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動物インフルエンザウイルスの生態学的研究:新型ウイルスの出現に備えて

新型ウイルスの亜型予測に資するため、鳥類および動物インフルエンザウイルスの疫学調査を実施した。ロシア、モンゴル、中国および北海道で、渡りカモの糞便3,987検体を採取し、亜型の異なるインフルエンザAウイルス212株を分離した。宮城県のブタからH1N2ウイルスを分離した。北海道大学を含む動物インフルエンザセンター5機関で25株のH9ウイルス株を交換し、解析を共同で開始した。渡りカモのウイルス遺伝子を比較解析したところ、日本で分離されたH9インフルエンザウイルスと1996年に韓国でニワトリに被害をもたらしたウイルスが近縁であった。19951999年に中国のニワトリから分離されたH9N2ウイルスの遺伝子解析の結果、渡りカモのウイルスと異なる亜群に分類され、ノイラミニダーゼに欠損が認められた。内部蛋白遺伝子は1997年の香港の強毒H5N1ウイルスに内部蛋白遺伝子を供給したH9N2ウイルスの系統とは異なった。香港のブタ、カスピ海のアザラシの抗体調査を行い、インフルエンザウイルスが感染した成績を得た。インフルエンザウイルスの異種動物間伝播機構を明らかにするため、ニワトリ雛の気嚢継代によって得たニワトリ馴化株の遺伝子再集合体を作出し、ニワトリ肺における増殖性を調べた。HA遺伝子を入れ替えた遺伝子再集合体の増殖性に変化はなく、他の因子が関与することが示唆された。新型ウイルスの出現に備え世界の動物インフルエンザの疫学調査とワクチン候補株を系統保存・管理するプロジェクトをWHOに提案し、各国とのネットワーク形成に支援が得られることになった。シベリアおよびアジアのカモと家禽におけるインフルエンザウイルスの分布を明らかにするため、ロシア共和国マガダン州、イルクーツクおよび北海道宗谷地区において渡りガモの糞便968検体を採取し、ウイルス分離を試みた。その結果、2株のH3N8、1株のH4N6、2株のH5N3、2株のH6N2、1株のH9N2、および13株のH10N4ウイルスを分離した。これらのうちの7株と19951999年に中国のニワトリから分離された4株のH9N2ウイルスのNP遺伝子の系統進化解析を行ったところ、1997年に香港でヒトおよびニワトリから分離された強毒H5N1ウイルスならびに同時にニワトリの間で流行していたH9N2ウイルスがシベリアに営巣するカモのウイルスに由来することがわかった。中国のブタにおけるインフルエンザウイルスの分布を明らかにするため、香港で採取されたブタ血清の抗体調査を実施した。その結果、H1、H3の他H4、H5、H9ヘマグルチニンに対する抗体が検出された。新型ウイルスの出現に備え世界の動物インフルエンザの疫学調査とワクチン候補株を系統保存・管理するプロジェクトをWHO専門家協議会で提案し、各国とのネットワーク形成に支援が得られることになった。北海道大学を含む世界の動物インフルエンザセンター5機関の間で1999年にヒトから分離された株を含む25株のH9ウイルス株を交換し、これらのウイルスの解析を共同で開始した。アジアにおけるインフルエンザサーベイランスネットワークを強化するため、韓国家畜衛生試験場から研修員を受け入れ疫学調査実施のための技術指導を行った。北東ユーラシアの水禽におけるインフルエンザウイルスの分布を明らかにするため、バイカル湖畔、モンゴルおよび北海道において渡りガモの糞便1,512検体を採取し、ウイルス分離を試みた。その結果、亜型の異なるインフルエンザAウイルス計74株を分離した。北海道に飛来したカモから分離された4株のH2ウイルスのHA遺伝子は系統進化解析によっていずれもユーラシア系統に分類された。しかし、これらのH2遺伝子は1957年に出現したアジア型(H2N2)ウイルスのそれとは異なる亜群に属することがわかった。19951999年に中国のニワトリ、19972000年に北海道のカモから分離されたH9N2ウイルスのHA遺伝子を解析した。

その結果、いずれのウイルス株のHA遺伝子もユーラシア系統に属するが、1994年以降中国のニワトリに流行しているウイルスは北海道の渡りガモから分離されたウイルスとは異なる亜群に分類された。また、1996年に韓国でニワトリに大きな被害をもたらしたH9インフルエンザウイルスに近縁なウイルス株が渡りガモによって日本にも運ばれていることがわかった。HAのレセプター結合に関与するアミノ酸はカモ由来株では一定であったのに対し、中国のニワトリの間で流行しているウイルス株ではヒト由来ウイルス株と同様な変異が認められた。カスピ海のアザラシについて抗体検査を実施した結果、1980年代初頭にヒトに流行していたH3N2ウイルスが、また最近インフルエンザBウイルスがアザラシ集団に流行を起こしたことを示す成績を得た。新型ウイルスの亜型予測に資するため、動物インフルエンザの疫学調査を継続実施した。モンゴル、中国および北海道において渡りガモの糞便1,507検体を採取し、ウイルス分離を試みた。その結果、亜型の異なるインフルエンザAウイルス計117株を分離した。宮城県の養豚場において2001年4月以降毎月20検体の鼻腔スワブを採取し、ウイルス分離を維続したところ、2003年1月に呼吸器症状を示したブタから3株のH1N2ウイルスを分離した。19951999年に中国本土のニワトリから分離されたH9N2ウイルスのヘマグルチニン(HA)遺伝子を解析したところ、カモのウイルスとは異なる系統に属することが判った。HAのレセプター結合に関与するアミノ酸配列はカモ由来株では同一であったのに対し、中国のニワトリ分離株ではヒト由来ウイルス株と同様なアミノ酸置換が認められた。また、これらのウイルス株のノイラミニダーゼには連続する3アミノ酸のユニークな欠損が認められた。内部蛋白遺伝子の解析結果から、中国本土のニワトリに流行しているH9N2ウイルスは1997年に香港で分離された強毒H5N1ウイルスに内部蛋白遺伝子を供給したと考えられるH9N2ウイルスの系統とは異なることが判明した。インフルエンザウイルスの異種動物間伝播機構を明らかにするため、ニワトリには感染しないハクチョウ由来ウイルスとそれをニワトリ雛の気嚢内で継代することによって得たニワトリ馴化株の遺伝子再集合体を作出してニワトリの肺における増殖性を調べた。相互にHA遺伝子のみを入れ替えた遺伝子再集合体は各々の親ウイルス株と同様の増殖性を示した。この実験成績は本ウイルスのニワトリ肺における増殖にはHAのみならず他の因子が与ることを示している。
構造的転写共役因子を分子標的とした婦人科悪性腫瘍治療と薬剤耐性機構の解明

