hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オーファン受容体TROYによるグリオーマ幹細胞の増殖・分化の制御と治療への応用

最近、TROYのリガンドとして報告されたLTαの発現が、TROYと同様に脳室下帯(subventricular zone;SVZ)のGFAP陽性の神経幹細胞やアストロサイト系譜の細胞に認められた。U251グリオーマ細胞において、TROYの発現がCD133陽性グリオーマ幹細胞にも認められた。CD133陽性/TROY陽性グリオーマ幹細胞とSVZのTROY陽性/GFAP陽性神経幹細胞におけるTROYのシグナルの役割の解明は、そのシグナリング制御によるグリオーマ治療法の開発に寄与すると考えられる。[1]グリオーマ細胞におけるTROYの過剰発現TROYをグリオーマ細胞株にリポフェクション法を用いて過剰発現させ、TROYからのシグナリング(NF-kBやJNKの活性化)をウエスタンブロット法により検討した。その結果、TROY過剰発現グリオーマ細胞株は、TROYの下流のシグナル伝達経路の活性化を示し、さらに、突起の伸展など分化したアストロサイト様の形態を示した。このことから、TROYのシグナルがグリア前駆細胞(グリオーマ細胞)からアストロサイトへの分化を誘導した可能性が示唆される。今後、TROYを介したグリオーマ細胞の分化メカニズムを解明することにより、グリオーマ細胞の分化誘導による腫瘍の増殖抑制といった、治療への手がかりを得られる可能性が考えられる。[2] TROY固有のリガンド最近、皮膚においてTROYがLTαと結合し、NF-kBの転写を活性化することが報告された(Hashimoto et al., Cell Cycle 7:106-111, 2008)。しかし、中枢神経系やグリオーマにおけるLTαの発現やTROYとの結合に関しては不明である。したがって現在、中枢神経系やグリオーマにおけるLTαの発現や、発現が認められた場合は、TROYとの2重免疫染色等によりLTαがTROYのリガンドとして機能する可能性に関して検討中である。また、可溶型TROYとヒトIgG_1Fcフラグメントとの融合蛋白(sTROY-Fc)を作製しており、グリオーマ細胞株におけるsTROY-Fc結合の有無を検討中である。成獣マウス中枢神経系におけるTROYのリガンド、LTαの発現成獣マウス中枢神経系におけるLTαの発現を、LTαに対する抗体を用いた免疫染色法により検討した結果、脳室下帯(subventricular zone ; SVZ)や脳室帯(ventricular zone ; VZ)に強い発現を認め、海馬や線条体、脳梁にも広く発現が認められた。成獣のSVZには、PSA-NCAM陽性のニューロン前駆細胞であるtypeA細胞、GFAP陽性の神経幹細胞やアストロサイト系譜細胞を含むtype B細胞、及びEGFR陽性の増殖細胞であるtype C細胞があり、神経新生、グリア新生やグリオーマ形成等に関与することが知られている。これらのマーカーに対する抗体と抗LTα抗体との二重免疫染色を行った結果、SVZのほとんどのLTα陽性細胞にGFAPの発現を、一部のLTα陽性細胞に神経幹細胞のマーカーであるnestinの発現を認めたが、PSA-NCAMの発現は全く認められなかった。また、VZの上衣細胞においてnestinとLTαとの共存が認められた。したがって、LTαはSVZの神経幹細胞やアストロサイト系譜細胞を含むtype B細胞、及びVZの上衣細胞に発現し、グリア新生、グリオーマ形成、及びそれらの分化に関与する可能性が考えられる。さらに、以前に報告したようにTROYもSVZのtype B細胞やtype C細胞に発現していること、TROYがグリオーマ細胞からアストロサイトへの分化を誘導することから、LTα-TROYのシグナルがSVZのtype B細胞からアストロサイトへの分化や、グリオーマ細胞からアストロサイトへの分化に関与している可能性が期待できる。
超微細金属粒子を保持した機能性高分子の開発とその応用

1.本研究は、超微細金属粒子を従来とは異なる全く新しい方法で安定に保持した機能性高分子を合成し、これを触媒として、高選択率かつ高収率での合成反応および高効率での光エネルギー変換に応用しようとするもので、その第一段階は、低分子ミセルに保護された超微細金属粒子分散液の調製である。本研究では種々の還元法を検討し、水素還元法および光還元法が有効であることを明らかにした。特に光還元法は、粒径が小さくしかも粒径分布の狭いコロイド分散液が得られるという特徴を有する。2.次に、不飽和界面活性分子集合体に包埋した白金超微粒子を光還元法で調製した後、紫外線またはr線照射により不飽和界面活性分子を重合して、超微細白金粒子を保持した高分子を合成することに成功した。3.1)白金超微粒子を保持した高分子集合体を触媒として、オレフィン類の接触水素化反応を行ったところ、高い触媒活性が明らかとなった。特に、ポリエーテル鎖を親水基として有する非イオン性界面活性分子を用いた時に、最も活性が高かった。基質として、長鎖脂肪酸を用いると基質分子中の二重結合の位置によって、水素化速度が異なるという事実が明らかとなった。この位置選択性は、ミセルによる基質の可溶化の効果と考えられ、今後、より選択的な水素化触媒としての展開が期待される。2)超微細白金粒子を保持した高分子化ミセルを、トリス(2,2'-ビピリジン)ルテニウム(【II】)錯体(Ru【(bpy)(^(2+)_3)】)/メチルビオロゲン(【MV^(2+)】)系における可視光誘起水素発生の触媒として用いたところ、従来の白金触媒に比べて、高い活性と安定性を有することが明らかとなった。特に、非イオン性高分子化ミセル系は、イオン性のものよりも高い活性を示した。これは、非イオン性親水基が、高効率での電荷分離および電子伝達に有効に作用したものと考えられる。
リーマン幾何と離散幾何との関連の最小性の観点からの研究

