hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニトロソウレア系抗癌剤耐性脳腫瘍モデルにおける耐性克服のための治療戦略

9Lラット脳腫瘍細胞にDNA修飾酵素であるO6メチルグアニンメチルトランスフェラーゼ(MGMT)をレトロウイルスベクターで導入した9L-MGMT細胞は、ACNUで代表されるニトロソウレア系抗癌剤に耐性であることが確認された。本研究はこの細胞を用いて細胞内でMGMTのアンチセンスやリボザイムを過剰に発現させることにより再びニトロソウレア系抗癌剤に対して感受性を取り戻す事ができるかどうかについて検討を行ってきた。MGMTのアンチセンスを発現するレトロウイルスベクターpMV7-anti MGMT、及び非ウイルスベクターpTracerCMV-anti MGMTを作製して耐性細胞に導入したところ感受性の増加は認められなかった。これは導入遺伝子の発現量が不十分なことによるものと考えられたので、導入遺伝子を高発現する組み換えアデノウイルスベクターAde.as-18/41,Ade.as-4/650、さらにMGMTmNAの49-174の部位に結合して切断するリボザイムAde.rzを作製して効果をノーザンブロット法や細胞障害性試験により調べた。これらのウイルスを9L-MGMT細胞に感染させると耐性遺伝子RNAの発現の低下や切断が確認された。さらに細胞内のMGMT量の減少やACNUに対する感受性の上昇も認められた。またラットの実験脳腫瘍遺伝子治療ではアンチセンス、リボザイム共に有意な生存日数の延長も認められた。しかし感受性の回復はin vitro, in vivo共に完全には満足できるものではなく耐性獲得以前の状態まで細胞の感受性を戻すには新たなアプローチの必要性が示唆された。ACNUで代表されるニトロソウレア系抗癌剤は脳腫瘍に対して非常に有効な薬剤であるが治療を続けるにしたがって耐性を獲得することが大きな問題となっている。この耐性獲得のメカニズム腫瘍中にO6-メチルグアニンDNAメチルトランスフェラーゼ(MGMT)というDNA修復酵素が誘導されることによる。本研究ではの耐性となった脳腫瘍細胞に対して、生体内での遺伝子の導入によって再び感受性を与える治療法の確立をめざしている。そのため、まず9Lラット脳腫瘍細胞にレトロウイルスベクターを用いてMGMT遺伝子を過剰発現させACNUに耐性を示す脳腫瘍株を作製した。今回はこの細胞についてさらに詳しい検討を加えた。。本細胞は野生株やベクターのみを感染させた対照細胞に比べて薬剤濃度で約9倍の耐性を呈した。さらにこれら細胞をラットの大脳尾状核に定位脳手術的に接種して動物をACNUで治療すると野生株や対照株では生存が10日間延長するが本耐性株では2日しか延長しなかった。またその他の試験でも本細胞が耐性に必要かつ十分量のMGMTを発現していることが判明したため、本細胞はACNU耐性のモデルとして今後の研究に十分活用でき得ることが示された。本モデルの耐性を克服するため、MGMTに対するアンチセンス及びリボザイムの細胞内での発現を予定している。ともにまず非ウイルスベクターでサイトメガロウイルスの初期プロモーターエンハンサーから各RNAが効率よく転写されるようベクターを設計・作製を進めている。9Lラット脳腫瘍細胞にDNA修飾酵素であるO6メチルグアニンメチルトランスフェラーゼ(MGMT)をレトロウイルスベクターで導入した9L-MGMT細胞は、ACNUで代表されるニトロソウレア系抗癌剤に耐性であることが前年度に示された。この細胞では耐性に必要なMGMT酵素を必要かつ十分量発現していることがこれまでに確認されている。本年度はこの細胞を用いて、細胞内でMGMTのアンチセンスを過剰に発現させることによって再びニトロソウレア系抗癌剤に対して感受性を取り戻す事ができるかどうかについて検討した。アンチセンスを過剰発現させるためにまずレトロウイルスベクターpMV7-anti MGMTを作製、パッケージング細胞にトランスフェクションして組み換えウイルス体産生細胞を作製した。またMGMTのアンチセンスRNAを直接サイトメガロウイルスのプロモーターより転写することができる非ウイルスベクターpTracerCMV-antiMGMTも同時に作製した。それぞれを9L-MGMT細胞に導入して抗癌剤への感受性を細胞障害性試験により測定した。その結果いずれの方法でも腫瘍細胞の50%細胞増殖抑制濃度等に有意差は認められず、MGMTアンチセンスを導入することによる効果は期待されないことが判明した。

現時点では今回の結果はアンチセンスの発現量の問題によるものか実験のデザイン自体の問題なのかが不明である。このため次年度はアンチセンスを高発現する組み換えアデノウイルスベクターを作製して引き続きRNAアンチセンスの効果を調べていく予定である。9Lラット脳腫瘍細胞にDNA修飾酵素であるO6メチルグアニンメチルトランスフェラーゼ(MGMT)をレトロウイルスベクターで導入した9L-MGMT細胞は、ACNUで代表されるニトロソウレア系抗癌剤に耐性であることが確認されており、本研究では、この細胞を用いて、細胞内でMGMTのアンチセンスを過剰に発現させることにより再びニトロソウレア系抗癌剤に対して感受性を取り戻す事ができるかどうかについて検討をおこなっている。前年度、レトロウウイルスベクター及び非ウイルスベクターを用いてMGMTのアンチセンスRNAを9L-MGMT細胞に導入して抗癌剤への感受性を細胞障害性試験により測定したところ、いずれの方法でも腫瘍細胞の50%細胞増殖抑制濃度等に有意差は認められなかった。これらの結果はアンチセンスの発現量の問題によるものか実験のデザイン自体の問題なのかが不明であったため、今年度はアンチセンスを高発現する組み換えアデノウイルスベクターを作製してRNAアンチセンスの効果を同様の試験により調べた。MGMTに対して-18/41部及び-4/650部に対応するアンチセンスを発現するアデノウイルスベクターを作製し、ベクターの構造が正しいことを確かめた後に細胞に感染させたところ、ノーザンブロット法で9L-MGMT細胞でのMGMTの発現抑制を確認した。さらに細胞障害性試験でも有意差を持ってACNUへの感受性を与えることを確認した。しかしどちらのウイルスでも感受性の増感はなお低く、50%細胞増殖抑制のためには高濃度の薬剤が必要とされることが判明した。このため次年度は本研究で提唱したもう1つのアプローチであるリボザイムを発現するベクターを作製して効果の比較を行っていく。9Lラット脳腫瘍細胞にDNA修飾酵素であるO6メチルグアニンメチルトランスフェラーゼ(MGMT)をレトロウイルスベクターで導入した9L-MGMT細胞は、ACNUで代表されるニトロソウレア系抗癌剤に耐性であることが確認されており、本研究では、この細胞を用いて、細胞内でMGMTのアンチセンスやリボザイムを過剰に発現させることにより再びニトロソウレア系抗癌剤に対して感受性を取り戻す事ができるかどうかについて検討を行ってきた。前年度、アンチセンスを高発現する組み換えアデノウイルスベクターを作製してRNAアンチセンスの効果を細胞障害性試験により調べた。
情報爆発時代のロバストな自動チューニングシステムに向けた数理的基盤技術の研究

