hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
網膜剥離に対するタンポナーデ不要の硝子体手術の開発

オープンスカイの状態で培養液に入れ、顕微鏡下で直視下に網膜レーザー光凝固を行い、レーザーの条件を検討した。レーザー照射時間0.2秒において0.15 wで瘢痕が出始め、0.2 wで強い瘢痕が生じた。次に同様にex vivoで顕微鏡下に眼底を観察しながら、経強膜側より網膜凝固を行いレーザーの条件を検討した。レーザー照射時間1.0秒において0.5wでは凝固瘢が確認でき、0.8w、1.0wと上げていくに従い凝固瘢は強くなった。レーザー照射終了後、OCTコンパウンド液をで凍結し、クリオスタットで切片を作成し、ホルマリンで固定し、その後HE染色を行った。また、ex vivoで24時間培養し、同様に固定し、HE染色を行った。レーザー網膜光凝固後では網膜外層には明らかな組織変化は認められなかったが、網膜色素上皮層には一部、障害を認めた。赤外レーザー後では網膜色素上皮層には障害を認めたが、網膜外層には明らかな変化は認められなかった。また、ex vivoで培養後の組織では、網膜外層は同様の変化であったが、網膜内層に一部、組織の損傷が認められた。眼内網膜レーザー光凝固は、照射時間0.2秒、パワー0.2wで網膜を凝固可能で、網膜組織の障害は少ないようである。強膜からの赤外レーザー凝固は、照射時間1.0秒、パワー0.5wは凝固斑を生じるには強いエネルギーを要し、網膜色素上皮に障害を認めることがある。両手技ともに網膜に凝固瘢が得られるが、必要とするエネルギーに差を認めた。通常の硝子体手術時に用いられる眼内レーザー照射(532nm)による網膜凝固と赤外レーザー(810nm)による眼外からの経強膜的網膜凝固の有効性、安全性を家兎を用いて検討した。532nmレーザーによる眼内照射では、照射時間0.2秒で、出力0.15wで適切な凝固痕が得られ、0.2w以上で網膜出血を生じた。波長810nmレーザーの経強膜照射では照射時間1.0秒で、0.5wでは適切な凝固斑が得られたが、1.0wでは網膜が破裂した。眼内レーザーに比べ、経強膜的なレーザー照射では、適切な網膜凝固を得るのにより強い出力が必要であり、ある程度以上の出力で網膜破裂の危険性があり、安全域が狭いと考えられた。平成27年度では動物実験に若干の遅れを生じているが、平成28年度にはその遅れを含め当初予定していた計画に従って動物実験を遂行する予定である。以下に概略を記する。1.正常家兎眼の網膜に対する532nm波長による眼内レーザー凝固と赤外レーザーによる眼外レーザー凝固の比較検討有色家兎に全身麻酔をかけ、1眼の上方半分に強膜側から810nmの波長を有する半導体赤外レーザーで網膜を凝固する。凝固出力はMartinez-Castilloらの報告(Martinez-Castillo, et al 2007 Ophthalmology)に従って、300mW, 1000msecで照射を開始し、眼底の凝固斑の有無を確認しながら、白色の凝固斑がでるまで50mWずつ出力を上昇させる。2匹目の一眼の下半分を532nmの波長を有する半導体レーザーを用いて眼内レーザープローブを用いて凝固斑を作成する。レーザー条件は通常の硝子体手術より若干低出力の150mW, 200msecで開始し、徐々に出力を上げて、適切な白色の凝固斑が出るまで出力をあげる。別の家兎の1眼を用いて下半分に強膜側からの810nmレーザーによる凝固を作成し、眼球の上半分に532nmレーザーによる凝固斑点を作成する。凝固直後から眼底の変化を観察し、1日後、1週後、1か月後に眼底の変化を観察記録した上で眼球を摘出し、2種類のレーザー凝固による変化を組織学的に検討する。
炭化ケイ素ウィスカ-のマイクロ波ルミネッセンス

1.メルカプト変性シリコ-ンオイルを水素中1300°Cで熱分解することにより,径0,12μm,長さ数mm数cmの白色綿状β-SiCウィスカ-を得た。また,反応系に三フッ化ホウ素ジエチルエ-テル,リン酸トリメチル,及び窒素ガスを混合することにより,それぞれB,P,Nを固溶したウィスカ-を合成した。2.比抵抗は純SiCウィスカ-では10^410^5Ω・cmであったが,3価のBを固溶すると34桁増加し,一方5価のP及びNを固溶すると2桁程度減少し,実際に原子価制御されていることが明らかであった。3.上記4種のβ-SiCウィスカ-に空気中で2.45GHzのマイクロ波を照射すると,強い閃光を発する現象を見いだした。しかし,市販のウィスカ-やSiC粉末では発光しなかった。4.真空(10^<-3>Torr)下でもマイクロ波発光が観測されたが,そのスペクトルは主に4001200nmの波長範囲の非常にブロ-ドなスペクトルから成り,大部分が熱的発光によると判断された。これに加えて,SiCのバンドギャップ(約2.2eV)に対応する発光(マイクロ波ルミネッセンス)が561nmに観測され,マイクロ波照射によって熱電子放出が起こっていることが示唆された。しかし,ド-パントの違いによる発光スペクトルの差異は現在のところ観測できていない。5.0.110Torrの各種ガス(水素,酸素,窒素,アルゴン,ヘリウム,水蒸気,二酸化炭素など)雰囲気下でβ-SiCウィスカ-にマイクロ波を照射すると,各ガス種に固有の強い発光スペクトルが観測された。6.以上の結果から,マイクロ波による発光現象は,SiCウィスカ-がマイクロ波を吸収して高熱状態となり,熱的に励起・放出された電子が雰囲気中のガス分子をプラズマ化することに由来するものと考察した。7.各種反応性プラズマを簡便に得る方法としての応用が興味深い。
交通災害におけるむちうち症の認定の実態

交通災害後遺障害認定上の歪みは、所謂むちうち症に関連して多くみられる。本症についての判断基準作成上、基礎的資料を得るため、前年度に引き続き北陸3県における現状と実態について調査した。石川県の昭和57,58両年度の人身事故発生件数は富山・福井各県の約2倍であるが、本症発生率(約20%)、後遺障害査定申請率(約4%)並びに認定率(約35%)は3県中最低で、後遺障害発生率(約6%)は最も低い。このような差異の原因を知るため、北陸3県の本症後遺障害査定215例および対照324例について検討した。対照むち打ち症事例では約97%が1年以内に治癒しているが、後遺障害査定事例では症状固定まで1年以上のものが48%もあり、石川県では56%に達し遷延例が多い。入院率は、認定例では対照の約2倍で、県別にみると対照例で福井県がやや高率であるが、後遺障害査定例では著明な差異は認められなかった。実1日当り平均診療費は県別差異を示さないが、一件当り総診療費は対照例では福井県、14級認定例では石川県が高額であった。以上のように、石川県の本症後遺障害発生率は北陸3県中最低で、後遺障害査定事例の診療期間が最も長く、富山県ではその逆になっており、本症に対する医療側の対応の様相が県によりやや異なっていることが窺える。成傷機転の観点から、本症における他部位の受傷について検討すると、追突以外の事故では特に車両中破、大破側で頭部顔面や四肢の合併宍傷率が高い。追突された場合には頚部単独受傷側が約40%にのぼった。本症後遺障害認定例中、車両破損中破、大破のものは56%あり、不認定例(同45%)や対照例(同30%)に比べ多い傾向がみられた。上記調査に並行して北陸3県で交通外傷の診療にあたっている医師377名に対し一部面接を含めたアンケート調査の結果、本症についての無理解の指摘や補償体系見直しの要望などが寄せられている。
実務経験者による大学教育のあり方と課題-開発援助の分野を中心として-

