ひとこと紹介： 「量子バイオ技術応用プロジェクト」です！
- 放射線に強い動植物（線虫やコケなど）の強さのしくみの解明
- がん細胞に対する重イオン（放射線の一種）の細胞致死効果を最大化する条件の探索
- 放射線不妊化技術を応用した有害センチュウの新規防除法の開発
- 細胞一つやその一部に重イオンを狙い撃ちする、マイクロビーム細胞照射技術の国際標準化・普及
- 線虫実験の高精度化・高効率化技術の開発
- 食品照射に関する研究／技術情報の収集と発信（食品照射データベースの維持・管理）
など、量子ビームを活用した幅広いテーマに取り組んでいます。
- インターンシップ等での実習生の受入れ
も行っています。
プロジェクトの概要
量子バイオ技術応用プロジェクトでは、高崎量子技術基盤研究所が保有する量子ビーム施設を活用して、これからのバイオテクノロジーを支える基盤となる量子バイオ技術の研究開発を進めています。
研究のねらい
線虫やヒト培養細胞、コケなど、多様な動植物を対象として、生命の根幹をなす生体機能を解き明かす生命科学研究に取り組むとともに、その成果を幅広い分野の課題解決に応用する取組みを進めます。これまでに、量子ビームを用いて進めてきた研究の中から生まれた数々の量子バイオ技術シーズを、真に「使える」技術まで磨き上げるインキュベーションに注力します。量子バイオ技術の研究開発を通じて、農作物の病害虫防除における環境負荷低減、バイオセンサを利用した試料検査の精度向上といった、農業、医療、環境等の各分野における課題の解決に貢献します。
動画でご紹介！「線虫（C. elegans）と放射線」
研究開発の内容
1. 動植物の生体機能の解明と応用（基礎科学分野）
放射線に強い動植物を主な対象として、過酷環境にも耐え得る生存戦略の基盤をなす生体機能の一端を明らかにします。また、放射線に弱い哺乳類を対象として、がん細胞に対する重イオン（放射線の一種）の細胞致死効果を最大化する条件を探ります。
2. 量子ビームを活用した病害線虫防除技術の開発（農業分野）
農作物や森林に大きな被害をもたらす有害なセンチュウ（植物寄生性線虫）。放射線による不妊化技術を有害センチュウ防除に応用し、農薬に頼らない環境に優しい農業の実現を目指します。
3. 重イオンマイクロビーム細胞照射技術の国際標準化（量子ビーム科学分野）
世界最高エネルギーの２台の重イオンマイクロビーム照射装置を用いて、培養細胞から動植物個体まで、１発から複数発の重イオンのヒットが細胞や個体にもたらす影響を解析します。特定の細胞に生じたDNA損傷が細胞や個体の運命をどう変えるのか（変えないのか）に迫ることができるこの技術を国際標準化する活動を推進します。
4. 生き物のセンサ（感覚器官）を利用する試料検査の高精度化（医療・環境分野）
線虫の高感度なセンサ（感覚器官）を利用して、生体試料や環境試料に含まれる微量の物質の存在を高精度に検出する手法を確立し、その有効性を実証します。
5. 量子バイオ技術を活用した実験教材の開発とSTEAM人材の育成支援
量子バイオ技術応用プロジェクトの研究開発には、科学（Science）、技術（Technology）、工学（Engineering）、芸術・リベラルアーツ（Arts）、数学（Mathematics）が欠かせません。量子バイオ技術を活用した実験教材の開発やアウトリーチ活動を通じて、これからのバイオテクノロジーの担い手となる次世代STEAM人材の育成に貢献します。
量子バイオ技術とその活用例
1. 細胞や個体へのマイクロビームピンポイント照射技術
国内唯一かつ世界最高エネルギーの重イオン（放射線の一種）のマイクロビーム照射装置を用いて、培養細胞から動物個体（線虫、メダカ、カイコなど）まで、幅広い生物試料へのピンポイント照射を世界に先駆けて可能にした先進技術です。
図：重イオンマイクロビームピンポイント照射技術
2. 麻酔せずに線虫の動きを抑える保定技術 ～マイクロビームピンポイント照射や長時間観察を可能に～
モデル動物の線虫（C. elegans）の細胞一つや組織の一部を狙って、重イオンビームをピンポイント照射するためには、線虫の動きを抑える必要があります。そこで、線虫がすっぽり入る程度のサイズの直線状のチャネル（溝）をたくさん設けたPDMS（シリコン樹脂）製マイクロチップ（製品名：Worm Sheet）を開発しました。このチャネルに線虫を入れてカバーをすることで、麻酔薬を使わずに動きを抑えることができます。長時間、良好な状態で維持できることから、照射実験のみならず、細胞や組織の観察でも活用されています。
3. 食品照射に関する知見を広める活動
殺菌、殺虫、発芽防止のために農作物や食品に放射線（量子ビーム）を照射することを「食品照射」といいます。日本では1974年からガンマ線照射によるじゃがいも（馬鈴薯）の芽止めが行われていました。当プロジェクトでは、高崎量子技術基盤研究所における長年にわたる食品照射研究（特に、植物検疫にかかる害虫や果実等の放射線照射試験など）を継承するとともに、食品照射に関する文献情報を収集してデータベースとして公開しています。また、国内外の研究データに基づいて、食品照射の有用性や安全性に関する科学的な認識を市民と共有するための「リスクコミュニケーション活動」に取り組んでいます。
連絡先
〒370-1292 群馬県高崎市綿貫町1233番地
国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構
高崎量子技術基盤研究所
量子バイオ基盤研究部
量子バイオ技術応用プロジェクト
リーダー 鈴木 芳代