卵巣漿液性嚢胞腺癌におけるmtTFAの発現を確認し、生存率との関連について検討した。その結果、mtTFAが直接Bcl2L1を制御していることがわかり、mtTFAの機能は抗アポトーシスと関連があり、その結果予後を不良にしていると考えられた。さらに子宮内膜癌症例について核におけるBAF57、ER、p53の発現を免疫組織化学染色で評価し検討した。子宮内膜癌の核におけるBAF57発現は単変量解析で低発現群のほうが高発現群より予後良好であり、多変量解析では独立した予後因子であった。さらにBAF57発現とp53と相関関係を認めた。研究代表者は構造的転写共役因子であるHMG(high mobility group)蛋白質ファミリーの蛋白質発現を免疫組織学的に検討してきた。その結果エストロゲン受容体の転写能をコントロールしているBAF57(BRG1-associated factor 57)の蛋白発現が、子宮内膜癌の独立した予後因子であること、また卵巣癌では明細胞癌に特異的に多量に発現していることがわかった。またmtTFA(mitochondrial transcription factor A)は、ミトコンドリアを場とした薬剤耐性獲得に重要な役割を果していると考えられているが、mtTFA高発現は子宮内膜癌予後不良因子であった。これらの研究結果は2010年Virchows Archに論文発表した。本研究ではさらなるHMG蛋白発現の検討、培養細胞株を用いBAF57並びにmtTFA発現をsiRNAでknockdownし、増殖能・抗がん剤耐性についての検討、卵巣癌・子宮内膜癌の腫瘍形成マウスでのsiRNAを用いた実験など行いHMG蛋白質ファミリーを分子標的とした子宮内膜癌、卵巣癌治療の可能性、またシスプラチンを中心とした薬剤耐性獲得機序解明を目的としている。平成22年度は子宮内膜癌、卵巣癌について、当大学分子生物学教室にて作成されているHMG蛋白質ファミリーに対する多数の抗体をさらに免疫組織学的検討し婦人科悪性腫瘍における発現態度を検討した。その中でもT6蛋白は子宮内膜癌と予後との関係が指摘され、さらに研究を進めることを計画している。また、p53蛋白質や細胞増殖のマーカーであるKi-67の免疫染色も同様に行いHMG蛋白質ファミリーとの関係を検討している。平成22年度の研究により、婦人科悪性腫瘍におけるHMG蛋白ファミリーの臨床病理学的検討を加え、BAF57とmtTFAが患者予後と相関関係が指摘できた。平成23年度はそれらの結果をふまえ、培養細胞では、mtTFAが分子治療の標的であることの妥当性を検討するため、卵巣癌細胞株SKOV3(漿液性腺癌)、RMG1(明細胞癌)を用いて、mtTFA過剰発現株、またはsiRNAを用いた発現抑制株の樹立を試み、それぞれの細胞株の増殖能、生化学的特徴について検討した。さらにアポトーシスなどを含めた腫瘍の病理組織学的形態について検討を行った。これらによりmtTFAは核内にも存在し、抗アポトーシス機能を持つBCL2L1を転写レベルで制御していることが明らかになった。また、卵巣漿液性嚢胞腺癌ではmtTFAは予後不良分子であった。mtTFAは卵巣漿液性嚢胞腺癌の分子標的になると考えられる。これらの研究結果は2011年8月第63回日本産科婦人科学会で学会発表を、2012年2月Cancer Scienceで論文発表を行った(2012,103:239-244)。また、当大学分子生物学教室にて作成されているHMG蛋白質ファミリーに対する多数の抗体をさらに免疫組織学的検討し婦人科悪性腫瘍における発現態度を検討した。その中でGalNAc-T6蛋白は子宮内膜癌、特に類内膜腺癌においてその発現は浸潤・転移との関連が指摘され(2011年10月第49回日本癌治療学会で発表)、さらに卵巣癌での発現態度についても研究を進めている。SWI/SNF複合体はATP依存性クロマチン再構築複合体であり、1つの触媒サブユニットと多数のBRG1-associated-factor(BAF)から成る。子宮内膜癌症例について核におけるBAF57、エストロゲン受容体(ER)、p53の発現を免疫組織化学染色で評価し、関連性を検討した。またBAF57発現と予後関連因子、10年累積生存率についても検討した。

BAF57は乳癌においてERと、前立腺癌においてアンドロゲン受容体(AR)と直接相互作用するとの報告があるが、今回の研究では、BAF57発現とERの相関関係は明らかではなかった。p53はSWI/SNF複合体のいくつかのサブユニットに結合すると報告されており、子宮内膜癌においても重要な予後因子であるが、今回の研究ではBAF57発現とp53と相関関係を認め、悪性度に関連している可能性がある。これらの研究結果は2012年4月第64回日本産科婦人科学会で学会発表を、2012年5月Histology and Histopathologyで論文発表を行った(2012,27:593-599)。また、HMG蛋白質ファミリーに対する多数の抗体をさらに免疫組織学的検討し婦人科悪性腫瘍における発現態度を検討した。その中でGalNAc-T6蛋白は子宮内膜癌、特に類内膜腺癌においてその発現は浸潤・転移との関連が指摘され、さらに卵巣癌での発現態度についても同様の結果が得られた(2012年4月第64回日本産科婦人科学会学術講演会で発表)。また、p53蛋白質や細胞増殖のマーカーであるKi-67の免疫染色も同様に行いHMG蛋白質ファミリーとの関係を検討している。実験結果が、3編の英語論文になっている。また投稿中の論文もある。24年度が最終年度であるため、記入しない。Mitochondrial transcription factor Aについては前年度を含めて2編がimpactfactorのある英語論文になっている。またBAF57については英語論文としてin pressの状態である。現在1論文を投稿しており、データーが確実に論文化されていると考えられる。今後は化学療法の効果と検討されている構造的転写共役因子との関係に注目して検討を進めていく予定である。
組織幹細胞と癌との類似性に関する研究

