hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
内分泌かく乱物質共通の精子形成への作用メカニズム

昨年度の結果から、1ng/ml以上のエストラジオール17β(E2)と11-ケトテストステロン(11-KT)を同時に添加した場合、p-ノニルフェノールやジエチルスチルベストロール(DBS)等の環境ホルモンと11-KTを同時処理したときと同様、著しいセルトリ細胞の肥大化と、それに伴う生殖細胞数の減少が引き起こされることが明らかとなった。そこで、そのような条件で、精巣で特異的に誘導される遺伝子のクローニングを、cDNAサブトラクション法により試みた。E2を1ng/mlと11-KTを10ng/mlを同時に添加した培養液で15日間培養した精巣と、11-KTを10ng/mlのみを添加した培養液で15日間培養した精巣からそれぞれmRNAを抽出し、それをcDNAに変換した後、cDNAサブトラクションとディファレンシャルスクリーニングによりセルトリ細胞肥大化時に精巣で特異的に発現する遺伝子をクローニングした。その結果E2と11-KTの同時処理により16種類の精巣で発現が変化するcDNAを得ることができた。これらの中には、TDE (Tumor Differentially Expressed Protein)、アトピー性皮膚炎に関係すると考えられるETEA (Expressed in T-cells and Eosinophils in Atopic Dermatitis)およびHDL結合タンパクのVigilin等が含まれていた。これらのcDNAのうち、特にETEAは、E2と11-KTの同時添加で、最も著しくその発現を増大させた。ウナギは、生体外で全精子形成過程を再現できること、精子形成の内分泌制御機構が比較的詳細に明らかになっていること、さらに、雌性ホルモン:エストラジオール-17β(E2)が精原幹細胞の再生分裂に作用することが明らかになっていることから、内分泌かく乱物質の精子形成の作用機構を調べる上で、優れた実験系と言うことができる。本研究は、このウナギの精巣器官培養系を用い、雌性ホルモンの精子形成への作用機構を解析し、内分泌かく乱物質共通の精子形成への作用メカニズムの解明への方向性を示すことを目的に行われた。雄ウナギの血液中には、何れの成熟段階でも100500pg/mlのE2が存在しており、また、生体外培養系では、100pg/mlの濃度のE2の培養液への添加により最も効果的に精原幹細胞の再生増殖分裂が誘導されることが明らかとなっている。すなわち、E2により制御されている精原幹細胞の再生分裂は、雄性ホルモン:11-ケトテストステロン(11-KT)により誘導される精子形成の最中でも起こる。そこで、11-KTとE2の精子形成に与える相互関係を精巣器官培養系を用い、形態学的に調べた。1pg/mlから1μg/mlまでの様々な濃度のE2を10ng/mlの11-KTと共に培養液に添加し、E2と11-KTが精子形成に与える相互作用を調べたところ、1ng/ml以上のE2と11-KTを同時に添加した場合、著しいセルトリ細胞の肥大化と、それに伴う生殖細胞数の減少が観察された。以上より、生体に存在する程度の濃度のE2と精子形成を誘導するのに必要な量の11-KTが同時に存在しても、精子形成には大きな問題は引き起こさないが、E2の濃度を若干増加させるだけで、精巣および精子形成に対し悪影響を及ぼすことが明らかとなった。
風化作用を軸とした地球システム教育に関する教材開発

岩石の風化作用は気圏,水圏,生物圏,岩石圏といった地球サブシステム間の相互作用として成り立っており,地球システムとして説明できる身近な好例である。本研究では風化作用を軸とした花崗岩地帯学習の在り方について取り上げ,地球システム教育の一般教育における重要性とその可能性について探った。具体的にはシステム論的視点にたった花崗岩類風化作用の教材開発・カリキュラム資料の作成するとともに、実験授業を行い,その評価を踏まえながら新しい地球学習のありかたについて提案した。本研究では風化作用を軸とした花崗岩地帯学習の在り方について取り上げ,地球システム教育の一般教育における重要性とその可能性について探ることを目的としている。平成20年度の成果を,以下に示す。(1)花崗岩地帯の特性(景観,地形,地質,風化作用等)について,これまで行ってきた調査研究に基づき整理し、地球システム理解に必要な基礎基本的な学習素材の創出のため,野外調査を中心とした巨視的なアプローチと室内での観察・実験を中心とした微視的アプローチを組み合わせ,風化作用を中心とした花崗岩地帯学習に必要な教材開発を行い、一部をデジタル化した。(2)地学的自然に対する学習者の認識や先行経験,学習スタイルの実態に関する各種資料を整理するほか,花崗岩地帯に関する児童・生徒対象の実態調査の実施・分析を通して,地学的事象の指導のあり方について検討した。長大な時間・空間の中で生起する地球システムについての観察活動や認識形成には困難を伴うことが多い。地学的自然に対する観察能力や認識調査を行うことを通して,子どもの実態を出発点とした地球システム教育の在り方を検討した。本年度は,次に示す内容を明らかにした。(1)花崗岩地帯の特性(景観,地形,地質,風化作用等)について,これまで行ってきた調査研究に基づき整理する。そして地球システム理解に必要な基礎基本的な学習素材の創出のため,野外調査を中心とした巨視的なアプローチと室内での観察・実験を中心とした微視的アプローチを組み合わせ,風化作用を中心とした花崗岩地帯学習に必要な教材開発を進めた。(2) (1)の成果を踏まえ,システム論的視点にたった風化作用を軸とした花崗岩地帯学習に関する実験授業を先行的に試行した。平成22年度は、教材化・カリキュラム資料の作成を継続するとともに、実験授業を試み、開発教材の評価を行うことに焦点化し以下の成果を得た。(1)学習者の実態に基づいた地域素材教材化を継続し、カリキュラム構成に向けた資料を作成した。観察の段階性に視点を置き、下記についてマクロな視点とミクロな視点を往還しながら進めることができるよう教材資料を総合的に整理・配列した(1)花崗岩地帯の地形・景観の特質とその観察方法(2)花崗岩風化露頭における五感を用いての風化殻分帯とその観察方法(3)偏光顕微鏡及び電子顕微鏡観察による各風化段階の鉱物相の同定(4)X線回折による各風化段階の鉱物相の同定(5)風化進行に伴う花崗岩風化物及び構成鉱物の化学組成の変化(6)風化鉱物の脱水エネルギーに基づく結晶度の比較と古気候のエネルギー及び風化速度の推定(7)人工風化実験による風化初期段階の定量的把握(8)花崗岩地帯の段丘堆積物の風化度と基盤岩としての花崗岩の風化度の比較(9)花崗岩地帯を流下する河床堆積物の特質の把握(2)システム論的視点にたった風化作用を軸とした花崗岩地帯学習に関する教材開発カリキュラムについて島根大学附属中学校性を対象として実験授業を行い,その評価を踏まえながら新しい地球学習のありかたについて提案した。
空白の５ヶ月をめぐって――アメリカ遠征軍短期留学制度と戦間期文学の誕生

