| 研究概要 |
生物体には無機塩を溶かした自由水と、蛋白質などの高分子と結びついた結合水が細胞内外のせまい領域に存在しており,このような水分の化学的・物理的拘束性が細胞内外での微細氷晶を形成させ,これらが種々の凍結傷害をもたらす要因となっている.本研究は以上のような生物体の凍結の機序を実験的・理論的に追究し,細胞レベルで生ずるミクロ挙動に対して系統的な解釈を与えるとともに,凍結保存に対する最適操作条件を明らかにすることを目的としている.
本年度は,イースト菌や赤血球を対象とした前年度の研究に引き続いて,小麦のプロトプラストを供試した凍結実験を行い,以下の成果を得た.
(1)細胞内外での氷晶形成に始まる細胞の脱水・収縮や,細胞内凍結によるフラッシングなどの挙動が,冷却速度と関連づけのもとで定性的・定量的に明らかにされた.
(2)DMSOを添加した実験により,脱水・収縮の低温度への移行,最終体積の向上,フラッシクングの抑制など,凍害保護物質の効果が確認された.
(3)さらに,プロトプラストと人工セルを組み合わせた組織細胞のシミュレーション実験により,細胞内外でのステップ凍結や細胞レベルのミクロ挙動に,Biot数効果が現われることなど,凍結保存における重要な知見が得られた.
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