hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
関節リウマチ・強皮症におけるβ1インテグリン関連分子の病態生理的意義の研究

Bシグナル系とCas-Lの相互作用及びその病態生理的意義の解析:Cas-LがIL-1,TNF一α等の炎症性サイトカインのシグナル伝達に重要なNF-κB系の中心に位置するIKK-α,βと結合することを明らかにした。また、定量PCR法により、骨の破壊やリモデリングに関与する破骨細胞への分化誘導性サイトカインであるRANKLにより、p130Casの発現上昇とCas-Lの発現低下を見出した。3)強皮症におけるTGF-β/Smadシグナル系とCas-Lの相互作用とその病態生理的意義の解析:293T細胞を用いた過剰発現系とヒト肝癌細胞株Huh-7における、Smad6,7とCas-Lの結合と共局在を明らかにした。siRNAを用いた解析により、Cas-LとSmad6,7との相互作用は、TGF-βの細胞増殖抑制作用及び転写活性化作用を亢進することを明らかにした。TGF-βは強皮症におけるcollagen産生に対して重要な役割を果たす多機能サイトカインであり、その病態形成にけるCas蛋白の役割の解明が急務である。
新時代の保健体育授業モデルを活用した「よい体育授業」を創るための授業づくり支援

1研究の目的本研究では、体育を専門とする教師だけでなく、体育の授業に関わる誰もが「よい体育授業」を創るための授業づくり支援のあり方について考察することを目的とした。2研究の方法小、中学校にて体育の授業を行っている教師を対象とし、体育の授業づくりの過程において、教師が対応すべき課題、体育の授業づくりに関する研修の実態の把握のためにアンケート調査を実施した。それらの結果から、誰もが「よい体育授業」を創るための授業づくり支援のあり方について考察した。3研究の成果アンケート調査対象者を、学んだ大学、大学院の学部・学科で、小学校教師体育専門外(属性1)、小学校教師体育専門(属性2)、中学校教師(属性3)とし、3つの属性別に調査結果を検証した。その結果、体育の授業づくりの過程において、教師が対応すべき課題に対し、体育専門外である属性1は、教科内容に関する指導技術、授業の構成、学習活動における即時的対応で意識が低い傾向がみられた。また小学校教師(属性1、2)は、授業の展開場面での音声・表情・所作等、中学校教師(属性3)は授業の展開場面での学習環境づくりでそれぞれ意識が高い傾向がみられた。さらに、学習指導要領の内容の理解、板書・掲示物の活用、個への支援計画においては、すべての属性で意識が低い傾向がみられた。これらの授業づくりを支える研修の実態として、すべての属性で多くの教師が体育の授業づくりに興味があり、個人研修を必要としていた。しかし日常の業務で時間がなく、研修の時間があまりとれていないことが明らかになった。これらの調査結果から、体育の授業づくりに関する各属性の傾向、研修の実態を捉え、授業づくりの過程(構想・展開・評価・改善)に沿って、教師が対応すべき課題に対する実践例の資料を3つの属性別に作成することで、体育の授業に関わる誰もが「よい体育授業」を創るための授業づくり支援になると考える。
レシプロエンジン燃焼過程ビューアの開発

本研究ではレシプロエンジン内で生じる着火燃焼現象を捉える方法として,マイクロフローリアクタ(MFR)を取り上げ,着火遅れ時間を簡便に推定する手法を検討した.具体的には,「Livengood-Wu積分」を用いて着火位置情報と着火遅れ時間とを結びつける推定手法を提案した.燃料にノッキングを評価する際の標準燃料であるノルマルヘプタンとイソオクタンの混合燃料を用いた実験を行った.これらの実験の結果,MFRでは非常に希薄な予混合気でも着火画像を得ることができ,他の数値計算や実験では得ることが難しい,スーパーリーンバーン条件での着火遅れ時間の見積りが可能になるのではないかということが示唆された.本研究では,レシプロエンジンにおける複雑で高速な燃焼過程を理解するための「レシプロエンジン燃焼過程ビューア」の開発を行う.1年目にあたる平成27年度は,着火燃焼現象に着目し,マイクロフローリアクター(以下,MFR)中に形成される火炎とエンジン内の自着火現象を関連づけることを試みた.まず,先行研究を参考に,水素平面火炎バーナによって外部から定在温度分布を与えたMFRを製作し,定在火炎が形成されることを確認した.次に,メタン,プロパン,ブタンについてMFR中に火炎を形成し,火炎画像を取得し,予混合気流速に応じて,強い発熱,発光を伴う安定した火炎であるNormal flameと微弱な発熱,発光を伴うWeak flameが観察された.着火遅れ時間の推定にあたっては,エンジンの着火時期の推定に用いられているLivengood-Wu積分を用いる方法を考案した.この推定手法を用いて算出した着火遅れ時間と文献値から得られた着火遅れ時間を比較した結果,MFRで形成されるWeak flameを用いて推定をした場合,Normal flameよりも文献値に近い値を得ることができたが,定量的な一致はみられなかった.また,実験から得られる火炎位置と詳細反応を考慮した0次元計算から得られる着火遅れ時間との相関を調べたところ,これらの間には相関がみられなかった.マイクロフローリアクターに形成される火炎(着火)は,0次元計算による着火とはメカニズムが異なると考えられる.レシプロエンジン燃焼過程ビューアについて,本年度はマイクロフローリアクターの設計および製作と,着火現象に関してLivengood-Wu積分を用いた着火遅れ推定手法の構築に注力した.当初,予混合気の流量によって火炎発生位置の制御を試みたが,火炎位置の制御が困難であった.これは予混合気自身からの発熱だけでなく,外熱によるエネルギー流入があるため,着火燃焼メカニズムが異なるためである.このメカニズムについて詳細に解明をする必要がある.本研究では,レシプロエンジンにおける複雑で高速な燃焼過程を理解するための「レシプロエンジン燃焼過程ビューア」の開発することを目的として研究を進めてきた.この「レシプロエンジン燃焼過程ビューア」を構成する要素として,マイクロフローリアクタを取り上げ,レシプロエンジン内で生じる着火燃焼現象を簡便に推定できる手法を検討してきた.これは,マイクロフローリアクタ中に形成される火炎の空間的な情報とエンジン内で生じる自着火現象の時間的な情報とをエンジンの着火遅れ時間の経験式として知られる,「Livengood-Wu積分」を用いて関連づけるものである.これまでに,1年目にあたる平成27年度は,強い発光を伴うNormal flameと微弱な発光を伴うWeak flameの火炎画像を取得し,着火遅れ時間の推定を試みた.燃料にはメタン,プロパン,ブタンとした.その結果,マイクロフローリアクタにおける着火位置情報(火炎画像)を用いて,推定した着火遅れ時間は,他の手法を用いて得られた着火遅れ時間(文献値)とは定量的な一致はみられなかった.そこで,2年目にあたる平成28年度は,Normal flameに注目し,着火の瞬間を含む長時間露光写真を用いて推定を試みた.その結果,平成27年度に取得した単なるNormal flame画像を用いた場合より,文献値に近い推定値が観察された.しかしながら,依然として参考にした文献値とは大きくかけ離れている.これは,マイクロフローリアクタ内で形成される着火燃焼現象が,レシプロエンジン筒内のものとは全く異なるものであり,別の現象としてとりあつかう必要があるためであると考えられる.本研究では「レシプロエンジン燃焼過程ビューアの開発」を目指し,平成27年度より,マイクロフローリアクタ装置設計・製作の後,実験から得られたデータから着火遅れ時間の推定を試みてきた.平成28年度は,推定手法の改善のためにしかしながら,マイクロフローリアクタにおける着火燃焼現象は,レシプロエンジン筒内の状況とは大きく異なるため,推定精度は文献値と比較した場合,著しく異なる結果となった.したがって,研究計画の見直しを要す.本研究では「レシプロエンジン燃焼過程ビューア」の開発することを目的として,ビューアのうち,レシプロエンジン内で生じる着火燃焼現象を捉える方法として,マイクロフローリアクタ(MFR)を取り上げ,着火遅れ時間を簡便に推定する手法を検討してきた.これまでに「Livengood-Wu積分」を用いて関連づけた着火遅れ時間の推定手法を提案してきた.平成27年度は,強い発光を伴うNormal flameと微弱な発光を伴うWeak flameの火炎画像を取得し,着火遅れ時間の推定を試みた.このときの燃料はメタン,プロパン,ブタンとした.その結果,MFRにおける着火位置情報(火炎画像)を用いて推定した着火遅れ時間は,他の手法を用いて得られた着火遅れ時間とは定量的な一致はみられなかった.そこで,平成28年度は,Normal flameに注目し,着火の瞬間を含む長時間露光写真を用いて推定を試みた.

