hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子散乱現象の作用素論的研究

・自由シュレディンガー作用素は微分作用素として非負であり、その分数冪を考えることができる。この分数冪ラプラシアンの場合の、付加する相互作用ポテンシャルの一意性を議論する逆問題について、多くの講演を実施した(国内外招待講演5回)。本結果は前年度より研究が進展してきたものであるが、現在においてもある外国雑誌にて査読中である。・散乱現象を考察する場合、付加するポテンシャル関数は遠方で値が消えているものを想定する。その遠方での減衰がある程度速ければ波動作用素が存在し(短距離と呼ばれる)、遅ければ波動作用素は存在しない(長距離型と呼ばれる)という意味での閾値がある。例えば通常の自由シュレディンガー作用素の場合なら、多項式型の減衰として-1乗が閾値であることが古くから知られている。本年度、分数冪ラプラシアンの場合についても、その長距離型と短距離型の閾値は同様に-1乗であることを証明することができた。証明方法は、波動作用素が存在し得ないような具体的なポテンシャル関数を与え、波動作用素の存在を仮定して矛盾を導く。今回用いた手法は、Dollardが1971年に、自由シュレディンガー作用素に対してクーロン型相互作用が長距離型に属することを証明した際に考案したものに基づくものである。なお、本結果はEast Asian Journal on Applied Mathematicsにて出版される(オンラインにてすでに出版済み。雑誌としては5月)。また、この話題について3回の国内講演を行った。分数冪ラプラシアンについての散乱理論の構築にむけて、着実に進行している。また他の物理系によって記述される散乱現象のいくつかの話題も現在査読中である。よっておおむね順調と判断する。・分数冪ラプラシアンについての逆散乱を長距離型へと拡張したい。またクーロン型の特異性を許容するような計算方法も考察中である。・通常の自由シュレディンガー作用素に電場を印加したシュタルクハミルトニアンは以前より多くの研究者によって扱われてきた物理系であるが、逆問題としての新しい手法の開発を進めている。斥力項を持つハミルトニアン(リパルシヴ・ハミルトニアン)の支配する量子力学系の下で、相互作用ポテンシャルの減衰条件の閾値、すなわち短距離型と長距離型の境界についての研究成果が出版された。これを受け、申請書記載の研究計画の通り、ロシアのサンクトペテルブルクおよびアメリカのアトランタにて研究成果発表を行った。またその他招待講演を含め、国内においてもいくつかの成果発表を実施した。一方で、通常のシュレディンガー作用素を分数冪とした分数冪ラプラシアンについて研究も大きく進展した。具体的には、エンス氏によって1983年に得られたシュレディンガー作用素についての伝播評価を分数冪の場合に拡張することに成功し、さらにその評価を相互作用ポテンシャルの一意性を決定する逆散乱問題へと応用を果たした。エンス氏は停留位相法による部分積分を用いて伝播評価を得ていたが、今回得られた伝播評価はエンス氏の手法とは異なり、擬微分作用素の漸近展開によって成される。相互作用ポテンシャルの一意性については、1995年にエンス氏およびヴェーダー氏によって発案されたエンス・ヴェーダーの方法に基づく。上で述べた伝播評価を用いて、短距離型と呼ばれる空間遠方での減衰がある程度速い相互作用ポテンシャルを扱った。この逆問題においても擬微分作用素による漸近展開を駆使する点がポイントとなっている。これらの結果をまとめ上げ、ある国際誌に投稿し現在査読中である。分数冪ラプラシアンについての逆散乱の研究結果が得られたことから、研究目的である散乱現象の作用素論的解明に前進をもたらし、おおむね順調と判断する。・通常のシュレディンガー作用素を分数冪とした分数冪ラプラシアンの逆散乱問題について、昨年度得られた研究結果を数多くの国際会議ならびに国内会議、研究集会にて成果発表を実施した。特に、2018年3月に香港のBaptist Universityで開催された国際会議「The 3rd East Asia Section of IPIA Young Scholars Symposium」において招待講演を受け、さらに本研究業績に対して「The 3rd East Asia Section of IPIA Young Scholars Symposium Young Scholar Award」を受賞した。波動作用素を用いて定義される散乱作用素の高速極限を考えることで、相互作用ポテンシャルの一意性が導かれる。この手法は1995年にエンス氏とヴェーダー氏によって、シュレディンガー作用素に対して考案されたのが最初である。研究代表者による本結果は、エンス氏とヴェーダー氏の結果の分数冪ラプラシアンの場合への拡張となっている。この一意性を得るためには、エンス型伝播評価と呼ばれる粒子の時間発展についての不等式が必要となるが、この不等式についても新しい方法により証明することができた。今後は、ポテンシャルの遠方での減衰が弱い長距離型の取り扱いや、特異性を持つもの(主にクーロンタイプ)などさらなる応用と進展を計画している。・2018年1月に、本年度の本科研費を一部用いて研究集会「スペクトル・散乱葛飾シンポジウム」東京理科大学葛飾キャンパスにて実施した。ベテラン研究者からなる2つの連続講演に加え、多数の若手研究者を招聘し、幅広い最新の研究動向を吸収できた。分数冪ラプラシアンについての逆散乱問題の結果が査読中である。また関連する複数の研究についても現在進展中であり、おおむね順調と判断した。

本結果は前年度より研究が進展してきたものであるが、現在においてもある外国雑誌にて査読中である。・散乱現象を考察する場合、付加するポテンシャル関数は遠方で値が消えているものを想定する。その遠方での減衰がある程度速ければ波動作用素が存在し(短距離と呼ばれる)、遅ければ波動作用素は存在しない(長距離型と呼ばれる)という意味での閾値がある。例えば通常の自由シュレディンガー作用素の場合なら、多項式型の減衰として-1乗が閾値であることが古くから知られている。本年度、分数冪ラプラシアンの場合についても、その長距離型と短距離型の閾値は同様に-1乗であることを証明することができた。証明方法は、波動作用素が存在し得ないような具体的なポテンシャル関数を与え、波動作用素の存在を仮定して矛盾を導く。今回用いた手法は、Dollardが1971年に、自由シュレディンガー作用素に対してクーロン型相互作用が長距離型に属することを証明した際に考案したものに基づくものである。なお、本結果はEast Asian Journal on Applied Mathematicsにて出版される(オンラインにてすでに出版済み。雑誌としては5月)。また、この話題について3回の国内講演を行った。分数冪ラプラシアンについての散乱理論の構築にむけて、着実に進行している。また他の物理系によって記述される散乱現象のいくつかの話題も現在査読中である。よっておおむね順調と判断する。進展のあった分数冪ラプラシアンの逆問題については、特異性を持つ短距離型ポテンシャルや、空間遠方減衰の弱い長距離型ポテンシャルの下での解決へと更に深化させたい。また、当初の計画であった斥力項を持つハミルトニアンについての長距離理論の研究も継続して進めて行く。・分数冪ラプラシアンの下での逆散乱について、空間遠方での減衰の弱い長距離型相互作用ポテンシャル、また局所クーロン型の特異性を持つ相互作用ポテンシャルを含めた形へと進展させていく。・エンス氏とヴェーダー氏の考案した高速極限を用いた手法を、様々な物理系に応用することを考えていきたい。・分数冪ラプラシアンについての逆散乱を長距離型へと拡張したい。またクーロン型の特異性を許容するような計算方法も考察中である。・通常の自由シュレディンガー作用素に電場を印加したシュタルクハミルトニアンは以前より多くの研究者によって扱われてきた物理系であるが、逆問題としての新しい手法の開発を進めている。2016年8月上旬にロシアのサンクトペテルブルクにて開催された国際会議Operator Theory, Analysis and Mathematical Physicsに参加のため外国旅費を計上していたが、海外での研究成果発表のための学内の競争資金に採択され、こちらから支出したことによる。16千円程度の繰越が生じたが、ほぼ計画通りに使用することができた。
免疫老化の分子メカニズムの解明とワクチン開発への応用

