hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微小環境を伴うヒト膵癌三次元組織創出に基づく革新的薬剤評価系の構築

マイクロアレイ解析等により、癌オルガノイドにおいて特異的に発現する分子、あるいは、発現抑制を受ける分子を抽出し、治療抵抗性に関与する候補分子の抽出を試みる。また、膵癌オルガノイドのゼノグラフト等を対象として、候補分子の発現検証を行う。これにより、癌オルガノイドの治療抵抗性機構の実態解明を進め、膵癌の新規治療標的の抽出に向けた検討を進める。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
水熱条件下の固相反応を用いた，機能性ナノリボンの調製法の研究

本研究計画では,モリブデンブルーブロンズ(M0.3MoO3, M=K,Rb,Cs,Tl)のナノリボン調製法の確立を目指して研究を行った.1)計画を効率よく進めるため,「簡便で水素含量制御の良い水素モリブデンブロンズ合成法」と「簡単な添加物を用いることで空気除去を必要としない,水熱法によるブルーブロンズ合成法」を開発した.2) 1)の方法を用いて伝導鎖方向によく伸長したK0.3MoO3ナノリボンを単一相として調製する方法を開発することに成功した.3)これまでの合成法では合成できないCsのブルーブロンズおよびCsとKの混晶ブルーブロンズのナノリボン調製法を開発することに成功した.本研究計画では,種々のモリブデンブルーブロンズのナノリボン調製法の確立を目指して研究を行っている.モリブデンブルーブロンズ(M0.3MoO3, M=K,Rb,Cs,Tl)は常温で1次元金属であり,低温で金属-半導体転移を起こしてCDW状態を取り,CDWの滑り運動に由来した非線形電気伝導やメモリー効果などの興味深い物性を示す.最近,そのCDW状態が光に応答して変化することが明らかになり,注目されている.CDWのコヒーレント長程度のサイズをもつ結晶では,CDWがサイズ効果を受け,バルク結晶とは異なった特性を示すことが報告されている.光の浸入長(約0.1 μm)程度の厚さの結晶では,結晶全体のCDW状態を光照射により変化させることができるので,0.1 μm以下の厚みをもち,利用しやすいナノリボンとして調製されたブルーブロンズ結晶は,画期的な光応答非線形伝導材料になることが期待される.本年度の研究では,これまでに水熱法で合成がなされているカリウムブルーブロンズ以外のブルーブロンズのナノリボン調製法の開発を可能にすることを目指し,ブルーブロンズをつくる4種の陽イオンのうち,合成が最も難しいと予想される、イオンサイズの最も大きなセシウムイオンのブルーブロンズナノリボンの調製法の開発に取り組み,目的のセシウムブルーブロンズのナノリボンを合成することに成功した.この研究成果については,日本化学会第93春季年会で報告を行った.また,これまでに調製法の確立に成功しているカリウムブルーブロンズのナノリボンも含めて、TEMによるこれらナノリボン試料の構造の解析に取り組み,これらが1次元金属としてのブルーブロンズの電気伝導方向に沿って伸長したナノリボンであることを確認することもできた.モリブデンブルーブロンズ(M0.3MoO3, M=K,Rb,Cs,Tl)は常温で1次元金属であり,低温で金属-半導体転移を起こしてCDW状態を取り,CDWの滑り運動に由来した非線形電気伝導やメモリー効果などの興味深い物性を示す.最近,そのCDW状態が光に応答して変化することが明らかになり,注目されている.CDWのコヒーレント長程度のサイズをもつ結晶では,CDWがサイズ効果を受け,バルク結晶とは異なった特性を示すことが報告されている.光の浸入長(約0.1 μm)程度の厚さの結晶では,結晶全体のCDW状態を光照射により変化させることができるので,0.1 μm以下の厚みをもち,利用しやすいナノリボンとして調製されたブルーブロンズ結晶は,画期的な光応答非線形伝導材料になることが期待される.本研究計画では様々な組成を持つブルーブロンズ・ナノリボンを調製することを目指して研究を行っており,前年度までの研究で電気伝導方向に沿って伸長したK0.3MoO3ナノリボンの単一相での調製法の確立と合成が最も難しいと予想される,イオンサイズの大きいCsのブルーブロンズ・ナノリボンの調製に成功している.本年度の研究では,混晶ブルーブロンズのナノリボンの調製法の確立を目指し,これまでの研究結果からその合成に有利と考えられる水和アルカリ金属ブロンズを出発物質としたブロンズ・ナノリボンの調製法の開発に取り組み,水素ブロンズからでしか単一相ナノリボンの調製が出来なかったK0.3MoO3ナノリボンを水和アルカリ金属ブロンズからも単一相として調製する方法の確立に成功した.またこの方法を応用して,セシウムーカリウム混晶ブルーブロンズ・ナノリボンの調製にも成功した.この研究成果については,日本化学会第94春季年会で報告を行った.本研究計画では,モリブデンブルーブロンズ(M0.3MoO3, M=K,Rb,Cs,Tl)のナノリボン調製法の確立を目指して研究を行った.1)計画を効率よく進めるため,「簡便で水素含量制御の良い水素モリブデンブロンズ合成法」と「簡単な添加物を用いることで空気除去を必要としない,水熱法によるブルーブロンズ合成法」を開発した.2) 1)の方法を用いて伝導鎖方向によく伸長したK0.3MoO3ナノリボンを単一相として調製する方法を開発することに成功した.3)これまでの合成法では合成できないCsのブルーブロンズおよびCsとKの混晶ブルーブロンズのナノリボン調製法を開発することに成功した.本研究計画では,種々のモリブデンブルーブロンズのナノリボン調製法の確立を目指して研究を行っている.

