hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
物体の分かりやすい説明表現のための絵描き歌自動生成に関する研究

写真に写っている物体を分かりやすい表現で説明することを目指したアプリケーションとして,本研究では物体認識技術を応用した絵描き歌自動生成システムの技術開発に取り組んでいる.未知の物体を言語で表現するとき,人はよりイメージしやすい物体を用いて「○○のような」「××を△△に乗せたような」といった比喩的表現を生成する.これを機械が実現するためには,物体の外観特徴を抽象的にとらえた上で他の物体との類似性を上位レベルで評価する必要があり,人工知能の本質的な課題といえる.物体を絵描き歌のような抽象化された表現で表すとき,あるまとまりを持ったパーツの集合体として物体を領域分割する必要がある.そこで今年度は,昨年度に引き続き深層学習を用いて画像を教師無しセグメンテーションする手法を開発した.提案手法は画像ピクセルのグルーピングを行うタスクを通して,畳み込みニューラルネットワークはランダムな重みからより良いパラメータへと自己学習する.本手法は教師無し学習のみならず,一部の画像領域のラベルを指定するだけで画像全体をセグメンテーションするユーザインタラクティブな使用が可能であり,良く知られる従来手法グラフカットを適用した場合よりも性能が高いことを実験で確認した.また,本手法を用いて画像内の顕著なパターンを学習し,顕著性の高い物体の領域を検出するタスクに応用して知見をまとめ,信号処理のトップ国際会議ICASSP'2019に論文採択された.画像セグメンテーションはカラー画像に加え距離画像等の多種類のセンサ情報を統合することでより高い精度が得られる.このようなマルチモーダル画像を用いた深層学習アプローチについて知見をまとめ,Elsevier出版の書籍"Multimodal Scene Understanding 1st Edition"の第2章に寄稿した(2019年8月刊行予定).写真に写っている物体を分かりやすい表現で説明することを目指したアプリケーションとして,本研究では物体認識技術を応用した絵描き歌自動生成システムの技術開発に取り組んでいる.未知の物体を言語で表現するとき,人はよりイメージしやすい物体を用いて「○○のような」「××を△△に乗せたような」といった比喩的表現を生成する.これを機械が実現するためには,物体の外観特徴を抽象的にとらえた上で他の物体との類似性を上位レベルで評価する必要があり,人工知能の本質的な課題といえる.このような課題を達成するための物体認識技術は,ある特定の既知物体をデータベースに登録して後に照合できる機能(特定物体認識)だけでなく,未知の物体であっても,それが何のカテゴリであるかを推定できる機能(一般物体認識)が要求される.さらに,絵描き歌の素材として様々な物体を認識するためには,各物体カテゴリを代表するような一つの決まった姿勢のみを学習するのでは不十分であり,あらゆる回転姿勢の物体をさまざまな方向から観測して認識できるように学習する必要がある.そこで,今年度は,回転台を用いた撮影およびインターネット上で収集した三次元物体のCADモデルのレンダリングを用いて,物体を様々な方向から見たマルチビュー画像を学習し,物体のカテゴリと姿勢を同時に認識する手法を開発した.本研究は深層学習を用いており,物体の姿勢の教師信号を人間が与えることなく,自動的に獲得できる点が新しい.提案手法は,三次元物体検索の国際的コンペティションSHREC'17にて,二部門で世界第一位の性能を記録した.さらに,画像全体から個々の物体に喩えるための領域を自動抽出するために,画像セグメンテーション手法の開発を進めた.人による教師データ作成を必要としない教師なし学習の新たな手法を提案し,複数の既存手法との比較実験を行った.絵描き歌自動生成システムにおいて最も重要な要素技術である物体認識技術,および画像領域抽出技術の開発において,大きな進捗があった.よって,本課題は順調に進展していると判断する.第一に,回転台を用いた撮影およびインターネット上で収集した三次元物体のCADモデルのレンダリングを用いて,物体を様々な方向から見たマルチビュー画像を学習し,物体のカテゴリと姿勢を同時に認識する手法を開発した.本課題で必要となる物体認識技術は,ある特定の既知物体をデータベースに登録して後に照合できる機能(特定物体認識)だけでなく,未知の物体であっても,それが何のカテゴリであるかを推定できる機能(一般物体認識)が要求される.さらに,絵描き歌の素材として様々な物体を認識するためには,各物体カテゴリを代表するような一つの決まった姿勢のみを学習するのでは不十分であり,あらゆる回転姿勢の物体をさまざまな方向から観測して認識できるように学習する必要がある.本研究は深層学習を用いており,物体の姿勢の教師信号を人間が与えることなく,自動的に獲得できる点が新しい.提案手法は,三次元物体検索の国際的コンペティションSHREC17にて,二部門で世界第一位の性能を記録している.第二に,画像全体から個々の物体に喩えるための領域を自動抽出するために,画像セグメンテーション手法の開発を進めた.画像セグメンテーション手法は自動運転を目的とした車載カメラ画像認識分野で特に発展しているが,車,道路等といった特定の物体の領域を切り分ける車載カメラ画像認識とは異なり,本研究課題は認識対象が限定されていない.そこで,対象を限定せず,人による教師データ作成を必要としない深層学習ベースの教師なし学習手法を新たに提案した.画像セグメンテーションおよび物体領域抽出に関する複数の既存手法との比較実験を行い,提案手法の有効性を確かめた.写真に写っている物体を分かりやすい表現で説明することを目指したアプリケーションとして,本研究では物体認識技術を応用した絵描き歌自動生成システムの技術開発に取り組んでいる.未知の物体を言語で表現するとき,人はよりイメージしやすい物体を用いて「○○のような」「××を△△に乗せたような」といった比喩的表現を生成する.