オステオポンチン(OPN)を大量に産生する老化関連T細胞(SA-T)は老化のみならずSLE等の自己免疫疾患においても急速に増加することが明らかとなっており,これら疾患との関連性が示唆されている。本研究ではSA-T細胞から産生されるOPNが死細胞処理にあたっている特殊なマクロファージよる死細胞処理を抑制することにより,自己免疫疾患の原因となる自己抗体産生を亢進していることを明らかにした。本年度は免疫老化と自己免疫疾患の関係を明らかにするために,全身性エリテマトーデス(SLE)の代表的モデルマウスであるNZB/W F1(BWF1)マウスにおける老化表現形を持つT細胞(SA-T)の性状について解析を行った。BWF1マウスにおけるSA-T細胞は正常マウスにおいて老化に伴い増加するSA-T細胞同様PD-1+CD4+CD44+であり,リンパ濾胞のT細胞領域に局在していた。さらにこの細胞群はCD30リガンドであるCD153を発現するものと発現してないものにより分類された。SA-T細胞の特徴としてオステオポンチン(Opn)をはじめとする炎症性サイトカインの産生があげられるが,Opnの産生量はCD153+SA-T細胞で有意に上昇していた。この細胞の機能を調べるため,SLE症状を発症したBWF1マウスよりCD153+SA-T細胞を採取し,SLE症状を全く発症していない6週齢の同マウスに移入したところ,PD-1-あるいはCD153-SA-T細胞を移入したマウスに比べ,有意に自己反応性胚中心の形成が促進された。この自己反応性胚中心の形成はOpn抗体投与により抑制された。これらの結果は,BWF1マウスで観察される自己反応性胚中心形成にはCD153+SA-T細胞から産生されるOpnが重要な役割を果たしていることが示唆している。一方,正常マウスのSA-T細胞で有意に減少しているmiR181aの機能を調べるために,末梢CD4T細胞でのみ発現するプロモーターセット(pCD4-Pok)を用いてトランスジェニックマウスの作製を試みたが,末梢CD4T細胞でmiR181aを発現するマウスを得ることができなかった。本年度は老化関連T細胞(SA-T細胞)と全身性エリテマトーデス(SLE)発症との関連について明らかにするために,昨年この細胞から産生される炎症性サイトカインの1つオステオポンチン(OPN)が自己反応性胚中心(spt-GC)形成に関与していることが示されたことに基づき,その分子メカニズムについて解析を行った。SLEモデルマウスであるNZB/W F1 (BWF1)マウスの脾臓を経時的に観察したところ,加齢に伴い死細胞がspt-GCに局在するマクロファージ(Mf)上に蓄積していくことが明らかになった。そこでspt-GCにおける死細胞処理に係わる分子群の発現変動を調べたが,加齢による変化は見られなかった。これに対し,spt-GCに局在するSA-T細胞が産生するOPNの発現量は加齢に伴い上昇した。試験管内においてOPNの死細胞貪食に対する影響を調べたところ,直接,死細胞貪食を阻害することが示された。この阻害は,OPN添加による低分子量G蛋白,Rac1の持続的活性化が原因であることも明らかになった。SA-T細胞と死細胞処理破綻の関連性を調べるため,昨年同様SA-T細胞の移入実験を行ったところ,SA-T細胞を移入したときにのみ,spt-GCにおける死細胞蓄積が観察された。GCにおける死細胞処理の破綻が,SLE発症に深く関与していることが示唆されていたが,今までなぜ,SLEにおいて死細胞処理の破綻が起こるかという点について明らかにされていなかったが,本研究においてSA-T細胞とそこから産生されるOPNがその原因の一因であることが示された。現在,SA-T細胞の機能を阻害する抗体を作製し,SLE発症に及ぼす影響を調べているが,予備検討では非常に良く抑制することが示す結果が得られている。本来の研究目的であった老化関連miRNAトランスジェニックマウスの作製が予想していた以上に困難を極め,そのトラブルシューティングに時間がかかっている。一方,老化関連T細胞の解析,特にSLE等の自己免疫疾患との関連性については非常に研究が進んできている。これまでの研究により老化関連T細胞(SA-T細胞)が自己反応性胚中心(spt-GC)形成ならびに自己抗体産生に関与していることが明らかになったことから,SA-T細胞上に発現するCD153に対するモノクローナル抗体を用いてSA-T細胞を生体から除去する効果について検討した。自己抗体の上昇が観察される前の16週齢のNZB/W F1 (BWF1)マウスに,新規作製したCD153モノクローナル抗体をマウス個体あたり500μg,週2回腹腔内投与を行ったところ,抗dsDNA自己抗体の上昇がほぼ完全に抑制されるとともに尿蛋白も有意に抑制された。CD153抗体投与群の腎臓を解析したところ,コントロール抗体投与群で観察される糸球体への免疫複合体沈着がほぼ完全に抑制されていた。一方,通常の抗原に対する抗体産生は,CD153抗体投与群とコントロール抗体投与群の間で差が見られなかった。

