hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射線抵抗性関連遺伝子bc1-2,HIFを標的としたsiRNAの放射線増感効果

本研究では、腫瘍細胞の放射線抵抗性に関わる遺伝子発現を、siRNAを用いて抑制することによって、放射線抵抗性を克服し、抗腫瘍効果を増強できるかどうか、を調べる。腫瘍細胞の放射線抵抗性の原因として、低酸素環境に関わる遺伝子異常が報告されている。我々は、低酸素下で発現が誘導されるhypoxia-inducible factor HIFおよび血管内皮増殖因子vEGFを標的遺伝子とした。本研究では単層培養腫瘍細胞と共に、多細胞固形腫瘍モデル、spheroid(直径数百μmの細胞塊)を用いる。これは細胞周期分布や接着因子の発現等,腫瘍細胞が生体内で立体構造をもったときの特性を備える。結果1単層培養細胞肺扁平上皮癌細胞SQ5を使用し、HIFおよびvEGF siRNAを導入、発現抑制を定量的PCRおよびウエスタンブロット法で確認した。上記siRNAによる放射線増感効果をコロニー法で測定した。通常酸素下ではHIFおよびVEGFがタンパクレベルで発現していないため、細胞を6時間低酸素処理した状態、つまり十分に発現させた状態で実験を行った。この結果、HIFsiRNAによる放射線増感効果が認められ、HIFが低酸素下で放射線感受性に関わっていることが明らかになった。2 spneroid上記SQ5細胞を用いて、spheroidを作成した。Reverse transfection法を用いて、細胞にsiRNAを導入してからspheroidの作成をし、各遺伝子の発現抑制を確認した。HIFsiRNAは通常酸素下、および低酸素下においても放射線増感効果を示さなかった。単層培養細胞とは異なり、spheroidではHIFの発現が通常酸素下および低酸素下で同程度であり、放射線感受性に関わる役割が低いことが予想された。VEGFsiRNAについては単層培養細胞およびsphperoidともに放射線増感効果を認めなかった。本研究では、腫瘍細胞の放射線抵抗性に関わる遺伝子発現を、新しい遺伝子制御技術siRNAを用いて抑制することによって、放射線抵抗性を克服し、抗腫瘍効果を増強できるかどうか、を調べる。腫瘍細胞の放射線抵抗性の原因として、低酸素環境や、放射線照射後に誘導されるアポトーシスに関わる遺伝子異常が報告されている。我々は、低酸素下で発現が誘導されるhypoxia-inducible factor HIFおよび血管内皮増殖因子VEGFと、アポトーシス抑制機能をもつbcl-2を標的遺伝子とした。本研究では単層培養腫瘍細胞とともに、多細胞固形腫瘍モデル、spheroid(直径数百μmの細胞塊)を用いる。細胞周期分布や接着因子の発現等,腫瘍細胞が生体内で立体構造をもったときの特性を備え、また中心に低酸素分画を有する。低酸素関連遺伝子の実験系には、単層培養細胞と比較して、より生理的な慢性低酸素状態下での変化を観察できる有用なモデルとなる。17年度の研究実績1単層培養細胞を用いた実験1-1単層培養腫瘍細胞におけるBcl-2, HIF, VEGF遺伝子発現の測定実験には肺扁平上皮癌細胞SQ5を使用した。定量的PCRおよびウエスタンブロット法で上記遺伝子の発現を確認、定量した。1-2 siRNAの導入実験HIFおよびVEGF siRNAを上記細胞に導入し、発現抑制を定量的PCR法で測定し、実験条件を確立した。1-3放射線照射単独およびsiRNA単独処理による殺細胞効果の測定放射線照射による細胞生残率をコロニー法で測定した。siRNA単独処理による殺細胞効果およびsiRNAによる放射線増感効果は現在、実験中である。2 spheroidを用いた実験2-1固形腫瘍モデル多細胞spheroidの作成と、HIF, VEGF遺伝子発現の測定上記SQ5細胞を用いて、spheroidを作成した。上記遺伝子発現について定量的PCRおよびウエスタンブロット法で確認した。

対照として、単層培養細胞(1-1)およびヌードマウスに移植したSQ5腫瘍も併せて解析した。その結果、spheroidは単層培養細胞や動物腫瘍と比較してVEGFおよびHIFが高い傾向にあり、今回の実験モデルとして、ふさわしいことが分かった。またspheroidの放射線照射による細胞生残率をコロニー法で確認したところ、単層培養細胞とほぼ同程度であった。2-2 Spheroid細胞へのsiRNA導入実験siRNAをspheroidに直接導入する条件を確立するために、蛍光標識コントロールsiRNAを用い、flowcytometryで細胞への導入効率を測定する実験を行った。単層培養細胞と同じ条件では、spheroid細胞への導入効率は低く、さらなる検討を行っている。今後はsiRNAをspheroid細胞に効率的に導入する方法を確立し、その遺伝子発現抑制効果を確認したのち、siRNAによる放射線増感効果を調べる予定である。本研究では、腫瘍細胞の放射線抵抗性に関わる遺伝子発現を、新しい遺伝子制御技術siRNAを用いて抑制することによって、放射線抵抗性を克服し、抗腫瘍効果を増強できるかどうか、を調べる。腫瘍細胞の放射線抵抗性の原因として、低酸素環境や、放射線照射後に誘導されるアポトーシスに関わる遺伝子異常が報告されている。我々は、低酸素下で発現が誘導されるhypoxia-inducible factor HIFおよび血管内皮増殖因子VEGFと、アポトーシス抑制機能をもつbcl-2を標的遺伝子とした。本研究では炭層培養腫瘍細胞とともに、多細胞固形腫瘍もでる、spheroid(直径数百μmの細胞塊)を用いる、これは細胞周期分布や接着因子の発現等,腫瘍細胞が生体内で立体構造をもったときの特性を備える。研究実績1単層培養細胞を用いた実験実験には肺扁平上皮癌細胞SQ5を使用した。定量的PCRおよびウエスタンブロット法で上記遺伝子の発現を確認、定量した。次にHIFおよびVEGF siRNAを上記細胞に導入し、発現抑制を定量的PCR法で測定し、実験条件を確立した。上記siRNAによる放射線増感効果をコロニー法で測定した。定常状態ではsiRNAによる放射線増感効果は明らかではなかったが、これは定常状態ではHIFが発現していないためと考えた。そこで、細胞を6時間低酸素処理をした状態、つまりHIFを十分に発現させた状態で実験を行ったところ、HIFsiRNAによる放射線増感効果が認められた。HIFが低酸素下で放射線感受性に関わっていることが明らかになった。2spheroidを用いた実験上記SQ5細胞を用いて、spheroidを作成した。上記遺伝子発現について定量的PCRおよびウエスタンブロット法で確認した。
旋回失速の発生と伝播のメカニズムに関する研究

