2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K14291
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
坂東 昌子 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (20025365)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
真鍋 勇一郎 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50533668)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 数理モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.多様な生物種に共通する因子と特性を表す因子の識別・放射線に対する感受性：従来より生物種の特性である塩基数と相関があるという指摘があったが、現代のデータで確認したところ、やはり相関があることが確認された。・自然突然変異発生頻度の等価放射線量：マウスとショウジョウバエのモデルについては中立進化速度と桁が一致することを確認した。・放射線治療や修復機能の評価：この事項については線量率に比例しない定数項は自然突然変異発生頻度に関係することが確認された。
2.ヒトの線量・線量率効果係数の推定・線量・線量率効果係数（DDREF）の算出：ヒトとマウスが放射線に対する耐性がほぼ同じと仮定し、マウスにより決定されたパラメータを使ってヒトの相対リスク上昇率を計算した。その結果、10 Gy/yの放射線照射を行ったの場合、突然変異発生頻度は照射しない場合の2倍になることが分かった。他にも1 Gy/y, 0.1 Gy/y, 0.001 Gy/y の場合を調べたところ、0.1の割合で増加、0.01の割合で増加 0.001倍の割合で増加することが分かった。これにより、線量・線量率効果係数は線量率によりかなり異なることが分かった。更に従来のような定数ではなく、線量率によって変化する連続関数である可能性が示唆された。・疫学から推定された線量率効果の推定との比較検討：ガンと突然変異の関係を調べた結果、諸説紛々であることが分かり、今後も議論することになった。・分割照射の定式化と応用：WAM理論の数学形式を使って、放射線の照射を断続的に行った場合の数式の定式化を実施した。また、マウスの場合のパラメータを使って突然変異発生頻度の時間変化の計算を実施した。また、検討の結果、ガンの放射線治療の場合は高線量率での照射になるが、その場合は、現在WAM理論で考慮しているものとは別の要因を考慮しなくてはいけないことが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ガン発生のメカニズムに諸説あり過ぎたため、モデルの適用が困難であった。我々は現在までに突然変異の計算には成功し、パラメータの既存の重要な物理量との関係付けにも成功しているので、突然変異とガンを関係付ければ適用が容易と当初は考えていたが、ガンについてはArmtage dollモデルと言う既存の統計モデルもしくは20個ものパラメータを含む連立微分方程式のみが存在することは確認したものの、どちらも物理モデルとは言いがたく、我々の研究に生かすことは出来なかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
・人力を増やす
１．遺伝学の専門家の参加：遺伝学の専門家や計算物理学の専門家に新たに研究に参入してもらうことを画策し、議論をしていたところ、平成28年度からは本格的に研究に参入くれることとなった。遺伝学の助言者と計算にきわめて優れた専門家が参画してくれることで研究が加速されると思われる。
２．理論物理学者の参加：計算物理学を行っており、従来の専門である核物理だけではなく遺伝的アルゴリズム等幅広い興味を持つ専門家が参画することになった。実際に計算をする研究者を増やすことで研究が加速されると思われる。
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| Causes of Carryover |
想定よりも本を買わなかったため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
より本を買うもしくは旅費にあてる
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[Presentation] 自然突然変異と生命の進化速度2016
Author(s)
坂東昌子, 真鍋勇一郎, 和田隆宏, 角山雄一, 中島裕夫
Organizer
日本物理学会 第71回年次大会（2016年）
Place of Presentation
東北学院大泉キャンパス（宮城県仙台市）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] Study of biological effects of long-term exposure to low dose-rate radiation with Whack-A-Mole model2015
Author(s)
Takahiro Wada, Yuichiro Manabe, Issei Nakamura, Yuichi Tsunoyama, Hiroo Nakajima, and Masako Bando
Organizer
YITP International Workshop: Biological & Medical Science based on Physics: Radiation and phyiscs, Physics on medical science, Modeling for biological system
Place of Presentation
Panasonic Hall at the Yukawa Memorial Building, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(Kyoto,kyoto)
Year and Date
2015-11-05 – 2015-11-07
Int'l Joint Research
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[Presentation] Challenge to use the Concept, Dose Rate instead of Total Dose2015
Author(s)
Masako Bando, Yuichiro Manabe, Takahiro Wada, Yuichi Tsunoyama, Hiroo Nakajima
Organizer
YITP International Workshop: Biological & Medical Science based on Physics: Radiation and phyiscs, Physics on medical science, Modeling for biological system
Place of Presentation
Panasonic Hall at the Yukawa Memorial Building, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(Kyoto,kyoto)
Year and Date
2015-11-05 – 2015-11-07
Int'l Joint Research
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[Presentation] 突然変異率と生命の進化2015
Author(s)
坂東昌子,真鍋勇一郎,和田隆宏,中島裕夫,角山雄一
Organizer
日本物理学会 2015年秋季大会
Place of Presentation
関西大学千里山キャンパス（大阪府吹田市）
Year and Date
2015-09-16 – 2015-09-19
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[Book] 放射線 必須データ32:被ばく影響の根拠2016
Author(s)
田中司朗 (著, 編集), 角山雄一 (著, 編集), 中島裕夫 (著, 編集), 坂東昌子 (著, 編集), 一瀬昌嗣 (著), 宇野賀津子 (著), 口羽文 (著), 田栗正隆 (著), 竹内文乃 (著), 中村清一 (著), 樋口敏広 (著), 廣田誠子 (著), 松田尚樹 (著), 真鍋勇一郎 (著)
Total Pages
248
Publisher
創元社
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