hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱帯性タマネギ(シャロット)およびその近縁種の種内分化に関する研究

プライマーCMN-A32を用いた分析では,シャロットにみられた断片No.3はタマネギにはみられず,すべてのワケギにみられた.ワケギ収集系統のすべてはシャロットとネギの交雑種であり,タマネギとネギの交雑種ではないことが示唆された.プライマーCMN-A31を用いた分析では,DNA断片No.1のみ,No.1と2,ならびにNo.1,2,および3からなる3種類の多型がシャロットで観察された.3本のbandを有するシャロットは西ジャワ,中央ジャワ,西スマトラおよびタイにみられ,すべてのワケギの89%はこのbanding patternを有していた.したがって,多くの日本のワケギはこれらシャロットに由来すると考えられる.プライマーCMN-A21を用いた分析において,6系統を除くすべてのワケギはネギと同一のbanding patternを示したが,その6系統のうちの4系統のみはシャロットと同一のbanding patternを示した.ネギに近いワケギとシャロットに近いワケギが存在することが明らかになった.プライマーCMN-A08を用いた分析においてみられたフラグメントNo.3とNo.5は西ジャワのシャロットに特異的で,西ジャワのワケギPanundaanは両方のフラグメントを有していたことからワケギPanundaanは西ジャワのシャロットに起源したと考えられる.まず,アジア各地から収集したシャロットもしくはワケギ228系統を供試し,葉,球根や花の形態と開花特性に基づいてグループ化を試み,ほとんどの系統がシャロット群かワケギ群かに分類されることを示した.次にアイソザイム分析で,シャロットとワケギを容易に区別できること,日本,韓国,台湾の系統はすべてワケギで,タイ,マレーシア,バングラデシュの系統はすべてシャロットであるが、インドネシアにはシャロットとワケギが混在していることが明らかとなり,なかでも西ジャワおよび南スマトラでもっとも多くの特異的な変異が存在することから,この地域がワケギの起源地である可能性が示唆された.さらに,RAPD分析で遺伝的変異の多様性を,葉緑体DNAのPCR-RFLP分析で,ほとんどのワケギの系統は既知のようにネギを母親とした雑種であるが,一部の系統はシャロットを母親としたワケギであることをはじめて明らかにした.生理学的にはまず,耐病性との関連が示唆されている球根の保護葉の色素と色素発現を調べ、主要アントシアニン色素(An)はシャロット、ワケギのいずれでもシアニジンであり、フラボノール(Fl)としてはケルセチンのみが検出され,Fl/Anはシャロットとワケギでは明らかに異なること、いずれの種にも紫外線除去下での色素発現が安定な系統と不安定な系統があることを示した.次に,球根形成に及ぼす日長および温度の影響,球根の休眠の程度について調査し,口長不感応型系統や低温感応型系統が存在し,休眠の深さにも大きな変異があることを明らかにした.さらに,アイソザイム,DNAおよび形態に基づく分類のそれぞれの関連性についても検討し,ともに高い割合で関連していることを示唆した.
インフルエンザ菌による肺適応免疫誘導に関する研究

インフルエンザ菌(non-typable H.influenzae:(NTHi)の外膜蛋白質(OMP)をNTHi由来のOMPをBALB/cマウスに経気管的に1週間おきに3回反復接種し、その後の肺所属リンパ節への成熟樹状細胞(DC)のは初回接種後24時間後にピークとなり、その後7日後まで漸減した。肺所属リンパ節のSLC, ELC, CCR7の遺伝子発現の検討では、SLCおよびELCの遺伝子発現は変化が認められなかったのに対し、CCR7遺伝子は接種7日後に一過性に発現低下を認め、接種21日後には正常に復した。さらに、OMP接種後のマウス肺所属リンパ節細胞を用いてP6蛋白質特異的かつ濃度依存的な細胞増殖を確認した。この結果から、肺所属リンパ節内でのP6蛋白質特異的なDCとT細胞間の応答が示唆された。さらに、OMP気管内接種後のP6蛋白質特異的な抗体産生細胞と血漿中特異抗体産生について、血漿中のP6蛋白質特異的lgG, lgM抗体産生と脾臓の抗体産生細胞の動態は一致していた。接種21日後にはBAL液中のP6蛋白質特異的lgA抗体の出現を認めたが、脾臓細胞中にはP6蛋白質特異的lgA抗体産生細胞の増加は認められなかった。一方、肺組織の検討ではOMP接種21日後には気道粘膜下組織に単核細胞浸潤が認められ、methylgree pyronin染色にて同部における形質細胞の増殖も確認された。本研究においてOMPの気管内接種後の肺所属リンパ節への成熟DC遊走とその後の肺および全身における獲得免疫誘導の連携が示された。インフルエンザ菌(non-typable H. influenzae : HTHi)の外膜蛋白質(OMP)をBALB/cマウスに経気道反復接種し(Day 0,Day 7,Day 14)、その後の肺所属リンパ節へのCD11c+/CD86+陽性の成熟樹状細胞(DC)の集積をフローサイトメトリー法で検討した。DC集積は初回OMP接種後24時間後にピークとなり、その後7日後まで漸減した。2回目のOMP接種後は肺所属リンパ節への明らかなDC集積は認められなかった。OMP接種後の肺所属リンパ節細胞を用いて、in vitroのOMP特異的な増殖も確認され、所属リンパ節内でのDC-T細胞応答が示唆された。一方、OMP特異的な抗体産生誘導について、初回接種4日後には血中にOMP特異的なIgG,IgM産生誘導が認められ、気管支肺胞洗浄液(BALF)中には接種14日からOMP特異的IgA抗体産生誘導が確認された。さらに、接種後4日には脾臓においてELISPOT法によるOMP特異的IgG,IgM産生細胞が検出され、肺所属リンパ節においても接種後21日にはOMP特異的IgA産生細胞が確認された。OMP接種後のマウス肺の組織学的検討では、接種21日後に気管支粘膜下にIgA抗体産生を示す形質細胞の増生が認められた。NTHi OMPの経気道的侵入に伴う、肺へのDC集積と肺・全身における適応免疫誘導がリンクすることが示された。また、B lymphocyte chemoattractant (BLC)についてはBLCペプチドを合成し、家兎に免疫し、抗マウスBLC抗血清を作成した。この抗マウスBLC抗体はBLCのマウスB細胞遊走活性を中和することを確認した。今後、マウス生体内でのBLCの局在とBLCの生物活性について検討を加える。P6蛋白質はインフルエンザ菌表層の共通抗原で、ワクチン抗原の候補とされている。

