hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
作物の耐湿性強化に寄与する根への効率的な酸素供給機構の解明

本研究では、イネの酸素漏出(ROL)バリアの構成成分の解明を目指した。そのために、好気条件下で生育させたイネの幼植物体をさらに嫌気還元条件で14日間処理した根を根端から1cm毎に分離して、代謝産物を抽出した。各々の代謝産物をNMR (800MHz)解析を行ったところ、糖類、アミノ酸類などの様々な代謝物の蓄積量が、根の部位または生育条件によって異なることが明らかになった。特にリンゴ酸の蓄積パターンがROLバリアの形成パターンと非常に似ていたことから、リンゴ酸がROLバリア形成に関与する可能性が考えられた。スベリンの前駆体になる脂肪酸に関しては、GC-MS分析をした結果、ROLバリア形成条件において、極長鎖脂肪酸の蓄積量が増加していることが明らかになった。この結果から、嫌気還元処理をすることによって、イネの根では極長鎖脂肪酸の生合成が促進され、それらの極長鎖脂肪酸由来のスベリンモノマーが生成されることが示唆された。さらに、根の各組織より全RNAを抽出して、マイクロアレイ解析を行ったところ、リンゴ酸代謝関連遺伝子の発現に特徴があることが分かった。つまり、嫌気還元条件下においてプラスチドで働くNADP-Mclic emyme (NADP-ME)とPyruvated ehydrogcmase (PDH)をコードする遺伝子の発現が誘導されることが明らかになった。この結果より、細胞内の細胞質で生成されるリンゴ酸がプラスチドに輸送されて、プラスチド内でNADP-MEおよびPDHによってリンゴ酸からアセチルCoAへの変換が促進されることが示唆された。アセチルCoAは脂肪酸生合成の最初のステップの基質となる物質であるので、嫌気還元条件下ではリンゴ酸の蓄積量が増加することで、脂肪酸の生合成が促進されるという可能性が考えられた。これらの発見によつて、イネの根で嫌気還元条件特異的に蓄積するスベリンが生合成されるまでにどのような代謝経路を経るのかを示唆することができた。(抄録なし)短期間の過湿ストレスに対する作物の耐性獲得には、細胞内pHの維持や嫌気代謝経路の活性化が重要であるが、過湿状態が長期化すると根端への酸素供給が必須となる。根端への効率的な酸素供給には、通気組織の形成に加えて、根から酸素が土壌中に漏出するのを防ぐバリア(Radial O2 Loss(ROL)バリア)の形成が重要である。イネは畑作物と異なり、根(基部)の外皮付近でROLバリアを形成できるために耐湿性が高いと考えられている。ROLバリアの構成成分は、スベリンが候補物質として挙げられているものの、不明なままである。本研究では、イネのROLバリアの構成成分を解明する。ROLバリア形成過程の根の外皮付近の組織をLaser Microdissection(LM)法で単離して、NMR法によって組織内の代謝物の詳細な解析を行う。平成23年度は、嫌気条件下で生育させたイネの根を根端から1cm毎に分離して、各々の組織の横断切片を作製して、スベリンの染色を行った。その結果、ROLバリアの形成パターンと外皮におけるスベリンの蓄積パターンがよく一致していることが明らかになった。さらに各根の組織を単離後、代謝物を抽出して、NMR(800MHz)解析を行った。その結果、糖類、アミノ酸類などの様々な代謝物の蓄積量が、根の部位または生育条件によって異なることが明らかになった。しかし、スベリンの前駆体になる脂肪酸に関しては、うまく分離できなかったので、今後GC-MS等の手法を用いて分析をする必要があった。LM-メタボローム解析に向けて、根の凍結切片からLMによって外層部分のみを単離するための条件検討も行った。平成24年度には、LM-メタボローム解析を開始する予定である。短期間の過湿ストレスに対する作物の耐性獲得には、細胞内pHの維持や嫌気代謝経路の活性化が重要であるが、過湿状態が長期化すると根端への酸素供給が必須となる。根端への効率的な酸素供給には、通気組織の形成に加えて、根から酸素が土壌中に漏出するのを防ぐバリア(Radia1 O2 Loss(ROL)バリア)の形成が重要である。ROLバリア形成過程の根の外皮付近の組織を単離して、NMR法によって組織内の代謝物の詳細な解析を行うとともに、マイクロアレイ法により網羅的な遺伝子発現解析を行い、代謝系遺伝子の発現プロファイルを調査する。平成24年度は、嫌気条件下で生育させたイネの根を根端から1cm毎に分離して、各々の組織内の代謝産物を抽出して、NMR(800MHz)解析を行った。スベリンの前駆体になる脂肪酸に関しては、GC-MSにより分析をした結果、ROLバリア形成条件において、極長鎖脂肪酸の蓄積量が増加していることが分かった。さらに、根の各組織よりRNAを抽出して、マイクロアレイ解析を行ったところ、代謝系遺伝子の発現とその代謝産物の蓄積との間に関連があることが明らかになった。

平成24年度には、LM-メタボローム解析の条件検討を継続する予定である。本研究では、イネの酸素漏出(ROL)バリアの構成成分の解明を目指した。そのために、好気条件下で生育させたイネの幼植物体をさらに嫌気還元条件で14日間処理した根を根端から1cm毎に分離して、代謝産物を抽出した。各々の代謝産物をNMR (800MHz)解析を行ったところ、糖類、アミノ酸類などの様々な代謝物の蓄積量が、根の部位または生育条件によって異なることが明らかになった。特にリンゴ酸の蓄積パターンがROLバリアの形成パターンと非常に似ていたことから、リンゴ酸がROLバリア形成に関与する可能性が考えられた。スベリンの前駆体になる脂肪酸に関しては、GC-MS分析をした結果、ROLバリア形成条件において、極長鎖脂肪酸の蓄積量が増加していることが明らかになった。この結果から、嫌気還元処理をすることによって、イネの根では極長鎖脂肪酸の生合成が促進され、それらの極長鎖脂肪酸由来のスベリンモノマーが生成されることが示唆された。さらに、根の各組織より全RNAを抽出して、マイクロアレイ解析を行ったところ、リンゴ酸代謝関連遺伝子の発現に特徴があることが分かった。つまり、嫌気還元条件下においてプラスチドで働くNADP-Mclic emyme (NADP-ME)とPyruvated ehydrogcmase (PDH)をコードする遺伝子の発現が誘導されることが明らかになった。この結果より、細胞内の細胞質で生成されるリンゴ酸がプラスチドに輸送されて、プラスチド内でNADP-MEおよびPDHによってリンゴ酸からアセチルCoAへの変換が促進されることが示唆された。アセチルCoAは脂肪酸生合成の最初のステップの基質となる物質であるので、嫌気還元条件下ではリンゴ酸の蓄積量が増加することで、脂肪酸の生合成が促進されるという可能性が考えられた。これらの発見によつて、イネの根で嫌気還元条件特異的に蓄積するスベリンが生合成されるまでにどのような代謝経路を経るのかを示唆することができた。研究実施計画の研究をおおむね達成できたため。イネの根の各組織の代謝物分析および遺伝子発現解析は研究計画通りに達成できたが、LM-メタボローム解析の条件検討がまだ完了していない。平成24年度は、ROLバリアが形成される根の外層組織をLMで単離して、NMR、GC-MSによる網羅的な代謝物の分析を行う。ROLバリア形成にどの代謝物が関与するかを考察し、ROLバリアの構成成分を解明する。最終的にこれらの研究結果を取りまとめ、成果の発表を行う。平成25年度は、ROLバリアが形成される根の外層組織をLMで単離して、メタボローム解析を行うための条件検討を継続する。(抄録なし)
新接合面処理と支圧接合強度を活用したコンパクトな高強度高変形能摩擦接合継手の開発

