hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
麻痺性貝毒生産渦鞭毛藻のオミクス統合解析による無毒化機構の解明

Sxt遺伝子は時期特異的発現の可能性が示唆された。本研究は世界中で分布が拡大し、国際的な問題となっている麻痺性貝毒による食中毒の原因生物である海産渦鞭毛藻の一種A.tamarenseの一細胞から生じた有毒株、無毒株の比較解析により無毒化の機構を解明することを目的とした。まず高分解能LC-MSによる麻痺性貝毒及び推定初期中間体一斉分析法を開発した。メタボローム解析に応用し、有毒株のみからこれまで渦鞭毛藻から検出されたことのない麻痺性貝毒類縁体である12β-deoxy-dcSTXを発見した。サキシトキシン骨格を有することはHPLC-ポストカラム蛍光誘導体化法の高感度化改良法で確認した。また出発物質のアルギニンが両者に同程度含有されるのに対し、推定STX中間体及び麻痺性貝毒類縁体が無毒株には検出されないことを見出した。最も初期の中間体A'が存在しないことから、無毒株では初期の縮合反応が進行していないものと予想した。この反応は藍藻では推定STX生合成遺伝子クラスターの遺伝子sxtA4から生じる酵素によって触媒されると推定されており、渦鞭毛藻にも相同遺伝子の存在が示唆されていた。そこで本遺伝子に注目し、ゲノム及びmRNAレベルで分子生物学的に有毒株及び無毒株を比較したところ、sxtA4は無毒株のゲノムにも存在すること、株内、株間で変異が見られること、mRNAとしても無毒株で発現しているものの、変異を有する上、発現量が著しく低下していることが明らかとなった。同時に発現量を解析した推定生合成経路の別の反応を触媒する酵素の遺伝子では発現量に差がなかった。すなわち無毒株の無毒化はSTX生合成の初期段階を司る酵素の変異及び発現低下によって引き起こされている可能性が示唆されるという結果が得られた。今後は本研究で独自に開発した一細胞麻痺性貝毒一斉分析法と分子生物学的手法を組み合わせて、発見した無毒株特有の変異の毒生産への関連を調べる。天然物化学以下の理由で二項目について方針を変更したが他の項目については発展の期待できる成果が得られているため、やや遅れていると判断した。【1.推定Sxt遺伝子解析及びリコンビナント蛋白の調製】当初クローニングを予定していた遺伝子sxtBから生じる酵素の触媒する反応で基質(ビスグアニジノケトン化合物)となる推定中間体が化学的に不安定であり、リコンビナント酵素が調製できても反応の検証が困難と予想されることがわかったため、sxtBのクローニングを行わなかった。【2.網羅的タンパク発現量解析】有毒、無毒株のタンパク抽出液をiTRAQによる網羅的タンパク発現量解析に供することを予定したが、実験の遂行前に他の研究者に麻痺性貝毒生産藍藻の毒生産期と非生産期の比較実験の報告がなされ、本法によるサキシトキシン生合成タンパク同定の可能性が低かったため実施を見送った。【3.中間体の同定と標識化合物調製】有毒、無毒株間で差のある微量な麻痺性貝毒類縁体をHILIC-ESI-Q-TofMS及び高感度蛍光検出器を用いたポストカラム蛍光化HPLCを用いて標品と比較することにより、その同定に成功した。さらに標品を用いて標識体を調製した。生合成に関与する化合物である可能性が示唆されたため、今後さらに変換実験により確認する。【4.麻痺性貝毒3群一斉一細胞分析法の開発】麻痺性貝毒Cトキシン群、ゴニオトキシン群の2群一斉分析ではA.tamarenseの一細胞分析により本株の主成分であるC2及びGTX4の検出に成功した。
雪氷域における火山性地殻変動：氷河－地殻二層モデルによるアプローチ

本課題は2年間の研究期間において衛星SARの画像データの解析により,2014-2015年にBardarbunga火山(アイスランド)で発生したダイク貫入事件に伴う地殻変動の検出と,そのメカニズム解明に取組んだ.ダイクの貫入に伴う地殻変動は非雪氷域における干渉SAR(InSAR)とGNSS観測の結果のみが報告されており,氷帽下の地殻変動の描像は報告されてこなかった.本研究では雪氷下における地殻変動を推定するために,衛星SARの解析手法としてピクセルトラッキング法を採用した.本研究ではアイスランド大学が主導する火山研究コンソーシアム"FUTUREVOLC"で共有しているCOSMO-SkyMed, TerraSAR-X, RADARSAT-2衛星が撮像した画像データを使用した.解析の結果は,これまで報告されてきた非雪氷域における地殻変動を検出しただけでなく,氷帽上でも顕著な変動を捉えることができた.ダイクの貫入が起こる前の期間における画像ペアにピクセルトラッキングを適用することで,あらかじめ氷帽の観測対象領域における定常状態の表面変動量を見積もった.定常状態の変動量に適当な重みをかけたものを,ダイク貫入時の氷帽上で検出したシグナルから差し引くことによって氷帽下の地殻変動を推定した.非雪氷域における地殻変動の空間的特徴が氷帽下にも連続的に続いているようにみえ,地震学的観測から推定されたダイクの貫入位置と一致する地殻変動の描像を示した.氷帽下の地殻変動データを再現するモデルは,氷帽下においても開口量が求まり,モデルの不確実性も有意に小さくなったことからモデルの改良に貢献したことが認められた.最終的な研究成果は原著論文としてまとめ,欧文査読誌Journal of Geophysical Research: Solid Earthに投稿中である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は2014-2015年にアイスランドのBardarbunga火山で発生したダイク貫入イベントを対象として、ダイク貫入に伴う地殻変動と火山を覆っている氷帽の表面変動の描像を合成開口レーダー(SAR)が撮像した画像データを用いて検出した。解析手法は画像データから画像相関による変位抽出が可能なピクセルオフセット法を採用した。この手法は干渉SARでは検出できない変位の勾配が大きい領域における地殻変動の検出に加えて、氷河の流動速度検出にも用いられている手法である。本研究では欧州の火山研究コンソーシアム"FUTUREVOLC"で共有している衛星SAR画像のうち、Cosmo-SkyMed、TerraSAR-X、RADARSAT-2のアーカイブデータを使用した。これはJSPS若手研究者海外挑戦プログラムを利用したアイスランド大学に滞在中に解析した。干渉SARでは検出不可能であったイベントに伴う地殻変動のより詳細な描像を明らかにするために、ピクセルオフセット法によって氷帽下で生じた地殻変動の影響を受けたと示唆される氷帽の表面変動シグナルを検出した。氷帽上では定常状態の氷帽の表面変動を示すシグナルも含まれているため、このシグナルを補正する必要がある。暫定的にイベント前の画像データには氷帽の定常変動シグナルのみが含まれていると仮定し、任意の重みをかけてイベント時のシグナルから差し引いたところ、氷帽下地殻変動のシグナル抽出に一定の効果がみられた。これらの観測結果は再現モデルを拘束する情報として有効であることも認められた。暫定的な解析結果はAGU 2017Fall meeting (2017年12月、米国ニューオーリンズ)をはじめとした学会にて発表し、日本地球惑星科学連合大会2017年大会では学生優秀発表賞に選出された。本研究は衛星データによる氷帽下で発生した地殻変動の抽出と、その再現可能性に注目している。本年度は当初の計画通り、我々が使用し得る衛星データの解析と観測結果の再現に注力した。氷帽下地殻変動の抽出手法に関しては暫定的に簡素な方法を用いて一定の成果を得ることができた。観測結果を再現するモデルに関しては暫定的な最適モデルを提示したものの、観測結果とモデルが示した計算値には残差がみられる。特にグラーベンで検出された水平変位と上下変位は古典的な弾性体理論では説明できないような粘性流動的な動きを示唆しており,新しいモデルの必要性を示唆する.当初の計画にはなかったがアイスランドに5か月間滞在する機会があり、現地アイスランドの研究者との議論が研究の発展につながった。本課題は2年間の研究期間において衛星SARの画像データの解析により,2014-2015年にBardarbunga火山(アイスランド)で発生したダイク貫入事件に伴う地殻変動の検出と,そのメカニズム解明に取組んだ.ダイクの貫入に伴う地殻変動は非雪氷域における干渉SAR(InSAR)とGNSS観測の結果のみが報告されており,氷帽下の地殻変動の描像は報告されてこなかった.本研究では雪氷下における地殻変動を推定するために,衛星SARの解析手法としてピクセルトラッキング法を採用した.本研究ではアイスランド大学が主導する火山研究コンソーシアム"FUTUREVOLC"で共有しているCOSMO-SkyMed, TerraSAR-X, RADARSAT-2衛星が撮像した画像データを使用した.解析の結果は,これまで報告されてきた非雪氷域における地殻変動を検出しただけでなく,氷帽上でも顕著な変動を捉えることができた.

