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論文

Metabolome analysis of leaves of ${it Rumex obtusifolius}$ L. irradiated with ion beams

宮城 敦子*; 北野 沙也佳*; 大野 豊; 長谷 純宏; 川合 真紀*; 大野 豊

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 114, 2015/03

${it Rumex obtusifolius}$ (Polygonaceae) is a weed, which spreads all over the world. It contains amino acids and ascorbate (Vitamin C) more than other edible ${it Rumex}$ species (Miyagi et al., 2010). On the other hand, it highly accumulates soluble oxalate, which causes renal syndrome for vertebrates. Thus we aimed to lower oxalate contents in R. obtusifolius that can be used as a pasture by radiation breeding. In the present study, plant seeds irradiated with several doses of carbon ion beams ($$^{12}$$C$$^{6+}$$) were used to analyze effects of the radiation to oxalate contents and other metabolites using capillary electrophoresis-mass spectrometry (CE-MS). Results showed that the oxalate contents of leaves were increased by the irradiation of ion beams on the contrary to the case of the irradiation with $$gamma$$ rays. High oxalate plants tended to contain high levels of organic acids. Amino acids and phosphorylated organic acids were decreased in these plants.

論文

Metabolic alterations in leaves of oxalate-rich plant ${it Rumex obtusifolius}$ L. irradiated by $$gamma$$ rays

北野 沙也佳*; 宮城 敦子*; 大野 豊; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 山口 雅利*; 内宮 博文*; 川合 真紀*

Metabolomics, 11(1), p.134 - 142, 2015/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:29.46(Endocrinology & Metabolism)

We investigated on the metabolic effectiveness of $$gamma$$ ray irradiation to seeds of ${it Rumex obtusifolius}$, which are known to accumulate high level of soluble oxalate, to lower oxalate accumulation in leaves. Reduced rate of germination, discoloration of cotyledons, and deformed true leaves were observed by elevated irradiation. Metabolome analysis of primary metabolites using capillary electrophoresis-mass spectrometry showed a decrease in oxalate contents in the leaves of plants from $$gamma$$ ray-irradiated seeds. Moreover, organic acids such as malate and 2-oxoglutarate also decreased, whereas amino acids such as glutamate and glutamine increased. These results indicated that seed irradiation by $$gamma$$ rays leads to dynamic changes in metabolic pathways as well as plant growth/development.

論文

Temperature and polarization dependence of Fe L$$_{3}$$-edge X-ray absorption spectra of LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 黒田 朋子*; 川合 真大*; 永田 知子*; 池田 直*; 魚住 孝幸*

Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 197, p.13 - 16, 2014/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:27.74(Spectroscopy)

LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$は電荷秩序相でFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$が三角格子上で秩序配列する。これまでにFe2p端発光測定からスペクトルがFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$の単純な重ね合わせでは説明できないことを報告した。電子状態を調べるために、LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$及びLuをYbに、置換したYbMgFeO$$_{4}$$のFe2p端吸収測定を行い、スペクトルを比較検討した。

論文

Effects of $$gamma$$-ray irradiation on oxalate metabolism in ${it Rumex obtusifolius}$ L.

北野 沙也佳*; 宮城 敦子*; 大野 豊; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 内宮 博文*; 川合 真紀*

JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 108, 2014/03

${it Rumex obtusifolius}$ (Polygonaceae) highly accumulates soluble oxalate in leaves. Animals should restrict their intake of oxalate because high level of oxalate causes the poisoning. Therefore, ${it R. obtusifolius}$ well growing in the meadow is a target of weeding. In this study, we aimed to develop a low oxalate ${it R. obtusifolius}$ plant that can be used as a pasture by radiation breeding. Plants from seeds irradiated with several doses of $$gamma$$ rays were used to analyze the radiation effect on oxalate content and other metabolite profiles. As a result, the oxalate content in leaves was decreased by $$gamma$$-ray irradiation. Plants with low oxalate content commonly contained increased level of amino acids and reduced level of organic acids.

