hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メダカcDNAの大規模シークエンスとマッピング

メダカのcDNAライブラリーから約12000クローンの塩基配列を決定した。それらをクラスター処理した結果、約6000の独立なクラスターに分類された。これらのデーターと公的データーベースに登録されている配列について、Blastにより脊椎動物の既知遺伝子との相同性を検索し、高い相同性を示したクローン配列を元に連鎖解析のためのプライマーを設計した。これにより約1200の独立のESTマーカーをPCR・RFLPにより既存の連鎖地図上に新たに加えることができた。その結果、ゼブラフィッシュと比較可能なヒトとのシンテニー関係が確認された。また、ゼブラフィッシュとメダカで、ヒトとのシンテニー関係が広範囲で似ている連鎖群が認められた。例えば、メダカ連鎖群の2・21には、ゼブラフィッシュ連鎖群6・9と同様にヒト2・21番染色体上の遺伝子が多く存在している。ヒトの特定染色体領域がメダカとゼブラフィッシュで2つの連鎖群に集中している例が多くあり、ゼブラフィッシュとメダカの染色体構成を比較したところ2対2の対応関係が多く見られ魚類系統でのゲノム倍加の痕跡と考えられた。これらのデーターは、M baseとしてweb上で公開されている。さらにフグのゲノムデーターベースとの比較から遺伝子の80%程度が染色体レベルでメダカとシンテニー関係をもつことが予測された。これまでの雄パネル由来の遺伝子地図データーに対応して雌パネルからのデーター収集を行った結果ゲノム全体にわたって雌雄の連鎖距離の比較が可能となり、突然変異体の原因遺伝子のポジショナルクローニングのための有用な情報を提供するものとなった。また、メダカ遺伝子の地図上の位置と周辺のシンテニー関係、フグのゲノムデーターを活用することで、脊椎動物の染色体進化の様相と遺伝子の成立過程を類推することができるようになった。少量のtotal RNAを用いてライブラリーを構築することができると都合がよい。そこで、SMART PCR cDNA library調整キットを改良し、少量のtotal RNAからライブラリーを作製した。ランダムに選択したクローンのcDNA配列を解析したが、挿入配列が短い、また、ベクターがシーケンスしにくい配列を含んでいる等の問題が見つかった。2.メダカHNI成魚由来ライブラリーのシーケンス医科研菅野・川上が作製したオリゴキャップメダカHNI成魚由来ライブラリーを解析し、この過程で、96穴タイタープレートベースでの大量シーケンス方法が確立した。野中班員のABI377シーケンサーで約500クローンの配列を解析したところ、大部分のクローンから全長を含むと思われる配列が読めるようになった。また、このライブラリーの冗長度も低いことが分かった。田中班員のABI3700シーケンサーでも我々の調整したサンプルでの大量塩基配列解析が可能なことが分かったので、今後、機器の利用をする方向で検討中である。また、cDNA配列を元にマッピング用プライマーを作製し、多型検出頻度を調べている。3.培養細胞cDNAライブラリーの作製浅川班員の作製したBACライブラリーのDNA供与体となったHNI培養細胞からプラスミドライブラリーを作製した。現在シーケンスを進め、その品質を確かめている。各種ライブラリーから5年間で数万個のEST配列を解析する目途が立ったのでこれを推進する。来年度は、メダカ研究者に利用しやすいデーターベース構築の方針も策定し、順次データーを公開する予定である。平成12年度は、5種類のcDNAライブラリーからランダムにクローンを選び、田中班員の協力によりABI3700シーケンサーにより塩基配列解析を進めた。これらは、すべて北日本集団由来のHNI系統から作製した。

平成12年度に解析したcDNAライブラリーこれらのライブラリーから約6000クローンの塩基配列を決定した。それらをクラスター処理をした結果、約3000の独立なクラスターに分類された。また、遺伝子地図の作製も進め、約100のESTマーカーを既存の連鎖地図上に新たに加えた。その結果、ゼブラフィッシュやヒトとの染色体相同領域がいくつか同定された。これらのデーターは、M baseとしてweb上で公開した。さらにこれまでの雄パネル由来の遺伝子地図データーに対応して雌パネルからのデーター収集を開始した。その結果、雌雄の連鎖距離の比較が可能となり、さらに遺伝子マーカー間の相対的な位置関係が明らかとなった。来年度以降も、これまでのライブラリーからcDNAの配列決定と遺伝子地図の作製を引き続き進め、順次成果を公開していく予定である。メダカのcDNAライブラリーから約8000クローンの塩基配列を決定した。それらをクラスター処理した結果、約4000の独立なクラスターに分類された。Blastにより脊椎動物の既知遺伝子との相同性を検索し、高い相同性を示したクローンについて、配列を元に連鎖解析のためのプライマーを設計し、約600のESTマーカーをPCR-RFLPにより既存の連鎖地図上に新たに加えることができた。その結果、ゼブラフィッシュと同程度のヒトとのシンテニー関係がメダカでも確認された。また、ゼブラフィッシュとメダカで、ヒトとのシンテニー関係が広範囲で似ている連鎖群が認められた。例えば、HoxAクラスターのあるメダカ連鎖群の11・16には、同じHoxAクラスターのあるゼブラフイッシュの連鎖群19・16と同様にヒト1・6・7・8番染色体上の遺伝子が多く存在している。このような関係は多くの連鎖群間で認められたが、逆にゼブラフィッシュとヒトとでシンテニーが保存されている遺伝子群がメダカでは、別の連鎖群に分散する例も多く認められた。これらのデーターは、M baseとしてweb上で公開されている。その結果ゲノム全体にわたって雌雄の連鎖距離の比較が可熊となった。これらのデーター蓄積は、脊椎動物の染色体進化の様相を知る有用な手がかりとなる、一方、メダカ突然変異体の原因遺伝子のポジショナルクローニングに際して、シンテニー関係から候補遺伝子を想定するアプローチの成功例を得た。メダカのcDNAライブラリーから約12000クローンの塩基配列を決定した。それらをクラスター処理した結果、約6000の独立なクラスターに分類された。Blastにより脊椎動物の既知遺伝子との相同性を検索し、高い相同性を示したクローンについて、配列を元に連鎖解析のためのプライマーを設計し、約1000のESTマーカーを,PCR-RFLPにより既存の連鎖地図上に新たに加えることができた。
明治太政官における同時代史編纂の史学史的・記録管理史的研究

