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原発事故被害の創造的回復に向けた協働的政策形成に関する学際研究

前記研究実績の概要を踏まえ、各研究班における調査・検討や研究成果、全体研究会での報告では、それぞれが担当する重要な課題に積極的に取り組み、着実に研究成果を上げつつある。また、国際学会での報告のほか、国際ワークショップの開催により、韓国をはじめとするアジア地域での本研究課題に対する関心の高さを確認できた点は、本研究にとっても大きな成果であり、今後の研究の進捗に有益に作用するものと思われる。除染に伴う放射性廃棄物など、今後長期にわたり管理を要する課題にあっても、日本のみではなく、諸外国でも共通の重要な課題となっている。この点にかかわるドイツをはじめとする海外調査等も実施することができた。昨年度に続き、本年度も、福島第一原発事故とそれに伴う被害発生、避難生活などに関し、時間の経過や状況の変化などに伴って、国や福島県などの各種政策や支援措置の創設・終結などの変化、緊急に取り組むべき課題や帰還区域の拡大に伴う区域内と区域外避難者に関わる課題の変化・顕在化なども見られた。また、原発事故損害賠償請求訴訟のうちのいくつかが結審し、初めての判決の言い渡しもあった。このような課題・問題についても、残されている課題はあるものの、できる限り、柔軟かつ適切、適時に対応できたものと思われる。以上の点から、本年度の研究実施計画はおおむね達成していると考えられる。福島第一原発事故から6年経過し、未解決のまま深刻化するさまざまな社会的課題、新たに発生した課題などを的確にとらえ、法制度や政策提言等へと展開するため、損害・責任・除染・医療・住宅支援等に関する問題について、テーマに対応した研究班を編成し、研究を進めた。あわせて、全体研究会を通じて、研究班で深められた学際的研究成果を持ち寄り、相互の連携と発展を目指した。2017年度は、下記の研究会テーマで取り上げられているように、前年度の終わりから群馬訴訟・前橋地裁判決を皮切りに、各原発被害損害賠償訴訟の第一審判決(合計7判決)が言い渡されたこともあって、それら判決の検討と責任論、被害・損害論をひとつの核としつつ、前記テーマに対応する研究を行った。研究会のテーマとしては、「群馬訴訟・前橋地裁判決の検討」(4/22)、「津島・山木屋訴訟に関する論点と課題」(5/13)、「原状回復・除染請求及び営業損害に関する論点と課題」(7/22)、日本とドイツにおける放射性廃棄物処理・処分場決定手続に関するワークショップ(9/14)、「千葉訴訟・千葉地裁判決と生業訴訟・福島地裁判決の検討」(11/4)、「災害復興と法」および「集団訴訟の動向」(1/28)そして「小高訴訟・東京地裁判決、避難者訴訟・福島地裁いわき支部判決、京都訴訟・京都地裁判決そして首都圏訴訟・東京地裁判決に関する検討」(3/25)を取り上げた。前述の研究会等を通じて、問題状況の把握、分析・検討の結果を報告し、全体的な議論を深めた。また、その成果は、学会発表、研究論文の公表や著書の公刊、各種講演会・報告会における講演等によって積極的に公表した。加えて、本研究プロジェクトの成果として「原発事故被害回復の法と政策」を主題とした図書の公刊を予定している。福島第一原発事故により生じた問題・課題群の解決に向け、1賠償に関する現状と課題の共有、2責任論と損害論に関する課題・論点の整理、3被害者の実質的権利救済に向けた政策課題の明確化、4被害の創造的回復に向けた制度設計、5権利救済から政策形成へ展開するプロセス研究を行った。
ショットピーニング処理による木工用刃物の耐摩擦性の改善

周刃フライス切削用の平刃(工具材質SKH51)に、粒径45μmの硬質ガラスビーズを用い、種々の照射条件でショットピーニング処理した。工具表面の硬度および切削による摩擦経過を調べ、ショットピーニング処理の適用の可能性を検討した。1.刃先先端を除いたすくい平面へのショットピーニング処理による硬さ試験より、エア-圧2kgf/cm^2で長時間照射しても硬さはHV1150程度までしか上昇せず、エア-圧3kgf/cm^2で16秒間ショットピーニング処理すると表面近傍でHV1200以上の加工表面硬化が得られた。しかし、それ以上エア-圧および照射時間を増加させてもそれ以上の表面硬化は得られなかった。2.表面に近いほどショット粒からの熱エネルギーを受けやすく外気によって急冷されるため好条件での再熱処理が可能となる。そのため硬さ変化は、表面近傍でピークを示し、その後急速に減少し表面からの深さ6μmでHV950あとたりに収束した。結果から、エア-圧3Kgf/cm^2、照射時間16秒が処理を効率的に行う境界と考えられた。3.結果をもとに適性と考えられるエア-圧3,4,5 kgf/cm^<>、照射時間8.16秒で刃先先端を含むすくい面と逃げ面の両面にショットピーニング処理をした。照射条件にかかわらず、ショットピーニング処理により後退量5μm程度の刃先欠損が生じた。未処理刃の刃先後退量5μm以上での切削長に対する摩擦の進行速度とショットピーニング処理刃の摩擦の進行速度はほぼ同一であった。この条件では、ショットピーニング処理による耐摩擦性の期待される向上はなかった。4.エア-圧1.5kgf/cm^2、照射時間1秒で逃げ面側だけをショットピーニング処理した場合、処理による刃先欠損の後退量は2.5μmと減少し、刃先後退量6μmまでは摩擦進行速度が低下した。刃先先端から6μmまでの表層内部にのみショットピーニング処理による硬度上昇効果があり、耐摩擦性の硬度上昇効果があり、耐摩擦性の向上に有効なショットピーニング効果が伺い知れた。周刃フライス用工具刃物にショットピーニング処理を施すによって、刃物の耐摩耗性を改善することを目的として実験を行い以下の結果を得た。処理による刃先先端の損傷を極力避けること、およびショット粒の照射速度を高め熱処理効果をより高めるためビッカース硬さ900相当、直径46μmの非常に小さな硬質ガラスビーズをショット粒として使用した。照射圧力は、2,3,4,5kgf/cm^2の4段階、照射時間は、1,2,4,8,16,32secの5段階、照射距離は250mmとした。刃物材種はSKH51,被削材はスプル-ス、下向き切削とした。マイクロビッカース硬さ試験機を用い、測定力を変えることによって圧子の圧痕深さを変え表面からの深さによる硬さ変化を測定した。圧痕深さ1μmから6μmにおいて、未処理刃物がビッカース硬さが1020から920程に減少しているのに対し、ショットピーニング処理刃物のうち加工硬化が十分認められたものは、ビッカース硬さが1220から1000程に減少した。圧痕深さに対する減少割合は深くなるにしたがって低くなった。