次に治療的効果について調べるため,抗dsDNA抗体価が1000U/mL以上に上昇しているBWF1マウス(28週齢)を用いて投与を行ったところ,CD153抗体投与により抗dsDNA抗体価が有意に減少するとともに尿蛋白も有意に抑制され期間中の生存率は83%であった。一方,コントロール抗体投与群では投与開始1ヶ月頃から抗dsDNA抗体および尿蛋白の上昇がほぼ全例において認められ,投与期間中の生存率は34%であった。CD153抗体投与による尿蛋白値の低下および生存率は現在,SLEの治療薬として主に用いられている非特異的免疫抑制剤セルセプト(ミコフェノール酸モフェチル:MMF)に匹敵するものであった。以上の結果は,CD153抗体は正常の抗体産生に影響を及ぼすことなく,自己抗体産生を特異的に抑制しうる効果を持つことを示しており,この抗体のSLE治療薬としての可能性が示唆された。オステオポンチン(OPN)を大量に産生する老化関連T細胞(SA-T)は老化のみならずSLE等の自己免疫疾患においても急速に増加することが明らかとなっており,これら疾患との関連性が示唆されている。本研究ではSA-T細胞から産生されるOPNが死細胞処理にあたっている特殊なマクロファージよる死細胞処理を抑制することにより,自己免疫疾患の原因となる自己抗体産生を亢進していることを明らかにした。1.miR181aを末梢CD4 T細胞で発現するトラスジェニックマウスができなかった理由としては,用いたプロモーターセットが胎児時期にどこかの臓器で発現しそれが発生に影響を与えている可能性が否定できない。発現するプロモーターセットを変更する必要がある。2.老化関連miRNAの発現制御に関しては,miR181aあるいはmiR466dがコードされる遺伝子のプロモーター領域のメチル化について解析を行ったが,これらのmiRNAの発言に影響を与えるような大きな変化を見つけ出すことはできなかった。解析の方向性が間違えていたことが大きな理由と考えられる。1.老化関連miRNAトランスジェニックマウスの作製については当初の計画どおりこのまま作成を進めていく。2.老化関連T細胞については,その機能を抑制するモノクローナル抗体の作製に成功したことから,SLE発症に及ぼす影響について解析を進めていく。3.老化関連T細胞の分化・増殖を制御する分子メカニズムを解明する。特にmiRNAとの発現について注目し,解析を進める。免疫学1.老化関連miRNA発現トランスジェニックマウスの作製については,直接的なプロモーターではなくとりあえずCre-loxPを用いた発現系を作出する。作出できた段階ですでに作製・利用されているCD4-Pok-Cre等のマウスと掛け合わせることで末梢CD4 T細胞に老化関連miRNAを発現するマウスを作出し,その表現形について解析を行う。2.老化関連miRNAの発現制御に関しては,Actinomycin Dを用いた解析から老化関連miRNAが非常に不安定であることが判明している。そこでこの不安定化の要因を探るため,これらの分解に係わるexoribonucleaseの発現について解析を行う。差額が生じたのは端数によるものであり,概ね計画どおり研究費が執行されたものと考えられる。当初の計画どおり,研究費を執行する予定である。特に本年度は論文投稿が2本予定されており,その英文校閲費ならびに投稿費にその他にかかる金額が大きくなることが予想される。当初計画では老化関連miRNA発現
希土類原子の電子衝突イオン化

1.研究目的希土類原子の電子衝突イオン化の全および各価イオン生成の部分断面積を測定し、原子による電子構造の違いがイオン化の動的過程にどう反映するかを調べた。また得られた結果は、他分野の研究における基礎データとして役立つ。2.研究内容この研究のポイントは、(1)生成されるイオン量とその生成に与る電子量の正確な測定、及び(2)安定な金属原子線を発生できるオ-ブンの製作、にある。特に(1)の電子電流の正確な測定は、正確な断面積曲線を出す上で重要であり、その目的に要うイオン源を設計製作した。(2)に関しては電子衝撃型オ-ブンを設計製作し、これが1800°Cまで加熱でき、十分な強度の金属原子線を安定に供給できることを確かめた。製作したイオン源の性質は、ほぼ正しい実験データのあるBaに対する測定を行って調べた。そのあと、Sm,EuおよびDy原子に対する部分相対断面積の測定をイオン化しきい値から900eVまで(Dyでは2000eVまで)の電子エネルギー範囲で測定した。3.結果測定エネルギー範囲で、Smでは12価の、Euでは13価の、またDyでは14価イオンの生成を観測し、それぞれの相対部分断面積を決定した。得られた結果をBaの結果も含めて考察した。1価イオンに対する23価イオンの生成比は、原子番号Zの増加と共に減少していくという一般的傾向を示した。これは、4f電子数のZによる増加が、1価イオン生成の断面積の増加をもたらすことに対応している。3価イオンの生成は、3s電子のイオン化しきい値から始まって4d電子のイオン化しきい値から更に増加し、オージェ過程がその主要な生成過程であることを示した。当初予定していたイオン化断面積の絶対測定が年度内に終らなかったが、膜圧センサーを使った予備実験を終え、今後1年以内に実行できる見通しである。
ハイブリッド型異常診断システムの実用化に関する研究

1.ハイブリッド型異常診断システムの設計法(1)モデル基準型の異常診断アルゴリズムを上位に、知識またはデータ基準型の異常診断アルゴリズムを下位に置くハイブリッド型異常診断システムの基本設計法を確立した。(2)ハイブリッド型異常診断システムの詳細設計を行なうために必要な,上位に符号付有向グラフを用いる異常診断アルゴリズムを用いた場合の最大候補集合(診断精度最悪の場合に出力される原因の候補の集合)を評価する方法を開発した。(3)アルデヒド法酢酸製造プロセスの酸化反応工程の符号付有向グラフを作成し,(2)で開発した最大候補集合を列挙する方法が,実用規模の符号付有向グラフ(点100,有向枝200)に適用できることを確かめた。2.ハイブリッド型異常診断システムの性能評価(1)ハイブリッド型異常診断システムをパーソナルコンピュータ上に作成し,アルデヒド法酢酸製造プロセスの酸化反応工程のシミュレータを用いて種々の異常のシミュレーションを行ない,診断速度,診断精度の評価を行なった。(2)診断対象システムとして,種々の結合状態と実現でき,かつ,“もれ",“つまり"を人為的に発生させることができる配管系を作成し,ハイブレッド型異常診断システムのリアルタイム特性,すなわち,診断速度,および,診断精度を評価した。(3)シミュレーションにおいても,実験においても,120秒程度で診断が終了し,パーソナルコンピュータを用いても十分実用に耐える診断速度が得られることが分かった。また,いづれの場合にも,異常の原因を正しく一意的に同定することができ,診断精度に問題がないことも示された。(1)モデル基準型の異常診断アルゴリズムを上位に,知識またはデ-タ基準型の異常診断アルゴリズムを下位に置くハイブリッド型異常診断システムの基本設計を行なった.上位の診断アルゴリズムとして,“符号付有向グラフによる異常診断アルゴリズム",下位の診断アルゴリズムとして“パタ-ン認識による異常診断アルゴリズム"を用いた.(2)ハイブリッド型異常診断システムの詳細設計を行なうために必要な,上位の診断アルゴリズムの最大候補集合(診断精度最悪の場合に出力される原因の候補の集合)を評価するアルゴリズムを開発した.(3)上位,下位の診断システムをそれぞれを異なったパ-ソナルコンピュ-タ上に作成し,サ-バ型のパ-ソナルコンピュ-タを介して情報を交換しながら異常診断を行なうハイブリッド型異常診断システムを作成した.(4)異常診断システムからの情報を的確に人間に伝達するためのマン・マシンインタ-フェ-スを設計し作成した.1.アルデヒド法酢酸造プロセスの酸化反応工程のP&ID(Piping and Instrumentation Diagram)を基にして,モデルベ-スの異常診断法で用いる号付有向グラフを作成した.2.符号付有向グラフを用いて異常診断を行ったとき,最悪の場合に識別不能となる異常の原因の候補の集合(最大候補集合)を列挙するアルゴリズムを開発し,アルデヒド法酢酸製造プロセスの酸化反応工程の符号付有向グラフに適用した.3.アルデヒド法酢酸製造プロセスの酸化反応工程のP&IDと作業標準書を基にして,異常時の動的挙動を模擬できるシミュレ-タを開発した.4.3.で開発したシミュレ-タを用い,各最大候補集合内の原因の候補を識別するための知識を収集して知識ベ-スを作成した.5.シミュレ-タと異常診断システムを結合し,種々の異常のシミュレ-ションを行なって,診断速度,診断精度の評価を行なった.1.ハイブリッド型異常診断システムの設計法(1)モデル基準型の異常診断アルゴリズムを上位に,知識またはデータ基準型の異常診断アルゴリズムを下位に置くハイブリッド型異常診断システムの基本設計法を確立した.(2)ハイブリッド型異常診断システムの詳細設計を行なうために必要な,上位に符号付有向グラフを用いる異常診断アルゴリズムを用いた場合の最大候補集合(診断精度最悪の場合に出力される原因の候補の集合)を評価する方法を開発した.