その結果,前年に取得した結果より,文献値に近い推定値が観察された.これは,MFRに形成される火炎(着火)は,0次元計算による着火とはメカニズムが異なるからであると考えられる.そこで,平成29年度は0次元計算や他の実験結果との比較をするのではなく,MFRで得られた着火遅れ時間同士を比較することで,ある燃料の着火遅れ時間を評価する方針に変更をした.燃料には,ノッキングを評価する際の標準燃料であるノルマルヘプタンとイソオクタンの混合燃料を用いた実験を行った.なお,実験で得られた着火現象は,高温酸化反応に相当すると考えられる.これらの実験の結果,MFRでは非常に希薄な予混合気でも着火画像を得ることができ,他の数値計算や実験では得ることが難しい,スーパーリーンバーン条件での着火遅れ時間の見積りが可能になるのではないかということが示唆された.本研究ではレシプロエンジン内で生じる着火燃焼現象を捉える方法として,マイクロフローリアクタ(MFR)を取り上げ,着火遅れ時間を簡便に推定する手法を検討した.具体的には,「Livengood-Wu積分」を用いて着火位置情報と着火遅れ時間とを結びつける推定手法を提案した.燃料にノッキングを評価する際の標準燃料であるノルマルヘプタンとイソオクタンの混合燃料を用いた実験を行った.これらの実験の結果,MFRでは非常に希薄な予混合気でも着火画像を得ることができ,他の数値計算や実験では得ることが難しい,スーパーリーンバーン条件での着火遅れ時間の見積りが可能になるのではないかということが示唆された.申請段階ではレシプロエンジン燃焼過程ビューアは,マイクロフローリアクターと火炎伝播管から構成するものとしたが,これまでの研究から,マイクロフローリアクターにおける着火燃焼現象は,外熱によるエネルギーの流入があるために一般的に考えられる燃焼現象とは異なることがわかった.そのために,想定していたビューアの挙動を実現することができないため,研究目的達成のためには,まず,マイクロフローリアクターにおける着火燃焼メカニズムを明らかにする必要がある.メカニズム解明に当たっては,1次元理論解析を行う.解析手法としては,次元解析,漸近解析等を検討している.
紛争後の亀裂社会における地域開発の課題～モザンビークとルワンダを中心に

20年が経過したモザンビークとルワンダを事例に、日本も積極的に関わる冷戦後平和構築の現状と課題を明らかにしようと試みた。3年に亘る現地調査の結果、両国共に国レベルでは国際的に高い評価を獲得する一方、地域社会レベルでは亀裂解消は依然課題で一部に悪化/複雑化傾向がみられること、その背景に国家による選挙や開発政策を通じた地域社会への介入が深く関わっていることが明らかになった。以上から、暴力現場での亀裂解消は重要課題であり、地域社会に注目した平和構築研究や政策実施が求められる。【目的】本研究は、ポスト冷戦期に急増したサハラ以南アフリカ(以下、アフリカ)の紛争が地域社会に残した深い亀裂に注目し、1990年代初頭に導入されるようになった平和構築活動が、地域社会においていかなる課題と成果をもたらしたのかについて、モザンビークとルワンダを対象として、ザンビアを比較事例として用い、実証的に明らかにするものである。【計画実施状況】2009年度においては、研究実施計画通り、(1)当該研究の体制づくり、(2)文献調査、(3)ザンビア、ルワンダに関する研究懇談会、(4)現地調査(モザンビークで本調査、ルワンダで予備調査、ザンビアで比較調査)を行った。【成果】本年度研究遂行の結果として明らかになった点として、モザンビークにおいても、ルワンダにおいても、紛争後15年を経過して、民主化の定着が元紛争主体同士の対立と絡み、困難に直面している。と同時に、国家権力を掌握する側に紛争経験が利用される傾向が現われており、権威主義的な傾向が強まっていることが観察されている。この点については、2010年度に詳しく調査を行うものとする。また、ザンビアでの比較調査により、地域開発において、住民の主体的努力を中心に据えることの重要性が明らかになった。この点は、最終年度の提言に活かしたい。【意義・重要性】以上の予備的な結論は、ルワンダ研究、モザンビーク研究という個別の研究から徐々に言われ始めている点であるが、両国の比較研究はほとんど存在せず、「紛争後亀裂社会」という枠組みにおいての理論的な示唆は学術界で得られていない。また、学術的な成果を政策提言に反映させようという目的を有した研究は日本のアフリカ研究に少なく、本研究はユニークな試みとなっている。2010年度は、本研究において現地調査に専念する年(中間年)として位置づけられ、モザンビーク北部及びルワンダにおいて、それぞれ2村で調査票を使ったインタビュー調査を行った。まず、モザンビーク北部での長年の調査に基づき、暫定的な調査票を策定し、2村でのインタビュー調査を行った。その上で、調査票に改良を加え、ルワンダにおいて、複数人の通訳及び調査補助者の協力を得て、各村男女各19名のインタビュー調査を行うことができた。また、間接経費を活用して、現地の研究者の協力を得て、もう1村の男女各19名の調査を実施した。現在、データをまとめているところであるが、虐殺から16年が経過したルワンダにおいて、(1)地域社会において人々がどのような関係を築きながら日々の生活を送っているのか、(2)虐殺後のプロセスをどのように評価しているのか、(3)地域開発の課題をどうとらえているのかが明らかになった。このような調査は、過去及び現在のルワンダにおける微妙な政治状況により、採用することが難しかった手法であり、虐殺後のルワンダ研究の前進に大きく貢献する成果と考える。また、本年度は、モザンビークとルワンダの比較研究を文献調査に基づき実施した。最終年度の2011年度は、以上の調査結果の発表を通じて、多様な層の関係者から研究に対するアドバイスをもらうとともに、ルワンダでは調査のフォローアップを、モザンビークでは同類の調査を行う予定である。【研究目的・計画】ポスト冷戦期に急増したサハラ以南アフリカの紛争が地域社会に残した亀裂に注目し、モザンビークとルワンダを事例として現地調査を積み重ねてきた。本年度は本研究の最終年度にあたり、両国で最終現地調査を実施した。また成果取り纏めに向けて、代表者の研究蓄積が不十分なルワンダについて専門家を招いた連続勉強会を開催し、先行研究の精読と活発な議論を行う一方、暫定調査結果について学会等で発表を行った。さらに、政策への成果還元を念頭に置き、実務担当者との意見交換なども活発に行った。【研究成果】いずれの調査対象地でも、外部者による直接的な平和構築活動の影響は限定的(国連による難民帰還支援とNGOによる貧困層対策に留まる)で、地域社会により影響を及ぼしたのは、モザンビークでは複数政党制選挙、ルワンダではガチャチャ裁判であった。それぞれ、紛争後の「処理」と「未来」の両方を見据えて新しく導入された政策であり、マクロレベルでは一定の役割を果たしたとされるが、調査地では社会内の亀裂をより複雑化する側面を示した。他方、モザンビークでは伝統的な儀礼、ルワンダでは教会活動など、紛争前から地域に根付いた活動が、住民間の亀裂解消において重要な役割を果たした/つつあることが明らかになった。