モリブデンブルーブロンズ(M0.3MoO3, M=K,Rb,Cs,Tl)は常温で1次元金属であり,低温で金属-半導体転移を起こしてCDW状態を取り,CDWの滑り運動に由来した非線形電気伝導やメモリー効果などの興味深い物性を示す.最近,そのCDW状態が光に応答して変化することが明らかになり,注目されている.CDWのコヒーレント長程度のサイズをもつ結晶では,CDWがサイズ効果を受け,バルク結晶とは異なった特性を示すことが報告されている.光の浸入長(約0.1 μm)程度の厚さの結晶では,結晶全体のCDW状態を光照射により変化させることができるので,0.1 μm以下の厚みをもち,利用しやすいナノリボンとして調製されたブルーブロンズ結晶は,画期的な光応答非線形伝導材料になることが期待される.本年度の研究では,水素ブロンズ(HxMoO3)を出発物質とした水熱条件下での固相反応によるカリウムブルーブロンズ(K0.3MoO3)のナノリボン(ナノワイヤー)調製法の開発に成功した.この研究成果については,日本化学会第92春季年会で報告を行った.また,この合成に用いる水素ブロンズを従来法より簡便に合成する方法の開発にも成功した.さらに,水和アルカリブロンズを出発物質としたブルーブロンズの合成法の開発にも目途をつけることができた.これは,合成法の選択肢を増やし,カリウム以外のブルーブロンズ(M0.3MoO3, M=Rb,Cs)や混晶系(K0.3-xMxMoO3, M=Rb,Cs, 0<x<0.3)のブルーブロンズのナノリボン調製法の開発を実現するために行っている.ブルーブロンズは混合原子価状態のモリブデンを含み,その合成には不活性雰囲気が一般に必要である.1999年-2005年の我々の水熱処理を用いたカリウムブルーブロンズの合成法の研究(Eda et al., Chemistry Letters, 28, 811 (1999); Chin et al., Journal of Solid State Chem., 164, 81 (2002); Eda et al., J. Solid State Chem., 178, 1471 (2005))では,真空ラインとグローブボックスを併用して完全に脱酸素雰囲気を実現することによって,純粋なカリウムブルーブロンズ粉末を合成することに成功している.今回の研究計画ではより簡便な方法を用いて,純粋な種々のブルーブロンズを合成し,なおかつ,ナノリボン状に調製することを目指している.なお,本年度の研究計画では,これまでに水熱法では合成がなされたことがない,カリウムブルーブロンズ以外のブルーブロンズのナノリボン調製法の確立を目指した.本年度の研究では,ブルーブロンズのナノリボン生成に及ぼす出発物質の組成・構造と水熱処理時の処理溶液の液性や濃度の影響などについて様々な条件で調べることができた.それにより,ブルーブロンズをつくる4種の陽イオンのうち,合成が最も難しいと予想され,これまでほとんど知られていないブルーブロンズであるセシウムブルーブロンズのナノリボンを合成することに成功した.また,これまでに調製したブルーブロンズ・ナノリボンの構造をTEMなどにより調べ,これらが当初目指していた,ブロンズの電気伝導方向に沿って伸長したものであることも確認することができた.したがって,計画はおおむね順調に進展していると言える.モリブデンブルーブロンズは混合原子価状態(5価/6価)のモリブデンを含み,不活性雰囲気での合成が必要な物質である.
バイオセンサーを用いた空気質認知による安全・健康生活空間の創造

シックハウス・シックビルディングシンドロームが自律神経系の失調に現れることに着目し、自律神経に選択的に作用する空気中の汚染物質を検出するセンサーの原型の開発を行った。但し、実用に供し得るバイオセンサーの開発ではなく、実用に供し得てバイオセンサーの特徴を生かすセンサーの仕様を合理的に定めることが目的である。1.バイオセンサーの改良生物の優秀な物質認識能を利用或いは模倣した化学センサーであるバイオセンサーは、基質認識部が測定対象である基質を認識して変化し、この変化を信号変換部によって電気信号に変え、得られた電気信号の処理により基質の濃度を知ることができる。このようなセンサーによる濃度認識は、室内空気汚染物質の濃度把握等IAQ問題の解決策として使用することが可能である。ここで、ホルムアルデヒドを吸着剤に吸着させた後、溶液に溶かし、既存の液中物質検出に用いられる細胞利用のバイオセンサーを、気中微量物質が見地できるよう試みを行った。さらに一種のバイオセンサーであるカビセンサーを用いて、室内空気汚染物質測定の可能性を検討した。2.室内濃度に関するデータ収集バイオセンサーにより室内空気汚染物質の人体影響を直接評価には、汚染物質の同定が必要である。日常生活での使用量が増加している殺虫剤、リン系難燃剤、農薬、防虫剤、プラスチック可塑剤、通常の溶剤等の室内濃度分布等を把握する実測と、文献調査によるデータ収集を行った。3.室内空気質分布性状検討バイオセンサーの人体付着位置、健康影響物質の濃度代表性をみる為、健康影響物質が人体の吸入空気に及ぼす影響等の室内空気質分布性状と人体吸入領域解析をCFDを用いて検討した。4.二次放散物質による室内空気質汚染室内空気汚染物質には、化学反応などにより二次室内汚染を起こすことが予想されている。ここで、塩化ビニル床材、接着剤などからの加水分解などによる二次放散物質の2E1H(2-エチル-1-ヘキサノール)の放散特性を検討した。
中枢ニューロン間シナプス形成・維持の分子機構-in vitroシナプス形成アッセイ系とモノクローナル抗体を用いたアプローチ

ラット大脳皮質ニューロン間でシナプス活動を示す同期した自発的なニューロンの発火に伴う細胞内Ca^<2+>レベルの上昇を観察し、機能的シナプス形成をin vitroでモニターできるアッセイ系を開発した。細胞内に作用しないと考えられるプロテインキナーゼ阻害剤をこの系に作用させたところ、シナプス形成は抑制された。神経軸索の成長円錐や神経終末より放出されたATPは、おそらく膜表在ガングリオシドの局在により決まる特定の細胞表面蛋白質を、特異的に燐酸化するエクト・プロテインキナーゼの基質となり、未成熟シナプスの形成もしくは維持・安定化を行なうと考えられる。これは酵素基質の供給が生化学的カスケードの引き金となって情報を知らせる新しいタイプの分子メカニズムである。さらにスフィンゴ糖脂質のオリゴ糖鎖とセラミド間のグリコシド結合のみを特異的に加水分解するような酵素・エンド型グリコセラミダーゼ(EGCase)が発見されたので、この酵素により、細胞表面のガングリオシドの糖鎖を除去し、シナプス形成に及ぼす影響について調べた。大脳皮質培養細胞系に、EGCaseを添加し、培養7日目にシナプス形成のアッセイを行なった。無添加コントロールに比べ、酵素添加群では培養7日目に出現してくる自発的な細胞内Ca^<2+>濃度変動の振動数低下がみられた。EGCase処理によって、ガングリオシドなど糖脂質由来の糖鎖を除去すると、培養ニューロン間で形成されたシナプスを反映する、ニューロン間で同期した自発的な細胞内Ca^<2+>濃度変動の振動数の低下や停止がみられたことから、細胞膜表面の糖脂質由来の糖鎖がシナプス形成過程に重要な役割を果たしていることが予想される。ラット18日胚から取った大脳皮質初代培養細胞を7日間培養したものを用い、培養液を捨てた[γー^<32>P]ATPを入れた反応液を細胞外に加えた。この時、脱リン酸化反応によるラベリン酸のタ-ンオ-バを防ぐつもりでphosphatase inhibitorのcaly culin Aを加えた。さらにリン酸化反応の阻害効果を見るためにKー2526添加と無添加群を用意した。このような反応液に替えて、2分半、5分、10分のそれぞれの時間、インキュベ-トした後、SDSで反応を止め、タンパクを可溶化、電気泳動を行った。このゲルを乾燥後、イメ-ジングプレ-ト(富士フィルム)に露光し、一晩程度後、イメ-ジングアナライザ-BAS2000により解析をした。これにより、リン酸化されたバンドのパタ-ン及び、各バンドに取り込まれたラベルの絶対量を得、さらに解析を加えた。ラベルリン酸の取り込みが酵素反応によるものであるかを確認するため、インキュベ-トの温度を37°Cと0°Cで行った。その結果、リン酸の取り込みはほとんどが温度依存的なものであったので、リン酸化酵素によるものであろうと考えられた。次に、各バンドにおけるリン酸取り込みのタイムコ-スを解析した。各バンドでこのタイムコ-スをKー2526添加群と無添加群について見たところ、多数のバンドがほぼ2つのグル-プに分けられた。すなわちKー2526の効果が見られたバンドは、添加群でラベルリン酸の取り込みが少なかったのはもちろんであったが、無添加群のリン酸取り込みのタイムコ-スが、初期速度が速く、すぐに飽和するという特徴も示した。また、このようなバンドでも、Kー2526によって完全にリン酸化は阻害されなかった。このような成分は時間に対して、ほぼ直線状にリン酸化量が増えており、一つの可能性として、これは細胞内のリン酸化を見ていることが考えられた。

