hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インターネットを利用した既存住宅の断熱改修・省エネルギー診断

これらのデータおよび計算結果を各個の住宅において自動的に計算するシステムを住宅のトータルエネルギーシミュレーショシと呼ぶ。平成13年度はこの住宅のトータルエネルギーシミュレーションシステムを構築した。平成14年度は断熱改修に係わる、部材使用量および改修コストの原データを整備し、住宅の省エネルギー診断と合わせて、その二酸化炭素排出量削減効果および改修コスト計算をインターネット上で求めることができるシステムを構築した。本システムには一般ユーザーが当研究室のホームページを介して、アクセスできる
分節時計の周期を変える

体節は周期的に形成されるが、この周期性はHes7が遅れたタイミングで自己抑制して自律的に発現振動することによる。Hes7遺伝子のイントロン数を削減したところ、速いタイミングで自己抑制が起こり、Hes7の発現振動が加速化し、分節時計のリズムが速くなった。さらに、頚部から上位胸部の体節数が増加し、この領域の椎骨数も増加した。したがって、Hes7遺伝子の正常なイントロン数が分節時計の正常な周期に重要であることが明らかになった。体節はマウスでは約2時間毎に形成されるが、この周期的な過程は分節時計によって制御される。我々は、分節過程では転写抑制因子Hes7がnegative autoregulationを介して自律的に振動すること、Hes7によって多くの下流因子の発現も振動すること、さらにHes7の発現が振動しなくなると体節は癒合し、体節由来の組織である椎骨や肋骨も癒合することを明らかにしてきた。さらに、この分節時計におけるHes7の発現振動は微分方程式を用いた数理モデルで表され、この数理モデルから、Hes7が適度なタイミングでnegative autoregulationすることが、2時間周期の発現振動に必須であると予測された。Hes7遺伝子には3つのイントロンがあり、このイントロンの転写およびスプライシングに約20分かかっていたが、5分早くnegative autoregulationが起こると、数理モデルからは発現振動が加速化することが予想された。そこで、Hes7遺伝子のイントロン数を削減してnegative autoregulationのタイミングを変えることによって分節時計の周期がどのように変化するのかを解析した。その結果、Hes7遺伝子のイントロン数を2個にしてもほとんど影響は見られなかったが、1個にした場合、5分早くnegative autoregulationが起こり、分節時計のリズムが速くなった。すなわち、数理モデルの予測が正しいことが明らかになった。したがって、Hes7遺伝子におけるイントロンの正常な数が分節時計の正常な周期に重要であることが示され、Hes7遺伝子は分節時計の周期形成に中心的な役割を担うことが明らかになった。
アクチンカップ形成におけるEFC/F-BARタンパク質であるFBP17の役割

本研究によりFBP17による生体膜のチューブ構造依存的なアクチン重合活性化機構をin vitro再構成実験により明らかにすることができた。in vivoにおいてはFBP17がファゴサイトーシスの際F-BARドメインを介してアクチンカップ形成部位に集積し、その形成に重要であることが明らかとなった。さらにRNAi法とそのレスキュー実験によりFBP17はF-BARドメイン依存的に細胞膜直下で重合し、その重合がアクチンカップ形成に重要であることが分かった。これらの結果からFBP17が誘導する細胞膜の陥入構造がアクチン重合の足場として機能していることを示唆された。本研究の目的は細胞膜動態とアクチン重合の協調的な制御機構を明らかにし、アクチンカップ形成をモデルとしチューブ膜依存的なアクチン重合の制御機構を統合的に理解することである。これはリポソームとアクチンを可視化しFBP17が誘導するチューブ膜に限局してアクチン重合が活性化する様子をタイムラプス顕微鏡で観察するという非常に画期的なものである。これらの結果はFBP17が誘導する細胞膜の陥入構造がアクチン重合の足場として機能していることを示唆し、ファゴサイトーシスのメカニズムの一端のみならず、新しいアクチン重合制御機構を明らかにすることができ、非常に重要であると考えられる。またファゴサイトーシスは病原体や死細胞の除去に必須であり、本研究結果は医学的にも貢献すると考えられる。本研究の目的は細胞膜動態とアクチン重合の協調的な制御機構を明らかにし、アクチンカップ形成におけるチューブ膜依存的なアクチン重合の制御機構を統合的に理解することである。このことを明らかとするため、本年度は以下の研究を行った。(1)FBP17に結合するタンパク質を質量分析法を用いて同定する。(2)アクチンカップ形成時におけるFBP17の挙動をタイムラプス顕微鏡で観察する。(3)FBP17によるチューブ膜構造依存的なアクチン重合の試験管内再構成実験行う。(1)についてFBP17の部分コンストラクト(全長、EFC/F-BARドメイン、SH3ドメイン)を用いて細胞溶解液を用いたPull down法を行い、質量分析法により結合タンパク質を同定した。結果SH3ドメインに結合しうる候補タンパク質を多数同定できた。興味深いことに同定されたタンパク質の多くはアクチン細胞骨格に関係するものであった。(2)の実験によりFBP17は初期のアクチンカップ形成部位にリクルートしてくることが明らかとなり、FBP17はアクチンカップ形成時の初期段階のアクチン重合に必要であると考えられた。(3)の実験により、世界で初めてFBP17が誘導するチューブ膜に限局してアクチン重合が活性化していることを明らかにすることができた。この結果はFBP17が誘導する細胞膜の陥入構造がアクチン重合の足場として機能していることを示唆し、非常に重要であると考えられる。本研究のもっとも重要な実験であるFBP17によるチューブ膜構造依存的なアクチン重合の試験管内再構成実験が成功したからである。本実験により、In vitroにおいてはほぼ目的を達成したことになる。また他の実験計画も上記のとおり計画通り進行したと考えられる。今後は申請書通り以下の研究を行う予定である。(1)FBP17に結合するたんぱく質を解析する。同定されたタンパク質が直接的または間接的に結合するのか、またはFBP17の膜変形能、アクチン重合活性に影響あるか調べる。(2)アクチンカップ形成時におけるFBP17の細胞膜変形活性(チューブ形成活性)とアクチン重合活性の協調性の意義をin vivoで解析する。内在性のFBP17をRNAi法でノックダウンし、その野生型及び各種変異体を発現させる機能回復(レスキュー)実験を行い、比較検討する。次年度に使用予定の助成金が生じたが、これは本年度の研究において研究計画が成功し非常にスムーズに進んだためである。次年度は比較的高価なRNAi法に用いるsiRNAs、それらを細胞に導入する導入試薬、遺伝子導入試薬、タンパク質精製試薬等が必要なので、当該研究費を次年度に組み込む予定である。またこれら以外にも細胞培養に使用する培養器具や国内学会、海外学会に必要な旅費が必要である。
英語の発音指導法の開発: 国際英語の観点に基づく導入から矯正まで

