hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小細胞肺癌の遠隔転移形成機構の解析

昨年度までの研究により、「DMS273由来の高転移性亜株で高発現している膜タンパク質」1種と、「自然転移モデルの転移巣でより高発現する膜タンパク質」1種がそれぞれ当モデルでの遠隔転移形成を促進することを明らかにしてきた。平成30年度も「これまでに得た転移関連因子候補のin vivo評価と機能解析」を主に実施した。まず、これら2種の転移促進因子の転移促進メカニズムの解析を行った。本研究ではNK細胞の活性が高いヌードマウスを用いてきたため、NK細胞への抵抗性の増強が転移促進をもたらしている可能性を考え、2種の転移促進因子のNK細胞への抵抗性への寄与を検討した。上記の因子を強制発現あるいはノックダウンしたDMS273細胞を蛍光色素CalceinAMで標識し、ヒトNK様細胞株あるいはヌードマウスから分離しサイトカイン刺激で活性化したマウスNK細胞とインキュベートした。インキュベート後、NK細胞により傷害を受けたDMS273細胞から培地中に漏出した蛍光色素を定量した。現在のところ検討した条件下では優位な変化は見られなかった。さらに、上記の因子のうち1種についてはDMS273細胞のノックダウン株をヌードマウスに尾静脈注入して転移能を検討し、やはり転移形成が低下することを確認した。また、脳転移解析により適したモデルを開発するために、現在自然転移モデルに用いているDMS273以外の複数のヒト小細胞肺癌細胞株について免疫不全マウスへの異種移植での転移能を検討した。その結果、そのうちの一つの細胞株が尾静脈注入すると脳を含め全身に多くの転移巣を形成することを見出した。現在のモデルでは脳転移解析には転移頻度や脳転移巣の大きさがやや不十分であるため、他のヒト小細胞肺癌細胞株を検討し、脳転移形成能が高くなりうる細胞株と宿主マウスの組み合わせを見出した。一方、予定していたshRNAライブラリーを用いたin vivo機能スクリーニングの系の立ち上げが遅れており、スクリーニングを実施できなかった。また、これまでに得た転移促進因子2種の転移への関与機構については、解析を行ったものの結論は得られていない。最終年度である次年度では、以下の3つの実験を集中的に進める予定である。A;現在得ている転移促進因子2種の作用機構の解析;これまでノックダウン株や強制発現株を作成してNK細胞やサイトカインに対する応答、あるいは細胞外基質タンパク質への結合能などを検討したが、顕著な変化は認められなかった。そこで次年度は、上記因子の欠失変異体を作成してDMS273細胞に発現させ、転移能への影響を検討する。転移能に重要な部位が見つかった場合には、その部位に結合するタンパク質を探索する。B; shRNAライブラリーによる機能的スクリーニング;高転移性亜株にCellecta社製shRNAライブラリーレンチウイルスを感染させ、選択培地中で20代程度継代し、in vitroでの細胞増殖を抑制するshRNAを排除した細胞集団(A)を作成する。それをヌードマウスの脳実質に移植し、形成された脳腫瘍巣と(A)から各々RNAを回収し、含まれるshRNA配列を次世代シーケンサーで解析する。この実験により、脳転移形成の最終過程である脳への生着に重要な遺伝子を同定する。C;新たな脳転移モデルの開発;昨年度見出した、免疫不全マウスにおいて著しい転移能を示したヒト小細胞肺癌細胞株について、in vivo選択法によって、より脳に転移しやすい株の樹立を試みる。平成29年度は主に「これまでに得た転移関連因子候補のin vivo評価と機能解析」を実施した。研究代表者らはこれまでの研究の過程で、「DMS273由来の高転移性亜株と親株の発現プロファイル比較」から膜タンパク質2種を、自然転移モデルでの「同所移植巣と骨転移巣・副腎転移巣の腫瘍細胞間の発現比較」により膜タンパク質1種とsmall GTPaseタンパク質1種を、転移関連因子候補として見出していた。これら4種の候補因子について、実際に転移に影響するかを検討するために、それぞれに対応するshRNAを作成し、高転移性亜株に導入して遺伝子ノックダウン株4種を樹立した。これらのノックダウン株をヌードマウス肺に移植して自然転移モデルを作成したところ、膜タンパク質2種についてはノックダウンによる遠隔転移形成頻度の低下が認められた。次にこれら2種の膜タンパク質について、親株にそれぞれcDNAを導入して強制発現株を樹立し、自然転移モデルを作成したところ、遠隔転移形成頻度の上昇がみられた。さらにこれらの強制発現株について、ヌードマウスの尾静脈への注入による実験転移モデルを作成したところ、やはり肺転移形成頻度が上昇した。一方、ヌードマウス皮下への移植実験による腫瘍形成実験では、in vivoでの腫瘍増殖能には変化がなく、in vitroでも増殖速度や足場非依存性増殖能などには影響は見られなかった。以上の結果から、4種の候補因子のうちの膜タンパク質2種はそれぞれ本モデルにおいて腫瘍増殖に影響せずに転移巣形成を促進する因子であると考えられた。平成29年度研究実施計画に記載した「脳転移巣と同所移植巣の遺伝子発現比較」については、今年度は同所移植モデルの脳転移巣サンプルが十分量回収できなかった為、実施出来なかった。本課題の交付申請書の平成29年度研究実施計画に記載した内容のうち、「これまでに得た転移関連因子候補のin vivo評価と機能解析」については、4種の転移関連因子候補のうちの2種の膜タンパク質が転移を促進する因子であることを明らかにすることが出来ており、これについては計画通りの進捗状況といえる。

