hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
授業課題レポート文書における作成者の記述特徴のモデル化と盗用発見システムへの実装

自然言語文書を対象とした盗用発見では一般に他者データ間の類似度を算出する.このような手法は例えばWebサイト上に掲載された記事をコピーペーストするような盗用に対し高い検出力を示している.しかし一方で,偶然の一致を盗用と誤判定するケースが危惧される.同一の出題内容に対し作成されるレポート文書には同様の単語が含まれることが多く,また,同一の授業課題であれば受講者間の文書構造も類似しやすいためである.本提案手法は提出されたレポートが提出した学生本人によって記述されたものであるかを,過去に提出された複数のレポートから抽出・定量化した文章記述上の癖(レポート作成者の記述スタイル特徴)を用いて作成者認証を行うことにより判定する.本手法は既存手法の代替ではなく異なるアプローチをとる既存手法と併用することにより盗用発見の精度を向上させることを目指している.これまでに行った実験結果から,盗用発見に有用な作成者特徴を検出可能であることを確認した.また,他者との比較でない検出手法であることにより,盗用発見に関わる教員・学生の精神的負担の軽減についてもその有用性を示唆するアンケート調査結果を得た.平成30年度は29年度中に行ったサーベイや開発したシステムを用いて行った評価実験の検証結果を取りまとめ,国際学会プロシーディングス(査読有)に投稿し口頭発表を行った.国内外の研究者との議論や実験結果をもとにさらに検討を進め,国内英文論文誌にその成果を投稿した(現在査読審査中).平成29年度の評価実験において確認された誤判定の原因究明を行い,追加実験を通して前処理を含めたアルゴリズムの一部見直しを行った.また,他の機械学習手法(決定木)の併用について検討を行った.これまでの研究成果について国際学会プロシーディング(査読有)に投稿し,口頭発表を行うと共に国内外の研究者との意見交換や情報収集を行った.得られた知見をもとに再度実験を行い,結果をとりまとめて国内英文論文誌に投稿した(現在査読審査中).現在,機械学習手法を用いて自然言語文書の分類を行う試みが多く報告されている.本手法においてもアルゴリズムの一部に決定木を組み込むことを検討中であるが,Skip-Gramモデルを用いてレポート内容に依らない作成者特徴を定量化する検討についても併せて行い,本手法による誤判定の軽減および盗用発見精度の向上に少しでも貢献したい.本研究では,授業課題レポート作成者の「記述特徴」(書き方の癖)に着目した類似性検出手法を提案し,これを実装した盗用発見システムを開発する.自然言語文書の類似性検出にはキーワードの出現や共起といった内容に基づく特徴抽出を行うことが一般的であるが,授業課題レポートは内容が類似しやすく,既存手法では偶然の一致を盗用と誤判定する恐れがある.また,第三者の代筆による盗用の発見が困難である.本手法では,教員が学生の「書き方の癖」を手掛かりにレポートの作成者を確認する手続きに倣い,提出された電子レポート文書から抽出した記述特徴と,その作成者の記述特徴を学習させたモデルの間で作成者認証を行うことにより,授業課題レポートを対象とした誤判定リスクの少ない盗用発見の実現を目指す.1年目である平成27年度には次の内容を行った.(1)教員が目視によりレポートの盗用発見を行う際にどのような指標や方法を用いているか聞き取り調査を行った.この結果を分析し,提案手法への適用について検討した.(2)提案手法を実装したシステムの設計・開発に着手した.(3)本手法の特徴として,文字列を記号列(系列)とみなし,そのパターンを記述特徴として照合していることが挙げられる.他の系列データ(例えば店舗における買い物客の動線データや変動する株価のデータなど)に対し,決定木やSVMといった機械学習手法を用いて類似パターンの検出を行い,本手法への適用について検討した.(4) 6名の被験者に対し20問のレポート課題を課し,それぞれ解答させた.これにより得られた記述特徴に違いのある6×20個の文書を記述スタイルモデルの学習と評価に用い,(1)の目視による特徴抽出と比較しながらそれぞれの記述特徴を学習させたモデルのパラメータの調査を行っている.また,前述の被験者に対しレポート盗用を行った場合の偽装についてアンケート調査を行った.平成27年度8月より妊娠し,当初予定通りの研究活動の継続が困難となった.これにより,システム開発および6名の被験者により提供された文書データを用いた実験の一部に遅れが生じた.また,国内外における研究発表については,共著者が発表するものについてのみ行い,それ以外については投稿済みのものも含め見合わせた.研究中断のため実績なし(平成28年3月平成29年3月まで,出産および産後の育児のため休職しました.これに伴い,本研究課題につきましても平成28年度は研究の中断をさせて頂きました.)平成28年度は出産出産および産後の育児のため休職し,本研究課題の研究を中断したため.本研究は研究代表者が平成28年度に出産及び産後の育児のため休職したことに伴い,平成28年4月平成29年7月の中断期間を経て8月より再開した.平成29年度中の完成を予定していた盗用発見システムの開発についてはUIについて改良の余地があるものの概ね予定通り完了した.中断期間前に取得した実験データを用いて本システムの盗用発見性能の評価実験を行った結果,他者データ間の類似性検出に基づく既存の手法では盗用と誤判定されるケースにおいても本手法ではいくつかの作成者特徴を根拠として盗用ではないと判定可能であるという示唆が得られた.

但しモデルに学習させた作成者特徴と新たに得られたレポートの間で作成者認証を行った際に(盗用ではない自作レポートに対し低い一致度を出力するといった)誤判定が複数確認されたため,その原因を究明し作成者認証精度の向上を図るための検証を行った.また,中断期間前に行った検討結果を踏まえ,HMM以外の機械学習手法についてその特性や実装方法に関する情報収集を行い,提案手法と併用することができないか検討を行った.このように,システム開発および評価実験の実施など研究計画の基幹部分については研究計画上十分な進捗があり一定の成果が得られたといえる.一方で,平成29年8月の研究再開後も配偶者の単身赴任が延長したことにより研究代表者が単独で乳児を養育しながら研究を継続するという状況が続き,十分な研究時間の捻出が困難であったことから,評価実験で確認された誤判定の原因究明と改善について,年度内に完了することができなかった.また,査読付き国際会議における発表を辞退するなど,研究成果の発表や国内外の研究者との意見交換を通した情報収集を行うことができなかった.但し情報収集については関連文献のサーベイや関西圏で開催の学会に参加するなど代替策を講じ論文執筆に十分な情報を収集・整理することが出来た.平成29年度は「研究実績の概要」にて述べた通り,システム開発および評価実験の実施など研究計画の基幹部分については進捗があったものの,以下に述べる理由により研究成果の報告や学会における情報収集を行うことができなかった.本研究は研究代表者が平成28年度に出産及び産後の育児のため休職したことに伴い,平成28年4月平成29年7月の期間研究を中断し8月より再開した.しかし10月より帰任予定であった配偶者の単身赴任が半年間延長となり,平成29年度末(平成30年3月末)まで引き続き研究者が単身で乳児の養育を行いながら就業を継続することとなったことから,十分な研究時間を捻出することが困難となった.また,乳児の預け先が確保できず宿泊を伴う出張ができなくなったことから,予定していた査読つき国際会議における発表や情報収集のための学会聴講参加を辞退した.但し,前述の研究環境上の制約については平成30年5月1日時点で解決しており,平成29年度中に行ったサーベイや評価実験の検証結果を用いて平成30年度も継続して研究を推進することでこの遅れ分は取り戻すことができると考えられる.自然言語文書を対象とした盗用発見では一般に他者データ間の類似度を算出する.このような手法は例えばWebサイト上に掲載された記事をコピーペーストするような盗用に対し高い検出力を示している.しかし一方で,偶然の一致を盗用と誤判定するケースが危惧される.同一の出題内容に対し作成されるレポート文書には同様の単語が含まれることが多く,また,同一の授業課題であれば受講者間の文書構造も類似しやすいためである.本提案手法は提出されたレポートが提出した学生本人によって記述されたものであるかを,過去に提出された複数のレポートから抽出・定量化した文章記述上の癖(レポート作成者の記述スタイル特徴)を用いて作成者認証を行うことにより判定する.本手法は既存手法の代替ではなく異なるアプローチをとる既存手法と併用することにより盗用発見の精度を向上させることを目指している.これまでに行った実験結果から,盗用発見に有用な作成者特徴を検出可能であることを確認した.
魚卵内酸化還元機能計測のためのin vivoピンポイント電子スピン共鳴装置の開発

