hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海浜性ゾウムシにおける複合的な形質置換の実態解明と”波及的隔離強化仮説”の検証

飛翔能力を欠く日本の海浜性ゾウムシの近縁な2種では、オス交尾器内袋骨片の形状と鞘翅色彩について形質置換が示唆されている。この2種間では他にも複数の形質が形質置換を示す可能性があるため、その様相を集団間比較によって明らかにする。さらに、このような種間での形質置換が波及的に種内異所的集団間の生殖隔離を発達させる“波及的隔離強化"について検証する目的で、これらのゾウムシを用いた形態計測、飼育交配実験、分子集団遺伝学的解析、野外観察などを通して、形質置換の生態的要因および進化的背景を調査する。
新たな免疫システムとしてのオートファジーの膜動態解析

ヒト上皮細胞内に侵入したA群レンサ球菌を分解するオートファジーの制御メカニズムの解析を行い、新たに4つのタンパク質(Rab9, Rab23, Rab17, Rab30)を細菌分解時のオートファジー制御因子として同定した。こうした制御因子は、細胞が自己成分を分解する時のオートファジーでは働いておらず、細菌感染時に特有のメカニズムであることが示唆された。これらの結果は、細菌をターゲットにした対処法ではなく、より根本的な感染制御法の構築において重要な基盤情報となると考えられる。初年度においては、細菌分解として機能するオートファジーの制御因子としてRab9AとRab23を同定し、その機能を明らかにした。当該年度ではさらに、Rab30もオートファジーに関わることを明らかにし、その機能を解析した。Rab30は通常時ゴルジ体に局在し、ゴルジ体の形態維持に機能することが知られていたが、細菌が感染した際には、菌を取り囲むオートファゴソーム上にリクルートしていた。そのリクルートには、GTP結合型であることが重要であることもわかった。さらにRab30の発現をノックダウンした細胞を解析した結果、細胞内に侵入した菌に対するオートファゴソームの形成が有意に減少しており、感染後の菌の分解効率も減少していた。以上の結果から、Rab30が新規の細菌分解オートファジーの制御因子であることが示唆された。この結果については、現在論文投稿の準備中である。加えて、細菌分解オートファゴソームの膜供給システムの機能を解析した。様々なオルガネラの膜タンパク質の細胞内局在を精査した結果、リサイクリングエンドソーム(RE)に局在するトランスフェリンレセプター(TfR)がオートファゴソーム上に局在していた。これは、REが膜供給源の一つであることを示唆している。栄養飢餓条件下では、Rab11を介してREがオートファゴソーム形成に関与していることから、Rab11の局在解析、ノックダウン解析を行った結果、Rab11は細菌分解オートファジーには関与していなかった。そこで、REに局在することが知られているRabタンパク質群を網羅的に調べた結果、Rab17が細菌分解オートファゴソーム上に局在しており、ノックダウン結果の結果、Rab17はREとオートファゴソームの融合に関与していることが示唆された。以上の結果、細菌分解オートファジーでは、栄養飢餓時とは異なるRabタンパク質を用い、REを膜供給源の一つとして用いていることが示唆された。当該年度においては、60種のRabファミリータンパク質をクローニングし、細菌感染時の細胞内局在を解析することで、細菌分解を行うオートファゴソームに局在するRabのスクリーニングを行った。その結果、新たに6つのRabがオートファゴソームに局在していることを明らかにした。そのうち、栄養飢餓時のオートファゴソームには局在しない、細菌感染時特異的なautophagosomal Rabとして、Rab9AとRab23を同定し、その機能解析を行った。Rab9Aはオートファゴソーム・オートリソソームに局在し、小さなオートファゴソーム同士の融合とオートファゴソーム-リソソームの融合に関与していることが示唆された。一方、Rab23は隔離膜・オートファゴソームに局在し、オートファゴソームが細菌をターゲットするステップに関与していることが示唆された。これらのRabをノックダウンした細胞においては、オートファジーによる細菌分解能が低下していたことからも、細菌分解オートファジーに必須な因子であることが明らかとなった。この結果は、Cellular Microbiology誌に掲載され、Editor's Choiceにも選定された(Nozawa et al. Cell Microbiol. 14:1149-65. 2012)。今回の結果は、細菌分解オートファジーにおいては、通常のオートファジーとは異なる制御因子が関与していることを証明しており、学術的な観点だけでなく、臨床応用に向けたオートファジー制御の観点からも非常に重要な知見であると考えられる。さらに、当初、1年目で同定したRabの相互作用因子探索を2年目で行う予定だったが、1年目でこれも実施し、相互作用因子の同定に成功した。この因子の機能解析については、現在解析中である。当初予定していた、1年目でのRabタンパク質のスクリーニングとその機能解析は予定通り終了し、論文発表と学会発表を行ったことに加え、2年目に予定していた、Rabタンパク質の相互作用因子の探索にも進んでおり、候補因子の同定も成功していることから、当初の計画以上に進展していると判断した。今後、1年目に同定したRabの相互作用因子の機能解析を進めることで、細菌感染時特異的なオートファジーの分子メカニズムの解明を目指す。具体的には、相互作用因子の細胞内局在解析、ノックダウン解析、さらには培養細胞でのノックアウト解析を予定している。また、Rabタンパク質の制御因子にも着目し、機能解析を進める。

次年次においても、遺伝子クローニング、培養細胞を用いたタンパク質の細胞内局在解析、ノックダウン解析等を行うため、一般試薬類、培地、顕微鏡関連消耗品などの費用が必要となる。
中国道教の地理的イメージと宗教的ネットワークに関する総合的調査と研究

