hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
代謝異常症候群モデルマウスの病態解析

意義に注目し、内臓脂肪の蓄積機構、内臓脂肪の蓄積に伴うメタボリック症候群病態の分子機構の解明を進めている。平成16年度は脂肪細胞における11β-hydroxysteroid dehydrogenase type 1(11β-HSD1)過剰発現トランスジェニックマウス、11β-HSD1全身性ノックアウトマウスの表現型解析の成績を踏まえ、(1)脂肪細胞培養系を用いた11β-HSD1発現調節機構の検討を行なった(FEBS Lett.576:492,2004,Metabolism 53:1532,2004)。(2)ヒト11β-HSD1阻害剤〔低分子リード化合物〕の効果をin vivoで評価するために、ヒト型11β-HSD1を複数の脂肪細胞特異的遺伝子プロモーターの支配下に過剰発現させる新しいモデル動物を作成した。また、11β-HSD1に対する特異的なアンチセンスDNAのin vivo deliveryシステムを用いてモデル動物のメタボリックシンドロームに対する11β-HSD1阻害の治療的意義の検討を開始した。(3)アデイポステロイドのヒトメタボリックシンドロームにおける病態的意義を明らかにするために皮下脂肪組織バイオプシーを用いた脂肪細胞機能の評価と遺伝子発現プロファイリングを行い、肥満者における脂肪細胞機能異常について検討した(京都大学医の倫理委員会臨床研究承認番号553番、2004年)。肥満者群皮下脂肪組織における11β-HSD1 mRNA発現濃度は対照群と比較して約6倍に上昇し、BMIやウェスト周囲径とも強い正の相関を示した。肥満者脂肪組織ではマクロファージ特異的マーカー遺伝子の発現レベルも著明に亢進しており、11β-HSD1の発現レベルと強い正の相関を示した。3T3-L1培養脂肪細胞系を用いて、IL-1βやTNFαなどの種々の炎症性サイトカインが11β-HSD1遺伝子発現を著明に誘導すること、種々のPPARγアゴニストが11β-HSD1遺伝子発現を著明に抑制すること、脂肪細胞における11β-HSD1活性化がインスリン感受性ホルモン、アデイポネクチンの分泌を著明に抑制することを明らかにした。また、ヒト型11β-HSD1遺伝子を2種類の強力な脂肪細胞特異的プロモーター、aP2とadiponectinの支配下に過剰発現させる新規の遺伝子操作トランスジェニックマウス数系統の樹立を完了し、基盤の表現型解析やコロニーの整備を進めた。11β-HSD1の機能を特異的に抑制するアンチセンスDNA配列の最適化にも成功し、経口in vivo投与にて種々の肥満・糖尿病モデルマウスの代謝パラメーターが効果的に改善されることを確認した。肥満症例と対照健常者を対象とする皮下脂肪組織バイオプシーによって(京都大学医の、脂肪細胞機能の評価と遺伝子発現プロファイリングを実施し、肥満者皮下脂肪組織における11β-HSD1 mRNA発現濃度が対照群と比較して6倍以上に上昇していること、そのレベルがBMIや内臓脂肪面積、種々のインスリン抵抗性指標と正の相関を示すことが明らかとなり、11β-HSD1とマクロファージ関連遺伝子マーカー群との間にも強い正の相関が認められた。
核分配におけるプロテインホスファターゼ(PP1)の制御因子EGP1の役割

真核生物において細胞周期を調節する機構は酵母からヒトにいたるまで構造上、保存された因子によって調節されており、その調節機構も保存されていることが明かにされている。プロテインホスファターゼ1(PP1)は、多くの真核生物において、細胞周期のG2/Mの進行に必要であることが明らかになっている。出芽酵母PP1をコードする遺伝子GLC7/DIS2S1の制御機構を明らかにする目的で、glc7変異の性質を増幅させる変異egp1を分離した。EGP1遺伝子のクローニングの結果、Egp1pは分裂酵母PP1の制御因子と考えられているSds22pと相同性の高い蛋白質をコードしていた。EGP1遺伝子の欠損細胞の増殖を観察したところ、多くの多核細胞とともに、無核細胞を生じることが明らかになった。また、非常に興味深いことにそれらの細胞の紡錘体は細胞分裂軸と異なる方向に伸びていることが示された。よってEGP1欠損細胞においては、M期において染色体を分配する際、またはSPB(高等動物の中心体に相当)の分裂方向に異常が起きていることが示唆される。またこれらの表現形はPP1をコードする遺伝子GLC7を多量発現することによりレスキューされるためホスファターゼ活性によることが示された。
慢性骨髄性白血病を発症するSPA-1遺伝子破壊マウスを用いた免疫監視機構の研究

リンパ・造血系組織の主たるRap1GAPであるSPA-1の遺伝子破壊(SPA-1/-)マウスは、生後1年1年半でほぼ全例において慢性骨髄性白血病をはじめとする多彩な白血病を発症する。本研究では、SPA-1欠失による白血病発症の分子メカニズムを明らかにするために、白血病(B-CLL)を発症したSPA-1-/-マウスの骨髄から細胞株(1629B細胞)を樹立し、解析を行った。1629B細胞は、B220^+C5^+IgM^+でB1細胞由来であると考えられ、この細胞をSCIDマウスに移入するとB-CLLが発症した。1629B細胞には、SPA-1欠失によりGTP結合型Rap1が蓄積していたが、SPA-1遺伝子の再導入により(1629B/SPA-1細胞)これを消失させると、その白血病原性は完全に消失した。1629B細胞と1629B/SPA-1細胞のin vitro増殖能については全く差が見られなかった。また、両細胞をSCIDマウス移入した後の臓器分布ならびに生体内における増殖についても差が見られなかったが、両細胞株のインターフェロン(IFN)誘導細胞死に対する感受性について調べたところ、1629B/SPA-1細胞ではIFN-β処理によりBcl-2の減少が起こり、細胞死が誘導されたのに対し、1629B細胞ではBcl-2はほとんど変化せず、細胞死誘導に強い抵抗性を示した。これらの結果から、1629B細胞は蓄積したGTP結合型Rap1によりIFNにより誘導される細胞死に抵抗性となることで、自然免疫系を介した監視機構から逃れ、白血病原性を維持していることが明らかとなった。このことは、活性化型Rap1の蓄積は白血病の発症のみならず生体における白血病原性維持にも必須であることを強く示唆するものである。
国際グリア研究ネットワーク構築プロジェクト：日独若手研究者交流・育成を軸として

