hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精子と卵子の融合におけるSOF1の生理学的機能の解明

【Sof1の発現パターンの解析】マウスの心臓、肝臓、脾臓、腎臓、脳、胃、腸、精巣、卵巣、子宮を採取し、それぞれの組織からTotal RNAを抽出した。得られた各組織由来のTotal RNAから逆転写酵素を用いてcDNAを合成し、PCRを行ったところ、Sof1は精巣で特異的に発現していた。【Sof1 KOマウスの表現型解析】(1)KOマウス作製:Sof1の開始コドンと終止コドンの付近にguide RNAを設計した。標的配列をCas9発現プラスミドに挿入し、ES細胞にトランスフェクションしたところ、48クローン中17クローンでSof1のコーディング領域が欠損していた。染色体数が正常なES細胞クローンを8細胞期胚へ注入し、キメラマウスを作製した。得られたキメラマウスを交配させて、KOマウスを得た。(2)KOマウスの妊よう性:KOメスの妊よう性は正常だったが、KOオスと交配した野生型メスからは産仔が得られなかった。(3)表現型解析:KOオスと交配したメスの卵管から卵を回収したところ、受精卵は得られなかった。詳細に観察したところ、KO精子は囲卵腔に溜まっていた。以上からKO精子は融合不全を示すことがわかった。(4)抗体作製:マウスSOF1のペプチドを抗原としてウサギに免疫し、ポリクローナル抗体の作製を試みた。得られた抗体を用いて、ウェスタンブロティングや免疫染色を行ったが、特異的なシグナルは得られなかった。申請書に記入した研究計画通りに研究を遂行できたため。Sof1のコーディング領域をpETベクターやpGEXベクターに組み込み、大腸菌(BL21株)に導入して、SOF1タンパク質を発現させた。今後、精製SOF1タンパク質をウサギやKOメスマウスに免疫して抗体作製を行う予定である。精巣や精子からタンパク質を抽出し、作製したSOF1抗体を用いて共免疫沈降物を得る。既知の融合必須因子(IZUMO1やSPACA6)だけでなく、LC-MS/MS解析により、相互作用する新規分子を調べる。ヒトや家畜のSOF1のコーディング領域をカルメジンプロモーター直下に挿入して、制限酵素により直鎖DNAフラグメントを得る。そのDNA断片を、体外受精により得たKO受精卵の前核に注入して、トランスジェニック(TG)マウスを作製する。そのTGマウス由来の精子の融合能力を調べる。
地震波動の3次元数値シミュレーションのための微分演算子の最適化に関する研究

Pseudospectral法を用いて地震波動計算を行う際に発生する高周波ノイズを軽減するための,新しい数値微分(Fourier微分)法を開発した。従来のFourier微分法ではNyquist波数までの全ての波数を厳密に扱うため,計算を進めるにつれて高波数ノイズが蓄積し,計算が発散するという問題があった。このような計算ノイズの累積は計算領域の次元が高いほど顕著に現れるため,これまでのPseudpspectral法による波動計算では3次元波動計算ができなかった。本研究では,まず,Fourier微分でノイズが発生するメカニズムを,計算過程の可視化ビデオ画像をもとに調査した。そして,このノイズ軽減のために,Lanchosフイルタの利用と計算の過程に減衰の効果を組み込む工夫の二つについて検討した。また、Pseusoepectral法で一般に用いられている,不連続で安定なFourier微分法(対称法,古村・竹中,1992)が高波数ノイズを地表付近にトラップさせるという問題も明らかにした。次に,3次元波動計算を高速に行うための並列計算の可能性について調査した。現有の計算機環境では実用的な3次元計算が困難であるため,計算は8台のワークステーションクラスタを用いた疎結合の並列システム上で行った。プロセッサ間のデータ通信のようすをビデオ装置を用いて可視化し,並列化の効果が最大となる最適な分散形態を求めた。Pseudospectral法ではFourier微分が独立した計算の基本単位となるが,この演算を複数のワークステーションで分散処理させた場合にはデータ転送と回収の時間が全計算のボトルネックとなる。このため,分割数が4つ,転送データサイズは4KByte程度(Ethernetの場合)に計算の効率が最大となることがわかった。
第二次大戦期アメリカ日系宗教の二世教育活動

まず、地域差についてである。ハワイは二世が指導力を発揮できる状態にあったため、公認組織を使った活動を展開できた。民間団体「非常時奉仕委員会(Emergency Service Committee, ESC)は二世団体で、ハワイ全体を戦時体制への後方支援、日系人のアメリカ化推進啓発活動を進める上で主導的役割を担った。シカゴの二世は再定住者の新参者として日系組織の形成に着手するのが精一杯であった。シカゴで1944年に設立された2つの仏教会は二世が主導し、現地キリスト教会の協力支援の上で設立された。ニューヨークの二世は一世の指導力を補足する形でその存在感をかろうじて示せるにとどまっていた。ニューヨークの日系プロテスタント教会は二世グループの形成期であったため、主要な活動は一世を手伝うという形態となった。杉町八重充が主導したカリフォルニア州における日本語学園システムは、戦前の日本語学校展開の基盤があり、その上に抑留時代の教育体験を経て設立されたものであった。次に、宗教差についてである。キリスト教系は現地の主流宗教という優位性を生かし、現地キリスト教諸団体との連携や日系独自の企画を進め易かった。ニューヨーク日系プロテスタントは米国内外の反ファシズム・民主化を進める現地プロテスタントの動きに呼応し、被収容者や再定住者の日系人への教育支援、現地プロテスタント異人種間交流企画への参画が進められた。仏教は敵国宗教としてアメリカ化や世代交代の推進、キリスト教との交流他「土着化」に向けた努力を精力的に進めていた。シカゴに設立された仏教会はその典型例であるといえる。新宗教は後発集団として周縁性を有しつつも、戦後は日本の文化・社会資本を活用した復興を進めるというやり方がとられた。ハワイにおける神道系新宗教教団である天理教と金光教がその好事例である。研究分担者が着実に仕事を進め、研究成果をあげている。現在は、研究成果をまとめる段階に入っている。2020年3月研究成果出版に向け、各自が論文を執筆中であり、順調に進んでいる。本研究の目的は、1940年代アメリカで展開した日系二世に対する教育活動を、転住収容所外地域に焦点を当て、その特徴を明らかにするところになる。特に、特徴を考察するにあたり、アメリカ化、道徳、日系文化という3つの面を中心に考察するものである。本年度においては、各研究分担者は以下の研究を行った。吉田は、収容所内で実施されたキリスト教会による教育活動、再定住に向けたプログラムを調べることで、ニューヨークに再定住した日系人の教育背景を検討した。物部は、ハワイの日系二世指導層が組織した非常時奉仕委員会の活動について調査した。同団体の幹部にキリスト者が多いことから、日系社会とアメリカ軍との架け橋として行った様々なアメリカ化活動の特徴を考察した。竹本は、1941年を中心に戦時下の日本語教育について研究を行った。1941年にカリフォルニア州で編纂されようとしていた日本語教科書の編纂過程とその意義について、とくに南加日本語学園協会による日本語学校の方針や教育方法に注目して分析した。本多は、戦時中の日系アメリカ人強制収容所における仏教会の活動を収容所ごとにまとめ、さらに収容所外の動きとして仏教徒のシカゴへの転出、開教使の赴任について考察した。高橋は、第二次大戦期のアメリカにおける日系宗教の二世教育活動のうち、ハワイの日系新宗教、とりわけ金光教や天理教による二世に向けた教化活動に関わる基礎的資料の収集・整理を進め、とくにすでに収集済みの関連資料の整理と分析を中心的な作業とした。上記の研究活動の報告は、8月の研究合宿時に、担当者によって発表がなされた。本年度の研究活動は、ハワイ、シカゴ、ニューヨークという地域での日系教育史の実体解明のための基礎資料蒐集として成功を収めた。各地で展開された日系宗教団体による教育活動を検討するに必要な資料が十分に集められたからである。本年度に予定していた、基礎資料の調査は、十分な成果を上げ、日系宗教団体による日系教育活動の特徴を解明する研究を進めていく見通しが立ったからである。また、蒐集した資料の検討に於いても、各分担者が予定していた研究テーマを推し進めていくための、見通しが立っている。本研究の目的は、1940年代アメリカで展開した日系宗教団体による日系二世に対する教育活動を、転住収容所外地域に焦点を当て、その特徴を解明するところにある。特に、アメリカ化、道徳、日系文化化という3面を中心に考察するものである。本年度において実施した各研究分担内容は以下の通りである。吉田は、ニューヨークの日系キリスト教会による転住収容所から退出する日系人再定住者に対する教育・福祉プログラムを1945年まで検討した。アメリカ・プロテスタント団体や日系諸団体との連携によるもの、単独のものを含め、多様な内容の活動の特徴を分析した。物部は、第二次大戦中、ハワイ人種統合委員会から派生した日系二世によって組織・運営された「士気高揚・非常時奉仕委員会(ESC)」に焦点を当てて、その活動を明らかにする試みの一環として特に二世のESCメンバーであったシゲオ・ヨシダの戦前・戦中・戦後の活動に着目し、ESCによる活動の変化をリーダーの視点から分析した。竹本は、日本語学園共同システムによって日本語学校を開設した杉町八重充に注目し、第二次世界大戦中の敵性外国人拘留所の教育事情を明らかにしながら、杉町が拘留体験をいかに解釈し、日本語学園の理論に結びつけたのかを明らかにした。

