hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
特異な電子状態に起因する量子輸送現象の理論的研究

スピン軌道相互作用を有する半導体やグラフェンなどで実現する,有効質量がゼロの特異な伝導電子が示す電気伝導の量子効果を理論的に評価した.任意の不純物密度における数値計算の結果から,電極を付けた2次元半導体において有限のスピンホールコンダクタンスが残る事,グラフェンにおいて散乱が弱い場合は質量ゼロのディラック電子の特徴が見られるのに対して,散乱が強い場合は通常の2次元電子系と同様のアンダーソン局在が起きる事を,それぞれ,明らかにした.スピン軌道相互作用を有する半導体やグラフェンなどで実現する,有効質量がゼロの特異な伝導電子が示す電気伝導の量子効果を理論的に評価した.任意の不純物密度における数値計算の結果から,電極を付けた2次元半導体において有限のスピンホールコンダクタンスが残る事,グラフェンにおいて散乱が弱い場合は質量ゼロのディラック電子の特徴が見られるのに対して,散乱が強い場合は通常の2次元電子系と同様のアンダーソン局在が起きる事を,それぞれ,明らかにした.初年度は有限系に対するスピンホールコンダクタンスの計算とグラフェン・カーボンナノチューブにおける電子と光学フォノンの散乱に関する研究を行った.スピン軌道相互作用を含む2次元電子系の最も単純な模型であるラシュバ結合を取り入れた強束縛模型により有限系のスピンホールコンダクタンスを数値的に計算した. 100×100程度の小さい系において不純物を含まない場合・含む場合の両者に対して過去の結果を再現した.再帰的グリーン関数法により500×500程度の大きな系まで計算可能となったが,サイズを大きくすると現れるはずの量子干渉に起因する局在効果が全く見られず,拡散的な伝導を示した.スピンホールコンダクタンスを求める試料と接続する理想的なリード線の配置を様々に変えることにより,その原因は試料の隅を通り抜ける経路の存在によることが明らかになった.つまり,一般に用いられる,試料とリードの幅を同じにするという設定は不純物散乱の効果を正しく反映しておらず,リードの幅を狭くするか,リードの試料に繋がる部分にも不純物を導入する必要があることがわかった.このような配置での既存の計算結果は再検討を要することになる.グラフェン・カーボンナノチューブにおける電子と光学フォノンの相互作用に対する有効模型を構築した.一般の電子・格子散乱ではガンマ点近傍のフォノンが支配的だが,縮退した質量ゼロのディラック粒子という特異性を反映して, K点近傍のフォノンが支配的な役割を果たし,輸送現象や光学応答において電子の谷間散乱を考慮する必要が有ることを明らかにした.グラフェンにおける電気伝導における量子干渉効果を明らかにするために,有限系のコンダクタンスを数値的に計算した.近年,端状態の伝導への影響が盛んに議論されているが,量子スピンホール系など,質量ゼロのディラック電子の示す輸送現象の特異性に注目が集まっており,そのバルクの電子状態の性質を,周期的境界条件を課すことにより周長の大きなカーボンナノチューブのコンダクタンスから議論した.強束縛模型により電子状態を記述し,短距離不純物を一定密度でランダムに配置した系の伝導を調べたところ,平均自由行程より系が大きければ,散乱が弱い場合は線形応答によるボルン近似の結果と一致し,ナノチューブのコンダクタンスから計算される2次元的伝導率により,等方的なバルクグラフェンの伝導が議論できることが明らかになった.散乱強度を上げることによりアンダーソン局在の効果が現れ伝導率はサイズに依存し,指数関数的現象に転じる.ただし,不純物ポテンシャル強度の最大値が飛び移り積分の値と同程度になると急激に散乱が増大した.これは,ディラック点から飛び移り積分程度エネルギーが離れたところに存在する分散が非常に小さく有効質量の大きな状態と混成することによる.零エネルギー付近の状態に近付くに連れて平均自由行程が増大するため,上記の混成を回避しながらディラック点近傍の伝導率を議論することはより大きなサイズで計算を行う必要があることが明らかになった.ナノチューブの光学伝導度に重要な寄与をする励起子状態について詳細に議論した.多谷構造に起因する電子状態の縮退が電子・正孔間クーロン相互作用の短距離成分により解け,励起子微細構造を与えるが,有効質量理論に基づきそのナノチューブの螺旋度依存性を決定した.スピン軌道相互作用を有する2次元電子系におけるスピン蓄積に関する理論計算を実行した.スピンホール効果により,電流と垂直方向にスピン流が生じるが,系が端を持ち,そこにリード線を接続しない場合は,スピン流がせき止められてスピン蓄積が起こると期待される.スピン軌道相互作用が存在する系ではスピンが保存量でないために,スピン蓄積の理論的評価法が非自明であった.本研究では局所電位を求めるビュッティカーの方法を拡張し,アップとダウンのスピンを持つ電子に対して独立に電位を計算することにより,スピン蓄積の理論的評価を可能にした.アップとダウンの電位差は,スピン分極に比例すると考えられるが,電流と垂直方向に空間的振動を示した.片方の端付近で最大,もう一方で最小となり,試料の端付近におけるスピン蓄積の実現を示唆する結果が得られた.ディラック電子の示す特異な電磁応答を解明するため,カーボンナノチューブにおける動的電気伝導率を計算した.多層系における励起子応答に着目してクーロン相互作用遮蔽効果を議論した.一般に,非整合の構造を持つ層間の電荷移動確率は非常に小さく無視できる.しかしながら,電子間相互作用により仮想的に異なる層にも電子・正孔励起が誘起され,相互作用は遮蔽される.擬一次元性に起因して,ナノチューブにおける電子状態は相互作用に強く依存することから,遮蔽効果の影響は,例えば,バンドギャップエネルギーや励起子束縛エネルギーに対して顕著である.

