hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
長鎖非翻訳RNAによるがん細胞内エピゲノム情報の制御

研究を進めていく過程で、RBP1はTUG1との相互作用が報告のない新規のタンパク質で、その阻害ががん細胞の形質に少なからず影響を与えることから特に焦点を絞った。TUG1とRBP1の相互作用は詳細に解析が進んでいる。またRBP1のTUG1に対する細胞内動態への影響も解析を開始しており、研究成果はほぼ予定どおり得られていると考える。一方で【Aim 2】RNAメチル化修飾(m6A)に関わるタンパク質の解析、および【Aim 3】TUG1のm6Aメチル化修飾およびその生物学的意義については、来年度以降に解析を予定する。がん細胞が環境に応じて変化する際に、細胞を制御する機構としてエピジェネティクスの関与は疑いがないが、どのようにエピゲノムが調節されるのかについては必ずしも理解が進んでいない。近年エピゲノム調節分子として長鎖非翻訳RNA(lncRNA)が注目されている。我々はこれまで細胞外シグナルで誘導されるlncRNA(TUG1)と、TUG1によるエピゲノム制御について明らかにしてきた。本研究では研究結果をさらに発展させ、1TUG1と相互作用するタンパク質によるエピゲノム調節、2RNAメチル化修飾(m6A)に関わるタンパク質、3TUG1のm6Aメチル化修飾およびその生物学的意義、について解析することを目的とする。lncRNAによるエピゲノムネットワーク調節およびその分子機序を明らかにすることは、がん細胞の動態制御の解明のみならず新たな治療標的の探索につながる。今年度はがん細胞のみならず正常細胞におけるTUG1の機能を明らかにするためTUG1ノックアウトマウス(TUG1 KO)を樹立した。TUG1 KOマウスの発生過程を解析した結果、TUG1はDNA複製過程においてその調節に重要な働きをしており、特に組織幹細胞の維持に必要である可能性を見出した。これまでの解析からTUG1のがん幹細胞での重要性を報告してきたが、正常細胞でも幹細胞性の維持に必要であると考えられた。一方、TUG1 KOマウスは約70%が胎生致死をきたすが、胎生致死に至らず出生したマウスは、成体では明らかな表現型を示さなかった。さらにがん細胞においてTUG1の合成・分解、TUG1の細胞内局在、TUG1結合タンパク質との相互作用、がん細胞のみならず正常細胞に与える影響について明らかにすることができた。本研究の目的は、がん細胞が環境に応じて変化する際に、どのようにエピゲノムを調節するのかについてlncRNAのひとつであるTUG1に注目し、TUG1と相互作用するタンパク質によるエピゲノム調節、TUG1におけるm6Aメチル化修飾の制御法およびその生物学的意義、について解析することである。今年度はm6Aメチル化修飾について、一分子での検出を目指しナノポア技術を用いた解析法の確立のための準備を行った。またTUG1 KOマウスの樹立に成功し、予測外の機能を発見した。
定量PCRによる造血幹細胞移植に伴う播種性アデノウイルス感染症の早期診断

非血縁者間骨髄移植(UBMT)後、出血性膀胱炎から腎不全・多臓器不全で亡くなった症例を経験した。この例の血液・尿を用い、後方視的にReal-time PCRによりアデノウイルス(AdV) DNAを定量したところ、尿中AdV DNA増加ののち血中AdV DNAの増加がみられ、病勢とAdV DNA量が相関していた。この例は重度の急性GVHDを伴っており、それに対するステロイドパルス療法がAdV感染増悪の誘引と考えられた。また、多臓器不全、特に閉塞性肝障害を伴ったが、GVHDによる肝障害との鑑別は臨床上困難であった。呼吸不全を伴う重症肺炎に合併した血球貧食症候群の患者を経験した。血清抗体価では病原体を確定できなかったが、肺生検組織を用いたAdV DNA定量により、AdV肺炎と確定し得た。7人の造血幹細胞移植患者の血中・尿中のAdV DNA量を後方視的に経時的に定量した。AdV DNA定量により、このうち3人を播種性AdV感染症と確定診断し得た。これらの患者はいずれも、移植後1-2週で尿中AdV DNAが陽性となり、4-6週で血中ウイルス量10^5コピー/ml以上となった。移植前に血中AdV DNAを定量できた5人の患者のうち2人が10^3コピー/ml以上を示したが、この2人はいずれもその後播種性感染を引き起こした。UBMTを受けた患者が重度の下痢と発熱をきたした。便のAdV迅速検査では抗原陽性にでたが、従来用いていたPCR並びに定量PCRのプライマーではAdV DNAを検出できなかった。AdV7型特異的プライマーを用いたPCRでは陽性であり、PCR産物のDNA配列がAdV hexon/fiber遺伝子に近似したことよりAdV感染と確定した。これにより検出されたAdVは9箇所の塩基置換が生じており、このため従来のプライマーでは検出できなかったと考えられた。以上より、尿中と血中のAdV DNA定量は播種性AdV感染症の早期診断に有用であり、移植前に血中AdV陽性例や、移植後尿中AdVが陽性となった例は播種性AdV感染症の高危険群である。また、血液・尿以外でも組織を用いた定量PCRで、AdV肺炎などの確定診断が可能である。しかし、AdVは変異を生じることが多く、AdV感染症であってもPCRによってAdVを検出できないこともあり、PCR診断には注意を要する。非血縁者間骨髄移植後、出血性膀胱炎から腎不全・多臓器不全で亡くなった症例を経験した。この例の血液・尿を用い、後方視的にReal-time PCRによりアデノウイルスDNA定量したところ、尿中アデノウイルス量増加ののち血中アデノウイルス量の増加がみられ、病勢とアデノウイルスDNA量が相関していることが明らかとなった。この例は重度の急性GVHDを伴っており、それに対してステロイドパルス療法を用いたが、その後アデノウイルスDNA量の増加を認めた。また、多臓器不全として閉塞性肝障害を伴ったが、GVHDによる肝障害との鑑別は臨床上困難であった。