本多は、第二次大戦時、フリーゾーンにあった仏教会、戦時中に活動を始めた地域の仏教会、戦時中に新しくできた仏教会の例挙げ、収容所内仏教会の活動状況と対比してその特徴を浮き彫りにした。高橋は、ハワイの天理教、金光教史を概観し、特に第二次大戦中は国家神道と同一視されて活動規制の対象とされたこと、戦後は復興を遂げていくことなど両者に多くの共通点があるという点に関する掘り下げた分析をされた。上述の研究活動の報告は、本年度各担当者がそれぞれの担当地域で実施した資料調査に基づき、8月の研究合宿時に、担当者によって発表がなされたものである。本年度に予定してた基礎資料の調査は成果を上げ、日系宗教団体による日系二世に対する教育活動の特徴を明らかにする研究を着実に進めていく見通しは立っている。本研究の目的は、1940年代アメリカの日系宗教団体による日系二世に対する教育活動を、アメリカ化、道徳、日系文化化という3面に着目し、転住収容所外地域であるニューヨーク、シカゴ、ハワイを中心に考察するものである。本年度において実施した各研究分担内容は以下の通りである。吉田は、ニューヨークの日系プロテスタントはその教育活動として、戦後日系社会・祖国日本の復興という二重目標を掲げ、日本の民主化・キリスト教化のための聖書送付や神学校の復興のための財政支援、国内の民主化・キリスト教化のために日系二世と教派・人種を越えた交流を推進したことを明らかにした。竹本は、テキサス州クリスタルシティ抑留所に収監された日系人に拘わる教育活動を、公立学校と日本語学校内で展開された青少年団・少女団による青少年教育及び中等教育機関による弁論大会の特質、そして教師の特徴(ハワイから来た開教使が圧倒的に多数)を明らかにし、それらの特質・特徴が生じた理由の解明を次年度の課題とした。物部は、戦時下ハワイで設立された士気高揚・非常時奉仕委員会による教育活動に着目し、特にリーダー格であったシゲオ・ヨシダ、標準英語を話させる運動のような日系人をアメリカ化さようとする動きや、宗教についての討論内容の特質を明らかにした。本多は、戦時中に転住収容所を出た多くの日系再定住者が向かった先であるシカゴに設立された中西部仏教会とシカゴ仏教会の教育活動の特徴として、二世が積極的に参加して地域連合組織を設立し、人種を越えた礼拝出席が早期に実現し、他宗教との交流が進行していたことを挙げ、その理由を明らかにした。高橋は、40年代ハワイの日系宗教(天理教と金光教)を事例に、その教育活動の特徴として、現世利益性、日本とのネットワーク、周縁層が多い、女性の活動が顕著、二世の活躍時期が遅いことを挙げ、その理由を明らかにした。本年度に予定していた基礎史料の調査は順調に進み、日系宗教団体による日系二世に対する教育活動の特徴を明らかにする研究を着実に進めていく見通しは立っている。まず、地域差についてである。ハワイは二世が指導力を発揮できる状態にあったため、公認組織を使った活動を展開できた。民間団体「非常時奉仕委員会(Emergency Service Committee, ESC)は二世団体で、ハワイ全体を戦時体制への後方支援、日系人のアメリカ化推進啓発活動を進める上で主導的役割を担った。シカゴの二世は再定住者の新参者として日系組織の形成に着手するのが精一杯であった。
非光合成窒素固定微生物群の水田土壌における時空間分布と寄与率の解明