3年間で、英語の発音指導における導入指導の記述(説明の在り方、注意事項、練習例)、および矯正指導の一部についての記述を終えた。記述対象としては、個別音(母音・子音)および音声変化、音調、強勢などである。特に、発音の基準として採用した国際語としての英語発音については、日本人の英語学習者の発音を英語母語話者および非英語母語話者による判定も含めて、到達目標を明らかにした。1年目は、以下に示す2つの研究内容を行った。1)発音の導入指導法開発小学生一中学1年生までの英語学習者を対象として、音声学の専門用語を使用せず、調音法を平易なことばでこどもに理解しやすく説明する為の表現を工夫した。その際に指導者に対する注意点を補い、必要な練習教材を作成した。例えば、/a/では、「あくびの時の口のように大きく縦に開きます」という説明である。また、単音(子音・母音)だけでなく、音声変化(脱落・連結・同化など)や基本的な音調についても指導法を扱っている。2月に英語教育セミナーを開催し、これらの指導法を参加者に示して、その実践とフィードバックを依頼している。2)聞き取り実験日本人の発音する単音について、ERJデータベースから15種類を選択し、合計70語を実験材料とした。英語母語話者、日本人英語学習者、日本人以外の英語非母語話者の三者を対象に、聞き取り実験を実施し、その容認性の程度を調査した。音響分析は、「いわゆる日本人英語と言われる発音」を中心に行い、英語の母語話者(特にアメリカ英語)とは異なる発音でも、EIL(国際語としての英語)という観点からは、容認性が認められるものがあった。例えば、語頭の破裂音では、日本人学習者は気息音が不足していると指摘されるが、容認性ではあまり問題にならない。また、/r/では丸みを帯びた唇の形によって、舌の位置における問題を補えるなどである。また、外国語話者の判定は、その母語の影響から、予想外の反応も見られることが判明した。それらの成果の一部は、外国語教育メディア学会の第46回全国研究大会(京都産業大学)において、研究発表した。3年計画の2年目は、以下の通り日本人の英語イントネーションに関する容認度に関する実証研究を実施した。1)日本人の英語発話の内、イントネーションの適切さを日本人、英語の母語話者、日本以外の英語非母語話者の三者による聴き取り評価を実施した。結果として4つの評価パタンが判明し、評価の高い項目と低い項日について、その原因を分析した。成果発表は、大学英語教育学会第46回全国大会での研究発表および同学会関西支部第6回英語教育総合研究会シンポジウムで提案した。また、関西国際大学コミュニケーション研究叢書に論文として発表した。2)第2の実験は、同じ実験材料について日本人大学生および中国語母語話者による、イントネーションの評価(2文に様々なピッチ変化を加えた20の刺激文)を行ったが、母語の影響よりも個人差が大きく出ることが判明した。また、評価者へのアンケートにより被験者の因子分析を行った結果、4つの因子を抽出することができた。成果発表は、外国語教育メディア学会第47回全国研究大会における発表、および関内国際大学コミュニケーション研究叢書に論文として発表した。過去2年間の研究により、単音から始まりイントネーションに至るまでの聴き取り実験により、日本人の英語発音の問題点が解明され、発音指導法を創り上げる材料は調った。次年度に向けて、指導法のまとめを作成する準備が整ったといえる。英語のスピーキング能力の基礎訓練としての「発音指導」について、入門期の導入指導および成人の矯正指導を取り上げ、1)具体的な指導法を開発すること、2)その基準として国際英語という視点を導入し、日本人の英語学習者にとって必要な発音能力がどの程度であるのかを解明すること、3)開発した指導法を実際にもちいることで、その効力を検証することを目的として、研究に着手した。H20年度には、開発した導入指導法を英語教育関係者に提示し、アンケートにより検証した。その結果、4段階評価によ留評価を得たが、すべての調査項目で3点台を得ている。言い換えると、本研究による指導法の在り方は、英語教育関係者に受け入れられ、実際に教室での使用に耐える物であることが判明したといえる。本研究の特徴となる視点として、英語のネイティブスピーカーの発音が、日本人学習者の最終目標ではなく、国際語としての英語であり、英語によるコミュニケーションにおいて、支障を来さない程度の英語発音とは何かを、解明する糸口を掴んだことになる。さらに、教職課程の学生から現役の教員に至るまで、英語の発音指導に必要な手法を提案することが可能となった。ただし、当初の計画と結果を比較すると、準備段階で作成したすべての項目の記述が完成しておらず、今後継続する予定である。また、日本人の英語学習者が抱える問題点を収集し、その矯正法をさらに具体化する計画である。
生体内でのダイレクト・リプログラミング法の開発

インスリン転写を体外から非侵襲にモニター可能なスクリーニング系の確立:生体発光を用いて非侵襲的に繰り返し検出し,定量可能なスクリーニング系を構築した。これまでに、マウスインスリン1プロモーター下にルシフェラーゼ遺伝子が誘導されるレポーターマウス(MIP-Lucマウス)を作製したが、平成30年度は、このマウスにβ細胞関連転写因子であるPdx1、NeuroD、MafAの3遺伝子の導入によって、最も強力にインスリン転写を誘導可能なことを確認した。スクリーニング系を応用したβ細胞変換因子の網羅的解析:上記3遺伝子を肝臓に導入したところ、インスリン発現は一過性で、誘導後数週間で肝臓細胞に戻ってしまった。また、明らかなこのグルコース応答性を認めなかったため、この2つの問題点を克服し、更なる効率的なダイレクト・リプログラミングを誘導するために、MIP-GFPマウスの肝臓に、上記3遺伝子を導入し、導入後1週、2週で、肝GFP陽性細胞のマイクロアレイ解析を行い、Q-PCRで確認を行った。いくつかの新たなリプログラミング因子の候補を同定し、その発現アデノウイルスを作製し、先の3遺伝子とともにMIP-Lucマウスに導入した。その結果、Isl1遺伝子が、さらにインスリン転写を誘導可能なことがわかり、現在、インスリン分泌がどの程度延長されるのか、グルコース応答性を有するのか、また実際の糖尿病モデルマウスに対する治療効果について検討を行っている。ポリシストロニックPdx1、NeuroD、MafA発現ウイルスの作製:3遺伝子の発現効率を高めるために、P2A配列で3遺伝子を繋いだ構築のアデノウイルスベクターを作製し、期待通り、約3倍程度の発現上昇を認めた。本研究課題は、(1)インスリン転写を体外から非侵襲的にモニター可能なスクリーニング系の確立、(2)スクリーニング系を応用したβ細胞変換因子の網羅的解析、(3)マウス内にヒト肝臓細胞が生着したキメラマウスを使った、ヒト細胞のダイレクトリプログラミングの3点を予定している。平成30年度中に、(1)および、(2)として、新規のβ細胞変換因子の同定に成功した。現在、(3)の予備実験を行なっており、研究終了予定である平成31年度末までに、計画の全行程を終了することが可能である。平成31年度は、研究最終年度であり、計画の最終実験である「マウス内にヒト肝臓細胞が生着したキメラマウスを使った、ヒト細胞のダイレクトリプログラミング」を実施する。予備実験として、重度免疫不全マウスであるNOGマウスに、ヒト肝細胞を経脾臓的に移植を行ったところ、マウス肝臓からヒトアルブミンの遺伝子発現を認め、移植細胞の生着が確認できた。今後、Pdx1、NeuroD、MafA、Isl1遺伝子を導入することで、ヒト細胞のダイレクトリプログラミングの可能性について検討を行う。インスリン転写を体外から非侵襲にモニター可能なスクリーニング系の確立:生体発光を用いて非侵襲的に繰り返し検出し,定量可能なスクリーニング系を構築する。これまでに、マウスインスリン1プロモーター下にルシフェラーゼ遺伝子が誘導されるレポーターマウス(MIP-Lucマウス)を作製した。平成29年度は、このマウスにβ細胞関連転写因子であるPdx1、NeuroD、Ngn3、MafA、MafBの5つの遺伝子を、様々な組み合わせで遺伝子導入を行って、in vivoイメージングを行った。いずれの組み合わせでも、マウス肝臓領域から発光が観察され、体外から非侵襲で観察可能なことが明らかとなった。特に、Pdx1、NeuroD、MafAの3遺伝子の導入によって、強力にシグナルが観察され、実際、この3遺伝子による遺伝子導入が、最も強力にインスリン転写を誘導可能なことを確認し、スクリーニング系はほぼ確立はできたと考えられる。また、明らかなこのグルコース応答性を認めなかったため、この2つの問題点を克服し、更なる効率的なダイレクト・リプログラミングを誘導するために、MIP-GFPマウスの肝臓に、上記3遺伝子を導入し、導入後1週、2週で、肝GFP陽性細胞のマイクロアレイ解析をおこなった。平成30年度中に、(1)(2)を終え、現在、新規のβ細胞変換因子の同定に取り組んでいる。これまで、本来の膵臓β細胞に高発現するものの肝内インスリン発現細胞には発現が認められない27個の転写因子に絞り込みを終えた。平成31年度中に、27個のスクリーニングを行なってさらなる絞り込みを行い、(3)をスタートさせる。