一方、「脳転移巣と同所移植巣の遺伝子発現比較」については必要量の脳転移巣サンプルを回収出来なかった為、発現比較実験を実施できなかった。以上の進捗状況から、「やや遅れている」と評価した。昨年度までの研究により、「DMS273由来の高転移性亜株で高発現している膜タンパク質」1種と、「自然転移モデルの転移巣でより高発現する膜タンパク質」1種がそれぞれ当モデルでの遠隔転移形成を促進することを明らかにしてきた。平成30年度も「これまでに得た転移関連因子候補のin vivo評価と機能解析」を主に実施した。まず、これら2種の転移促進因子の転移促進メカニズムの解析を行った。本研究ではNK細胞の活性が高いヌードマウスを用いてきたため、NK細胞への抵抗性の増強が転移促進をもたらしている可能性を考え、2種の転移促進因子のNK細胞への抵抗性への寄与を検討した。上記の因子を強制発現あるいはノックダウンしたDMS273細胞を蛍光色素CalceinAMで標識し、ヒトNK様細胞株あるいはヌードマウスから分離しサイトカイン刺激で活性化したマウスNK細胞とインキュベートした。インキュベート後、NK細胞により傷害を受けたDMS273細胞から培地中に漏出した蛍光色素を定量した。現在のところ検討した条件下では優位な変化は見られなかった。さらに、上記の因子のうち1種についてはDMS273細胞のノックダウン株をヌードマウスに尾静脈注入して転移能を検討し、やはり転移形成が低下することを確認した。また、脳転移解析により適したモデルを開発するために、現在自然転移モデルに用いているDMS273以外の複数のヒト小細胞肺癌細胞株について免疫不全マウスへの異種移植での転移能を検討した。その結果、そのうちの一つの細胞株が尾静脈注入すると脳を含め全身に多くの転移巣を形成することを見出した。現在のモデルでは脳転移解析には転移頻度や脳転移巣の大きさがやや不十分であるため、他のヒト小細胞肺癌細胞株を検討し、脳転移形成能が高くなりうる細胞株と宿主マウスの組み合わせを見出した。一方、予定していたshRNAライブラリーを用いたin vivo機能スクリーニングの系の立ち上げが遅れており、スクリーニングを実施できなかった。また、これまでに得た転移促進因子2種の転移への関与機構については、解析を行ったものの結論は得られていない。平成29年度に2種の膜タンパク質が転移を促進することを確認できたので、両膜タンパク質についての解析をすすめる。ノックダウン株あるいは強制発現細胞について、細胞外基質への接着性やサイトカイン類への応答性、血管内皮細胞等との共培養系での増殖性等を検討し、転移促進のメカニズムを解析する。それらに加えて、他のヒト小細胞肺癌細胞株(NCI-H69など)でもノックダウン株あるいは強制発現細胞を作成し、転移への寄与を確認する。また、平成30年度からはゲノムワイドshRNAライブラリーを用いたin vivo機能スクリーニングの系を立ち上げる。まず、Cellecta社製shRNAライブラリーレンチウイルスを高転移性亜株に感染させる。shRNA
URM壁の面外転倒を含むRC造架構の耐震性能および耐震補強手法に関する実用化研究

近年世界各地で内蔵無補強組積造壁(URM)壁の面外転倒破壊が多発している。そこで本研究では,内蔵URM壁の破壊メカニズムの究明および壁体の面外転倒メカニズムに基づいた耐震補強手法の提案を主目的とする。この目的を達成するために,平成26年度は,URM壁付きRC造架構の面内実験を行い,URM壁の架構全体への耐震性能寄与分を定量的に明らかにした。平成27年度は,本研究で提案した壁体への補強材(タイシステム)の有無をパラメータとした面外振動台実験を計画・実施した。平成28年度は,振動台実験結果を分析し,壁体の面外破壊メカニズムの評価および本研究で提案した耐震補強システムの有効性を明らかにした。近年世界各地で無補強組積造壁を含むRC造建物が大きな被害を受けており,特に内蔵無補強組積造壁の面外方向への転倒破壊が多発している。この種の建物の地震被害を軽減するためには,まず内蔵無補強組積造壁の面内方向への耐震性能を明らかにした上で,さらに面外転倒メカニズムを評価する必要がある。そこで本研究では,内蔵無補強組積造壁の耐震性能の把握のための面内方向への静的実験および面外転倒メカニズムの評価ための振動台実験を行い,これらの実験結果が再現できる解析ツールを開発を通じて,URM壁付きRC造架構の破壊メカニズムを明確にするとともに,壁体の面外転倒メカニズムに基づいた耐震補強手法の提案を主目的とする。この目的を達成するために,本年度はまず,既に実施した1層1スパン内蔵無補強組積造壁の面内方向への静的実験より明らかになった無補強組積造壁の全架構耐力に対する寄与分を踏まえ,1/4スケールの連層および連スパン縮小試験体をそれぞれ製作し,その静的加力実験を実施した。全組積ユニットに貼付した3軸歪ゲージデータから各壁体の対角圧縮ストラットの形成角度や等価幅およびそれに基づく負担せん断力が明らかになり,本評価手法による各壁体と各柱のせん断力の和は実験結果の荷重ー変形関係を精度よく再現することができた。現在,面外方向への振動台実験を実施中である。今年度の実験およびその分析結果を踏まえ,次年度以降は耐震補強手法の提案およびそれを取り入れた面外方向への振動台実験を実施するとともに,これらの実験結果がシミュレーション可能な解析ツールを開発予定である。近年世界各地で無補強組積造(URM)壁を含むRC造建物が大きな地震被害を受けており,特にURM壁の面外方向への転倒破壊が多発している。この種の建物の地震被害を軽減するためには,まずURM壁の面内方向への耐震性能を明らかにした上で,さらに面外転倒メカニズムを評価する必要がある。そこで本研究では,URM壁の耐震性能の把握のための面内方向への静的実験および面外転倒メカニズムの評価のための振動台実験を行い,これらの実験結果が再現できる解析ツールを開発し,URM壁付きRC造架構の破壊メカニズムを明確にするとともに,壁体の面外転倒メカニズムに基づいた耐震補強手法の提案を主目的とする。この目的を達成するために,昨年度は,URM壁を有する1/4スケールの連層および連スパンRC造縮小試験体を対象に静的加力実験を実施した。実験結果の分析により,URM壁を対角圧縮ストラットに置換可能な復元力特性の簡便な評価手法を提案し,実験結果との整合性を確認した。今年度は,本研究で提案した壁体への補強材(タイシステム)の有無をパラメータとした壁体の面外転倒メカニズムの評価のための振動台実験を行い,現在,その実験結果の詳細な分析を行っている。また,同時並行して,これらの実験結果がシミュレーション可能な解析ツール(応用要素法(AEM,Applied Element Method))を開発している。来年度は,今まで行った実験結果を総合し,面外転倒メカニズムを含むURM壁の復元力特性を提案するとともに,これらの挙動が再現可能な解析ツールを完成させる予定である。本研究の目的を達成するために本年度までに設定した目標は,耐震補強材なしの振動台実験までを計画していたが,来年度に計画していた耐震補強材を有する振動台実験も実施した。近年世界各地で無補強組積造壁(URM)壁を含むRC造建物が大きな地震被害を受けており,特にURM壁の面外方向への転倒破壊が多発している。そこで本研究では,URM壁の耐震性能の把握のための面内方向への静的実験および面外転倒メカニズムの評価のための振動台実験を行い,URM壁付きRC造架構の破壊メカニズムを明確にするとともに,壁体の面外転倒メカニズムに基づいた耐震補強手法の提案を主目的とする。この目的を達成するために,研究実施初年度である平成26年度は,URM壁を対角圧縮ストラットに置換可能な復元力特性の簡便な評価手法を提案し,実験結果との整合性を確認し,URM壁の面内方向の耐震性能への寄与分を明らかにした。引き続き平成27年度は,本研究で提案した壁体への補強材(タイシステム)の有無をパラメータとした壁体の面外転倒メカニズムの評価のための振動台実験を計画・実施した。研究最終年度である平成28年度では,昨年度に実施した振動台実験結果を分析し,壁体の面外方向への破壊メカニズムを評価するとともに,本研究で提案した補強システムの有効性を明らかにした。