平成30年度は、英仏短期留学制度の広報に関わったのちに、ノワール文学の祖となったジェームズ・M・ケインに調査を移行した。関連資料収集は、アメリカ議会図書館で重点的に行った。調査の結果、留学広報紙の発行に編集者として関わっていた戦時中の職務経験を、ケインが戦後、否定・隠蔽しようとしていたという、意外な事実が明らかとなった。これはF・スコット・フィッツジェラルド『偉大なるギャツビー』において、主人公ギャツビーが留学経験を称揚していたことと好対照をなす。ケインをめぐるこの調査結果については、今後、さらに考察を深め、英仏短期留学制度の全体像に、彼の戦争体験を、多角的に位置づけていく予定である。この在外調査と並行して、本年度は、平成28・29年度に調査をした人物・トピックについて、学会発表を行うことができた。発表では、英仏短期留学制度に関わった批評家・作家らが、速読批判の思想を共有し、その読書理念を復員兵ならびに大学生に伝授しようとしていたことを論じた。発表の過程で、短期留学制度の立役者となっていたジョン・アースキン、その弟子筋にあたるモーティマー・アドラー、さらに短期留学生にして新批評家のジョン・クロウ・ランサムを取り上げることができた。また、彼らが築き上げた速読批判言説は、第二次世界大戦後、GI法のもとで編成された高等教育政策にも強い影響を与えていたことを、あわせて論じることができた。その結果、第一次世界大戦直後に5カ月間だけ実施された英仏短期留学制度は、戦間期だけでなく、冷戦初期合衆国における思想形成にまで一役を買った、壮大な教育実験であったことを、浮き彫りにすることができた。この報告実績についても、近年度中に論文へとまとめあげていく予定である。初年度は、アメリカ遠征軍短期留学制度の実態を解明するために、2016年8月29日から9月10日にかけて、アメリカ国立公文書館のArchive II(メリーランド州)とアメリカ議会図書館(ワシントンD.C.)においてアーカイブ調査を実施した。その結果、第一次大戦直後にアメリカ遠征軍がフランスに建造したボーヌ大学のスタッフ名簿、学生名簿、授業カリキュラム等をまとめて発掘・収集することができた。また本留学制度に協力し米兵を受け入れた英仏の諸大学が残した一次資料も、数多く入手することができた。あわせて留学制度を報道した当時の新聞・雑誌も、合衆国とフランス双方の側から可能なかぎり入手することができた。これらの在外資料調査により、これまで明らかとなっていなかった本留学制度にまつわる空白の5ヶ月間の詳細が、きわめて具体的に明るみに出せるようになってきた。この調査をふまえつつ、初年度はフランシス・スコット・フィッツジェラルド『偉大なるギャツビー』(1925)と本留学制度との密接なつながりについて、日本アメリカ文学会東京支部にて口頭発表を行い、有意義な意見を多数得ることができた。さらに本研究を進めていく過程で、1919年前後の合衆国内における高等教育の状況を把握する必要性を実感し、高等教育史に関する資料の読み込みを行った。その成果として、従来地域主義小説として読解されてきたウィラ・キャザー『マイ・アントニーア』(1918)を、当時の高等教育の民主化運動をふまえつつ、州立大学小説として捉え直す論文を執筆することができた。研究開始当初は予想していなかったこの論考を執筆する機会を得たことにより、アメリカ遠征軍短期留学制度を、同時代の合衆国高等教育史の流れのなかに多角的に定位するための視座を獲得することができた。初年度は当初の計画どおり、アメリカ議会図書館ならびにアメリカ国立公文書館におけるアーカイブ調査を夏季休暇中に10日間にわたって行った。在外調査中に、渡米前に予備調査をし見当をつけていた貴重な一次資料を、ほぼすべて入手することができた。さらに当初予期していなかった、留学制度に関わる新資料も調査過程において発掘・入手することができた。留学制度に関する公的記録を体系的に収集する基礎的な作業は順調に進んでおり、初年度の資料収集は量・質ともに問題ないものと判断できる。研究実績の公開としては、国内での学会発表を日本アメリカ文学会東京支部にて、計画どおりに行うことができた。本発表ではフィッツジェラルド『偉大なるギャツビー』に関して、在外調査で発掘した新資料を織り交ぜながら論じることができた。あわせて本研究課題をサポートする役割も持つ、ウィラ・キャザーに関する論文も初年度中に筑波大学アメリカ文学会発行の学術誌『アメリカ文学評論』に掲載することができた。一方、進捗の一部遅れとしてフィッツジェラルド論を初年度中に活字化できなかった点があげられる。ただし当該原稿は、口頭発表をふまえたうえですでに脱稿しており、平成29年度中に学会誌に投稿することが可能な状態となっている。そのため、2年目の研究計画を遂行するうえで大きな遅れを及ぼす要因とはなっていないと判断できる。以上の理由から、本研究課題は全体的におおむね順調に進展しているといえる。平成29年度は、アメリカ遠征軍短期留学制度を、大きな歴史的枠組みに位置づける作業を引き続き進めた。さらに短期留学生の個別事例として、作家のジョン・ドス・パソスと、批評家のマルカム・カウリーについて、アメリカ議会図書館ならびにヴァージニア大学にて在外調査を行った。在外調査で収集できた関連資料はきわめて多岐にわたる。ジョン・ドス・パソスに関しては、ソルボンヌ大学におけるみずからの留学体験をつづった手紙等を発掘することができた。

また、マルカム・カウリーがモンペリエ大学留学中に記した諸エッセイ群が、のちに失われた世代の初のメモワール『亡命者の帰還』に結実していくプロセスの一端も明らかになった。これにより、アメリカ遠征軍英仏短期留学制度と失われた世代のつながりが、よりいっそう明確になってきた。さらに昨年度同様、20世紀初頭のアメリカ大学制度史を調査している過程で、当初の計画では予想していなかった同時代の作家も射程に入れることができるようになった。その成果として、失われた世代の作家のひとりとして数え上げられるシャーウッド・アンダーソンの代表作『ワインズバーグ、オハイオ』(1919)を、同時代の高等教育の観点から分析する論考を刊行することができた。合衆国内の大学制度に対する理解がより深まってきたことで、逆に、アメリカ遠征軍の留学制度が当時の教育政策と比較して、いかに特異な試みであったのかを、多角的に把握することができるようになってきている。アメリカ遠征軍英仏短期留学制度に関する資料収集は順調に進んでいる。また本課題から派生した論文も出版することができているため、本研究は順調に進捗している箇所がある。一方、前年度からの課題であった『偉大なるギャツビー』論を、当該年度内に学会誌に掲載することができなかったため、遅れが発生している。またジョン・ドス・パソスやマルカム・カウリーのどちらかについて、年度内に学会発表をする予定であったが、資料の読み込みに思いのほか時間を要し発表することができなかった。総合して全体の進捗状況としてはやや遅れている。平成30年度は、英仏短期留学制度の広報に関わったのちに、ノワール文学の祖となったジェームズ・M・ケインに調査を移行した。関連資料収集は、アメリカ議会図書館で重点的に行った。調査の結果、留学広報紙の発行に編集者として関わっていた戦時中の職務経験を、ケインが戦後、否定・隠蔽しようとしていたという、意外な事実が明らかとなった。これはF・スコット・フィッツジェラルド『偉大なるギャツビー』において、主人公ギャツビーが留学経験を称揚していたことと好対照をなす。ケインをめぐるこの調査結果については、今後、さらに考察を深め、英仏短期留学制度の全体像に、彼の戦争体験を、多角的に位置づけていく予定である。この在外調査と並行して、本年度は、平成28・29年度に調査をした人物・トピックについて、学会発表を行うことができた。発表では、英仏短期留学制度に関わった批評家・作家らが、速読批判の思想を共有し、その読書理念を復員兵ならびに大学生に伝授しようとしていたことを論じた。発表の過程で、短期留学制度の立役者となっていたジョン・アースキン、その弟子筋にあたるモーティマー・アドラー、さらに短期留学生にして新批評家のジョン・クロウ・ランサムを取り上げることができた。また、彼らが築き上げた速読批判言説は、第二次世界大戦後、GI法のもとで編成された高等教育政策にも強い影響を与えていたことを、あわせて論じることができた。その結果、第一次世界大戦直後に5カ月間だけ実施された英仏短期留学制度は、戦間期だけでなく、冷戦初期合衆国における思想形成にまで一役を買った、壮大な教育実験であったことを、浮き彫りにすることができた。この報告実績についても、近年度中に論文へとまとめあげていく予定である。
有機非線形光学材料としての光学活性パイ電子系化合物の分子設計

