hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
顎関節症者の下顎頭骨形態変化の発症機構を下顎運動論と咬合論から解明する

また切歯路は水平面投影角度により群別でき、それぞれ下顎頭運動を反映しており,水平面展開角度の大小および経路を観察することで骨変化のスクリーニングに使用できる可能性が示唆された.また,骨変化あり群では,後方外側部の骨関節間隙量が大きい症例が多く,下顎頭の縮小,下顎窩の平坦化によると考えられた.靱帯等軟組織の弛緩に加え骨関節間隙量の増加により下顎頭の運動量が増加した可能性が考えられた.今後,顎運動を誘導する歯の接触状態が,関節窩-下顎頭の近接部位と下顎頭骨変化部位と関係するかを検討することで,咬合治療の確立へと結びつくと考える.下顎頭骨変化の有無により側方滑走運動時の切歯点と作業側下顎頭の運動様相は異なるのか,またその違いが下顎窩-下顎頭の骨関節間隙量に関係するのかを検討することを目的とした.へリカルCTからの下顎窩と下顎頭の形態データと顎運動装置からの運動データを重ね合わせ,顎関節の3-D表示のみならず,切歯点および作業側下顎頭の任意点の運動経路を表示,計測でき,また骨関節間隙量を経時的に計測できるシステムを作成した.顎関節の臨床症状の無い者を対象とし,CT画像診断から下顎頭の骨変化なし群と骨変化あり群に分類し運動測定,解析を行なった.関節窩-下顎頭の近接部位についてもこの2群間で観察した。その結果,側方滑走運動に着目すると,切歯路の水平面展開角度と作業側下顎頭の運動、および関節空隙は,骨変化の有無と関連していることが明らかとなった.作業側下顎頭の運動様相は,骨変化なし群では位置変化の少ない回転型を示したのに対し、骨変化あり群では位置変化量の絶対値が大きく外側移動を伴う回転型、前方滑走型、後方滑走型を示した。また切歯路は水平面投影角度により群別でき、それぞれ下顎頭運動を反映しており,水平面展開角度の大小および経路を観察することで骨変化のスクリーニングに使用できる可能性が示唆された.また,骨変化あり群では,後方外側部の骨関節間隙量が大きい症例が多く,下顎頭の縮小,下顎窩の平坦化および靱帯等軟組織の弛緩に加え骨関節間隙量の増加により下顎頭の運動量が増加した可能性が考えられた.運動時に骨の近接部位は変形の生じている部位とおおよそ一致していた。顎運動を誘導する歯の接触状態は骨変化あり群では大臼歯ガイドが多く,矯正治療により犬歯ガイドになった症例では下顎頭の後方への移動が減少している事より治療の有用性がうかがえた.
凍結融解履歴を受ける寒冷地用路盤構造の長期性能評価手法の高度化に関する研究

本研究では、凍結融解作用を受ける粒状路盤の力学特性の試験方法を提案するとともに、凍結時及び凍結融解後の粒状路盤の力学挙動を把握し、舗装構造の理論的設計方法を用いて、凍結融解に伴う粒状路盤の性能変化が道路舗装の疲労寿命に及ぼす影響を検討した。この結果、粒状路盤が凍結融解作用を受けた場合、支持力特性のような力学的な性能が変化し、疲労寿命のような走行路構造の長期性能に強く影響を及ぼすことを明らかにした。(1)不飽和高周波繰返し三軸試験装置と凍結融解二次元平面ひずみ模型土槽装置の製作ハーバーサイン波等の高周波繰返し載荷機能と静的載荷機能を具備した飽和/不飽和三軸圧縮試験装置を開発した。また、任意の凍結融解履歴を与えられる凍結融解二次元平面ひずみ模型土槽装置を製作し、当該装置の性能確認試験を実施した。両装置の開発により、凍結融解後あるいは融解中の飽和/不飽和三軸供試体に対してMR試験や強度試験が実施可能になった。(2)支持力測定機能付凍上試験装置の開発凍結融解履歴を与えた路盤材試料に対して凍上試験-修正CBR試験を実施するために、支持力測定機能を具備した凍上試験装置を開発した。(3)凍結融解二次元平面ひずみ模型土槽装置の製作と性能確認試験の実施飽和・不飽和状態で凍結融解履歴を受けた路盤構造に移動載荷試験を実施するために、温度制御機能付二次元平面ひずみ模型土槽を具備したローラー移動載荷試験装置を開発した。この結果、繰返し凍結融解後あるいは融解中の種々の含水状態にある模型路盤について、繰返し載荷試験(移動載荷・定点載荷)および単調載荷試験(支持力・クリープ)が実施可能になった。(4)舗装構造支持力と路面凹凸の現地計測と関係分析の実施寒地土木研究所敷地内に短い試験舗装構造を造成して、舗装構造内の各種状態量の長期計測(各層に温度計,層別沈下計,土壌水分計を設置)および融雪期を中心とした通年のFWD測定・路面凹凸測定を実施し、舗装の路面性状と路盤の力学特性の関係分析および、両者の経時変化傾向を把握した。1.凍結融解繰返し三軸試験機の性能確認試験の実施保水性試験を実施し、当該試験機が排水速度の向上により試験時間の短縮に有効であることを示した。その一方で、試験実施上の課題が明確になったため、試験装置の改良を実施した。2.支持力測定機能付凍上試験装置の性能確認試験の実施気乾・湿潤・浸水の各含水状態で天然砕石・再生砕石の凍結融解・修正CBR試験を実施し、当該試験装置の性能を確認した。3.凍結融解二次元平面ひずみ模型土槽装置の性能確認試験の実施気乾・浸水状態で凍結中および凍結融解後の模型粒状路盤(天然砕石)の繰返し載荷試験(移動載荷・定点載荷)と支持力試験を実施し、当該試験装置の性能を確認した。4.路盤材の凍上性・力学特性に対する凍結融解・荷重載荷履歴の影響評価項目2の試験に加え、主応力軸回転の影響を評価可能な多重リングせん断試験(移動載荷・定点載荷・支持力・単調せん断)を気乾・浸水状態の天然砕石について実施し、凍結融解履歴が路盤材の力学特性に与える影響について検討した。その結果、浸水状態の場合、凍結前の試験結果に比べて凍結時の鉛直ひずみは減少し、凍結融解後の鉛直ひずみは増加することが試験方法・載荷方式の違いに依らず確認された。5.路盤構造の凍上性・力学特性に対する凍結融解・荷重載荷履歴の影響評価項目3の試験結果に基づき、凍結融解履歴が粒状路盤の力学挙動に与える影響について検討した。その結果、要素試験と同様な傾向が定性的・定量的に確認された。6.舗装構造支持力と路面凹凸の現地計測と関係分析の実施試験舗装における長期計測(温度、変位、土壌水分)と融雪期を中心としFWD測定・路面凹凸測定・輪荷重載荷試験を継続実施し、舗装の路面性状と路盤状態の経時変化傾向の関係を分析した。1.凍結融解、含水状態が路盤材の凍上性・力学特性に及ぼす影響を明確にするため、気乾・湿潤・浸水の各含水状態で一連の要素試験(凍上、CBR、保水性、せん断)を実施した。その結果、非凍上性の路盤材において、凍結融解に起因した強度・剛性の低下が確認された。また、路盤材の強度及び繰返し載荷時の残留変位は含水比の影響を強く受けることが明らかになった。2.試験舗装において長期計測(温度、土壌水分等)とFWD測定・輪荷重載荷試験等を実施した。

