月・火星の模擬環境となる国際宇宙ステーション曝露部実験に向けた線虫ライフ実験

• 研究課題/領域番号: 15K11922
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 宇宙生命科学
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016-2017); 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2015)
• 研究代表者: 坂下 哲哉 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 放射線生物応用研究部, 上席研究員(定常) (30311377)
• 研究分担者: 秋山 秋梅 (張秋梅) 京都大学, 理学研究科, 准教授 (00260604) ; 佐藤 達彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (30354707) ; 簗瀬 澄乃 大東文化大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (90249061)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 国際宇宙ステーション / 宇宙線 / 放射線生物学 / 線虫 / 半導体

研究成果の概要

月・火星有人探査を実現するためには、それらの特殊環境（特に放射線）を知ること、及びそれらの特殊環境が生体に与える影響を調べることが重要である。本研究では、国際宇宙ステーションでの月・火星・惑星間空間模擬実験を実現するための様々な基礎研究を実施した。具体的には、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いた宇宙放射線環境の推定、モデル生物線虫を用いた生体指標の重粒子線照射、高酸素と放射線の複合曝露の影響について研究を実施した。その結果、月・火星・地球磁気圏内外での線量と線質の大きな違い、体細胞のオートファジーと高感度遊泳指標を見出すとともに、複合曝露による寿命延長という興味深い結果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] COMPARISON OF COSMIC-RAY ENVIRONMENTS ON EARTH, MOON, MARS AND IN SPACECARFT USING PHITS (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato Tatsuhiko、Nagamatsu Aiko、Ueno Haruka、Kataoka Ryuho、Miyake Shoko、Takeda Kazuo、Niita Koji
  • 雑誌名: Radiation Protection Dosimetry 巻: － 号: 1-4 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1093/rpd/ncx192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impaired p53/CEP-1 is associated with lifespan extension through an age-related imbalance in the energy metabolism of C. elegans (2017)
  • 著者名/発表者名: Sumino Yanase, Hitoshi Suda, Kayo Yasuda, Naoaki Ishii
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 22 号: 12 ページ: 1004-1010
  • DOI: 10.1111/gtc.12540
  • 査読あり
• [雑誌論文] Region-specific irradiation system with heavy-ion microbeam for active individuals of Caenorhabditis elegans (2017)
  • 著者名/発表者名: Michiyo Suzuki, Yuya Hattori, Tetsuya Sakashita, Yuichiro Yokota, Yasuhiko Kobayashi, Tomoo Funayama
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 巻: 58 号: 6 ページ: 881-886
  • DOI: 10.1093/jrr/rrx043
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of hyperoxia and 60Co gamma-ray irradiation on lifespan in the nematode C. elegans (2017)
  • 著者名/発表者名: Sumino Yanase, Michiyo Suzuki, Tetsuya Sakashita
  • 雑誌名: QST Takasaki Annual Report 2016 巻: － ページ: 110-110
• [雑誌論文] FUdR extends the lifespan of the short-lived AP endonuclease mutant in <i>Caenorhabditis elegans</i> in a fertility-dependent manner (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Kato, Masahiro Miyaji and Qiu-Mei Zhang Akiyama
  • 雑誌名: Genes & Genetic Systems 巻: 91 号: 4 ページ: 201-207
  • DOI: 10.1266/ggs.15-00064
  • NAID: 130005450122
  • ISSN: 1341-7568, 1880-5779
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Martian surface radiation environment a comparison of models and MSL/RAD measurements (2016)
  • 著者名/発表者名: D. Matthia, B. Ehresmann, H. Lohf, J. Kohler, C. Zeitlin, J. Appel, T. Sato, T. Slaba, C. Martin, T. Berger, E. Boehm, S. Boettcher, D. E. Brinza, S. Burmeister, J. Guo, D. M. Hassler, A. Posner, S. C. R. Rafkin, G. Reitz, J. W. Wilson, R. F. Wimmer-Schweingruber