呼吸不全を伴う重症肺炎に合併した血球貪食症候群の患者を経験した。血清抗体価では病原体を確定できなかったが、肺生検組織を用いたアデノウイルスDNA定量により、アデノウイルス肺炎と確定し得た。7人の造血幹細胞移植患者の血中・尿中のアデノウイルスDNA量を後方視的に経時的に定量した。ウイルス定量により、このうち3人が播種性アデノウイルス感染症と確定診断し得た。これらの患者はいずれも、移植後1-2週で尿中アデノウイルスDNAが陽性となり、4-6週で血中ウイルス量10^5コピー/ml以上となった。移植前に血中アデノウイルスDNAを定量できた5人の患者のうち2人が10^3コピー/ml以上を示したが、この2人はいずれもその後播種性感染を引き起こした。以上より、尿中と血中のアデノウイルスDNA定量は播種性アデノウイルス感染症の早期診断に有用であり、移植前の血中アデノウイルス陽性例や、尿中アデノウイルスが陽性となった例は播種性アデノウイルス感染症の高危険群であることが明らかになった。また、血液・尿以外でも組織を用いた定量PCRで、アデノウイルス肺炎などの確定診断が可能であることが明らかとなった。非血縁者間骨髄移植後、出血性膀胱炎から腎不全・多臓器不全で亡くなった症例を経験した。この例の血液・尿を用い、後方視的にReal-time PCRによりアデノウイルス(AdV) DNA定量したところ、尿中AdV DNA量増加ののち血中AdV DNA量の増加がみられ、病勢とAdV DNA量が相関していることが明らかとなった。この例は重度の急性GVHDを伴っており、それに対して用いたステロイドパルス療法がAdV感染増悪の誘引になった可能性があった。また、多臓器不全として閉塞性肝障害を伴ったが、GVHDによる肝障害との鑑別は臨床上困難であった。呼吸不全を伴う重症肺炎に合併した血球貧食症候群の患者を経験した。血清抗体価では病原体を確定できなかったが、肺生検組織を用いたAdV DNA定量により、AdV肺炎と確定し得た。7人の造血幹細胞移植患者の血中・尿中のAdV DNA量を後方視的に経時的に定量した。ウイルス定量により、このうち3人が播種性AdV感染症と確定診断し得た。これらの患者はいずれも、移植後1-2週で尿中AdV DNAが陽性となり、4-6週で血中ウイルス量10^5コピー/ml以上となった。移植前に血中AdV DNAを定量できた5人の患者のうち2人が10^3コピー/ml以上を示したが、この2人はいずれもその後播種性感染を引き起こした。AdV抗原が陽性となった移植後播種性AdV感染症の患者において、AdV定量PCRを試みたが検出できず、AdV7型特異的プライマーではPCR陽性であった。AdV DNA定量は播種性アデノウイルス感染症の早期診断に有用であるが、AdVは変異が多くプライマーの種類によってはAdV感染症であっても陽性に出ないことがあり、PCR診断には注意を要する。骨髄異形成症候群の患者に対し、HLA6/6一致の非血縁者から骨髄移植を行ったところ、重度の急性移植片対宿主反応(aGVHD)(GradeIII、皮膚Satge3、肝臓Stage2、腸管Stage3)とThrombotic microangiopathy(TMA)を発症した。
脳動脈瘤形成時におけるTGF-βの役割の解明と新しい脳動脈瘤治療法

細胞増殖・分化の制御、細胞死に関与するサイトカインの一種であるTransforminggrowthfactor-beta(TGF-b)は大動脈瘤の進展および破裂に深く関与し、新たな治療のターゲットとして期待されているが、詳細な役割は不明である。そこで脳動脈瘤におけるTGF-bによる薬物療法の可能性を検討した。脳動脈瘤血管壁でも発現の増加がみられ、薬物治療群ではさらに増加し、血管障害に対して生体防御反応的に発現誘導されると考えられた。発現誘導の機序についてさらに検討を要する。近年、無症候性未破裂脳動脈瘤の発見が増加しており、未破裂脳動脈瘤の増大・破裂予防のために新たな侵襲が少ない薬物治療の開発が急がれている。本研究では、細胞増殖・分化の制御、細胞死に関与するサイトカインの一種であるTransforming growthfactor-beta(TGF-β)に着目し、脳動脈瘤の薬物療法の分子標的としての可能性を検討するために本研究を行った。TGF-βは大動脈瘤の進展および破裂に深く関与していることが報告され、新たな大動脈瘤治療のターゲットとして期待されている。TGF-βの動脈壁に対する作用は、炎症性細胞の誘導抑制、平滑筋細胞の増殖分化、アポトーシスの誘導、コラーゲン、エラスチン等の細胞外器質産生促進など多岐に渡る。そのためTGF-βが大動脈瘤壁に対し修復的に作用するか破壊的に作用するかは不明である。脳動脈瘤に関してもヒトの脳動脈瘤壁を用いた遺伝子および免疫組織学的解析により、TGF-βの発現が家族性脳動脈瘤の発生や脳動脈瘤の破裂と関連する可能性が示唆されている。しかしTGF-βが脳動脈瘤壁に対し修復的に作用するのか破壊的に作用するのかを説明するには不十分である。申請者は新規マウス脳動脈瘤モデルを用い、TGF-βシグナルの下流にあるmatrix metalloproteinases(MMPs)が脳動脈瘤形成に深く関与することを明らかにしている。また大動脈瘤の基礎研究において、マウス大動脈瘤モデルにTGF-β中和抗体及びTGF-βレセプター(ALK5)阻害薬を全身投与し、TGF-β活性を抑制することにより大動脈瘤の発生及び破裂率が増加することを認め、大動脈ではTGF-β活性化が動脈瘤形成に抑制的に働くと考えられた。一方、ラットを用いた脳動脈瘤モデルにおいてTGF-βの遺伝子発現が脳動脈瘤形成の増大と共に上昇しており、今後この上昇が血管保護的か否かについて動脈瘤形成抑制作用が期待される薬物を用いて有効性との関連で明らかにする予定である。本研究では、細胞増殖・分化の制御、細胞死に関与するサイトカインの一種であるTransforming growthfactor-beta (TGF-β)に着目し、脳動脈瘤の薬物療法の分子標的としての可能性を検討するために本研究を行った。昨年度までに、新規マウス脳動脈瘤モデルを用い、TGF-βシグナルの下流にあるmatrix metalloproteinases (MMPs)が脳動脈瘤形成に深く関与することを明らかにしている。また大動脈瘤の基礎研究において、マウス大動脈瘤モデルにTGF-β中和抗体及びTGF-βレセプター(ALK5)阻害薬を全身投与し、TGF-β活性を抑制することにより大動脈癌の発生及び破裂率が増加することを認め、大動脈ではTGF-β活性化が動脈瘤形成に抑制的に働くと考えられた。一方、ラットを用いた脳動脈瘤モデルにおいてTGF-βの遺伝子発現が脳動脈瘤形成の増大と共に上昇していた。本年度は、この上昇が血管保護的か否かについて動脈瘤形成抑制作用が期待される薬物を用いて有効性との関連を調べ、(1)動脈瘤形成頻度は時間経過とともに増加、(2)オルメサルタン投与によりこの頻度は有意に低下、(3)動脈瘤発生頻度の増加に伴い、TGFβおよび炎症性マーカーであるTNFαがともに増加、一方、olmesartan投与群では溶媒投与群に較べてTGFβはさらに増加したが、逆にTNFαは有意に低下した。これらの結果からTGFβは脳動脈瘤壁においても血管保護的に作用している可能性が示唆された。当初の研究計画以上の成果が得られ、現在著名な英文誌に投稿予定で、論文を作成中である。
ミクロデータに基づく科学への投資の効率性と妥当性の検証

