hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大脳基底核の神経回路-脳幹および脊髄への関与

PPNから延髄網様体巨大細胞核および脊髄に直接投射する経路は極めて少量であり、PPNは近傍に存在する介在ニューロンを介して、中脳中心灰白質、nucleus cuneiformis、橋網様体核などに投射し、これらの領域が直接脊髄に投射する経路と延髄網様体巨大細胞を経由して脊髄に投射する経路が示唆された。延髄網様体巨大細胞核は、運動前野の背側部(PMd)と腹側部(PMv)から直接の、また大脳基底核から多シナプス性の入力を受け脊髄に直接投射し、この下行路系が歩行運動に最も強く関与する。さらに、上・下橋網様体核および中心灰白質外側部からの脊髄投射も歩行運動の制御に関与するようであり、特に前者は筋緊張の調節に深く関与する。下等動物と異なり、霊長類では大脳基底核からの下行路は多シナプス性に連絡し複雑な運動制御が行われるようである。平成14年度の研究目的は霊長類について脳幹における下行路投射ニューロンの分布を明らかにすることである。実験は2段階に分けて行われた。1)脊髄の種々のレベルに逆行性の標識物質を注入し、その後の脳幹における逆行性に標識されたニューロンの分布を観察した。その結果、逆行性標識細胞は延髄網様体巨大細胞核(Gi)、下部延髄腹外側核、孤束核、縫線核、延髄網様体小細胞部、内・外側前庭神経核、ventral spinal nucleus、青斑核、脚傍核、中脳中心灰白質の外側部および近傍の網様体、上・下橋網様体核、上丘、赤核大細胞部、Cajalの間質核、Bechterewの核などに観察された。脚橋被蓋核(PPN)では極めて少数の標識細胞が観察された。脊髄に投射する最も密なニューロン群は延髄の腹内側部に存在する延髄網様体巨大細胞核であり、次いで上・下橋網様体核、中脳中心灰白質の外側部の細胞集団、孤束核であった。2)延髄網様体巨大細胞部に標識物質を注入し,その後の逆行性標識ニューロン分布を上位脳幹について観察を行った。その結果、逆行性標識細胞は青斑核、上・下橋網様体核、中脳中心灰白質の外側部および近傍の中脳網様体、脚橋被蓋核、脚傍核背側部、上丘、下丘の中心核、Cajalの間質核、不確帯、ForelのH野、peritrigeminal nucleus, supratrigeminal nucleusなどに観察された。以上の実験結果から、歩行運動に関与する延髄網様体巨大細胞核は中脳灰白質の外側部とその近傍の網様体(nucleus cuneiformis)、および上・下橋網様体核から強い入力を受け、脊髄に投射することが明らかにされた。大脳基底核の下行路は、PPNに投射するが、PPNからGiおよび脊髄に投射する経路は極めて小量であり、PPNの近傍に存在する介在ニューロンを介してGiおよび脊髄に投射することが予測される。平成14年度の実験結果から、歩行運動に関与する延髄網様体巨大細胞核は中脳灰白質の外側部とその近傍の網様体(nucleus cuneiformis)および上・下横網様体核から強い入力を受け、脊髄に投射することが明らかにされたが、平成15年度の実験結果からは以下の事項が明らかにされた。1.延髄網様体の脚橋被蓋核(PPN)は大脳基底核の淡蒼球内節(GPi)と黒質網様部(sNr)から入力を受けるが、PPNから主に上行路を出し、脊髄や延髄網様体の内側部の延髄網様体巨大細胞核(Gi)に投射するニューロンは極めて少数である。特に、脊髄に直接投射するニューロンはほとんど存在しない。2.GPiの尾側腹外側部のニューロンは被殻から入力を受け、PPNの背外側部主に散在性細胞部に投射する。この領域にはGiに投射するニューロンは観察されなかった。したがって、GiはPPN近傍の介在ニューロンを介して中脳中心灰白質、nucleus cuneiformis、橋網様体核から入力を受けることが強く示唆される。3.大脳皮質の一次運動野と固有補足運動野が被殻を介して、GPiの尾側腹外側部に投射し、さらに視床とPPNに投射する。
強相関有機誘電体の電荷秩序の直接観測

本年度は,有機伝導体θ-(BEDT-TTF) 2CsM (SCN) 4 (M=Co, Zn)の巨大非線形伝導と電荷秩序の局所構造との関係を精密構造解析によって明らかにした。この物質は,3桁におよぶ巨大な非線形伝導と,ダイオードを2個連結したサイリスタ素子と同じ電流-電圧特性を示すため,我々は有機サイリスタと呼んだ(Nature 437 (2005) 522)。これは本質的な電流によって引き起こされた,非平衡現象であるとともに,全く新しいデバイス物理の芽を提案している。有機サイリスタ結晶にパルス電流を通電しつつ,ミリ秒オーダーの時間分解X線回折を行い,電荷秩序融解のダイナミクスを明らかにすることを試みた。この結果電荷秩序の融解は約50msec,再凍結は100msec以上で起こっており,これは有機サイリスタとしての発振周波数40Hzと整合する。またこの系の場合はBEDT-TTF分子がわずかに回転することによってクーロン斥力を減らそうとする(J. Phys. Soc. Jpn. 74 (2005) 2011)。したがって,電荷秩序が融解すれば分子の回転ももとに戻るはずである。このような電流-格子結合が実際にこの系で観測された。ブラッグ反射の電流依存性を詳細に測定することによって,格子は電流に比例して変化することがわかった。格子の変形は数mA(1V以下の電圧)で0.01%に達する。このときピエゾ定数(歪み量を電圧で割った量)は圧電材料PZTの1000倍以上に達する。この効果は電流によって電荷秩序が融解する効果であるから,歪みは電流の向きによらない。今年度は,世界で初めての強相関有機誘電体の電荷秩序の直接観測をおこなうために,これまで共鳴散乱の使用例がない,広島大学放射光施設HiSORにおいて,様々なビームラインの整備をおこないはじめた。まず,1時間をかけて,有機誘電体の電荷秩序の直接観察に必要な条件およびそのための実施手順等を検討した。またその実施過程で生じると考えられる様々な問題点を具体的に検討した。その結果として,改良すべき課題として,回折計全体のローノイズ化があげられた。このためには,各部分での,遮蔽を工夫する事,真空パス設置などが有効であるとの結論になり,具体的な作業に入りつつある。これまでは波長固定の測定が多かったが,共鳴散乱では波長を変化させながらの測定となり,波長の変更頻度は遥かに増加する。このため波長変更時のビーム調整の効率化が必要である事が明らかになった。これまでの多軸回折計部分の制御チャンネル数が少なかったことが自由度を制限しでいたので,16chのパルスモータコントローラを導入し,様々なコントロールがおこなえるように改善した。また,最終的な目標である,Sの吸収端での共鳴散乱へとつなげるために,SのXAFS測定を具体的に検討し,いくつかの興味深い試料の準備を進めている。また,SPring-8においても低次元有機誘電体の電荷秩序の直接観察を目指し,単結晶は粉末結晶を準備して,精密構造解析による電荷分布の決定をおこなう準備を始めている。そのための,クライオスタットの整備などを急ピッチでおこなっている所である。
ゲノム全領域関連解析による脳血栓のオーダーメイド予防システムの開発