明治政府が行なった同時代史編纂、つまり、明治維新や西南戦争、あるいは政府自身の事績をまとめた編纂物について、太政官修史部局が担当した三つの編纂物(「明治史要」「征西始末」「府県史料」)について、その編纂経緯や編纂過程を明らかにし、またその背景となった歴史意識のあり方について考察を加えた。その結果、歴史記述のスタイルをめぐる対立的な構想が存在していたことが明らかとなった。研究初年度にあたる本年は、現在東京大学史料編纂所に伝存する太政官時代の史料群のうち、以下の二つの史料群に注目し、その構造把握と、そこから生成される編纂物の歴史的性格の分析をおこなった。第一は、史料編纂所の旧赤門書庫に伝存し、未整理状態におかれていた太政官歴史課・修史局・修史館時代の公文書である。これを仮に「修史局・修史館文書」と命名し、その一点ごとの封筒詰め、目録化作業を実施した。その過程で文書群の構造、そこに含まれる若干のサブシリーズ等についての知見を得た。現在、東京大学史料編纂所図書室において一般公開に向けた準備が進められている。第二は、史料編纂所所蔵史料4000番台を中心に配架されている「征西始末」の編纂材料および稿本類である。当時の目録に基づいてこれら史料群の秩序を復元し、あわせて稿本の成立順序を確定した上でその特質を明らかにした。この知見は、第五〇回内務省研究会(一〇月一七日、於慶應義塾大学三田キャンパス)での口頭報告を経て、「明治太政官における歴史記述の模索-修史館編「征西始末」をめぐって-」(『東京大学史料編纂所研究紀要』第二一号)として発表した.本年度は、研究計画に掲げた課題のうち、以下の二つの方向において研究を推進した。第一に、同時代史編纂物を生み出した修史部局の構成員たちの歴史意識を分析することである。とりわけ、「記録」と「修史」の二つの事業の関連性を探るという点から、記録部局において『特命全権公使米欧回覧実記』の編纂に従事した後、修史部局を代表する歴史家となった久米邦武に、および同時代史編纂から古い過去の編纂へと修史部局の事業の主軸を転換させたという点から重野安繹に、それぞれ注目し、両者の「正史」編纂の社会的有用性の認識に差異があったこと、また重野においては時期によっても歴史書編纂の目的や意義に変化が生じることを明らかにした。これとかかわり、歴史記述をめぐる理論的考察・比較史的考察にかかわる研究文献を収集した。第二に、修史部局が地方統治との関係で編纂した同時代史編纂物である『府県史料』についての分析を試みた。影印・活字化等で刊行されている「府県史料」類(山口・神奈川・新潟・山梨)の収集を行い、その構成、内容等について比較検討を行った。とくに、開港場である神奈川、新潟に注目し、外務省外交史料館との外交記録との対照もくわえて、明治初期の外交事務という特殊な地方行政案件が「府県史料」中にどのように記録されるかを分析した。その結果、ケーススタディとして、明治2年の新潟津留問題(新潟からの米穀移出を禁止する措置)について、各種史料中に豊富な情報が見出されることを発見し、国立公文書館の公文書、外務省外交史料館、府県史料の三者を用いたによる事件の立体的復元を試みた。また、「府県史料」編纂過程での府県庁での実態を検討するため、山口県山口市に出張し、山口県立文書館所蔵史料の調査を行った。出張の結果、同文書館には、旧山口藩主毛利家と修史部局との往復書類が所蔵されていることも判明し、撮影を行った。第一に、東京大学史料編纂所に保存されている修史局・修史館文書のうち、修史局・修史館の日記類および職員履歴等をデジタル撮影し、その内容を解析した。なお、デジタルデータについては、東京大学史料編纂所のサーバ上にアップし、所蔵史料データベースから画像によって閲覧可能な状態となっている。第二に、修史部局とその外部機関との情報授受のあり方を解明するため、長野県庁文書(長野県立歴史館所蔵)の調査を行った。その結果、県庁の修史・地誌編纂担当部局は、単に太政官修史部局との情報の往復をおこなっていただけではなく、県庁内外の各種調査・情報集積のセンター的機能を果たしていたことが明らかとなった。この点は、前年度までに明らかにした「修史」と「記録」の未分離という事態が、中央政府のみならず府県庁でも析出できる事態であることを解明したものである。第三に、新潟県文書館に所蔵されている史料の調査をおこない、戊辰戦争従軍者の記録である「勤王家履歴届」について検討した。本年度は研究計画の最終年度であり、前年度までの蓄積を踏まえ、明治政府の同時代史編纂に関する全体像(「復古記」「明治史要」「征西始末」の三同時代史編纂物の相互連関関係)を提示する作業も行い、その成果を論文として発表した。修史部局の同時代史編纂物のうち、「征西始末」をめぐる情報のあり方についてはほほ解明を終え、成果も発表することができた。

また、同時代史編纂物を生み出した背景となる歴史意識についても研究を進め、成果を発表した。「府県史料」についての分析も順調に進展している。これらすべての研究の基盤となる東京大学史料編纂所所蔵修史局・修史館文書の整理も終了し、公開に向けた準備が進められている。24年度が最終年度であるため、記入しない。分析の対象としている同時代史編纂物のうち、「府県史料」の分析を継続し、また『明治史要』の分析にも取り組む。そのため、修史部局の情報授受関係の総体的把握をめざし、公文書類の比較研究を推進する。最終年度内に、研究全体を総括する研究論文を執筆・発表する予定である。
銀河形成問題と宇宙背景輻射の非等方性の数値的解析

宇宙の大域的構造形成や銀河形成問題に重大に関連する宇宙背景放射の非等方性の解析を行い、数値解析によって得られた銀河形成モデルでの非等方性の予測値を観測結果と比較することにより、銀河形成モデルに制限を与えた。具体的には先ず、様々な銀河形成モデル(バリオン優勢な宇宙モデル、コ-ルドダ-クマタ-やホットダ-クマタ-を含む宇宙モデル)で期待される小さい角度スケ-ルでの宇宙背景放射の非等方性を様々な初期条件や宇宙論的パラメ-タ-の値のもとで解析した。特に宇宙項がある場合の様々なモデルにおいて期待される非等方性の解析を系統的に行い、どの場合も宇宙項がある場合にモデルへの制限が緩くなることを示した。次に開いた宇宙モデルでの宇宙背景放射の大きな角度スケ-ルでの現在の非等方性を求める公式を導出するのに成功した。その公式を使って、様々な銀河形成モデルで期待される非等方性の四重極成分を数値的に求めた。そして、最近の宇宙背景放射探査衛星(COBE)によって得られた四重極成分の上限値とモデルでの予測値を比較することによりモデルに制限を与えた。その結果、あるモデルで制限される密度パラメ-タ-の値などは小さい角度スケ-ルで得られた制限値とほぼ同様な値であるが、小さい角度スケ-ルでの非等方性と違い、四重極成分は宇宙初期での水素再結合以降起こるかもしれない局所的な効果(例えば、水素再イオン化による放射の散乱や重力レンズ効果など)によっては影響されず、宇宙初期でのゆらぎの大きさをそのまま反映するので、その意味で四重極成分によるモデルへの制限はより強い制限を与えることとなった。
「９単位社会教育主事」養成に果たす社会教育主事講習の意義と今後の課題に関する研究

