hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有限群の部分群族と関連する代数構造に関する研究

これらは今後の研究推進のための準備である.この結果はHokkaido Math. J.に掲載予定である.p-部分群複体に関する先行研究結果は数多く存在している.しかしながらp-部分群とq-部分群の複体の張り合わせや,より一般にπ-部分群複体の理論はこれまで強く求められていたにも関わらず,実現してこなかった.本年度の最大の研究成果は, π-理論を大きく推し進める可能性を秘めた,ベキ零π-部分群複体Lπ(G)を探り当てたことである.部分群自身の性質,およびホモトピーに関する性質共に,理想的な振る舞いを見せている.今後の主要な研究対象である.一方,部分群複体をクイバーと見なし,付随するパス代数やその表現を用いて,元の複体を考察していく研究も並行して行われている.その一環として,一般の結合代数に付随する新しいホモロジーを導入した.これは今後の研究を大きく推進させる強力な武器となる.以上の理由から,本研究はおおむね順調に進展していると判断するものである.最終年度の成果:有限群Gに対して, Gの位数を割り切る素数からなるある集合をπとする。Nπ(G)をGの非自明なベキ零π-部分群全体とし, Lπ(G)をNπ(G)に属する部分群UでOπZN(U)が再びUに含まれるもの全体であるとする。先行研究として,我々は既にNπ(G)とLπ(G)が互いにホモトピー同値であることを示している。Nπ(G)やLπ(G)を導入した動機の一つとしてp-部分群複体とq-部分群複体の貼り合せがある。そこで,この一般化として,互いに交わりのない素数の集合π1とπ2を取り, Nπ1(G)とNπ2(G)の貼り合せに関する研究を遂行した。具体的には,上記二つの複体が実際に交わり合うNπ1∪π2(G)に着目し,これら三つの複体の相互関係が現れるホモトピー同値性を証明した。さらにこの性質はLπ(G)に遺伝することを明らかにした。この結果は,可換π-部分群複体や基本可換π-部分群複体などに対しても成立する。この応用として, Mayer-Vietoris系列を用いたホモロジー群Hn(Nπ(G))の計算を行った。この計算はNπ1∪π2(G)の計算に帰着される。一方,具体的な情報収集の一環として,一般線形群GL(n,p^e)に対するLπを分類した。この分類はGLの既約部分群のLπに関する分類に帰着される。以上の研究成果は現在数学専門誌に投稿中である。期間全体を通じた成果:部分群複体をクイバーと見なし,付随するパス代数の表現を用いて複体を考察するこれまでにない新しい手法を見出した。さらにこの手法を用いた群の特徴付けなどにも成功した。また今度の更なる発展に向けて、ベキ零部分群に関する研究の足掛かりを得ることが出来た。有限群の部分群複体をクイバーと見なし,付随するパス代数とその表現を用いて複体を考察するこれまでにない新しい手法を開発した。この手法を用いて、生成定数という整数を導入した。その定数を介して、有限可解群の特徴付けに成功し、また有限群の複素既約指標に関する新しい性質を明らかにした。また今後の更なる研究の推進に向けて、ベキ零部分群複体に着目し、そのホモトピーやホモロジーに関する基礎理論を構築することが出来た。任意のクイバーQとそのパスから成る部分族Hに対してパス複体T(Q,H)を導入し,基本的な一般論を整備した。このことにより今後の更なる理論展開に向けてその土台をしっかりと据えることが出来た.またクイバーに付随するホモロジーを導入したことにより,部分群複体のホモロジカルな考察手段を提供することが出来た.
8族元素ー有機複合系における付加・脱離の反応論的解析

8族金属の有機金属複合系であるゼロ価ニッケル錯体への分子内に2個のハロゲンを有する芳香族化合物の付加・脱離反応より、炭素ー炭素結合反応を進行させ、種々の新規芳香族化合物を合成・単離した。得られる反応生成物は、反応に使用する有機分子のハロゲンの結合位置によって炭素ー炭素結合反応の生じる位置が制御できることがわかった。その結果、反応に用いる有機分子の選択によって環状3量体や環状4量体芳香化合物及び主鎖に沿ってπ共役系のつながった直鎖状の芳香族高分子化合物を任意に生成できることを明らかにした。さらに、上記の有機分子の金属錯体上での付加・脱離反応の中間体として金属に有機基であるアントリル基が結合した有機金属化合物を単離し、その構造解析を行った。上記の反応により得られたπ共役系芳香族高分子化合物について分光学的手法(紫外ー可視吸収スペクトル、蛍光スペクトル、紫外光電子スペクトル、X線回折等)を用いて、それらの光学的特性を明らかにした。また化学的及び電気化学的酸化還元反応を行い、各々の化合物の反応特性について検討を行った。その結果、π電子欠如系芳香族化合物とπ電子過剰系芳香族化合物の炭素ー炭素結合反応が交互に進行することにより生成するπ共役系芳香族高分子化合物は、分子内での電荷移動が生じ、特異的な酸化還元反応が起こることを見い出した。さらに、8族金属の塩化鉄によるπ共役系芳香族高分子化合物の酸化反応について紫外ー可視吸収スペクトル測定を用いた反応速度論的考察を行い、その反応機構を明らかにした。
染色物の変退色におよぼす生体成分影響

化学構造の類似した、銅を含むものと含まないアゾ系の反応染料について、その水溶液中および綿布上、セルロースフィルム上での露光による変退色におよぼす生体成分の影響について調べた。生体成分として、特に汗成分のうち比較的多い乳酸、微量でも特異的な作用をすると考えられるアミノ酸(ヒスチジン)をとりあげ、それぞれの、染料との相互作用、繊維基質との相互作用について退色生成物の推定、吸着性の検討を行ない、次のような結果を得た。1.各汗成分を添加した染料水溶液に光照射を行ない、初期吸光度に対するt時間露光後の吸光度の関係から退色生成物を推定した結果、各汗成分の有無に関わらず、いずれの染料系でも原染料より長波長側(3040nm)に吸収をもつ生成物スペクトルが得られた。ヒスチジンの存在はさらに可視短波長領域の吸収を増大させることが明らかになった。また反応染色したセロファンを、上記成分の各水溶液に所定時間浸漬した後、同様の実験を行なった結果、水溶液とほぼ同様の傾向が得られた。2.染色布について汗成分共存下で露光後、測定した反射スペクトルからクベルカ・ムンクの式により染料濃度相当量(K/S)を計算し、上記同様の方法で生成物スペクトルを求めた結果、染料による相違が明らかになり、含銅型染料ではヒスチジンの影響が著しく現われた。3.露光染色布の色差は、含銅型染料ではヒスチジンで著しく増大し非含銅型染料では乳酸により増大した。4.セルロースおよびポリアミドの粉末への各汗成分の相対吸着量を測定した結果、ヒスチジンはセルロースに対し弱い吸着性(物理吸着)を有すること、ポリアミドには吸着しないことが明らかになった。一方乳酸はセルロースには吸着せず、ポリアミドに強く吸着することが明らかになった。これらのことから吸着性は変退色に無関係と考えられる。
竜巻などの突風による構造物の内圧変動を考慮した強風災害発生メカニズムの解明

