hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ネットワーク監視ツールを利用した仮想化技術による教育用計算機システムの省電力化

[研究目的]本学科には教育用計算機システムとして多くのサーバが存在し,電力の消費が増加している.そこで,学生が計算機を使用する上で性能を損なうことなく計算機システムの電力エネルギーを低減するための研究を行う.[研究方法]サーバの電力消費量を削減する方法とし,複数のサーバを性能に余裕あるサーバ1台にまとめることにより実現できるが,本学科ではサーバ性能に十分な余裕がないため,サーバ1台で学生演習や実験に対応することができない.しかし,サーバの負荷は時間帯,曜日,季節によって大幅に変化している.そこで,学生演習や実験でサーバを使用していない時間帯を仮想化技術によりサーバを統合し,仮想化サーバで運用することで消費電力を低く抑える.研究環境として仮想化(監視)サーバ1台(CentOS5.4),動作確認サーバ1台(CentOSとWindowsのマルチブート)を使用し研究を行う.新たな監視サーバは消費電力が増加するため仮想サーバに統合する.[研究成果]監視サーバから各サーバに一連のコマンドをリモート実行することで複数のサーバを1台の仮想化サーバに統合し,逆に仮想化サーバを停止し,各サーバを起動することが確認できた.仮想化サーバを利用することで消費電力を低減できることができた.仮想化サーバ上で多くのOSを動作させるためには多くのメモリ領域が必要になる.本学科の既存サーバを仮想化サーバとするためにはメモリ増設が必要になるが,仮想化サーバのプラットホームLinux上に各サーバのLinux用プログラムを実行し,IPアドレスをVlan設定することで各サーバ分散時と同様にアクセスすることができ,仮想化するOSをWindows Serverに限定することで既存サーバのメモリ増設無しに仮想化サーバとして使用することができる.[研究目的]本学科には教育用計算機システムとして多くのサーバが存在し,電力の消費が増加している.そこで,学生が計算機を使用する上で性能を損なうことなく計算機システムの電力エネルギーを低減するための研究を行う.[研究方法]サーバの電力消費量を削減する方法とし,複数のサーバを性能に余裕あるサーバ1台にまとめることにより実現できるが,本学科ではサーバ性能に十分な余裕がないため,サーバ1台で学生演習や実験に対応することができない.しかし,サーバの負荷は時間帯,曜日,季節によって大幅に変化している.そこで,学生演習や実験でサーバを使用していない時間帯を仮想化技術によりサーバを統合し,仮想化サーバで運用することで消費電力を低く抑える.研究環境として仮想化(監視)サーバ1台(CentOS5.4),動作確認サーバ1台(CentOSとWindowsのマルチブート)を使用し研究を行う.新たな監視サーバは消費電力が増加するため仮想サーバに統合する.[研究成果]監視サーバから各サーバに一連のコマンドをリモート実行することで複数のサーバを1台の仮想化サーバに統合し,逆に仮想化サーバを停止し,各サーバを起動することが確認できた.仮想化サーバを利用することで消費電力を低減できることができた.仮想化サーバ上で多くのOSを動作させるためには多くのメモリ領域が必要になる.本学科の既存サーバを仮想化サーバとするためにはメモリ増設が必要になるが,仮想化サーバのプラットホームLinux上に各サーバのLinux用プログラムを実行し,IPアドレスをVlan設定することで各サーバ分散時と同様にアクセスすることができ,仮想化するOSをWindows Serverに限定することで既存サーバのメモリ増設無しに仮想化サーバとして使用することができる.
非天然テトラピロール系補因子に対するヘムオキシゲナーゼの作用機構の詳細な解明

生体内でヘム補因子の酸化分解に関与するヘムオキシゲナーゼについて、非天然合成ヘム類縁体を結合させたときの作用機構について、反応速度論および結晶構造解析によって検討した。その結果、補因子の化学構造および補因子とタンパク質の相互作用が、タンパク質機能に大きな役割を果たしていることが判明した。平成19年度は、ポルフィセン鉄錯体の合成および、これを含むヘムオキシゲナーゼの調製方法と反応性について検討した。合成したポルフィセン鉄錯体は、マクマリーカップリングを利用して構築したポルフィセン骨格に、水溶性を考慮してプロピオン酸側鎖を2つ装着したものを分子デザインして、多段階からなる有機合成により得た。一方、文献の方法を参考に、ヘムオキシゲナーゼを大腸菌により発現させ、ポルフィセン鉄錯体が結合したヘムオキシゲナーゼの調製方法を検討し、カラム分離条件の最適化を行った。この含ポルフィセンヘムオキシゲナーゼに対して、CPR存在下で、NADPHによる反応を紫外可視吸収スペクトル測定により追跡したところ、新たな吸収バンドの出現が確認された。このことは、αメソ位のないポルフィセンにおいても、分解反応が進行しうることを示唆している。しかし、スペクトル変化は、天然のヘムに比べて遅かった。CO雰囲気下における還元速度測定においても、同様の傾向が観測されたことから、天然ヘムと比べて分解反応が遅い理由の1つは、CPRからの第一還元速度が小さいことであると結論づけた。また、アスコルビン酸および過酸化水素を作用させても、これらと同じ実験結果が得られたことから、反応機構は、ヘムと同様であると考えられる。また、mCPBAとの反応においては、Fe(IV)オキソ種の生成をストップトフロー法にて観測した。この高酸化活性種の反応性をグアイアコールとの反応によって評価し、HRP中におけるFe(IV)オキソ種との反応性の比較を行ったところ、ヘムオキシゲナーゼ中における高酸化活性種の反応性は、HRP中よりも小さく、蛋白質構造の違いにより説明できることが判明した。さらに、非天然ヘムを含むヘムオキシゲナーゼの結晶作成および構造解析にも成功し、酵素結合時のプロプオン酸の役割が明らかとなった。平成20年度は、プロピオン酸欠損補因子を含むヘムオキシゲナーゼの結晶構造解析の結果について、より詳細な解析を行った。その結果、ヘムプロピオン酸の位置の違いにより、ヘムのタンパク質への取り込まれ方に差違があることが判明した。このことは、ヘムオキシゲナーゼの触媒機構における第一段階において、位置選択的に酸化的分解が起こるメカニズムを明確にする有用なデータである。さらに、ヘムオキシゲナーゼによるポルフイセン分解生成物の同定を行うために、NADPH-CPR還元系による反応を実施し、反応生成物のLC-MS分析を試みた。しかし、複数の酸化分解生成物の存在を示唆する結果が得ちれ、当初の予想に反して、複雑な反応機構の進行が示された。また、コロール鉄錯体のヘムオキシゲナーギへの取り込みも観測し、UV-VISスペクトルにおいてミオグロビンとは異なる挙動を示した。このことは、タンパク質マトリクス環境の違いが補因子内の鉄への配位挙動に影響を与えていることを示している。
読みにおける非言語的視覚処理の研究

