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論文

Innate immune genes including a mucin-like gene, ${it mul-1}$, induced by ionizing radiation in ${it Caenorhabditis elegans}$

木村 孝文*; 高浪 タカ子*; 坂下 哲哉; 和田 成一*; 小林 泰彦; 東谷 篤志*

Radiation Research, 178(4), p.313 - 320, 2012/10

 被引用回数:3 パーセンタイル:67.35(Biology)

緑膿菌が感染した際に線虫の腸内で働く自然免疫応答遺伝子${it mul-1}$が、放射線照射によっても誘導されることを発見した。また、放射線を線虫に事前に照射しておくと、緑膿菌に対する線虫の生存率が増加することがわかった。この放射線による${it mul-1}$遺伝子の誘導は、ELT-2転写因子やp38 MAPKに大きく依存していた。さらに、insulin/IGF-1シグナル伝達系がこの${it mul-1}$遺伝子のエンハンサーとして機能していることがわかった。以上のことから、本研究により、放射線応答と自然免疫応答とがクロストークしたシグナル伝達系を持つことが示唆された。

論文

Radiation biology of ${it Caenorhabditis elegans}$; Germ cell response, aging and behavior

坂下 哲哉; 高浪 タカ子*; 簗瀬 澄乃*; 浜田 信行*; 鈴木 芳代; 木村 孝文*; 小林 泰彦; 石井 直明*; 東谷 篤志*

Journal of Radiation Research, 51(2), p.107 - 121, 2010/03

 被引用回数:18 パーセンタイル:46.19(Biology)

線虫の放射線影響に関する研究は、過去30年以上にわたって行われ、現在、分子,細胞及び個体レベルでの線虫における放射線の影響機構の理解が進みつつある。本論文では、生殖細胞,老化、及び行動に焦点を当てて、これまでに蓄積された知見を解説する。生殖細胞に関しては、アポトーシス,セルサイクルの停止,DNA損傷の修復について概説し、老化については、放射線で誘導される酸化ストレスに着目してホルミシス効果とともに述べる。最後に、最近報告された行動への興味深い影響について、他の生物種への放射線影響と比較しながらまとめる。本解説にて触れた多くの研究で得られた知見から、線虫は放射線生物学の分野でも、よい${it in vivo}$モデル生物であることが示唆される。

論文

Effects of ionizing radiation on locomotory behavior and mechanosensation in ${it Caenorhabditis elegans}$

鈴木 芳代; 坂下 哲哉; 簗瀬 澄乃*; 菊地 正博; 大庭 寛史; 東谷 篤志*; 浜田 信行*; 舟山 知夫; 深本 花菜; 辻 敏夫*; et al.

Journal of Radiation Research, 50(2), p.119 - 125, 2009/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:80.42(Biology)

We examined the effects of ionizing radiation (IR) on locomotory behavior and mechanosensation using a model organism, the nematode ${it Caenorhabditis elegans}$. Bacterial mechanosensation in ${it C. elegans}$ induces the dopamine-mediated slowing of locomotion in the presence of bacteria (food), known as the basal slowing response. We previously reported an IR-induced reduction of locomotory rate in the absence of food. In the present study, we observed a similar IR-induced reduction of locomotory rate in the ${it cat-2}$ mutant, which is defective in bacterial mechanosensation. The dose response pattern of the locomotory rate in the presence of food was relatively flat in wild-type animals, but not in ${it cat-2}$ mutants. This suggests that the dopamine system, which is related to bacterial mechanosensation in ${it C. elegans}$, might have a dominant effect on locomotory rate in the presence of food, which masks the effects of other stimuli. Moreover, we found that the behavioral responses of hydrogen peroxide-exposed wild-type animals are similar to those of IR-exposed animals. Our findings suggest that the IR-induced reduction of locomotory rate in the absence of food is mediated by a different pathway from that for bacterial mechanosensation, at least partially through IR-produced hydrogen peroxide.

論文

Effect of energetic heavy-ion irradiation on gene expression in ${it Caenorhabdits elegans}$

東谷 篤志*; 森 ちひろ*; 木村 孝文*; 池永 敬彦*; 高浪 タカ子*; 坂下 哲哉; 和田 成一*; 浜田 信行*; 小林 泰彦

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 112, 2008/03

炭素イオンと$$gamma$$線照射後の線虫の遺伝子発現を遺伝子マイクロアレイを用いて調べた。100Gy照射から4時間後のサンプルについて調べた結果、上方制御されていたものが$$gamma$$線で187遺伝子、炭素イオンで297遺伝子、共通する遺伝子が51。下方制御されていたものが$$gamma$$線で358遺伝子、炭素イオンで388遺伝子、共通する遺伝子が54であった。上方制御に両放射線で共通していた${it egl-1}$, ${it ced-13}$など、また炭素イオンに特異的な小胞体ストレス応答など、今後詳細な遺伝子ネットワークの解析を行う予定である。

論文

Construction of monitoring system for biological effects of local ionizing radiation using the nematode ${it C. elegans}$

東谷 篤志*; 杉本 朋子*; 森 ちひろ*; 鈴木 蓉子*; 齋藤 るみ子*; 一石 英一郎*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 和田 成一*; 柿崎 竹彦; et al.