これを機械が実現するためには,物体の外観特徴を抽象的にとらえた上で他の物体との類似性を上位レベルで評価する必要があり,人工知能の本質的な課題といえる.物体を絵描き歌のような抽象化された表現で表すとき,あるまとまりを持ったパーツの集合体として物体を領域分割する必要がある.そこで,今年度は,深層学習を用いて画像をセグメンテーションする手法を開発した.深層学習を用いた画像セグメンテーションの研究例は多く存在するが,そのほとんどが教師あり学習である.深層ニューラルネットワークの教師あり学習を行うためには膨大な学習データが必要であり,人手のアノテーションコストが大きい.また,学習データに存在するカテゴリの物体以外はセグメンテーションができないという問題がある.そこで,本研究では完全教師無しで画像のセグメンテーションを行うアルゴリズムを開発した.提案手法は畳み込みニューラルネットワークを用いるが,事前学習等の学習を一切必要としない.セグメンテーション対象のテスト画像が入力されると,画像ピクセルのグルーピングを行うタスクを通して,畳み込みニューラルネットワークはランダムな重みからより良いパラメータへと自己学習する.画像セグメンテーションのベンチマークデータセットBSDS500において,提案手法は従来手法を上回る性能を示した.本研究成果は信号処理のトップ国際会議ICASSP'2018に論文採択された.絵描き歌自動生成システムにおいて特に重要な要素技術である画像領域抽出(セグメンテーション)技術の開発において,大きな進捗があった.よって,本課題は順調に進展していると判断する.画像全体から個々の物体に喩えるための領域を自動抽出するために,画像セグメンテーション手法の開発を進めた.深層学習を用いた画像セグメンテーションの研究例は多く存在するが,そのほとんどが教師あり学習である.深層ニューラルネットワークの教師あり学習を行うためには膨大な学習データが必要であり,人手のアノテーションコストが大きい.さらに,画像セグメンテーション手法は自動運転を目的とした車載カメラ画像認識分野で特に発展しているが,車,道路等といった特定の物体の領域を切り分ける車載カメラ画像認識とは異なり,本研究課題は認識対象が限定されていない.そこで,対象を限定せず,人による教師データ作成を必要としない深層学習ベースの教師なし学習手法を新たに提案した.画像セグメンテーションのデファクトスタンダードなベンチマークデータセットBSDS500において,グラフベースセグメンテーション等の著名な従来手法を上回る性能を示した.これは大変重要な知見である.また,本研究成果は信号処理のトップ国際会議ICASSP'2018に論文採択されており,国際的に高く評価されているといえる.写真に写っている物体を分かりやすい表現で説明することを目指したアプリケーションとして,本研究では物体認識技術を応用した絵描き歌自動生成システムの技術開発に取り組んでいる.
空調システムの状態予測とそれに基づく最適運転・制御に関する研究

1)空気調和における状態予測に基づく最適制御の方法に関して、状態予測に従った最適な機器の運転と、参照値を予測しつつ行うフォルト検知の2つの視点から考察を行った。2)各種予測手法による負荷予測に対し、4つの手法について系統的な検討を行った。まず、カルマンフィルターを用いて負荷予測を行い、ある程度の精度が得られることを示した。しかし、より精度を上げるには、翌日の天気等に関する何らかの情報が必要であることが判った。そこで、これらを考慮したものとして、天気予報の翌日最低気温を用いたピーク暖房負荷(立ち上がり負荷)の予測を行い、このような簡便な方法によっても、対象を限定すればある程度の予測が行えることを示した。最後に、重回帰モデル、可能性線形回帰モデルを用いた予測を行い、簡便な線形モデルによっても熱負荷のマクロ予測が可能であるとの見通しが得られた。実際には発熱条件の不規則な変動などによって予測精度は低下するはずであり、それを踏まえた上で誤差に対する当日の修正方法にも言及する必要があることを考察した。3)ビル最適化の文脈のなかでフォルト検知を位置づけ、エネルギー消費量の参照値の予測に基づくトップダウン形式の検知手法について提案を行った。そして、具体的には発見的自己組織化モデルを用いて参照値を予測し、実際の性能が参照値を有意にはずれたときにフォルトが検出できることを実データを用いた検討から確認し、本手法の有効性を示した。4)ソーラシステムを対象に負荷予測に基づく運転制御の効果を検討した。ここでは、建物の期間熱負荷が予測できた場合、これに基づいて長期蓄熱槽への熱の投入のタイミングを制御した場合のシステム性能を検討し、これによりシステムCOPを向上させることができることを示した。
シグマ共役系シリコンクラスターおよびポリシランの量子物性

本研究では、ナノメートルサイズのシグマ共役系化合物であるシリコンクラスターおよび次元構造の制御されたポリシランのサイズに依存した量子物性を明らかにするために研究を行った。特に、原子数が制御された高分子やオリゴマーであるポリシラン、オリゴシランさらにはシリコン微粒子を作成しその光学応答を研究した。シリコン骨格構造が、結晶とアモルファスの2種類の試料を用いて、光学特性が構造によりどのように変化するか研究した。サイト選択励起分光で得られたスペクトルの微細構造は、シリコンクラスターや微粒子の内部構造のフォノン特性を反映した発光スペクトルになった。シリコン系ナノ構造の可視発光特性は、内部構造の結晶性に非常に敏感であった。可視発光の起源が、キャリアの量子閉込め効果に起因するものなのかまたは構造的乱れによるキャリア局在に起因するのかを、試料の内部構造と表面構造を制御することにより明確にした。さらに、ゾルーゲル法によりポリシランやオリゴシランを無機ガラス中に埋め込んだハイブリッド薄膜を作製し、その光学特性を研究した。ポリシラン薄膜やハイブリッド薄膜は、紫外線照射により光電特性が変化するが、ハイブリッド薄膜を用いた作成した光・電子機能素子は有機ポリシランのみによる素子により長寿命になった。さらに、ハイブリッド薄膜ではガラスマトリックス中に有機ポリシランを分散させるため、有機ポリシラン鎖間距離を大きくでき鎖間のエネルギー移動を抑制することが可能であることを発光の偏光依存性の測定から明らかにした。
医薬品による環境汚染の実態と太陽光等の環境因子による毒性・蓄積性変動の調査

本研究では、先ず近年環境汚染が懸念されはじめた医薬品の日本の河川における汚染実態を調査し、生活雑排水や簡易浄化槽処理水が流入する二級河川で一級河川より高濃度で検出されることを明らかとした。さらに、医薬品は環境中での動態が調査されておらず、環境中における代謝分解などの受けやすさ、代謝分解物の毒性変動などは不明である。本研究では、化学物質の分解代謝にかかわる環境因子として紫外線による医薬品分解とその生物毒性変動を調査し、毒性が発現する医薬品があることを明らかにした。本研究は、近年環境汚染が懸念されはじめた医薬品に関して、環境動態、リスク評価を調査することを目的としている。微量でも生理活性が強い医薬品は環境中での動態が調べられていない。そのため、環境中における代謝分解などの受けやすさ、代謝分解物の毒性変動などは不明である。本研究では、化学物質の分解代謝にかかわると考えられる環境因子として、太陽光、微生物、土壌成分などによる影響を検討している。本年度は、環境因子として紫外線の影響を調べた。紫外線として302nm,254nmの波長を用いて、アセトアミノフェン、カルバマゼピン、フェニトイン、ジクロフェナック、アマンタジン等の医薬品水溶液の分解を調べた。その結果、各波長で分解されるもの、分解を受けないもとと違いが見いだされた。特に、ジクロフェナックは両波長で短時間で分解され、多くの分解生成物が産生していることをみいだした。また、分解時間、分解生成物め数も医薬品により相違した。発光性微生物を用いるMicrotox試験で各医薬品および紫外線照射後の毒性発現を調べたところ、アセトアミノフェン、フェニトインなどで毒性の増強がみられ、またジクロフェナックでは多少の毒性低下が認められた。来年度は、分解物の同定、ミジンコ遊泳阻害試験をはじめ、その他の毒性試験を行う予定である。本研究は、近年環境汚染が懸念されはじめた医薬品に関して、環境因子による変動、環境動態、リスク評価を調査することを目的としている。本年度昨年度に引き続き、環境因子として紫外線の影響を調べた。また、分解時間、分解生成物の数も医薬品により相違した。発光性微生物を用いるMicrotox試験で各医薬品および紫外線照射後の毒性発現を調べたところ、アセトアミノフェン、フェニトインなどで毒性の増強がみられた。本年度は、これら紫外線によって生成する物質同定を行い、フェニトインからべンゾフェノンが先制していることを見出した。ベンゾフェノンは毒性が高く、この生成が毒性増加の一因と考えられる。次年度は、さらなる光生成物の同定と、環境中での検出も行う予定である。環境因子として紫外線の影響を調べている。紫外線として地上に届くUVA, UVB、そして下水処理後の殺菌用に使用されているUVCの波長で起きる医薬品類の分解とそれに伴って生成する分解物の毒性について調べた。本年度は医薬品を増やしアセトアミノフェン、カルバマゼピン、フェニトイン、ジクロフェナック、アマンタジンの他、ファモチジン、スルファメタゾール、アンチピリン、レボフロキサシン等の医薬品水溶液の分解を調べた。その結果、UVA, B, Cで分解されるもの、分解を受けないものがあり、異なることが明らかとなった。発光性微生物を用いるMicrotox試験で各医薬品および紫外線照射後の毒性発現を調べたところ、多くの医薬品で毒性の増強、発現が認められた。また、変異原性発現をAmes試験で調べれているが、まだ発現が認められた医薬品はない。今後、医薬品類を増やし検証していく必要があると考えられる。
重金属の溶出を防ぐ無機固化体の合成と粉砕効果

