hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リポソームから毛を生やす

本研究の目的は、Acinetobacter sp. Tol 5細胞上の接着性ナノファイバータンパク質AtaAをリポソーム内部で合成し、表面に生やすことである。我々は、AtaAの基本構造を損なわずに正しくフォールディングされる縮小版ataAの遺伝子を作成し、無細胞タンパク質合成系でのポリペプチド鎖の合成を確認した。次に、縮小ataA遺伝子を細胞サイズのジャイアント・シングルラメラ・リポソーム内部で発現させ、縮小版AtaAタンパク質の合成とリポソーム表層提示を試みた。フローサイトメトリーにより、抗体蛍光標識した縮小版AtaAが極微量提示されている可能性が示されたが、確実と言えるレベルではなかった。本研究は、研究代表者らが高付着性細菌Acinetobacter sp.Tol5細胞上に発見した付着性バクテリオナノファイバーの遺伝子をリポソーム内で発現させ、リポソーム表面からナノファイバー蛋白質を生やすことにより被毛リポソームを創製することを目的とする。直径約5nm、長さ約250nmのこのナノファイバーは、新規の自己分泌型接着蛋白質(TAA)である(AtaAと命名)。無細胞蛋白質合成系をリポソーム内に組み込み、膜蛋白質のリポソーム表層提示型を開発している研究者と共同で、リポソームに導入したAtaA遺伝子から蛋白質を合成し、AtaAのセルフアッセンブリー機構を利用して、細胞表層同様にリポソーム表層にAtaAファイバーを形成させる。機能性の毛で覆われたリポソームを世界に先駆けて創製することを目的としている。26年度は、下記の検討を行った。1.縮小版AtaAの設計、構築:3630アミノ酸からなるポリペプチドのホモ三量体である全長のAtaAファイバーをリポソーム上に生やすことは、分泌やフォールディングにおいて困難が想定された。そこで、リポソームの表層提示に適した縮小版AtaAを設計、構築することとした。検討の結果、接着能力はないが、正しくフォールディングされたファイバーを形成する縮小型として、カルボキシル末端よりヘッドーストークから成るIFD-CPSDが、まずはリポソームから生やすのに適しているとの見極めに至った。2.無細胞蛋白質合成系によるAtaA蛋白質の合成:微生物細胞内ではなく無細胞蛋白質合成系(ピュアシステム)で、AtaA縮小版AtaA IFD-CPSDの合成に挑戦した。SDS-PAGEやウェスタンブロットにより、目的蛋白質の合成が確認できた。リポソーム内合成の準備が整った。研究の過程で、全長のAtaAファイバーのフォールディングは、細胞表層においてさえ非常に複雑で難しいことがわかってきた。したがって、たとえリポソーム内でペプチド鎖は合成できても、リポソーム表層にきちんと運搬、表層提示、さらにフォールディングしてファイバー状にアッセンブリーさせることは、困難であろうと想定された。そこで、研究計画を変更し、当初2年目に計画していた縮小版AtaAを先に検討することにした。その結果、26年度はリポソーム表層提示に適した縮小版AtaAの設計と構築に成功した。そこでこの縮小版AtaAを無細胞合成系で合成することに挑戦し、成功した。本研究の最初の難関である無細胞合成系に成功したことは、リポソーム内合成の準備が整ったことになる。また、この種のタンパク質で無細胞合成系に成功したのは、世界初の実績である。26年度はリポソーム内でのAtaAファイバーの合成まで進むことはできなかったが、上記の成果と、研究のスケジュールの入れ替えにより進行していることから、進展を自己評価した。本研究は、研究代表者らが高付着性細菌Acinetobacter sp. Tol5細胞上に発見した、付着性バクテリオナノファイバー(AtaA)の遺伝子をリポソーム内部で合成し、AtaA被毛リポソームを創製することである。AtaAは3630アミノ酸から成る巨大なタンパク質であるため、発現やフォールディングに困難が伴うと予想される。そこで我々は昨年度までに、AtaAの構造を損なわない縮小版AtaA (IFD-CPSD)を設計、構築し、無細胞タンパク質合成系(ピュアシステム)でポリペプチド鎖が合成できる事を確認した。27年度は、縮小版AtaAをリポソーム表層に発現させることを目指し、以下の検討を行った。1.縮小版AtaAの最適化:昨年度作成したIFD-CPSDは、ピュアシステム合成時、構造の一部に亀裂が入り切断する可能性がある事がわかった。そこで我々はドイツのマックスプランク研究所との共同研究に基づく成果をもとに、正しいフォールディング状態を保つ新たな縮小版AtaA(IFD-43)を作成した。

2.リポソーム内での発現:作成したIFD-43を、遠心沈降法により調整した細胞サイズのジャイアント・シングルラメラ・リポソーム内部で合成し、蛍光顕微鏡とフローサイトメトリーにより、抗体蛍光標識したIFD-43が表層提示されている事を確認した。3.リポソーム表層提示の最適化:リポソーム内で合成したタンパク質の表層提示量は、様々な要因により左右される。表層提示量の向上のため、添加するDNA量、リポソーム内でのピュアシステム合成時間の最適化を行い、表層提示量の向上に成功した。リポソーム内部でAtaAファイバーを合成し、表層に提示されることをフローサイトメトリで確認し、26年度に達成できなかった、リポソーム内でのAtaAファイバーの合成を今年度は達成することができた。AtaAのようなファイバータンパク質をリポソーム表層へ提示する事は世界初の成果である。しかしながら、26年度のもう一つの目標であるファイバー形成能の検討について、表層に提示されたAtaAファイバーが正しい構造をとる必要があるが、まだ確認できていない。一方、27年度の当初目標である表層提示の最適化については、概ね達成された。したがって、やや遅れていると自己評価した。生物工学リポソーム内での合成とファイバー形成能の検討に、できるだけ早く着手する。実は縮小版AtaAの設計は、計画段階で27年度に検討することになっていたので、その分は26年度に先行実施したことになる。よって、リポソームの表層提示については、課題を先に解決したとも言える。リポソーム内での合成に成功したら、表層提示に挑戦する。AtaAファイバーが正しくフォールディングされている事を明らかにする。具体的には、電子顕微鏡やAFMによる観察、あるいはAtaAファイバー上にGFPやHaloタグ(蛍光リガンドと結合するタンパク質)などを提示して確認する予定である。これら方法により正しいフォールディングが確認できれば、世界初の被毛性リポソームができたことになり、本研究の目的は達成できたと言える。試薬などの消耗品の購入を少し控え、より研究が進むであろう次年度の消耗品の使用量が増えることが想定されたので先送りをした。研究のスタート段階であったため、他の研究と共通する基本的な試薬を使う機会の方が多かったためでもある。27年度で終了予定であったが、当初の予想をはるかに上回る結果が出ているため、28年度も実験が必要と考え、補助事業期間の延長をし、研究を継続するため。ピュアシステムやリポソーム調製に使用する試薬量が飛躍的に増えると想定されるので、その購入に当てる。28年度は、電子顕微鏡やAFMなどでの観察を計画しており、観察試料作製のための試薬などの購入に充てる予定である。
抗菌ペプチドの細菌外膜への結合機構の単一分子感度解析に基づく高活性抗菌剤の開発

