hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人間の視覚心理実験によるエッジ検出手法の体系的な比較評価と特徴付け

本年度では,昨年度までに洗練された比較評価システムを使用して,エッジ検出手法の本格的な比較評価を行うとともに,比較評価システムの評価を行い,最終的に,入手したエッジ検出手法を,分類された入力画像に対する特性により性能評価し,体系的に手法の特徴付けを行った.提案した比較評価システムは,4つの基本部分,(1)比較評価のための画像の体系的分類,(2)人間による正解画像の作成,(3)パラメータの自動最適化,(4)人間による最良の検出結果の対比較,により構成される.今年度では,主に(1)の画像分類手法の実装,(3)の妥当性の実証実験(他の比較評価手法との比較を含む),顔画像へ適用しエッジ検出手法の特徴付けを行った.具体的な内容は以下のとおり.1.画像から計測される3個の特徴量を用いて画像をクラスタリングし,画像の体系的な分類を行う方法を実装した.求められたクラスタに対してどのエッジ検出手法が有効であるかという実験も行った.これにより,エッジ検出を適用したい画像の性質に応じてエッジ検出手法を選択するという道が開かれた.2.各手法における最良の結果を得るためのパラメータ最適化の妥当性を検討した.今年度では,定義した検出の誤差関数について,専門家がパラメータを最適化した結果との比較を行い,妥当性を示した.また,誤り評価関数を用いて自動的に評価を行う方法としてBowyerらによって提案されたROC曲線を利用する方法と比較した.顔画像25枚,人物画像25枚に対する結果では,全般的には,テストした4つのエッジ検出手法間でよく似た優劣の順位が得られた.3.実応用が考えられる顔画像に対して,場所や明るさなど様々な撮影条件について,実用的なエッジ検出手法に対して比較評価を行い,エッジ検出手法の特徴付けを行った.本年度では,視覚心理実験を利用したエッジ検出手法の比較評価システムを構築し,実際に提案されている代表的な手法に対して,人物画像および顔画像に対しての比較評価を行いエッジ検出手法の特徴づけを行った.また,比較評価のための画像分類の方法について検討した.提案する比較評価システムは,4つの基本部分,1.比較評価のための画像の体系的分類,2.人間による正解画像の作成,3.パラメータの自動最適化,4.人間による最良の検出結果の対比較,により構成される.今年度では,主に1の画像収集と分類の検討,23の改良を行った.具体的な内容は以下のとおり.1.画像の体系的な分類では,性能評価で用いる入力画像に対して,画像処理の性能に影響を与えると考えられる,人工物か自然物か,テクスチャ性,雑音の影響,コントラストの指標による体系的な分類を行うための特徴量の検討を行った.また,画像を数千枚ほど収集し,人物と顔画像50枚に厳選する作業を行った.2.正解の作成では,エッジ検出について,人間に対して視覚心理実験としてタスクを与え,正解を作成した.具体的には,被験者に画像を見せ,知覚できるエッジをペンツールを使ってマーキングし統合するシステムを開発した.これを実際に50枚の画像,10人に対して行い統合することで客観性の高い正解画像を作成した.3.パラメータの最適化では,2で作成された正解に対して,各手法における最良の結果を得るための,検出の誤差関数を定義し,最適なパラメータを自動的に決定する方法の改良を行い,より人間に近い指標を得ることができた.また,決定されたパラメータの妥当性を,視覚心理実験により検証する方法について検討とシステムの構築を行った.本年度では,昨年度までに洗練された比較評価システムを使用して,エッジ検出手法の本格的な比較評価を行うとともに,比較評価システムの評価を行い,最終的に,入手したエッジ検出手法を,分類された入力画像に対する特性により性能評価し,体系的に手法の特徴付けを行った.提案した比較評価システムは,4つの基本部分,(1)比較評価のための画像の体系的分類,(2)人間による正解画像の作成,(3)パラメータの自動最適化,(4)人間による最良の検出結果の対比較,により構成される.今年度では,主に(1)の画像分類手法の実装,(3)の妥当性の実証実験(他の比較評価手法との比較を含む),顔画像へ適用しエッジ検出手法の特徴付けを行った.具体的な内容は以下のとおり.1.画像から計測される3個の特徴量を用いて画像をクラスタリングし,画像の体系的な分類を行う方法を実装した.求められたクラスタに対してどのエッジ検出手法が有効であるかという実験も行った.これにより,エッジ検出を適用したい画像の性質に応じてエッジ検出手法を選択するという道が開かれた.2.各手法における最良の結果を得るためのパラメータ最適化の妥当性を検討した.今年度では,定義した検出の誤差関数について,専門家がパラメータを最適化した結果との比較を行い,妥当性を示した.また,誤り評価関数を用いて自動的に評価を行う方法としてBowyerらによって提案されたROC曲線を利用する方法と比較した.顔画像25枚,人物画像25枚に対する結果では,全般的には,テストした4つのエッジ検出手法間でよく似た優劣の順位が得られた.3.実応用が考えられる顔画像に対して,場所や明るさなど様々な撮影条件について,実用的なエッジ検出手法に対して比較評価を行い,エッジ検出手法の特徴付けを行った.
中枢神経系の性分化におけるアロマターゼの機能に関する分子遺伝学的研究

脳内アロマターゼの機能に関して、遺伝子破壊マウスの作成および遺伝子発現を調節する転写因子の同定という2つの観点から、以下の研究を行なった。1)マウス・アロマターゼ遺伝子の脳および卵巣特異的エクソン1の存在を示し、エクソン1が多重エクソンを構成していることを明らかとした。さらに、本遺伝子の卵巣のエクソン1,2およびプロモーターを含む領域を欠損するようターゲッティングベクターを構築し、ES細胞に導入した。PCRおよびサザンブロットによって相同的組み換えをおこしたES細胞クローンをスクリーニンングすることにより、最終的に11個の目的クローンを得た。これらのクローンから発生工学的手法を用いて10匹のキメラマウスを作製した。今後、得られたキメラマウスを用いてアロマターゼ機能欠損マウスを作製し、その性行動および内分泌パターンの変化を調べる予定である。2)マウス脳特異的エクソン1の発現をRT-PCR-サザンブロットで調べ、このエクソンが、脳の視床下部および扁桃体においてのみ発現し、卵巣、精巣、胎盤、脂肪組織等では発現が、認められないことを示した。また、脳特異的プロモーター領域をCAT遺伝子に連結したレポータープラスミドを構築し、胎児脳初代培養細胞に導入してプロモーター活性を測定したところ、上流約200bpを含むものが高い活性を示し、この領域がコアプロモーターを形成するものと考えられる。胎児脳核抽出液を用いたDNaseIフットプリント法にてプロモーター領域の解析を行い、3箇所の保護部位の存在を確認し、Arom-A,B,Cと名付けた。さらに、これらの結合部位には異なる因子が結合することを、ゲルシフトアッセイにより明らかにした。これらエレメントのうちArom-BにはC/EBP結合配列が存在していたが、Arom-A,Cには既報のエレメントは存在していなかった。
骨髄異形成症候群の血球形態異常をもたらす分子機構の解明