コンパクトかつ高強度・高変形能な高力ボルト摩擦接合継手を開発することを目的として,多列継手の各ボルト位置でのすべり挙動とすべり後のボルト孔の支圧変形量を一様化させることで継手強度を上昇させる方法をこれまで検討してきた.力学的な観点から各ボルト位置のすべり挙動を一様化する手法として,母板と連結板の断面形状を長手方向に変化させたテーパー継手の挙動をFEM解析により検討した.その結果,テーパー頂部をすべりと純断面降伏に関わる継手外側のボルト間に設けることで,支圧開始時の耐力が従来継手のそれよりも25%増加した.しかしながら,本方法では各ボルト位置のすべり挙動は完全に一様化させることはできなかった.次に,薄板パンチングメタルや薄膜金属メッシュ,ウレア樹脂,無機ジンクリッチペイントで塗膜層内に立体構造を構築した新接合面処理により各ボルトの荷重分担率を均等化させ,それによりすべり挙動を一様化させることを検討した.まず,小型鋼板を用いたすべり試験装置を開発し,従来および上記処理を施した接合面の摩擦係数-接触圧-せん断変形能の関係を明らかにした.また,1行6列継手および3行3列継手の引張試験により,継手内での新接合面処理の効果を確認した.その結果,新接合面処理を用いた継手では,すべり耐力・純断面降伏耐力の向上に加え,載荷速度に対するすべり時の荷重低下が緩やかとなる傾向が見られた.小型すべり試験では,新接合面のせん断変形能が無機ジンクリッチペイント単体のそれよりも大きいことが確認された.このように,接合面内に立体構造を構築することでその性能を変化させることが可能であることが明らかとなった.すなわち,層内を補強している金属メッシュの線径や目開きを各ボルト位置で変化させるなどすれば,ウレア樹脂の優れたせん断変形能により,各ボルトの荷重分担の均等化,すべり挙動の一様化の可能性を示すことができた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,高力ボルト摩擦接合に最も重要なすべり係数を支配している接合面において,新たな接合面処理により,すべり後に,すべてのボルトが適切に支圧状態に移行することによる強度上昇を活用し,コンパクトかつ高強度・高変形能な高力ボルト摩擦接合継手を開発することである.この継手の開発には,支圧強度を活用するために,1すべり後挙動の解明と2ボルト孔の変形量に基づく変形支圧限界を設計終局限界とする2段階設計法を提案する必要がある.そのためには,多列継手の各ボルト位置でのすべり挙動とすべり後のボルト孔の支圧変形量を一様化させる必要がある.平成28年度は,新接合面処理の開発に向けた前段階として,母板と連結板の断面形状を軸方向に変化させた山型継手やテーパー継手,多列継手の一部に支圧ボルトを用いた部分支圧接合継手など力学的な観点から各ボルト位置のすべり挙動を一様化する手法をFEM解析で検討した.その結果,テーパー継手および部分支圧接合継手のすべり耐力は,引張・圧縮のいずれに対しても従来継手のそれよりも10%程度上昇した.しかし,これらの方法では各ボルトのすべり挙動および荷重分担率は完全に均等化せず,各ボルト位置でのすべり挙動の一様化のために,新たな接合面処理方法の開発が必要となった.さらに,解析結果の検証と解析上再現できない接合面の塗膜厚や粗さの影響を考慮するため,縮小試験体に対して載荷試験を行った.また,各ボルトの荷重分担を均等化させる新接合面処理用の塗料選定を行うため,塗膜のせん断強度とせん断変形の関係を計測できる冶具も製作した.載荷試験より,FEM解析と同様の評価方法で算出したすべり耐力は山型継手が解析結果と同様に最大となり,接合面を軸方向に断面変化させることですべり耐力が向上する可能性を示した.ただし,すべり耐力は評価方法にも依存するため,適切な評価法を今後さらに検討する.平成28年度は,まず,力学的観点から,多列継手の形状等を変化させることで各ボルト位置でのすべり挙動・荷重分担を均等にできる可能性について詳細に検討することに注力した.そのため,次の段階である新接合面処理の開発に遅れが出ている.本研究の目的は,高力ボルト摩擦接合に最も重要なすべり係数を支配している接合面において,新たな接合面処理を施すことで,すべてのボルトが適切に支圧状態に移行することによる強度上昇を活用し,コンパクトかつ高強度・高変形能な高力ボルト摩擦接合継手を開発することである.この継手の開発には,支圧強度を活用するために,1すべり後挙動の解明と2ボルト孔の変形量に基づく変形支圧限界を終局限界とする2段階設計法を提案する必要がある.そのためには,多列継手の各ボルト位置でのすべり挙動とすべり後のボルト孔の支圧変形量を一様化させる必要がある.平成29年度は,新接合面処理の開発の第1段階として,母板と連結板の断面形状を長手方向に変化させた山型継手やテーパー継手など,力学的な観点から各ボルト位置のすべり挙動を一様化する手法を引張・圧縮試験およびFEM解析により検討した.載荷試験より,1行6列継手で継手中央に頂点を持つ山形継手のすべり係数は,通常の継手のそれに対して引張荷重下では3%程度,圧縮荷重下では8%程度増加した.

