hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海洋シアノバクテリア由来環状デプシペプチドグラッシィペプトリド類の全合成研究

迅速に目的とするテトラペプチドを比較的大量に合成できることことを明らかにした。しかしながら、これをC成分としてヘキサペプチドとするために、C末端保護基であるアリルエステルの除去を行ったところ、目的のペプチドカルボン酸を得ることができなかった。一方、グラッシィペプトリド類の北半球部分に相当するデプシテトラペプチドの合成についても検討を行った。この合成には4,4'-ジドコシルオキシジフェニルメチルエステルの利用を考え、保護基となる4,4'-ジドコシルオキシジフェニルメタノールを合成し、Fmoc-プロリンのエステル化を行った。その結果、対応するエステルは得られるものの疎水性タグとして導入したアルコキシ基の影響で非常に酸に鋭敏になったおり、シリカゲルの酸性程度で脱保護されてしまうため保護基として機能しないことが判明した。昨年度、2つのドコシルオキシ基を導入した疎水性のトリチル保護基(HTrt)をシステインのチオール基の保護基としてグラッシィペプトリド類の南半球に相当するヘキサペプチドの合成を検討した際に浮き彫りになった2つの問題点について精査した。問題点の1つはシステインのチオール基導入収率の低い再現性で、もう一つはS-HTrt基存在下でのアリルエステルの脱保護である。まず1つ目の問題は、保護化剤と溶媒かつ反応剤となるトリフルオロ酢酸の当量と後処理法を変えて種々検討を行ったが再現性が見られず、高収率で対応するHTrt保護体を得る条件を見い出すには至らなかった。今後保護化剤の改変などが必要であることが明らかとなった。もう一つの問題に関しては、Fmoc-Cys(HTrt)-OAllを用いて検討を行ったところ、一般的なアリルエステルの脱保護条件であるジクロロメタン中、フェニルシラン存在下、触媒量のテトラキストリフェニルホスフィンパラジウムとの処理によって収率よくアリルエステルが除去されることを確認した。一方、グラッシィペプトリド類の北半球に相当するデプシペプチドの合成には温和な条件下で除去可能な疎水性保護基が必要であることから疎水性のフェナシル基を着想し、その保護化剤の合成を検討した。3,5-ジヒドロキシアセトフェノンをブロモドコサンでアルキル化して3.5-ビス(ドコシルオキシ)アセトフェノンを得、これの臭素化によって目的とするファナシルブロミドへの変換を試みた。残念ながら、様々な臭素化法を検討したが、目的物の他、ベンゼン環が臭素化された化合物が相当量副生した。また、これらは極性が同程度でカラムクロマトグフラフィーによる分離は大量の吸着剤と溶媒および労力を要することから保護化剤への利用を断念せざるを得なかった。グラッシィペプトリド類は海洋シアノバクテリアが産生する抗がん作用を有する環状デプシペプチドである。グラッシィペプトリド類の全合成を目指し、新規な疎水性チオール保護基である4,4'-ビス(ドコシルオキシ)トリチル(HTrt)基を用いてグラッシィペプトリド類の南半球テトラペプチドの合成を達成した。HTrt保護合成中間体はアセトニトリルのような極性溶媒により沈殿させて簡単に単離することができた。標的となるテトラペプチドはカラムクロマトグラフィーによる精製を行うことなく、Fmoc-Cys(HTrt)-OAllから6工程収率63%、純度よく得られた。交付申請書における平成26年度の研究実施計画では、開発した疎水性保護基を用いてグラッシィペプトリドFとGの迅速合成の検討を行う予定であった。
生物起源有機物の光酸化で生じる粒子状有機硝酸塩の水溶液相反応過程の解明

イソプレンの光酸化で生成する二次有機エアロゾル中の指標物質である2-メチルテトロール(2MT)の生成機構を明らかにする目的で、イソプレン/NOx光酸化のチャンバー実験を行って相対湿度やシード粒子添加の効果を調べた。実験結果から、水分の存在が2MT生成に重要であること、2MTの生成は酸または塩基で触媒されることを明らかにした。2MTはイソプレン/NOx光酸化で生じるエステルの加水分解で生成すると考えられる。さらに、乾燥条件で生成したエアロゾルの水溶液を作成して2MTの生成速度を調べた。エアロゾル水溶液に硫酸を加えた場合、一日以内の時間スケールで2MTの生成が起こりうることが示された。本年度はイソプレンのNOx光酸化で生成する粒子状有機硝酸塩の加水分解速度を測定した。イソプレンのNOx光酸化実験を光化学チャンバーで行い、生成する二次有機エアロゾル(SOA)をフィルタに捕集した。SOAのフィルタサンプルを水に抽出して液体クロマトグラフ質量分析計で分析した。陽イオン化電子スプレーイオン化法により、2-メチルテトロール異性体およびトリヒドロキシニトロオキシ-2-メチルブタン(TNMB)異性体のナトリウム付加イオンを検出した。TNMB異性体は加水分解して2-メチルテトロールを生成した。TNMBの加水分解のみが2-メチルテトロールのソースだと仮定して、中性水溶液および42mMの硫酸水溶液(pH=1.08)中の全TNMBの加水分解速度を、それぞれ5.3E-6および3.8E-5 s-1であると評価した。硫酸水溶液中の加水分解速度を寿命に換算すると7.3時間に対応する。既往研究で予想されていた通り、硫酸の添加効果によって加水分解速度が約7倍に増加することが確認された。26年度は、モノテルペンからの有機硝酸塩の速度測定を行う計画であったが、実験の結果、計画に適した有機硝酸塩と加水分解生成物の組合せを同定することができなかった。他方、25年度に行ったイソプレンのチャンバー実験では、過去に報告されたSO2添加によるSOA中2-メチルテトロールの生成がほとんど見られなかったことが未解決であった。原因は、25年度に行ったチャンバー実験が極めて乾燥した条件で行われていたためと予想された。そこで26年度は、テフロンバッグを用いて加湿条件(RH80%)におけるイソプレン/NOx光系、イソプレン/NOx/SO2光系、およびイソプレン/NOx/NH3光系の実験を行い、生成する2-メチルテトロールの粒子中存在比を測定した。2-メチルテトロールはイソプレン二次有機エアロゾルの分子マーカーである。2-メチルテトロールの粒子中存在比は、イソプレン/NOx光系、SO2添加系、およびNH3添加系の場合にそれぞれ7%、18%、および13%であった。SO2やNO3の添加によって2-メチルテトロールの存在比は増加した。25年度に行った乾燥系の実験ではエアロゾル中に2-メチルテトロールがほとんど生成されなかったことから、2-メチルテトロールの生成には水蒸気の存在が重要であることが示された。イソプレン/NOx光系で生成したエアロゾルを水に抽出し、水溶液中での2-メチルテトロールの生成速度に対する硫酸とアンモニア水の添加効果を調べた。25年度にも報告した通り、生成速度は硫酸の添加によって増加した。アンモニア水の添加実験は本年度新たに行ったが、生成速度がアンモニア水の添加によって増加することが明らかにされた。酸や塩基の添加によって2-メチルテトロール生成が促進されることから、2-メチルテトロールがエステルの加水分解によって生成することが確かめられた。本年度は時間分解測定手法を用いた室内チャンバー実験により酸触媒二次有機エアロゾル生成を研究した。イソプレン/NOx光酸化により二次有機エアロゾルを生成後亜硫酸ガスをチャンバー内に導入した。エアロゾル質量分析計を用いて二次粒子の化学組成を時間の関数として分析した。有機エアロゾル濃度は、亜硫酸ガス導入の約1時間後に導入前の650%に増加した。この結果は、乾燥条件でも粒子相反応が起こりうることを示唆している。別の実験では、二次有機エアロゾル生成後のチャンバーに噴霧器を用いて硫酸エアロゾルを直接導入した。硫酸エアロゾルを導入している間は有機エアロゾルの濃度が増加したが、硫酸エアロゾルの導入を停止すると有機エアロゾルの濃度は速やかに減少した。イソプレンの光酸化からの酸触媒二次有機エアロゾル生成では表面反応が一定の役割を果たすと考えられる。さらに表面反応の役割を調べるため、イソプレン/NO/SO2光酸化系の一連の実験を行った。イソプレン及びNOの初期濃度を一定としながら初期SO2濃度を変化させて実験を行い、生成する粒子の表面積を変化させた。これらの実験の結果から、生成する二次有機エアロゾルの濃度は粒子の表面積に比例することが確かめられた。エアロゾル質量分析計により二次有機エアロゾルの不飽和性を評価したところ、亜硫酸ガスの添加によって有機物の不飽和性が増加することが明らかになった。硫酸存在下ではこれまで本課題で研究してきたように有機硫酸塩が生成する他、アルドール縮合などによる有機物の重合反応も進むと考えられる。

