hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ミクログリアのライソゾーム機能不全が自閉スペクトラム症発症に与える影響

自閉スペクトラム症の発症過程においてミクログリア細胞のライソゾームの機能不全が関与するのか否かを明らかにするめに、poly(I:C)母体注入による発達障害モデルラットを作製した。胎児脳の免疫組織染色によって下記の所見を得た。(1)脳内血管壁に一致する熱ショックタンパク75 (Hsp75)の発現亢進を見出した。(2)ライソゾームストレス誘導性糖タンパクGpnmb (glycoprotein non-metastatic melanoma b)の発現亢進が認められた。これらの結果から、ライソゾーム膜の不安定化が示唆される。自閉スペクトラム症の発症過程においてミクログリア細胞のライソゾームの機能不全が関与するのか否かを明らかにするめに、モデル動物の作製を試みた。既報に基づいて、妊娠ラットにバルプロ酸を腹腔内注射するモデルを試みたが、流産のため新生児ラットを得ることができなかった。そこで、ウイルスRNAを模倣する合成二本鎖RNA化合物(polyinosinic-polycytidylic acid: polyIC)を母体腹腔内に注射し、出生した仔ラットが神経発達障がいモデルになりうるかを検討した。並行して、妊娠マウスにリポ多糖(lipopolysaccharide: LPS)を腹腔内注射し脳内炎症変化を惹起して出生したモデルラットも作成した。いずれのモデルでも仔ラットの出生に至った。polyIC、LPSを母体に注射して生まれた新生児ラットおよび正常ラットを4%パラホルムアミド溶液で灌流してから脳を取り出し、新鮮凍結切片を作製し、間接蛍光抗体法による組織染色を実施した。その結果、マクロファージ系免疫担当細胞のマーカーとされる糖タンパクgpnmb (glycoprotein non-metastatic melanoma b)陽性の細胞がpolyIC投与モデルで比較的多く認められた。これ以外の一次抗体として、抗LAMP-1抗体、抗cathepsin B抗体、およびミクログリアマーカーとしてのIba1抗体と抗CD11b抗体を使用したが、少なくとも現在までに上記モデルラットと正常ラットとの間に有意な染色性の変化は認められていない。動物行動実験が遅れている。自閉スペクトラム症の発症にミクログリア細胞のライソゾームの機能不全が関与するのか否かを明らかにするめに、モデル動物の作製を試みた。本年度はウイルスRNAを模倣する合成二本鎖RNA化合物( polyinosinic-polycytidylic acid: polyIC)を母体腹腔内に注射し、出生した仔ラットが神経発達障がいモデルになりうるかを検討した。出生した仔ラットにopenfield testを行ったところ、不安様行動変化が認められた。また、USV (ultrasonic vocalization)testでも、発声パターンの変化が認められている。併せてpolyICを母体に注射後生まれた新生児ラットおよび正常新生児ラットを4%パラホルムアミド溶液で灌流してから脳を取り出し、新鮮凍結切片を作製し、間接蛍光抗体法による組織染色を行った。その結果、マクロファージ系免疫担当細胞のマーカーとされる糖タンパクGpnmb (glycoprotein non-metastatic melanomab)陽性の細胞がpolyIC投与モデルで多く認められた。これ以外の一次抗体として、抗LAMP-1抗体、抗cathepsin B抗体、およびミクログリアマーカーとしてのIba1抗体と抗CD11b抗体を使用したが、polyICモデルラットと正常ラットとの間に有意な違いは認められていない。さらに、polyICあるいは生理食塩水を妊娠ラットに注射後の胎児脳からRNAを抽出し、マイクロアレイ解析により比較した。polyIC注射後の脳で増加、減少している分子種が認められており、その再現性の確認を行っている。動物行動実験を開始するとともに、ウエスタンブロット法によるライソゾームの安定性試験を行う。まず新生児期の自閉スペクトラム症モデルラットおよび正常ラットから脳を取り出してホモゲナイズした後、ライソゾームとサイトゾル分画を得る。さらに、各分画をSDSポリアクリルアミド電気泳動にて分離し、常法によりウエスタンブロット法検出を行い、検出バンドを定量比較する。検出用の抗体として、抗LAMP-1抗体、抗cathepsin B抗体を使用する。また、定量比較用内部対照には抗GAPDH (glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)抗体による検出シグナルを予定している。29年度が最終年度であるため、記入しない。神経科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
二重ベータ崩壊の半減期評価のための原子核構造の精密計算

