hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プライミング効果に対応したMEG応答を用いた多義的仮現運動における知覚交代の予測

我々は,先年度,武田研究室が有する440ch全頭型MEGを用いて,(1)多義図形の一種での知覚交替を予測する事,(2)その知覚が意図によりコントロール可能な事などを明らかとしてきました.成果(1)は本年度,生体磁気学会にて若手奨励賞を受賞しました.さらに,同学会の査読付き学会誌にて出版されました.さらに,日本機械学会から招待論文のご依頼を頂き,出版される事となりました.成果(2)は,英文雑誌への出版を直前に迎えている段階にあります.また,その解析技術を土台として,ATR(国際電気通信基礎技術研究所)との共同研究を行いました.ここでは,画像情報をオブジェクトカテゴリー情報に変更した上で,オフラインで高精度のクラシフィケーションに成功いたしました.この成果は,国際学会(Biomag2008)において,Young Investigator Award(U35)を受賞いたしました.さらに,先年度から開発を進めておりました脳信号をリアルタイムで画像もしくは音声刺激に反映させるニューロフィードバックシステムの改良(高速化など)を進めました.ニューロフィードバックの効果を調査する中で本年度の終了を迎える事となりましたが,近い将来にそのシステムを用いた波及的な成果が得られる事が期待されます.1.多義的仮現運動の知覚交代を予測するオフライン-試行解析の研究脳磁図に計測される脳信号のみから、刺激提示の前に、70%を越える精度で知覚交代の予測を可能としました。これには、機械学習の手法を用いています。そして、トレーニングデータ内でのCross Validationを用いて時空間情報における特徴抽出を行う事、そして、抽出された情報からBays推定を用いて統合する事らの工夫を通じて、達成されたものです。この成果は、脳磁図を用いて、知覚状態を事前に予測できる事を示したはじめての例であり、非侵襲的脳機能計測信号から交通事故の危険予測を行うためなどの基礎となる技術であると考えられます。2.多義的仮現運動の知覚交代を生む原因の1つである被験者の"意図"に関する統計餌析の研究多義的仮現迎動の知覚交代を100%近い精度で、被験筆の意図的によりコントロール可能であるという新規な認知現象を見出しました。そして、誘発磁場の統計解析を通じて、その脳内処理プロセスを解明しました。知覚交代現象は、これまで、確率論的なモデルを通じて観察され、解釈されてきましたが、その解釈法に(決定論的なルールの必要性を要求するという)一石を投じる研究であると思われます。また、知覚交代現象における脳内での情報処理過程の一端が解明された事で、1.の目的での解析結果との比較検討から、互いの信頼性の保障などが訂能となりました。3.ニューロフィードバックシステムの開発知覚交替のオフライン解析では、高成績での予測が可能となりましたが、そのオンライン化を進めるべく、ATR(国際電気通信基礎技術研究所)との共同研究を通じて、ニューロフィードバックシステムの開発に成功いたしました。今後、これを用いた研究を進展させて参ります。我々は,先年度,武田研究室が有する440ch全頭型MEGを用いて,(1)多義図形の一種での知覚交替を予測する事,(2)その知覚が意図によりコントロール可能な事などを明らかとしてきました.成果(1)は本年度,生体磁気学会にて若手奨励賞を受賞しました.さらに,同学会の査読付き学会誌にて出版されました.さらに,日本機械学会から招待論文のご依頼を頂き,出版される事となりました.成果(2)は,英文雑誌への出版を直前に迎えている段階にあります.また,その解析技術を土台として,ATR(国際電気通信基礎技術研究所)との共同研究を行いました.ここでは,画像情報をオブジェクトカテゴリー情報に変更した上で,オフラインで高精度のクラシフィケーションに成功いたしました.この成果は,国際学会(Biomag2008)において,Young Investigator Award(U35)を受賞いたしました.さらに,先年度から開発を進めておりました脳信号をリアルタイムで画像もしくは音声刺激に反映させるニューロフィードバックシステムの改良(高速化など)を進めました.ニューロフィードバックの効果を調査する中で本年度の終了を迎える事となりましたが,近い将来にそのシステムを用いた波及的な成果が得られる事が期待されます.
急変する地球重力場により発生する津波

2010年チリ地震の断層面滑りによる地球内部の質量再分配によるジオイド高変化は震源付近でcmオーダーでありジオイド高変化は巨大津波の発生要因ではなかった。2010年チリ地震や2011年東北沖地震の津波の太平洋横断する時間が20分程度遅延する現象は、海水圧縮性・固体地球の弾性・津波の伝播中の質量移動による重力ポテンシャル変化を考慮にいれた長周期津波の逆分散性で説明できた。また長周期での津波位相速度低下を考慮した遠地津波波形は観測波形と良い一致を示し、到達時刻差の問題は解消された。2010年2月に発生したチリ地震(M8.8)に対する二つの有限断層モデル(Hayes et al USGS chiliEQ homepage 2010,Delouis et al 2010 GRL)を孫ら(Sun et al,GJI 2009)らが開発した地球重力場と変位場を計算するプログラムに適応し、震源近傍の変位場と重力変化分布を計算した。その結果、どちらの有限断層モデルでもほぼ似たような鉛直変位と重力変化分布となることが分かった。上下動変位は遠地で4象限型になる。ジオイ、ド変化は2象限型となる。断層近傍では断層分布形状(断層領域、深さ、dip角、すべり方向)に強く依存したパタンが得られる。鉛直変位は震源近傍で4mを超えるが、ジオイド変化は高低差が約2cmと二桁小さいことが判明した。重力変化は断層近傍地表面(または海底面)では隆起により0.5mga1程度減少するが、隆起効果を除いた重力変化は逆に0.5mga1程度増加する。ジオイド高でみると断層近傍がほぼ隆起域となっている。ジオイド変化は地殻変動にくらべると絶対値は小さいが、遠地ほど寄与の割合が大きくなっていることが確かめられた。また、この地震により発生した津波は、遠地で系統的に理論津波より遅く到達していることが観測された。線形長波やブジネスク近似の津波では観測の遅れが説明できない。固体地球と津波のカップリングの影響をモード計算により見積もると、ほぼ観測された津波の遅れ(理論津波の進み)が説明可能と思われる。2004年スマトラ沖巨大地震の被害を契機として、太平洋・インド洋・大西洋の沖合深海底に水圧計測式の津波計測センサーが設置され、データは海上ブイと通信衛星を経由してリアルタイムで陸上津波監視センターに伝送され、これまで困難だった津波が沿岸に到達する前の深海底での津波監視が可能となった。2004年スマトラ沖地震の地震波解析から求まった断層運動モデルと、GPS測地データから求めた断層モデルは、津波から求めた断層モデルと滑り量にして2倍から3倍異なり、津波断層滑り量が過大に見積もられてきた。この原因について重力ポテンシャル変化=ジオイド高変化に伴う津波発生メカニズムを検討した。2010年チリ地震で津波波形か求まった断層面滑り量から計算される地球内部の質量再分配によるジオイド高変化は震源付近でcmオーダーであり、滑り量のmオーダーと二桁異なった。ジオイド高変化は巨大津波の発生要因ではない。また、2010年チリ地震や2011年東北沖地震の津波が太平洋を横断してそれぞれ、日本や南米沿岸の海底津波計により計測された津波は最大20分予測津波到達時刻より遅れる現象が明確になった。この原因について調査したところ、海底摩擦、海流、コリオリ力、地表重力値の地域性、海底水深データの系統的誤差の影響は除外された。これまで津波伝播では考慮にされれていなかった、海水圧縮性・固体地球の弾性・津波の伝播中の質量移動による重力ポテンシャル変化を考慮に入れた、固体地球とカップルする海洋中の波動現象として津波を解析したところ観測された津波波形が長周期で逆分散性を示すとが説明できた。またこの長周期での津波位相速度低下を考慮に入れて長周期の遠地津波波形を計算すると観測波形と良い一致を示し、到達時刻差の問題は解消された。24年度が最終年度であるため、記入しない。
小中高大学を結ぶ被災地福島の新たな放射線教育プログラム構築のための基礎的研究

