hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本海の放散虫群集と地球化学データに基づく中期中新世のミランコビッチサイクル

また本研究のデータからはおよそ700から800万年前にはフォッサマグナを閉鎖し、北の海峡の水深も浅くなった事が明らかになった。理由としては北西太平洋縁における構造運動による日本列島の隆起だと考えられる。また、過去700-950万年前の暖流と低酸素の中層水の流入には周期的変化が見られ、ミランコビッチサイクルの影響も受けていると考えられる。放散虫は珪質の殻を持つ微生物であり表層水から深層水に分布し、海水の生態変動に敏感である。私の研究課題の目的はその放散虫化石を使用しながら中・後期中新世における日本海の古海洋環境の復元とミランコビッチサイクルの影響を評価する事である。中期中新世時は南極氷床の強大化と大気中の二酸化炭素の濃度の減少が発生し地球の気候変動史を理解するためにも重要な時期である。本研究では日本海の大和堆上の地溝部に位置するU1425地点にて採取された過去1000万年間の連続的な堆積物を用いた(160資料)。環境復元前、研究資料の地質年代の確定が重要である為、第一段階としておよそ50資料を使用して大まかな放散虫化石の生層序を立てた。そのデータはKamikuri et al. (2017)で公開されている。放散虫化石の生層序からはU1425・U1430地点にて採取されたコア資料では中期中新世がほとんどカバーされていない事が明らかになった為、本年度では過去1000万年間(後期中新世以降)の海洋変動に集中した。現段階では放散虫群集の解析のサンプル数は計画に近い事とテクトニックスケールの分析の段階だけで大きい環境の変化を確認できました。その結果を国内外の学会に発表していて、論文にも報告しようとしています。その後、受け入れ研究者の研究グループとも打ち合わせとセミナー等で日本海環境について議論が出来て自分の研究の遂行に非常に良いと思います。来年度では優先的に過去1000万年間における日本海の古海洋環境変動について得たデータを論文にして公開する。本課題では中期中新世の日本海の古海洋変動を復元するのも目的だった。しかしH28年度の生層序の研究により採取した海洋資料は中期中新世をカバーしていない事が明らかになったので中期中新世の研究は対象外になった。そこで、日本列島の日本海側の陸上では中期中新世の露頭の存在が以前から報告されていた為、秋田県の中・後期中新世露頭でサンプリングを行った。そこで採取した岩石資料の処理を来年度引き続き行う予定である。資料中の放散虫群集を可能であれば分析する(化石の保存状態による)。そこで中期中新世をカバーできたら中期中新世の海洋環境の変動は陸上資料で行う。しかし、化石の保存は陸上の資料では良くない場合が多く、研究の対象にならない可能性もある。そこで保険としての別海域の中期中新世の海洋資料を依頼して研究する事も考えている。現地点で考えているのは西赤道太平洋の資料である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。投稿中の論文の修正とじゅりを目指す。その後は過去500万年から900万年の日本海の環境変化を解像度に分析する為新たな100サンプルの放散虫群集を分析する予定です。主な種の周期解析を行いどの様にミランコビッチサイクルは当時の日本海の環境を制約していたかを解明する論文の執筆。
流れ剪断応力下における内皮細胞膜分子の動態挙動

血液が血管を流れることにより血管壁に発生する流れ剪断応力は血管の働きを調節している。これは血管内面を覆う内皮細胞が血流に起因する力学的刺激である剪断応力を感知して応答を起こすことに基づいている。以前我々は剪断応力の感知にATP作動性イオンチャネルP2X4が重要な役割を果たすことを報告した。本研究では、P2X4の活性化に内皮細胞から放出されるATPが必要で、ATPの放出機構には、細胞膜カベオラ・ラフトに存在するATP合成酵素の活性化が重要であることが解明された。血管系は組織に酸素や栄養素を供給する他,生体にとって多くの重要な働きを担い,ホルモン,サイトカイン,神経問伝達物質などの"化学的刺激"だけでなく,血流や血圧に基づいて発生する流れ剪断応力や伸展張力といった"物理的刺激"によっても制御を受けることが明らかになってきた。本研究では内皮細胞の血流センシングの分子機構の解明を目指す事を目的として,申請者らが血流センサー分子としての機能を同定したATP作動性カチオンチャネルP2X4受容体に焦点を当て,以下の分子レベルのリアルタイムイメージングを行なった。I.血流センサー分子としてのイオンチャネルP2X4の構造機能解析とATP放出のイメージング(1)P2X4を介した剪断応力のカルシウム,シグナリングに関する実験:P2X4の剪断応力センサー分子としての機能について,内皮細胞に剪断応力を作用させたときの細胞内カルシウム反応を解析した。siRNA法でP2X4の発現を阻害すると,剪断応力依存的なカルシウム反応が消失した。(2)剪断応力によるATP放出の分子機構に関する実験:内皮細胞に剪断応力を作用させたときのATP放出部位を解析するため遺伝子工学的に作製したストレプトアビジン,ルシフェラーゼ融合蛋白質を用いた新しいイメージング法を開発した。剪断応力依存的に放出される内因性ATPを捉えることに成功した。(3)P2X4の遺伝子欠損マウスに関する実験:血管内皮細胞に発現するP2X4を特異的にノックアウトしたコンディショナルマウスを作製する事に成功した。II.流れ剪断応力に対する細胞膜脂質,膜タンパク分子の挙動解析剪断応力を最初に感知する機構とそれに関与する分子を明らかにするため培養血管内皮細胞に流れ負荷装置で定量的な剪断応力を作用させ,細胞膜の流動性およびカベオラ,ラフトといった脂質ミクロドメインの変化を二光子レーザー顕微鏡を用いて画像化することに成功した。剪断応力により膜の流動性が上昇し,脂質ミクロドメインが流れの上流に移動する様子を観察できた。血管系は組織に酸素や栄養素を供給するだけでなく、生体にとって多くの重要な働きを担っている。