抗菌ペプチドや胆汁酸類を腸内細菌のリポ多糖やリピドAに作用させたときの機能変化を、分光スペクトル測定や熱分析など物理化学的検討、及びサイトカイン生産への影響により調べた。ペプチドの結合によりリポ多糖の疎水性部分リピドAが再配列し、高次構造と共に相転移挙動や生物活性が変化した。これの結果から、活性高度化に向けた構造要素が明らかになった。また、ナノサイズの金属微粒子の電磁場増強に基づく表面増強ラマン分光によりリポ多糖が評価可能と示された。本研究は抗敗血症性の高活性抗菌剤の開発を、細菌表層複合糖の物理化学的なマクロ解析、及び、単一分子計測技術を応用して、生きた細胞の表層その場で評価することにより推進する。細菌外膜リポ多糖及びリピドAに、マガイニン2やNK-リシンの活性ペプチド部分と、そのアミノ酸の部分置換ペプチド等を作用させたときの、膜物性や生物活性の変化に基づいて、高活性化の指針を得る。平成21年度は、マガイニン2のグリシンなど一部のアミノ酸を、疎水性アミノ酸のバリンなどに置換したペプチドや、NK-リシンの部分ペプチドのアミノ酸修飾ペプチドをリポ多糖やリピドAに作用させたときの機能変化を、相転移挙動や膜表面の電気状態を各種分光スペクトルの測定や熱分析などにより調べた。また、ナノサイズの金属微粒子を用いた表面増強ラマン分光法(SERS)、局在表面プラズモン共鳴法(LSPR)などによるレーリー散乱分光に最適な、金属微粒子凝集体のスペクトル測定用顕微分光システムを構築すると共に、金属微粒子凝集体のサイズや形状の制御により、増強光電場の持続時間の改善を図った。その結果、アミノ酸の一部をバリンで置換したペプチドをリピドA膜に作用させた場合には、分子配列状態の再構成が誘起され、抗菌ペプチド類のリン脂質膜でのポア形成とは異なる作用機構の存在が推察された。また、NK-リシンの構成アミノ酸の一部を除去したペプチドでは細菌外膜への結合性低下により、生物活性の発現が抑制された。これらにより、細菌外膜との相互作用がペプチド類の機能評価に重要と示唆された。また、金属微粒子を用いた高感度測定の基礎データ蓄積が進んでいる。本研究では抗敗血症性の高活性抗菌剤開発を推進する。細菌表層複合糖の物理化学的なマクロ解析、及び、単一分子計測技術を応用し、生きた細胞の表層その場計測で定量的に評価する。細菌の生物活性発現複合糖のリポ多糖及びその脂質部分リピドAを用いる。抗菌作用を示すマガイニン2やNK-リシンとそのアミノ酸の部分置換ペプチドや細菌表層結合性の生体関連物質を作用させたときの、膜物性及び生物活性への影響を検討し、活性抑制の指針を得る。平成22年度は、マガイニン2のグリシン残基など一部のアミノ酸を、疎水性アミノ酸のバリンなどに置換したペプチドが、リボ多糖やリピドAに結合したときの相転移挙動や膜表面の電気状態変化を、各種分光スペクトルの測定や熱分析などにより調べた。また、胆汁酸類による機能変化を同様に検討した。表面増強ラマン分光法(SERS)や局在表面プラズモン共鳴法(LSPR)などによるレーリー散乱分光に関しては、スペクトル測定用の金属微粒子凝集体-顕微分光システムを構築した。その結果、アミノ酸の一部をバリンで置換したペプチドをリピドAに作用させた場合には、膜結合性が高く膜物性が変化した。リポ多糖の生物活性は、ペプチド類の結合により抑制された。一方、胆汁酸類では逆に向上した。このことから、細菌外膜との相互作用変化によって生物活性の抑制・向上が制御可能と示唆された。金属微粒子を用いた高感度測定では、増強光電場の持続時間を計測可能なレベルに近い値にまで改善するなど、基礎データの蓄積が進んでいる。細菌表層複合糖の物理化学的なマクロ解析、及び、単一分子計測技術を応用し、定量的に評価する。抗菌作用を示すマガイニン2やNK-リシンとそのアミノ酸の部分置換ペプチド及び細菌表層結合性の生体関連物質を作用させたときの、膜物性及び生物活性への影響を検討し、活性抑制の指針を得る。平成23年度は、マガイニン2のグルタミン酸残基から4番目に位置するアラニン残基など一部のアミノ酸を、カルボキシルアミノ酸のアスパラギン酸やグルタミン酸などに置換したペプチドが、リポ多糖やリピドAに結合したときの相転移挙動や膜表面の電気状態変化を、各種分光スペクトルの測定や熱分析などにより調べた。表面増強ラマン分光法(SERS)によるリポ多糖とペプチドとの相互作用に関しては、金属微粒子凝集体-ラマン分光システムによりリポ多糖で凝集反応が誘導される

リムルス試薬を構成するタンパク質との組み合わせで評価可能なことを示した。その結果、15位のアラニンをアスパラギン酸で置換したペプチドをリピドAに作用させた場合、電荷はアニオンで静電反発するにもかかわらず、膜結合性が高く膜物性も顕著に変化した。一方、カルボキシル基をアミド化しカチオン性にしたアスパラギンでは静電相互作用は強くなると期待されるが結合性は向上しなかった。また、カルボキシル基に結合するメチレン鎖が2個のグルタミン酸ではアスパラギン酸に比して低い結合性であった。以上の結果より、アミノ酸置換によるペプチドのコンフォメーション改変で細菌外膜との相互作用が変化し、生物活性の抑制・向上が制御可能なことが示唆されるなど、本年度の目標がほぼ達成された。
BMP依存性骨芽細胞分化のTNF/JNKシグナル経路による調節機構

