hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「完全4次元同次処理」と「ユークリッド処理」の総合比較

(3)簡潔性、(4)一般性、(5)統一性、(6)双対性、(7)演算量、(8)メモリー量3.調査結果(1)正確性:B方式は除算が必然的に伴うので、厳密な正確さは得られない。しかしA方式では多倍長整数演算と組み合わせると、有理数を扱う限り厳密に正確な幾何表現、演算が可能となる。(2)頑健性:B方式は、ゼロ割り不安定さがあるのに対し、A方式は除算を用いないのでゼロ割り問題は存在しない。ニュートン法を有理曲線、曲面に適用すると、B方式は原理的にパラメータが発散する要因を有するが、A方式はこの点では完全に安定である。ただし、A方式は除算を行わないため、単純に適用するとデータ長が増大し、オーバフローの危険性を有する。従ってA方式では、同次座標の正規化をしばしば行う必要がある。(3)簡潔性:B方式は、4次元図形の切断を扱うと考えることができ、それは射影変換に依存し処理がA方式に比べ複雑化する。筆者は、CADなどで用いられる、コンピュータによる幾何演算・処理に関し、「完全四次元処理」という新しい学問体系を研究し、その体系を明らかにしている。本研究は、「完全四次元処理」と従来手法、すなわち「ユークリッド処理」とを、理論と実験の両面から、斯界の専門家との討論を通し、様々な観点から総合的に検討、比較し、「完全四次元処理」の特性を明らかにしようとするものである。CADシステムには、高い信頼性が求められる。信頼性に直接影響を与える、演算の厳密な正確さ、頑健性(安定性)、簡潔性の諸点では、「完全四次元処理」がきわめて優れていることが実験的に示されている。例えば、本方式では有理数を扱う限り厳密に正確な演算が可能である。また有理曲線・曲面に対する幾何的ニュートン法において、頑健性の優劣は明白である。これらは根本的には除算の有無に起因していることも明らかになっている。また射影前すなわち除算を行う前のデータに関して処理する本方式は、射影後に様々な形状に変化するユークリッド処理に比べ処理の簡潔性の点で有利である。更に明らかになった事柄は、「完全四次元処理」が、体系的なシステムを構築するための好ましい特性、すなわち一般性、統一性、双対性をも併せ持つということである。ただし現在のコンピュータは、必ずしも「完全四次元処理」に適しているわけではない。例えば確かに厳密に正確な演算は可能であるが、演算能率の点に問題がある。「完全四次元処理」に潜在する優れた特性を十分に発揮させるための四次元コンピュータの出現が期待される。
新規なシクロデキストリン誘導体の合成とそのピロリ菌増殖阻害物質探索への応用

胃潰瘍の原因となるピロリ菌は、通常の血清を含む培地の代わりに環状の糖鎖構造を持つβ-シクロデキストリン(CD)でも培養する事ができる。この原因については、培地中に存在する生育阻害物質等をCDが空孔内に取り込み、それら物質の有効濃度を減少させることにより、菌の生育に有利な状況をつくり出すためではないかとの考えが提出されている。もし、その物質を特定することができれば、H.P.生育阻害活性の発現機構を解明し、新たなH.P.治療薬の開発へと発展させることも可能ではないかと期待される。そこで、筆者らは、全くUV吸収を持たないCDを誘導体化し、クロマトグラフィーの手法によって、効率よくCD-包接複合体を含む画分のみを取り出す手法を開発する事とした。そこで、ビオチン、カルボキシルフルオレセイン、あるいは、p-ブロモテトラフルオロ安息香酸を持つβ-CD誘導体を合成し、ピロリ菌の培養を行うこととした。ビオチンを有するものは、水に対する溶解性が悪く、培養に用いることができなかった。残りの2つの誘導体は、良好な溶解性を持ち、ピロリ菌の培養に用いたところ、β-CDと同様にピロリ菌の増殖が観測された。ブロモテトラフルオロ安息香酸を持つものについて、培養上清を分析し、質量分析上で臭素由来の同位体分布を指標にCDの溶出場所の特定を進めたが、その特定にはいたらなかった.一方、カルボキシフルオレセインを有する誘導体を用いて培養した上清をゲルクロマトグラフィーにより分析したところ、期待どおり、蛍光によって容易にCDの存在する画分を同定することができた。そこで、その分画を大量に分取し、質量分析系によって分子量を測定した.その結果、CDの分子量と同時に約100amu大きなシグナルが観測され、何らかの化合物を包接している可能性が示唆された。NMRによりその構造の解析を試みているが、現在のところ、まだ構造の特定には至っていない.以上のように、本研究により、CD包接体を効率良く分離する手法を開発することができた。本年度は、2つのβ-CD誘導体を合成した。一つは、CD中の一か所の6位にカルボキシフルオレセインを結合したものである。この化合物は、強い蛍光を持つために、クロマトグラフィーの際、溶出位置を容易に特定する事ができ、CD-包接物複合体の精製が容易になるものと期待される。もう一つは、同じく一か所の6位にp-ブロモテトラフルオロ安息香酸を結合したものである。臭素は、天然状態で2つの同位体がほぼ同程度存在しているため、質量分析を行うと特異なスペクトルパターンを与える。

クロマトグラフィー後の各分画を質量分析する事により、CD-包接物複合体の精製を容易に特定する事ができると考えられる。現在、ピロリ菌の培養を行っているところである。また、プロトンNMRを用いてCDに包接された化合物の構造を容易に解析するため、全ての水素を重水素化したCDの合成についても、現在検討中である。胃潰瘍の原因となるピロリ菌は、通常の血清を含む培地の代わりに環状の糖鎖構造を持つβ-シクロデキストリン(CD)でも培養する事ができる。この原因については、培地中に存在する生育阻害物質等をCDが空孔内に取り込み、それら物質の有効濃度を減少させることにより、菌の生育に有利な状況をつくり出すためではないかとの考えが提出されている。もし、その物質を特定することができれば、H.P.生育阻害活性の発現機構を解明し、新たなH.P.治療薬の開発へと発展させることも可能ではないかと期待される。そこで、筆者らは、全くUV吸収を持たないCDを誘導体化し、クロマトグラフィーの手法によって、効率よくCD-包接複合体を含む画分のみを取り出す手法を開発する事とした。本年度は、昨年度合成したp-ブロモテトラフルオロ安息香酸、あるいはカルボキシルフルオレセインを持つβ-CD誘導体を用いてピロリ菌の培養を行った。両者ともβ-CDと同様にピロリ菌の増殖が観測された。前者を持つものについて培養上清を分析し、質量分析上で臭素由来の同位体分布を指標にCDの溶出場所の特定を試みたが、混在するタンパク質等のシグナルと重なってしまうため、困難であった。一方後者を用いて培養した上清をゲルクロマトグラフィーにより分析したところ、期待どおり、蛍光によって容易にCDの存在する分画を同定することができた。そこで、その分画を大量に分取し、質量分析系によって分子量を測定した。その結果、CDの分子量と同時に約100amu大きなシグナルが観測され、何らかの化合物を包接している可能性が示唆された。NMRによりその構造の解析を行ったところ、主にアルキル鎖由来のシグナルを示していることから、低分子の脂肪酸が包接されている可能性を見いだすことができた。
地域研究機関のネットワーク構築に関する調査研究