骨髄異形成症候群(MDS)における血球異形成の分子機構の解明を目指して、とくに5q-を有するMDS-L細胞株を新薬レナリドミドで処理した際の変化を解析した。MDS-Lは細胞質分裂が阻害され、その際に染色体5q領域に存在するKIF20Aをはじめとする細胞周期関連遺伝子が影響されることがわかった。さらにRNA干渉法にてKIF20Aの発現を阻害すると、血球の増殖や形態に影響をもたらす可能性が示唆された。骨髄異形成症候群(myelodysplastic syndromes; MDS)は血球形態異常がその特徴であるが、形態異常をもたらす分子メカニズムは不明である。本研究では応募者が独自に樹立した5q欠失を有するMDS由来細胞株MDS-Lを用いて、とくに新薬レナリドマイドで処理した際の細胞学的・分子生物学的変化を検討した。MDS-Lのin vitro培養系にレナリドマイドを連日添加すると、複数核細胞が出現・増加するに伴い細胞増殖が抑制された。さらにMicroarrayを用いた網羅的遺伝子発現の解析においてレナリドマイド添加群で複数の細胞周期(特に分裂期)関連分子の発現低下を認めた。一方近年報告されているレナリドマイドの標的候補遺伝子のうち、レナリドマイド処理によりEgr-1(Early growth response-1)の発現上昇が認められた。5q異常を有する他の細胞株、HL60やKG-1においては細胞増殖抑制や複数核細胞の出現は認められなかった。上記所見の詳細なメカニズムの解明は今後の検討によるが、5q欠失MDSに対するレナリドマイドの作用機序の一端を示すものと考えられ、形態異常と腫瘍性増殖の分子標的の解明への展望が開けた。現在さらに分子レベルで解析中である。骨髄異形成症候群(myelodysplastic syndromes ; MDS)は血球形態異常がその特徴であるが、形態異常をもたらす分子メカニズムは不明である。一方新薬レナリドマイドは染色体5q欠失のあるMDSに特異的に効果を発揮して異常クローンの増殖を阻害することから、形態異常を有する細胞の分子基盤の解明に役立つ可能性がある。本研究では応募者が独自に樹立した5q欠失を有するMDS由来細胞株MDS-Lを用いて、レナリドマイドで処理した際の細胞学的・分子生物学的変化を検討した。MDS-Lは通常単核の幼若細胞として旺盛に増殖するが、本細胞株のin vitro培養系にレナリドマイド(10μM)を連日添加すると、複数核細胞が出現・増加するに伴い細胞増殖が抑制された。最終的に細胞はアポトーシスを示して死滅した。また処理細胞をタイムラプス顕微鏡にて経時的に観察すると、MDS-L細胞は2個の細胞に分裂する寸前に細胞分離が遮断されて2核細胞になる様子が観察され、レナリドマイド処理によって細胞質分裂(cytokinesis)が阻害されることがわかった。さらにマイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現の解析において、レナリドマイド処理群では複数の細胞周期(特に分裂期)関連分子の発現低下を認めた。以上の結果から、細胞増殖の抑制はアポトーシス誘導に加えて細胞質分裂の阻害作用によるものと考えられた。レナリドマイド処理によって発現が著明に低下した遺伝子の中で、5q領域に存在する遺伝子であるKIF20Aの分子機構との関連が想定されたため、現在この遺伝子発現を人為的に操作した変異細胞株を樹立して検討を始めたところである。昨年度の研究で、MDS-L細胞はレナリドマイド処理によって細胞質分裂(cytokinesis)が阻害されること、さらにマイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現の解析において、レナリドマイド処理によって発現が著明に低下した遺伝子の中で、5q領域に存在する遺伝子であるKIF20Aに着目した。そこで今年度は正常血液細胞(CD34陽性分画、好中球、リンパ球、単球)におけるKIF20Aの発現様式、他の細胞株を用いて分化誘導過程における発現動態、さらにレンチウィルス法によりKIF20Aのノックアウト変異株を作成して、その細胞動態の検討を開始した。これまでに得られた検討から、KIF20Aは比較的幼若な段階で発現することや、血液細胞の分化あるいは活性化の段階で重要な役割をもっている可能性、さらに細胞の基本形態維持にも関わる可能性が考えられた。血液細胞におけるKIF20Aの機能について、さらに継続的して検討中である。
低ホスファターゼ症の発症メカニズムの解析