さらにKー2526の阻害効果の濃度依存性について見てみると、Kー2526に対する、感受性の違いから、多数のバンドがほぼ3つのグル-プに分けられた。KI値を<1μM,1μM2μM,2μM<で区切ると、Kー2526に高感受性(KI<1μM)に分類されるバンドグル-プは、Kー2526によってシナプス形成が阻害される原因となるリン酸化を受けているタンパクの可能性が高いと考えられた。以上のように、リン酸化の見られた各バンドを、リン酸取り込みの初期速度と、Kー2526に対する感受性の2点について分類した。このうち、初期速度が速く、Kー2526に対する感受性が高いバンドは、エクトプロテインキナ-ゼの基質となっている可能性が高いと考えられる。このような検索の結果、53KDaのバンドが、エクトプロテインキナ-ゼの基質候補と考えられるに至った。wistarラット18日胚から調整した培養大脳皮質に、培養2日目よりendoglycocerami dase II(EGCase)を5mU/200μ1(25mU/ml)の量で添加した。酵素添加した4例中1例はそのまま培養7日目まで酵素を入れ続け、もう3例は培養3日目に全培養液を交換し酵素を除いた。さらに、培養3日目に酵素を除いたものの内、1例はそのまま何も加えず7日目まで培養、残り2例には3日目よりガングリオシドGQ1b(一つは0.2μg/ml、もう一つは3.2μg/ml)を添加した。これらの条件下で7日目まで培養した後、fura-2を用いた細胞内[Ca^<2+>]多点同時測定システムを使い、自発的に出現する細胞内Ca^<2+>変動のパターンを解析した。培養7日目における細胞内Ca^<2+>変動のパターンを解析し、その振動数を求めたところ、無添加コントロールに比べ培養2日目から7日目まで酵素を添加し続けたものは、著しく振動数が低下した(コントロール8.6x10^<-2>Hzに対して1.2x10^<-2>Hz)。また、酵素を2日目から3日目まで添加したものも振動数の低下が見られた(5.5x10^<-2>Hz)が、酵素を入れ続けたものに比べてその減少の幅は小さかった。さらに、この1日の酵素処理後、培養3日目よりGQ1bを添加してみたが、酵素処理のみのものよりも振動数はより低下し、GQ1bの濃度が高い方がいっそう振動数の減少が顕著であった。ラット18日胚から取った大脳皮質初代培養細胞を7日間培養したものを用い,培養液を捨てた後,[gamma-^<32>P]ATPを入れた反応液を細胞外に加えた。この時,脱リン酸化反応によるラベルされたリン酸のターンオーバーを防ぐためにphosphatase inhibitor calyculin Aを加えた。さらにリン酸化反応の阻害効果を見るためにK-252b添加と無添加群を用意した。このような反応液に替えて,2分半,5分,10分のそれぞれの時間,インキュベートした後,SDSで反応を止め,タンパクを可溶化,電気泳動を行った。このゲルを乾燥後,イメージングプレート(富士フィルム)に一晩程度露光し,イメージングアナライザーBAS2000により解析した。これにより,リン酸化されたバンドのパターン及び,各バンドに取り込まれたラベルの絶対量を得,さらに解析を加えた。多数のバンドがほぼ3つのグループに分けられた。
欧州連合(EU)におけるヨーロッパ市民性概念の形成とイギリスの対応に関する研究

平成11年度の研究によって得られた知見は以下の通りである。1欧州連合(EU)の加盟国は1995年以来15カ国に増えているが,今日なお拡大の動きがあり,2002年頃までには,中・東欧6カ国とバルト三国,マルタ,キプロス,さらにはロシア(準加盟国として)にまで加盟が及ぶ可能性がある。2 1997年10月2日に成立したアムステルダム条約は,マーストリヒト条約(1992年)によって導入されたEU共通市民権(Citizenship of the EU)の内実を更に一歩すすめたものになっている。3アムステルダム条約は,これまで認められていた市民権でのイギリスの例外を廃止し,社会的分野は加盟国すべてに適用されることになった。4ヨーロッパ市民とは「EU加盟国の国籍を有する人」という法的規定だけでなく,その文化的概念が模索されてきたが,1997年には欧州委員会内の教育・訓練研究委員会が「教育・訓練を通してのヨーロッパの完成」と題する報告書をまとめ,その中で文化的概念規定を試みている。5同研究委員会はヨーロッパ文明に共通する価値として,以下のものを挙げている。人権ないし人間の尊厳,基本的自由,民主主義的合法性,平和及び目的達成の手段としての暴力の拒絶,他人を尊重すること,連帯の精神,公平な開発,機会均等,合理的思想の原理(証拠と証明の倫理),生態系の維持,個人的責任。6イギリスでは教育の中にヨーロッパ的次元をとり込む試みをしてきているが,2000年9月からの新しいナショナル・カリキュラムの中で,中等教育では市民性教育を義務づけることになった。平成9年度の研究によって得られた知見は以下の通りである。1欧州連合(EU)では、未だヨーロッパ市民概念を明確に打ち出していないが、ヨーロッパ市民としての意識の形成には、欧州連合加盟各国の学校で共通の「ヨーロッパの歴史」を教えることが重要だと考えている。2 EC委員会文化総局の補助を受けて、全加盟国の高校用教科書のモデルとしてのヨーロッパの通史(『ヨーロッパの歴史』)がフレデリック・ドル-シェ等によって1992年に刊行され、それが加盟各国の言語に翻訳されている。3イギリスでは、一方では学校教育の中にヨーロッパ的次元を取り入れるためのガイドラインを発行しているが、他方では政治家、特に保守党議員の間で、ヨーロッパ統合の中でイギリス文化が呑み込まれて消滅してしまうのではないかとの懸念が表明されている。そのため、あらためてイギリス文化、イギリス市民、ブリティッシュ・アイデンティティが議論されるようになっている。4ロンドン大学のアンディ・グリーン博士は、1979年以来4期に及ぶサッチャー政権の誕生は、イングランド、ウェールズ、スコットランド及び北部アイルランドからなる連合王国(イギリス)の中でのイングランド文化の勝利を意味しているとみている。5 1988年のナショナル・カリキュラム導入時に教育大臣であったケネス・ベイカ-は、同カリキュラムによる歴史教育によって、イギリス人のナショナル・アイデンティティが形成されると主張した。平成10年度の研究によって得られた知見は以下の通りである。1欧州連合(EU)では、ヨーロッパ市民としての意識の形成を重視してはいるが、いまのところ、まだEU市民としての法的規定の方が先行しており、文化的概念規定は明確にされていない。法的には、欧州連合市民とは、「EU構成国の国籍を有する人すべて」(第2部第8条)とされている。2 EU市民としての市民権が法的に規定されることを通して、同市民と同市民でない人(非市民)との区別が生じてきている。3統一的なヨーロッパ市民概念の形成がはかられる一方で、他方では地域の「文化的多様性」が見直され、文化的差異が強調されるようになってきている。4マルチ・ナショナル国家であるイギリスでは、イングランド人、スコットランド人、ウエールズ人、およびアイルランド人であるとともに英国人としてのアイデンティティが求められているが、これにヨーロッパ市民としてアイデンティティがつけ加えられることになる。

