宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
Compiling the Research Achievements
Project Area | "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE" |
Project/Area Number |
20H05615
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Review Section |
Complex systems
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Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
Principal Investigator |
古川 聡 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 有人宇宙技術部門, 上席研究開発員 (20726260)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2021-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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Keywords | 宇宙 / 無重力 / ストレス / 放射線 / 微生物 / 特殊環境 / 社会医学 / 微小重力 |
Outline of Research at the Start |
月・火星への有人探査計画が進む中、宇宙極限環境での生体変化に関し、無重力、閉鎖環境、宇宙放射線・微生物環境リスクを重点的に取り上げて学際的チームで臨み、分子・細胞レベルからヒトの高次制御まで統合的理解を深め、これらリスクの複合的効果など未知の領域にも挑戦し、宇宙を切口にした新しい研究領域「宇宙に生きる」を創った。得られた知見は、地上の超高齢化・高ストレス社会を克服するための方策として応用できる。
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Outline of Annual Research Achievements |
長期宇宙滞在時、無重力の物理ストレスは筋萎縮や骨密度低下を、閉鎖環境の精神的ストレスは体内リズム不調を、放射線被ばく等の環境リスクはDNA変異等をきたす。有人宇宙探査で超長期宇宙滞在に挑戦する時代にあり、これらは解決すべき課題である。同時にこれら課題への深い理解は、地上の高齢化・ストレス社会における生命維持・恒常性の担保に貢献し、健康長寿社会につながる。 本領域では、11の計画研究と30の公募研究の相乗的展開で下記3プロジェクトに体系化し、地球上の生命体が有する恒常性維持と破綻に関する統一的理解に努めた。成果取りまとめの2020年度に新たに38報の論文が発行された。 1)重力影響による骨・筋・前庭・循環系・免疫機能の恒常性維持と破綻-細胞からモデル小動物、線虫、メダカ、ゼブラフィッシュ、マウスを用いた宇宙実験、過重力実験、さらには宇宙長期滞在の宇宙飛行士の影響などについて研究を進めた。細胞、組織から器官、それらのネットワーク、個体レベルで、それぞれ重力感受と適応応答機構ならびにその分子基盤を特定した。 2)閉鎖環境による「睡眠・心身の恒常性維持と破綻」-主にマウスとヒトを対象にした研究を展開し、重力影響では体循環調節機能に影響が現れるが、閉鎖環境ストレスではその影響はみられず、一方で脳循環調節機能を減弱させること、脳血流の変化、更に新たなストレスマーカー候補を検討した。また、ストレスと関連が深い睡眠・覚醒の領域においては新たな睡眠診断デバイス、不眠症治療薬の評価分析、眠気の分子的実体を捉えるなど世界トップレベルでの研究を展開・達成することができた。 3)微生物や宇宙放射線など外部環境リスクによる「生体の恒常性維持と破綻」-無重力と閉鎖環境を組み合わせた複合影響を研究するため、新規装置開発、メタゲノム解析、蛍光プローブやバイオイメージングなど新たなモニタリングシステムの開発も行った。
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Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(50 results)
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[Journal Article] Myelination during fracture healing in vivo in myelin protein zero (p0) transgenic medaka line2020
Author(s)
Dodo Y, Chatani M, Azetsu Y, Hosonuma M, Karakawa A, Sakai N, Negishi-Koga T, Tsuji M, Inagaki K, Kiuchi Y, Takami M
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Journal Title
Bone
Volume: 133
Pages: 115225-115225
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Effects of N-methyl-D-aspartate receptor antagonist MK-801 (dizocilpine) on bone homeostasis in mice2020
Author(s)
Kiyohara S, Sakai N, Handa K, Yamakawa T, Ishikawa K, Chatani M, Karakawa A, Azetsu Y, Munakata M, Ozeki M, Negishi-Koga T, Takami M
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Journal Title
J Oral Biosci
Volume: -
Issue: 2
Pages: 131-138
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Long-duration spaceflight alters estimated intracranial pressure and cerebral blood velocity2020
Author(s)
Ken-ichi Iwasaki, Yojiro Ogawa, Takuya Kurazumi, Syed M. Imaduddin, Chiaki Mukai, Satoshi Furukawa, Ryo Yanagida, Tomokazu Kato, Toru Konishi, Ari Shinojima, Benjamin D. Levine, Thomas Heldt
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Journal Title
The Journal of Physiology
Volume: 599(4)
Issue: 4
Pages: 1067-1081
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Loss of the conserved PKA sites of SIK1 and SIK2 increases sleep need2020
Author(s)
Park Minjeong, Miyoshi Chika, Fujiyama Tomoyuki, Kakizaki Miyo, Ikkyu Aya, Honda Takato, Choi Jinhwan, Asano Fuyuki, Mizuno Seiya, Takahashi Satoru, Yanagisawa Masashi, Funato Hiromasa
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 10
Issue: 1
Pages: 8676-8676
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Early induction and increased risk of precursor B-cell neoplasms after exposure of infant or young-adult mice to ionizing radiation2020
Author(s)
Hirotaka Tachibana1,3, Takamitsu Morioka1,*, Kazuhiro Daino1, Yi Shang1, Mari Ogawa1, Misuzu Fujita1, Akira Matsuura3,4, Hiroyuki Nogawa3,4, Yoshiya Shimada2,† and Shizuko Kakinuma1,*
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Journal Title
Journal of radiation research
Volume: 61(5)
Issue: 5
Pages: 648-656
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Iron Ladies - How Desiccated Asexual Rotifer Adineta vaga Deal With X-Rays and Heavy Ions?2020
Author(s)
Hespeels B, Penninckx S, Cornet V, Bruneau L, Bopp C, Baumle V, Redivo B, Heuskin AC, Moeller R, Fujimori A, Stephane Lucas, Doninck KV.
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Journal Title
frontiers in Microbiology
Volume: 11
Pages: 1-14
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Space radiation biology for “Living in Space”2020
Author(s)
Furukawa S, Nagamatsu A, Nenoi M, Fujimori A, Kakinuma S, Katsube T, Wang B, Tsuruoka C, Shirai T, Nakamura AJ, Sakaue-Sawano A, Miyawaki A, Harada H, Kobayashi M, Kobayashi J, Kunieda T, Funayama T, Suzuki M, Miyamoto T, Hidema J, Yoshida Y, Takahashi A.
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Journal Title
BioMed Res Int.
Volume: 2020
Pages: 4703286-4703286
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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