実験結果から、水分の存在が2MT生成に重要であること、2MTの生成は酸または塩基で触媒されることを明らかにした。2MTはイソプレン/NOx光酸化で生じるエステルの加水分解で生成すると考えられる。さらに、乾燥条件で生成したエアロゾルの水溶液を作成して2MTの生成速度を調べた。エアロゾル水溶液に硫酸を加えた場合、一日以内の時間スケールで2MTの生成が起こりうることが示された。初年度は、当初計画通り水溶液相におけるイソプレン由来有機硝酸エステルの加水分解速度定数を測定することができた。2年目に計画していたモノテルペン由来有機硝酸エステルの加水分解速度測定は、適切な生成物を見出すことができず行うことができなかった。しかし、初年度に行ったイソプレンのチャンバー実験の研究で未解決であった、チャンバー空気の湿度による生成物への効果を調べる研究を行い、新たな知見を得ることができた。大気化学、エアロゾル化学今後は、計画に沿って、時間分解測定が可能な分析装置を用いてイソプレン/NOx光酸化のチャンバー実験を行い、SOAが生成し始めたところでSO2を添加し、添加後の組成の変化について研究する予定である。初年度の目標はイソプレンを用いた実験において二次有機エアロゾル中の有機ナイトレートの加水分解速度を測定することであった。本年度の研究によって、中性水溶液および42mMの硫酸水溶液(pH=1.08)中の全TNMBの加水分解速度を5.3E-6および3.8E-5 s-1と評価できたのでおおむね順調に進展している。二年目はα-ピネンを用いた初年度と同様な実験を実施する計画であったが、予備実験の結果、α-ピネンでは初年度の手法と同様な実験は困難であることが分かった。一方、研究提案を行った頃に比べて二次有機エアロゾルの粒子相反応に関する理解が進み、過湿状態では本研究で取り扱っている水溶液相反応が、乾燥状態では表面反応が重要であることが分かってきた。二年目には、イソプレンを用いた実験を引き続き行い、乾燥状態における酸触媒粒子相反応について掘り下げて検討する予定である。これによってイソプレン二次有機エアロゾルの生成や変質に関わる粒子相反応を当初計画よりも総合的に理解することが可能になる。なお、三年目には粒子液化捕集装置を用いた研究を予定しているが、二年目の研究計画の変更は三年目の研究計画に影響を及ぼさない。当初計画では、26年度には、二次有機エアロゾル前駆物質としてα-ピネンを用いて25年度と同様の研究を実施する計画であった。そのため、25年度予算には2年目の予備実験用の消耗品費を計上していた。しかし、予備実験の結果、ピネンを用いた場合、イソプレンと同様の実験は困難であることが分かったため、予定よりも早く予備実験を切り上げることになった。その結果、残額が生じることになった。上に述べた通り、二年目に計画していた実験が実施困難であることが分かった。また海外における研究動向の変化から、初年度に行ったイソプレンを用いた研究に関してより掘り下げた研究が必要になった。研究計画の変更にともない、初年度と同様の研究を実施する場合よりも多くの物品費(ガス、薬品などの消耗品費)が見込まれるため、次年度使用額を研究計画の変更にともなう物品費の増加分に充てる計画である。
日本と東アジアの身体技法を導入した体育と保健のクロスカリキュラムと教材の開発研究