本研究は、地域研究の緊急な課題として、各々の地域を超えた総合的な地域研究の推進、およびそのための調査ネットワーク構築を設定し、各国の地域研究ネットワークの現状等につき実地調査を行い、研究蓄積の促進と海外の地域研究機関との直接的な関係を樹立することを目的として行われた。3年間にわたり、各研究分担者を海外の地域研究諸機関へ派遣することによって、地域研究ネットワークの現状に関する調査と資料収集が行われ、その結果として、それら諸機関と国立民族学博物館・地域研究企画交流センターとの間に緊密な関係が築かれた。派遣先となった主たる地域研究機関は、アメリカ、ラテンアメリカ、西アジア、南アジア、東アジア、東南アジア、中央アジア、オセアニア、ヨーロッパ等を研究対象とする世界各地の代表的な専門的研究機関や大学、また研究対象地域に設置されている現地研究拠点である。特に、研究対象地域の現状をリアルタイムで把握し、これを文献研究と有機的に結合させていくという視点は将来の地域研究にとって極めて重要であり、そのためには現地研究拠点の設立が不可欠であるという共通認識が形成された。これらの機関と本センターとの関係は本センターの推進する種々の事業においてしかるべく継続されている。これらの機関は様々な特色を有し、それぞれに優れた長所をもっているが、地域を越えた他機関との連携については認識が薄い例もしばしば見られ、将来的に総合的な地域研究を推進するためには、個々に活動し個々に重要な情報を有しているこれらの諸機関をコンピュータ・システムによって繋ぎ、現代世界全体を対象とする一大地域研究ネットワークを形成することが望まれる。中国、ヨーロッパ、インド、オセアニアなどにおいて約30の地域研究にかかわる研究機関を訪問し、今後の地域研究のネットワーク構築のための討議を行った。基本的には、地域研究企画交流センターの意図は了解され、今後、緊密なる情報交換を行うこととなった。一方で、海外の地域研究機関との共同研究、連係研究などの可能性を探った。ヨーロッパやアメリカの地域研究機関は共同研究などには消極的であったが、エジプト、イスラエル、インド、バングラデシュ、中国、オセアニアなどではむしろ積極的に共同研究を行いたいとの意向が得られた。一般的にいって、これらの共同研究に積極的な研究機関では研究費が十分でなく、海外からの研究費を歓迎する傾向にある。ただし、国ごとに状況は異なり、たとえば中国の社会科学院に所属する研究機関では、より実際的な政治・経済的な研究が主流を占め、国策に直接的にかかわるような研究が多い。しかし、国外との共同研究も可能であり、実際オーストラリア国立大学との共同研究が進行中である。また、バングラデシュでは、地域研究というのは、州単位の小さい地域の研究を言い、これに参加するということになる。オーストラリア国立大学のアジア・太平洋研究所との共同研究を実際に始めないかという勧誘もあり、今後海外の地域研究機関との共同研究も実施されることになるであろう。また、ヨーロッパの海外に持つ地域研究機関の活動には、眼を見張るものがあり、地域研究では現地に自前の研究所を持つことの必要性が痛感された。平成7年度に調査対象とした地域研究機関を除く欧米地域の地域研究機関を訪問し、研究ネットワークにかかる実情調査を行ない、併せて国際的な地域研究ネットワークの構築および現地研究拠点の形成の可能性の具体案についての意見交換を行った。、また、研究対象地域の研究機関の調査と資料収集についても実施した。欧米地域研究機関調査としては、各分担者がフランス、オランダ、連合王国、ドイツ、ロシア、ポーランドの地域研究機関を訪れ、研究ネットワークの実情についての調査を実施した。具体的には、フランスではパリのアラブ世界研究所、エクサンプロヴァンスのアラブ・イスラーム世界研究所、オランダではアムステルダムのアジア研究センターおよびラテンアメリカ研究所、連合王国ではロンドンのラテンアメリカ研究所、ドイツではハンブルグのドイツ海外研究所、イベロアメリカ研究所、ロシアではモスクワのロシア・アカデミー・ラテンアメリカ研究所、ポーランドではワルシャワ大学ラテンアメリカ研究センターなどである。研究対象地域としては、各分担者が、ラテンアメリカ、中央アジア、西アジア、南アジア、東南アジア、東アジアなどの現地を訪問し、現地研究機関の調査と資料収集を行った。

具体的にはラテンアメリカではペル-問題研究所、中央アジアではアシュハバ-ドのトルクメニスタン・アカデミー東洋学研究所、西アジアではカイロのイブン・ハルドゥーン開発研究センター、南アジアではデリーの社会発展研究センター、東南アジアではベトナム農学研究所、バンコックのスリナハリヌイロト大学アジア太平洋研究センター、シンガポールの国際線略研究所、ジャカルタのインドネシア科学院、韓国ではソウル大学校国際地域院などであった。本研究は、地域研究の緊急な課題として、各々の地域を超えた総合的な地域研究の推進、およびそのための調査ネットワーク構築を設定し、各国の地域研究ネットワークの現状等につき実地調査を行い、研究蓄積の促進と海外の地域研究機関との直接的な関係を樹立することを目的として行われた。3年間にわたり、各研究分担者を海外の地域研究諸機関へ派遣することによって、地域研究ネットワークの現状に関する調査と資料収集が行われ、その結果として、それら諸機関と国立民族学博物館・地域研究企画交流センターとの間に緊密な関係が築かれた。派遣先となった主たる地域研究機関は、アメリカ、ラテンアメリカ、西アジア、南アジア、東アジア、東南アジア、中央アジア、オセアニア、ヨーロッパ等を研究対象とする世界各地の代表的な専門的研究機関や大学、また研究対象地域に設置されている現地研究拠点である。特に、研究対象地域の現状をリアルタイムで把握し、これを文献研究と有機的に結合させていくという視点は将来の地域研究にとって極めて重要であり、そのためには現地研究拠点の設立が不可欠であるという共通認識が形成された。これらの機関と本センターとの関係は本センターの推進する種々の事業においてしかるべく継続されている。これらの機関は様々な特色を有し、それぞれに優れた長所をもっているが、地域を越えた他機関との連携については認識が薄い例もしばしば見られ、将来的に総合的な地域研究を推進するためには、個々に活動し個々に重要な情報を有しているこれらの諸機関をコンピュータ・システムによって繋ぎ、現代世界全体を対象とする一大地域研究ネットワークを形成することが望まれる。
アミノシランのAmphiphilicな特性を生かした反応性の開発

