hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フランス文学における時間意識の変化

研究代表者は、「ポール・ヴァレリーと歴史」と題する国際研究集会(クレルモン=フェラン大学、2004年5月13日15日)に参加、研究発表を行うと同時に、文学研究と歴史研究の接点について参加者と意見を交換した。また、哲学専攻の榊原哲也氏(東京大学)による、フッサール『内的時間意識の現象学』に関する講演会を開催(東大仏文研究室、2004年9月30日)。他分野との交流を深めた。最後に、研究分担者だけではなく、新谷淳一(東京大学大学院生)をはじめ、研究補助者の協力も得て文献調査を進めたことを明記したい。文学にあらわれる時間意識は、それぞれの時代がはらむ危機と緊密に結びついている。本研究の目的は、テクストに錯綜した形で書き込まれた時間意識を読み解くことで、変動する時代に生きる人間がそれらの危機にどのように対処したかを探ることである。昨年度に引き続き、それぞれの時代の時間意識を典型的に表現しているテクスト選びが作業の中心となったが、同時に新たな比較を試みることで、従来の時間研究とは異なった視座の構築を目指した。具体的には、1.近代文学に見られる<前衛>と<後衛>の二つの流れ、2.近年めざましい発展を遂げているクレオール文学とフランス現代文学の二点について、比較を行った。1.<前衛>と<後衛>の比較については、シュルレアリスム研究家のジョルジュ・セバーグ(作家)、ヴァレリー研究家のミシェル・ジャルッティ(ソルボンヌ大学)のお二人を招聘し、2005年10月24日、東京大学文学部で講演会を開催した。<前衛>と<後衛>を、それ自体として研究するのではなく、比較の中で考えてゆくという研究スタイルは、今後もさらに展開する予定である。2.クレオール文学をめぐっては、「クレオールの時間」と題するシンポジウムを、2005年12月3日、東京大学文学部で開催した。カリブ海文学研究の恒川邦夫(一橋大学)、星埜守之(白百合女子大学)、塚本昌則(東京大学)が、クレオール文学とフランス現代文学の比較検討をおこなうと同時に、マグレブ文学研究の澤田直(白百合女子大)、アフリカ文学研究の砂野幸稔(熊本県立大学)に、クレオール文学そのものの広がりと差異を検討してもらった。また、昨年に引き続き、フッサール哲学専攻の榊原哲也氏(東京大学)の協力をえて、他分野との研究交流も深めた。最後に、研究分担者だけではなく、昨年パリ大学で博士号を取得したばかりの鈴木雅生、田中琢三をはじめ、研究補助者の協力も得て文献調査を進めたことを明記したい。今年度はとりわけ、昨年度から大きな研究課題となった<前衛>と<後衛>に関する調査を、講演会や研究集会の開催を通して発展させた。まず2006年4月14日に、独自の<後衛>研究を行っているウィリアム・マルクス氏(パリ第8大学)と、シュルレアリスム研究家ドミニック・カルラ氏(リヨン第2大学)のお二人に講演をしていただいた。5月13日・14日には、シュルレアリスム研究家・鈴木雅雄氏(早稲田大学)の全面的な協力を得て、「近代の二つの顔-<前衛>と<後衛>:戦争・テクノロジー・記憶」と題したシンポジウムを東京大学文学部で開催、次の先生方に発表していただいた。
バナッハ空間の構造論の研究とその応用

バナッハ空間の構造を調べるには、空間のもつ様々な性質及びそれら諸性質の相互の関係を詳細に考察することが必要である。本研究では、古典的なノルム不等式及びその一般化を用いて、空間の様々な性質を特徴づけ、諸性質の相互の関係を明らかにした。以下に、得られた結果の概要を示す。1.Clarkson型不等式とバナッハ空間の幾何学:Clarkson不等式(CI)の一般化として、多次元版及び重みつきを考察した。また、これらの不等式を用いて、空間の様々な性質(type-cotype,一様凸性など)を特徴づけた。更に、ランダムClarkson不等式の一般化も考察した。2.Von Neumann-Jordan(NJ-),James(J-)定数とバナッハ空間の幾何学:バナッハ空間のNJ-定数をJ-定数を用いて評価した。また、空間の正規構造係数をNJ-定数で評価した。更に、J-定数の一般化としてJames型定数を導入し、これらの定数との関連で空間の様々な性質を考察した。3.Hlawka型不等式とその拡張:空間のtype-cotypeとの関連でHlawka不等式の一般化を考察した。また、Hlawka不等式の拡張を積分形で与え、その応用としてDjokovic不等式を重みつきで与えた。これらの逆不等式の考察、及び、新たな解釈なども与えた。4.Absolute normについて:空間の幾何学的性質の多くが2次元的であることから、C^2上のabsolute normに着目し、その基本的な性質を対応する凸関数との関連で調査した。また、一般のバナッハ空間の直和にabsolute normを導入し、この空間の一様凸性や狭義の凸性を対応する凸関数との関連で調べた。更に、C^n上のabsolute normについても考察した。その他、種々のノルム不等式の拡張、エルゴード定理の拡張、ウェーブレット解析の応用などについて成果を得た。これらは、学会誌及び各種のシンポジウム等で発表した。研究課題「バナッハ空間の構造論の研究とその応用」について、研究代表者は、研究分担者及び国内・国外の研究者の協力のもとに、数々の成果を得た。これらの結果は、日本数学会、国内・国外の各種シンポジウム、国際雑誌等で発表した(予定を含む)。以下に、その概要を示す。1.バナッハ空間の構造論全般について、ICM98でフィールズ賞を受賞したGowersの業績を中心に、最近の進展状況を紹介し、更に、極小空間やヒルベルト空間の特徴づけに関する新たな結果も得た。2.バナッハ空間のノルム不等式、特に、L^1-ノルムに関するラフカ不等式について、パラメーターを一般化することにより、コタイプ不等式との関連を示し、また、その逆不等式を考察することにより、タイプ不等式との関連を示した。これらの結果は古典的なクラークソン不等式とも関連し、バナッハ空間の幾何学的構造の解明に役立つ。更に、重み付きラフカ不等式及びその逆不等式の考察から、ジョコビッチ不等式やホルニッチ不等式等の一般化を得た。3.空間の幾何学的構造(一様凸性、non-squareness等)の多くが、2次元部分空間の性質で記述されるという事実に注目し、複素2次元空間C^2上のabsolute normの性質(一様凸性やNJ-定数等)について、そのノルムを定義する凸関数の性質との関連を示した。更に、C^n上のノルムについても同様のことを考察中である。4.一般のバナッハ空間の様々な性質(タイプ、コタイプ、正規構造、J-定数、NJ-定数等)について、クラークソン型不等式との関連において、それらの性質の相互関係を詳細に調査し、空間の構造を解析した。