ところが,励起子エネルギー準位は,それらが相殺して,微小な赤方遷移を示すにとどまる事が明らかになった.この影響の違いは,走査型トンネル顕微鏡などによるエネルギーギャップの測定と光学吸収スペクトルの比較により検証可能であり,ディラック電子の特異性の実験的解明につながると期待される.
線虫を用いた生活習慣病胎児期起源説の検証

生活習慣病発症の新しい要因として「成人病胎児起源説(FOAD説)」が提唱されている。これは,親世代の体験が胎児に体質変化を引き起こすという考えであるが,そのメカニズムには不明な点が多い。本研究では,FOAD説のメカニズムを解明するモデル系として線虫(Caenorhabditis elegans)が使えるかどうかを明らかにすることを目的に解析をおこなった。その結果,親世代が飢餓を経験すると子孫線虫では,脂肪量が増加していたことを機器分析で示した。このことは,FOAD説に基づく体質変化が線虫でも起きること,したってこの現象を解析すればFOAD説のメカニズムの理解に貢献できうることが考えられる。生活習慣病発症の新しい要因である「成人病胎児起源説(FOAD説)」が提唱されている。これは,親世代の体験が胎児に体質変化(太りやすくなるなど)を引き起こすという考えであるが,そのメカニズムには不明な点が多い。FOAD説のメカニズムを解明するモデル系として線虫(Caenorhabditis elegans)が使えるかどうかを明らかにすることを目的に研究を行った。申請者は,これまでに飢餓を体験した線虫から生じた子線虫(次世代線虫)では,脂肪蓄積量が増加するという結果を得ている。この結果は画像解析によるものであるため,生化学的解析および機器分析によりこの結果を確認した。その結果,以下二点を明らかにした。1)線虫内ATP量が増加していることを見いだした。このことは,線虫体内でエネルギーが増加していることを示唆するものであり,脂肪量が増加するという結果を矛盾しないと考えられる。2)線虫から脂肪を抽出し,脂肪量が増加していることを機器分析により直接示した。このことは,脂肪量が増加したという画像解析結果を強く支持するものである。以上から,飢餓を体験した線虫から生じた子線虫では,脂肪量が増加していることを多面的に示すことができた。このことは,FOAD説に基づく体質変化が線虫でも起きること,したっがて,この現象を解析すればFOAD説のメカニズムの理解に貢献できうることが考えられる。このことから,本研究課題が掲げた当初目的はほぼ達成できたと考えている。本研究は、線虫(Caenorhabditis elegans)が成人病胎児期起源説(FOAD説:Fetal Origin of Adult Diseases Theory)のモデル動物として使えるのかという点を明らかにすることを目的としている。申請者はこれまでに飢餓を経験した親線虫から生じた仔線虫において、脂肪蓄積量が増加するという知見を得ている。これは、線虫において成人病胎児起源説が成立する可能性を示唆するものである。初年度(H24年度)は、この知見をさらに検討した。1)再現性飢餓を経験した線虫を親に持つ仔線虫が、コントロール線虫に比べ脂肪蓄積量が多いという実験結果については再現性があることが確認できた。2)脂肪代謝遺伝子の発現脂肪蓄積量が増えたという実験結果は脂質結合性蛍光色素NileRedを用いた蛍光観察法で得られたものである。この知見を分子生物学的観点から検討するため、脂肪代謝関連遺伝子の発現パターンを検討した。脂肪酸合成酵素、脂肪代謝関連遺伝子転写因子、脂肪合成酵素の各遺伝子に対するプライマーを合成し、対象線虫からmRNAを調製する段階まで到達した。これらmRNAを用いてRT-PCRにて各遺伝子の発現量の変化を解析する予定である。研究計画ではH24年度は、飢餓線虫から生じた仔線虫では脂肪量が増えるという知見を分子生物学的、機器分析手法を用いて確かなものにするとしていた。上述のように、分子生物学的検討は遂行できたものの、機器分析的解析は遅れている。機器分析的解析には着手したものの、脂肪抽出に必要な線虫量の検討に時間を要したことがその原因である。既報にしたがい、当初3-5万匹の線虫から脂肪抽出を試みたものの、ガスクロマトグラフィー(GC)、GC-MS(質量分析計)解析に必要な脂肪量を確保することができず、改めて20万匹程度の線虫から脂肪を調製すべく研究計画を変更したため、大幅に研究の進展が遅れた。しかし、新計画による脂肪調製の目処は立ったことから、今後は計画通りに進展するものと期待できる。親線虫が飢餓を経験すると仔線虫の脂肪蓄積量が増えるという知見をさらに多方面から解析する。具体的には、1)線虫体内の脂肪を調製し、実際に増えたことを定量的に示す2)エサ摂取量が変化していないことを確認するの2点を精力的に行う予定である。同時に、親線虫の仔線虫への影響は脂肪蓄積量だけに留まるのかという疑問に答えるべく、仔線虫の寿命、生殖能力、運動能力を検討する予定である。

次年度の研究費は、前年度に引き続き実験器具、試薬、プライマー合成などに使うとともに、平成25年6月に米国ロサンゼルスで開催される第19回国際線虫学会参加旅費としても支出する予定である。この学会では、本年度の研究結果を発表し、議論するとともに意見交換、情報交換を行う。
誘発筋電図を用いた筋伝導速度の測定-筋疲労を定量する-

これまでに筋伝導速度と筋疲労(筋力低下)には負の相関が認められている。ところが、これまでの方法は隨意収縮時に得られた表面筋電図によって測定されてきた。しかしこの方法では、中枢神経系の影響があり、統計上得られる、筋伝導速度と筋疲労の間の相関係数は必ずしも高いものではなかった。このため筋伝導速度の低下率から、筋疲労の程度を定量するには至っていなかった。そこで我々は、筋収縮の影響を受けないよう、誘発筋電図(M波)を用いて筋伝導速度を測定することを試みた。運動は10秒間の最大隨意収縮を10秒間の休息をはさみながら12回、断続的に繰り返えすものであり、筋疲労のモデルとした。休息期に誘発M波を第一背側骨間筋上に取り付けられた電極間隔5mmのアレイ電極により2チャンネル記録した。2つのM波の時間的ずれと電極間距離(5mm)から筋伝導速度を算出した。その結果、筋伝導速度と筋力低下の間に相関係数0.83の非常に高い有意な相関関係が認められた。隨意収縮中の表面筋電図を用いた筋伝導速度の測定は運動単位の動員や発火頻度の変化に影響を受ける。しかし、本実験では筋の収縮は筋電図測定後起こるため、筋伝導速度そのものに影響を与えない。本実験において両者の間に高い相関関係が認められた原因と考えられる。本実験の結果から、筋伝導速度を測定することによって、筋疲労を定量できるものと考えられた。膝伸展時の大腿四頭筋などは、個々の筋における筋力低下は測定することはできない。しかし、筋伝導速度は測定可能であるため、本研究の方法を用いることで、個々の筋の筋力低下を推定できると考えられる。
微小磁気プローブを用いた磁性半導体の磁区構造解明

