ま え が き

大阪大学ラジオアイソトープ総合センターの 2008 年度利用年報をお届けします。

この年報は 2008 年 4 月から 2009 年 3 月までの１年間、センターを利用して行な

われた研究の成果を記したものです。吹田本館利用 55 件のうち 25 件の報告、豊

中分館利用 14 件のうち 14 件の報告から成っています。ここに収録されている当

センターを利用した研究が、さらに発展することを願うものであります。

大阪大学には 21 の放射性同位元素等使用施設があり、合計 6,000 名を越す放射

線業務従事者が利用しています。当センターの役割の一つは、学内の放射線等使

用施設の安全管理と放射線業務従事者に対する教育訓練の実施であります。2005

年に放射線業務従事者の被ばく線量、健康診断、教育訓練などを一元的に管理す

る「放射線総合管理システム」の運用が開始され、その後、従事者が Web でアク

セスすることにより各自の健康診断と教育訓練の日付を確認することができるよ

うになりました。当センターには、各種の放射線実験設備と装置を整備し、各部

局の共同利用に供することによって放射線関連の研究を推進するという使命もあ

ります。本年報に記載されているように、当センターを利用して最先端の基礎お

よび応用研究が行われております。

大阪大学は「地域に生き世界に伸びる」をモットーに教育・研究に取り組み、

常に発展し続ける大学を目指しています。当センターも学内共同教育研究施設と

して研究の推進に寄与することにより大学の発展を支えられるよう、施設を充実

させ円滑な運営を図ってまいりますので、皆様方のご協力をお願いいたします。

2009 年 5 月

大阪大学ラジオアイソトープ総合センター

センター長 岩 井 成 憲

目 次

まえがき・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ｉ

岩井成憲

チェルノブイリ放射能汚染地域の生物における生理的・遺伝的蓄積影響の

シミュレーション実験・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１

中島裕夫・斎藤 直・本行忠志・石川智子

藤堂 剛・足立成基・野村大成・梁 治子

新規ユビキチン修飾系のNF-κB活性化と炎症への関与の解析 ・・・・・・・・・・３

徳永文稔・坂田真一・植田 亮・櫻井仁美・浅野剛史

中川朋子・武田有紀子・谷口雅美・奥田晶子・岩井一宏

11Cおよび18F標識放射性医薬品とPET/MRIによるラット・マウスのイメージングの

基礎的検討・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４

畑澤 順

単一細胞の放射線照射効果に関する研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５

飯田敏行・佐藤文信・口丸高弘・青位裕輔、清水喜久雄

高LET重粒子線照射における出芽酵母の突然変異誘発効果 ・・・・・・・・・・・・７

西嶋茂宏・松尾陽一郎、清水喜久雄

陽電子消滅法によるソフトマテリアルの評価・・・・・・・・・・・・・・・・・・９

西嶋茂宏・泉 佳伸・秋山庸子・芝原雄司・松尾陽一郎

Sodaye Hemant Shivram・誉田義英

水素化・不均化されたNd-Fe-B系合金の脱水素・再結合過程における

陽電子寿命変化・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１１

荒木秀樹・水野正隆

極限環境微生物由来酵素の活性測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１３

古賀雄一・金谷栄子・M.S.Rohman・Jongruja Nujarin・横山光士

イネフィトクロム三重変異体の代謝プロファイリング・・・・・・・・・・・・・１４

岡澤敦司

放射線微量分析のためのデジタル波形処理・・・・・・・・・・・・・・・・・・１５

宮丸広幸

工学研究科未臨界実験室のトリチウム汚染の測定・・・・・・・・・・・・・・・１６

吉岡潤子

工学研究科ＲＩ実験室排水のγ線測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１７

吉岡潤子

－ⅲ－

乳酸耐性酵母の分子育種工学・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１８

-過剰発現で乳酸耐性を付与する出芽酵母ESBP6遺伝子の機能解析-

赤瀬晋平・宗 桃子・杉山峰崇・金子嘉信・原島 俊

自己複製反応システムの定量的解析 ・・・・・・・・・・ ・・・・・・・・・・１９

市橋伯一・イン・ベイウェン

TiAl規則合金における拡散の研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２０

中嶋英雄・仲村龍介

Streptococcus mutansのバイオフィルム形成に関与する情報伝達タンパク質の・・２１

機能解析

岡島俊英・多田敦朗

放線菌オートレギュレーターリセプターの研究・・・・・・・・・・・・・・・・２２

仁平卓也・木下 浩・木谷 茂

植物糖ヌクレオチド関連酵素の解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２３

藤山和仁・梶浦裕之

ＤＮＡ鎖切断を指標とした照射線量の評価の研究・・・・・・・・・・・・・・・２４

清水喜久雄・松尾陽一郎・中岡保夫

環境放射能測定に関する基礎的検討・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２５

山口喜朗・斎藤 直

二重ベータ核分光による中性微子質量および右巻き相互作用の検証・・・・・・・２６

岸本忠史・阪口篤志・小川 泉・松岡健次

梅原さおり・岸本康二・伊藤 豪・保田賢輔

和田真理子・岸 尚平・吉田幸太郎・角畑秀一

放射性核種を用いた物性研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２８

篠原 厚・高橋成人・佐藤 渉・吉村 崇・池田隼人・大江一弘

坪内僚平・中垣麗子・松田亜弓・矢作 亘 ・尾本隆志

小森有希子・周防千明・藤沢弘幸・高山玲央奈・松田佳恵

重核・重元素の核化学的研究・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・３１

篠原 厚・高橋成人・佐藤 渉・吉村 崇・菊永英寿・二宮和彦

池田隼人・大江一弘・坪内僚平・中垣麗子・松田亜弓・矢作 亘

尾本隆志・小森有希子・周防千明・藤沢弘幸・高山玲央奈・松田佳恵

大腸菌mRNAエンドリボヌクレアーゼの解析 ・・・・・・・・・・・・・・・・・３４

岩本 明・古賀光徳・多田康子・三木久美子

日比野愛子・田中敦史・米崎哲朗

－ⅳ－

植物細胞機能の解析・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・３６

藤井聡志・高木慎吾・水野孝一

渦鞭毛藻由来海洋天然物の細胞内分子機構の解明・・・・・・・・・・・・・・・３８

此木敬一・玉手理恵・松森信明・大石 徹・村田道雄

Na+/H+交換輸送タンパク質の制御の分子機構 ・・・・・・・・・・・・・・・・・４０

松下昌史・田中啓雄・三井慶治・金澤 浩

損傷ＤＮＡの分子認識に関する研究 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４１

岩井成憲・倉岡 功・山元淳平・林 亮輔

柏木沙予・中西 望・鎌倉直人

環境中の放射能動態の基礎的検討・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４２

斎藤 直・福本敬夫・川瀬雅也・森本正太郎・山口喜朗

メスバウアー分光測定・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４３

斎藤 直・森本正太郎・川瀬雅也・池田泰大・那須三郎

医学部学生ＲＩ機能系実習・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４５

本行忠志・中島裕夫・石川智子・藤堂 剛

医学系研究科放射線取扱実習・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４６

船越 洋・高島成二・谷川裕章・小田茂樹

基礎セミナー エネルギーの不思議Ⅱ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４７

宮丸広幸・基礎セミナー受講生１年生

理学部化学系放射化学学生実習・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４８

篠原 厚・高橋成人・佐藤 渉・吉村 崇

大江一弘・坪内僚平・矢作 亘・３年次学生８３名

理学部物理学実験“放射線測定”・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４９

福田光順・三原基嗣・清水 俊・松宮亮平・西村太樹・石川大貴

基礎工学部電子物理科学科物性物理科学コース３年次物性実験：放射線測定・・・５０

美田佳三・３年次学生５８名

基礎セミナー「環境とアイソトープ」・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５１

斎藤 直

平成２０年度共同利用一覧 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５２

－ⅴ－

チェルノブイリ放射能汚染地域の生物における 生理的・遺伝的蓄積影響のシミュレーション実験

Chernobyl simulation experiment of physiologic, hereditary influence in mice.

（医学系研究科1、RI総合センター2）中島裕夫1、斎藤 直2、本行忠志1、石川智子1、藤堂 剛1、

足立成基1、野村大成1、梁 治子1

（Dept. Rad. Biol., Graduate School of Med.1, Radioisotope Res. Center2）

H. Nakajima1, T. Saito2, T. Hongyo1, T. Ishikawa1, T. Todo1, S. Adachi1, T. Nomura1, H. Ryo1.

【目 的】

チェルノブイリ原発事故以来、低レベル放射能汚染地域に生活するヒトへの遺伝的影響が懸念されている

が、ヒトにおいて経世代的影響が現れるには数世代の世代交代が必要であり、結果が明らかになるまでには

百年以上の時間経過が必要である。そこで、世代交代の速いマウスに着目して、低レベル放射能汚染環境下

で世代交代を重ねた野生マウスにおいて遺伝的影響の蓄積があるかどうかを検討することを考えた。しかし、

チェルノブイリ汚染地区では、汚染濃度の異なるところが斑状に存在しているために、それぞれのマウスの

生涯被ばく線量の算定が困難なこと、また、放射能汚染のみならず、工業化、経済の低迷などの要因で化学

物質などの環境汚染も進んでおり、現地野生マウスでの研究では、厳密な放射線影響のみを抽出することが

困難であると考えられた。

本研究では、RI施設内で近交系マウスに放射能汚染地マウスの体内と同レベルになるように137Csを長期間

経口的に摂取させることでチェルノブイリ放射能汚染環境を実験室内で再現し、その被ばくによる遺伝的影

響、生理的影響の検出を数世代にわたって試みる。そして、その結果をヒトにおける継世代的影響の短期的

シミュレーション実験として外挿できるかを検討することが目的である。

【実験方法と結果】

我々が 1997 年のチェルノブイリ汚染地域（ベラルーシ共和国、中等度汚染地域)で採取した 4 種のマウス

のCs-137 含量は測定の結果、筋肉で 15～71Bq/gの範囲であった(Biological Effects of low dose radiation,

1999 )。そこで、近交系マウスを用いて、この被ばく条件をRI施設内で再現するためには、どれくらいの濃

度の137CsCl水溶液を自由摂水させることで設定量の137Csレベルを筋肉内に定常的に維持できるか基礎的実

験を行った。昨年のC3Hマウスでの予備実験結果（2008 年度 RIセンター報告書）を基にA/Jマウスでチェ

ルノブイリ放射能汚染環境を実験室内で再現するべく、137CsCl水溶液の濃度を 10Bq/mlと 100Bq/mlの 2 群

に設定し、8 ヶ月間自由摂水させた後の臓器組織内蓄積量を測定した。また、その環境下で兄妹交配を行っ

た。

その結果、8 ヶ月間の長期給水後においても筋肉内137Cs蓄積量が、10Bq/ml群、100Bq/ml群でそれぞれ

14.9±1.0（95%CI）、165.5±14.3（95%CI）Bq/gと諸臓器組織の中で最も多く、他臓器ではそのほぼ半量で

平衡状態になっていることがわかった。

さらに、8 ヶ月間の137Csによる低線量、低線量率長期内部被曝を続けたこれらの臓器における遺伝子へ

の影響を調べるために、DNA二本鎖切断の指標となるγ－H2AXフォーカスの蛍光抗体法による検出を試み

た。その結果、14.9 Bq/gの低被曝群においても対照群に比して有意にγ－H2AXフォーカスの増加が認めら

れた。このことは、チェルノブイリ低線量汚染地域の動物においても、慢性的な遺伝子へのストレスが続い

ていることを示唆するものであると考えられる（図－１）。

図―１

現在は、本給水条件下で、A/J マウスの兄妹交配を続け、世代を進めている。今後さらに詳細な遺伝子へ

の影響を調べる予定である。

【発表論文】

1. Taisei Nomura, Tadashi Hongyo, Hiroo Nakajima, Li Ya Li, Mukh Syaifudin, Shigeki Adachi, Haruko

Ryo, Rajamanickam Baskar, Kazuyasu Fukuda, Yoshihiro Oka, Haruo Sugiyama, Fumio Matsuzuka.

Differential radiation sensitivity to morphological, functional and molecular changes of human

thyroid tissues and bone marrow cells maintained in SCID mice. Mutation Research 657 (2008) 68–76

【口頭発表】

1. H. Nakajima, T. Saito, T. Hongyo, and T. Todo: Mice genome stress in the Chernobyl simulation

experiment. 22nd International Mammalian Genome Conference. Nov.2 – 5, 2008, Institute of

Molecular Genetics. Prague, Czech Republic, pp 129, 2008

2. 中島裕夫、梁 治子、野村大成、斎藤 直、本行忠志、藤堂 剛、チェルノブイリ放射能汚染地域に棲

息する生物の体内核種動態と遺伝子へのストレス 日本環境変異原学会（第 37 回大会）、International

Symposium on Genotoxicity Assesment (併催)、2008,12,4（12.4-12.6）、沖縄コンベンションセンタ

ー（沖縄）要旨集 171

新規ユビキチン修飾系のNF-κB活性化と炎症への関与の解析

Involvement of linear ubiquitylation in NF-kappaB activation and inflammation

（医学系研究科）徳永文稔、坂田真一、植田亮、櫻井仁美、浅野剛史、中川朋子、

武田有紀子、谷口雅美、奥田晶子、岩井一宏

(Grad. Sch. Med.) F. Tokunaga, S. Sakata, R. Ueta, H, Sakurai, T. Asano, T. Nakagawa,

Y. Takeda, M. Taniguchi, A. Okuda and K. Iwai

NF-κBは免疫応答、炎症、抗アポトーシス作用などの多様な生理作用を発揮する転写因子で

あり、その活性制御異常が様々な疾患に関与することから、創薬の標的として注目されている。

ユビキチン修飾系は、タンパク質に、多数のユビキチン分子が数珠状に繋がったポリユビキ

チン鎖を付加することでその機能を制御する翻訳後修飾系である。ポリユビキチン鎖には多く

の種類があり、それぞれがタンパク質分解・活性調節などの特異的な機能制御を担うことが知

られている。我々はHOIL-1LとHOIPからなるLUBACユビキチンリガーゼ複合体が直鎖状ポリユビ

キチンと呼ばれる新規のポリユビキチン鎖を選択的に生成することを報告しており、本研究で

はLUBACのNF-κB活性化経路への関与について解析を行った。

その結果、LUBACはNF-κBの活性化において重要な役割を果たすNEMOと選択的に結合し、直

鎖状ポリユビキチンを付加することでNF-κBを活性化することを明らかにした。さらに、LUBA

Cの構成成分の１つであるHOIL-1L欠損マウス由来の肝細胞では炎症性サイトカイン依存的なN

F-κBの活性化が著しく減弱しており、TNF-αによりアポトーシスが誘導されることを示した。

以上の結果はLUBACがNF-κBの生理的な活性制御因子であることを示唆する。

これまでにも、ポリユビキチン鎖は多彩な様式でNF-κBの活性化に関与することが知られて

はいたが、そのいずれもがNF-κB選択的ではないのに対し、直鎖状ポリユビキチンはNF-κBを

特異的に活性化すると思われる。それゆえ、直鎖状ポリユビキチン化はNF-κBの活性を調節す

る薬剤の良いターゲットになることが期待される。

発表論文

1. "Involvement of linear polyubiquitylation of NEMO in NF-kappaB activation."

Tokunaga F , Sakata S , Saeki Y, Satomi Y, Kiri sako T, Kamei K, Nakagawa T, Kato M, Mura ta S ,

Yamaoka S , Yamamoto M, Akira S, Takao T, Tanaka K, Iwai K. , Nat .Cel l .Biol . 2009 Feb;11(2):123-32.

