2015 Fiscal Year Research-status Report
月・火星の模擬環境となる国際宇宙ステーション曝露部実験に向けた線虫ライフ実験
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15K11922
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
坂下 哲哉 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (30311377)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 秋梅 (張秋梅) 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00260604)
佐藤 達彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (30354707)
簗瀬 澄乃 大東文化大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (90249061)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 国際宇宙ステーション / 宇宙線 / 放射線生物学 / 線虫 / 半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、モデル生物線虫を用いて、将来、国際宇宙ステーション（ISS）の人口重力発生装置と組み合わせた『月・火星環境を模擬した線虫ライフ（サイエンス）実験』を実現するための様々な基礎研究を実施することを目的とする。具体的には、①宇宙放射線環境の推定、②各種生体指標の線質依存性評価、③宇宙実験を目指した実験機材の開発を行う。各テーマについて、平成27年度は以下の成果を得た。
①宇宙放射線環境の推定：粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いてISS軌道及び火星表面における宇宙線環境を模擬した線量推定計算を実施し、測定値とよく合うことを確認できた。この成果を、国際学会及び国際誌にて発表した。
②各種生体指標の線質依存性評価：組織・細胞レベルの指標として、細胞死についてアクリジンオレンジによる染色系を、オートファジーについてlgg-1遺伝子配列と緑色蛍光タンパク質(GFP)の融合配列を導入した線虫を構築し、酸化剤の影響を調べ、その結果を国際誌に発表した。また、高酸素曝露と放射線被ばくの複合影響を解析する実験系の概念設計を完了し、実験系を構築した。
③宇宙実験を目指した実験機材の開発：市販物品を用いた観察システムのコンセプトモデルを作成し、国内学会にて発表した。しかし、JAXAにてISS搭載可能な観察システムが最近開発されたため、今後は、JAXAシステムに沿って研究を進める。
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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
本研究は、３つのテーマ、①宇宙放射線環境の推定、②各種生体指標の線質依存性評価、③宇宙実験を目指した実験機材の開発、にて研究を進めている。
①宇宙放射線環境の推定については、最終目的であるISS、月、火星の宇宙放射線環境の推定の内、ISS、火星について成果を挙げることができたため、当初の計画以上に進展している。
②各種生体指標の線質依存性評価については、DNA損傷、酸化ストレス応答を解析するための指標（アクリジンオレンジ染色系、lgg-1遺伝子導入線虫）を構築し、それらの指標を用いて成果を得ることができた。また、高酸素曝露と放射線被ばくの複合影響の解析については、平成27年度は概念設計を目標としていたが、さらに進んで実験系の構築まで達成できた。以上より、本テーマについても、当初の計画以上に進展している。
③宇宙実験を目指した実験機材の開発については、市販物品を用いた観察システムのコンセプトモデルを作成し、国内学会にて発表したが、JAXAにてISS搭載可能な観察システムが最近開発されたことがわかり、今後は、JAXAシステムに沿って研究を進めるため、本研究テーマは、来年度は廃止し、②の指標をあらたに増やすことを計画した。本テーマは当初予期していないものとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、本研究について２つのテーマ、①宇宙放射線環境の推定、②各種生体指標の線質依存性評価、について、以下の方針に沿って研究を進める。
①宇宙放射線環境の推定については、計算ジオメトリをより精緻化するとともに、任意の軌道上における銀河宇宙線フラックス計算手法を確立し、最終目的であるISS、月、火星の宇宙放射線環境の推定コードの完成を目指す。
②各種生体指標の線質依存性評価については、引き続き、DNA損傷、酸化ストレス応答を解析するための指標（アクリジンオレンジ染色系、lgg-1遺伝子導入線虫）を用いた解析、及び、高酸素曝露と放射線被ばくの複合影響の解析を実施するとともに、新たにISS搭載可能なJAXAシステムで実施可能な線虫の遊泳指標の実験系構築を目指す。加えて、宇宙放射線として重要な炭素線、陽子線の実験系を構築する。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた宇宙実験用器材の開発項目において、JAXAにて開発された機器を使用することにより、本研究の目的が達成できるため、研究開発費用を削減できた。また、高酸素曝露実験系についても、既存の装置を組み合せることにより達成できたため、同じく、研究開発費用を削減できた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額については、研究テーマに新たに加えた新指標の解析実験系の構築等に使用するとともに、研究内容のさらなる進展、研究打ち合わせ、研究発表に使用する。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] The Martian surface radiation environment a comparison of models and MSL/RAD measurements2016
Author(s)
D. Matthia, B. Ehresmann, H. Lohf, J. Kohler, C. Zeitlin, J. Appel, T. Sato, T. Slaba, C. Martin, T. Berger, E. Boehm, S. Boettcher, D. E. Brinza, S. Burmeister, J. Guo, D. M. Hassler, A. Posner, S. C. R. Rafkin, G. Reitz, J. W. Wilson, R. F. Wimmer-Schweingruber
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Journal Title
J. Space Weather Space Clim
Volume: 6
Pages: A13
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] 線虫C. elegansのSODアイソザイム間におけるアミノ酸配列および遺伝子間における塩基配列の相同性解析2016
Author(s)
簗瀬澄乃, 金井莉央, 高橋宥妃, 高橋里史, 金丸昂平, 栗原光樹, 石原 圭祐, 高橋利宜, 森山彩花, 岡久優友, 高辻帆乃香, 藤原伸, 大島加奈恵, 石井直明
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Journal Title
大東文化大学紀要
Volume: 54
Pages: 17-26
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