情報爆発時代のソフトウェアは,質・量とも爆発的に大きくなる情報を有効に活用するため,それとおなじくらい爆発的に拡大する計算・通信・記憶資源の多様性に,柔軟かつロバストに適応する能力を備えなければならない.このような適応能力(以下総じて「自動チューニング機能」と呼ぶ)は,一般に情報収集→推定→最適化→実行制御という流れで実現される.本研究では上記の流れの4つの部分のうち,計算環境や応用分野への依存が少なく,数理の世界で表現できる推定と最適化の部分に焦点を当て,自動チューニングの数理の普遍的構造を明らかにし,情報爆発時代の資源とデータに柔軟かつ確実に適応するシステムを実現するために必要となるロバストな自動チューニング機構の数理的基盤を構築することを目的とする.平成20年度は2つのサブテーマについて特に注力して研究を推進した.「オンライン自動チューニングのための逐次実験計画」では,一般のBayesモデルにおいて性能を適切に学習できなくなる場合があることを指摘し,そのような事態を確実に回避できるようなBayesモデルの定式化を行った.また,そのようなBayesモデルを具体的に示すことにより,確実に性能を学習して,最適解に近づいてゆける手法を確立した.また,「未知の組み合わせにおける性能の推定」では,連立一次方程式の反復解法ライブラリであるLisをターゲットとして,部分的な実験データから未測定のパラメタの組み合わせにおける収束・発散および所要時間を予測することを試みた.その結果,パラメタ探索を効率化する複数の手法が得られた.これらの手法は,実験および最適化の目的関数によって使い分けるものである.このほか,自動チューニングとその周辺のさまざまな研究課題に取り組み,また, 3年連続で国際ワークショップを主催し,自動チューニング研究を世界的にけん引した.本研究は自動チューニングの数理の普遍的構造を明らかにし,情報爆発時代の資源とデータに柔軟かつ確実に適応するソフトウェアを実現するために必要となるロバストな自動チューニング機構の数理的基盤を構築することを目的とする.平成19年度は2つのサブテーマを設定し研究を推進した.「オンライン自動チューニングのための逐次実験計画」では,大規模問題に対する現実的な近似アルゴリズムを提案し,行列積や解析データに対し評価して有効性を実証した.「未知の組み合わせにおける性能の推定」では,連立一次方程式の反復解法ライブラリであるLisをターゲットとして,部分的な実験データから未測定のパラメタの組み合わせにおける収束・発散および所要時間を推定することを試み,有効性を評価した.このほか,自動チューニングとその周辺のさまざまな研究課題についても取り組んだ.また昨年に引き続き,本課題と,本研究の研究分担者である片桐が研究代表者を務める基盤(C)の共催で,「自動性能チューニングに関する国際ワークショップ(iWAPT2007)」を平成19年9月20日21日に開催した.基調講演にVivek Narasayya(Microsoft research),招待講演にR. Clint Whaley(U.Texas San Antonio)とMarkus Pueschel(CMU)を配し,さらに一般からの発表を募り,論文7件とポスター8件の発表を採択した.本課題のメンバーからも,須田,藤井,今村,山体が発表をした.ここで得られた知見と,講演者・参加者とのつながりも本研究課題の推進に役立つものと期待される.情報爆発時代のソフトウェアは,質・量とも爆発的に大きくなる情報を有効に活用するため,それとおなじくらい爆発的に拡大する計算・通信・記憶資源の多様性に,柔軟かつロバストに適応する能力を備えなければならない.このような適応能力(以下総じて「自動チューニング機能」と呼ぶ)は,一般に情報収集→推定→最適化→実行制御という流れで実現される.本研究では上記の流れの4つの部分のうち,計算環境や応用分野への依存が少なく,数理の世界で表現できる推定と最適化の部分に焦点を当て,自動チューニングの数理の普遍的構造を明らかにし,情報爆発時代の資源とデータに柔軟かつ確実に適応するシステムを実現するために必要となるロバストな自動チューニング機構の数理的基盤を構築することを目的とする.平成20年度は2つのサブテーマについて特に注力して研究を推進した.「オンライン自動チューニングのための逐次実験計画」では,一般のBayesモデルにおいて性能を適切に学習できなくなる場合があることを指摘し,そのような事態を確実に回避できるようなBayesモデルの定式化を行った.また,そのようなBayesモデルを具体的に示すことにより,確実に性能を学習して,最適解に近づいてゆける手法を確立した.また,「未知の組み合わせにおける性能の推定」では,連立一次方程式の反復解法ライブラリであるLisをターゲットとして,部分的な実験データから未測定のパラメタの組み合わせにおける収束・発散および所要時間を予測することを試みた.その結果,パラメタ探索を効率化する複数の手法が得られた.これらの手法は,実験および最適化の目的関数によって使い分けるものである.このほか,自動チューニングとその周辺のさまざまな研究課題に取り組み,また, 3年連続で国際ワークショップを主催し,自動チューニング研究を世界的にけん引した.
ヒトアルドース還元酵素発現トランスジェニックマウスにみられる腎病変の解析