開発援助の分野を中心として、実務経験者による大学教育のあり方について検討した。この分野の大学教育には、開発援助において実践力を有する実務家を育成するということが求められる。一方、大学で教育にあたる大学教員は実践力や実務経験に欠ける場合が多いため、実務経験者を大学教育の現場に登用するケースが増えてきている。しかし、実務経験者を大学に登用する場合、いくつかの問題がある。一つは、これら実務家が学術的なバックグランドを有しないことに起因する、教育の質の確保の問題である。もう一つの問題は、実務家を登用することのメリットが実務家自らの実地経験に基づく教育である一方で、この実地経験の陳腐化が早いことである。一点目の課題については、学部生の教育を中心とした大学では、実務家には実地経験を話してもらえれば十分である、と割り切っている場合が多い。一方、研究型大学では、開発援助機関のリサーチ部門の人材を登用するなど、教員に分析的視点を求める例が見られる。二点目の課題については、実務家教員を任期付き、あるいは、非常勤で採用する方法が採られている。開発援助に携わる実務家にとっても大学で教育活動を行ったことは実績となるため、このような雇用条件は必ずしもマイナスではない。さらに大学によっては、これら実務家教員をアカデミックの教員と区別して、"professor of practice"という称号のもとに雇用するケースがある。特別の制度を設けることで、教員の採用や評価の基準を実務家向けに設定することができる。以上は実務家教員をうまく活用するための工夫である。しかし、大学教育において実務と学術をつなげる切り札とまではいっていない。大学教育において実践性を有する人材の育成が求められる21世紀において、更なる試行錯誤が大学に求められている。開発援助分野における実務経験者による大学教育のニーズおよび現状を把握するため、同分野の実務経験者の多い国際機関の職員および国内大学側の受入体制について調査を行った。国際機関の職員については、国内大学における教員としての活動を想定しているため「邦人」の職員を対象としてアンケートを実施し、48件の有効回答を得た。基本的に、日本の大学において講義等を担当したいという希望は強く、1)自身の経験の還元を通じて将来の国際機関で活躍する人材の質および量を高めることや、2)自身の(国際機関における)キャリアアップにつながること、3)自身の国際機関等における経験を研究という形で体系化・理論化する時間や場が欲しいこと、などが理由として挙げられた。他方、一時帰国等を通じて集中講義を担当するといった場合は、国際機関における職務との責務相反や兼業の取り扱いに関する問題が指摘された。また、国際機関出身者で大学において講義を担当している者にヒアリングをしたところ、教育研究の内容については国際機関における職務経験をベースとするため特に不自由を感じることはないが、実務に即した講義は情報の陳腐化が急速であるため、定期的に実務に戻ることのできるような制度設計が必要であるとのコメントがあった。他方、受入母体となる国内大学については国際関係や開発援助の分野を担当できる教員についてのニーズは高く、特に国際機関等の実務経験者が求められる傾向はあるものの、実際の登用にあたっては人的なつながりに依存する場合が多い。これはアカデミックな経歴を有さないものの業績評価が難しいことに起因するようである。実際、登用後の昇進についても同様の課題があると国際機関出身者から指摘された。今後、大学と他機関間の人事の流動性や学内における業績評価等、実務経験者による大学における教育活動を効果的なものとするための制度設計の検討が望まれる。

一方、大学で教育にあたる大学教員は実践力や実務経験に欠ける場合が多いため、実務経験者を大学教育の現場に登用するケースが増えてきている。しかし、実務経験者を大学に登用する場合、いくつかの問題がある。一つは、これら実務家が学術的なバックグランドを有しないことに起因する、教育の質の確保の問題である。もう一つの問題は、実務家を登用することのメリットが実務家自らの実地経験に基づく教育である一方で、この実地経験の陳腐化が早いことである。一点目の課題については、学部生の教育を中心とした大学では、実務家には実地経験を話してもらえれば十分である、と割り切っている場合が多い。一方、研究型大学では、開発援助機関のリサーチ部門の人材を登用するなど、教員に分析的視点を求める例が見られる。二点目の課題については、実務家教員を任期付き、あるいは、非常勤で採用する方法が採られている。開発援助に携わる実務家にとっても大学で教育活動を行ったことは実績となるため、このような雇用条件は必ずしもマイナスではない。さらに大学によっては、これら実務家教員をアカデミックの教員と区別して、"professor of practice"という称号のもとに雇用するケースがある。特別の制度を設けることで、教員の採用や評価の基準を実務家向けに設定することができる。以上は実務家教員をうまく活用するための工夫である。しかし、大学教育において実務と学術をつなげる切り札とまではいっていない。大学教育において実践性を有する人材の育成が求められる21世紀において、更なる試行錯誤が大学に求められている。
電子励起原子移動を利用した準安定状態の安定化機構の第一原理シミュレーション