眼表面原発性の腫瘍の入手が困難であった。そのため細胞株の検索を行ったが、細胞株も無い。そのため将来コントロールデータとなる正常角膜上皮幹細胞のデータを蓄積するべき種々の検討を行った。角膜上皮に増殖効果が報告されている増殖因子を検討したところ、EGFの他に、腫瘍増殖因子α(TGFα)、肝細胞増殖因子(HGF)、ケラチノサイト増殖因子(KGF)が角膜上皮の増殖に効果が位著しいことが判明した。特にEGF, KGF, TGFαにおいては三週間の培養で角膜上皮組織の作製まで可能であった。これらの増殖因子のうち、EGFのみの添加で角膜上皮様組織を作製した場合、角膜輪部上皮に発現が認められる未分化マーカー候補、サイトケラチン15(CK15)などの発現が見られないことが判明した。増殖した角膜上皮形態はEGfではやや扁平化しているが、KGF添加のみで作製した角膜上皮様組織は基底細胞が円柱状である。そこで未分化マーカーCK15の検討を行ったところ、KGFのみを添加した培養液で作製した角膜上皮様細胞シートは、角膜輪部に発現している未分化マーカーCK15の発現が見られるようになった。他の未分化マーカー候補も検討したところ、EGF添加が培養した幹細胞由来角膜上皮シートでは、一切発現が見られず、KGFの添加によってp63, p75NTR, N-Cadをはじめ、様々な未分化マーカーの発現が見られた。これらの結果より、上皮幹細胞の未分化性の維持や発揮にKGFが強く関与していることが考えられる。またこれらのマーカー発現の事実より、無血清・無フィーダー培養条件でKGFの添加により、角膜上皮細胞シートではなく、より移植に適した角膜輪部上皮細胞シートが作製可能となった。成人正常角膜輪部組織より、浮遊培養用培養皿に付着培養を行うことで高い付着能を有する幹細胞を採取できるが、癌組織を用いて高付着能細胞が採取されるか検討を行った。結膜原発の良性腫瘍を用いた検討では、浮遊培養用培養皿に付着し増殖してくる上皮様細胞が認められた。これらは角膜輪部上皮と同様にコロニーを形成し、一部のコロニーについては培養皿底面に限らず壁面にまで増殖し、高い増殖能を伺わせる。しかしながら、これら細胞コロニーの継代操作を行ったところ、全ての細胞で継代は困難な状況であった。多数採取されたコロニーの一部は、ヌードマウスに移植されたが、移植されたヌードマウスに腫瘍の発生は認められなかった。成果として、癌組織より幹細胞の特徴の一つである高付着能細胞が見出せた。このことは癌マーカーの先行発見を経ずに、癌幹細胞を採取できる可能性が示されたということであり、癌幹細胞の発見は診断や治療に多大な貢献ができる癌マーカーの探索が可能になる。細胞の樹立が出来なかった点やヌードマウスの移植で腫瘍が発生しなかったのは、検討の余地がある。手技的な問題もあるかもしれないし、結膜腫瘍が良性であったことと関連があるかもしれない。眼表面原発の癌は極めて稀であるため、肺癌や食道がん、膵臓癌など他の組織の扁平上皮癌や、既に樹立されている細胞株を使用して研究を進める必要があろう。

角膜上皮に増殖効果が報告されている増殖因子を検討したところ、EGFの他に、腫瘍増殖因子α(TGFα)、肝細胞増殖因子(HGF)、ケラチノサイト増殖因子(KGF)が角膜上皮の増殖に効果が位著しいことが判明した。特にEGF,KGF,TGFαにおいては三週間の培養で角膜上皮組織の作製まで可能であった。これらの増殖因子のうち、EGFのみの添加で角膜上皮様組織を作製した場合、角膜輪部上皮に発現が認められる未分化マーカー候補、サイトケラチン15(CK15)などの発現が見られないことが判明した。増殖した角膜上皮形態はEGfではやや扁平化しているが、KGF添加のみで作製した角膜上皮様組織は基底細胞が円柱状である。そこで未分化マーカーCK15の検討を行ったところ、KGFのみを添加した培養液で作製した角膜上皮様細胞シートは、角膜輪部に発現している未分化マーカーCK15の発現が見られるようになった。他の未分化マーカー候補も検討したところ、EGF添加が培養した幹細胞由来角膜上皮シートでは、一切発現が見られず、KGFの添加によってp63,P75NTR,N-Cadをはじめ、様々な未分化マーカーの発現が見られた。これらの結果より、上皮幹細胞の未分化性の維持や発揮にKGFが強く関与していることが考えられる。またこれらのマーカー発現の事実より、無血清・無フィーダー培養条件でKGFの添加により、角膜上皮細胞シートではなく、より移植に適した角膜輪部上皮細胞シートが作製可能となった。
逆問題を解くことでシナプス可塑性に迫る

シナプス可塑性のもっともよく知られた誘導ルールはスパイクタイミング依存性可塑性(STDP)である。本研究ではSTDPのルールを根幹から疑うことをスタート地点として研究をスタートした。手始めに、スパイクの伝導遅延に着目し、これがシナプスに到達するまでに時間差をもたらすことを仮定し、軸索の中途から伝導中のスパイクを記録したところ、活動電位の波形が摂動により変形しうることを見出した。具体的には、海馬培養スライス標本において、海馬CA3野錐体細胞の細胞体にAlexa Fluor蛍光色素を注入することで軸索を可視化し、細胞体から150-700μm離れた軸索からパッチクランプ記録を試みた。この記録のために、蛍光アルブミンタンパク質を電極表面にコーティングしてパッチクランプ電極を蛍光可視化した。細胞体と軸索の中間領域に、10μMグルタミン酸を局所的に適用したところ、軸索の活動電位幅が可逆的に増大した)。この効果は、非NMDA型グルタミン酸受容体アンタゴニストであるCNQXにより消失した。活動電位の増大がどれほど遠方に伝播するかを調べるため、グルタミン酸の適用領域から様々な距離において記録を行った。その結果、適用部位から遠ざかるほど、活動電位幅の増大効果は小さくなり、その減衰距離定数は223μmであった。これまで、神経細胞はアナログ入力(シナプス電位)をデジタル出力(活動電位)する「アナログ→デジタル変換素子」として捉えられてきた。すなわち、軸索起始部で発生した活動電位は、その後、減衰することなく一定の強度で軸索の終末まで伝播し、シナプス出力に直結するという概念である。この教科書的な基本則に反し、本研究では、i)活動電位の波形が軸索伝導中に変形されうること、そして、ii)その変形によってシナプス出力がアナログ的に変調されるという2つの重要な知見を明らかにした。
工具表面構造に着目したインコネル718の高速切削加工に関する研究

