hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
受精における精子と卵の相互作用に関する研究

マウスカッパインは前駆体プロテアーゼとして合成され,36残基の軽鎖と300残基の重鎖がひとつのジスルフィド結合により連結されているような成熟型酵素にプロセシングされることが明らかとなった。マウスカッパイン遺伝子は,全長約5キロ塩基対で5個のエクソンより構成されており,マウス染色体上でシングルコピーとして存在することも明らかとなった。また,カッパイン遺伝子は精巣特異的に発現しており,精子形成過程ではほかのアクロソームタンパク質遺伝子と同様にパキテン期精母細胞ですでに転写が開始しており,半数体積細胞でその発現が最も盛んであった。組織化学的な観察より,カッパインはアクロソーム下部,あるいはアクロソームと接する赤道部上端に沿った限定された部位に局在していることが判明した。このカッパインの生体内機能解析のために,ターゲティングベクターを構築してES細胞経由で遺伝子相同組換えを試み,目的のES細胞クローンを単離した。現在,カッパイン遺伝子に変異を生じているキメラマウスより,カッパインを完全に欠損する変異マウスを作製中である。精子に局在するトリプシン様セリンプロテ-ゼアクロシンは,受精の際に卵透明帯を溶解して精子の卵への侵入を容易にさせるものと考えられてきた。標的遺伝子組換え法を用いてアクロシンを欠損するモデル変異マウスを作製・解析した結果,その変異マウスは野性種と同等の自然交配能を有していることが判明した。しかし,このアクロシン欠損マウス精子を用いて生体外受精試験を行うと,野性種のものよりも卵透明帯への精子の侵入にわずかな遅延が認められた。また,アクロシン以外の新規セリン系プロテ-ゼ(カッパイン)が精子に存在すること,さらにアクロシンがカッパインの活性化を促進させていることなどが明らかとなった。このマウスカッパインの構造と受精での機能・役割を明確にする目的で,カッパインをコードするcDNAと染色体遺伝子クローンの単離と解析を行った。マウスカッパインは367アミノ酸残基より成る前駆体として合成され,36残基の軽鎖と300残基の重鎖がひとつのジスルフィド結合により連結されているような成熟型酵素にプロセシングされることが明らかとなった。ほかのセリンプロテアーゼとの一次構造の比較から,カッパインがトリプシンやアクロシンとは異なる基質の特異性を有していることも示唆された。また,マウスカッパイン遺伝子は,全長約5キロ塩基対であり,5個のエクソンより構成されていた。サザンブロット分析の結果,この遺伝子がマウス染色体上でシングルコピーとして存在することも明確となった。カッパイン遺伝子は精巣特異的に発現しており,精子形成過程ではアクロシンやほかのアクロソームタンパク質遺伝子と同様にパキテン期精母細胞ですでに転写が開始しており,半数体精細胞でその発現が最も盛んであった。このカッパインの生体内機能解析のために,ターゲティングベクターを構築してES細胞経由で遺伝子相同組換えを試みたが,満足のいく結果が得られなかった。現在,ターゲティングベクターを再構築して,目的のES細胞クローンを単離することを試みている。まず、すでに作製しているアクロシン欠損マウスの精巣上体精子について検討したところ、野生種のものよりも卵透明帯への精子の侵入・通過に有意な遅延が認められた。
レタスの球形を決めるQTLの検索

レタス(Lactuca sativa L.)の栽培種は結球の程度や葉の形によって分類され、市場での商品価値を決める重要な要因でもある。本研究では、レタスの葉形の構成要素、葉の立ち上がりの角度に関するQTLを検出することを目的とした。'チマサンチュー'(茎レタス、非結球性)と'レッドファイア'(リーフレタス、半結球性)の交配に由来するF5集団を用いてQTL解析を行った結果、第1連鎖群上で葉長、中肋の幅、葉の立ち上がり角度、葉形比に関するQTLがクラスターとして存在した。このことから、結球に関係すると考えられる葉の立ち上がり角度と葉長、中肋の幅、葉形比との間に密接な関連があることが示唆された。レタス(Lactuca sativa L.)は世界中で広く栽培されるキク科の園芸作物である。レタスの栽培種は結球の程度や葉の形によって、クリスプヘッドレタス、バターヘッドレタス、リーフレタス、コスレタス、茎レタスの5つのグループに分類される。結球の程度や葉の形は分類上の大きな特徴であると同時に、市場での商品価値を決める重要な要因でもある。近年温暖化や異常気象の影響によって中肋突出や葉身発達の異常などの生理障害の発生が増加しており、結球安定性を有する品種や栽培管理技術の開発が強く求められている。そのため、結球や葉の形を決めるメカニズムについて理解を深める必要があると考えられる。結球や葉の形といった形質は、表現型が連続的な変異を示す量的形質である。そこで本研究では、レタスの葉形の構成要素、結球に関係すると考えられている葉の立ち上がりの角度、および葉色に関するQTLを検出することを目的とした。1. 'チマサンチュー'×'レッドファイア'組み換え近交系(RIL)の育成栽培種である'チマサンチュー'(茎レタス、非結球性)と'レッドファイア'(リーフレタス、半結球性)の交配に由来するF_3集団を、25°C/20°Cのバイオトロンで栽培し、各系統を自家受粉させた後、F_4およびF_5集団順次採種を行った。2.連鎖地図の作製連鎖地図の作製のため、DNAマーカー(ESTマーカー321個とSSRマーカー56個)を用いて親間で多型を調査した。親系統の個体から抽出したDNAを鋳型にPCRを行った後、ポリアクリルアミドゲルで電気泳動を行って親同士で多型が見られるものを捜し、多型の見られないものについては制限酵素による処理を行って再度電気泳動を行った。チマサンチュー'(非結球性)と'レッドファイヤー'(半結球性)の交配に由来するF_5集団169系統を播種し、播種後50日目に、葉長、葉幅、葉の中肋の高さ、葉の中肋の幅、葉縁の波打ち程度、葉数、葉の立ち上がり角度について調査を行った。また、葉を広げた状態で真上からデジタルカメラで撮影し、その画像から葉の形と面積をSHAPE Ver.1.3(Iwata and Ukai,2002)により解析した。葉の色は色差計で測定した。Windows QTL Cartographer Ver.2.5を用いて複合区間マッピング法でQTL解析を行った結果、葉長に関するQTLが第1、5、8連鎖群の3か所で検出された。その中、第1連鎖群のQTLと同じ位置に中肋の幅、葉の立ち上がり角度、葉形比に関するQTLが検出された。葉形について主成分分析を行った結果、第4主成分までで全変動の80%以上を説明していた。第1主成分は葉の横縦比、第2主成分は葉身の幅、第3主成分は葉の重心、第4主成分は葉の中心の膨らみを評価していた。葉形の主成分スコアを用いてQTL解析を行った結果、葉の横縦比を決める第1主成分のQTLが第9連鎖群に検出され、葉の中心の膨らみを決める第4主成分のQTLが第1連鎖群に検出された。葉色については青黄色の色彩を決めるb値のQTLが、第1、9連鎖群で計2か所検出された。以上、葉の形、葉の立ち上がりの角度および葉の色に関する複数のQTLが見出された。第1連鎖群上で葉長、中肋の幅、葉の立ち上がり角度、葉形比に関するQTLがクラスターとして存在したことから、結球に関係すると考えられる葉の立ち上がり角度と葉長、中肋の幅、葉形比との間に密接な関連があることが示唆された。また、レッドファイヤーの対立
キシレンの毒性ことに人におけるその用量作用関係