低ホスファターゼ症は組織非特異型アルカリホスファターゼ遺伝子の突然変異に起因する先天的な代謝異常症である。しかし、遺伝子上の変異がどのように本疾患の発症に係わっているのかに関してはよくわかっていない。本研究では、重症の低ホスファターゼ症で報告されたジスルフィド結合に関わる2例の変異と、優性遺伝することが知られているミスセンス変異の解析を分子レベルで行い、その発症メカニズムを示した。TNSALP(Ala99Thr)はこれまで当研究室で対象として来た劣性形式で遺伝する変異とは異なり、優性遺伝することが知られるユニークな変異である。野生型酵素のcDNAを鋳型に、当該の変異を部位特異的な突然変異法を用いて導入して変異タンパクをコードするcDNAを構築した。次に、このcDNA、あるいは野生型酵素をコードするcDNAを哺乳動物細胞にトランスフェクションすることで変異酵素および野生型酵素を発現し、細胞生物学的な解析を行ない細胞内での局在と触媒能を検討した。一方、一過性の発現系とは別により生理的な条件に近い発現系であるTet-On CHO細胞をもちいた発現系確立し、より詳しい細胞生物学的細解析を行った(蛍光抗体法による細胞内局在の観察、放射性メチオニンを用いたパルスーチェイス実験/免疫沈降、パルスーチェイス実験/低温での中性界面活性剤での抽出、ホスファチジルイノシトール特異的ホスホリパーゼC(PI-PLC)消化実験によるGPI修飾の有無など)。その結果、1.本変異酵素は全く活性を示さなかった。2.本変異酵素は野生型とは異なりジスルフィド結合を介した高分子量の凝集物を形成することがわかった。従い、アミノ酸の置換により、立体構造に著しい変化が起きたことが示唆された。また、この高分子量の凝集物はTet-On CHO系においても認められたことから、一過性の発現によるものではないことが分かった。3.しかも、この高分子量の変異酵素は細胞表面に発現されていることが、PI-PLCを培地に加えることで明らかになった。他のミスセンス変異でも高分子量の凝集物は出現することを筆者らは報告してきたが、この場合は小胞体に蓄積後に分解されるので、TNSALP(Ala99Thr)の場合は際立った特徴である。1.小児型あるいは歯限局型低ホスファターゼ症患者で報告されたヒト組織非特異型アルカリホスファターゼ(TNSALP)の99番目(非標準命名法)のアラニン残基がトレオニンに置換されたミスセンス変異[TNSALP(A99T)]を解析するために変異型酵素を一過性あるいは樹立細胞に発現して細胞生物学的な詳しい解析を行った。特に、ショ糖密度勾配遠心法に基づく解析により、野生型酵素がホモ2量体を形成するのに対して変異酵素はホモ2量体の形成できずに単量体あるいはそれがジスルフィド結合で架橋された高分子量の凝集体として細胞に存在することが明らかになった。興味深いことに、この単量体あるいは凝集体は細胞表面に到達できることも分かった。さらには野生型と変異酵素を共発現させると野生型酵素の一部が高分子量の凝集体に取り込まれることも明らかにした(研究発表、雑誌論文の1、Ishida Y他)。本変異は優性遺伝することが家系の調査から明らかになっており、野生型と共発現すると野生型酵素を阻害する、いわゆるドミナントネガチブ作用を有することが知られているが、本研究からその分子メカニズムの一端が明らかとなった。2.歯限局型低ボスファターゼ症患者で報告された91番目のプロリン残基がロイシンに置換された[TNSALP(P9IL)の解析に着手し現在も継続中である。一過性に細胞に発現して解析を行ったところ、活性がほとんど失われていること、但し、細胞表面には発現していることなど上記の[TNSALP(A99T)]によく似た分子的な性質を示すことが分かって来て、同じく優性遺伝する可能性がある。ごく近傍に活性中心であるセリン残基(93番目)があることから,91番目のアミノ酸の置換が活性部位の立体構造を破壊している可能性が示唆された(学会報告金城(沼)奈津子他)。低ホスファターゼ症は組織非特異型アルカリフォスファターゼ(TNSALP)の突然変異による先天的な遺伝子疾患であることが知られているが、個々の変異がTNSALPに及ぼす影響については限られた症例にのみで報告されている。本研究では重症例で報告されたミスセンス突然変異に着目してその影響を詳細に解析した。(1)いずれも変異により、201番目あるいは497番目のシステインが他のアミノ酸に置換されたためにサブユニット内でジスルフィド結合ができない症例について。野生型酵素をコードする発現プラスミドを鋳型に部位特異的な突然変異を導入して変異酵素をコードするプラスミドを得た(TNSALPC201Y,TNSALPC497S)。次に一過性及び条件発現株化細胞を用いて細胞生物学的な解析を行った。

その結果、野生型に比べて各変異酵素は活性を保持した酵素分子がわずかに細胞表面に発現するだけであることが明らかとなり、その原因はジスルフィド結合が形成されないためにサブユニットが適切な構造をとれないないこと、従い活性発現に必須な2量体構造を獲得できないことが判明した。(2)重症例の患者で報告されたミスセンス変異[TNSALPG403S]の解析。(1)と同様な解析方法を用いて一過性の発現系と条件発現系での詳細な解析を行った。本変異酵素は全く活性を失っているにも係わらず、イムノブロティングによる分子サイズの比較や蛍光抗体法による観察では野生型とは区別ができなかった。しかし、ショ糖密度勾配法での解析により、変異酵素は野生型酵素と同じく糖鎖の修飾を受けて細胞表面には到達するが、単量体のままで存在することがわかった.403番目のアミノ酸は単量体が2つ合わさって2量体を形成するインターフェイスに存在すると想定されていることから、アミノ酸の置換が2量体への会合を妨げることが推定された(発表及び論立の準備中).
アフリカ熱帯林の霊長類とその草原への進出:比較研究

オナガザル類の森林、草原への進出と、適応を明らかにするため草原性と森林性のオナガザル類それぞれを対象に現地調査をおこなった。森林での調査地は、ガボン国イパサーラングリ保護区で調査を行った。本年度も研究協力者の岡安)を派遣した。オナガザル属、コロブス属について、音声コミュニケーション調査では、郡内個体や隣接地郡個体の音声反応と音声のレパートリーとその機能を調査した。また昨年度行った採食行動、採食食物、昆虫の品目の記録採集も継続した。(岡安)。形態学的調査については-ロコモーション・咀嚼・発声に関する調査を分担者濱田の指示の元で岡安が行った。サバンナでの調査は、カメルーンのカラ・マルエ国立公園で行い、大沢、揚妻、Njifoti、研究協力者の茶谷の4名が参加した。調査は1.雨季におけるパタスモンキーの採食様式調査で採食活動周期、採食品目の資料を得た(揚妻)。2.パタスモンキーの運動様式とその発達研究では、地上での運動様式を観察とビデオにより記録した-0.5才より4.5才までの雌雄2頭ずつ各々終日観察しその発達を調査した(茶谷)。3.パタスモンキーの交尾期における単雄群のオスの乗っ取りの過程を観察により調査した。本年度は、雄の乗っ取りの後に生じる群れ外劣位雄の侵入の過程と彼らの交尾行動について資料を収集した。今回の調査では、劣位雄も総量としては乗っ取り雄以上に交尾をしていることが観察された。(岡安)。オナガザル類の森林、草原への進出と適応を明らかにするため草原性と森林性のオナガザル類それぞれを対象に現地調査をおこなった。森林での調査地は、ガボン国における対応者の推薦により、当初計画していたプチロアンゴ国立公園から、接近がより容易でかつ十分に自然が維持されているバクンバ地区イパサーラングリ保護区へ変更した。本年度は当科研費では研究協力者の岡安を派遣したが、分担者の濱田も私費で同行した。現地ではオナガザル属、コロブス属の分布調査を行った。さらにこれらの種の採食行動の記録、採食植物、昆虫の品目の記録、採集を予備的に行った。サバンナでの調査は、これまで長期に観察を続けているカメルーンのカラ・マルエ国立公園で行い、大沢、Njifoti、濱田、揚妻の4名が参加した。本年度の調査時期は乾期でパタスモンキーの出産期、サバンナモンキーの交尾期にあたる。調査は1.乾期におけるパタスモンキーの採食様式調査。フォーカルサンプリングを行い、採食活動周期、採食品目の資料を得た(揚妻)。2.パタスモンキーの運動様式研究。地上に最も適応しているパタスモンキーの運動様式を観察とビデオにより記録した。3.出産後のパタスモンキーの子守行動(allo-mothering)の研究。出産後すぐに死亡した1頭をのぞき全てのアカンボウ7頭についての行動を記録した。結果は、コドモ雌による子守行動が最も多かった。ついでオトナ雌であった。予測に反し、若者オスの子守行動も数例観察された。この結果を分析した後、子守行動の進化的意義についての仮説を検討する(大澤、NJIFOTI)。オナガザル属、コロブス属について、音声コミュニケーション調査では、群内個体や隣接他群個体の音声反応と音声のレパートリーとその機能を調査した。(岡安)。