政府による科学への投資の効率性に関しては、既に科学論文の論文数や被引用数をアウトプット指標とする観点から分析が多数行われているが、本研究では先行研究とは異なり「科学論文の多様性」をアウトプット指標とする分析を行っている。平成30年度については、J-GlobalとScopus、科学技術研究調査などのデータをメソ/ミクロレベルで接続し分析した結果、日本の大学は全般的にみて組織内多様性(α-diversity)が増加しているが、組織間多様性(β-diversity)が減少しており、緊縮財政の下で予算を増やさずに国全体での多様性を確保するためには、β-diversityの拡大(すなわち大学の個性化)が有効であることを示唆した。また、科研費で行われている分野別の研究費配分のように、研究者数(申請数)に応じて研究費が配分される状態が繰り返されると、結果的に特定の分野への集中が生じ、多様性の一指標であるbalanceが悪化することを示唆した。そして、これらの問題の解決に向けたポリシー・インプリケーションとして、研究費のソースとして国のmission-oriented補助金と企業由来の外部資金の割合を増加させ、なおかつ補助金募集分野の運用が固定化されないようにmission-oriented補助金の運用を設計することが有用であるかもしれないという考察を行った。さらに、大学以外のメソレベル(組織単位)での政府の研究開発支援の効果を分析するため、経済産業省の中小企業R&D支援プログラム(インプット)と売り上げや生産性などのアウトプットの関係を分析するための詳細データ(工業統計)の利用を申請し、データベースの整備を行った。大学セクターについては、アウトプット側のデータ基盤として論文データのJ-Global、インプット側のデータ基盤として、総務省の科学技術研究調査の個票データ(統計法に基づく2次利用申請済み)を利用し、予定より迅速に分析を行うことができた。産業セクターについては、インプット側のデータとして経済産業省のサポーティングインダストリーの認定及び補助金交付データ、アウトプット側のデータとして工業統計(統計法に基づく2次利用申請済み)の利用環境を整えることができた。これらのデータを用いて既にいくつかの予備的分析を実施し、論文発表を行っている。平成31年度については、産業セクターの分析を進める予定である。経済産業省の中小企業支援政策の効果について、予備的に行った特許の出願をアウトプット指標とする分析に加えて、売り上げや生産性をアウトプットとする分析をプロペンシティスコア・マッチングなどの手法を用いながら行い、分析結果を統合的に解釈する。平成29年度は、科学技術振興機構が運営するJ-GLOBAL(科学技術総合リンクセンター)データベースと、World Development Indicators (The World Bank, 2017)を接続して、マクロレベル(国レベル)での研究費の額(インプット)と科学論文の多様性(アウトプット)の関係を分析した。この結果、科学論文の多様性決定メカニズムは、インプットのスケールにより異なることが示唆された。さらに、メソレベル(組織単位)での政府の研究開発支援の効果を分析するため、経済産業省の中小企業R&D支援プログラム(インプット)と特許出願(アウトプット)の関係を分析した。この結果、補助金そのもののインパクトはさほど大きくないものの、中小企業が補助金プログラムへの申請を準備する段階で受ける他機関とのリンケージ構築の支援などの効果が高いことが示唆された。なお、当初予定していた内閣府所管のe-Rad(府省共通研究開発管理システム)のデータに関しては、いくつかの利用形態について利用可能性を打診したが、結果的に全て協力は得られなかったため、e-Radは本研究では利用しないこととした。アウトプット側のデータ基盤として予定していたJ-Globalに関しては、予定より迅速に利用環境を整えることができた。インプット側のデータ基盤として予定していたe-Radに関しては、所管省庁の協力が得られないため利用するに至っていないが、代替として総務省の科学技術研究調査の個票データ(統計法に基づく2次利用申請済み)や、経済産業省のサポーティングインダストリーの認定及び補助金交付データの利用環境を整えることができた。また、これらのデータを用いて既にいくつかの予備的分析を実施し、論文発表を行っている。そして、これらの問題の解決に向けたポリシー・インプリケーションとして、研究費のソースとして国のmission-oriented補助金と企業由来の外部資金の割合を増加させ、なおかつ

補助金募集分野の運用が固定化されないようにmission-oriented補助金の運用を設計することが有用であるかもしれないという考察を行った。さらに、大学以外のメソレベル(組織単位)での政府の研究開発支援の効果を分析するため、経済産業省の中小企業R&D支援プログラム(インプット)と売り上げや生産性などのアウトプットの関係を分析するための詳細データ(工業統計)の利用を申請し、データベースの整備を行った。大学セクターについては、アウトプット側のデータ基盤として論文データのJ-Global、インプット側のデータ基盤として、総務省の科学技術研究調査の個票データ(統計法に基づく2次利用申請済み)を利用し、予定より迅速に分析を行うことができた。産業セクターについては、インプット側のデータとして経済産業省のサポーティングインダストリーの認定及び補助金交付データ、アウトプット側のデータとして工業統計(統計法に基づく2次利用申請済み)の利用環境を整えることができた。これらのデータを用いて既にいくつかの予備的分析を実施し、論文発表を行っている。平成30年度については、J-GlobalとScopus、科学技術研究調査などのデータをメソ/ミクロレベルで接続し、さらに分析を進める予定である。また、多様性の指標として用いているリッチネス(種別数)とバランス(集中度)に加えて、パリティ(相違度)指標の構築と利用方法の検討を行う。平成31年度については、産業セクターの分析を進める予定である。経済産業省の中小企業支援政策の効果について、予備的に行った特許の出願をアウトプット指標とする分析に加えて、売り上げや生産性をアウトプットとする分析をプロペンシティスコア・マッチングなどの手法を用いながら行い、分析結果を統合的に解釈する。平成29年度に購入を予定していたSCOPUS Customized data一式(エルゼビア社)は、本学が文部科学省からの受託事業として実施しているSCIREXセンターのデータ整備事業の一環として、相当するデータが学内で利用可能となる可能性があるため、本プロジェクトとしての購入を見合わせた。平成30年以降にSCOPUSデータが実際に利用可能となるかどうかを見極めて、改めて利用計画を策定する予定である。平成29年度に購入を予定していたSCOPUS Customized data一式(エルゼビア社)は、本学が文部科学省からの受託事業として実施しているSCIREXセンターのデータ整備事業の一環として、相当するデータが学内で利用可能となる可能性があるため、本プロジェクトとしての購入を見合わせている。平成31年以降に引き続きSCOPUSデータが利用可能かどうかを見極めて、執行を判断する予定である。
サリンおよびサリン合成時の副生成物による長期的人体影響に関する研究

