日本大百科全書(ニッポニカ)「放射線生物学」の解説
放射線生物学
ほうしゃせんせいぶつがく
radiation biology
放射線の生物作用を分子、細胞、個体のレベルで調べることによって生命現象を解明しようとする学問をいう。放射線の人間に対する影響は、X線が発見されたときから注目されたが、医学で診断や治療に利用されるようになると、使用者の被曝(ひばく)による障害も著しくなり、生物作用の研究が要望された。1927年、H・J・マラーがX線によってショウジョウバエに人為的突然変異を誘発させることに成功してからは、放射線は有用な突然変異を得る手段として育種に利用されるようになるとともに、遺伝というきわめて生物学的な現象解明の有力な手段として注目されるようになった。原子力時代に入って、原爆や核実験による障害の究明と医療対策が進められている。さらに放射線が医療に、産業に、発電に、社会的に広く利用されるようになると、被曝の危険も高まるので、その障害の実態を解明し危険を防止する基礎となる放射線生物学は、原子力時代においてその社会的責任を果たさねばならないものとなっている。
放射線生物学の研究対象となる放射線は、紫外線、X線、γ線(ガンマせん)などの電磁波や、高速荷電粒子、中性子などである。これらの放射線は赤外線や可視光線と異なり、その光子または粒子のもつエネルギーがきわめて高いので、細胞が照射されると細胞内分子はイオン化されるかまたは励起状態になり、その結果吸収される放射線のエネルギーがいかにわずかでも、その量に応じた化学変化がおこる。このような変化は細胞成分に均一におこるが、生体分子のうちで生命の発現と維持に重要な役割をもつ生体高分子、とくに遺伝子DNA（デオキシリボ核酸）におこる変化は細胞の機能に重大な影響を及ぼし、いかにささいな変化でも細胞は細胞死や発癌(がん)などの致命的な障害を受ける。
近年、細胞の放射線感受性の研究から、放射線抵抗性の細胞は放射線によるDNAの損傷を修復する能力があり、この修復は細胞に存在する酵素によっていることが明らかになった。酵素の生成は遺伝子に支配されているので、放射線抵抗性は、生物が放射線環境下での進化の過程で獲得した能力と考えられている。また放射線による細胞の変異は、この修復の際の誤りによると考えられるようになった。
多細胞からなる成長した動物個体では、多くの器官が機能を分担してその個体を維持している。このうち造血器官、消化器官、生殖器官、皮膚など細胞再生系といわれる器官は、その主要な機能を果たす細胞が絶えず分裂をして補給され、したがって放射線に対する感受性が高い。このような個体に放射線が当たると、個体の全細胞、全器官に一様に線量に応じたエネルギーが吸収されても、個体維持により重要な働きをしている前記の細胞再生系器官が著しい障害を受ける。これが致命傷となって造血障害、腸障害などによる個体死がおこったり、生殖障害や遺伝障害がおこる。このように放射線生物学の研究によって、細胞および多細胞個体の生命維持の機構や突然変異の機構が明らかになってきている。
［代谷次夫］