本研究は、道教で洞天福地とされる山岳に対する信仰および、そこにある道観との関係を考察し、山岳でおこなわれた道教相互のネットワークおよびその歴史的展開を研究した。期間中に十大洞天ほかに対する基礎的な現地調査をすませ、その調査の整理と文献研究との対照をおこなった。その成果として、『洞天福地研究』第4・5・6号(計3冊、312頁)を発行した。第4号では5本の論文と2本の翻訳、第5号でも5本の論文と2本の翻訳、第6号では4本の論文と1本の翻訳を発表した。その他に、日本とフランスの研究者による12本の論文をまとめて、『道教の聖地と地方神』と題して出版した。本研究は、中国の道教について、その地域的な特徴と各地の宗教的な拠点のネットワークのあり方を考察するものである。とくに、唐代玄宗時期の道士である司馬承禎が完成させた洞天福地とされる山岳の景観およびそこに経営されている道観の活動の歴史を軸にして、現地調査と文献調査をあわせおこない、それを総合して研究する。これによって、地域的な山岳信仰としての「洞天思想」の実態と、それが中国において共同性を持つに至る歴史的経緯を記述する。その一環として、9月に10日間程度の現地調査をおこなった。調査地は、湖南省の南岳衡山と広東省の羅浮山である。前者は小洞天とされ、司馬承禎が隠棲したとされるほか、魏華存が祀られている。後者は大洞天とされ、葛洪が修行したとされる。また、2013年3月に1週間程度の現地調査として、江蘇省の林屋山と茅山を調査した。両者はともに大洞天とされ、以前の研究で調査したことがあるが、そのときには判明できなかった諸問題を今回の調査で確認した。たとえば、古くから洞天思想で茅山の洞天の北門とされる良常洞について、その位置と現状および『真誥』など古い文献との照合を現地調査によって明らかにすることができた。2013年3月には、南京大学文学院(趙益教授主催)と本研究の代表者・分担者および研究協力者とで、本研究に関わるミニシンポを開催した。第一大洞天たる王屋山に関する古い文献の記述を系統的に整理する作業をおこなった。これはデータベースとして公開する予定である。これまでの研究で累積してきた研究成果を『洞天福地研究』第3号として発刊し、国内外の研究者と道観に配布した。中国の8世紀(唐代)までに体系化された十大洞天三十六小洞天七十二福地の洞天福地のうち、十大洞天を軸にしてこれまで調査研究を進めてきた。この十大洞天のうち、所在地の不確定な一箇所を除いた9箇所について、本年度までに初歩的な現地調査を終えた。そのうち、7箇所(王屋山・委羽山・青城山・赤城山・句曲山・林屋山・括蒼山)については、現地調査報告と基礎的な考察を発表した。ほかの2箇所(西城山・羅浮山)については、現地調査報告と基礎的な考察を作成中である。このうち2箇所(王屋山・句曲山)については、初歩的な現地調査によって生じてきた研究上の問題を明らかにするために、一歩立ち入った現地調査を進めた。それにもとづいた新たな認識についても、すでに論文として発表した。三十六小洞天については、10箇所(東岳泰山・南岳衡山・西岳華山・中岳嵩山・峨眉山・四明山・華蓋山・蓋竹山・良常山・武夷山)について初歩的な現地調査をおこなった。このうち一部(東岳泰山・華蓋山・武夷山)を除いて、現地調査報告と基礎的な考察を発表してある。七十二福地については、地肺山・蓋竹山・桐柏山など少数の現地を調査したが、福地の現地認定の調査研究そのものが進んでおらず、当該地の近辺までは調査できた場合があるだけで、まだ具体的な調査研究の実績はない。これらの現地調査報告と考察論文には、各研究分担者に分担された歴史学的文献学的研究が反映されている。以上のうち、本年度に推進された実績は、句曲山・林屋山・良常山・青城山に関する研究である。この成果は『洞天福地研究』第4号として発刊している。このほかに、韓国の伝世美術品における道教と洞天思想の反映について、初歩的な調査をした。また、本研究をめぐるフランスとの学術交流の研究会議(第1回日仏中国宗教研究者会議)を開催した。本研究は、中国の道教で洞天福地とされる山岳の景観およびそこの道観の活動の歴史を軸にして、現地調査と文献調査をあわせおこない、それを総合して研究している。本年度は、すでに十大洞天ほかに対する基礎的な現地調査をすませたので、その調査の整理と文献研究との対照をおこなった。その報告として、鈴木健郎(研究分担者)が「羅浮山の調査報告」を発表した。洞天の通史的な研究として第一大洞天王屋山の研究を進め、山下一夫(研究分担者)が「王屋山の伏虎降竜説話」を発表し、同「王屋山と無生老母」および土屋昌明(研究代表者)「聖地としての王屋山」を執筆した(未印刷)。本研究の過程で、2点の新たな研究方法をおこなう必要が生じた。

一つは、洞天というトポスにおいて、地域神が権威的な道教神と共存したり、あるいは地域神が優勢になったりする現象がある。これを総合的に考える方法において、フランスの研究者との討論と国際学術交流を進めた。2014年3月におこなったフランスの研究者6名との討論をもとに、本年度は、本研究の代表と分担者5名および研究協力者8名が論文を執筆した(フランス側論文5本は日本語に翻訳した)。また、同様な会議を2016年に開催することを予定しており、そのために研究代表者1名がパリでフランス側研究協力者と事前討議と資料調査をおこなった。もう一つは、洞天思想の東アジアにおける展開についての研究である。朝鮮半島・新羅に対する洞天思想の展開について、土屋昌明が「玄宗による創業神話の反復と道教の新羅への伝播」、洞天思想の平安時代の日本への展開について、同「洞天思想の東アジアへの流伝と平安時代の漢詩文ー『本朝文粋』を中心にー」を発表した。これまでの研究で累積してきた研究成果は『洞天福地研究』として発刊、国内外の関連の研究者と道観に配布している。本研究は、中国の道教で洞天福地とされる山岳の景観およびそこの道観の活動の歴史を軸にして、現地調査と文献調査をあわせおこない、それを総合して研究している。本年度は、昨年度までに十大洞天ほかに対する基礎的な現地調査をすませ、その調査の整理と文献研究の成果を公開することに重点を置いて、期間の延長をおこなった。研究成果の報告として、一昨年度(平成26年度)におこなった日仏共同の討論会で発表された研究を、科研費の研究成果公開促進費によって単行本の論文集として編集・刊行した。本書は、フランスの研究者5人と日本の研究者7人の合計12人の論文から成っている。また、昨年度までの調査研究の報告として、『洞天福地研究』第6号を出版した。本書は、雷聞「山林と宮廷のあいだで」(酒井規史訳)・山下一夫「近現代の河南における魏華存伝説」・大西和彦「16世紀ベトナムにおける道教の展開」・土屋昌明「李白と司馬承禎の洞天思想」・土屋昌明「紫柏山と道教」の5篇の論文から成っている。新たな研究の方向として、洞天思想の東アジアにおける展開のうち、日本における洞天思想の展開を研究した。これについては、土屋昌明が「洞天思想の東アジアへの流伝と平安時代の漢詩文」を昨年度に発表したが、さらに今年度は「黄泉国と道教の洞天思想」という論文を発表した。本研究は、道教で洞天福地とされる山岳に対する信仰および、そこにある道観との関係を考察し、山岳でおこなわれた道教相互のネットワークおよびその歴史的展開を研究した。期間中に十大洞天ほかに対する基礎的な現地調査をすませ、その調査の整理と文献研究との対照をおこなった。その成果として、『洞天福地研究』第4・5・6号(計3冊、312頁)を発行した。第4号では5本の論文と2本の翻訳、第5号でも5本の論文と2本の翻訳、第6号では4本の論文と1本の翻訳を発表した。その他に、日本とフランスの研究者による12本の論文をまとめて、『道教の聖地と地方神』と題して出版した。十大洞天と若干の小洞天について、所在不明の場所以外は、本年度まで現地調査で基本的な調査を終え、それに対する整理と文献研究に着手し、羅浮山と王屋山の二カ所についてその成果を発表できた。また、これまでの研究成果の一部をインターネットのホームページ上に発表した。本研究に関するフランスの研究者との共同研究についても、研究代表者および分担者の合計5名、フランス側を含めた研究協力者8名が意見交換を吸収して論文を執筆し、編集を済ませた。今後の日仏の共同研究に関するコンセンサスおよびフランスにおける関連研究の調査も順調に進めることができた。
哺乳動物細胞におけるサイクリックADPリボース分解機構の解明