第一原理分子動力学法を用いてシリコン64原子、水素8原子からなるスーパーセル法により水素化アモルファスシリコンおよび水素を含まないアモルファスシリコンを作製した。計算結果から、次のような結論が得られた。(1)ダングリングボンドには双安定性をもつ2種類のダングリングボンドが存在し、SP^2的な構造をもつダングリングボンドは正の電子相間系となっているが、SP^3的な構造をもつダングリングボンドは大きな格子緩和によって負の電子相関系となっている(2)水素化アモルファスシリコンではSi-H-Siの3中心結合とSi-Hの結合のみが計算から観測されており、Si-H2は見られない。(3)水素化アモルファスシリコンでは、大半の水素はシリコンのダングリングボンドを終端している。ギャップ中に深い不純物として存在していたダングリングボンドが水素と強く結合することによって価電子帯中に引き込まれ、深い不純物準位が消失する。(4)水素化アモルファスシリコンではSi-H-Siの3中心結合はH原子を中心に蝶番のように10度程度回転しても全エネルギーはほとんど変化しないので、これによってアモルファス中では局所秩序をもつ平均4配位のシリコンを小さいひずみによってつなぎ構造を柔らかくする役目をしている。また、(5)水素原子が集まっている領域があるということは、一方で水素のすくない領域がありこのような領域では水素原子によって終端されていない対をつくらない単独のダングリングボンドを持つ3配位のシリコンが存在する。(6)また、5配位のシリコンも存在し、4配位と5配位のシリコン原子の間でボンドを時間的にやり取りしている浮遊ボンドが存在する。(7)水素原子によって終端されたダングリングボンドに帰属するシリコンとその再近接のシリコンは結合が弱くなる(いわゆるWeak Bond)という通説があるが、これとは逆でむしろ結合が強くなる傾向にある。基底状態では全ての原子に働く力は零になっているが、光によって電子系を励起すると原子に力が働いて原子移動が生じる。このような例として、水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)を取り上げる。a-Si:Hは準安定状態にあり、光励起によって原子移動が生じ、ダングリングボンドによる欠陥がつくられる。第一原理分子動力学法を用いてシリコン64原子、水素8原子からなるスーパーセル法により水素化アモルファスシリコンを作製した。計算結果から、(1)Si-H-Siの3中心結合とSi-Hの結合のみが計算から観測されており、Si-H2は見られない。(2)大半の水素はシリコンのダングリングボンドを終端している。(3)Si-H-Siの3中心結合はH原子を中心に蝶番のように10度程度回転しても全エネルギーはほとんど変化しないので、これによってアモルファス中では局所秩序をもつ平均4配位のシリコンを小さいひずみによってつなぎ構造を柔らかくする役目をしている。また、これらは負の電子相関系となって、Si-H^+-SiまたはSi-H^--Siのみが存在する。(4)水素原子が集まっている領域と、逆に水素のすくない領域が存在し、そこではダングリングボンドを持つ2種類の(sp^2的なものとsp^3的な構造を持つ)3配位のシリコンが存在する。これらの一部は負の電子相関系となっていて、D^+,とD^-に分解している。

(5)また、5配位のシリコンが存在し、4配位と5配位のシリコン原子の間でボンドを時間的にやり取りしている浮遊ボンドが存在する。(6)水素原子によって終端されたダングリングボンドに帰属するシリコンとその再近接のシリコンは結合が弱く(weak bond)ならず、むしろ結合が強くなる傾向にある。第一原理分子動力学法を用いてシリコン64原子、水素8原子からなるスーパーセル法により水素化アモルファスシリコンおよび水素を含まないアモルファスシリコンを作製した。計算結果から、次のような結論が得られた。(1)ダングリングボンドには双安定性をもつ2種類のダングリングボンドが存在し、sp^2的な構造をもつダングリングボンドは正の電子相間系となっているが、sp^3的な構造をもつダングリングボンドは大きな格子緩和によって負の電子相関系となっている(2)水素化アモルファスシリコンではSi-H-Siの3中心結合とSi-Hの結合のみが計算から観測されており、Si-H2は見られない。(3)水素化アモルファスシリコンでは、大半の水素はシリコンのダングリングボンドを終端している。ギャップ中に深い不純物として存在していたダングリングボンドが水素と強く結合することによって価電子帯中に引き込まれ、深い不純物準位が消失する。(4)水素化アモルファスシリコンではSi-H-Siの3中心結合はH原子を中心に蝶番のように10度程度回転しても全エネルギーはほとんど変化しないので、これによってアモルファス中では局所秩序をもつ平均4配位のシリコンを小さいひずみによってつなぎ構造を柔らかくする役目をしている。また、(5)水素原子が集まっている領域があるということは、一方で水素のすくない領域がありこのような領域では水素原子によって終端されていない対をつくらない単独のダングリングボンドを持つ3配位のシリコンが存在する。(6)また、5配位のシリコンも存在し、4配位と5配位のシリコン原子の間でボンドを時間的にやり取りしている浮遊ボンドが存在する。(7)水素原子によって終端されたダングリングボンドに帰属するシリコンとその再近接のシリコンは結合が弱くなる(いわゆるWeak Bond)という通説があるが、これとは逆でむしろ結合が強くなる傾向にある。
光と熱に応答する高分子スピロピランを用いた重金属イオンのセンシングと回収法の確立

本研究では、光と熱に応答する高分子スピロピランを合成し、水中における鉛イオンや銅イオンなどの重金属を効率良く吸着し、高分子スピロピランの呈色変化や蛍光によって、それぞれ粗定量および精密定量に寄与することに成功した。さらに、光照射によっていったん吸着した金属イオンを脱離することで繰り返し利用できることも確認できた。省エネルギーかつ環境負荷の低減に貢献できる材料と方法を提案できた。光と熱に可逆的に応答する高分子に架橋構造を付与し、水中でゲル化することに成功した。この高分子ゲルは、スピロピランアクリレートとN-イソプロピルアクリルアミドの共重合体で、架橋していない場合と同様に29°Cを下限臨界温度として示した(下限臨界温度はスピロピランアクリレートとN-イソプロピルアクリルアミドのモル比が98:2mol%比の場合)。ようて、この温度よりも高温側では収縮し、低温側では膨潤する挙動を繰返し観測することができた。次に、この高分子ゲルを水中に静置し、過塩素酸鉛を水中に溶解させると、高分子ゲルが脱水状態であってもゲルは黄色に呈色し鉛イオンの吸着を示唆した。また、この状態でのゲル周りの鉛イオン濃度を矩形波ボルタンメトリにより精密定量し、鉛イオンの吸着を確認した。この状態で可視光を照射すると、ゲルの表面のみ白色し、吸着した鉛イオンが脱離したのがわかったが、ゲル内部まで照射光が効率的に届いていないため脱離効率の低さが課題となった。しかしながら、水温を29°C以下にすることでゲルは透明になり、照射光もゲル内部に透過し倍以上の脱離効率向上につながった。金属イオンセンサーとしてのこの高分子ゲルの可能性について検討した。まず、呈色変化を利用した吸着状態の粗定量を試みた。下限臨界温度よりも低温側ではゲルの隅々まで均等に鉛イオンが吸着したが、透明であるため呈色は背景色によって認知度合いが左右された。一方、下限臨界温度よりも高温側では、材料が白色のため認知しやすいがゲル表面の呈色変化のみが見られるため、全体で吸着した鉛イオン量の一部だけを反映したものであった。スピロピランアクリレートとN-イソプロピルアクリレートの共重合体からなる高分子ゲルを合成した。このゲル中のそれぞれのモノマー成分の組成は、2:98(mol%比)であった。相転移温度は29°Cを示し、これより高温側では収縮し、低温側では膨潤した。また、過塩素酸鉛(II)の水溶液中にこのゲルを導入すると、無色のゲルが黄色に変化した。中性域の水中におけるこの高分子ゲルの色調は赤色であることと上澄み液の電気化学測定(矩形波ボルタンメトリ)の鉛(II)イオン濃度の測定から、鉛(II)イオンの吸着が確認された。本研究課題の計画にある、重金属イオンの濃度を知るための色目表作成に一歩進むことが出来た。重金属イオンの粗定量のために残された課題は、水中の水素イオンとの吸着による色調変化への干渉を取り除くことだけになった。一方、重金属イオンの精密定量については、420nmの励起光に対して500nm後半の発光がこの高分子ゲルから確認できた。粗定量における課題が解決されればこちらの計画も達成される。最後に、この高分子ゲルにおける光照射を用いた繰り返しの重金属イオンの吸脱着実験は、予想以上に好ましい結果を得ている。約30回の光照射に対しても全く高分子材料の機能低下が認められなかった。光源に420nmよりも長波長側の可視光を用いているためと考えられる。通常、スピロピランに照射する光は紫外光(300380nm)もあるため、照射回数に応じて劣化もみられるのと対照的である。スピロピランアクリレートとN-イソプロピルアクリレートの組成が2:98(mol%比)共重合体を含む水溶液を用いて、鉛(II)イオンをはじめとする金属イオンの吸着測定を紫外可視吸収スペクトルから観測した。鉛(II)イオンの粗定量を呈色反応から判断できるようにするための色味表を作成するとともに、精密定量のための蛍光スペクトル測定も行った。相転移温度は29°Cであるため、高温側では析出し、低温側では溶解する。そのため、再現性を目指してなるべく均一な系を選択する必要があり、相転移温度よりも低い10°Cで蛍光測定を行った。鉛イオンとスピロピランアクリレート部位の錯体に由来する420nmに極大吸収を有する吸収帯に着目して、このあたりの波長を励起光として蛍光測定を行ったところ、520540nmに顕著な蛍光を観測した。この緑色の発光は、水溶液に可視光照射してスピロピラン部位を閉環体に強制的に異性化すると消失し、暗所下で放置すると再び蛍光を発するようになる。この挙動は吸収スペクトルにおける420nm吸収帯の吸光度変化と同期することから、鉛イオンとスピロピラン部位の錯体由来によるものと考えてよい。