近年、オプトエレクトロニクスの分野で注目されているものに有機非線形光学材料の開発がある。非線形光学材料はレ-ザ-光に対して第二次高調波発振(SHG)あるいはそれ以上の応答を示すので応用が期待される。我々は2個以上の発色団をもつ光学活性励起子相互作用系のSHG効果を研究する目的で、次の光学活性パイ電子系スピロ化合物の分子設計、合成、光学分割、円二色性スペクトルによる絶対立体化学の決定を行った。1.[6,6]-vespirene(1)は9,9'-spirobi[9H-fluorene](2)に側鎖を架橋することによって光学活性となる特異な化合物である。その絶対構造はPrelogらによってCDスペクトルの解析から決定された。しかし、(1)のCDは複雑であり単純な励起子型からずれており、これは発色団の架橋による強い歪みのためである。我々は理想的な励起子系としてナフタレン、アントラセン、およびナフタセン発色団を持つスピロ化合物(3)、(4)、(5)を設計し光学活性体を合成した。化合物(3)、(4)、(5)はいずれも^1B_b吸収領域に非常に強い励起子分裂型Cotton効果を示し、その符号は長波長側が正、短波長側が負であった。ゆえに絶対配置は(R)と非経験的に決定できた。化学関連から(-)-[6,6]-vespirene(1)の絶対配置を(R)と確立することができた。
肺の線維化と気腫化に及ぼす加齢と環境汚染因子の関与ー喫煙とスパイクタイヤ粉塵ー

目的:肺気腫、肺線維症などの成人呼吸器疾患の発生に関わる加令と喫煙、粉塵などの慢性刺激の暴露とその時期の関与の解明を目的とした。方法:肺組織の抗酸化酵素系がヒトに類似した8週令の雄ハムスタ-を60週まで飼育(C60群)し、一部は10および46週後にそれぞれ14週間喫煙させ、S24群,S60群とした。またスパイクタイヤ粉塵16週間暴露群(D24群),同一期間粉塵とタバコ煙吸入群(SD24群)およびコントロ-ル群(C群)について、1)摘出肺PーV曲線、2)肺胞壁のLengthーTension関係、3)肺組織の形態計測および電顕所見、4)BAL液の細胞分析、5)Collagen,Elastin含量について検討した。結果:加令の効果ーPーV曲線上肺の弾性特性に有意差はなく、LーT曲線の分析より、加令により膠原線維、弾性線維ともに伸び難さを増したが、Resting Lengthは増加した。肺表面張力は加令により増加し、加令に伴う肺胞構築の変化と肺胞壁自体の弾性収縮力の低下が、肺表面張力の増加によって代償され、全肺の弾性収縮力は見かけ上正常に保たれた。喫煙と加令の効果:S60群では低肺気量でのCstが増加し、肺胞腔は拡大し原線維成分が伸び難さを増した。粉塵と喫煙の効果:若年令のD24群,SD24群ともに全肺PーV曲線では差がなく肺胞壁組織はD24群では弾性線維の質的変化、膠原線維量の増加によりSD24群では膠原線維の質的変化により伸び難さを増し、その特性はヒトの肺気腫の力学的特性に近似していた。D24群のMean Linear Intersept(MLI)は他群より有意に縮小した。粉塵暴露は、肺の線維性変化を、粉塵とタバコ煙暴露は気腫性変化を齎らすことが示唆された。まとめ:加令のみでも肺胞壁組織は気腫化の特性を示すが、肺サ-ファクタントの加令に伴う変化により肺表面張力が増加し、全肺の特性は見かけ上変化しない。肺の加令変化に喫煙が加わると気腫化を生じ、若年肺でも粉塵暴露は線維化を、喫煙が加わると気腫性病変へと進展する。目的:道路粉塵暴露及び喫煙などの環境汚染因子とその暴露時期及び加令とにより、肺組織障害がどのような影響を受けるかを、ヒトの特発性肺線維症に近似するハムスタ-のBleomycin実験肺線維症を対象にヒトの場合にシミュレ-ションし解析することを目的とした。初年度は若年期の成長が肺胞壁組織の粘弾性特性にいかなる影響を及ぼすかを、またブレオマイシン投与による肺組織障害(繊維化)が喫煙附加によりいかなる影響を受けるかを検討した。方法:3週令雄のハムスタ-の肺圧量関係肺胞壁組織の張力関係を80、110、140および170日令の若年期について検討した。

