hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自己の内面とインタラクティブに対峙する「デッサンツール」の開発および評価研究

自己の内面とインタラクティブに対峙する「デッサンツール」を「作品生成装置」として作成した。ツールの機能的特徴は、デザインパターンを高速・大量に半自動生成するところにある。ユーザは自分の指定した基準で生成されるパターンを繰り返し見ることで「表現と評価の作業」を容易に体験することが出来る。従って、その応用分野は大きく分けて二つあり、一つはデザイナや画家の発想と描画という作業を効率化させるドローイングツールの分野であり、もう一つはデザインの初学者に絵画的センスを身に付けさせるソフト面の分野である。「デッサンツール」には現代の美術作家や歴史上の巨匠といわれる画家などの作風から抽出したマクロプログラムが実装されており、ユーザ(人)はいつでも利用することが出来る。この機能の有効性を検証する応用として作品「ArtGenome」におけるヴィジュアルイメージを実際に制作し、アートギャラリーや環境芸術学会作品展「環境芸術の現在2004(武蔵野美術大学)」においてインスタレーションを行った。これらの発表によって、画家などの作風を数値化したマクロプログラムの活用が、高度なグラフィック表現に有効であり、芸術作品として質の高いオリジナル作品の制作が可能であることが実証された。「デッサンツール」のソフト面の有効性を検証する応用として、このソフトウェアをインストールし、ネットワーク経由で新たなコミュニケーションを可能にする「メディアテーブル」Art Acceleratorの開発を行い、ハードウェア・インタフェースによるインタラクティブシステムとして実用レベルまで完成させた。Art Acceleratorは創造性の発現といった自己の内面との対話性が人と共有できるものであり、インタラクティブなメディア・アートへの応用と拡張性が確認できた。今後はこのArt Acceleratorを元にユーザ評価を行い、これらハードウェアとソフトウェアを一体にしたコミュニケーションツールと新たなコミュニケーションを提供する場としてサイエンスミュージアムやアートミュージアムなどを想定したインスタレーションを目指す。従って、その応用分野は大きく分けて二つあり、一つはデザイナの発想と描画という作業を効率化させるドローイングツールの分野であり、もう一つはデザインの初学者に絵画的センスを身に付けさせる教育用ソフトの分野である。ドローイングツールの有効性を検証する応用として「日本ソフトウェア科学会」など複数のプロシーディングス表紙デザインを行い採用された。この使用によって、デザイナの個性を数値化したマクロプログラムの活用が、高度なグラフィック表現に有効であることが実証された。教育用ソフト面の有効性を検証する応用としてワークショップとミュージアムでの1年間に及ぶインスタレーションを行った。ワークショップは小学生24名の参加者が作品を制作し、巨匠の抽象絵画と同じ環境下で比較評価を行った。この実施結果から、小学生が「デッサンツール」を使用することで、抽象絵画を理解し質の高い作品制作の出来ることが確認できた。また、埼玉県Skip Cityの映像ミュージアムに「デッサンツール」を常設展示し、ユーザによる膨大な作品データを収集した。この分析結果から、ユーザが直感的にツールを使用し、生成された作品に対してリフレクションを繰り返し作品の質を高めていく過程が明らかになった。次年度の準備として、「デッサンツール」をインストールするメディアテーブルのプロトタイプを制作した。これによって、創造性の発現といった個人レベルでの対話性が人と共有できるものとなり、ドローイングツール・教育ソフトの両面だけではなく、メディア・アートへの応用と拡張性が確認できた。

従って、その応用分野は大きく分けて二つあり、一つはデザイナや画家の発想と描画という作業を効率化させるドローイングツールの分野であり、もう一つはデザインの初学者に絵画的センスを身に付けさせるソフト面の分野である。「デッサンツール」には現代の美術作家や歴史上の巨匠といわれる画家などの作風から抽出したマクロプログラムが実装されており、ユーザ(人)はいつでも利用することが出来る。この機能の有効性を検証する応用として作品「ArtGenome」におけるヴィジュアルイメージを実際に制作し、アートギャラリーや環境芸術学会作品展「環境芸術の現在2004(武蔵野美術大学)」においてインスタレーションを行った。これらの発表によって、画家などの作風を数値化したマクロプログラムの活用が、高度なグラフィック表現に有効であり、芸術作品として質の高いオリジナル作品の制作が可能であることが実証された。「デッサンツール」のソフト面の有効性を検証する応用として、このソフトウェアをインストールし、ネットワーク経由で新たなコミュニケーションを可能にする「メディアテーブル」Art Acceleratorの開発を行い、ハードウェア・インタフェースによるインタラクティブシステムとして実用レベルまで完成させた。Art Acceleratorは創造性の発現といった自己の内面との対話性が人と共有できるものであり、インタラクティブなメディア・アートへの応用と拡張性が確認できた。今後はこのArt Acceleratorを元にユーザ評価を行い、これらハードウェアとソフトウェアを一体にしたコミュニケーションツールと新たなコミュニケーションを提供する場としてサイエンスミュージアムやアートミュージアムなどを想定したインスタレーションを目指す。
手指で表出される圧力パタ-ンによる感情の分析

われわれの研究において、Clynes(1977)の情動理論に基づくsentogram(手指によって装置に与えられる圧力の変化曲線)が喜びや悲しみなどの基本感情によって異なるパタ-ンを示すことが確認された。また、表情が示す感情のsentogramとそれを認知した被験者のsentogramは対応する傾向があることが示唆された。しかしながら、Clynesの手続きでは、数10回の反復測定や練習の必要性、試行間間隔が感情によって異なるなど問題点も多い。そこで非表情画と表情画を混在させて提示し、より要求特性を減じた状況でのsentogramを検討した。実験Iでは、表情画のもつ感情成分が弁別課題遂行中の被験者のsentographのボタンの押し方に表われるかどうかを確かめ(弁別課題)、また実験IIでは、画面の線画を見ているときの自分の気持ちをsentographで表出するように教示した(表出課題)。第1実験の提示刺激は、「怒り」「喜び」「悲しみ」「無感情」を表す表情画に加えて、非表情画として顔の輪郭内に「十字」と「楕円」を描いたものおよび、顔の「輪郭のみ」を用いた。いずれもコンピュ-タグラフィックスで作成し、14インチのモニタ-に提示した。被験者は提示された図形の輪郭の楕円内に何か描いてある場合にのみセントグラフのボタンを押すという簡単な弁別課題を行った。一つの線画の提示時間は4秒間で刺激間間隔は24秒である。結果は、持続時間と圧力最大値にのみ有意差がみられた。符号検定の結果、「悲しみ」の持続時間は「十字」「喜び」よりも長く、「怒り」の圧力最大値は「十字」「無感情」「喜び」「悲しみ」より強いことがわかった。第2実験では、実験Iで使用したものから「輪郭のみ」を除いた6種の線画を被験者に提示し、見ているときの自分の気持ちをセントグラフで表出するように教示した。第1実験顔面表情画によって生じる感情喚起と手指で表出される圧力パターンとの個人差を検討した.刺激材料は,線画による4種類の表情画と3種類の非表情画である.怒り,喜び,悲しみ,無感情を表情画とし,二重楕円,楕円を非表情画とした.各刺激を各被験者に4秒間,カラーテレビモニターで提示した.そして被験者には,セントグラフ(手指の圧力を測定する装置)のボタンに指をのせるよう教示し,各刺激提示ごとにボタンを押させた.結果の分析は,データレコーダにセントグラムの垂直成分,水平成分,刺激提示のトリガーを集録したものを解析した.その結果,セントグラム開始点から終了点までの時間と圧力最大値の間に有意差が認められた.各感情ごとのセントグラムの分析の結果,個人差が大きいことが見い出された.とくに有意に個人差のみられた変数は,セントグラム開始から終了までの時間と垂直方向の圧力最大値であった.第2実験第1実験の結果をふまえ,顔面表情画と非表情画を提示された際に被験者に喚起される感情と手指で表出される圧力パターンを自己評定の測度を併用しながら考察することを目的として行なわれた.刺激材料及び装置は第1実験と同じものである.各被験者に,各刺激に対して喚起された感情と手指にこめながらセントグラフのボタンを押すように教示した.また各試行終了後,感情の自己評定を求めた.実験の結果,怒りと悲しみの間におけるセントグラムに有意な差がみられた.