近年、血管系の働きが血管内に発隼する血流や血圧に基づいて発生する流れ勇断応力や伸展張力といった物理的刺激により制御を受けることが明らかになってきた。申請者らが最近流れ勢断応力のトランスデューサーとして機能することを同定したATP作動性カチオンチャネル(P2X4受容体)に焦点を当て、同チャネルの活性化機構を明らかにする為に以下の解析を行った。I.血流センサー分子としてのイオンチャネルP2X4の構造機能解析とATP放出のイメージング内皮細胞に勢断応力を作用させたときのATP放出部位を解析するため遺伝子工学的に作製したストレプトアビジン・ルシフェラーゼ融合蛋白質をビオチン・ストレプトアビジン結合により細胞膜1と均一に固定化した。平行平板型流れ負荷装置にルシフェリン溶液を灌流させ、細胞に流れ勇断応力を負荷した。内因性ATPの放出により発生する化学発光を高感度の冷却型EM-CCDカメラにより検出し、ATPの放出部位を同定した。II.流れ勇断応力に対する細胞膜脂質・膜タンパク分子の挙動解析単一の内皮細胞において勇断応力が惹起する細胞内カルシウム濃度変化をカルシウム感受性プローブであるIndo-1と共焦点レーザ顕微鏡により実時間イメージングを行った。流れ勇断応力依存的なカルシウム反応は細胞外カルシウムのEGTAによるキレートあるいは小胞体のカルシウム貯蔵を枯渇させるthapsigarginを用いて細胞内カルシウム濃度変化を観察し、細胞外からの流入反応であることが明らかとなった。また、高速CCDカメラを用いてカルシウム流入反応を解析した所、細胞膜においてコレステロールを多く含む脂質ミクロドメインであるカベオラからカルシウムが発火していることが明らかとなった。以上の結果から、流れ勇断応力の情報伝達にカベオラが重要な役割を果たしている可能性が考えられる。血流に起因する剪断応力を血管内皮細胞が最初に感知する機構とそれに関与する分子を明らかにする為、培養血管内皮細胞に流れ負荷装置で定量的な剪断応力を作用させ、(1)細胞膜の流動性および膜脂質の変化、(2)イオン・チャネルの反応、(3)剪断応力によるATP放出の分子機構についてバイオイメージング技術を応用して解析した。1.細胞膜の流動性および膜脂質の変化:剪断応力下の膜の流動性の変化については蛍光プローブDiIC_<16>と共焦点レーザ

顕微鏡を用いたFRAP (fuorescence recovery after photobleaching)法で測定し、膜脂質については脂質膜がゲル相から液相へ相転移するときに波長がシフトする蛍光プローブLaurdanと2光子励起顕微鏡を用い、コレステロールとスフィンゴ脂質が高密度に分布するラフト・ドメインの動態変化を可視化した。剪断応力により細胞膜の流動性が増大し、脂質ラフト領域が流れの上流に移動する様子が観察された。2.イオン・チャネルの反応:細胞内情報伝達系の主要なセカンドメッセンジャーであるカルシウムの流入に関わるカチオン・チャネルの反応に焦点を当て、単一の内皮細胞において剪断応力が惹起する細胞内カルシウム濃度変化をカルシウム感受性プローブであるIndo-1と共焦点レーザ顕微鏡により実時間イメージングを行った。剪断応力依存的に上昇するカルシウムはATP作動性イオンチャネルであるP2X4レセプターを介し、細胞膜脂質ラフトよりカルシウム波が発火することが明らかとなった。3.剪断応力によるATP放出の分子機構:内皮細胞に剪断応力を作用させたときのATP放出部位を解析するため遺伝子工学的に作製したストレプトアビジン・ルシフェラーゼ融合蛋白質を用いてイメージングを行った。細胞から放出されたATPが惹起するルシフェリン・ルシフェラーゼ反応により発生する化学発光を冷却型EM-CCDカメラで観察した。剪断応力により放出するATPは細胞膜脂質ミクロドメインとその局在が一致することが確認された。
地球惑星内部における水素の挙動

特別研究員としての2年間の研究では、高温高圧実験を手法として、含水プレートの沈み込みに伴う全マントル規模の水素輸送モデルの構築を目的として研究を進めた。含水プレートは、含水化したカンラン岩、海洋地殻、堆積物という複数の岩層で構成される。しかしながら、プレートが下部マントルまで沈み込んだ場合にどのような含水相が形成され、どの深さまで水素輸送を担うのかは未だ不明である。この点を明らかにするため、放射光施設SPring-8のBL10XUにおいて、レーザ加熱式ダイヤモンドアンビルセルと高温高圧その場X線回折装置を利用した実験を行った。実験から、含水プレートを構成する岩体のうち、Alに乏しいカンラン岩中では、AlOOHに乏しく圧力温度に対する安定性の低い"δ-AlOOHーMgSiO4H2 Phase Hーε-FeOOH固溶体"が形成されることがわかった。一方、Alに富む海洋地殻中では、AlOOHに富み圧力温度に対する安定性の高い上記固溶体が形成されることが明らかとなった。この結果は、海洋地殻中で形成される高い安定性をもつ含水固溶体が、下部マントルから核へと水素を輸送する役割を果たしている可能性を示す重要な成果である。また上述の研究の発展課題として、カリフォルニア工科大学およびバイロイト大学と共同で、Feを含むδ-AlOOH単相(以下δ-(Al,Fe)OOH)の高圧下核共鳴非弾性X線散乱(以下NRIXS)測定を行った。NRIXS測定は米国の放射光施設Advanced Photon Sourceの3-ID-Bで行い、常圧から80GPaまでの複数の圧力点で測定に成功した。結果から、δ-(Al, Fe)OOHは平均地震波速度と比較して縦波速度と横波速度の比(Vp/Vs)が大きくなることがわかった。したがって、この鉱物が下部マントルにおいてVp/Vsの正の異常を生み出す可能性を示した。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、高温高圧実験を手法として、含水プレートの沈み込みに伴う全マントル規模の水素輸送モデルの構築を目的として研究を進めた。上記の点を明らかにするため、放射光施設SPring-8のBL10XUにおいて、レーザ加熱式ダイヤモンドアンビルセルと高温高圧その場X線回折装置を利用した実験を行った。