また、明らかなこのグルコース応答性を認めなかったため、この2つの問題点を克服し、更なる効率的なダイレクト・リプログラミングを誘導するために、MIP-GFPマウスの肝臓に、上記3遺伝子を導入し、導入後1週、2週で、肝GFP陽性細胞のマイクロアレイ解析を行い、Q-PCRで確認を行った。いくつかの新たなリプログラミング因子の候補を同定し、その発現アデノウイルスを作製し、先の3遺伝子とともにMIP-Lucマウスに導入した。その結果、Isl1遺伝子が、さらにインスリン転写を誘導可能なことがわかり、現在、インスリン分泌がどの程度延長されるのか、グルコース応答性を有するのか、また実際の糖尿病モデルマウスに対する治療効果について検討を行っている。ポリシストロニックPdx1、NeuroD、MafA発現ウイルスの作製:3遺伝子の発現効率を高めるために、P2A配列で3遺伝子を繋いだ構築のアデノウイルスベクターを作製し、期待通り、約3倍程度の発現上昇を認めた。本研究課題は、(1)インスリン転写を体外から非侵襲的にモニター可能なスクリーニング系の確立、(2)スクリーニング系を応用したβ細胞変換因子の網羅的解析、(3)マウス内にヒト肝臓細胞が生着したキメラマウスを使った、ヒト細胞のダイレクトリプログラミングの3点を予定している。平成30年度中に、(1)および、(2)として、新規のβ細胞変換因子の同定に成功した。現在、(3)の予備実験を行なっており、研究終了予定である平成31年度末までに、計画の全行程を終了することが可能である。本来、膵臓β細胞に高発現するものの肝内インスリン発現細胞には発現が認められない27遺伝子の発現ウイルスを順次作製して、新規のβ細胞変換因子の同定を行う。また、Pdx1、NeuroD、MafAの3遺伝子の導入効率を上げて治療効果を延長するために、3遺伝子をポリシストロニックmRNAとして1つのウイルスベクターに挿入した構築を作製する。理論上遺伝子導入効率をこれまでの3倍にあげることが可能で、また複数の新規遺伝子を同時にスクリーニングすることが可能となる。また、マウス肝細胞をアポトーシス誘導後に、ヒト肝臓細胞を脾内注射することによって、マウス内にヒトの肝臓細胞が生着したキメラマウスを作製する。そして、キメラマウスに対して、ストレプトゾトシン(STZ)を投与して糖尿病を発症させ、β細胞変換因子の導入による治療効果判定を行う。野生型マウスを用いたSTZ誘導糖尿病に対して、Pdx1、NeuroD、MafA遺伝子の導入により、約4週間の血糖改善効果を認めており、新規のβ細胞変換因子を追加し、更なる治療効果の延長が認められるか、検証する。平成31年度は、研究最終年度であり、計画の最終実験である「マウス内にヒト肝臓細胞が生着したキメラマウスを使った、ヒト細胞のダイレクトリプログラミング」を実施する。予備実験として、重度免疫不全マウスであるNOGマウスに、ヒト肝細胞を経脾臓的に移植を行ったところ、マウス肝臓からヒトアルブミンの遺伝子発現を認め、移植細胞の生着が確認できた。今後、Pdx1、NeuroD、MafA、Isl1遺伝子を導入することで、ヒト細胞のダイレクトリプログラミングの可能性について検討を行う。
PETを用いた認知症脳病態の多様性評価に基づく新規診断・治療戦略確立に関する研究

高齢者に多い認知症患者の脳内には、複数の原因疾患に関係する病的変化が併存した混合病理を認めることが多く、その臨床症状・治療反応性・予後は多様である。しかし現在用いられている認知症の臨床診断基準は原因疾患が単一であることを仮定しており、混合病理を呈する認知症患者の適切な診断・治療に関する検討は少ない。我々は今までに認知症患者の脳内にみられる異常蓄積タンパクを可視化する技術を用いて、各種認知症における神経障害や臨床病態との関連を明らかにしてきた。本研究では、脳内異常蓄積タンパクの可視化技術を応用し、認知症患者における脳病理の多様性と治療反応性ならびに予後との関連を明らかにする。本研究により混合病理を呈する認知症患者の診断・治療法が確立し、認知症臨床診断水準の向上による根本治療薬開発促進が期待される。我々は2018年度に、アルツハイマー病(AD)、非AD性認知症、軽度認知機能障害、健常者を対象に、PETによる脳内異常蓄積タンパク(アミロイドおよびタウ病変)の評価(一部症例では脳糖代謝評価)およびMRI検査(形態学的評価ならびに機能障害の評価)、臨床神経学的評価、認知機能評価を行い、PETの動態解析などを行った。同年中に得られたデータの中間解析結果から、ADでみられる脳糖代謝低下の分布と重症度に関する多様性は、脳内タウ病変の分布と蓄積量が関与していることを示唆する結果が得られ、一部成果発表を行った。現在さらなる症例蓄積と並行して、論文投稿の準備中である。当初の計画時点で想定した以上に順調に被検者募集、検査、データ解析が進んでいる。初年度時点での中間解析においても、すでに当初の目的の一つである「脳内病理尾の分布・程度と、脳循環代謝・脳萎縮・各種臨床症状・認知機能検査等との関連の異同」に関して、既述の新規知見を確認し、成果発表と論文投稿の準備を開始することができた。次年度はさらに検査症例数を増やし、脳病理の多様性と臨床症状・経過との関連や、各疾患における解析についても検討する予定である。
ヒトがん細胞におけるMAPキナーゼ系の異常