処理効果は、照射圧力が3kgf/cm^2以上および照射時間が16sec以上あればあまり大きな差はみられなかった。ただし、処理することによって、未処理刃物に比較して刃角2等分線上に投影した刃先後退量が5μmから7μm生じた。このことはマイナスと考えられるが、この差も切削経過に伴う刃先後退量の増加割合が未処理刃物に対して処理刃物が低く、切削長300m付近で交差した。その時の刃先後退量はおよそ20μmであった。切削長に伴う刃先後退量の増加割合は、切削長が長くなるにしたがって低くなった。本年度は切削長300mまでしか行わなかったが、これらの結果から推測して切削長300m以上において、未処理刃物の後退量が処理刃物の後退量を上回り切削経過と伴にその差はますます大きくなるものと考えられた。周刃フライス切削用の平刃(工具材質SKH51)に、粒径45μmの硬質ガラスビーズを用い、種々の照射条件でショットピーニング処理した。工具表面の硬度および切削による摩耗経過を調べ、ショットピーニング処理の適用の可能性を検討した。1.刃先先端を除いたすくい平面へのショットピーニング処理による硬さ試験より、エア-圧2kgf/cm^2で長時間照射しても硬さはHV1150程度までしか上昇せず、エア-圧3kgf/cm^2で16秒間ショットピーニング処理すると表面近傍でHV1200以上の加工表面硬化が得られた。しかし、それ以上エア-圧および照射時間を増加させたさせてもそれ以上の表面硬化は得られなかった。2.表面に近いほどショット粒からの熱エネルギを受けやすく外気によって急冷されるため好条件での再熱処理が可能となる。そのため硬さ変化は、表面近傍でピークを示し、その後急速に減少し表面からの深さ6μmでHV950あたりに収束した。結果から、エア-圧3kgf/cm^2、照射時間16秒が処理を効率的に行う境界と考えられた。3.結果をもとに適正と考えられるエア-圧3,4,5kgf/cm^2、照射時間8,16秒で刃先先端を含むすくい面と逃げ面の両面にショットピーニング処理をした。照射条件にかかわらず、ショットピーニング処理により後退量5μm程度の刃先欠損が生じた。未処理刃の刃先後退量5μm以上での切削長に対する摩耗の進行速度とショットピーニング処理刃の摩耗の進行速度はほぼ同一であった。この条件では、ショットピーニング処理による耐摩耗性の期待される向上はなかった。4.エア-圧1.5kgf/cm^2、照射時間1秒で逃げ面側だけをショットピーニング処理した場合、処理による刃先欠損の後退量は2.5μmと減少し、刃先後退量6μmまでは摩耗進行速度が低下した。刃先先端から6μmまでの表層内部にのみショットピーニング処理による硬度上昇効果があり、耐摩耗性の向上に有効なショットピーニング効果が伺い知れた。
不正咬合者の嚥下運動の自動解析及び嚥下訓練治療に関する研究

不正咬合者の矯正治療計画策定に際し嚥下運動時の筋機能を自動解析し、診断・治療前後の評価を行い矯正治療後の保定のための機能訓練を行うことを目的とした。〔60年度〕1.NECPC98XAシステムを購入し現有のエレクトロパラトグラフ装置に連動させ嚥下運動解析システムを完成させた。2.解析プログラム「嚥下運動自動解析システム」を開発し今まで手作業で長時間を要した機能解析を短時間で処理可能となり多数の被験者を対象にすることが可能となった。3.正常咬合者3名に上・下顎EPGプレートを装着させ水2mlを注射筒で注入し嚥下させ2秒間で64コマの舌接触運動を自動解析した結果舌は安静位より運動開始し下顎全域に接触した後、上顎前歯部口蓋側に接触し後方へ運動し上顎全域へ接触を続け水を咽頭部へ送った後、上顎前歯部から離開し安静位へ復帰するという円滑な舌接触運動を示した。4.不正咬合者矯正治療前18名からも同様に記録・自動解析し正常咬合者の嚥下運動パターンと比較した結果、総じて下顎全域に接触せずに上顎後方部へ接触開始し上顎全域への接触も短く不規則なパターンを示した。5.不正咬合者にチンキャップまたは下顎にタングクリブを装着し矯正治療を実施した。〔61年度〕1.治療直後の嚥下パターンを記録し自動解析し治療前後で比較した結果依然として不安定なパターンを示すものが多かった。しかし保定後には正常咬合者のパターンに類似したものもいたがまだ不安定なものもいた。形態が改善されても口腔内の筋機能、特に舌運動の改善は遅れることから形態の改善後直ちに矯正装置を撒去し機能訓練を行う方がよい。2.視覚フィードバック法による筋機能訓練を簡易型エレクトパラトグラフ(DP-lo)を用い家庭で反復練習させ治療効果を最大にする。3.本法をさらに発展させ呼吸機能と嚥下機能の相関性を調べ鼻呼吸障害の様相と舌運動の関係を解明し筋機能検査診断法として確立させたい。
モノクローナル抗体を結合した制癌剤包埋リポソームによる卵巣癌の選択的化学療法

1.均一のサイズのリポソームを製作するためにはフィルターを用いて行う圧出法が適当であり、このため設備として圧出器を特別に製作、購入した。2.脂質組成や荷電、サイズの違う各種リポソームにアドリアマイシンを包埋し、in vivoにおける生体内分布、副作用への影響を明らかにした。さらにヌードマウス可移植制ヒト卵巣悪性腫瘍株より樹立した組成培養株を用いて、各種アドリアマイシン包埋リポソームの抗腫瘍効果を検討し、アドリアマイシンを包埋するリポソームの最適条件を検討した。3.上記検討の結果、リポソームに包埋することにより、アドリアマイシンの心毒性、消化器症状等の副作用は軽減し、逆に腫瘍内アドリアマイシン濃度を上昇させることができた。また組織培養株を用いた抗腫瘍効果の結果からアドリアマイシンを包埋するリポソームトしては卵黄フォスファチジルコリン、コレステロールおよびサルファタイドの脂質組成が5:4:1の一枚膜の小さなリポソームが最適であると考えた。4.以上の如くアドリアマイシンのリポソーム包埋様式、in vivoにおける生体内分布、副作用への影響を明らかにし、また独自に樹立シタ組織培養株を用いた抗腫瘍効果より、アドリアマイシンを包埋すべくリポソームの最適性状を解明して行かねばならないと考えている。また、来年度は卵巣癌のモノクローナル抗体について検索を加え、抗癌剤包埋リポソームに結合させ、抗腫瘍効果の増強を目的として検討していく。
遺跡出土の貝類よりみた日本人の自然環境利用