主原料として、産業副産物となる土壌(沖縄赤土や浚渫土)、高炉スラグ(CaO含有)を用い、それにセッコウ、生石灰、硫酸アルミニウムなどの試薬を添加。遊星型ボールミルで乾式混合粉砕(メカノケミカル処理)を行い、成形・加水養生して固化体を作製する。主に固化体中のエトリンガイト生成に注目し、固化体の強度(圧縮強度)やアルカリ溶出に及ぼす粉砕効果について検討する。さらに、原料にカドミウムや鉛試薬を微量添加し、重金属イオン溶出制御に及ぼす粉砕効果について検討した。(浚渫土の場合)1)原料の粉砕処理(メカノケミカル処理)は固化体の強度発現に有効である。2)原料の仮焼を行ってみたが、固化体強度は改善されない。よって、原料は仮焼せずに、メカノケミカル処理を利用し、高強度な固化体を得ることが重要と言える。(沖縄赤土の場合)1)硫酸アルミニウムの配合量を変化させることで、固化体のアルカリ溶出量(pH)を変えることができる。2)重金属のカドミウムの溶出制御効果については、高アルカリ性下ではエトリンガイトの生成も多く、固化体強度が上昇しカドミウムの溶出は抑えられた。一方、低アルカリ性下(中性)ではカドミウムが溶出しやすくなるが、粉砕処理後に作製した固化体ではカドミウムの溶出量が大きく抑えられた。3)鉛の溶出制御効果については、低アルカリ性下(中性)では鉛は溶出しにくく、高アルカリ性下では溶出しやすくなる。しかし、粉砕処理を施した固化体では鉛の溶出量が大きく抑えられた。本研究では、主にエトリンガイト生成系での水和固化反応に着目し、原料として産業副産物となる土壌(沖縄県赤土や浚渫土)、高炉スラグ(CaO含有)を用い、それに酸化カルシウム、硫酸カルシウム等の試薬を添加、遊星型ボールミル粉砕機を用いて乾式混合粉砕(メカノケミカル処理)を行い、固化体特性(強度やアルカリ溶出性)に及ぼす粉砕効果について検討した。さらにカドミウム試薬を微量添加し、同様な固化実験を行い、重金属イオンの溶出抑制効果について検討を行った。今年度は主原料として沖縄県の赤土および高炉スラグを用いて実験し、以下のような結論を得る。1.スラグ配合量、エトリンガイト生成、固化体強度の関係(1)スラグの配合量の増加によって、ある程度の圧縮強度が得られる。(2)スラグはアルカリ溶出にほとんど影響せず、エトリンガイト生成にも影響しない。(3)エトリンガイトはアルカリ性条件下で生成するが、エトリンガイトが生成していても必ずしも高強度は得られない。高強度化には粉砕処理が必要である。(4)固化体の圧縮強度およびアルカリ溶出(pH)は、生石灰と硫酸アルミニウムの配合量の兼ね合いによってほぼ決まる。2.エトリンガイト生成と重金属溶出制御効果に及ぼす粉砕効果についての検討(1)粉砕処理(遊星型ボールミル粉砕)は固化体の強度発現に有効である。(2)粉砕処理を施した固化体では、エトリンガイトの生成とpHの増加により、重金属(Cd)溶出制御効果を持つ。

さらに、原料にカドミウムや鉛試薬を微量添加し、重金属イオン溶出制御に及ぼす粉砕効果について検討した。(浚渫土の場合)1)原料の粉砕処理(メカノケミカル処理)は固化体の強度発現に有効である。2)原料の仮焼を行ってみたが、固化体強度は改善されない。よって、原料は仮焼せずに、メカノケミカル処理を利用し、高強度な固化体を得ることが重要と言える。(沖縄赤土の場合)1)硫酸アルミニウムの配合量を変化させることで、固化体のアルカリ溶出量(pH)を変えることができる。2)重金属のカドミウムの溶出制御効果については、高アルカリ性下ではエトリンガイトの生成も多く、固化体強度が上昇しカドミウムの溶出は抑えられた。一方、低アルカリ性下(中性)ではカドミウムが溶出しやすくなるが、粉砕処理後に作製した固化体ではカドミウムの溶出量が大きく抑えられた。3)鉛の溶出制御効果については、低アルカリ性下(中性)では鉛は溶出しにくく、高アルカリ性下では溶出しやすくなる。しかし、粉砕処理を施した固化体では鉛の溶出量が大きく抑えられた。
遺伝子発現特性に基づくカンキツ自家不和合性遺伝子の単離

