hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
空間的制御を用いたトポロジカル端状態・表面状態の混成機構の理論的解明

本年度、我々は以下の2つの研究に取り組んだ。1つ目に、ノーダルライン半金属と通常の絶縁体の超格子におけるトポロジカル相の制御に関する研究を行った。そして、解析計算によって次の2点のことが明らかになった。まず、積層方向と超格子の各層の厚さを変化させても対称性を破らない限りはトポロジカル相の制御ができないことである。しかし、ノーダルラインが出現する面と積層方向が平行な場合、各層の厚さを変化させることでリフシッツ転移を起こし、ノーダルラインの組み換えを起こすことができるということを明らかにした。次に、磁性不純物を加えて系全体を磁化させ、時間反転対称性を破れば、ノーダルライン半金属相とは異なるトポロジカル相を発現させることができることを示した。特に、トポロジカル転移を起こすと超格子は量子異常ホール効果を示し、そのホール伝導度は磁化の強さではなく超格子の各層の厚さで決められる。2つ目に、上記の研究と並行して近年注目を集めている非エルミート系におけるトポロジカル相に焦点を当て、研究を開始した。そこで、非エルミート系におけるトポロジカル相の空間的制御の研究を主軸にするために、非エルミート系の研究に関して活発に議論がなされていた問題について取り組むことにした。すなわち、エルミート系におけるトポロジカル系においてよく知られていたバルクエッジ対応が非エルミート系では破れているように観測されるという問題である。我々は複素ブロッホ波数に関する先行研究から着想を得て、1次元非エルミート系におけるバンド理論を構築した。この理論では、一般的な強束縛模型においてブリルアンゾーンを計算する手法を確立した。そして、適切なトポロジカル不変量をこのブリルアンゾーンを用いて定義することによって自然にバルクエッジ対応を示すことができる。本年度、2つの項目について研究を行い大きな成果を上げた。1つ目にノーダルライン半金属と通常の絶縁体とで構成される超格子について、出現するトポロジカル相を理論的に明らかにした。ノーダルラインの出現する面と積層方向との相対的な方向性や、また時間反転対称性の破れなどにより、量子異常ホール相を含むさまざまなトポロジカルな相が現れることを明らかにして、論文を執筆し、Journal of Physics: Condensed Matterに掲載された。2つ目に、非エルミート系におけるトポロジカル相でのバルクエッジ対応の破れの問題に新たに取り組んだ。その成果として、1次元非エルミート系におけるバンド理論を構築することができた。こうした非エルミート系ではブロッホ波数が複素数になることが知られていたが、許されるブロッホ波数の集合、すなわちブリルアンゾーンが一般の系でどのようになるかは明らかになっていなかった。我々は一次元の一般的な強束縛模型においてブリルアンゾーンを計算する手法を確立し、それを用いてトポロジカル不変量を定義し、バルクエッジ対応を初めて示した。この成果に関してすでに国際学会等で学会発表を行い、論文を投稿し現在査読中である。2つ目のテーマについては当初計画にはないものであるが、非エルミート系の物理の基礎理論となる重要な成果である。超格子を用いたトポロジカル相の空間的制御に関する基礎的な研究は、今年度までの研究によってほとんど整備されたと考えられる。したがって、次年度は当初の計画通り2次元系、つまり薄膜を用いたトポロジカル相の空間的制御に関する研究を行う。本年度の非エルミート系に関する研究は1次元系に限ったものであった。よって、特にこの先行研究を2次元系に拡張するための研究を中心に取り組む方策である。さらに、グラフェンやパイロクロア結晶、またはこれら結晶を構成する格子を用いたフォトニック結晶でこのような非エルミート系が実現できるかどうか探索する。

そして、適切なトポロジカル不変量をこのブリルアンゾーンを用いて定義することによって自然にバルクエッジ対応を示すことができる。本年度、2つの項目について研究を行い大きな成果を上げた。1つ目にノーダルライン半金属と通常の絶縁体とで構成される超格子について、出現するトポロジカル相を理論的に明らかにした。ノーダルラインの出現する面と積層方向との相対的な方向性や、また時間反転対称性の破れなどにより、量子異常ホール相を含むさまざまなトポロジカルな相が現れることを明らかにして、論文を執筆し、Journal of Physics: Condensed Matterに掲載された。2つ目に、非エルミート系におけるトポロジカル相でのバルクエッジ対応の破れの問題に新たに取り組んだ。その成果として、1次元非エルミート系におけるバンド理論を構築することができた。こうした非エルミート系ではブロッホ波数が複素数になることが知られていたが、許されるブロッホ波数の集合、すなわちブリルアンゾーンが一般の系でどのようになるかは明らかになっていなかった。我々は一次元の一般的な強束縛模型においてブリルアンゾーンを計算する手法を確立し、それを用いてトポロジカル不変量を定義し、バルクエッジ対応を初めて示した。この成果に関してすでに国際学会等で学会発表を行い、論文を投稿し現在査読中である。2つ目のテーマについては当初計画にはないものであるが、非エルミート系の物理の基礎理論となる重要な成果である。超格子を用いたトポロジカル相の空間的制御に関する基礎的な研究は、今年度までの研究によってほとんど整備されたと考えられる。したがって、次年度は当初の計画通り2次元系、つまり薄膜を用いたトポロジカル相の空間的制御に関する研究を行う。本年度の非エルミート系に関する研究は1次元系に限ったものであった。よって、特にこの先行研究を2次元系に拡張するための研究を中心に取り組む方策である。さらに、グラフェンやパイロクロア結晶、またはこれら結晶を構成する格子を用いたフォトニック結晶でこのような非エルミート系が実現できるかどうか探索する。
苔類ツキヌキゴケ科の多様性と初期個体発生に基づく種分化