本研究の目的は,交流磁場勾配を用いた局所静磁場発生装置を開発し,ピンポイント電子スピン共鳴計測法の確立を目指ことである。具体的には、既に開発された低渦電流空芯コイル型に対応した高速応答制御電源および魚卵対応の共振を開発し、実験装置の組み立てを行う。さらに、制御プログラムの作成を進め、アルゴリズムの検討などを行い、基礎データを収集し、ピンポイントESR法(センシティブポイント法)の基盤技術を確立する。今年度は,「高速で測定場所をするための電気的な位置調整アルゴリズムの確立と実験的立証」を行った。具体的には、磁場測定器を使用して、アルゴリズムに従い、磁場の中心が移動することを確認した。周波数特性は、予定した周波数では動作できなかったが、周波数を低下することによって、アルゴリズム通りに磁場の中心が移動することを確認した。また、モデル試料を用いて空間分解能を測定したところ、磁場勾配強度が1mT/cmのとき、x-,y-,z-軸全ての軸において、4mmであった。さらに、2種類のラジカルを用いたモデル試料を同一共振器に入れ、ESRスペクトルを取得したところ、2種類のスペクトルを分離することに成功した。このとき、今までと異なり、場所の調整がコンピュータ制御によって自動的に変更できるため、0.1秒から0.2秒の短時間で測定場所である磁場中心を移動することができた。以上のことより、本研究では、高速で測定場所を移動するアルゴリズムを確立し、x-,y-,z-ステージなどを使用して試料を移動する場合に比べて、10倍程度の速度で測定場所を変更することに成功した。それに、制御プログラムの作成を進め、アルゴリズムの検討などを行い、基礎データを収集し、ピンポイントESR法の基盤技術を確立する。今年度は,「高速磁場勾配制御用電源の製作」と「魚卵対応のL-バンドESR共振の開発」を行った。製作された磁場勾配制御用電源は、電流制御が可能で、応答周波数5kHz,最大電流値5Arms,最大電圧±50Vの性能を有しており、磁場勾配強度としては、0.1T/m以上を有している。また、z-軸のみの空間分解能を測定したところ、2mm(@0.2T/m),4mm(@0.1m/T)であった。2種類のラジカルを用いたモデル試料を同一共振器に入れ、ESRスペクトルを取得したところ、2種類のスペクトルを分離することに成功した。魚卵対応のESR共振は、直径10mm、軸長5mmの空間が感度領域であり、サクラマス魚卵の直径である4mm以上の感度領域を示していることより、魚卵への対応が可能である。今年度の当初目的である実験装置の開発と立ち上げが完了し、次年度の制御ソフトウェアの開発のための基礎データの収集も完了した。次年度は、この結果を踏まえて、数秒程度の間隔で測定場所を任意に変更できる制御プログラムの作成と魚卵への応用を行う予定であり、現在、測定アルゴリズムの再検討とプログラムの仕様を作成している。
ホヤ胚における筋肉細胞分化の分子メカニズム

ホヤ胚における筋肉細胞分化の分子メカニズムを、(1)分化決定因子の解析、(2)筋分化調節遺伝子の単離、(3)筋肉細胞特異的遺伝子群の解析をとおして研究した。(1).分化決定因子の解析:分化決定因子を含むマイオプラズム(特定の卵細胞質部域)に対する抗体を得ていた。その一つは分子量約40KDaの単一のポリペプチドを認識する。抗体を利用してこの分子をコ-ドすると思われるcDNAを単離してその塩基配列を決定したところ、何種かの細胞骨格系タンパク質との類似性を示した。この分子は決定因子と密接に関係し、その正確な分配に関与しているらしい。一方、今後決定因子の解析のためにはマイオプラズムを量的に単離する必要がある。ユウレイボヤ卵を軽く遠心すると二つの卵片に分離し、片方の卵片に分化決定因子が濃縮されるらしい。現在この卵片の量的単離を試みている。(2).筋分化調節遺伝子の単離:PCR法を駆使してホヤのMyoD様遺伝子の候補ジェノミッククロ-ンを得た。現在cDNAクロ-ンを単離し、この遺伝子の時間的空間的発現様式の解析を進めつつある。(3).筋肉細胞特異的遺伝子群の解析:ミオシン重鎖および筋肉アクチンのcDNAクロ-ンを単離し、それを利用してこの両者の遺伝子がのう胚期から予定筋肉細胞に限って発現することを明らかにした。ミンシン重鎖については約6KbのcDNAの全塩基配列を決定した。また、筋肉アクチンHrMA4についてはその遺伝子を含むDNA断片を解析したところ、この遺伝子は二つのイントロンを持つこと、また約20KbのジェノミックDNA中に5つの筋肉アクチン遺伝子がクラスタ-をなしていることがわかった。またHrMA4遺伝子の5上流域には脊椎動物の筋肉アクチン遺伝子の発現調節に関わるとされているシス・エレメントが存在していた。ホヤ胚における筋肉細胞分化の分子メカニズムを、(1)筋肉細胞で特異的に発現する構造遺伝子、(2)これら筋特異的遺伝子の発現を制御する上位の調節遺伝子、(3)分化の決定に関与する細胞質因子、の三方向から解析することを目標として研究を進めている。1.筋肉細胞特異的遺伝子:すでに我々はミオシン重鎖のcDNAの単離に成功し、これをプロ-ブとした研究からこの遺伝子の発現が嚢胚期から予定筋肉細胞でのみ起こることを明らかにしていた。本年度は、マボヤの筋肉アクチンのcDNAプロ-ブを得ることに成功した。得られたマボヤ胚アクチンcDNAの塩基配列の解析などから、この種では少くとも数種類のアクチン遺伝子転写産物が尾芽胚に存在することがわかった。それらの中の一つ筋肉アクチンは、ミオシン重鎖と同様に、嚢胚期から予定筋肉細胞でのみ発現する。現在、筋肉アクチンのジェノミックDNAの単離を始めようとしている。2.上位の調節遺伝子:この候補として哺乳類のMyoD様遺伝子を考え、そのcDNAライブラリ-からの単離を試みたがうまくいかなかった。現在ジェノミックライブラリ-からの単離を試み、10個程のクロ-ンを得てその解析を急いでいる。3.分化決定因子:分化決定因子を含むと考えられているマイオプラズムの構成成分を特異的に認識するモノクロ-ナル抗体をすでに得ており、特にマイオプラズミン-C1と名付けた、分子量約40KDaの抗原分子は筋分化に関与しているらしいという実験結果を得ている。