ドイツのグリア研究コンソーシアムと連携し、日独若手研究者の共同研究を目的とした国際グリア若手の会(YoungGlia)を2015年度から立ち上げた。2015年度は日本、2016年度はドイツでYoungGliaを行い、研究提案、審査を経て計11件採択した。助成グループは1-2年間の共同研究を行った。相互交流に必要な旅費、滞在費を助成した。2017年度には報告会を日本で行った。この会にはカナダ、アメリカからの若手研究者も招聘し、YoungGliaを日独の二国間から多国間への取り組みへと発展させた。若手研究者同士が自由な発想に基づき、共同研究提案を行うことは画期的である。平成28年1月10ー11日に第1回国際グリア研究若手の会を慶應義塾大学(北館ホール/大学院棟)で開催した。ドイツグリアコンソーシアムから若手研究者6名、シニア研究者3名を招聘した。また、この若手の会に参加する日本の若手研究者の旅費も支援した。若手の会では、日独の若手研究者が研究発表を行い、共同研究を提案し、審査のうえ、研究期間が2年間の共同研究を4件、1年間の共同研究を2件採択し、研究実績の共同研究遂行のための旅費と(日本で行う研究の)研究費の一部を支援している。日本の若手研究者の研究力、国際ネットワーク力の強化の第1歩となった。平成27年度に計画していた案件は全て執行したから。平成28年5月30日ー6月1日に第2回国際グリア研究若手の会をドイツのSaarland大学(Germany/Homburg)で開催した。日本からは若手研究者8名、シニア研究者7名を派遣した。若手の会では、日独の若手研究者が研究発表を行い、共同研究を提案し、審査のうえ、新たに研究期間が2年間の共同研究を4件、1年間の共同研究を1件採択し、研究実績の共同研究遂行のための旅費と(日本で行う研究の)研究費の一部を支援している。グリアアセンブリの夏のワークショップでは、この共同研究を行っている若手研究者がポスター発表を行い、班員に国際支援班の活動を報告する機会となった。また昨年度の若手の会で研究発表、審査の上採択された研究期間が2年間の共同研究4件の支援を引き続き行った。さらに、12月には追加の共同研究支援を班内で公募し、新たに2件の共同研究を支援することになった。(そのうちの1件は、昨年度からの2年間の共同研究の延長課題である。)第2回国際グリア研究若手の会をドイツのSaarland大学(Germany/Homburg)で開催した。日独の若手研究者が研究発表を行い、共同研究を提案し、審査のうえ、新たに研究期間が2年間の共同研究を4件、1年間の共同研究を1件採択した。また、グリアアセンブリの夏のワークショップで、採択した日本の若手研究者がポスター発表を行い、班員に国際活動支援班の活動を報告した。さらに昨年度の若手の会で研究発表、審査の上採択された研究期間が2年間の共同研究4件の支援を引き続き行った。12月には追加の共同研究支援を班内で公募し、新たに2件の共同研究を支援することになった。)このようにH28年度に計画していた案件はすべて執行した。平成28年度ドイツで開催した2nd Young Gliaで研究発表、審査の上採択された研究期間が2年間の共同研究4件の支援を行った。また、領域内の若手研究者の海外学会参加を支援した。日本のGlial assemblyの今までの共同研究の成果を発表する場として、平成30年1月16-19日に熱海・東京で3rd Young Gliaを開催した。口頭発表とポスター発表の両方を各チームが行い、時間をかけて議論を行った。また、「Young Glia」を2国間に閉じずに、全世界的なものへとするために、カナダのグリア研究を牽引するDr. Richard RobitailleとDr. Marie-Eve Tremblyの2チームを招待した。教育講演には、single cell RNA seqによる脳細胞分類の権威であるアメリカAllen研究所のDr. Bosiljka Tasicを招聘した。ドイツ11名、カナダ4名、アメリカ1名、日本25名の計41名が参加した。この会をきっかけに、今後もさらなる共同研究の輪をつなげていく。第2回国際グリア研究若手の会を平成28年5月29ー31日にドイツのホンブルグで開催する。日本からは若手8名、シニア7名を派遣する。第1回と同様、研究発表を行う。日本で行う共同研究の一部を経費で支援する。ドイツの若手研究で行う研究はドイツからサポート。

第3回国際グリア研究若手の会を平成30年1月18ー19日に日本(静岡県熱海市)で開催する。日本若手研究者とドイツ若手研究者との共同研究が進んでいるところであるが、両者を招聘し、その成果を本会で発表してもらう。現在のところ、カナダおよび米国のシニア研究者計3名および彼らが指導する若手研究者を共同研究の輪をさらに世界的に広げるために招聘することが決まっている。この旅費を支給する。これ以外にも国内、国外のグリア研究を牽引する若手に広く声をかけ、資金の範囲内で招聘する。神経生物学日独の若手研究者の共同研究が2年間にわたって行われるため、次年度も引き続き支援する必要があるため。日独の若手研究者の共同研究が2年間にわたって行われるため、次年度も引き続き支援する必要があるため。引き続き、若手の共同研究のための旅費等を支援する。また、平成28年度の若手の会で新たな共同研究を成立させ、支援する。
子ども養育紛争における当事者支援システムの再構築に関する研究

年間の離婚件数は、2220万件あり、親の離婚に巻き込まれる未成年の子どもたちも毎年20万人以上にのぼっている。家庭裁判所での子の監護をめぐる事件も、2017年には4万4000件を超えており、とくに面会交流や養育費をめぐる紛争は解決の困難化、長期化が指摘されている。そこで、本研究は、このような離婚や別居に伴って、最近急激に増加している面会交流や養育費をめぐる子ども養育紛争を中心に、既存の司法・行政・民間の当事者支援の実情と問題点を明らかにするとともに、関係機関の連携のあり方を大きく見直すことで、子の監護養育をめぐる紛争における実効的な当事者支援システムの再構築を目指そうとするものである。
大学前期課程におけるコンピュータ化学教育システムの開発と試行