福島県,特に小中学校で実施されてきた放射線教育の諸課題(一部先進校や教員のみの実施,高校・大学での未実施)の解決のために過去2年間小中学校,高校,大学における放射線教育の実践内容を調査し,教育プログラム開発に携わることで各種学校の接続時の課題を抽出してきた。最終年度は,2年間で得られた福島県内外の小中学校・高校等での放射線教育の実践,新たな取り組み支援,交流を通じて放射線教育の新たな視点を得ることを目的とした。成果と課題等は以下の通りである。(1)県外の中学生と高校生との福島に関する交流学習が継続発展し,福島県内の被災地域視察等を通じ,県内外の視点や生徒の視点での放射線教育の課題や新たな方向性が示された。(2)市販の教材活用だけでは「放射線の性質理解」という限界があり,例えば福島県外の児童生徒には,福島県の地方紙や付随する折り込み広告などが学習の際に効果的であることが判明した。実際にそれらを活用した学習発表会の実施にいたった。福島県内在住者には気がつかない教材発掘を提案できた。(3)県内小中学校での取り組みが放射線教育から復興教育へと変化がみられる中で,本研究での成果を県市町村教委で実施する研究授業や教員研修会等で学校や教員へ提供できた。(4)教材化・協力校での成果物の収集。小中学校での実践後に作成する報告書には過去に本研究で作成したフォトブックやパンフレットでの可視化が取り入れられ独自に作成する学校が増えた。(5)各種学会等での情報発信。原発事故以降7年が経過し,学会等では関連する研究が激減する中,福島県内の放射線教育の実態報告は貴重な事例となり,同課題に取り組む研究者間で新たな連携を模索できた。以上のように福島県内外で同課題に取り組む協力者間で課題を共有し,今後の実践的研究に向かう方法がひとつ示されたことは大きな成果といえる。東京電力福島原発事故後,福島県内の学校現場での放射線教育の取り組みについては誤解が多い。福島県では教育行政主導による放射線教育指導資料が作成されたが,実際に実践できている教員は小中学校では極めて少ない上に,高校ではほぼ皆無である。教員を目指す大学生に対するフォローもなされていないのが現状である。これら福島の現状をふまえて,各学校における課題と学校種間の接続の問題を抽出し,小学校から大学に至る,放射線教育シラバスを提案し,全国に発信することが主な目的である。その過程で,地域の教育資源を活用した分野横断的総合的なプログラムの作成や,教員養成段階におけるこれからの放射線教育の課題を提示し,被災地福島県の学校教育に資する。この目標達成のために今年度は学校現場で放射線教育に取り組む協力者を福島県内外に求めた。具体的には,福島県内の小学校5学年,中学校(13学年),県立高校(1学年),京都教育大学附属京都小中学校(7学年)である。ここでは実際に研究代表者が講師を勤め,あるいは所属教員が授業を実施する上での指導助言者として実践的な研究に取り組んだ。さらに放射線教育の取り組みを視察したり,福島市教委,須賀川市教委では指導研修会の講師・指導助言者として,実際に児童・生徒と関わる教員とも交流をもち,諸課題の抽出を試みた。加えて,教育委員会の放射線教育担当指導主事からも,研修実施に関する課題等をヒアリングした。また福島大学の教員免許志望学生を対象とした授業の実施,アンケート調査等も実施した。以上の通り,今年度は実施困難と思われた小学校・中学校・高校・大学での放射線教育の取り組みについて協力者を得ることができ,教員や教育委員会等の課題も見えてきた。本研究にとって非常に重要な実践に関われたことはきわめて意義あることと言える。今年度の研究計画として,次の6項目をあげている。(1)福島県の小中学校・高校の放射線教育の実態調査・課題の抽出(2)市販の放射線教育関連教材の収集と分析(3)従来の放射線教育プログラムの再構成外部講師・霧箱実験から地域の実情にあった内容へ(4)福島大学内の放射線に関する授業等の実施状況の調査(5)協力校・教員・協力施設等との研修会等の実施(6)科学教育・理科教育学会および教師教育学会での研究成果の発表と全国の研究者との意見交換。「研究実績の概要」にも記載したとおり,すべての項目に着手することができた。特に県外の協力者や中学生の授業に関われたことは福島県内外の比較をする上で貴重な実践となった。学校教育機関向けの指導資料はすでに文部科学省編,福島県教育委員会編,そして一部市教育委員会編の冊子が充実しているが,なかなか現場の教員は熟読して授業実施に結びつけることが困難であることが分かってきた。そこで今年度,放射線教育の授業内容をテキストがきわめて少ない画像中心の「フォトブック」として作成したところ,理科以外の教員に好評であった。予定にはなかったが一つのアイデアとして今後発展させたい。他にも東京電力(株)の協力を得て,教材開発や福島第一原発視察体験プログラムを県内に普及できたことも大きな成果と言える。またJST主催のサイエンスアゴラ2016に高校生・大学生・大学院生,福島県内の研究機関スタッフらと本研究に係る発表ブースを出展した(JST賞受賞)。さらに国立科学博物館で開催された国際シンポジウムにおいても本研究成果をポスター発表し,国内外に向けて成果を発表することができた。以上が進捗状況に関する自己評価の主な理由である。東日本大震災における原発事故の発生以降,福島県では小中学校で放射線教育が推進されてきた。