また,典型的なセントグラムにおいて,怒り,悲しみ,喜びにおける開始点が一致する傾向がみられた.これらの結果を考察すると, Clynesの主張した各感情の内的脈波(inner puls)の仮説を支持することができよう.さらに,圧力最大値における,無感情と二重楕円にみられる有意差は1実験の目的の検討にも示唆を与えるものである.実験には、実験I(昭和62)で使用したものから「輪郭のみ」を除いた6種の線画を用いた。被験者には画面の線画を見ているときの自分の気持ちを、sentographで表出するように教示した。線画は、各3回ずつ計18回提示した。その他の手続きは実験Iと同じである。課題終了後に、生起した感情の強度と表出の満足度について自己評定を求めた。得られた知見は、実験Iと同様、各線画に対する3回分の波形(垂直成分)を線画ごとにまとめた。各3回分の平均波形について実験Iと同じ各測度を算出し、Friedmanテストを行って所、持続時間(X^2r=14.50)と圧力最大値(X^2r=21.39)に有意差(P<.05)がみられた。総括今回のような実験状況におけるSentogram波形は、62年度の研究成果と比べて全体的に短く、感情間で互いに類似したものであった。しかしながら、被験者に表出を要請しない弁別課題においても表情図の効果が見られたことは、sentographを用いることで被験者が意識しないうちに感情の測定が可能であることを示唆する。また、非表情線画では「無感情」、「喜び」に近い波形が得られることがわかった。Sentogram波形で最も特徴的なのは、持続時間の長い「悲しみ」と圧力最大値の強い「怒り」であると言える。われわれは、表情線画と非表情線画を混ぜた刺激を被験者(女性)にランダムに提示し、要求特性が比較的減じられた条件下におけるセントグラムを検討した。セントグラムは、M.Clynesが考案し製作したセントグラフによって測定した。第1実験では、被験者の利き手第3指から装置の感圧部に与えられる圧変化を測定した。提示刺激は、「怒り」「喜び」「悲しみ」「無感情」を表す表情画に加えて、非表情画として顔の輪郭内に「十字」と「楕円」を描いたものおよび、顔の「輪郭のみ」を用いた。いずれもコンピュ-タグラフィックスで作成し、14インチのモニタ-に提示した。被験者は提示された図形の輪郭の楕円内に何か描いてある場合にのみセントグラフのボタンを押すという簡単な弁別課題を行った。一つの線画の提示時間は4秒間で刺激間間隔は24秒である。結果は、「輪郭」を除く各線画の提示時間から3秒間を計測の対象とし、線画ごとにまとめた。各線画におけるsentogram波形の比較のため各3回分の波形の反応開始時点を一致させて平均し、(1)反応開始から圧力最大値までの時間、(2)反応開始から終了までの持続時間、(3)圧力最大値の4測度についてFriedmanテストを行ったところ、持続時間と圧力最大値にのみ有意差がみられた。符号検定の結果、「悲しみ」の持続時間は「十字」「喜び」よりも長く、「怒り」の圧力最大値は「十字」、「無感情」、「喜び」、「悲しみ」より強いことがわかった。第2実験では、実験Iで使用したものから「輪郭のみ」を除いた6種の線画を被験者に提示し、見ているときの自分の気持ちをセントグラフで表出すように教示した。結果は、持続時間と圧力最大値にのみ有意差がみられた。
両生類初期胚におけるノーダル関連遺伝子の機能解析