(3)アルデヒド法酢酸製造プロセスの酸化反応工程の符号付有向グラフを作成し,(2)開発した最大候補集合を列挙する方法が,実用規模の符号付有向グラフ(点100,有向枝200)に適用できることを確かめた.2.ハイブリッド型異常診断システムの性能評価(1)ハイブリッド型異常診断システムをパーソナルコンピュータ上に作成し,アルデヒド法酢酸製造プロセスの酸化反応工程のシミュレータを用いて種々の異常のシミュレーションを行ない,診断速度,診断精度の評価を行なった.(2)診断対象システムとして,種々の結合状態と実現でき,かつ,“もれ",“つまり"を人為的に発生させることができる配管系を作成し,ハイブリッド型異常診断システムのリアルタイム特性,すなわち,診断速度,および,診断精度を評価した。(3)シミュレーションにおいても,実験においても,120秒程度で診断が終了し,パーソナルコンピュータを用いても十分実用に耐える診断速度が得られることが分かった。また,いづれの場合にも,異常の原因を正しく一意的に同定することができ,診断精度に問題がないことも示された。
家族性パーキンソン病PARK7原因遺伝子DJ-1の機能解析

1)DJ-1の機能(1)抗酸化ストレス能DJ-1は自己酸化されることで活性酸素除去にあたる。ビスフェノールAが活性酸素を誘発し、ミトコンドリア阻害を起こし、DJ-1がその防御に当たる事を示した。更に、C106が酸化されたDJ-1のみを認識する抗体を作成した。(2)ミトコンドリアの機能調節DJ-1はミトコンドリアComplex 1に直接結合し、DJ-1ノックダウン細胞ではComplex 1の酵素活性が低下していることから、DJ-1はComplex 1の正の制御因子であることが明らかとなった。(3)転写調節因子DJ-1は転写coactivatorあるいはcorepressorとして作用する。ターゲット遺伝子として、アンドロゲン受容体、p53に加えて、tau遺伝子の転写抑制を行うことでストレス防御にあたる。(4)プロテアーゼDJ-1はParkinの基質であるPael受容体、家族性アミロイドポリニューロパシーの原因タンパク質トランスサイレチンを分解することを明らかにした。2)パーキンソン病治療薬候補としてのDJ-1と、酸化ストレス誘導細胞死抑制能を有するDJ-1結合化合物の同定6-ヒロドキシドーパミンを中脳黒質に注射したパーキンソン病モデルラットに同時にDJ-1タンパク質を注射すると、黒質、線条体のドーパミン神経細胞死とそれに伴う行動異常を劇的に(90%)抑制した。次に、DJ-1の活性中心であるシステイン106領域に結合する化合物をバーチャルスクリーニングした。得られた複数の化合物は過酸化水素誘導によるSH-SY5Y細胞死を顕著に抑制し、細胞内の活性酸素を除去した。我々が新規癌遺伝子として単離したDJ-1は、昨年家族性パーキンソン病PARK7の原因遺伝子であることが明らかとなった。現在までにパーキンソン病患者における11箇所のDJ-1遺伝子の点突然変異、欠失が報告されているが、DJ-1によるパーキンソン病発症機構は不明である。パーキンソン病の発症原因として、酸化ストレス、小胞体ストレスによるタンパク質の凝集体形成による神経細胞死、ミトコンドリア阻害による酸化ストレスの増大などが考えられている。DJ-1は酸化ストレスによって発現上昇し、同時に酸化型アイソフォームの出現する。また、最初に報告されたL166P変異DJ-1の一部がミトコンドリアに局在変動する。我々はDJ-1の基本的な機能解析とともに、パーキンソン病患者に見られるDJ-1の機能変動を分子生物学的に、またパーキンソン病患者において免疫化学的に解析した。DJ-1の機能解析の結果、DJ-1は3つの機能-転写調節、抗酸化ストレス、プロテアーゼ-を有することが明らかとなった。抗酸化ストレス機能はDJ-1の3つのシステイの内、まずC106がSO3Hとして酸化され、次にC46,C53が次々に自己酸化されることで活性酸素を除去した。細胞内においてDJ-1は抗酸化ストレス機能により酸化ストレス誘導細胞死を防御し、種々のパーキンソン病患者に見られるDJ-1変異体は抗酸化ストレス機能の消失、減弱が見られた。DJ-1機能にはC106の酸化とK130のSUMO-1化が必須であるが、L166P変異体は過剰にSUMO-1化されることで不溶化しミトコンドリアに局在変動した。また、弧発性パーキンソン病患者脳では還元型DJ-1の消失と正常と異なった酸化型DJ-1が観察された。また、DJ-1のプロテアーゼ基質としてParkinのユビキチン化基質であるPael receptorと家族性アミロードシスの原因タンパク質トランスサイレチンを同定した。更に、DJ-1はミトコンドリアのComplex1サブユニットNDUFA4に結合し、DJ-1ノックダウン細胞ではComplex1活性が著しく低下している事から、DJ-1はComplex1活性の正の制御因子であることが明らかとなった。(1)抗酸化ストレス能

