hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周病原因子とアディポカインの相互作用が血管内皮細胞や肝細胞に与える影響

動脈硬化の進行に関与する分子の1つであるPentraxin3 (PTX3)は、炎症刺激で、血管内皮細胞やマクロファージなどから直接産生される。本研究では、ヒト単球系細胞において、Poyphyromonas gingivalis (Pg)由来LPSによる刺激によりPTX3産生が確認できたことより、歯周病における炎症が動脈硬化に影響を与えることが考えられた。さらに高血糖状態でPTX3発現が上昇したことは、歯周病による炎症と全身疾患の相互作用を示唆するものである。本研究ではさらに、肝細胞や血管内皮細胞においても同様の研究を進行中である。歯周病が全身に及ぼす影響について、我々は歯周病が耐糖能異常を引き起こしている可能性について後ろ向きコホート調査で報告し、血液検査の結果から非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)を引き起こしている可能性を指摘した。我々はすでに好中球において、歯周病細菌由来LPSによりレジスチン産生量の上昇を確認している。LPSは、ごく微量で脂肪組織や肝臓における脂質代謝に影響を及ぼすことが報告されており、LPSがマウスの肝臓や脂肪組織への脂肪沈着と体重増加を引き起こすことが報告されている。別のアディポカインであるPAI-1は、血液の凝集を引き起こし血栓形成と関連し、その産生量増加は動脈硬化や脳梗塞リスクを上昇させることが報告されている。本研究で、肝細胞株において、歯周病細菌および大腸菌由来LPSによる刺激によりPAI-1が産生されることを確認した。現在、JNK、MAPK関連抗体を用い、発現レベルを確認することで、関連するシグナル伝達経路を解析している。今後、ヒト肝細胞と血管内皮細胞単独、またはヒト由来単球および好中球、単球系細胞との共培養条件下で、歯周病関連細菌菌体またはLPSで刺激し、レジスチンやPAI-1、各種サイトカインの発現について転写制御レベルおよび翻訳レベルでの解析を行う予定である。これらのことより、細胞相互作用に対する影響およびシグナル伝達経路を解析し、歯周病による慢性炎症が糖代謝および動脈硬化に関係するメカニズムについて明らかにしていく。まず、ヒト由来好中球において、歯周病関連細菌由来因子およびLPSで刺激したところアディポカインの1つで炎症との関連が示唆されているレジスチンの培養液中への存在を認めたが、好中球内で新たに生成されたのではなく、好中球顆粒内に存在していたレジスチンが放出されたことがわかった。そのシグナル伝達経路について、各種中和抗体を用いて解析を行ったところ、ERK1/2の関与はほとんど認めず、PI3Kやp38MAPKとの強い関連を認めた。また、ヒト単球においても、レジスチンの培養液中への存在を認めたが、単球においては、新たに生成されていることが示唆された。さらにヒト由来肝細胞癌株であるHepG2細胞を歯周病関連細菌由来因子およびLPSで刺激したところレジスチンについてはほとんど変化を認めなかったが、他のアディポカインであるPAI-1の発現を認め、歯周病関連細菌由来因子およびLPSの各種濃度や培養時間ごとにタンパクおよび遺伝子レベルでの解析を行なっている。また好中球においては培養液中にPTX3も認めたことから、PAI-1と同様に、血栓形成にも関与することが報告されているこれらが歯周病由来LPSで誘導されたことより、HepG2細胞と好中球および単球との共培養での実験も行っている脂肪細胞が産生するアディポカインは数多く報告されているが、その1つであるレジスチンは、ヒトではマクロファージや好中球など免疫細胞での産生量増加が報告されていることから、レジスチンは肥満と炎症を結び付けている可能性がある。レジスチンと歯周病との関連については、現時点では我々の報告しかなく、我々はすでに好中球において、歯周病細菌由来LPSによりレジスチン産生量の上昇を確認している。最近、ヒト肝細胞においてもレジスチンの発現とそのインスリン抵抗性の誘導メカニズムが報告されている。また、別のアディポカインであるPAI-1は、血液の凝集を引き起こし血栓形成と関連し、その産生量増加は動脈硬化や脳梗塞リスクを上昇させることが報告されている。ヒト破骨細胞に大腸菌由来LPSを添加することでPAI-1発現が上昇するとの報告もあり、歯周病における病態の進行でも同様のことが起こっているかもしれないが、歯周病原菌由来因子の関与を示す基礎的報告がほとんどないため、そのメカニズムは不明である。ヒト肝細胞と血管内皮細胞単独、またはヒト由来単球および好中球、単球系細胞との共

培養条件下で、歯周病関連細菌菌体またはLPSで刺激し、レジスチンやPAI-1、各種サイトカインの発現について転写制御レベルおよび翻訳レベルでの解析を行った。レジスチンやPAI-1のRNA干渉およびJNK、MAPK関連抗体を用いて発現レベルを確認し、相互作用に対する影響およびシグナル伝達経路を解析し、歯周病による慢性炎症が糖代謝および動脈硬化に関係するメカニズムについて明らかにしつつある。社会系歯学肝細胞株において、歯周病細菌および大腸菌由来LPSによる刺激によりPAI-1が産生されることを確認した。現在、JNK、MAPK関連抗体を用い、発現レベルを確認することで、関連するシグナル伝達経路を解析している。細胞培養条件の設定およびELISAやRT-PCRなどの実験方法についても、問題なく進められている。ヒト肝細胞と血管内皮細胞単独、またはヒト由来単球および好中球、単球系細胞との共培養条件下で、歯周病関連細菌菌体またはLPSで刺激し、レジスチンやPAI-1、各種サイトカインの発現について転写制御レベルおよび翻訳レベルでの解析を行うことが目的であるが、一部についてはすでに満足できる結果を得ることができ、実験系の構築も順調であり、今後さらなる研究の進展が見込まれるため。ヒト肝細胞と血管内皮細胞単独、またはヒト由来単球および好中球、単球系細胞との共培養条件下で、歯周病関連細菌菌体またはLPSで刺激し、レジスチンやPAI-1、各種サイトカインの発現について転写制御レベルおよび翻訳レベルでの解析を行う予定である。各種刺激後の肝細胞における各種LPSおよび菌体による脂肪変性をOil Red O染色で評価する。さらに、肝細胞、血管内皮細胞においてLPSでの刺激前に、各種RNA干渉誘導ベクターにより細胞にトランスフェクションする。LPSをトランスフェクションした細胞に添加し、経時的に採取した培養細胞からの発現をELISAにより培養上清中レベル、RT-PCRによりmRNAレベルで解析する。肝細胞、血管内皮細胞と単球、好中球培養系において、多光子レーザー顕微鏡(学内共同研究室に設置済)を用いて、細胞内の各種アディポカイン、サイトカイン発現の局在を解析する。共培養の条件を整えるのに時間を要しているため。今後、ヒト肝細胞と血管内皮細胞単独、またはヒト由来単球および好中球、単球系細胞との共培養条件下で、歯周病関連細菌菌体またはLPSで刺激し、レジスチンやPAI-1、各種サイトカインの発現について転写制御レベルおよび翻訳レベルでの解析を行う予定であり、共培養用プレートを大量に購入予定である。各種シグナル伝達関連抗体によるレジスチン、PAI-1、TNF-α、IL-6、MCP-1発現への影響をみるため、抗体処理後LPSで刺激後に培養上清を回収し、ELISAにて各種サイトカイン、アディポカイン産生量を比較するため、JNK、MAPKに関連する各種抗体(SP600125、LY294002、PD98059、SB203580)を準備する。また、血管内皮細胞と単球、好中球の共培養において各種LPSおよび菌体による刺激後の遊走度を比較するため、遊走試験用プレートを用いる。
セルフセンシング磁気軸受を利用した磁気浮上リニア搬送装置の開発

