hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イオン照射による高分子光導波路の屈折率上昇機構解明と光制御デバイス開発

本研究は、高分子光導波路においても非晶質シリカガラスと同様に、イオン照射により屈折率上昇を誘起させられ、デバイスの開発につなげられるかどうかを検証することを目的としている。フッ素化ポリイミドに加速エネルギー1.0 MeVのH+イオンを照射し、ハロゲンランプを励起源とした分光エリプソメトリによって屈折率を実測したところ、屈折率上昇は、3.3%とシリカガラスにイオンを注入した場合に生じる屈折率の最大変化量1.0%をはるかに超える大きな値となり、高分子光導波路の高機能化に十分寄与できる可能性があることが分かった。我々は、非晶質シリカガラスに高エネルギー水素イオンを打ち込むと、高密度化が生じ、密度上昇部の屈折率が高くなるので、これを利用すれば機能性光透過材料が作り出せることに気付き、基本特許を出願・取得した。つぎに、この実用化を目指し、産学連携プロジェクトなどを実施し、これまでに、上記長周期グレーティング、偏波保持・脱偏波器、方向性合波・分波器等の導波路型光制御デバイスの開発に成功した。本研究は、高分子光導波路においても同様に、イオン照射により屈折率上昇を誘起させられるかどうかを検証することを目的としている。本年度の実験として、Si基板上にスピンコート法により、膜厚8.0&#61549;mの全フッ素化ポリイミドを堆積させ、加速エネルギー950keVのHe+イオンを注入したのち、表面段差プロファイルを計測したところ、イオンビームの幅1.0mに対して、全半値幅0.97mmとほぼ一致した凹みが見られた。1.1×1016cm-2の注入量における凹み約270mより、全フッ素化ポリイミドがイオン注入方向に押しつぶされ高密度化が起こっていると仮定し、体積変化率を算出したところ、6.7%圧縮されたと見積もられた。これより、屈折率上昇率を計算すると、&#61508;n=0.043となる。すなわち、イオン注入部の凹みが全て高密度化に起因していれば、全フッ素化ポリイミドの屈折率は、4.3%上昇することになる。これは、シリカガラスにイオンを注入した場合に生じる屈折率の最大変化量1.0%をはるかに超える大きな値であり、高分子光導波路の高機能化に十分寄与できる可能性があることが分かった。つぎに、この実用化を目指し、産学連携プロジェクトなどを実施し、これまでに、上記長周期グレーティング、偏波保持・脱偏波器、方向性合波.分波器等の導波路型光制御デバイスの開発に成功した。本年度の実験として、1×1cm2のSi基板上にスピンコート法により、膜厚8&#61549;mのフッ素化ポリイミドを堆積させ、試料として用い、集束プロトンビーム描画装置を用いて、ビーム断面積1×1mm2程度のH+イオンを、加速エネルギー1.OMeV、フルエンス1×10147×1016cm-2で照射した。ハロゲンランプを励起源とした分光エリプソメトリによって、実測された屈折率上昇は、フルエンス1×1015cm-2においてはシリカガラスに同程度のイオンを注入した場合に生じる屈折率上昇率O.35%とほぼ等しく、7×1016cm-2では3.3%と極めて大きな値となり、高分子光導波路の高機能化に十分寄与できる可能性がある。ことが分かった。さらに、イオン照射によるフッ素化ポリイミド膜内の結合や分子振動等の変化を調べるために、ラマン分光測定を行った。その結果、イミド結合のC-N伸縮、芳香環のC-C伸縮、カルボニル基のC;0結合に帰属されるフッ素化ポリイミドの構造を反映したピークが得られた。フルエンスが1×1016cm-2を超えると、これらフッ素化ポリイミドの構造を示すピークは消え、黒鉛状炭素に見られるブロードなピークが現れる。
モノクローナル抗体(NCC-ST-421)を用いた新しい腫瘍特異的免疫療法の開発

ヒト消化器癌に高率に反応するモノクローナル抗体NCC-ST-421と各種サイトカインによって刺激されたヒトリンパ球やヒト癌で誘導されたCTLをeffector cellとして本抗体の抗腫瘍性とくに抗体依存性細胞介在性細胞障害(ADCC)を増強し、新しい癌の特異的免疫法の確立を目的とした.(1),IL-2によるADCCの増強;IL-2によって刺激されたヒトリンパ球をeffectorに用いると,ST-421のADCCは増強された.この効果はE/Tおよび抗体濃度に依存した.さらにこの増強効果は抗Fc-receptor抗体によって阻害された.したがってFc-receptor陽性のeffector cellがADCCの増強に関与したと考えられた.(2),OK-432によるADCCの増強;IL-2と同様OK-432によって刺激されたヒトリンパ球をeffector cellに用いるとADCCは増強された.その増強効果はE/Tおよび抗体濃度に依存したがOK-432には至適濃度が存在した.(1),SCIDマウスに抗原陽性のヒト癌を皮下移植し,あらかじめIL-2で刺激したヒトリンパ球と抗体を投与したところ腫瘍の増殖は抑制された.(2),SCIDマウスの脾臓にヒト癌細胞を移植した肝転移モデルにおいて,OK-432と抗体の治療によって転移は完全に阻止された.しかしOK-432単独および抗体単独の治療では転移は抑制されなかった.以上よりIL-2やOK-432などのサイトカインはST-421の特異的抗腫瘍性を増強することが明かとなった.一方,現在は癌特異的CTLの誘導とST-421のヒト型化の検討を継続している.ヒト消化器癌に高率に反応するモノクローナル抗体NCC-ST-421と各種サイトカインによって刺激されたヒトリンパ球やヒト癌で誘導されたCTLをeffector cellとして本抗体の抗腫瘍性とくに抗体依存性細胞介在性細胞障害(ADCC)を増強し、新しい癌の特異的免疫法の確立を目的とした.(1),IL-2によるADCCの増強;IL-2によって刺激されたヒトリンパ球をeffectorに用いると,ST-421のADCCは増強された.この効果はE/Tおよび抗体濃度に依存した.さらにこの増強効果は抗Fc-receptor抗体によって阻害された.したがってFc-receptor陽性のeffector cellがADCCの増強に関与したと考えられた.(2),OK-432によるADCCの増強;IL-2と同様OK-432によって刺激されたヒトリンパ球をeffector cellに用いるとADCCは増強された.その増強効果はE/Tおよび抗体濃度に依存したがOK-432には至適濃度が存在した.(1),SCIDマウスに抗原陽性のヒト癌を皮下移植し,あらかじめIL-2で刺激したヒトリンパ球と抗体を投与したところ腫瘍の増殖は抑制された.(2),SCIDマウスの脾臓にヒト癌細胞を移植した肝転移モデルにおいて,OK-432と抗体の治療によって転移は完全に阻止された.しかしOK-432単独および抗体単独の治療では転移は抑制されなかった.以上よりIL-2やOK-432などのサイトカインはST-421の特異的抗腫瘍性を増強することが明かとなった.一方,現在は癌特異的CTLの誘導とST-421のヒト型化の検討を継続している.
パッチクランプ法を用いた内耳蝸牛外有毛細胞の情報伝達機構に関する電気生理学的研究

