誘導放射線抵抗性 これは、ガンマ線による細胞死誘発能力に対する分割照射の影響を示すグラフです。青線は回復の機会を与えられなかった細胞、赤線は一定時間放置して回復させた細胞を表しています。 左のグラフは、架空の 細胞群について、細胞が回復するための休息時間を設けた場合と設けない場合の両方における線量／生存率曲線を示している。照射途中の回復時間を除けば、細胞は同一の条件下で処理されたことになる。
放射線耐性は、少量の電離放射線に曝露されることで誘発される可能性がある。いくつかの研究では、酵母 、細菌 、原生動物 、藻類 、植物、昆虫、および試験管内の 哺乳類 細胞やヒト細胞、動物モデル において、この効果が実証されている。いくつかの細胞放射線防御機構が関与している可能性があり、例えば、一部の細胞質タンパク質 や核 タンパク質のレベルの変化、 遺伝子発現の 増加、DNA修復 、その他のプロセスなどが挙げられる。また、生物物理学的モデルは、この現象の一般的な基礎を示している。[ 7 ]
多くの生物は、場合によっては放射線被曝によって活性化される自己修復機構を備えていることが分かっている。以下に、ヒトにおけるこの自己修復プロセスの2つの例を説明する。
デヴァイル・アルベス・フェレイラはゴイアニア事故 で7.0 Gy という高線量を浴びましたが生き延びました。一方、5.7 Gyの線量を受けた彼の妻は亡くなりました。最も可能性の高い説明は、彼の線量は多くの小さな線量に分割され、長時間にわたって吸収されたのに対し、妻は家に長く滞在し、途切れることなく連続的に放射線にさらされたため、体内の自己修復機構が放射線による損傷を修復する時間が少なかったということです。これが彼女の死につながりました。彼も最終的に1994年に亡くなりました。同様に、チェルノブイリ 原発の地下で作業していた人の中には10 Gyの線量を蓄積した人もいますが、これらの作業員は線量を小さな分割で受けたため、急性影響は回避されました。
放射線生物学の 実験では、細胞群に放射線を照射すると、線量が増加するにつれて生存する細胞数が減少することがわかっています。また、細胞集団に放射線を照射した後、一定期間（照射せずに）放置してから再度照射すると、放射線による細胞死の誘発能力が低下することもわかっています。多くの短期的な放射線死（3日から30日）では、 血液細胞 を形成する細胞（骨髄）と消化器系（ 腸壁 ）の細胞の喪失が死因となります。
放射線耐性の進化 進化の歴史と原因の観点から、放射線耐性は適応形質ではないように思われます。なぜなら、いくつかの極限環境生物が生存できることが観察されている範囲の電離放射線量に耐える能力に適応上の利点を与えるような、自然発生的な選択圧が記録されていないからです。[ 8 ] [ 9 ] これらは太陽系全体 で電離放射線の主な発生源です。[ 10 ] [ 11 ]
放射線耐性の存在に対する考えられる説明の 1 つは、それが共利用適応または外適応の例であり、放射線耐性は、進化によって正に選択された別の関連適応の進化の間接的な結果である可能性があるということです。たとえば、乾燥適応仮説は、Deinococcus radiodurans のような超好熱菌の生息地に存在する極端な温度が、電離放射線によって通常引き起こされる損傷とほぼ同じ細胞損傷を引き起こし、この熱または乾燥損傷を修復するために進化した細胞修復メカニズムは放射線損傷にも一般化でき、D. radiodurans が 極端な量の電離放射線に耐えることができると提案しています。[ 12 ] [ 13 ] D. radioduransのような Deinococcus 属が熱による損傷を修復するために進化させてきた非常に効率的な細胞修復機構は、電離放射線によって引き起こされた DNA 損傷の影響を逆転させる能力も持っていると考えられます。例えば、放射線によって断片化されたゲノムの構成要素を再びつなぎ合わせることによってです。[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
バチルス属菌は、宇宙船の組み立て施設から分離されており、惑星間輸送で宇宙船に相乗りできる候補と考えられている。 [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]
一般的に、原核生物の放射線耐性は、2 つの細胞メカニズムによって達成されます。[ 26 ] 電離放射線 による損傷からプロテオーム とDNAを保護することです。2 は、完全に機能する ゲノム の再構築を可能にする高度に洗練されたDNA 修復 メカニズムを動員することです。これらの DNA 修復メカニズムには、相同組換え 修復と拡張合成依存性鎖アニーリング が含まれます。[ 26 ]
菌類Cladosporium sphaerospermumは、数十年にわたり チェルノブイリ原子力発電所 の内部にまで到達した特異な放射線好性菌であり、宇宙線 が存在する国際宇宙ステーション でも繁殖することが示されています。生物エネルギーと同様に電離放射線を利用する（特異な性質）ため、集中的な研究の対象となっています。[ 27 ]
放射線腫瘍学における放射線抵抗性 放射線抵抗性とは、医学（ 腫瘍学 ）において、放射線療法 による治療が困難な癌 細胞を指す用語としても用いられることがある。癌細胞の放射線抵抗性は、本来備わっている場合もあれば、放射線療法自体によって誘発される場合もある。
放射線耐性の比較 下の表の比較は、異なる種における放射線耐性の概算値を示すものであり、十分な注意を払って解釈する必要があります。放射線が生物組織に及ぼす影響や実験条件の違いにより、同一種であっても実験によって放射線耐性に大きな差が生じるのが一般的です。例えば、放射線は細胞分裂を阻害するため、未成熟生物は成体よりも放射線に対する耐性が低く、成体は致死量よりもはるかに低い線量で不妊化されることを考慮する必要があります。例えば、昆虫寄生蜂Habrobracon hebetor は200 Rですが、約4時間後には7,000 R （X線強度110 R/分）となり、半数体（＝雄）胚は二倍体（＝雌）胚よりも耐性が高いことがわかっています。[ 28 ] 180,250 R の線量に曝露された成虫H. hebetor の死亡率は、非照射対照群 (どちらの群にも餌は与えられなかった) (6,000 R/分の場合) と同じである。[ 29 ] [ 30 ] しかし、102,000 R (6,000 R/分の場合) というより低い線量でも、 H. hebetor に活動の完全な停止 (摂食の停止を含む) という形で現れる無気力状態を誘発するのに十分であり、これらの個体は最終的に餓死する。[ 30 ] H. hebetor を 不妊にするのに十分である(不妊は曝露後 3 日後に発生する)。[ 31 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 31 ] [ 32 ] Milnesium tardigradum は 、同じ照射量の場合、重イオンで照射するとガンマ線で照射した場合よりも生存率が高くなります）。[ 33 ] Richtersius coronifer 種およびMilnesium tardigradum種） マクロビオタス・アレオラタスは 、水分を含んだ状態ではガンマ線放射線に対する耐性が高く、マクロビオタス・アレオラタスは、無水状態のときにX線放射線に対する耐性が高い。[ 33 ] [ 34 ] 。 たとえば、アメリカゴキブリ の50%死亡率を25日後に引き起こすβ線量は5,700 Rだが、3日後に50%死亡率に達するには45,610 Rが必要である。[ 32 ]
野生型C. elegans 個体についてはLD 50 が報告されているが、致死上限は確立されておらず、「測定された最高線量である800 Gyまで、ほぼすべての動物が生存しており、過剰致死の兆候は見られなかった」[ 41 ] 。
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