OMP接種後の肺所属リンパ節細胞を用いて、in vitroのP6特異的な増殖も確認され、所属リンパ節内でのP6特異的なDC-T細胞応答が示唆された。一方、P6特異的な抗体産生誘導について、初回接種4日後には血中にOMP特異的なIgG, IgM産生誘導が認められ、気管支肺胞洗浄液(BALF)中には接種14日からP6特異的IgA抗体産生誘導が確認された。さらに、接種後4日には脾臓細胞においてELISPOT法によるP6特異的IgG, IgM産生細胞が検出され、肺所属リンパ節においても接種後21日にはP6特異的IgA産生細胞が確認された。OMP接種後のマウス肺の組織学的検討では、接種21日後に気管支粘膜下にIgA抗体産生を示す形質細胞の増生が認められた。NTHi OMPの経気道的侵入に伴う、肺へのDC集積と肺・全身における適応免疫誘導がリンクすることが示された。DCの遊走活性はsecondary lymphoid tissuechemokine(SLC:CCL21)、ELC/CCL19とCCR7により制御されることが知られている。そこで、OMPをマウス経気道反復接種後の肺所属リンパ節におけるSLC,ELC,CCR7の遺伝子発現を検討した。SLC,ELCの発現は初回、反復接種によっても遺伝子発現に変化が認められ無かったのに対し、CCR7の発現は初回接種後7日目に著明に抑制され、14日、21目後には発現の回復が認められた。このことから、反復接種におけるDCの所属リンパ節への遊走抑制にはCCR7の発現制御が関与することが示唆された。さらに、SLCについてはSLCペプチドを合成し、家兎に免疫し、抗マウスSLC抗血清を作成した。この抗SLC抗血清を前投与後に、NTHi OMPをマウスに経気道反復接種すると、肺所属リンパ節へのDC集積が有意に抑制されることが確認された。今後、SLCのP6特異的抗体誘導誘導に対する役割の検討が必要である。
多変数の解析的因数分解アルゴリズムの実装と暗号への応用

昨年度の研究成果を基盤とし,計算機代数分野のテクニック,特に解析的因数分解アルゴリズムを高度な代数構造を用いた暗号系に利用することを目指し,純粋数学・計算機代数・暗号分野の融合的研究を行った.特に,(超)曲面の既約成分への分解との関連から,多変数代数曲面,代数曲線を利用した暗号について調査・研究を行い,なかでも,代数曲面を公開鍵,代数曲面上の代数曲線を秘密鍵とする秋山-後藤代数曲面公開鍵暗号に着目し,公開鍵と暗号文から平文を求める攻撃手法を次の経緯でいくつか提案した.まず,2007年1月に,公開鍵がある条件を満たすときのみに有効な,体Fp上の多項式環での内山-徳永の簡約を利用した攻撃手法が提案されたが,鍵生成でその条件を満たさない公開鍵を生成すれば,代数曲面公開鍵暗号はまだなお安全に使用可能であるため,研究代表者は,2007年7月に,内山-徳永の手法を有理関数体上の多項式環に拡張することにより,すべての場合に適用可能な攻撃手法を提案した,さらに,2007年10月に,グレブナー基底のテクニックを用いて新たなパラメータを導入することにより,すべての場合に適用可能な,体Fp上の多項式環での攻撃手法を提案した,これらの手法では,多項式環での因数分解が必要である,そして,2007年11月に,脆弱性のない代数曲面公開鍵暗号の提案が必要であるが,そりためには大きな発想の転換が必要であることを,代数曲面の零点を用いた攻撃手法を提案することで説明した,この手法で代数曲面の零点の計算に利用されている級数根は,一般ヘンゼル構成・拡張ヘンゼル構成・多変数展開基底等,解析的因数分解で必要な手法を利用すると必ず計算可能である.今後は,多変数公開鍵暗号やHFEに目を向ける等,広い視野に立っことで発想の転換をはかり,さらなる純粋数学・計算機代数・暗号分野の融合的研究を目指すことが必要とされている.本年度は,研究代表者がこれまで取り組んできた解析的因数分解のアルゴリズム(展開点を固定した形式的べき級数環上での因数分解),特に3変数以上の場合の理論研究を推進し,実際に数式処理システムへの実装に取り組んだ.これらは,2変数の場合にも適用可能となっている.このように,次年度以降の応用研究につながる基盤整備が整いつつある.昨年度の研究成果を基盤とし,計算機代数分野のテクニック,特に解析的因数分解アルゴリズムを高度な代数構造を用いた暗号系に利用することを目指し,純粋数学・計算機代数・暗号分野の融合的研究を行った.特に,(超)曲面の既約成分への分解との関連から,多変数代数曲面,代数曲線を利用した暗号について調査・研究を行い,なかでも,代数曲面を公開鍵,代数曲面上の代数曲線を秘密鍵とする秋山-後藤代数曲面公開鍵暗号に着目し,公開鍵と暗号文から平文を求める攻撃手法を次の経緯でいくつか提案した.まず,2007年1月に,公開鍵がある条件を満たすときのみに有効な,体Fp上の多項式環での内山-徳永の簡約を利用した攻撃手法が提案されたが,鍵生成でその条件を満たさない公開鍵を生成すれば,代数曲面公開鍵暗号はまだなお安全に使用可能であるため,研究代表者は,2007年7月に,内山-徳永の手法を有理関数体上の多項式環に拡張することにより,すべての場合に適用可能な攻撃手法を提案した,さらに,2007年10月に,グレブナー基底のテクニックを用いて新たなパラメータを導入することにより,すべての場合に適用可能な,体Fp上の多項式環での攻撃手法を提案した,これらの手法では,多項式環での因数分解が必要である,そして,2007年11月に,脆弱性のない代数曲面公開鍵暗号の提案が必要であるが,そりためには大きな発想の転換が必要であることを,代数曲面の零点を用いた攻撃手法を提案することで説明した,この手法で代数曲面の零点の計算に利用されている級数根は,一般ヘンゼル構成・拡張ヘンゼル構成・多変数展開基底等,解析的因数分解で必要な手法を利用すると必ず計算可能である.今後は,多変数公開鍵暗号やHFEに目を向ける等,広い視野に立っことで発想の転換をはかり,さらなる純粋数学・計算機代数・暗号分野の融合的研究を目指すことが必要とされている.
多元合金系新ロール材料の開発研究

