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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

Establishment of a rearing system of the extremotolerant tardigrade ${it Ramazzottius varieornatus}$; A New model animal for astrobiology

堀川 大樹*; 國枝 武和*; 阿部 渉*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 行弘 文子*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; et al.

Astrobiology, 8(3), p.549 - 556, 2008/06

 被引用回数:48 パーセンタイル:13.48(Astronomy & Astrophysics)

クマムシの一種、ヨコヅナクマムシ${it Ramazzottius varieornatus}$が藻類${it Chlorella vulgaris}$を餌として培養可能であることを報告する。本飼育条件にて、クマムシの平均寿命は35日、卵の孵化に要する時間が5.7日、孵化後9日で排卵した。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$$^{4}$$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。

論文

Food-NaCl associative learning in response of ${it C. elegans}$ to $$gamma$$-ray irradiation

坂下 哲哉; 鈴木 芳代; 深本 花菜; 舟山 知夫; 和田 成一*; 小林 泰彦; 堀川 大樹*; Bolige, A.*

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 110, 2008/03

線虫のfood-NaCl連合学習(化学走性学習)に対する$$gamma$$照射効果について報告する。線虫には、本来、NaClに誘引される性質(化学走性)があるが、食物(大腸菌)がなくNaClを含んだ寒天培地上に線虫を数時間置くと化学走性が低下するように変化する。この食物とNaClとの間で成立する化学走性学習について、学習のさまざまな過程における$$gamma$$線被ばく後の化学走性の変化、及び他の誘引物質であるベンズアルデヒドに対する化学走性について調べた。その結果、学習前後においては何ら$$gamma$$照射の影響は認められないのに対して、学習中に被ばくをした場合には、照射直後の化学走性の低下及びその後の複雑な応答が生じることが明らかとなった。また、同時にベンズアルデヒドの化学走性について調べたが、何ら有意な変化は認められなかった。

論文

Radiation tolerance linked to anhydrobiosis in ${it Polypedilum vanderplanki}$

中原 雄一*; 渡邊 匡彦*; 黄川田 隆洋*; 藤田 昭彦*; 堀川 大樹*; 奥田 隆*; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 和田 成一*; et al.

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 113, 2008/03

本研究では、4種類のネムリユスリカ幼虫:(1)非乾燥幼虫,(2)非乾燥と乾燥との中間に位置する中間体幼虫,(3)乾燥幼虫,(4)乾燥から水に戻してすぐの幼虫について高LET放射線の影響を調べた。中間体幼虫と水に戻してすぐの幼虫は、非乾燥幼虫と比べてより長い期間生存した。これは、非乾燥幼虫であっても放射線耐性が増強することを意味する。乾燥幼虫になるための生理的変化トレハロースの蓄積,損傷修復能力の増加は、非乾燥幼虫の放射線耐性の増強と良い相関があった。加えて、乾燥幼虫は4種類の幼虫の中で最も放射線耐性が強かった。

論文

Physiological changes leading to anhydrobiosis improve radiation tolerance in ${it Polypedilum vanderplanki}$ larvae

渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 坂下 哲哉; 黄川田 隆洋*; 藤田 昭彦*; 浜田 信行*; 堀川 大樹*; 和田 成一*; 小林 泰彦; 奥田 隆*

Journal of Insect Physiology, 53(6), p.573 - 579, 2007/06

 被引用回数:15 パーセンタイル:33.94(Entomology)

本研究では、4種類のネムリユスリカ幼虫:(1)非乾燥幼虫,(2)非乾燥と乾燥との中間に位置する中間体幼虫,(3)乾燥幼虫,(4)乾燥から水に戻してすぐの幼虫について高LET放射線の影響を調べた。中間体幼虫と水に戻してすぐの幼虫は、非乾燥幼虫と比べてより長い期間生存した。これは、非乾燥幼虫であっても放射線耐性が増強することを意味する。乾燥幼虫になるための生理的変化(トレハロースの蓄積,損傷修復能力の増加)は、非乾燥幼虫の放射線耐性の増強と良い相関があった。加えて、乾燥幼虫は4種類の幼虫の中で最も放射線耐性が強かった。

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。

論文

Estimation of radiation tolerance to high LET heavy ions in an anhydrobiotic insect, ${it Polypedilum vanderplanki}$

渡邊 匡彦*; 坂下 哲哉; 藤田 昭彦*; 黄川田 隆洋*; 中原 雄一*; 浜田 信行*; 堀川 大樹*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 小林 泰彦; et al.