地域社会内の亀裂をめぐる理解・対策については、両事例ともに男女間に大きな差違が見受けられ、ルワンダでは民族間の違いが大きい点が確認された。両国ともに、紛争後の政府の権威主義化とガバナンスの不公正さが亀裂を悪化させている点も明らかになった。【意義と重要性】本研究は、以上の実証研究により、これまで国レベルの制度改革に力点が置かれてきた平和構築の議論に、戦場となった地域社会の文脈を取り入れ、従来の平和構築活動の限界を明らかにし、地域社会の亀裂解消を目的に含める重要性を喚起した。今後も成果を広く発信し、亀裂社会における紛争再燃の予防に寄与したい。
顎骨内インプラント埋入におけるシミュレーションシステムの開発

顎骨内インプラントを希望し本学歯科病院を受診した11患者12顎に対し、本シミュレーションシステムに対応したCT撮影を行った。その内訳は上顎が8顎、下顎が4顎であった。これらの患者に対し、本システムにおいてシミュレーションを行った結果、すべての歯牙欠損部位においてフィクスチャーの埋入が可能と判断されたものが、上顎の5顎と下顎の4顎に認められた。また、顎骨における骨量が少なく、埋入が困難であると判断されたものが上顎の3顎に認められた。しかし、これらの症例においても上顎洞挙上術を行うことにより、骨量を増加させることが可能となることが、本システムを用いることにより示唆され、必要な移植骨の量を把握することが可能であった。本システムを用いることにより、以前の画像検査ではわかりにくかったフィクスチャーを傾斜させて埋入した場合においてのフィクスチャーと周囲組織との関係が、各画像にフィクスチャーの位置が確認できるため、把握しやすくなったと考えられる。これらのことより、パソコン上でフィクスチャー埋入のシミュレーションを行うことで、埋入可能部位の把握が確実に行えるようになるものと考えられた。今回シミュレーションした患者のうち、実際にフィクスチャーを埋入したのは上顎の2顎のみであり、本システムがフィクスチャー埋入に対し有効であったか評価することは困難である。そのため、今後は症例を増やし、シミュレーションの有無がフィクスチャー埋入の成績にどのように影響するかを検討する必要があるものと考える。顎骨内インプラントは無菌顎部の補綴法として広く応用されている方法である。X線による術前検査はインプラントを行う上できわめて重要である。我々は以前よりX線CTの多平面再構成法を応用したプログラムを使用して、歯列に垂直な連続した頬舌的断面像を作成することにより、顎骨形態を立体的に把握することが可能であることを示してきた。しかし、実際にフィクスチャーを埋入した場合、顎骨内でどのような位置に存在するのか、あるいは埋入されたフィクスチャー周囲の骨はどのような状態であるのかなどについて、術前に把握するのは困難である。これをある程度正確に把握できた場合、審美性、機能性、清掃性などを総合的に検討し、より確実なインプラント治療が可能になると考えられる。最近X線CTのデータをパソコンでシミュレーションするソフトが開発され、パソコン上でフィクスチャーの埋入状態を術前にシミュレーションすることが可能となった。しかし、そのシミュレーション結果と実際の埋入とがどの程度一致するかは明らかではない。そのため、このソフトを用いたシミュレーション結果と実際のインプラントの埋入とが一致するかどうかを検討することとした。まず、このソフトでシミュレーションを行うにあたり、実際にインプラントを埋入をした患者の術前のCT検査データを用い、埋入部位と同一部位でのシミュレーションを行うこととした。本年はこのソフトのためのデータ変換を行い、同一部位でのシミュレーション結果と実際の埋入の状態とを比較検討するための準備を行った。
非モデルボルボックス近縁種を用いた雌雄同株種進化の分子遺伝学的基盤解明

本課題は、性進化のモデル生物群であるボルボックス系列から、近縁な卵生殖ボルボックス2種(雌雄同株種Volvox africanus,雌雄異株種V. reticuliferus)に着目して両種を比較解析することで、雌雄同株種・異株種の進化についての分子遺伝学的基盤解明を目的としている。雌雄同株種V. africanus,雌雄異株種V. reticuliferus雄株・雌株について、国立遺伝学研究所豊田敦教授との共同研究で、illuminaとPacbio複合により得た全ゲノム解析を行い、まず雌雄異株種V. reticuliferus雄株・雌株について核ゲノムの比較解析から約1MbのMT(性特異的領域)を決定した。更に、RNA-Seq、遺伝子モデル予測からアノテーションを行い、25の雌雄共通遺伝子と雄雌それぞれ3の性特異的遺伝子が明らかになり、中にはV. carteriには存在しないFUS1遺伝子と新規性特異的遺伝子が含まれていた。既知のボルボックス系列MTと比較解析を行い、MTがボルボックス属のMerrillosphaera節で1Mbに拡大したことが示唆された。今後、MT相同領域及びMID/MTD1周辺領域についてはRNA-Seqの結果も複合してアノテーション・発現解析を行い、雌雄異株種MTからの進化経路を推定する予定である。凍結融解法によって全ゲノム解読のためのクオリティの高いDNAを抽出することに成功し、当初の予定通り、全ゲノム解読が3株で完了した。雌雄異株種V. reticuliferusについて雄株雌株の比較から約1MbのMTを決定した。新たにRNA-Seqを行った結果と遺伝子予測から得られたV. reticuliferusMTのアノテーションにより、既知のMT情報と合わせてMT領域拡大についての論文が作成中である。また雌雄同株種については、MT相同領域を比較ゲノム解析から発見し、雌雄異株種からのMT進化経路を推定する足がかりを得ることができた。以上の結果から本年度の研究課題は順調な進展が見られると結論づけた。雌雄異株種V. reticuliferusのMTについて、既知のMT情報と合わせて、MTがボルボックス属のMerrillosphaera節で1Mbに拡大したと結論づけた。この内容で論文が作成中である。雌雄同株種V.africanusのMT相同領域及びMIDMTD1周辺領域については、RNA-Seqの結果も複合してアノテーション・発現解析を行う。雌雄異株種V. reticuliferusの上記の研究で得られた新規の性特異的遺伝子の有無、およびMT上遺伝子の系統解析、周辺領域の雌雄異株種MTとの比較から、雌雄同株性の進化経路を推定する予定である。
直線自由エネルギー関係に基づく新規プロトン伝導液体の探索と伝導機構の解明