哺乳類外有毛細胞に対するACh応答およびATP応答の、受容体からチャネルに至るまでの細胞内情報伝達経路を特定することを目的として、パッチクランプ用増幅器、反応加算・解析装置ヒストグラムを導入してニスタチン穿孔パッチ法の実験設備を整えた。急性単離したモルモット外有毛細胞にニスタチン穿孔パッチ法を適用し、膜電位固定下でATPおよびAChを細胞外より投与し、惹起される電流を記録した。その結果、GDPbS(非水解性GDPアナログ)を細胞内に灌流することにより、細胞内のG蛋白を不活性型の状態に保ったままでATP、AChを投与し、それぞれの応答にみられる変化を記録することに成功した。また、GTPgS(非水解性GTPアナログ)を細胞内灌流させ、上記とは逆に細胞内のG蛋白を活性型に保ったままでATP、AChを投与し、それぞれの応答にみられる変化を記録することができた。これらの結果から、ATP応答、ACh応答に関与しているG蛋白の種類を同定するのに有用な記録が得られた。さらに、細胞外のカルシウム濃度種々に変化させ、上記応答にみられる変化を記録することを計画している。これによって、ATP応答、ACh応答に対するカルシウムの役割が明らかになる。今後、これらの結果をまとめて学術雑誌に論文として投稿予定である。
酵母転写因子GAL11と基本因子TFIIEの相互作用

酵母の転写補助因子GAl11は、RNA polymeraseIIや他の転写因子と複合体(RNAPII holoenzyme)を形成し、遺伝子の基礎転写や転写活性化に関与している。申請者は、GAl11は基本転写因子TFIIEと結合することにより、遺伝子の基礎転写の調節に関与していることを明らかにした(PNAS93:9488-9492)。本研究では、RNAPII holoenzymeにおけるGal11の機能に注目し、以下のことを明らかにした。1)Gal11とTFIIEの相互作用TFIIEの温度感受性変異株を分離し解析した結果、GaL11と同様の遺伝子特異的な作用を示した(FEBS Lett.398:113-119,論文投稿中)。また、protein affinity chromatographyによりGal11と結合するTFIIEの領域を決定した。この結果に基づいて、Gal11と結合しないTFIIE変異酵母株を作製した。この変異株はgal11欠失株と同じ表現形を示した。また、無細胞転写系で検討した結果、Gal11による転写促進にはTFIIEとの結合が必須であることが明らかになった。この結果より、Gal11はTFIIEを介して転写調節を行うことが示された。(論文作成中)。3)Gal11と結合する転写因子の検討Gal11が他の基本転写因子とも相互作用するかについて検討した結果、C末端付近でTFIIHに結合することが明らかになった。TFIIHはkinase,ATPase,helicase活性を持っており、ヒトではこの活性がTFIIEにより制御されているので、Gal11-TFIIE-TFIIHの相互作用について解析した。その結果少なくともkinase活性はGal11により促進された(未発表)。これらの研究より基礎補助因子のGal11は、TFIIE,TFIIHと相互作用することにより遺伝子の転写を制御することが示唆された。しかし、なぜGal11とTFIIEの遺伝子特異的な作用を示すのか、また、その機構についてTFIIHがどのように関与しているかについては今後の課題である。(論文作成中)。
沈み込み帯の流体学:流体とマグマの間の元素分配

放射光X線を用いて、高温高圧条件でのマグマと水流体の問の元素分配を決定した。特に、微量成分元素の分配係数に与える圧力と塩濃度の効果を理解した。また、マントル捕獲岩に含まれる流体包有物に含まれる塩濃度を決定した。その結果(1)島弧マントルには海水に似た塩水が存在し、(2)炭酸ガスを含むことを示した。これらの研究により、沈み込むスラブから炭酸ガスを含んだ塩水流体がマントルに付加され、マグマ生成や元素循環においてを何らかの役割を果たしていることを示した。私たちはスラブから超臨界流体がマントルウェッジに付加され、その超臨界流体がマントルウェッジ内を上昇する際に、マグマと水に富む流体に分離すると考えでいる。水にとむ流体とマグマとの間でどのような元素分配が起こるのか、微量成分元素の挙動を知ることは鍵になると考え、マルチアンビル型高温高圧発生装置と放射光蛍光X線分析を組み合わせて微量成分元素の分配のその場観察を行った。大型放射光実験設備SPring-8のBL04Blに設置されている川井型マルチアンビル高温高圧発生装置を使用した。元素はCs、Ba、希土類元素などを狙った。ケイ酸塩試料に元素化合物(多くは酸化物で、まれに水酸化物とケイ酸塩鉱物)を混合し、高温高圧条件で100ミクロンx100ミクロンx1.3mm(X線の透過方向)の空間に対して分析を行った。1万5千気圧(1.5GPa、深さにして45km)、1000度Cで高Mg安山岩質マグマと水にとむ流体のCsからYbまでの元素の蛍光X線をその場観察した。その結果、水にとむ流体にはCsが多く分配されることを観察した。Csはイオン半径が最大のアルカリ金属元素なので、水流体に溶け込み易い。従来急冷回収実験により報告されている実験とは諸条件が異なるため一概に比較できないが、アルカリ元素が流体に富み、希土類元素はメルトに富むという傾向は似ている。私たちのその場観察実験により、すくなくとも1.5GPa程度の低圧条件では、水流体への希土類元素の分配は低いと推定できる。今後、より高圧で水流体とメルトの間の分配実験を成功させることができるよう努力したい。また、高温高圧実験研究とともに、流体包有物を記載するための天然試料の採集などを実施し、計算機研究では適切なモデルの構築を得るための考察を行った。私たちは共同研究者とともに、岩石-水流体の間の臨界終端点の圧力を決定してきた。その結果、臨界終端点は堆積岩-水では75kmで、高Mg安山岩-水では90kmである。これらの深さは火山フロント直下のプレートの深度よりも浅い。つまり、沈み込むプレートの最上部にある堆積岩から放出される水にとむと考えられる流体は超臨界流体になっている。そのような超臨界流体はマントルと反応して高Mg安山岩質のケイ酸塩を溶け込ませる超臨界流体になる。そのようなスラブ由来のケイ酸塩成分を溶かした超臨界流体は、マントルウェッジを上昇する際に臨界終端点を超え、再び水流体とマグマに分離する。私たちは、この分離によってできた2種類の流体が2種類のマグマ系列になりうるとの仮説を持っている。本年度は、この仮説を立証するために、SPring-8(兵庫県)とSOLEIL(フランス)で放射光X線を用いて、それぞれマルチンビル型高圧発生装置と高温型ダイアモンドアンビル装置を用いて、高温高圧条件でのマグマと水流体の間の元素分配を決定する実験を行った。その結果、マグマと水の間の微量成分元素の分配係数に与える『圧力』と『塩濃度』の効果を定性的に理解しつつある。本年度は、上述した(1)放射光蛍光X線その場観察実験と平行して、下記の研究を行った:(2)マントル捕獲岩の採集と、含まれる含二酸化炭素-水包有物に含まれる塩濃度の決定。(3)分子動力学計算によるH2O流体の高温度高圧力条件における水素結合の変化。これらについて論文として公表するべく努めて行きたい。沈み込み帯の水流体の移動とマグマの発生に関して新しい仮説を提案した。私たちの提案する臨界終端点の圧力は、堆積岩-水では75kmで、高Mg安山岩-水では90kmである。