従来の結果に加えて、ビスフェノールAが活性酸素を誘発し、ミトコンドリア阻害を起こし、DJ-1がその防御に当たる事を示した。更に、C106が酸化されたDJ-1のみを認識する抗体を作成した。(2)ミトコンドリアの機能調節DJ-1はミトコンドリアComPlex1に直接結合し、DJ-1ノックダウン細胞ではComplex1の酵素活性が低下していることから、DJ-1はComplex1の正の制御因子であることが明らかとなった。(3)転写調節因子DJ-1は転写coactivatorあるいはcorepressorとして作用する。ターゲット遺伝子として、アンドロゲン受容体、p53に加えて、tau遺伝子の転写抑制を行うことでストレス防御にあたる。(4)プロテアーゼDJ-1はParkinの基質であるPael受容体、家族性アミロイドポリニューロパシーの原因タンパク質トランスサイレチンを分解することを明らかにした。2)パーキンソン病治療候補としてのDJ-1と酸化ストレス誘導細胞死抑制能を有するDJ-1結合化合物の同定6-ヒロドキシドーパミンを中脳黒質に注射したパーヰンソン病モデルラットに同時にDJ-1タンパク質を注射すると、黒質、線条体のドーパミン神経細胞死とそれに伴う行動異常を劇的に(90%)抑制した。次に、DJ-1の活性中心であるシステイン106領域に結合する化合物をバーチャルスクリーニングした。得られた複数の化合物は過酸化水素誘導によるSH-SY5Y細胞死を顕著に抑制し、細胞内の活性酸素を除去した。3)DJ-1とパーキンソン病以外の神経変性疾患(1)脳梗塞脳虚血による脳梗塞モデルラットにDJ-1タシパク質を注入すると、神経細胞死と行動機能低下が60%以上軽減された。脳梗塞後、DJ-1は脳精髄液に分泌される。(2)家族性アミロイドニューロパシー(FAP)DJ-1はFAP原因タンパク質transthyretin(TTR)とともに細胞外に分泌されTTRを分解した。FAP患者ではDJ-1が血清中に分泌されるが、健常人、FAP発症前carrierでは分泌されない。
神経性やせ症患者の身体感覚の回復に向けた、精神看護ケアガイドライン

当事者4名より、発症後から現在までの身体体験について、半構成的にインタビューを行った。それらから、【身体体験】5カテゴリー28サブカテゴリーと【行動】3カテゴリー11サブカテゴリーが抽出され、神経性やせ症をもつ人の身体体験モデルが考案された。具体的には、身体体験は【根底にある情念】を基盤に【誤った身体の認識】【おかしさに気付く】【変化への怖れ】【回復を感じる】の4局面があり、行きつ戻りつしながら回復への道のりを歩んでいた。【おかしさに気付く】【変化への恐れ】【回復を感じる】の局面では、【おかしさからの変容】【怖れへの対処】【折り合う】の3つのレベルの行動があり、非効果的な対処を繰り返しながら、長い闘病体験の中で効果的な対処を獲得していた。神経性やせ症をもつ人は、生じているはずの身体感覚を見逃し、事実は知覚するものの響かず、部分的な身体変化にのみ注目してしまうなどの身体の認識のいびつさやアンバランスさがあることが本調査でわかった。また、【根底にある情念】が何かによって、その後の体験に大きく影響を与えていることが考えられた。さらに、回復を感じている人も、痩せたい思いがこびりついて離れない辛さ、不安定さや、社会のなかで生活するのに十分でない体力など、心理的にも身体的にも十分に回復したと感じることができないでいることがわかった。平成31年度は、これらの結果を元に、看護専門職者の意見聴取を行いながら、実現可能な看護ケアを検討し、ガイドライン案を作成する。本年度は、研究者の体調不良により、長期的な休暇をとることとなった。今回考案された身体体験モデルを元に、専門性の高い看護専門職者と看護ケアを検討し、ガイドライン化を目指す。平成29年度は、Step1手記を用いた神経性やせ症患者の身体体験に関する文献検討Step21を基盤としたインタビューガイドの作成とプレテストや専門性の高い臨床家との意見交換によるインタビューガイドの洗練化Step32名の当事者へのインタビュー(身体感覚を含めた身体体験について)を行った。Step1では、3冊の手記を用いて文献検討を行った。グゥグゥ鳴るお腹、どうしようもない身体の冷え、鉄の重りをつけているかのような身体の重さなど、当事者は食事を制限することで生じた身体の変化も感じていたが、生きる違和感、自分は人間ではないかもしれないという異物感、魔物に取りつかれたような身体の奥から突き上げる衝動感など、得たいの知れぬ感覚、感情に収まりきれない感覚に苦しんでいた。ある人はその感覚をどうにか紛らわせようと、拒食や強迫的な行動を自分に課して自分の世界に没頭し、またある人は過食することでその感覚を眠らせようとしていた。これらの感覚は、身体の感覚を通して、または身体の感覚とともに感じられていると考えられたため、Step3では身体感覚と感情の両方を行き来しながら体験を聞くことが重要であるとわかった。Step2では、摂食障害へのケア経験を持つ、専門性の高い看護師1名にStep1を踏まえて作成したインタビューガイドを用いたプレテストを実施し、ガイドの洗練化を行った。Step3では、現在2名の当事者にインタビューを実施している。対象者は、食べなくてはどうにもならない身体に出会うという経験を積み重ねる中で、その人にとっての「健康」が少しずつ変わり、やせ続けることを諦め、栄養を摂ることを葛藤しながら選択していた。このことから、不快な身体感覚に注目するきっかけに注目しながら、今後もデータを収集していくことが重要であるとわかった。平成29年度の予定は、1手記を用いた文献検討2当事者へのインタビューに用いるガイドの作成・洗練化3個別インタビューの実施4データの分析を行い、テーマ化を行うの4ステップであった。しかし、対象者をご紹介いただける施設や団体へのアクセスが難航し、23の実施が当初の予定より遅れてしまった。

本年度は、研究者の体調不良により、長期的な休暇をとることとなった。現在2名の当事者の方にインタビューを実施しており、数名の方にインタビュー協力をお願いしている状況である。今後は順調な対象者確保が期待され、遅れは大きくならない見込みであるため、データの飽和に向けて、更なるデータ収集を行い、収集したデータを丁寧に分析していく。今回考案された身体体験モデルを元に、専門性の高い看護専門職者と看護ケアを検討し、ガイドライン化を目指す。対象者へのインタビューの開始が遅れたため、29年度予算の使用が予定よりも下回った。インタビューの一部を30年度に回して実施するため、次年度への繰越利用が必要である。30年度は、個別データ収集と分析の後、看護師を対象としたインタビューを各地で行う予定である。そのため、それにかかる旅費やテープ起こし、分析作業に必要な消耗品の購入、学会や論文投稿に掛かる費用を当該助成金より支出する予定である。今年度は看護ケア抽出のためのインタビューを実施する計画であったが、研究者の長期病気療養のため、研究に着手できない状況であった。そのため、平成29年度実施予定であった当事者のインタビューの実施とその分析から看護ケアを検討し、高度な看護専門職数名の意見を聞き取り、実現可能な看護ケアを考案する予定である。そのため、複数回の出張費または招聘費の使用やテープ起こし、専門学会への発表にかかる経費を予定している。
戦間期・戦時期日本の社会事業に関する社会経済史的研究