Nodal関連因子は、前駆体タンパク質からpro-regionが切断され、mature regionがダイマーを形成して活性化する。タンパク切断を受けないように認識配列を改変したコンストラクトを過剰発現すると、不活性なダイマー形成が促進され、ドミナントネガティブ変異体として機能することが知られている。Xtnr3の切断変異コンストラクトを作製し過剰発現すると、活性が少し弱くなるものの野生型と同様の表現型を示した。Xtnr3の切断変異コンストラクトはドミナントネガティブ変異体として機能していないと考えられる。ドミナントネガティブ変異体の作用機序から考えて、Xtnr3はホモダイマーを形成していないのではないかという仮説を立て、その検証を行った。免疫沈降法による解析と、還元状態、非還元状態でのウェスタンブロット解析の結果から、Xtnr3のmature regionはホモダイマーを形成せず、モノマーで存在している可能性が示唆された。TGF-βスーパーファミリーに属する因子のなかで、モノマーで機能しているものの存在は知られているが、それらはいずれもダイマー形成に関わる4番目のシステイン残基を欠損している。Xtnr3は4番目のシステイン残基を保持しており、Xtnr3のmature regionがモノマーで機能しているとは考えられていなかった。より詳細な解析を進めた結果、Xtnr3がダイマー形成できない原因となる領域を3つに絞り込むことができた。以上の結果は、Xnr3およびXtnr3がNodal関連因子の中で特異な活性を示す理由を知る上で有力な手がかりになると考えられる。アフリカツメガエルにおけるnodal関連遺伝子のうち、Xenopus nodal-related gene 3(以下Xnr3)によるBMPシグナルの阻害メカニズムについてより詳細な解析を進めてきた。BMPとNodalはmature regionを介してヘテロダイマーを形成する事により互いのシグナルを阻害しあうことが知られている。これに加え、ツメガエルnodal関連遺伝子Xnr3とXnr5のpro-regionがBMPのmature regionに結合することによってBMPシグナルの阻害に関与することを以前報告した。現在、pro-regionのどの領域がBMPシグナルの阻害に関与しているのかについて解析を進めている。ツメガエル初期卵の腹側領域でBMPシグナルが阻害されると二次軸が形成されることから、様々な領域を欠損させたコンストラクトを用いて二次軸アッセイを行い、BMPシグナルの阻害に関与する領域の同定を試みた。その結果、Xnr3のpro-regionによるBMPシグナルの阻害に必要な領域が複数存在することが明らかになった。免疫沈降法による解析から、これらの領域はBMPのmature regionとの結合に重要であると考えられ、さらに詳細な解析を進めている。また、BMPとNodalの間にみられたヘテロダイマーの形成がXnr3とBMPの間にはみられないことや、pro-regionを欠損させたXnr3のコンストラクトはBMPシグナルを阻害できないことから、Xnr3が持つBMPシグナル阻害活性は、TGF-βスーパーファミリーに属する因子の活性領域と考えられているmature regionではなく、pro-regionによって担われていることが示された。ノーダル関連遺伝子はTGF-βスーパーファミリーに属する因子であり、脊椎動物の初期発生において、中内胚葉誘導や軸形成(前後軸・背腹軸・左右軸)など重要なイベントに関与することが知られている。アフリカツメガエルにおいては6種類のノーダル関連遺伝子が知られている。このうち、Xenopus nodal-related gene 3(以下Xnr3)はTGF-βスーパーファミリーに属する因子の間で保存されている7つのシステイン残基の中でもっともC末端側にあるシステイン残基を欠損しているという構造的特徴をもつほか、他のノーダル関連遺伝子が示す中内胚葉誘導能を持たず、神経誘導能を示すなど機能的にも興味深い。しかし、その作用機序は不明な点が多い。Xnr3は骨形成因子(以下BMP)シグナルを阻害することにより神経誘導能を示す。この活性はTGF-βスーパーファミリーに属する因子がリガンドとして働くmature regionではなく、これまで独自の活性を持たないと考えられていたpro-regionによって担われていることを明らかにした。詳細な解析をおこなった結果、Xnr3 pro-regionのN末側とC末側にそれぞれ独立したBMP結合領域が存在し、これらを含む領域がBMPシグナルの阻害に重要であることを明らかにした。NodalとBMPはヘテロダイマーを形成することにより互いのシグナルを阻害しあうことが知られている。解析の結果、Xnr3はBMPとヘテロダイマーを形成しないことが分かった。このことから、Xnr3によるBMPシグナルの阻害は主としてpro-regionの活性により担われていると考えられる。この他、Xnr3のmature regionについても興味深い結果を得ており、Xnr3の作用機序を知る手がかりになると思われる。免疫沈降法による解析と、還元状態、非還元状態でのウェスタン

ブロット解析の結果から、Xtnr3のmature regionはホモダイマーを形成せず、モノマーで存在している可能性が示唆された。TGF-βスーパーファミリーに属する因子のなかで、モノマーで機能しているものの存在は知られているが、それらはいずれもダイマー形成に関わる4番目のシステイン残基を欠損している。Xtnr3は4番目のシステイン残基を保持しており、Xtnr3のmature regionがモノマーで機能しているとは考えられていなかった。より詳細な解析を進めた結果、Xtnr3がダイマー形成できない原因となる領域を3つに絞り込むことができた。以上の結果は、Xnr3およびXtnr3がNodal関連因子の中で特異な活性を示す理由を知る上で有力な手がかりになると考えられる。
コンセプトマップとシミュレーションによるアセスメント教育プログラムの構築

近年、社会環境の変化や社会において求められる能力が高度化・多様化する中、看護職者には高度な思考・判断力が求められている。一方、看護基礎教育においては、学生の思考力の強化が課題となっている。本研究では、認知心理学領域の問題解決理論に基づき、コンセプトマップを用いて看護学生の知識をアセスメントに用いられやすい状態に構造化させ、そのうえでシミュレーション教育を行い知識の用い方を教育する新規のアセスメント教育プログラムを構築する。本教育プログラムでは、より多くの知識を活用して患者情報を総合的に捉えたアセスメント能力の向上を図る。
周波数逓倍法を用いたアレイアンテナの小形化に関する研究

受信用アレーアンテナで、各素子アンテナの受信信号周波数をn逓倍すれば素子間位相差はn倍になるため、素子間隔を縮小しても指向性合成機能が得られる。無変調CW波を対象にλ/4モノポールアンテナを素子アンテナに用い、本法の原理確認、周波数逓倍器の特性及び本法の応用例について検討した。まず、ブロードサイドアレーの8字指向性パターンが得られる条件で原理確認を行い以下の結果を得た。周波数4逓倍で、従来の等間隔アレーの素子間隔に比べて、2素子で9.6%に、4素子で6.4%に短縮できた。理論計算では、8及び16素子で、周波数10逓倍の場合に位相調整をして、素子間隔がそれぞれ0.0017λ、0.00046λが得られたが、アンテナ導線の直径が10^<-6>λで実現性のない結果となった。これらの計算に必要なインピーダンスは起電力法とモーメント法で求め、λ/4モノポールアンテナでは両手法とも大差なく、実験値ともほぼ一致した。また4素子不等間隔アレーの理論計算では等間隔アレーよりもnullの落ち込みが大きい結果を得た。次に、PLL(Phase Locked Loop)を用いる逓倍器の方がダイオードによる周波数ダブラよりも入力信号レベルに対する位相変化が大きいものの、出力信号振幅が一定なため位相のみの情報で指向性合成ができる。しかしPLLは多数の能動素子で構成されているので、複数のPLLを用いると回路間の相互作用と思われる不安定な動作が現れる。本法を応用した自動同相化2素子アレーアンテナでは基本的な動作確認はできたが、周波数逓倍器が非線形回路のため、本法による指向性合成でnullを生じてもその方向から妨害波が到来するとその影響を受けることが分かり、単一到来波のみを相手にする方向探知機に応用して、その小形化に有効であることを確認した。受信用アレーアンテナにおいて、各素子アンテナの受信信号周波数をn逓倍すれば素子間位相差はn倍になるため素子間隔を縮小しても指向性合成機能が得られる。素子アンテナ間の相互結合による影響を明らかにすることを本年の目的とし、無変調CW波を対象にlambda/4モノポールアンテナを素子アンテナとしてブロードサイドアレーの8字パターンを得る条件で、素子数-逓倍数-素子間隔について検討した。まず2素子アレーについて起電力法による相互インピーダンスを用いて求めた素子間位相差は実測値(アンテナの太さ=2×10^<-3>lambda(lambda=50cm))とほぼ一致し、理論計算には超電力法を用い得ることを確認した。2素子では空間位相差以上の位相差が生じ、従来では8字パターンがlambda/2の素子間隔で得られるが、周波数10逓倍を用いるとlambda/50となり、逓倍数による素子間隔の短縮以上に短縮できることが分かった。次いで4素子の等間隔アレーでは周波数4逓倍で間隔0.016lambdaのときに比較的形状の良い8字パターンが得られ、理論値と実測値はほぼ一致し、理論計算方法の有効性が確認できた。以上の測定には設備備品として購入したモジュラーアンプを用いている。さらに、多素子アレーとして8および16素子の等間隔アレーについて素子間隔に対する各素子間位相差および8字パターンに関する周波数10逓倍までの理論検討を行った。素子間隔が極端に小さくなるため、素子アンテナの太さを物理的実現性を無視して10^<-6>lambdaとした。その結果、ブロードサイドアレーとして最大感度方向(アンテナ配列軸に直角方向)では相互結合のため生じる素子間位相差によって同相合成にならないことが分かった。