(1)幾何学的アプローチと呼ばれる制御系設計手法をセルフセンシング磁気軸受に適用し,つぎのことを理論的に示した.(1)セルフセンシング磁気軸受では,自動的にゼロパワー制御が実現される。(2)不つり合い補償を行うことができる(2)搬送装置用電磁石のコア及び浮上体の吸引部を塊状(solid)とした場合のセルフセンシング磁気浮上の方法について,理論的な検討を行った.このような磁気浮上系では,渦電流の影響が無視できなくなるが,渦電流を状態変数として含んだ磁気浮上系は不可制御となるため,従来のセルフセンシング浮上の理論をそのまま適用することはできない.しかし,コイル1巻き当たりの磁束と磁気抵抗の積によって定義される新しい状態変数を導入することによって,可制御な系に変換することができる.したがって,従来と同じ構造のコントローラによって,セルフセンシング磁気浮上が可能となることを示した.(3)珪素鋼(SCM415)をコアおよび吸引部に使用した磁気浮上系の1自由度モデルを試作した.(4)塊状磁極を持つ電磁石では,渦電流の影響で,励磁電流と磁束との間に位相遅れが生じることがわかった.(5)試作した装置において,制御系の設計に必要となるパラメータを測定した.測定の結果,インダクタンスや逆起電力係数は,測定周波数によって,大きく変化することがわかった.(6)測定したパラメータを用いて,制御系を設計し,セルフセンシング磁気浮上を試みた.実験には,平成5年度に購入した高速ディジタル信号処理システムを用いた.実験の結果,塊状磁極を有する磁気軸受では,セルフセンシング方式で安定な磁気浮上状態を実現することが困難であることがわかった.(7)(6)の結果から,磁気浮上搬送装置にセルフセンシング磁気軸受を利用する場合には,電磁石の磁極を積層構造とすべきであるとの知見を得た.(1)幾何学的アプローチと呼ばれる制御系設計手法をセルフセンシング磁気軸受に適用し,つぎのことを理論的に示した.(1)セルフセンシング磁気軸受では,自動的にゼロパワー制御が実現される。(2)不つり合い補償を行うことができる(2)搬送装置用電磁石のコア及び浮上体の吸引部を塊状(solid)とした場合のセルフセンシング磁気浮上の方法について,理論的な検討を行った.このような磁気浮上系では,渦電流の影響が無視できなくなるが,渦電流を状態変数として含んだ磁気浮上系は不可制御となるため,従来のセルフセンシング浮上の理論をそのまま適用することはできない.しかし,コイル1巻き当たりの磁束と磁気抵抗の積によって定義される新しい状態変数を導入することによって,可制御な系に変換することができる.したがって,従来と同じ構造のコントローラによって,セルフセンシング磁気浮上が可能となることを示した.(3)珪素鋼(SCM415)をコアおよび吸引部に使用した磁気浮上系の1自由度モデルを試作した.(4)塊状磁極を持つ電磁石では,渦電流の影響で,励磁電流と磁束との間に位相遅れが生じることがわかった.(5)試作した装置において,制御系の設計に必要となるパラメータを測定した.測定の結果,インダクタンスや逆起電力係数は,測定周波数によって,大きく変化することがわかった.(6)測定したパラメータを用いて,制御系を設計し,セルフセンシング磁気浮上を試みた.実験には,平成5年度に購入した高速ディジタル信号処理システムを用いた.実験の結果,塊状磁極を有する磁気軸受では,セルフセンシング方式で安定な磁気浮上状態を実現することが困難であることがわかった.(7)(6)の結果から,磁気浮上搬送装置にセルフセンシング磁気軸受を利用する場合には,電磁石の磁極を積層構造とすべきであるとの知見を得た.(1)幾何学的アプローチと呼ばれる制御系設計手法をセルフセンシング磁気軸受に適用し,つぎのことを理論的に示した.(1)セルフセンシング磁気軸受では自動的にゼロパワー制御が実現される.(2)不つり合い補償を行うことができる.(2)基礎実験装置を用いて(1)の理論的な結果を実証した.なお,この基礎実験では,電磁石としては珪素鋼板を積層したものを用いた.(3)さらに実験によって,セルフセンシング磁気軸受が荷重変動に対してはロバストであることを実験的に示した.また,(1)の性質から,台車に静的な荷重が作用しても,電磁石励磁用アンプが飽和することがないので,通常の磁気軸受に比べてより大きな荷重を支持できることがわかった.(4)不つり合い補償の実験から,軸受から土台に伝達する振動を非常に小さくできるので,高速回転体の支持に使用できるとの知見を得た.(5)搬送装置を設計するにあたって,電磁石のコアーに使用する磁性材料について検討を行った.具体的には,(1)珪素鋼板を積層したもの(積層形)(2)一般構造用鋼から削り出たもの(ソリッド形)について,基礎的な1自由度モデルを用いて磁気特性を調べた.その結果,後者では渦電流の影響で,励磁電流と磁束との間に位相遅れが生じることがわかった.(6)ソリッド形コアーを用いた場合でもセルフセンシングによる磁気浮上が可能であることを理論的に示し,1自由度モデルで実験を行っている.(7)購入した高速ディジタル信号処理システムは,上記の実験に使用した.(1)搬送装置用電磁石のコア及び浮上体の吸引部を塊状(solid)とした場合のセルフセンシング磁気浮上の方法について,理論的な検討を行った.