また,FEM解析より,テーパー位置は継手端部に近いほど,テーパー深さが大きいほど,すべり耐力が向上することを確認した.しかし,これらの方法では各ボルトのすべり挙動および荷重分担率は完全に均等化せず,各ボルト位置でのすべり挙動の一様化のためには新接合面処理の開発が不可欠であることを確認し,それに注力した.考案した新接合面処理は,薄板パンチングメタルや薄膜金属メッシュを用い,せん断変形能の高いウレア樹脂と無機ジンクリッチペイントにより立体構造の塗膜層を構築し,接合面のせん断強度-せん断変形能を変化させることで各ボルトの荷重分担率を均等化しようとするものである.実際に鋼板にウレア樹脂を塗布した後,適切な効果タイミングでパンチングメタルを取れば,円柱を内部に持つ層構造を形成することができた.平成29年度は,新接合面処理の開発に注力し,塗料の選定ならびに塗装方法について検討した.また,母板および連結板の断面形状を長手方向に変化させた山型継手やテーパー継手を対象として,力学的観点から各ボルト位置でのすべり挙動・荷重分担を均等にできる可能性についても検討を進めた.そのため,次の段階である新接合面処理を塗布した継手の引張試験および繰り返し載荷試験の実施に遅れが出ている.コンパクトかつ高強度・高変形能な高力ボルト摩擦接合継手を開発することを目的として,多列継手の各ボルト位置でのすべり挙動とすべり後のボルト孔の支圧変形量を一様化させることで継手強度を上昇させる方法をこれまで検討してきた.力学的な観点から各ボルト位置のすべり挙動を一様化する手法として,母板と連結板の断面形状を長手方向に変化させたテーパー継手の挙動をFEM解析により検討した.その結果,テーパー頂部をすべりと純断面降伏に関わる継手外側のボルト間に設けることで,支圧開始時の耐力が従来継手のそれよりも25%増加した.しかしながら,本方法では各ボルト位置のすべり挙動は完全に一様化させることはできなかった.次に,薄板パンチングメタルや薄膜金属メッシュ,ウレア樹脂,無機ジンクリッチペイントで塗膜層内に立体構造を構築した新接合面処理により各ボルトの荷重分担率を均等化させ,それによりすべり挙動を一様化させることを検討した.まず,小型鋼板を用いたすべり試験装置を開発し,従来および上記処理を施した接合面の摩擦係数-接触圧-せん断変形能の関係を明らかにした.また,1行6列継手および3行3列継手の引張試験により,継手内での新接合面処理の効果を確認した.その結果,新接合面処理を用いた継手では,すべり耐力・純断面降伏耐力の向上に加え,載荷速度に対するすべり時の荷重低下が緩やかとなる傾向が見られた.小型すべり試験では,新接合面のせん断変形能が無機ジンクリッチペイント単体のそれよりも大きいことが確認された.このように,接合面内に立体構造を構築することでその性能を変化させることが可能であることが明らかとなった.すなわち,層内を補強している金属メッシュの線径や目開きを各ボルト位置で変化させるなどすれば,ウレア樹脂の優れたせん断変形能により,各ボルトの荷重分担の均等化,すべり挙動の一様化の可能性を示すことができた.平成29年度は,1新接合面処理の開発,2テーパーおよび部分支圧接合継手の性能確認,2すべり後挙動の解明を行う.特に,計画が予定より遅れている新接合面処理の開発に重点置く.検討する新接合面処理の方法は,円形マスキングシートを用いて母板と連結板の塗膜層内に立体構造を構築し,接合面のせん断強度を各ボルト位置で変化させることで各ボルトの荷重分担率を均等化しようとするものである.
SIRT媒介性オートファジー制御がもたらす膵癌間質リモデリング機構の制御

線維芽細胞、細胞外マトリックスから構成される癌微小環境は癌間質相互作用により癌細胞の悪性化、薬剤治療抵抗性に重要な役割を果たしている。我々は膵癌微小環境の中心的存在である膵星細胞の活性化にオートファジーが関与していることを初めて解明した。今回我々はこのオートファジーの活性化に老化・ストレス耐性及び代謝を司るsirtuinが関与しているとの仮説を立てた。この機序の解明により、sirtuinを介した星細胞活性の制御が可能となり、標的分子をターゲットとした新規治療開発へと応用することで、癌組織への薬剤到達性の改善や、浸潤、転移の抑制が可能と考える。
3段論理回路の構成法に関する研究

AND-OR-EXORの構成:AND-OR-EXOR回路を表現する論理式(EX-SOP)の最小化手法を開発した.最小EX-SOPとは,積項数の総和が最小の論理式である.5変数のNP同値類の全ての代表関数の最小化を行った.次に,共通積項の候補を見つける方法を示し,EX-SOPの最小化アルゴリズムを開発し,実験により5変数のEX-SOPの積項数の上界が9であることを確認した.n変数関数の積項数の上界は15・2^{n-6}(n≧6)である.OR-AND-ORの構成:n変数論理関数をAND-OR二段論理回路で実現すると,ゲート数は最大2^{n-1}+1必要となる.しかし,OR-AND-OR回路として実現すると、ゲート数は最大2^{n/2}+1で十分である.多数のベンチマーク関数に対してAND-OR2段論理回路とOR-AND-OR3段のゲート数と接続線数を比較した.論理関数の二分解:論理関数fがh(g_1(X1),g_2(X2))の形で表現できるとき,fは二分解をもつという.ここで,X1とX2は共通部分を持たない変数の集合を表し,hは任意の二変数論理関数である.g_iを2段論理回路で実現すると,fは3段論理回路となる.論理関数が二分解をもつか否かを,分解表を用いずに高速に検出する方法を開発した.分解可能な関数の個数を数え上げる公式を導いた.多くのベンチマーク関数に対して実験を行い,9割近い関数が,二分解をもつことを明らかにした.検査容易なAND-EXOR回路:一般化Reed-Muller論理式(GRM)の最小化手法を開発した.n変数関数に対して,高々2^{n2^{n-1}}個のGRMが存在し,そのうち,積項数最小のものを最小GRMという.GRMの最小化をブール方程式で定式化し,BDD(二分決定グラフ)を用いてこの方程式を解く方法を示した.多出力関数用のGRMのヒューリスティックな簡単化アルゴリズムGRMIN2も開発した.AND-OR-EXORの構成:AND-OR-EXOR回路を表現する論理式(EX-SOP)の最小化手法を開発した.最小EX-SOPとは,積項数の総和が最小の論理式である.5変数のNP同値類の全ての代表関数の最小化を行った.次に,共通積項の候補を見つける方法を示し,EX-SOPの最小化アルゴリズムを開発し,実験により5変数のEX-SOPの積項数の上界が9であることを確認した.n変数関数の積項数の上界は15・2^{n-6}(n≧6)である.OR-AND-ORの構成:n変数論理関数をAND-OR二段論理回路で実現すると,ゲート数は最大2^{n-1}+1必要となる.しかし,OR-AND-OR回路として実現すると、ゲート数は最大2^{n/2}+1で十分である.多数のベンチマーク関数に対してAND-OR2段論理回路とOR-AND-OR3段のゲート数と接続線数を比較した.論理関数の二分解:論理関数fがh(g_1(X1),g_2(X2))の形で表現できるとき,fは二分解をもつという.ここで,X1とX2は共通部分を持たない変数の集合を表し,hは任意の二変数論理関数である.g_iを2段論理回路で実現すると,fは3段論理回路となる.論理関数が二分解をもつか否かを,分解表を用いずに高速に検出する方法を開発した.分解可能な関数の個数を数え上げる公式を導いた.多くのベンチマーク関数に対して実験を行い,9割近い関数が,二分解をもつことを明らかにした.検査容易なAND-EXOR回路:一般化Reed-Muller論理式(GRM)の最小化手法を開発した.n変数関数に対して,高々2^{n2^{n-1}}個のGRMが存在し,そのうち,積項数最小のものを最小GRMという.GRMの最小化をブール方程式で定式化し,BDD(二分決定グラフ)を用いてこの方程式を解く方法を示した.多出力関数用のGRMのヒューリスティックな簡単化アルゴリズムGRMIN2も開発した.与えられた論理関数をAND-OR-EXOR回路で実現する方法を開発した.但し,EXORゲートの入力数は2とする.本問題は,論理関数を二つの論理関数に分解する問題に帰着できる.本方法では,AND-ORの設計を何度も実行する必要があるので,代表的な論理関数の最小AND-OR回路を予め設計しておき,結果を圧縮して表の形でメモリに記憶しておく.但し,通常の方法では,表はかなり大きくなるので,表をコンパクトに表現し,高速に検索する手法を開発した.論理関数の2分解論理関数fがf=h(g1(x1),g2(x2))の形で表現できるとき,fは2分解を持つという.与えられた論理関数が2分解を持つか否かを高速に判定する方法を開発した.また,n変数論理関数で2分解を持つ関数の個数を与える公式を導いた.ここで,hはAND,OR,EXOR関数である.hがANDのとき,giをAND-ORで構成し,hがORのとき,giをOR-ANDで構成し,hがEXORのとき,giをAND-EXORで構成すれば、3段論理回路が得られる.また,多数のベンチマーク関数に対して,分解可能であることを実験により確かめた.AND-OR-EXORの構成:AND-OR-EXOR回路を表現する論理式(EX-SOP)の最小化手法を開発した.