苔類ツキヌキゴケ科について多様性と種分化を研究し、Mizutaniaについて雄枝を初めて発見し、かつ植物体は他に類縁を見いだせないほどネオテニーが進んでおり、非常に特異であることを論じた。また、日本産の分類学的再検討によって3属18種を認めた。トサホラゴケモドキとツキヌキゴケのタイプ標本の解釈の誤り、フジホラゴケモドキが台湾産Calypogeia formosaと同種であること、タカネツキヌキゴケが基本種と同種であることなどを確認した。更に、ハワイ諸島産について3属6種、マレーシアに2属種5を認めた。平成22年度は初年度であるため、研究環境の整備を重点的に行うと供に、培養実験するための材料の収集を行った。国内では埼玉県の秩父地方や秋田県、千葉県など、国外では台湾において材料を収集した。タイプ標本の借覧も順次すすめている。その結果、埼玉県から新種記載されたミドリホラゴケモドキCalypogeia granulata Inoueが東南アジアに知られているCalypogeiaapiculataと同種であるという結論を得たので、日本蘚苔類学会において発表し、現在論文化を進めている。また、トサホラゴケモドキCalypogeia tosanaのタイプ標本の解釈に誤りがあり、種概念の再構築が必要であり、研究を継続している。台湾では,現地で記載されたCalypogeia formosanaを採集し研究を進めている。また、Metacalypogeia alternifoliaの雄性生殖器官を世界で初めて確認し、現在論文化を進めている。採集した植物体から無性芽を分離し、培養を進めている。また、研究代表者が新科親属新種記載したMizutania riccardioidesの分類学的な位置づけについて、共同研究を進めていたが、これまで未発見だった雄性生殖器官の新発見や生殖器官の苞葉に3列性の規則性があることなどを解明し、葉状体苔類とされていた本科が茎葉苔類であり、ツキヌキゴケ科であることを再確認して発表した(Masuzaki et al.2010)今年度は、研究環境の整備と培養実験するための材料の収集を行った。国内では新潟県、山形県、千葉県など、国外では台湾において材料を収集した。かつて国内で採集されていた標本の検討も行っている。特に昨年に引き続き、トサホラゴケモドキCalypogeiatosanaとその近縁種検討を重点的に進め、基準標本の中に2種混在し、これまでのタイプ標本の種概念は間違いであり、混在するもう片方が新の基準標本であることが分かった。従来の解釈は新種である可能性が高い。また、これまで、ミズホラゴケモドキC.shagnicolaとされているものは、日本産は湿原に生育したトサホラゴケモドキである可能性が示唆された。台湾では,現地で記載されたCalypogeia formosanaを採集し研究を進め、日本産のフジホラゴケモドキC.fujisanaと近縁であることが分かった。また、タカネツキヌキゴケC.neesiana ssp.Subalpinaと基本種との関係を調べ、この両種は同じである可能性が示唆された。また、研究代表者が新科親属新種記載したMizutania riccardioidesの分類学的な位置づけについて、共同研究を進めていたが、ツキヌキゴケ科であることを再確認して投稿した論文が印刷になった(Masuzaki et al.2010)トサホラゴケモドキCalypogeia tosana(Steph.)Steph.は日本及びハワイ諸島などに広く分布しており、葉形が多型であることが知られている。そこで、今回、タイプ標本と多くの標本を調べ、分類学的に検討した。その結果、タイプ標本には2型が混生しており、従来タイプ標本とされている概念は、原記載の図と概念とは異なることを日本蘚苔類学会で発表した。従来タイプ標本とされていた概念の種は、タイプ種とは同種であるとする見解や、変種とする見解などがあるもので、研究者によって見解が異なっていた。しかし、形態学的に明らかに分けられる種であることが分かった。また、トサホラゴケモドキはハワイ諸島からも知られているが、ハワイからは多くの種が記載されていることから、ハワイ産の種を重点的に調べ、研究を発展される。更に、昨年度に重点的に研究したミドリホラゴケモドキCalypogeia granulata Inoueについても再検討を重ねた。本種のタイプ産地である埼玉県越生町において採集した植物体と、マレーシアマレー半島及びボルネオ島産の植物体を調べた。その結果、昨年度出していた結論とは異なる結果が明らかになった。

ミドリホラゴケモドキは、東南アジアから記載されているC. apiculataと同種であると考えていたが、別種であること、更に、フジホラゴケモドキCalypogeia fujisana InoueがC. apiculataと近縁であり、同種である可能性が示唆された。その為、24年度はフジホラゴケモドキについて更に研究を進めなくては鳴らない。平成24年度は最終年度であるため、これまでのまとめとして分類学的な再検討を行った。ツキヌキゴケCalypogeia angusta Steph.とされてきた種概念は、C. mulleriana (Schiffn.) Muell.Frib.と同じであるとの結論に達した。また、C. angustaのタイプ標本は、ホラゴケモドキC. azureaに一致するものであり、タイプ標本の分類学的な解釈に誤りがあることも分かった。更に、日本産のタカネツキヌキゴケC. neesiana ssp. subalpina (Inoue)Inoueの再検討を行い、欧州産と良く一致することから基本種の異名とする。次のような新たな分類学的な知見を得た。トサホラゴケモドキC. tosana (Steph.) Steph.のタイプ標本には2種が混生しており、従来の解釈が間違っており、本種は2種に分けるべきである。フジホラゴケモドキC. fujisanaInoueは台湾固有とされるC. formosana Horik.と同種である。当初は胞子の培養を予定していたが、胞子の採集が非常に難しく、無性芽の培養を試みているが、コンタミなどにより順調に進んでいない。また、国内外のタイプ標本の借用を行う予定であったが、多くのタイプが外国の研究者によって貸し出されており、研究出来ない状況が続いている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、これらの状況を踏まえて、無性芽の培養とタイプ標本の研究に重点を置き、研究を進める。タイプ標本の研究が進み次第、分類学的な研究を論文として発表する予定である。
高周波電場による回転系断熱消磁の研究

前年度,高周波電場による回転系断熱消磁(ADRF)の実現の可能性を調ベたところ,大きな非可逆性を観測した。実験は,Al_2O_3中^<27>A1核スピン系の二量子遷移(△m=±2)準位間において,室温で周波数スイープの方法で行った。高周波電場は,時間依存電気四重極子相互作用を誘起する。今年度,高周波磁場による同様の実験と,プロボトロフ理論に基づくスピン熱力学的考察により,以下に示すように,この非可逆性の原因を解明し,高周波電場によっても原理的にADRFが実現されることを実証した。このスピン系の二量子遷移準位間では,二量子共鳴高周波磁場でも大きな非可逆性が観測され,高周波電場の場合と本質的に同一実験条件を満たせば,その大きさは同じである。更に,一量子遷移準位間での高周波磁場によるADRFは,一層その可逆性が悪い。一方,同じ一量子遷移準位間でも,CaF_2中の^<19>Fスピン系等が作る二準位系では,従来から知られているような高い可逆性を示す。これらの結果より,この非可逆性は,電場励起特有の現象ではなく,^<27>A1スピンの作る多準位系の特性によるものであることがいえる。この非可逆性は,高周波電場(磁場)の周波数が共鳴線の裾に達したときに,ゼーマン系とダイポール系の間に,大きな温度差のもとで起こる熱混合に起因するもので,いかなるスピン系でもありうるものである。ただ,その程度は局所磁場によるラーマー周波数と自由誘導減衰時間の積に大きく依存する。多準位系で大きな非可逆性が観測されるのはこの積が大きいからである。高周波電場の場合も,この熱混合により両系の温度差が充分小さくなった後は,ADRFは高い可逆性でもって進行する。電気四重極相互作用をする核スピン系の高周波電場励起では、理論上、基礎的NMR現象と類似の現象が期待されるが、非常に低い励起効率のため、その実現は非常に難しい。本研究では、数年前の高周波電場による熱混合の研究から予想された、回転系断熱消磁(ADRF)の類似現象の実現を、Al_2O_3中のAl核スピンを用いて試みた。実験の結果、ADRFの特徴を示す結果を得たが、予想外にその可逆性が悪く、そのため、直ちに高周波電場によるADRFが可能であるとは断定できなかった。可逆性が悪い原因としては、(1)高周波電場の印加中に断熱条件が破られていること、(2)ゼ-マン相互作用系と磁気双極子相互作用系との間の熱混合が不十分であること、が考えられ。(1)については、rfパワ-アンプ(科研費で購入)を用いて調べた結果、その可能性は無視し得る程であることがわかった。(2)の可能性を調べるには、高周波電場をかなり長時間印加するか、または、更に強力な電場を印加する必要があるが、これは試料の破損をまねくため、実行できなかった。そのため、熱混合理論に基づいて、実験的に得られた断熱過程を正確に記述する方法を考察し、これにより、実験上の制約を越えた条件でのADRFの様子を調べた。その結果、断熱過程の初期に大きな非可逆性が生じることが判明した。しかし、その後の過程はほぼ可逆的であり、この結果から、高周波電場による回転系断熱消磁が原理的に可能であるという結論を得た。