その結果、凍結期に路盤剛性は増加し融解期に低下すること、及び剛性の変化は路床・路盤の凍結融解に伴う土壌水分量の季節変動と密接な関連性があることが明らかになった。また、試験舗装における計測結果と、本研究で実施した要素・模型試験結果の傾向が一致することから、その妥当性を検証した。3.路盤の凍結融解が舗装構造の疲労寿命に与える影響を評価するため、舗装構造の理論的設計法を用いて、凍結融解及びそれに伴う含水比の変化を考慮し路盤剛性を季節変動させた疲労破壊寿命解析を実施した。その結果、As層や路床の暫定破壊基準から計算される疲労破壊年数は、路盤凍結時に長くなり融解時に短くなる傾向が確認された。このため、凍結融解作用を受ける舗装構造の進行性破壊予測モデルの構築には、凍結融解に伴う下層路盤の剛性変化を考慮することが重要であると結論される。4.上記の理論的設計法に基づき舗装構造の長期性能を評価した場合、As層や路床の暫定破壊基準から計算される疲労破壊年数は路盤剛性の季節変動を考慮しない場合に比べ長くなる傾向にある。特に、この疲労寿命の増加割合は、積算寒度の変化に強く影響されることから、積雪寒冷地の舗装構造設計に凍結融解履歴の影響を評価可能な理論的設計法を適用することは意義があると結論される。
酸化物半導体ナノ粒子の合成と薄膜形成に関する研究

本研究は、酸化物半導体の中で、現在、新しい酸化物エレクトロニクス材料として注目を集めている酸化亜鉛(ZnO)に注目し、それに関するナノ粒子合成法の開発と薄膜化を目的とした。ZnOナノ粒子の合成は以下の手順で行なった。最初に、無水酢酸亜鉛Zn(CH_3COO)_2を無水エタノール(C_2H_5OH)に溶解し、0°Cに冷却した。これに水酸化リチウム(LiOH)を混合、攪拌し、低温で1週間保存した。その後、副生成物(酢酸リチウム)と残留水を除去するため、ヘキサンを加え、遠心分離し、沈殿物にエタノールを加え、無色透明なZnOナノ粒子溶液を形成した。生成溶液を電子回折および結晶格子像で調べた結果、生成したナノ粒子は平均粒径が4nmで、単相の六方晶ZnO(JCPDS-361451)であることがわかった。薄膜形成にはこの溶液を原料とし、ディップ法を用いた。基板には白板ガラスを用い、室温、大気中でZnOナノ粒子溶液中に浸した後、室温乾燥した。次に、これを電気炉内に入れ、大気中100°C500°Cで焼成した。得られた膜は無色透明で基板との密着性も良好であった。ZnO薄膜の光透過率は、可視光領域において全て90%程度の高い透過率を示し、立ち上がり波長はZnOのバンドギャップ(3.3eV)に対応して、350nm付近となった。X線回折の結果、焼成温度100°C、300°C、500°Cで作製した膜は、全て六方晶zincite型のZnO(JCPDS-361451)であることがわかった。また、結晶粒径は焼成温度の上昇と共に増大し、500°Cの時、シェーラーの式から求めた粒子サイズは、約13nmとなった。また、断面SEM像から、.焼成温度100°Cの時にはボイドが多く密度の低い膜であったが、焼成温度300°C以上では、結晶粒径は増大し、膜の緻密化と表面平坦性が向上することが分かった。以上の結果から、真空を用いない安価な方法でZnOナノ粒子及び薄膜が得られることが実証できた。酸化物半導体薄膜は近年、各種電子デバィス用材料として注目を集めており、その製膜法も用途に応じて多くの方法が報告されている。我々は今回、太陽電池やディスプレーなどの大面積電子デバイスへの応用を最終目標に、低コストで大面積化が可能な製膜法として、ナノパーティクルを出発原料とした酸化物薄膜形成を試みた。酸化物半導体としては、酸化亜鉛(ZnO)を取り挙げ、ZnOナノ粒子の化学合成を以下の手順で行った。最初に、無水酢酸亜鉛Zn(CH_3COO)_2を無水エタノール(C_2H_5OH)に溶解し、0°Cに冷却後、水酸化リチウム(LiOH)を加えた。次に副生成物(酢酸リチウム)を除去するため、ヘキサンを加え、遠心分離してZnOナノ粒子を得た。これをエタノール中に分散し保存した。

生成したナノ粒子はX線回折の結果から、六方晶zincite構造のZnO(JCPDS-361451)であること、および、高分解TEM像から、平均粒子サイズが4nm程度であることがわかった。次に、このZnOナノ粒子を用いて薄膜化を試みた。薄膜化の手段には、デップ法、スピンコート法、スプレー法等などの非真空プロセスが可能であるが、本実験では最も簡単なデップ法を用いた。基板には白板ガラスを用い、ZnOナノ粒子を分散した液中にデップし、大気中室温で30分間放置し、乾燥した。次に、これを電気炉で大気中100°Cから500°Cで1時間加熱処理した。X線回折およびSEM観察の結果、焼成温度300°C以上の高温焼成で結晶粒径の増大と緻密化が起こり、ガラス基板との密着性も向上することがわかった。また、これらの膜の透過率は90%以上で高抵抗であった。今回、初期実験ではあるが、非真空プロセスでZnOナノ粒子の合成と薄膜形成が可能であることを実証できた。本研究は、酸化亜鉛(ZnO)ナノパーティクルの化学合成と薄膜化を試み、その基礎的知見を得る事を目的とした。ZnOナノパーティクルの合成は以下の手順で行なった。最初に、無水酢酸亜鉛Zn(CH_3COO)_2を無水エタノール(C_2H_5OH)に溶解し、0°Cに冷却した。これに水酸化リチウム(LiOH)を混合、攪拌し、低温で1週間保存した。その後、副生成物(酢酸リチウム)と残留水を除去するため、ヘキサンを加え、遠心分離し、沈殿物にエタノールを加え、無色透明なZnOナノパーティクル溶液を形成した。生成溶液を電子回折および結晶格子像で調べた結果、生成したナノパーティクルは平均粒径が4nmで、単相の六方晶ZnO(JCPDS-361451)であることがわかった。薄膜形成にはこの溶液を原料とし、ディップ法を用いた。基板には白板ガラスを用い、室温、大気中でZnOナノパーティクル溶液中に浸した後、室温乾燥した。次に、これを電気炉内に入れ、大気中100°C500°Cで焼成した。得られた膜は無色透明で基板との密着性も良好であった。ZnO薄膜の光透過率は、可視光領域において全て90%程度の高い透過率を示し、立ち上がり波長はZnOのバンドギャップ(3.3eV)に対応して、350nm付近となった。X線回折の結果、焼成温度100°C、300°C、500°Cで作成した膜は、全て六方晶zincite型のZnO(JCPDS-361451)であることがわかった。また、結晶粒径は焼成温度の上昇と共に増大し、500°Cの時、シェーラの式から求めた粒子サイズは、約13nmとなった。また、断面SEM像から、焼成温度100°Cの時にはボイドが多く密度の低い膜であったが、焼成温度300°C以上では、結晶粒径は増大し、膜の緻密化と表面平坦性が向上することがわかった。今回はノンドープ膜のため高抵抗であったが、今後、不純物ドープによって、低抵抗膜の作成も可能と思われる。
光合成電子伝達の還元力が窒素同化とヒドロゲナーゼに分配される構造基盤の解明

