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論文

Tolerance of anhydrobiotic eggs of the tardigrade ${it Ramazzottius varieornatus}$ 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:14 パーセンタイル:29.48(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$$times$$10$$^{-5}$$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。

論文

Effects of heavy ions and $$gamma$$-ray on the tardigrade ${it Milnesium tardigradum}$

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(${it Milnesium tardigradum}$)のイオンビームと$$gamma$$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$$gamma$$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。

論文

Radiation tolerance in the tardigrade ${it Milnesium tardigradum}$

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:95 パーセンタイル:0.76(Biology)

クマムシとは、体長がおよそ0.1$$sim$$1.0mm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(${it Milnesium tardigrdum}$)に対し、活動状態及び無水生命状態において$$^{60}$$Co-$$gamma$$線(1$$sim$$7kGy)あるいは$$^{4}$$Heイオンビーム(12.5MeV/amu, LET: 16.2keV/$$mu$$m; 1$$sim$$8kGy)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$$_{50}$$)は、活動状態では5.0kGy($$gamma$$線)及び6.2kGy($$^{4}$$Heイオンビーム)であり、無水生命状態では4.4kGy($$gamma$$線)及び5.2kGy($$^{4}$$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$$gamma$$線の線量に応じた寿命短縮効果が見られた。2kGy以上の$$gamma$$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。

報告書

破壊した堆積岩の強度復元に関する研究

桑原 幹典*

PNC-TJ4600 88-005, 47 Pages, 1987/03

PNC-TJ4600-88-005.pdf:4.59MB

泥質な砕屑堆積岩は掘削などの課程で一度破壊されても、周囲から応力を受けた状態下にあると、再び強度を復元する性質を持っている。この性質は泥質な堆積岩中に高レベル放射性廃棄物の地層処分施設を作る場合、天然バリヤの機能として重要であろう。しかしながら、泥質屑堆積岩の強度復元の機構と実現される達成の程度などに関する研究は、従来あまりなされていない。そこで、本研究では、地表下1000mまでの泥質砕屑堆積岩中に深地層処分施設を設けることを想定し、一旦完全に破壊した岩石の強度復元に関する研究を行うことにした。研究は3つの部分から構成されている。第一は炭鉱における応用事例の調査研究である。炭鉱では厚い炭層をスライシング法で採掘するとき、破砕した夾炭層岩盤の強度復元特性が人工天盤として利用されている。すなわち、破砕した泥質岩の岩盤で埋まっている採掘跡に適当な量の水分を与えると、地圧の作用の下で固化が速やかにに進展するので、これが人工天盤として利用されるわけである。第2は砕屑堆積岩の石化に関する調査研究である。地表下1000mまでの環境の下では、主に地圧の作用の下で圧密が進行し、井波の岩盤分類によるランクAまでの石化が実現する。第3は完全に破砕した泥質岩の強度復元に関する室内実験的研究である。砂質岩は固結しないが、泥質岩の場合、完全に破砕した岩石に適当な水分と圧力を加えることにより、井波の分類によるランクAに対応する強度特性が得られることを確認した。

報告書

ガラス固化体から発生する放射線の家畜飼料殺菌への適用に関する研究(III)

桑原 幹典*

PNC-TJ4600 87-005, 41 Pages, 1987/03

PNC-TJ4600-87-005.pdf:3.17MB

高レベル放射性廃棄物ガラス固化体から発生する放射線を家畜飼料殺菌への有効利用に資する事を目的として一連の研究を行った。本研究では放射線としてSUP60/Coの$$gamma$$線とX線発生装置(180kV)からのX線を用いた。家畜飼料を含め食品一般の放射線誘発生成物の化学構造および収率を判断する基準となっている放射線化学的レベルでの研究をより一層押し進めるため、食物の栄養素として重要な炭水化物(グルコース)と蛋白質(染色体蛋白質ヒストン)の放射線分解および変性を電気泳動法、クロマトグラフィー法、ESR法などにより研究した。炭水化物については高分子炭水化物(多糖類)へ研究を進めるための基礎的情報が得られた。蛋白質についてはアミノ酸レベルで得られている実験結果か蛋白質レベルでは証明出来ず、今後の研究に課題を残した。植物性飼料中に存在する光過敏症誘発物質フェオフォーバイドの除去に放射線を利用する目的で、フェオフォーバイドによる光過敏症誘発のメカニズムの研究を行った。2種類の活性酸素の生成が確認された。最後に$$gamma$$線被照射飼料を実験用マウスに与え、消化器(胃および腸)の上皮細胞への影響を組織学的に検証した。食品処理の適用範囲にある線量では何らの異常も見られずさらにより鋭敏な方法を工夫する必要があるように思われた。

報告書

ガラス固化体から発生する放射線の家畜飼料殺菌への適用に関する研究(II)

桑原 幹典*

PNC-TJ5600 86-005, 33 Pages, 1986/03

PNC-TJ5600-86-005.pdf:1.24MB

前年度に引き続きガラス固化体から発生する放射線の家畜飼料殺菌への有効利用を目的として,それに関連した基礎研究をおこなった。まず炭水化物については,グルコース(ブドウ糖)について前年度の段階で明らかになっていなかった化学反応中間体の同定を重水素化グルコースとクロマトグラフイを用いてさらにつっ込んだ研究をおこなった。次いで蛋白質については,含硫アミノ酸を含む蛋白質を中心に変性,分解の研究をおこなった。微生物に対する放射線の作用については大腸菌のプラスミド遺伝子を用いて照射によってもたらされる有機物との反応,さらにそれが支える遺伝子の変化のタイプを明らかにするため,SIヌクレアーゼとM.---エンドヌクレアーゼへのレスポンスを調べた。今年度から新たに$$gamma$$線によるマウス飼料の照射とそれが成育にもたらす影響を調べた。クロロフィル分解物による光線過敏症に関する研究をおこなうため,ホウレン草から分解物を抽出した。全て研究を継続中である。

口頭

緩歩動物オニクマムシにおけるイオンビーム及び$$gamma$$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(${it Milnesium tardigradum}$)のイオンビームと$$gamma$$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$$gamma$$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。

口頭

緩歩動物クマムシにおける放射線耐性

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0.1$$sim$$1.0mm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(${it Milnesium tardigrdum}$)が、活動状態及び無水生命状態において、イオンビーム($$^{4}$$He: 12.5MeV/amu, LET 16.2keV/$$mu$$m)と$$^{60}$$Co$$gamma$$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$$gamma$$線照射48時間後の半致死線量(LD$$_{50}$$)は、活動状態($$^{4}$$Heイオンビーム: 6.2kGy, $$gamma$$線: 5.0kGy)の方が、無水生命状態($$^{4}$$Heイオンビーム: 5.2kGy, $$gamma$$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、$$gamma$$線よりも$$^{4}$$Heイオンビーム照射に対して高いLD$$_{50}$$値を示した。

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