近年世界各地で内蔵無補強組積造壁(URM)壁の面外転倒破壊が多発している。そこで本研究では,内蔵URM壁の破壊メカニズムの究明および壁体の面外転倒メカニズムに基づいた耐震補強手法の提案を主目的とする。この目的を達成するために,平成26年度は,URM壁付きRC造架構の面内実験を行い,URM壁の架構全体への耐震性能寄与分を定量的に明らかにした。平成27年度は,本研究で提案した壁体への補強材(タイシステム)の有無をパラメータとした面外振動台実験を計画・実施した。平成28年度は,振動台実験結果を分析し,壁体の面外破壊メカニズムの評価および本研究で提案した耐震補強システムの有効性を明らかにした。本研究の目的を達成するために本年度に設定した目標は,面外方向への振動台実験までを計画したが,その目標は年度内に達成しており,さらに当初の計画ではなかった2層および2スパン試験体を用いた静的実験を行い,申請者が1層1スパン実験結果から提案した圧縮ストラット推定手法が2層や2スパンにも適用可能であることを確認している。来年度は,申請者の計画とおり,今年度に実施した面外振動台実験結果を詳細に分析し,面外転倒メカニズムを含むURM壁の復元力特性を提案するとともに,これらの挙動が再現可能な解析ツール(応用要素法(AEM,Applied Element Method))を完成させる予定である。建築構造学来年度以降は,申請書の計画とおり,今年度の面内静的実験および面外振動台実験の分析結果を踏まえ,面外転倒を防止する耐震補強手法を提案し,その手法を取り入れた面外方向への振動台実験を実施する。また,これらの実験結果がシミュレーション可能な解析ツール(AEM,(Applied Element Method,応用要素法))を開発する予定である。
高耐力・高靭性な木質系軸組構法建築物を可能とする接合構法の開発

本研究では、木造軸組み構法建築物の規模に応じて、軸部材同士を強固にかつ粘り強く接合できる接合構法を開発することを目的とした。始めに、戸建て住宅用としては、直径25mm、長さ120mmの小型ラグスクリューボルト(以後LSBと記す)を用いて、土台の割裂を起こさない筋違システムを新たに開発した。壁長さ91cm、高さ273cmの筋違入り軸組み壁体の水平加力実験を行い、筋違システムの剛性、耐力、粘りを評価した。その結果、新開発筋違システムの性能は従来の筋違金物を用いたシステムに比較して、押し引きとも壁倍率3.0以上を達成したが、最大耐力、粘りにおいて10%程度引き荷重時の性能が低い結果となった。次に、中規模な事務所やレストラン、商業建築物や狭小間口木造3階建て住宅を対象に、比較的金物使用量の少ない、既開発済みの半剛節接合法を取り上げ、それらの接合性能を実大規模の架構実験を通して評価した。また、独自開発によるモーメント抵抗用接合具として、直径30mm、長さ280mmのLSBを試作し、ベイマツ集成材の木口打ち時と側面打ち時の引き抜き耐力実験を行った。木口打ちの場合は側面打ちに比べて剛性が26倍程度高かった。一方、側面打ちの場合は木口打ちの場合より耐力が2倍程度大きかった。いずれの場合も、単位埋め込み面積当たりの引き抜き剛性と引き抜き耐力はほぼ一定値をとることが分かったため、骨組み架構に要求される性能から逆に、LSBに必要される直径、埋め込み長さ、およびその集成材断面内配置を設計可能であることが分かった。最後にこれらのデータに基づいて、スパン360cm、高さ2.7mのベイマツ集成材門型ラーメン架構を製作し、水平加力実験を行いその剛性・耐力がほぼ予想どうりであることを確認した。以上の一連の研究を通じて、本課題が目指した高耐力で高靭性な木質系軸組み構法建築物を可能とする合理的な接合構法が開発された。1.引張・圧縮ともに効く筋違金物の開発:既往の筋違金物を参考に、偏心荷重を受けず、かつ引張、圧縮にも同程度に剛性・耐力を発揮できるボルト接合型筋違金物を試作した。材質はダクタイル鋳鉄を用い、105mm角の筋違を1本の直径12mmドリフトピンで接合する形式とした。筋違と金物の接合方法として、プレート挿入型とバイブ挿入型の2種類を試作した。壁長さ910mm、高さ2730mmの片筋違付き耐力壁を130mm角のベイマツ集成材を用いて作成し、静的正負繰り返し水平加力実験を行った。筋違を接合しているドリフトピンの端距離を基準ぎりぎりの7d(d:直径)とした結果、引張力を受ける場合の方が、圧縮力を受ける場合より、最大耐力、靭性が少し低下した、しかし耐力壁としての性能は構造用合板を釘打ちしたものに匹敵することが確認できた。次年度では引張力に対してより高耐力、高靭性となるよう筋違端部の端距離を10dに改良して同様の実験を行う予定である。2.ラグスクリューボルトの改良:既往のラグスクリューボルト(以後、RBと記す)の軸内部に雌ネジを加工した新たな接合具を開発した。

埋め込み長さを50mmから280mmまで変化させたRBの引き抜き耐力実験をベイマツ集成材を対象に行った。単位埋め込み長さ当たりの最大引き抜き耐力は一定値となった。また、その値は、RBが埋め込まれている面積に木材の最大せん断応力度を掛けた値にほほ等しかった。一方、引き抜きすべり係数は埋め込み長さに比例する傾向が認められた。さらに、2本のRBを埋め込んだモーメント抵抗接合部を試作し、その予備的な強度実験を行った。RBからは破壊しなかったが、RBと接合している引張ボルトの座金のめり込み等によって予備試験体は破壊し、総合的な面からモーメント抵抗接合部の強度設計を行う必要性が再認識された。1.引張・圧縮ともに効く筋違い金物の開発前年度の研究では筋違端部のドリフトピン接合部の端距離がピン直径の7倍で不十分なことが判明したため、今年度はこれを10dに改良した型式の試験体について実験を行った。破壊時に筋違いが引張力を受ける型式をBrt型、圧縮力を受ける型式をBrc型と定義した。耐力壁の評価基準として重要な「壁倍率」で評価すると、Brcの場合は2.93.6倍、Brtの場合は2.93.6倍と両者は同等であった。2.ラグスクリューボルトの改良今年度は繊維平行方向にタグスクリューボルト(LSB)を埋め込んだ場合の引抜き耐力について、まず実験を行った。引抜き耐力は繊維平行方向の方が繊維直交方向の場合より小さかった。この傾向は木材接合部におけるこれまでの通例に反する結果であった。なお、引抜き剛性は通例どうり、繊維平行方向加力の場合の方が直交方向加力の場合より大きかった。試験の結果に基づいて、スパン3.6m、高さ2.7mの集成材半剛節ラーメン架構をLSBを用いて製作し、静的水平加力実験を行った。3体の試験体のいずれにおいても、柱脚接合部のLSBが最初に破壊した。その時の最大耐力はLSB単独の引抜き耐力から予想される荷重より幾分低く、曲げの影響が無視できないことが看守された。全体的にみれば、ほぼ目標どうりの接合構法が開発できたと言える。
ＸＦＥＬを用いた多孔性金属錯体の時間分割Ｘ線構造解析