本研究の成果は,ジルコニウム96原子核およびルテニウム96原子核に対して,ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素を評価したことである。ジルコニウム96原子核に対する二重ベータ崩壊の核行列要素の理論研究はあまり行われていなかったが,本研究により初めて平均場を超えた殻模型による数値解析に成功した。これまでに乱雑位相近似,相互作用するボソン模型等の先行研究で核行列計算が計算されてきたが,本研究の計算結果はこれらに比べて小さい核行列要素を予言している。また本研究では,質量数210領域,質量数220領域の偶偶核・奇核・奇奇核について殻模型により精密計算を行い,原子核の励起メカニズムを明らかにした。この領域の核子間に働く相互作用の研究は現在まであまり行われてこなかったため,本研究では現象論的な有効相互作用を用いて数値解析を実行し,幅広い核種のエネルギー準位や電磁遷移の実験値を再現した。計算で得られたエネルギー準位と実験値を比較することにより,コア励起に起因する八重極励起の影響が低エネルギー状態に現れることが分かった。その他の成果として,水銀199原子核について,パリティと時間反転対称性(PT)を破る相互作用により生じるシッフモーメントを計算し,原子の電気双極子モーメントの評価を行っている。計算結果を解析することにより,PTを破る相互作用により生じるシッフモーメントは特定のエネルギー準位が大きく寄与することが明らかになった。本研究では平成30年度において,質量数100領域のニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素の計算および質量数150領域の原子核構造の数値解析を行う計画であった。質量数100領域のジルコニウム96原子核およびルテニウム96原子核に対して,二重ベータ崩壊の核行列要素を評価している。ただ,質量数150領域の原子核構造の計算は行っておらず,その点では予定よりも遅れている。一方で,質量数210領域および質量数220領域の原子核構造の数値解析は進んでおり,研究はおおむね順調に進展している。本研究では令和元年度において,質量数100領域におけるニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素の計算を目指す。現在は質量数100領域の原子核の有効相互作用を修正する作業を進めており,これが完了した後に二重ベータ崩壊の核行列要素を計算する。これと並行して,質量数150領域の原子核構造の解明を目指す。この領域の原子核を計算するための計算コードの改良は行っており,質量数150領域の有効相互作用を決定する段階である。偶偶核・奇核・奇奇核のエネルギー準位・電磁遷移の実験値を同時に再現するように相互作用を決定し,核子対殻模型の波動関数を詳細に解析することで原子核構造を明らかにする。本研究の成果は,ゲルマニウム76原子核,セレン82原子核,テルル130原子核およびキセノン136原子核に対して,ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素を評価したことである。本研究では,殻模型計算と幾つかのタイプの核子対殻模型計算により得られる原子核波動関数を用いて核行列要素の数値解析を実行したところ,模型空間が小さくなるにつれて核行列要素が大きくなることを明らかにした。これまでの先行研究では原子核殻模型,乱雑位相近似,相互作用するボソン模型等により核行列計算が計算されてきたが,本研究の計算結果はこれらの先行研究の結果に比べて小さい核行列要素を予言している。また本研究では,質量数100領域の偶偶核・奇核・奇奇核について殻模型により精密計算を行い,原子核の励起メカニズムを明らかにした。この領域の核子間にはたらく相互作用の研究は現在まであまり行われてこなかったため,本研究では現象論的な有効相互作用を用いて数値解析を実行し,幅広い核種のエネルギー準位や電磁遷移の実験値を再現した。さらに,この相互作用を用いて生成座標法による偶偶核の数値解析を実行し,得られた波動関数を解析することにより,原子核の軸対称変形の効果を取り入れることでイラストバンドを再現できること,三軸非対称変形の効果を取り入れなければガンマバンドを再現できないことを確認した。その他の成果として,質量数130領域の原子核について,パリティと時間反転対称性を破る相互作用により生じる電気双極子モーメントを計算し,中性原子の電気双極子モーメントの評価を行っている。本研究では平成29年度において,質量数100領域の原子核構造の数値解析,およびニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素の計算を行う計画であった。現段階では,これまで核子対殻模型でしか計算できなかった質量数100領域の原子核に対して,殻模型計算の数値解析を実行することを可能にして,原子核の励起メカニズムを明らかにしている。ただ,二重ベータ崩壊の計算は行っておらず,その点では予定よりも遅れている。一方で,次年度以降に予定されていた,生成座標法による質量数80領域の原子核構造の数値解析は進んでおり,研究はおおむね順調に進展している。

また本研究では,質量数210領域,質量数220領域の偶偶核・奇核・奇奇核について殻模型により精密計算を行い,原子核の励起メカニズムを明らかにした。この領域の核子間に働く相互作用の研究は現在まであまり行われてこなかったため,本研究では現象論的な有効相互作用を用いて数値解析を実行し,幅広い核種のエネルギー準位や電磁遷移の実験値を再現した。計算で得られたエネルギー準位と実験値を比較することにより,コア励起に起因する八重極励起の影響が低エネルギー状態に現れることが分かった。その他の成果として,水銀199原子核について,パリティと時間反転対称性(PT)を破る相互作用により生じるシッフモーメントを計算し,原子の電気双極子モーメントの評価を行っている。計算結果を解析することにより,PTを破る相互作用により生じるシッフモーメントは特定のエネルギー準位が大きく寄与することが明らかになった。本研究では平成30年度において,質量数100領域のニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素の計算および質量数150領域の原子核構造の数値解析を行う計画であった。質量数100領域のジルコニウム96原子核およびルテニウム96原子核に対して,二重ベータ崩壊の核行列要素を評価している。ただ,質量数150領域の原子核構造の計算は行っておらず,その点では予定よりも遅れている。一方で,質量数210領域および質量数220領域の原子核構造の数値解析は進んでおり,研究はおおむね順調に進展している。本研究では本年度(平成30年度)において,質量数100領域におけるニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素の計算を目指す。現在は質量数100領域の原子核の有効相互作用を決定する作業を進めている段階であり,これが完了した後に二重ベータ崩壊の核行列要素を計算する。これと並行して,質量数150領域の原子核構造の解明を目指す。この領域の原子核を計算するための計算コードの改良は行っており,質量数150領域の有効相互作用を決定する段階である。偶偶核・奇核・奇奇核のエネルギー準位・電磁遷移の実験値を同時に再現するように相互作用を決定し,核子対殻模型の波動関数を詳細に解析することで原子核構造を明らかにする。本研究では令和元年度において,質量数100領域におけるニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の核行列要素の計算を目指す。現在は質量数100領域の原子核の有効相互作用を修正する作業を進めており,これが完了した後に二重ベータ崩壊の核行列要素を計算する。本研究では,数値計算を行うためワークステーションが不可欠である。平成29年度において研究を遂行する上で十分な性能を持つワークステーションを購入する予定であったが,機種の選定に時間を要したため,購入する事ができなかった。そこで,次年度に予算を繰り越し,十分な性能のワークステーションを購入する計画である。
長期飼育環境におけるラットの採餌行動と弁別学習過程の分析

