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Analyses of abnormal physiological responses induced by stable resin nanoparticles and its species spectrum

Research Project

Project/Area Number 19K12422
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 64040:Social-ecological systems-related
Research InstitutionKochi University of Technology

Principal Investigator

Ohama Takeshi  高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (00194267)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 林 八寿子  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20228597)
右手 浩一  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (30176713)
青木 裕一  東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 助教 (40747599)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsシアノアクリレート / ナノ粒子 / 微細プラスチック / 増殖阻害 / 生分解性 / 活性酸素種 / 薬剤耐性 / 細胞増殖阻害 / 細胞死誘導 / 樹脂系 / 樹脂製ナノ粒子 / 遺伝子発現変化 / クラミドモナス / プラスチックナノ粒子 / 藻類 / トレボウクシア藻 / アポトーシス / トランスクリプトーム解析 / 微細藻
Outline of Research at the Start

申請者は、難分解性であるnano サイズのプラスティック粒子が、micro サイズのプラスティックでは起きない深刻な別の問題を引き起こす可能性を見出した。nano サイズのプラスティック粒子が微細藻に対して、細胞死を誘導する事実である。micro プラスティックも、機械的破砕・化学的分解でnano サイズのプラスティック粒子にまで小さくなる。海洋中のナノ粒子が、ある濃度を超えた時に、微細藻の細胞死が効率よく誘導される可能性があり、深刻な環境負荷となる。どのような性質のnano プラスティック粒子が、どのような機構で微細藻を殺すのかを明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Isobutylcyanoacrylate nano particle (iBCA-NP), ethyl particles (ECA-NP), methyl particles (MCA-NP), and isopropyl particles (iPCA-NP) were prepared using Tween 80. The growth inhibitory potential of these particles was tested using bacteria, yeasts, and green algae. iBCA-NPs often showed the weakest cell growth inhibitory potential, and ECA-NPs showed the greatest cell death inducing potential against the greatest tested species. iPCA-NPs were effective in several green algae, where iBCA-NPs and ECA-NPs' exposure had no effect on growth at all.
In some cases, the effects of nanoparticle exposure were quite different even among closely related species.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シアノアクリレート系ポリマーから構成されたナノ粒子は,野外環境において迅速に分解される。しかも藻類,細菌,酵母などの幅広い種について活性酸素種(ROS)の発生を促すことで,細胞増殖阻害を引き起こす。また,その強さは原材料であるシアノアクリレート・モノマーによって異なる。しかも,動物等には毒性がない事が報告されている。そのため,適当なモノマーを選択することにより,意図する微細生物種の繁殖を一定程度の期間抑制する事が可能である。その作用機構は,従来の抗生剤とは全く異なるため,薬剤耐性を示すような微細生物種にも有効である。このように新規な増殖阻害剤としての利用が見込める。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Bina Nusantara University(インドネシア)

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] Indonesian Institute of Sciences(インドネシア)

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] A resin cyanoacrylate nanoparticle as an acute cell death inducer to broad spectrum of microalgae2021

    • Author(s)
      Al-Azab Ayat J.S.、Widyaningrum Dwiyantari、Hirakawa Haruna、Hayashi Yashuko、Tanaka Satoshi、Ohama Takeshi
    • Journal Title

      Algal Research

      Volume: 54 Pages: 102191-102191

    • DOI

      10.1016/j.algal.2021.102191

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Molecular Genetic Tools and Emerging Synthetic Biology Strategies to Increase Cellular Oil Content in Chlamydomonas reinhardtii2019

    • Author(s)
      Kong Fantao、Yamaoka Yasuyo、Ohama Takeshi、Lee Youngsook、Li-Beisson Yonghua
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 60 Issue: 6 Pages: 1184-1196

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz022

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] アクリルナノ粒子が示す広範囲な殺藻2019

    • Author(s)
      大濱 武,Dwiyantari Widyaningrum,林 八寿子,小松 千景,飯田 大介,近森 洋二,
    • Journal Title

      クリーンテクノロジー

      Volume: 29 Pages: 1184-1196

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Acutely induced burst ROS generation and cell death on broad algal species by resin hanoparticle exposure2019

    • Author(s)
      A.Alazab, D. Wieyaningrum, Y. Hayashi, T.Ohama
    • Organizer
      5th Int. National Volvox conference
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-12-25  

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