ダイクの貫入が起こる前の期間における画像ペアにピクセルトラッキングを適用することで,あらかじめ氷帽の観測対象領域における定常状態の表面変動量を見積もった.定常状態の変動量に適当な重みをかけたものを,ダイク貫入時の氷帽上で検出したシグナルから差し引くことによって氷帽下の地殻変動を推定した.非雪氷域における地殻変動の空間的特徴が氷帽下にも連続的に続いているようにみえ,地震学的観測から推定されたダイクの貫入位置と一致する地殻変動の描像を示した.氷帽下の地殻変動データを再現するモデルは,氷帽下においても開口量が求まり,モデルの不確実性も有意に小さくなったことからモデルの改良に貢献したことが認められた.最終的な研究成果は原著論文としてまとめ,欧文査読誌Journal of Geophysical Research: Solid Earthに投稿中である.本課題で目指す氷帽下地殻変動の暫定的な抽出手法の評価と、更なる氷帽表面変動シグナルの補正手法を模索する。同時に観測結果を再現するモデルのパラメータの最適解を試行錯誤的に求め、本研究における最適モデルを示す。今年度中にこれらの研究成果をまとめたものを欧文査読誌へ投稿する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
子葉と本葉において異なる葉緑体形成機構の解析

シロイヌナズナ子葉特異的葉緑体形成因子CYO1のホモログである緑色組織葉緑体形成因子CYO2がシロイヌナズナAt3g47650である事を明確にした。cyo2変異体はPale-greenの表現型を示し,光合成の光化学系IIの活性が著しく低下していた。また,多くの葉緑体構成遺伝子群の発現も低下していた。CYO1は光照射下の子葉のみで発現しているが,CYO2は光照射下の緑色組織のみでなく暗所生育下の子葉においても発現が観察され,エチオプラストの形成にも寄与している事が示唆された。酵素活性においてもCYO1とCYO2では違いが観察され,発現部位と酵素活性の違いによりCYO1とCYO2は子葉と本葉における葉緑体形成機構の違いに寄与している事が示された。Protein disulfide isomerase(PDI)活性を有し葉緑体チラコイド膜に局在するシロイヌナズナCYO1は、その変異体において子葉のみがアルビノになる表現型を示す事から、子葉特異的な葉緑体形成因子である事が示されている。本葉における葉緑体形成にもPDI活性を有する因子が必須であろうと仮定し、本葉葉緑体に必須なCYO1ホモログの検索を行った。CYO1タンパク質のホモログのうち、既に本葉葉緑体のプロテーム解析によって明らかになっている葉緑体チラコイド膜局在のタンパク質6つをピックアップした。、これら6つのタンパク質をコードしている遺伝子の破壊株をストックセンターより取り寄せ、ホモ破壊株の表現型の解析を行った。その結果、At3g47650とAt2g34860の変異体は本葉がPale-greenあるいはAlbinoの表現型を示した。また、At1g75690の変異体は本葉がYellow-greenの表現型を示した。これらの事より上記3つの遺伝子が目的の本葉特異的CYO1ホモログである事が示唆された。現在、これら3つの遺伝子について、変異体の表現型解析・タンパク質のPDI活性等について解析を進めている。CYO1は子葉葉緑体のチラコイド膜に存在し、光合成装置であるPSI・PSIIと相互作用している事を既にしてしているが、PSI・PSII複合体のどのサブユニットと直接相互作用しているのかを調べるために、Split-ubiquitin systemを用いて解析を行った。その結果、CYO1はPSIサブユニットのPsaA、PsaB、PsaKとPSIIサブユニットのCP47、CP43と相互作用している事が示された。現在、CYO1タンパク質をもつ9つのシステイン残基のうちどの残基が相互作用に必要かを調べる為に、それぞれのシステイン残基をセリン残基に改変したタンパク質を作成して解析を行っている。シロイヌナズナCYO1はProtein disulfide isomerase(PDに)活性を有する子葉特定的葉緑体形成因子である。本年は本研究の目的の一つである本葉特異的CYO1ホモログの探索を行い、それがシロイヌナズナAt3g47650である事を明確にした。シロイヌナズナ遺伝子At3g47650の変異体をcyo2と名付け、その解析を行った。cyo2はPale-greenの表現型を示し、光合成において光化学系IIの活性が著しく低下している事が示された。ウエスタンブロッティング解析より、cyo2変異体において、多くの光合成タンパク質の蓄積量が野生型に対して減少している事が示された。これらの表現型は子葉と本葉との違いはあるが、cyo1変異体と非常によく似た結果であることからもCYO2が本葉特異的葉緑体形成因子である事が示唆された。また、子葉特異的葉緑体形成因子CYO1と本葉特異的葉緑体形成因子CYO2との酵素学的機能の違いを明らかにする事を目的として、今年はCYO1の詳細な酵素学的解析を行った。インシュリンを基質とした時のCYO1の酵素反応の至適温度は40°C、至適pHは6.7付近であった。また基質濃度と反応初速度の関係を示すグラフがシグモイド型であったことから、CYO1はアロステリック酵素であることが示唆された。CYO1のPDI活性に関わるとされる7つのシステイン残基についてポイントミューテーションを用いてインシュリン還元活性を測定した結果、124・135・161番目のシステイン残基がPDI活性に重要である事が示された。