本研究は極めて多岐に渡っているが,ここでは特に,鋭角三角形分割,曲線の全曲率,正四面体が通る平面の穴,楕円面の最小跡について述べる.正20面体の表面を8個の非鈍角三角形に三角形分割でき,また,12個の鋭角三角形で三角形分割できることを示し,更に,その個数評価は最良の結果であることを論文にまとめ公表した.正12面体の場合は,表面を10個の非鈍角三角形に分割でき,これが最良の結果である.また,14個の鋭角三角形に分割でき,11個以下には分割できないことを示した.更に,楕円面,一般の凸曲面や,3次元の場合の考察もおこなった.球面上に曲線の長さと始点と始方向,終点と終方向を与えたとき,それを結ぶ曲線でその全曲率が最小のものを求め,長さがπ/2以下という制限のみで,大円弧,小円弧の組み合わせからなり,小円弧は高々1個で大円弧は高々3個であることを示すこと出来た.正四面体が通る平面上の穴で,直径と幅の可能な限り最も小さい穴を構成した.更に,4次元5次元において,同様の問題を考察し,論文にまとめた。また,穴の形が円と正方形に限る場合の最小の直径を決定する事も出来た.楕円面の一般の点の最小跡がその対称点を通る曲率線上の弧であることを示すことに成功した(清原氏との共同研究).更に,Jacobiの最後の定理(楕円面では第1共役跡がちょうど4つの尖点を持つ)に精密な証明を与えることが出来た.また,一般の二次曲面についてもほぼ同様の結果(非コンパクトの場合には,2つの弧となる場合と連結になる場合があるが,)を二次曲面を拡張した,ある種のLiouville計量で考察することによって得た.また,凸曲面の最遠点や,開曲面の閉測地線数についても研究した.本研究は極めて多岐に渡っているが,ここでは特に,鋭角三角形分割,曲線の全曲率,正四面体が通る平面の穴,楕円面の最小跡について述べる.正20面体の表面を8個の非鈍角三角形に三角形分割でき,また,12個の鋭角三角形で三角形分割できることを示し,更に,その個数評価は最良の結果であることを論文にまとめ公表した.正12面体の場合は,表面を10個の非鈍角三角形に分割でき,これが最良の結果である.また,14個の鋭角三角形に分割でき,11個以下には分割できないことを示した.更に,楕円面,一般の凸曲面や,3次元の場合の考察もおこなった.球面上に曲線の長さと始点と始方向,終点と終方向を与えたとき,それを結ぶ曲線でその全曲率が最小のものを求め,長さがπ/2以下という制限のみで,大円弧,小円弧の組み合わせからなり,小円弧は高々1個で大円弧は高々3個であることを示すこと出来た.正四面体が通る平面上の穴で,直径と幅の可能な限り最も小さい穴を構成した.更に,4次元5次元において,同様の問題を考察し,論文にまとめた。また,穴の形が円と正方形に限る場合の最小の直径を決定する事も出来た.楕円面の一般の点の最小跡がその対称点を通る曲率線上の弧であることを示すことに成功した(清原氏との共同研究).更に,Jacobiの最後の定理(楕円面では第1共役跡がちょうど4つの尖点を持つ)に精密な証明を与えることが出来た.また,一般の二次曲面についてもほぼ同様の結果(非コンパクトの場合には,2つの弧となる場合と連結になる場合があるが,)を二次曲面を拡張した,ある種のLiouville計量で考察することによって得た.また,凸曲面の最遠点や,開曲面の閉測地線数についても研究した.鋭角三角形分割(T. Zamfirescuとの共同研究)に関しては、正20面体の表面を12個の三角形を持ちうる鋭角三角形分割を構成し、それが最小個数であることを示し、それを論文にまとめた。また、正12面体に関する類似の結果(14個の三角形からなる鋭角三角形分割があり、11個以下はない)をまとめた論文の修正を行った。更に、球面三角形の場合の結果を公表した。また、前原は、一般の多角形に対して考察している。全く別の観点から鋭角三角形分割とcircle packingとの関連が分かり、今後の発展が期待される。更に、3次元ユークリッド空間や平坦トーラスの鋭角三角形分割も考察した。一般のリーマン多様体に対して鋭角三角形分割をどのように定義するべきかは、極めて興味深い問題と思われる。球面上の曲線の全曲率(始点,終点,始方向,終方向と長さを与えたとき、始点と終点を結ぶの全曲率最小の曲線を求める問題)に関して、与える条件に少しの制限がある場合には,大円弧,小円弧,大円弧の部分からなる1階微分可能な曲線であることを示した(榎本氏との共同研究).また,一般の場合にも、今一歩のところで、Z型の折れ大円弧の場合を含む結果が得られることが分かり興味深い.更に、離散のバージョンでも類似結果をおおむね得ている。

以前、ある種の曲面(トーラスや射影平面)について、一点の最小跡の長さが、その直径の2倍以上になる点が存在することを示したが、一般に、n点の最小跡の長さに関しても類似の結果(直径のπ倍になるように点を取れる)を示し、凸曲面の場合には、任意の2点以上の最小跡の長さは、その直径の半分より長いであろうという予想を立て、それに関する部分的回答を得て、論文にまとめた。(T.Zamfirescuとの共同研究)。鋭角三角形分割(T.Zamfirescuとの共同研究)に関しては、正20面体の表面の場合に続いて、正12面体に関する類似の結果(14個の三角形からなる鋭角三角形分割があり、11個以下はない)をまとめた論文の更なる修正を行った。また、楕円面上の鋭角三角形分割がおおむね127個の三角形から構成できることが分かり、論文にまとめることを検討している。これは、一般の凸曲面の場合を考察していく上でその足がかりとなることが期待される。更に、3次元ユークリッド空間や平坦トーラスの鋭角三角形分割の考察も少しずつではあるが進展している。球面上の曲線の全曲率(始点,終点,始方向,終方向と長さを与えたとき、始点と終点を結ぶの全曲率最小の曲線を求める問題)に関して、昨年に続いて、大円弧,小円弧の組み合わせからなる曲線であるが、更に、小円弧は高々1個で、大円弧は高々3個であることが、長さがπ/2以下という制限のみで示すこと出来た(榎本氏との共同研究)。更なる拡張も期待されるし、離散のバージョンでの類似の結果も興味深い。曲面のエンドと閉塞血栓の個数の関係では、エンドを3つ持つ曲面のには閉測地線が存在し、単純閉測地線を持たないエンドが3つの曲面もあることを示した。また、エンドが4つ以上の曲面には単純閉測地線が無限個あることも分かった。新たな問題として、楕円面上の最小跡は弧となることが、以前から概ね予想されていたが証明がなかった。R.Sinclairと作った曲面上の最小跡を求める計算ソフトThawによって、与えられた点の対称点を通る曲率線上の弧となることが予想され、清原氏との共同研究で精密な証明を与えることができた、更に、共役跡が丁度4つのcuspを持つことも示し、Jacobiの問題も同時に解決した。鋭角三角形分割に関しては,昨年度までで十分な進展があり,今年度は更に研究を深めるために一般の凸曲面の場合や,一般次元ユークリッド空間等の鋭角三角形分割を考察するための準備を進めた.正四面体が通る平面上の穴で,直径と幅の可能な限り最も小さい穴を構成した.更に,4次元5次元において,同様の問題を考察し,論文にまとめた(Zamfirescu氏との共同研究).また,穴の形が円と正方形に限る場合の最小の直径を決定する事も出来た.曲線の全曲率(始点,終点,始方向,終方向と長さを与えたとき、始点と終点を結ぶの全曲率最小の曲線を求める問題)(榎本氏との共同研究)に関しては,昨年度までは,2次元でしか議論が出来なかったが,3次元ユークリッド空間においての,全曲率最小の曲線の候補がおおむね1回か2回の折れ線分であることが概ね分かり,現在,細かいところをチェックしているところで,引き続き研究することが期待される.昨年度始まった問題として,楕円面上の最小跡は弧となること(清原氏との共同研究)の証明に成功したが,今年度は更に,全ての二次曲面においても同様のことを示した.これは,Liouville曲面といわれる可積分条件をみたす計量を持つ曲面のうちで,ある種の条件を仮定すれば,楕円面と同様に最小跡が弧となることを示すことによって,その応用として得ることが出来た.現在,論文の執筆中であるが,更に,一般次元についても同様の問題を考察することが急務である.この場合は,最小跡は1次元低い円盤と同相であることが予想される.
量子干渉型メタマテリアルの構造変形を伝達関数としたナノ空間局在フォトンモード制御