プロトン性イオン液体はイオンのみからなり解離可能な水素を持つイオン液体であり、中低温無加湿燃料電池への応用が期待されている。最近イオン伝導性を示すにも関わらず、ほぼ電気的中性分子しか存在しない液体を見出し、これらを擬プロトン性イオン液体pPILと呼び、pPILに特徴的な静的酸解離を伴わないプロトン伝導を超Arrheniusプロトン伝導と呼んでいる。超Arrheniusプロトン伝導はstokes則といった従来の古典イオン伝導論では説明できず、新たな概念の構築が必須である。本研究ではPIL [HB+][Aー]の自己解離反応HB+ + A- →B + HAのプロトン交換反応に着目し、直線自由エネルギー関係LFERに基づく超Arrheniusプロトン伝導の概念一般化を目指す。具体的に1プロトン反応に関するLFERおよび2プロトンキャリアの並進・回転運動に関するLFERを明らかにし、新規プロトン伝導液体の探索を行う。今年度、N-エチルイミダゾール系PILおよびpPILについて研究を進めた。磁場勾配NMRによる自己拡散係数測定および誘電緩和測定により、プロトンキャリアの並進・回転運動を明らかにした。さらにN-メチルイミダゾール-酢酸系pPILの組成を変化させた系について研究を進めた。多変量解析の1つである相補的最小自乗法を開発し、不定比pPILに適応し、プロトン伝導に寄与する液体中の化学種の同定および定量に成功した。相補的最小自乗法の開発により、濃度不明で解析不能であったプロトンダイナミクスに関する種々の解析が一気に進んだ。さらに、PILの概念を拡張し、プロトン性溶媒和イオン液体の研究を進めたところ、ホッピングによる特異的リチウムイオン伝導を見出した。以上のことから、おおむね順調に進展したと判断した。プロトン伝導だけでなく、リチウムイオン伝導の一般化にもつながると判断し、新たに見出したプロトン性溶媒和イオン液体について検討する。今年度、N-メチルイミダゾール-酢酸系pPILについて、アルキル鎖を変化させた系および酸の強さを変化させた系を系統的に調査し、これらの系の1および2の関係性を明らかにした。さらに、Raman分光によるスペシエーションとX線散乱実験とMDシミュレーションによる液体構造解析から陰イオンの共役酸の酸性が強くなるとイオンの一部として伝導するvehicle機構によりイオン伝導が起こることを明らかにした。また、磁場勾配NMRによる自己拡散係数測定を不均一な液体構造を持ち得るpPILに適用し、極性ドメイン内で超Arrheniusプロトン伝導することを明らかにした。アルキル鎖を変化させた場合のLFERおよび酸の強さを変化させた場合のLFERの関係を明らかにすることができ、新規プロトン伝導液体の探索の道筋を立てることができた。また、新たに同位体置換Raman分光法を開発し、N-メチルイミダゾールー酢酸系pPILに適応し、液体中にイオン種が存在せず、擬プロトン性イオン液体であることを明快に示すことに成功した。

さらに、PILの概念を拡張し、プロトン性溶媒和イオン液体の研究を進めたところ、ホッピングによる特異的リチウムイオン伝導を見出した。以上のことから、おおむね順調に進展したと判断した。当初の予定通り、N-エチルイミダゾールと種々の酸との等量混合液体に焦点を絞り、1および2を明らかにする。プロトン伝導だけでなく、リチウムイオン伝導の一般化にもつながると判断し、新たに見出したプロトン性溶媒和イオン液体について検討する。
ナノリンク分子の高バイアス不安定性の研究