1.バイオロジカル・モニタリングの研究4名の患者の尿検体が被曝から約3週間に渡って採取したものが保存してあるのでそれについてサリン及びその合成時の副生成物の代謝物を測定して被曝の実態を解明した。多数の副生成物に被曝されていると思われる。さらにサリン代謝産物の一つメチルホスホン酸は、これが全てサリンに由来するとなると致死量を大幅に越えていたのであるが、我々が取り扱った患者4名の中1名は被曝後1年で死亡したが残り3名は2002年3月に至るも1名も死亡していない。その上このメチルホスホン酸値は症状が重症な程、尿中総排泄量が少なかった(Hui and Minami, Clin.Chim.Acta 2000,302:171-188.)。2.サリン被曝に依る中枢および自律神経系への影響1998年に当時、被曝者の救命救急に携わった消防士及び警察官にたいしてケース・コントロール研究を被曝者56名、対照者52名について行った。其の結果、数値の逆読みテストが被曝者群で点数が低かった。しかし、この結果は所謂PTSDの症状を持っこととは無関係であった。またBenton visual retentiontestも被曝者群で点数が低くかった。これらは記憶の機能の慢性的な低下を示唆するものである。(Environ.Hlth Perspect.2001;1169-1173.)3.現在進行中の研究i)サリン及び其の合成時の副生成物への被曝者の尿中8-ハイドロキシデオキシグアノシン(8-OHDG)の測定は1つの発癌のリスク評価となるが現在迅速に多数の検体を測定する方法を検討中である。ii)有機リンを代謝する酵素の一つパラオキソナーゼの従来から知られている酵素以外に至適pH6.5を持つ新しい酵素を発見した。これについても詳細を検討中である。1.バイオロジカル・モニタリングの研究i)患者の尿検体が被曝から約3週間に渡って採取したものが保存してあるのでそれについてサリン及びその合成時の副生成物の代謝物を測定して被曝の実態を解明した。多数の副生成物に被曝されていると思われる(Hui and Minami,Clin.Chim.Acta 2000;302:171-188.)。ii)サリンの安定化剤としてジエチル・アニリンもサリンを入れた袋の中に入っていたという事が報道から判明したが、これが人体内に吸収されているか否かを検討しなければならない。何故なら既に我々が報告したように被曝者に遺伝毒性を示唆する変化が、認められたが、これはジエチル・アニリンの被曝によるのか、サリン合成時の副生成物のDIMPなどに依るのか判然としないからである。しかしジエチル・アニリンがどの様なものに人体内で代謝されるかも解っていないので、その主な代謝経路を先ず動物実験であきらかにしたいと考える(現在進行中)。2.サリンの副生成物によるSCE頻度上昇のメカニスムの研究(李、稲垣)i)サリン被曝後年余を経ているが被曝者にまだSCEが認められるか否かを約50名の被曝者と約50名の対象者に付いて検索中である。ii)ジエチル・アニリンのin vitroでのSCEの頻度の上昇の誘導は既に報告した。これがin vitroでも起るか否かを動物実験的に検索しつつある。。iii)

SCEの頻度を増加させるジエチル・アニリン代謝物質の同定、これまでにin vitroの実験においてジエチル・アニリンにS9ミックスを加えると加えない場合に比べてSCEの頻度が約5倍に増加した。これはS9ミックスによるジエチル・アニリンの代謝が起こりその代謝物がSCEの頻度を増加させたと考えられる。この代謝物をHPLCやそれに付属するダイオード・アレー分光光度計を用いて確定したいと考える。1.バイオロジカル・モニタリングの研究患者の尿検体が被曝から約3週間に渡って採取したものが保存してあるのでそれについてサリン及びその合成時の副生成物の代謝物を測定して被曝の実態を解明した。多数の副生成物に被曝されていると思われる(Hui and Minami,Clin.Chim.Acta 2000;302:171-188.)。2.サリン被曝に依る中枢および自律神経系への影響(李、稲垣)i)1998年に当時、被曝者の救命救急に携わった消防士及び警察官にたいしてケース・コントロール研究を被曝者56名、対照者52名について行った。其の結果数値の逆読みテストが被曝者群で点数が低かった。しかし、この結果は所謂PTSDの症状を持つこととは無関係であった。またBenton visual retentiontestも被曝者群で点数が低くかった。これらは記憶の機能の慢性的な低下を示唆するものである。
時計遺伝子の機能:視交叉上核培養系における検討

本研究では、視交叉上核神経細胞のサーカディアンリズムを指標に、個々の時計遺伝子や候補遺伝子の機能を明らかにすることを目的として、自家繁殖したWistar系ラットおよびリズム変異マウスClockを用い、以下の実験を行った。(1)単一視交叉上核細胞レベルでのBMAL1遺伝子機能の検討マルチチャンネル細胞外記録システムを用いて新生仔視交叉上核の分散培養を行い、単一神経細胞の自発発火リズムを連側測定し、安定したサーカディアン周期のリズムを発振する時計細胞において、その様々な位相に時計遺伝子BMAL1、Per1のアンチセンスを投与し、その後の周期変化、位相変位を解析した。BMAL1アンチセンス投与では、個々の視交叉上核細胞においてリズム位相依存性の位相変位を確認した。アンチセンス効果は、免疫組織学的検索可能な抗体が作成できず、in situ hybridizationによるmRNA発現レベルでの判定に止まった。この結果、BMAL1遺伝子がリズム発振に必須の遺伝子であることが単一視交叉上核神経レベルで明らかとなった。使用したPer1アンチセンスは、in situ hybridizationにて遺伝子発現が抑制されなかったため、効果判定を行わなかった。(2)Clock変異が視交叉上核神経細胞に及ぼす影響Clock変異マウスの視交叉上核をマルチ電極上でスライス培養し、神経活動リズムを測定解析した。その結果、単一視交叉上核神経細胞の活動リズム周期は、Clock変異マウスで27.2時間、ヘテロで24.8時間、野生型では23.5時間であり、行動リズムの周期とほぼ一致した。また、神経活動リズムの振幅、リズムを示す神経の割合には野生型とClockマウスとの間に有意差がみられなかった。以上の結果、時計遺伝子Clockの変異は視交叉上核神経細胞活動のサーカディアン周期を延長させるが、リズム発振には影響しないことが分かった。本研究は、単一視交叉上核神経細胞のサーカディアンリズムを指標に、個々の時計遺伝子や候補遺伝子の機能を明らかにすることを目的として行われた。このため、マルチ電極ディシュ上に視交叉上核細胞を培養し、単一神経細胞から数週間に渡り自発発火リズム測定するという技術を駆使し、アンチセンスや抗体の投与、転写抑制や蛋白合成の阻害が個々のリズム位相にどのように影響するかを検討した。1.培養視交叉上核におけるサーカディアンリズムと時計遺伝子の発現新生ラット視交叉上核の分散培養及びスライス培養を行い、マルチチャネル細胞外記録システムを用いて単一神経細胞の発火頻度のリズムを解析した。自発発火を示すニューロンの約80%が、その発火頻度に連続5日以上の有意のサーカディアン周期をもつリズムを示した。RT-PCR法により培養視交叉上核神経細胞が時計遺伝子BMAL1を発現しているかどうかを検討した。PCR産物のシーケンスの結果、培養視交叉上核細胞はBMAL1遺伝子を発現していることが明らかとなった。2.単一視交叉上核神経細胞のリズム発現と時計遺伝子BMAL1機能発火頻度に安定したサーカディアンリズムを示している培養交叉上核神経細胞にBMAL1のアンチセンスオリゴヌクレオチドおよびその対照としてスクランブルオリゴヌクレオチドを投与し、その後のリズムの周期および位相に及ぼす影響を検討した。投与量は10μMと5μMの2段階を比較し、投与時間は6時間とした。また、10μMについては12時間投与も行った。その結果、アンチセンスは神経活動リズムの位相依存性に、用量依存性及び投与時間依存性にリズム位相を変位させることが明らかとなった。