旋回失速の発生と伝播のメカニズムを調べるために,数値シミュレーションと実験を行った。数値シミュレーションは,翼列を通る失速した流れの数値解析法を完成した上で,NACA65(12)10翼型より成る食違い角30°,ソリディティ1.0の翼列を例に選んで行った。その結果,ある一枚の翼の失速に伴ってその翼の背側に形成される失速渦や,失速からの回復に伴って放出される回復渦の挙動を通じて,失速が背側の翼へ順次伝播していく機構を明らかにすることができた。また同時に,これら失速渦や回復渦が流れ場の圧力分布や翼表面の非定常圧力布を大きく支配し特徴付けている様子を知ることができた。次いで,旋回失速の発生・成長過程の数値シミュレーションに関して翼列に与えられた微小な変動が,途中で多セルの(短い波長の)変動を生み出したりしながら,結局大振幅の定常的に伝播する旋回失速に成長していく過程などを示すことができた。実験は,数値シミュレーションに用いたのと同じ翼列について,直線翼列風洞を用いて旋回失速伝播時の翼面非定常圧力を計測することを行った。実験の目的は得られた翼面非定常圧力を上記の数値シミュレーションの結果と比較することによって,シミュレーション計算の妥当性を確認することである。しかし実際には,直線翼列風洞においても失速が伝播することを確認し,かつ一応の翼面非定常圧力の測定を行ったものの,シミュレーション計算と比較するに足る精度をもった翼面圧力分布を得ることはできなかった。この原因は主として適切な信号強化法が見出だせなかったためである。実験に関しては今後も研究を継続する予定である。NACA65(12)10翼型より成る食違い角30゚,ソリディティ1.0の翼列について旋回失速の伝播の数値シミュレ-ションを行った。その結果判明した旋回失速の伝播のメカニジムは次のようなものである。即ち,翼列中のある一枚の翼が前線失速すると,前線から放出された渦度はその翼の背面に蓄積して次第に大きな渦を形成していく(これを失速渦という)。失速渦はだんだんに成長していって,その先端が翼の後線に達する頃になると,今度は翼から離れ始めるが,このとき同時に同じ翼の腹面側後線から放出される逆まわりの渦が急に強さを増すと共に翼の後縁をまわり込んで背面側の後縁付近に蓄積し,成長するようになる(これを回復渦とよぶ)。一方,先に翼を離れた失速渦は流路中に拡がっていって,この頃になると隣接翼の腹側に達し,その翼の失速を誘起する。もちろん,この状態の時期にはその翼列流路を通る流量は,失速渦と回復渦のためにせき止められて,大きく減少している。結局,このような過程を繰り返して失速が順次隣の翼へ伝わっていくというのが,数値シミュレ-ションの結論である。実験は2次元翼列風洞において,翼面上の非定常圧力を計測することによって,上記の失速渦・回復渦の挙動を推定し,失速伝播の過程を確認することを目的として行う。本年度はNACA65(12)10断面の翼面圧力分布測定用翼型を製作し,これを翼列風洞の吹出口に配置して予備実験を行い,実際に旋回失速が発生し,伝播することを確認した。来年度はシミュレ-ションを継続すると共に,より詳細な実験計測を行う予定である。NACA65(12)10翼型より成る食違角30°,ソリディティ1.0の翼列を用いて,旋回失速の伝播と発生・成長のメカニズムを確めるための数値シミュレーションと実験を行った。

さきに,翼列中のある一枚の翼が失速すると,その翼の背面側に失速渦と回復渦が形成されること,そしてそれらの渦の挙動を通じて失速が背面側隣接翼へ伝播していくメカニズムを明らかにしたが,本年度はさらにこれらの渦が流れ場の静圧分布や全圧分布を支配する様子を調べ,とくに旋回失速時の翼面非定常圧力がこれらの渦の影響をうけて特徴的に変化することを明らかにした。次いで,旋回失速発生点付近の作動状態にある翼列において,流れに微少な初期変動を与えたときの旋回失速の発生と成長の過程のシミュレーションを行ない,変動が比較的小さいうちは一時的にセル数の変化をも伴ないながら,結局は大振幅の定常的に伝播する旋回失速に成長していく過程を明らかにした。また,この旋回失速発生点は線形アクチュエータ・ディスク理論によるものと一致した。実験は同じ翼列を用いて,直線翼列風洞によって旋回失速中の翼面非定常圧力を測定することによって行った。目的は,得られた翼面非定常圧力を数値計算の結果と比較することによって,シミュレーション計算の妥当性を確認することである。しかし実際には,直線翼列風洞において失速が伝播することを確認し,また翼面非定常圧力の一応の測定を行ったが,シミュレーション計算と比較するに足る精度をもった翼面非定常圧力を得ることができなかった。これは主として,不規則に変動する旋回失速中での圧力分布の適切な信号強化法が見いだせなかった為である。本実験はこの点を改善して,今後も継続する予定である。
新規カルモジュリン関連タンパク質の高血圧症に対する臨床応用に向けた基礎研究