本研究は1個の分子を金属電極間に架橋させた「ナノリンク分子」を形成し,その高バイアス/高電流下における不安定化現象を実験的に考究するとともに,破断電圧/電流のデータベースを構築することを目的としている.平成19年度は18年度に行ったベンゼンジチオール(BDT)単分子架橋の実験をビピリジン(BPY)に拡張し,コンダクタンスやI-V特性,および破断,に関して以下の成果を得た.1.室温でMCBJの金電極にBPY単分子を架橋し,そのコンダクタンス測定を行った.BPYはBDTよりも安定な架橋を得る頻度が少なく,コンダクタンスヒストグラムもそれほど明瞭なピークを示さない.0.01GO付近にブロードなピークが観測され,この値は従来報告されているBPY単分子のコンダクタンスの実験値とほぼ一致していることから,この0.01GO状態がBPY単分子の架橋状態に対応していると推定される.2.接合が0.01GO状態に達した時に,接合状態を保持したままバイス電圧をスイープしてI-V測定を行った.I-V曲線はBDTのI-V曲線とは少し形状が異なり,3次関数では記述できない.またBDTの0.01GO状態の場合よりも低い電圧で電流が立ち上がる傾向を示している.3.首都大学東京の杉浦先生から試料を提供いただいて,数種類のポルフィリン分子のコンダクタンス測定を行った.コンダクタンスプラトーは時折観測されるもののヒストグラムに明瞭なピークを示すことはない.しかし(0.0050.02)GOの範囲に小さな構造が観察され,単分子コンダクタンスに対応している可能性がある.本研究は1個の分子を金属電極間に架橋させた「ナノリンク分子」を形成し,その高バイアス/高電流下における不安定化現象を実験的に考究するとともに,破断電圧/電流のデータベースを構築することを目的としている.平成18年度はMCBJ(機械制御破断接合)を用いたBDT単分子の架橋に成功し.コンダクタンスやI-V特性,および破断,に関して以下の成果を得た.1.室温でMCBJの金電極にBDT単分子を架橋することに成功し,そのコンダクタンス測定を行った.コンダクタンスヒストグラムにはいくっかのピークが観測され,BDT単分子のコンダクタンス状態には,従来報告されていた0.01GO状態の他に,高コンダクタンスの0.1GO状態および低コンダクタンスの0.005GO状態があることが明らかになった.これらの異なる状態は,BDTと金電極との異なる結合状態に対応していると推定される.2.架橋BDT分子を上記の3っの状態に暫時保持し,各状態における1-V測定を行うことに成功した.1-V測定の前後でコンダクタンスが変化していないことを確認することにより,ばらつきの少ないI-V特性を得ることができた.3つのコンダクタンス状態のI-V特性はほぽ相似の形状を示し,3次関数でよく近似することができる.3.BDT分子を架橋したまま電圧を高い値までスイープし,分子の破断が起きる電圧を測定した.その結果,金電極に架橋したBDT分子は.ほぽ2Vで不安定化してコンダクタンスが急激に上昇することが判明した.この不安定化電圧はガス雰囲気や最初のコンダクタンス状態には余り依存せず,おそらく分子やその接触部分ではなく,金電極そのものが2V付近で不安定化しているのではないかと考えられる.本研究は1個の分子を金属電極間に架橋させた「ナノリンク分子」を形成し,その高バイアス/高電流下における不安定化現象を実験的に考究するとともに,破断電圧/電流のデータベースを構築することを目的としている.平成19年度は18年度に行ったベンゼンジチオール(BDT)単分子架橋の実験をビピリジン(BPY)に拡張し,コンダクタンスやI-V特性,および破断,に関して以下の成果を得た.1.室温でMCBJの金電極にBPY単分子を架橋し,そのコンダクタンス測定を行った.BPYはBDTよりも安定な架橋を得る頻度が少なく,コンダクタンスヒストグラムもそれほど明瞭なピークを示さない.0.01GO付近にブロードなピークが観測され,この値は従来報告されているBPY単分子のコンダクタンスの実験値とほぼ一致していることから,この0.01GO状態がBPY単分子の架橋状態に対応していると推定される.2.接合が0.01GO状態に達した時に,接合状態を保持したままバイス電圧をスイープしてI-V測定を行った.I-V曲線はBDTのI-V曲線とは少し形状が異なり,3次関数では記述できない.またBDTの0.01GO状態の場合よりも低い電圧で電流が立ち上がる傾向を示している.3.首都大学東京の杉浦先生から試料を提供いただいて,数種類のポルフィリン分子のコンダクタンス測定を行った.コンダクタンスプラトーは時折観測されるもののヒストグラムに明瞭なピークを示すことはない.しかし(0.0050.02)GOの範囲に小さな構造が観察され,単分子コンダクタンスに対応している可能性がある.
EEGデータの時空間モデリング

当プロジェクトでは神経科学分野において得られる時空間データ、特にEECとfMRIデータの統計数理的解析のための方法を研究開発した。1)fMRIデータはきわめて高次元の時系列データであるためこれを解析するための特別な方法が必要となる。我々はEEGのダイナミック逆問題で導入したLaplacian作用素を最近傍回帰時系列モデルと組み合わせて利用することによって、fMRIデータに含まれる時空間情報が有効に引き出せることを確認した。2)またfMRIデータに含まれる空間的に遠く離れた部位間の相関情報がMutual Informationの利用によって効率よく推定できることを見出した。3)EEGダイナミック逆問題の解法がLaplacian作用素とダイナミック時系列(NN-AR最近傍回帰時系列)モデルの結合によって逆問題解の解像度を飛躍的に高めることが出来ることを見出した。このLaplacian作用素組み込みの超高次元状態空間モデルを推定するための時空間Kalmanフィルターを利用した最尤法を導入しEEG逆問題解法における有効性を確認した。4)EEGデータを周波数の特性から特徴づける研究にも取り組んだ。我々の方法は多次元時系列のダイナミックスを各独立な周波数の振動の和として捉え、多次元時系列を共通の独立な基本周波数の成分に分割するというアプローチで、ICA(Independent Component Analysis)の時系列版と見ることも出来る。5)駆動ノイズ分散の不均一性を許容した場合への拡張をGARCH時系列モデリングの手法を応用して行った。
真空凍結乾燥同種培養細胞含有創傷被覆材の開発と臨床応用

培養表皮細胞および線維芽細胞を創傷被覆材(Aquacel[○!R], ConvaTec社製)に播種し1週間培養を行った後に真空凍結乾燥を施し、真空凍結乾燥同種培養細胞含有創傷被覆材を作成する技術は研究を開始した年度に完成した。その後、表皮細胞と線維芽細胞の含有方法を様々に変化させて創傷被覆材を作成し、凍結保存した場合と真空凍結乾燥した場合での細胞増殖因子の放出能を検討してきた。今年度は更にnを増やしてその細胞増殖因子放出能を検討した。その結果は下記の如くであった。bFGFについては線維芽細胞単独の真空凍結乾燥群では凍結保存の100倍程度の放出が得られた。しかし、表皮細胞を予め混合した群ではその放出能は抑制されており、相互に作用しあっていることが示唆された。VEGFは線維芽細胞と表皮細胞を混合することでその放出量が増大することが明らかとなった。本研究の結果により、真空凍結乾燥処理を施しても十分な細胞増殖因子放出が得られることが明らかとなった。bFGFのみの作用を期待する場合には線維芽細胞単独で、VEGFの効果を期待する場合には線維芽細胞と表皮細胞を混合させて用いた方が良いことも明らかとなった。本研究の成果は創傷外科学会雑誌に原著論文として投稿中である。本年度は真空凍結乾燥処理を施した培養細胞がどれほどの機能を維持するのかを、細胞内より放出されるサイトカインを定量することで検討した。手術時に余剰となった健常人の皮膚より患者の同意を上で表皮細胞および真皮維芽細胞を培養した。それを市販の創傷被覆材(AQUACEL【○!R】,ConvaTec社製)上に散布して同種細胞含有創傷被覆材を作製した。それぞれの群で新鮮な状態の被覆材と真空凍結乾燥を行った被覆材に分けて各6検体ずつサイトカインの測定を行った。なお真空凍結乾燥群は培養液をリンスした後に培養ディッシュごと液体窒素に浸漬して瞬間凍結せしめ、それを-50°Cで真空凍結乾燥処理に供した。乾燥した被覆材にFBSを含有しないDMEM基礎培地を添加して12時間インキュベートしたものを検体とした。VEGF,bFGF,TGF-βの3種のサイトカインを定量した。結果1)線維芽細胞単独群bFGFは新鮮検体からは放出されかったが、真空凍結乾燥検体からは平均2698pg/mL放出された。またVEGFは新鮮検体からは平均264pg/mL放出されたのに比較して真空凍結乾燥検体からは平均1062pg/mL放出され有意に多かった。TGF-βはいずれの検体からも放出が確認できなかった。2)線維芽細胞+表皮細胞群bFGFは新鮮検体から平均2698pg/mL、真空凍結乾燥検体からは平均40pg/mL放出され、新鮮検体から有意に多く放出された。VEGFは新鮮検体からは平均3303pg/mL、真空凍結乾燥検体から2538pg/mLの放出であり、各群に有意差は認めなかった。今回の結果で培養細胞は真空凍結乾燥処理を施しても十分にサイトカインを放出することが判明した。表皮細胞を混合するよりも線維芽細胞単独の方がbFGFの放出は多かった。VEGFは表皮細胞を混合した方が多く放出された。同種培養細胞含有創傷被覆材の作製と真空乾燥処理は昨年度に確立した方法と同様の方法で行った。昨年度は含有させる同種培養細胞として線維芽細胞単独の場合と線維芽細胞と表皮細胞を混合した場合について放出される細胞増殖因子について定量したが、今年度は表皮細胞単独の場合に放出される細胞増殖因子を定量した。また、それぞれの群について組織学的に検討を行った。「結果」細胞増殖因子としてbFGF, VEGF, TGF-βを定量した。その結果表皮細胞単独群の凍結保存群と真空凍結乾燥群のそれぞれの放出量は下記の如くであった。昨年度の結果と総合すると、bFGFに関しては線維芽細胞単独群の真空凍結乾燥を施した群で有意に多く放出され、VEGFに関しては線維芽細胞に表皮細胞を混合した群で有意に多かった。表皮細胞混合群では凍結保存群、真空凍結乾燥具いずれでも多量のVEGFが放出された。また、それぞれの条件で作製した細胞含有被覆材をホルマリン固定を行ってH-E染色を施して光学顕微鏡下に観察したところ、真空凍結乾燥を施しても細胞形態を保持していることが明らかとなった。