シロイヌナズナCYO1はProtein disulfide isomerase(PDI)活性を有する子葉特定的葉緑体形成因子である。前年までの研究によって,シロイヌナズナAt3g47650が本葉で機能するCYO1ホモログ(CYO2)であることを示した。本年はCYO1とCYO2の葉緑体形成における機能分担を調べるために,それぞれの遺伝子発現様式を解析した。CYO1は播種後7日目のみで遺伝子発現が観察されるのに対して,CYO2は子葉を含む緑色組織全体において遺伝子発現が観察された。また,CYO1遺伝子の発現が観察されない暗所生育でもCYO2遺伝子の発現が観察された。CYO1とCYO2との酵素学的機能の違いを明らかにする事を目的として、前年までのCYO1の酵素学的解析に続いて,本年はCYO2の詳細な酵素学的解析を行った。その結果,CYO2タンパク質はCYO1同様PDI活性を有していたが,CYO1の酵素反応の至適温度が40°Cであるのに対して,CYO2タンパク質は温度上昇に伴って酵素活性は上昇し,10°C60°Cの範囲では60°Cで最大の酵素活性を示した。また,酵素反応の至適pHがCYO1ではpH6.7であったのに対して,CYO2ではpH5.09.0の範囲では反応液のpHが低いほど酵素活性が上昇しており,至適pHはpH5.0であった。以上のことより,PDI活性を有するCYO1とCYO2は発現している植物組織の違いとともに酵素学的特徴の違いを有しており,CYO1とCYO2は子葉とそれ以外の緑色組織における葉緑体形成において機能分担していることが示唆された。
脊柱退行変性により誘導される慢性炎症主体の新たな腰部脊柱管狭窄症動物モデルの確立

本研究の対象である腰部脊柱管狭窄症は、薬物治療が無効で、かつ、高齢ゆえに手術ができない場合、寝たきりにつながり社会経済的損失は大きい疾患であり、より効果的な薬物治療確立が大きな課題である。しかし薬物効果判定のための現存の動物モデルは急性炎症反応を伴い、真の脊柱管狭窄症動物モデルは未だ確立していない。本研究ではヒト腰部脊柱管狭窄症の病態に即し、分子生物学的な病態解明ならびに薬物効果判定に使用できる動物モデルを確立する。現存の動物モデルは脊柱管内にシリコンを挿入するものが主で急性・亜急性炎症を伴うものであり変性により緩徐に進行する腰部脊柱管狭窄症とはモデルと大きく異なる。本研究では関節切除による変性を手術で惹起した脊柱変形から簡便かつ慢性的に脊柱管狭窄を発症させるモデルを確立する。本方法では一定の研修を行った脊椎脊髄外科医であれば脊柱後方要素の切除という実際のヒト手術と同様の手技を用いるため簡便でありまた再現性を持ってモデルを作成する事ができること、加えて、腰部脊柱管狭窄の病態に即した動物モデルが確立される事で現存の脊柱管狭窄症類似モデルを大きく凌駕、発展しうると期待される。平成30年度はラット動物実験の学内審査を通過させ実際に椎間関節切除のモデル実験を開始した。ラットを全身麻酔の後に後方から椎間関節を切除し、不安定性を惹起した。術後すべてのラットはトラブルなくケージ内で自由に歩行可能であり何ら合併症なく経過している。行動解析の実験では間欠性跛行の指標とするロタロッドで椎間関節切除により歩行時間が短くなると示唆するデータが得られている。VonFreyテストでは観察期間が短いからか未だ有意な知覚過敏(アロデニア)は見られていない。今後長期の経過観察を行い、実際の黄色靭帯の肥厚程度を組織学的に検討していく必要がある。本研究の対象である腰部脊柱管狭窄症は、薬物治療が無効で、かつ、高齢ゆえに手術ができない場合、寝たきりにつながり社会経済的損失は大きい疾患あり、より効果的な薬物治療確立が大きな課題である。以前に我々は椎間関節切除による脊柱不安定性惹起が慢性的に脊柱管狭窄を生じる事を見いだしとており、本研究ではこれらを発展させ、ヒト腰部脊柱管狭窄症の病態に即し、分子生物学的な病態解明ならびに薬物効果判定に使用できる動物モデルを確立する。初年度は研究代表者の勤務が大学ではく他院での常勤となってしまったため動物実験を行うことができなかった。時間の許す限りとしたが実際には研究を進めることが不可能であった。平成29年の勤務が大学病院ではなく他院となってしまったため研究にあてる時間が無くなってしまったためです。ラットに対して全身麻酔下での手術を行う。

種々の脊椎後方要素切除によるいくつかのモデルタイプの手術を行い、脊椎の不安定性を誘導し狭窄症の発症の程度をラットの行動解析、歩行解析により検討し、最適な動物モデルを決定する。動物モデル群と対照群との間での比較により、狭窄症の病態解明を検討する。後方要素は棘突起、棘間靭帯、および椎間関節の切除数の組み合わせによりタイプを分ける。行動解析及び歩行解析としてvonFreyテストおよびrotarodテストを用いる。病態解析については椎間板、椎間関節、黄色靭帯などの肥厚程度を組織学的に観察し、疼痛マーカータンパクを免疫組織学的に染色して検討する。また、分子生物学的に遺伝子発現としてRNAを抽出し群間で比較する。前年度で動物実験の研究ができず、繰越にて使用する予定です。
正常唾液腺および唾液腺腫瘍における膜接着因子の免疫組織化学的検索