今年度は.東京都の縄文時代中期の中里貝塚,福岡県北部の縄文時代及び弥生時代の貝塚,さらに内湾性の貝類の生態分布を山口県瀬戸内海側と外洋性のものを高知県宇佐市で現地調査を実施した.また,これまでのサンプルの分析も平行して実施した.その結果,遺跡から出土する貝類の正確な同定と計測を行い、その種の生息場所や生態等の情報を加えて、人間による自然環境の利用を検討した。取り扱ったテーマは、1)日本人に特徴的な海藻・海草利用の縄文時代の起源、2)北部九州における縄文時代と弥生時代の遺跡周辺の自然環境の改変、3)沖縄における貝類資源の場所利用の特徴、4)旧石器時代の貝塚調査の可能性、の4点である。1では東北地方の縄文時代後期の貝塚から海藻・海草に付着する微小海産貝類が得られ、この時代から利用されていたと考えられた。2では、弥生時代には縄文時代と比較して、人々は里山の林を一挙に改変してしまうと考えられた。3では、先史時代の沖縄においてはサンゴ礁を貝類資源利用の場として自ら選択的に用いていたと考えられた。4では、豊後水道の約100mの海底から、縄文時代の貝塚の主要構成種で河口に生息するヤマトシジミ等の化石が得られ、旧石器時代の貝塚調査の可能性が示唆された。
腎細胞癌特異的エクソソームにおけるmiRNA網羅的探索と、新規治療標的の同定

現在、腎癌の有用な血液バイオマーカーは存在しない。近年、多くの癌腫においてエクソソームがバイオマーカーとして注目されている。エクソソームは、細胞から分泌される30200 nmの膜小胞で、あらゆる体液中に存在し、内部にマイクロRNA(miRNA)などを内包し、膜により分解から免れている。本研究の目的は、血清エクソソーム中miRNAによる腎癌の新規診断モデルの構築である。血清エクソソーム中miRNAを抽出し、マイクロアレイによる網羅的発現解析を行った。ランダムフォレスト解析で構築した腎癌診断モデルの診断能は、感度97.8%、特異度50.0%であり、良好な結果が得られた。腎細胞癌手術検体より癌組織と正常組織をそれぞれ採取し、それらを短時間培養液中で培養し、培養液中に分泌されたエクソソームを超遠心法にて分離した。エクソソームの回収は以下の3点で確認した(1Western blot法にてエクソソームのマーカーであるCD63、CD81、CD9の発現解析、2ナノ粒子解析装置(NanoSight NS500)を用いた粒子径の測定、3透過型電子顕微鏡(日立・H-7650)にてCD9陽性の粒子の確認)。エクソソームよりmiRNAを精製した上でマイクロアレイによるmiRNA発現解析を行った。しかし組織培養液から得られるエクソソーム中のmiRNA発現解析では腎癌組織由来、正常組織由来での発現に有意差のある候補となるmiRNAは少なかった。またその中の候補miRNAについて定量的PCR法による増幅を試みたが、miRNAの特性上PCR法にて増幅がみられないものも多くあった。そこで臨床応用という観点から同時に研究予定であった血清由来のエクソソーム中のmiRNAの発現解析に焦点を当て、ひとまず移行することとした。20例(腎癌患者15例、健常者5例)の血清を超遠心し得たエクソソームからmiRNAを抽出し、東レ社の3D-GENE miRNAアレイを用いてマイクロアレイ解析を行った。この結果から腎癌の診断に有用なmiRNAの組み合わせを導き出すため、人工知能を用いた解析により、最適な組み合わせを探索中であり、その診断予測能の検証を今後行っていく予定である。腎細胞癌手術検体より癌組織と正常組織をそれぞれ採取し、それらを培養し、培養液中に分泌されたエクソソームを超遠心法にて分離し、エクソソームよりmiRNAを精製した上でマイクロアレイによるmiRNA発現解析を行った。しかし腎癌組織由来、正常組織由来での発現に十分な差があり、有意差のある候補となるmiRNAは多くなかった。またいくつかの候補miRNAについて定量的PCR法による増幅を試みたが、miRNAの特性上PCR法にて増幅がみられないものも多くあった。そこで臨床応用という観点から20例(腎癌患者15例、健常者5例)の血清を超遠心し得たエクソソームからmiRNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行った。この結果から腎癌の診断に有用なmiRNAの組み合わせを導き出すため、人工知能を用いた解析を行っているところである。現在、腎癌の診断において確立された血液バイオマーカーは存在しない。当初、本研究は腎癌手術検体より癌組織と正常組織をそれぞれ採取し、それらを培養液中で培養し、分泌されたエクソソームを分離・回収し、内包されるmiRNAに着目した。これらのことから、我々は腎癌患者血清エクソソーム中の網羅的miRNA発現解析を行い、腎癌患者特異的に発現変化するmiRNAを探索し、腎癌の新規診断モデルを構築することにした。腎癌患者(n=93)、健常者(n=46)から血清350ulを採取し、超遠心法を用いてエクソソームを回収した。エクソソームの回収は以下の3点で確認した(1Western blot法にてエクソソームのマーカーであるCD63、CD81、CD9の発現解析、2ナノ粒子解析装置を用いた粒子径の測定、3透過型電子顕微鏡にてCD9陽性の粒子の確認)。続いて、3D-GeneTM miRNA Oligo Chipを用いたマイクロアレイによる網羅的発現解析を行った。最初に統計学的手法であるランダムフォレスト解析により、新規腎癌診断モデルを構築した。腎癌診断能は、感度97.8%、特異度50.0%、AUC = 0.739であった。現在、マイクロアレイ解析の結果から腎癌診断に有用なmiRNAの組み合わせを導き出すため、人工知能を用いたディープラーニングによる診断モデル構築を進めており、統計学的診断モデルと比較し、その有用性を検証する。今後、本研究から、血清エクソソームを用いた腎癌診断モデルの臨床応用が期待され、患者への負担、医療費の削減を含めた社会への貢献の意義は大きいと考えている。ランダムフォレスト解析で構築した腎癌診断モデルの診断

能は、感度97.8%、特異度50.0%であり、良好な結果が得られた。腎癌患者の血清から得られたエクソソームにおいて特異的に発現変動するmiRNA群を同定し、バイオマーカーとしての実用性があるかどうかを検証していく。さらに組織培養エクソソーム中においても発現変動するものを同定できれば、それらを機能阻害することで、癌の抑制作用があるかなどについての検証を行っていく。泌尿器腫瘍平成29年度の研究で使用予定の試薬の予算が想定より増額したため。平成28年度の支出を抑えた。試薬の購入費に使用する。
天然メタンハイドレートの最適生産・輸送・貯蔵方式に関する研究

