概要調査段階における設計・性能評価手法の高度化,3; NUMO-JAEA共同研究報告書(2013年度)(共同研究)

柴田 雅博; 澤田 淳; 舘 幸男; 牧野 仁史; 若杉 圭一郎; 三ツ井 誠一郎; 北村 暁; 吉川 英樹; 小田 治恵; 石寺 孝充; et al.

JAEA-Research 2014-030, 457 Pages, 2015/03

JAEA-Research-2014-030.pdf:199.23MB

原子力機構(JAEA)がこれまで蓄積してきた技術やノウハウを、原子力発電環境整備機構(NUMO)が今後行う精密調査地区の選定等の処分事業に適用できるよう、実施主体の視点に沿って実用化を図っていくための具体的な考え方と進め方を策定すること等を目的として、2011年度よりJAEAとNUMOは以下の3つのテーマについて共同研究を進めている。(1)水理の観点からみた母岩の適性を評価する方法に関する検討: 水理地質構造モデル構築手法の事例調査に基づいて、得られた知見を評価ツリーとして整理し、モデルの不確実性やそれらの評価項目への影響等についての検討を行った。(2)シナリオの構築方法に関する検討: 状態設定手順を実務的な観点から、さらに見直すとともに、セメント影響とガラス溶解挙動について、知見の体系的な整理と不確実性の影響について解析的検討を行った。(3)核種移行パラメータの設定方法に関する検討: 母岩の分配係数を対象に、国内外の事例調査をもとに複数の設定手法を整理し、堆積岩及び花崗岩への適用を通じ妥当性や課題を確認した。溶解度について、溶解度制限固相の決定を含む設定手法を検討し、主要核種への適用を通じ妥当性や課題を確認した。

Microbeam irradiation facilities for radiobiology in Japan and China

小林 泰彦; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 坂下 哲哉; 小西 輝昭*; 今関 等*; 安田 啓介*; 畑下 昌範*; 高城 啓一*; 羽鳥 聡*; et al.

Journal of Radiation Research, 50(Suppl.A), p.A29 - A47, 2009/03

https://doi.org/10.1269/jrr.09009S

In order to study the radiobiological effects of low dose radiation, microbeam irradiation facilities have been developed in the world. This type of facilities now becomes an essential tool for studying bystander effects and relating signaling phenomena in cells or tissues. This review introduces you available microbeam facilities in Japan and in China, to promote radiobiology using microbeam probe and to encourage collaborative research between radiobiologists interested in using microbeam in Japan and in China.

放射線によるゲノム大規模欠失部位の経世代エピジェネティック痕跡の探索

横谷 明徳; 鈴木 啓司*

no journal, , 

細胞のガン化に深く関係するとされるゲノム不安定性は、放射線照射後にこれらのDSBが修復されたにも関わらず、細胞分裂が繰り返された後の子孫細胞にも表れる現象である。DNA損傷が修復され細胞分裂が繰り返された後に、どのようなメカニズムで細胞は放射線が照射された記憶を保持できるのか、その詳細はほとんど明らかになっていない。本研究では、ゲノム中に生じたDSBが、その修復過程で、大規模なゲノム再構成を引き起こした場合、その近傍には、ヒストンのリン酸化などの化学修飾が何らかのエピジェネティックなメモリーとして細胞分裂後にも依然として残っているのではないか?ということを作業仮説とした。この仮説を検証するため、放射線照射によりHPRT遺伝子座を含む大規模な欠失が生じたヒトの突然変異細胞を試料として用い、最初の作業として欠失部位をRT-PCR法により精密に特定することを試みた。16種類のPCRプローブを用いて欠失部位の特定を試みた結果、特定の、ゲノム欠失部位については250kbpまで絞り込むことに成功した。さらに、これらの欠失部位の精密な位置情報に基づき、今後展開するChip Assay法によるヒストンの化学修飾状態の空間的な広がりの探索法を紹介する。

マイクロビームを用いた細胞核照射と細胞質照射によるミトコンドリアへの影響

嘉成 由紀子; 神長 輝一; 成田 あゆみ; 宇佐美 徳子*; 鈴木 啓司*; 横谷 明徳

no journal, , 

本研究では、細胞内のエネルギー分子(ATP)生産を担うミトコンドリアの活性が、放射線照射によりどのように影響を受けるかを明らかにすることを目的とした。ヒト正常細胞(BJ1-hTERT)に対して、高エネルギー加速器研究機構フォトンファトリーから得られるX線マイクロビームを照射した後に継時観察し、細胞核のみ・細胞質のみに照射した場合を比較した。細胞は、観察の直前にミトコンドリアを特異的に標識するJC-1試薬で染色した。この試薬はミトコンドリアの膜電位が高いと赤色蛍光のドットとして観測され、また低いと緑色蛍光が観測される特徴がある。その結果、細胞核照射群は細胞質照射群よりも細胞あたりのJC-1赤色発光のドット数が、照射後12時間程度まで優位に増加することが明らかになった。核内で損傷したDNAの修復にATPが用いられるために、活性が亢進したと推測される。

