hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロ波支援による高機能性モノリス型キャピラリーカラムの迅速調製の確立

近年,充填カラムと異なる種類の分離カラムとして,透過性の高いモノリス型カラムが注目を集めている。キャピラリーサイズのモノリスカラムはin situ重合法により調製されるが,現在の加熱炉を用いる方法では,シリカ系モノリスの場合は調製に約5日間の長時間を要している。マイクロ波を用いた加熱法では,マイクロ波吸収性物質の内部から急速に加熱されるため,内部の温度が外壁などの温度より高くなり,反応時間の大幅な短縮や収率・選択性の向上など様々な効果が現れる。そこで本研究は,マイクロ波を照射することによってモノリスの骨格と細孔の生成時間を短縮し,高性能キャピラリーカラムの迅速調製法の開発を目指した。加熱炉を用いる外部加熱方式では作製されるモノリスのポアの均一性に限界がある。今までに,マイクロ波照射により逆相系分離に適するシリカおよび有機高分子モノリスキャピラリーカラムを通常の熱重合時間を約1/201/100(最短では10分で調製できる)に短縮し,従来のin-situ熱重合法で調製されたモノリスと比較して遜色のないレベルを達成した(L. W. Lim, M. Ishihara, T. Takeuchi,投稿準備中)。但し,重合(調製)時間は大幅に短縮できたものの,キャピラリーカラムの前処理には24時間の長時間を要している。そこで,本年度は,一般的に有機高分子モノリスに使用されるアクリルアミド系やメタクリル酸エステル系等のモノマーに代わって,マレイン酸系のモノマーを使用することにより,カラム管に前処理を施さず,カラムの調製にポロゲン(細孔形成剤)を使用しない,従来のカラムよりも調製手順が少ない,簡便かつ斬新なカラム調製法を見出した。モノマーとしてマレイン酸ビス(2-エチルヘキシル)を選択し,ここに重合を促進させるために1-プロパノールを添加しモノマー溶液を調製した。このモノマー溶液を未処理および前処理済のフューズドシリカキャピラリー(0.32 mm I.D.)に満たし,熱重合させた。走査型電子顕微鏡での観察から,ポリマー骨格は直径1μmの球体が連なったような形状をしていた。また,カラムの内壁にポリマーの層が形成されており,ポリマーとカラムは前処理による化学的な結合の代わりに,摩擦力により物理的に固定されていると考えられた。調製したカラムにて最適な分離条件で分離したところ,未処理のカラムと前処理済みのカラムでは性能に有意差は見られなかった。今年度は,主に有機ポリマー系モノリスカラムの調製法および評価法について検討した。重合では,モノマーとしてグリシジルメタクリレート,架橋剤としてエチレンジメタクリレート,細孔形成剤として1-プロパノール,1,4-ブタンジオールおよび水,重合開始剤として2,2-アゾビスイソブチロニトリルを用いた。さらに,ジエチルアミンで修飾後,1,3-プロパンスルトンもしくは1,3-ジブロモプロパンおよび亜硫酸ナトリウムによるスルホ基の導入を試みた。マイクロ波照射により逆相系分離に適するシリカおよび有機ポリマー系モノリスキャピラリーカラムを通常の熱重合時間を約1/201/100に短縮(最短時間は約10分であった)し,従来のin-situ熱重合法で調製されたモノリスキャピラリーカラムと比較して遜色のないレベルを達成した。但し,重合(カラム調製)時間は大幅に短縮できたものの,キャピラリーカラムの前処理には24時間の長時間を要している。有機ポリマー系モノリスの調製に一般的にアクリルアミド系やメタクリル酸エステル系等のモノマーが良く使用される。そこで,マレイン酸系のモノマーを使用することにより,キャピラリーカラム管に前処理を施さず,カラムの調製にポロゲン(細孔形成剤)を使用しない,従来のカラムよりも調製手順が少ない,簡便かつ斬新なカラム調製法の開発を試みた。今までに、マイクロ波照射により逆相系分離に適するシリカおよび有機高分子モノリスキャピラリーカラムを通常の熱重合時間を約1/201/100に短縮し、従来のin-situ熱重合法で調製されたモノリスと比較して遜色のないレベルを達成してきた。また、マレイン酸系のモノマーを使用することにより、キャピラリーカラム管に前処理を施さず、カラムの調製にポロゲン(細孔形成剤)を使用しない、従来のカラムよりも調製手順が少ない、簡便かつ斬新なカラム調製法(i.e.ポロゲンレス調製法)の開発を試みた。このポロゲンレス調製法(カラムの調製に前処理を施さず細孔形成剤を使用しないこと)によりカラムの調製時間を大幅に短縮できたが、反応モノマーの検討に必要となる試薬を入手できなかったこと、また、キャピラリーカラム内部の温度をはかることができないことからマイクロ波の照射効果およびカラムの分離性能に与える影響等を検討することが困難であった。しかしながら、マイクロ波照射により、重合時間の差によるモノリスカラムの骨格や流路のサイズを比較したところ、重合時間が短い方がより大きな骨格と流路が調製されたことがわかった。マレイン酸系のモノマーを用いることにより、細孔形成剤を用いなくとも、骨格と流路が三次元的につながった構造を形成できることがわかった。また、未処理のフューズドシリカキャピラリーチューブを使用しても固定相が溶出しないことから、従来の固定相よりも少ない手順で調製可能な高性能マレイン酸系モノリスカラムの調製が可能であることがわかった。

