hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞膜セリンプロテアーゼであるHepsinの役割

1肝臓の再生におけるhepsinの働きIn vivoにおけるhepsinの働きをみる目的にて、正常マウス(hepsin+/+)を用いて70%肝切除におけるhepsinの発現と肝臓の再生スピードを経時的にノーザンブロットにて観察した。明らかに再生時に発現の上昇を認め、そのピークは12時間後であった。一方hepsinのノックアウトマウス(hepsinの遺伝子を特異的に不活化したhepsin-/-マウス)を作製し、70%肝切除を同様に試行し正常マウスと肝臓再生スピードを比較検討した。肝臓再生の差を認めた。2肝臓の炎症とhepsin、肝臓癌とhepsinヒト肝癌組織と非癌部組織におけるhepsinの発現をrT-PCRにて比較した。差は認められず、肝硬変等の肝線維化の段階で既にhepsinの発現が上昇している可能性が考えられたため、急性肝炎、慢性肝炎、肝臓癌のモデルラットであるLEC(Long-Evans Cinnamon)ラットを使用し、急性肝炎、慢性肝炎、肝癌となっていく過程でのhepsinの発現の変化を2年間ノーザンブロットにて観察し、明らかな発現の違いを認めた。同一ラットにおいて、癌部、非癌部におけるhepsinの発現を比較検討した。なお経過中発生してくるcholangiofibrosisについても同時に発現量を検討した。ラットを用い70%肝切除後の肝再生におけるhepsinの発現を経時的にノーザンブロットにて観察した。この結果をふまえて、マウスを用いて70%肝切除におけるhepsinの発現と肝臓の再生スピードをみた。一方hepsinのノックアウトマウス(hepsinの遺伝子を特異的に不活化したマウス)を作製し、70%肝切除を同様に試行し肝臓再生スピードを比較した。ヒト肝癌細胞のcell lineであるHepG2と、マウスの肝臓のprimary cultureを用いて、HGFとhepsinの相互作用を観察した。ヒト肝癌組織と非癌部組織におけるhepsinの発現をrT-PCRにて比較した。差は認められず、肝硬変等の肝線維化の段階で既にhepsinの発現が上昇している可能性が考えられた。現在LECラットを使用し、急性肝炎、慢性肝炎、肝硬変、肝癌となっていく過程でのhepsinの発現の変化を観察中である。Hepsinの詳細な検討のために、hepsinの抗体を作製した。具体的にはhepsinに特異的な部分であるpeptideを用いてウサギに免疫しその後精製して、ヒトhepsinのボクリローナル抗体を作製した。1 Hepsin+/+マウス(正常のマウス)を用い70%肝切除後の肝再生におけるhepsinの発現を経時的にノーザンプロットにて検討するとともに肝臓の再生スピードと程度を観察した。一方hepsinのノックアウトマウス(hepsinの遺伝子を特異的に不活化したhepsin-/-マウス)を作製し、70%肝切除を同様に試行し肝臓再生スピードと程度を比較した。肝臓の再生状態の指標としてBrdU labelling indexを用いた。Hepsin以外の他の肝臓再生に関係する因子としてHGF、TNF-alfa、IL-6の発現も同時に比較した。2ヒト肝癌細胞のcell lineであるHepG2と、マウスの正常肝臓のprimary cultureを用いて、主な肝臓再生因子であるHGFとhepsinの相互作用を観察した。これにより、癌の場合と正常の場合のhepsinとHGFの相互作用の違いを観察した。3 LECラットを使用し、急性肝炎、劇症肝炎におけるhepsinの発現を検討した。また、慢性肝炎、肝硬変、肝癌となっていく過程でのhepsinの発現の変化を一年間観察した。また、同一ラットにおいて、癌部、非癌部におけるhepsinの発現を比較した。1肝臓の再生におけるhepsinの働きIn vivoにおけるhepsinの働きをみる目的にて、正常マウス(hepsin+/+)を用いて70%肝切除におけるhepsinの発現と肝臓の再生スピードを経時的にノーザンプロットにて観察した。

一方hepsinのノックアウトマウス(hepsinの遺伝子を特異的に不活化したhepsin-/-マウス)を作製し、70%肝切除を同様に試行し正常マウスと肝臓再生スピードを比較検討した。肝臓再生の差を認めた。2肝臓の炎症とhepsin、肝臓癌とhepsinヒト肝癌組織と非癌部組織におけるhepsinの発現をrT-PCRにて比較した。差は認められず、肝硬変等の肝線維化の段階で既にhepsinの発現が上昇している可能性が考えられたため、急性肝炎、慢性肝炎、肝臓癌のモデルラットであるLEC(Long-Evans Cinnamon)ラットを使用し、急性肝炎、慢性肝炎、肝癌となっていく過程でのhepsinの発現の変化を2年間ノーザンプロットにて観察し、明らかな発現の違いを認めた。同一ラットにおいて、癌部、非癌部におけるhepsinの発現を比較検討した。なお経過中発生してくるcholangiofibrosisについても同時に発現量を検討した。
神経芽細胞腫予後良好３因子の分化機序の解明と治療法開発

