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クラスターイオンの生物試料に対する照射効果

研究課題

研究課題/領域番号 17K05133
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 量子ビーム科学
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

長谷 純宏  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) (70354959)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードクラスターイオン / 枯草菌 / 致死効果 / 突然変異 / 放射線 / クラスタービーム
研究成果の概要

これまで生物照射に利用されたことのないクラスターイオンビームの生物効果について、枯草菌の胞子を生物材料のモデルとした評価を実施した。枯草菌の胞子を凍結乾燥と結露処理によってシリコンウェハの小片上にほぼ単層に配置した試料を作製した。試料を真空チャンバー内で照射し、生存率を調査した。2MeV H2+は1MeV H+に対して、入射原子数あたりの致死効果がやや低く、致死効果に関して負のクラスター効果が示唆された。1MeV H+と2MeV H2+を照射した菌株の全ゲノム解析から、誘発される突然変異の特徴に差異がある可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、クラスターイオンビームの微生物胞子への照射方法を確立し、生物効果に関して世界で初めて“クラスター効果”を示唆する結果を得た。「クラスター数」という新たな要素を生物影響研究に導入することで、従来の単原子イオンでは達成できない空間的分布を持つエネルギー付与が可能となり、本研究を起点として、量子ビーム生物影響の線質依存性に関する様々な研究への波及効果が期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うちオープンアクセス 4件、 査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Lethal effect of carbon cluster ion beams from TIARA 3MV tandem accelerator in bacterial spores2020

    • 著者名/発表者名
      Hase Yoshihiro、Satoh Katsuya、Chiba Atsuya、Hirano Yoshimi、Saito Yuichi、Narumi Kazumasa
    • 雑誌名

      QST Takasaki Annual Report 2018

      巻: QST-M-23 ページ: 76-76

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] クラスターイオンの生物効果に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      長谷純宏、佐藤勝也、千葉敦也、平野貴美、齋藤勇一、鳴海一雅
    • 雑誌名

      平成30年度連携重点研究成果報告書

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Particle Fluence of Cluster and Monomer Ion Beams Using a Solid-state Track Detector2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Hase, Katsuya Satoh, Atsuya Chiba, Yoshimi Hirano
    • 雑誌名

      QST Takasaki Annual Report 2017

      巻: QST-M-16 ページ: 93-93

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Experimental Study on the Biological Effect of Cluster Ion Beams in Bacillus subtilis Spores2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Hase, Katsuya Satoh, Atsuya Chiba, Yoshimi Hirano, Shigeo Tomita, Yuichi Saito, Kazumasa Narumi
    • 雑誌名

      Quantum Beam Science

      巻: 3 号: 2 ページ: 8-8

    • DOI

      10.3390/qubs3020008

    • NAID

      120007163381

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biological effects of cluster ion beams in Bacillus subtilis2018

    • 著者名/発表者名
      Hase Y, Satoh K, Chiba A, Hirano Y, Narumi K
    • 雑誌名

      QST Takasaki Annual Report 2016

      巻: QST-M-8 ページ: 103-103

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Mutagenic Effects of Ion Beams and Development of New Varieties by Ion Beam Breeding2019

    • 著者名/発表者名
      Hase Yoshihiro
    • 学会等名
      1st International Symposium on Radiation & Radioisotopes Researches (ISRR2019), Korean Society of Radiation Industry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生物試料に対するMeV級クラスターイオン照射効果の検討2019

    • 著者名/発表者名
      長谷純宏、佐藤勝也、千葉敦也、平野貴美、齋藤勇一、鳴海一雅
    • 学会等名
      第1回重・クラスターイオンビーム利用による微生物由来高生産性、エネルギー、環境シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物試料に対するMeV級クラスターイオン照射効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      長谷純宏、佐藤勝也、千葉敦也、平野貴美、齋藤勇一、鳴海一雅
    • 学会等名
      第 17回放射線プロセスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 生物試料に対するMeV級クラスターイオン照射効果の検討2018

    • 著者名/発表者名
      長谷純宏、佐藤勝也、千葉敦也、平野貴美、齋藤勇一、鳴海一雅
    • 学会等名
      QSTサイエンスフェスタ2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 枯草菌胞子におけるクラスターイオン照射効果の検討2017

    • 著者名/発表者名
      長谷純宏、佐藤勝也、新井 寛規、林 秀謙、三善 英彦、鳴海一成、千葉 敦也、平野 貴美、齋藤 勇一
    • 学会等名
      QST高崎サイエンスフェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 生物試料に対するクラスターイオン照射効果の検討2017

    • 著者名/発表者名
      長谷純宏、佐藤勝也
    • 学会等名
      かけはし:TIA連携プログラム探索推進事業シンポジウム 準相対論的巨大クラスターイオンビームが招く世界
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Frontiers of Ion Beam Breeding2017

    • 著者名/発表者名
      Hase Y
    • 学会等名
      FNCA-KSRI-KAERI Joint International Symposium on "Application of Radiation Technology and Mutation Breeding for Sustainable Agriculture"
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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