竜巻等の突風時の被害として特徴的な,建築物の屋根飛散被害等を分析するため,建築物の内圧に関する風洞実験結果を実施し,内圧の非定常性,室内間の空気力学的抵抗等の影響について明らかにした。また,電磁石とロードセルを組み合わせリアルタイムに制御する実験システムを開発した。このシステムを用いて,建築物本体との結合力を再現し,設定した荷重が作用した場合に当該部材との結合が切れる状況を再現することに成功した。強風災害について,過去の文献や,現地調査に基づく資料から調査し,飛散物による被害が顕著であることや,屋根葺材,屋根架構への被害が多いことを明らかにした。この屋根被害に対する解析モデルとして,建築物の内圧と建築物自体の剛性の影響を考慮できるものを検討した。さらに風洞実験方法について検討し,内圧の振動に関する現象を支配するパラメータを用いて相似則を考慮した結果,実験風速,長さ比,体積比の間に成立する関係を明らかにした。この関係を考慮した風洞実験による実験データの1次的分析を実施し,建築物内部空間の連結状況による空気力学的な抵抗による風圧係数の変化や,非定常性についての分析を進めた。また,屋根葺材や屋根架構が飛散する状況を実験レベルでシミュレートするための実験装置の開発を進めた。この装置は電磁石とロードセルを組み合わせ,PCにより作用する風力の計測と電磁石の動作を制御するシステムで,リアルタイムに計測-制御が同期するシステムである。予備実験結果は良好で,屋根と建築物本体との結合力を正確に反映でき,かつ設定した荷重が作用した場合に当該部材との結合が切れる状況を再現することに成功した。建築物の内圧に関する風洞実験結果を分析し,内圧の特性について,その非定常性,室内空間の空気力学的抵抗等の影響について明らかにした。特に大きな室内容積を有し,比較的大きな卓越した外部に面した開口が一つ存在する場合には,内圧の振動が見られた。これらの状況を国際会議にて論文発表した。また,内圧の影響により屋根ふき材が飛散する状況を再現することにできる実験システムを開発した。平成19年度にその要素技術として開発された電磁石とロードセルを組み合わせ,PCにより作用する風力の計測と電磁石の動作をリアルタイムに制御するシステムを複数(4台)組み合わせて,切妻屋根飛散の風洞実験を実施した。と建築物本体との結合力を正確に反映でき,かつ設定した荷重が作用した場合に当該部材との結合が切れる状況を再現することに成功した。この実験システムを用いることにより,屋根部に作用する風荷重を計測しつつ,想定される屋根部材の結合力を超える荷重が作用した瞬間に,結合を解除し,屋根が飛散する状況を再現した。風圧力の分布が異なると,屋根ふき材を支持している部材に作用する風荷重が変化し,風向による違いなども把握することができることが明らかになった。
マントルウェッジ前弧側のマントル流動と地震波特性

本研究プロジェクトは,マントルウェッジの背弧側,火山フロント,前弧側,海溝からそれぞれ採取されたカンラン岩の構造解析を進めた結果,日本列島の土台となっているマントルウェッジの最上部マントルは,海洋プレートのものと類似した構造をしていることがわかった.本研究プロジェクトは,マントルウェッジの背弧側,火山フロント,前弧側,海溝からそれぞれ採取されたカンラン岩の構造解析を進めた結果,日本列島の土台となっているマントルウェッジの最上部マントルは,海洋プレートのものと類似した構造をしていることがわかった.本研究課題は,マントルウェッジ前弧側由来のかんらん岩を構造地質学的に解析することによって地震学と実験物質科学から提案されているマントル流動モデルを検証し,マントルウェッジのダイナミクスに新知見を与えることを目的とする。本年度は,カムチャッカ半島アバチャ火山から産出されたかんらん岩捕獲岩の構造解析を開始した。試料は,金沢大学理学部の荒井章司教授のコレクションの一部である。これまでに得られたかんらん石の結晶方位定向配列の解析結果から,特に粗粒等粒状構造を有するかんらん岩は主にEタイプとよばれるものであることがわかった。また,長野県北部八方尾根かんらん岩体の構造解析を行った結果,蛇紋岩化作用の直前に著しい細粒化作用をともなう塑性変形によってBタイプが発達していることをつきとめた。その他,南部マリアナ海溝かんらん岩,トンガ海溝かんらん岩などの海洋底かんらん岩の解析も開始したところである。本研究課題は,マントルウェッジ前弧側由来のかんらん岩を構造地質学的に解析することによって地震学と実験物質科学から提案されているマントル流動モデルを検証し,マントルウェッジのダイナミクスに新知見を与えることを目的とする.平成20年度はマントルウェッジの背弧側,火山フロント,前弧側,海溝からそれぞれ採取されたかんらん岩の構造解析を進めた.その結果,日本列島の土台となっているマントルウェッジの最上部マントルは,海洋プレートのものと類似した構造をしていることがわかった.さらにテクトニックセッティングによって固有の改変を受けていることが明らかになった.これらの研究成果について,平成21年度以降に論文としてまとめていく予定である.本研究課題は,マントルウェッジ前弧側由来のかんらん岩を構造地質学的に解析することによって地震学と実験物質科学から提案されているマントル流動モデルを検証し,マントルウェッジのダイナミクスに新知見を与えることを目的とする.平成21年度は,前年度同様にマントルウェッジの背弧側,火山フロント,前弧側,海溝からそれぞれ採取されたかんらん岩の構造解析を進めた.また,蛇紋岩の構造解析も開始した.その結果,琉球弧の前弧側に片状アンチゴライトが存在する可能性を示唆した.
遺伝、環境要因の相互作用がアレルギー発症に及ぼす影響

