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

基本信息

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

项目摘要

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。

本研究的目的是通过适应性进化实验创造出具有高抗电离辐射能力的大肠杆菌，并分析其特性，以阐明细菌和生物体的一般抗辐射机制及其进化机制。到去年，通过使用 γ 射线作为选择压力的适应性进化实验，已经创建了抗辐射大肠杆菌。很明显，今年，我们将继续量化未经γ射线照射的野生型大肠杆菌、γ射线照射的野生型大肠杆菌、未经γ射线照射的进化大肠杆菌中所有基因的表达水平，通过RNA-Seq分析γ射线照射进化的大肠杆菌通过对可变基因进行GO分析，我们得到了以下结果。 1）揭示野生型大肠杆菌和进化型大肠杆菌对γ射线照射引起的基因表达水平变化的影响不同，进化型大肠杆菌诱导抗应激基因的效率高于进化型大肠杆菌在野生型大肠杆菌中。 2)与野生型大肠杆菌相比，发现进化大肠杆菌中抗应激基因的表达水平有所增加，并且在γ射线照射诱导下进一步增加。 3) 从迄今为止获得的结果来看，进化型大肠杆菌的高辐射抗性是由于与野生型大肠杆菌相比，进化型大肠杆菌中许多抗应激基因的组成型表达增加，并且很明显，涉及通过γ射线照射的有效诱导。此外，为了获得电离辐射的生物效应的基础知识，用伽马射线、中子束和各种离子束照射DNA溶液和培养的哺乳动物细胞，并分析其效果。结果表明，放射线照射产生的簇 DNA 损伤量与 LET 相关。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

相分离硼硅酸钠玻璃衍生的铜掺杂石英玻璃的放射光致发光

DOI：
10.1063/5.0044309
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
1.6
作者：
Y. Takada; K. Yamamoto; A. Kinomura; T. Saito; N. Ichinose; A. Okada; T. Wakasugi;K. Kadono
通讯作者：
K. Kadono

Effect of gamma-irradiation on complexation of humic substances with divalent calcium ion

伽马射线对腐殖质与二价钙离子络合的影响

DOI：
10.1016/j.chemosphere.2020.127021
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
8.8
作者：
Q. Zhao; R. Goto; T. Saito; T. Kobayashi;T. Sasaki
通讯作者：
T. Sasaki

Gamma-irradiation-induced molecular-weight distribution and complexation affinity of humic acid with Cs+, Sr2+, and Eu3+

伽玛射线诱导的腐植酸分子量分布和与 Cs、Sr2 和 Eu3 的络合亲和力

DOI：
10.1016/j.jhazmat.2021.125071
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
13.6
作者：
Q. Zhao; T. Kobayashi; T. Saito;T. Sasaki
通讯作者：
T. Sasaki

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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

Sorption of Cs+ and Eu3+ ions onto sedimentary rock in the presence of gamma-irradiated humic acid

在伽马辐照的腐殖酸存在下沉积岩上 Cs 和 Eu3 离子的吸附

DOI：
10.1016/j.jhazmat.2021.128211
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
13.6
作者：
Zhao Qi; Saito Takeshi; Miyakawa Kazuya; Sasamoto Hiroshi; Kobayashi Taishi; Sasaki Takayuki
通讯作者：
Sasaki Takayuki