カンキツ自家不和合性遺伝子の単利を目的として蕾の発育段階の違いでサブトラクションを行い、花柱特異性によりcitT209を単利した。機能推定の結果、citT209はCu/Zn SODであると推定された。一方、カンキツの蕾にCuSO4処理することによって自家不和合性が打破される可能性を示した。更に、CuSO4により抗酸化酵素であるCu/Zn SOD遺伝子の発現量が高まることが明らかとなり、更に活性酸素が花粉の発芽および花粉管伸長を抑制することも明らかとなった。蕾へのCuSO4処理により、Cu/Zn SOD遺伝子の発現量が増大し、活性酸素の除去によって不和合性の打破効果が得られるものと推察された。本研究の最終目標は、カンキツ類の自家不和合性関連遺伝子を単離し、カンキツの自家不和合性機構の解明に資するとともに、既存品種のS遺伝子型を決定することである。昨年度作成したたカンキツの蕾の発育に伴って発現量が増大する遺伝子ライブラリー(サブトラクションライブラリー)から222クローンについて、DNAデータベース(EST、BLAST)検索を行ったところ、花器官特異的に発現している5つの遺伝子候補(citT015, citT134, citT169, citT194, citT209)を得た。そこで、これらの候補遺伝子について各花器官(花柱、子房、葯、花糸、花弁、がく)における発現解析を行ったところ、citT209のみが花柱特異的であることが明らかとなった。citT209はCu/Znスーパーオキシドジスムターゼであると推定された。これまでの我々の調査から蕾への硫酸銅あるいは硫酸亜鉛処理によって自家不和合性が打破される可能性を示しており、CuやZnを介した自家不和合性のメカニズムの存在が示唆された。本遺伝子が自己と非自己の認識に関わっているかどうかは不明であることから、機能解析と併せて各カンキツ類のS遺伝子型との対応、多型の有無等について、今後検討する予定である。また、本年度、花粉の液体培地での培養法を改良し、機能解析のためのアッセイ系も確立した。カンキツの自家不和合性関連遺伝子の単利を目的として、遺伝子発現特性(発現時期・組織特異性)を利用して、サブトラクションスクリーニングを実施した。平成24年度までに222クローンの候補遺伝子をスクリーニングし、citT015, citT134, citT169, citT194, citT209の5つを単離した。これらのうち各花器官(花柱、子房、葯、花糸、花弁、がく)における発現解析から、citT209のみが花柱特異的であることを明らかとなった。さらにBlastXによる機能推定により、citT209はCu/Znスーパーオキシドディズムターゼ(Cu/Zn SOD)であることが示唆された。Cu/Zn SODはCuやZnを活性の中心にもつ抗酸化酵素である。また平成24年度までの実験で、カンキツの蕾にCuSO4を噴霧処理することによって、自家不和合性を打破できる可能性を示した。そこで平成25年度はCuSO4噴霧処理がCu/Zn SOD遺伝子の発現に及ぼす影響をリアルタイムPCRによって調査するとともに、花粉管伸長に及ぼす活性酸素とSODの影響についても調査した。その結果、蕾へのCuSO4処理によってCu/Zn SODの発現量が高まること、一方、活性酸素が花粉の発芽および花粉管伸長を抑制することを明らかした。テッポウユリにおいて、自家受粉区で他家受粉区よりもSOD活性が高まることが報告されている(手塚, 1995)。カンキツにおいても活性酸素が花粉管伸長を阻害している可能性があり、Cu/Zn SODの発現量の増大により活性酸素が一部除去されることで不和合性の打破効果が得られるものと考えられた。本研究ではカンキツ自家不和合性あの自他の認識に関わる遺伝子の単離には至らなかったが、自家不和合性あるいは花粉管伸長には何らかの形で抗酸化メカニズムが関与することが示唆された。その上で、平成23年度には、当初の予定通り、カンキツの蕾の発育に伴って発現量が増大する遺伝子ライブラリーを作成した。このライブラリーは遺伝子レベルでの引き算(サブトラクション)により作成した。現在、このcDNAライブラリーの塩基配列の網羅的解析を進めており、DNAデータベース(EST等)の検索によって機能推定・発現組織の推定を行いS遺伝子候補になり得るかどうかのフィルタリングを行っている。

これまでに抗菌性に関与する遺伝子やエネルギー生産、代謝に関わる遺伝子が多く単離され、生殖に関与する最も保護すべき器官であるとともに急激な成長を示す器官の特徴であることがうかがえた。現在、得られた候補遺伝子について、組織特異性などの自家不和合性遺伝子の特徴や、既知の自家不和合性遺伝子型との対応などの実験も開始しており、遺伝子の単離を実現する足がかりを得た段階にある。カンキツの蕾の発育に伴って発現量が増大する遺伝子ライブラリーを作成し、222個の発現量が高まるクローンを得ることができた。また、データベース検索および組織特異性調査のための発現解析によって、1つの花柱特異的発現遺伝子を得ることができた。この遺伝子産物の機能は、Cu/Znスーパーオキシドジスムターゼと推定され、これまでの成果と併せて考えると、CuやZnを介した自家不和合性のメカニズムの存在が示唆された。まだ自家不和合性遺伝子本体の単離にはいたっていないが、自家不和合性反応に関わる可能性がある遺伝子の単離に至った点は評価できるものと考えられる。平成23年度には、カンキツの蕾の発育に伴って発現量が増大する遺伝子ライブラリーを作成した。すなわち、開花直前の花柱で発現している遺伝子から開花56日前の花柱で発現している遺伝子をサブトラクション(引き算)し、開花直前に発現量が高まる遺伝子だけを回収した。現在、このcDNAライブラリーの塩基配列の網羅的解析を進めており、DNAデータベース(EST等)の検索によって機能推定・発現組織の推定を行いS遺伝子候補になり得るかどうかのフィルタリングを行っている。既に、RT-PCRによる組織特異性の確認や遺伝子型に対応しているかどうかによるフィルタリングも開始している。ただし、最終的に目標が達成できたかどうかについては、遺伝子の単離に成功したかどうかにかかわってくるので、現時点では、成功かどうかは判断できないが、研究の進捗状況としては予定どおりと言える。本課題の最終年度にあたる本年度は、まずサブトラクションスクリーニングによって得られたcitT209について、品種間の多型の調査を行い、自家不和合性遺伝子の可能性について検討する。また、自家不和合性へのCu, Znの関与が示唆されたことから、蕾への硫酸銅処理が、ciT209の発現に及ぼす影響を調査する。さらに、citT209の遺伝子産物について確立したアッセイ系を用いることによって、花粉管伸長に及ぼす影響を調査する。今度は、平成23年度の解析を継続するとともに、これまでに得られている候補遺伝子について、組織特異性や既知のS遺伝子を持つ品種間での多型を確認する。S遺伝子の発現は花柱特異的であることが知られており、候補遺伝子について、特異的なプライマーを設計し、花柱、花弁、花糸、がく、葯、子房、葉の各器官での発現をRT-PCRで確認し、花柱でのみで発現する遺伝子をスクリーニングする。また、これまでに、クレメンティンマンダリンに類縁の品種のS遺伝子型を推定しており、組織特性によってスクリーニングされた候補遺伝子について、これらの品種間の多型を調べ、S遺伝子型との一致を確認する。一方、現在、遺伝子の機能解析のためのアッセイ系の検討を行っており、遺伝子を単離した後の同定に繋げる予定である。次年度の研究費は、遺伝子発現解析用試薬類、学会発表等の旅費としての使用を予定している。
タバコ病害抵抗性誘導機構を活性化するキノコ揮発性物質の探索とその作用機構