ラットを長期飼育実験箱において飼育し,採餌行動と摂水行動の生起の過程を,明期と暗期との関係の下に記録した.第1実験においては,12時間で明期と暗期が交替する周期のもとで採餌と摂水が計測された.15日間の自由摂食と自由摂水の条件下では,両行動とも暗期に集中的に生起した.続く15日間は摂食に関してレバー押し課題を導入して摂食のためのコストを高くしたが,摂食も摂水も,やはり夜間に集中的に生起した.第2実験では摂食行動と摂水行動がおもに暗期において生起することを確認するとともに,12時間の暗期を6時間に短縮し,その効果を確認した.12時間の暗期においては集中的摂食行動が3回出現したが,6時間の暗期においては2回出現した.また,暗期は短縮されても,採餌行動も摂水行動も短縮されていない状況と同様に,おもに暗期に出現した.集中的な摂食が安定して出現するのは,暗期の終了直前とされるが,第2実験においては暗期終了時に近くはあるが必ずしも直前とはいえない可能性が確認され,個体差と考えられた.第3実験では,12時間で明期と暗期が交替する条件のもとで,はじめに(第1段階)15日間の自由摂食と自由摂水が観察された.ここでも暗期におもに摂食と摂水が行われ,従来どおりの行動の配分が確認された.第2段階では摂食の機会を明期だけに限定し,明暗両期間に自由摂食が可能な状態では暗期にほとんどの摂食行動が生起する状況から,暗期の摂食が不可能な状況に設定を切り替えて,摂食行動の生起の仕方を確認した.ラットは暗期が終了して明期が開始し,摂食が可能になるとその直後から摂食を最も高い集中度で開始し徐々に減少させた.巣部を出てオープンフィールドで過ごすことは摂食に必要な行動であるが,摂食が明期に限定されて可能な状態にあってもラットがオープンフィールドに出るのは,おもに暗期においてであった.明期にしか摂食ができなくてもラットは,わずかな時間で,暗期に摂食が可能なときに暗期に摂取する量とほぼ同量の餌を摂取した.ラットは生来的に明期に摂食をすることを避ける傾向を持つことが確認された.ラットを長期飼育実験箱において飼育し,採餌行動と摂水行動の生起の過程を,明期と暗期との関係の下に記録した.第1実験においては,12時間で明期と暗期が交替する周期のもとで採餌と摂水が計測された.15日間の自由摂食と自由摂水の条件下では,両行動とも暗期に集中的に生起した.続く15日間は摂食に関してレバー押し課題を導入して摂食のためのコストを高くしたが,摂食も摂水も,やはり夜間に集中的に生起した.第2実験では摂食行動と摂水行動がおもに暗期において生起することを確認するとともに,12時間の暗期を6時間に短縮し,その効果を確認した.12時間の暗期においては集中的摂食行動が3回出現したが,6時間の暗期においては2回出現した.また,暗期は短縮されても,採餌行動も摂水行動も短縮されていない状況と同様に,おもに暗期に出現した.集中的な摂食が安定して出現するのは,暗期の終了直前とされるが,第2実験においては暗期終了時に近くはあるが必ずしも直前とはいえない可能性が確認され,個体差と考えられた.第3実験では,12時間で明期と暗期が交替する条件のもとで,はじめに(第1段階)15日間の自由摂食と自由摂水が観察された.ここでも暗期におもに摂食と摂水が行われ,従来どおりの行動の配分が確認された.第2段階では摂食の機会を明期だけに限定し,明暗両期間に自由摂食が可能な状態では暗期にほとんどの摂食行動が生起する状況から,暗期の摂食が不可能な状況に設定を切り替えて,摂食行動の生起の仕方を確認した.ラットは暗期が終了して明期が開始し,摂食が可能になるとその直後から摂食を最も高い集中度で開始し徐々に減少させた.巣部を出てオープンフィールドで過ごすことは摂食に必要な行動であるが,摂食が明期に限定されて可能な状態にあってもラットがオープンフィールドに出るのは,おもに暗期においてであった.明期にしか摂食ができなくてもラットは,わずかな時間で,暗期に摂食が可能なときに暗期に摂取する量とほぼ同量の餌を摂取した.ラットは生来的に明期に摂食をすることを避ける傾向を持つことが確認された.

「長期飼育実験箱」(横90×奥65×高110cm,高55cmに60cmの板を張り,上部をフリーオペラント領域,下部を木屑を入れた巣部とし,一端30cmを上下の出入口とした)における摂食と摂水を観察した.実験箱全体の上部に12W(6W×2)の蛍光灯を設置し,8時から20時までを明期,20時から翌日8時までを暗期とした12時間交替の明暗周期の下で,8週齢のウイスター系アルビノラット(♂)を被験体として上部領域に給水器と給餌器を常設して45日間飼育し,給餌器からの摂食の頻度と所用時間を確認した.長期飼育実験箱の上部と横部に設置した赤外線カメラにより監視し,ビデオテープレコーダにより記録したが,毎日16時30分17時30分の1時間は,実験箱のケアと諸機器のリセットのため,各種記録を中断した.ビデオレコーダによる記録を再生し,(1)ラットが上部領域と下部巣部とにいる時刻,(2)餌の摂食開始と終了の時刻,および回数(15分以内の摂食の中断は,連続する摂食行動と見なした),(3)摂水開始と終了の時刻,および回数,等を分析のためのデータとして整理記録した.これ等から1時間毎の摂食時間と摂水時間(総摂食時間と総摂水時間に対する比の値)を求め,摂食と摂水に関する行動の1日の継時的な発生の過程を確認した.明期の摂食は極めて低頻度に行われ,最大でも12時13時に0.74%であったが,主な摂食は暗期に始まる少し前(19時)から始まり,摂食時間は徐々に増加して23時0時に最初の頂点(10.2%)を示した.その後は下降し4時5時には明期の摂食状態とほぼ同じ水準を示した.しかし,その後急速な上昇を示し6時7時に1日の最高の摂食の頂点(13.1%)に至り,その後は急速に低下して明期をを迎えた.摂水は全体的には摂食とほぼ同じパターンを示して行われたが,最初の頂点は摂食が下降を示す直前の2時3時に見られ,最高の頂点は摂食と同じ6時7時に見られた.長期飼育実験箱の給餌領域は,65×60cm^2の広さの床にステンレスのグリッドを張った深さ55cmの空間である.床の60cmに接する一方の65×30cm^2の上下連結部分から床下の部分へ連結しており,被験体(ラット)は,おがくずを詰めた深さ55cmで65×90cm^2の床下部分と給餌領域の部分の間を,自由に往来できる状態であった.給餌領域の,上下連結部分の反対側の壁には,給餌給水装置が装着してあり,ラットはレバーを押すと予め準備された強化スケデュールに従って45mgのフッドペレットがレバーのすぐ右横にあるフッドカップに提示された.給水口は左隅にあり常時有効であった.照明は8時から20時を明期とし,他は暗期とした.この装置で雄ラットを飼育し,同時にフッドペレットと水の摂取に関して記録を行った.フッドペレットの摂取と,各種の記録はコンピュータによって毎日行われた.最初の40日は連続強化スケデュール,次の40日は定率強化FR5,続く40日は定率強化FR10の強化スケデュールが用いられた.データのファイル化と,装置への水の補充とフッドペレットの補充は毎日18時(午後6時)から10分前後で行われ,この時にコンピュータがリセットされた.FR5の下,40日目のレバー押し回数は,18時から1時間ごとに順に,0,0,300,370,115,0,0,0,0,390,390,0,305,0,0,0,0,0,0,162,0,0,0,0,;FR10強化スケデュール下の初日のレバー押し回数は,482,0,0,770,178,0,761,482,0,0,0,406,373,518,0,0,0,0,0,0,0,0,0,590;FR10強化スケデュール下の40日目(最終日)のレバー押し回数は,0,650,0,362,478,211,730,0,559,0,850,0,551,710,0,0,0,0,0,0,0,119,0,0;であった.これ等を日毎に合計すると,レバー押し回数はFR5最終日が1932回,FR10初日が4560回,FR10最終日が5220回であった.この時の強化子(フッドペレット)獲得数は,FR5最終日が386,FR10初日が456,FR最終日が522であった.接触は主に暗期に行われ,FR5とFR10の各最終日の比較からフッドペレット獲得の困難度が増すと(FRサイズが大きくなると)暗期のレバー押し反応の生起が盛んになり,また,ラットのレバー押しにかかわる期間が,暗期開始時と終了時に主に見られていた状態が,暗期全体に分散するように変化する様子が明らかになった.グリッドへの嫌悪刺激の導入はこの後に行われる予定である.長期飼育実験箱(W95×D65×H55cm)を4台使用し,ラットを各一匹飼育した.常時