化学の研究においてはコンピュータはいまや欠くことのできない道具となっている.われわれは,コンピュータを使って,物質の3次元構造を視覚化,予測,分子軌道の計算,表示などを日常的に行っている.このような現代の化学の一側面を,大学教育のなかのなるべく早い段階で知ってもらうことを目的として,東京大学教養学部において,教育用の分子モデリングシステムを導入し,「コンピュータ化学入門」の授業を開講した.システムは,パーソナルコンピュータ(windows3.1)10台と学内LANに接続された計算サーバ(unix)とから成り,ソフトウェアとしてCacheを使用した.授業は全学自由研究ゼミナールの一つとして,各年度1学期ずつ開講した.主な内容は以下の通りである.簡単な有機分子の構造とエネルギー,飽和環式化合物の立体配座と配座変換,錯体の構造,高分子化合物,2原子分子・3原子分子の分子軌道,π分子軌道とDiels-Alder反応,分子軌道と吸収スペクトル.最後に,任意のテーマによる自由研究も行った.授業後の感想には,化学に興味がわいてきたというものが多く,一応の目的は達成されたと考える.化学の研究においてはコンピュータはいまや欠くことのできない道具となっている.われわれは,コンピュータを使って,物質の3次元構造を視覚化,予測,分子軌道の計算,表示などを日常的に行っている.このような現代の化学の一側面を,大学教育のなかのなるべく早い段階で知ってもらうことを目的として,東京大学教養学部において,教育用の分子モデリングシステムを導入し,「コンピュータ化学入門」の授業を開講した.システムは,パーソナルコンピュータ(windows3.1)10台と学内LANに接続された計算サーバ(unix)とから成り,ソフトウェアとしてCacheを使用した.授業は全学自由研究ゼミナールの一つとして,各年度1学期ずつ開講した.主な内容は以下の通りである.簡単な有機分子の構造とエネルギー,飽和環式化合物の立体配座と配座変換,錯体の構造,高分子化合物,2原子分子・3原子分子の分子軌道,π分子軌道とDiels-Alder反応,分子軌道と吸収スペクトル.最後に,任意のテーマによる自由研究も行った.授業後の感想には,化学に興味がわいてきたというものが多く,一応の目的は達成されたと考える.いまやコンピュータは化学者にとっては,ビーカーやフラスコといった実験器具と同様に,日々の研究に欠くことのできない道具となっている.コンピュータによってはじめて原子・分子の3次元構造が自在に視覚化され,原子・分子の動きや反応の様子を解析することができる.この方法は,化学において基本的に重要な方法であり,また,化学に対して従来とは異なる新しいイメージを学生に与えることができるので,大学の化学教育において,なるべくはやい段階で導入することが望ましく,とくに大学前期課程においてその必要性が高い.今年度は,教育用計算化学システムとして,以下のようなシステムを構築した.学生用端末としてパーソナルコンピュータ10台(Windows3.1),大規模計算用のサーバとして富士通S4/20(東京大学教育用計算センター駒場支所)4台を学内LANによって接続した.ソフトウェアとしてソニーテクトロニクス社製の分子モデリングシステムCACheを搭載した.このシステムでは,分子モデリングおよび結果の表示はパーソナルコンピュータで行い,分子力学および分子軌道計算は計算サーバに行わせる.このシステムを使って,東京大学全学自由研究ゼミナールの一つとして、前期課程理科生10名(1,2年生各5名)を対象に「コンピュータ化学入門」の講義を試験的に開講した.近年,化学はめざましく変化している.その一つがコンピュータの利用である.数年前とは異なり,いまやコンピュータは化学者にとっては,ビーカーやフラスコといった実験器具と同様に,日々の研究に欠くことのできない道具となっている.コンピュータによってはじめて原子・分子の3次元構造が自在に視覚化され,原子・分子の動きや反応の様子を解析することができる.この方法は,化学において基本的に重要な方法であり,また,化学に対して従来とは異なる新しいイメージを学生に与えることができるので,大学の化学教育において,なるべくはやい段階で導入することが望ましい.とくに,大学前期課程においては,とくにその必要性が高い.以上の目的達成のために,昨年度に分子モデリングシステムCacheを導入し,今年度も引き続き東京大学全学自由研究ゼミナールの一つとして「コンピュータ化学入門」を開講した.基本操作練習ののち,以下の項目についての授業を行った:簡単な有機分子の構造とエネルギー,飽和環式化合物の立体配座と配座変換,錯体の構造,高分子化合物,2原子分子,3原子分子の分子軌道,π分子軌道とDiels-Alder反応,分子軌道と吸収スペクトル.その後,自由テーマによる研究を行った.授業後の感想には,「受講して化学に興味がわいてきた」というものが多く,また,自由研究レポートでは,本格的に発展できる可能性を秘めた内容のものもあり,一応の目的は達成されたと考える.
チトクロム酸化酵素結晶の高精度高分解能X線回折強度データ収集システムの開発

チトクロム酸化酵素は呼吸鎖の末端に位置し,チトクロムcから電子を受け取り分子状酸素を水にまで還元するとともに、そのとき得られる自由エネルギーによって、プロトンを膜の内側から外側へと能動輸送を行う膜貫通型膜蛋白質複合体である。このチトクロム酸化酵素のプロトン能動輸送機構を解明するためには、酵素内の水素原子の座標を決定する必要がある。このためには、高分解能高精度のX線回折強度データを収集し、精密な構造を得る必要がある。本研究では、放射光の大強度で平行性の良いX線を利用し、高分解能の回折斑点が得られるチトクロム酸化酵素結晶を効率良く選択できるシステムを構築するとともに、高分解能高精度のX線回折強度データを収集するための測定法の開発を行なった。平成18年度に本研究で開発しSPring-8生体超分子複合体ビームライン(BL44XU)に導入した1枚のX線回折像から回折斑点のS/Nを計算することにより分解能を見積るソフトウェアを用い、チトクロム酸化酵素の回折撃度測定において入射X線の条件や測定方法の検討を行った結果、入射X線の密度を高くすることが最も効果的で、1.8Å以上の回折強度測定が可能になった。本研究では、放射光の大強度で平行性の良いX線を利用し、高分解能の回折斑点が得られるチトクロム酸化酵素結晶を効率良く選択できるシステムを構築するとともに、高分解能高精度のX線回折強度データを収集するための測定法の開発を行なう。平成18年度は、回折実験に用いるチトクロム酸化酵素結晶から高分解能の回折強度データ収集が可能かどうかの判定を行なうために、1枚の得られたX線回折像から回折斑点のS/Nを計算することにより分解能を見積るソフトウェアを開発し、SPring-8生体超分子複合体ビームライン(BL44XU)に導入した。この開発したソフトウェアを用いることにより、機械的に結晶を分解能で選択することができ、良質な高分解能の結晶を効率良く得られた。連続したデータ測定時に、開発したソフトウェアを用いることにより、結晶のX線による損傷を観測することができた。結晶の損傷を観測することにより、結晶の交換時期を機械的に行なうことができ、データ測定の効率が上がった。
ジョン・ロックを手がかりとする新しい社会契約論の構築