1)アミノシラン存在下でのアルデヒドの直接的1,4-付加反応アルデヒドは活性の高い化合物であるためそのエノラートあるいはエノールを発生させる事が困難で、直接反応させた例は極めて限られていた。そのためこれまではアルデヒドをマスクした形、たとえばエナミンあるいはシリルエノールエーテルなどに一旦誘導し、これらを用いてきた。本研究では、ジエチルアミノトリメチルシラン存在下に、アルデヒドが直接ビニルケトン、アクリル酸エステル、ビニルスルフォン等へ1.4-付加する新しい反応を見出した。この反応は分子内でも収率よく進行した。2)アミノシラン存在下でのアルデヒドの直接的1,2-付加反応ジエチルアミノトリメチルシラン存在下、アルデヒドが直接的分子間アルドール反応を行いE-α,β-不飽和アルデヒドを与えた。この反応は温和なため、通常のアルカリ条件では分解される基質も効率的に反応した。この反応は分子内でも進行し、環状化合物が得られた。3)アミノシラン存在下でのアルデヒドと2,3-ジハロプロパノエートとのタンデム型求核反応アルデヒドと2.3-ジハロプロパノエートとの反応では、シクロプロパンアルデヒドが生成した。この反応は、ジエチルアミノトリメチルシランにより2,3-ジハロプロパノエートからα-アクリレートが生成し、これにアルデヒドが1.4-付加後、分子内アルキル化反応が進行したタンデム型反応によるものである。4)天然有機化合物合成への応用1)で開発された直接的1,4-付加反応を鍵反応として、芳香族セスキテルペノイドの一つであるクルクメンの全合成を試みた。ジエチルアミノトリメチルシラン存在下、(R)-(+)-シトロネラールはメチルビニルケトンへと1,4-付加反応し、続いて分子内アルドール反応により4-置換シクロヘキセノン誘導体を与えた。フェニルセレレニル化、メチル化、PCC酸化を経て、目的とする(R)-(-)-クルクメンの合成に成功した。アミノシラン系化合物の半経験的分子軌道法計算を行い、ケイ素原子とチッ素原子との間の荷電の分離が通常の有機ケイ素化合物の場合より大きい事を見出した。この事からアミノシラン系化合物のケイ素原子はルイス酸部として、チッ素原子はルイス塩基部として、他の有機ケイ素化合物よりAmphiphilic(両性的な)な性質を持っていると考えた。この様な考え方に基づき、アミノシラン系化合物のケイ素原子とチッ素原子との共同作用による新しい反応の開発が期待された。以下、通常は非常に困難なアルデヒドの求核反応を主題に、ジエチルアミノトリメチルシランを用いた新しい反応の開発を行なった。1)アルデヒドのビニルケトンへの1、4-付加反応室温、無溶媒でアルデヒドが直接ビニルケトンへと1、4-付加し、5-ケトアルデヒドを与える新しい反応を見出した。生成した5-ケトアルデヒド類はシクロヘキセノン誘導体の重要な合成原料であり、これまではアルデヒド等価体のビニルケトンへの1、4-付加反応により段階的に合成されていた化合物である。従来法でアルデヒド等価体のシリルエノールエーテル、エナミン、アリルアミンを使わざるを得なかったのは、アルデヒドのエノラート、あるいはエノールエーテルを直接発生させる事が出来ないためである。2)アルデヒドのα-ブロモアクリル酸エステルへのダンデム型反応

近年、一旦発生させた反応活性種を連続的に用い、多段階の炭素-炭素結合形成反応を1potで行なわせるタンデム型反応に注目が集まっている。アルデヒドとα-ブロモアクリル酸エステルとを反応させると、1、4-付加反応後生成したフォルミルエステルがさらに分子内求核置換反応を行ない、三員環エステルを与える反応を見出した。アルデヒドのアルドール反応アルデヒドが分子間でアルドール反応、続いて脱水反応を行ない、一挙にα、β-不飽和アルデヒドを与える反応を見出した。この時、E-異性体のみが選択的に得られた。また、ジアルデヒドの分子内反応を検討したところ、環状アルドール体、あるいは環状α、β-不飽和アルデヒド体の得られる事が分かった。1)アミノシラン存在下でのアルデヒドの直接的1,4-付加反応アルデヒドは活性の高い化合物であるためそのエノラートあるいはエノールを発生させる事が困難で、直接反応させた例は極めて限られていた。そのためこれまではアルデヒドをマスクした形、たとえばエナミンあるいはシリルエノールエーテルなどに一旦誘導し、これらを用いてきた。本研究では、ジエチルアミノトリメチルシラン存在下に、アルデヒドが直接ビニルケトン、アクリル酸エステル、ビニルスルフォン等へ1,4-付加する新しい反応を見出した。この反応は分子内でも収率よく進行した。2)アミノシラン存在下でのアルデヒドの直接的1,2-付加反応ジエチルアミノトリメチルシラン存在下、アルデヒドが直接的分子間アルドール反応を行いE-α,β-不飽和アルデヒドを与えた。この反応は温和なため、通常のアルカリ条件では分解される基質も効率的に反応した。この反応は分子内でも進行し、環状化合物が得られた。3)アミノシラン存在下でのアルデヒドと2,3-ジハロプロパノエートとのタンデム型求核反応アルデヒドと2.3-ジハロプロパノエートとの反応では、シクロプロパンアルデヒドが生成した。この反応は、ジエチルアミノトリメチルシランにより2,3-ジハロプロパノエートからα-アクリレートが生成し、これにアルデヒドが1,4-付加後、分子内アルキル化反応が進行したタンデム型反応によるものである。4)天然有機化合物合成への応用1)で開発された直接的1,4-付加反応を鍵反応として、芳香族セスキテルペノイドの一つであるクルクメンの全合成を試みた。ジエチルアミノトリメチルシラン存在下、(R)-(+)-シトロネラールはメチルビニルケトンへと1,4-付加反応し、続いて分子内アルドール反応により4-置換シクロヘキセノン誘導体を与えた。フェニルセレレニル化、メチル化、PCC酸化を経て、目的とする(R)-(-)-クルクメンの合成に成功した。
神経損傷誘導性プロテアーゼ"ダイン"による新たな神経終末形成メカニズムの解析