本研究では,代表的な難削材であるインコネル718の高速・高能率切削加工の実現を目的に,“工具の表面構造"に着目した新たなCBN工具の開発を試みた.そして,インコネル718切削加工時のCBN工具の摩耗メカニズムの解明を図り,工具の断面観察を行うことによって,低速・高速切削速度域における摩耗進行プロセスの可視化を行った.さらに,明確化したメカニズムに基づき新たなCBN工具の開発・評価を行ったところ,CBN工具の表面性状・構造を最適化することによって,インコネル718の高速・高能率加工を実現するCBN工具が実現する可能性が示された.優れた高温強度,耐食・耐薬品性を有するニッケル基合金インコネル718は,航空宇宙産業や原子力産業などの分野で近年需要が急増している材料であるが,切削加工が極めて困難な“難削材"であり,特に高速切削加工時の工具寿命は極めて短命となる.こういった現状を打破するために,本研究では超耐熱合金の高速切削実現に対して大きな期待が寄せられているCBN工具に対し,“工具-切りくず間のトライボロジー特性に着目し,従来知見とは全く逆に工具表面に微細な三次元周期構造を付与するという新しいコンセプト"を導入することで,インコネル718材の高速・高能率加工において優れた耐凝着性や耐摩耗性,潤滑性を発現する高機能CBN工具の開発を目指している.本研究ではまず,依然として不明な点が多いインコネル718の加工におけるCBN工具の損傷メカニズムを明確化するため,切削速度を20 m/min500 m/minの間で変化させて二次元切削加工実験を実施するとともに,加工後の工具にイオンミリング処理を行い,工具断面側からのSEM-EDX分析を行った.その結果,切削速度の違いによってCBN工具の摩耗メカニズムが大きく変化していることを明かにし,さらに低速・高速切削速度域における摩耗進行プロセスの可視化に成功した.さらに,明確化した摩耗のメカニズムに基づいて,CBN工具の表面構造に着目した検討を行った.そして,低速切削速度域ではアンカー効果を発現する微細表面構造を有する切削工具が,高速切削速度域では表面を平滑化処理した切削工具が,それぞれ摩耗抑制に対して有効であることを明らかにした.優れた高温強度,耐食・耐薬品性を有するニッケル基合金インコネル718は,航空宇宙産業や原子力産業などの分野で近年需要が急増している材料であるが,切削加工が極めて困難な“難削材"であり,特に高速切削加工時の工具寿命は極めて短命となる.こういった現状を打破するために,本研究では超耐熱合金の高速切削加工の実現に対して大きな期待が寄せられているCBN工具に対し,“工具-切りくず間のトライボロジー特性に着目し,従来知見とは全く逆に工具表面に微細な三次元周期構造を付与するという新しいコンセプト"を導入することで,インコネル718の高速・高能率加工において優れた耐凝着性や耐摩耗性,潤滑性を発現する高機能CBN工具の開発を目指している.本研究では,まず依然として不明な点が多いインコネル718の高速切削加工におけるCBN工具の損傷メカニズムを明確化するため,切削速度300 m/min500 m/minでの二次元切削加工実験を実施するとともに,加工後の工具にイオンミリング処理を行い,工具断面側からのSEM-EDX分析を行った.その結果,切削速度300 m/min以上の高速切削速度域においては,切削初期の段階では熱的負荷にともなう拡散摩耗によって摩耗が進行するのに対し,切削距離が一定以上に達した以降は凝着物の脱落にともなう工具母材の剥離によって急激に工具損傷が進行することを明らかにした.さらに,明確化した摩耗のメカニズムに基づいて,CBN工具の表面構造に着目した検討を行った.そして,逃げ面に微細周期溝溝構造を有する切削工具を開発し,その加工特性を評価したところ,通常の工具と比較して開発工具は極めて優れた耐摩耗性を発現することを明らかにした.本研究では,代表的な難削材であるインコネル718の高速・高能率切削加工の実現を目的に,“工具の表面構造"に着目した新たなCBN工具の開発を試みた.そして,インコネル718切削加工時のCBN工具の摩耗メカニズムの解明を図り,工具の断面観察を行うことによって,低速・高速切削速度域における摩耗進行プロセスの可視化を行った.さらに,明確化したメカニズムに基づき新たなCBN工具の開発・評価を行ったところ,CBN工具の表面性状・構造を最適化することによって,インコネル718の高速・高能率加工を実現するCBN工具が実現する可能性が示された.当該年度に実施を予定していた『二次元切削加工実験によるCBN工具の摩耗メカニズムの解明』および『工具表面品位が工具損傷に及ぼす影響の評価』を計画通り進展できただけでなく,微細な表面構造を有する切削工具の開発にも着手できており,当初の計画以上に進展していると言える.工学今後は,特に切削速度300 m/min以上の高速切削速度域における工具寿命の更なる延長を目指し,1高速切削加工用の微細表面構造を有する切削工具の開発,2開発工具の性能評価および特性向上,3微細表面構造の最適化,を行う.さらに,当初の研究は予定していなかった,4CBN材料の最適化,にも着手する.これについては研究協力者である民間工具メーカーに工具の試作について協力して頂く体制が既に整っている.
気体の数学解析

本研究では,圧縮性オイラー方程式を数学の立場から研究した.オイラー方程式は、流体力学の基礎方程式であり,気体の運動を記述する.その重要性にも関わらず,数学的にはほとんどわかっていない.研究代表者は,主に以下の成果を得た.1.球対称解の時間大域解の存在:固体球の外部での,球対称解の時間大域解の存在を示した.これは固体球の周りでの,気体の球対称な流れを考える事になる.この問題は今までほとんど解明されていなかった.本研究では,初期値の無限遠方に制限を加えて,ある程度一般的な条件の下,時間大域解の存在を証明した。問題となるのは,近似解のL^∞評価であった.これを近似解の空間方向の評価をする事によって,得ることができた.しかしながらまだ自明な定常解を含むには至っていない.そのためさらなる研究が必要と思われる.また本研究のような内容は,惑星の周りでの気体の運動やダクト流へも応用できるのではないかと期待される.2.一次元における解の減衰:一次元の場合,時間大域解の存在は知られている.その解の時間無限大の減衰評価を調べた.特に圧力のL^1ノルムが,時問が経つと1/t^<γ-1>(1<γ【less than or equal】5/3:比熱比)のオーダーで減衰する事を証明した.解の全変動の減衰評価は知られているが,この種の評価はあまり知られていなかったと思われる.証明のアイデアは,解そのものを直接調べるのではなく,解に収束する差分法によって構成された近似解を調べる事である.本研究では,圧縮性オイラー方程式を数学の立場から研究した.オイラー方程式は、流体力学の基礎方程式であり,気体の運動を記述する.その重要性にも関わらず,数学的にはほとんどわかっていない.研究代表者は,主に以下の成果を得た.1.球対称解の時間大域解の存在:固体球の外部での,球対称解の時間大域解の存在を示した.これは固体球の周りでの,気体の球対称な流れを考える事になる.この問題は今までほとんど解明されていなかった.本研究では,初期値の無限遠方に制限を加えて,ある程度一般的な条件の下,時間大域解の存在を証明した。問題となるのは,近似解のL^∞評価であった.これを近似解の空間方向の評価をする事によって,得ることができた.しかしながらまだ自明な定常解を含むには至っていない.そのためさらなる研究が必要と思われる.また本研究のような内容は,惑星の周りでの気体の運動やダクト流へも応用できるのではないかと期待される.2.一次元における解の減衰:一次元の場合,時間大域解の存在は知られている.その解の時間無限大の減衰評価を調べた.特に圧力のL^1ノルムが,時問が経つと1/t^<γ-1>(1<γ【less than or equal】5/3:比熱比)のオーダーで減衰する事を証明した.解の全変動の減衰評価は知られているが,この種の評価はあまり知られていなかったと思われる.証明のアイデアは,解そのものを直接調べるのではなく,解に収束する差分法によって構成された近似解を調べる事である.
低速多価イオン衝突におけるオービティング効果の研究