光合成電子伝達系において,フェレドキシン(Fd)は還元力の分配を担っている.Fd依存酵素には水素を生産するヒドロゲナーゼも含まれる.本研究では,FdとFd依存酵素の相互作用面に着目し,複合体結晶構造を初めとする構造生物学的手法によって,Fdからヒドロゲナーゼや窒素同化系酵素への電子分配の構造情報を明らかにすることを目指す.緑藻C.reinhardtii由来のフェレドキシンの大腸菌発現系を構築し,大量調製した.結晶化,X線回折測定(SPring-8),構造計算を進めて,1.4A分解能の高分解能結晶構造解析に成功した.<Synechocystis sp.PCC6803由来のフェレドキシンとそのGa置換体>シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC6803由来のフェレドキシンの大量調製した.変性とリフォールディングによって,Ga置換体とその結晶化,X線回折測定(SPring-8),構造計算を進めて,1.6Å分解能の高分解能結晶構造解析に成功した.昨年度に確立したクロストリジウムの嫌気培養スケールを拡大し,精製手法の最適化によって試料の大量調製に成功した.嫌気条件下で結晶化条件をスクリーニングし,得られた結晶のX線回折を測定,構造計算を経て,構造解析に成功した.予想に反して,得られた構造は金属クラスターが不完全な構造だったことから,精製試料に含まれる非活性な酵素が結晶化したと考えられる.そこで,活性型酵素を分離するために精製系を見直すとともに,活性型酵素の調製法を習得するためにドイツ・ルール大学ボーフムを再訪した.現在,帰国して活性型酵素の調製を試みている本研究の主たる課題であるヒドロゲナーゼについて,結晶を得ることができた.しかしながら,得られた構造はすでに報告されている非活性型構造だった(Mulder et al., Natirre, 2010).現在,活性型酵素の結晶化に取り組んでいる.上記の通り,フェレドキシンの高分解能構造解析に成功した.その他の関連タンパク質の結晶構造解析も順調である.2012年度,非活性型ヒドロゲナーゼ(HydA)とフェレドキシン(Fd)の個々の構造解析に成功した,今後は,非活性型HydA1とFdの複合体状態で結晶を作製し,結晶構造解析を目指す.現在の調製系では,活性型と非活性型が混在している.クロマトグラムや結晶化スクリーニングによって,活性型HydA1を単離する方法を模索している.最近,いくつかのグループによって,大腸菌発現系による活性型HydA1の発現・調製が報告されてきている(Yacoby et al., PLOS ONE, 2012).大腸菌発現系を使えばより高純度・高収量の試料調製が期待できる.現在,大腸菌調製系の導入を進めている.高い割合で活性型HydA1を調製できれば,HydA1単体と活性型HydA1とFdの複合体のそれぞれの結晶構造解析を目指す.緑藻は光合成で得られた電子エネルギーを使って水素を生産する.水素生産を担うヒドロゲナーゼ(HydA1)は電子伝達タンパク質フェレドキシン(Fd)の還元力に依存している。FdはHydA1以外にも,炭酸固定系や窒素同化系の酵素などに電子を分配している.本研究では,FdとFd依存酵素の相互作用面に着目し,複合体結晶構造を初めとする構造生物学的手法によって,Fdからヒドロゲナーゼや窒素同化系酵素への電子分配の構造情報を明らかにすることを目指す.<ヒドロゲナーゼ>ヒドロゲナーゼ(HydA1)の大量発現は共同研究先であるドイツ・ボーフム大学のHappe教授らのグループによって,嫌気性グラム陽性菌Clostridium acetobutylcumの組換え体で成功している.Happe教授らのグループから譲り受けた菌株の培養系とHydA1の精製系の立ち上げを行った.まず,ファーメンタを用いたC.acetobutylcumの嫌気培養系を立ち上げた.Happe研究室で作られた組換え菌株を用いて,C.acetobutylcumを大量培養し,その菌体から高純度のHydA1を精製した.メチルビオロゲンを電子供与体としてHydA1の活性を測定し,精製したHydA1が活性を有することを確認した.これまでに構造解析されている緑藻由来のHydA1は活性を有しない状態の構造である(Mulder et al.,Nature,2010).活性のあるHdA1を精製できたことは,世界に先駆けて活性型HdA1やFdとの複合体の構造解析を進める上で有意義である.現在,活性型HydA1単体の結晶化条件のスクリーニングを進めている.<グルタミン酸合成酵素(GOGAT)>共同研究者らと共にFdとGOGATの複合体結晶を作製した.回折実験により,構造解析可能な良質な回折データを得ることができた今度の発表論文Shinmura et al.Acta Crstallogr Sect F,2012.基質のグルタミンのアナログであるアザセリンを誘導した結晶も作製している.現在,構造解析に向けて,データ収集と構造計算を進めている.