本研究課題の目的は、文の読みという言語処理において非言語的、視覚的概念情報が即時に活性化され、またそれが文の読み処理の迅速化に寄与している可能性を検討することである。平成22年度の研究成果は以下の2点にまとめられる。(1)本研究のベースとなる文処理理論の精緻化と学術誌での発表:研究代表者はこれまでの研究で、文中の複数の単語の意味情報が並列処理され、それにより原型的な文脈表象(プロト文脈と名付ける)が即時生起し、同時に単語認知に影響する可能性を示した。このプロト文脈は情景知覚における情景のジスト(概略情報)とよく似た性質を持つことから、本研究では具体的には、両者が共通のものである可能性を検討することを目的としている。当該年度は新規性の高い文処理理論であり、また本研究のベースであるプロト文脈理論を精緻化し、国際的な学術論文誌で発表した(Asano & Yokosawa,2011)。(2)基礎的現象の検討:プロト文脈理論では、文を構成する単語の意味情報の並列処理によって、原型的な文脈表象が即時活性化されることが示されている。そのため、本研究は文処理の性質を明らかにしようとするものであるが、まずは単語単体の意味処理と視覚的表象の活性化の関係について知る必要がある。そこで当該年度は、単語単体を視覚提示した際に、その単語の意味に付随する視覚的表象までもが自動的に活性化されるかどうかを実験的に検討した。たとえば提示された色が何色かを判断する課題において、色の提示直前にその色を属性として持つ単語(例:「トマト」、赤)を提示すると、単語は課題の遂行に無関係な情報であるにも関わらず、色の判断が促進されるという結果が得られ、1単語の処理でも視覚的表象が自動的に活性化されることが示された。今後はこの基礎データをふまえ、単語が複数存在し1つの文脈を成している状況、すなわち文の処理における視覚的表象の活性化について検討していく。
遺伝暗号の多様性

本研究班は遺伝暗号の多様性に焦点を当て、各種生物における暗号変化の範囲を調べ、そのメカニズムと生物進化における要因を明らかにする目的で編成されている。(1)各種生物ミトコンドリアの遺伝子構造解析と遺伝暗号の多様性の探索:渡辺はイトマキヒトデの全塩基配列(16,260bp)を決定し、次いでサクラマス(2kbp)、シ-ラカンス(3kbp)、ヤリイカ(3kbp)についても解析を進め、前2者は脊椎動物型(UGAーTrp、AUAーMet)、ヤリイカは節足動物に近い暗号変化(UGAーTrp、AUAーMet、AGRーSer)を示すことを見出した。大山はゼニゴケミトコンドリアの遺伝子(183kbp)で90%以上の塩基配列を決定し、普遍暗号の使用と、高等植物で見出されているRNA editingのないことを明らかにした。田仲は細胞性粘菌ミトコンドリアDNAの6.4kbpの領域の塩基配列を決定し、ここでも普遍暗号が用いられ暗号変化はないことを明らかにした。大浜は扁形動物プラナリアの遺伝子を解析し、AGR=Serの暗号変化とともに、UAA=Tyrというミトコンドリアではじめて終止暗号の変化している例を見出した。(2)遺伝暗号多様化のメカニズムと要因:大沢はこれまで報告されている種々の生物の暗号変化がコドン捕獲説(Codon capture hypothesis)で説明できることを示し、定説としての確立を計っている。マイコプラズマでCGG(Arg)がAT変異圧によりナンセンス化していることが、tRNAの解析と<in>___ー<vitro>___ーの翻訳系で証明され、その一端が実証された。口野は、海綿のras遺伝子のmRNA中にUGA終止コドンがinーframeに5個出現する配列を見出し、これらがリボソ-ムジャンピングで読まれない可能性と、これらの解読にサプレッサ-tRNAが使われる可能性を検討している。上田はカンジダ酵母におけるCUGコドン(LeuーSer)の変化のメカニズムを検討するために、tRNAの精製と構造決定を行い、CUGコドンの解読に関係する可能性のあるtRNA^<Sor>を見出した。
ゲノム遺伝子解析による薬剤感受性の診断と個別化治療への応用

1.口腔扁平上皮癌の抗癌剤耐性に関与する遺伝子マーカーをみいだすために、臨床的にCDDP超選択的動注療法に対する感受性が極めて異なる症例に対してCGH分析を施行し、コピー数の異常(CNA)比較検討した。2.基礎的検討としては、口腔扁平上皮癌由来CDDP感受性培養細胞とそれより誘導された耐性細胞、さらにこの耐性細胞から樹立した高度耐性細胞株に対してCGH分析を施行し、CDDP耐性にかかわる遺伝子を検索した。そして特定の遺伝子領域に増幅が認められ、抗癌剤抵抗性に関係する因子が疑われる領域に対して、STS (sequence tagged sites)マーカーを用いて遺伝子領域のポジショナルクローニングを行った。3.高頻度にコピー数の異常(CNA)を検出した染色体領域内の遺伝子に対して、その発現を定量的RT-PCRにより測定した。4.各耐性レベルの症例ならびに耐性細胞株に対して、CGHアレイおよびcDNAアレイ解析を行い、コピー数の異常(CNA)および遺伝子発現を指標とする薬剤耐性診断システムを確立した。5.また、薬剤耐性にかかわる染色体領域上で精密にマップされたDNAプローブを用いてFISH(蛍光in situ hybridization)法により染色体欠失ならびに増幅地図を作成した。CGHにより検出されたコピー数の異常(CNA)を示す染色体領域に対してゲノムプロジェクトにより構築されたDNAプローブライブラリーを用いてFISH法によりあらたに詳細にマッピングして最終的に遺伝子を見つけた。さらに、LSC (laser scanning cytometry)法を用いてFISHシグナルの定量、遺伝子コピー数変化と薬剤耐性の相関を検討した。CGH法による口腔扁平上皮癌の抗癌剤耐性遺伝子マーカーの検索を以下の内容で行った。予備実験:臨床材料ならびに培養細胞のCDDP感受性を分類し、遺伝子解析の結果とその関連性を検討する目的で以下のタンパクにつてその局在、発現量を検索した。そして特定の遺伝子領域に増幅が認められ、抗癌剤抵抗性に関係する因子が疑われるたこれらの領域に対して、STS (sequence tagged sites)マーカーを用いて遺伝子領域のポジショナルクローニングを行った。3.高頻度にコピー数の異常(CNA)を検出した染色体領域内の遺伝子に対しては、その発現を定量的RT-PCRにより測定した。
開殻分子種をホスト・ゲストとする包接体結晶による分子性磁性体の開発