そこで位相調整を行い8字パターンの得られる素子間隔を調べ、素子数が増すほど素子間隔は小さくなり、周波数10逓倍では素子間隔は8素子アレーで0.00016lambda、16素子アレーで0.0005lambdaとなる結果を得た。受信用アレーアンテナの各素子アンテナの受信信号周波数をn逓倍すれば素子間位相差はn倍になるため素子間隔を縮小しても指向性合成機能が得られる。この機能を応用し、受信用アレーアンテナの小形化を目指して2年間の研究課題として進めてきた。2年目の本年は回路上の問題点の検討および本法を用いた2素子自動同相化アレーアンテナの動作確認を課題とした。まず、周波数逓倍回路(出力周波数10MHz)を通した2信号間の入力信号レベルによる位相差変化を調べた。PLL(NE564N)を用いた試作回路では約10mV以上の入力信号レベルで動作するが、300mV以下では位相変化が大きく、逓倍数が増すほどその変化が拡大する。PLLが安定に動作できる入力信号レベルは、2逓倍で300mV以上、10逓倍で500mV以上が必要である。周波数2逓倍器(FD25C)では入力電圧150mV以上が必要であるが、位相差変化は2deg以内でPLLの場合より少なく、安定な動作に有効であるものの逓倍数を大きく取れない欠点がある。次に、周波数2逓倍器を用いて素子間隔を1/2にした2素子自動同相化アレーアンテナでは、アンテナ間の相互作用による位相変化が生じるが、補正を行えば電波到来方向に最大感度を有する周波数逓倍法を用いた自動同相化アレーアンテナが実現できることを、ディジタル移相器(DP-36)を用いた実験により確認できた。しかし、周波数逓倍法を用いる方法は、反射波等の複数の到来電波の合成波に応答する欠点が明らかになり、単一到来波の方向探知機への応用が最適であることが分かった。そこでアンテナの正三角形配置の位相差検出法による方向探知機の受信信号周波数を4逓倍して、到来角の検出精度を損なわずに、アンテナ間隔を17%に低減できることを確かめた。
マクロファージは全身の脂質代謝を制御し、肥満症治療の標的となる

脂質代謝関連遺伝子Xをマクロファージ特異的にノックアウトしたマウスに高脂肪食を負荷したところ、オス・メス全頭において肥満を発症しなかった。肥満を発症しない機構として、現代医学で想定されるメカニズム(摂餌量低下、吸収障害、褐色細胞等によるβ酸化亢進、炎症性疾患による消耗)は否定的であった。質量分析法により血液中の脂質を網羅解析したところ、血中でトリグリセライドが著増していた。この変化は生化学的測定によっても再現的に認められた。すなわち通常の生物では余剰の脂質を脂肪組織等に蓄積し肥満するが、本ノックアウトマウスにおいては脂質が脂肪細胞等に取り込まれにくいため、肥満や脂肪肝を発症しないことが判明した。ノックアウトマウスはLysM-Cre transgeneを用いたものであり、通常はマクロファージ特異的なノックアウトを起こすが、高脂肪食を負荷した際に意図せぬ組織でノックアウトが起こる可能性を完全には排除できない。よって本ノックアウトマウスの骨髄細胞をC57BL/6Jマウスに移植し、そのマウスに高脂肪食を負荷する実験を行った。この実験においても、高脂肪食を3ヶ月間負荷してもマウスが肥満しないことが再現された。すなわち造血系細胞(この場合はほぼマクロファージと考えられる)によって、肥満が抑制されうることが証明された。現段階で本研究から示唆されることは、食事量の多寡・運動の多寡のみならず、マクロファージを操作することでも劇的に肥満を抑制できるという可能性である。肥満症が世界中で蔓延する現在、マクロファージが肥満抑制薬を開発するための新たなターゲットになることを期待させる成果だと考えている。マクロファージによって肥満が抑制されることをほぼ確実に証明した。また本マウスにおける肥満抑制の病態生理学的メカニズムを推定し得た。マクロファージがいかなる物質を介して肥満を抑制しているのか、またマクロファージから影響を受けて脂質取り込みが抑制されている細胞が何であるかを検討する。本年度の直接経費800,000円に対する残額2,173円は、比率にして0.27%と極めて小さな割合であり、適正・健全な予算執行の結果と考えうるものである。残額は翌年度に物品費として使用予定である。
トリテルペン生合成を制御する米含有成分の解明