形態学的調査については-ロコモーション・咀嚼・発声に関する調査を分担者濱田の指示の元で岡安が行った。サバンナでの調査は、カメルーンのカラ・マルエ国立公園で行い、大沢、揚妻、Njifoti、研究協力者の茶谷の4名が参加した。調査は1.雨期におけるパタスモンキーの採食様式調査で採食活動周期、採食品目の資料を得た(揚妻)。2.パタスモンキーの運動様式とその発達研究では、地上での運動様式を観察とビデオにより記録した-0.5才より4.5才までの雌雄2頭ずつ各々終日観察しその発達を調査した(茶谷)。3.パタスモンキーの交尾期における単雄群の雄の乗っ取りの過程を観察により調査した。本年度は、雄の乗っ取りの後に生じる群れ外劣位雄の侵入の過程とかれらの交尾行動について資料を収集した。今回の調査では、劣位雄も総量としては乗っ取り雄以上に交尾をしていることが観察された。
複合観測による低緯度・赤道電離圏の沿磁力線不規則構造の研究

本研究では、低緯度・赤道域電離圏に発生する赤道スプレッドF現象(Equatorial Spread-F;ESF)や中緯度域の電離圏構造について、衛星-地上のビーコン観測、衛星からのGPS掩蔽観測、MUレーダー観測等を用いて研究を進め、以下の成果を得た。(1)衛星ビーコン観測用のディジタル受信機GRBR(GNU Radio Beacon Receiver)を用いて潮岬-信楽-福井の3地点ネットワーク観測を行って、トモグラフィ解析から電子密度の緯度・高度分布の推定を行い、緯度約20度の範囲の電離圏構造の把握に成功した。(4)2009年7月22日に発生した日食時にMUレーダー観測を実施し、部分日食の最大時を中心として強い中緯度電離圏イレギュラリティの発生を見出した。昼間であっても夜間と類似した準周期構造が現れることを明らかにした。以上の成果について国際学術誌に合計6編の論文を発表し、本研究を成功裏に終了した。平成20年度においては、本研究では、低緯度・赤道域電離圏に発生する赤道スプレッドF現象(Equatorial Spread-F;ESF)や中緯度域に現れる伝搬性電離圏擾乱(Traveling Ionospheric Disturbance;TID)について、衛星-地上のビーコン観測を用いて研究を進めた。まずソフトウエア無線専用のオープン・ソフトウエア/ハードウエアを利用した衛星ビーコン観測用のディジタル受信機GRBR(GNU Radio Beacon Receiver)の開発を進め、システム構成と初期観測結果を論文発表すると共にwebページから公開した。次に2008年79月の期間に、潮岬-信楽-福井を結ぶ3地点のネットワーク観測を行って、トモグラフィ解析から電子密度の緯度・高度分布の推定を行った。これによって、TIDに伴う電子密度変動の緯度・高度分布を推定することに成功した。また統計的な解析から、日本付近の夏季においては、緯度40度付近の電子密度が日中よりも夜間のほうが大きくなるという特徴を発見した。衛星観測データを活用することで、これは、南極付近において顕著な現象が北半球においても現れていることを明らかにした。2009年1月からは、ESF研究を推進するため、インドネシア・タイ・ベトナムに各1点ずつGRBR観測拠点を整備した。これによって、低緯度電離圏観測に特化した衛星C/NOFSを活用することによって、ESF発生の日々変動に向けた研究を今後進める基盤を整備することができた。
対向タ-ゲット式プレ-ナマグネトロンスパッタリング法による薄膜作製装置の開発

本研究では対向タ-ゲット式プレ-ナマグネトロンスパッタスパッタ装置を製作し,実際に窒化アルミニウム膜(AIN膜)と酸化亜鉛膜(ZnO膜)を作製し,得られた膜の評価から本方式の有効性とその問題点を検討したものである.まず,AlN膜への適用において,窒素雰囲気ガス中で10^<ー4> Torr台の低ガス圧まで放電可能なことを示した.得られたAlN膜のC軸配配向度はかなり高く,作製時のスパッタ条件の設定も容易で,かつ基板温度が50°Cの低い温度でC軸配向膜が得られるなど本スパッタ方式が有効であることが確認できた.装置の問題点として,10^<ー3> Torr台においてはcー軸配向性の高い膜が得られるが,1×10^<ー3>Torr以下の低ガス圧ではC軸配向性の低下や,膜の着色並びに膜の剥がれ現象が見られることを示した.この原因は,膜の光透過率やエネルギ-分散Xー線スペクトロスコピ-法による組成分析から,過剰のN原子が膜中に取り込まれているためであるという結果を得た.これは低ガス圧では窒素イオンが膜中へ打ち込まれているためと考えられる.さらに,斜め対向タ-ゲット式スパッタ法によるAlN膜作製を試みた.その結果,C軸配向性の高い膜を得るには基板面に平行な磁界がある程度強くなければならないが,これはプラズマと基板との接触がAlN膜形成に影響することを示している.次に,ZnO膜作製への適用例として,斜め対向タ-ゲット式スパッタ法によりO_2ガス中でZnタ-ゲットをスパッタした.高速酸素イオンや酸素原子による膜衝撃を避けるようにタ-ゲットと基板の配置に工夫すればC軸配向性の高い膜が作製できることがわかった.斜め対向タ-ゲット式スパッタ法で高品位ZnO膜を作製する場合,タ-ゲットの傾角をあまり大きくできない.本研究では対向タ-ゲット式プレ-ナマグネトロンスパッタスパッタ装置を製作し,実際に窒化アルミニウム膜(AIN膜)と酸化亜鉛膜(ZnO膜)を作製し,得られた膜の評価から本方式の有効性とその問題点を検討したものである.まず,AlN膜への適用において,窒素雰囲気ガス中で10^<ー4> Torr台の低ガス圧まで放電可能なことを示した.得られたAlN膜のC軸配配向度はかなり高く,作製時のスパッタ条件の設定も容易で,かつ基板温度が50°Cの低い温度でC軸配向膜が得られるなど本スパッタ方式が有効であることが確認できた.装置の問題点として,10^<ー3> Torr台においてはcー軸配向性の高い膜が得られるが,1×10^<ー3>Torr以下の低ガス圧ではC軸配向性の低下や,膜の着色並びに膜の剥がれ現象が見られることを示した.この原因は,膜の光透過率やエネルギ-分散Xー線スペクトロスコピ-法による組成分析から,過剰のN原子が膜中に取り込まれているためであるという結果を得た.これは低ガス圧では窒素イオンが膜中へ打ち込まれているためと考えられる.さらに,斜め対向タ-ゲット式スパッタ法によるAlN膜作製を試みた.その結果,C軸配向性の高い膜を得るには基板面に平行な磁界がある程度強くなければならないが,これはプラズマと基板との接触がAlN膜形成に影響することを示している.次に,ZnO膜作製への適用例として,斜め対向タ-ゲット式スパッタ法によりO_2ガス中でZnタ-ゲットをスパッタした.高速酸素イオンや酸素原子による膜衝撃を避けるようにタ-ゲットと基板の配置に工夫すればC軸配向性の高い膜が作製できることがわかった.斜め対向タ-ゲット式スパッタ法で高品位ZnO膜を作製する場合,タ-ゲットの傾角をあまり大きくできない.平成元年度の計画として次の4項目を挙げた。以下、その項目ごとに述べる。(1)タ-ゲット及びタ-ゲットホルダの作製:これに関しては角形フェライト磁石(15×25×7mm^2)を並べ、プレ-ナマグネトロン用のタ-ゲットホルダ(85×92mm^2)を2個作製した。それぞれの磁石の極性は反対になっている。(2)斜め対向タ-ゲット式スパッタ用の真空容器の作製:真空容器を自作し、それに本年度の設備備品費で購入したタ-ボ分子ポンプをとりつけた。これにより従来の拡散ポンプによる排気よりも真空容器内の残留ガス圧が少なくなり、10^<-4>Torr台で窒息雰囲気でのスパッタでも残留水分の影響が無視できることが保証され、実験の信頼性が向上した。(3)放電特性、磁界分布の測定:斜め対向タ-ゲット式プレ-ナマグネトロンスパッタ法の放電特性と従来の対向タ-ゲット式プレ-ナマグネトロンスパッタ法のそれとを比較した。両者は大差なく電流の増加に伴う放電電圧の増加は少ない。これはガス分子の電離に寄与する電子の閉じ込めがかなり効果的であることを示す。磁界の空間分布も電子を閉じ込めるようになっていることを確認した。(4)酸化亜鉛膜の作製と評価:酸化亜鉛膜を10^<-3>-10^<-4>Torrの酸素(100%)の雰囲気、ガラス基板温度200°Cで作製した。無色透明で、結晶軸のc軸[00・2]が基板面に垂直にそろったc軸配向膜が作製できた。