強磁性材料では一般に磁区構造をとり、その形状やサイズは、磁化の大きさや異方性エネルギーなどの材料に固有のパラメータを反映するばかりでなく、不純物や組成揺らぎといった外的要因によっても様々に変化する。また一方で、磁区の境界はキャリアの散乱源となる。従って、磁性半導体の磁区構造を詳細に知ることは、応用上も極めて重要であるが、ナノメゾスコピックレベルの空間分解能が必要である上、極低温下での計測が不可欠であることから、その測定例は極めて少ない。本研究では、微小磁気プローブを用い、Ga_<1-x>Mn_xAsを中心とした磁性半導体の磁区構造解明を目的とした。具体的には、走査型SQUID顕微鏡(SSM)を用いて(Ga, Mn)Asの磁区構造をMn組成、膜厚、温度の関数として詳細に調べ、標準データとしで蓄積するとともに、その背景にある物理の理解を目指した。まず、膜厚依存性について調べた結果、膜厚が薄い面内磁化試料では、"charged wall"と呼ばれる特異な構造が出現することを見出した。その成因についてHubertらにより提案されたモデルを用いて解析した結果、i)「希薄磁性」であるため磁化の値が比較的小さくネール磁壁が安定化している、ii)バンド構造を反映して面内の磁気異方性が小さい、などの理由によりcharged wallのエネルギーが低下しているという結論を得た。上記SSMの空間分解能はミクロンレベルであり、特に超薄膜やデバイス構造内の磁区を測定するには不十分である。このため、数十nmの空間分解能を有する磁気力顕微鏡装置(MFM)を開発した。同装置は、超高真空仕様であり、極低温から室温まで温度可変である。また、3kOeまでの外部磁場を印加することが可能である。
腫瘍環境における慢性炎症・免疫細胞の機能解析と癌治療への応用

癌の進展と転移には腫瘍微小環境における免疫細胞が重要な役割は示す。本研究は患者サンプルと担癌マウスモデルを用い腫瘍細胞に浸潤している免疫細胞に注目し、腫瘍内炎症パターンや免疫細胞の種類、または様々な炎症反応の発現レベルを解析し、腫瘍の進展に伴って誘導される慢性炎症の役割を明らかにしていく。(1)大腸癌患者より得られたマイクロアレイの解析から3つの炎症細胞浸潤のパターンが存在することが明らかになりそれぞれの治療効果、予後、再発率に差が認められた。(2)マウスのMDSCはTLR9LigandであるCpG DNAの刺激により抗腫瘍効果を持つマクロファージに分化すること発見し報告した。近年の癌化学療法は新規抗癌剤・分子標的薬の開発導入などめざましい進歩を遂げており、以前には考えられない程の延命が可能になってきている。最近では腫瘍周辺環境における慢性的な炎症が腫瘍の進展、転移に影響を与えることが報告されており、これらの分子をターゲットにした薬剤開発が急がれている。この研究の目的は腫瘍環境における慢性炎症の役割を明らかにし、治療の新しいターゲットの発見につなげることである。1)大腸癌検体(約100検体)から得られたサンプルを用いてマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を行い、腫瘍環境における慢性炎症と抑制性の分子・サイトカインの発現パターンを解析した。その中から癌の発症や予後に関わると予想される遺伝子をピックアップしている。2)マウスMDSCはTLR9LigandであるCpG ODNの刺激によって腫瘍を攻撃するマクロファージへ分化誘導されることを過去に我々は報告した。同様な現象がヒトMDSCにも観察されるか実験を行っている。倫理委員会の承認を取得し、癌患者からインフォームドコンセントを行い得られたPBMCを用いミエロイド由来抑制性細胞(MDSC)を分離し解析している。様々なToll Like Receptor(TLR)Ligandで刺激し免疫応答を解析し、M1型のマクロファージへ分化するか観察している。ヒトMDSCにはTLR9の発現がなくCpG ODNに反応しないことがわかったが、他のいくつかのTLRの発現があり、これらのLigandの刺激でマクロファージに分化誘導できることが判明した3)担癌マウスを用いたスクリーニング解析から癌細胞を早期に認識するユニークなT細胞群を発見した。このT細胞群が腫瘍微小環境にどのような影響を与えるか観察している。がんの進展と転移には腫瘍微小環境における免疫細胞が重要な役割を示す。本研究の目的は患者サンプルとマウスモデルを用い腫瘍細胞に浸潤している免疫細胞に注目し、腫瘍微小環境における炎症パターンや免疫細胞の種類、または様々な炎症反応の発現レベル(特に抑制系のサイトカイン・メディエーターの発現)を解析し、腫瘍の進展に伴って誘導される慢性炎症の役割を明らかにしていく。1.大腸癌より得られたマイクロアレイの解析からいくつかの新しい知見を得ており、特に癌組織へのマクロファージの浸潤は予後不良因子となりえることが判明し現在、詳細な解析をしている。2.マウスのMDSCはTLR9LigandであるCpG DNAの刺激によって抗腫瘍効果をもつマクロファージに分化することを近年報告した。今回、我々はMDSCを患者より単離し、解析を行いTLR7/8 Ligandの刺激で抗腫瘍効果を持つマクロファージに分化誘導できることが判明した。TLR7/8 Ligandはマウスにおいて強力な抗腫瘍効果を認めるためヒトへの応用が期待される。3.マウスを用いたトランスレーショナルスタディーから癌細胞を早期に認識し、IL-4を産生するユニークなT細胞群を発見した。このT細胞群が腫瘍微小環境を形成するのに重要な役割を果たしていることが判明した。現在さらに詳細な解析を行い、がん患者の検体を用い同様な現象が認められるか解析中である。癌の進展と転移には腫瘍微小環境における免疫細胞が重要な役割を示す。本研究の目的は患者サンプルと担癌マウスモデルを用い腫瘍細胞に浸潤している免疫細胞に注目し、腫瘍内の炎症パターンや免疫細胞の種類、または様々な炎症反応の発現レベル(特に抑制性サイトカイン、メディエーター)を解析し、腫瘍の進展に伴って誘導される慢性炎症の役割を明らかにしていく。1.大腸癌より得られたマイクロアレイの解析からいくつかの新しい知見を得ている。(1)癌組織へのマクロファージの浸潤を予後不良因子となりえるが予後良好群に集積するマクロファージも発見した。(2)大腸癌網羅的遺伝子発現解析により免疫学的に3つのクラスターに分けられことが判明しそれぞれ治療効果、予後、再発率に差が認められた。2.マウスのMDSCはTLR9LigandであるCpG DNAの刺激によって抗腫瘍効果をもつマクロファージに分化することを報告した。さらに我々は癌患者からMDSCを分離し解析を行いTLR7/8 Ligandの刺激で抗腫瘍効果をもつマクロファージに分化誘導できることを発見し報告した。3.マウスを用いたトランスレーショナルな研究から癌細胞を早期に認識し、IL-4を産生するユニークなT細胞群を発見した。このT細胞群が腫瘍微小環境を形成するのに重要な役割を果たしていることも判明した。この実験から抗IL-4抗体が癌免疫療法に使用できることを確認した。