本研究では、視交叉上核神経細胞のサーカディアンリズムを指標に、個々の時計遺伝子や候補遺伝子の機能を明らかにすることを目的として、自家繁殖したWistar系ラットおよびリズム変異マウスClockを用い、以下の実験を行った。(1)アンセンスによる時計遺伝子機能の検討マルチチャンネル細胞外記録システムを用いて新生仔視交叉上核の分散培養を行い、単一神経細胞の自発発火リズムを連側測定し、安定したサーカディアン周期のリズムを発振する時計細胞において、その様々な位相に時計遺伝子BMAL1のアンチセンス10μMを6時間投与し、その後の周期変化、位相変位を解析した。その結果、個々の視交叉上核細胞においてリズム位相依存性の位相変位を確認した。アンチセンス効果は、免疫組織学的検索可能な高感度の抗体が作成できず、in situ hybridizationによるmRNA発現レベルでの判定に止まった。この結果、BMAL1遺伝子がリズム発振に必須の遺伝子であることが単一視交叉上核神経レベルで明らかとなった。(2) Clock変異マウスの視交叉上核神経細胞活動リズムClock変異マウスの視交叉上核をマルチ電極上でスライス培養し、神経活動リズムを長期にわたり測定解析した。その結果、単一視交叉上核神経細胞の活動リズムの平均周期は、ホモ接合マウスで27.2時間、へテロ接合で24.8時間、野生型では23.5時間であり、行動リズムの周期とほぼ一致した。また、神経活動リズムの振幅、リズムを示す神経の割合には野生型とClockマウスとの間に有意差がみられなかった。Clockマウスの行動リズムは連続暗で無周期を呈するのに対し、単一神経レベルでは安定したリズムが出現することが明らかとなり、時計遺伝子Clockの変異は視交叉上核レベルではサーカディアン周期を延長させ、行動リズムの無周期はリズム出力の障害であることが分かった。
虚血耐性・冬眠・老化予防関連チロシン残基リン酸化蛋白質の同定

本年度までに、ラット局所脳虚血モデルを用いて、脳神経における"虚血耐性ischemictolerance"現象獲得に関与すると思われる遺伝子発現のスクリーニングを実施した。1.内頚動脈頂点をナイロン糸で作成した塞栓子で一時的に閉塞し、中大脳動脈領域に限局した虚血侵聾を再現性良く作成した。大脳半球に部分的梗塞巣が形成され、残存部にはより強い虚血侵襲に対して抵抗性を獲得する"虚血耐性"現象が獲得される。この脳組織の虚血24時間後における遺伝子発現をサブトラクションPCR法によりプラスミドライブラリーを作成し検討した。2.1050クローンをリバース・ノザン解析により一次検定し、111クローンをダイターミネーター法で塩基配列を調べ、ホモロジー解析後、poly(A)RNA・ノザン解析による2次検定を行い、最終的に48クローンを真陽性と確定した。4.これらの遺伝子群は、いわゆるストレス蛋白質、シナプス機能調節蛋白質、増殖分化に関与する蛋白質をコードするものである。局所脳虚血のみならず前脳虚血やてんかんなどの虚血耐性を誘導しうる侵襲後の脳に再現性良く発現した。このような遺伝子発現スクリーニングの結果を踏まえて、各蛋白質レベルでのチロシン残基リン酸化を評価すべく、アミノ酸リン酸化解析や抗リン酸化チロシン抗体アフィニティカラムを用いたスクリーング作業を継続したい。また、本研究の最終目標は、冬眠における虚血・低温・飢餓状態における生体の耐性現象獲得や生存の分子機序解明である。冬眠の誘導と維持における分子機序解明は、宇宙開発・惑星間移動のみならず、極端な地球気象環境の変化に対する人類の適応のため必要であると考える。本研究は虚血負荷時および冬眠導入維持期に特異的にチロシン残基がリン酸化される脳内蛋白質を同定し、脳梗塞治療、人工冬眠導入・維持、不老長寿のための創薬シーズになることを目的とする。本年度は、暖冬のため国内の冬眠ジリスの入手が困難で、同時に北アメリカからの急遽購入が困難であったため、年来入手可能な砂ネズミの一過性前脳虚血モデルを用いた虚血耐性現象の誘導を再現性良く作成するプロジェクトに変更した。成熟雄性砂ネズミ(体重60g)をハロセン麻酔下に両側総頚動脈を剥離し、動脈瘤クリップで2分間または5分間左右同時に血流を遮断することにより、一過性前脳虚血を作成する。虚血耐性現象誘導のため予め2分虚血を動物に供し、その2-4日後に5分間の前脳虚血を負荷した。5分虚血・再灌流後1時間は、直腸温度を37°Cに維持し、1週間後にハロセン麻酔後に断頭屠殺し、脳をエタノール・酢酸で固定、パラフィン包埋、薄切切片作成後ニッスル染色に供し、海馬CA1領域の錐体細胞の密度を計測した。2分虚血は、海馬CA1神経細胞にほとんど損傷を与えなかったが、5分虚血はほとんどの神経細胞を死滅させた。予め2分虚血を負荷しておくと動物は5分虚血後でも、過半数の海馬神経細胞が生存した。虚血耐性現象は再現性良く作成された。来年度は、この虚血耐性現象モデル動物を用いて、海馬組織における蛋白質のチロシンリン酸化の動態とその蛋白質の精製を試みたい。
局所電場制御によるテラヘルツ帯バイオフォトニクスの研究

