hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近赤外光ー可視光波長変換によるバイオイメージング技術の開発

バイオイメージングのための三重項ー三重項消滅によるアップコンバージョンを、ポリエチレンーポリエチレングリコール共重合体からなる高分子ミセル中に評価を行った。界面活性剤を添加することによって、アップコンバージョン発光が2桁以上増大した。また、レーザー光強度依存性を評価したところ、アップコンバージョン発光強度を励起光強度に対して両対数軸プロットすると、傾きが2から1への遷移が観測され、そのしきい値は低下した。今年度は、高分子ミセル中においてアップコンバージョンを達成することを目的として、すでに溶液系で実績のある色素の組み合わせを用いて研究を行った。増感剤としてパラジウムを配位したオクタエチルポルフィリン(PdOEP)、発光剤として9,10-ジフェニルアントラセン(DPA)、高分子にポリエチレンーポリエチレングリコール共重合体(PE-PEG)を用いた。高分子ミセルは、真空乾燥法と加熱攪拌法を用いて作製し、発光特性の評価を行った。真空乾燥法で調整した試料の吸収スペクトルを測定したところ、有機溶媒中に比べて吸収が長波長化(レッドシフト)したことから、高分子ミセル内の疎水部に取り込まれていると考えられる。この試料に532 nmのレーザーで励起すると、670 nm付近にPdOEP由来のリン光が観測された。また、DPAを添加するとPdOEPのリン光が減少し、励起光より短波長である430 nm付近にDPA由来の蛍光が生じた。このことから高分子ミセルに取り込まれたPdOEPとDPA間でTTETとTTAが起こり、アップコンバージョンが生じたことを示している。しかしながら、その発光強度は非常に弱いものであった。一方、加熱攪拌法で調整した試料では、670 nm付近にPdOEPのリン光が観測されるが、430 nm付近のDPAの蛍光は著しく強くなり、肉眼でも観測できるようになった。この溶液の吸収スペクトルを測定すると、クロロホルム溶液中とほぼ同じピークを生じたことから、高分子ミセル中に溶媒が取り込まれていると考えられる。そのためミセル内での拡散が生じやすく、結果としてアップコンバージョンが起こったものと考えられる。高分子ミセルの調整を異なった方法で試みたところ、いずれもアップコンバージョンが生じ、特に加熱攪拌法では発光強度が著しく増加したことから、研究は順調に進行しているといえる。三重項ー三重項消滅(triplet-triplet annihilation : TTA)を利用したアップコンバージョン(up-conversion : UC)は、高出力のレーザーを用いることなく励起光よりもエネルギーの高い光を得ることができることから、様々な分野で応用が期待されている。このアップコンバージョンが高分子ミセルのようなナノ粒子で発現できれば、EPR(enhanced permeability)効果を利用したがん細胞のイメージングへの応用ができる。本研究では、親水部と疎水部からなる高分子共重合体から形成される高分子ミセル中において、三重項ー三重項消滅に基づくアップコンバージョンを水溶液中で検討を行った。増感剤に白金を配位したオクタエチルポルフィリン(PtOEP)、発光剤に9,10-ジフェニルアントラセン(DPA)を用いた。高分子ミセルにはポリエチレンーポリエチレングリコール共重合体(PE-PEG)、界面活性剤はTritonX-100を使用した。PtOEPとDPAを含んだPE-PEGミセル中を532 nmで励起すると、645 nm付近にPtOEPのリン光が生じ、432 nm付近にDPA由来のUC発光が観測された。このUC発光は非常に弱いものであったが、TritonX-100を加えることによって2桁以上に発光強度が増大した。これはマトリックスとして使用したPE-PEGの周りを界面活性剤であるTritonX-100が覆うことで、水中で高い分散安定性を保つことができたため、色素がミセル中に保持されたと考えられる。TritonX-100を含むミセル中でのUC発光のレーザー光強度依存性を評価したところ、UC発光強度を励起光強度に対して両対数軸プロットすると、傾きが2から1への遷移が観測された。この挙動はTTAに基づくUC発光特有のものであり、しきい値は、31 mW/cm2となり比較的低い値であるといえる。高分子ミセル中において、アップコンバージョン発光を生じることはできたが、リン光に比べて強度が低いという問題点がある。そのため、高分子ミセルを形成するブロック共重合体に加えて界面活性剤を加えて、高分子ミセルの安定化、増感剤及び発光剤の取り込み量の増加をはかり、アップコンバージョンの高効率化を目指す。そして、高分子ミセルの粒径分布を、動的光散乱法(DLS)及び透過型電子顕微鏡(TEM)などで評価を行う。さらに、近赤外域に吸収を有する、ベンゾポルフィリン及びフタロシアニンなどの色素を用いたアップコンバージョンを達成させ、バイオイメージング技術への重要な知見を得る。光化学研究初年度(平成27年度)において、新規な光増感色素及び高分子ミセルの開発に取り組んできたところ、新たな知見が得られ、別のアプローチによっても研究を進める必要がでてきた。

光増感色素は、申請計画時よりもさらに長波長域に吸収を有し、高効率のエネルギー移動を生じるような分子設計を行い、新たな合成を試みた。また、ミセルの元となる高分子共重合体も、異なったモノマーユニットを用いたものを新規に合成することが望ましいとの考えた。また、アップコンバージョンの計測において、既存のものからより高感度な光学系への改良が必要となり、光学部品、電子部品の購入を行ったため。平成28年度に予定していた高分子ミセルの修飾などを、前倒しして平成27年度に作製及び評価を行ったが、これは当初から研究実施計画に含まれていたものであるため、研究全体に大きな影響を与えていない。また、新たなアップコンバージョンの測定系の構築には、平成28年度の消耗品費の光学部品類及び電子部品類を充てるため、こちらも研究経費にすでに計上している。
前立腺癌化学予防薬がアンドロゲンシグナルに及ぼす分子薬理学的機序の解析