作製した固定相は、2-エチルヘキシル基を有するため、逆相モードで評価した。調製したカラム(長さ=100 mm、カラム内径=0.32 mm)にて最適な分離条件で分離したところ、理論段数はおよそ1,000段で圧力は0.6 MPaであり、未処理のカラムと前処理済みのカラムでは性能に有意差は見られなかった。近年,充填カラムと異なる種類の分離カラムとして,透過性の高いモノリス型カラムが注目を集めている。キャピラリーサイズのモノリスカラムはin situ重合法により調製されるが,現在の加熱炉を用いる方法では,シリカ系モノリスの場合は調製に約5日間の長時間を要している。マイクロ波を用いた加熱法では,マイクロ波吸収性物質の内部から急速に加熱されるため,内部の温度が外壁などの温度より高くなり,反応時間の大幅な短縮や収率・選択性の向上など様々な効果が現れる。そこで本研究は,マイクロ波を照射することによってモノリスの骨格と細孔の生成時間を短縮し,高性能キャピラリーカラムの迅速調製法の開発を目指した。ポロゲンレス調製法(カラムの調製に前処理を施さず細孔形成剤を使用しないこと)によりカラムの調製時間を大幅に短縮できたが,反応モノマーの検討に必要となる試薬を入手できなかったこと,また,キャピラリーカラム内部の温度をはかることができないことからマイクロ波の照射効果およびカラムの分離性能に与える影響等を検討することが困難であった。しかしながら,マイクロ波照射下で異なる重合時間で調製されたモノリスカラムの骨格の大きさと流路の大きさが比較したところ,重合時間11分では,骨格の大きさおよび流路の大きさが,重合時間1215分のものと比べ大きいことが示されている。その結果,重合時間が11分のカラムは通液が可能であったのに対し,重合時間1215分のカラムは通液できなかったとしている。重合時間についてはマイクロ波を照射することで大幅に時間を短縮できることが示されている。また,酢酸でpHを5に調整した20%メタクリル酸-3-(トリメトキシシリル)プロピル(γ-MAPS)のエタノール溶液を用いた前処理について,80°C,出力200 Wで15分間マイクロ波照射し,窒素ガスで1時間乾燥させた場合と従来法(γ-MAPSを30分間通液後,24時間乾燥)で調製した場合,併せて恒温槽で80°C,15分間処理した場合とを比較した。その結果,マイクロ波を照射した場合および恒温槽で処理した場合には,従来法と比べ,陰イオンの保持時間の上昇ならびに分離性能の改善に繋がっていることが示されている。化学今後,マイクロ波加熱および反応の条件とモノリス骨格の構造および性能の関係を明らかにする予定である。具体的には,カラムの迅速調製を目指してカラムの前処理,重合時間の短縮および重合については明確なマイクロ波の効果を得ることである。前処理についても恒温槽内でシラン結合剤の反応を行った固定相よりもわずかに保持時間の増大が確認されたことから,分離カラムに与える影響についても検討する。さらに,スルホベタイン型官能基の調製を目標として,ジエチルアミンをはじめとする化学修飾に取り組んでいく。また,調製されたモノリスキャピラリーカラムのイオン交換容量についても検討・計算していく。
タンパク質の逆輸送を担うレトロトランスロコンの実態解明と機能解析

小胞体に生じた構造不全タンパク質を積極的に分解する細胞機能を小胞体関連分解(ERAD)と呼ぶ。ERAD研究において、分解対象タンパク質の逆輸送メカニズムの解明は、最重要課題のひとつである。本研究では、逆輸送を担うレトロトランスロコンの候補として報告されているDerlin遺伝子ファミリーに属する全遺伝子、Derlin-1、Derlin-2、Derlin-3のノックアウトマウスを作製・解析し、Derlinの分子機能を解明する。また、Derlinとともに機能する他のERAD関連蛋白質、とくに当研究室で同定したHerpを中心にERAD複合体の実態を解明する。平成22年度は野生型マウスとHcrp KOマウス(正常に成長、繁殖することを解析済み)を用いて、小胞体ストレスの有無でのERAD因子群の発現量の変化を解析した。各マウスの腹腔内に、小胞体ストレス誘導剤であるツニカマイシン(Tm)あるいはPBS(コントロール)を注射したあと、経時的(注射後3,6,12,24時間)に肝臓、腎臓、および膵臓を摘出した。これらの臓器におけるERAD因子発現量の変化をタンパク質レベル(ウエスタンブロッティング)とmRNAレベル(RT-PCR)で解析した。以上の実験により、1)小胞体ストレスに対するERAD因子発現量の応答に臓器間で違いがあること、とくにDerlin-3について、肝臓では小胞体ストレス時のみに発現がみられ、かつ、その発現は一過的であるのに対し、膵臓では構成的に発現が見られること、2)Herpの欠損が他のERAD因子の発現量に影響を及ぼすこと、3)Herp欠損による慢性的な小胞体ストレス状態は起こっていないことを明らかにすることができた。本研究では、逆輸送を担うレトロトランスロコンの候補として報告されているDerlin遺伝子ファミリーに属する全遺伝子、Derlin-1、Derlin-2、Derlin-3、のノックアウトマウスを完成・解析し、Derlinの分子機能を解明する。初年度である20年度は、Derlinファミリー全遺伝子のノックアウトマウスの完成と、Herpノックアウトマウスを用いて小胞体ストレスの有無に依存したERAD複合体の動態解析をおこなった。Derlin-1およびDerlin-2のヘテロ欠損(HET)マウス同士の交配により、ホモ欠損(KO)マウスを得る事にした。しかし、交配の結果、Derlin-1およびDerlin-2のKOマウスは胎性致死であることが分かった。ともにWTとHETの出生比はほぼ1:2となっており、HETマウスの出生に影響はないと考えられる。また、成長・繁殖に関しても、両HETマウスは正常であった。Derlin-3については、ファミリーの中で唯一、KOマウスが産まれた。KOマウスは成長・繁殖ともに正常であった。また、マウス肝臓を用いた生化学的解析から、構成因子が異なる少なくとも3種類のERAD複合体が存在し、その様態が小胞体の状態により変化することが明らかとなった。その複合体の変化はHerpによって調節されている可能性がある。平成21年度はDerlin-1とDerlin-2のホモ欠損マウス(KOマウス)が胎性致死になることから、発生段階を遡って胎仔のジェノタイピングをおこない、胎性致死となる時期を決定した。ヘテロ欠損(HET)マウス同士で交配し、胚を解析した結果、Derlin-1のホモ欠損マウスは胎齢8.5日に達する前に致死となり、Derlin-2はDerlin-1より早い段階で致死となることが分かった。このことから、Derlin-1とDerlin-2はともに発生に必須であり、Derlin-2はDerlin-1よりも早い発生の段階に必須であると考えられた。また、発生段階でのDerlin遺伝子の発現様式についても解析した。Derlin-1およびDerlin-2の発現量は各胎齢期を通して大きな変化はなかったが、Derlin-3の発現量は胎齢9.5日に最も多く、そのあと減少する傾向が見られた。以上の結果より、Derlin-3はDerlin-1およびDerlin-2と胎生期に担う機能が異なることが示唆された。

また、Derlinとともに機能する他のERAD関連蛋白質、とくに当研究室で同定したHerpを中心にERAD複合体の実態を解明する。平成22年度は野生型マウスとHcrp KOマウス(正常に成長、繁殖することを解析済み)を用いて、小胞体ストレスの有無でのERAD因子群の発現量の変化を解析した。各マウスの腹腔内に、小胞体ストレス誘導剤であるツニカマイシン(Tm)あるいはPBS(コントロール)を注射したあと、経時的(注射後3,6,12,24時間)に肝臓、腎臓、および膵臓を摘出した。これらの臓器におけるERAD因子発現量の変化をタンパク質レベル(ウエスタンブロッティング)とmRNAレベル(RT-PCR)で解析した。以上の実験により、1)小胞体ストレスに対するERAD因子発現量の応答に臓器間で違いがあること、とくにDerlin-3について、肝臓では小胞体ストレス時のみに発現がみられ、かつ、その発現は一過的であるのに対し、膵臓では構成的に発現が見られること、2)Herpの欠損が他のERAD因子の発現量に影響を及ぼすこと、3)Herp欠損による慢性的な小胞体ストレス状態は起こっていないことを明らかにすることができた。
アズキ在来品種間にみられる収量関連形質の変異と環境適応