1.多元合金系白鋳鉄の熱処理特性に及ぼすCおよびVの影響多元系基本合金(Fe-5Cr-5Mo-5W-2Co-V-C)のCおよびV量を,それぞれ1.4-2.4%および1.8-7.0%に変化させた白鋳鉄に,焼入れ,焼入れ-焼もどし熱処理を施し熱処理条件と硬さおよび残留オーステナイト(γ)量の変化を調査した。その結果,高い焼もどし硬さを得るためには,低C系鋳鉄ではγ化温度を高く,高C系では低くして焼入れする必要があり,また,低V系では低く,高V系では高くしなければならないことが明らかになった。さらに,二次硬化により最高硬さが得られる焼もどし温度は,残留γ量が2%以下に減少する最低焼もどし温度と一致することもわかった。2.多元合金系白鋳鉄の耐摩耗性の評価本合金系の化学成分を調整することより晶出炭化物の組合せを制御した鋳鉄を用い,熱処理によりほぼ等しい硬さを有する試料のショットブラスト式アブレ-ジョン摩耗試験を行った。その結果,MCとM_2C炭化物が共存,およびMC,M_2C,M_7C_3が共存した鋳鉄がもっとも耐摩耗性に優れ,MCとM_7C_3が共存した鋳鉄は著しく劣ることが判明した。また,同じ硬さでも残留γ量の高い鋳鉄ほど摩耗速度は小さく,試験途中に生ずる残留γの誘起マルテンサイト化に起因する加工硬化が耐摩耗性を改善することが判明した。1.多元合金系白鋳鉄の組織形態多元系基本合金I(Fe-5Cr-5V-5Mo-5W-5Co-C)のC量を変化させた場合、および基本合金II(Fe-5Cr-V-5Mo-5W-5Co-C)のCおよびV量を変化させた場合について、晶出炭化物の種類および形態をディープエッチ試料のSEM観察およびX線回折により調査した。その結果、本系合金に晶出する炭化物はV系のMC、W、Mo系のM_2C、およびCr系のM_7C_3であるが、C量が3%以上になるとM_3Cも晶出した。また、V量が多くなるとM_7C_3が減少しMCも粒状から、片状、塊状へと変化した。MCの立体構造は、球状、花弁状およびさんご状に分類され、それらの形態制御はCとV量の組合わせにより可能なことが明らかになった。2.多元合金系白鋳鉄の変態挙動基本合金III(Fe-5Cr-5V-5Mo-5W-2Co-C)のC量を変化させた試料について、連続冷却変態(CCT)曲線を作成した。その結果、CCT曲線はパ-ライト(P)変態とベイナイト(B)変態が2つに分かれた形状を呈した。C量が増加するとP変態の臨界冷却速度は著しく大きくなり、焼入れ性が悪くなる。一方、B変態の臨界冷却速度は、2.22.3%Cで最小となり、マルテンサイト変態を容易にするが、C量がそれにより少なくても多くても変態時間が早くなって焼入れ性が悪くなることが判明した。1.多元合金系白鋳鉄の組織形態に及ぼすMo,W,Coの影響多元系基本合金I(Fe-5Cr-5V-Mo-W-2Co-2C)のW,Mo量を、一定のW当量(Weq=W%+2Mo%)のもとで変化させた場合の晶出炭化物の種類と形態について調査した。その結果、Weqが同じであれば、両元素の比(W/Mo)が大幅に変化しても、炭化物は粒状及び片状MC、レデブライト状M_7C_3及び板状M_2Cでほとんど変化しないが、Weq=15でW/Mo値が著しく高い(高W低Mo)鋳鉄では板状M_2Cに代ってfish-bone状M_6Cが晶出した。

また、基本合金II(Fe-5Cr-5V-5Mo-5W-Co-2C)のCo量を12%まで変化させても、Coは晶出炭化物の種類及び組織形態に影響を及ぼさないことがわかった。2.多元合金系白鋳鉄基地の変態挙動と合金元素量の関係多元系基本合金IのW,Moを等量変化させ、Weqを315%の範囲で、連続冷却変態(CCT)挙動を調査した。その結果、両元素が増加すると、Weqが6%まではパ-ライト(P)およびベイナイト(B)変態が長時間側に移動して両変態の臨界冷却速度(V_<C-P>およびV_<C-B>)が小さくなり焼入れ性が改善されるが、それ以上に増大すると逆に大きくなった。また、Ms点はWeq値に比例して高くなり、1273Kγ化ではMs(K)=3.2×Wwq+432で与えられた。また、基本合金III(Fe-5Cr-V-5Mo-5W-2Co-2C)のV量を49%の範囲に変化させて変態挙動に及ぼすV量の影響を調査した結果、V量の増加はPおよびB変態を長時間側に移動させ、V_<C-P>およびV_<C-B>を小さくして、焼き入れ性を改善することが明らかになった。また、Ms点はV量の増加とともに著しく上昇した。以上の実験から、多元合金系白鋳鉄の熱処理指針が得られた。1.多元合金系白鋳鉄の熱処理特性に及ぼすCおよびVの影響多元系基本合金(Fe-5Cr-5Mo-5W-2Co-V-C)のCおよびV量を,それぞれ1.4-2.4%および1.8-7.0%に変化させた白鋳鉄に,焼入れ,焼入れ一焼もどし熱処理を施し熱処理条件と硬さおよび残留オーステナイト(γ)量の変化を調査した。その結果、高い焼もどし硬さを得るためには,低C系鋳鉄ではγ化温度を高く,高C系では低くして焼入れする必要があり,また,低V系では低く,高V系では高くしなければならないことが明らかになった。さらに,二次硬化により最高硬さが得られる焼もどし温度は,残留γ量が2%以下に減少する最低焼もどし温度と一致することがわかった。2.多元合金系白鋳鉄の耐摩耗性の評価本合金系の化学反応を調整することにより晶出炭化物の組合せを制御した鋳鉄を用い,熱処理によりほぼ等しい硬さを有する試料のショットブラスト式アブレーション摩耗試験を行った。その結果,MCとM_2C炭化物が共存,およびMC,M_2C,M_7C_3が共存した鋳鉄がもっとも耐摩耗性に優れ,MCとM_7C_3が共存した鋳鉄は著しく劣ることが判明した。また,同じ硬さでも残留γ量の高い鋳鉄ほど摩耗速度は小さく,試験途中に生ずる残留γの誘起マルテンサイト化に起因する加工硬化が耐摩耗性を改善することが判明した。
日本海及び東シナ海の水と物質循環の研究

1.本研究の特色は、研究分担者間の研究連絡・交流を促進し、研究成果の統合を図るに止まらず、研究課題に対する理解を格段に深めるのに必要な新しいデータセットの取得を提案し、実行することにある。実際、前年度の本研究主催の国際研究集会(福岡市)に於いて策定された計画に従い、平成6年7月に、日・韓・露の3国の参加を得て、日本海全域に亘る国際共同観測を実施した。この夏季観測では、海底までの精密CTD、化学計測、ドリフタ-の放流、測流用係留系(3本)の設置・回収と並んで、分担者の開発した特殊な曳航体を用いてクロロフィル、O_2、CO_2及び表層流速の測定が試みられた。特筆すべきは、日本海北部のロシア経済水域内の3点において、11ヶ月に及び長期測流データを取得したことである。これは、日本海誕生以来、初めて、日本海盆の中・深層の流動特性を明らかにしたもので貴重である。なお、現在、3本の係留計(うち1本にはセディメントトラップ付)が海中にあって測流中である。更に、冬期の過冷却による深層水の生成過程を調べる目的で、平成7年3月1日から、ウラジオストック沖において、3国共同観測が実施された。これは、次年度以降に予定されている本格的な冬季観測の準備観測として位置づけられている。2.現地観測による新しいデータセット取得の努力と並んで、室内実験に関する共同研究も活発に実施された。即ち、昨年度の研究集会での打ち合わせに従って、日・韓・露でそれぞれ冷却沈降過程に関する実験を進めるとともに、平成6年10月にはロシア・シルショフ研究所からディカレフ氏(研究協力者)を日本に招き、また、研究代表者が韓国漢陽大学を訪問し研究途中成果の比較検討を行った。この共同研究においては、特に、自由表面を確保する冷却(駆動)方法が試みられ、従来の固体表面を持つ実験と著しい差異があることを見出した。しかし、こうした実験結果を現実の沈降現象と結びつけるには、冬季における集中的現地観測の成果を持たねばならない。3.昨年1月の研究集会での検討・打合わせに従って、日・韓・仏・中・(米)の研究者により、日本海及び東シナ海域に関する数値モデル研究が共同で進められた。その成果として、東韓暖流の挙動(特に離岸現象)を忠実に再現できる新しい日本海数値モデルを開発するとともに、黒潮を含む東シナ海域の季節変動のメカニズムを解明するための数値モデル研究がなされた。4.夏季観測の際に放流したドリフタ-(アルゴスブイ)の挙動は韓国・成均館大学及び海洋研究所で受信され、衛星の熱赤外画像と高度計データは九州大学で連続的に収集された。こうした表層に関する情報を有機的に結合し、検討するため、平成7年1月に成均館大学の崔教授が九州大学を訪問した。5.以上の共同研究活動の全成果を多面的に検討し統合するために、平成6年11月78日の2日間に亘り、韓国ソウル大学に於いて開催された国際研究集会に参加した。この集会には、日本・韓国・ロシアから、一般参加も含めて、約70名の参加者があった。参加者の専門分野が、海洋物理、化学、海洋工学及び生態学と多岐にわたっていることは学際性を標ぼうする本研究の特色を象徴するものである。アメリカからも2名の特別参加があり、本研究が口火を切った日本海及び東シナ海に関する学際的・国際的研究に対するアメリカの並々ならぬ関心が表明された。なお、ここで公表・検討された成果は、逐次、学術誌において印刷公表される予定である。過去2年に亘る本研究成果の総括もなされたが、そこでは、本研究が取得した新しいデータセットは、問題に解答を与えるというよりも、むしろ、新たな問題を提起する性質のものであることが認識された。そのため、最終セッションでは、提起された問題を解明して行くための今後の方策(主に現地観測)が詳細に検討された。