本研究の目的は研究代表者らが新しく見出した細胞内情報伝達物質であるcyclic-ribose (cADPR)代謝の全容を解明するために哺乳動物cADPR分解酵素の実体を明らかにすることである。本研究により以下の新知見が得られ、研究目的が達成された。1)ヒトリンパ球表面マーカーと考えられてCD38にcADPR合成・分解酵素活性が検出され、CD38がヒトcADPR分解酵素であることが示された。また、CD38のcADPR分解活性はグルコース刺激により上昇する生理的濃度のATP (2-10mM)により阻害され、結果的にcADPRの産生量が増加する事が明らかとなり、グルコース刺激時のβ細胞で[グルコース刺激→細胞内ATPの上昇→CD38のcADPR分解活性の抑制→細胞内cADPR濃度の上昇→細胞内Ca^<2+>プールからのCa^<2+>動員→インスリン分泌]というcADPR分解酵素調節機構を介するインスリン分泌機構の提唱に至った。2)ラット膵ランゲルハンス島cDNAライブラリーからヒトCD38のホモログを単離した。このcDNAをCOS-7細胞で発現させcADPR代謝活性を測定したところ、ヒトCD38と同様にラット蛋白質にもcADPR合成活性とcADPR分解活性の両者が認められ、1)で提唱したcADPR分解酵素活性の調節を介する機構が実際の膵ランゲルハンス島で機能している可能性が強く支持された。3)ヒトCD38を膵ランゲルハンス島β細胞で過剰発現するトランスジェニック(Tg)マウスを作製した。このTgマウスはグルコース刺激によるインスリン分泌が増強しており、グルコース刺激時の血糖はコントロールに比して低下していた。また、グルコースやロイシン代謝産物のケトイソカプロン酸のように代謝されて細胞内ATP濃度上昇を来す刺激によりTgマウスのインスリン分泌は増強したが、ATP感受性K^+チャンネルのブロッカーであるトルブタマイドや細胞膜興奮を促して細胞外からのCa^<2+>動員をもたらすKClはTgマウスのインスリン分泌を増強しなかった。このTgマウスランゲルハンス島のCD38のcADPR分解酵素活性はATPにより濃度依存的に抑制され、細胞内cADPRもコントロールに比して高いことから、1)で提唱したcADPR分解活性の調節によりインスリン分泌機構の重要性がin vivoで示された。4) cADPR合成・分解の両活性を有するラット、ヒトCD38とcADPR合成活性のみ有するアメフラシcADPR合成酵素と比較したところ、CD38ではアメフラシ酵素中に含まれる10個のシステイン(Cys)が保存されているだけでなく、CD38間でのみ保存されている2個のCysが存在した。そこで、点突然変異導入法によるこのCysの改変を中心にCD38のcADPR合成・分解活性に必須のアミノ酸残基を同定を試みた。この結果、この2個のCys(ヒトCD38のCys119とCys201)がcADPR合成、分解活性に必須であり、これらのCysをアメフラシ型であるLysとGluに変異させると分解活性が消失することが明らかとなった。5)ヒトCD38遺伝子を単離し、その構造と染色体座位を明らかにした。CD38遺伝子はヒト第4染色体短腕15上にマップされ、全長100kbpで8つのエキソンと7つのイントロンから構成されいた。遺伝子構成を先に我々がその構造を明らかにしたアメフラシのcADPR合成酵素と比較すると極めて保存性が高く、両遺伝子が共通の祖先型遺伝子から由来した可能性が明らかになった。

また、グルコースやロイシン代謝産物のケトイソカプロン酸のように代謝されて細胞内ATP濃度上昇を来す刺激によりTgマウスのインスリン分泌は増強したが、ATP感受性K^+チャンネルのブロッカーであるトルブタマイドや細胞膜興奮を促して細胞外からのCa^<2+>動員をもたらすKClはTgマウスのインスリン分泌を増強しなかった。このTgマウスランゲルハンス島のCD38のcADPR分解酵素活性はATPにより濃度依存的に抑制され、細胞内cADPRもコントロールに比して高いことから、1)で提唱したcADPR分解活性の調節によりインスリン分泌機構の重要性がin vivoで示された。4) cADPR合成・分解の両活性を有するラット、ヒトCD38とcADPR合成活性のみ有するアメフラシcADPR合成酵素と比較したところ、CD38ではアメフラシ酵素中に含まれる10個のシステイン(Cys)が保存されているだけでなく、CD38間でのみ保存されている2個のCysが存在した。そこで、点突然変異導入法によるこのCysの改変を中心にCD38のcADPR合成・分解活性に必須のアミノ酸残基を同定を試みた。この結果、この2個のCys(ヒトCD38のCys119とCys201)がcADPR合成、分解活性に必須であり、これらのCysをアメフラシ型であるLysとGluに変異させると分解活性が消失することが明らかとなった。5)ヒトCD38遺伝子を単離し、その構造と染色体座位を明らかにした。CD38遺伝子はヒト第4染色体短腕15上にマップされ、全長100kbpで8つのエキソンと7つのイントロンから構成されいた。遺伝子構成を先に我々がその構造を明らかにしたアメフラシのcADPR合成酵素と比較すると極めて保存性が高く、両遺伝子が共通の祖先型遺伝子から由来した可能性が明らかになった。本研究の目的は研究代表者らが新しく見出した細胞内情報伝達物質であるcyclic ADP-ribose(cADPR)代謝の全容を解明するために哺乳動物cADPR分解酵素の実体を明らかし、cADPR分解酵素の活性調節機構と遺伝子発現調節機構を明らかにすることである。平成6年度の研究は順調に進行し、以下の様に研究目的が達成された。1)ヒトリンパ球表面マーカーとして知られていたCD38に既に研究代表者らが明らかにしたcADPR合成活性のみならずcADPR分解酵素活性が検出され、CD38がヒトcADPR分解酵素であることが新たな知見として得られた。2)CD38のcADPR分解活性は膵β細胞でグルコース刺激により上昇する濃度のATP(1-10mM)により阻害され、結果的にcADPRの産生量が増加する事が明らかとなり、グルコース刺激時のβ細胞でのcADPR量調節機構が解明された。3)ラット膵ランゲルハンス島cDNAライブラリーからヒトCD38のホモログを単離した。このcDNAをCOS-7細胞で発現させcADPR代謝活性を測定したところ、ヒトCD38と同様にラット蛋白質にもcADPR合成活性とcADPR分解活性の両者が認められ、2)で明らかにした機構が実際の膵ランゲルハンス島で機能していることが明らかになった。cADPR合成活性とcADPR分解活性の両者を有するラット、ヒトCD38のアミノ酸配列をcADPR合成活性のみ有するアメフラシcADPR合成酵素と比較したところ、CD38ではアメフラシ酵素中に含まれる10個のシステイン(Cys)が保存されているだけでなく、ラット、ヒトCD38間でのみ保存されている2個のCysが存在することが明らかになった。
ジャミング転移に基づく万能真空吸着グリッパの開発