本研究は、水田土壌生態系における新規な窒素供給プロセスの解明を目指し、鉄還元細菌を含む水田下層土中の窒素固定微生物の時空間分布の変動、及び全窒素固定量に対する寄与率をFISH-NanoSIMS法を用いて明らかにすることを目的としている。H30年度は(1)土壌からの細菌細胞分画法の検討、および(2)FISH法の鉄還元細菌分離株および水田土壌細菌への適用を行った。(1)土壌からの細菌細胞分画法の検討:土壌細菌をFISH法などの蛍光観察による検出の際、土壌粒子や有機物による自家蛍光や染色阻害のためノイズや蛍光検出感度の低下が生じるため、土壌を直接観察するのは困難である。また、土壌構造の隙間に生息する細菌の観察には土壌構造の破壊が必要であり、前処理(土壌分散処理)が必要となる。本研究で計画しているFISH-NanoSIMS法では夾雑物のない状態での細胞観察が必要なため、土壌粒子が除去され、細胞のみが濃縮された状態が望ましい。従ってH30年度は土壌からの細菌細胞分画法の検討を行なった。(2)FISH法の鉄還元細菌分離株および水田土壌細菌への適用: FISH法は蛍光色素のついたプローブを標的微生物の核酸に結合させ、蛍光顕微鏡下で観察する方法である。プローブの反応条件は様々であるため、標的微生物に対し条件検討が必要となる。また、土壌細菌細胞は分離菌株よりも染色が難しいとされるため、条件検討が必要となる。従って、H30年度は標的とする鉄還元細菌および土壌細菌への適用に向けたFISH法の条件検討を行なった。(3)土壌の窒素固定活性条件検討:水田土壌の窒素固定活性が高まる条件を検討した。本項目はNanoSIMS法での検出に向けた、鉄還元細菌に安定同位体窒素を取り込ませる土壌培養実験の布石となる。(1)土壌からの細菌細胞分画法の検討:土壌の分散に用いる機器、反応時間、分画方法等を、水田土壌を用いて検討した。細胞分画は密度勾配遠心分離法を適用した。分画した細胞の全細菌数をエチジウムブロマイド染色し、蛍光顕微鏡下で観察および計測した。回収率は数十%と低いため、分散時間を延長するなど課題が残る。(2)FISH法の鉄還元細菌分離株および水田土壌細菌への適用: GeobacterおよびAnaeromyxobacter属細菌培養株を用いてFISH条件の検討を行なった。本年度は全細菌およびGeobacter属細菌のプローブで試験を行なった。細菌株での試験は成功した。一方、土壌の細菌細胞に対するFISH染色では蛍光が弱く観察が困難だったため、前処理およびFISH反応時間等を検討する必要がある。(3)土壌の窒素固定活性条件検討:水田土壌の窒素固定活性が高まる条件の検討を行なった。ある一定条件下で培養した土壌のアセチレン還元活性法による微生物の窒素固定活性能を分析した。暗所・湛水条件での培養が特に窒素固定活性を高めることが示され、鉄還元細菌を含む嫌気性細菌による窒素固定反応であることが期待される。H31年度は下記(*)実験検討が完了の後、NanoSIMS分析に向け、安定同位体窒素を用いた土壌培養および土壌微生物による窒素取り込み率の確認を行う計画である。当初は水田土壌のモデル培養系の時系列モニタリングを計画していたが、予算と時間の都合上、複数の時系列試料を用いた土壌物理化学性のモニタリング、およびFISH-NanoSIMS分析は困難と考えられた。従って、本研究ではその前段階として、まずは窒素固定活性が高まった条件下の培養土壌を用いて鉄還元細菌の窒素取り込み率の証明を目指す。*現在までの進捗状況における課題の解決に向けた実験検討(1)細菌細胞回収率の向上に向けた条件検討が必要。土壌の分散処理の時間および回数を検討する。(2)土壌の細菌細胞のFISH条件の検討。前処理として酵素処理や反応時間の延長など検討する。

(3)土壌の窒素固定活性条件検討:水田土壌の窒素固定活性が高まる条件を検討した。本項目はNanoSIMS法での検出に向けた、鉄還元細菌に安定同位体窒素を取り込ませる土壌培養実験の布石となる。(1)土壌からの細菌細胞分画法の検討:土壌の分散に用いる機器、反応時間、分画方法等を、水田土壌を用いて検討した。細胞分画は密度勾配遠心分離法を適用した。分画した細胞の全細菌数をエチジウムブロマイド染色し、蛍光顕微鏡下で観察および計測した。回収率は数十%と低いため、分散時間を延長するなど課題が残る。(2)FISH法の鉄還元細菌分離株および水田土壌細菌への適用: GeobacterおよびAnaeromyxobacter属細菌培養株を用いてFISH条件の検討を行なった。本年度は全細菌およびGeobacter属細菌のプローブで試験を行なった。細菌株での試験は成功した。一方、土壌の細菌細胞に対するFISH染色では蛍光が弱く観察が困難だったため、前処理およびFISH反応時間等を検討する必要がある。(3)土壌の窒素固定活性条件検討:水田土壌の窒素固定活性が高まる条件の検討を行なった。ある一定条件下で培養した土壌のアセチレン還元活性法による微生物の窒素固定活性能を分析した。暗所・湛水条件での培養が特に窒素固定活性を高めることが示され、鉄還元細菌を含む嫌気性細菌による窒素固定反応であることが期待される。H31年度は下記(*)実験検討が完了の後、NanoSIMS分析に向け、安定同位体窒素を用いた土壌培養および土壌微生物による窒素取り込み率の確認を行う計画である。当初は水田土壌のモデル培養系の時系列モニタリングを計画していたが、予算と時間の都合上、複数の時系列試料を用いた土壌物理化学性のモニタリング、およびFISH-NanoSIMS分析は困難と考えられた。従って、本研究ではその前段階として、まずは窒素固定活性が高まった条件下の培養土壌を用いて鉄還元細菌の窒素取り込み率の証明を目指す。*現在までの進捗状況における課題の解決に向けた実験検討(1)細菌細胞回収率の向上に向けた条件検討が必要。土壌の分散処理の時間および回数を検討する。(2)土壌の細菌細胞のFISH条件の検討。前処理として酵素処理や反応時間の延長など検討する。研究の進捗がやや遅れており、計画していた実験の一部を次年度で遂行することとなったため。実験に必要な試薬代として使用する計画である。
睡眠時無呼吸による心血管病の発症・進展メカニズムの解明と予防法の確立