即ち、昨年度の研究集会での打ち合わせに従って、日・韓・露でそれぞれ冷却沈降過程に関する実験を進めるとともに、平成6年10月にはロシア・シルショフ研究所からディカレフ氏(研究協力者)を日本に招き、また、研究代表者が韓国漢陽大学を訪問し研究途中成果の比較検討を行った。この共同研究においては、特に、自由表面を確保する冷却(駆動)方法が試みられ、従来の固体表面を持つ実験と著しい差異があることを見出した。しかし、こうした実験結果を現実の沈降現象と結びつけるには、冬季における集中的現地観測の成果を持たねばならない。3.昨年1月の研究集会での検討・打合わせに従って、日・韓・仏・中・(米)の研究者により、日本海及び東シナ海域に関する数値モデル研究が共同で進められた。その成果として、東韓暖流の挙動(特に離岸現象)を忠実に再現できる新しい日本海数値モデルを開発するとともに、黒潮を含む東シナ海域の季節変動のメカニズムを解明するための数値モデル研究がなされた。4.夏季観測の際に放流したドリフタ-(アルゴスブイ)の挙動は韓国・成均館大学及び海洋研究所で受信され、衛星の熱赤外画像と高度計データは九州大学で連続的に収集された。こうした表層に関する情報を有機的に結合し、検討するため、平成7年1月に成均館大学の崔教授が九州大学を訪問した。5.以上の共同研究活動の全成果を多面的に検討し統合するために、平成6年11月78日の2日間に亘り、韓国ソウル大学に於いて開催された国際研究集会に参加した。この集会には、日本・韓国・ロシアから、一般参加も含めて、約70名の参加者があった。参加者の専門分野が、海洋物理、化学、海洋工学及び生態学と多岐にわたっていることは学際性を標ぼうする本研究の特色を象徴するものである。アメリカからも2名の特別参加があり、本研究が口火を切った日本海及び東シナ海に関する学際的・国際的研究に対するアメリカの並々ならぬ関心が表明された。なお、ここで公表・検討された成果は、逐次、学術誌において印刷公表される予定である。過去2年に亘る本研究成果の総括もなされたが、そこでは、本研究が取得した新しいデータセットは、問題に解答を与えるというよりも、むしろ、新たな問題を提起する性質のものであることが認識された。そのため、最終セッションでは、提起された問題を解明して行くための今後の方策(主に現地観測)が詳細に検討された。平成5年8月に、3週間に亘る日本海国際共同観測を成功させた。この観測は、各国の経済水域制限よりも研究目的を優先させた点で、今後の日本海研究に新しい方向を示したと云える。CTD・採水、曳航式ADCP及びアルゴス漂流ブイにより、日本海上層流況の特性、特に極前線北部の反時計まわりの循環流を直接確認することができた。又、航海中に3本の係留系を日本海盆に設置した。これ等の係留系は本年7月に回収される予定であり、日本海固有水に関する初めての長期測流として期待されている。上記国際共同観測の実現と平行して、日本海及び東アジア海域に関する様々な共同研究が進められた。即ち、ロシア観測資料の入手・解析とそのデータベース化;衛星赤外画像時系列の収集とその統計(wavelet)解析;韓国研究者の編集による詳細な風応力分布を用いた数値モデル実験。これ等の共同研究成果(及び途中経過)は、8月の観測結果と共に、平成6年1月に開催された国際シンポジウム(本研究主催)に於て公表・検討された。このシンポジウムには、共同研究者のみならず、内外から多数(70余名)の参加があり、本年度の研究成果をもとに、次年度の研究計画も検討された。
児童期の注意欠陥多動性障害患者の脳機能評価

小児期の注意欠如多動性障害児童の脳機能に対する塩酸methylphenidate(MPH)の効果をnear-infrared spectroscopy(NIRS)を用いて評価を行った。研究には9人のADHD児童が参加した.MPHの効果判定にはStop-signal taskも併用した.脳機能の評価には日立メディコ製光トポグラフィ装置ETG-7100を使用し(47ch)、賦活課題には語流暢性検査を用いた.その結果, MPH内服後の前頭下部のoxy-Hb変化量(課題開始後40.60秒)は、SSRTの減少量と有意な相関が見られた(r=-.69、p=.039)。以上の結果から, NIRSは非侵襲的に,繰り返し脳機能を測定できる装置であり, ADHD児の薬物治療効果判定に有用であると考えられた.小児期の注意欠如多動性障害児童の脳機能に対する塩酸methylphenidate(MPH)の効果をnear-infrared spectroscopy(NIRS)を用いて評価を行った。以上の結果から, NIRSは非侵襲的に,繰り返し脳機能を測定できる装置であり, ADHD児の薬物治療効果判定に有用であると考えられた.MPHの内服後の前頭部のoxy-Hb変化量は,MPH内服していない状態での前頭部のoxy-Hb変化量よりも有意に大きかった。【考察】MPH内服後のNIRS測定で課題後半の前頭下部の血流量が増加していることがMPHの有効性を示すと考えられた。NIRSは非侵襲的に,繰り返し脳機能を測定できる装置であり,ADHD児の薬物治療効果判定に有用であると考えられた。【考察】以上の結果から、MPHはADHD患児の脳血流量を増加させ、特に課題後半での増加は反応抑制の改善と関連することがわかった。NIRSは非侵襲的に、繰り返し脳機能を測定できる装置であり、ADHD児の薬物治療効果判定に有用であると考えられた。
胃癌腹膜播種における脂質代謝変容の解明と標的治療への応用