現在、この大きな非可逆性の発生機構を、スピン熱力学的考察も加えて追究しているが、明らかになりつつある。前年度、高周波電場による回転系断熱消磁(ADRF)の実現の可能性を調べたところ、大きな非可逆性を観測した。実験は、A1_2O_3中^<27>A1核スピン系の二量子遷移(△m=±2)準位間において、室温で周波数スイープの方法で行った。高周波電場は、時間依存電気四重極子相互作用を誘起する。今年度、高周波磁場による同様の実験と、プロボトロフ理論に基づくスピン熱力学的考察により、以下に示すように、この非可逆性の原因を解明し、高周波電場によっても原理的にADRFが実現されることを実証した。このスピン系の二量子遷移準位間では、二量子共鳴高周波磁場でも大きな非可逆性が観測され、高周波電場の場合と本質的に同一実験条件を満たせば、その大きさは同じである。更に、一量子遷移準位間での高周波磁場によるADRFは、一層その可逆性が悪い。一方、同じ一量子遷移準位間でも、CaF_2中の^<19>Fスピン系等が作る二準位系では、従来から知られているような高い可逆性を示す。これらの結果より、この非可逆性は、電場励起特有の現象ではなく、^<27>A1スピンの作る多準位系の特性によるものであることがいえる。この非可逆性は、高周波電場(磁場)の周波数が共鳴線の裾に達したときに、ゼーマン系とダイポール系の間に、大きな温度差のもとで起こる熱混合に起因するもので、いかなるスピン系でもありうるものである。ただ、その程度は局所磁場によるラーマー周波数と自由誘導減衰時間の積に大きく依存する。多準位系で大きな非可逆性が観測されるのはこの積が大きいからである。高周波電場の場合も、この熱混合により両系の温度差が充分小さくなった後は、ADRFは高い可能性でもって進行する。
糸状菌糖質分解酵素遺伝子の誘導発現に関わる情報伝達システムの解析

A.nidulansにおけるタカアミラーゼA遺伝子(taaG2)の発現誘導は、強力な誘導物質イソマルトースの合成、イソマルトースから転写活性化配列SREに結合する核因子SREBへのシグナル伝達、SREBによる転写活性化の各段階を経由すると考えられる。このモデル経路に関して以下の研究成果を得た。1.イソマルトース合成機構:A.nidulansはマルトースからイソマルトースを合成する酵素(IPE)を有していた。本酵素を精製し酵素学的性質を解明するとともに、内部部分アミノ酸配列をもとにIPE遺伝子を取得し塩基配列を決定した。IPEはα-グルコシダーゼの保存アミノ酸配列を有していたが、既知のいずれの酵素とも高い相同性は示さない新しいタイプのα-グルコシダーゼであった。2.転写活性化因子AmyRのDNA結合特性:核因子SREBと同一と考えられるAmyRの遺伝子をA.nidulanから取得した。本遺伝子産物はN-末端にCys_6Zn(II)型のDNA結合モチーフを有していた。大腸菌で生産させた組換えAmyRは、taaG2やα-グルコシダーゼ遺伝子(agdA)のプロモーターに特異的に結合した。agdAプロモーター上の結合配列はCGGN_8CGGであり、両端のCGGのいずれかを破壊するとAmyR結合親和性が大幅に低下した。一方、taaG2プロモーター上の結合配列CGGAAATTは、CGGを一つ欠いているにもかかわらず高い結合親和性を示した。3.AmyRの機能ドメイン:様々なC-末欠損AmyRを作製し、DNA結合能及び転写活性化能を解析した。AmyRはN-末のDNA結合領域のみでDNAと結合可能であった。また、412番目のアミノ酸以降を欠損したAmyRは構成的な転写活性化を示すことから、C-末領域は転写活性化の抑制ドメインであることが明らかとなった。マルトース資化能を欠損したmalA1変異株はこの抑制ドメインに1アミノ酸置換を有していた。これは本変異点がシグナルの受容に重要である可能性を示唆している。なお、本研究においては、比較のためセルラーゼ遺伝子eglAのプロモーター解析も行った。特定プロモーター領域の欠失により構成的な発現が観察され、本遺伝子の誘導発現が転写活性化因子ではなく転写抑制因子により支配されている可能性が示された。本研究では麹菌タカアミラーゼA遺伝子(taaG2)の発現誘導に関して、デンプン、マルトースなどの誘導物質から転写活性化に至る情報伝達システムの解明を目指した。現在までの研究実績の概要を以下に示す。1イソマルトース合成機構A.nidulans細胞内からイソマルトース合成酵素を精製し、その諸性質を検討した。コージビオース、ニゲロース、マルトースなどtaaG2の発現誘導物質は本酵素の基質となり、強力な誘導物質イソマルトースが合成されたが、誘導性を持たないトレハロース、グルコースは基質とならなかった。これは、本酵素がtaaG2誘導に関与していることを示唆している。2 SREBの機能解析