申請者は液化水素製造に伴う問題であるボイルオフ問題の解決のために、高電場勾配を有する配位不飽和金属イオン(OMS)で囲まれたナノ空間物質を開発し、気体状態での超高速核スピン転換を実現する新規多孔性金属錯体(MOFs)の開発を行った。{Fe(2,2'-bpy)[Ni(CN)4]}(MOAM-Fe)は77Kで選択的なO2吸着挙動が観測された。選択的O2吸着特性を発現した原因について分光学的測定により評価した。O2雰囲気下IR測定においてCNバンドの高波数シフトが確認した。これは吸着されたO2分子が構造体中のOMSと相互作用していること示唆している。また、O2雰囲気下Raman分光測定では1500cm-1付近に吸着されたO2と帰属されるバンドが観測された。SEMと蛍光X線分析測定では構造体中に欠損が多く、OMSも多く存在していることがわかった。以上、MOFsの構成成分を適切に選択することで構造体中の欠損によるOMSの増加が選択的ガス吸着に有効であることが明らかとなった。これらの結果より、水素核スピン転換におけるOMSによる摂動印加のための新たな分子設計の知見を得た。また、ニトロプルシドを構成成分とする{M(4,4'-bpy)[Fe(CN)5NO]}(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn)を合成し、ガス吸着挙動について検討した。Znイオンを用いた{Zn(4,4'-bpy)[Fe(CN)5NO]}はO2をN2,Arの約22倍吸着することが明らかとなった。しかし、Fe,Co,Ni,Cuイオンを用いたMOFでは選択的酸素吸着特性は発現しなかった。{M(4,4'-bpy)[Fe(CN)5NO]}はFeIIIに配位したNOがガス分子との相互作用サイトとして機能していると考えられるためMOFsを構成する金属イオンを変えることで間接的に相互作用部位の強さを制御できることが明らかとなった。本年度は、ガス分子に強い摂動を印加可能な相互作用部位を組み込んだ多孔性配位高分子(MOFs)を合成し、さまざまなガス吸着測定を行うことでその相互作用部位のガス分子への影響をガス雰囲気下におけるRaman、IRスペクトルおよびSPring-8での粉末X線回折の温度可変in situ測定により詳細に調べ、選択的ガス吸着挙動の発現機構について検討した。2次元系{Fe(2,2'-bpy)[Ni(CN)4]}では構造体中の欠損を意図的に作製することで酸素ガスに対して活性な相互作用サイトによる高い酸素吸着選択性を見出した。また、3次元系{Co(pz)[Pt(CN)4]}では酸素吸着に伴う多段階構造変化と細孔内での酸素分子の三量化が示唆された。この化合物についてSPring-8における粉末X線回折から得られたデータを基に吸着時のリートベルト構造解析を行った。その他にも、ニトロプルシドを構成成分として用いた多孔性配位高分子の選択的酸素吸着挙動発現にも成功した。今回得られた知見は、種々のガス分子に対する相互作用サイトの親和性を配位環境の調節により自在に制御できることを示すものであり、研究課題の対象ガスである水素分子に対しても応用可能な優良な結果である。本年度は、1,2年目で得られた情報をもとに水素核スピン偏極による生体原子核の高感度測定に指向した応用材料の開発を本格的に進める。光活性前駆体を導入した新規多孔性金属錯体を合成する。光の透過度を考えて、多孔性金属錯体の金属イオンは、励起光の吸収帯を避けZnIIなどを用いる。有機配位子には、光活性基を有するカルボン酸誘導体や1,4-ビピリジルベンゼン誘導体を用いる。それぞれ光反応後は、ナノ空間にラジカル、カルベン、ナイトレンを生成し、H2に対して強電場を印加できるようなオルソ・パラ高速転換場を創製する。また光活性化によるナノ空間の電場変化は、フェムト秒からピコ秒領域で起こるとされている。光によるナノ空間の活性化の直接観察を行うため、XFELの超短パルスX線を用いて実験を行い、H2捕捉過程の解明、活性種とH2が相互作用する前駆現象を観測する。H2の液化技術はその沸点が天然ガスと比較して90 K以上も低いために格段に難しいだけでなく、液化したH2が自発的に発熱して蒸発してしまうH2特有の問題(ボイルオフ問題)があるため「液化する前」にオルソH2からパラH2への転換を完了する必要がある。しかし、現在これを高効率かつ高速で行う触媒は存在していない。そこで、申請者は、高電場勾配を有する配位不飽和金属イオン(OMS)で囲まれたナノ空間物質を開発し、気体状態での超高速核スピン転換を実現する材料創製に取り組んだ。我々はガス分子に強い摂動を印加できると期待されるOMSを有するPCPs Fe(2,2'-bpy)[Ni(CN)4] (MOAM-Fe)を合成し、そのOMSの有効性をガス吸着測定ならびにガス雰囲気下in situ分光測定により評価した。77 Kで酸素(O2)窒素(N2)、アルゴン(Ar)の吸着測定を行なったところ、O2はN2、Arよりも5倍以上吸着することが明らかとなった。MOAM-