1.秋田県内37ケ所から収集したシロアズキ(Vigna angularis)の在来品種を用いて,主として分枝性に基づく系統間変異と収量性との関係を検討した.個体当たり子実重,総節数,総莢数,総粒数は系統間で有意な差を示し,その差は主茎より分枝の系統間差に強く依存した.分枝数も系統間で有意な差を示した.個体当たり子実重と主茎・分枝別の収量構成要素との関係をみると,節当たり莢数と一莢粒数は,主茎・分枝ともに個体当たり子実重と密接な関係を示したが,百粒重は関係が小さかった.主茎・分枝別の収量構成要素と分枝数との関係において,分枝の多い系統ほど主茎百粒重が小さくなる傾向がみられたが,他の要素では相関関係がみられなかった.収量構成要素の値の分枝/主茎比と分枝数との関係では,分枝の多い系統ほど百粒重での比の値が大きくなる傾向がみられた。これらのことから,シロアズキの在来系統群においては,分枝性が収量構成要素に直接働きかけて増収効果をもたらす方向へは系統分化が進んではいないと推論した.2.秋田県内で収集した在来系統(10系統)を用い,形態・収量性の特徴の違いと在来地域との関連を調べた.収量構成要素は,百粒重と個体当たり粒数で特に系統間差異が大きく,その粒数百粒重比(1株粒数/百粒重)をパラメータにして,粒大型,中間型,粒数型の三つの型に類別された系統群と形態的特性との関連では,個体当たり分枝数は粒数型系統群で多く,粒大型系統群で少なかった.生育相の特徴をみると,栄養成長期間については,粒数依存の大きい系統ほど長くなる傾向があり,結実期間については系統間で差がみられなかった.また,これに関連し,全系統を通じて,栄養成長期間と生殖成長期間の併進性が大きく,改良品種に比べて結実期間が長期化する傾向が強かった.なかでも,粒数依存系統群は莢の成熟斉一性が低く,個体内での子実の成熟不揃いが大きいために,子実の脱粒率が高くなった.諸形質の系統間差異と栽培地の気象要因との関係をみたところ,個体当たり分枝数と粒数は,栽培地の積算日照時間(過去16年間の育成期間中の月別平均値)との間で高い正の相関が,一方,百粒重は積算温度(過去27年間の同様の平均値)との間で高い負の相関が認められた.1.秋田県内37ケ所から収集したシロアズキ(Vigna angularis)の在来品種を用いて,主として分枝性に基づく系統間変異と収量性との関係を検討した.個体当たり子実重,総節数,総莢数,総粒数は系統間で有意な差を示し,その差は主茎より分枝の系統間差に強く依存した.分枝数も系統間で有意な差を示した.個体当たり子実重と主茎・分枝別の収量構成要素との関係をみると,節当たり莢数と一莢粒数は,主茎・分枝ともに個体当たり子実重と密接な関係を示したが,百粒重は関係が小さかった.主茎・分枝別の収量構成要素と分枝数との関係において,分枝の多い系統ほど主茎百粒重が小さくなる傾向がみられたが,他の要素では相関関係がみられなかった.収量構成要素の値の分枝/主茎比と分枝数との関係では,分枝の多い系統ほど百粒重での比の値が大きくなる傾向がみられた。これらのことから,シロアズキの在来系統群においては,分枝性が収量構成要素に直接働きかけて増収効果をもたらす方向へは系統分化が進んではいないと推論した.2.秋田県内で収集した在来系統(10系統)を用い,形態・収量性の特徴の違いと在来地域との関連を調べた.収量構成要素は,百粒重と個体当たり粒数で特に系統間差異が大きく,その粒数百粒重比(1株粒数/百粒重)をパラメータにして,粒大型,中間型,粒数型の三つの型に類別された系統群と形態的特性との関連では,個体当たり分枝数は粒数型系統群で多く,粒大型系統群で少なかった.生育相の特徴をみると,栄養成長期間については,粒数依存の大きい系統ほど長くなる傾向があり,結実期間については系統間で差がみられなかった.また,これに関連し,全系統を通じて,栄養成長期間と生殖成長期間の併進性が大きく,改良品種に比べて結実期間が長期化する傾向が強かった.なかでも,粒数依存系統群は莢の成熟斉一性が低く,個体内での子実の成熟不揃いが大きいために,子実の脱粒率が高くなった.諸形質の系統間差異と栽培地の気象要因との関係をみたところ,個体当たり分枝数と粒数は,栽培地の積算日照時間(過去16年間の育成期間中の月別平均値)との間で高い正の相関が,一方,百粒重は積算温度(過去27年間の同様の平均値)との間で高い負の相関が認められた.今年の研究では,1)福島県と新潟県の2県の農業試験研究機関および農業団体を通して,シロアズキの分布の概況を把握し(事前調査)、2)分布の可能性が高い現地において聞き取りと種子の収集を行い(現地調査)、さらに、3)保存中の種子を用いて、生育・収量特性の比較や増殖を行うために圃場試験を実施することを目的とした。