きのこから放出される揮発性物質が植物病害抵抗性の誘導活性を示すかについてこれまで全く明らかにされていない。そのため、本研究では多種多様なきのこ由来揮発性物質の中から植物病害抵抗性誘導活性を示す物質を明らかにすることを目的に行った。昨年度、9属37種50菌株のきのこ菌株を液体培地で培養し、培地中に放出される揮発性物質を2種類の組み換えタバコ植物(抵抗性遺伝子PR1aおよびPI-IIプロモーターとGUSレポーター遺伝子との融合遺伝子をそれぞれ導入したタバコ植物)に処理することにより評価した。その結果、PR1a導入タバコに対して誘導活性を示したきのこ抽出液は4種類、PI-II導入タバコに対して誘導活性を示したきのこ抽出液は3種類であった。また、これまでの研究において植物病原菌に対して抗菌活性を持つきのこ由来揮発性物質イソベレラロールおよび1-phenyl-3-pentanoneが病害抵抗性の誘導活性を示すかについても同様の方法で調べた結果、両物質とも顕著な誘導活性は認められなかった。きのこ由来揮発性物質を新たな植物抵抗性誘導剤として利用するには、安全性が重視されることが予想されるため、食用きのこが放出する揮発性物質に着目して研究を進めた。抵抗性誘導活性を示したきのこ7種類のうち3種類が食用きのこであった。これら3種のきのこが放出する揮発性物質の抗菌活性について調べた結果、キャベツ黒すす病菌の胞子発芽を顕著に抑制することが明らかとなった。現在、抵抗性誘導活性が認められた食用きのこ3種類において大量の液体培地で培養し、得られた培養ろ液を有機溶媒抽出し、シリカゲルクロマトグラフィーによる分画を行うことで抵抗性誘導物質の単離を試みている。きのこ廃菌床抽出液がイネの防御反応を誘導することが明らかとなり、きのこ廃菌床由来揮発性物質による抵抗性誘導活性についての検討も行った。当初の計画通り、抵抗性誘導活性の認められたきのこの培養ろ液の作製および抽出を行うことができ、おおむね計画通りに実施できている。今後、抵抗性誘導活性物質の単離および同定に繋げていくことができると考えている。選抜した食用きのこ3種の粗揮発性物質をタバコ野生型に処理し、抵抗性関連遺伝子の発現をリアルタイムPCRで解析することにより、抵抗性誘導経路の解析を行っていく予定である。また、今年度も引き続き、選抜食用きのこ培養ろ液からの抵抗性誘導物質の単離および同定を行っていく。キノコ由来揮発性物質を用いた新たな植物病害防除技術の確立を目指し、まず多種多様なキノコ由来の揮発性物質の中から植物に抵抗性を誘導し発病を抑制する物質の探索を行った。これまでの研究において様々な植物病原菌に対して抗菌活性を示すことが明らかとなっている3種類のキノコ由来揮発性物質を密閉容器内で生育させたキャベツ苗に暴露処理し、キャベツ黒すす病菌(Alternaria brassicicola)に対する病害抑制効果について調べた。揮発性物質処理1日後に処理植物を容器から出し、黒すす病菌を噴霧接種し発病程度を評価した結果、3種とも発病を抑制しなかった。次に8種類のキノコ子実体からの有機溶媒による粗抽出液における抵抗性誘導活性を同上の方法で調べたが、顕著な発病抑制を示すキノコ由来抽出物を見出すことができなかった。キャベツー黒すす病菌の組み合わせで抵抗性誘導活性をもつキノコ由来揮発性物質の選抜を試みたが、有効な活性を示す物質を見出すことができなかったため、今後は病害抵抗性に関する研究によく用いられているトマトを用いて選抜を行う計画である。トマト植物体にキノコ由来の揮発性物質およびキノコ子実体からの粗抽出物をそれぞれ暴露処理12日後にトマト灰色かび病菌(Botrytis cinerea)を接種して発病抑制効果を調べることにより、抵抗性誘導活性を評価する。活性の見られた物質を用いてタバコ植物における抵抗性誘導経路の解析を行う予定である。平成28年度8月より産休および育休を取得したために当初の計画通りに研究を行うことができなかったため。きのこ由来揮発性物質を用いた新たな植物病害防除技術の確立を目指し、多種多様なきのこ由来揮発性物質の中から組み換えタバコ植物を用いて植物病害抵抗性誘導活性を示す物質の選抜を行った.まず,9属37種50菌株のきのこ菌株の培養ろ液から有機溶媒抽出法によって粗揮発性物質を抽出した.次に2種類の組み換えタバコ植物(抵抗性遺伝子PR1a, PI-IIプロモーターとGUSレポーター遺伝子との融合遺伝子をそれぞれ導入したタバコ植物)の切り取り葉に粗揮発性物質を処理し,視覚的に抵抗性遺伝子が発現しているかどうかを評価し,抵抗性誘導活性を持つ物質の選抜を行った.その結果,50種類のきのこ由来粗揮発性物質中で8種の粗揮発性物質が対照区と比較して顕著な抵抗性誘導活性が認められた.8種中の2種がPI-II導入タバコ植物に対して誘導活性が示され,ジャスモン酸・エチレン系抵抗性経路を活性化する物質であることが示唆された.一方,残りの6種はPR1a導入タバコ植物に対して誘導活性が示され,サリチル酸系抵抗性経路を活性化する物質と考えられた.なお,両方の組み換えタバコを活性化する物質は見出せなかった.また,昨年度に引き続き,これまでの研究において植物病原菌に対して抗菌活性を示すブナハリタケ由来揮発性物質1-phenyl-3-pentanoneにおける抵抗性誘導活性を検討した.トマトに本物質1000ppmを暴露処理2日後に,トマト灰色かび

病菌(Botrytis cinerea)を接種し発病抑制効果を調べた結果,無処理区と比較して発病抑制は認められなかった.そのため,本物質は植物病害抵抗性誘導活性を持っていないことが明らかとなった.さらに,シイタケおよびブナシメジの廃菌床から放出される揮発性物質処理によってキャベツに抵抗性誘導活性が認められ,この研究成果の一部を日本きのこ学会誌に論文発表した.平成29年9月より産休および育休から復職したため,平成29年度の計画を7カ月で実施した.おおむね計画通りに実施することができ,さらに平成30年度の計画の一部も実施することができた.当初はきのこ揮発性物質20種を目標にしていたが,大幅に上回る50種のきのこ揮発性物質より抵抗性誘導活性を有する物質の探索を行うことができた.その結果,抵抗性誘導活性を有する候補物質8種を選抜することができた.きのこから放出される揮発性物質が植物病害抵抗性の誘導活性を示すかについてこれまで全く明らかにされていない。そのため、本研究では多種多様なきのこ由来揮発性物質の中から植物病害抵抗性誘導活性を示す物質を明らかにすることを目的に行った。昨年度、9属37種50菌株のきのこ菌株を液体培地で培養し、培地中に放出される揮発性物質を2種類の組み換えタバコ植物(抵抗性遺伝子PR1aおよびPI-IIプロモーターとGUSレポーター遺伝子との融合遺伝子をそれぞれ導入したタバコ植物)に処理することにより評価した。その結果、PR1a導入タバコに対して誘導活性を示したきのこ抽出液は4種類、PI-II導入タバコに対して誘導活性を示したきのこ抽出液は3種類であった。また、これまでの研究において植物病原菌に対して抗菌活性を持つきのこ由来揮発性物質イソベレラロールおよび1-phenyl-3-pentanoneが病害抵抗性の誘導活性を示すかについても同様の方法で調べた結果、両物質とも顕著な誘導活性は認められなかった。きのこ由来揮発性物質を新たな植物抵抗性誘導剤として利用するには、安全性が重視されることが予想されるため、食用きのこが放出する揮発性物質に着目して研究を進めた。抵抗性誘導活性を示したきのこ7種類のうち3種類が食用きのこであった。これら3種のきのこが放出する揮発性物質の抗菌活性について調べた結果、キャベツ黒すす病菌の胞子発芽を顕著に抑制することが明らかとなった。現在、抵抗性誘導活性が認められた食用きのこ3種類において大量の液体培地で培養し、得られた培養ろ液を有機溶媒抽出し、シリカゲルクロマトグラフィーによる分画を行うことで抵抗性誘導物質の単離を試みている。きのこ廃菌床抽出液がイネの防御反応を誘導することが明らかとなり、きのこ廃菌床由来揮発性物質による抵抗性誘導活性についての検討も行った。当初の計画通り、抵抗性誘導活性の認められたきのこの培養ろ液の作製および抽出を行うことができ、おおむね計画通りに実施できている。今後、抵抗性誘導活性物質の単離および同定に繋げていくことができると考えている。育休を平成29年8月まで取得するため、期間延長および研究計画の変更をすでに申請している。復職後は速やかに計画に沿って、研究を推進していく。
日韓独禁法の比較研究　－フランチャイズ契約における優越的地位の濫用の適用と限界－