光合成電子伝達系において,フェレドキシン(Fd)は還元力の分配を担っている.Fd依存酵素には水素を生産するヒドロゲナーゼも含まれる.本研究では,FdとFd依存酵素の相互作用面に着目し,複合体結晶構造を初めとする構造生物学的手法によって,Fdからヒドロゲナーゼや窒素同化系酵素への電子分配の構造情報を明らかにすることを目指す.緑藻C.reinhardtii由来のフェレドキシンの大腸菌発現系を構築し,大量調製した.結晶化,X線回折測定(SPring-8),構造計算を進めて,1.4A分解能の高分解能結晶構造解析に成功した.<Synechocystis sp.PCC6803由来のフェレドキシンとそのGa置換体>シアノバクテリアSynechocystis sp.PCC6803由来のフェレドキシンの大量調製した.変性とリフォールディングによって,Ga置換体とその結晶化,X線回折測定(SPring-8),構造計算を進めて,1.6Å分解能の高分解能結晶構造解析に成功した.昨年度に確立したクロストリジウムの嫌気培養スケールを拡大し,精製手法の最適化によって試料の大量調製に成功した.嫌気条件下で結晶化条件をスクリーニングし,得られた結晶のX線回折を測定,構造計算を経て,構造解析に成功した.予想に反して,得られた構造は金属クラスターが不完全な構造だったことから,精製試料に含まれる非活性な酵素が結晶化したと考えられる.そこで,活性型酵素を分離するために精製系を見直すとともに,活性型酵素の調製法を習得するためにドイツ・ルール大学ボーフムを再訪した.現在,帰国して活性型酵素の調製を試みている共同研究先と同様の手法で,活性を有するヒドロゲナーゼを大量精製することに成功した.しかしながら,結晶化条件の検討にはより大量かつ高純度の酵素試料が必要となる.試料調製において,検討の余地は多い.GOGATについては,再現性良く結晶が得られており,構造解析も近く可能である.NiRはヒドロゲナーゼと同様,結晶化条件の検討を進めている.本研究の主たる課題であるヒドロゲナーゼについて,結晶を得ることができた.しかしながら,得られた構造はすでに報告されている非活性型構造だった(Mulder et al., Natirre, 2010).現在,活性型酵素の結晶化に取り組んでいる.上記の通り,フェレドキシンの高分解能構造解析に成功した.その他の関連タンパク質の結晶構造解析も順調である.タンパク質の結晶化において,高純度・高濃度のタンパク質試料調製が大きな課題である.GOGATとNiRについては,すでに大量調製のための実験系が確立されており,結晶化に適した試料が得られている.現在,ヒドロゲナーゼにおいて,試料調製が大きな課題である.結晶化の検討に並行して,一回の培養・精製で得られるサンプル量を増やすために,培養装置の大型化と精製方法の更なる改良を進めていく.2012年度,非活性型ヒドロゲナーゼ(HydA)とフェレドキシン(Fd)の個々の構造解析に成功した,今後は,非活性型HydA1とFdの複合体状態で結晶を作製し,結晶構造解析を目指す.現在の調製系では,活性型と非活性型が混在している.クロマトグラムや結晶化スクリーニングによって,活性型HydA1を単離する方法を模索している.最近,いくつかのグループによって,大腸菌発現系による活性型HydA1の発現・調製が報告されてきている(Yacoby et al., PLOS ONE, 2012).大腸菌発現系を使えばより高純度・高収量の試料調製が期待できる.現在,大腸菌調製系の導入を進めている.高い割合で活性型HydA1を調製できれば,HydA1単体と活性型HydA1とFdの複合体のそれぞれの結晶構造解析を目指す.
ゲノムＰＣＲ法およびＦＩＳＨ法での肺腺癌の浸潤に関わる新規遺伝子の解析

早期に起こった遺伝子異常を検出することで、腫瘍の発生増悪のメカニズムの解明及び患者の予後を予測することを目的とした。小型肺腺癌の上皮内癌と浸潤癌に対してArray-CGH解析を行って、浸潤癌で明らかに増幅のみられる遺伝子を同定した。これら増幅のみられる遺伝子は3q領域に多く、特に3q26領域に多く含まれていた。3q26領域で同定できた遺伝子に対して、多数例で免疫染色やQuantitative Real-Time genomic PCRで検証を行い、Validationのため、他施設の早期肺腺癌での検証も行った。ECT2遺伝子の異常が肺腺癌の予後に関与する増悪因子であることを明らかにした。IHC結果と病理学的因子や予後との関連を調べたところ、予後やリンパ節転移、静脈浸襲、病理病期、組織亜型について有意差を認めた。validationのために国立がんセンター中央病院の65症例を用いECT2のSNP解析を行ったところ、types C,Dの18例にのみ増幅(CN>3)を認めた。また早期肺腺癌200例のcopy numberassayでは3q26上に47例(24%)で増幅が検出された。さらに早期肺腺癌198例での遺伝子増幅とRNAの発現解析では、ECT2, PIK3CAに2遺伝子が有意に発現上昇していた。また、早期肺腺癌204例を用いてcDNA microarrayを行い、Prognoscanで解析を行ったところ、ECT2の高発現群は有意に予後不良であった。我々は上皮内肺腺癌から初期浸潤癌を経て顕在癌に至る多段階発癌過程の形態所見を基盤にし、ゲノムCGHを用いて初期浸潤癌と上皮内腺癌の間のゲノム異常を網羅的に解析した。この研究の中で3q26領域に特徴的な増幅領域があることを突き止め、この領域の中でも3q26.1-3q26.2に位置するECT2遺伝子は増幅と蛋白発現が良く相関し、かつ、発現蛋白が過剰な症例や増幅の見られる症例は予後が悪いことを見いだした。さらに他施設(国立がん研究センター)の症例を用いてValidationを行い、ECT2の増幅や発現亢進が予後とよく相関する事を確証した。ECT2 (epithelial cell transforming sequence 2)はグアニンヌクレオチド交換因子をコードし、GTP加水分解酵素であるRhoAを活性化し、細胞分裂を制御しているがん原遺伝子で、細胞分裂に関与する遺伝子である。また、PKCi-Par6複合体と結合し、Rac1を活性化し、腫瘍の浸潤や増殖に関与するという報告もある。一方で先の我々の研究ではECT2の発現と一般的な増殖マーカーであるki-67蛋白の発現が極めて良い相関を示した。この知見より、肺腺癌の初期の増殖能力の獲得にはECT2を介した増殖促進経路が重要な役割を果たしている事が推測された。CGH(Comparative Genome Hybridization)法を用いて、野口分類のtypeA、BとtypeD、Eを比較し有意差のある33遺伝子領域を見いだし、そのうち3q領域には22遺伝子領域、3q26領域には7遺伝子領域が有意に増幅していることが明らかになった。このデータをもとに、定量的リアルタイムPCR法を用いて、PIK3CA、ECT2、EIF5A2、TNFSF10、SKIL、EVI-1(以上3q26)、MUC4(3q29)の7遺伝子を小型肺腺癌である野口分類のtype A、B 15例、type D、E17例、2cm以上の浸潤性進行肺腺癌51例、大細胞癌6例、多形癌12例の計101例で検討した。それぞれ筑波大学附属病院で切除された包括同意を得ている肺癌手術検体の残検体(メタノール固定標本)を用いた。<結果>野口分類のtype A、B 15例とtype D、E17例を比較すると、すべての遺伝子においてtypeD、Eで増幅傾向が認められた。全101例の症例で解析を行ったところ、1つでも1.5以上の遺伝子増幅があった症例は全101例中15例で、内訳はPIK3CAで13例、ECT2で10例、EIF5A2で8例、TNFSF10で11例であった。また、2つ以上遺伝子増幅があった症例は11例であった。また、2.5以上の増幅があった症例は6例あった。小型肺腺癌の中で上皮内腺癌(野口分類Type A,B)と早期の浸潤癌(野口分類Type D,E)に対して正常部と腫瘍部の差