1991年5月に行なわれた北京市内での調査はゴム靴製造工場であって、ゴム靴を構成する靴底・甲皮・踵部などの各部品を相互に接着する工程でゴム表面を一時的に軟化させるのにもキシレンが用いられていたが、この工程での曝露は小さいものと思われた。しかし最終段階で製品をその上縁近くまでキシレン等の溶剤中に漬け、表面に輝きをもたせる工程があり、この工程の一部はキシレン以外の溶剤を用い、また一部はすでに機械化されて労働者の直接的な曝露は無いが、残る部分ではなおキシレンに手を用いて漬ける作業が行なわれており、この作業に伴う曝露は大きいと推定された。解析にはこれらの調査成績と合わせて、これ以前に塗料製造工場・印刷工場などの調査時に得られたキシレン曝露者例も合わせて用いた。調査項目は(1)活性炭使用拡散型サンプラ-を用いての1日時間荷重平均値の測定(2)キシレンの尿中代謝物であるo^ー,m^ー,p^ーメチル馬尿酸を液体クロマトにより分離・定量、(3)血液学的検査および血液生化学的検査、(4)自覚症状調査および(5)必要に応じて診察を行なった。調査人数は曝露者・非曝露対照者を合わせて各年度500名以上、過去の事例約200例を合わせると1200名以上に達した。所見のうちで最も注目されることは自覚症状の多発であって、気中キシレン濃度(3異性体の合計)が最高40ppm程度であるにもかかわらず、作業中の症状12項目(第1群)については男女とも曝露群での頻度(18.8%)は対照群での頻度(3.9%)に比して有意に(p<0.01)高く、また最近3ヵ月間にみられた症状59項目(第2群)についても曝露群での頻度(13.9%)は対照群での頻度(6.7%)に比して高率であった。末梢血液像・血清生化学所見には特にキシレン曝露に由来すると思われる所見は無く、既報の所見と一致していた。1990年8月17日26日の予備調査により調査工場を西安市およびその近郊に所在する諸工場に決定したのち、9月10日17日の間に本調査を行った。調査対象工場は計6工場で、各工場ごとに有機溶剤曝露群と非曝露対照群とも設定した。有機溶剤曝露群については作業開始時より同終了時までの約8時間拡散型サンプラ-を胸元に装着して呼吸帯空気中溶剤測定を行った。また曝露群・非曝露群の全員について作業終了時尿を採取し、その翌日又は前日に採血(血液学的検査および血清生化学的検査用)、臨床診断(ことに継足歩行およびアキレス腱反射)、問診票による自覚症状調査を行った。被検者総数は499名であるが、そのうち一部の検査について欠測値のある者(例えば採血拒否による当該項目の欠測)があり、検診の全項目について所見のある有効症例数は曝露者群346名、対照者群145名、計491名であった。但しこれらの症例以外に前年度に若干数のキシレン曝露者を見出しており、また対照者群につていは前年度のトルエン調査時に得た対照者の成績を一部活用することも可能と考えいてる。従って現時点での有効症例数には相当数の増加が見込まれる。現在全所見のコンピュ-タ入力を一応終了した。次いで曝露を受けた対象溶剤をカピラリ-ガスクロマトにより各曝露者ごとに解析し、本来の目的溶剤であるキシレン3異性体とそれ以外の溶殿(例えばトルエンやエチルベンゼルなど)の量的な比率を確立する作業を進めている。所見のうちで最も注目されることは自覚症状の多発であって、気中キシレン濃度(3異性体の合計)が最高40ppm程度であるにもかかわらず、作業中の症状12項目(第1群)については男女とも曝露群での頻度(18.8%)は対照群での頻度(3.9%)に比して有意に(p<0.01)

高く、また最近3ヵ月間にみられた症状59項目(第2群)についても曝露群での頻度(13.9%)は対照群での頻度(6.7%)に比して高率であった。末梢血液像・血清生化学所見には特にキシレン曝露に由来すると思われる所見は無く、既報の所見と一致していた。
植物病原糸状菌の侵入前における宿主特異性決定要因に関する研究