神経芽細胞腫における予後良好因子候補遺伝子DHRS3, NR0B1, CYP26A1の過剰発現ベクターおよびsiRNA発現ベクターを作成し,神経芽細胞腫細胞株に導入し,安定発現株を樹立したのち機能解析を行った.ColonyFormation Assayではコロニー形成効率が優位に低下し,細胞増殖速度の優位な抑制もみられた.さらに免疫染色やRNA-seqでの結果から, Adipogenic pathwayなどの経路とも関連が示唆され, DHRS3, NR0B1, CYP26A1の予後良好因子候補遺伝子は,神経芽腫細胞腫株の増殖抑制能を低下させ分化に関与する可能性を示唆している.予後不良例の初代培養細胞、および神経芽細胞腫細胞株の培養を行い、これらに予後良好腫瘍で高発現していた3遺伝子、ヒトDHRS3, NR0B1, CYP26A1をサブクローニングし、3xFLAGタグを付加した発現ベクターにIntegrateしたものをLipofectamine LTXにて導入後、強制発現させ、一過性発現の発現レベルの変化を検討した。また、pIRES2 DsRed-Express2 vectorにて導入後G418薬剤選択により安定的遺伝子発現細胞株を樹立した。各種ベクターのみ導入したControlについても同様に検討した。樹立された遺伝子発現細胞株をソフトアガーで培養し、導入前の細胞と比較して腫瘍形成能力、分化度に変化が生じたか検討し、細胞培養中に生じた幹細胞の豊富な分画、分化異常細胞からDNA・RNA、タンパク質を抽出し、Western blot、RT-PCR、FACS等で遺伝子発現を解析中である。既に解析済みの遺伝子発現、microRNA、メチル化解析のデータから、上記3遺伝子を中心としたシグナル伝達を遺伝子ネットワーク/パスウェイ解析システムにて解析を行っている。1)3遺伝子の神経芽腫細胞株への導入:3遺伝子導入実験を行い細胞の増殖、分化の検討を行った。予後不良例の初代培養細胞、および神経芽細胞腫細胞株の培養を行い、これらに予後良好腫瘍で高発現していた3遺伝子、NR0B1, DHRS3, CYP26A1遺伝子についてcDNAライブラリよりクローニングし取得した。それらをp3xFLAGCMV10にサブクローニングして発現ベクターを作成し、それらを神経芽細胞腫にトランスフェクションして一過性発現を検討、導入後G418薬剤選択により安定的遺伝子発現細胞株を樹立した。現在、遺伝子発現解析を行っている。2)3遺伝子の神経芽腫細胞株へのRNA干渉:3遺伝子が高発現している神経芽腫細胞株で単独あるいは組み合わせてのsiRNAを一過性、または安定的に行い、経時的な細胞内分化関連シグナルの変化を遺伝子レベル、タンパク質レベルで解析した。3遺伝子のsiRNAを作成し一過性RNAiの効果を調べるべく神経芽細胞腫細胞株にトランスフェクションしたが、いずれもトランスフェクション効率が悪く、遺伝子発現解析、タンパク質発現解析において有意なノックダウンのデータが出なかった。このため、安定的な遺伝子ノックダウンを目指すべくBLOCK-iT Pol II miR RNAi Expression Vevctor Kitsを用いて、3遺伝子のsiRNA発現ベクターを構築し、現在トランスフェクションを行い安定発現株を取得中である。本研究では神経芽細胞腫の予後良好腫瘍において優位に発現している遺伝子群の機能性を解析した。Fabrable Factors(FF)を神経芽細胞腫の細胞株と初代培養細胞に導入、遺伝子発現をノックダウンするFF-NBCL、siFF-NBCLclonesを樹立させた。これらに対して網羅的遺伝子発現解析を行い、FF-NBCL, siFF-NBCLとして樹立した各細胞株のDNA、totalRNA、タンパク質を抽出した。ウェスタンブロット、次世代シーケンサを利用したRNA-SeqでのmRNAのWhole transcriptome解析、デジタルPCRなどでの遺伝子発現解析を行い、予後良好因子群の導入またはノックダウンによって各細胞の分化、未分化に関連する遺伝子発現がどう変化するかを網羅的に調べ関連パスウェイを探索を実施中である。また、細胞増殖・細胞周期解析によってFFの過剰発現やノックダウンが神経芽腫の細胞増殖や分化の程度にどのような役割を果たすか検討した。神経芽細胞腫における予後良好因子候補遺伝子DHRS3, NR0B1, CYP26A1の過剰発現ベクターおよびsiRNA発現ベクターを作成し,神経芽細胞腫細胞株に導入し,安定発現株を樹立したのち機能解析を行った.ColonyFormation Assayではコロニー形成効率が優位に低下し,細胞増殖速度の優位な抑制もみられた.さらに免疫染色やRNA-seqでの結果から, Adipogenic pathwayなどの経路とも関連が示唆され, DHRS3, NR0B1, CYP26A1の予後良好因子候補遺伝子は,神経芽腫細胞腫株の増殖抑制能を低下させ分化に関与する可能性を示唆している.遺伝子安定発現株を取得するのに、遺伝子を導入すると増殖しなくなる細胞があったため樹立に時間がかかり、全体の工程が遅れて、まだ動物実験に至っていない。分子腫瘍学細胞増殖アッセイなどを行ったところで、腫瘍形成の動物実験を追加し、データをまとめ論文を執筆し研究終了としたい。pcDNA6.2 GW/EmGFP-miR vectorを用いて各遺伝子を神経芽細胞腫の細胞に導入後、NH-12細胞株がシングルで接着せず、またセレクション中に脱落が多かったため実験を何度か繰り返しているうちに時間がかかってしまい、樹立が遅れている。神経芽細胞腫の細胞株におけるベクター、およびsiRNAのトランスフェクション効率が悪かったため。平成25年10月より平成26年9月まで産休、育児休業を取得し、計画していた研究が遅れたため次年度使用額が生じました。

3遺伝子のコンディショナルノックアウトターゲティングベクターの構築は、市販のマウスC57BL/6系統BACゲノムライブラリから目的遺伝子の遺伝子座近傍配列を入手し、組織特異的に欠損させるエキソン領域を挟むイントロンにloxP配列を挿入する。また、致死遺伝子としてHSV-TKを組み込む。ターゲティングベクターの構築はRed/ETを利用したシステムを用いて行う。3遺伝子のBACプラスミドベクターの導入された大腸菌にRed / ET発現ベクターを形質転換し、Red/ETリコンビナーゼ発現誘導後、FRTカセットを導入する。カナマイシン耐性のある組換えE. coliを選別する。FLPe発現プラスミドを形質転換してFLPe /FRT組換えを行う。コンディショナルターゲティングベクターを其々作製する。マウスES細胞へのターゲティングベクターの導入と薬剤耐性選別については、構築したターゲティングベクターをC57BL/6系ES細胞株にエレクトロポレーション法によって導入後、G418による選択培養を行う。薬剤耐性のあるコロニーをピックアップし、サザンブロット、ハイブリダイゼーションで画像解析、PCR法によって相同遺伝子組換えされたクローンを選出する。キメラマウスの作成と生殖系列キメラの確認については、ノックアウトされた3遺伝子を有するマウスES細胞を培養し、胚盤胞期にできる腔にマイクロマニピュレーターを用いてマイクロインジェクション法でES細胞を注入、仮親の子宮へと移植し、キメラマウスを獲得する。キメラ率の高い産子のジャームライントランスミッションをサザンブロットで確認する。網羅的パスウェイ解析:ノックダウン実験、過剰発現実験で得た細胞の遺伝子発現プロファイルから、NR0B1, DHRS3, CYP26A1中心の分化関連パスウェイを検索し、実際に得た結果から作動あるいは欠損している伝達系を同定する。3遺伝子のコンディショナルノックアウト動物の作製:3つの遺伝子のコンディショナルターゲティングベクターを構築し、ホモ改変マウス、致死的なものではヘテロやコンディショナルノックアウトマウスとして作製し病理組織学的に3つの遺伝子の機能解明を行う。平成28年3月31日までに全額使用予定です。平成25年10月より平成26年度9月まで産休、育児休業を取得したため次年度使用額が生じました。平成26年度の予算とあわせ、遺伝子、タンパク質解析用試薬、細胞培養関連試薬、マウスES細胞へのターゲティング関連試薬、マウスの購入、飼育費などに使用する。遺伝子発現解析の依頼測定、マウスの飼育費、コンディショナルノックアウト実験の費用として使用予定である。
新規細胞株を用いたマスト細胞腫瘍化プロセスのメカニズム解析