高感度な光学式フォースセンサとして誘電体層を空気に置き換えたエアギャップ構造をもつMIMメタマテリアルを提案した。エアギャップによって光学特性が変化するMIMメタマテリアルを設計し、実際に製作・測定を試みた。RCWA法を用いてナノドット構造型のMIMメタマテリアルでは誘電体層を空気にしてもMIMメタマテリアル特有の光学特性が生じることを示した。共振波長のエアギャップ依存性はエアギャップの値によって変化するが、エアギャップに対する共振波長のシフト量はエアギャップが40 nm以下の狭い領域で常にファブリ・ペロー干渉型よりも大きな値になり、光学式フォースセンサへの応用の可能性を示した。リフトオフプロセスでAl / SiO2ナノドットアレイを十分な精度で製作することに成功した。Al薄膜を成膜したダイアフラム構造に荷重をかけ、Al薄膜をAl / SiO2ナノドットアレイに近づけることでエアギャップを制御し、MIMメタマテリアルの反射スペクトルの測定を行った。製作したMIMメタマテリアルに荷重をかけるとMIMメタマテリアル特有の反射スペクトルのディップが生じた。所定の荷重範囲で共振波長が14301631 nmと変化し、光学特性変化の傾向は計算結果と一致した。以上のことから、エアギャップの微小変位に対して光学応答を示す可動MIMメタマテリアルを製作し、計算結果と同様な光学特性変化の実証に成功した。機械的に構造変形するメタマテリアルの構造変形を伝達関数とし、入力を外力、出力を局在フォトンモードとする物理量トランスデューサを構築し、光学式フォースセンサとしてその特性を評価した。各物理量に適した伝達関数の設計を行う観点からデバイスを設計することができ、その光学応答特性を理論と実験の両面から明らかにした。本研究では、機械的に構造変形する量子干渉型メタマテリアルの構造変形を伝達関数とし、入力を外力、出力を局在フォトンモードとする物理量トランスデューサを構築し、各物理量に適した伝達関数の設計や応答特性を明らかにする。超高感度計測や超小型光処理技術の実現を目指す。本年度は、デバイスの光学設計、機械設計、デバイスの試作、プロセスの条件出しを行った。デバイスの光学設計はMaxwell方程式の厳密解を求めるRigorous coupled-wave analysis法による数値計算手法を用いた。その結果、石英基板上のメタマテリアル、空隙、石英製自立膜に形成されたAu薄膜で構成されるデバイスを設計することができた。本デバイス構成では、任意のメタマテリアルパターンをデバイスに埋め込むことができるため、今後の再設計で得られるより高性能なメタマテリアルにデザインを変更したり、応用に合わせて最適なメタマテリアルパターンを選定することが可能であり、汎用性をもたせた。数値計算により、空隙変化に伴うメタマテリアルの光学スペクトル変化の関係を算出した。メタマテリアルの共振波長付近において透過・反射スペクトルが鋭く変化するため、共振波長付近の光学スペクトルに注目し、空隙変化と共振波長変化の関係を定量的に求めた。数値計算により、空隙変化に伴う共振波長の変化が大きなメタマテリアルの構造を設計した。機械設計を行い、石英製自立膜にかかる荷重と空隙間距離の変化の関係を材料力学を用いて算出した。プロセスの条件出しを兼ねてデバイスの試作を行った。最後までプロセスを通すことで各工程における加工の条件出しを行った。Maxwell方程式の厳密解を求めるRigorous coupled-wave analysis法による数値計算を用いて、デバイスの設計を行った。石英基板上のメタマテリアル、空隙、石英製自立膜に形成されたAu薄膜で構成され、石英製自立膜に力がかかることで、メタマテリアルとAu薄膜との空隙間距離が変化し、それに伴う反射スペクトルの変化を数値計算で求めることができた。また、空隙間距離の変化に対して、よりスペクトル変化の大きなメタマテリアル構造を探索し、従来のファブリー・ペロフィルタよりも大きなスペクトル変化量を得ることができた。また、石英製自立膜のたわみと荷重の関係を算出するための力学設計を行った。以上より、本年度の計画であるデバイスの光学設計および機械設計はおおむね順調に進展していると言える。また、プロセスの条件出しを兼ねてデバイスの試作を行った。空隙間距離が目標より大きな値となってしまい改善が必要であるが、プロセスを最後まで通すことで、各工程における加工の条件出しを行うことができた。以上より、本年度の計画であるプロセス条件だしもおおむね順調に進展していると言える。メタマテリアルは、金属サブ波長構造を単位素子とした人工光学材料であり、フォトニック結晶よりも小さなナノ光共振器を実現し、プラズモニック共振器よりも設計自由度が高い。局在表面プラズモン共鳴が生じる共振波長はメタマテリアルの微小な構造変形によって大きく変化する。この特徴からメタマテリアルは、可変光フィルタとしてセンサやディスプレイ、光通信分野などへ応用が期待される。本研究では、機械的に構造変形するメタマテリアルの構造変形を伝達関数とし、入力を外力、出力を局在フォトンモードとする物理量トランスデューサを構築し、各物理量に適した伝達関数の設計や応答特性を明らかにする。本年度はエアギャップ構造を持つ可変メタマテリアルの設計を行い、エアギャップの変化により反射率の制御が可能であることを検討した。また、ナノドットアレイ構造の製作を行い、反射率特性を評価した。提案するメタマテリアルはA uのナノドットアレイで構成されている。別の基板を用いてエアギャップを持つように配置する。エアギャップが存在する状態をOFF状態、エアギャップが0 nmに近い状態をON状態とし、ON / OFFでの光学特性を変化させる。