張力(F)と歪み(X)は組織の量によって決まる定数をAとすると測定された張力はF=A(e^<ax>-1)で示される。aは弾性特性を表す定数であり、若年期の肺胞壁組織の特性変化をaについて検討した。さらにBLM肺組織障害に及ぼす喫煙の影響を機能的、形態的に検討した。結果:(1)加令に伴う肺胞壁の特性変化-空気圧量曲線の特性は測定した若年期では差異がなかった。しかし、肺胞壁組織の弾性特性は小さい歪みで関与する要素(a_1)と大きい歪みで関与する要素(a_2)の2要素で構成される。エラスチンの多い項靭帯、コラ-ゲンの多いラット尾靭帯の弾性特性の比較より、a_1はelastic fiberをa_2はcollagen fiberの特性を示している。若年期のハムスタ-の肺胞壁のa_1、a_2ともに成長に伴い増加した。(2)喫煙の影響-喫煙のみでは機能、形態ともに影響をうけなかった。喫煙にBLM経気管投与が加わると、肺圧量曲線上繊維化肺を気腫化の方向に変化させた。電顕観察による肺胞上皮および肺胞腔内のマクロファ-ジとの細胞相互関係にも喫煙は影響を与え、BLM単独では見られない著しい変化を招来させた。まとめ:若年期の成長は肺胞壁組織のelastic fiber,collagen fiberともに伸展し難くする。喫煙はBLMによる肺組織障害を気腫化の方向へと著しく修飾する。<目的>___ー:肺気腫、肺線維症などの成人呼吸疾患の発生に関わる加令と喫煙、粉麈などの慢性刺激の暴露時期の関与の解明を目的とした。方法:寿命が短く,肺組織抗酸化酵素系がヒトに近似したハムスタ-を用い、飼育後11週(C11),24週(C24),60週(C60)さらに飼育10週後および46週後にそれぞれ14週間喫煙させた群をS24,S60群とし、各群に対し次ぎの検討を行なった。すなわち摘出肺空気圧量(PV)曲線、気管支肺胞洗浄(BAL)液中の細胞構成およびsurfactantの燐脂質組成と表面活性の測定、肺胞壁微小組識のLengthーTension関係、肺組識のコラ-ゲン、エラスチンの分析、光顕組識による形能計測と電顕標本による微細構造。<結果>___ー:<加令による影響>___ーPーV曲線上肺の弾性特性に有意差はなかった。LーT曲線の分析によりコラ-ゲン様線維、エラスチン様線維成分両者の弾性特性(a_2、a_1)は加令に伴い伸び難さを増した。加令に伴う空気圧量曲線と肺胞壁組識のLengthーTension関係における弾性特性の差異のは、(1)surfactantの特性の変化,(2)肺実組識の構造の変化による可能性が考えられた。各群のBAL液よりsurfactantを抽出し表面活性(面積張力関係)を測定した。C20に比しC60のr_<min>は有意に大で、加令に伴いsurfactantの特性が肺弾性収縮圧を増加させる方向に変化した。一方、形態計測より肺胞腔のmean linear interseptはC60で有意に増大した。<喫煙の影響>___ーS24に比しS60の低肺気量位のCstは増加した。S60の肺胞腔は拡大し、a_2はS24より大でC60より小であった。a_1はS24,S60ともC11と変わらなかった。<まとめ>___ー:加令に伴い肺表面活性物質の特性が肺弾性収縮圧を増加させる方向に変化する。加令に伴い肺胞腔は拡大するが、このsurfactantの特性の変化により、空気肺圧量曲線上の差は見られない。加令による肺線維成分の特性の変化は生理的変動内では肺弾性特性に影響を及ぼさない。若年よりも高齢における喫煙暴露が肺surfactantに影響を及ぼし肺弾性収縮圧を減少させる。目的:寒冷地のスパイクタイヤ粉塵(以下粉塵)に暴露された学童が、成中後喫煙により如何なる肺組織傷害に進展するかの解明は、慢性肺気腫、肺線維症による呼吸不全患者が増加している今日、その予防対策上も重要である。
リボソームGTPaseセンターにおけるrRNAとタンパク質の機能的相互作用

タンパク質生合成の速度と精度はリボソーム上の特定部位におけるGTP水解反応に依存している。この反応に、リボソームRNA中の"GTPaseドメイン"と"毒素ドメイン"と呼ばれる二つの部位とリボソームstalkタンパク質成分の関わることが示されてきたが、リボソーム粒子中におけるこれらの協調性の分子機構は明確にされていない。本年度は、動物細胞から調製されたリボソームStalkタンパク質複合体(Pタンパク質複合体)を使用した生化学的解析により、以下のように、このタンパク質が二つのRNA機能部位と密接な関係にあることを明らかにした。1)ラットPタンパク質複合体は大腸菌rRNAのGTPaseドメインに結合し、機能を誘発するFootprint法により、ラットPタンパク質複合体が大腸菌リボソーム中のGTPaseドメインに結合する部位を同定し、それに伴いリボソーム機能(GTP水解と、poly(Phe)合成)が動物細胞の翻訳因子依存型に変換することを明確に示した。2)大腸菌rRNAのGTPaseドメインへのラットリボソームタンパク質の結合は毒素ドメインの構造を変化させる大腸菌rRNAのGTPaseドメインに結合するラットPタンパク質複合体の結合により、真核生物のリボソームにしか作用しない毒素、ペポシンを受容し、毒素ドメイン(2660部位)のアデニン塩基の遊離を受けること、またその結果、動物型に変化したリボソーム活性も抑制されることを示した。
ムギ類種子休眠性遺伝子の分子進化機構の解明と精密育種技術の開発

ムギ類の種子休眠は雨の多い地域で収穫前に穀粒の芽が出る「穂発芽」を防ぎ、ビール醸造に用いる麦芽を均一に加工するために重要な形質である。ムギ類を適度な休眠レベルにするには個々の遺伝子の機能を理解して組合せる必要がある。本研究ではこれらの遺伝子を中心に、休眠性遺伝子の自然変異をカタログ化し、形質転換およびゲノム編集による改変で遺伝子を制御して、組換えタンパク質などによって遺伝子機能を確認する。さらに、複数の遺伝子とその変異が組合さって世界各地で進化したオオムギ品種の休眠性変異の成立過程を解析する。最終的に目的とする種子休眠を得るための自然および人為変異の組合せを精密に制御する育種戦略を提案する。ムギ類の種子休眠は穂発芽を防ぐ重要な形質であるが、麦芽の均一性に影響を及ぼす。研究代表者らが見出した種子休眠に関わる複数の遺伝子を中心に、休眠性遺伝子の自然変異をカタログ化、形質転換およびゲノム編集による改変や、組換えタンパク質などにより遺伝子機能を確認、世界各地で進化した品種の休眠性変異の成立過程を解析する。最終的に目的の種子休眠を得るための変異組合せを精密に制御する育種戦略を提案する。酵素による植物生理の制御という複雑で新規な制御機構解明や、ムギ類の栽培地域の拡大に伴う品種の分化と種子休眠性変異の寄与の解明は学問的意義が高い。また植物ホルモンによる制御ではない機構の解明には新規性が認められる。それに加えて、得られた知見を元にした細密な育種戦略を提案するものであり、将来の休眠制御を可能にする技術研究としても価値が高いと期待される。
自動復旧・運営維持可能な動的ネットワーク技術に関する先駆的研究

