Analysis of intercellular network of individual organisms using local paint microbeam irradiation
| Project/Area Number |
21K12247
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63020:Radiation influence-related
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
舟山 知夫 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 上席研究員 (40354956)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 芳代 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 放射線生物応用研究部, 主幹研究員 (10507437)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | マイクロビーム / 生物照射技術 / 高LET / 重イオン / 線虫 / 細胞ネットワーク / 個体機能 / 放射線影響 |
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| Outline of Research at the Start |
生体試料の一部を、細く絞った放射線で狙い照射するマイクロビーム照射技術は、放射線誘発バイスタンダー効果や、個体の局部照射効果を解明する研究に貢献してきた。このマイクロビーム照射技術を用いて、生物個体の細胞ネットワーク解析研究を実現することを目的に、精細なビームスポットを形成する集束式マイクロビーム装置で、個体の1細胞への高精度な「点」の照射や、任意な形状で個体の局部を均一線量で塗りつぶす「面」の照射を実現する照射技術を開発する。開発した技術を用いて、線虫個体の局部を照射し、細胞ネットワーク解明実験を行うことで、新たな科学的知見を突き止め、マイクロビームを用いた次世代の生命科学研究を創出する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
局部的な放射線被曝に対する生物個体の応答は、分子メッセージング機構で情報を伝達する細胞ネットワークを介して様々な細胞に影響が波及するため、全身被曝の応答の解析で得られた知見からだけでは、その全貌を明らかにすることが難しい。個体における照射部位以外の領域への照射影響の波及であるアブスコーパル効果(個体内でのバイスタンダー効果)はその好例である。生体試料の一部を、 細く絞った放射線で狙い照射するマイクロビーム照射技術は、この個体の局部照射効果を解明する研究に極めて有効である。そこで、本研究では、精細なビームスポットを形成できる集束式マイクロビーム装置を用い、個体の1細胞への高精度な「点」と、任意な形状で個体の局部を均一線量で塗りつぶして照射する「面」の両方の照射を実現する照射技術を開発することを目的とする。
2022年度は、2021年度の研究で開発したマイクロビームを用いた任意形状の「面」照射を実現する基盤技術を、マイクロビーム照射システムに組み込んだ。この照射システムを用いて、任意の形状および線量を指定した照射をイオン飛跡検出プラスチックCR-39に対して行い、ヒットした飛跡をアルカリ処理で可視化し分布を観察した。その結果、照射したイオンがCR-39上に指定した形状および線量でヒットしたことを確認した。このことから、マイクロビームを用いた生物個体試料の局部塗りつぶし照射技術の確立に成功したと判断した。
最終年度となる2023年度は、この照射技術を用いて生物個体の一部への塗りつぶし照射を行い、生物個体の局部照射効果への生物応答の解明を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2022年度の研究で、マイクロビームを用いて試料の一部を任意の形状及び線量で正確に照射する技術を確立した。本研究の目的は、この技術を用いて個体の局部照射効果解析を実現することであるため、最終年度である2023年度に向けて研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度の研究で、確立した試料の一部を正確に照射する技術を用いて、局部照射した生物個体における細胞ネットワークの応答を解析する。この実験を通じて、従来の手法では明らかにできなかった細胞ネットワークの応答メカニズムを解明し、当該技術の有効性を実証する。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