本研究の目的は、日本と東アジアの身体技法を導入した体育と保健のクロスカリキュラムと教材の開発である。この目的達成のために、本研究では、第一に、日本と東アジアの身体技法の取材と教材化に取り組んだ。第二に、「入り口教材」と「典型教材」から組み立てられたクロスカリキュラムと授業の構想を立て、それを現場教師に提示して試行的実践を呼びかけた。第三に、現場教師と共同で、幾つかの「入り口教材」および「典型教材」について試行的実践を行った。第四に、以上の取り組みを総括して、体育と保健のクロスカリキュラムと教材の今日的意義と実践化の可能性の検証を行った。第五に、本研究の成果と今後の課題をまとめた報告書(全239頁)を作成した。その概要は以下の通りである。1.日本・中国・韓国の子どもの身体と健康の現状と身体技法を導入した体育と保健のクロスカリキュラムと教材開発の意義。2.日本とアジアの身体技法-その現代学校教育への導入の可能性と意義。3.身体技法を導入した体育と保健のクロスカリキュラムと教材の開発例(生きている骨・手と足・脳と神経/生きている証拠探し/移動運動の進化の歴史の追体験/「誰の手」から「からだの感覚」へ/からだの触れ合い・ぶつかり合いを伴う運動あそび)。4.体育と保健のクロスカリキュラムと教材の試行的実践(からだの穴さがし/生きている骨/動物まねっこ遊び/いのち・脈拍・心臓・循環/「生きている証拠さがし」から「体温」の学習へ/「誰の手」から「からだの感覚」へ/からだの触れ合い・ぶつかり合いを伴う運動あそび)。5.「典型教材」同士の内的連関と身体に関する総合的認識の形成をめざす、今後のカリキュラムと教材開発の展望。平成17年度の本研究においては、次の三つの研究成果が得られた。1)日本とアジアの身体技法の比較研究と教材づくりについて日本の「内観的身体技法」から、「目隠しチャンバラ」や「身体の共感」等の教材化への素材が得られた。また、「操体法」から、一人で行う操体健康法への新たなヒントが得られた。しかし、日本・中国・台湾・韓国の民間健康法の交流と比較においては、アジア諸国では民間の健康法は学校の外で取り組まれており、現代の学校教育にそれを教材化して導入することは、現時点ではかなり困難だとの感触を得た。また、台湾でソマティクスの教材化に取り組んでいる劉美珠氏と目中(台湾)の身体技法の教材化の可能性について交流を行ったが、これについても同様の感を得た。ただしその中で、韓国の古武術「テッキョン」の取材を行い、教材化の可能性について手応えを感じた。2)先行研究で作成した体育と保健のカリキュラム試案に基づく試行的実践について現場教師等の協力を得て「脈と呼吸のつながり」「鼻」「骨」「からだのふれあい・ぶつかりあいを伴う運動あそび」等の授業実践に取り組み、その成果の一端を学校保健学会で発表した。また、大学生への実践や現場教師への実技提案としては、「操体法からダンスへの展開の学習」「草鞋や一本下駄などの伝統的な履き物を用いた歩行動作の学習」「動物の移動運動の進化の道筋と乳幼児の発達の過程の追体験の実技」等に取り組んだ。そのいずれにおいても、学校教育における教材化の可能性について確信が得られた。3)「デクステリティ(ベルンシュタイン)」および「コォーディネーショントレーニング(荒木秀夫)」の学習と研修を行い、日本とアジアの身体技法を素材とした教材の、「人間の身体の技法」としての普遍性との関係について検討した。平成18年度の研究では、第一に、日本の内観的身体技法、操体法、民俗舞踊、韓国のテッキョン、台湾の民族的身体技法等の取材と教材化に取り組んだ。

第二に、「入り口教材」と「典型教材」の拡充を行い、その成果をワークショップなどで現場教師に提示して試行的実践を呼びかけた。第三に、現場教師の協力を仰いで、「入り口教材」および「典型教材」の幾つかについて、追試的実践および試行的実践を行い、その成果と課題を検討した。第四に、以上の取り組みを総括して、体育と保健を重ね合わせた包括的なクロスカリキュラムと教材の今日的意義と実践の可能性を検証するとともに、今後の課題を明確にした「報告書」(全2329頁)を作成した。その内容は以下に示した通りである。1.日本・中国・韓国の子どものからだ・健康の現状と身体技法を導入した体育と保健のクロスカリキュラムと教材開発の意義2.日本とアジアの身体技法-その現代学校教育への導入の可能性と意義3.身体技法を導入した体育と保健のクロスカリキュラムと教材開発、授業構想(生きている骨・手と足・脳と神経/生きている証拠探し/移動運動の進化の歴史の追体験/「誰の手」から「からだの感覚」へ/からだの触れ合い・ぶつかり合いを伴う運動あそび)4.体育と保健のクロスカリキュラムと教材の試行的実践(からだの穴さがし/生きている骨/動物まねっこ遊び/いのち・脈拍・心臓・循環のひみつ/「生きている証拠さがし」から「体温」の学習へ/「誰の手」から「からだの感覚」へ/からだの触れ合い・ぶつかり合いを伴う運動あそび)5.「典型教材」同士の内的連関とカリキュラム・教材の開発の展望
広葉樹自然林におけるリタ-の供給と分解をめぐる森林生物群集の動態

初年度(1988年度)の調査結果を踏まえ、1989年4月より茨城県北茨城市小川学術参考保存林で以下の項目について調査・研究を行った。(1)調査地の詳細な植生調査。(2)リタ-トラップによるリタ-供給量の樹種別季節変動。(3)林床の現存リタ-量の季節変動。(4)林床に設置した2種類の異なったメッシュサイズのリタ-バッグ中の落葉(アカシデ、コナラ、ミズナラの3種を混合)の分解過程およびバッグ内の大型および中型土壌動物相の変化。(5)ミミズの現存量の季節変動。(6)気象要素(気温、地温、雨量)の連続測定。現在までの解析結果から以下のことが明らかになった。(1)調査地の植生は主として上層をコナラ・ミズナラ・中層をアカシデ、下層をブナ・イヌブナを占めた。ブナ・イヌブナの大部分は稚樹であり、リタ-の供給には主として上層、中層の3種が関わっていると考えられた。また、下層および草本層にはアカシデ・コナラ・ミズナラの3種はほとんど見られず、調査地はブナ・イヌブナ林に遷移していくものと理解された。(2)10月から11月の落葉期には月2回、その他の季節には月1回リタ-を回収し、葉は樹種別に、その他は器官別に分けて、現在、乾重量を測定中である。(3)林床の現存リタ-量は6月まで調査し、1988年の測定結果と合わせて解析した。落葉の現存量は各回とも10サンプルの間で大きな違いはなく、一様に分布しているといえるが、枝ならびに堅果はサンプル間でばらつきが大きく集中分布しているといえる。(4)月1回リタ-バッグを回収し、ツルグレン装置を用いてバッグ中の土壌動物を抽出し、その後、葉に付着している土を除去して種別に乾重を測定し、現在、解析中である。(5)4月から10月まで、月1回の割で50cm×50cmのコドラ-ト6個中のミミズを採集し、個体数、体長ならびに湿重を測定した。体長組成の季節変化から、調査地でのミミズは年一世代であると考えられた。茨城県最北部の小川学術参考保存林内に調査地を設定し、1988年5月より以下の項目について調査・研究を行った。なお、本研究は2年計画であり、全項目について研究を継続中である。(1)林床に設置したメッシュサイズを異にする3種類のリターバック内リター(アカシデ,コナラ,ミズナラ)を1ケ月に1回の割で回収し、リターの複写を行ったのち再設置した。複写をもとに、画像処理装置(ピアス・LA-4K)によりリターの面積及び形状を測定し、分解過程を量的・質的に追跡。(2)月1回の割でリター及び土壌の定量採取を行い、現在リター量の季節変化の追跡中形及び大形土壌動物の分類群ごとの個体数の季節変化の追跡。(3)リタートラップによるリター供給の種別・定量的測定。(4)全天候型測定データ記録装置(コーナーシステムKADEC)による気温,地温及び雨量の連続測定。林床の現存リター量は、夏期に急速に減少し、落葉の始まる10月から再び増加して12月初めに最大に達した。リタートラップを用いたリター供給量の測定結果と合わせて解析した所以下のことが明らかになった。(1)冬期間でのリターの分解量はわずかである。(2)夏期にリターが急速に分解され、5月に現存していたリターの約50%が夏期間に分解された。分解されたリターの約90%は落葉であり、5月にリターの27%を占めていた落枝・実はわずかにしか分解されない。(3)調査地においては、落葉は1年間に約65%が分解され、ほぼ3年間で分解され尽くすものと推定される。メッシュサイズを異にするリターバック内の落葉の面積減少過程の解析からも、大形土壌動物を通すメッシュサイズにおいてはほぼ同様の結果が得られた。調査地におけるリターの分解には大形土壌動物、特にミミズの夏期における活動が大きく関与しているものと推定された。