これまで主として1価イオンを用いた熱運動エネルギー領域におけるイオン衝突実験で、イオンが原子分子に接近すると分極力で衝突軌道が曲がり蝸旋回軌道を描き、いわゆるオービティング効果と呼ばれる現象が観測され、今まで熱エネルギー領域の固有の衝突現象と思われてきた。しかし、このオービティング軌道断面積はイオンの電荷数に比例して増大するので、多価イオン衝突では熱エネルギー領域よりも高いエネルギー領域でオービティング現象が観測できる筈である。本研究では、低速多価イオンAr^<q+>-H_2、He衝突系における1電子および2電子捕獲過程の反応断面積をイオンの電荷数をq=6、7、8、9、11と変えて測定し、多価イオン衝突におけるオービティング効果を検証し、電子遷移領域とオービティング軌道半径との関係について新しい知見を得た。Ar^<q+>-H_2、He衝突系におけるいずれの1電子捕獲反応断面積も衝突エネルギーの減少と共に緩やかに増大しその増大傾向は次第に強くなり低エネルギー側でオービティング散乱断面積に漸近的に近づく。また、2電子捕獲過程の反応断面積は1電子捕獲断面積より1桁以上小さくH_2標的とHe標的では衝突エネルギー依存性が異なるが、1電子捕獲のものより高いエネルギー領域でオービティング効果による低エネルギー側の断面積の増大が出現している。しかし、イオンの電荷数を増大させても、オービティング軌道断面積のみならず電子捕獲反応断面積も同程度に増大して、必ずしもオービティング現象の出現領域が高エネルギー側に移動しているようには見えない。これの実験結果から、多価イオン衝突においても、電子捕獲過程の電子遷移領域がオービティング軌道断面積の内側に入るとオービティング効果により反応断面積が増大するという抽像で実験結果をうまく説明できることが判明した。
ハリウッド映画の受容における観客の「植民地化」

3年度にわたる本研究の最終年度にあたる平成17年度は、以下のように、映像・文献資料を調査・収集し、19201930年代にかけてハリウッド映画がいかにアフリカ系アメリカ人を利用(exploit)し、それらをアフリカ系アメリカ人がどのように受容したのかを多角的に分析・考察した。1)前年度までに調査・収集で手薄であった、トーキー化間もない頃の短篇ジャズ映画を中心に映像資料を収集した。また、同時代のアフリカ系アメリカ人による映画の受容を広い文化的コンテクストの中でとらえなおすために、ハーレム・ルネッサンスに関する資料を収集し、とりわけ都市部のアフリカ系アメリカ人にとってのハリウッド映画の文化的な位置づけを分析・考察した。2)ニューヨーク公共図書館ションバーグ黒人文化研究センター等において、1930年代を中心に、アフリカ系アメリカ人によって発行された新聞・雑誌を再調査し、当時のアフリカ系アメリカ人がみずからの「人種」をどのようにとらえていたのか、また、彼らがどのようにアフリカおよびアフリカ人を認識し、言説化していたのか、分析・考察を行い、本研究課題の歴史的背景への理解を深めた。3)本研究の成果の一部として、論文「ハリウッド探検/冒険映画のイデオロギー的変容-『類猿人ターザン』のアフリカ」を執筆、公表した。また、さらなる成果の公表に向けて鋭意準備中である。4)本研究の成果の還元として、19201930年代のアフリカ系アメリカ人によるハリウッド映画の受容に関する講義を18年度に信州大学人文学部の授業として展開する予定である。3年度にわたる本研究プロジェクトの初年度にあたる本年度は、以下のように研究を実施した。1)本研究を円滑に遂行させるための基盤整備として、必要な設備の導入および研究資料の収集・整理を行った。文書資料としては、映画理論、アフリカ系アメリカ人研究、アメリカ史、アフリカ史等の研究書籍を中心に収集・整理し、映像資料としては、1920年代末から1940年代にかけて公開されたアフリカを舞台とするトラヴェローグやハリウッドの冒険・探検映画を中心に収集・整理した。2)国内での事前調査をもとに、アメリカ合衆国のニューヨーク(ニューヨーク公共図書館ションバーグ黒人文化研究センター)およびワシントンDC(議会図書館)において、1920年代末から1930年代にかけてのアフリカ系アメリカ人向けの新聞・雑誌における映画に関する記事を中心に研究資料の調査・収集・整理を行った。3)本年度に行った調査・研究の成果を発表した。まず、日本映像学会、映像テクスト分析研究会において、「冒険/探検映画のイデオロギー的再編--『類猿人ターザン』(1932年)における<アフリカ>の表象」と題する研究発表を行った。そこでは、1930年代前半に公開されたハリウッドの冒険・探検映画におけるアフリカ人の表象とその受容を、当時新たに導入されたリアプロジェクションという特殊撮影技法との関係性の中で、理論的かつ歴史的に分析・考察した。次に、「『マーシャル・ロー』に見るエスニック・マイノリティの表象」と題する論文を発表した。そこでは、受容における観客の「植民地化(および脱植民地化)」の問題を、本研究の本来の射程からは外れる年代ではあるが、1990年代に公開されたハリウッド映画におけるアラブ系アメリカ人の表象との関係性の中で分析・考察した。4)本年度の研究計画をもとに研究実績を検証し、次年度以降の研究計画策定に備えた。(789字)3年度にわたる本研究プロジェクトの第2年度にあたる本年度は、以下のように研究を実施した。1)前年度に収集した資料の整理・分析を進めるとともに、前年度中の収集で手薄であった領域の資料の追加収集・分析を行った。文書資料としては、とくに映画学(観客論・ドキュメンタリー映画研究)、アメリカ史の研究書籍の収集を強化し、映像資料としては、本研究の主要な対象となる1930年代末から1940年代を映画史のコンテクストにおいて捕らえなおすため、1950年代1960年代にかけて公開されたアフリカ系アメリカ人の登場するハリウッド映画の収集を強化した。2)昨年度の研究および本年度の国内での事前調査をもとに、アメリカ合衆国のニューヨーク(ニューヨーク公共図書館ションバーグ黒人文化研究センター等)において、1930年代前半を中心に、1920年代末から1960年代にかけて、一般の新聞・雑誌よび映画雑誌、さらにアフリカ系アメリカ人向けの新聞・雑誌における映画に関する記事を中心に、資料の追加調査・収集・整理を行った。3)映画史において、世界的に重要な転換点と考えられている1930年代前半を、アメリカ映画史だけでなく、各国の映画史のコンテクストで整理・分析を行った。その成果の一部として、『カメラを持った男』(ジガ・ヴェルトフ監督,1929年)を中心に、1920年代末から1930年代前半におけるソヴィエト映画の変貌と、同時期のアメリカ映画史の変貌について、市民向け講座(松本シネマセレクト上映会におけるレクチャー「2人のカメラを持った男」)で講義した。4)本年度までの研究実績を整理・検証し、次年度内に発表予定の論文の執筆に取り掛かるとともに、次年度の研究計画策定に備えた。(729字)3年度にわたる本研究の最終年度にあたる平成17年度は、以下のように、映像・文献資料を調査・収集し、19201930年代にかけてハリウッド映画がいかにアフリカ系アメリカ人を利用(exploit)し、それらをアフリカ系アメリカ人がどのように受容したのかを多角的に分析・考察した。