その結果、1)4年前の予備調査での状況から考えると、在来品種の消失が急速に進んでいることは明かであった。2)情報の基づく現地調査においても、栽培が極めて局所的であるために、当初の計画の収集点数には及ばず、両県の調査を継続する必要性を認めた。両県において、シロアズキの種子在来を9点を収集したが、灰白色・茶褐色が混じったものもあり、粒大や光沢においても変異は著しかった。聞き取り調査において、ここ10年位の間にかぎれば、新潟県では豆類在来品種や雑穀類の栽培地の分布消失の危険性がより高い印象を受けた。探索収集の実施において、対象地域、時期、収集方法において大きな問題はなかったと思われるが、農家への突然の訪問では主旨の説明が必ずしも十分とはいかず、収集体制において、試験研究機関や農業団体の協力を得ていくことも必要であると感じた。保存種子を用いた生育・収量調査結果の分析は現在も継続中である。今年度は、試験期間中、きわめて高温で経過した。その結果、各系統との栄養成長量が大きくなり、結実過程茎長・節数・分枝数などで分類していた各系統の「骨格」の特徴差が(昨年の結果に比べ)小さくなった。しかし、高温のために多分枝系統群には蔓化の傾向をみせた系統も多く、こうした系統群では、落花や落莢をともなう結実期間の長期化によって結実の斉一性の低下が著しかった。在来系統群では分枝着莢型が必ずしも「多収型」とはなっていないということの大きな理由と考えられ分析を続行中である。平成7年度の研究計画では,1)岩手県(県北地域),宮城県(県南地域),そして山形県の農業試験研究機関および農業団体などを通して,シロアズキの栽培地分布の概況を把握し(事前調査),2)分布の可能性の高い現地において聞き取りと種子の収集を行い(現地調査),さらに,3)保存中(前年までに収集済)の種子を用いて,生育・収量特性の比較や種子の増殖を行うために圃場試験を実施することを目的とした.その結果,1)アズキ(特に赤色を除く)在来品種の消失はきわめて急速に進んでおり,かつての栽培状況に関する情報を得ることも困難な状況である.その傾向は,宮城県,山形県で強く,宮城県については年度末に種苗店や市場での聞き取りをもう一度実施する予定である.岩手県の三陸地方で,今回はじめて2カ所から収集できた.2)聞き取り調査は,農家(宮城県南・岩手三陸),種苗店(岩手三陸・宮城県南・山形庄内・福島市)を中心に行った.昭和40年代から分布消滅が著しいことは共通しているが,栽培されない理由として,需要やニーズが小さくなったことよりも,草型や生態型のバラツキ,さらに成熟期の個体間・個体内の斉一性の低さ,また,労働力不足に加えて「作りにくさ」「手間がかかる」など,品種化の遅れがこの作物の消滅に拍車をかけていることが示唆された.ところで,各地の朝市や魚菜市場で古くから商いをしている年輩の女性(決して男性ではない)からは,高い確率で情報が得られ,今後の調査を進めるうえで示唆的であった.3)保存種子を用いた生育・収量調査結果の分析は目下継続中であるが,(1)生育相(栄養・生殖成長の諸相)は系統間変異がきわめて大きく,変異は主として栄養成長にかかわる形質に依存していた.(2)多収系統は粒数依存の傾向が強いが,それらが必ずしも多節・多分枝系統とはいえず,品種化されたマメ類との違いを解析中である.(3)熟期の斉一性と栄養・生殖成長との併進性とのかかわりは明白であるが,このことと生態型との関係においては,必ずしも(これまでの結果のように)開花迄日数と併進期間の長さとの間には有意な相関がみられず,サンプルの在来地域拡大とともに再検討が必要になったと考えている.平成8年度の研究計画では,1)主として青森県と秋田県について,シロアズキ在来品種の栽培地分布の概況の把握とそこでの現地聞き取り調査を行い,2)生育・収量形質調査においては,栄養成長と生殖成長の重複性と熟期の斉一性の低さについて,個体のレベルから検討することであった.その結果,1)青森県津軽地方で種子を5点収集したが,いずれも栽培歴や種子由来が不明確であり,さらに,栽培の規模もきわめて小規模であった.
アジア・オセアニアにおけるホウオウゴケ科(蘚類)の種の分化と多様性

1.これまでに記載、あるいは記録されたフィジ-諸島産のホウオウゴケ属(Fissidens)のほとんどすべての標本(約200点)を世界各地の標本庫から借覧し、研究した.同時に広島大学の隠花植物調査隊(責任者岩月善之助)の採集した約200点の標本を詳しく研究した結果、この地域から28種のホウオウゴケ属の種を確認した(論文4).2.これまでに報告されたアジアとオセアニアのホウオウゴケの分布を詳細に研究し、比較した.その結果フィジ-とニューカレドニアのホウオウゴケ属は大変よく似ているが、フィジ-にはニュウカレドニアに記録されていない4種が生育することがわかった(論文1).3.ニューカレドニアにちかいヴァヌアツのホウオウゴケ属はこれまでわずかに4種のみが記録されていた.今回広島大学隠花植物調査隊が採集した標本を研究した結果、15種を確認した.過去の記録の元になった標本も世界各地の標本庫に連絡して、借覧した結果、この島から記載された1種は他の種の異名となり、他の1種の記録は疑わしいことがわかった(論文3).4.世界に約900種が記載されているホウオウゴケ属のうち、Subgen. Serridium(C.Muell.)Iwats.は最も多様性に富んだ群である.今回この亜属のうちのAmblyothallia節について研究を行なった.まず、この節の選定基準種をFissidensasplenioides Hedw.と定め、この節に含まれるすべての種(19種)とそれらの異名を整理した.この結果、この節をSubgeni FissidensからSubgeni Serridiumに移し、新組み合わせ2を提案した(論文2).以上の結果、これまで分類学的に混乱し、分布のデータも乏しかったアジア・オセアニア地域のホウオウゴケ科の知識が著しく追加され、蘚苔植物の分布と種分化について多大の寄与ができたことと信じる.今回の成果をもとに、さらにホウオウゴケの研究を続けていく予定である.1.これまでに記載、あるいは記録されたフィジ-諸島産のホウオウゴケ属(Fissidens)のほとんどすべての標本(約200点)を世界各地の標本庫から借覧し、研究した.同時に広島大学の隠花植物調査隊(責任者岩月善之助)の採集した約200点の標本を詳しく研究した結果、この地域から28種のホウオウゴケ属の種を確認した(論文4).2.これまでに報告されたアジアとオセアニアのホウオウゴケの分布を詳細に研究し、比較した.その結果フィジ-とニューカレドニアのホウオウゴケ属は大変よく似ているが、フィジ-にはニュウカレドニアに記録されていない4種が生育することがわかった(論文1).3.ニューカレドニアにちかいヴァヌアツのホウオウゴケ属はこれまでわずかに4種のみが記録されていた.今回広島大学隠花植物調査隊が採集した標本を研究した結果、15種を確認した.過去の記録の元になった標本も世界各地の標本庫に連絡して、借覧した結果、この島から記載された1種は他の種の異名となり、他の1種の記録は疑わしいことがわかった(論文3).4.世界に約900種が記載されているホウオウゴケ属のうち、Subgen. Serridium(C.Muell.)Iwats.は最も多様性に富んだ群である.今回この亜属のうちのAmblyothallia節について研究を行なった.まず、この節の選定基準種をFissidensasplenioides Hedw.と定め、この節に含まれるすべての種(19種)とそれらの異名を整理した.この結果、この節をSubgeni FissidensからSubgeni Serridiumに移し、新組み合わせ2を提案した(論文2).以上の結果、これまで分類学的に混乱し、分布のデータも乏しかったアジア・オセアニア地域のホウオウゴケ科の知識が著しく追加され、蘚苔植物の分布と種分化について多大の寄与ができたことと信じる.今回の成果をもとに、さらにホウオウゴケの研究を続けていく予定である.1.フィジ-産のホウオウゴケ属の標本約200点の研究をし,この地域から28種を確認した.これまでフィジ-の固有種とされていた5種は他の種の異名とすべきものであることが判った.また,この地域のホウオウゴケの種の多くは熱帯アジアにも分布することが判った.検索表,主要な種の解剖図の作成し,論文としてまとめつつある.2.ホウオウゴケ属のSerridium亜属Amblyothellia節の分類学的検討を行い,タイプを新たに指定し,19種を本節に含めた.また2新組み合わせを行った.4.日本産蘚苔植物の多様性について研究し,“生物の多様性と陸上生態系"に関するシンポヂウム(中国科学院植物研究所主催)において発表した.この論文において,日本のホウオウゴケフロラとアジア・オセアニア地域のホウオウゴケフロラの関連について発表した.結果はシンポヂウムのproceedingsに発表した.5.世界のホウオウゴけのチェックリストをアメリカ、オランダの研究者と協力して作成中であるが,そのうちアジア・オセアニア地域のリストを分担し,ほぼ終了した.これらのデータはデータベースとして整理中である.6.上記の研究を遂行するにあたり,内外の研究機関から多くの標本の借覧を行った.7.長野県御岳においてホウオウゴケ属の種の調査を行い,資料を得た.また,広島大学において標本,資料の研究を行った.