本研究は患者サンプルと担癌マウスモデルを用い腫瘍細胞に浸潤している免疫細胞に注目し、腫瘍内炎症パターンや免疫細胞の種類、または様々な炎症反応の発現レベルを解析し、腫瘍の進展に伴って誘導される慢性炎症の役割を明らかにしていく。(1)大腸癌患者より得られたマイクロアレイの解析から3つの炎症細胞浸潤のパターンが存在することが明らかになりそれぞれの治療効果、予後、再発率に差が認められた。(2)マウスのMDSCはTLR9LigandであるCpG DNAの刺激により抗腫瘍効果を持つマクロファージに分化すること発見し報告した。上記のようにほぼ計画通りに実験が進み、研究結果がでている。腫瘍生物学1.マイクロアレイから得られた新しい知見からフォーカスを絞り詳細に解析していく。2.TLR7/8 ligandによるMDSCのマクロファージ分化についてメカニズムを解析していく。3.マウスモデルより得られた腫瘍を早期に認識するT細胞はおそらく濾胞T細胞である。このT細胞をさらに詳細に解析していく。1)大腸癌臨床検体からのマイクロアレイにて腫瘍免疫の観点から発現パターンを解析している。2)ヒトMDSCにフォーカスをあて実験している。3)マウスモデルを使った実験から興味深い細胞群を同定している。研究はおおむね計画通りに振興していたが、実験に使用を予定していたマウスの供給が間に合わず、それにより一部進行していない状態があったため、次年度使用となった。1)マイクロアレイから得られた新しい知見からフォーカスを絞り詳細に解析していく。大腸癌検体のスライドをさらに共同研究者から取り寄せ、免疫染色を行っていく。大腸癌に浸潤したマクロファージのサブタイプの違いによって予後(再発、生存期間)と関連を解析する。さらに癌の組織形の違いとの関連も調べる。2)TLR ligandによるMDSCのマクロファージ分化についてメカニズムを解析していく。分化の詳細なメカニズムを解析し、どのPathwayを刺激することでマクロファージへ分化するか解析する。刺激後に分化したマクロファージはどのような性格を持つか(T細胞の抑制能力が消失しているか、抗腫瘍効果を持っているか)を詳細に調べる。3)マウスモデルより得られた腫瘍を早期に認識するT細胞を確認している。同様の現象がヒトの癌患者からのリンパ節検体に存在するか確認する。マウスを用いたトランスレーショナルスタディーをさらに進め、このT細胞の腫瘍進展に対する役割(抗腫瘍効果か、腫瘍浸潤促進効果か)を解析する。マウスを使用した実験のために十分なマウスの供給を確保し計画通りに進めていく。前述のとおり、研究はおおむね計画通りに進行しており、学会発表へ繋がっている。実験に使用を予定していたマウスの供給が間に合わず、それにより一部進行していない状態があったため、次年度使用となった。充分なマウスの供給が得られることとなったため、今後は計画通りに研究を進めていく。
政策波及の政治的動態と中央地方関係－タイ、フィリピン、インドネシアの比較

タイ、フィリピン、インドネシアでは、1990年代から2000年代にかけて地方分権が進展し、地方自治体が公共政策の重要な担い手になった。これらの国々は従来まで強権的な開発主義体制や権威主義体制のもとで中央政府の役割に注意が払われていたが、国家政策の中には地方での実践例が全国化した事例もみられる。ではそうした地方起源の政策は、どのようなプロセスを経て国家の政策に採用されるのだろうか。本共同研究では、東南アジア地域研究者、政治学者、行政学者、社会学者が協力しながら、上記3カ国とマレーシアの合計4か国を対象に、公式・非公式の制度の両方に着目しながら、理論と現地調査を踏まえて政策波及の実像に迫る。
核酸塩基の特異的相互作用を利用した自己組織化ペプチドファイバーネットワークの構築

本研究は、新規環境調和型材料となり得るナノファイバーやナノネットワークを、ペプチド間や核酸塩基間の特異的相互作用を利用して自己組織的に構築する技術の確立を目指している。昨年はN末端をアデニンやチミンで修飾した両親媒性ペプチド(L_4K_8L_4-Ade, L_4K_8L_4-Thy)を合成し、水中での二次構造を明らかにした。本年度は自己集合特性の評価ならびにゲストヌクレオシドの影響を中心に検討した。得られた主な成果を以下にまとめる。(1)AFM・TEM観察より、L_4K_8L_4-AdeおよびL_4K_8L_4-Thyは、中性のpH7.0ではいずれも分子分散した球状構造として存在するが、逆平行β-シートへの構造転移が認められたpH9付近では発達したナノファイバーに自己組織化することがわかった。一方、pH10.5では急速に集合し無秩序な凝集体を形成した。即ち、pHの適切な調節により高い秩序性をもつ核酸塩基(Ade, Thy)修飾ナノファイバーを得ることに成功した。また自己組織化はペプチド濃度に依存することもわかった。(2)pH9.0においてL_4K_8L_4-Adeの自己集合に及ぼすゲストヌクレオシド(アデノシン,チミジン,シチジン)の影響を検討した結果、相補対であるチミジンの添加時のみナノファイバーへの自己組織化が著しく抑制された。親水性の高いチミジンとの相互作用によりL_4K_8L_4-Adeの親-疎水性のバランスが変わり、自己集合特性が変化したものと推察される。即ち、末端に導入された核酸塩基が分子認識部位として機能することが示唆された。(3)得られた人工ペプチド自己集合系に関する知見を基に、様々な機能性分子(PEG、ジアセチレン基、ビオチン等)で末端修飾したL_4K_8L_4も新たに合成し、外部刺激応答型自己集合系の構築やナノフアイパーの機能化(タンパク質認識能の付与等)にも成功した。ペプチドの自己組織化によるナノファイバー・ナノネットワークの構築は、生体適合性・生分解性を有する新規環境調和型ナノ材料として幅広い応用が期待されるとともに、アミロイド形成に関する重要な知見も提供する。本研究では、ペプチド間ならびに核酸塩基間の特異的相互作用を利用して、形状特異的な三次元Nano-Scaffoldを自己組織的に構築する分子システムの開発を目的としている。本年度は自己組織化の分子素材となるβ-シート性の両親媒性ペプチドならびにその末端を核酸塩基で修飾したペプチドを新規に合成し、種々の環境下における二次構造ならびに自己集合特性を検討した。具体的な成果は以下の通りである。(1)ロイシン(L)およびリシン(K)からなるトリブロック型両親媒性ペプチド(L_4K_8L_4)ならびにそのN末端をアデニンまたはチミンで機能化した核酸塩基修飾ペプチド(L_4K_8L_4-Ade,L_4K_8L_4-Thy)の合成に成功した。(2)水中におけるL_4K_8L_4-AdeおよびL_4K_8L_4-Thyの二次構造特性をCD, UV, FTIRから明かにした。いずれのペプチドも低pH領域ではランダムコイル構造として存在するが、Lys側鎖のアミノ基のpK_a付近(ca.9)では、α-ヘリックス構造から逆平行β-シート構造へ自発的な構造転移を示すことがわかった。この際、核酸塩基に基づく吸収の淡色効果が観察され、核酸部位が二次構造変化に伴い規則的に配列することが明らかとなった。(3)AFM測定からL_4K_8L_4-Adeの集合形態を検討した結果、β-シート構造への構造転移に伴って直径約5-6nmの左巻きの繊維状集合体(核酸塩基修飾ナノファイバー)に自己組織化することが明らかとなった。またナノファイバーのヘリカルセンスは構成アミノ酸のキラリティーに起因することもわかった。