実験から、含水プレートを構成する岩体のうち、Alに乏しいカンラン岩中では、AlOOHに乏しく圧力温度に対する安定性の低い"δ-AlOOHーMgSiO2(OH)2 Phase Hーε-FeOOH固溶体"が形成されることがわかった。これは、含水相による水素の輸送領域が全岩組成によって著しく変化することを示す重要な成果である。また上述の研究の発展課題としてドイツのバイロイト大学・バイエルン地球科学研究所と共同研究を行い、均質なFeを含むδ-AlOOH単相(以下δ-(Al,Fe)OOH)の合成に成功した。δ-(Al,Fe)OOHが地震波速度異常に及ぼす影響を解明するため、この試料についてカリフォルニア工科大学の研究グループと共同で核共鳴非弾性散乱分光(以下NRIXS)測定を行った。NRIXS測定は米国の放射光施設Advanced Photon Sourceのセクター3-ID-Bで行った。現在のデータは下部マントル最上部の圧力までに限定される(< 27 GPa)が、今後はより高圧で実験を行い、下部マントルの地震波速度異常との関連性を検証していく。本年度の研究成果から、沈み込むプレート中で形成される含水鉱物(構造中にH2O分子やOH基をもつ鉱物)の安定性と地球物理学的観測事実との関連性について、重要な知見を得ることができた。これまで数ある含水鉱物のうち、下部マントル深部で唯一安定に存在することのできるδ-AlOOHーMgSiO2 (OH)2 Phase Hーε-FeOOH固溶体に着目してきた。本年度の実験から、この固溶体の組成が全岩の組成によって大きく変化し、それにより温度圧力に対する安定性も著しく変化することがわかった。カンラン岩中で形成された固溶体は、下部マントル中部(60 GPa)で無水鉱物と流体H2Oもしくは含水マグマへと分解する。この結果は、下部マントル中部で観測されているマントルの粘性の急激な低下や地震の散乱異常といった複数の現象が、この分解反応により説明できる可能性を示したものである。これは下部マントルにおける水の分布について新たな制約を与える重要な知見であり、研究が十分に進展したことを示すものである。加えて、上記研究課題の発展課題として、δ-(Al,Fe)OOHの合成とNRIXS法による音速測定という海外機関との新規共同研究に着手した。なお、昨年度までに行った「SiO2-Al2O3ガラスの音速測定」の成果ついて、本年度国際学術誌に投稿し、出版された。以上より、現在までの進捗状況はおおむね順調であると自己評価した。

特別研究員としての2年間の研究では、高温高圧実験を手法として、含水プレートの沈み込みに伴う全マントル規模の水素輸送モデルの構築を目的として研究を進めた。含水プレートは、含水化したカンラン岩、海洋地殻、堆積物という複数の岩層で構成される。しかしながら、プレートが下部マントルまで沈み込んだ場合にどのような含水相が形成され、どの深さまで水素輸送を担うのかは未だ不明である。この点を明らかにするため、放射光施設SPring-8のBL10XUにおいて、レーザ加熱式ダイヤモンドアンビルセルと高温高圧その場X線回折装置を利用した実験を行った。実験から、含水プレートを構成する岩体のうち、Alに乏しいカンラン岩中では、AlOOHに乏しく圧力温度に対する安定性の低い"δ-AlOOHーMgSiO4H2 Phase Hーε-FeOOH固溶体"が形成されることがわかった。一方、Alに富む海洋地殻中では、AlOOHに富み圧力温度に対する安定性の高い上記固溶体が形成されることが明らかとなった。この結果は、海洋地殻中で形成される高い安定性をもつ含水固溶体が、下部マントルから核へと水素を輸送する役割を果たしている可能性を示す重要な成果である。また上述の研究の発展課題として、カリフォルニア工科大学およびバイロイト大学と共同で、Feを含むδ-AlOOH単相(以下δ-(Al,Fe)OOH)の高圧下核共鳴非弾性X線散乱(以下NRIXS)測定を行った。NRIXS測定は米国の放射光施設Advanced Photon Sourceの3-ID-Bで行い、常圧から80GPaまでの複数の圧力点で測定に成功した。結果から、δ-(Al, Fe)OOHは平均地震波速度と比較して縦波速度と横波速度の比(Vp/Vs)が大きくなることがわかった。したがって、この鉱物が下部マントルにおいてVp/Vsの正の異常を生み出す可能性を示した。また発展課題であるδ-(Al,Fe)OOHの音速測定に関しては、Advanced Photon Sourceへ提出したプロポーザルが継続課題として受理されたこともあり、今年度の夏季に再度実験を行うことが可能となった。次の実験では、下部マントル中部の圧力条件(30-80 GPa)におけるδ-(Al0.87,Fe0.13)OOHの音速測定を試みる。また実験を行うビームライン(セクター3-ID-B)では、鉄のスピン状態を高圧その場で測定可能なメスバウアー分光法も同時に行うことが出来る。ε-FeOOHという含水相の場合、60GPa程度でFe3+のハイスピンーロースピン転移が生じることが既に知れらている。この転移は格子体積の急減をもたらし、音速にも大きな影響を与えると考えられている。本研究で扱うδ-(Al,Fe)OOHについても、下部マントル中部の圧力条件でスピン転移が生じ、音速などが急激に変化する可能性がある。したがって、NRIXS測定とメスバウアー分光測定を同時に行うことで、δ-(Al,Fe)OOH中のスピン状態と音速の関係性を定量的に評価することが可能となる。この実験を通して、下部マントル中に存在する含水固溶体相が、下部マントルで観測されている地震波速度異常に対してどの程度寄与することが出来るのかを明らかにすることが可能となる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
神経栄養因子によるGABA抑制神経の発達調節と機能制御メカニズムの解明