研究参加施設(岐阜県総合医療センター、岐阜県立多治見病院、弘前脳卒中センター)の協力により、600例の脳血管障害(脳梗塞、脳出血、くも膜下出血)のDNAサンプルおよび臨床データを新たに収集した。また、152候補遺伝子202多型の関連解析により、IL6遺伝子多型がアテローム血栓性脳梗塞および脳出血の発症に強く関連し、PKD1-like遺伝子多型とTNF遺伝子多型がくも膜下出血の発症に強く関連することを報告した(Yamada et al.Arterioscler Thromb Vasc Biol 2006)。さらにアテローム血栓性脳梗塞では7個、脳出血では8個、くも膜下出血では9個の多型が発症と有意に関連することを見出した。また、候補遺伝子アプローチとして、新たに50遺伝子98多型の解析を行っており、既に49多型については解析を終了している。さらに、疾患感受性遺伝子探索における包括的なアプローチとして、アテローム血栓性脳梗塞131例、対照135例について、SNPチップ(Gene Chip Mapping 500K Set, Affymetrix)を用いたゲノム全領域関連解析を行った。即ち、ヒトゲノム全領域に配置された524,596個の各SNPの関連解析および各haploblockの関連解析を行い、アテローム血栓性脳梗塞発症に強く関連する(P<10^<-20>)SNPsを抽出し、それらの中から遺伝子のアノテーションのあるSNPsを100個選択した。現在、これらのSNPsについてさらに別の集団で関連解析を行っており、疾患発症に強く関連するSNPsを確定することにより、精度の高いオーダーメイド予防システムを開発する予定である。本研究は、三重大学医学部および各研究参加施設の倫理委員会の承認を得ており、「ヒトゲノム・遺伝子解析研究に関する倫理指針(平成16年12月28日全部改正、平成17年6月29日一部改正)」を遵守して行っている。研究参加施設の協力により,患者対照集団4,500例(脳梗塞1,000例,脳出血500例,対照3,000例)のDNAサンプルおよび臨床データを収集した。アテローム血栓性脳梗塞131例,対照135例について,SNPチップ(GeneChip Mapping 500KSet,Affymetrix)を用いたゲノム全領域関連解析を行い,アテローム血栓性脳梗塞発症と強之関連する(P<10^<-20>)SNPsを100個抽出した。これらのSNPsについて別の集団で関連解析を行い,発症に関連するSNPsを8個検出した。これらのSNPsの中でも,特に関連の強い上位3個のSNPsについて連鎖不平衡ブロックのシークエンスを行っており,アテローム血栓性脳梗塞発症に強く関連するSNPsを確定することにより,より精度の高いオーダーメイド予防システムを開発する予定である。アテローム血栓性脳梗塞(脳血栓)についてゲノム全領域の約52万個のSNPsを同時に解析できるSNPチップ(GeneChip Mapping 500K Set, Affymetrix)を用いてゲノム全領域関連解析を行った。脳血栓群および対照群は、3つの独立した集団で合計6341例(脳血栓992例および対照5349例)について解析した。まず対象集団A(脳血栓131例・対照135例、病院受診者)についてSNPチップを用いたゲノム全領域関連解析を行い、脳血栓発症と強く関連する(P<1.0×10-^<20>)SNPsを100個抽出した。次にこの100SNPsについて対象集団B中の脳血栓705例・対照3426例(病院受診者)において関連解析を行い、脳血栓に関連するSNPsを3個検出した。これらのSNPsについて、脳血栓96例でそれぞれの連鎖不平衡ブロックのシークエンスを行い、エクソンに位置するnonsynonymous(アミノ酸の置換を伴う)SNPsを3個(このうち2個はタグSNPs)およびsynonymous SNP(タグSNP)を1個検出した。これらのSNPsについて、対象集団B(脳血栓790例・対照3435例、病院受診者)において関連解析を行い、3個のSNPsが疾患発症に関連することを認めた。これらのSNPsについてさらに対象集団C(脳血栓71例・対照1779例、地域住民)において関連解析を行い、脳血栓発症と強く関連するCELSRl遺伝子と2個のSNPs、A→G(Thr2268Ala, rs6007897)およびA→G(Ile2107Val,rs4044210)を同定した。今後は、ゲノム全領域関連解析のデータを基に、脳血栓発症に関連するSNPsをさらに探索し、精度の高いオーダーメイド予防システムを開発する予定である。また、候補遺伝子アプローチにより98遺伝子多型と脳血栓との関連について関連解析を行い、ABCAl遺伝子多型、IRAK1遺伝子多型、ROSl遺伝子多型が脳血栓の発症に、LIMK1遺伝子多型が脳出血の発症に、CYP3A4遺伝子多型がくも膜下出血の発症にそれぞれ関連することを見出した。
鉄を利用したハイブリッド型砒素除去フィルターの開発

1.鉄バクテリアによる砒素除去特性の解明:バングラデシュの地下水の化学成分を想定した人工地下水を用いて室内実験を行ったところ、鉄バクテリアの存在によって2価鉄が3価鉄に酸化され、それに伴って3価砒素の除去性能が向上した。一方、鉄バクテリアによる3価砒素の5価砒素への直接的な酸化は示唆されなかった。バングラデシュにおける調査から、井戸水のろ過器において鉄バクテリアの存在が確認された。したがって、鉄バクテリアを用いた砒素除去法が、バングラデシュにおいて実用可能であることが示された。2.ハイブリッド型砒素除去プロセスの構築:室内実験によって金属鉄による砒素除去性能が確認されたが、金属鉄のみでは比較的早期に砒素除去性能が低下し、また2価鉄の溶出が進行した。そこで、鉄バクテリアカラムと金属鉄カラムを接続させたシステムにおいて、砒素除去性能を検討した。鉄バクテリア+金属鉄の順序では、砒素の除去は良好だが処理水への2価鉄の流出がみられた。一方、金属鉄+鉄バクテリアの順序では、処理水への2価鉄の流出はみられず砒素除去性能も良好であった。3.砒素除去フィルターの適用可能性の検討:実用可能な鉄ハイブリッド型の砒素除去をすすめるために、バングラデシュの農村集落に導入されている既存フィルターの使用現状と課題を明らかにし、途上国においても製作および維持管理が可能なシステムを検討した。現地で材料が求められ製作・修理が可能な安価な簡易フィルターを、集落の社会開発活動と併行して導入することが必要であると考えられた。1.鉄バクテリアによる砒素除去特性の解明バングラデシュの地下水の化学成分を想定した人工地下水を用いて室内実験を行ったところ、鉄バクテリアの存在によって2価鉄が3価鉄に酸化され、それに伴って3価砒素の除去性能が向上した。2.金属鉄による砒素吸着特性の解明1と同様に室内実験によって、金属鉄による砒素除去性能を確認した。金属鉄を用いたカラム実験においては、比較的早期に砒素除去性能が低下し、また、金属鉄から2価鉄の溶出が進行した。3.ハイブリッド型砒素除去プロセスの構築鉄バクテリアカラムと金属鉄カラムを接続させたシステムにおいて、砒素除去性能を検討した。後者のシステムでは、金属鉄カラムからの2価鉄の供給により鉄バクテリアの活性が維持され,また金属鉄カフムから砒素が流出した場合でも鉄バクテリアカラムによる補完的な砒素除去が可能であった。4.砒素除去フィルターの設計設計の準備として、バングラデシュで用いられている既存フィルターの使用実態について調査した。砒素除去用の特殊フィルターは、砒素除去性能については良好だが高価である。また、破損時の修理などで維持管理面の課題が示唆された。現地での持続発展性を考慮すると、フィルターのベースとなる固液分離部分は、現地の粘土を焼成して製作することが適当と考えられた。(1)砒素除去フィルターの設計