前立腺癌の発症予防のため、その有効性が報告されている物質が、どのような分子機序で働いているのか解明することが本研究の目的である。大豆に含まれるイソフラボンや、COX阻害剤であるアスピリンやセレコキシブなどの物質に注目した。その結果、アスピリンはプロスタグランジンEP3受容体を介して、セレコキシブはEP2受容体を介して、それぞれアンドロゲン受容体(AR)の発現調節を行っていた。また、イソフラボンの一種のエコールは、Skp2を介してAR蛋白分解を促進することで、ARシグナルを阻害する作用を有していることを明らかにした。これらの結果は、将来的に前立腺癌の化学予防の発展に貢献することが期待される。前立腺がんは本邦では増加の一途を辿っており、その治療も重要ではあるが、発症予防は最も重要な課題と言える。前立腺癌の発症と進展には、アンドロゲン受容体(AR)シグナルが最も重要であり、食物摂取や内服薬に関する疫学的な研究より、ARと関連する化学予防が有効であることが判明しているが、その分子機序については不明なことも多い。我々は、これまでに、前立腺がんに対するアンドロゲン除去療法(ADT)や去勢抵抗性前立腺癌(CRPC)への進展の際に活性酸素や酸化ストレスが大きな役割を果たし、この酸化ストレスによって転写因子であるTwist-1、YB-1が発現誘導され、ARの発現誘導につながる分子機序を解明した。これらの研究において、AR-プロモーターレポーターアッセイ(Luciferase)、PSA-プロモーターレポーターアッセイ、各々のdeletion construct、AR-GFPによるARの核内移行の観察、real-time PCR法、ARプロモーター領域のChiP assay,ゲルシフトアッセイ、siRNA法、ヌードマウス移植研究、免疫組織学的検討などに精通し、また、前立腺がん細胞株であるLNCaPとそのCRPC株として我々が樹立したCxR細胞、および、CRPC前立腺がん細胞株PC-3、DU-145、22Rv1細胞や前立腺非がん細胞(RWPE-1)を有している。この研究では疫学的にその有効性が報告されているイソフラボン、スタチン、アスピリン、リコペンなどの物質が、ARシグナルやその関連分子とどのような生理活性を有し、前立腺がんの予防に関与しているか分子生物学的にその機序を解明することを目的としている。前立腺癌の予防薬の分子薬理学的作用機序が明らかになれば、予防薬普及の原動力となり、大規模な介入試験を行う動機付けを行うことができる。その結果、将来前立腺癌の化学予防の発展に大きく貢献することが期待される。前立腺癌の発症と進展には、アンドロゲン受容体(AR)シグナルが最も重要であり食事や内服薬に関する疫学的な研究より、ARと関連する化学予防が有効であることが判明しているが、その分子機序については不明なことも多い。この研究では疫学的にその有効性が報告されているイソフラボンや、COX阻害剤であるアスピリンやセレコキシブなどの物質が、ARシグナルやその関連分子とどのような分子作用を有し、前立腺がんの予防に関与しているか、分子生物学的にその機序を解明することを目的としている。本年度は、イソフラボンとARシグナルとの関連を分子生物学に解析した。まず、LNCaP細胞では、ダイゼイン、ゲニステイン、エコールの中で、エコールが最もPSA発現を低下させ、AR阻害作用が強いことが判明した。エコールは、アンドロゲン依存症であるLNCaP細胞では増殖阻害とアポトーシスを誘導するが、アンドロゲン依存症を喪失したCxR細胞や22Rv1細胞では、その抑制作用が見られなかった。プロテアソーム解析により、エコールは、Skp2を介してAR蛋白の分解を促進することで、ARシグナルを阻害する作用を有していることを明らかにした。これらの結果は、予防薬普及の原動力となり、大規模な介入試験を行う動機付けを行うことによって、将来的に前立腺癌の化学予防の発展に貢献することが期待される。泌尿器科学米国での大規模疫学調査から、アスピリンを含むNSAIDsが前立腺がんのみならず、大腸がんや肺がんを予防する効果のあることが明らかとなった(Harris R, Inflammopharmacology 2009)。また、NSAIDs内服者は前立腺全摘後のPSA再発率を低下させることも報告されている(Smith MR, et al, J Clin Oncol 2006)。

我々は、LNCaP細胞と22Rv1細胞において、アスピリンはARの発現低下を生じることを見出し、prostaglandinとその受容体への影響を検討したところ、アスピリンでは、Prostaglandin受容体EP3とEP2を介したARの発現低下がその機序であることを新たに見出し発表した(Endocr Relat Cancer. 2013 May 30;20(3):431-41,Prostate Cancer Prostatic Dis. 2014 Mar;17(1):10-7. )。また、大豆に豊富に含まれるイソフラボンは、前立腺がんの予防に効果があると期待されている(Zhou JR, J. Nutr. 1999)。その中でもゲニステインやダイゼインは、代表的なイソフラボンであり、ダイゼインは摂取された後に腸内細菌叢によってエクオールに代謝される。我々は、これら3つの代表的なイソフラボン類の中で、前立腺癌細胞LNCaPにおけるARの発現低下にエクオールが最も強いAR抑制活性をもつことを今回明らかにしている。その機序として、ARの転写抑制よりもAR蛋白分解の促進であるという結果を得ている。さらにエクオールは、LNCaP細胞において、dehydrotestosteroneの存在なし/ありの両方の状況でも増殖抑制効果を示し、その抑制効果は細胞のapoptosisが原因であることを明らかにした。リコペンはカルテノイドの一つであり、米国の大規模疫学調査でその化学予防の効果が報告され、リコペンの血中濃度の高い群では有意に前立腺がんの罹患が低かった(Giovannucci E et al. Int. J. Cancer 2007)。我々は、リコペンもARの発現低下を生じるというpreliminaryな結果を得ており、その機序解析を進めている。イソフラボン研究では、、エクオールがARの転写抑制よりも蛋白分解亢進によってAR低下を来たすという結果を得ているため、ARのユビキチン-プロテアソーム系関連の分子の解析を進める。また、ARの蛋白分解系として最近報告されたskp2との分子調節についても解析を進める。我々はすでに、スタチンが、ARの蛋白分解亢進により、アンドロゲン感受性を低下させることにより、前立腺がん発症に寄与している可能性があることを報告した(さらに、我々は、リコペンもARの発現低下を生じるというpreliminaryな結果を得ており、その機序解析を進めるとともに、赤ワインに含まれるレスベラトロールについても同様の解析を行う予定である。。
タンパク質合成系の改変による光合成の強光ストレス耐性の向上