本年度の計画に沿って行った研究の成果は,次の三つに大別できる。1.安定ラジカルをゲストとする包接体結晶の磁気的性質縮合チオフェン骨格から成る一連のホスト化合物を合成・開発した。それらのうち二種のホスト化合物は,安定ラジカル4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシドをゲストとして取り込んだ包接体結晶を与えた。それぞれの固体について磁化率の温度変化を測定したところ,一方は2Kまで常磁性であったのに対し,他方は2K付近から反強磁性が出現した。2.光照射による固体中での三重項ラジカル対の生成結晶の中にラジカルを発生させる試みをいくつか行った。そのうち,9-フルオレノール置換チエノチオフェン誘導体の結晶粉末への光照射によりO-C結合のホモリシスにより,ラジカルが発生することが判った。光照射後の結晶のESRは,ゼロ磁場分裂による多量線を示し,結晶中に三重項ラジカル対が存在することが明らかとなった。X線結晶解析により,O-H基が脱離することにより隣接分子どうしが接近して2分子の対を形成し得ることが判った。この接近により分子間スピン相互作用が可能となったものと考えられる。3.チエノチオフェンのπ共役系を介するスピン相互作用ホスト分子の剛直部分構造を担うチエノチオフェンの2種の異性体について,二つのニトロニルニトロキシドおよび二つのイミノニトロキシドを置換させたビラジカル分子種をそれぞれ合成した。それらのπ共役系を介する分子内スピン相互作用を,ESRと磁化率の温度変化を測定することにより検討した。その結果,いずれにおいても,分子内の強い反強磁性的相互作用が認められた。
進化工学的手法による分子モーターのメカニズムの研究

分子モーターの運動メカニズムを探るため,進化分子工学の手法を用いて分子モーターの一種であるキネシンに変異を導入し,運動能を獲得したり,運動方向を逆転させるようなセレクションを行って,新たな機能をもった分子の種類を数多く得るという実験系を構築することを目標とし研究を行った.まず,分子モーターが一方向に運動するという性質が本質的に重要であるので,天然に存在するマイナス端方向性キネシンを昨年に引き続き調べた.マイナス端方向性キネシンのPkl1について米国誌Journal of Biological Chemistryに投稿していたものがrevisionで返ってきたため,追加の実験を行い,出版することが出来た.これにより,昨年出版した論文と併せて考えると,マイナス端方向性キネシンがマイナス端方向性キネシンの中で共通した性質を持ち,プラス端方向性キネシンとは異なる運動性を持っていることが示唆された.分子のセレクションに先立って,T7ファージに提示したキネシン分子が微小管上を運動できることが分かった.このことにより,キネシン分子を,その運動能によって選択することが可能であることがわかった.また,試験管内タンパク合成法により,キネシンの微小管結合部位にアミノ酸特異的にランダムな変異を入れる方法を確立した.現在,mRNAを回収する過程を最適化している.また,次のステップである,選択と進化を行うステップに必要なガラス基板の作製を行った.タンパク質-DNA複合体の非特異的なガラスへの吸着を防ぐため,ポリエチレングリコール(PEG2000)をガラス基板に高密度に生やし,必要な分子を特異的に結合することに成功した.目標とする進化サイクルを実行するところまでは到達しなかったが,進化サイクルを回す実験系の準備が全て整った.分子モーターの運動メカニズムを探るため、進化分子工学の手法を用いて分子モーターの一種であるキネジンに変異を導し、運動能を獲得したり、運動方向を逆転させるようなセレクションを行って、新たな機能をもった分子の種類を数多く得るという実験系を構築することを目標とし研究を行った。まずはじめに、分子モーターが一方向に運動する、という性質が本質的に重要であるので、天然に存在するマイナス端方向性キネシンであるNcdの一分子の運動性を解析し、論文を発表した。また、同じマイナス端方向性キネシンのPkl1についても生化学的実験や多分子・一分子の運動解析を行い、論文を投稿した。これらの知見により、マイナス端方向性キネシンが微小管上を連続的に運動できることが分かったが、これらは一見してプラス端方向性キネシンとは異なるメカニズムで運動しており、運動方向性によるメカニズムの違いがそれぞれの方向に運動するモーターにとって本質的なものであるかどうかが、一方向性の運動メカニズムの解明に重要であることが示唆された。分子のセレクションに先立って、まず、試験管内タンパク合成法により合成したキネシン分子が全反射蛍光顕微鏡下で微小管上を運動することを確認し、最初の目標であった機能を保ったキネシン分子をin vitroで合成することに成功した。現在、キネシンの微小管結合部位、運動方向性に重要であると考えられているネック部位にランダムな変異を導入し、微小管とのアフィニティによってそのmRNAを回収する過程を最適化している。また、次のステップである、運動能でセレクションを行うステップに必要な実験系を作製することに成功した、これは、ガラスチャンバー内で微小管の極性を一方向に揃えて並べた微小管アレイである。具体的には、ガラス表面にキネシン分子を吸着させ、一定方向の流れの中で微小管すべり運動をさせると微小管の極性がそろうことを利用したものである。mRNAの効率的な回収法の確立を除き、初年度の目標はほぼ達成された。分子モーターの運動メカニズムを探るため,進化分子工学の手法を用いて分子モーターの一種であるキネシンに変異を導入し,運動能を獲得したり,運動方向を逆転させるようなセレクションを行って,新たな機能をもった分子の種類を数多く得るという実験系を構築することを目標とし研究を行った.まず,分子モーターが一方向に運動するという性質が本質的に重要であるので,天然に存在するマイナス端方向性キネシンを昨年に引き続き調べた.マイナス端方向性キネシンのPkl1について米国誌Journal of Biological Chemistryに投稿していたものがrevisionで返ってきたため,追加の実験を行い,出版することが出来た.これにより,昨年出版した論文と併せて考えると,マイナス端方向性キネシンがマイナス端方向性キネシンの中で共通した性質を持ち,プラス端方向性キネシンとは異なる運動性を持っていることが示唆された.分子のセレクションに先立って,T7ファージに提示したキネシン分子が微小管上を運動できることが分かった.このことにより,キネシン分子を,その運動能によって選択することが可能であることがわかった.また,試験管内タンパク合成法により,キネシンの微小管結合部位にアミノ酸特異的にランダムな変異を入れる方法を確立した.現在,mRNAを回収する過程を最適化している.また,次のステップである,選択と進化を行うステップに必要なガラス基板の作製を行った.タンパク質-DNA複合体の非特異的なガラスへの吸着を防ぐため,ポリエチレングリコール(PEG2000)をガラス基板に高密度に生やし,必要な分子を特異的に結合することに成功した.目標とする進化サイクルを実行するところまでは到達しなかったが,進化サイクルを回す実験系の準備が全て整った.
間葉系幹細胞および造血幹細胞による肝線維症の病態形成