糖尿病性腎症の発症におけるポリオール代謝の役割を解明するため、ヒトアルドース還元酵素(hAR)発現トランスジェニックマウス(Tg)にガラクトースを長期間経口投与し、形態学的に検討した。また、片腎摘出による糸球体過剰濾過をTgに加え、形態学的検討を行うとともに、酸化ストレスの関与について検討した。TgおよびhAR陰性マウス(LM)に生後8週目より30%ガラクトース食の投与を開始し、投与開始から10ヵ月後にマウスより腎臓を摘出し、形態計測を行った。また、生後8週目に、左腎摘出処理をTgおよびLMに施し、腎摘後8週で腎血流量を測定後、残存腎を摘出し、形態計測および8-OhdGの免疫染色を行った。ガラクトース投与実験では、腎重量は、ガラクトース投与Tg群、ガラクトース投与LM群ともに、Tg群、LM群に比し有意に増加した。形態計測では、糸球体横断面積、係締横断面積は、ガラクトース投与Tg群で、Tg、LM群に比し有意に増加した。メサンギウム領域は、ガラクトース投与Tg群で、Tg、LM群、ガラクトース投与LM群に対して有意に増加していた。ガラクトース投与Tgでは、有意なメサンギウム領域の拡大が生じたことから、アルドース還元酵素の高度発現が、糖尿病性腎症の糸球体病変の形成に関与していることが明らかとなった。片腎摘出実験では、腎重量および腎血流量は腎摘群で増加した。糸球体横断面積、係締横断面積は、腎摘群で未処置群に比し有意に増加し、メサンギウム領域は、腎摘Tg群で、腎摘LM群に対しても有意に増加した。8-OHdGの免疫染色では、腎摘Tgの糸球体のみに陽性細胞を認めた。以上により、ポリオール代謝亢進に糸球体過剰濾過が加わった場合、ヒト糖尿病に類似する糸球体病変が形成され、この時、酸化ストレスが、病変形成に働いていると考えられた。糖尿病性腎症の発症におけるポリオール代謝の役割を解朋する目的から、ヒトアルドース還元酵素(hAR)発現トランスジェニックマウス(Tg)にガラクトースを長期簡経口投与し、形態学的に検討した。雄性Tgと雌性BDF1マウスを交配し、得られた産子のうち、ヒトAR遺伝子の導入されたマウスをTg、hAR陰性マウスをLMとして実験に使用した。TgおよびLMに生後8週目より30%ガラクトース食の投与を開始し、対照には普通食で飼育したTgおよびLMを用いた。投与簡始から10ヶ月後にマウスより腎臓を摘出し、光顕観察を行うとともに、PAS染色標本を用いて形態計測を行い、病変の定量化を図った。実験終了時の体重、血糖は、四群間に有意差は見られなかった。体重当たりの腎重量は、ガラクトース投与Tg群、ガラクトース投与LM群ともに、Tg群、LM群に比しそれぞれ有意に増加したが、ガラクトース投与群間に有意差はなかった。光顕による。観察では、ガラクトース投与LM群で糸球体の腫大が訟められたが、メサンギウム領域の拡大は明らかではなかった。一方、ガラクトース投与Tg群では、糸球体の腫大とともに著明なメサンギウム領域の拡大を認め、小さな結節状の部分も観察された。形態計測では、ボウマン嚢断面積、系球体系締断面積は、ガラクトース投与Tg群で、Tg、LM群に比し有意に増加したが、ガラクトース投与LM群では有意ではなかった。メサンギウム領域は、ガラクトース投与Tg群でTg、LM群に比し有意に増加し、さらにガラクトース投与LM群に対しても有意に増加していた。ガラクトース投与Tgでは、糸球体の腫大と共に有意なメサンギウム領域の拡大が生じていることが確認された。すなわち、アルドース還元酵素の高度発現が、糖尿病性腎症の糸球体病変の形成に関与していることが明らかとなった。

糸球体横断面積、係締横断面積は、腎摘群で未処置群に比し有意に増加し、メサンギウム領域は、腎摘Tg群で、腎摘LM群に対しても有意に増加した。8-OHdGの免疫染色では、腎摘Tgの糸球体のみに陽性細胞を認めた。以上により、ポリオール代謝亢進に糸球体過剰濾過が加わった場合、ヒト糖尿病に類似する糸球体病変が形成され、この時、酸化ストレスが、病変形成に働いていると考えられた。
ワークフェアの実態把握と政策評価--就労支援・所得保障政策の再構築に向けて

平成20年度の成果として、第一に、日本社会福祉学会からの依頼を受けて、根岸毅宏著『アメリカの福祉改革』の書評を行った。同書は本研究にとって必須の先行研究であり、博士論文を執筆するうえで有意義な作業となった。第二に、博士論文の審査に合格し、2008年10月に(2008年3月に遡って)博士号を取得した。今までの研究を全てとりまとめて、ワークフェアの起源と変容について明らかにし、高い評価を得た。第三に、2008年7月24日から8月20日にかけて、アメリカでフィールドワークを実施しか。ミシシッピー州で「ワークフェア」の考案者であるチャールズ・エヴァーズ氏にインタビューを行うとともに、カリフォルニア州リバーサイド・カウンティの福祉事務所でヒアリングと見学を行った。これによって、博士論文で課題の一つとなっていた、エヴァーズ氏がワークフェアを考案した背景とリバーサイド・カウンティにおける実際のプログラム運用について、文字資料からは得ることのできない貴重な情報を得た。第四に、アマルティア・センの論文を翻訳し出版された。この作業を通して、ワークフェアに関わる福祉受給者の権利と義務について、規範的な視点からアプローチするための視座を得た。本研究は、第一に、2006年度のニューヨークへのフィールドワークを基に、ワークフェアの現代的特徴を「管理」として捉えて分析するとともに、雇用可能であるが就労困難な福祉受給者がどのようにして職に就くことを求められるのかの一端を明らかにした。またTANF再承認後のワークフェアの動向をアメリカ全体の社会福祉のなかに位置づけるとともに、ワークフェアの本質が福祉権を要求する運動を封じ込めることにあることを指摘した。他方で、ワークフェアのアメリカからイギリスへの普及について「政策移転」の観点から分析するとともに、歴史を振りかえることによって所得保障構想とワークフェアの関連についても考察を行った。第二に、これまでの研究成果を博士論文に取りまとめて2008年3月に「ワークフェアの起源と変容-アメリカにおける福祉改革の動態についての政策分析」と題して提出した。序章では、国内外の先行研究を踏まえたうえで、ワークフェアの普及と強化が補完的に進行していくという仮説をたて「政策移転」の分析視角を打ち出した。第1章から第4章では、1960年代から1970年代初頭までのAFDC政策を基に、ワークフェアの起源を明らかにした。第5章では、カリフォルニア州の事例をもとに、1970年代から1980年代にかけてのワークフェアの変容を分析し、第6章では、ニューヨーク市の事例をもとに、1990年代のワークフェアの特徴を考察した。他方で、第7章で、ワークフェアがイギリスに普及するなかでどのように変容したのかを論じ、終章では、日本への政策的含意を述べた。
日本仏教の国際ボランティアと国内におけるNPO・NGO団体の組織化に関する研究