FeのIR測定において、吸着されたO2分子がNiIIイオンと相互作用していること示唆された。また、MOAM-Mの可視紫外分光測定ではMOAM-FeのみでMLCTが観測された。さらに、MOAM-FeのRaman測定では吸着されたO2のバンドが観測された。以上の結果より、O2が吸着されてNiIIと相互作用すると、活性状態であるFeII-2,2'-bpyからCNイオンを経由してO2に電子が移動することで吸着が促進されたと考えられる。以上、PCPs構成成分を適切に選択することでOMSとガス分子の相互作用の制御に成功した。これらの結果より、水素オルソーパラ転換におけるOMSによる摂動印加のための新たな分子設計の知見を得た。本年度は、吸着したガス分子に摂動を印加することが期待される配位不飽和金属イオンに囲まれたナノ細孔を有するシアノ架橋型多孔性配位高分子を合成し、さまざまなガス吸着測定を行うことでその配位不飽和金属イオンのガス分子への影響を詳細に調べた。さらに、ガス雰囲気下において、Raman, IRスペクトルおよびSPring-8における粉末X線回折の温度可変in situ測定から、選択的ガス吸着挙動の発現機構について検討した。2次元系では金属イオン種に依存した高い酸素吸着選択性を見出した。さらに、3次元系では酸素吸着に伴う多段階構造変化と細孔内での酸素分子の三量化が示唆された。他にも、プルシアンブルー型多孔性配位高分子の選択的酸素吸着挙動発現にも成功した。水素に関する進展はあまりないが、今回得られた知見は、種々のガス分子に対する配位不飽和金属イオンの相互作用を配位環境の調節により自在に制御できることを示すものであり、水素分子に対しても応用可能だと考えられる。申請者は液化水素製造に伴う問題であるボイルオフ問題の解決のために、高電場勾配を有する配位不飽和金属イオン(OMS)で囲まれたナノ空間物質を開発し、気体状態での超高速核スピン転換を実現する新規多孔性金属錯体(MOFs)の開発を行った。{Fe(2,2'-bpy)[Ni(CN)4]}(MOAM-Fe)は77Kで選択的なO2吸着挙動が観測された。選択的O2吸着特性を発現した原因について分光学的測定により評価した。O2雰囲気下IR測定においてCNバンドの高波数シフトが確認した。これは吸着されたO2分子が構造体中のOMSと相互作用していること示唆している。また、O2雰囲気下Raman分光測定では1500cm-1付近に吸着されたO2と帰属されるバンドが観測された。SEMと蛍光X線分析測定では構造体中に欠損が多く、OMSも多く存在していることがわかった。以上、MOFsの構成成分を適切に選択することで構造体中の欠損によるOMSの増加が選択的ガス吸着に有効であることが明らかとなった。これらの結果より、水素核スピン転換におけるOMSによる摂動印加のための新たな分子設計の知見を得た。また、ニトロプルシドを構成成分とする{M(4,4'-bpy)[Fe(CN)5NO]}(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn)を合成し、ガス吸着挙動について検討した。Znイオンを用いた{Zn(4,4'-bpy)[Fe(CN)5NO]}はO2をN2,Arの約22倍吸着することが明らかとなった。しかし、Fe,Co,Ni,Cuイオンを用いたMOFでは選択的酸素吸着特性は発現しなかった。{M(4,4'-bpy)[Fe(CN)5NO]
光に起因する電子・イオンダイナミクスに対する実時間シミュレーション法の開発

本研究の目的は、時間依存密度汎関数理論に基づき、光と物質の相互作用に関するミクロな理解を発展させる上で有効な多電子の量子ダイナミクスを記述する汎用のシミュレータを開発することである。これまで、実空間・実時間法により電子波動関数を時間発展させ、各時刻にイオンに働く力を用いてイオン運動を行う、電子とイオンの運動を結合させたシミュレーションプログラムを開発し、超並列計算機を用いた計算の有効性を検証してきた。本年度は本研究の最終年度として、サイズの大きい分子の光応答に対する計算例としてフラーレンC_<60>の光吸収計算を行い、また分子や誘電体とパルスレーザーの相互作用に対する計算例として、フラーレンのクーロン爆発やダイヤモンドのコヒーレントフォノン生成メカニズムを検証する計算を行った。フラーレンの振動子強度に関しては、十分広い空間で計算を遂行することにより、電子のイオン化に対する境界条件を正しく考慮し収束した分布が得られることを確認した。計算からフラーレンの球殻構造を反映して高い励起エネルギー領域まで離散的な構造が現れることを示し、それらが実験的な測定結果を高い精度で再現することを示した。このようにして、本研究で開発された計算コードが比較的大きな分子の振動子強度分布を定量的に調べる上で、極めて優れた方法であることが分かった。強いパルスレーザーのもとでの運動に関しては、フラーレンのクーロン爆発に対する予備的検討を行い、このサイズの系で必要となる計算リソースを見積もった。誘電体との相互作用に関しては、本研究で開発した方法が、コヒーレントフォノン生成の理解に有効であることを明示した。本研究は、時間依存密度汎関数理論に基づき光と物質の相互作用に関するミクロな理解を発展させる上で有効な、多電子の量子ダイナミクスを記述する汎用のシミュレータを開発することである。本年度は、実空間・実時間法に基づく電子波動関数の時間発展と、各時刻にイオンに働く力によるイオン運動を結合させたシミュレーションプログラムに対して、超並列計算機を用いた効率的な計算が可能であることの検証、及び強レーザー場中に置かれた原子・分子・固体のシミュレーションを効率的に行う計算コードの改良を行った。超並列計算機による効率的な計算に関しては、強レーザー場中で起こる分子のクーロン爆発を例に検証を行った。最も計算時間を要する箇所は、電子波動関数へのラプラシアンの演算であることが明らかとなり、その部分の通信・演算効率の向上を検討した。現在、計算と通信の比が7:3程度まで改善し、大規模系に対して超並列計算機が有効となる計算コードが得られている。超短パルスレーザーと固体の相互作用に関しては、これまで第一原理計算による取り組みがなく、今後多いに発展が期待できる分野である。この分野で当面の取り組みの対象となる光絶縁破壊とコヒーレントフォノン生成を例に、必要とされる計算コードの改善を行った。具体的には、光による励起電子数の適切な定義を見出し計算コードに実装したこと、様々な物質に対する計算パラメータ(空間刻み、時間刻み、k点数)に関する収束性の検討、コヒーレントフォノンの計算において結晶群の対称性を計算に取り入れるための検討、が挙げられる。
ダウン症候群関連遺伝子の解析

平成5年度までにヒト第21染色体のダウン症候群関連領域(DSCR;D21S17-D21S55-ETS2)に含まれる884個のコスミドを同定し、19のサブ領域に分類した。平成6年度はダウン症の原因となる遺伝子を同定するためにエキソントラッピング法を用いてこの領域からの未知遺伝子の単離を試みた。プールしたコスミドDNAを材料としてベクターpSPL3を用いてエキソントラッピングを行った。得られたエキソンは塩基配列を決定し、ホモロジー検索を行った。現在までに150種類以上のエキソンが得られている。ほとんどは未知のものであったが、非常に興味深いことにショウジョウバエの中枢神経系の発生に重要な機能を果たす転写調節因子の遺伝子であるsingle-minded(sim)と高い相同性を示す5個のエキソンもこれらの中に含まれていた(ヒトSIM遺伝子と名付けた)。ショウジョウバエのSim蛋白はbasic-helix-loop-helix(bHLH)ドメインおよびPAS(Per-Arnt-Sim)ドメインを持つ転写制御因子であるが、5個のヒトSIMエキソンにコードされる蛋白のアミノ酸配列はショウジョウバエのSim蛋白の両ドメインと非常に高い相同性を示した(6088%)。ショウジョウバエのsim遺伝子と同様にヒトSIM遺伝子も中枢神経系の発生初期に転写制御レベルで重要な機能を果たす可能性が高く、ダウン症の主要な症状の一つである精神遅滞との関連で非常に興味深い。現在マウス胎児cDNAライブラリーよりSIMcDNAをクローニングし,塩基配列を解析中である。今後は、SIM以外の未知遺伝子についてもcDNAのクローニング・塩基配列の決定を行い、ダウン症との関連を追究する予定である。
携帯電話システムの医学教育への応用