間歇的低酸素(IH)に対する血管平滑筋細胞(VSMC)の細胞内応答メカニズムを解明し、閉塞性睡眠時無呼吸による心血管病の発症・進展の鍵となる分子を同定することを目的として研究を行ってきた。本年度の主な実績は、これまで得た知見を論文にするとともに国際学会にて発表し、これまでの結果を糧に今後の研究の下準備をしていたことである。今後の下準備に関しては現在も進行中である。これまでに我々は、IHはVSMCにおいて細胞増殖等に関与するEREGと炎症反応に関わるインターロイキン(IL)-6を増加させ、その結果として細胞増殖を引き起こすことを明らかにした。その過程でpromoter assayを行ったところ、IHによるEREG promoter領域の活性化を認めなかった。これは、IHにおいて活性化するとされるnuclear factor-κBまたはhypoxia-inducible factor-1がIHによるEREG増加に寄与しないことを示唆している。またmicroRNAに関しても否定的な結果であった。そこで、各種実験条件や新たに実行できる研究方法の見直しをおこない、現在これまでと違った方法で本研究課題を成し遂げるための下準備を行っている。閉塞性睡眠時無呼吸による心血管病の発症メカニズムの解明を目的として、血管平滑筋細胞の間歇的低酸素(IH)に対する応答メカニズムを検討してきた。本件申請時から平成27年度末までにIHにおけるepiregulinのpromoter assayを行ったが、IHにより活性化される転写因子の同定には至らなかった。本年度は、予備実験から見出したcyclooxygenase (COX)と、別検討でIHとの関連が示唆されたinterleukin-6 (IL-6)に関する検討を行なった。得られた結果は以下の通り。1COX-1およびCOX-2 mRNAは、少なくともIH暴露72サイクル(24時間)にて有意に増加した。2cell conditioned mediumにおけるprostaglandin E2は、IH暴露72サイクル(24時間)にて有意に増加した。3IHによりIL-6は増加するため、IL-6 (100 ng/mL)にて細胞を刺激した結果、COX-1 mRNAの発現量は変化せず、COX-2 mRNAは刺激後1時間まで有意に増加した。4IHによりIL-6は増加し、IL-6によりepiregulinおよびamphiregulin mRNAは増加するため、IHによるepiregulinおよびamphiregulin mRNAの増加に対してIL-6中和抗体を用いた検討を行ったが、IL-6中和抗体による有意な抑制効果は認めなかった。現在、IL-6とその受容体のsiRNAを用いた検討も行っている。IHによるCOXの発現増加は血管壁における炎症を引き起こすと考えられる。また、IHにより増加したIL-6はCOXやepiregulin等の発現増加に寄与している可能性がある。そのため、COXやIL-6はIHによる動脈硬化発症メカニズムにおいて重要な役割を担っている可能性がある。本研究課題当初はepiregulinのプロモーターアッセイによりIHによる遺伝子発現制御に関わるプロモーター領域と転写因子の同定であったが、それらの同定には至らなかった。そこで、間歇的低酸素暴露に関して共同的に研究している本学の生化学講座に意見を求め、改めてIHによるepiregulin増加に関与する可能性のある分子としてシクロオキシゲナーゼとインターロイキン-6を見出すことが出来た。本来予定していた計画が進まず予定と異なるアプローチとなっているが、本研究の目的は閉塞性睡眠時無呼吸による心血管病発症・進展の鍵となる分子の同定であり、その可能性のある分子が挙っていることから極端な遅れは生じていないと判断している。これまでの研究においてepidermal growthfactor (EGF) familyであるepiregulin (EREG)、amphiregulin (AREG)、neuregulin-1が間歇的低酸素暴露(IH)における細胞増殖に関与する候補因子として研究を行ってきた。本年度の研究において、IHにおけるAREGやneuregulin-1の増加は僅かであり以後の検討は難しいと判断され、EREGに焦点を絞って行った。一方で、IL-6 mRNAがIHにより増加すること、並びにIL-6刺激によりEREG mRNAが増加することを以前に確認していたため、IHによるEREG mRNAの増加に対するIL-6の関与をIL-6 siRNAおよびIL-6 receptor siRNAを用いて検討したところ、IHによるEREG mRNAの増加がIL-6 siRNAおよびIL-6 receptor siRNAにより有意に抑制された。そこで、ELISAによりIHによるIL-6およびEREGの蛋白質としての増加を確認し、同様にELISAにてそれらの増加がIL-6 siRNAおよびIL-6 receptor siRNAにより有意に抑制されることを確認した。また、EREGはautocrineとして機能するため前駆体であるpro-EREGの発現をcell lysateを用いて確認した結果、pro-EREGもIHにより増加していることが確認された。この他にIHによるcyclooxyrgenase-2 mRNAとconditioned medium中のPGE2の有意な変動を確認したが、それらの程度は低く、以後それらの検討を行うのは厳しいと判断した。現在、ここまでのIHにおけるIL-6とEREGに関する新しい知見を纏めた論文に対してFEBS open bioよりacceptのメール(2018/3/30)をもらっている(論文記載のacceptの日付は2018/4/4)。また、78th American Diabetes Association Scientific Sessions (Orlando, FL)と第18回国際薬理学・臨床薬理学会議(WCP2018)(京都)においても発表することとなっている。全体を通して研究が遅れている理由の一つに予想外の細胞応答があげられる。

IHによるEREG等の増加メカニズムの解明の一歩として、はじめにpromoterの活性化を考えたがその寄与は十二分なものではなかった。そこで、miRNAの関与を検討したが、その寄与も十分とは言えなかった。以上のことから、IHによるEREG mRNAの増加において、promoter並びにmiRNAの寄与は低いものと推察され、改めてEREGの発現に影響するとともにIHにより発現が変動する因子をスクリーニングしたことで、前年度途中から検討しているIL-6へと繋がっている。この一連のことが当初の計画より大幅に遅れている主要因である。また、今年度生じた主要な遅延要因として、メーカーによる要因と日常業務による要因がある。メーカーによる要因は、メーカー指定の細胞培養液が変更になったことや購入した細胞培養液の異常を認めたために、改めて細胞培養やこれまでの結果を検証する等の必要性が生じた。また、海外からキットの輸入で1ヶ月以上待たなければならないことが2度あった。日常業務による要因は、受け持ちの講義の増加等がある。その他に論文のtransfer serviseによる投稿先の変更やeditorからのdecisionの遅さ等があった。以上のような理由から結果的に遅延しているが、ここまでの新しい知見を纏めた論文に対してFEBS open bioよりacceptの返答(2018/3/30)をもらっている(論文記載のacceptの日付は2018/4/4)。今後に関して、これまでの検討によりIHによるEREG mRNA増加に対してpromoterやmiRNAの寄与が低かったことから、IHに対してEREG mRNAを増加させるメカニズムは限られてきている。そのため、IHに対する細胞応答メカニズムの一端は、比較的速やかに解明できるものと考えている。間歇的低酸素(IH)に対する血管平滑筋細胞(VSMC)の細胞内応答メカニズムを解明し、閉塞性睡眠時無呼吸による心血管病の発症・進展の鍵となる分子を同定することを目的として研究を行ってきた。本年度の主な実績は、これまで得た知見を論文にするとともに国際学会にて発表し、これまでの結果を糧に今後の研究の下準備をしていたことである。今後の下準備に関しては現在も進行中である。これまでに我々は、IHはVSMCにおいて細胞増殖等に関与するEREGと炎症反応に関わるインターロイキン(IL)-6を増加させ、その結果として細胞増殖を引き起こすことを明らかにした。
地域の紫外線量及び赤外線量の違いがヒトの生理的多型性へ及ぼす影響