本研究の目的はジョン・ロックの社会契約論に基づく新しい統治の理論を構築することである。そのために本研究ではこれまで批判の対象でしかなかったロックの暗黙の同意、すなわち統治下での居住の事実から推定される同意に着目した。その結果、ロックは暗黙の同意が成立するためには条件を、つまり統治は人種、民族、宗教、そして財産に関係なく全ての人に開かれた立法部を備えていなければならないという条件を課していることを明らかにした。ロールズの社会契約論の弱点をロックの社会契約論で補完することが本研究の目的である。ロールズの社会契約論は仮説的契約論であるため統治への服従義務が導出できない。そこで、本研究では現実的同意論であるロックの社会契約論を採用することで統治への服従義務を導出することを目指す。具体的には、ロックに倣い、居住の事実から同意を導くことですることで統治への服従義務を説明する。しかし、ロックによると居住の事実から同意を導出するためには、その条件としてその社会の成員全員に開かれた立法部が必要となる。だが、立法部に参加できる成員の条件、すなわち成員資格の問題はこれまでほとんど問われたことがなかった。そこで本年度は、成員資格の問題に取り組んだ。その際には導きの糸として、成員資格研究の先駆者であるウォルツァーの検討を遂行した。その結果、ウォルツァーは成員資格の条件の中に社会のマジョリティへの文化的同化を読み込んでいることが明らかになった。このような文化的同化は社会の少数者への同化圧力ともなりかねない危険をもたらすものである。そしてまた、本研究の目的とする多文化共生社会の実現にとっても障害となるものである。これに対して本研究は、成員資格の条件の中にマジョリティへの文化的同化を必要としないことこそが、真の多文化共生に道を開くものであることを主張した。以上の研究はこれまで問われてこなかった成員資格の問題に光を当てる有意義なものであった。今年度は昨年度に引き続き、ジョン・ロックの社会契約論を研究した。具体的にはロックにおける国家の役割を明らかにするために、ロックの私的所有権論を検討した。従来のロック研究においては、国家の成員は一定以上の財産を持つ富裕層に限られているため、国家の役割も富裕層の利益を守ることあると考えられてきた。ロックが「ブルジョワ階級の利益の擁護者」と長らくみなされてきたゆえんはここにある。また、これと関連して、ロックは市場経済を重視し、小さな政府を指向するいわゆるリバタリアニズムの祖ともされてきた。しかし、以上の研究は『統治二論』第二篇第五章「所有権について」のみの読解に支えられているように見受けられる。これに対して本研究は従来の研究が踏まえてこなかった『統治二論』第一篇や遺稿を渉猟することで、ロックの私的所有権論を再検討した。その結果、ロックが経済的に困窮する者への支援を、富裕な者の自然法上の義務としていることを突き止めた。つまり、余裕のある者が困窮者に財産の一部を提供しないことは不正をなすことなのである。このようなロックの主張は、いわゆる福祉国家思想の萌芽とも呼べるものであり、従来のロック解釈に疑義を呈するものである。ロックの社会契約論における国家の役割とは、富裕な者の財産の保全ではなく、全成員の生命、自由、財産の保全なのである。以上の成果は研究会等で発表し、共著に収められることが決定している。ロールズの社会契約論の弱点である成員資格とマイノリティの問題に取り組み、ウォルツァーを手掛かりとしながら、一定の提言ができたことは評価に値すると思われる。27年度が最終年度であるため、記入しない。哲学・倫理学これまでの研究を継続しつつ、ロールズの社会契約論の弱点をロックのそれでもって補完する方向性を模索していく。具体的には、ロールズの社会契約論では不可能であった、政治的責務の導出を、ロックの暗黙の同意概念を用いることで可能にしたい。
ショウジョウバエ行動制御神経回路のコネクトミクス解析

脳機能を理解する上で重要であるにもかかわらず知見が乏しかった連合系と行動制御系を結ぶ神経回路を、神経の可視化や機能操作が容易なショウジョウバエを用いて網羅的に同定解析するコネクトミクス研究を行った。脳上部に位置し連合中枢との情報入出力や行動制御中枢への情報出力を行う部位であるSMP, SLP, SIP, CRE, CL, LAL領域、および脳後部に位置し行動制御神経に最も近い位置にあるSPS, IB, ATL領域において、最終的に当初の想定をはるかに上回る890種類の神経の同定に成功した。うち519種類では、非常に高い特異性で遺伝子発現を誘導できる「Split GAL4」系統を樹立した。また、標識された神経の一部をランダムに異なる色で可視化するMulti Color Flip Out法によって、すべての神経種について単一神経レベルで形態を解析した。一部の神経では光感受性チャネル遺伝子を発現させて赤色光で神経刺激を行い、刺激によって行動が活性化したり抑制されたりする神経を見いだした。五感の中で唯一未解明であった体性感覚の情報経路については、昨年度論文発表した研究をさらに進めて、一次感覚神経のサブタイプ特異的な投射パターンと、胸腹部神経節から脳に伸びる体性感覚二次介在神経を体系的解析に解析し、体性感覚情報を受容する脳の領域をほぼ全て同定することができた。最後に、以前開発したアルゴリズムを改良してシナプスブートンの位置と数を画像から計測することに成功し、連合学習や行動制御に重要なモノアミン神経のシナプス数を体系的に比較した。老化に伴ってオクトパミン神経ではシナプス数がほとんど変化しないのに対し、ドーパミン神経ではシナプス数が減少するだけでなく、その度合いが脳領域によって大きく異なっており、老化に伴うシナプス減少が神経種特異的、領域特異的に起こることが始めて示された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。脳機能を理解する上で重要であるにもかかわらずこれまで知見が乏しかった、連合系と行動制御系を結ぶ神経回路について、神経の可視化や機能操作が容易なショウジョウバエをモデルにして網羅的に同定解析するコネクトミクス研究を行う。今年度はその第一年次として、研究環境の整備と研究対象となる神経回路構造の概要の解析を行った。まず、高性能対物レンズを備えた蛍光顕微鏡を導入し、次年度調達予定のレーザーユニットと合わせて共焦点顕微鏡を整備する準備を整えた。さらに、この顕微鏡を用いて蛍光ラベルした標本の解析を行い、神経回路の解析を進めた。まず、脳から胸腹部神経節に下行する行動制御神経をラベルする発現誘導系統のスクリーニングを行い、これらの神経の細胞体の位置と樹状突起が広がる領域を解析した。並行して、特定の神経幹細胞に由来するクローナルユニット単位で、どのユニットが下行神経をラベルするかを解析し、その樹状突起の領域を確定した。これらの結果を総合して、行動制御神経が位置する脳領域を概観する知識を得た。さらに、これら行動制御神経の樹状突起部に神経投射を持つことが推定される脳内の神経を探すため、クローナルユニットの解析と発現誘導系統群のスクリーニングを開始するとともに、今後蓄積されると予想される膨大なデータを記録するためのデータベースの構築を始めた。今年度はその第二年次として、行動制御系神経の研究に必要な研究環境整備を完成させ、本格的研究を開始した。まず、昨年度導入した蛍光顕微鏡にレーザーユニットを追加して、高解像度の共焦点撮影を可能にした。また、ライブイメージング解析システムを改良し、歩行・飛翔運動中の脳内の神経の活動記録を実現したのとともに、これまで不可能だった単一波長光での視覚刺激装置を開発導入し、色依存的な行動の制御における神経応答の解析を可能にした。さらに、脳から頸部神経束を通って胸腹部神経節に下行する行動制御神経をコントロールする神経、すなわちこれらの神経の樹状突起部に神経投射を持つような神経の探索を本格的に開始した。我々が作成・保有する系統のスクリーニングを完了し、米国HHMIジャネリア研究所で新たに作られた発現誘導系統コレクションのスクリーニングを開始した。並行して、クローナルユニットの解析によって脳の高次領域間のつながりを体系的に分類する方法を開発した。高解像度な顕微鏡標本撮影環境を整えるとともに、多様な感覚刺激と運動パターンに対するライブイメージングの観察系と刺戟系を完成させた。また、膨大な発現誘導系統のスクリーニングを本格的に開始し、数十の新しい神経タイプをすでに同定した。今年度はその第三年次として、候補脳領域にある神経の網羅的同定作業をさらに進めた。連合中枢と連絡する神経の体系的同定のために、脳上部に位置し連合中枢との情報入出力や行動制御中枢への情報出力を行う部位であるSMP, SLP, SIP, CRE, CL領域、また行動制御中枢に連絡する神経の体系的同定のために、脳後部に位置し行動制御神経に最も近い位置にあるSPS, IB, ATL領域、およびこれらに情報を送る重要な部位であるLAL領域について探索を行った。