免疫で役割を果たすマスト細胞の増殖は、サイトカインとそれに対する受容体によって厳密に調節されている。そのため、それらの過剰発現や恒常的活性化変異は、マスト細胞を自律増殖に導き、マスト細胞腫瘍につながることが知られている。しかし、マスト細胞ががん化するプロセスはほとんど理解されていない。以前に、当研究室では、マウス脾臓からの複数のマスト細胞株を樹立しており、その中にマスト細胞腫瘍の特徴を持った細胞株を見出した。本研究では、マスト細胞の腫瘍化プロセスの理解を目的とし、マイクロアレイ解析と生化学的手法を組み合わせ、マスト細胞の腫瘍化に関与する因子の同定を試みた結果、いくつかの知見を得ることができた。以前に当研究室では、増殖におけるサイトカイン要求性が異なるマスト細胞株を複数種類樹立した。それらのマスト細胞株の中に、1.増殖に重要な役割を果たすc-Kitチロシンキナーゼの恒常的活性化変異を持ち、自律増殖および腫瘍原性を有する細胞(RCCM細胞), 2.野生型c-Kitを発現し、増殖にサイトカインを必要とする細胞(R細胞)を見出した。平成25年度は、マスト細胞の腫瘍化メカニズムの解明を目的とし、それら細胞間でどのような因子の発現の違いがあるのかをマイクロアレイを用いて解析した。その結果、R細胞と比較し、RCCM細胞で有意に発現亢進するサイクリン,転写因子を複数見出した。発現亢進を示したサイクリン分子種は、正常細胞に比べ、腫瘍で特に発現が高い報告が蓄積されており、RCCM細胞の自律増殖性に必須の役割を果たすと予想した。興味深いことに、RCCM細胞のサイクリンをshRNAでノックダウンしたところ、自律増殖性の顕著な抑制が認められた。一方、このサイクリンのノックダウンは、R細胞の増殖には影響を与えなかった。すなわち、我々は、マスト細胞の腫瘍の自律増殖に特異的なメカニズムを見出したと考えられる。今後、マイクロアレイ解析で得られた他の因子のマスト細胞の腫瘍化における役割を調べるとともに、それらとc-Kitの恒常的活性化との関係を明らかにしていきたい。本研究は、培養環境により、細胞増殖におけるサイトカイン要求性が変化する新規マスト細胞系細胞株(R cell)を用い、マスト細胞の分化や増殖、他の細胞リネッジへの分化、さらには腫瘍化プロセスに関わるメカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度は研究実施計画に沿って、R cellを限外希釈法でクローニングしたのち、R cell増殖因子(RCGF)の添加量を調節することにより、低濃度のサイトカインにより増殖反応性を示す細胞や、サイトカイン非存在下で自立増殖性を示す細胞をin vitroで人為的に誘導することができることを示した。これまで3回行った誘導実験の結果、サイトカイン感受性の異なるマスト細胞系細胞株のパネルを得ることができた。一方、すでに本研究室で確立した、生存・増殖に高濃度のサイトカインを要する細胞株(R cell),低濃度のサイトカインで増殖・維持ができる細胞株(R2.5 cell)、in vitroでの自立増殖性と、in vivoでの腫瘍原生を持つ細胞(RCCM)を用いて、サイトカイン感受性の決定に関与する要素を解析した。その結果、低濃度のサイトカインで増殖する細胞株(R2.5 cell)、あるいはサイトカイン無添加で増殖する細胞株(RCCM)では、cKitの自己リン酸化が観察され、cKitの活性型として知られている814番目のアミノ酸の点変異が認められた。これらの細胞株をBALB/cの皮膚に移植したところ、この両細胞株のうち、自己増殖性を示すRCCMのみ腫瘍塊の形成、複数臓器への転移が確認されたことから、活性化型kit mutation(D814Y)は腫瘍原生を決定する十分条件ではないことがしさされた。一方、RCCMとR2.5のリン酸化パターンから、STAT5の関与が示唆され現在検討中である。研究期間内に明らかにすることとして、(1)マスト細胞系のサイトカイン感受性決定メカニズム、(2)マスト細胞のサイトカイン依存性制御の破綻による腫瘍化メカニズム、(3)マスト細胞系から樹状細胞系への分化メカニズム、(4)マスト細胞系表現型から好塩基球系表現型へ、またその逆方向へ変化する可塑性メカニズム、の解明とそれに関与する遺伝子、分子の同定を行うとした。本年度は、(1)について、R cellを限界希釈法によりクローニングしたのちにRCGF添加量を徐々に減少させることで、サイトカイン感受性の異なる細胞を樹立し、in vitroでの増殖反応やin vivoでの腫瘍原性を検討した。この過程で、元のR cellと比較し、サイトカインの感受性が100倍高い細胞や自律増殖性、腫瘍原性を有する細胞を、それぞれ数種類樹立することができ、これらの細胞の細胞表面分子の発現や、RCGF刺激前と刺激後に起こる細胞内タンパク質のリン酸化パターンを解析した。

(2)については、すでに当研究室で確立されている、生存・増殖に高濃度のサイトカインを要する細胞株(R cell)、低濃度のサイトカインで増殖・維持ができる細胞株(R2.5 cell)、in vitroでの自立増殖性とin vivoでの腫瘍原性を持つ細胞(RCCM)よりそれぞれmRNAを採取し、サイトカインシグナルや細胞周期に関与する遺伝子発現を調べた。一方、(3)、(4)については、数種類のRcell sublineをIL-3を始めとするrecombinant cytokineを添加して培養することにより樹状細胞などの他の細胞系列への誘導を試みている。以上、申請書の平成24年度に予定していた実験は着実に進行しており、充分な達成度に至っていると自己評価した。限外希釈法によりクローン化した単一のR cellより誘導した、サイトカイン高感受性や自律増殖性、腫瘍原性を獲得した細胞のDNAマイクロアレイにより、それぞれの形質の獲得に関与する遺伝子を網羅的に調べる。前年度の結果と合わせ総合的に解析し、R cellのサイトカインに対する感受性決定に関わる候補遺伝子を選び、それぞれのR cellにおける遺伝子発現、蛋白質発現などを検討する。既知のレセプターであれば、そのリガンド(サイトカイン、ケモカイン、細胞表面分子)のR cellに対する増殖能、生存維持能などを調べる。また、当該レセプター下流のシグナルカスケードのリン酸化などを検討する。転写因子を含む細胞内シグナル伝達分子の増減が見られた場合、同定された分子を強発現もしくはノックダウンし、RCGFへの感受性にどのような影響があるか検討する。機能未知の遺伝子であれば、クローニングしてその機能解析をおこなう。また、腫瘍原性への関与が予想される遺伝子については、腫瘍形成能のないR cellに候補分子を強制発現させ、腫瘍形成能獲得の可否の検討、及びshRNAを用いたノックダウンや特異的インヒビターによる腫瘍形成能の喪失について確認することにより、関与の有無を明らかにする。これまでの研究において本研究室で樹立したRCCMに、本研究で得られた新たなサイトカイン非依存性の3種類のR cell lineを加えた4種類のRcell lineのうち、2種類はc-Kitチロシンキナーゼの恒常的活性化変異(D814Y)が見られたれたものの、残り2種類は野生型c-Kitを発現していた。来年度はこれらの細胞を使ってcKit経路の活性化異常以外の腫瘍化メカニズムの解明に取り組む。上記研究と平行し、マスト細胞様細胞から好塩基球や樹状細胞のような他の細胞系列への分化の試みを継続する。該当なし
エキゾチックな相転移の解明