実用可能な鉄ハイブリッド型の砒素除去をすすめるために、途上国においても製作が可能なフィルターを設計した。材料が現地で求めやすいこと、安価であること、住民が維持管理可能であることなどを考慮し、粘土に米糠を混合して焼成するセラミックタイプのフィルターを検討した。粘土と米糠の前処理方法(粒度の均一化)、最適な混合比、および焼成に必要な温度について実験的に検討し、その最適条件を明らかにした。(2)ハイブリッド型砒素除去プロセスの構築バングラデシュの地下水の化学成分を想定した人工地下水を用いて室内実験を行い、鉄バクテリアおよび金属鉄を組み合わせた砒素除去プロセスの砒素除去特性を明らかにした。本年度は砂層の代わりにセラミックタイプのフィルターを用い、金属鉄として鉄網を用いて鉄バクテリアを加えたハイブリッド法による砒素除去フィルターを設計して実験に用いた。その結果、200μg/Lを超える原水砒素濃度に対して、飲用基準を下回る処理水砒素濃度が得られた。(3)砒素除去フィルターの適用可能性の検討設計した砒素除去フィルターが、現地において製作可能であるかを明らかにするために、バングラデシュのクルナ市近郊の農村で、現地の粘土と米糠を用いてフィルターを焼成した。雨期にドラム缶を用いてヤシ殻炭の同時製作を試みたところ、十分な焼成温度が得られなかった。そこで、乾期に植木鉢等の焼成を行っている小規模な窯でフィルターを焼成したところ、良好な焼成温度が得られ十分な強度等を有するフィルターが製作された。また、製作されたセラミックタイプのフィルターは、砂ろ過と比較して維持管理面に置いて優れていると判断された。
時空間モデルの推定と「予測不可能性の定量」にもとづくシンギュラリティ細胞の同定

本研究が参加する新学術領域は、シンギュラリティ細胞、すなわち集団中で特異な振る舞いをする細胞が、臓器や個体といったシステム全体の運命を決定するという現象の解明を目指している。そこで本研究では、生細胞イメージング動画データ内のシンギュラリティ細胞を自動的に発見する手法を開発する。より具体的には、データから画像解析および時系列モデルの学習によって細胞の振る舞いに対する予測モデルを構成し、それを各細胞へ適用することで「どの程度平均から外れた振る舞いをするか」を定量化する。本手法は、上皮培養細胞の創傷治癒過程というよく研究された系を用いてその有効性を検証する。
東アジアからみた地域権力・大内氏関係資料の基礎的考察

本年度も昨年度に引き続き、研究課題に関する史料調査・文献収集・現地調査・発掘調査などを行うとともに、3年間の活動のまとめを行った。現地踏査・史資料収集活動としては以下のようなものがある。(1)9月、中世都市・流通史懇話会に参加し、大内氏と比較検討すべき大友氏の本拠地・府内(大分市)と臼杵(大分県)の現地踏査を行った。その際、現地の教育委員会文化財保護課の担当者の方と情報交換を行った。(3)11月、山口県立美術館で開催された特別展「雪舟への旅」展の閲覧を数回にわたって行った。そめ際1当館学芸員の方から貴重な美術情報を得た。学術報告活動としては以下のようなものがある。(1)6月、「大内氏の琉球通交」というタイトルで学術報告を行った(於・山口県立図書館)。(2)7月、「山口と東アジア」というタイトルで学術報告を行った(於・柳井市公民館)。(3)10月、「西国諸氏の自己認識」というタイトルで学術報告を行った(於・九州大学)。(4)11月、「室町寺代の禅僧と国際交流-雪舟と大内政弘の遣明船-」というタイトルで学術報告を行った(於・山口県立図書館)。(5)1月、「大内政弘と東アジア」というタイトルで学術報告を行った(於・大殿公民館)。(6)3月、「大内氏の菩提寺」というタイトルで学術報告を行った(於・山口大学)。以上を中心とした研究活動のために、国内旅費、謝金(データ入力など)、その他物品費(コンピューター関係消耗品、複写費、図書・雑誌購入費など)を支出した。以上の研究活動によって研究課題「東アジアからみた地域権力・大内氏関係資料の基礎的考察」の主要部分を完了させた。残された問題も存在するが、今後の研究計画の中で解決していくこととしたい。本年度の研究実績は、以下に示す4点である。1.大内氏関係資料のうち、これまでに公表されたすべての大内氏関係関係の著書、論文(郷土誌レヴェルのような頒布性の低いものも含めて細部にわたり網羅的に)を収集した(ただし、いまだ収集できていない資料も若干存在する)。そして、これら収集した著書・論文資料のデータベース化を進行している。ドキュメントスキャナーによるデータ化までを目標としたが、今年度は機器環境や時間の都合上、その段階までには至らなかった。2.大内氏関係資料を所蔵する関係諸機関に赴き、大内氏関係資料(特に文字史料)の収集を図った。ここで収集した資料をベースに、大内氏研究のベースとなる大内氏奉行人一覧表の作成を試みている。この一覧表作成については、研究協力者を依頼している。この一覧表の完成は、本研究の完成年度である平成18年度を目標としている。3.大内氏関係資料の対象を歴史的景観までも含み込んで捉えているため、大内氏関連史蹟のフィールドワークも行った。関係する歴史的景観については、デジタルカメラによる撮影によってデジタル保存した。本年度、フィールドワークの対象とした地域は、大内氏の本拠地・山口一帯と、大内氏の派遣した遣明船の目的地・北京である。4.以上の活動の中間報告的意味合いで、平成16年11月5日に山口県立大学で開催された地域国際化フォーラム「山口・ナバラの大航海時代と国際化」において、「大内氏の国際展開-14世紀後半16世紀前半の山口地域と東アジア世界-」というタイトルで報告を行い、平成17年度末に刊行された本学部紀要にその原稿を掲載した。本年度も昨年度に引き続き、研究課題に関する史料調査・文献収集・現地調査・発掘調査などを行うとともに、これらの活動の成果にもとづいて研究を進め、その成果を学術雑誌等に発表した。具体的な作業としては、大内氏関係史料(大内氏関係者受給・発給文書)の収集作業を継続し、大内氏関連文献の把握に努めた。現地踏査・史料収集活動としては以下のようなものがある。(1)8月、大内氏関連史蹟のうち、大内館跡をはじめとする大内氏関連史蹟の重点踏査を行い、山口市教育委員会文化財保護課の発掘担当者の方と情報交換を行った。(2)8月、根津美術館で開催された「明代絵画と雪舟展」を調査し、東京大学史料編纂書で関係史料の収集を行った。(3)8月、環シナ海の港町・葦屋(福岡県)の現地踏査を行った。(4)3月、福岡市美術館で開催された「九州から見た雪舟展」を調査し、大内氏時代の山口と九州地域を結ぶ禅宗ネットワークの存在を絵画史料から確認した。(5)年に数回、太宰府市史編纂室に赴き、市史編纂室が収集した筑前地域における中世文書の現状把握に努めた。当該地区の史料には大内氏関係史料が未刊のまま大量に残されているにも関わらず、福岡県史が未刊行であることからその残存状況の把握は困難を極めているが、今年度の成果として徐々に史料の状況把握ができるようになった。(1)11月、「大内氏と東アジア」というタイトルで学術報告を行った(於・山口市教育会館)。(2)3月、「大内盛見と国清寺・香積寺」というタイトルで学術報告を行った(於・山口市菜香亭)。