これらの領域に投射を持つ神経の候補を数百種類見いだし、それらを特異的にラベルするために、発現パターンが一部の細胞だけで重複するような2種類の発現誘導系統を組み合わせて、重複する細胞でのみ特異的に遺伝子発現を誘導できる「Split GAL4」系統を樹立するためのスクリーニングを大規模に行った。また、体性感覚神経は行動制御のフィードバックに重要な役割を果たすにもかかわらず、これまでショウジョウバエでの詳細な構造や機能は解明されていなかった。体系的解析で末梢感覚器から脳に直接投射する神経と胸腹部神経節から脳に伸びる体性感覚介在神経の同定作業をほぼ終了し、体性感覚情報が脳のどこに送られるかがおおむね明らかになった。行動制御中枢に隣接する領域には視覚高次処理も投射しており、その一部は波長特異的な接近/忌避行動に関与している。これらの神経の活動が行動制御にどのように働くのかを明らかにするため、新たに確立した波長特異的視覚神経刺戟装置を用いて、我々がこれまで同定してきた高次視覚処理神経の波長依存的な活動をイメージング解析した。膨大な発現誘導系統のスクリーニングが当初予定した以上のペースで順調に進捗している。特に、特異的な神経イメージングや神経機能操作が可能なSplit GAL4系統が、当初の想定よりもはるかに多くの数を樹立できつつある。脳機能を理解する上で重要であるにもかかわらずこれまで知見が乏しかった、連合系と行動制御系を結ぶ神経回路について、神経の可視化や機能操作が容易なショウジョウバエをモデルにして網羅的に同定解析するコネクトミクス研究を行う。今年度はその第四年次として、候補脳領域にある神経の網羅的同定作業をさらに進めた。連合中枢と連絡する神経の体系的同定のために、脳上部に位置し連合中枢との情報入出力や行動制御中枢への情報出力を行う部位であるSMP, SLP, SIP, CRE, CL領域、また行動制御中枢に連絡する神経の体系的同定のために、脳後部に位置し行動制御神経に最も近い位置にあるSPS, IB, ATL領域、およびこれらに情報を送る重要な部位であるLAL領域について探索を行った。この結果、これまでの研究と合わせて合計約800種類の神経を発見し、そのうち約500種類については、発現パターンが一部の細胞だけで重複するような2種類の発現誘導系統を組み合わせて、重複する細胞でのみ特異的に遺伝子発現を誘導できる「Split GAL4」系統の樹立に成功した。また、体性感覚神経は行動制御のフィードバックに重要な役割を果たすにもかかわらず、これまでその構造や機能は解明されていなかった。末梢感覚器から脳に直接投射する神経や、胸腹部神経節から伸びる体性感覚介在神経が、脳のどこに、どのように投射するかの研究を完成させ、これらの神経が歩行時や飛翔時に示す活動パターンのイメージング解析と、これらの神経の機能を特異的に阻害した場合に起きる歩行行動異常の解析と合わせて、論文として発表した。さらに、低次視覚中枢からの視覚投射神経の一部が波長特異的な光への接近/忌避行動に関与していることから、これらの神経の活動が行動制御にどのように働くのかを明らかにするため、代表的な神経種について眼に特定の波長の光を照射した際の神経活動パターンのイメージング解析を行った。
角膜上皮特異的ケラチンK12の遺伝子の解析と染色体マッピングに関する研究