骨髄には、全血球系細胞へ分化しうる造血幹細胞と、骨・軟骨・脂肪細胞などに分化する間葉系幹細胞とが存在する。造血幹細胞については研究が進み、臨床的にも骨髄移植に用いられているが、間葉系幹細胞が生体内で果たす役割は依然として不明の点が多い。今回の研究では、線維肝に流れ着いた血球系細胞がコラーゲン線維を分解するコラゲナーゼ酵素を産生することで線維化改善に寄与すること、一方で間葉系幹細胞の線維肝への生着は認められないことを証明した。骨髄の中には血球系細胞へ分化しうる造血幹細胞と、骨・軟骨・脂肪細胞などに分化する間葉系幹細胞とが存在する。造血幹細胞については研究が進み、臨床的にも骨髄移植に用いられている一方、間葉系幹細胞が生体内で果たす役割は依然として不明の点が多い。その原因は、これまでの間葉系幹細胞は、骨髄細胞を培養皿に撒いて接着した細胞として採取された不均一な細胞集団であること、また一度培養を経ているので生体内での本来のはたらきを反映してないという点にあった。本研究の連携研究者により近年新たに分離・同定された間葉系幹細胞は、培養を経ないで直接骨髄から採取できるところに最大の特徴がある。これまで我々は、骨髄細胞を蛍光色素で標識する方法を用いて、肝臓の線維化過程において骨髄から多数の細胞が肝組織に流れ着き、蓄積したコラーゲン線維を分解する酵素を産生することを報告してきた。今回の実験では造血幹細胞と間葉系幹細胞とを個別に標識することで、線維肝に多数の造血幹細胞由来の細胞が流れ着くこと、その一方で間葉系幹細胞は全く認められないことを証明した。これは、間葉系幹細胞によるコラーゲン産生が肝臓の線維化をむしろ悪化させるという危惧を払拭するもので、肝硬変症例に対する新たな再生医療の開発に大きな福音をもたらすものである。骨髄の中には、血球系細胞へ分化しうる造血幹細胞と、骨・軟骨・脂肪細胞などに分化する間葉系幹細胞が存在する。その原因は、これまでの間葉系幹細胞は骨髄細胞を培養皿に撒いて接着した細胞として採取された不均一な細胞集団であること、また培養を経ているので生体内での本来のはたらきを反映してないという点にあった。本研究の連携研究者によって近年新たに分離・同定された間葉系幹細胞は、培養を経ないで直接骨髄から採取できるところに最大の特徴がある。今回の実験では、骨髄中の造血幹細胞と問葉系幹細胞とを個別に標識することで、線維肝に多数の造血幹細胞由来の細胞が流れ着くこと、その一部が線維を分解するコラゲナーゼ酵素を産生することで肝線維化の改善に寄与することを明らかにした。その一方で、間葉系幹細胞の線維肝への生着は全く認められないことを証明した。これは、間葉系幹細胞によるコラーゲン産生が肝臓の線維化をむしろ悪化させるという危惧を払拭するものである。加えて、間葉系幹細胞がきわめて多量のコラゲナーゼ酵素を産生していることを見出し、これを外来的に注入することによる難治性肝硬変症例に対する細胞治療法への道を切り開いた。
複数コンソーシアムを横断した教材共有化システムの開発

本研究では、異なる組織・団体が管理する複数のサーバ上に存在する教材を利用可能とする教材配信システムの開発を目的とする。本システムでは、eラーニングの標準規格として普及しているSCORM形式の教材を対象とした。システムを実現するため、複数のサーバ上に存在する教材及び教材メタデータの利用方式を設計した。また教材利用の認証・認可方式を設計した。設計に基づくプロトタイプの開発を通じて、システムが機能することを確認した。本研究の目的は、異なる組織が管理する複数の教材管理サーバ上に存在するeラーニング教材を横断的に利用する.ための一連のシステムを開発することである。開発するシステムでは、標準規格であるSCORMに準拠した教材を対象とし、複数の教材管理サーバ上に分散して存在する教材の利用、教材管理サーバ上に集約された教材群からの教材の選択、組織ごとの利用可能教材の管理という機能を同時に実現することを目指している。本年度は、システムの実現に向けた某礎的取り組みとして次の2点を実施した。(1)本システムを実現する際の基礎となる、複数の教材配信サーバ上に存在する教材を利用した学習を実現する手法の検討と試作システムの開発を行った。具体的には、SCORM教材を管理するマニフェストファイルに対して学習用eラーニング教材のアドレスを記録しておき、学習時にLMSがマニフェストファイルの記載に従って教材配信サーバ上の教材を取得するようにSCORMを拡張したシステムを設計した。オープンソースのLMSであるMoodleを拡張した試作システムを開発して動作確認を行った結果、実際に複数のサーバ上に存在する教材を利用した学習が実現可能であることが確認できた。(2)多数の教材を集約して配信する際に、利用教材を選択する機能を実現する際の課題を明らかにするため、既存の教材配信事例について調査を行った。具体的な教材配信事例として、全国の大学等へSCORM形式の汎用的なeラーニング教材を配信することを目的としたUPO-NETプロジェクトを対象とし、教材選択機能に必要とされる課題を検証した結果、制作者が設定したコースの範囲を越えて教材を組み合わせて利用する機能への必要性が示唆された。今後は、今年度の結果を踏まえて本システムでの教材選択機能の実現を図っていくことを予定している。本研究では、異なる組織・団体等が参加して教材の共有化を試みている環境を想定して、異なるポリシーで管理されている複数のサーバ上に存在する教材を横断的に利用可能なシステムの構築を目的としている。これまでに、eラーニング教材の標準規格であるSC0RM形式の教材を対象として、複数のサーバ上に存在する教材を利用した学習を行う際に必要となる、基礎的な利用方式の検討とプロトタイプの構築を行った。そこで本年度は、本研究の目的である複数のサーバ上に存在する教材を横断的に利用する際に必要となる、複数サーバ上に存在する教材のメタデータを収集して、複数サーバ上の教材を横断的に組み合わせた利用を実現するための研究を行った。本研究の目的では、複数の組織・団体等がそれぞれの教材を公開する場合において、公開相手ごとに異なるポリシーで提供することを想定していることから、実際の教材管理を行うリポジトリと教材のメタデータを扱うレジストリという異なるサーバからなる構成のシステムを構築した。その上で、メタデータを扱うレジストリは、教材管理を行う複数のリポジトリ上に存在するメタデータを収集し、利用者がそれらの情報を閲覧して、教材を複数のリポジトリを横断して組み合わせて利用することを可能とした。またこれらの教材については、昨年度に検討を行った複数サーバ上の教材を利用した学習を行うための方式を適用して学習可能とした。これらの機能を持ったリポジトリ及びレジストリからなるシステムを設計し、複数サーバ上のメタデータを利用して教材を横断的に利用した学習を実現する実証システムの開発を行った。本研究では、複数の団体・組織が個別に管理するサーバ上に存在する教材を横断的に参照して学習できる教材配信システムの実現を目的としている。今年度は、本システムでの教材利用の認証・認可について研究開発を行った。想定される利用形態を検討し、教材を利用するための学習管理システムの運用形態として、組織単位で導入された統合認証等を学習管理システムで利用する場合、及び教員個人や特定の部署単位等で学習管理システムを単独で利用する場合を対象とした。教材利用の認証・認可方式としては、組織単位での統合認証を利用する場合には、複数の組織間で認証情報等を受け渡すことが可能なプロトコルであるShibbolethを利用することとした。学習管理システムを単独で利用する場合には、教材登録時に認証トークンを発行してメタデータ中に含め、教材利用時に認証トークンを送信することで、利用組織の認証と教材利用の認可を行うプロトコルを設計して利用することとした。教材の利用方式について再検討を行い、メタデータ中に本システムでの教材利用時に用いる非同期メッセージングに対応していることを示すフラグを付与することで、対応する学習管理システムでの動作を改善する方式を設計し、既存の学習管理システム用SCORMエンジンを変更することで設計した方式の動作確認を行った。開発してきた教材の利用方式及びメタデータの利用方式に対して、教材利用の認証・認可の仕組みを組み合わせた教材配信システムを開発した。