最小EX-SOPとは,積項数の総和が最小の論理式である.5変数のNP同値類の全ての代表関数の最小化を行った.次に,共通積項の候補を見つける方法を示し,EX-SOPの最小化アルゴリズムを開発し,実験により5変数のEX-SOPの積項数の上界が9であることを確認した.n変数関数の積項数の上界は15・2^{n-6}(n≧6)である.OR-AND-ORの構成:n変数論理関数をAND-OR二段論理回路で実現すると,ゲート数は最大2^{n-1}+1必要となる.しかし,OR-AND-OR回路として実現すると,ゲート数は最大2^{n/2}+1で十分である.多数のベンチマーク関数に対してAND-OR2段論理回路とOR-AND-OR3段のゲート数と接続線数を比較した.論理関数の二分解:論理関数fがh(g_-1(X1),g_-2(X2))の形で表現できるとき,fは二分解をもつという.ここで,X1とX2は共通部分を持たせない変数の集合を表し,hは任意の二変数論理関数である.g_-iを2段論理回路で実現すると,fは3段論理回路となる.論理関数が二分解をもつか否かを,分解表を用いずに高速に検出する方法を開発した.分解可能な関数の個数を数え上げる公式を導いた.多くのベンチマーク関数に対して実験を行い,9割近い関数が,二分解をもつことを明らかにした.検査容易なAND-EXOR回路:一般化Reed-Muller論理式(GRM)の最小化手法を開発した.n変数関数に対して,高々2^{n2^{n-1}}個のGRMが存在し,そのうち,積項数最小のものを最小GRMという.GRMの最小化をブール方程式で定式化し,BDD(二分決定グラフ)を用いてこの方程式を解く方法を示した.多出力関数用のGRMのヒューリスティックな簡単化アルゴリズムGRMIN2も開発した.
石薬（鉱物・化石由来生薬）の本草博物学的考察に基づくマテリアルサイエンスの構築

過去2年間にわたり、伝統的に使用されてきた数多くの石薬群を対象とし、マテリアルプロファイルの構築や基原解明における継続的な調査を実施してきた。さらに、国内外のフィールドワークを通じ、そのマテリアルプロファイルを集積するための調査を精力的に行ってきた。2018年度は、それらの研究成果のアウトリーチ活動を中心に活動を展開した。特に、大阪大学総合学術博物館第12回特別展「The Mineral World人と鉱物のつむぐ物語」(2018年10月22日12月21日)は研究成果発表の総括的な場となった。この展覧会は新聞などでも告知されるなど大きな反響があり公表を博した。展覧会の内容と研究成果を加えたものは、大阪大学総合学術博物館叢書16「鉱物石への探求がもたらす文明と文化の発展」として公表した。これらの内容として、2017年度に研究成果が産経新聞(平成29年5月19日夕刊)1面で取り上げられ、また多数の新聞社やテレビ局において報道がなされた石見銀山の鉱物資料における研究関連資料については、発見後初めての詳細情報の公表の場となった。また関連の研究における成果(竜骨関連標本)も新聞記事での発表がなされた。この内容に関しては、1編の学術論文として公表した。このように医療用ととしての石薬のみならず、冶金やその他の用途に用いる石薬においても研究を実施し、新たな石薬研究の可能性を攻究することとなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。2016年度は、石薬のフィールドワークを中心に研究活動を展開した。伝統的に使用されてきた数多くの石薬群を対象とし、マテリアルプロファイルの構築や基原解明を調査した。また、さらに、日本だけでなく、中国・台湾などのアジア圏のフィールドワークを通じ、そのマテリアルプロファイルを集積するための調査を精力的に行った。具体的には、海外では中華民国における石薬の市場調査を中心に実施した。研究には、国立台湾大学の協力を仰ぎ、台北市内および高雄市でのフィールドワークを実施し、薬店での聞き取り調査を通じて、石薬の使用実態を調査した。国内では、国内の各所に点在する石薬標本を実地調査した。研究には、公益財団法人益富地学会館、きしわだ自然資料館および石見銀山資料館の協力を得て実施した。日本各地において、江戸期を中心に現存する石薬の調査を進め、その一部は科学分析を行うべく収集を実施している。科学分析については、電子顕微鏡およびX線分析装置を導入し、フィールドワークにて収集したサンプルの分析を実施した。本年度の研究において、石薬の使用実態が多いと考えてきた国外(中華圏)においても、石薬の使用例は減少しており、経験知の早急な記録が必要であることを痛感した。なお、国内の調査においては、医療用ととしての石薬のみならず、冶金やその他の用途に用いる石薬の存在も浮上するなど、新たな石薬研究の可能性を攻究する大きなきっかけを得ることができた。2016年度計画は、国内外の鉱物・化石由来生薬「石薬」のフィールドワークを行うことに重点を置いていた。その点において、2016年度は国内外に石薬標本の存在を確認することができ、また標本群の分析にもはいっており、進捗状況は極めて良好であるといえる。2017年度は、石薬のフィールドワークを中心に研究活動を展開した。また、さらに、日本だけでなく、中国・台湾・欧州のフィールドワークを通じ、そのマテリアルプロファイルを集積するための調査を精力的に行った。研究には、国立台湾大学およびペルージャ大学の協力を仰ぎ、石薬の使用実態を調査した。日本各地において、江戸期を中心に現存する石薬の調査を進め、その一部は科学分析を行うべく収集を実施してきた。科学分析については、電子顕微鏡およびX線分析装置を継続的に導入し、フィールドワークにて収集したサンプルの分析を実施した。特に石見銀山における研究においては、その成果が産経新聞(平成29年5月19日夕刊)において、1面で取り上げられたことをはじめとし、多数の新聞社やテレビ局において報道がなされた。本研究は、石見銀山資料館および島根県立古代出雲歴史博物館で開催された展覧会「世界遺産登録10周年記念石見銀山展ー銀が世界を変えたー」にて紹介がなされた。また、研究成果を速報として、1報の学術論文として公表した。今年度の研究は、医療用ととしての石薬のみならず、冶金やその他の用途に用いる石薬においても研究を実施し、新たな石薬研究の可能性を攻究することとなった。2017年度計画は、国内外の鉱物・化石由来生薬「石薬」のフィールドワークを継続して行い、その中で特筆すべきものについて精査することを目的とした。2017年度は多くの報道がなされたことから、社会への成果の還元という点において、本研究の進捗状況は極めて良好であるといえる。

