2020 Fiscal Year Research-status Report
乾燥を選択圧とした適応進化実験による放射線耐性細菌の放射線耐性能の進化機構の解明
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20K12160
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
齊藤 毅 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (10274143)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 放射線耐性細菌 / 放射線耐性機構 / 生体防御機構 / γ線 / 電離放射線 / 大腸菌 / 進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、適応進化実験により電離放射線に対し高い抵抗性を有する大腸菌を作出し、その性状を解析することにより、細菌および生物一般の放射線耐性機構およびその進化の機構を解明することである。本年度は、γ線を選択圧とした適応進化実験によりγ線耐性大腸菌の作出を行い、進化の過程を解析することにより以下の成果を得た。
1）γ線に対する大腸菌の感受性を高い再現性をもって評価できる照射実験条件を検討し、その条件において大腸菌にγ線を照射し、生き残った細胞集団を増殖させ、さらにγ線を照射するという選択操作を20回繰り返す実験室内適応進化実験を行った。その結果、野生型大腸菌と比較してγ線に対し7.9倍の耐性を有する放射線耐性進化大腸菌集団が得られた。
2）本適応進化において、選択回数5回まではγ線に対する耐性に変化がなかったが、6回以降の選択操作によってその耐性が漸次的に上昇した。このことより、本適応進化においては多くの遺伝的な変化が関与していることが明らかとなった。
また、電離放射線の生物影響の基礎的知見を得るため、DNA溶液、ほ乳類培養細胞等に種々の電離放射線を照射し、その影響の解析も行った。
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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
本研究の目的は、適応進化実験により電離放射線に対し高い抵抗性を有する大腸菌を作出し、その性状を解析することにより、細菌および生物一般の放射線耐性機構およびその進化の機構を解明することである。
本年度は、γ線を選択圧とした適応進化実験により野生型大腸菌と比較してγ線に対し7.9倍の耐性を有する放射線耐性進化大腸菌の作出に成功し、その進化の過程の解析を進めることができた。さらに、進化大腸菌の放射線耐性機構解明のための遺伝子解析に係わる試薬、物品、外部委託作業の発注などを既に行っている。このため「おおむね順調に進展している」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究によって、γ線を選択圧とした適応進化においてγ線耐性の上昇には多くの遺伝的な変化が関与していることが明らかとなった。そこで今後、進化放射線耐性大腸菌の全ての遺伝子の発現状態を解析し、野生型大腸菌のそれと比較することにより、本実験で確認された進化にどのような遺伝的な変化が関与しているのかを明らかにし、その放射線耐性機構の解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
理由：本年度は、γ線を選択圧とした適応進化実験によりγ線耐性大腸菌の作出を行い、進化の過程の解析を行った。本年度行ったこれらの実験は、主に既に購入していた物品、試薬等によって遂行することが可能であったため、次年度使用額が生じた。
使用計画：次年度は、本年度の実験によって得られた進化放射線耐性大腸菌の全ての遺伝子の発現状態を解析し、野生型大腸菌のそれと比較する実験を行う。この実験を遂行するため、次年度の研究費は各種解析用試薬、細胞培養用試薬、プラスチック器具、ガラス器具等の購入費、および解析外注費として使用する予定であり、その一部は既に発注済みである。
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