有効な,給水瓶を1台,フッド・カップを一つ,レバー装置を1台,一つの壁に等間隔で配置してあった.この給餌壁面の反対側には,床面から10cm深さで,大鋸屑を入れた巣(W27×D60×H10cm)が,作られた.
ボルツマン方程式によるニュートリノ輸送計算と遅延超新星爆発

筆者はこれまで、軸対称を仮定した2次元のシミュレーションにより、自転している星では、無回転の星よりも即時超新星爆発が起こりにくいことを明らかにし、ニュートリノによる遅延爆発の重要性を示してきた。また、自転星で遅延爆発が起こった可能性を示唆する観測事実として回転超新星からの重力波の重要性も明らかにした(研究発表論文1)。こうした経緯を踏まえ、遅延超新星爆発メカニズムをより詳細に研究する必要が出てきた。これまでの研究は次の二点において不十分であった。まず、ニュートリノ輸送計算に妥当性の疑われる近似が用いられていること。そして、遅延爆発が起こるようなダイナミカルタイムスケールよりずっと長い時間にわたってシミュレーションが行われていないことである。本研究ではこの二点の改善に主眼がおかれている。まず、後者に関しては計算時間の足かせになっている流対計算部分を完全陰解法でコーディングすることを行った。その際、近年多次元計算で目覚ましい成果を上げているGodunov法をLagrange的一般相対論的流体方程式に応用した。結果は大変有望で、典型的なテスト計算においては十分な精度でこれを満足し、また応用上より重要な超新星爆発の断熱計算ではダイナミカルタイムスケールをはるかにこえて計算できることも示された。また、中性子星平衡解も追えることがわかった。これらは、遅延超新星爆発から原始中性子星形成に至るプロセスを数値的に追う上で欠かせない条件である。こうした成果は投稿論文としてThe Astrophysical Journalに投稿中である。一方、ニュートリノ輸送は、近似なしにボルツマン方程式を解くことにする。これもすでに着手され、位相空間での移流項部分はコーディングが終わったところで、テストが行われている。また、従来の近似法との比較も行うために、多エネルギーグループ流束制限付拡散近似法によるニュートリノコードの組み込みに向けた準備も進められており、流体部分はすでに完成している。
金属系多層膜構造の安定性に関する材料組織学的基礎研究

2相分離型状態図を構成する2元素からなる多層膜の熱的安定性を、オ-ジェ電子分光法(AES),走査型電子顕微鏡(SEM)観察,透過電子顕微鏡(TEM),X線マイクロアナリシス(EPMA)等により調べ,以下のような結果を得た。1)Ag/Cu系については、空真蒸着法を利用し、石英ガラスウエハ-上に厚さが各々20nmの純Ag層および純Cu層を交互に積層させることにより、多層膜を得た。2)CoーCu/CuーCo系については、スパッタ-法を利用し、石英ガラスウエハ-上に厚さが各々10nmのCoーrich層およびCuーrich層を交互に積層させ、多層膜を得た。3)作製したままの状態では、いずれの多層膜も規則正しい周期構造をもっており、各層は微細な結晶粒からなっていた。Co/Cu合金多層膜のCoーrich層は約25at%Cu、Cuーrich層は約30at%Coの濃度であった。4)Co/Cu合金多層膜をCoーCu2元状態図の2相領域で短時間加熱すると、層間の界面付近で構造変化が始まった。短時間加熱による界面近傍の濃度変化は、1次元の非線形拡散方程式に基づいたコンピュ-タシミュレ-ションによりうまく再現することができた。5)Co/Cu合金多層膜を2相領域においてさらに加熱すると、周期構造は徐々に崩れていった。また加熱により各層の結晶粒サイズは大きくなった。6)Ag/Cu多層膜も、状態図の2相領域内の加熱により、周期構造は徐々に崩れていった。加熱の後期段階では、表面側にはAgが、逆に石英基板側にはCuが多く存在していた。7)両多層膜の表面には、加熱により多数の微小粒子が現れた。8)現実に作製した多層膜は、必ずしも熱的に安定であるとは限らないことがより明かとなった。
体動計24時間装着に基づく身体活動・不活動・睡眠が健康長寿に果たす相互作用の解明

高齢者における日常身体活動(運動を含むすべて)や不活動、睡眠などから成る24時間の生活バターンの実態を加速度センサー付体動計を用いて、それらの季節変動に合わせて客観的かつ精確に把握し、身体活動の量・質・タイミングの組合せと様々な高齢者の心身の健康との相互関連を明らかにした。日常身体活動の実態を調査するために、従来のアンケートではなく加速度センサー付体動計を用い、1年間以上、一日24時間連続してデータを測定した。その結果、病気のない人はある人に比べて、統計上有意に身体活動量(歩数と中強度[安静時代謝量の3倍以上]活動時間)が多く、体温(起床時・就寝時)が高く、睡眠効率が良いことが明らかになった。本研究では、高齢者における日常身体活動(運動や睡眠など全てを含む)の実態を、従来のアンケートに基づく主観的かつ曖昧な方法ではなく、加速度センサー付き体動計を用いて客観的かつ精確に把握し、どのような身体活動の量・質・タイミングの組合せ(総合的パターン)が種々様々な心身の健康、特に健康寿命の延伸あるいは健康長寿の実現に最適であるのかを縦断的に解明する。本年度は、特に日常身体活動(歩数および中強度活動時間)と免疫機能との関係について分析を行った。その結果、1日あたりの歩数が8000歩、中強度(安静時代謝量の3倍以上の)活動時間が20分を超えて生活すると、NK細胞活性など免疫機能全般が高まるどころか、逆に低下することを明らかにした。高齢者における日常身体活動(運動を含むすべて)や不活動、睡眠などから成る24時間の生活バターンの実態を加速度センサー付体動計を用いて、それらの季節変動に合わせて客観的かつ精確に把握し、身体活動の量・質・タイミングの組合せ(総合的バターン)と種々様々な高齢者の心身の健康(既往歴、メンタルヘルス、QOL、体力など)との相互関連を明らかにすることが本研究の目的であった。本研究では、日常身体活動の実態を調査するために、従来のアンケートに基づく主観的かつ曖昧な方法ではなく加速度センサー付体動計を用い、1年間以上、一日24時間連続してデータを測定した。その結果、一例を挙げると、病気のない人はある人に比べて、統計上有意に身体活動量(歩数と中強度[安静時代謝量の3倍以上]活動時間)が多く、体温(起床時・就寝時とも)が高く、睡眠効率が良い(寝つきがよく眠りが深い)ことが明らかになった。そして、従来の身体活動・運動に特化したガイドラインではなく、24時間全体の生活バターンに基づく健康長寿実現のための新しい指針を提案した。応用健康科学平成25年7月の2週間にわたり、群馬県中之条町の65歳以上の全住民約5,000名(寝たきりや認知症は除く)を対象に、総合的な健康診査や体力測定、アンケートなどから疫学研究調査を行った。これは、身体活動の観察研究にとっては縦断データの収集、栄養の介入研究にとってはベースラインデータの収集にそれぞれ相当する。また、免疫マーカー、酸化ストレスマーカーなどの測定を実施した。本疫学調査の10年前および終了直後より、対象者のうち最低でも500名に体動計を1年以上、毎日、24時間装着してもらい、歩数や10段階(体動レベル0-9)の運動強度を加味した消費カロリー、数秒ごとの活動バターンの変化などを詳細に調べる。この体動計は、精度の向上と1ヶ月以上(36日)にわたるデータの連続記録が可能なよう、プログラムに独自の工夫をこらしたものである。さらに、体動計のデータ回収と同時に、運動実施や転倒発生などについても毎月調べる。また、定期的にエンドポイント(病気の発症、ADLの低下、死亡など)の追跡・確認を行う。次年度は本調査において、予定とおりの参加者が測定されましたが、平成26年度に多くの調査参加者を測定するため(スタッフの雇用など)、予算の配分額を修正した。調査委託(平成26年度4月9月)60万円、(平成26年度10月平成27年度3月)60万円
ヘルパーT細胞Th1/Th2バランスを制御する転写因子の検索