2018年度は、それらの研究成果のアウトリーチ活動を中心に活動を展開した。特に、大阪大学総合学術博物館第12回特別展「The Mineral World人と鉱物のつむぐ物語」(2018年10月22日12月21日)は研究成果発表の総括的な場となった。この展覧会は新聞などでも告知されるなど大きな反響があり公表を博した。展覧会の内容と研究成果を加えたものは、大阪大学総合学術博物館叢書16「鉱物石への探求がもたらす文明と文化の発展」として公表した。これらの内容として、2017年度に研究成果が産経新聞(平成29年5月19日夕刊)1面で取り上げられ、また多数の新聞社やテレビ局において報道がなされた石見銀山の鉱物資料における研究関連資料については、発見後初めての詳細情報の公表の場となった。また関連の研究における成果(竜骨関連標本)も新聞記事での発表がなされた。この内容に関しては、1編の学術論文として公表した。このように医療用ととしての石薬のみならず、冶金やその他の用途に用いる石薬においても研究を実施し、新たな石薬研究の可能性を攻究することとなった。1石薬博物学的資料の解読情報による特徴分析に基づいた基原の同定:国内外の石薬の情報収集や伝統医薬市場での石薬市場品の現地調査を行い、供給状況を把握する。中華圏の産地における過去の生産状況や現在発掘されている産地の情報を把握する。歴史的検証に基づき産地において形状・生産・加工・流通状況などの情報収集を行う。その際呼称や過去および現在の産地に留意して調査を進める。国内外の博物館を含む専門施設にて所蔵される石薬資料標本および古文献を主に解析する。同時に医療関係者の資源に対する認識・理解に関する情報など資源保護への認識や使用実態把握に努める。具体的には、当博物館所蔵標本を含めた全国の博物館所蔵標本を調査する。2石薬のマテリアルプロファイルおよびその新規学術的評価系の構築:薬効の再現性には、品質の均一化が必要である。石薬は産地、地層や続成作用により、含有成分や状態が左右されるが、石薬として適する条件を設定できれば石薬の代替品の開発のヒントが見つかる。そこで博物館に保存され、提供可能な石薬サンプルなどの資料を電子顕微鏡およびそれに付随するX線分析装置を活用し、非破壊または微量分析法による科学分析を行い、基原・産出地の同定と判別を試みる。古来、石薬の使用例は治療だけに留まらない。医療以外の用途の石薬にも調査の領域を広げた資料収集と分析研究を実施する。
新規抗体の病理学領域における利用

最近、円口類において、免疫グロブリンに匹敵する特異性をもった可変性リンパ球レセプター(VLR)が発見された。従来、VLRにはA、Bの2種が知られていたが、我々は第3のVLRを同定し、それをVLRCと命名した。本研究により、VLRCはVLRBのように抗体として分泌されるのではなく、VLRAのように膜結合型受容体として機能する可能性が高いことが示された。したがって、VLRの中では、VLRBが免疫グロブリンの代替試薬として最も有望である可能性が示唆された。免疫グロブリンはアミノ酸一残基の違いをも識別できる卓越した抗原認識分子であり、臨床検査試薬、実験試薬あるいは医薬として広く用いられている。最近、最も原始的な脊椎動物である円口類(ヤツメウナギ、メクラウナギ)において、免疫グロブリンに匹敵する特異性と、それを凌駕する結合親和性、安定性をもった抗原認識分子variable lymphocyte receptor(VLR:可変性リンパ球レセプター)が発見された。VLRはleucine-rich repeatモジュールを組み合わせることによって多様性を生み出す。本計画では、VLRを免疫グロブリンの代替試薬として病理学領域において利用する可能性を探る。従来、VLRにはVLRA、VLRBの2種が存在することが知られていた。最近、米国エモリー大学のMax Cooperらにより、分泌型の抗体として機能するのはVLRBであり、VLRAはT細胞受容体のように分泌されないことが示された。われわれは、VLRA、VLRBとは異なる新しいVLR遺伝子を同定し、それをVLRCと命名した。VLRCはVLRA,VLRB遺伝子に匹敵する多様性を生み出すが、LRRCT領域の多様性はVLRA、VLRBのそれに較べ軽度である。また、VLRCはVLRBのように抗体として分泌されるのではなく、VLRAのように膜結合型受容体として機能する可能性が高いことが明らかになった。以上より、VLR分子を免疫グロブリンの代替試薬として病理学領域において利用するにあたってはVLRB分子を用いるべきであることが明らかになった。VLRB分子の抗体代替試薬としての有用性に関しては検討中であり、最終的な結論は得られていない。現在、VLRB分子の抗体試薬としての有用性を種々の観点から検討中である。ヤツメウナギは捕獲可能な時期が季節的に限定されており、捕獲量も減少しているため、動物の確保という点で問題がある。動物の確保に努力するとともに、免疫原として使用する抗原の種類について再検討したい。予定したより少数の動物しか確保できなかったため、動物購入費・維持費に残が生じた。繰り越し額分、次年度の動物購入費・維持費を増額する。24年度に配分される研究費と繰り越し分は全額、消耗品費として使用する。
特異な構造や反応性を示すケイ素遷移金属錯体に関する理論的研究