この研究は,大学における社会教育職員養成としての社会教育主事講習を対象にしている。筆者は、1984年から2015年までに金沢大学社会教育主事講習を修了し、社会教育主事又は公民館等の社会教育施設で社会教育・生涯学習振興等の事業に従事している方若しくは従事した経験のある方650人を対象に、2016年2月意識調査を実施し、265人から回答を得た。(回収率40.7%)2020年から、社会教育主事講習を含め社会教育職員養成の制度改革が行われる。今後とも、養成制度の在り方、職員としての資質向上、力量形成のためのフォローアップ等の現職研修の在り方などに関する研究は取り組まれなければならない。1公民館等の社会教育施設の職員には,地域住民に,学習活動を通じて,地域を,見る,観る,覧る,診る眼や判断力を育てる役割が期待されている。そうした職員を養成する重要な機会の一つが「社会教育主事講習」であり,この研究では,講習を通じて養成される,「9単位社会教育主事」(浅野提起)としての社会教育職員が,講習で得た学びの成果(社会教育的視点)をその後の職務等でどのように豊かに発展させていったかや講習の課題,講習への期待などを調査やヒアリング等を通じて明らかにすることを目的としている。2昭和59年度以降の金沢大学実施の社会教育主事講習受講者650人に郵送法を用い,選択的回答11問,記述的回答9問で構成した質問紙を送付し,265人(回収率40.8%)から回答を得た。3「社会教育職員に期待される『力』は,何だと思うか?」という問いには,地域課題の発見・分析力(68.3%),学びの場や機会の企画力(57.7%),地域住民とのコミュニケート力(52.8%),などが上位となった。4調査では,「社会教育に関する仕事をどう思うか?」という問いも設けた。「地域住民の学習意識の向上に貢献する仕事」への回答が上位を占めるのではないかと予想していたが,これに対しては,142人(53.6%)という結果で必ずしも上位ではなく,「地域住民のつながりづくりに寄与している仕事」(197人74.3%),「地域づくり・まちづくり・地域活性化に寄与する仕事」(177人66.8%)との回答が上位を占め,社会教育と「つながり」や「地域づくり」との牽連性を示す結果であった。5なお,ヒアリングに応じることが可能との回答者は,114人(43%)であった。1回答者全員の選択的回答11問及び記述的回答9問に係る情報すべての入力を終え,単純集計するとともに現在クロス集計,統計的確からしさなどの処理に取り組んでいる。2併せて,記述的回答を丁寧に分析するとともに,社会教育職員としての従事歴,受講後の職務の異動状況及びヒアリング対象者となることを「諾」とした回答等を総合的に考慮しながら,ヒアリング対象者の絞り込みに向けた作業を行っている。1この研究は,社会教育職員養成における重要な機会の一つである「社会教育主事講習」を受講した社会教育主事有資格者(筆者は「9単位社会教育主事」とする。)たる社会教育職員を対象に,受講動機,講習中の学びの成果,講習で培われることが期待される基礎力,講習後の異動等を経ての「講習観」などを把握し,社会教育主事講習の在り方等への示唆を得ることを目的にしている。2統計的な検定によると,性別×受講動機では,「次年度以降の異動等により社会教育分野の用務に従事する可能性があるから」,「資格の取得が職務上必要だから」の項目は女性に比して男性に有意な差があり,「社会教育・生涯学習についての理論をしっかり学びたいから」,「将来活かすことの可能性がある資格と思ったから」,「自らの教養を高め,見聞や視野を拡げたいから」の項目が男性に比して女性に有意な差があった。3同様に,性別×社会教育職員に期待される基礎力では,「地域住民を組織する力」は,女性に比して男性に有意な差があるのに対し,「地域住民の経験や学びの成果を活かせる力」,「地域住民の声を傾聴する力」,「地域住民とコミュニケーションできる力」,「住民の思いを汲み取れる力」は男性に比して女性に有意な差が見られた。4また,受講者が作成するレポートを概観すると,講習を通じて,「社会教育は,人間が生きていく上で何にもかえがたい地域とのつながりを得る上での,とても重要な位置づけを持つ」,「地域住民に,地域変化に対応できる生き抜く力を育てること」,「(これまで)学びの種を蒔くばかりで,学びの芽が出て,学びの花が咲く工夫ができていなかった」ことなどを学んでいるように,講習は,社会教育職員の「学び直し」や意識啓発に重要な機会となっていることを伺うことができる。5こうした成果を,2つの学会での2件の自由研究,1件の招待講演として報告を行った。1調査回答者265人の性別,年齢を基本にして,受講動機,学習成果,受講による変容,業務への反映,社会教育職員に期待される基礎力,社会教育への思いの問いとそれぞれクロス集計して有意差検定を行うとともに,受講動機を基本としてそれぞれの問いとをクロス集計して有意差検定を行った。2さらに,調査の記述的回答内容,社会教育職員としての業務従事歴,異動状況,ヒアリング「諾」とした回答等を考慮して対象者をしぼったヒアリングを行ってきた。