本実験の過程で,新規ジテルペン型メロテルペン配糖体及びフラノン配糖体を発見した.今回、Malbranchea filamentosaの産生するトリテルペンを誘導する米培地含有成分の探索を行うため、すでに誘導活性が確認されているクロロホルム画分の分画を行った。まず、LH-20を担体としたカラムクロマトグラフィーに負荷し、10画分を得た。この時、Hexane-CHCl3 4:1、CHCl3-Acetone 4:1、2:3、Acetone、MeOHを移動相として用いた。得られた各分をM. filamentosaに添加培養し、トリテルペン産生誘導活性を確認した所、5、6及び7画分に活性が確認されたため、次にこれらの画分の精製を試みたが、含有量が少なく、構造決定に至らなかった。そのため、低分子化合物を多く含むと思われる市販の米油を購入し、誘導活性を確認した所、活性が確認されたため、これを用い、精製を行った。米培地の場合と同様に精製後、順相のHPLCを用い、誘導活性物質の単離、精製を試みたところ、活性画分に共通した物質が観測された。本物質の1H-NMRスペクトルを測定した所、d3.60 (dd, J=5.9, 11.7 Hz)、d3.70 (dd, J=3.4, 11.7 Hz)、d3.93 m、d4.25 (dd, J=6.2, 11.7 Hz)、d4.21 (dd, J=4.8, 11.7 Hz)というグリセロール残基に特徴的なピークが観測された。また、高磁場領域に脂肪酸由来と考えられるピークが観測されたことから、本物質はアシルグリセロール構造を持つと決定された。脂肪酸領域のピークのカップリングパターンから本物質は単一ではなく、脂肪酸部分が異なる二種以上のアシルグリセロールの混合物であることが示唆された。Malbrancheoside類の産生を誘導する米中の物質の探索を目的に、米抽出エキスを水と各種有機溶媒で液々分配したクロロホルム画分を単離、精製し、複数種の脂肪酸と共に、1H-NMRスペクトルにおいて、芳香族領域に複数のピークが存在する物質が単離された。米が含有するmalbanchoside類産生誘導物質の単離は達成したが、構造決定には至っておらず、進行状況は当初の予定より遅れている。また、malbrancheoside類の生合成遺伝子の探索は、達成できていない。これはM. filamentosaの生合成研究及びmalbrancheoside類及びその類似構造を持つ物質の生合成遺伝子研究が行われておらず、効率的な実験計画が立案できなかったためである。Malbranchea filamentosaはホネタケ目,ホネタケ科に属する真菌であり,これまでの研究から, anthrasteroid型とmalbrancheoside型のトリテルペンを産生することが知られている.本菌をPYG培地で培養した際にはanthrasteroid型のトリテルペンが産生されるが,米液体培地で培養した際にはanthrasteroid型とmalbrancheoside型の両者が産生される.そのため,米中にトリテルペンを産生誘導成分が存在すると考え,その探索を行った.本研究を行うにあたり,まず,malbrancheoside類産生の確認法の開発を行った.従来の方法では50 mLの三角フラスコを用い,行っていたが,本法では試料を大量に消費するため,24 well plateを用いた方法を検討した.結果として,上記に記した培地種による産生トリテルペンの違いが従来の方法と同様に確認されたため,本法をこの実験に用いることとした.また,本研究を遂行するにあたり,副次的な成果として,M. filamentosaの米培地培養エキスから,ジテルペンを母核としたメロテルペン配糖体及びdibenzofuran配糖体を新規化合物として単離した.これら以外にも構造の確認がされていない物質が複数含まれるため,さらなる新規化合物の獲得が可能と考えている.本実験の過程で,新規ジテルペン型メロテルペン配糖体及びフラノン配糖体を発見した.Malbranchea filamentosaのトリテルペン産生能を誘導する米培地の含有成分の探索を試みたが、培地に含有される物質量が想定より微量であり、他のリソースとして、米油を手配した為。また、活性本体はアシルグリセロールと考えているが、現在、わずかに異なる脂肪酸を部分構造に持つと考えられる複数のアシルグリセロールが混在しており、単離、精製が難航した為。米が含有するmalbanchoside類産生誘導物質の単離は達成した。しかし、本物質は極めて含有量が少ない物質であり、抽出方法、抽出対象を検討したが、獲得量の増加は認められず、構造決定には継続した米抽出物の分離操作が必要になる。また、malbrancheoside類類似物質の生合成研究はこれまで行われておらず、その生合成遺伝子の探索は難航している。そのため、次年度は当初予定していた、malbrancheoside類産生誘導物質を添加し発現する遺伝子を探索するだけではなく、変異株の作製を行い、生合成遺伝子の探索を行う予定である。天然物化学今後も活性本体と考えられるアシルグリセロールの単離を試みるが、良い結果が見られない場合、エステル結合を開裂し、得られた脂肪酸を分析することにより脂肪酸部分の同定を行う予定である。

平成27年度に予定しているM. filamentosaの産生するトリテルペン産生誘導物質の大量入手は、現在アシルグリセロールが活性本体と目されていることから、グリセロールと脂肪酸部分をエステル結合することにより入手可能であり、大量入手は比較的容易と考えられ、平成26年度の遅れは十分挽回できると考えている。
修飾核酸を標的とした新規がん免疫病態診断マーカー探索と個別化がん免疫療法への応用

本研究では、修飾核酸の標的メタボロミクスによる、がん免疫病態を診断する腫瘍関連バイオマーカーの探索・同定と個別化がん免疫療法の新しい治療戦略への応用を目的とした。アデノシン1リン酸、グアノシン1リン酸、イノシン1リン酸等のプリンヌクレチドに加え、シチジン1リン酸、ウリジン1リン酸がCD73の基質になることを示した。今年度は、これらヌクレオシド1リン酸によるT細胞抑制活性について、MHC-I、-II拘束性OVAペプチド特異的T細胞受容体組換マウスOT-I、-IIの脾臓細胞を抗原ペプチドで刺激し、各ヌクレオシド1リン酸の抑制効果を検討した。プリンヌクレチドのアデノシン1リン酸とグアノシン1リン酸は、OT-I CD8 T細胞、OT-II CD4 T細胞のOVAペプチド特異的T細胞増殖を濃度依存的に有意に抑制した。また、このT細胞増殖抑制はCD73阻害薬APCPで解消した。さらに、野生型マウスCD4 T細胞を抗CD3抗体と抗CD28抗体との共刺激、あるいはPMAとionomycinとの共刺激で活性化した場合にもアデノシン1リン酸とグアノシン1リン酸によるT細胞抑制効果が認められ、これらヌクレオシド1リン酸がT細胞を直接的な標的にすることが明らかになった。一方、ピリミジンヌクレオチドのシチジン1リン酸とウリジン1リン酸はCD73の基質ではあるが、T細胞増殖に対する抑制効果は認められなかった。代表的な修飾ヌクレオチドであるN6-メチルアデノシン1リン酸の抑制効果を検討したところ、アデノシン1リン酸と同等かそれ以上のT細胞抑制活性が示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、極性化合物の保持に有用なアダマンチル基カラムを用いたマルチカラム法により、従来法よりも迅速なLC/MS/MSを用いた15種類の修飾核酸の一斉分析法を開発し、その成果を論文発表した。衝突誘起解離による核酸塩基とリボースの特徴的開裂パターンに着目し、標準品として入手困難な修飾核酸類のselected reaction monitoringによる探索的定量を行える分析環境を整えた。EL4胸腺腫と3LL肺癌を同系マウスに皮下移植した担がんマウスを作製し、その腫瘍増殖を確認した。現在、担がんマウス生体試料における修飾核酸類の変動解析を進めている。担がん病態で増加が報告されている1-メチルアデノシンがマウス脾臓T細胞の増殖を抑制することを見出した。一方、フローサイトメトリー解析では1-メチルアデノシンによるリンパ球活性化マーカーCD69の抑制は認められないことから、T細胞の抑制効果が部分的である可能性が示唆された。1-メチルアデノシンの産生に関与が示唆されるEcto-5'-nucleotidase/CD73リコンビナントタンパク質をCHO細胞発現系を用いて高純度に精製することに成功した。本リコンビナントタンパク質はアデノシン1リン酸をアデノシンに代謝する活性を有することが我々のLC/MS/MS解析法によって確認された。CD73リコンビナントタンパク質とLC/MS/MS分析法によるアデノシン修飾体の産生経路を解析する分子基盤を構築した。当初の予定通りにLC/MS/MSによる15種類の修飾核酸一斉分析法を開発し、マルチカラム法による迅速化を行うことにも成功した。しかしながら、血液や尿試料を測定する場合、試料マトリックスによるイオン化抑制の影響が大きいことが明らかになり、生体試料中の修飾核酸動態の解析がやや遅れる要因となった。Ecto-5'-nucleotidase/CD73の分泌型組換タンパク質を安定発現するCHO細胞を無血清培養し、CD73に付与した6×Hisタグを用いて順化培地からアフィニティー精製を行った。CBB染色によって単一バンドのCD73組換蛋白質として精製することに成功し、AMPを基質とする5'-nucleotidase活性を我々が開発したLC-MS/MSによる修飾核酸測定法で確認できた。次に、この蛋白質の修飾核酸に対する酵素学的特性の解析を進めたが、反応系に添加したヌクレオチドがLC-MS/MSによる測定を妨害していることが判明し、定量解析が困難であった。この問題点を解決するため、マラカイトグリーンを用いたリン酸比色定量によるCD73酵素活性測定法の開発に着手し、AMP、GMP、CMP、UMPに対する酵素学的パラメーターを算出することに成功した。CD73は各ヌクレオチドに対して類似したKm、Vmax、Kcat値を有することが示唆された。昨年度開発したLC-MS/MSによる修飾核酸一斉分析法を血液試料に応用し、修飾核酸の動態解析に取組んだ。しかしながら、試料マトリックスによるイオン化抑制による影響が大きく、得られた血中修飾核酸測定値の信頼性が低いことが明らかになった。LC-MS/MSによる定量分析において、安定同位体標識化合物を内部標準物質として用いることがイオン化抑制の補正には有効である。現在、安定同位体標識修飾核酸の入手と有機合成を検討している。昨年度作製した担がんマウスに加え、MC38大腸がん細胞株を入手し、新たに担がんマウスを作製した。