本研究の目的は、複数の異なるサーバ上に存在する教材を横断的に利用可能なシステムの構築であり、これまでに実現に必要となる基礎的な要素という観点での実証システム開発は進めることができたが、想定している複数の異なる組織・団体等が教材を提供するという現実の環境下において、システムが十分な有用性を持って機能するか、という観点での検証を十分にはできておらず、この点が課題として残っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の今後の進め方として、まず本研究の計画通りに、複数の団体・組織等が異なるポリシーを持って教材を管理している環境での、教材利用の認証・認可の仕組みについて研究を行う。その上で、課題となっている現実の環境下での有用性の検証という点について、既存の教材配信等の取り組み事例の調査から有用性を検討すると共に、研究代表者が関与している既存の教材配信の取り組みにおいて、開発したシステムを適用することを目指すことで、現実の環境下での有用性の検証を進めることとする。
戦時期台湾の中国語文学研究－雑誌『南方』を中心に

本研究課題は、これまで皇民化運動によって抑圧されたと考えられてきた中国語による文学表現を、戦時動員という角度から再考することを目的とした。中国大陸や南洋に日本の勢力圏が拡大したことにより、台湾人の「海外進出」の機会は着実に増加し、同時に中国語によるプロパガンダの必要性も急上昇した。そうした需要を満たすため、皇民化の論理に反してでも、中国語による大衆的な文学テクストの創出が求められたのである。1937年以後の台湾では、いわゆる「皇民化政策」によって中国語が抑圧され、「国語」(日本語)が文学の創作言語として中心的な位置を占めるようになる。しかし「抑圧」されたはずの中国語によって大東亜戦争を翼賛した雑誌『南方』の存在は、これまでの戦時期台湾文学に対する認識を転換させるものである。本研究課題は『南方』雑誌を、当時の文壇の主流であった「国語」文芸誌の動向も視野に入れつつ分析することを目的としている。『南方』には、上海など日本が占領した中国諸都市に関する記述が頻繁に登場する。平成24年度においては、戦時期の台湾人女性の「海外進出」に焦点を当て研究を行った。具体的には『南方』に掲載された同時代の中国情報を参照しつつ、海南島や厦門など日本占領下の中国に自らの進路を見いだそうとする若い台湾人女性をテーマとした河野慶彦の「湯わかし」について調査を進めた。同時に「戦後」初期、日本の占領から解放された北京において、台湾人によって執筆された中国語の創作「一個少女的死」(雑誌『新台湾』所収)に描かれている台湾人女性像ー日本によって強制的に動員され、海南島で風土病のために若くして死んでしまうーと対比させることによって、戦中と戦後の断絶がより鮮明になるよう考察した。この研究テーマは、平成24年11月11日に、神戸大学で開催された国際シンポジウム「戦争と女性漂泊する叙事ー1940年代中華圏における文化接触史」において、「看護助手、海を渡るー河野慶彦「湯わかし」を読む」というタイトルで報告を行った。1937年以後の台湾で実施された「皇民化政策」のなかで、「国語」(日本語)使用が台湾人に強制され、文学創作の場においても中国語が抑圧された、というのが、従来の文学研究の「常識」であった。ところが「抑圧」された中国語によって日本の戦争を肯定する文学雑誌『南方』の存在が着目され、上記の認識が変更されることになった。一方で、日中戦争が勃発した後に、中国大陸に新たな活動の場を求めた多くの台湾人が存在する。1930年代の台湾文学をリードした張深切などの著名な文学者もそこには含まれていた。戦時期台湾の中国語文学を考察するに当たっては、台湾島内の文学活動はもちろんのこと、同時期の中国大陸での台湾人文学者の動向を見ることも不可欠なのである。なお雑誌『南方』には、数多くの中国情報が盛り込まれており、上海など日本の占領地で生活する台湾人やこれから大陸へ「進出」しようとする台湾人を重要な読者として想定していたのである。2013年度は研究課題の研究成果を含んだ単著を準備中であり、同書に書き下ろし論文としての収録を予定しているため雑誌などへの投稿を行ってはいないが、戦時期に中国に渡り、日本占領下の北京で中国語による創作を行った鍾理和のテクスト「一個少女的死」を分析した論文を執筆した。これは2012年11月に神戸大学で開催された国際シンポジウム「戦争と女性」での報告をベースとし、大幅に加筆したものである。それ以外の著作としては、台湾・政治大学台湾史研究所のシンポジウムの記録『跨域青年学者台湾史研究第五集』(稲郷出版社、全606頁)を陳翠蓮・川島真・星名宏修の編集で刊行した。1937年以後の台湾では皇民化政策によって中国語が抑圧され、「国語」(日本語)が文学の創作言語として中心的な位置を占めるようになる。しかし抑圧された中国語によって大東亜戦争を翼賛した雑誌『南方』の存在は、従来の戦時期の台湾文学に対する認識を転換させるものである。本研究課題は『南方』雑誌を、当時の主流であった「国語」文芸誌の動向を視野に入れつつ分析することを目的としている。同誌には日本が占領した中国諸都市に関する記述がたびたび登場するが、平成23年度においては、台湾人にとっての中国進出の意味を問うた論文「「海外進出」とは何だったのかー紺谷淑藻郎「海口印象記」を読む」(陳建忠主編『跨国的殖民記憶與冷戦経験ー台湾文学的比較文学研究』、清華大学台湾文学研究所)を執筆した。この論文は、火野葦平の海南島ルポルタージュと『台湾文学』に掲載された紺谷淑藻郎の「海口印象記」を同時並行的に読むことで、海南島における台湾人の姿を検討したものである。また「「跳舞時代」の時代ー台湾文学研究の角度から」