BMP受容体の一つ、BMPRIIは、C末端領域のThr977がリン酸化酵素JNKによりリン酸化され、一方では脱リン酸化酵素Dullardにより分解の促進を受ける。本研究では、Dullardの機能とBMPRII部分欠失変異体との関係等や、Thr977がリン酸化を受けないBMPRII[T977A]変異体安定発現細胞が示す、野生型BMPRII安定発現細胞と異なる表現型についての新たな知見が得られたBMP受容体の一つ、BMPRIIは、C末端領域のThr977がリン酸化酵素JNKによりリン酸化され、一方では脱リン酸化酵素Dullardにより分解の促進を受ける。本研究では、Dullardの機能とBMPRII部分欠失変異体との関係等や、Thr977がリン酸化を受けないBMPRII[T977A]変異体安定発現細胞が示す、野生型BMPRII安定発現細胞と異なる表現型についての新たな知見が得られた歯周疾患において骨芽細胞骨形成能の低下を誘導すると考えられる骨吸収性サイトカインの一つであるTNF-αは、前骨芽細胞の骨芽細胞分化を阻害するが、TNFによる骨芽細胞分化阻害機構は不明である。私はこれまでにストレス依存性キナーゼJNKがII型BMP受容体の一つBMPRII(以下BRII)のC末端に会合すること等を明らかにしBRII機能調節への関与を示唆した。本研究初年度では研究計画に則り以下の検討を実施した。1.JNKによるBRII-Thr977リン酸化依存的BRII会合分子の探索:Flagタグ融合型BRII及びJNKによるリン酸化不能型BRII-Thr977点変異体の安定導入型HEK細胞におけるテトラサイクリン(以下Tet)依存性発現誘導条件の検討及び、Tet依存性に誘導されたFlag融合BRIIのFlag抗体による免疫沈降実験の条件検討を実施した。現在は実験計画にある二次元電気泳動による共沈タンパク質がなすスポットの検出条件を検討している。これによりBRIIリン酸化依存的BRII会合新分子の同定が期待される。2.BRIIとLIMKとの親和性のTNFによる変動の検討:LIMKはBRIIのC末端会合分子として知られることからTNF依存的なBRIIリン酸化に伴う会合促進又は抑制がおこるかを検討したが、親和性に関する影響はない事が示唆された。3.BRIIのDullard(以下DL)依存性プロテアゾーム系分解誘導機構とJNKとの関係の解析:DLは脱リン酸化酵素でありBRIIの分解を間接的に誘導するが、BRII上の作用点は不明であった。そこでBRIIの部分欠失変異体とDLを用いDL依存的BRIIユビキチン化部位を検討したところBRIIは複数のユビキチン化部位を持つことが主示唆された。また不活性型JNKがDLによるBRIIの分解抑制に働く可能性が示唆された。本研究は、骨芽細胞分化を促進するBMPシグナルの、TNFシグナルによるBMP受容体レベルでの機能調節機構等に焦点を当て、骨吸収性サイトカインによる骨芽細胞分化抑制の分子機序の一部を解明することを目的としている。BMPは、骨格形成に必須の増殖因子であり、膜受容体を介した下流経路活性化により生理作用を発揮する。-方、II型BMP受容体(BRII)は、そのC末端領域にある高度に保存されたThr977-Pro配列がJNKIによりリン酸化される。平成20年度は、BRII-Thr977の可逆的リン酸化によるBMP下流遺伝子の発現特性と細胞機能が受ける影響を検討するため、Flp-In/T-REx系によりBRII[WT]またはBRII[T977A]遺伝子が安定導入された一対の細胞株を準備し、両者の表現型の差異を検討した。その結果、BMP下流遺伝子では、Id1発現量のBMP処理による初期変動率に差が認められた。また平BRII[WT]発現細胞で生じるBMP依存性細胞増殖亢進が、BRII[T977A]発現細胞では生じないことが示唆された。更にこれら細胞株を用い、BRII-Thr977の変異がBMP経路とTNF経路とのクロストークに及ぼす影響を検討した。DNAチップにより、BRII[WT]発現細胞でBMP処理により2倍以上シグナル強度が変動し、更にTNF共処理でシグナル強度が2倍以上変動する遺伝子群を分析し、201の遺伝子を抽出した。この遺伝子群を更に比較解析したところ、IL1R1を始め、BRII[T977A]発現細胞にてシグナル強度の変動傾向がBRII[WT]発現細胞と異なる遺伝子群が抽出された。これらの結果は、BRIIのThr977-Pro配列が弐、正常なBMP依存性細胞機能調節に必要なことを示唆する。今後こうしたモデルを更に発展させ、骨再生療法の分子基盤構築に貢献したいと考えている。
遺伝性ムコ多糖症IVA型の病因解析と治療法開発の為の基礎研究

ムコ多糖症IVA型はリソソームのN-Acetylgalactosamine-6-sulfatesulfatase(GALNS)の障害による常染色体劣性遺伝性疾患である。これまでに本疾患の分子レベルでの病因を酵素精製、ヒトGALNS遺伝子クローニング、患者遺伝子解析、RFLP解析等を通して行い報告してきた。平成8年度の研究では、世界規模での患者遺伝子解析を発展させると共に、新たな治療法開発の為の疾患モデルマウス作成を目指し、マウスGALNSゲノム遺伝子クローニングを行い、更には遺伝子治療の基礎研究を目標に研究を進めてきた。患者遺伝子解析では、更に症例数を重ねコロンビア人患者とオーストラリア人患者並びにアイルランド人患者、アフガニスタン人患者の解析を行った。本疾患の遺伝子変異は極めて多様性に富み患者間で異なることが一つの特徴であるが、コロンビア人患者においては興味深いことに85%の患者においてG301C変異が存在することが証明された。また、オーストラリア人患者とアイルランド人患者においては双方に共通する重症型のI113F変異、軽症型のT312S変異を患者間に共通の変異として同定した。これらの成果については国際誌2編に投稿中である。また、マウスGALNSゲノム遺伝子クローニングを並行して行っており、これまでに129SVJマウスゲノム遺伝子ライブラリーのスクリーニングをマウスGALNS cDNAを用いて行い、マウスGALNSゲノムのプロモタ-領域を含むと考えられるゲノム領域から、エクソン7までを含むゲノム遺伝子断片のクローン化を終了した。現在、詳細なマッピングを行いつつあり、更に下流の領域を含む遺伝子断片のスクリーニングを行っている。遺伝子治療の基礎研究ではProf.Tortora,Prof,Bordignonと共同研究を行い、これまでに遺伝子導入によって患者繊維芽細胞での酵素活性の回復が確認された。
ムラサキイガイの内臓より単離した重油分解菌のキャラクタリゼーションと重油分解能