しかし一部先進校や教員によって継続的に実施されて精緻な内容となった一方で県全体への広がりは十分とは言えず,また高校や大学ではほとんど実施されていないのが現状である。そこで課題解決のために本研究では小学校から中学校,高校,大学における放射線教育の実践内容を調査し,プログラム開発に関わることで各種学校における課題,特に各種学校の接続時の課題を抽出し,放射線教育の新たな視点を発信し貢献することが目的である。本年度の進捗状況は以下の通り。(1)福島県の小中学校・高校に加え県外の協力校を得た。県外の生徒への福島の現状についての学習機会の提供,全国的イベントでのブース発表,福島県内高校生との年間を通じた交流,福島県内の被災地域視察等も敢行し,県内外の視点や生徒の視点での放射線教育の課題や新たな方向性の検討を進めてきた。(2)本学学生の調査も継続しており,県内出身者の中学・高校での放射線教育の体験の有無,就学時期,地域による差が大きく,知識が乏しい現実が明らかとなった。(3)県教委市町村教委の協力を得て,研究授業や教員研修会等への参加(視察・指導助言)など本研究に対する理解が得られ様々な立場の関係者と交流を持つことができ,県内でも被災状況により取り組みや内容の差違があることが分かった。(4)小学校では理科に関する苦手意識を持つ教員が多いこと,中学では理科教員に依存する傾向があること,特別活動として実施されている傾向が強いこと,高校では中学までの経験が考慮されていないことなど学校種間の接続に課題があることが明確になってきた。(5)学校現場で授業実施に難色を示す教員向けに使いやすい教材や授業案などの情報発信をいかにすべきか,SNSや画像中心とした紙媒体の形式など多様な方法を模索しているところである。福島県教委市町村教委の理解と協力を得て,各種学校の研究会等への視察調査が可能になっており,研究テーマに示すとおり,福島県内の小中高校大学における放射線教育の実態の調査が進んできていること。さらに京都市内の中学校の協力を得て,福島県内の生徒との交流や被災地視察ツアー,意見交換会,全国規模のイベントでの発表など,生徒間の交流を通じて生徒の目線での諸課題が表出してきて,学ぶ点が多かったこと。福島県内の地域によっても,被災状況によって放射線教育プログラムの内容に差違が見られることが分かってきた。また授業の進め方についても理科教員に依存する傾向がある場合,教科の枠組みを超えて地域の課題を取り入れながら特別活動や総合的な学習の時間の枠組みで実施するケース,震災から7年が経過し記憶の風化していく中,如何に当時を思い出し,課題に向き合わせるかなど,学校現場が抱える課題も少しずつ抽出できているため。福島県,特に小中学校で実施されてきた放射線教育の諸課題(一部先進校や教員のみの実施,高校・大学での未実施)の解決のために過去2年間小中学校,高校,大学における放射線教育の実践内容を調査し,教育プログラム開発に携わることで各種学校の接続時の課題を抽出してきた。最終年度は,2年間で得られた福島県内外の小中学校・高校等での放射線教育の実践,新たな取り組み支援,交流を通じて放射線教育の新たな視点を得ることを目的とした。成果と課題等は以下の通りである。
地球中心核ー構造と物性ー

電磁気観測グループでは二宮-グアム間の海底ケーブルによる地電位差変化の連続観測を2秒サンプリングで1年間行った。この観測結果とケーブルの両端に近い柿岡およびグアムでの磁場変動の同時観測記録を用いて解析を行い、フィリピン海プレート下の上部マントルの3000kmに及ぶ空間スケールの平均的な構造を求めることができた。より深部の構造や状態を明らかにするために、現在も観測を継続中である。海底観測グループでは初年度に購入した超音波伝送装置を用い、伝送速度や伝送距離を上げ、誤認率を下げるために種々の試験を繰り返し、観測船による海洋での観測も行った。この結果に基づいて最終的な仕様を決定し、本年度に必要な能力を持った超音波伝送装置の製作を行った。高圧実験グループでは燒結ダイヤモンド製のアンビルを用いて、高温高圧下でのその場観察が可能なシステムを作り上げた。このシステムを用いて鉄、シリケート、水の3成分系の振る舞いを高温、高圧下で観察した。その結果、高圧下では鉄水素化物が安定であることが明かとなった。この結果は地球の中心核の元素組成と形成過程を明らかにするうえで重要である。また、下部マントルの主要構成鉱物であると考えられるペロブスカイト構造を持つシリケートについて、高温高圧下での状態方程式を精密に求めることに成功した。地震観測グループでは日本列島大アレー計画による観測データの解析が進展し、多くの新しいコアフェーズが見つけられ、これらに基づく地球深部の構造の精密化が進められた。挟帯域地震計に関しては岩手県江刺において連続観測を開始し、現在も継続している。
歯周病原細菌による腸管上皮フコシル化抑制が関節リウマチを増悪させる機序の解明

本研究ではRA発症における免疫応答に関して、宿主側因子に着目し、常在自然リンパ球系の抑制がRA発症における発症にどのように関与するか明らかにすることを目的としている。さらに破壊された腸管組織の修復がRA症状の改善に寄与する方法を動物実験で確立し、臨床応用の基礎的なデータとする。本研究から、特定の細菌をターゲットにした新たな治療戦略を確立でき、生物学的、医学的に重要で卓越した成果が期待できるものである。また、腸内細菌叢とRAをはじめとした全身疾患と、歯周炎の関係についての臨床研究や、口腔内細菌叢の管理が全身症状の改善に寄与できるという概念の確立につながると考えられる。
希土類等の遷移金属を用いる新分子変換反応

本重点領域研究では希土類金属反応剤の開発を目的として検討を進めてきたが,本年度は(1)イッテルビウム金属(Yb)によるイミン類の極性変換を経るアミノ酸の新規合成反応および(2)三塩化ランタノイド(LnCl_3)/Zn系によるα,βー不飽和カルボニル化合物の立体選択的環化二量化反応を新に開発することに成功した。1.イッテルビウム金属(Yb)によるイミンとCO_2よりαーアミノ酸の合成ジフェニルメチレンアニリンのようなアリ-ルイミンはYb金属と反応させることによりケチミンでは還元生成物のアミンが,またアルジミンでま二量化生成物の1,2ージアミノエタンが選択的に得られることは既に報告したが,アリ-ルイミンとYb金属をTHF/HMPA中室温で反応させるとアザメタラサイクル中間体が生成し,イミン炭素が求核性に極性変換されることを見い出した。この中間体にCO_2を反応させるとαーアミノ酸のYb塩基が結晶として高収率で得られ,さらにこのYb塩を希塩酸で処理すると,相当するαーアミノ酸がほぼ定量的に得られた。また,DIOPなどのキラルな配位子を共存させると光学治性アミノ酸が合成できることも見い出した。以上の反応はYb金属によるイミンとCO_2より直接αーアミノ酸を合成する最初の例である。α,βー不飽和ケトンをYbと反応させるとYbから一電子移動が起こり,ラジカルエノラ-トを生成し,これがさらに一分子のケトンと還化体加をしてシクロペンタノ-ル誘導体を与えることは既に報告したが,希土類金属の三塩化物(LnCl_3)をZnで還元して伯酸化状態のLnイオン種を発生させると同様な還化反応が進行することが明らかになった。PmCl_3を除く全てのLnCl_3を用いて反応を検討した結果,f^<14>となるYb^<2+>,f^7又はf^6となるEu^<2+>,Sm^<2+>の場合に収率および生成物の選択性が高くなることがわかった。
ハドロン間相互作用とハドロン共鳴の分子的構造の研究

