Live-cell imaging study of mitochondrial morphology in mammalian cells exposed to X-rays

野口 実穂; 嘉成 由紀子; 横谷 明徳; 成田 あゆみ; 藤井 健太郎

Radiation Protection Dosimetry, 166(1-4), p.101 - 103, 2015/09

https://doi.org/10.1093/rpd/ncv157

It is well known that radiosensitivity of cells is dependent on cell cycle phases. In general, cells are most radiosensitive in M phase and most resistant in late S phase. Cell cycle-dependent radiosensitivity seems to be involved in DSB repair ability which is varied in each cell cycle. Maeda et al. reported that radiation induced cell death depends on not only DSB induction and its repair in a cell nucleus but also damaging cytoplasm, suggesting that cytoplasm may play an important role in the radiobiological responses. Mitochondria, a kind of major organelles, are distributed throughout cytoplasm. They are continuously fusing or dividing. Mitochondrial morphology is also known to change dynamically depending on cell cycle. In this study, to investigate whether mitochondrial morphology relates to cell cycle-dependent radiosensitivity, we analyzed kinetics of mitochondrial morphology after irradiation of X-rays. Fragmented mitochondria were found to accumulate in proliferating cells irradiated with X-rays. Cell population with fragmented mitochondria increased with time after irradiation. When cells irradiated in M phase, cell population with fragmented mitochondria also increased with time after irradiation. These results suggest that the changes of mitochondrial morphology are not significantly related to the cell cycle phase at which the cells are irradiated, and might have little association with cell cycle-dependent radiosensitivity.

A Novel technique using DNA denatureation to detect multiplly induced single-strand breaks in a hydrated plasmid DNA molecule by X-ray and He ion irradiation

横谷 明徳; 鹿園 直哉; 藤井 健太郎; 野口 実穂; 漆原 あゆみ

Radiation Protection Dosimetry, 143(2-4), p.219 - 225, 2011/02

https://doi.org/10.1093/rpd/ncq540

高LET放射線によりDNA上に多重1本鎖切断(m-SSBs)が生じることが予測されているが、これまでのプラスミドDNAをモデル分子として用いる手法ではその収率を過小評価してしまう可能性がある。なぜなら複数のSSBがDNAの同一鎖上あるいは2本鎖切断(DSB)にはならない程度離れた反対鎖上に生じた場合はこれを検出することができないためである。われわれはDNA変性を利用した新しいm-SSBsの検出法を開発してきた。この方法では、m-SSBsは1本鎖DNAの分子量変化として電気泳動法により定量される。今回X線及びHeイオンビームが照射された水和pUC18プラスミドDNA中に生じたm-SSBsを定量した。得られた結果は、実験の分解能の範囲内で(140塩基)1本鎖DNAの半分は無傷で残っているというものであった。これは当初の予想に反し、高LET放射線照射であってもm-SSBs損傷は140塩基対を超えた領域には広がらないことを示唆している。

The Yield, processing, and biological consequences of clustered DNA damage induced by ionizing radiation

鹿園 直哉; 野口 実穂; 藤井 健太郎; 漆原 あゆみ*; 横谷 明徳

Journal of Radiation Research, 50(1), p.27 - 36, 2009/01

https://doi.org/10.1269/jrr.08086

クラスターDNA損傷は、電離放射線照射により電離や励起が空間的に不均一に生じることに由来して、ある確率で多数のDNA損傷が局所的に密集(クラスター化)したものであり、二本鎖切断型と非二本鎖切断型に大別される。電離放射線によって生じる二本鎖切断は、細胞死や染色体異常といった生物学的なendpointに深く関連し生物学的に重要な損傷と考えられてきた。そのため、二本鎖切断の生成効率,修復効率さらには修復過程やシグナル伝達に至るまで、これまでに膨大な研究の蓄積がある。一方、非二本鎖切断型クラスターDNA損傷も生物効果が高いと考えられていたにもかかわらず、その検出が難しいことから研究がなかなか進まなかった。しかしながら、検出法の進展に伴い、近年研究が活発に行われてきている。非二本鎖切断型のクラスターDNA損傷が、(1)放射線によってどのくらい生成され、(2)どのようにプロセシングされるのか、(3)生物効果に関連するのか、という点に焦点を当てて研究の現状をまとめた。

Natural circular dichroism of amino acid films observed in soft X-ray and VUV region using polarizing undulator

中川 和道*; 金子 房恵*; 大田 佳実*; 田中 真人*; 北田 朋*; 安居院 あかね; 藤井 健太郎; 横谷 明徳; 渡辺 一寿*; 山田 亨*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.271 - 273, 2005/06

https://doi.org/10.1016/j.elspec.2005.01.189

円偏光と物質の相互作用の研究は、シンクロトロン放射の発展によって新たな発展の時期を迎えている。アミノ酸は鏡像体が容易に入手可能でありそれらが互いに反対の符号の円二色性を示すはずであるので、実験的にも理論的にも手堅い研究を可能にする研究素材である。われわれは、アミノ酸蒸着膜を試料として産総研TERASではVUV領域で、SPring-8では窒素・酸素K殻領域で円二色性測定を試み、SPring-8では、軟X線領域での円二色性検出に初めて成功した。産総研NIJI-2では固相で初めて不斉分解反応の検出に成功した。