本研究の結果により、真空凍結乾燥処理を施しても十分な細胞増殖因子放出が得られることが明らかとなった。bFGFのみの作用を期待する場合には線維芽細胞単独で、VEGFの効果を期待する場合には線維芽細胞と表皮細胞を混合させて用いた方が良いことも明らかとなった。本研究の成果は創傷外科学会雑誌に原著論文として投稿中である。
オキシトシンのパレス状分泌機序の解明

乳汁射出反射の際のオキシトシン(OXT)パルス状分泌の基礎をなすOXT細胞のburst活動について次の二つの角度から研究した。まず、(1)burst発火はOXT細胞の内在機能であるかどうかを、ラットの視床下部スライスの視索上核(SON)ニュ-ロンの活動を記録することによって検討した。その結果、授乳期ラットのみならず非発情期ラット、オスラットにおいても自発的にburst発火を示すものが約10%強のSONニュ-ロンに見られた。さらに、SONに依存する神経伝達物質の作動薬、拮抗薬を投与してburs発火の発現に対する影響を観察したが、僅かに促進効果が認められたphenylephrine(5×10^<ー6>M)を除き、他は効果がなかった。つぎに、(2)OXT細胞への求心性入力がburst発火の信号として送られている可能性を探った。この実験ではウレタン麻酔下の授乳期ラット視床下部(室傍核より尾側部)から、視索上核の電気刺激に対し逆行性に反応するニュ-ロンを探索した。46個のそのようなニュ-ロンのうち視床下部背内側核およびその周辺から記録された13個のニュ-ロンが、乳仔の吸啜刺激に応じて起こった乳汁射出の直前にOXT細胞と同様なburst発火を示した。しかも、その細胞の背景発火活動はOXT細胞のそれと異なり、吸啜刺激依存性であった。以上、in vitroのOXT細胞は内在性にburst発火を起こす性質を持っていることが示唆されたが、一方、in vivoの実験では乳首からの求心伝導路中の中継細胞が乳汁射出反射の際にburst発火を示すことも明らかにされた。これらの事実から、乳汁射出反射において乳首からの持続的な入力は求心路の途中で周期的なburst発火パタ-ンに変換されて視索上核、室傍核へ伝えられると、伝在性にもburst発火しやすい性質を持ったOXT細胞は一斉にburst発火を起こし、OXTのパルス状分泌が誘起されるものと考えられた。
加工・調理過程により生成された食品中メイラード反応生成物の定量及び生理作用

食品系メイラード反応生成物を定量した結果、アマドリ転位生成物はグルコースやフルクトースの含有量が高い食品において生成量が高い傾向にあり、AGEsはタンパク質の種類により生成量が異なることが明らかとなった。β-ラクトグロブリンは、生体内において修飾が未修飾よりも速やかに消化・吸収されることが示唆された。食品系メイラード反応生成物の糖尿病における影響について検討した結果、生体内において有害であるとはいえないことが確認された。メイラード反応生成物のなかには、疾病との関わりが深い物質がある。近年、特に注目されているのが生体内AGEs(advanced glycation end products)であり、老化や糖尿病の合併症を引き起こす因子であることが報告されている。そのため、食品中AGEsも生体内AGEsと同様に疾病に関与しているのではないかという疑いがもたれている。そこで本年度の研究では、メイラード反応生成物、特に反応中間体であるアマドリ転位生成物や反応最終産物であるAGEsが、食品中においてどの程度含まれているのかを分析した。アマドリ転位生成量はHPLCを用いてフロシンを定量することにより算出した。AGEs量はELISA法を用いてAGEsの一つであるAGE-1を定量することにより検討した。その結果、(1)加工食品(15品目)中のアマドリ転位生成量はタンパク質100g中に約0.11.4g含まれ、特にカステラに多く含まれていた。カステラ中のハチミツには、アマドリ転位生成物の生成に大きく関わるグルコースやフルクトースが多く含まれているため、アマドリ転位生成量が高かったのではないかと推測された。(2)調理した牛挽肉におけるアマドリ転位生成量は、どの調理法(焼き・揚げ・オーブン・茹で)においても、砂糖と食塩添加による調味ありのほうが、調味なしよりも生成量が低かった。したがって、食塩添加によりメイラード反応の進行速度が抑制されることが示唆された。(3)AGEsタンパク質モデル(4種)のAGE-1量はβ-ラクトグロブリンおよびカゼインが高値を示し、オボアルブミンおよびリゾチームが低値を示した。この結果から、AGEsの生成量はタンパク質の種類により異なることが明らかとなった。そのため、食品中AGEsも生体内AGEsと同様に疾病の進展に関与する可能性が指摘されている。そこで本年度の研究では、(1)食品系メイラード反応生成物の消化・吸収についての検討、(2)食品系メイラード反応生成物の糖尿病における影響を解明した。(1)食品系メイラード反応生成物の消化・吸収性in vitroにおいて消化物の収量を量った結果、修飾β-ラクトグロブリンの消化性が未修飾のものよりも低下することが明らかとなった。HPLC分析をした結果、両者の検出パターンには差が認められた。一方、in vitroにおいて消化物の収量を量った結果、修飾β-ラクトグロブリンの消化性が未修飾のものよりも向上することが明らかとなった。投与60分後における消化物をHPLC分析した結果、未修飾には消化物が残存したが、修飾にはほぼ認められなかった。また、両者の検出パターンには差が認められた。以上の結果により、β-ラクトグロブリンは、修飾と未修飾ではペプチド結合の切断形式が異なることが推測された。また、in vitroにおいては、修飾は未修飾よりも速やかに消化・吸収されることが示唆された。(2)食品系メイラード反応生成物の糖尿病における影響血糖値及び糖化ヘモグロビンA_1cの値は両群に差がみられなかった。また、過酸化脂質の値も差がみられなかった。糖尿病合併症の進展においては、白内障の進行がコントロール群よりも糖化タンパク質群のほうが遅いことが明らかとなり、食品系メイラード反応生成物が生体において有害であるとは必ずしも断定できないことが示唆された。
朝鮮三国時代甲冑の研究

