| 研究課題/領域番号 |
18K18839
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
鈴木 芳代 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, 主幹研究員(定常) (10507437)
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| 研究分担者 |
曽 智 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (80724351)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | マイクロビーム / C. elegans / マイクロチップ / 中枢神経系照射 / 運動リズム / 細胞機能抑制 / 数理モデル |
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| 研究成果の概要 |
モデル生物の線虫（C. elegans）の運動制御機構を探るため，中枢神経系（CNS）を狙って炭素イオンビームを照射した結果，CNSとその周辺の筋細胞への炭素イオン照射直後には，線量依存的かつ照射面積依存的な全身運動の一時的な低下が観られることなどが示唆された．また，CNS照射後も全身運動を担う体壁筋が頭部から尾部まで順に収縮・弛緩を繰り返す，筋活動の「波」の伝搬が観られたことから，線虫の全身運動のリズム生成を担っているのは，CNSではなく全身の筋細胞ネットワークである可能性が強まった．また，線虫の実構造に基づく神経-筋モデルを用いたシミュレーション（仮想実験系）による細胞機能推定に成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
線虫は，細胞を構成する分子とその機能に関する知見が蓄積されているが，生体機能には未解明な部分が多く従来手法だけでは解明が難しい．独自の局部機能抑制法による実験と数理モデルによる仮想実験とを組み合わせたアプローチで細胞機能を探った本研究の試みは挑戦的かつ画期的である．
本研究は，これまでにない画期的な細胞機能抑制法の確立，及び動物の実構造を考慮した数理モデルによる仮想実験系の確立とにより生命科学研究に技術的な進歩をもたらした．また，動物の動作原理を探るという生物学の問題を工学的アプローチで解決し，得られた知見を動物の仕組みに学ぶ機械の設計や制御に活かす取り組みは，社会システムの発展に貢献する．
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