これまでの研究で神経損傷に鋭敏に発現応答し神経細胞特異的に発現するDamage inducedneuronal endopeptidase (DINE)を同定した。DINEのノックアウトマウス(KO)は、生直後に呼吸不全で死に至った。この原因として横隔膜の神経筋接合部の形成が著しく減少していることが明らかになった。KOでは、神経軸索とシュワン細胞(SC)との接着性が低下したこと、またDINE KOの後根神経節細胞とSCとの共培養では、野生型SCの分化が正常に起きないことが明らかになった。軸索終末とSC間のDINEを介したインターラクションがSCの分化に影響し、神経筋接合部形成に重要な役割を果たしていることが明らかになった。私たちが作成したメタロペプチダーゼのDamage inducedneuronal endopeptidase(DINE)ノックアウトマウスは、生直後に呼吸不全で個体死に至る。この原因として横隔膜の神経筋接合部の形成がうまく行っていないことが明らかになった。ノックアウトマウスでは、脳から標的の骨格筋に至る神経の走行には異常が見られず、最終的に筋内に入ってからの走行や分岐パターンに異常が見られた。そこで、ノックアウトマウス胎仔の横隔膜組織を用いて、従来より神経筋接合部の形成に重要とされるMuSKなどの既知の分子群の発現をRT-PCRで検討した。しかし、既知の分子発現で変化しているものは得られなかった。筋内での細胞外マトリックスやターミナルシュワン細胞、あるいは骨格筋とのインターラクションに何らかの異常があると考えられたので、分担研究者の桐生らは、シュワン細胞とDINEノックアウトマウスの後根神経節細抱とのインターラクションを培養系で観察した。その結果、ノックアウトマウスの神経軸索とシュワン細胞とのインターラクションが弱くなっている傾向が得られた。そこで次年度は、神経とシュワン細胞のインターラクションについてより詳細に検討する。また、中枢神経系でDINEのmRNAを発現する橋核や下オリーブ核の細胞では実際DINE蛋白が発現していることを確認したが、その軸索である苔状線維や登上線維の走行については生直後の小脳では明瞭な差が見られなかった。生後もう少し発達した脳で確認する必要があり、コンディショナルノクアウトの作成が待たれる。私たちが同定した神経再生関連分子でありメタロプロテアーゼに属するDamage induced neuronal endopeptidase(DINE)のノックアウトマウスを作成したところ、生直後に呼吸不全で個体死に至った。本年度は、シュワン細胞とDINEノックアウトマウスの後根神経節細胞とのインターラクションを培養系で観察した。その結果、ノックアウトマウスの神経軸索とシュワン細胞との接着が弱くなっていることが明らかになった。このことからDINEを介した軸索終末とターミナルシュワンとの接着異常が神経筋接合部形成不全の原因である可能性が考えられた。また、Doc-7トランスジェニックとの掛け合わせによるDINEノックアウトのレスキュー実験ではDINEノックアウト/Doc-7トラヒスジェニッタマウスは生まれてこなかった。そこで、DINEの野生型あるいは酵素活性のない変異型をコリナージックニューロン特異的に発現させるトランスジェニックマウスの作成を本年度新たにめざした。ChATのプロモーター下でDINEの野生型あるいは酵素活性のない変異型を発現するBACトランスジェニックベクターを作成し、受精卵に遺伝子導入を行なった。現在、それぞれ1匹の遺伝子を持つ新生児が得られており、これを用いて来年度はDINEノックアウトマウスをレスキューすること、また酵素活性の必要性が明らりかになることが期待される。以前の研究で私たちが同定した神経再生関連分子でありメタロプロテアーゼに属するDamage induced neuronal endopeptidase (DINE)のノックアウトマウスを作成したところ、生直後に呼吸不全で個体死に至った。また本研究を含む一連の研究では、この神経筋接合部の形成不全が横隔膜のみならず、多くの骨格筋で起こっていることが明らかになった。DINEノックアウトの致死性を回避するために、平成24年度は運動ニューロンで発現するコリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)のプロモーター制御下にDINEの野生型あるいは変異型を発現させることをめざしBACトランスジェニックマウスの作成を試みた。遺伝子を有するBACトランスジェニックマウスは得られたが、残念ながらこのトランスジェニック動物は目的の遺伝子発現が十分でなく、ライン化をあきらめた。

これに代わって運動ニューロン特異的に発現する分子であるHb9のプロモーター約9kbを用いてトランスジェニック動物の作成を再度試みた。このプラスミドベースのトランスジェニックマウスは複数の個体が得られた。現在最も目的に合致したマウスのライン化を進めている。この結果、今後のDINEの機能研究に大きく貢献するツールが得られた。また、DINEの機能解析として、DINE欠損動物の後根神経節細胞や運動神経細胞を用いてシュワン細胞とのインターラクションを解析したところ、シュワン細胞の接着や分化にDINE欠損が大きく影響することが明らかになった。このことから、DINEは発生の過程で神経筋接合部が形成される時に、シュワン細胞を正常に機能させる機能をもつプロテアーゼであることが明らかになった。当初の計画の一部であるトランスジェニック動物との掛合わせによりDINEノックアウトマウスはレスキューできなかったが、一方で運動ニューロン特異的にDINEの野生型あるいは変異型を発現させるトランスジェニックマウスの作成が進捗した。以上より本研究の進捗はおおむね予定通りと考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。DINEの機能解析のためのDINEノックアウトは培養系で表現型がでていることから、これを用いたin vitroの解析を進める。またノックアウトマウスをレスキューするあるいは酵素活性をなくしたトランスジェニックマウスが次年度には使えるようになるので、vivoの実験でDINEの機能解析が期待できる。これとは別にツールとしてノックダウン用のウイルスベクターを作成し、in vitroおよびin vivoの実験に使えるように進めている。
粒界相の固溶体制御によるサイアロンセラミックスの高温耐食性と環境強度の向上

窒化ケイ素セラミックスに関する高温高圧水特性に関する従来の研究成果から、助剤添加系の粉体粒子焼結体では、助剤の組成、量による粒界相の性状がその耐食性を大きく支配し、孔食で特徴づけられる大きな強度劣化をもたらすことを明らかにした。一方、焼結助剤を用いない化学結合型の焼結体では自己結合の有利さが認められることから、耐環境性の面では緻密体でのこの種の焼結体が有望であることを提示している。そこで本研究では緻密、化学結合型の窒化ケイ素固溶体に着目し、腐食性粒界の完全除去の可能性を指向した固溶体制御による高耐食性サイアロンセラミックスの開発を目的とする一連の実験を行った。その結果、α-単相サイアロン[Yx(Si,Al)_<12>(O,N)_<16>;x=0.5]と通常の常圧焼結窒化ケイ素[Si_3N_4-Y_2O_3/Al_2O_3]のオートクレーブを用いた高温高圧水環境下での耐水環境特性の評価、比較考察を行って、以下に要約する有用な結果を得た。1.腐食減量からの耐食性の評価:200300°Cにおける高温高圧水下では、窒化ケイ素、サイアロンと共にシリカの溶出を伴う腐食減量を示すが、予測通りサイアロンの方が減量は少なく高耐食性を示すことが分かった。2.腐食形態の比較:水和腐食層除去後の各基体表面のSEM観察より、窒化ケイ素ではすでに各種助剤系で見出されている典型的な孔食(Pitting Corrosion)を呈するのに対し、サイアロンでは均一腐食(Uniform Corrosion)形態を呈し、固溶現象による粒界相の低減効果を示唆する結果を得た。3.腐食形態と劣化強度との関係:孔食の腐食形態を示した常圧焼結窒化ケイ素では40%の強度低下をもたらす低い環境強度を示すのに対し、均一腐食を呈したα-サイアロンでは、強度低下も15%にとどまる高い環境強度を示した。以上、本研究でのα-単相サイアロンでの耐食性の向上が認められる結果が得られた。窒化ケイ素セラミックスに関する高温高圧水特性に関する従来の研究結果から、助剤添加系の粉体粒子焼結体では、助剤の組成、量による粒界相の性状がその耐食性を大きく支配し、孔食で特徴づけられる大きな強度劣化をもたらすことを明らかにした。本年度はまず、α-単相サイアロン[Yx(Si,Al)_<12>(O,N)_<16>;x=0.5]と通常の常圧焼結窒化ケイ素[Si_3N_4-Y_2O_3/Al_2O_3]のオートクレーブを用いた高温高圧水環境下での耐水環境特性の評価、比較考察を行って、以下に要約する有用な結果を得た。