また、一般のバナッハ空間の直和にabsolute normを導入し、この空間の一様凸性や狭義の凸性を対応する凸関数との関連で調べた。更に、C^n上のabsolute normについても考察した。その他、種々のノルム不等式の拡張、エルゴード定理の拡張、ウェーブレット解析の応用などについて成果を得た。これらは、学会誌及び各種のシンポジウム等で発表した。研究課題「バナッハ空間の構造論の研究とその応用」について、研究代表者は、研究分担者及び国内・国外の研究者の協力のもとに、数々の成果を得た。当然のことながら、バナッハ空間の性質は、そのノルムの性質によって決定される。本研究では、ノルム不等式及びそれに付随して現れる定数を考察することにより、空間の性質を詳細に調査し、その構造を解明した。以下に、その概要を示す。1.ヒルベルト空間の3要素ノルム不等式として知られるラフカ不等式をn要素に拡張すると、コタイプ型の不等式が得られる。更に、パラメーターを一般化することにより、コタイプ不等式との関連が示される。ラフカ型不等式に付随して現れる定数の詳細な考察、更には、このような不等式及び逆不等式について重みつき、積分形などの一般化を試みた。2.空間の幾何学的構造(一様凸性、non-squareness等)の多くが、2次元部分空間の性質で記述されるという事実に注目し、複素2次元空間C^2上のabsolute normの性質(一様凸性やNJ-定数等)について、そのノルムを定義する凸関数の性質との関連を示し、更に、C^n上のノルムについても同様のことを考察した。3.一般のバナッハ空間の様々な性質について、クラークソン型不等式との関連において、それらの性質の相互関係を調査した。4.バナッハ空間のジェームス型定数を導入し、ノイマン・ジョルダン定数との関係、一様凸性や正規構造などを導くための条件、ヒルベルト空間やuniform non-squarenessの特徴づけなどを考察した。上記の結果は、日本数学会、国内・国外の各種シンポジウム、国際雑誌等で発表した(発表予定を含む)。
IgA免疫グロブリン受容体Fcα/μRの抗菌作用の解析とその応用

Fcα/μRはIgA/IgM抗体に対するFc受容体であり、その発現は、免疫細胞の他に腎臓・腸管でも認められる。我々は、Fcα/μRが腎尿細管上皮および腸管上皮のパネート細胞に発現することを組織染色によって明らかにした。また、遺伝子解析では、膜型Fcα/μRの他、分泌型と予想されるFcα/μRアイソフォームを同定した。そのアミノ酸配列からFcα/μRの細胞外領域は正荷電であると推測され、負に荷電する細菌表面を標的にするDefensinやAngiogeninなどの抗菌ペプチドの特徴と一致した。以上よりFcα/μRは、粘膜免疫でIgA受容体として機能する一方、その分泌型は粘膜上皮外の抗原を標的とした抗菌ペプチドとして機能する可能性が示唆された。そこで申請者は、腎臓および腸管の粘膜上皮におけるFcα/μRの機能を明らかにする目的で解析を行った。我々はFcα/μR遺伝子欠損マウスを作製し、パネート細胞におけるFcα/μRの欠損が、腸管免疫機構へ障害をもたらす可能性を明らかにするため、Fcα/μR遺伝子欠損マウスの腸管感染実験を行った。しかし、腸管の組織解析について、野生型と遺伝子欠損ホモマウスとの相違を見いだすには至っていない。また、腎臓尿細管上皮を標的とした尿路感染に対するFcα/μR遺伝子欠損マウスの抵抗性を解析したが、腸管解析と同様に変化を検出することは出来ていない。一方、同時に行われている免疫細胞の機能解析においては、Fcα/μRが抗体産生能の亢進を抑制する点が示され、抗原への過剰応答に対する負の制御に関わる可能性が考えられた。さらに、Fcα/μR遺伝子欠損ホモマウスでは、血中IgA量が野生型と比較して有意に増加しており、腸管および尿管の両粘膜組織においても、抗原応答に対して産生されるIgA量に変化が認められる可能性が考えられた。Fcα/μRはIgA/IgM抗体に対するFc受容体であり、免疫細胞に発現して病原微生物とIgAやIgMで構成される免疫複合体の細胞内取り込みに関与することが報告されており、生体防御機構での重要性が示唆されてきた。一方、Fcα/μR mRNAの発現は免疫細胞以外にも腎臓・小腸で認められる。申請者は、Fcα/μRが腎尿細管上皮、腸管上皮のパネート細胞に発現することを組織染色によって明らかにし、それが粘膜免疫において機能する可能性を示した。さらに遺伝子解析では、膜型Fcα/μRの他、分泌型と予想されるFcα/μRアイソフォームを同定した。以上よりFcα/μRは、粘膜免疫でIgA受容体として機能する一方、その分泌型は粘膜上皮外の抗原を標的とした抗菌ペプチドとして機能する可能性が示唆される。現在、申請者らは、パネート細胞における分泌型Fcα/μRの同定を行うと同時に、Fcα/μR遺伝子欠損マウスを用いて、パネート細胞におけるFcα/μRの欠損が腸管免疫機構へ障害をもたらす可能性を解析している。分泌型Fcα/μRが同定された場合、既に同定したFcα/μRアイソフォーム遺伝子をもとに蛋白を精製し、細菌などに障害を受けたFcα/μR遺伝子欠損マウスの症状を回復させる目的で、生体内への投与を試みる。
位置選択的天然物生合成反応メカニズムにおける酵素の役割に関する理論的研究