3これらの成果の一部を日本社会教育学会での自由研究発表及び学会企画における成果発表並びに日本公民館学会での自由研究発表等の機会に報告するとともに,平成28年度金沢大学社会教育主事講習において研究成果の一端を受講者に直接講義し,社会教育職員としての意識啓発や力量形成に資してきたと考える。4こうした状況ゆえに,本研究課題はおおむね順調に進展していると自己評価したい。1この研究は、社会教育職員養成における重要な機会の一つである「社会教育主事講習」を受講した社会教育主事有資格者(筆者は「9単位社会教育主事」とする。)たる社会教育職員を対象に、受講動機、講習中の学びの成果、講習で培われることが期待される基礎力、講習後の異動等を経ての「講習観」などを把握し,社会教育主事講習の在り方等への示唆を得ることを目的にしている。2調査及び研究の主な結果、第1に講習の受講は「仕事上の上司や同僚に勧められて」「社会教育・生涯学習についての理論をしっかり学びたいと思ったから」であること、第2に講習で学ぶことができたことは「社会教育・生涯学習の理念や法制度,学校・家庭・地域の連携の意義,学習プログラムの企画・立案に関する知識や技能について」であること、第3に社会教育職員に求められる基礎力は「地域課題を発発・分析する力、学びの場や機会を企画する力、地域住民とコミュニケートする力、住民の学びを支援する力、地域住民を事業や活動に巻き込む力」であること、第4に、講習修了者は社会教育を「地域住民のつながりづくりに寄与している仕事、地域づくり・まちづくり・地域活性化に寄与している仕事、地域住民の学習意識の向上に貢献している仕事」として捉えていることであった。3このように、社会教育主事講習における社会教育・生涯学習の理論、事業の企画立案に係る演習,現代的学習課題についての学習は、社会教育職員のその後の職務に大きな示唆を与える機会となっている。4 2020(平成30)年から、社会教育主事講習を含む社会教育職員養成の制度改革(修得単位数、科目名及び講義内容等の見直し)が行われる。今後とも、養成制度のあり方、職員としての資質向上、力量形成のためのフォローアップ等の現職研修のあり方などに関する研究は取り組まれなければならない。この研究は,大学における社会教育職員養成としての社会教育主事講習を対象にしている。筆者は、1984年から2015年までに金沢大学社会教育主事講習を修了し、社会教育主事又は公民館等の社会教育施設で社会教育・生涯学習振興等の事業に従事している方若しくは従事した経験のある方650人を対象に、2016年2月意識調査を実施し、265人から回答を得た。(回収率40.7%)2020年から、社会教育主事講習を含め社会教育職員養成の制度改革が行われる。今後とも、養成制度の在り方、職員としての資質向上、力量形成のためのフォローアップ等の現職研修の在り方などに関する研究は取り組まれなければならない。1平成28年度は,9単位社会教育主事の資格取得後の職の異動等を経ながら,講習の受講が自己の資質形成,力量形成にいかなる影響を与えたかのケーススタディとしての調査対象者を選定し,社会教育主事講習の果たす役割,社会教育的視点に立脚した業務の経験,今後の講習内容の在り方に関するヒアリング調査を行うこととしている。2社会教育は,主として成人を対象にした営みであり,大人育て,大人育ちの領域ととらえることができ,その重要な推進者・支援者が「学びとまちづくりのコラボレーター」的存在(浅野提起)としての社会教育職員であることに鑑み,「社会教育主事講習」及び「9単位社会教育主事」を対象としたこの研究を通じて,今後のまちづくり・地方創生にいささかなりとも貢献するという意図で研究を推進していきたいと考えている。
分子生物学的手法を用いた淋菌のセフェム系抗菌剤耐性機構の解析

岐阜大学医学部附属病院およびその関連病院泌尿器科に来院した淋菌性男子尿道炎が疑われる患者から尿道分泌物を採取し、分離培養および同定を行った。得られた淋菌臨床分離株は、専用の保存培地に懸濁後-70°Cにて各施設にて冷凍保存を行っており一部については当教室に送付され、当教室にて保存を行った。また淋菌臨床分離株の保存を行った淋菌性尿道炎患者より感染源、治療内容など疫学的・臨床的背景を収集した。感受性測定結果の一部についてはすでに学会にて報告を行っている。またMICを測定した菌株についてはpenA、penBおよびmtrRそれぞれに特異的なプライマーを用いたPCR法にて増幅を行い、さらに塩基配列を決定したのちそれぞれの遺伝子の変異を検討している。得られたMICと各種遺伝子の変異を比較検討し、セフェム系抗菌剤に対する耐性に関与する遺伝子およびその変異を解析している。岐阜大学医学部附属病院およびその関連病院泌尿器科に来院した淋菌性男子尿道炎が疑われる患者から尿道分泌物を採取し、分離培養および同定を行っている。
線虫初期胚の細胞配置の計算機モデルの構築と応用

生物は様々な部品が複雑に絡み合う大規模システムであり,機能的・空間的な階層構造を特徴として持つ.本研究では生物をまるごと再現するコンピュータ・シミュレーションに向けた研究のさきがけとして,細胞レベル以上での力学的特性に注目したモデルを構築し応用することを目的とする.再現対象として線虫C.elegansの発生過程に注目する.線虫の発生過程では細胞間相互作用が重要であり,それは空間的な細胞配置によって制限される.昨年度までに,細胞レベルの力学モデルを構築し野生型といくつかの変異型の細胞配置に対して再現性が高いことを検証した.今年度は細胞質のモデリングを追加し,細胞数が多い原腸陥入期の細胞配置の再現について考察した.原腸陥入期は細胞のダイナミックな動きが見られる時期の一つであり,力学的な要素が細胞配置の決定に大きく関与している.この時期は,腸の原基となる二つの細胞(Ea,Ep)が胚の内部に入っていくことで始まるが,どのような機構によって細胞が陥入するかはわかっていない.またこの時期は細胞数が2628細胞くらいになることから,より多くの細胞を処理できるように工夫する必要がある.これまでのシミュレータでは細胞の形状を「質点をばねで接続したメッシュ状の膜」の力学モデルによって構成し,細胞分裂を「紡錘体の伸長」と「収縮環の収縮」によって実装した.今年度はこれに加えて,細胞質を弾性体として細胞内部にモデリングし,細胞間・細胞と卵殻間で及ぼしあう力を直接的に計算することによってより再現性を向上した.結果として,野生型における26細胞期の細胞配置を再現できるパラメータ空間を探索したところ,E細胞の細胞分裂方向がずれてしまうことを除き,野生型と同じ細胞配置を再現できるようになった.今後は再現性の向上とともに生物学的実験との組み合わせによって新たな知見が得られるようなシミュレーションにしていきたい.生物は様々な部品が複雑に絡み合う大規模システムであり,機能的・空間的な階層構造を特徴として持つ.本研究では生物をまるごと再現するコンピュータ・シミュレーションに向けた研究のさきがけとして,細胞レベル以上での力学的特性に注目したモデルを構築し応用することを目的とする.再現対象として線虫C.elegansの発生過程に注目する.線虫の発生過程では細胞間相互作用が重要であり,それは空間的な細胞配置によって制限される.これまでに細胞レベルの力学モデルを構築し野生型の細胞配置に対して再現性が高いことを検証してきた.本研究の今年度はこれまでのモデルを変異型の細胞配置へ応用するためにモデルの改良を行った.方法として,Microtubule(MT)の詳細なモデルを導入した.MTは細胞が分裂するための主要な機械的部品である.これまでは初期胚を次のようにモデル化した:(1)細胞の形状複数の質点同士をばね・ダンパーで接続して細胞膜を形成した(2)卵殻楕円球で近似した(3)細胞分裂細胞形状の伸長・収縮環の収縮の二つの現象で表現した.今年度は動的に伸縮・湾曲可能な線分でモデル化したMTによって紡錘体を形成した.細胞分裂時の「細胞形状の伸長」を,紡錘体が伸長し中心体から伸びたMTが細胞膜を引っ張ることによって駆動するように変更した.モデルの検証のために,実際の線虫初期胚の1細胞期での不等分裂が紡錘体の後極への偏りによって起きる事実から,まず1細胞期での細胞分裂シミュレーションを行い,不等分裂・等分裂になるパラメータ空間を考察した.結果として,野生型の不等分裂において紡錘体が後極側に偏るのはMTが前極側よりも強い力で引くが,par遺伝子変異型(極性形成異常)において紡錘体が偏らないのはMTが前極・後極とも同じ力で引く必要があることが示唆された.これらはすでに実際の初期胚での実験によっても示唆されており(Grill, S. et al.,Nature(2001)),提案モデルは再現性が高いことがわかった.またzen-4遺伝子変異型(紡錘体形成異常)に対しても検証できた.生物は様々な部品が複雑に絡み合う大規模システムであり,機能的・空間的な階層構造を特徴として持つ.本研究では生物をまるごと再現するコンピュータ・シミュレーションに向けた研究のさきがけとして,細胞レベル以上での力学的特性に注目したモデルを構築し応用することを目的とする.再現対象として線虫C.elegansの発生過程に注目する.線虫の発生過程では細胞間相互作用が重要であり,それは空間的な細胞配置によって制限される.昨年度までに,細胞レベルの力学モデルを構築し野生型といくつかの変異型の細胞配置に対して再現性が高いことを検証した.今年度は細胞質のモデリングを追加し,細胞数が多い原腸陥入期の細胞配置の再現について考察した.原腸陥入期は細胞のダイナミックな動きが見られる時期の一つであり,力学的な要素が細胞配置の決定に大きく関与している.この時期は,腸の原基となる二つの細胞(Ea,Ep)が胚の内部に入っていくことで始まるが,どのような機構によって細胞が陥入するかはわかっていない.またこの時期は細胞数が2628細胞くらいになることから,より多くの細胞を処理できるように工夫する必要がある.