  • 雑誌名: J. Space Weather Space Clim 巻: 6 ページ: A13-A13
  • DOI: 10.1051/swsc/2016008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 線虫C. elegansのSODアイソザイム間におけるアミノ酸配列および遺伝子間における塩基配列の相同性解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬澄乃, 金井莉央, 高橋宥妃, 高橋里史, 金丸昂平, 栗原光樹, 石原 圭祐, 高橋利宜, 森山彩花, 岡久優友, 高辻帆乃香, 藤原伸, 大島加奈恵, 石井直明
  • 雑誌名: 大東文化大学紀要 巻: 54 ページ: 17-26
  • NAID: 40020763585
• [雑誌論文] A novel DNA damage response mediated by DNA mismatch repair in Caenorhabditis elegans. Induction of programmed autophagic cell death in non-dividing cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Moriwaki T, Kato Y, Nakamura C, Ishikawa S, Zhang-Akiyama Q-M
  • 雑誌名: Genes & Cancer 巻: 6 号: 7-8 ページ: 341-355
  • DOI: 10.18632/genesandcancer.70
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Quantitative analysis of effects on muscular movements by oxygen exposure and ionizing radiation in Caenorhabditis elegans (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Suzuki, S. Yanase, N. Murakami, T. Funayama
  • 学会等名: 第7回国際放射線神経生物学会
  • 発表場所: ホテル双葉（新潟県、湯沢町）
  • 年月日: 2017-02-09
  • 国際学会
• [学会発表] Comparison of Cosmic-Ray Environments on Earth, Moon, Mars and in Spacecraft Using PHITS, Neutron and Ion Dosimetry Symposium (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, A. Nagamatsu, H. Ueno, R. Kataoka, S. Miyake, K. Takeda, K. Niita
  • 学会等名: NEUDOS13
  • 国際学会
• [学会発表] Epistatic regulation of DAF-16 via p38 MAPK signaling in molecular compensation of sod-genes and lifespan (2017)
  • 著者名/発表者名: Sumino Yanase, Naoaki Ishii
  • 学会等名: 21st International C. elegans Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of Region-Specific Irradiation on Locomotion and Autophagy in C. elegans (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, M. Suzuki, T. Funayama, Y. Kobayashi, Q.-M. Zhang-Akiyama
  • 学会等名: 21st International C. elegans Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 線虫の放射線応答の部位特異性とオートファジーの関与の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山崎晃, 鈴木芳代, 舟山知夫, 小林泰彦, 秋山（張）秋梅
  • 学会等名: 第1回QST高崎研シンポジウム
• [学会発表] 線虫を用いた放射線による全身運動の変化の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山崎晃, 鈴木芳代, 舟山知夫, 小林泰彦, 秋山（張）秋梅
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第31回大会
• [学会発表] 量研高崎研における陽子、重粒子線照射のCR-39を用いた基礎的検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂下哲哉, 永松愛子, 横田裕一郎, 舟山知夫, 倉島俊
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第31回大会
• [学会発表] 放射線照射が線虫の全身運動に及ぼす影響の組織特異性とオートファジーの関与 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山崎晃, 鈴木芳代, 舟山知夫, 小林泰彦, 秋山（張）秋梅
  • 学会等名: 日本放射線影響学会 第60回大会
• [学会発表] 線虫の遊泳指標に与える放射線の影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂下哲哉，山崎晃，鈴木芳代，小野田忍，佐藤達彦，簗瀬澄乃，秋山張秋梅
  • 学会等名: QST高崎サイエンスフェスタ2017
• [学会発表] 線虫における放射線ホルミシスと酸素効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 簗瀬澄乃, 須田斎, 坂下哲哉, 安田佳代, 石井直明
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第59回大会
  • 発表場所: JMSアステールプラザ（広島県、広島市）
  • 年月日: 2016-10-27
• [学会発表] 高線量放射線照射が線虫の全身運動に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎晃、鈴木芳代、舟山知夫、小林泰彦、秋山（張）秋梅
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第59回大会
  • 発表場所: ＪＭＳアステールプラザ（広島県、広島市）