本研究の目的は,日本の仏教団体によるアジア諸国におけるボランティア活動・支援事業を調査し,その国際援助活動が日本国内における社会福祉,NPO・NGO活動の発展に如何なる影響を与えているのかを考察することである。本年度,カンボジア,台湾,韓国とインドにおける日本仏教のボランティア活動について調査を行った。曹洞宗のシャンティーボランティア会(SVA),RACK,四方サンガなどの仏教系NGOによる国際支援活動が調査対象になっていた。これらの仏教系NGOは主にタイ,カンボジアとその他の東南アジアの国々で難民救済活動,スラムや農村開発事業,図書館・学校建設のような教育支援事業を行っている。台湾では,International Network of Engaged Buddhist世界大会に出席し,台湾仏教(仏光山,慈済会など)による社会活動について調査を行った。韓国では,仏教による社会活動そして日本の新宗教団体の社会活動,平和運動などを見学した。仏教系新宗教団体,例えば創価学会,立正佼成会と大乗教によるインドでの支援事業についても調査を行った。創価学会のインド支部は,布教活動の傍らに様々な社会活動,例えばインドの学校では平和教育を推進している。立正佼成会と大乗教は救貧活動と農村開発に取り組んでおり,そのためにインドの農村では,病院や学校を建設し,また農民自立支援プロジェクトを実施している。日本の仏教団体は海外でのボランティア事業をNGOやNPOという法人組織を設立して行うというような傾向が高まりつつである。例えば,「アーユス・仏教国際協カネットワーク」という仏教系NPOは,日本国内でのNPOやNGO団体を支援するために設立されたのである。要するに,日本仏教による国際協力活動が国内でもボランティア活動やNGO・NPO運動を促し,市民社会への貢献するものとして認められるのである。本研究の目的は、日本の仏教団体によるアジア諸国におけるボランティア活動・支援事業を調査し、その国際援助活動が日本国内における社会福祉、NPO・NGO活動の発展に如何なる影響を与えているのかを考察することである。本年度、東南アジアとインドにおける日本仏教のボランティア活動について調査を行った。曹洞宗のシャンティーボランティア会(SVA)、仏教救援センター(BAC)、蓮華院国際協力協会などによる国際支援活動が調査対象になっていた。これらの仏教系NGOは主にタイ、カンボジアとその他の東南アジアの国々で難民救済活動、スラムや農村開発事業、図書館・学校建設のような教育支援事業を行っている。さらに、仏教系新宗教団体、例えば創価学会、立正佼成会と大乗教によるインドでの支援事業についても調査を行った。創価学会のインド支部は、布教活動の傍らに様々な社会活動、例えばインドの学校では平和教育を推進している。立正佼成会と大乗教は救貧活動と農村開発に取り組んでおり、そのためにインドの農村では、病院や学校を建設し、また農民自立支援プロジェクトを実施している。例えば、「アーユス・仏教国際協力ネットワーク」という仏教系NPOは、日本国内でのNPOやNGO団体を支援するために設立されたのである。要するに、日本仏教による国際協力活動が国内でもボランティア活動やNGO・NPO運動を促し、市民社会への貢献するものとして認められるのである。18年度の研究は、日本仏教団体の国際協力活動における外国の仏教団体および現地のNPO・NGOとの交流ということに焦点を当てていた。そしてこうした国際協力活動を通じて日本仏教による現地での「拠点」つくりについても考察を行った。そのために、インド、タイそしてバングラデシュにて日本仏教の国際協力について調査を行った。8月と9月にはインドとバングラデシュで日本仏教団体による教育、医療そして開発の分野における支援事業を見学し、関係者に聞き取り調査を行った。インドのブッダガヤでは「日本仏教保育協会」が現地の貧困家庭の子供のための保育園「菩提樹学園」を運営しており、アジアの子供たちのために「生命尊重募金」を行っている。また、「国際仏教興隆協会」がブッダガヤで印度山日本寺を建設し、その境内に現地の人々のために無料診療所「光明奉施寮院」を設立している。この研究調査の結果は「感化事業、社会福祉、海外支援活動--仏教感化救済会系教団にみられる近代仏教福祉の発展過程--」(『日本仏教社会福祉学会年報』第37号、2006年9月。)に報告されている。バングラデシュで小数派である仏教者・僧侶らと協力、人権運動への支援、仏教文化の保護活動を行っている。ここでは、仏教系NPO・NGOおよび仏教僧侶による慈善事業への金銭的・人事的支援を行っている。タイでは、昨年に続いて本年も日本の仏教団体による大都市のスラムそして都外で行われる社会改善運動、開発事業について調査を行った。特に現地の仏教団体との協力に注目し、日本仏教団体の関与が現地の仏教徒の社会運動に与えた影響について調査を行った。

韓国では,仏教による社会活動そして日本の新宗教団体の社会活動,平和運動などを見学した。仏教系新宗教団体,例えば創価学会,立正佼成会と大乗教によるインドでの支援事業についても調査を行った。創価学会のインド支部は,布教活動の傍らに様々な社会活動,例えばインドの学校では平和教育を推進している。立正佼成会と大乗教は救貧活動と農村開発に取り組んでおり,そのためにインドの農村では,病院や学校を建設し,また農民自立支援プロジェクトを実施している。日本の仏教団体は海外でのボランティア事業をNGOやNPOという法人組織を設立して行うというような傾向が高まりつつである。例えば,「アーユス・仏教国際協カネットワーク」という仏教系NPOは,日本国内でのNPOやNGO団体を支援するために設立されたのである。要するに,日本仏教による国際協力活動が国内でもボランティア活動やNGO・NPO運動を促し,市民社会への貢献するものとして認められるのである。
人工衛星の赤外画像および高度計データを基にした日本海の海洋力学に関する研究

1.衛星により得られた日本海の種々のデータを統合し以下のデータセットを作成した。尚、現在もデータの収集・統合を継続している。(1)NOAA衛星によるMCSSTイメージ(期間: 1993-1995),(2) TOPEX/PoseidonとERS-1による海面高度データ(コロラド大学と共同)(期間: 1993),(3) ARGOSドリフタ-のデータ(期間: 1993-1994),(4) CREAMS航海観測および舞鶴海洋気象台によるCTD観測データ(期間: 1993-1995)2. MCSST法による海表面水温(SST)分布にウエーブレット変換(WT)を適用し、亜寒帯フロント,中規模渦,ストリーマ-等を明瞭に抽出し、更に季節によりそのSSTパターンに差異があることを示した(秋季には曖昧、春季には明瞭なSSTパターンであった)。スペクトル解析の結果SST分布は10100kmの水平スケールでは、秋季には三次元的混合、春季には地衡乱流的構造の特性を取ることが見出された。3.海面高度アノーマリ分布とSST分布とを互いに補完させ、比較して、日本海の北部と南部での中規模擾乱の特性の違いを示した。秋季には北部での中規模変動は海表面高度への影響が比較的小さな浅い構造である。南部では傾圧的中規模構造がこの比較で推定できる。またドリフタ-データやCTD観測結果との関連が示された。4.南カリフォルニア大学と共同して、衛星データから海洋の力学的情報を抽出する手法を開発し、北太平洋での冬季のSST分布に適用した。移流・拡散方程式にインバージョンに関連してML (Maximum likelihood)評価法を発展させ、トレーサー分布の時間変化からインバージョンにより、表面流速分布や拡散係数を見積った。温度拡散係数の見積りでは、東西成分(Dx),南北成分(Dy)の比が海域により異っている。東太平洋ではDyがDxの23倍の大きさであるのに対し、西太平洋、特に黒潮・黒潮続流域ではDxが卓越している。
分泌型 microRNA を介した胃癌間質相互作用と上皮間葉転換(EMT)