これまでのシミュレータでは細胞の形状を「質点をばねで接続したメッシュ状の膜」の力学モデルによって構成し,細胞分裂を「紡錘体の伸長」と「収縮環の収縮」によって実装した.今年度はこれに加えて,細胞質を弾性体として細胞内部にモデリングし,細胞間・細胞と卵殻間で及ぼしあう力を直接的に計算することによってより再現性を向上した.結果として,野生型における26細胞期の細胞配置を再現できるパラメータ空間を探索したところ,E細胞の細胞分裂方向がずれてしまうことを除き,野生型と同じ細胞配置を再現できるようになった.今後は再現性の向上とともに生物学的実験との組み合わせによって新たな知見が得られるようなシミュレーションにしていきたい.
船体とプロペラの相互干渉に関する研究

本件の研究を以下の2段階に分け数値計算プログラムを作成し、計算結果の検討を行った。1.揚力面渦格子法による後流渦幾何形状の計算これまでに定常並びに準定常プロペラで応用されたきた揚力面渦格子法及び表面渦格子法を、非定常後流渦を持つプロペラ問題へ応用させるため、計算時間の問題から、初期の段階で計算時間をあまり必要としない、揚力面渦格子法を用いてシステムを構築し、対象プロペラに制限はあるものの、非定常後流渦の形状を計算によって求めることが可能となった。2.揚力面渦格子法による船体後流中の舶用プロペラの性能計算直接、船体を含めたシステムとして相互干渉問題に適用させるには、扱う問題が非常に複雑なため、まず対象を最も簡略化して以前本学で行われた船体後流流場の実験値を用い、非定常性を持つ後流流場のシミュレーション計算を1.で構築したシステムで行い、本方法の適用性を確かめたが、計算時間を犠牲にすればそれなりの結果が得られることが分かった。今後、高速のコンピュータによって計算を実施することで、この問題もクリアできると思われる。但し、計算プログラムのより一層の最適化並びに、必要計算容量の削減を考慮しなければならないことがわかった。
トーラス埋め込みとファイバー空間

トーラス埋め込み理論(=トーリック多様体論)は高度に発展し代数多様体論の中では重要な道具の一つになっている.また複素トーラスはコンパクトな複素リー群として特徴付けられるが,アフィン的な代数的トーラスとは密接な関係がある.トーラスファイバー空間は正規複素解析空間の間の固有全射正則写像でその一般ファイバーが複素トーラスとなるものである.これらに関わるものとして以下の対象を研究した.1.トーリック束;2.スムーズ射に近いトーラスファイバー空間;3.非自明な全射自己準同型正則写像を有する代数多様体および複素多様体;4.正規4次曲面および対数的デルペッツォ曲面.1.トーリック束の構成,その上の因子の記述など行った.トーリック束の更なる退化理論はまだ出来ていない.2.特異ファイバーの近傍の普遍被覆空間が正の次元のコンパクト部分多様体を全く持たない場合の,ケーラー的トーラスファイバー空間の局所構造を決定した.局所モノドロミーが有限なケーラー的トーラスファイバー空間の大域的な双有理同値類を,ホッジ構造の変動を固定した上である種のコホモロジーの元として記述した.3.トーリック多様体論や楕円ファイバー空間論を駆使して,非自明な全射自己準同型を有する多様体の分類が,非特異コンパクト解析的曲面と小平次元が非負な3次元射影的代数多様体の場合にできた(藤本圭男氏との共同研究),4.因子の分離,ゼロ次元部分スキームの消去というアイデアをもとに有理二重点以外の特異点を持つ正規4次曲面の最小特異点解消の分類(石井雄二氏との共同研究),および指数2の対数的デルペッツォ曲面の分類に成功した,トーラス埋め込み理論(=トーリック多様体論)は高度に発展し代数多様体論の中では重要な道具の一つになっている.また複素トーラスはコンパクトな複素リー群として特徴付けられるが,アフィン的な代数的トーラスとは密接な関係がある.トーラスファイバー空間は正規複素解析空間の間の固有全射正則写像でその一般ファイバーが複素トーラスとなるものである.これらに関わるものとして以下の対象を研究した.1.トーリック束;2.スムーズ射に近いトーラスファイバー空間;3.非自明な全射自己準同型正則写像を有する代数多様体および複素多様体;4.正規4次曲面および対数的デルペッツォ曲面.1.トーリック束の構成,その上の因子の記述など行った.トーリック束の更なる退化理論はまだ出来ていない.2.特異ファイバーの近傍の普遍被覆空間が正の次元のコンパクト部分多様体を全く持たない場合の,ケーラー的トーラスファイバー空間の局所構造を決定した.局所モノドロミーが有限なケーラー的トーラスファイバー空間の大域的な双有理同値類を,ホッジ構造の変動を固定した上である種のコホモロジーの元として記述した.3.トーリック多様体論や楕円ファイバー空間論を駆使して,非自明な全射自己準同型を有する多様体の分類が,非特異コンパクト解析的曲面と小平次元が非負な3次元射影的代数多様体の場合にできた(藤本圭男氏との共同研究),4.因子の分離,ゼロ次元部分スキームの消去というアイデアをもとに有理二重点以外の特異点を持つ正規4次曲面の最小特異点解消の分類(石井雄二氏との共同研究),および指数2の対数的デルペッツォ曲面の分類に成功した,今年度の研究はもともと意図していた,トーリック束の部分コンパクト化と複素トーラスの基本ファイバー空間の構成については,あまり進展はなかった,しかし,数年来の研究をまとめて今年度出版した本「Zariski-decomposition and abundance」の準備過程で,いくつかトーリック多様体についての考察が必要になり,結果としてこれが本研究課題「トーラス埋め込みファイバー空間」に結びつく成果を挙げた.とくにトーリック束について,非常によくまとまった記述ができた.そしてそこに述べられているトーリック多様体上のトーリック束が再びトーリック多様体になることの証明には,トーリック束の部分コンパクト化の研究へのヒントが隠されていると思う.また,2年目以降の研究計画に述べた事柄:(1)普遍被覆空間がアフィン空間となるコンパクトケーラー多様体;(2)非自明全射自己準同型射をもつ複素多様体についての進展があった.(1)については,基本群がアーベルに近い場合は複素トーラスを有限不分岐被覆に持つという定理の簡単な証明や,複素トーラスのファイバー空間が滑らかになるための条件と普遍被覆がスタインであることを結びつける定理などが得られた,(2)についてはトロイダル群のコンパクト化となる非自明全射自己準同型射をもつ非ケーラー複素多様体の例を見つけた.また,ホッジ構造の変動についてのシュミットの論文を読むセミナーを岐阜大の藤本圭男氏と行い,冪零軌道定理などの理解を深めた.今年度の実施計画の(1)に書いた,複素トーラスを有限次不分岐被覆にもつ多様体を一般ファイバーに持つファイバー空間については,そのファイバーの近傍の普遍被覆空間が正の次元のコンパクト解析空間を含まないとき,ほとんどスムーズ射に近いものになることを示した.ここでは複素トーラスの双有理同値類の小平次元,不正則数による特徴付けが本質的に使われた.もう一つ(2)に書いた,トーリック多様体上定義された楕円ファイバー空間で,トーラス部分上滑らかなものの局所相対的極小モデルを構成することについての研究はほとんど進展がなかった.一方,偶然のきっかけから,指数2の対数的デルペッツォ曲面の分類に興味をもつようになり,これを精力的に研究した.この曲面の分類については10数年前のアレクセーフとニクーリンによるK3曲面の格子理論を応用として得られたものがあったが,幾何学的な記述ではなかった.