次に、励起光のバンド幅、感度などの最適化を行い、鉛イオンの精密定量のための蛍光強度を整理した。最後に、この共重合体による鉛イオンの吸着回収を光照射を用いて繰り返し行うことを想定して、1段階にどの程度の鉛イオンを回収できるのかを見積もった。実用を視野に、簡便に出来るスペクトル解析を考案した。可視領域のスピロピラン部位由来の吸収帯に注目し、容易に錯形成量を見積もる方法を提案できた。
ヒストンH3バリアントとヒストン修飾によるがん化とがん細胞の進展機構

ヒストンシャペロンによるヒストンH3バリアントの取り込みとそれに連動するヒストン修飾により、腫瘍抑制遺伝子の転写が制御され、この制御はヒストンH3バリアントの取り込みを行うヒストンシャペロンによって起こることを見出した。ヒストンH3バリアントの取り込みによる遺伝子発現の変動を乳癌細胞亜型間で検討したところ、遺伝子発現変動は認められたが、乳癌細胞亜型を変えるほどの遺伝子発現変化は認められなかった。ヒストン修飾機構によって発現誘導され、がん関連線維芽細胞に発現するTEM1が胃癌患者の予後不良因子であることを見出した。研究全体を通しての目的は、「がん化、がん細胞の進展におけるヒストンH3バリアントの取り込みとヒストン修飾の変化による転写制御を明らかにする」ことである。平成26年度の初年度の研究計画は、「ヒストンバリアントの取り込みによるクロマチン構造変化と遺伝子発現改変を明らかにすること」である。1.ヒストンH3バリアントの取り込みによるクロマチン構造変化についての検討(1) ChIP-sequence法による解析3種類のヒストンH3バリアントH3.1、H3.2、H3.3を導入した乳癌細胞株を用いて、ChIP-sequence法により、H3K27のヒストン残基を標的とするヒストン修飾蛋白の局在、ヒストン修飾のメチル化、アセチル化状態の変化を検討した。(2)各種のヒストンH3バリアントの取り込みがクロマチン構造変化を起こす遺伝子を検討した。(1)、(2)の検討から、ヒストン修飾蛋白の局在が変化する遺伝子、ヒストン修飾状態が変化する遺伝子を抽出した。腫瘍抑制遺伝子では、ヒストンバリアントに連動して、ヒストン修飾状態が変わり、遺伝子発現状態が変化した。一方、細胞骨格関連遺伝子は、各ヒストンバリアントを導入したクローン細胞において遺伝子発現の変化はみられなかった。2.各種ヒストンH3バリアントの取り込みの違いによる遺伝子発現改変の検討(1)乳癌細胞の悪性度の違いによる検討悪性度の異なる乳癌細胞亜型の中で、ホルモンレセプター陽性亜型、トリプルネガティブ亜型の細胞株に各ヒストンバリアントを導入したクローン細胞を用いて、マイクロアレイにより乳癌細胞亜型間での遺伝子発現変化を比較したが、共通して発現変化を示す遺伝子は非常に少なかった。3.がん関連線維芽細胞でヒストン修飾により発現するようになる候補遺伝子TEM1を見出し、オートファジーが遺伝子発現に影響を与える可能性を見出した。研究全体を通しての目的は、がん化、がん細胞の進展におけるヒストンH3バリアントの取り込みとヒストン修飾の変化による転写制御を明らかにすることである。平成27年度の2年目以降の研究計画は、ヒストンH3バリアントの取り込み誘導因子を明らかにし、臨床病理学的な解析を行うことである。1.ヒストンシャペロンによるヒストンバリアントの取り込み調節が遺伝子発現に与える影響についてこれまで、腫瘍抑制遺伝子の転写はヒストンバリアントの取り込みとヒストン修飾の連動によって制御されることを見出したが、この制御がヒストンバリアントの取り込みを行うヒストンシャペロンによって起こることを見出した。2.がん関連線維芽細胞に発現し、ヒストン修飾機構によって発現誘導される候補遺伝子TEM1が胃癌患者の予後不良因子である昨年度、がん関連線維芽細胞において、ヒストン修飾機構によって発現誘導される候補遺伝子TEM1を見出していたが、がん関連線維芽細胞におけるTEM1の発現が胃癌患者の予後不良因子であることを見出し、その内容を論文にて発表した。現在、この遺伝子の発現機構について詳細に検討しているところである。3.血管内皮細胞の形質変化におけるヒストン修飾の役割癌細胞のみならず、癌組織中の間葉系細胞にもヒストンバリアント、ヒストン修飾が関与して遺伝子発現を変化させる可能性を見出し、早期扁平上皮癌組織において増生する微細血管の内皮細胞増生機構について検討した。扁平上皮癌組織で有意に増加する因子が血管内皮細胞に働き、ヒストン修飾タンパクの発現を上昇させた。その発現上昇したヒストン修飾タンパクが血管分岐、増生を阻害する遺伝子の転写を抑制的に制御した。この結果は、微細血管の増生が扁平上皮癌組織で起こる背景には、血管内皮細胞の形質がヒストン修飾によって変化することが関係していることを示している。平成27年度以降に計画した、「ヒストンH3バリアントの取り込み誘導因子を明らかにし、臨床病理学的な解析を行う」ことに関連して、ヒストン修飾機構によって発現誘導される候補遺伝子TEM1についての臨床病理学的な意義や扁平上皮癌組織を構成する血管内皮細胞の形質変化におけるヒストン修飾の役割について順調に解析を進めることができた。さらに、前年度の検討に続いて、ヒストンシャペロンによるヒストンバリアントの取り込み調節による遺伝子発現機構についても解析し、最終的なアウトプットである遺伝子発現変化におけるヒストンシャペロンの役割を明らかにすることができた。