平成19年度は,平成18年度に作成した携帯電話のメール機能を利用したメーリングリストのシステムを利用し,学生の協力を得て更なる試験を実施した.学生の反応は即時応答性が高いことが実証され,またテュートリアル形式の授業の評価コメントを送ったり,授業の宿題など重要なお知らせを通知したりといった使用法については,学生へのアンケートの結果,学生にとっては有用性が高いことが判明した.携帯電話のメール機能を学生への連絡や呼び出しに使うという方法について,学生側の通信費の負担感について調査を行った結果,データ(パケット)量の多いWeb形式よりはメールの方が負担感は少ないものの,ある程度考慮して欲しいという意見が大勢であった.ただし,自分にとって有用な情報は紙の掲示だけでなく携帯メールにも送って欲しいという意見も多く,通信費の問題はあるものの,一方で学生の欲しがる情報を与えていれば,他方で教育目的の活用も受け入れられるであろうという示唆を得た.本学では学生個人のノートパソコンを必携化しているため,通信費の負担が理由で携帯電話のメール機能を利用したくない学生は,本学より付与されるパソコンの電子メールアドレスを利用すればよく,メール機能を教育目的に利用する基盤は整っていると考えられた.平成19年度は更に,簡易なMCQなどの小テストをメールとして発信し,その返信を自動収集・集計する機能を新たに追加して,学生に対してその使い勝手や有用性について検証を行った.検証の結果,Questionメールに対するAnswerメールの対応付けに大きな問題があることが判明した.例えば,複数の教員から同学年の学生に同時期にQuestionメールが発信された場合に,学生がそれぞれに回答した時,どのメールがどのQuestionに対応しているかの判断をどのように解決するか,という問題である.この問題に対し,本文の先頭にQuestionを一意にする番号(制御コード)を付加し,返信時にもそれをそのまま付けた形で返す方式を採用したが,学生側がこれをよく理解していないため,この制御コードを返信時に削除してしまう事態が多発してしまった.他の方式も検討したが,いずれも学生に周知しておかなければならない何らかのルールを設定する必要があり,メールのみでは最良の解決策は考えられなかった.したがって,小テストについてはメール内にWebページへのリンクを掲載し,Web側で回答させるのがよりよい解決方法ではないかという結論に至った.平成18年度は,金沢医科大学の学生に対する携帯電話の使用状況および教育的利用に関するアンケート調査を行い,それに基づいて携帯電話を利用した有用な教育システムの計画立案および,プロトタイプシステムの開発までを行う計画であり,計画通りにプロトタイプシステムの開発までを完了した.アンケート調査の結果,携帯電話のメール機能を利用したメーリングリスト(ML)のシステム化が有用であろうと仮定した.学生と教員を交えた様々なグループ構成でMLを設置でき,MLを通じて教員からの連絡を送ったり,学生からの質問を受けたりすることができるというものである.MLの設置および参加は,携帯電話のWeb機能を利用して容易に操作できる形とし,教員側からの要請によりシステム管理者側で一括して設置・参加させることも可能とした.プロトタイプシステムを数名の学生の協力を得て試験的に利用した.最も懸念していた携帯電話のキャリアの違い(Docomo, au, SoftBank)によるWeb機能の動作精度については,HTML形式のタグを最も標準的なものだけを利用することにより,ほぼ解消できた.メールの送受信機能については問題なく動作した.実際に学生と電子メールのやりとりをする中で,携帯電話のメールについては,パソコンのメールと異なり学生側に"暗黙の即時応答性"があることが判明した.即ち,教員側からの応答要求のあるメール送信に対し,返信が非常に早いということである.かなりの学生が頻繁に受信メールのチェックを行い,応答の必要性のあるものについては即座に返信する傾向にあることが判る.平成19年度は,更にこの即時応答性についての確認調査を行い,簡易なMCQなどの小テストをMLに発信し,その返信を自動収集・集計するようなシステムの開発ならびに試験を行い,有用性の検証を行っていく予定である.平成19年度は,平成18年度に作成した携帯電話のメール機能を利用したメーリングリストのシステムを利用し,学生の協力を得て更なる試験を実施した.学生の反応は即時応答性が高いことが実証され,またテュートリアル形式の授業の評価コメントを送ったり,授業の宿題など重要なお知らせを通知したりといった使用法については,学生へのアンケートの結果,学生にとっては有用性が高いことが判明した.携帯電話のメール機能を学生への連絡や呼び出しに使うという方法について,学生側の通信費の負担感について調査を行った結果,データ(パケット)量の多いWeb形式よりはメールの方が負担感は少ないものの,ある程度考慮して欲しいという意見が大勢であった.ただし,自分にとって有用な情報は紙の掲示だけでなく携帯メールにも送って欲しいという意見も多く,通信費の問題はあるものの,一方で学生の欲しがる情報を与えていれば,他方で教育目的の活用も受け入れられるであろうという示唆を得た.本学では学生個人のノートパソコンを必携化しているため,通信費の負担が理由で携帯電話のメール機能を利用したくない学生は,本学より付与されるパソコンの電子メールアドレスを利用すればよく,メール機能を教育目的に利用する基盤は整っていると考えられた.平成19年度は更に,簡易なMCQなどの小テストをメールとして発信し,その返信を自動収集・集計する機能を新たに追加して,学生に対してその使い勝手や有用性について検証を行った.検証の結果,Questionメールに対するAnswerメールの対応付けに大きな問題があることが判明した.