これまでカルモジュリン関連タンパク質であるhistonedeacetylase (HDAC)4及びeukaryotic elongation factor 2 (eEF2) kinase (eEF2K)に着目し、高血圧症とそれに併発する心肥大の病態における役割について検討してきた。自然発症高血圧ラット(SHR)脳組織HDAC4のタンパク質発現レベルが正常血圧ラットと比較し高いこと、心肥大モデル動物の心臓組織においてeEF2K発現及び活性が亢進し、その特異的基質であるeEF2のリン酸化が亢進(不活性化)していることを明らかにした。しかし、それぞれの病態におけるHDAC4及びeEF2K/eEF2の役割は明らかでなかったため、その解明を目的として更なる検討を行った。以下にその概要を示す。1脳卒中易発性自然発症高血圧ラット(SHRSP; SHRの亜型)の脳室内にHDAC4阻害薬MC1568を長期投与した。その結果、SHRSP延髄におけるHDAC4発現及びリン酸化亢進が抑制され、心収縮力の低下及び左室壁の菲薄化(心不全)が認められた。加えてSHRSPにおける尿中ノルアドレナリン排泄が抑制される傾向を示した。よってSHRSP延髄で高発現するHDAC4は交感神経依存的に心収縮力を増強し、高血圧病態における循環動態を維持している可能性が示唆された。2心肥大の進展に伴う微小血管密度の低下により、心筋細胞におけるグルコース飢餓(glucose depletion; GD)が生じる。そこでGD誘発H9c2心筋芽細胞死におけるeEF2K/eEF2の役割を検討した。その結果eEF2K/eEF2シグナルは、AMP-activated protein kinaseαリン酸化亢進によるオートファジーの促進を介して、GDによるH9c2細胞死(アポトーシス)を抑制的に制御することが初めて明らかとなった。29年度が最終年度であるため、記入しない。高血圧症に続発する心肥大は、高血圧の持続に伴い不可逆性の心不全へと進行する致死的な合併症であり、高血圧症と共に治療が必要な疾患の1つであるが、既存の薬剤による制御が難しい病態も存在し新たな治療薬の開発が望まれている。私はこれまでに正常血圧ラットと比較し自然発症高血圧ラット(SHR)の肥大心臓組織においてカルモジュリン関連タンパク質の1つであるeukaryotic elongation factor 2 (eEF2) kinase (eEF2K)のタンパク質発現レベルが亢進していることを示した。しかし、肥大心臓組織におけるeEF2K/eEF2の活性化状態及びその機能的役割について明らかにしていなかったため、その解明を目的として検討を行った。1.圧負荷誘発心肥大モデルマウス、イソプロテレノール誘発心肥大モデルラット、SHRより心臓を摘出し、eEF2K/eEF2の発現及び活性化について検討した。その結果、全ての心肥大モデルの心臓組織において、eEF2Kタンパク質発現及びSer366脱リン酸化の亢進(活性化)と、続くeEF2リン酸化亢進(不活化)が共通して認められ、このeEF2K/eEF2シグナルが心肥大の病態において重要な役割を担う可能性が示唆された。2.グルコース飢餓(GD)によるラット心筋芽細胞死におけるeEF2K/eEF2シグナルの役割について検討した。GDにより細胞死及びcaspase-3断片化が増加し、eEF2K Ser366脱リン酸化及びeEF2リン酸化が亢進した。eEF2K遺伝子ノックダウンはGD誘発細胞死及びcaspase-3断片化の増加を亢進した。よって活性化eEF2Kはcaspase-3断片化の阻害を介してGD誘発細胞死を抑制的に制御することが示唆され、心肥大/不全病態における心筋細胞死に対してeEF2Kが保護的に作用する可能性が示された。本年度、私は高血圧合併症である心肥大に着目し、圧負荷誘発心肥大モデルマウス、イソプロテレノール誘発心肥大モデルラット、自然発症高血圧ラットの肥大心臓組織においてカルモジュリン関連タンパク質の1つであるeEF2Kの活性化、その基質であるeEF2の不活化が共通して認められることを示し、これが心肥大の病態進展に関わる可能性を示した。この成果を国内(第29回北里大学バイオサイエンスフォーラム)、及び国外(BCVS 2016 scientific sessions)の学術集会において発表するとともに学術論文にまとめ公表した(Biochem Biophys Rep. 2016)。また、これらを含む一連の研究成果が認められ、当大学院を1年短縮で修了し、当大学院で最高の学術賞である平成28年度大村賞(大村智博士のノーベル賞受賞を記念して創設された奨励賞)を受賞した。さらに、心肥大の病態進展におけるeEF2K/eEF2シグナルの機能的役割の解明に関する研究を現在継続中であり、その成果の一部を口頭発表した(第90回日本薬理学会年会)。このように高血圧合併症の1つである心肥大の病態にeEF2K/eEF2シグナルが関わることを示唆し、その成果を積極的に公表したことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。自然発症高血圧ラット(SHR)脳組織HDAC

4のタンパク質発現レベルが正常血圧ラットと比較し高いこと、心肥大モデル動物の心臓組織においてeEF2K発現及び活性が亢進し、その特異的基質であるeEF2のリン酸化が亢進(不活性化)していることを明らかにした。しかし、それぞれの病態におけるHDAC4及びeEF2K/eEF2の役割は明らかでなかったため、その解明を目的として更なる検討を行った。以下にその概要を示す。1脳卒中易発性自然発症高血圧ラット(SHRSP; SHRの亜型)の脳室内にHDAC4阻害薬MC1568を長期投与した。その結果、SHRSP延髄におけるHDAC4発現及びリン酸化亢進が抑制され、心収縮力の低下及び左室壁の菲薄化(心不全)が認められた。加えてSHRSPにおける尿中ノルアドレナリン排泄が抑制される傾向を示した。よってSHRSP延髄で高発現するHDAC4は交感神経依存的に心収縮力を増強し、高血圧病態における循環動態を維持している可能性が示唆された。2心肥大の進展に伴う微小血管密度の低下により、心筋細胞におけるグルコース飢餓(glucose depletion; GD)が生じる。そこでGD誘発H9c2心筋芽細胞死におけるeEF2K/eEF2の役割を検討した。その結果eEF2K/eEF2シグナルは、AMP-activated protein kinaseαリン酸化亢進によるオートファジーの促進を介して、GDによるH9c2細胞死(アポトーシス)を抑制的に制御することが初めて明らかとなった。現在継続中である心肥大/不全病態におけるeEF2K/eEF2シグナルの機能的役割について、ex vivo及びin vivo実験も加えてその全体像を明らかにする。またこれまでにSHR脳組織においてカルモジュリン関連タンパク質の1つであるhistonedeacetylase (HDAC)4のタンパク質発現が特異的に亢進していることを示している。これについてparaventricular nucleus, rostral ventrolateral medulla, nucleus of the solitary tractなどの心血管運動中枢に着目し詳細な解析を行うことで、高血圧症病態の中枢制御におけるHDAC4の機能について明らかにする。さらに獣医臨床における新規の高血圧症・心肥大関連バイオマーカーの探索を行う。その候補としてeEF2K, HDAC4のmRNAを標的とするmicroRNA (miRNA)を同定し臨床応用するために以下の検討を行う。1web上のmiRNAデータベースを利用して上記分子のmRNAを標的とするmiRNAを探索し候補とする。2高血圧症及び心肥大モデル動物の組織、血漿及び尿中の候補miRNA発現レベルをqRT-PCRにより測定する。32で対照と比較し減少が認められた候補miRNAが上記分子のmRNA翻訳活性に及ぼす影響をレポータージーンアッセイにより検討し、標的miRNAを同定する。4高血圧症及び心肥大モデル動物の病態に及ぼす標的miRNA過剰発現の影響について網羅的に解析・評価する。
3次元アニメーションデータ圧縮法の研究