5イギリスでは国民の間にヨーロッパ市民という意識を形成するために学校教育の中にヨーロッパ的次元(ユーロピアン・ダイメンジョン)をとりいれつつある。その点については、イングランドよりもスコットランドの方がより積極的に取り組んでいる。6英国比較国際教育学会およびロンドン大学、ケンブリッジ大学の研究者達との意見交流をしたところイギリスの教育関係者達は、ヨーロッパ的次元の教育は、特定の教科よりも様々な強化を通して教育することの方を望んでいることが判明した。平成11年度の研究によって得られた知見は以下の通りである。1欧州連合(EU)の加盟国は1995年以来15カ国に増えているが,今日なお拡大の動きがあり、2002年頃までには,中・東欧6カ国とバルト三国,マルタ,キプロス,さらにはロシア(準加盟国として)にまで加盟が及ぶ可能性がある。2 1997年10月2日に成立したアムステルダム条約は,マーストリヒト条約(1992年)によって導入されたEU共通市民権(Citizenship of the EU)の内実を更に一歩すすめたものになっている。3アムステルダム条約は,それまで認められていた市民権でのイギリスの例外を廃止し,社会的分野は加盟国すべてに適用されることになった。4ヨーロッパ市民とは「EU加盟国の国籍を有する人」という法的規定だけでなく,その文化的概念が模索されてきたが,1997年には欧州委員会内での教育・訓練研究委員会が「教育・訓練を通してのヨーロッパの完成」と題する報告書をまとめ,その中で文化的概念規定を試みている。5同研究委員会はヨーロッパ文明に共通する価値として,以下のものを挙げている。人権ないし人間の尊厳,基本的自由,民主主義的合法性,平和及び目的達成の手段としての暴力の拒絶,他人を尊重すること,連帯の精神,公平な開発,機会均等,合理的思考の原理(証拠と証明の倫理),生態系の維持,個人的責任。6イギリスでは教育の中にヨーロッパ的次元をとり込む試みをしてきているが,2000年9月からの新しいナショナル・カリキュラムの中で,中等教育では市民性教育を義務づけることになった。
血管平滑筋収縮弛緩カルシウム調節機構の解明

血管内皮細胞から放出される物質は中皮平滑細胞に作用し、血管径の増減に重要な役割を果たすことが知られている。内皮平滑筋連関を理解するために、ターゲットである平滑筋細胞の調節機構について知ることが大切であろう。平滑筋収縮の調節にはミオシン軽鎖リン酸化の関与が知られている。私は平滑筋ミオシンの機能調筋サブユニットであるリン酸化軽鎖に分子上の位置を研究している。昨年度は平滑筋ミオシンサブフラグメント-1(頭部断片)をzero-length化学架橋剤で処理すると、ミオシン重鎖とリン酸化軽鎖の間に架橋が起こることを発見した。本年度は、架橋サブフラグメント-1をタンパク分解酵素で断片化し、プロテイン・シークエンサーを用いて架橋アミノ酸残基の一次構造上の位置を決定した。重鎖に架橋アミノ酸は845番目のリジンであり、リン酸化軽鎖の架橋アミノ酸は168番目、170番目、171番目のいずれかのアスパラギン酸であった。架橋リジンはMoLachlanとKarn[McLachlan.A.D.& Karn.J.(1982)Nature 299.226-231]がミオシン頚部にあるちょうつがい部分に当たると提案したプロリン(848番目)に非常に近く、このリジンもミオシン頚部に位置する。リン酸化軽鎖の架橋アスパラギン酸はC末端に位置することがわかったので、リン酸化軽鎖のC末端領域はミオシン頚部のちょうつがい部分に非常に近い位置に結合していることになる。平滑筋ミオシンのリン酸化に依存して起こる変化には頚部のちょうつがい部分が非常に重要な役割を演じているので、本研究に結果は、リン酸化部位とともにリン酸化軽鎖のC末端領域がミオシン機能調節に重要な領域であることを示唆している。化学架橋で得られたアミノ酸残基間相互作用がミオシン機能にどのような意義があるすかを知る目的で、変異ミオシンの研究を始めている。
光学面精密創成用小径イオンビーム加工技術の開発