論文

エゾノギシギシへの$$gamma$$線照射効果

北野 沙也佳*; 宮城 敦子*; 大野 豊; 長谷 純宏; 鳴海 一成; 内宮 博文*; 川合 真紀*

JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 101, 2013/01

${it Rumex obtusifolius}$, a member of Polygonaceae, highly accumulates oxalate in leaves. Animals should restrict their intake because high level of oxalate causes of the poisoning. Therefore, ${it R. obtusifolius}$ well growing in the meadow is a target of weeding. In this study, we aim to develop a low oxalate ${it R. obtusifolius}$ plant that can be used as a pasture by radiation breeding. Plant seeds irradiated with several doses of $$gamma$$ rays were used to determine the germination rate and the lethal dose. As a result, the germination rate was not affected at doses up to 2000 Gy. However, the growth abnormality was shown in the lower dose. In the doses above 700 Gy, almost plants died after 1st leaf expansion. In conclusion, the 50% lethal dose (LD50) of $$gamma$$ rays was estimated to be 213 Gy for ${it R. obtusifolius}$.

論文

Epitaxy of graphene on 3C-SiC(111) thin films on microfabricated Si(111) substrates

井出 隆之*; 川合 祐輔*; 半田 浩之*; 吹留 博一*; 小嗣 真人*; 大河内 拓雄*; 遠田 義晴*; 木下 豊彦*; 吉越 章隆; 寺岡 有殿; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 51(6), p.06FD02_1 - 06FD02_4, 2012/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:32.63(Physics, Applied)

Epitaxy of graphene on 3C-SiC(111) formed on microfabricated Si(111) has been demonstrated. Through observations with optical microscopy, micro-Raman spectroscopy, low-energy-electron diffraction, and photoelectron spectroscopy, it is confirmed that the epitaxial graphene is Bernal-stacked with a buffer layer present between the graphene and the 3C-SiC film, which can lead SiC film, which can lead to opening of the band gap necessary for logic operations. The quality of the graphene is improved with the shrinkage of patterned terrace. These results indicate that GOS using substrate microfabrication is a promising method for the realization of graphene-based devices.

論文

SMAP2 protein potentially mediates the response to synthetic auxin, 2,4-D, in ${it Arabidopsis thaliana}$

中曽根 光; 川合 真紀*; 清末 知宏*; 鳴海 一成; 内宮 博文*; 大野 豊

JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 65, 2009/12

The phytohormone auxin has roles in controlling various mechanisms in growth, proliferation, and differentiation of plants throughout the life stages. As a research initiative, the analysis of novel mutants created by ion-beam mutagenesis is an effective method. We previously isolated a novel auxin-related mutant which shows a reduced response to the anti-auxin. The SMAP1 gene, which is one of the missing genes in the 44-kb DNA region that is possibly deleted by ion beams in the mutant genome, is responsible for the 2,4-D / anti-auxin-resistant phenotype. The Arabidopsis genome has another copy of the SMAP gene, SMAP2. In this study, to better understand the biological function of the SMAP2 gene and its relationship to the mode of action of 2,4-D, we investigated the expression pattern of the SMAP2 gene and the phenotypic complementation of SMAP2 in the SMAP1 mutant.

論文

Positron related analysis of $$^{13}$$N-nitrate in transgenic rice plant over-expressing nitrate transporter

佐藤 大祐*; 森 真理*; 片山 寿人*; 北村 治滋*; 河合 敏彦*; 藤巻 秀; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石井 里美; 松橋 信平; et al.

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 128, 2007/02

窒素は作物生産で最も重要な元素であるが、水環境への汚染負荷原因物質として農地からの流出が問題となっており、農地への投入窒素量を低減しても高い生産性が維持できるイネの開発が急務となっている。この課題を解決するために、イネの硝酸吸収にかかわる硝酸イオントランスポーターを高発現させた形質転換イネを作出し、ポジトロン放出核種を用いた計測によりその特性の解析を行った。根で吸収された硝酸イオンを地上部へ輸送する能力について、野生株と硝酸イオントランスポーター高発現株とで比較したところ、硝酸イオントランスポーター高発現株では、単位時間あたり・単位根乾重量あたりの硝酸吸収量が野生株の1.6倍であることがわかった。また、PETISによる根から地上部への$$^{13}$$Nの移行計測でも同様の傾向が確認されていることから、硝酸イオントランスポーター高発現イネは野生株のイネに比べ、根を介した地上部への高い硝酸輸送能を持つことが明らかになった。

論文

Beam-palarization asymmetries for the $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$ and $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$ reactions for $$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4 GeV

Zegers, R. G. T.*; 住浜 水季*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; Dat$'e$, S.*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; et al.