消失誤り訂正符号を用いた秘密分散手法に関しては、前年度までに予想外に理論的研究が進捗し、多機能化、シェアの汚染や故意に誤ったシェアを提出する復元妨害の検知や不正者の特定手法までを実現した。本年度はこれに関し、実装まで視野に入れたアルゴリズムの一般化を行なったところ、いくつかの誤りとアルゴリズムの冗長性に関して国際学会に投稿した査読結果にて指摘され、修正と再検討を行い、改めて国際学会に投稿し採択された。また代数的手法に関する研究テーマにおいて、MILP手法を用いた代数特性の探索を軽量ブロック暗号Picolloに対し適用した結果を国内学会にて発表した。この内容は、当初は直接的には本テーマに関連しないと考えていたが、線型計画法を用いた特性探索の手法は自動復旧のための初期設定に応用可能であるという着想が得られ、本研究活動に含めることとした。攻撃検知に関しては、前年に引き続き機械学習や自然言語処理の手法を大幅に取り入れ、マルウェアが実行する検知しにくい通信を言語学的検知からログ解析を行うことで発見できる手法を提案し、国際学会に採択された。これは攻撃が実行中でも通信が遮断されないように対策するための情報取得であるが、そもそも攻撃されないように通信を隠蔽する手法へ応用可能であるという着想も得られた。このようなマルウェアの手法を防御に応用するのは極めて異例な手法と考えられる。一方で、ネットワーク全体に意図的に雑音を負荷することで攻撃そのものの実行が難しいネットワーク構成法に関して、低SNR環境向けの短縮型LDPC符号の研究から着想を得ることができた。自動復旧の機能を実現するアイデアの着想はまだできていないが、攻撃がされている環境下でも安定した通信が実現できると見込まれ、今後の研究課題に加えたい。今年度の研究成果は間違いの訂正など、あまり建設的な話題でないことに時間を割かれたが、前年度の進捗が予想外に高かったため、全体として見れば概ね順調に進展していると評価できる。本年度で取り組む予定であったゼロ知識証明を応用したプロトコルの開発に取り組む予定である。また、LDPC符号を応用した別の手法による動的ネットワーク技術の実現手法の着想も得たので、同時に研究を進める予定である。実機による実証実験が当初予定にはあったが、予算だけでなく所属機関で導入する機材も見送られた関係上、実行は不能であるので、理論研究の充実に方針を切り替える。消失誤り訂正符号を用いた秘密分散手法に関しては予想外に理論的研究成果が進捗し、グループ分割、VIP設定の一般化だけでなくシェアの汚染や故意に誤ったシェアを提出する復元妨害の検知や不正者の特定手法まで可能なものとなった。国内学会で2件の発表を行った。これらは代数的手法であることから、暗号アルゴリズムにおける代数的手法に基づく攻撃手法に関しても研究を進めた。主にKLエントロピーを応用した不正の発見を、サイドチャネル攻撃の秘密鍵推定手法に応用させ、2件の論文発表を行った。さらに不正ログに必要なログ解析手法及び通信ログにおける不正検知手法に関連して3件の論文発表、攻撃手法の応用発展で3件、トポロジーマップ解析において1件の論文発表を行った。採択前から既にアイデア等を検討し、事前の予備実験などを行っていたことも理由にあるが、初年度としては予想外に研究成果をあげることができた。このため、2度の前倒し申請を行った。また、申請時には検討段階であった機械学習や自然言語処理の手法を大幅に取り入れ、学生と分担して解析ができたことも研究成果を加速させる大きな要因となった。一方で、実験環境として考えていた仮想環境に対し、予備実験中に大きな問題(バグ)を2つ発見した。一つはAmp攻撃を誘うバグであり、通信に割り込みを入れると仮想環境がダウンするものであった。もう1つはIPアドレスを登録していないドメイン検索で遅延が大きくなるものであった。それぞれVM上でのAmp攻撃、先取りドメイン名を用いたAmp攻撃として学会発表を行ったものの、計算機シミュレーションに対しては大きな問題があることがわかった。本分野で高く評価されているSpringerのLNCSシリーズにおいて(これから刊行されるものも含めて)合計7件、他にも国際学会で5件の発表を行っている。さらにあまり高いレベルではないが国際論文誌に2件採択された。これらは、発表題目のweb検索からEditorの知るところになったらしく、内容に言及された上で誘われたので投稿することとした(LNCSもしくはLNEEにすでに採択されていたので内容は40%程度進捗させたものとした)。このように理論面での研究成果は予想外に満足するものとなった。一方で仮想環境上での計算機実験に先立ち仮想スイッチのバグを発見し、これを応用したAMP攻撃が可能であることを発見した。これは論文成果とはなったものの、想定していた計算機実験に不具合が生じ、実証実験などは停滞が予想される。

攻撃検知に関しては、前年に引き続き機械学習や自然言語処理の手法を大幅に取り入れ、マルウェアが実行する検知しにくい通信を言語学的検知からログ解析を行うことで発見できる手法を提案し、国際学会に採択された。これは攻撃が実行中でも通信が遮断されないように対策するための情報取得であるが、そもそも攻撃されないように通信を隠蔽する手法へ応用可能であるという着想も得られた。このようなマルウェアの手法を防御に応用するのは極めて異例な手法と考えられる。一方で、ネットワーク全体に意図的に雑音を負荷することで攻撃そのものの実行が難しいネットワーク構成法に関して、低SNR環境向けの短縮型LDPC符号の研究から着想を得ることができた。自動復旧の機能を実現するアイデアの着想はまだできていないが、攻撃がされている環境下でも安定した通信が実現できると見込まれ、今後の研究課題に加えたい。今年度の研究成果は間違いの訂正など、あまり建設的な話題でないことに時間を割かれたが、前年度の進捗が予想外に高かったため、全体として見れば概ね順調に進展していると評価できる。理論研究は随時、国際学会、国際論文誌投稿を継続する。特にゼロ知識証明を応用したプロトコルの開発に着想を得ているので、この面で発展させる予定である。一方で、ネットワーク構築手法に関しては当初予定していたSDN実験環境が立ち行かず、別の解決を考えなくてはならなくなった。すでに予算の大部分を使用しているため、新たな研究機材の購入は難しい状況である。計算量的な性能見積もりなど評価方法を新たに考えなおす必要がある。本年度で取り組む予定であったゼロ知識証明を応用したプロトコルの開発に取り組む予定である。また、LDPC符号を応用した別の手法による動的ネットワーク技術の実現手法の着想も得たので、同時に研究を進める予定である。実機による実証実験が当初予定にはあったが、予算だけでなく所属機関で導入する機材も見送られた関係上、実行は不能であるので、理論研究の充実に方針を切り替える。予想外に論文成果があり、前倒し請求を余裕を持って要求したため。前年度の研究進捗から予想外の学会発表が見込まれ前倒し支払いの処理などを行なったが、報告にあるように間違いの修正などを行なったため論文投稿、学会参加の機会を失い、本年度の使用が控えめとなった。しかしながら、問題は既に解決し以降はまた活発な学会発表が見込まれる。
停止複製フォークを感知・プロセッシングする因子の網羅的探索と構造機能解析