MC38とMCA205担がんマウスにはPD-1/PD-L1阻害療法が部分奏功し、修飾核酸動態を解析するための有用なモデルマウスとして使用できることがわかった。開発したLC-MS/MSによる修飾核酸一斉分析法が、血液等の生体試料やヌクレオチドが添加された反応液等を測定する場合、マトリックスによるイオン化抑制の影響が大きく、修飾核酸の体内動態解析やCD73の修飾核酸特異性を解析する実験にそのままでは応用できないことが判明し、実験に遅れが生じた。このような現状において、CD73酵素活性評価にはマラカイトグリーン比色定量法を応用して問題を解決し、また、96穴フォーマットによる分光学的測定を可能にしたことから、LC-MS/MS測定法よりもむしろ迅速かつ簡便な測定ができるような分析環境を確立した。その結果、実験進捗状況の遅れを一部は取り戻すことができた。本研究では、修飾核酸の標的メタボロミクスによる、がん免疫病態を診断する腫瘍関連バイオマーカーの探索・同定と個別化がん免疫療法の新しい治療戦略への応用を目的とした。アデノシン1リン酸、グアノシン1リン酸、イノシン1リン酸等のプリンヌクレチドに加え、シチジン1リン酸、ウリジン1リン酸がCD73の基質になることを示した。今年度は、これらヌクレオシド1リン酸によるT細胞抑制活性について、MHC-I、-II拘束性OVAペプチド特異的T細胞受容体組換マウスOT-I、-IIの脾臓細胞を抗原ペプチドで刺激し、各ヌクレオシド1リン酸の抑制効果を検討した。プリンヌクレチドのアデノシン1リン酸とグアノシン1リン酸は、OT-I CD8 T細胞、OT-II CD4 T細胞のOVAペプチド特異的T細胞増殖を濃度依存的に有意に抑制した。また、このT細胞増殖抑制はCD73阻害薬APCPで解消した。さらに、野生型マウスCD4 T細胞を抗CD3抗体と抗CD28抗体との共刺激、あるいはPMAとionomycinとの共刺激で活性化した場合にもアデノシン1リン酸とグアノシン1リン酸によるT細胞抑制効果が認められ、これらヌクレオシド1リン酸がT細胞を直接的な標的にすることが明らかになった。一方、ピリミジンヌクレオチドのシチジン1リン酸とウリジン1リン酸はCD73の基質ではあるが、T細胞増殖に対する抑制効果は認められなかった。代表的な修飾ヌクレオチドであるN6-メチルアデノシン1リン酸の抑制効果を検討したところ、アデノシン1リン酸と同等かそれ以上のT細胞抑制活性が示唆された。生体試料中の修飾核酸の一斉分析にはイオン化抑制の影響を完全に回避することは困難であるが、定性的な修飾核酸プロファイル解析には資することができると考える。そこで、担がんマウス生体試料中の修飾核酸についてまず初めに定性的解析を行い、候補となる修飾核酸の選定を優先して行う。候補核酸の正確な体内動態の把握が必要な場合は、安定同位体標識内部標準物質を入手あるいは合成し、標的を絞った精密測定法を開発する。1-メチルアデノシンにT細胞抑制作用が示唆されていることから、修飾核酸による免疫抑制機構解明の突破口として1-メチルアデノシンの免疫抑制作用とその産生経路について解析を進める。CD73酵素活性の評価にはマラカイトグリーン比色定量法の確立により、既存の問題解決だけでなく、酵素活性測定法のスループット性に大きなメリットを得ることができた。今後、96穴プレートを用いてCD73の修飾
α-フルオロ-β-ヒドロキシエステルの新規高立体選択的合成プロセスの開発