また、下層および草本層にはアカシデ・コナラ・ミズナラの3種はほとんど見られず、調査地はブナ・イヌブナ林に遷移していくものと理解された。(2)10月から11月の落葉期には月2回、その他の季節には月1回リタ-を回収し、葉は樹種別に、その他は器官別に分けて、現在、乾重量を測定中である。(3)林床の現存リタ-量は6月まで調査し、1988年の測定結果と合わせて解析した。落葉の現存量は各回とも10サンプルの間で大きな違いはなく、一様に分布しているといえるが、枝ならびに堅果はサンプル間でばらつきが大きく集中分布しているといえる。(4)月1回リタ-バッグを回収し、ツルグレン装置を用いてバッグ中の土壌動物を抽出し、その後、葉に付着している土を除去して種別に乾重を測定し、現在、解析中である。(5)4月から10月まで、月1回の割で50cm×50cmのコドラ-ト6個中のミミズを採集し、個体数、体長ならびに湿重を測定した。体長組成の季節変化から、調査地でのミミズは年一世代であると考えられた。
p53標的遺伝子群の転写活性化を指標にした消化器癌の抗癌剤感受性の検索

種々の消化器癌に存在するp53遺伝子の機能的な異常を検索するシステムの開発を試みた。まず,種々の消化器癌培養細胞(HSG,TYS,BHY,HNt,AZA1,AZA3)よりp53 cDNAの全翻訳領域をPCRで増幅し,蛍光蛋白質GFP遺伝子を有する発現ベクターに組み込んだ。全塩基配列を決定すると同時に,細胞内局在,標的遺伝子(p21waf1,MDM2,BAX,p53AIP1,PUMA)に対する転写活性化能を検索した。ヒト骨肉腫細胞であるSaos-2細胞に癌細胞由来のp53遺伝子を発現させたところ,AZA1,AZA3由来の野生型p53とHSG由来の変異p53(Asn30Ser),TYS由来の変異p53(ASP30His)は明らかに核に局在した。びまん性に細胞質に拡散が認められた。また,HSG由来p53は野生型とほぼ同様の転写活性化能を有し,HNt由来p53(Glu17Lys,His193Leu), BHY由来p53(delta121)は全く転写活性化能を示さなかった。TYS由来p53はMDM2,BAX,p53AIP1,PUMAに対しては転写活性化能を示さないが,p21waf1に対してはむしろ野生型よりも強い転写活性化能を有していた。このようなp53変異はDNA障害に際し,細胞周期は止めるが,アポトーシスは誘導しないという,癌細胞の生存あるいは悪性形質獲得に極めて重要な変異であると考えられる。同様の方法で進行大腸癌組織において同様の検索を行ったところ,免疫染色で全くp53蛋白質が染色されないが,PCR-SSCPではExon 5とExon 8にmobility shiftが見られる症例で,従来の方法では検索しないExon 4に大きな約100bpの塩基欠失が見られ,その結果フレームシフトによりトランケート型のp53蛋白を産生するような変異を検出した。以上の結果から,我々が構築したp53機能異常検索システムは多様なp53の機能異常を検索することが可能であると考える。食道癌,胃癌,大腸癌の生検材料あるいは手術材料の腫瘍部から初代培養を行った.生検の場合は組織のごく一部(0.5mm^3程度)を組織診断の障害とならないように切除し,培養を開始し,組織学的にほとんどが腫瘍でしめられていた部分からの培養細胞を解析に使用した.手術材料からは肉眼的に腫瘍と診断できる部位から組織を切除し,培養を開始し,組織学的に腫瘍の存在が確認されてから解析に使用した.トランスフェクションアッセイのために初代培養した細胞を6ウェルプレート(35mm径)に播種し,細胞がサブコンフルエント(5x10^5個)になった状態で,レポーター遺伝子を導入した.使用したレポーターは(p21waf1,BAX, MDM2)のプロモーターを含み,ルシフェラーゼ遺伝子をその下流に持つプラスミドである.それらのレポータープラスミドを上記の条件で初代培養細胞にトランスフェクションし,12時間後に抗癌剤処理を開始した.抗癌剤はシスプラチンと5-FUを使用した.抗癌剤処理後12時間で細胞を回収し,ルシフェラーゼ活性を測定した.それぞれの抗癌剤で誘導される標的遺伝子の種類,程度によりp53経路を介した抗癌剤の感受性を評価した.癌により,抗癌剤により全くp53標的遺伝子の活性化が見られないもの,特定の標的のみ活性化されるものが存在することが明らかになった.現在,p53標的遺伝子でアポトーシス誘導に極めて関与が深いと考えられているP53AIP1,PUMA遺伝子プロモーターをクローニングし,レポータープラスミドを作成している.種々の消化器癌に存在するp53遺伝子の機能的な異常を検索するシステムの開発を試みた。

同様の方法で進行大腸癌組織において同様の検索を行ったところ,免疫染色で全くp53蛋白質が染色されないが,PCR-SSCPではExon 5とExon 8にmobility shiftが見られる症例で,従来の方法では検索しないExon 4に大きな約100bpの塩基欠失が見られ,その結果フレームシフトによりトランケート型のp53蛋白を産生するような変異を検出した。以上の結果から,我々が構築したp53機能異常検索システムは多様なp53の機能異常を検索することが可能であると考える。
力学的情報処理による記号空間と運動空間の結合設計