平成28年度の3年目の研究計画は、ヒストンH3バリアントの取り込みにより、乳癌細胞亜型の遺伝子プロファイリングが変化し得るかについて、ならびに、ラットの胃十二指腸液逆流性食道発がんモデルを用いて、腫瘍発生過程におけるゲノム、エピゲノム変化について解析を行うことである。1.乳癌細胞亜型のうち、ホルモン陽性乳癌亜型、トリプルネガティブ乳癌亜型の細胞株に、H3.1、H3.2、H3.3の各ヒストンバリアントを取り込ませると、遺伝子発現の変化が認められた。ホルモン陽性乳癌亜型の方が、トリプルネガティブ乳癌亜型に比較して、変動する遺伝子が多かったが、亜型を変えるほどの遺伝子発現変化は認められなかった。2.ヒストンH3バリアントを取り込ませることによって、両亜型に共通して変動した遺伝子は、がん細胞形質に関わるものが多かった。3.ラットの胃十二指腸液逆流性食道発がんモデルは、手術操作によりを起こすことで、腺癌または扁平上皮癌が40週後には発生する。発がん作用を有する因子の曝露や、遺伝子改変を必要とせずに、生理的に起こっている胃十二指腸液逆流によって発がん動物モデルを用いた。多層オミックス解析を行ったところ、ヒストン修飾機能を有する蛋白をコードする遺伝子を含む重要な遺伝子のプロモーターのメチル化、脱メチル化、転写活性及び転写抑制が認められた。平成26年度に計画した、「ヒストンバリアントの取り込みによるクロマチン構造変化と遺伝子発現改変を明らかにする」ことに関連して、前記したように、1.ヒストンH3バリアントの取り込みによるクロマチン構造変化についての検討【(1) ChIP-sequence法による解析、(2)各種のヒストンH3バリアントの取り込みがクロマチン構造変化を起こす遺伝子領域を明らかにする】と、2.各種ヒストンH3バリアントの取り込みの違いによる遺伝子発現改変の検討【(1)乳癌細胞の悪性度の違いによる検討】それぞれについて順調に検討を行うことが出来た。これまで、1年目、2年目と順調に研究を進めることができており、先に間葉系細胞におけるヒストン修飾とヒストンH3バリアントの取り込みの役割について解析した。最終年度には、細胞分化誘導シグナルとヒストン修飾活性化シグナルに着目し、それらのシグナルがヒストンH3バリアントの取り込みに与える影響について、これまでと同様に計画通りに研究を推進していく。実験病理学今年度までの検討では、各ヒストンバリアントを導入することで、乳癌細胞亜型間で共通して変化する遺伝子数が当初の予想より少ないことがわかった。さらに多種類の細胞亜型に各ヒストンバリアントを導入して、マイクロアレイ解析を行い、亜型ごとの遺伝子変化についての共通性の有無について追加で検討を行う。各細胞亜型で遺伝子発現を制御する機構が異なっている可能性もあり、それに関わる因子の候補として、各亜型において活性化しているシグナル伝達に着目する。26年度までと同様に本年度も計画通りに研究を推進していく。
細胞内分子標的治療の確立を目指したイントラボディの効率的創製法の開発

モノクローナル抗体による分子標的治療は、がんや自己免疫疾患などの難治性疾患に対する画期的な治療法として、現在、臨床で大きな治療効果をあげている。また、近年の疾患プロテオミクス研究の進展も相俟って、分子標的治療のターゲットとなりうる候補蛋白質が続々と見出され、本治療法への期待はますます大きくなっている。しかし、現在見出されている創薬ターゲットとなる蛋白質は、これまでの抗体医薬の抗原である細胞膜蛋白質や分泌型サイトカインばかりではない。細胞の情報伝達を担う細胞内蛋白質の異常によっても疾患を発症・悪化させることは数多く報告されている。このような背景から、細胞内でモノクローナル抗体をイントラボディとして機能させることができれば、次世代の分子標的治療法を開拓できるものと注目を集めている。前年度までに私は、当研究室独自のナイーブファージ抗体ライブラリ(Biol.Pharm.Bull.2006)を用いて、アポトーシス関連蛋白質(Caspase-8,Bid)に対してモノクローナル抗体を1クローンずつ単離することに成功している。さらに、これらクローンを細胞内で発現させたところ、可溶性に発現したことから、イントラボディとして細胞内で機能しうることを明らかにしてきた(Pharmazie2008in press)。しかし、イントラボディとして細胞内で強く抗原蛋白質に結合し、中和活性を示す抗体クローンをスクリーニングするには抗体の数が少ないため、本年度は高い結合力をもち、数多くの抗体単離が期待される免疫ファージ抗体ライブラリの作製をCaspase-8、Bid、p53それぞれに対して試みた。その結果、3種類で1000万種類以上の多様性を有するライブラリの構築に成功した。そこで来年度はこれらライブラリから数多くの抗体を単離し、イントラボディとして細胞内で機能する抗体のスクリーニングを試みる予定である。これまでに私は、モノクローナル抗体をin vitroで迅速かつ簡便に作製可能な高品質のナイーブファージ抗体ライブラリを作製し、各種抗原蛋白質に対して抗体の単離に成功している(Biol Pharm Bull 2006)。そこで本年度は、本ライブラリを利用して、既知抗原に対するイントラボディの作製を試みた。その結果、アポトーシス関連蛋白質Caspase8とBidに対してそれぞれ特異的なモノクローナル抗体の単離に成功した。更に、得られた抗体クローンの遺伝子を細胞内で発現させたところ、可溶性に発現し、細胞内で機能しうることを明らかにした。また一方で、得られた抗体の中和活性を評価していくために、様々な細胞株を用いてアポトーシス感受性試験を試みた。その結果、抗Fas抗体の添加により、Jurkat、HeLa、Caki-1、HCT-116で細胞傷害性が認められた。今後は、得られたモノクローナル抗体のイントラボディとしての機能評価を更に進めていく予定である。
地域特性に対応した包括的移住支援システムのパターン展開