前年度にゲノムライブラリー(λFIXIIライブラリー)より単離したヒトケラチン12(K12)ゲノム遺伝子を用いてK12遺伝子のエクソンーイントロン構造を決定し、Fluorescence in situ hybridization法により染色体座位を決定した。さらに常染色体優性遺伝のミースマン角膜上皮変性症において、その臨床像および組織像がケラチン遺伝子の変異が原因で生じる種々の表皮遺伝性疾患と類似していることから、ヒトK12を原因遺伝子と考え、全エクソンについて変異の有無をSSCP法とPCRダイレクトシークエンス法で検索した。K12遺伝子は8個のエクソンと7個のイントロンから構成され、ゲノム上、約6kbpの長さを有していた。染色体マッピングの結果、ヒトK12遺伝子は酸性ケラチン遺伝子のクラスターを構成している17染色体長腕12にマッピングされた。4家系のミースマン角膜上皮変性症について解析した結果、全てヒトK12遺伝子にミスセンス変異を認めた(R135G、R135I、Ll40R、T429D)。変異部位は家系により異なっていたが、ケラチン変異のホットスポットとされているロッドドメインのinitiationmotifあるいはtermination motifに位置していた。本研究によりヒトK12がミースマン角膜上皮変性症の原因遺伝子であることが証明された。我々はこれまでに,角膜上皮のcDNAライブラリーを包括的に解析し角膜上皮に特異的な遺伝子を単離するプロジェクトを推進してきた。その中で,角膜上皮特異的なケラチン12(K12)のヒト全長cDNAの単離と塩基配列の決定に世界ではじめて成功した。本研究においては,ヒトK12の遺伝子構造を解析し,染色体へのマッピングを行うことを目的とする。我々が単離したK12のcDNAクローンからプローブを作成し,ゲノムライブラリー(λFIX IIライブラリー)に対してプラークハイブリダイゼイションを行い,ヒトK12ゲノム遺伝子を含むクローンを単離した。このクローンを制限酵素切断法,塩基配列決定法により解析し,ヒトK12ゲノム遺伝子の構造と塩基配列を決定した。さらにFluorescence in situ hybridization法により,その染色体座を決定した。K12遺伝子は8個のエクソンから構成されており,ゲノム上,約6kbpの長さを有してした。ヒトのK12遺伝子の構造は過去に報告されたマウスK12遺伝子の構造に極めて類似していた。染色体へのマッピングについては,酸性ケラチン遺伝子がクラスターを構成している17染色体長腕12に位置していた。
種・異倍数性間での交雑成否の一側性と誘因される単為発生の解明および園芸的利用

授粉受精に至る過程の調査結果より、受精に要する時間がその後の結実や種子充実度に影響を与える場合とそうでない場合とがあり、その違いは用いる両親の倍数性が関与していると判断された。また得られた種子の充実度が高い場合でも発芽が良好な場合とほとんど発芽がみられない場合とがあること、また本属における複相的単為発生現象については、受精に要する時間がその発生のキーとなっている可能性が示唆された。交雑和合性が低く、通常の交雑では雑種得ることが不可能であった組合せで、新たな胚珠培養方法を試み、長期にわたり発芽がみられない胚珠の発芽促進に効果的な手法を確立し、新たな雑種を得ることに成功した。種間あるいは異なる倍数性間での交雑においては、用いる両親の組み合わせにより、雑種が得られる場合と得られない場合があることは良く知られている。雑種が得られない組み合わせにおいては、雑種胚を含む胚珠や種子を培養することにより雑種を得ることが可能となる場合がある。申請者はこれまでに、花卉園芸品目の一つであるデルフィニウム(Delphinium L.)属を材料とし、交雑由来の胚珠や種子の培養による新たな雑種育成手法の確立に取り組み、成果をあげてきた(Honda & Tsutsui 1997Eupytica;Honda et al. 2003Eupytica;本多・小関2007園学研別;本多他2009園学研別)。本申請課題において初年度である平成25年度は、1.交雑成否と一側性および単為発生を左右する要因の解明および、2.後代獲得のための胚珠あるいは種子の培養に取り組んだ。交雑においては、その成否を左右する要因の一つとして、初期の段階すなわち、受粉受精および種子形成に至る過程の相違が考えられる。そのため交雑の成否に関わり、また一側性および単為発生を左右する要因を明らかにするため、種間交雑および倍数性の異なる種・系統間での交雑を行い、受精・結果および結実率の調査を行った。また、交雑和合性が低く種間雑種を得ることが出来ない一部の種間交雑において、胚珠・胚培養を行うことにより個体を得ることに成功し、現在育成中である。本申請課題初年度である平成25年度は、1.交雑成否の一側性および単為発生を左右する要因の解明および2.後代獲得のための胚珠あるいは種子の培養に取り組んだ。交雑においてはその成否を左右する要因の一つとして、初期段階すなわち授粉受精および種子形成に至る過程の相違が考えられる。この交雑の成否に関わり、また一側性および単為発生を左右する要因を明らかにするため、種間交雑および倍数性の異なる種・系統間での交雑を行い、受精・結果および結実の調査を行った。さらに、交雑和合性が低く種間雑種を得ることの出来ない一部の組み合わせにおいて、胚珠・胚培養を行うことにより個体を得、本申請課題二年目である平成26年度にその形質の調査を行い、新奇性のみならず、生産性や観賞価値の面からの有用性の評価を行った。本申請課題初年度である平成25年度は、1.交雑成否の一側性および単為発生を左右する要因の解明および平成27年度にかけては、2.後代獲得のための胚珠あるいは種子の培養に取り組んだ。

さらに、交雑和合性が低く種間雑種を得ることの出来ない一部の組み合わせにおいて、胚珠・胚培養を行うことにより個体を得、本申請課題二年目である平成26年度にその形質の調査を行い、新奇性のみならず、生産性や観賞価値の面からの有用性の評価を行った。本結果の一部は園芸学会平成27年秋季大会において公表した。授粉受精に至る過程の調査結果より、受精に要する時間がその後の結実や種子充実度に影響を与える場合とそうでない場合とがあり、その違いは用いる両親の倍数性が関与していると判断された。また得られた種子の充実度が高い場合でも発芽が良好な場合とほとんど発芽がみられない場合とがあること、また本属における複相的単為発生現象については、受精に要する時間がその発生のキーとなっている可能性が示唆された。交雑和合性が低く、通常の交雑では雑種得ることが不可能であった組合せで、新たな胚珠培養方法を試み、長期にわたり発芽がみられない胚珠の発芽促進に効果的な手法を確立し、新たな雑種を得ることに成功した。当初の課題として掲げた交雑成否と一側性および単為発生を左右する要因の解明については、複数の交雑組み合わせにおいて調査実施し、一部の組み合わせにおいては、一側性を確認、さらには、交雑和合性が低く容易には種間雑種を得ることの出来ない一部の組み合わせにおいて、胚珠・胚培養を行うことにより個体を得ることが出来、一部の成果については現在公表に向け論文投稿中である。一方、昨年度課題となっていた授粉受精に至る過程の詳細な観察と実態把握は、一部の組み合わせにおいて遂行することがかない、今後さらなる詳細な調査のため、サンプルの蓄積を進めている。花卉園芸学最終的には、花卉園芸的利用可能性を見いだすことを到達目標としているため、これまでに交雑が試みられてこなかったより多くの組み合わせで本課題を進めることが重要と考え、昨年度は新たな種・系統の導入も果たした。今後はこれらも加えさらに研究を推進してゆきたい。最終年度である今年度は、これまでの成果をさらに発展させ、また普遍化してゆくため、これまで得られた結果や経験を元により詳細で効率的な研究推進を心がけ、引き続き関わる経費を有効かつ適正に活用してゆく。当初の課題として掲げた、交雑成否と一側性および単為発生を左右する要因の解明については、複数の交雑組み合わせにおいて調査を実施することが出来、一部の組み合わせでは一側性を確認し、さらに一部の組み合わせにおいて後代を得るところまで進んでいる。一方で、授粉受精に至る過程の詳細な観察と把握は植物材料の開花状況の都合によりまだ充分に出来ておらず、本年度の課題と考え、今後取り組みを促進する予定である。国内学会発表および研究打合せのために計上していた旅費について、平成26年度は他の研究テーマに関する発表を行うことにしたため、本課題から経費を実支せず、当該課題で得ている他の研究助成から充当したため。最終的に、花卉園芸的利用可能性を見出すことを目的としているため、これまで交雑が試みられてこなかったより多くの組み合わせで本研究を進めることが重要であると考え、現在新たな種・系統の育成や導入にも取り組んでいる。今後はこれまでの成果をさらに発展させ、また普遍化してゆくため、初年度に得られた結果や経験を元により詳細で効率的な調査を心がけさらなる成果を得たい。そのために引き続き係る経費を有効かつ適性に活用してゆく。今年度は本課題で得られた成果の速やかな公表のため学会発表を行う予定であるとともに、さらに必要な情報収集や研究打合せのため、旅費を活用してゆく計画である。初年度導入を計画していた物品、人工気象器は、学内施設を使用することが可能となったため、係る経費は使用するに至らなかった。また、観察に用いるために計上していたズーム式
微小重力下で成長させた半導体結晶の結晶性と局所不純物偏析の評価