海洋の石油汚染を除去・修復するために有用な重油分解菌を、沿岸域に分布するムラサキイガイの内蔵から単離することを試みた。その結果、これまでに、富山湾沿岸域の2漁港(四方、経田)で採取したムラサキイガイから、4種類の重油分解菌を単離することができた。また、ムラサキイガイが生息する周辺の油膜海水を採取し、そこからも重油分解菌の単離を試みたところ、3種類の菌が単離できた。単離された分解菌はすべて、重油を乳化する能力を持つことが判った。最適増殖温度を調べたところ、すべての菌のそれは20°C30°Cであった。また、重油を含んだ培地中での方が重油を含まない培地中でのものより増殖速度が速く、平衡に達した際の菌体密度も約10倍高かった。この結果から、分解菌は重油成分を資化していることが強く示唆された。これらの分解菌の種の同定を、16S rRNA遺伝子の塩基配列と菌体成分のSDS-ゲル電気泳動パターンから同定したところ、すべてAlcanivorax属となった。しかし、各菌の間でゲル電気泳動パターンが少しずつ異なっていたことから、同属ではあっても異なる種または種内変異である可能性が考えられた。これらの菌を、光学顕微鏡及び透過型電子顕微鏡で観察したところ、運動性の無い、体長約1-2μmの桿菌であった。さらに7日間での重油の分解率を重油の乾燥重量の変化で調べたところ、海水から単離した菌は約10%以下であったのに対し、イガイ消化腺から単離した菌では約1030%と高かった。以上の結果より、ムラサキイガイは、周辺海水から消化腺に取り入れた重油分解菌を利用して、海洋の石油汚染から自身を防御する機構を持っている可能性が考えられた。しかし、重油分解菌との共生関係が維持されているかどうかについては、更なる研究が必要であると思われた。石油による海洋汚染のバイオレメディエーションを目的に,沿岸域に分布が見られるムラサキイガイの内臓から,石油分解菌を単離することを始めた。その結果,これまでに,富山湾沿岸域の3漁港(経田,魚津,四方)で採取したムラサキイガイから,10種類の重油分解菌を単離することができた。また,ムラサキイガイが生息する周辺の油膜海水を採取し,そこからも重油分解菌の単離を試みたところ,4種類の菌が単離できた。単離された分解菌はすべて,重油を乳化する能力を持つことが判った。つぎに,単離した菌の基本的な性格を明らかにするために,まずは3種類を選び出し,それらの最適増殖温度を調べたところ,すべて30°Cであった。重油の有無による増殖速度への影響も調べたところ,重油を含む培地中での増殖が速く,平衡に達した際の細胞密度も,重油を含まない培地中でのそれよりも約10倍高くなったことから,分解菌は重油成分を資化していることが考えられた。これら分解菌の種の同定を,16S rRNA遺伝子の塩基配列によって行った結果,すべてAlcanivorax属となった。これらの菌を,光学顕微鏡及び透過型電子顕微鏡で観察したところ,運動性の無い,体長約2-4μmの桿菌であった。

さらに,重油の分解率を,7日間培養後の培地中の重油の乾燥重量の変化で調べたところ,約7-10%となった。続いて,これら3種の菌体組成をSDS-PAGEで調べたところ,大まかなバンドパターンは良く似ていたが,それぞれに特有のバンドが複数見られたことから,それぞれ同属であっても異なった種または種内変異である可能性が示唆された。平成15年度の研究では,まだ未同定の分解菌の同定と,重油の分解能を調べることを中心に進めるとともに,分解機構につながる物質(生物界面活性剤または酵素など)の検出を行う予定である。海洋の石油汚染を除去・修復するためのバイオレメディエーションを目的に,沿岸域に分布が見られるムラサキイガイの内臓から,石油分解菌を単離することを試みた。その結果,これまでに,富山湾沿岸域の3漁港(経田,魚津,四方)で採取したムラサキイガイから,12種類の重油分解菌を単離することができた。また,ムラサキイガイが生息する周辺の油膜海水を採取し,そこからも重油分解菌の単離を試みたところ,4種類の菌が単離できた。単離された分解菌はすべて,重油を乳化する能力を持つことが判った。今回は,ムラサキイガイの消化腺から単離した菌4種類と,ムラサキイガイが生息していた周辺海水から単離した菌3種類を選び出し,それらのキャラクタリゼーションを行った。まず,最適増殖温度を調べたところ全ての菌のそれは30°Cであり,重油を含んだ培地中での方が増殖も速く,平衡に達した際の細胞密度も,重油を含まない培地中でのそれよりも約10倍高くなった。この結果から,分解菌は重油成分を資化していることが強く示唆された。これら分解菌の種の同定を,16S rRNA遺伝子の塩基配列によって行った結果,全てAlcanivorax属となった。これらの菌を,光学顕微鏡及び透過型電子顕微鏡で観察したところ,運動性の無い,体長約2μmの桿菌であった。さらに,7日間での重油の分解率を重油の乾燥重量の変化で調べたところ,約10%30%となった。これら7種類の菌体組成をSDS-PAGEで調べたところ,大まかなバンドパターンは良く似ていたが,それぞれに特有のバンドが複数見られたことから,それぞれ同属であっても異なった種または種内変異である可能性が示唆された。以上の結果より,ムラサキイガイは周辺海水から消化腺内に取り入れ重油分解菌を利用して,海洋の石油汚染から自身を防御する機構を持っている可能性が考えられた。
麻酔と手術侵襲の自律神経系と内分泌系の変動、免疫応答に及ぼす影響

今回の研究の目的は、手術侵襲の生体に及ぼす影響を神経系・内分泌系・免疫系の3点について促え、将来的には三位一体の統合された観点からの評価法を得ることであった。対象を胃亜全摘出に限定し、麻酔法を「硬膜外+全身麻酔」と「全身麻酔のみ」に分類、手術中及び術後に上記の3点に関して変動を追跡した。その結果、1)手術侵襲と神経系に関して;自律神経系のモニターとして末梢皮膚血流量に着目し、レーザードップラー血流量計とMacLabを連動させるシステムを作製して手術侵襲との関連を調査した結果、低濃度の吸入麻酔薬併用時には手術侵襲の大きさと皮膚血流量とは密接な相関が見られた。末梢皮膚血流量測定は今後、自律神経系の新しいモニターとして有用と思われた。「硬膜外+全身麻酔」と「全身麻酔のみ」を比較すると、末梢皮膚血流量の変動は前者の方が後者より少なく、硬膜外併用麻酔は手術侵襲に対してよりstress freeな麻酔法といえる可能性が示唆された。2)手術侵襲と内分泌系・免疫系に関して;内分泌系の指標として血漿コルチゾール、ACTH、血漿betaエンドルフィン様免疫活性を測定した。免疫系の指標としてCD4/CD8比(細胞性免疫の指標)、Leull(NK細胞活性の指標)を使用した。その結果、血漿コルチゾールと血漿betaエンドルフィン様免疫活性の変動は、術後のCD4/CD8比、Leullの変動と相関した。また手術中は末梢皮膚血流量と血漿コルチゾール値とは密接な相関を維持した。以上から、神経系・内分泌系・免疫系の3系の変動を総括的にかつ定量的に把握する端緒は得られたと言えよう。今後は、手術侵襲によるサイトカインの変動もあわせて追跡する予定である。
磁気乱流と宇宙線が卓越する星間媒質の宇宙物理学