本研究では、我が国の排他的経済水域内の大水深に多量に存在する非在来型天然ガス資源であるメタンハイドレートの開発について、中小ガス田の開発に向けて検討されている天然ガスを固形ペレットで輸送するNGH輸送チェーンと組み合わせることにより効率を向上させ、成立性を高める観点から検討を行った。メタンハイドレートの最適な生産・輸送・貯蔵方式についてはエネルギー安全保障の観点から備蓄の機能もあわせて検討した。まず、全体システムの観点からは、システム全体を1)掘削生産、2)浮体施設、3)製造、4)積荷・輸送・揚荷、5)貯蔵、6)再ガス化の工程に分け、各工程のコスト評価式を定式化して全体システムのコスト構成を明らかにし、システム実現に向けての課題を明らかにした。ついで、要素技術として浮体式生産施設の計画・設計面からの検討、NGH輸送のためのペレットの物性、輸送効率の向上の観点からNGH製造法、球形および非球形ペレットの充填特性、ペレットの粉粒体の偏析、排出に関する検討を行った。また、貯蔵・備蓄に関して、分解特性、備蓄方式の検討を行った。以上の検討より、全体システムに関しては、システム全体の中で製造工程のコストが大きな割合を占めることが明らかとなった。また、要素技術に関する検討から、浮体式生産施設単体では価格上昇前の天然ガス価格では採算性が高くないことが明らかになった。NGH製造法については分解率が極めて低い氷状・塊状ハイドレートの製造法を発見した。ペレットの輸送効率に関しては、非球形粒子および球形2成分系の体積比と振動による充填特性、さらに、排出機構を設計する上での指針を得た。また、分解特性についてはメタン雰囲気かつ-85°C以下ではほとんど分解しないことを明らかとした。備蓄方式については備蓄タンク内の伝熱特性を明らかにし、NGH備蓄システムの計画を行い、熱収支の観点から備蓄が成立することを示した。本研究は、南海トラフをはじめとして、我が国の排他的経済水域内の深海海底下に多量に存在する天然メタンハイドレートの開発に向けて、生産方式と生産のための施設、生産したメタンの輸送方式を総合的に検討する研究である。最も効率的と考えられる生産方式と輸送・貯蔵方式を抽出し、深海底下のメタンハイドレート開発の採算性について検討を加え、最終的に最適な生産・輸送・貯蔵方式を提案することを目的とするものである。平成15年度は研究の初年度に当たり、生産・輸送・貯蔵方式に関する基礎調査を実施した。南海トラフにおけるメタンハイドレート生産を想定して、生産方式として減圧法、加熱法など熱的刺激法、化学的刺激法、物理的刺激法などについてリストアップし、さらに、自然エネルギーの利用などエネルギー供給法について基礎的な調査を行った。さらに、輸送形態としてガス、LNG、ハイドレート、GTLの得失について検討した。浮遊式生産システムについて船型、スパー、セミサブについて調査し生産・輸送・貯蔵システムの全体構成について検討を行った。さらに、技術的な検討として、開発したメタンの輸送方法として、有力な形態であるハイドレートによる輸送に関して、ハイドレート生成試験装置の設計・製作を行い、予備実験を行った。生産施設は、設置される海域が大水深であり、厳しい海象条件に曝されるため、浮遊式生産システムについて、メタンハイドレート生産のために特化、発展させた方式を検討する必要がある。このため、浮遊式生産システムの検討の基礎情報収集のため、浮体構造物と係留システムについて基礎調査を行い、さらに要素実験模型を製作して予備実験を行った。南海トラフにおけるメタンハイドレート開発について、坑井、浮体システム、処理施設、ライザー・パイプラインよりなる生産システムの構成を明らかにした。

さらに、生産・輸送・貯蔵システムを構成する要素機器について、コスト評価のための基礎調査を行い、コスト算定プログラムを作成した。その上で、薄いメタンハイドレート層から水平坑井と減圧法により生産を行う方式について経済性の評価を行った。南海トラフの厳しい海洋環境中にあって成立する浮体システムとして、近年開発されたTruss SPARに着目し、設計に必要な付加質量、抗力など流体力特性値を実験的により求めた。さらに、これらを用いた3次元応答解析プログラムを開発し、実験により精度を確認した。その上で、本プログラムを用いて黒潮、大水深、台風による厳しい風浪条件下で成り立ち、かつ初期コストの低い軽量化された浮体を提案した。開発した天然ガスの輸送形態としてNGHによる輸送の可能性の検討として、ペレット化して輸送する場合の効率に関して、ペレット形状を非球形粒子とすることで充填率が球形に比べて上昇することを実験とDEMによるシミュレーションより明らかにした。さらに、排出に関しては固着を破断して排出する際の排出機構と必要な衝撃エネルギーの関係を明らかにした。輸送されてきたメタンハイドレートの再ガス化について、必要とする熱の供給も含めて、再ガス化・利用の全体システムの観点から検討した。また、メタンハイドレート生成装置を作成し、実際にメタンハイドレートを作り、分解実験を行った。分解については分解潜熱が大きいこととガスを発生することから、伝熱の促進と阻害に注目する必要性が明らかとなった。最後に、南海トラフにおけるメタンハイドレートの開発を効果的に行うために、中小ガス田の開発で提案されているNGHのチェーンにメタンハイドレート生産、メタンハイドレートによる天然ガス備蓄を組み込む方式を考案した。南海トラフにおけるメタンハイドレート開発について、坑井、浮体システム、処理施設、ライザー・パイプラインよりなる生産システムの構成を明らかにした。
化学合成無機栄養菌による低pH域酸化反応の非定常状態での試験

本研究では鉄酸化細菌(Thiobacillus ferrooxidans)による回分酸化反応の操業に関して、低pHにおいて二、三の実験を行った。その結果以下のような結論が得られた。(1)本研究により酸化反応を表わす近似式を低案した。その式を以下に(a)として示す。(a)式は工学的見地において有効で、既知の基礎デ-タとの互換が可能な因子からなる関数である。(2)大学(東北大,岩手大)および同和鉱業(株)から得られた実験値に本反応式を適用した。(3)また、様々は条件下における酸化実験から初期Fe^<2+>の酸転活性の値を測定した。記号β:反応速度式のパラメ-タ,β=KY[h^<-1>]So:初期基質濃度[mol・m^<-3>]t:反応時間[k]X:非制御状態のみなし菌体濃度[Cell・m^<-3>](Rt=1のときに非制御状態)Xo:非制御状態のみなし初期菌体濃度[Cell・m^<-3>]X'o]実測の初期菌体濃度[Cell・m^<-3>]本研究では鉄酸化細菌(Thiobacillus ferrooxidans)による回分酸化反応の操業に関して、低pHにおいて二、三の実験を行った。記号α:反応速度式のパラメ-タ,α=Xo/(Y・So)[-]β:反応速度式のパラメ-タ,β=KY[h^<-1>]So:初期基質濃度[mol・m^<-3>]t:反応時間[k]X:非制御状態のみなし菌体濃度[Cell・m^<-3>](Rt=1のときに非制御状態)Xo:非制御状態のみなし初期菌体濃度[Cell・m^<-3>]X'o]実測の初期菌体濃度[Cell・m^<-3>]1.研究目標本研究は、Fe^<2+>集積培養菌による低pH域酸化反応の非定常状態での操業、すなわち連続操業に移行する前の反応装置の回分運転に関するものである。本研究では、工学的指針としての菌による酸化速度式の作成、およびその適用方法の試験を行なう。2.研究結果実用的な速度式の誘導を試みた。誘導にさいしては、鉄酸化細菌(T.ferrooxidans)による酸化がエネルギ-源と栄養塩とを明確に区別できる点に着目し、式の簡明化を行った。誘導した二種類の速度式(化学反応型,酵素反応型)について、研究実施計画に記載のハ-ド型の試験、ソフト型の試験、および総括・検討を行った。この結果、酵素反応型数式モデルによる式(1)の成立が認められた。注1)数式モデル:鉄酸化細菌は、環境変化に対応し、酵素への制御作用(抑制)を行なうと仮定。〈提案速度式〉{(1+α)・β}t=In{α+1-s')/(α・s')}(1)記号k;非制御状態と見なした菌体当りの反応速度定数[mol・cell^<-1>・h^<-1>],s';基質(エネルギ-源)残存率[-](s'=s/s_0),s;時間tにおける基質(エネルギ-源)濃度[mol・m^<-3>],s_0;初期基質(エネルギ-源)濃度[mol・m^<-3>],t;反応時間[h],X;非制御状態と見なした菌体の濃度[cell・m^<-3>],X_0;非制御状態と見なした初期菌体濃度[cell・m^<-3>],Y;見かけの増殖収率[cell・mol^<-1>](Y_<c/e>,Y_<e/s>に比例)注2)提案速度式の説明は次の資料に記載。鴻巣彬、千田浩:"鉄酸化細菌の反応速度式、誘導の試み、その検討ー1"、資源・素材学会「微生物機能の活用に関する研究委員会(第2回)」、資料No.5、16(1990)1.研究目標本研究は、鉱工業排水処理等において使用されている鉄酸化細菌を主体とした微生物,すなわち酸化槽内の含菌液に類似の組成をもつ集積培養菌による酸化試験である。本試験研究は、酸化槽が連続操業に入る直前の、回分酸化試験に関するものである。2.研究結果平成元年度においては、回分酸化の運転のさいの工学的指針として、酵素への制御作用を仮定することにより、反応速度式を提案した。本年度はこの速度式と酸化実験および同和鉱業における試験結果との対比検討を行った。菌の硫黄酸化能力に着目し、マンガンノジュ-ル,コバルトクラストのバクテリアリ-チングを試みた。