次で得られた遺伝子を標的としArray-CGH解析を行い、有意な増幅領域である3q26領域を明らかにし、その領域に存在する遺伝子群について免疫染色、qPCRを行い、また病理学的因子や予後の関連を検討した結果、3q26領域に存在する遺伝子の中でもECT2の発現亢進は予後に関するバイオマーカーであることを見いだした。当院での手術症例を用いた検討では浸潤に関与する因子において有意差が認められたと考えられ、さらに国立がんセンター中央病院の65症例を用いたSNP解析、204症例を用いたcDNA microarrayでの結果でもECT2の増幅、高発現群は浸潤癌にみられ、高発現群は予後不良の結果も得られた。他施設かつ多数症例での検証が得られたので、実験は順調に推移していると考える。101例の症例でメタノール固定標本から解析に十分量のDNAを抽出することができ、そのDNAを用いて定量的リアルタイムPCR法にて解析が行えた。増幅がみられた症例数はPIK3CAで13例、ECT2で10例、EIF5A2で8例、TNFSF10で11例であった。結果として1つでも1.5以上の遺伝子増幅があった症例は15例/101例で、2つ以上遺伝子増幅があった症例は11例/101例、また、2.5以上の増幅があった症例を6例/101例抽出できた。これら遺伝子増幅を認める15症例に対して、免疫組織化学染色を開始できている。ECT2の増幅が細胞増殖に関与しているかの機能解析の検討をin vitroで行う。ECT2が増幅しているcell lineをgenome PCR、免疫染色およびFISHで確認し、そのcell lineを対象にsiRNAでタンパク発現を抑制し、細胞増殖が抑えられるか検討する。また、ECT2はその下流のRac1遺伝子を活性化し、細胞増殖シグナルが伝達されるので、Rac1の発現量を検討する。これらの結果を元に学会発表、論文の作製を行う。平成23年度に見いだした遺伝子増幅症例に対して、PIK3CA、ECT2、EIF5A2、TNFSF10で2.5以上の増幅があった症例6例に対して最初に免疫染色を行い、その発現を確認する。さらに、FISH法でも増幅の確認をする。そして再現性を得るために、増幅のなかった症例および今後採取されていく症例に対しても免疫染色、FISHを行う。その後、臨床病理学的事項および形態との関係を明らかにしていく。該当なし免疫染色を行うために、PIK3CA、ECT2、EIF5A2、TNFSF10の1次抗体および2次抗体の購入、FISHを行うにあたっては、プローブの購入および検出試薬の購入が必要である。また免疫組織化学染色およびFISHを行うために必要なプレパラートなど物品を購入する。
近現代ハンセン病医学資料の研究とデータベース作成

現在、日本のハンセン病政策は公衆衛生政策上の過失であったと評価されるが、その実態は未だ十分には検証されていない。その要因の一つがハンセン病の医学的側面の研究の不十分さ、日本と世界のハンセン病政策の比較研究の不足にある。本研究では日本のハンセン病政策を再評価するために、日本と世界のハンセン病関連資料(特に医学資料)を研究すると共に、これらの資料に加え、これまで公開されていなかった資料を収集し、データベース化を行い公開し、今後の研究の進展に寄与すること、これらの資料を保存しハンセン病の歴史を未来へ語り継ぐことを目的として研究を行った。本年は、世界のハンセン病政策を19世紀からの遺伝病対策(隔離、結婚禁止)、その後の感染防止対策(隔離)、1960年代に始まる隔離から外来診療、1970年代からのハンセン病医療や政策の一般の医療・行政政策への統合、1990年代後半からのWHOによる多剤併用療法の試行から普及のプロセス、現在の多剤併用療法普及後の課題などを研究した。この他、ハンセン病療養所職員OBとの対談調査を進展させると共に、その過程で多くの資料の提供を受け目録化、デジタル化を行った(岡田誠太郎、湯浅洋、荒川巌、大平馨など)。この他、これまで収集した医学関連資料を中心に約900点のデジタル化を終了させ、データベースに登録した。この他、1940年代後半に企画された療養所から農業コロニーへの転換構想とその過程、その流れで行われた東北農場(東北新生園)および社会復帰研究会の研究(各療養所)を行い、現在の療養所維持へつながる要因などを研究した。本年は、群馬県草津温泉で昭和の初めに展開された日本人医療関係者(三上千代、服部ケサ)による民間救済事業である「鈴蘭病院」、「鈴蘭村」が国立療養所栗生楽泉園の建設を促したこと、これらの民間事業は救済だけでなく公衆衛生対策として行われたこと、当時の患者のおかれた状況は非常に過酷であり、日本人による救済が始まった事などを明らかとした。また、同じく三上千代により宮城県で行われた「鈴蘭園」事業についての調査・研究を進展させた。この他、ハンセン病療養所職員OBとの対談調査を進展させると共に、その過程で多くの資料の提供を受けた(岡田誠太郎、湯浅洋、荒川巌、など)。これまで収集した医学関連資料を中心に約700点のデジタル化を終了させた。この他、データベースに歴史データを加え、資料の時代背景検索機能を付加した。また、ハンセン病の社会啓発効果を「ハンセン病医学夏期大学講座」のアンケートから調査し、学術データベースのフル公開(現在は限定公開)へ向けて、どのような資料をどのように提示すべきかを研究した。資料の収集とデジタル化が大幅に進展し、データベースに資料の時代背景を検索できる機能を付加すると共に分類項目を増やし、多面的な資料を提示するための改良を行った。また、療養所職員OBなどへの聞き取り調査とデータベース事業への資料の提供を進めた。また、民間救済の実態、患者のおかれた状況の客観的検証を進め、「鈴蘭病院」、「鈴蘭村」、「鈴蘭園」事業の日本の隔離政策に与えた影響を検証した。この他、日本の隔離政策下での入所(新入所、再入所、転入)退所(死亡、軽快退所、自己退所、転園、その他)などの実数を明らかにし、予防法ごと、時代ごとにその詳細を明らかにした。本研究から日本の隔離政策102年間の入退所動向が始めて明らかとなった。本年は、ハンセン病資料アーカイブズの方法を時系列的違い、国ごとの状況の違い、ハンセン病医学の進展過程の背景から、各資料の意味の違いを理解した上でのアーカイブズが必要であることを研究し、論文報告を行った。これまで収集した医学関連資料を中心に約3500点のデジタル化を終了させた。また、近代に急速に進展する隔離政策の基本モデルと考えられるハワイのモロカイ療養地での隔離政策の詳細を研究し、論文報告を行った。