今年度は、ハドロンの分子的構造について、特に重いクォークのセクターおよびパイ中間子のみのセクターに注目して以下の研究を行った。マルチハドロンのヘビークォーク対称性:ヘビークォークを1つ含むハドロンは、ヘビークォーク極限でスピン縮退を示すことが対称性の議論から知られている。本課題では、ハドロン分子状態や媒質中のハドロンなど複雑な内部構造をもつヘビーハドロン系もスピン縮退を示し、従来brown muckと呼ばれる軽いクォーク成分が豊かな構造を持ちうることを指摘した。この結果はヘビーハドロン分光の体系的理解に有用な視点を与えるのみならず、同じ多重項の粒子の生成や崩壊の性質の解明に役立つ。パイ中間子3体系における普遍的物理:2体の散乱長が相互作用の到達距離より十分大きな系では、エフィモフ効果に代表される少数系の普遍的物理が現れることが知られており、冷却原子系での実験技術の進展などに刺激され近年精力的に研究されている。本課題では、軽いクォーク質量が仮想的に大きい領域でアイソスカラーチャンネルのパイオン散乱長が発散する点があることを利用し、パイ中間子3体系において普遍的物理が実現することを示した。アイソスピン対称性が厳密な場合は、束縛エネルギーが2パイオン束縛状態のものに比例するような単一の3体束縛状態が存在し、アイソスピン対称性の破れがある場合は、エフィモフ効果が起こり散乱長が発散する極限で無限個の3体束縛状態が存在する。これらの現象はクォーク質量を適切に調節した格子QCDで実現可能であり、また普遍的3体束縛状態の存在は核媒質中での対称性の回復に伴う多重パイ中間子チャンネルのソフト化に影響を与えることが期待される。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では近年注目されているハドロン共鳴にみられる分子的構造に焦点をあて、ハドロン間相互作用の実験的決定と平行してハドロン構造の解明を行う。今年度は、以下の2つのテーマについて研究を行い、ハドロンの内部構造の解明と、その実験による観測の可能性を議論した。1)DN相互作用の構築とDNN系の予言:チャームクォークを含むDメソンと核子Nの相互作用は、ベクトル中間子交換に媒介されるKbarN系との類推により深く束縛すると期待される。ここでは観測されているLambda_c(2595)共鳴がDN準束縛状態であるという描像に基づき、座標表示ポテンシャルによる変分計算と固定重心近似によるFaddeev方程式を用いてDNN3体系を調べた。結果として、DNN3体系は崩壊幅の狭い長寿命な準束縛状態として存在する可能性があることを明らかにした。2)テトラクォークTccの生成とカラー構造:重いクォーク(チャーム、ボトム)と軽いクォーク(アップ、ダウン)を含むハドロンでは、重いクォーク間の1グルーオン交換相互作用はクォーク質量の逆数で抑制されるので、主に軽いクォーク間の相関が系の性質を決定する。Tccはチャームクォークを2つ含むテトラクォーク状態であり、軽いダイクォークの相関により束縛されることが期待されている。そこで、可能なテトラクォーク状態を分類し、これまで考えられてきたcc間のカラー相関が3barの状態に加え、カラー相関6の状態も存在しうることを指摘した。さらに、電子陽電子散乱実験での生成断面積を非相対論的QCDの枠組みで記述し、生成断面積の角度、運動量依存性がcc間のカラー相関と関係していることを示し、ハドロン内部のカラー構造を実験的に明らかにする手段を開発した。計画にあったDN相互作用の解明とその少数系への応用は予定通りに完遂した。さらに、関連するテーマとしてのテトラクォークTcc生成についても論文にまとめ成果をあげることができた。

当初の計画どおり、DN相互作用の解明について、ボトムを含む系も対象に含めてより一般的に議論する。また、重いクォークを含むハドロンを調べる際に重要となる、重クォーク対称性に基づいた一般的な議論を、ハドロン分子状態に応用する。従来単体のハドロンに関して議論されてきた重いクォーク極限でのスピン縮退について、一般に複数のハドロンが存在する分子的な状態や、その極限としての核物質中でのハドロンの性質などについて、対称性の議論と模型計算を組み合わせて議論を行う。25年度が最終年度であるため、記入しない。
創薬研究を指向したバクテリア２成分情報伝達系に関する動的定量解析手法の樹立