口頭発表

1. 「Physical function of linear polyubiquitin chain」

岩井一宏、Keystone Symposium “The Many Faces of Ubiquitin”（コロラド州、2009年 1月）．

2. 「LUBACユビキチンリガーゼによるNEMOの直鎖状ポリユビキチン化修飾とNF-κB活性化の分子機構」

徳永文稔、第31回日本分子生物学会、第81回日本生化学会合同大会（神戸、2008年11月）

11Cおよび18F標識放射性医薬品とPET/MRIによるラット・マウスのイメージングの基礎的検討

In vivo imaging of rat and mouse by means of integrated PET/MRI with 11C or 18F-labeled compounds 大阪大学大学院医学系研究科 核医学講座 畑澤 順

Jun Hatazawa

Department of Nuclear Medicine and Tracer Kinetics Osaka University Graduate School of Medicine

我々は、保健医療分野における基礎研究推進事業（プロジェクト ID 番号 06-35）、科学研究費補助金、科

学技術振興機構運営費交付金、厚生労働科学研究費補助金などの支援を受け、診断機器の技術的な問題を克

服し、世界初の小動物用 PET/MRI（永久磁石型）を開発した。本年度は、本装置の性能評価およびラット・

マウスによる生体画像を撮像することを目的とした研究を行った。

方法

2-deoxy-2-[18F]fluoro-D-glucose（FDG）（ブドウ糖代謝）、11C-methionine（アミノ酸代謝）、Na18F（骨

代謝）によるPET/MRI同時撮像を行った。これらの放射性医薬品は医学部附属病院で製造し、放射線障害防

止法、学内規約に則ってラジオアイソトープ総合センターに輸送し使用した。実験終了後の動物検体は乾燥

凍結保存し廃棄した。PET装置は、位置感応型２層LGSOシンチレータ、光ファイバーからなり、断層内視野は

直径 8cm、体軸方向視野 2.1cm、17 断層画像の撮像が可能である。MRI装置は、0.3T永久磁石、RFコイルから

なり、断層内視野直径 8cm、体軸方向視野 8cm、スピンエコー法によるT1 強調画像、T2 強調画像の撮像が可

能である。0.3T永久磁石型MRIの漏洩磁場計測を行い、磁気回路中心から 1.5m以遠は 5 ガウス以下であるこ

とを確認した。

実験動物への放射性医薬品の投与と撮像は、吸入式麻酔装置を用いイソフルレン麻酔で行った。吸入マス

クは金属を含まないものを自作した。直腸温センサー、体温維持装置も金属を含まないものを用いた。FDG、

11C-methionine、Na18F注射液 0.1~0.2ml（~70MBq）を尾静脈から投与し、投与後 20 分からPETとMRIの

同時撮像を行った。MRIの撮像パルス系列はT1 強調画像（TR/TE=50/5 msec）である。

結果

下にNa18F静脈投与後 20 分から 30 分に撮像したPET画像（上段）とPET-MRI統合画像（下段）を示す。Na18F

が頭蓋骨、脊椎へ集積していることが明瞭に描出されている。

FDG画像では、脳、心筋、尿路系への集積を認めた。11C-methionineは肝臓、膵臓、腸管に集積していた。

考察

ラジオアイソトープ総合センターに設置した PET/MRI 装置により、小動物の形態・代謝画像の撮像が可

能であった。今後さらに実験環境、実験設備の整備を行い、様々な疾患モデル動物の研究を行うことが可能

になる。

単一細胞の放射線照射効果に関する研究

Study on Radiation Effects by Single Cell Irradiation

（工学研究科） 飯田敏行、佐藤文信、口丸高弘、青位裕輔 （RI 総合センター）清水喜久雄

（Grad. Sch. Engineering）T.Iida, F.Sato, T.Kuchimaru, Y.Aoi

(Radioisotope Res. Center) K.Shimizu

1. はじめに

低線量(~1Gy)の放射線によって生体にもたらされる放射線効果は、生活環境、医学診断などにおける放射線被ば

くのリスク評価に重要である [1]。

そこで、本研究では、細胞核をヒットした粒子の数を正確に測定することができる CR-39 プラスチック検

出器細胞培養ディッシュを用いた[2,3]、低線量放射線による生体効果の解析手法を考案した。

2. CR-39 細胞培養ディッシュの作製

図 1 CR-39 細胞培養ディッシュを用いた荷電

粒子照射実験

図1は、CR-39を細胞培養基板としたディッシュを用いた

粒子線照射実験の概略図である。20×20×0.1 mmのCR-39

(BARYOTRAK, フクビ化学工業)を、水酸化ナトリウム溶液

(6.25 mol/L)で~30時間程度エッチングすることで厚さ15 μm

のCR-39フィルムを作製し、中央に穴を空けた35 mmペトリ

ディッシュに、細胞毒性の低いワセリンを用いて接着した。そ

して、細胞接着たんぱく質を吸着し易い、感光性樹脂の

SU-8をCR-39フィルム上にスピンコートした後、UV光照射に

よって固化した。このとき形成されたSU-8層の厚みを計測し

たところ、約1 μmであった。作製したディッシュは、γ線照射

によって滅菌した後、細胞の接着性を高めるために、SU-8表

面を細胞接着たんぱく質で処理した。

3. アルファ線の照射実験と照射効果の解析

作製した培養ディッシュに、ヒト癌細胞であるHeLa細胞を培養し、下方から241Am線源(7.4 Mbq)からの5.4 MeVアル

ファ粒子を10分間照射した。このとき、アルファ粒子がCR-39とSU-8層を貫通し、全エネルギーが細胞核に付与された

ときの線量は約0.5 cGyと見積もられた。照射試料は、図2(a)に示すように、CR-39の下面を37℃のエッチング溶液6)

(水酸化ナトリウム水溶液(6.25 mol/L)とメタノールを1:1で混合)で90分間エッチングし、CR-39の下面に検出されたエッ

チピットの位置と、アルファ粒子が細胞核にヒットすることで生成されたDNA損傷部を免疫蛍光染色法によって可視化

し、その位置関係を比較した。図2(b)は、細胞核の位相差像とDNA損傷を蛍光観察した様子である。細胞核近傍に2

つのエッチピットが観察されており、エッチピット(1)の形状から、入射したアルファ粒子は細胞核をヒットし、蛍光観察像

に観察されたDNA損傷を形成したと考えられる。またエッチピット(2)においては、アルファ粒子の入射した方向から、

細胞核にヒットしなかったと考えられる。

4. まとめ

本研究では、荷電粒子による細胞への放射線効果を調べる目的で、CR-39 固体飛跡検出器を細胞培養基板

に用いた手法を考案した。アルファ線源を用いた照射実験の結果、CR-39 表面に検出されたエッチピットか

ら推測されるアルファ線の軌跡上に、DNA 損傷が生成されていることを確認することができ、本手法が荷電

粒子の放射線効果の解析に有効であることが示された。

参考文献

[1] E. Cardis et al.; Radiat. Res., Vol.142, pp.117-132 (1995).

[2] B. G. Cartwright et al.; Nucl. Instr. Meth., Vol.153, pp.457-460 (1978).

[3] S. Gaillard et al.; Radiat. Res., Vol.163, pp.343-350 (2005).

発表論文

Microchamber arrays for the identification of individual cells exposed to an X-ray microbeam, T.

Kuchimaru, F. Sato, Y. Aoi, T. Fujita, T. Ikeda, K. Shimizu, Y. Kato and T. Iida, Radiat. Environ.

Biophys., Vol.47, pp.535-540 (2008)

図 2 (a)荷電粒子の飛跡と DNA 損傷の解析 (b)エッチング、蛍光染色処理後の照射試料を顕微鏡

観察した様子

(a) (b)

高 LET 重粒子線照射における出芽酵母の突然変異誘発効果

Effect of High LET Ion Beam Irradiation of Mutation in Saccharomyces cerevisiae

（工学研究科）西嶋茂宏、松尾陽一郎 （RI 総合センター）清水喜久雄

（Grad. Sch. Engennering） S.Nishijima, Y.Matsuo (Radioisotope Res. Center) K. Shimizu

研究背景 近年、ガン治療を中心とした医学、および育種技術といった農学分野において重粒子線の生物効果

が注目を集めている。本研究では高等生物のモデル系として酵母細胞を用い、重粒子線による突然変異への寄与

について解析を試みた。高 LET の重粒子線照射では電離領域は飛程周辺に限定されるため、狭い範囲での DNA

二本鎖切断などの特徴的な損傷が誘発されると考えられている。そこで本研究では重粒子線照射によって誘発され

た変異パターンと LET との関係に注目し、生存率・突然変異率および変異位置・パターンの解析を行なった。

実験方法 出芽酵母の野生株（RAD+）を 30 ℃で一晩培養し、5×107cell/mlに調整し、ニトロセルロース膜の上に吸

着させ照射サンプルとした。重粒子線照射は日本原子力研究開発機構 高崎量子応用研究所TIARAのカーボンイ

オン(LET: 107 keV/μm， 入射エネルギー:18 MeV/u)、および放射線医学総合研究所HIMACにより加速されたカ

ーボンイオン (LET: 13-75 keV/μm， 入射エネルギー:200-50 MeV/u) を用いた。

照射後、細胞を YPD 培地にて 2-3 日、30 ℃で培養し、コロニー数をカウントし、生存率を求めた。また、照射した

細胞を 5-FOA を含んだ培地上で 4-7 日、３０ ℃で４日間培養し突然変異頻度を求めた。5-FOA は野生型の URA3

遺伝子を持つ株では毒性のある物質に変換されるため、細胞は成長しない。従って、この培地上では突然変異で

URA3 遺伝子の機能を失った株（ura3） のみ成育できる。また、変異塩基配列の決定は、ura3 領域を PCR で増幅

させたのち、シーケンス解析により配列データを得た。

結果・考察 出芽酵母の野生型（RAD+）における重粒子線照射による生存率をFig.1 に示す。LETが 13 keV/μmの

場合と比べ、LETがより高い 107 keV/μmの照射条件では致死率が上昇した。Fig.2 に突然変異頻度を示す。LETが

13 keVのカーボンイオンビームの場合、突然変異頻度は 100 Ｇｙで最も高く、自然突然変異頻度の約 10 倍であっ

た。LETが107 keV/μmの場合では、より突然変異が誘発される傾向にあり、自然突然変異頻度の約90倍であった。

したがって、LETは細胞致死と突然変異誘発に影響し、低LETのイオンビームでは高LETよりも致死効果が低く、変

異頻度も低下するということが示唆された。

突然変異が生した塩基位置及びパターンを特定するために、シーケンス解析を行った。LET が 13 および 107

keV/μm の重粒子線では局所的に変異が起こる部位が存在することが示された。これはガンマ線では確認できない

現象であった(Y. Matuo, Mutat. Res., 602, 7-13 (2006))。一方、LET が 13 および 107 keV/μm の重粒子線では、変異

誘発の部位およびパターンが異なることが示された。欠失変異の割合は LET:13 keV/μm の重粒子線の場合、全体

の 26 %であり、107 keV/μm の場合と比較して顕著に割合が高かった(Fig.3)。

LET の上昇に伴って見られるこれらの特徴は、DNA 鎖切断・修復プロセスに関係があると考えられる。すなわち

高 LET である重粒子線照射は、低 LET 放射線とは生体中でのエネルギー付与の空間構造が異なるため反応の初期過

程が異なり、DNA に修復困難な損傷を誘発して、最終的に個体に固定される突然変異が特徴的な傾向を示すとが考えら

れる。今後さらにシーケンス解析のデータを蓄積し、LET に依存した DNA 損傷と修復プロセスの関係から高 LET イオン

ビーム照射における出芽酵母の突然変異誘発の分子機構の解明を行なう計画である。

1%

10%

100%

0 50 100 150 200 250

Dose, Gy

Surv

ival

rat

e, %

LET:13 keV/μm

LET:50 keV/μm

LET:75 keV/μm

LET:107 keV/μm

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150 200Dose, Gy

Mut

ati

on f

reaqanc

y, m

utant

cell

/

107 c

ell

LET:107keV/μm

LET:50keV/μm

LET:13keV/μm

Fig.2 重粒子線照射による突然変異誘発頻度 Fig.1 重粒子線照射による生存率

(B) LET: 13 keV/μm

(A) LET: 107 keV/μm

Fig.3 シーケンス解析による突然変異パターン

論文投稿

・松尾陽一郎，西嶋茂宏，古澤佳也，清水喜久雄．重粒子線による突然変異生成の分子機構の解析．2007 Annual Rep．

HIMAC，1，147‐148（2008）

・Y．Matuo，S．Nishijima，Y．Hase，A．Sakamoto，Y. Yokota, I. Narumi，K．Shimizu，Study on Molecular Mechanism of

High-LET Carbon Ion Beam Induced Mutations in the S. cerevisiae，JAEA-Review 2007，in press（2009）

会議報告

・松尾陽一郎、西嶋茂宏、清水喜久雄、長谷純宏、坂本綾子、鳴海一成、重粒子線照射による変異誘発の特異性とエ

ネルギー付与の空間分布の関係、原子力学会春の大会(2009 年 3 月 24 日)

・松尾 陽一郎，西嶋 茂宏，長谷純宏，坂本綾子、田中淳、清水喜久雄，重粒子線照射による出芽酵母 ogg1 株の突

然変異誘発の解析、第 51 回放射線影響学会大会 (2008 年 11 月 21 日)

・松尾陽一郎、西嶋茂宏、清水喜久雄、長谷純宏、坂本綾子、鳴海一成、重粒子線照射による酸化的 DNA 損傷と突然

変異誘発メカニズム、第 3 回 高崎量子応用研究シンポジウム (2008 年 10 月 10 日)

・松尾陽一郎、西嶋茂宏、長谷純宏、坂本綾子、鳴海一成、清水喜久雄、重粒子線照射における出芽酵母の突然変異

誘発メカニズム、イオンビーム育種研究会 第 5 回大会 (2008 年 5 月 23 日)

陽電子消滅法によるソフトマテリアルの評価

Evaluation of Soft Material using Positron Annihilation Methods

（大学院工学研究科 環境･エネルギー工学専攻）西嶋茂宏，泉佳伸，秋山庸子，芝原雄司，

松尾陽一郎，Sodaye Hemant Shivram

(Graduate School of Engineering) Shigehiro NISHIJIMA, Yoshinobu IZUMI, Yoko AKIYAMA, Yuji SHIBAHARA,

Youichirou MATSUO and Sodaye Hemant Shivram

（産業科学研究所）誉田義英

(The Institute of Scientific and Industrial Research) Yoshihide HONDA

1. 目的

本研究では陽電子寿命測定、消滅γ線のドップラー拡がり測定などの陽電子消滅分光法によ

って得られる空間構造や電子状態の情報と、燃料電池の性能に直結すると予想されるプロトン

伝導率との関連を調べ、実用的な膜の劣化評価手法の構築を行うことを目的としている。さら

に、従来から広く行われてきているESR、FT-IR、イオン交換容量、溶液分析等の他の手法によ

る解析とも合わせ検討することで、劣化モデルの構築を行うことを目指している。

2. 陽電子消滅法による電解質膜の劣化過程の検討

陽電子消滅法の汎用性の評価を行うため、発生するラジカルの種類や数が異なると予想され

るガンマ線照射、熱処理およびフェントン処理を施した膜について、陽電子の拡散過程におけ

る消滅箇所が、劣化の手法により変化するかどうか調べた。その結果、いずれの劣化手法の場

合にもプロトン伝導率の減少とともにSパラメータは増加する傾向が見られた。これはSパラメ

ータが汎用的な劣化の指標となり得る可能性を示している。さらに、各処理によりその関係に

違いがみられ、S-パラメータとプロトン伝導率の関係が劣化過程の違いを敏感に反映している

ことが示された。またプロトン伝導率は変化している

が他の手法により大きな変化が見られない劣化膜に

おいても、陽電子消滅法ではSパラメータに大きな変

化を確認しており、陽電子消滅法では溶液分析や分光

学的解析では検出できないレベルの膜の劣化検出の

可能性が示された。

Fig.1 温湿度によるo-Psの消滅寿命

(τ3)の変化

3. 温湿度制御系での陽電子消滅寿命測定

陽電子消滅法を用いた劣化評価法の実用化に向け

て、燃料電池を実際に運転している状態を模擬して、

室温から100℃程度の温度範囲において湿度を変化さ

せて陽電子消滅寿命測定を行った。その結果、水蒸気

圧や温度により、電子－陽電子の3重項の束縛状態であるオルソポジトロニウムの消滅寿命が

変化する傾向が示された。このことは、温度変化による分子運動や湿度変化による含水に伴い、

プロトン伝導に関与しているスルホ基近傍のナノ空間に変化が表れ、この変化が陽電子寿命に

影響を及ぼしていることを示している。Sパラメータのみならず、陽電子消滅寿命測定も膜の

劣化に関して、一般的に理解しやすく、かつ重要な情報を与える可能性が示された。

発表論文

1. “Analysis of Radiation Induced Phenomena in a Polymer Electrolyte Membrane with Posit

ron Annihilation Technique”, Y. Honda, N. Kimura, P. K. Pujari, G. Isoyama, S. Tagawa,

H. Miyauchi, Y. Shibahara, H. S. Sodaye, Y. Akiyama, Y. Izumi, S. Nishijima（Material Sci

ence Forum, in Press）

口頭発表

1. “Analysis of Radiation Induced Phenomena in a Polymer Electrolyte Membrane with Posit

ron Annihilation Technique”, Y. Honda, N. Kimura, P. K. Pujari , G. Isoyama, S. Tagawa,

H. Miyauchi, Y. Shibahara, H. S. Sodaye, Y. Akiyama, Y. Izumi, S. Nishijima (9th Intern

ational Workshop on Positron and Positronium Chemistry (Wuhan, China, 2008年 5月 11日 -15

日 )

2. “Development of A New Detection System Using Positron”, Y. Honda, N. Kimura, G. Is

oyama, S. Tagawa, H. S. Sodaye, Y. Shibahara, Y. Akiyama, S. Nishijima Y. Izumi, S. Nis

hijima, 12th SANKEN International Symposium (大阪 , 2009年 1月 22日 )

3. “Application of coincidence Doppler broadening technique for polymer electrolyte membra

ne”, Y. Shibahara, H. S. Sodaye, Y. Miyauchi, Y. Akiyama, Y. Izumi, S. Nishijima, Y. Hond

a, N. Kimura, G. Isoyama, S. Tagawa, The 15th International Conference on Positron Annihi

lation (Kolkata, India, 2009年1月18日-23日)

4. “Aging Phenomenon in Nafion-117 Probed by Positron Annihilation Spectroscopy”,

H. S. Sodaye, Y. Shibahara, H. Miyauchi, Y. Akiyama, Y. Izumi, S. Nishijima, Y. Honda, N.

Kimura, P. K. Pujari, G. Isoyama, S. Tagawa, The 15th International Conference on Positr

on Annihilation, (Kolkata, India, 2009年1月18日-23日)

5. 「陽電子消滅法による高分子電解質膜の構造解析」芝原雄司, H. S. Sodaye, 秋山庸子, 泉佳伸，

西嶋茂宏, 誉田義英, 木村徳雄, 磯山悟朗, 田川精一, 日本原子力学会2009年春の年会, (東京, 200

9年3月23日)

水素化・不均化されたNd-Fe-B系合金の

脱水素・再結合過程における陽電子寿命変化

Positron lifetime study of DR stage in HDDR process of Nd-Fe-B-based magnet

（大学院工学研究科）荒木秀樹、水野正隆

(Graduate school of Engineering) H. Araki and M. Mizuno

はじめに

Nd-Fe-B系永久磁石の保磁力は、主相であるNd2Fe14B相の粒界近傍の原子スケールの構造が影響を及ぼしてい

る と 考 え ら れ て い る 。 そ こ で 、 本 研 究 で は 、 HDDR(Hydrogenation-Disproportionation-

Desorption-Recombination) プロセスのDR処理時にNd2Fe14B相の粒界近傍で起こる組織変化の情報を、陽電子

寿命測定法を用いて抽出することを試みた。

実験方法

Nd12.5FebalCo8BB6.5組成の原料合金を溶解、鋳造、均質化熱処理を行った後、乳鉢で粉砕し、HDDR処理用の原

料とした。HDDR処理は，昇温後に水素を導入するアイソサーマル処理を適用した。なお、HDDR保持温度は 840℃

とし、水素流気中、4 時間のHD処理に引き続いて、DR処理を 5.33kPaの減圧Ar流気中で 0～480 分間保持し、そ

の後、冷却して一連のサンプルを作製した。得られたサンプルは、振動試料型磁力計(VSM)を用いて磁気特性を評

価すると共に、陽電子寿命測定による評価を行った。また、水素量を昇温熱脱離型質量分析(TDS)で、構成相をX

線回折(XRD)で、断面を走査型電子顕微鏡(SEM)ならびに光学顕微鏡(OM)で観察した。

実験結果

固有保磁力HcJ はDR処理時間tDR=15 分までは非常に低い値で推移した後、tDR=20 分で急激に増加した。陽電

子平均寿命τMも、HcJが増加するtDR=15～20 分において著しく増加した。これは、tDR=15～20 分で長い陽電子寿

命を持つサイトが新たに生成したことを示している。一方、XRDやSEMの結果は、このDR処理時間において

Nd-rich粒界相が形成されることを示しており、少なくとも一部の陽電子は、大きな保磁力発現に寄与するNd-rich

粒界相(相内およびその界面)で消滅していると考えられる。陽電子は、Nd-Fe-B系磁石の保磁力発現に寄与する粒

界相の情報をもたらしてくれる極めて有用なプローブであることが明らかになった。

謝辞 本研究成果は、日立金属株式会社 NEOMAX カンパニー磁性材料研究所 西内武司氏、広沢哲氏、京都大

学大学院工学研究科白井泰治教授との共同研究によるものである。また、本研究の一部は、研究拠点形成費補助金

グローバル COE プログラム「構造・機能先進材料デザイン教育研究拠点」(大阪大学)および文部科学省「元素戦

略」プロジェクト(低希土類組成高性能異方性ナノコンポジット磁石の開発)の研究費支援のもとに実施された。こ

こに記して謝意を表する。

発表論文

1. “First-principles study of vacancy formation in LaNi5”

Masataka Mizuno, Hideki Araki and Yasuharu Shirai, Journal of Physics: Condensed Matter, 20,

275232-1 (2008).