人手不足解消や労働力削減のために,コンビニエンスストアなどの店舗における品出し作業を人間に代わってロボットに行わせる試みが進められている.World Robot Summit2018 (以降WRSとする)においてコンビニエンスストアの作業をロボットによって実現する競技会が開催されるなど,店舗内で作業するロボットに向けた技術,特にロボットハンドに注目が集まっている.これは,店舗で扱われている商品の種類が多岐にわたり,大きさ,形状,重量及び剛性などの条件が異なるためである.すなわち対応範囲の広いロボットハンドが求められている.本研究で推進した万能真空吸着グリッパ(Universal Vacuum Gripper,以降UVG)は粉体のジャミング転移現象に基づく真空吸盤である.既存技術となるジャミンググリッパ(Universal Jamming Gripper,以降UGとする)を用いた真空吸盤である.UGは柔軟なエラストマー袋に粉体が充填されており,初期状態では袋と粉体は柔軟に変形可能であるが,袋内部を真空にすることで,袋とともに粉体が押し固められて硬化する.この原理を用いて,把持をする際は,まず柔軟状態のグリッパを把持対象物に押し付けてその形状に慣わせ,次に硬化させることで物体を把持する.指が無いにも関わらず,通気物や凹凸物など多様な対象物を把持できる反面,真空吸盤が得意とする平面的な形状や重量物は把持できなかった.UVGはUGと真空吸盤を統合したものであり,ワイン,タイル,ブリキ缶など把持できる.最終年度は移動ロボットの開発を主な研究として推進した.WRSにて双腕型ヒューマノイドロボット,Q-botを開発し,お弁当,おにぎり,ワインボトル,スーツケースなど多品種を把持搬送できることを示した.またバッテリと検査機を内蔵した壁上りロボットによる,6mの壁上りを実現した.本研究では、ジャミング転移に基づく万能真空吸着グリッパ(Universal Vacuum Gripper, UVG)の開発を推進している。UVGはエラストマー膜とそれに内包された粉体をリップ部に有する真空吸着グリッパである。昨年度は主にエラストマー膜に関して、性能向上に向け開発を推進した。実績は主に3点である。1点目は金型によるエラストマー膜の作成法を確立したことである。従来型のUVGは円筒状のリップ部を持つ真空グリッパであり、市販の天然ゴム風船を用いていた。そのため、吸着部の先端にシワが寄り、空気漏れの原因となっていた。そこでシリコーンを用いた金型成型法によるエラストマー膜の開発を行った。本手法を用いることで、UVGに適した形状のエラストマー膜が作製可能となり、上述する空気漏れの改善を実現した。また自由形状のエラストマー膜の作製が可能となったことで、形状に関する性能の検証の実施が可能となった。2点目は、UVGを用いた吸着型アシストスーツの開発である。NHK凄ワザ「究極の真空吸着対決」において、本研究で開発するUVGが取り上げられた。対決のテーマは、従来型の真空吸着グリッパでは困難であった、丸太などの凹凸面への吸着と高重量のワークへの対応であった。上述したエラストマー膜の成型法を用いることで、吸着面が湾曲したUVGの開発を行った。また100kgのワークの吸着を実現するため、大型のUVGの開発を行った。その結果、高重量ワークおよび凹凸面への吸着が実現できることを確認した。3点目はUVGを持ちいた検査用吸着型マルチコプタの開発を行った。ペイロードが制限されるマルチコプタにおいて、吸着機構の軽量化が望まれている。そこで垂直方向の吸着性能を高めた傾斜型UVGの開発を実施した。吸着面の傾斜により、同一サイズの吸着性能の向上を実現した。当初予定として掲げていたエラストマー膜の作成、粉体の最適化を行った。その結果、エラストマー膜の形状による性能評価を実施することが可能となった。形状による効果として、傾斜型による凹凸面への吸着力の向上、湾曲型による丸太などの大径物への吸着が検証された。形状の調査に関しては、上記以外の形状を有する試作機の作製が可能となった状況であり,初年度で想定していた以上の進捗がある状況である。次に粉体に関する検討も実施した。粉体は従来のUVGでは挽いたコーヒー豆を使用していた。そこでポリスチレンビーズ、小麦粉、発泡スチロールなども含めて性能を検証した。その結果、粉体のサイズが小径である程、吸着性能に寄与することが確認された。また粉体自身が変形しない挽いたコーヒー豆のような剛性の粉体ではなく,粉体自身が変形するパウダースポンジのような多孔質粉体についても検証を進めている.粉体の収縮により従来のグリッパでは困難であった小径物の把持が可能であることが確認されている.万能真空吸着グリッパ(以降UVG)に関して応用研究を行った.具体的には,ロボットアームや壁面吸着型ロボットなど,各種ロボットシステムに適用した際の性能評価を行った.UVGの特徴は従来の真空吸盤では困難であった凹凸面への吸着を可能としつつ,ジャミング転移による摩擦把持が実現出来る点にある.この特徴を用いて,多品種の野菜が把持可能であることをロボットアームシステムを用いて検証した.レタス,トマト,じゃがいも,ナス,サクランボ,イチゴなどのサイズや形状が異なる品種を,UVG1つで搬送するデモを実施した.研究成果の一部は,2018国際ロボット展に株式会社妙徳と共同出展した.その結果,万能ハンドとして各種メディアに取り上げられた.