相転移研究の新しい一般論である「コヒ-レント異常法」と「超有効場理論」を一層発展させ、スピングラスやカイラルオ-ダ-に応用し、その本質の解明に迫った。すなわち、IJモデルのスピングラスは有限温度では2次元の場合相転移を示さず、3次元では相転移を起こすことが超有効場理論でいくつかのカノニカルな平均場近似列を作り、それにCAM理論を適用して、今までの理論以上の精度で結論を下すことができた。スカラ-のカイラルオ-ダ-に関しては、フラストレ-トした2次元量子反強磁性ハイゼンベルグモデルに超有効場理論を適用した結果相互作用のレインジを変えても、カイラルオ-ダ-が起こりにくいことがわかった。これは、ほかの数値的な計算と定性的に一致している。量子多体系の研究の新しい方法として「フラクタル経路積分法」が鈴木によって提唱された。これは非可換な演算子A、Bに対して、その指数演算子e^<x(A+B)>がe^<x(A+B)>=e^<t1A>e^<t2B>e^<t3A>e^<t4B>・・・e^<tMA>+O(x^<m+1>)の形に、任意の正の整数mに対して分解できるという鈴木の一般分解定理の発見に基づく。但し、tjは、xに比例した実数であり、その分割は負の値も含むフラクタルな構造をしている。この方法は負の時間や負の温度を含む点で概念的に極めて興味深く、物性理論だけでなく、場の理論や原子核の研究にも使えるものと期待される。その可能性についての研究が現在進行中である。特に、これは量子モンテカルロ法の精度をあげる一般的な方法として期待が持たれており、トロッタ-公式と組み合わせた利用法の有効性が我々のグル-プで検討されている。CAM理論を有効に適用するために、多重有効場理論や合流型転送行列法が考察され、特に前者を用いると、2次元イジングモデルの磁化率の臨界指数γが4ケタ近くまで精度よく求まることが示された。系統的な平均場近似の列に現れるコヒーレントな変化から相転移、臨界現象を研究するコヒーレント異常法(CAM)という新手法を多くの問題に応用するためには、近似理論の構成方法に対する一般論が必要である。鈴木は、従来の平均場近似のように相互作用を平均的な力で置き換えるものと違って、全く一般的にあらゆる可能性を考慮して(系の対称性などを考慮した上で)有効場を導入する超有効場理論を開発した。この理論を用いると、一点のみではなく有限の広がりを持った領域で定義される有効場も統一的に扱えることになり、CAM解析に必要な平均場近似が従来作れなかったエキゾティックな相転移に対しても近似列が構成出来るようになった。いままで計算機シミュレーションで数値実験的に調べられていた現象、たとえば、2次元3角格子上の反強磁性回転子模型のトポロジカルな秩序形成やスピングラス転移などが、この超有効場によって解析的に扱えることになり、そのメカニズム解明が容易になった。CAMはスピン系の相転移のみならず、自己回避酔歩やパーコレーションの問題にも応用され、また非平衡系への適用可能性も議論されている。最近は他分野にも応用されはじめ、素粒子の格子ゲージ理論への応用結果も報告されている。

有効場理論に対する研究も進み、厳密な有効場、最適多重有効場、対称分離有効場の理論が鈴木により提唱された。相転移・臨界現象の研究のために専用計算システムm-TISIIが開発された。この改良型により、イジング模型に限らず、かなり広範な模型をもシミュレーションすることが可能になり、大きなクラスターに対するモンテカルロCAMが実行出来るようになった。高温超伝導のメカニズムとも深く関係していると思われるカイラルオ-ダ-等のエキゾチックな秩序に関する研究を、超有効場理論を用いて実施した。2次元反強〓性量子スピン系において、対角方向の相互作用も入れたフラストレ-トした正方格子スピン系では、スカラ-のカイラルオ-ダ-は起らないことが、12スピンのクラスタ-超有効場近似で結論された。この結論は、他の数値解析的な計算結果と一致している。尚、ベクトルのカイラルオ-ダ-が2次元ハイゼンベルグモデルでは、有限温度では存在しないことが、ボゴリュ-ボブ不等式を用いて厳密に証明された。また、スピングラスに対しても超有効場理論を適用し、2次元、±Jモデルでは、有限温度では相転移が起らないことが示された。さらに3次元モデルでは、スピングラス転移温度が有限に現れることが確認され、その臨界指数も評価された。また、相転移を解析する方法として、鈴木は、合流型転送行列法という非線型な解法を考案した。この方法によると、自発的な対称性の破れが小さなクラスタ-を用いても、議論できる。この方法とコヒ-レント異常法(CAM)を組み合せると、いろいろな系の臨界現象が研究できることがわかった。量子系のモンテカルロ法の基礎となるトロッタ-分解公式を拡張してフラクタル経路積分法を発見した。この経路積分法は、任意の次数まで精度をあげることができ、また、負の時間や負の温度を途中に含むため、反粒子生成を類推させる方法であり、概念的にも実用的にも極めて興味深いものであり、今後、量子多体系を扱う一般的な方法として、物性物理学だけでなく、素粒子や原子核等他分野でも大いに利用されるものと期待される。尚、イジング専用機の設計が終了し、発注する運びとなった。今後、このマシ-ンを用いての研究成果が期待される。
たたら製鉄における近世技術と労働力編成に関する研究