日本の独占禁止法には優越的地位の濫用の条項があるが、これまでフランチャイズ・システムにおける紛争では必ずしも十分に使われてこなかった。そのため、日本より頻繁にフランチャイズ・システムが利用されていて、且つ、同紛争に関して日本より積極的に優越的地位の濫用の条項が利用されている韓国独禁法との比較研究によって、同条項の適用の拡大とその限界を明確にし、日本におけるフランチャイズ・システムのもとでの本部と加盟者間の紛争をより迅速且つ合理的に解決するための法的枠組みを模索・提案することを目的とする。これにより、実際は力の差がある本部と加盟者間の実情に沿った、合理的な紛争解決が可能となる。
ウミヘビ類の視覚における海中環境への適応機構の解明

海棲適応を果たした有羊膜類の中でもコブラ科のヘビは,陸棲種と陸に上がる両棲ウミヘビと陸に上がらない完全な海棲ウミヘビの三様な生態が近縁種である唯一の特徴を持ち,海棲適応の研究のモデルとして近年注目を集めている。採用者らのこれまでの研究で視覚に関わるオプシン遺伝子のアミノ酸配列を三様の生態間で比較し,両棲ウミヘビのLWS遺伝子と海棲ウミヘビのRH1遺伝子が陸棲種に比べて異なる視覚の適応をしていることを予測した。本研究ではこれらのオプシンからなるウミヘビの視覚が見る光の測定と生息域の光環境の計測を行い,ウミヘビ類の視覚における海棲適応の解明を目的としている。視覚の機能を調べるためウミヘビの視物質を再構成し,吸収波長の測定を行った。RH1オプシン視物質の吸収波長計測では,陸棲種に比べ海棲種のRH1の吸収波長で実際に10nm程の長波長シフトが起きていることを確認した。LWSオプシン視物質の吸収波長計測については海棲種と両棲種一個体分ずつのデータが得られており,それらのデータからもアミノ酸置換から予測された両棲種の短波長シフトが起きていることを確認した。これらの結果は日本進化学会第20回大会とSociety for Molecular Biology and Evolution 2018で発表し,日本進化学会大会での発表における学生口頭発表最優秀賞の受賞や様々なメディアへの掲載など学術的な評価を受けた。年度末には所属大学で開催した国際ワークショップにゲストとして生物の視覚の研究を目的に光環境の計測用のソフトウェアの開発や光環境の計測のための水中撮影を行っている研究グループを招待し,彼らの開発した先進的なソフトの使い方や撮影の仕方を学んだ。来年度に実践する予定の環境光の計測はこれらの手法を用いる予定である。再構成した視物質の吸収波長の測定は時間のかかる実験系で長期にわたる研究が必要となる。その上でもRH1は十分なデータが得られており, RH1に比べて精製の難しいLWSでも測定に成功している。これらの研究内容は進化学分野の学会で国内学会と国際学会の2回の研究発表を行っており,残るは環境光の計測をする段階となっているため,研究は順調に進展していると評価した。引き続き,残りの再構成したLWS視物質の吸収波長の測定を行う。また視覚機能と生態の情報,生息域の光環境の情報を合わせ議論するため,来年度は環境光の計測を行う予定である。生息域の光環境の計測も終わらせ次第,これらの結果を論文にまとめて学術雑誌に投稿する予定である。
抗癌剤の選択的治療効果に及ぼす内分泌環境の意義

担癌生体側の検討のうち、特に、その内分泌環境からの抗癌剤効果の検討をすすめ、癌化学療法の大成を招来するため、斉藤は、固形がん患者の【PGE_2】産生能がIL-1産生能など免疫応答関与物質と関連していることを明らかにし、これらからみたglucocorticoidの化学療法への関与を検討し、上條は、抗癌剤の短期、長期投与の視床下部下垂体機能異常及び甲状腺機能に与える影響を検討し、殊にTRH-OGTTによる癌患者でGHの上昇反応(奇異反応)は、腫瘍に関連する特異のものであることを明らかにした。涌井は、特に、MTX及びVCRとプロゲステロンの併用効果は相乗的で、著しい抗腫瘍効果を得た。長瀬は、正常ラット及びstrainの異るラット、癌において、CS投与時TSH及び【T_3】の低下が同様の傾向として認められることを述べた。安達は、Aromatase抑制剤、Aminoglutethimideの進行乳癌患者における治療効果を生体内ホルモンの変動、児玉は、エールリッヒ腹水癌に対する種々のステロイドホルモンと抗癌剤を組み合わせたChemo-endocrine therapyの条件の検討、松本は、シオノギ癌モデルでは、補助化学療法の併用が最も有効と認めた。螺良は、Cyclophosphamideとの併用による抗腫瘍効果について、【T_3】との併用が肺転移抑制を認めることを述べた。これらの結果は、さらに、各内分泌臓器と制癌剤効果の間に、それぞれ、検討すべき種々の微細な関連性を有することを示した。
コンソーシアムによる単一遺伝子病の連鎖解析と疾患遺伝子同定