昨年度に引き続いて、SPring-8(兵庫県)とSOLEIL(フランス)で放射光X線を用いて、それぞれマルチンビル型高圧発生装置と高温型ダイアモンドアンビル装置を用いて、高温高圧条件でのマグマと水流体の間の元素分配を決定する実験を行った。その結果、マグマと水の間の微量成分元素の分配係数に与える『圧力』と『塩濃度』の効果を定性的に理解した。その結果、島弧マグマにはスラブ由来のメルト成分の特徴と、スラブ由来の水流体成分の特徴を併せ持つ可能性を指摘する。これらが天然のマグマの化学組成とどのような対応関係にあるかは、今後の重要な課題である。この実験的研究と並行して、マントル捕獲岩に含まれる二酸化炭素-水包有物に含まれる塩濃度をラマン分光法と加熱冷却実験により決定した。その結果、(1)島弧マントルには海水と同程度かそれよりも濃い塩水が存在すること、(2)その塩水は炭酸ガスを含むことを示した。島弧マントルからの捕獲岩で塩水を確認し塩濃度を決定したのは本研究が世界で初めてである。
肝細胞における腫瘍免疫標的分子発現制御機構のiPS細胞を用いた解明と創薬への展開

癌の発生および進展のプロセスにおいて、腫瘍免疫監視からの逸脱は重要な意義があると考えられるが、その分子機構の多くは不明である。本研究は、ヒトiPS細胞からの肝細胞への分化誘導技術等を駆使することにより、ヒト非癌肝細胞へのウイルス感染によって惹起される免疫標的分子の発現制御機構を包括的に明らかにし、それをターゲットとする創薬へと展開するための系を確立することを目的として行った。ヒトiPS細胞由来肝細胞に、薬剤誘導性発現プラスミドを用いてC型肝炎ウイルスがコードするタンパク質の其々を強制発現する系を確立した。この系を用い、免疫標的分子の発現制御機構を解析することができた。本研究はヒトiPS細胞からの肝細胞への分化誘導技術やiPS細胞の遺伝子改変技術等を駆使することによって、ヒト非癌肝細胞へのウイルス感染に惹起される免疫標的分子の発現制御機構を包括的に明らかにし、それをターゲットとする創薬へと展開するための系を確立することを目的とし、本年度は以下の内容を実施した。【1.ヒトiPS細胞からの肝細胞分化誘導の最適化】:研究代表者が過去に報告した方法を中心として、最近様々な研究室から報告された分化誘導法のうち有望であると考えられるものも導入して検討を行い、本研究におけるヒトiPS細胞からの肝分化誘導プロトコールの最適化を行った。その結果、既報にいくつかの改変を加えることによって、良好な再現性をもってヒトiPS細胞から肝細胞様細胞、すなわち、肝細胞分化マーカーであるアルブミンやAFPなどをmRNAレベルおよびタンパクレベルで発現する細胞への分化が可能となった。【2.ヒトiPS細胞由来肝細胞へのウイルス遺伝子の強制発現系確立】:1.で作製したヒトiPS細胞由来肝細胞に、C型肝炎ウイルスがコードする各々の遺伝子若しくはその組み合わせを導入し強制発現させるための系を作製した。C型肝炎ウイルスがコードする全てのタンパクをクローニングし、これを薬剤誘導性発現ベクターに組み込んだ。これをヒトiPS細胞に導入し、薬剤添加による発現誘導が行われることが確認された。さらに、分化誘導の後にも薬剤添加による発現誘導の系が働くことを確認した。【3.既知の免疫標的分子の2.における発現変動の評価】NK細胞やγδT細胞など、非特異的腫瘍免疫の標的分子として既知のものであるMICA、MICB、ULBP14等について、mRNAレベルおよびタンパクレベルで評価する系を構築した。本研究は、ヒトiPS細胞からの肝細胞への分化誘導技術やiPS細胞の遺伝子改変技術等を駆使することによって、ヒト非癌肝細胞へのウイルス感染に惹起される免疫標的分子の発現制御機構を包括的に明らかにし、それをターゲットとする創薬へと展開するための系を確立することを目的とし、本年度は以下の内容を実施した。【C型肝炎ウイルスタンパクを発現させたヒトiPS細胞由来肝細胞における既知の免疫標的分子の発現変動の評価系確立と評価】今年度は、HCVコアタンパク遺伝子を、tet-onシステムを搭載したpiggyBacベクターを用いて、ヒトiPS細胞に導入し、これを肝細胞へ分化させた細胞(AFP陽性、アルブミン陽性を確認)を用いて実験を行った。NK細胞やγδT細胞など、非特異的腫瘍免疫の標的分子として既知のものであるMICA、MICB、ULBP14等について、RT-PCRによるmRNA発現量の評価を行った。これらの内のあるものが、コアタンパクの強制発現により発現誘導されることが分かった。また、非特異的腫瘍免疫の標的分子のタンパク質レベルでの発現を、フローサイトメトリーで評価し、セルソーターで回収するための系を確立した。この系を用いて評価したところ、コアタンパクの強制発現により、mRNAの発現上昇がみられた遺伝子において、タンパク質発現上昇も見られることが明らかになった。また、コアタンパクの強制発現が起こっているにも関わらず、当該免疫標的分子の発現上昇がみられない細胞と、みられる細胞を比較するために、生細胞をソーティングする必要が考えられた。そこで、ヒトiPS細胞由来肝細胞培養を、培養皿から剥離し分散する条件を検討し、十分な生存率が得られる条件を見出した。本年度はC型肝炎ウイルスタンパクを発現させたヒトiPS細胞由来肝細胞における既知の免疫標的分子の発現変動の評価系確立と評価に注力した。前年度までに、肝細胞の分化誘導系が確立していたが、本年度の中盤以降、分化誘導系が安定にワークしなくなってしまった。その原因の同定と解決に時間を要したために、進捗は当初計画よりもやや遅れた。しかし、この問題は年度後半には解決することができ、以後は研究は加速度的に進捗している。また、FACSの系の確立の見込みがたったことにより、当初計画していたレポーターシステムを構築することなしに、本研究の目的である、免疫標的分子の発現制御機構の解明を進めることができることが分かった。このことは、研究の速度を上げる要因となると考えている。癌の発生および進展のプロセスにおいて、腫瘍免疫による監視機構からの逸脱は重要な意義があると考えられるが、その分子機構の多くは不明である。本研究は、ヒトiPS細胞からの肝細胞への分化誘導技術やiPS細胞の遺伝子改変技術等を駆使することによって、ヒト非癌肝細胞へのウイルス感染に惹起される免疫標的分子の発現制御機構を包括的に明らかにし、それをターゲットとする創薬へと展開するための系を確立することを目的として行った。まず、ヒトiPS細胞からの肝細胞分化誘導法について、研究代表者らが過去に報告したプロトコールをさらに発展させ最適化した。