近年のセンシング技術、ビジョン技術の進展により、3Dビデオシステムの開発が盛んである。3Dビデオとは被写体の映像のみならず3次元形状も記録するシステムであり、任意の視点から見た映像をCG技術により再生することが可能となる。しかし、時系列の点群(座標)データはデータ量が多いため、効果的なデータ圧縮が必要である。そこで本研究では、3次元アニメーションデータの効率的な圧縮方法を検討し、以下の成果を得た。1)時空間的データ圧縮法の提案3Dアニメーションデータ圧縮処理を提案し、実験により有効性を確認した。処理は、空間的圧縮(ポリゴンの簡略化)および時間的圧縮(主値解析)からなる。ここで、空間的圧縮では形状の原型を損なわないようにポリゴン数を減少させるprogressive mesh法を用いる。また、頂点点の軌跡をベクトルと見なし、主値解析する。軌跡ベクトルを少数の固有ベクトルで表現することで、データ圧縮を行う。データの粒度などにもよるが、空間的圧縮で10倍、時間的圧縮でさらに10倍程度のデータ圧縮が可能であることを実験的に示した。2)点群統合化手法の提案上記圧縮手法を3Dビデオに適用するためには、各フレームにおいて獲得される独立なポリゴンデータを単一の変形ポリゴンモデルに統合する必要がある。そこで本研究では、特定の運動モデルを仮定せずに、柔軟物体の点群時系列を効果的に統合する手法を提案した。具体的には、各時間において、形状の変化及び計測計上との差分が小さくなるように点群の軌跡を(変形エネルギー)+(距離エネルギー)の最小化により求める。実データにより実験的に検証したところ、有効性が確認された。さらに、統合処理が不成功であった場合の救済処理も検討した。また、GPUを用いた効果的なレンダリング法も開発した。3)統合化処理の安定化点群統合化処理における最小化は、質点ばね系シミュレーションといして実装されている。従来、質点ばね系シミュレーションでは、安定に処理を行うために、時間幅や減衰係数などのパラメータを慎重に調整する必要があった。そこで、シミュレーション技法の安定性を理論的に分析し、安定条件を導出した。これにより、統合化処理を効率的かつ安定に実現することが可能となった。平成14年12月に当該研究を開始し、以下の予備的な検討を進めた。1主因子分解法によるデータ圧縮主因子分解に基づくアニメーションデータ圧縮法をインプリメントし、動作確認を行った。その結果、剛体リンクモーデルに関しては理論的限界である系の自由度まで圧縮が可能であることを確認した。また、布地などの柔軟物体のアニメーションに対しても10倍以上のデータ圧縮が可能であることが判明した。しかしながら、主因子分解はN次元データに対してO(N^3)の処理時間が必要であり、大規模データでは実用的ではない。そこで、主因子分解を階層的に行う手法を考案し、効率化を果たした。2動きのセグメンテーション剛的な運動は高々6自由度で効率的に記述することができる。したがって、運動物体を局所的には剛的と見なせる部分に分割することができれば、各部分運動を低いデータ量で表現することが可能となり、効率的なデータ圧縮が可能となる。この着眼点に基づき、動きのセグメンテーション法の基礎検討を行った。

3質点ばね系シミュレーションの安定化効率的にアニメーションデータを作成するため、陰的および陽的オイラー法によるシミュレーションシステムを構築した。1 3Dビデオデータの統一化近年のセンシング技術、ビジョン技術の進展により、運動物体の実時間3次元形状獲得も夢ではなくなってきた。これにより、free-viewpoint videoなど様々なサービスへの期待が高まりつつある。この実現のためには数々の技術的課題の克服が必要であるが、その一つとして時系列形状データの統合があげられる。すなわち、各フレームにおける形状データが得られても、各々が関連づけられていなければ、データ圧縮や編集加工を効果的に行うことが困難である。これまで、剛体運動や人体など特定の運動学的モデルを前提とした研究例はあるが、より一般的な枠組が必要である。そこで本研究では、特定の運動モデルを仮定せずに、柔軟物体の点群時系列を効果的に統合する手法を提案した。具体的には、各時間tにおいて、順序が任意の点群{xi[t]}が与えられたとき、形状の変化が小さくなるように点群の軌跡Xi[t]をE=(変形エネルギー)+(距離エネルギー)の最小化により求める。変形エネルギーは仮想的なバネを考え、Baraffの変形エネルギーで表現した。また、距離エネルギーはターゲット点群の最近点までの距離の和で表した。最小化は最急降下法により行った。また、局所解に捕まりにくくするために幾つかの工夫を施した。2質点ばね系シミュレーションの安定化および高速化効率的にアニメーションデータを作成するため、陰的および陽的オイラー法による質点ばね系シミュレーションの解析を行った。昨年度定式化した安定条件を用いて、両手法の比較実験を行い、両者とも計算オーダーは同一であることを明らかとした。また、この知見を元に、陽的手法に線形近似を併用した高速化手法を提案した。近年のセンシング技術、ビジョン技術の進展により、3Dビデオシステムの開発が盛んである。3Dビデオとは被写体の映像のみならず3次元形状も記録するシステムであり、任意の視点から見た映像をCG技術により再生することが可能となる。しかし、時系列の点群(座標)データはデータ量が多いため、有効な圧縮法が必要である。そこで、前年度開発した点群統合化手法を用いて以下のデータ圧縮手法を開発し、その効果を実験により確認した。(1)提案手法提案したデータ圧縮処理は以下のように構成されている。(1)点群の座標からポリゴンを作成→(2)空間的圧縮(ポリゴンの簡略化)→(3)頂点の統合処理→(4)時間的圧縮(主値解析)ここで、(1)ポリゴン作成はマーチングキューブ法を用いる、(2)空間的圧縮では形状の原型を損なわないようにポリゴン数を減少させるprogressive mesh法を用いる、(3)各時点での点の対応を求め、点の軌跡を求める。昨年度開発したエネルギー最小化による統合化処理を用いる、(4)点の軌跡をベクトルと見なし、主値解析する。
ウイルスベクターを用いた骨形成因子による増殖性血管疾患治療のための基礎研究