本研究は、遺伝病を数多く診る各臨床領域とのコンソーシアム形成により組織的に単一疾患遺伝子家系を集積し、連鎖解析法で原因遺伝子の局在を明らかにし、次い疾患遺伝子の単離・同定を行うことを目的とした。研究期間内に以下の計14種の未知遺伝病(遺伝形質を含む)家系の連鎖解析、および8種の遺伝病(遺伝形質)の原因遺伝子の変異を同定した。(1)色素性網膜炎:日本人3家系とタイ2家系の連鎖解析で疾患座をマップ後、変異解析によりRPGRおよびNDPの変異を同定した。(2)Engelmann病:連鎖解析および変異解析で、TGFB1座と一致しない2家系の臨床的解析から、新規の疾患(2型Engelmann病)であることを報告した。(3)家族性低音障害型難聴:1家系の連鎖・ハプロタイプ解析で疾患座をマップし、変異を同定した。(4)Van der Woude症候群:2家系の疾患座を1q32-q41にマップし、各々IRF6遺伝子中に変異を同定した。(5)無嗅覚症:イラン人2家系を発見し、新規の疾患単位として確立し、連鎖解析とハプロタイプ解析の結果、無嗅覚症座をD18S452とD18S475間にマップした。(6)家族性心房中隔欠損症:1家系の連鎖解析で8p23-p22にマップし、GATA4の変異解析で1塩基欠失を認めた。(7)遅発性痙性麻痺:1大家系の連鎖解析で候補領域を2p23にマップし、SPG4内の大きな欠失を同定した。(8)手掌多汗症:11家族の連鎖解析を行い本症の1つの座が14q11.2に局在することが明らかとなった。(9)表皮水疱症:家系の連鎖解析と変異解析の結果、COL17A1変異を同定した。(10)耳垢型:家系の連鎖解析で、16p11.2-q12.1にマップし、次いで関連解析によりABCC11多型が耳垢型決定因子であることを明らかにした。(11)家族性血小板減少症:1家系における連鎖解析の結果、D17S950と017S1607の間にマップした。(12)家族性側索硬化症:家族性ALSの1家系の連鎖解析で、1pまたは17q領域にマップした。(13-14)家族性下顎前突症と家族性眼瞼下垂症では遺伝的異質性が明らかで、連鎖解析でも疾患座は未確定である。その他、(15)発作性運動誘発性コレオアテトーシス:16番染色体着糸点付近の候補遺伝子113個の変異解析を行ったが、変異は未同定である。(16)Sotos症候群:NSD1について、患者の新生変異の親起源を追及した結果、大多数が父の精子形成期に発生したことが分かった。

(13-14)家族性下顎前突症と家族性眼瞼下垂症では遺伝的異質性が明らかで、連鎖解析でも疾患座は未確定である。その他、(15)発作性運動誘発性コレオアテトーシス:16番染色体着糸点付近の候補遺伝子113個の変異解析を行ったが、変異は未同定である。(16)Sotos症候群:NSD1について、患者の新生変異の親起源を追及した結果、大多数が父の精子形成期に発生したことが分かった。平成13年度は、我が国で発見された2種の未知遺伝病(遺伝形質)の連鎖解析と、3種の遺伝病の原因遺伝子の位置的候補遺伝子探索を行った。(1)低音障害型難聴:長崎県離島1地域に見られる難聴の1家系(31名の構成員中、罹患者16名)について、マイクロサテライトマーカーパネルを利用したアレルタイピング(ゲノムスキャン)を行った。ハプロタイプ解析の結果、4番染色体短腕p16.1領域が連鎖候補領域として矛盾がなかったので、同領域マーカーを増加してさらにタイピングを行い、マーカーD4S431とD4S2983の間(約10cM)で最大2点ロッドスコア=5.77(組み換え値=0.04、浸透率=1.00)を得た。組換え部位の解析からD4S431とD4S2935との間、約1cMに原因遺伝子が存在すると思われ、この領域にマップされている11個の遺伝子すべてについて変異解析を行った結果、WFS1遺伝子のエクソン8にミスセンス変異を同定し、疾患遺伝子だと確定した。難聴に関するWFS1の変異は2例目である。(2)血小板減少症:遺伝性血小板減少症の1家系(23名の構成員中、罹患者15名)について同様の連鎖解析を行った結果、17q21.3領域のマーカーD17S950とマーカーD17S1607の間(約12cM)で最大2点間ロッドスコア=2.98(組み換え値=0.00、浸透率=0.80)を得た。同領域には血小板無力症の原因遺伝子ITGA3Bがあり,現在変異解析を行っている。(3)変異解析:過去の連鎖解析で疾患座の局在を明らかにしたBardet-Biedl症候群3型、後水晶体線維型先天盲、家族性合指症1型について、連鎖領域に存在する遺伝子群の変異解析を行った。現在25種の遺伝子のスクリーニングを終了したが、いずれの疾患についても未だ変異は同定されていない。平成14年度は、我が国で発見された4種の未知遺伝病(遺伝形質、全て常染色体優性)の連鎖解析と、3種の遺伝病の原因遺伝子の位置的候補遺伝子探索を行った。(1)家族性側索硬化症(ALS):九州1地域にみられる常染色体優性の家族性ALSの1家系(31名の構成員中、罹患者14名)について、マイクロサテライトマーカーパネルを利用したアレルタイピング(ゲノムスキャン)を行った。ハプロタイプ解析の結果、8番染色体領域が連鎖候補領域として矛盾がなかった。現在さらに、家族構成員および同領域マーカーを増加してさらにタイピングを行い、領域の狭小化を行っている。(2)無嗅覚症:イラン人の2つの大家系(計166名の構成員中、罹患者12名)について、(1)と同様の連鎖解析およびハプロタイプ解析を行った。現在18番染色体上の47cMまで狭めている。(3)緊張性四肢麻痺:49名中16名が罹患している遅発性家族性緊張性四肢麻痺の1家系、および19名中6名の罹患者がいる1家系、計2家系について、同様に連鎖解析を行っている。連鎖候補領域が数ヶ所得られたが、未だ確定していない。(4)常染色体優性多汗症:数名数十名の罹患者がいる27家系について、同様に連鎖解析を開始した。(5)変異解析:平成13年度までの連鎖解析で疾患座の局在を明らかにしたBardet-Biedl症候群3型、後水晶体線維型先天盲、家族性合指症1型、血小板減少症、肢中部異形成症、van der Woude症候群(VWS)について、連鎖領域に存在する遺伝子群の変異解析を行った。
2型糖尿病モデルコンジェニックラットを用いた多因子疾患原因遺伝子の同定と解析