絶対寄生菌であるオオムギうどんこ病菌は、他の糸状菌と同様に、宿主植物に侵入する際、付着器形成が不可欠であることが知られている。従って宿主植物上で付着器形成を行うことができるか否かが、本菌のライフサイクルにとって極めて重要な要因となる。人工培養できる腐生菌や殺生菌などと異なり、うどんこ病菌のように生きた植物からのみ養分吸収が可能な絶対寄生菌にとって、付着器形成できないことは死を意味する。ところが数種の植物表皮系を用いてその上における本菌の付着器形成を調べていくうちに、宿主であるオオムギ表皮系において認められる高い付着器形成率が、他の非宿主植物の表皮系を用いた場合には認められなくなるという現象を発見した。このことは、植物に侵入する以前にすでに菌と植物の間における特異性が決定されていることを示唆する。本研究では侵入前における宿主特異性の決定要因として、付着器形成能に注目し、数種の植物種を用いて、表皮系に存在すると思われる化学的分子に注目し、オオムギうどんこ病菌の付着器形成に関与する要因について、IRスペクトル、ガスクロマトグラフィーを用いて解析を行い、付着器形成誘導に有効な分子種の特定、その構造について明らかにした。さらにその結果を基にして、本菌の付着器形成の前段階、とくに、第一次発芽管による感受性誘導能、宿主認識のプローブとしての可能性、さらにはその発芽管の接着の役割とその後の形態形成についても検討を加え、これらの成果をPhysiological Molecular Plant Pathologyならびに、「植物病の探求」の中で総説としてまとめた。オオムギうどんこ病菌(Blumeria graminis)の分生子をオオムギ表皮に接種するとやがて発芽し、感染に必要な付着器を形成する。宿主であるオオムギ、非宿主であるキャベツ、タバコ、トマトの表皮系を用いてそれぞれにおける付着器形成率を調べたところ、宿主であるオオムギ葉の表皮系において最も形成率が高かった。その傾向は、表皮系から抽出したワックス処理基質上においても同様であった。そこでオオムギの表皮系のクロロフォルム抽出画分を薄層クロマトグラフィーならびにIRスペクトルで分析した結果、アルデヒド画分に高い形態形成誘導活性が存在することが解った。本菌の非宿主である植物の表皮系のワックスにはキャベツを除いてアルデヒドの量が少なく、このことが付着器形成率の低さに反映されているものと思われた。しかし、非宿主のキャベツのアルデヒド量は宿主であるオオムギよりもかなり多く、アルデヒドの量の違いのみが、本菌の付着器形成率の決定に関与しているとは言い難い。そこでガスクロマトグラフィーを用いて、オオムギならびにキャベツのアルデヒドを構成する炭素数を調べたところ、オオムギのアルデヒドは主に炭素数が26であったのに対し、キャベツのそれは30であった。炭素数26ならびに30のアルデヒドは市販されていないので、26と30の炭素数からなるアルコールを購入し、化学的に26と30からなるアルデヒドを合成し、それぞれの本菌に対する付着器誘導活性を調べた。その結果、炭素数26のアルデヒドが最も高い誘導活性を有していることが判明した。以上より、本菌の侵入前の形態形成、とくに付着器形成能は、宿主植物と非宿主植物との間で大きく異なり、それぞれの表皮系に存在する化学的要因によって大きく制御されていることが明らかとなった。オオムギうどんこ病菌(B.graminis)をオオムギに接種すると,始めに第一発芽管(Primary Germ Tube : PGT)と呼ばれる短い発芽管が出現する.このPGTの役割は,周りが乾燥状態にあるときに宿主細胞に侵入し水分を吸収したり,宿主表面に接触することでその後の付着器発芽管(Appresorial Germ Tube:AGT)の出現の引き金となるなどの報告がある.今回,本菌のLife CycleにおけるPGTの役割を詳しく検討した.その結果,これまでの報告と同様,オオムギ表皮系においては,AGTの出現にPGTの宿主表面への接着が必要であることが明らかとなった.

一方,メヒシバの表皮系を用いた場合,PGTの出現ならびに表面への接着はオオムギのそれと差が認められないものの,その後のAGTの出現はメヒシバ表皮系において大きく抑制された.このことは,メヒシバ表皮系において本菌のAGT出現に必要な要因が欠けているか,あるいは,AGT出現のInhibitorが存在しているかのいずれかと思われたが,本菌のPGTは結果として,宿主認識のプローブとして働いている可能性が示唆された.次に本菌の感染過程におけるPGTの役割を検討した.オオムギ子葉鞘の同一細胞上にPGTとAGTが同時に存在する場合と,それぞれの発芽管が別の隣り合う細胞上に存在する場合とで,吸器形成率に差が認められるかについて検討した.その結果,PGTとAGTが同一細胞上に同時に存在する場合は,それぞれの発芽管が別の隣り合う細胞上に存在する場合の吸器形成率と比較して有意に高いことが判明した.このことは,PGTから宿主の抵抗反応を抑制する物質が分泌されている可能性を示唆するが,同時に,PGTからではなく,分生子本体からそのような抑制物質が分泌されている可能性も否定できない.抵抗反応抑制に,どちらの要因が関与しているかについては,現在検討中である.オオムギうどんこ病菌をオオムギに接種すると、始めに第一発芽管(Primary Germ Tube : PGT)と呼ばれる短い発芽管が出現する。このPGTの役割は、周りが乾燥状態にあるときに宿主細胞に侵入し水分を吸収したり、宿主表面に接触することでその後の付着器発芽管(Appresorial Germ Tube : AGT)の出現の引き金となるなどの報告がある。しかしながら本菌の感染過程、とくに宿主特異性決定に関するPGTの役割についてはまったくわかっていない。PGTはムギ類に感染するうどんこ病菌に特徴的な構造で、双子葉植物に感染するうどんこ病菌には認められず、ムギ類との共進化や宿主特異性を考えていく上で極めて興味のある構造である。そこで今年度は本菌の感染過程におけるPGTの役割について詳しく検討を加えた。最初に、本菌のAGT出現に対するPGTの宿主表面への接着の必要性を検討した。その結果、オオムギの子葉鞘表面を酢酸セルロースで処理しクチクラを除去すると,PGTの伸長が停止しにくくなり、その間はAGTの出現が認められない傾向にあることが明らかとなった。さらに、PGTの伸長停止とAGTの出現の関係について、とくにAGTが出現する時点でPGTの伸長が実際に停止しているか否かについてさらに詳しく検討した。その結果,AGTが出現したあとではPGTの伸長は認められず、このことからAGTの出現はPGTの伸長停止後に起こることが明らかとなった。これらのことから、PGTは実際の感染には関わっていないというこれまでの定説を覆し、PGTが宿主表面に接着しその伸長を停止すること、このステップを経なければ本菌はその後の宿主侵入のステップには至らないことが明らかとなった。
同種、異種虹彩色素上皮の網膜下腔移植における組織的，機能的検索について