Arイオン生成部として,バケットタイプのカウフマン型イオンガンの設計,製作を行った.また,イオンガン用電源と制御部から成るイオンビームコントロールシステムを設計,製作した.本イオンガンとイオンビームコントロールシステムを用いてArイオンビームが生成できることを確認した.また,製作したイオンガンと真空チャンバとの間に装着可能な磁気レンズを設計した.磁気レンズは,四重極磁石を2段に配置したものである.四重極磁石は,4個の磁石を90°間隔で円周上に設置したもので,N極とS極とが隣り合うように各磁石を配置したものである.設計に先立って,ネオジウム製の永久磁石を用いた場合について,磁場シミュレーションによって,最適な磁石の位置や磁気レンズの構造の検討を行った.その結果,磁気レンズを真空チャンバ内に設置する方式により所望の磁場が生成することが判明した.このために,ネオジウム磁石の外周はニッケルメッキを付与することにした.以上の検討に基づいて,磁気レンズを製作した.磁気レンズの真空部に磁石を設置するため,磁石同志が吸着しないような構造とした.製作した磁気レンズの磁場測定をガウスメータによって実測し,磁場シミュレーションと同等の値が得られていることが確認できた.さらに,製作したイオンガンと磁気レンズを真空チャンバに取り付けて,イオンビームコントロールシステムによって所定の電圧を印加したところ,イオンビームが生成できることを確認した.イオンガンが製作できた.また,磁気レンズが完成した.これらを真空チャンバに取り付けてイオンビームが生成することを確認した.以上から当初の計画通り順調に進展していると判断した.イオン生成条件を検討して,イオンビームが収束するかどうかを確認する.イオンビームの収束状況によっては,3段の磁気レンズを設計製作する.また,生成したイオンビームによる加工実験を実施する.Arイオン生成部として,バケットタイプのカウフマン型イオンガンの設計,製作を行った.また,イオンガン用電源と制御部から成るイオンビームコントロールシステムを設計,製作した.本イオンガンとイオンビームコントロールシステムを用いてArイオンビームが生成できることを確認した.また,製作したイオンガンと真空チャンバとの間に装着可能な磁気レンズを設計した.磁気レンズは,四重極磁石を2段に配置したものである.四重極磁石は,4個の磁石を90°間隔で円周上に設置したもので,N極とS極とが隣り合うように各磁石を配置したものである.設計に先立って,ネオジウム製の永久磁石を用いた場合について,磁場シミュレーションによって,最適な磁石の位置や磁気レンズの構造の検討を行った.その結果,磁気レンズを真空チャンバ内に設置する方式により所望の磁場が生成することが判明した.このために,ネオジウム磁石の外周はニッケルメッキを付与することにした.以上の検討に基づいて,磁気レンズを製作した.磁気レンズの真空部に磁石を設置するため,磁石同志が吸着しないような構造とした.製作した磁気レンズの磁場測定をガウスメータによって実測し,磁場シミュレーションと同等の値が得られていることが確認できた.さらに,製作したイオンガンと磁気レンズを真空チャンバに取り付けて,イオンビームコントロールシステムによって所定の電圧を印加したところ,イオンビームが生成できることを確認した.イオンガンが製作できた.また,磁気レンズが完成した.これらを真空チャンバに取り付けてイオンビームが生成することを確認した.以上から当初の計画通り順調に進展していると判断した.イオン生成条件を検討して,イオンビームが収束するかどうかを確認する.イオンビームの収束状況によっては,3段の磁気レンズを設計製作する.また,生成したイオンビームによる加工実験を実施する.計画していた国際会議(アメリカ精密工学会)での発表を見合わせたことや,同会議録作成のための英文校閲が不要になったことから,未使用額が生じた.今年度未使用だった助成金は,次年度の国際会議での発表のために使用する計画である.
陽子過剰核の構造と崩壊に関する理論的研究

平成7年度においては以下のことを主に行った。1.^<100>Sn領域の陽子過剰核の性質。^<100>Sn領域での粒子相関を正確に記述するために軽い錫アイソトープの低い励起状態を(1d_<5/2>,0g_<7/2>,1d_<3/2>,0h_<11/2>,2s_<1/2>)^<N-50>配位で記述し、現在原子力研究所で進行中の^<104,105,106>Snの実験データとの予備的比較を行った。これらの核の低い励起状態がSDI+QQなどのempirical interactionで再現できること、数MeV領域の励起状態のデータから0h_<11/2>のsingle particle energyの決定されるなど、従来のあいまいさを次第になくしつつある。現在百木悟郎氏(日大生産工学部)の協力を得て進行中である。今後はZ,N<50領域での有効相互作用の研究と組み合わせて更に正確な詳細を明らかにする必要がある。2.元素合成過程における軽い核における(α,n)反応の役割ビッグバン直後に起こる元素生成の過程においてp殻核やsd殻核での不安定核が関与した(α,n)反応等による3核子移行反応の研究を行った。昨年度までに完成した穀模型計算コードでは1核子移行反応しか取り扱いが出来なかったが、平成7年度にはプログラムを改良し大次元の状態ベクトル間の1陽子2中性子または2陽子1中性子移行反応のSpectroscopic amplitudeの計算を可能とするプログラムを作成した。これにより従来行われていたSU_3模型等にもとづく近似計算に代わり、0hωの範囲でのフル計算による値を得ることが出来た。具体的に計算を行った元素合成に関係する主な過程は以下の通りである。現在山本秦氏(都立大理学部)の協力により宇宙初期に想定される数十MeVでの3核子移行反応の断面積を計算中である。
サゴヤシの生育環境と生育特性およびデンプン生産性との関係

サゴヤシは樹幹に多量のデンプンを蓄積し、新たな食料・工業原料・飼料としての利用開発が期待される資源作物である。熱帯低湿地に広がる強酸性・貧栄養土壌においても生育可能であるが、その根系発達や養分吸収特性については明らかでない。本研究では、インドネシアおよびマレーシアの異なる環境条件下でサゴヤシ根系の分布および養分吸収特性を調査し、デンプン生産性との関係を解析した。熱帯におけるデンプン資源作物として注目されているサゴヤシの生育環境とデンプン生産性の関係について解明することを目的とする。本研究では、インドネシアおよびマレーシアの主要なサゴヤシ生育地において、土壌環境条件とサゴヤシ根系の分布や理化学的特性との関係を検討し、サゴヤシ変種と地域性について、デンプン生産性と生育環境要因との関係を解析する。これらの成果は、サゴヤシデンプンの新たな食料、工業原料や飼料としての利用開発の進展につながるものと考える。インドネシア、イリアンジャヤ州のジャヤプラ近郊スンタニ湖畔のサゴヤシ園を対象とし、デンプン生産性に優れ、生育特性が異なる数変種のサゴヤシを選定し、それらの栽培・利用状況などについて調査を行なった。サゴヤシの2変種(多収性のPara、早生のRondo)について、根系調査を塹壕法で行ない、樹幹基部から水平方向へ0m(樹幹直下)、1m、2mの3地点において、深さ090cmの間で30cm×30cm×30cmの土壌ブロックを各地点から3層採取した。各土壌ブロックから根を取り出し、水洗後、直径が5.5mm以上の根を太根、25.5mmの根を中間根、2mm以下の根を細根として今級し、それぞれの新鮮重を測定した。サンプルの一部については、根長と乾物重を測定し、樹幹位置から水平・垂直方向へ、根系を定量的に把握した。また、これらサゴヤシの全長、樹幹長、樹幹直径、葉長、葉数などを調査し、変種間差の検討を行なった。調査には、吉田徹志と宮崎彰が参加し、インドネシア・パプア農業調査普及センターとハルオレオ大学の共同研究者の協力を得て実施した。結果の一部を日本熱帯農業学会講演会で報告した。さらに、山本由徳は、インドネシアのサゴヤシの主要な栽培地である、ティミカ、アガツ、メラウケにおいて、ハルオレオ大学および現地共同研究協力者とともに、サゴヤシ変種の栽培環境の現地調査を行なった。本年度のデータに加えて、サゴヤシ変種の生育特性と環境条件の関係について、今後さらに他地域での調査を進め、栽培環境の改善とデンプン収量の安定的な確保のための基礎的な資料を蓄積し、総合的に解析する予定である。インドネシアのテビンティンギ、クンダリ、アンボンのサゴヤシ栽培3地域において、それぞれ、ナショナルチンバーアンドフォレストプロダクト社、ハルオレオ大学、パチムラ大学の研究者の協力により、2008年7月から11月までに調査を実施した。昨年度と同様の調査方法で、各地域のサゴヤシ樹の全長、樹幹長、樹幹直径、葉数の測定や根系の発達調査などとともに、各現地農家において、サゴヤシ栽培とデンプン生産や利用に関する聞き取り調査を行なった。根系の調査は、サゴヤシ樹幹基部と、さらに水平方向へ1m、2mの3地点において、深さ090cmの間で30cm×30cm×30cmの土壌ブロックを3層採取して行なった。各土壌ブロックから土壌を洗い流して根を取り出し、水洗後、直径が5.5mm以上の根を太根、25.5mmの根を中間根、2mm以下の根を細根として分級し、それぞれの新鮮重を測定した。サンプルの一部については、根長と乾物重を測定し、樹幹位置から水平および垂直方向への根系発達状態を定量的に解析した。さらに、根を我が国に持ち帰り、無機成分を測定した。サゴヤシ樹の地上部生長にともなう太、中間、細根の水平、垂直方向への発達について、また、土壌条件や根の形態の差異による無機成分含有量の推移などについて総括的に解析を行なっている。これまでのデータに加えて、サゴヤシ生育特性と環境条件の関係について、今後さらに調査を進め、デンプン収量の安定的な確保のための基礎的な資料を蓄積する予定である。マレーシアのサラワク州ムカおよびダラト地域のサゴヤシ栽培2地点において、サラワク州土地保全開発局(LCDA)、ハルオレオ大学の各研究者と栽培農家の協力により、2009年11月に調査を実施した。各地域において、サゴヤシ栽培状況とデンプン生産や利用に関する聞き取り調査を行なった。さらに、収穫期のサゴヤシ各3樹の全長、樹幹長、樹幹直径、葉数の測定を行ない、樹幹の上、中央、下部より中心付近の髄部および葉身の中央部より試料を採取した。根系の発達調査は、昨年度と同様の方法で、サゴヤシ樹幹基部と、さらに水平方向へ1m、2mの3地点において、表層より深さ090cmの間で30cm×30cm×30cmの土壌ブロックを3層採取して行なった。