本年度は、マイオプラズミン-C1をコ-ドする約1KbのcDNAを単離し、その塩基配列を決定したが、既知の遺伝子との類似性は発見できなかった。マイオプラズミン-C1の転写産物は約3Kbと思われるので、現在残りの2Kbをカバ-するcDNAクロ-ンの単離をすすめている。ホヤ胚における筋肉細胞分化の分子メカニズムについて本年度は次のような成果が得られた。1.分化決定因子の解析:ユウレイボヤの末受精卵を軽く遠心すると灰色の卵片と赤色の卵片が得られた。このうち灰色の卵片を媒精して部分胚として発生させると、正常卵より3倍程高い筋肉分化が認められた。すなわち卵細胞質中に存在する筋分化決定因子が灰色卵片に濃縮したものと考えられる。そこで灰色卵片のRNAを赤色卵片に顕微注入して筋分化が誘導できるか否かを調べる実験を始めている。2.調節遺伝子の解析:ホヤのMyoD様遺伝子の単離を試みているが、まだ成功していない。3.筋肉細胞特異的遺伝子群の解析:(1)ミオシン重鎖遺伝子。約6Kbと予想される大きなmRNAのほぼ中央部にあたるcDNAクロ-ンを得て、この遺伝子産物が嚢胚期から予定筋肉細胞に限って発現することをすでに調べていたが、本年度はこのクロ-ンをもとに5'域および3'域をカバ-するいくつかのクロ-ンを得て、ホヤミオシン重鎖mRNAの全体像の解明を進めた結果、ほぼ全体像を明らかにするところまできた。(2)筋肉アクチン遺伝子。マボヤ尾芽胚には少くとも三つの筋アクチンmRNAが存在する。そのうちの一つMA4の全塩基配列を決定した。またこの遺伝子のmRNAが雰胚期から予定筋肉細胞に限って発現することも明らかにした。現在あと二つのmRNAの塩基配列の決定とその発現パタ-ンの解析を進めている。またMA4についてはジェノミックライブラリ-をスクリ-ニングした結果、この遺伝子を含むと思われるクロ-ンを何個か得たので、塩基配列の決定による同定を急いでいる。ホヤ胚における筋肉細胞分化の分子メカニズムを解明する目的で、(1)分化決定因子の解析、(2)調節遺伝子の単離・解析、(3)筋肉細胞特異的遺伝子群の解析を進めた。1.分化決定因子の解析:分化決定因子を含むと思われるマイオプラズムを特異的に認識するモノクロ-ナル抗体の作製を通して、決定因子の1つの候補マイオプラズミンCー1を得ていた。本年度はこの抗体を利用してマイオプラズミンCー1 cDNAを単離し、その塩基配列を決定したところ何種かの細胞骨格系タンパク質との類似性を示した。このことは、マイオプラズミンCー1は真の決定因子というよりむしろその正確な分配に役立っているのではないかと思われる。一方、ユウレイボヤ卵を軽く遠心すると二つの卵片に分かれ、一方には筋肉細胞の、もう一方には表皮細胞の分化能が濃縮されることがわかった。現在、前者の細胞質を後者の卵片に移殖する実験を行なっている。2.分化調節遺伝子の単離:ホヤのMyoD様遺伝子の単離をこの2・3年手がけてきたがうまくいかなかった。しかし最近になってPCR法によりホヤMyoD様遺伝子の候補クロ-ンがジェノミックDNA断片として得られた。現在このプロ-ブでcDNAライブラリ-を検索中である。3.筋肉細胞特異的遺伝子の解析:筋肉細胞特異的遺伝子としてミオシン重鎖およびアクチンのcDNAを得ていたが、本年度になって、約6kbにおよぶミオシン重鎖cDNAの全塩基配列を決定した。
DNA除去修復機構とその修復欠損の分子病態