平成10年度は主に、ドナー虹彩を採取し、その細胞を網膜下に移植する技術的アプローチの取得に主眼を置いている.同種同系モデルとしてFisher344ラットを、同種異系モデルではDAラットをドナーとして用い、レシピエントはFisher344ラットを用いている.異種移植ではドナーとしてB57/BL6マウスを、またレシピエントとしてはFisher334ラットを用いている.ドナー眼より虹彩を採取後、トリプシン処理によってsingle cell suspensionを施行し、得られた細胞は経硝子体法と経強膜法によって30ゲージ針を用いて実体顕微鏡下にて網膜下腔への移植を試みている.現在、手技の取得に主眼をおいている為、移植の為のアプローチにおいて眼球の虚脱や網膜下腔への出血などの出現もあり、移植モデル例は限られた数であるが、経硝子体的アプローチよりも経強膜的アプローチの方が、より眼球への侵襲が少なく、網膜下腔への細胞移植がより簡単にできると考えられる.移植した細胞が、解剖学的、組織学的に網膜下でどのように生着しているかを現在検討中である.平成9年度は主に、ドナー虹彩を採取し、その細胞を網膜下に移植する技術的アプローチの取得に主眼を置いている。同種同系モデルとしてFisher344ラットを、同種異系モデルではDAラットをドナーとして用い、レシピエントはFisher344ラットを用いている。異種移植ではドナーとしてB57/BL6マウスを、またレシピエントとしてはFisher344ラットを用いている。ドナー眼より虹彩を採取後、トリプシン処理によってsingle cell suspensionを施行し、得られた細胞は経硝子体法と経強膜法によって30ゲージ針を用いて実体顕微鏡下にて網膜下腔への移植を試みている。現在、手技の取得に主眼をおいている為、移植の為のアプローチにおいて眼球の虚脱や網膜下腔への出血などの出現もあり、移植モデル例は限られた数であるが、経硝子体的アプローチよりも経強膜的アプローチの方が、より眼球への侵襲が少なく、網膜下腔への細胞移植がより簡単にできると考えられる。移植した細胞が、解剖学的、組織学的に網膜下でどのように生着しているかを現在検討中である。平成10年度は主に、ドナー虹彩を採取し、その細胞を網膜下に移植する技術的アプローチの取得に主眼を置いている.同種同系モデルとしてFisher344ラットを、同種異系モデルではDAラットをドナーとして用い、レシピエントはFisher344ラットを用いている.異種移植ではドナーとしてB57/BL6マウスを、またレシピエントとしてはFisher334ラットを用いている.ドナー眼より虹彩を採取後、トリプシン処理によってsingle cell suspensionを施行し、得られた細胞は経硝子体法と経強膜法によって30ゲージ針を用いて実体顕微鏡下にて網膜下腔への移植を試みている.現在、手技の取得に主眼をおいている為、移植の為のアプローチにおいて眼球の虚脱や網膜下腔への出血などの出現もあり、移植モデル例は限られた数であるが、経硝子体的アプローチよりも経強膜的アプローチの方が、より眼球への侵襲が少なく、網膜下腔への細胞移植がより簡単にできると考えられる.移植した細胞が、解剖学的、組織学的に網膜下でどのように生着しているかを現在検討中である.
手話における情動的プロソディーの脳内機構

本研究では、日本手話を母語とする聾の手話者による情動的プロソディーの弁別能力を検討した。彼らは、他の日本手話者が表出する文法的サイン、情動的プロソディー、自発的な感情、無意味な動きを、手の動きの情報なしに、その頭部の動きや顔の表情のみから弁別することができた。しかし、健聴の非手話者は、文法的表情と無意味な表情との間の区別や、情動的プロソディーの表情と自発的な感情の表情とを弁別することができなかった。本年度は、日本手話者の手話における1)情動的プロソディーを担う表情、2)文法的内容を担う表情、3)手話中ではなく情動を表現する表情のビデオ刺激を作成し、その識別課題を日本手話者および健聴対照者に対し施行した。また、どのようにして答えを導いたかのアンケートを行った。結果、日本手話者は3者の識別が可能でメッセージ内容も理解できたが、健聴対照者は1)、3)と2)との識別が不安全ながら可能で、1)、3)の情動的内容のみ理解可能であった。アンケートで、ビデオ中に表情以外のヒントが含まれている可能性が否定しきれなかったので、それらを排除する形にビデオの改作を行った。また、教示が理解しにくいとの指摘もあったためと条件統一のため、説明用の日本手話および日本語ビデオも作成した。ビデオ作成には、日本手話と日本語のバイリンガルの方、日本手話者で俳優の方の協力を得た。健聴者用の発話の情動的プロソディー刺激も作成した。現在、このビデオを用いて、再度行動実験を行っている。このビデオでも同様の結果が得られれば、同じビデオを用いた、ファンクショナルMRI実験で、日本手話における情動的プロソディー理解の脳内機構を検討していく。本年度は、先年度作成したビデオ中に表情以外のヒントが含まれている可能性が否定しきれなかったので、日本手話者の手話における1)情動的プロソディーを担う表情、2)文法的内容を担う表情、3)手話中ではなく情動を表現する表情のビデオ刺激の改訂をおこなった。教示が理解しにくいとの指摘もあったためと条件統一のため、説明用の日本手話および日本語ビデオも改訂した。健聴者用の発話の情動的プロソディー刺激も改訂し。再度行動実験を施行した。結果、日本手話者は3者の識別が可能でメッセージ内容も理解できたが、健聴対照者は1)、3)と2)との識別が困難で、1)、3)の情動内容のみ理解可能であった。現在、このビデオを用いて、健常者でのファンクショナルMRI実験を行っている。今後、日本手話者にもファンクショナルMRI実験を行い、情動的プロソディー理解の脳内機構を検討していく。これにより、手話における情動的プロソディー伝達のありかた、その脳内機構が明らかになり、感情伝達の教育に対する寄与が期待される。前年度に改訂を行った、ビデオと教示に、なお表情以外のヒントや分かりにくさが含まれている可能性が手話者や健常被験者から指摘された。情動的プロソディーとしての表情、文法的表情、内発的な情動的表情では、表出されている時間や表出後の表情、頭部の動きに差があるのではないかという指摘である。この可能性を排除するため、手話者とのディスカッションを重ねながら、日本手話における1)情動的プロソディーを担う表情、2)文法的内容を担う表情、3)手話中ではなく内発的情動を表現する表情のビデオ刺激の再改訂をおこなった。表情の表出されている時間がどの条件でもほぼ同等となるように刺激を作成した。表出後の表情、頭部の動きの部分を刺激から削除した。また、内発的情動を表現する表情の誘発には、日本手話による内発的情動の模倣ではなく、会話場面や、その感情を誘発するような状況の想起による、より自然なものを用いた。再度、日本手話者と健聴対照者に対して行動実験を施行した。結果、日本手話者は3者の識別が可能でメッセージ内容も理解できたが、健聴対照者は1)、3)と2)との識別が困難で、1)、3)の情動的内容のみ理解可能であった。これにより、手話における情動プロソディー伝達のありかたに重要な知見が得られた。ヒントの在などを完全に排除しえたかの確認は、今後も刺激や方法を改善しながら続ける必要があると思われる。
実在気体効果を伴う高速流れ場の数値シミュレーション