最近報告されたA.aryzaeの転写因子AmyRは、taaG2プロモーター上の転写活性化配列SREと同一の配列に結合する。したがって、A.niudlansのSRE結合タンパク質SREBはAmyRのホモログと考えられた。A.nidulansよりamyR遺伝子をクローン化し、遺伝子破壊により本遺伝子がtaaG2誘導に必須であることを明らかにした。また、カルボキシ末端欠失変異体の解析から、SREB/AmyRのDNA結合ドメイン、転写活性化ドメイン、転写活性化抑制ドメインをおおまかに同定した。3アミラーゼ高生産変異株の解析高生産変異株の遺伝学的解析を行い、生産性に影響する遺伝子がI番、IV番、VI番染色体に存在することを明らかにした。誘導能欠失変異株は取得できなかった。4セルラーゼ遺伝子(eglA)のプロモーター解析A.nidulansのeglA遺伝子の発現誘導機構の解明も目指し、部位特異的変異によるプロモーター解析を行った。-460付近のCAE配列ならびに-360付近のCCAAT配列が転写活性化に必要であった。A.nidulansにおけるタカアミラーゼA遺伝子(taaG2)の発現誘導は、強力な誘導物質イソマルトースの合成、イソマルトースから転写活性化配列SREに結合する核因子SREBへのシグナル伝達、SREBによる転写活性化の各段階を経由すると考えられる。このモデル経路に関して以下の研究成果を得た。1.イソマルトース合成機構:A.nidulansはマルトースからイソマルトースを合成する酵素(IPE)を有していた。本酵素を精製し酵素学的性質を解明するとともに、内部部分アミノ酸配列をもとにIPE遺伝子を取得し塩基配列を決定した。IPEはα-グルコシダーゼの保存アミノ酸配列を有していたが、既知のいずれの酵素とも高い相同性は示さない新しいタイプのα-グルコシダーゼであった。2.転写活性化因子AmyRのDNA結合特性:核因子SREBと同一と考えられるAmyRの遺伝子をA.nidulanから取得した。本遺伝子産物はN-末端にCys_6Zn(II)型のDNA結合モチーフを有していた。大腸菌で生産させた組換えAmyRは、taaG2やα-グルコシダーゼ遺伝子(agdA)のプロモーターに特異的に結合した。agdAプロモーター上の結合配列はCGGN_8CGGであり、両端のCGGのいずれかを破壊するとAmyR結合親和性が大幅に低下した。一方、taaG2プロモーター上の結合配列CGGAAATTは、CGGを一つ欠いているにもかかわらず高い結合親和性を示した。3.AmyRの機能ドメイン:様々なC-末欠損AmyRを作製し、DNA結合能及び転写活性化能を解析した。AmyRはN-末のDNA結合領域のみでDNAと結合可能であった。また、412番目のアミノ酸以降を欠損したAmyRは構成的な転写活性化を示すことから、C-末領域は転写活性化の抑制ドメインであることが明らかとなった。マルトース資化能を欠損したmalA
エイズの総合的基礎研究 柱1.HIVの構造と機能に関する研究

昨年度の成果に基づき,HIV研究の着実な進展がみられた。組換えワクチニアによる遺伝子発現系を用い,HIVゲノムがウィルス粒子に取り込まれるのに必要なゲノム領域をほぼ同定した。又,HIVによる細胞融合の研究のために,HIVのenvとヒトのCD4を発現する組換えワクチニアを作製した(渋田)。HIVのrev遺伝子と成人T細胞白血病ウィルス(HTLVー1)のrex遺伝子は,共に非スプライス型ウィルスRNAの蓄積に必要であるが,それは細胞核内でウィルスRNAがスプライシングや分解を受けないように安定化させているためであるとの実験的示唆を得た(吉田)。HIVとサル免疫不全ウィルス(SIV)間で各種のキメラウィルスを遺伝子工学的に作製した。その中でカニクイザル細胞に感染しうるのはSIVのLTR,gag,pol,Vif遺伝子を持つものであり,envは関係なかった。これらの遺伝子の宿主特異性に関する作用の検討が可能となり,又,このキメラウィルスがサルに免疫不全を惹起しうるか否かが興味深い(足立)。HIVのプロセスされたgag蛋白質p24とp17,並びに調節遺伝子nefの産物を大腸菌で大量に産生させ,高度に精製した。高感度の診断試薬として有効であり,特にnef抗体の検索は新しい領域である。これらの蛋白質は研究用資材としても重要である(中田)。CD4上の単クロ-ナル抗体OKT4との結合部位がHIVのenvとの結合部位とは完全には一致しないことを明らかにし,そのため新しい抗CD4単クロ-ン抗体の作製を開始した。ポリエ-テル系抗生物質がHIVの感染初期過程を強く阻害することも見い出した(大野)。塩基配列の比較解析から各種レトロウィルスの系統樹がさらに詳細になった。そこからHIVがSIVグル-プ間の組換えで出現した可能性が示唆され,論議の対象となっている。又,HIVの変異の方向性を解析しワクチン開発の資料を作成している(五條堀)。
高蒸気圧原料による低温ファンデルワールス・エピタキシー