2. “Electronic Structure and Bonding in Amorphous Zr67Ni33 and Zr67Cu33”

Kazuki Sugita, Masataka Mizuno, Hideki Araki and Yasuharu Shirai, Advances in Quantum Chemistry,

54, 161 (2008).

3. “ Relationship between Coercivity and Microstructural Changes During DR Treatment in the

HDDR-processed Nd-Fe-Co-B Alloy”

Takeshi Nishiuchi, Satoshi Hirosawa, Masaki Nakamura, Masatoshi Kakimoto, Takeshi Kawabayashi,

Hideki Araki and Yasuharu Shirai, IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 3, 390

(2008).

4. “The effect of substitutional elements (Al, Co) in LaNi4.5M0.5 on the lattice defect formation in the initial

hydrogenation and dehydrogenation”

Kouji Sakaki, Etsuo Akiba, Masataka Mizuno, Hideki Araki and Yasuharu Shirai, Journal of Alloys and

Compounds, 473, 87 (2009).

他多数

口頭発表

1. 「鋼中のナノ析出物による水素無害化と陽電子捕獲」

荒木秀樹, 丸山一樹, 水野正隆, 白井泰治, 大村朋彦, 濱田昌彦, 小川和博, 第 45 回アイソトープ・放射線研究

発表会（東京, 2008 年 7 月）.

2. 「高圧リフロー性を改善した PVD-Cu 膜中の凍結原子空孔の低速陽電子ビームによる評価」

薮内敦，久保大智，水野正隆，荒木秀樹，大西隆，白井泰治, 第 69 回応用物理学会学術講演会（愛知, 2008

年 9 月）.

3.「ペロブスカイト型酸化物BaZrO3-δ，SrZrO3-δの陽電子寿命と欠陥構造」

荒木秀樹，高橋和之，水野正隆，白井泰治，日本物理学会 2008 年秋季大会（岩手, 2008 年 9 月）.

4. 「HDDR 処理を適用した Nd-Fe-B 系磁石の保持力と陽電子寿命」

西内武司，広沢哲，中村昌樹，水野正隆，荒木秀樹，白井泰治, 日本金属学会 2008 年秋期(第 143 回)大会（熊

本, 2008 年 9 月）.

5. 「水素化・不均化されたNd-Fe-B 系合金の脱水素・再結合過程における陽電子寿命変化」

荒木秀樹，中村昌樹，西内武司，水野正隆，広沢哲，白井泰治, 日本物理学会第 64 回年次大会（東京, 2009

年 3 月）.

6. 「LaNi5の水素吸放出過程における原子空孔の安定性の評価」

水野正隆，荒木秀樹，白井泰治, 日本金属学会講演概要集 2009 年春期(第 144 回)大会（東京, 2009 年 3 月）.

他多数

極限環境微生物由来酵素の活性測定

Enzymatic characterization of enzymes from extremophiles

（工学研究科）古賀雄一、金谷栄子、M.S. Rohman、Jongruja Nujarin、横山光士

(Dept. of Engineering) Y.Koga, E. Kanaya, M.S. Rohman, J. Nujarin and K. Yokoyama

通常の生物が生息できないような苛酷な環境下で生息する極限環境生物が生産する酵素は、通常の酵素で

は機能し得ないような極限環境下で機能発現していることが多い。このような酵素の極限環境への適応機構

は、学術的にも工学的にも重要であり、様々な極限環境微生物のもつ酵素の極限環境適応機構の研究がなさ

れている。本研究では、好冷菌Shewanella oneidensis MR-1、高度好熱菌Thermus martima および好塩性古細

菌Halobacterium sp. NRC-1株由来RNase Hを対象とし、その酵素学的特性を解析し極限環境への酵素レベル

での適応機構を明らかにすることを目的とした。

RNase Hは様々な生物種に広く分布する、RNA/DNAハイブリッドのRNA鎖のみを分解するヌクレアーゼ

である。本酵素の酵素活性測定用の基質として[3H]ATPラベルしたDNA/RNAハイブリッドを、以下の組成で

酵素合成した。

M13ssDNA 0.2 μg/μl 85 μl

10xBuffer 25 μl

10xNTP 60 mM 25 μl

[3H]ATP half amount 12 nmol

Water sterile 115 μl

RNA Polymerase 25 μl

37 ℃, 30 min

RNaseHとの反応によって遊離した[3H]量を液体シンチレ

ーションカウンターで測定することにより、基質の分解

量定量し酵素活性を測定することができる。

Fig.1は、好塩性古細菌由来のRNaseH(Halo-RNaseHI)と、

大腸菌由来RNaseHの酵素活性の塩濃度依存性を比較したグラフである。Halobacterium sp. NRC-1株の細胞内

塩濃度は、4.3Ｍ程度と予想されており核酸との相互作用に不利に働くことが予測されるが、Halo-RNase HI

はEco-RNase HIとは異なる機構で基質を認識、分解できることが示唆された。

0

20

40

60

80

100

120

0 1 2 3

NaCl concentration (M)

Rela

tive

Activi

ty

Eco-RNase HI

Halo-RNase HI

Fig.1 [NaCl] dependence of relative activity

好熱菌由来Tma-RNaseHおよび好冷菌由来So-RNaseHIについても同様の方法で酵素活性を測定し、高温、

および低温環境における活性測定を行い、各温度環境における酵素学的特性の解析を行った。 発表論文 1．Destabilization of psychrotrophic RNase HI in a localized fashion as revealed by mutational X-ray crystallographic analyses, M.S.Rohman, T.Tadokoro, C.Angkawidjaja, Y.Abe, H.Matsumura, Y.Koga, K.Takano, S.Kanaya, FEBS J. 2009 , 276, 603-613 口頭発表 1. Biochemical analyses of Thermotoga maritima RNase HI and its domains N. Jongruja, D.-J.You, Y.Koga, K.Takano, and S.Kanaya 第81回日本生化学会大会（神戸、2008年12月）

イネフィトクロム三重変異体の代謝プロファイリング

Metabolic Profiling of Rice phyA phyB phyC Triple Mutant

（工学研究科）岡澤敦司

(Grad. Sch. Eng.) A. Okazawa

フィトクロムは植物で働く唯一の赤色／遠赤色光受容体ファミリーとして，あらゆる生育段

階に関わっている．植物種によってフィトクロムファミリーを構成する分子種は異なっている

が，イネのフィトクロムファミリーは phyA, phyB, および phyC の比較的少ない分子種から

構成されており，植物種の中では，唯一すべての phy 分子種を欠損した変異体が得られてい

る．フィトクロムに関する研究は主として分子遺伝学的な側面から行われており，フィトクロ

ムが植物の代謝をどのように制御しているかについては知見が得られていなかった．そこで，

本研究では，すべての phy 分子種を欠損したイネ phyA phyB phyC 三重変異体を用いて代謝

プロファイリングを行うことで，フィトクロムに植物の代謝制御に関する新しい知見を得るこ

とを目的とした．

GC/TOF-MS および CE/ESI-MS を用いた一次代謝物のプロファイリングを行った．分析対象

として，野生株（WT）および変異体（phy）のそれぞれ成熟葉（old）と若葉（young）を用い

た．同定，半定量した化合物について主成分分析を行ったところ，サンプル間の差異を代謝物

レベルで明確に表すことが可能であった．特に phy-young でのグルコースやフルクトースな

どの単糖の蓄積量が WT-young と比較して著しく高い（数十倍）ことが明らかになった．これ

らの結果より，フィトクロムが代謝物量を生合成や分解だけでなく，転流によっても制御して

いることが強く示唆された．

発表論文

Jumtee, K., Okazawa, A., Harada, K., Fukusaki, E., Takano, M. and Kobayashi, A.,

Comprehensive metabolite profiling of phyA phyB phyC triple mutants to reveal their a

ssociated metabolic profiling phenotype in rice leaves, J. Biosci . Bioeng. , in press

口頭発表

なし

放射線微量分析のためのデジタル波形処理 Digital signal processing of pulse for radiation microanalysis

（大学院工学研究科 電子電気情報工学専攻） 宮丸広幸

(Graduate School of Engineering) Hiroyuki Miyamaru

極微量放射線分析を目的として半導体検出器からのアナログパルス信号をデジタル化し、波形分析を

行うことで信号の感度向上を行う手法の開発、改良を今年度から始めている。現在はパルス波形に特徴

を持つ CdTe 放射線検出器についてその波形のデジタル的な取り込みを行った。パルス波形では電子と

ホールの電荷収集の時間の違いによる急峻なパルスの立ち上がりとその後の緩やかな上昇のカーブを

得ることができた。この２つのパルス形状を詳しく調べることで結晶内の放射線相互作用の位置を求め

ることが可能となる。現在はパルスを一つ一つ収集することは可能になったがその波形の分析の自動処

理等は行えておらずこれをオンラインで可能になるように今後システムを構築する予定である。パルス

のデジタル波形の取得によって突発的なサージノイズ、機器からのランダムノイズなどを波形の違いに

より取り除くことが可能になる。これはＧｅ検出器などを用いた長時間（時間、日のオーダー）測定に

は有効であると考えられる。またデジタル波形分析はシンチレーション検出器からのパルス波形の分析

にも応用が可能と考えられる。これにより高精度なγ―ｎの弁別などにも適用できるかどうか今後実験

を行っていく。

工学研究科未臨界実験室のトリチウム汚染の測定 Measurement of Tritium Surface Contamination; Sub-Critical Laboratory (OKTAVIAN) in

Graduate School of Engineering

（工学研究科）吉岡潤子

(Graduate School of Engineering) J. Yoshioka

工学研究科未臨界実験室では、主に 370GBq のトリチウムターゲットを用い、加速器からの重水素

と DT 反応させることによってできた中性子を用いた実験を行っている。

トリチウムはきわめて飛散しやすく、飛散したトリチウムが空気を汚染するだけでなく作業室の床、

壁などに固着する。

さらに、トリチウムから放出されるβ線のエネルギーはきわめて低いため、GM サーベイメータ、ハ

ンドフットクロスモニタ、個人被ばく線量計等の一般的な放射線測定器では測定できず、高価なトリチ

ウムサーベイメータを使用するか、汚染を確認したい場所をスミアし液体シンチレーションカウンタで

の測定に頼るしかなかった。

近年、トリチウムを検出できるイメージングプレート(IP)が開発され、商品化されている。本研究課

題では、表面汚染検査にかかる労力を軽減すること、およびスミアでは測定できない固着性の汚染測定

を目的として IP の使用を検討している。

トリチウム用の IP を未臨界実験室の壁、床、汚染物に一定時間張り付けておいた後、RI センターの

イメージングアナライザーでトリチウム汚染の分布を画像化し、汚染の有無、汚染の量や広がりの測定

を試みている。

なお、本年度は計画していた実験は、実施できなかった。

今後は、現在事実上 1 回使用すると再使用不可能であるトリチウム用 IP について、薄膜を使用する

ことによる IP 再使用を含めた汚染測定の可能性も検討する予定である。

工学研究科RI実験室排水のγ線測定 Gamma-ray Monitoring of Weast Water from RI (radioisotope) Laboratory in Graduate School of Engineering

（工学研究科）吉岡潤子

(Graduate School of Engineering) J. Yoshioka

1. はじめに

工学研究科RI実験室では、平成 15 年度まで非密封の放射性同位元素として主に59Feを使用している。59Feはβ線を

放出する核種であるので、平成 14 年度まで液体シンチレーションカウンタによる排水中のβ線の計数から59Feの放射

能濃度を評価していた。

しかし、59Feはβ線とともに比較的高いエネルギー(1.099MeV 56.5％、1.292MeV43.2％)のγ線も放出するので、よ

り正確に排水中の放射能濃度を評価するためにγ線をカウントすることも必要であると考えた。

そこで、平成 15 年度より、RI センター所有のアロカ社製オートウェルガンマシステム（以下、「γ線計数装置」と

する）を用いて、RI排水中のγ線の測定を行ってきた。

平成20年度もγ線計数装置で同様の測定を行ったので、結果を報告する。

2. 測定

試料の調製は、工学研究科RI実験室にて行った。貯留槽から取った排水 5cm3およびバックグラウンドとしての水道

水 5cm3をそのままそれぞれ栄研チューブ 1 号に入れ蓋をしたものを、γ線計数装置にセットし、1 試料（及びバック

グラウンド）につき30分測定を行った。

測定条件として、59Feに対して、842keV～1517keVのエネルギー範囲にてγ線のカウントを行い、計数効率は 20%

とした。測定値は、5回測定した平均値を採用した。

3. 結果

排水中の放射能測定結果を、表1に示す。

いずれもバックグラウンドレベルで、科技庁告示（平成 12 年 10 月 23 日）に定められた濃度限度(59Fe; 4.0×10-2

Bq/cm3)を下回っている結果となった。

表1 排水中放射能濃度測定結果

測定日 H20.7.16 H20.7.25 H20.10.7 H21.10.26 H21.1.21 H21.1.28

バックグラウンド計数率(cpm) 60.96 58.94 59.92 60.78 59.03 60.07

試料計数値(cpm) 61.42 60.06 60.94 60.10 58.95 59.76

正味計数値(cpm) 0.46 1.12 1.02 0 0 059Feの放射能濃度(Bq/cm3) 7.7×10-3 1.9×10-2 1.7×10-2 0 0 0

濃度限度に対する割合 0.019 0.047 0.043 0 0 0

4. 発表論文、口頭発表

なし

乳酸耐性酵母の分子育種工学

－過剰発現で乳酸耐性を付与する出芽酵母 ESBP6 遺伝子の機能解析－

Mechanism of tolerance to lactic acid conferred by overexpression of ESBP6 genes in Saccharomyces

cerevisiae

（工学研究科） 赤瀬 晋平, 宗 桃子, 杉山 峰崇, 金子 嘉信, 原島 俊

(Grad. Sch. Eng.) Shinpei Akase, Momoko Mune, Minetaka Sugiyama, Yoshinobu Kaneko, and Satoshi

Harashima

近年、カーボンニュートラルな材料としてポリ乳酸が注目されている。ポリ乳酸の原料である乳酸の乳酸

菌による生産では、乳酸菌が酸に弱いことから培地の中和処理などコストが非常にかかる工程が必要となる。

これに対し、近年、低 pH にも耐性を示す出芽酵母が、非中和条件下での L-乳酸発酵が可能な微生物として

期待されている。しかし、出芽酵母においても、培養後期には、乳酸の蓄積による培地 pH の低下により乳

酸生産収率の低下が認められている。そこで本研究では、酸超耐性の乳酸高生産性酵母の分子育種に向けて、

過剰発現で乳酸耐性を付与する出芽酵母遺伝子でモノカルボン酸トランスポーター様タンパク質をコードす

る ESBP6 の機能解析を行なった。

まず、GFP 融合により過剰発現時の Esbp6p の細胞内局在を調べた。野生型株の Esbp6p はミトコンドリ

アなどに局在することが報告されているが、過剰発現時の Esbp6p は主に細胞膜に局在しており、これによ

り乳酸耐性付与に重要な役割を果たしていると考えられた。モノカルボン酸トランスポーター様タンパクで

ある Esbp6p が細胞膜に局在していたため、Esbp6p は細胞内の乳酸を細胞外に排出している可能性が考え

られた。そこで、次に細胞内及び細胞外の乳酸濃度を測定した。その結果、ESBP6 過剰発現株は野生型株

と比べて細胞内に乳酸が蓄積しにくいことがわかったが、乳酸排出活性は野生型株と同程度であった。この

ことから、過剰発現時の Esbp6p は乳酸を排出するのではなく、細胞内への乳酸の進入を防ぐことにより乳

酸耐性を付与していることが示唆された。実際、細胞内 pH の測定を行なったところ ESBP6 過剰発現株で

は乳酸ストレス下でも細胞内 pH が高く保たれており、乳酸の進入を防ぐという考えと一致する結果となっ

た。

口頭発表

「乳酸耐性酵母の分子育種工学 －過剰発現で乳酸耐性を付与する出芽酵母 ESBP6 遺伝子の機能解析－」

赤瀬晋平、堀江 仁志、宗 桃子、Pratomo Priyo、杉山 峰崇、金子 嘉信、原島 俊、第 3 回日本ゲノ

ム微生物学会年会、（東京、2009 年 3 月）

自己複製反応システムの定量的解析

Quantitative analysis of an self-replication system

市橋伯一 イン・ベイウェン

Norikazu Ichihashi, Bei-wen YING

生物の大きな特徴は、進化能である。その特徴により、生物は一見して無生物とは異なる存在になったように思

う。そこで、私たちはまず、既知の物質から、進化能を持つ反応システムの構築を試みている。進化能を持つため

には、遺伝情報が必要である。そしてその遺伝情報が自身の情報に基づいて複製される必要がある。近年私たちは、

これまでに得られた知識を総合し、進化能を持ちうる複製システムを構築した。この複製システムは RNA 複製酵

素をコードした RNA と再構成されたタンパク翻訳系からなる。しかしながら、当初の予想とは異なり、このシス

テムの反応効率は、進化するのに十分ではなかった。つまり、遺伝情報がせいぜい 1.5 倍程度にしか増えないとい

うことがわかってきた。この結果は、進化能を持つ複製システムを構築するためには、未だ私たちが知らない条件

があることを示している。さらに、その不足している条件を明らかにすることにより、生物システムに関する新た

な知見が得られることが期待される。

そこで本年度、この問題を解決するために、私は本システムの挙動を定量的に説明するカイネティックモデルを

構築した。このモデルは１９種類の酵素反応からなり、１９種類の反応速度定数で特長付けられている。我々は本

年度において、RI を使った実験により、この反応速度定数のそれぞれを求めた。求めたパラメータとモデルから

実験結果を定量的に説明することができた。このモデルを用いて、現在のシステムには、寄生体の増幅と、不活性

な 2 本鎖 RNA の出現という２つの問題があることが明らかになった。この２点について解決すれば、再帰的に複

製する自己複製系が構築できると予想される。本研究成果は、生命のような効率の良い自己複製システムを構築す

るには、寄生体からの防御が重要であることを示唆している。この知見は、我々の生命に対する理解を深めるもの

である。

発表論文

Ichihashi, N., Matsuura, T., Kita, H., Hosoda, K., Sunami, T., Tsukada, K., and Yomo, T.,

