2016 Fiscal Year Research-status Report
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16KT0079
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
横谷 明徳 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 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (10354987)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
服部 佑哉 東京工業大学, 工学院, 助教 (30709803)
今岡 達彦 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 放射線影響研究部, チームリーダー(定常) (40356134)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2019-03-31
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| Keywords | 放射線 / ストレス応答 / 分子スイッチング / Ｘ線マイクロビーム / 細胞周期 / カルシウム振動 / 細胞競合 / 放射線適応応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、放射線ストレスに対して応答する細胞及び細胞集団をモデル系として選び、“生命らしさ”を特徴づける非線形な生体応答が現れるメカニズムの解明を目指すことにある。放射線に対する細胞応答には、1＋1＝2とならない様々な非線形な現象が見られる。本年度は、そのような細胞応答の中でも放射線により変異した細胞が周囲の健全な細胞集団から積極的に排除される仕組みである、細胞競合の機構を明らかにするための実験系の構築を行った。高エネルギー加速器研究機構・放射光実験施設（フォトンファクトリー）において、マイクロビームを細胞集団に照射するための実験課題を申請し採択された。この課題を実施し、3次元培養したHeLa-Fucci細胞やマウス精巣細胞集団などをモデル試料とし、これらにマイクロビーム照射するための試料環境や照射器具のセットアップ、照射の手順、及び照射後の試料に対する顕微鏡下におけるライブセル観察方法を様々に検討し実験条件をほぼ確立することができた。一方、細胞周期チェックポイントに関するタンパク質の発現状態及びこれらのリン酸化状態をライブセル観察するための準備も進めた。試薬類と生化学的な機器類を整備するとともに、Chk1, Chk2によるCdc25の不活性化を含むネットワーク反応について数式化したモデルの検討を行った。さらに、放射線適応応答現象と細胞内カルシウムイオン濃度の振動現象に相関があることが新たに予想され、これらについても実験とモデルの両面から検討を開始した。
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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
実験面では、放射光Ｘ線マイクロビームの課題が採択され、3次元培養細胞系に対する実験が開始された。また細胞周期制御に関する生化学的な実験環境とライブセル観察に関わる機器類は、本科研費の予算執行により順調に整備が進んでいる。一方、理論面では過去の実験データに合うような、Chk1, Chk2によるCdc25の不活性化を含むネットワーク反応のモデル化の検討を進めている。以上のように、研究は概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の結果をもとに、次年度も予定通りに研究を進める。また課題申請時には考慮されていなかった新しいテーマとして、低線量放射線の前照射により細胞がその後の放射線照射に対して抵抗性を獲得する「放射線適応応答現象」に注目して行く。放射線適応応答は、一定レベルの低線量放射線が生体へ与える影響のリスクを増加させるのではなく、逆に低減する方向に働くため従来より注目されきた現象である。この現象には、低線量被ばくによるIP3を介したシグナル系が関与していることが指摘されている。一方、細胞内の小胞体の膜上にあるチャンネルタンパク質の一つであるIP3レセプターから放出されるカルシウムイオンの濃度が、負のフィードバックループを形成することで振動することが知られている。この振動モードは、神経細胞における興奮の伝達に関係しており、これまで別の研究分野で扱われてきたテーマが相互に関連する可能性が浮上しつつある。そこでこのカルシウム振動が放射線適応応答にはやす薬理割の解明も、新たなターゲットとして実験と理論の両面から取り組む予定である。
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| Causes of Carryover |
いくつかの実験消耗品類について、見積もりよりも購入の際の値引きが大きかったため差額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
この差額は516円と過剰な金額ではなく、次年度の消耗品購入に充当して使用する。
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