各土壌ブロックから土壌を洗い流して根を取り出し、水洗後、直径が5.5mm以上の根を太根、25.5mmの根を中間根、2mm以下の根を細根として分級し、それぞれの新鮮重を測定した。サンプルの一部については、根長と乾物重を測定し、樹幹位置から水平および垂直方向への根系発達状態を定量的に解析した。さらに、根の一部を我が国に持ち帰り、無機成分を測定した。また、土壌条件や根の形態の差異による無機成分含有率の推移などについて総括的に解析を行ない、地上部の生長やデンプン生産量と地下部の生育との関係について考察を行っている。今後さらに調査を進め、デンプン収量の安定的な確保のため、サゴヤシ樹の地上部生長にともなう太、中間、細根の水平、垂直方向への発達と生育特性と環境条件の関係について、基礎的な資料を蓄積する予定である。インドネシア・クンダリ地域のサゴヤシ栽培地において、ハルオレオ大学の研究者と栽培農家の協力により、2010年9月に調査を実施した。サゴヤシ栽培現場において、栽培状況とデンプン生産や利用に関する聞き取り調査を行なった。さらに、幹立ち後8年から抽苔期のサゴヤシ8樹の全長、樹幹長、樹幹直径、葉数の測定を行ない、樹幹の上、中央、下部より中心付近の髄部中央部より髄試料を採取した。根系の発達調査は、昨年度と同様の方法で、サゴヤシ樹幹基部と、さらに水平方向へ1m、2mの3地点において、表層より深さ090cmの間で30cm×30cm×30cmの土壌ブロックを3層採取して行なった。サンプルの一部については、乾物重を測定し、樹幹位置から水平および垂直方向への根系発達状態を定量的に解析した。今後、これまでの研究結果を取りまとめ、学会で発表するとともに、学会誌に投稿する予定である。
高度情報都市における計画情報システム設計のための国際共同研究企画

日本計画行政学会高度情報都市専門部会を中心とした研究交流をもとに、米国西海岸,米国東海岸,日本の3チームを編成した。それぞれのチームでは、カリフォルニア大学アーバイン校Kenneth Kraemer教授、マサチューセッツ工科大学建築都市計画研究所Michael Joroff教授、東京工業大学熊田禎宣教授がまとめ役となって準備が進められた。第一回サーチ・コンファランスは、昭和61年7月14日から7月18日までの5日間、米国ハワイ州ホノルルの日米経営科学研究所(JAIMES)を会場として、行われた。日本側23名、米国側18名、その他にも現場のハワイからの参加者もあった。第1日めのコアメンバー打ち合せのあと、第2日めから3つのチームごとに1日1セッションを担当し、最後の5日目に総合討論が行われた。この5日間の会議とこれまでつみ重ねて来た交流活動で、研究テーマはほぼ出そろったと認識された。そして、多様なテーマの中から次の二つに絞った研究交流活動を進めることが合意された。第一は、高度情報通信技術を利用した集団意思決定支援システムに関する研究である。第二は、高度情報化が、地域活動の分散を可能にするのかあるいは、集中を促進するのかという問題である。これら二つのテーマについて、テーマごとの小グループ単位での会合を積み重ねることの重要性が確認された。第二回会合は、昭和62年1月20日、大垣市において行なわれ、日本側から14名、海外から12名の参加者があった。ここでは、地域活動の分散・集中の問題を研究するために、具体的地域を設定し、実験的ケーススタディーを行うことの必要性が確認された。
二元的ネットワーク構造の循環によるパフォーマンス・モデルの提唱と実証

本研究の目的は、二元的ネットワーク構造の循環によるパフォーマンス・モデル(以下、循環モデル)を提唱、そこから仮説を導出し、複数の実証方法で検証を行い、モデルの検証と精緻化を行うことである。本研究では、分権化のような1つのロジックと、対峙する集権化のような2つのロジックが、循環することの条件、それを促す経営政策、循環のパフォーマンス含蓄を明らかに。
アルベオラータ生物のアクトミオシンによらない細胞質分裂の分子機構の解明