ChemBioChem, 9, 3023-3028, 2008

口頭発表

第３１回日本分子生物学会年会 ２００８年１２月神戸

TiAl 規則合金における拡散の研究 Diffusion Study in TiAl ordered alloys

（産業科学研究所） 中嶋英雄, 仲村龍介 (The Institute of Scientific and Industrial Research) H. Nakajima and R. Nakamura

高温構造材料として有望なL10型の規則構造をもつTiAl金属間化合物は結晶方位によって原子の拡

散に異方性を有することをこれまでに明らかにした。今年度も同材料におけるトレーサー拡散係数の

測定を行い、TiAlにおける原子拡散機構について検討した。

アーク溶解により合金を作製し、フローティングゾーン法によりTiAl単結晶 (Ti47Al53)を育成した。

背面反射ラウエ法により単結晶の方位を決定し、試料表面の面法線が[001]方向のものと、それに垂直

な方向を持つものをそれぞれ切り出した。その後、均質化焼鈍を施し、トレーサーを拡散させる面を

研磨した。仕上げ研磨は 1 μmのダイヤモンド粒子を用いたバフ研磨によって行った。試料表面をスパ

ッタすることにより、酸化膜を除去した後、同じチャンバー内で、大気に曝すことなく59Feを蒸着した。

合金組成のずれを防ぐための処理を施し、1 × 10-5 Pa 程度の真空中で所定の温度で拡散焼鈍した。

焼鈍後の拡散濃度分布を測定するために、イオンビームスパッタ法により試料をセクショニングした。

NaIシンチレーションカウンター (Aloka, ARC-380)を用いて各セクションにおける放射線強度を測定

し、トレーサーの濃度分布を決定した。その際、59Feの 1.1 および 1.3MeVのγ線強度を測定した。この

ようにして得られたトレーサーの濃度–距離プロファイルにフィックの第二法則の薄膜拡散源に対す

る解の式を当てはめ、トレーサー拡散係数を決定した。

TiAl における Fe のトレーサー拡散係数の温度依存性を求め、我々のグループがこれまでに測定し

た Ti, In, Ni のデータと比較した。Fe の拡散係数の値は Ti, In, Ni のものと同程度の大きさであることが

明らかとなった。その異方性については、[001]方向の拡散係数が[001]に垂直な方向のそれよりも大き

く、Ti や In とは逆の傾向であることがわかった。また、この温度依存性の傾きから求めた活性化エネ

ルギーについては、どちらの方向も 3eV 程度であった。

4 種の元素の拡散データの比較と、計算機シミュレーションの結果から、TiAl 中の Fe は Ti, Al 両方

の位置を占有しながら拡散していくと結論づけられた。

これまでに我々が行った系統的な拡散係数の測定により、L10型の化合物においては、拡散の異方性

を調べることによって、その拡散機構を類推することが可能であることが示された。

口頭発表

「Diffusion in Intermetallic Compounds and Fabrication of Hollow Nano-particle through Kirkendall Effect」 *H. Nakajima, R. Nakamura, 4th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids(Barcelona, Spain, July 9-11, 2008)

Streptococcus mutansのバイオフィルム形成に関与する情報伝達タンパク質の

機能解析

Function of Streptococcus mutans histidine kinase involved in biofilm formation

（産業科学研究所）岡島俊英、多田敦朗

(ISIR) T. Okajima, and A. Tada

二成分情報伝達系（TCS）は，センサーヒスチジンキナーゼ（HK）とレスポンスレギュ

レーター（RR）で構成される細菌の主要な情報伝達系である。内膜上に存在するHKが，

外界からの環境因子により活性化し，リン酸基転移によって細胞内のRRを活性化させる。

活性化したRRが転写因子として働き，環境変化に対応した遺伝子制御を可能にしている。

各種のTCSが細菌の病原性発現に関与することが明らかにされているが、歯のう蝕（虫歯）

の原因菌の一種，Streptococcus mutansでは， HK11とRR11 から構成されたTCSが，バイ

オフィルム形成密度に関わる遺伝子の発現を制御している。したがって，これら２つのTCSタンパク質の機能を詳細に解明することは，バイオフィルムの形成を阻害し，虫歯を予

防する効果をもつ新規薬剤の開発につながる。本研究では，機能解析と薬剤開発の基礎と

なる両タンパク質ドメインのX線結晶構造を決定した。さらに、32Pで標識されたATPを用

いて、HK11の自己リン酸化とRR11へのリン酸基転移反応をアッセイし、その機能を評価

した。 RR11のC末端側DNA結合ドメイン（RR11-C，125-215残基）とHK11のC末端側

キナーゼドメイン（HK11-5，153-334残基）に対応する遺伝子領域は，S. mutans UA159 株ゲノムからPCRによって増幅し，pET-22bベクターにクローニングし

た。両タンパク質は，大腸菌BL21（DE3）を用いHis-tagタンパク質として過剰発

現させ，Niキレートカラムと陰イオン交換カラムを用いて精製した。結晶化スク

リーニングによって得られた結晶を用い， X線結晶構造を決定した。また、HK11細胞内領域（86-334残基）を用い、自己リン酸化アッセイを行ったところ、 [γ-32P]-ATPによって経時的に放射性標識されることがわかった。また、さらにRR11全領域を加えると、RR11へ放射性のリン酸基が転移されることがわかった。

今後は、立体構造に基づき、変異導入したタンパク質を用い、両タンパク質の機

能解析を行う予定である。 口頭発表 1. 「X-ray Crystal Structure of Streptococcus mutans Response Regulator Involved in Biofilm

Formation」 A. Tada, S. Nomura, Y. Eguchi, R. Utsumi, S. Kuroda, K. Tanizawa, and T. Okajima 4th Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium (September 29-October 1, 2008, Suita, Osaka, JAPAN)

2. 「Streptococcus mutansのバイオフィルム形成に関与する細菌情報伝達タンパク質のX線結晶構造解析」 多田 敦朗、野村 さつき、江口 陽子、内海 龍太郎、黒田 俊一、谷澤 克行、岡島 俊英 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会（神戸、平成20年12月9日–12日）

放線菌オートレギュレーターリセプターの研究

Study on the autoregulator receptor from Actinomycetes （生物工学国際交流センター）仁平卓也、木下浩、木谷茂

(International Center for Biotechnology) T. Nihira, H. Kinoshita and S. Kitani

我々は、土壌微生物である放線菌が生産する生理活性物質に着目して研究を進

めている。放線菌は二次代謝により様々な化合物を生産するが、その生合成には

多くの酵素が関与しておりその結果、複雑な構造を持った化合物が生産される。

さらに近年の研究により、低分子信号伝達物質であり、放線菌におけるホルモン

として働くオートレギュレーター（自己調節因子）が化合物の生合成を制御して

いること、そのオートレギュレーターと特異的に結合するリセプタータンパク質

が各種の遺伝子発現を制御し、最終的な生理活性物質生産につながることが明ら

かとなっている。

本研究に於いては放線菌より単離した生理活性物質生合成遺伝子群の中に見い

だされたゲラニルゲラニルピロフォスフェート（GGPP）合成酵素遺伝子を大腸菌

で発現させ、14C放射性ラベルされたイソペンテニル二リン酸を用いてその酵素活

性の測定、生産化合物のＴＬＣによる解析を行った。

その結果、単離した遺伝子産物の酵素活性の測定並びにＴＬＣにより生産され

た化合物がGGPPであることを明らかにした。

発表論文

なし

口頭発表

なし

植物糖ヌクレオチド関連酵素の解析

Analysis of enzymes involved in sugar nucleotide metabolism in plants

（生物工学国際交流センター）藤山和仁、梶浦裕之

(International Center for Biotechnology) K. Fujiyama, H. Kajiura

植物細胞において糖ヌクレオチドは、糖新生、細胞壁合成、糖タンパク質糖鎖などの重要な

構成成分である。植物細胞内の糖ヌクレオチドの代謝を研究するため、Arabidopsis thalianaよ

り、糖ヌクレオチド合成酵素及びトランスポーター遺伝子を単離し、タバコ培養細胞にて発現

させた。

得られた形質転換細胞について、高遺伝子発現株を選抜した。

今後、これら形質転換クローンについて、酵素活性等の機能的解析を進める。

発表論文

なし

口頭発表

なし

DNA 鎖切断を指標とした照射線量の評価の研究

The evaluation method of exposure radiation dose by DNA strand breaks

（RI 総合センター）清水 喜久雄、（工学研究科）松尾 陽一郎，（基礎工学研究科）中岡 保夫

(Radioisotope Res. Center) K. Shimizu, (Graduate School of Engineering) Y. Matuo,

(Graduate School of Engineering Science) Y. Nakaoka

１．はじめに

従来の放射線測定方法として、放射線の線質、線量に応じて異なったものが使用されており、人体への影響を評価

するためには放射線荷重係数、組織荷重係数で補正し、実効線量を算出する必要があった。しかしながら、実際の

放射線影響の要因は人体の DNA すなわち核酸の切断が主である。放射線作業従事者や医療被曝等による核酸へ

の放射線の影響を直接的、かつ簡便に測定できる線量計の開発は重要である。そこで本研究では DNA 鎖切断を指

標とした照射線量の評価法の検討を試みた。

２．方法

一般に DNA の切断は放射線量が数 Gy 以下でも起こるが、溶液中での

吸光度変化や電気泳動などの生化学的手法により DNA 切断を検出する

には 50-100 Gy の照射が必要となる。我々は PCR 法を用い、DNA の鎖切

断を指標とした検出法を計画した。ポリメラーゼ連鎖反応による鋳型 DNA

の増幅を経時的に測定し、増幅率に基づいて鋳型となる DNA の定量を行

なった。ポリメラーゼ連鎖反応による増幅率はサンプルの鋳型 DNA の量

に比例するため、DNA 鎖の損傷を直接的に、高感度で評価することがで

き、ここから吸収線量を算出することが可能であると考えられる。

放射線照射は産業科学研究所の”ミレニアム”線源を用い、γ線照射を

行った。DNA は哺乳動物のミトコンドリアの DNA、CARD15 を用いた。PCR

反応後、反応溶液 10μl を 1%アガロース電気泳動により分画し、エチジウ

ムブロマイドにより蛍光染色を行った後、バンドを検出した。

Fig.1 PCR 法による DNA 鎖切断を指

標とした食品照射における照射量推定法

３．結果と考察

Fig.2 PCRによるCARD15遺伝子の増

幅。サイクル数は PCR 反応回数を示す。

エチジウムブロマイドによる蛍光染色によって得られた CARD15 遺伝子

の画像を Fig.2 に示す。この結果から、照射した線量の増加に伴い、PCR

増幅が阻害されていることが示された。これはγ線の照射により鋳型となる

DNA鎖に損傷が起こり、PCR反応が阻害された結果である。放射線照射に

よる DNA 鎖切断量は吸収線量に比例し、切断の内容(２本鎖切断および１

本鎖切断)は線質の特徴を反映すると考えられる。今後、ラジカルスカベ

ンジャーを添加することで線質の違いを明確にし， DNA 鎖切断を指標

する吸収線量を評価する新規検出法について検討していく予定である。

環境放射能測定に関する基礎的検討

Studies on Environmental Radioactivity Monitoring

(ﾗｼﾞｵｱｲｿﾄｰﾌﾟ総合ｾﾝﾀｰ) 山口 喜朗、斎藤 直

(Radioisotope Res. Center) Y.Yamaguchi, T.Saito

１． はじめに

放射性同位元素や放射線発生装置を利用する施設では、法令に基づき指定された場所の線量当量率をサ

ーベイメータ等で測定している。これに使用する測定器は国家標準につながる校正の体系に基づきトレー

サビリティを保ち校正される必要がある。校正は認定事業者において国家標準にトレースされた標準器を

基準として校正されることが一般的で、1年に1度程度行うことが望ましいとされている。しかし、費用や

校正日数の関係で数年間校正されずに使用されていることがある。JIS Z 4511では、国家標準につながる

校正の体系の中で校正された実用測定器の性能が校正後も維持されているかを判定するための確認校正

が規定されている。ラジオアイソトープ総合センター豊中分館で空間線量率測定に電離箱式サーベイメー

タを使用しており、このサーベイメータの性能維持判定のために行った確認校正について報告する。

２．電離箱式サーベイメータ

電離箱式サーベイメータは構造が簡単でX線やγ線の空間線量率測定ができるため、放射線施設の空間

線量率測定に広く用いられている。測定器内の気体の電離電流を直接測定し線量率を求める構造となって

おり、構造上湿気を嫌うため乾燥箱などで保存される。今回、確認校正を行った電離箱式サーベイメータ

はアロカ㈱製ICS-311型で、豊中分館での空間線量率測定に使用しているサーベイメータである。

３．校正条件及び校正結果

確認校正を行った電離箱式サーベイメータは、2008年2月に認定事業者において国家標準にトレースさ

れた標準器を基準に校正されており、その後の性能をγ線照射装置及び実用基準γ(137Cs)線源を用いて確

認した。γ線照射装置では60Co線源で85μSv/h及び137Cs線源で0.4mSv/hの照射、実用基準γ線源では4.6

μSv/hの照射を行った。

表に示すように60Co及び137Cs線源を用いて 表．電離箱サーベイメータ校正結果

校正した結果、校正定数はすべて1.00となり

校正後も性能が維持されていることが確認で

きた。なお、1mSv/h及び300μSv/hのレンジ

はγ線照射装置、10μSv/hのレンジは実用基

準γ線源を用いて校正した。

４．おわりに

γ線照射装置及び実用基準γ線源を用いた確認校正方法を確立することができた。確認校正は、通常用

いるレンジの校正とされているため、実用基準γ線源で校正した10μSv/hのレンジのみでも性能が維持さ

れているかを判定することができる。学内の放射線施設で使用されている電離箱式サーベイメータの中に

は、費用などの関係で認定事業者において校正されていないものがあるため、今後はγ線照射装置及び実

用基準γ線源を用いて順次校正し、使用や保存状態の違いによる経年変化などについて検討して行く予定

である。

校正レンジ 核種・線量当量率 読取値 校正定数

1mSv/h 137Cs･ 0.4mSv/h 0.4mSv/h 1.00

300μSv/h 60Co･ 85μSv/h 85μSv/h 1.00

10μSv/h 137Cs･ 4.6μSv/h 4.6μSv/h 1.00

二重ベータ核分光による中性微子質量および右巻き相互作用の検証

Nuclear and particle physics studied by ultra rare-process nuclear spectroscopy

（理学研究科物理学専攻）岸本忠史、阪口篤志、小川泉、松岡健次、

梅原さおり、岸本康二、伊藤豪、保田賢輔、和田真理子、

岸尚平、吉田幸太郎、（理学部物理学教室）角畑秀一

(Graduate School of Science) T. Kishimoto, A. Sakaguchi, Ogawa, I.,

K. Matsuoka, S. Umehara, K. Kishimoto, G. Ito, K. Yasuda,

M. Wada, S. Kishi, K. Yoshida, (Faculty of Science) H. Kakubata

我々のグループで推進しているニュートリノを伴わない 2 重ベータ崩壊（0νββ崩壊）の検証は、レプ

トン数の破れの検証を意味し、宇宙がなぜ物質だけの世界になっているかを物理法則で説明するとき最も重

要な実験になる。また、未だ正体のわからない宇宙暗黒物質の探索研究も進めている。具体的には主として

CaF2シンチレータを中心検出器とするCANDLES検出器を用いて、48Caの 0νββ崩壊の研究と19Fを標的原子

核としたスピン結合型暗黒物質の探索実験を進めている。0νββ崩壊事象はQ値こそ 4.27 MeVと比較的高

い値であるが、その半減期は 1026-27年以上と考えられている。また暗黒物質探索実験も、核子との散乱断面

積は 10-43 cm2以下で、非常に稀な事象であると考えられている。

これら非常に稀な現象を探索する研究においては、実験装置外部に起因するバックグラウンド（BG）を極

力減らすとともに、実験装置内部に含まれる放射性不純物起因の BG を取り除くことも実験上の重要な課題

である。そこで、RI センターや大阪大学核物理研究センター大塔コスモ観測所に設置された低 BG Ge 半導

体検出器などを利用して放射性不純物の含有量の少ない検出器の開発を行っている。

CaF2(Eu)を主検出器としたELEGANTSシリーズの成功を受けて、現在は更に感度を向上させた次世代の検

出器であり、透過率の大きい何もドープしないCaF2結晶を主検出器としたCANDLESシリーズの開発を行っ

ている。現在、CaF2シンチレータ 200 kgを使用したCANDLES IIIを理学研究科付属原子核実験施設に設置し

テスト実験を行うと同時に、宇宙線による影響を避けるため、東京大学宇宙線研究所神岡宇宙素粒子研究施

設の地下実験室の整備を進めている。地上のCANDLES III装置では継続して測定を行い、地上での宇宙線の

影響を評価した。神岡地下に移設することで必要なBGレベルに到達できる事を示すデータを得ることができ

た。地下実験室は大阪大学 2 重ベータ崩壊実験室として整備を行い、検出器本体・液体シンチレータ及び純

水純化装置・付随施設などの整備を行った。また、同時に48Caの同位体濃縮について、クラウンエーテルを

用いた研究も進めている。

発表論文

１. “Neutrino-less double-β decay of 48Ca studied by CaF2(Eu) scintillators”