本研究においてCAGプロモーター下に改変緑色蛍光タンパク質(EGFP)を発現する組替えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクター、AV-CAG-EGFPを作成した。ex vivoで総頚動静脈片にAV-CAG-EGFPを感染させ、EGFP発現に関して検討したが、期待された遺伝子発現は認められなかった。一方、ヒト胎盤由来間葉系細胞群(hPDMC)を用いて検討を行った所、hPDM細胞群はrAAVによる遺伝子発現効率が非常に高いことを見いだした。アデノウイルス非存在下でAV-CAG-EGFPを感染させると、hPDMCにおいてはヒト臍帯静脈由来内皮細胞やラット大動脈由来平滑筋細胞よりはるかに高いレベルのEGFPの発現を認めた。更にFACSを用いた解析でAV-CAG-EGFP感染後のhPDMC画分にEGFP発現細胞群のピークを認めたので、hPDMC中にはrAAVを介した遺伝子導入に対して高い感受性を持っているある特定の細胞群が存在すると考えられた。またAV-CAG-EGFP感染後のhPDMC中で約1%の細胞で安定した導入遺伝子発現が感染1ヶ月後まで認められ、細胞移植療法にも有用と考えられた(Microbiol Immunol.2003;47(1):109-16)。hPDMC細胞群はVEGF等の血管新生因子を多く産生するので、閉塞性動脈硬化症を模したマウス下肢虚血モデルでhPDMC細胞移植療法の有用性について検討を行った。レーザードップラーを用いた計時的な虚血部血流に関する機能解析の結果及び組織学的検討結果からhPDMC細胞移植療法の有用性を示唆する結果が得られた。今後rAAV等のベクターを用いて遺伝子改変を行った細胞移植の有用性に関して更なる検討が必要と考えられる。本研究のためにCAGプロモーター下に改変緑色蛍光タンパク質(EGFP>を発現する組替えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ベクター、AV-CAG-EGFPを作成した。ex vivoで総頚静脈片にAV-CAG-EGFPとNIacZの入ったVSV-Gシュードレトロウイルス(VSV-G NIacZ、東大医科研宿主寄生体学分野、伊庭英夫先生から供与)を用いてウイルスを感染させ、それぞれマーカー遺伝子発現に関して検討したが、この系ではアデノウイルスに比べて双方のベクターとも遺伝子発現は非常に弱いと判断された。一方、当研究室でヒト胎盤由来間葉系細胞群(hPDMC)を用いた細胞移植療法に関する検討を行っているがAV-CAG-EGFPを用いて検討を行った所、hPDM細胞群はrAAVによる遺伝子発現効率が非常に良い性質を有することを新たに見いだした。更にFACSを用いた解析でAV-CAG-EGFP感染によりhPDMC画分に陽性細胞群のピークを認めたので、hPDMC中にはrAAVを介した遺伝子導入に対して高い感受性を持っているある特定の細胞群が存在すると考えられた。またAV-CAG-EGFP感染後のhPDMC中で約1%の細胞で安定した導入遺伝子発現が感染1ヶ月後まで認められ、細胞移植療法に有用と考えられ、現在更に検討を行っている。

一方、ヒト胎盤由来間葉系細胞群(hPDMC)を用いて検討を行った所、hPDM細胞群はrAAVによる遺伝子発現効率が非常に高いことを見いだした。アデノウイルス非存在下でAV-CAG-EGFPを感染させると、hPDMCにおいてはヒト臍帯静脈由来内皮細胞やラット大動脈由来平滑筋細胞よりはるかに高いレベルのEGFPの発現を認めた。更にFACSを用いた解析でAV-CAG-EGFP感染後のhPDMC画分にEGFP発現細胞群のピークを認めたので、hPDMC中にはrAAVを介した遺伝子導入に対して高い感受性を持っているある特定の細胞群が存在すると考えられた。またAV-CAG-EGFP感染後のhPDMC中で約1%の細胞で安定した導入遺伝子発現が感染1ヶ月後まで認められ、細胞移植療法にも有用と考えられた(Microbiol Immunol.2003;47(1):109-16)。hPDMC細胞群はVEGF等の血管新生因子を多く産生するので、閉塞性動脈硬化症を模したマウス下肢虚血モデルでhPDMC細胞移植療法の有用性について検討を行った。レーザードップラーを用いた計時的な虚血部血流に関する機能解析の結果及び組織学的検討結果からhPDMC細胞移植療法の有用性を示唆する結果が得られた。今後更にrAAVによる遺伝子改変による細胞移植療法強化に関して検討が必要と考えられる。
PDMS単一キャスティング構造による三次元シースフロー型ゲルソーターの開発

本研究においては、PDMSの3次元一括キャスティング法を開発し、マイクロ流路および試薬をチップに直接充填するためのリザーバー構造を簡便に構築することに成功した。また、試料溶液をシースフローによって3次元的に絞り込むことが可能な多段鋳型構造を開発した。開発したマイクロチップを哺乳類細胞の分離で評価した。結果、検出された細胞を100%分離率、99%の純度で分離することが可能となった。本研究では、申請者がこれまで開発してきたμFACSシステムをさらに発展させ、再生医工学や免疫学研究での実用を目指す。実用化にあたり最も重要な点は、再現性・信頼性の良いデータが取得できることである。そのためには、チップの大量消費を可能とするチップ加工の安価・高生産性と、作業者の技量などによる変動を最小限とするための操作の簡便性が重要である。また、細胞に対して低刺激であることや、検出の定量性に優れていることは必須の要件である。本研究では「PDMS単一キャスティング流路構造による三次元シースフロー形成」及びそれを発展させた「三次元シースフローを実装した次世代ゲルソーター」の開発を行い、上記のμFACSシステムに対して検出定量性の向上、細胞非侵襲性の向上および操作の簡便性の向上を目的としている。この目的に対し、本年度はまずPDMSの単一キャスティング流路構造の検討および単一キャスティングの工程を検討した。本年度の成果として溶液リザーバーとなるPEEK製鋳型をバネを介してチップ作製用ジグに固定し、各々のリザーバー鋳型の先端がマイクロ流路鋳型に対して密着するようにし、さらに、マイクロ流路の接触部分の形状には、数十マイクロメートルの柱を配列することでPDMS重合時にリザーバー鋳型とマイクロ流路の接触部分に未重合PDMSが入り込みづらくし、結果として離型時には接触部分が貫通穴として形成されることを見出した。これにより、PDMSの重合および離型を行うだけで、マイクロ流路、リザーバーおよび貫通穴が同時に形成されるプロセスを確立した。この目的に対し、本年度は昨年度までに確立した単一キャスティング法を用いて、三次元シースフローを実装したソーティングチップの設計および作製を行った。チップのマイクロ流路構造としては、2段階に分けてシース液を合流させる方法を用いた。まず1段階目において、サンプル流路:50μmに比べて2倍深い100μmの左右流路からシース液を合流させる。これにより、サンプル流は3方向からの絞込みを受ける。続いて、合流させた後の幅50μm、100μm深さの流路に対して、深さ5μmの左右流路からシース液を合流させる。これにより、サンプル流は1段目と上下逆方向の3方向絞込みを受け、流路断面中央部に集束される。このマイクロ流路を用いて蛍光ビーズにより線速度分布を測定したところ、シースフローなしと比べて十分狭い範囲の速度分布を得ることができた。また、このマイクロ流路を用いて研究者がすでに確立している温度感受性高分子を用いた分離法により、蛍光標識した細胞を分離したところ、従来よりも良好な分離成功率で分離することが達成された。
Push-Pull複合推進の基礎研究