このさい、反応速度を上昇させるため、鉄酸化細菌の硫黄酸化活性におよぼす、両鉱物中に含まれいるMn,Cu,Coの影響を検討した。すなわち、Mnに比較し、Cu,Coは菌の硫黄酸化活性を大きく減少させ、その濃度の増加とともに鉄酸化細菌の誘導期が長くなった。(パラメ-タ-α値の減少)しかし、Cu,Coのイオン濃度を段階的に高くし、植え付ぎ培養することにより、耐性をもつ菌が入手できた。(パラメ-タ-α値が増加した。)(b)FeSO_4酸化におけるpH変化とパラメ-タ値の検討および酸化温度によるパラメ-タ値の検討が行なわれた。(c)菌の付着による回分酸化のさいの反応速度の変化について:低pH域の酸化においては、ケイソウ土の添加による菌の回収・再利用が知られている。このさい固体に付着した菌の計測が困難なので、平成元年度に提案した速度式により、推定計算を行った。(同和鉱業)今後の方針として、半固定の状態であるが、二三の粒子について、粒子の形状と酸化速度との関係を併せて検討する予定である。(1)工学的指針として、新反応速度式を作成した。本反応速度式(a)のパラメ-タは、既知の基礎デ-タとの互換が可能な因子(factor)からなる関数である。(2)大学の基礎研究のデ-タおよび同和鉱業(株)の工業試験のデ-タへ、本反応速度式を適用し、比較解析した。なお、本反応速度式(a)は、低PH域における鉄酸化細菌(T.ferrooxidans)の制御を仮定し、数学モデルから導いた。記号β:反応速度式のパラメ-タ、β=K・Y[h^<-1>]So:初期基質濃度[mol・m^<-3>]t:反応時間[h]X:非制御状態のみなし菌体濃度[cell・m^<-3>]、(Rt=1のときに非制御状態)X′o:実測の初期菌体濃度[cell・m^<-3>]
顕微鏡画像データに基づく因果構造マイニング法の開発

生命科学の多くの研究者は、顕微鏡画像データとして計測された表現型に、決定論的で非線形な力学系が反映されていると考え、無意識に因果構造のマイニングを行なっている。近年の生命科学実験の大規模化/精密化、研究対象の複雑化といった最近の傾向を鑑みると、そうした因果構造マイニングの効率化や自動化を実現する技術が必要とされている。そこで、タイムラプス顕微鏡画像データからの特徴抽出による時系列データの獲得と、得られた非線形な時系列を対象とする、制御メカニズムの変化を考慮した因果推論法を検討する。因果構造ネットワークを抽出/探索を試みる。
セラミック人工弁の開発

単結晶アルミナと窒化チタン弁座より成る傾斜開放型セラミック弁を開発した。1.臨界表面張力は、窒化チタン32dyne/cm、単結晶アルミナおよびLTIカーボン26dyne/cmであり、いずれも生体適合性に優れた材料の表面張力20-30dyne/cmに近い値を示した。2.試料リングを2週間下大静脈に植え込んだところ、単結晶アルミナでは、血栓が全くなかったもの1例、わずかな血栓がみられたもの4例であった。また窒化チタンでは、3例で全く血栓が認められず、2例で少量の血栓形成がみられた。いずれの材料も優れた抗血栓性を示した。3.セラミック弁の耐久試験を行なった。圧力差1750mmHg、駆動回数91000回の後も破壊しなかった。報告によると、市販弁で最も耐久性があったのは、Hall-Kaster弁で1750mmHg、80880回であり、セラミック弁は市販弁より耐久性に優れているといえる。4.単結晶アルミナと窒化チタンのピンオンディスク摩耗試験を行った。摩耗した窒化チタンのwear factorは1.8X【10^(-7)】【mm^3】/Nmで、摩耗量も許容範囲内であった。5.拍動流特性を測定したところ、セラミック弁の圧力較差は、Bjork-Shiley弁より低く、Omni-Science弁やSJM弁とほぼ同じであった。またディスクの開放はセラミック弁が最も敏速であった。6.セラミック弁を補助人工心臓の流出弁として使用し、羊(2頭)に植え込んだ。実験終了後セラミックディスク上には血栓はみられなかったが、流入弁として使用したLTIカーボンディスクには点状の血栓がみられた。以上よりセラミック弁は、人工心臓弁として有望と思われる。1.単結晶アルミナ・セラミックスおよび窒化チタンの表面分析臨界表面張力を、水-エタノール混合液の接触角を測定して求めた。その結果、TiN 32dyne/cm、単結晶アルミナおよびLTIカーボン26dyne/cmであった。いずれも、生体適合性に優れた材料の表面張力2030dyne/cmに近い値を示し、抗血栓性の一つの機序を明らかにした。2.単結晶アルミナ・セラミックスおよび窒化チタンの抗血栓性試験Venacavaring法にて抗血栓性を試験した。犬の下大静脈に試料リングを插入した。2週間後、窒化チタンリング全例(3例)に血栓は全く見られなかった。また単結晶アルミナリングでは、1例で全く血栓が認められず、また残りの4例では流入側にわずかな血栓が見られるのみで、いずれの材料も優れた抗血栓性を示した。3.セラミック弁の耐久試験閉鎖時に弁に加わる圧力を変え、弁が破壊するまでの疲労試験を行なった。圧力差1450mmHgで45300回、950mmHgで167200回、900mmHgで786800回、500mmHgで2075500回であった。市販弁に比べて優れた結果を示した。4.セラミック弁の流体力学特性の測定定常流の弁抵抗は、開放角75度のセラミック弁が、開放角60度のBjork-Shiley弁より小さかった。拍動流に対する弁抵抗は、同じ構造の0.6mmセラミックディスク弁と、1.4mmカーボン弁でほぼ同じであった。