(星野幸代・洪郁如・薛化元・黄英哲編『台湾映画表象の現在ー可視と不可視のあいだ』、あるむ)は、プレ戦時期ともいえる1930年代前半の台湾のモダンな文化現象を論じつつ、台湾で評判になったドキュメンタリー「跳舞時代」が、30年代の都市化・大衆化の華やかな側面を描くのに急なあまり、そこからは抜け落ちてしまった同時期の階級問題について論じた。これまでの台湾文学史においては、皇民化運動のなかで台湾人への国語(日本語)普及が焦眉の課題となり、中国語の創作は禁止されたとする叙述が主流である。本研究は中国語による戦争翼賛を担った『南方』雑誌を対象とし、戦時期の文学状況を再認識することを目的とした。また『南方』が通俗文学雑誌であることに鑑み、戦時期における大衆性について考察することも課題とした。最終年度となった平成26年度は、「耳で聞く文学体験ー植民地期台湾のラジオドラマ」という報告を国立民族学博物館の「音盤を通してみる声の近代」研究会で行った。植民地期のラジオ放送を概観しつつ、ラジオドラマという新しい文学ジャンルのなかで、中山侑の警察物語に焦点を当てたものである。中山はラジオの持つ大衆性が戦時期に果たす重要性に自覚的だった。1942年に開設された第二放送は、広大な大衆的聴衆を獲得すべく、禁圧された台湾語による放送を行うが、そのことの意味を同時期の通俗雑誌『南方』との関連で論じた。注目すべき点は、ラジオの第二放送も『南方』雑誌も、台湾島内の聴衆・読者のみを想定していたのではなく、東南アジアや中国の占領地のそれも視野にいれていたのである。なおこの報告は、同研究会の論文集に収録するため、論文化の作業を行っている。平成26年度までは、戦時期に中国大陸へと進出していく台湾人の姿を描いた文学テクスト(紺谷淑藻郎「海口印象記」、河野慶彦「湯わかし」、鍾理和「一個少女的死」)を分析した。最終年度の研究とあわせると、皇民化運動によって中国語が禁圧されたという見解は事態の一面しか見ておらず、占領地や東南アジア、さらには「国語」を理解し得ない台湾人「大衆」を対象として、中国語を通じた動員が放棄されたわけではなかった。その際に、通俗性の強い『南方』と台湾語による第二放送という聴覚メディアの分析を通して、戦時期文化動員の全体像が見えてくるのである。台湾文学本研究の中心的な課題となる『南方』雑誌の分析に取り組みはじめた。すでに台湾における現時点までの先行研究は基本的に収集を終え、比較的長い学位論文も含め読了している。「研究実績の概要」で示した報告は、これから論文化に着手するが、戦後初期の中国語雑誌にも分析対象を広げたことによって、『南方』所収テクストを考察するうえで新しい切り口を見いだせた。「戦時期台湾の中国語文学研究」という研究テーマのなかで、これまでほとんど着目されてこなかった日本占領地における台湾人文学者の文学的営為について、北京に限定しているものの初歩的な考察を行い、論文を執筆しているため。本研究の中心的な課題となる『南方』雑誌の分析はまだこれから本格的に行うことになるが、同誌を考察するうえで大きな背景となる台湾人の中国進出に関しては、既述の論文執筆によってかなり明確になったと考えている。論文「「海外進出」とは何だったのか」は、戦時期を代表する「国語」文芸誌である『台湾文学』に掲載された作品を対象としており、『南方』雑誌を同時代の「国語」文芸誌の動向を視野に入れつつ分析するという切り口に合致したものとなっている。
微生物由来エラスターゼの改変と利用に関する研究

好アルカリ性バチルス属細菌Ya-B株が生産・分泌するアルカリ性エラスターゼは高アルカリ域で強いエラスチン分解活性を有する特異的なプロテアーゼである。この酵素の構造遺伝子をクローン化して枯草菌に導入したところ酵素の生産・分泌が全く行なわれなっかた。ところが同遺伝子上流約800bpまで一緒に枯草菌に導入すると活性ある酵素の分泌が認められた。この上流域の全塩基配列を決定し、またサブクローン化により構造遺伝子上流に反対向きに存在する49アミノ酸をコードするaleR遺伝子がアルカリ性エラスターゼの活性発現、分泌に必須であることをつきとめた。AleR蛋白質の機能はプロ配列の切断に係わるプロテアーゼであると推定される。一方、アルカリ性エラスターゼは食肉の新しい軟化剤として期待されていた。しかし本酵素の至適pHは11.8という高アルカリ域にあり、食肉のpH、即ち5-6でもなお食肉の軟化作用があるかどうかは不明であった。そこでpH6.0でエラスチン、コラーゲン、ミオフィブリルに対する分解活性を他の既存軟化用酵素と比較して調べ、弱酸性下でも勝れた食肉軟化酵素としての特性を有していることを明らかにした。また本酵素の構造とエラスターゼ活性との関係を調べるため、蛋白質工学的研究を行なった。アルカリ性エラスターゼとサチライシンBPN'は55%の相同性がある。X線結晶解析によりサチライシンBPN'の立体構造はすでにあきらかにされており、これを基にエラスターゼの立体構造も予測が可能である。両者で最も顕著に異なる部分は、サチライシンBPN'のSer(161)-Ser(162)-Ser(163)-Thr(164)に相当する部分がエラスターゼでは欠失していることである。サチライシンよりこの4アミノ酸を欠失させるとサチライシンがある程度エラスターゼ様に基質特異性を変えることを見いだした。我々は好アルカリ性バチルス属細菌Ya-B株の生産するアルカリ性エラスタ-ゼを見いだした。硬蛋白質エラスチン、コラ-ゲンなどをよく分解するため食肉の軟化剤として有望であることを示してきた。またアルカリ性エラスタ-ゼの構造遺伝子もすでにクロ-ン化している。本研究では、クロ-ン化した遺伝子を枯草菌に導入して、枯草菌におけるエラスタ-ゼの大量生産系を確立するための前段階として、大腸菌における大量生産系の確立をめざした。エラスタ-ゼ遺伝子の大腸菌での発現には、Ya-B株の第二の遺伝子、aleRが必要であるあることをすでに明らかにしてきた。そこでlacプロモ-タ-を装備したエラスタ-ゼ遺伝子と、同じくlacプロモ-タ-をつけたaleRをそれぞれ単独、あるいは共存するように大腸菌に導入した。エラスタ-ゼ遺伝子のみの導入ではIPTG存在下にプロ体が蓄積した。aleRを共存させると、IPTG存在下に活性型(成熟型)エラスタ-ゼがペリプラスムに蓄積した。この結果からAleR蛋白の機能はプロ配列の切断を行なうプロテア-ゼではないかとと考えられる。このことを更に確かめるため、プロ体を蓄積している大腸菌の粗抽出液と、AleR蛋白を蓄積している大腸菌粗抽出液とを共存させると、プロ体が成熟型酵素に変換し、エラスタ-ゼ活性が現われることを明らかにした。したがってこのin vitroの実験においてもAleR蛋白の機能はプロ配列切断のプロテア-ゼであることを支持する。次いで枯草菌におけるエラスタ-ゼ大量生産系の確立を試みた。