高感度なテラヘルツ帯生体計測のため,全反射および表面プラズモン共鳴を用いた新規テラヘルツ帯共振器デバイスを研究した.まずFDTD法を用いた数値解析により,水を含む環境下における局所電場増強効果を明らかにした.次に,有機高分子材料(SU-8)を用いたプロセス技術を用いて,種々の周期をもつ高精度なデバイス作製に成功した.さらに,テラヘルツ波光源の広帯域化・高出力化および培養細胞活動をその場観察する分光計測系を実現した.高感度なテラヘルツ帯生体計測のため,全反射および表面プラズモン共鳴を用いた新規テラヘルツ帯共振器デバイスを研究した.まずFDTD法を用いた数値解析により,水を含む環境下における局所電場増強効果を明らかにした.次に,有機高分子材料(SU-8)を用いたプロセス技術を用いて,種々の周期をもつ高精度なデバイス作製に成功した.さらに,テラヘルツ波光源の広帯域化・高出力化および培養細胞活動をその場観察する分光計測系を実現した.本研究では,表面プラズモン共鳴による局所電場増強効果を用いた新しいテラヘルツ(THz)バイオセンサーの研究と応用展開を主目的とする.今年度は,まず赤外活性モードを対象とするデバイス設計を行うためFDTD計算環境を構築し,従来の垂直入射配置から本研究で用いる全反射配置への移行に伴う周期構造の変化と,金属および生体物質のTHz帯複素誘電特性を考慮した電場シミュレーションにより局所電場増強効果を確認し,最適な共振器構造の指針を得るとともに,デバイス作製への準備を進めた.また,本デバイスとTHz波の高効率な結合を実現し,状態制御に至るような高い局所電場を実現するために,ビーム品質が高く高出力のTHz波光源が不可欠であり,高出力・高品質はコヒーレントTHz波発生を目指して励起光源の改良を行った.そこでは,KTiOPO_4(KTP)を用いた光パラメトリック発振器において,大型結晶を用いて相互作用長の拡大・ビームスケーリングを図り,反射配置型の共振器デザインを導入することにより,従来の2倍の出力を得た.さらに,自由空間伝搬のTHz波を結合させるバイオセンサー・ユニットを構築してTHz分光へと応用するため,全反射型プリズム導波路を用いた赤外吸収分光法により細胞内を非破壊・非接触に観察する実験系の改良を進め,測定環境を厳密に制御する実験系を構築し,シリコン基板表面における培養細胞の活動をその場観察することに成功した.また,液体中にある生体試料のTHz帯データベース構築を目的として,赤外吸収分光による測定結果と分子シミュレーション結果を比較検討し,1本鎖DNAの塩基分子と水和水の結合状態の詳細を明らかにした.本研究では,表面プラズモン共鳴による局所電場増強効果を用いた新しいテラヘルツ(THz)バイオセンサーの研究と応用展開を主目的としており,今年度はSiプリズム導波路上に表面プラズモン共振器を密着させたタイプのバイオセンサーの製作に着手するとともに,高出力THz波光源に対する検討を進めた.まず,製作プロセスの高速性・再利用性とTHz領域での優れた複素誘電特性の双方を考慮して,有機高分子材料を基盤構造として用いる新しいプロセス技術を検討した.そこでは,周期がmmサブmmに至る様々な円筒形表面プラズモン共振器(Bull'sパターン)の試作を行い,永久レジストであるSU-8を用いたフォトリソグラフィ条件の最適化を行った.その結果, THz領域の動作に対応する線幅300150μmにおいて,同心円状のパターンが十分な精度で製作できる条件を見出した.これにより,従来の集束イオンビーム(FIB)を用いた手法に比べて遥かに簡便・高速に実験的検討が進められることが明らかになり,さらにこの成果に基づき,昨年度に構築したFDTD計算環境を用いて本リソグラフィ技術に則した現実的なシミュレーションを進めた.また,光アドレス型半導体化学センサにおいて,ディスプレイモジュール上の光点を光源として使用する測定系を新たに考案して原理実証実験を行い,上述のリソグラフィ技術との組み合わせによる携帯型計測系の実現に向けた検討を進めた.さらに,高出力テラヘルツ波発生を行うため,励起光源であるKTiOPO_4(KTP)光パラメトリック発振器の光共振器の最適化を進め,従来の10倍の出力を得るとともに,波長可変領域全てにおいて出力変動の少ない優れた発振特性を得ることに成功し, PCによる発生波長の自動制御も実現した.本研究課題では,表面プラズモン共鳴による局所電場増強効果を用いて,生体物質中のテラヘルツ(THz)帯振動を飛躍的な強度で励起する新規THzバイオセンサーを世界に先駆けて研究開発し,計測システムへの有用性および応用展開の可能性を明らかにすること研究目的としており,最終年度である今年度は以下の成果を得た.まず高精度な表面プラズモン共振器の微細周期構造を作製するため,CAD設計および電子ビームリソグラフィーにより周期幅・周期数の異なるCrマスクを作製し,これを用いた有機材料SU-8の紫外露光プロセスと金薄膜蒸着により,複数のTHz帯プラズモン共振器をSi基板上に同時に作製することに成功した.その詳細な顕微鏡観察により,高品質な微細構造の実現を確認し,新規開発した高速簡便かつ安価なプロセス技術の有用性を実証した.次に波長可変コヒーレントTHz波光源の検討として,有機DAST結晶を用いた差周波発生による広帯域THz波光源の最適化を行った.未知のDAST結晶の広帯域屈折分散特性を実験データおよび振動子モデル計算により決定し,最適励起2波長の波長同調法を初めて確立した.

これにより,従来にない高効率・広帯域なTHz波発生が可能となり,1桁に及ぶTHz波の高出力化に成功するとともに,THz波イメージングシステムの構築へと発展させた.さらに,システムのバイオ応用展開を図るため,半導体化学センサを用いた細胞アッセイシステムを検討した.そこでは,生細胞のその場観察に必要となる細胞培養環境を維持と雰囲気制御機器からの電気的な雑音抑制を行うため,蓄熱材と断熱材を用いた培養環境維持用測定ボックスと組み込み型の測定装置を独自に開発し,ポータビリティと長時間保温とを同時に達成する実用性の高い生体測定システムを実現した.
非平衡電子相関による電流揺らぎの解明とその解析手法の開発