1.本研究の成果は、近代日本の社会事業を都市の社会経済史研究の視点から明らかにする意義とその方法に関する内容と、当該期の都市社会事業における方面委員と方面事業の位置、および個別都市における方面事業の実態に関する3点にまとめることができる。以下、これら3点と今後の課題を、25にまとめる。2.都市の社会経済史的研究の視点から社会事業を扱う場合に重要なことは、都市公共団体の社会福祉に関する政策領域とともに、地域社会末端において公共団体に事業を委任され活動している組織や団体に注目することであった。本研究においては、この典型として、方面委員制度を取り上げることとした。3.米騒動後、内務省は都市社会事業の実施を地方公共団体に指示したが、方面委員制度はそれ以前から存在した。方面事業の私的側面と公的側面について、大阪府方面事業の指導者であった小河滋次郎は、方面事業は委員個人の「市民としてまた公民として」の資質に委ねられるべきで、「公利公益の為め」であってはならない点、委員の「至誠」と「熱情」が重視される点を主張した。この議論はその後に影響力を持ち、戦時期においても、方面事業は委員が持つ「自主的輔導」の側面が重視された。4.川崎と大阪における救護法制定前後の方面委員の活動の実態をみると、方面委員自らが要求した救護法は方面委員によって運用されたものの、救護法の対象外である無籍者の救済や救護法を用いない職業輔導による救済など、救護法の対象範囲や救済領域外における事業を積極的に進めた。5.今後の研究課題として、平成17年度から本格的に開始した農村社会事業と農村における救済を地域の末端で支えた共同関係や地主小作関係との関連を明らかにし、当該期社会事業の全体像を構築していきたい。1、今年度の研究は、研究史の整理と研究方法に関する考察、戦間期社会事業に関する資料収集調査、個別事例研究として川崎における救護法の実施過程に関する考察の3点に分けることができる。2、研究史の整理と研究方法に関する考察に関しては、戦前の社会事業に関する研究を都市史的アプローチからの研究と社会学的アプローチからの研究に分けて考察した。前者においては自治体史レベルでの資料の発掘が進んでいるものの都市社会の実態との関連で日本の都市政策の特徴を捉える方法的検討が積極的になされておらず、後者に関しては都市下層の家族や方面委員制度の研究が進んでいるものの、それを都市の社会経済構造に位置付ける作業が十分には行われていなかった。これらの問題点を踏まえた新たな分析方法の検討が今後の課題である。3、戦前社会事業を個別事例に即して検討するための資料収集調査を、都市に関しては東京市、大阪市、神戸市、名古屋市、川崎市に関して実施し、農村社会事業については現在長野県飯田市に編入された農村について行った。大阪市では市行政が作成した都市社会事業に関わる調査記録とともに内容が詳細な方面委員年報が残されていたので、戦間期の時期の資料を中心に収集した。既に調査を始めていた川崎市においては、新たに職業構成や人口の流出入がわかる資料を発見したのでこれを収集した。4、川崎における救護法の実施過程に関しては、政策の対象となった被救護者に関する分析を開始している。現在分析の途中であるが、被救護世帯の特徴として、親族が東京や神奈川など川崎近辺地域に居住している場合が多い点、収入見込み月額が10円未満の世帯が多く困窮度が高い世帯が救済対象の中心になっている点が挙げられる。1、今年度の研究は、課題を追究していく上での方法論に関する考察と、戦間期戦時期における社会事業と地域の社会経済的諸関係に関する資料収集調査の実施及びそれらに関する考察の2点に分けることができる。

2、課題を明らかにする上での方法論に関する考察に関しては、社会事業の歴史的考察を行ううえで重要なキーワードとなる「公共性」という概念をどのように把握すべきかを、最近の近代日本都市史研究を対象としながら追究し、成果を論文名「都市の公共性をめぐる論点」として発表した(項目11の研究発表参照)。その要点を2点にまとめれば、第一に、近代日本都市の場合、都市公共団体の下部に位置づく諸団体や家族をはじめとする社会関係の理解が都市の公共性を理解する上で重要である点、第二に、そのため、近代日本の都市制度や政策はヨーロッパの都市制度や政策を模倣した側面があるにも関わらず、「公共性」の論理に即してみるとヨーロッパ近代都市における公共性の論理と日本のそれとは大きく異なる点を意識して追究する必要がある点を指摘した。3、方法論に関する追究を踏まえ、今年度の資料収集は、社会事業に関する政策レベルでの資料収集に留まらず、社会事業を地域で具現化する(あるいは代替する)地域末端の団体や組織に関する資料や、それらと密接な関係を有する社会経済的諸関係が判明する資料を中心に行った。都市部に関しては、公共図書館において所蔵する大阪市と名古屋市の社会事業(特に方面委員制度)と都市内の社会的分業に関する資料を収集した。方面委員については、民間の諸団体と交渉しつつ要救護者が自力で更生するこを促す役割とその論理に注目し、分析を進めている。農村部に関しては、昨年度検討した川崎市と同じ神奈川県内の対象地を新たに加えることとし、歴史資料が豊富に存在することが確認された小田原市近郊農村に関する資料調査を開始し、その一部を写真撮影した。1、本年度の研究は、1930年代戦時期の農村部における社会事業の実施過程(生活困窮者の救済の実態)と農村行財政との関係に関する資料収集・考察、及び戦時期大都市部における社会事業に関する資料収集・考察の2点に分けることができる。2、農村部に関しては、昨年度から研究を開始した神奈川県小田原市近郊農村にフィールドを定め、小田原市立図書館への資料収集とともに、その分析を行った。そこで得た知見を二点にまとめれば、第一に、1930年代における小田原市近郊の農村(主に足柄下郡下府中村を対象)においては、軍需工場の建設が進み地元での雇用機会が増加した結果、小作農民にとっての生活保障としての意味を有していた地主小作関係が弱まり、京浜地区に出稼ぎに行くことなく通勤の形で兼業が可能になるなど、それまでの農家経済のあり方が変化した。研究代表者は、この点に関する成果として、「農民からみた工場誘致」を発表した(項目11の研究発表参照)。第二に、地主小作関係の弱化に伴って小作農家が生活困難に陥った際の農民救済の問題が浮上した。対象村の事例では、既に大字の救済機能も弱まっており、隣接する小田原市に編入されることでの生活困難者の救済が構想されていった。3、戦時期社会事業に関する資料収集については大阪、名古屋などについて行い、資料分析を進めた。戦時都市行財政のなかで社会事業の位置づけが変化し、理念的には軍需工場における労働者の生活保障としての位置づけが強まるものの、実態としては、地域末端の組織に依存した形での事業展開がみられた点、住宅政策に関しては資材の不足が主要因となって計画からは乖離した住宅供給が進められた点が特徴である。
パルス高出力リコネクション加熱を用いたトカマク点火実験