Physical Review Letters, 91(9), p.092001_1 - 092001_4, 2003/08

 被引用回数:127 パーセンタイル:95.11(Physics, Multidisciplinary)

$$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4GeVで$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$,$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$反応に対するビーム偏極非対称が初めて測定された。この結果は未決定のハドロン共鳴や反応機構解明に用いられる。

論文

Evidence for a narrow $$S$$ = +1 Baryon resonance in photoproduction from the neutron

中野 貴志*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; 伊達 伸*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; 藤原 守; et al.

Physical Review Letters, 91(1), p.012002_1 - 012002_4, 2003/07

 被引用回数:998 パーセンタイル:99.88(Physics, Multidisciplinary)

$$K^{+}$$$$K^{-}$$の両粒子を前方で測定することにより、$$^{12}$$Cを標的にした$$gamma$$n $$rightarrow$$ $$K^{+}$$$$K^{-}$$n光反応を研究した。1.54GeV/C$$^{2}$$に25MeV/C$$^{2}$$以下の幅の鋭いバリオン共鳴ピークを観測した。この共鳴ピークのストレンジネス($$S$$)は+1であった。この状態は5つのクォーク($$uudd bar{s}$$)が$$K^{+}$$と中性子に崩壊した状態であると解釈される。

論文

Ion beam as a noble tool to induce apoptosis-like cell death in roots of maie (zea. mays L.)

川合 真紀; 小林 泰彦; 平田 愛子*; 大野 豊; 渡辺 宏; 内宮 博文

Plant Biotechnology, 17(4), p.305 - 308, 2000/12

細胞が自ら死ぬ能力(プログラム細胞死)は多細胞生物が有する基本的な生命活動の一つである。植物においてもプログラムされた細胞死は形態形成、耐病性、環境ストレス抵抗性の獲得等に重要な役割を担っているが、詳細は知られていない。植物における研究の立ち遅れの原因としては、細胞死誘導システムの確立が未完成な点があげられる。本研究では、イオンビームが植物細胞に壊死(ネクローシス)とは異なった細胞死を誘引することを見いだし、これが動物のアポトーシスと類似であることを明らかにした。実験では滅菌したトウモロコシ種子を寒天培地上に播種し、3日目に20Ne8+(350MeV)を照射した。アポトーシスのマーカーとされる核DNAの断片化を検出するため、照射2日目の植物の根から全DNAを抽出した。すると、非照射サンプルから抽出したDNAは高分子量体として検出されるが、照射体では約180塩基対を単位とする梯子状の泳動像が得られた。また、電子顕微鏡を用いた観察により、照射細胞では著しいクロマチン凝縮に加え、細胞質構造の崩壊、細胞の収縮などのアポトーシスの指標とされる形態変化が観察された。本研究によって開発された細胞死誘発システムを利用することにより、植物のアポトーシスの機構解明が大きく前進することが期待できる。

論文

Evolutionally conserved plant homologue of the Bax Inhibitor-1 (BI-1) gene capable of suppressing Bax-induced cell death in yeast

川合 真紀; Pan, L.*; Reed, J. C.*; 内宮 博文

FEBS Letters, 464(3), p.143 - 147, 1999/12

 被引用回数:123 パーセンタイル:93.46(Biochemistry & Molecular Biology)

Bax Inhibitor-1 (BI-1)遺伝子はYeastにおけるBax誘導性の細胞死を抑制する新規因子としてXu and Reed(1998)によって動物で報告された。植物の細胞死メカニズムを解析する足がかりとして、われわれは植物のBI-1遺伝子をアラビドプシス(AtBI-1)及びイネ(OsBI-1)より単離した。植物BI-1遺伝子は動物と同様、6または7つの膜貫通領域を有する膜タンパク質であり、アミノ酸レベルで動物遺伝子とは約42%、イネ、アラビドプシス間では約70%の相同性を示した。植物BI-1遺伝子の機能を調べるため、ガラクトース誘導性のBax遺伝子を有する酵母(QX95001)にアラビドプシスBI-1遺伝子を導入し、Bax誘導性細胞死の抑制効果を調べた。その結果、ガラクトース培地上で、発現ベクターのみ(コントロール)を持つ株は増殖できなかったが、BI-1遺伝子を有する株は増殖が可能であった。すなわち、植物BI-1遺伝子は動物と同様、酵母におけるBax誘導性細胞死を抑制する活性を有することが確認された。

