Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
gene in rice via targeted mutagenesis using the CRISPR/Cas9 system雑賀 啓明*; 三上 雅史*; 遠藤 真咲*; 坂本 綾子; 土岐 精一*
JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 97, 2016/02
Arabidopsis thaliana cells, in which DNA double-strand breaks (DSBs) have occurred, select either DNA repair, cell death or endocycle. Avoidance of entry into endocycle even under genotoxic conditions, rice (Oryza sativa L.) is more suitable than Arabidopsis for the study of DSBs repair in plants. Nijmegen breakage syndrome 1 (NBS1) protein consists of the Mre11/Rad50/NBS1 (MRN) complex plays an important role in response to DNA damage in mammal. Although rice has a homologue of NBS1, OsNBS1, its function remains unclear. Here, we attempted to knockout the OsNBS1 gene using the recently developed clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)-associated endonuclease 9 (CRISPR/Cas9) system. Rice (cv. Nipponbare) cells were transformed via Agrobacterium and obtained 72 lines of cali. Cleaved amplified polymorphic sequences (CAPS) analysis detected mutations in 58 lines. Biallelic mutations in theOsNBS1 gene were induced in 24 lines. Sequence analyses of PCR products in #2 and #4 detected not only small mutations but also large modifications at the expected cleavage site. The large insertions involved one or two fragments that seem to be copied from sequences around the cleavage site. These mutations are thought to be repaired by a synthesis-dependent strand annealing (SDSA)-like system as proposed in a previous report in barley.
渡辺 和代*; 秋月 岳*; 志村 幸子*; Gusev, O.*; Cornette, R.*; 黄川田 隆洋*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 小林 泰彦; 奥田 隆*
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 87, 2015/03
ネムリユスリカは極めて高い乾燥耐性と放射線耐性を示す。我々は、ネムリユスリカ由来の培養細胞Pv11を確立し、培養細胞においても乾燥耐性を示すことを明らかにした。本報告では、このネムリユスリカ由来の培養細胞Pv11を用いてイオンビーム照射の影響を明らかにすることを目的とする。高崎量子応用研究所TIARAでのヘリウムイオン照射実験の結果、480Gyのヘリウムイオン照射後も、再水和後の培養細胞に増殖能力が残されていることを確認した。
to extreme environments堀川 大樹*; 山口 理美*; 坂下 哲哉; 田中 大介*; 浜田 信行*; 行弘 文子*; 桑原 宏和*; 國枝 武和*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; et al.
Astrobiology, 12(4), p.283 - 289, 2012/04
被引用回数：23 パーセンタイル：68.61(Astronomy & Astrophysics)クマムシの乾燥休眠状態である卵の孵化率について、宇宙空間の特徴的な極限環境要因である放射線(Heイオン線),極低温,高真空に対する耐性を調べた。その結果、50%が孵化できない線量が約500Gy, -196度に曝されても70%以上が孵化し、6
10
Paの高真空においた後でも孵化することができることがわかった。以上の結果から、宇宙空間であってもクマムシの耐性能力により、乾眠状態であるならば、存在できる可能性が示唆された。
Gusev, O.*; 中原 雄一*; Vanyagina, V.*; Malutina, L.*; Cornette, R.*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 黄川田 隆洋*; 小林 泰彦; 奥田 隆*
PLoS ONE (Internet), 5(11), p.e14008_1 - e14008_9, 2010/11
被引用回数：52 パーセンタイル：75.63(Multidisciplinary Sciences)これまでに、クリプトビオシス状態(体内の水分をほぼ完全に失っても生命を維持できる状態)のネムリユスリカは放射線耐性が上昇していることを明らかにしてきた。その原因として考えられてきたトレハロースによる生体分子保護機構に加えて、今回、高いDNA修復能力と活性酸素除去機構を発見した。コメットアッセイを用いて、クリプトビオシス状態でも70GyのHeイオンを浴びた幼虫と同程度の損傷(DNA切断)を負っていること、蘇生後約4日間でほぼ完全にこの損傷が修復できることがわかった。また、遺伝子発現解析により、クリプトビオシス誘導時には、DNA修復や活性酸素除去,シャペロンにかかわる遺伝子の発現が上昇することが明らかとなった。
山口 博康*; 清水 明美*; 長谷 純宏; 出花 幸之介*; 田中 淳; 森下 敏和*
Euphytica, 165(1), p.97 - 103, 2009/01
被引用回数：29 パーセンタイル：76.38(Agronomy)われわれは、キク腋芽におけるイオンビームと
線の変異誘発効果を比較し、得られた変異体のキメラ構造を解析した。腋芽に対し、2Gyの炭素イオン(平均LET 122keV/
m),10Gyのヘリウムイオン(平均LET 9keV/m)及び80Gyの線を照射した。照射された腋芽から伸長したシュートの下方から5つの節を切除し、それぞれの節の腋芽から新しいシュートを伸長させた。この手順を2回繰り返した後、得られた花色変異を調査した。変異体のキメラ構造は、根から再生させた個体の花色と比較することによって解析した。花色変異体は高頻度(17.4%
28.8%)で得られ、処理区間で変異頻度の有意な差はなかった。線で得られたすべての花色変異体は周縁キメラであった。一方、イオンビームで得られた変異体の幾つかは根から再生させた個体の花色と同じ花色を示した。この結果は、これらの個体がソリッドな変異体であること、つまりLIとLIII組織の両者が同じ変異細胞に由来したことを示唆している。本論文では、ソリッドな変異体がイオンビームで得られた要因について議論する。
; A New model animal for astrobiology堀川 大樹*; 國枝 武和*; 阿部 渉*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 行弘 文子*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; et al.