今年度は遺伝子導入ベクターと形質転換方法の改良を重ね、これまでよりも効率よく研究を進めることができた。その代表的な成果として、動物細胞や酵母などのオピストコンタの細胞質分裂時にはたらくフォルミンについて、そのテトラヒメナのホモログ(BNI1)の分裂溝への細胞内局在性を詳細にしたことが挙げられる。BNI1は細胞周期を通じて基底小体BBに局在するが、大核分裂が始まる時期に細胞の分裂面に集積を始め、分裂溝の陥入が顕著になるにつれて、その集積が著しく増加した。アクチン重合阻害剤で処理しても分裂溝のBNI1の局在は維持された。従って、アクチン繊維とは関係なく、BNI1が細胞質分裂に寄与することが期待された。現在、BNI1の遺伝子破壊株の作成を進めている。一方、我々が薬剤スクリーニングで目星をつけた細胞分裂に働く蛋白質キナーゼ群についても、上記の遺伝子発現系の改良の結果、解析が大きく前進した。前年度までに分裂溝の進行を阻害する薬剤の標的と推定されるキナーゼのうち、2つがBBに局在することを発見した。これらのキナーゼについては、ドミナントネガティブ変異体を作成し、それぞれをテトラヒメナ野生株に発現した。その結果、薬剤処理した細胞と同様に分裂溝の陥入が抑制された表現型を呈するのが観察された。これより、テトラヒメナの細胞質分裂の進行に必要な蛋白質キナーゼをコードする遺伝子を単離できたと思われる。また、同キナーゼ遺伝子群の別の4つの遺伝子の産物についてはGFPによる局在解析を完了できた。これらのうち3つは細胞周期を通じてBBに局在したため、先の2つの遺伝子産物と重複する機能を担っている可能性が考えられた。他の1つについては、特定の時期にだけ大核内に集積するのが認められた。以上の4つの蛋白質キナーゼ遺伝子についてはドミナントネガティブ変異を導入し、細胞に発現する準備を進めている。今年度は遺伝子組換えコンストラクトの構築が比較的によく進められた。方法の改良を重ねたことと、研究に従事する学生の手技が磨かれたことなどが要因と考えられる。またGFPの蛍光が弱かったため、別の自家蛍光蛋白質であるmCherryを用いたり、発現プロモーターの種類を変えるなど、より局在を観察するのに適した改良を加え、さらに効率よく研究を進める工夫を続けている。また、これらのマーカー蛋白質と目的遺伝子産物の間のリンカー配列についても検討を進めている。但し、先の2年間に遺伝子組換え実験の作成効率が高くなく、研究計画の進行状況が良いとはいえなかった。そのため、全体として判断するならば、進捗状況は遅れ気味であると判断するのが妥当といえる。上述したBNI1の遺伝子破壊株の表現型を特定する。もしBNI1の遺伝子破壊株が細胞質分裂に重篤な異常を示すようであれば、次の実験を行う。まず、BNI1の機能ドメインを同定するため、その遺伝子のトランケートシリーズを用意し、細胞に発現させる。その結果、分裂溝への局在に必要なドメインと、過剰発現時に細胞質分裂に異常をもたらすドメインを調べる。その結果、BNI1の細胞機能ドメインを明らかにできるだろう。さらにそのドメインと相互作用する因子を、GFP結合蛋白質(GBP)でプルダウンし、同定する。以上より、テトラヒメナの分裂溝の膜直下ではたらく蛋白質複合体を解明する計画である。なおBNI1の動物細胞ホモログは、Rhoファミリー低分子量GTPaseの下流ではたらく。そこで、テトラヒメナのRhoホモログの機能解析を進める。既に、局在解析用と機能解析用の遺伝子コンストラクトは用意できたので、細胞に導入して解析を進める。一方、薬剤スクリーニングで見出した細胞分裂に働く蛋白質キナーゼ群については、局在解析の結果をまとめ、ドミナントネガティブ型変異体の発現により、その機能が細胞質分裂に必要か判定する目処がつきつつある。この研究成果について論文発表の準備を進める。同様のアプローチで、細胞分裂に働く別の蛋白質キナーゼ群についても、その局在性と機能を探る計画である。以上より、細胞表層全体に分布する基底小体の中から、分裂領域の基底小体が選択されるための分子経路を調べる。また遺伝子組換え実験の効率が上がったため、滞っていたアルベオリンや膜の動態制御に働くRabファミリーの低分子量GTPaseなどのうちASに特異的に局在化するものを標的にし、ASの細胞分裂時の動態を顕微鏡観察するための細胞株を樹立する計画である。繊毛虫テトラヒメナのユニークな細胞分裂の分子機構の解明を目指し、1.アクトミオシン非依存的な分裂溝形成に必要な遺伝子の同定、2.テトラヒメナの細胞表層全体にある多数の基底小体(BB)から、分裂面のBBが選別されて分裂溝の形成を誘導する機序、3.細胞分裂時に分裂溝直下のアルベオラーサック(AS)が適切に分配され、娘細胞に伝搬されるしくみの研究に着手した。1については、細胞分裂変異株の原因遺伝子を特定するため、ベクターの改変と形質転換効率を高める検討を行ったが、これまでに十分な条件を確立するには至っていない。一方、我々が薬剤スクリーニングで目星をつけた細胞分裂に働く蛋白質キナーゼ群について、分子系統解析と発現量を検討し、まず2つのキナーゼの細胞内局在性を調べた。GFP発現細胞を作成した結果、いずれもBBに局在したが、分裂面とそれ以外の細胞表層領域に分布するものとで、局在量に違いは見られなかった。

しかし興味深いことに、片方のキナーゼは分裂期初期のBBに分布し、分裂期の進行とともに縦行微小管に移行した。このような局在様式の変化を示す蛋白質はこれまでに知られておらず、その生理的意義は不明である。そのため、研究2に関連し、当該蛋白質の遺伝子を破壊する等の実験の必要性がある。2については予定分裂面のBBに限局するCMB1に着目し、cmb1遺伝子破壊株を作成した。しかし、この遺伝子破壊株は正常に分裂・増殖できた。テトラヒメナのゲノムには、CMB1に類似の遺伝子は見当たらない。そのためテトラヒメナは、CMB1の経路とは別に細胞分裂面を決定するしくみを有すると推察した。3については、ASに付随するエピプラズム層構成蛋白質TCBP25をGFPで標識した細胞株の作成を試みたが、残念ながら成功には至っていない。解析が遅延した原因に、遺伝子組換えコンストラクトの構築の効率が悪かったこと、また導入したGFPの蛍光が弱く、細胞の自家蛍光に押されて観察しにくかったこと等が挙げられる。これらの改善を、導入用コンストラクトの構築に用いるPCRプライマーの設計の工夫や、GFPを高発現する細胞株をクローニングすることで計る。そのため現在、ベンチャー企業の協力を得て、テトラヒメナを1細胞ずつ単離・培養し、遺伝子組換え効率の良いクローンをスクリーニングする系を検討している。また前述のTCBP25-GFP細胞株の作成が成功していない原因として、連結したGFPが当該蛋白質の細胞内機能を阻害した可能性や、導入したコンストラクトの発現量が高すぎて細胞毒性を生じた可能性が考えられる。前者の問題点は適切なリンカー配列用いることで、後者については発現量の弱いプロモーターを用いることで克服できると考えている。またTCBP25以外に、アルベオリンなどのASに特異的に局在化することが知られる蛋白質を標的にし、ASの細胞分裂時の動態を顕微鏡観察するための細胞株を樹立する計画である。一方、前述の解析に関連し、H29年度以降に計画していた生細胞の経時観察系の確立とロトキネシスの研究がABiSの研究支援課題として今年度に採択された。そのため、前倒しして研究を開始した。まずテトラヒメナのロトキネシスの力学的特性とその制御機構を理解するため、野生型細胞の繊毛運動波形を高時間分解能且つ高空間分解能での計測を試みた。その結果、従来よりも明瞭な繊毛運動波形の記録取得に成功した。しかし、分裂細胞の表層全体の繊毛運動パターンを記録することは極めて難しいことも判明した。今後は、セミインタクト細胞や単離表層を用いた繊毛運動の観察系や、特殊微細加工を加えた石英薄板上に細胞をトラップして観察する系の構築を検討する。今年度は、テトラヒメナが有するユニークなアクチン遺伝子tARPの遺伝子破壊株の作製に成功した。tARP遺伝子破壊株は、細胞の遊泳速度が有意に低下したが、野生株と同様に細胞増殖できた。これより、テトラヒメナがコンベンショナルなアクチン以外のアクチン様蛋白質を用いて分裂する可能性を排除できた。また我々が薬剤スクリーニングで目星をつけた細胞分裂に働く蛋白質キナーゼ群について、新たに4つの細胞内局在性を調べるためにGFP発現細胞の作成を試みた。
韓国産両生類の系統進化