癌細胞の遺伝子異常のみならず、腫瘍組織内における癌細胞周囲の微小環境の重要性が指摘され、また癌細胞の間葉系への形質転換が浸潤転移に深く関わることが知られている。一方microRNA(miRNA)による遺伝子発現制御が癌細胞の生物学的特性に大きな影響を及ぼすことが明らかとなってきた。近年、小胞を介して細胞外に分泌された分泌型miRNAが体液中においても安定して存在していることが報告され、その生物学的意義が注目されている。本検討では癌間質におけるmiRNA発現情報を網羅的、体系的に解析し、分泌型miRNAの胃癌間質相互作用と上皮間葉転換(EMT)における役割を明らかにする。本検討では癌間質におけるmiRNA発現情報を網羅的、体系的に解析し、分泌型microRNA (miRNA)の胃癌における癌間質相互作用と上皮間葉転換(EMT)における役割を明らかにすることを目的とした。まず様々な組織型からなる胃癌切除症例20例の腫瘍部を用いて、マイクロアレイを用いて188種のmiRNAの発現レベルを解析し、他の組織型と比較してスキルス胃癌で発現が亢進しているmiRNAとして、miR-143、miR-145を同定した。同一サンプルを用いてqRT-PCRでも検討を行ったところ、同様の傾向が確認された。9種の胃癌細胞株、同一患者から樹立された4種の正常胃粘膜部間質由来線維芽細胞株(Nf)及び胃癌部間質由来線維芽細胞株(Caf)におけるmiR-143、miR-145の発現を検討したところ、胃癌細胞株と比較して線維芽細胞株では高いレベルの発現が認められた。またNfと比較し、Cafでは2-5倍程度の高い発現を示した。胃癌細胞株に対して脱メチル化剤(5-Aza)処理を行うと、miR-143、miR-145の発現レベルの回復が見られたことから、胃癌細胞株におけるmiR-143、miR-145の発現低下へのDNAメチル化の関与が推測された。さらにELISAによる培養液中の分泌分子の検討では、胃癌細胞株にmiR-143を強制発現させることによって、TGF-βの分泌量が低下することを明らかにした。胃癌の罹患数はアジア地域が世界の50%以上を占めており、我が国における研究の推進が求められている。癌細胞における遺伝子異常のみならず、腫瘍組織内における癌細胞周囲の微小環境の重要性が指摘されている。一方近年microRNA(miRNA)の生体内における重要性が明らかになった。またexosomeと呼ばれる小胞を介して細胞外に分泌型miRNAとして放出され、体液中においても安定して存在していることが報告され、その生物学的意義が注目されている。本研究では癌間質におけるmiRNA発現情報を網羅的、体系的に解析し、分泌型miRNAの胃癌間質相互作用と上皮間葉転換(EMT)における役割を明らかにすることを目的とした。まず無作為に抽出した胃癌切除症例20例の腫瘍部を材料にマイクロアレイを用いて188種のmiRNAの発現レベルを解析し、スキルス胃癌におけるmiR-143、miR-145の発現亢進を確認した。9種の胃癌細胞株、正常胃粘膜由来線維芽細胞株(Nf)、胃癌部由来線維芽細胞株(Caf)におけるmiR-143、miR-145の発現を検討したところ、胃癌細胞株と比較して線維芽細胞株では著明に発現が亢進しており、またNfと比較してCafの方が発現が亢進していた。胃癌細胞株にmiR-143を強制発現させると、形態学的には著変は認められず、細胞生物学的機能としては増殖能に変化は無いものの、浸潤能が著明に抑制された。加えてmiR-143はcollagen type 3の発現を制御しており、TGF-6はmiR-143の発現誘導に関与することを明らかにした。申請書に本研究の特色として挙げた3点のうち、(1)癌細胞、線維芽細胞の供培養後と、癌細胞、線維芽細胞各々を培養した場合の細胞内及び培養液中のmiRNAを比較する点、(3)癌間質相互作用の中でも特にEMTに焦点を絞って詳細な検討を行う点、に関しては、計画に基づいて検討を進めている。しかし、(2)間質細胞を抗体を用いて細かく分離し、各コンポーネントにおいて遺伝子及びmiRNAの発現を網羅的に解析する点、に関しては、現在も検討を行っているが、まとまったデータを得るに至っていない。以上より、やや遅れていると考えられる。基本的には、本年度と同様に申請書類に記載した内容に関して検討を行うものとする。

近年分泌型miRNAはexosome中に豊富に含まれており、exosomeを介してmiRNAの授受が行われるという報告が相次いでいる。回収したexosome分画を培養液中に添加した際の胃癌細胞への取り込みに関して、先行論文(Commun. Integr. Biol. 2010 Sep-Oct: 3(5): 471-481)にならってPKH67の標識によって検討する。またmiR-143、miR-145の細胞内への取り込みをモニターできる実験系(GFP-tagged vector等)を用いて、強制発現系での詳細な検討を行う予定である。一般試薬としてはピペットチップ、エッペンドルフチューブの他、各種Buffer作成のための試薬が該当し、遺伝子工学試薬としては各種primer、制限酵素、逆転写酵素等が該当する。PCR消耗品としては、taq polymeraseやqRT-PCRで使用するSYBRGREEN等が該当する。また解析対象とした分子の組織学的な検討のために、免疫組織学的な検討が必要であり、一次抗体、二次抗体、発色試薬等を組織染色試薬として購入する予定である。
アミノ酸代謝に着目したラット着床前胚の新たな体外培養法の開発