ディスクの開放に要する時間を、CCDイメージセンサを用いて測定したところ、Bjork-Shiley弁(開放角60度)で47msec、Omni-Science弁(60度)で50msec、セラミック弁(75度)で50msecと、セラミックディスクの開放が最も敏速であった。
コフィリン及びデストリンの動物培養細胞に於ける発現・機能制御システムの構築

培養マウス線維芽細胞C3H-2Kを材料として、アクチン結合タンパク質コフィリン並びにデストリンの発現を抑制できるアンチセンスRNA発現プラスミドの選択を以下のように行なった。発現プラスミドとして、本細胞で効率よく働くSRαプロモーターの下流に、インフルエンザへマグルチニン由来のHA1エピトープを付加したネオマイシン耐性遺伝子(HA1-APH)と数種の逆向きコフィリン(或いはデストリン)cDNA断片を順に配置したプラスミド、または逆に配置したプラスミドを作製した。単に逆に配置しただけではHA1-APHの発現が見込まれないため、この場合にはHA1-APHの直前にウイルス(ECMV)由来のIRES配列(5'-キャプ構造に依存せず、mRNA上の任意の位置からタンパク質の翻訳を可能にする配列)を挿入した。細胞に一過性に発現させてから熱ショックで核内アクチン・ロッド(コフィリンとデストリンが結合している)を誘導した後、蛍光抗体染色法によりアンチセンスRNAを発現している(即ち、HA1-APHを発現している)細胞をHA1を認識する抗体で識別し、それらの細胞に於けるコフィリン(或いはデストリン)の存在量と核内蓄積効率をコフィリンやアクチンに対する抗体で調べた。その結果、逆向きcDNA断片をHA1-APHの下流に配置した方がより有効であり、特にデストリンのコード領域cDNAを組み込んだものでは、熱ショック・ストレスを負荷した際のデストリンの核内蓄積が2532%にまで低下した。コフィリンの場合も、5'側26例bp或いは660bpのcDNA断片を組み込んだものでコフィリンの核内蓄積が2743%まで低下した。有効性が期待されるこれらのcDNA断片を使用して安定形質転換体を取得し、ストレス耐性獲得等に果たす両タンパク質の役割を検討する段階に入っている。
構造に関してアプリオリな量子化学計算モデル

化学反応では,分子の構造変形や原子間の結合の組み替えにより,ある異性体が別の異性体へと変化していく.これはポテンシャルエネルギー面上の極小点と別の極小点,そしてそれらを結ぶ一次の鞍点によって特徴付けられる.これら極小点や鞍点の数は,分子の内部自由度が増えるにつれ指数関数的に増大することが知られている.そのため,分子は一般に多数の異性体を持つ.この理由から,分子の異性体や化学反応経路を網羅的に調べ上げることは難しいとされる.本年度は,分子の構造の大域的探索を行うことを目的とした,距離幾何学に基づく探索アルゴリズムの開発に取り組んだ.分子構造の一表現として,全ての原子間の距離を表す行列,すなわち距離行列に注目し,配置空間上に大量の初期構造を発生させる方法を開発した.三次元直交座標空間と距離空間は同等ではなく,後者はより高い次元性を有する.これは実際に構造探索を行う上で利点となりうるが,距離空間における分子構造を三次元空間へ射影しなければならず,欠点でもある.距離空間に関するこのような欠点を解消するべく,計算方法について検証を重ねた.そして実装したアルゴリズムを用いクラスター分子など複数の分子系に適用し,有用性を確かめた.また,炭素含有アルミニウムクラスターの安定構造探索にこの手法を応用し,様々な大きさのクラスターについて,先行研究では見出されていなかった最安定構造を見つけ出すことに成功している.研究開始当初は隣接行列に基づく分子のグラフ理論的表現に注目し研究を行っていたが,分子構造の具体的な座標表現を得るに至らなかった.その過程で原子間距離を表現する距離行列について学び,NMRによる構造解析などの先行研究について調べ上げ,距離幾何を応用した構造探索を実現するに至った.当初の計画通りではなかったが,より具体的な分子構造の表現に至り上記の成果を挙げることが出来たため,概ね順調である.開発中のアルゴリズムをさらに発展させ,化学反応への応用に取り組む.大域的に拾い上げた分子構造と電子状態の変化に注目し研究を進めていく.化学反応では,分子の構造変形や原子間の結合の組み替えにより,ある異性体が別の異性体へと変化していく.これはポテンシャルエネルギー面上の極小点と別の極小点,そしてそれらを結ぶ一次の鞍点によって特徴付けられる.これら極小点や鞍点の数は,分子の内部自由度が増えるにつれ指数関数的に増大することが知られている.そのため,分子は一般に多数の異性体を持つ.この理由から,分子の異性体や化学反応経路を網羅的に調べ上げることは難しいとされる.本年度は,分子の構造の大域的探索を行うことを目的とした,距離幾何学に基づく探索アルゴリズムの開発に取り組んだ.分子構造の一表現として,全ての原子間の距離を表す行列,すなわち距離行列に注目し,配置空間上に大量の初期構造を発生させる方法を開発した.三次元直交座標空間と距離空間は同等ではなく,後者はより高い次元性を有する.これは実際に構造探索を行う上で利点となりうるが,距離空間における分子構造を三次元空間へ射影しなければならず,欠点でもある.距離空間に関するこのような欠点を解消するべく,計算方法について検証を重ねた.そして実装したアルゴリズムを用いクラスター分子など複数の分子系に適用し,有用性を確かめた.また,炭素含有アルミニウムクラスターの安定構造探索にこの手法を応用し,様々な大きさのクラスターについて,先行研究では見出されていなかった最安定構造を見つけ出すことに成功している.研究開始当初は隣接行列に基づく分子のグラフ理論的表現に注目し研究を行っていたが,分子構造の具体的な座標表現を得るに至らなかった.その過程で原子間距離を表現する距離行列について学び,NMRによる構造解析などの先行研究について調べ上げ,距離幾何を応用した構造探索を実現するに至った.当初の計画通りではなかったが,より具体的な分子構造の表現に至り上記の成果を挙げることが出来たため,概ね順調である.開発中のアルゴリズムをさらに発展させ,化学反応への応用に取り組む.大域的に拾い上げた分子構造と電子状態の変化に注目し研究を進めていく.
アメリカ合衆国の運邦軍とマイノリティの関係をめぐる比較史的研究