本年度は,主に以下の成果が得られた。1.ジヒドリド(シリル)タングステン錯体の結合性と動的挙動に関する詳細な理論的研究最近,6族金属では珍しいジヒドリド(シリル)タングステン錯体を単離することに成功し,その結合状態について理論計算[DFT及びCCSD(T)]を行い,この錯体が古典的なW(IV)のジヒドリドシリル錯体では無く,2つの水素とケイ素が弱く相互作用したη^3-シリカートW(II)錯体と見なされる特異な結合状態を持つことを明らかにした。この錯体は,溶液中2つのジアステレオトピックなヒドリド配位子が等価になる動的挙動を示すが,これまでにヒドリドシリル錯体の動的挙動についての理論的研究はほとんど皆無であった。今回,そのメカニズムについて計算を行い,二つの動的挙動の存在を明らかにした。2.ヒドリド(ヒドロシリレン)錯体とa,β-不飽和カルボニル化合物との反応機構に関する理論的研究ヒドリド(ヒドロシリレン)タングステン錯体はa,β-不飽和カルボニルと室温で容易に反応し,ほぼ定量的にanti体のみのシロキシアリル錯体を選択的に与えるということを見出している。生成物の立体選択性から,反応はシリレン錯体では報告例の無かった[2+4]環化付加機構で進行していると予想されるが,[2+2]環化付加機構と区別することは実験的には困難である。そこで,理論計算を行ったところ,[2+4]環化付加機構の方がエネルギー的に有利であることが示された。3.ヒドリド(ヒドロゲルミレン)錯体とヘテロクムレンとの反応研究先に合成したシリレンタングステン錯体は,様々な不飽和有機化合物に対して高い反応性を示すが,ヘテロクムレンとは,複雑な生成物を与えるのみであった。しかし,ゲルミレン類縁体はイソシアナート等とヒドロゲルミル化反応を起こし.新規な5員環骨格を持つ錯体を生成することを見出した。この反応機構を理論計算で明らかにした。1.ルテニウムシリレン錯体の新たな反応性ルテニウム錯体は,タングステン類縁錯体とは異なり,イソシアナートやイソチオシアナートととも室温で容易に反応することを新たに見出した。イソシアナートとの反応では, C=O結合のヒドロシリル化反応を経て5員環骨格を持つ錯体を与えた。イソチオシアナートとの反応では, C=S二重結合の切断によりイソシアニド配位子を持つシリルチオラト錯体を与えた。このような反応もこれまで全く知られていないシリレン錯体の新しい反応である。2.水素架橋ビス(シリレン)錯体の構造,結合状態および動的挙動の解析今回,水素架橋ビス(シリレン)錯体のX線結晶構造解析に成功し, NMRから予想されていたように,水素が確かに2つのシリレンケイ素を架橋した構造をしていること,及びケイ素-ケイ素間距離が結合範囲内にあることを明らかにした。DFT(B3LYP)計算により,モデル錯体Cp(OC)_2W(siH_2-H-SiH_2)の最安定構造を求め, W-Si-H-Si骨格に関する重要な軌道を調べたところ, Wと2つのSi間には, π型軌道とσ型軌道が形成されており, Si-H-Siには3中心2電子結合型の軌道が形成されていることが分かった。従って,計算でも, Si-Si問およびSi-H間に弱い結合性相互作用があることが示された。3.ビフエニルユニットで連結されたシリレン二核錯体の合成と吸収スペクトルの解析不飽和ケイ素を含む分子ワイヤーモデルの最初の例として,タイトルのシリレン二核錯体の合成に成功し,その吸収スペクトルを単核錯体と比較した。二核錯体では,長波長の吸収帯が単核錯体のものに比べレッドシフトすることを見出し,その原因をTD-DFT(B3LYP)計算により解析した。LUMOおよびLUMO+1の軌道は, W=Siユニットとビフェニルユニット全体に広がった共役した軌道であるため,単核に比べて長波長の吸収帯がレッドシフトしたと解釈出来る。

生成物の立体選択性から,反応はシリレン錯体では報告例の無かった[2+4]環化付加機構で進行していると予想されるが,[2+2]環化付加機構と区別することは実験的には困難である。そこで,理論計算を行ったところ,[2+4]環化付加機構の方がエネルギー的に有利であることが示された。3.ヒドリド(ヒドロゲルミレン)錯体とヘテロクムレンとの反応研究先に合成したシリレンタングステン錯体は,様々な不飽和有機化合物に対して高い反応性を示すが,ヘテロクムレンとは,複雑な生成物を与えるのみであった。しかし,ゲルミレン類縁体はイソシアナート等とヒドロゲルミル化反応を起こし.新規な5員環骨格を持つ錯体を生成することを見出した。この反応機構を理論計算で明らかにした。
外来感染症の国内流行リスクのシステム科学研究

1.外来感染症疫学研究:全国の463カ所の伝染病棟の管理部門に対し,1993及び1994年の過去2年間に対象施設で入院治療を受けた患者に関する調査を実施した。調査は郵送自記式質問票調査であり,調査項目は,患者の性,年齢,診断名,推定感染源などである。調査期間は1995年12月1996年1月であった。有効回答数は237件であり,回収率は54.5%であった。1993及び1994年に伝染病棟で入院治療を受けた患者は男640人,女455人であり,男女とも20歳代が最も多く,次いで30,40歳代となっていた。診断名としては,男では赤痢,コレラ,腸チフス,女では赤痢,腸チフス,コレラの順であった。感染地としては,海外ではインドネシア,インド,タイが多く,また国内感染例は23%を占めた。2.数学モデルによるHIV/AIDS予防対策効果の評価研究:海外からのHIV感染者の入国により,国内で異性間での性的接触を介してHIV/AIDSが流行することに対する予防対策効果を,数学モデルを用いて数量的に評価する研究を実施した。数学モデルでは,地域住民が性的活動の異なる4つの集団より構成されていると仮定した。4つの集団とは,性的活動が活発な男と女,性的活動が中庸な男と女である。この集団に,海外から入って来るセクシャルワーカーによりHIVが地域住民に伝播し,異性間の性的接触を介してHIV/AIDSが地域住民の間で流行すると仮定した。モデルでは4種類の対策を想定した,a)海外でセクシャルワーカーと性的関係を持つ男の間でのコンドームの普及,b)地域内のセクシャルワーカーの間でのコンドームの普及,c)地域内の男の間でのコンドームの普及,d)海外から入って来るセクシャルワーカーの減少である。計算の結果,最も効果のあった対策は,地域内のセクシャルワーカーの間でコンドームを普及させる対策であった。この対策を実施することにより,HIV/AIDS流行を1/10以下に抑えることも可能であることが示された。1.既存資料の収集・整理:数学モデル基礎資料として,世界保健機関(WHO)発表の諸外国,米国防疫センター(CDC)発表の北南米,わが国厚生省発表の国内の感染症発生の統計,及びわが国外務省発表の出入国者の統計の収集整理を行った。この作業の過程で,インターネットの利用が最新情報の収集に有効であることを確認した。2.外来感染症疫学調査:厚生省の協力の下,全国463の伝染病隔離病棟の管理部門を対象とする質問票調査を実施した。調査項目は,隔離伝染病患者に関する項目と隔離病棟の機能に関する項目とからなっていた。前者は,過去2年間(1993及び1994年)の隔離伝染病患者の性,年齢,診断名,推定感染地,推定感染源等であり,後者は,隔離病棟の病床数,配置職員数,伝染病予防教育実施状況,過去の患者の運送時間等である。調査の回収率は約55%であった。隔離伝染病患者の項目