International Journal of Radiation Biology, 82(12), p.835 - 842, 2006/12

 被引用回数:11 パーセンタイル:31.91(Biology)

本研究の目的は、乾燥耐性昆虫として知られるネムリユスリカ${it P. vanderplanki}$の高LET放射線に対する抵抗性を線量応答等に関して特徴づけることである。LETが16.2から321keV/$$mu$$mである3種の重イオン線を1から7000Gyの線量で非乾燥幼虫と乾燥幼虫に照射し、幼虫の生存率、及びその後の形態変化について調べた。すべての高LET放射線に関して、低LET放射線である$$gamma$$線照射の結果と同様に、乾燥幼虫は、非乾燥幼虫と比べて、一貫して、放射線に対してより抵抗性であった。抵抗性の要因としてはトレハロースの寄与が示唆されるが、今後の詳細な検討が必要である。また、RBE値は、116keV/$$mu$$mで最大値を示した。一方、近縁種との比較から、非乾燥幼虫において、近縁種よりも高LET放射線に対してネムリユスリカがより抵抗性であることがわかった。

論文

Biological effects of anhydrobiosis in an African chironomid, ${it Polypedilum vanderplanki}$ on radiation tolerance

渡邊 匡彦*; 坂下 哲哉; 藤田 昭彦*; 黄川田 隆洋*; 堀川 大樹*; 中原 雄一*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 小林 泰彦; et al.

International Journal of Radiation Biology, 82(8), p.587 - 592, 2006/08

 被引用回数:24 パーセンタイル:11.78(Biology)

本研究の目的は、クリプトビオシス生物であるネムリユスリカの放射線耐性が乾燥休眠により変化するかどうかを確かめることである。乾燥・非乾燥時の幼虫への$$gamma$$線照射が、幼虫の生存率,脱水能力,変態率,繁殖率に与える影響を調べた。非乾燥の場合には、2000Gy以上の線量で線量依存的に幼虫の生存率が減少し、4000Gyの照射後8時間経過した時点で実験に供したすべての幼虫が死滅した。一方、乾燥時の照射の場合には、7000Gyの照射でさえも一部の幼虫が生存した。変態時においても、乾燥幼虫が非乾燥幼虫に比べて放射線により抵抗性であった。しかしながら、繁殖に対しては乾燥による放射線耐性の効果はなかった。これらの結果は、繁殖を除くネムリユスリカの生活環境において、乾燥休眠が放射線抵抗性を高めることを示す。

口頭

Radiation tolerance in water bears

堀川 大樹*; 坂下 哲哉; 片桐 千仭*; 渡邊 匡彦*; 中原 雄一*; 奥田 隆*; 浜田 信行*; 和田 成一*; 舟山 知夫; 小林 泰彦

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。しかし、クマムシを材料として行われた極限環境耐性に関する研究例は、極めて少ない。そこで、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(${it Milnesium tardigradum}$)のイオンビームと$$gamma$$線照射に対する耐性を調査した。

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。

口頭

ネムリユスリカのアンヒドロビオシスと放射線耐性

中原 雄一*; 渡邊 匡彦*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; Gusev, O.*; 藤田 昭彦*; 黄川田 隆洋*; 堀川 大樹*; 小林 泰彦; 奥田 隆*

no journal, , 

アンヒドロビオシス状態のネムリユスリカに及ぼす放射線の影響を調べた結果、乾燥したネムリユスリカは4,000Gyという高い線量の$$gamma$$線を浴びても、水に戻して48時間後には半数の個体が生存していた。一方、2,000Gyの$$gamma$$線を浴びた乾燥していない幼虫の半数は48時間以内に死亡した。この結果は、アンヒドロビオシスによって急性的な障害が緩和されたことを示している。しかし、乾燥した幼虫であっても、高線量を被曝した場合は羽化までは至らなかった。乾燥幼虫,非乾燥幼虫ともに、成虫が得られたのは200Gy以下の線量を照射した場合のみであった。晩発性の障害に対してはアンヒドロビオシスによる保護効果はほとんどないことが示唆された。

口頭

ヨコヅナクマムシ${it Ramazzottius varieornatus}$; 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${it Ramazzottius varieornatus}$が藻類${it Chlorella vulgaris}$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。

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