また近年,社会インフラの老朽化に伴い,高所作業を行うロボットの需要が高まっている.そこで本研究では,材質問わず凹凸面に吸着可能なUVGを用いた吸着型ロボットの開発を進めた.具体的には壁面吸着型ドローンおよび脚式移動ロボットの開発を行った.これらのロボットを2018ジャパンドローン展に,マクセル株式会社および菱田技研工業株式会社と共同出展した.開発したロボットの特徴は,従来型と比較して真空ポンプを内蔵した単独駆動型を採用したことである.この結果,空気圧チューブや電源ケーブルによる行動範囲の制限を受けない,ロボットシステムの開発を実現した.更に多孔質粉体を用いた超収縮ジャミンググリッパやUVGを用いた非接触グリッパなどを開発し,その特性解析を行った.従来のジャミンググリッパや非接触グリッパにない,小径物や脆性物体の把持,凹凸物の非接触把持といった把持対象の拡大を目的とした応用研究を実施した.加えて,UVGを用いた壁登りアシストスーツを開発し,プロクライマによるビル壁登りを実施し,120mの壁登りを実現した.主にUVGの応用研究を主眼に研究開発を進めた.近年ではAmazon Robotics Challengeを代表とした多品種を扱うロボットシステムに関する需要が高まっている.UVGは従来の吸着グリッパと比べて,凹凸物と通気物の取扱を可能としたロボットハンドであり,その対応範囲の広さに注目が集まっている.そこで不規則形状を有する野菜などの不定形物の把持性能を評価した.本成果は2018年度国際ロボット展に出展した.また充填粉体による影響を調査すべく,多孔質粉体を用いたジャミンググリッパの特性解析を行った.従来のジャミンググリッパは小径物および脆性物体に関する把持性能に制限があった.そこで従来の硬質粉体ではなく,粉体自身が変形する多孔質粉体を用いるグリッパを提案した.インストロン実験機による把持力を測定した結果,従来型と比較して,小径物および脆性物体の把持性能が向上していることを確認した.またジャミンググリッパを用いた非接触グリッパについても開発した.従来の空気圧式非接触グリッパは平面形状の物体に吸着対象が制限されていた.そこで,UVGを用いた非接触グリッパの特性解析を行った.その結果,球形,円筒形,円錐形などの形状に関して非接触把持が可能であることを確認した.更に耐久性を向上したUVGを開発し,これを用いた壁登りアシストスーツを開発した.従来型のUVGはシリコンの強度が弱く,繰り返し使用によって膜が断裂する状況が発生した.そこで使用するシリコンを変更し,UVG膜の強度向上を実現した.強化型UVGを用いた壁登りアシストスーツを用いてプロクライマによるビル壁面の壁登りを行った.その結果,120mの登攀を実現し,十分な膜強度を有していることを確認した.人手不足解消や労働力削減のために,コンビニエンスストアなどの店舗における品出し作業を人間に代わってロボットに行わせる試みが進められている.World Robot Summit
オリゴデンドロサイトによるニューロン軸索選定機構の解析

近年、オリゴデンドロサイトが形成するミエリンによって神経情報伝達が調節されることが示唆されており、適切な本数、肥厚度のミエリンを形成する分子機構を理解することは、脳の高次機能を理解する上で重要であると考えられる。また多発性硬化症などの脱髄性疾患が発症すると重篤な症状が引き起こされるため更なる病態の理解も望まれていることから、本研究ではミエリン形成を制御するファクターを新規に発見し、オリゴデンドロサイトの脳機能発現と脱髄性疾患の研究を行った。コレステロール合成酵素欠損マウスの固定脳をドイツのマックスプランク研究所から受け取り、オリゴデンドロサイト一細胞あたりの突起の数を測定したところ突起の減少が認められた。ミエリン形成過程においては、オリゴデンドロサイトが局在する細胞外環境が重要な役割を果たすことが知られている。近年、液性因子のみならず、機械的刺激に応答して活性化される化学的シグナルによって各種細胞の性質が制御されることが報告されており、ミエリン形成に関与する外的環境の一つとして機械的な刺激(メカニカルストレス)に着目した。この課題に取り組むために、機械的刺激を感受し細胞内の化学シグナルへ変換するメカノセンサーに注目した。凍結切片in situ hybridization法により、複数個のメカノセンサーの発現をオリゴデンドロサイトで検出した。メカノセンサーとして機能する因子をラット培養オリゴデンドロサイト前駆細胞において特異的に阻害した結果、オリゴデンドロサイト細胞の形態変化と、オリゴデンドロサイト-ニューロン共培養におけるミエリン形成効率に変化が見られた。これまでに、脱髄がおこったマウス脊髄のニューロンにおいて、non canonical Wntシグナルが活性化されることを見出した。この脱髄マウス脊髄におけるWntシグナルの活性化は、ミクログリア細胞に隣接して特異的に認められることも見出している。このことから免疫作用により活性化されたミクログリアが脊髄ニューロンに作用してWntシグナルを活性化したと考えられる。コレステロール合成酵素欠損マウスの固定脳をドイツのマックスプランク研究所から受け取り、オリゴデンドロサイト一細胞あたりの突起の数を測定したところ突起の減少が認められたため、より詳細な解析を行うために当該コレステロール合成酵素欠損マウスを岡崎動物実験センターに輸送、導入した。今後、マウス組織切片を作成し、生体内での解析を行う予定である。機械的刺激を感受し細胞内の化学シグナルへ変換するメカノセンサーに注目し、凍結切片in situ hybridization法により複数個のメカノセンサーの発現をミエリン形成期のオリゴデンドロサイトで検出した。実際にオリゴデンドロサイトに機械刺激を加えたところ、それらメカノセンサーの活性化が認められた。現在、それらメカノセンサーのノックアウトマウスの作成を行っているところである。これまでに、脱髄がおこったマウス脊髄のニューロンにおいて、non canonical Wntシグナルが活性化されることを見出している。この脱髄マウス脊髄におけるWntシグナルの活性化は、ミクログリア細胞に隣接して特異的に認められることに着目し、免疫作用を受けたミクログリアが脊髄ニューロンに作用して活性化される細胞内シグナル経路を詳細に解析した。全てのテーマで、それぞれポジティブな結果がでている。当該研究室に異動してきた後のスタートアップ、立ち上げに要した時間も考慮すると順調に進展していると思われる。25年度が最終年度であるため、記入しない。コレステロール制限マウスをドイツのマックスプランク研究所から受け取り、詳細に解析する。またオリゴデンドロサイト細胞をストレッチマシンにより伸展刺激し、シグナル経路の変化を調べる。脊髄ニューロンとミクログリアの共培養を行い、non canonical Wnt経路の活性化におけるミクログリアの関与を解析する。またnon canonical Wnt経路を抑制したマウスに対して、MOG-EAE注入により脱髄を誘導しin vivoで解析する。
難治性てんかんに対する脳磁図と放射線外科(radiosurgery)を用いた非侵襲治療の研究