昨年度までに行ったピースワイズリニア法による数値解析を三次元流れに拡張するために、実在気体効果を伴わない流れについて三次元数値解析を試みた。対象とした流れは、実験によって比較的容易に結果の妥当性を検討できる。正方形および長方形のソニックオリフィスから噴出する超音速自由噴流とした。正方形オリフィスの場合には二つの対称面についてほぼ等価な計算結果が得られ、本研究で用いた数値解析スキームが適切であることが確認された。また、この場合気体は四辺から膨張し、その結果ジェットを囲む衝撃波の断面はちょうどオリフィスを45度傾けたようになること、およびその頂点から更に外側に衝撃波の干渉によってジェットが生じるような構造を持つという結果が得られた。この結果は、実際に1mm角のオリフィスから噴出する自由噴流のレーザー誘起蛍光法による断面構造の可視化結果とよく一致した。次に、オリフィスの縦横比を2,3,4,5として、それぞれの場合におけるジェットの構造を計算した。オリフィスの縦横比を増すとともに、ジェットの断面は横方向に広がり、縦方向に挟まるという結果が得られ、従来の実験結果をよく再現している。これらの内、初期の結果は昭和63年12月の第2回数値流体力学シンポジウムに於て発表した。また、縦横比を変えた場合については平成元年4月の日本航空宇宙学会総会講演会に於いて発表を予定している。
スピロピラン基を有する光応答性脂質を用いたリポソームからの薬物放出の光制御

申請者は、スピロピランが光照射によって電荷を持たない疎水性のスピロピラン(SP)型から電荷分離した親水性のメロシアニン(MC)型へとその物性を変化させることに着目し、両親媒性構造を有する脂質分子中にスピロピラン基を導入することにより、その両親媒性構造を光によって変化させれば、その集合体形成能を変化させることができるという着想のもとに、脂質の疎水部末端にスピロピラン基を導入した電荷分離型光応答性脂質(SP-16A)の合成を行った。まず、SP-16A単独でのミセル形成能について、表面張力測定およびペリレンを疎水性環境プローブとして用いた蛍光スペクトル変化により調べたところ、SP-16Aはミセル形成能を有し、その臨界ミセル濃度は約0.1mg/mlであることが分かった。また、紫外光照射によってMC型へ異性化させるとミセルが崩壊し、再び可視光照射によってSP型へもどすとミセル形成能が回復することも確認された。DPPC(ジパルミトイルフォスファチジルコリン)とSP-16Aを混合し、濃度消光する濃度の蛍光物質カルボキシフルオレセイン(CF)を内水層に含有させたリポソームを作製した。これに紫外光を照射することによってSP-16Aの光異性化によるリポソームからのCFの放出量の変化を観測した。その結果、SP-16Aを含む混合リポソームでは紫外光照射に応答したCFの放出が観測された。また繰り返し可視光と紫外光を照射することによって、内包物放出のオン・オフが達成されることも明かとなった。さらに、光源にパルスレーザー光を用いて光照射を行い、光異性化が膜構造の乱れを引き起こすメカニズムについて分子レベルでの検討を加えたところ、紫外光照射後のSP-16Aのコンフォメーション変化が膜構造を乱し、内包物放出を引き起こしていることが示唆された。
生物回転ナノマシン構成素子の機能イメージング

細菌べん毛モーターは,細胞膜を介した電気化学的勾配にしたがって流入するイオンから得られるエネルギーを利用して,回転トルクを生み出す超分子複合体である.人工の電気モーターのように回転子と固定子から構成されており,約10個程度の固定子複合体が1個の回転子リングに同時に相互作用することが知られている.モーターの大きさは直径が約50 nmと小さいため,回転子と固定子が相互作用する現場を捉えることは困難であった.本研究では,機能しているモーター素子(回転子および固定子)を蛍光標識し,生きている細胞内においてモーター機能のダイナミクスを直接的に観察することを目指した.本年度の研究もモーター内における構成素子の分子追跡および分子配置の決定を目指して遂行した.まず,赤色蛍光色素で染色したモーター固定子複合体が動きをナノメートルの精度で追跡することができつつあるが,この動きがモーター内における回転機能を反映しているか確認するために,対となる回転子タンパク質にGFPを融合したものと同時に観察した.次に,PALM観察によって固定子複合体のモーター内での配置を決定するために,蛍光タンパク質の融合法の改良を試みた.モーター固定子複合体は複数個のサブユニットから構成して機能しているため,モーター固定子複合体あたり複数の光活性型蛍光タンパク質が融合されることになる.そこで,固定子タンパク質を遺伝子改変して,分子複合体内でヘテロな構造を取らせることで問題解決に近づくことができた.また,固定子位置決定に重要になる,モーターに相互作用する固定子の種類や数を制御する方法についても検討し,その過程でモーター構成素子の制御についての新しい知見を得ることができた(Sowa et al. 2014).25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。細菌べん毛モーターは,細胞膜を介した電気化学的勾配にしたがって流入するイオンから得られるエネルギーを利用して,回転トルクを生み出す超分子複合体である.人工の電気モーターのように回転子と固定子から構成されており,約10個程度の固定子複合体が1個の回転子リングに同時に相互作用することが知られている.モーターの大きさは直径が約50 nmと小さいため,回転子と固定子が相互作用する現場を捉えることは困難であった.本研究では,機能しているモーター素子(回転子および固定子)を蛍光標識し,生きている細胞内においてモーター機能のダイナミクスを直接的に観察することを目指した.本年度の研究もモーター内における構成素子の分子追跡および分子配置の決定を目指して遂行した.まず,赤色蛍光色素で染色したモーター固定子複合体が動きをナノメートルの精度で追跡することができつつあるが,この動きがモーター内における回転機能を反映しているか確認するために,対となる回転子タンパク質にGFPを融合したものと同時に観察した.次に,PALM観察によって固定子複合体のモーター内での配置を決定するために,蛍光タンパク質の融合法の改良を試みた.モーター固定子複合体は複数個のサブユニットから構成して機能しているため,モーター固定子複合体あたり複数の光活性型蛍光タンパク質が融合されることになる.そこで,固定子タンパク質を遺伝子改変して,分子複合体内でヘテロな構造を取らせることで問題解決に近づくことができた.また,固定子位置決定に重要になる,モーターに相互作用する固定子の種類や数を制御する方法についても検討し,その過程でモーター構成素子の制御についての新しい知見を得ることができた(Sowa et al. 2014).細菌べん毛モーターは,細胞膜を介した電気化学的勾配にしたがって流入するイオンから得られるエネルギーを利用して,回転トルクを生み出す超分子複合体である.本研究では,生きている細胞内において機能しているモーター素子を蛍光標識し,その位置を追跡して,モーター機能のダイナミクスを直接的に観察することを目指している.平成24年度は,(1)テトラメチルローダミンで蛍光染色したモータータンパク質の動きを細胞内において1分子レベルで観察すること,(2)光活性化蛍光タンパク質を利用したPALM(photoactivated localization microscopy)を応用して個々のモーター素子のモーター内での配置を決定する系を開発すること,の2点を中心に研究を遂行した.まず,数分子のトラメチルローダミンでモータータンパク質を標識する条件を見出し,細胞内で機能する様子を捉えることができた.さらに,蛍光褪色にともなって,1分子のモータータンパク質の動きを観察することに実験例は少ないものの成功した.つぎに,活性化する蛍光タンパク質PA-GFPおよびmEOSをモータータンパク質と融合させて発現し,それらがモーター機能を保持することを確認した.また,作成した融合タンパク質の光活性化能について評価するために,全反射型蛍光顕微鏡システムに水銀ランプから紫外光を導入した.今後,作成した融合タンパク質の詳細な機能評価をおこなう予定である.モーター機能を観察するのに最も重要となる1分子レベルでモーターを蛍光標識する条件の検討が順調に進んだため.また,領域研究の利点である情報交換によって光活性化蛍光タンパク質を利用した研究に進展もあったため.平成24年度に引き続いて蛍光観察の条件検討をおこなう.また,蛍光分子の追跡の精度がさらに必要であるため,現在進めているより比較的高い出力のレーザーの装置への組み込みを完成させて,5 nm程度の位置精度を目指す.これらを統合して,モーターの機能の可視化へと研究を展開する予定である.25年度が最終年度であるため、記入しない。
核燃焼トカマクの運動論的マルチスケールMHD現象の第一原理シミュレーション研究