親水性の高いチミジンとの相互作用によりL_4K_8L_4-Adeの親-疎水性のバランスが変わり、自己集合特性が変化したものと推察される。即ち、末端に導入された核酸塩基が分子認識部位として機能することが示唆された。(3)得られた人工ペプチド自己集合系に関する知見を基に、様々な機能性分子(PEG、ジアセチレン基、ビオチン等)で末端修飾したL_4K_8L_4も新たに合成し、外部刺激応答型自己集合系の構築やナノフアイパーの機能化(タンパク質認識能の付与等)にも成功した。
宋元時代華南地域社会の変貌-民族・物流・権力・秩序

巨視的に見て、唐宋の間は華中・華南の少数民族の社会が急速に漢化した時期であった。福建地域においては、唐初までこの地域に居住する漢人は極めて少数であったが、唐中期以降福建北部の山岳地帯への華北の漢人の入植者は傾向的に著しく増加した。かれらは入植の過程で強化した同族結合と同郷の絆の力によってこの地域を占拠し、さらに王朝権力あるいは中原の漢人生活圏とのつながりを意識的に強化した。福建地域の自覚的な中央指向をよく表現していたのか、宋王朝の成立とともに推し進められた科挙への福建地域の傾注であった。北宋期の科挙合格者は最初華北とりわけ河南に集中していたが、次の時期には福建とりわけ建州の合格者が著増し、北宋一代を通じて建州はもっとも多数の科挙合格者を出すことになった。南宋期に入ると福建南部の福州の科挙合格者が激増し、建州に替わって全国の科挙の動向を主導した。福建地域においては漢人の入植による植民地化に対する少数民族の抵抗と地域の交通条件の厳しさのために、地域の物流の組織化には独特の困難があった。特に塩流通の場合には汀州を中心として、客来の小民が集落全体の公的事業としての塩流通を担い、福建から広東にかけて客家のコロニーが塩流通の線上に成立した。その他の地域では客来の土豪が、他の地域では専売品であった鉄、酒そして部分的には茶等の生産を黙認され、同時にこれらの商品や塩の流通の主体となり、そのことを通じて地域の秩序を把握し、王朝の行政機構の基礎を築くとともに、少数民族地域との和合的関係を築き上げた。この場合には原住民と客来者の融合が進行し、地域においては客家層は形成されなかった。このような役割を果たした土豪は名家としての尊敬を受け、自身は地域から離れて科挙官僚となった。逆に悪逆の土豪たちは王朝の行政機構を私的に乗っ取って、地域の領主的存在になった。その支配は常に短命に終わった。巨視的に見て、唐宋の間は華中・華南の少数民族の社会が急速に漢化した時期であると考えることができる。福建地域においては、唐初までこの地域に居住する漢人は極めて少数であったが、唐中期以降福建北部の山岳地帯への漢人の入植者は傾向的に著しく増加した。かれらは入植の過程で意識的、無意識的に強化した同族結合と同郷の絆の力によってこの地域を占拠し、さらに唐朝中央の権力あるいは中原の漢人生活圏とのつながりを意識的に強化した。やがて、黄巣の反乱勢力の福建への侵入への対抗を契機として、福建南部の平野部をもその勢力圏に収めた。この過程において一貫して主導権を握ったのが中原の河南、とりわけ光州からの客来者であった。福建地域最初で最後の地域王朝は、この光州からの客来戸を中心として成立した。このような福建地域の自覚的な中央指向をよく表現していたのが、宋王朝の成立とともに推し進められた科挙への福建地域の傾注であった。科挙が華北の、とりわけ河南の勢力を中心に成立した宋王朝の手によって推し進められたと言う経過に対応して、その最初期の合格者は薯しく華北とりわけ河南に集中していたが、次の時期には福建とりわけ建州の合格者が著増した。

そしてこのあと、北宋一代を通じて建州はもっとも多数の科挙合格者を出すことになった。建州は武夷山中にあって、交通条件は困難であり耕地に恵まれず相対的に人口が過大であり、富者の層は極めて薄いと言う悪条件のなかで、この偉業を成し遂げたのであり、そこには強烈な中央指向性をもってなされたこの地域の形成と言う歴史的要因が、つよく働いていた。南宋期に入ると福建南部の福州の科挙合格者が激増し、建州に替わって全国の科挙の動向を主導した。これに対して建州は同様に山地地帯から出身した朱子の学問を積極的に受け入れ、朱子学は最初にこの地域に定着したのである。巨視的に見て、唐宋の間は華中・華南の少数民族の社会が大量の華北からの客来戸を受け入れ、その影響の下に急速に漢化した時期であった。本研究においては、宋代の福建地域を対象として、客来戸の定着の基盤としての地域の物流と公的秩序を分析した。福建地域は少数民族の抵抗と地域の交通条件の厳しさのために、他の地域においては王朝の専売政策の対象であった諸物資の私的生産と流通が大幅に認められていた。特に塩流通の場合には汀州を中心として、客来の小民が集落全体の公的事業としての塩流通を担い、福建から広東にかけて客家のコロニーが塩流通の線上に成立した。それは原住民=土戸との敵対的な関係のなかでの行為であったため、この地域においては、現代に至るまで客来者は客家として特殊な存在であり続けた。これに対して、福建のその他の地域においては客来の土豪が、他の地域では専売品であった鉄、酒そして部分的には茶等の生産を黙認され、同時にこれらの商品や塩の流通の主体となっていた。その一方で、かれらは地域の秩序を把握し、王朝の行政機構を媒介として少数民族地域との和合的関係を築き上げた。汀州以外の福建諸地方の開発の主体はこれた土豪に率いられた華北の客来戸であったが、こうした関係のなかで土戸と客来者の融合が進行し、これらの地域においては客家層は形成されなかった。このことは客来戸の定着の過程に起因する要因によって、かれらが一種の公的存在となった基礎にある事態である。このような役割を果たした土豪は名家としての尊敬を受け、自身は地域から離れて科挙官僚となった。しかしまた、この地域の悪逆の土豪たちはしばしば逆に王朝の行政機構の私的に乗っ取って、地域の領主的存在になった。最近発見され、大きな注目を集めている明刊本清明集において、胥吏と結託した土豪の領主的変貌のもっとも典型的な事例が福建北部の建州に集中しているのはそのためである。
高温超伝導体セラミックスの粒界に起因するホットスポット現象とその応用