以上を中心とした研究活動のために、国内旅費、謝金(データ入力など)、その他の物品費(コンピューター関係消耗品、複写費、雑誌購入費など)を支出した。本年度も昨年度に引き続き、研究課題に関する史料調査・文献収集・現地調査・発掘調査などを行うとともに、3年間の活動のまとめを行った。現地踏査・史資料収集活動としては以下のようなものがある。(1)9月、中世都市・流通史懇話会に参加し、大内氏と比較検討すべき大友氏の本拠地・府内(大分市)と臼杵(大分県)の現地踏査を行った。その際、現地の教育委員会文化財保護課の担当者の方と情報交換を行った。(3)11月、山口県立美術館で開催された特別展「雪舟への旅」展の閲覧を数回にわたって行った。そめ際1当館学芸員の方から貴重な美術情報を得た。学術報告活動としては以下のようなものがある。(1)6月、「大内氏の琉球通交」というタイトルで学術報告を行った(於・山口県立図書館)。(2)7月、「山口と東アジア」というタイトルで学術報告を行った(於・柳井市公民館)。(3)10月、「西国諸氏の自己認識」というタイトルで学術報告を行った(於・九州大学)。(4)11月、「室町寺代の禅僧と国際交流-雪舟と大内政弘の遣明船-」というタイトルで学術報告を行った(於・山口県立図書館)。(5)1月、「大内政弘と東アジア」というタイトルで学術報告を行った(於・大殿公民館)。(6)3月、「大内氏の菩提寺」というタイトルで学術報告を行った(於・山口大学)。以上を中心とした研究活動のために、国内旅費、謝金(データ入力など)、その他物品費(コンピューター関係消耗品、複写費、図書・雑誌購入費など)を支出した。以上の研究活動によって研究課題「東アジアからみた地域権力・大内氏関係資料の基礎的考察」の主要部分を完了させた。残された問題も存在するが、今後の研究計画の中で解決していくこととしたい。
古代寺院建築再考

本年度は主に細部について検討した。奈良・平安時代におけるいくつかの資材帳をもとに編纂したと考えられる『興福寺流記』は、中金堂・円堂院円堂(北円堂)・東金堂・五重塔・経蔵・鐘楼に高欄餝金具があったことを記す。単層土間式の北円堂や東金堂に高欄があるのは不審で、これは外観の復原に再考を促すものである。しかし興福寺堂塔に関する文献をたどると、やはり北円堂や東金堂は創建形態を遵守していると考えざるを得ない。そこで高欄という語義に着目すると、『倭名類聚鈔』などには見えないものの、『正倉院文書』や『延喜大神宮式』に記載される高欄の部材は、現在も使われる高欄の地覆・平桁・架木に相当する。したがって『興福寺流記』に書かれた高欄も、現在使われている高欄の認識で誤りない。ところで、「春日社寺曼茶羅」(鎌倉時代)に描かれた興福寺の主要堂塔をみると、東金堂・五重塔・西金堂には、基壇縁に朱塗りされた高欄がある。また「年中行事絵巻」の大極殿や「信貴山縁起絵巻」の東大寺大仏殿にも基壇縁に朱塗りの高欄が描かれる。さらに「年中行事絵巻」の大極殿には、高欄端に金具を施している。ここから、『興福寺流記』にみえる高欄は、基壇縁においた刎高欄を指すものと理解するのが妥当である。高欄の語の解明は、既研究による興福寺堂塔の外観を大きく変えるものではなさそうだが、これによって、現在、法隆寺夢殿や東大寺大仏殿にみえる基壇縁の高欄は、古い伝統を保つ可能性が生じてきた。また、重層土間建築での高欄の語も基壇縁の高欄かもしれず、『薬師寺縁起』等にみえる同寺金堂の「蘇芳高欄」も同様のものだろう。一方、『興福寺流記』で高欄の記載がない堂塔との建築的・機能的な差異については更なる検討課題となり、さらに、発掘調査で出土する垂木先金具が、高欄端金具の可能性がある点に今後注意しなければならない。1.薬師寺創建講堂の建築史的評価1995年の奈良国立文化財研究所による発掘調査の結果、平城京に建てられた薬師寺の講堂は、三手先組物を用いていたことがあきらかになった。これらは古代寺院講堂の常識を覆す知見である。また、発掘調査から知られる平城京大安寺と藤原京大宮大寺の講堂も三手先組物を用いていた可能性が大きい。現在遺構では、延徳3年(1491)に再建された東寺講堂が三手先組物であり、解体修理にともなう発掘調査の結果、創建当初から三手先だったことが判明している。すでに知られているように、藤原京から移された薬師寺は、その堂塔の規模をほとんど変えずに平城京で再建しており、藤原京薬師寺の講堂も三手先組物を採用していた可能性がきわめて大きい。これらを総合すると、講堂に三手先組物を使うのは、7世紀末9世紀初頭における律令国家官寺に特有の形態であったと考えられる。『西大流記資材帳』に、金堂が2宇書かれ講堂がないのは、金堂と構造が、その性格だけでなく建築的にも非常に類似していたことを示すものであろう。2.平城京出土の五角斗1976年、平城宮東院(奈良時代後期の園池)の発掘現場から出土した平面五角形の建築雛形部材は、その形状から漠然と八角堂の部材と言われてきた。しかし、長野県安楽寺八角三重塔(鎌倉末期)に類似する部材を発見し、これを奈良時代における三手先組物の形式にあてはめると、この雛形部材は八角堂における三手先組物隅行一手目の方斗に相当する。ところが、雛形の縮尺を奈良時代の現存遺構にみられる1/10と考えた場合、一手目の方斗に想定すると部材が大きすぎ、あまりに巨大な建物を与えねばならない。したがって、むしろ組物を大斗肘木と想定したときの大斗にあたるものとみた方がよい。