細菌の細胞内情報伝達の手段にタンパク質のHis残基とAsp残基のリン酸化を介した2成分システムがある。しかし,これらの残基に結合したリン酸基は化学的に不安定であるため,2成分システムにおけるリン酸化研究の手法は限られていた。本研究では,申請者が独自に開発したリン酸親和性電気泳動法を,2成分情報伝達系の研究に応用し,分子内および分子間のリン酸基転移反応や自己リン酸化反応に関わる酵素や基質の速度論的性質ついて明らかにした。さらには,ヒスチジンキナーゼ阻害剤の開発のための動的定量解析手法として確立させた。バクテリアの細胞内情報伝達の手段に蛋白質のヒスチジン残基(His)とアスパラギン酸残基(Asp)のリン酸化を介した2成分伝達系がある。しかし,これらの残基に結合したリン酸基は化学的に不安定であるため,この系におけるリン酸化研究の手法は限られ,速度論的な解析についての報告はこれまでにほとんどない。本研究では,申請者が独自に開発・改良したリン酸親和性電気泳動法(フォスタグSDS-PAGE)を,この不安定なリン酸化蛋白質を介する2成分情報伝達系の研究に応用し,リン酸基転移反応やそれらの複雑なクロストークの解明のための,さらには,ヒスチジンキナーゼ(HK)阻害剤の開発のための動的定量解析手法として発展させることを目的とした。当該年度においては,分子内でHis,Asp,Hisの順に多段階のリン酸基転移反応を行う大腸菌由来のハイブリッド型HK,EvgSと,ペアのレスポンスレギュレーターであるEvgAについて,そのリン酸基転移反応の制御機構をフォスタグSDS-PAGEを用いて検証した。以下に成果を記述する。EvgSの自己リン酸化反応,EvgS/EvgAのリン酸基転移反応では,EvgSとEvgAのシフトアップバンドがそれぞれ3種類と1種類検出された。EvgSの3種のバンドとリン酸化部位の関係は,各変異体H721A,D1009A,H1137Aの自己リン酸化反応におけるバンドパターンを比較することにより明らかにすることができた。野生型EvgSの経時的な自己リン酸化反応において,分離した各バンドの濃度の定量解析を行うと,数分の反応時間でリン酸化型の量(H721,D1009,H1137リン酸化型の合計)の割合は定常状態に達し,約20%であった。一方,変異体D1009Aの自己リン酸化反応では,60分の反応でH721のリン酸化型が90%以上となった。バクテリアの細胞内情報伝達の手段に蛋白質のヒスチジン残基(ヒスチジンキナーゼ)とアスパラギン酸残基(レスポンスレギュレーター)のリン酸化を介した2成分システムがある。本研究では,申請者が独自に開発・改良したリン酸親和性電気泳動法を,この不安定なリン酸化蛋白質を介する2成分情報伝達系の研究に応用し,リン酸基転移反応やそれらの複雑なクロストークの解明のための,さらには,ヒスチジンキナーゼ(HK)阻害剤の開発のための動的定量解析手法として発展させることを目的とした。当該年度においては,前年度の成果をもとに大腸菌由来のハイブリッド型HK, EvgSについて,in vivoにおけるリン酸基転移反応の制御機構をフォスタグSDS-PAGEを用いて検証した。全長のevgS遺伝子を大腸菌内発現ベクターにクローニングしたpBADevgSを作成した。さらに,それぞれのリン酸部位にAla置換を導入した,pBADevgS-H721A, -D1009A, -H1137Aを作成した。これら4種の発現ベクターを細胞内因性EvgSを欠損させた大腸菌に形質転換し,それぞれ野生型EvgSと3種のAla変異タンパク質を発現させた。EvgSの活性化は,0.1 M KClを含むM9最小培地において,pHを7か5.5に低下させることで行った。その結果,前年度のin vitroの解析同様に,変異体D1009Aの自己リン酸化反応において,H721の過剰なリン酸化フォームを検出することができ,前年度のin vitroにおける速度論的成果をin vivoにおいても再現することができた。当該年度においては,前年度の成果をもとに大腸菌由来の3種のハイブリッド型HKについて,in vitroにおけるリン酸基転移反応の様式をフォスタグSDS-PAGEを用いて検証した。

その結果,ArcB,EvgS,BarAのリン酸基転移反応の様式はそれぞれ,cis-trans-trans,cis-cis-cis,trans-trans-transであり,3種3様であることが判明した。さらには,HK阻害剤の開発を目的として,EnvZのHisリン酸化阻害活性を持つ植物エキスのスクリーニングを行った。その結果,ハマセンナ(Ormocarpum cochinchinese)の抽出エキスにリン酸化阻害活性が見出された。続いて,溶媒分配,逆相シリカゲルカラムクロマトグラフィー等を用い,その活性成分を探索したところ,新規化合物の単離に成功した。細菌の細胞内情報伝達の手段にタンパク質のHis残基とAsp残基のリン酸化を介した2成分システムがある。しかし,これらの残基に結合したリン酸基は化学的に不安定であるため,2成分システムにおけるリン酸化研究の手法は限られていた。本研究では,申請者が独自に開発したリン酸親和性電気泳動法を,2成分情報伝達系の研究に応用し,分子内および分子間のリン酸基転移反応や自己リン酸化反応に関わる酵素や基質の速度論的性質ついて明らかにした。さらには,ヒスチジンキナーゼ阻害剤の開発のための動的定量解析手法として確立させた。前年度に得られたin vitroリン酸化反応における速度論的成果が,in vivoの反応においても相関することを実証することができた。これにより,ハイブリッド型HKにおけるレシーバードメインの重大な生理機能を示唆することができた。すなわち,レシーバードメイン内に存在するD1009残基が,レスポンスレギュレーターに転移させるリン酸化量を積極的にネガティブ制御していることである。このように,2成分伝達系におけるハイブリッド型HKの複雑なリン酸基転移反応の必要性を考察するうえで,フォスタグSDS-PAGEを用いた定量解析は,重要な示唆を与えた。今後の展開に期待できる。物理系薬学前年度,並びに当該年度の研究成果により,EvgSのD1009A変異体の自己リン酸化反応が1次反応速度論で解析できることが明らかとなった。申請者が独自に開発・改良したリン酸親和性電気泳動法であるフォスタグSDS-PAGEは,リン酸化体とそれに相当する非リン酸化体とを異なる泳動バンドとして同時に視覚化できるので,さらに詳細で,かつ,高精度な阻害剤スクリーニングが可能になると考えている。また,反応中に起こる酵素や基質の分解等の副作用も検出できると期待している。具体的に以下の項目等を検討する。・一般的なキナーゼ阻害剤(ATP類似化合物)等を用いた濃度依存的な影響について・上記の化合物が与えるリン酸化反応以外の影響(分解等の副作用)についてリン酸化体と非リン酸化体の比率からリン酸化抑制の動的定量を試みるとともに,その反応が純粋なものであるか(酵素や基質の分解反応といった分子量が変化するような反応が起きていないか)を検証する。フォスタグSDS-PAGEで,EvgSの自己リン酸化反応と,EvgAへのリン酸基転移反応を経時的に定量解析することができた。また,野生型EvgSと変異型D1009Aの自己リン酸化反応の比較から,D1009が存在しないときには,H721の自己リン酸化量が亢進することが分かった。このことは,H721からD1009へのリン酸基転移反応がH721の自己リン酸化量を制御する機構となっている可能性を示している。他のハイブリッド型HKにおいても,同様の結果を得ており,共通の制御機構であることが考えられた。
制御された構造の原子分子層で覆われた単結晶電極表面における電極反応速度の研究