難治性てんかんに対する脳磁図によるてんかん焦点決定とそれに引き続く、放射線外科的治療という低侵襲治療を行うための基礎および臨床研究を行った。1.脳内の標的部位を破壊するのに要する至適線量とその形成過程をラットを用いた動物実験にて検証した。その結果照射後1年で、ラット脳において目標の神経組織を確実に破壊しうる最小線量は75Gyであった。一方、25Gyの照射でも、1年の長期観察を行うと壊死巣を形成する場合があり留意する必要があると考えられた。2.難治性てんかんに対する脳局所放射線照射の影響を検討するため、扁桃核キンドリングラットを用い、側頭葉の各部位を目標として一期的局所放射線照射を行いてんかん発作に及ぼす影響について検討した。その結果キンドリング同側側頭葉の照射では、壊死線量の照射により後発射閾値の上昇と消失を認め、特に外側照射群で著しかった。一方、対側側頭葉への壊死線量照射では、キンドリング誘発けいれん発作の全般化が抑制され、特に内側照射群でこの変化は著しかった。扁桃核キンドリングにおける局所の同期性興奮発射の発現には同側の梨状葉および周嗅領皮質を含む外側皮質の関与が重要であること、また、発作の全般化には対側側頭葉特に扁桃核を含む内側構造物が重要であることが示唆された。3.誘発磁場による脳磁図の信号源推定による脳機能マッピングの正当性を開頭術中の直接的電気刺激によるマッピングとの比較を行し、その正確性、再現性が確認された。4.脳磁図によるてんかん異常活動の局在推定の妥当性を検証した。局在性のある速波成分をとらえる事に成功し、また側頭葉てんかんにおいては、多くの症例で局在が推定可能であると同時に、その伝播を捉えた。特に、放射線外科的治療の対象となると考えられる、側頭葉内側起源てんかん異常波の検出が可能となった。本年度は基礎実験としてまずラットに側頭葉にガンマナイフによる定位的一期的大線量照射を行い、組織学的変化を検討することにより至適線量を探った。その結果75Gyの一期的局所照射により、1年後に全例で直径約4mmの境界明瞭な壊死巣が照射野に形成され、またMRI上も組織学的にも周辺組織には明らかな変化はみられなかった。従って、放射線外科を機能的脳神経外科に適用するにあたり、目標の神経組織を確実に破壊しかつ周辺組織への影響を最小限にしうる線量を至適線量とするならば、至適線量は75Gy以上100Gy以下と考えることができた。また50Gyあるいは25Gy照射でも、1年間の長期観察をおこなうと壊死巣を形成する場合があることから、これまで考えられていたより低い線量の一期的局所放射線照射による放射線壊死の発生がありうることが示された。この実験結果にもとづき扁桃核キンドリングモデルに対して、側頭葉内への一期的局所放射線照射をおこなった。その結果キンドリング同側側頭葉の照射では、壊死線量の照射により後発射閾値の上昇と消失を認め、この変化は特に外側照射群で著しかった。

また扁桃核キンドリングにおける局所の同期性興奮発射の発現には同側の梨状葉および周嗅領皮質を含む外側皮質の関与が重要であること、また、発作の全般化には対側側頭葉特に扁桃核を含む内側構造物が重要であることが示唆された。また臨床的には更新されたMEGによる測定準備をすすめてんかん患者のMEG計測を開始した。本年度は更新されたMEGによるてんかん患者のNIEG計測を積極的に開始した。測定システムの様々な工夫、焦点決定アルゴリズムの改良等により、典型的な側頭葉てんかんのみでなく、従来のEEGでは焦点を絞りにくい前頭葉てんかんなどにおいてもMEGはいくつかの焦点のclusterを指摘することが可能であった。このclusterは術中脳表面脳波でも検証されMEGが非侵襲的にてんかん焦点を描出する能力が証明されつつある。昨年までの研究で超伝導MRI、MEG解析システム、ガンマナイフ治療計画システム間で画像及び位置情報の受け渡しが可能になっている。昨年までのラットにおける実験で目標の神経組織を確実に破壊しかつ周辺組織への影響を最小限にしうる線量を至適線量とするならば、至適線量は75Gy以土100Gy以下とされ、一方で50Gyあるいは25Gy照射でも、1年間の長期観察をおこなうと壊死巣を形成する場合があることがわかった。これまでの1800例を越えるガンマナイフ治療の経験から得られた情報を加味し、人においては小さな標的に対して25Gy程度の照射を予定している。現時点ではMEGの知見を開頭術によるてんかん手術の際に脳表脳波で確認している段階であるが、今後全身状態、年令等の問題から全身麻酔による開頭術が不可能な、難治性てんかん症例の中から、ガンマナイフによる治療に適した症例を選択し、治療を開始する予定である。基礎的研究に関しては、ラット扁桃核キンドリングモデルにたいするガンマナイフ照射の効果に関する研究を発表した。臨床的には、難治性てんかん症例の術前検査としての脳磁図を新しい信号源推定アルゴリズムを用いて精力的に開始し、焦点切除術中に得られた術中脳波、術後のてんかん波の変化と臨床症状の相関等について検証した。脳磁図で得られたspikeの局在は、術中脳波のspikeの局在と良く一致し、非侵襲的なてんかん焦点の評価法として極めて優れていることが証明された。3年間の研究を経て、脳磁図による焦点決定と放射線外科によるてんかん治療の準備段階は、ほぼ終了したと考えている。我々はこれまで得られた知見から内側方側頭葉てんかんに対する扁桃核、海馬に対する照射またはレノックス・ガストー症候群などに対する照射による脳梁離断がガンマナイフによるてんかん手術例としてふさわしいと考えている。前者は比較的大きな焦点そのものを標的にし、周辺線量25Gy程度の比較的低線量照射を想定している。また後者は狭い領域の白質の線維連絡をたっための150Gy程度の高線量を想定している。一方開頭による扁桃核海馬摘出術および脳梁離断術はともに、ある程度の危険は伴うものの既に成熟した手技として行われている。ガンマナイフによるてんかん治療は一部で少数の症例に対する報告が出始めているものの、長期の経過での副作用に関しての情報は現時点では存在せず臨床応用には極めて慎重な対応が求められる。現在、脳磁図によるてんかん焦点の決定の経験を積み重ねながら、上述した病態にあり、しかも手術に耐えられないまたは、手術を拒否している患者でかつ充分なインフォームドコンセントを得られる患者を待機している。
化学コミュニケーション型群知能ロボットシステムの構築