微小重力下で半導体の融液成長を行う場合、二つの大きな利点がある。第一は無容器成長でありこのため成長結晶に導入される転位は非常に大きく減少する。第二は熱対流の停止でありこのため非定常な熱対流に起因する不純物の不均一を取り除くことができる。本研究では、この二つの効果を見る目的で、比較的融点が低く宇宙のように電力が充分でない場合の成長にも適したGaSbをとりあげその融液成長を行い評価を行った。成長実験は中国の回収衛星を用いて中国科学院物理研究所と共同で行ったもので、本研究ではこの成長結晶に関し評価を行った。先ず成長結晶をたてに二つに切断し、一方はその表面を研磨エッチングした。他方はさらに横方向に約1.5mm間隔で切断し同じく研磨後エッチングを行いエッチピット分布を測定した。その結果、地上で成長した部分には不純物の不均一分布を示す不純物縞が見られた宇宙で成長した部分には不純物縞が消失していること、エッチピット密度は宇宙で成長が開始された直後には多少増加するが、その後は減少し、やがて消失することがわかった。さらにGaSb内のTe濃度分布を空間分解フォトルミネッセンス法(SRPL法)により調べた。ドナー不純物濃度が増大すると伝導帯が電子によって埋められ、フェルミン-準位が上昇するので発光エネルギーが増大っする(Burstein-Moss効果)。レーザー光を20μmにしぼり、その場所のフォトルミネッセンススペクトルを調べると局所的なTe濃度が測定できる。そこで宇宙で成長したGaSb結晶のたて断面の上をSRPLを用いて場所を変化させながらスペクトルのピーク波長に対する分布を求めた。これによると、地上で成長させた種結晶部分ではTe濃度は約2×10^<11>/cm^3の一定値をとるが、宇宙で成長が開始された部分では偏析現象のため急落し、その後急速に2×10^<17>/cm^3の値に回復する。この結果から融液内には流れは殆どなかったものと考えられる。成長実験は中国科学院物理研究所と中国の回収型衛星を用いて共同で行ったもので、本研究ではこの成長結晶に関し評価を行った。他方はさらに横方向に約1.5mm間隔で切断し同じく研磨後エッチングを行い転位分布を測定した。その結果次の二点が判明した。(1)地上で成長した部分には不純物の不均一分布を示す不純物縞が見られたが宇宙で成長した部分には不純物縞が消失している。(2)転位密度は宇宙で成長が開始された直後には多少増加するが、その後は減少しやがて無転位となる。この二つの結果はいずれも宇宙における特徴を明瞭に示しており、宇宙の微小重力場が半導体の高品質化に極めて重要であることを示している。本年度はさらに空間分解フォトルミネッセンス法により宇宙で成長させたGaSb中のTeの濃度分布も測定した。それによるとTe濃度は種側で5×10^<18>cm^<-3>添加されているが、宇宙で成長した部分に移ると1.5×10^<18>cm^<-3>程度に一度下がる。しかし、その後次第に増加し5×10^<18>cm^<-3>を越す値をとる。このようにTeは高濃度に添加されているにもかかわらず不純物縞は形成されていないことから、非定常マランゴニ流も抑制されたものと結論できる。

レーザー光を20μmにしぼり、その場所のフォトルミネッセンススペクトルを調べると局所的なTe濃度が測定できる。そこで宇宙で成長したGaSb結晶のたて断面の上をSRPLを用いて場所を変化させながらスペクトルのピーク波長に対する分布を求めた。これによると、地上で成長させた種結晶部分ではTe濃度は約2×10^<11>/cm^3の一定値をとるが、宇宙で成長が開始された部分では偏析現象のため急落し、その後急速に2×10^<17>/cm^3の値に回復する。この結果から融液内には流れは殆どなかったものと考えられる。今年度は微小重力下で成長させたTeドープGaSb内の濃度分布を空間分解フォトルミネッセンス法(SRPL)法により調べた。ドナー不純物濃度が増大すると伝導帯が電子によって埋められ、フェルミ-準位が上昇するので発光エネルギーが増大する(Burstein-Moss効果)。そのためには先ず、フォトルミネッセンスの発光ピークとTe濃度の関係を求める必要がある。Te濃度の異なる何枚かのGaSbウェーハを用意し、Te濃度をHall効果により決定したあと、SRPL法によりピークエネルギーを測定した。次に、宇宙で成長したGaSb結晶のたて断面の上をSRPLを用いて場所を変化させながらスペクトルのピーク波長に対する分布を求めた。これによると、地上で成長させた種結晶部分ではTe濃度は約2×10^<17>/cm^3の一定値をとるが、宇宙で成長が開始された部分では偏析現象のため急落し、その後急速に2×10^<17>/cm^3の値に回復する。もし、わずかながら熱対流があるか、又はマランゴニ対流があり、融液が混合されたとすると濃度の回復は非常にゆっくりとなるはずであるので、それ程強い流れは融液内にはなかったものと考えられる。宇宙における成長速度や、拡散係数の値がわかっていないため、理論と実験の厳密な比較は困難ではあるが、今回の実験では、自由表面が現れていたにもかかわらず、流れはかなり小さかったことを示す。これは、試料の軸方向の温度勾配が非常に小さかったためと考えられる。
がん細胞の酸素・栄養飢餓抵抗性の機構とその進展における役割