本研究の目的は、アレルギー疾患発症に関わる遺伝、環境要因の相互作用を検討することである。そのため、出生前、出生後の生活環境の詳細な調査を行い、アレルギー疾患発症と関連する生活因子を抽出した。さらに、臍帯血および経過観察中の末梢血を用いてリンパ球表面マーカー、遺伝子多型の検討を行った。3歳までの追跡調査で、気管支喘息発症に関わる因子として、気管支喘息の家族歴や、かぜをひいたときにぜいぜいしたことがあるといった因子が陽性の場合が有意差をもっていることが明らかとなった。また、遺伝子多型ではADRB2(R16G)がAAタイプの場合、高率に3歳の時点で気管支喘息を発症していることが明らかとなった。アレルギー疾患発症にかかわる遺伝、環境要因の相互作用を検討する目的で、出生前、出生後の生活環境の詳細な調査を行い、アレルギー疾患発症との関連性について検討した。また、臍帯血のバイオマーカーから、アレルギー疾患発症と関連する因子を抽出すしている。さらに、自然免疫系のシグナル伝達系に存在する遺伝子多型を含めて、遺伝子多型を解析し、アレルギー疾患発症との関連性を検討した。以上の検討より抽出した因子の相互関係について統計学的に検討し、最終的にはどの因子にどの因子が加わると発症、増悪を引き起こすかについて明らかにする予定である。今年度は、平成23年度に得られた結果をもとにして、生後6カ月の生活環境調査とアレルギー疾患発症を確認した。また、生後6カ月になった際の生活環境に関わるアンケート用紙を配布し、保護者に記入していただいた。アンケート調査の内容は、本人の食生活、主に過ごした部屋の環境、感染歴、ペットへの曝露などである。保護者の同意が得られた場合は、対象者より採血を行い、臍帯血と同様にその血液成分、細胞成分を評価した。検討項目は、IgE、好酸球数、リンパ球表面マーカー、細胞内サイトカインである。さらに、末梢血単核球分画を分離し、刺激を加えた後、培養して培養液中に産生される各種サイトカインを測定した。生後6か月のアレルギー発症は、食物アレルギーが主であり、気管支喘息、アトピー性皮膚炎、アレルギー性鼻炎は未発症であった。食物アレルギー児とアレルギーを発症していない児との間にTGF-β1の産生量に違いを認めている。次年度には、アレルギー疾患発症にかかわる因子のさらなる検討を行い、関連する因子を明確にしていく予定である。本研究の目的は、アレルギー疾患発症にかかわる遺伝、環境要因の相互作用を検討することである。そのため、出生前、出生後の生活環境の詳細な調査を行い、アレルギー疾患発症と関連する生活環境因子を抽出した。また、臍帯血および経過観察中の末梢血を用いて、リンパ球表面マーカー、細胞内サイトカインを測定した。さらに、末梢血単核球分画を分離し、刺激を加えたあと、培養し、培養液中に産生される各種サイトカインを測定した。DNAを用いて気管支ぜんそくとの関連が報告されている遺伝子多型の確認も行った。これらのさまざまなバイマーカーとアレルギー疾患発症との関連性を検討した。以上の検討より、抽出した因子の相互関係について統計学的に検討し、因子間の相乗効果についても検討した。昨年までの生後6か月までのアレルギー発症は、食物アレルギーが主体であり、気管支ぜんそく発症との関連は検討できなかったが、今年度の追跡調査により、生活環境と気管支ぜんそくの発症との関連検索では、気管支ぜんそくの家族歴や、本人がかぜをひいたときにぜいぜいするもしくは運動したときにぜいぜいするといった項目が陽性の場合、高率に気管支ぜんそくを発症していることが明らかになった。さらに、遺伝子多型との関連検索では、ADRB2(R16G)がAA genotypeの場合に有意に気管支ぜんそくを発症していた。また、これらの因子が相乗的に気管支ぜんそくの発症に関わっている可能性も示唆された。研究の目的は、出生前、出生後の生活環境の詳細な調査を行い、アレルギー疾患発症との関連性について明らかにすることである。本年度は、出生時に両親の同意を得て採取された臍帯血を利用して、免疫学的なデータ、遺伝子多型の解析を行った。また、妊娠中の母体の生活環境および生後6ヶ月、1歳、2歳の生活環境調査を行うとともにアレルギー疾患発症の有無を確認した。遺伝子多型はこれまでアレルギー疾患発症と関連があると報告された多型に加え、自然免疫系のシグナル伝達に関わる遺伝子多型も加え、遺伝子多型にどのような環境因子が加えられると発症につながるかについての詳細なデータ解析を行っている。具体的には以下の3点について行った。(1)出生前の生活環境調査:出産前1ヶ月の段階で両親に研究計画を説明し、文書による同意を得、同意が得られた場合、出生前の母体の環境をアンケート(問診票)により調査した。

アンケートに含まれる項目は、現在の母体の食事内容、ペット飼育状況、喫煙歴、両親のアレルギー歴(食物アレルギー、アトピー性皮膚炎、気管支喘息、アレルギー性鼻炎など)である。(2)出生時の臍帯血採取:出生時に臍帯血を10ml採取し、その血液成分、細胞成分を評価する。検討項目は、IgE、好酸球数、リンパ球表面マーカーや、細胞内サイトカインをフローサイトメーターにて測定した。さらに、臍帯血単核球分画を分離し、刺激を加えた後、培養して培養液中に産生される各種サイトカインを測定する。測定するサイトカインは、IL-12,IL-18,PHA刺激による培養液中のIFN-γ、IL-4, LPS刺激によるIL-12等を測定した。(3)臍帯血から抽出したDNAによる遺伝子多型解析:遺伝子検索の同意も得られている場合には、臍帯血からDNAを抽出し、遺伝子解析を行っている。本研究の目的は以下の4点である。(1)出生前、出生後の生活環境の詳細な調査を行い、アレルギー疾患発症との関連性について明らかにする。(2)臍帯血のバイオマーカーから、アレルギー疾患発症と関連する因子を抽出する。(3)自然免疫系のシグナル伝達系に存在する遺伝子多型を含めて、遺伝子多型を解析し、アレルギー疾患発症との関連性を明らかにする。(4)上記で抽出した因子の相互関係について統計学的に検討し、どの因子にどの因子が加わると発症、増悪を引き起こすかについて明らかにする。23年度には、出生前の生活環境の調査票の回収および、出生時には、臍帯血を採取し、種々のバイオマーカーを測定した。さらに、24年度では、生後6か月になった対象児のアレルギー発症について確認し、アレルギー疾患発症児と非発症児におけるバイオマーカーのちがいについての検討を行った。さらに、アレルギー疾患のなかでも、食物アレルギー、気管支喘息、アトピー性皮膚炎といった表現型にわけて検討を加えている。これらは、当初の計画どおりの進行状況であるため、現在までの達成度としては、「おおむね順調に進展している」とした。これまでに、問診票に加え、臍帯血採取など順調に計画が進められている。平成25年度には、生後1歳の生活環境調査とアレルギー疾患発症の確認を中心に研究を行う予定である。具体的には、生後1歳になった際に、生後6カ月と同様の生活環境に関わるアンケート用紙を配布し、保護者に記入していただく。アンケート調査の内容は、本人の食生活、主に過ごした部屋の環境、感染歴、ペットへの曝露などである。保護者の同意が得られた場合は、採血(5ml)を行い、臍帯血と同様にその血液成分、細胞成分を評価する。
マイクロ波励起大気圧ライン状プラズマ及びこれを用いたプロセスへの応用に関する研究