前年度に続き、資料の収集とデジタル化が大幅に進展し、データベースに資料の時代背景を検索できる機能を付加すると共に分類項目を増やし、多面的な資料を提示するための改良を行った。また、療養所職員OBなどへの聞き取り調査とデータベース事業への資料の提供を進めた。この他、ハンセン病の独自性を鑑みて、アーカイブスにはハンセン病の時系列的理解、各国の状況の違い、ハンセン病医学の進展の背景、などを考慮して資料を検証する理論を研究し、論文とシンポジウムにより多くの方々に知っていただくように努めた。また、近代に始まる隔離政策のモデルと考えられるハワイでの隔離政策の研究を行い、論文報告により多くの方々に知っていただくように努めた。データベースは現段階で限定公開(60名の専門家)であるので、一般公開を目指し、ハンセン病問題の特殊性を考慮して倫理規定、使用規約、資料の内容検証などを急ぎで進めている。現在、日本のハンセン病政策は公衆衛生政策上の過失であったと評価されるが、その実態は未だ十分には検証されていない。その要因の一つがハンセン病の医学的側面の研究の不十分さ、日本と世界のハンセン病政策の比較研究の不足にある。本研究では日本のハンセン病政策を再評価するために、日本と世界のハンセン病関連資料(特に医学資料)を研究すると共に、これらの資料に加え、これまで公開されていなかった資料を収集し、データベース化を行い公開し、今後の研究の進展に寄与すること、これらの資料を保存しハンセン病の歴史を未来へ語り継ぐことを目的として研究を行った。本年は、世界のハンセン病政策を19世紀からの遺伝病対策(隔離、結婚禁止)、その後の感染防止対策(隔離)、1960年代に始まる隔離から外来診療、1970年代からのハンセン病医療や政策の一般の医療・行政政策への統合、1990年代後半からのWHOによる多剤併用療法の試行から普及のプロセス、現在の多剤併用療法普及後の課題などを研究した。この他、ハンセン病療養所職員OBとの対談調査を進展させると共に、その過程で多くの資料の提供を受け目録化、デジタル化を行った(岡田誠太郎、湯浅洋、荒川巌、大平馨など)。この他、これまで収集した医学関連資料を中心に約900点のデジタル化を終了させ、データベースに登録した。この他、1940年代後半に企画された療養所から農業コロニーへの転換構想とその過程、その流れで行われた東北農場(東北新生園)および社会復帰研究会の研究(各療養所)を行い、現在の療養所維持へつながる要因などを研究した。2017年度はデータベースのフル公開を十分な倫理審査と個人情報保護を厳守して行い、多くの方々にハンセン病に関する客観的な資料を提示し、社会啓発や学術研究に役立てる。また、療養所職員OBへの聞き取り調査、療養所退所者への聞き取り調査、療養所の外から援助を行った方々などへの調査を進め、ハンセン病隔離政策下での療養所の実態とハンセン病医療の問題点なども明らかとし、隔離政策維持の要因を多面的に明らかにする。2018年度はデータベースのフル公開を十分な倫理審査と個人情報保護を厳守して行い、多くの方々にハンセン病に関する客観的な資料を提示し、社会啓発や学術研究に役立てる。近現代ハンセン病資料アーカイブス
プログラム数理の総合的研究

現在の電算機プログラムの作成に際しては、作成段階における効率化の検討が重要であり、またそのプログラムが目的に合致しかつ効率の良いものであることを保証する手段が必要である。このためには、プログラムに対する要求仕様に始まり、作成、保守に至るまでの全ての段階において、理論的に裏付けられた厳密な方法が望まれ、さらに将来これらを自動化しようとすれば、数理的に系統化された理論の研究とそれに基づく処理系の開発が必須不可欠なものとなる。その総合的研究のために引き続き各研究分担者は有機的に結び付けられた1)基礎数理、2)応用数理、3)プログラミングの3部門に大別されるそれぞれのプログラム諸問題に関して、基礎となる理論の研究課題として1)転換関係の応用数理的な面を追及し、仕様記述言語としての表現を研究すると共に、高階変数の取り扱いについても精込に研究して、同時に従来の行為インタプリタに高階変数を含むような拡張充実を図った。2)論理的プログラム生成系、抽象型モジュ-ルなどの階層的プログラム処理系や、論理型プログラミングなどに対して基礎理論を適用した。3)知的情報処理の研究をさらに進め、そのプログラムの強化を図った。12月に京都大学数理解析研究所において開催された研究集会において基礎数理関係では軌跡準同型写像の存在定理、プログラムの実時間問題の解析など、プログラミングに関しては高階論理型プログラム言語NUの解釈系、ピアノ自動演奏の表情付けに関する実験に関して、研究発表、意見交換を行った。また今年度は当該研究課題の最終年度にあたるため、研究成果報告書を作成した。現在の電算機用プログラムの作成に際しては,作成段階における効率化の検討が重要であり,またそのプログラムが目的に合致しかつ効率のよいものであることを合理的に保証する手段が必要である.このためには,プログラムに対する要求仕様に始まり,作成,保守に至るまでの全ての段階において,理論的に裏付けられた厳密な方法が望まれ,更に将来これらを自動化しようとすれば,数理的に系統化された理論の研究とそれに基く処理系の開発が必須不可欠のものとなる.その総合的研究のために,各研究分担者は,基礎数理,応用教理,プログラミングの3部門に大別されるそれぞれのプログラムの諸問題に関して,基礎となる理論の構築,理論に基くプログラム開発方式の研究,実際の応用プログラムの開発を行なった.特に設備として,マッキントッシュSEを購入し,主に基礎となる理論の研究に用いた.主要な研究課題としてν変換関係の応用数理的な面を追及し,仕様記述言語としての表現を研究し,同時に従来のν変換インタプリタの拡張充実を図った.またプログラムの開発方式の理論的な根処を与える代数学ならびに論理学の基礎を追及した.高度の知的情報処理の構造を研究し,そのプログラムの強化を図った.現在の電算機用プログラムの作成に際しては、作成段階における効率化の検討が重要であり、またそのプログラムが目的に合致しかつ効率の良いものであることを保証する手段が必要である。このためには、プログラムに対する要求仕様に始まり、作成、保守に至るまでの全ての段階において、理論的に裏付けられた厳密な方法が望まれ、さらに将来これらを自動化しようとすれば、数理的に系統化された理論の研究とそれに基付く処理系の開発が必須不可決のものとなる。その総合的研究のために引き続き各研究分担者は、有機的に結びつけられた1)基礎数理、2)応用数理、3)プログラミングの3部門に大別されるそれぞれのプログラムの諸問題に関して、基礎となる理論の構築、理論に基づくプログラム開発方式の研究、実際の応用プログラムの開発を行なった。主要な研究課題として1)υ変換関係の応用数理的な面を追究し、仕様記述言語としての表現を研究するとともに、高階変数の取り扱いについても研究した。同時に従来のυ行為インタプリタの高階変数を含むような拡張充実を図った。2)論理的プログラム生成系、抽象型モジュール等の階層的プログラム処理系や、論理型プログラミング等に対して基礎理論を適用した。3)知的情報処理の研究を更に進め、そのプログラムの強化図った。12月に京都大学数理解析研究所において開催された研究集会において基礎数理関係では型継承の表示的意味論、定理証明の高速化の一方法等、プログラミングに関してLSPシステムによるOCCAMプログラムの自動合成、区間自制論理に基付いた実行可能かつ公理的体系を持つ型論理言語AYA等に関して、研究発表、意見交換を行なった。

12月に京都大学数理解析研究所において開催された研究集会において基礎数理関係では軌跡準同型写像の存在定理、プログラムの実時間問題の解析など、プログラミングに関しては高階論理型プログラム言語NUの解釈系、ピアノ自動演奏の表情付けに関する実験に関して、研究発表、意見交換を行った。また今年度は当該研究課題の最終年度にあたるため、研究成果報告書を作成した。
極低温高磁場走査トンネル分光顕微鏡法による異方的超伝導体の研究