遺伝的背景の異なる2種のラット、ルイスラットおよびブラウンノルウエー(BN)ラットを抗原刺激でそれぞれ特異的にTh1、Th2細胞を誘導し、この誘導過程でTh1/Th2への分化に関与するサイトカインおよびその受容体の変化をmRNAレベルで測定した。ルイスラットでは、IL12p40が強く発現していて、in vitroの抗原刺激でIL12p35/p40共に強く誘導されることが明らかになった。更に、IL12受容体,IFNγ受容体も顕著に誘導されており、その結果、Th1の特徴であるIFNγの増加が見られた。外来抗原の侵入によりマクロファージ、デンドリテイク細胞が、まずはじめにIL12を分泌しナイーブヘルパーT細胞をTh1型に誘導していることが、この系で明らかとなった。(Microbiol Immunol.2001 45:373)一方、マクロファージにおいてIFNγにより誘導される抗原提示能は、Th1型への誘導にも重要な役割をはたしている。我々は、以前ホルボールエスレル(TPA)により、HLA-DRが著しく増加する現象を発見した。(Immunology 1992,75:15)この原因を明らかにする目的で、STAT1、CIITA、IFNγレセプターの発現レベルを調べた。その結果、この現象はTPA処理によるIFNγレセプターの増加が原因であることを解明した。(J. Immunol. 1999,162:4381)そこで更に、IFNγレセプター遺伝子がTPAにより活性化されるメカニズムにつき検討し、そのプロモーター域にTPA-応答エレメントを発見した。(J. Biol Chem 2001,276:37227)この研究で発見したシスーエレメント(TPA-応答エレメント)をDecoy DNAとして用いて炎症刺激で増加するIFNγレセプターの発現を抑制し、MHCクラスIおよびII分子の発現も抑えることにより、移植片の拒絶反応を抑える臨床応用へと発展させる計画を進めている。我々は、ヒトMHCクラスII(HLA-DR)遺伝子の調節機構をマクロファージ系ヒト白血病THP-1細胞で検討し、この遺伝子発現にDNase I hypersensitive site(DHS)の関与を示し(Biochimie 1996,77:472)、その後、THP-1細胞の核抽出液にこのDHS-DNAと結合する蛋白が検出され、この蛋白がIL-2誘導にも関与するNF-90であることを明らかにした。(Biochemistry 1999,38:3355)最近、申請者はホルボールエステル(TPA)でTHP-1細胞を分化誘導するとクラスII分子が著しく増加するという現象を発見し、STAT1、CIITA、IFNγレセプターの発現レベルを調べた結果、この現象はTPA処理によるIFNγレセプターの増加が原因であることを解明し報告した。(J.Immunol.1999,162:4381)そこで、IFNγレセプター遺伝子の調節領域を用いたレポーター遺伝子を作成し検討した結果、IFNγレセプター遺伝子のTPAの作用部位(シス-エレメント)を明らかにした。(投稿中)一方、ルイスとブラウンノルウェー2種のラットでOvaを用いてTh1、Th2を誘導すると、明らかな片寄りがあり、遺伝的背景に原因していることを示唆して来た。そこで、この誘導条件を用いて、Th1、Th2誘導の指標となる典型的転写因子、シグナル伝達因子、サイトカイン、およびそのレセプターなどに対しRT-PCR法で検討したところ、興味深い結果が得られた(投稿中)

そこで、幾つかの点に着目して更に詳細な検討を行っている。遺伝的背景の異なる2種のラット、ルイスラットおよびブラウンノルウエー(BN)ラットを抗原刺激でそれぞれ特異的にTh1、Th2細胞を誘導し、この誘導過程でTh1/Th2への分化に関与するサイトカインおよびその受容体の変化をmRNAレベルで測定した。ルイスラットでは、IL12p40が強く発現していて、in vitroの抗原刺激でIL12p35/p40共に強く誘導されることが明らかになった。更に、IL12受容体,IFNγ受容体も顕著に誘導されており、その結果、Th1の特徴であるIFNγの増加が見られた。外来抗原の侵入によりマクロファージ、デンドリテイク細胞が、まずはじめにIL12を分泌しナイーブヘルパーT細胞をTh1型に誘導していることが、この系で明らかとなった。(Microbiol Immunol.2001 45:373)一方、マクロファージにおいてIFNγにより誘導される抗原提示能は、Th1型への誘導にも重要な役割をはたしている。我々は、以前ホルボールエスレル(TPA)により、HLA-DRが著しく増加する現象を発見した。(Immunology 1992,75:15)この原因を明らかにする目的で、STAT1、CIITA、IFNγレセプターの発現レベルを調べた。その結果、この現象はTPA処理によるIFNγレセプターの増加が原因であることを解明した。(J. Immunol.1999,162:4381)そこで更に、IFNγレセプター遺伝子がTPAにより活性化されるメカニズムにつき検討し、そのプロモーター域にTPA-応答エレメントを発見した。(J.Biol Chem 2001,276:37237)
リーダー－メンバーの関係性によって生起するチーム内の妬み感情：その緩和条件の解明