MHD現象解析用のジャイロ運動論的粒子コードGpic-MHDを、8192論理コアを持つ最新鋭のスカラーSMPクラスタシステムであるSR16000にインストールした。最大論理コアまでの良好なスケーリングが得られることを実証した。また大規模・高ベータトカマクのパラメータでのシミュレーションを可能にするため新しいアルゴリズムを提案した。新しいアルゴリズムを適用したGpic-MHDコードが所期の性能を示すことを実証した。核燃焼トカマクの運動論的マルチスケールMHD現象を解析するための第一原理シミュレーションコードを開発することが本研究の目的である。用いる自主開発コードは、GPIC-MHD(Gyrokinetic PIC code for MHD simulation)である。平成20年度は(1)GPIC-MHDの超並列コンピュータでの使用プロセッサ数に対するスケーリングの確認と(2)高ベータで大型の現在および将来の実験装置でのパラメータで計算が可能な新しいアルゴリズムの導入を行った。(1)については、軸方向に領域分割を行うコードを開発し、1024プロセッサまで使用した計算を行い、良好なスケーリングを得た。現在、数万から数十万のプロセッサまで良好なスケーリングを得るため、軸方向と半径方向に2次元の領域分割を行うコードを開発中である。(2)では、従来のジャイロ運動論的粒子コードの定式化に加えて、W.W. Lee等により提唱されているsplit-weight法の定式化を検討し、本コードの改良に必要な基礎方程式系を導出した。得られた方程式系は静電ポテンシャルに対する渦方程式とベクトルポテンシャルの縦磁場方向成分に対する磁力線方向のオームの法則を含む。これらの方程式を用いて静電ポテンシャルとベクトルポテンシャルの縦磁揚方向成分を直接計算することも可能である。新しいアルゴリズムを導入したコードを完成し、シミュレーション可能なパラメータ領域が大きく広がることを確認した。以上の結果は円柱版のコードに対するものであるが、平成21・22年度にはトロイダル版のコードを完成させ、トロイダル幾何形状でのシミュレーションを行う予定である。(1) 3次元GpicMHDコードの並列化1次元の領域分割版と2次元の領域分割版を用いて8192論理コアまでの並列化性能を検証した。計算性能は、コア数の増加に比例して向上し、利用可能最大コアまで顕著な飽和傾向は計測されなかった。このことはPIC(Particle In Cell)コードの一つであるGpicMHDが並列コンピュータの性能を十分引き出しうることを示しており、将来の数万から数十万コアめコンピュータに対しても十分な性能を発揮すると期待できる。計算アルゴリズムとしては、2次元の領域分割版においてポアッソンソルバーの部分の並列化をさらに進めた。具体的にはLU分解法から共役勾配法に置き換えた。(2)新しいアルゴリズムの提案と検証GpicMHDでは、場の量として静電ポテンシャルと縦磁場方向のベクトルポテンシャルの成分を計算している。従来の方法では、電荷密度と電流密度からこれらの場の量を計算していたが、粒子の離散性によるノイズの原因でもあった。新しく提案したアルゴリズムでは、渦方程式と磁力線方向の一般化オームの法則よりこれらの場の量を計算する。このため粒子の情報は主に2次のモーメントの評価(圧力項)にのみ用いられる1ことになりノイズが劇的に減少した。まだこの変更により計算可能なパラメータ領域を実際のトカマク実験と同等の高ベータ・大規模領域まで広げることができた。(3)トロイダル版のアルゴリズムの検討トロイダル版GpicMHD作成のための基礎方程式・アルゴリズムの検討・議論を行った。用いるコードは、Gpic-MHD (Gyrokinetic PIC code for MHD simulation)である。平成22年度の研究成果は以下のとおりである。3次元円柱版Gpic-MHDを、スレッド並列とプロセス並列を利用して高並列化をおこなった。(2)新しいアルゴリズムの提案と検証大規模・高ベータに適用できるよう新しいアルゴリズムを提案し、検証した。新しいアルゴリズムでは渦方程式と一般化オームの法則より場の量の時間空間的発展を記述し、粒子の運動論的効果は流体的方程式の補正項となる。結果はPlasma Science and Technologyに投稿中である。(3)トロイダル版アルゴリズムの検討トロイダル版Gpic-MHD作成のための基礎方程式・アルゴリズムの検討・議論を行った。
マイクロ波CT用再構成アルゴリズムの高速化および精緻化に関する研究