離散事象システムに基づく運動決定機構(情報処理系)と,ある目標運動パターンに基づく運動生成機構の2つのアプローチを「記号」-「制御則・運動パターン」といった具合に直接的に結合させることは容易であるが,この場合決まった運動の発現のみが可能であり,運動の動的な遷移や結合が困難となる.これは,本来時空間的に連続な運動空間から空間連続性を排除し,情報処理系である記号空間から時間概念を排除したことが大きな原因と考えられる.人間に似た,柔軟で適応力のある,意志決定機構(情報処理系)の設計には,連続空間としての特性を保持した設計法の確立が必要であろう.本研究では,これまでに提案してきた,力学的情報処理系に基づいたロボットの運動生成法を基礎として,連続系のまま記号空間と運動空間の結合を含めた同時設計を行うことを目的とし,以下の成果を得た.(1)多項式で表現された力学系の係数行列をある空間基底の線形和として表すことで,力学系を空間内の1点として表現することができる.空間内の1点が運動を定める力学系の表現になっていることから,これは連続的記号空間と見なせる.(2)量子化された空間を設定し,各ブロックに運動空間における力学系を記憶しているものとする.いくつかの運動を用意し,自己組織化マップ形成のアルゴリズムを適用することで,運動の類似性に依存したマップを完成させることができる.これは,シンボルを領域として表現した記号空間の設計法である.(3)アトラクタを有する力学系の状態変数の中に,離散事象システムの状態変数も加えた力学系の設計を行う.離散事象システムの状態変数は1か0の2値に変換することで,これは現在の事象を表す変数となる.特に,ここでは,これを運動遷移のためのパラメータとして記述することで,遷移可能な運動間の記述と遷移の状態を表現するものとする.離散事象システムに基づく運動決定機構(情報処理系)と,ある目標運動パターンに基づく運動生成機構の2つのアプローチを「記号」-「制御則・運動パターン」といった具合に直接的に結合させることは容易であるが,この場合決まった運動の発現のみが可能であり,運動の動的な遷移や結合が困難となる.これは,本来時空間的に連続な運動空間から空間連続性を排除し,情報処理系である記号空間から時間概念を排除したことが大きな原因と考えられる.人間に似た,柔軟で適応力のある,意志決定機構(情報処理系)の設計には,連続空間としての特性を保持した設計法の確立が必要であろう.本研究では,データを抽象化し,これを類似度に基づいて空間に配置することで,時空間的に連続な記号空間の設計法を提案した.特に,ロボットの運動に注目し,運動の時系列データから記号を創発するシステムの設計法を提案した.具体的には,(1)自己組織化マップとこれまでに提案してきた力学的情報処理を用いて,力学的自己組織化マップを提案し,これを用いてロボットの運動を自己組織的に空間に配置する方法を提案した.ここでは,低次な記号の創発を目的としており,設計者が与える記号ではなく,自己組織的に記号を獲得することを目的としている.また,(2)力学的情報処理を用いて,アトラクタとして表現された運動を力学系のパラメータで表し,これを関数空間に配置することで,連続的な記号空間の設計法を提案した.ここでは,関数空間の適当な基底を選択することで,データの増大に伴うアルゴリズムの破綻を防いでいる.離散事象システムに基づく運動決定機構(情報処理系)と,ある目標運動パターンに基づく運動生成機構の2つのアプローチを「記号」-「制御則・運動パターン」といった具合に直接的に結合させることは容易であるが,この場合決まった運動の発現のみが可能であり,運動の動的な遷移や結合が困難となる.これは,本来時空間的に連続な運動空間から空間連続性を排除し,情報処理系である記号空間から時間概念を排除したことが大きな原因と考えられる.人間に似た,柔軟で適応力のある,意志決定機構(情報処理系)の設計には,連続空間としての特性を保持した設計法の確立が必要であろう.本研究では,これまでに提案してきた,力学的情報処理系に基づいたロボットの運動生成法を基礎として,連続系のまま記号空間と運動空間の結合を含めた同時設計を行うことを目的とし,以下の成果を得た.(1)多項式で表現された力学系の係数行列をある空間基底の線形和として表すことで,力学系を空間内の1点として表現することができる.空間内の1点が運動を定める力学系の表現になっていることから,これは連続的記号空間と見なせる.(2)量子化された空間を設定し,各ブロックに運動空間における力学系を記憶しているものとする.いくつかの運動を用意し,自己組織化マップ形成のアルゴリズムを適用することで,運動の類似性に依存したマップを完成させることができる.これは,シンボルを領域として表現した記号空間の設計法である.(3)アトラクタを有する力学系の状態変数の中に,離散事象システムの状態変数も加えた力学系の設計を行う.離散事象システムの状態変数は1か0の2値に変換することで,これは現在の事象を表す変数となる.特に,ここでは,これを運動遷移のためのパラメータとして記述することで,遷移可能な運動間の記述と遷移の状態を表現するものとする.
哺乳類心室筋での外向き電流系と心拍不整に関する研究

心拍不整に関する心筋の外向き電流、特にこれまではプルキン工線維に特有で心室筋では未発達ないし殆んど活性化がみられないとされていた一過性外向き電流(Ito)の性質と機能的役割りを検討した。家兎心臓をコラゲナーゼ処理により単一心筋を分離し、パッチ・クランプ法を適用して膜電流を記録・解析した。家兎単離心筋の活動電位は早い立上り相につづき、小さな第1相とノッチが認められた。膜電位固定下では-60mVより深い保持電位からの脱分極にて-20mVよりプラス側でItoが活性化され、これが心室筋活動電位の第1相とノッチの形成に寄与していることを明らかにした。次いで、このItoはCa^<2+>電流抑制時にもみられるところからCa^<2+>非感受性であること、このものは4-アミノピリジン(4-AP)に感受性を持ち。かつ電位依存性の不活性化の性質を有して、その不活性化からの回復も遅く時定数が2秒以上となることを明らかにした。このため、連結期の短い期外収縮ではIto成分の回復が遅いのに比べ、Ca^<2+>電流は比較的早く回復して内向き電流が増加して、プラトー相の増高や活動電位の延長などをもたらすことを明らかにした。さらにCa^<2+>非感受性Ito成分の電位及び時間依存性の活性化・不活性化の性質と動態を詳しく解析するとともに、そのイオン担体は主にK^+で一部Na^+と寄与することを見出した。また、このItoにはもう一つCa^<2+>感受性成分があることをカフェイン・細胞内EGTA投入、リヤノジンやSr^<2+>の投与などから解明し、かつこの成分が高頻拍時に増強することを初めて明らかにした。このことより、Ca^<2+>非感受性Itoは徐拍時、Ca^<2+>感受性Itoは高頻拍時に心室筋の再分極相に寄与していることを明らかにした。徐拍から突然高頻拍になると活動電位の交代現象がみられるが、これにもCa^<2+>感受性及び非感受性ItoがCa^<2+>電流とともに関与していることを見出し報告した。このItoの単一チャンネル電流の記録を試みたが、成功せず今後の検討とした。コラゲナーゼ処理により得た家兎単一心室筋細胞を用いて,一過性外向き電流とその心拍不整への寄与について吸引電極を津用したパッチ・クランプ法にて検討した.家兎心室筋細胞においては,これまでプルキン工線維・心房内特殊細胞・房室結節細胞などでしか認められていなかった一過性外向き電流(Ito)が存在することを明らかにし,本電流が-20mvよりプラス側で活性化され,Ca^<2+>電流と重複していることを見出した.本ItoにはCa^<2+>電流非存在下にても活性化され,4ーアミノピリジンにて抑制される成分(Ca^<2+>ー非感受性成分)と,Ca^2電流存在下でのみ活性化され,カフェインにより抑制される成分(Ca^<2+>ー感受性成分)に二つがあることを明らかにした.