今回の方法は指数2の対数的デルペッツォ曲面の最小特異点解消を射影平面などからのブローアップとして具体的に記述するもので,幾何学的であるしK3格子は使わない.かつて正規4次曲面の分類で使った因子の分離という方法をある種のゼロ次元部分スキームの消去という方法に一般化し,それを使って上記ブローアップを記述した.消去はトーリック多様体の幾何学では自然な操作であり,また指数2の対数的デルペッツォ曲面を重み付き射影空間などに部分空間として埋め込み,その定義方程式を決定するのだが,その際にもトーリック多様体の扇の記述が役に立った.このようにこの分類方法はトーリック幾何に深く関係する.複素トーラスのファイバー空間に関する研究では,付随するホッジ構造の変動が実偏極しか持たないにも関わらず,大域的モノドロミーが完全可約性をもつ,ということの証明が非常に簡明になった.昨年度より続いていた指数2の対数的デルペッツォ曲面の分類は,正標数の場合も込めて完了した.その分類方法は,基本三つ組みという,射影平面やヒルツェブルフ曲面となる有理曲面,その上の被約因子,及びその因子上の有効なカルティエ因子からなるもので,ある条件を持たすものの分類に置き換えることでなされた.基本三つ組みの情報から,すべての指数2の対数的デルペッツォ曲面について,それを重み付き射影空間(またはその直積)の中の部分多様体として方程式で具体的に表示することにも成功した.できあがったプレプリントは150ページを超え大作となった.同型でない全射自己準同型射を持つ多様体の研究では,非特異3次元射影的代数多様体で小平次元が非負の場合の分類が藤本圭男氏との共同研究で完成した.その結果,そのような多様体の適当な不分岐ガロア被覆はアーベル概型の構造をもつことがわかった.また一般次元の非特異射影的代数多様体のエタールな自己準同型射は,極小モデル予想,アバンダンス予想などの予想を仮定すると,本質的にはアーベル多様体の自己準同型射から得られることが,シンガポール国立大の張氏との共同研究でわかった.ここで小平次元が正のとき,飯高ファイバー空間の底空間に誘導される自己同型射が位数有限になることを,コンパクトケーラー多様体の場合まで込めて証明できた.
発生工学を用いた神経細胞壊死の機構解析

神経細胞壊死の機構解明を目的として、2つのテーマで研究を進めてきた。第一に、一過性の脳虚血負荷後の遅発性神経細胞壊死に、NMDA受容体チャネルがどのように関与しているかを検討した。一過性の虚血モデルとして、眼圧上昇による虚血と再灌流系を用いた。NMDA受容体チャネルサブユニットε1-4各々を失失したマウスで、眼圧上昇による一過性虚血負荷により神経細胞壊死がどのように起こるかを経時的な組織学的検索により検討した。その結果、ほぼ全ての視神経細胞及びアマクリン細胞が遅発性に壊死する60分の虚血負荷でも、ε1サブユニットノックアウトマウスでは、神経細胞の壊死がほとんど起こらないことが明らかになった。また、ε2サブユニットをヘテロに欠失している個体では、軽度の細胞壊死阻止効果が認められた。以上のことから、これらの神経細胞壊死の過程にNMDA受容体チャネルε1、ε2サブユニットを介する過程が存在することが示唆された。また、脊髄根動脈の胸椎レベルでの一過性虚血を誘発するモデルを開発している。一方、ヒト疾患モデル動物を作成するために、歯状核赤核・淡蒼球ルイ体萎縮症の原因遺伝子であるDRPLA遺伝子のマウスカウンターパートを得てその構造を解析した。現在ヒト変異DRPLAcDNAをノックインしたターゲティングベクターを作製している。
形状記憶合金の熱弾塑性の数学解析