また、C型肝炎ウイルスがコードするタンパク質の全てについて、薬剤誘導性発現プラスミドをPiggyBacベクターを用いて構築しヒトiPS細胞に導入し、C型肝炎ウイルスタンパク質発現株を樹立した。また、同じベクターで薬剤誘導性にグリシンのみを発現する株を陰性対照とするために樹立した。こうして得られた株について、未分化維持ができるほか、肝細胞分化ができることが確認された。上記の株を肝細胞へと分化させ、薬剤添加によりC型肝炎ウイルスタンパク質を発現させ、遺伝子発現解析を行った。この結果、ある特定のタンパク質の強制発現によって、ある既知の免疫標的分子の発現が増加することが明らかになった。また、マイクロアレイを用いて網羅的遺伝子発現を評価し、このウイルスタンパク質の発現が免疫標的分子発現を惹起する機構についての解析を進めている。癌の発生および進展のプロセスにおいて、腫瘍免疫監視からの逸脱は重要な意義があると考えられるが、その分子機構の多くは不明である。本研究は、ヒトiPS細胞からの肝細胞への分化誘導技術等を駆使することにより、ヒト非癌肝細胞へのウイルス感染によって惹起される免疫標的分子の発現制御機構を包括的に明らかにし、それをターゲットとする創薬へと展開するための系を確立することを目的として行った。ヒトiPS細胞由来肝細胞に、薬剤誘導性発現プラスミドを用いてC型肝炎ウイルスがコードするタンパク質の其々を強制発現する系を確立した。この系を用い、免疫標的分子の発現制御機構を解析することができた。本年度は主に、ヒトiPS細胞からの肝細胞分化誘導の最適化、ヒトiPS細胞由来肝細胞へのウイルス遺伝子の強制発現系確立、既知の免疫標的分子の発現変動の評価系の構築を行った。ヒトiPS細胞からの肝細胞分化誘導については、既報の再現から着手し、その方法に新たな改変を加えること、種々のトラブルシューティングを行うことにより、頑強な分化誘導系を確立することに成功した。本研究を安定して推進を支える重要な技術であり、この部分に着実な成果が得られたことは今後の研究進捗に資するところが大きいと考えられる。ヒトiPS細胞由来肝細胞へのウイルス遺伝子の強制発現系確立に取り組んだ。当初はウイルス自体の感染も考えていたが、ヒト多能性幹細胞由来肝細胞への野生型肝炎ウイルス感染系については世界的に見ても確立した技術とはいえないことからその成功には相応の困難が予想され、また本研究全体の目的を達成するためには必須ではないためウイルスがコードする遺伝子の強制発現系構築に注力した。その結果、C型肝炎ウイルスがコードする全ての遺伝子について、薬剤誘導性発現系の構築を行うことができた。また、免疫標的分子の発現評価系の構築も行うことができた。上記はいずれも今後の研究推進の土台となる内容であり、ここを強固にしておくことが重要であるとの認識から、こらら内容に注力し、着実かつ充分な進捗を得ることができた。
理科教員(地学分野)の指導力向上プログラム開発