1、中国地方のたたら製鉄は、17世紀末に高殿鑪が成立して生産量が飛躍的に増大し、近世社会の鉄需要に応えられるようになった。それは、中世以来の野だたら段階にあった踏吹鞴鑪が改良されたもので、銑押し製鉄法を主軸とし、鉄山労働者集団の居住区「山内」の形成や、高殿建物・施設の整備,天秤鞴の発明・改良などを通じて〓鉄・銑鉄(錬鉄)の大量生産を実現させたのであった。2、この高殿鑪の技術が中国地方において一般化したのは、18世紀の前半期であった。そして後半期になると,銑押・〓押製鉄法の技術分化や、製鉄炉の地下構造(床釣り)の大規模・複雑化,高殿形態の丸打・角打方式など、鉄生産の質量に関係する技術的工夫・改良が各地で行われ,伯耆・出雲・備後・中備後・石見・西石見五ケ所流などの製鉄技術の地域的諸流派が見られるようになった。3、また、中国地方の高殿鑪技術は、18世紀半ばから九州・四国・関東・東北地方へも伝播した。東北地方へは、18世紀末に白河藩の松平定信が小半弓藩営鉄山(福島県玉川村)を経営したのをはじめ、八戸藩が玉川鉄山(岩手県軽米町)および仙台藩の橡沢鉄山(宮城県大村村)などが数えられる。関東地方では赤沢・大塚両鉄山(栃木県塩谷郡)があり、四国地方では、土佐藩の柏尾山鉄山(高知県吾川郡)や森沢鉄山(高知県幡多郡)などである。さらに九州地方では、福岡藩の眞名子鉄山(北九州市八幡区香月)および飫肥藩の家一郷鉄山(宮崎県宮崎郡)などであった。これら各地方の高殿鑪の経営は、18世紀半ば以降における諸藩の国益政策が,先進地の製鉄技術の導入と鉄山労働者の移入によって、自領の産業振興をはかり経済的自立を達成しようとした結果である。研究計画にもとづき高殿鑪製鉄技術の地域伝播のあり方と、山内専業労働者(鉄山諸職人)の労働力編成に関する新しい知見を報告したい。1.17世紀末に備後・出雲両国で成立した高殿鑪技術は、元禄・享保期に安芸・石見・伯耆・播磨・美作・備中国など中国地方諸国のたたら製鉄業に普及し、あらためて大阪中央市場を独占する製鉄特産地帯の地位を確立するにいたった。そして、18世紀後半の宝暦・天明期を画期に、この製鉄技術は、全国各地に広く伝播する。現在判明しているのは、長門国阿武郡白須鑪、筑前国遠賀郡真名子鑪、同鞍手郡日原鑪、肥後国八代郡八代鑪、日向国宮崎郡家一郷鑪、大隅国肝属郡辺田鑪、土佐国吾川郡柏尾山鑪、同国播多郡森沢鑪、丹波国天田郡ヤナ谷鑪、越中国滑川郡東金屋鑪、磐城・石川郡小半弓鑪、陸中・九戸郡玉川鑪、同国東磐井郡ドウメキ沢鑪など14カ所である。その多くは各藩が国益政策の一環として、伯耆・出雲・石見・備後・安芸など中国諸国の鉄山諸職人を招致して自領に製鉄業を起し、もって殖産興業の発展に期待するといった共通の特徴を認めることができる。

2.高殿鑪体制をささえた山内専業労働者集団の形成は、通説のように犯罪逃亡者やあぶれ者を寄せ集めたものではなく、兵農分離につづく近世的諸身分の編成期に、農民身分から鉄山職人へと転身する人々を主体としており、農業労働組織個有の家父長的階層関係を色濃く残していた。かくて、高殿鑪体制が一般化してくると、鉄山労働者は非専業技術労働系の一部を農村から供給されるだけで、専業技術労働系を中心とする大部分が、山内出生の労働者で維持補強されていく。しかし、18世紀後半以降、諸国鉄山の経営拡大の動向により、ふたたび村下・炭坂・大工・左下ら一部の専業技術労働系を除いた鉄山労働者の供給比率が、農村の出稼ぎ労働などを中心に高率化していった。1.中国山地における高殿鑪は、成立時期に諸説があるものの,鉄山労働者の居住区「山内」の形成,高殿建物,送風装置に天秤鞴の使用などを指標にすると,美作・備後・伯耆で延宝年間,安芸で貞享年間,出雲で元禄,石見で享保年間に成立したといえよう。それは野だたら段階の踏鞴から天秤鞴への発展系列をもち,銑押法を主体としていた。2.この高殿鑪体制が中国山地で一般化するのは,18世紀前半期であり,後半期以後になると,山陽・山陰両型のなかに備後・中備後・出雲・石見・西石見五カ所流など技術の諸流派が形成される。そして,銑押・鈿押製鉄法の区別,製鉄炉の地下構造,高殿小屋の丸打・角打形態など,製鉄技術に地域的な工夫・改良のあとがみられた。3.この中国山地固有の高殿鑪は,18世紀半ばから九州・四国・東北地方の製鉄に技術の伝播を行った。伝播の要因・形態には個有な事情が存在しているが,その多くは,当時各藩の国益思想にもとづく国産鉄自給・鉄加工業の振興など殖産興業政策が背景にあり,近世たたら製鉄技術の普及・平準化に一定の役割を果すものであった。4.特に東北地方への伝播は,寛政年間,松平定信による白河藩領の小半弓藩営鉄山(福島県玉川村),八戸藩領の玉川鉄山(岩手県軽米町)及び仙台藩領の大原村橡沢鉄山の3カ所を数えるに過ぎない。この地方では,むしろ,近世初・中期に中国流を称する吹差鞴製鉄炉の導入・発展が注目される。たとえば,南部藩野田通中村屋の万谷・板橋・割沢・松倉鉄山(寛政元文政12)は,9間×12間の高殿に4合吹2炉を備えて交互操業を行い、画期的な出鉄増加を果している。また、幕末期には水車動力による吹差鞴鉄山を稼働したり,砂鉄に代えて岩鉄精錬を試みたことが知られる。このように東北地方の近世製鉄技術の改良の動向は,中国地方のそれを凌駕するものがあった。
移民の社会的統合と法