Astrobiology, 8(3), p.549 - 556, 2008/06
被引用回数：96 パーセンタイル：91.1(Astronomy & Astrophysics)クマムシの一種、ヨコヅナクマムシが藻類
を餌として培養可能であることを報告する。本飼育条件にて、クマムシの平均寿命は35日、卵の孵化に要する時間が5.7日、孵化後9日で排卵した。本種の培養個体の乾眠能力を調査したところ、卵,幼体,成体のいずれの発生段階においても乾眠に移行できることがわかった。さらに、乾眠状態の成体は-196
Cの超低温や100Cの高温,99.8%のアセトニトリル,1GPaの超高圧,5000Gyの
Heイオン照射にも耐えうることがわかった。以上の結果から、ヨコヅナクマムシは、宇宙生物学における多細胞生物研究のモデルとして有用であると考えられる。
-rays; Guineagrass and sorghum中川 仁*; 稲福 正史*; 草場 信*; 山口 博康*; 森下 敏和*; 森田 竜平*; 西村 実*; Hoeman, S.*; 横田 裕一郎; 長谷 純宏; et al.
JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 72, 2008/03
アポミクシス四倍体ギニアグラス(
Jacq.)と二倍体有性ソルガム(
(L.) Moench.)野種子に線及び炭素イオンビームを照射し、突然変異体取得のための最適線量を決定するために、照射当代の発芽率,生存率並びに稔性を調べた。ギニアグラス(品種名ナツユタカ)の線での50%致死線量は600から800Gy、炭素イオンビームでの50%致死線量は40から50Gyであると見積もられた。また、炭素イオンビームでの50%不稔線量は50から60Gyであった。ソルガム(品種名Zhengzu及びDurra)の線での50%致死線量は350から500Gy、炭素イオンビームでの50%致死線量は30から60Gyであると見積もられた。これらのデータは、アポミクシス遺伝子の影響解析のためのギニアグラス変異体作出及びバイオ燃料生産のためのソルガム変異体の作出に有用な知見を提供する。
中原 雄一*; 渡邊 匡彦*; 黄川田 隆洋*; 藤田 昭彦*; 堀川 大樹*; 奥田 隆*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 和田 成一*; et al.
JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 113, 2008/03
本研究では、4種類のネムリユスリカ幼虫:(1)非乾燥幼虫,(2)非乾燥と乾燥との中間に位置する中間体幼虫,(3)乾燥幼虫,(4)乾燥から水に戻してすぐの幼虫について高LET放射線の影響を調べた。中間体幼虫と水に戻してすぐの幼虫は、非乾燥幼虫と比べてより長い期間生存した。これは、非乾燥幼虫であっても放射線耐性が増強することを意味する。乾燥幼虫になるための生理的変化トレハロースの蓄積,損傷修復能力の増加は、非乾燥幼虫の放射線耐性の増強と良い相関があった。加えて、乾燥幼虫は4種類の幼虫の中で最も放射線耐性が強かった。
larvae渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 坂下 哲哉; 黄川田 隆洋*; 藤田 昭彦*; 浜田 信行*; 堀川 大樹*; 和田 成一*; 小林 泰彦; 奥田 隆*
Journal of Insect Physiology, 53(6), p.573 - 579, 2007/06
被引用回数：20 パーセンタイル：64.98(Entomology)本研究では、4種類のネムリユスリカ幼虫:(1)非乾燥幼虫,(2)非乾燥と乾燥との中間に位置する中間体幼虫,(3)乾燥幼虫,(4)乾燥から水に戻してすぐの幼虫について高LET放射線の影響を調べた。中間体幼虫と水に戻してすぐの幼虫は、非乾燥幼虫と比べてより長い期間生存した。これは、非乾燥幼虫であっても放射線耐性が増強することを意味する。乾燥幼虫になるための生理的変化(トレハロースの蓄積,損傷修復能力の増加)は、非乾燥幼虫の放射線耐性の増強と良い相関があった。加えて、乾燥幼虫は4種類の幼虫の中で最も放射線耐性が強かった。
ray森田 竜平*; 森下 敏和*; 中川 仁*; 西村 実*; 山口 博康*; 横田 裕一郎; 長谷 純宏; 田中 淳
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 78, 2007/02
イオンビームは新しい変異原としてさまざまな植物で利用されている。しかし、イオンビームで誘発される変異については、シロイヌナズナ以外の植物では情報が乏しい。本研究では、イネでイオンビーム照射により誘発される突然変異を明らかにし、線と比較する目的で、イネのwaxy突然変異体をスクリーニングし、突然変異の解析を行った。炭素イオンビームと線を照射したイネ品種「日本晴」と「ひとめぼれ」について、玄米の外観とヨウ化カリウム染色を指標にして、waxy突然変異体を取得した。取得した突然変異体の変異の種類について、DNA配列解読とPCR増幅法で解析した結果、シロイヌナズナで報告されているような、炭素イオンビーム照射による点様突然変異とrearrangementがイネでも生じていることが明らかになった。
-ray on the tardigrade 
堀川 大樹*; 坂下 哲哉; 片桐 千仭*; 渡邊 匡彦*; 黄川田 隆洋*; 中原 雄一*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 東 正剛*; et al.
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 116, 2007/02
クマムシとは、緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生クマムシは、乾燥して無代謝状態であるanhydrobiosis(cryptobiosis)に移行する特徴がある。クマムシは、このanhydrobiosis状態において、さまざまな種類の極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒の暴露など)に耐性を示すことが知られている。クマムシにおける耐性機構を調査することは、高等生物の極限環境耐性獲得の可能性につながると思われる。そこで、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種・オニクマムシ()のイオンビームと線照射に対する耐性を調査した。活動状態とanhydrobiosis状態における放射線耐性を比較したところ、活動状態のクマムシの方がより高い耐性をもつことが示唆された。また、オニクマムシが線よりもイオンビームに対してより高い耐性を示すことがわかった。
堀川 大樹*; 坂下 哲哉; 片桐 千仭*; 渡邊 匡彦*; 黄川田 隆洋*; 中原 雄一*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 東 正剛*; et al.
International Journal of Radiation Biology, 82(12), p.843 - 848, 2006/12
被引用回数：132 パーセンタイル：99.14(Biology)クマムシとは、体長がおよそ0.11.0mmの緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生のクマムシは、通常80%程度である体内の水分含量率がおよそ1%にまで脱水してanhydrobiosis (無水生命)という無代謝状態に移行する特徴がある。クマムシは、無水生命状態において、さまざまな極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒などへの暴露)に耐性を示す。本研究では、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種であるオニクマムシ(
)に対し、活動状態及び無水生命状態において
Co-線(17kGy)あるいはHeイオンビーム(12.5MeV/amu, LET: 16.2keV/m; 18kGy)を照射し、照射直後から照射後31日間飼育後までの短期・長期生存率及び生殖能への影響を調べた。照射48時間後の半致死線量(LD
)は、活動状態では5.0kGy(線)及び6.2kGy(Heイオンビーム)であり、無水生命状態では4.4kGy(線)及び5.2kGy(Heイオンビーム)であった。活動状態でも無水生命状態でも、照射した線の線量に応じた寿命短縮効果が見られた。2kGy以上の線照射によってほとんどすべての個体で産卵が阻害され、例外的に3個産卵した唯一の個体の場合も、その卵は孵化しなかった。
渡邊 匡彦*; 坂下 哲哉; 藤田 昭彦*; 黄川田 隆洋*; 中原 雄一*; 浜田 信行*; 堀川 大樹*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 小林 泰彦; et al.