本年度はヒト癌細胞がMAPキナーゼのパターンによって3種類に分類されることの生物学的意義を、特に「細胞接着性」及び「細胞骨格系」の制御との関連に注目し、具体的には3種類に分類された癌細胞におけるインテグリン/Focal Adhesion Kinase(FAK)系、さらにRhoファミリー蛋白質の変動に焦点を当てて解析を進め、以下の結果を得た。1.各癌細胞において、インテグリンβ1の量的変化をフローサイトメトリーおよび蛍光抗体法で、さらにFAKの機能変化についてはWestern Blot法および蛍光抗体法を用い、そのリン酸化の程度を指標として解析したところ、MAPキナーゼが恒常的に活性化されている癌細胞群においてはインテグリンβ1の発現量が有意に上昇しており、このとき同時にFAKもリン酸化(活性化)されていることが明らかとなった。一方増殖刺激時でさえMAPキナーゼの活性化が全く誘導されない癌細胞群においては、インテグリンβ1はほとんど発現しておらず、またFAKのリン酸化も起こっていないことを確認した。これらのことよりMAPキナーゼがヒト癌細胞において、FAK/インテグリン系を介した細胞接着性の制御に深く関与している可能性が示唆された。現在は各癌細胞の血管内皮細胞、あるいは種々の細胞外マトリックス成分への接着性等について解析中である。2.アクチン細胞骨格形成において重要な役割を果たしているRhoA蛋白質の発現量を蛍光抗体法およびWestern Blot法でしらべたところ、増殖刺激に対してMAPキナーゼの活性化が全く誘導されない癌細胞群においては、RhoA蛋白質の発現量が有意に低下しており、一方MAPキナーゼが恒常的に活性化されている癌細胞群においてはRhoA蛋白質の発現量が一定レベルを上回っている傾向を認めた。次にこれらMAPキナーゼが恒常的に活性化されている癌細胞をMEK阻害剤PD98059で処理してMAPキナーゼ系を遮断したところ、その増殖はほぼ完全に抑制され、劇的な細胞形態変化が引き起こされ、このときアクチンストレスファイバーが消失しているのが観察された。さらにこのとき顕著なG1期停止が起こっており、CDKインヒビターの一種であるP27Kip1の発現が顕著に上昇していることを見出した。最近RhoAがP27Kip1の分解制御に関わっているとの報告もあることから、RhoAとMAPキナーゼ、およびP27Kip1との間に何らかの相関関係があるのではないかとみて、現在RhoAの活性型および不活性型遺伝子を導入した際の各癌細胞におけるMAPキナーゼ、あるいはP27Kip1の挙動についてさらに詳しい解析を進めている。
戦前期日本における在来産業の全国展開の研究-営業税データによる数量的実証研究-

本研究の目的は、戦前期日本における営業税・営業収益税のデータを通じて、戦前期の各種在来産業の全国展開を、製造業のみならず商業・サービス業についても、解明することにあった。資料として用いる大蔵省『主税局統計年報書』所収の「営業税」および「営業収益税」のデータは、明治30年から昭和15年までの約40年間について、在来産業の各種業種(製造業はもちろん、物品販売業、金銭貸付業、労働請負業ほか24業種)別に、かつ47道府県別に、営業人員、営業戸数、売上金額、生産額、資本金、従業者数等のデータが採録できる。本年度は、前年度に引き続き、このデータをコンピュータへ入力する作業をアルバイターを用いて行った。この作業終了後、在来産業の全国展開の分析を行った。これによって、従来は在来製造業のみが検討対象になっていた在来産業研究を、商業やサービス業にまで、その検討範囲を拡張でき、戦前期日本の在来産業の主要部分である商業・サービス業の展開を、まだいくつかの業種に限られはするものの、全国的に明らかにすることができた。本研究の目的は、戦前期日本における営業税・営業収益税のデータを通じて、戦前期の各種在来産業の全国展開を、製造業のみならず商業・サービス業についても、解明することにある。資料として用いる大蔵省『主税局統計年報書』所収の営業税・営業収益税のデータは、税額のみならず、明治30年から昭和15年までの約40年間について、在来産業の各種業種(製造業はもちろん、物品販売業、金銭貸付業、労働請負業ほか24業種)別に、かつ47道府県別に、営業人員、営業戸数、売上金額、生産額、資本金、従業者数等のデータが採録できる。そのため、このデータを用いて、戦前期日本の在来産業の全国展開過程について全般的な検討を行うことが可能である。今年度は、全国各大学に分散所蔵されていた『主税局統計年報書』を探索し、これを大量に複写した。次に、この『主税局統計年報書』を用いて、物品販売業、保険業、運送業、印刷、周旋業、労働請負業、旅人宿業ほか、合計24業種に関して、上記の期間、47府県別に、営業人員、営業戸数、売上金額、資本金、従業者数、税額等のデータを、アルバイターも使ってコンピュータに入力を行った。膨大なデータであるので、この作業は今年度内には完結しておらず、来年度も継続して実施される。以上の作業をより効率よく遂行するために、新規にコンピュータとその周辺機器を購入した。
学習機能を有する超並列光情報処理の研究