田中は、A群色素性乾皮症蛋白質、A及びB群コケイン症候群蛋白質、さらには、RNA polymerase IIと結合し、「転写と共役したヌクレオチド除去修復」及び転写機構に関与するXAB2蛋白質を同定し、XAB2が含まれる蛋白質複合体を精製した。質量分析法により、その構成因子をコードする遺伝子を同定した。マウスXAB2遺伝子をクローニングしてのち、XAB2遺伝子のノックアウトは胎児致死をもたらすことを明らかにした。RLGS法により、c-mycによるアポトーシス抑制に関わる転写因子がXPA欠損マウスの皮膚癌細胞で高発現していることを見つけた。花岡は、XP-V群の損傷DNA複製欠損を相補する蛋白質をHeLa細胞核抽出液より精製し、シクロブタン型ピリミジン2量体を乗り越えて正しく複製できる新規のDNAポリメラーゼであることを明らかにした。5例のXP-V群患者細胞において変異が確認されたことから、これがXPV責任遺伝子であることを証明した。安井は、8-オキソグアニンと誤対合したアデニンを切り出すヒトhMYH蛋白質が、ミトコンドリアと核に存在することを見つけた。また、光回復酵素のマウスホモログが日周リズムに必須の蛋白であることを示した。関は、大腸菌endonuclease IIIの哺乳類ホモログNTHL1遺伝子と結節性硬化症遺伝子TSC2とは、head to headで近接して存在し、両遺伝子の転写は基本的には両方向性のコアプロモーターで調節されていることを明らかにした。山泉は、電離放射線照射後のp53蛋白質セリン15のリン酸化がその安定化・活性化に重要であることを明らかにした。また、DDB2遺伝子に変異を持つXP-E群患者を見出し、この患者細胞ではピリミジン2量体の修復は正常だが6-4光産物の修復に遅れが認められることから、DDB2が6-4光産物の後期の修復に関与している可能性を示唆した。福重は、遺伝性非腺腫症性大腸癌の家系に見られる59種のhMLH1胚細胞変異のうち、50種でhMLH1-hPMS2相互作用の強い阻害を観察し、これがミスマッチ修復機構破壊の主な原因と考えた。田中班員は、酵母のtwo hybrid systemを用いてXPA(色素性乾皮症A群)蛋白質と結合する新規の蛋白質であるXAB2(XPA-Binding Protein2)を単離した。さらに、XAB2がCSA、CSB(コケイン症候群の相補性A、B群)とも結合することを見つけ、転写ないし転写と共役した修復機構に重要な役割を担うことを示唆した。また、XPA欠損マウスがUVB誘発皮膚発癌に高感受性を示すことを明かにし、それらの腫瘍におけるp53遺伝子の突然変異はUVB損傷に由来し、転写鎖に変異が集中し、ホットスポットがないことを明かにした。XPA/CSBダブル欠損マウスを樹立したが、それらは生後20日以内に死亡し、XPAとCSBの関与する機構が異なり、それらが同時に欠損すると致死になることを示唆した。花岡班員は、XPC蛋白質と強く結合する酵母RAD23のヒトホモログ、HHR23Bがヌクレオチド除去修復の素過程に必須であることを明らかにした。安井班員は光回復酵素遺伝子のヒトホモログ遺伝子をクローニングし、新しい除去修復系に働くエンドヌクレアーゼを酵母から単離した。関班員は新しいAPエンドヌクレアーゼを同定するとともに、FEN-1酵素がdRpase活性を担うことを明かにした。山泉班員はバリアントXPの簡易診断法の確立と細胞不死化を行った。福重班員はミスマッチ修復に働くhPMS2と相同性を示す遺伝子を単離した。塩見班員はXPG欠損マウスを作成し、それが生後20日以内に死亡することを見いだした。小腸の発育不全による栄養失調が死因と考えている。ヌクレオチド除去修復機構とその分子病態の解析:XPA(xeroderma pigmentosum group A)蛋白質と結合する新規の蛋白質XAB2(XPA-binging protein)の遺伝子をクローニングした。さらに、XAB2蛋白質はCSA、CSB(Cockayne syndrome group A、B)蛋白質とも相互作用することを明かにした。抗XAB2抗体を正常細胞にマイクロインジェクションすると、正常細胞がCS細胞と同じ病態になることを見つけ、XAB2が「転写と共役した修復」機構に関与する新規蛋白質であることを明かにした。(田中)。XPC蛋白質の活性がhHR23B蛋白質との相互作用により促進されることを明かにした。(花岡)。バリアントXP細胞をSV40で株化し、その細胞がカフェイン存在下でD群XP細胞と同程度の紫外線高感受性を示すことを明かにした。(山泉)。XPA欠損マウスの紫外線照射により発症した皮膚癌におけるp53遺伝子の突然変異を解析し、野生型マウスのそれとは質的にも違いがあることを明かにした(田中)。XPG欠損マウスは生後20日程で死亡し、XPG遺伝子がNER以外の重要な機能を担っていることを示唆した。しかし、XPG欠損マウス由来の細胞を用い、電離放射線及び過酸化水素に対する感受性を調べたが正常であった(塩見)。塩基除去修復の分子機構の解析:DNAの3'ブロック一本鎖切断やAP部位の修復開始に働く30kDaと39Kdaの酵素を精製した(関)。

5'ブロック一本鎖切断の修復に働く45kDaの蛋白質(dRpase)を精製し、そのアミノ酸配列を決めたところ、flap endonuclease 1(FEN-1)と同一であることを見つけた。ミスマッチ修復の分子機構の解析:hPMS2と部分的に相同性を示す幾種類かのcDNAを単離した。(福重)。新しい除去修復機構の解析:核およびミトコンドリアにおける紫外線障害を修復する新しい除去修復機構(UV damage excisionrepair;UVER)の存在を新しいDNA損傷認識蛋白質(UV-damage endonuclease;UVDE)と共に明かにした。(安井)。本研究では、ヒトを中心とする高等真核細胞のDNA除去修復に関る新規遺伝子のクローニング、DNA除去修復酵素系の分子機構解明、DNA除去修復機構に異常を持つ疾患の分子病態解明を目的として実験を行い、以下の成果を得た。田中班員は、XPA蛋白質に結合する新規蛋白質XAB2(XPA-binding protein 2)を単離し、その遺伝子をクローニングした。XAB2蛋白質はCSAや、CSB蛋白質/RNAポリメラーゼII複合体とも結合し、転写および転写と共役したDNA修復機構に関与することを明かにした。XPA遺伝子をノックアウトしたマウスを用いて、UV照射皮膚発癌に関る遺伝子の同定を行った。花岡班員は、XPC/HHR23B複合体の損傷DNAへの優先的な結合能や、HHR23B蛋白質と26Sプロテアソームのサブユニットの一つであるS5aが結合することを明かにした。山泉班員は、DNA2本鎖切断後にみられるp53蛋白質の蓄積にはセリン15のリン酸化が必須で、このリン酸化にATMが関与していることを明かにした。塩見班員は、XPG遺伝子変異マウスを作成し、著しい成長阻害が見られ生後20日程で死亡することを発見した。安井班員は、アカパンカビや分裂酵母のUV障害を修復する新しいDNA損傷認識蛋白質(UV-damage endonuclease;UVDE)を精製し、当該遺伝子をクローニングした。UVDEはAPサイトも切断することを発見した。酸化的DNA損傷の修復に関与するhOGG1、hMYH、hNTH1にはミトコンドリアと核に移行するインフォームがあることを明かにした。関班員は、酸化的DNA損傷を修復する大腸菌endonucleaseIIIヒトホモログ(hNTH1)をクローニングし、その産物がDNAグリコシラーゼ/APリアーゼ活性を持つこと、Lys-212が触媒に直接関与することを明かにした。福重班員は、ミスマッチ修復においてヘテロダイマーを形成するhMLH1とhPMS2の相互作用部位を明かにした。田中は、A群色素性乾皮症蛋白質、A及びB群コケイン症候群蛋白質、さらには、RNA polymerase IIと結合し、「転写と共役したヌクレオチド除去修復」及び転写機構に関与するXAB2蛋白質を同定し、XAB2が含まれる蛋白質複合体を精製した。質量分析法により、その構成因子をコードする遺伝子を同定した。マウスXAB2遺伝子をクローニングしてのち、XAB2遺伝子のノックアウトは胎児致死をもたらすことを明らかにした。RLGS法により、c-mycによるアポトーシス抑制に関わる転写因子がXPA欠損マウスの皮膚癌細胞で高発現していることを見つけた。
中世日本の仏教的世界観と「天皇」の社会的意義