本研究課題は,少子高齢化が進む中で,日本の政治・経済・社会状況を踏まえて,どのような移民政策を立て,どのように法制度を整備する必要があるかについて多角的に検討することを目的としている。初年度である平成29年度は,各国の移民政策について比較検討するため,欧米諸国の移民政策に関する基本文献を渉猟し,外国人労働者の受入体制及びその社会的背景について考察を進めるとともに,その基盤となる法学,政治哲学,経済学,社会学及び文化人類学についても考察を深めた。平成30年度は,その成果を踏まえて,研究代表者はドイツ,オランダ,フランス,スイス,米国に渡航して比較法調査を行い,個別の法制度の内容について考察を深めた。国籍法制については,各国において,従来の国民国家への帰属を基軸とした国家への忠誠と恩寵を基礎とした関係から,流入移民が増加し社会的統合の必要性が高まる中で,血統主義と平行して生地主義も採用したうえで重国籍を広く容認し,個人が複数国籍をもつことが常態化していること,また欧州各国では国籍法制が収斂しつつあり,国籍の意義が変容していることを考察した。国際家族関係については,欧米諸国におけるムスリム移民の統合をめぐってどのような家族関係に関する問題が生じており,どのように受入国の人権規範及び公序との調和が図られているか,また理論的観点から非国家規範である宗教規範や慣習規範がいかにして国家法体系の中に組み込まれているかを考察した。他方,研究分担者は,主として社会学の観点から,日本及び東アジア諸国におけるケア労働者の現状と課題,外国人労働者の受入体制のあり方及び移民政策について積極的に考察を進めた。研究代表者及び研究分担者は,いずれもその研究成果を多数の論稿及び学会報告の形で発表しており,学際的な視点から移民の社会的統合について分析及び考察することで,充実した共同研究を行った。研究代表者と研究分担者は,平成30年度も当初の予定よりは会合をもつ機会が少なかったが,相互に情報提供及び意見交換しながら,移民の社会的統合のあり方について各々法学及び社会学の視点から着実に研究成果を挙げてきており,学際的な視点から充実した共同研究を行ってきている。研究代表者は,平成30年度にほぼ当初の計画どおり,ドイツ,オランダ,フランス,スイスのほか米国に渡航して比較法調査を行い,各国の移民政策及び国籍法制・国際家族法制について分析及び検討をすることで,充実した研究成果を挙げることができた。そして,欧州人権裁判所や欧州司法裁判所のほか,ドイツ,フランス,英米及びカナダの主要判例も渉猟し,人権保障のあり方と多文化主義の意義について積極的に考察を進め,研究分担者の協力を得ながら社会学的視点も取り入れることで,日本の制度との違いも踏まえながら,多角的な考察を行ってきている。研究分担者は,当初予定していた海外渡航による研究成果の発表を令和元年度に先送りすることとなったが,平成30年度も短期の渡航による資料収集及び研究発表を行っており,東アジア及び日本におけるケア労働を中心に社会学の観点から積極的に研究を進めた。そして,外国人労働者の受入体制のあり方,日本の制度の問題点,外国人の社会的統合の不十分さ及び改善すべき点,そして多文化主義を実現するための方策について,充実した研究成果に結実させている。特に平成30年12月に日本政府が外国人労働者を大幅に受け入れることを決定し,出入国管理法を改正して以来,移民政策のあり方も大きく転換することと決定され,本研究はまさに時宜を得た研究課題となっている。研究代表者及び研究分担者は,今後も連携を密にしながら相互に情報提供及び意見交換を行い,学際的な視点から積極的に共同研究を進める予定である。日本政府が平成30年12月に30万人以上の外国人労働者を受け入れる方向に舵を切って以来,本研究課題の目的である移民とその社会的統合のあり方に関する研究は,日本社会にとっても焦眉の関心事となっている。当初の研究計画では,今後の日本における移民政策を考察するため,ブラジルとの関係を中心に日本の移民政策の歴史と今後の発展の方向性を展望する予定であったが,政府の方針転換によって,より実践的かつ具体的な課題に取り組む必要性が生じてきている。そこで,本研究課題においては,最後の1年間で,今後増加が見込まれるフィリピン及びベトナムを始めとするアジア諸国からの外国人労働者の受入れを中心に,日本における労働条件と技能実習生の扱いの問題点,職業教育及び学校教育のあり方,家族統合の制限とその問題点,外国人の社会的統合の促進,そして今後の包括的な移民政策のあり方について,法学及び社会学の観点から多角的に考察することとする。具体的には,研究代表者は,法学の視点を中心として,出入国管理及び外国人労働者の扱い並びに人権保障,家族統合のあり方,そして移民の社会的統合と多文化主義について,欧米諸国の状況と対比させながら考察を進める予定である。また,アジア諸国からの外国人労働者については,その受入体制,労務管理・賃金等の待遇,社会保障が不十分であることが指摘されており,本国であるアジア諸国においても問題となっている・そこで,研究代表者及び研究分担者は,相互に協力して情報交換を行い,労働・社会保障法制も視野に入れながら日本及びアジア諸国における現状の把握に努め,その問題点及び改善すべき点を浮き彫りにし,労働者の送出し国の事情も含めて考察を深める予定である。最終的には,長期的かつ大局的な視点から,東アジアの一国としての日本における移民政策のあり方について,具体的な提言へとつなげることとしたい。

本研究課題は,少子高齢化が進む中で,各国と比較をしながら,日本における政治・経済・社会状況を踏まえて,戦略的にどのような移民政策を取ることが望ましく,どのような法制度を整備することが望まれるかという観点から検討することを目的としている。本年度は研究の立ち上げのため,研究分担者と密接に連携しながら具体的に計画を立てて共同研究を進めた。具体的には,まず第一に移民政策の基本的な内外の文献を渉猟し,米国,カナダ,オーストラリアのほか,ドイツ,フランス,イギリス,オランダ,ベルギー,スウェーデンなどの移民制度の概要とその目的,歴史的発展の経緯,直面している課題について詳細に検討した。第二に,政策立案のための基礎として政治哲学及び経済学,文化人類学,そして国際法学の観点から多角的に移民をめぐる課題について検討した。特に研究代表者は,従来から国際家族法における個人のアイデンティティーの問題を取り上げる中で,移民の受入社会への社会的統合と本国の文化的・伝統的背景の相剋と調整のあり方について検討した実績があり,本研究課題の遂行に当たってはハーバーマスやテイラー,センなどの議論を取り入れながら検討対象をさらに広げ,各国の発展状況を踏まえて情報を新しくしつつ研究を深めるとともに,研究分担者にも情報提供を行い,公法の観点も取り込んで充実した共同研究を進めた。研究分担者は,社会学及び文化人類学の観点からケア目的の外国人労働者の受入体制のあり方と移民政策について研究を積み重ねてきた実績があり,本研究の遂行上も法学とは異なった観点から助言を頂戴しながら,相互に大変意義のある共同研究を行うことができた。本年度の後半では,日本の現状について移民政策とその制度設計,現政権が検討中の移民受入体制についても検討を進め,日本の国籍法や国際家族法を含めて,様々な角度から法制度に関する充実した検討も行うことができた。本研究は,移民政策について多角的な検討を進めるため,研究代表者が法学の観点から移民をめぐる国際家族法及び公法等に関する諸問題について欧米諸国との比較法を踏まえて検討するとともに,研究分担者が社会学及び文化人類学の観点からアジア諸国の移民政策を中心に比較検討を進めた。研究代表者は,ドイツに渡航して文献収集を行い,移民政策及び国際家族法の専門家とコンタクトを取って意見交換を行い,現在のムスリム移民の流入によってヨーロッパ各国がEU法及び各国公法上どのような課題に直面しているか,また私法上も国際家族関係の規律においてどのように対応しているか(特にムスリムが本国で行う一夫多妻婚や一方的宣言によるタラーク離婚のヨーロッパでの承認可能性など)などについて研究を進めた。マックスプランク研究所には,イスラーム法の専門家もおり,大変有意義であったほか,研究代表者は複数のセミナーやシンポジウムで報告する機会もあり,参加者と有益な意見交換を行うことができた。また,研究分担者も複数の会合に参加し,論稿として成果を公表してきている。本務校の業務との関係で,研究代表者と研究分担者は,当初予定していたよりも直接意見交換を行う機会が少なかったが,共同研究の遂行に支障が生ずるものではなく,相互に密接に連絡を取り合って円滑に共同研究を遂行することができた。
数値的方法に拠る格子ゲージ理論の研究