高温超伝導体として知られているReBa_2Cu_3O_<7-δ>(Re:希土類元素)セラミックスの線材に、室温で、ある値以上の電圧を印加すると、ホットスポット(線材の一部分のみが赤熱する現象)が発生する。本研究では、ホットスポットが創出する様々な機能物性の発現機構の解明と様々な応用への検討を行い、以下の知見を得た。(1)ホットスポットの電流方向への移動機構を調査した。温度分布測定の結果、ホットスポットの移動は、酸化物イオン伝導に起因することが示唆された。(2)超伝導特性に与えるホットスポットを利用した熱処理の効果を検討した。ホットスポットを線材上で移動させることによって、超伝導臨界電流密度が向上し、その有効性が示された。(3)ホットスポット現象を利用した酸素センサを評価した。雰囲気酸素のセンシング特性は、従来のセンサに比べ、検出濃度範囲、検出感度、などの点で優れていることが分かった。このセンサは、構造が極めて単純であるため、広範囲の分野での応用が期待できる。(4)(Ln_<1-x>Sr_x)(Co_<1-y>Fe_y)O_<3-δ>(Ln:希土類元素)の線材を対象に、ホットスポット現象の発現と酸素センサヘの応用を検討した。組成を制御することにより、各種用途に適したセンサの設計が可能であることが示唆された。(5)ホットスポット現象を利用したデバイスの小型化を検討した。線材が短すぎると、良好な定電流特性が得られなくなることが分かった。デバイスの小型化には、材料の熱伝導率を低くすることが有効であることが分かった。(6)低酸素分圧下でのホットスポットの挙動を調査した。ある値より低い酸素分圧下でホットスポットを発生させると、減衰振動電流が発生することを見出した。振動の周期と減衰の時定数は、印加電圧、酸素分圧、線材の断面積、雰囲気ガスの熱伝導率により制御できることから、超低周波発振デバイスの実現の可能性が見出された。高温超伝導体として知られているGdBa_2Cu_3O_<7-δ>のセラミックス線材に閾値以上の電圧を印加すると、線材上の局所部分に、粒界に起因すると考えられる赤く光るホットスポットが発生し、そのホットスポットが移動するという現象を見出した。更に、直流電場下における移動方向は常に負極に向かう方向であり、電極の反転に伴いその移動方向も反転した。これまでの研究によって、ホットスポットの出現現象は試料の有するPTCR特性に起因することがわかり、また、移動現象はホットスポット内部における酸化物イオンの伝導に起因することが推測されてきたが、まだ不明瞭な点が残されている。本研究では、特にホットスポット移動現象のメカニズムについて詳細に調査、解明することを目的として、直流電場下において移動中のホットスポットの温度分布を測定し、移動現象との関連について検討した。その結果、移動中のホットスポット内部には温度勾配が存在し、進行方向側でより高温となっていた。また、印加電圧の極性を反転させると、この温度勾配も反転した。移動現象のメカニズムについて考察した結果、このような温度勾配の形成とホットスポットの移動現象が直接関係していることがわかった。つまり、高温側ではより多くの熱がホットスポット部分から低温部分へ伝導するため、ホットスポットは伸長する。同一環境下においてスポットサイズは一定であるという条件から、低温側では短縮する。

従って、ホットスポットは高温側に向かい移動すると考えられる。直流電場下においては、このような温度勾配は、ホットスポット内部における酸化物イオンの伝導により形成されると考えられる。つまり、酸化物イオンが正極に向かい移動すると、負極側では酸素欠損量の増加に伴い抵抗が増加し、発生するジュール熱が増加するためであり、これは、ホットスポットの移動機現象が、ホットスポット内部における酸化物イオンの伝導に起因しているという証拠である。今後、交流電場下及び様々な雰囲気酸素分圧下においてホットスポットの温度分布を測定することにより、その移動メカニズム及び酸化物イオン伝導性について更に詳細に調査し、本現象の工学的応用、特に簡易構造を有する自己発熱式酸素センサーとしての実用化に向けて検討する。高温超伝導体として知られているGdBa_2Cu_3O_<7-δ>のセラミックス線材に室温で電圧を印加すると、線材の一部分のみが赤熱することを発見し、これをホットスポット現象と名付けた。ホットスポットが発生すると、電圧に依存せず線材に流れる電流が一定となること、雰囲気の酸素分圧に依存して電流が変化すること等の特性が現れる。本現象を利用した酸素センサはジルコニア酸素センサと比較すると、ヒーターが不要であること、電極に白金を必要としないこと、標準(基準)ガスが不要であること等の利点を有する。ホットスポットはPTCR(Positive Temperature Coefficient of Resistivity)特性を有する材料に発生する。(Ln_<1-x>Sr_x)(Co_<1-y>Fe_y)O_<3-δ>(Ln:希土類元素)はPTCR特性を有すること、酸化物イオンの拡散係数が高いことが報告されている。そこでこの系の材料を対象に、ホットスポット現象の発現と酸素センサヘの応用を検討した。その結果、以下の知見を得た。1.線材に電圧を印加するとホットスポットが発生し、その温度は約1000°Cであった。この温度は酸化物イオンが移動するのに十分な温度であり、酸素分圧を上昇させると電流は増加した。2.置換する希土類元素のイオン半径が大きい程高いセンサ感度を示した。3.置換する希土類元素のイオン半径が小さい程大きな応答速度を示した。また、印加電圧の増加に伴い応答速度は大きくなった。低酸素分圧から高酸素分圧への応答が、その逆の場合に比べて速いことが分かった。本研究で評価したセンサは従来の固体電解質型や半導体型と同等の検出濃度範囲および感度を有していた。構造が極めて単純であるため、このセンサはコストの面で優れており、エンジン用、環境用、酸化防止用、医療用等、広範囲の分野への応用が期待できる。高温超伝導体として知られているReBa_2CU_3O_<7-δ>(Re:希土類元素)セラミックスの線材に、室温で、ある値以上の電圧を印加すると、ホットスポット現象(線材の一部分のみが高温になり赤熱する現象)が現れる。ホットスポット発生後の電流は電圧には依存せず、雰囲気の酸素分圧に依存する。この特性を利用した定電流発生素子や酸素センサ等のデバイスの実用化が期待できる。
新規原因遺伝子LZTR1によるNoonan症候群の発症機序解明