実験動物のラットは、着床前胚の体外培養が難しい。ラット胚の体外培養において、その発生を抑制している要因とメカニズムを探り、ラットの着床前胚の体外発生と着床後の発生(出生)を高効率化する体外培養法を確立したい。いくつかの動物種において、エネルギー代謝、酸化ストレス、アミノ酸代謝が胚の着床後の発生に影響を及ぼすという報告がある。本年度は、ラットの体外培養胚の発生に悪影響を及ぼしている因子を探るために、酸化ストレス、エネルギー代謝、アミノ酸代謝を解析することを計画した。体外発生したラット胚をDHE染色することにより、DNAの酸化状態を観察した結果、培地中のアミノ酸により酸化状態が変化することを見出した。このことから、少なくとも、体外培養したラット胚は、培地中のアミノ酸によって、DNAの酸化状態に影響を受けることがわかった。一方、ラット胚のDNAの断片化状態をコメットアッセイにより検出した結果、体外発生した胚のDNAは、体内発生した胚よりも断片化が進んでいた。このことは、ラットの体外培養胚の着床後の発生を抑制している一つの要因ではないかと考えられる。さらに、培地中のアミノ酸組成を変化させることにより、体外発生胚のDNAの断片化を軽減させることがわかった。これらのアミノ酸によるDNAの断片化軽減効果とDNAの酸化状態の変化に関連性が存在するのかどうかが興味深い。ラット胚のミトコンドリアにおけるROSの産生を観察した結果、体内発生胚と体外発生胚において、そのROSの産生に差があることがわかった。これは、体外発生胚と体内発生胚のエネルギー産生に違いがある可能性を示唆している。また、ラット胚を体外培養した培地をHPLCに供することにより、培地中のアミノ酸の増減を分析した。計画していたラット胚における酸化ストレス、エネルギー代謝、アミノ酸代謝の分析実験はおおむね終了し、それぞれの関連について解析中である。本年度に得られた知見の一部は、第66回日本実験動物学会総会にて発表予定である(タイトル:体外培養したラット受精卵のDNA損傷, 2019年5月15日17日)。本年度に得られたデータから、体外培養したラット胚においては、酸化ストレスやエネルギー代謝がその発生に関与している可能性が示唆された。さらに、培地中のアミノ酸が、胚の酸化ストレスに影響を与える可能性があることがわかった。特に、体外発生したラット胚と体内発生したラット胚では、エネルギー産生に違いがある可能性が示唆され、興味深い。このことが、ラット胚の発生を抑制している要因とメカニズムを探りラット胚の体外発生と着床後の発生(出生)を高効率化するという本研究の目的に繋がるのではないかと予想している。したがって、今後は、特にラット胚のエネルギー産生に焦点を当てて、ラット胚の発生を抑制するメカニズムとの関連性を探りたい。
リグニン系生体機能素材の設計とその応用に関する研究

濃酸-フェノール媒体系相分離処理プロセスを応用し,各種植物体の天然リグニンよりフェノール活性および機能の異なるリグニン素材(リグノフェノール誘導体)を合成するとともに,その生体物質に対するアフィニティーおよびその発現メカニズムを構造との相関において考究した。さらに生体機能素材としての活用に関し基礎的に検討を加えた。活性フェノール系ネットワーク構造を有するリグノフェノール誘導体が,従来のリグニン試料に対し5100倍の高タンパク質吸着活性を発現していることを見出した。この機能発現には,側鎖導入フェノール核のフェノール活性およびその分子内配向が重要に寄与していること,最大アフィニティーはタンパク質の等電点付近で発現し,タンパク質の種類にほとんど影響されないこと,さらに形成された複合体は水系において安定である一方,非水系では完全に分離することを示し,安定かつ強固な複合体形成には両者間の疎水的相互作用が重要に関与していることを明らかにした。リグノフェノール誘導体のタンパク質吸着活性は,側鎖導入フェノール核の選択,その2次的疎水性コントロトールにより制御可能であり,さらにリグニン芳香核のミグレーションを伴う分子の2次的再配列により,従来のリグニン試料に対し約70倍までその活性を増幅させ得ることを示した。リグノフェノール誘導体に固定化された酵素は,遊離酵素に匹敵する活性と特性を保持していること,その特性がリグノフェノール誘導体の特異的酵素固定化形態(高分子量タンパク質へのリグノフェノール誘導体の疎水的吸着)に基づくことを明らかにした。酵素の迅速かつ容易な固定化,その完全脱着特性から,バイオリアクターシステムにおけるリサイクル型酵素固定化担体としての活用を提案,その特性を既存の酵素固定化担体と比較,評価した。本年度は,各種植物体から相分離プロセスによりリグノフェノール誘導体を合成するとともに,そのタンパク質に対するアフェニティーを従来のリグニン試料と比較,その構造と吸着活性相関に検討を加えた。リグノクレゾールは,従来のリグニン試料と比較し約510倍の極めて高いタンパク質アフィニティーを示した。リグノクレゾールの構造的特性は,針葉樹および広葉樹いずれにおいても樹種間で大差なかったが,そのBSA吸着活性は起源樹種により異なり,明確な樹種特性が認められた。また,BSA,γ-グロブリン,ヘモグロビン,β-グルコシダーゼいずれに対しても,その等電点付近で吸着活性は最大となり,最大吸着量にも全てのタンパク質に対してほとんど違いは認められなかった。リグノフェノールの場合,BSA吸着活性は導入フェノール誘導体の構造にあまり影響されず,いずれも8090mg/g ligninに収束した。一方,リグノポリフェノールのBSA最大吸着能は,リグノモノフェノールと比較すると大幅に高く,特にカテコール,レゾルシノール,ピロガロール導入物では5倍以上の吸着活性を示した。多価フェノールにおける水酸基の分布に関しては,o-,m-,p-置換体の順にタンパク質アフェニティーは低下した。またアルキル置換基の導入により親和性の低下が認められ,芳香核への疎水基の導入はタンパク質吸着能を低下させることが明らかとなった。リグノモノフェノール・タンパク質複合体はpHを変動させても全く安定であり、吸着現象には電荷に影響されない因子,すなわち疎水結合が重要な役割を果たしていると考えられた。本年度は,天然リグニンより誘導したリグノフェノール誘導体の酵素固定化特性およびその機能を,分子構造との相関において考究するとともに,その生体機能素材(バイオリアクター坦体,アフィニティークロマト用素材など)としての活用に関し基礎的に検討を加えた。リグノフェノール誘導体のタンパク質吸着機能発現には,側鎖フェノール核の構造のみならず,そのリグニン分子内での配向が重要に関与していること,フエノール性水酸基は,水系におけるリグニンの分散性向上,タンパク質との初期親和性に重要であり,水系でのリグノフェノール誘導体-タンパク質間の安定で強固な複合体形成には,さらに両者間の疎水的相互作用が重要であることを明らかにした。

