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2015 年度 実施状況報告書

環境放射線の生物影響モニタリング可能な植物培養細胞を用いた新規影響評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26340044
研究機関筑波大学

研究代表者

高橋 真哉  筑波大学, 北アフリカ研究センター, 副主任研究員 (80370419)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード放射線影響 / 植物 / シロイヌナズナ / カルス / モニター遺伝子 / ゲノム不安定化
研究実績の概要

本研究では、現在東日本各地で問題となっている、福島第一原発事故由来の野外に放出された放射性物質による低線量放射線を、野外に於いて検出可能なシロイヌナズナ植物培養細胞系を確立し、体細胞相同組み換え頻度を検出することで、in vivoレベルでモニタリングできるシステムの構築を行うことを目的としている。
体細胞相同組み換え頻度を検出可能な改変βグルクロニダーゼ遺伝子を持つシロイヌナズナ植物体よりカルスを作成し、福島県内より採取した汚染土壌上に、密封した寒天培地プレート上に移植したカルスを静置する。約30日間曝露を実施した上で、相同組換え頻度の検出を行った。
平成26年度は、カルスの作成と汚染土壌への曝露による相同組換え頻度検出の可否、定量的検出に適したシロイヌナズナ組換え系統の選択を行った。その結果、積算放射線量約2.96 mSv相当の曝露において1415系統由来カルスで安定した結果が得られることを明らかにした。
平成27年度は、1415系統由来カルスを用いて、曝露した放射線量依存的に相同組み換え頻度の検出を行った。積算放射線量2.96 mSv相当までの曝露においては、線量依存的に相同組み換え頻度が上昇していることが明らかとなった。
今後、1415系統由来カルスを用いてさらに詳細な線量依存的上昇(上限など)を確認すると同時に、実際に野外の高線量地域での曝露を行い、放射線モニタリングに利用可能か検証を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

今年度は、1415系統由来カルスを用いて、曝露した放射線量依存的に相同組み換え頻度の検出が可能か実験を行った。積算放射線量0.076、0.089、0.470、0.42、2.96 mSv相当の曝露により、線量依存的な相同組み換え頻度の上昇が確認できた。以上のように、現在までに、改変βグルクロニダーゼ遺伝子を持つラインの作成・維持、定量検出実験系の確立は順調に進行している。改変ルシフェラーゼ遺伝子を持つシロイヌナズナ植物体からのカルス作成については、現在、連携研究者(国立環境研究所 玉置雅紀博士)の協力により、カルス作成のためのホモライン植物体の確立が済んだ段階にある。

今後の研究の推進方策

平成28年度は、1415系統由来カルスを用いて、線量依存的な相同組み換え頻度の上昇について詳細に確認する。具体的には、より高線量の曝露をおこなうことで、検出上限などの検討を行いたい。また、実際に野外の高線量地域での曝露を行い、放射線モニタリングに利用可能か検証を行う。改変ルシフェラーゼ遺伝子を持つシロイヌナズナ植物体からのカルス作成については、今年度初頭にはカルス作成を行い、年度内に定量検出実験系の確立を行いたい。

次年度使用額が生じた理由

平成27年度は、βグルクロニダーゼ検出に必要な高価な試薬類について、連携研究者がすでに所持していた分でまかなうことができた。そのため他の消耗品の購入を優先したが、すべて安価であったため、使用額が多くならなかった。
旅費については、今年度予定していた国際学会への参加が、海外情勢不安により国内開催に切り替わったため、比較的少額の使用となった。

次年度使用額の使用計画

平成28年度は、通常実験で使用する消耗品類の他、ルシフェラーゼ検出に必要であるルシフェリンの購入を物品費として使用する予定である。また、野外実験を実施するため、必要な機器類を物品費として、現地への移動のための旅費として計上し、使用予定である。各国内学会・国際学会参加費にも、旅費およびその他で計上し、使用予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Differential responses to high- and low-dose ultraviolet-B stress in tobacco Bright Yellow-2 cells2015

    • 著者名/発表者名
      Shinya Takahashi, Kei H. Kojo, Natsumaro Kutsuna, Masaki Endo, Seiichi Toki, Hiroko Isoda, Seiichiro Hasezawa
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 6 ページ: 254

    • DOI

      10.3389/fpls.2015.00254

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] DNA相同組換え頻度定量可能なモニタリング遺伝子を持つシロイヌナズナカルスを用いた低線量放射線影響の定量的な検出2016

    • 著者名/発表者名
      高橋真哉、玉置雅紀
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年年会 (JSPP16)
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] Application of Plant Cultured Cells for Evaluation of the Effects of Radiation Stresses2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya Takahashi, Masanori Tamaoki, Masaki Endo, Seiichi Toki, Kei H. Kojo, Natsumaro Kutsuna, Seiichiro Hasezawa, Hiroko Isoda
    • 学会等名
      チュニジア-日本 文化・科学・技術学術会議 (TJASSST 2015)
    • 発表場所
      筑波大学大学会館(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-02-23 – 2016-02-24
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA相同組換え頻度定量可能なモニタリング遺伝子を持つシロイヌナズナカルスを用いた低線量放射線影響の検出2015

    • 著者名/発表者名
      高橋真哉、玉置雅紀
    • 学会等名
      BMB2015(第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] モニタリング遺伝子を持つシロイヌナズナカルスによる低線量放射線影響の検出2015

    • 著者名/発表者名
      高橋真哉,玉置雅紀,遠藤真咲,土岐精一
    • 学会等名
      第33回日本植物細胞分子生物学会東京大会
    • 発表場所
      東京大学弥生キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-08-10 – 2015-08-12

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公開日: 2017-01-06  

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