高速液体クロマトグラフィーと質量分析装置を用いてNoonan症候群原因分子であるLZTR1の相互作用の探索を行った結果、LZTR1の新規結合分子を複数同定した。この中からセリン/スレオニンプロテインフォスファターゼPP-1βカタリティックサブユニット(PPP1CB)との結合に注目した。共免疫沈降法によるin vitro解析により、LZTR1はPPP1CBと結合することが確認された。タンパク質結合モチーフ検索データベースを用いた両分子の結合モチーフ予測の結果、LZTR1のKelchドメインには典型的なPPP1結合モチーフが存在し、この領域を介してLZTR1はPPP1CBと結合する可能性が考えられた。LZTR1遺伝子変異によるMAPKシグナル伝達異常は、LZTR1の機能喪失型変異によるものであることが報告されている。LZTR1標的siRANを用いた検討を実施した結果、LZTR1の発現量低下によりpERK1/2とc-RAF-S259リン酸化レベルの顕著な変化が確認された。一方で、LZTR1遺伝子変異体と各種相互作用分子の結合の有無、ならびにMAPKシグナル伝達経路に対する影響については不明な点が残っている。そこで、LZTR1変異体による影響を解析するために各種変異体発現プラスミドを作成し、変異型LZTR1の機能解析を開始した。本年度は、野生型LZTR1とPPP1CBとの結合に着目し、野生型LZTR1とRAS/MAPKシグナル伝達経路の関係解析に関しては計画通りに遂行した。PPP1CBとLZTR1の関係性に関しては概ね順調に成果を得ることができている。さらに、PPP1CBのみならず、SHOC2やRAF1といったMAPKシグナル伝達経路に多大な影響を及ぼす分子とLZTR1の関係性も明らかにすることができた。本結果は、Human Geneticsに掲載された。また、質量分析装置を用いた相互作用解析において同定したPPP1CB以外の分子に関する機能解析にも新たに着手している。一方で、同時進行予定であった変異型LZTR1を安定的に発現した培養細胞株の作製、ならびに罹患者由来の細胞採取に際する諸手続き等においては、順調に進んでいるものの若干の遅れが生じた。その原因として、クローン作製時の薬剤濃度検討に時間を要したことなどが挙げられる。複数の遺伝子変異LZTR1安定発現細胞株の作製は終了しているため、今後さらに解析する細胞株の種類を増やす予定である。以上のことから、本研究は順調に遂行されており、得られた成果に基づいた新たなアプローチに着手していることから、進捗状況は概ね順調に進展していると言える。次年度は、変異型LZTR1と各種相互作用分子の結合の有無、ならびにMAPKシグナル伝達経路に対する影響について解析予定である。変異型LZTR1を安定的に発現している培養細胞株を作製済みであり、このツールを用いて上記内容を詳細に解析する。併せて、CRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集技術を活用し、LZTR1ノックアウト、LZTR1変異型ノックイン細胞株の樹立と、罹患者由来の検体収集を実施予定である。また、PPP1CB以外の相互作用分子とLZTR1/MAPKシグナル伝達経路との関係性を明らかにすることで、LZTR1遺伝子変異獲得による疾患発症機序の解明に繋げたいと考えている。

以上のことから、本研究は順調に遂行されており、得られた成果に基づいた新たなアプローチに着手していることから、進捗状況は概ね順調に進展していると言える。次年度は、変異型LZTR1と各種相互作用分子の結合の有無、ならびにMAPKシグナル伝達経路に対する影響について解析予定である。変異型LZTR1を安定的に発現している培養細胞株を作製済みであり、このツールを用いて上記内容を詳細に解析する。併せて、CRISPR/Cas9システムを用いたゲノム編集技術を活用し、LZTR1ノックアウト、LZTR1変異型ノックイン細胞株の樹立と、罹患者由来の検体収集を実施予定である。また、PPP1CB以外の相互作用分子とLZTR1/MAPKシグナル伝達経路との関係性を明らかにすることで、LZTR1遺伝子変異獲得による疾患発症機序の解明に繋げたいと考えている。想定していた物品購入費用に比べ実購入費が安価に抑えられたこと、当初予定していた細胞株樹立に多少の遅れが生じたこと、などから予算計上額と実際の使用額に差額が生じた。次年度においても、遺伝子変異型LZTR1発現細胞株の樹立を実施するため、生じた差額分についてはその作製ならびに評価のために使用する。
ナノサーフェスエンコーダの研究

1.2次元変位検出に関して,従来の2倍の変位感度が得られるダブルパス光学系を採用し,ピッチ40μmの2次元正弦格子を用いることでナノメートルレベルの分解能が得られることを確認した.その際に,センサ出力の正弦信号に誤差として加わる高次成分を波動光学シミュレーションで検討し,格子振幅の最適設計を行った.この結果,線形性の良い出力が得られるようになり,格子ピッチ間の内挿を高精度に行えるようになった.2. 3軸の姿勢検出に関して,変位検出と同じように正弦格子を用いる新しい原理の姿勢検出センサを提案した.正弦格子に平行光束を照射し回折光を利用する方式である.回折光のうち,0次回折光をレンズと4分割フォトダイオードからなるオートコリメータで受光する.幾何光学のオートコリメーション法より,まず,面外の2軸の傾斜を検出できる.さらに,±1次回折光を同じくレンズと4分割フォトダイオードからなるオートコリメータで一括して受光する.2つのスポットは異なる2素子間に集光し,格子面内の回転でそれと同じ角度だけフォトダイオード上で回転する.2素子間の出力の変動からその回転量を検出する原理である.また,面内の回転にはダブルパス光学系を採用することで面外の傾斜からの影響を低減させている.このセンサは外部に角度センサを設置する従来の方式とは異なり,平面構造で3軸の姿勢検出ができるため,サーフェスエンコーダとの組み合わせに構造的に適している.3.位置と姿勢のセンサを組み合わせることで多自由度センサを構築し,サーフェスステージの位置決めに適用した.ステージ静止時の位置決めノイズで位置は50nm,面内の回転は1秒,面外の傾斜は0.1秒という値を得た.また,長ストロークの駆動実験より,8μmの追従誤差を得られた.1.多素子PDを用いた多自由度位置・姿勢検出センサに関して,従来の姿勢検出は位置検出と受光部が同じで,その光源にはマルチビームを用いていたが,位置変化による姿勢出力への干渉が大きいことから位置と姿勢を別のプローブで検出し,干渉を低減させる手法を提案した.位置検出プローブには従来どおりマルチビーム光源を用い,姿勢検出には位置変化に影響されにくい太いシングルビーム光源を用いる光学系を提案し,波動光学的なシミュレーションより有効性を確認した.2.マルチビーム光源生成には従来からグリッドパターンという2次元に正方形開口を並べた回折格子を用いていたが,光量を4分の1に減少させてしまうため,受光部における信号増幅率が大きくなり,光ノイズ,電気ノイズがそれにともない増幅されていた.グリッドパターンの代わりに角度格子と同じ正弦波形状を持つ透明な回折格子フィルムを用いることで光量の損失がなく,光ノイズ,電気ノイズに強い光学系を提案した.3.回折理論に基づいて光学的に位置検出分解能を高める光学系を提案した.角度格子で2回反射させる光学系を構成し,従来100μmピッチの角度格子を用いて100μmピッチの正弦波信号を得ていたのに対し,同じ100μmピッチの角度格子を用いてその半波長の50μmピッチの信号を得られるようにした.また,透明正弦波格子を用いた場合と同様に光量の損失がなく,ノイズに対しても強い光学系である.さらに,グリッドパターン,あるいは透明正弦波格子を用いた光学系ではそのXY軸と角度格子のXY軸の回転ずれが変位検出感度に影響を及ぼしていたが,提案手法においては角度格子そのものをマルチビーム生成素子として用いているため,角度格子にXY軸の微小な回転が生じた場合でも変位検出感度に影響がないという利点がある.1. 2次元変位検出に関して,従来の2倍の変位感度が得られるダブルパス光学系を採用し,ピッチ40μmの2次元正弦格子を用いることでナノメートルレベルの分解能が得られることを確認した.その際に,センサ出力の正弦信号に誤差として加わる高次成分を波動光学シミュレーションで検討し,格子振幅の最適設計を行った.この結果,線形性の良い出力が得られるようになり,格子ピッチ間の内挿を高精度に行えるようになった.2. 3軸の姿勢検出に関して,変位検出と同じように正弦格子を用いる新しい原理の姿勢検出センサを提案した.正弦格子に平行光束を照射し回折光を利用する方式である.回折光のうち,0次回折光をレンズと4分割フォトダイオードからなるオートコリメータで受光する.幾何光学のオートコリメーション法より,まず,面外の2軸の傾斜を検出できる.さらに,±1次回折光を同じくレンズと4分割フォトダイオードからなるオートコリメータで一括して受光する.2つのスポットは異なる2素子間に集光し,格子面内の回転でそれと同じ角度だけフォトダイオード上で回転する.2素子間の出力の変動からその回転量を検出する原理である.また,面内の回転にはダブルパス光学系を採用することで面外の傾斜からの影響を低減させている.このセンサは外部に角度センサを設置する従来の方式とは異なり,平面構造で3軸の姿勢検出ができるため,サーフェスエンコーダとの組み合わせに構造的に適している.3.位置と姿勢のセンサを組み合わせることで多自由度センサを構築し,サーフェスステージの位置決めに適用した.ステージ静止時の位置決めノイズで位置は50nm,面内の回転は1秒,面外の傾斜は0.1秒という値を得た.また,長ストロークの駆動実験より,8μmの追従誤差を得られた.
新規細胞運動制御因子SH3P2の機能解析