星間媒質のダイナミックスを理論的に研究し,銀河円盤内の星間空間における星・惑星形成論を発展させることにつなげることが本研究課題の目的である.平成29年度の成果としては,以下のものが列挙できる.分子雲形成過程についての理論的研究は進み,論文を発表することができた.またその現象を銀河円盤スケールで素視化して統計的に記述する研究についても複数の論文を発表できた.後者の内容は,分子雲の形成と成長を統計的に記述する方程式を数値計算する際に,分子雲同士の合体現象についても取り込んで計算を行ったものである.これは小スケールを分解できない銀河スケールのダイナミックスに関する数値シミュレーションを行う際にサブグリッドモデルとして有効になると考えられる.フィラメント状分子雲の分裂過程を統計的に記述する手法についても発展させ,分裂して生まれた分子雲コアの角運動量の分布がどのようになるかという点も研究を行った.惑星形成に関連する話題についても論文を多数発表することができた.具体的には,原始惑星系円盤の形成過程を記述する非理想磁気流体力学計算においてホール効果を取り入れた計算を行い,形成される円盤の構造が初期条件にどのように依存しているかを明らかにしたものである.また,原始惑星系円盤において,ダストを濃縮するメカニズムの一つである永年自己重力不安定性について記述する数値計算法を開発し,世界初の数値シミュレーションを行った.現在はこの現象に関連する新たな不安定性を見つけたので,それについて研究を進め,論文を投稿中である.また,原始惑星系円盤内で形成されたと考えられる微惑星の衝突現象を記述する数値計算法(Sugiura & Inutsuka 2016,2017)を開発し,それを用いて太陽系内小天体の合体・破壊現象を記述したものである.分子雲形成過程についての理論的研究は進み,論文を発表することができた.またその現象を銀河円盤スケールで素視化して統計的に記述する研究については2本の論文が発表できた.また,惑星形成に関連する話題についても論文を多数発表することができた.従って,星・惑星形成のテーマに関する研究の進捗状況は順調である.分子雲の進化に関する銀河円盤スケールのモデル化については現在の研究の延長として順調に進める予定である.星・惑星形成についての研究は順調に進んでいるので,今後もさらに成果を発表していく.研究が少々遅れている宇宙線物理に関するテーマに関しては,原始惑星系円盤における宇宙線の伝搬・減衰・電離については数値計算が進み,論文化できる段階になりつつあるので,早急にまとめるようにする.分子雲に対する宇宙線粒子の伝搬・減衰・電離についての研究は早急に進める予定である.多様な環境である銀河系での星形成活動を解明し,銀河系の動的な進化の描像を確立する.また,星間媒質中での乱流の維持・散逸,星間磁場強度増幅や高エネルギー粒子加速・拡散を解析する.さらに長時間スケールで平均化・粗視化により定義される星間媒質の準平衡状態の理論を構築する.これは密接に相互作用する星間媒質を包括的に記述することであり,銀河系の進化を理解することである.2016年度は,温度数千度程度で亜音速乱流状態の弱電離ガス中でのHI雲と分子雲の形成過程の研究をさらに発展させた.特に近年観測的研究が盛んになっている分子雲の衝突による分子雲の進化についての研究を進めることができた.その結果,分子雲の衝突現象は頻度が限定されているため,分子雲の数の分布(質量関数)に大きな影響を与えるほどではないことがわかった.但し,分子雲衝突が星形成活動を活発にする場合があるので,星形成活動に対する分子雲衝突の寄与を定量的に計算し,特定の環境条件のもとでは,銀河円盤内でおこる星形成活動のある程度の割合を担うことがわかった(Kobayashi et al. 2017).また,申請者が2002年に発表した理論に関連して近年話題になっている分子雲コアの質量関数についても観測結果と詳細に比較し,星の初期質量関数の起源に迫ることも進めることができた.この内容については大学院生が日本天文学会にて報告しており,さらに発展させて欧文論文としてまとめる予定です.星形成に引き続き起こる惑星形成過程に関する種々の未解決問題についても,研究を進めた.特に,微惑星の衝突合体過程の数値シミュレーションを可能とする弾性体力学に基づくSPH法を開発し,論文として発表した(Sugiura & Inutsuka 2017).現在は,この計算コードを用いて,微惑星や小惑星の衝突・破壊・合体過程について研究を進めることが可能となっている.研究テーマについてはかなり拡大しつつあるが,それぞれの内容が査読付き欧文論文として発表できているので,進捗状況としては悪くない.星間媒質のダイナミックスを理論的に研究し,銀河円盤内の星間空間における星・惑星形成論を発展させることにつなげることが本研究課題の目的である.平成29年度の成果としては,以下のものが列挙できる.分子雲形成過程についての理論的研究は進み,論文を発表することができた.またその現象を銀河円盤スケールで素視化して統計的に記述する研究についても複数の論文を発表できた.後者の内容は,分子雲の形成と成長を統計的に記述する方程式を数値計算する際に,分子雲同士の合体現象についても取り込んで計算を行ったものである.これは小スケールを分解できない銀河スケールのダイナミックスに関する数値シミュレーションを行う際にサブグリッドモデルとして有効になると考えられる.フィラメント状分子雲の分裂過程を統計的に記述する手法についても発展させ,分裂して生まれた分子雲コアの角運動量の分布がどのようになるかという点も研究を行った.惑星形成に関連する話題についても論文を多数発表することができた.

具体的には,原始惑星系円盤の形成過程を記述する非理想磁気流体力学計算においてホール効果を取り入れた計算を行い,形成される円盤の構造が初期条件にどのように依存しているかを明らかにしたものである.また,原始惑星系円盤において,ダストを濃縮するメカニズムの一つである永年自己重力不安定性について記述する数値計算法を開発し,世界初の数値シミュレーションを行った.現在はこの現象に関連する新たな不安定性を見つけたので,それについて研究を進め,論文を投稿中である.また,原始惑星系円盤内で形成されたと考えられる微惑星の衝突現象を記述する数値計算法(Sugiura & Inutsuka 2016,2017)を開発し,それを用いて太陽系内小天体の合体・破壊現象を記述したものである.分子雲形成過程についての理論的研究は進み,論文を発表することができた.またその現象を銀河円盤スケールで素視化して統計的に記述する研究については2本の論文が発表できた.また,惑星形成に関連する話題についても論文を多数発表することができた.従って,星・惑星形成のテーマに関する研究の進捗状況は順調である.広げたテーマについて今後も多数の論文を作成する.また,星間媒質のダイナミックスに対する宇宙線の効果の研究をもっと進めるように工夫する予定である.分子雲の進化に関する銀河円盤スケールのモデル化については現在の研究の延長として順調に進める予定である.星・惑星形成についての研究は順調に進んでいるので,今後もさらに成果を発表していく.研究が少々遅れている宇宙線物理に関するテーマに関しては,原始惑星系円盤における宇宙線の伝搬・減衰・電離については数値計算が進み,論文化できる段階になりつつあるので,早急にまとめるようにする.分子雲に対する宇宙線粒子の伝搬・減衰・電離についての研究は早急に進める予定である.
メダカを用いた放射線モニタリング系の開発