人吉盆地に観察される地質事象について教材開発的な研究を実施した。その内容は、加久藤火砕流堆積物に着目した研究で,人吉盆地南縁断層の変位量を推定、加久藤火砕流堆積物の高溶結部からなる段丘礫の地質学的意義を解明し教材化した。また、四万十帯にみられるメランジェ相をプレートテクトニクスに関連させた教材を開発し,ひらめき☆ときめきサイエンスでの授業実践につなげた。最近,子ども達の理科離れが話題になっているが,これには小中学校理科教員の自然体験および自然認識不足のため自ら教材開発することなしにマニュアル化した理科授業を行っているためと考えられる.また,小中学校の理科教員から子どもたちを地層観察するために露頭に連れて行っても,そこで何を観察させて,何を指導してよいか分からないという意見が寄せられている.そのため地質分野においては,地域地質教材開発のための野外地質巡検コースを複数設定し,小中学校理科教員の地質学的素養や指導力を高める内容にするとともに"総合的学習の時間"や"選択理科"で活用できるプログラムを作成することを目的とする.本年度は,断層の教材化に務め,横ずれ断層の発生機構を解説するモデルを開発し論文化するとともに摺曲構造に関する学会発表を行なった。これらの地質教材開発モデルや摺曲構造の理解および解釈については、多くの小中学校教員にとって授業で役に立つ情報であるとともに教員自身の地学教育の指導力向上に役に立つ内容であったとコメントを頂いている。今後は、化石教材、堆積構造等をその地域の形成史と組み合わせて順次教材化して理科教員(地学分野)の指導力向上に向けてのプログラム開発実施していく予定である。さらに、人吉盆地周辺や天草地域の椚島周辺や佐伊津周辺において野外巡検コースを幾つか設定して,そのコースでは,何を観察させて,何を指導するのか等の理科教員のための指導書をさらに充実させる予定である。最近,子ども達の理科離れが話題になっているが,これには小中学校理科教員の自然体験および自然認識不足のため自ら教材開発することなしにマニュアル化した理科授業を行っているためと考えられる。また,小中学校の理科教員から子どもたちを地層観察するために露頭に連れて行っても,そこで何を観察させて,何を指導してよいか分からないという意見が寄せられている。そのため地質分野においては,地域地質教材開発のための野外地質巡検コースを複数設定し,小中学校理科教員の地質学的素養や指導力を高める内容にするとともに"総合的学習の時間"や"選択理科"で活用できるプログラムを作成することを目的とする。今年度は,加久藤火砕流堆積物に着目し,その分布標高から人吉盆地南縁部断層の変位量を見積もったり,断層地形の特徴とその形成過程を明らかにするとともにこれらの教材化に務めた。また,これらに関する内容に着いて教育関連学会で発表を行なった。学会発表した地質教材ついては、多くの現職小中学校教員にとって授業で役に立つ情報であるとともに教員自身の地学教育の指導力向上に役に立つ内容であったとのコメントを頂いた。今後は、人吉および天草地区において化石教材、堆積構造等をその地域の形成史と組み合わせて順次教材化し,理科教員(地学分野)の指導力向上に向けてのプログラム開発を行なっていく予定である。そのため地質分野においては,地域地質教材開発のための野外地質巡検コースを複数設定し,小中学校理科教員の地質学的素養や指導力を高める内容にするとともに地層等の野外学習で活用できるプログラムを作成することを目的とする。今年度は,加久藤火砕流堆積物に着目し,その段丘堆積物の分布標高から人吉盆地南縁部断層の変位量を見積もったり,断層地形の特徴とその形成過程を明らかにするとともにこれらの教材化に務めた。また,これらに関する内容に着いて理科教育学会で発表を行なった。また、球磨村総合運動公園の法面に見られる堆積構造および横ずれ断層に伴う見かけの止断層や逆断層の意義や地層一般の観察法についても大学生対象に授業を行った。
コンピュータによる演奏分析およびシステム構成の研究

音楽は時間芸術であるため一過性の情報であるとも言える.従来,音楽の演奏分析を行うためには,聴覚及び演奏能力が十分備わった熟練者による主観的評価しか存在しなかったが,本研究によるパソコンを利用して客観的にしかも短時間に演奏分析ができるようになった.今年度の研究では汎用システムとして一般の音楽教育にも利用できるようにハードウェア及びソフトウェアを改善することに成功した.5.25インチのフロッピーディスクを媒体とする演奏記録システムではピアノの演奏情報をPPモードと呼ぶフォーマットのシーケンシャルファイルで記録するが, 2DDのBASICモードの形式のため一般のMSーDOSのシステムでは利用できない上にMIDIフォーマットでないためMIDIを使う一般の電子楽器やシーケンサーとのインターフェイスが不可能であったが,これをMIDI用のEーSEQモードで3.5インチフロッピーにコンパイルする事が可能になり将来予想されるMIDIネットワークに組み込めるようになった.4.PASCALでプログラミングされた「演奏評価ソフト」をMSーDOSのEXEプログラムとすることにより一般で利用されているパーソナルコンピュータでも利用できるようにした.今後の課題として任意のテンポで演奏された場合でも分析が可能になるようにするためアメリカのカーネギー・メロン大学のRoger Dannenberg及びヤマハの向野らが共同開発したダイナミックプログラムによる自動伴奏システムのノウハウを導入して改善を加えたい.又,楽譜出力のためのソフトもペダル情報を加え高度な演奏の分析にも耐えられるようにしたい.AーD変換技術を用いアナログ入力の情報を分析するシステムも完成させたい.本学のピアノ自動演奏・分析指導システムはCAPISと名付けられ、使用開始後2年を経過した。ハードウェアはCPU6502をベースとした8ビットとコンピュータを中心に構成され、(1)ピアノ本体に取り付けて、自動演奏や演奏情報を記録するための5インチフロッピーを媒体としたシステムと、(2)演奏分析のためのCPU・ディスプレー、プリンターで構成される中央オフラインシステムとから成る。媒体となる5インチフロッピーはPPモードと呼ぶシーケンシャルデータが30曲分記録できるが、教材一曲当りのデータ数は少なく一枚のフロッピーを使い切るほどでは無い。そこで本年度は記録容量を上げるため、3.5インチフロッピーを使ってESEQモードによる記録方式を開発した。容量は一挙に2倍に上がり60曲を記録することが可能となったばかりでなく、MIDI情報との互換性も高まり、シーケンサー等で作成した演奏データを3.5インチESEQモードに変換し、さらに本体の5インチフロッピーにデータ変換させることに成功した。このことは、テキスト作成時に必ずしも熟練したピアニストの演奏を必要とせず、ステップ入力によるディジタルデータによるテキスト作成が可能になったことを意味し、飛躍的な凡用性が生じた事になる。その為のツールとして市販されているプレリュード等のソフトも利用でるようになりMIDIネットワークも強化した。演奏分折のツールとしてカラープリンターの高速化を進め、ビデオプリンターやカラーコピーボードの導入により楽譜出力のアクセスタイムを1分30秒にまで縮めることに成功した。今までのインクジェットプリンターでは一画面10分近くかかっていたことから考えれば大きな進歩である。音楽は時間芸術であるため一過性の情報であるとも言える.従来,音楽の演奏分析を行うためには,聴覚及び演奏能力が十分備わった熟練者による主観的評価しか存在しなかったが,本研究によるパソコンを利用して客観的にしかも短時間に演奏分析ができるようになった.今年度の研究では汎用システムとして一般の音楽教育にも利用できるようにハードウェア及びソフトウェアを改善することに成功した.5.25インチのフロッピーディスクを媒体とする演奏記録システムではピアノの演奏情報をPPモードと呼ぶフォーマットのシーケンシャルファイルで記録するが, 2DDのBASICモードの形式のため一般のMSーDOSのシステムでは利用できない上にMIDIフォーマットでないためMIDIを使う一般の電子楽器やシーケンサーとのインターフェイスが不可能であったが,これをMIDI用のEーSEQモードで3.5インチフロッピーにコンパイルする事が可能になり将来予想されるMIDIネットワークに組み込めるようになった.4.PASCALでプログラミングされた「演奏評価ソフト」をMSーDOSのEXEプログラムとすることにより一般で利用されているパーソナルコンピュータでも利用できるようにした.今後の課題として任意のテンポで演奏された場合でも分析が可能になるようにするためアメリカのカーネギー・メロン大学のRoger Dannenberg及びヤマハの向野らが共同開発したダイナミックプログラムによる自動伴奏システムのノウハウを導入して改善を加えたい.又,楽譜出力のためのソフトもペダル情報を加え高度な演奏の分析にも耐えられるようにしたい.AーD変換技術を用いアナログ入力の情報を分析するシステムも完成させたい.
植物ホルモンアブシジン酸による遺伝子発現制御の解析