Autophagy activated by Auger effect induced by soft X-ray microbeam

野口 実穂; 横谷 明徳; 神長 輝一; 藤井 健太郎; 鈴木 啓司*; 宇佐美 徳子*

no journal, , 

In this study, to clarify activation of autophagy on energy deposition in the cell nucleus or cytoplasm by the photoelectric effect, we investigated change of autophagic activity in human fibroblast cells irradiated with soft X-ray microbeam (5.35keV).Using a synchrotron X-ray microbeam, we irradiated 25 to 61 cells by targeting nuclei with square X-ray microbeam (10 m 10 m). For irradiating cytoplasm, 60 m 60 m square X-ray microbeam was used with a metal mask of 10m 10 m central area not to irradiate the cell nucleus. Induction of autophagy was measured using the fluorescent probe, Cyto-ID Green, which stains specifically autophagic vacuoles. Irradiated cells were treated with the dye 15 min before observation. The cells observed by a fluorescent microscope were quantified as mean values of the fluorescent intensity per cell. We observed autophagic fluorescence in nucleus- or cytoplasm-irradiated cells at 1 day to 4 days after irradiation. Some of these cells showed highly localized strong fluorescence. Such localized fluorescence was rarely observed when irradiated with a wide beam from a conventional higher energy X-ray machine (150 kVp). A lot of nucleic irradiated cells, rather than cytoplasm-irradiated cell, showed cell death especially at 4 days after irradiation. When irradiated with the wide beam X-rays, on the other hand, the cells sustained irreversible growth arrest, and maintained their viability. These results indicate that the soft X-ray microbeam exposure is a powerful probe to provide us an aspect of autophagic activation by photoelectric (Auger) effect in a particular part of cells.

Live cell imaging study on biological effects induced by X-ray microbeam irradiation

神長 輝一; 嘉成 由紀子*; 坂本 由佳*; 野口 実穂; 成田 あゆみ*; 藤井 健太郎; 宇佐美 徳子*; 小林 克己*; 鈴木 啓司*; 横谷 明徳

no journal, , 

We performed selective exposure to HeLa-Fucci cells of a specific cell cycle using synchrotron X-ray microbeam. The results suggested that, not only the irradiated, but also non-irradiated cells surrounding the exposed cells also undergo cell cycle arrest as a consequence of a novel "bystander" effect. When irradiated to spheroids of the HeLa-Fucci cells as a model of 3D cellular tissues, we have succeeded to track the cell cycle modulations in the spheroid using a confocal microscopy. Further we performed sub-cellular irradiation to target a cell nucleus or cytoplasm to look at the effect on mitochondria in human fibroblast cells stained with a specific chemical. Even when the nucleus was irradiated, the potential of mitochondria was enhanced for 12 h. It is inferred that not only DNA damage repair but also certain responses to cellular damage might need excess production of ATP. These clearly show that the live cell imaging appears to be a promising method for single cell tracking.

Deployment of sensing technologies to promote human resource development in Naraha Remote Technology Development Center of JAEA

西村 昭彦; 柴田 卓弥; 山田 知典; 鈴木 啓司*; 島田 梢; 佐藤 優樹; 鳥居 建男; 小山 真一

no journal, , 

2015年には福井県敦賀地区にてレーザーに関する夏期休暇実習を実施し、一方、茨城県東海地区ではロボットに関する実習を実施した。楢葉遠隔技術センターが開設された後、より先進的な内容を2016年9月に企画した。これは10日間のプログラムであり、遠隔センシング技術とロボットを融合させた試みであり、福島第一原子力発電所の悲惨な現状の改善に挑戦するものである。圧力抑制室の漏洩止水技術としてのUV硬化樹脂技術、レーザーによる遠隔からのコンクリート内部欠陥診断技術、レーザーICP質量分析のためのレーザー蒸発技術など重要不可欠のものである。施設は利用者の建久勝発のために広く廉価な利用料で公開されている。