金属単結晶電極を用いて「表面構造のよく規定された」電極/溶液界面における単純なレドックス反応の電子移動過程の速度と、電極表面の構造との関係を明らかにすることを本研究の目的としている。昨年度0.1MKClO_4水溶液中での[Fe(CN)_6]^<3->/[Fe(CN)_6]^<4->の式量電極反応速度定数k0′が白金単結晶電極の面方位に依存し、(111)>>(100)>(110)の順に小さくなることを見出した。赤外反射吸収スペクトルなどから、錯体の分解で生じたCN^-が電極表面にカチオンを捕捉することができる安定な構造を取り、単なる外圏型機構よりも速い電子移動が進行していると提案した。本年度はこの系についてさらに以下の結果を得た:(1)0.1MKClO_4溶液中で裸の白金電極ではk^0′値は[Fe(CN)_6]^<4->の濃度に依存し、低い濃度で値が大きい,(2)(111)面でのk^0′値は電解質のカチオンの種類に依存し、Li^+<Na^+<K^+の順に大きくなる,(3)I^-の単分子層被覆白金電極では、面指数に依らずほぼ一定であり、SCN^-単分子層被覆・電極では、(111)面で(110),(100)面でより約1桁大きなk^0′値をもつ。一方、1,1'-bis(hydroxyl)ferroceneの0.1MKCl04溶液中での白金電極におけるk^0′値は、電極の面指数、I^-あるいはSCN^-の単分子被覆層の有無に依らず、ほぼ一定値を示し、完全に外圏型機構で進行し反応が速いことが明らかになった。さらに、トリス(2,2′-ビピリジン)コバルト錯体の電極反応[Co(bipy)_3]^<3+>/[Co(bipy)_3]^<2+>は裸の白金電極より、SCN^-で被覆した白金電極において、約1桁大きい速度定数をもつことが見出された。SNIFTIRスペクトルは、SCN^-の吸着種の明瞭なシグナルを示しており、SCN^-存在が電子移動速度を速める理由についてはさらに検討を進めている。
シロアリの卵に擬態する菌核菌類の擬態メカニズムと擬態の進化の解明

ヤマトシロアリ属シロアリの巣内の卵塊中にはシロアリの卵とは異なる褐色の球体(ターマイトボール)が存在する。この正体はFibularhizoctonia属の1種の菌核菌の菌核である。シロアリ職蟻は女王の産んだ卵を物理的(形、大きさ)及び化学的(卵認識フェロモン)に認識し、卵塊中に運搬し、抗生物質を含んだ唾液でグルーミングすることにより、卵を糸状菌やバクテリアから保護しているが、卵擬態菌核菌(ターマイトボール)はシロアリの卵に物理的及び化学的に巧妙に擬態し、シロアリ巣内で天敵や競争者から保護されている寄生生物である。我々は、菌類による社会性昆虫の卵への擬態という極めて特殊な生態を持ち、寄主-寄生者間相互作用の研究における格好のモデルでもあるこの卵擬態菌核菌に関する以下の研究を行った。昆虫と菌の相互作用は敵対的なものから相利的なものまで様々である。この昆虫と菌の関係の中でもハキリアリとその栽培菌及びキノコシロアリとその栽培菌の関係はその洗練された関係から特に注目され良く研究されている。これらの関係では社会性昆虫巣内の共生菌の遺伝的多様性が低く保たれることにより、相利共生関係が維持されると考えられている。一方、寄生菌にとっては社会性昆虫巣内の遺伝的多様性が高い方がむしろ寄生者・寄主間の軍拡競争において優位に立てると考えられるが、これまで社会性昆虫巣内の共生菌の遺伝的多様性について調べた研究は極めて少ない。そこでIGS領域でのRFLP解析を行った結果、予想どおり多くのシロアリの巣が複数系統の卵擬態菌核菌を保有していることが判明した。この結果を論文にまとめInsectes Sociaux誌に発表した。シロアリ職蟻は女王の産んだ卵を物理的(形、大きさ)及び化学的(卵認識フェロモン)に認識し、卵塊中に運搬し、抗生物質を含んだ唾液でグルーミングすることにより、卵を糸状菌やバクテリアから保護しているが、項擬態菌核菌(ターマイトボール)はシロアリの卵に物理的及び化学的に巧妙に擬態し、シロアリ巣内で天敵や競争者から保護されている生生物である。我々は、菌類による社会性昆虫の卵への擬態という極めて特殊な生態を待ち、寄主-寄生者間相互作用の研究における格好のモデルでもあるこの卵擬態菌核菌に関する以下の研究を行った。シロアリの卵認識フェロモンが抗菌タンパク質のリゾチームであることがすでにわかっていたが、今回の研究でセルロース分解酵素の一つであるβ-グルコシダーゼもシロアリの卵認識フェロモンであることを特定し、その卵認識フェロモンとしての活性はリゾチームを上回ることが判明した。さらに、卵擬態菌核菌はこのβ-グルコシダーゼを生産することによってシロアリ卵に化学擬態していることが判明した。今回の結果は、セルロース分解という共通のニッチを獲得したシロアリと菌とで同一の化学物質を生産することが、菌類によるシロアリ卵への擬態が生じる機会を与えたことを示している。このことは、フェロモン物質はもともと別の機能のために進化し、その後フェロモンとしての機能を獲得することを示唆している。また、我々は西表島のタカサゴシロアリの卵塊中からこれまでに知られていた卵擬態菌核菌とは別系統の卵擬態菌核菌を発見した。実験及び解析の結果、菌核の大きさは生産コスト当たりの被運搬率が最大になるよう進化していることが明らかになった。この結果を論文にまとめInsectes Sociaux誌に投稿し、受理された。

ヤマトシロアリ属シロアリの巣内の卵塊中にはシロアリの卵とは異なる褐色の球体(ターマイトボール)が存在する。この正体はFibularhizoctonia属の1種の菌核菌の菌核である。シロアリ職蟻は女王の産んだ卵を物理的(形、大きさ)及び化学的(卵認識フェロモン)に認識し、卵塊中に運搬し、抗生物質を含んだ唾液でグルーミングすることにより、卵を糸状菌やバクテリアから保護しているが、卵擬態菌核菌(ターマイトボール)はシロアリの卵に物理的及び化学的に巧妙に擬態し、シロアリ巣内で天敵や競争者から保護されている寄生生物である。我々は、菌類による社会性昆虫の卵への擬態という極めて特殊な生態を持ち、寄主-寄生者間相互作用の研究における格好のモデルでもあるこの卵擬態菌核菌に関する以下の研究を行った。昆虫と菌の相互作用は敵対的なものから相利的なものまで様々である。この昆虫と菌の関係の中でもハキリアリとその栽培菌及びキノコシロアリとその栽培菌の関係はその洗練された関係から特に注目され良く研究されている。これらの関係では社会性昆虫巣内の共生菌の遺伝的多様性が低く保たれることにより、相利共生関係が維持されると考えられている。一方、寄生菌にとっては社会性昆虫巣内の遺伝的多様性が高い方がむしろ寄生者・寄主間の軍拡競争において優位に立てると考えられるが、これまで社会性昆虫巣内の共生菌の遺伝的多様性について調べた研究は極めて少ない。そこでIGS領域でのRFLP解析を行った結果、予想どおり多くのシロアリの巣が複数系統の卵擬態菌核菌を保有していることが判明した。この結果を論文にまとめInsectes Sociaux誌に発表した。
地域コミュニティにおける住民参加型の災害対応・減災対策の支援手法に関する研究