2017年度までの研究成果より、8つの自治体類型によって注力する支援の組み合わせは異なり、地域特性との関連が見られた。一方で、自治体が未実施又は注力していない支援分野について、民間がその代わりの役割を担っているのか、又は支援の必要性はあるが実現できていないのかについて把握する必要がある。今年度は自治体の支援に代わる民間の取り組み事例についてインターネットや新聞記事等の調査を行った。その結果、ゲストハウスなどの体験宿泊環境やサテライトオフィス・コワーキングスペースなどのオフィス環境といった、自治体の体験・滞在や就業支援に代わる民間の取り組みが見られ、且つこれらが若い移住者によって運営されている事例もあった。自治体の体験や就業支援は実施率が低い分野のため、民間との連携効果が期待されるが、一方で自治体の移住・定住支援施策と必ずしも連携が図れていないケースも見られた。民間との連携手法や民間の取り組みを展開していく上での課題を把握する必要があることが分かった。今後は移住支援と連携した取り組みを実施している民間組織へのヒアリング調査を実施するとともに、民間の取り組みが存在するにも関わらず連携が図れていない自治体に対してその要因と解決策を明らかにする計画である。研究期間内における研究実施計画のとおりに進んでいるため。今後はシステムの事例調査および研究成果のまとめと提案を行う計画であるが、20162017年の間の研究成果から得られた課題をもとに、民間と連携した移住支援による自治体負担軽減や、認知度向上を目的としたPR方法・他自治体との差別化の視点を加え、以下の研究を実施する計画である。1)山間・島嶼地域等の移住・定住支援策の必要が高い地域を対象とした、包括的移住支援システムの事例調査2)民間と連携した移住支援システムの検討3)他自治体との差別化を図った自治体の事例調査4)研究成果のまとめと提案1)移住・定住支援策データベース構築と支援内容の分析:移住・交流推進機構JOINニッポン移住・交流ナビが公開している自治体の支援制度2014・2015・2016をもとに、施策分野・施策内容に関するデータベースを作成した。4つの移住支援分野(体験・就業・住まい確保・定住)のうち、2014年度は住まいの確保と定住を実施する自治体が3割を占め最も多かった。2016年度は就業・住まいの確保・定住を実施する自治体が約半数を占め、就業支援を導入する自治体が増加していることが明らかとなった。一方で、体験に関する支援の導入率は2016年度も2割に満たず低い。2)包括的移住支援システムの抽出と自治体の注力度分析:体験→就業→住まい確保→定住の移住プロセスに応じた支援を行う包括的な移住支援事業方式を導入する自治体は、2016年度で86自治体(13.8%)が抽出された。包括的に支援を実施する自治体は少ないものの、2014年度の31自治体と比較すると倍増し増加傾向にある。移住支援分野別施策数を注力度の指標とし、クラスター分析を行った結果、86自治体は7分類された。特に就業支援に注力するタイプ・住宅・定住支援に注力するタイプ・就業・住宅・定住支援に注力するタイプを抽出することができた。3)近居支援事業を導入するシステムの運用実態調査:近年増加傾向にある「近居支援事業」をUターン支援策と位置づけ、実施状況を把握した。2015年度は50自治体が、2016年度はさらに45自治体の導入が確認された。2015年度時点で事業開始が確認された50自治体のうち、東京都23区内と政令指定都市を除いた45自治体に対しアンケート調査を実施し、事業内容と実績を把握した。事業開始から12年のため実績が10件以下の自治体が大半であるが、60件/年を超える3自治体を対象にヒアリング調査を実施し、その運用実態を明らかにした。本研究は、「包括的移住支援システム」を対象に、地域特性に対応した移住プロセス別支援内容の差異化・重点化を組み込んだパターン展開を目的としている。H28年度は、「包括的移住支援システム」の抽出及び4つの移住プロセス(体験・就業・住まい確保・定住)における自治体の施策注力度を分析を行った。一方で、自治体の地域特性の類型化及び支援内容・注力度との相関分析については、注力度の分析に留まり、地域特性との相関分析を行うことはできなかった。また、Uターン支援策として「近居支援事業」の運用実態を明らかにできた点では、計画以上に進展していると言える。以上より、おおむね順調に進んでいると言える。1)大区分・小区分別支援内容の抽出と特徴把握:移住・定住支援策について、情報提供・相談、体験、就業、住まい確保、定住の5つに大区分を設定した上で、それぞれ小区分(大区分ごとの支援内容の細区分)別支援内容を抽出し、特徴を整理した。その結果、「就業」と「住まい確保」では金銭的支援、「定住」では子育て世帯や若年世帯をターゲットとした支援の割合が、それぞれ大きいことが明らかとなった。2)自治体の支援策実施パターンの類型化:2016年度に支援策を実施している621自治体の小区分別支援策データをもとに、数量化III類を用いて実施パターンの分析を行った。さらに数量化III類で得たサンプルスコアをもとにクラスター分析(Word法)によって自治体の類型化を行った結果、8つの類型を得た。3)自治体類型の特徴分析:8つの自治体類型について、小区分別支援策の実施率と地域特性との関連を分析し特徴を把握した。

自治体の地域特性については、人口や高齢化率等の10指標を用いて主成分分析を行い、その得点によってクラスター分析により9つの類型を得た。その結果、自治体規模が小さく、移住・定住支援策の必要性の高い地域や生活基盤の充実していない地域が多い自治体では、人的・財政的余裕がない中で、定住者に向けた生活基盤の充実を目的とした金銭的支援が中心の支援システムを構築していることが明らかになった。一方で、人口規模・密度や財政力指数が大きく、教育・居住・健康・医療環境の充実した自治体では、非金銭支援の実施率が高いことが明らかとなった。4)事例分析:支援策類型と地域特性の組み合わせから、計10の自治体(南砺市、出雲市、常陸太田市、喬木村、熊野市、設楽町、葛巻町、西会津町、鹿角市、三沢市)を対象に担当部署に対するヒアリング調査を実施し、支援システムの構造及び課題を明らかにした。H29年度は、移住・定住支援策を実施する621の自治体を対象に、数量化III類等を用いて定量的に分析を行い、支援システムの構造を把握することができた。また、予定していたよりも多い10自治体の事例調査を実施することができた。一方で、転入者に対するヒアリング調査を実施することができなかった。以上より、おおむね順調に進んでいると言える。2017年度までの研究成果より、8つの自治体類型によって注力する支援の組み合わせは異なり、地域特性との関連が見られた。一方で、自治体が未実施又は注力していない支援分野について、民間がその代わりの役割を担っているのか、又は支援の必要性はあるが実現できていないのかについて把握する必要がある。今年度は自治体の支援に代わる民間の取り組み事例についてインターネットや新聞記事等の調査を行った。その結果、ゲストハウスなどの体験宿泊環境やサテライトオフィス・コワーキングスペースなどのオフィス環境といった、自治体の体験・滞在や就業支援に代わる民間の取り組みが見られ、且つこれらが若い移住者によって運営されている事例もあった。自治体の体験や就業支援は実施率が低い分野のため、民間との連携効果が期待されるが、一方で自治体の移住・定住支援施策と必ずしも連携が図れていないケースも見られた。民間との連携手法や民間の取り組みを展開していく上での課題を把握する必要があることが分かった。今後は移住支援と連携した取り組みを実施している民間組織へのヒアリング調査を実施するとともに、民間の取り組みが存在するにも関わらず連携が図れていない自治体に対してその要因と解決策を明らかにする計画である。研究期間内における研究実施計画のとおりに進んでいるため。1)地域特性による自治体の類型化と支援内容・注力度の相関分析:H29年度に抽出した86自治体を対象に、地域特性を類型化した上で、支援内容・注力度との相関分析を行い、地域特性別の支援内容の特徴とその要因を解明する。2)平地農業・地場産業地域を対象とした、包括的移住支援システムの事例調査:地域特性の異なる4ー5自治体を抽出し、システムの事例分析を行う。さらに転入者に対する聞き取り調査により、移住プロセス別に利用した自治体の支援内容を明らかにし、支援を利用していないプロセスがある場合は、支援が必要なかった理由を把握する。
屋外環境フォトメトリ