量子色力学は強相互作用を記述する最終的理論であると一般に信ぜられて居るが基正当化は未だ爲して居ない.此の強い相互作用故に従来其の計算方法である摂動的取扱を不可能ならしめる故であるが, K,ウイルソンにより提唱されたる格子切断の方法は此困難を原理的に除去し非摂動的取扱を許容する.但現在此迄の研究結果に鑑み数値的模擬実験以外に信頼する結果を導く迄に知れていない.また何ら近似を用いず,数値計算を行うには膨大なる計算力を要し従来実用に耐えうる精度にて此を行うことは困難と目されて居るが申請者等の開発したる標準量子化を使った方法に拠り問題に見通しをつける事が出来たる故に1986-1987年に亘り我々が使用可能とせし計算能力の範囲に於て大規模なる計算を遂行した.其結果得た主要成果は巳下通である.(1)ランジュヴアン法は量子色学の何処近似を用いない第一原理的計算を実用規模で行うことを可能とし,此法に付随したる系統誤差の除去が可能である.(2)本法を量子色力学,有限温度での振舞,解析に摘要する事に拠り,クオークを存せぬ理論に於て既に知れたる一次相転移は,クオークの自由度に依りて減衰する事,併し,クオークの質量が減じ自由度の効果が強くなる場合には,一次相転移が再び回復することを示した.(3)クオーク場のグルーオン場への反作用は格子切断理論に於て強粒子質量に大きな効果を示すが,他は内部径数の再規格化として畧繰込むことが出来た.強粒子質量の物理的結果には大きな実質的変更なしに,従来のクオーク場の反作用の近似の下で計算されて到達されたる,分光学的結論が基礎づけられた事.量子色力学は強相互作用を記述する最終的理論であると一般に信ぜられて居るが基正当化は未だ爲して居ない.此の強い相互作用故に従来其の計算方法である摂動的取扱を不可能ならしめる故であるが, K,ウイルソンにより提唱されたる格子切断の方法は此困難を原理的に除去し非摂動的取扱を許容する.但現在此迄の研究結果に鑑み数値的模擬実験以外に信頼する結果を導く迄に知れていない.また何ら近似を用いず,数値計算を行うには膨大なる計算力を要し従来実用に耐えうる精度にて此を行うことは困難と目されて居るが申請者等の開発したる標準量子化を使った方法に拠り問題に見通しをつける事が出来たる故に1986-1987年に亘り我々が使用可能とせし計算能力の範囲に於て大規模なる計算を遂行した.其結果得た主要成果は巳下通である.(1)ランジュヴアン法は量子色学の何処近似を用いない第一原理的計算を実用規模で行うことを可能とし,此法に付随したる系統誤差の除去が可能である.(2)本法を量子色力学,有限温度での振舞,解析に摘要する事に拠り,クオークを存せぬ理論に於て既に知れたる一次相転移は,クオークの自由度に依りて減衰する事,併し,クオークの質量が減じ自由度の効果が強くなる場合には,一次相転移が再び回復することを示した.(3)クオーク場のグルーオン場への反作用は格子切断理論に於て強粒子質量に大きな効果を示すが,他は内部径数の再規格化として畧繰込むことが出来た.強粒子質量の物理的結果には大きな実質的変更なしに,従来のクオーク場の反作用の近似の下で計算されて到達されたる,分光学的結論が基礎づけられた事.19845年に開発したるLangevin方程式による確率量子化法を用いて格子切断された量子色力学の原理的に近似によらないシミュレーションを実行した。計算の対象に強粒子の分光学的量及び有限温度に於けるクォーク開放及びカイラル対称性の回復に伴う相転移の測定である。前者に関する報告は論文(1)に示されて居り、そこで今まで無視されてきたクォーク仮想状態の寄与は大きい効果を与える事及びその殆どはゲージ結合定数の再定義として吸収され得る事を明らかにした。これはクォーク場のゲージ場への反作用を無視した従来の分光学が何故に半定量的成功を収め得たかを根拠付るものに見なす事ができる。論文(3)はこの仕事に対する最終報告でありシミュレーションを行なう為の理論上の定式化と技術的詳細及び結果の信頼性に関する種々の検討の詳細を報告したもので今後この分野で仕事を為そうとする人々に対し充分な情報を与うべく書かれたものである。この論文に於ては特にLangevin法特有の誤差を除去する方法に関する詳細な議論が与えられている。現実的な分光学的量を得る為には我々の実行したものよりやや大きな格子を用いる必要があり現在の計算機能力の限界を越えるが我々はこの仕事に於てそれら近未来の仕事に基礎を与え実現可能性を示したと考えて居る。尚論文(4)は通常採られるもう一つの型の作用(カイラル対称性は保つ)に就て上述の仕事を繰返したものであり、ほぼ同様の結果を得た。有限温度の相転移現象に関する研究は論文(5)(2)に示されて居る。前者では物理的に重要な場合である軽いクォーク二種の場合に就て前年度に得た四種の場合と同様クォーク質量が軽い極限での一次相転移の回帰現象を示した。(理論的には従来二次相転移と想像されて居た。)
多粒子性ＤＮＡウイルスのベクター化に向けた植物・昆虫におけるゲノム動態の解析

実験に用いていたウイルス分離株(MDV-N)の病原性低下が見られたため、試験期間の半ばでウイルス分離株の変更を余儀なくされた。このため当初予定していた転写制御や昆虫媒介に関する調査に変更が生じた。しかしながら、新たな採集した野生株の完全ゲノム配列の詳細な解析とサイレンシング抑制因子の同定を通じてMDV DNAの感染系の基礎が確立された。植物病原ウイルスであるレンゲ萎縮ウイルス(MDV)ゲノムDNAの詳細な機能解析を行い、有用遺伝子を特定の植物組織で高率に発現するベクターの構築を目指すものである。MDVのゲノムは8種の環状一本鎖DNAから構成され、各DNAは単一の遺伝子をコードしているが、それら遺伝子の多くは機能が不明である。一方、MDVのDNAから単離したプローモーター領域には非常に強いプロモーター活性があることが分かっている。ウイルス遺伝子の植物細胞における転写制御機構と宿主の抵抗性(ジーンサイレンシング)回避の機構、および昆虫による媒介の分子機構を詳細に調査し、これらに関与するゲノム領域の改変・制御を試みる。MDVゲノムDNAのうち、DNA-U4のプロモーターについては諸性質を含めて基本的な活性が調査されていないため、今年度はDNA-U4のプロモーター領域の同定とクローニングを行った。サイレンシング抑制については、既にMDV DNA-U2がコードするタンパク質が局部的なmGFPのサイレンシングを抑制することを確認している。今年度はU2タンパク発現条件下におけるGFPのmRNAとsiRNAについてノーザン解析によるGFP-mRNAの転写を定量的に解析した。DNA-U4は最近同定されたゲノムDNAであり、遺伝子の機能は不明であるが、推定されるプロモーター領域の配列は外被タンパク質をコードするDNA-Sに最も類似しており、DNA-Sプロモーターと同様に遺伝子の発現が、ウイルス感染後期に増大するように制御される可能性がある。DNA-U4についてはこれまでに国内各地から採集したMDV分離株間で塩基配列にかなりの変異が見られている。こうした遺伝的変異についてさらに調査を行ったうえで、プロモーターを単離し、DNA-SプロモーターとともにGUSレポーターとともに形質転換植物体を作製し、遺伝子発現機構を解析する。MDVゲノムDNAのうち、DNA-U4のプロモーターについては未だ活性については未だ調査解析がなされていないことから、DNA-U4からプロモーター領域の単離を試みた。年度当初にhigh fielity polymeraseを用いたPCRによって増幅されたウイルスDNA配列を調査したところ、ゲノム配列に多くの変異が認められた。より正確な構成機能を持つポリメラーゼであるPhi29 DNA polymeraseを用い、環状DNAを鋳型とし増幅するRolling circle amplification (RCA)法を採用してウイルスDNAを増幅し、ゲノム全体の変異解析を行った。RCA増幅産物は直鎖状の多量体2本鎖DNAであり、これを全てのゲノムDNAの保存領域に存在する制限酵素Aotllで切断して単量体のフラグメントをクローニングし、約300のコロニーをRFLP解析によりDNAコンポーネントごとにグループ化したのちに各グループの塩基配列を解析したところ、得られたDNAコンポーネント間の比率に大きな偏りが見られ、特にDNA-U4と複製開始タンパクをコードするDNA-Rはわずか数個しか得られなかった。この偏りはウイルスゲノムにおける各DNAの存在比を反映していると考えられ、今後の研究進めるうえで貴重な知見であると考えられる。さらにRCA増幅した直鎖状のDNAを直ちに金粒子にコーティングしてパーティクルガンによってソラマメ実生苗に照射したところ、DNA増幅が起こることを確認した。本研究は、植物病原ウイルスであるレンゲ萎縮ウイルス(MDV)ゲノムDNAの詳細な機能解析を行い、有用遺伝子を特定の植物組織で高率に発現するベクターの構築を目指すものであり、クローン化したMDV-DNAコンカテマーをAgroinfection法により植物へ効率的に導入する'全身感染系の確立'はその根幹を成す技術的条件である。この実験系の基礎はほぼ確立しているが、接種した全てのDNAコンポーネントが検出される割合は3-10%と低い。この原因としてウイルスゲノムに変異が含まれていることが考えられる。感染率を改善するために、H23年度、新たにMDV野生株を分離し、ゲノム配列の詳細な変異を解析し、オリジナルのMDV-N分離株の配列と比較した。その結果、現在のN株の配列は1989年に解析した配列と比べ欠失や置換を持つクローンを多数含むことが判明した。これに対し、新たに採取されたMDV-N11分離株の配列はオリジナルのMDV-N株に近い配列を含むクローンを含んでいた。この理由としてN株は延べ25年以上に亘って人口気象器内でソラマメとマメアブラムシを用いて維持されてきたが、自然界におけるMDVの生活環は解明されておらず、夏期の宿主が不明であることがあげられる。自然宿主とは異なる単一宿主(ソラマメ)を用いて一定環境条件下で増殖を繰り返した結果、特定の塩基配列変異が蓄積されたと考えられる。そこで試験に用いるウイルスDNAをN株からN11株へ転換し、N11株ゲノム全体の配列中の変異を解析中である。