1.広島大学の調査隊(責任者岩月善之助)の採集したフィジ-産の蘚類のうち、ホウオウゴケ属(Fissidens)の標本約200点の分類学的研究を終わり、服部植物研究所報告第79号に発表した.この地域から28種のホウオウゴケの種を確認した.3.中国産のセンボンゴケ科のうちの3亜科、Timmielloideae,Chionolomoideae及びTrichostomoideaeの研究を終わり、その概要をヒコビア第12巻1号に発表した.4.Luisierella barbula(クロコゴケ)が香港に生育することを発見し、ヒコビア第12巻1号に報告した.5.東亜に広く分布するホウオウゴケ属のホウオウゴケ(Fissidens nobilis)と、近緑のヨーロッパ産の2種について比較研究を行ない、結果を近く発表の予定である.6.ニューカレドニアなどオセアニア産のホウオウゴケの種と比較するため、オーストラリア産の標本約800点をキャンベラ植物園より借覧し研究した.その結果、南太平洋地域のホウオウゴケ属について、分類学的ならびに植物地理学的な多くの知識を得た。7.広島大学に集積された蘚菌類の資料のうち、分類学的に重要な基準標本のリストを作成し、印刷公表した.8.上記の研究を遂行するにあたり、沖縄でホウオウゴケの調査を行なった.
養殖魚の健康診断のための生体刺入型バイオセンサーの創出に関する研究

本研究は,計測デバイスに光ファイバープローブを,分子識別生体素子に各種固定化酵素を利用することにより,養殖魚の血中グルコース,コレステロール等の検査項目の分析に対して対応が可能で,迅速簡便な測定が行える魚の健康診断用バイオセンサーシステムの構築を目的とした.平成17年度では,コレステロールエステラーゼ/コレステロールオキシダーゼと酸素感受性光ファイバープローブから魚類血中コレステロース測定用センサシステムを製作し,平成18年度には,このプローブとグルコースオキシダーゼ,針型キャップを用いることにより魚の血中グルコースの迅速簡便な測定が可能な生体刺入型バイオセンサーを製作した.生体刺入型バイオセンサーの製作には,グルコースオキシダーゼ溶液と光架橋性樹脂素材(AWP)から固定化酵素膜を調製し,注射針(18G)の側面4箇所に口径800μmの穴を貫通させた針型キャップに,先の酵素膜と直径400μm酸素感受性光ファイバープローブとともに挿入した.このセンサーを用いてティラピアの血中グルコース濃度の測定を行ったところ,その濃度とセンサー出力との問に良い直線関係が得られ,相関係数は0.9741であった.また,本センサーを直接魚体に刺入して,血中グルコース濃度の測定を行ったところ,センサー法と従来法問には良い相関関係が認められ,相関係数は0.9475であった.また,1検体の分析所要時間は3分程度であった.次に,本センサーの再現性を検討したところ,約70回の連続測定において,標準偏差は0.047を示し,良い再現性が認められた.また,センサーの安定性を検討したところ,測定後のセンサーを5°Cで保存することにより50日間において安定した測定が可能であった.以上の結果から,本センサーシステムが養殖魚の血液診断に適用できることが明らかになった.本研究は,計測デバイスに光ファイバープローブを,分子識別生体素子に各種固定化酵素を利用することにより,養殖魚の血中グルコース,コレステロール等の検査項目の分析に対して対応が可能で,迅速簡便な測定が行える魚の健康診断用バイオセンサーシステムの構築を目的とした.平成17年度では,コレステロールエステラーゼ/コレステロールオキシダーゼと酸素感受性光ファイバープローブから魚類血中コレステロース測定用センサシステムを製作し,平成18年度には,このプローブとグルコースオキシダーゼ,針型キャップを用いることにより魚の血中グルコースの迅速簡便な測定が可能な生体刺入型バイオセンサーを製作した.生体刺入型バイオセンサーの製作には,グルコースオキシダーゼ溶液と光架橋性樹脂素材(AWP)から固定化酵素膜を調製し,注射針(18G)の側面4箇所に口径800μmの穴を貫通させた針型キャップに,先の酵素膜と直径400μm酸素感受性光ファイバープローブとともに挿入した.このセンサーを用いてティラピアの血中グルコース濃度の測定を行ったところ,その濃度とセンサー出力との問に良い直線関係が得られ,相関係数は0.9741であった.また,本センサーを直接魚体に刺入して,血中グルコース濃度の測定を行ったところ,センサー法と従来法問には良い相関関係が認められ,相関係数は0.9475であった.また,1検体の分析所要時間は3分程度であった.次に,本センサーの再現性を検討したところ,約70回の連続測定において,標準偏差は0.047を示し,良い再現性が認められた.また,センサーの安定性を検討したところ,測定後のセンサーを5°Cで保存することにより50日間において安定した測定が可能であった.以上の結果から,本センサーシステムが養殖魚の血液診断に適用できることが明らかになった.本研究は,計測デバイスに光ファイバープローブを,分子識別生体素子に各種固定化酵素を利用することにより,養殖魚の血中グルコース,コレステロール等の検査項目の分析に対して対応が可能で,迅速簡便な測定が行える魚の健康診断用バイオセンサシステムの構築を目的とした.これら物質(基質)の測定には分子識別生体素子としてグルコースオキシダーゼ及びコレステロールエステラーゼ/コレステロールオキシダーゼを用い,酵素反応により生じた最終的な酸素濃度変化を,ルテニウム錯体が装着された光ファーバー酸素プローブ上で蛍光強度の変化としてとらえ,目的の物質を定量する原理に基づいている.17年度では,魚類血中コレステロース測定用センサシステムをフローインジェクションアナリシス(FIA)と組み合わせて製作し,実際の養殖魚に本法を適用することを試みた.まず,シリコーン樹脂を用いてコレステロールオキシダーゼ及びコレステロールエステラーゼを固定化し,固定化酵素膜を調製した.この膜を上述の酸素プローブの検出部に装着した.これをFIAシステムに組み込み,連続的に試料の測定が行えるシステムを構築した.その結果,コレステロール濃度20mg/dL200mg/dLの範囲においてセンサの出力との間に良い相関が認められた(R:0.996).また1検体の分析所要時間は約5分と極めて迅速な測定が可能であった.また,本センサは約60回の連続測定が可能であり,酵素膜を5°Cで保存することより2ヶ月間において安定した測定が可能であった.さらに,ブリおよびニジマス血漿中のコレステロール濃度の連続測定を試みたところ,従来法による測定値との間に良い相関が認められた.次年度では,このセンサ検出部を針型に改良し,生体に直接刺入して測定が可能なバイオセンサの開発を試みる.平成18年度は,養殖魚の健康診断のための生体刺入型バイオセンサーの創出を目的に,計測デバイスに光ファイバープローブを,分子識別生体素子に各種固定化酵素を利用することにより,養殖魚の血中グルコースの定量に対して対応が可能で,迅速簡便な測定が行えるシステムの製作を試みた.