停止フォークセンサー、大腸菌PriAタンパク質のDNA結合ドメインの結晶構造を解析し、極めてユニークなフォーク特異的認識機構を有していることを明らかにした。また、真核細胞のフォーク安定化因子、Mrc1、Swi1/3タンパク質が、直接物理的に結合しており、停止フォーク上で協調した相互作用をすることを見出した。これらの結果は、真核細胞のチェックポイント機構解明に重要な情報を提供するものである。本研究は,停止した複製フォークと特異的に相互作用するタンパク質の,構造機能ならびに分子間相互作用の解析により,複製停止の感知とその回復に関わる分子機構の全体橡を確立することを目的とする。本年度は,複製停止からの回復に重要な役割を果たすことが分かっている大腸菌priAタンパク質の持つ停止フォーク特異的認識能に関わるドメインの構造的基盤を確立するとともに,変異体解析から,このドメインの生理学的意義の決定を試みた。priAは停止フォーク認識に際し,DNAの3'末端を特異的に認識するポケットを有することが分かっている。この特性に関わる構造的基盤を確立するため,九州大学生体防御医学研究所の神田大輔博士の研究グループと共同で,3'末端結合ポケット-ヌクレオチド複合体の立体構造解析を行った。その結果,このポケットは,3'末端塩基特異的かつ,非選択的な認識を可能にするユニークな構造を構築していることが明らかとなった。この特性により,PriAはフォークがどの塩基上で停止しても等しく認識できるという,停止フォークセンサーとしての必須の機能を効率よく果たしていることが示唆された。また,DNA結合ドメインについて詳細な生化学的解析を行った結果,ポケット直後の領域が分岐点周囲の二本鎖と相互作用することで特異性を高めていることも明らかとなった。これらの構造機能的特徴と認識様式の解明は,真核生物で同様の機能を果たすタンパク質の探索に重要な手掛かりを与えるものである。さらに,PriAが細胞内で停止フォークに結合していることを証明するため,染色体免疫沈降法を用いて,PriAが結合するゲノム領域の解析を試みている。現在内在性のPriAがゲノムDNAを共沈できるという結果を得ており,その領域についてマイクロアレイを用いて解析する予定である。複製停止からの再開反応の分子機構を解明するため、初期に重要なステップとなる「停止フォークの感知」を担う因子の特性を詳細に決定する必要がある。そこでまずフォークセンサーの有力な候補である、大腸菌PriAタンパク質のN末端DNA結合ドメイン断片とヌクレオチドとの複合体の結晶構造を解析した結果、末端塩基への高親和性と非選択性を同時に成し遂げる、極めてユニークな認識機構を有していることが明らかとなった。この構造は新規であり、これを足がかりに真核細胞で同様の機能を持つタンパク質因子を検索することが可能となる。また、PriAタンパク質の停止フォークに対する結合様式を詳細に解析した結果、2種の結合様式によって、様々な形態のフォークの安定化に寄与するという新規の知見を得た。フォーク安定化因子が複製停止からの回復に必須であることは、真核細胞で明らかにされており、これらの生物種におけるフォーク認識の分子機構を確立するために極めて重要な知見となると考えている。これらの結果をふまえ、真核細胞のフォーク安定化因子として知られているMrcl、Swil/3タンパク質について、生化学的な性状解析を行った結果、両者は個別にDNAに結合できるが、共存下で互いに結合能を強化し合うという協調した相互作用を初めて明らかにした。免疫沈降法によれば、両者はDNAの介在なしに直接物理的相互作用によって結合している可能性が示唆され、両者の停止フォーク上での相互作用がフォーク安定化に何らかの寄与をする可能性を得た。これらの結果は、真核細胞における複製再開反応であるチェックポイント機構の分子基盤の確立に重要な情報を提供するものである。
バイオフィルム感染症治療、歯周病予防のための表面修飾ナノ粒子薬物キャリアの設計

バイオフィルムは、薬や周囲の環境から自己の生育環境を守るために細菌が産生する防御膜である。このバイオフィルムが存在することで、近年問題となっている歯周病や各種感染症に対して薬が効きにくくなり、治療期間を長引かせてしまう。我々は安全性の高いポリ乳酸グリコール酸を基剤としたナノ粒子に抗菌剤を封入し、さらにその粒子の表面をキトサンで修飾することにより、バイオフィルムを形成している細菌に効率良く抗菌剤を送達させることに成功した。生体適合性高分子であるポリ乳酸グリコール酸(PLGA)から成るPLGAナノ粒子への抗菌剤の封入を試みた。封入率はメトロニダゾール<クラリスロマイシン<アジスロマイシンの順となり、抗菌剤の疎水性が高く、また分子量が大きいほど、PLGAナノ粒子への薬物封入率は向上した。また、キトサンでナノ粒子表面を修飾すると、薬物封入率が低下すると共に、ナノ粒子からの薬物放出速度が増大した。黄色ブドウ球菌、表皮ブドウ球菌、ミュータンス菌を用いたバイオフィルム形成菌に対する抗菌活性の評価方法について、サフラニン染色法ならびにLive/Dead染色法を用いた生菌数による評価ならびにフェノール硫酸法を用いたバイオフィルム形成量による評価法を確立した。バイオフィルムを形成していない浮遊細菌に対しては、抗菌剤溶液、ナノ粒子製剤いずれも有効な抗菌活性を示し、細菌の増殖は抑制された。一方、バイオフィルムを形成している菌に対しては、抗菌剤溶液では、抗菌活性が著しく低下した。これに対し、キトサン修飾したナノ粒子製剤では、バイオフィルムを形成している細菌に対しても抗菌作用を示した。未修飾のナノ粒子では、バイオフィルム中に浸入するものの、洗浄操作で容易に除去された。一方、キトサン修飾したPLGAナノ粒子では、抗菌剤水溶液と比較して長時間抗菌効果が維持された。これは、ナノ粒子のバイオフィルムへの付着滞留性ならびに付着部位においてナノ粒子から抗菌剤が徐放化されることによって持続的な抗菌効果が現れたと考えられる。バイオフィルム感染症治療を目的とし、粒子表面を修飾した生体適合性高分子であるポリ乳酸グリコール酸(PLGA)から成るPLGAナ粒子の設計を試みた。S.aureusやS.epidermidisのバイオフィルムは、滑らかで薄い多糖類に覆われた細菌が凝集して形成されていることが確認できた。一方でS.mutansのバイオフィルムは凹凸の激しい構造で、細菌の形状はほとんど確認できず、厚い多糖類によって覆われていた。抗菌剤添加後のバイオフィルム形成率はS.aureus<S.epidermidis<S.mutansの順に高い傾向を示した。これは、形成率が高い菌種ほどバイオフィルムが厚く、バイオフィルム内部にまで抗菌剤を送達することができなかったためと考えられる。キトサンで修飾したナノ粒子はいずれの細菌叢に対しても強い抗菌活性を示した。ヒドロキシアパタイトプレート上にS.epidermidisによりバイオフィルムを形成させ、口腔内での唾液流れ場を想定した流体下での滞留性を評価した。未修飾ナノ粒子、キトサンナノ粒子とも初期に多くの粒子が流出されたが、キトサンで修飾したナノ粒子では、未修飾ナノ粒子よりも流れに対する抵抗が強く、長時間にわたりより高い残留性を示すことが明らかと成った。バイオフィルム形成予防を目的とし、ヒドロキシアパタイトプレート上を種々の物質で処理し、菌の付着抑制、ならびにバイオフィルムの産生抑制効果を評価した。その結果キトサンならびにポリエチレングリコール系界面活性剤でペレット上を処理することで菌の付着を抑制することができた。また、Tween80が形成されたバイオフィルムを除去する能力を有していることも明らかにした。PLGAナノ粒子を中心とした薬物キャリアの設計に加え、より粒子径が小さな高分子ミセルについて、バイオフィルムへの薬物送達挙動について検討を行った。評価は、前年度までに確立したヒドロキシアパタイト上に形成したバイオフィルムを用い、粒子吸着量の定量および共焦点レーザー顕微鏡観察により行った。キトサンがバイオフィルムと正電的に相互作用でき、キトサンで修飾したPLGAナノ粒子はバイオフィルムへの吸着量が向上することを明らかにしたが、高分子ミセルにおいても、キトサン修飾した高分子ミセルは未修飾のミセルに比べてバイオフィルムへの吸着量が増大した。さらに、従来のPLGAナノ粒子に比べ、高分子ミセルはより多くの粒子がバイオフィルムに吸着可能であった。この理由として、PLGAナノ粒子の粒子径が約390nmであったのに対し、高分子ミセルの粒子径が約80nmと微細であったことが挙げられる。バイオフィルムの構造はスポンジ状で、より微細な粒子ほど、構造の深部にまで侵入することが可能となり、吸着量が増大したものと考えられる。これらによってより効率良く抗菌剤をバイオフィルム形成菌に送達可能となり、難治性の感染症治療に有用であると考えられる。バイオフィルム分解酵素を封入したナノ粒子について、抗菌剤と共にバイオフィルムへの投与を試みたが、期待していたような効果は得られなかった。この理由として、酵素のサイズが大きいため、ナノ粒子からの放出が遅く、有効にバイオフィルムを分解することができなかったのではないかと推察している。