(1)遷移金属ダイカルコゲナイド薄膜の低温エピタキシャル成長を実現するため,高蒸気圧を有する液体前駆体を原料として利用するファンデルワールス・エピタキシー装置を立ち上げ,成膜実験を開始した。薄膜成長する遷移金属ダイカルコゲナイドとして,まず二硫化タングステンを選び,100°C以下で十分な蒸気圧をもつタングステン及び硫黄の液体化合物を前駆体原料として選定した。これらの原料を,既存の分子線エピタキシー装置に高速開閉バルブを通して精密に供給する装置を設計・製作した。さらに反射高速電子線回折(RHEED)観察と両立できるよう,真空排気系の改良も施した。(2)上述の成膜装置は,ほぼ予定通りの時期に完成し,まず水素終端Si(111)基板上への二硫化タングステン薄膜成長を試みた。原料供給量と基板温度を様々に変化させて成長条件を探った結果,基板温度が高すぎても低すぎても薄膜が成長しないことが判明した。最終的に400450°C程度の基板温度で,二硫化タングステン薄膜を成長することに成功した。現時点では得られた薄膜は多結晶であり,エピタキシャル成長は実現していないが,成長条件によって薄膜のRHEED像が微妙に変化していることから,基板表面処理,基板温度および成長速度の最適化によって,エピタキシャル成長が実現できると考えている。(3)上記の成膜実験と並行して,既存の原子層堆積装置を用いて二硫化タングステン薄膜の成長温度をより低くするための条件を探究した。これまで,基板温度350°Cでは良質な薄膜は得られていなかったが,基板表面の一部に前もってタングステンや金の薄膜を蒸着してから薄膜成長を行うと,それらの薄膜が触媒的な効果を示し,結晶性薄膜が成長することが判明した。(4)遷移金属ダイカルコゲナイドの大型単結晶育成に取り組んだ結果,β相二テルル化モリブデンの大型単結晶を得ることに成功した。(1)申請よりも予算配分額がかなり減額されたため,低温ファンデルワールス・エピタキシー装置の設計を変更する必要に迫られたが,最終的には予定通りの時期に装置を立ち上げることができた。その後開始した実験では,当初は二硫化タングステン薄膜が全く成長できなかったが,基板温度などの成長条件を細かく検討した結果,薄膜を得ることができた。ラマン分光,X線光電子分光測定により,確かに二硫化タングステン薄膜が成長していることも確認されている。RHEED観察からは,薄膜は方位が揃っていない多結晶であることが判明しているが,成長条件や基板表面の最適化により,今後エピタキシャル成長が実現できると考えている。(2)別途進めている,原子層堆積装置と液体前駆体を用いた二硫化タングステン薄膜成長の実験においては,これまでは結晶性薄膜を得るには400°C以上の基板温度が必要であった。ところが,基板表面の一部にタングステンあるいは金の薄膜を前もって付着させることにより,その金属薄膜付着領域以外の基板表面において,350°Cでも結晶性薄膜が成長することが確認された。これは研究開始前には予想していなかった現象であり,成長基板温度をより低くすることができる画期的な手法といえる。(3)共同研究として,β相二テルル化モリブデン薄膜のスピン偏極2次元角度分解光電子分光測定を予定しているが,現時点ではまずバルク単結晶についての測定を進めている。そこでバルク単結晶の成長条件の最適化を進めた結果,これまでよりも遙かに広い劈開面が得られる単結晶試料の成長に成功した。この試料により,これまで以上に詳細なスペクトル測定が可能となる。今後,低温エピタキシャル成長する予定の薄膜試料についても共同研究測定を進めるための足がかりが得られたと考えている。(1)前年度に立ち上げた高蒸気圧前駆体原料を利用する分子線エピタキシー装置を使用し,遷移金属ダイカルコゲナイド薄膜の低温エピタキシャル成長実験をさらに進める。これまでに成長を試みた水素終端シリコン(111)基板に加えて,他の表面ダングリングボンド規則終端・不活性化単結晶基板上での成長も試みる。特にサファイア(0001)基板の利用について詳細な検討を進める。成膜実験では,反射高速電子線回折によるその場観察や,X線回折,各種顕微鏡,X線光電子分光,顕微ラマン分光,温度可変ホール効果測定,導電率測定等による構造/物性評価と組み合わせることにより,最適成膜条件の探索を行う。(2)二硫化タングステン薄膜の原子層堆積実験において,基板表面の一部に前もって蒸着した金属薄膜が触媒的な効果をもたらして前駆体の分解を促進し,その結果,薄膜の結晶性や組成を良好に保ったまま,薄膜成長温度を更に低下できる可能性が見出された。この効果について詳細な実験と解析を行い,どこまで成長温度を下げることが可能か,検討を進める。(3)これまでに低温薄膜成長を試みた二硫化タングステンに加えて,二硫化モリブデン,二硫化ニオブや二セレン化物,二テルル化物薄膜の薄膜成長も試みる。(4)研究協力者との共同研究によるスピン偏極2次元角度分解光電子分光測定については,β相二テルル化モリブデンのバルク単結晶の測定については2019年度にマシンタイムが確保されており,現在測定準備を進めている。今後,高蒸気圧原料を用いてエピタキシャル成長する予定の薄膜試料についても測定が可能かどうか,打ち合わせを行う。

(5)前駆体分解反応の探究や,ダングリングボンド規則終端不活性化状態の解析を目的として,第一原理計算による理論的研究を開始する。申請時に予定していた計算用PCの購入は,交付額が削減されたため断念し,現有PCを活用して行う。(1)遷移金属ダイカルコゲナイド薄膜の低温エピタキシャル成長を実現するため,高蒸気圧を有する液体前駆体を原料として利用するファンデルワールス・エピタキシー装置を立ち上げ,成膜実験を開始した。薄膜成長する遷移金属ダイカルコゲナイドとして,まず二硫化タングステンを選び,100°C以下で十分な蒸気圧をもつタングステン及び硫黄の液体化合物を前駆体原料として選定した。これらの原料を,既存の分子線エピタキシー装置に高速開閉バルブを通して精密に供給する装置を設計・製作した。さらに反射高速電子線回折(RHEED)観察と両立できるよう,真空排気系の改良も施した。(2)上述の成膜装置は,ほぼ予定通りの時期に完成し,まず水素終端Si(111)基板上への二硫化タングステン薄膜成長を試みた。原料供給量と基板温度を様々に変化させて成長条件を探った結果,基板温度が高すぎても低すぎても薄膜が成長しないことが判明した。最終的に400450°C程度の基板温度で,二硫化タングステン薄膜を成長することに成功した。現時点では得られた薄膜は多結晶であり,エピタキシャル成長は実現していないが,成長条件によって薄膜のRHEED像が微妙に変化していることから,基板表面処理,基板温度および成長速度の最適化によって,エピタキシャル成長が実現できると考えている。(3)上記の成膜実験と並行して,既存の原子層堆積装置を用いて二硫化タングステン薄膜の成長温度をより低くするための条件を探究した。これまで,基板温度350°Cでは良質な薄膜は得られていなかったが,基板表面の一部に前もってタングステンや金の薄膜を蒸着してから薄膜成長を行うと,それらの薄膜が触媒的な効果を示し,結晶性薄膜が成長することが判明した。(4)遷移金属ダイカルコゲナイドの大型単結晶育成に取り組んだ結果,β相二テルル化モリブデンの大型単結晶を得ることに成功した。(1)申請よりも予算配分額がかなり減額されたため,低温ファンデルワールス・エピタキシー装置の設計を変更する必要に迫られたが,最終的には予定通りの時期に装置を立ち上げることができた。その後開始した実験では,当初は二硫化タングステン薄膜が全く成長できなかったが,基板温度などの成長条件を細かく検討した結果,薄膜を得ることができた。ラマン分光,X線光電子分光測定により,確かに二硫化タングステン薄膜が成長していることも確認されている。RHEED観察からは,薄膜は方位が揃っていない多結晶であることが判明しているが,成長条件や基板表面の最適化により,今後エピタキシャル成長が実現できると考えている。(2)別途進めている,原子層堆積装置と液体前駆体を用いた二硫化タングステン薄膜成長の実験においては,これまでは結晶性薄膜を得るには400°C以上の基板温度が必要であった。ところが,基板表面の一部にタングステンあるいは金の薄膜を前もって付着させることにより,その金属薄膜付着領域以外の基板表面において,350°Cでも結晶性薄膜が成長することが確認された。これは研究開始前には予想していなかった現象であり,成長基板温度をより低くすることができる画期的な手法といえる。(3)共同研究として,β相二テルル化モリブデン薄膜のスピン偏極2
細胞表層へのポリマー鎖の導入による細胞認識応答の多様化