また、同時代のアフリカ系アメリカ人による映画の受容を広い文化的コンテクストの中でとらえなおすために、ハーレム・ルネッサンスに関する資料を収集し、とりわけ都市部のアフリカ系アメリカ人にとってのハリウッド映画の文化的な位置づけを分析・考察した。2)ニューヨーク公共図書館ションバーグ黒人文化研究センター等において、1930年代を中心に、アフリカ系アメリカ人によって発行された新聞・雑誌を再調査し、当時のアフリカ系アメリカ人がみずからの「人種」をどのようにとらえていたのか、また、彼らがどのようにアフリカおよびアフリカ人を認識し、言説化していたのか、分析・考察を行い、本研究課題の歴史的背景への理解を深めた。3)本研究の成果の一部として、論文「ハリウッド探検/冒険映画のイデオロギー的変容-『類猿人ターザン』のアフリカ」を執筆、公表した。また、さらなる成果の公表に向けて鋭意準備中である。4)本研究の成果の還元として、19201930年代のアフリカ系アメリカ人によるハリウッド映画の受容に関する講義を18年度に信州大学人文学部の授業として展開する予定である。
若年層におけるdating violenceの予防教育推進のための要因に関する研究

1研究目的本研究は、異性と付き合っている若者間の暴力(dating violence)の実態の把握やdating violenceに関する事項について,若年層の若者がどのように捉えているかについて明らかにすることで,今後のDV予防教育を効果的に進める要因について探ることを目的とした。2研究方法大学生255名(男子116名,女子139名)を対象に,DVやdating violenceの実態に関する質問紙を作成し実施した。また,上杉喬(1979)が提唱した感情イメージ調査法に基づき,DVやdating violenceに関連する10個の対象語(恋愛,結婚,デート,支配,セックス,無視,束縛,服従,暴力,対等)と8つの感情語(喜,望,愛,驚,悲,恐,怒,嫌)を対提示する「dating violenceイメージ調査票」を作成し実施した。調査票では,対象語と感情語のそれぞれをイメージさせ、両者がどのくらいピッタリするかを5段階で評価してもらった。10対象語ごとに,8感情の因子分析から抽出された第1因子(快-不快感情)の因子負荷量を重みづけとした8感情の合成得点である「感情価」を算出し,10対象語間におけるピアソンの積率相関係数を求め,対象語間の関連性について検討した。3研究成果10対象語ごとの感情価を基に,主因子法による因子分析した結果,固有値1.0以上を基準として2因子が抽出され,回転バリマックス解により「他者コントロール」(支配,服従,束縛,暴力,無視)と「親密さ」(対等,デート,恋愛,結婚,セックス)を反映する因子が得られた。因子間の関連性には,男女でその構造に差異が認められた。女性では、他者コントロール因子と親密さ因子には強い相関は無く,両者は独立した構造を示した。また,親密さに関する対象語では,対等が独立していることが特徴的だった。一方,男性では、他者コントロール因子と親密さ因子に強い負の相関があり,男性の方が,女性よりも暴力を通して相手をコントロールしやすい傾向にあると思われる構造が示唆された。特に,付き合い経験がある男性では,デートに対する感情イメージと暴力のそれとの間に強い負の相関があることが特徴的であった。以上のことから,一般的な若年層の男性において,潜在的に他者をコントロールすることと親密であることの関連性が強く,同様の特徴を有するDV加害者と一定の共通点を見出すことができた。従って,高校生や大学生等の若年層を対象に(特に男性),広くDV予防教育を実施する意義が確認された。
レーザーを駆使した単一細胞内反応場の構築と計測