分子生物学の著しい進歩によって細胞間接着因子について急速に解明されている。この因子の一つであるE-カドヘリンはその裏打ち蛋白であるα、βカテニンを介して細胞骨格であるアクチンと結合し、細胞の形態、機能を変化させる。さらにこの結合の調節はβカテニンのリン酸化によって調節され、EGF,HGFもβカテニンを介して相互関係があることがわかってきている。一方、現在までの当研究室の研究で唾液腺および唾液腺腫瘍における様々な研究によって唾液腺および唾液腺腫瘍の起源細胞についてかなり詳細にわかってきた。しかしながら、唾液腺腫瘍細胞の形態および機能の変化についてはわかっておらず、特に細胞間接着因子の研究は、まだ始まったばかりである。前年度まで研究によって唾液腺および唾液腺腫瘍におけるE-カドヘリン、αおよびβカテニンの局在を検索し、現在、Acta Histochem cytochemに投稿中である。今年度は、昨年検索したE-カドヘリンの細胞質内裏打ちしタンパクであるα、βカテニンとその同種蛋白であるγカテニンの局在を検索するとともに、上皮細胞成長因子(EGF)のレセプターの局在を検索した。その結果、γカテニンでは正常顎下腺、小唾液腺でα、βカテニンと同様に導管細胞の細胞膜に陽性を多形性腺腫ではβカテニンと同様に陰性を、Warthin腫瘍、腺様嚢胞癌ではα、βカテニンと同様に陰性であった。またEGFレセプターの局在は正常顎下線、小唾液腺でE-カドヘリンと同様に導管細胞の細胞膜に陽性を、多形性腺腫、Warthin腫瘍、腺様嚢胞癌とも導管様細胞に陽性を示し、E-カドヘリンときわめて類似した局在を示した。今回の結果と前回の結果を合わせると唾液腺腫瘍におけるE-カドヘリンはEGFレセブターとはきわめて強い相関関係が認められるが、α、βおよびγカテニンとの間にはあまり強い相関関係は認められなかった。近年、分子生物学の著しい進歩によって細胞間接着因子について急速に解明されつつあり、この因子の機能は情報伝達、分化、増殖など多岐にわたることががわかってきた。特に癌細胞における細胞間接着の研究により癌の転移、増殖、分化に細胞間接着因子が深く関わっており、特に細胞間接着因子の一つであるE-カドヘリンはその裏打ち蛋白であるα、βカテニンを介して細胞骨格であるアクチンと結合することで細胞の形態、機能を変化させ、またこの結合の調節はβカテニンのリン酸化によって調節され、またEGF、HGFとβカテニンの間にもなんらかの相互関係があることがわかってきている。一方、現在までの当研究室の研究で唾液腺および唾液腺腫瘍における様々な研究によって唾液腺および唾液腺腫瘍の起源細胞についてかなり詳細にわかってきたが、唾液腺腫瘍細胞の形態および機能の変化についてはわかっておらず、特に細胞間接着因子の研究は、まだ始まったばかりである。昨年までの研究で唾液腺および唾液腺腫瘍におけるE-カドヘリンの局在について検索し、これはActa Histochem cytochem Vol.29,305-310,1996ですでに発表した。今年度は昨年検索したE-カドヘリンの細胞質内裏打ちしタンパクであるα、βカテニンの局在について検索した。その結果、正常顎下腺、耳下腺、小唾液腺でα、βカテニンは導管細胞の細胞膜に陽性を、多形性腺種ではαカテニンのみ導管腫瘍細胞に陽性を、Warthin腫瘍ではα、βカテニンとも陰性であった。膜様嚢胞癌では非導管腫瘍細胞の細胞膜にα、βカテニンが陽性であった。今回の結果と前回の結果を合わせると唾液腺腫瘍におけるE-カドヘリンとα、βカテニンの間に強い相関関係は認められなかった。以上の結果はJournal OralPathothology and Medicineに投稿する予定である。

今回の結果と前回の結果を合わせると唾液腺腫瘍におけるE-カドヘリンはEGFレセブターとはきわめて強い相関関係が認められるが、α、βおよびγカテニンとの間にはあまり強い相関関係は認められなかった。
ヒト大腸癌細胞の集団遊走におけるMMPの局在化と細胞間接着の部分的解離機構の解析

1)癌細胞の集団移動(Cohort migration, CM)における細胞関節着の部分的解離機構細胞下部で局所的に生じる細胞接着の解離(この解離によって先導葉の伸展が可能となる)には、IQGAP1の細胞膜への移行とE-cadberin/catenin complexとの複合体形成と、複合体からのalpba-cateninの遊離が密接に関与していること、また、このメカニズムは、細胞聞接着の制御における、HGF/SFからのシグナルと細胞・ECM接着由来のシグナル間でのクロストークにも関与することが明らかとなった.また、IQGAP1の制御因子であるRac1によって、この細胞間接着とCMの抑制と促進が可能であることも示された.(詳細は12、13年度報告書を参照)上記IQGAP1は、その特異的抗体の作成とそれを用いた免疫組織化学的検討により、大腸癌組織において正常組識よりも強く発現され、さらにその発現は浸潤先進部で最も強く、癌組織の表層1/3よりも深部2/3において有意に発現の増強が誕められた.IQGAP1のin vivoでの大腸癌浸潤への関与が考えられる.MT1-MMP cDNAに対するRNA probeを用いたin situ hybridization(ISH)によって、細胞間接着によるMT1-MMPの発現制御がmRNAレベルで行われており、その接着およびシグナルにはアクチンフィラメントの形成を必要としないことが明らかとなった.遊走細胞集団の先頭の細胞におけるMT1-MMP発現亢進には、産生されるフィプロネクチンによる刺激も関与すると考えられた.(詳細は13年度報告書を参照)1)癌細胞の集団移動(Cohort migration, CM)における細胞関節着の部分的解離機構細胞下部で局所的に生じる細胞接着の解離(この解離によって先導葉の伸展が可能となる)には、IQGAP1の細胞膜への移行とE-cadberin/catenin complexとの複合体形成と、複合体からのalpba-cateninの遊離が密接に関与していること、また、このメカニズムは、細胞聞接着の制御における、HGF/SFからのシグナルと細胞・ECM接着由来のシグナル間でのクロストークにも関与することが明らかとなった.また、IQGAP1の制御因子であるRac1によって、この細胞間接着とCMの抑制と促進が可能であることも示された.(詳細は12、13年度報告書を参照)上記IQGAP1は、その特異的抗体の作成とそれを用いた免疫組織化学的検討により、大腸癌組織において正常組識よりも強く発現され、さらにその発現は浸潤先進部で最も強く、癌組織の表層1/3よりも深部2/3において有意に発現の増強が誕められた.IQGAP1のin vivoでの大腸癌浸潤への関与が考えられる.MT1-MMP cDNAに対するRNA probeを用いたin situ hybridization(ISH)によって、細胞間接着によるMT1-MMPの発現制御がmRNAレベルで行われており、その接着およびシグナルにはアクチンフィラメントの形成を必要としないことが明らかとなった.遊走細胞集団の先頭の細胞におけるMT1-MMP発現亢進には、産生されるフィプロネクチンによる刺激も関与すると考えられた.(詳細は13年度報告書を参照)本年度は癌細胞の集団移動(cohort migration,CM)における細胞間接着の部分的解離機構の解析を主として行った。2)IQGAP1は、免疫蛍光染色と共焦点レーザー顕微鏡による解析にて、遊走細胞下部の細胞間接着の解離部に一致して局在が認められた。3)細胞外基質(ECM)成分(I型コラーゲン、フィブロネクチン)による遊走の亢進と、RGDペプチドによる遊走の阻害時には、それぞれIQGAP1のE-cadherinへの結合が増加、減少することが明らかとなり、HGF/SFからのシグナルと細胞・ECM接着由来のシグナル間でのクロストークによる細胞間接着の制御にIQGAP1が関与することが明らかとなった。4)ヒト大腸組織の免疫組織化学的検討によって以下のことがわかった。正常大腸粘膜にでは、IQGAP1は表層上皮細胞のみに発現しているが、大腸癌においては、その発現は統計学的有意に亢進し、とくに浸潤先端部で強く認められた。癌においては、表層1/3よりも深部2/3において有意な発現増加が認められた。In vitroでの結果と合わせて、IQGAP1は大腸癌のCMによる浸潤メカニズムに関与していると考えられる。1-2)CMにおけるISH上のMT1-MMP発現パターンは、アクチン重合の阻害因子であるサイトカラシンD処理によっても変化は無く、アクチン重合を介した強固な細胞接着は関与していないと考えられた。1-3)大腸癌組織において、MT1-MMPの発現は、腺管様部分ではほぼ全ての細胞に認めるが、大きな胞巣部分では間質に接する周辺部分(invasion front)に強く発現する傾向を認めた。
生合成リデザイン・研究総括班