本研究は,光並列演算とある種の並列演算モデルの親和性に注目し,それらを融合した光並列演算システムを実現しようとするものである.つまり,偏微分方程式で記述されるような並列演算モデルが要請する大規模並列性を光演算の原理的な並列性を利用して実現し,その演算に対し学習機能を導入することにより汎用性に欠けるとされてきた光演算に柔軟性を付与しようとするものである.本年度は,前年度の成果を踏まえ,超並列演算処理機構のアーキテクチャの改良を行うとともに,新たに書き換え可能なホログラムにより光インターコネクションを用いた光-電子ハイブリッド型並列演算処理システムを試作し,実験システムの並列度並びに多層化の限界等について,理論的・実験的検討を行った.その結果,プロセッシングエレメント間で良好なインターコネクションが実現されていることを確認し,速度や分解能等の解析により,今後の改良の指針を得た.また,現在のデバイスを用いる場合,7×7程度のインターコネクションが実現可能であることがわかった.このシステムの特徴は,シフトインバリアントなインターコネクションを実現するために,書き換え可能なホログラムとして,最適化を施した計算機ホログラムを用いている点と,それを実現するために,位相変調タイプの液晶空間光変調素子を用いている点である.これらと同時に,本研究で開発している演算アーキテクチャの演算機能に関する評価方法,とくに演算の汎用性,並列化の限界等の評価方法の検討を行った.また,前年度提案した光ニューロコンピューティングの一種である相関学習を用いた連想記憶の新しい学習方法(スパースコーディングを主体とした3つの改良)について,具体的な実現方法について検討を行った.本研究は,光並列演算とある種の並列演算モデルの親和性に注目し,それらを融合した光並列演算システムを実現しようとするものである.つまり,偏微分方程式で記述されるような並列演算モデルが要請する大規模並列性を光演算の原理的な並列性を利用して実現し,その演算に対し学習機能を導入することにより汎用性に欠けるとされてきた光演算に柔軟性を付与しようとするものである.本年度は,前年度の成果を踏まえ,超並列演算処理機構のアーキテクチャの改良を行うとともに,新たに書き換え可能なホログラムにより光インターコネクションを用いた光-電子ハイブリッド型並列演算処理システムを試作し,実験システムの並列度並びに多層化の限界等について,理論的・実験的検討を行った.その結果,プロセッシングエレメント間で良好なインターコネクションが実現されていることを確認し,速度や分解能等の解析により,今後の改良の指針を得た.また,現在のデバイスを用いる場合,7×7程度のインターコネクションが実現可能であることがわかった.このシステムの特徴は,シフトインバリアントなインターコネクションを実現するために,書き換え可能なホログラムとして,最適化を施した計算機ホログラムを用いている点と,それを実現するために,位相変調タイプの液晶空間光変調素子を用いている点である.これらと同時に,本研究で開発している演算アーキテクチャの演算機能に関する評価方法,とくに演算の汎用性,並列化の限界等の評価方法の検討を行った.また,前年度提案した光ニューロコンピューティングの一種である相関学習を用いた連想記憶の新しい学習方法(スパースコーディングを主体とした3つの改良)について,具体的な実現方法について検討を行った.
真核生物の細胞周期制御機構

細胞周期制御は、細胞外環境変化に対応し細胞の増殖と静止と分化のタイミングと進行を司る最も高次な制御装置の一つである.当研究は、この装置の包括的な解明を目指すものである.そのために、高等真核生物に近いとされている分裂酵母と齧歯類線維芽細胞を実験モデル系として、この装置の解明を進めている.当研究期間においては、以下の点を明らかにし、細胞周期と分化の開始制御機構と姉妹染色体結合制御機構の解明に重要な成果を得た.1,分裂酵母の細胞周期の開始と分化開始を制御する2種の新規因子を同定した.一つは新規サイクリンで他はB-型サイクリンの分解を制御する因子である.2,姉妹染色体結合の形成と維持を行う2種類の新規因子を同定した.一つは、複製後修復に必須なPolηと融合した蛋白で姉妹染色体結合の形成に、他は姉妹染色体結合の安定化と勝手な姉妹染色体結合形成の抑制に働く因子で、姉妹染色体結合形成制御機構の一端が明らかになった.3,哺乳動物の細胞周期開始に必須なD型サイクリンとキナーゼの組み合わせのうちCdk6-D3複合体は、CKl阻害蛋白による阻害を受けにくく増殖停止や開始条件で細胞の増殖能を制御する重要な役割を担っている.4,我々が以前に発見したCdk4のチロジンリン酸化が、専ら静止期からの細胞周期開始制御に使われていることを見いだした.5,発癌刺激によって誘導される線維芽細胞の足場非依存性細胞周期開始にCdk6が使われ始めることを見いだし、癌化によっておこる足場非依存性細胞周期開始が、元来足場非依存性増殖を行う造血細胞と同じ機構でおこっている可能性を提唱した.6,分裂酵母の分化制御因子のヒトホモログを単離した.このホモログは、造血系細胞で発現が最も高く、ヒト白血病細胞の分化を制御する活性を持つ.細胞周期制御は、細胞外環境変化に対応し細胞の増殖と静止と分化のタイミングと進行を司る最も高次な制御装置の一つである.当研究は、この装置の包括的な解明を目指すものである.そのために、高等真核生物に近いとされている分裂酵母と齧歯類線維芽細胞を実験モデル系として、この装置の解明を進めている.当研究期間においては、以下の点を明らかにし、細胞周期と分化の開始制御機構と姉妹染色体結合制御機構の解明に重要な成果を得た.1,分裂酵母の細胞周期の開始と分化開始を制御する2種の新規因子を同定した.一つは新規サイクリンで他はB-型サイクリンの分解を制御する因子である.2,姉妹染色体結合の形成と維持を行う2種類の新規因子を同定した.一つは、複製後修復に必須なPolηと融合した蛋白で姉妹染色体結合の形成に、他は姉妹染色体結合の安定化と勝手な姉妹染色体結合形成の抑制に働く因子で、姉妹染色体結合形成制御機構の一端が明らかになった.3,哺乳動物の細胞周期開始に必須なD型サイクリンとキナーゼの組み合わせのうちCdk6-D3複合体は、CKl阻害蛋白による阻害を受けにくく増殖停止や開始条件で細胞の増殖能を制御する重要な役割を担っている.4,我々が以前に発見したCdk4のチロジンリン酸化が、専ら静止期からの細胞周期開始制御に使われていることを見いだした.5,発癌刺激によって誘導される線維芽細胞の足場非依存性細胞周期開始にCdk6が使われ始めることを見いだし、癌化によっておこる足場非依存性細胞周期開始が、元来足場非依存性増殖を行う造血細胞と同じ機構でおこっている可能性を提唱した.6,分裂酵母の分化制御因子のヒトホモログを単離した.このホモログは、造血系細胞で発現が最も高く、ヒト白血病細胞の分化を制御する活性を持つ.分裂酵母とラット線維芽細胞を用いて細胞周期の開始制御機構の解明を進めている。一昨年度、動物細胞の細胞周期の開始に必須なCdk4キナーゼが、チロジン残基のリン酸化・脱リン酸化によって制御されていることを見いだした。チロジンリン酸化によるCdkの制御は、元々分裂酵母でG2-M遷移を制御するCdc2キナーゼで明らかにされた機構で、DNA複製およびDNA損傷のG2期チェックポイント制御の要となる機構である。その後、この機構は哺乳動物まで広くG2-Mの遷移制御に使われていることが判明した。Cdk4のチロジンリン酸化制御が、G2-Mと同じようにDNA損傷のG1期チェックポイント制御に係わっていることをこれまでに明らかにしたが、今年度はチロジンリン酸化されたCdk4を特異的に検出する抗体を見いだしこの抗体を用いて解析したところ、Cdk4のチロジンリン酸化が専らG0-G1の遷移のチェックポイント制御に係わっていることが明らかになった。一方、分裂酵母の新規のS期制因子を同定した。spt1と名付けたこの因子の破壊株は、S期の開始と進行に遅延が見られるが、この酵母にあるspt1ホモログのspt2との二重破壊株は致死となる。さらに、spt1の破壊株は、いろいろなストレス(熱、高塩、DNA損傷、UV等)に対して適応できず、増殖開始の著しい遅延がみられる。この因子は、DNA複製開始複合体のいくつかの構成因子と遺伝学的物理的相互作用を示すことから、これまで全く未知の領域であった細胞増殖のストレス応答の機構を解明する突破口となると期待される。