S. Umehara, T. Kishimoto, et al., Phy. Rev. C 78 (2008) 058501.

２. “Ultra-violet wavelength shift for undoped CaF2 scintillation detector by two phase of liquid scintillator system in

CANDLES”

S. Yoshida, T. Kishimoto, et al., Nucl. Instr. Meth. A 601 (2009) 282.

口頭発表

１. 「クラウンエーテル樹脂を用いたカルシウム同位体分離；(3) 分離係数と HETP」

梅原さおり 他、日本原子力学会「2008 年秋の大会」（高知、2008 年 9 月）

２. 「クラウンエーテル樹脂を用いたカルシウム同位体分離；(4) 泳動距離と先端濃縮」

野村雅夫 他、日本原子力学会「2008 年秋の大会」（高知、2008 年 9 月）

３. 「CANDLES による二重ベータ崩壊の研究(33) －FPGA を用いた CANDLES におけるトリガーシステム

の研究－」

伊藤豪 他、日本物理学会 2008 秋季大会（山形、2008 年 9 月）

４. 「CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(34) －CaF2と液シンの信号の弁別－」

保田賢輔 他、日本物理学会 2008 秋季大会（山形、2008 年 9 月）

５. 「CaF2による48Caの二重ベータ崩壊の研究」

梅原さおり 他、日本物理学会 2008 秋季大会（山形、2008 年 9 月）

６. 「CANDLESによる暗黒物質探索の研究(4) －CaF2結晶の低エネルギーパルス波形の温度依存性と粒子弁別

－」

和田真理子 他、日本物理学会 2008 秋季大会（山形、2008 年 9 月）

７. “Study of 48Ca Double Beta Decay”

T. Kishimoto, France-Japanese Symp. on New Paradigms in Nuclear Physics（Paris, France、2008

年 9 月）

８. “Study of 48Ca Double Beta Decay by CANDLES”

T. Kishimoto, DUSEL Town Meeting（Washington, USA, 2007 年 11 月）

９. 「CANDLES による二重ベータ崩壊の研究(35)」

梅原さおり 他、日本物理学会第 64 回年次大会（東京、2009 年 3 月）

１０. 「CANDLES による二重ベータ崩壊の研究(36) －解析によるＢＧ除去－」

保田賢輔 他、日本物理学会第 64 回年次大会（東京、2009 年 3 月）

１１. 「CANDLESによる暗黒物質探索の研究(5) －低温でのCaF2結晶による低エネルギー信号のpulse

波形と粒子弁別－」

和田真理子 他、日本物理学会第 64 回年次大会（東京、2009 年 3 月）

ポスター発表

１. “Study of 48Ca double beta decay with CANDLES” I. Ogawa, Int. Conf. on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino2008) (Christchurch,

New Zealand、2008 年 5 月）

２. “Study of 48Ca double beta decay with CANDLES”

I. Ogawa, International Conference on Particles and Nuclei (PANIC08) （Eilat, Israel, 2008 年 11 月)

放射性核種を用いた物性研究

Condensed matter studies with radioactive isotopes

（大学院理学研究科）篠原厚、高橋成人、佐藤渉、吉村崇、池田隼人、大江一弘、坪内僚平、中垣麗子、

松田亜弓、矢作亘、尾本隆志、小森有希子、周防千明、藤沢弘幸、高山玲央奈、松田佳恵

(Graduate School of Science) A. Shinohara, N. Takahashi, W. Sato, T. Yoshimura, H. Ikeda, K. Ooe, R. Tsubouchi,

R. Nakagaki, A. Matsuda, W. Yahagi, T. Omoto, Y. Komori, C. Suo, H. Fujisawa, R. Takayama, and K. Matsuda

１）摂動角相関法による物性研究： 酸化亜鉛（ZnO）は、不純物の存在で電気伝導度が大きく変わ

ることが知られており、不純物の種類・量・導入条件を検討することで、物性を制御すること

が可能となる。本研究では、不純物として添加したインジウム（In）濃度と電気伝導度の関係に着目し、

をプローブとするγ線摂動角相関法で ZnO 中の局所場を観察した。 111Cd(←111In)

Fig. 1 に得られた摂動角相関スペクトルを測定中

の試料温度と共に示す。上段は純粋な ZnO 粉末

（undoped）、中段は In を 0.05 at.%、下段は 0.5 at.%

ドープした ZnO 試料に 111 プローブを導

入して測定したスペクトルである。３つの試料全て

において、プローブ核(

Cd(←111In)

I = 5 /2)と核外場との電気四

重極相互作用を反映する典型的なパターンを示し

ている。In を 0.05 at.%ドープした希薄不純物試料

では、１）undoped 試料の成分と 0.5 at.%ドープし

た試料の成分が共存していること、および、２）両

成分の合計が全体の 87%を占めることが解析によ

って明らかとなった。ドープ量によって占有するサ

イトの割合が変化することを示唆している。In を

ドープした試料において、低温で振幅が小さくなる

原因は、111In 核による軌道電子捕獲後の後遺効果を

反映したものであると考えられる。ドナーとしての

In 原子が導入されてバルクでの電気伝導度が増し

たにも拘らず、後遺効果が顕著に現れる現象は興味

深い。このメカニズムに関して、今後検討を要する。

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

undoped298 K

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05 at.%298 K

0 50 100 150 200 250 300

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.5 at.%298 K

undoped973 K

0.05 at.%1000 K

0 50 100 150 200 250 300

0.5 at.%1000 K

A22

G22

(t)

Time (ns)

Fig. 1. TDPAC spectra of 111Cd(← 111In) in ZnO doped with indium at different concentrations. Measurements were performed at the temperatures indicated.

２）テクネチウム錯体の合成研究：本研究では、テクネチウム多核錯体の周りの配位子が及ぼす物性変

化を特定するために、ハロゲンとして臭化物イオンを含むテクネチウムの六核構造をもつ錯体の

[Tc6S6Br8]2-および[Tc6S7Br7]3-合成を行うとともに、テクネチウムと同族で性質が良く似ていると言われ

ているレニウムで同形の構造をもつ錯体を用いて光物性を特定した。 [Re6S6Br8]2-, [Re6Se6Br8]2-,

[Re6S7Br7]3-, [Re6Se7Br7]3-ともに発光することが初めて分かった。発光寿命は溶液中では単成分での解析

できた。また、発光寿命は、数百ナノ秒から数マイクロ秒であることから、励起三重項状態からの発光

と考えられる。発光の温度依存性を調べると、上記の化合物では、発光極大は温度の低下とともに長波

長側にシフトし、[Re6S8Br6]4-と良く似た挙動を示した。[Re6S8Br6]4-では六核中心内での電子遷移が発光

の主成分とされている。従って、ハロゲンを多く含む錯体についてもレニウム六核中心が発光に大きく

関与していることが示唆される。発光は同形構造を持つ場合、硫黄が配位した錯体よりもセレンが配位

した錯体のほうが強く発光した。[Re6S6Br8]2-, [Re6Se7Br7]3-は本質的に 3 種類の異性体が存在する。

[Re6S6Br8]2-は 3 種類の異性体を分離、[Re6Se7Br7]3-は２種類の異性体を分離し発光を測定したところ、

異性体によって発光挙動が大きく異なることがわかった。これは異性体によって、分子の対称性が異な

ることが要因と考えられる。今後は、テクネチウムに関しても発光測定を進めていく予定である。

発表論文

1. “Local fields and conduction electron behavior at impurity sites in indium-doped ZnO”

W. Sato, Y. Itsuki, S. Morimoto, H. Susuki, S. Nasu, A. Shinohara, and Y. Ohkubo

Phys. Rev. B 78, 045319 (2008).

2. “Observation of local fields at 111Cd(←111In) sites in aluminum-doped ZnO”

W. Sato, Y. Komeno, M. Tanigaki, A. Taniguchi, S. Kawata, and Y. Ohkubo

J. Phys. Soc. Jpn. 77, 105001 (2008).

3. “Rattling motion of 140Ce(←140La) confined in the hexaboride cage”

W. Sato, A. Shinohara, and Y. Ohkubo

Phys. Rev. B 78, 012301 (2008).

4. “Temperature-dependent behavior of impurity atoms implanted in highly-oriented pyrolytic graphite—An

application of a new online TDPAC method—”

W. Sato, H. Ueno, H. Watanabe, H. Miyoshi, A. Yoshimi, D. Kameda, T. Ito, K. Shimada, J. Kaihara, S. Suda,

Y. Kobayashi, A. Shinohara, Y. Ohkubo, and K. Asahi

J. Phys. Soc. Jpn. 77, 095001 (2008).

口頭発表

1.「γ線摂動角相関法による酸化亜鉛中の局所場観察（III）」

佐藤渉、大久保嘉高、齋宮芳紀、薄宏昌、森本正太郎、篠原厚、那須三郎

2008日本放射化学会年会（広島、2008年9月）.

2.「不純物をドープした酸化亜鉛中の局所場観察」

佐藤渉、大久保嘉高、齋宮芳紀、薄宏昌、森本正太郎、篠原厚、那須三郎

短寿命核および放射線を用いた物性研究（I）専門研究会（熊取、2008年11月）.

3. 「RI ビームを用いた摂動角相関法による物性研究」

佐藤渉

停止・低速不安定核ビームを用いた核分光研究会 (豊中、2008 年 12 月).

4．「クラスターの酸化還元能制御を目指したテクネチウム六核錯体の合成研究」

吉村崇

錯体化学討論会（金沢、2008 年 9 月）

5．「混合キャップ配位したテクネチウムおよびレニウム六核錯体の酸化還元挙動とレニウム六核錯体の

発光」

松田亜弓、吉村崇、高山努、関根勉、石坂昌司、喜多村昇、篠原厚

錯体化学討論会（金沢、2008 年 9 月）

6．「光照射によるレニウム六核錯体のターミナル配位子置換反応」

周防千明、吉村崇、篠原厚

錯体化学討論会（金沢、2008 年 9 月）

7．「Synthesis and Redox Properties of Octahedral Hexatechnetium(III) Complexes with Terminal Halide」

Takashi Yoshimura, Takuya Ikai, Yuji Tooyama, Tsutomu Takayama, Tsutomu Sekine, Yasushi Kino, Akira

Kirishima, Nobuaki Sato, Toshiaki Mitsugashira, Atsushi Shinohara

2008 International Symposium on Technetium and Rhenium (Port Elizabeth, South Africa, Oct. 2008)

重核・重元素の核化学的研究 Research for nuclear chemistry of heavy nucleus and heavy elements

（大学院理学研究科）篠原厚、高橋成人、佐藤渉、吉村崇、菊永英寿、二宮和彦、池田隼人、大江一弘、坪内僚平、

中垣麗子、松田亜弓、矢作亘、尾本隆志、小森有希子、周防千明、藤沢弘幸、高山玲央奈、松田佳恵

(Graduate School of Science) A. Shinohara, N. Takahashi, W. Sato, T. Yoshimura, H. Kikunaga, K. Ninoniya, H. Ikeda, K. Ooe,

R. Tsubouchi, R. Nakagaki, A. Matsuda, W. Yahagi, T. Omoto, Y. Komori, T. Suo, H. Fujisawa, R. Takayama, K. Matsuda

1. 重元素の化学的性質の研究

1.1 研究目的

原子番号 101 番以降の重元素は、すべて人工の放射性元素であり、加速器を用いた重イオン核融合反応でのみ合

成することが可能である。これら重元素は、その生成量の少なさや、半減期の短さのため、化学実験を行うことが

困難であり、その化学的性質には不明な部分が多い。また重元素では、価電子に対する相対論効果の影響が大きく

なり、同族元素と比較して異なった化学的性質を示す可能性が指摘されており、非常に興味深い研究対象である。

我々の研究グループでは、重元素の化学的性質の解明に向け、基礎研究及び装置の開発を行っている。

1.2 メンデレビウムの溶媒抽出実験

重アクチノイドの化学的性質の解明に向け、101 番元素メンデレビウム(Md)の溶媒抽出実験を行った。実験は理

化学研究所AVFサイクロトロンを用いて行った。溶媒抽出にはバッチ法を用い、水相には 0.1 M NH4Cl, HCl溶液(pH

2.85, 3.00, 3.08, 3.16, 3.36, 3.38, 3.53)を、有機相には 0.1 M テノイルトリフルオロアセトン(HTTA)-四塩化炭素溶液

を用いた。この実験では、248Cm(11B,4n)255Md反応によって合成した255Md(半減期 27 分)をHe/KClガスジェット搬送

システムにより搬送し、ポリエステルシートまたはナフロンシートに 30 分間捕集した。その後、水相を用いて核

反応生成物を溶かし出し、等量の有機相と混合して 20 分間振とうを行った。遠心分離により二相を分離した後、

各相を分取して蒸発乾固を行い、α線の検出を行った。α線測定から各相のMdの定量を行い分配比を導出した。得

られた結果より、Mdの抽出平衡定数Kexを導出し、ランタノイド元素のKexと比較した。その結果、HTTAによる抽

出では、Mdはイオン半径の近いランタノイド元素よりもより抽出される傾向にあることがわかった。

1.3 106 番元素シーボーギウムに向けた同族元素モリブデン、タングステンの溶媒抽出挙動の研究

106 番元素シーボーギウム(Sg)の溶液化学実験に向け、基礎データ収集のため同族元素モリブデン(Mo)およびタ

ングステン(W)の溶媒抽出挙動を調べた。実験は、大阪大学核物理研究センターおよび理化学研究所のAVFサイク

ロトロンを用いて行った。Mo、W同位体はnatGe(22Ne,xn)90Mo、 natDy(16O,xn)173W、natGd(22Ne,xn)173W反応により合成

した。合成したMo、W同位体はHe/KClガスジェット搬送システムにより搬送し、ポリエステルシートまたはナフ

ロンシートに捕集した。捕集したMo、W同位体を 0.1 M ~ 11 Mの塩酸 200 μLに溶解し、同体積の 0.05 M テトラフ

ェニルアルソニウム(TPAC)-クロロホルムまたは 0.05 M Aliquat 336－クロロホルム溶液と混合し、振とうを行った。

振とうはTPACによるMoの抽出実験時は 15 min、それ以外の実験では 3 minとした。遠心分離を行った後、水相、

有気相を別々に分取してγ線測定を行った。γ線測定から各相のMo、Wの定量を行い、分配比を導出した。この実

験から、Mo、Wとも塩酸濃度の上昇と共に分配比が増加するという結果が得られた。これは、Mo、Wの陰イオン

塩化物錯体が形成されていることを示している。抽出されている化学種を絞り込むため、水相を 11 M 塩酸とした

場合のMo、Wの分配比の抽出剤濃度依存性を調べた。抽出剤にはAliquat 336 を用いた。分配比の対数をAliquat 336

濃度の対数に対してプロットすると、非常によい直線関係が得られ、その直線の傾きはMoで 1.08 ± 0.04、Wで 1.21

± 0.02 となった。この傾きはいくつの抽出剤がMo、W錯体とイオン対を形成しているかを表すことになる。どち

らも 1 に近い値が得られていることからMo、Wともに 1 対 1 のイオン対が形成されている、つまり-1 の電荷をも

った錯体が抽出されていることが示された。今後プロトン濃度を一定にし、分配比の塩化物濃度依存性を調べるこ

とで、さらに化学種の絞り込みを行う予定である。

1.4 液体シンチレーションカウンターにおけるマイクロチューブを用いた α線と β線の弁別測定

現在、化学操作を経た後の重元素を検出する装置として、液体シンチレーションカウンター（LSC）の導入を

行っている。核反応により合成した重元素のα線を測定する際、副反応生成物からのβ線がα線測定妨害する。そこ

で、β線の飛程がα線より長いことに注目し、マイクロチューブ内で試料の測定を行うことによりα線とβ線の弁別

測定ができるかどうか調べた。90Srおよび241Amを乳化シンチレータ(ULIMA GOLD AB)に溶解し、内径 300~2000

μmのテフロンチューブに導入してLSCによる測定を行った。その結果、チューブ内径が小さくなるほどβ線のカウ

ント数が減少することを確認し、マイクロチューブ内で試料の測定を行うことでα線とβ線の弁別測定ができるこ

とがわかった。

1.5 オンライン迅速化学装置の開発

重元素の化学実験を行うには、化学操作を自動的に何回も繰り返して行う必要がある。今回これまで用いていた、

He/KCl ガスジェット搬送システムにより搬送した核反応生成物を溶解する溶液化部の改良を行い、化学操作を行

うマイクロ化学チップに接続できるようデッドボリュームを小さくした。また、溶液化部での動作からマイクロ化

学チップにおいて溶媒抽出を行う部分までを自動化し、全操作を LabVIEW を用いて制御できるように改良を行

った。

2. natCu、93Nbの 282 MeV単色中性子核反応断面積測定

高エネルギー単色中性子による核反応について、その反応機構を知るため、大阪大学核物理研究センターN0 ポ

ートにて7Li(p, n)7Be反応より得た準単色の中性子をnatCu及び93Nbへの照射を行った。入射粒子に 300 MeVの陽

子を用い、陽子の入射方向となす角の異なる２つの方向で中性子のエネルギー分布が異なることを利用した新たな

手法により、２つの照射結果から高エネルギーの単色中性子を擬似的に得る方法論の確立を行った。照射試料中で

の核種の生成率をガンマ線測定により定量し、2 つの試料の核種生成量を中性子のスペクトルを基にした定数を掛

けて減算することで、単色の 282 MeV中性子による核反応断面積を導出した。質量数変化の大きな核種について

はRudstamの式を用いて核反応断面積のシステマティックを検討した結果、陽子照射の場合と比べてエネルギー

に対する応答は近いものの、初期電荷の差に対応すると考えられる核反応断面積の値の差が得られた。

発表論文

1. Development of an electrochemistry apparatus for the heaviest elements

A. Toyoshima, Y. Kasamatsu, Y. Kitatsuji , K. Tsukada, H. Haba, A. Shinohara and Y. Nagame

Radiochim. Acta 96, 323 (2008).