本領域では、生合成の「設計図を読み解く」から、「新しい設計図を書く」方向に飛躍的な展開を図る。天然物構造多様性の遺伝子・酵素・反応の視点からの精密解析に基づき、新たに生合成工学や合成生物学の世界最先端の技術基盤を確立することで、生合成システムの合理的再構築による複雑骨格機能分子の革新的創成科学を新たな学術領域として強力に推進する。生合成リデザインの達成に向けて3つのグループを計画班に設けた。総勢12名が計画研究代表者として参画する。限られた数の班員で、他分野との連携を強化する目的で、各計画研究には、結晶構造解析、進化分子工学などの異分野の研究者が、多数、連携研究者として含まれている。総括班では円滑な情報共有と連携の強化を進める。領域開始の3年目(平成30年度)は総括班に加え、公募班が研究に従事した。領域代表者のリーダーシップにより、領域の意義がより明確になるように、各班の計画的共同研究の推進と異分野の融合に配慮した。年2回の公開シンポジウムを含む研究集会を開催し、領域の方針や計画を確認した。班員の相互の密接な情報交換、解析データの共有および共同研究の推進を図る。異分野研究者のコミュニケーションの円滑化、国内外の当該研究分野との連携を図り、本研究領域を適切な方向へ進展させた。広報担当(濱野吉十、南篤志、脇本敏幸、梅野大輔)、を中心に本学術領域ホームページを運営した。逐次研究成果を公表した。また、若手育成担当(葛山智久、山崎真巳)を中心に、若手シンポジウムなどを企画し、当該分野の若手研究者が成果報告や意見交換を行い、切磋琢磨する場を設けた。さらにシンポジウムの告知や報告、研究成果を掲載したニュースレターを定期的に発行し、関係各所に送付した。中間評価でA判定を受けた。領域開始の3年目は総括班に加えて、公募班31名が研究に従事した。領域代表者のリーダーシップにより、ほぼ計画通り進捗し、研究成果も着実に実りつつあ。引き続き、領域代表者のリーダーシップにより、領域の意義がより明確になるように、各班の計画的共同研究の推進と異分野の融合に配慮する。年2回の公開シンポジウムを含む研究集会を開催し、今後の領域の方針や計画を確認する。異分野研究者のコミュニケーションの円滑化、国内外の当該研究分野との連携を図り、本研究領域を適切な方向へ進展させる。若手シンポジウムなどを企画し、当該分野の若手研究者が成果報告や意見交換を行い、切磋琢磨する場を設ける。さらにシンポジウムの告知や報告、研究成果を掲載したニュースレターを定期的に発行し、関係各所に送付する。領域開始の1年目(平成28年度)は総括班を含む計画研究のみが研究を開始した。年2回の公開シンポジウムを含む研究集会を開催し、今後の領域の方針や計画を確認した。広報担当(濱野吉十、南篤志、脇本敏幸、梅野大輔)、を中心に本学術領域ホームページを開設した。今後、逐次研究成果を公表していく。また、今回新たに若手育成担当(葛山智久、山崎真巳)を設け、若手シンポジウムなどを企画し、当該分野の若手研究者が成果報告や意見交換を行い、切磋琢磨する場を設けた。領域開始の1年目は総括班を含む計画研究のみが研究を開始した。領域代表者のリーダーシップにより、ほぼ計画通り進捗し、研究成果も着実に実りつつある本領域では、生合成の「設計図を読み解く」から、「新しい設計図を書く」方向に飛躍的な展開を図る。

限られた数の班員で、他分野との連携を強化する目的で、各計画研究には、結晶構造解析、進化分子工学などの異分野の研究者が、多数、連携研究者として含まれている。総括班では円滑な情報共有と連携の強化を進める。領域開始の2年目(平成29年度)は総括班に加え、公募班が研究を開始した。領域代表者のリーダーシップにより、領域の意義がより明確になるように、各班の計画的共同研究の推進と異分野の融合に配慮した。年2回の公開シンポジウムを含む研究集会を開催し、領域の方針や計画を確認した。班員の相互の密接な情報交換、解析データの共有および共同研究の推進を図る。異分野研究者のコミュニケーションの円滑化、国内外の当該研究分野との連携を図り、本研究領域を適切な方向へ進展させた。広報担当(濱野吉十、南篤志、脇本敏幸、梅野大輔)、を中心に本学術領域ホームページを運営した。逐次研究成果を公表した。また、若手育成担当(葛山智久、山崎真巳)を中心に、若手シンポジウムなどを企画し、当該分野の若手研究者が成果報告や意見交換を行い、切磋琢磨する場を設けた。さらにシンポジウムの告知や報告、研究成果を掲載したニュースレターを定期的に発行し、関係各所に送付した。領域開始の2年目は総括班に加えて、公募班31名が研究を開始した。領域代表者のリーダーシップにより、ほぼ計画通り進捗し、研究成果も着実に実りつつある本領域では、生合成の「設計図を読み解く」から、「新しい設計図を書く」方向に飛躍的な展開を図る。天然物構造多様性の遺伝子・酵素・反応の視点からの精密解析に基づき、新たに生合成工学や合成生物学の世界最先端の技術基盤を確立することで、生合成システムの合理的再構築による複雑骨格機能分子の革新的創成科学を新たな学術領域として強力に推進する。生合成リデザインの達成に向けて3つのグループを計画班に設けた。総勢12名が計画研究代表者として参画する。領域開始の3年目(平成30年度)は総括班に加え、公募班が研究に従事した。中間評価でA判定を受けた。領域開始の3年目は総括班に加えて、公募班31名が研究に従事した。領域代表者のリーダーシップにより、ほぼ計画通り進捗し、研究成果も着実に実りつつあ。
グローバル化時代における大都市および国土の開発政策と空間再編の研究