本研究は、レーザーパルスを繰り返し照射し推進仕事の一部を抗力低減に費やしエネルギー効率の最適化を図る「Push-Pull推進」の有効性を実証することを目的として行われ、時間平均レーザーパワー70Wで最高1000%のエネルギー付加効率を達成した。さらに、レーザーパルスエネルギー付加によって生成される高温・低密度領域と衝撃層が干渉して生じる渦輪の挙動と抗力低減メカニズムが明らかになった。レーザーパルスとアブレーションによる極めて短い時間の運動量、エネルギー作用を繰り返すことによって流れの時間平均的性質が大きく変化する物理機構を解明し、その性質を積極的に引き出すことによって小パワーで大幅な抗力低減を実現し、推進仕事の一部を抗力低減に費やしエネルギー効率の最適化を図る「Push-Pull推進」の有効性を実証することを目的とし、超音速風洞を用いた実験と数値シミュレーションを行う。レーザーパルスによって生成されたプラズマの挙動を、シュリーレン法により高速度フレーミング撮影することによって調べた。レーザープラズマ生成時の絶縁破壊プロセスがもたらす界面不安定性および渦生成について系統だった実験を行ない、レーザーパルスによって生成されるプラズマにおいて、絶縁破壊の空間的・時間的非一様性により、レーザー光源の向きのジェットが発生することを見出した。また、初期圧力を高めるにつれ、高次モードの不安定性が増大することが確かめられた。さらに、静止気体中の同じ位置にレーザーパルスを連続して2度照射すると、ある時間間隔以下では2度目に絶縁破壊が起こらないことが見出された。吸込み風洞におけるマッハ数3.の0超音速流れに先頭が半球形状の円柱を置き、前方にNd:YAGレーザーパルスを集光照射して、誘起されるプラズマ、圧力波の作用を高速度フレーミング可視化撮影および淀み点圧力履歴測定を行った。淀み点では、主な圧力上昇・低下が交互に23度繰り返され、時間積分すると局所的な力積(密度)が低下することが確認された。同様の条件で数値シミュレーションを行い、力積低下に対してレーザープラズマの滞留時間が重要であることが見出された。TEA炭酸ガスパルスレーザー、Nd:YAGレーザーパルスによるアブレーション力積発生について、アブレーションプルームの高速度可視化計測、圧力時間履歴計測、繰返しパルス力積特性の測定を行ない、さらにこれらの数値シミュレーションモデルを構築した。試験部断面80mm×80mmの吸込み式超音速風洞(マッハ数=2.0)を設計製作し、軸対称モデル周りの流れ場及び抗力の計測実験、およびそれに対応する数値シミュレーションを行った。抗力測定のため、風洞内のモデルをピストンとみなし、シリンダー部(ピストン背後)を調整することによって、ロードセルの負荷を適切な値にする、方法を考案し、抗力低減量測定に応用した。レーザーパルス繰返し周波数最高10kHz、最高出力70Wの条件でレーザーパルスをモデル上流で集光させることによって、レーザー加熱領域が形成され、時間平均抗力が低減することを実証した。投入パワーの制約から、抗力低減量は3.5%程度にとどまったが、エネルギー付加効率(投入レーザーパワーに対する推進仕事の減少量の比)は、最高10(1000%)に達した。抗力低減メカニズムについては、光学可視化実験と数値シミュレーションを併用することにより、バロロクリニック効果による渦輪の形成などについて、理解が深まった。流れに実効的に入力されるエネルギーを30%であると仮定した場合、実験と数詞シミュレーションの結果が良い一致を見た。レーザーパワーに対する抗力低減量は、ほぼ線形関係にあったが、10kHzの最高繰返し周波数では、その低減量が線形関係を下回る結果となった。これは、この条件で流れ場とレーザー光の干渉が起こるためであると考えられ、その解決が次年度の最優先課題となった。昨年度において既に繰返しレーザーパルスによる定常抗力低減を実証した。今年度は、これまでの実験で課題となった点について改良を施し、スケール則を検討した。レーザーパルスをモデル中心軸から導入する方法では、高繰返し周波数作動時に、流れ場とレーザー光線との干渉がおこり、実効的な投入パワーが低減することがわかった。そこで、風洞側面窓から直接レーザー光を導入するように、装置を改良した。その結果、繰返し周波数にほぼ比例する抗力軽減が得られた。この結果を踏まえて、平均パワーを一定にしてレーザーパルスエネルギーと繰返し周波数を変化させたとき、およびパルスエネルギーを一定にして繰返し周波数を変化させたときの抗力測定と流れ場の診断(光学可視化実験、数値計算)を行い、最適なパルスエネルギーがあることを見出した。理論的には、付加パワーが小さいほどエネルギー付加効率は高くなるはずであるが、実験では余りパルス当たりのエネルギーが小さいと絶縁破壊時の吸収効率が低下するためエネルギー付加効率が低くなるためであると考えられる。光学可視化実験では、10kHzまでの繰返し周波数でのシュリーレン連続撮影に成功し、レーザー誘起低密度領域と衝撃層の干渉、バロクリニック効果による渦の生成を確かめることができた。この結果は、数値シミュレーションでも再現され、流れ場の状態量、速度分布の時間空間変化を詳しく捉えることができた。以上、現有のレーザー装置で実現可能な条件に関する実験、数値研究は大方終えることができた。
骨新生を有するチタン積層造形多孔体構造の解明

多孔構造を人工骨内に付与することにより周囲骨からの骨新生がおこり、周囲骨と強固に結合しより力学的に安定したチタン人工骨となりうることを先行研究から明らかとした。SLM法を用いて造形した気孔率を持つ多孔体の圧縮強度は内部構造よりも気孔率の影響を大きく受け,気孔率の増大とともに減少することが明らかとなっている。本研究では骨新生を妨げない程度の気孔率を有し、かつ強度的にも安定する積層造形多孔構造チタン人工骨のモデル作製を目的としている。本研究において多孔構造を有する積層造形チタン試験片をラット頭蓋骨に埋植し、チタン試験片内への骨新生を組織学的に評価すること、骨との結合力を力学試験を用いて評価する。
「おもてなし」の多面性に関する実証的国際比較研究