(1)屋外において、被験者を用いて背中を太陽光(紫外線)曝露する場合と衣服により紫外線防護する場合を比較することにより、紫外線の影響について検討した。3時間の紫外線曝露グループでは、NK細胞の活性が低下しIL-6が増加するなど免疫系への影響が認められた。太陽光曝露中では、交感神経を優位にさせ、曝露終了後には体温の放熱がより高くなり、紅斑が有意に高くなった。同様の実験を香港において香港人を被験者として実施し、日本人と香港人の結果を比較検討した。(2)人工的条件による紫外線の影響を知ることを目的として、被験者実験を行った。バイタライトを光源としてUVカットフイルムの有無による効果について免疫機能、自律神経系、主観的評価に関して計測した。本実験では、免疫系や自律神経活動には有意な差は認められなかったが、夜間の睡眠構造の分断化が認められ、生体への影響が伺われた。(3)ヘアレスマウスを用いて紫外線が動物の活動や体温リズム、免疫器官、内分泌器官へ与える影響について検討を行った。光強度が小さいため免疫器官や内分泌器官への影響は明瞭ではなかったが、活動リズムに関しては、紫外線が活動を抑制し、リズムが明瞭になる傾向が認められた。(4)日本(奈良)と香港において屋外の紫外線(UVB,UVA)量、全天日射量の経時的観測を行ない、取得データからその季節変動を調べた。UVB、UVA,全天日射量は1.74,1.11.7,1.22.1倍だけ香港が高かった。これら放射量と緯度、オゾン量等との関係を調べた。(5)UV強度法測定装置を用いて衣料用布の紫外線防護性を評価した。UV透過率に及ぼす測定条件の検討、および、布構造の影響(厚さ、重さ、空隙率)に関する検討を行った。光ファイバ型紫外/可視分光器を用いた装置を試作し、各種繊維素材からなる白色布および染色布の分光透過率および分光反射率を測定した。本研究プロジェクトの初年度においては次に示す4項目について研究を行った。以下に各項目の概要を記す。(紫外線はUVと略記することがある。)(1)紫外線の人体影響に関する着用実験:着用実験の被験者は太陽光に直接暴露するグループおよび紫外線防護機能をもつ衣服を着用するグループに分けられ、皮膚温、心拍数、免疫機能を測定し解析を行った。衣服の紫外線防護機能が皮膚カラーの測定より確認された。心拍数変動解析および免疫機能の解析から、紫外線曝露により交感神経機能は亢進したが、副交感神経機能は照射後に有意に増大していることが認められた。(2)紫外線の影響に関する動物実験:ヘアレスマウスを用いて紫外線が活動や体温リズム、免疫器官、内分泌器官へ与える影響について検討を行った。本実験における光強度では免疫器官や内分泌器官への影響は明確なものは認められなかったが、活動リズムに関しては、紫外線が活動を抑制し、リズムが明瞭になる傾向が認められた。(3)奈良および香港における屋外の紫外線量の測定:奈良香港のUV測定データの比較から下記のような傾向が観測された。UVBの日平均瞬時値は奈良で0.05-0.3(W/m^2),香港では奈良に比べて夏で約1.5倍、冬で約4倍である。UVAの日平均瞬時値は奈良で2-16(W/m^2)であり香港では夏に若干、冬で約2倍高い。

UVB, UVAの日射量に対する割合はUVBで奈良では0.5-1.5%に対し香港では1-2.2%であり、UVAでは奈良香港ともに4-6%であった。(4)衣料用布の紫外線バリア性評価装置の試作:試作UVバリア性評価装置は強度測定部および分光特性測定部からなる。強度測定装置を用いてUV透過率を評価した。UV透過率に及ぼす測定条件の検討、および、布構造の影響(厚さ、重さ、空隙率)に関する検討を行い基礎的知見を得た。UV分光透過性測定の結果から、布のような繊維集合体の場合、透過光中には直進成分だけでなく多数の散乱成分が含まれていることが推測された。本研究プロジェクトの第2年度においては次に示す5項目について研究を行った。以下に各項目の概要を記す。(紫外線はUVと略記することがある。)(1)太陽紫外線照射の人体影響:太陽紫外線照射による人体影響および衣服による防護に関する実験を、2006年6月5日香港において健康な被験者を用いて行った。免疫機能、自律神経系、皮膚への影響等にっいて解析した。衣服による保護のないグループでは、皮膚の紅斑レベルおよびメラニン含量が有意に上昇しており、衣服による保護効果が認められた。(2)人工的条件による紫外線照射の人体影響:紫外線の人体影響を知ることを目的として、2006年9月積水ハウス社内人工気候室を使用して、健康な成人12名を対象に3泊4日の宿泊実験を行った。バイタライト40W40本を光源としてUVカットフイルムのあるなしによる効果について免疫機能、自律神経系、主観的評価に関して計測した。(3)動物を用いた紫外線の生体影響:ヘアレスマウスを用いて、ブラックライトによるUVA照射が歩行活動リズムに及ぼす影響について調べた。その結果、UVAが同調因子として働くことが明らかとなった。また、紫外線カットフィルターにより、人工太陽光の紫外線をカットした場合、活動量が増加することが明らかになった。(4)奈良および香港における屋外の紫外線量の測定:日本(奈良)と香港における紫外線(UVB, UVA)、全天日射量の観測を行ない、取得データからその季節変動を調べた。UVB、UVA,全天日射量は1.74,1.11.7,1.22.1倍だけ香港が高かった。これら放射量とオゾン量との関係を調べた。太陽高度の影響を除くためにUVB/全天日射量、UVA/全天日射量と有効オゾン量、エアマスとの比較を行なった。(5)衣料用布のUVバリア性評価装置の試作:布の紫外線(UV)バリア性の評価法に関する検討の一環として、光ファイバ型紫外/可視分光器を用いた装置を試作し、各種繊維素材からなる白色生機布および染色布の分光透過率および分光反射率を測定した。光ファイバ型分光器によって得られた布のUV分光特性と紫外線防止指数(UPF)による布の紫外線バリア性評価との関係について検討を行った。平成19年度は、紫外線の人体影響に関する研究動向を概観し、あわせてわれわれの研究プロジェクトの成果を公表する目的で「紫外線の人体影響とその防護」をテーマとする国際シンポジウムを奈良女子大学にて開催した。研究活動としては、前年度までの研究を継続して行うこと、および、これまでの研究成果に考察検討を加え、国内外で開催される学会で発表し、関連学会誌に論文投稿を行うことに重点をおいた。国際シンポジウムの概略は次のとおりである。
超重物質の探索