日本の国土開発の方針は1990年代に国土の均等発展から「選択と集中」へと転換した。本研究ではこの方針転換が大都市、特に東京に与える空間的社会的影響を検討する。日本では、Klaassenの都市発展段階論から外れ、都市化の段階が異なる大都市で1990年代後半のほぼ同時期に都心人口が再増加した。背景には大都市、特に東京都心への「選択と集中」政策がある。東京では就業者の転出が減少して転入超過となり、東京都心部は、外から流入する若者の一時的な受け皿というより大都市で働く人々の定住の場としての役割を増した。また、新たな都心住民は旧住民より社会階層が高い。名古屋等の他都市は東京に比べ変化が緩やかである。2年目にあたる2013年度は以下2点を中心に研究を行った。(1)大都市内の地域構造および周辺地域との結びつきの分析:国勢調査等の官庁統計を使用した人口移動および産業基盤の分析、民間企業が提供するマンションデータ等をもちいた不動産市場と都市再開発の動向の分析、調査票調査データによる都心マンション住民および「限界集落」住民の分析を行った。1990年代後半に日本の主要都市では都心人口が再増加に転じ、都心で急増した分譲マンションは都心内移動や郊外からの都心回帰層の受け皿となっている。しかし、大都市をとりまく状況や再増加した都心人口の内実は欧米のジェントリフィケーションの議論、Klaassenらの都市発展段階仮説の想定とは大きく異なり、日本の中でも都市によって人口の吸引力、都心居住者の階層や世帯構成の点で違いがあることが明らかになった。(2)自治体の開発政策、開発方針の聞き取り・資料収集:2013年度は大都市都心の自治体を中心に聞き取り・資料収集を行った。自治体の都市計画が都市再開発に与える影響は大きく、1990年代における東京都中央区の都市計画の規制緩和はマンション供給の飛躍的な増大につながり、また2000年代の札幌市中央区の都市計画は再開発の内容や実施地域に影響している。他方で、再開発が生み出す問題(環境の悪化、公共サービスの不足、住民間の分断、開発地域の偏り等)については自治体の対応が後手にまわり苦慮している。以上の成果は、一部を地域社会学会第38回大会で報告するとともに、論文化した。本研究の目的は、大都市とその周辺地域の関係に注目して多様な空間スケールから空間構造の分析を行い、開発政策の転換の影響を実証的に解明することにある。グローバルな経済競争が激化した1980年代以降、大都市の政策立案者のまなざしはグローバル・エリートや海外からの観光客へ向けられ、国土開発の方針は国土の均等発展から「選択と集中」へと移行した。近年の都市政策や国土開発の方針転換は、大都市に人や資源を供給してきた周辺地域を疲弊させ、大都市の活力の基盤を掘り崩す可能性がある。本研究では1980年以降の30年間について、(1)東京および国土の開発政策の動向、(2)都市内の空間構造およびその後背圏を含めたマクロな地域構造の変動を分析した上で、(3)政策の変容がいかなる空間的および社会経済的帰結をもたらすかを検討する。初年度にあたる2012年度は、次の基礎作業を実施した。1.国土開発の方針や東京、大阪の都市開発政策に関する文書資料の収集と整理を行い、全体的な傾向の把握に努めた。2.大都市内および大都市圏ー非大都市圏の人口移動の動向を検討するために、国勢調査等の統計データを整理・分析した。1990年代後半からの都心人口の回復は全国的に大都市で共通する傾向であるが、大都市圏への転入超過数は東京圏が突出して増加しており、社会経済的な背景の検討を要する。また、東京圏では東京圏出身者の比率が増しており、周辺地域との人的な結びつきが弱まっていると言える。3.大都市と周辺地域の結びつきについて周辺地域の側から考察するために「限界集落」化する山村の全戸調査に参加した。近隣都市における労働市場の発達とそれへのアクセスビリティの向上が、「限界集落」の維持に一定の効果をもつことがうかがわれた。2014年度は、昨年度に実施した東京の都心マンション住民に対する質問紙調査のデータ分析および東京都心の自治体職員や住民に対する聞き取り調査を中心に研究を進め、名古屋や札幌等の他都市との比較を行った。(1)東京における都心回帰の背景と影響:1990年代後半以降に東京圏および東京23区が経験した転入超過は、高度経済成長期とは異なり、都市圏外からの若い就業者の流入によってではなく都市内の就業者の転出抑制によって引き起こされている。結果として、近年の東京都心部は、チャンスを求めて流入した若者の一時的な受け皿というより、大都市で働く人々の定住の場としての役割を増すようになった。

また、新たな都心住民は旧住民に比べて社会階層が際立って高く、固有の社会意識とネットワークをもっており、既存の地域社会や商業環境、都市政治を変えていく可能性が示された。(2)都市間比較:1990年代後半以降、名古屋などの他都市では高階層の住民が増える一方で、若年単身層の流入は依然として続き、都心回帰により住民層が様変わりしている東京に対して変化が緩やかである。住宅供給の点では、東京における公共住宅の供給量は他都市より多いものの、近年の公共住宅政策の転換と規制緩和にともなう民間マンションの激増のなかで公共住宅の存在感は低下しており、都心が高階層しか住めない空間となることが懸念される。以上の研究成果について、一部を地域社会学会第39回大会および論文をつうじて発表した。都市社会学政策関連の資料収集および国勢調査データの整理・分析は当初の予定通り進行している。大都市論および地域構造分析の理論枠組みについては、都市研究者との議論を通じて、検討段階にとどまっており、この点は当初の予定より遅れていると言わざるを得ない。他方で、他の科学研究費プロジェクトや山村調査への参加によって得られたデータを用いることで、東日本大震災後の節電を通じてあらわになった東京内の格差や東京と東北との結びつき、東京以外の大都市圏における都市ー村落関係を検討できたため、全体としては「進展があった」と評価できる。最終年度となる2014年度は、これまでの分析と議論の取りまとめを行う。特に、大都市と周辺地域の結びつきを中心に取り上げながら、開発政策の転換の影響を検討していく予定である。A.今後は、大都市論および地域構造分析の理論研究と分析枠組みの検討を中心に展開する。B.空間構造の分析については、主に東京を対象としながら、大阪等との比較を行う。まずは都市空間構造の変容を検討し、さらに、周辺地域を含めた地域構造の変容を検討する。C.開発政策については資料収集と関係機関・諸団体への聞き取り調査を継続し、開発政策と空間構造の関連分析への見通しを立てる。年度末に予定していた調査票調査のデータ入力費について、回答者の記述量のばらつきが大きく費用の事前予測が困難だったため、年度末に多めに費用を残していたため。東京および札幌における聞き取り調査や資料収集のための交通旅費として使用する予定である。A.設備備品:大都市論・地域構造分析および政策の関連図書20冊×5千円B.消耗品:雑誌文書資料C.国内旅費:調査研究旅費および成果発表旅費D.その他:複写費
精子プロテアソームによる運動制御機構の分子生物学的研究