GABA神経細胞は、神経伝達の抑制、活動パターン発生、発達可塑性(臨界期)の制御など脳神経回路機能において根幹的機能を果たす。近年、研究代表者らの研究から、このEGFファミリー栄養因子は脳発達障害(自閉症・統合失調症)と関連していることが判明し、その重要性が明らかとなった。本課題では大脳皮質や基底核のGABA神経やその各サブタイプに対するEGFファミリー神経因子の生理活性、細胞内シグナル、病態貢献を明らかにすることを計画した。大脳皮質のGABA神経細胞は5種くらいに大別されるがパルアルブミン含有タイプの細胞はErbB4を発現し、ニューレグリンに反応した。またAMPA型グルタミン酸受容体の発現量を上昇させた結果GABA放出量を増加させ、ポストに強い抑制を発揮した。一方、同じ細胞はErbB1も発現、EGFに反応した。しかし、反応は真逆であった。つまり、AMPA型グルタミン酸受容体の発現量を低下させ、GABA合成も低下させ、結果、ポストにより弱い抑制をするようになった。対照的に基底核(淡蒼球)のGABA神経細胞は、同じEGFに反応して、その興奮性を高め、ポストに強い抑制を与えた。本研究から、脳内GABA神経細胞の発達はきわめて可塑的で、その細胞タイプ特異的に神経栄養因子に対する反応性とその反応方向が異なっていることが判明した。これらGABA神経細胞は、上皮成長因子はニューレグリンの受容体(ErbB1-4)を強く発現するがその反応の実態は明らかでない。本年度はニューレグリンへのGABA神経細胞の反応をIn VIVO, In VITROの系を用いて電気生理学的に解析した。またモデル細胞を用いてGABA神経細胞における上皮成長因子やニューレグリンの細胞内シグナル路の差異を探索した。ErbB1、ErbB4受容体の活性化度とシグナル経路の違いの分析ErbB1、ErbB4受容体を強制発現させたモデル細胞を用いて、その活性差を検討した。上皮成長因子は細胞分裂を促進したのに対し、ニューレグリンはその増殖を阻害した。それに平行してMAPキナーゼの活性化度が異なることが判明した。GABA神経細胞群でニューレグリン1蛋白の神経栄養活性の質とその強度の解析新生児ラットヘニューレグリン1を慢性投与し、その動物から調整した脳スライス標本を用いてパルアルブミン含有シャンデリア型のGABA神経細胞を対象に入出力シナプスへの影響を調べた。末梢ニューレグリンは脳血液関門を通過して、大脳皮質にあるシャンデリア型GABA神経細胞に特異的に作用し、そのAMPA型グルタミン酸受容体発現を上昇させることが判った。これによりニューレグリン1蛋白はシャンデリア型のGABA神経細胞の興奮性入力を強化することで、抑制出力を正に調節することが明らかになった。各種GABA神経細胞の電気生理学的反応を解析することで、これら栄養因子による認知行動変化との関係を探求するとともに、上皮成長因子とニューレグリン間の生理活性差の裏づけを取った。(1)EGFやNRG1蛋白に対する各種GABA神経細胞群の生理学的反応差の検討新生児ラットへのEGF投与動物やErbB1ノックアウトマウスを用いて、このシグナルが大脳皮質と淡蒼球GABA神経細胞の抑制性シナプス出力や自発発火頻度に及ぼす影響を評価した。ユニット記録とパッチクランプで解析を行ったところ、新生児期のEGF投与は、淡蒼球外周部での発火頻度を増大させるのに対し、EGF受容体ノックアウトマウスの大脳皮質でも同じ発火亢進を引き起こした。EGFやNRGのトランスジェニックマウスの認知行動をソーシャルインタラクション頻度にて評価・比較した。EGFトランスジェニックマウスは、NRGトランスジェニックマウス同様、その頻度低下を示したが、その時間には変化が無く、NRGに比べ緩和な障害であった。(3)EGFやNRG蛋白によるErbB1、ErbB4受容体の活性化度とシグナル経路の違いの分析

培養した大脳皮質GABA神経細胞にEGFやNRGを作用させ、ErbB1受容体シグナルとErbB4受容体シグナル間の相互干渉の可能性を検討した。GABA神経細胞のマーカーであるカルビンジン、パルアルブミン、カルレチニン染色を実施したところ、EGF処理はいずれもマーカー染色細胞を低下させたが、NRG処理では変化が無かった。共投与ではNRGがEGFの効果を阻害する傾向にあった。>>>このようにEGFに対するGABA神経細胞の反応は大脳皮質と淡蒼球といった脳部位で異なることが判明した。この理由として、発現している受容体ErbB1-4の組み合わせが各細胞で異なっていることが推定された。GABA神経細胞は、神経伝達の抑制、活動パターン発生、発達可塑性(臨界期)の制御など脳神経回路機能において根幹的機能を果たす。近年、申請者らの研究から、このEGFファミリー栄養因子は脳発達障害(自閉症・統合失調症)と関連していることが判明し、その重要性が明らかとなった。本課題では大脳皮質や基底核のGABA神経とその各サブタイプに対するEGFファミリー神経因子の生理活性、細胞内シグナル、病態貢献を明らかにする目標にした。今年度は、大脳皮質のGABA神経細胞のEGF反応をトランスジェニックマウスやノックアウトマウスで確証を得ると共に、大脳基底核(淡蒼球)のGABA神経細胞の反応にも着目して実験を行った。基底核淡蒼球のGABA神経はEGE受容体(ErbB1)とNRG受容(ErbB4)を発現している。in vivoダイアリシスの実験によると、基底核淡蒼球のGABA神経は、大脳皮質のGABA神経細胞の反応とは異なり、EGFに反応して、興奮性が上昇させ多くのGABAの放出につながっていた。EGF投与したラットから作製した淡蒼球スライス標本においてもその傾向は明らかであった。ユニット記録をしたところ、入出力を遮断しても、高頻度の自発発火を示した。このようにEGFに対する生理反応は、大脳皮質のGABA神経細胞とは、真逆の反応であることが判明hした。このようにGABA神経は高い可塑性を有しており、EGFファミリーのサイトカインに反応して、その脳部位特異的でダイナミックな機能変換をとげうることが判明した。この事実は、脳の機能発達、発達性脳疾患におけるGABA神経機能変換の重要性を示唆するものである。大脳皮質のGABA神経の反応は、論文として前年まとめることを完了し、本年は淡蒼球のGABA神経の反応性を解析し終えて、現在、論文執筆中である。EGFやニューレグリンのシグナル路の研究についても、データが蓄積しつつあり、近日中に取りまとめにかかる計画である。このように研究目標をおおむね順調に達成し、成果を上げつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。初代培養系において各種GABA神経細胞種を弁別して、上皮成長因子とニューレグリン間の生理活性差を判定するのは難しく、単一細胞での記録が可能な生理学的な手法を活用して、研究目標を達成したい24年度が最終年度であるため、記入しない。