例えば,複数の教員から同学年の学生に同時期にQuestionメールが発信された場合に,学生がそれぞれに回答した時,どのメールがどのQuestionに対応しているかの判断をどのように解決するか,という問題である.この問題に対し,本文の先頭にQuestionを一意にする番号(制御コード)を付加し,返信時にもそれをそのまま付けた形で返す方式を採用したが,学生側がこれをよく理解していないため,この制御コードを返信時に削除してしまう事態が多発してしまった.他の方式も検討したが,いずれも学生に周知しておかなければならない何らかのルールを設定する必要があり,メールのみでは最良の解決策は考えられなかった.したがって,小テストについてはメール内にWebページへのリンクを掲載し,Web側で回答させるのがよりよい解決方法ではないかという結論に至った.
モデルマントル物質の超高圧下での融解とマントル深部物質構成

1)Al2O3-SiO2系の相変化について15-25GPa、1400-2500Cまでの条件下での実験的研究をおこなった。Al2SiO5組成およびAl2O3+SiO2の2種類の出発物質を用い、SiO2スティショバイト中に固溶するAl、およびAl2O3コランダム中に固溶するSiの温度および圧力依存性を系統的に明らかにした。また、これらの圧力および2000Cを越える高温領域において、未知の高圧相を見い出した。2)KAlSi3O8-NaAlSi3O8系およびCaAl2Si2O8の相関係を14-25GPa、1400-2200Cの領域まで明らかにした。特にhollandite構造の安定領域にあたえる化学組成の影響について明らかにするとともに、これらの融解に関しても実験をおこなった。これらの結果をもとにある種の隕石中のhollanditeの成因について検討をすすめている。3)かんらん岩の融解における微量元素の影響と元素分配に関してpiston-cylinder装置を用いて3GPa、1600C程度の条件まで実験をおこないつつある。特に今年度はCrの影響に関して実験を試みている。
乳児の運動制御に関する脳神経系の発達過程の解明-健常乳児・リスク早産児の比較-

寝返りを始めるまでの乳児は,覚醒時に仰向けに寝た状態で,四肢を含む全身の運動を数秒から数分にわたって行う.これは一見して規則性をつかみにくい複雑な運動でGeneral Movement(GM)と呼ばれ,臨床的な重要性が指摘されている.乳児の全身の動きは,乳児の脳神経学的な状態を知る窓口になり,その後の発達のリスクを把握することが可能だという.本年は,これまでの期間に自発運動の2次元計測を行ったlow-risk早期産児のフォローアップデータを収集し,乳児期初期におけるabnorma1なGMパターンと,1歳半3歳児時点での発達予後との関係を検討した.その結果,GMs評価は3歳時点での診断との間に高い陰性予測値を示し,フォローアップ対象となる乳児のスクリーニングテストとしては,非常に意義のある評価法であることが示唆された.さらに本年度は,GM評価と脳神経学的な発達過程との関係を調べるための基礎調査として,リーチングなどの能動的運動表出場面における全身の動かし方,および脳内活動パターンの変化を比較検討した.乳児を対象に,到達運動誘発場面における前頭部の脳内ヘモグロビン動態の計測を行ったところ,到達運動が実際に表出されるよりも前の時期にヘモグロビン動態の変化のピークが認められた.髄鞘化という観点からは未成熟であると考えられていた乳児期前期であっても,機能的にはすでに活動が見られることが示唆された.今後GM評価との関係を検討し,乳児の動きに関する脳神経学的な発達過程のモデルを検計するため.非常に意義のある研究結果が得られた.寝返りを始めるまでの乳児は,覚醒時に仰向けに寝た状態で,四肢を含む全身の運動を数秒から数分にわたって行う.これは一見して規則性をつかみにくい複雑な運動でGeneral Movement(GM)と呼ばれ,臨床的な重要性が指摘されている.しかし,その動的性質や発達における役割は明らかになっていない.本研究では,まず第1にGMの複雑さを客観的・定量的に評価し,発達障害との関係を明らかにすることを目的に研究を行った.臨床現場における早期診断に応用を考慮に入れると,限られたスペースで,短時間に記録ができる,2次元動作解析による診断法が好ましい.そこで本年度は,low-risk早期産児の自発運動の2次元計測を行った。長野県立こども病院新生児病棟の協力を得て、計39名の早期産児の記録を行った。観察時期は受胎後38週未満の時期であった。それぞれの計測では,乳児の全身の動きを15分間程度撮影した。さらにその中から、乳児が泣いていない状態で、全身を動かしている場面を5分程度抽出し、四肢の運動軌跡の時系列データを得た。Low-risk早期産児の中には,ごくわずかではあるが,後に発達障害を伴う乳児が含まれていることが予想されるため,今回記録した39名の早期産児については,今後も発達状態をフォローアップしていく予定である。満期産乳児については、福島大学にて同様の観察を行った。ただし母子の退院直後となる0ヶ月児の観察は難しく、生後1ヶ月以上の乳児を対象とした。得られた四肢の運動軌跡の時系列データをもとに、今後は早期産乳児と満期産乳児それぞれの動きの特徴を抽出し、フォローアップ状況を確認しながら発達障害との関係を考察していく予定である。寝返りを始めるまでの乳児は,覚醒時に仰向けに寝た状態で,四肢を含む全身の運動を数秒から数分にわたって行う.これは一見して規則性をつかみにくい複雑な運動でGeneral Movement(GM)と呼ばれ,臨床的な重要性が指摘されている.しかし,その動的性質や発達における役割は明らかになっていない.本研究では,まず第1にGMの複雑さを客観的・定量的に評価し,発達障害との関係を明らかにすることを目的に研究を行った.本年度も昨年度に引き続き,長野県立こども病院新生児病棟の協力を得て,low-risk早期産児の自発運動の2次元計測を行った.これまでに記録された早期産児は計45名であり,全て満期時点において運動を計測している.引き続き対象児を増やすとともに、これらの乳児の発達フォローアップを行っている.上記の乳児の中には,後に発達障害を伴う乳児が含まれていることが予想されるが,現時点ではまだ発達予後が確定されていない乳児が多い.そこで,典型的なabnormal GMの特徴を検討するために,ハイリスク児の運動を評価する方法を示した教育用ビデオ,Spontaneous Motor Activity Diagnostic Tool(The GM Trust,1997)で紹介されている正常なGM10例,および異常なGM10例の動画をPCに取りこみ,四肢の運動軌跡を作成した.典型的なAbnormal GMは四肢を同時に収縮または伸展することが多く,現在はこれらの時系列データをもとに,四肢の動きの同時性に着目した定量化を試みている.今後は,GM典型例から得られたAbnormal GMの特徴を参考に,フォローアップ状況を確認しながら発達障害との関係を考察していく予定である。寝返りを始めるまでの乳児は,覚醒時に仰向けに寝た状態で,四肢を含む全身の運動を数秒から数分にわたって行う.これは一見して規則性をつかみにくい複雑な運動でGeneral Movement(GM)と呼ばれ,臨床的な重要性が指摘されている。しかし,その動的性質や発達における役割は明らかになっていない.本研究では,まず第1にGMの複雑さを客観的・定量的に評価し,発達障害との関係を明らかにすることを目的に研究を行った.本年度も昨年度に引き続き,長野県立こども病院