福島原発事故に伴う放射能汚染、海外発展途上国における環境汚染等、野外環境汚染状況を感知し、迅速に対応できる事は、極めて社会的要請の大きい緊急課題である。本研究では、広範囲な地域の汚染状況を、簡便な方法でモニタリングする生物検出系の作成を提案した。野外での飼育に適したメダカを用い、放射線等によりゲノムDNAに損傷が生じた時、損傷精生成に鋭敏に反応する遺伝子に注目し、DNA損傷に対応して蛍光発色するメダカ系統の樹立を試みた。放射線(あるいは化学変異原)の生物モニタリング系開発を目指している。野外での飼育に適したメダカを使用し、どこにでも設置できる簡易で、かつ鋭敏なin vivoモニタリング系の樹立を目指す。放射線を感知し、恒常的なレポーター遺伝子(蛍光色素遺伝子)発現のスイッチをオンにできるような遺伝子改変メダカを作製するのが基本原理である。この様なレポーター系で一番問題になるのはバックグラウンドである。予期せずに発生したバックグラウンドをキャンセルできる系を導入する事によりバックグラウンドの排除を行う。また、損傷応答・修復に関わる遺伝子変異体を用いる事により検出感度の鋭敏化を目指した。本研究の主要ステップは、1)遺伝子発現誘発系コンストラクト作成、2)TG個体樹立、3)放射線量、化学物質暴露積算量の依存性の確認、4)様々な変異体への系導入による感受性の鋭敏化である。1)として、Cre/loxPコンストラクトを作成し,2)としてレポーター系を樹立するとともに、ドライバー系の樹立を行っている。3)については放射線及び化学変異原物質(Diethyl-nitrosoamine(DENA)について感受性を測定した。4)については、様々な変異体への系導入:TALEN, CRISPR等のゲノム編集技術を確立し、放射線感受性、化学物質高感受性の変異体を樹立している。本研究は、放射線(あるいは化学変異原)の生物モニタリング系開発を目指している。野外での飼育に適したメダカを使用し、どこにでも設置できる簡易で、かつ鋭敏なin vivoモニタリング系の樹立が最終目標である。この様なレポーター系で一番問題になるのはバックグラウンドであるが、スイッチ・オンを多段階に制御する事によりバックグラウンドレベルの抑制を行う事を計画した。また、損傷応答・修復に関わる遺伝子変異体を用いる事により検出感度の鋭敏化を行う。本研究では、1)遺伝子発現誘発系コンストラクト作成、2)TG個体樹立、3)放射線量、化学物質暴露積算量の依存性を確認、4)様々な変異体への系導入による感受性チェック、が主要ステップである。1)としては、Cre/loxP系コンストラクトを作成し、2)TG個体の樹立を行った。3)については平成25年度の課題であり、順次開始する。4)については,これまでに我々が確立したTILLING法に加え、TALEN, CRSPR等新たな手法にチャレンジし系の確立に成功した。本研究の主要ステップは、1)遺伝子発現誘発系コンストラクト作成、2)TG個体樹立、3)放射線量、化学物質暴露積算量の依存性を確認、4)様々な変異体への系導入による感受性チェック、の4点である。各項目についてその達成度を以下に記す。1)遺伝子発現誘発系コンストラクト作成;2)TG個体樹立:Cre/loxP系コンストラクト作成し,そのTGラインを樹立中である。当初目的は達成したが、Flp-FRT系については作成していない。その理由は、「今後の研究の推進方策」に述べる(達成度:70%)。3)放射線量、化学物質暴露積算量の依存性を確認、4)様々な変異体への系導入による感受性チェックは、当初から平成25年度の課題として計画していた。しかしながら、変異体取得の新たな手法論が開発されてきた為、その確立を行った(達成度:100%)。以上を総合して、延滞的には「概ね順調に進展している」と自己判定した。本研究で提案している様なレポーター系で一番問題になるのはバックグラウンドである。当初、スイッチ・オンを多段階に制御する事によりバックグラウンドレベルの抑制を行う事を計画した。しかしながら、スイッチ・オンの多段階制御は、レポーターシグナルの低下を招く事から、必ずしも最適な方法ではない事に思い当った。そこで、バックグラウンドを一度キャンセルする方法を提案する事とした。つまり、予期せぬシグナルにより自然にスイッチオンになった細胞を特異的に薬剤で除去する事により、バックグラウンドゼロから環境変異源(放射線等)の影響モニターを開始するというアイデアである。大きな変更を含むものではなく、容易に構築できる事から、実現性は高いと判断している。平成24年度はコンストラクト作成が主な研究内容であったが、平成25年度はメダカ個体の解析が主な研究内容となる。従って、飼育・解析の為の消耗品が主な支出費目となる。特に、変異を検出できた個体(体組織)のゲノム解析が必要となる。

次世代シークエンサーを用いた解析を予定しており、支出に占める割合が大きくなると予想される。以下が主な使用計画である。メダカ飼料(20万円)、プラスチック器具(30万円)、酵素類(シークエンサー用試薬を含む(125万円)、英語校閲等(5万円),国内旅費(10万円)
心肺蘇生時換気法としてのConstant-Flow Ventilationの研究