2. Hexafluoro complex of rutherfordium in mixed HF/HNO3 solutions

A. Toyoshima, H. Haba, K. Tsukada, M. Asai, K. Akiyama, S.Goto, Y. Ishii, I. Nishinaka, T. K. Sato, Y. Nagame, W. Sato, Y.

Tani, H. Hasegawa, K. Matsuo, D. Saika, Y. Kitamoto, A. Shinohara, M. Ito, J. Saito, H. Kudo, A. Yokoyama, M. Sakama, K.

Sueki, Y.Oura, H. Nakahara, M. Schädel, W. Brüchle and J. V. Kratz

Radiochim. Acta 96, 125 (2008).

3. Performance of the Gas-jet Transport System Coupled to the RIKEN Gas-filled Recoil Ion Separator GARIS for the 238U(22Ne, 5n)255No Reaction

H. Haba, H. Kikunaga, D. Kaji, T. Akiyama, K. Morimoto, K. Morita, T. Nanri, K. Ooe, N. Sato, A. Shinohara, D. Suzuki, T.

Takabe, I. Yamazaki, A. Yokoyama, and A. Yoneda

J. Nucl. Radiochem. Sci. 9, 27 (2008).

4. RIKEN Gas-filled Recoil Ion Separator (GARIS) as a Promising Interface for Superheavy Element Chemistry—Production

of Element 104, 261Rf, Using the GARIS/Gas-jet System—

H. Haba, D. Kaji, Y. Komori, Y. Kudou, K. Morimoto, K. Morita, K. Ooe, K. Ozeki, N. Sato, A. Shinohara, and A. Yoneda

Chem. Lett. 38, 426 (2009).

口頭発表

1．「メンデレビウムの塩酸-HTTA 四塩化炭素系における溶媒抽出」

矢作 亘、大江一弘、藤沢弘幸、小森有希子、菊永英寿、吉村 崇、佐藤 渉、高橋成人、工藤祐生、羽場宏光、豊

嶋厚史、浅井雅人、永目諭一郎、榎本秀一、篠原 厚 第52回放射化学討論会(広島、2008年9月)

2. 「中間エネルギーの単色中性子によるCu、Nb 核反応断面積測定」

尾本隆志、二宮和彦、中垣麗子、高橋成人、関本 俊、八島浩、柴田誠一、木下哲一、松村 宏、嶋達志、

篠原厚、西泉邦彦 第52回放射化学討論会(広島、2008年9月)

3．「電気化学的手法による 102 番元素ノーベリウムの酸化」

豊嶋厚史、笠松良崇、塚田和明、北辻章浩、石井康雄、當銘勇人、浅井雅人、永目諭一郎、羽場宏光、秋山和彦、

大江一弘、 佐藤 渉、篠原 厚 第52回放射化学討論会(広島、2008年9月)

4．「新実験システムを利用した 105 番元素(Db)のHF/HNO3水溶液中での陰イオン交換挙動」

塚田和明・笠松良崇・浅井雅人・豊嶋厚史・石井康雄・李子杰・菊池貴宏・佐藤哲也・西中一朗・永目諭一郎・後

藤真一・長谷川太一・工藤久昭・藤沢弘幸・大江一弘・矢作亘・佐藤渉・篠原厚・南里朋洋・ 荒木幹生・横山明

彦・Fan, Fang Li・工藤祐生・大浦泰嗣 日本化学会第 89 春季年会(千葉、2009 年 3 月)

大腸菌 mRNA エンドリボヌクレアーゼの解析

Analysis of mRNA endoribonucleases from Escherichia coli

（理学研究科生物科学）岩本明、古賀光徳、多田康子、三木久美子、日比野愛子、田中敦史、米崎哲朗

(Graduate School of Science) A. Iwamoto, M. Koga, Y. Tada, K. Miki, A. Hibino, A. Tanaka, T. Yonesaki

我々が同定した RNase LS の生理機能解析、RNase E や RNase LS の mRNA エンドリボヌクレアーゼ活性を制御

する機構についての研究を継続して行っている。大腸菌において mRNA 分解調節の鍵は、mRNA エンドリボヌ

クレアーゼの活性調節である。主要な mRNA エンドヌクレアーゼである RNase E と同様に、RNase LS も構成

的に発現し、多数の mRNA を標的とする。

RNase LSの実体解析

大腸菌のゲノム上で、RNase LSの活性に必須の遺伝子であるrnlAの下流にはrnlBが隣接している。rnlAのホモログを有する原核生物は必ずrnlBのホモログをもっていることから、これら２つの遺伝子はセッ

トとして保存されており、rnlBもRNase LSに何らかの重要な作用をもつと考えられる。rnlBの作用を

明らかにするために、ΔrnlAB変異体を作成し、プラスミドにクローン化したrnlAの形質導入を試みた

が殆ど導入体が得られなかった。一方、rnlBを予め導入しておいたΔrnlAB変異体にはrnlAが正常に形

質導入できた。このことから、rnlB非存在下でのrnlAは細胞にとって毒性をもつと思われる。また、野

生型の大腸菌にrnlBを導入して過剰発現させたところRNase LSの活性は著しく低下した。これらのこ

とからrnlBはrnlAがコードするエンドリボヌクレアーゼ活性を負に調節することが示唆された。 rnlAとrnlBは同じ向きに並んでおり、塩基配列解析からrnlAの直ぐ上流に転写プロモーターが、rnlBの下流に転写ターミネーターの存在が予想される。このことから、rnlAとrnlBはオペロンを形成するこ

とが示唆された。そこで、βガラクトシダーゼ遺伝子とのfusion遺伝子を作成してrnlAとrnlBそれぞれ

の転写開始位置を特定したところ、rnlAの内部にrnlBの転写プロモーターが存在していること、このプ

ロモーターからの転写活性はrnlAの上流にある転写プロモーターからの転写活性に比べて２０倍以上強

いことが明らかとなった。このことから、rnlAとrnlBは独立に遺伝子発現調節を受けることが明らかと

なった。

RNase LSの生理機能解析

昨年度に、RNase LSがCyaAのmRNAを標的とすること、したがってRNase LS変異体（rnlA:kan）ではCyaAの過剰

発現 -> cAMPの過剰合成 -> Crpの過剰生産 ->σSの発現低下 -> ストレス抵抗性の低下、が起きることを明

らかにした。今年度は、新たに以下のことを明らかにした。

RNase LS変異体ではガラクトースを始め多種の糖利用能が低下する。ガラクトースの利用に必要なGalETK

遺伝子は、正の調節因子であるCrp-cAMPによって転写が調節されることが知られている。この因子は上述の

ようにRNase LS変異体では過剰に生産されているにも関わらず、western blottingで検出したGalETKは野生型

に比べ1/5〜1/2に低下した。このことから、RNase LS変異体ではGalETK遺伝子の転写後調節の異常が示唆さ

れた。そこで、転写後調節の有力な因子としてRNase E について調べたところ、1. RNase LS変異体ではRNase

E の発現量が２倍に増加していること、2.RNase EとRNase LSの二重変異体ではガラクトースの利用能が部分

的ではあるものの回復すること、が分かった。RNase EのmRNAに与えるRNase LSの効果を調べるためにNorthern

blot解析を行ったところ、RNase LSの有無による分解速度の差は認められなかったものの、RNase LS変異体

ではRNase EのmRNA量が3倍に増加していた。このことから、RNase E遺伝子の転写を正に調節する因子のmRNA

がRNase LSの標的であり、RNase LS変異体ではこの因子の量が増加する結果、RNase Eの転写量が増加すると

予測された。そこで、様々な転写因子の変異体について調べたところ、Fisの変異体ではRNase Eの転写量が

低下すること、RNase LSが変異してもRNase Eの転写量は増加しないこと、RNase LSが変異してもガラクトー

スの利用能は正常なままであること、が分かった。さらに、RNase LSが変異した場合、FisのmRNAの分解速度

が2.4分の1に低下することを確認した。これらのことから、RNase LS変異によるガラクトース利用能の低下

は、FisのmRNAの安定化 -> Fisの過剰発現 -> RNase Eの過剰発現 -> GalETKの発現低下 -> ガラクトース利

用能の低下、として説明可能となった。

論文発表

1. Iwamoto,A., Lemire, S. and Yonesaki, T. 2008. Post-transcriptional control of Crp-cAMP

by RNase LS in Escherichia coli. Mol. Microbiol., 70, 1570-1578.

学会発表

1. 「大腸菌RNase LSの生理的役割」

岩本明、 米崎哲朗 （第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会 合同大会、神戸、2008年12月）

2. 「大腸菌mRNAを促進するT４ファージ遺伝子の同定と機能解析」

多田康子、米崎哲朗 （第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会 合同大会、神戸、2008年12

月）

3. 「RnlBタンパク質による大腸菌RNase LS活性の制御機構」

古賀光徳、米崎哲朗 （第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会 合同大会、神戸、2008年12

月）

4. 「大腸菌エンドリボヌクレアーゼRNase LSの活性制御機構」

三木久美子、米崎哲朗（第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会 合同大会、神戸、2008年12

月）

植物細胞機能の解析

Analysis of plant cellular functions

（理学研究科）藤井聡志 高木慎吾 水野孝一

(Graduate School of Science) S. Fujii, S. Takagi, and K. Mizuno

セルロースは植物および一部のバクテリアと動物によって合成される、地球上に最も多量に存在する有機

資源である。セルロースは植物の成育に必須なだけでなく、建築資材、医薬品材料、紙素材など様々な面で

人類の生活にも欠かせない。さらに近年、バイオエタノールへの産業利用などを含めてセルロースの重要性

が謳われており、セルロース合成のメカニズムの解明が急がれている。長年に渡る遺伝学的解析により、セ

ルロース合成酵素の候補遺伝子に関する報告が蓄積しているが、未だにその同定には至っていない。我々は、

アズキ芽生え上胚軸からセルロース合成酵素複合体を非変性状態で精製し、詳細な機能解析および構成蛋白

質の同定により、セルロース合成の分子メカニズムに迫ることを目指している。セルロース合成活性を定量

的に検出するために従来の方法に改良を加え、精製標品に14C-UDP-グルコースを基質として与えた後、セル

ロースポリマーに取り込まれた放射活性を測定した。高いセルロース合成活性を示す精製画分には、スクロ

ース合成酵素（78 kDa）と 770 kDaの高分子蛋白質を含む複合体が検出され、電子顕微鏡観察により、直径

10 nmの蛋白質顆粒が主成分であることがわかった。スクロース合成酵素はUDPとスクロースからセルロー

ス合成の基質であるUDP-グルコースを合成する反応を触媒する酵素で、セルロース合成との関連が示唆され

てきた蛋白質である。ペプチドマッピングおよび質量分析の結果から、770 kDa蛋白質はSDS耐性複合体を形

成しており、スクロース合成酵素および少なくとも 1 種類以上の新規蛋白質を含む事が示唆された。770 kDa

蛋白質複合体は、スクロース合成酵素により合成されたUDP-グルコースを用いて、連続的な糖転移活性によ

りセルロースを合成する複合的かつ効率的な機能を持っているのかもしれない。現在、770 kDa蛋白質の同定

を目指し、遺伝子クローニングに取り組んでいる。

発表論文

1. "Leaf angle in Chenopodium album is determined by two processes: induction and cessation of petiole curvature"

K. Fujita, S. Takagi and I. Terashima, Plant, Cell and Environment 31, 1138 (2008).

2. "Radial microtubule organization by histone H1 on nuclei of cultured tobacco BY-2 cells"

T. Nakayama, T. Ishii, T. Hotta and K. Mizuno, Journal of Biological Chemistry 283, 16632 (2008).

口頭発表

1. "Light-dependent mitochondrial intracellular positioning in Arabidopsis thaliana mesophyll cells"

M.S. Islam, T. Hotta, Y. Niwa and S. Takagi, Arabidopsis Workshop 2008 (Okazaki, Japan, Sep. 2008)

2. "Light-dependent intracellular positioning of the nucleus and mitochondria in Arabidopsis"

S. Takagi, IPR Seminar 2008 The Ins and Outs of Chloroplasts (Suita, Japan, Oct. 2008)

3. "Possible involvement of phytochromes in regulation of cytoplasmic motility in Arabidopsis thaliana leaf epidermal

cells"

S. Takagi, The 4th Asia Oceania Conference on Photobiology (Varanasi, India, Nov. 2008)

4.「葉緑体脱アンカー反応における植物ビリンの役割」

高木慎吾、特定領域研究第 9 回班会議（岡崎、2008 年 5 月）

5.「シロイヌナズナ成熟葉における青色光に依存した核定位運動とアクチン細胞骨格構築変化」

岩渕功誠、高木慎吾、日本植物学会第 72 回大会（高知、2008 年 9 月）

6.「シロイヌナズナ成熟葉表皮細胞における核定位位置の解析」

南野亮子、岩渕功誠、高木慎吾、日本植物学会第 72 回大会（高知、2008 年 9 月）

7.「セルロース合成酵素複合体の解析」

藤井聡志、第 6 回さざなみコンファレンス（姫路、2008 年 11 月）

8.「核表層における微小管構築」

水野孝一、第 6 回さざなみコンファレンス（姫路、2008 年 11 月）

9.「シロイヌナズナ葉肉細胞プロトプラストの葉緑体の配置に及ぼす二酸化炭素の影響」

石田泰浩、高木慎吾、2008 年度日本植物学会近畿支部会（神戸、2008 年 12 月）

10.「葉緑体脱アンカー反応における植物ビリンの役割」

高木慎吾、特定領域研究第 10 回班会議（岡崎、2009 年 1-2 月）

11.「ホウレンソウ葉肉細胞における葉緑体のアンカー機構に対するビリンの関与」

高松秀安、横田悦雄、新免輝男、高木慎吾、第 50 回日本植物生理学会年会（名古屋、2009 年 3 月）

渦鞭毛藻由来海洋天然物の細胞内分子機構の解明

Intracellular molecular mechanism of marine natural products

isolated from dinoflagellate species

（理学研究科）此木敬一、玉手理恵、松森信明、大石徹、村田道雄

(School of Science) K. Konoki, R. Tamate, N. Matsumori, T. Oishi and M. Murata

海洋性植物プランクトンである渦鞭毛藻が生産する梯子状ポリエーテル化合物マイトトキシン

（Maitotoxin, MTX、下図）は、これまで知られている二次代謝産物の中では最大の分子量（ 3422

Da）を持ち、しかも二次代謝産物としては最強の毒性を示す化合物である。この毒性は、MTX

が種々の培養細胞や動物組織に対して顕著なCa2+イオン流入作用を有することに起因すると

考えられている。しかし、単離されてから 20 年以上経った現在においても、MTXの作用標的

分子は不明である。本研究ではMTXの細胞内への 45Ca2+イオン流入活性を指標にして、その流

入活性を特異的に阻害する化合物を探索すること、さらに探索された化合物が結合する受容体

構造を同定することを目的とした。

MTXはラットグリオーマC6細胞に対して 45Ca2+イオンの流入を引き起こすが、我々はこの

MTXのCa2+イオン流入作用が他の天然梯子状ポリエーテル化合物および人工的に合成された

梯子状ポリエーテル化合物を共存させることによって阻害されることを見出した。この結果は、

MTXおよびその他の梯子状ポリエーテルが共通に相互作用する受容体がこの細胞に存在する

こと示唆している。特にMTXの疎水性部分は他の梯子状ポリエーテル分子と類似していることから、

MTXの疎水性部分が作用標的分子（おそらく膜蛋白質）との相互作用に深く関わっているものと想定してい

る。

現在、この考えに基づいて、MTXのCa2+流入作用をさらに強力に阻害する梯子状ポリエーテ

ル分子の合成を行っている。今後これらの合成梯子状ポリエーテル化合物は、MTXの作用標的

分子を同定するための有用なプローブ分子になると期待される。

発表論文

Maitotoxin-photoactive probe binds to membrane proteins in erythrocyte membrane.

K. Konoki, M. Hashimoto, K. Honda, K. Tachibana, F. Hasegawa, R. Tamate, T. Oishi and M.

Murata, Heterocycles 79, 1007 (2009).