シロイヌナズナ葉緑体局在型のEF-GおよびEF-Tuに関して、C末端にHisタグを付加した組換えタンパク質を調製し、酸化条件下におけるシステイン残基のレドックス変化と翻訳活性を調べた。その結果、EF-GもEF-Tuも、pH8以上のアルカリ条件下ではH2O2によってシステイン残基が酸化され失活することがわかった。強光条件下では、これらの翻訳因子が存在する葉緑体ストロマは弱アルカリ性となるので、酸化傷害を受けることが十分予想される。次に、EF-GおよびEF-Tuの過剰発現や、標的システイン残基の改変が光合成機能に及ぼす影響を調べるため、推定プロモーター領域を含む翻訳因子のコード領域をシロイヌナズナ核ゲノムに導入してトランスジェニック植物を作製した。これまでにEF-G過剰発現株からT3世代のホモ個体を複数選別した。これらの系統ではEF-Gタンパク質の発現量が1.3倍以上に増大していた。これらのトランスジェニック植物から得たリーフディスクに強光を照射した後、クロロフィル蛍光Fv/Fmを指標として光化学系II活性をモニターした。その結果、光化学系IIの光阻害が緩和していることが観察された。その際、タンパク質合成阻害剤クロラムフェニコールを共存させると、野生株との間に差が見られなかったことから、トランスジェニック植物では強光下でタンパク質合成が促進して、光化学系IIの強光耐性が増大したことが考えられる。以上の結果から、シロイヌナズナ葉緑体においても強光下で翻訳因子が酸化され、タンパク質合成の抑制によって光化学系IIの光阻害が促進することが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。光合成の光エネルギー変換や電子伝達の過程では活性酸素が不可避的に発生する。強光ストレス下では活性酸素の発生が著しく促進し、細胞内は酸化ストレス状態になる。このような酸化ストレス条件下ではタンパク質合成が阻害され、光化学系IIの光阻害が促進する。近年、シアノバクテリアを用いた研究から、活性酸素により翻訳因子EF-GやEF-Tuの特定のシステイン残基が酸化されタンパク質合成が阻害されることが明らかになった。しかし、このような阻害機構が植物の葉緑体で起きているかどうかは不明である。そこで本研究では、シロイヌナズナの葉緑体におけるタンパク質合成阻害機構を解明し、光合成の強光ストレス耐性を向上させることを目的とした。まず、葉緑体EF-GおよびEF-Tuに関して、組換タンパク質を調製し、酸化条件下におけるシステイン残基のレドックス変化と翻訳活性を調べた。その結果、EF-Tuは過酸化水素の存在下でシステイン残基が酸化されて失活し、高い酸化感受性を示した一方、EF-Gは過酸化水素に対しても高い酸化耐性を示した。したがって、葉緑体とシアノバクテリアではタンパク質合成系の翻訳阻害の機構が若干異なることが示唆された。次に、葉緑体EF-GおよびEF-Tuに関して、過剰発現体や標的システイン残基を改変した植物体を作製した。これらの形質転換植物において光化学系IIの光阻害を解析した結果、EF-G過剰発現体、EF-Tu過剰発現体、EF-Tu改変体のいずれにおいても光化学系IIの光阻害の緩和が見られた。これらの結果から、シロイヌナズナ葉緑体においても翻訳因子の酸化感受性がタンパク質合成の阻害要因となり、光化学系IIの強光ストレス耐性に影響を及ぼすことが示唆された。当初の計画通り、シロイヌナズナ葉緑体翻訳因子EF-GおよびEF-Tuに関して、酸化感受性をin vitroのレベルで解析することを終了している。さらに、これらの翻訳因子を植物体で過剰発現させたり、改変したりすることも成功している。

また、これらの形質転換植物(T2世代)では、光合成の強光ストレス耐性が若干増大することも観察できている。これらの成果は、当初の計画よりも早く得られており、研究が当初の計画以上に進展していると言える。現在得られている形質転換植物がT2世代なので、目的の遺伝子がホモ接合で導入されたT3世代の植物体を現在選抜している。これらの形質転換植物体を作製次第、強光ストレス下におけるタンパク質合成活性および光合成活性を解析し、植物体の強光ストレス耐性を評価する。また、タンパク質合成系の改変だけでは効果が低い場合、それに加え、活性酸素消去系酵素や光合成電子伝達に関わる因子を導入したり過剰発現したりすることによって、強光ストレス耐性のさらなる増大を試みる。
ウィルムス腫瘍と前駆病変Nephrogenic Restの動物モデル作製実験

本研究の第一段階として、発癌物質エチルニトロソウレア(ENU)による腎形成に対する催腫瘍作用を観察した。ENUにより経胎盤的にヒットされた胎児ラット腎には、出生後35ヶ月の間に、多発性嚢胞、腎腺腫、腎細胞癌のほか、ウィルムス腫瘍の前駆病変であるnephrogenic restの結節も認められ、ENUを妊娠母胎腹腔内に投与された胎仔ラットは経胎盤的に発癌作用を受けることが、病理組織学的に確認された。次に、経胎盤ENUヒットを受けたラットの腎を別の同系ラットに移植する実験を試行した。経胎盤的にENUヒットを受けたラットは腎病変以外に中枢神経系の腫瘍を100%併発し腎病変が進行する前に脳腫瘍等で死亡してしまう。そこで、nephrogenic rest等の腎病変を得るために、死亡前にENUヒット腎を摘出し同系の健常ラットに移植することとした。腎移植部位として、ドーナー腎をレシ-ピェントの腎床に移植する同所性、移植、大腿部皮下に移植する異所性移植、また移植術式として顕微鏡下血管吻合法、カフ結合法などを様々な組み合わせで模擬移植実験を施行し、その結果としてドーナー左腎をレシ-ピェント左腎に同所性にカフ法で移植し、膀胱吻合をマイクロテクニックで縫合吻合する方法が採用だという結論に至った。ENUヒット腎15個を上記術式にて移植したところ、9個のみが生着し、25ヶ月後に8個の移植腎の病理組織学的検索が可能となった。その結果、多発性嚢胞が全8腎にみられ、うち5腎は腎動脈吻合部狭窄に起因すると思われる著名な腎萎縮を呈していた。8腎中ただ1腎においてnephrogenicrestの結節が認められ、内葉性(intralobar type)の前駆病変の形態を示していた。ウィルムス腫瘍の癌抑制遺伝子に関する分子生物学的検索は、上記実験で得られた検体量が不十分であり検索できなかった。【径胎盤化学発癌】(1)同種近交系ラットペアにおける交配同種近交系間の腎移植系確立の目的で、近交系フィッシャーラット同士2ペアを交配後、妊娠15日目にENU(80mg/kg体重)を腹腔内投与をし、化学誘発(F1)モデル・ラット計14匹を得た。このうち、2匹は月齢4ヵ月までに下半身麻痺を発症して死亡した。残り12匹は5ヵ月以上成育し、腎移植術を受けた。(2)異種近交系ラットペアにおける交配DNA多形性プローブを用いた発癌関連遺伝子のloss of heterozygosity(LOH)の有無を検索する目的で、近交系フィッシャーラットと近交系ブラウン・ノルウェーラットによる異種間3ペアの交配を図り、妊娠中ENU腹腔内投与により化学誘発(F1)モデル・ラット計20匹を得た。現在、月齢12ヵ月目であり順調に発育中である。【腎移植実験】同種近交系ラットペアにおける交配によるF1ラット12匹のうち、移植前に2匹の片腎に腎腫瘍が発癌したので、提出しホルマリン固定して病理検索に備えた。、生後46ヵ月時にエーテル麻酔下で右腎を月齢のマッチした健常フィッシャーラット(同性)への同所移植を施行した。このうち、6匹は顕微鏡下血管縫合法により同種近交系ラットへ移植し4匹において移植が成功した。残りの4匹はカフ・テクニックにより血管吻合を行ない、膀胱同士だけ拡大ル-ペ(5倍)下に側々吻合を施行したが2匹成功し、現在、計6匹が移植後経過観察中(術後13ヵ月)である。左腎は病理組織学的検索の標本としてホルマリン固定保存した。移植失敗の4例の腎も病理標本用に保存した。