本年度は、極低温高磁場走査トンネル顕微鏡(LTHM-STM)を製作し、本装置を用いてBi_2Sr_2CaCu_2O_x(Bi2212)の渦糸芯を研究した。以下にその内容を記す。今年度は、昨年度までに製作したSTM(試作機)を発展させ、測定用のSTM装置を製作した。本装置は試作機と同じ粗動機構を採用した結果、極めて高い安定度をもつに至った。そのため、高精度かつ高空間分解能な走査トンネル分光測定が可能となった。測定精度および分解能は世界的に見てもトップレベルにある。加えて最低到達温度は4.2K、最高到達磁場は15Tであり、広い温度磁場領域において動作することができる。申請時の計画では、希釈冷却器温度(30mK)まで冷却可能な装置を製作する予定であったが、時間的および金銭的な制約からこれは実現出来なかった。この点に関してはこの場を借りてお詫びする。現在は、1K以下において同程度の安定度をもつSTMを実現すべく、^3Heクライオスタットの製作の計画を進めている。2走査トンネル分光法によるBi2212の渦糸芯研究Bi2212の渦糸芯内部では、準粒子の状態密度が空間的に変調しておりチェス盤状の模様を形成することが一部のグループから報告されている。しかしながら、報告例が限られているため、その詳細はよくわかっていない。変調構造の周期は約1.5nmと短いため、これを観察するには高精度かつ高空間分解能な走査トンネル分光測定を行うことが要求される。我々は新たに製作したSTMを用いこの構造の測定を試みた。その結果、変調構造をもつ渦糸芯を観測することに成功した。今後、Bi2212の渦糸芯についてさらに研究を進め、発表を行う予定である。本年度は、まず、研究目的の一つである極低温高磁場走査トンネル分光顕微鏡(STM)装置の製作に向け、その粗動機構を作成した。粗動機構とは、探針を試料に近づけるための機構であり、安定性の高いSTM装置を作る上で大変重要な部品である。我々は、その機構に圧電素子を用いる種類のものを採用し、製作を自作によって行った。現在では、室温下で動作することが確認できており、低温・高磁場下での動作実現を目指しテストを行っている。この装置製作と並行して、以前より保有しているSTM装置を用い、高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_Xにおいてその物性の研究を行った。この物質は、クーパー対の軌道角運動量の対称性がdx^2-y^2であると考えられている異方的な超伝導体の一つである。研究の結果、この物質では3nmという非常に短い長さで超伝導ギャップ2Δ_pが空間変化していることがわかった。以前より、空間変化の原因としては、試料内の乱れによるという説と相分離によるという説、2つの可能性があった。我々の測定により、超伝導ギャップ2Δ_pの変化の度合は試料内の測定場所によって異なるものの、2Δ_pの平均値は測定場所によらず一定となることが見出された。この結果から、我々は空間変化の原因が試料内の乱れであると結論した。原因を特定したのは、本研究が初めてである。また、この研究から我々はBi_2Sr_2CaCu_O_Xの超伝導性を評価するには、「乱れの度合」という新しいパラメータを導入することが必要であるとも結論した。本年度は、極低温走査トンネル顕微鏡(LT-STM)を開発するとともに、現行のSTM装置を用いて高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_x(BSCCO)の渦糸芯を研究した。昨年度に引き続き、圧電素子を用いた粗動機構の開発を行った。粗動機構とはSTMを構成する基幹部品の一つである。昨年度は試作機を製作し室温下で動かしたが、本年度は、機体を改良し液体ヘリウム温度で動作させることに成功した。また、いくつかの試験を行った限り、その性能は現行装置を凌ぐことがわかった。現在は、試作機を発展させた測定用装置の設計・製作を行っている2.現行の装置を用いたBSCCOの渦糸芯研究走査トンネル分光法によりBSCCOの渦糸芯を測定し次の結果を得た。(1)高磁場下における短距離秩序渦糸格子今までBSCCOの渦糸は低温高磁場においてグラス状態にあり、乱れた格子を組むと考えられてきた。しかし、我々は、8Tという極めて高い磁場(温度:4.2K)で一部の渦糸が秩序のある格子を組むことを初めて見出した。渦糸はほぼ正方格子を組み、超伝導秩序変数対称性dx^2-y^2の節方向に並ぶ。この(短距離)秩序の長さは約100nmである。(2)渦糸電子状態渦糸電子状態を調べることはBSCCOの混合状態を理解する上で重要である。渦糸電子状態を調べた実験は過去に数例報告されているが、その測定結果は不純物など結晶欠陥から影響を受けているという可能性が指摘されていた。今回我々は、結晶欠陥の影響が少ないと期待できる短距離秩序の渦糸芯において状態密度を測定し、本質的な渦糸電子状態を測定することに成功した。渦糸芯には±9mevのエネルギーに準粒子の状態が現れる。また、その状態の強度は電子-ホール非対称性をもっている。この非対称性を見出したのは本研究が初めてである。

本年度は、極低温高磁場走査トンネル顕微鏡(LTHM-STM)を製作し、本装置を用いてBi_2Sr_2CaCu_2O_x(Bi2212)の渦糸芯を研究した。以下にその内容を記す。今年度は、昨年度までに製作したSTM(試作機)を発展させ、測定用のSTM装置を製作した。本装置は試作機と同じ粗動機構を採用した結果、極めて高い安定度をもつに至った。そのため、高精度かつ高空間分解能な走査トンネル分光測定が可能となった。測定精度および分解能は世界的に見てもトップレベルにある。加えて最低到達温度は4.2K、最高到達磁場は15Tであり、広い温度磁場領域において動作することができる。申請時の計画では、希釈冷却器温度(30mK)まで冷却可能な装置を製作する予定であったが、時間的および金銭的な制約からこれは実現出来なかった。この点に関してはこの場を借りてお詫びする。現在は、1K以下において同程度の安定度をもつSTMを実現すべく、^3Heクライオスタットの製作の計画を進めている。2走査トンネル分光法によるBi2212の渦糸芯研究Bi2212の渦糸芯内部では、準粒子の状態密度が空間的に変調しておりチェス盤状の模様を形成することが一部のグループから報告されている。しかしながら、報告例が限られているため、その詳細はよくわかっていない。変調構造の周期は約1.5nmと短いため、これを観察するには高精度かつ高空間分解能な走査トンネル分光測定を行うことが要求される。我々は新たに製作したSTMを用いこの構造の測定を試みた。その結果、変調構造をもつ渦糸芯を観測することに成功した。今後、Bi2212の渦糸芯についてさらに研究を進め、発表を行う予定である。
内視鏡組み込み用の破断しない生体適応型赤外光中空ファイバ

内視鏡と赤外レーザを用いた治療法が、日本医療研究開発機構の事業となり、レーザ内視鏡治療は、更なる展開が期待されている。そのキーとなる技術は、体内に挿入しても決して破壊しない、安全・安心なレーザ伝送路の開発である。本研究では、この要求に応えるために、内視鏡の可動範囲に適応し、疲労限界内では決して破壊しない赤外光伝送路として、無毒、耐腐食性、生体適合性などの優れた特長を有する、内径530μmのNiーTiパイプを母材とする中空ファイバを開発することを目的とする。伝送目的とするレーザ光は、優れた切開能力を有するEr:YAGレーザ光、止血能力のあるCO2レーザ光、ならびに視認するためのLD光である。
植物ウイルスの病原性決定機構の解明によるウイルスワクチンの開発