【研究目的】中央防災会議「東南海、南海地震等に関する専門調査会」による東南海・南海地震が同時発生時の被害想定(2003.4)では、最大で建物全壊棟数が約62万棟、死亡者が2.2万人に達する超広域災害になる。来るべき巨大災害に備えて、地域住民が主体的に災害対応を行うための取組みが必要なのか。本申請研究では、災害発生時の対応と事前の被害軽減(減災)への対応という2つの視点から、地域特性に応じて住民参加による地域防災力向上に向けた体制づくりへの支援手法について検討する。【研究計画】文献研究では、都道府県地域防災計画から自主防災組織を中心とする住民の対応に関する項目を分析し、共通項を抽出するとともに、地域特性を反映した内容があるかを検討する。フィールドワークでは、(1)防災先進自治体である静岡県、(2)大規模災害を経験した石川県(能登半島地震)、(3)2008年8月末豪雨被災地の名古屋市・岡崎市を対象とし、住民の対応や地域防災力の環境を調査する。【研究成果】自主防災組織の活動として、役員の高齢化や訓練のマンネリ化等の課題もみられるが、地域密着型の活動を継続的に行うためにも、地域特性を認識した上でリスクコミュニケーションを活用し、福祉・環境等の多様な課題も地域防災の一環としてとらえることが必要である点を分析やヒアリングから得られた。また、岡崎市での住民ヒアリングでは、浸水履歴が多いとのリスク認識を持ちつつも、過去の経験から特に危険回避行動をとらなかった考察が得られ、災害経験が必ずしも適切な対応につながらない点がみられた。「持続可能な地域防災」を行うためには、住民が地域に強く愛着を持ち、リスクコミュニケーションにより地域の現状認識を共有化し、自らがステークホルダーとして参加することが必要となる。
シナプスの要・不要を規定するスクラップ＆ビルド分子機構

神経の結合部位であるシナプスには、神経の使われ方によって、活性電位の流れ方が変化する可塑性と呼ばれる性質がある。このシナプス可塑性のしくみを遺伝子レベルで解明するために、ショウジョウバエの視神経系を用いて、シナプス可塑性を光学顕微鏡で簡便に観察できる系を開発した。その過程で、後シナプス細胞の神経活性が前シナプス細胞側の活性部位に影響を与えているということが分かり、細胞間のフィードバックシグナルが存在していることが分かった。我々は、これがタンパク質である可能性が高いと考え、分泌タンパク質を中心に候補遺伝子を網羅的に探索した。その結果、ひとつにはシグナル分子WNTとその下流シグナル伝達経路を同定した。視神経系に発現のある膜タンパク質220遺伝子をスクリーニングし、可塑性に関与していると考えられる6遺伝子を同定した。その中でもある膜タンパク質に着目し、その解析を進めた。このタンパク質はイムノグロブリン・ドメインを細胞外にもつ一連の膜タンパク質群に属し、別のの膜タンパク質ファミリーと特異性をもって結合することが生化学的に示されている。この二つのタンパク質ファミリーの神経特異的な発現によりシナプスの特性が結合する細胞の種類によって色分けされ、制御が区別される機構があるのではないかと仮説を立て、それを検証しようとしている。これら膜タンパク質の変異体を、CRISPRを使ったゲノム編集により、作成し遺伝子の機能解析に着手している。また、ノックイン法により、目的タンパク質をGFPでタギングして発現細胞の特定や細胞内局在の可視化などを行っている。WNTシグナルとそれを取り巻く一連の膜タンパク質群がどのような相互作用の元に分子機能が統合され、シナプスの可塑性をコントロールしているのか、その全容を解明したいと考えている。神経シナプスを神経活性依存的に解体する、いわばスクラップシグナルにかかわっているであろう6遺伝子を同定し、その機能解析に入っている。このことは、次のビルドシグナルを同定するという計画を順調に進める土台になる。また、WNTシグナルが解体シグナルを抑制していることが分かっており、この3本のプロジェクトを柱に研究を進めており、おおむね順調に進んでいるといえる。HisTango法という手法を用いて、視神経細胞に接続する2次ニューロンを可視化することを試みた。その結果、光刺激の前と後で、接続している2次ニューロンが減少していることが判明した。ニューロンのアイデンティティもおおむね判明しているので、これを電気生理学的に接続が弱まっていることを証明することを現在試みたい。もし、成功すれば、刺激による脳内の神経接続の構造変化の機能的帰結を可視化することの希少な例となる。この分子システムが広く脳内で使われていることも視野に入れて研究を進めていきたい。
樹木個体内のC・N動態解析に基づく枝間関係の解明

ウリハダカエデの樹冠において、半分の枝の光強度、葉量、伸長を半減したところ、未処理枝においても成長低下がみられた。これらの結果から、各枝は自律的ではなく、枝間に明確な負のフィードバック機構あるいは相互依存性が存在することが分かった。サザンカの繁殖枝もしくは隣接する非繁殖枝の葉に、13CO_2を取り込ませ、隣接枝から繁殖枝への転流パターンを解析した。光合成産物の転流の有無は、繁殖枝と隣接枝のソースシンクバランスに依存することが分かった。これらは枝間関係に基づく樹木の成長の理解に貢献する基礎的な知見である。樹木の成長や機能め研究は、「樹木個体はモジュールであるシュートの集団である」(Harper 1977)どいうドグマのもと、し「枝の自律性」(Sprugel et al. 1991)を前提として行われる場合が多い。「枝の自律性」とは、ある枝で生産された光合成産物はその枝で使われ、隣接する同齢枝やより上流にある枝には転流しないことを意味している。篠崎ら(1964)は、樹木の枝の葉量と、その枝の断面積が比例することを見出した。この関係は、「パイプモデル」関係とよばれる。Sone et al.(2005)は、落葉樹についてパイプモデル関係を検討し、枝の肥大成長は、その枝の光合成生産量だけではなく、枝の優先度(たとえばその枝の当年枝中の長枝の割合などで表現できる)にも大きく影響されることを明らかにした。すなわち、枝の成長はその枝の光合成量(供給量)だけで決定ざれるのではなく、枝にその光合成産物の需要がどの程度あるのかにも依存する。今年度は、頑健に成立するパイプモデル関係を、摘葉処理などによって人為的に撹乱し、そこからの回復過程を解析する研究を続けた。その結果、枝間に明確な負のフィ憎ドバック機構あるレこは相互依存性茶存在することが分かった。操作をほどこした枝のある個体内では、操作を加えなかった対照枝においてもパイプモデル関係が調節されることも明らかになった。これを論文に取りまとめた(Sone et al. 2009)。さらに、相互依存性を物質的に裏付けるために、13CO2を用いたトレーサー実験を行った。1)側枝から先端の主軸へ転流しているか、2)下流の合流枝への転流は各上流枝の葉面積に比例するか、それとも枝の伸長に依存するのか、3)篩部、当年木部、前年以前の木部で上記の分配パターンは異なるのか、を検討するために、一年枝の側枝にビニルバッグをとりつけて光合成によるラベリシグとサンプリングを行った。安定同位体の測定は、平成21年度に行う。樹木の成長や機能の研究は、「樹木個体はモジュールであるシュートの集団である」(Harper 1977)というドグマのもと、「枝の自律性」(Sprugel et al.1991)を前提として行われる場合が多い。すなわち、枝の成長はその枝の光合成量(供給量)だけで決定されるのではなく、枝にその光合成産物の需要がどの程度あるのかにも依存する。今年度も昨年度に引き続き、ウリハダカエデを用いて、摘葉処理などによってパイプモデル関係を撹乱し、そこからの回復過程を解析する研究を続けた。枝間に明確な負のフィードバック機構あるいは相互依存性が存在するので、それを定量的に裏付けるために、13CO2を用いたトレーサー実験を続けた。1)側枝から先端の主軸へ転流しているか、2)下流の合流枝への転流は各上流枝の葉面積に比例するか、それとも枝の伸長に依存するのか、3)篩部、当年木部、前年以前の木部で上記の分配パターンは異なるのか、を検討するために、一年枝の側枝にビニルバッグをとりつけて光合成によるラベリングとサンプリングを行った。また、西オーストラリアの乾燥地や塩害地に植栽したEucalyptus globulusの成長を、成長解析の手法を適用して解析した。その結果、純同化率の差が成長の差をもっともよく説明した。呼吸速度の違いが、成長の差をもたらすようである。