本研究は、仏教的世界観を中心に捉えた「天皇」の社会・思想的意義について考察した。本研究が捉える「天皇」とは政治権力機構における天皇としてではなく、歴史叙述や編年体によって表現された「歴代」という認識下にある。これらを叙述するコンテキストやエクリチュールを読解することにより、政治・文化的イデオロギーとして形成された「天皇」の社会的意義を導いた。平安時代中期以降に登場し近代になり解体される仏教的世界観の変遷は、一つの歴史認識の変成過程を提示する。各時代の中で作られた「天皇」とは、歴史の連続性や時代的普遍性を求める文化相伝や継承を目的とする、歴史叙述や系譜の起源をになう思想的存在としてあった。本研究は、中世日本の天皇を社会秩序や文化形成を規定する思想的存在として捉え考察した。従来の仏教的世界観における天皇が支配の正当性を提示するイデオロギーに帰結される研究傾向に対し、それらを叙述する/されることによって天皇像がどのような社会的意義を獲得したか、そのエクリチュールを通して追究した。本研究の意義は、実体論からでは論じきれない天皇の社会性を捉え、前近代日本の文化形成との関わりを見いだした点にある。今年度は天皇に関する叙述として慈円著『愚管抄』を分析した。本書はエクリチュールの観点からすれば、意味が理解されない叙述は歴史の「過去」から排除されたままの存在(M・ド・シェルトー)として捉えられるが、天皇を「思想的存在」とするエクリチュールに照らせば、必ずしも政治的観念であるイデオロギーに直結していない。むしろこれに反する全く別の規範で作られた「思想的存在」であり社会や国家と別の規範にあった。しかし全く社会と隔絶していたのではなく、むしろ社会と神話的世界を結ぶ、仏教的世界観における神話的身体としての「天皇」が社会を開/閉する存在として、一定の社会的意義を有していたといえる。また、和歌灌頂と王権に関わるエクリチュールの問題として『古今和歌集』(以下『古今集』)注釈書を分析した。本注釈書は、比喩や見立てによってエクリチュールの構造が複雑であるが、それ故に歴史から排除されてきた天皇に関する言説であり、そこに天皇の「社会的」正統性が読み込まれていた。研究では『古今集』物名に関する注釈のうち、天皇に関わるテキストと図像に込められた見立てと比喩の読み解きを通して、解釈された「天皇」がどのような時空間に構想されているのか論じた。またこのような中世独自のエクリチュールとは、「聖なる」天皇像を社会的に作り出し、道々の文化によってそれが相承されてきた点を導いた。本研究は、中世日本の天皇を社会秩序や文化形成を規定する思想的存在として捉え、中でもその宗教的特性を考察するものである。具体的には、中世日本において作られた仏教的世界観を意味・形式ごとに分類し、これらを当時の世界認識として捉え、その世界観に規定された「天皇」の存在意義を社会的に読み解くことを目的とする。特に、天皇即位式における即位灌頂に代表される「天皇」の理念世界は、天皇の社会的役割を作り出してゆく思想的方法としても機能し、かかる思想的存在としての「天皇」は、社会的身分としての職能民や芸能民の存在意義を保証するものとしても存在したと考えられる。本研究では、以上の視点を踏まえ、天皇を捉えた仏教的世界観の思想から、中世における社会秩序や文化形成の規範を考察し、中世日本における宗教思想の特質を提示するものである。本年度は、即位灌頂が天皇即位式のみならず、和歌伝授(古今伝授)の場(和歌灌頂)でも即位灌頂の口伝が伝授されていた点を王権との関わりで論じた。和歌灌頂における即位灌頂は儀礼としてではなく、理念的存在として和歌に関する秘伝の一つとして相伝されていたものである。しかし、何故和歌灌頂の場に即位灌頂という天皇即位が関係するのか、という点に関する考察の一つとして、皇位継承の仏教的世界観が和歌相伝の系譜を継承する理念をもち、また、時代や次元は異なるが、王権と和歌との関わりが背後に関わる点も指摘した。更に、天皇が宗教的身体性を有す観点から、中世における天皇が仏教的世界観と密教的世界観に位置づけられていた点を明らかにした。前者が須弥山世界の統率者でもある金輪聖王、後者が大日如来として天皇の身体が各世界観に位置づけらている点を論じ、天皇が位置づけられた仏教的世界観の背後に構築された「国家」と仏教界における王権の意味の違いについて考察し、かかる規範に入らない人々の存在を指摘した。本研究は、中世における天皇を解釈した(捉えた)仏教的世界観に基づく宗教思想から、逆に、中世における社会秩序や文化形成の規範を考察し、中世日本における宗教思想の特質を提示することを最終的な目的としている。

これらの目的を踏まえ、昨年度論じた考察は、まず仏教界における天皇の世界観を二通りに分類し、それぞれの世界観の違いを説明した点である。これは仏教界が理念的に作り上げた国家像であり、また密教が王権を取り込む手法として理解される。また一方で仏教界を離れた仏教的理念による天皇が文化的・思想的に広がってゆく。それらはどちらかというと「荒唐無稽」な言説や世界観であるとして王権や権威の修辞的問題として取り上げられる傾向にあった。しかし、本研究では、それは仏教界が戦略的に作った世界観でありイデオロギーとしても機能した以上に、それによって作り上げられた具体的な文化や社会秩序に影響していたのではないかという点までを導いたものである。以上のような観点から、目的に対し、研究の方向性を明示するものとして捉えても良いと思われるため。今後の研究計画は、特に「聖なるもの」との関わりについて論じていきたい。なぜなら、天皇の特異性(権威的・権力的という他に対する超越性)とともに浮上する問題が、そうでない者たち(王にまつろわぬ人々、周縁)の問題である。それは社会身分としての天皇と非人の問題につながる。しかし、かかる社会的コードとしての身分は、宗教思想の本質を作るものではなく、宗教思想が身分の差を作る基盤になっていると考えられる。よって、天皇の社会的問題とは社会的コードとしての天皇とその対照である非人とを結びつける思想の考察が必要となる。そこで取り上げたいのが「聖なるもの」の意味である。聖なるものの解釈については、中世の歴史・文学双方からの研究蓄積があるが、これらは中世という時代的パラダイムにおける問題であり、それ自体は重要であるが、一度時代相対化させる必要があると考えられる。「聖なるもの」を宗教学として捉えた場合の意味、そして中世日本における特殊な聖なるものの意味を捉え、さらに、前年度に考察した天皇の宗教的身体がどのように関わっていたのか考察したい。特に中世の歴史叙述書である『愚管抄』を歴代天皇を叙述した作品とし、天皇を時代に相対化する一つの視点としてとらえ、そこから中心と周縁、正統性と非正統性の問題、そこから派生する聖なるものの意味について追究したい。該当なし
腎機能評価のための尿素センサの試作－基礎医学用実習教材の開発－

