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2019 年度 実績報告書

疑似宇宙環境における基本的生命現象の可視化

公募研究

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
研究課題/領域番号 18H04990
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

阪上 朝子  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (90462689)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード疑似微小重力 / 蛍光プローブ / ライブイメージング / 宇宙放射線 / モバイル顕微鏡 / Fucci
研究実績の概要

擬似微小重力環境および擬似宇宙放射線曝露実験における“direct visualization”を実現するための技術開発を進めた。
A:3Dクリノスタットに設置可能な蛍光顕微鏡システムの開発を2つのアプローチにより進めた。L-eye ZeroG-Palm は蛍光1色取得版について完成させた(蛍光2色版は検証中)。吉田モデルは、シーケンシャル撮影プログラムを構築しフィルター切替を自動化することで蛍光2色+透過像の経時的撮影を達成した。複数の細胞現象の同時可視化が可能となる。今後は小型化を目指し、JAXA小型衛星ミッションなどの参画研究に対して本システムの運用を提案する。
B:疑似微小重力により発現量が大きく変化する遺伝子の抽出を目指し、まずRPE-1細胞を用いて実験を行った。10個の候補遺伝子を抽出しており、今後重力と細胞環境との関連を解析し、宇宙規模での基本的生命現象の理解の一端となるよう貢献をめざす。
C:DNA傷害による細胞周期撹乱を可視化する実験系(Molecular Cell. 2017)を、擬似宇宙放射線曝露実験に適用し、その影響を“direct visualization”する実験を進めた。高橋昭久先生(群馬大学:X線、炭素線)、小林純也先生(京都大学:γ線)、阿部知子先生(理研:炭素線、アルゴン線)と共同研究を行い、データ解析が進行中である。
D:これまでに種々の細胞に様々な因子で細胞恒常性攪乱を誘発し、細胞のふるまいを可視化する実験を行ってきた。その過程で、特異的な条件においてのみ細胞がendoreplicationを選択する場面に多々遭遇し、ストレス応答の一指標と仮定した。抗がん剤処理や放射線障害、疑似微小重力によっても、endoreplicationを起こす条件の探索を行った。並行して次世代シーケンシング解析を行っており、今後新奇ストレスマーカーの抽出を目指す。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

10.研究発表、[雑誌論文]に記した1件は、Review である。
10.研究発表、[学会発表]に記した2件については、新型コロナウイルス感染症への対策として、中止もしくは誌上発表へと切り替わった。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 その他

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) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Space Radiation Biology for “Living in Space”2020

    • 著者名/発表者名
      Furukawa S、Nagamatsu A、Nenoi M、Fujimori A、Kakinuma S、Katsube T、Wang B、Tsuruoka C、Shirai T、Nakamura A J.、Sakaue-Sawano A、Miyawaki A、Harada H、Kobayashi M、Kobayashi J、Kunieda T、Funayama T、Suzuki M、Miyamoto T、Hidema J、Yoshida Y、Takahashi A
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2020 ページ: 1~25

    • DOI

      10.1155/2020/4703286

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Observing heterogeneity in cell society 細胞の個性を理解するための技術開発2020

    • 著者名/発表者名
      Asako Sakaue-Sawano
    • 学会等名
      第10回国際放射線神経生物学会大会
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 「宇宙での細胞機能を理解するための可視化技術開発」2020

    • 著者名/発表者名
      阪上ー沢野 朝子
    • 学会等名
      科研費新学術領域研究「宇宙に生きる」一般公開シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 疑似宇宙環境における基本的生命現象の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      阪上―沢野 朝子、宮脇 敦史
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会 第33回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualization of Homeostatic Disturbances in Space2019

    • 著者名/発表者名
      Asako Sakaue-Sawano and Atsushi Miyawaki
    • 学会等名
      Resonance Bio International Symposium (RBIS) 2019
    • 国際学会
  • [備考] Information of Fucci

    • URL

      http://cfds.brain.riken.jp/Fucci.html

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公開日: 2021-01-27  

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