本年度の研究内容は、昨年度までに世界で始めて発生に成功したエキシマガスによるライン状の連続発光プラズマにおいて、プラズマ密度や電子密度の一層の向上を目指して放電部の改造を行ってきた。昨年まで用いていた放電部では、トムソン散乱計測の結果、電子密度は10^<14>cm^3以下と低く、レーザ発振を実現するには従来の3倍以上の励起パワーが必要であることが判明した。また、熱損失の実測より、従来の構造ではマイクロ波の利用効率は20%程度であることが判った。そこで、本年度はプラズマ励起源であるマイクロ波のエネルギーを90%以上の高い効率でプラズマ発生に利用できる新しい構造の放電部を目指して開発してきた。マイクロ波によるプラズマの発生効率を上げるために、マイクロ波がプラズマ発生部に導かれるまでの導波路の構造や形状を、3次元電磁界シミュレーションによって最適化してきた。すなわち、導波路として用いられる高純度セラミックでは、比誘電率が約10であり、放電部に満たされるガスの比誘電率は1である。したがってこれらの境界面では原理的に大きなマイクロ波反射が生じ、効率良くガスを励起することは困難になる。ところが、セラミック導波路の形状を工夫することで、媒質境界面での反射を打ち消し、99%をプラズマ発生に利用できる目処がついた。しかも形状を最適化することで、高密度プラズマの発生中でもマイクロ波の反射を抑制できる形状が存在することも判った。以上のように、マイクロ波導波路の構造と形状を最適化した放電部を製作し、現在、高密度プラズマの発生実験を行っている。現時点での実験結果として、導波路中での損失がほとんど無く、90%以上のエネルギーがプラズマ発生に利用されていることを確認した。さらに、ガス圧に関しても従来最高値の5倍の約3気圧までの圧力において、常に安定した高密度プラズマが発生できることを確認した。現在、世界初のエキシマレーザ連続発振を目指して実験を継続中である。
代数閉体上定義された代数多様体の特異点解消

代数幾何学において重要であるが長年未解決である正標数の特異点解消の問題に向け、本研究者の提唱したIFPというプログラムを発展させる形で研究を進めた。IFPの枠組みで特異点解消の為の不変量を定義し、爆発を経ない状態ではこの不変量が理想的な形で機能することを示した。また爆発に際して不変量が適切に振舞う為の要件を解析することで、狭義変換を用いるより良い不変量の可能性を見出し関連する部分的結果を得た。平成20年度は交付申請書に記した予定に沿う形で特異点解消の研究を進め,概ね予定通りの成果を得たと考えている.標語的に書くと,局所-意化を証明する為の歴史を用いるタイプの不変量の候補を確定させたのが今年度得られた成果である.以下にその内容を詳述する.本研究者はかねてより正標数の完全体上の任意次元の代数多様体の特異点解消の解決に向けてイデアリスティック・フィルトレーション・プログラムという計画を提唱し,その研究を進めている.今年度の研究開始時点でその基礎付けとしての成果は得られており,これを齟齬無く機能する不変量及びアルゴリズムとして結実させることが本研究の目標であった.特に平成20年度はこのような不変量として歴史を用いる不変量を採用し,様々な要件を勘案して不変量の形を絞り込むことを目標としていた.共同研究者の松木謙二氏との議論を経て,平成19年の11月頃に局所-意化を与えると期待される不変量の構成に成功した.ここで局所-意化とは任意の附値環に沿った特異点解消のことで,元々の特異点解消の問題を解決する上での重要な中間段階と言える.「期待される」と些か歯切れが悪いのはまだ細部に検証の不十分な点が残っているからであるが,この細部を詰めて正標数の局所-意化力『証明できればそれ自体代数幾何学的に重要な成果であり,特異点解消の解決に向けても大きな前進であると考えられる.上記不変量については,論文は現時点では鋭意準備中であるが,数理解析研究所で平成19年度に開催されたワークショップにおいて松木謙二氏と共同で発表した際のOHPが備考欄のURLから入手可能となっている.平成21年度は前年度に引き続き本研究者の提唱したイデアリスティック・フィルトレーション・プログラムの観点から、パーデュー大学の松木謙二氏と共同で特異点解消の研究を進めた。就中平成20年12月に数理解析研究所において開催された国際ワークショップで提示した局所一意化の具体的なアルゴリズムの候補(備考欄のウェブページ参照)について、証明が機能する為の様々な要件の成立の可否を精査した。ここで局所一意化とは特異点解消の弱形であり、任意の付値環に沿った特異点解消を意味する。局所一意化を完成してからアルゴリズムを改良する形で特異点解消を目指すというのが現在の我々のアプローチである。なお申請時の計画においては完備化レベルの対象をザリスキ局所レベルに降下する過程を平成21年度の研究課題と設定していたのだが、この部分はアルゴリズムさえ確定すれば比較的よく知られた議論が適用できる可能性が高く他の細部を詰めることが優先であると判明したこと、実際に具体的アルゴリズムの候補を得たことなどから上記のように研究計画を変更した次第である。平成21年度の研究における肯定的側面での一番の進展は新しく導入した不変量νの良定義性の証明であり、副産物として従来の不変量μの良定義性の証明も簡略化される。不変量レは標数0の時は現れない新しい不変量であり、最近のコサール・ピルタントによる三次元正標数の場合の特異点解消にも類似の概念が現われることからその有用性が期待される。否定的側面での進展としては、現行アルゴリズムの下で点に沿った爆発の前後で不変量μとνが増加する例を構成した。このことは取りも直さずアルゴリズムの更なる修正の必要性を示唆しており、現在他の要件との兼ね合いも考慮しつつ例を調べることによって適切な修正を模索中である。以上が平成21年度の研究実績の概要である。特異点解消の問題は標数0の場合は完全に解決されており、その証明の鍵となるのが最大接触超曲面と呼ばれる局所超曲面の存在である。しかし正標数の場合は最大接触超曲面が必ずしも存在しない。そこで先頭生成系と呼ばれる任意標数で定義される概念を最大接触超曲面の代替物として導入し標数0の場合と同様のアルゴリズムを機能させようというのがIFPの骨子である。非特異と限らない超平面が登場する為、期待通りに機能する不変量やアルゴリズムを構成するのは標数0の場合以上に困難である。爆発を経る前については、既に上半連続な不変量とその最大軌跡としての非特異な爆発の中心の存在などを示しており、IFPは大変良く機能する。しかし未だに爆発後も十分に機能する決定的な不変量は得られていない。