8腎中ただ1腎においてnephrogenicrestの結節が認められ、内葉性(intralobar type)の前駆病変の形態を示していた。ウィルムス腫瘍の癌抑制遺伝子に関する分子生物学的検索は、上記実験で得られた検体量が不十分であり検索できなかった。(1)経胎盤化学発癌実験:N-ethy-N-nitrosourea(ENU)によるラット腎発癌実験の手技に関しては、妊娠中の腹腔内投与にもかかわらず全例において妊娠継続および予定日における自然分娩がみられ、安定した手技として確立された。交配も、同種近交系ラット間および異種近交系ラット間で、ともに問題を生じなかった。フィッシャー344・ラット同系統ペア(二組)、フィッシャー344・ラット(メス)とブラウンノルウェー・ラット(オス)異系統ペア(二組)、フィッシャー344・ラット(メス)とルイス・ラット(オス)異系統ペア(二組)の交配妊娠後にENU(80mg/Kg体重)の腹腔内投与を行なった。F1世代のハイブリッド・ラットは50匹が生存・発育した。これらF1世代は、全例に47ヶ月の間に中枢神経麻痺(45匹)や後腹膜腫瘍(3匹)あるいは顔面肉腫病変(2匹)が出現したので、死亡直前に屠殺後、両側腎臓を摘出し長軸で2分割してその割面の肉眼的変化を観察後に、病理学的検索用にホルマリン液で固定保存した。肉眼的観察ではF1ハイブリド2匹に径2mm大の結節性病変を認めたのみで、今後病理組織学的検索を行う。(2)ラット腎移植術式の検討:腎移植手術の手技的側面については、いくつかの検討課題が今後の問題として残った。その一つは、肉眼下に腎動静脈にそれぞれカフごとはめ込み固定する血管カフ連結術(cuff technique)による移植と、顕微鏡下血管吻合(microscopic vascular anastomosis)による移植のどちらが容易で高い生着率を挙げられるか、という問題であった。もう一つは顕微鏡下血管吻合法においても、ドーナー腎の動静脈を顕微鏡下にレシ-ピェント腹部大動静脈あるいは左大腿動静脈に吻合する異所性腎移植術とレシ-ピェントの左腎を摘出後、その腎床にドーナー腎の動静脈を行う同所性腎移植とのどちらが本実験に適しているか、という点であった。血管カフ連結術15組、顕微鏡下血管吻合による同所性腎移植22組、顕微鏡下血管吻合によ腎移植術22組の2術式により同所性腎移植の成績を比較したが、顕微鏡下血管吻合法の方が成績が良好であった。顕微鏡か異性腎移植術も10組に試みたが正常な移植腎生着は1例も得られなかった。今後、血管吻合術による同所性腎移植術の更なる熟・向上が必要だと思われた。(3)病理組織学的検討:現在、摘出ENUヒット腎の病理組織学的検討(ヘマトキシリン・エオジン染色下に、nephrogenic resあるいはWilms腫瘍の小結節の有無の検索)の最中であり、全部の腎組織検索を終了するのに約3ヵ月間を要する見込である。(4)分子生物学的検討:WT1遺伝子、LOHの有無等の分子生物学的検索に関しては、腎移植術式末確立のために十分量の腫組織や前駆病変組織が得られず、研究年度内には結論を出すことが不可能となった。
長寿命ベータ崩壊核種の短寿命化の基礎的研究

半減期が1000億年の超長寿命の天然ベータ崩壊核種La-138の放射線照射を行った。長寿命ベータ崩壊核種は核を励起すれば、寿命が劇的に短縮されるという可能性が指摘されており、Cs-137の除染を念頭に、短寿命化の可能性を検討した。実験ではLa試料をガンマ線とX線で数百kGy程度照射した。その結果、照射線量に対応した数%程度の減少が観測された。ただし減少が観測されたものはLa金属に限られ、酸化ランタンでは確認されていない。半減期1千億年という超長寿命ベータ核種であるLa-138の放射線照射による短寿命化を試みている。現在までの研究経過は以下のとおりである。・金属Laのバックグランド放射線の測定:Laの照射前のガンマ線スペクトルを詳しく測定した。その結果、自然放射線として通常みられるウラン系列やトリウム系列よりも、2桁程度弱いはずのアクチニウム系列が上記の2系列よりも2桁程度多いという特異なスペクトルとなっているという結果が得られた。これはこの系列の親核種であるU-235が異常に多いという可能性もあり、原因を調査した。現時点では、Laの精製過程でアクチニウムが濃縮されたと判断している。この結果は平成29年7月の第54回アイソトープ協会放射線研究会で発表する。「La中に含まれるアクチニウム系列核種の分析」、大阪府立大学放射線研究センター、白井志樹、宮丸広幸、伊藤憲男、岡本賢一、谷口良一・金属LaのCo-60照射を行った:70kGy/hという高線量率照射を行ったところ、残留放射線が観測された。半減期は分オーダーである。比較的長寿命のメタステイブルが存在することが推測された。本研究は、La原子核を励起させてベータ崩壊の短寿命化を試みるというものであるが、励起寿命が短いことが問題とされてきた。今回、長寿命の核励起が見られたことは、本研究にとって有望な結果といえる。ただし統計が不十分であるため、核レベルのエネルギー、寿命等の詳細な値は得られていない。今後多数回の照射を行い、スペクトルを重ね合わせ、詳細を解析したい。また、この照射による短寿命化の程度に関しては現在解析中である。本研究は、La-138に放射線を照射して、基底順位よりも高い核レベルに励起することで、ベータ崩壊の短寿命化を狙ったものである。La-138の短寿命化として注目していた第一励起順位の寿命は約100nsecである。今回それよりも8桁以上寿命が長い順位が存在する可能性が示された。このことは想定外の事象であるが、これによって短寿命化に関しては、さらに有望となる可能性が高い。[分析法]La試料のγ線測定と解析を行った。その結果、La試料のバックグランドは極めて特徴的で、Ac系列の放射線が圧倒的であることが明らかとなった。通常はU系列、Th系列が圧倒的で、Ac系列は痕跡程度である。これはLaの精製過程で生じたものと考えられた。以下の実験では、この現象を利用して、Ac系列からの放射線を基準としてLaからの放射線の増減を評価した。その結果、0.1%程度の増減が評価可能となった。[Co-60照射]La金属50gのCo-60γ線照射を空気中で行った。線量は280kGyに達した。その結果、照射線量に対応した減少が観測され、最終的にベータ崩壊は1%程度減少した。この照射は水中での爆発の危険性が指摘され、空気中の照射に変更したものである。そのため、次に試料を酸化ランタンの粉末20gに変更しCo-60γ線で水中照射した。この照射は500kGyの線量に達したが、ベータ崩壊の減少は測定限界以下であった。[X線照射]La金属10gを電子線形加速器のX線で照射した。電子線のエネルギーは68MeVであった。タングステンターゲットの直後に試料を設置し、2時間半の照射を行った。その結果、照射に対応して最終的に4%程度の減少が観測された。照射線量ではCo-60の空気中照射と同程度であるが、減少量は数倍になっている。3種類の実験の結果、La金属の照射では、僅かながらベータ崩壊の減少が観測されたが、酸化ランタンの照射では、現時点でも減少は確認されていない。これらの実験結果から見ても未知の要素が多く、その解明のため実験は今後とも継続する必要がある。