本研究は、近年加耶地域を中心に資料の増加が著しい朝鮮三国時代甲冑を集成し、日本の古墳時代甲冑との系譜関係を検討することにより、当時の日本と朝鮮半島の交流の一端を明らかにすることを目的として行った。その結果、朝鮮三国時代の甲冑は現在までに80基余りの墳墓から出土していることが確認されたが、そのうちの70基程度は加耶地域、10基は新羅地域の例であり、百済、高句麗地域では依然として資料に恵まれない実状が明きらかとなった。そうした資料的制約のため甲冑の系譜をより広い空間と時間の中に位置づける作業は今後の課題として残されることになったが、とくに日本の古墳時代と関係が深い朝鮮半島南部の状況については大略次のような知見を得ることができた。第一に、縦矧板系統の短甲は加耶地域の中でも洛東江河口に集中的に分布すること、第二に、日本の5世紀代甲冑と同形式のものは洛東江河口の釜山地域および洛東江西岸の陜川、高霊を中心として地域に客体的に存在する、ということである。この第一点からは、日本の4世紀代に知られる縦矧板系統の短甲が洛東江河口域の短甲と直接の系譜関係をもつ可能性が高いこと、また第二点からは、日本出土品と同形式の甲冑が日本製品である可能性が高いとみられるものの、それは朝鮮半島南部の同時代甲冑の中では数少ない存在であり、そのことを倭による任那経営と結びつける論説は成り立ち得ないであろうことが考えられた今後さらなる資料の増加をまって、武器や馬具などを含めた武装全体の組み合わせを明らかにし、日本の古墳時代資料との比較検討を進めていく必要があるが、ひとまず以上の研究成果については取りまとめ、学会誌等への発表を計画しているところである。
海と人との関係の編み直しとしての海洋教育の基礎理論研究

本研究「海と人との関係の編み直しとしての海洋教育の基礎理論研究」は、海と人との関係の編み直しの営みとして「海洋教育」を位置づけることで、海洋教育をめぐる混乱状況を整理し方向づけるための理論基盤を提供することを目的としている。本年度は、記録と記憶に関わるメディア・理論研究として、ある特定の事象についての意味形成の営みに着目した。地域の記憶を保存し継承を試みるメディアとしてのミュージアム、口承文化に焦点をあてるオーラル・ヒストリー、フィクション・ノンフィクションを問わずイメージを残す映像メディア。空間、声、映像といったそれぞれのメディアを取り上げ、それぞれがもたらす意味形成の特徴について理論分析及び実践分析を行った。その際、人間存在にとっての対話の意味と身体の関係を軸とした。対話者同士にカメラが向けられている対話インタビューにおいては、相手に見られている身体、カメラに映されている身体、見られている・映されていることを意識している身体など、身体と自分との関係の間にいくつもの層が生まれていく。このことは、自分自身をどう認識するかということとも結びついていると考えられ、発話内容・対話内容への影響について考察を深めた。また、全国で取り組まれている海洋教育の実践分析を行った。学校現場における海洋教育の可能性や課題について明らかにするために、海洋教育推進のねらいや、授業目標、カリキュラムの詳細についてのデータを収集した。また、昨年度に引き続き、映像作家の福原悠介とともに「対話インタビュー」という対話空間の場づくりを実践した。海洋教育を推進している岩手県洋野町立中野中学校で実施したほか、宮城県気仙沼市小原木地域にて昨年度の「対話インタビュー」の上映会を行った。理論研究及び実践研究ともに計画通りに進んでいる。「対話インタビュー」の上映会においては、参加者同士の積極的なコミュニケーションが生まれ、地域を考える場となっていった。地域の文化継承や地域アーカイブはどうあるべきなのかということについて大きな示唆が得られた。次年度はより多くの上映会の場を設定し、地域の文化の編み直しについての考察を深めたい。本研究「海と人との関係の編み直しとしての海洋教育の基礎理論研究」は、2011年の東日本大震災以降の社会的課題である「人々の海からの疎外状況」に対して、海と人との関係の編み直しの営みとして「海洋教育」を位置づけることで、海洋教育をめぐる混乱状況を整理し方向づけるための理論基盤を提供することを目的としている。海との関係の編み直しのために、本研究においては、海との関係の「意味」を解釈学的に再解釈する能力およびそれを可能にする対話空間の形成に着目している。最終的には、海と人との関係の編み直しの営みを意義付ける「海洋教育学理論」の構築を目指している。本年度は、物語論的歴史哲学理論の分析および理論に基づいて行われている実践分析とともに、実際に対話空間の形成に取り組んだ。東日本大震災をテーマとするいくつものドキュメンタリー映画の中でも、特徴的な方法論でもって新たな表現を生み出した酒井耕・濱口竜介による『なみのおと』(2011年、142分)に着想を受け、映像作家の福原悠介とともに「対話インタビュー」という場づくりを実践した。対話インタビューは、インタビュアーが一方的に質問をして情報を聞き出すかたちではなく、誰かに何かを聞くことをきっかけに、お互いのあいだに「対話」が生み出されていくような場づくりを目指すものである。その際、語り手と聞き手が向き合い語り合う様子を、二台のビデオカメラで二人それぞれを同じように撮影し、対話を「映像」として残すことで、一度閉じられた対話からさらに新たな対話が生まれていくことを試みた。実践したのは、岩手県立種市高等学校、宮城県石巻市荻浜中学校、宮城県気仙沼市小原木地域の三箇所である。本年度は理論研究に重点を置く計画であったが、実践先との調整が進んだために早い段階での実践が可能となった。当初予定していた実践件数よりも多くを実践できたことは、今後の研究をさらに深めることにつながると思われる。理論研究については予定よりも進めることができなかったが、実践を経たことで理論研究に明確な視点が得られた。このことで理論研究の方向性と内容について再検討をすることとなり、結果として、計画よりも詳細かつ包括的な研究を遂行することが可能となった。