雑種成犬を用い一本の吹送管を用いた定常流換気法(CFV)が、心肺蘇生時および蘇生直後の緊急換気手段として有用か否か検討してみた。方法:麻酔下成犬18頭に気管切開を施行し、切開口より内径2mmの吹送管を気管分岐部1cm直上部に挿入固定した。吹送管の近位端は酸素流量計(アコマ特型)に接続した。電気的心室細動を誘発し、心室細動5分後より80100回/分の胸壁圧迫心マッサージとCFVを開始した。CFVは、A群6頭には1.0L/Kg/分、B群6頭には0.5L/Kg/分、C群6頭には0.2L/Kg/分とした。蘇生開始10分後、直流除細動を施行し、蘇生例はそのまま同じ流量のCFVを10分間続けた。その後気管切開部に通常の気管チューブを挿入し純酸素による間欠的陽圧呼吸を15分間施行した。なお、蘇生中は収縮期血圧を100mmHg以上に保つようにアドレナリンを投与し、輸液は生理食塩水3ml/Kg/分とし、重炭酸およびカルシウムの投与は行はなかった。実験中、心電図、気道内圧、大腿動脈圧、直腸温度は連続モニターし、個々の記録および血液ガス測定は、心室細動前、細動後1、5分、心マッサージとCFV開始1、5、10分、蘇生後1、5、10分、間欠的陽圧呼吸後5、10、15分とした。統計処理は、コントロール値に対して各群でpaired t-testを、各群間で一元分散分析を用いた。結果:心マッサージ施行中0.5と1.0/Kg/分のCFVでは適正な動脈血酸素加と低PaCO_2血症が維持できた。しかし、0.2/Kg/分のCFVでは適正なPaCO_2を維持できなかった。蘇生後はどのガス流量でも酸素加を適正に維持できたが、軽度の高PaCO_2血症は避けられなかった。結語:CFV0.5と1.0L/Kg/分は犬の心肺蘇生時に適正なガス交換を維持できることを示した。CFVは蘇生後の換気法としては酸素加は維持できるがPaCO_2の上昇を漸次招くので注意を要する。心肺蘇生に際して、間欠的陽圧呼吸が困難な時、CFVは間欠的陽圧呼吸に代わる新しい換気法と考える。
土壌中の貯留を考慮した水田における温室効果ガス発生・吸収機構の解明

営農条件下の水田において、CH4貯留量(気泡中ガス蓄積量と溶存量)の経時変化とCH4排出量を測定し、実際の水田で起こっているCH4の動態を評価し、メタン削減について検討した。水田土壌中で発生したメタンは一部が貯留されるが、多くが大気や暗渠排水を通じて水田外に排出されていたことから、水田からのメタン排出を抑制するためには、作土層内のメタン生成そのものを抑制することが有効であることが推察された。2007年度は、土壌中のメタン(CH_4)、亜酸化窒素(N_2O)ガス貯留量測定のための準備期間として、(1)気泡の採取方法の確立、(2)サーモTDRによる湛水土壌中気泡量の測定、(3)ヘッドスペース法による溶存態CH_4、N_20濃度の測定、の予備実験を実施した。土壌中の気泡採取ではポーラスカップにタイベックシート(水を通さないが空気を通す資材)を巻いた気泡採取器を自作し、この気泡採取器を使用して水中の気泡の採取に成功した。サーモTDRによる湛水土壌中の気泡量測定実験では、現在室内実験仕様のサーモTDRプローブを用いて土壌中の気泡量のキャリブレーションを実施中である。また、野外測定に耐えるサーモTDRを作成している。溶存態のCH_4、N_20濃度測定は、ヘッドスペース法でガス溶存量を測定できることを確認した。営農条件下の水田で地温、土壌水分量、土壌の電気伝導度(EC)、湛水深、酸化還元電位(ORP)など土壌環境の連続測定を行うため、センサーを作成した。2007年6月から8月に神奈川県平塚市内の営農条件下の水田にセンサーを埋設し、連続測定を行った。その結果、全ての項目の連続測定が成功した。これら2007年の実験や測定によって、水田土壌中のガス体、溶存体のガス貯留量が測定できることがわかった。2008年度は、これまでに準備した機器や方法を用いて代かき以降の土壌中の温室効果ガス貯留量を連続測定する。2008年度は、神奈川県平塚市内の水田土壌中のメタン(CH_4)、亜酸化窒素(N_2O)ガス貯留量測定を開始したが、研究代表者の異動により測定の中断を余儀なくされた。したがって、2008年度は2009年度の準備期間として、1.気泡の採取方法装置の作成と採取方法の確認、2.ヘッドスペース法による溶存態CH4濃度の測定、の予備実験を実施した。土壌中の気泡採取ではポーラスカップにタイベックシート(水を通さないが空気を通す資材)を巻いた気泡採取器を自作し、この気泡探取器を使用した。その結果、水中に十分な量の気泡が存在すれば気泡採取が可能であることを確認した。溶存態のCH_4、N_2O濃度測定は、ヘッドスペース法でガス溶存量を測定できることを確認した。また、泥炭客土された水田での溶存ガス濃度を変化させないような採水方法も確立した。2008年6月から7月に神奈川県平塚市内の営農条件下の水田にセンサーを埋設し、連続測定を行い、全ての項目の連続測定が成功した。これら2008の実験や測定によって、泥炭地の水田でも土壌中のガス体、溶存体のガス貯留量が推定できることがわかった。2009年度は、これまでに準備した機器や方法を用いて北海道石狩泥炭地の客土された水田における温室効果ガス貯留量の測定を、定植後開始する。2009年度は、北海道の泥炭地の客土された水田において、水位、酸化還元電位、水田からのメタン排出量、表層水と作土水の溶存メタン濃度、作土層の平衡メタン濃度(以下、土壌ガス濃度)を測定し、水稲作付け期間のメタン動態を解明し、水田からのメタン排出の抑制について検討した。酸化還元電位は、6月中旬から負に転じ-200mV以下となったが、落水後は+500mVまで上昇した。ガス排出量は、6月中旬以降増加し8月上旬にピークに達し、落水後ゼロ付近へと低下した。表層水の溶存メタン濃度は田植え後増加し、落水まで5μgCL^<-1>以上に保たれた。作土層の溶存メタン濃度も田植え後上昇し、6月中旬以降は落水まで500μgCL^<-1>以上に保たれた。土壌ガス濃度は、田植え後上昇し8月下旬に19%に達したが、落水後は低下した。土壌中の気相率が5%、土壌の空隙率が50%とすると、定植からメタン総貯留量が最大に達した8月3日までの積算メタン排出量は14gCH_4m^<-2>と推定された。

一方、同じ日の水田のメタンの総貯留量は、1.0gCH_4m^<-2>であり、総貯留量が排出量よりかなり小さいことが示された。このことから、湛水時土壌中で発生したメタンは一部が貯留されるが、大部分が速やかに大気に放出されることが示唆された。水田からのメタン排出を抑制するためには、作土層内のメタン生成そのものを抑制するような水・有機物管理が有効であることが示された。
ニュートリノ質量模型とレプトン数・フレーバーの破れた過程の関連