植物ホルモンアブシジン酸(ABA)による転写レベルでの複数の遺伝子発現制御機構について分子レベルで明かにすることを目的としている。我々は先にABAにより転写レベルで誘導される2種の遺伝子のABAによる発現誘導に関与する因子が異なっていることを示唆する結果を得た。本研究ではこれら2種の遺伝子のABAによる異なった発現誘導に関与する転写制御のシス及びトランス因子を同定することによりABAによる遺伝子発現誘導の2種の制御系を分子レベルで明かにする。平成6年度はABAによって誘導される遺伝子rd29、rd22の転写開始領域とGUSリポーター遺伝子とのキメラ遺伝子を作成し遺伝子導入し、トランスジェニック植物実験系でABAによるGUSの誘導を解析する系を構築した。更に転写開始領域に欠失を導入しABAによる誘導に関与する領域を解析し、ABA誘導に関与するシスエレメントを塩基配列レベルで同定した。さらに導入遺伝子に関して組織特異的発現について解析し、組織特異的発現に関与する調節領域とABAによる発現制御領域が独立に存在することを明かにした。シロイヌナズナのABA関連の突然変異体を用いてrd22、rd29遺伝子の発現誘導に与える影響の相違について解析し、rd29遺伝子はABAによる誘導以外の別の制御系で乾燥、塩、低温により誘導されることを明かにした。ABAによって誘導される遺伝子発現に関してタンパク質合成を必要とする系と必要としない系の少なくとも2種の系によって制御されていることを明かにした。本研究ではこれら2種の遺伝子のABAによる異なった発現誘導に関与する転写制御のシス及びトランス因子を同定することによりABAによる遺伝子発現誘導の2種の制御系を分子レベルで明らかにする。シロイヌナズナのABA関連の突然変異体を用いてrd22、rd29遺伝子の発現誘導に与える影響の相違について解析し、rd29遺伝子はABAによる誘導以外の別の制御系で乾燥、塩、低温により誘導されることを明らかにした。我々はABAにより転写レベルで誘導される2種の遺伝子のABAによる発現誘導に関与する因子が異なっていることを示唆する結果を得た。本研究ではこれら2種の遺伝子のABAによる異なった発現誘導に関与する転写制御のシス及びトランス因子を同定し、ABAによる遺伝子発現誘導の2種の制御系を分子レベルで明かにすることを目的とする。平成7年度はそれぞれのシスエレメントに結合するDNA結合タンパク質について解析を行った。rd29遺伝子のABAによる転写誘導に関与するシスエレメントに結合するDNA結合タンパク質についてゲルシフト法を用いて解析し、乾燥誘導に関与するシス因子DRE(TACCGACAT)に特異的に結合するタンパク質因子をシロイヌナズナ核抽出液中に検出した。rd22、rd29遺伝子のABAによる転写誘導に関与するシスエレメントに結合するDNA結合タンパク質のcDNAをSouth-Western法を用いてクローニングを試み、rd22遺伝子の調節領域に結合するタンパク質のcDNAをクローニングした。塩基配列を解析した結果、bHLHドメインを持つ転写制御因子のMYCとの相同性が見いだされた。rd29遺伝子のDREに結合するタンパク質のクローンは得られなかった。
モデルベーズド設計とデータ駆動設計の長所を生かした制御系設計法の構築