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 113, 2007/02

モデル生物の1つである線虫${it C. elegans}$を用いて、生殖細胞系の放射線影響、特にDNA損傷によるアポトーシスと細胞周期の停止とバイスタンダー効果について検討した結果、線虫の生殖細胞形成時のパキテン期チェックポイント機構によるアポトーシスに関しては、同一個体内での間接的な効果、バイスタンダー効果によりアポトーシスが誘導される可能性は低いことが示唆された。そこで、腸管や筋肉等の体細胞における放射線誘発バイスタンダー効果の有無を検証するとともに、放射線被曝を受けていない細胞においてほかのストレス応答が誘導されているかどうかを解析するため、さまざまな外部ストレスに応答して発現が上昇することが知られている低分子heat shock protein: ${it hsp16}$遺伝子に大腸菌${it lacZ}$遺伝子が融合した${it hsp16-lacZ}$組換え体線虫などを用いて生物効果のモニター系の構築を行った。

論文

Cell cycle arrest and apoptosis in ${it Caenorhabditis elegans}$ germline cells following heavy-ion microbeam irradiation

杉本 朋子*; 太齋 久美子*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 和田 成一; 浜田 信行*; 柿崎 竹彦; 小林 泰彦; 東谷 篤志*

International Journal of Radiation Biology, 82(1), p.31 - 38, 2006/01

 被引用回数:31 パーセンタイル:7.97(Biology)

重イオンマイクロビームを用いて線虫生殖細胞系の放射線影響、特にDNA損傷によるアポトーシスと細胞周期の停止とバイスタンダー効果について検討した。雌雄同体の線虫に存在する前後2つの生殖腺の後部パキテン核に対してのみ炭素イオンマイクロビームを照射する区と、生殖腺から離れた尾部に対して照射する区を設け、照射5時間後に、前後それぞれの生殖腺にみられるアポトーシス死細胞の数について測定を行った。その結果、尾部に照射した場合、野生型並びにabl-1欠損変異体のいずれにおいても、非照射区と比較して、前後の生殖腺での死細胞数の有意な増加は認められず、また、後部の生殖腺パキテン核に対して照射した場合は、照射された側のみで、アポトーシス死細胞の増加が観察された。以上の結果から、線虫の生殖細胞形成時のパキテン期チェックポイント機構によるアポトーシスに関しては、同一個体内での間接的な効果、バイスタンダー効果によりアポトーシスが誘導される可能性は低いことが示唆された。

論文

Electronic structure and the Fermi surface of UBe$$_{13}$$

眞榮平 孝裕; 東谷 篤志*; 樋口 雅彦*; 安原 洋*; 長谷川 彰*

Physica B; Condensed Matter, 312-313(1-4), p.103 - 105, 2002/03

 被引用回数:12 パーセンタイル:43.08

相対論的LAPW(Linealized Argumented Plane Wave)法を用いて、UBe$$_{13}$$の電子構造とフェルミ面を議論する。UBe$$_{13}$$はいわゆる重い電子系に属するが、低温での電子比熱係数は1.1J/K$$^{2}$$molであり、一連の重い電子系物質群の中でも特に大きな値を持ち、なおかつ0.85Kにおいて超伝導状態に転移する。このように、UBe$$_{13}$$は超伝導を示す重い電子系として重要な物質であり、その電子物性を理論と実験の両面から相補的に研究する必要がある。最近、R. G. Goodrichらによるパルス磁場を用いた測定において、いくつかの比較的小さなド・ハース-ファン・アルフェン(dHvA)シグナルが観測された。そこで、今後の実験との比較を念頭に置いて、UBe$$_{13}$$の電子構造とフェルミ面,dHvA 角度依存,サイクロトロン有効質量,フェルミ面上での電子成分分布を理論的に導いた。