胃癌腹膜播種は原発巣から遊離した癌細胞が腹膜下の脂肪組織に浸潤し播種が進展することから、胃癌細胞と脂肪細胞の間には何らかの相互作用が働いている可能性が高い。近年、高転移、幹細胞性を示す癌細胞の中で、脂肪酸をエネルギー源とするmetabolic reprogramingを示す癌細胞が存在し、これらの細胞の一部に脂肪酸受容体であるCD36の高発現が認められることが明らかになった。本研究では、肥満細胞との相互作用に着目し、胃癌細胞のCD36発現状況と、β酸化による細胞内代謝が、腹膜播種の成立、進展に及ぼすメカニズムを解析し、代謝変容を標的とした新規治療の可能性を検討する。
半導体デバイス層間絶縁膜としての周期構造ナノ構造薄膜の合成

半導体デバイスが微細化・多層配線化する中、高速動作・低消費電力のためには層間絶縁膜の低誘電率化(low-k膜)が必須となっている。本研究では、空孔の導入による低誘電率化、および周期構造化による優れた機械的特性の両方を併せ持つ新規な薄膜材料"周期構造ナノ構造シリカ薄膜"を開発することを目的とした。周期構造シリカは通常液相法で合成されるが、我々はナノ構造膜の気相合成が可能であることを初めて見出している。以下に示す液相法および蒸気合成を用いて薄膜の合成に取り組んだ。今年度は特に両于法における膜厚制御方法について検討した。(1)液相法:界面活性剤、エタノール、塩酸、テトラエチルシリケート(TEOS)からなる溶液をシリコン基板上にスピンコーティングすることによって薄膜を得た。(2)蒸気合成:界面活性剤、エタノール、塩酸からなる溶液を基板の上に塗布した。界面活性剤薄膜およびTEOSを耐圧容器内に離して設置し、90180°Cで26時間保持した。TEOS蒸気が界面活性剤薄膜に浸透しナノレベルの相変化が生じることによって周期構造メソ多孔体薄膜が得られた。膜厚制御の因子として塗布溶液中の界面活性剤の濃度に着目して膜厚の制御を試みた。蒸気合成では、膜厚が界面活性剤濃度に比例することが分かった。また、液相合成の場合も界面活性剤の濃度を変化させることにより膜厚を300nmから20nmまで制御することができた。薄膜の周期構造の存在をXRD測定から確認した。FE-SEM観察より周期的細孔構造を確認した。
Fas抗原を介したATL細胞アポトーシスにおけるアンチオキシダントの役割

成人T細胞白血病(ATL)細胞における、CD95/Fas抗原を介したapoptosisの機序について、oxidantの関与を中心に研究を行った。ATL患者末梢血から樹立された株化ATL細胞は、IgM抗Fas抗体によって容易にapoptosis引き起こす細胞と、高度耐性の細胞に分けられた。また、感受性の細胞を微量の抗Fas抗体存在下から培養することにより、高度耐性のsubcloneを得ることが出来た。抗Fas抗体処理によって、感受性細胞からはoxidantの発生が認められたが、耐性細胞からは認められなかった。oxidantによるDNA損傷のマーカーとなる8-hydroxydeoxyguanosine(8-OHdG)の量と、発生したoxidantの量は正の相関を示した。anti-oxidantとしての細胞内還元型glutathione(GSH)およびその合成酵素であるγ-glutamy1 cysteine synthetase(γ-GCS)は、耐性細胞の方が感受性細胞よりも数倍増加していた。興味深いことに、抗Fas抗体に耐性な細胞はさまざまな抗癌剤に対しても交差耐性を示した。また、ATL患者尿中の8-OHdGは、化学療法によって著しく増加することから、抗癌剤による殺細胞効果にもoxidantが利用されている可能性が強く示唆された。しかし感受性細胞の抗Fas抗体や抗癌剤によるapoptosisは、in vitroにおいて大量のGSHを添加しても完全には抑制できないことから、耐性化にはanti-oxidantの他の因子の関与も示唆された。抗Fas抗体に耐性の患者末梢血ATL細胞のFas遺伝子を解析することにより、一部の症例ではFas遺伝子のdeath domainに異常が起きていることを発見した。我々が樹立したIL-2依存性のATL細胞株はすべて細胞表面にCD95/Fas抗原を発現し、IgM抗Fas抗体に感受性であり容易にapoptosisを引き起こした。しかし微量のIgM抗Fas抗体から培養を開始することによりIgM抗Fas抗体に対し高度耐性のsubcloneを得ることが出来た。このsubcloneを用いてapoptosis耐性化の機序について研究を行った。高感受性の細胞からは抗Fas抗体処理によってオキシダントの発生を認めたが、耐性細胞からはオキシダントの発生を認めず、強力なアンチオキシダントの存在が示唆された。オキシダントの発生と、DNAの損傷によって形成される8-hydroxydeoxyguanosineの産生量は正の相関を示し、apoptosisにおけるオキシダント役割が確認された。耐性細胞内のアンチオキシダントとしての還元型glutathione(GSH)およびその合成酵素であるγ-glutamylcysteine synthetase(γ-GCS)は感受性細胞と比較して数倍増加していた。しかしsuperoxide dismutase(SOD)を含むその他のアンチオキシダントの増加は認めなかった。以上の結果から、ATL細胞におけるFas抗原を介したapoptosisはオキシダントの発生によってもたらされ、耐性化は主にGSHの増加によってもたらされることが示唆された。平成7年度の研究によって、IgM抗Fas抗体感受性ATL細胞株のアポトーシスには少なからずオキシダントの産生が関与していることが明らかとなった。しかしこの研究で用いた感受性株(SO4)およびそのサブクローンである高度耐性株(R-SO4)ではFas抗原量が異なっており(SO4>R-SO4)、耐性化の機序は単に抗原量の相違による可能性が残されていた。そこで平成8年度は、Fas抗原量がほぼ同一な感受性株(ST1)および高度耐性株(R-ST1)を新たに樹立して研究に用いている。細胞株を用いた研究によって、アポトーシス耐性化の機序にはアンチオキシダントとしての還元型glutathione(GSH)が関与していることが明らかとなったため、研究を細胞株から臨床材料(患者末梢血ATL細胞)に発展させた。