本研究は、枝成長に関するこうしたレベルの状況を越えるべく、枝間相互作用をC・N動態の詳細な解析に基づいて評価し、新たな樹木の成長モデルを構築しようとするものである。昨年度に引き続き、樹木個体内でのCとNの動態を正確にとらえ、CとNの動態やそれらの相互作用に影響する可能性の高い環境・個体内要因を抽出することを目的とした研究を行った。材料としては、ウリハダカエデおよびコナラの鉢植え稚樹を用いた。1.安定同位体のパルスチェイスを用いたC・Nの動態の測定法の検討。^<15>Nパルスチェイス実験法の確立根に^<15>NO_3^-を与えて、吸収された^<15>Nの動きを追う実験系の最適化を行った。当初開発を予定していた四重極マススペクトロスコピーを用いると、十分な精度がえら得られなかったので、通常の安定同位体比質量分析器を用いることにした。また^<13>Cラベルと同様に、個体内の1つの枝だけに^<15>Nラベルする方法、根系の一部にだけ^<15>Nを取り込ませ、1つの枝だけ^<15>N濃度を高くする方法、などを検討した。2.稚樹を用いた操作実験によるC・N動態に影響する要因鉢植え栽培したポプラ、コナラの稚樹を用いて、パイプモデル関係(葉量/枝断面積=一定)を撹乱する操作実験を継続した。以上の結果をもとにして、ポプラやユーカリにおけるCやNの動態と、各葉や枝の性質との関連性を調べ、C動態やN動態に影響する可能性が高い環境要因・個体内要因を抽出することが今後の課題となる。
シングルセル発現プロフィール解析による疾患の発症・進展因子の同定

本研究の目的は、シングルセル発現プロフィール解析法を遺伝子改変疾患モデルマウスに適用し、発症・伸展の鍵因子を同定することである。各変異マウスの病態異常の発現機序を明らかにするため、様々な細胞を標的としてシングルセル発現プロフィール解析を行い、生理・病態の調節因子をゲノムレベルで理解することを目指す。(1)方法論・・目的とする細胞の径に応じてキャピラリ(<10um)もしくはレーザーダイセクション法(>10um)(LCM)を使い分け、LCM法のノウハウを最大限に導入することで、簡便で迅速な発現プロフィール解析法を確立した。(2)癌・・化学発癌による肝癌のマーカーである胎盤型グルタチオンS-転移酵素(GSTP)発現を指標に、肝癌の初期病巣(foci)の発現解析を行い、様々な代謝酵素や転写因子の発現が亢進していることを見出した。(3)発熱・・体温中枢のEP3受容体発現ニューロンはGABA受容体を発現し、PGE_2はその発現を減じることを示した。PGE_2による発熱に、EP3受容体を介したGABA機能調節が関与することが示唆された。(4)代謝疾患・・PGE_2前は、EP4受容体ならびにcAMPを介して脂肪細胞分化を抑制し、分化に伴う遺伝子発現変化を総じて抑制した。一方、GPR120が遊離脂肪酸受容体であり腸管のGLP1分泌を担うことを示した。またPACAPトランスジェニックマウスを用いることで、PACAPはII型糖尿病など高グルコース条件下では、Reg遺伝子発現を介して膵島過形成を抑制するものと考えられた。(5)生殖生理・・分娩遅延を示すFP受容体KOマウスでは、黄体細胞のステロイド合成や抗酸化遺伝子の発現が亢進していることを見いだした。(2)不妊障害をもつEP2受容体KOマウスの卵丘細胞は、WTに比してサイトカインなど炎症関連遺伝子の発現が亢進することを見いだし、EP2KOの受精障害は、卵丘細胞の炎症関連遺伝子の発現亢進に起因する可能性を示した。
山岳積雪に保持された黄砂粒子中の炭酸塩に関する研究

大気中エアロゾルに含まれる炭酸成分の濃度測定は、炭酸カルシウムの大気を介した輸送と輸送中の粒子表面における化学反応を探る上で重要である。しかし、試料の採取と処理、試料中の炭酸塩濃度の測定が難しいため、大気エアロゾル中や雪中の炭酸塩濃度の測定例は世界的に見ても極めて少ない。降雪や積雪中の微粒子は雨水の場合と異なり、水と反応する前の大気エアロゾルが凍結保存されているので、雪試料から固体粒子だけをうまく取り出す方法があれば、山岳積雪などを用いることにより大気エアロゾル中の炭酸塩濃度の時間変化を知ることも将来的に期待される。本研究では、この粒子取り出し方法の確立と取り出した固体粒子中の炭酸塩濃度を測定する方法を模索することに焦点を絞った。雪中の個体微粒子取り出しには、購入した設備備品の卓上型真空凍結乾燥機を用いた方法試みた。この真空凍結乾燥機は所定の性能を発揮した。しかし、後続する炭酸塩分析感度の問題のため、大量の雪試料を一度に処理する必要があり、そのためにはかなりの時間を要する。炭酸塩濃度の測定には、イオン排除クロマトグラフ法を検討した。中部山岳地帯、立山にて初冬期に採取した雪試料を用いての検討結果から、当初の分析感度では、大量の雪試料を用いて多くの個体微粒子を一つのサンプルにまとめることが必要となる。今後一層の分析感度向上に向けて分析条件の最適化を必要とする。