このような磁気浮上系では,コアー中及び吸引部を流れる渦電流の影響が無視できない.渦電流を状態変数として含んだ磁気浮上系は不可制御となるため,従来のセルフセンシング浮上の理論をそのまま適用することはできない.しかし,コイル1巻き当たりの磁束と磁気抵抗の積によって定義される新しい状態変数を導入することによって,可制御な系に変換することができる.したがって,従来と同じ構造のコントローラによって,セルフセンシング磁気浮上が可能となることを示した.(2)珪素鋼(SCM415)をコアおよび吸引部に使用した磁気浮上系の1自由度モデルを試作した.(3)試作した装置において,制御系の設計に必要となるパラメータを測定した.測定の結果,インダクタンスや逆起電力係数は,測定周波数によって,大きく変化することがわかった.(4)測定したパラメータを用いて,制御系を設計し,セルフセンシング磁気浮上を試みた.実験の結果,渦電流の影響を考慮した系では,安定な伝達関数を持つコントローラを選定しようとすると,閉ループ系の極を自由に設定することができないため,磁気浮上を実現することが困難であることがわかった.(5)(4)の結果から,磁気浮上搬送装置にセルフセンシング磁気軸受を利用する場合には,電磁石のコア及び吸引部を積層構造とすべきであるとの知見を得た.
計算機ホログラムとテラヘルツイメージングを用いたファブリケーションの研究

可視光外領域を用いて内部状態を機械学習判定するようなカメラシステムおよびファブリケーションシステムについて開発することができた.現状2年間の成果を元に国際会議や論文誌で発表するべく現在投稿中である.内部構造に意味を持つデジタルファブリケーションの関連領域として,3Dプリンタを用いたロボットシステムや,空中浮揚のための内部構造を持つ3Dプリントや水中のスタビライゼーション,蚕を用いた3Dプリントなど派生研究も広がった.これらの研究はSIGGRAPHやSIGGRAPH Asiaなどの国際学会で報告した.総じて,内部構造をスキャンする複合システムや内部構造生成による関連領域の探索を行うことが出来た.機械学習・人工知能技術やモバイル技術の発展により、人間と計算機の「協調」によって、より困難な課題を解決しようとする手法が注目を集めつつある。デジタルファブリケーションについても工作機械と人間の協調によってより多様性のある創作の支援を行うような研究が盛んである。本研究では内部モデルや表面質感、アクチュエータ動作などを考慮したデジタルファブリケーションのための人と機械の協調手法を設計し、検証することを目的とする。そのためデジタルファブリケーションを用いた3D造型やフェムト秒レーザー加工をさらに進展させ、表面質感や内部モデルを反映させたモデルの生成及び、そのデザイン過程における人と工作機械の協調技術を開発する。それにより円滑な人と機械の協調創作のための作業インターフェースとイメージング手法双方を明らかにする。そのため3Dプリンタを用いた3次元造型に対して内部のスキャンデータのリアルタイムフィードバックを行うための要素技術開発を行うとともに3Dファブリケーション手法について既存の3Dプリンタデバイスを改造することにより行っていく。具体的にはカメラで得られた画像から造型の状態を推定するための機械学習による判定を行うために、造型と撮影を繰り返してデータベースを構築する。この課題に関しては、申請者の研究室にて大学院生2名及び学部生と申請者本人が実装を行う。これに加えて、プリンタデバイスのヘッドをリアルタイムにコントロールするためのシステムの開発を行い、29年度末までにテラヘルツイメージングを用いたファブリケーション装置(ハードウェア)の開発を終了させることを目標とする。それによって次年度以降に質感などの微細な構造の造型のための足がかりとする。28年度は3Dプリンタを用いた3次元造型に対して内部の有限要素解析のシミュレーション及びそのリアルタイムフィードバックを行うための要素技術開発を行うとともに3Dファブリケーション手法について既存の3Dプリンタデバイスを改造することにより行っていく。具体的には赤外光やテラヘルツカメラで得られた画像から造型の状態を推定するための機械学習による判定を行うために、造型と撮影を繰り返してデータベースを構築する。この課題に関しては、申請者の研究室にて大学院生2名及び学部生と申請者本人が実装を行った。これに加えて、レーザー加工機のヘッドをリアルタイムにコントロールするためのシステムの開発を行った。またフェムト秒レーザーを用いたテラヘルツイメージングについても検証中である。これについては次年度以降のための足がかりとする。上記の内部構造を用いた3Dプリントや表面構造を変化させた加工プロセスによるインターフェースについて当該年度は5回の国際学会発表を行なった。研究は概ね順調に進捗している。機械学習・人工知能技術やモバイル技術の発展により,人間と計算機の「協調」によって,より困難な課題を解決しようとする手法が注目を集めつつある.デジタルファブリケーションについても工作機械と人間の協調によってより多様性のある創作の支援を行うような研究が盛んである.本研究では内部モデルや表面質感などを考慮したデジタルファブリケーションのための人と機械の協調手法を設計し,検証することを目的とする.平成28年度-29年度の研究により,遠赤外領域を用いて内部状態を機械学習判定するようなカメラシステムおよびファブリケーションシステム,データベースの構築手法について開発することができた.現状2年間の成果を元にコンピュータビジョンおよびファブリケーションの統合的な成果を平成30年度中に国際会議や論文誌で発表するべく現在投稿中である.また内部構造に意味を持つデジタルファブリケーションの関連領域として,3Dプリンターを用いたテレプレゼンスロボットシステムや,蚕を用いたデジタルファブリケーションシステムなども派生的に研究した.また空中浮揚のための内部構造を持つ3Dプリントや水中でスタビライゼーションできる3Dプリントシステムの研究などを行った.これらの研究はSIGGRAPHやSIGGRAPH Asiaなどの国際学会で報告した.総じて,内部構造をスキャンするプリントシステムとビジョンシステム,および内部構造を持つとできる豊富なインタラクションやデジタルファブリケーション関連領域の探索を行うことで,「鶏」と「卵」の両面から研究を進捗することが出来た.またこれからも,ファブリケーション関連領域について内部モデルや表面質感などを考慮したデジタルファブリケーションとコンピュータビジョンの関連領域について,可視光のみならずテラヘルツ,遠赤外領域についてこれからも探求していきたい.可視光外領域を用いて内部状態を機械学習判定するようなカメラシステムおよびファブリケーションシステムについて開発することができた.現状2年間の成果を元に国際会議や論文誌で発表するべく現在投稿中である.内部構造に意味を持つデジタルファブリケーションの関連領域として,3Dプリンタを用いたロボットシステムや,空中浮揚のための内部構造を持つ3Dプリントや水中のスタビライゼーション,蚕を用いた3Dプリントなど派生研究も広がった.これらの研究はSIGGRAPHやSIGGRAPH Asiaなどの国際学会で報告した.総じて,内部構造をスキャンする複合システムや内部構造生成による関連領域の探索を行うことが出来た.29年度以降は要素技術の組み合わせによってこのハードウェアだけでは表現出来ないような加工、造型技術の手法研究を行う。