1.顕微光散乱分光・イメージングシステムの開発と単一生細胞への応用フェムト秒白色光をプローブ光とした共焦点光散乱顕微システムを開発し、マウスNIH3T3細胞の3次元光散乱イメージングと分光を行った。細胞の構造を反映する3次元光散乱画像を得る一方、単一粒子レベルで細胞に添加した金ナノ粒子の分布と会合状態を明らかにした。またプローブである金ナノ粒子の光散乱スペクトルと形状吸着色素の相関を明らかにし、プラズモン-分子間の電子的相互作用の機構を検討した。2.フェムト秒レーザー照射による単一生細胞へのナノ粒子の導入と機能発現200nmの蛍光性高分子微粒子を添加したマウスNIH3T3細胞から20・・m離れた位置にフェムト秒パルスを照射すると、細胞は変形すると共に微粒子やDNAプラスミドのモデルとして蛍光分子をラベルしたデキストランが細胞内に導入されることを3次元蛍光イメージングで示し、新しい細胞外物質導入法として提案した。3.フェムト秒レーザー励起による細胞形態変化と蛍光イメージングEGFP修飾アクチンを導入した上記細胞内のアクチンストレスファイバー、細胞膜、葉状仮足、糸状仮足にフェムト秒パルスを照射し、その後の切断と再生の構造変化を顕微蛍光イメージングにより観察し、そのダイナミクスを明らかにした。集光したフェムト秒レーザーにより発生させた衝撃波を利用して、単一細胞の操作と局所反応の観察制御を可能とする新手法の開発を図っている。全反射照明蛍光顕微鏡、共焦点蛍光顕微鏡に高強度フェムト秒レーザーパルスを導入し、時間分解蛍光イメージングおよびスペクトル測定が可能な実験装置の構築を行った。作製した装置を使って、特に本年度は、衝撃波が単一細胞におよぼす影響を明らかにする第一歩として、衝撃波による細胞内アクチンフィラメントの構造変化とその後の再生挙動の観察を中心に研究を進めた。化学的遺伝子導入法により緑色蛍光蛋白質(EGFP)修飾したアクチンを発現させたマウスNIH3T3細胞を倒立顕微鏡下に配置し、細胞の横15μmの位置に集光したフェムト秒チタンサファイアレーザー(800nm,120fs,0.32μJ/pulse)により発生した衝撃波により誘起される細胞の構造変化を全反射照明による蛍光像観察により調べた。EGFPの蛍光像からレーザー照射前の細胞内ではアクチンフィラメントの繊維状の構造が確認された。その繊維状構造が衝撃波により細胞内の複数の箇所で分断され、その後1時間程度の時間をかけてもとのようなフィラメント構造に再生していく過程をリアルタイムで観察することに成功した。また、衝撃波で切断された直後には、切断部付近でのアクチンの凝集あるいはアクチンの合成が活発となることを示唆するデータを得た。またNIH3T3細胞の培養液に100nmサイズの金ナノ粒子を分散させ、単一細胞の近くに単一金ナノ粒子が存在していることを確認し、そのμm近傍にフェムト秒レーザーパルスを集光させるとある確率で金ナノ粒子が細胞内に導入できることを見いだした。本研究では顕微鏡技術とレーザー技術を用いて単一生細胞でおこる反応の新しい計測法の開発と、それを駆使した反応ダイナミクスの実時間・実空間解析を進めている。本年度は、数100nmの空間分解能を持ち、非発光物質でも計測可能な光散乱分光スペクトル測定・イメージングシステムなどの動的計測法の構築ならびにレーザー照射による細胞形態変化ダイナミクスの解析を行った。以下に主な成果を示す。1.単一細胞内反応計測のための顕微光散乱分光システムの開発フェムト秒白色光をプローブ光とした共焦点光散乱顕微分光・イメージングシステムを開発した。高分子フィルム中に分散させた単一金ナノ粒子(直径100nm)の測定からサブμmの空間分解能(平面方向が約300nm、光軸方向が約800nm)で広帯域(400800nm)レイリー散乱分光イメージングが可能であることを示した。本手法を用い、マウスNIH3T3細胞内部に取り込まれた金ナノ粒子(100nm)の三次元イメージと各ナノ粒子の光散乱スペクトルの同時取得に成功した。2.フェムト秒レーザー刺激による細胞形態変化と蛍光分光イメージング緑色蛍光タンパク質(EGFP)修飾

アクチンを発現させたマウスNIH3T3細胞を試料とし、細胞内のアクチンストレスファイバー、細胞皮膚、糸状仮足をフェムト秒レーザー照射し、その後の破壊と再生過程を顕微蛍光イメージングにより観察した。アクチンストレスファイバーの場合には切断後10秒以内に14μm収縮し、その後数10分から数時間かけて再生する様子を観察することに成功した。3.赤色光照射に伴う高度好塩菌の単一細菌内pH変化の測定(班内共同研究)1.フェムト秒レーザー誘起衝撃波による単一細胞へのナノ粒子導入マウスNIH3T3細胞から20μm離れた位置にフェムト秒パルスを照射すると細胞は変形するが生きている。次に200nmの蛍光性高分子微粒子を添加し同条件下でパルス励起し、細胞内に導入されることを3次元蛍光イメージングで示し、新しい方法論として提案した。2.フェムト秒レーザー直接照射による単一細胞へのDNAプラスミドの導入と発現DNAプラスミドのモデルとして蛍光分子をラベルしたデキストランを用い、レーザー照射による導入の条件を明らかにした。また緑色蛍光蛋白プラスミドを導入し、発現させることに成功した。後者の場合、細胞膜にのみ集光するだけではなく、核膜をも照射したときにのみ核外に発現を確認しており、その導入と発現のメカニズムについて調べた。3.単一金ナノ粒子プラズモン共鳴分光・イメージングと生体細胞への応用フェムト秒白色光をプローブ光として共焦点顕微システムを用い、マウスNIH3T3細胞の3次元光散乱イメージングと分光を行った。細胞のみの場合、細胞構造を反映した3次元光散乱画像のスペクトルには特徴あるピークは検出されなかった。金ナノ粒子を添加するとプラズモン共鳴バンドが見られ、単一粒子レベルで分布と会合状態を考察できるようになった。これとは別に、プローブである金ナノ粒子のスペクトルに及ぼす形状と吸着色素の影響を明らかにし、その機構を検討した。4.共同研究の成果としては笹木研(A01班)と単一微粒子分光の研究、佐々木研(A04班)とfsパルス誘起結晶化の研究、宮坂研(A04班)とフェムト秒多光子顕微鏡の開発と応用の研究が既に原著論文として発表印刷されている。
光干渉断層画像化法を応用した肺組織構築イメージングシステムの開発