前年度は不変量の候補と爆発を通じた増加の過程を精査し、困難の背後に隠れる原因を探った。平成22年度はこの分析を踏まえ二方向から不変量の修正を目指した。一つは低次元からのアプローチである。廣中平祐先生の過去の研究やVillamayor氏の最近の成果をIFPの枠組で再構成し全空間が3次元の場合のアルゴリズムを確定する方針で、松木氏を中心に研究を進めている。もう一方は標数0の特異点解消の精密化を通じたアプローチである。従来弱変換を用いて構成するアルゴリズムを狭義変換によって構成し直すことにより、正標数下でも爆発で増加しない不変量を定義するという方針で本研究者を中心に研究を進めている。残念ながら何れのアプローチも部分的進展はあるものの未だ出版するには至っていない。
認知症高齢者の対人場面における心理の理解と援助的介入に関する臨床心理学的研究

本研究では、認知症高齢者に対する臨床心理学的援助を「役割」の視点から検討した。その結果(1)認知症高齢者は「家庭」「職場」「地域社会」における社会的役割の認識を保持している。(2)認知症高齢者のコミュニケーション役割は、「仕手役割」「受手役割」「役割交換」「同調行動」の4領域にて把握することが可能である。(3)コミュニケーション役割行動と社会的役割意識は密接に関連している。適切に連携させていくことが有効な援助へとつながる。以上3点が明らかになった。1、本研究の目的本研究の目的は、認知症高齢者の対人交流の援助の指標として『コミュニケーション役割』に注目し、具体的な援助場面における認知症高齢者の心理メカニズム、援助者の提示する要因と認知症高齢者の心理メカニズムとの関係を明らかにすることである。2.成果(1)事例的分析データ収集継続中である。(学会発表および学会誌投稿に向けて、現在準備中)(2)行動観察評価尺度の作成予備調査を実施し、学会発表を行った。[題目]認知症高齢者の役割行動観察評価尺度作成の試み[方法]対象者:施設入所認知症高齢者16名分析対象:臨床心理士(研究者)の認知症高齢者への面接の逐語録。[結果]1)『社会的役割行動観察評価尺度』項目の抽出社会的役割行動として(1)家庭(2)職場(3)地域社会における役割行動が示された。時間軸で捉えると現在のみならず過去の役割もみられた。共通特徴は体験的な役割という点である。また、社会的役割行動の表明数には個人差があった。2)『コミュニケーション役割行動観察評価尺度』項目の抽出コミュニケーション役割行動として(1)仕手役割(2)受手役割(3)役割交換(4)同調行動の4つが示された。見当識障害の程度に関係なく役割行動の把握は可能であった。また、1場面でも他者との関係で常に変化することが確認された。3)社会的役割行動とコミュニケーション役割行動の関係(1)コミュニケーション役割行動と社会的役割行動の保持、表明数は相関がある。(2)社会的役割行動が一定であると、コミュニケーション役割行動の促進を援助しやすい。(3)社会的役割行動の特に家庭での役割行動には、多種のコミュニケーション役割行動が内包されている。以上、3点が明らかになった。3.意義と重要性平成22年度は(1)尺度項目が、数年に渡る継続的な面接記録から16名もの対象者の協力を得て抽出でき、(2)2つの役割行動の把握が、援助に役立つ可能性を明らかにした。1.本研究の目的本研究の目的は、認知症高齢者の対人交流の援助の指標として『コミュニケーション役割』に注目し、具体的な援助場面における認知症高齢者の心理メカニズム、援助者の提示する要因と認知症高齢者の心理メカニズムとの関係を明らかにすることである。2.成果事例を分析、学会発表を行った。その後、学会発表における指摘を精査し、論文執筆中である。[題目]自己の役割を問い続ける認知症高齢者との面接過程[方法]対象者=施設入所認知症高齢者1名分析対象:1対1の3年間に渡る面接の逐語録。[結果]事例を4期に分け、役割行動の視点から分析した。(1)援助者と対象者との間に展開する役割行動対人交流が滞った状態の対象者に対して、コミュニケーション役割の取得、交代を促すことは、社会的役割の整理を促すことにつながった。また、認知症の進行と共に現れる対象者の社会的役割認知の混乱時には、過去の話は取り上げず、現在の状況における「年長者役割」を促すことに徹したところ、情緒的安定を保つことが明らかとなった。(2)対象者によって問い続けられる役割の特徴の変遷面接過程から役割特徴を抽出した結果、過去に取得した根幹となる社会的役割は表出の有無に限らず保持されること、また現実場面への適応に向けて新たな社会的役割を取得することが可能であることが示された。3.意義と重要性平成23年度は(1)コミュニケーション役割行動が現実場面への適応を促すこと(2)社会的役割意識が人生の統合を支え、新規場面への適応を促すことが明らかになった。
海洋細菌の産生する溶菌酵素の特性とその利用に関する研究

貧栄養環境である海洋での生存手段として他の細菌細胞を溶解・利用して増殖できる海洋細菌に着目し、その溶菌作用機序を解明し、溶菌酵素又は溶菌物質の生態学的意義と応用を試みた。得られた主な成果は以下のとおりである。2.分離菌株中より溶菌活性のもっとも強いAlteromonas sp.No.8-R株を供試し、発育に伴う溶菌酵素産生動態を調べたところ、本菌株は発育段階によって異なる4種類の溶菌酵素(a,b,c,d)を産生した。このうち、dは対数期から定常期にかけてのみ培養液中から検出され、bは定常期までは菌体内に存在し、減数期に入り菌体外に分泌された。aとcは減数期にのみ培養液中から検出された。3.No.8-R株培養上清から溶菌酵素の精製を試み、溶菌酵素bが部分精製された。bは分子量約74kDaで自己融解酵素の一種と推定された。4.No.8-R株と同株の溶菌活性に感受性を示す海洋細菌Moraxella sp.S-29とMicrococcus sp.M-14株を滅菌人工海水中に懸濁し、生菌数の変動を調べた。感受性菌株の生菌数はいずれも時間と共に減少した。一方、No.8-R株生菌数は感受性菌の菌濃度が一定以上(10^6CFu/ml)で増加し、それ以下では増加は観察されないが、生存日数の延長が認められた。これらのことから、No.8-R株の溶菌酵素のうち、dが他細菌細胞を溶菌する主体である可能性が示唆された。5.No.8-R株培養上清からdの精製を試みた。現段階では部分精製ながら分子量2.53.0kDaで、60°C、10分の加熱で活性が残り、尿素処理に安定であることなどから、dは酵素ではなく、bacteriocinの一種である可能性が示唆された。本年度の研究によって得られた主な成果は次のとおりである。1.溶菌活性の高い菌株の選出既に分離・保存中の12菌株中より、基質菌体を含む平板培地上における溶菌斑の大きさからAlteromonas sp.No8-R株を選出し、供試した。2.溶菌酵素産生動態の解明No8-R株の液体培地における発育と溶菌活性の変動を調べたところ、発育の定常期と減数期とに2つの溶菌活性ピークが出現し、培養条件を変更することによりピークの消長が観察されたことから、本菌株が複数の溶菌酵素を産生していることが示唆された。そこで、Sugaiら(1990)の電気泳動と溶菌反応を組み合せた基質菌体含有PAGE法により本菌株の溶菌酵素産生の変動を調べた。その結果、少くとも4種類の溶菌酵素(分子量の順にa、b、c、d)を検出した。4種類のうち、dは対数期から定常期の培養液中に産生され、定常期にみられる活性ピークの主成分であった。bは定常期までは菌体内にのみ存在し、減数期に入り菌体外に漏出してくる高い活性をもつ酵素であった。aとbは減数期の培養液中にのみ出現した。このように菌の発育段階によって複数の溶菌酵素が消長、変動を示すことは新しい知見である。