1.研究は、アメリカ合衆国(以下、米国)における連邦軍(国軍)とマイノリティ(少数派民族集団)の関係を、米国内のマイノリティ間および他国の国軍との比較史的視点から事例研究および理論的考察を行うことにより、20世紀後半における脱植民地化、シティズンシップ、ナショナリズム、「戦争の記憶」の諸問題に対する歴史研究上の貢献をめざそうとするものである。2.本研究でとくにコア事例として取り組んだのはフィリピーノ第2次世界大戦ベテラン(退役軍人)の米国移民問題であった。実施計画にしたがって研究代表者は米国、フィリピン両国においてベテラン支援運動やベテラン問題に関する史資料調査、面接調査および支援運動関連会議での参与観察等を行った。3.当該期間の研究成果としては、米比両政府間における第2次世界大戦ベテラン問題をめぐる交渉史、帰化訴訟史、ベテラン支援運動の歴史と現在に関する事例研究を行い、その成果を日本語・英語の両語で発表した。この主題は米比両国でも未開拓の分野であり、研究成果は米比両国の研究者に参照されるだけでなく、フィリピン系アメリカ人運動の諸団体関係者の間で広く参照された。研究成果を研究対象にフィードバックすることができたのは幸いであった。4.一方、アメリカ連邦軍とマイノリティの関係をより広い視点から総合的に把握する作業には課題が残された。イラク戦争によって、連邦軍のマイノリティ処遇は、いわゆるグリーンカード(永住権)海兵隊員の問題などで、ますます大きな注目を集めるようになった。ベテラン運動が、戦没者追悼や愛国的行事などの場で政治的表象として果たす役割も研究を通じて痛感した点であった。このような観点から、表象研究を含む、より広い視点からの連邦軍・マイノリティ関係研究の総合化および他国事例との比較研究が今後の課題として残された。本研究は、アメリカ合衆国における連邦軍(国軍)とマイノリティ(少数派民族集団)の関係を、ふたつの比較史的視点--すなわちアメリカ国内のマイノリティ間および他国の国軍との比較史的視点--から事例研究および理論的考察を行うことにより、20世紀後半における脱植民地化、シティズンシップ、ナショナリズム、「戦争の記憶」の諸問題に対する歴史研究上の貢献をめざそうとするものである。平成14年度は、研究の第一年度として、とくにコアとなる事例研究であるフィリピン系第二次世界大戦退役軍人のアメリカ合衆国移民問題に関して、米国(2002年8月18日9月3日)およびフィリピン(2003年1月5日12日)において現地調査を実施した。1990年代に米国市民権を取得した高齢のフィリピン系退役軍人移民の生活支援問題は、米国のフィリピン系アメリカ人コミュニティにおいて重要なエンパワメント・イシューとなっている。そこで、米国ではフィリピン系アメリカ人団体全米連盟(National Federation of Filipino American Associations)の全米会議およびフィリピーノ・グローバル・ネットワーキング・コンファレンスを参与観察し、この問題が9・11事件後のフィリピン系アメリカ人コミュニティの間でどのように文脈化されているのかを調査分析した。また、米国市民権を取得した退役軍人移民の一部(約2000名)は、米国連邦議会がその生活保護手当てをフィリピン在住の場合にも支給する法案を成立させ、この特別措置の実施が開始されたために、フィリピンに「帰国」している。この事情について調査するためにフィリピンを訪問し、合わせてエルピディオ・キリノ大統領文書(アヤラ博物館付属図書館)等で文献調査を実施した。その研究成果を雑誌・図書に発表するとともに、アメリカ史研究者夏季セミナー(2002年9月)において口頭発表した。本研究は、アメリカ合衆国における連邦軍(国軍)とマイノリティ(少数派民族集団)の関係を、アメリカ国内のマイノリティ間および他国の国軍との比較史的視点から事例研究および理論的考察を行うことにより、20世紀後半における脱植民地化、シティズンシップ、ナショナリズム、「戦争の記憶」の諸問題に対する歴史研究上の貢献をめざそうとするものである。

平成15年度は研究の第2年度として、コア事例であるフィリピン系第二次世界大戦退役軍人のアメリカ合衆国への移民問題に関して、フィリピン(2003年8月4日15日、9月5日9日)およびアメリカ合衆国(2003年11月10日19日)において現地調査を実施した。1990年代に米国市民権を取得した高齢のフィリピン系退役軍人移民の生活支援問題は、フィリピン系アメリカ人コミュニティにおいて重要なエンパワメント・イシューとなっている一方、市民権を取得した退役軍人移民の一部(約2000名)は、米国議会で生活保護手当をフィリピン在住の場合にも支給する法案が成立、実施されたために、フィリピンに「帰国」している。これらの問題に関連して米比両国で1次史料の収集およびインタビュー調査を行なった。とくにアメリカでは、ベテランズ・デイ(退役軍人記念日)にアーリントン国立墓地でフィリピン系ベテラン団体が行なった慰霊行事を参与観察した。次に本研究の成果発表の一環として、大津留智恵子・大芝亮編『アメリカのナショナリズムと市民像』(ミネルヴァ書房)に論文「フィリピーノ・アメリカンの語り方」を発表した。さらに次年度は、他のマイノリティ系ベテラン問題に関してすでに収集した史資料・文献をもとに、これまでの調査結果を分析検討するとともに、国際学会において当該主題に関する研究発表を行い、またウェッブ上においても研究成果を公開するべく準備を進めている。本研究は、アメリカ合衆国における連邦軍(国軍)とマイノリティ(少数派民族集団)の関係を、アメリカ国内のマイノリティ間および他国の国軍との比較史的視点から事例研究および理論的考察を行うことにより、20世紀後半における脱植民地化、シティズンシップ、ナショナリズム、「戦争の記憶」の諸問題に対する歴史研究上の貢献をめざそうとするものである。平成16年度は研究の最終年度であり、研究成果の公開に力を入れた。まず6月にオランダ(ライデン)で開催された第7回国際フィリピン学会において、フィリピン系第2次世界大戦ベテラン支援運動とフィリピン系アメリカ人コミュニティの動向に関する研究報告を行った。この主題は米比両国でも未開拓の分野であり、参加者および報告ペーパーの閲覧者から多くの好意的反応や、引用の申し込みを得ることができた。3年間にわたる研究期間を通じて展開したイラク戦争によって、アメリカ連邦軍におけるマイノリティの処遇は、いわゆるグリーンカード(永住権)海兵隊員の問題を焦点として大きな注日を集めるようになった。本研究がコア事例として調査したフィリピン系第2次世界大戦ベテラン支援運動も、イラク戦争におけるフィリピン系連邦軍兵士の貢献の強調や戦没者の慰霊を運動の中に取り入れるようになっている。このため本研究でも、その動向を補充調査するとともに、これまでに収集した資料を再検討した。以上の研究成果をウェッブ上に公開する準備を進めるとともに、研究成果報告書を作成した。
セントロメアＲＮＡ－タンパク質複合体による染色体分離制御機構の解析