磁気リコネクション加熱を最大する手法を見出し,同加熱のみでイオン温度2keVを達成した。キーとなるイオン加熱のスケーリング則は,イオン温度が合体するトカマクの再結合磁場(ほぼポロイダル磁場Bp)の2乗に比例することがkeVを超えて実証できた。第1に上記スケーリング則は,東京大学TS-3U, TS-6,カラム研究所MAST,トカマクエナジーST-40のトカマク合体実験で共通と判明し,スケーリング則通りのイオン加熱を得るには, (1)電流シート幅をイオンラーマ半径程度まで圧縮して電流シートの異常抵抗をオンしてリコネクションを高速化し(2)リコネクション中の損失<<リコネクション加熱となる閉じ込めが必要とわかった。(1)はイオンのメアンダリング運動,LH不安定とドリフトキンクと考えられる不安定の誘起により電流シートの異常抵抗がオンされるため,ガイド磁場Bt依存性がほぼ無くなり,再結合磁場だけでアウトフロー速度,即ち加熱パワーが決まる。粒子(PIC)シミュレーションでも同スケーリング則をはじめて実証した。第2にBtがゼロのリコネクション加熱は,再結合磁場程度の場合の2倍程度であるが,Bt>Bpのトカマク領域ではBtに依存しない点が実験とPICの双方で判明した。第3にリコネクションのイオン加熱エネルギーは,合体するトカマクポロイダル磁気エネルギーの40-50%とわかった。第4に合体実験ではイオン加熱は電子加熱の5倍程度であるが,スラブモデルによるPICでは2倍程度で,境界条件に依存する。以上の成果は,2018年アジア太平洋物理学会年会をはじめとする招待講演11件,IAEA Fusion Energy 2018の日本代表論文に4件選定され,ベンチャー企業Tokamak Energy社のST-40実験の主加熱に採用されてkeVを記録するなど,内外より高く評価されている。初年度は,計画通り,合体させる球状トカマクのポロイダル磁場を目標に掲げた1.52kGに引き上げるためのコイル系,計測系に加え,電源系のインフラ作りに専念し,計画を上まわるシステムの構築に成功した。電源系は,計画では,TS-4実験装置用16kV, 0.4MJを小型のTS-3用に組み直す予定であったが,0.2MJ分の安価なコンデンサーを獲得し,スイッチ系も自作したことから,総エネルギーが最大0.6MJに達するシステムとして組み上げ,電源エネルギーの工場,即ち強磁場に耐えられるようポロイダルコイルも従来のケーブル巻線方式から銅ロッドのみで構成する形式に変更し,絶縁・力学強度が格段に向上した。これにより,2kGを上まわる高ポロイダル磁場を得る見通しがついた。それに比例して,トロイダルコイル,平衡磁場コイル用電源も強化する必要があるが,高エネルギー密度の電気二重層型コンデンサーの増量により,後者は解決し,前者もコイルの部分的強化により,解決しつつある。以上の進展と初期実験結果およびリコネクション加熱による核融合プラズマの点火の可能性は,内外の注目を集め,国際球状トカマク会議, ISSS国際会議,IPELS2015国際会議,MR2016国際会議,韓国物理学会等の招待講演,Physics of Plasma誌の招待論文,英国チャンネル4のTV放映など,内外から高く評価されている。計測系整備も,従来7×5点の2次元計測であったイオン温度計測を32×10点に高精細化するなど,大きな進歩があった。これによって,本研究の中核である合体・リコネクション加熱によるリコネクションアウトフローによるX点下流の強いイオン加熱を高精度で計測できるようになり,分担者の田辺がプラズマ核融合学会の学術奨励賞を受賞するなど,高い評価を得ることができた。初年度,予算が少ない中,電源に自作の試みを色々行い,計画を大幅に上まわる0.6MJのコンデンサー電源を整備できたこと,さらにポロイダルコイルをすべて銅ロッドで再構成し,力学強度を大幅に強化したことは計画を上まわる進展で,ポロイダル磁場も目標値の2kGを大幅に上まわる見通しがついた。本研究に対する学会での注目度は高く,招待講演6件,招待論文1件,海外TV放映1件があり,大きな成果をあげている。整備した東大独自のドップラー型2次元イオン温度計測についても,プラズマ核融合学会の授賞,招待講演となっており,当初計画を上まわる成果をあげたと判断できる。次年度は,計画通りこれまで建設した電源・コイルのインフラをさらに高エネルギー化し,電源系も所有の16kV, 0.4MJに加え,40kV, 20kV, 10kVの合計1MJのコンデンサーを他機関から取得し,総エネルギー1.4MJのシステムを自作した。ポロイダルコイル6基もケーブル巻線製から銅ロッド製に組み直し,力学性能が格段に向上した。トロイダルコイルも強化,平衡磁場コイル電源も高エネルギー密度の電気二重層型コンデンサーを採用・自作し,計測系整備も,従来7×5点の2次元計測であったイオン温度計測を32×10点に高精細化するなど,大きな進歩があった。インフラを利用して合体させる球状トカマクのポロイダル磁場を徐々に引き上げた結果,ホール効果により,リコネクションアウトフローが傾いてX点下流の強いイオン加熱領域が傾く効果やX点に強くピークした電子加熱領域が次々明らかになった。磁場2乗の加熱スケーリングの立証は250eVまで完成している。

リコネクション加熱のみを用いた核融合炉の点火の可能性は内外の注目を集め,2016年10月には日本政府主催のInternational Cool Earth Forum会議に初めて設置された核融合セッションを任されて,招待講演を行ない,IAEA Fusion Energy会議への日本代表論文への採択も3件に達した他,多くの招待講演につながり,高い評価を得ることができた。磁気リコネクションの中心会議であるMR2017国際会議も主催し,盛況であった。さらに,リコネクション加熱による核融合炉点火のアイデアは英国のベンチャー企業Tokamak Energy社が数億円をかける次期プロジェクトST-40実験に採用され,東京大学が協力して実験をプラン・技術支援し,キーとなるイオン温度計測も東京大学が担当することになるなど実用化に向けて新しい展開につながった。予算が少ない中,自作により電源拡張は更に進み,計画を大幅に上まわる1.4MJのコンデンサー電源を整備できたこと,ポロイダルコイル6基すべてを銅ロッドで再構成し,力学強度を大幅に強化したこと,320チャンネルを越えたイオン温度計測システムの構築は計画を上まわる進展である。特にリコネクション加熱のみを用いた核融合炉の点火の可能性は内外の注目を集め,2016年10月には日本政府主催のInternational Cool Earth Forum会議に初めて開催された核融合セッションを小野が任され,招待講演を行った点は特筆できる。招待講演も9件,IAEA Fusion Energy会議への日本代表論文への採択も3件に達し,2件の新聞発表にもつながり,高い評価を得ることができた。学会での注目度の高さが契機となってリコネクション分野の中心となるMR国際会議を2017年3月に東京大学で主催することにつながり,ここでも90名の参加者を集めて,大きな成果をあげている。リコネクション加熱による核融合点火のアイデアが英国のベンチャー企業Tokamak Energy社が数億円をかける次期プロジェクトST-40実験に採用され,東京大学が技術支援することになった点も特筆できる。以上,リコネクション加熱による核融合炉点火研究は当初計画になかった大きな進展が複数あり,計画を越える高エネルギーの電源,コイルインフラの完成や高精細イオン温度計測システムの構築とともに,計画以上の成果につながったと判断できる。32×10点に高精細化した2次元イオン温度計測を小型・高磁場のトカマク合体に適用してリコネクション加熱を最大にする手法とメカニズムを解明できた。1リコネクション加熱最大化のキーは,電流シートをイオンラーマ半径程度まで圧縮して高速リコネクションをオンすることで,イオンのメアンダリング運動,さらにLH不安定とドリフトキンク不安定の誘起により電流シートは大きな異常抵抗を得るため,ポロイダル磁気圧だけでアウトフロー速度,即ち加熱パワーが決まり,ガイド(トロイダル)磁場への依存性がなくなる点がTS-3合体実験と協力中の核融合科学研究所堀内らの粒子シミュレーションの双方で判明した。この条件でリコネクション加熱が最大化され,再結合磁場=ポロイダル磁場の2乗に比例するイオン加熱エネルギーが得られる。2リコネクション加熱によるイオン熱エネルギーへのエネルギー変換は,ポロイダル磁気エネルギーの40-50%と判明した。2つのトカマク合体時,ポロイダル磁束は保存するが,電流分布をあまり変えずに1つ分のポロイダル磁気エネルギーが変換されることを意味しており,詳細な理論解釈を模索中である。
大量並行シーケンスによるゲノムアッセイ