1)細胞組織体の形成(細胞凝集の人為的制御)細胞表層に新たに細胞接着性部位を導入することを行うためにポリエチレンオキサイドの両末端に細胞接着性ペプチドRGDSを導入した高分子鎖の合成を行った。この高分子鎖によりヒト顆粒球表面に細胞接着部位を導入し、未改質の顆粒球を加えたところ凝集塊の形成が認められた。この凝集は可溶性のRGDSにより阻害されることを見出した。2)細胞療法・細胞デリバリーへの展開(細胞間認識の多様化)表面に導入した特異的結合部位を介して他種細胞の認識を試みた。RGDSを表面提示した顆粒球を白血病細胞株U937細胞に加えたところ、未改質の顆粒球と比較して多量の活性酸素を放出することがわかった。3)組織工学への展開(人工物への細胞の集積化)リガンドと化学反応性基とをそれぞれの末端に持つ高分子鎖を用いて、細胞を人工物に集積させることを行った。SH基と特異的に反応する基とRGDSを末端に共固定した高分子鎖の合成を行い、これを細胞に作用させて、SH基認識能を有する細胞とした。この細胞は材料表面のSH基を導入した部分にのみ付着し、還元状態にすることによりその表面より剥離することができた。4)アポトーシスの人為的制御(細胞機能の外部制御)標的指向性を有する感温性ポリマーからなるナノ粒子にアポトーシス誘導物質の封入を行った。アポトーシス誘導物質を封入させたナノ粒子をU937細胞に添加したところ、ナノ粒子は細胞に付着し、その後25°Cにすることによって細胞の小胞化およびDNAの断片化が見られるようになった。
ニューロトロフィン受容体p75のシグナル制御による脊髄損傷修復

1脊髄損傷後の遺伝子発現変化の解析全切断したラット脊髄で発現する遺伝子についてDNAアレイ解析を行った。3倍以上に発現上昇した遺伝子は46個で炎症サイトカインやリンホカインが含まれ、半分以下に低下した遺伝子は18個でイオントランスポーターやアミノ酸トランスポーターなどであった。p75^<NTR>シグナルとの関連でいくつかの遺伝子に注目し発現変化や分布の解析を行った。a)RhoGDIとp75の結合を阻害するペプチド及び、b)ソーチリンとプロBDNFの結合を阻害するペプチドを半切断したラット脊髄に直接投与したが運動機能の回復効果は認めなかった。脊髄損傷患部には多くのタンパク質分解酵素が誘導されており、ペプチドが分解されやすいこと、分子間阻害活性が弱いことなどの理由が考えられた。p75NTRの働きは神経再生に不利益なのか確かめるため、p75NTR-遺伝子KOマウスと野生型マウスの半切断脊髄損傷後の運動機能の回復を比較した。手術8日後まではKOマウスの方が高い運動機能回復を示したがその後は差が認められなかった。この結果より、損傷修復初期にp75NTRが修復を妨げることが判明した。4発現調節型p75NTRトランスジェニックマウス(Tg)の開発loxp遺伝子間に停止コドンを配置し、下流にp75NTR遺伝子を連結したベクターを構築し、理化学研発生・再生科学総合研究センターに委託してTgマウスを作製した。約30%の個体にDNAが導入されたが、loxp間の停止コドンを除去しない限りp75NTR遺伝子は発現しないので、個体の維持が容易である。部位特異的にCre酵素遺伝子を発現するTgマウスと交配すると部位特異的にp75NTR発現を促進でき、今後のp75NTR研究の有用な武器となる。1)p75^<NTR>による負のシグナルを抑制するペプチドの活性評価(1)RhoGDIとp75の結合を阻害して突起伸長を促進するペプチドとして委託合成したCFFRGGFFNHNPRYC(Pep5)ペプチドを、胸部脊髄を半切断したラット脊髄患部に直接投与し運動機能に及ぼす影響をBBBスケールで解析中である。(2)ソーチリンとプロBDNFの結合阻害によるp75^<NTR>依存性アポトーシスの抑制を試みている。委託合成したCFEHVIEELLDEDQKVRPNC(ラットBDNF61-80)を候補ペプチドとして培養系で評価中である。一方、この評価のためのアポトーシスを誘導する安定なプロNGFを大量に調製するため、プロセシングサイトをアミノ酸置換した組換え型プロNGF遺伝子をバキュロウイルスに組込み、カイコによる大量生産を委託で実施中である。2)脊髄損傷モデル動物の作成と、損傷後の遺伝子発現変化の解析ラットの第9胸椎で脊髄を鋭利に全切断し、その12時間後に切断部の吻側、尾側各0.5mmの組織からmRNAを調製した。別に非損傷組織からmRNAを調製し両者間でDNAアレイ解析を行った。3頭分の結果を総合すると、3倍以上に発現が上昇した遺伝子は46個、半分以下に低下した遺伝子は18個であった。上昇した遺伝子には炎症性サイトカインやリンホカインの遺伝子が多数含まれ、低下した遺伝子にはイオントランスポーターやアミノ酸トランスポーターなどが目立った。p75^<NTR>シグナルとの関連でいくつかの遺伝子に注目し、その発現変化や分布の解析を開始している。ラットPC12細胞にp75NTRの高親和性リガンドであるProNGFを添加しても細胞死は8%程度であったがBDNFでは15%もの細胞死が誘導された。

従ってPC12細胞を用いた評価系ではアポトーシス誘導リガンドとしてBDNFまたはProBDNFが適していると考えられた。a)RhoGDIとp75の結合を阻害するペプチド及び、b)ソーチリンとプロBDNFの結合を阻害するペプチドを脊髄半切断ラットの患部に直接投与して調べたが運動機能の回復に及ぼす効果は認めなかった。脊髄損傷患部には多くのタンパク質分解酵素が誘導されており、ペプチドが分解されやすいこと、分子間阻害活性が弱いことなどの理由が考えられた。p75NTRの働きは神経再生に不利益なのか確かめるため、p75NTR-遺伝子KOマウスと野生型マウスの半切断脊髄損傷後の運動機能の回復を比較した。手術8日後まではKOマウスの方が高い運動機能回復を示したがその後は差が認められなかった。この結果より、損傷修復初期にp75NTRが修復を妨げることが判明した。4発現調節型p75NTRトランスジェニックマウス(Tg)の開発loxp遺伝子間に停止コドンを配置し、下流にp75NTR遺伝子を連結したベクターを構築し、理化学研発生・再生科学総合研究センターに委託してTgマウスを作製した。約30%の個体にDNAが導入されたが、loxp間の停止コドンを除去しない限りp75NTR遺伝子は発現しないので、個体の維持が容易である。部位特異的にCre酵素遺伝子を発現するTgマウスと交配すると部位特異的にp75NTR発現を促進でき、今後のp75NTR研究の有用な武器となる。
悪性脳腫瘍におけるEGFRの発現、及びその発現抑制とCDDP耐性度との相関の解析