リーダーとの関係性の質が低いメンバーは、他のメンバーに妬みの感情を抱きがちである。本研究は、そのような妬みの感情には、ポジティブな機能が潜在していると考え、それを引き出す条件の解明を試みる。その解明のために、以下に挙げる2つのことを主として取り組む。(1)チーム内の他メンバーに対する妬みの感情を顕著に引き出す必要があるため、その方法論(実験的手法)を開発する。(2)生じさせた妬みの感情を緩和させる条件について、当事者の個人要因(パーソナリティやスキル等)、および組織的要因(組織体制、目標設定のあり方、リーダーシップ等)の観点から検討する。
中枢シナプス生後発達分化の細胞分子メカニズム

(1)生後発達に伴う興奮性シナプス応答時間短縮におけるAMPA型グルタミン酸受容体サブユニットの役割:単一細胞RT-PCR法を用いて、生後発達に伴うAMPA受容体電流脱感作時間の短縮にGluR4 flopの発現増加が寄与することを明らかにした。また、生後発達に伴うAMPA受容体媒介性シナプス電流下降相の短縮にはAMPA受容体チャネルの脱感作時間の短縮と共に、開口時間の短縮が関与することが明らかになった。(Koike-Tani et al 2005 J Neurosci)。(3)神経終末端Ca電流の活動依存性増強分子機構:Ca電流の活動依存性増強はCa結合タンパク質NCS-1によって媒介されることを以前に報告したが、NCS-1依存性のCa電流増強はP/Q型Caチャネル特異的で、シナプス伝達の増強に寄与することが明らかになった(Ishikawa et al投稿中)。(4)cAMP依存性シナプス増強分子機構:神経末端のcAMP濃度が上昇すると伝達物質の放出が増強されることを直接的に証明した。更に、この作用はAkinaseに依存せず、cAMP-GEF (Epac)に依存性することが明らかになった(Kaneko et al,2004 J Neurosci)。(5)神経終末端Caチャネルサブタイプの生後発達スイッチを制御する分子機構の解明:Caチャネルサブユニットの選別分子機構に関して、Caチャネルのα_1サブユニットに特異的に結合する新たなタンパク質を2種類見出した、そのうちのひとつはN型Caチャネルα_<1B>サブユニットに特異的な結合を示した(未発表)。(1)生後発達に伴い聴覚中継シナプス後膜のNMDA受容体の発現が低下し、それによって安定した高頻度シナプス伝達が可能となることを明らかにした。更に、この生後発達変化は、聴覚が形成される以前の生後第1週において聴覚入力を遮断することによって抑制されることを見出した(論文1)。(2)AMPA受容体脱感作薬として知られるCTZが神経終末端のKチャネルを抑制することにより伝達物質の放出を促進することを神経終末端から直接ホールセル記録をおこなうことによって明らかにした(論文2)。(3)神経終末端におけるGABA_B受容体を介する伝達物質放出抑制作用はGタンパク質G_0のβγサブユニットによるCaチャネル抑制によるものであることをβγサブユニットを神経終末端内に直接注入することにより証明した(論文3)。(4)生後発達に伴い脳幹の聴覚中継シナプスcalyx of Heldでは伝達物質放出確率が低下し、放出可能なシナプス小胞のプールサイズが増加することを見出した。その結果、低頻度シナプス伝達効率は一定に保たれる一方、高頻度シナプス伝達における伝達効率が上昇し、高信頼性のシナプス伝達が獲得されることを明らかにした(論文4)。(5)温血動物中枢神経シナプスcalyx of Heldにも神経筋接合部と同様のシナプス伝達量子解析が適用出来ることを示した(論文5)。(6)PKCの活性化による伝達物質放出促進メカニズムは主としてCa非依存性のεPKCによって媒介されることを明らかにした。また、ホルボールエステルによって活性化されたεPKCは神経終末端を伝達物質放出部位に向かって移動し、自己リン酸化されることが明らかになった(論文6)。(1)脳幹聴覚中継シナプスthe calyx of HeldにおいてCa電流の活動依存性増強メカニズムを検討した。Ca結合タンパク質NCS-1は終末端に注入すると、活動依存性増強と類似のCa電流増強と、立ち上がり時間の短縮を惹起し、活動依存性増強を閉塞(occlude)した。また終末端に注入したNCS-1のC末端ペプチドは活動依存性Ca電流増強を完全にブロックした。活動電位によって神経終末端に流入したCaはNCS-1と結合してCaチャネルを活性化し、シナプス伝達効率を増強すると結論される(論文1)。(2)単一シナプス小胞に含まれる伝達物質がレセプターを飽和するか否かは、伝達物質量のシナプス伝達効率への影響に関わる重要課題である。この問題を検討するためにcalyx of Held終末端に高濃度の伝達物質グルタミン酸を注入したところグルタミン酸は小胞に取り込まれ、微小シナプス電流の振幅を顕著に増大した。単一シナプス小胞伝達物質はレセプターを飽和しないと結論される。(論文2)。(3)生後発達に伴う小胞内伝達物質量の増加がレセプターの飽和を惹起する可能性を検討した。生後7-29日のラットの生後発達を追跡したところ、生後2週から3週にかけて単一シナプス小胞内グルタミン酸量が増加して微小シナプス電流が増大することが明らかになった。生後4週のラットにおいて神経終末端に高濃度の伝達物質グルタミン酸を注入したところ微小シナプス電流の著しい増大が認められた。単一シナプス小胞から放出されるグルタミン酸は成熟動物においてもレセプターを飽和しないと結論される(論文3)。(1)脳幹聴覚中継シナプスthe calyx of Held前末端において伝達物質の放出を制御する電位依存性Kチャネルの同定を行った。calyx前末端のK電流は、電位依存性と薬理学性質により4種類に分類された。そのうち、Kv3チャネル電流は活動電位のピークと下降相を抑制することによって伝達物質の放出を制御することが明らかとなった。