サケ科魚類精子運動の制御にあけるプロテアソームの役割を解明するために、プロテアソームの内在生基質の検索を行った。SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動により、精子運動開始前と後のタンパク質の分解を調べたが差は検出できなかった。このことからプロテアソームの内在生基質は鞭毛軸糸を構成するような構造タンパク質というよりも、なんらかの酵素あるいはその制御タンパク質の可能性が強いと考えられた。精子運動の調節にはタンパク質のリン酸化が関与することが知られており、プロテアソームがタンパク質のリン酸化調節に関与しているか否かを、プロテアソームの基質およびインヒビターを用いて検討した。cAMP非存在下では10種類ほどの軸糸タンパク質のリン酸化がリン酸化を受けたが、このうち分子量2万のタンパク質のリン酸化はプロテアソームの基質およびインヒビター存在下で阻害された。このタンパク質は高塩濃度溶液で軸糸から抽出され、ショ糖密度勾配遠心により外碗ダイニンの成分の一つである軽鎖2であることが明らかとなった。一方、cAMP存在下ではダイニン軽鎖2のリン酸化はプロテアソームの制御を受けなくなり、かわりに分子量1万5千のタンパク質がプロテアソームの制御を受けるタンパク質として同定された。このタンパク質を含む複合体は精子鞭毛基部に存在することが間接蛍光抗体法で明らかになっており、今回の研究でもダイニンのサブユニットではないという結果が得られた。以上のことからプロテアソームはプロテインキナーゼの活性を制御することにより鞭毛運動を制御していることが示唆された。また、精子鞭毛基部と鞭毛部とではプロテアソームによる調節機構がことなることも示唆された。プロテインキナーゼ内在性基質としてはプロテインキナーゼの調節サブユニットあるいはプロテインホスファターゼ等が考えられるがこれらの同定には至っておらず今後の課題として残されている。
運動後栄養摂取のタイミングに関する研究-消化吸収活動の観点から-

運動後の栄養摂取のタイミングが消化吸収活動に及ぼす影響を検討した。被験者は運動終了の5分後,あるいは30分後に,タンパク質・糖質含有飲料を摂取し安静を保った。対照条件として,飲料摂取のみを行う条件を実施した。超音波診断装置を用いて,腹腔動脈(CA)および上腸管膜動脈(SMA)の血流(BF)および胃排出(GE)を測定した。運動後,消化管BFが減少している運動直後のタイミングで栄養補給を行うと,GEの遅延が生じることが明らかとなった。運動後栄養摂取のタイミングを消化器系の機能や愁訴の観点から考えた場合,運動後30分程は間隔をあけることが望ましいと推察される。平成26年度は,栄養摂取時の消化管血流と消化管運動の両者を非侵襲的かつ同時に測定する方法の確立を行った。具体的には,消化管血流は超音波ドップラー法を用いて,消化管運動は超音波法と胃電図法を用いて測定した。被験者は健康な若年男性8名であった。被験者は半仰臥位の姿勢で15分の安静後,ミネラルウォーター350ml(W条件)あるいは8%グルコース溶液350ml(G条件)を経口摂取し,その後120分間の安静を保った。飲料摂取前後に,上腸間膜動脈(SMA)の平均血流速度(BV)と血管径,胃内容排出(GE)および胃の電気活動(EGG)をそれぞれ連続的に測定した。W条件では,飲料摂取後のSMAのBVは,飲料摂取前と比べて変化がなく,EGGの振幅は飲料摂取後15分目と30分目で有意に増加した。G条件では,SMAのBVは,飲料摂取後15分と30分目で有意に増加し,EGGの振幅は飲料摂取後15分目と30分目で有意に増加した。GEは,W条件に比べてG条件が有意に遅延した。これらの結果は,過去の先行研究とほぼ類似した結果であった。本実験により,栄養摂取時の消化管血流と消化管運動の両者を非侵襲的かつ同時に測定できることが示された。平成27年度は,高強度間欠的自転車運動が,その後の消化管活動にどのような影響を及ぼすのかを明らかにし,消化吸収の観点から,どのタイミングで栄養摂取すべきかを検討した。健康な若年男女8名は,脚自転車エルゴメータにて,120% of VO2peak負荷で20秒,引き続いて20Wで40秒こぐセットを30回繰り返す運動を行い,運動終了の5分後(PE-5),あるいは30分後(PE-30)に,タンパク質・糖質含有飲料を摂取し,1時間の安静を保った。コントロール条件(Con)として,飲料摂取のみの条件を行った。超音波ドップラー法を用いて,腹腔動脈(CA)と上腸管膜動脈(SMA)の血流量(BF)を,超音波法を用いて,胃内容排出(GE)を測定した。BFCAは,PE-5では,運動終了直後に有意な減少を示し,飲料摂取後に安静値のレベルまで回復したが,それ以上に増加することはなかった。PE-30では,運動終了直後には有意な減少を示し,飲料摂取直前には安静レベルまで回復した。また,飲料摂取後は,15-30分後まで有意な増加を示した。Conでは,飲料摂取30分後に有意な増加がみられた。BFSMAは,PE-5では,飲料摂取30-60分後に有意な増加を示した。PE-30では,飲料摂取15-60分後に有意な増加がみられた。Conでは,飲料摂取30-60分後に有意な増加がみられた。GEは,PE-5では,飲料摂取15-60分後,Conに比較して有意に高く,飲料摂取15-45分後,PE-30に比較して有意に高かった。ConとPE-30との間に有意差はなかった。運動直後,BFCAが減少しているタイミングで飲料摂取を行うと,その後のGEに遅延が生じた。一方,BFCAが安静値まで回復したタイミングでは,GEは遅延しなかった。PE-5におけるBFSMAの増加の遅延は,GEの遅延が要因として挙げられる。消化管の諸機能から望ましいと考えられる運動後の栄養摂取のタイミングは,運動によって減少した消化管BFが回復した後であることが示唆された。平成27年度の目標は,「運動後,栄養摂取のタイミングに応じて,消化管活動がどのように変容するのかを評価し,消化器系にとって「良い」・「悪い」の栄養摂取のタイミングを探索する」であった。申請者の仮説通り,運動直後は消化管の諸機能に低下が認められるといった,本研究の中でも最も重要な知見を得ることができた。一方,様々な運動様式の検討を見込んでいたが,高強度自転車運動のみの検討に終わった。以上のことから,進捗状況はおおむね順調であるとした。高強度レジスタンス運動後の栄養摂取のタイミングが消化吸収活動に及ぼす影響を検討した.健常な成人男女11名が合計3回の実験プロトコールにランダムな順序で参加した.