解析の結果,(1)2年間で男640人,女455人が隔離病棟に入院しており,(2)診断名は,男では赤痢,コレラ,腸チフス,女では赤痢,腸チフス,コレラの順であり,(3)推定感染地は,男女とも国内,インドネシア,インドの順であり,(4)推定感染源は,男では食物,水,魚介類,女では食物,食物または水,水の順であった。また,隔離病棟の機能の項目解析の結果,(1)病床数は1534床が多く,(2)職員数は医師1人,看護婦12人の施設が多く,(3)定期的な予防教育は約1/4の施設でしか実施されておらず,(4)患者の運送は自施設の救急車または自治体の公用車を使用し1時間程度を要していた。3.数学モデルの流れ図作成:過去に作成したインフルエンザ及びAIDSの数学モデルを基に,最近内外で発表された感染症のモデル(AIDSが多い)のアルゴリズムを加え,外来感染症の国内流行リスク及びその被害の程度を表現する流れ図を作成した。此の研究は,我が国の外来感染症の発生の現状を調べる疫学調査,及びその調査結果等を利用する数学モデルによる外来感染症に対する流行予防効果評価研究からなる。1.外来感染症の疫学研究:全国の463ヵ所の伝染病棟の管理部門に対し,1993及び1994年の2年間に入院治療を受けた患者に関する疫学調査を実施した。調査は郵送自記式質問票調査であり,調査項目は,患者の性,年齢,診断名,推定感染地,推定感染源などである。調査期間は1995年12月1996年1月であった。有効回答数は237件であり,回収率は54.5%であった。結果は以下のとおりであった。1993及び1994年に入院治療を受けた患者は1095人であり,内訳は男640人女455人であった。男女とも20歳代が最多であり,次いで30,40歳代の順であった。診断名は,男では赤痢,コレラ,腸チフスが多く(90%),女では赤痢,腸チフス,コレラが多かった(93%)。推定感染地は,海外ではインドネシア,インド,タイが多く,国内での感染とした症例は23%であった。2.数学モデルによる外来感染症予防対策効果の評価研究:海外からの外来感染症として現在わが国で問題となっているHIV/AIDSを取り上げた。数学モデルでは,地域住民が性的活動の異なる4つの集団,性的活動が活発な男と女,性的活動が中庸な男と女からなると仮定した。この集団に,海外から来るコマーシャル・セックス・ワーカー(CSW)によりHIVが地域の男に伝播し,異性間の性的接触を介してHIV/AIDSが地域住民の間で流行すると仮定した。予防対策としては,a)海外でCSWと性的関係を持つ男の間でのコンドームの普及,b)地域内のCSWの間でのコンドームの普及,c)地域内の男の間でのコンドームの普及,d)海外から来るCSWの減少である。最も効果のあった対策は,地域内のCSWの間でコンドームを普及させる対策であった。この対策を実施することにより,HIV/AIDS流行を無対策に比べ1/10以下に抑えることも可能であると示唆された。
Fcレセプタ-の糖鎖構造とその機能的役割の解析

マウスのマクロファ-ジ細胞株P388D^1は、抗原抗体複合体の貧食に関与するFcレセプタ-を発現しているにもかかわらず貧食能を欠いている。ところが、細胞表面糖鎖の構造を修飾すると貧食能を誘導することができる。この現象の背景にはFcレセプタ-の構造変化があり、それによってレセプタ-の機能発現が誘導されているものと思われる。このような可能性を証明するため、先ず種々の糖鎖修飾試薬による貧食能誘導の実験系の確立を目指した。その結果、Asn結合型糖鎖のプロセシング阻害剤、生合成阻害剤、シアリダ-ゼ等によって貧食能を誘導することができることが判明し、シアル酸やシアル酸含有糖鎖の減少が貧食能の誘導に関与することが示された。更に、貧食に関与するのはFcγ2bレセプタ-であり、このレセプタ-へのリガンドの結合は糖鎖修飾による貧食能の誘導前後で違いがないことが明らかとなった。そこで、条件を確立した貧食能誘導の実験系を用いて、糖鎖修飾による貧食能誘導機構の解析を行った。その結果、Fcγ2bレセプタ-自身が誘導後に明確な糖鎖の構造変化をおこすこと、構造変化をおこしたレセプタ-へのリガンドの結合によってのみ細胞のタンパク質リン酸化が誘導されること、Fcレセプタ-自身もリン酸化を受け、リン酸化アミノ酸はセリンであること、貧食誘導細胞のみがリガンドの結合に依存するアラキドン酸遊離およびホスホリパ-ゼA^2活性の上昇を示すこと、等が明らかになった。以上の結果は、糖鎖の構造変化をおこしたFeγ2bレセプタ-にリガンドが結合することによって、アラキドン酸代謝やタンパク質のリン酸化が活性化され、貧食の誘導がおこることを示唆する。このように、Fcレセプタ-の糖鎖はリガンドとの結合以降の取り込み過程において重要な役割を果たしているものと考えられる。Fcレセプタ-は膜を貫通する糖タンパク質で、抗原抗体複合体の貧食に重要な役割を果たす。マウスのマクロファ-ジ系細胞株P388D_1は細胞膜上にこのレセプタ-を発現し、抗原と結合したIgGのFc部分を認識して複合体と結合するが、これを貪食することはできない。これまで貪食能誘導の実験系について検討してきた結果、DMSOのみならず、糖タンパク質糖鎖のプロセシング阻害剤であるカスタノスペルミンやスワインソニンの共存下でP388D_1細胞を培養することによって貪食能を誘導できることを見出しており、更に細胞のシアリダ-ゼ処理や糖鎖生合成阻害剤であるツニカマイシン共存下で細胞を培養すると同様の貪食能の誘導がおこるという新しい知見も得た。この様な糖鎖の構造修飾は非特異的貪食や補体レセプタ-を介する貪食には影響を与えないことから、Fcレセプタ-分子の糖鎖構造変化がこの分子の機能発現に深く関与していると思われる。Fcレセプタ-にはIgG2aをリガンドとするFcγ2aレセプタ-と、IgGlやIgG2bをリガンドとするFcγ2bレセプタ-があることから、IgG2aあるいはIgG2bでコ-トした羊赤血球の貪食やIgG2a、IgG2bの貪食阻害を観察した結果、糖鎖の構造修飾によって誘導される貪食はFcγ2bレセプタ-を介することが判明した。そこで、ヒトの凝集IgGーセファロ-スへの親和性を利用して、細胞のNP40