ナノバイオ界面機能を制御する疎水化微粒子を用いた創傷治癒促進材料の開発

内視鏡的粘膜下層剥離術(ESD)は、食道や胃、大腸などにおける早期消化器がんを内視鏡によって切除する低侵襲な治療法として注目を集めている。一方で、がん組織を含む粘膜下層剥離後、組織剥離部位で生じる収縮(瘢痕拘縮)による狭窄が深刻な課題となっている。創傷被覆材は、術部の炎症を抑制し創傷治癒を促進することを目的として臨床で使用されているが、組織接着性が低い点、分解に伴う炎症が生じる点、創傷部への送達が難しい点などの課題がある。そこで本研究では、ESD後の消化管がん術部の創傷治癒を促進する生体組織接着性粒子を開発することを目的とする。2018年度においては、創傷治癒を促進する創傷被覆材の開発および治癒メカニズムの解明を目的として、疎水化微粒子の開発および生体組織との相互作用解析を行った。ゼラチンを疎水化した、疎水化ゼラチンを合成し、スプレードライ法を用いて疎水化ゼラチン粒子を作製することに成功した。得られた粒子は約3μmの粒径であり、比較的粒径のそろった球状の構造体であった。疎水基の導入量に応じて、粒子表面の疎水化度が制御可能であることを確認した。また、ブタ胃内壁を用いた接着試験においては、疎水化ゼラチン粒子が高い接着強度を示すこと見出した。また、得られた粒子の血液凝固能について評価した。その結果、疎水化微粒子は高い血液凝固能を示すことが明らかとなった。さらに、細胞と相互作用することで、サイトカインの産生を惹起することも明らかにした。創傷被覆材である疎水化微粒子の開発に成功し、細胞試験をすでに開始し一定の成果を得ているだけでなく、2019年度に実施を計画している動物試験に関しても、すでに実験を開始しており、創傷治癒の促進効果を示唆する結果が得られているため。2019年度においては、作製した材料と生体組織との相互作用をより詳細に解析し組織再生メカニズムを明らかにする予定である。また、ラット全層皮膚欠損モデルを用いて、本材料の創傷治癒効果の検証試験を進めていく予定である。
地方志及び碑記の史料論的解析を主とした近世中国東南沿海地方の地域性と歴史性

近世中国東南沿海地方、特に寧波を中心とする漸東地方の地方志・碑記を系統的・項目別に分類し、地域史研究の史料的基盤を整備した。また地方志・碑記に関する史料論的研究や計量的解析作業を深化させ、該地の地域性・歴史性の一部が解明された。地方志・碑記研究の現状と課題も明確にし、それら史料の解析手法についても、比較史的視点から知見を呈示できた。かかる成果は海外にも発信され、国際研究者交流が飛躍的に進展した。本年度は、研究全体の準備期間にあて、基礎的史料の整備を行うとともに、将来の研究計画について、研究者相互で打合せを密にし、今後め課題を明確化した。具体的な研究実績は、次の通りである。1.地方志については、「中国地方志集成」を中心に、皆尽的調査・整理と史料の生成論的解明を須江が、キーワード設定による計量的分析を伊原が担当した。また「宋集珍本叢刊」等の消耗図書を部分的に新規購入して地方志序跋文の抽出・蒐集・整理作業に着手し、系統的分析や編纂・出版事情の解明を試みた。とりわけ須江は、蘇州地方志序跋文の緻密な解析を行い、北宋末期以降に地方志が顕著に編纂されていく事情の解明に一定の成果を得た。2.碑記については、「石刻史料新編」や各種文集・地方志に所収の関連項目にあたり、各研究者双方が、碑記の項目ごとの整理を開始した。また、「中国歴代石刻史料彙編(CD-ROM単機版)」を2セット購入し、代表者・分担者双方が、碑記史料の蒐集、系統・計量的分析に用いた。特に伊原は、寺院・橋梁・道路などへの寄進額を該史料より抽出・整理し、計量的分析を施すデータ作成に顕著な成果を得た。3.海外研究協力者Angela Schottenhammer博士を招聘し、現地調査研究部門所属の高津孝氏と共同で東アジデ海域交流の拠点<沖縄>で関連史料調査を行うとともに、第1回公開研究会「歴史史料における石刻史料の意味と役割」を実施した。この研究会では、Schottenhammer博士による墓誌銘に関する講演、日本・ギリシア・イタリア・ビザンツ・中国史をそれぞれ専門とする研究者の報告を材料として、特に碑記史料の分析手法について比較史的視点から検討がなされた。なお、この成果は、一般向けにも広く公開されることが決定している。4.上記1.2.の研究成果の一部を翻訳し、海外に論文として公にするための作業も行った。本年度は、前年度の基礎的研究作業を継続し、達成された成果を積極的に内外に公開していった。1.地方志については、皆尽的調査・整理と系統的分析や編纂・出版事情の解明を須江が、計量的分析を伊原が継続した。須江は、蘇州地方志序跋文の解析や系統的分析を石刻史料も利用しながら行い、複数の関連成果を国内外に公表した。碑記については、「石刻史料新編第4輯」を各研究者双方が新規購入し、碑記の項目ごとの整理や系統・計量的分析を行った。伊原は、碑記や地方志に刻まれかつ記された都市図解析に顕著な成果を得、図書を刊行した。2.Christian Lamouroux博士(フランス社会科学高等研究院)をコメンテーターとして迎え、第2回公開研究会を主催した。また海外研究協力者Bettine Birge博士を招聘し、王権理論班との共催で第3回公開研究会を開催するとともに、出版文化班の高津孝氏と共同で東アジア海域交流の拠点<沖縄諸島>で第2回碑記資料現地調査を実施した。3.研究成果物として裏面以降に呈示した論文・図書を公にした他、国内外の国際会議や学会等に積極的に参加し、研究成果の一部を口頭で公表した。その詳細は以下の通り。(2)唐代史・宋代史合同研究会シンポジウムで研究成果発表(3)「東アジア海域交流」第18回講演会を日記班・海港地域班等と共催し研究成果発表(4)第59回米国アジア研究学会年次総会(於:ボストン)でパネルを組織し研究成果公表4.台北所在の研究機関への訪問や上記(4)の場などを通じ、本研究班の活動内容や成果をペーパー化して公表し、研究協力体制の構築につとめた。またそれらの活動を通して、次年度にアンカラで開催される国際アジア・北アフリカ研究会議でのパネル組織に向けた準備も行った。本年度は前年度までの基礎的研究作業を継続するとともに、史料解析を主とした研究への展開を試み、それらをべースとした成果を積極的に内外に発信した。具体的な研究実績は以下の通り。