電流中に量子多体効果によって形成された量子もつれ状態を観測するためのナノスケールの微細素子構造を提案し、その量子もつれ特性を明らかにした。具体的には2重量子ドット構造に現れる局所フェルミ流体(近藤多体効果の低エネルギー状態)の残留相互作用によって電流中に励起された準粒子と正孔の対の量子もつれ特性を明らかにした。特に、量子ドット間に働く交換相互作用による残留相互作用は非線形電流中にスピンの1重項と3重項の対を形成する。これらはそれぞれ最大量子もつれ状態を形成するが、これらの量子もつれを個別に取り出すことは難しい。そこで、実効的にに電流全体によって運ばれた量子もつれの特性を調べた。このとき、従来型のベル不等式を適用することで、実効的な量子もつれが評価でき、最大もつれ状態であることを明らかにした。さらに、実験観測可能なように、量子-局所実在論間の境界を変形することで、観測可能な2重量子ドットの全電流からも量子もつれを評価できる、新しいベルの不等式を導出した。このベルの不等式でも、交換相互作用に起因した多体効果による実効的なもつれ状態が、局所実在論の限界を上回る量子的なもつれであることを示せることを明らかにした。また3つのリード電極に繋がれた量子ドットでは、電子間の相互作用がなくても、端子間で電子と正孔による量子もつれ状態を形成することを明らかにした。量子もつれを生成し、それを利用したデバイスを作成するには、単純な構造が求められる。我々の提案は、電子による相互作用を用いないフェルミ準位を利用した新しい量子もつれの生成機構となっている。実際に相互作用のある系でも連続トンネル領域や近藤効果の共鳴準位などを利用することで、実現可能である。また、実験グループと協力し、粒子正孔非対称な場合の近藤効果の非線形電流に現れる、フェルミ流体補正について、解析を行った。局所フェルミ流体状態にある量子ドットの電流中に生成される、ベル相関対の起源となる散乱過程について、完全係数統計と繰り込まれた摂動論を利用することで詳しく調べた。特にベル相関を起こすチャンネル間の交換相互作用を強くしてゆくとき、エンタングルした2つの準粒子の方向が平行と反平行に散乱されるため、電流中のすべての散乱過程をまとめて取り扱う、従来の電流相関に対するベルの不等式が適用できないことが分かった。その一方で、強い交換相互作用の極限では、平行、反平行方向に散乱される準粒子の寄与が打ち消し合い、結果としz方向のスピンが0となる準粒子対のみがベル相関子に寄与し、古典相関を破るベル相関として観測されることがわかった。SU(N)不純物アンダーソン模型の近藤状態の、不純物中の占有電子数に依存した、一重項基底状態を構成する不純物と伝導帯の電子のスピン・軌道の配置、構成について、明らかにした。また、カーボンナノチューブ量子ドットでの、軌道縮退とスピン縮退がある場合の近藤効果による、電流の磁場依存性について数値繰り込み群を用いて調べた。特に磁場はカーボンナノチューブに印加する方向によって、軌道分裂とゼーマン分裂の比が異なる。この影響を詳しく調べ、特に軌道分裂がゼーマン分裂と同じ大きさになる場合、SU(4)の半占有状態の近藤効果から、SU(2)近藤効果への遷移が観測される。実際にこの遷移は実験で観測され、ショットノイズを解析することでSU(4)の半専有状態の近藤状態の形成を詳しく明らかにした。当初の予定通り、電流中に生成された準粒子対がつくりだすベル相関の起源について明らかにすることに成功した。また、粒子正孔対称不純物アンダーソン模型での、磁場や準位変動などの外場の影響も影響についての研究も、小さな摂動の範囲を超えて一般的なパラメーター変調として、粒子正孔非対称不純物アンダーソン模型の解析手法の開発に取り組んでおり、順調に進んでいる。この解析には当初考えていた汎関数繰り込み群に基づいた手法から、微視的フェルミ流体論を拡張した議論によって行っている。また、実験グループとの共同研究により、カーボンナノチューブ量子ドットの近藤エネルギースケールを超えた領域での電流雑音や、超伝導接合系での電子相関効果の競合現象の解析がすすんでおり、当初の研究目的に向かって順調に進展しているといえる。カーボン・ナノチューブ量子ドット中の磁気モーメントを磁場により制御することで、SU(2)とSU(4)近藤効果間の遷移現象を制御し、実験グループと共同で観測に成功した。特にこの2つの近藤効果は低エネルギー状態が共に局所フェルミ流体特性を示すため、実験観測量のべき乗則や線形電流から区別することが難しかった。そこで本研究では、超高感度の電流ノイズ観測技術を利用して非線形電流と電流ノイズを調べた。これにより各近藤状態領域に特有の量子揺らぎの大きさを電流と電流ノイズの比で与えられるファノ因子から特定することで、近藤効果の種類の特定と遷移の観測に成功した。この研究により、量子多体系の相転移、遷移現象の観測に電流ノイズの観測が有効であることが明らかになった。また、交換相互作用のある近藤効果が起きている量子ドットの電流交差相関を、繰り込まれた摂動論と数値繰り込み群を用いて理論的に調べ、非線形電流中に励起された準粒子間の電荷やスピンの相関特性を明らかにした。特に低エネルギーの性質を詳しく調べるために、交換相互作用のある不純物アンダーソン模型の繰り込まれた摂動論を整理し、カウンター項の具体的な表式を導出した。

この手法を用いて、電流の交差相関を調べ、非線形電流中には量子もつれした準粒子状態が現れることを確認した。また、この量子もつれ状態の結果として観測される電流やスピン流の交差相関の性質を明らかにした。この研究により、局所フェルミ流体の準粒子の量子もつれについての理解がすすんだ。当初の目的の一つであった、局所フェルミ流体の電流中のベル相関した準粒子対を直接検出するための理論を構築するには至っていない。それは、系の分配関数を調べた結果、準粒子対はいくつかの散乱源により発生し、それぞれで対中の準粒子は前方後方の両方に散乱することがわかり、観測量である電流や電流相関から直接、個々の準粒子対の相関している全スピンを、電流から数え上げることに問題があるためである。しかし、電流やスピン流の交差相関特性は詳しく明らかになり、論文として発表することができた。また、実験グループとの共同研究も論文を発表し、粒子正孔非対称アンダーソン模型の電流や電流の解析を理論・実験両面から進めていて学会発表も行っていて順調に継続中である。電流中に量子多体効果によって形成された量子もつれ状態を観測するためのナノスケールの微細素子構造を提案し、その量子もつれ特性を明らかにした。具体的には2重量子ドット構造に現れる局所フェルミ流体(近藤多体効果の低エネルギー状態)の残留相互作用によって電流中に励起された準粒子と正孔の対の量子もつれ特性を明らかにした。特に、量子ドット間に働く交換相互作用による残留相互作用は非線形電流中にスピンの1重項と3重項の対を形成する。これらはそれぞれ最大量子もつれ状態を形成するが、これらの量子もつれを個別に取り出すことは難しい。そこで、実効的にに電流全体によって運ばれた量子もつれの特性を調べた。このとき、従来型のベル不等式を適用することで、実効的な量子もつれが評価でき、最大もつれ状態であることを明らかにした。さらに、実験観測可能なように、量子-局所実在論間の境界を変形することで、観測可能な2重量子ドットの全電流からも量子もつれを評価できる、新しいベルの不等式を導出した。このベルの不等式でも、交換相互作用に起因した多体効果による実効的なもつれ状態が、局所実在論の限界を上回る量子的なもつれであることを示せることを明らかにした。また3つのリード電極に繋がれた量子ドットでは、電子間の相互作用がなくても、端子間で電子と正孔による量子もつれ状態を形成することを明らかにした。量子もつれを生成し、それを利用したデバイスを作成するには、単純な構造が求められる。我々の提案は、電子による相互作用を用いないフェルミ準位を利用した新しい量子もつれの生成機構となっている。実際に相互作用のある系でも連続トンネル領域や近藤効果の共鳴準位などを利用することで、実現可能である。また、実験グループと協力し、粒子正孔非対称な場合の近藤効果の非線形電流に現れる、フェルミ流体補正について、解析を行った。電流ノイズを増幅する準粒子対の性質については、これまでのベル相関の議論を発展させ、エンタングルメントエントロピーを解析する。その際、内海によって定式化された完全係数統計とエンタングルメントエントロピーの方法を使う。特にSU(2)、SU(4)アンダーソン模型の電流中の準粒子間の直接相互作用によるエンタングルメントを解析する。
TiNコ-ティングによるフレッティング疲労強度の改善

