を7月にボストンで開催された6th Auger Symposium: An International Symposium on Physica1, Molecular, Cellular, and Medical Aspects of Auger Processesおよびサンフランシスコで開催された13th International Congress of Radiation Researchにおいて口頭発表するとともに、発表内容を学術論文にまとめ、現在Int. J. Radiat. Bio1.に投稿査読中である。また、10月に宇治市で開催された第50回放射線化学討論会および11月に東海村で開催されたThe 7th International Symposium on Advanced Science Research; Charged Particle and Photon Interaction with Matterにおいて発表を行った。

这项研究的主要目的是定量评估由软X射线照射产生的DNA链断裂和基本损伤的过程。今年，对质粒DNA（PUC18）薄膜进行单色软X射线照射，并进行碱基切除修复酶（内托III和FPG）处理，以量化链断裂和碱损伤。辐照能为270,380,435,560和760 eV。能量对应于吸收碳k壳的末端之前的能量，在吸收碳壳壳后，氮k壳吸收端，氧气K壳吸收端和磷k壳吸收端之前。辐照后，用TE缓冲液收集样品，并通过琼脂糖电泳检查由主链裂解引起的构象变化。此外，通过处理两种类型的碱基切除修复酶（糖基化酶）（37°C，30分钟）来量化氧化碱基损伤的产率：FPG和内托伊II，并将基本损伤位点转化为eNzyme的AP核酸内核酸酶活性的主链裂解。由于获得的单链断裂（SSB）和基本损害的辐照能量依赖性，因此由主链断裂识别的基本损害的产量和270,380和435 eV的糖基层识别出几乎恒定，而在560和760 EV的均能均具有560和760 EV的氧气侧面的氧气中，氧气均具有明显的增加。此外，在氮K-壳吸收边缘（380 eV）之前，糖基酶识别的碱基损伤产量极小，并且在氮和K-壳吸收边缘（435和560 eV）之后，碱损伤的产量增加。我们使用软X射线的光谱研究证实了通过吸收氧K-shell Light和糖（脱氧核糖）分子的分解，证实了鸟嘌呤碱基氧K-shell激发区域的特征自由基形成。在560 eV时，最近确认的链断裂的原因之一是基本损伤的产量增加是由于DNA分子中氧K-shell光吸收的上述激进过程和化学键的解离，以及随后的离子脱附。这些结果在第六届俄歇式研讨会上进行了口头介绍：螺旋钻过程的国际物理学，分子，细胞和医学方面的国际研讨会以及旧金山的第13届国际放射研究国际大会，演讲汇编为学术报纸，目前正在INT进行同行评价。 J. Radiat。 Bio1。演讲也是在10月在UJI市举行的第50届放射化学讨论会议和第七届国际高级科学研究研讨会上进行的； 11月在Tokai村庄举行的物质的充电粒子和光子相互作用。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

放射光単色軟X線によりDNA中に生じる主鎖切断収量及び修復酵素をプローブとして用いた塩基損傷の定量

使用同步加速器单色软 X 射线量化 DNA 中产生的主链断裂的产量，并使用修复酶作为探针量化碱基损伤

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤井健太郎;横谷明徳;鹿園直哉
通讯作者：
鹿園直哉

X^-ray Absorption Spectra for Nucleotides in Water solutions near the nitrogen K-edge

水溶液中氮 K 边附近核苷酸的 X^ 射线吸收光谱

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Radiation Physics and Chemistry (in press)
影响因子：
0
作者：
M.Kawanishi;et al.(C.L.Valon eds);Ayumi Urushibara;Akinari Yokoya;Masatoshi Ukai
通讯作者：
Masatoshi Ukai

First observation of natural circular dichroism and linear dichroism spectra in soft X-ray region using the polarizing undulator

使用偏振波荡器首次观察软X射线区域的自然圆二色性和线性二色性光谱

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Physica Scripta T115
影响因子：
0
作者：
M.Kawanishi;et al.(C.L.Valon eds);Ayumi Urushibara;Akinari Yokoya;Masatoshi Ukai;鹿園直哉他;A.Urushibara 他;A.Yokoya 他;横谷明徳;K.Nakagawa;F.Kaneko;M.Tanaka
通讯作者：
M.Tanaka

放射線によりプラスミドDNAの両鎖に生じた非DSB性多重SSBのDNAの変性を利用した新しい定量法

一种新的定量方法，利用辐射在质粒 DNA 两条链上产生的非 DSB 多重 SSB 的 DNA 变性