本研究では、細胞分裂における染色体分離過程の詳細なメカニズム解明を目的とし、セントロメア由来非コードRNA(セントロメアRNA)の機能解析を行ってきた。昨年度までに、セントロメアRNAが細胞周期依存的なRNP複合体形成を通じて、正確な染色体分離を制御している可能性を見出していた。本年度はまず、「年次計画1:間期RNP複合体の意義解明」を目的とし、間期複合体因子DHX38とセントロメアRNA、または分裂期複合体因子RBMXの関係について解析を行った。その結果、間期RNP複合体は、セントロメアRNAおよび分裂期複合体の量やクロマチン局在には影響を与えないことを明らかにした。次に、「年次計画2:コヒーシン制御モデルの検証」を目的として、分裂期複合体因子として既に同定済みのAurora BとRBMXに注目した。各因子が形成する2種の複合体の関係について解析を試み、それぞれが別々の複合体を形成するにも関わらず、RBMXがAurora Bのセントロメア局在とキナーゼ活性に重要であるという興味深い結果を得た。また、セントロメアRNAがRBMXとコヒーシン制御因子Sororinのタンパク質量維持に関与する一方で、セントロメアコヒーシン保護因子Sgo1のタンパク質はその量の維持にセントロメアRNAを必要とせず、セントロメアRNAが特異的な制御を示すことが明らかとなった。さらに、セントロメアRNAがRBMXのクロマチン局在制御には関与しないこと、SororinもセントロメアRNAと同じくRBMXタンパク質量維持に重要であることを見出し、セントロメアRNAによるコヒーシン制御を介した染色体分離機構の詳細について初めて明らかにした。年次計画2の解析結果については、RBMXを含むセントロメアRNP複合体による染色体分離制御機構としてGenes to Cell誌に報告した。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、ヒト培養細胞においてセントロメア領域から産生されるノンコーディングRNA(セントロメアRNA)の染色体分離における機能を明らかにすることである。これまでに、「セントロメアRNAが細胞周期依存的に複数のタンパク質と複合体(間期/分裂期RNP複合体)を形成し、染色体分離制御をおこなう」という新たな機構の存在を見出していた。間期RNP複合体の染色体分離における機能を明らかにするため、セントロメアRNPリモデリングモデルの検証をおこなった。間期RNP複合体構成因子DHX38と分裂期RNP複合体構成因子Aurora Bに着目した解析の結果、DHX38はAurora BとセントロメアRNAの複合体形成に関与しないことを明らかにした。さらに、DHX38はAurora Bのセントロメア局在を制御する一方で、クロマチンへの局在には関与しない可能性を見出した。これらは、間期RNP複合体の形成が分裂期RNP複合体形成には関与せず、分裂期RNP複合体の局在に関与する可能性を示唆している。分裂期RNP複合体によるコヒーシン制御について明らかにするため、セントロメアRNAと分裂期複合体構成因子RBMXの関係を解析し、セントロメアRNAがRBMXをタンパク質レベルで制御していることを見出した。また、コヒーシン制御因子Sororinもタンパク質レベルでの制御を受けることを明らかにした。これらのセントロメアRNAによる制御について、Sororinはプロテアソーム分解系で制御されるのに対し、RBMXは別の経路で制御されることも見出した。これらは、セントロメアRNAがコヒーシン制御因子を複数の経路で制御するという、新たな染色体分離機構の存在を示している。本研究の研究計画と実施状況は以下の通りである。1.セントロメアRNP複合体リモデリングモデルの精査。(1)間期複合体構成因子DHX38ノックダウン細胞において、分裂期のAurora BとセントロメアRNAのRNP複合体形成に影響がないことを明らかにした。これは、間期複合体が分裂期複合体形成に関与しない可能性を示唆する。(2)DHX38ノックダウン細胞においても、Aurora Bはクロマチン上に局在できることを明らかにした。これより、DHX38はAurora Bのクロマチン局在には関与しない可能性を見出した。2.コヒーシン制御モデルの精査。(1)セントロメアRNAノックダウンに伴い、コヒーシン制御因子RBMXおよびSororinのタンパク質量が減少することを見出した。mRNAには影響は見られず、セントロメアRNAがこれらの因子をタンパク質レベルで制御することを明らかにした。(2)プロテアソーム阻害剤MG-132を用いた解析により、セントロメアRNAはSororinタンパク質をプロテアソーム系で制御していることを見出した。RBMXの制御系については他の経路であることが示され、現在解析中である。(3)セントロメアRNAによるコヒーシンの局在制御の解析。現在、Mitotic chromosome spreadと免疫染色を組み合わせた解析を進行中である。3.DHX38のセントロメアRNA局在への関与解析。DHX38ノックダウン細胞においても、セントロメアRNAはクロマチン上に存在することがわかった。ただし、セントロメア局在が異常になり、分散している可能性があるため、引き続き検証する。28年度は研究計画に沿って全項目において進展しており、おおむね順調であると判断した。

昨年度までに、セントロメアRNAが細胞周期依存的なRNP複合体形成を通じて、正確な染色体分離を制御している可能性を見出していた。本年度はまず、「年次計画1:間期RNP複合体の意義解明」を目的とし、間期複合体因子DHX38とセントロメアRNA、または分裂期複合体因子RBMXの関係について解析を行った。その結果、間期RNP複合体は、セントロメアRNAおよび分裂期複合体の量やクロマチン局在には影響を与えないことを明らかにした。次に、「年次計画2:コヒーシン制御モデルの検証」を目的として、分裂期複合体因子として既に同定済みのAurora BとRBMXに注目した。各因子が形成する2種の複合体の関係について解析を試み、それぞれが別々の複合体を形成するにも関わらず、RBMXがAurora Bのセントロメア局在とキナーゼ活性に重要であるという興味深い結果を得た。また、セントロメアRNAがRBMXとコヒーシン制御因子Sororinのタンパク質量維持に関与する一方で、セントロメアコヒーシン保護因子Sgo1のタンパク質はその量の維持にセントロメアRNAを必要とせず、セントロメアRNAが特異的な制御を示すことが明らかとなった。さらに、セントロメアRNAがRBMXのクロマチン局在制御には関与しないこと、SororinもセントロメアRNAと同じくRBMXタンパク質量維持に重要であることを見出し、セントロメアRNAによるコヒーシン制御を介した染色体分離機構の詳細について初めて明らかにした。年次計画2の解析結果については、RBMXを含むセントロメアRNP複合体による染色体分離制御機構としてGenes to Cell誌に報告した。1.間期RNP複合体がセントロメアRNAの局在を制御し、これが分裂期RNP複合体のセントロメア局在を可能にするという、新たなモデルを提唱する。このモデルの検証のために、DHX38ノックダウン条件下のセントロメアRNAやAurora Bの局在について、FISHやIFにより解析する。2.(1)セントロメアRNAによるコヒーシン関連因子の局在制御の解析については、RBMXおよびSororinの発現量が減少することが分かったため、変更する。代わりに、セントロメアコヒーシンの保護に重要なShugoshinのIFやウエスタンブロット解析、ChIP解析等により、セントロメアRNAによるセントロメアコヒーシンの制御について解析する。(2)セントロメアRNAによるRBMXの制御系については、プロテアソーム系以外の経路であることが分かったため、今後はセントロメアRNAがRBMXの安定性を制御する可能性について、RNA結合ドメイン欠失プラスミド等を用いて解析する。29年度が最終年度であるため、記入しない。