(1)韓国産のチョウセンサンショウウオについて、アイソザイムと外部形態の地理的変異を解析した。その結果、この種が少なくとも3種に区分てきることが分かった。まだ記載のなかったKohri産の種を、新種Hynobiusyangiとして記載、印刷した。(2)韓国産と日本産のトノサマガエル、韓国産のチョウセンプランシーガエルの関係を生化学的に調べた。アイソザイム解析では韓国産と日本産のトノサマガエルが4群を成したが、チトクロームb遺伝子では日本産のトノサマガエルが韓国産のチョウセンプランシーガエルと1群を成すという奇妙な結果が得られた。この結果は、韓国産のトノサマガエルのミトコンドリア遺伝子が極めて特異であることを示唆するものであり、論文として報告した。(3)韓国産のハコネサンショウウオモドキと日本産のハコネサンショウウオについて、系統分類学的関係を解明すべく、野外で材料採集を行い、アイソザイムと外部形態の地理的変異を解析中である。(4)韓国および対馬産のチョウセンヤマアカガエルと、沿海州産のアカガエルについて、系統分類学的関係を解明すべく、アイソザイムと外部形態の地理的変異を解析中である。(1)韓国産と日本産のトノサマガエル、韓国産のチョウセンプランシーガエルの関係を、ミトコンドリアのチトクロームb遺伝子の塩基配列と、アイソザイムを用いて調べた。アイソザイム解析では韓国産と日本産のトノサマガエルが1群を成したが、チトクロームb遺伝子では日本産のトノサマガエルが韓国産のチョウセンプランシーガエルと1群を成すという奇妙な結果が得られた。この結果は、韓国産のトノサマガエルのミトコンドリア遺伝子が極めて特異であることを示唆するものである。このミトコンドリア遺伝子と、アイソザイムの不一致を論じた論文原稿を投稿中である。(2)韓国産のチョウセンサンショウウオについて、アイソザイムと外部形態の地理的変異を解析した。その結果、この種が少なくとも3種に区分できることが分かった。現在、新種記載論文を投稿準備中である。(2)韓国産のハコネサンショウウオモドキと日本産のハコネサンショウウオについて、系統分類学的関係を解明すべく、野外で材料採集を行い、アイソザイムと外部形態の地理的変異を解析中である。(3)日本には分布するが、韓国に分布しないタゴガエルについて、アイソザイムの地理的変異を解析した。その結果、この種が地域的に著しく分化していることが分かり、これまで得られた結果について、学会で報告した。
被子植物の起源と初期分化の分子系統学的解析

被子植物の起源とその初期分化を明らかにする目的で分子系統学的解析を行なった.これまでの研究ではrbcL遺伝子の塩基情報を500種ほどの植物で決定され,マツモCeratophyllumが最も初期に分化した原始的被子植物であるという結論になっていた.しかしこの研究では系統樹の信頼度を出していないため,その結論がどれほど確かかについては触れていなかった.そこで,モクレン科,スイレン科,クスノキ科,単子葉植物,真性双子葉植物の各系統群とマツモを含めた原始的被子植物のrbcLデータを再解析したところ,彼らの結論のうち初期分化に関する部分の信頼性は非常に低く,これはデータの情報量(塩基対長)が不足しているためであることが分かった.そのためrbcL遺伝子以外の情報として各系統群についてatpB遺伝子の配列を決定し系統関係を再構築したところ,Chaseらの研究の結論とは異なりマツモが最初に分化した系統樹は得られなかった.さらに,rbcLとatpBの両者のデータを加えて約3,000の塩基対データーに基づいて系統樹を作った結果も同様であったことからマツモが現生の被子植物の中で最も初期に分化したという説は支持できない.しかしながらBootstrap法による検定の結果,この系統樹も信頼性が低く,さらに多くの情報が必要である.どの位の情報量が必要であるかをシュミレーションにより計算してみたところ、系統分化に要した時間が現代までの時間の経過の1/10である場合、90%以上の信頼性を得るためには5,000から10,000bpの情報量が必要であることが明らかになった。5年度は解析の対象になる植物-コブシ、ハス、スイレン、マツモ、クロモジ、イネの採集、植物体からの全DNAの抽出をCTAB法により行なった。また、解析に用いる各遺伝子増幅用のプライマーをこれまで知られている植物の塩基配列を解析して保存性の高い部位を基に作成し、そのプライマーを用いて対象植物のDNAからPCR法によりシークエンスに用いるサンプルの増幅を行なった。本年度増幅できた遺伝子はpsaA,psaB,atpBの3種類である。この3種類の遺伝子のなかでatpB遺伝子の配列決定を行なった。5年度の研究はPCR法による遺伝子増幅の条件設定にてまどり、当初予定していた5遺伝子の内、1遺伝子の配列決定しかできなかった。しかしながら、すでに技術的な問題は解決しており、6年度と合わせて本研究の最低目標である5千塩基の配列決定はクリアーできると思われる。被子植物の起源とその初期分化を明らかにする目的で分子系統学解析を行なった。これまでの研究ではrbcL遺伝子の塩基情報を500種ほどの植物で決定され、マツモCeratophyllumが最も初期に分化した原始的被子植物であるという結論になっていた。しかしこの研究では系統樹の信頼度を出していないため、その結論がどれほど確かかについては触れていなかった。そこで、モクレン科、スイレン科、クスノキ科、単子葉植物、真性双子葉植物の各系統群とマツモを含めた原始的被子植物のrbcLデータを再解析したところ、彼らの結論のうち初期分化に関する部分の信頼性は非常に低く、これはデータの情報量(塩基対長)が不足しているためであることが分かった。そのためrbcL遺伝子以外の情報として各系統群についてatpB遺伝子の配列を決定し系統関係を最構築したことろ、Chaseらの研究の結論とは異なりマツモが最初に分化した系統樹は得られなかった。さらに、rbcLとatpBの両者のデータを加えて約3,000の塩基対データに基づいて系統樹を作った結果も同様であったことからマツモが現生の被子植物の中で最も初期に分化したという説は支持できない。しかしながらBootstrap法による検定の結果、この系統樹も信頼性が低く、さらに多くの情報が必要である。

どの位の情報量が必要であるかをシュミレーションにより計算してみたところ、系統分化に要した時間が現代までの時間の経過の1/10である場合、90%以上の信頼性を得るためには5,000から10,000bpの情報量が必要であることが明らかになった。