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] 重粒子線照射による線虫の運動機能の変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎晃、鈴木芳代、舟山知夫、小林泰彦、坂下哲哉、秋山（張）秋梅
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第30回大会
  • 発表場所: 愛知医科大学（愛知県、長久手市）
  • 年月日: 2016-10-13
• [学会発表] 線虫の遊泳指標に与える放射線の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂下哲哉，山崎晃，鈴木芳代，小野田忍，佐藤達彦，簗瀬澄乃，秋山張秋梅
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第30回大会
  • 発表場所: 愛知医科大学（愛知県、長久手市）
  • 年月日: 2016-10-13
• [学会発表] Impaired p53/CEP-1 induces lifespan extension through the metabolic transition in Caenorhabditis elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yanase, H. Suda, N. Ishii
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory, Meetings & Courses Program: Mechanisms of Aging
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory (Cold Spring Harbor, NY, USA)
  • 年月日: 2016-09-28
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of high dose radiation on locomotion in Caenorhabdits elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, M. Suzuki, T. Funayama, Y. Kobayashi, Q. Zhang-Akiyama
  • 学会等名: 11th International Congress on Extremophiles
  • 発表場所: Kyoto University（京都府、京都市）
  • 年月日: 2016-09-12
  • 国際学会
• [学会発表] Time Course Analysis of locomotion inhibition by radiation in Caenorhabdits elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Yamasaki, Michiyo Suzuki, Tomoo Funayama, Yasuhiko Kobayashi, Qiu-Mei Zhang-Akiyama
  • 学会等名: The 32th RBC-NIRS International Symposium
  • 発表場所: HOTEL CO-OP INN KYOTO（京都府、京都市）
  • 年月日: 2016-09-01
  • 国際学会
• [学会発表] Impaired p53/CEP-1 induces hormetic lifespan extension through the metabolic transition in C. elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yanase, T. Shoyama, K. Yasuda, H. Suda, N. Ishii
  • 学会等名: C. elegans Topic Meeting: Aging, Metabolism, Stress, Pathogenesis, and Small RNAs
  • 発表場所: University of Wisconsin (Madison, WI, USA)
  • 年月日: 2016-07-23
  • 国際学会
• [学会発表] 線虫における酸化ストレス防御機構が生命維持に及ぼす機序の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎晃
  • 学会等名: 原子力人材育成等推進事業費 機関連携による多面的放射線リスクマネジメント専門家育成 学位論文研究支援 合同報告会
  • 発表場所: 放射線医学総合研究所（千葉県、千葉市）
  • 年月日: 2016-03-25
• [学会発表] 線虫C.elegansを用いた放射線影響の組織的イメージング (2015)
  • 著者名/発表者名: 山崎晃、森脇隆仁、坂下哲哉、秋山(張)秋梅
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第29回大会
  • 発表場所: 帝京大学医学部（東京都板橋区）
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] 線虫経時観察用小型システムの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂下哲哉
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第29回大会
  • 発表場所: 帝京大学医学部（東京都板橋区）
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] Detection and meas-urement of abnormal posture under stress-ful conditions in age-related mutants (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuda, N. Nitta, M. Tamura, M. Suzuki, T. Sakashita, N. Ishii, S. Yanase
  • 学会等名: 20th International C. elegans Meeting
  • 発表場所: LA, USA
  • 年月日: 2015-06-25
  • 国際学会
• [学会発表] Space Radiation Dosimetry in Kibo Module, Part II: Simulation (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, A. Nagamatsu, K. Takeda, K. Niita, M. Puchalska, and L. Sihver
  • 学会等名: Space Radiation and Heavy Ions in Therapy Symposium 2015
  • 発表場所: あべのハルカス（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-05-22
  • 国際学会