エアギャップ01000nmの範囲での入射光に対する反射率をRCWA (Rigorous Coupled -Wave Analysis)法によりシミュレーションを行った。共振波長において、ON / OFF状態で80%程反射率が変化することを確認した。ナノドットアレイの製作工程は、SiO2基板上にAu、SiO2、Crをスパッタリングで成膜する。次に、電子線描画を用いてレジストをパターニングし、ドライエッチングを行う。ナノドットアレイと別基板を、エアギャップを持って重ねた状態で外力を加え、ON / OFF状態での反射率の測定を行った。製作したナノドットアレイのSEM (Scanning Electron Microscope)画像観察から、構造の側面がテーパー状になることもなく、十分な精度でナノドットアレイを製作することができている。また、光学特性評価により、ON状態では波長1210 nm付近で共振が起き、反射率のディップが生じていることが確認でき、ON / OFF状態で光学特性が大きく異なることが確認できた。以上のことから、デバイスの基本構造部の製作まで行い、光学特性評価から構造変形による反射率変化を確認することにも成功しており、おおむね順調に進んでいると言える。高感度な光学式フォースセンサとして誘電体層を空気に置き換えたエアギャップ構造をもつMIMメタマテリアルを提案した。エアギャップによって光学特性が変化するMIMメタマテリアルを設計し、実際に製作・測定を試みた。RCWA法を用いてナノドット構造型のMIMメタマテリアルでは誘電体層を空気にしてもMIMメタマテリアル特有の光学特性が生じることを示した。共振波長のエアギャップ依存性はエアギャップの値によって変化するが、エアギャップに対する共振波長のシフト量はエアギャップが40 nm以下の狭い領域で常にファブリ・ペロー干渉型よりも大きな値になり、光学式フォースセンサへの応用の可能性を示した。リフトオフプロセスでAl / SiO2ナノドットアレイを十分な精度で製作することに成功した。Al薄膜を成膜したダイアフラム構造に荷重をかけ、Al薄膜をAl / SiO2ナノドットアレイに近づけることでエアギャップを制御し、MIMメタマテリアルの反射スペクトルの測定を行った。製作したMIMメタマテリアルに荷重をかけるとMIMメタマテリアル特有の反射スペクトルのディップが生じた。所定の荷重範囲で共振波長が14301631 nmと変化し、光学特性変化の傾向は計算結果と一致した。以上のことから、エアギャップの微小変位に対して光学応答を示す可動MIMメタマテリアルを製作し、計算結果と同様な光学特性変化の実証に成功した。機械的に構造変形するメタマテリアルの構造変形を伝達関数とし、入力を外力、出力を局在フォトンモードとする物理量トランスデューサを構築し、光学式フォースセンサとしてその特性を評価した。
マクスウェルの方程式ならびにラメの方程式に対する逆問題の解析手法の開発

ラメ方程式およびマクスウェル方程式を主に等方性のある媒質で考察し、弾性係数などの物理的な性質が空間変数に依存するとする。このとき、境界近くの観測によってそれらの係数を決定するという逆問題の数学解析を行った。この逆問題の物理的な重要性は、たとえば弾性体の逆問題の場合を考えると明らかである;境界での応力に対応する法線微分によって媒質内部の密度分布を決定するという問題になり、地球の内部構造の決定、物理探鉱学および非破壊検査などにおける基本的な問題となる。この種の問題に対しては実用・応用上の必要からおびただしい数値計算結果がある。数学解析からの結果として要求されることは一意性・安定性などの適切性であり、これが未知係数の構成の近似解法のために必要不可欠であるだけではなく、数学の立場から応用分野の研究者に明らかにしなくてはならない知見である。しかしながら世界的にみても数学解析からの決定的な結果は知られていなかったが、数学解析的な成果が本研究計画の枠組みで明らかにされた。研究分担者は主にデイリクレ・ノイマン写像を用いる定式化に関して研究成果を挙げた。この定式化では境界値の観測の反復(一般には無限回)を要求されているが数学的に満足すべき一意性が証明された。研究代表者はCarleman評価とよばれる手法に基づいて有限回の観測データによって本逆問題に関して妥当な条件のもとで領域全体にわたって一次のオーダ(Lipschitz連続性)の安定性を確立した。その結果としてHadamardの意味での適切性を示した。これらの解析的成果は有効な数値解析手法の開発のために有効である。本研究の目的は、電磁気学および弾性体に関する基礎方程式である非定常マクスウェル方程式ならびにラメの方程式の係数を境界観測によって決定するという逆問題に対して以下の二つの課題に関して研究を遂行することを目指している:(1)数学解析の成果、特に一意性・安定性を確立すること。(2)逆問題の数値解析のために有効な解析手法である正則化手法を数学解析の成果に立脚して開発すること。(1)に関して実施したもののうちで主要なものは以下のとおりである。(a)分担者の中村玄教授と研究連絡を行ない、当該分野の数学的な知見について研究連絡をおこなった。b)本課題である弾性体の逆問題の数学解析のために有効な解析方法の1つにカルレマン評価とよばれる重み付き評価式がある。カルレマン評価の逆問題への応用は主に旧ソ連邦で集中的に行われてきた。そのためいまだにそこでなされた数学的成果が周知のものとなっておらず、今後の研究の進展の妨げとなっている。そこでこの分野で顕著な成果を挙げたA.アミロフ教授を招聘してサーベイを行い、あわせて本研究代表者と平坦な境界における観測データによる逆問題に関して共同研究を開始した。(2)に関して実施したもののうちで主要なものは以下のとおりである。正則化の新たな手法の開発のために程晋教授ならびにB.ホーフマン教授を招聘して研究連絡を行った。
食道の炎症と腫瘍におけるマクロファージ遊走阻止因子の役割の解析