口頭

モデル生物Cエレガンスを用いた放射線影響とバイスタンダー効果の研究

東谷 篤志*; 杉本 朋子*; 太齋 久美子*; 森 ちひろ*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 柿崎 竹彦; 浜田 信行*; 和田 成一*; 小林 泰彦

no journal, , 

モデル生物の1つである線虫Cエレガンスを用いて、生殖細胞系の放射線影響、特にDNA損傷によるアポトーシスと細胞周期の停止とバイスタンダー効果について検討した。雌雄同体の線虫に存在する前後2つの生殖腺の後部パキテン核に対してのみ炭素イオンマイクロビームを照射する区と、生殖腺から離れた尾部に対して照射する区を設け、照射5時間後に、前後それぞれの生殖腺にみられるアポトーシス死細胞の数について測定を行った。その結果、尾部に照射した場合、野生型並びにabl-1欠損変異体のいずれにおいても、非照射区と比較して、前後の生殖腺での死細胞数の有意な増加は認められず、また、後部の生殖腺パキテン核に対して照射した場合は、照射された側のみで、アポトーシス死細胞の増加が観察された。以上の結果から、線虫の生殖細胞形成時のパキテン期チェックポイント機構によるアポトーシスに関しては、同一個体内での間接的な効果、バイスタンダー効果によりアポトーシスが誘導される可能性は低いことが示唆された。

口頭

モデル生物線虫Cエレガンスの生殖細胞における放射線応答の研究

森 ちひろ*; 杉本 朋子*; 太齋 久美子*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 柿崎 竹彦; 浜田 信行*; 和田 成一*; 小林 泰彦; 一石 英一郎*; et al.

no journal, , 

線虫${it C. elegans}$に過剰な放射線照射をすると、生殖腺内の減数分裂前期パキテン期の細胞でアポトーシスが誘導される。ヒトの原ガン遺伝子c-Abl1はTyrosine kinaseとしてDNA修復の制御に関与している。さらに、線虫のabl-1欠損変異株においては、放射線照射後、生殖腺でのアポトーシスが野生株に比べ高頻度に誘導されることから、アポトーシス誘導に対して負に制御することが示唆されてきた。そこで本研究では、線虫DNAマイクロアレイを用いて、野生株とabl-1に放射線を照射し、放射線応答とabl-1の制御下にある遺伝子群の網羅的な発現解析を行った。さらに、TIARAの重イオンマイクロビーム細胞照射装置により、生殖腺内の局部照射を行った。その結果、生殖腺パキテン期の部位に照射したときにのみアポトーシスは誘導され、組織特異的な放射線応答の研究に同技術が有効であることが認められた。

口頭

重イオンマイクロビームを用いた線虫Cエレガンスの放射線応答の研究

東谷 篤志*; 森 ちひろ*; 杉本 朋子*; 太齋 久美子*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 柿崎 竹彦; 浜田 信行*; 和田 成一*; 小林 泰彦

no journal, , 

モデル生物の1つである線虫Cエレガンスは、多細胞真核生物として全ゲノム解読が最初に行われるとともに、さまざまな遺伝的突然変異体の単離やRNA干渉法による網羅的な逆遺伝学的解析がなされている。さらに、世代交代期間が約3日と短く、発生過程における全細胞系譜が明らかにされていることが特徴としてあげられる。私たちは、成虫においてもその体長が約1mmと比較的小さく、透明で各細胞・組織を低倍率の顕微鏡下で観察できることから、マイクロビームを用いた局部的な放射線照射の生物影響を調べるうえでも格好の材料と考えている。そこで、TIARAの重イオンマイクロビーム照射装置を用いて、おもにCエレガンスの生殖細胞系における放射線応答に関する研究を展開してきた。これまでの実験系とその成果,生殖腺幹細胞における細胞周期の停止とアポトーシスについて紹介するとともに、今後の方向性についても議論する。

口頭

重イオンマイクロビームを利用したモデル生物・線虫の放射線生物研究への取り組み

坂下 哲哉; 鈴木 芳代; 浜田 信行*; 池田 大祐*; 深本 花菜; 横田 裕一郎; 舟山 知夫; 簗瀬 澄乃*; 東谷 篤志*; 石井 直明*; et al.

no journal, , 

多細胞モデル生物として知られる線虫を対象として、個体の重イオンマイクロビーム照射研究を進めている。私たちが用いている炭素イオンマイクロビームの水中飛程は約1.2mmであることから、体長約1mm・幅数十$$mu$$mの線虫のすべての細胞と組織が照射対象になる。マイクロビーム照射装置を用いて、杉本らは、線虫の生殖細胞へのマイクロビーム照射を行い、照射域での細胞周期の停止・アポトーシスの誘発を報告した。私たちは、さらに線虫の神経系をターゲットとし、化学走性学習に与える放射線局部照射の影響を明らかにすることを目的とした研究を進めている。しかし、$$^{60}$$Co$$gamma$$線の線虫個体全体への照射が化学走性学習に与える影響を調べたところ、学習中に照射した場合のみ放射線影響が観察された。そのため、杉本らが用いた線虫の神経麻酔による固定の代替法が必要である。現在、「線虫が動いている状態で重イオンマイクロビームを照射する方法」の開発に取り組んでいる。

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