形状記憶合金方程式は温度と金属の変位の関係を記述する熱弾性(粘性や塑性を考慮したモデルもある)方程式の一つである。この問題に関係する方程式について考察した。研究機関中に得られた結果は、(1)多次元形状記憶合金方程式の定常状態の安定性、(2)弱い摩擦項付き半線形梁方程式の平滑化効果と漸近形、(3)加速度付きCahn-Hilliard方程式の漸近形、(4)弱い摩擦項付きの三次元等温Falk-Konopkaモデルの漸近形、の4点である。平成22年度は、形状記憶合金の高温相での弾性挙動を表現する擬弾性の方程式について研究を行った。Falkの形状記憶合金モデルの高定数温度での方程式に摩擦項を加えた消散型梁方程式が考察の対象である。この方程式の初期値境界値問題についてはRacke-Shangによる大域的アトラクターの存在などの結果が知られている。本研究では、この方程式の極限形である極限不安定型方程式の初期値問題について考察した。極限不安定化することでエネルギーの非負値性が保証されなくなるため、古典的なエネルギー法は利用できないことに注意する。そこで1次元の方程弐についてよく知られた周波数分解の方法に加えて、振動積分を使うことで線形化方程式のより詳細な情報を含んだ線形評価を求め、この評価を用いて非線形問題の可解性と漸近形について調べた。次に、一次元消散型梁方程式が加速度付き極限不安定Cahn-Hilliard方程式とよく似た形であることに着目し、まずはスカラー場に対する方程式である空間多次元の加速度付き極限不安定Cahn-Hilliard方程式の可解性および漸近形について調査した。また、より高い次数の漸近展開を考えることによって解への非線形項の効果も確認した。この結果を応用することでベクトル場に対する多次元消散型四階弾性方程式系の研究を始め可解性は同様の結果が得られたが、漸近形については部分的な結果を得るに留まった。この研究の目的は、ここで得られた結果を利用して、多次元Falk-Konopkaモデルに対する取り扱いに拡張することであり、平成23年度も引き続きこの方向から研究を進める予定である。なお本研究は東北大学の竹田寛志氏との共同研究である。平成23年度は、定数温度の条件下での三次元の形状記憶合金方程式について研究を行った。Falk-Konopkaの形状記憶合金モデルが考察の対象である。Falk-Konopkaの非線形項は、5次の斉次多項式と3次の斉次多項式を足し合わせた双冪型非線形項である。5次は非線形シュレディンガー方程式においてSobolev臨界と呼ばれる指数であり、さらに3次の項の存在により対応するポテンシャルエネルギーは負の値もとることができるため非凸の非線形項になる。この非凸性が解析を複雑にする。そのためか、三次元形状記憶合金方程式の問題では、この非線形項そのものを取り扱った結果はこれまで見つからなかった。そこで、竹田寛志氏(福岡工業大)との共同研究で、まず摩擦のついた等温Falk-Konopkaモデルの十分小さい解について考察することにした。この方程式について以下の結果が得られた。まず昨年度研究を行った一次元Falkモデルや極限不安定Cahn-Hilliard方程式と同様の手法で、二次の漸近形まで求めた。解析で鍵となるのはFourier分割法である。ただし多次元問題は連立系のため線形代数で用いられる固有値の単調性定理も重要な役割を果たす。更に、最近竹田氏が消散型波動方程式に対して考案した高次の漸近展開の方法を用いて、三次の漸近形を求めることに成功した。まとめると、一次の漸近形は対応する二階の線形放物型方程式の基本解が対応し、減衰が十分早いため非線形項の影響はない。しかし二次の漸近形では非線形の影響が、三次の漸近形では四階の摂動項の影響までも現れることが確認できた。本結果の新規性は、Falk-Konopkaの非線形項を含んだ形状記憶合金方程式を取り扱った結果であるということと、消散型非線形波動の方程式に対して(おそらく初めて)三次の漸近展開まで得たという二点である。平成24年度は、主に定数温度条件下での1次元形状記憶合金のFalkの方程式について調査し、以下の二つの結果を得た。(1)不変測度の構成:不変測度は再帰性など解の性質を調べるのに有効である。得られた結果は、Falkの方程式に対してGibbs測度とKuksinの方法による不変測度を構成したことである。Gibbs測度は滑らかな解の集合を台に持たないが、一方で弱解のある意味での時間大域的適切性を示すのにGibbs測度が有効であることが、Bourgainによって示されている。この手法を応用することで、Falkの方程式に対して不変なGibbs測度を構成するだけでなく、エネルギークラスよりも広い空間における「ほとんど確かな時間大域適切性」を示した。

また、Kuksinの不変測度の構成法は、まず方程式に粘性項と確率外力項を付与した確率偏微分方程式に対して不変測度を構成し、次に同時に粘性と確率外力項のゼロ極限をとるという粘性消失問題を考えることで、元の方程式の不変測度を構成する方法である。この方法で得られる不変測度は、Gibbs測度に比べてより滑らかな解のクラスも台に持つことが特徴である。本研究は京都大学の堤誉志雄氏との共同研究である。(2)安定な数値計算スキームの構成と誤差評価: Falkの方程式を含むBoussinesq型方程式に対して構造保存型の数値計算スキームを、降旗氏らによって開発された離散変分導関数法を適用することで、導出した。更にそのスキームの解とFalkの方程式の厳密解との間の誤差評価を示し、実際にFalkの方程式のオーステナイト相にあらわれるソリトン解の数値シミュレーションを行った。交付申請書の「研究の目的」の中で、摩擦付きの問題ではあるがFalk-Konopkaの三次元形状記憶合金問題について一定の結果を得ることをできたことは大きな進展であると考えられるため(2)の評価を与えた。24年度が最終年度であるため、記入しない。申請段階より、研究期間の中期段階にあたる現段階で研究計画を一度見直すことを研究計画に述べている。この計画に従い、計画に以下の通り若干の修正を加える。今年度得られた等温形状記憶合金方程式の解の挙動についての研究だが、調査すべき問題が残っているため、今年度も引き続きこの研究に重点的に取り組む。一方で、今年度から開始する予定であった塑性効果を含む形状記憶合金方程式の研究については、準備は継続するが研究の時間配分を減らすことで対応する。
コネキシン45遺伝子変異動物による中枢神経系細胞性ネットワークの研究