本研究では異なった屋外環境下で同一箇所から撮影された2枚の画像を用いて、光源に不変な物体表面色を画像ノイズに頑健に推定する手法を提案する。画素単位および画素間での関係を考慮しながら、最尤推定の枠組みに基づき尤度関数を定式化する。画素単位の関係を定義するため、画像ノイズの統計的性質および屋外光源色の分布の局在性を利用する。また、空間的依存性として光源色および物体表面色の空間的な連続性を仮定する。本研究では、定式化された尤度関数を2段階にわけて最適化する方法を提案する。本手法を用いることで従来手法よりも推定精度が向上することを実験的に示す。仮想現実感のための屋外実物体モデリングへの利用など、屋外でコンピュータビジョンの技術を利用したいという欲求に答え、異なる屋外光源のもとで撮影された2枚の画像から、光源に不変な色情報を画像ノイズに頑健に求める手法の構築を目指した。実際の計測により屋外光源および画像ノイズの確率モデル化をおこない、事後確率最大化法による推定のための評価関数の構築をおこなった。その評価関数が滑降シンプレックス法により最適化できることも示した。実験により従来の決定論的な手法に比べ1.5倍ほど精度の向上を図ることができた。また空間的ななめらかさ拘束を付与し、前述の手法による最適化の結果からスタートして、ICM法を用いて最適化するアルゴリズムを構築した。空間的ななめらかさを利用することで従来法に比べ2倍ほど精度の向上を図ることができた。ただし、なめらかさ拘束の適用の仕方にはさらなる改良が可能であることが実験結果より推測されている。単一画像からの推定手法の構築のために、1枚の画像の中から異なる光源(例えば日なたと日陰)で照らされた同一表面色領域をベイズ推定に基づき抽出する手法の定式化をおこなった。重点的サンプリングを利用することで計算の高速化も図った。しかし、現状では様々な色を含む画像において、十分な抽出能力が得られていないことを実験的に確認した。今後の課題として、さらなる事前知識を導入することによって、同一表面色領域を抽出し、それを手がかりに単一画像からの推定手法の構築を目指す。屋外環境で用いることのできるコンピュータビジョン技術の開発が盛んにおこなわれている。例えば、Photot ourismや文化遺産のデジタルアーカイブ化では、歴史的遺物を仮想現実の世界で忠実に再現するための技術開発がおこなわれている。特に色・テクスチャを含めた見えの再現は重要な要素である。しかし光源の影響を制御できない屋外では、光源変化による観測色の違いで現実感を大きく損ねてしまうという問題がある。本研究では、光源に不変な物体表面色を屋外光源の物理的な法則に基づき求める方法を提案してきた。屋外環境の光源色の分布に関する事前知識を用いることで、異なる照明環境下で撮影された2枚の画像から物体表面色を推定する問題は良設定問題であり、マルコフ確率場を用いて、画像ノイズの特性、および空間的滑らかさを定式化することで、従来法に比べ頑健に推定することができた。その結果を受け、単一画像からの表面色推定に挑戦した。初期の段階ではいわゆるベイズ推定を用いて推定をおこなった。直射日光により照らされている領域(日照領域)とそうでない領域(影領域)は別の光源色で照らされていると仮定することができることを利用して、光源色の推定結果から、2つの領域をある程度の分離をおこなうことには成功した。しかし十分といえる精度は得られなかった。
イネいもち病菌エフェクター遺伝子の多型解析による病原性獲得進化機構の解明

日本産いもち病菌Ina168菌株特異的領域1.68Mbから分泌タンパク質遺伝子316個を推定した。そして、表現型と遺伝子の有無と間の連関解析により非病原力遺伝子AVR-Pia、AVR-Pii、AVR-Pik/km/kpの候補遺伝子を選抜した。更に、いもち病菌形質転換体とイネ安定形質転換体を用いた実験、イネプロトプラストを用いた一過的発現実験によって、候補遺伝子が、AVR-Pia、AVR-Pii、AVR-Pik/km/kpであることを証明した。また、ゲノム解析により、イネいもち病菌の分泌タンパク質遺伝子は、DNA変異によるものより、遺伝子の獲得と喪失によって進化しているものが多いことを明らかにした。更に、獲得と喪失によって進化している分泌タンパク質遺伝子は、近傍にトランスポゾンが存在している傾向があることがわかった。これらの成果をまとめ、米国植物生理学会誌「The Plant Cell」に発表した。そして、これら3つの非病原力遺伝子は、喪失とDNA変異によって、いもち病菌が、抵抗性遺伝子Pia、Pii、Pik、Pik-m,Pik-pをそれぞれもつイネ品種の抵抗性反応を打破することを可能にしていることがわかった。将来、単離した非病原力遺伝子のイネ相互作用因子を同定することができれば、いもち病菌のイネ感染機構の詳細が明らかになると期待される。また、部位特異的変異導入実験により、AVR-PiiのCCHモチーフが細胞死誘導に重要であることをつきとめた。一方、AVR-Pik/km/kpは、少しのアミノ酸置換で細胞死を誘導する能力を失うことがわかった。すなわち、AVR-Pik/km/kp/は、最小のアミノ酸置換で宿主の抵抗性反応を打破できることを示唆している。1、所属機関で決定した日本産いもち病菌の全ゲノム配列と既に公開されている外国産いもち病菌の全ゲノム配列を比較した。そして、日本産いもち病菌のみ保有するゲノム配列1.68Mbを推定し、353個の日本産いもち菌特異的分泌タンパク質遺伝子を予測した。イネの防御反応を誘導する非病原性遺伝子を特定するために、いもち病菌23菌株のイネ品種特異的な病原性・非病原性と、これらの菌株における分泌タンパク質遺伝子の保有状況との関連を調べた。その結果、2つの分泌タンパク質遺伝子の保有状況と、非病原性遺伝子AVR-PiaとAVR-Piiの非病原性の有無とが一致した。これらの遺伝子を含む断片を、保有しない菌株に導入した。そして、AVR-PiaとAVR-Piiをそれぞれ認識する抵抗性遺伝子PiaとPiiを保有するイネ品種ササニシキ・カケハシに、これらの形質転換いもち病菌をそれぞれ接種したところ、病斑の伸展が抑えられた。よって、2つの分泌タンパク質遺伝子は、AVR-PiaとAVR-Piiであることがわかった。2、外国産いもち病菌の全ゲノム配列から1206個の分泌タンパク質遺伝子を予測し、いもち病菌48菌株におけるこれら遺伝子のDNA変異をEcoTILLING法によって調べた。EcoTILLING法は、迅速に安価に変異を検出することができる方法である。48菌株間で、分泌シグナル領域が保存されているにもかかわらず、その他の領域には非常に多くの変異が存在する遺伝子を発見した。この結果は、既知のエフェクター遺伝子の特徴と類似している。現在、この遺伝子の機能解析をすすめている。1.前年度までに、日本産いもち病菌Ina168菌株特異的領域1.68Mbから分泌タンパク質遺伝子316個を推定し、pex1-316と命名した。今年度、その中で、pex31が非病原力遺伝子AVR-Pik/AVR-Pikm/AVR-Pikpであることがわかった。いもち病菌23菌株のAVR-Pik、AVR-Pikm、AVR-Pikpの表現型とpex31の保有状況との間に弱い相関があることを発見した。更に23菌株のpex31塩基配列を決定したところ、5つの対立遺伝子を明らかにすることができた。そのうち一つの対立遺伝子をもつ菌株は、必ずAVR-Pik、AVR-Pikm、AVR-Pikp、非病原性の表現型であった。そこで、pex31を保有しない菌株にこの対立遺伝子を形質転換したところ、Pik、Pik-m、Pik-pをそれぞれもつイネ品種に感染できなくなった。よって、この対立遺伝子は、AVR-Pik、AVR-Pikm、AVR-Pikp3つの非病原力遺伝子としてはたらくことが明らかになった。2.イネプロトプラストによる非病原力遺伝子によって誘導される過敏感細胞死(HR)を検出する方法を開発した。それによって、非病原力遺伝子産物単独でHRを誘導されるかどうか検証することが可能になった。AVR-Pik/AVR-Pikm/AVR-Pikpと前年度に同定したAVR-Pia、AVR-Piiの遺伝子産物だけで、HRがおこることがわかった。更に、これらの遺伝子産物がイネの細胞内ではたらいることを示唆する結果がえられた。3.ゲノム解析より、イネいもち病菌の分泌タンパク質遺伝子は、DNA変異によるものより、遺伝子の獲得と喪失によって進化しているものが多いことを明らかにした。