論文

Induction of apoptosis in plant cells by ion beam irradiation

川合 真紀; 小林 泰彦; 大野 豊; 渡辺 宏; 内宮 博文

JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, P. 56, 1999/10

細胞が自ら死ぬ能力(プログラム細胞死)は多細胞生物が有する基本的な生命活動の一つである。中でもアポトーシスと称される細胞死現象は、近年、特に注目され盛んに研究が行われている。放射線によって引き起こされるDNAの損傷に対して、細胞は自己修復機構を活性化させるが、修復不可能な傷に対しては自殺機構を起動する。これらは厳密に制御されたシグナル伝達系を介しており、障害による受動的な死とは区別される。植物においてもプログラムされた細胞死は形態形成等に重要な役割を担っているが、詳細は知られていない。今回、われわれはイオンビームを植物細胞に照射することによって、動物のアポトーシスと類似の形態的変化を伴う細胞死が誘引されることを見いだした。人為的に細胞死を誘発するシステムを確立することによって、植物のアポトーシスの機構解明への大きな足がかりになると考えられる。

口頭

2007年版JENDL高エネルギーファイル及びJENDL光核反応データファイル

深堀 智生; 国枝 賢; 千葉 敏; 原田 秀郎; 中島 宏; 森 貴正; 島川 聡司; 前川 藤夫; 渡辺 幸信*; 執行 信寛*; et al.

no journal, , 

JENDL高エネルギーファイル(JENDL/HE)及びJENDL光核反応データファイル(JENDL/PD)の最新版として、JENDL/HE-2007及びJENDL/PD-2007が公開予定である。JENDL/HE-2007にはJENDL/HE-2004から改訂及び追加をあわせて約100核種のデータが、JENDL/PD-2007には約170核種のデータが格納される予定である。

口頭

2,4-D応答にかかわるタンパク質、Small Acidic Protein 1(SMAP1)はCOP9シグナロソーム(CSN)と結合する

中曽根 光; 川合 真紀*; 鳴海 一成; 内宮 博文*; 大野 豊

no journal, , 

われわれが合成オーキシン2,4-Dの応答機構にかかわる因子として同定したSMAP1の機能を解明するために、SMAP1欠失変異体${it aar1}$に完全長及びC末のF/D保存領域を欠失させた${it SMAP1}$${it GFP}$の融合遺伝子(それぞれ${it SMAP1-GFP}$, ${it SMAP1$Delta$F/D-GFP}$)を導入した。その結果、${it SMAP1-GFP}$は根における${it aar1}$の2,4-D感受性を野生型のレベルにまで回復させたが、${it SMAP1$Delta$F/D-GFP}$では回復がみられず、F/D領域がSMAP1の活性に重要であることがわかった。次に、抗GFP-マイクロビーズを用い、SMAP1-GFPと結合するがSMAP1$$Delta$$F/D-GFPとは結合しないタンパク質を精製し、質量分析で調べたところ、そのほとんどがCOP9 Signalosome(CSN)のサブユニットであった。以上の結果から、SMAP1はF/D領域を介してCSNと相互作用し、2,4-D応答を制御している可能性が示唆された。

口頭

軟X線発光分光によるSrFeO$$_{2}$$の電子励起構造の観測

水牧 仁一朗*; 安居院 あかね; 魚住 孝幸*; 井上 暁*; 河合 正徳*; 市川 能也*; 島川 祐一*

no journal, , 

本研究では無限層鉄酸化物SrFeO$$_{2}$$のFeの3d電子構造と結晶構造の異方性の相関を明らかにするために、SrFeO$$_{2}$$単結晶薄膜を用いて、Fe-L, O-K吸収端においてX線吸収測定(XAS)及びX線発光分光(XES)測定を行った。XAS及びXES両スペクトルに明瞭な偏光及び配置依存性が見られた。これは、Fe-3d電子構造の異方性を示している。