3.溶菌酵素の単離・精製No8-R株の培養上清からゲル濾過、イオン交換クロマトグラフィー等を組合せて酵素の精製を試みた。得られた酵素は部分精製標品ながら本体は上記のbに相当し、分子量約75000で至適温度40°とでアルカリ側に至適pHをもつ自己融解酵素の一種と推察された。4.沿岸海域からの溶菌酵素産生菌の分離そこで本年度は溶菌酵素dの産生条件の検討と単離・精製を試みた。得られた主な成果は次の通りである。(1)溶菌酵素dの産生条件基礎培地にピルビン酸ナトリウム(0.5%)とトリス(0.5%)を添加した培地で25°C、24時間振盪培養することにより溶菌酵素dの最大生産が得られ、他の溶菌酵素の生産を低く抑えることが出来た。(2)溶菌酵素dの単離・精製(1)の条件で大量培養して得た培養上清を出発材料として限外濾過濃縮、硫安塩析、ゲル濾過、イオン交換クロマトグラフィーを行った。その結果、最終的に活性の高い単一のピークが得られ、PAGEによっても、ほぼ単一なバンドが確認された。得られた溶菌酵素dフラクションは基質であるM.luteusの生菌細胞と加熱死菌細胞ともにほぼ同等に分解活性を示し、この点は他の溶菌酵素(a,b,c)とは異なっていた。また、ゲル濾過とPAGEの結果から推定分子量が5,000以下と非常に小さいことが判明した。このことから酵素ではなく、何らかの作用で細菌細胞壁を溶解し得るペプチド系物質の可能性も考慮する必要が生じてきた。これは非常に興味ある新知見である。現在、本物質の諸性状を検討中である。本菌株が他の細菌細胞に近づき、溶菌して分解物を利用する性質をもつことから、認識物質の特定を試みた。その結果、カタラーゼ、ペルオキシダーゼ、2-ケトグルタル酸ナトリウム、ピルビン酸ナトリウムなど過酸物分解性物質に強い走性を示した。本年度の研究によって得られた主な成果は次のとおりである。1.人工海水中での溶菌酵素産生菌の挙動溶菌酵素産生菌Alteromonas sp.No.8-R株と同感受性菌Moraxella sp.S-29株を滅菌人工海水中に懸濁し、両者の生菌数の変動を調べた。両者の混合培養系ではS-29株の生菌数が時間の経過と共に減少した。一方、同混合培養系中でのNo.8-R株の生菌数はS-29株の菌濃度に依存し、S-29株生菌数が10^6CFu/ml以下では増加しなかったが、No.8-R株の生存日数は単独接種の場合に比較し、有為に延長することが明らかになった。また、光顕観察から、混合培養系において、No.8-R株は溶菌感受性菌細胞に接近し菌塊を形成し、溶菌することが示唆された。2.溶菌物の性質前年度までの結果から、Alteromonas sp.No.8-Rの産生する4種類の溶菌酵素(a,b,c,d)のうち、分子量の最も小さいdが酵素でない可能性が示唆された。そこで、同株の培養上清から、限外濾過、エタノール沈澱およびゲル濾過により得られたdに相当する部分精製標品を得て若干の性質を調べた。その結果、本物質は60°C、10分の加熱でも活性が残り、尿素処理にも安定で、推定分子量が2.53.5kDaであった。これらの性質から、本物体は溶菌酵素ではなくbacteriocinの一種と考えられ、現在、その精製と作用機序の解明を継続中である。3.細菌細胞のプロトプラスト化Alteromonas sp.No.8-R株の溶菌酵素と溶菌物質による細菌細胞プロトプラスト化を試みた。海洋細菌Alteromonas sp.1055-1株の浸透圧調節条件を検討し、シュクロース0.07Mとトリス0.05Mを添加した人工海水中で両物質を作用させた結果、溶菌物質でプロトプラスト形成が認められた。ただ、非常に不安定で、今後、諸条件の検討が必要である。
印象および模型に対する操作性を考慮した滅菌法の開発

印象および模型を介しての種々の感染を防ぐために、研究者は、短時間で有効な滅菌法の開発を目指している。本研究においては、まず、広く普及している調理用電子レンジ(EM-M535T,サンヨ-)を用いて、物理的で簡便なマイクロウェーブ照射による滅菌の可能性について調べた。Staphy lococcus aureus 209P付着のプラスチック原型から採得したアルジネート印象の処理を行うと、温度上昇に起因すると思われる、印象表面の殺菌効果はみられるが、水分蒸発による乾燥部位が生じるために、印象体の水分分布が不均一になる。従って、印象の寸法ならびに表面性状は著しく悪くなり、セッコウ模型の寸法精度および表面への影響が危惧される。シリコーン印象については、照射開始直後に放電がおこるために処理が不可能であった。それぞれの印象におけるマイクロウェーブ処理の問題点を改善するために、水溶液に浸漬して照射を試みると、マイクロウェーブ単独ではなく、水温上昇に伴う加熱滅菌ではあるが、家庭用電子レンジでも、十分に適応できることがわかった。今後、出力等の諸条件について、さらに深く検討する必要がある。また、不要になった印象等の医療廃棄物を一般のゴミとして廃棄できるようにするための有効な滅菌方法として、手軽で確実なマイクロウェーブ処理の利用もあわせて検討しているところである。歯科において、象牙質知覚過敏の緩和に用いられているレーザー治療器(セミコンレーザーMR-180,シャープ)を使用したレーザー照射では、120秒間の処理を行っても殺菌効果はなく、ソフトレーザーでは殺菌効果はないということがわかった。一方、超酸化水(pH 2.5)に浸漬すると、印象表面の菌数の著名な減少が認められた。この超酸化水への浸漬と、超音波、マイクロウェーブ等との併用効果、ならびにせっこう模型への影響について現在実験を進めている。
蝸牛線維細胞を標的とした遺伝性難聴治療法の開発