また、自然界におけるMDVの自然宿主検索調査を行った結果、これまで未報告であったマメ科以外の雑草からMDVが検出された。今後N11株ゲノムの主要配列を持つDNAクローンを用いた感染系確立を目指す。本研究は、植物病原ウイルスであるレンゲ萎縮ウイルス(MDV)ゲノムDNAの詳細な機能解析に基づいて、有用遺伝子を植物組織で高率に発現するベクターを構築することを最終的な目的とする。MDVのゲノムは8種の環状一本鎖DNAから構成され、各DNAは単一の遺伝子をコードしているが、それらの多くは機能が不明である。クローン化したウイルスDNAをアグロバクテリウム菌を介して植物へ効率的に導入する`全身感染系の確立'は本研究の成否にかかわる重要な技術的条件である。この実験系の基礎はほぼ確立しているが、感染効率が低く、この原因としてウイルスゲノムDNAに変異が含まれていることが考えられたため、H23年度、新たにMDV野生株(MDV-N11)を分離し、H24年度にゲノム配列配列を詳細に解析し、N11株ゲノムを構成する各々のDNAについて異なる10クローン以上の配列を比較し、変異を含まない主要配列をほぼ特定した。最終年度の今年度は、この感染系実験に8種のゲノムDNAのみによる感染系以外に、ゲノムに付随するサテライトDNAを加えた感染系を構築するため、N11株に含まれる3種類のサテライト様DNA(C2, C3, C10)について各々最低10個以上の異なるDNAのクローニングと配列解析を行い、変異を含まない配列を特定した。これらについて現在感染実験を行っている。また、ゲノムDNA中のDNA-U4について5'RACE解析を行い、転写開始点を解析したほか、バングラデシュのマメ科作物からMDVを同定しその完全なゲノム配列を解析した。これは日本国以外で同定されたMDVゲノム構造の初報告となる。本研究は、植物病原ウイルスであるレンゲ萎縮ウイルス(MDV)ゲノムDNAの転写制御や宿主のサイレンシング抑制およびウイルスのアブラムシ伝搬に関わる詳細な機能解析を行い、有用遺伝子を特定の植物組織で高率に発現するベクターの構築を目指すものであり。クローン化したMDV-DNAコンカテマーをAgroinfection法により植物へ効率的に導入する`全身感染系の確立'はその根幹を成す技術的条件であり、この実験系の基礎はほぼ確立しているが、感染効率が低く、この原因としてウイルスゲノムDNAに変異が含まれていることが考えられたため、H23年度、新たにMDV野生株(MDV-N11)を分離し、H24年度にゲノム配列配列を詳細に解析し、N11株ゲノムを構成する各々のDNAについて異なる10クローン以上の配列を比較し、変異を含まない主要配列をほぼ特定した。実験に用いるMDV-N分離株のゲノムDNAに変異の蓄積が見られたため、用いるDNAソースを新たな野生分離株N11に転換したため。
対流圏・成層園におけるVHF帯レ-ダ-エコ-の特性に関する研究

本研究では、MUレ-ダ-から放射される46.5MHzの電波が、対流圏・下部成層圏における大気の屈析率変動よって、フレネル反射される様子を観測すると同時に、気球搭載ラジオゾンデによる大気状態の高精度測定を行った。観測結果を検討することで、大気中には厚さ数十mの等方乱流層と、渦のない一様な安定大気とが高度間隔100ー数百mで交互に存在しており、それらが共に水平方向に成層していることが分かった。さらに、乱流層と安定層の境で、屈析率変動が水平方向にコヒ-レントな構造を持ち、これによりMUレ-ダ-の電波が鏡面的にフレネル反射されることが示唆された。ところで、反射エコ-強度は一般に大気密度に比例して小さくなるが、その微細構造は、成層圏等における乾燥大気では、大気安定度の指標であるブランド・バイサラ周波数(あるいは温度勾配)で定まることが明らかになり、さらに反射エコ-のプロファイルを用いて、成層圏における温度擾乱の原因である大気重力波の特性を解明することができた。一方、水蒸気を含む湿潤大気(高度約10km以下の対流園)では、エコ-強度は主に比湿(水蒸気の重量混合比)の高度勾配によって定まることが分かった。この観測事実をもとに、水蒸気が豊富である高度5km以下の下部対流圏について、反射エコ-強度から屈析率変動、さらに湿度プロファイルを推定するリモ-トセンシング法を考案し、基礎的な観測技術を開発した。従来、直接観測に頼っていた水蒸気分布を高い時間・高度分解能(1分および150m)で観測できることから、前線・台風といった気象擾乱に伴う水蒸気分布の時間・高度変化を詳細に観測し、大気の熱力学の研究に役立てられると期待される。