ロボット間コミュニケーションに化学物質を導入した群ロボットシステムの応用的な側面に焦点を当てた研究を行った.主な成果を2つ示す.(1)分業システムへの適用:化学物質を導入した確率変動モデルを提案し、シミュレーションと実機実験により、その有効性を示した.(2)経路探索問題への適用:迷路を協調的に解く問題を通して化学コミュニケーションの有効性について論じた.揮発性のある化学マーカーの導入により、迷路の構造が動的に変化する場合でも協調して適応的に迷路を解くことができることを示した.ロボット間コミュニケーションに化学物質を導入した群ロボットシステムの応用的な側面に焦点を当てた研究を行った.主な成果を2つ示す.(1)分業システムへの適用:化学物質を導入した確率変動モデルを提案し、シミュレーションと実機実験により、その有効性を示した.(2)経路探索問題への適用:迷路を協調的に解く問題を通して化学コミュニケーションの有効性について論じた.揮発性のある化学マーカーの導入により、迷路の構造が動的に変化する場合でも協調して適応的に迷路を解くことができることを示した.本年度の研究実績概要は以下の通りである。1)化学物質濃度依存型移動ロボットによる交通流実験「移動体が蒸発する化学物質を散布しつつ、その移動速度が化学物質の濃度に依存する系において、移動体の密度に応じて流量が急激に増す現象」が見られることが報告されていたが、この報告に基づいて西成らと共同で行ったロボットによる交通流実験および解析結果が論文掲載された。2)化学物質を介して情報共有する群ロボットによる分業群ロボットが有用性を発揮するひとつの作業形態である分業では、作業内容に応じた労働力の分配が必要となる。作業の切り替えには何からのコストが発生することから、労働力の分配が最適である場合は、各個体の作業変更頻度を低くする一方で、何らかの理由により労働力にアンバランスが発生した場合には、作業変更頻度をあげ、速やかに再配分が行われるような柔軟な機構...を導入する必要がある。本研究では、作業切り替えを確率的に行う単純確率モデルをベースとして、化学物質を導入した確率変動モデルを提案し、「目標比率からの誤差」「外乱に対する応答性」などの特性解析を通して、その有効性を示した。3)アルコールコミュニケーション型ロボットシステムの試作これまでの研究で扱ってきた化学物質は主に「コンピュータシミュレーション上での扱い」や「プロジェクタで投影したCGを用いて化学物質を光信号で擬似的に表現するV-DEARシステム」などによって仮想的に表現したものであった。しかし現実世界ではシミュレーションだけでは捉え切れない側面が多くあることから、実際の化学物質を扱う必要がある。そこで化学物質としてアルコールを取り上げ、アルコールセンサーを有するロボットの開発をおこなった。本年度は極めて基本的な動作を確認することに主眼を置き、アルコールのラインを追跡するシステムの開発をおこなった。本年度の研究実績概要は以下の通りである。1)化学物質を介して情報共有する群ロボットの分業ダイナミクスについて昨年度、作業切り替えを確率的に行う単純確率モデルをべースとして、化学物質を導入した確率変動モデルを提案し、「目標比率からの誤差」「外乱に対する応答性」などの特性解析を行った。これは主に時系列に対する安定性を解析したものである。本年度は空間上に均一に点在する物体を所定の場所に運搬するタスクを群ロボットに課し、より現実に近い状態でのロボットの振る舞いについて、シミュレーションによる解析を行った。特にロボット台数と比率制御の精度に関する解析を行った結果、単純確率変動モデルと比較してロボットの台数に大きく依存することなく、2ケタ以上の精度で安定性が保たれることが明らかになった。2)アルコールコミュニケーション型ロボットシステム昨年度に引き続き、化学コミュニケーションを可能とするロボットの試作に向けて、市販のアルコールセンサーを搭載したロボットを開発した。昨年はエタノールを化学メディアとして使用し、基本性能を明らかにしたが、今年度は各ロボットにマイクロポンプを搭載して、自律的にアルコールの散布を可能としたこと、よりコミュニケーションに適した物質を模索するために、ブタノールやプロパノールなどのアルコール類を導入して、ロボット間コミュニケーションに与える効果を見るなどの研究を進めた。さらに、これらの成果を踏まえ、基地のアルコール濃度に応じて基地から探索に出るタイミングをコントロールする実験を行うことで、分業ダイナミクスへの応用に向けた基礎的なノウハウの蓄積を進めることができた。本年度は主に化学コミュニケーションによる群ロボットシステムの応用的な側面に焦点を当てた研究を行った。1)化学コミュニケーションを用いた動的な迷路への適用群れロボットに向いている作業として分業、探索、運搬などがあげられる。本研究では探索問題に注目し、迷路を協調的に解く問題を通して化学コミュニケーションの有効性について論じた。ゴールが明示的でない迷路を効率的に解くときにポイントになるのは、(1)袋小路を見つけること、(2)見つけた袋小路の方向に進まないことである。そこで袋小路に至る直前の分岐点において、化学物質を散布することで袋小路の有無をマーキングする。探索中のロボットがこの物質を検出した際、その濃度に応じた確率で袋小路の方向への移動を行わないものとする。揮発性のある化学物質をマーカーとすることで、迷路の構造が動的に変化する場合でもロボットが協調して迷路を解くことができる。2)アリの化学コミュニケーションの特性のモデル化接触によりコロニーの秩序を保っていることを行動レベルで見ることができるトゲオオハリアリの女王とワーカーの関係をモデル化した。このアリは女王がコロニーを形成するすべてのワーカーとある時間内に接触(化学物質の介在)することで秩序を保っことが知られている。
生体内腸管電気活動の体表面導出による消化管運動機能異常の成因と病態の研究