口頭

SMAP2タンパク質はシロイヌナズナ根において合成オーキシン2,4-Dに対する感受性に関与する

中曽根 光; 内宮 博文*; 鳴海 一成; 大野 豊; 川合 真紀*; 清末 知宏*

no journal, , 

イオンビームによる植物の変異体誘発は、植物育種分野のみならず、基礎科学分野でも重要である。われわれは以前、シロイヌナズナのイオンビーム誘発突然変異体の解析を行い、植物ホルモン・オーキシンの感受性にかかわる新奇遺伝子を発見し、SMAP(SMALL ACIDIC PROTEIN)1と名づけた。シロイヌナズナゲノムにはSMAP1遺伝子と類似した遺伝子が一つ存在しており、われわれは、これをSMAP2と名づけた。本研究では、SMAP2がSMAP1と同様にオーキシン応答にかかわる機能を持つかどうかを調べるために、一連の実験を行った。その結果、SMAP2がSMAP1と同様の機能を示すことが示唆された。SMAP2が葯や果実で強く発現していることから、SMAP2は雄しべ,種,実の形成時におけるオーキシンの情報伝達に関与していることが考えられた。

口頭

SMALL ACIDIC PROTEIN 1 acts with RUB modification components, the COP9 signalosome and AXR1, to regulate growth and development of ${it Arabidopsis thaliana}$

大野 豊; 中曽根 光*; 藤原 正幸*; 深尾 陽一朗*; Biswas, K.; Rahman, A.*; 川合 真紀*; 内宮 博文*; 鳴海 一成

no journal, , 

Here, we demonstrated that SMALL ACIDIC PROTEIN 1 (SMAP1) is required for normal plant growth and development, and roots response to IAA or methyl jasmonate in the ${it auxin resistant 1}$ (${it axr1}$) mutation background. Deletion analysis and pull-down assays showed that SMAP1 physically interacts with the CONSTITUTIVE PHOTOMORPHOGENIC-9 SIGNALOSOME (CSN) via the SMAP1 F/D-region. The extremely dwarf phenotype of aar1-1 csn5a-1 double mutant confirms the functional role of SMAP1 in plant growth and development under limiting CSN functionality. Our findings suggest that ${it SMAP1}$ is involved in the auxin response and possibly in other cullin-RING ubiquitin ligase -regulated signaling processes via its interaction with components associated with related-to-ubiquitin (RUB) modification.

口頭

$$gamma$$線照射が強害帰化雑草エゾノギシギシに及ぼす影響

北野 沙也佳*; 川合 真紀*; 宮城 敦子*; 内宮 博文*; 山口 雅利*; 大野 豊; 長谷 純宏; 鳴海 一成

no journal, , 

エゾノギシギシ(タデ科)は、ヨーロッパ原産の多年生草本である。田畑や牧草地などでよく繁殖することから、播種やバイオマス維持等のコストが低い新規牧草としての利用が期待されている。しかしながら、この植物の代謝的特徴として、葉に可溶性シュウ酸を高蓄積することが知られている。本研究では、$$gamma$$線をエゾノギシギシの種子に照射することによって、低シュウ酸個体を作出することを目指している。2,000Gyまでの線量を照射した種子の発芽率は、非照射のものとほとんど変わらず、高い発芽率を維持していた。しかし、発芽後、培養土に移して培養室で育成を続けた結果、700Gy以上の$$gamma$$線を照射した個体は、子葉は展開するものの、本葉の形成ができないまま赤く変色し枯死した。今後、$$gamma$$線照射個体の葉の代謝物の測定を行い、$$gamma$$線照射がシュウ酸代謝に影響を与えているかを調べる。また、後代の植物体から低シュウ酸個体の探索を行う。

口頭

LuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$のFe2p端X線発光分光スペクトルの温度依存性,2

安居院 あかね; 川合 真大*; 永田 知子*; 水牧 仁一朗*; 泉 雄大*; 池田 直*

no journal, , 

LuFe$$_2$$O$$_4$$は室温でFe$$^{2+}$$, Fe$$^{3+}$$が秩序配列し、T$$>$$500Kでは3次元的にも無秩序になる。T=575Kと室温で測定したFe3d-2p発光分光スペクトルを測定した。3次元電荷秩序状態の有無により、スペクトルが変化したので、これを報告する。

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