研究開発

研究開発体制

QFFは国内外の科学者を中心にアライアンスネットワークを組み、世界初の中性子線育種技術の実用化に成功、グローバル特許を取得しました。“オープンイノベーション”の形で中性子線を用いた植物や農作物、微生物等の研究を積極的に行っています。ゲノム編集やEMSなどの他技術を持つ企業とも提携し、高効率な育種環境を整備しています。QFFの量子バイオテクノロジーは世界最先端の量⼦科学リサーチコンプレックスにより強力にバックアップされています。

QFFアライアンスネットワーク

東⾕篤志教授
寺⻄美佳助教［東北⼤学⽣命科学研究科分⼦遺伝⽣理グループ］

多様な環境要因が、⽣物の遺伝情報である核・ミトコンドリア・葉緑体のゲノムＤＮＡの維持、修復と変異、次世代への継承に対して及ぼす影響の研究において優れた実績を有する。様々な⽣物を⽤いて、実験室内の顕微鏡下から、⽇本各地の野外環境、さらには宇宙ステーションまでを利⽤し、ゲノム情報を包括的に活⽤しながら、分⼦・細胞・個体レベルでの統合的な解析を⾏っている、修⼠課程以上総勢27名の世界的な研究グループ。

久保⼭勉教授［茨城⼤学農学部地域総合農学科］

イネを中⼼とした、植物の⽣殖隔離機構に関わる分⼦遺伝学的な研究やDNAマーカーの開発において優れた実績。植物育種、⽣殖隔離、DNAマーカー、雑種弱性、ガンマ線育種などの幅広い経験と知識を有する、QFFの放射線育種分野の総合的なアドバイザー。キクのキメラの分離技術のエキスパートでもあり、キクの開発でも協⼒。２０２３年に、稲の中性子線育種に関する解説論文を発表。

江面浩教授［筑波⼤学］

ゲノム編集の第一人者。専門分野: 遺伝育種科学、園芸科学、応用分子細胞生物学。“世界初のゲノム編集トマト”を市場投入。

J-PARC ［大強度陽子加速器施設］

原⼦⼒発祥の地、東海村にある世界最⾼峰の⼤強度陽⼦線加速器施設。様々な二次粒子（中性子、ミュオン、ニュートリノなど）のビームを使って研究を行う施設。素粒子・原子物理学、物質・生命科学など幅広い分野の最先端研究を行う。宇宙の起源の謎に迫る「T2K実験」では、ニュートリノビームをJ-PARCからスーパーカミオカンデへ打ち込んだ。

JRR-3 ［中性子線照射（高線量）］

原⼦⼒発祥の地東海村にある、⼤強度定常中性⼦源。国内初の国産研究炉として、原⼦⼒の黎明期を⽀える多くの研究に広く活⽤。種⼦の中性⼦ビーム実験、原⼦⼒燃料・材料の照射試験、ラジオアイソトープやシリコン半導体の製造、⾼分⼦の構造解析による⽣命現象の解明などに役⽴てられている。

論文・記事

論文

タイトル	Simulation Study on Dose and LET of Neutron Irradiation for Biological Experiments Using Spallation, Reactor, and Compact Neutron Sources
著者	May Sweet（QFF）, Kenji Mishima, Masahide Harada, Keisuke Kurita, Hiroshi Iikura, Seiji Tasaki, Norio Kikuchi（QFF）
要旨	Neutron beams, being electrically neutral and highly penetrating, offer unique advantages for the irradiation of biological species such as plants, seeds, and microorganisms. We comprehensively investigated the potential of neutron irradiation for inducing genetic mutations by using simulations of spallation, reactor , and compact neutron sources based on J-PARC BL10, the JRR-3 TNRF, and KUANS. We analyzed neutron flux, energy deposition rates, and Linear Energy Transfer (LET) distributions. The KUANS simulation demonstrated the highest dose rate of 17 Gy/h, significantly surpassing that obtained at BL10, due to the large solid angle achieved with optimal sample placement. The findings highlight KUANSʼ s suitability for efficiently inducing specific genetic mutations and neutron breeding, particularly for inducing targeted mutations in biological samples, also on account of its LET range of 20‒70 keV/μm. Our results emphasize the importance of choosing neutron sources based on LET requirements to maximize mutation induction efficiency. This research study shows the potential of compact neutron sources such as KUANS for effective biological irradiation and neutron breeding, offering a viable alternative to larger facilities. The neutron filters used at BL10 and the TNRF effectively exclude low-energy neutrons while keeping the high-LET component. The neutron capture reaction, 14N(n,p)14C, was found to be the main dose contributor under thermal neutron-dominated conditions.
キーワード	neutron, irradiation, quantum beam, breeding, mutations, LET, accelerator, compact neutron source, reactor
出版物名, 出版年	MDPI journals,　2026
カテゴリー	中性子線照射技術／微生物育種／植物育種
掲載先URL	https://www.mdpi.com/2412-382X/9/2/11 （preprint;　arXiv/Cornell University, 2024）

技術解説

タイトル	中性子線を用いた突然変異育種への期待 Expectation for mutation breeding using neutron irradiationutron
著者	久保山勉 Kuboyama Tsutomu（茨城大学農学部地域総合農学科）
要旨	中性⼦線はこれまで国内では実⽤的な突然変異誘発に⽤いられてこなかった。しかし，中性⼦線は⾮荷電粒⼦による⾼LET 放射線であり，⽣物効果が⾼く少ない線量で⾼い突然変異誘発効果を持ち，透過性が⾼く厚い組織の中にも照射できるなどの利点を持つ。中性⼦線による機能⽋損型変異の⼤半は⽋失によることが知られている。私たちはJ-PARC 加速器を⽤い，イネ乾燥種⼦に中性⼦線を照射し，M2 世代で様々な変異体を得た。アルビノの出現率は 3.4% であり，J-PARC 加速器は実用的な突然変異誘発に用いることができると考えられる。今後，中性子線が突然変異誘発の一つの選択肢として活用されることに期待したい。
キーワード	中性⼦線，突然変異，放射線，加速器，J-PARC
出版物名, 出版年	JATAFFジャーナル11巻9号,　2023
カテゴリー	中性子線照射技術／植物育種
掲載先URL	https://qff.jp/wp/wp-content/themes/qff/assets/images/technologies/technical-article.pdf

メディア記事

タイトル	高効率の品種改良を可能にー中性子線による放射線育種技術の開発
著者	宇留野秀一（QFF）
内容	中性子線育種についての概要、カーボンニュートラルへの寄与、微生物育種への適用　ほか
出版物名, 出版年	CROSS T&T 77 号（P5〜8）,　2024
カテゴリー	その他／微生物育種
掲載先URL	https://www.cross.or.jp/pdf/TandT/CROSS-TT_77.pdf

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