上部消化管、特に食道疾患におけるマクロファージ遊走阻止因子(MIF)の役割について基礎的検討をした。ラット消化管においてMIFの発現は他の消化管とくらべ低い傾向を示した。新しいMIF活性阻害治療としてMIFDNAワクチンを開発し、下部消化管炎症において炎症の抑制効果を示した。MIFノックアウトマウスによる解析でMIFの欠落では無刺激または刺激下において胃酸分泌は野生型マウスと比べ有意な変化を示さなかったが、薬剤性の上部消化管炎症に対して抵抗性を示した。その抵抗性の機序の一つとして熱ショック蛋白の発現を介している可能性が示唆された。マウス好酸球性食道炎モデルにおいて、MIF活性阻害により好酸球浸潤が抑制される傾向を示した。マクロファージ遊走阻止因子(MIF)は活性Tリンパ球より分泌され遅延型アレルギー反応など細胞性免疫に関与する液性因子として発見され,様々な炎症性疾患でMIFの発現が増強し病態の増悪に関与する因子である.消化管の炎症性疾患や腫瘍性疾患におけるMIFの役割も徐々に証明されてきており,病態形成において重要な役割を持ち、特に難治性疾患に対するターゲット分子として注目されている。マウスモデル消化管疾患においては抗MIF抗体投与による炎症の抑制や腫瘍増殖の抑制が確認され,MIF活性阻害による治療がヒトでも期待されている。本研究課題での当該年度の目標として、食道炎マウスにおけるMIFの解析および食道上皮細胞、食道癌細胞におけるMIFのin vitroでの機能を検討することであった。全体計画としてはさらに抗MIF抗体やMIF活性阻害剤(ISO-1)などを用いた新規治療法を開発することを目的としている。まず,逆流性食道炎などで起きる胃液(胃酸)の食道逆流が野生型マウスとMIFノックアウトマウスで差が見られるか解析したが、胃酸分泌量には有意差を認めず、また、胃酸分泌刺激を薬剤を用いて誘導したが、これも野生型マウスとMIFノックアウトマウスの胃酸分泌量に差を認めなかった。この結果は当該年度に論文投稿し掲載された。次に,難治性であり原因が不確定である好酸球性食道炎についてマウスでの解析を行うため、マウス食道組織の好酸球浸潤・他の免疫細胞浸潤およびMIF染色陽性細胞について検証したところ,健常の野生型マウスではMIF陽性細胞や好酸球浸潤がほとんど見られず,MIFノックアウトマウスにおいても好酸球浸潤はほぼ見られなかった。好酸球性食道炎はアスペルギルス抗原を用いて作成を試みており,疾患マウスの食道組織の解析を進めている。本研究では食道疾患、特に食道の炎症においてマクロファージ遊走阻止因子の発現やその役割について解明することを目的としているが、そのために、まず動物実験モデルを用いた検証を試みた。まず、逆流性食道炎に関与する胃酸分泌についてマウス胃における基礎分泌量とベタネコールによる刺激による酸分泌量の変化について解析したところマクロファージ遊走阻止因子(MIF)ノックアウトマウスと野生型マウスではいずれの条件でも胃酸分泌量に差は見られなかった。したがって逆流性食道炎の発症メカニズムについてはMIFの関与は酸分泌の加減によるものではなく免疫細胞、上皮細胞での働きなどの要因が示唆された。食道炎について好酸球性食道炎もあり原因解明が試みられているがこれらに関するMIFの関与を検討するためマウス好酸球食道炎モデルとしてアスペルギルス抗原を投与し発症させるモデルを作成した。抗原未投与マウスと比ベアスペルギルス抗原投与マウスは好酸球が粘膜層に浸潤している数量が増加していたが粘膜上皮の破壊などは見られないものであったため、この食道炎の評価は組織学的所見の評価だけでなく好酸球を含めた免疫細胞の浸潤や炎症マーカー(サイトカインなど)の解析も必要であると考えられる。また好酸球性食道炎マウスの食道組織をMIF免疫染色を施行し食道粘膜内の免疫細胞に発現が認められ、アスペルギルス抗原未投与マウスの食道組織と比べるとその発現の数量が高い傾向がみられた。本研究では食道疾患、特に食道の炎症においてマクロファージ遊走阻止因子(MIF)の発現やその役割について解明することを目的としているが、そのために、まず動物実験モデルを用いた検証を試みた。まず、食道炎について好酸球性食道炎などの難治性食道炎についてMIFの関与を検討するためマウス好酸球食道炎モデルとしてアスペルギルス抗原を長期的に投与し発症させるモデルを作成した。抗原未投与マウスと比べアスペルギルス抗原投与マウスの食道組織を採取しLUNA(ルナ)染色にて好酸球の所在や数量について解析した。

ルナ染色では未治療マウスの消化管においては食道やでは殆ど見られなかったが、大腸ではその陽性細胞が食道粘膜より多くみられた.またマウス食道組織についてMIF免疫染色を行ったところ、MIF染色陽性細胞は免疫細胞系が主体であり、好酸球だけではなくリンパ球などの様々な免疫細胞に認められた。アスペルギルス抗原投与による食道粘膜内のMIF染色陽性細胞数は増加していたが、それらは好酸球主体でなく様々な免疫細胞に発現が見られた。この食道炎モデルについて野生型マウスとMIFノックアウトマウスを用いて比較検討したところ、好酸球浸潤数を含め免疫細胞系の数量はMIFノックアウトマウスで少ない傾向を示した。さらに我々が開発したMIFDNAワクチン投与による食道炎の変化について解析した。組織学的にはコントロール群、ワクチン治療群とも上皮を含めた組織破壊を伴う食道炎は起きず、食道粘膜内の免疫細胞の浸潤がワクチン治療群で少なくなる傾向を示した。これらの結果を元に、現在食道組織におけるILー13などのサイトカイン量について解析を進めており、MIFDNAワクチンによる好酸球食道炎の治療効果にさらに客観的なデータを上乗せできるよう試みており論文化などの成果発表の準備を進めている。マウス好酸性食道炎モデルにおいて食道の炎症所見がばらつくためアスペルギルス抗原の投与のタイミングや投与量についての調整が難航しているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。アスペルギルス抗原投与による食道炎の調整以外にもオバルブミン投与による好酸性食道炎モデルでの検証などを進めていく予定である。さらにMIF活性阻害剤(ISO-1,抗MIF抗体、MIFDNAワクチン)を投与しその活性の抑制による炎症の変化を検証していく予定である。
飛騨山脈，立山カルデラの重力断層の現在の活動状況と活動をもたらす要因の解明

立山カルデラの外縁部に位置する室堂山の重力断層の現在の動きを把握するため、重力断層周辺に10ヶ所測点を設置した。設置は2018年9月19日に行い、9月20日に2周波GPSで測点位置のstatic測量を実施した。約一ヶ月後の10月23日に測点の位置を再びGPSで測量した。測点に用いた金属ボルトの先端は、ねじが切ってあり、GPSアンテナを直接取り付けることができる。誤差は12cmである。測点位置の解析を行ったところ、観測期間の約1ヶ月間では、有意な位置変化が観測されなかった。このことから、重力断層の動きを把握するには、測定間隔を数ヶ月1年間程度まで長くとる必要があることが分かった。2018年10月23日には、ドローン(DJI社製Phantom4pro)を使って重力断層周辺を空撮した。撮影高度を40m前後と低めに設定し、200枚程度撮影した。画像データをSfMソフトで解析して、オルソモザイク画像を作成した。オルソモザイク画像からは、国土地理院や林野庁撮影の既存の空中写真では範読できなかった割れ目の幅10cm程度の小規模な重力断層が、現在の重力断層の斜面下方に存在していることが分かった。過去の空中写真の比較から重力断層の動きを把握するため写真測量ソフトウェア(Hexagon Geospatial社製IMAGINE Photogrammetry)を購入・インストールし、既存の空中写真から地形データを収集できる環境を整えた。また、重力断層が分布している立山カルデラ周辺の高解像度空中写真データ(1947・1953年米軍撮影、1967・1977・1985・2000・2006年国土地理院撮影、1963年林野庁撮影)を収集した。当初の想定では、室堂山の重力断層が年間1m弱程度動いていて、測点を1ヶ月間隔で測量すれば、断層の動きを把握できると見込んでいた。しかし、1ヶ月間隔では、測点の有意な位置変化が観測されなかった。このことから、断層の動きを把握するには、測定間隔を数ヶ月1年間程度まで長くとる必要があり、現在の断層の動きを把握できるのは早くても2019年秋ごろになることが分かった。2018年度の現地観測から室堂山周辺の重力断層は当初の想定よりも動きが遅い、もしくは、現在、ほとんど動いていない可能性が出てきた。このため、2019年度からは弥陀ヶ原の立山カルデラ展望台周辺や立山カルデラ東部の鳶山周辺にみられる重力断層も調査対象に加え、立山カルデラ外縁部の重力断層の現在の活動状況を明らかにしていく。また、写真測量ソフトウェアを運用できる環境が整い、過去70年間の立山カルデラ周辺の高解像度空中写真データも収集済みである。このため、2019年度からは現地観測だけでなく、空中写真測量による過去数十年間の重力断層の動きを明らかにする調査も重点的に行っていく予定である。

