2015 Fiscal Year Research-status Report
放射線耐性細菌含有カロテノイドによる生体脂質構造の防護を介した生体防御機構の解明
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15K00538
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
齊藤 毅 京都大学, 原子炉実験所, 助教 (10274143)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電離放射線 / 生体防御機構 / 生体分子損傷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、電離放射線を始めとする外的ストレスによる生体分子の損傷の詳細を明らかにし、それら生体分子損傷に対する防護機構、修復機構を解析することにより生体防御機構を解明することである。そこで、本年度は種々の重要生体分子の電離放射線による損傷に関する解析を行い、以下のことを明らかにした。
1）生体組織への0―500 Gyのγ線照射により、各種タンパク質のアミノ酸残基が部位特異的に酸化、脱アミド化すること。そして、そのようなアミノ酸残基の損傷は5 Gy以下の線量でも引き起こされること。また、γ線によるこれらアミノ酸残基の損傷に関して、生体組織中において各種タンパク質間で感受性が異なること。さらに、これらアミノ酸残基の損傷部位は分子表面に存在していること。そして、このようなアミノ酸残基の損傷はタンパク質分子全体の構造、タンパク質間相互作用、および可溶化状態等の変化を引き起こし、ひいてはタンパク質の種々の機能に影響を与えること。
2）代表的な生体脂質であるリノレン酸のミセルの緩衝液-懸濁液への0―500 Gyのγ線照射により、脂質過酸化反応が線量依存的に進行すること。この実験系において、500―1000 Gyのγ線照射では、脂質過酸化反応の進行がプラトーとなること。
3）DNA緩衝溶液へのγ線、中性子線等各種電離放射線照射により、種々のDNA損傷の生成量および局在性が、LETに依存して上昇すること。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の目的は、電離放射線を始めとする外的ストレスによる生体分子の損傷の詳細を明らかにし、それら生体分子損傷に対する防護機構、修復機構を解析することにより生体防御機構を解明することである。
本年度は電離放射線による種々の生体分子損傷の解析を行い成果を上げたが、使用予定であった施設の工事が施設整備計画通り終了せず、本年度、当該施設を使用することができなかったため、主に生体防御機構に関する解析研究が当初の研究計画通り進まず、研究の進捗状況を「やや遅れている」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究において特に注目している放射線耐性細菌の放射線耐性機構には、細胞膜等の細胞脂質部位に局在しているカロテノイドが関与していると考えられている。今後は、リポソームなどの細胞モデル系を用い、γ線等電離放射線による生体脂質を中心とした生体分子の損傷に対するカロテノイドの影響に関して解析を進める。さらに、異なった条件下におけるγ線等電離放射線照射による大腸菌等の生細胞の抵抗性、および遺伝子発現状態の変化を解析し、生物の外的ストレスに対する生体防御機構に関して考察を行う。
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| Causes of Carryover |
本年度は、使用予定であった施設の工事が施設整備計画通り終了せず、当該施設を使用することができなかったため、計画していた電離放射線に対する生体防御機構に関する解析研究が当初の研究計画通り進まず、電離放射線による種々の生体分子損傷の解析を中心に研究を行った。本年度行ったこの研究は、既に購入していた物品、試薬、設備によって遂行することが可能であったため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度より、当初使用することを計画していた施設を使用することが可能となる予定である。そこで本年度は、当該施設を使用し、リポソームなどの細胞モデル系を用い、γ線等電離放射線による生体脂質を中心とした生体分子の損傷に対するカロテノイドの影響に関して解析を進める。さらに、異なった条件下におけるγ線等電離放射線照射による大腸菌等の生細胞の抵抗性、および遺伝子発現状態の変化を解析し、生物の外的ストレスに対する生体防御機構に関して考察を行う。これらの研究を遂行するため、次年度の研究費は各種解析用試薬、細胞培養用試薬、プラスチック器具、ガラス器具等の購入費、および研究成果発表、情報収集のために必要な旅費として使用する。
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