そのロッキン曲線のσ分散は2度程度で、従来著者が通常のプレ-ナマグネトロンスパッタ法で作製した膜よりも良好な配向性を示した。これは本テ-マでのスパッタ方式が酸化亜鉛膜作製に有効であることを示す。また、10^<-4>Torr台になるとσ分散値の増加が観測されたが、この現象は結晶成長時の酸素不足が原因であると予想できるデ-タとなっている。今後の展開として、この点の実験的証明をするとともに、圧電的性質の検討を行う。さらに、窒化アルミニウム膜作製に関する実験をすすめる。(1)斜め対向タ-ゲット式プレ-ナマグネトロンスパッタ法の装置を完成させた.その後,その放電特性を測定した結果,タ-ゲットの傾角が小さい(15度)時は完全に平行な場合と放電限界ガス圧はほとんど同じである.低ガス圧でも電子の閉じ込める効果があることが分かった.(2)圧電材料としての酸化亜鉛膜の作製結果;亜鉛タ-ゲットを酸素ガス雰囲気中で10^<-1>トルから10^<-4>トルと広い範囲の酸素ガス圧に対して得られた膜の結晶性を評価したところ,1-2×10^<-3>トルで最も良質の膜が得られた.これはスパッタ粒子の持つエネルギ-をうまく利用でき,かつ,酸素原子等の膜衝撃による劣化を無くしているためであるという結論が得た.(3)透明電極膜の作製結果;導電性酸化亜鉛セラミックタ-ゲットをアルゴン中でスパッタすることにより酸素空孔をドナ-とする透明導電膜を作製した.10^<-2>-10^<-3>トルの範囲で行った結果,低ガス圧で作製した膜ほどキャリヤ電子密度は増すが,電子移動度は低下する.低ガス圧でも膜の結晶性は圧電膜ほど良質ではない.これはスパッタ膜成長において結晶性を向上するために酸素,亜鉛の化学量論比が重要であることを示している.電子移動度を大きくして低抵抗透明導電膜作製には酸素空孔以外の不純物ド-プが必要である.(4)窒化アルミニウム膜作製結果;アルミニウムタ-ゲットを窒素ガス雰囲気でスパッタした時,10-4トル台のガス圧で膜のC軸配向性の低下や膜の着色,膜剥離がみられるが,これはアルミニウムが不足することによる膜中の欠陥の増大によるものであることを光透過率,組成分析により示した.
糖尿病における酸化ストレス、小胞体ストレスの病態解明について

2型糖尿病の病態では、ASK-JNK経路が酸化ストレスと小胞体ストレスの両者に深く関与する重要な経路であり、インスリン抵抗性改善のkey pathwayの可能性であることが考えられた。また、このASK-JNK経路を調節することが、2型糖尿病患者に対しての治療標的になりえる可能性があり、そのことが将来的に糖尿病性合併症の予防・進展抑制につながっていく可能性を期待している。今回の研究ではASK1が糖尿病の病態に関与する分子生物学的メカニズムの解明と治療への応用を目的とし、ASK経路が2型糖尿病で認められるインスリン抵抗性に関与しているか否かをASKノックアウトマウスおよび2型糖尿病モデルマウスにアデノウイルス投与によって検討した。その結果として、DN-ASKアデノウイルスをdb/dbマウスの肝臓に高発現したところ400-500mg/dlを認めていた血糖値が100mg/dl前後にまで低下し、その状況は数日間継続を認めた。つまり、肝臓でのインスリン抵抗性改善により耐糖能障害の改善を認めることが出来た。現在安定同位体を用いたグルコースクランプ法による肝臓、末梢組織でのブドウ糖利用率などについては検討途中である。つまり肥満であるインスリン抵抗性著明に認められる病態にはASK経路の抑制が重要であることがわかった。また、ASKKOマウスに脂肪負荷を行い、ブドウ糖負荷試験を行ったところ、コントロールマウスに比して耐糖能障害の改善を認めた。更にグルコースクランプ法で測定したところ、インスリン抵抗性の改善を認めた。肝臓、骨格筋を含む末梢組織でのブドウ糖利用率などについては検討中である。つまり食事摂取過剰により誘導されるインスリン抵抗性の病態にもASK経路の抑制が重要であることがわかった。以上より糖尿病状態(インスリン抵抗性が著明に認められるような病態)でのASK経路は重要であることがわかった。今回ASK1遺伝子が糖尿病の病態に関与する分子生物学的メカニズムの解明と治療への応用を目的とし、ASK経路が2型糖尿病で認められるインスリン抵抗性に関与しているか否かを2型糖尿病モデルマウスにアデノウイルス投与やASKノックアウトマウスを用いる事によって検討し、耐糖能障害の改善を認めることが出来た。しかし、安定同位体を用いたグルコースクランプ法による各臓器での検討は、トレーサーアッセイが検出するのに困難なためインスリン抵抗性の指標であるM値は現在も検討途中である。またASK1遺伝子が、2型糖尿病で認められる小胞体ストレスで誘導されたインスリン抵抗性に、いつから、どの程度、どの臓器に関与しているか否かを検討する目的で、ノックアウトマウスにERAIマウスを掛け合わせてマウスを作製している最中である。
FtsZ非依存的色素体増殖機構の研究