まず,グルコースオキシダーゼ溶液と光架橋性樹脂素材(AWP)を混合し,透析膜に薄く塗布した後,蛍光灯で約1時間光架橋させ,固定化酵素膜を調製した.この膜を約3×10mmに切断後,緩衝液に浸漬して膜が筒状に形成されたところで乾燥させた.次に注射針(18G)の側面4箇所に口径800μmの穴を貫通させた針型キャップに,先の酵素膜と直径400μm光ファイバープローブ(先端にルテニウム錯体が装着され,その蛍光量の変化により酸素濃度が測定できる)を挿入し,針型バイオセンサーシステムを作製した.その結果,ティラピアの血漿を試料として測定を行ったところ,グルコース濃度とセンサー出力との間に良い直線関係が得られ,相関係数は0.9741であった.一方,血漿・全血間のセンサー出力の値を比較したところ,両者の問には良い相関性が認められ,相関係数は0.9745であった.このことから,血漿を標準試料として検量線を作成することにより,全血試料での測定が可能であることが明らかとなった.次に,本センサーを直接魚体に刺入して,血中グルコース濃度の測定を行ったところ,センサー法と従来法間には良い相関関係が認められ,相関係数は0.9475であった.また1回検体の分析所要時間は3分程度であった.さらに,本センサーの再現性を検討したところ,約70回の連続測定において,標準偏差は0.047を示し,良い再現性が認められた.また,センサーの安定性を検討したところ,測定後のセンサーを5°Cで保存することにより50日間において安定した測定が可能であった.
高赤方偏移のIa型超新星の進化とダークエネルギーの状態方程式

本研究の目的は、高赤方偏移のIa型超新星を使って、宇宙論パラメータを決めるために、Ia型超新星の絶対的明るさを高い精度で知ることである。現在は、近傍のIa型超新星の光度曲線の巾と絶対的明るさの関係を適用している。しかしながら、ダークエネルギーの状態方程式を赤方偏移の関数として求めようとする場合、Ia型超新星が進化していないか、すなわち、上記の光度曲線と絶対的明るさの関係自体が赤方偏移の関数として変化していないか、という重要な疑問が残る。その意味で、標準的でない超新星の研究は重要である。特に、本年度は、Ia型超新星SN 2009dcの研究に集中した。観測により、通常のIa型超新星と比べて、その光度は2倍以上高く、また膨張速度は遅いことを明らかにした。さらに、すばる望遠鏡によって、このSN 2009dcの偏光分光観測を行ない、偏光が大きくなく、球対称からのずれは、それほど大きくないことを見い出した。このタイプの超新星の偏光分光観測は、これまで行なわれていなかったので、本研究による観測結果は、世界で初めての成果ということになる。このようなSuper-Chandra超新星がどのような進化経路をたどって誕生するかという新たな研究課題が生まれた。本研究では、(1) Ia型超新星の爆発と光度曲線の理論的モデルを、SDSSやすばる望遠鏡を使って得られる、多くのIa型超新星の観測データを説明できるように構築し、「そもそも、光度曲線と絶対的明るさの関係が何故生じるのか」という問いに理論的に答える、(2)赤方偏移の関数として、親星の金属量や元素組成比、回転の程度が変った場合、この関係に違いが生じるのかどうか、(3)その事が、ダークエネルギーの状態方程式の決定の精度にどの程度の影響を与えるのか、以上の諸点を理論と観測の密接な協力により明らかにすることを目的とする。平成20年度は、すばる望遠鏡やSDSSにより、多数のIa型超新星の光度曲線、スペクトルの多量のデータを集め、その中から、Ia型超新星の多様性を示す典型的なサンプルを選んだ。その光度曲線やスペクトルを良く再現する理論モデルを構築する仕事を進めた。そのために、主要なモデルパラメータである56Niの量(明るさを決める)と元素分布(吸収係数に影響して光度曲線の形を決める)に対して、光度曲線を計算するコードで、光度曲線とスペクトルを計算し、最適なモデルを選択した。
レプリカ法による高効率・高精度X線望遠鏡を用いた撮像観測の研究

高い効率を保ちながらX線望遠鏡の結像性能を高めるのが、当研究課題の目的である。今年度は二つの点に重点を置いて研究を進めた。第一は、レプリカによるX線反射鏡製作法の確立である。まず、レプリカの母型については、その形状と粗さが問題になる。特に搭載用望遠鏡の口径が50cmになるため、それに対応したガラス母型で粗さ5A以下のものを用意することが必要であり、そのテストピースとして直径30cm長さ17cmのガラス円筒を発注した。基板としては、形状誤差をなくすため、剛性の高いアルミフォイルを選んだ。蒸着物質については、現在は金であるが、将来は白金やイリディウムの可能性も検討している。レプリカの試作では、使用するエポキシの濃度、厚みの最適化を目指している。第二は、反射鏡の評価システムの確立である。今年度の予算の中心となったX線発生装置(RIGAKU RU-200)は11月初めに既設のビームラインに組み込まれ、12月から本格的な測定に用いられている。これまでに比べ、強度の安定性もよく、フィラメントの長寿命化で測定の効率も高まった。これを用いた性能測定としては、反射鏡の反射率の角度依存性、反射表面の粗さによる散乱測定を行なった。また、細いビームによる鏡面走査により、鏡面のうねりについても評価できた。この結果、レプリカ法による反射鏡は、細かなうねりが、あすか衛星搭載望遠鏡より劇的に改善され、焦点面像のすそが大幅に押さえられた。これは、ASTRO-Eの様に4回反射を用いる場合は特に重要な改良であった。これからは、大きな形状誤差、およびアライメント誤差が課題となる。来年度は、試作するレプリカ鏡の特性を今年度整備したビームラインを用いて評価しながら、より高い結像性能を目指して研究を進めたい。
漫画とアニメにおける動きの表現の実証的研究

