DNA損傷の新しい測定法ががん治療を改善へ(New Technique for Measuring DNA Damage Could Improve Cancer Therapy and Radiological Emergency Response)

2025-08-21 国立標準技術研究所 (NIST)

米国立標準技術研究所(NIST)は、放射線によるDNA損傷を高速かつ高精度に測定できる新技術を開発しました。DNAをナノポア(極小の穴)に通すことで、破断されたDNA断片の数や長さを電流の変化から即座に把握し、放射線の実効線量を「数分で」算出可能です。従来の方法では血液サンプルから細胞死を数える、もしくは染色体異常の培養で確認するなど最短でも2〜3日かかるため、時間的な制約が大きく医療や緊急対応に適しませんでした。この新技術は2〜10グレイという重大線量の被曝領域にも対応し、スマートフォン程度の携帯端末としての将来実用化が期待されています。これにより、放射線治療のリアルタイム調整や、放射線事故時において高いリスク者を即座に識別して適切に対応する能力が飛躍的に向上する可能性があります。技術詳細は『Analytical Chemistry』に発表されました。

<関連情報>

単一分子生体線量測定 Single–Molecule Biodosimetry

Michael Lamontagne,Shannon M. Newell,Ileana M. Pazos,Ronald E. Tosh,Jerimy C. Polf,Michael Zwolak,and Joseph W. F. Robertson
Analytical Chemistry  Published: August 20, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c03303

Abstract

DNA損傷の新しい測定法ががん治療を改善へ(New Technique for Measuring DNA Damage Could Improve Cancer Therapy and Radiological Emergency Response)

Inferring characteristics of radiation exposure using biological molecules is extremely challenging. Current methods, in particular, lack a clear connection between dose and molecular response. Here, we demonstrate that resistive–pulse nanopore sensors enable single–molecule biodosimetry by quantifying the frequency of double–strand DNA scissions versus γ radiation dose. The resulting response curve shows an elongated Gaussian behavior, reminiscent of cell survival rates versus dose. We demonstrate that the competition of radical damage of DNA─i.e., single–strand lesions that lead to breakage─with bimolecular radical loss captures the form of the response. Our sensors and protocol provide a foundation for numerous technological advances. These include rapid dosimetry for triage in emergency situations and ex vivo monitoring of radiotherapy effectiveness in order to tailor treatment to patient– and tumor–specific response.

2005放射線防護
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