α-フルオロ-β-ヒドロキシカルボン酸誘導体は多様なモノフルオロ化合物を合成する際の中間体として重要な地位を占めている化合物である。この種の化合物を構築するにはアルドール型の反応を利用するのが最も一般的であるが、今日までの膨大な研究によって、モノフルオロ金属エノラートとカルボニル化合物とのアルドール反応やブロモフルオロ酢酸エチルのReformatsky反応は非立体選択的な反応であり、α-フルオロ-β-ヒドロキシカルボニル骨格を高立体選択的に合成することはかなり難しいとされている。本研究では、入手の容易なジブロモフルオロ酢酸エチルからα-ブロモ-α-フルオロ-β-ヒドロキシカルボン酸エチル1を合成し、α-フルオロ-β-ヒドロキシエステル骨格の立体選択的な構築法として1のスタナンによるラジカル反応、特にα-アリル化反応の立体制御法について詳細に検討した。その結果、原料1のヒドロキシル基をt-ブチルジメチルシリル基で保護したα-ブロモエステルを用いてアリル化反応を行なうと、特にβ位に芳香族置換基をもつエステルの場合に、エリトロ選択的にかつ良い収率で相当するアリル化生成物、α-アリル置換-α-フルオロ-β-シリルオキシカルボン酸エチルが得られることがわかった。一方、エステル1を保護せずにトリメチルアルミニウムで処理してβ-アルミニウムアルコキシドエステルに変換した後、ラジカル的アリル化反応を行なうと、β位の置換基が芳香族および脂肪族に関わらず、高トレオ選択的に良好な収率で対応するα-アリル化生成物が得られることが明らかになった。これらの結果は、α-フルオロ-β-ヒドロキシエステルを立体選択的に合成する最初のプロセス(方法)を提供するものであり、今後、有機フッ素化学をはじめ一般有機化学や合成化学において大いに役立つものと期待される。ジブロモフルオロ酢酸エチルとアルデヒドとのReformatsky型反応によりα-ブロモ-α-フルオロ-β-ヒドロキシエステル(1)を調製し,そのラジカル還元反応およびラジカルアリル化反応を検討した。還元剤として水素化トリブチルスズを,アリル化剤としてアリルトリブチルスズまたはメタリルトリブチルスズを用いて,金属反応剤,溶媒,反応温度,反応時間等の条件を変化させて反応を実施し,各反応における立体選択性について詳細に調べた。以下に,得られた重要な知見を要約する。1.分子内キレーションによる反応の立体制御を実現するために,1のヒドロキシル基を金属アルコキシドに変換させる金属反応剤(BuLi,Et_2Zn,Et_3Al,Me_3Al等)を精査した結果,Me_3Alを用いると極めて高いトレオ選択性(還元では86-96%,アリル化では83-96%)が発現することが明らかになった。2.溶媒としては,テトラヒドロフラン,ヘキサン,トルエン,ジクロロメタン(CH_2Cl_2)について検討したところ,還元ではトルエンまたはCH_2Cl_2が,アリル化ではCH_2Cl_2が最適の溶媒であることがわかった。3.還元反応は-15°C,4hまたは-78°C,6hで,アリル化反応は-15°C,6-8hで完結し,いずれも良好な化学収率で対応する還元体またはアリル化体を与えた。本研究により,α-フルオロ置換-β-ヒドロキシカルボン酸エステルおよびその誘導体を高立体選択的-トレオ選択的-に構築することが初めて可能になった。今後の研究展開としては,当合成プロセスを利用した有用なフッ素置換型標的化合物の創製を実施することの外,同一の出発物質1からエリトロ体のα-フルオロ-β-ヒドロキシエステルを高立体選択的-エリトロ選択的-に合成するプロセスを新たに開発することである。

α-フルオロ-β-ヒドロキシカルボン酸誘導体は多様なモノフルオロ化合物を合成する際の中間体として重要な地位を占めている化合物である。この種の化合物を構築するにはアルドール型の反応を利用するのが最も一般的であるが、今日までの膨大な研究によって、モノフルオロ金属エノラートとカルボニル化合物とのアルドール反応やブロモフルオロ酢酸エチルのReformatsky反応は非立体選択的な反応であり、α-フルオロ-β-ヒドロキシカルボニル骨格を高立体選択的に合成することはかなり難しいとされている。本研究では、入手の容易なジブロモフルオロ酢酸エチルからα-ブロモ-α-フルオロ-β-ヒドロキシカルボン酸エチル1を合成し、α-フルオロ-β-ヒドロキシエステル骨格の立体選択的な構築法として1のスタナンによるラジカル反応、特にα-アリル化反応の立体制御法について詳細に検討した。その結果、原料1のヒドロキシル基をt-ブチルジメチルシリル基で保護したα-ブロモエステルを用いてアリル化反応を行なうと、特にβ位に芳香族置換基をもつエステルの場合に、エリトロ選択的にかつ良い収率で相当するアリル化生成物、α-アリル置換-α-フルオロ-β-シリルオキシカルボン酸エチルが得られることがわかった。一方、エステル1を保護せずにトリメチルアルミニウムで処理してβ-アルミニウムアルコキシドエステルに変換した後、ラジカル的アリル化反応を行なうと、β位の置換基が芳香族および脂肪族に関わらず、高トレオ選択的に良好な収率で対応するα-アリル化生成物が得られることが明らかになった。これらの結果は、α-フルオロ-β-ヒドロキシエステルを立体選択的に合成する最初のプロセス(方法)を提供するものであり、今後、有機フッ素化学をはじめ一般有機化学や合成化学において大いに役立つものと期待される。
線型および準線型対称双曲系の特性的境界値問題

(1)線型対称双曲系に対する特性的境界値問題の解の正則性定理は境界行列のランクが一定という条件の下でほぼ最終的と思われる結果を既に得ていたがその証明の改良をいくつかの点で行った。例えば境界行列のランクは境界上でのみ一定なのであって境界を少し離れるともはやランクは一定でない。その為に問題を局所化して半空間に移して規準化するという方法を取るのだが結果として時間について「局所」的な解が先ず得られるのである。それを時間について延長する事によって与えられた時間間隔[O,T]上の解を得るのだがそのことの証明は以前はやや不十分であったと思う。他にもいくつかの改良点がある。従って理論としては漸く完成の域に達したと思う。(2)吸収効果をともなった半線形・非線形拡散方程式に現れる自由境界問題の一つであるサポートの分離現象を再現する数値解析法を構成した。その結果、サポートが分離するための十分条件を求める事ができた。これら条件は、半線形の場合は比較定理によって、非線形の場合は用いた差分法から得られるいくつかの評価式によってそれぞれ得られている。さらに、吸収項のない非線形拡散方程式ではサポートがある時間動かないという現象(waiting time)が見られる。このwaiting timeについての上からと下からの評価を差分式を用いて与えた。なお、以上の結果を数値的に調べるにあたっては、無限精度計算法の考えを用いて行った。対称双曲系の特性的初期値境界値問題の解の正則性について、境界条件が特性的ではあるが、多重度は一定かつ極大非負であるという条件の下で、既に知られている一般的な正則性定理の精密化に成功した。従来よく言われてきた「解の法線方向の滑らかさの損失」であるが、その起こり方は個々の特性的初期値境界値問題によって必ずしも同じでなく、損失が大きい場合も小さい場合もあることは経験的に知られていた。これを理論的に分類する必要があることに気付いたのが本研究の出発点であった。微分の階数を表すmというパラメーターの他に、ν(ニュー)というパラメーターを導入し、(ν=0、1、2、...、m-1)、H^<m,ν>_*(Ω)というある種のソボルフ空間の中で、解を構成することが出来るのである。そして具体例として山本(大野)-白田によるMHDの線型化方程式に対する考察が、丁度ν=1の場合に相当することが分かる。我々が得た結果を一言でいえば、「法線方向の微分の損失」が階層構造を持つことを数学的に示したものである。線型対称双曲系の特性的境界値問題の解の正則性定理について境界行列のランクが一定という条件の下で最終的な結果を得た。現在までに知られている2つの結果のうちのひとつである山本(吉孝)の定理であるが、境界行列の核が時間に依存せずかつ空間変数についてはC^∞的に依存するという仮定をおいている。我々はこの仮定を以下に述べるように時間依存性を許すような形に弱めることに成功した。次にもうひとつの結果であるP.SECCHIの定理だが、この定理に述べられている諸仮定を吟味した結果、彼の結論を導くには不十分なものであることが判明した。証明のギャップを埋めることは現在のところ技術に無理であろうと思われる、SECCHIの論文は証明に誤りがありその結論は正しいとは云い切れないのである。我々は境界行列の核が時間にも空間変数にもC^∞的に依存するという仮定をつけ加えることによってSECCHIと同じ結果を得ることが出来た。現在のところこれが解の正則性定理の最終形と考えられる。それを時間について延長する事によって与えられた時間間隔[O,T]