さらに「年中行事絵巻」の大極殿には、高欄端に金具を施している。ここから、『興福寺流記』にみえる高欄は、基壇縁においた刎高欄を指すものと理解するのが妥当である。高欄の語の解明は、既研究による興福寺堂塔の外観を大きく変えるものではなさそうだが、これによって、現在、法隆寺夢殿や東大寺大仏殿にみえる基壇縁の高欄は、古い伝統を保つ可能性が生じてきた。また、重層土間建築での高欄の語も基壇縁の高欄かもしれず、『薬師寺縁起』等にみえる同寺金堂の「蘇芳高欄」も同様のものだろう。一方、『興福寺流記』で高欄の記載がない堂塔との建築的・機能的な差異については更なる検討課題となり、さらに、発掘調査で出土する垂木先金具が、高欄端金具の可能性がある点に今後注意しなければならない。
肝再生における造血幹細胞の役割

肝臓の再生には成熟した肝細胞が分裂・増殖する場合と肝臓の幹細胞が分裂・増殖する場合がある。ラットに2-acetylaminofluoreneを投与して部分肝切除を行なうと(AAF/PH model)、oval細胞がグリソン鞘周囲に出現する。このようなoval細胞は肝細胞と胆管上皮細胞に分化できることから肝臓の幹細胞由来と考えられており、肝細胞の分裂・増殖が障害されたような状況下では肝細胞の代わりに肝再生を担う。最近、我々はoval細胞には造血幹細胞の場合と同じようにc-kit receptor tyrosine kinase(KIT)が発現することを示し、KITの機能が喪失するWs/Wsラットではoval細胞の発生が有意に抑制されることを見い出した。KITを介したシグナル伝達は肝臓の幹細胞の維持あるいは幹細胞からoval細胞への分化に重要な役割を果たしていると考えられる。一方、Ws/Ws雌ラットに+/+雄ラットの骨髄細胞を移植した後にAAF/PHを施行すると、+/+ラットの場合と同じようにoval細胞がグリソン鞘周囲に数多く出現した。また、Y染色体に存在するsry遺伝子をプローブにしてFISH法に行うと、oval細胞にsry遺伝子のシグナルが検出され、このoval細胞は移植した+/+雄ラットの骨髄細胞由来であることがわかった。以上の結果より、肝細胞や肝臓の幹細胞が分裂・増殖して肝再生する経路がともに傷害されたような状況下では、造血幹細胞がoval細胞を経て肝細胞へ分化し、肝細胞や肝臓の幹細胞に代わって肝再生を担う可能性が示唆された。
寄生バチによるクモ網操作：マルチオミクス解析を用いた分子機構解明と進化経路追跡

今年度は大型のクモに様々な生理活性物質を腹部に注入し、その後張られる網の形状の定方向の変化から造網行動に関わる神経受容体の拮抗剤を推定し、造網行動の生体内分子機構を解明することを試みた。しかしながら投与成功率の低さなどの困難もあり、今のところ定方向の変化を再現できる拮抗剤候補の特定には至っていない。ただし成功率は高くないものの、一部の個体ではクモの体内へ液を物理的影響なく(投与後に健常に行動できる)インジェクションできる実験系を確立したことは収穫であり、これによって単純なケミカルスクリーニングに限らず、今後分子生物学的アプローチから得られる操作関連物質候補のバイオアッセイに適用できる(ハチ幼虫と異なり、クモは潤沢に手に入るため成功率の高低はあまり影響しない)。一方で、現在着目しているニールセンクモヒメバチの4種目の新寄主としてシマゴミグモを新たに発見し、その造網行動操作についても観察することができた。これにより本種がもっぱらゴミグモ属Cyclosaを利用しつつ、幅の広い寄主範囲を持っていることがわかった。この成果はArachnologyに掲載された。さらに、ニールセンクモヒメバチ幼虫を寄主クモから人為的に取り外し、別個体のクモに移植するという外科的実験に成功した。その結果、移植先のクモを操作し、本来の操作網で紡出される特徴的な装飾糸も施された。これにより、ハチ成虫による産卵時の麻酔毒注入を経験しないクモが、移植されたハチ幼虫によって操作されることが証明され、成虫毒が操作に関与しないことを裏付けた。この成果はJournal of Arachnologyに採録が決まっている。また、クモヒメバチ類の一種であるキマダラクモヒメバチの特定寄主ニホンヒメグモに対する攻撃的産卵行動を解明した。この成果は、Journal of Zoologyに採録が決まっている。造網行動操作(網操作)の分子機構解明という最終的な目標に対し、Genotype方向の研究はやや進展が遅れているが、Phenotype方向では重要な状況証拠を蓄積できつつある。ニールセンクモヒメバチの新寄主として新たに記録されたシマゴミグモの操作網は、捕虫部の単純化と特異的な装飾糸の紡出という二点で、ギンメッキゴミグモのそれと全く同じ特徴を有していることが明らかとなった。ハチ側に寄主レース(寄主依存遺伝的分化)が生じているか否かは今後の課題であるが、分化がない(産卵選好性がない)と仮定すると、全く同じ操作メカニズムでもってして異なるクモ種に装飾糸付きの特徴的な網を張らせており、操作メカニズムに特定範囲ではあるが複数種に及ぶ汎用性があると言える。このことから、操作メカニズムがある程度単純である(複雑だとすれば生理の微妙に異なるクモに適用できない)という仮説が導き出せる。さらに、ニールセンクモヒメバチとギンメッキゴミグモの寄生系を利用し、寄主クモに寄生するハチ幼虫を人為的に取り外し、接着剤によって別個体のクモに移植するという過去に類例のない外科的実験系を確立できた。その結果、移植された幼虫は発育の最終ステージにおいて移植先のクモを操作し、本来の操作網で紡出される特徴的な装飾糸も施された。これにより、ハチ成虫による産卵時の麻酔毒注入を経験しないクモが、移植されたハチ幼虫によって完全に操作されることが証明され、成虫毒が操作に関与しないことを裏付けた。Phenotype方面の研究成果との統合を図るべく、Genotype方向の研究を推進させる。クモヒメバチ幼虫の成長時系列比較トランスクリプトーム解析による発現データは得られているが、トランスクリプトームによるリファレンス配列では発現定量解析結果がやや不安定なため、ハチ(3種)の全ゲノム配列決定も視野に入れる。同じヒメバチ科の別種でゲノムサイズが300MBに満たないことがわかっているので、サンプル要求量の少ない10x Genomics Chromium Controller + Illumina MiSeqによる短鎖配列シーケンスおよびアセンブリによって配列決定を実施し、発現定量解析を再度行う。次いで、操作フェイズで有意に変動する遺伝子の機能解析をPhenotypeとの照合もしながら行っていく。クモの生理活性物質インジェクション実験は、微量インジェクションを可能にするマイクロインジェクターを導入し小型クモ類にも適用することで、本来の寄主であるゴミグモ類を対象として行う。特にギンメッキゴミグモは、脱皮網という明確な機能的非捕虫網を持ち、それが操作網のモデルとなっていることからも、生理活性物質によって同じ形状の網を直接的に誘発できる可能性もある。ニールセンクモヒメバチ対ギンメッキゴミグモ、マスモトクモヒメバチ対ゴミグモの造網行動操作系を材料に、飼育によって若齢・中齢前半・中齢後半・操作直前・操作開始後の5つのタイムポイントおよびハチ成虫の6つのフェイズ別サンプルを、反復をもって確保した。そして、ハチとクモそれぞれでライブラリ調整を行ない、RNA-seq解析によって発現配列データを得た。ギンメッキゴミグモは、未寄生の円網を張っているフェイズと、操作行動のモデル行動となっている同じく未寄生の脱皮網を張っているフェイズのサンプルも比較対象区として読んだ。クモは全リードからランダムな60Mリードをアセンブル、ハチは全個体から10Mリードずつサブサンプリングしたものを各条件ごとに全てをマージした上で、全体で60Mリードになるように条件ごとにサブサンプリングしてアセンブルすることでリファレンス配列を作成した。すべての解析は完了していないが、途中段階でも一部傾向が見えている。