大腸菌一枯草菌シャトルベクタ-に乗っているエラスタ-ゼ遺伝子に枯草菌誘導プロモ-タ-spacを付けた。このプラスミドを枯草菌に導入し、IPTGを与えるとエラスタ-ゼのプロ体が蓄積した。さらにpUB110系のプラスミドにaleR遺伝子を乗せたものを導入すると、活性型エラスタ-ゼが培地中に分泌された。我々が見いだした好アルカリ性バチルス属細菌Ya-B株が、菌体外に生産・分泌するアルカリ性エラスターゼは食肉の新しい軟化剤として期待されていた。しかし本酵素の至適pHは11.8という高アルカリ域にあり、食肉のpH、即ち5-6でもなお食肉の軟化作用があるかどうかは不明であった。そこでpH6.0でエラスチン、コラーゲン、ミオフィブリル、対照としてのカゼインに対する分解活性を他の既存軟化用酵素と比較して調べた。ウシ膵臓エラスターゼ、ブロメライン、パパイン、クロストリジウム属細菌のコラゲナーゼとの比較でアルカリ性エラスターゼは最も高いエラスチン/ミオフィブリル分解比、コラーゲン/ミオフィブリル分解比を与え、ミオシン重鎖やアクチンの分解が軽度でしかもエラスチンやコラーゲンなどの硬蛋白質を良く分解するという食肉軟化剤としての勝れた性質を示した。また実際に食肉に注射することにより、食肉軟化剤として実際に利用できることを示した。次に、本酵素の構造とエラスターゼ活性との関係を調べるため、蛋白質工学的研究を行なった。アルカリ性エラスターゼとサチライシンBRN'は55%の相同性がある。X線結晶解析によりサチライシンBPN'の立体構造はすでにあきらかにされており、これを基にエラスターゼの立体構造も予測が可能である。両者で最も顕著に異なる部分は、サチライシンBPN'のSer(161)-Ser(162)-Ser(163)-Thr(164)に相当する部分がエラスターゼでは欠失していることである。この部分はサチライシンBPN'の基質特異性に関してP1ポケットに関係のある部分である。サチライシンBPN'と殆ど同じサチライシンEを材料として、蛋白質工学的にこの4アミノ酸の欠失体を作成して、合成基質、ならびにエラスチンに対する活性を調べた。その結果、変異サチライシンEがある程度エラスターゼ様に変化することが判明した。
新材料及び新構造MOSFETの準バリスティック量子輸送モデリングに関する研究

次世代の超高性能情報処理回路を実現する新型トランジスタの設計ツールの開発と、新材料及び新構造を導入する際の設計指針について研究を行った。その結果、新材料として注目されるIII-V族化合物半導体を実用化するには、トランジスタの電極(ソース・ドレイン)構造の設計が重要であること、また、新型ナノワイヤ構造トランジスタでは、準弾道輸送による性能向上が期待できる半面、量子力学的トンネル効果による漏れ電流の増大が微細化限界になり得ることを見出した。上記の成果はいずれも、新型トランジスタの研究開発において大変重要な知見を与えている。本研究では、高度情報処理社会を支える半導体集積回路を構成するMOSFETの性能向上を実現することを目的として、新材料及び新構造を導入した新しいMOSFETの研究を行っている。半導体集積回路の性能向上は,これまで基本的に,回路の最小構成ユニットであるSi MOSFETの微細化によって支えられてきた。しかし,最小微細化寸法が100nm以下の技術世代を迎えるに従い,チャネル長の縮小化やゲート酸化膜の薄膜化といった寸法スケーリングだけでは,十分な性能向上が難しいことが顕在化してきた。本研究では,ポストスケーリング時代における新材料及び新構造MOSFETの性能予測と最適素子構造設計について,筆者が独自に開発した量子補正モンテカルロ・デバイスシミュレータ(MONAQO)を用いて研究することを目的としている。平成18年度はSi-MOSFETを対象とし,特に短チャネル効果を抑制したデバイス設計を目指すため,MONAQOを3次元Fin構造へ適用する研究に取り組んだ。電子密度勾配で表現される量子補正ポテンシャルを3次元MOS構造に直接適用すると,粒子の空間分布が離散的になり量子補正がうまく機能しない。そこで,3次元空間に十分な数の仮想粒子を分布させる「粒子分割法」を提案し,実際に,立体チャネル構造MOSFETへの適用を行った結果,チャネル内の2次元量子閉じ込め効果を高精度に解析できることが確認できた。立体チャネル構造MOSFETの2次元量子閉じ込め効果によるしきい値変動を考慮した高精度な電流駆動力の評価に威力を発揮すると期待している。また,チャネル長が10nm付近で期待されているバリスティック輸送の影響についても研究を行った。従来,準バリスティック輸送下での電流駆動力は,チャネルのソース端付近で発生する後方散乱が主に決めていると考えられていた。しかし,本研究の結果からは,ソース端近傍だけでなくチャネルの広い範囲での後方散乱が電流駆動力を決定しているという描像が明らかとなった。極限構造でのMOSFETの電流駆動力を支配する散乱機構の解明につながる成果と考えている。半導体集積回路は,高度電子情報処理社会を支える上で最も基盤となるハードウェア技術であり,近未来での実現が予想されているユビキタス社会の根幹を担うキー・コンポーネントとしても,その高性能化・高機能化が引き続き強く求められている。本研究では,この半導体集積回路の最小構成ユニットであるSi MOSFETのポストスケーリング時代における新材料及び新構造MOSFETの性能予測と最適素子構造設計について研究することを目的としている。平成19年度は,新チャネル材料として注目されているGeとIII-V族化合物半導体を用いた新構造MOSFETの電流駆動力評価に取り組んだ。その結果,III-V族MOSFETでは,軽い閉じ込め有効質量による反転層広がりを抑えるために,極薄チャネル構造が必須であることと,Si MOSFETに対する優位性を維持するためには,ソース・ドレイン寄生抵抗を低減する必要があることを明らかにした。また,SiナノワイヤFETの3次元量子輸送シミュレータの開発にも着手した。将来の原子レベルでのデバイス設計ツールとして,量子力学的ウィグナー分布関数に基づく第一原理デバイスシミュレータの開発を目指しており,今年度はまず,バリスティック輸送下での,キャリア量子輸送特性と電流-電圧特性におけるソース・ドレイントンネリングの影響を正確に評価することができる3次元量子輸送シミュレータの構築に取り組んだ。古典的手法で得られた結果と比較することで,開発したシミュレータの妥当性を検証することに成功しており,来年度以降の研究による発展を期待している。半導体集積回路は,高度電子情報処理附会を支える上で最も基盤となるハードウェア技術であり,近未来での実現が予想されているユビキタス社会の根幹を担うキー・コンポーネントとしても,その高性能化・高機能化が引き続き強く求められている。平成20年度は,昨年度に開発した量子補正モンテカルロシミュレータ(MONAQO)を用いて,ソース・ドレイン電極部に金属材料を導入したショットキーS/D MOSFETのバリスティック輸送特性について研究を行った。その結果,ショットキーS/D MOSFETは,チャネルのソース端に形成される空間的に急峻なショットキーバリアにより,従来のPN接合型MOSFETに比べると,ソースへの後方散乱が抑制されバリスティック効率が向上することを,世界で初めて実証することに成功した。

