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植物にバイスタンダー効果は存在するか?

Research Project

Project/Area Number 18710050
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Risk sciences of radiation/Chemicals
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

横田 裕一郎  Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, 任期付研究員 (30391288)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords高等植物 / タバコBY-2細胞 / 放射線 / DNA2本鎖切断 / 細胞周期チェックポイント / 微小核 / ゲノム不安定性 / バイスタンダー効果 / BY-2 / ヒストンH2AX / 重イオン / LET
Research Abstract

【背景と目的】これまで、高等植物における放射線影響メカニズムは十分に理解されていなかった。そこで本研究では、植物細胞における放射線の照射効果と照射細胞から非照射細胞へ伝達されるバイスタンダー効果の有無について調査した。【実験方法】タバコ培養細胞BY-2株に60Coγ線あるいは18.3MeV/u炭素イオンを照射した。照射後、細胞を新鮮な培地に移し変えて、15分間から4週間まで培養を続けた。細胞を適宜分取して、増殖率の測定、パルスフィールドゲル電気泳動法によるDNA2本鎖切断(DSB)の定量、フローサイトメトリーによる細胞周期の解析、顕微鏡観察による微小核頻度ならびに分裂指数の測定を行った。【結果と意義】1.植物細胞として初めてDSB修復効率を定量した。タバコ細胞のDSB修復効率は哺乳動物細胞と同程度で、タバコ細胞の放射線耐性に対する修復効率の貢献度が低い可能性を示した。2.照射24時間後にG2/M期で細胞周期が一過性に停止、48時間後にリリースされた。一方、微小核頻度は48時間後に最大となり、細胞周期チェックポイントとDNA修復機構との非同期性が予想された。3.照射4週間後まで、微小核頻度の有意な上昇と増殖率の低下が認められた。これは、放射線が植物細胞にゲノム不安定性を誘発することを示す、初の証拠である。4.細胞集団の0.01から10%が照射細胞になるように、炭素イオン照射細胞と非照射細胞を混合、あるいは、マイクロビーム照射した後、細胞周期がG2/M期で一過性停止した細胞割合、微小核頻度および増殖率を測定したが、照射細胞の割合から予想される照射効果を上回る効果は検出されなかった。このことから、植物細胞ではバイスタンダー効果が無いか、哺乳動物細胞とは作用機序が異なる可能性が考えられた。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2007

All Journal Article (2 results) Presentation (4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 高等植物の放射線耐性メカニズム-タバコBY-2培養細胞におけるDNA損傷とその修復から見えてくること-2007

    • Author(s)
      横田裕一郎
    • Journal Title

      放射線生物研究 42

      Pages: 402-415

    • NAID

      40015788848

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Initial yields of DNA double-strand breaks and DNA fragmentation patterns depend on linear energy transfer in tobacco BY-2 protoplasts irradiated with helium, carbon and neon ions2007

    • Author(s)
      Yuichiro Yokota
    • Journal Title

      Radiation Research 167・1

      Pages: 94-101

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Rejoining of DNA double-strand breaks and clastogenic effects in higher-plant tobacco cells irradiated with gamma rays2007

    • Author(s)
      Yuichiro Yokota
    • Organizer
      13th International Congress of Radiation Research
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 高等植物タバコ細胞におけるDNA2本鎖切断修復の定量解析2007

    • Author(s)
      横田裕一郎
    • Organizer
      第2回高崎量子応用研究シンポジウム
    • Place of Presentation
      群馬県高崎市
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 高等植物における放射線影響研究と今後の展望2007

    • Author(s)
      横田裕一郎
    • Organizer
      フォトンファクトリー研究会「マイクロビーム細胞照射装置を用いた放射線に対する細胞応答に関するワークショップ」
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物細胞への放射線影響のLET依存性2007

    • Author(s)
      横田裕一郎
    • Organizer
      日本放射線影響学会第50回大会
    • Place of Presentation
      千葉県千葉市
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] 放射線と産業 第116号2007

    • Author(s)
      横田裕一郎
    • Publisher
      財団法人 放射線利用振興協会
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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