1.腐食減量からの耐食性の評価:200300°Cにおける高音高圧水下では、窒化ケイ素、サイアロンと共にシリカの溶出を伴う腐食減量を示すが、予測通りサイアロンの方が減量は少なく高耐食性を示すことが分かった。2.腐食形態の比較:水和腐食層除去後の各基体表面のSEM観察より、窒化ケイ素ではすでに各種助剤系で見出されている典型的な孔食(Pitting Corrosion)を呈するのに対し、サイアロンでは均一腐食(Uniform Corrosion)の形態を呈し、固溶現象による粒界相の低減効果を示唆する結果を得た。以上、本研究でのα-単相サイアロンでの耐食性の向上が認められる結果が得られた。次年度は、上記二点をさらに詳細に検討すると共に、腐食形態と曲げ強度の関係からも同様の効果を確認するための評価実験を行う予定である。窒化ケイ素セラミックスに関する高温高圧水特注に関する従来の研究成果から、助剤添加系の粉体位子焼結体では、助剤の組成、量による粒界相の性状がその耐食性を大きく支配し、孔食で特徴づけられる大きな強度劣化をもたらすことを明らかにした。一方、焼結助剤を用いない化学結合型の焼結体では自己結合の有利さが認められることから、耐環境性の面では緻密体でのこの種の焼結体が有望であることを提示している。そこで本研究では緻密、化学結合型の窒化ケイ素固溶体に着目し、腐食性粒界の完全除去の可能性を指向した固溶体制御による高耐食性サイアロンセラミックスの開発を目的とする一連の実験を行った。その結果、α-単相サイアロン[Yx(Si,Al)_<12>(O,N)_<16>,x=0.5]と通常の常圧焼結窒化ケイ素[Si_3N_4-Y_2O_3/Al_2O_3]のオートクレーブを用いた高温高圧水環境下での耐水環境特性の評価、比較考察を行って、以下に要約する有用な結果を得た。1.腐食減量からの耐食性の評価:200300°Cにおける高温高圧水下では、窒化ケイ素、サイアロンと共にシリカの溶出を伴う腐食減量を示すが、予測通りサイアロンの方が減量は少なく高耐食性を示すことが分かった。3.腐食形態と劣化強度との関係:孔食の腐食形態を示した常圧焼結窒化ケイ素では40%の強度低下をもたらす低い環境強度を示すのに対し、均一腐食を呈したα-サイアロンでは、強度低下も15%にとどまる高い環境強度を示した。
大強度ニュートリノ・ビームを用いた長基線実験のためのニュートリノ・モニターの開発

ニュートリノ振動現象におけるappearanceの発見を目指して、東海村に建設中の大強度陽子加速器およびスーパーカミオカンデを用いた基線長295kmの長基線ニュートリノ振動実験(T2K実験)が計画されている。このような長基線実験では、ニュートリノ・ビームの中心方向を精密に測定することが不可欠である。本研究では、新しいアイデアに基づいた低コスト、高性能のビーム・プロファイル・モニターを開発している。生成標的から約300メートルの位置でニュートリノ・ビームのプロファイルを測定することによって、その方向、安定性をモニターすることを想定する。この位置では、ニュートリノ・ビームは、10メートル程度に広がっており、そのすべてを覆おうとすると、巨大な検出器が必要になる。しかし、大強度ビームであるという特性を生かして、鉄とプラスチック・シンチレータからなる比較的コンパクトな検出器をビームに垂直な面内で格子状に10個程度、配置することによってビームプロファイルを測定するのである。前年度の設計に基づいて、20cm厚さの鉄11枚とプラスチックシンチレータからなる検出器の試作機を製作し、高エネルギー加速器研究機構で行われていたK2K実験の前置ニュートリノ検出器ホールに設置して性能評価を行った。プラスチックシンチレータには、波長変換バーを取り付け、これを光電子増倍管で読み出したが、十分な光量を得られた。また、ニュートリノにより生成するミュー粒子と、バックグラウンドになるスカイシャインの中性子を区別するため、アクリルを使った全反射型チェレンコフ検出器を製作し、その性能評価を行った。これらの研究により、T2K実験におけるビーム・プロファイル・モニターとして、必要な性能を持った検出器の基本設計が確立された。まずシミュレーションにより必要な物質量、配置を決めた。ビームの方向を精度よく測定するためには、生成されたニュートリノのエネルギーに応じて測定する必要があるためニュートリノ相互作用を含むシミュレーションで反応イベントの取捨選択も含めてスタディした。その結果、高さと幅が1メートル、奥行きが2メートルの鉄からなるモジュールを上下左右に5個ずつ配置することにより、1日単位でビーム方向を測定するのに十分なニュートリノを検出することができることが明らかになった。鉄は20cm厚さの板からなり、板と板の間に荷電粒子検出装置を設置することによってニュートリノを検出する。モジュールの周りはシンチレータで多い、宇宙線によるバックグラウンドを区別するためのベト検出器とする。荷電粒子検出器およびベト検出器の一候補として、プラスチック・シンチレータを用いることを考えている。読み出し法も含めてスタディーし、必要とされる仕様(厚さ等)をまとめた。
ヒトcMOATの遺伝疾病と癌への関与