本研究では遺伝性難聴モデルとしてのコネキシン26等の遺伝子改変動物を用い、骨髄間葉系幹細胞や等の多能性幹細胞の分化制御や組織誘導の促進などによって効率の高い内耳細胞治療法の開発を行った。蝸牛線維細胞におけるケモカインMCP1、および移植幹細胞におけるMCP1受容体、CCR2の発現を上昇させ、骨髄間葉系幹細胞の蝸牛組織への侵入を飛躍的に高めることに成功した。移植された幹細胞は特に蝸牛基底回転側、Hook portionから大量に蝸牛外側へ侵入し、蝸牛線維細胞、血管条、蝸牛支持細胞に到達させることに成功した。本手法によりこれまで不可能であった遺伝性難聴、特にコネキシン26変異難聴への聴力改善への可能性が現実的なものとなった。遺伝性難聴は約1,600出生に1人と高頻度に発症し聴覚と言語発育障害の極めて高度なQOLの低下をもたらす。遺伝性難聴の根本的治療法は未だ存在しないが、我々は骨髄間葉系幹細胞を使って蝸牛線維細胞損傷モデルの聴力を改善させることに成功している。本研究では我々の開発した細胞移植法を応用し、遺伝性難聴の中で最も高頻度に発生するコネキシン26遺伝子の欠損モデルマウス(Cx26cKO)の聴力回復実験により新規治療法を開発することを目的とした。内耳への移植細胞として骨髄間葉系幹細胞、人工多能性幹(iPS)細胞由来内耳前駆細胞を用いた。移植細胞は半規管の外リンパ液還流法によって内耳に投与し、聴性脳幹反応(ABR)によってモニタリングした。蝸牛組織への幹細胞誘導(ホーミング)因子をRT-PCR法により発現遺伝子解析し、免疫染色により外側壁中心部における発現細胞を同定した。遺伝子発現解析により蝸牛組織から分泌されるホーミングリガンド因子としてMCP1およびSDF1が同定された。移植幹細胞においても培養上清中にMCP1、SDF1を一定の条件で加えることによりこれらの受容体CCR2、CXCR4(ホーミング受容体)の発現を大きく上昇させることに成功した。この方法でCx26cKOマウスにおけるホーミングリガンドと移植細胞のホーミング受容体を同時に惹起して内耳細胞移植を行ったところ蝸牛への細胞導入効率が約4倍上昇した。これを応用し生体組織におけるホーミングリガンド分子と移植細胞のホーミング受容体因子を同時に惹起することにより、遺伝性難聴モデルへの幹細胞導入効率は大幅に上昇することが示された。同方法を発展させることにより多量の多能性幹細胞を蝸牛組織内へ誘導させ、これまで不可能であった遺伝性難聴の聴力改善への可能性が示唆された。内耳細胞治療による聴力回復はアプローチが困難なため近年まで成功例が皆無であった。しかし研究代表者は蝸牛線維細胞領域へ間葉系幹細胞を導入することで感音性難聴の聴力回復に初めて成功した(Kamiya et al. Am J Pathol 2007)。本研究では遺伝性難聴における重要な変性箇所、蝸牛線維細胞を標的とした新規幹細胞治療法の開発を目指す。特に独自の三種の遺伝子改変難聴モデルを用いることにより遺伝性難聴難聴の根本的治療法開発を目的とした。これまでの研究ではヒト遺伝性難聴で最も高頻度に変異が検出されるGjb2(コネキシン26(Cx26)遺伝子)の内耳特異的欠損モデルマウスを完成させ、ヒト遺伝性難聴と病態がほぼ一致した遺伝性難聴モデルであること確認した。同マウスは最もヒト遺伝性難聴と病態が近似したモデル動物と考えられ新規治療法開発の研究に最適であると考えられる。同マウスの生後初期のカルシウムシグナルの測定(Ca2+イメージング)では、蝸牛における自発的Ca2+シグナル伝搬の明らかな障害が見られ生後初期からのギャップ結合の異常が明らかとなった。また骨髄間葉系幹細胞の内耳組織への誘導・修復のために必要な遺伝子を解析した結果、ケモカインMCP1とその受容体CCR2が有力な内耳への幹細胞ホーミング(組織への幹細胞誘導と定着)の誘導因子としてスクリーニングされた。この自然細胞誘導・修復機構を人為的に増強することにより内耳への細胞導入効率が飛躍的に高まり、更にはコネキシン26欠損動物で欠失したCx26によるギャップジャンクションを再構成させることに成功した。新規開発した遺伝性難聴モデルマウスの表現型が明らかとなり、更には同マウスを用いた間葉系幹細胞移植において欠損したギャップ結合を再生させるなどの進展が見られたため。

大部分の研究費に関しては計画通りに支出したが、実験動物の繁殖状況や謝金等の勤務状況に応じて予想困難な変動が生じるため、今後はこれらを事前に予測し、正確な支出計画を立てる予定である。実験動物の繁殖状況や謝金等の勤務状況に応じて予想困難な変動が生じるため、適時年度計画を見直しつつ3か月ごとの支出計画の確認を行う予定である。
神経前駆細胞の活性化と栄養状態を結ぶシグナリングネットワークの解明