近年における我が国のインバウンド観光を考える際に、「おもてなし」といった言葉が一つのキーワードになっている。そこでこの「おもてなし」といった概念および行動様式を我が国のインバウンド観光における強みに転化させていくために、「おもてなし」の多面性とその規定要因を実証的な国際比較を通して明らかにすることを目的とした。結果として、国により我が国への観光意欲や実際の訪問行動を規定する要因には違いが存在することが明らかとなり、さらに「おもてなし」という一見、日本人がインバウンド観光における強みと考えている要因が必ずしも訪日意欲や行動を高める要因とはなっていないことが明らかとなった。本研究は、我が国が、これまで以上の訪日観光客を受け入れていくために、その強みをより強化していく必要があるなかで「おもてなし」という対人対応のあり方に着目し、その実証的な検討を可能とする基盤構築を最終的な目標としている。そもそも「おもてなし」という対人対応のあり方は、これまであまりにも漠然としたもので、「日本人らしさ」などという形で我々日本人においても明確化が十分なものとはなっていなかった。そこで本研究においては、「おもてなし」の多面性とその規定要因を実証的な国際比較を通して明らかにすることを目的とした。本年度は、こうした目的を達成するために、先行知見の整理として、「おもてなし」に関する定量的把握に関する論点の整理を行い、実施する調査にむけての具体的な把握項目および尺度などを検討した。また、国際比較のための具体的なアンケート調査の準備を実施した。その際、本研究に先立って実施してきた、アメリカ、台湾、イギリスなどにおける調査との比較可能性に関しての検討を行い、調査項目の検討を行った。さらに、これらの調査を補完するために、台湾などにおける実地調査を行い、関係者らへのヒヤリングを通して、当該研究における論点の整理と明確化を行った。研究開始時に想定していた項目を実施できたため。本年度は、こうした目的を達成するために、前年度における論点の整理を踏まえ、国際比較のための具体的なアンケート調査を実施した。加えて、こうしたアンケートによる定量調査を補完するために、オーストラリアなどにおいて実地調査を行い、関係者らへのヒヤリングを通して、当該研究における論点の整理と明確化を行った。研究計画において予定していた項目をほぼ終了することができたため。本研究は、我が国が、これまで以上の訪日観光客を受け入れていくために、その強みをより強化していく必要があるという考え方に基づいて「おもてなし」という対人対応のあり方に着目し、その実証的な検討を可能とする基盤構築を最終的な目標としている。こうした目的を達成するために、当該年度においては、これまでの研究知見を踏まえ、かつこれまで複数の国において実施した調査におけるデータを用いて、データセットの構築を行い、データの解析を実施した。「おもてなし」の概念規定を中心に「おもてなし」が訪日体験への満足度にどのように寄与しているかという点に関しても中心に検討を行った。具体的には調査項目を因子分析し、さらにこれら因子を変数とした回帰分析などを実施した。また別の観点から差異を検討するために、共分散構造分析を実施し、同集団内(調査対象地域)の適合モデルを構築するとともに、さらには異母集団間のモデルの違いなどの検討を実施した。さらにこうした分析の結果を元に、学術成果のとりまとめを行い、論文を公表した。前年度の調査準備を踏まえ、調査予定地域において、調査を実施する。調査項目などに関しては、これまでの研究との比較可能性を踏まえ、さらに既存のデータの再解析を踏まえた、調査項目を確定する。調査実務に関しては、専門業者に委託し実施し、データに関しては電子化された形で受け取り、基本的な記述集計に関しては、調査完了時点で分析が可能なものとする。さらに、先行研究において実施した調査データとの比較を可能な形とするため、統合的なデータベースを構築し、比較検証を行うこととする。また補足的に現地調査を実施し、本研究における当該課題の明確化およびさらなる論点の明確化を行うこととする。これまで複数の国において実施した調査におけるデータを用いて、データセットの構築を行い、データの解析を行う。

「おもてなし」の概念規定を中心に「おもてなし」が訪日体験への満足度にどのように寄与しているかという点に関しても中心に検討を行う。具体的には調査項目を因子分析し、さらにこれら因子を変数とした回帰分析を行う。また別の観点から差異を検討するために、共分散構造分析を実施し、同集団内(調査対象地域)の適合モデルを構築するとともに、さらには異母集団間のモデルの違いなどを明らかにする。またこれらの作業を踏まえて、研究協力者も含めた、研究組織全体での検討を実施し、研究成果に関して国内外で公表を行うこととする。また本研究により構築された調査データに関しては、その二次利用に関する方法の検討を行い、広く利用しうる環境の準備を整えることとする。観光学主として、当初想定していた調査の準備作業が、効率化できたため、人件費を削減することができた。計画段階で予定していたとおり、最終年度においては研究成果のとりまとめを行うため、その費用を予定通り消化する予定調査を実施するに際しては、当該費用を使用し、より効率的な調査の実施を予定している。研究代表者、研究分担者における打合せを行いための旅費および研究成果の公表を行うための費用とする。
酵母ミトコンドリア・小胞体タンパク質の機能発現・秩序維持システムの解明