このため、2019年度からは弥陀ヶ原の立山カルデラ展望台周辺や立山カルデラ東部の鳶山周辺にみられる重力断層も調査対象に加え、立山カルデラ外縁部の重力断層の現在の活動状況を明らかにしていく。また、写真測量ソフトウェアを運用できる環境が整い、過去70年間の立山カルデラ周辺の高解像度空中写真データも収集済みである。このため、2019年度からは現地観測だけでなく、空中写真測量による過去数十年間の重力断層の動きを明らかにする調査も重点的に行っていく予定である。2018年10月23日、重力断層の空中写真撮影中、使用していたドローンが着地に失敗し、機体の一部が破損した。2018年度の次年度使用額(B-A)と2019年度の直接経費の一部を合算して、ドローンを新規購入する必要が出てきた。このため、2018年度の次年度使用額(B-A)が発生している。
プラトンにおける「死後の神話」の哲学的意義の国際的研究

G. Ferrari, S. Obdrzalekを招き、東北大学にてシンポジウム「プラトンの神話」を開催した。『国家』第10巻の「エルの神話」における<あの世での、これから生きる生の選択>についての英語論文を国際プラトン学会大会(慶應義塾)で発表し(審査有)、改訂版を電子ジャーナル誌PLATOに掲載した(査読有)。『法律』第10巻の、死後の魂の再配置の話についての日本語論文をギリシャ哲学セミナー大会(専修大学)で発表し、同セミナー『論集』に掲載した。『法律』のこの話が置かれた文脈(宗教法)についての英語論文をシンポジウム「自由と国家ープラトンと古典的伝統」(オクスフォード大学)で発表した。本年度は主にプラトン『国家』結びの「エルの神話」の哲学的意義の解明を行なった。2010年8月2-7日に慶應義塾(三田)で開催された国際プラトン学会大会(テーマは『国家』)に参加し、6日に'The Choice of Life in the Myth of Er'と題する研究発表を行なった。「エルの神話」における生の選択を、人間がこの生で行なう選択の寓意的表現としてではなく、字義通り、死後に魂がハデスで行なうこととして解釈しても、生と死の交替をへめぐる魂の旅路についての相当程度一貫した、しかもプラトンの基本的思想にもそぐう描像が得られることを示した。内外の研究者との議論をふまえ発表原稿を改訂し、同大会のSelected Papersのために投稿した。8月10日に東北大学にてGiovanni Ferrari氏(カリフォルニア大学バークレイ校),Suzanne Obdrzalek氏(クレアモント・マッケナ・カレッジ)をスピーカーとする、「プラトンの神話」と題するシンポジウムを開催し、また両氏から専門的知識の提供を受けた。プラトンが人間の受肉の事態をどの程度ペシミスティックに捉えているかという興味深い問題が浮上した。また、神話と自由の関連の多層性が明らかになった。『理想』(2011年3月。「プラトンの「国家」論」特集号)に「ジョヴァンニ・フェラーリの『ポリテイア』解釈の一端」と題する論文を発表し、『国家』でソクラテスがグラウコン・アデイマントスと対話していることの積極的意義(哲人王の理想にひきつけることで、両兄弟を静寂主義者の殻から引きずり出す)を捉えるフェラーリの興味深い読み筋を紹介・考察した。『国家』のエルの神話については、前年度国際プラトン学会大会での発表原稿の改訂版が同学会の査読付きインターナット・ジャーナルPlatoの2011年12月公開の号に掲載された(題名はいずれも'The Choice of Life in the Myth of Er')。改稿に当たり(1)筆者は必ずしもハデスでの生の選択の寓意的解釈を否定せず、神話の多層的意味合いの一つの層の解明として字義的解釈を試みていることを明らかにし、(2)ハデスでの生の選択に際し魂は生の選択肢について何を知っており何を知らないかの特定を糟緻化する、などにより議論の水準や説得力を高めた。『法律』第10巻の神話については、19月のギリシャ哲学セミナー大会にて発表を行い、大会での質疑応答等をふまえた改訂版が同学会の『ギリシャ哲学セミナー論集』インターネット版の3月公開の号に掲載された(「プラトン『法律』第10巻903a-905dの、神による魂の再配置の話について」)。死後の罰にふれるプラトンの他の神話と違い『法律』のそれには、罰が魂を改善するという考えが見られないようである点を指摘した。これは『法律』の議論の哲学的水準の制限と関連すると思われる。また、死後の賞罰の陰に隠れるように生時の賞罰も言及されることを、(1)死後に焦点を合わせたのは、話を聴く者の理解力の金体的水準に合わせてのと乏で、(2)しかし生時の賞罰にも触れたのは、このより難解な点もできるだけ聴き手に理解してほしかったからだと分析した。これは共同体統治の場面でのかかる言説力移種の人々に同時に向けられる事態の反映だろうと示唆した。なお第10巻で、客人と無神論の若者との想定問答がなされる場面と、マグネシアで宗教が語られる場面(精神健全化院での説諭を含む)の区別の必要を説いた。重要な両テクストについて新たな視点からの解明がなされたことと思う。2014年4月27日、慶應日吉でのシンポジウム'Plato and Rhetoric'で'Persuasion in Plato's LAWS'と題する発表を行ない、『法律』の「死後の神話」が置かれた文脈である、客人による若き無神論者の「説得」の特質を解明した(『法律』の「死後の神話」自体の主題的解明はすでに行っており、本発表はそこでの洞察を深めるもの)。

『中世思想研究』に「トマスの存在理解をめぐる上枝氏の提題に寄せて」を発表し、自体存在を措定するプラトン主義的体系の言語の特質・一貫性を解明し、プラトンの神話の言語を考察する視角を提示した。2013年9月22日、新プラトン主義協会大会シンポジウムにて「プラトンらと無限」と題する提題を行ない、<極限的なもの>に関するプラトンの思考の特質を明らかにし、死後の状況をめぐる彼の思索を考察する視座を提示した(提題原稿は同協会機関誌に投稿中)。日本西洋古典学会大会(東京大学駒場、6月1-2日)、日本倫理学会大会(愛媛大学、10月4-6日)、中世哲学会大会(11月9-10日)に参加し、プラトンの「死後の神話」および関連するテーマについて研究意見交換を行なった。国際プラトン学会大会(ピサ、7月15-20日。6泊7日)に参加し、イデア認識の忘我的体験としての側面について研究意見交換を行ない、また研究打ち合わせ、資料調査を行なった。11月23日京都大学にてR. Benitez教授と想起説に関する研究意見交換を行なった。『法律』の「死後の神話」(特にそれが国家統治に果たすとされる役割)についての英語論文を海外の査読付き雑誌に投稿予定。本研究は、同じ研究代表者による、平成26年度からの科研基盤(C)「西洋古代の魂不滅説・滅亡説の論拠・含意に関する哲学的研究」における、プラトンの魂不滅説の研究の基礎として役立てられるであろう。国内外の諸研究者との意見交換や文献の収集・読解を通じて、プラトンの死後の神話が持つ哲学的意義について、『法律』におけるそれを中心にさらに解明を進めた。8月7日、オクスフォード大学にての学会'Freedom and State: Plato and the Classical Tradition'にて'How free Magnesians are to speak and think about the gods --aremark on the city of Plato's LAWS'と題する発表を行なった。『法律』第10巻の死後の神話が国家統治のイデオロギーとしていかに機能させられるかについて、あるリベラルな解釈を退けつつ論じた。ゲルツ(コメンテータ)、ブラウン、クープ、マロモドロの諸氏と有益な議論を行なった。10月5-6日にペンリルヴァニア大学にての「プラトンを解釈するーチャールズ・カーンの栄誉を称えるコンフェランス」に参加し、カーン、パターソンらとプラトンの死後の神話について有益な意見交換を行なった。11月11日、中世哲学会大会のシンポジウム「中世におけるプラトニズム」にて「トマスの存在理解をめぐる上枝氏の提題に寄せて」と題する提題発表を行なった。トマスを差し当たりの素材とし、直接には非神話的言説を主題領域としながらも、イデア論と超越者認識の関連、超越者についてどう語り得、どう語り得ないか、の原理的問題に論及、神話的言説にまつわる諸事情を逆照射した。雑誌論文2本(うち1本は査読付きの国際ジャーナル)を発表し、学会発表を1つ行ない、『国家』と『法律』の死後の神話について独自の視点からの解釈を提示しえた。25年度が最終年度であるため、記入しない。プラトンの死後の諸神話のうち『国家』・『法律』に集中し、その哲学的意味の解明をおおむね順調に行なってきた。哲学的重要性から、この集中は正しかったと思われる。
ヒト胎芽における細胞自滅の類型化とその制御機構解析のためのマウス器官培養法の確立