【目的】生命維持管理装置の操作および保守点検を行う臨床工学技士の養成において、無尿となる腎不全患者の治療である「血液透析」療法を理解するために、健常な腎機能を実体験させる簡便、迅速な「尿検査」方法について構築を試みた。【方法】透析患者にとって尿毒素となる尿素の定量として、酵素発色反応のウレアーゼーインドフェノール法を改変し、尿検体と3種の反応溶液を添加するマイクロプレートを用いた比色法を考案した。測定手順は、希釈した尿検体、もしくは検量線作成のための尿素標準液20μLを、マイクロプレートウェルに添加し、その後、液滴50μLのポリ製ドロッパーボトルの3種の反応液((1)ウレアーゼ液、(2)フェノール液(ニトロプルシドナトリウム含有)、(3)次亜塩素酸ナトリウム液(水酸化ナトリウム含有)を順次添加混合し、5分間加温(60°C)するだけである。反応最終生成物の青色インドフェノールの570nmの吸光度をマイクロプレートリーダーで測定し、表計算ソフトに吸光度の生データを入力するだけで検量線から濃度計算され比色定量できるシステムを構成した。【成果】吸光度は、尿素標準液01,000 (mg/dL)において濃度直線性が得られ、濃縮尿も50(100)倍に希釈することで着色の影響も回避できる検量線の濃度範囲となった。同一被験者の日中の随時尿では、着色の度合いが異なる希釈尿と濃縮尿の尿素濃度の差異も測定できた。なお、本法は、マイクロプレートリーダーが無い場合でも、尿素標準液の濃度による発色青色の色調と尿検体の発色とを目視で比色、半定量も可能であった。また、反応液のウレアーゼ液を凍結乾燥することで、数か月の保存ができた。以上基礎医学用の実習教材として、尿素センサの酵素発色反応系が構築でき、マイクロプレートを用いた簡便、迅速な尿素自己測定が可能となった。*査読付論文(投稿中2件、投稿予定1件)【目的】生命維持管理装置の操作および保守点検を行う臨床工学技士の養成において、無尿となる腎不全患者の治療である「血液透析」療法を理解するために、健常な腎機能を実体験させる簡便、迅速な「尿検査」方法について構築を試みた。*査読付論文(投稿中2件、投稿予定1件)
非接触ガスケットの開発：液体粘度の温度依存性を逆用した密封機構の検証と実験

各種シールの中において、ガスケットは対向する静止壁面間の接触式密封装置に位置づけられる機械要素であり、様々な産業機械から日常的な生活用品に至る、極めて多岐に亘る分野や環境で利用されている。密封性を高めるためには、通常、締め付け力を高めることで隙間を減じ、微小な流路を断ち、流体の漏れを防ぐ。しかしながら、接触荷重の増加は、必然的に部材の変形や表面の損傷を伴う。また、密封を求められる部位の固体表面における粗さやうねりの存在ならびに締結材の緩みや装置の振動などは、部分的あるいは一時的なチャネルを形成させる要因となり、密封性が破られる。取り分け、厳しい条件や特殊な環境のもとでは、構成部品の組合せや分割を前提とする容器に対する流体の完全な封止は、著しく困難である。本研究は、密封部分の温度分布を能動的に与えて液体の粘度を制御することにより、従来、考えられていなかった方法により漏洩を阻止するガスケットを開発することを目的として開始した。主な特徴のひとつは、使用する液体は被密封液体そのものであり、特殊なシール液体を用いない点にあり、安全性、信頼性、環境性を担保している。平成30年度は、平成28年度ならびに平成29年度に試作ならびに試験を行った結果に基づき、その装置に改良を加えて実験を進めた。概要は以下の点に纏められる。前年度までに得られた知見を有効活用して、姿勢や振動下における検討を行うために、供試ガスケットおよび試験システムの一部を改造した。前者については比較的に良好な結果が得られた。一方、後者についてはピエゾアクチュエータの導入や既存の機器類の活用等も含めて進めたが、条件設定や装置調整、計測精度などの問題解決に難航し、振動条件下における結果については予備実験の段階に留まり今後の課題として残された。全体としては試験機の設計、製作、実験を通して、本考案を検証するに至ったと総括できる。ガスケットは、対向する静止壁面間の接触式シールであり、一般的な産業機械から日常的な生活用品に至る、極めて多岐に亘る分野で利用されている。密封性能を高めるためには、通常、締め付け力を高めることですきまを減じ、微小な流路を断ち、流体の漏れを防ぐ。しかしながら、接触荷重の増加は、必然的に部材の変形や接触面の損傷を伴い、表面の粗さやうねりの存在ならびに締結材の緩みや装置の振動などは、部分的あるいは一時的にチャネルを形成させる要因となる。取り分け、厳しい条件や特殊な環境のもとでは、構成部品の分割や組合せを前提とする、分解組立方式の容器に対する流体の完全な封止は、著しく困難である。本研究は、シール部位の温度分布を能動的に与えることにより、局所的に液体の粘度を制御して、従来、考えられていなかった方法により漏洩を阻止するガスケットを開発することを目的として開始した。主な特徴のひとつは、使用する液体は被密封液体そのものであり、特殊なシール液体を用いない点にあり、安全性、信頼性、環境性を担保している点にある。平成28年度は、ペルティエ素子を搭載した試験装置の設計と製作に焦点を当てた。概要は、以下の点に纏められる。液体物性や隙間流れなどに関する知見を有効活用して、供試ガスケットを含む、要点を押さえたシンプルな試験機を新規に考案し、試作した。この試験機に、ガスケットの隙間流路の温度をコントロールできるペルティエ・モジュールを組み込んだ。既存の計測器類を活用しつつ、隙間、温度、圧力をパラメータとして、主に漏れ流量を計測して密封性能を評価する予備実験を実施した。その結果、やや限定的な実験条件下ではあったが、ガスケットのシール部を冷却することで、隙間からの漏れを低減できる可能性を確認した。平成28年度において、円板形のガスケット試験機を設計、製作して、予備実験を行った。試験機は、2枚の金属製の円板(直径:200 mm)とペルチェモジュールから成る試験装置本体、供試油を供給するタンク、給油量を計測する流量計で構成された。上下部円板の間に、小さなシムリング(厚さ:0.050.2 mm)を挟み、ボルトで固定することで、一様なすきまのシール部を形成させた。下部円板には3本の脚を備え、本体をオイルパン上に設置した。実験は、下部円板の中央部の窪みに、装置本体の上方に設置したタンク(高さ:0.51.6 mm)より、圧力ヘッドを利用して給油した。なお、すきまからの漏れ流量は、給油ラインに設置した羽根車式小形流量計により測定した。また、温度は、白金測温抵抗体をペルチェモジュールと上部円板の間に挿入して計測した。シール長さ、すきま、タンク高さ、温度を代表パラメータとして、一定時間の流量を測定することで、現象の再現性や可逆性を確認し、シール特性を評価した。以上の状況から、「(2)おおむね順調に進展している。」と判断した。各種シールの中において、ガスケットは対向する静止壁面間の接触式密封装置/要素であり、様々な産業機械から日常的な生活用品に至る、極めて多岐に亘る分野や環境で利用されている。また、密封を求められる部位の固体表面における粗さやうねりの存在

