Heavy-ion microbeams; Development and applications in biological studies

重イオンマイクロビーム; その開発と生物研究への応用

舟山 知夫; 浜田 信行*; 坂下 哲哉; 小林 泰彦

Funayama, Tomoo; Hamada, Nobuyuki*; Sakashita, Tetsuya; Kobayashi, Yasuhiko

高いLETを持つ重イオンは、重粒子がん治療やイオンビーム育種に応用されている。また、宇宙放射線のリスク評価においても、重イオンの生物作用機構の解明は重要である。重イオンマイクロビーム装置は、重イオンの生物作用を解明するうえで、極めて有効な手段であり、同時に、さまざまな生物現象を解明するうえでのラジオマイクロサージェリーツールとしても利用できる。本総説では、世界の重イオンマイクロビーム装置それぞれと、それらの装置を用いてこれまでに行われてきた、多岐に渡る生物学的研究について概説する。

High-LET heavy charged particle radiation has been used in radiotherapy and radiation breeding because of its greater biological effectiveness compared with low-LET radiation. The health risk assessment for astronauts due to space radiation during interplanetary manned missions is also an important issue concerning the biological effects of heavy-ion radiation. Localized irradiation of specific regions within organisms using heavy-ion microbeam systems provides an attractive means of investigating the mechanism of heavy ion radiation action. Additionally, heavy-ion microbeams can be used as a radio-microsurgical tool for analyzing a broad range of biological phenomena. This paper reviews briefly the current status concerning the development of heavy-ion microbeams for use on living organisms with particular emphasis on its applications in biological studies in eukaryotes including plants, silkworm, nematode, and cultured plant and mammalian cells.