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論文

Polarized neutrons observed nanometer-thick crystalline ice plates in frozen glucose solution

熊田高之; 中川洋; 三浦大輔; 関根由莉奈; 元川竜平; 廣井孝介; 稲村泰弘; 奥隆之; 大石一城*; 森川利明*; et al.

Journal of Physical Chemistry Letters (Internet), 14(34), p.7638 - 7643, 2023/08

https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.3c01448

被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Physical)

スピンコントラスト変調中性子小角散乱法を用いて急冷したグルコース濃厚溶液中に生成するナノアイス結晶の構造解析を行ったところ、厚さ1nm程度、半径数十nm以上の平面上の氷晶が生成していることを見出した。本結果はグルコース分子が特定の成長面に吸着することによりその面からの結晶成長を阻害していることを示す。

論文

Effect of water activity on the mechanical glass transition and dynamical transition of bacteria

曽我部知史*; 中川洋; 山田武*; 小関成樹*; 川井清司*

Biophysical Journal, 121(20), p.3874 - 3882, 2022/10

https://doi.org/10.1016/j.bpj.2022.09.001

被引用回数：2 パーセンタイル：19.58(Biophysics)

本研究の目的は、バクテリア()のガラス転移挙動を水分活性( $a_{rm w}$ )の関数として明らかにすることである。298Kでの機械的緩和を調べ、機械的 $a_{rm wc}$ (298Kで機械的ガラス転移が起こる $a_{rm w}$ )を0.667と決定した。平均二乗変位の温度依存性は、中性子非弾性散乱により調べた。フィッティングにより、2つの動的転移温度(low $T_{rm ds}$ とhigh $T_{rm ds}$ )が決定された。乾燥試料を除いて、低Tdに対する $a_{rm w}$ の影響はわずかであった。高 $T_{rm d}$ は $a_{rm w}$ の減少に伴い大きく上昇した。高 $T_{rm d}$ で決定された動的 $a_{rm wc}$ (0.688)は、測定時間スケールが異なるため、機械的 $a_{rm wc}$ よりもわずかに高い値であった。高 $T_{rm d}$ をガラス転移温度( $T_{rm g}$ )に変換し、無水 $T_{rm g}$ は411Kと推定された。

口頭

極限環境暴露がクマムシの生存期間と繁殖能に与える影響

和達大樹*; 國枝武和*; 坂下哲哉; 川井清司*; 岩田健一*; 中原雄一*; 浜田信行*; 小関成樹*; 山本和貴*; 小林泰彦; et al.

no journal, ,

本研究は、培養したを用いて極限環境暴露後の個体の生存期間と繁殖能に与える影響を明らかにすることで、地球外環境における多細胞生物の存在可能性を探ることを目的とした。イオンビーム以外の極限環境に暴露した個体の生存期間は、非処理区の場合よりも低下することはなかった。また、超高圧とイオンビームを処理した個体の産卵数及び孵化個体数は、非処理区の場合に比べ有意な低下が見られたものの、すべての条件において暴露個体から次世代が生じた。本研究により、極限環境に暴露されたクマムシが子孫を残せることが初めて明らかになった。

口頭

ヨコヅナクマムシ; 宇宙生物学の研究モデルとして

堀川大樹*; 國枝武和*; 阿部渉*; 越川滋行*; 中原雄一*; 渡邊匡彦*; 岩田健一*; 坂下哲哉; 浜田信行*; 東正剛*; et al.

no journal, ,

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 $^{circ}$ Cの超低温や100 $^{circ}$ C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。

口頭

スピンコントラスト変調中性子小角散乱法を用いた急冷濃厚糖溶液中に生成するナノ氷晶の構造解析

熊田高之; 中川洋; 関根由莉奈; 元川竜平; 川井清司*

no journal, ,

我々はスピンコントラスト変調中性子小角散乱法(SCV-SANS)を用いて、新たに凍結保護剤の糖による過冷却水中の氷晶生成・成長阻害メカニズム解明の研究を行った。実験の結果、従来のSANS法ではアモルファス氷の散乱に隠れていた結晶氷の小角散乱信号を抽出することに成功した。散乱曲線の解析から、結晶氷は厚さ1nmしかない板状のナノ氷晶を形成していることを見出した。この板厚は過冷却水中に生成する氷晶の臨界半径(数nm)と同程度でしかない。そのため、本結果はグルコース分子が氷晶の特定の面に高選択的に付着して、その面方向の結晶成長を強く妨げていることを示していると考えらえる。

口頭

スピンコントラスト変調中性子小角散乱法による急冷糖溶液中に生成したナノ氷晶の観測

熊田高之; 中川洋; 三浦大輔*; 関根由莉奈; 元川竜平; 廣井孝介; 稲村泰弘; 奥隆之; 大石一城*; 森川利明*; et al.

no journal, ,

スピンコントラスト変調中性子小角散乱法を用いて急冷糖溶液中に生成するナノ氷結晶の構造解析を行った。本手法により、アモルファス氷と氷晶由来の散乱は識別され、後者の散乱から氷晶は非常に異方的なナノ構造を形成していることを見出した。