ならびに締結材の緩みや装置の振動などは、部分的あるいは一時的なチャネルを形成させる要因となり、密封性が破られる。取り分け、厳しい条件や特殊な環境のもとでは、構成部品の組合せや分割を前提とする容器に対する流体の完全な封止は、著しく困難である。本研究は、密封部分の温度分布を能動的に与えて液体の粘度を制御することにより、従来、考えられていなかった方法により漏洩を阻止するガスケットを開発することを目的として開始した。主な特徴のひとつは、使用する液体は被密封液体そのものであり、特殊なシール液体を用いない点にあり、安全性、信頼性、環境性を担保している。平成29年度は、平成28年度に試作ならびに試験を行った結果に基づき、その改良版を製作し実験を行った。概要は、以下の点に纏められる。前年度に得られた知見を有効活用して、ペルティエ素子を搭載した供試ガスケットの試験機をあらためて試作した。この試験機では、内圧の掛かる場合の効果を検討するために、ポンプによる加圧式とし、ガスケットのシール面の冷却/加熱効果を高めるために、複数のペルティエ・モジュールを配置した。既存の計測器類を活用しつつ、隙間、温度、圧力をパラメータとして、主に計測した漏れ流量により密封性能を評価する実験を実施した。その結果、加圧条件下においても、ガスケットのシール部を冷却することで、隙間からの漏れを低減できる可能性を確認した。平成29年度においては、前年度の改良版となるガスケット試験機(第2号機)を考案、設計、製作して、予備実験を行った。試験機は、2枚の金属製の円板(直径:150 mm)と4台のペルチェモジュールから成る試験装置本体、ペルチェモジュールの駆動制御部、ガスケット中央部に設置した温度センサと圧力センサ、供試油を供給するタンクとポンプ、漏れを計測する流量計で構成された。上下部円板の間に、小さなシムリング(厚さ:0.020.15 mm)を挟み、ボルトで固定することで、一様なすきまのシール部を形成させた。下部円板には4本の脚を備え、本体をオイルコレクタに設置することで、漏れた液体を安全かつ効率的に回収した。実験は、下部円板に加工した、直径50 mmの中央部の窪みに、液送用のチュービングポンプを用いて強制給油(最高60 kPa)した。なお、すきまからの漏れ流量は、管路途中に設置した羽根車式小形流量計により測定した。また、ガスケットの中央窪み部の温度および圧力を、それぞれ、白金測温抵抗体および歪みゲージ式圧力センサにより計測した。ペルチェモジュールで制御した温度に加えて、すきま、ポンプ圧力を代表パラメータとして、一定時間の流量を測定することで、現象の再現性や可逆性を確認し、シール特性を評価した。以上の状況から、「(2)おおむね順調に進展している。」と判断した。各種シールの中において、ガスケットは対向する静止壁面間の接触式密封装置に位置づけられる機械要素であり、様々な産業機械から日常的な生活用品に至る、極めて多岐に亘る分野や環境で利用されている。密封性を高めるためには、通常、締め付け力を高めることで隙間を減じ、微小な流路を断ち、流体の漏れを防ぐ。しかしながら、接触荷重の増加は、必然的に部材の変形や表面の損傷を伴う。また、密封を求められる部位の固体表面における粗さやうねりの存在ならびに締結材の緩みや装置の振動などは、部分的あるいは一時的なチャネルを形成させる要因となり、密封性が破られる。
我が国の算数・数学科における子ども達の推測と説明：実態の科学的明確化

本研究は,子ども達の算数科における説明に関する実態を解明することを試みる研究である。本年度は,研究計画に沿って,説明に関する予備的な調査を小学校・中学校で行った。その結果,子ども達が「説明」と考えているものが,予想以上に幅広いことが明らかになった。そのため,子どもの説明の実態を解明するためには,まず周囲の環境を調査する必要があることが認められた。そこで,我が国の算数教科書,特に証明との接続を意識した結果,図形領域において教科書がどのような説明を教えようとしているかを,プラクセオロジーという概念を用いて分析した。なお,分析の対象は,我が国で採択率が高い啓林館のものを選択し,いわゆる演習問題に該当するものを除き,それぞれの問題が要求している説明に対して,プラクセオロジー中のセオリー(その説明がどのように正当化されているか)が何であるかを量的に分析した。分析の結果,小学校1年生から5年生までは,概ね証明に向けて段階的に説明の程度を高くしている(見た目や形に頼らない説明を要請することで証明に近づけている)ことが量的に確認された。一方,中学校に接続されるはずの小学校6年生だけがおおきく異なる傾向を示していた。具体的には,小学校1年生に要請する説明に近い,見た目や形で判断するよう求める説明が量的に多いことが確認され,課題であることが明らかになった。これらの成果は,現在査読付きの国際学会に投稿中である。合わせて,説明の出口である間接的な説明についての実態調査,研究も実施した。これらの成果は,いくつかの学会発表を経て,現在雑誌投稿のため整理中である。子ども達の実態が想定以上だったために,ひとまず環境を研究することになった。しかしながら,上述したような、理論的な成果が十分に得られている。従って,その成果は概ね順調であると判断される。現在,一社の教科書分析が終わったところであるため、もう一社(東京書籍)の教科書を併せて分析する予定である。この二社で、我が国の算数教科書のシェアの60%を占めているため,我が国全体の傾向が明らかになるといってよい。それらの結果をふまえ,当初目的としていた子ども達の実態を明らかにするような、理論的枠組みの構築をねらうものとする。また,間接的説明についての調査は一通り完了したため,理論的枠組みを用いた分析を本格的に実施する。研究が順調に進んだため,当初予定していた予備的な計画を実施しなくて済んだ。このため,次年度使用額が生じた。
がん化を促進させる「DNAチェックポイント適応」の分子機構の解明