Gliomaの悪性化に対してEGFRの発現が非常に関与していることはすでに証明されたことであるが、その術後生存日数や薬剤に対する耐性機能などに関しては明確な報告がされていない。今回glioblastoma 66例、anaplastic astrocytama 21例、low grade glioma 18例を利用して異常EGFRの発現と術後生存日数との関係について統計的に解析した。さらにEGFRのCDDPに対する耐性機能を調査するため正常EGFRと異常EGFRを組み込んだ培養細胞を利用してCDDPに対する耐性能を調査した。異常EGFRはglioblastomaでは47%、anaplastic astrocytomaでは33%に存在が確認された。術後生存日数は異常EGFR発現を認めるglioblastomaでは12 months、異常EGFR発現を認めなければ16 monthsと有為差は認められなかった。しかしanaplastic astrocytomaでは異常EGFR発現を認めるものでは17 months、認めないものでは52 monthsと有為差(P<0.05)が認められた。さらに異常EGFRを組み込んだ培養細胞は、異常EGFRを組み込んだ細胞に対して、CDDPに対して著明は薬剤耐性能を有していることが確認された。これら研究により異常EGFRの発現はanaplastic astrocytomaの術後生存日数を予測する上で非常に有益であること、さらにこの異常EGFRを抑制することでCDDPをより有効に使用する可能性も示唆された。
グローバル化時代の捕鯨文化に関する人類学的研究－伝統継承と反捕鯨運動の相克

2018年度は下記の調査を実施するとともに、国際シンポジウムを開催し、成果報告書の準備を行なった。(1)岸上は2018年8月に米国ワシントン州ニアベイ保留地およびマカー博物館などにおいて北西海岸先住民の捕鯨やシャチに関する調査を行なった。浜口は2018年7月から8月にかけてアイスランド国レイキャヴィクおよび周辺地域においてナガスクジラ捕鯨およびホエール・ウォッチングに関する現地調査を実施した。赤嶺は2018年8月にノルウェーにおいて商業捕鯨再開やミンククジラ肉の加工会社に関する調査を実施した。李は2018年8月と2019年3月に韓国の環境・動物保護団体の反捕鯨運動について調査を実施した。河島は2018年9月にイギリスの世界動物保護協会(WSPA)などの環境・動物保護団体の反捕鯨運動について聞き取り調査を実施し、研究協力者の石川は同年10月に和歌山県太地町にて小型沿岸捕鯨に関する調査を行った。高橋は2018年10月にグリーンランド・ヌークの大学、天然資源研究所、自治政府においてグリーンランドの捕鯨政策に関する調査を行なった。これらの調査を通じて、捕鯨の賛否をめぐる複雑な現状を把握することができた。(2)これまでの研究成果を検討し、広く社会に発信するために一般公開国際シンポジウム「世界の捕鯨と捕鯨問題」(2018年11月30日12月1日)と一般公開講演会「世界の捕鯨を考える」(2018年12月2日)を国立民族学博物館において開催した。そこでは、捕鯨に対して賛成する者、反対する者、中立の立場の者が発表者として登壇し、活発な議論が行われた。(3)各自がこれまでの研究成果論文を執筆し、2019年8月までに成果報告論文集『世界の捕鯨文化ー現状、歴史、地域性』(国立民族学博物館調査報告149号)を出版するとともに、国立民族学博物館のディポジトリからweb公開する準備を完了した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はカナダ(岸上)、デンマーク領グリーンランド(高橋・本多)とフェーロー諸島(河島)、ノルウェー(赤嶺・石川)、アイスランド(浜口)と韓国(李)の捕鯨および捕鯨文化の歴史や現状、捕鯨政策について調査を実施した。その結果、下記の点が明らかになった。カナダ・ヌナヴィク地域のイヌイット社会では操業経費がかさむため毎年の捕鯨の実施は困難であることや大型クジラよりもシロイルカの方が食料として好まれていることが判明した。グリーンランド西部地域では、ミンククジラ猟が積極的に行われている一方、鯨類の観光資源化の動きがみられることや捕獲制限に対して不満があることが分かった。デンマーク領フェーロー諸島におけるゴンドウクジラの捕獲に関しては、シーシェパードによる妨害活動で島民の中には逆に捕鯨の文化的重要性に目覚める者が出る一方で、汚染による影響を危惧して鯨肉の摂取を控える動きが広がっていることが判明した。ノルウェーの商業捕鯨では、同国政府が捕鯨資源の持続的利用と零細捕鯨者支援によって地域社会の維持・活性化を図る政策をとり、鯨肉の品質向上や輸出拡大を図っていることが分かった。また、現在の捕鯨産業を支えているのは季節的に雇用されるポーランド人ら海外労働者であることも判明した。アイスランドの商業捕鯨についてはナガスクジラやミンククジラが捕獲され、鯨肉をレストランで観光客に提供するとともに日本に輸出していることが判明した。韓国ウルサン地域では地域住民や行政がクジラをテーマにした観光資源戦略を展開し、村の活性化を図っていることが分かった。韓国では捕鯨を行っていないが、鯨食文化は存続しており、捕鯨再開の動きがみられる。以上のように、存続の危機に直面している世界各地の捕鯨・鯨食社会では、捕鯨に関連して多様な動きが見られることが判明した。研究費の不足のため、年度末に現地調査の成果をもちよって一堂に会して検討することができなかったが、研究分担者と研究協力者の間で電子メールを利用して意見や情報の交換を行った。この点以外は、計画通り、進んでいる。平成28年度は、カナダ(岸上)、デンマーク領グリーンランドおよびデンマーク(高橋・本多)、米国(河島)、ノルウェー(赤嶺)、アイスランド(浜口)、韓国(李)、日本(石川)で捕鯨および反捕鯨活動の現状、クジラの観光資源化について調査を実施した。カナダの極北先住民イヌイットはホッキョククジラやシロイルカなどを捕獲し、鯨類を食料として利用している一方で、北西海岸先住民は捕鯨の再開をむこう20年は行わず、ホエール・ウォッチングなどの観光資源として鯨類を利用することが判明した。グリーンランドでは鯨肉が売れ残ることがあることやホエール・ウォッチングが実施されていること、デンマークの近代化政策がグリーンランドの捕鯨に大きな影響を及ぼしたことが分かった。ノルウェーでは現在でも沿岸捕鯨が実施され、鯨肉が流通している一方、アイスランドでは捕鯨とともにホエール・ウォッチングが実施されていることが報告された。小型沿岸捕鯨が継続されている日本とは異なり、韓国では捕鯨は実施していないが、ウルサン地域の地方行政関係者や村人たちはエコ・ツーリズムを展開しながら捕鯨に関連する伝統文化の維持を図っていることが判明した。また、米国東海岸にある反捕鯨団体である「国際人道協会」と「動物の倫理的扱いを求める人々の会」における調査の結果、欧米社会独自の自然観や鯨観の存在が明らかになった。本年度の調査から世界各地で捕鯨が実施され、鯨産物が利用されている一方で、鯨類の観光利用が盛んになりつつあることが明らかになった。