酵素を粒子とは別に投与するなど、適用方法の改善などが必要であると考えられる。概ね当初の計画通り、成果を得ることができた。しかしながら、複数の菌種で作成したバイオフィルムに対する抗菌活性を23年度に評価する予定であったが、複数菌種にバイオフィルムを形成させる手法の確立までしか達成できなかった。24年度早期に研究を実施し、成果を得る予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。申請研究全体で予定している実験に関しては、概ね順調に進行している。当初予定していた研究に加え、より高機能な粒子の設計の足がかりをつかんでおり、本件も合わせて24年度の研究計画に組み込み、さらに研究を発展させていく。
ハードウェアを用いた将棋の局面評価エンジンの高速化

本研究課題では将棋の局面評価をハードウェアを用いて高速化することを目標としていた。これについては、評価関数を並列に計算することで、十分な高速化を見込める目処が立った。しかし、局面の評価が高速であっても、ソフトウェアで可能な次の手を生成するスループットが十分で無いため、評価関数の高速化が活かせない事が明らかになった。そこで、次の手生成についてもハードウェアによってサイクル毎に生成することを検討し、生成自体は可能であることが解ったが、千日手の判定に難があることが判明した。現在この千日手の判定についても、解決可能なアルゴリズムを検証しているところである。本研究は将棋の局面の評価値をハードウェアによって計算し高速化しようというものである。これを実現するため、平成22年度は、まず効率の良い評価値演算用ハードウェアのアルゴリズムの検討を行った。その結果、基本的に評価値は各駒の価値に位置による係数を乗じたものを加算したもので表すことができ、駒の価値及び乗数は比較的小さな整数の範囲に止まることが予想された。したがって、この乗算はシフトと加算に変換する事が可能であり、この積の総和は多入力加算器によって一度に演算が可能である。数ビットのシフト器であれば規模は小さく、多入力の加算は木状に全加算器を接続することによって現実的な大きさのハードウェアで実現可能である。さらに、これらの演算は前の状態に依存しないため、容易にパイプライン化が可能である。また、評価値は各々の局面ごとに独立しているため、並列に演算することも可能である。以上のように、基本的にはハードウェア化が可能であることが予測できたが、ゲームの進行による重み付けの変更等、実用的なエンジンとするためには幾分の改良余地を残している。今後はアルゴリズムの改良を行いつつ、実際にFPGA等でハードウェアを設計し、規模や動作周波数を検証する段階に入る事になる。このため、平成22年度中に、ハードウェアアルゴリズムの検討と平行して、Altera社のFPGA向けの評価ボードを購入し、設計環境の構築を行った。これを用いて検証を進め、成果発表へと繋げたい。平成22年度までの検討で、各局面の評価関数は基本的に乗算と加算の組み合わせで実現でき、比較的容易にハードウェア化でき、並列かも可能である見通しが付いた。しかし、その後検討を進めたところ、この評価関数演算装置に新しい局面を供給する方法に問題があることが判明した。新しい局面を生成するには、ルールに従って次に着手可能な手を生成する必要が有る。ここでは各駒の効きは相互に作用し合っているため、ある手がルールに合致しているかをチェックするには、その手を選択した場合の局面において全ての駒の効きをチェックしなければならない。従来はこれをソフトウェアで行っていたが、ソフトウェアは同時に一つの効きしかチェックできないため、どうしても多数のステップを必要とする。そこで、次に着手可能な手の生成もハードウェアによる高速化が必要であると判断した。このような多数の制約条件を高速に判定するには幾つかの方法があるが、現在の所本研究ではハードウェアの特性を生かして、各駒の情報を将棋盤に相当するセルアレイ上に伝搬させ、各セルに存在する駒の情報と相互作用させて並列に可不可を判定する機構を考えており、一応の見通しを得ている。今後はこの生成エンジンのハードウェアを設計し、前年度までに検討した局面評価エンジンと合わせてFPGA上に実装し、回路規模や動作周波数を検証し成果発表へと繋げたい。本課題では将棋の局面評価をハードウェア化するための検討を行ってきた。局面評価については基本的に加算が主であるため評価をハードウェア化する事はおおよそ問題ないことが判った。しかし、局面の評価をハードウェア化しても、ゲームを進行させる可能な着手を十分な速度で生成できなければ、満足な性能向上が図れず問題となることが判った。そこで、可能な着手についてもハードウェア化によって十分なスループットで生成することを目指してアルゴリズムの検討を行ってきた。これについても、単に可能な着手を生成するだけならば、比較的小規模な組み合わせ論理回路で生成が可能な見通しが得られた。しかし、将棋には千日手という例外的なルールがあるため、その判定方法が問題となった。可能な局面の数は膨大であるため、ハードウェアによる実装では効率の良いアルゴリズムが存在せず、どうしてもソフトウェアによる正確な検索が必要な事が判った。そこで、ハードウェアでは簡易的なハッシュによる検索によって小規模のFPGA内メモリで同一局面判定を行い、もし同一局面であると判定された場合はソフトウェアによる正確な一致判定を行う方式を検討してきた。これによって初めて、ソフトウェアを呼び出す頻度を大幅に下げて、ハードウェア化によるスループット向上を生かすことが可能になる。現在の所、ようやく局面評価に必要な全過程のハードウェア化の可能性を論じることができる程度にまでアルゴリズムの詳細化ができたところであり、残念ながら発表に至るレベルの形にはなっていない。

