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線虫の行動に観られる高LET放射線耐性

Behavioral resistance of ${it Caenorhabditis Elegans}$ against high-LET radiation exposure

坂下 哲哉; 鈴木 芳代; 浜田 信行*; 下澤 容子; 深本 花菜*; 横田 裕一郎; 楚良 桜*; 柿崎 竹彦*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 小林 泰彦

Sakashita, Tetsuya; Suzuki, Michiyo; Hamada, Nobuyuki*; Shimozawa, Yoko; Fukamoto, Kana*; Yokota, Yuichiro; Sora, Sakura*; Kakizaki, Takehiko*; Wada, Seiichi*; Funayama, Tomoo; Kobayashi, Yasuhiko

中枢神経の機能に与える高LET放射線の影響が、将来の長期有人宇宙飛行における潜在的なリスクとして危惧されている。本研究では、低LET放射線耐性であり、かつ神経系のモデル生物として知られている線虫を用いて、神経機能のひとつである運動と化学走性を指標として高LET放射線に対する線量応答を調べた。運動は、20秒間の線虫の先端(頭部)付近の屈曲回数により評価し、NaClに誘引される性質(化学走性)により評価した。また、放射線耐性の比較対象として孵化率を同時に観察した。高LET炭素線照射実験、及びコバルト60$$gamma$$線照射実験を行った結果、孵化率の生物学的効果比(Relative biological effectiveness: RBE)が4.5であるのに対して、運動と化学走性のRBEは、それぞれ1.4, 1.1と顕著に低い値であった。高LET放射線の80%効果線量は、孵化率は9.2Gy、運動は272Gy、化学走性は899Gyであった。以上の結果から、線量を基準としたとき、線虫の運動と化学走性は、孵化率に比べて高LET放射線により耐性であることがわかった。以上の結果から、運動と化学走性に対する高LET放射線照射効果の機序が、孵化率に対する機序とは大きく異なることが示唆された。

Effects of high linear energy transfer (LET) radiation on the functions of the nervous system is a potential risk in interplanetary manned space missions. However, little is known about how the nervous system is protected against high-LET radiation exposure. Here, we investigated the resistance to high-LET radiation exposure for two behaviors of the nematode, ${it Caenorhabditis elegans}$, which is known as a model organism for the nervous system. Tested behaviors were locomotion and chemotaxis to NaCl. In addition, egg hatchability was examined as an indicator of high-LET radiation sensitivity. Relative biological effectiveness (RBE) of high-LET radiation relative to low-LET radiation for hatchability was 4.5, whereas RBEs for locomotion and chemotaxis were 1.4 and 1.1, respectively. This study shows that the behavioral system for locomotion and chemotaxis of C. elegans is highly resistant to high-LET radiation exposure.

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