16 計算機シミュレーションによる放射線生物作用の初期過程の研究

Ritsuko Watanabe; 渡邊立子; Takeshi Kai; 甲斐健師; Yuya Hattori; 服部佑哉

doi:10.3769/radioisotopes.66.525

16 計算機シミュレーションによる放射線生物作用の初期過程の研究16 Computer Simulation Study of Initial Process of Radiation Biological Effect

渡邊立子¹，甲斐健師²，服部佑哉³Ritsuko Watanabe¹, Takeshi Kai², Yuya Hattori³

¹ 量子科学技術研究開発機構量子ビーム科学研究部門Quantum Beam Science Research Directorate, National Institute for Quantum and Radiological Science and Technology ◇ 319–1106　茨城県那珂郡東海村白方2–4 ◇ 2–4 Shirakata, Tokai-mura, Ibaraki Pref. 319–1106, Japan

² 日本原子力研究開発機構原子力基礎工学研究センターJapan Atomic Energy Agency ◇ 319–1195　茨城県那珂郡東海村白方2–4 ◇ 2–4 Shirakata, Tokai-mura, Ibaraki Pref. 319–1195, Japan

³ 東京工業大学工学院システム制御工学School of Engineering, Tokyo Institute of Technology ◇ 152–8550　東京都目黒区大岡山2–12–1 ◇ 2–12–1 Ookayama, Meguro-ku, Tokyo 152–8550, Japan

発行日：2017年11月15日Published: November 15, 2017

放射線による生物影響のメカニズムの解明には，モデルやシミュレーションを用いた研究は重要な役割を持つ。特に，メカニズムに関する仮定や生体の異なるレベルで得られた実験データの間の関係を評価するためにはシミュレーションは有効な手段である。本稿では，DNAと細胞への放射線影響のシミュレーションによる研究の概要について述べる。この中で，DNA損傷生成に関わる物理化学過程の詳細を推定する理論的アプローチと，DNA損傷と細胞応答のダイナミクスを推定する数理モデルも紹介する。

To understand the mechanisms of radiation biological effects, modeling and simulation studies are important. In particular, simulation approach is powerful tool to evaluate certain assumptions of mechanisms and the relationship among experimental results in different levels of biological systems. This article summarizes our approach to evaluate radiation action on DNA and cells by combination of knowledge in radiation physics, chemistry and biology. It contains theoretical approach to estimate physico-chemical process of DNA damage induction. Outline of the mathematical model for dynamics of DNA damage and cellular response is also presented.

Key words: radiation biology; water radiolysis; DNA damage; computer simulation

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16 計算機シミュレーションによる放射線生物作用の初期過程の研究16 Computer Simulation Study of Initial Process of Radiation Biological Effect