哺乳動物の細胞周期開始には、Cdk4とサイクリンDの複合体の活性化が必要である.我々は、以前にCdk4がチロジン1T残基のリン酸化を受けることによって負に制御され、このリン酸化はDNA損傷によるG1期停止に重要な役割を果たしていることを見いだした.今年度は、このリン酸化がG2期制御に用いられているCdc2キナーゼのチロジンリン酸化と異なり、Cdk4のチロジンリン酸化がG0期-G1期遷移の制御に専ら働いていることを見いだした.チロジンリン酸化されたCdk4を特異的に検出する抗体を用いて各細胞周期におけるCdk4のチロジンリン酸化レベルを検討したところ、S期、G2期、M期のみならず、G1期を通過あるいは足場の消失によるG1期停止している細胞では、Cdk4のチロジンリン酸化は全く見られず、血清飢餓によって細胞がG1期に停止した後リン酸化が起こることが判明した.血清刺激により細胞周期を開始させるとCdc25Aフォスファターゼの誘導と一致して脱リン酸化され、Cdk4が活性化された.この前にUV照射によるDNA損傷を与えると脱リン酸化は阻止され、同時に活性化が抑制された.分裂酵母のrad22遺伝子は、出芽酵母のRAD52のホモログで二重鎖切断修復酵素系の部品である.したがって、RAD52と同様にこの遺伝子を破壊しても、生存できる.しかしながら、我々は、この遺伝子の温度変異株が細胞周期変異株の性質を示すことを見いだした.この破壊株の多コピー抑圧遺伝子としてrad22以外にrti1と名付けたホモログ遺伝子が単離された.いづれの遺伝子の破壊株も生存できるが、二重変異株は致死となった.さらに解析の結果、Rad22は、少なくとも一部は、replication factorAを活性化することによって、自然に起こる二重鎖切断の修復とは無関係にS期の完了に重要な役割を果たしていることが明らかになった.今年度は、新たに同定した分裂酵母の3種類の新規細胞周期制御遺伝子(rti1^+,eso1^+,abs1^+)とほ乳動物の新規分化制御遺伝子(ROD1)の機能を解明した。rti1^+は二重鎖DNA切断修復と相同組換えに必須な因子をコードするrad22遺伝子のホモログで、この遺伝子の発見よって本来二重鎖DNA切断修復因子とされていた因子が、細胞周期のS期完了に必須であることが明らかになった。eso1^+は、ピリミジン2量体を乗り越えてDNA合成ができるpolηとS期で複製された姉妹染色体同士の結合形成を行う蛋白質との融合蛋白をコードし、複製フォークの構成因子としてDNA複製進行と共にこの2つの異なった反応を触媒することが判明した。abs1^+は、eso1^+と相互作用する遺伝子として単離されたもので、abs1^+を欠損させるとeso1^+がなくても姉妹染色体同士の結合形成が可能となる一方で、姉妹染色体同士の結合が極めて不安定になることから、この遺伝子によってコードされる蛋白は、姉妹染色体同士の結合を安定化するのみならずおそらく姉妹染色体以外の染色体同士の結合を防ぐ役割をも果たしているものと考えられた。ほ乳細胞の分化開始を決定する機構は、ほとんど解明されていない。昨年度、分離酵母の分化を抑制する新規因子を単離し報告したが、Rod1はヒト及びラットから単離したこの因子のホモログで、造血系細胞で最も発現が高い。ヒト白血病細胞株K562に強発現したところ、分離酵母で見られたのと同様に、TPAで誘導される巨核球への分化並びに塩化ブチル酸で誘導される赤血球への分化を抑制した。この結果から、Rod1は造血細胞で広く働く分化制御因子であると結論づけられた。
適合性フィードバックによる人物の共起関係を考慮した画像検索システムの構築

家族や友人などが頻繁に共に撮影される集合写真コレクションから特定人物を含む画像を人物の共起関係を考慮して検索するシステムを構築した。画像内の各人物の顔の見た目とその共起関係を同時に表現する人物共起特徴空間において、検索対象人物を含む画像と含まない画像を分類するクラス分類器を訓練する。このクラス分類器により検索対象人物を含むと判定された画像を検索結果としてユーザに提示し、ユーザが少数の画像にフィードバック情報として与える正解/不正解情報に基づきクラス分類器を再度訓練する。1791枚の集合写真からの32名の人物の画像検索の結果、5回のフィードバック後、平均精度が20%から70%に向上した。平成24年4月25日から平成25年3月31日まで産前・産後休暇及び育児休業を取得したため,補助事業を中断致しました.【最終年度に実施した研究の成果】クラス分類器の訓練の際、精度向上に有用な少数の学習サンプルを選択するアクティブラーニングの考えを取り入れた。また、ユーザにより、クエリの入力、検索結果と学習サンプルの閲覧、学習サンプル中検索対象人物を含む画像の選択が行えるインタフェースを構築し、ユーザが選択を誤った場合も、検索精度にほぼ影響を与えないことを確認した。さらに、画像コレクションをあらかじめ人物集合の階層構造に従い構造化し、クエリ画像との比較を行う画像を上位階層から下位階層へ絞り込む方法を考案し、比較画像を大幅に減少した上で、ほぼ同等の検索精度が得られることを確認した。【研究期間全体を通じて実施した研究の成果】本研究では、集合写真には家族や友人など同じ人物集合が頻繁に共に撮影されることに着目し、多くの集合写真から特定人物を含む画像を人物の共起関係を考慮して検索するシステムを構築した。具体的には、画像内の各人物の顔の見た目とその共起関係を同時に表現する人物共起特徴空間において、検索対象人物を含む画像と含まない画像を分類するクラス分類器を訓練し、検索対象人物の検索に有効な顔の見た目とその共起関係を学習する。このクラス分類器により検索対象人物を含むと判定された画像を検索結果としてユーザに提示し、ユーザがフィードバック情報として与える正解/不正解のラベルの付いた少量の画像に基づきクラス分類器を再度訓練する。190個の人物集合を構成する226名の人物の集合写真1791枚に対し、32名の集合写真107枚をクエリ画像として検索を行った結果、フィードバックごとに検索精度が向上し、15回のフィードバック後、適合率100%、再現率85%となった。また、1791枚の画像をあらかじめ人物集合の階層構造に従い構造化した結果、画像検索時に比較する画像枚数を約20%に減少した上で、同等の検索精度を得た。本研究は,個人が撮影した集合写真には家族や友人など特定グループに属する人物が頻繁に共に撮影されることに着目し,画像検索に広く用いられる適合性フィードバックの適用により,大量の集合写真から特定人物を含む画像を人物の共起関係を考慮して検索するシステムの構築を目指す.今年度は以下の課題に取り組んだ.・複数人物を含む画像の収集:提案システムの有効性について実験により検証するため,顔の向きや大きさ,表情,照明,隠れ,経年変化などの影響で見た目による認識が困難な顔を含み,かつ多様な人間関係を含むように,20のコミュニティに対し各50枚の画像を収集し,画像内のすべての顔領域及び顔特徴点を人手で指定し,顔の見た目を表す顔特徴量を抽出した.・顔の見た目と人物の共起関係を考慮した検索方法の検討:抽出した顔特徴量を用いて,各画像に含まれるすべての顔の見た目とその共起関係を表現できる人物共起特徴量を提案した.この人物共起特徴空間において,検索対象人物を含む画像と含まない画像を分類するようにクラス分類器を訓練することにより,検索対象人物の検索に有効な顔の見た目とその共起関係が学習される.システムはこのクラス分類器により検索対象人物が含まれると判定された画像を検索結果としてユーザに提示する.・フィードバック情報を利用した検索に有効な共起人物の学習方法の検討:検索に用いるクラス分類器は,ユーザがフィードバック情報として与える正解/不正解のラベルの付いた少量の画像(適合画像/非適合画像)に基づき学習される.システムはクラス分類器を用いた検索と,ユーザからのフィードバック情報に基づくクラス分類器の訓練を繰り返すことにより,検索対象人物の検索に有効な顔の見た目とその共起関係を逐次的に学習し,検索精度を向上させることができる.産前・産後休暇及び育児休業を取得したため,補助事業をほぼ1年間中断し,平成24年度に予定していた研究内容について達成できてないため.まず,従来の顔認識の分野で構築されている多くの顔画像データベースと異なり,複数人物を被写体とした画像を収集し,各画像に含まれるすべての顔領域とその顔特徴点を人手で指定することにより,提案システムの有効性を検証するための画像コレクションをある程度整えることができた.