本研究の目的は2型糖尿病モデルであるOLETFラットで同定された高血糖、及び脂肪蓄積に関わる遺伝子座の詳細な解析を行い、原因遺伝子の同定と量的形質に関わる分子メカニズムを解明することであった。本研究で明らかになった知見は以下の通りである。1)コンジェニック系統のcharacterizationQTL解析によって同定した14個の高血糖遺伝子座についてコンジェニックラットを作成した。そのほとんどはmildな高血糖を示し、QTL解析の結果を裏付けた。2)ファインマッピングNidd2/of遺伝子座を導入したコンジェニックに戻し交配を行い、導入遺伝領域が短くなった1連のサブコンジェニック系統群(10系統)を作成した。その結果、Nidd2/of遺伝子座には少なくとも二つの高血糖遺伝子座があり、それらはそれぞれ約5cMの領域に存在することが推定された。また、脂肪蓄積遺伝子座は約10cMの領域へファインマップされた。3)遺伝子間相互作用(epistasis)の検証QTL解析から予想されたepistasisをダブルコンジェニック系統で検証した。Nidd1/ofとNidd2/of遺伝子座は血糖値上昇に相乗効果を示すことが判明した。4)肥満と高血糖遺伝子座の関係について2型糖尿病を理解する上で、肥満により応答性の高い遺伝子座を同定、解析を行うことはより重要と考えられる。コンジェニック系統にレプチン受容体欠損を導入し、肥満との相互作用を検証した。その結果、Nidd2/ofは遺伝学的肥満状況下で糖尿病を発症した。Nidd1/ofではそれが見られなかったことから、個々の遺伝子座で肥満への応答に明らかな差があることが判明した。Nidd2/ofは肥満が糖尿病を引き起こすメカニズムの解明により重要であると期待される。本研究は疾患モデル動物を用いたアプローチで多因子疾患の原因遺伝子同定と、その作用機序の解明を目的としている。OLETFラットは2型糖尿病のモデルとして知られており、我々はQTL解析の結果同定された高血糖原因遺伝子座を個々に持つコンジェニックラットを作製し、解析を進めている。初年度の今年、12系統すべてのコンジェニックラットの初期解析を終了し、論文に発表した。12系統の内、6系統に関して血糖値上昇を観察した。このことは先のQTL解析の結果を支持するものである。また、その他の5系統については通常飼料ではコントロールと差がなかったが、高脂肪食環境で血糖値の上昇を示した。これらは糖尿病誘発環境要因と単一の遺伝子座との相互作用を示しており、特定の環境要因がどのように個々の遺伝的変異に影響を及ぼすのか探るモデルになると期待している。QTL解析である遺伝子座間でepistasisが示唆された。Nidd1/ofとNidd2/ofはその一つで、直接的に遺伝子座間相互作用を示すためにダブルコンジェニックラットを作製した。初期解析は進行中であるが、二つの遺伝子座が高血糖に与える影響はSynergesticであるとの結果が出ている。Nidd2/of遺伝子座は高血糖だけでなく脂肪蓄積にも影響する遺伝子座であることから、遺伝子同定に向けてファインマッピングを行っている。F.O-Nidd2/ofコンジェニックラットのサブコンジェニックを確立中で、コンジェニック領域で組み換え体を複数同定している。15年度中にはサブコンジェニック系統作製を終了し、初期解析を始める予定である。本研究は疾患モデル動物による多因子疾患原因遺伝子同定とその作用機序の解明を目的としている。初年度の昨年、コンジェニックラット12系統の初期解析を終了したのに続き、今年度は以下の通り、計画が進行している。F.0-Nidd2/ofコンジェニックラットに宿主系統であるF344ラットを交配し、導入Nidd2/of遺伝子座内で組み換えを起こした染色体をスクリーニングし、合計12系統のサブコンジェニックラットを確立した。現在30週齢雄のOGTTテストを行っている。2)ダブルコンジェニックラットの解析QTL解析でepistasisが示唆された二つの遺伝子座を持つダブルコンジェニツクラットを作成した。F.0-Nidd1&2の解析結果から、Nidd1/ofとNidd2/of遺伝子座の遺伝的相互作用を更に指示する結果を得た。また、これらの遺伝子座は糖負荷テストで糖負荷後それぞれ後期と初期で顕著に影響を与えることも明らかになった。現在、論文投稿準備中。3)レプチン受容体欠損変異体との組み合わせによる肥満が及ぼすNidd高血糖遺伝子座に及ぼす影響の検証初年度の解析結果から、高脂肪飼料とNidd遺伝子座の一部の間に相乗効果が示された。更に肥満がこれらの遺伝子座に与える影響を調べるため、レプチン受容体欠損変異体と組み合わせて遺伝的に肥満を導入したコンジェニックラットを作成し、解析した。相乗効果を確認したばかりでなく、過度の肥満により一つのNidd/of遺伝子座が糖尿病発症の原因なりうることを示した。論文投稿準備中。

その結果、Nidd2/of遺伝子座には少なくとも二つの高血糖遺伝子座があり、それらはそれぞれ約5cMの領域に存在することが推定された。また、脂肪蓄積遺伝子座は約10cMの領域へファインマップされた。3)遺伝子間相互作用(epistasis)の検証QTL解析から予想されたepistasisをダブルコンジェニック系統で検証した。Nidd1/ofとNidd2/of遺伝子座は血糖値上昇に相乗効果を示すことが判明した。4)肥満と高血糖遺伝子座の関係について2型糖尿病を理解する上で、肥満により応答性の高い遺伝子座を同定、解析を行うことはより重要と考えられる。コンジェニック系統にレプチン受容体欠損を導入し、肥満との相互作用を検証した。その結果、Nidd2/ofは遺伝学的肥満状況下で糖尿病を発症した。Nidd1/ofではそれが見られなかったことから、個々の遺伝子座で肥満への応答に明らかな差があることが判明した。Nidd2/ofは肥満が糖尿病を引き起こすメカニズムの解明により重要であると期待される。
初期肺腺癌におけるIGBP1の抗アポトーシス機能の解明

私は、目的として(1)浸潤癌でのIGBP1高発現機序の解明、(2)IGBP1の核内移行の機序解明を挙げて研究を行った。(1)については、先行研究としてmicroRNAがIGBP1の発現幾序に関与しているとする報告があったため、ヒト肺切徐術材料を用いたmicroRNAアレイ解析を行った。具体的には、微小浸潤癌1例と小型浸潤癌2例に対してmicroRNAアレイ解析を行った。小型浸潤癌に共通して上昇が認められたものとしてはmiR-4301が、逆に低下していたものとしてはmiR-30b, miR30d, miR675, miR-659があきらかになった。Targetscanデーターベースを用いて検索した結果、IGBP1と関連したmicroRNAは得られなかったが、微小浸潤癌と小型浸潤癌は非常に類似した病変であるにもかかわらず、miRNAレベルが5へ7倍ほど変化しており、病態に何らかの関与をしている可能性が考えられた。(2)についてはLactoferrin投与により肺癌細胞株(PC-14)がG0-G1に留まる事をFlow cytometryにて確認し、その原因遺伝子検索のためcDNA microarrayを行った。Lactoferrinを添加した細胞珠で発現が増加している遺伝子は1,826個あり、発現が減少している遺伝子は2,136個あった。これらの遺伝子群をGene Ontologyでクラシフィケーションしたところ、lactoferrinにより発現が増加した遺伝子群には輸送系に関与する遺伝子が多く、lactoferrinにより発現が減少する遺伝子群には細胞周期やDNA複製に関与する遺伝子が多かった。輸送系に関与する遺伝子が多いという結果はIGBP1の咳内移行との関連を示唆する結果であった6.私は、目的として(1)浸潤癌でのIGBP1高発現機序の解明、(2)IGBP1の核内移行の機序解明を挙げて研究を行った。輸送系に関与する遺伝子が多いという結果はIGBP1の咳内移行との関連を示唆する結果であった6.