乾燥を選択圧とした適応進化実験による放射線耐性細菌の放射線耐性能の進化機構の解明

通过以干燥为选择压力的适应性进化实验阐明耐辐射细菌的耐辐射进化机制

• 批准号: 20K12160
• 负责人: 齊藤 毅
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K12160/
• 关键词: 放射線耐性細菌; 放射線耐性機構; 生体防御機構; γ線; 電離放射線; 大腸菌; 進化

本研究の目的は、適応進化実験により電離放射線に対し高い抵抗性を有する大腸菌を作出し、その性状を解析することにより、細菌および生物一般の放射線耐性機構およびその進化の機構を解明することである。昨年度までにγ線を選択圧とした適応進化実験により放射線耐性大腸菌が作出され、進化大腸菌の高い放射線耐性にはストレスに対する細胞回復、DNA修復、生存、レスポンスに関与する遺伝子（以下、抗ストレス遺伝子とする）の構成的な発現上昇が関与していることが明らかとなった。引き続き本年度においては、γ線非照射野生型大腸菌、γ線照射野生型大腸菌、γ線非照射進化大腸菌、およびγ線照射進化大腸菌の全ての遺伝子の発現量をRNA-Seq解析により定量し、発現変動遺伝子に対するGO解析を行うことにより以下の成果を得た。1）野生型大腸菌と進化大腸菌ではγ線照射による遺伝子発現量の変動への影響が異なっており、進化大腸菌における抗ストレス遺伝子の誘導効率は野生型大腸菌と比較して高いことが明らかとなった。2）抗ストレス遺伝子の発現量は、野生型大腸菌と比較して進化大腸菌で増加し、γ線照射により誘導されさらに増加することが明らかとなった。3）これまで得られた結果より、進化大腸菌における高い放射線耐性には、野生型大腸菌と比較した時の進化大腸菌における多数の抗ストレス遺伝子の構成的な発現量の増加、およびそれら抗ストレス遺伝子のγ線照射による高効率の誘導が関与していることが明らかとなった。また、電離放射線の生物影響の基礎的知見を得るため、DNA溶液、およびほ乳類培養細胞にγ線、中性子線、各種イオン線を照射し、その影響の解析も行った。その結果、放射線照射により生成するクラスターDNA損傷量にはLET依存性があることが明らかとなった。

The aim of this study is to elucidate the evolution of mechanisms for resistance to ionizing radiation and the evolution of mechanisms for resistance to radiation in Escherichia coli. In the past year, the evolution of radiation resistant E. coli has been closely related to the development of cell recovery, DNA repair, survival, replication and the composition of genes (hereinafter referred to as "genes"). This year, RNA-Seq analysis, quantitative analysis, detection and analysis of the total amount of DNA generated by gamma-ray non-irradiated wild-type E. coli, gamma-ray irradiated wild-type E. coli, gamma-ray non-irradiated evolved E. coli, and gamma-ray irradiated evolved E. coli were performed. 1) Wild type E. coli and evolved E. coli are different from each other in terms of the induction rate of gene production in response to gamma irradiation. 2) Compared with wild-type E. coli, the production of resistant E. coli increased, and induced by gamma irradiation increased. 3) As a result, the evolution of E. coli has increased the amount of radiation resistance of most of the E. coli strains compared to wild E. coli strains, and the induction of high radiation resistance of E. coli strains under gamma irradiation has increased. Basic knowledge of the biological effects of ionizing radiation, analysis of the effects of DNA solutions, gamma rays, neutral rays, and various types of radiation on cultured breast cells The results, radiation exposure, DNA damage, LET dependence

项目成果

中性子散乱用真空槽内におけるLANケーブル

真空室中用于中子散射的 LAN 电缆

• 发表时间: 2022
• 期刊: 波紋
• 作者: 富永大輝;上田実咲;北川至信;茶竹俊行;齊藤毅;佐藤信浩
• 通讯作者: 佐藤信浩

Radiation-induced valence conversion and photoluminescence of copper ions in aluminoborosilicate glasses

铝硼硅酸盐玻璃中铜离子的辐射诱导价态转换和光致发光

• DOI: 10.1557/s43578-022-00564-8
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Materials Research
• 影响因子: 2.7
• 作者: Nishi Yusaku;Okada Arifumi;Kinomura Atsushi;Saito Takeshi;Yamamoto Keigo;Ichinose Nobuyuki;Wakasugi Takashi;Kadono Kohei
• 通讯作者: Kadono Kohei

野生型大腸菌に対する進化放射線耐性大腸菌の遺伝子発現レベルの変化

进化的抗辐射大肠杆菌相对于野生型大肠杆菌的基因表达水平的变化

• 发表时间: 2022
• 作者: Amos;M.;P. J. Young;J. S. Hosking;J.-F. Lamarque;N. L. Abraham;H. Akiyoshi;A. T. Archibald;S. Bekki;M. Deushi;P. Joeckel;D. Kinnison;O. Kirner;M. Kunze;M. Marchand;D. A. Plummer;D. Saint-Martin;K. Sudo;S. Tilmes;and Y. Yamashita;齊藤 毅
• 通讯作者: 齊藤 毅

細胞模擬条件下で生じた放射線DNA損傷の局在性評価のための蛍光異方性解析

荧光各向异性分析用于细胞模拟条件下辐射 DNA 损伤的定位评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 赤松 憲;鹿園 直哉;佐藤 勝也;齊藤 毅
• 通讯作者: 齊藤 毅

Radiophotoluminescence of Cu-doped silica glass derived from phase-separated sodium borosilicate glass

• DOI: 10.1063/5.0044309
• 发表时间: 2021-03
• 期刊: AIP Advances
• 影响因子: 1.6
• 作者: Yuya Takada;Keigo Yamamoto;A. Kinomura;Takeshi Saito;N. Ichinose;A. Okada;T. Wakasugi;K. Kadono-K.-Kado