口頭発表

「膜蛋白質との相互作用解明を志向した梯子状ポリエーテルの設計と合成」

大石 徹，鳥飼浩平，長谷川太志，氏原 悟，毛利良太，玉手理恵，此木敬一，松森信明，村田道雄

第５０回 天然有機化合物討論会（福岡、2008年10月）

Na+/H+交換輸送タンパク質の制御の分子機構

Molecular mechanism of Na+/H+ exchanger regulation

（理学研究科）松下昌史、田中啓雄、三井慶治、金澤浩

(Grad. Sch. of Sci.) M. Matsushita, Y. Sano, K. Mitsui, and H. Kanazawa

【はじめに】

細胞内のpH、Na+、浸透圧の制御は、生命維持の基本的要件である。こうした細胞内のイオ

ン量や浸透圧の制御を担うひとつとして、形質膜や細胞内小胞膜に存在するNa+/H+交換輸送タ

ンパク質（Na+/H+ exchanger; NHEと省略）が存在する。ほ乳類細胞において、９つのNHEアイ

ソフォームは、形質膜(NHE1-5)や様々な細胞内小胞膜(NHE6-9)に局在している。これらのNHE

分子はいずれも疎水的な膜内在性部分と４００残基程度の親水的な膜表在性部分とからなる

特徴ある構造を有している。疎水的な部分はイオン輸送活性に関わり、親水的な部分は制御に

関わるものと考えられている。我々は、NHE1の親水的な部分と相互作用するカルシニューリン

Ｂ様タンパク質(CHP)を同定した。本研究では、NHE分子におけるCHPの役割を明らかにするこ

とを目的とした。

【結果と考察】

ニワトリBリンパ球細胞株DT40を用いてCHP遺伝子欠失株を作製し、CHP欠失の及ぼす影響を

解析した。CHP欠失によるNHE1のイオン輸送活性への影響を調べるために、細胞内へのNHE1に

依存した22Naの取り込みを測定した。その結果、CHP欠失細胞株では、NHE1活性が野生株と比較

してほぼ消失していることが分かった。さらに、このCHP欠失株では細胞内のNHE1発現量が10%

程度に低下していた。さらに、ヒト子宮頚部癌細胞株Helaにおいても、NHE1量に対してCHP量

を不足させるとNHE1は安定に形質膜に輸送されずに、小胞体やゴルジ体に留まり品質管理機構

により分解されることが示唆された。

これらのことは、CHPがNHE1に結合することによってNHE1の構造が安定化され、小胞体やゴ

ルジ体における品質管理機構を免れることを示唆している。

口頭発表

1. 「Calcineurin B Homologous Protein 1(CHP1)はNa+/H+交換輸送アイソフォーム1(NHE1)の生合成過程におけ

る安定化および細胞膜局在化に関与する」

田中啓雄、松下昌史、三井慶治、金澤浩、BMB2008（第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学

会大会 合同大会）（神戸、2008年12月）

損傷DNAの分子認識に関する研究

Studies on molecular recognition of damaged DNA

（基礎工学研究科）岩井成憲、倉岡 功、山元淳平、林 亮輔、柏木沙予、中西 望、鎌倉直人

(Graduate School of Engineering Science) S. Iwai, I. Kuraoka, J. Yamamoto, R. Hayashi, S. Kashiwagi, N. Nakanishi,

N. Kamakura

当研究室では損傷を有するDNAに関する研究を行っている。本年度は、Alvinella pompejana

のDNAポリメラーゼの機能解析、 (6–4)光回復酵素の反応機構の解析、塩基除去修復酵素の反

応を蛍光により検出するためのプローブの開発の３つの研究を行った。

Alvinella pompejana は太平洋の熱水噴出孔に生息する多細胞生物であり、この生物が持つ

DNAポリメラーゼηについて、米国Scripps Research Instituteと共同研究を行っている。遺伝

子組換え実験により酵素を調製し、当研究室で合成した紫外線損傷の一つであるシクロブタ

ンピリミジンダイマーを有するオリゴヌクレオチドを鋳型として複製を調べたところ、ヒト

のDNAポリメラーゼηの性質から予測されたように、この新規DNAポリメラーゼηはシクロ

ブタンピリミジンダイマーを乗り越えることができた。しかし、この生物は紫外線が到達で

きない深海に生息していることから、この酵素は紫外線損傷よりも酸化損傷を乗り越えるた

めに使われるのではないかと考えた。そこで、酸化損傷であるチミングリコールおよび 7,8-ジ

ヒドロ -8-オキソグアニンを有する鋳型を用いたところ、このDNAポリメラーゼはこれらの損

傷も乗り越えることが明らかとなった。また、Alvinella pompejana の生息環境に着目し、こ

のDNAポリメラーゼとヒトDNAポリメラーゼηの耐熱性を比較したところ、前者の方がより

高い温度で活性を保持していることがわかった。

(6–4)光回復酵素は光を使ってもう一つの紫外線損傷塩基である (6–4)光産物を正常塩基に戻

す酵素であるが、中間体の形成に関して以前に提唱された反応機構モデルを検証するために、

(6–4)光産物の官能基を別の基に置換したアナログを合成した。ＲＩ実験としては、このアナ

ログを有するDNAを 32Pで標識し、ゲル電気泳動により酵素の結合を調べた。この官能基置換

により、酵素の親和性が本来の基質と比較して大幅に低下することが明らかになった。

塩基除去修復酵素の蛍光プローブとして、酸化損傷塩基を中央の１ヶ所に有し、 5'末端に蛍

光色素、 3'末端に消光剤を付けた13塩基対のヘアピン型オリゴヌクレオチドを合成した。エン

ドヌクレアーゼⅢにより鎖切断が起こると、蛍光色素が付いた断片は塩基対数が少ないため

に解離し、蛍光強度の増大が観察された。鎖切断をゲル電気泳動で調べるために、センター

吹田本館の蛍光イメージアナライザーを使用した。

口頭発表

環形動物多毛類生物由来のＹファミリーDNAポリメラーゼηの単離

柏木沙予、倉岡功、人見研一、 Jill Fuss、 Quen Cheng、 Dave S. Shin、花岡文雄、 John A.

Tainer、岩井成憲、日本環境変異原学会第37回大会（沖縄、2008年12月）

環境中の放射能動態の基礎的検討

Radiochemical Study of Radionuclides in the Environment

（RIセンター、理学研究科1、基礎工学研究科2）

斎藤直、福本敬夫1、川瀬雅也、森本正太郎2、山口喜朗

(Radioisotope Research Center, Grad. Sch. of Science, Grad. Sch. of Eng. Science)

T. Saito, T. Fukumoto, M. Kawase, S. Morimoto, and Y. Yamaguchi

トリチウムは宇宙線によって絶えず生成されている天然放射性核種であり、同時に原子炉等でも誘起され

て環境に放出されている人工放射性核種である。さらに、過去の大気圏内核実験によっても大量に環境中に

放出されたが、そのレベルは徐々に低下しつつあり、より低レベルの人為的な放出を検出するためには、試

料のトリチウム濃度を高める必要がある。この目的のために、平成19年度にトリチウム濃縮装置を作製して、

その試験的実験を平成20年も続いて行った。不純物の析出等の問題があり、テスト実験を繰り返している段

階である。

学内放射線施設の非密封放射性同位元素使用室の作業環境測定（空気中の放射性物質濃度）において、

γ核種が有意に検出された試料を作業環境測定機関から提供を受け、Canberra 社製井戸型ゲルマニウム半

導体検出器で再測定した。先にも報告した133

Xe(t1/2=5.2d)が再度、作業環境測定機関で検出されたため、

その試料の提供を受けて再測定を行ったが検出できなかった。これは以前にも見られた短い実効的半減期

を再確認したことになり、活性炭から133

Xeの脱着が起こったものと考えられる。なお、別の試料中の125I

は検出できた。また、全βとして報告された試料についても、γ線スペクトル測定からβ線エネルギーを

導出する試みを行っている。その他の有意値試料は、液体シンチレーションカウンター測定による3Hと14C

であったので、吹田本館設置のAloka社製液体シンチレーションカウンターで再測定を行い、核種の同定

とそれぞれの放射能強度を確認した。

天然岩石試料中のウラン系列核種の放射非平衡から、その岩石の生成年代が推定できるので、そのよう

な試料の提供を受けて、井戸型ゲルマニウム半導体検出器で測定を行った。井戸型の利点を生かして、少

量の試料であっても高感度で測定することができた。生成年代や生成過程については、現在解析中である。

生体中の元素移行についても、誘導結合プラズマ質量分析装置Agilent 7500sを用いた元素分析から

種々検討を行っている。

メスバウアー分光測定

Mössbauer Spectroscopic Study of Iron Materials

（RIセンター、基礎工学研究科１）

斎藤直、森本正太郎１、川瀬雅也、池田泰大、那須三郎

(Radioisotope Research Center, Grad. Sch. of Engineering Science)

T. Saito, S. Morimoto, M. Kawase, Y. Ikeda, and S. Nasu

平成 20 年度は57Feをプローブ核としたメスバウアー分光法を用いた研究を、Feを置換したLi2MnO3につい

て行った。測定に用いた試料は、独立行政法人産業科学総合研究所関西センター田渕光春主任研究員より共

同研究として提供を受けたものである。

MnサイトにFeを部分置換したLi2MnO3は、Liイオン二次電池の正極材料への応用が注目されており、鉄の価数の増加

による正極の理論容量の増加が期待できる。母相のLi2MnO3は、Mn（4gサイト）-Li（2bサイト）層とLi層が、短い層

間距離で積層した層状岩塩型構造を持ち、Mn-Li層にFeを置換すると、Feは一般に安定な 3 価より、更に酸化されたイ

オン半径の小さい 4 価以上の高原子価鉄が出現すると考えられる。そこで57Feメスバウアー分光法等により置換したFe

の価数状態、局所環境を調べた。

焼成温度が異なる 8 種類の試料を作製し、低温～室温の温度範囲でメスバウアー効果を測定したところ、異性体シフ

トが小さく高原子価鉄に帰属できる成分を観測した。XRDパターンの測定では超格子ピークが現れ、その強度は焼成温

度が高いほど強くなった。XRD-リートベルト解析により、遷移金属はMn-Li層の 4gサイトのみならず、2bサイトをも占

有する結果を得た。4gサイトの遷移金属占有率が高い試料は超格子ピークが強く、また同サイトの高原子価鉄の割合が

多いことが示された。以上の結果から、Mn-Li層で、高原子価鉄が 2bサイトから 4gサイトへ移動し、Li2MnO3における

遷移金属配列に近づくことがわかり、この規則配列化と価数状態との間に相関があると示唆される結果を得た。

発表論文

1. “Stabilization of tetra- and pentavalent Fe ions in Fe-substituted Li2MnO3 with layered rock-salt structure”

M. Tabuchi, K. Tatsumi, S. Morimoto, S. Nasu, T. Saito, and Y. Ikeda, J. Appl. Phys. 104 (2008), 043909-1－10.

2. 「メスバウアー分光法によるFe置換Li2MnO3中の鉄の状態解析」

池田泰大、森本正太郎、田渕光春、川瀬雅也、斎藤直、辰巳国昭、KURRI-TR-145 (2009), pp.89－94.

3. 「メスバウアー分光法の医薬品評価への応用」

川瀬雅也、斎藤 直、池田泰大、森本正太郎、高橋京子、柴原直利、小松かつ子、in 中村洋ら編、「薬学

分析科学の最前線」(じほう、2009) pp.18－19.

口頭発表

1. 「Feを置換したLi2MnO3のメスバウアー分光による状態分析」

池田泰大、森本正太郎、田渕光春、川瀬雅也、斎藤直、辰巳国昭、第 45 回アイソトープ・放射線研究発

表会(東京、2008 年 7 月).

2. 「メスバウアー効果測定による生薬中の鉄の状態と薬効の関係の解析」

川瀬雅也、斎藤直、池田泰大、森本正太郎、高橋京子、柴原直利、小松かつ子、第 45 回アイソトープ・

放射線研究発表会(東京、2008 年 7 月).

3. 「鉄―シリカコンポジットの XAFS 測定による原子価の精密測定」

長谷坂彰史、川瀬雅也、斉藤直、池田泰大、森本正太郎、日比野光宏、八尾健、第 11 回 XAFS 討論会(姫

路、2008 年 8 月).

4. 「高圧下におけるγ'-Fe4Nのメスバウアー分光測定」

小林裕和、川上隆輝、那須三郎、森本正太郎、斎藤直、高橋昌男、日本物理学会 2008 年秋季大会(盛岡、

2008 年 9 月).

5. 「Fe置換Li2MnO3中の鉄の状態分析」

池田泰大、森本正太郎、田渕光春、川瀬雅也、斎藤直、辰巳国昭、日本物理学会 2008 年秋季大会(盛岡、

2008 年 9 月).

6. 「Sr2/3La1/3FeO3の高圧下における磁気・伝導特性」

平間一貴、川上隆輝、森本正太郎、那須三郎、川崎修嗣、高野幹夫、日本物理学会 2008 年秋季大会(盛岡、

2008 年 9 月).

7. 「シリカガラス中の鉄の状態分析」

野村泰弘、川瀬雅也、森本正太郎、池田泰大、斎藤直、第 52 回放射化学討論会(広島、2008 年 9 月).

8. 「生薬中の鉄の状態解析に基づく薬効評価」

川瀬雅也、斎藤 直、池田泰大、森本正太郎、高橋京子、高木達也、柴原直利、小松かつ子、第 36 回構造

活性相関シンポジウム(神戸、2008 年 11 月).

9. 「メスバウアー分光法によるFe置換Li2MnO3中の鉄の状態解析」

野村泰弘、森本正太郎、田渕光春、川瀬雅也、斎藤直、辰巳国昭、KUR 専門研究会(熊取、2008 年 11 月).

10. 「Fe置換Li2MnO3中の57Feメスバウアー分光」

池田泰大、森本正太郎、田渕光春、川瀬雅也、斎藤直、辰巳国昭、第 10 回メスバウアー分光研究会(東京、

2009 年 3 月).

医学部学生 RI 機能系実習

Training course of handling radioisotopes for medical students

（医学系研究科・放射線基礎医学） 本行忠志、中島裕夫、石川智子、藤堂剛

(Fac. of Medicine) T. Hongyo, H. Nakajima, T. Ishikawa, T. Todo

医学部では、3 年次学生を対象に、生理学を中心とした後期機能系実習を行っている。その一環として、放

射線基礎医学担当の、「RI の安全取扱い」と「放射線の生物作用」の 2 実習項目が組み込まれている。9 時

から 17 時までの実習を 2 日間、これを 1 サイクルとして、今年度は、平成 21 年 1 月 6 日から 1 月 23 日まで、

計 6 サイクル行った。学生数は、16~18 名ずつ、計 99 名であった。卒業後、非密封 RI を扱う機会が多いため、

非密封 RI の安全取扱いを主としている。

「RIの安全取扱い」の実習については、まず、基礎編として、RIの物理学的性質を学習させている。32P水

溶液を与え、半減期、測定効率を考慮して適度に希釈させ、測定試料を作らせる。これを使って、1）吸収板

を用いた最大エネルギーの測定、2）距離と計数値の関係、3）計数値の統計的バラツキ、の 3 課題をGMカウ

ンターで行う。次に、応用編として、3H、32P、51Crを使った模擬汚染試料による汚染検査の実習を行う。既

知濃度の上記 3 核種をステンレス板に塗りつけて試料とし、スメア濾紙で拭き取り、GMカウンター、ガンマ

ーカウンター、液体シンチレーションカウンターで測定し、測定効率、拭き取り効率を理解させるとともに、

核種による測定器の選択、非密封RIの安全取扱い、廃棄物の処理方法、管理区域の意義を学ばせている。

「放射線の生物作用」の実習は、細胞の間期死についてのものである。マウスに X 線を照射し、次の日に

胸腺、脾臓を剔出してそのリンパ球数を数えることにより、照射線量と間期死の関係を理解させる。マウス

の実習は医学部動物実験施設で行っている。

医学系研究科放射線取扱実習 Safety Handling of RadioIsotopes for Students

（生化学・分子生物学講座）船越洋、（分子血管医学講座）高島成二、(ＲＩ管理室)谷川裕章、小田茂樹

（Biochemistry and Molecular Biology）Hiroshi Funakoshi

(Molecular Cardiology)Seiji Takashima

(Radio Isotope Lab.)H.Tanigawa & S.Oda

本実習は、当学部ＲＩ使用施設への立入前教育訓練の一環であり、非密封放射性同位元素の使用経験が全くな

い新規登録者を対象としている。実施は通年、春と秋に数日間行われているが平成２０年度は計５日間、２８人

が受講した。.

実習の構成は、ＲＩ取扱前の教育訓練（放射性同位元素等又は放射線発生装置の安全取扱い）としての障害防

止法、本学放射線障害予防規程等に準拠した講義、ならびに放射性同位元素等の取扱実習からなり（計４時間）、

基本的な取扱と、取扱上での安全の確保を重点に行っている。

取扱実習に先立つ講義は、「放射性同位元素とは」から始まる基礎的な事項から説き起こし、医学領域におい

て使用することの多い核種、その崩壊形式、半減期、エネルギー等それぞれの性質を解説した。次にそれらの核

種を使用する上で必要な放射線測定器の動作原理、測定法等について述べ、ＲＩを用いた実際の実験上で起こり

うる汚染、被ばく等に対する予防的な実験操作、対処の方法について説明した。

実習は日に１回行われ、対象者約１２名を４グループとし、１グループにつき１名の指導教官がつき、海外留

学生には必要に応じて通訳者を伴い実施した。

実習の内容は「実験器具に汚染の可能性がある、いかに対処すべきか」を主題とし、指導教官による未知核種

の汚染物の測定、除去作業の説明過程においてＲＩの安全取扱を学ばせることが目的となっている。具体的な内

容を次に示す。

1. 汚染した器具を想定したプレートを用意し、未知の３核種（3H,32P,51Cr）を１０倍に希釈した後、0.1ml

分注し、プレート上に滴下する。

2. ＧＭサーベイ及びシンチサーベイメータを使って核種を同定させ、スミア法によるふき取り試料（プレー

ト汚染部位）を作成し各核種に応じた放射線測定器を選択して測定する。

3. 作製した標準試料との比較によって測定器の測定効

率、スミア法のふき取り効率等を求める。

4. 実習終了後、使用器具、机上、床等の汚染検査を行

い、その結果について汚染検査報告書を提出する。

以上の実習過程を通じて各核種に対する、最適なしゃへい材、測定装置、汚染除去法等を習得させ、実習終了

後には機器の測定効率、拭取り効率などを算出し、結果について考察を加え教育訓練のまとめとした。

最後に医学系研究科放射線施設において、施設使用に関する簡単なオリエンテーションを行った。

基礎セミナー エネルギーの不思議II

First-year Seminar, Mysteries of Energy II

（大学院工学研究科 電子電気情報工学専攻） 宮丸広幸

基礎セミナー受講生 １年生

(Graduate School of Engineering) Hiroyuki Miyamaru

基礎セミナー受講生１３人を対象としてくらしのなかの放射線を実感する目的で環境放射線や放射線計

測の授業を RI センター吹田本館にて実施した。講義と実験の内容は以下の通りである。

１）放射線の基礎（講義）

２）放射線の利用（講義）

３）密閉標準線源を用いた放射線の透過、減弱測定 （実習）

４）はかるくんを用いた自然放射線の測定（ベータ線測定）（実習）

５）ＲＩセンター管理区域内の施設見学

講義では、プロジェクターを利用して放射線の基礎等の説明を行った。またＲＩセンター所有の放射線に

関するビデオを利用して受講生の習熟度の向上に努めた。実習では放射線安全協会から貸与された放射線測

定器“はかるくん”を受講生が一人一台利用して屋外での自然放射線の測定や、センター内での遮蔽実験等

を行った。これらの実験と共に、放射線の性質の理解を深めるよう放射線計測の基礎を解説した。さらに自

然放射線の存在や放射線の防護、また医療応用について実験的に学習した。受講生は工学部だけでなく医学

部保健学科からの参加も伺え、将来的に放射線業務に関わる可能性のある生徒に幅広く放射線の基礎を教育

できたことは有意義であった。またＲＩセンターの管理区域内部を見学し、貯蔵庫や低バックグラウンド室

など特有の施設を回った際には受講生が強く印象をもったようであった。本実験の一部はＲＩセンター所有

の各種放射線測定モジュールを利用することで実験が可能となった。本実験にあたり設備、実験器具の破損

もなく、放射線取り扱いの不備もなく無事に全日程を消化することができた。放射線の測定に関する設備が

整っているため受講学生が課題に時間をかけて取り組むことができ、放射線の正しい理解の向上に結びつい

た。

理学部化学系放射化学学生実習

Practica1 Program of Radiochemistry in Chemical Experiments 1 for Chemistry Students