GSH量を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を用いて測定し、正常リンパ球とATL細胞とで比較検討した。少なくとも現在までのところ、ATL細胞の方が正常リンパ球よりもGSH量が多いという結果は得られていない。そのため、ATL細胞がFas抗原を恒常的に多量に発現しているにも関わらず、生体内でアポトーシスを起こさずに増殖を続ける機構は、GSH量の増加では説明できない可能性が出てきた。そこでこれまの研究に加え、アポトーシスシグナル伝達物質の一つとして注目を浴びているceramideについても検討を行った。感受性細胞株からは抗Fas抗体処理によって時間依存性および濃度依存性にceramideが産生されたが、耐性細胞株からは全く産生されなかった。また外来性のC_2-ceramideによって、耐性株は感受性株と同様にアポトーシスを引き起こした。今後はオキシダントとceramideとの関係についても検討を加えて行く予定である。平成7年度および平成8年度の研究によって、IgM抗Fas抗体に感受性および耐性のATL株細胞を数多く樹立することが出来た。これらの細胞の解析により、Fasを介したapoptosisの機序には少なからずoxidantの発生が関与していることが明らかとなった。一方、耐性細胞内の還元型glutathione(GSH)量は感受性細胞よりも数倍多いことから、少なくともapoptosis耐性化の一部はanti-oxidantとしてのGSHによってもたらされていることが示唆された。また興味深いことに、抗Fas抗体に耐性な細胞は、さまざまな抗癌剤に対しても同様に耐性であるという結果が得られた。そこで研究材料を株細胞から臨床材料に発展させた。oxidantによるDNA損傷のマーカーである8-hydroxydeoxyguanosine(8-OHdG)は、抗癌剤投与後ATL患者尿中に著しく増加し、抗癌剤による殺細胞効果にもoxidantの発生が関与していることが明らかとなった。更に、ATL患者にしばしば観察される抗癌剤に対する多剤耐性化の機序が、細胞内GSH量の増加によってもたらされている可能性について検討を行った。しかしATL細胞の方が正常リンパ球よりもGSH量が多いとする結果は得られず、抗癌剤に対する耐性化はGSH単位では説明できなかった。抗Fas抗体に高度耐性を示したATL細胞について、Fas遺伝子の解析を行った。解析した6検体のうち1検体に、death domain部の点突然変異に基づく欠損が認められた。また、この細胞を抗Fas抗体で処理してもoxidantの発生は認められなかった。現在この細胞について更に解析中である。
画像源の特徴を考慮した適応的色域マッピング

本研究では、画像依存の概念に基づく異種メディア間の快適な色域写像を目的として、次の5点を重点項目として取り組んだ。(A)画像依存の概念に基づく非線形色域マッピングモデルの基本設計(C)狭色域画像に対する色域伸張アルゴリズムの探究(D)画像源の主要色分離による快適色変換手法の探究平成12年度は以下の(1)(3)、平成13年度は(4)(6)、平成14年度は(7)(9)に掲げる以下の成果を得た。1)画像依存の概念による色域写像モデルと色相分割2次元マッピング法の開発:2)画像源の色域表面の自動形成:a)色数一定分割法、およびb)固定立体角分割法を提案3)標本点による3次元色域の関数近似:OverhauserSpline関数による滑らかな色域立体曲面を記述5)3次元色域の効率的記述法の検討:3次元色域を2次元濃淡画像で表現するr-image法を開発6)ガウス分布へのヒストグラム特定化による色域伸張:撮影条件の悪い狭色域画像を高彩度に復元7)色領域の分割による快適色変換:主要色抽出と主成分マッチングによる快適色変換法を開発8)3次元色域のコンパクトな記述法:r-imageをSVD(特異値分解)とWaveletで約500Bytesに圧縮9)3D I-D GMAの総合評価実験:r-image GBDを導入して、テスト画像を用いた適応的色域写像を試み、心理物理実験(z-score法)による従来法との比較評価を経て、その効果を検証した。本研究は、これまでの機器独立の概念から一歩進んだ画像依存の概念に基づく異種メディア間の新しいカラーマネジメント方式の創出を狙いとしている。具体的には、次の3項目が研究の主目的である。(A)画像源の色分布と機器色域との相対関係を考慮した3次元色域圧縮アルゴリズムの開発(B)画像源のカラーヒストグラム特定化処理による色域圧伸アルゴリズムの探索(C)画像源の主要色分離によるキーカラーマッチング手法の確立平成12年度は、上記の目的(A)を達成するための課題である以下の数学的計算論理に取り組んだ。(1)画像源の色域表面の自動形成:画像依存の色域圧縮には、不特定の自然雨像の不規則な色点分布から、色域表面を決定することが第1の要件となる。本研究では、1-a)色数一定分割法、および1-b)固定立体角分割法を用いて画像源の3次元色分布の空間分割を行い、各分割セグメント毎に色分布中心から最遠点を抽出して、色域表面を形成した。表面点は三角パッチで連結してポリゴンメッシュで表現された。両方式ともCIELAB均等色空間での極座標表現を採用することにより、複雑な色域形状を的確に自動形成することに成功した。(2)色域標本点による3次元色域の関数近似:自然で滑らかな色域表面の形成のために、3次元曲面の関数近似法について検討した。ここでは3次スプライン曲線に注目し、隣接する標本点を滑らかに接続できるOverhauser Spline関数を色域立体表面の記述に応用した。計算負荷が重いために時間を要するが、ポリゴンメッシュと比較して少数の表面点からも連続的な曲面形成が可能であることを実証した。上記(1)で求めた3次元色域を用いて、CRT上のCG画像のインクジェットプリンタの色域内への写像を試みた。非線形のガンマ圧縮関数を適用して継目なしの連続写像を行い、z-score法による心理評価実験の結果、従来の2次元写像と比較して、とくに高彩度の連続階調部分において偽輪郭の発生が抑制された。本研究は、これまでの機器独立の概念から一歩進んだ、画像依存の概念に基づく異種メディア間の快適な色域写像方式の創出を狙いとしている。具体的には、次の3点からのアプローチを進めている。

(A)画像源の色分布と機器色域との相対関係を考慮した3次元色域圧縮アルゴリズムの開発(B)画像源のカラーヒストグラム特定化処理による色域圧伸アルゴリズムの探索(C)画像源の主要色分離によるキーカラーマッチング手法の確立平成13年度は、上記各項目について以下の進展を見た。(1)3次元色域の効率的記述・データ圧縮および色域比較:画像源の3次元色域境界を効率的に表現する記述子GBD(Gamut Boundary Descriptor)について検討。L^*a^*b^*空間の色点位置を極座標r(θ,φ)で表示し、角度幅(Δθ,Δφ)で分割した各空間内の最大動径ベクトルr_<max>を抽出して、色域表面を形成。このr_<max>の振幅値を2次元座標(θ_i,φ_j)に配列することにより3次元色域形状を濃淡画像r-imageとして表現。さらにr-imageをSVD(特異値分解)によって画像圧縮し、コンパクトに記述することに成功。R-image法は色域写像のための画像とデバイスの色域比較に有効であった。(2)画像源ヒストグラムのガウス分布への特定化による色域伸張画像源の色域がプリンタの色域より狭い場合には、色域圧縮とは逆に色域伸張による画像の見えの改善が可能。輝度色差空間において、明度と彩度のヒストグラムをガウス分布に特定化することによる快適な色域伸張手法を開発。撮影条件の悪い画像に適用して高彩度画像への復元効果を検証した。(3)色領域の分割による好ましい色変換本研究の最終目標は、画像源に適応した快適な色域写像にある。この目標へのアプローチとして画像を構成する主要色領域を抽出し、各領域毎に予め学習した好ましい参照色への快適色変換に挑戦。色彩距離法による色領域のクラスタリング、クラス間シンボル距離を用いた領域融合法、及び主成分分析法を総合した写像法を提案。緑の芝生、青い空、肌色等の記憶色をそれぞれの参照色の主成分にマッチさせる実験を試行。色領域境界の誤識別が問題となったが、好ましい色変換の可能性を提示できた。本研究では、これまでの機器独立の概念から一歩進んだ、画像依存の概念に基づく異種メディア間の快適な色域写像方式の創出を狙いとして、次の3点からのアプローチを進めてきた。(A)画像源の色分布と機器色域との相対関係を考慮した3次元色域圧縮アルゴリズムの開発(B)画像源のカラーヒストグラム特定化処理による色域圧伸アルゴリズムの探索(C)画像源の主要色分離によるキーカラーマッチング手法の確立平成14年度は、これらを総合した適応的色域マッピングを目指し以下の進展を見た。(1)3次元色域のコンパクトな記述法:画像源3次元色域の簡便な記述子GBD(Gamut Boundary Descriptor)として、極座標r(θ,φ)で分割した部分色空間の最大動径ベクトルrmaxを2次元配列するr-image法を開発した。r-imageはSVD(特異値分解)により圧縮できることはすでに報告したが、新規にWavelet圧縮を適用したところ、圧縮率をさらに向上でき、500Bytes以下で実用的な色域形状の記述が可能であった。本結果により、圧縮後のG8Dを画像源に添付して出力側へ送ることにより、ユーザ側でフレキシブルなImage-to-Deviceの色域写像を実装できる。
ディジタルファジィプロセッサと32ビットパソコンによるファジィコンピュ-タの試作