宇宙創成時直後の超高温・超高密度状態等に生成され、現在まで生き残っているかもしれない安定な超重粒子を気球高度で探索した。測定器は、面積が約0.4m^2のCR-39プラスチック飛跡検出器を4層に重ね、その第2、3層間にスクリーン型X線フィルムを2層挿入して重ね合わせたもので、宇宙科学研究所の三陸大気球観測所から'94年6月1日朝に放球された気球に搭載されて、上空33kmの高度で約11時間露曝された。解析は以下の手順で行った。1、CR-39とX線フィルムは露曝後、それぞれ、神岡鉱山と東大宇宙線研究所において現像を行なった。その後、パーソナルコンピュータとイメージスキャナを用いて、それらの透過画像を縦横400dpiの解像度でグレーレベルの画像ファイルとして取り込んだ。2、CR-39の画像について、コンピュータ上で飛跡を自動的に認識し、位置などの情報を計算した。3、CR-39の4層に見つかった飛跡の様々な組み合わせについて、それらの相対位置から、貫通した超重粒子によると考えられる一直線上に並んだ飛跡の組を選び出して軌道を求めた。4、CR-39の飛跡から決定した軌道に対し、X線フィルム上に対応する飛跡があるか否かを調べた。現在までに全測定器の1/8の解析を終了したが、これまでに、CR-39のみに飛跡の存在する現象は見つかっていない。このことから、質量が10^910^<11>GeV/c^2で、β10^<-4>という太陽系に重力で束縛されている飛程の短いストレンジマタ-やテクニカラーマタ-等の超重物質の流束について、6.6×10^<-8>cm^<-2>s^<-1>sr^<-1>(90%C.L.)というこれまでで最も厳しい流束の上限値を得て、国際学術雑誌に投稿準備中である。
共生型マルチエスニック・コミュニティ形成の社会的条件―ロサンゼルスを事例として

昨年度は、先行研究のレビューと事例調査を実施した。まず先行研究について特に重点を置いたのは、異なる人種・エスニック集団によって行われる運動についてである。そのうえで、年度の後半は事例調査を実施した。特に事例調査では、調査研究対象である日系集団・コミュニティ組織と他集団との間の関係構築を把握することに焦点を置いた。というのも、本研究課題に関する調査を開始して以降、日系のエスニック・タウンでは再開発をめぐっていくつかの変化が起きており、そのなかで日系コミュニティが他集団との間の関係をどのように形成しながら再開発のイニシアティブを握るのかを把握する必要があると考えたからである。そうした他集団のなかには、2000年代以降に存在が顕著になっていた韓国系だけではなく、開発業者や行政も含めより多様な集団が含まれる。同時に他集団との関係構築を考える際に、エスニック・タウン以外の側面にも目を向けた。それは、運動組織としてのネットワークの拡大である。従来から、他集団との間の関係構築は事例において鍵であった。その一つは、上記と関連して、自分たちのエスニック・タウンの維持と発展についての知識の共有と互恵的関係という形で確認することができた。さらにはそうしたマルチ・エスニックな運動は、近年活発であったアメリカ社会でのジェンダーに関わる運動に影響を受けており、社会的課題の解決に向けた運動にも発展していた。今後は、こうした新しい変化を捉えつつ分析を進めていく必要がある。進捗状況については、やや遅れていると言わざるを得ない。その理由としては、研究対象地の一つであるロサンゼルス・リトルトーキョー地区をめぐる変化が活発であるために、現状の把握(歴史的経緯、変化に関わる諸アクターの整理など)に時間を要するからである。さらには、ここ近年のアメリカ社会の政治的な変化やそれに反応する市民社会レベルでの変化によっても、対象集団の活動は影響を受け変化することもまた、現状把握に時間を要する一つの原因となっている。一方で、先行研究のレビューや事例に関しての現状に至るまでのプロセスについてはすでに整理や分析をほとんど終えているため、この点に関しては当初の計画どおりに順調に進んでいると言える。今後の研究にあたっての推進方策としては、次のことを行う予定である。事例に関する調査については、継続してエスニック・タウンをめぐる諸アクターたちへのインタビューを行う。特に、昨年度の調査のなかでわかってきた一つは、自分たちのエスニック・タウン内での共同・共生関係を超えた、他エスニック・タウンとのネットワークについても明らかにしていきたい。同時に、エスニック・タウンの維持と発展を超えたマルチ・エスニックな運動という側面についても明らかにする予定である。それによって異なる集団間の共同・共生という視点から改めてマイノリティ集団間の関係構築について整理したい。これら研究成果については、学会報告はもちろんのこと、学術論文としてまとめ、発表する予定である。本研究は、複数のエスニック集団間の文化的差異や社会的・政治的資源の格差は、いかに調整され、協働関係が形成されるのか、そのための社会的条件を析出することを目的とする。主な調査地は、米国カリフォルニア州ロサンゼルスのアジア系エスニック・ミュニティである。2016年度は、前半に先行研究の整理を重点的に行った。同時平行として、多文化社会論、エスニシティ論、またエスニックまたは移民コミュニティ論の検討にも着手した。加えて、対象事例に関する新聞記事の検索と分析も実施した。後半は、前半の分析、作業を継続しつつも、事例調査に重点をおいた。今年度は、特に日系コミュニティに注目し、自集団の文化保存を特に志向する人びとにインタビューを行うとともに、コミュニティイベントなどで参与観察を行った。現在は、事例調査で収集したデータの分析を進めている。研究発表として前半の成果を東北社会学会(2016年7月31日)に発表した。フロアとのやり取りから大きな示唆を得た。前半は、計画通り先行研究ならびに理論の検討を実施した。特にすでに予備調査等で収集していたデータや新聞記事などの分析も行った。また、その途中成果は東北社会学会で報告も行った。また、後半は事例調査を実施し、そのデータの分析を進めている。また、2016年度の分析および研究発表の際に得たコメントなどから、2017年度に行うべき課題が明確になった。以上の点から、本研究はおおむね順調に進展している。本研究の目的は以下のとおりである。すなわち、アメリカ合衆国において複数の集団が混在するエスニック・タウンの分析をとおして、集団間の文化的差異や社会的・政治的資源の格差は、いかに調整され、協働関係が形成されるのか、そのための社会的条件を析出することである。29年度は、日系人のエスニック・タウンであるリトルトーキョーを中心にし、そのコミュニティ内での歴史的変遷に関わる文書資料や関連する人びとへのインタビュー・データの収集を集中的に実施した。特にマルチエスニックな側面ならびに当該地区の都市再開発に対するコミュニティのリアクションとその後の変化について、人びとへのインタビューを実施した。その成果として、再開発に応じたコミュニティの組織化と対応並びに戦略を明らかにすることができた。インタビューから明らかになったのは、一方で彼らのエスニックな文化や歴史を象徴する建造物などを保存する活動を継続し、他方で非エスニックな要素を取り込みながらコミュニティの活性化を図るという点である。上記に加えて、他の都市研究者や、コミュニティ組織の関係者との議論を重ねたことから、対象コミュニティだけではない、ダウンタウン地区の変化についても有益な情報を得ることができた。特に政治資源の獲得と、コミュニティ間のネットワークなどについては多くの示唆を得ることができた。