日本産いもち病菌Ina168菌株特異的領域1.68Mbから分泌タンパク質遺伝子316個を推定した。そして、表現型と遺伝子の有無と間の連関解析により非病原力遺伝子AVR-Pia、AVR-Pii、AVR-Pik/km/kpの候補遺伝子を選抜した。更に、いもち病菌形質転換体とイネ安定形質転換体を用いた実験、イネプロトプラストを用いた一過的発現実験によって、候補遺伝子が、AVR-Pia、AVR-Pii、AVR-Pik/km/kpであることを証明した。また、ゲノム解析により、イネいもち病菌の分泌タンパク質遺伝子は、DNA変異によるものより、遺伝子の獲得と喪失によって進化しているものが多いことを明らかにした。更に、獲得と喪失によって進化している分泌タンパク質遺伝子は、近傍にトランスポゾンが存在している傾向があることがわかった。これらの成果をまとめ、米国植物生理学会誌「The Plant Cell」に発表した。そして、これら3つの非病原力遺伝子は、喪失とDNA変異によって、いもち病菌が、抵抗性遺伝子Pia、Pii、Pik、Pik-m,Pik-pをそれぞれもつイネ品種の抵抗性反応を打破することを可能にしていることがわかった。将来、単離した非病原力遺伝子のイネ相互作用因子を同定することができれば、いもち病菌のイネ感染機構の詳細が明らかになると期待される。また、部位特異的変異導入実験により、AVR-PiiのCCHモチーフが細胞死誘導に重要であることをつきとめた。一方、AVR-Pik/km/kpは、少しのアミノ酸置換で細胞死を誘導する能力を失うことがわかった。すなわち、AVR-Pik/km/kp/は、最小のアミノ酸置換で宿主の抵抗性反応を打破できることを示唆している。
パーコレーション・乱流の平衡／非平衡相転移：共形場理論からのアプローチ

一次元乱流の層流・乱流転移を実験家と共同で解析し、特に短いパイプ流において臨界レイノルズ数を決定する、有限時間スケーリングの枠組みを構築した。乱流の種(パフ)に相当する生態系の被捕食者コロニーの連続モデルを各次元で数値計算し、乱流の実験データと比較した。いずれも本質的に有向パーコレーションの普遍性クラスと整合的であると示唆された。これらの結果を学会で発表した。また、時間と空間のローレンツ対称性が破れた時空異方的なスケール不変性を持つ繰りこみ群の固定点に向けて、共形場理論のロジックの拡張を試みた。特に臨界指数など普遍的な情報を明らかにできるブートストラップ法に向けて進展が得られた。演算子積展開と4点関数を具体的に厳密に計算し、動的臨界指数z=2となる非相対論的共形場理論の例を構成した(学会発表予定)。またソルボンヌ大学と共同で、Virasoro代数の対称性を拡大したW代数の族共形場理論におけるfundamental spin field(以下、基本場)のfusionを研究した。パーコレーションの解析の鍵となる、一径数族の基本場を同定し、代表者の異動後に論文にまとめた。この結果は、非ユニタリ共形場理論において階層的な指数関数的に弱いユニタリ性の破れを解析的に導くための手がかりとなると期待される。指数関数的に弱いユニタリ性の破れの普遍的な振る舞いは演算子積展開の係数に現れることが分かった。これをVirasoro代数の場合に具体的に計算し、W代数の場合はWKB法による予想をたてることができた。これらの結果は国際会議ICMP2018で発表した。有限時間スケーリングでは、乱流の種であるパフの寿命が著しく長いため、短いパイプにおいて臨界レイノルズ数がぼけやすいことが予期される。臨界レイノルズ数を精度よく決定するためにはさらに工夫が必要である。一方、そのような系の特徴である時空異方的なスケール不変性を組み込んだ非相対論的共形場理論の研究では、意外な形で厳密解を構成することができた。さらに、パーコレーションのような非ユニタリ共形場理論の解析解で鍵となる基本場を、W代数の対称性をもつ一径数族共形場理論において同定することができた。W3代数では共形ブートストラップの数値研究が一歩進んでいたが、解析解からのアプローチとして一歩近づくことができた。W代数の一径数族において大きな進展が得られたのは、ICMP2018においてその提唱者である共同研究者と可能性を検討しはじめ、異動までの数ヶ月のうちに実際に基本場の解を構成できたことが大きい。理論的と実験的の両面から研究を進める。パーコレーションの特徴である非ユニタリ性をもつ共形場理論で同定した基本場のfusionをさらに定量的に調べ演算子積展開における階層的ユニタリ性の破れのパターンと普遍的減衰を明らかにする。また、非平衡系の普遍性クラスについては、平均場近似に相当する動的臨界指数z=2を超えた理解を得たい。そのために非相対論的共形場理論における演算子積展開の結果を、層流・乱流転移により有向パーコレーション等の普遍性に近い他の動的臨界指数への拡張を試みる。実験的側面については、一次元乱流が持つパフの寿命が著しく長いという困難を有限時間スケーリングの枠組みをさらに工夫することによって克服したい。