1.地方志・碑記史料の蒐集・整理に関わる前年度までの研究作業を継続し、地方志については、須江が寧紹地区の方志に関する系統的分析や、序跋文等を中心とした訳注稿の作成、史料論的解析を行い、伊原が方志中の叙述に含まれるキーワードの抽出作業と計量的解析に着手した。碑記については、各担当部分の分類整理作業を深化させ、各種史料源の比較調査や解析を進めた。これらの研究により、特に紹興府の地方志・碑記の史料性解明に資する顕著な成果を得た。2.なお、本年度招聘予定であった研究協力者Anne Gerritsen博士は、都合により来日がかなわなかったため、同じく研究協力者のJoseph Dennis博士を招聘し、地方志の史料性と活用法を検討するための第4回公開研究会(東アジア海域講演会)を広島大学で2月に開催した。地方志の史料性をめぐる宋・元・明の時代性の相違等に関する討議が日米の研究者間で活発になされたこと、大学院生が直に米国の中国史研究に触れ、英語で討論を試みる機会が得られたことは、国際学術交流の推進及び次世代研究者の育成といった点で意義があった。この招聘者の交代に伴い、当初予定していた沖縄諸島での地域史料調査の代わりに、石見銀山史跡や日本最古の地誌の一つ出雲風土記の巡見をした。3.成果の公表については、須江・伊原ともに学術雑誌等で内外に複数公にした。また第38回国際アジア・北アフリカ研究会議(於:トルコ共和国)において、海外研究協力者を交えた地域史料論に関するパネルを組織して海外に成果を発信した他、フルテキストからなる予稿集を刊行した。多国籍の研究者と史料論に関する学術交流を行った意義は大きい。本年度は前年度の発展的研究作業を継続し、それらをベースとする研究成果を積極的に内外に発信した。具体的な研究実績は以下の通り。1.前年度までの基礎的研究を踏まえ、研究代表者の須江が地方志の系統的分析に加え、序跋文や長期間記録された言説についての史料論的解析を石刻史料と関連づけて行い、連携研究者の伊原弘(城西国際大学・国際人文学部)が地方志中の叙述や石刻史料から詳細な都市図復元作業を試みた。これらの研究により、寧波府や建康府の地域性や地方志・碑記の史料性解明に資する顕著な成果を得た。2.文献資料研究部門主催の国際シンポジウム「寧波とその周辺一地方文献に見える史料性・地域性・歴史性-」を本研究班が企画し、地方志・碑記等の解析を主とした史料論及び社会史研究に関する成果を刊行物で公表した。本シンポジウムには、海外研究協力者のTJ Hinrichs, Joseph Dennis, Anne Gerritsenの3氏に加え、柳立言,Alain Arraultの2氏が招聘され、多国籍からなる国際学術・研究者交流が大々的に推進された。国内開催の中国学分野の国際シンポジウムとしては、画期的な企画であった。3.須江・伊原が、将来的に、大韓民国の研究者との学術交流を進めるための打合せを行うとともに、東アジア海域交流に密接に関わる朝鮮半島の史跡を巡見した。4.当該領域が設定した重点項目(い)「寧波を中心とした記録保存の社会文化史」研究会へ積極的に参画し、共同研究としての成果発信に向けて、領域内の他部門・他班の研究者と密に協議を行った5.一般国民への研究成果発信のための広報活動として、伊原は、朝日カルチャーセンターにて複数回の講演を担当するとともに、NHKの番組「探検ロマン世界遺産」の「ふるさとは謎の建造物-中国・福建土楼群-」に資料提供を行った。最終年度に当たる本年度は、発展的研究作業の完成と5年にわたる研究成果の総合化をはかり、研究成果公表に向けての企画・編集作業を行った。1.「宋清代の寧波を中心とする浙東地方における地方志・碑記の調査と系統・計量的分析、史料論的解析に関する研究」の実現に向け補完的研究を継続した。
1950年代イギリス外交とヨーロッパ安全保障体制

平成15年度の研究では、前年度の海外研究調査の成果及び、関連研究図書の購入に基づいて、確実な研究の進捗を見ることが出来た。海外研究調査としては、ロンドンでの公文書館(Public Record Office)及び、ケンブリッジ大学チャーチル・コレッジのチャーチル史料センターの所蔵史料などを閲覧して、1950年代イギリス外交史研究として、とりわけアンソニー・イーデン外相の役割に注目した調査を進めることに成功した。その成果として、1951年から1955年までのイギリス外交を論じた研究書である『外交による平和-アンソニー・イーデンと二〇世紀の国際政治(仮題)』を株式会社有斐閣から刊行することが決まり、ほぼ原稿を完成させる段階まで到達した。この研究書は、平成16年秋頃には刊行を予定している。この研究成果により、1950年代半ばのヨーロッパ安全保障体制の確立を、欧州統合と冷戦の緊張緩和という観点から、とりわけ「ドイツ問題」の解決としてのNATO体制の確立に焦点をあてて解明することが可能となった。また、その中でもイギリス外交が、米ソの狭間に立って独特な緊張緩和外交を展開して、国際政治の中で一定の影響力を保持し得たことを明らかにして、「外交による平和」という観点から、イギリス外交の役割を検討した。今後はこの研究成果に基づいて、1950年代後半から1960年代前半の外交史を、西側体制の再編という観点から検討することにしたい。平成14年度の本研究課題の研究実績としては、二年間の初年度として充実した研究進捗を図ることができたと評価している。