操作されている最中のギンメッキゴミグモは、円網や脱皮網造網中のサンプルと比べ、劇的に発現動態が変わっており、ハチによる操作の影響が少なくとも寄主クモの発現動態にまで影響していることがわかった。また、期待された被操作クモと脱皮網クモとの間の共通性は明確にはなかったが、特定のクモ糸遺伝子について高く発現するものが見出されており、操作に関わる遺伝子の可能性を今後探っていく必要がある。ハチの方では、ニールセンクモヒメバチの時系列比較において、操作直前と開始後の間に期待された発現変動は少なく、その前に当たる中齢後半にやや顕著な発現変動が見出されており、操作にまつわる発現は操作の数日前にピークを迎えている可能性が示唆された。マスモトクモヒメバチでは中齢前サンプル数の不足から中期以前-終期の比較が行えていないが、操作直前と開始後の間に顕著な発現変動がないことが確認されている。サンプルや反復数の不足が一部見られるものの、100近いサンプルを配列データにまで持っていけたことや、条件間で発現変動の違いを見出だせつつあることは大きい。また、クモヒメバチによる行動操作は、外部寄生者が行っているという点で興味深く、幼虫がクモへ付着する部位も、操作のメカニズムを探る上で重要な形質である。幼虫の位置は産卵メスの産卵部位に依拠しており、そのため操作そのものに加えて、ハチによる産卵行動様式にも着目して研究しているが、その成果が2017年度に出版された(Takasuka et al. 2018 Parasite)。クモヒメバチ群は二大単系統群によって成っているが、そのうちの祖先群に当たる種の産卵行動を発見し、その動きが派生群の既知の行動と真逆であることを明らかにした。それにより産卵部位は頭胸部と腹部にそれぞれ分かれる。なお、クモに寄生する部位が、単系統群ごとに頭胸部と腹部にきれいに分かれていることは2016年に指摘されていたが、寄主系統と寄生部位について過去の文献を全て洗い、例外なく系統と一致することを改めて示した。本研究で扱う種を含め、造網行動操作が知られているクモヒメバチはほとんど派生群であるが、祖先群にも日本産の一種でのみ操作が知られており、進化的な観点に加え、頭胸部から操作をするという生理的な観点からも将来的に解析に加える価値の非常に高い種である。また、東欧の研究チームと共同で、初めてオーストラリアで見出された造網行動操作について発表した(Korenko et al. 2018)。今年度は大型のクモに様々な生理活性物質を腹部に注入し、その後張られる網の形状の定方向の変化から造網行動に関わる神経受容体の拮抗剤を推定し、造網行動の生体内分子機構を解明することを試みた。しかしながら投与成功率の低さなどの困難もあり、今のところ定方向の変化を再現できる拮抗剤候補の特定には至っていない。ただし成功率は高くないものの、一部の個体ではクモの体内へ液を物理的影響なく(投与後に健常に行動できる)インジェクションできる実験系を確立したことは収穫であり、これによって単純なケミカルスクリーニングに限らず、今後分子生物学的アプローチから得られる操作関連物質候補のバイオアッセイに適用できる(ハチ幼虫と異なり、クモは潤沢に手に入るため成功率の高低はあまり影響しない)。
行動シンドロームを軸とした動物行動に関する生態学的研究