本研究では、生化学的に重要な1)プロスタグランジン(PG) D2およびPGF2合成酵素のメカニズム解明、および2)ビリン還元酵素の反応機構解明を中心に今年度は行った。1)PGD2合成酵素およびPGF2合成酵素のメカニズムについては、反応進行に望ましい、分子動力学計算と、その結果をもとにしたQM/MM計算のセッティングを行った。初年度に引き続き、次年度も、反応経路の検討を行う予定である。2)シアノバクテリアなどの光合成生物は、細胞内に光合成色素であるビリンを持っている。その色素を分子内にもつタンパク質が、光合成において集光の役割を担う。ビリンの一つであるフィコシアノビリン(PCB)は、ヘム分解産物であるビリベルジンIXα(BV)(A, B, C, Dの4つの環を含む)がフェレドキシン依存性酵素Phycocyanobilin:ferredoxin oxidoreductase (PcyA)によって還元され、生成する。2015年にシアノバクテリア由来のPcyA-BV複合体の中性子結晶構造解析が行われ、BVのプロトン化状態を含む構造が明らかになった。この構造では、BVがプロトン化している構造と中性の2種類の構造の混在が示唆され、周囲残基のプロトン化状態の断定には更なる検討が必要であることが示唆された。マルチフィジックス法であるONIOM-EEレベルによるエネルギー一点計算の結果より、C環が脱プロトン化している中性のBV構造が中性子結晶構造に最も適していることが示唆された。周囲アミノ酸残基の立体配置を考慮した結果、この構造は反応初期段階であることが考えられる。この構造を基に、反応機構における活性部位のプロトン化状態の検討を行った。それぞれの反応段階で、BVのプロトン化状態が周囲アミノ酸残基であるAsp105によって制御されていることが明らかになった。2)ビリン還元酵素の反応機構解明、については、基質であるビリベルジンIXαと酵素の複合体結晶構造におけるプロトン化状態に関する学術誌論文を報告したほか、国際会議の招待講演を行った。プロスタグランジン合成酵素の反応と同様、非常にチャレンジングな反応のため、メカニズム解明の検討を続けている。ONIOM法のようなQM/MM計算については、たんぱく質のような大規模系に対して構造最適化の収束が大変遅い。計算機の充実と、構造最適化においてもさまざまなテクニックがあるので、工夫し利用していきたい。今年度では、必要と思われたコンピュータの購入を行わず、自然科学研究機構岡崎共通研究施設の計算機を利用したため、未使用分が生じた。次年度は、成果発表および国際共同研究における情報交換のための、タイで行われる国際会議への参加を予定しているため、必要となる旅費等に充当する。
視覚障害者の立体認識機構の研究および立体幾何学教材の開発

2009年度は本研究課題の最終年度であり、研究開発と並行して、研究成果の発信にも時間を割いた。《立体模型の研究開発》今年度新規に開発した立体模型を挙げる。数学曲面として、リングトーラス、ホーントーラス、スピンドルトーラス、水平円の鉛直円運動の軌跡(オリジナル数学曲面)およびそれらの分割模型。木製(板材の貼り合せ)の準正多面体16種類。地球儀の陸と海を区別しやすくし、エベレスト山やマリアナ海溝を局所的に切り出した部分拡大模型の作成。結晶学の対称性を理解する為の2次元教材。切頂8面体、菱形12面体の集合による空間充填結晶構造。また、これらの立体模型に対する認識実験を全盲の高校生を被験者としておこなった。《立体の2次元表現に関する研究開発》3次元形状を2次元上に表現する方法(投影図)は各種あるが、視覚障害者がそれらを理解する上での困難が指摘されている為、2次元表現の活用可能性を研究した。視覚障害者が自分で各種投影図を生成できるソフトを開発した。2次元表現(各種投影図および展開図)を視覚障害者が理解する上で難易の差を解析した。全盲の高校生を被験者としてこれらを解明する為の認識実験をおこなった。《研究成果の発信》・2008年度におこなった海外視察の報告を月刊誌「視覚障害-その研究と情報-」に公表した。4月号8月号に連載された。・米国の団体AHEADが主催する会議においてポスターセッションの1っを主催し、研究成果を世界の研究者・教育者に発信した。9件のポスター発表と合わせて模型の展示をおこない、多くの聴衆と直接の意見交換を密に行なうことが出来た。・本研究課題の4年間の成果を国際的に発表する場として、国際会議ICCHPを選定し、査読付論文として5編が採択された。2010年7月にウィーンにて発表を行なう。全盲の視覚障害者が触って鑑賞出来る立体模型や触って学べる立体教材を開発し、触覚鑑賞の世界を豊かにすることが研究計画の1つ目の柱である。従来の教材は、平面上で物体の輪郭を隆起させて触覚認識を可能とする教材がほとんどであったが、本研究では、3次元の立体模型を作ることに重点を置いている。本研究における立体模型開発の特徴現代の測定技術および情報技術を活用し立体模型の為に正確な形状データを用意さらに現代のデジタルものづくり技術(積造形法、特に石膏粉末、ナイロン粉末、光化性樹脂を材料とするもの)を用いて、正な形状データから正確な実体モデルを作することにある。研究計画の2つ目の柱は、立体の特徴を触覚認識するために、どのような手の操作が有効かの検証をおこなうこと、および立体を触って得られる触覚情報から立体認識がどのように行なわれるかの変換メカニズム、およびその形状記憶メカニズムの解明に向けた基礎研究を行なうことである。我々は今年度から科研費(基盤研究A)プロジェクトにおいて、視覚障害者と晴眼者の立体認識機構の違いの解明や特徴づけ、視覚障害者の立体認識を高める学習方法の開発、視覚障害者の立体幾何学習の世界を広げる為の新教材開発などの取り組みをスタートした。研究分担者は代表者を含め全7名は、それぞれ「光造形法による立体形状の作製」(山澤建二・理化学研究所)、「視覚障害者向け幾何学教材の開発」手嶋吉法・理化学研究所)、「2次元および3次元の繰返し模様(エッシャー模様)の視覚障害者用教材開発」(池上祐司・理化学研究所)、「視覚障害者用教材データベースの構築」(渡辺泰成・帝京平成大学)、「投影図や射影図を作成する触読図プロジェクタの開発による視覚障害者の立体図形の認知に関する研究」(藤芳衛・大学入試センター)、「視覚障害者のための2次元画像の半立体的翻案と触覚による鑑賞法の開発」(大内進・特殊教育総合研究所)、「触覚による立体図形の認知と手指の姿勢および動き」(金子健・特殊教育総合研究所)などのテーマに取り組んでおり、今年度の成果を2007年2月16日に理化学研究所で行われた「第1回幾何学教材と視覚障害者の立体認識シンポジウム」のにて報告した。このシンポジウムでは、登壇者13名のうち5名が全盲の視覚障害者であり、シンポジウム聴講者としてもさらに10名以上の視覚障害者の参加があった。視覚障害者からも積極的な質疑があり、今後この科研費プロジェクトで開発していく教材の内容や作成方法を検討する上で、有益な情報が集まった。さらに、立体教材データベース構築も本プロジェクトにおいて進めているが、シンポジウム参加者にもアンケートへの回答を依頼した。このようなデータベースはこれまで存在しておらず、完成すれば利用価値の高いものとなる。我々は2006年度から科研費(基盤研究A)プロジェクトにおいて、視覚障害者と晴眼者の立体認識機構の違いの解明や特徴づけ、視覚障害者の立体認識を高める学習方法の開発、視覚障害者の立体幾何学習の世界を広げる為の新教材開発などに取り組んでいる。研究代表者と分担者を合わせ全7名で、その他個別のテーマに関して研究協力者がいる。今年度の成果発表を2008年1月23日「第2回幾何学教材と視覚障害者の立体認識シンポジウム」にて報告した(会場:産業技術総合研究所臨海副都心センター)。