本年度より国立民族学博物館共同研究「捕鯨と環境倫理」を開始したため、そのメンバーでもある研究分担者や研究協力者とより頻繁に情報や交換を行えるようになった。研究計画全体としては順調に進んでいる。平成29年度は、カナダや韓国、ノルウェー、アイスランド、日本等において捕鯨や鯨肉の流通・消費、ホエール・ウォッチング、反捕鯨活動に関する調査を実施した。(1)岸上は、平成29年夏季にカナダBC州バンクーバ島で先住民の鯨類利用に関する調査を実施した。また、スウェーデンで6月中旬に開催された第9回国際極北社会科学会議においてこれまでの研究成果を報告した。さらに北米北西海岸地域の捕鯨についてサイモン・フレーザー大学のAlan McMillan博士を9月に招へいし、共同研究を実施した。(2)李は韓国の蔚山と釜山等において反捕鯨運動について調査した。(3)赤嶺は平成29年8月にノルウェーのスボルバー(ロフォーテン諸島)のLofothval社において、鯨肉生産と流通の実態調査をおこなうとともに、捕鯨関係者の個人史を採集した。その結果、近年、捕鯨従事者が減少していることが明らかになった。(4)浜口は、平成29年夏季にアイスランド国レイキャヴィクおよび周辺地域において、ミンククジラの捕鯨および流通・消費に関する調査を実施し、関連資料を収集した。あわせて、ホエール・ウォッチングについても参与観察を実施し、関連資料を収集した。(5)研究協力者の石川は、日本沿岸にてツチクジラを捕獲している北海道網走市の小型捕鯨業者を訪問し、IWCによる商業捕鯨停止決議前後の様子や現在の操業形態などについて調査を行った。(6)河島は、平成29年9月にデンマーク領フェロー諸島で、ゴンドウクジラ漁の調査を実施した。また、次年度の調査に備えてイギリスの環境・動物保護団体について事前調査を実施した。(7)研究協力者の高橋は10月に欧州連合(EU)においてグリーンランドの捕鯨とEUの環境政策に関する調査を行った。その結果、水域共通管理を進めるEUと、それに対するグリーンランドの不信感という基本的な構図を確認できた。国内外の動物保護NGOや環境保護NGOによる反捕鯨運動に関する聞き取り調査が相手の都合により平成30年度に順延された。それ以外の計画は、ほぼ予定通りかそれ以上の成果をあげることができた。2018年度は下記の調査を実施するとともに、国際シンポジウムを開催し、成果報告書の準備を行なった。(1)岸上は2018年8月に米国ワシントン州ニアベイ保留地およびマカー博物館などにおいて北西海岸先住民の捕鯨やシャチに関する調査を行なった。浜口は2018年7月から8月にかけてアイスランド国レイキャヴィクおよび周辺地域においてナガスクジラ捕鯨およびホエール・ウォッチングに関する現地調査を実施した。赤嶺は2018年8月にノルウェーにおいて商業捕鯨再開やミンククジラ肉の加工会社に関する調査を実施した。李は2018年8月と2019年3月に韓国の環境・動物保護団体の反捕鯨運動について調査を実施した。
レンチウイルスベクターを用いた成体時における嗅球神経回路形成機構の解析

新生仔マウスの脳室に、GFP遺伝子を搭載したレンチウイルスを感染させることにより新生嗅球介在ニューロンを可視化した。また、神経活動依存的に発現が誘導される5T4を、レンチウイルスを用いて新生嗅球介在ニューロンで過剰発現させ、その形態を解析した。解析の結果、片鼻を閉じて神経活動を低下させた側の嗅球では、新生介在ニューロンの樹状突起の伸展とスパイン密度が、鼻の空いた側の嗅球に比べて低下していた。このことは、嗅球介在ニューロンの樹状突起の発達とスパイン形成には神経活動が必要であることを示している。また、5T4を嗅球介在ニューロンで過剰発現させると、樹状突起の枝別れがそれぞれ促進された。さらに解析の結果、樹状突起の枝別れの促進には5T4の細胞内ドメインが必要十分であり、細胞外は必要ないことが明らかになった。これらの解析から、5T4は、嗅球介在ニューロンの神経活動依存的な樹状突起の発達を制御していると考えられる。嗅球介在ニューロンは胎生期のみならず成体期においても常に新生され続け、新たな神経回路を形成し続けるというユニークな特徴を持っている。この嗅球における神経回路形成は、神経活動によって回路の精密化が行われていると考えられているが、その機構は明らかにされていない。本研究では、嗅球介在ニューロンにおいて、神経活動依存的に発現が誘導される二つの遺伝子、5T4(膜蛋白質)とNPAS4(転写因子)の機能を解明することを目的としている。また、神経活動依存的に発現が誘導される5T4とNPAS4遺伝子を、レンチウイルスを用いて新生嗅球介在ニューロンで過剰発現させ、その形態を解析した。また、5T4とNPAS4を嗅球介在ニューロンで過剰発現させると、樹状突起の枝別れ、または、スパイン形成がそれぞれ促進された。従って、5T4とNPAS4遺伝子は、嗅球介在ニューロンの神経活動依存的な発達を制御していると考えられる。本研究では、嗅球介在ニューロンにおいて、神経活動依存的に発現が誘導される5T4(膜蛋白質)の機能を解明することを目的としている。
発がんにおけるDNA損傷の発現および細胞起源

発がん性DNA損傷が初期過程における修復,複製を経て個体の抑止力を破り癌に発展する過程について以下のようなことが明らかになった。1)アルキル化損傷DNA塩基の修復に関わる遺伝子を大腸菌・枯草菌についてクローニングしその構造を決定した(宗像、関口)。とくに枯草菌においては誘導機構が独特であった。上記の遺伝子をプロープとしてヒトのアルキル化DNA修復遺伝子をクローニングし、その構造決定へとすすんだ(関口)。2)紫外線DNA損傷修復遺伝子をまずマウスにおいてクローニングし,これをもとにしてヒトの修復遺伝子をクローニングした。この遺伝子は色素性乾皮症の細胞の修復欠損を補うことができた。さらに色素性乾皮症の患者ごとに、この遺伝子部分がそれぞれ異なる欠損を有することが明らかにされた(田中)。3)細菌において誤りがちDNA修復を増強する遺伝子mucABに、マウスのBALB3T3培養細胞を癌化させる活性があり,この活性は増殖刺激に関わるものであることを発見した。(田ノ岡)4)チミン飢餓などのストレスによってマウス細胞にDNA二重鎖切断が蓄積することを見出した(瀬野)。5)アルキル化剤感受性マウス白血病細胞株を四種樹立し、その感受性を決定し、紫外線感受性と独立であることを見出した(佐藤)。また、ヒトのファンコーニ貧血症のモデルになる可能性のある新型のハムスター変異細胞を単離した(安井)。6)NK細胞を欠損するベージュマウスの骨髄細胞にも、放射線誘発白血病抑制能があることを発見した(佐渡)。7)マウスの放射線連続照射発癌において、1回当たりの線量75ラド近辺に閾値が存在することを見出した(田ノ岡)。