酵母細胞内でミトコンドリア内にタンパク質を輸送するトランスロケータについて,トランスロケータ間の協調,膜透過の駆動力の解明,プレ配列内のトランスロケータによる認識シグナルの役割,トランスロケータ内のサブユニット間相互作用のマッピング,βバレル膜タンパク質アセンブリーの機構などを明らかにした。小胞体内の品質管理機構についてMnl1とPDIの相互作用の意義,Yos9による異常タンパク質を留めおく仕組み,植物の有性生殖におけるHsp70の役割を解明した。細胞内のタンパク質は,生体膜で仕切られた区画(オルガネラ)に集合して半自律的システムをつくり,複雑な細胞機能を分散管理している。細胞にはこうしたタンパク質群の移動や集合を実現する機能発現システムと,その機能を監視し正常に維持する秩序維持システムが存在する。本研究では,タンパク質の機能発現システムとしてミトコンドリアのタンパク質配送システムを,秩序維持システムとして小胞体の異常タンパク質処理システムをとりあげ,その全体像と作動機構を解明することをめざした。酵母ミトコンドリアのタンパク質の配送に関して,トランスロケータの機能を解析し,構造決定もめざした。酵母・植物小胞体の異常タンパク質処理について,BiPやPDIの役割を解明した。(1)in vivo部位特異的光架橋によるサブユニット間相互作用の解析外膜膜透過装置TOM40複合体構成因子Tom22と他のサブユニットとの相互作用をin vivo部位特異的光架橋で,アミノ酸残基レベルの空間分解能で解析した。すなわち酵母細胞内で外膜のトランスロケータTOM40複合体のサブユニットTom22の様々な位置に光架橋性非天然アミノ酸BPAを導入し,UV照射で酵母細胞内で架橋反応を行った。Tom22はサイトゾル側では他の受容体Tom20,Tom70と相互作用し,膜内ではチャネル因子Tom40二分子と相互作用し,膜間部側では内膜のトランスロケータTIM23複合体サブユニットTim50と相互作用することが明らかになった。(2)ペプチドスキャンによる外膜タンパク質アセンブリー過程の解析,外膜のβバレル型膜タンパク質がどのようにトランスロケータ/サブユニット間を受け渡されて外膜に組み込まれるのか,特に各トランスロケータ/サブユニットによる認識機構を明らかにするために,Tom40,ポリンを基質としてとりあげ,全長にわたるペプチドスキャン解析(セルロース膜上に3残基ずつずらして合成した13残基のペプチドライブラリを作成し,外膜トランスロケータSAM複合体のSam50のPOTRAドメインが特異的に結合することを見いだした。(3)トランスロケータのモータ機能の解明ミトコンドリア内膜を通過するタンパク質の引き込みとアンフォールディングのモータとして機能するmHsp70のインポートモータとしてのステップサイズの測定を行った。ステップサイズは基質タンパク質により異なり,mHsp70の分子サイズよりもはるかに大きいケースもあった,以上の結果はブラウニアンラチェットモデルを支持し,長年の論争に最終決着をつけるものである。(1)ミトコンドリア膜間部でジスルフィド結合を導入するTim40の結晶構造の決定ミトコンドリア膜間部のタンパク質にジスルフィド結合を導入するTim40コアドメインについて, MBPとの融合タンパク質として結晶化, X線で構造を決定した。Tim40の三つのジスルフィド結合のうち一つが露出度が高く,基質へのジスルフィド結合導入に直接関与すると考えられた。MBPとのリンカー部分はTim40の疎水性領域にヘリックス構造をつくって結合しており,基質-Tim40相互作用を反映しているものと考えられた。(2)ミトコンドリア内膜トランスロケータTIM23複合体の作動機構の解明ミトコンドリア内膜膜透過装置TIM23複合体のサブユニットであるTim23とTim50が,その膜間部ドメインの相互作用を介して,外膜から内膜へのタンパク質の受け渡しの効率を上げると共に,内膜通過に必要なマトリクスのモータタンパク質群の活性化のスイッチを入れることができることを見いだした。(3)小胞体品質管理におけるMnl1p-PDI複合体の役割の解明研究代表者らが発見した酵母小胞体Mnl1pと相互作用する因子として,ジスルフィドイソメラーゼ(PDI)を同定した。PDIはMnl1pのC端ドメインに結合して,機能に必須のN端ドメインへの適切なジスルフィド結合導入を促進するが,ジスルフィド結合が形成された後もMnl1pと相互作用し続ける。PDIは従来は小胞体内では酸化型になっていると言われていたが,還元型も存在することを見いだした。したがってPDIは異常タンパク質をMnl1pが認識すると異常タンパク質のジスルフィド結合を還元切断する,シャペロンとして可溶性に保つ,などの働きをすることで異常タンパク質の分解に貢献することが考えられる。1.ミトコンドリア膜間部でジスルフィド結合を導入するTim40の結晶構造の決定Tim40コアドメインの構造をX線で決定した。Tim40上の基質結合部位として同定した疎水性領域の疎水性アミノ酸の重要性をアミノ酸置換で証明した。

また基質結合部位の変異に伴うTim40の機能欠損はTim40に酸化力を提供するパートナータンパク質Erv1の過剰発現により抑制され,Erv1の新機能が示唆された。2. βバレル膜タンパク質の外膜への組込みにおけるMdm10の役割の解明Tom40などβバレル膜タンパク質のアセンブリーを担うTOB複合体のサブユニットMdm10は,TOB複合体に入ったTom40の解離を特異的に促進する因子であることを明らかにした。Mdm10は他のサブユニットとのアセンブリーが出来るまでTom40をTOB複合体に留める働きがあるものと考えられた。3. TIM23複合体メンテナンス因子Tam41のマルチコピーサプレッサーArt5の機能の解明Tam41の欠損株のマルチコピーサプレッサーとしてArt5を同定した。Tam41が欠失するとミトコンドリア内膜のカルジオリピンが低下するが,Art5はカルジオリピン量を回復する代わりに,他の酸性リン脂質量を増加させることでTIM23複合体の機能回復を促したと考えられた。4.小胞体のBipが植物の優性生殖における核融合を制御することを発見モデル植物シロイヌナズナで、Bipを欠損すると植物の有性生殖過程における核融合のひとつである極核融合がおこらなくなることを見いだした。さらに、受精後の胚乳核の分裂制御に、Bipが関わる極核の融合が必要であることも見いだした。1.βバレル膜タンパク質の外膜への組込みにおけるTom7の役割の解明Tom40などβバレル膜タンパク質のアセンブリーを担うTOB複合体のサブユニットMdm10は,TOB複合体に入った新生Tom40の解離を特異的に促進する。TOM40複合体のサブユニットTom7は一部がMdm10と会合し,Mdm10のTOB複合体への結合を阻害する働きがあることを見出した。Tom7はTOM40複合体の他のサブユニットが不足している間は,新規合成されたTom40がTOB複合体からMdm10によって放出されるのを防ぎ,TOB複合体に留める働きがあるものと考えられた。2.プレ配列中にミトコンドリア行きシグナルが二つあることの意義を解明ミトコンドリアタンパク質前駆体の長いプレ配列には,ミトコンドリア受容体Tom20が認識するミトコンドリア行きシグナルを二つ持つものがあることを発見した。一番目のシグナルがTom20に認識されることで前駆体はミトコンドリアに入ることができ,二番目のシグナルがTom20に認識されると,前駆体の外膜通過の効率が上昇することを見出した。3.分泌タンパク質とミトコンドリアタンパク質におけるNSDの役割の解明何らかの理由でmRNA中の終止コドンが失われると,タンパク合成が途中で停止したリボソームが生じ,細胞全般の翻訳を阻害する。このため終止コドンのないmRNA (NS-mRNA)を分解し,リボソームを解離させるシステムが存在する。