被験者は座位で5分間のベースライン測定後,腹筋群,背筋,胸部筋群,大腿部筋群を主動筋とした約30分間のレジスタンス運動を行った.1-2セット目は,50% of 1RM(最大挙上重量)の負荷で10回,3-5セット目は,75% of 1RMの負荷で10回,最終セットは75% of 1RMで疲労困憊に至るまでとした.全ての運動が終了した後,被験者は2つの異なるタイミング[運動終了5分後(PE-5)あるいは30分後(PE-30)]で糖質12gとタンパク質20gを含む栄養飲料400mlを一気に摂取し,その後120分間の座位安静を保った.コントロール条件として,運動は行わず栄養飲料のみを摂取させる条件を行った(Con).運動前および栄養飲料摂取後に,視覚的評価スケールを用いて吐き気の程度を評価した.消化吸収速度の測定評価には13C呼気試験法を用いた.血中グルコース濃度および血漿アミノ酸(分岐鎖アミノ酸)を測定するために,運動前および栄養飲料摂取後に指先より採血を行った。吐き気は,飲料摂取後30分目にPE-5がConに比べて有意に高かった.消化吸収速度は,PE-5がPE-30およびConに比べて有意に遅かった.PE-30はConと同等の消化吸収速度であった.血中グルコース濃度および血漿分岐鎖アミノ酸濃度は,PE-5がPE-30およびConに比べて遅れて上昇したのに対し,PE-30とConは同等の応答を示した.高強度レジスタンス運動の直後では消化吸収速度が急性的に遅延することが示された.運動後栄養摂取のタイミングを消化器系機能や愁訴の程度から考えた場合,運動後30分程は間隔をあけることが望ましいと推察される.運動後の栄養摂取のタイミングが消化吸収活動に及ぼす影響を検討した。被験者は運動終了の5分後,あるいは30分後に,タンパク質・糖質含有飲料を摂取し安静を保った。対照条件として,飲料摂取のみを行う条件を実施した。超音波診断装置を用いて,腹腔動脈(CA)および上腸管膜動脈(SMA)の血流(BF)および胃排出(GE)を測定した。運動後,消化管BFが減少している運動直後のタイミングで栄養補給を行うと,GEの遅延が生じることが明らかとなった。運動後栄養摂取のタイミングを消化器系の機能や愁訴の観点から考えた場合,運動後30分程は間隔をあけることが望ましいと推察される。平成26年度の目標は,栄養摂取時の消化管血流と消化管運動の両者を非侵襲的かつ同時に測定する方法を確立することであった。脂質やタンパク質といった栄養素が異なる場合でも,水と炭水化物と同様に測定可能か否かを検討したかったが,それはできなかった。しかし,測定方法の確立という当初の目的は十分に達成されたことから,進捗状況はおおむね順調であると考えられる。平成28年度は,レジスタンス運動後,栄養摂取のタイミングに応じて,消化管活動がどのように変容するのかを検討することを目標とする。もし,平成27年度と同様の結果が得られた場合,消化器系にとって「良い」あるいは「悪い」タイミングで継続的に栄養補給をさせ,運動後栄養摂取のタイミングがトレーニング効果に及ぼす影響を検討する。そこで,以下の計画で実験を行う予定である。本実験に関わる内容は県立広島大学の倫理委員会にてすでに承認されており,直ちに実験を開始できる状況にある。実験は5月7月にかけて予備実験を行う。本実験は8月10月に実施する。本実験において,仮説通りの結果が得られた場合,1ヶ月間のトレーニング実験を行う。実験は,合計3回のプロトコールをランダムな順序で行う予定である。被験者は10分間安静にした後,下肢レジスタンス運動(最大挙上重量の70%・10回8セット)を45分間で行う。運動終了5分後(直後),30分後,あるいは60分後のいずれかのタイミングで糖質・タンパク質含有飲料を200kcal摂取し,仰臥位の姿勢で180分間の安静を保つ。胃内容排出は13C呼気試験法を,胃運動は胃電図法を用いてそれぞれ評価する。応用生理学
遷臨界域の流体の微視的構造に関する分子動力学的研究

流体が示す気相、液相、気液共存状態、超臨界状態など様々な相・状態について、その分子レベルの微視的構造を解明するため、分子動力学法を用いた大規模数値解析を行った。得られた成果は以下のとおりである。1.液相、気液共存状態、超臨界域の広い範囲をカバーする温度、密度条件を用いて、Caravetta-Clementi(CC)ポテンシャルによる256個の水分子系に対して、大規模かつ系統的な分子動力学数値解析を行った。2.上記の計算で得られたデータから、水分子のダイマ・クラスタ形成に関する解析を行った。不安定なダイマと安定したダイマを定義し、これらダイマのつながりとしてクラスタを定義した。3.上記のように得られたダイマ・クラスタについて、その寿命、出現確率、平均サイズ、サイズ出現頻度などを詳細に解析した。この結果、安定なクラスタ及び不安定なクラスタの平均サイズを用いて、遷臨界域における流体の微視的構造の遷移を示すことができた。すなわち、低温においては気液共存域の密度においても安定したクラスタ構造が存在しているが、これは温度の上昇と共に崩壊し、臨界温度以上の温度条件においては、その密度に関係なく、不安定なクラスタ構造のみとなる。また、臨界密度以上の密度においては、その温度にかかわらず、不安定ではあるが大きなクラスタが存在する。3.現在、水の構造に大きな影響を与えている水素結合について、その挙動を解析中である。既に、上で定義したダイマと比較して非常に寿命が短いこと、水素結合で強く結合した分子対の他の弱い結合による分子が存在してクラスタを構成していることを明らかにした。4.Lennard-Jones(12-6)ポテンシャルを用いて、単原子流体の微視的構造に関する解析を開始した。