例えば3Dプリンタの造型エラーは頻発する問題であるが、それを遠赤外域からテラヘルツ域のカメラで検知し、造型を停止して人間を呼び出し、協調作業を行うことで再造型の手間を省く事が出来る。実装については平成28年度と同様に研究協力者と共に検出・加工技術を、申請者の研究室でアルゴリズムや情報処理に関わる実装を行う。テラヘルツイメージングとモーションキャプチャーを用いた行動認識や行動予測に基づいて、どのような情報提示や作業支援が労働効率を上げるのか、また協調作業によって制作物と労働者にどのような影響があるのか定性的評価及び定量的評価を行うために実際にファブリケーションを用いた被験者実験を行う。情報学,デザイン学外国出張旅費支出について、当初の予定額に変更があった。平成29年度の研究における消耗品の使用にあてる。
イネ属胚乳における父・母ゲノムのエピジェネティックな調和と軋轢の分子機構

植物の胚乳では、父由来と母由来のゲノムの機能が異なることが知られており、このことが受精後の生殖隔離の原因となると考えられてきた。本研究課題では、イネの種間交雑や倍数体間交雑、あるいは両者の組合せを解析することにより、ポリコーム複合体により制御されている胚乳の発生進行が生殖隔離の鍵を握ること、倍数性操作により種の障壁を打破できることなどを明らかにした。平行して、インプリントされたポリコーム複合体の構成因子の活性化機構の詳細を、シロイヌナズナの変異体解析により明らかにした。種間交雑における胚乳の生殖隔離機構へのポリコーム複合体の関与倍数体間交雑における軋轢因子の検証同一種内の倍数体間交雑においても、種間交雑と同じように胚乳発生の亢進と抑制がみられる。従って、種間交雑と倍数体間交雑では共通した分子機構が想定されている(Review in Kinoshita Genes & Genet. Syst. 2007)。しかしながら、ゲノムの異なる種間交雑と、ゲノムは同一で細胞質やゲノムの量が異なる倍数体間交雑では、基本的には軋轢を引き起こすトリガーは異なると考えられる。どこまでが違いどこから同じ分子機構を用いているのか、O.sativaの2倍体種と4倍体種の組み合わせを用いて検証した。哺乳動物と被子植物においては、胚への栄養供給を行う組織(胎盤と胚乳)において興味深い収斂したエピジェネティックな制御機構が存在する。これまでの知見から、雌・雄生殖細胞におけるエピジェネティックな情報制御により、オス由来ゲノムは胎盤や胚乳の発生に正(過成長)に働き、メス由来ゲノムは負(矮小化)に働くと理解されている。このようなゲノムの機能差は、オス由来とメス由来のそれぞれのゲノム特異的に発現するインプリント遺伝子によってもたらされるという仮説が最も有力である。本研究では、Oryza属ならびにアブラナ科を用いて、胚乳発生における調和と軋轢の実体の解明と、それを担いうる遺伝子の進化に関して考察することを目的としている。これまでの解析の結果、種間、倍数体間交雑ともに、胚乳発生に関しては、掛け合わせの組み合わせやオス・メスの向きに応じて、胚乳発生進行の亢進あるいは、遅延する共通性が見られた。一方で、胚乳の核分裂頻度は、種間交雑のどの組みあわせでも有意差はないが、倍数体交雑では有意に変化する結果を得た。種間交雑と倍数体間交雑では、胚乳の表現型においては収斂する一般則があるが、その分子機構は異なっていることが明らかとなった(Sekine D, et al, Plant J. 2013)。また、さらなるイネの倍数体間交雑の詳細な解析の結果、新しいタイプの生殖隔離機構が明らかになりつつある。母親2倍体と父親4倍体の交雑の結果、あるステージから母親ゲノムが脱落して父親ゲノムのみで発生が進行するandrogenesis様の発生が進んでいると理解されるデータが得られている。これまでの知見から、雌雄生殖細胞におけるエピジェネティックな情報制御により、オス由来ゲノムは胎盤や胚乳の発生に正(過成長)に働き、メス由来ゲノムは負(矮小化)に働くと理解されている。本研究では、Oryza属ならびにArabidopsis属を用いて、胚乳発生における調和と軋轢の実体の解明と、それを担いうる遺伝子の進化に関して考察することを目的としている。オス由来ゲノムとメス由来ゲノムによる、胚乳での調和と軋轢の実体解明のためにイネ属の異種間交雑、同一種内での倍数体間交雑を行い、両者の胚乳発生様式、遺伝子発現様式を比較した。種間交雑は、ゲノム配列が異なるため、ある意味、「質」的な差異であり、倍数性交雑はゲノムの「量」的な差異である。これまでの解析では、「質」と「量」が厳密に区別された例はない。イネ属の種間交雑はゲノムサイズが同じであり、従って、イネを用いて解析することで、種間交雑と倍数体間交雑の厳密な比較が可能である。種間交雑と倍数体間交雑では、胚乳の表現型においては収斂する一般則があるが、その分子機構は異なっていることが明らかとなった。なぜ、父・母由来のゲノムに機能差が存在するのか、その生物学的意義や、分子機構を明らかにするためには、倍数体間や種間の交雑を活用することが有効と考えられた。同一種内の交雑では、両親由来のゲノムはそのバランスが保たれており、胚乳発生は正常に保たれる。