RNAの脱プリン反応のメカニズムを解明し、かつPAPがどのように様々なRNAを認識しターゲットとするか理解するために、PAPの脱プリン反応活性およびPAPとカブモザイクウイルスのVPgとの相互作用を、蛍光分光法などによって定量的な検討を行った。PAPはVPgに対して高い親和性(Kd=29.5nM)を示した。さらに、VPgは小麦胚芽抽出液中でのRNAのPAPによる脱プリン反応の強力な阻害活性を示し、タバコエッチウイルス(TEV)に由来したRNA構造とPAPへの結合に関して拮抗を示した。これらの結果は、VPgが植物の防御メカニズムの1つを抑制し、RIPの細胞毒性に対するVPgの有用性を示唆している。これまでに、我々はカブモザイクウイルスのゲノム結合蛋白質VPgのウイルスゲノムRNAの翻訳開始への直接的な関与の可能性を指摘した。このVPgと宿主植物の翻訳開始因子との結合が植物RNAウイルスの感染過程に関与していることを示唆する。また、VPgの添加が宿主植物細胞の翻訳効率を低下させることも見出した。この結果は、VPgによる宿主細胞mRNAの翻訳阻害はVPgの翻訳開始因子への結合阻害によるものであることを示している。そこで本研究課題では、アメリカヤマゴボウの抗ウイルス蛋白(PAP)とVPgとの相互作用を、蛍光滴定法による反応速度論的な解析と蛋白質生合成への影響で検討した。この様な基礎的な検討の集積が、VPgによる植物の防御機構の抑制メカニズムの理解、つまり植物ウイルスの病原性決定機構の解明へと繋がる。PAPは、rRNAの特定のプリン残基を切断するRNA N-グリコシダーゼであり、リボソーム不活化タンパク質(RIP)として知られる。PAPはキャップ結合タンパク質でもあり、有力な抗ウイルス物質としても知られている。一方、VPgはキャップのないIRESを持ったRNAに対するPAPを標的とすることができると考えられている。そこで、RNAの脱プリン反応のメカニズムを解明し、かつPAPがどのように様々なRNAを認識するかを理解するために、PAPの脱プリン反応活性およびPAPとVPgとの相互作用を、定量的に蛍光分光法などで検討した。その結果、PAPはVPgに対して高い親和性(Kd = 29.5 nM)を示し、VPgは小麦胚芽抽出液中でのRNAのPAPによる脱プリン反応の強力な阻害活性を示し、タバコエッチウイルスに由来したRNA構造とPAPへの結合に関して拮抗を示した。この結果は、VPgが植物の防御機構を抑制し、RIPの細胞毒性に対するVPgの有用性を示唆するものである。本研究課題の目標は分子生物学および構造生物学的な面からのウイルス蛋白質VPgとポティウイルスの病原性との関係の解明である。これまでに、カブモザイクウイルス(TuMV)のVPgがシロイヌナズナのeIF(iso)4Eと結合し、その結合を介してeIF(iso)4Fとの三者複合体を形成することを明らかとした。さらに、VPgのウイルスゲノムRNAの翻訳開始への直接的な関与の可能性を指摘した。これらの現象は、このTuMVのVPgとシロイヌナズナのeIF(iso)4Eとの結合が植物RNAウイルスが宿主細胞に侵入して感染を成立させ、植物RNAウイルスの感染増殖過程に関与していることを示唆する。また、VPgによる宿主植物細胞の翻訳阻害の可能性について小麦胚芽無細胞翻訳系を用いて検討し、VPgの添加が翻訳効率を低下させることを見出した。次に、VPgのeIF4Eアイソフォームへの選択性をmRNAキャップ構造への結合の有無の状態で、表面プラズモン共鳴(SPR)法により測定した。その結果、eIF4EアイソフォームのC末端が相互作用に重要であることも見出した。昨年度、分子生物学的な面からの検討では、これまでの研究成果の蓄積を活かして、洋種山牛蒡抗ウイルス蛋白質(PAP)とVPgとの相互作用を、蛍光滴定法による反応速度論的な解析と蛋白質生合成への影響で検討した。その結果については現在論文投稿中である。VPgの結晶化の検討については検討を進めたが、残念ながら、芳しい結果を得ることは出来なかった。本研究課題の進行上から得られた技術および知見により学会発表を行ったので、併せて報告させていただきたい。分子生物学的検討に関してはほぼ予定通り進められているが、構造生物学的検討についてはVPgの結晶化に成功していないために計画よりも遅れている。次年度は、計画よりも達成度が遅れているVPgの結晶化に絞って検討を進めて予定である。ほぼ申請書に沿って使用する予定であるが、達成度が遅れているVPgの結晶化に関する試薬などに大きく配分する予定である。また、研究計画最終年度であるため、学会発表にも使用する予定である。
野生動物に対して先天的な恐怖や誘引行動を誘発するに匂い分子の開発理論

私たちは、遺伝子操作の手法を駆使して、マウスの恐怖反応が特定の嗅覚神経回路によって先天的に誘発されることを世界に先駆けて証明した。続いて、自ら発見した嗅覚神経回路の活性に着目し、従来知られていた天敵臭に比較して遙かに高い活性で恐怖反応を誘発する匂い分子の発見に成功した。ここで開発した先天的な恐怖応答を誘発する匂い分子を用いて、先天的と後天的な恐怖応答を区別して計測する恐怖情動マーカーの開発を進めた。その結果、体表面温度、体深部温度、心拍数が先天的な恐怖反応において特異的に変化することが明らかになった。また、血液成分の中から先天的な恐怖反応において特異的に変動する恐怖マーカーを発見した。続いて、マウスの嗅覚受容体の発現ライブラリーの構築を行い、先天的な恐怖情動を誘発する匂い分子に対する嗅覚受容体のスクリーニングを実施した。強力に先天的な恐怖反応を誘発する匂い分子に対して特異性の高い嗅覚受容体を複数同定した。続いて、マウスに対して先天的な恐怖情動を誘発する匂い分子の他の生物への効果を解析した。その結果、シカなどの複数の動物に対してはマウスと同様の強い忌避効果が観察された。本研究ではマウスに先天的な恐怖情動を誘発する匂い分子のスクリーニングを行った。その結果、様々なレベルで先天的な恐怖情動を誘発する匂い分子レパートリーを開発した。これらの生理応答マーカーや血液マーカーを用いることで、先天的な恐怖反応を後天的な恐怖反応と区別して計測することが可能になった。これらの複数の嗅覚受容体の組み合わせによって恐怖応答が誘発されるのか、単一の受容体によって恐怖応答が誘発されるのかは明らかではない。そこで、先天的な恐怖応答を誘発する匂い分子と、それらの匂い分子に類似した化学構造を持つが恐怖応答を誘発しない匂い分子との嗅覚受容体との結合特異性の比較解析を行った。