次に,得られた顔特徴点から抽出した各顔の見た目を表す顔特徴量を用い,各画像に含まれるすべての顔の見た目とその共起関係を同時に表現できる人物共起特徴量を提案した.上記の画像コレクションを用いた実験により,人物共起特徴量を用いた場合,検索対象人物の顔特徴量のみを用いた場合よりも平均精度(01までの値をとり,検索対象人物を含む画像がどれだけ上位に集中しているかを示す.1が最もよい)が0.25から0.4まで向上することを確認した.さらに,画像検索を実現するクラス分類器を訓練する際に用いるラベル付き画像を得るため,検索を行うたびに,少量(15枚)の画像に対し,検索対象人物を含むかどうかの判定をフィードバックとして与え,クラス分類器を繰り返し訓練した.必ず正しい判定が行われると仮定した場合,フィードバックを与えるたびに平均精度が向上し,5回フィードバックを繰り返すことにより,平均精度が0.4から0.7まで向上することを確認した.このように,今年度の課題としていた,顔の見た目とその共起関係を考慮した検索方法の検討,及びフィードバック情報を利用した検索に有効な共起人物の学習方法の検討のいずれについても,開発した手法が,収集した複数人物が撮影された画像で構成される画像コレクションに対して有効であることを確認できており,本研究は順調に進展していると考えられる.今年度の予定していた,以下の課題に取り組む.・有効な共起人物を高精度に学習するためのフィードバック操作の検討:提案手法におけるユーザのフィードバックを与える手間を考慮すると,フィードバックを与える画像は,少量でも高精度に有用な人物の共起関係を学習できるものであることが望ましい.また,今年度はユーザがフィードバックを与える際に必ず正しい判定を行うものと仮定したが,実際にはユーザは誤った判定も行うと考えられるため,ユーザの判定の信頼度などを考慮したフィードバック操作などが必要となる.そこで今後は,フィードバック毎にクラス分類機の訓練に最も有効な画像を選択する方法や,フィードバックの与え方について検討する.・直観的に操作しやすいインタフェースの構築とインタフェースを用いた検索精度の検証:ユーザから誤ったフィードバック情報が得られる場合があることを想定すると,開発した手法の有効性を検証するにあたり,実際のフィードバック結果を用いることが必要となる.そこで,検索結果とフィードバックを与える画像を提示し,ユーザが実際にフィードバック操作を行うためのインタフェースを構築する.構築したインタフェースを用いて,実際どの程度の精度でユーザからのフィードバック情報が得られるか,またその際,判定の誤りが検索結果の平均精度にどの程度影響するかを今年度得られた結果との比較により検証する.また,さらに高速かつ高精度な検索を実現するため,検索対象となる画像コレクションをあらかじめ構造化する方法についても検討する.
タンパク質による5SrRNAの立体構造識別

高度好熱菌Thermus thermophilus HB8を大量培養し、約300gの菌体を得た。菌体からフェノール法によって5SrRNAを抽出し、セファデックスG100カラムクロマトグラフィーにかけて約20mgの試料を得た。この5SrRNA試料から0.5mm角程度の大きさの結晶が得られるが、規則性が低いためX線構造解析には使用できない。5SrRNAは3種のリボゾームタンパク質と特異的に結合する。核酸とタンパク質の複合体は前述の裸のRNAに比べてX線解析のために質の良い結晶を与える可能性がある。複合体を結晶化し、構造解析することに成功すれば、リボゾームタンパク質が5SrRNAの立体構造を識別し、結合する機構をより直接的に解明することができる。大腸菌の5SrRNAにRNaseAを限定的に作用させると、約半分の大きさの安定な断片を得ることができる。この断片はリボゾームタンパク質L25と特異的に結合することが知られている。そこで、先ず高度好熱菌Thermusthermophilus HB8の5SrRNAから同じ断片が得られるか否かを検討した。その結果、特定の条件下でRNaseAを作用させると類似した大きさの断片が得られることが判明した。この断片をゲル電気泳動にかけると、Urea存在下では数本のバンドに分かれるが、非存在下では1本のバンドを与える。末端ラベル法で各バンドの断片の塩基配列を決定した結果、1-13,91-122,71-122,73-122の断片が安定なRNase抵抗性の複合体をつくることが判明した。大腸菌の5srRNAとの比較から、この断片がL25と結合することは疑いない。更に、このRNase抵抗性断片をカラムクロマトグラフィーで単離し、結晶化することにも成功した。結晶は充分な大きさを持つが、不安定な性質のためX線回析像をとることはまだ成功していない。
分子生物学からみたABO式血液型-糖鎖機能解明をめざして-