ABC蛋白のMRP2に関する遺伝疾病の生化学的解析、及び肝、大腸での発現様式について明らかにしてきた。MRP2/cMOAT遺伝子がDubin-Johnson症候群の責任遺伝子であることを明らかにした。R768W変異によりMRP2蛋白質は合成後の修飾、成熟過程が進行できず、プロテアゾームで分解されていることを明らかにし、このアルギニンがMRP2/cMOAT成熟蛋白質の形成と三次元構造を維持するために必須の領域であることが示唆された。一方、Q1382R変異の蛋白質は合成後の修飾、膜への移行は正常であるが基質輸送活性が低下していることが観察された。(2)C型肝炎感染者症例では、肝臓でのMRP2の発現レベルが著しく低下する事を見いだした。また、炎症性サイトカインによりMRP2の発現レベルが低下することをmRNAレベルで観察した。炎症性サイトカインIL-1betaによりMRP2プロモーターの活性低下が認められ、ISRE領域がこの活性に関与する事を明らかにした。本研究は【1】坑がん性薬剤の排出に関与する分子実体を同定し、【2】その機能をcell free、細胞、個体の各レベルで解明することで、異物排出蛋白による生体防御機構を明らかにする。さらに【3】疾病への関与を明らかにして遺伝子診断ならびに治療法の開発へ役立てることを目的としている。本年度は、1.異物排出蛋白の遺伝子の単離、同定:cMOAT遺伝子のファミリー遺伝子として、MRP3遺伝子を単離し発現様式、染色体位置を同定した。MRP3は肝臓、小腸において発現がみとめられ、異物排出、腸管での関門としての機能が示唆された。2. cMOAT1および新たに単離された異物排出蛋白遺伝子MRP3を培養細胞に強制発現させる系を確立した。cMOAT1は、ロイコトリエンC4の輸送に関与していることを明らかにした。今後は抗癌剤の排出に関して、検討を加えていく。3.ヒトcMOATおよび新規ABCトランスポーターについて、種々の抗癌剤耐性細胞株で発現を検討しさらに免疫抗体法とin situ hybridization法により、組織レベルの発現局在を検討が進みつつある。5.すでにcMOAT遺伝子の関与をあきらかにしたDubin-Johnson症候群について解析例を増し種々の変異を同定した。この変異が活性に影響をあたえているのか生化学的手法で確認している。ABCトランスポーターの多くは生体内の様々な器官や組織において発現しており異物・毒物排出ポンプとしての重要な生理的作用をしている。がんにおける抗がん剤の感受性を制御する分子標的としての臨床診断へ利用するためにはABCトランスポーターのがんにおける特異的発現の分子的機構を把握することが必須である。本年度は、1)cMOATのヒトゲノムDNAを単離し、幾つかのDubin-Johnsonの家系も含めた患者末梢血で変異が第1と第2のATP結合領域に集中していることを示した。2)cMOAT・cDNAのCHOやLLCK-PK細胞への導入株を用いてビンクリスチンやシスプラチンに対して耐性を示すことを観察した。また、MRP2はグルタチオン抱合体を輸送しうることを明らかにした。MRP3遺伝子の安定導入細胞株を単離し、感受性試験によりMRP3遺伝子が抗がん剤エトポシドに対する耐性獲得に関与することを明らかにした。3)大腸癌患者サンプルの癌部、非癌部におけるABCトランスポーターの発現を定量的PCR方にて検討した結果、MDR1,MRP3の発現は癌部にて発現の低下が認められたが、MRP2の発現は、逆に亢進していた。4)肝炎ウイルス感染患者の肝臓サンプルにおけるABCトランスポーターの発現に関して、定量的PCR法にて検討した結果、MRP2の発現が有意に低下していることを示した。本年度は、1.MRP2/cMOATおよび新たに単離した異物排出蛋白遺伝子MBP3を培養細胞(LLC-PK)に強制発現させる系とアンチセンスを用いた系を確立した。薬剤感受性試験でエトポシドが基質であることを明らかにした。2.ABCトランスポーターの発現を、大腸癌、肝癌、脳腫瘍について免疫抗体法と定量的RT-PCR法により、組織レベルの発現局在を検討した。大腸癌においてはMRP2の発現が上昇し、薬剤感受性を担っていることを明らかにした。脳腫瘍においてはMRP3の発現亢進が認められた。3.Dubin-Johnson症候群の原因遺伝子として、cMOAT遺伝子の変異を同定した。種々の変異によるMRP2/cMOATの活性低下の分子メカニズムを探り、第1ATP結合領域の変異では構造変化から、形質膜へのprocessingが障害されていることを明らかにした。4.MRP2,MRP3のプロモーター領域を単離し、種々のシスエレメントを同定した。さらに、胆汁酸負荷やサイトカイン刺激などにより、発現が亢進、または低下する事を観察した。1.脳血管内皮細胞ではP-gp、MRP1の発現が認められ、内皮細胞のネットワーク形成により発現が形質膜上に移行し、活性を示すことを明らかにした。

2.ABCトランスポーターの発現を大腸癌の分化度に応じて検討したところ、低分化癌において、MRP2の発現が低下していることを観察し、この発現低下は転写レベルでの調節であった。C型肝炎ウイルスの感染により、肝臓でのMRP2の発現レベルが著しく低下する事を見いだした。3.すでにMRP2遺伝子の関与をあきらかにしたDubin-Johnson症候群について、R768Wの変異がmaturationの異常により、また、Q1382Rの変異は形質膜上でのトランスポート活性に影響をあたえていることを明らかにした。4.MRP2、MRP3のプロモーター領域を単離し、種々のシスエレメントを同定した。腸肝循環におけるABCトランスポーターの役割として胆汁酸付加によりMRP3のmRNAの上昇を観察した。この発現制御にはorphan receptorのFTFが関与する事を見いだした。ABC蛋白のMRP2に関する遺伝疾病の生化学的解析、及び肝、大腸での発現様式について明らかにしてきた。MRP2/cMOAT遺伝子がDubin-Johnson症候群の責任遺伝子であることを明らかにした。R768W変異によりMRP2蛋白質は合成後の修飾、成熟過程が進行できず、プロテアゾームで分解されていることを明らかにし、このアルギニンがMRP2/cMOAT成熟蛋白質の形成と三次元構造を維持するために必須の領域であることが示唆された。一方、Q1382R変異の蛋白質は合成後の修飾、膜への移行は正常であるが基質輸送活性が低下していることが観察された。(2)C型肝炎感染者症例では、肝臓でのMRP2の発現レベルが著しく低下する事を見いだした。また、炎症性サイトカインによりMRP2の発現レベルが低下することをmRNAレベルで観察した。炎症性サイトカインIL-1betaによりMRP2プロモーターの活性低下が認められ、ISRE領域がこの活性に関与する事を明らかにした。
花祭の発展的継承と地域文化の多様性保全に向けた社会シナリオの創出