しかし、既に問題となった部分については解法が予想できているため、これを実際に動作する形にして近い将来に発表していく予定である。評価関数の演算については当初の予想の通りであったが、これを演算するエンジンのスループットに見合うだけの局面の供給ができていない。これを解決するため着手可能な手の生成もハードウェア化する必要が有り、システムとしての組上げが遅れている。これに伴ってまだ性能評価を十分に行う事ができず、成果発表に時間がかかっている。24年度が最終年度であるため、記入しない。局面の生成についてもハードウェア化することにしたため、設計に要する時間がより多く必要であるが、やや遅れが生じるものの本年度中に評価まで行う事ができる見込みである。研究の推進手法については従来と変わりなく、HDLによるハードウェア設計およびFPGAへの実装を行って、ハードウェア規模やスループットの検証を行う。最終的に実際に従来のソフトウェアによる手法と比べてどの程度の改善が見込めるかを検証することを目標としたい。
東南アジア地域に存在する新しい遺伝子型のC型肝炎ウイルスの解析

インドネシア・スラバヤ周辺在住の健常供血者及び種々の患者グループにおけるC型肝炎ウイルス(HCV)抗体保有状況及び各グループにおけるHCVサブタイプの分布状況について解析した。健常供血者ではHCV抗体陽性率は2.3%と我が国に比べて約2倍高いこと及び肝機能異常者では肝機能正常者に比べて抗体陽性率が5倍と有意に高いことが明らかになった。HCVサブタイプではHCV-2aが最も多く、全体の半数以上(52%)を占めたが、肝機能異常の供血者のみを対象とした場合にはHCVタイプ1に属するウイルス(HCV-1a,1b,1dなど)が多くみられた(43%)。これらの成績は、インドネシアにおいて、輸血後C型肝炎の予防対策を講じるうえで重要な根拠を与えるとともに、HCVサブタイプによる病原性の強さを差異を示唆する興味深い成績であると考えられる。血液透析患者では全体の62%が抗HCV抗体陽性であり、しかもHCVサブタイプ分類ではHCV-1aとHCV-1bがともに31%と最も高かった。このサブタイプ分布状況は、健常供血者や慢性肝疾患患者の場合とは全く異なっており、透析施設内感染により透析患者がハイリスクグループになっている可能性が示唆された。この成績は、血液透析時のHCV感染予防対策の必要性を明確に示した点で、その意義は大きい。慢性肝疾患ではHCV-1bが最も多く(57%)、次いで、HCV-1d(19%)が多く検出された。また、頻度は少ないが、新しいサブタイプ(HCV-3g)の存在も見い出した。また、タイの種々の患者グループにおけるG型肝炎ウイルスの浸淫状況およびHCV感染との相関についても検討した。静脈内麻薬中毒患者の32%、血液透析患者の25%、慢性肝疾患患者の10%にHGVRNAが検出された。健常供血者におけるHGVRNA陽性率は1%であった。HGVRNAFは抗HCV抗体陽性者の24%に、同陰性者の5%に検出され、両グループ間の差は統計学的に有意であった。インドネシア・スラバヤ周辺存在の健常供血者及び種々の患者グループにおけるC型肝炎ウイルス(HCV)抗体保有状況及び各グループにおけるHCVサブタイプの分布状況について解析した。健常供血者ではHCV抗体陽性率は23%と我が国に比べて約2倍高いこと及び肝機能異常者では肝機能正常者に比べて抗体陽性率が5倍と有意に高いことが明らかになった。これらの成績は、インドネシアにおいて、輸血後C型肝炎の予防対策を講じるうえで重要な根拠を与えるとともに、HCVサブタイプによる病原性の強さの差異を示唆する興味深い成績であると考えられる。

この成績は、血液透析時のHCV感染予防対策の必要性を明確に示した点で、その意義は大きい。慢性肝疾患ではHCV-1bが最も多く(57%)、次いで、HCV-1d(19%)が多く検出された。また、頻度は少ないが、新しいサブタイプ(HCV-3g)の存在も見い出した。また、タイの種々の患者グループにおけるG型肝炎ウイルスの浸淫状況およびHCV感染との相関についても検討した。静脈内麻薬中毒患者の32%、血液透析患者の25%、慢性肝疾患患者の10%にHGVRNAが検出された。健常供血者におけるHGVRNA陽性率は1%であった。HGVRNAは抗HCV抗体陽性者の24%に、同陰性者の5%に検出され、両グループ間の差は統計学的に有意であった。
膜タンパク質機能を直接制御する機能性脂質の探索と作用機序の解明

近年、脂肪酸の種類の違いがもたらす生体や細胞への効果が注目されている。中でもω3-、ω6-脂肪酸を含む多価不飽和脂肪酸は学習機能の亢進、うつ病の軽減・改善、神経細胞の新生・発達など、個体レベルから細胞レベルまで幅広い効果が報告され、脂質メディエーターとして注目されている。しかしこれらの脂肪酸を含むし脂質の作用機序が、たとえば、細胞膜に発現しているレセプターから細胞内に取り込まれた結果なのか、細胞膜を構成する脂肪酸組成の変化と共存する膜タンパク質の活性に対する影響はどうなのかなど、分子レベルでの脂肪酸の機能についてはいまだ不明な点が多い。本研究では機能性脂質として注目されているω3ー脂肪酸、ω6ー脂肪酸を始めとする多価不飽和脂肪酸や不飽和脂肪酸を用いて作成した人工脂質膜に膜タンパク質を再配向させて人工細胞膜を作製し、異なる脂肪酸の組み合わせにより膜タンパク質の機能がどのように調節されるか分子レベルで明らかにすることを目的とする。膜タンパク質は、脂質の恒常性維持や薬剤排出機構に重要な役割を示すATP binding cassette (ABC) transporterファミリーのうち、ABCA1とABCG1を用いて検討する。実験の流れは、(A)それぞれの膜タンパク質の大量発現、(B)カラムで分離、精製、(C)濃縮、(D)人工脂質二重層膜に再配向、(E)人工膜へ配向しているかどうかの確認、(F)各実験項目の遂行、とする。H30年度は本研究に不可欠である膜タンパク質の準備として、(A)それぞれの膜タンパク質の大量発現、(B)カラムで分離、精製、(C)濃縮、まで行った。当初は1種類の膜タンパク質を作成することを目指し、その後、実験に用いることを計画していたが、実際に行ってみると予想よりもスムーズにできたことから、先に膜タンパク質(2種)を作成することにした。現在までABCG1について大量発現、カラムで分離、精製、濃縮、ウェスタンによるバンドの確認まで完了している。また、ABCA1について、大量発現、カラムで分離、精製まで終了し、近いうちに2種の膜タンパク質が材料としてそろう目途がついた。H31年度は、1実験に必要な膜タンパク質については大量発現→精製・濃縮、までの作業を継続して繰り返す(=一度に大量に精製できないため)。2人工脂質膜に膜タンパク質(=人工細胞膜)を再配向できたかどうか検討するための確認実験を行う。現時点ではクライオ電子顕微鏡を用いた確認実験を検討している。3人工脂細胞膜の形成が確認できたのち、膜タンパク質の活性測定を行う。4膜タンパク質の活性は、共存する脂質分子から受ける側方ストレスに影響を受ける。そこで各種脂肪酸を用いて異なる脂質分子間に発生する側方ストレスのタンパク質への影響を検討するため、周波数変換蛍光寿命測定装置を用いて測定を行う。本実験に必要な装置は日本国内にないため、米国に数か月滞在して測定を行うこととする。