(大学院理学研究科化学専攻)篠原厚、高橋成人、佐藤渉、吉村崇、

大江一弘、坪内僚平、矢作亘

(理学部化学科)3年次学生83名

(Department of Chemistry, Graduate School of Science) A. Shinohara, N. Takahashi, W. Sato, T. Yoshimura,

K. Ooe, R. Tsubouchi, W. Yahagi

(Department of Chemistry, Faculty of Science) 3rd undergraduate students

理学部化学科3年次学生対象の必修科目として、化学実験1(分析化学、放射化学、物理化学)のうち放射化学の実

習を4月 10日から6月 12日までの期間行った。学生は７つの班(1,2,3,4,5,7 班 12名、6班 11名)に分かれて2

班ずつ交替で、豊中分館、実習棟講義室、３Fの測定実習室と放射化学実習室にて6日間の放射化学学生実習を受

けた。実習の具体的な内容を以下に記す。尚、実習に際しては放射線作業従事者の資格を満たすために、これらの

カリキュラムに先立って、2年生時に6時間半のR1の安全取扱いに関する講習を行った。

第一日:実習棟2階の講義室にて学生が実習する課題Ⅰ、Ⅱの実験内容の説明、管理区域への入退出方法、RI取扱

に関する注意等を受けた後2班に分かれて3階の実習室へ入り実習を始めた。

第二日目以降: 課題Ⅰ、Ⅱの実習を行った。

第4日目には課題の交替を行った。

課題Iの内容:GM計数管とGe検出器を用いた放射線測定

測定実習室にて2名1組で密封線源を用いて放射線の測定実験を行った。市販のGM計数管を用いて、計数管のプ

ラトー特性、分解時間を調べた。また Sr-90 を用いてβ線の 大エネルギー測定などを行った。Ge 検出器のネル

ギー分解能の測定、Ge スペクトロメーターのエネルギー較正を行った。さらに課題として与えられた未知線源に

ついてGM計数管を用いたエネルギー吸収法によるβ線のエネルギー測定とGe検出器によるγ線スペクトルの測定

より未知核種の同定を行った。

課題Ⅱの内容:化学分離法とγ線測定法による核種の確認

放射化学実習室にて2名1組で非密封RIを用いて化学分離、放射線測定の実験をおこなった。Mn-54と Cs-137の

混合溶液から、沈殿法を用いて各アイソトープを分離し、その放射能純度と化学収率をNaI(T1)検出器とマルチチ

ャンネルアナライザーを用いたガンマ線スペクトロメトリーによって求めた。またMn-54除去後の溶液からイオン

交換分離で Ba-137m および Cs-137 をそれぞれ分離し、Ba-137m(半減期 2.55 分)の減衰と成長を NaI(T1)検出器で

測定し、得られた減衰、成長のグラフより半減期を求めた。

実習終了後、無機液体、可燃物、難燃物等の放射性廃棄物の処理を行った。実験器具、実験着のモニター、実験室

床面のスミアーテストを行い、汚染がないことを確かめた。

理学部物理学実験“放射線測定” A Practical program of experimental physics for students:

"Radiation detection and measurement"

（理学研究科物理）福田光順、三原基嗣、清水俊、松宮亮平、西村太樹、石川大貴

(Dept. of Phys., Facl. Sci.) M. Fukuda, M. Mihara, S. Shimizu, R. Matsumiya, D. Nishimura, and

D. Ishikawa

平成２０年度理学部物理学科３年生を対象とした、実験物理学実習「放射線測定」が、豊

中分室実習棟内の物理系実習室にて年度を通して行なわれた。

実習の目的は、以下の通りである。

1. 放射線の測定方法、および測定装置に関する一般的技術を習得する。

2. 放射線を測定することによって、放射線が物質内の原子と行なう相互作用に対する理解

を深める。

3. 放射線のエネルギー、強度等を測定することにより、放射線の種類や性質について理解

を深める。

実習は、３種類の実験装置を用いて行なわれ、内容は以下のとおりである。

(1) ＧＭ計数管

i) プラトー特性の測定

ii) ポアソン分布の測定

iii) 分解時間の測定

iv) γ線吸収係数の測定（Al, Fe, Pb）

v) 永久磁石によるβ線エネルギースペクトルの測定

(2) NaI(Tl) シンチレーション･カウンター

i) 137Cs, 60Co, 22Na のパルスハイト･スペクトルの測定

ii) スペクトルのエネルギー較正

iii) 未知試料（65Zn, 54Mn, 133Ba, 152Eu）の核種の同定及び強度の測定

iv) 鉛版によりコンプトン散乱されたγ線のエネルギーと角度の関係の測定

(3) Si 半導体検出器

i) 241Am のα線スペクトルの測定

ii) バイアス電圧とパルスハイト、ピーク幅の関係の測定

iii) Al 薄膜内のエネルギー損失による膜厚の測定

一回の実験参加者は９〜１０名であり、通常２名ずつが１組となって、それぞれが上記の

３テーマを４週間、延べ７日間にわたり実習した。平成２０年度内に実習を受けた学生総数は

５７名であり、実習の総時間数は約２１０時間であった。

基礎工学部電子物理科学科物性物理科学コース3年次物性実験：放射線測定

Laboratory Work in Solid State Physics for Students: Radiation Measurement

（基礎工学研究科物性物理工学領域）美田佳三

（基礎工学部物性物理科学コース）3年次学生58名

(Graduate School of Engineering Science) Y. Mita

(Department of Electronics and Materials Physics, School of Engineering Science) 3rd Grade Undergraduate Students

例年通り平成20年度も基礎工学部物性物理工学科3年生を対象とした物性実験のテーマのひ

とつとして「放射線測定」をラジオアイソトープセンター豊中分館において行った。一回の実

験参加者は6人程度でこれを二つのグループに分けて以下のテーマのうちどちらかを担当し放

射線の特性や放射線検出器の動作原理、さらに物質と放射線の相互作用について学習した：

（1）ガイガー＝ミュラー管の製作と特性評価

まず代表的な放射線検出器であるガイガー＝ミュラー（GM）管を作成する。構造は単純であり金属

製の筒に絶縁されたタングステンワイヤーを通して銅箔の窓を接着すれば完成である。これに

Ｑガスを流し印加電圧を上げていくとあるところで急激に放射線の計測が始まる。その後はし

ばらくカウント値は電圧の増加に非常に鈍感な領域（プラトー領域）が続いた後グロー放電が

起こり計測不能となる。この印加電圧とカウント値の関係を60Coと 133Baの二種類の線源につい

て調べGM管の動作原理を学習する。

（2）シンチレーション検出器によるガンマ線のエネルギースペクトルと強度測定

このテーマはさらに二つに分かれる：

・ シンチレーション検出システムで137Cs, 60Co, 133Ba, 22Na, 241Amの五つおよび88Y, 54Mn, 57Coの中からど

れかひとつの合計6種類の線源から出るガンマ線のエネルギースペクトルを調べる。観測されたピークの

ピクセル位置を物理定数表などで調べたエネルギー値と対応させることにより使用したシンチレーショ

ン検出器の校正曲線を作成する。また、現在では上記の線源のうち88Y, 54Mn, 57Coからはほとんど放射線

が出ないがその理由について考察する。

・ 上記の線源のうち適当なものを選びそれから放出されたガンマ線をアルミニウム板を透過させる。アル

ミ板の枚数を0から7枚まで変えたときのスペクトルを測定し板の枚数（＝厚さ）の増加による減衰の変

化の様子からアルミニウムの放射線吸収計数を求める。ガンマ線のエネルギー値を複数選ぶことにより

吸収計数のエネルギー依存性を知ることができる。その特性が生じる理由を考察する。

平成20年度は合計58人の学生が実験に参加した。実験中の学生の被爆線量は半導体式デジタル線量計でモニ

ターしたが結果はいずれのケースも検出限界以下であった。

基礎セミナー「環境とアイソトープ」 First-year Seminar: Environment and Isotopes

（ラジオアイソトープ総合センター）斎藤直

(Radioisotope Research Center) T. Saito

基礎セミナーは学部１年生を主な対象として、少人数のセミナーで受講学生に学問の楽しさを伝えようと

するものである。豊中分館を教室として、「環境とアイソトープ」と題するセミナーを開講した。

放射線とその線源＝ラジオアイソトープ（RI）は、サブアトミック領域への探求の道を開いて現代科学発

展の基礎となった。その放射線と RI の知識は、環境レベルでの諸問題の理解にもいろいろと応用されている。

本セミナーでは、文理系すべての学部１年生を対象として放射線と RI の基礎を学んだ後、環境放射能と人類

の関わり合いについての現状を理解して、将来についての意見を受講生各人が持てるようになることを目標

としている。現実には、存在量がごく限られている RI の枠を安定同位体まで拡げてアイソトープという捉え

方によって、環境中の元素の存在状態を知ることにした。机上の理解だけでなく、各自が身近な研究テーマ

を設定し、自身でフィールド調査、アイソトープ(RI および安定同位元素)測定および考察を行うことを求め

ている。なお、元素測定に用いる誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS)Agilent 7500s は、受講学生が自

ら操作して半定量測定を行うようにした。

セミナーはまず放射線等の理解から始めるように、T. Henriksen and H.D. Maillie, “Radiation and

Health” (Taylor & Francis, London, 2003)の講読を行った。

放射線関係の実習では、まず高温拡散型霧箱で、α線およびβ線の飛跡観察を行った。飛程と散乱の様子

が可視化できるので、α線の Bragg 曲線の様子とβ線の大角度散乱などの特徴を知ることができた。

放射線測定機器としては、α線サーベイメーター(ZnSシンチレーション)、β線サーベイメーター(GM管)、

γ線サーベイメーター(NaIシンチレーション)を用いた。これらのサーベイメーターを用いて、さまざまな身

近にある試料を測定し、放射能が存在することを知った。KCl試薬では40K由来の放射線を検出し、体内に

4kBqの40Kが存在していることを計算した。ランタン用のマントルに含まれるトリウム(系列核種)からはα、

β、γ線のすべての放射線が放出されていることが分かる。222Rnの子孫核種214Pb(t1/2=27m)、 214Bi(t1/2=20m)

は室内でのダストサンプラーの運転によってフィルター上に捕集された放射能から知ることができ、α測定

とβ測定の双方からその実効的半減期が 50～55 分となった。γ線スペクトル測定で、352keVγ線(214Pb)の

みを選択すると、その半減期は 27 分となった。グロー管の147Pmからのβ線については、吸収曲線を描くこ

とによって最大飛程を決定しそれから最大運動エネルギー0.22～0.25MeVを得た。

元素測定試料では、さまざまな液体試料を ICP-MS で測定した。水道水、イオン交換水、RO 水(超純水)、

ミネラル水などに含まれる多数の元素の濃度を測定した。日常的に飲用して水等は、その純度が気になると

ころであるが、大体水道基準を満たしていることが確認できた。見た目には透明なウォッカがさまざまな重

元素を高濃度に含む事が知れるなど、身近な試料を通して環境についての理解を深めることもできた。

平成２０年度共同利用一覧吹田本館

共同利所属部局 利用申請者 研 究 題 目

用者数

医 学 本行 忠志 １０３ 医学部後期機能系実習

〃 中島 裕夫 ９ チェルノブイリ放射能汚染地域の生物における生理的・遺伝的蓄積影響のシミュレーション実験

〃 谷川 裕章 ６２ 放射線取扱実習

〃 郭 哲輝 ７ 分子薬理学的研究

〃 坪井 昭博 ６ 癌免疫のメカニズムの解析および癌の免疫療法の開発

〃 林 謙一郎 ３ Ｃａ２＋

による細胞骨格の制御

〃 船橋 徹 １２ 肥満症における成因および病態の解明

〃 堀江 恭二 ３ 生体内での遺伝子機能の解析、遺伝子のクローニングとその機能解析

〃 江副 幸子 ５ 造血細胞の機能解析

〃 山下 静也 １３ 動脈硬化症、高脂血症の成因解明

〃 岩橋 博見 ５ 糖尿病の成因、病態、治療に関する研究

〃 大石 一人 ９ ＤＮＡメチル化などのエピジェネティック制御に関わる遺伝子の解析

〃 木曽 真一 １４ 消化器疾患の分子生物学的及び遺伝子学的解析

〃 柴田 昌宏 ３ 時間医学に関する分子細胞生物学的研究

〃 新沢 康英 ４ アポトーシス分子機構の解明

①心筋の代謝に関する分子生物学的研究〃 種村 匡弘 １４ ②移植免疫に関する分子生物学的研究

③肺癌における遺伝子変異・重症無力症の免疫学的研究

〃 西田 和彦 １０ 生体膜イオン輸送制御機構の生化学的及び分子生物学的解析生体膜のイオン輸送蛋白質及びその制御蛋白質の構造解析

〃 橋本 伸之 １６ 医学科ＲＩ施設の一時閉室に伴う一時利用目的

〃 羽田 克彦 ３ 神経再生阻害分子の機能解析

〃 前田 和久 １４ 生活習慣病の成因・病態・治療に関する研究

〃 山本 雅裕 １０ 免疫応答調節機構に関する研究

〃 中岡 良和 ５ 心筋細胞における細胞内情報伝達の解析

〃 松岡 孝昭 ３ 糖尿病状態における膵β細胞機能異常の解析

〃 谷口 学 ７ 医学科ＲＩ施設縮小工事期間中の利用・神経系における特異的遺伝子の単離

〃 西本 文人 ４ Metal Transcription Factor-1(ＭＴＦ-1)によるPracenta Growth Factor(ＰＩＧＦ)発現制御の解析

〃 船越 洋 １４ ＨＧＦとそのファミリー分子の機能解析

吹田本館

共同利所属部局 利用申請者 研 究 題 目

用者数

医 学 高島 成二 １７ ＶＥＧＦ新規受容体クローニング

〃 大植 孝治 ２ 抗癌剤投与が腸管上皮細胞のアミノ酸トランスポート活性に及ぼす影響について

〃 青田 聖恵 ６ 真核生物の遺伝子発現調節機構の解析

〃 岩井 一宏 ９ 鉄代謝・ユビキチン修飾系の制御メカニズムとその異常の疾患への関与の解析

〃 畑澤 順 １０ 11Ｃおよび18Ｆ標識放射性医薬品とＰＥＴ/ＭＲＩによるラット・マウスのイメージングの基礎的検討

〃 細井 理恵 １０ 有機廃液の焼却

薬 学 永瀬 裕康 ２ 微生物、細胞に対する放射線の影響に関する研究

工 学 飯田 敏行 ５ 神経細胞の放射線応答に関する研究

〃 西嶋 茂宏 ３ 放射線による出芽酵母の突然変異誘発の解析

〃 〃 ７ 陽電子消滅法によるソフトマテリアルの評価

〃 荒木 秀樹 １２ 陽電子消滅による材料研究

〃 古賀 雄一 １４ 極限環境微生物由来酵素の活性測定

〃 岡澤 敦司 ７ 天然ゴムの生合成メカニズムの解明

〃 宮丸 広幸 ２ 放射線微量分析のためのデジタル波形処理

〃 〃 ３２ 基礎セミナー（暮らしのなかの放射線を実感する）

〃 吉岡 潤子 １ 工学研究科未臨界実験室のトリチウム汚染の測定

〃 〃 １ 工学研究科ＲＩ実験室排水のγ測定

〃 杉山 峰崇 ２ 出芽酵母遺伝子の過剰発現株による乳酸取り込み・排出活性の測定

基礎工学 岩井 成憲 ６ 損傷ＤＮＡの分子認識に関する研究

情報科学 ｲﾝ ﾍﾞｲｳｪﾝ ８ Ｑβレプリカーゼを用いたＲＮＡ複製反応の解析

産 研 中嶋 英雄 ２ 金属および金属間化合物における拡散

〃 岡島 俊英 ２ 遺伝子発現、リン酸化タンパク質の解析、受容体タンパク質の解析

蛋 白 研 西尾 チカ １ 液体シンチレーション廃液の焼却

交 流 セ 仁平 卓也 ２７ 放線菌オートレギュレーターリセプターの研究

〃 藤山 和仁 ２ 植物糖鎖合成に関する研究

Ｒ Ｉ セ 斎藤 直 ４ メスバウアー分光測定

〃 清水喜久雄 ３ ＤＮＡ切断を指標とした照射線量の評価の研究

〃 山口 喜朗 ２ 環境放射能測定に関する基礎的検討

安全衛生 山本 仁 ６ 低障壁イオン伝導固体高分子電解質の開発

平成２０年度共同利用一覧豊中分館

共同利所属部局 利用申請者 研 究 題 目

用者数

理 学 岸本 忠史 １２ 二重ベータ核分光法による中性微子質量及び右巻き相互作用の検証

〃 篠原 厚 １６ 放射性核種を用いた物性研究

〃 〃 １７ 重核・重元素の核化学的研究

〃 〃 ９５ 化学実験１のうち放射化学の実習

〃 米崎 哲朗 ９ 大腸菌／Ｔ４ファージにおけるｍＲＮＡ分解と制御

〃 福田 光順 ８８ 物理学実験“放射線測定”

〃 高木 慎吾 ７ 植物細胞機能の解析

〃 松森 信明 ６ 渦鞭毛藻由来海洋天然物の細胞内分子機構の解明

〃 三井 慶治 ６ イオン輸送性タンパク質とその制御因子の解析

基礎工学 岩井 成憲 ６ 損傷ＤＮＡの分子認識に関する研究

〃 美田 佳三 ６３ 基礎工学部電子物理科学科物性物理科学コース３年次物性実験

Ｒ Ｉ セ 斎藤 直 ５ 環境中の放射能動態の基礎的検討

〃 〃 ７ 基礎セミナー「環境とアイソトープ」

〃 〃 ５ メスバウアー分光測定