本プロジェクトからの口頭発表は「多面体教材の作成」、「視覚障害者用教材としての惑星儀の作成」、「積層造形法とその応用例」、「幾何学の学習用触覚教材の試作」、「「牛乳を注ぐ女」の立体的翻案と触覚による鑑賞」、「視覚障害者に対する我が国と米国の博物館のアクセシビリティ比較に関する訪問調査」、「立体教材アンケート-視覚障害者用立体教材データベース構築に向けて」である。この他、特別講演が2件あり、「視覚障害者として数字の研究に取り組む-研究に現れた図形的イメージについて」田中仁氏(東京大学数理科学研究科)、「視覚障害者の聴覚による空間認知」関喜一氏(産業技術総合研究所人間福祉医工学研究部門)である。口頭発表以外に22件の展示発表がなされた。このシンポジウムへの登壇者のうち2名が全盲視覚障害者であり、シンポジウム聴講者にも視覚障害者の参加があった。視覚障害者からも積極的な質疑があり、今後この科研費プロジェクトで開発していく教材の内容や作成方法を検討する上で、有益な情報が集まった。今年度の大きな成果は、新規に開発した立体模型と海外調査の2つである。立体模型から述べる。(1)エッシャーパターン「木」:これは1種類のピースだけを用いて3次元空間を完全充填することが出来る。ピースの配置は、周期構造となっており、結晶学の空間群を用いて記述できる。ナイロン粉末を用いた積層造形法による模型を作製し、国際結晶学会議(8月・大阪)にて発表し、好評を博した。(2)準正多面体の完全セット(16種類):準正多面体は、13種類と数えられることもあるが、[3,4,4,4]に関してはもう1つミラーの多面体が存在し、[3,3,3,3,4]および[3,3,3,3,5]に関しては、それぞれの鏡像異性体が存在するので、これらを全て含む16種類の模型をナイロン粉末の積層造形で作製した。石膏粉末を用いた場合よりもエッジの鋭さが良く表現されている。(3)円の回転運動により生成される2つの曲面:1つはミスドーナツと名付けられた曲面であり、水平面に対し45度傾けた円を水平面と垂直な軸の周りに180度回転させて得られる。もう1つは、ある水平な軸の周りで円を水平に保ったまま360度回転させて出来る曲面である。どちらも空間内の軌跡が作る曲面であり、空間幾何学に新しい視点を持ち込むものである。海外調査は、10月にミラノ盲人協会、オメロ美術館、アンテロス美術館、ルーブル美術館、パリ盲学校、ルイブライユ生家博物館、科学産業展示館を視察した。いずれも視覚障害関連施設および視覚障害者バリアフリーに取り組んでいる一般の施設である。本プロジェクト内で詳細な視察報告書を作成し、その要旨が月刊「視覚障害」にて2009年に連載される。2009年度は本研究課題の最終年度であり、研究開発と並行して、研究成果の発信にも時間を割いた。《立体模型の研究開発》今年度新規に開発した立体模型を挙げる。数学曲面として、リングトーラス、ホーントーラス、スピンドルトーラス、水平円の鉛直円運動の軌跡(オリジナル数学曲面)およびそれらの分割模型。木製(板材の貼り合せ)の準正多面体16種類。地球儀の陸と海を区別しやすくし、エベレスト山やマリアナ海溝を局所的に切り出した部分拡大模型の作成。結晶学の対称性を理解する為の2次元教材。切頂8面体、菱形12面体の集合による空間充填結晶構造。また、これらの立体模型に対する認識実験を全盲の高校生を被験者としておこなった。《立体の2次元表現に関する研究開発》
分子進化のモデリングと分子系統樹推定法の開発

分子進化の過程にはランダムな要素が多く、DNAやたんぱく質の配列データから系統樹推定を行うためには、確率モデルに基づく統計学的な解析が必須である。本研究では、分子系統樹推定のための統計手法の開発を行った。分子系統推定の第一歩は、分子進化の過程をどのようにうまく近似するかということである。本研究では、コドン置換モデルの有効性を示した(Sasaki et al.,2005)。従来この分野でよく使われてきた方法は、塩基座位間の独立性を仮定したものであったが、このようなやり方ではいかに精緻なモデルを構築しても明らかに現実の仮定とは大きく隔たったモデルにしかならない。それを克服するために、たんぱく質をコードしている遺伝子については、アミノ酸に翻訳した上で、経験的に得られているアミノ酸置換確率行列を用いるやりかたが一般的であった。しかしながら、このやり方では、アミノ酸に変化をもたらさない塩基置換(同義置換)の情報が使われないため、比較的近縁な種間の系統関係の推定には問題が多い。そのために、本研究ではコドンを単位とした分子進化モデル、つまりコドン置換モデル1が、実際のデータ解析にどの程度有効かを検討した。その結果、このモデルを用いることによって、多くの生物系統学的な問題が解決されることを示した。統計手法の開発に際しては、生物系統学、生物進化学の実際問題の解決を通して、解析法の問題点を洗い出し、どのような分子進化モデルが現実の進化過程をうまく表現しているかを検討した。このよう旨な実践を通して、実際の問題解決に役立つ解析法の開発ができた。生物進化のほとんどの問題の出発点は、まず系統関係を明らかにすることである。分子生物学の進歩に伴い、信頼できる系統樹推定はDNAや蛋白質の配列データによるものであるというコンセンサスが得られてきた。しかしながら分子系統樹推定は、当初考えられたほど簡単なものではないことが明らかになってきた。その理由は、系統樹推定は仮定した素過程、つまり塩基やアミノ酸の置換モデルに依存し、これに関するわれわれの知識は未だに万全だとは言えないからである。本研究では、より現実に即した置換モデルを構築すると共に、生物系統学の実際問題の解決をはかることを通じて分子系統樹推定法の改良を目指してきた。これまでは世界に先駆けて、アミノ酸配列データから系統樹推定するための最尤法に基づく系統樹推定法を開発してきたが、今年度は、同義置換のもつ系統関係に関する情報も最大限に生かした解析を行うために、コドン置換モデルに基づいた塩基配列データの解析法の検討を行った。このモデルは、Yang, Nielsen and Hasegawa (1999)によって定式化されたていたが、今年度は東京工業大学の岡田典弘研究室で得られたハクジラ全種のミトコンドリア・ゲノムデータに適用し、従来の方法に比べていくつかの点でよりはっきりした系統関係が得られることが示された(Sasaki et al.,印刷中)。またカワイルカ進化の歴史を明らかにするために、ヨウスコウカワイルカのミトコンドリア・ゲノム配列を解読し、そのデータを含めてハクジラの系統解析するにあたって様々な系統樹推定法を比較検討した(Cao et al.,投稿準備中)。更に、真核生物の系統樹の根元がどこにあるかを明らかにするため、多数の遺伝子の最尤法による系統樹解析を統合することによって、これまでよりの信頼性の高い系統樹を得た(Arisue et al.,2004)。ポストゲノム時代に入り、大量のDNA塩基配列データが生産されるようになってきたが、大量のデータが得られたからといって、必ずしも生物系統学の問題が直ちに解決するというわけではない。データが大量になるに従って、分子系統樹推定法の偏りのために、間違った系統樹がむしろ強く支持されてしまうということがしばしば起るからである。今年度はさまざまな生物系統学の問題に取り組みつつ、分子系統樹推定法の問題点を明らかにすることにつとめた。これらの成果に基づき、最尤法による分子系統樹推定プログラム