新規細胞運動調節因子であるSH3P2の機能解析を目的として、その結合タンパク質であるhnRNP-KとMyosin1Eに焦点を当てて解析を進めた。その結果、SH3P2はhnRNP-KによるMMP-3/-9等のスプライシング調節を介して、またMyosin1Eによるカベオラ形成を介して細胞運動を制御する可能性を示す新たな知見を得た昨年度の解析により、これまでにSH3P2と結合する分子として同定したMyosin1Eが、分子シャペロンであるUNC45-Hsp90複合体と結合することを見いだした。RNAi法によってUNC45の発現を抑制した条件下、あるいはHsp90特定的阻害剤である17-AAGで処理した条件下において、Myosin1Eの発現変動を解析したところ、特に有意な変動は認められなかった。しかし、同条件下にてMyosin1Eの細胞内局在を観察したところ、Myosin1Eが細胞の移動先導端にとどまる傾向がみとめられ、そのような細胞では運動能が阻害されることが明らかとなった。すなわち、UNC45-Hsp90はMyosin1Eの細胞内局在制御を調節しており、それが細胞運動の制御に重要な役割を果たす可能性が示唆された。また、SH3P2とhnRNP-Kの結合が極めて微弱であったことから、その結合は直接的なものではない可能性が考えられた。そこで、Myosin1E/SH3P2結合タンパク質のさらなる同定を進めた。その結果、Myosin1EのSH3ドメインにカベオラ(細胞膜上に存在するコレステロールに富んだ微小陥入構造)形成に関与するCaveolin1-Cavin複合体が結合することを見いだした。Myosin1Eの発現抑制によってCaveolin1-Cavin複合体の発現が低下すること、さらにCaveolin1の発現抑制によって細胞運動が阻害されることが明らかとなった。本研究では、新規細胞運動調節因子であるSH3P2の機能解析を目的として、その結合タンパク質であるhnRNP-KとMyosin1Eに焦点を当てて解析を進めた。その結果、SH3P2はhnRNP-KによるMMP-3/-9の発現調節を、またMyosin1Eによるカベオラ形成を介して細胞運動を制御する可能性を示す新たな知見を得ることができた。その結果、SH3P2はhnRNP-KによるMMP-3/-9等のスプライシング調節を介して、またMyosin1Eによるカベオラ形成を介して細胞運動を制御する可能性を示す新たな知見を得た本年度は特に下記3項目に焦点を当てて解析を進めた。(1)SH3P2とhnRNP-Kの相互作用:免疫共沈法によって内在性hnRNP-K、あるいはGFP-hnRNP-KとSH3P2の結合を確認したところ、わずかではあるものの相互作用が確認された。しかし、この相互作用は血清等の細胞外刺激等によっても有意な変動が認められなかった。これは、SH3P2とhnRNP-Kの結合が極めて微弱である可能性、あるいは何らかの分子を介して間接的に結合している可能性が考えられる。そこで、本結果を踏まえながら現在、新たなSH3P2結合分子の同定を進めている。(2)SH3P2による遺伝子発現調節メカニズム:SH3P2、あるいはSH3P2非リン酸化変異体を過剰発現させたHT-1080細胞を用いて、Matrix metalloproteinase (MMP)-2/-3/-9-14、Osteopontin、CD44、EzrinのRNAスプライシング変化を比較検討した。その結果、MMP-3/-9、及びOsteopontinのスプライシングは抑制されるものの、MMP-2/-14、CD44、及びEzrinのそれには影響が認められないことが明らかとなった。(3)Myosin1E結合タンパク質の同定:本研究計画から派生した解析として、Myosin1E(これまでにSH3P2結合分子として見いだしている)に関して、免疫共沈/質量分析法を用いて結合タンパク質の同定を進めた結果、UNC45、及びHsp90を見いだした。これらの分子はMyosinのモーター部位に結合する分子シャペロンであることが報告されており、現在、SH3P2との関わりに着目して解析を進めている。研究実績の概要欄の項目(1)に関しては、当初の研究計画より若干の修正が必要となったが、既にそれに対応した研究を進めている。また、項目(3)に関しては本研究計画の立案当初には想定できなかった新たな知見を得ることができており、研究計画全般的には順調に進行しているものと考える。次年度は、特に研究実績の概要欄の項目(1)及び(3)に重点を置きながら研究を進める。具体的には、新たなSH3P2結合分子の同定を中心に、それがhnRNP-Kとの結合に及ぼす影響を検討する。次年度の研究費の大部分は、研究推進のための消耗品購入に充てる。また、研究成果の発表用の旅費、及び研究成果投稿料として使用する予定である。