漫画やアニメにおいて動きを表現する線について調べた。漫画雑誌10誌に掲載された223タイトル4578ページ、21,493コマについて調べた結果、約40%のコマにこのような線がみられた。アニメについても30分枠54番組16,541ショットを調べたところ、平均5.2%のショットに線による動きの表権がみられた。軌跡を表す線、高速移動のぶれを表す線、目やカメラの動きを摸した背景の動きを表す線が多く用いられ、動画であるアニメにおいては、線に動きを加えることでさらなる効果を引き出していることが確認された。線による動きの滑らかさの知覚的変化について心理物理学的実験を行い、その可能性を確認した。本研究は、わが国の漫画やアニメにおける動きの表現について、その使われ方と妥当性について、現状調査に基づき、実験的検討を行うことを目的としている。H25年度は、漫画(静止画)における動きの表現の実際の使われ方について調査した。日本国内で発行されている漫画雑誌(週刊誌および月刊誌)で50万部以上の発行部数をもち、書店の店頭で容易に入手可能なH25年12月発行の漫画雑誌(「少年ジャンプ」、「少年マガジン」等)を10誌選定し、掲載されている223タイトル4587ページにおける全てのコマ(21493コマ)について動きを感じさせる表現の使用実態を調査した。多重像、身体のバランスの崩れ、ボケ・かすれ、物体の後ろにつく線、物体の背景につく線、放射線等についてその頻度をカウントした。その結果、ほぼすべてのタイトルにおいて、多重像による動きの表現はほとんど用いられていなかった。「コロコロコミック」等比較的低年齢向けの雑誌において線による動きの表現が多く、タイトルによっては87%のコマになんらかの動きを示す線が加えられていた(平均約40%)。集中線と軌跡を表す線、背景の直線とボケなど、複合的な使用もこれらのタイトルに多くみられ、タイトルによっては、56%のコマに複数の種類の動きを表す表現が用いられていた(平均約13%)。低年齢層(特に男の子)向けのタイトルでは、文字情報より動きを表す派手な線に頼った描写が多く用いられる傾向が読み取れる。現代日本の漫画雑誌は、静止画としての絵の中にアニメ風な動きの描写を表現しようとしていると考えられる。静止画から動きを知覚する錯視(追従眼球運動追従錯視)について、線やドット等さまざまな背景を用いてその効果を実験心理学的に調べ、錯視の特性を数量的に測定した。日本で放送されているアニメーション番組における動きの表現において、漫画で多用されるような線による表現がどのくらい利用されているかを調査した。アニメーションはもともと動画であるため、漫画で静止コマ中に描かれる運動線(motion line, action line)は必要ないものと思われるが、実際には多用されていた。調査は、福岡で放送された30分のアニメ番組のうち55本の本編において、総カット数、線が描かれているカット数、線の表現の種類等について集計した。動きの表現として線が描かれているカット数が多いものはスポーツ系のアニメであるが、ほとんどのアニメにおいて使用されていることがわかった。その種類は、漫画における表現と同様、物体の動いた軌跡を示す動きと平行な線分、震えを示す動きと垂直な線による多重像的な表現、動く物体の輪郭のぶれとして描かれる短い線、対象の動きと反対方向への背景の動きを表す背景の動きの軌跡を示す線、対象の動きを強調するために対象の前面に描かれる線、物が近づいてくる際に周囲に描かれる放射線、カメラのズームなどを模した放射線など、静止画である漫画における線の利用と共通するものが多かった。また、対象の動きではなく、強調や感情等を表現するために背景に線が描かれる場合や、漫画における集中線も用いられていた。漫画と異なっていたのは、線そのものに動きが付加されていた点である。対象の動きを表すために背景に描かれる線では、対象は動かずに対象と反対方向に背景の線が流れる動画となっていた。同様に放射線状の表現においても対象の動きと反対方向に線そのものが動いていた。これらの線による動きの表現が、実際にどのように対象の動きの知覚に貢献するのか、その提示タイミングを含めて次の実験的研究に発展させる。本研究の目的は、漫画やアニメにおいて用いられる線を用いた動きの表現が、実際に効果的に作用しているのかどうかを実証的に調べることであった。研究は3段階で行った。まず、H25年度は、漫画において用いられている、動きを表す線を調査した。日本の代表的な漫画雑誌に掲載された漫画223タイトル4587ページの21493コマを調べた結果、各タイトルにおいて平均40%(最大87%)のコマに線による動きの表現が用いられていた。H26年度は、テレビ放送用アニメーション番組について、30分枠54番組における線による動きの表現を調査した。総数16541ショットのうち885(5.2%)ショットに線またはそれに類する形態による動きの表現が見られた。これらは、漫画における線をそのまま用いたものだけではなく、線自身にさまざまな動きが加えられており、線による動きの表現がアニメにおいて拡張された表現となっていることを示している。漫画においてもアニメにおいても放射線によって奥行き方向の動きを表現することがあるが、アニメにおいては、線自体が動くことにより、カメラの動きや視聴者自身の移動のシミュレーションとして機能していることが示唆された。

H27年度は、アニメにおける線が実際に動きの知覚に貢献するのかどうか、仮現運動の滑らかさを基準として評定させる実験によって検証した。その結果、通常テレビを見るくらいの視野においては、線を追加した場合のみ広範囲の仮現運動を滑らかになることが確認された。線が現れるタイミングによっても効果は異なっていたが、動きの前後に表示される2つの対象のいずれかと同時に線を表示しても、動きを滑らかにする効果が確認された。これらはアニメや動画の表示における超高速の移動の表現に有用であることを示している。これらの結果を、2つの論文にまとめ、投稿した。漫画やアニメにおいて動きを表現する線について調べた。漫画雑誌10誌に掲載された223タイトル4578ページ、21,493コマについて調べた結果、約40%のコマにこのような線がみられた。アニメについても30分枠54番組16,541ショットを調べたところ、平均5.2%のショットに線による動きの表権がみられた。軌跡を表す線、高速移動のぶれを表す線、目やカメラの動きを摸した背景の動きを表す線が多く用いられ、動画であるアニメにおいては、線に動きを加えることでさらなる効果を引き出していることが確認された。線による動きの滑らかさの知覚的変化について心理物理学的実験を行い、その可能性を確認した。1年目は静止画における漫画の調査、2年目は動画におけるアニメーションの調査を行い、線による動きの表現の種類と特徴を抽出してきた。これらの結果によって、3年目に行う知覚実験の刺激材料が得られた。ここまで計画通り進展しており、3年目の実験の準備にもとりかかっている。期間終了時には実験データをもとにした論文を提出できるものと考えている。知覚心理学今後の研究の推進は、実験によりデータを収集し、成果を論文化する方向に向ける。研究計画の変更等は特に行わない。ただし、線の種類が多彩であるため、すべてを実験に落とし込むことは難しく、どこまでの検証を行うかという線引きが難しい。実証的データとして科学論文に掲載することを優先して、計画を立てていく。当初の計画通り、漫画雑誌における動きの表現法の使用実態を把握することができ、その複合的使用が大量に使用されているのを確認できた。それに加えて、静止画から動きを知覚させる新しい動きの錯視の決定因を調査し、発表することができた。2015年度に実験装置、人件費、英文校正等の費用が相当かかることが想定されたため、2014年度の出費を必要最低限にし、次年度使用額として残したものである。当初の計画通り、アニメーション動画における動きの表現の使用実態の把握を行い、静止画における表現との違いを検討する。また実験心理学的に、動きの表現の効果の妥当性について調べる。アニメーションにおける動きの表現の把握には膨大な労力が必要となることが予想される。これに対してはアルバイトを大量に動員することによって乗り切る予定である。実験用の高性能ディスプレー、実験補助者短期雇用費、被験者謝金、英文校正費、論文掲載料、学会発表旅費等で、残額が0になるものと想定している。
新規チューブリン(δ-tubulin)の精子形成における役割の解明