本研究の目的は,申請者のいままでの成果を発展させて,数式モデルによる安定化設計とデータ駆動設計の長所を生かした制御器設計法を構築し,2つの制御問題(モデルに基づく設計で安定化されたフィードバック系を制御対象としたデータ駆動設計,および,数式モデルから求めた安定制約を考慮したオンラインデータ駆動設計)に対する設計法を確立することである.本年度には,1番目の課題について以下を検討した.数式モデルに基づくロバスト制御系の設計法として,正規化既約分解によるループ整形法がある。これはH∞制御理論に基づく実用性の高い設計法であるが,モデル誤差により制御性能が劣化すると再設計に多大な労力を要する。この軽減のためにデータ駆動による調整法を検討した。すなわち,この設計問題で用いられるH∞評価関数を過渡応答データを用いて評価する方法とそれを用いたパラメータ設計法を検討し,以下の成果を得た。過渡応答データを用いてH∞評価関数の下界を評価する既存の方法にたいして,過渡応答データを多数のバンドパスフィルタでフィルタリングする方法を用いることで,下界の推定値を真値に近づけることに成功した。これを評価関数の推定値として用い,パラメータ空間法を適用した。解の大域的な形状が3次元空間の領域として描画できる。数値実験では3入力3出力のフィードバック系に対して,対角定数行列のゲイン補償器を挿入し,3つのゲインを評価関数を最小化するように調整する問題を扱い,適切なパラメータ値が得られた。詳細は学会発表の論文を参照されたい。データ駆動設計を実験で評価するために,ドローンを用いた実験環境の整備をおこなった。不安定系なので,安定飛行状態でテスト信号を加えて,PID制御器の入出力応答データを測定することまで行えるようになった。平成29年度は2番目の課題を行い,今年度は1番目の課題を扱った。数式モデルに基づく設計法として実用性の高いループ整形法で設計されたフィードバック系に対して,モデル誤差により制御性能が劣化する場合を想定した。多入力多出力系のH∞制御の評価関数を制御設計で用いているので,同じ評価関数をデータ駆動設計で用いることが設計の最適性の評価に必要であった。今回,新しい評価法を提案し,数値実験によりステップ応答の測定データを用いて評価関数の値をかなり高精度に推定できることが分かった。これにより,制御系設計とデータ駆動設計の長所を生かした設計が行えることがわかった。評価関数の下界しか求まらない点や過渡応答データに依存する点で,数値最適化に用いるほどの精度はなく,領域を可視化するパラメータ空間法が適用しやすかった。3パラメータに限定すれば,パラメータ調整に利用可能と考えられる。以上の点では順調に進展している。ドローンの実験装置の環境を整備したが,不安定系でデータの収集が容易でない点やデータ駆動設計に用いたがシミュレーションとの差が大きく十分な成果は現在のところ得られていない。原因の解明と解決が必要である。以上より,おおむね順調に進展しているとした。平成29年度は、モデルに対してPID制御器を設計し、オンラインデータ駆動制御を適用した.平成30年度は、モデルに対して正規化既約分解法で制御器を設計し、データ駆動設計法でゲイン調整する方法を開発した。これにより,ロバスト制御とデータ駆動設計の長所を生かすひとつの方法が与えられた。数値例で有効性が示されたが,制御器の可調整パラメータの選定やモデルマッチング問題への適用などの課題が残されており,これらを検討するとともに数値実験による検証と実機による検証を行う。前年度におこなったドローンを用いた実験環境の整備を引き続き検討し,データ駆動設計法を適用し課題を明らかにする。今年度の研究から,フィルタリングによるゲイン評価の有用性を実感したので,このデータ駆動法をロバスト制御設計に必要なモデル誤差の大きさの評価に適用し,精度などを検討することとする。フィルタリングの方法をオンライン制御に適用する方法も検討する。本研究の目的は,申請者のいままでの成果を発展させて,数式モデルによる安定化設計とデータ駆動設計の長所を生かした制御器設計法を構築し,2つの制御問題(モデルに基づく設計で安定化されたフィードバック系を制御対象としたデータ駆動設計,および,数式モデルから求めた安定制約を考慮したオンラインデータ駆動設計)に対する設計法を確立することである.本年度には,以下のことを行った.数式モデルから得られた安定制約を考慮したオンラインのデータ駆動設計法の確立を目的として,時変な調整パラメータβ(t)を含むフィードバック系に対して,閉ループ系の安定性を保証するβ(t)の上下限の計算法,および,その制約下で最小自乗ノルムの評価関数を最小化するアルゴリズムを導出した.この方法を駆動力制御問題の2慣性系モデルに適用し,シミュレーションを通して有用性を明らかにした.制御対象のモデルが与えられるとして、PIDゲインを設計し、ゲイン調整をデータ駆動でおこなった.調整パラメータを1つとしたことで、簡便なオンライン調整則が導出できた.PID制御器の3つのパラメータを調整する方法に比べて、シミュレーションでは速応性の良い調整が確認された.可変ゲインの変動範囲を考慮した安定条件を調整則に付加した.ステップ外乱が短時間の場合には調整に悪影響が出ることはないが、長時間の場合では影響することがシミュレーションで新たに観察された.本研究に関連する業績として平成29年度の発表論文を文献に示す.今までの研究の継続性から平成30年度に行う予定の課題を先に行った.実績の概要で述べたように、調整パラメータ数を1とすることで、最小二乗法に基づく簡便な調整則が得られ、シミュレーションにより良好に調整できることが確認できた.

調整時の安定制約条件としてはスモールゲイン定理を用いた.パラメータの時間変化速度も考慮した制約条件も検討したが、変化速度が大きな場合があり、適用しなかった.モデルに基づく設計ではPID制御器を用い、ゲイン調整だけをデータ駆動制御で行った.参照モデルに追従する応答が得られた.参照モデルはPID制御器設計とは独立に与えたので、制御設計の観点で一貫性が不十分であった. PID制御器の代わりに正規化既約分解に基づく制御設計に基づいて参照モデルを系統的に与える方法の検討が必要である.ステップ外乱が調整パラメータの決定に悪影響を及ぼすことがシミュレーションで見つかったので、安定度保証だけでなく悪影響を抑制する方法を確立することが必要である.本研究の目的は,申請者のいままでの成果を発展させて,数式モデルによる安定化設計とデータ駆動設計の長所を生かした制御器設計法を構築し,2つの制御問題(モデルに基づく設計で安定化されたフィードバック系を制御対象としたデータ駆動設計,および,数式モデルから求めた安定制約を考慮したオンラインデータ駆動設計)に対する設計法を確立することである.本年度には,1番目の課題について以下を検討した.数式モデルに基づくロバスト制御系の設計法として,正規化既約分解によるループ整形法がある。これはH∞制御理論に基づく実用性の高い設計法であるが,モデル誤差により制御性能が劣化すると再設計に多大な労力を要する。この軽減のためにデータ駆動による調整法を検討した。すなわち,この設計問題で用いられるH∞評価関数を過渡応答データを用いて評価する方法とそれを用いたパラメータ設計法を検討し,以下の成果を得た。過渡応答データを用いてH∞評価関数の下界を評価する既存の方法にたいして,過渡応答データを多数のバンドパスフィルタでフィルタリングする方法を用いることで,下界の推定値を真値に近づけることに成功した。これを評価関数の推定値として用い,パラメータ空間法を適用した。解の大域的な形状が3次元空間の領域として描画できる。数値実験では3入力3出力のフィードバック系に対して,対角定数行列のゲイン補償器を挿入し,3つのゲインを評価関数を最小化するように調整する問題を扱い,適切なパラメータ値が得られた。詳細は学会発表の論文を参照されたい。データ駆動設計を実験で評価するために,ドローンを用いた実験環境の整備をおこなった。不安定系なので,安定飛行状態でテスト信号を加えて,PID制御器の入出力応答データを測定することまで行えるようになった。平成29年度は2番目の課題を行い,今年度は1番目の課題を扱った。数式モデルに基づく設計法として実用性の高いループ整形法で設計されたフィードバック系に対して,モデル誤差により制御性能が劣化する場合を想定した。多入力多出力系のH∞制御の評価関数を制御設計で用いているので,同じ評価関数をデータ駆動設計で用いることが設計の最適性の評価に必要であった。今回,新しい評価法を提案し,数値実験によりステップ応答の測定データを用いて評価関数の値をかなり高精度に推定できることが分かった。
LRRK1-Dynein複合体による逆行輸送制御機構