ただし減少が観測されたものはLa金属に限られ、酸化ランタンでは確認されていない。LaのCo-60照射は今年度も継続する。寿命の長い励起順位に関するより詳しい情報を得るとともに、短寿命化の程度を精密に評価したい。これに加えて今年度は電子線形加速器によってさらにエネルギーの高い、線量率の高い照射を行い、短寿命化の程度を評価したい。放射線計測年度末近くにLa試料を購入したところ大量購入時のディスカウントでこの金額の余剰が生じた。今年度もLa試料を購入する予定であり、この際に使用する。
言語の多様性に対する普遍文法理論の妥当性の検証

本研究では、普遍文法理論の妥当性を検証するために、さまざまな言語における「純粋のWH疑問文」「問い返しの疑問文」や「多重WH疑問文」について調査研究した。まず、本研究の基盤となる理論的な枠組みを吸収し、この枠組みで上記の疑問文の先行研究を検討した。次に、これらの疑問文に関して、タイプの異なる言語のデータを収集し、さらに、普遍文法理論でこれらのデータを説明するには、より細かなシステム(たとえば、複数のパラメターなど)が必要であることを指摘した。本年度に次の2点について研究を実施した。その内容と重要性・意義等は次の通りである。(1)研究は、生成文法理論(すなわち、普遍文法理論)の枠組みで「純粋のWH疑問文」「問い返しの疑問文」「多重WH疑問文」を対象とし、この理論の妥当性を検証するものである。本年度は、生成文法理論を知る上で最も重要な論文(Chomsky(2004,2007,2008))を読み、「素性」の種類・内容、変形操作としての「併合」「一致」、変形に関わる「フェイズ」という概念や「フェイズ不可侵制約」など、本研究の基盤となる理論の概念・制約等の理解に努めた。また、本研究に関わる疑問文の分析方法を把握し、この方法の妥当性についても検証した。その結果、フェイズに基づいた分析をさまぎまなWh移動現象に適通したところ、適切に説明できないものがあることが判明した。(2)このように理論的な基盤を固める一方で、具体的なデータ収集を行った。特に、本年度は「純粋のWH疑問文」に焦点をあてて、英語だけではなく、スラブ語やブルガリア語などのヨーロッパ諸語、アジア・アフリカ諸語に見られるWH疑問文のデータ収集をした。これらのデータは、言語学の論文・著書にかなり多く載っているので、それらを読み、分析方法を理解しつつ、言語データを収集した。本研究の目的は、さまざまな言語のWh疑問文に照らして最新の生成文法理論(=普遍文法理論)の妥当性を検証することにある。したがって、本研究において、(1)理論的な枠組みを理解することと(2)各種言語のデータ収集は車の両輪に等しく重要なことである。本年度は、(2)において、この理論の最も重要な論文を精読し、基本的な考え方、概念、制約や条件、分析方法等を正確に把握できた。また、(2)において、数には限りがあるものの、本研究にとって重要と思われる言語データを収集できた。これらの成果は、本研究を今後2年間継続して行うにあたり、一つの基礎となるものであるので、その意味でたいへん有意義なものである。本年度に実施した研究の成果は次の通りである。(1)論文「結果構文の動詞と結果述語の意味特性について」と著書『英語構文を探求する』を出版して、本研究課題の成果の一部をその中で公表した。前者では、他動詞を伴う結果構文と自動詞を伴う結果構文において、目的語と結果述語をwh句として取り出した場合の文法性に基づき、普遍文法理論の原理の整合性について検討した。また、後者では、中間構文、二重目的語構文、小節構文等に観察されるwh移動現象や多重Wh疑問文等を取り上げ、普遍文法理論の枠組みでこれらの構文の意味的・統語的特徴やこれらの構文の統語的な構造を明らかにした。また同時に、これらの疑問文の派生方法に関して、生成文法理論の原理の妥当性を検証した。(3)本年度研究した具体的な言語現象は、多重WH疑問文である。これに関する論文ならびに著書や言語コーパスで言語データの収集を行った。収集した言語データは、英語・ブルガリア語、ドイツ語などの各種ヨーロッパ諸語やアジア・アフリカ諸語のものである。本研究にとって重要と思われる言語データを収集することができた。来年度は本研究の最後の年であるので、これらのデータに基づき、研究成果をあげる予定である。1.本研究の本年度の目的は、普遍文法理論の妥当性を検証するために、「多重WH疑問文」等の疑問文に関して、さまざまな言語を調査・研究し、類型化を行うことであった。具体的には、WH句の移動が随意的になる英語タイプの言語、WH句が移動しない日本語タイプの言語、WH句が義務的に移動するスラブ語タイプの言語、その他の構文をとる中国語タイプの言語に類型化し、その特性を明らかにすることであった。2.そこで、まず、本研究の理論的基盤である普遍文法理論(原理とパラメターのアプローチ、ミニマリスト・プログラム)に関する論文や著書を読み、「多重WH疑問文」の分析方法を把握するとともに、問題点の検討を行った。2.次に、「多重WH疑問文」について、これまでLinguistic Iguiry, Language, Linguistic Review, English Liguisticsなどの学術研究誌や国内外の学会で発表された分析方法の妥当性を検討するとともに、そこで提示された言語資料をデータ・ベース化した。データ・ベース化した言語は、英語、ドイツ語、フランス語のほか、スラブ語やブルガリア語などのヨーロッパ諸語、アジア・アフリカ諸語などであった。