第一に、当初の計画の通り、本研究費補助金を利用して、8月に短期での海外研究調査に赴き、イギリスのロンドンにて公文書館(Public Record Office)で首相関係文書、外相関係文書、外務省文書、閣議録などの史料を収集し、バーミンガム大学図書館特別資料室にて、アンソニー・イーデン関係文書を閲覧してきた。これにより、1950年代イギリス外交を理解する上での重要な基礎を固めることができた。第二に、最新の研究書を購入することにより、研究の大幅な前進を図ることが可能となった。とりわけ、1950年代イギリス外交史研究において、近年大幅な研究の進展が見られる中で、十分な図書を購入して最新の専攻研究を吸収し、自らの研究の意義と視野を確認することとなった。初年度の研究計画は、主として本研究を完成する上での、史料収集と先行研究分析などに置かれていたが、その計画は十分に達成できたと考えている。次年度は、さらに史料収集及び研究書の購入を進めると同時に、これらの資料を総合して、体系的な論文及び研究書として公刊することを目指すことになる。とりわけ、アンソニー・イーデン英外相の役割を中心に、1954年から1955年にかけての緊張緩和外交とヨーロッパ安全保障体制の確立との相互連関を明らかにして、国際安全保障と平和の条件を検討することにしたい。
スマトラの熱帯多雨林システムの10年間の動態

1)PinanangPinangとGajabuihの1ヘクタ-ルプロットで記録された胸高直経8cm以上の樹種は、それぞれ310種と250種で、またわずか0.37ヘクタ-ルのPinang Pinang Atas Transectでは直経5cm以上の樹種が275種も記録された.調査地域は地球上ではもっとも樹種数が多い森林であった。2)標高の低い地域の林は,林冠を突き抜ける巨大高木になる樹種(樹高50m以上;スイントニアなど),林冠を構成する大高木(樹高35ー40m;ブナ科やムクロジ科など),その下層を構成する高木や小高木(樹高20ー30m;フトモモ科やトウダイグサ科が多い)などからなる複雑な構造と種組成を有する.3)標高の高い地域の森林は,巨大高木を欠く(Airsirah),あるいは大高木も抜けた(G.Gadut)単純な構造の林になるが,構成樹種相は日本の暖温帯林と比較すると多様であった.4)ギャップや二次林に出現する樹種はオオバギ属やアカメガシワ属に代表されるトウダイグサ科の植物が多かったが,キク科のベルノニアも見られた.オオバギ属には自然林のギャップに多く見られる種と人為的に攪乱された二次林に多い種が区別できる.5)老齢林ではおよそ50年のサイクルで個体の生長・加入と死亡が釣り合っていた.6)胸高直経の生長速度を樹木種群ごとに比較すると,いずれの種群にも生長速度の低い個体と高い個体が含まれているが,速度の高い個体を多く含む種群と低い個体が大部分を占める種群が区別できる.特に林冠木にはならないようなカキノキ属Diospyros,フトモモ属Eugenia,クレイタンツス属Cleitanthusなどでは年直経相対生長が0.5%か,それ以下の個体が多かった.一方,測定された最大の直経相対生長はオオバギ属Macarangaの一種で,年当たりで30%を越える高い生長率が記録された.7)ギャップ形成と生長の関係についての解析では,ギャップ形成による森林構造の変化と生残木の生長量が測定され,ギャップを形成していない場所での生長量とを比較するとギャップ形成位置の生残木の生長量が大きくなっていることが明らかになった.また枯死木と新しく大きくなって直経8cmクラスの測定木へ新加入した木の空間分布を解析してみると,枯死木の周辺で新規加入木が多いこと(正の分布相関がある)も明らかになった.8)スイントニアSwintoniaschwenkiiの母樹とそれから散布された果実・稚樹の空間分布が解析された.母樹の周辺には多くの果実が散布されていたが,稚樹は離れた地域に多く分布し,両者の空間分布は負の相関を示した.同様にカロヒルムCalophyllum soulattri,ホペアHopea dryobalanoides,クレイスタンツスCleistanthus grandulosusなどの実生と稚樹の空間分布も解析され,樹高が低しクレイスタンツスでは母樹と稚樹の空間分布に負の相関は認められないことが明らかになりました.9)解析された葉群の空間的分布によって,これまでに森林プロファイルから認められていた空間構造をさらに精密・量的に記述出来るようになった.本研究の対象になった西スマトラ州ガド山域の森林は地球上ではもっとも湿潤な熱帯気候のもとに成立した,複雑な構造と種組成を有する森林であることが明らかになった.またそこでの多様な生長の様式のいくつかが解析され,森林の動態と樹木個体群の維持機構とが解明された.1)PinanangPinangとGajabuihの1ヘクタ-ルプロットで記録された胸高直経8cm以上の樹種は、それぞれ310種と250種で、またわずか0.37ヘクタ-ルのPinang Pinang Atas Transectでは直経5cm以上の樹種が275種も記録された.調査地域は地球上ではもっとも樹種数が多い森林であった。2)標高の低い地域の林は,林冠を突き抜ける巨大高木になる樹種(樹高50m以上;スイントニアなど),林冠を構成する大高木(樹高35ー40m;ブナ科やムクロジ科など),その下層を構成する高木や小高木(樹高20ー30m;フトモモ科やトウダイグサ科が多い)などからなる複雑な構造と種組成を有する.3)標高の高い地域の森林は,巨大高木を欠く(Airsirah),あるいは大高木も抜けた(G.Gadut)単純な構造の林になるが,構成樹種相は日本の暖温帯林と比較すると多様であった.4)ギャップや二次林に出現する樹種はオオバギ属やアカメガシワ属に代表されるトウダイグサ科の植物が多かったが,キク科のベルノニアも見られた.オオバギ属には自然林のギャップに多く見られる種と人為的に攪乱された二次林に多い種が区別できる.5)老齢林ではおよそ50年のサイクルで個体の生長・加入と死亡が釣り合っていた.6)胸高直経の生長速度を樹木種群ごとに比較すると,いずれの種群にも生長速度の低い個体と高い個体が含まれているが,速度の高い個体を多く含む種群と低い個体が大部分を占める種群が区別できる.