MOLPHYの改訂版を整備した。最尤法による分子系統樹推定に際し、モデルのミススペシフィケーションがどのような推定の偏りを与えるかを調べた。ゲノムプロジェクトの成果として、ゲノム規模の塩基配列データが次々に生み出されるようになり、そのような大規模データによる系統樹推定(ゲノム系統学)が盛んに行われるようになってきた。データが増えるに従って、当然サンプリング誤差は限りなく小さくなり、特定の系統樹が見かけ上は高い信頼度で支持されるようになる。ところが、系統樹推定に偏りがあれば、間違った系統樹が強く支持されてしまう危険が増えてきたともいえる。真獣類は、1億年ほど前の3つの大陸に対応して、北方獣類(ローラシア大陸)、アフリカ獣類(アフリカ)、異節類(南米大陸)の3つの主要なグループから成ることが明らかにされたが(Nishihara, Hasegawa & Okada, PNAS 2006)、この3者の間の分岐の順番に関しては不明であった。われわれはこの問題を明らかにするため、ゲノムプロジェクトが進んでいる9種の真獣類と有袋類1種について、100万塩基に及ぶたんぱく質コード領域の配列をアラインメントして、さまざまなモデルによる系統樹推定を行った。その結果、一般によく行われるconcatenate解析では、コドン置換モデルのように塩基座位間の相関を取り入れない限り、間違っていると思われる系統樹が強く支持されることを見出した。そのような場合でも、遺伝子ごとの進化速度、パターンの違いを取り入れたseparate解析では、置換モデルの詳細に依らずに一貫して正しいと思われる系統樹を支持する。このことは、ゲノム規模の分子系統樹解析においては、遺伝子ごとの違いを考慮した解析が必要であることを示しており、ゲノム系統学における解析法の重要性を強く認識させるものである(Nishihara, Okada & Hasegawa,投稿中)。
位置情報に最適化された空間構造化オーバレイネットワーク

センサネットワーク技術の普及などにより位置情報サービスの利用分野が拡大している.しかし,分散計測環境では取得されるデータは不完全で不均一な情報であるため,有効に利用することが難しい.本研究では,物理的なセンシングレイヤを抽象化しデータの中間表現を行うモデル表現レイヤを提案し,統計モデルを元にした空間連続データ管理機構および,空間構造化P2Pネットワーク上でのモデル表現レイヤ分散管理手法を検討した.国内の気温データの管理・検索に本手法を適用し,検索コストの減少に対して実用的な誤差範囲に収まり,トレードオフの関係にある検索コストと誤差から必要な情報を検索することが可能であることを確認した.本研究では、実世界の膨大な情報をP2Pモデルを適用したオーバレイネットワークアーキテクチャの構築と評価を行っている。これは、実世界情報の特性に着目し、効率的に情報を分散管理する枠組みを検討し、スケーラビリティを有するシステムへの応用を目指すものである。平成25年度の研究成果では、実世界データの冗長性に着目した補間処理に適した分散データ管理手法の検討を進めた。センサネットワークなどの計測インフラストラクチャから得られる情報は精度が低く計測空間粒度が不均一であるため、アプリケーションでの活用には統計的なアプローチが必要となる。これに対して、本研究では「モデル表現レイヤ」と呼ばれる、計測インフラに依存しにデータの抽象表現を考案し、グリッド状に表現された空間を分散管理する枠組みを構築した。また、この枠組みでは、データの冗長性を排するため二次関数近似曲線を計算することによって特徴点を抽出し、データ量の圧縮を可能としている。以上の提案手法を計算機上にシミュレータを実装し基礎特性の確認を行った。現在、シミュレーションは静的なネットワークでの評価を行っており、時系列データを扱うに至っていない。時系列データを扱うことによって二次関数近似曲線の再計算が必要となることから、ピアの加入/脱退によるネットワーク構造の動的変化を生じる。動的変化のコストは実際の運用時には無視できないものと考えられることから、この問題については次年度に検討することとしたい。平成24年度の研究成果では、実世界情報の構造的特性およびデータの内容特性に着目し、データを効率的に管理するネットワークトポロジの検討および、基本的な性能評価を行うためのシミュレーションソフトウェアの実装を行った。具体的な成果は以下のとおりである。(1)実世界データの対象となる空間構造をネットワークトポロジに適用するための、多次元-一次元変換手法および隣接ノードとの経路制御アルゴリズムを開発した。従来のP2Pモデルではハッシュ変換によって空間構造が保存されない問題があったが、本研究では空間構造を保存するトポロジにより、範囲検索機能など空間構造に即した利用が可能となる。(2)実世界データには、周囲と値の異なる特徴的なデータが観測される領域もあるが、周囲と同じような観測値をとるような冗長な領域も多い。この特性に着目し、実世界データから冗長な部分を排し、有効な値のみでリンク構造を保持する「補間リンク」を開発した。このリンク構造により、検索時に転送するデータ量を減らすことが可能となる。なお、上記の技術については、基本的なアイデアをまとめ、基礎的な性能評価を行うシミュレーションソフトウエアを開発した段階であり、平成25年度以降も継続して開発・改良と実験を進めていく。本研究では、実世界の膨大な情報をP2Pモデルを適用したオーバレイネットワークアーキテクチャの構築と評価を行っている。最終年度となる平成26年度では、前年度から引き続き、実世界データの冗長性に着目した補間処理に適した分散データ管理手法の検討を行い、さらに時系列データを扱うための手法についても検討を行った。提案手法を着想した当初は、静的なネットワーク構造を対象とした経路制御や範囲選択アルゴリズムの考案のみであったが、実用的な分散処理ネットワークを考えた場合、センシングデータのような時系列データを扱う枠組みが必要となる。特に、データの特性により内部構造が変化する本研究では、時系列データを扱う際の計算コストや通信コストを抑えた手法が求められる。このような要件に対し、本年度は以下のアプローチを検討した。(1)ネットワークの構造そのものの変化を行わず、各ノードの保持するデータのみを更新する方式(2)データの更新のタイミングではなく、範囲検索などの利用者側のリクエストによって限定範囲でネットワーク構造の更新を行う方式(3)データ更新のタイミングで、影響を受けるノードのみで局所的にネットワーク構造を更新する方式以上の三方式は、アプリケーションの要件やデータの変動度合いにより長所短所が存在する。考えられる要件とデータの変動の諸条件での評価についても検討を行った。