上の解を得るのだがそのことの証明は以前はやや不十分であったと思う。他にもいくつかの改良点がある。従って理論としては漸く完成の域に達したと思う。(2)吸収効果をともなった半線形・非線形拡散方程式に現れる自由境界問題の一つであるサポートの分離現象を再現する数値解析法を構成した。その結果、サポートが分離するための十分条件を求める事ができた。これら条件は、半線形の場合は比較定理によって、非線形の場合は用いた差分法から得られるいくつかの評価式によってそれぞれ得られている。さらに、吸収項のない非線形拡散方程式ではサポートがある時間動かないという現象(waiting time)が見られる。このwaiting timeについての上からと下からの評価を差分式を用いて与えた。なお、以上の結果を数値的に調べるにあたっては、無限精度計算法の考えを用いて行った。
野生遺伝子の導入による生物機能モデル動物の開発

本研究はバイオサイエンス部会の建議にのべられた新しいモデル動物開発の緊要性に鑑み,分子生物学,哺乳動物遺伝学,実験動物学の分野の専門家の有機的な協力を得て,マウスの野生集団から遺伝子を導入して生物機能の研究に有効なモデル動物を開発し,その特性を明らかにすることを目的として進められた.従来の実験用マウスのもつ遺伝的な変異性だけではこの種のモデルを開発するには不十分であるという観点と,これまでの実験用マウスと約100万年前に分岐した日本産野生マウス集団には独自の遺伝的変異が蓄積しているという我々の研究成果が基盤となっている.本年度の研究成果として森脇は野生集団の探索を中国大陸にまでひろげ,すでに新しいヘモグロビンの変異を見出した.また,インドネシア野生亜種系統と近交系A系統との間でRecombinant Inbred系統の育成を進めた.高木はXO雌系統を用い日本産野生マウス由来のX染色体を導入する実験を進めた.第4代に達したが, X染色体だけが別亜種になると姙性の低下がおこる.池田は日本および東南アジア由来の野生マウスがもっている白血病抵抗性遺伝子Fv-4のDNAレベルでの分析を進め,特にその発現に関与する領域を研究した.松島は日本産野生マウス集団を対象に涙液蛋白,唾液蛋白の多型を電気泳動によって分析し,多くの遺伝子座を同定した.名取は野生ラットのRTI遺伝子を分析し新しい多型を血清学的に見出し,更にDNAのRFPとしても同定した.城石は日本産野生マウスH-2領域から見出した遺伝的組換え促進遺伝子をクロン化し,その塩基配列を分析している.制限酵素による分析からはこの組換ホットスポットの大きさは1Kb以下であることがわかった.柳は野生マウスのT細胞レセプターDNAを分析し,日本産亜種に特異な配列をβ鎖の上に見出した.小幡はTLa, Qa領域のDNAプローブを作り,日本産野生マウス特有の変異を探索した.本研究はバイオサイエンス部会の建議にのべられた新しいモデル動物開発の緊要性に鑑み,分子生物学,哺乳動物遺伝学,実験動物学の分野の専門家の有機的な協力を得て,マウスの野生集団から遺伝子を導入して生物機能の研究に有効なモデル動物を開発し,その特性を明らかにすることを目的として進められた.従来の実験用マウスのもつ遺伝的な変異性だけではこの種のモデルを開発するには不十分であるという観点と,これまでの実験用マウスと約100万年前に分岐した日本産野生マウス集団には独自の遺伝的変異が蓄積しているという我々の研究成果が基盤となっている.本年度の研究成果として森脇は野生集団の探索を中国大陸にまでひろげ,すでに新しいヘモグロビンの変異を見出した.また,インドネシア野生亜種系統と近交系A系統との間でRecombinant Inbred系統の育成を進めた.高木はXO雌系統を用い日本産野生マウス由来のX染色体を導入する実験を進めた.第4代に達したが, X染色体だけが別亜種になると姙性の低下がおこる.池田は日本および東南アジア由来の野生マウスがもっている白血病抵抗性遺伝子Fv-4のDNAレベルでの分析を進め,特にその発現に関与する領域を研究した.松島は日本産野生マウス集団を対象に涙液蛋白,唾液蛋白の多型を電気泳動によって分析し,多くの遺伝子座を同定した.名取は野生ラットのRTI遺伝子を分析し新しい多型を血清学的に見出し,更にDNAのRFPとしても同定した.城石は日本産野生マウスH-2領域から見出した遺伝的組換え促進遺伝子をクロン化し,その塩基配列を分析している.制限酵素による分析からはこの組換ホットスポットの大きさは1Kb以下であることがわかった.柳は野生マウスのT細胞レセプターDNAを分析し,日本産亜種に特異な配列をβ鎖の上に見出した.小幡はTLa, Qa領域のDNAプローブを作り,日本産野生マウス特有の変異を探索した.
神経細胞接着分子(N-CAM)のポリシアル酸含有糖鎖の精密構造解析と機能的役割

胎児期の神経系に発現される神経細胞接着分子(N-CAM)には、ポリシアル酸構造が存在し、N-CAM分子同士の特定ドメイン間のhomophilicな接着の強さを負に調節する機能をもつと言われており、神経形成過程において重要な役割を担っている。このポリシアル酸による接着制御の分子機構を解明することを目的として、本研究はN-CAMポリシアル酸含有糖鎖の精密な構造解析を行い、次の成果が得られた。(1)ニワトリ胎児型N-CAMのポリシアル酸含有糖鎖の構造決定:N-CAM由来のポリシアロ糖ペプチドを、ニワトリ14日胚1,500個体の脳から精製し、その構造を組成分析、メチル化分析、^1HNMRおよびFAB-MS測定の結果に基づいて決定した。triantenna構造をもつ硫酸化N-型糖鎖をコア糖鎖としてもつことを明らかにした。この硫酸化構造がポリシアル基の形成に関与する酵素の認識に重要な構造単位であることが示唆された。(2)ニワトリ胎児型N-CAMのポリシアル酸含有糖鎖のポリシアリル基には、O-アセチル基が存在することが初めて示された。O-アセチル基はNeu5Ac残基のC-7または8位に結合していると考えられる。(3)ポリシアル酸検出プローブとしてのバクテリオファージK1F由来エンドシアリダーゼ(Endo-N)のポリシアリル糖鎖に対する反応特異性を解析し、コア糖鎖にシアル酸残基を12個残すように切断することが初めて明らかになった。