多細胞生物を構成する様々な細胞はその役割に見合った形態をしており,それぞれの細胞の形態は分化の過程で獲得される。興味深い形態変化を遂げる細胞の一例として哺乳動物の精子形成に着目し,分子レベルの解析から以下の成果をあげた。核環に局在する膜タンパク質の同定。核環は精子細胞の核が伸長するときに一過性に出現する細胞骨格である。核環に局在するタンパク質にはこれまで,δチューブリンとケラチンの2種類しか知られておらず,分子レベルの構造・機能が未だよく分かっていない。今回新たに,ある膜タンパク質が核環に局在することを突き止めた。これまで不明だった核環の形成過程や,膜に結合する仕組みを理解する手がかりとして期待される。δチューブリンの精子形成における役割の解明。これまでの研究で,δチューブリンが精子形成の過程で核環と細胞間架橋に一過性に出現すること,2種類のmRNAのsplicing isoformが存在することなどを明らかにしてきた。アイソフォームの組織分布をRT-PCRにより調べたところ,精巣と他の臓器でその発現比が顕著に異なってることを見出した。また,遺伝子構造の比較から,splicing isoformを生じるエクソンがマウスゲノムには存在したがヒトにはなく,種特異的な現象であることが明らかになった。新規膜タンパク質k5の発見とアクロソーム形成における役割の解明。k5(仮名,未発表)は精子形成において,アクロソームの形成過程でトランスゴルジ付近に一過性に出現する膜タンパク質である。培養細胞にk5 cDNAを強制発現させ,様々なタンパク質との局在の比較を行った結果,syntaxin6と非常に局在が似ていることを突き止めた。また,マウス脳下垂体由来でペプチドホルモンの分泌能を有するAtT-20細胞もk5を発現しており,培養系を用いたk5の機能解析が可能になった。分化に伴う細胞の形態変化の分子メカニズムを理解することは,再生医学を発展させる上でも重要である。哺乳動物において興味深い形態変化を遂げる細胞の一例として精子形成に着目し,分子レベルでそれを解析して以下の研究成果をあげた。哺乳動物のδチュープリンは2000年に私(当時,理化学研究所に在籍)を含む世界の3グループで新たに発見された新規チューブリン遺伝子である。抗マウスδチューブリン抗体による詳細な組織染色の結果,δチューブリンは精子細胞の核環に局在することを突き止めた。核環に局在するタンパク質としては2つ目の例であった。次に,δチューブリンは精子細胞の細胞間架橋にも局在することを見出した。精子細胞による細胞間架橋の構築の分子メカニズムは全く不明であり,δチューブリンを手がかりにその解明が期待される。またマウスには2種類のmRNAのアイソフォームが存在することを見出し,現在そのアイソフォームの役割りを解析中である。k5(仮名,未発表)は精子細胞のゴルジ体に局在する膜タンパク質で,東京工業大学の広瀬茂久教授のグループで発見された新規の遺伝子である。k5は,精子のみに存在するオルガネラのアクロソームの形成に関与すると考えられる。現在,これらのk5の作用メカニズムを分子レベルで解析するとともに,特殊に分化した細胞の形態変化に関わる新規分子のさらなる検索を行っている。
多発性硬化症疾患モデルマウスにおけるケモカインSLCとELCの役割

実験的アレルギー性脳脊髄炎(Experimental Allergic Encephalomyelitis : EAE)はヒトの多発性硬化症の実験動物モデルと考えられている。C57BL/6マウスをMyelin Oligodendrocyte Glycoprotein : MOG)の部分ペプチドMOG35-55で免疫すると、EAEを発症する。しかし我々の見出したplt (paucity of lymph node T cells)マウスでは、MOG35-55ペプチドで免疫してもほとんど発症が見られない。Pltマウスは突然変異マウスで、ケモカインCCL19とCCL21-serの発現を欠いている。従ってEAEの発症にこれらのケモカインが関与している可能性があり、これらのケモカインがEAE発症に果たす役割を検討している。pltマウスでEAEを発症しないか発症しても極めて軽症ですむ理由として二通り考えられる。すなわち、ケモカインが欠如するため1)発症に関わるT細胞が脳脊髄に浸潤できない、あるいは、2)発症に関わるT細胞が誘導できない、という可能性である。C57BL/6マウスをMOG35-55ペプチドで免疫し、得られたT細胞をpltマウスに移入したところ、まだ予備的な実験結果ではあるが、EAE発症を認めた。EAEを発症するTh1型T細胞が誘導できないので、pltマウスは発症しにくいのではないかと考えられる。卵白アルブミン(OVA)を抗原にして比較すると、OVAで免疫したときにはpltマウスでもTh1型のT細胞反応を認めた。同じCFAアジュバントで免疫しても、抗原によってTh1型になるかTh2型になるかT細胞反応が異なる可能性が考えられ、さらに検討中である。実験的アレルギー性脳炎(Experimental Allergic Encephalomyelitis : EAE)は、ヒトの多発性硬化症の実験モデルと考えられている。我々の見出したplt(paucity of lymph node T cells)マウスは突然変異マウスで、SLC(CCL21)ケモカインとELC(CCL19)ケモカインの遺伝子を欠き発現がみられない。対照マウスをMOGペプチドで免疫するとEAEを発症するが、pltマウスでは発症が強く抑制された。MOGペプチドで免疫した対照マウスのT細胞をpltマウスに移入するとEAEを発症したが、免疫したpltマウスのT細胞を対照マウスに移入したのでは発症しなかった。従ってMOGペプチドに対するT細胞の反応が異なることが予想される。OVA抗原をCFAアジュバントとともに皮下免疫すると、IL-4を産生するヘルパーT細胞はほとんど見られず、IFN-γを産生するヘルパーT細胞の強い反応が見られた。EAEを発症させるためにMOGペプチドで免疫した場合には、pltマウスではIFN-γを産生するヘルパーT細胞反応よりもIL-4産生T細胞反応が認められた。このような相反する結果の原因を考えるとき、一つの可能性はEAEを発症させるときにはPTも投与することである。この可能性を確かめるために、なお検討中である。一方でOVA抗原をCFAアジュバントとともに免疫すると、対照マウスよりも遥かに長期間のヘルパーT細胞反応がみられる。この現象がpltマウスにおけるActivation-induced Cell Death(AICD)の低下によることを明らかにした。このような現象について、EAEを発症させる免疫の場合にも検討している。しかし我々の見出したplt(paucity of lymph node T cells)マウスでは、MOG35-55ペプチドで免疫してもほとんど発症が見られない。