レプトン数の破れた過程は、現在の宇宙における粒子・反粒子の非対称の原因解明に関わるため非常に重要であり、また素粒子標準理論を超え、それを包含するより本質的な枠組みの構築への手がかりともなり得る。レプトン数の破れを検証する有効な方法として、現在多くの実験で「無ニュートリノ二重ベータ崩壊過程」が探索されている。実験の主要な目的はニュートリノの質量項がレプトン数を破っているか否かの検証であるが、レプトン数を破る新物理からの寄与に対しても非常に高い感度を有しているという点に特に着目して研究を行っている。次世代実験の新物理に対する感度はテラ電子ボルトスケールであり、新物理探索に於いてLHC実験と相補的な役割を果たすことが期待できる。本研究は、無ニュートリノ二重ベータ崩壊過程に寄与する新物理の可能性を網羅的・系統的に調べ上げ、高エネルギー・スケールで実現される理論模型の構築ならびに峻別・特定に寄与することを主要な目的としている。本年度は、ニュートリノの媒介による増幅効果を含むレプトン数の破れた相互作用(質量次元7の有効相互作用)の起源を網羅的に調べ上げ、ニュートリノ質量との関係を明らかにする論文を上梓した。IceCube実験は着々と高エネルギー宇宙ニュートリノ事象を蓄積し、より高統計なスペクトルを継続的に発表している。本研究では、そのスペクトルの特徴的な振る舞い(具体的にはあるエネルギー領域におけるイベント欠損)を説明する新レプトン相互作用を提案し、それがミューオン異常磁気能率の実験値と理論値のズレをも説明できることを示した。本年度は、宇宙ニュートリノのフラックスの計算を精密化し、高統計データを用いた新レプトン力の検証に備える論文をPhysical Review D誌に発表した。27年度が最終年度であるため、記入しない。主要な研究テーマであるところの無ニュートリノ二重崩壊過程に寄与する有効相互作用と輻射ニュートリノ質量模型の関係については、質量次元9の有効相互作用に対し網羅的ボトムアップ・アプローチを適用することで系統的に調べ上げた。その成果は論文としてまとめられ、Journal of high energy physics誌に掲載が決定している。また本研究の中で、質量次元7でニュートリノを外線に含む有効相互作用が無ニュートリノ二重崩壊過程に長距離力としての寄与を与えるため、質量次元9の有効相互作用の結果に含めて扱えないことが分かった。本年度は、その点について特に注目し、無ニュートリノ二重崩壊過程に関連する新物理現象・模型を網羅的かつ系統的に調べ上げるという研究目標を完成させたい。軽い暗黒物質を含む最小超対称模型のLHC実験での検証可能性を議論し、その結果はJournal of high energy physics誌に掲載された。我々は、Zボソン、Higgsボソンが媒介する暗黒物質の対消滅過程が初期宇宙で主要な寄与を与える場合に特に着目し、LHCによる重い中性ゲージ・フェルミオンの崩壊過程の探索が与える制限を数値シミュレーションにより導出した。IceCube実験において観測された高エネルギー宇宙ニュートリノのスペクトルの欠損を説明し、同時にミューオンの異常磁気能率の実験値からの理論値のずれをも説明できる理論模型を提案した。結果はPhysical Review D誌に掲載され、国際会議Neutrino 2014およびNuPhys 2014に於いてポスター発表を行った。計画では、次世代実験の結果をインプットとし宇宙を記述する新たなニュートリノ有効理論を構築することを大目標に、特にレプトン数・レプトンフレーバーの破れた過程の探索実験に注目し、それらの実験の結果が素粒子理論模型に与える示唆を網羅的ボトムアップ・アプローチを用いて系統的に議論することを目指している。

平成26年度は、代表的なレプトン数の破れた過程である無ニュートリノ二重崩壊過程に関連する新物理に網羅的ボトムアップ・アプローチを適用し、その新物理がTeVスケールの輻射ニュートリノ質量模型に与える示唆を調べ上げ、その成果を論文としてJournal of high energy physics誌に掲載することができたため、当初計画の通りに研究を進め成果を上げていると言える。その研究の中で、無ニュートリノ二重崩壊過程に別の影響を与え得る新物理の分類を逃していることが明らかになった。今年度はこの「別の影響を与え得る新物理」の起源を調べあげ、無ニュートリノ二重崩壊過程に関する網羅的・系統的研究を完成させたい。また当初の研究計画には無かったが、関連する研究分野である高エネルギー宇宙ニュートリノやミューオン異常磁気能率、超対称性模型と暗黒物質の関連についても論文を物することができ、国際会議・国内会議で発表を行った。したがって当初予定していた以上の成果が得られていると言える。これらの成果は、本研究の新学術領域「ニュートリノフロンティア」の中での意見交換・相互作用に依るところが非常に大きい。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度も、本研究の本来の目標であるレプトン数・フレイバーの破れた過程を手がかりとした理論模型の探索を引き続き行なっていきたい。具体的には、無ニュートリノ二重崩壊過程に寄与する新物理の内、昨年度出版した論文に含まれない場合を調べ尽くし、無ニュートリノ二重崩壊過程に関する理論模型を網羅し系統的に分類したい。これについては現在既に着手しており、年度中に完成させることができると信じている。また無ニュートリノ二重崩壊過程だけでなく、ニュートリノ質量および混合角測定に影響を与え得る低エネルギー新物理に今一度着目し、その高エネルギー物理への示唆を系統的に調べ上げることにより、近い将来もたらされると期待される高精度な実験結果に備えたい。昨年度、新学術領域「ニュートリノフロンティア」の研究会での発表や議論を通して高エネルギー宇宙ニュートリノについて興味を惹かれ、その分野でひとつの論文を物することができた。今年度は、この昨年度の成果を踏まえ更に深めていきたい。具体的には、昨年度の研究の中では簡単化の為に無視されていた効果(例えば、宇宙ニュートリノの分布の効果)や取り入れられていなかった実験からの制限(太陽ニュートリノからの制限等)を考慮に入れ、より精密で現実的な数値計算を行うことを予定している。更に、高エネルギー宇宙ニュートリノのスペクトラムに影響を与える理論模型の内、我々が想定している模型を検証できる実験を考案し、提案していきたい。以上の研究成果を論文としてまとめ、また昨年度同様、積極的に国際会議・国内会議で発表していくつもりである。
細胞外RNAの編集率を指標とした筋萎縮性側索硬化症の新規バイオマーカーの開発

加齢が危険因子である筋萎縮性側索硬化症(ALS)は、患者数の増加が予想されるものの、現時点で根本的な治療法はなく、その開発が望まれる。そのため、診断および治療モニタリングを可能にするバイオマーカーの開発は根本的な治療法を開発するうえで必須である。ALSの9割を占める孤発性ALSでは、RNA編集酵素であるADAR2の発現量低下することで細胞死が起きている。そこで本研究の目的は、採取可能な体液中に存在するRNAのADAR2依存性編集部位の編集率を測定し、運動ニューロンでのADAR2の発現量低下を同定し、診断および治療モニタリングのバイオマーカーを開発することである加齢が危険因子である筋萎縮性側索硬化症(ALS)は、患者数の増加が予想されるものの、現時点で根本的な治療法はなく、その開発が望まれる。そこで本研究の目的は、採取可能な体液中に存在するRNAのADAR2依存性編集部位の編集率を測定し、運動ニューロンでのADAR2の発現量低下を同定し、診断および治療モニタリングのバイオマーカーを開発することである