計算機システム・ネットワークアルゴリズムの改良、シミュレータの開発は順調に進展している。シミュレータの機能を強化することで、提案するP2Pネットワークの詳細な特性(グラフ特性、経路制御における最短ホップ数、検索コストと精度)を確認する作業が進んでいる。一方、シミュレーションは静的なネットワークでの評価を行っており、時系列データを扱うに至っていない。時系列データを扱うことによって二次関数近似曲線の再計算が必要となることから、ピアの加入/脱退によるネットワーク構造の動的変化を生じる。動的変化のコストは実際の運用時には無視できないものと考えられることから、この問題については次年度に検討することとしたい。研究発表については、学会論文誌、査読付国際会議論文への掲載をそれぞれ1件、国内シンポジウムでの発表を1件行った。アルゴリズムの検討、プログラムの開発は順調に進展している。実世界データを用いたシミュレーションは時間軸上の変化のない静的なモデルでの評価にとどまっており、やや遅れている。現在の実験データは、気象メッシュデータを用いたもので、動的な情報が含まれていないためである。現在、動的な性能評価に適したシミュレーション実験用のデータの収集と選定を行っている、また、必要なソフトウェアや実験環境については、ほぼ準備が整いつつある。研究発表については、査読付国際会議論文、査読付国内ワークショップ、研究会での発表をそれぞれ1件行った。実世界情報に適したネットワークトポロジおよび経路制御アルゴリズムについて、引き続き改良を行う。特に、動的構造変化に適したアルゴリズムについては、まだ検討が浅いため時系列データを効率的に扱う手法を考えていく。現在は、空間的な情報についてのみ二次関数近似曲線による特徴点抽出で冗長な情報の削減を行っているが、時系列情報について同様の手法が適用できるかを、実世界のデータセットによって評価を行い、結果を元に改良を行っていく。実世界情報に適したネットワークトポロジおよび経路制御アルゴリズムについて、引き続き改良・プログラム開発・実験を行う。特に、実世界データの冗長な領域の削除については、削除率を増やし圧縮率を高めると情報の精度が低下し、削除率を減らし圧縮率を低めると情報の精度が向上する、というトレードオフの関係にあることが判明している。このため、平成25年度は、同じ実世界領域のデータに対して、削除率の異なる複数のリンク構造を階層的に備えることで、トレードオフの関係にある削除率と精度から必要な情報を得られる手法を中心に検討する。また、これらのアルゴリズムを、平成24年度に開発したシミュレーター上に実装し、実験を通して方式の問題点の洗い出し、改良を行う。また、評価実験においては、時間軸上に変化のある実験データを用いて、ネットワークの動的なトポロジの変化の特性・性能の評価を行う。
造血幹細胞におけるＭａｆＢの機能解析

1. MafB領域GFPノックインマウスのGFP発現造血幹細胞のin vitroにおける機能解析:昨年度、MafB領域GFPノックインマウスにおいてGFPを発現している造血幹細胞が、単球・マクロファージ細胞系列への選択的な分化能を有していることを明らかにしたが、選択的な分化能の定量評価をコロニーアッセイを用いて行った。2. MafB領域GFPノックインマウスのGFP発現造血幹細胞のin vivoにおける機能解析:MafB領域GFPノックインマウスにおけるGFP陽性造血幹細胞群が、生体内で単球・マクロファージ系列への選択的分化能力を有しているかを、昨年度確立した骨髄移植実験法により明らかにした。その結果、GFPを発現している造血幹細胞は予想に反してリンパ球系に分化しやすいことを明らかにした。3. MafB領域GFPノックインマウスのGFP発現造血幹細胞の遺伝子発現状態の機能解析:GFP陽性細胞群とGFP陰性細胞群での遺伝子発現様式を比較することにより、細胞運命決定に関わる内部因子の状態を解析した。昨年度GFPの発現を指標に細胞を分取し、cDNAを合成した。そのcDNAを用いて、遺伝子の発現状態を解析した。4. MafB領域GFPノックインマウスのGFP発現造血幹細胞の細胞表面抗原の解析:GFP発現造血幹細胞をこれまでに報告されている細胞表面抗原について解析を行なった。その結果、これまで報告されているCD150との発現の相関は見られないことが明らかとなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、既に作製されているMafB領域GFPノックインマウスを用いて、以下の研究を実施した。1.MafB領域GFPノックインマウスのGFP発現造血幹細胞のin vitroにおける機能解析MafB領域GFPノックインマウスにおいてGFPを発現している造血幹細胞が、単球・マクロファージ細胞系列への選択的な分化能を有しているかを解析した。その結果、GFPを発現している細胞はM-CSFに反応して、単球・マクロファージ細胞系列へより分化することが明らかとなった2.MafB領域GFPノックインマウスのGFP発現造血幹細胞のin vivoにおける機能解析MafB領域GFPノックインマウスにおけるGFP陽性造血幹細胞群が、生体内で単球・マクロファージ系列への選択的分化能力を有しているかを、骨髄移植により明らかにする実験を行った。当初少数の細胞による骨髄移植が成功しなかったが、条件を検討した結果、移植細胞の生着が確認できる様になった。3.MafB領域GFPノックインマウスのGFP発現造血幹細胞の遺伝子発現状態の機能解析GFP陽性細胞群とGFP陰性細胞群での遺伝子発現様式を比較することにより、細胞運命決定に関わる内部因子の状態を解析した。その結果、MafBの発現は、GFP陽性細胞で高いこと、いくつかの幹細胞マーカーが発現していることが明らかとなった。4.MafB領域GFPノックインマウスのGFP発現造血幹細胞の細胞表面抗原の解析GFP発現造血幹細胞上に存在していると分子を解析した。いくつかの幹細胞マーカーが発現していることが明らかとなった。当初目的とした実験は実施でき、ある程度の新知見を得ることができた。骨髄移植系の確立では当初問題賀あったが現在は、ほぼ解決できている。上述した様に、当初骨髄移植系において移植した細胞の生着が確認できないことがあったが、移植系を改善することにより、結果が得られる様になった。来年度は改善した実験系を用いて解析を進める予定である。
複合機能性層状コバルト酸化物の設計開発:熱電変換素子及び燃料電池電極材料への応用