また、昨年度に引き続き、映像作家の福原悠介とともに「対話インタビュー」という対話空間の場づくりを実践した。海洋教育を推進している岩手県洋野町立中野中学校で実施したほか、宮城県気仙沼市小原木地域にて昨年度の「対話インタビュー」の上映会を行った。理論研究及び実践研究ともに計画通りに進んでいる。2018年度は、記録と記憶に関わるメディア・理論研究として、ある特定の事象についての意味形成の営みに着目する。地域の記憶を保存し継承を試みるメディアとしてのミュージアム、口承文化に焦点をあてるオーラル・ヒストリー、フィクション・ノンフィクションを問わずイメージを残す映像メディア。空間、声、映像といったそれぞれのメディアを取り上げ、それぞれがもたらす意味形成の特徴について理論分析及び実践分析を行う。また、現在特に関心を持っているのが、人間存在にとっての対話の意味と身体の関係についてである。対話者同士にカメラが向けられている対話インタビューにおいては、その不自由さが普段とは異なる自分のありかたを可能とするためか、普段は言えなかったことを言えたり、抑えていた感情が表出したりする、一種の儀式的な空間が構築されている。この対話空間そのものについて分析を試みるに際してもいくつかの視点があるが、私は対話者にとっての身体の意味について分析を試みたい。カメラを向けられての対話においては、相手に見られている身体、カメラに映されている身体、見られている・映されていることを意識している身体など、身体と自分との関係の間にいくつもの層が生まれていることに気づく。このことは、自分自身をどう認識するかということとも結びついていると考えられるため、発話内容・対話内容にも大きな影響があるのではないかと考えている。そこで、2018年度は、対話と身体の関係について分析を行い、その上で意味形成の営みについての分析へと結びつけていく。「対話インタビュー」の上映会においては、参加者同士の積極的なコミュニケーションが生まれ、地域を考える場となっていった。地域の文化継承や地域アーカイブはどうあるべきなのかということについて大きな示唆が得られた。次年度はより多くの上映会の場を設定し、地域の文化の編み直しについての考察を深めたい。本年度は実践に注力したため、理論研究用の書籍購入支出が少なくなっている。また、成果報告については本年度にまとめて行う予定のため、これまでの未使用金額は今年度に支出する予定である。その他の支出については、当初計画通り遂行する。
ＴＦＡＭを中心としたミトコンドリアゲノムの分配調節機構の解明

TFAMを中心としたミトコンドリアゲノム分配機構の解明を目的として関連因子を探索した結果、ミトコンドリアシャペロンであるClpXがミトコンドリアゲノムの分布・分配に関わることが明らかになった。ClpXはTFAMのDNA結合活性を上昇させることが明らかになり、TFAMの質を調節することによって本調節に関わることが強く示唆された。TFAMの自己相互作用を詳細に調べた結果、TFAMが細胞内でも自己相互作用すること、またその相互作用ドメインが明らかになった。TFAMの相互作用不全変異体は積極的なタンパク分解を受けやすく、TFAM間相互作用がTFAMの量的調節に関与していることが示唆された。前年度までに酵母ツーハイブリッド解析や生化学的手法によって得られたTFAM相互作用タンパク質候補について、in vitroでの結合実験やRNA干渉法を用いたノックダウン解析を行った。その結果、TFAMと直接的に相互作用しているタンパク質はなく、ノックダウンによってTFAMノックダウンと同様の表現型(ヌクレオイドの巨大化)を示すものもなかった。Bogenhagen博士らが報告しているヌクレオイド構成タンパク質約40種について、siRNAを用いた網羅的なノックダウンを行い、mtDNAの分布への影響を調べた。その結果、TFAMやClpXに加えて数種の遺伝子のノックダウンによってmtDNAヌクレオイドが巨大化することがわかった。しかしながらさらなる解析から、こうした表現型はsiRNAによるターゲット以外の分解(オフターゲット効果)によることがわかった。以上より、既知のヌクレオイド因子のノックダウンによってヌクレオイドの巨大化を示すのはTFAMとClpXだけであった。TFAMノックダウンによる巨大ヌクレオイドをSYBR Green Iを用いて染色し、生細胞でタイムラプス解析を行い、その動態を詳細に観察した。その結果、通常頻繁に融合・分裂を繰り返しているヌクレオイドが、TFAMノックダウンでは動きが小さく、分裂が抑えられている様が観察された。In vivoにおけるTFAM間相互作用ドメインを決める目的で、分割GFP様タンパク質との融合タンパクを用いた相互作用解析を行った。その結果、TFAMが生細胞のミトコンドリア内でも相互作用していることがわかり、DNA結合ドメインの一つがTFAM間相互作用に重要であることが強く示唆された。本年度はまず、RNA干渉法により、TFAMノックダウンと同様にmtDNAヌクレオイドを巨大化(mtDNAの分配阻害)させる因子を探索した。約10種のヌクレオイドタンパク質をHeLa細胞でノックダウンした結果、ミトコンドリアでは機能が未知であるATPaseタンパクClpXのノックダウンにより、唯一mtDNAヌクレオイドが巨大化することが明らかとなった。TFAM関連因子を単離するために、TFAM-DNA複合体と相互作用する因子を同定した。TFAM結合DNAにビオチンを付加し、ミトコンドリア抽出液からストレプトアビジンビーズでTFAM複合体を精製し、質量分析によって相互作用因子を特定した。その結果、既知のTFAM結合因子であるmtSSBに加え、複数のタンパクがTFAM関連因子の候補として考えられた。また、酵母ツーハイブリッドを用いたTFAM結合因子の探索も行った。現在までにミトコンドリアタンパク質は得られていないが、ユビキチン化に関わる因子が結合候補として挙げられた。ClpXの作用機構を明らかにするために、ClpXノックダウン下でのmtDNAヌクレオイドを詳細に解析した。その結果、ClpXノックダウンによる巨大化ヌクレオイドはTFAMノックダウンによるものと非常に類似していること、TFAMの過剰発現がClpXのノックダウンによるヌクレオイドの巨大化を抑制することがわかった。ClpXはプロテアーゼClpPと複合体を形成し、プロテアーゼとして働くこともわかっているが、TFAMタンパク質の発現量には影響を及ぼさないこともわかった。したがって、ClpXはプロテアーゼとしてではなく、シャペロンとしてTFAMの質的調節を行い、mtDNAの分配に関わることが強く示唆された。TFAMの調節因子として単離したClpXとTFAM間の相互作用ドメインを決定する目的で、分割型蛍光タンパク質を用いたin vivoでの相互作用解析を試みた。いずれのタンパク質もN末にミトコンドリア標的配列を持つことから、分割型蛍光タンパク質は各タンパク質のC末に融合させた。しかしながら本解析では相互作用を示す蛍光シグナルが見られなかったため、機能ドメインの決定には至らなかった。一方でTFAMは自己相互作用を介してvitroで多量体を形成する。In vitroケミカルクロスリンク解析より、TFAMはClpXの存在によって多量体がほどかれ、主に二量体を形成することがわかった。よってTFAMの多量体化調節がmtDNAの分配に関わる可能性が示唆された。TFAM間のvivoにおける相互作用ドメインを決定する目的で、上記分割型蛍光タンパク質を用いた相互作用解析を試みた。その結果ミトコンドリア上で蛍光シグナルが観察され、vivoにおけるTFAM間相互作用が確認された。