色素体はストロマのFtsZリング形成を初期イベントとする二分裂によって増殖する。シロイヌナズナのftsZ変異体は、実験室内で野生型と大差ない成長と生殖を示し、しかもどの体細胞にも基本的に色素体が存在することが知られている。本研究では、ストロマ局在性蛍光タンパク質及びシロイヌナズナ珠皮を用いて、FtsZ非依存的色素体増殖に関する解析を行った。その結果、ftsZ変異体のアミロプラストは珠皮の発達過程を通じて細胞内で増殖不能であることが示された。一方、ftsZ原色素体は珠皮の細胞増殖期において両娘細胞に分配可能な細胞内形態・配置を採ることが示唆された。色素体は、シアノバクテリアの祖先種が始原真核生物に細胞内共生して発生した植物オルガネラであり、予定分裂面のFtsZリング形成を初期イベントとする膜分裂によって増殖する。長年、色素体分裂装置は「植物個体全体の色素体の増殖・継承に必要不可欠である」と仮定されてきた。ところが近年、シロイヌナズナのftsZ完全変異体は実験室内で野生型と大差ない生長・生殖を示すことが明らかになった。さらに葉肉細胞には、分裂阻害効果により巨大化しているものの、葉緑体が基本的に存在することが示された。本研究では、シロイヌナズナの変異体リソースとライブ観察法を活用して、色素体が如何に分裂装置の欠失を克服して細胞内で複製・分配されるかを検証していく。本年度は、研究の出発材料であるシロイヌナズナftsZ完全変異体(3種の核コード・FtsZ相同遺伝子(AtFtsZ1-1 AtFtsZ2-1 AtFtsZ2-2)の三重変異体)の遺伝子型を再検証した。3遺伝子におけるT-DNA挿入部位決定、米国ソーク研究所の公開データベース情報との照合、野生型とftsZ変異体との交配解析などの結果、atftsZ2-2についてはT-DNA変異と欠失変異の2種が独立に存在することが判った。即ち、アグロバクテリウムT-DNAによる変異生成の際、AtFtsZ2-2遺伝子の重複と共に遺伝子ORF中に欠失が起きるという、稀な現象が生じていたことが示唆された。atftsZ1-1とatftsZ2-1については、既往の結果と一致した。本年度はさらに、シロイヌナズナ外珠皮色素体の電子顕微鏡解析に着手したが、これに関しては組織固定条件の改善が必要であるとの予備的結果が得られた。本研究は、細胞生物学分野で予想されていなかった「FtsZ非依存的な色素体増殖機構」を検証することを目的とする。具体的には、近年研究代表者が進めてきたシロイヌナズナ珠皮観察系を用いて、ftsZ欠失色素体の増殖・挙動を明らかにする。前年度の実験により、研究材料となるftsZ変異体の遺伝子型が確定された。本年度は、ftsZ変異体の珠皮アミロプラストの表現型を明らかにすると共に、シュート表皮色素体を特異的に蛍光ラベルした形質転換シロイヌナズナ系統の作出を試みた。1. ftsZ変異体のアミロプラスト表現型解析カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター制御下で色素体移行配列とYFPとの融合タンパク質を発現するシロイヌナズナftsZ変異体を用いて、胚珠におけるアミロプラスト発生過程を追った。その結果、ftsZの珠皮では一細胞中に平均2個の巨大アミロプラストが形成されること、それらは発生過程を通じ増殖しないことが明らかになった。また発生中のアミロプラストにはストロミュールが著しく発達しており、ftsZ変異体は既存のarc6変異体やatminE1変異体と類似した色素体表現型を示すことが示された。2.形質転換シロイヌナズナ系統の作出シュート表皮特異的プロモーター(PDF1プロモーター)制御下で色素体移行配列とGFPとの融合タンパク質を発現するコンストラクトを作製した。このコンストラクトをシロイヌナズナ野生型およびftsZ変異体の核ゲノムにアグロバクテリウム法により導入した。ビアラホス耐性を指標にT-DNA挿入個体を選抜し、さらにGFP蛍光の有無を指標にそれらを二次選抜した。その結果、どちらのバックグランドにおいても葉でGFPを発現する実生を複数個体得ることができた。現在、形質転換系統の選抜を継続中である。FtsZはバクテリアから植物色素体に至るまで進化的に保存された分裂因子である。一般にバクテリアのftsZ変異体は増殖不能により死に至るが、植物の色素体FtsZ欠損変異体は何らかの機構によってそれを乗り越え、色素体は殆どの体細胞に分配される。本年度は、昨年度着手したシロイヌナズナ表皮色素体可視化系統の作出・解析と共に、ftsZ変異体における珠皮原色素体の表現型解析を進めることを目標とした。まずPDF1プロモーター制御下で色素体局在性GFPを安定発現する野生型(WT)およびftsZ変異型の形質転換体選抜を進めた。その結果、WT背景では4系統、ftsZ型では5系統が得られた。これらのロゼット葉と成熟胚珠を観察すると表皮色素体にGFPの特異的蓄積が見られた。以上より取得した系統が本課題の解析に有効であることが示唆された。続いてWTとftsZ変異体の珠皮原色素体の解析を試みた。昨年度まで利用したカリフラワーモザイクウイルス35S

