| 研究領域 | 宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解 |
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| 研究課題/領域番号 |
15H05945
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
高橋 昭久 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 教授 (60275336)
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| 研究分担者 |
日出間 純 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (20250855)
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| 研究期間 (年度) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| キーワード | 宇宙放射線 / 太陽紫外線 / 線質 / 線量率 / 疑似微小重力 / 複合影響 / 急性影響 / ライブイメージング |
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| 研究実績の概要 |
1．「紫外線（UV）・放射線照射用クリノスタット装置の開発」：3Dクリノスタット装置は搭載試料が重力刺激を受ける前に、直交する2軸により3次元回転させて重力方向を連続的に変化させることで、重力影響をキャンセルすることができる。しかし、この装置を作動させながら放射線を照射することは行われていなかった。幸いにも本学は、国内の大学で唯一の重粒子線治療装置を有しており、肺がんなど呼吸で位置が動いてしまうターゲットに対する呼吸同期照射技術を確立している。これらの技術を利用し、3Dクリノスタットの回転センサーの情報から、生物試料が水平に位置した時にのみ、同期して照射できるように設計した。また、実験用のX線照射装置やUV照射装置でも同期照射を可能とするため、10-20 msecの高速シャッターで制御するように設計し、作製した。
2．「UV・放射線影響検出マーカー導入植物の作製」：UVB影響検出マーカーとして、UVB誘発DNA損傷を修復するCPD光回復酵素（PHR）、UVB防御因子の発現を制御するUVB光受容体UVR8、UV吸収物質（フラボノイド）合成のキー酵素であるカルコン合成酵素（CHS）を対象に、それら因子を欠失、または過剰発現させた小型植物（シロイヌナズナ、ゼニゴケ）の作製、選抜を行っている。また、UVBにより障害を受けて機能を失った葉緑体が選択的にオートファジーを介したクロロファジーにより液胞に除去されているという、新たなオートファジーの機能を見出し、さらにこの機能がUVB障害に対する抵抗性獲得に重要であることを見出した。そこで、新たなUV影響検出マーカーとして、オートファジー欠損小型植物の作製を試みている。
3.「ライブイメージング検出系の確立」：UV影響をリアルタイムで観測できる実験系を構築するため、UVによるオートファジーの動態を可視化できる植物体の作製を行っている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成27年12月までに、疑似微小重力発生放射線同期照射装置の開発を完了させ、平成28年3月までに、生物試料による解析を実施する予定であった。
しかしながら、平成27年10月、本研究計画の核心部である装置の開発過程でシミュレーションの結果、当初の予測に反し、目的の照射線量を確保するためには、①Ｘ線装置の変更及び本装置のスケールダウン、②重粒子線の運転周期と照射可能時間範囲の調整による仕様変更の必要性が判明し、装置開発に2か月の遅延が生じた。そのため、当初予定の生物試料の解析が今年度実施困難になった。
それ以外は、概ね順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
3Dクリノスタット放射線同期照射装置について、動作確認および紫外線・放射線の線量測定を行い、紫外線・放射線と微小重力との複合影響を調べるプラットホームとして利用していく。
さらに、作製した紫外線・放射線影響検出マーカー導入植物を材料に、紫外線・放射線に対する線量率生物効果曲線の解析を実施する。また、現在作製中の紫外線・放射線照射用クリノスタットを用いて、植物における紫外線・放射線影響に対する微小重力影響（複合影響）に関する実験系の構築、ならびに解析を進めたいと考えている。
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