これまで報告されてきたファジィ制御の産業界での実用化事例の殆どは、マイクロコンピュ-タ上でファジィ制御用のソフトウェアを走らせる方法を取っており、ロボットや乗物などの高速制御を行なおうとすると、推論処理速度の点で対応が困難になる、そこでファジィ制御用ハ-ドウェアとして、特にチップレベルでの開発が切望されてきていた。ファジィチップに関しては、いくつかのものが既に提案され、または開発されてきている。それらはファジィ推論を汎用的に処理することを目的としたものであるが、ハ-ドウェアの制約上、例えばファジィ推論の合成規則演算方式をMAX/MIN法等に、非ファジィ化手法を重心法等に限定しなければならず、更に、例えばル-ル数の増加に対してもハ-ドウェアを追加するか、処理速度の低下を招かざるを得なかった。このような諸問題の解決を目的として、本研究では、仮想ペ-ジング方式ファジィチップの研究が行なわれてきた。その方式の有効性を確認するために、試作機を作成したところ、前述の制約から解放され、チップ当りの設定ル-ル数無制限などを実現すると共に、ファジィ推論結果を毎秒6百万回得ることが出来るという処理速度を実現し、更に毎秒6千万回以上のファジィ推論への見通しを得ることができた。さらに、このようなファジィ推論チップの開発を支援するために、本研究で開発したファジィ開発ステ-ションは、大きく分けて、ホストコンピュ-タと開発支援ソフトおよび拡張通信ボ-ド、それにFEBNとFCASと称する分離型ファジィコントロ-ラにより構成されている。しかも、ファジィ開発ワ-クステ-ションには、仮想ペ-ジング方式を採用した特定用途ファジィチップと信号互換のエミュレ-タが付属しており、チップの開発環境として利用するほか、汎用ファジィコントロ-ラとしても使用可能である。
神経伝達物質が骨リモデリングに与える影響に関する研究

ヒト破骨細胞前駆細胞は、D1D5ドパミン受容体を発現しており、ドパミン及びD2受容体細動薬添加により、成熟破骨細胞は有意に減少させ、RANKL依存性のcathepsin Kの発現を有意に抑制し、象牙切片上の骨吸収窩面積を減少させた。さらに、細胞内cAMP濃度、c-Fosの発現及び破骨細胞前駆細胞核内への移行、NFATc1の発現を抑制した。ドパミン受容体D2様受容体シグナルは細胞内cAMP濃度の低下とともに、c-Fos及びNFATc1の発現を抑制し、ヒト破骨細胞形成を直接的に抑制する事を示し、ドパミン受容体シグナルが破骨細胞形成系へ直接的に作用し、骨代謝に重要な役割を担っていることが示された。骨組織には神経線維が豊富に分布しており、近年になって神経系の骨代謝調節における意義が注目されるようになってきた。当研究室では代表的な神経伝達物質であるドパミンが、関節リウマチ患者炎症性滑膜の樹状細胞にドパミンが豊富に存在する事、ドパミンD1様受容体阻害薬が滑膜炎症及び関節破壊を抑制しうる事をSCIDマウスを使ったヒト関節リウマチモデルにおける検討で明らかにし、更にはドパミンD2受容体シグナルが細胞内cAMP-c-Fos-NFATc1を抑制する事で破骨細胞形成を抑制する事を報告してきた。本研究ではこれまでの検討に加えて、神経伝達物質による骨芽細胞分化・成熟に対する影響について検討を行う。はじめに、ドパミン関連刺激の炎症性骨破壊病態、及び骨粗鬆症病態に対する影響を評価するために、ラット関節炎モデル:ラットに完全フロイントアジュバント+牛I型コラーゲンを皮下投与することで作成するラット関節炎モデルに対し、ドパミン関連刺激薬の経口投与を行い、連日関節炎のスコアリングを行い、X線による画像的評価を行った。結果コントロール群と比較して、ドパミンD2受容体作動薬投与により関節炎スコアは低下し、画像上関節破壊も抑制されていた。健常人末梢血より分離したCD14陽性細胞に培養開始時よりM-CSF、培養開始4日目よりRANKLを分化刺激因子として添加して破骨細胞分化誘導を行い、RANKL添加時にドパミン関連刺激を加えた際の破骨細胞分化への影響を検討した。破骨細胞分化については、培養開始14日後に酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ(TRAP)染色を行い、TRAP陽性かつ3核以上の多核細胞を破骨細胞様細胞として評価した。破骨細胞機能評価として、破骨細胞特異的遺伝子であるcathepsin Kの発現は定量的PCR法、象牙切片上の骨吸収窩形成はpit assayで評価した。培養開始4日目RANKL刺激後の細胞内cAMP濃度は蛍光アッセイ法、c-Fosの発現は定量的PCR法及び蛍光染色法、破骨細胞分化のマスターレギュレーターであるNFATc1の発現は定量的PCR法を用いて評価した。加えて、LPS誘導骨粗鬆症モデルマウスに対する影響をex vivo破骨細胞培養系を用いて評価した。培養開始前CD14陽性細胞及び培養10日目までのヒト破骨細胞前駆細胞は、D1D5ドパミン受容体を発現していた。RANKL刺激時のドパミン添加により、14日目のTRAP陽性多核細胞は濃度依存性に有意に減少した。また、D2様受容体作動薬の添加にて、TRAP陽性多核細胞は減少した。ドパミン及びD2様受容体作動薬は、RANKL依存性のcathepsin Kの発現を有意に抑制し、象牙切片上の骨吸収窩面積を減少させた。さらに、ドパミン及びD2様受容体作動薬は、培養4日目の細胞内cAMP濃度、c-Fosの発現及び破骨細胞前駆細胞核内への移行、NFATc1の発現を抑制した。ex vivoにおいては、LPS刺激マウスに経口的にD2受容体作動薬を加える事により、マウス骨髄由来破骨細胞分化を抑制した。以上より、ドパミン受容体D2様受容体シグナルは細胞内cAMP濃度の低下とともに、c-Fos及びNFATc1の発現を抑制し、ヒト破骨細胞形成を直接的に抑制する事が示された。関節炎動物モデルにおいて、ドパミンD2受容体シグナルが関節炎及び関節破壊を抑制し得ることが示されるも、本研究の目的である骨芽細胞形成系への影響についてメカニズムも含めて十分に解明出来ていない。リウマチ・膠原病主にvitroの系において、ドパミン受容体シグナルによる骨芽細胞形成系への作用メカニズムについて研究を進める。