本研究では、光干渉断層画像化法(オプティカル・コヒーレント・トモグラフィ:OCT)技術を応用し、無侵襲的に管腔組織構造と上皮細胞を画像解析できるイメージングシステムの開発を目的とした。平成25年度は、(1)超高速画像処理技術の開発、(2)マウス肺気管培養システムの確立、(3)肺組織イメージング解析を行った。(1)では、前年度までに用いた中心波長λ0=841.1 nmのSLD光源に代えて中心波長λ0=1300 nmのSLD光源を用いた結果、深さ方向14μm、横方向22μmのより高い分解能を得ることができた。さらに、このOCTシステムに高速演算可能なGPU(Graphics Processing Unit)を導入した結果、画像処理速度の著しい向上が可能となった。(2)では、前年度までに作製した専用培養皿とステンレスメッシュ製ウェルを用い、マウス胎仔(胎生11.5日)胚の培養を行った。その結果、従来よりも気管支の細分岐や上皮細胞の分化が正常に起こる3次元培養システムを確立することができた。(3)では、生後7、14、24日のマウスから採取した肺の組織イメージングを行った結果、気管支の分岐と上皮才能の繊毛運動をリアルタイムでイメージングすることができた。また、ブレオマイシン投与によって肺線維症を誘導した組織を観察した結果、病変部位と正常部位を輝度によって識別できる可能性が示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、光干渉断層画像化法(オプティカル・コヒーレント・トモグラフィ:OCT)技術を応用し、無侵襲的に管腔組織構造と上皮細胞を画像解析できるイメージングシステムの開発を目的としている。平成24年度は、(1)肺組織構造を画像化するためのOCTシステムの確立と、(2)3次元組織構築を目的としたマウス胎仔肺の器官培養システムの開発を行った。(1)では、OCTシステムにおいてSLD光源(中心波長λ0=841.1 nm、半値全幅Δλ=40.2 nm)から出射した光を水平ビニングにより1024画素でスペクトルを検出した結果、深さ方向7.8 μm、横方向21.4 μmの分解能を得ることができた。さらに、このOCTシステムに高速演算可能なGPU(Graphics Processing Unit)を導入しマウス肺組織のイメージングを試みた。その結果、肺組織内の管腔構造のイメージングが可能であることを明らかにするとともに、上皮細胞の繊毛運動のリアルタイムイメージングにも成功した。(2)では、肺の培養に特化した専用培養皿と独自に作成したステンレスメッシュ製ウェルを用い、マウス胎仔(胎生11.5日)胚の培養を試みた。その結果、気管支の分岐や上皮細胞の分化が正常に起こる3次元培養システムを確立することができた。本研究の第一年目では、肺の気管支の分岐状態や繊毛運動をリアルタイムでイメージングできるOCTシステムを確立することができた。また、マウス肺の成長をコントロールできる器官培養系を構築することに成功した。このように、本研究の2本柱である計測と培養系の基盤を確立することができたことから、本研究は順調に進んでいると判断される。平成25年度は、肺気管支の分岐と上皮細胞の分化を指標に、「正常」と「異常」の状態をリルタイムでイメージングできるOCTシステムを確立する。具体的に、以下の研究を重点的に行う。(1)高分解能OCTプローブと超高速画像処理技術の開発:肺管腔構造の高分解能イメージングのためGPUを応用した超高速画像処理技術を開発し、OCTのイメージング精度の向上を図る。

(2)肺上皮細胞のイメージング解析:器官培養したマウス肺と生体内の肺における管腔組織構造と上皮細胞の分化を組織学的に解析し、OCT画像データの信頼性を生物学的に評価する。最終的には、これまで不可能であった上皮管腔組織の構築過程と病態変化を「生きたままで」可視化できる新しい解析システムの確立を目的とする。
哺乳類の初期発生過程におけるヒストン変異体H2A.Zの機能解析

本研究は、進化的保存性が高く、多種多様な機能を有するヒストン変異体H2A.Zの、生体内における機能を明らかにすることを目的としている。近年、H2A.Zには2つのアイソフォーム、H2A.Z-1とH2A.Z-2がある事が報告された。そのため私は、H2A.Z-1およびZ-2ノックアウトマウス、およびニワトリDT-40細胞を作製し、これらの機能を個別に解析した。H2A.Z-1欠損マウス胎仔線維芽細胞、およびH2A.Z両アイソフォーム欠損ニワトリDT-40細胞を解析した結果、これら細胞は、細胞分裂時間が延長し、その染色体分配時に、遅延染色体(Chromosome lagging)や染色分体橋(Chromosome bridge)を生じ、また、多くの細胞において分裂終期は完遂せず、死滅することが分かった。さらに、これら細胞の染色体において、γH2A.Xが集積をすること、また、セントロメアが異所性に形成されることを見いだした。これら知見は、染色体が不安定な状態(Chromosome fragility)になっている事を示しており、H2A.Zが、細胞分裂時における染色体安定性に寄与している事を示唆している。細胞分裂におけるゲノムの分配機構の解明は、生物学における根本的な命題であり、クロマチンの主要構成分子であるヒストンがゲノム安定性に寄与する事を示唆する本知見には、大変重要な意義がある。私はH2A.Z-1およびZ-2条件的欠損マウス、およびニワトリDT-40細胞を用いた解析により、脊椎動物において、H2A.Zは細胞分裂におけるゲノム安定性に寄与する事を突き止めた。本研究は、進化的保存性が高く、多種多様な機能を有するヒストン変異体H2A.Zの、哺乳動物初期発生過程における役割を明らかにすることを目的としている。脊椎動物において、H2A.Zには遺伝子座の異なる2つのアイソフォームH2A.Z-1とZ-2の存在が報告されている。H2A.Z-1遺伝子欠損マウスは、胎生初期で死亡する事が既に報告されており、発生に必須のヒストン変異体であることが示唆されるが、H2A.Z-2に関する知見は少ない。私は、H2A.Z-1およびZ-2の条件的欠損マウスを作製、解析し、H2A.Z-2は、哺乳動物の発生において大きな役割を担っておらず、H2A.Z-1のみがその役割を担っている事を明らかにした。続いて私は、H2A.Z-1のマウス胚発生における役割を解析するために、H2A.Z-1条件的欠損マウス胚からES細胞、および胎仔線維芽細胞を作製し、解析を行った。その結果、H2A.Z-1欠損ES細胞は、その形態や細胞分裂に大きな異常を示さなかったのに対して、Z-1欠損胎仔線維芽細胞は染色体分配異常を引き起こして分裂を停止する事が分かった。この事は、未分化細胞の分化前後において、H2A.Z-1が何らかの役割を持っている可能性を示唆している。未分化な細胞が分化する際に、遺伝子の発現パターンは大きく変化するが、その変化を規定しているエピジェネティックなメカニズムに関しては未だに未解明な部分も多く存在している。これらのメカニズムが解明されれば、分化細胞のiPS化をより効率的に行えるようになる他、それらiPS細胞の分化に方向性を持たせる事で、ある特定の細胞、組織のみを再生できるようになり、生物学的、医学的に大きな意義がある。当研究成果は、H2A.Z-1が、細胞分化過程でのクロマチン構造の変化に関わっている可能性を示唆するものであり、重要な知見である。私はH2A.Z-1およびZ-2条件的欠損マウスを作製、解析し、H2A.Z-1のみがマウス発生に重要であることを突き止めた。またH2A.Z-1条件的欠損ES細胞や胎仔線維芽細胞を用いた解析により、H2A.Z-1が細胞分化前後でその機能を変化させる事を見いだした。

私はH2A.Z-1およびZ-2条件的欠損マウス、およびニワトリDT-40細胞を用いた解析により、脊椎動物において、H2A.Zは細胞分裂におけるゲノム安定性に寄与する事を突き止めた。私は今後、H2A.Z-1欠損ES細胞と胎仔線維芽細胞を用いて、遺伝子発現解析を行い、またクロマチン構成タンパク質の局在の変化を免疫染色で観察することにより、これら2つの細胞において、H2A.Z-1の機能がどのように異なるのかを解析したい。また、H2A.Z-1欠損ES細胞を用いて分化誘導実験を行い、細胞分化マーカーの解析や、免疫染色により、H2A.Z-1の細胞分化における役割について解析を行いたい。