一方で、倍数体間や種間の交雑では、そのバランスは組み合わせに応じて、正(胚乳の過成長)または負(胚乳の矮小化)に交雑親和性の低下ともに顕在化する共通性が明らかになってきている。両者には顕著な共通性が見られることから、その違いは明らかではなかったが、イネ属の倍数体間交雑と種間交雑を詳細に比較することにより、倍数体間交雑では、胚乳発生の異時性と胚乳核の分裂速度に影響するが、種間交雑では胚乳発生の異時性にのみ影響することが明らかになった(Sekine et al, Plant J 2013)。この研究から派生して、2倍体と4倍体の組み合わせで母親ゲノムの脱落を示唆する結果が得られ、この意外な結果の詳細を詰める準備をはじめている。また、種間交雑で胚乳の過成長がおこり生殖隔離が見られる組み合わせの片親の倍数性を操作することで、胚乳の発生異常が抑制される分子機構で、想定される遺伝子発現の詳細を明らかにした。また、シロイヌナズナを用いた、これらの現象で鍵となるDNA脱メチル化によるエピジェネティック制御の新たな因子を明らかにした(Buzas et al 2014 PNAS)。なぜ植物の胚乳において、父由来と母由来のゲノムに機能差が生じるのか、その生物学的意義や分子機構を明らかにするために、本研究ではイネの種間交雑と倍数体間交雑を用いた解析をおこなった。同一種内の交雑では、オスメス由来のゲノムは機能差があるもののバランスが保たれており、正常な胚乳が形成される。一方で、種間交雑や倍数体間交雑では、そのバランスが組合せに応じて、正(胚乳の過成長)または負(胚乳の矮小化)の発生が現れ、種の障壁として機能している。これまでに、種間交雑で胚乳の過成長が現れる組合せに対して(母親栽培イネと父親アフリカ野生イネの組合せ)、胚乳を矮小化させる倍数体間交雑(母親4倍体と父親2倍体)を組み合わせることにより、そのバランスを回復させることにより種の障壁を打破できることを明らかにしている。この系を用いて、かぎを担う胚乳の発生進行と核分裂の詳細を解析し、それぞれの遺伝子発現を解析することにより、MADS-box転写因子とその上流のポリコーム複合体が鍵因子であることを明らかにしている。現在、これらのことに関して論文にとりまとめ投稿している。植物の胚乳では、父由来と母由来のゲノムの機能が異なることが知られており、このことが受精後の生殖隔離の原因となると考えられてきた。本研究課題では、イネの種間交雑や倍数体間交雑、あるいは両者の組合せを解析することにより、ポリコーム複合体により制御されている胚乳の発生進行が生殖隔離の鍵を握ること、倍数性操作により種の障壁を打破できることなどを明らかにした。平行して、インプリントされたポリコーム複合体の構成因子の活性化機構の詳細を、シロイヌナズナの変異体解析により明らかにした。シロイヌナズナを用いた、胚乳における軋轢と調和に関わる新たな遺伝子の同定が進んだ。イネの研究では、予期していない結果が得られたことから、派生的な研究にも着手しつつ、当初目的の仮説の検証実験も進めている。総じて概ね順調に進展している。27年度が最終年度であるため、記入しない。植物分子遺伝学共同研究により、エピゲノム解析を加速させること、具体的には、イネの種間、倍数体間交雑によるメチローム解析を推進する。加えて、イネのDNA脱メチル化酵素の変異体のメチローム解析も来年度はさらに進める予定である。当初研究目的の胚乳における軋轢と調和因子に関する仮説の検証は、準備が整いつつあるので、順次データを取っていく。さらには、研究推進の過程で派生的に着手した母親ゲノムの脱落のメカニズムに関してもその詳細を明らかにする準備を進めていく。
複合荷重下での大規模延性破壊シミュレーションシステムの構築

ボイドの発生・成長・合体機構をモデル化した構成式を用いて原子力構造材料の延性破壊機構を研究した。板厚の影響、複合荷重の影響等を評価することのできる延性破壊解析ソフトを完成した。これを用いて延性破壊機構を学術的に研究したのち、原子力構造材料中の複数き裂の延性破壊過程を解析し、き裂の相互作用を検討し、保守的な設計指針について考察した。研究成果を論文として国際・国内の学術誌に発表した。また開発したソフトの普及を図った。(1)A533B鋼を用いて混合モード負荷下での延性破壊試験を実施した。混合モード比が増大するにつれてき裂の進展方向が変化した。また試験片の厚さが大きい場合、試験片内部と表面ではき裂進展方向が異なることが明らかとなった。(2)延性破面を走査型電子顕微鏡により詳細に観察した。ディンプルの径を測定し、混合モード比が大きくなるとディンプル径が小さくなることを見出した。またシャリップ領域には多数の小さなディンプルが観察された。これにより、シャリップ領域も含めて、延性破壊にはボイドの形成と成長が主要な役割を果たしていることが明らかとなった。(3)そこでボイドの発生と成長・合体を考慮できるGursonの構成方程式を用いてこの問題の数値解析を試みた。従来から広く用いられている塑性ひずみ支配でのボイド発生モデルを用いたところ、試験片内部でのき裂進展方向が実験と全く異なるものとなることが分かった。これは本研究で始めて明らかとなった事実である。(4)その原因を考察するために、ボイド発生モデルの全面的見直しを開始した。これは次年度以降の本研究の重要課題である。(1)昨年の成果を踏まえて、ボイド発生モデルを見直した。ボイド発生鋼として、応力支配型の項を追加したところ、き裂進展方向に明らかな影響がみられた。そこでこの新しいモデルの材料定数の同定を行った。(2)そのために、最も単純な丸棒の引張り試験を実施し、カップコーン型の破壊のシミュレーションを行った。この実験結果と定量的に一致するよう、新しいモデルの材料定数を同定することができた。(3)その材料定数を用いて混合モード負荷での破壊シミュレーションを行った。その結果、シヤリップ領域を含む試験片全体での破壊挙動がよくシミュレーションできた。き裂進展方向の板厚による変化、ディンプル径の板厚方向分布等、実験結果を定性的、定量的によく説明できる結果が得られた。(4)次いで対象をステンレス鋼に変えて同様の破壊シミュレーションを行った。材料が変わると、Gursonの構成方程式で用いられる材料定数も変化する。そこでまず、これらの定数を同定する一般的な方法について検討し、カルマンフィルタを用いた同定手法を作成した。これを過去の材料にあてはめたところ、過去に使用して材料定数の妥当性が確認できた。またステンレス鋼の材料定数も同定することができた。(5)ステンレス鋼の破壊挙動のデータは電力中央研究所からご提供いただいた。それによればステンレス鋼の破壊挙動は板厚による影響が大きく、また試験温度による違いも大きい。現在のモデルでは板圧の影響は評価できるが試験温度の影響は評価できないため、この点の検討が今後の課題である。(6)前年度、および本年度の研究成果を、日本実験力学学会、日本機械学会、日本計算工学会、等の国内学会で、また国際学会FDM08で、中国の西安交通大学、新彊大学等で発表した。本年度は三ヵ年計画の最終年度であるため、今までの研究成果の取りまとめ、また実際の原子炉構造材料を対象とした破壊尤度評価への応用、開発したソフトの普及活動を中心課題とした。研究成果の取りまとめは、過去2年間に日本機械学会に投稿し、論文集に掲載された論文を英語で書き直して、国際学会誌に投稿した。現在査読中である。また原子炉構造材料を対象とした破壊尤度評価としては、(株)日立製作所との共同研究を発足させ、実機への応用を試みている。本研究で開発したソフトにより、複数き裂の延性破壊問題の破壊解析を行い、き裂間の相互作用の影響を評価し、設計指針との比較を通じて、現在利用されている設計指針の保守性の評価、実験との比較を行った。本ソフトを利用することで、実験をしなくても複数き裂の相互作用を評価することが可能であることが分かった。この成果は日本機械学会による原子力設備の維持規格に反映させる予定である。また本ソフトを普及するために、諏訪東京理科大学、電力中央研究所、日立製作所目立研究所に公開・提供した。これらの研究機関で現在利用を検討中である。また将来の課題として、本研究で用いたボイドモデルでは、薄板のせん断破壊過程を精度良く再現することができないことが明らかとなった。この課題を解決するために、せん断応力によるボイド成長モデルを検討した。これはまだ十分検討がされていないが、現在のソフトの機能をさらに向上させるために、今後も研究を続けてゆく予定である。
超好熱古細菌の炭酸同化酵素および電子伝達系成分の分子構造比較に基く系統解析