プロモーターによる色素体可視化系統では原色素体は胚珠の様々な組織層から検出されたが、PDF1プロモーターによる系統では珠皮の原色素体が効率的に検出された。後者を用いて胚珠発生を遡ってWTの原色素体を観察したところ、発生を通じ珠皮細胞内の色素体数はほぼ一定であることが分かった。同様にftsZの珠皮原色素体を観察したところ、多くの原色素体はストロミュールの活性化を示し、珠皮アミロプラストと類似の表現型を示した。一方、細胞分裂における原色素体の経時観察は、珠皮では技術的に困難であった。しかしながらPDF1プロモーターによる色素体可視化系統を組織広範に観察したところ、側根や胚で細胞分裂期の色素体を効率よく検出できることが分かった。さらにACT1プロモーターを用いれば花粉色素体の増殖状況も追跡可能と分かった。これらは当初の計画を越え、課題の達成に有望であると判明した。今年度も形質転換シロイヌナズナ系統の作出と解析で進展が見られた。一方、研究計画のうち胚珠培養法とそれに基づく色素体ライブ観察は実験の難度が高く達成できなかった。しかしながら、本年度作出したシロイヌナズナ系統は計画段階で予定していた解析対象の組織を越えて様々な生体組織の観察に有用であることが判明した。以上を総合的に見ると、全体としてはわずかに遅れが生じていると判断された。昨年度までの研究により、「研究実施計画」に記した(a)分裂組織から胚珠形成過程における色素体の蛍光タンパク質による可視化、及び(b)細胞分裂過程における色素体のダイナミクス解析は、概ね達成された。しかし、(c)胚珠発生時の原色素体分裂の経時観察は実現しなかった。昨年度、当初計画を変更して「細胞増殖時の色素体増殖モニタリング」の目的に適した植物組織を探索した結果、花粉などの幾つかの有望な対象が示唆された。本年度は、植物特有の雄性配偶体であり非緑色色素体の増殖が起こる花粉を対象にFtsZ欠損色素体を解析した。ACT1プロモーター制御下で色素体移行配列とGFPとの融合タンパク質を発現するシロイヌナズナ野生型及びftsZ変異体を用いて成熟花粉の観察を行ったところ、野生型では既往の知見と一致して約1μmの球形のオルガネラ(アミロプラスト)が細胞内に一定の分散を保ち分布していた。一方、ftsZ変異体では一細胞中に多数の色素体が時折集合しつつ存在するという新規の表現型が認められた。過去のシロイヌナズナftsZ変異体の研究では、葉肉組織には一細胞あたり約1,2個の巨大葉緑体が形成されることが観察されている。この傾向は一昨年度珠皮のアミロプラストを解析した場合でも同様に認められ、いずれもFtsZ欠損による重篤な色素体分裂阻害効果を説明するものであった。今回の花粉色素体の表現型は、既存の植物オルガネラ研究の知見からは説明困難な興味深いものであると考えられた。今後、WT及びftsZの花粉色素体の詳細な解析が為されることにより、この新規制御が明らかになるものと期待された。色素体はストロマのFtsZリング形成を初期イベントとする二分裂によって増殖する。シロイヌナズナのftsZ変異体は、実験室内で野生型と大差ない成長と生殖を示し、しかもどの体細胞にも基本的に色素体が存在することが知られている。本研究では、ストロマ局在性蛍光タンパク質及びシロイヌナズナ珠皮を用いて、FtsZ非依存的色素体増殖に関する解析を行った。その結果、ftsZ変異体のアミロプラストは珠皮の発達過程を通じて細胞内で増殖不能であることが示された。
異質性のある動学マクロ経済モデルの構造型実証分析

本研究の目的は、家計や企業といった経済主体の異質性を考慮したマクロ経済モデルのパラメータを、マイクロデータを用いて推定する方法の開発およびその応用である。(A)推定手法の開発を切り口とした研究では、モデルの均衡解として得られる分布の定常性を利用して構造パラメータの推定を行う。(B)組織資本の実証分析を切り口とした研究では、企業のマイクロデータから推定される組織資本の役割について定量的な考察を行う。
共役イミンへの多段階反応の系統的制御を基盤とする反応の集積化

β,γ-アルキニルα-イミノエステルに対し、THF溶媒中、Grignard反応剤と種々の酸クロライドを順に滴下し、-78 °Cから室温まで30分反応させることにより、N-アルキルα-アシル化体が良好な収率で得られることを見出した。さらにルイス酸を加える事によってアシル化の位置選択性がかわりγ-アシル化体を選択的に得る事ができた。また、N-アルキル化後、エノラートをイミニウム塩に酸化し、第二の求核剤を作用させることにより、N,C-二重求核付加反応も進行することを見出した。次にα-アシロキシイミノエステルに対して、求核剤として様々なGrignard反応剤を連続的に作用させることで、窒素原子上へ異なる置換基を導入することができ、それぞれ対応するα-アミノエステルが得られることを見出した。また、N,N-ジアルキル化進行後に酸化を行った後、もう一分子のGrignard反応剤で求核付加反応を行うことで、全て異なる置換基を有するN,N,C-トリアルキル化体が得られることを見出した。このように、β,γ-アルキニルα-イミノエステルへのGrignard反応剤によるN-アルキル後反応条件を選ぶことにより、α-アシル化およびγ-アシル化が位置選択的に良好な収率で進行することを見出した。これらの知見を活かし、β,γ-アルケニルα-イミノエステルへの展開をはかっている。また、α-アシロキシイミノエステルを用いる反応は,全て異なる求核剤によるN,N,C-トリアルキル化反応が可能であり、そのフロー合成への展開をさらに推進している。25年度が最終年度であるため、記入しない。既に有機金属試薬を用いるα-イミノエステルへの極性転換付加による、N-アルキル化反応、さらに中間体である金属エノラートに対し、酸化剤の作用により、イミニウム塩が効率よく生成することを見出しており、アリル化剤との三成分カップリング反応が進行することを報告している。この二回の極性転換をMannich反応に応用し、立体選択的に有機合成上有用な四級炭素を有するβ-アミノ酸誘導体を合成することに成功した。出発物質にα-イミノチオエステルを用いることにより、効率よくN-アルキル化反応が進行し、対応するアミノチオエステルが高収率で得られることが解った。また極性転換反応により形成された金属エノラートに対し、求電子剤を用いることにより、1,4-付加反応が進行した後、アルキルチオ基の転位を伴う新規炭素-炭素結合形成反応が進行し、対応する三成分結合反応生成物を得ることができることも見出した。さらにα-イミノエステルへのN-アルキル化の際に生じるアルミニウムエノラートに対し、求電子剤としてアルデヒドを加えることで新規分子間炭素-炭素結合形成による1,2-アミノアルコールを得る検討を行い、添加として2-メトキシ-N,N-ジメチルエチルアミンを加えることで様々な競争反応を制御し、その後アルコール部位のアセチル化を経て目的の1,2-アミノアルコールを良好な収率で得ることができた。次にフロー系を用い反応検討したところ、バッチ方式では低温で反応を行わないと副反応が優先するのに対し、フロー合成へ応用することで室温という温和な条件でも効率よく目的の1,2-アミノアルコールを得ることに成功した。さらにマイクロミキサーを連結させるフローシステムを用い、三成分を同時に混合することにより副反応を制御し、効率よく付加体が得られることも見出した。グリオキシル酸エチル由来のα-イミノエステルに対し、添加剤の存在下、塩化ジエチルアルミニウムと求電子剤を同時に滴下し、その後アルコール部位をアセチル化することにより目的の付加体が良好な収率で得られることを見出した。さらに三成分を同時に混合する新規フローシステムを用いることにより室温でも付加反応が効率よく進行することを見出した。このように反応の集積化をバッチ系とフロー系それぞれで特徴的な成果が得られた。