原子力コードのVPP500におけるベクトル化、並列化及び移植(並列化編); 平成8年度作業報告書

渡辺 秀雄*; 川井 渉*; 根本 俊行*; 川崎 信夫*; 田辺 豪信*; 鈴木 信太郎*; 原田 裕夫; 庄司 誠; 久米 悦雄; 藤井 実

JAERI-Data/Code 97-052, 160 Pages, 1997/12

JAERI-Data-Code-97-052.pdf:4.17MB

本報告書は、平成8年度に計算科学技術推進センター情報システム管理課で行った原子力コードのVPP500における高速化及び移植作業のうち、並列化作業部分について記述したものである。原子力コードのVPP500における高速化及び移植作業は、平成8年度に11件行われた。これらの作業内容は、同種の作業を行うユーザに有益な情報を提供することを意図して、「並列化編」、「ベクトル化編」、「移植編」の3冊にまとめられている。本報告書の「並列編」では、2次元相対論的電磁粒子コードEM2D、円筒座標系直接数値シミュレーションコードCYLDNS、ダイヤモンド型結晶を扱う分子動力学コードDGRに対して行ったベクトル並列化作業について記述されている。

実例によるAVS利用手引

増子 献児*; 加藤 克海*; 久米 悦雄; 藤井 実

JAERI-Tech 97-028, 37 Pages, 1997/07

JAERI-Tech-97-028.pdf:1.32MB

日本原子力研究所では、可視化ソフトウェアAVSについて原研の一般ユーザが簡単に理解、利用できるようにAVSの原研版利用手引を作成している。本報告書では「避難シミュレーション」を題材として、シミュレーション結果のAVSを用いた可視化及びその可視化された画像のVTRへの録画作業について解説する。本報告書の特長は、読者が上記の題材を本報告書に従ってAVSで処理することで、AVS利用に必要な一連の作業手順が修得できるようになっていることである。

動的計画法を用いたステレオマッチングにおける順序逆転問題の解法

藤井 実; 松山 泰男*

画像ラボ, 0(11), p.32 - 35, 1996/11

https://ci.nii.ac.jp/naid/40005023786

両眼ステレオ視は、環境に影響を与えない受動的な距離計測法として、また左右のカメラ画像から色と距離の二つの情報を同時に得ることができる方法として、将来の移動ロボットの共通な視覚手段となることが期待されている。また、両眼ステレオ視は、人間が何気なく使用している空間認識法であり、その原理も、左右一対のカメラで撮られた2枚の画像上の対応点を見つけ、三角測量の原理でその対応点の写っている場所のカメラからの距離を算出するという比較的簡単なものである。しかし、左右画像上での対応点を求める操作の自動化、即ちステレオマッチングと呼ばれる左右画像の対応点探索問題を一般的に解くことは、非常に難しく、まだ研究開発段階にある。本稿では、この順序逆転を含むシーンについても対応付けを可能にした2段階動的計画法アルゴリズムと名付けた新しい方法(電子情報通信学会論文誌掲載)を解説する。

動的計画法を用いたステレオマッチングにおける順序逆転問題の一解法

藤井 実; 松山 泰男*

電子情報通信学会論文誌,D-2, J79-D-2(5), p.775 - 784, 1996/05

https://ci.nii.ac.jp/naid/110003227511

両眼ステレオ視は、受動的な方法によって、色と距離の2つの情報を同時に得ることができるため、将来の移動ロボットの共通な眼として期待されている。しかし、実際には左右画像間での対応点探索という困難な問題を解決する必要があり、移動ロボットの障害物検知において重要である「左右画像上で対応点の順序が入れ替わる順序逆転問題」については、これまで比較的研究が進展していない。本論文では、従来手法の中で大局的な対応付けを可能にする動的計画法を適用した場合に生ずる「対応点の順序は入れ替わらない」という仮定を保持しつつ、対応点の順序が入れ替わる問題を解くために、対応点探索に4つの状態を設け、動的計画法による探索を2段に分けて行う方法を提案する。さらに、対応点の順序が入れ替わる問題にこの方法を適用し、本方法の有効性を示している。

Numerical analysis of buoyancy-driven exchange flow with regard to an HTTR air ingress accident

文沢 元雄; 功刀 資彰; 菱田 誠; 赤松 幹夫*; 藤井 貞夫*; 五十嵐 実*

Nuclear Technology, 110, p.263 - 272, 1995/05

https://doi.org/10.13182/NT95-A35124

本研究は、高温ガス炉のスタンドパイプ破断時空気浸入事故に関連して行った数値解析である。すなわち、流体物性値の温度依存性を考慮した一般曲線座標系を用いた3次元熱流動解析コードを開発し、以前行った閉空間内置換流についての実験体系へ適用した。数値解析結果は、実験結果と同様に非定常で非対称な流れ場が観測された。

High performance computing at Japan Atomic Energy Research Institute

秋元 正幸; 樋口 健二; 藤井 実; 原田 裕夫; 浅井 清; 田中 幸男*; 鈴木 孝一郎*

High Performance computing 1995; Grand Challenges in Computer Simulation, 0, p.9 - 15, 1995/00

原研では、高性能計算用に、従来型のスーパーコンピュータを用いてきた。しかし、並列処理技術の急速な進展により、現在のFujitsu VP2600 2式をFujitsu VPP500/42及びParagon XP/S15-256に交換する。本報では、交換する並列コンピュータの予備的性能評価について報告する。