次世代シーケンサー(NGS)を用いて転写サイクルの解明に資するゲノムアッセイを行う研究である。転写サイクル異常に関わる疾患であるCoffin-Siris症候群(CSS)は5つのBAF複合体サブユニット遺伝子とBAF複合体の下流のSOX11の点変異で惹起される。この6つの遺伝子いずれかの変異がCSSの原因である。さらにCSSの2例で遺伝子SMARCA2を含むゲノム領域の重複を認めた。このことはBAF複合体の各サブユニットがそれぞれのタンパク量を最適化し複合体として調和を保って微細な転写調節を行っている可能性を示唆している。種々の次世代シーケンサー(NGS)を効率的に用いて転写サイクルの解明に資するゲノムアッセイを行う。イルミナ社GAIIx・HiSeq2000・Miseq、ライフテクノロジー社Ion PGM・Ion Proton (新規導入)による網羅的なゲノムアッセイに関する技術開発および解析を行う。スタンダードタイプNGS(GAIIx・Hiseq)の高出力性とパーソナルタイプNGS(Miseq・Ion PGM)は低コスト性・高スピード性、そして両方の利点を備えたIon Protonを組み合わせた効果的な解析を行う。確実な実験系(ウェット)とインフォーマティクス系(ドライ)を効果的に融合させ、機能的なゲノムアッセイと、疾患ゲノム解析による転写サイクル関連因子の異常探索を行い、転写サイクル(異常)に関わる生命現象の解明を目指すことを目的に研究を展開した。導入した新規次世代シーケンサー(半導体シーケンサー)の解析フローの確立:高出力型半導体シーケンサーIon Protonを導入した。本シーケンサーにおける、安定的かつ効率的なWetおよびDryの解析方法を検討し安定的にデータ産出が可能であることを確認した。インフォーマティクス解析としてBWAやNovoalignを用いて網羅的かつ効率的な解析フローを確立した。多サンプル処理用のインデキシング技術を最大限利用しスタンダードタイプとデスクトップタイプのシーケンサー出力の最大の解析効率を引き出すことが可能であった。転写サイクル機構の異常が関与する疾患の探索としてBAF複合体異常が原因で発症するCoffin-Siris症候群の解析を進めBAF複合体以外の遺伝子Aの異常を特定した。遺伝子AとBAF複合体の関連性について他の研究グループから報告がありCoffin-Siris症候群がやはりBAF複合体関連異常であることが証明された。次世代シーケンサー(NGS)を効率的に用いて転写サイクルの解明に資するゲノムアッセイを行うことを目的に研究を進めている。平成26年度は、導入したIon Protonの稼働率を向上させ班内連携を進めた。スタンダードタイプとデスクトットタイプのNGS特性に合わせた効率的な解析フローを確立させ解析を進めている。転写サイクル異常に関わる疾患として解明を進めているCoffin-Siris症候群はBAF複合体の5つのサブユニットをコードするいずれかの遺伝子の突然変異が原因であることを、本研究において突き止めたが、さらに解析を継続して、あらたな原因遺伝子であるSOX11の突然変異を2例で同定した。この変異は、HMGドメイン内に存在し、構造解析やin vitroの機能解析で明らかな病的効果を示した。さらにゼブラフィッシュを用いたsox11のノックダウン解析とレスキュー実験においてCoffin-Siris症候群に類似した小頭症、脳細胞のアポトーシス等が出現し、ヒトSOX11のmRNAで一定のレスキュー効果を見出した。SOX11はBAFの下流に位置する転写因子で脳プロげニター細胞の維持や分化と関連することが明らかにされている。平成27年度は、前年度に引き続き班内連携によりIon Protonの稼働率の向上に努めた。転写サイクル異常に関わる疾患として解明を進めているCoffin-Siris症候群はBAF複合体の5つのサブユニットをコードする遺伝子とBAF複合体の下流に位置する転写因子SOX11の点変異で惹起されることを本研究班で解明した。興味深いことにこの6つの遺伝子の中でARID1Bのみ欠失やtruncation変異を認める以外は、他の5つの遺伝子ではいずれも基本ミスセンス変異である。平成27年度は、これらの遺伝子異常のコピー数解析を進め、現時点でCoffin-Siris症例の複数例で遺伝子Aの重複を認める結果を得ている。このことはBAF複合体の各サブユニットが複合体として調和を保って微細な転写調節を行っている可能性を示唆している。BAF複合体のサブユニット遺伝子とSOX11等を対象にコピー数異常解析を進めCoffin-Siris症候群症例に複数の遺伝子Aの重複を同定した。このことはBAF複合体の成り立ちが各サブユニットの調和のうえで正常な機能が保たれていることを示唆している。この所見は、新しい視点を提供したと考える。概要:次世代シーケンサー(NGS)を効率的に用いて転写サイクルの解明に資するゲノムアッセイを行うことを目的に,以下の項目で研究を進めた。1. Ion Protonの稼働率向上に向けて:P2チップの登場を期待していたが、結果的には販売されず、これまでと同程度の出力に留まったため平成27年度と同様の使用量となった。2. RNA-seq解析系の確立:RNA-seqについては、遺伝子変異の結果生じるトランスクリプト異常を鋭敏に検出するインフォーマティクス解析系を検討した。その結果STARを用いた解析で遺伝子異常によるトランスクリプト異常を高い検出感度で同定することが可能であった。3.転写サイクルに関わる遺伝子異常による疾患の解明:転写サイクル