まず、層状ミスフィット型コバルト酸化物[Sr_2O_<2-d>]_pCoO_2の単結晶試料を用いた磁気抵抗、ホール抵抗、ゼーベック係数の測定を行い、他のミスフィット型コバルト酸化物と比較を行うことで、ミスフィット比pと室温でのゼーベック係数が正の相関をもつことを見いだした(J.Phys.Soc.Jpn.75,`104716(2006))。これは層状コバルト酸化物の熱電変換材料としての性能向上につながる重要な研究成果だと言える。次に、ペロブスカイト型コバルト酸化物Sr_<1-x>A_xCoO_<3-d>(A : Lanthanides)が示す室温強磁性(T_c=360K)の起源を解明するため、SPring-8の高田らのグループと共同で放射光X線回折実験を行い、精密な結晶構造解析を行った。その結果、500K近傍で酸素欠損の秩序化が起こり、360Kでの強磁性転移と同時にスピン状態・軌道秩序が起きている可能性が示唆された。この結果は現在Phys.Rev.Lett.へ投稿中である。最後に、新規六方晶型層状コバルト酸化物SrCO_<12>O_<19>の単結晶試料を、京大化研高野研究室の高圧装置を用いて作製することに成功し、寺崎研究室にて巨大負磁気抵抗を示すことを見いだした。この物質は、六回対称軸と平行に数テスラの磁場がかかると、抵抗が100倍以上減少(コバルト酸化物としては最大)する大変興味深い系で、コバルト酸化物のもつ新しいエレクトロニクス材料としての可能性をさらに押し広げたと言える。京都大学化学研究所高野研究室の高圧合成装置を用いて合成した層状コバルト酸化物SrCo6011単結晶試料の電気抵抗、磁気抵抗効果、熱起電力の測定を行った。その結果、新規熱電変換材料として知られる層状コバルト酸化物NaxCoO2と同様な金属的な電気伝導性(10^<-3>Ωcm)と熱電性能(S50μV/K)を示すことが分かった。さらに、層間方向の磁化が、数テスラの磁場下で1/3プラトーを示し、それに伴って磁気抵抗が階段状の変化を示すことも分かった。これは三角格子内のスピンフラストレーションと伝導がカップルした非常に珍しい現象であり、この結果に関しては、第65回応用物理学術講演会(2004.9.14、仙台)及び日本物理学会秋期大会(2004.9.1215、青森)にて口頭発表を行った。また、多段巨大磁気抵抗効果の微視的な起源を探るため、大阪大学北岡研究室の椋田先生(NMR)やERATOの永長グループの研究員石井ら(バンド計算)と共同研究を行った。この結果は現在Scienceへ、またSrCo6011の合成法や結晶構造はJournal of the American Chemical Societyへ投稿中である。渡航先のPrinceton大学Cava研究室にて、電池材料として期待されるホランダイト型マンガン酸化物Ba_xMn_8O_<16>を合成し、X線による構造解析と磁化測定、電気抵抗測定を行った。また、粉末試料をNISTへ送り、低温で中性子回折実験を行うことで磁気構造に関する情報が明らかになった。この物質はスピン間に強い相互作用があるにもかかわらず、非常に低温まで磁気相転移を示さない。その原因として、結晶構造解析の結果を考慮すると、マンガンが三角格子を組んでいることによる幾何学的フラストレーション、あるいは符号の異なる超交換相互作用が拮抗していることが予想される。今回の中性子回折実験からは、複雑な長周期の磁気構造をもつことが明らかになり、これらの予想を支持するものとなった。本研究から、従来まで主に電池材料として研究されてきた低次元構造をもつ遷移金属酸化物が、新たな磁性研究の舞台として有望であることが示された。また、ホランダイト型化合物は一般に比較的低温でしか得られず、結晶性が悪いために精密な構造解析を行うことが困難である。本研究において、塩化物を原料に混ぜると比較的低温でも結晶性の高い試料が得られることが見出されたことも、特筆すべき成果だと言える。電池材料、熱電材料として期待される層状コバルト酸化物Na_xCoO_2は、合成ルートを工夫すると同じ組成でも異なる結晶構造(対称性)をもつ物質を合成することが可能であり、物性だけでなく化学的にも興味深い系である。今回Na_<0.7>CoO_2をヨウ素などで処理することによりナトリウムイオンの含有量をコントロールすることに成功した。Na_<0.5>CoO_2の組成に関しては単結晶試料の電気抵抗測定を行い、低温で電荷秩序に起因した金属絶縁体転移が起こることを確認した。現在これらの結果は、共同研究者のL.ViciuがPhys.Rev.Bに投稿中である。次に、ペロブスカイト型コバルト酸化物Sr_<1-x>A_xCoO

_<3-d>(A : Lanthanides)が示す室温強磁性(T_c=360K)の起源を解明するため、SPring-8の高田らのグループと共同で放射光X線回折実験を行い、精密な結晶構造解析を行った。その結果、500K近傍で酸素欠損の秩序化が起こり、360Kでの強磁性転移と同時にスピン状態・軌道秩序が起きている可能性が示唆された。この結果は現在Phys.Rev.Lett.へ投稿中である。最後に、新規六方晶型層状コバルト酸化物SrCO_<12>O_<19>の単結晶試料を、京大化研高野研究室の高圧装置を用いて作製することに成功し、寺崎研究室にて巨大負磁気抵抗を示すことを見いだした。この物質は、六回対称軸と平行に数テスラの磁場がかかると、抵抗が100倍以上減少(コバルト酸化物としては最大)する大変興味深い系で、コバルト酸化物のもつ新しいエレクトロニクス材料としての可能性をさらに押し広げたと言える。
家蚕DNAウイルスを遺伝子導入用ベクターとして効率的に利用する基礎的研究