具体的には、ヒト間葉系幹細胞から骨芽細胞分化を誘導し、ドパミン受容体作動薬を添加し、ELISA法にて培養上清中のオステオカルシン評価、同時にアルカリ性ホスファターゼ染色を行い、骨芽細胞分化誘導に与える影響を評価する。
ヒト特異的染色体ゲノム領域の探索に関する技術開発

ヒトゲノム解析も、全塩基配列の概要が報告され、新たな段階を迎えた。遺伝子の機能解析とともに、ヒトの生物学的特異性を追求することが重要な研究項目として取り上げられるようになった。ヒトの特異性を知るうえで、もっとも近縁のチンパンジーなどとの比較が重要である。通常、遺伝子の塩基配列レベルでヒトとチンパンジーとは極めて高い相同性を示すと説明されている。しかし、もっと巨視的に見た染色体レベルでは大きな種差がある。本研究では、比較ゲノムハイブリダイゼーション法を改良した蛍光in situ hybridization(FISH)法により、種特異的な染色体領域を検出することを目的とした。ヒト、チンパンジー、ボノボ、ゴリラ、オランウータンのゲノムDNAを標識し、ゲノム中に多量に存在する反復配列DNAによるsuppressionの程度を変化させ、種特異的な反復配列領域の種類と分布を明瞭に検出することが可能となった。さらに、よく知られているヒト第2番染色体の染色体再配列領域約4Mbについて、この領域から得られたコスミドクローンのオーダリングによる比較解析を行った。その結果、チンパンジーの第12、13番染色体型の祖先型染色体がテロメア近辺で直列融合し、テロメア特異的反復配列が対向した形で残り、その周辺のゲノム構造は変化を起こさずにヒト型染色体になったことがわかった。この領域のテロメア特異的反復配列のコピー数には個人差、集団差があることを見い出した。哺乳動物の遺伝子地図を比較すると、染色体は大きなバンド・レベルの保存的領域(遺伝子群)の多様な組み合わせであることがわかる。すなわちゲノム進化は、遺伝子レベルでの変化と同時に、染色体レベルでの大規模な変化により生じているといえる。こういった染色体領域のなかで、種特異的なものを探索することが本研究の目的である。このために、本年度は保存性が高いといわれる遺伝子密度が高い染色体部分の霊長類における比較検討を行った。また、逆に進化速度が速い反復配列DNA領域についても重点的に調べることとした。(1)そこでまず、遺伝子密度が高いヒト第11番染色体短腕末端の11p15領域をモデルとして、コスミド・クローン26個を用いたゲノム構成の解析を行った。そしてそれらクローンをチンパンジー、オランウータン、カニクイザルの染色体上にマップし、位置の比較を行った。その結果、この領域の構成をヒトと比較すると、チンパンジーでは同一であるが、オランウータンとカニクイザルでは、逆位による染色体再構成点があることがわかった。(2)ヒト由来の遺伝子のcDNA多数について、高精度分染バンドを示すヒト染色体上に正確にマップした。そして他の霊長類染色体での相同遺伝子の位置の比較を行い、ペインティング法では検出不可能な小さな領域に関する遺伝子の並び方の相同性(synteny)関係について調べた。(3)霊長類の反復配列DNAの代表的なものがAluとL1ファミリーである。そこで各々をフルオレセインあるいはローダミンで標識し、比較ゲノムハイブリダイゼーション法の変法により種差を分析した。(4)一方、種特異的なサテライトDNAの分布とその周辺の遺伝子構成について比較検討した。種特異的な染色体領域を検出する方法として、CGH(comparative genomic hybridization)法を導入した。この方法は、腫瘍組織などにおける遺伝子増幅や欠失領域を検出するのに用いているが、それを種間のゲノム比較に応用したものである。ヒト由来全DNAとサル類由来全DNAをそれぞれfluoro-redあるいはfluoro-greenで標識し、ヒトあるいはサル類の正常核型染色体標本にハイブリダイズさせた。これによりヒトで増幅あるいは欠失した染色体領域は染色体標本上でそれぞれ赤色あるいは緑色が強い蛍光領域として検出できるはずである。こうして得られた画像をDigital化しCGH解析ソフトを用いて分析した。本年度は主としてヒトと新世界ザルのコモンマーモセット間の染色体比較を行なった。

その結果、マーモセット染色体上に、ヒトの方が相対的にDNA量が多いことを示唆する領域が少なくとも3ヵ所があることがわかった。しかしこの領域に対応するヒトの染色体領域の解析結果がかならずしも明瞭でないため、予測される領域に位置する遺伝子のDNAをプローブとして比較マッピングにより領域の特定を始めた。一方、共同研究によりヒトのcDNAのマッピングを進めているが、このプローブを用いてヒトとサル類との比較マッピングを行ない、ペインティング法では検出不可能な小さな領域に関する遺伝子の並び方の相同性(synteny)関係について調べた。上記の両解析法により、今後ヒトで増幅あるいは欠失している染色体領域が検出できるものと考えられる。ヒトゲノム解析も、全塩基配列の概要が報告され、新たな段階を迎えた。遺伝子の機能解析とともに、ヒトの生物学的特異性を追求することが重要な研究項目として取り上げられるようになった。ヒトの特異性を知るうえで、もっとも近縁のチンパンジーなどとの比較が重要である。通常、遺伝子の塩基配列レベルでヒトとチンパンジーとは極めて高い相同性を示すと説明されている。しかし、もっと巨視的に見た染色体レベルでは大きな種差がある。本研究では、比較ゲノムハイブリダイゼーション法を改良した蛍光in situ hybridization(FISH)法により、種特異的な染色体領域を検出することを目的とした。ヒト、チンパンジー、ボノボ、ゴリラ、オランウータンのゲノムDNAを標識し、ゲノム中に多量に存在する反復配列DNAによるsuppressionの程度を変化させ、種特異的な反復配列領域の種類と分布を明瞭に検出することが可能となった。さらに、よく知られているヒト第2番染色体の染色体再配列領域約4Mbについて、この領域から得られたコスミドクローンのオーダリングによる比較解析を行った。その結果、チンパンジーの第12、13番染色体型の祖先型染色体がテロメア近辺で直列融合し、テロメア特異的反復配列が対向した形で残り、その周辺のゲノム構造は変化を起こさずにヒト型染色体になったことがわかった。この領域のテロメア特異的反復配列のコピー数には個人差、集団差があることを見い出した。