International Journal of Radiation Biology, 82(12), p.835 - 842, 2006/12
被引用回数：19 パーセンタイル：77.45(Biology)本研究の目的は、乾燥耐性昆虫として知られるネムリユスリカ
の高LET放射線に対する抵抗性を線量応答等に関して特徴づけることである。LETが16.2から321keV/mである3種の重イオン線を1から7000Gyの線量で非乾燥幼虫と乾燥幼虫に照射し、幼虫の生存率、及びその後の形態変化について調べた。すべての高LET放射線に関して、低LET放射線である線照射の結果と同様に、乾燥幼虫は、非乾燥幼虫と比べて、一貫して、放射線に対してより抵抗性であった。抵抗性の要因としてはトレハロースの寄与が示唆されるが、今後の詳細な検討が必要である。また、RBE値は、116keV/mで最大値を示した。一方、近縁種との比較から、非乾燥幼虫において、近縁種よりも高LET放射線に対してネムリユスリカがより抵抗性であることがわかった。
on radiation tolerance渡邊 匡彦*; 坂下 哲哉; 藤田 昭彦*; 黄川田 隆洋*; 堀川 大樹*; 中原 雄一*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 小林 泰彦; et al.
International Journal of Radiation Biology, 82(8), p.587 - 592, 2006/08
被引用回数：35 パーセンタイル：89.97(Biology)本研究の目的は、クリプトビオシス生物であるネムリユスリカの放射線耐性が乾燥休眠により変化するかどうかを確かめることである。乾燥・非乾燥時の幼虫への線照射が、幼虫の生存率,脱水能力,変態率,繁殖率に与える影響を調べた。非乾燥の場合には、2000Gy以上の線量で線量依存的に幼虫の生存率が減少し、4000Gyの照射後8時間経過した時点で実験に供したすべての幼虫が死滅した。一方、乾燥時の照射の場合には、7000Gyの照射でさえも一部の幼虫が生存した。変態時においても、乾燥幼虫が非乾燥幼虫に比べて放射線により抵抗性であった。しかしながら、繁殖に対しては乾燥による放射線耐性の効果はなかった。これらの結果は、繁殖を除くネムリユスリカの生活環境において、乾燥休眠が放射線抵抗性を高めることを示す。
pollen with -rays and carbon ions内藤 健*; 草場 信*; 鹿園 直哉; 高野 敏弥*; 田中 淳; 谷坂 隆俊*; 西村 実*
Genetics, 169(2), p.881 - 889, 2005/02
被引用回数：108 パーセンタイル：87.97(Genetics & Heredity)放射線による突然変異の分子メカニズムを明らかにするため、シロイヌナズナの花粉に線とイオンビームを照射し、それを交配することで後代における変異を追跡した。本実験系は、片親の花粉に照射することで、通常では致死になるような染色体異常も検出できる。分子マーカーを用いた欠失サイズの推定の結果、線照射によるDNA変異の多くは2Mbにも及ぶ巨大な欠失であり、点様の突然変異は1割以下でしかなかった。このことは、線は点様変異誘発が多いという従来の考え方とは異なる結果である。LETが大きい炭素イオンビームにおいても2Mb以上の巨大な欠失が多く観察されたが、そのうち幾つかは致死にならない染色体異常が観察され、線とイオンビームの差異を示唆するものかも知れず、今後のさらなる検討が待たれる。
線によるイネ胚乳突然変異の誘発西村 実*; 森田 竜平*; 山口 博康*; 長谷 純宏
no journal, ,
イオンビームが新しい突然変異原として期待されているが、イネ等の主要作物において実用的な形質に関する突然変異率について、線のような従来からの突然変異原との比較を大規模に実施した報告は未だにない。今回、イネを材料にして、イオンビームと線の突然変異系統M2世代において胚乳突然変異率を調査した結果とともにイオンビーム照射で得られた胚乳蛋白質組成変異体について報告する。イオンビーム及び線の総線量の違いによる胚乳の突然変異率に大きな差が認められないことから、各変異原の総線量をこみにして評価した。突然変異率に関して品種間差は明瞭ではないと考えられた。変異原別の突然変異率は、He100
線C220C320の順番となった。ひとめぼれのイオンビーム照射突然変異系統から26kDaグロブリンと16kDaプロラミンが減少するタイプと、グルテリン,26kDaグロブリン,16及び13kDaプロラミンが減少し、57kDaグルテリン前駆体がやや増加するタイプの2系統の変異体を見いだしたが、これらはいずれもすでに報告されているものであった。以上のように、イオンビーム照射により誘発される胚乳突然変異体はその出現率やスペクトラムにおいて線に比べてあまり差がないことが明らかになった。
堀川 大樹*; 坂下 哲哉; 片桐 千仭*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 奥田 隆*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 小林 泰彦
no journal, ,
クマムシとは、緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生クマムシは、乾燥して無代謝状態であるanhydrobiosis(cryptobiosis)に移行する特徴がある。クマムシは、このanhydrobiosis状態において、さまざまな種類の極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒の暴露など)に耐性を示すことが知られている。クマムシにおける耐性機構を調査することは、高等生物の極限環境耐性獲得の可能性につながると思われる。しかし、クマムシを材料として行われた極限環境耐性に関する研究例は、極めて少ない。そこで、本研究では、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種・オニクマムシ()のイオンビームと線照射に対する耐性を調査した。
線の影響の比較堀川 大樹*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 黄川田 隆洋*; 奥田 隆*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 和田 成一*; 小林 泰彦; et al.