1.外形正常ヒト胎芽(カ-ネギ-発生段階13から23、胎齢4-8週、頂殿長5.1-28.0mm)を用い、その連続光顕切片標本の観察と電顕による確認により、ヒト正常発生過程における細胞自滅のダイアグラムをおよそ確立した。このうち、耳下腺および顎下腺の原基、網膜、下顎正中部、前正中胸壁、生殖洞と中腎管との移行部等、これまでヒトで方向されていない多くの部位に細胞自滅を確認したほか、十二指腸、空腸近位部については特に詳細に観察し、器官の発生・文化との関係につき考察した。ヒト胎児標本の観察も行い、特に顎関節頭の発生過程に細胞自滅が関与することを示唆した。疫学的データとの比較検討により、上記全身の細胞自滅のパターンとヒト複合奇形の合併のパターンとの関連の可能性を示唆した。さらにマウス胎児を同様に観察し、ヒトに対応する部位、発生段階においてほぼ相同の細胞自滅の所見が得られることを確認した。さらにマウス胎児において、bcl-2, bcl-X,等細胞死を調節する遺伝子の発現パターンを、免疫組織化学およびin situ hybridization等により検討し、予備的なデータを得た。2.上記により観察した正常発生過程における細胞自滅の出現様式を、可及的に全身各部において再現しうるマウス培養系の確立のため、単器官培養より広範な培養法として子宮外発生法の導入・改善を行い、胎齢11日以降において好成績を得るにいたった。これにより妊娠中期以降の胚操作とその経時的観察が可能となり、各種実験的操作後の細胞自滅の全身におけるパターンを解析できる。さらにより早期のものを含む胚へのより精密な操作やより連続的な観察等を可能とするため、心臓を含む体幹部のみを培養液中で培養する体幹培養を試み、現在各種条件を検討中である。今後、これらの培養系を用い解析することにより、細胞自滅の全身的調節とヒトの複合奇形への関与につき研究の進展が期待される。1.ヒト正常および異常発生過程における細胞自滅のダイアグラムの作成とその類型化:外形正常ヒト胎芽(カ-ネギ-発生段階14から23、胎生約5-8週)の連続光顕切片および電顕による観察から、各時期における細胞自滅の出現部位を明らかにした。その中には、耳下腺および顎下腺の原基、網膜、下顎正中部、前正中胸壁、尿生殖洞と中腎管との移行部など数多くのこれまでヒトでは報告されていない部位が含まれ、また発生過程のどの時点で出現するかという、時系列に対応した情報も従来極めて断片的であったが、本研究により明らかとなってきている。さらに異常胎芽についても観察を行い、正常と異なる細胞自滅の出現を認めた。2.ヒト胎芽とマウス胎児における正常細胞自滅のパターンの比較:マウス胎児において同様の観察を行いつつあり、現在まで多くの場合、上記ヒト胎芽で観察されたのに対応する部位、時期に細胞自滅を認めている。3.ヒト重複奇形のパターンと細胞自滅のパターンの比較検討:疫学的データとの比較検討から、上記細胞自滅のパターンと何らかの関連を持つ可能性のあるヒト重複奇形の合併パターンが存在することが示唆された。その例として、消化管の先天性閉塞や狭窄と大動脈狭窄等の心奇形や嚢胞腎、尿管狭窄等の泌尿器系における奇形等との合併例、“Conotruncal anomaly face"と呼ばれる特異な顔貌とファロ-

四徴などの心円錐、動脈管に由来する部位の心奇形との合併例、幾つかの正中線上の構造における奇形の合併例などがあげられる。4.今後の計画:1)平成6年度の研究でおよそ明らかにした、ヒト正常および異常発生過程における細胞自滅のダイアグラフとその類型化、さらにこれとマウス胎児との異同を、多数例を用いより詳細に再検討し確立する。2)各類型中最適な器官につきマウス器官培養系を確立する。1.平成6年度観察分に加え、外形正常ヒト胎芽(カ-ネギ-発生段階13-23、胎齢4-8週、頂殿長5.1-28.0mm)を用い、その連続光顕切片標本の観察と電顕による確認により、ヒト正常発生過程における細胞自滅のダイアグラムをおよそ確立した。このうち、十二指腸、空調近位部については特に詳細に観察し、細胞自滅の出現を確認した。また一部ヒト胎児標本の観察も行い、特に顎関節頭の発生過程に細胞自滅が関与することを示唆した。また対応する発生段階にあたるマウス胎児を同様に観察し、およそヒトに対応する部位、発生段階において相同の細胞自滅の所見が得られることを確認した。さらにマウス胎児において、bcl-2,bcl-X,等細胞死を調節する遺伝子の発現パターンを、免疫組織化学およびin situ hybridization等により検討し、予備的なデータを得た。2.上記により観察した正常発生過程における細胞自滅の出現様式を、可及的に全身各部において再現しうる培養系の確立のため、単器官培養に限らず、より広範な培養法を試みた。すなわち、一つは子宮外発生法であり、これは妊娠中期以降の胚操作とその経時的観察を可能とし、実際上in vivoと同値と考えられ、細胞自滅の全身におけるパターンを解析するのに優れた方法である。この方法論の改善を試み、胎齢11日以降において好成績を得るにいたった。さらにより早期のものを含む胚へのより精密な操作やより連続的な観察等を可能とするため、心臓を含む体幹部のみを培養液中で培養する、体幹培養を試みている。今後、これらの培養系において種々の実験的操作により異常発生を誘発し、それに付随した細胞自滅の全身的パターンを解析することにより、細胞自滅の全身的調節とヒトの複合奇形への関与につき研究を進める。
蛋白質の共同作業による多様な遺伝情報創出の仕組みとその制御