超好熱菌は原始生化学反応を推し量る格好の材料であり、特にその酸化還元反応を司る電子伝達系の構造機能相関の究明は、生物のエネルギー代謝の共通原理を理解するうえで重要と考えられる一方、これまで効率よい培養法が確立されにくい調達困難な研究対象だった。ところが、最近申請者らの開発した系によって簡易な装置で充分な細胞量が安定に得られるようになった。そこで本研究は、超好熱菌と原始生物からの初期系統との関連を知る有力な手掛かりを得るため、まず超好熱性古細菌の一種であるPyrobaculum islandicumに存在する電子伝達系蛋白(フェレドキシンならびにヘムを補欠分子族として含むチトクロムb)の単離同定とその解析を行った。精製蛋白をEPR解析し金属定量を行った結果、この超好熱菌のフェレドキシンは独特な3Fe-4S型鉄イオウクラスターを含むことが明らかになった。さらに、全一次構造を解析するため、精製標品をトリプシンおよびV_8プロテアーゼで分解して分画したのちそれぞれのペプチドを解析し現在50残基以上を決定した。他方、チトクロムbは分子量82Kのヘテロダイマー構造をとることがわかった。ピルビン酸2-ケトグルタル酸を基質として、2-オキソ酸フェレドキシンオキシドレダクターゼがフェレドキシンと電子の授受を行うというこの古細菌特有の電子伝達経路を示唆する間接証拠も得られた。今後は、精製酵素のペプチド配列および構造既知の保存された配列情報に基き、PCR法によるチトクロムbの遺伝子をクローニングすると同時に、Rubisco遺伝子を単離することによりこの超好熱菌の進化的位置ならびに炭酸固定反応の作用機構を検討する予定である。
生体炎症組織における細胞間質高分子ゲルの力学的物性

<研究目的>生体組織の細胞間質ゲルのモデルとしてデキストラン溶液を用い、その膠質浸透圧の経時変化を測定することにより、炎症時の組織浮腫発生に高分子ゲルの膨潤現象が関与している可能性を検討する。<研究方法>前年度に作成した浸透圧プローブを用いて、分子量の異なるデキストラン6%溶液(平均分子量40,000,DEX40および70,000,DEX70)の膠質浸透圧の経時変化を3時間測定した。半透膜としてアミコン社製限外ろ過膜YM30(分画分子量30,000、直径25mm)を使用した。<研究成果>DEX40およびDEX70ともに浸透圧は、最初の10分間で急速に上昇、その後徐々に低下したが、低下の程度はDEX40はDEX70の約2倍であった。DEX40およびDEX70における最初の浸透圧のピークは、それぞれ7.6±1.3(分)、15.0±3.3(分)であり、ピーク値は、それぞれ36.7±4.4(mmHg)、38.5±5.5(mmHg)であった(n=5)。<考察>1.DEX40の浸透圧が最初にピークに達した後に大きく低下したことは、DEX70に比べて分子量の小さいDEX40の多くが、半透膜を透過したことによる。2.DEX40の浸透圧のピークの発現が、DEX70に比べて早期に認められたことは、DEX70が半透膜の水透過性を低下させるのに対し、DEX40ではこの作用が小さいことを示唆している。<本結果の意義>炎症時、細胞間質の高分子ゲルは分解酵素により分解され、その分子量は低下する。したがって、高分子量のデキストランは正常時の細胞間質、低分子量のデキストランは炎症時の細胞間質のモデルとなる。デキストランの浸透圧は、デキストラン分子が水を吸収して膨潤する力、つまり生体組織において細胞間質ゲルが自ら膨潤して浮腫を形成する能力を示している。今回の結果は、1.炎症時には、分解された低分子量の細胞間質ゲルが急速に水を血管内から吸収し細胞間質の浮腫を形成する。2.しかし、低分子量の高分子は毛細血管壁を透過するため、浮腫の持続時間は短いことを示唆している。<研究目的>高分子溶液およびゲルの浸透圧を測定するための浸透圧測定用プローブの作成とその測定精度の評価<研究方法>1.膜型浸透圧プローブの作成半透膜としてアミコン社製限外ろ過膜YM30(分画分子量30,000、直径25mm)を使用した。参考文献に基づき膜型浸透圧プローブを作成した。プローブはアクリル製で、直径約30mm、高さ約50mmの円筒形である。プローブは半透膜により隔てられた二つのchamberよりなる。一つは、サンプル溶液を入れるsample chamberで、溶液が接する膜部分は直径15mmである。もう一つは、reference chamberで、圧トランスジューサーと接続されている。Reference chamberは生理食塩水で満たした。サンプル溶液のコロイド浸透圧により生理食塩水がreference chamberからsample chamberに移動すると、reference chamberの静水圧は陰圧となり、これがコロイド浸透圧となる。2.アルブミン溶液のコロイド浸透圧の測定と膜型浸透圧プローブの精度の評価牛血清アルブミンを生理食塩水に溶かし濃度2.48wt%とし、作成した膜型浸透圧プローブを用いてこららの溶液のコロイド浸透圧を測定した。<研究成果>作成した浸透圧プローブを使用して測定したアルブミン溶液のコロイド浸透圧値(mmHg, n=3)は、6.6±0.2(2.4wt%),10.5±0.1(3.6wt%),15.9±0.4(4.8wt%),21.5±0.5(6wt%),32.4±1.2(8wt%)であった。これらの値は文献値とほぼ一致したことから、作成した浸透圧プローブの測定精度は良好であると考えられた。<参考文献><研究目的>生体組織の細胞間質ゲルのモデルとしてデキストラン溶液を用い、その膠質浸透圧の経時変化を測定することにより、炎症時の組織浮腫発生に高分子ゲルの膨潤現象が関与している可能性を検討する。<考察