no journal, ,
クマムシとは、緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生クマムシは、乾燥して無代謝状態であるanhydrobiosis(cryptobiosis)に移行する特徴がある。クマムシは、このanhydrobiosis状態において、さまざまな種類の極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒の暴露など)に耐性を示すことが知られている。クマムシにおける耐性機構を調査することは、高等生物の極限環境耐性獲得の可能性につながると思われる。そこで、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種・オニクマムシ()のイオンビームと線照射に対する耐性を調査した。活動状態とanhydrobiosis状態における放射線耐性を比較したところ、活動状態のクマムシの方がより高い耐性を持つことが示唆された。また、オニクマムシが線よりもイオンビームに対してより高い耐性を示すことがわかった。
堀川 大樹*; 坂下 哲哉; 片桐 千仭*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 黄川田 隆洋*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 東 正剛*; et al.
no journal, ,
クマムシとは、体長がおよそ0.11.0mmの緩歩動物門に属する動物群の総称である。陸生クマムシは、脱水してanhydrobiosis(無水生命)という無代謝状態に移行する特徴がある。クマムシは、無水生命状態において、さまざまな極限環境(高温・低温・高圧・有機溶媒などへの暴露)に耐性を示す。本研究では、この生物における放射線耐性に着目し、クマムシの一種・オニクマムシ()が、活動状態及び無水生命状態において、イオンビーム(He: 12.5MeV/amu, LET 16.2keV/m)とCo線照射に対し、どの程度の耐性を持つかを解析した。結果、オニクマムシにおけるイオンビーム及び線照射48時間後の半致死線量(LD)は、活動状態(Heイオンビーム: 6.2kGy, 線: 5.0kGy)の方が、無水生命状態(Heイオンビーム: 5.2kGy, 線: 4.4kGy)より有意に高かった。オニクマムシは、活動状態時には体内の水分含量率がおよそ80%であるのに対し、無水生命状態ではおよそ1%である。よって、放射線が照射された場合、活動状態の方が、体内の水分から生じるラジカルの影響を大きく受けると予測されるので、この結果は意外なものであった。この現象を説明する仮説としては、オニクマムシが、高い放射線損傷修復を持つことが示唆される。また、オニクマムシは、線よりもHeイオンビーム照射に対して高いLD値を示した。
線における変異誘発効果の比較; ギニアグラスとソルガム中川 仁*; 稲福 正史*; 草場 信*; 山口 博康*; 森下 敏和*; 森田 竜平*; 西村 実*; Hoeman, S.*; 横田 裕一郎; 長谷 純宏; et al.
no journal, ,
熱帯イネ科作物・牧草類の生殖様式は多様であり、これらが複雑に関係した多くの種が存在する。このため、特に栄養繁殖やアポミクシス種に関しては突然変異育種が試みられた。ギニアグラスはアポミクシス熱帯牧草種であり、二倍体系統を染色体倍加した四倍体有性生殖中間母本「熱研1号(農1号)」が育成され、四倍体アポミクシス系統との交配技術が確立された。交配によるアポミクシスの連鎖解析が行われたが、その領域はクラスター状でかなり大きいことが示唆され、放射線照射による関連遺伝子領域の破壊による解析が期待されている。一方、ソルガムは熱帯アフリカで栽培化され、アフリカ全域,インド,中国や日本に広がった、稲,麦,トウモロコシ,大麦に次ぐ五大穀物の一つである。我が国ではおもに南九州において飼料用として広く栽培されており、現在、バイオマス作物として新たな育種が期待されている。ここでは、この両種を用いて行った線照射と炭素イオンビーム照射による生存率等の照射当代に現れた差について報告する。