我々の作製したコネキシン45遺伝子をLacZマーカー遺伝子と置換した遺伝子変異マウスについて、中枢神経系に注目してコネキシン45の発現様式を検討した。1.X-gal染色によりコネキシン45mRNA発現細胞の組織内分布を観察した。Cx45-LacZ遺伝子置換ヘテロ接合体成獣の脳全体を、厚さ1mmのスライスとしてX-gal染色した組織片を水溶性樹脂Technovit7100に包埋、15μmの連続切片を作製し、Neutral redで対比染色して観察・記録した。核移行シグナル(NLS)付加コネキシン45遺伝子を発現する神経細胞では、核周辺に限局して青緑色の反応産物が観察された。2.LacZ陽性コネキシン45発現細胞の微細形態を電子顕微鏡観察により検討した。光顕下に青緑色を呈するX-gal染色反応産物は、電顕下においてやや高い電子密度の不均質な物質として認識され、陽性細胞が識別可能であった。反応産物は、核膜の間の空間に観察された。3.量子ドットをもちいて抗LacZ抗体によるLacZ発現細胞の検出を試みた。量子ドットは、光顕レベルでは適切に働いた。また、量子ドット分子中の金属元素が電顕下に可視化されることが期待されたが、サイズが小さいことから、必ずしも容易ではなかった。現在、他のプローブへの置換よびエンハンス法の開発を検討中である。4.GFP発現transgenicマウスの骨髄細胞を移植した動物をもちいて、骨髄に由来する細胞の各臓器における分布様式を観察したところ、形態学的にギャップ結合で連結するとされる細胞がGFP陽性であった。また、消化管のc-Kit発現細胞の分布に関連して、コネキシン43で連結されるsubepithelial fibroblasticnetworkおよびpericyptal sheathを構成するfibroblastが骨髄由来であることを示唆する観察結果が得られた。当教室で作製したコネキシン45遺伝子をマーカー遺伝子としてのLacZと置換した遺伝子変異マウスについて、中枢神経系に注目してコネキシン45の発現様式を検討した。1.X-gal染色によるコネキシン45mRNA発現細胞の組織内分布の観察新しい試みとして、ヘテロ接合体成獣の分断していない脳全体を冠状断および矢状断の厚さ1mmのスライスとしてX-gal染色を行ない、水溶性樹脂Technovit7100包埋し、15μmの連続切片を作製した。一部の切片をNeutral Redによりカウンター染色を行い観察・記録した。今回使用した実験動物では、置換したLacZ遺伝子には核移行シグナル(NLS)が付加されており、これまでに観察した消化管および血管の平滑筋など、コネキシン45のmRNAを発現している細胞は核全体が青緑色のLacZ陽性反応を示す。しかし、中枢神経系の細胞にみられるLacZ陽性所見は核の周辺に限局していることが多かった。同じ試料について、抗LacZ抗体を用いて免疫組織化学的にLacZ陽性細胞を検出する方法では同等の細胞が免疫陽性と判断され、核周囲のLacZ陽性反応は非特異的反応ではないと判断できる。LacZ陽性所見は特定の神経核に分布する各種神経細胞に限られた。より詳細な検討が要求されるものの、神経膠細胞の陽性所見は観察されていない。2.コネキシン45mRNA発現細胞の微細形態の観察光顕観察では青緑色に呈色するLacZのX-gal染色による反応産物は、電顕下では電子密度がやや高い不均質な物質として観察され、陽性細胞が識別可能であった。

光顕で核周囲に反応が見られた神経細胞の電顕観察では、反応産物は核膜の間の空間にみられ、光顕所見を裏ずける結果であった。反応産物の分子量あるいは形状により、核膜孔を通過できなかったものと考えられる。これらの結果については、2003年1月の日本病態生理学会シンポジウムで発表し、2003年3月日本生理薬理合同学会、4月日本解剖学会、6月日本電子顕微鏡学会のシンポジウムで発表予定である。現在、生後発育期におけるLacZ陽性細胞の動態について解析を進めている。ギャップ結合で連結された中枢神経系細胞群の機能的構造特性を理解し、それらの生物学的意義を明らかにすることを目的として、我々の作製したコネキシン45遺伝子をLacZと置換した遺伝子変異マウスについて、コネキシン45mRNA発現細胞の空間的・時間的分布様式の観察・解析を行った。また、未分化(幹)細胞の分化マーカーであり、成長因子の受容体として注目されているc-Kitを発現する細胞に着目し、コネキシン45の発現が知られているペースメーカー細胞やそれらと関連する消化管間葉細胞を中心に解析を試みた。1.抗LacZ抗体を用いてLacZ発現細胞を検出した。可視化試薬として量子ドットであるQ-dotを用いた。(1)蛍光顕微鏡、共焦点レーザー顕微鏡による光顕レベルの観察では、励起波長605nmのQ-dotは赤色に観察され、免疫組織細胞化学への有効性が確認された。(2)コアに金属分子を含むQ-dotの特徴を活用して走査型および透過型電子顕微鏡による微細構造レベルの観察を行ない、免疫陽性部位の微細構造レベルでの確認を試みた。ドットサイズ等の問題点が明らかとなり、現在、他のプローブへの置換やエンハンス法について検討中である。2.GFP発現transgenicマウスの骨髄細胞を移植した動物を用いて骨髄に由来する細胞の生体内各臓器での分布様式を観察したところ、形態学的にギャップ結合で結合するとされる細胞がGFP陽性であり、骨髄に由来する可能性が示唆された。3.消化管のc-Kit発現細胞の分布に関連して、コネキシン43で連結されるsubepithelial fibroblasticnetworkおよびpericryptal sheathを構成するfibroblastsが骨髄由来であることを示唆する観察結果が得られた。
超耐熱性α-アミラーゼの熱失活における可逆的及び不可逆的過程の分別解析

Bacillus amyloliquefaciensのα-アミラーゼ(BAA、低耐熱性)とB.licheniformisのα-アミラーゼ(BLA、超耐熱、耐アルカリ性)を材料とし、不可逆的熱失活過程に影響を与えるアミノ酸配列(N末端から176178番目、BAAではArg-Gly-Glu、BLAでは欠失-欠失-Gln)について引き続き部位特異的変異誘起法によるアミノ酸置換を行った。Arg-Glyを欠失しGluを残した改変BAAを作製し、その熱安定性解析を行った結果、176及び177番目の残基の欠失が不可逆的熱失活の速度を顕著に遅くするという以前の推論が正しいことを確認した。また可逆的熱失活過程に影響を与えるアミノ酸配列(266から269番目、BAAではAsn-Ala-Gly-Lys、BLAではAsp-Leu-Gly-Ala)についてアミノ酸置換による解析を続行した。この部位の配列のみが完全にBLA型となった改変BAAを新たに作製して解析し、以前の解析とあわせた結果、266番目のAsnのAspへの、また269番目のLysのAlaへの置換の影響が主要であり、267番目のAlaのLeuへの置換の影響は小さいことがわかった。一方、Bacillus brevisを宿主とする異種タンパク質の分泌生産系を一層改良し、上記の改変α-アミラーゼを大量に生産した。これを用いて熱失活過程について円二色性等の物理化学的測定を行った。しかし測定に必要な高い濃度においては、改変α-アミラーゼの凝集が観察され、意味のあるデータは得られなかった。BLAは超耐熱性であるとともに耐アルカリ性でもあるので、凝集の起こらないアルカリ性溶液中での熱失活過程について解析を行いつつある。