植物にバイスタンダー効果は存在するか?

植物存在旁观者效应吗？

• 批准号: 18710050
• 负责人: 横田 裕一郎
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18710050/
• 关键词: 高等植物; タバコBY-2細胞; 放射線; DNA2本鎖切断; 細胞周期チェックポイント; 微小核; ゲノム不安定性; バイスタンダー効果; BY-2; ヒストンH2AX; 重イオン; LET

【背景と目的】これまで、高等植物における放射線影響メカニズムは十分に理解されていなかった。そこで本研究では、植物細胞における放射線の照射効果と照射細胞から非照射細胞へ伝達されるバイスタンダー効果の有無について調査した。【実験方法】タバコ培養細胞BY-2株に60Coγ線あるいは18.3MeV/u炭素イオンを照射した。照射後、細胞を新鮮な培地に移し変えて、15分間から4週間まで培養を続けた。細胞を適宜分取して、増殖率の測定、パルスフィールドゲル電気泳動法によるDNA2本鎖切断(DSB)の定量、フローサイトメトリーによる細胞周期の解析、顕微鏡観察による微小核頻度ならびに分裂指数の測定を行った。【結果と意義】1.植物細胞として初めてDSB修復効率を定量した。タバコ細胞のDSB修復効率は哺乳動物細胞と同程度で、タバコ細胞の放射線耐性に対する修復効率の貢献度が低い可能性を示した。2.照射24時間後にG2/M期で細胞周期が一過性に停止、48時間後にリリースされた。一方、微小核頻度は48時間後に最大となり、細胞周期チェックポイントとDNA修復機構との非同期性が予想された。3.照射4週間後まで、微小核頻度の有意な上昇と増殖率の低下が認められた。これは、放射線が植物細胞にゲノム不安定性を誘発することを示す、初の証拠である。4.細胞集団の0.01から10%が照射細胞になるように、炭素イオン照射細胞と非照射細胞を混合、あるいは、マイクロビーム照射した後、細胞周期がG2/M期で一過性停止した細胞割合、微小核頻度および増殖率を測定したが、照射細胞の割合から予想される照射効果を上回る効果は検出されなかった。このことから、植物細胞ではバイスタンダー効果が無いか、哺乳動物細胞とは作用機序が異なる可能性が考えられた。

[Background] This is a good understanding of radiation effects on higher plants. In this study, the effects of radiation on plant cells and the effects of radiation on non-irradiated cells were investigated. [Method] By-2 strain 60Coγ ray irradiation 18.3MeV/u carbon irradiation After irradiation, the cells were cultured fresh, and cultured for 15 minutes or 4 weeks. Cell cycle analysis, determination of proliferation rate, quantification of DNA2-lock cleavage (DSB) by electrophoresis, analysis of cell cycle, microscopical observation, determination of mitotic index, and determination of micro-nuclear frequency. [Results and significance] 1. Plant cell repair efficiency was quantified. The DSB repair efficiency of human cells is similar to that of mammalian cells, and the contribution of DSB repair efficiency to radiation tolerance of human cells is relatively low. 2. After 24 hours of irradiation, the cell cycle stopped transiently in G2/M phase, and after 48 hours, the cell cycle stopped. The maximum cell cycle frequency is 48 times higher than the maximum cell cycle frequency, and the non-synchronization of DNA repair mechanisms is expected. 3. After 4 weeks of irradiation, the frequency of micronuclei increased intentionally and the reproduction rate decreased. The radiation induced instability in plant cells. 4. 0.01 to 10% of the cell population were irradiated cells, carbon, irradiated cells and non-irradiated cells were mixed, and after irradiation, the cell cycle was temporarily stopped in G2/M phase, cell cleavage, micronuclear frequency, and proliferation rate were measured. The possibility of different action mechanisms in mammalian cells is examined.

项目成果

植物細胞への放射線影響のLET依存性

LET 辐射对植物细胞影响的依赖性

• 发表时间: 2007
• 作者: H. Katsumata;S. Kaneco;T. Suzuki;K. Ohta;Y. Yobiko;Hideyuki Katsumata et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Ferdoush Farzana et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Farzana Ferdoush・勝又英之・金子聡・鈴木 透・太田清久;佐田真希・勝又英之・金子 聡・鈴木 透・太田清久;横田裕一郎;吉宗 美紀;Yuichiro Yokota;吉宗 美紀;Yuichiro Yokota;吉宗 美紀;横田裕一郎;横田裕一郎;横田裕一郎
• 通讯作者: 横田裕一郎

高等植物における放射線影響研究と今後の展望

辐射对高等植物的影响研究及未来展望

• 发表时间: 2007
• 作者: H. Katsumata;S. Kaneco;T. Suzuki;K. Ohta;Y. Yobiko;Hideyuki Katsumata et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Ferdoush Farzana et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Farzana Ferdoush・勝又英之・金子聡・鈴木 透・太田清久;佐田真希・勝又英之・金子 聡・鈴木 透・太田清久;横田裕一郎;吉宗 美紀;Yuichiro Yokota;吉宗 美紀;Yuichiro Yokota;吉宗 美紀;横田裕一郎;横田裕一郎
• 通讯作者: 横田裕一郎

Rejoining of DNA double-strand breaks and clastogenic effects in higher-plant tobacco cells irradiated with gamma rays

伽马射线照射高等植物烟草细胞中 DNA 双链断裂的重新连接和断裂效应

• 发表时间: 2007
• 作者: H. Katsumata;S. Kaneco;T. Suzuki;K. Ohta;Y. Yobiko;Hideyuki Katsumata et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Ferdoush Farzana et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Farzana Ferdoush・勝又英之・金子聡・鈴木 透・太田清久;佐田真希・勝又英之・金子 聡・鈴木 透・太田清久;横田裕一郎;吉宗 美紀;Yuichiro Yokota;吉宗 美紀;Yuichiro Yokota
• 通讯作者: Yuichiro Yokota

高等植物の放射線耐性メカニズム-タバコBY-2培養細胞におけるDNA損傷とその修復から見えてくること-

高等植物抗辐射机制——从烟草BY-2培养细胞DNA损伤及其修复看出什么——

• 发表时间: 2007
• 期刊: 放射線生物研究 42
• 作者: H. Katsumata;S. Kaneco;T. Suzuki;K. Ohta;Y. Yobiko;Hideyuki Katsumata et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Ferdoush Farzana et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Farzana Ferdoush・勝又英之・金子聡・鈴木 透・太田清久;佐田真希・勝又英之・金子 聡・鈴木 透・太田清久;横田裕一郎
• 通讯作者: 横田裕一郎

高等植物タバコ細胞におけるDNA2本鎖切断修復の定量解析

高等植物烟草细胞 DNA 双链断裂修复的定量分析

• 发表时间: 2007
• 作者: H. Katsumata;S. Kaneco;T. Suzuki;K. Ohta;Y. Yobiko;Hideyuki Katsumata et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Ferdoush Farzana et al.;Hideyuki Katsumata et al.;Farzana Ferdoush・勝又英之・金子聡・鈴木 透・太田清久;佐田真希・勝又英之・金子 聡・鈴木 透・太田清久;横田裕一郎;吉宗 美紀;Yuichiro Yokota;吉宗 美紀;Yuichiro Yokota;吉宗 美紀;横田裕一郎
• 通讯作者: 横田裕一郎