| 研究課題/領域番号 |
20K04304
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 高知大学 (2023)
東京工業大学 (2020) |
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研究代表者 |
小林 厚子 高知大学, 海洋コア国際研究所, 特任教授 (50557212)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 過冷却操作可能な氷晶因子 / 生体由来のマグネタイト / 長期低温貯蔵技術 / 歳差磁場下 / マグネタイト微粒子 / 過冷却 / 氷晶損傷 / 遺伝子資源 / 振動磁場 / 過冷却氷晶 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マグネタイト微粒子が分散している試料が、振動磁場下で過冷却を生じた場合の氷晶の体積膨張率は、約3％～8％程度内にとどまるという申請者の知見に注目し、酪農・海洋資源種・遺伝子資源種の長期保存、医療への応用に適応できる基盤技術の確立を目的とする。
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| 研究成果の概要 |
植物には細胞膜の外側に硬い細胞壁があるため、凍結保存では間隙の水分膨張が細胞膜を損傷するので、個体再生が不能である。そこで、本研究は、歳差磁場下で植物細胞内に過冷却を促進・持続させて耐寒温度を下げれば、多発休眠の覚醒期間が遅れることに注目した。植物遺伝資源の長期低温貯蔵技術を確立することを目的として、植物球根株をもちいて、振動磁場下で任意の低温温度設定で植物株を歳差運動させ、植物株の過冷却状態が長時間持続し、且つ植物株の成長点が再生した。植物球根株を超伝導量子干渉素子装置と磁化特性測定システムにより、球根株には約５～10ngのマグネタイトが存在しすることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
農産物種の資源保護・安定供給に向けて、胚芽・種など遺伝資源を管理君間で超低温保存する方法が研究されている。しかし植物には細胞膜の外側に硬い細胞壁があるため、凍結保存では間隙の水分膨張が細胞膜を損傷するので、個体再生が不能である。そこで本研究は、歳差磁場下で植物細胞内に過冷却を促進し、耐寒温度を下げた状態を長時間持続させて、かつ植物株の成長点が再生したことが確認された。またこの過冷却操作可能な氷晶核因子が磁性体微粒子マグネタイトであることを同定した。この学術的知見は、今後の長期低温貯蔵技術の発展に大いに貢献する。
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