特にフロー系では三成分を同時に混合する方法を試行錯誤の末、見出すことができ、本年度これらの成果をもとにさらに発展性が期待できる。さらに、バッチ方式による反応の集積化に関しては、α-イミノエステルに対し、室温でN-エチル化剤として塩化ジエチルアルミニウムと二塩化エチルアルミニウムを用いて反応させた後、酸化剤として過酸化ベンゾイルを作用させることで、イミニウム塩を調製し、その後、求核剤として(Z)-および(E)-三置換エノラートを作用させることで、目的の四級炭素を含むβ-アミノ酸誘導体が高収率かつ高立体選択的に得られることを見出した。α-イミノチオエステルに対し塩化ジエチルアルミニウム1.2当量をDME溶媒中室温で15分反応させ、反応を停止することで対応するアミノチオエステルを98%で得た。また、反応後0 °Cでヨウ化銅0.1当量を加え1時間攪拌後、求電子剤にメチルビニルケトン6.0当量加え室温まで自然昇温させ1時間反応させることにより、EtSの転位を伴った目的の三成分結合反応生成物を77%で合成することに成功した。この反応に関してもフロー系への展開が可能と考えられ、本年度の成果として概ね順調と思われる。α-イミノエステルへのN-エチル化/酸化/Mannich反応ではジアステレオ選択性の制御に成功したので、不斉合成への展開を図っている。上述したように、α-イミノチオエステルへのタンデム反応はチオエステルの特徴が発揮されつつあるので、シリル基の特徴的な反応性と組み合わせることおよびフロー合成へ応用することにより、さらに反応の展開を図りたい。また、α-イミノチオエステルに対しては特に極性転換反応が進行し易いことが解ったので、各種α-イミノチオエステルを合成し、反応の集積化の基質として有用であることを証明したい。エチルグリオキシレート由来のα-イミノエステルへの極性転換反応を活用した求電子剤への求核付加反応において、三成分を同時に混合するマイクロフロー装置を用いることにより、室温で十分に反応を制御することができる事がわかった。今後、この三成分を同時に混合するシステムに改良を加え、加える速度および温度などを検討することにより、収率および立体選択性の改善が可能であると思われるので重点的に検討していきたい。25年度が最終年度であるため、記入しない。
DNA複製関連遺伝子の発現制御を担う共通の転写因子DREF

本年度は、DREF遺伝子の発現調節部位の解析、並びに個体を用いたDREFの機能解析に必要な遺伝子導入ハエを樹立するとともに突然変異体の作成に着手し、以下の成果を得た。(1)DREF遺伝子の5'非翻訳領域に存在するDREF遺伝子の発現に必須な約10bpからなる配列とそれに結合するタンパク質因子の存在を明らかにした.onehybrid screening法によるこのタンパク質因子の遺伝子単離を開始した.(2)zerknullt遺伝子産物は、DREF遺伝子のプロモーターを負に制御することを明らかにしている。DREF遺伝子の+240+254に存在する配列がzerknullt遺伝子産物による負の制御の標的となっていることを明らかにした.zerknullt遺伝子産物による負の制御機構を解析するのに必要な抗zerknulltタンパク質抗体を作製した.(3)野性型DREFおよびdominant negative型DREFタンパク質を、ヒートショックプロモーターあるいは、唾腺、複眼原基特異的に転写されるエンハンサー/プロモーター利用して、異所的に強制発現させる遺伝子導入ハエを複数系統樹立し、唾腺、複眼原基それぞれにおける異所的なDNA複製が起こる結果を得た.(4)DREF遺伝子がbig brain(bib)遺伝子の上流約10kbに位置することを見い出し、bibのP elementinsertional mutantを入手した。このハエを用いて、Pエレメントのlocal transpositionによって得られるDREF遺伝子の突然変異体をスクリーニングしている.本年度は、DREF遺伝子の発現調節部位の解析、並びに個体を用いたDREFの機能解析に必要な遺伝子導入ハエを樹立するとともに突然変異体の作成に着手し、以下の成果を得た。このハエを用いて、Pエレメントのlocal transpositionによって得られるDREF遺伝子の突然変異体をスクリーニングしている.
滑動性眼球運動と前庭動眼反射の干渉における前庭動眼反射の制御と適応学習の中枢機構-視線信号の形成と適応学習における前頭眼野の役割-

滑動性眼球運動と前庭動眼反射の干渉系で視標追跡運動を行うときには、視標の網膜上での動きと、それを追跡する眼球運動と前庭情報から視標の空間における速度が計算され、それに合わせて空間内で視線(空間での眼球)運動が行われる。その眼球運動成分は水平と垂直成分に分解され、最終的に直接経路と、間接経路である神経積分器を通して効果器の運動を起こす。今回は、この両運動系における視覚情報から最終的な運動情報の変換課程に前頭眼野領域がどのように関わるかを、訓練した日本サル3頭を用いて調べた。前頭眼野領域から滑動性眼球運動に応答したニューロンを103個記録した。この課題ではニューロンは追跡する眼球運動速度に比例して応答した。回転台と同時に視標を同方向へ同振幅で追跡させ、前庭動眼反射抑制課題を行うと、これらニューロンの大多数(85%)は、視線速度によく対応して応答し、これらニューロンの多数は、視標を短時間(200ms)消しても応答が殆ど変わらなかったので、視覚のみによって応答したのではない。滑動性眼球運動時の応答と前庭動眼反射抑制課題時の応答の最適方向は個々のニューロンでよく一致した。また、これらのニューロンは完全な暗黒化での前庭刺激にも応答した。さらに、これらのニューロンで、視標を静止させてサルに固視させ、もうひとつのレーザースポットを正弦波状に動かすと、滑動性眼球運動に応答した方向へのレーザースポットの網膜状の速度に比例して応答した。以上の結果は、前頭眼野領域が滑動性眼球運動と前庭動眼反射の干渉時に生ずる視線運動信号を持つだけでなく、それらを形成するために必要な情報である、眼球運動速度情報、前庭情報、視標速度情報のすべてもつことから、この領域で速度信号が形成されることを示唆する。