さらに,このうちCa^<2+>ー非感受性成分はその不活性化からの回復が遅く(回復の時定数は約2秒),このため回復の時定数の小さい(回復が早い)Ca^<2+>電流との動態の違いが,短い連結期の期外収縮において活動電位の持続時間が延長する機序であることを初めて明らかにして報告した(Ciic.Res.60;14ー26,1987).さらに,このCa^<2+>ー非感受性成分の活性化ー不活性化の膜電位依存性やそのイオン担体が主にK^+であり,一部Na^+も関与することなどの新知見を得た.一方,Ca^<2+>ー感受性成分は,Ca^<2+>電流の抑制・細胞内EGTAの注入,外液Ca^<2+>のSr^<2+>への置換,リアノジン投与などにより抑制されるところから,流入するCa^<2+>ないし貯蔵庫から放出されるCa^<2+>増加により活性化されるK^+電流であることを心筋にて初めて明かにした.このものの不活性化からの回復は早く,かつ高頻度刺激をつづけることにより増大することを見出した.これらのことより徐拍時にはCa^<2+>ー非感受性成分が,頻拍時にはCa^<2+>ー感受性成分のItoがそれぞれ再分極相に寄与すると言う心臓生理学にとって極めて重要な事実を初めて明らかにした(投稿中).また,この両者とCa^<2+>電流の動態の違いが活動電位の交代現象の成因になることを示した(投稿中).研究設備は前年度に購入した設備品及び教室既存のものを使用しパッチクランプ法を用いて行った。前年度の研究から家兎心室筋細胞には二種類の一過性外向き電流(Ito)の存在とその一部の機能が明らかになったが、昭和63年度においては、この二種類のItoの発現機序・性質とその機能的役割などについて検討した。このうち一つのIto成分はCa^<2+>非感受性であり、4-アミノピリジンで抑制されること、電位依存性の不活性化の性質を持ち、その時間経過や不活性化からの回復過程の動態などを詳しく解析した。また、そのイオン担体はK^+主体で一部Na^+も寄与し、Cl^-は関与しないことを明らかにした。もう一つのIto成分はCa^<2+>感受性であり、Ca^<2+>電流を抑制するCo^<2+>の投与・細胞内Ca^<2+>の放出・取込みを抑制するカフェインやリヤノジン投与について抑制された。これらのことより本電流成分は、細胞外から流入するCa^<2+>を細胞内貯臓庫から放出されるCa^<2+>により活性化される電流系であることを心筋において初めて直接的に証明した。そして本電流の時間経過は早く、回復の時定数も短いこと、高頻度刺激時に拍数とともに増大する性質があり、これが頻拍時の活動電位再分極に寄与することを初めて明らかにし報告した(J.Physiol.1989、in press)。さらに不活性化からの回復時定数の異るCa^<2+>感受性及び非感受性の二つのIto成分とCa^<2+>電流の3つが関与して、刺激頻度を突然増加させた時にみられる活動電位の交代現象が説明されることを報告した(Am.J.Physiol.投稿中)。このようにWhole-cellレベルでのItoの詳しい性質・生理的役割りや心拍不整発生への寄与などについてはCa^<2+>電流との重複もあって、その発現機序やイオン機序の検討が不充分で、単一チャネル電流の記録からその解明を試みたが63年度中には成功するに至らなかった。今後この点についてはさらに検討を続けてゆく予定である。
はり降伏型鉄骨架構における柱脚接合部の変形性能に関する実験的研究

本研究は大別して二つの研究から構成されている。一つは1層・1張間のラーメンに水平力をかけ、力学性状を調べている。もう一つは、柱脚部の変形性能に大きな影響力をもつアンカーボルトについて、ねじ部を含む露出部に焦点を合わせ、力学性状について調べている。それぞれの実験結果について以下に述べる。■水平力を受ける1層・1張間はり降伏型骨組の力学性状固定形式、ピン形式およびその中間的な固定度の柱脚部をもつ骨組に対して、柱の軸力を降伏軸力の0から30%に変化させ、骨組の強度、剛性、履歴ループについて調べ、それぞれに及ぼす影響を明らにした。また、露出型、根巻き型柱脚をもつ骨組の柱の反曲点高さは、水平力が増加するにつれて下降するが、十分に埋め込まれた形式の場合は安定していること、従来、ピン形式と考えられていた柱脚をもつ柱の反曲点高さ比は0.20.3となり、この種の柱脚は、かなりの剛性をもつことが分かった。このように、柱脚部の剛性に見合った構成要素の設計が必要であることを実験的に明らかにした。■アンカーボルト露出部の力学性状均しモルタルを通して配置されたアンカーボルトは、ベースプレートから静的なせん断力を受けると均しモルタルの破壊により曲げ変形を受けやすいが、耐力はわずかに低下する程度である。組合せ引張・せん断力下にあるアンカーボルトねじ部の終局耐力は、鋼管構造設計施工指針・同解説に示されている設計式で算定してよい。しかし、繰り返しせん断力を受ける場合、単調加力時に比べ耐力は大きく低下する。とくに、せん断面にねじ部が含まれる場合その影響は大きい。モルタル層の厚さが大きくなるとともに耐力は低下し、変形は増大することなどが分かった。ねじ部を含む露出部の性状が明らかになったので、引張・せん断力を受けるアンカーボルト定着部の力学性状についてさらに解明する予定である。1層1張間のはり降伏型骨組の露出型柱脚部における仕口構成を変化させ、骨組の靱性を調べた実験と複合応力を受けるアンカーボルトの力学性状についての研究を行った。骨組の実験では、実物の1/21/3の縮小モデルを作製し、一定軸力のもとで繰り返し水平力をかけ、力学挙動を調べた。実験因子は、柱軸力比(0,0.15,0.30σ_y)ベースプレート下の立ち上げ部の高さ(0.15cm.30cm)である。柱脚は、柱壁面下部を切り欠き、その中にアンカーボルトを有する、いわゆるピン柱脚である。固定柱脚をもつ骨組にくらべスリップ部分のない安定したループをもつことがわかった。これは断面切り欠きにより早期に降伏し、アンカーボルト・ベースプレートの降伏に先行するためである。軸力が増大すれば、荷重が0付近で膨らみをもち、ループ面積は増大する。これは軸力によって柱脚部の拘束が大きくなり、脚部の回転が抑えられるからである。ピン形式であっても、柱頭部に対して2030%のモーメント負担がみられ、柱脚の剛性・耐力について検討を要することが明らかとなった。立ち上げ部の剛性が大きすぎたため、その影響は明確ではない。複合応力を受けるアンカーボルト露出部の力学性状について述べる。実験因子はナット下部のねじ長さ(せん断面の位置)、定着長、径である。定着長の影響は小さく、現行の規準式で検討しても安全側にあるが、せん断力が卓越するとき、終局耐力に対する安全率はボルト自体の場合に比べ低下することがわかった。