可溶化物からFcγ2bレセプタ-を精製し、SDSーPAGE等で分析した。その結果、貪食能を誘導することができる各種薬剤処理によってFcγ2bレセプタ-分子に含まれる糖鎖が変化することを、電気泳動上での移動度の違いやレクチンとの反応性を観察することによって明らかにした。従って、レセプタ-分子の糖鎖構造変化が貪食能誘導に積極的に関与していることは間違いなく、その機構を探ることを次年度の中心課題として研究を進めている。マウスのマクロファ-ジ細胞株P388D_1は、Fcレセプタ-を介する貧食能を欠く。ところが、糖鎖構造修飾試薬であるスワインソニンやトニカマイシン存在下で細胞を培養すると、貧食能が誘導される。貧食に関与するFcγ2bレセプタ-の糖鎖構造を貧食能の誘導前後で解析したところ、違いがあることが明らかとなった。この変化は、粒子状や可溶性の抗原抗体複合体を用いた実験から、リガンドの結合量や結合の親和性には影響を及ぼさないことが判明した。そこで、レセプタ-へのリガンドの結合シグナルがどのように伝達され取り込み反応に結びつくのかという点に着目して、貧食能の誘導機構を解析した。先ず、糖鎖の構造修飾による貧食能の誘導前後で、タンパク質のリン酸化を見た。その結果、貧食能を獲得した細胞のみがリガンドの結合に依存する数種のタンパク質のリン酸化をおこすことがわかった。この中にはFcレセプタ-自身も含まれ、リン酸化アミノ酸はセリンであった。また、非貧食性の未処理細胞にcAMPやアデニル酸シクラ-ゼの活性化剤であるフォルスコリンを添加したところ、貧食能の誘導が見られた。従って、貧食過程にはFcレセプタ-へのリガンドの結合に依存するタンパク質リン酸化が重要な反応として含まれることが示唆された。更に、リガンドの結合がどのようにしてリン酸化や貧食能を誘導するのかということに関連し、アラキドン酸代謝の関与を検討した。その結果、貧食を誘導した細胞のみがリガンドの結合に依存するアラキドン酸の遊離およびホスホリパ-ゼA_2活性の上昇を示すことが明らかとなった。アラキドン酸代謝阻害剤は、タンパク質のリン酸化や貧食を阻害することも明らかになり、糖鎖の構造修飾によって誘導される貧食過程にはアラキドン酸代謝、タンパク質のリン酸化反応の活性化が重要な反応として介在することが示された。
植物ウイルスの病徴発現に関わるPTGSのメカニズム

(1)PVXのTGBp1およびCP遺伝子のPTGS誘導によるウイルス感染阻害PVXのTGBp1あるいは外被タンパク質(coatprotein;CP)遺伝子の一部領域のinverted repeat配列を持つコンストラクトを構築した。これらをタバコ属植物にagroinfiltration法を用いて発現させたところ、TGBp1あるいはCP遺伝子のsmall interfering RNA(siRNA)の蓄積が認められた。これらのコンストラクトは、その発現領域においてPVXの感染阻害を誘導し、GFP発現PVXとのco-infiltrationにおいてはGFP蛍光を低下させた。これらの結果から、Potexvirus属ウイルスにおいて初めてinverted repeat配列による感染阻害が示され、さらに、CP遺伝子と比してTGBp1遺伝子配列を持つコンストラクトにより誘導される感染阻害がより強力であることが明らかとなった。(2)PlAMVの病徴を決定するウイルス因子の解析Nicotianabenthamianaに致死性壊死を引き起こすPlAMVのLi1分離株および無病徴全身感染をするLi6分離株を用いて、これらの病徴型を決定するウイルスゲノム因子の同定を行った。キメラウイルスおよび部位特異的変異導入ウイルスの病徴型の解析から、これらの病徴型の決定に複製酵素の1154番目のアミノ酸が関与していることが明らかとなった。青森県においてユリに発生したウイルスの感染植物から、病原性の異なるウイルス6分離株(Li1,2,3,4,5,6)を単離した。ウイルス分離株の単離は、Tetragonia expansaを用いた単病斑分離を繰り返すことで行った。これらの各分離株のNicotiana benthamianaおよびChenopodium quinoaにおける病徴を解析した。各分離株の感染葉からウイルス粒子を精製し、ゲノムRNAの抽出、ゲノムcDNAの合成を行い、プラスミドベクターにクローニングを行った後、ショットガン・シークエンスによりウイルスゲノムRNAの全塩基配列を決定した。その結果、これらの6分離株間の塩基配列の相同性は、ゲノム全体で99.5%以上と非常に高いことが判明し、これらは同一種のウイルスであることを明らかにした。すべての分離株のゲノムRNAには5つのopen reading frame (ORF)が存在し、そのORF構造はポテックスウイルス属ウイルスに特徴的であった。また、これらのORF中にはメチルトランスフェラーゼドメイン、MTP結合ドメイン、RdRpドメイン、GKSモチーフ、YRDGモチーフ、AFDFモチーフ等の保存ドメイン・モチーフが存在することを確認した。これらの分離株の塩基配列とポテックスウイルス属ウイルスの既報の塩基配列との相同性解析を行い、ロシアでPlantago asiaticaにおいて発生が確認されているポテックスウイルス属ウイルスのオオバコモザイクウイルスと78%と高い相同性を示すことを確認した.ポテックスウイルスの種および系統のボーダーラインの基準がら判断することで、今回単離したウイルス分離株が、本邦でこれまでに発生が確認されていないオオバコモザイクウイルスであることを明らかにした。植物ウイルスは植物に感染すると特異的な病徴を引き起こし、種々の農作物に収量低下などの深刻な被害を引き起こす。最近になって、植物のウイルスに対する防御機構としてpost transcriptional gene silencing(PTGS)の関与が示唆されているが、その分子機構は未だ体系的に理解されていない。ポテックスウイルスは多くの植物に甚大な被害を与えており、その病原性発現の分子機購を解明することは植物病理学上重要である。そこで、本研究では、病原性の異なるポテックスウイルスを内外より蒐集し、それらを宿主特異性および病原型に基づいて類型化した後、全ゲノム解析や感染性cDNAクローンの作出を行う。さらに、病徴の発現とPTGSの分子機構がどのように関与しているかを解明することで、その制御技術を確立し耐病性分子育種の基盤的知見を得ることを目的とする。本研究では、すでに日本各地より新たなポテックスウイルスの各系統を蒐集した。さらに蒐集したウイルスを検定植物へ接種することによりその感染性や病徴について詳細な解析を行い、塩基配列情報が報告されていない系統に関しては全長配列を決定した。また、その中でも壊死やモザイクといった特徴的な病徴を呈するウイルス系統に関して感染性cDNAクローンを作出し、これらの病原型の異なる系統間でキメラウイルスを作出し、病徴型との関連を比較・解析することでウイルス側の病徴決定部位の探索を行った。その結果、複製酵素の1アミノ酸が植物体の壊死を決定していることを突き止め、現在PTGSの関与について詳細な解析を進めているところである。

キメラウイルスおよび部位特異的変異導入ウイルスの病徴型の解析から、これらの病徴型の決定に複製酵素の1154番目のアミノ酸が関与していることが明らかとなった。