3.さらに、日本英語学会、日本英文学会、関西言語学会、日本言語学会などの国内学会に参加し、「多重WH疑問文」の研究者と意見を交換した。また、海外の大学(オーストラリア国立大学)の専門家とも意見を交換した。4.本年度が本研究の最終年度であるので、これまで収集された言語データを整理し、先行研究で提案されているさまざまな言語分析を比較検討しつつ、専門家たちとも意見を交換して、その研究成果を次頁に示すように、論文1本と著書(共著)2冊にまとめた。5.本研究において、普遍文法の「原理とパラメターのアプローチ」と「ミニマリト・プログラム」が「多重WH疑問文」の通言語的多様性を適切に説明できるかを検討し、上記のような研究成果をあげることができたことはたいへん意義のあることだと思われる。
食糧関連酵素・タンパク質のループ工学

食糧関連酵素およびタンパク質に存在する可動ループの構造と機能を明らかにするためにβ-アミラーゼ、アルギン酸リアーゼ、プルラナーゼ等の酵素と種子グロブリンを用いて、これらのタンパク質のX線結晶構造解析による可動ループの検出と機能解析を行った。β-アミラーゼについては活性部位に存在する2箇所の可動ループのうち、フレキシブルループ上の変異体を10個作製し、変異酵素の機能解析と1.01.3A分解能でのX線結晶構造解析を行った。それぞれの変異体について、異なる基質アナログ濃度での多数の構造解析を行うことにより変異アミノ酸残基の役割を詳しく調べ、ループ上のAsp101の重要性を明らかにした。アルギン酸リアーゼについては、種々の結晶を作製してX線結晶構造解析を行った結果、斜方晶の結晶中でのみ、活性部位に存在するリッドループが可動であることが分かり、この結晶を用いて基質複合体の構造解析を行った。その結果、リッドループ上の重要な残基を明らかにすることができ、アミノ酸変異の結果と合わせて本酵素の触媒機構の詳細を明らかにすることができた。また、プルラナーゼ、キサンタンリアーゼ、ラムノシダーゼおよびUDP-N-アセチルグルコサミンエノールピルビン酸トランスフェラーゼの構造解析を行い、これらの酵素に存在する可動ループの役割について検討した。一方、種子グロブリンに存在する可動ループについては、X線では見えないことから、より多くの類似構造の情報を得るために、マングビーンの8Sグロブリン等の構造解析を行った。以上のように本研究においてX線結晶構造解析を用いた食糧関連酵素およびタンパク質の可動ループの解析が有効であることが示された。1.可動ループの検出法の閉発β-アミラーゼおよびアルギン酸リアーゼA1-IIIの可動ループについて分子動力学計算を行うための準備を行った。アルギン酸リアーゼについては基質複合体の高分解能でのデータが利用できないので、結晶の凍結条件を検討し、データの収集を放射光施設で試みた。2.β-アミラーゼのフレキシブルループの解析β-アミラーゼのフレキシブルループ上の変異体、D101N, D101E, D101A, V99A, V99I, V99D, V99Nの機能解析とマルトース複合体の高分解能X線回折データの収集を行った。Asp101はループ上で最も重要な残基であり、サブサイト-2のグルコース残基のO2と水素結合を形成している。その変異体はいずれも活性が2%以下に低下するが、構造解析の結果からその原因は変異体によって異なることが判明した。開いたループと閉じたループのマルトース濃度依存性を調べた結果、Asn101ではループが常に開いた状態固定され、マルトースが結合できないのに対し、Glu101ではGlu101の側鎖がマルトースと新たな水素結合を形成するため低マルトース濃度からループが閉じた状態にあるが、Glu残基との立体障害によりマルトースが正常に結合できない状態にあった。以上のことからD101はループ上で基質と正しい水素結合をとるよう最適化されていることが明らかになった。3.アルギン酸リアーゼのリッドループの解析アルギン酸リアーゼA1-IIIのリッドループ上の変異体Y68F, Y80F,およびR67Aを作製して、その酵素活性を調べた結果、Y80Fを除いて酵素活性は数パーセントまで低下していた。この結果は、これらの残基が基質との相互作用に重要であるとのX船結晶構造解析の結果とよく一致した。4.ダイズグロブリンの可動ループの解析プログリシニン(3量体)の結晶をグルタールアルデヒドで固定化し、そのX線回折データを行って構造を調べた結果、ループ部分の構造に変化は無かった。現在、異なる架橋試薬を用いて検討している。1.可動ループの検出法の開発β-アミラーゼ

およびアルギン酸リアーゼA1-IIIの可動ループについて分子動力学計算ソフトGROMACSを用いて計算した。現在、最適化パラメーターの検討中である。2.β-アミラーゼのフレキシブルループの解析昨年度に引き続き、β-アミラーゼのフレキシブルループ上の変異体、G96A,G96V,G97A,G97V,D101N,D101E,D101A,V99A,V99I,V99D,V99Nの機能解析とマルトース複合体の高分解能X線回折データの収集を行った。上記の変異体のうち、G97A,D101N,D101E,99I,V99D,V99Nの変異体については良質の結晶が得られたので、マルトース濃度を変化させて、各マルトース濃度で1.01.4Å分解能で結晶構造の精密化を行い、フレキシブルループ、インナーループと2個のマルトースの占有率のマルトース濃度依存性を検討した。その結果、インナーループの構造変化はマルトースの結合によって生じるが、フレキシブルループの構造変化はマルトースの結合とは完全に一致しないことが明らかになった。3.アルギン酸リアーゼのリッドループの解析アルギン酸リアーゼA1-IIIのリッドループのヒンジに存在するMet62の変異体M62Pを作製して、変異酵素を精製した結果、精製中に変異酵素のリッドループ部分が一部消化された活性の無い酵素が得られ、その酵素の酵素的性質とX線結晶構造解析を行った。この結果、リッドループの正常な開閉が酵素活性の発現に重要であると結論した。4.ダイズグロブリンの可動ループの解析前年度に引き続きプログリシニン(3量体)および同様のループを持つ種子グロブリンの結晶を固定化しとそのX線構造解析について検討した。
大変形地盤解析システムの開発:鉄塔-基礎-地盤連成系の性能規定型設計ツールとして