1.DNA試料を用いてのABO式血液型遺伝子型の判定・・・パラフィン包埋臓器片からDNAを抽出し,血液型糖転移酵素遺伝子の血液型決定部位をPCR増幅と制限酵素処理により検出し,血液型遺伝子型を判定する方法を確立した.非特異的分解を受けたDNAでも300bp程度の断片なら増幅可能であり,PCR産物の一部を鋳型として再び同様の増幅を行えば充分量のDNAが得られた.最長10年を経たパラフィン・ブロックからでも型判定可能であった.疾病の遺伝子診断などへも応用可能な方法といえる.哺乳動物における血液型抗原物質の発現・・・ヒト,ニホンザル,イヌ,ネコ,ウサギ,ラットの生殖器官と口腔内組職におけるABO式血液型関連糖鎖抗原の発現を免疫組職化学的に調べた.精母細胞と精巣内精子には抗原物質は存在しないが,精巣上体内精子には存在し,前立腺にも認められた.味蕾細胞,舌腺分泌細胞にも糖鎖抗原が発現していた.糖鎖抗原あるいは複合糖質が精子の発生,成熟や味覚受容に関与する可能性が示唆された.3.各種動物のABO式血液型糖転移酵素遺伝子・・・ヒト,ニホンザル,ブタ,ウサギ,ラット,マウス,チャイニーズ・ハムスター,マストミス,キンギョの血液型糖転移酵素遺伝子の差異を検討した.PCR産物の電気泳動像は動物種により異なり,ニホンザルではヒトのものとハイブリダイズしたが,その他では増幅領域と動物種により結果は異なった.ニホンザルの血液型糖転酵素遺伝子はヒトのそれに酷似する塩基配列であった.血液型決定部位の塩基はヒトのB型と同じであり,上記(2)の結果(ニホンザルではB型物質が発現)と符合した.なお,以上の結果は種差識別にも応用しうるものである.1.DNA試料を用いてのABO式血液型遺伝子型の判定・・・パラフィン包埋臓器片からDNAを抽出し,血液型糖転移酵素遺伝子の血液型決定部位をPCR増幅と制限酵素処理により検出し,血液型遺伝子型を判定する方法を確立した.非特異的分解を受けたDNAでも300bp程度の断片なら増幅可能であり,PCR産物の一部を鋳型として再び同様の増幅を行えば充分量のDNAが得られた.最長10年を経たパラフィン・ブロックからでも型判定可能であった.疾病の遺伝子診断などへも応用可能な方法といえる.哺乳動物における血液型抗原物質の発現・・・ヒト,ニホンザル,イヌ,ネコ,ウサギ,ラットの生殖器官と口腔内組職におけるABO式血液型関連糖鎖抗原の発現を免疫組職化学的に調べた.精母細胞と精巣内精子には抗原物質は存在しないが,精巣上体内精子には存在し,前立腺にも認められた.味蕾細胞,舌腺分泌細胞にも糖鎖抗原が発現していた.糖鎖抗原あるいは複合糖質が精子の発生,成熟や味覚受容に関与する可能性が示唆された.3.各種動物のABO式血液型糖転移酵素遺伝子・・・ヒト,ニホンザル,ブタ,ウサギ,ラット,マウス,チャイニーズ・ハムスター,マストミス,キンギョの血液型糖転移酵素遺伝子の差異を検討した.PCR産物の電気泳動像は動物種により異なり,ニホンザルではヒトのものとハイブリダイズしたが,その他では増幅領域と動物種により結果は異なった.ニホンザルの血液型糖転酵素遺伝子はヒトのそれに酷似する塩基配列であった.血液型決定部位の塩基はヒトのB型と同じであり,上記(2)の結果(ニホンザルではB型物質が発現)と符合した.なお,以上の結果は種差識別にも応用しうるものである.(1)パラフィン包埋組織片からのABO式血液型遺伝子型の判定常法にて作成したパラフィン包埋組織からDNAを抽出したところ,得られたDNAは非特異的な分解を受けており概ね100bpから2kbpの分子量サイズであった.このため,以前に我々が報告した新鮮血から得たDNAを用いたPCR法による遺伝子型判定方法は直接応用することができなかった.そこで,1)より短い断片(128bp,200bp長)を増幅するようにデザインされたプライマーを用い,2)1回目のPCR産物の一部を鋳型として再び同様に2回目のPCR増幅を行なう.といった改良を加えた.ホルマリン固定の影響等によりDNAは低分子化するとされており,固定臓器片からあるいは固定後パラフィンに包埋した組織片から抽出したDNAを鋳型としてPCR増幅を行なうことは困難な場合があるといわれているが,本方法によれば,最長10年を経たパラフィン包埋組織からも,検討したすべての例において,判定に足りる量のDNA断片を得ることに成功した.また,本方法により判定された血液型の遺伝子型は,いずれも,剖検時に血液を用いてあるいは臓器切片から免疫組織化学的に調べた血液型の表現型と矛盾しなかった.(2)血液型抗原物質の分布血液型抗原物質の存在意義と機能を調べるため,ヒトの唾液腺,胸腺および生殖器ならびにイヌ,ニホンザルの各臓器の組織切片を用いて,レクチンおよび免疫組織化学的にABH関連抗原物質の分布をみた.1.哺乳動物における血液型抗原物質の発現・・・昨年度に引き続き,ヒトをはじめとする数種の哺乳動物に関して,生殖器官と口腔内組織におけるABO式血液型関連糖鎖抗原の発現を調べた。ヒト,ニホンザル,ネコ,ウサギ,ラットの精巣では精母細胞や精子がカラクトース特異的レクチンにより染色されたが,抗ABH抗体とは反応しなかった。ネコ,ラットの精巣上体では上皮細胞と精子細胞が抗A抗体およびA型物質特異的レクチンと反応した。

さらに,ネコの尿細管,ラットの前立腺でもA抗原の存在がみとめられた。ヒト,ニホンザル,イヌ,ネコ,ウサギ,ラットの味蕾細胞,舌腺分泌細胞では各個体のABO式血液型に相当する血液型関連糖鎖抗原が発現していた。ABO式血液型関連糖鎖抗原あるいは複合糖質が精子の発生,成熟や味覚受容に何らかのかたちで関与する可能性が示唆された。2.各種動物のABO式血液型糖転移酵素遺伝子・・・ヒト,ニホンザル,ブタ,ウサギ,ラット,マウス,チャイニーズ・ハムスター,マストミス,キンギョからDNAを抽出,ヒト血液型糖転移酵素遺伝子からデザインされたプライマーを用いて血液型決定部位領域をPCR増幅すると,動物種により異なる電気泳動像を示した。ヒトから得たPCR産物をプローブとするハイブリダイゼーションでは,ニホンザルはこれと反応したが,その他の動物では増幅領域により,動物種により結果は異なった。ニホンザルの血液型糖転移酵素遺伝子はヒトのそれに酷似する塩基配列であった。血液型決定部位の塩基はヒトのB型と同じものであり,ニホンザルにはB型物質が発現しているという我々の免疫組織化学的知見と一致していた。ヒト以外の動物にもヒト血液型糖転移酵素遺伝子近似の遺伝子が存在することが明らかとなった。なお,以上の結果は種差識別にも応用しうるものである。