2022 Fiscal Year Annual Research Report
Toxicological significance of metal biogenic nanoparticles
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21H04920
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
小椋 康光 千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (40292677)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 紀行 千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (10376379)
福本 泰典 千葉大学, 大学院薬学研究院, 講師 (10447310)
田中 佑樹 千葉大学, 大学院薬学研究院, 助教 (50824041)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| Keywords | ナノ粒子 / テルル / 高時間分解型ICP-MS / 活性硫黄 / グルコン酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な用途のために化学的に合成されたナノ粒子が、生体や細胞に対してどのような影響を及ぼすかという観点の毒性学的研究、すなわち外来性のナノ粒子の毒性研究は、これまで数多くなされてきた。しかし、毒性が高いとされている水溶性の金属元素が動物細胞に曝露された場合、元素状つまり不溶性のナノ粒子を形成し、生体分子との相互作用を低下させることにより、解毒を図るという機構が動物細胞にも存在することが明らかになりつつある。本来、動物は生活環境に合わせて、環境から曝露される化学物質を代謝し、排泄するという解毒を行っているが、細胞内でナノサイズの不溶性含金属粒子（バイオジェニックナノ粒子）を生成し、必ずしも排泄を伴わない毒性の低減という代謝機構の存在を示唆するという毒性学のパラダイムシフトを目指して、その機構を明らかにしていくことが本研究の目的である。本年度は、テルルという産業上有用な半金属元素のバイオジェニックナノ粒子生成の機構の一端を明らかにした。また、長年懸案となっていた植物内でのテルルの主要代謝物の同定についても検討し、成果を得た。
単細胞藻類、高等植物及び動物細胞といった生物種を越えてテルルのナノ粒子が生成するが、その詳細な機構については明らかとなっていなかった。本研究において、培養細胞を用いて、テルルのナノ粒子が生成する機構を明らかにした。現在、論文を執筆中である。
また植物体内での主要なテルル代謝物の同定にも成功し、これについても現在論文を執筆中である。
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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
前年度にセレンと水銀によって形成されるナノ粒子の生成機構について解析を行ったが、今年度に主に取り組む予定であったテルルのナノ粒子形成についても想定した通りの成果が得られたため、「おおむね順調に進展している。」と自己点検評価を行った。
特に、テルルバイオジェニックナノ粒子の生成に関わる生体内の因子の特定や未知代謝物の同定などついては、当初の想定を上回る成果を挙げることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
様々な用途のために化学的に合成されたナノ粒子が、生体や細胞に対してどのような影響を及ぼすかという観点の毒性学的研究、すなわち外来性のナノ粒子の毒性研究は、これまで数多くなされてきた。しかし、毒性が高いとされている水溶性の金属元素が動物細胞に曝露された場合、元素状つまり不溶性のナノ粒子を形成し、生体分子との相互作用を低下させることにより、解毒を図るという機構が微生物、植物、動物に渡り普遍的に存在することを明らかにしつつある。本来、微生物、植物あるいは動物は生活環境に合わせて、環境から曝露される化学物質を代謝し、排泄するという解毒を行っているが、生命体がナノサイズの元素を生成し、必ずしも排泄を伴わない毒性の低減という代謝機構の存在を示唆するという毒性学のパラダイムシフトを目指して、最終年度にはさらにその機構の詳細を明らかにしていくことを想定している。
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[Presentation] AtBOR1 in tapetum cells transports boron to support pollen development2022
Author(s)
Takano, J., Muro, K., Yoshinari, A., Matsumoto, M., Yamasaki, A., Tanaka, Y. and Ogra, Y.
Organizer
IPNC2022
Int'l Joint Research
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