| 研究課題/領域番号 |
24340143
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
古閑 一憲 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (90315127)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | プラズマ / バイオテクノロジ / 細胞活性 / コンビナトリアル解析 / プラズマ生体応用 / 植物成長促進 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、プラズマ生体応用の新世代研究対象である生体細胞を対象として、申請者が最近見出した、プラズマ照射による細胞増殖加速のメカニズムを解明して、複数回のプラズマ照射による指数関数的な細胞増殖加速を実現する「細胞超活性プラズマプロセス」を創成することを目的とする。本研究で『細胞超活性プラズマ』の実現のために、（１）コンビナトリアル細胞活性解析法の開発、（２）プラズマ-細胞相互作用による細胞増殖活性メカニズムの解明、（３）細胞超活性プラズマの創成について研究遂行する。 平成26年度は、平成25年度に引き続き、コンビナトリアル細胞活性解析を用いて、植物種子に対するプラズマ照射の成長促進効果について以下の項目について調べた。
（１）細胞増殖活性メカニズムの解明：平成25年度に得られた種子への1回のプラズマ照射による1週間程度の成長促進効果について、オゾンなどの比較的長寿命活性種濃度の空間分布を計測し、成長促進効果と長寿命活性種との直接的な相関が弱いことを明らかにした。また、ガス置換により、単一のガスを用いたプラズマ照射により、窒素雰囲気でも成長促進するが、酸素雰囲気や空気雰囲気が最も成長促進すること、アルゴンでは成長促進効果が見られない事を明らかにした。この結果は酸素系活性種が成長促進に重要な働きをしている事を示唆する結果である。
（２）超活性プラズマの創成：多世代に亘るシロイヌナズナへのプラズマ照射実験を行い、世代間でのプラズマ照射効果の蓄積（加速）やリセットが起こる事を明らかにした。この結果は超活性プラズマの創成に係わる重要な成果である。
（３）予想以上の成果：プラズマ照射により、葉内グルコース量の増加を確認した。この結果は、プラズマ照射による作物の糖分増加の可能性を示唆しており、食料問題やバイオ燃料などのエネルギー問題に貢献出来る可能性を示している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
『細胞超活性プラズマ』の創成を目指す本研究で、平成２６年度に以下の成果を得た。
（１）細胞増殖活性メカニズムの解明について、平成25年度に引き続き研究を行い、成長促進効果と長寿命活性種との直接的な相関が弱いこと、酸素系活性種が成長促進に重要な働きをしていることを明らかにして、メカニズム解明研究を推進出来たこと。
（２）超活性プラズマの創成について、世代間でのプラズマ照射効果の蓄積（加速）やリセットが起こる事を明らかにし、プラズマ照射による、超活性が可能であることを示した。
（３）また当初計画時から予想以上の成果として、プラズマ照射により、葉内グルコース量の増加を確認し、本研究成果が、食料問題やバイオ燃料などのエネルギー問題に貢献出来る可能性を示したこと。
以上の３点より、当初の計画以上に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度は植物種子に対するプラズマ照射による細胞活性化機構について生化学的観点とプラズマ科学的観点から定量的に調べる。
生化学的観点での評価としては、まずマイクロアレイ解析からプラズマ照射による遺伝子発現についての情報を得る。その後、次世代シークエンスにより、遺伝子変異についての情報を得る。得られた情報と、プラズマ照射効果の定量化・標準化を行い、プラズマで発生した粒子のドーズ量と生化学的解析結果の比較により、プラズマ照射効果の細胞活性効果の定量化を行う。
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