CSI法と呼ばれる最適化法に基づく再構成アルゴリズムを複数の周波数の散乱データを用いる手法に改良するとともに、低周波の散乱データの重み付けを高くすることでアルゴリズムの収束が速くなることを示した。また、この手法にTV正則化法と呼ばれる手法を組み込み、アルゴリズムの安定化と再構成像の精緻化を図った。これらの他、モルタル製の2次元物体モデル(円柱)に対してマイクロ波照射実験を行い、散乱データの特徴を抽出した。更に、電磁シールドやノイズ軽減についても検討した。本研究は,マイクロ波帯の電磁波を利用したCT (コンピュータ断層撮影装置)の早期実現に寄与するため,再構成アルゴリズムの高速化,精緻化,および適用範囲の拡大を目的とする.平成20年度には,主に以下のような成果を得た.1. CSI法の改良による再構成アルゴリズムの高速化CSI (Contrast Source Inversion)法と呼ばれる降下法に基づく再構成アルゴリズムに対し,均質誘電体円柱の再構成を例に,複数の周波数の散乱データに重み付けをして同時使用した場合の効果について数値的に解析した.その結果,散乱電界に関する誤差ノルムの低周波成分のウェイトを高くすることで,誤差汎関数の収束が全体的に速くなることを示した.この成果は電気関係学会九州支部連合大会において発表した.2.多周波散乱データの組合せによる再構成アルゴリズムの適用範囲の拡大CSI法に基づく均質誘電体円柱の再構成問題に対し,多周波散乱データの組合せの効果について数値的に解析した.その結果,低周波の散乱データが再構成アルゴリズムの適用範囲の拡大に重要であることを示した.これにより比誘電率が7程度までの再構成が可能となった.この成果は電子情報通信学会総合大会において発表した.3.正則化法の適用による再構成結果の精緻化現在,再構成結果の改善を図るため, CSI法に基づく再構成アルゴリズムに正則化法を組み込んだ定式化を鋭意進めている.正則化法を適用した数値解析結果については来年度にまとめ,学会等において発表の予定である.本研究は,マイクロ波帯の電磁波を利用したCT(コンピュータ断層撮影装置)の早期実現に寄与するため,再構成アルゴリズムの高速化,精緻化,および適用範囲の拡大を目的としている.平成21年度には,主に以下のような成果を得た.1.再構成アルゴリズムにおけるノイズの影響に関する数値解析CSI (Contrast Source Inversion)法と呼ばれる降下法に基づく再構成アルゴリズムに対し,複数の周波数の散乱データを用いた均質誘電体円柱の再構成を例に,ノイズの影響について数値的に解析した.その結果,本アルゴリズムはノイズに対する耐性が比較的高い手法であることを示した.ノイズの影響については更に調査を重ね,成果がまとまり次第,学会等において発表する予定である.2.物体モデルによるマイクロ波散乱データの取得モルタル製の2次元物体モデルを3種類(均質,金属芯,空洞芯)作製し,低周波(波長が物体モデルの直径の数倍)から高周波(波長が物体モデルの直径と同程度)にわたる複数の周波数のマイクロ波をこれら物体モデルに照射した際の散乱データを実験により取得した.その結果,実験に使用したすべての周波数において,内部構造の違いが散乱波の振幅および位相の違いとして,特定の角度方向に強く抽出されることを明らかにした.この実験結果については更に分析を進め,成果がまとまり次第,学会等において発表する予定である.3.ノイズ対策に関する調査および数値解析精度の良い再構成結果を得るには散乱データ測定時のノイズ対策が不可欠であることから,電磁シールド対策に関する数値解析を行うとともに,医療機器の不良接地が引き起こす様々な問題について調査した.これらの成果については,電子情報通信学会および医療情報学連合大会において発表した.本研究は,マイクロ波帯の電磁波を利用したCT(コンピュータ断層撮影装置)の早期実現に寄与するため,再構成(比誘電率分布推定)アルゴリズムの高速化,精緻化,および適用範囲の拡大を目的としている.平成22年度には,主に以下のような成果を得た.1.再構成アルゴリズムへの正則化法の組み込み多周波散乱データを用いるCSI (Contrast Source Inversion)法に対し,TV (Total Variation)正則化法を組み込むこと(定式化)に成功した.ただし,正則化項の関数設定等,効果的な適用方法については未解明の部分が多い.この点については更に解析を重ね,成果がまとまり次第,学会等において発表する予定である.2.再構成アルゴリズムの改良と適用範囲の拡大多周波散乱データの重み付けについて重点的に検討し,比誘電率が7程度までの物体であれば,安定的に再構成可能であることを確認した。しかし,目標としていた比誘電率が最高で1020程度の物体の再構成については,残念ながら達成できなかった.今後も鋭意改良を続ける所存であるが,それと並行して,コンクリート構造物の非破壊検査等への応用も検討していく予定である.マイクロ波帯におけるコンクリートの比誘電率は79程度であり,本研究で開発したアルゴリズムにより再構成可能な範囲であると考えている.3.電磁シールドに関する数値解析再構成結果の精緻化には散乱データ取得時のノイズ対策が不可欠であることから,電磁シールドに関する数値解析を行い,実験結果と比較した.
高電子密度芳香環上のキノンメチドを操る複合型ポリフェノール類の合成研究