動物において、脳を含む神経系は、神経幹細胞や神経前駆細胞から産生される。神経幹細胞や神経前駆細胞は活発に分裂や分化をおこない新しい神経細胞を産生する活性化状態と、そのような活動をおこなわない静止期状態を行き来することが知られており、その制御機構を理解することは再生医療の実現化や老化の解明に重要だと考えられている。今回、線虫を用いてPTCHDという、ヒトでは知的障害や自閉症スペクトラムに関与すると考えられているタンパク質が、神経前駆細胞の活性化制御に重要である知見を得た。TargetscanなどのmicroRNAの標的遺伝子予測アルゴリズムを用いてmiR-235の標的遺伝子候補群をリストアップし、それらの遺伝子群の野生型における摂食と飢餓条件下、あるいは飢餓条件下における野生型とmir-235変異体における発現量比較をRT-QPCRによって調べた。その結果、複数の遺伝子群の発現が、以前我々が見出したmiR-235標的遺伝子であるnhr-91と同様に、野生型において摂食によって亢進し、飢餓条件下におけるmir-235変異体で異常亢進していることを見出した。そのような遺伝子群の中で、進化的にhedgehogと起源を同じくすると考えられているhedgehog関連因子をコードする2遺伝子(grl-5とgrl-7)が表皮から神経前駆細胞へと分泌される組織間シグナル伝達因子の実体であるという可能性を検討した。最初に表皮と神経前駆細胞においてgrl-5あるいはgrl-7を飢餓条件下で過剰発現させると、grl-7が神経前駆細胞の静止期からの活性化を誘導できることを見出した。次に、grl-7プロモーター下流にmCherryを融合させたレポーター遺伝子とgrl-7プロモーター下流にgrl-7の蛋白コード領域とvenus cDNAを融合させたレポーター遺伝子の発現パターンを調べたところ、miR-235の発現が認められる表皮と神経前駆細胞でmCherryの発現が認められ、表皮のアピカル側からvenusが分泌されることを見出した。さらに、grl-7の3'UTRを用いたレポーターアッセイにより、grl-7 mRNAの3'UTR上に存在するmiR-235結合サイトが、miR-235の過剰発現によるレポーター遺伝子の発現抑制に必須であることを見出した。以上の知見はgrl-7が表皮から分泌され神経前駆細胞の活性を促進するmiR-235標的遺伝子である仮説を強く指示する。本研究課題初年度に、表皮で発現し、神経前駆細胞の活性化能を有する因子としてhedgehog関連因子をコードするgrl-7遺伝子を同定した。平成27年度はgrl-7の受容体あるいは下流因子として機能する因子の探索を行った。哺乳動物やショウジョウバエでは、hedgehogは受容体であるpatchedに結合しその活性を抑制することが知られている。そこで最初に、patchedをコードするptc-1の機能減弱型変異体を飢餓条件下に暴露し神経前駆細胞を観察した。しかしながら、grl-7の過剰発現とは異なり、ptc-1変異体では神経前駆細胞の活性化は見られなかった。この観察結果をうけて、grl-7がptc-1以外の受容体を介して神経前駆細胞の活性化を促進する可能性を考えた。ヒトから線虫に至るまで、patchedに類似した構造を持つものの、独自のファミリーを形成するPTR(Patched Related)、あるいはPTCHD(Patched Domain Containing Protein)と呼ばれる蛋白質群が存在する。そこで、線虫では既にptr遺伝子群の複数の欠失変異体が作成されていることに着目し、これらの変異体群の表現形解析を行ったところ、唯一ptr-18欠失変異体が、grl-7の過剰発現と同様に、飢餓条件下における神経前駆細胞の異常活性化を示した。この表現形はptr-18のcDNAを発現させると救助できることから、ptr-18は、餓条件下における神経前駆細胞の静止期維持に必須であることが示された。さらに、ptr-18のプロモーターをmCherryやgfp-pestに融合させたレポーター遺伝子は神経前駆細胞で顕著に高い発現レベルを示すことが明らかとなった。以上より、ptr-18が表皮からのgrl-7シグナルを神経前駆細胞で受容する因子である可能性が示唆された。grl-7の受容体候補因子としてptr-18を同定した。ptr-18はPTR/PTCHD蛋白質ファミリーに所属する。近年、ヒトPTCHD1は遺伝性の自閉症スペクトラムや知的障害に関連することが提唱されており、最近のPTCHD1ノックアウトマウスの表現形解析に関する報告もその説を強く支持する。しかしながら、PTCHDの生理機能や関与するシグナル伝達経路は不明な点が多いのが現状である。その点で、本研究にて発見された、grl-7の過剰発現とptr-18の機能阻害が同様の表現形を示すことは非常に新規な知見である。以上の点で、本研究はおおむね順調に進展していると考える。昨年から継続してPTCHDとヘッジホッグ関連因をそれぞれコードするptr-18とgrl-7の機能解析をおこなった。ptr-18の機能する組織を同定すべく、まず最初にptr-18のプロモーターに蛍光タンパク質mCherryを融合したレポーター遺伝子を作製し、その発現分布を調べた。その結果、ptr-18レポーター遺伝子は、表皮細胞や隣接する神経前駆細胞、排泄孔で発現が見られた。そこで、これらの組織のどれで機能するか明らかにすべく、ptr-18変異体に組織

特異的プロモーターを融合させたコンストラクトで救助実験をおこなったところ、表皮と神経前駆細胞の両者で発現させると顕著な救助活性がみられた。また、ptr-18遺伝子座をカバーする約35kbのゲノム断片を用いて、GFP遺伝子をptr-18コード領域の3'末端に融合させたコンストラクトを作製しその時空間的な発現パターンを解析した。その結果、PTR-18::GFPは表皮細胞や神経前駆細胞のアピカル側の細胞膜近傍に分布すること、孵化直前の「3つ折れ期」に一過的に発現が上昇することが明らかとなった。一方、grl-7プロモーターにgrl-7 cDNAとvenusの融合遺伝子を接続したレポーター遺伝子の発現を調べたところ、PTR-18::GFPと同様に孵化直前の「3つ折れ期」で発現がみられた。また、GRL-7::GFPは表皮細胞や神経前駆細胞のアピカル側や卵殻と胚の隙間に観察されることから、他の動物のヘッジホッグ同様に分泌されることが示唆された。以上の結果より、ptr-18とgrl-7は孵化直前の表皮や神経前駆細胞で機能することが示唆された。また、ptr-18とgrl-7の遺伝学的相互作用を調べたところ、ptr-18の表現型をgrl-7の機能阻害が顕著に抑制することを見出した。ptr-18とgrl-7の発現タイミングや部位が胚発生後期で一致した。この結果はPTCHDとヘッジホッグ関連因子が同じシグナル伝達経路で機能するという当初の仮説と矛盾しない。しかしながら、これまでは、ptr-18がgrl-7の受容体であると仮定し実験を進めてきたが、遺伝学的相互作用の解析より、ptr-18はgrl-7の上流で機能するという可能性が示唆された。これまでにPTCHDとヘッジホッグが同一の遺伝学的経路で機能するといった知見は前例がなく、その点での点で、本研究はおおむね順調に進展していると考える。また、grl-7欠失変異体では、摂食に応答した神経前駆細胞の活性化タイミングが正常であることから、他のヘッジホッグ関連因子群も神経前駆細胞の活性化を促進する可能性が考えられた。そこで、grl-7と同様に過剰発現が静止期にある神経前駆細胞を活性化できるものを探索し、新たに2つのヘッジホッグ関連因子群(grd-5とgrd-10)を同定することができた。今後は以上の3つのヘッジホッグ関連因子群とptr-18の相互関係を遺伝学的・生化学的に調べる必要があると考える。ptr-18とヘッジホッグ関連因子grl-7の発現のより詳細な時空間的パターンを、前年度作成したfosmidゆらいのレポーター遺伝子を用いて調べた。PTR-18::GFPは胚発生後期の三つ折期前期より表皮組織の頂端側の細胞膜に局在するが、孵化直前に細胞膜での発現が一気に減少し、細胞質内に粒状に分布した後に孵化後で検出されなくなることを見出した。それに対してGRL-7::mCherryは三つ折期後期より表皮組織の頂端側の細胞外と考えられる領域に分布が認められ、孵化後に細胞質内に粒状に局在、孵化後11時間後には再び頂端側に分布するという発現パターンを見出した。