人の例でよく知られるように、例え年齢と性、体格が同じ人同士でも彼らの行動には一貫した違い(パーソナリティや、あるいは行動シンドロームと呼ばれる)があることがある。捕食者に襲われた際に咄嗟に擬死(死に真似、不動)行動をする動物は分類群を問わず多く存在する。申請者の一連の研究は、主に昆虫(ヒラタコクヌストモドキ、コクヌストモドキ及びアズキゾウムシ)を材料として、こうした動物の擬死行動に関する進化行動生態学的研究を、形質間の相関、特に動物のパーソナリティという観点から展開している。昨年度は当初の計画通り、擬死行動と活動性の負の遺伝相関を同定するため、歩行活動性に対して選抜を行った際に、擬死行動にどのような相関反応が生じるのかを調べるための人為選択実験系をコクヌストモドキで立ち上げた。当初予測されていた通り、歩行活動性に対して直接選択がかかると、擬死行動をする傾向において選択への相関反応が生じることが確認された。歩行活動性に低い系統では、外部指摘に対して擬死をする傾向が高くなった。本来ならこれに加え、生活史形質等における、選択への相関反応についても調査する予定であったが、歩行活動性に対する選択実験が今なお進行中なため、これについては次回の課題として持ち越す。いずれにしても、行動形質間同士の遺伝相関を、選択に対する直接・相関反応を調べるとことで明確に示した研究は世界的に見て極めて稀であり、この研究成果の発表は、動物のパーソナリティの進化に関する研究において非常に有用なモデルケースとして認識されると期待される。計画では、歩行活動量への選択が種々の行動形質(及び生活史形質)に及ぼす遺伝的影響について調査する予定であったが、実験に用いる予定であった歩行活動性の高い<H>系統、低い<L>系統の確立に現時点ではまだ至っていないため(選抜実験継続中のため)、計画の延期を余儀なくされため。今後は、擬死時間への人為分断選抜実験によって既に確立されている、擬死時間が長く擬死率の高い系統と、擬死時間が短く擬死率の低い系統を用いて、擬死と歩行活動性の遺伝相関の生理的・分子生物的メカニズムの解明に関する研究を展開していく予定である。また、これまでの研究を通じて得られた擬死と歩行活動性の遺伝相関についての様々な進化行動生態学的特性を統合し、この遺伝相関をモデルにした動物のパーソナリティの維持とその進化についての遺伝モデル等の構築についても、今後試みていきたい。形態形質や生活史形質など生物のいつくかの形質間には遺伝相関が存在し、ある形質に対して選択がかかると他の形質において選択に対する相関反応が生じることがある。そして、多くの場合でそれらは形質間の遺伝的なトレードオフを引き起こし、個体の適応度に大きく影響する。こうした現象は上記のような形質のみならず、行動形質間でも存在する(行動シンドロームと呼ばれる)ことが近年の研究で徐々に明らかとなり、進化生態学、及び行動生態学において注目を集めている。本研究では、多くの生物で観察され、対捕食者行動とされる擬死行動(死に真似行動)について行動形質間の遺伝相関という観点を軸に、人為選抜により生み出された遺伝的に擬死行動を起こりやすい系統の個体とそうでない系統の個体などや野外で採集した個体を使って進化生態及び行動生態学的な様々な実験を行うことを目的としている。昨年度については特に擬死行動と活動性や交尾行動との遺伝的関係について研究を行った。遺伝的に死に真似をしやすい個体ほど、普段からあまり活発に動き回らないという特徴があることを発見し、このため遺伝的に死に真似しやすい個体ほど異性との遭遇率が低く交尾戦略において極めて不利であるということを明らかにした。こうした成果について昨年度は査読付英語論文3編を発表した。また国内学会において昨年度は4度の発表を行い、うち日本応用動物昆虫学会においてはポスター賞を受賞した。さらに、擬死行動と生活史形質(卵サイズや産卵数、寿命など)との遺伝的関係について現在も継続調査を行っている。生物における形質間の遺伝相関は、適応的な形質のセットとして維持されている場合もあれば、適応進化における足かせとして機能を果たす場合もある。したがって、互いに相関した形質は、単独でというよりむしろ一つのパッケージとして扱われるべきである。申請者の一連の研究は、主に昆虫(ヒラタコクヌストモドキ、コクヌストモドキ及びアズキゾウムシ)を材料として、こうした動物の擬死行動に関する進化行動生態学的研究を、形質問の遺伝相関という観点から展開している。これについては現在、選択実験を遂行中であり詳細な結果が出るまでは、今しばしかかる。また、擬死行動と生活史形質の遺伝相関の検証ということで、擬死行動への直接選択が生活史形質(卵から成体までの発育期間、蛹化率、羽化率、成虫寿命、卵サイズ、産卵数、産卵雌の寿命)に及ぼす遺伝的影響について、コクヌストモドキにおける擬死選抜系統を用いて検証を行った。しかし、これに関しては、本種では擬死行動と生活史形質は遺伝的な関係性を見出すに至らなかった。

人の例でよく知られるように、例え年齢と性、体格が同じ人同士でも彼らの行動には一貫した違い(パーソナリティや、あるいは行動シンドロームと呼ばれる)があることがある。捕食者に襲われた際に咄嗟に擬死(死に真似、不動)行動をする動物は分類群を問わず多く存在する。申請者の一連の研究は、主に昆虫(ヒラタコクヌストモドキ、コクヌストモドキ及びアズキゾウムシ)を材料として、こうした動物の擬死行動に関する進化行動生態学的研究を、形質間の相関、特に動物のパーソナリティという観点から展開している。昨年度は当初の計画通り、擬死行動と活動性の負の遺伝相関を同定するため、歩行活動性に対して選抜を行った際に、擬死行動にどのような相関反応が生じるのかを調べるための人為選択実験系をコクヌストモドキで立ち上げた。当初予測されていた通り、歩行活動性に対して直接選択がかかると、擬死行動をする傾向において選択への相関反応が生じることが確認された。歩行活動性に低い系統では、外部指摘に対して擬死をする傾向が高くなった。本来ならこれに加え、生活史形質等における、選択への相関反応についても調査する予定であったが、歩行活動性に対する選択実験が今なお進行中なため、これについては次回の課題として持ち越す。いずれにしても、行動形質間同士の遺伝相関を、選択に対する直接・相関反応を調べるとことで明確に示した研究は世界的に見て極めて稀であり、この研究成果の発表は、動物のパーソナリティの進化に関する研究において非常に有用なモデルケースとして認識されると期待される。計画では、歩行活動量への選択が種々の行動形質(及び生活史形質)に及ぼす遺伝的影響について調査する予定であったが、実験に用いる予定であった歩行活動性の高い<H>系統、低い<L>系統の確立に現時点ではまだ至っていないため(選抜実験継続中のため)、計画の延期を余儀なくされため。今後は、擬死時間への人為分断選抜実験によって既に確立されている、擬死時間が長く擬死率の高い系統と、擬死時間が短く擬死率の低い系統を用いて、擬死と歩行活動性の遺伝相関の生理的・分子生物的メカニズムの解明に関する研究を展開していく予定である。また、これまでの研究を通じて得られた擬死と歩行活動性の遺伝相関についての様々な進化行動生態学的特性を統合し、この遺伝相関をモデルにした動物のパーソナリティの維持とその進化についての遺伝モデル等の構築についても、今後試みていきたい。
ゴルジ体ストレス応答プロテオグリカン経路の解析