高速度鋼HAP50の板厚2mm,板幅6mm,長さ80mmの平板試験片に窒化チタンTiN皮膜をCVD,PVD法によりコ-ティングし、平面曲げのフレッティング疲労試験、X線残留応力測定,およびFEMによる応力解析などを行った。その結果,以下のような成果が得られた。(1)TiNコ-ティング材のフレッティング疲労試験TiN皮膜をCVD法とPVD法のいずれにより処理したかにより,フレッティング疲労特性には大きな差が生じた。例えば,10^6回疲労強度は,PVD法の方がCVD法よりも75%程度高い値であった。皮膜厚さの影響は、あまり大きくはないが,2μmの厚さに比べ,10μmの厚さの方が,寿命で23倍程度長いという結果が得られた。ただし、相手材の皮膜の有無は、強度・寿命にはほとんど無関係であった。相対すべりを変えるために、面圧を二通りに変えたが,その影響は面圧が100MPaの場合よりも60MPaの場合には、寿命が3倍であった。(2)フレッティング摩耗TiN皮膜の摩耗と寿命には関連性がみられた。また,皮膜に生じた微小な割れが疲労き裂の起点となることが,見い出された。(3)X線応力測定PVD法による皮膜,CVD法による2μmの皮膜については、X線により残留応力を測定することは、不可能であったが,CVD法の6μm、10μmの場合には、それぞれ1.3GPa,2.0GPaの圧縮応力値が測定された。(4)FEMによる応力解析コ-ティング皮膜のヤング率、厚さの母材の応力に及ぼす影響が解析された。皮膜のヤング率が高いとき,また皮膜の厚さが大きいと母材の応力が軽減されることが示され,(1)(3)の結果との関連性を示すことができた。
尿素サイクル酵素の組織化(channeling)に関する蛋白質の発見を目指して

細胞外から投与した尿素サイクルの中間体よりも細胞内に存在する中間体が優先的に使用されることから、尿素サイクル酵素は組織化されており、基質が所謂channelingによって効率よく利用されているとされている。その証拠を得、関与するタンパク質を得ることを本研究の目的とした。この2年間に、尿素サイクル酵素であるargininosuccinate synthetase(ASS)蛋白質の肝臓特異的減少を伴う疾患である成人発症II型シトルリン血症の病因遺伝子が何らかの役割を果たす可能性を考え、homozygosity mappingとpositional cloningによって病因遺伝子の同定を試み、mitochondria局在のcitrinと名付けたタンパク質をコードする遺伝子に変異を発見した。CitrinはGEPとのfusion proteinとして細胞に発現させ、その細胞内局在がミトコンドリアにあることを確認した。また、抗体を用いた実験から、ASSとcitrinはいずれも肝細胞に局在することを確認した。現在直接相互作用するタンパク質の検索をyeast two hybird解析法で解析しているが、まだ適切な候補者を見い出し得ていない。また、ASSと次のステップを触媒する酵素であるargininosuccinate lyase(ASL)の間にはyeast two hybird system及び表面プラズモン共鳴装置でも直接の相互作用を発見できなかった。Citrin欠損によってASSが減少することからcitrinは何らかの機構でASSの安定性に関与することは明らかで、本新規タンパク質の機能を明らかにすることによって尿素サイクルの組織化の実体が明らかになるものと考える。2) ASSとASLを各々大腸菌発現系で大量合成し、精製した後、生体分子間相互作用測定装置を用いて解析を行った。精製ASSを固定化し、精製ASLとの反応性を検討したが、1)と同様に、両蛋白質間での相互作用は見られなかった。しかし、マウスの肝臓の細胞分画を行い、固定化ASSに反応させたところ、他の画分よりもミトコンドリア画分と相互作用する可能性を示唆する結果が得られた。
ヒヴァ・ハーン国文書コレクションの研究

本研究では、平成4年8月に報告者自身が発見し、ウズベキスタン共和国科学アカデミー東洋学研究所に寄贈したヒヴァ・ハーン国関係文書を、マイクロ・フィルムで将来して焼き付け、分類・整理する作業を行った。点数が多いうえに、わが国では当該文書に関わる研究の蓄積が全く無いため、作業は残念ながら当初の予定通りには進んでいない。しかしながら、現在までに以下のような知見が得られた。1、文書の大半は、サイイド・ムハンマド・ラヒーム・ハーンの治世(1865-1910)時代のものである。2、当初コレクションには、ワクフ関係文書が多いと思われていたが、作業を進める過程で契約文書が大半を占めていることが判明した。3、使用言語はチャガタイ・トルコ語が中心であるが、ペルシア語の文書も当初考えていたよりも存外多く含まれていることが判明した。4、文書の大半はカーディーの印が押された公文書であるが、印章の部分を破り取ったものがかなりの点数見られる。5、マイクロ・フィルムを撮影した東洋学研究所の係官の説明によれば、破損のひどいものを除いて、寄贈した文書の全点をフィルムに収めたということであったが、何点かが欠けているので問い合せる必要がある。6、文書には整理番号が付されているが、番号が欠落しているものや重複しているものがかなりあるので、確認のため、一度タシュケントに行く必要があると考えている。
ナノポーラス金属中の高密度ナノ双晶の導入過程の解明

またリーチング条件を調整することで、さらに双晶境界の間隔が数nm間隔の高密度なナノ双晶欠陥を有するナノポーラス銅を作製し、それらは酸化やCO酸化に対し高い触媒能を示した。XRDやTEMによってナノポーラス金属組織の詳細な評価を行い、ポーラスCu中の結晶ドメインは隣のドメインと90度の特異な方位関係をもった組織であることがわかった。特にCu内の双晶境界が111面に沿って存在し、その数nm間隔の高密度な双晶欠陥がポーラス組織の表面まで存在することで、その表面は211面で形成された数nmの凹凸で形成されている特異な組織であることがわかった。またDFT計算により、数nmの凸凹の表面組織は酸素などを吸着しやすいサイトである結果が得られた。また母合金のAl2Cu金属間化合物の単結晶を一部リーチング処理して得たリーチング界面のTEM観察では、Al2Cuの正方晶の方位関係に起因してリーチング後のポーラス組織の結晶ドメインの方位関係が形成され、さらにナノ双晶欠陥が特異な角度関係で導入されている様子を観察した。これらの知見は、金属触媒の触媒能を向上させるのに双晶欠陥などの欠陥組織が重要なファクターであることを示す結果であり、またを今後ナノ双晶などの特異な結晶欠陥組織の形成を制御する上で非常に重要な知見になりうる結果である。