リグノフェノール誘導体のタンパク質吸着活性は,導入フェノール核の選択,その2次的疎水性コントロールにより制御可能であり,さらにリグニン芳香核のミグレーシヨンを伴う分子の2次的再配列により,従来のリグニン試料に対し約70倍までその活性を増幅させ得ることを示した。リグノフェノール誘導体に固定化された酵素は,遊離酵素に匹敵する活性と特性を保持していること,その特性がリグノフェノール誘導体の特異的酵素固定化形態(高分子量タンパク質へのリグノフェノール誘導体の疎水的吸着)に基づくことを明らかにした。酵素の迅速かつ容易な固定化,その完全脱着特性から,バイオリアクターシステムにおけるリサイクル型酵素固定化坦体としての活用を提案,その特性を既存の酵素固定化担体と比較,評価した。
人間活動による植生変化とその気候変動に及ぼす影響評価

1)多数のパソコンをネットワークを介して並列に結合することで,多量のGACデータを効率的に自動処理するシステムを開発し,GACデータの処理を開始した。一年分のデータを約1ヵ月で処理することが可能となった。2)東南アジアを対象にして,ランドサット画像を自動モザイクし,さらにランドサット画像にNOAA画像を組み合わせることで,土地被覆分類をより効率的に,かつ正確に行う手法を開発した。時系列ランドサット画像から土地被覆変化を抽出する作業を行っている。3)土地被覆分類結果や,植生分類結果の現地検証用データとして撮影された地上写真を,ネットワークを介して分散データベースとして構築する為のソフトウェアを開発し,データベース化を行った。これにより,それぞれの撮影者が別個に作成したデータベースを統合的に共有することが出来る様になり,地上写真データを容易に蓄積することが可能となった。4)衛星データから時系列に得られた植生指標を,さらに気温や降水量のデータと組み合わせることにより,植生の季節変化と環境条件(気温,降水量)の空間的,時間的相関関係を明らかにすることが出来た。ユーラシア大陸では,特に寒冷地となる東シベリア地域では,森林が緑となるのが最も遅いものの,落葉するのも最も遅いこと等興味深い発見があった。5)土地の農業生産性推定を基礎とする土地利用変化の推定モデルに関して,そのフレームワークが確立され,タイ国を対象として検証を行った。また,生産性の推定の基礎としてアジア地域で最も重要な穀物である水稲に関する生産性推定モデルを開発した。6)衛星画像から推定される植生指標の信頼性を改善する為に,大気補正手法,地形補正手法などを開発し,実装を行い,NOAAデータから定期的に植生データを作成し,コンポジット画像を作成している。さまざまな分解能、観測頻度をもつ衛星データ、さらに地上観測データをデータベース化する、マルチレベルデータベースの構築準備が整った。マルチレベルデータベースへの入力される個々のデータ、及びデータベースシステムについての研究成果は以下のとおりである。1)インドシナ半島の広域をカバーするLANDSAT画像のモザイク処理を自動化するための手法を開発。従来、モザイク処理を行なうための幾何補正は、単一の画像を個別に行うことが一般的であった。本手法では、GCPの自動取得から複数画像のエッジ部分の接合に至までを自動化することに成功した。これにより、インドシナ半島のLANDSATモザイク画像の早期完成が可能となった。2)NOAA衛星GACデータ全球モザイク画像の自動生成システムがほぼ完了した。GACデータは全球カバーの日毎の未処理データとして存在するため、膨大な量の幾何補正、モザイク処理を行う必要がある。本研究によって自動処理が可能となった。3)地上調査データの収集システムを構築。草原における二方向性反射特性を計測するシステムを構築した。また、リモートコントロール・ヘリコプターを使用した地表100mからの地表面分光反射データの収集システムを構築した。さらに、モンゴル草原においてこれらのシステムを用いたデータの収集・解析を行った。その結果、NOAA衛星データの補正を行うための基礎データの収集が可能であることが判明した。4)アジアにおける人口分布を衛星データから推定するアルゴリズムをDMSP衛星のOLSセンサデータを用いて検討した結果、地域の経済発展状態によってモデルを作成すれば、OLSセンサデータから入口分布を推定可のであることが分かった。5)上記1)から4)の各レベルのデータを統合化し、ネットワークを通じて相互利用するためのデータベースシステムの構築を行った。現在、各レベルの衛星データを検索、利用できるシステムが完成している。1年分のデータを約1ヶ月で処理することが可能となった。

2)東南アジアを対象にして,ランドサット画像にNOAA画像を組み合わせることで,土地被覆分類をより効率的に,かつ正確に行う手法を開発し,時系列ランドサット画像から土地被覆変化を抽出する作業を開始した。3)土地被覆分類結果や,植生分類結果の現地検証用データとして撮影された地上写真を,ネットワークを介して分散データベースとして構築するためのソフトウェアを開発し,データベース化の作業を開始した。これにより,それぞれの撮影者が別個に作成したデータベースを,統合的に共有することができるようになり,地上写真データを容易に蓄積することが可能となる。4)衛星データから時系列に得られた植生指標を,さらに気温や降水量のデータと組み合わせることにより,植生の季節変化と環境条件(気温,降水量)の空間的,時間的相関関係を明らかにすることができた。ユーラシア大陸では,特に寒冷地となる東シベリア地域では,森林が緑となるのが最も遅いものの,落葉するのも最も遅いことなど興味深い発見があった。5)土地の農業生産性推定を基礎とする土地利用変化の推定モデルに関して,そのフレームワークが確立され,タイ国を対象として検証を行った。また,生産性の推定の基礎としてアジア地域で最も重要な穀物である水稲に関する生産性推定モデルを開発した。6)衛星画像から推定される植生指標の信頼性を改善するために,大気補正手法,地形補正手法などが開発された。これによりNOAAデータから定期的に植生データを作成し,コンポジット画像を安定的に作成することが可能になった。1)多数のパソコンをネットワークを介して並列に結合することで,多量のGACデータを効率的に自動処理するシステムを開発し,GACデータの処理を開始した。一年分のデータを約1カ月で処理することが可能となった。2)東南アジアを対象にして,ランドサット画像を自動モザイクし,さらにランドサット画像にNOAA画像を組み合わせることで,土地被覆分類をより効率的に,かつ正確に行う手法を開発した。時系列ランドザット画像から土地被覆変化を抽出する作業を行っている。3)土地被覆分類結果や,植生分類結果の現地検証用データとして撮影された地上写真を,ネットワークを介して分散データベースとして構築する為のソフトウェアを開発し,データベース化を行った。これにより,それぞれの撮影者が別個に作成したデータベースを統合的に共有することが出来る様になり,地上写真データを容易に蓄積することが可能となった。4)衛星データから時系列に得られた植生指標を,さらに気温や降水量のデータと組み合わせることにより、植生の季節変化と環境条件(気温,降水量)の空間的,時間的相関関係を明らかにすることが出来た。ユーラシア大陸では,特に寒冷地となる東シベリア地域では,森林が緑となるのが最も遅いものの,落葉するのも最も遅いこと等興味深い発見があった。
クロロフィル蛍光を用いた新規薬剤スクリーニング法の開発