バイオテクノロジー技術の進展により、カイコにインターフェロンなどの有用物質を生産させることが可能になっている。カイコ細胞中に有用物質を運び込むベクターとして、核多角体病ウイルス(NPV)が使用されている。このNPVの増殖が、どのような要因で容易になり、有用物質の生産性が、どのような要因で高まるのかなどの問題については充分な解析が行われておらず、不明の点が多い。そこで、NPVの増殖様式を、超微形態学的に調査し、ウイルスの侵入、核内でのウイルス粒子形成、エンベロープの獲得様式、ウイルスの放出、多角体の形成様式、細胞の病変像などについて種々の知見を得た。ベクターとして確立しているNPVは、病原性が強くカイコを殺してしまう。そのため、カイコを殺すことなく、外来遺伝子をカイコ細胞に導入するベクターを開発することが必要となる。ベクターとして有望なウイルスのひとつに、濃核病ウイルス(2型)がある。そこで、このウイルスの遺伝子解析を試みた。その結果、2種のDNAは、ゲノムの遺伝子情報を2分している可能性の高いことが制限酵素地図の作成より判明した。2種のDNAの末端構造に、共通の塩基配列が見つかった。以上のような知見が得られたが、さらに遺伝子解析をすすめ、ベクターとしての可能性をさぐっていく必要がある。バイオテクノロジー技術の進展により,カイコにインタフェロンなどの有用物質を生産させることが可能になっている.この有用物質の生産性を高める要因を明らかにするために,カイコ細胞中に有用物質の遺伝子を運び込むベクターとして使用されている核多角体病ウイルス(NPV)の増殖様式を超微形態学的に調査し,以下の知見を得た.エンベロープをもつ成熟ウイルス粒子は, viropexisにより細胞質の小胞内に取り込まれた.接種36時間後には, virogenic stroma(VS)が核質中央に形成された. VSは次第に発達して網状構造となり, nucleocapsid・(NC)が小枝状に突出して形成された.NCはring 20ne域に移動してde novoに合成された膜をエンベロープとして獲得するか,核膜あるいは形質膜まで移動してそこから出芽する際にエンベロープを獲得して成熟ウイルスとなった.48時間後には多角体の形成が始まり,核内の成熟粒子が多角体内に包埋され始めた.この頃に核膜が膨化し始め,内膜と外膜の間隙に多数のウイルスが認められるようになった.ring 20ne域ではひとつのエンベロープに複数個のNCが包まれる傷も多く見られたが,多角体中では, 1個のNCがひとつのエンベロープに包まれたものが大半であった.感染末期細胞の核内には,小管や膜の異常は構造物が認められる場合もあった.カイコ細胞中に有用物質の遺伝子を運び込むベクターとして核多角体病ウィルス(NPV)が使用されているが、このベクターは病原性が強くカイコを殺してしまう。そのため、カイコを殺すことなく、外来遺伝子をカイコ細胞中に導入するベクターを開発することが必要となる。NPVより小型で充分ベクターとなり得ると思われるカイコのDNAウィルスの一つに、カイコ濃核病ウィルス(2型)がある。このウィルスは、ゲノムが2分している。このように2分したゲノムというのは、ベクター開発の素材として有利な点がある。たとえば、もしゲノム分子の一方にのみ複製に関わる遺伝子が存在すれば、他方の分子へのDNA断片の挿入がウィルスの複製を阻害することなく行えるはずである。このウィルスをこのようなベクターに改造するためには、ウィルスの全ゲノムの塩基配列が決定され、その複製、転写、翻訳のメカニズムが詳しく理解される必要がある。そこで、このウィルスのDNAについての解析を行い、以下の結果を得た。1.2つのウィルスDNAを分離し、制限酵素地図を作成したところ、両者の地図が全く異なっていることが判明した。このことにより、2つのDNAの塩基配列が異なっていること、ウィルスの遺伝子情報が2分していることが推察される。2.両DNAの塩基配列を決定するために、このてめうをプラスミドに挿入してクローニングした。このクローンを用いて、ウィルスDNAの末端構造を調べたところ、両DNAに共通の塩基配列が存在した。これは、両DNAの複製に関した配列であると思われる。
過分極で活性化される陽イオンチャネルの生体内における役割の解明

過分極で活性化される陽イオンチャネルには今までHCN14の4種類のサブタイプがクローン化されている。そのうちの一つであるHCN4は、申請者がクローン化し、心臓や視床おいて周期的発火に重要な役割を果たしていることが示唆されている。生体内、特に心臓の洞房結節および視床の神経細胞における役割を解明するため、HCN4の発現量をテトラサイクリンの誘導体を投与することによって調節することが出来る遺伝子改変マウスを作製する目的で実験を行った。昨年度までに、HCN4の5'非翻訳領域に大腸菌テトラサイクリン耐性オペロンの転写調節に働くタンパク質とオペレーター配列を利用したいわゆるTet-Offシステムを相同組換えで挿入し、HCN4の本来のプロモーターでTetリプレッサータンパクがつくられ、そのタンパクがHCN4の開始コドンのすぐ上流に挿入されたTetオペレーター配列に結合しHCN4が発現するマウスを作製した。今年度は、C57/BL6マウスと戻し交配を行ったが、そのマウスからはホモマウスを得ることが出来なかった。そのため、昨年度F1マウスを用いて作製したホモマウスを用いて実験を行った。3週間テトラサイクリン誘導体をマウス個体に投与し、テトラサクリ誘導体を投与していないマウスとHCN4の発現量をウェスタンブロッティングを用いて比較したところ、心臓においては1/10程度、中枢神経系においても数分の1程度に発現量が抑制されていることが確認できた。心電図では明らかな違いは確認できなかったが、今後、電気生理的手法を用いて細胞レベルで機能の変化がないか確認する予定である。また、Tetオペレーター配列でGFPを発現するマウスと交配し、HCN4を発現している細胞にGFPを発現するようになるマウスの作製に成功した。そのマウスでは、今までHCN4の発現が知られていた脳、心臓、腸管、味蕾、網膜以外に嗅細胞にもGFPの発現を認め、HCN4の抗体を使いGFPだけでなく実際にHCN4の発現を確認することが出来た。今後、今まで知られていなかった嗅細胞でのHCN4の役割を調べる予定である。過分極で活性化する陽イオンチャネルのサブタイプの一つで心臓や視床で周期的発火に重要であることが示唆されているHCN4の生体内、特に心臓の洞房結節および視床の神経細胞における役割を解明するため、HCN4の発現がテトラサイクリンあるいはその誘導体を投与することによって調節することが出来る遺伝子改変マウスを作製する目的で実験を行った。HCN4の5'非翻訳領域に大腸菌テトラサイクリン耐性オペロンの転写調節に働くタンパク質とオペレーター配列を利用したいわゆるTet-Offシステムを相同組換えで挿入すると、HCN4の本来のプロモーターでTetリプレッサータンパクがつくられ、そのタンパクがHCN4の開始コドンのすぐ上流に挿入されたTetオペレーター配列に結合しHCN4が発現する予定である。この相同組換えを起こすためのターゲティングベクターをプラスミドで構築しマウスのES細胞にトランスフェクションを行い、相同組換えを起こしたES細胞を得、サザーンブロッティングで確認した。その細胞をマウス初期杯に導入しキメラマウスの作製に成功した。それらをかけあわせて現在、ヘテロに遺伝子が改変されたマウスを得ている。今後さらにそれらのマウスをかけあわせてホモマウスを得、予定通りテトラサイクリンの投与によってHCN4の発現が抑制されるかをPCR法、ウェスタンブロッティング法を用いてmRNAおよびタンパクレベルで確認する予定である。