30年度は、対象事例のフォローアップを行いながら、前年度の成果を踏まえて最終的な分析・考察を行いたいと考えている。29年度の前半は理論的枠組みについて再検討し、移民やエスニック・コミュニティ、エスニック集団による社会運動に関する先行研究を精読した。コミュニティ・ガバナンスについての研究にも目を配りながら、コミュニティ形成に関わるものを中心に検討した。そのなかにはアメリカのみならず日本国内をフィールドとした研究なども加えた。そのうえで、同様の事例を扱う先行研究についてあらためて精読した。後半は日系コミュニティを集中的に調査した。対象地区の都市再開発が活発化する時期の資料はもちろんのこと、よりマルチエスニック化が顕著になる2000年代以降についての先行研究や文書資料などを収集し分析した。加えて、コミュニティ組織の代表者などにインタビューを行い、エスニックな個別性を保存する活動についてその戦略を明らかにすることができた。そこからは、個別性の保存という活動が他方で複数の集団間の均衡を保っているのではないかという暫定的な結論に到達した。さらには、対象コミュニティ内のマルチエスニックな特徴や変化だけではなく、異なるコミュニティ間の関係についても考察に加えたほうがいいのではないかと考えるに至った。昨年度は、先行研究のレビューと事例調査を実施した。まず先行研究について特に重点を置いたのは、異なる人種・エスニック集団によって行われる運動についてである。そのうえで、年度の後半は事例調査を実施した。特に事例調査では、調査研究対象である日系集団・コミュニティ組織と他集団との間の関係構築を把握することに焦点を置いた。というのも、本研究課題に関する調査を開始して以降、日系のエスニック・タウンでは再開発をめぐっていくつかの変化が起きており、そのなかで日系コミュニティが他集団との間の関係をどのように形成しながら再開発のイニシアティブを握るのかを把握する必要があると考えたからである。そうした他集団のなかには、2000年代以降に存在が顕著になっていた韓国系だけではなく、開発業者や行政も含めより多様な集団が含まれる。同時に他集団との関係構築を考える際に、エスニック・タウン以外の側面にも目を向けた。それは、運動組織としてのネットワークの拡大である。従来から、他集団との間の関係構築は事例において鍵であった。その一つは、上記と関連して、自分たちのエスニック・タウンの維持と発展についての知識の共有と互恵的関係という形で確認することができた。さらにはそうしたマルチ・エスニックな運動は、近年活発であったアメリカ社会でのジェンダーに関わる運動に影響を受けており、社会的課題の解決に向けた運動にも発展していた。今後は、こうした新しい変化を捉えつつ分析を進めていく必要がある。
高原子価Mn(V)酸化物による水の酸化反応の開拓

再生可能エネルギーより得られた電力を用いて,水から水素を高効率に電解生成する技術は水素社会の機関技術である.この技術の高効率化には,酸素発生アノードにおける過電圧を可能な限り低減することが求められる.本研究では高原子価Mn(V)酸化物Ba3Mn2O8をプロトン伝導性固体電解質を使った水蒸気電解セル(SOEC)のアノードに用いることにより,SOECの酸素発生過電圧を大幅に低減できることを見出した.Mn(V)酸化物で特徴的に形成する電荷移動状態が,酸素発生反応を促進しているものと考えられる.過電圧の小さな酸素発生電極触媒の創成は,人工光合成プロセス(水電解)の効率向上のために欠かすことができない要素である.植物の光化学系IIにおける酸素発生中心はCaMn4O5マンガン4核クラスターで構成され,そこではわずか0.16 V程度の過電圧で酸素発生反応が進行する.この反応過程では,Mnの一部が高原子価V価状態に変化し,これが酸素発生反応の律速段階とされるO-Oペルオキシ結合の形成を促進するため,反応に重要な役割を担うとされる.本研究ではMnVO43-オキソ酸からなるBa3(MnO4)2を電極として用いた際のアノード分極時における酸化反応についての検討を行った.BaCO3, MnO2を化学量論比で混合し,乾燥空気中900°Cで8 h焼成した.再度混合した後,同様の条件下で48 h焼成することでBa3(MnO4)2粉末を得た.Ba3(MnO4)2,カーボンブラック, PTFEバインダーを混合し,15 MPaで一軸成形することでペレット電極を作製した.作製したペレットを作用極とし,過塩素酸ナトリウム中性水溶液中で電気化学測定をおこなった.XRDおよびMn LIII-edge XAS測定より,合成した試料は5価Mn酸化物単一相であることを確認した.作製したペレット電極を用いて電気化学測定をおこなったところ,0.6 V (vs. Ag/AgCl)付近からアノード電流の立ち上がりが観察された.しかし,アノード分極中に酸素の発生は確認できなかった.また,試料をATO導電助剤と混合した場合には,0.6 Vにおいて電流の立ち上がりは見られなかった.アノード分極時の電極表面をin-situ Raman分光法で観察したところ,アノード電流が流れる電位においてO-Oペルオキシ結合に帰属されるピークが出現した.これはアノード分極によりMnVO43-のO2-アニオンがH2Oとレドックスを起こし,さらにこの反応により生じた強い酸化力をもったMnオキソ酸が,カーボンと反応することでアノード反応が進行していると推測される.本研究の目標は,Mn5+酸化物による高効率酸素発生極の開発である.現在までに電極表面上で,アノード分極時に水の酸化によるO-O結合形成をRaman分光法により観察している.しかしながら,流れる電流値が小さく,発生する酸素の定量が行えていない.この点は本研究に必須の検討課題なので,早急に解決したい.本研究では高原子価Mn(V)酸化物Ba3Mn2O8の酸素発生反応に対する電極触媒活性を調べることを目的に研究を行った.前年度までに,0.1M NaClO4中性溶液中でBa3Mn2O8/C複合電極をアノード分極すると,0.15 V vs RHE付近から酸素発生電流が流れ,良好な触媒活性を示すことが見出された.更に分極中の電極表面をRaman分光法によりin situ観察を行ったところ,カソード電流が流れるとO-O結合に由来するピークが見られ,酸素発生反応が実証された.しかしながら酸素発生量よりファラデー効率を測定すると,約50%程度であり,従ってアノード電流の一部はMnの酸化によることが確認された.そこでこの酸素発生触媒活性を,非水溶液中で利用できないかと考え,プロトン伝導性BaZr0.4Ce0.4Y0.2O3セラミックス電解質を用いた固体電解質型水蒸気電解セル(SOEC)のアノードへの適用を検討した.この目的に対し,まず難焼結性のBaZr0.4Ce0.4Y0.2O3の緻密焼結体を得る方法を検討した.その結果Zn塩を焼結助剤に用いた1400°Cでの反応焼結によって,相対密度97%以上の焼結体を作製することに成功した.この緻密焼結体を電解質に用い,Ba3Mn2O8をアノードに用いて水蒸気電解を行ったっところ,既報のコバルト系酸化物電極La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3電極よりも高い水蒸気電解電流が観測され,またインピーダンス法により分極特性を調べたところ,水の酸化に要する電荷移動反応抵抗が低減されていることが確認された.以上よりBa3Mn2O8はSOECアノードとして有効であることが示された.再生可能エネルギーより得られた電力を用いて,水から水素を高効率に電解生成する技術は水素社会の機関技術である.