また、Kv1チャネルは前末端の脱分極に伴って開口して、膜電位を再分極させることによって、活動電位の自発発火を抑制する役割が明らかになった(Ishikawa et al., J Neurosci)。(2)calyx of Held前末端に発現するアデノシンAl受容体はGタンパク質を介してCaチャネルを抑制し、伝達物質の放出を制御することが明らかになった。Al受容体は生後発達とともに発現量が減少し、'それに伴って、アデノシンによる伝達物質の放出制御効果が減弱した(Kimura et al., J Physiol)。(3)calyx of Heldにおける単一シナプス小胞応答の生後発達を追跡した。生後発達に伴い小胞内の伝達物質量が増加すること、しかし、生後4週齢においてもグルタミン酸受容体は単一シナプス小胞に含まれる伝達物質によって飽和しないことが明らかになった(Yamashita et al., J Neurosci)。(4)海馬苔状繊維CA3錐体細胞間シナプスにおける短期可塑性の生後発達を検討した。生後4-9週にかけて、繰り返し刺激によるシナプス増強の程度が減少することが見出された。この生後発達変化はBAPTA-AMによって前末端内のCaを減少させると消失することから、内在性Caバッファーの増大が短期可塑性の生後発達に寄与することが示唆された(Mori-Kawakami et al., J Physiol)。(1)生後発達に伴う興奮性シナプス応答時間短縮におけるAMPA型グルタミン酸受容体サブユニットの役割:単一細胞RT-PCR法を用いて、生後発達に伴うAMPA受容体電流脱感作時間の短縮にGluR4 flopの発現増加が寄与することを明らかにした。また、生後発達に伴うAMPA受容体媒介性シナプス電流下降相の短縮にはAMPA受容体チャネルの脱感作時間の短縮と共に、開口時間の短縮が関与することが明らかになった。(Koike-Tani et al 2005 J Neurosci)。(3)神経終末端Ca電流の活動依存性増強分子機構:Ca電流の活動依存性増強はCa結合タンパク質NCS-1によって媒介されることを以前に報告したが、NCS-1依存性のCa電流増強はP/Q型Caチャネル特異的で、シナプス伝達の増強に寄与することが明らかになった(Ishikawa et al投稿中)。(4)cAMP依存性シナプス増強分子機構:神経末端のcAMP濃度が上昇すると伝達物質の放出が増強されることを直接的に証明した。更に、この作用はAkinaseに依存せず、cAMP-GEF (Epac)に依存性することが明らかになった(Kaneko et al,2004 J Neurosci)。(5)神経終末端Caチャネルサブタイプの生後発達スイッチを制御する分子機構の解明:Caチャネルサブユニットの選別分子機構に関して、Caチャネルのα_1サブユニットに特異的に結合する新たなタンパク質を2種類見出した、そのうちのひとつはN型Caチャネルα_<1B>サブユニットに特異的な結合を示した(未発表)。
決定論的非線形予測法の波浪予測への適用に関する基礎的研究

従来の波浪予測法としては,波浪推算法を用いる方法,重回帰モデルなどの統計的手法を用いる方法などがあるが,これらには主として利用の簡便さに関する問題が残っている.本研究では,従来の波浪予測法よりも簡便で,かつ必要十分な精度をもつ予測法の開発を目的として,観測データのカオス性に基づく予測法(決定論的非線形予測法)に着目した.この方法を用いるためには,まず時系列データのカオス性の有無を判定する必要がある.本研究では,時系列データから時間遅れ座標により軌道を再構成し,この軌道の幾何学的特性および力学的特性を調べることにより,もとの時系列データのカオス性を判定した.軌道の幾何学的特性には相関積分による方法を用い,力学的特性はリアプノフ指数を求めることにより評価した.解析の対象としたのは,運輸省港湾局が観測した有義波高のデータであり,本研究ではそのうちの福井港,鳥取港および宮崎港で観測されたものを用いた.何れのデータの場合も,カオス性があると判定できたため,決定論的非線形予測法を用いて有義波高の予測を試みた.この予測法では,まず時系列データが決定論的な非線形力学系より生じたものであると考える.さらにこの力学糸の状態変化を支配する法則を時系列データから逆に推定し,これを用いて予測を行う.本研究では,再構成した軌道を小さな区間に分けて,それぞれの区間ごとに局所的な支配法則を推定する方法を用いた.局所的な支配法則の推定法としては,局所ファジイ再構成法を用いた.これにより,6時間後および12時間後の有義波高の予測を行った.また,予測値が観測地に対して一定の範囲内にあれば予測が的中しているものとし,的中数の全予測数に対する割合で予測精度の評価を行った.その結果は,本研究で用いた方法の波浪予測への適用可能性を示すものであった.従来の波浪予測法としては,波浪推算法を用いる方法,重回帰モデルなどの統計的手法を用いる方法などがあるが,これらには主として利用の簡便さに関する問題が残っている.本研究では,従来の波浪予測法よりも簡便で,かつ必要十分な精度をもつ予測法の開発を目的として,観測データのカオス性に基づく予測法(決定論的非線形予測法)に着目した.この方法を用いるためには,まず時系列データのカオス性の有無を判定する必要がある.本研究では,時系列データから時間遅れ座標により軌道を再構成し,この軌道の幾何学的特性および力学的特性を調べることにより,もとの時系列データのカオス性を判定した.軌道の幾何学的特性には相関積分による方法を用い,力学的特性はリアプノフ指数を求めることにより評価した.解析の対象としたのは,運輸省港湾局が観測した有義波高のデータであり,本研究ではそのうちの福井港,鳥取港および宮崎港で観測されたものを用いた.何れのデータの場合も,カオス性があると判定できたため,決定論的非線形予測法を用いて有義波高の予測を試みた.この予測法では,まず時系列データが決定論的な非線形力学系より生じたものであると考える.さらにこの力学糸の状態変化を支配する法則を時系列データから逆に推定し,これを用いて予測を行う.本研究では,再構成した軌道を小さな区間に分けて,それぞれの区間ごとに局所的な支配法則を推定する方法を用いた.局所的な支配法則の推定法としては,局所ファジイ再構成法を用いた.これにより,6時間後および12時間後の有義波高の予測を行った.また,予測値が観測地に対して一定の範囲内にあれば予測が的中しているものとし,的中数の全予測数に対する割合で予測精度の評価を行った.その結果は,本研究で用いた方法の波浪予測への適用可能性を示すものであった.
細胞寿命研究モデルとしての出芽酵母二倍体細胞における寿命制御メカニズムの解明