本研究は地盤・構造連成系解析システムの構築を目的とし,送電線鉄塔-基礎-地盤連成系の強風時における耐荷力問題を適用例として取り上げ,性能規定型設計における解析支援ツールとして提案したものである.具体的な研究項目は以下の通りである.はじめに,陰解法有限要素法に基づく地盤の大変形・弾塑性解析システムの開発を行った.せん断帯の形成過程など,従来の数値解析では取り扱うことが困難であった大変形挙動を安定して解析可能な非線形解析アルゴリズムを導入した.その際,実務利用に対する解析コードの適用性拡大のため,地盤材料の高度な弾塑性構成式を導入するとともに,ひずみ軟化や変形局所化などの状況でも高効率で解析続行可能な求解法を採用した.さらに,この地盤解析コードに鋼構造解析ルーチンを統合し,連成系の統合型弾塑性大変形解析システムを構築した.次に,この解析コードを用いて鉄塔基礎の支持力評価を行った.実際の設置・使用条件に即した評価を行うため,様々な地形や荷重方向に対する基礎の支持力や近接設置の影響を検討した.最後に,地盤-基礎-鉄塔の相互作用を考慮した全体系解析を行った.電線張力や風荷重を想定した各種外力モードについて解析を行い,鉄塔部材を介して基礎に作用する荷重モードを調べた.また,過去の強風による大規模鉄塔の倒壊事故事例との比較考察を行った.その結果,鉄塔の倒壊形態(基礎の損傷・鉄塔部材の座屈など)「や,それと風や送電線ルートの方向との関係に関して実現象と良好な整合が見られ,本解析システムの妥当性とシステム全体系解析の有用性が示された.さらに,全体系解析と脚部を固定した鉄塔単体解析との比較を行い,基礎の変位が鉄塔の崩壊挙動に与える影響を調べた.その結果,全体系の破壊においてクリティカルとなる構成要素が外力モードによって変化することが明らかとなった。本研究では地盤・構造連成系解析システムを構築することを目的とし,送電線鉄塔-基礎-地盤連成系の強風による引揚げ問題を適用例として取り上げ,性能規定型設計における解析支援ツールとして提案する.本年度に取り組んだ研究項目は以下の通りである.まず,鉄塔基礎引揚げに関する既存の実験結果の分析を行った.また,陰解法有限要素法に基づく地盤の大変形・弾塑性解析システムの開発を行った.せん断帯の形成過程など,従来の数値解析では取り扱うことが困難であった大変形挙動を安定して解析可能な非線形解析アルゴリズムを導入した.その際,実務利用に対する解析コードの適用性拡大のため,地盤材料の高度な弾塑性構成式を導入するとともに,ひずみ軟化や変形局所化といった状況下でも高効率で解析続行可能な求解法を採用した.最後に,この地盤解析コードに鋼構造解析ルーチンを統合し,鉄塔-基礎-地盤連成系の統合型弾塑性大変形解析システムを構築した.鋼構造は一般に梁や板など細長・薄肉部材で構成され,その力学挙動は分岐・座屈に支配され複雑な不安定性を示す.本研究では送電鉄塔施設を適用・検討対象としており,全体座屈や局部的な部材座屈も含めて鉄塔の倒壊挙動を忠実に評価するには幾何学的非線形性の考慮と分岐解析の手続きが必要であり,本解析システムではこれらの機能も実装した.この解析コードを用いて地盤-基礎-鉄塔の全体系解析を行い,過去の強風による大規模鉄塔の倒壊事故事例との比較考察を行った.その結果,鉄塔の倒壊形態(基礎の損傷・鉄塔部材の座屈など)や,それと風や送電線ルートの方向との関係に関して実現象と良好な整合が見られ,本解析システムの妥当性とシステム全体系解析の有用性が示された.

また,来年度の研究に向けた準備として,風による送電線の振動励起とその鉄塔への伝達様式について研究協力者の藤井と情報収集および情報交換を行っている.本研究は地盤・構造連成系解析システムを構築することを目的とし,送電線鉄塔-基礎-地盤連成系の強風による引揚げ問題を適用例として取り上げ,性能規定型設計における解析支援ツールとして提案するものである.研究の最終年度にあたり,本年度に取り組んだ研究項目は大きく分けて以下の2項目である.はじめに,送電鉄塔について地盤-基礎-鉄塔の連成挙動を考慮した強度・安定性評価を行った.実際の設置・使用条件に即した評価を行うため,様々な地形や荷重方向に対する基礎の支持力や近接設置の影響を検討した.次に,地盤-基礎-鉄塔の相互作用を考慮した全体系解析を行った.電線張力や風荷重を想定した各種外力モードについて解析を行い,鉄塔部材を介して基礎に作用する荷重モードを調べた.さらに,全体系解析と脚部を固定した鉄塔単体解析との比較を行い,基礎の変位が鉄塔の崩壊挙動に与える影響を調べた.その結果,全体系の破壊においてクリティカルとなる構成要素が外力モードによって変化することが明らかとなった.次に,架渉線の正確な挙動把握と構造系全体の連成挙動の解明に資することを目的として,風荷重下での鉄塔単体および架渉線-鉄塔の連成系での三次元有限要素解析を行った.鉄塔単体の解析では風圧荷重による倒壊シミュレーションを数種の風向パターン別に行い,送電鉄塔が力学的応答挙動が荷重モードに左右され易い構造物であることを確認した.また架渉線-鉄塔の連成系の解析では,鉄塔系の風速変動を考慮した風応答シミュレーション及び着氷時を想定したギャロッピングシミュレーションを行い,風速変動および架渉線の振動現象が鉄塔・基礎に及ぼす力学的影響を調べた.これらの解析結果を基に,連成系における風荷重伝達のメカニズムを明らかにするとともに,風を受ける架渉線の動的挙動による鉄塔および基礎への作用についての評価を行った.
真核生物鞭毛の表面運動：現象の普遍性と膜ダイナミクス