ゲノムDNAの多様化に関与する遺伝的組換えの機能は、ゲノムDNAの切断傷害の修復、DNA複製阻害の除去や染色体のテロメア構造の維持にも必須である。組換えの中心蛋白質、Rad51、Rad52やMre11/Rad50/Xrs2複合体(MRX複合体)が、どのような仕組みでそれぞれの現象に関与しているかを明らかにして、遺伝情報の安定な維持と多様化の仕組みの総合的な理解を目指した。以下は最も代表的なものに限定した成果である。1.Mre11複合体の機能制御を行っているXrs2機能ドメインの詳細な解析を行い、(1)Xrs2はそのC端に近い、32アミノ酸ドメイン(MBX)でMre11に結合し、核内にMre11を移行させる。(2)DNA傷害の修復には、Mre11が核内にあればXrs2は必要ない。(3)テロメア複製と減数分裂期組換えには、MBXの他に、それに隣接するC端側104、及びN端側49のアミノ酸領域がそれぞれ必要である。2.DNA二重鎖切断に特異的なTell-Mre11チェックポイント経路を発見した。体細胞分裂期にはRad53、Rad9が、減数分裂期にはMre4/Mek1がこの経路に働く。Mre11複合体は切断を感知し経路を誘導し、またこの経路で活性制御を受けながら組換えを進行させる。組換え開始DNA二重鎖切断の前に先ずMre11/Xrs2が染色体にリクルートされ、その後Rad50がそこへリクルートされる。3.DNAの相同性の検索にはRad51-Rad52-DNA単鎖複合体が必要であること、Rad52が組換え反応の最終段階で最終産物の生成に必要であることが分かった。4.減数分裂稀組換えに特異的に関与するヘリカーゼ遺伝子MER3を発見した。この欠損株は交差型組換え体の頻度だけを低下させるので、組換え体の交差型か遺伝子変換型下が決まるのは、組換え中間体形成途上であることが強く示唆された。(1)組換え開始機構と細胞周期チェックポイント機構との関連について:Mre11、Rad50、Xrs2蛋白質を含む複合体は、組換えのDNA二重連鎖切断の導入と、その後の切断端のプロセシングで働く。この二つの反応で関与する複合体は異なる。また、後者の反応で、Mre11は細胞周期チェックポイント機構によってリン酸化の修飾を受ける。この複合体はまた、DNA傷害の修復の際にも用いられる事などを示した。(2)Mre11の2個のDNA結合領域の役割:Mre11蛋白質は中央(A-site)とC末端(B-site)の2箇所にDNA結合部位を持つ。前者はテロメア配列に結合すること、また、Mre11ヌクレアーゼ活性に必要なDNA結合部位である。後者は減数分裂期組換えのホット・スポット領域領域の認識に必要である。これらの結果は、Mre11のDNA結合部位が、多様な反応の選択に重要な役割を担っている事を示している。(3)交叉型組換えと染色体の分配の関連について:MER3遺伝子機能が交叉型組換え体の形成に必要であり、その機能の欠損は減数第1分裂での染色体分離を増大させる。交叉型組換え体形成と染色体分離の関連を分子レベルで解析できる端緒を作った。(4)RAD51

遺伝子のG2期に置ける転写抑制機構の解析:RAD51遺伝子の転写の誘導の終結に関与するシス因子を-700領域に固定した。この塩基配列を認識するCbf-1蛋白質を見つけ、Cbf-1がDNA傷害に特異的な、RAD51遺伝子発現のG2期抑制因子であることを示めした。本年度の主な成果は下記の4点である。(1)DNA傷害の修復反応に於けるMre11蛋白質の役割:Mre11蛋白質はヌクレアーゼ活、2重鎖DNA末端の巻き戻し活性、相補的な単鎖DNAをアニールする活性、二分子のDNA末端を近付け保持する活性を持つ。これらの活性は、Mre11の持つ2つのDNA結合活性とRad50蛋白質の結合によりコントロールせれ、修復反応に関与する。(2)テロメア長維持で働くMre11蛋白質機能の解析:G-richテロメア配列はG-DNA構造を形成するが、Mre11はその構造を認識してテロメアへ結合し、その末端をヌクレアーゼから保護している。またMre11はG-DNA構造を解消し、その単鎖DNAをテロメア合成に提供すると考えられる(3)RAD51遺伝子発現制御に関与する因子の同定とその役割の解析:RAD51、RAD52、RAD54の上流にCbf-1蛋白質が結合し、DNA傷害で誘導された、これらの発現をG2/M期でシャット・オフする。Cbf1はG2/M期特異的なリプレッサーと考えられる。(4)Mre11蛋白質のリン酸化と、リン酸化に関与する遺伝子の同定:二重鎖切断の導入で働くMre11は二重鎖切断の消失と同時期にリン酸化される。二重鎖切断以降の過程が欠損したrad50S細胞のMre11はリン酸化されるが、mre11-58ではされない。また前者は細胞周期をG2/M期で停止するが、後者はしない。このリン酸化にTEL1とMRE4遺伝子が関与し、Mre11のリン酸化がG2/Mでの細胞周期停止を導く事を示唆した。(5)交叉型組換えと染色体分配:新しく分離した遺伝子MER3の解析は、二つの組換え体の形成が組換え中間体の形成途上で決まることを示唆した。組換えとDNA傷害修復の多義な反応で働くRad51、Mre11、Rad52蛋白質が、他の蛋白質とどのように連携しながら、これらの反応で働くかを解析している。また、細胞周期の中でわれる組換え反応の厳密な制御の仕組みを明らかにし、組換えに関する制御機構の全貌を明らかにすることを目指して研究を行っている。一連の研究の中で、今年度は以下の斬新な成果を得ることが出来た。(1)多様なDNA傷害の修復反応に於けるMre11蛋白質の大変重要な役割が明らかになった:Mre11は、DNA傷害で生じた二重鎖切断末端の構造を認識し、自身のNucleases、Unwinding、Annealing活性と末端計保持するそれぞれの活性を使い分けて、末端構造に適した修復反応に持っていくという、修復反応選択の極めて重要な働きを明らかにした。その選択反応にはMre11が持つ2個のDNA結合部位と同じく2個のRad50結合部位を使い分けて、機能を多様化してその役目を果たしている。(2)テロメア長維持にMrellがどのように関与しているかが明らかになった:Mre11はテロメアのG鎖の塩基配列が作る二次構造を認識して結合し、NucleaseとUnwinding活性でその構造を解消する。また、C鎖の合成がKu蛋白質に依存する事を示唆した。(3)DNA二重鎖切断こよる細胞周期チェックポインの誘導と組換え反応の制御:DNA二重鎖切断に特異的に働く、新しTel1-Mre11チェックポイント