腹壁表面からの胃電気活動記録(胃電図)は、空腹期食後期ともに1分間に3回の規則正しい周期で変動することが記録され、消化器症状を有しながら内視鏡的に異常所見の認められない症例では約半数の症例で異常波形の出現すること、また糖尿病性自律神経障害のある患者では殆どの症例に何等かの異常波形の出現することが認められた。小腸からの電気活動は、その周期が呼吸の周期と近いこと、発生電位の低いことから充分に解析に足る所見を得るに至らなかった。健常症例に於いて、コリン作動薬あるいは抗コリン剤は胃電図上に特徴的な変化を示さず、また糖負荷による一過性高血糖でも胃電図には特徴的な変化は認められなかった。一方、グルカゴンは胃電図の振幅の著明な低下と周期性の乱れを生じさせた。ガストリンは投与直後に周期の早い波をごく短時間だけ出現させた。24時間にわたる胃電気活動の記録では夜間に周期がやや延長する傾向を示す事、食事直後に一過性に周期が延長することが観察されたが、この時の消化管ホルモン(ガストリン、グルカゴン)には波形異常に一致するような特徴的な変化は認められなかった。胃電気活動の調節には消化管ホルモンの中ではグルカゴンがやや軽度の影響を示す他には特徴的な変動を示すものはなく、またコリン作動系の薬剤による変化もみられなかった。しかし、糖尿病性自律神経障害患者では異常波形を示すものが多いことから神経系の関与が否定できず、胃電図の周期性を保ためには非コリン作動系の神経系の関与が大きいことが推測された。心窩部腹壁表面に銀塩化銀電極を装着し、双極誘導にて消化管由来と考えられる電気活動の記録が可能となった。電気信号は筋電図ユニットおよび筋電図ユニットで電気信号にフィルタ-かけることにより希望の電気的変化を記録することができるが、胃由来の電気活動記録には時定数3秒、Highーcut Filter 0.1Hzの条件下で記録するのが最も適切である事が判明した。さらに、この電気信号が実際に胃由来のものであるか否かの検討にあたり白金電極を装着した内圧カテ-テルを作成し、胃粘膜面から導出した電気信号記録との比較を行い両者の波形の一致をみた。したがって、この方法で記録される生体電気活動記録は胃に由来する電気活動であることが推測された。さらに、胃内圧記録と電気活動記録の比較においても、両者は同じ周期で変化をしめしていることが確認された。すなわち、健常者では1分間に3回の規則的繁華が電気活動の面および内圧変化の面から観察することができ、腹壁表面からの電気活動記録が胃の運動機能を反映していると考えることができる。波形の解析にあたってはFFT変換による解析を目指して検討を行ってきたが、FFT変換による解析では個体間の比較が困難であるため周波数解析を行うこととし、解析装置を開発した。現在、解析プログラムの一部に不備が発見されたためプログラムをなお開発中である。食事の影響に関しては、食後30分程度までの観察では波形の増強、すなわち電位の増大が認められ、食事刺激による胃運動の亢進を反映しているものと推測された。以上の事柄から、腹壁表面からの生体内電気活動記録は胃運動をよく反映することが推測され、胃運動機能障害患者での以上も確認され、今後はその発生機序についても検討を行う予定である。
エクソソーム解析に基づいた多発性骨髄腫の合併症形成メカニズムの解明

多発性骨髄腫は、全身に様々な合併症が生じる。この合併症発症には、骨髄腫細胞から分泌されるエクソソームの関与が強く疑われるものの、そのメカニズムは不明である。エクソソームの機能を明らかにすることは、エクソソームを標的とした新規治療薬や新たなバイオマーカーの開発につながる。本研究では、骨髄腫由来株化細胞を用い、分泌されたエクソソームが全身の標的細胞に取り込まれるメカニズム、および取り込まれた細胞におけるエクソソームの内包物の作用を明らかにするため、エクソソーム表面糖鎖、内包するタンパク、miRNA等を解析する。
ユビキチンリガーゼ変異株を利用した高感度真核生物Ames試験の開発のための研究

分裂酵母のSCFpof3はユビキチンリガーゼ複合体として機能する。その生理学的な標的タンパク質(SCFpof3によって分解されるタンパク質)はまだ未解明であるが、種々の解析結果より、ゲノムDNAの複製や安定な維持、適切な遺伝子発現の保障メカニズムに関与することがわかっている。SCFpof3遺伝子は生育そのものには必須ではないが、その遺伝子を破壊した分裂酵母はUV照射やDNA二重鎖切断の誘導剤phleomycin等に対し感受性を示す。我々はこれらDNAの損傷誘導剤に対し、マイルドな感受性を示す分裂酵母のSCFpof3変異体を利用した、高効率で簡便なDNA変異剤を試験・判定するアッセイ系の樹立を目指し、その準備段階のための基礎研究を行った。まずは、野生型の分裂酵母(WT)とSCFpof3遺伝子破壊株(Δpof3)とが示す、DNA損傷剤に対する感受性の比較をプレートアッセイ法ならびに、液体培地で培養した細胞を用いて行った。その結果、UVやPhleomycinに対しては野生型よりも3倍程度感受性が高いことがわかった。さらには、DNA合成阻害剤であるHUに対しても同程度の感受性を示すことがわかった。これらの感受性試験はプレート上に細胞濃度の異なるスポットを滴下し判定するプレートスポット法では結果の微妙な差異も容易に判定可能なことがわかったことから、本来の目的である未解析の化合物や、それらを含むものがプレートに混和可能な性状であれば容易に判定できる系であることを示す。さらには、スポットする際に一つのプレート(すなわち、一種類の化合物)に野生型、Δpof3に加えて異なる経路に働くRad変異株等も併用した場合、化合物の毒性判定の一助となり、より簡便で多様な系の開発もできることがわかった。近年、環境因子や食品・嗜好品内在物質の安全性およびその科学的根拠を与えるリスク評価の問題が生活安全上の重要なテーマとなっている。本研究課題はDNAに対し変異原性を有す因子のアッセイ法及び結果の判定を簡便に、安全に、短期間で実施することが可能で、かつ高感度の真核生物の系の変異原性の一次簡易テスト法の開発を目指している。そこで今回は分裂酵母のユビキチンリガーゼ遺伝子変異株の特徴を利用し、簡便で高感度な変異原の試験法の開発を目的とする。本年度はまず、簡便なプレートアッセイ法を用い、分裂酵母の野生株及びユビキチンリガーゼpof3の遺伝子変株と用い、種々のDNAを行なった。その結果、ユビキチンリガーゼ変異株はプレートアッセイ法においても野生株に対しUV照射、ヒドロキシウレア(DNA合成阻害)等に対し、視覚的に定量性よく識別可能なほど高い感受性を示した。この結果はユビキチンリガーゼ変異株を用いた系がプレートを用いた変異原の一時スクリーニングに使えることを意味する。申請書で本年度に計画していたlacZ遺伝子の挿入によるフレームシフト検出の系は現在構築中である。また、本助成金により導入した蛍光顕微鏡装置を用い、GFP蛍光タンパク質ラベルしたヘテロクロマチン結合タンパク質Swi6の細胞内局在も試験した。その結果、導入した蛍光顕微鏡を用いてGFP-Swi6の蛍光の観察ならびに細胞内の局在の確認が十分に実施可能であることがわかった。このタンパク質の特徴的な局在がユビキチンリガーゼ変異細胞内で有意に損なわれていることも分かった。しかし、DNA二重鎖切断認識タンパク質をGFPラベルすることにより、視覚的にDNAの切断を識別することにおいては顕微鏡の解像度が伴わず、困難であった。蛍光顕微鏡を用いた細胞内タンパク質の観察実験に関しては今後も検討する必要がある。