本研究で行なわれた3種類の実験の概要を述べる。(1)1層1張間の固定度の小さい柱脚(ピン柱脚)をもつ、はり降伏型の骨組に一定軸力のもとでくり返し水平力をかけ力学性状を調べた。その結果、従来ピン柱脚を考えていた形式に著しくモ-ナント抵抗が存在していることが明らかとなった。そこでモ-ナント抵抗の小さな柱脚を対象としてその力学挙動を調べた。実験因子は柱の断面形状(H形、口形)、アンカーボルトの配置である。角形鋼管柱の管壁中央にアンカーボルトを4本設けた形式はもっともモ-ナント抵抗が大きくなった。鋼管構造設計施工指針、同解説に示されている式で、実験値をほぼ予測できることがわかった。(2)露出柱脚の回転剛性を確保することは困難であるので、浅く埋め込み床配筋することで力学性状を高めることが考えられる。そこで鋼管径の1倍を埋込み、床補強したものとしないもの及びアンカー筋をとりつけたものについて力学性状を調べた。アンカー筋補強はもっとも有効であることがわかった。(3)アンカーボルトの露出部の性状を引張時とせん断時について調べた。実験因子はナット下部ねじ長さ・グラウト厚さ・さん断面の位置である。単調載荷とくり返し載荷し力学性状の相違を確認した。せん断面の位置がねじ部を含むか含まないにかかわらず、くり返し加力時耐力は低下し、その変形量が増すことがわかった。引張時、ボルトの付着力の有無が変形性状に影響することがわかった。鋼構造柱脚部のアンカーボルトは、柱脚部の変形性能に大きな影響を与える要素である。アンカーボルトは、通常中ボルトの許容応力度の値を用いて設計されるが、定着長が大きいこと、ベースプレート下には均しモルタルが存在するので、上部構造のボルトと接合状態が大きく異なる。そこで、引張・せん断力の組み合せ応力を受けるボルトねじ部に焦点を合わせ、力学性状を明らかにした。本研究より以下の事項が分った。1.通常、使用されているアンカーボルトのねじ精度は悪く、ナットとボルトはめ合い部の変形は大きいので、見かけのヤング係数は小さい。特に、細径ものに粗悪品が多い。2.定着長さがボルトのせん断耐力に及ぼす影響は比較的小さい。3.均しモルタルを通して配置されたアンカーボルトは、剪断力下で均しモルタルほ崩壊により、上部構造のボルトに比べ変形は大きくなるが、耐力はわづかに低下する程度である。4.組み合せ引張・せん断力下にあるアンカーボルトねじ部の耐力は、鋼管構造設計施工指針・同解説に示されている設計式で算定してよい。5.繰り返しせん断力を受けるアンカーボルトの終局耐力は、単調加力時に比べ大きく低下する。せん断面にねじ部が含まれる場合その影響は大きい。面にねじ部が含まれる場合その影響は大きい。本研究により、ねじ部の性状は明らかになったので、アンカーボルト定着部の性状について解明する予定である。
小児期からの肥満継続・解消と成人期における生活習慣病との関連

本研究は小児期に肥満であった者を対象に予後調査(平均経過年数23.7年)を実施した。対象者の平均年齢は初診時10.4歳、予後調査時34.2歳であった。初診時の平均肥満度は46.1±19.1%であり、予後調査時の平均BMIは28.9±7.0kg/m2となっていた。小児期に肥満の程度が高かった者ほど成人で肥満を呈している割合が高く、全体としては68. 8%が肥満を継続していた。小児期から肥満を継続していた群では肥満を解消した群に比べ、腹囲、皮下脂肪面積、内臓脂肪面積、尿酸が有意に高く、HDL-Cは有意に低値を示した。小児期から成人期まで肥満を継続していた者では成人から肥満になった者に比べ、循環器系、糖代謝系に異常の多い傾向が認められた。我が国において小児期の肥満と成人期の体型や生活習慣病との関連を同一個人で検討した報告は極めて少ない。本研究では過去(1975)に医療機関を受診した肥満小児の診療記録をもとに予後調査(後ろ向きコホート調査)を実施し、小児期からの肥満継続・解消の要因や成人期の生活習慣病との関わりを検討することを目的とした。平成22年度は肥満小児における診療情報データベースの構築、調査紙作成・郵送・回収を主課題とし、現段階で908名の情報を収集した。診療情報による測定当時の年齢は10.4±2.8歳、身長141.4±14.8cm、体重54.0±18.2kg、肥満度53.2±20.5%であった。血液生化学はGOT(AST)22.2±15.5IU/L、GPT(ALT)25.1±29.9IU/L、尿酸5.0±1.5mg/dl、総コレステロール183.6±35.5mg/dl、中性脂肪139.8±90.9mg/dl、HDL-C 47.7±11.4mg/dlであった。出生時体重は3245.7±475.3g、太り始めは5.2±3.0歳であった。当時の測定日から現在(H23年3月)までは平均23.7±3.9年経過しており、現在の年齢は34.1±4.9歳であった。これら908名の住所データベースを構築し、簡易型自記式食事歴質問票(BDHQ)、健康関連QOL尺度(SF-36)ならびに診察希望の有無について尋ねる調査紙を送付した。現在、調査紙を回収中であり、回収終了とともに現在の肥満度、栄養摂取の状況、QOLの状態を把握する。その後、小児期から肥満を継続した群、解消した群に分類し、栄養摂取状況、QOLの状況を比較する。また、診察希望者に来院してもらい現在の腹部脂肪分布や生活習慣病の状況などを詳細に把握する。本研究では過去に肥満を主訴として医療機関を受診した小児の診療記録をもとに予後調査を実施し、1)小児期からの肥満継続・解消の要因や成人期の生活習慣病との関わりについて、また、2)希望した対象者に再度医療機関を受診してもらい、成人期における生活習慣病のリスクを検討することを目的とした。診療記録の残っている908名に対し、現在の形態や健康度、栄養摂取状況を尋ねる調査紙を送付した。有効配布数646通のうち回収数は206通であり、回収率は31.9%であった。対象者の平均年齢は初診時10.4±2.6歳、予後調査時34.1±4.4歳であり、初診時からの平均経過年数は23.7年であった。初診時の平均肥満度は46.5±19.4%であり、予後調査時の平均BMIは28.9±7.0kg/m^2であった。小児期に軽度肥満で予後調査時に肥満(BMI≧25kg/m^2)と判定された割合は60.7%(平均BMI28.4±8.5kg/m^2)、同様に中等度肥満→肥満で60.9%(平均BMI27.2±5.5kg/m^2)、高度肥満→肥満で84.8%(平均BMI31.8±7.4kg/m^2)と小児期に肥満の程度が高かった者ほど移行率が高く、全体としては69.4%が肥満を継続していた。