ゴルジ体ストレス応答プロテオグリカン経路とは、ゴルジ体でプロテオグリカン型の糖鎖修飾機能が不足した際に、プロテオグリカン型糖鎖修飾酵素群の転写を増強し、機能不足状態(ストレス状態)を解消するための機構である。この機構は、センサー分子、転写因子、転写制御配列を介して活性化されると考えられている。今年度は、ゴルジ体ストレス応答のプロテオグリカン経路における(1)標的遺伝子と転写制御配列PGSEについての論文を発表し、さらに、(2)転写制御因子の同定の研究を行った。また、(3)プロテオグリカン経路と既知のゴルジ体ストレス応答の経路の一つであるTFE3経路の関係について解析した。(1)の標的遺伝子については、昨年度までに同定を終えていた。また、転写制御配列についても、昨年度に標的遺伝子の一つであるHS6ST1のプロモーター領域を解析し、転写制御配列PGSE-Aを同定していた。今年度はさらに、他の標的遺伝子のプロモーター領域について詳しく解析し、これらの遺伝子がHS6ST1と同様のPGSE-Aにより制御されていることを見出した。そしてこれらの内容を論文として発表した。(2)の転写制御因子の同定については、データベースを用いた解析により転写制御配列PGSE-Aに結合する転写因子の候補を得た。そして得られた候補の転写因子について、さらに解析を進めた結果、転写因子を同定することに成功した。また、プロテオグリカン経路の解析を進める中で、プロテオグリカン経路を活性化した際に、TFE3経路が活性化されることが示唆された。そこで、プロテオグリカン経路活性化時の、(3)プロテオグリカン経路とTFE3経路の関係について調べた。これまでの研究では、細胞にプロテオグリカン型のゴルジ体ストレスを与えた際に、転写因子TFE3が活性化して核に移行することがわかっている。本研究は、ゴルジ体ストレス応答のプロテオグリカン経路の分子機構を明らかにすることを目標としている。プロテオグリカン経路は、センサー分子、転写因子、転写制御配列を介して活性化されると考えられている。本年度は、その中で転写制御配列について解明することに成功した。そして、この結果を論文として発表することができた。この論文はプロテオグリカン経路についての世界で初となる論文であり、大きな成果であるといえる。また転写因子についても、様々な方法を用いて検索し、最終的に転写因子を同定することに成功した。転写因子の同定は一般に極めて難しいとされており、申請時に予定していたyeast one hybrid法では転写因子の同定には至らなかったが、最終的には転写因子を同定できたので良い成果を得られたといえる。またゴルジ体ストレス応答は、未だに未知なことが非常に多い分野であるが、その中で、プロテオグリカン経路が既知の経路であるTFE3経路と関わっていることが新たに示唆された。これはプロテオグリカン経路の分子機構の全容を明らかにする上で非常に重要なことである。さらに、この結果はプロテオグリカン経路だけでなく、ゴルジ体ストレス全体について知る上でも必要なことであり、非常に重要な結果が得られたと考えている。以上にように、論文の刊行、転写因子の同定を行うことができ、また新たに他経路との関係も明らかになりつつあるため、順調に研究が進展していると考え、上記の評価をした。今後は、まずゴルジ体ストレス応答のプロテオグリカン経路における転写因子についてさらなる解析を進める。転写制御配列と転写因子の結合、転写因子がどのように活性化されるのか、どのような分子が転写因子を活性化しているのか、複数の転写因子が関わっているのか、などを中心に研究を進めて行く。また、センサー分子についての解析も進める。昨年度から準備を進めているGeCKOライブラリーを用いた方法でのスクリーニングや、上記の転写因子を活性化する分子の上流を辿ることで、センサー分子の同定を試みる。センサー分子を同定したのちは、その活性化機構についての解析を進める。さらに、プロテオグリカン経路とTFE3経路がどのように関わっているのかについても解析を進める。また、プロテオグリカン経路とTFE3経路について調べる中で、申請時の計画にはなかったが、TFE3経路の分子機構についても解析を進める。プロテオグリカン経路とTFE3経路とが関係していることから、プロテオグリカン経路の分子機構を明らかにする上で、TFE3経路の分子機構の解明も重要な課題であると考えられる。TFE3経路に関しては、転写因子TFE3の詳しい活性化機構や、センサー分子については未だに明らかになっていないので、それらを中心に解析を進めていく。そして、プロテオグリカン経路の転写因子、センサー分子、TFE3経路とのクロストークについての成果をまとめ、論文を執筆する。細胞内に存在する細胞小器官の量は、細胞の需要に応じて厳密に制御されている。このような細胞小器官の量的調節機構は細胞が自律的に機能するために必須の機構であり、細胞生物学の根本的命題の一つである。ゴルジ体ストレス応答とは細胞小器官であるゴルジ体の量的調節機構である。本研究はゴルジ体ストレス応答のプロテオグリカン経路の分子機構を明らかにすることを目的としており、本年度は、転写制御配列の同定、転写制御因子の同定を中心に研究を行った。転写制御配列の同定については、ルシフェラーゼを利用したレポーターアッセイを行った。まず、ゴルジ体ストレス応答のプロテオグリカン経路の活性化により転写調節される遺伝子の一つであるHS6ST1のプロモーター領域を解析し、プロテオグリカン経路を活性化する配列を得た。

そして、その結果から得られた配列を4回繰り返してレポーターアッセイを行ったところ、ゴルジ体ストレスによる転写活性が飛躍的に上昇した。また、HS6ST1のプロモーター領域からこの配列を削除した配列を用いてレポーターアッセイを行ったところ、ゴルジ体ストレスによる転写活性がほとんどなくなった。さらに、プロテオグリカン経路の活性化により転写調節される他の遺伝子にも同様の配列が存在することがわかった。これらの結果より、プロテオグリカン経路を活性化する転写制御配列を明らかにし、その配列をPGSEと名付けた。転写制御因子については、酵母を用いたyeast-one-hybrid法により同定を試みたが、有力な転写制御因子の候補を得ることはできなかった。このことは、おそらく目的の転写制御因子が複数の遺伝子によりコードされているために、yeast-one-hybrid法では単離できないことを示唆していると考えられる。今後は、CRISPR-Cas9を利用したGeCKOライブラリーを用いて転写制御因子を同定する計画である。本研究は、ゴルジ体ストレス応答のプロテオグリカン経路の分子機構を明らかにすることを目標としている。本年度は、転写制御因子の同定までは到らなかったが、転写制御配列PGSEを同定することができた。転写制御配列PGSEが明らかになったことは、転写制御因子やセンサー分子の同定など、プロテオグリカン経路の分子機構を明らかにする上で大きな足がかりになる。また、転写制御配列の研究成果について論文を執筆中であることから、上記の評価をした。ゴルジ体ストレス応答プロテオグリカン経路とは、ゴルジ体でプロテオグリカン型の糖鎖修飾機能が不足した際に、プロテオグリカン型糖鎖修飾酵素群の転写を増強し、機能不足状態(ストレス状態)を解消するための機構である。この機構は、センサー分子、転写因子、転写制御配列を介して活性化されると考えられている。今年度は、ゴルジ体ストレス応答のプロテオグリカン経路における(1)標的遺伝子と転写制御配列PGSEについての論文を発表し、さらに、(2)転写制御因子の同定の研究を行った。また、(3)プロテオグリカン経路と既知のゴルジ体ストレス応答の経路の一つであるTFE3経路の関係について解析した。(1)の標的遺伝子については、昨年度までに同定を終えていた。また、転写制御配列についても、昨年度に標的遺伝子の一つであるHS6ST1のプロモーター領域を解析し、転写制御配列PGSE-Aを同定していた。今年度はさらに、他の標的遺伝子のプロモーター領域について詳しく解析し、これらの遺伝子がHS6ST1と同様のPGSE-Aにより制御されていることを見出した。そしてこれらの内容を論文として発表した。(2)の転写制御因子の同定については、データベースを用いた解析により転写制御配列PGSE-Aに結合する転写因子の候補を得た。そして得られた候補の転写因子について、さらに解析を進めた結果、転写因子を同定することに成功した。