新生児病棟の協力を得て,low-risk早期産児の自発運動の2次元計測を行った。これまでに記録された早期産児の中で3歳児にフォローアップ外来を受診した児は,62症例(男児29例・女児33例)となった。GMs評価については,個室または外的刺激の少ない環境で行われ,児を肌着着衣か裸の状態で仰臥位にし,斜め上方に設置したビデオカメラで児の自然な自発運動を10分間程度撮影した.ビデオ録画から,外的刺激がなく児のstate4(覚醒し機嫌良く動いている状態)の時を中心に,評価者がゲシュタルト視知覚(全体としての特性をそのまま把握する)を用いて観察評価を行った.評価が一致しない場合は2名で議論し結果を統一した.GM評価結果と3歳時点での発達予後との関係性を検討したところ,GM評価は退院時のスクリーニングテストとして,非常に有効な評価法であることが示された.GM評価結果と3歳時点での発達予後との関係性を検討したところ,GM評価は退院時のスクリーニングテストとして,非常に有効な評価法であることが示された.また昨年度に報告した運動軌跡からのGMの異常性の検出するアルゴリズムについても,今後,実際の発達予後と照らし合せて,その有効性を検討する.寝返りを始めるまでの乳児は,覚醒時に仰向けに寝た状態で,四肢を含む全身の運動を数秒から数分にわたって行う.これは一見して規則性をつかみにくい複雑な運動でGeneral Movement(GM)と呼ばれ,臨床的な重要性が指摘されている.乳児の全身の動きは,乳児の脳神経学的な状態を知る窓口になり,その後の発達のリスクを把握することが可能だという.本年は,これまでの期間に自発運動の2次元計測を行ったlow-risk早期産児のフォローアップデータを収集し,乳児期初期におけるabnorma1なGMパターンと,1歳半3歳児時点での発達予後との関係を検討した.その結果,GMs評価は3歳時点での診断との間に高い陰性予測値を示し,フォローアップ対象となる乳児のスクリーニングテストとしては,非常に意義のある評価法であることが示唆された.さらに本年度は,GM評価と脳神経学的な発達過程との関係を調べるための基礎調査として,リーチングなどの能動的運動表出場面における全身の動かし方,および脳内活動パターンの変化を比較検討した.乳児を対象に,到達運動誘発場面における前頭部の脳内ヘモグロビン動態の計測を行ったところ,到達運動が実際に表出されるよりも前の時期にヘモグロビン動態の変化のピークが認められた.髄鞘化という観点からは未成熟であると考えられていた乳児期前期であっても,機能的にはすでに活動が見られることが示唆された.今後GM評価との関係を検討し,乳児の動きに関する脳神経学的な発達過程のモデルを検計するため.非常に意義のある研究結果が得られた.
イネ篩管内での情報段たつ機構の解明-篩管内C_a依存を中心としてプロティキナーゼのクローニング

植物は外界からの刺激に反応し、その情報を他の部位に伝えるが、このような各器官間の情報の長距離輸送は中として篩管を通じて行われると考えられている。篩管は情報長距離輸送の場として重要であるが、その場合形態学的に篩部要素.伴細胞複合体は他の細胞とは原形質連絡がないことを考慮する必要がある。このことのため、植物においても、感知された情報が篩管内に到達するためには、細胞膜を介した情報のやりとりが起こっており,細胞目を介した情報の伝達には、Caイオンやプロテインキナーゼが関与していることが考えられた。本研究の目的は,篩管内に存在するCa依存性プロテインキナーゼの遺伝子を単離し、その発現調節機構を明らかにすること、および得られた遺伝子(cDNA)を篩部特異的プロモーターにつないだキメラ遺伝子を用いた形質転換植物を作成し、植物の光応答性の変化を調べることである。CDPK遺伝子の単離はRT-PCRを用いる方法で行う。すでにイネで発現するCa依存性プロテインキナーゼ遺伝子がクローニングされており,得られた遺伝子配列より相同性の高い領域が見いだされている。この部分をもとにプライマーを合成し、PCR反応により遺伝子断片の単離を行った。又、既にシロイッヌナズナより得られていたCDPKをCaに対する反応性の異なるcDNAおよびイネより得られたCDPKを篩部特異的プロモーターの下流に挿入したイネ形質転換用ベクターを作成し、アクロバクテリウムを通じてイネに導入した。また、すでにイネでしられていたCDPK遺伝子の発現を篩部特異的にに抑えた形質転換イネも作成した.現在まで少なくとも6個体の形質転換植物が得られており、環境応答の違いを確認中である.篩管ないには少なくとも3種類のCDPKが存在すると考えているが、新たにCDPKを単離するために、RACE法によるイネの新たなCDPK遺伝子の単離を、イネ維管束より調整したmRNAを鋳型にして行い、新たなCDPK候補を見い出している.植物は外界からの刺激に反応し、その情報を他の部位に伝えるが、このような各器官間の情報の長距離輸送は中として篩管を通じて行われると考えられている。また、すでにイネでしられていたCDPK遺伝子の発現を篩部特異的にに抑えた形質転換イネも作成した.現在まで少なくとも6個体の形質転換植物が得られており、環境応答の違いを確認中である.篩管ないには少なくとも3種類のCDPKが存在すると考えているが、新たにCDPKを単離するために、RACE法によるイネの新たなCDPK遺伝子の単離を、イネ維管束より調整したmRNAを鋳型にして行い、新たなCDPK候補を見い出している.植物は外界からの刺激に反応し、その情報を他の部位に伝えるが、このような各器官間の情報の長距離輸送は主として篩管を通じて行われると考えらている。篩管は情報の長距離輸送の場として重要であるが、その場合、形態学的に篩部要素.伴細胞複合体は他の細胞とは原形質連絡がないことを考慮する必要がある。このことのため、植物においても、感知された情報が篩管内に到達するためには、細胞膜を介した情報のやりとりが起こっており,細胞膜を介した情報の伝達には、Caイオンやプロテインキナーゼが関与していることが考えられた。我々は、すでにイネ篩管内にCa依存性プロテインキナーゼ(CDPK)が存在することを明らかにしてきた。特に,本年度はCDPKのcDNA遺伝子のイネ葉よりの単離を行った。既にイネ種子特異的に発現するCa依存性プロテインキナーゼ遺伝子をはじめ、多くのCa依存性プロテインキナーゼがクローニングされており,得られた遺伝子配列より相同性の高い領域をもとにプライマーを合成し、PCR反応により遺伝子断片の単離を行った。この結果,少なくとも2種類のCDPK遺伝子がイネの葉において発現していることが明らかになった。得られた片方の遺伝子断片はこれまでにしられていないスプライス部位を持つと予想され興味深い。