予後調査時における非肥満群と肥満群を比較するとエネルギー摂取量など栄養面に有意差は認められなかったが、運動実践者の割合は肥満群で低く(49.0%vs23.6%,P<0.01)、小児期からの身体活動量の多寡が肥満の継続と関わる可能性が示唆された。再度医療機関を受診した者(21名)の平均年齢は34.7±3.9、BMIは31.4±8.4kg/m^2であり、7名が肥満を解消し、14名が肥満を継続していた。継続群は解消群に対し、皮下脂肪面積、内臓脂肪面積、GPT、尿酸、HbAlc、インスリンが有意に高く、HDL-Cは有意に低値を示した。以上の結果より、小児期の肥満は成人期へトラッキングする可能性が高く、生活習慣病との関わりも深いと考えられた。一方、肥満を解消することにより、リスクは低減することから、早期の対応が必要であると考えられた。
アブラナ科野菜高純度F1 採種技術開発に向けた安定自家不和合性の分

自家不和合性を利用して種子生産されるアブラナ科野菜の親系統は、自殖種子を結実しない高レベルの自家不和合性を有する必要がある。本研究では、ハクサイ類とキャベツを材料に用いて、虫媒受粉法によって自家不和合性程度を評価するとともに、SSRを主とする連鎖地図を構築し、ハクサイ類において5つ、キャベツにおいて1つのQTLが本形質に関与することを明らかにした。また、ハクサイ類における主要な2つのQTLは、自家不和合性の自他認識機構に関与する遺伝子の近傍に位置することを明らかにした。自家不和合性の安定度が異なるキャベツ(Brassica oleracea)2近交系統8個体とそのF_1系統4個体からゲノムDNAを抽出した。野茶研で開発したB.rapa由来のSSRマーカー(BRMSシリーズ)約96個(蛍光標識)について、キャベツ両親系統間で多型を示すマーカーのスクリーニングを行った。PCRのアニーリング条件を検討し、50°Cで行うこととした。PCRによって増幅したマーカー数は57(増幅率59%)で、そのうち多型を示したものは18(多型率32%)あった。同じマーカーをB.rapaの分離集団に適応した際の増幅率は97%、多型率は48%であり、B.rapa由来のマーカーはキャベツにおいては増幅率、多型率が低いことが明らかになった。韓国から公開されているB.rapa BACクローンの末端配列からのマーカー開発を進め、現在までの200以上のマーカーを開発しており、B.rapaでの増幅を確認している。今後はこれらも含めてマーカーのスクリーニングを進める。簡易連鎖地図の作製のために100程度のマーカー数の確保を目標としているが、これに達しない場合はキャベツからのSSRマーカーの開発についても検討する必要がある。F_1系統よりF_2種子を採種し、両親系統、F1,F2約120個体を養成し、10月以降に葉数、結球形質等の調査を行った。形質調査した個体を網室に移植し、2007年春期に虫媒受粉法により各個体の自家不和合性程度を評価する予定である。本年度はキャベツ分離集団の自家不和合性程度の評価と連鎖解析に供試するマーカーの探索を主として行った。自家不和合性程度の高い系統Cal-1406と低い系統Cal-1408の2近交系統(同-S遺伝子型)とF_1,F_2104個体を網室内で育成し、ミツバチを用いた虫媒受粉によりF_2個体の自家不和合性程度を評価した。その結果、F_2の結実莢率(結実莢数/全開花数)は、F_1値を頂点とする連続的な分布を示した。両親系統のS遺伝子型が同一であることから、Cal-1406のもつ高レベルの自家不和合性形質はS遺伝子座とは独立の複数の遺伝子座が関与していると考えられた。S遺伝子座とは異なる受粉・受精・結実に関わる因子を特定できる可能性があり、科学的な意義は極めて大きい。また、組換え近交系の育成のためにF_3種子を採種した。一方マーカー探索については、韓国から公開されているハクサイBACクローンの末端配列から探索したSSR150個およびイギリスから公開されている西洋ナタネ、キャベツ、クロガラシのSSRマーカー291個を供試して、両親系統間で多型を示すマーカーの探索を行った。クロガラシ由来のSSRマーカーは、キャベツでの増幅率(23%)が悪ぐ、また多型率(7%)も低かったが、BAC末端配列由来のSSR、西洋ナタネおよびキャベツ由来のSSRでは、それぞれ20個程度のSSRマーカーを同定することができた。昨年度同定したSSRマーカーとあわせて目標の100個程度のSSRマーカーが同定できたので、F_2での連鎖解析を開始した。連鎖解析に供試するマーカー獲得に手間取ったが、来年度中にはQTLの同定と連鎖マーカーの解析まで進めることができると考えられる。自家不和合性程度は自家不和合性を利用してF1種子生産されるアブラナ科野菜において非常に重要な形質であり、純度の高いF1種子を得るためには高レベルの自家不和合性が求められる。Brassica rapa(ハクサイ類)を用いた解析では、SSRマーカーを主とする160のマーカーからなる連鎖地図を構築し、2年間にわたる自家不和合性程度の評価結果を用いてQTL解析を行った。その結果、高レベルの自家不和合性形質に関与する5つのQTLが検出された。高レベル自家不和合性形質のQTL解析はこれまでに例がなく、世界で初めて同定することができた。2年間の試験のいずれにおいても検出された2つのQTLのうち、1つめのQTLは最も高い寄与率(23.6%)を示し、主動的な働きをすると考えられた。

このQTLは自家不和合性の自他認識を司るS遺伝子座と同一の連鎖群に検出されたが、F3において組み換え個体が出現することから、S遺伝子座とは独立な遺伝子座であると考えられる。2つめのQTLは、自他認識後のシグナル伝達に関わるMLPXの極近傍に検出されたことから、MLPKが本QTLの候補遺伝子として推定された。一方、B.oleracea(キャベツ)の分離集団を用いた解析では、80マーカーからなる連鎖地図を用いたQTL解析を行った結果、25%の高い寄与率を示すQTLを1つ検出した。連鎖マーカーの取得に手間取ったために、連鎖地図が不充実であるが、高レベル自家不和合性に関与する主動遺伝子座の存在が示唆された。F2での表現型の分布から複数の遺伝子座の関与が考えられ、他のQTLを検出するためには連鎖地図を充実させる必要がある。本研究によりアブラナ科野菜の高レベル自家不和合性の原因を解明する基盤を整備することができた。現在、高レベル自家不和合性個体を選抜するための実用的マーカーの開発に向けてQTL領域の詳細化を進めている。