この技術の高効率化には,酸素発生アノードにおける過電圧を可能な限り低減することが求められる.本研究では高原子価Mn(V)酸化物Ba3Mn2O8をプロトン伝導性固体電解質を使った水蒸気電解セル(SOEC)のアノードに用いることにより,SOECの酸素発生過電圧を大幅に低減できることを見出した.Mn(V)酸化物で特徴的に形成する電荷移動状態が,酸素発生反応を促進しているものと考えられる.上述の様に,Ba3Mn2O8電極上での酸素発生反応を証明するためには,発生酸素の定量とクーロン効率の算出が不可欠である.そのためにはより大きな酸素発生電流を生む電極作成が急務である.その上で電極反応メカニズムを検討する.この目的のため,本年度は次のことを検討する1.より大きな酸素発生電流を生じるBa3Mn2O8電極を作製する.具体的には,炭素へのBa3Mn2O8酸化物触媒の担持量,およびBa3Mn2O8触媒の粒径を制御し複合電極構造の最適化を図る.2.マイクロGCによる酸素検出を高効率化するために,電気化学セルを再度設計する.3.Ba3Mn2O8触媒のナノ粒子を生成し,電極触媒に用いる.具体的には液相合成法と低温焼成の組み合わせにより,粒子成長を可能限り抑制した電極作成をめざす.4.最適化した電極を用い,電気化学インピーダンス法により分極の評価を行い,電極反応の律速過程を決定する.固体電気化学
数理解析に基づくMAPKシグナルと生命機能制御機構の解明

ヒト細胞には、主に増殖因子によって活性化され細胞増殖に作用するERK経路と、様々な環境ストレス刺激に応答して生体のストレス応答(アポトーシス、細胞周期停止、サイトカイン産生など)を制御するp38/JNK経路という複数のMAPK経路が存在する。細胞運命を決定し、生体の恒常性維持に関わるこれらMAPK経路の制御異常が、癌や自己免疫疾患、神経変性疾患をはじめとする様々な難治性疾患の病因・病態に深く関与することが知られている。しかしながら、MAPK経路の制御機構や疾患における異常の詳細には不明な点が多く、その解明は疾病克服の観点からも重要である。私達はこれまでに、MAPK経路による生命機能制御の全容解明を目指して、MAPKシグナル関連分子のオミクス解析を実施し、MAPKの基質分子や標的遺伝子を網羅的に同定してきた。また、MAPK経路の活性制御に関わる蛋白質複合体構成分子の同定も試みている。本研究では、MAPKシグナル関連分子の生理機能および疾患との関連を分子・個体レベルで解明すると共に、数理科学やシステムズバイオロジーの研究手法を導入して生体の情報伝達ネットワークを統合的に理解し、生命機能制御の基本原理を抽出することを目標に研究を実施している。本年度は、ストレス応答MAPK関連分子の時空間制御機構、MAPKの新規基質分子の同定とその機能解析、疾患における制御異常の解明と診断・治療への応用など、MAPK情報伝達経路の包括的理解と疾患克服を目指した複数のプロジェクトを併行して実施し、多くの知見が得られた。数理解析およびシステムズバイオロジーの方法論を活用して研究を推進した結果、MAPK情報伝達ネットワークの時空間制御機構、新規基質分子の同定とその機能解析、癌を始めとする疾患における制御異常の解明など、多くの知見が得られた。これまでに同定した新たなMAPK経路関連分子の時空間制御、生理機能、および疾患との関連について、数理解析を活用しつつ引き続き細胞レベル、個体レベルで研究を行い、新たな成果を得る。また、異分野間の学術的連携を深化させ、情報科学やオミクス解析を融合させたシグナル伝達研究、疾患研究を幅広く展開する。ヒト細胞には、主に増殖因子によって活性化され細胞増殖に作用するERK経路と、様々な環境ストレスに応答して活性化され、細胞死やサイトカイン産生などに代表される細胞のストレス応答を担うp38/JNK経路という、複数のMAPK経路が存在する。細胞運命を決定して、生体の恒常性を維持するこれらMAPK経路の制御異常が、癌、神経変性疾患、自己免疫疾患、糖尿病などの難治性疾患の発症に密接に関与することが明らかにされている。しかしながら、MAPK経路の活性制御機構や疾患における制御異常の詳細には、未だ不明な点が多く残されており、その解明は疾病克服の観点からも重要であると思われる。本研究では、MAPKシグナル伝達経路を介した生命機能制御機構とその破綻がもたらす疾患発症機構の全容解明を目指して、数理解析の礎となる基盤データの取得を目的にMAPK関連分子のマルチオミクス解析を実施し、以下の結果を得た。1)ストレス応答MAPK(p38/JNK)経路のシグナル伝達に関与する複数の新規分子を同定し、これらの分子が、ストレスに対する様々な生体応答(アポトーシス、炎症性サイトカイン産生、細胞周期制御、中心体複製制御など)の調節に重要な役割を果たしていることを見出した。2)MAPK経路の活性化に伴って発現量が変化する分子のオミクス解析を実施し、複数の新規分子を同定することに成功した。3)ストレス応答MAPK経路の活性調節に関わる細胞質内構造体「ストレス顆粒」構成分子の探索を行い、様々なシグナル伝達分子が、ストレス刺激依存的に顆粒内に取り込まれることを見出した。上述の様にマルチオミクス解析を通して多数の知見が得られており、またMAPKシグナル伝達やストレス顆粒形成を介した細胞応答の制御に寄与する複数の新規遺伝子を同定することにも成功した。現在、これらの分子の機能解析を進めており、これまでに幾つかの有望な結果が得られている。ヒト細胞には、主に増殖因子によって活性化され細胞増殖に作用するERK経路と、様々な環境ストレス刺激に応答して活性化され、細胞死やサイトカイン産生などに代表される細胞のストレス応答を担うp38/JNK経路という、複数のMAPK経路が存在する。細胞運命を決定して、生体の恒常性を維持するこれらMAPK経路の制御異常が、癌、神経変性疾患、自己免疫患、糖尿病などの難治性疾患の発症に密接に関与することが明らかにされている。本研究では、MAPKシグナル伝達経路を介した生命機能制御機構とその破綻がもたらす疾患発症機構の包括的理解を目指して、MAPK関連分子のマルチオミクス解析および機能解析を実施し、以下の結果を得た。1)ERK経路およびストレス応答MAPK(p38/JNK)経路のシグナル伝達に関与する複数の新規分子(蛋白質および機能性RNA分子)を同定し、これらの分子が、増殖因子やストレスに対する様々な生体応答(分化、アポトーシス、炎症性サイトカイン産生、細胞周期制御、中心体複製など)の調節に重要な役割を果たしていることを見出した。また、一部の分子に関しては、結晶構造解析を実施するとともに、遺伝子破壊マウスを樹立して、その生理機能を個体レベルでも解析した。2)オミクス解析により、MAPK経路の活性化に伴って発現量が変化する遺伝子を網羅的に同定し、複数の新規分子を同定することに成功した。