臨床的に極度に血流の少ない膵臓がんなどに見られるグルコース、アミノ酸、血清など栄養因子の欠乏に対する耐性、及び低酸素下では多くの細胞でグルコースに対する依存性が低下するという一見矛盾する反応の、生化学的機構と関与する遺伝子とその機能の解明を目的とした。両者のメカニズムにはAMPK、Aktが関与しHIF-1は関与しない事が明らかになった。この二つのシグナル伝達系をつなぐ新しいAMPKの分子を単離した。AMPKの触媒サブユニットのアミノ酸配列にホモロジーの高いcDNAクローンを得、これを発現したところAMPKであることが分かりARK5と名付けた。更にこのcDNA配列からAKTにより燐酸化を受けることが推測されたので、inv itroで活性型AKTと混ぜると燐酸化され更に活性化されることが分かった。またこのcDNAを強制発現すると細胞は栄養飢餓に耐性を獲得し、更にin vitroとin vivoで転移性が促進された。また、MT1-MMPの発現誘導が起こること、ATMを直接燐酸化することが分かった。ARK5はAKTとAMPKの接点であり、少なくともIGF-1によるAKTを通じた浸潤転移能の促進を伝達する分子であることが分かった。臨床材料を用いた検討では、ARK5の発現の強さと、大腸がんと多発性骨髄腫では悪性化に明らかな相関が見られた。一方、低酸素によるグルコース飢餓耐性誘導は大腸がん細胞、DLD-1,HCT-15,WiDrなどでも観察されたがLoVo,HCT-116などHNPCC由来細胞では観察されなかった。HNPCCではTGF-βタイプII受容体(TβRII)が不活化さていること、多くの細胞で低酸素によりTGF-βが誘導されることも報告されている。低酸素によるグルコース飢餓耐性の誘導がTGF-βが引き金になっていると考え、HepG2細胞の培地にTGF-βを添加すると、大気圧中でもグルコース飢餓耐性となった。また、HNPCC由来細胞にTβRIIの発現ヴェクターを導入すると低酸素によるグルコース飢餓耐性が誘導された。この反応は各種の検討からSmad系依存性であることが分かった。膵臓がんを含め多くの未分化ながんでは、グルコースをはじめとする栄養飢餓に顕著な耐性を示すことを見出した。この耐性のメカニズムを明らかにする為、各種の試みをした。PKB/AKtのantisense vectorを膵臓がん細胞PANC-1に安定導入すると、Akt1,Akt2のautisense RNA発現ヴェクター導入細胞では、顕著な栄養飢餓耐性の減弱が見られた。また、耐性を解除する薬剤troglitazone,LY294002ともにAktの燐酸化を阻害することがわかった。更に、RNC-1細胞をグルコース欠乏培地の中で培養すると、数分以内にRNB/AktのSer473のリン酸化が起こり、このリン酸化はP13キナーゼ依存症であった。PKB/Aktが栄養飢餓耐性に関与していると考えられる。細胞が如何にして栄養飢餓を検知するのかを検討する過程で、5'AMP-activated蛋白質リン酸化酵素の栄養飢餓耐性への関与が明らかになった。同様にAMP activated protein kinase antisense vectorを導入すると、耐性がほぼ完全に解除されたが、通常の培地での増殖速度には全く影響を与えなかった。

しかし、これらの細胞を、ヌードマウスの皮下に移植するとAMPKα1とα2 antisenRNA expression vectorを安定導入した細胞では顕著な腫瘍形成能の抑制が見られた。栄養飢餓耐性へのAMPKの関与が明らかになったと共に、腫瘍形成に栄養飢餓耐性が関与することを強く示唆した。栄養飢餓耐性の膵癌細胞PANC-1にAMPKα1,α2のアンチセンスRNA発現ヴェクターを安定導入すると、栄養飢餓耐性が失われた。これらの細胞は同時に、軟寒天培地でのコロニー形成能、ヌードマウスでの腫瘍形成能も失っていた。一方、HepG2や正常線維芽細胞を用い、AICARにてAMPKを活性化するとグルコース欠乏耐性となった。このときAMPKa2 subunitのアンチセンスRNA発現ヴェクターを安定導入するとこの反応が起こらないことから、AMPKa2の活性化によることが解った。また、HepG2や正常線維芽細胞をグルコース飢餓にすると細胞回転はG1で停止する。この反応は基本的にはp53依存性で、p53のセリン15番の強い燐酸化が起こりp21waf1の増加を引き起こす。P53の燐酸化はAMPKの活性化剤で起こることからAMPKが関与している可能性がある。さらに、同様の反応はataxiateleangiectasis患者の線維芽細胞では起こらないこと、ATM発現ヴェクターで回復すること、HepG2細胞ではATMのアンチセンスRNA発現ヴェクターで抑制されることからATM依存性であることが解った。がん細胞の栄養飢餓耐性にAMPK、Aktが関与していることを明らかにしてきたが、この二つのシグナル伝達系がどの様な相互関係にあるかは不明であった。本年度は、新しいAMPKの分子を単離しこの分子が二つのシグナル系をつなぐ可能性のある分子であることを明らかにした。AMPKの触媒サブユニットのアミノ酸配列にホモロジーの高いcDNAクローンを得、これを発現したところSAMSペプチドを燐酸化しAMPKであることが分かりARK5と名付けた。更にこのcDNA配列からAKTにより燐酸化を受けることが推測されたので、in vitroで活性型AKTと混ぜると燐酸化され更に活性化されることが分かった。AKTによる燐酸化は600番目のセリンでありこれをアラニンに置換すると活性化が消失した。標的分子の可能性として各種の蛋白質を検討した。ATM分子にはAMPKの活性化部位に相同性の高いアミノ酸配列があったのでこれを検討したところ試験管内では燐酸化することが分かった。生理的意味については検討の余地がある。またこのcDNAを強制発現すると細胞は栄養飢餓に耐性を獲得し、更にin vitroとin vivoで転移性が促進された。その理由としてMT1-MMPの発現誘導が起こることが分かったがこの発現誘導は翻訳レベルである可能性が高いことが分かった。。ARK5はAKTとAMPKの接点であり、更に栄養飢餓に対する反応と浸潤転移性の連結分子であることが分かった。