出芽酵母は細胞レベルの老化・寿命制御の解明に重要な研究モデルであるが、遺伝学的解析に有利なことから一倍体細胞が用いられてきた。高等生物が一般的に二倍体であるので、本研究では出芽酵母の二倍体細胞について寿命制御メカニズムを解明することを目指した。野生型の二倍体株は一倍体株よりも分裂寿命(1個の細胞が死ぬまでに出芽する細胞数)が長かった。二倍体特異的に発現する遺伝子の探索過程で、新しい寿命関連遺伝子をみつけた。さらに、増殖に必須な遺伝子の中から二倍体ヘテロ遺伝子破壊株を利用することにより新しい寿命遺伝子をみつけた。出芽酵母は、遺伝学的解析に適した一倍体を用いて多くの寿命遺伝子が発見されるなど、細胞レベルの老化・寿命制御機構の解明に貢献してきた。しかし、高等生物と同じ二倍体の出芽酵母株が一倍体株よりも長寿命なので、一倍体株を高等生物のモデルとして研究するには問題がある。本研究の目的は、出芽酵母の二倍体細胞で働く寿命遺伝子とその転写制御因子を同定して解析することにより、一倍体細胞を用いた従来研究では見逃していた二倍体細胞の寿命制御機構を明らかにすることである。本研究の成果は、これまでの倍数性の問題を解決し、高等生物の老化・寿命研究モデルおよび老化疾患モデルとしての出芽酵母の有用性をより高めるものになる。平成24年度には、二倍体で特異的に発現する遺伝子に注目し、その中から寿命遺伝子を同定することを試みた。これらの候補遺伝子のノックアウト(KO)株は二倍体で短寿命であるばかりではなく、一倍体においても短寿命であった。このように、二倍体特異的発現を指標とする探索方法では目的の寿命遺伝子を同定することが困難であると判断した。この研究過程において、増殖に必須な遺伝子が候補遺伝子として得られたので、二倍体の一方の遺伝子のみを破壊した二倍体ヘテロKO株を構築し、その分裂寿命を測定した。この経験を活かして、平成25年度には、増殖に必須な遺伝子、特に転写因子をコードする遺伝子に注目し、その分裂寿命への関与を調べることにした。出芽酵母の約6,000個の遺伝子の中には約1,200個の必須遺伝子が存在するが、これらの必須遺伝子が寿命決定に関与するかどうかは一切調べられていない。この課題は初期の研究目的である二倍体株特有の寿命遺伝子探索から大きく逸脱するものではない。平成24年度では、既に報告されている倍数体のトランスクリプトーム解析データを再検討し、一倍体と比較して二倍体、三倍体および四倍体で転写量が2倍以上に増加する遺伝子を13個抽出した。それらの中からRAD50遺伝子が二倍体で分裂寿命を正に制御することを明らかにしたが、一倍体でも分裂寿命を制御していたので、目的の二倍体特異的な寿命遺伝子ではないと結論した。トランスクリプトーム解析と分裂寿命測定に用いる菌株を酵母ノックアウト(KO)コレクションの親株であるBY4742株とそれ由来の倍数体に統一してDNAマイクロアレイ解析を行い、一倍体では転写量が低く、二倍体で転写量が2倍以上に上昇する遺伝子を25個を見いだした。それらの中には4個の機能未知遺伝子が含まれていたが、それらの二倍体ホモKO株の分裂寿命は野生型二倍体株と同じであったので、分裂寿命には関係ないと判断した。同様に、アクチンをコードするACT1遺伝子の転写量も二倍体で上昇していたが、必須遺伝子であるので二倍体ヘテロKO株を構築し、その分裂寿命を測定すると、ACT1遺伝子は分裂寿命を正に制御することが明らかとなった。

本研究の目的は、出芽酵母の二倍体細胞で働く寿命遺伝子とその転写制御因子を同定して解析することにより、一倍体細胞を用いた従来研究では見逃していた二倍体細胞の寿命制御機構を明らかにすることである。本研究の成果は、これまでの倍数性の問題を解決し、高等生物の老化・寿命研究モデルおよび老化疾患モデルとしての出芽酵母の有用性をより高めるものになる。最終年度には、老化段階で変化する転写と代謝を網羅的に解析することにより、細胞老化に関係する遺伝子を同定することを試みた。細胞の老化に伴い、多くのアミノ酸が減少し、TCA回路中間代謝物が増加することを明らかにした。この代謝変化はこれらの代謝物を触媒する酵素遺伝子の転写レベルの変化と一致した。また、老化細胞において栄養が枯渇していないにもかかわらず定常期で誘導される遺伝子が高発現することをみいだし、それらの中には寿命を制御する遺伝子が含まれていた。これは、前年度までに培ったトランスクリプトームとメタボローム解析技術を生かした研究であり、今後、二倍体細胞の老化研究に応用できる。研究期間全体を通じて、二倍体特異的な発現を指標として、二倍体細胞で特異的に働く寿命遺伝子を同定することはできなかったが、多くの新規寿命遺伝子を発見することができた。また、二倍体株を利用した新しい寿命遺伝子同定法を提案し、これまでに寿命への関与が解析されなかった増殖に必須な転写因子遺伝子のヘテロノックアウト株の中から、新しい寿命遺伝子を同定することに成功した。酵母の分子遺伝学平成25年度には、平成24年度から方針を若干変更し、増殖に必須な転写因子遺伝子に対象を絞り込み、解析を進めることにした。出芽酵母のゲノムデータベース(Saccharomyces Genome Database)を検索した結果、増殖に必須な転写因子をコードする遺伝子は10個存在することがわかった。ここでは、塩基配列特異的なDNA結合能を有する転写因子を対象として取りあげた。増殖に必須な遺伝子の分裂寿命への関与を知るために、(A)2コピーの必須遺伝子をもつ一倍体株、および(B)必須遺伝子の二倍体ヘテロKO株について、それぞれ分裂寿命を測定することを計画した。(A)については、まず必須遺伝子を組み込み型プラスミドベクターにクローニングし、そのプラスミドを一倍体野生型株のゲノム上に挿入することにより、必須遺伝子を2コピーもつ株を構築した。すべての2コピー株で元の1コピー株よりも転写が上昇していることを定量化RT-PCR法により確認した。しかし、これらの2コピー株はすべて元の1コピー株とほぼ同じ分裂寿命であった。(B)については、二倍体ヘテロKO株コレクションを購入し、そこに含まれていない、あるいは目的の遺伝子が破壊されていなかった株を独自に再構築した。これら必須転写因子遺伝子の二倍体ヘテロKO株において、元の二倍体野生型株よりも転写が減少していることを定量化RT-PCR法により確認した後、その分裂寿命を測定した。FHL1(リボソームタンパク質の転写制御)、RAP1(テロメア長の維持、リボソームタンパク質の転写制御)、REB1(RNAポリメラーゼIとIIによる転写制御)におけるKO株が短寿命を示すことを明らかにした。これらの遺伝子が分裂寿命に関与することはまだ報告されていない。平成24年度には、(A)二倍体特異的な寿命遺伝子の同定と機能解析、および(B)二倍体特異的な寿命遺伝子に対する転写制御因子の同定と機能解析について計画した。(A)で計画した実験については概ね実行することができた。トランスクリプトーム解析から二倍体