本研究は、花祭の発展的継承を起点としつつ、相互信頼と連帯に支えられた地域社会の再構築、この地域社会・住民集団による積極的な森林資源の適切な管理・利用、それによる新たな商機と雇用の創出、そのための新しいバイオ技術、CO2排出権取引等の導入、医療設備も含めた地域インフラの再整備を見越した社会シナリオの考案に挑戦した。花祭伝承者、自治体関係者などと共同で花祭の現代的意義を再考するとともに、花祭の発展的継承を起点に同地域の社会的・経済的活性化と多様な人材の定着化、地方の過疎化・高齢化問題の改善、環境保全や持続的社会実現へと向かう社会シナリオについて、萌芽的な知見と示唆を得ることができた。平成25年度は研究期間の最初の年度である。本年度は、花祭保存会および地域関係者、研究者、自治体関係者と共同で、花祭に関する従来の研究成果と、花祭りを取り巻く社会背景を批判的に再検討する作業を開始した。また、奥三河地域の森林資源(野生動物も含める)の利用実態に関する資料を収集、整理する作業に着手した。まず、花祭伝承者、地域住民、行政担当者、NPO関係者などと意見交換を重ね、これまでの花祭研究の成果がどの程度、そしてどのように受容、評価されているのか検討を開始した。これと並行して、近代、とくに高度経済成長期以降の花祭を取り巻く社会環境、研究やマスメディアを通じて花祭に投影されたイメージ、花祭をめぐる行政措置に関する資料の一部を収集した。本年度の後半には、愛知県による「地域円卓会議」のファシリテーター(会議の進行役と取りまとめ助言者をかねる)として、花祭の継承を起点に三河山間部の集落機能維持を考えるという、目的や内容からみて本研究課題にきわめて関連性の高い会合に参与する機会も得られたため、その場で準備された資料や、意見交換の過程で得られた資料も活用できることになった。一方、花祭の多面的意義を現代の文脈において再解釈するため、花祭と山林の物質的・思想的つながりにあらためて注目し、地域住民の日常的生活基盤との連続性を検討する作業も開始した。奥三河において山林を保有する地域住民に対する聞き取り調査、山林の直接観察をおこない、奥三河地域の森林資源の管理状況および利用状況に関する質的資料を収集した。また、現有の森林資源の有効活用と新たな商機の創出について、所有者の意向、地域における伝統的利用形態などに配慮しつつ、行政上クリアすべき問題点も含めて予備的な聞き取り調査をおこない、資料を収集した。本年度も前年度に引き続き、花祭保存会、地域関係者、研究者、自治体関係者と共同で花祭の伝承基盤、花祭を取り巻く社会背景、奥三河山間地域における森林資源の物質的利用状況と精神的価値に関する資料を収集し、整理した。とくに、花祭の継承地である奥三河三町村(設楽町、東栄町、豊根村)において、自治体と自治体関係者の協力を得て、民俗行政に関する資料、花祭の継承状況に関する調査資料の収集とそれらの予備的検討をおこなうことができた。また、昨年度参画した愛知県による「地域円卓会議」と、その議論を取りまとめた提言書「協働ロードマップ」の内容にもとづきつつ、花祭の発展的な継承を可能とする社会シナリオの検討を開始するとともに、「サポートデスク」など行政のボランティア人材登録制度などを活用した花祭の継承支援と間伐や農作業の手伝い、都市住民の将来的な奥三河地域への移住に向けたさまざまな方途を実施する体制のありかたについても、さまざまな立場のアクター間で幅広く意見交換をおこなうことができた。年度の前半には、説話・伝承学会が主催するシンポジウム「アジアの中の花祭」(4月27日、中京大学)にコメンテーターとして参加し、本研究課題のような視点と問題意識も重要であることを指摘した。また、花祭の継承支援と地域社会活性化の一助としての映像記録作業の意義について論じた論考を執筆した(岩波書店『DVDブック甦る民俗映像』として2015年9月刊行予定)。平成27年度はまず、奥三河の東栄町と豊根村を中心に花祭の継承状況と、それらに対する行政とNPOの支援に関する資料の収集・整理をおこなうとともに、前年度までに得られた知見を総括しつつ、花祭保存会関係者、行政関係者とともに、花祭の継承を起点としつつ、相互信頼と連帯に支えられた地域社会の再構築と、地域活性化を両立させ得る社会シナリオの考究に取り組んだ。とくに、これまでに蓄積されてきた花祭の記録資料と学術研究の成果を、継承支援と地域活性化にどのように活かし得るかという点を中心に議論を重ねるとともに、別財源(文化庁事業補助金)を用いてこの課題について討議する一般公開ワークショップ(2016年1月16日18日、於東栄町花祭会館)を開催し、花祭保存会員、地域住民、行政担当者らと意見交換をおこなうとともに、質問票を用いた調査をあわせて実施し、この課題に関するそれぞれの立場からの意見と希望に関する資料を収集・整理した。また、伝統文化の継承強化と地域振興を両立させる方途のひとつとして、森林資源の適切な管理と、地域の特産品、とくに同地域が中山間地域であることから木材資源と農産物の積極的な活用による雇用の促進や創出と、花祭の継承をどのように関連づけることができるか、学・官・民による検討をおこなった。その結果、いくつかの見通しが得られた一方、文化を扱う部署と経済・企画を扱う部署が乖離していること、そもそも自治体側にそうしたシナリオを実行に移すだけのマンパワーが深刻な度合いで不足していること、も再確認された。

なお、年度の後半には、これまでに得られた知見をふまえ、花祭の事例をもとに、動画記録資料の作成と保管、一般公開が伝統文化の継承に果し得る役割について論じた論考が『DVDブック甦る民俗映像ー渋沢敬三と宮本繋太郎が撮った一九三〇年代の日本・アジア』(岩波書店、2016年3月)において公表された。本研究は、花祭の発展的継承を起点としつつ、相互信頼と連帯に支えられた地域社会の再構築、この地域社会・住民集団による積極的な森林資源の適切な管理・利用、それによる新たな商機と雇用の創出、そのための新しいバイオ技術、CO2排出権取引等の導入、医療設備も含めた地域インフラの再整備を見越した社会シナリオの考案に挑戦した。花祭伝承者、自治体関係者などと共同で花祭の現代的意義を再考するとともに、花祭の発展的継承を起点に同地域の社会的・経済的活性化と多様な人材の定着化、地方の過疎化・高齢化問題の改善、環境保全や持続的社会実現へと向かう社会シナリオについて、萌芽的な知見と示唆を得ることができた。これまでのところ、おおむね予定どおりにすすんでいる。また、平成26年度は別財源(文化庁事業「文化遺産を活かした地域活性化事業」)により、「花祭の保存・伝承による次世代継承および地域活性化事業」を推進する機会を得ることができたため、本研究課題との有機的連携と活動の相乗効果により、社会的波及効果についても一定の成果をあげることができたと考える。文化人類学本年度もこれまでの活動実績をふまえつつ、研究を推進していく予定である。また、本年度も文化庁事業として「花祭の保存・伝承による次世代継承および地域活性化事業」が採択されたため、これらを有機的に組み合わせ、花祭の継承を念頭に地域文化の多様性を保全し得る社会シナリオの検討と、その実践的試みの相乗効果を向上させたい。本年度は、研究目的の達成のためにまずまず順調な活動ができたと考える。個人の調査研究活動に加えて、研究実績の概要部分にも記したとおり、ファシリテーターとしての「地域円卓会議」への参与という貴重な機会が得られたことは、当初の計画にはなかったものである。これによって、花祭伝承者、地域住民、行政担当者、NPO関係者など多様なアクターと効率よく意見交換や討論ができたため、これによって当初の想定以上の成果を得ることができた。その一方、森林資源の活用に関する調査研究は、当初の計画と比して達成度がさほど高いとはいえない。以上を総合的に判断したうえで、全体としては、おおむね順調に進展していると考える。次年度以降も、本年度と同様に調査研究を継続したい。研究計画や研究方法に関しては大きな変更はない。
顔面・口腔内の形状計測法の統合と評価法の開発