>1.DEX40の浸透圧が最初にピークに達した後に大きく低下したことは、DEX70に比べて分子量の小さいDEX40の多くが、半透膜を透過したことによる。2.DEX40の浸透圧のピークの発現が、DEX70に比べて早期に認められたことは、DEX70が半透膜の水透過性を低下させるのに対し、DEX40ではこの作用が小さいことを示唆している。<本結果の意義>炎症時、細胞間質の高分子ゲルは分解酵素により分解され、その分子量は低下する。したがって、高分子量のデキストランは正常時の細胞間質、低分子量のデキストランは炎症時の細胞間質のモデルとなる。デキストランの浸透圧は、デキストラン分子が水を吸収して膨潤する力、つまり生体組織において細胞間質ゲルが自ら膨潤して浮腫を形成する能力を示している。今回の結果は、1.炎症時には、分解された低分子量の細胞間質ゲルが急速に水を血管内から吸収し細胞間質の浮腫を形成する。2.しかし、低分子量の高分子は毛細血管壁を透過するため、浮腫の持続時間は短いことを示唆している。
平安時代漢字字書総合データベースの機能高度化と類聚名義抄注釈の作成

日本の平安時代に僧侶の手によって編纂された漢字字書である高山寺本『篆隷万象名義』、天治本『新撰字鏡』、図書寮本『類聚名義抄』、観智院本『類聚名義抄』の四書は当時の日本人による漢字研究の優れた成果であり、人文学研究の基礎資料となっている。しかし、いずれも古写本であるため、崩し字や異体字が多く、解読に困難が多い。上記の四書のうち観智院本『類聚名義抄』は、収録の和訓が『日本国語大辞典』等に多数収録される重要資料であるが、これまでに全文の活字翻刻はなかった。本研究では観智院本『類聚名義抄』の全文翻刻と注釈を作成して、その内容をインターネット上に公開し、自在に検索できるようにすることを目指す。本研究は、平安時代漢字字書総合データベースを、高精細カラー版の観智院本『類聚名義抄』を利用し、本文解読を精緻化、異体字フォント作成とインターフェイス改良による高機能化を図ることにより校訂し、これに基づいて従来の研究成果と日本古典文学作品での例証の利用を反映させた『類聚名義抄』の注釈を作成、これを国際的に共有可能な形式にし、インターネット上に公開することを目的とする。平安時代漢字字書総合データベースの高機能化を図り校訂、これに基づき『類聚名義抄』の注釈作成、校訂本文と注釈を国際的に共有可能な形式にし、インターネット上に公開することで、平安時代の貴重なデータベース保存、注釈付加、加えてこれを国内外からの幅広い分野の研究者にアクセスを可能にする点で学術的価値が極めて高く、我が国の古典研究にも多大な寄与が期待でき、波及効果も大きいと考えられる。
白血病細胞における新たな薬剤耐性機構の解明

BCR/ABLキナーゼ阻害剤imatinibは慢性骨髄性白血病(CML)に対する有効な分子標的薬であるが、特に急性転化例に対しては薬剤耐性の獲得が問題となる。本研究ではimatinibに対する耐性機序の解析およびRAS阻害作用を有するFarnesyltransferase阻害剤R115777によるimatinib耐性克服の可能性について検討を進めた。まず、ヒトCML由来細胞株KCL22、K562およびKU812SRを親株として、imatinib耐性株KCL22/SR、K562/SRおよびKU812/SRをクローン化した。これらのimatinib耐性株では、imatinibの添加によりリン酸化BCR/ABL量が親株同様に低下したことから、BCR/ABLの下流の異常が耐性獲得に関与しているものと推察された。次にDNAマイクロアレイ法により遺伝子発現プロフィールを検討した結果、KCL22/SRではRAS-MAPK系に関与する分子RASAP1およびRhoAの発現量がKCL22と比較して増加していることが明らかとなった。さらに、KCL22/SRではimatinibの添加後もリン酸化ERK1/2量が変化しなかった。以上より、RAS-MAPK系の調節異常がimatinib耐性機序に関与しているものと考えられた。imatinibとR115777とを同時に添加し、Steel-Peckham法によるIsobologramで解析したところ、全てのimatinib耐性株で明確な相乗的細胞増殖抑制効果が認められた。この場合、apoptosisの誘導が観察される一方で、細胞周期への影響は認めなかった。さらに、MEK1/2阻害剤U0126とimatinibの添加によっても相乗的細胞増殖抑制効果が得られた。以上によりRAS-MAPK系に作用する薬剤がimatinib耐性機序に有効である可能性が示された。ヒト慢性骨髄性白血病由来細胞株KCL22を親株として、ABLチロシンキナーゼ阻害剤STI571に対する耐性細胞株KLC22/SRを樹立した。既に報告されている他の耐性株と異なり、KCL22/SRではBCR/ABL遺伝子の増幅および点変異、BCR/ABL蛋白およびP糖蛋白の発現増加のいずれも認めなかった。また、KCL22/SRにSTI571を加えた場合も、リン酸化BCR/ABL量の著明な抑制が認められたことから、BCR/ABL signalingとは無関係の機序による耐性獲得が示唆された。薬剤代謝関連酵素群の発現に重要なNrf2転写因子に着目して検討した結果、KCL22/SRでは、1)Nrf2の核への移行が増加しており、その結果Nrf2 DNA結合活性の増加が認められた、2)Nrf2により発現が調節されているγ-glutamylcysteine synthetase(γ-GCS)の発現増強が認められ、結果として細胞内グルタチオン量の増加を認めた。Nrf2は酸化ストレスにより核へ移行することから、還元剤であるAscorbic Acid(AA)の影響について検討したところ、3)0.125mMのAAの添加によりNrf2の核への移行が阻害され、同時にγ-GCSのmRNA量およびグルタチオン量の低下が認められた、4)この場合KCL22/SRのSTI571に対する感受性の部分的な回復を認めたことから、AAによる耐性克服の可能性が示された。また、DNAマイクロアレイ法によりKCL22/SRとKCL22との間での発現遺伝子の差異について検討したところ、KCL22/SRでは、1)RASAP1、RhoAおよびL6抗原が高発現しており、2)c-mybおよびactivin A receptorの発現が低下していることが明らかとなった。