また,SiナノワイヤFETの3次元量子輸送シミュレータの研究では,ウィグナー関数法の計算精度を改善することに成功し,これにより,サブスレッショルド電流領域でのソース・ドレイントンネル電流の影響を正確に評価することが可能となった。具体的には,ゲート長が6nm以下にまで微細化されると,ソース・ドレイントンネリングが顕著に起こりはじめ,古典的シミュレーションでは,微細化最小ゲート長を約1nm過小予測することを明らかにした。半導体集積回路は、高度電子情報処理社会を支える上で最も基盤となるハードウェア技術であり、近未来での実現が予想されているユビキタス社会の根幹を担うキー・コンポーネントとしても、その高性能化・高機能化が引き続き強く求められている。本研究課題では、この半導体集積回路の高性能化を支える新材料及び新構造MOSFETの性能予測と最適素子構造設計について研究することを目的としている。今年度は、ソース・ドレイン電極を金属にしたショットキーS/D MOSFETに注目し、その高いバリスティック効率を利用した高性能MOSFET実現のための設計指針を見出した。昨年度の成果により、ショットキーS/D MOSFETは、従来のPN接合型MOSFETに比べて、ソースへの後方散乱が抑制されバリスティック効率が向上することを明らかにしている。今年度はさらに、ソース/チャネル界面に形成されるショットキーバリアの高さとバリスティック効率の関係について系統的な検討を実施し、従来のPN接合型MOSFETに比べて高いバリスティック効率を実現するには、ショットキーバリア高さが約0.15eV以上必要であることを初めて見出した。これはショットキーS/D電極を用いたバリスティックMOS研究に対して、具体的な設計指針を与える成果である。また、シリコンナノワイヤFETの原子論的バリスティックシミュレーションに成功し、[110]方向を向くシリコンナノワイヤFETは、極薄SOI構造シリコンMOSFETよりも高速スイッティング動作が可能であることを見出した。上記の成果は、将来の超高性能・低消費電力MOSFET開発に向けた具体的な設計指針を与えるものであり、今後の集積化デバイス技術開発に大きく貢献する成果と考えている。
白血病幹細胞におけるNotchシグナルの役割についての検討

マウス骨髄細胞にレトロウィルスにより種々の白血病関連遺伝子(MLL-ENL)を導入した後、myeloid系の培養条件ではAMLが、lymphoidの培養条件ではALLが発症する。AMLとして発症した細胞にOP-9 stroma細胞上で、レトロウィルスにて恒常的活性化型Notch1を導入することにより一部T細胞系の表面マーカーが、B細胞系(Pax5,E2A,EBF)遺伝子の導入により、B細胞系の表面マーカーの発現が認められた。このような白血病のlineage switchとニッチとの関連を調べるため、Notch ligandであるDelta1を発現させたOP-9細胞とMLL-ENLで不死化させた細胞との共培養により一部の細胞ではT細胞系列への分化が認められた。このように白血病細胞の中に多分化能をもつ細胞が存在し、それらはニッチシグナルにより分化が制御される可能性が示された。このような多分可能を持つ細胞はおそらく白血病幹細胞と思われるが、今後はそれらの検証を行っていく予定である。本年度は、マウス骨髄細胞、脾臓細胞、胸腺細胞などの血液細胞にレトロウイルスにより種々の白血病関連遺伝子(MLL-ENL, MOZ-TIF2, AMLl-Evil, AML1-ETQ, c-myc, bcr-abl, active STAT5)を導入し、放射線照射したレシピエントマウスに経静脈的に移植することにより、移植後数週から数カ月の期間、造血器腫瘍の発症の有無を観察し、いくつかにおいて白血病の発症を観察した。今後は、これらのマウスに種々の抗癌剤の投与を行うことで、白血病幹細胞が濃縮されてくると考えられ、それらの存在するニッチについての検討を加える。また、OP-9 stroma細胞上で、骨髄前駆細胞にレトロウイルスにて恒常的活性化型Notchlを導入する系において、同時に他の分化系列へ導く遺伝子を導入することで、NotchシグナルによるT細胞分化に与える影響について、invitroで検討した。B細胞系(Pax5, E2A, EBF)遺伝子の導入により、B細胞系への分化が認められた。現在、これらの細胞をin vivoへ投与することで、B-ALLの発症の有無について、検討中である。現在、これらの細胞を、放射線照射したレシピエントマウスに経静脈的に移植することにより、in vivoにおいてlineage switchが認められるかを検討中である。また、これらの細胞を放射線照射したレシピエントマウスに経静脈的に移植することにより、移植後数週から数ヵ月の期間、造血器腫瘍の発症の有無を観察し、いくつかにおいて白血病の発症を観察中である。マウス骨髄細胞にレトロウィルスにより種々の白血病関連遺伝子(MLL-BNL)を導入した後、myeloid系の培養条件ではAMLが、lymphoidの培養条件ではALLが発症する。