今回レーザースキャン法を用いた顔面の形状計測法を新たに開発した。この計測装置により顔面の複雑な表面形状を高速に計測することが可能となった。まず、顔面計測における本装置の精度に関して、接触型高精度三次元座標測定装置を用いて顔面の石膏模型を計測したデータと、本装置を用いて同じ石膏模型を計測したデータとを重ね合わせ、比較検討した。その結果、鼻翼基部周囲のアンダーカットが存在する部分には本装置でのデータは膨張する傾向があったが、それ以外の部分は概ね臨床応用上問題のない範囲内であった。次に、本装置から得られた顔面表面データから、計測に必要な特徴点を自動に抽出するプログラムを開発した。このルゴリズムは、以前接触型計測システムを開発する際に考案したものを改良し、今回新たにカラー情報から出可能な特徴点を設定し、赤唇周囲の特徴点を抽出することを考案した。次に、口腔内(口蓋)のデータを手する方法として、鏡を用いた方法を考案した。われわれが以前開発した自動重ね合わせ法を用いて、閉口の顔面データと鏡挿入時のデータを重ね合わせ、閉口時の顔面データに鏡による口蓋のデータを統合させることに成功した。これにより顔面に対する口蓋(上顎)の三次元的位置を観察することが可能となった。
ヒストンバリアントH2AXを介した染色体安定性維持機構

本研究において我々はAuroraBが分裂期でH2AXのS121をリン酸化することを見出し、染色体分配におけるH2AXのS121のリン酸化の重要性を明らかにした。H2AXをコンディショナルに発現抑制すると、異常な染色体分配が起き、詳細に検討したところ、S121のリン酸化は活性化型AuroraBのセントロメアへの効率よいリクルートに関わり、AuroraBの時空間的な活性化に重要であることが分かった。細胞増殖においてAuroraBの活性および局在が厳密に制御されることが必須であり、S121のリン酸化は分裂期において重要なエピジェネティック修飾であると考えられる。ヒストンH2AバリアントであるH2AXは染色体安定性維持に必須であり、H2AXノックアウトマウスは放射線感受性、増殖遅延、不妊、染色体異常を引き起こす。H2AXはDNA二重鎖切断が生じるとATMによってS139がリン酸化され、DNA損傷応答に関わる因子を損傷部位に効率よくリクルートすることに寄与しているが、それ以外の役割については不明である。本研究の目的は、ヒストンバリアントH2AXの染色体分配、DNA損傷応答、遺伝子発現における機能解析を通して染色体安定性維持機構を明らかにし、がん発症および生殖細胞の分裂異常に伴う疾患の解明と治療法に役立てることである。申請者は、コンディショナルにH2AXを発現抑制できるHeLaおよびヒト網膜色素上皮細胞RPEを作製し、1H2AXがこれまで関連性が示されていたγH2AXとは無関係に細胞増殖に必須である、2H2AX発現抑制細胞では異常な染色体分配が起き、分裂期を経て細胞は死ぬことを見出した。H2AXのC末には、様々な修飾を受ける部位が存在する。分裂期にリン酸化が上昇するタンパク質のデータベースを用いて検索したところ、H2AX-S121のリン酸化が分裂期で増加することが分かった。そこでH2AX-S121リン酸化抗体を作製し局在を調べたところ、分裂期前期から中期にかけてセントロメアに強く局在し、後期に消失することが分かった。またin vivo, in vitroにおいてAurora BがS121をリン酸化することが分かった。さらに詳細な解析を行った結果、H2AX-pS121は染色体分配においてAuroraBの活性化に重要な役割を持つことが示唆された。これらの結果から、AuroraBの新たなターゲットであるH2AX-pS121は分裂期において重要なエピジェネティック修飾であると考えられる。H2AXノックアウトマウスは増殖が遅く,染色体不安定性を引き起こし、高発癌性を示す。しかしながらこれまでDNA損傷応答に着目した機能しか報告がなく、我々の研究によりH2AXが染色体分配においても重要な役割をもつことが示された。これまで申請者は癌抑制因子Chk1(Checkpoint kinase 1)によるヒストンH3-T11のリン酸化がDNA損傷応答に重要であることを報告した。さらなる解析によりChk1の新規基質として同定したヒストンバリアントH2AXが、AuroraBの活性化を通して正常な染色体分配に必須である結果を得た。今年度の研究実績は、以下の通りである。1. mitotic spreadによる詳細な解析から、H2AXはH2A-T120のリン酸化に必要ないが、H3-T3のリン酸化に必要であることがわかった。G2/M期特異的なH3-S10のリン酸化には影響がないことから、この結果は単に分裂期の細胞が減少したことによる、二次的な結果ではない。2. H3-T3をリン酸化するHaspinのクロマチンへの局在について調べたところ、H2AX発現抑制細胞ではAuroraB発現抑制細胞と同程度にクロマチン上のHaspinのリン酸化量が減少することがわかった。3. mitotic spreadによりH2AX発現抑制細胞ではAuroraBの活性化および局在化が減少していることが分かった。4. AuroraBの下流因子の活性化状態を検討するためにCENPAのリン酸化について調べると、H2AX発現抑制細胞ではCENPAのリン酸化が減少していた。以上のことから、H2AXがAuroraBの活性化、局在化に重要であることが示唆された。上記研究項目(1)から(3)について計画通り順調に進展した。さらに平成29年度に計画していた、ヒストン修飾とDNA損傷応答についても一部結果が得られた。クロマチン構造は遺伝子発現調節、DNA複製、染色体分配、DNA修復など多彩な現象に必須の働きを持つ。このようなクロマチン構造の機能的制御には、ヒストンの翻訳後修飾、ATP依存的なクロマチンリモデリング、ヒストンバリアントによる機能分担が重要である。今回我々は分裂期においてAuroraBがH2AXのS121をリン酸化することを見出し、染色体分配におけるH2AXのS121のリン酸化(H2AXpS121)の重要性を明らかにしたので報告する。