BCR/ABLキナーゼ阻害剤imatinibは慢性骨髄性白血病(CML)に対して優れた効果を示すが、耐性獲得が臨床上重要な問題となっている。本研究では、imatinib(STI571)耐性株を用いて耐性機序の解析および耐性克服法について検討を進めた。1、ヒトCML由来細胞株KCL22、K562およびKU812SRを親株としてimatinib耐性株KCL22/SR、K562/SRおよびKU812/SRをクローン化した。いずれの耐性株でもimatinibによりBCR/ABLのリン酸化が抑えられたことから、BCR/ABLの下流に存在する経路の異常がimatinib耐性獲得に関与しているものと推察された。2、実際KCL22/SRおよびK562/SRはimatinib添加後もリン酸化ERK1/2量の低下を認めなかったことから、BCR/ABL活性に依存しないRAS-MAPK系の活性化が存在するものと推察された。一方、KU812/SRは親株と同様にimatinib添加によるリン酸化ERK1/2量の低下を認めた。3、imatinibとRAS阻害作用を有するFarnesyltransferase阻害剤R115777とを同時にKCL22/SRおよびK562/SRに添加すると、リン酸化ERK1/2量の低下を認め、かつ相乗的に細胞増殖が抑制された。この場合、apoptosisの誘導が観察された。一方、KU812/SRに対しては相加的に作用するのみであった。さらに、MEK1/2阻害剤UO126とimatinibとの同時添加によっても同様の結果が得られた。従って、BCR/ABL非依存性のRAS-MAPK活性が認められるimatinib耐性細胞ではRAS-MAPK阻害剤による耐性の克服が可能であると思われた。
卵母細胞の核小体は胚発生に必要か？

哺乳類の卵母細胞や受精卵には,体細胞の核小体とは構造の異なる緊密な核小体が存在する。本研究では,ブタおよびマウスの卵母細胞と1細胞期胚/受精卵から核小体を顕微操作によって除去後,発生させた。脱核小体卵母細胞は成熟,受精して前核を形成したが,前核中に核小体は形成されず,発生を途中で停止した。一方,脱核小体1細胞期胚/受精卵は胚盤胞へと発生し,マウスでは移植後,正常な産仔となった。また,脱核小体した受精卵は,発生の過程で体細胞型の核小体を形成した。これらの結果は,卵母細胞の核小体は胚発生に必須であるが,受精卵の核小体は胚発生に必要ないこと,胚は自ら体細胞型の核小体を形成しうることを示唆している。ブタの卵巣から直径約120μmの発育を完了した成熟前の卵母細胞を採取した。卵母細胞を体外培養によって成熟させた後,電気刺激によって活性化し,発生を開始させた。また,マウスの成熟前の卵母細胞を卵巣から,成熟卵を過排卵処理したマウスの卵管から採取した。成熟卵を顕微授精することによって受精卵および初期胚を得た。成熟前のマウス卵母細胞から顕微操作によって核小体を除去した後,成熟・受精させた受精卵は,発生を途中で停止した。一方,2細胞期胚を遠心分離後,核小体を除去した脱核小体2細胞期胚は,胚盤胞へと発生した。さらに,前核期の受精卵を遠心分離後,脱核小体した脱核小体受精卵は胚盤胞へと発生した。成熟前のブタ卵母細胞から顕微操作によって核小体を除去した後,成熟・活性化処理して作出した前核期胚は,発生を途中で停止した。前核期胚からの脱核小体操作に先立って,電気刺激後の胚における前核形成および核小体形成過程を調べたところ,電気刺激4時間後より前核が形成され始め,電気刺激21時間後に胚は第一卵割を開始した。また,前核形成の過程で,核小体の体積(核小体の体積の合計)は徐々に増加することが明らかとなったため,電気刺激18時間後の前核期胚から核小体を除去し,発生培養を行った。その結果,脱核小体前核期胚は胚盤胞へと発生した。脱核小体卵母細胞を成熟させ,その後,核小体を戻すと胚は発生することから,卵母細胞の核小体は成熟には必要ないことは,これまでにわかっていた。本研究結果から,卵母細胞の核小体は発生には必須であるが,前核期胚の核小体は発生に必要ないこと,すなわち,核小体は発生開始の極めて初期にのみ機能することが明らかとなった。哺乳類の卵母細胞および初期胚の核小体は体細胞の核小体とは異なり,大きく緊密な構造をしており,nucleolus precursorbody (NPB)と呼ばれる。卵母細胞からこの核小体を除去しても,卵母細胞は成熟し,受精するが,受精卵には核小体が形成されないことから,受精卵の核小体は卵母細胞の核小体に由来すると考えられる。また,初期胚の発生過程でNPBは体細胞型の核小体へと変化していくことから,体細胞の核小体はNPBに由来すると考えられる。本研究では,マウスの受精卵およびブタの単為発生1細胞期胚の核小体を顕微操作によって除去し,発生させた。その結果,マウスの脱核小体受精卵およびブタの脱核小体1細胞期胚は胚盤胞へと発生し,マウスでは移植後,産仔へと発生した。緑色蛍光蛋白質EGFPと赤色蛍光蛋白質mCherryでそれぞれ標識したNPM2-EGFPあるいはB23-EGFPとヒストンH2B-mCherryのmRNAをマウス卵母細胞に顕微注入した後,受精させ,前核期に脱核小体したところ,脱核小体受精卵は,胚の発生過程で体細胞型の核小体を形成することが明らかになった。これらの結果は,受精卵の核小体(NPB)は胚発生には必要なく,胚は自ら体細胞型の核小体を形成しうることを示唆している。また,卵母細胞から核小体を除去した後,成熟,受精させた胚は,発生を途中で停止することから,卵母細胞の核小体は胚発生に必須であると考えられており,本研究結果と考え合わせれば,核小体は発生開始の極めて初期にのみ機能すると考えられる。統合動物科学

これまでの研究結果から,卵母細胞の核小体は発生には必須であるが,前核期胚の核小体は発生に必要ないこと,すなわち,核小体は発生開始の極めて初期にのみ機能することが明らかとなった。脱核小体した前核期胚から発生した胚では卵母細胞型の核小体がまったく形成されない可能性がある。このため,核小体蛋白質に対する抗体を用いて発生過程の胚の核小体を染色し,体細胞型核小体の形成を調べる。また,ライブセルイメージングによって核小体の形成過程を調べる。