フラボン,フロフラン天然物に代表されるポリフェノール類は,古来より伝承薬等として利用され人々の健康を支えてきた.現在でもその抗酸化作用などが注目されており,健康食品分野などで研究が進められている.これらの化合物群には単量型の単純なポリフェノールとは別に,分子内に多官能基化された骨格を複数持つ複合(ハイブリット)型ポリフェノールが存在し,興味深い生物活性を示す.これら複合型天然物は,単量体の活性増強や望外の生物活性が期待できるが,各天然資源の微量成分であるため化合物供給が困難であり,詳細な生物活性評価はなされていない.現在これら化合物群の網羅的合成法の確立と合成的供給が望まれているが,不安定な高電子密度芳香環存在下での分子変換など解決すべき問題が数多く存在し,全合成例は少ない.前年度までに確立したベンゾジオキサン骨格構築法を利用してホベニン類の全合成を目指した.まず,ホベニンに含まれるフラバノノール骨格の構築法を検討した.Julia反応により合成した環化前駆体に対し種々の条件を検討した結果,酸性条件下にて円滑に環化反応が進行することを見出した.Boldwin則によれば6-endo環化は困難であるが,フラバノール骨格構築の場合は,隣接する高電子密度芳香環からの電子供与のため円滑に環化反応が進行した.これまでの成果によりベンゾジオキサン骨格とフラバノール骨格の構築法を確立できたので今後これらの方法論によりホベニン類の全合成を達成する予定である.1.プリンセピン,イソプリンセピンの合成研究:プリンセピンおよびイソプリンセピンの合成では,生物活性試験への効率的な化合物供給法の確立,両化合物の絶対立体配置の決定を目的とし研究を行った.実際の合成では,申請者らが見出したp-ニトロベンゼンスルホニル基(Ns基)をフェノール性水酸基の保護・安定化基とする方法にてプリンセピンおよびイソプリンセピンの共通中間体となるラクトンの合成を完了した.続いて,重要中間体となるベンゾジオキサン骨格の構築も完了し,両者を交差アルドール反応にて連結後,酸性条件下キノンメチド中間体の反応性を制御しながら立体選択的に環化体へと導いた.得られた環化体に対し数段階の変換を行いプリンセピン,イソプリンセピン合計4種の異性体を合成した.現在,絶対配置の決定を行っている.1.シュードテスガノール,ホベニン類の合成研究:シュードテスガノール,ホベニン類の合成では,共通中間体となるフラバノノール骨格構築法とそれを応用した全合成を目的に研究を行った.モデル合成では,香月-Sharpless反応を鍵反応としてエポキシケトンを合成後,酸性条件に付すことで,フラバノノール骨格の構築方を確立した.引き続き,生成物の光学純の向上および化合物合成の効率向上を目指し検討中である.今後,フェノール性水酸基に導入する保護基の調整により芳香環上の電子密度を調整し環化条件を最適化すると共に,シュードテスガノール,ホベニン類の合成を検討する予定である.申請書に記載した初年度の計画通りプリンセピン,イソプリンセピンの全合成を達成した.また,シュードテスガノール,ホベニン類に対応するフラバノノール骨格の構築法も確立し,次年度中の全合成達成に十分な筋道をつけることができ,それらの全合成に向けて検討中である.以上の結果は,概ね計画通りであるため,順調に進展していると判断した.フラボン,フロフラン天然物に代表されるポリフェノール類は,古来より伝承薬等として利用され人々の健康を支えてきた.現在でもその抗酸化作用などが注目されており,健康食品分野などで研究が進められている.これらの化合物群には単量型の単純なポリフェノールとは別に,分子内に多官能基化された骨格を複数持つ複合(ハイブリット)型ポリフェノールが存在し,興味深い生物活性を示す.これら複合型天然物は,単量体の活性増強や望外の生物活性が期待できるが,各天然資源の微量成分であるため化合物供給が困難であり,詳細な生物活性評価はなされていない.現在これら化合物群の網羅的合成法の確立と合成的供給が望まれているが,不安定な高電子密度芳香環存在下での分子変換など解決すべき問題が数多く存在し,全合成例は少ない.前年度までに確立したベンゾジオキサン骨格構築法を利用してホベニン類の全合成を目指した.まず,ホベニンに含まれるフラバノノール骨格の構築法を検討した.Julia反応により合成した環化前駆体に対し種々の条件を検討した結果,酸性条件下にて円滑に環化反応が進行することを見出した.Boldwin則によれば6-endo環化は困難であるが,フラバノール骨格構築の場合は,隣接する高電子密度芳香環からの電子供与のため円滑に環化反応が進行した.これまでの成果によりベンゾジオキサン骨格とフラバノール骨格の構築法を確立できたので今後これらの方法論によりホベニン類の全合成を達成する予定である.1.シュードテスガノール,ホベニンの全合成経路の確立:今年度の結果を基盤としてシュードテスガノール,ホベニンの全合成を達成する.これらの合成では,今年度にフラバノノール骨格の構築法を確立しており,この方法とプリンセピン,イソプリンセピンにて確立した方法を併用することで全合成が達成可能と考えている.2.複合型ポリフェノール類の生物活性評価と誘導体化合成した複合型ポリフェノールとその合成中間体を,抗インフルエンザ試験,LDLコレステロール抗酸化試験,抗エストロゲン作用試験などの生物活性試験に提供する.

生物活性試験の結果を誘導体合成へフィードバックし,複合型ポリフェノールの化合物ライブラリーを構築する.さらに,構造活性相関研究を行うことで構造の簡略化,より高い生物活性を持つ誘導体を創出する.研究が計画より速く進んだ場合は,同位体ラベル化や蛍光プローブ化を行い,体内動態研究に化合物を提供する.
分裂酵母の減数分裂制御に関わる新規Cdc7/Dbf4キナーゼ複合体の解析

ある遺伝子の周辺で働く遺伝子を取得するためには、完全に機能を失っている変異よりも部分的に機能を失っているような変異株の形質を使うとより効率がいいことが知られている。元々取得されていたspo4-B4変異株とspo4遺伝子破壊株は形質が非常に似ているので、spo4-B4変異株は機能をほとんど失っていると考えられた。そこでspo4遺伝子にin vitroでランダムに変異導入して、20°Cでは胞子を作ることが出来るが、30°Cでは作ることが出来ない温度感受性胞子形成欠損変異株の取得をこころみた。約50000のコロニーから約5000の胞子欠損spo4変異株を取得した。そのうち10株は先に述べた温度感受性を示した。取得した全ての変異遺伝子の変異点を決定したところいずれもミスセンス変異でそれらは6種類に分類された。このうち5つについては11個のプロテインキナーゼサブドメインのいずれかに入っていた。また、Cdc7キナーゼファミリーに見られる特徴的なキナーゼインサーションドメイン内に変異が入っているものも1つ見られた。spo4破壊株では前胞子膜形成は全く起こらないことがわかっているが、前胞子膜マーカーであるGFP-Psylを用いて取得した変異株の前胞子膜形成を観察したところ、制限温度で前胞子膜形成が全く起こらないものと前胞子膜形成の開始は起こるが、その後の伸長に欠損があるもののいずれもが含まれていた。このことから、Spo4は第二減数分裂の進行に必要なだけではなく、前胞子膜形成に関与していることが明らかになった。Cdc7キナーゼファミリーが膜形成に関与していることを示した例はこれが初めてである。