医薬・農薬などを新規に開発するために、さまざまな化学物質の生理機能活性をスクリーニングする新規な方法を開発することを目的として研究を行った。単細胞の光合成生物であるシアノバクテリアを材料として用い、光合成生物が持つクロロフィルの蛍光を利用することにより、さまざまな薬剤が細胞内の代謝系に及ぼす影響を解析した。その結果、細胞内の中間代謝産物を添加した場合に、代謝系によってその応答が異なることが明らかとなり、薬剤の評価にクロロフィル蛍光を用いることが可能であることが明らかとなった。本研究においては、近年急速に整備されている化合物(化学物質)ライブラリから生理活性のある薬剤をスクリーニングする新奇の方法を確立することを目的としている。スクリーニングに用いる生物材料として原核光合成生物であるシアノバクテリアを用い、生理作用をクロロフィル蛍光挙動としてモニターするという植物生理学的な手法を導入すし、「その化合物の多様な機能活性への影響の有無」と「その化合物の標的候補(遺伝子)」という異なる二つの情報を、一回の操作で明らかにする新しい考え方の薬剤スクリーニングシステムの構築を目指している。平成24年度は、光合成とそれ以外の代謝系の相互作用によるクロロフィル蛍光への影響を把握するために、呼吸の電子伝達に関与するNDH複合体のサブユニットをコードする遺伝子破壊株と、呼吸の末端酸化酵素複合体の阻害剤であるシアン化カリウムを用いて、解析を行なった。そのい結果、呼吸の電子伝達鎖の上流に位置するNDH複合体の機能不全は、その下流のプラストキノンプールの酸化を通して光合成のステート状態に影響を及ぼし、結果としてクロロフィル蛍光挙動に大きな変化が現れることが明らかとなった。さらに、この変化は、呼吸の電子伝達鎖の最下流に位置するNDH複合体をシアン化カリウムで阻害することによって解除される。また、クロロフィル蛍光の変化に伴い、通常用いられる光合成速度のクロロフィル蛍光による見積もりが不可能になることも明らかとなった。このことは、シアノバクテリアにおける光合成速度の見積もりに大きな問題点を投げかけることになった。今年度の研究成果により、少なくとも呼吸系に関しては、光合成系との関連のメカニズムが明らかとなり、呼吸系の阻害剤との関わり方についても情報が得られた。平成25年度は、プレート上にパッチ状に生育させたシアノバクテリア細胞に数十種類の薬剤溶液を滴下し、二次元蛍光カメラにより各パッチからの蛍光を経時的に測定することにより、各種薬剤の細胞内代謝系への影響を評価した。この結果、アミノ酸では試した20種のほとんどで特徴的な蛍光挙動変化が見られた一方、有機酸の場合は試した7種でいずれも変化が認められなかった。この結果は、アミノ酸代謝経路の中間代謝産物と、クエン酸回路の中間代謝産物では、クロロフィル蛍光、すなわち光合成系に対する影響が大きく異なることを示しており、細胞内の代謝系の相互作用が、調べた時間範囲(15-30分)においては大きくないと結論できる。糖の場合はグルコースで特徴的な変化が見られ、解糖系とアミノ酸合成系の相互作用も大きくないと推定される。スクリーニングに用いる生物材料として原核光合成生物であるシアノバクテリアを用い、生理作用をクロロフィル蛍光挙動としてモニターするという植物生理学的な手法を用いる。今年度は、まず、昨年度までに構築していたシアノバクテリアの蛍光挙動データベース(Fluorome)に、これまでに測定を重ねてきたシアノバクテリアのクロロフィル蛍光データを追加して登録し2011年10月にバージョン2として公開した。この結果、登録されたシアノバクテリアの遺伝子破壊株の数は、全ゲノムの遺伝子の23%強に相当するまで増やすことができた。データベースははFluoromeとして独自サイトからデータベースを公開(http://www.photosynthesis.jp/fluorome/)してきたが、今年度は4月に発足したJSTに拠点をおくバイオサイエンスデータベースセンターにも最新データを寄託し、そこから興味を持ったものが自由に全データをまとめてダウンロードすることを可能にした。化合物スクリーニングに関しては、現在野生型に阻害剤を加えた場合のクロロフィル蛍光データを取得中であり、現時点では公開していないこれらのデータも、今後も公開する予定である。来年度以降は、これらのデータベース解析により、化合物スクリーニングの可能性を探る予定としている。

最終的には、「その化合物の多様な機能活性への影響の有無」と「その化合物の標的候補(遺伝子)」という異なる二つの情報を、一回の操作で明らかにする新しい考え方の薬剤スクリーニングシステムの構築を目指している。スクリーニング方法の確立という意味では、大きな進展はないが、呼吸と光合成の相互作用について大きな発展があり、論文発表にまで至った。データベースの拡充は予定通り進行している。また、公開はしていないが、野生株に薬剤を添加した場合のクロロフィル蛍光挙動のデータも取得している。ただし、それらの解析によって実際に薬剤スクリーニングの系を確立することができるかどうかについては、今後の研究の進展に依存する。シアノバクテリアにおける光合成と呼吸の相互作用の理解について大きな進展が得られたので、その部分をさらに発展させ、代謝系の相互作用の総合的な理解を目指す研究も推進する予定である。基本的には、遺伝子破壊株のクロロフィル蛍光挙動データの取得を進めるともに、野生株に薬剤を添加した場合のクロロフィル蛍光挙動を幅広い範囲の薬剤について行なうことを目指している。現在は、遺伝子破壊株のみにとどめているデータベースの公開も、次年度には、薬剤添加データについても検討する。研究費は、シアノバクテリアの培養などに利用する消耗品費、および光合成などを測定する機器の物品費に充当する予定としている。主に、消耗品として充当する予定である。
表面超強加工による高機能ナノ組織表層の創出とトライボロジー特性の向上

極めて大きな塑性ひずみを与える超強加工により作製可能となったナノ/サブミクロン微細結晶粒材料は、合金元素に頼らずに高強度であるため次世代の構造材料として注目されている。とくに摩擦の影響を受けた材料表面には、ひずみ勾配をもつ巨大塑性ひずみによりナノ組織が形成され、摩擦加工は表面を対象にした超強加工の一種である。したがって、工具を材料表面に押し付けながら相対運動を与える摩擦加工(滑りバニシング)を行えば、材料表面が超微細化・ナノ組織化して硬度が上昇し耐摩耗性が飛躍的に向上すると考えられる。そこで、最適な加工条件を見出し摩擦摩耗特性に優れた加工表層を開発し、トライボロジー分野への応用を目指す。