我々の身体の細胞は放射線等により、ゲノムDNAに損傷を受けると一旦その増殖を停止し、損傷の回復の時間を稼ぐ。この仕組みをDNAチェックポイント機構と呼び、がん化の抑制機構として働く。しかしながら、一部のがん細胞においては、「チェックポイント適応」と呼ばれる現象が知られており、DNA損傷が未修復のゲノムDNA損傷があるにも関わらず、DNAチェックポイント機構が働かなくなり、細胞増殖が進行してしまう。本研究では、この「チェックポイント適応」の仕組みを説明する分子機構を同定した。2017年度には、DNAチェックポイント機構タンパク質であるRAD9がリン酸化酵素PLK1によりリン酸化を受け、RAD9のチェックポイント活性が抑えられることをeLIFE誌に報告した。その後、「チェックポイント適応」のタンパク質ネットワークを引き続き解明する目的で、申請内容におけるがん情報データベース解析に着手した。近年がん情報データベースが整備されてきている。本年度は、PLK1の発現とRAD9の発現が亢進するがんをPLK1-RAD9の「チェックポイント適応」経路が亢進するがんと位置付け、PLK1、RAD9が共に高発現しやすくなる遺伝子発現環境の同定をがん情報データベースより抽出を試みた。公共のデータベースサイトより、転写プロファイルデータを取得し、MATLAB等を用い、相関解析等を行った。結果、特定のタンパク質分解経路の亢進が相関することが明らかとなった。情報データベースから得た知見を実験的に検証するため、同定したタンパク質分解経路の阻害剤で培養細胞を処理するとPLK1の遺伝子発現が低下することを確認できたことから、がん情報データベースと分子生物学を組み合わせた新たな手法を確立することができた。2017年度に予定通り論文を発表することができたことが第一の理由である。申請課題の最初の目標は、申請者の同定したPLK1-RAD9の経路とその経路の鍵を握るRAD9上のリン酸化部位である、スレオニン313番とセリン326番の機能を明らかにすることであった。申請期間中に、このリン酸化部位は、チェックポイント停止が働かないように、細胞周期のDNA複製を促進するために働く事を実験的に検証することができ、発表論文の骨子となった。また、DNA複製のうち、複製開始の制御が主に細胞周期の進行を促進するために重要であることを見出した。その後、申請課題においては「チェックポイント適応」を司るタンパク質ネットワークを同定することを目標としており、その目的のため、公共のがん情報データベースから得た各がん細胞種の遺伝子発現プロファイルを自身の端末上で解析できるようにした。様々ながん細胞種のゲノム情報を用い、相関解析により、特定の遺伝子発現間でどのような連携するかを見出す事ができるようになった。実際に特定のタンパク質分解経路の抑制因子がPLK1とRAD9を高発現するがん細胞種で顕著に抑えられることを見出した。このことから、このタンパク質分解経路がPLK1の発現を亢進する働きがあることが示唆され、実際に阻害剤実験により検証した。また、二種の、PLK1発現の亢進するがん細胞株、亢進していないがん細胞株を用いることで、PLK1を亢進するがん細胞株では、同定したタンパク質分解経路が、ゲノム損傷下での細胞増殖に必須であることを見出したことからも、我々の発見の重要性を検証できた。このように、発表論文の続編として、タンパク質ネットワークを同定するため、情報学的知見をもとに実験的に検証する、という新しい分子実験のあり方を提示することが可能となった。本研究課題では、チェックポイント適応を担う、タンパク質ネットワークの同定を今後引き続き行う予定である。現在までに、がん情報データベースを元に特定のタンパク質分解経路が働くことでPLK1の発現の亢進を許容することを分子実験を併用することで検証できたと考えている。オミックスデータの充実に伴い、がんをはじめとする公共データベースの充実が著しい。申請者の成果は、分子生物実験の結果に対し、情報データベースを活用することで生物学的意義を付加することができた例である、と考えている。現在、タンパク質分解経路以外にも複数のシグナル経路がPLK1の発現の亢進と相関することを見出しており、分子実験を併用することで実験的な検証を続ける予定である。また、PLK1の高発現が転写レベルで行われることから、蛍光タンパク質を利用した、PLK1の遺伝子発現のモニターする系を確立させる予定である。それにより、スクリーニングによる、PLK1高発現を担う因子の同定を会したPLK1高発現ネットワークの同定が可能となる。また、PLK1の高発現がどのように細胞内で作り出されるかを実験的に再現することで、がんがどのようにしてPLK1の高発現を通じ、チェックポイント適応という機能を獲得するかを明らかにできると考えている。現在、クローニングを終え、培養細胞に組み込んでいる途中であり、実験系の確立とともに、がん情報データベースで得た、タンパク質分解経路の関わり方もさらに詳細に明らかにできると考えている。がん細胞は非常に強い増殖能を持った細胞であり、この増殖能を生み出す原因の一つとしてPLK1と呼ばれるリン酸化酵素の機能が、がん細胞において亢進することがこれまでに示されてきた。本研究では、PLK1が、がん細胞のゲノムDNA損傷ストレス下での生育を促進する仕組みの理解をPLK1とその標的因子として申請者が候補として同定したRAD9との相互関係から明らかにすることを目的とした。代表者は、すでにヒト細胞において分裂期促進キナーゼPLK1が、このDNA損傷の感知機構として働くRAD9タンパク質をリン酸化し、DNA損傷部位から解離させる働きをすることを明らかにしていた。

本年度は、その意義が細胞がDNA損傷を受けた際に細胞増殖のDNA複製の過程、とりわけ複製開始のタイミングと複製装置の進行の遅延がおこらないようにするためであることを複製DNAファイバーアッセイ等の一分子解析から明らかにした。すなわちPLK1が働くことで細胞がDNA複製の際にDNA損傷を認識しにくくなると考えられた。また、PLK1が高発現したがん細胞ではこのPLK1に依存したDNA損傷の感知機構の抑制機構が働き、ゲノム損傷に曝された中でも増殖が促進されることも予想され、がん細胞の特有の性質である、DNA損傷を受け、変異を蓄積しながらも増殖を続ける、ということを説明できる知見であった。この成果はeLife誌に投稿し受理され、公開された。さらにバイオインフォマティクス的手法を用いることで明らかにすることで、がん細胞にはPLK1に増殖が依存しているものとそうでないものがあること、また、PLK1の転写の亢進とともにRAD9の転写も亢進すること、また、その際にタンパク質分解促進の経路が相関して亢進することを明らかにした。現在はこれらの異なるPLK1の発現を示す株間での制御系の違いを解析中である。本研究課題の中心として据えたPLK1とRAD9の相互作用により、ゲノムDNA損傷ストレスに曝された際に本来停止するべき細胞増殖を促進させること、そしてその仕組みを明らかにした。DNA複製のうち、開始と複製装置の進行がPLK1の亢進により促進されていた。本研究ではこの仕組みを解明する上でDNA複製の速度を定量的に解析する系を取り入れ、樹立した。一連の知見は国際誌であるeLife誌に投稿し、報告でき、この点で大きな成果と考えられる。また、ゲノムDNA複製の異常はがん細胞が遺伝子変異を蓄積する最も重要な過程であり、がんの悪性度を見定める上で鍵となる手法ともなる。したがって、現在バイオインフォマティクス的手法により解析を進めている、PLK1-RAD9の系が亢進した種々のがん細胞での細胞増殖を定量的に見定める手法ともなる。また、PLK1-RAD9の系が亢進したがん細胞においてはある種のタンパク質分解の経路が亢進していることを見出した。本研究課題においてはがん細胞がゲノムDNA損傷ストレスに適応能力を獲得する仕組みの理解を目指しており、このバイオインフォマティクス的知見の発展的展開が鍵となる。現在ノックダウンや大量発現系など分子生物学的手法も含めて用い、同定したタンパク質分解の経路がPLK1-RAD9を亢進する際に果たす役割を解析中であり、これら一連の知見により、がん化におけるDNA損傷ストレス応答の変化の当初予定していたよりもより具体的な分子詳細、仕組みが明らかになると期待している。我々の身体の細胞は放射線等により、ゲノムDNAに損傷を受けると一旦その増殖を停止し、損傷の回復の時間を稼ぐ。この仕組みをDNAチェックポイント機構と呼び、がん化の抑制機構として働く。