Dyneinモーター蛋白質は様々なCargo(積み荷)を輸送することで、多様な細胞機能(シグナル応答や細胞恒常性維持、細胞分裂制御など)に機能している。最近の研究から、Dyneinの機能喪失は、神経変性疾患など重篤な疾患を引き起こすことが明らかとなってきた。申請者は、ROCOファミリーキナーゼLRRK1が、Dynein/Dynactinと複合体を形成し、上皮成長因子受容体(EGFR)の細胞内輸送を制御することを明らかにしていた。LRRK1は1分子内にRas様GTPaseドメインとMAPKKK様キナーゼドメインをもつユニークな蛋白質である。LRRK1のファミリー分子LRRK2が、家族性パーキンソン病原因遺伝子Park8であることから、臨床的にも注目を集めている。しかしこれまで、LRRK1及びLRRK2の機能や生理的役割はあまり明らかになっていなかった。本課題では、LRRK1-Dyneinによる細胞機能の解明を、EGFR細胞内トラフィック制御及びオートファゴソーム輸送・成熟制御に焦点を当て研究を行った。これまでの研究から、EGFR細胞内トラフィック制御においてLRRK1は、(1)微小管プラス端結合因子CLIP170をリン酸化し、Dynein/Dynactin複合体との結合を促進すること、(2)LRRK1によるCLIP170のリン酸化が、EGFR細胞内輸送に重要なこと、(3)LRRK1は低分子量Gタンパク質Rab7をリン酸化し、Rab7とeffector分子RILPとの結合を促進することを明らかにした。RILPはDynein/dynactinと複合体を形成しており、LRRK1によるRab7のリン酸化は、EGFRを含むエンドソームのDynein依存的な輸送に必須な役割をしていることを明らかにした。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。このシステムの破綻は神経変性疾患など、重篤な疾患を引き起こすことが知られている。最近申請者は、ROCOファミリーキナーゼLRRK1がDyneinと複合体を形成し、上皮成長因子受容体(EGFR)の細胞内輸送を制御することを明らかにした。しかしこれまで、LRRK1及びLRRK2の機能や生理的役割はあまり明らかになっていない。昨年度までの研究から、EGFR細胞内トラフィック制御においてLRRK1は、(1)微小管プラス端結合因子CLIP170をリン酸化すること、(2)リン酸化されたCLIP170はDynein/Dynactin複合体との結合が促進され、これら複合体を微小管プラス端に局在させること、(3)CLIP170がリン酸か依存的にEGFRの細胞内輸送に機能することを明らかにした。これまで我々はLRRK1がキナーゼ活性依存的にEGFRの細胞内トラフィックを制御していることを明らかにしてきた。しかし、このプロセスにおけるLRRK1の基質については不明であった。今回我々はLRRK1の基質として、微小管プラス端結合因子CLIP170を同定し、EGFR細胞内トラフィックにおけるLRRK1によるCLIP170のリン酸化の役割を解明できた。また本成果はJournal of Cell Science誌に発表済みである。Dyneinが制御する細胞機能の破綻は、神経変性疾患など重篤な疾患を引き起こすことが知られている。最近申請者は、ROCOファミリーキナーゼLRRK1が、Dynein/Dynactinと複合体を形成し、上皮成長因子受容体(EGFR)の細胞内輸送を制御することを明らかにした。しかしこれまで、LRRK1及びLRRK2の機能や生理的役割はあまり明らかになっていな買った。これまでの研究から、EGFR細胞内トラフィック制御においてLRRK1は、(1)微小管プラス端結合因子CLIP170をリン酸化し、Dynein/Dynactin複合体との結合を促進すること、(2)LRRK1によるCLIP170のリン酸化が、EGFR細胞内輸送に重要なこと、(3)LRRK1は低分子量Gタンパク質Rab7をリン酸化し、オートファゴソームの成熟を制御することを明らかにした。またこの過程におけるLRRK1の基質として、微小管プラス端結合分子CLIP170を同定した。

さらにLRRK1によるCLIP170のリン酸化の意義を検討し、LRRK1がCLIP170をリン酸化することで、EGFRの微小管マイナス端方向への輸送開始に機能していることを明らかにした。本成果はJournal of Cell Science誌に発表済みである。またLRRK1が中心体機能に重要なことも明らかとなった。LRRK1は細胞分裂期の中心体でPLK1、Cdk1によってリン酸化・活性化され、中心体構成因子CDK5RAP2をリン酸化することで中心体からの微小管形成に重要な働きをしていた。LRRK1による中心体機能制御は、細胞の分裂軸制御に重要なことを明らかにした。本成果はNature Cell Biology誌に発表済みである。Dyneinモーター蛋白質は様々なCargo(積み荷)を輸送することで、多様な細胞機能(シグナル応答や細胞恒常性維持、細胞分裂制御など)に機能している。最近の研究から、Dyneinの機能喪失は、神経変性疾患など重篤な疾患を引き起こすことが明らかとなってきた。申請者は、ROCOファミリーキナーゼLRRK1が、Dynein/Dynactinと複合体を形成し、上皮成長因子受容体(EGFR)の細胞内輸送を制御することを明らかにしていた。LRRK1は1分子内にRas様GTPaseドメインとMAPKKK様キナーゼドメインをもつユニークな蛋白質である。LRRK1のファミリー分子LRRK2が、家族性パーキンソン病原因遺伝子Park8であることから、臨床的にも注目を集めている。しかしこれまで、LRRK1及びLRRK2の機能や生理的役割はあまり明らかになっていなかった。本課題では、LRRK1-Dyneinによる細胞機能の解明を、EGFR細胞内トラフィック制御及びオートファゴソーム輸送・成熟制御に焦点を当て研究を行った。これまでの研究から、EGFR細胞内トラフィック制御においてLRRK1は、(1)微小管プラス端結合因子CLIP170をリン酸化し、Dynein/Dynactin複合体との結合を促進すること、(2)LRRK1によるCLIP170のリン酸化が、EGFR細胞内輸送に重要なこと、(3)LRRK1は低分子量Gタンパク質Rab7をリン酸化し、Rab7とeffector分子RILPとの結合を促進することを明らかにした。RILPはDynein/dynactinと複合体を形成しており、LRRK1によるRab7のリン酸化は、EGFRを含むエンドソームのDynein依存的な輸送に必須な役割をしていることを明らかにした。今後は以下の点に焦点を絞り解析を行っていく予定である。我々はLRRK1がキナーゼ活性依存的にオートファゴソームの成熟に機能していることを明らかにしてきた。今後はその分子メカニズムについて解明していきたい。LRRK1はM期中心体で活性化し成熟に機能していることを見出している。そこで、LRRK1-Dyneinがどのように中心体成熟に機能しているのか検討していく予定である。今後は以下の点に注目し、解析を行って行く予定である。