ある種の真核生物の鞭毛(繊毛)は高速の波打ち運動だけでなく、表面膜と固体表面との間で滑走運動を行うことが知られている。その運動は鞭毛内輸送系(IFT)によって駆動されているとの考えが有力である。鞭毛膜貫通性の糖タンパク質が輸送される際に、外部の基質と相互作用して滑り力を発生するという考えである。この機構によるとすると、滑走が長距離にわたって起こる場合には、その糖タンパク質は鞭毛膜と基質の両方に結合し続けていることはできない。一方、我々は以前、クラミドモナス鞭毛膜に付着したビーズが滑走する際、膜の糖タンパク質が外れてビーズに付着し、ビーズが塊を形成することを見出した。すなわち、糖タンパク質は予想どおり滑走中に外れるのである。その機構と現象の普遍性を追求することが本研究の目的である。これまでに、ビーズの凝集には鞭毛膜の主要糖タンパク質FMG1が関わっていることを明らかにした。また、タンパク質の合成、輸送、あるいは糖鎖修飾の阻害により、細胞の固体表面への付着とビーズの凝集が阻害されたので、鞭毛の表面運動にはFMG1の動的なふるまいが重要と結論した。今年度の研究では、基質付着に関係する別のタンパク質として、分子量100万のタンパク質を同定した。質量分析によれば、プロテオームのデータベースに分子量40万と50万の2種のタンパク質として登録されているものであった。おそらくそれらは本来のタンパク質の分解産物であろう。この他に例を見ない巨大タンパク質の局在と動態の解析は今後の課題である。昨年度の実験ではウニ初期胚頂毛(非運動性繊毛)に付着したビーズが滑走運動を行うことを見いだした。今年度は別種のウニにおいて、これまでIFTでは観察されたことのない高速の運動を行うことが認められた。これらの結果は、鞭毛繊毛の表面運動が、系統的に遠く離れた生物種で見られる普遍的な現象であることを示している。28年度が最終年度であるため、記入しない。ある種の真核生物の鞭毛・繊毛は表面の膜と固体表面との間で滑走運動を行う。その機構として、鞭毛内の輸送系(IFT)が膜上の糖タンパク質を駆動するという考えが広く受け入れられている。現在有力な説はIFTが膜貫通性の糖タンパク質の細胞内部分と相互作用して動かすというものであるが、そうであるならば、細胞が固体表面上で鞭毛長以上の距離を滑走するためには、その糖タンパク質は一定距離を移動したのち基質か膜から外れる必要がある。しかし、そのことを調べた研究は無い。一方、我々は一昨年、クラミドモナスの鞭毛表面に付着して滑走している微小プラスチックビーズが、時間とともに凝集塊を形成する現象を発見した。凝集塊は蛍光標識したレクチンで染まるので、この現象は糖タンパク質が鞭毛膜から外れて、ビーズに付着することによって起こると結論した。本年度は、そのビーズ凝集に関わるタンパク質が、クラミドモナス鞭毛における主要糖タンパク質FMG1であることを明らかにした。さらに、タンパク質合成、糖タンパク質輸送、あるいは糖鎖修飾を阻害すると、細胞の固体表面への付着とビーズの凝集が阻害されることを見出した。これらの事実は、FMG1が連続的に細胞内で合成され、絶えず膜上に移動しては固体表面に付着して離脱していくという、ダイナミックな現象を反映している可能性が大きい。すなわち、鞭毛の表面運動の基礎に、膜タンパク質の想像以上に高速なターンオーバーが存在すると考えられる。また現象の一般性に関して、ウニ初期胚頂毛(非運動性繊毛)において、付着したビーズが長距離にわたって滑走する現象を明瞭に捉えることに成功した。頂毛は長さが100μmにも及ぶ例外的に長い繊毛であり、今回の観察はこれまでに報告された鞭毛・繊毛の表面運動のなかで最もめざましい例となる。鞭毛膜上の基質付着タンパク質がFMG1であることを特定した。さらに、各種の阻害剤を用いた実験から、その動態を垣間見ることに成功した。このタンパク質の同定は、本研究の主要な課題であった。鞭毛・繊毛表面運動の普遍性に関して、ウニ初期胚の頂毛と呼ばれる非運動性繊毛において、付着した微小ビーズがめざましい表面運動を行う現象を再現性良く観察することに成功した。これまで、クラミドモナス鞭毛以外の系においては、鞭毛・繊毛表面運動の報告は少数例しか知られていない。頂毛のような例外的に長い繊毛でその運動が観察されたことは、現象の普遍性を示す意味でも、今後の生理学的研究への道を開いたという意味でも重要であろう。

これまでに、ビーズの凝集には鞭毛膜の主要糖タンパク質FMG1が関わっていることを明らかにした。また、タンパク質の合成、輸送、あるいは糖鎖修飾の阻害により、細胞の固体表面への付着とビーズの凝集が阻害されたので、鞭毛の表面運動にはFMG1の動的なふるまいが重要と結論した。今年度の研究では、基質付着に関係する別のタンパク質として、分子量100万のタンパク質を同定した。質量分析によれば、プロテオームのデータベースに分子量40万と50万の2種のタンパク質として登録されているものであった。おそらくそれらは本来のタンパク質の分解産物であろう。この他に例を見ない巨大タンパク質の局在と動態の解析は今後の課題である。昨年度の実験ではウニ初期胚頂毛(非運動性繊毛)に付着したビーズが滑走運動を行うことを見いだした。今年度は別種のウニにおいて、これまでIFTでは観察されたことのない高速の運動を行うことが認められた。これらの結果は、鞭毛繊毛の表面運動が、系統的に遠く離れた生物種で見られる普遍的な現象であることを示している。残された問題の1つは、クラミドモナス細胞がガラス表面上を滑走する際に、実際にFMG1を表面上に付着させながら移動することを示すことである。この目的のために、ガラス表面上に付着したFMG1を検出する試みを行う。その際、ガラス全体を蛍光標識したレクチンや抗体で染める方法と、あらかじめ鞭毛上のFMG1を蛍光標識してから細胞を滑走させる方法などを試す。また、鞭毛表面のFMG1がどのような状態で固体表面と相互作用しているかという問題も興味深い。その解明のため、超薄切片法による電子顕微鏡観察を行う。本研究の大きな目的の1つである表面運動の普遍性追求については、上述のように、ウニ初期胚頂毛で表面運動の検出に成功した。そのような不動繊毛において表面運動が検出されたのはこれが初めてであり、その運動性について詳細を調べる価値があると思われる。今後、これまでに得られている映像を用いて、ビーズの運動速度に関する解析を進める。さらに、運動性繊毛においてもそのような運動が見られるか否かを検討したい。具体的には、ウニ初期胚やゾウリムシの繊毛において、運動阻害剤を加えた条件で表面運動の有無を検討する。さらに、鞭毛・繊毛以外の構造として、微小管束を芯に持つタイヨウチュウ軸足で表面運動の検出を試みる。28年度が最終年度であるため、記入しない。