特に林冠木にはならないようなカキノキ属Diospyros,フトモモ属Eugenia,クレイタンツス属Cleitanthusなどでは年直経相対生長が0.5%か,それ以下の個体が多かった.一方,測定された最大の直経相対生長はオオバギ属Macarangaの一種で,年当たりで30%を越える高い生長率が記録された.7)ギャップ形成と生長の関係についての解析では,ギャップ形成による森林構造の変化と生残木の生長量が測定され,ギャップを形成していない場所での生長量とを比較するとギャップ形成位置の生残木の生長量が大きくなっていることが明らかになった.また枯死木と新しく大きくなって直経8cmクラスの測定木へ新加入した木の空間分布を解析してみると,枯死木の周辺で新規加入木が多いこと(正の分布相関がある)も明らかになった.8)スイントニアSwintoniaschwenkiiの母樹とそれから散布された果実・稚樹の空間分布が解析された.母樹の周辺には多くの果実が散布されていたが,稚樹は離れた地域に多く分布し,両者の空間分布は負の相関を示した.同様にカロヒルムCalophyllum soulattri,ホペアHopea dryobalanoides,クレイスタンツスCleistanthus grandulosusなどの実生と稚樹の空間分布も解析され,樹高が低しクレイスタンツスでは母樹と稚樹の空間分布に負の相関は認められないことが明らかになりました.9)解析された葉群の空間的分布によって,これまでに森林プロファイルから認められていた空間構造をさらに精密・量的に記述出来るようになった.本研究の対象になった西スマトラ州ガド山域の森林は地球上ではもっとも湿潤な熱帯気候のもとに成立した,複雑な構造と種組成を有する森林であることが明らかになった.またそこでの多様な生長の様式のいくつかが解析され,森林の動態と樹木個体群の維持機構とが解明された.
遷移状態理論を越えた「新しい化学反応論」

クラスターの構造転移について、状態間の反応経路に注目した解析方法を提案・検証した。二成分クラスターで観測される混合・偏析について、緩和過程における系の状態変化が、表面拡散モードと垂直拡散モードという、異なる特徴を持つ集団運動によって特徴付けられることを明らかにした。クラスターの構造転移は、多数の局所安定点が埋め込まれた多次元エネルギー超曲面上を経巡る反応過程とみなせる。ある局所安定点から出発した系の時間発展は、ベイスン(安定点近傍の部分空間)内の局所振動運動と、間欠的に起こるベイスン間の遷移で特徴付けることができる。系が自由エネルギーを最小とする状態に向かって緩和する傾向を持つことは明らかであるが、終状態に至るまでに経巡る実際の経路や経路に沿った反応速度については一般的には明らかではない。本研究では、分子動力学計算で得られる時系列からベイスン間遷移に対応する反応経路の情報を抽出することで、反応過程を特徴付ける反応機構について、元々の時系列データを調べる場合とは異なる新たな側面から解析する方法について提案した。更に、実験・理論の先行研究が豊富な希ガス混合系に注目し、対応する有効近似モデルである二成分レナード・ジョーンズ・クラスターを検証対象としてベイスン間遷移ダイナミクスの反応経路について解析を行った。二成分クラスターの緩和過程について解析した結果、混合・偏析に伴う系の時間発展は、表面原子を主成分とする集団運動(表面拡散モード)と、クラスター内部の原子を主成分とする集団運動(垂直拡散モード)の2種類の集団運動で特徴付けられることを明らかにした。このように、クラスターの構造転移では、一般的に、時間スケールの異なる2つの集団モード(表面拡散モードと垂直拡散モード)をそれぞれ繰り返すことで、系の状態は間欠的に終状態に向かい緩和することが明らかとなった。クラスターの構造転移を出発点として、多チャンネル反応を記述するための化学反応論の構築を目標として研究を実施した。多成分系クラスターでは、近年、高速な混合過程や自発的な偏析過程が実験的に観測されていて注目を集めている。このような多成分系クラスターの構造転移は、多谷ポテンシャル上で起こる多チャンネル反応の典型例である。そこで、様々な粒子数・組成比で準備した二成分系クラスターの混合・偏析過程について計算機実験を行い、共通する一般的性質の抽出に取り組んだ。混合や偏析に伴う二成分系クラスターの状態変化は、混合変数(各成分の混ざり具合を表す指標として導入した変数)で表される。混合変数を用いて整理すると、二成分系の混合・偏析の素過程は次の二種類に分けて考えられる。一つは、高いポテンシャルエネルギーをもつ状態から低いポテンシャルエネルギーを持つ状態に向かう反応過程であり、状態間のエネルギー差の大小が素過程を支配している。もう一つは、低い配置エントロピーを持つ状態から高い配置エントロピーを持つ状態に向かう反応過程であり、遷移可能な状態の状態数が素過程を支配している。二成分系の混合・偏析は、この二つの素過程のバランスで決定されると考えられる。各状態のポテンシャルエネルギーの大小は原子間相互作用に左右されるので、原子間相互作用の大きさと緩和過程の間には密接な関係がある。実際、緩和速度や緩和後の平衡状態は、原子間相互作用の大きさによって大きく異なっている。相互作用の大きさと混合変数の時間発展過について系統的な解析を行った結果、二成分系クラスターの混合・偏析について、ある程度普遍的な解釈が得られた。本年度は、マイクロクラスターの構造転移で観測される原子集団の協同現象について研究を行った。多数個の要素で構成される体系の変化は、各要素が協調し相互作用することで、系全体は集団的挙動を示す。つまり、系の変化を記述する反応座標を定義した場合、要素の協同変化で表される集団自由度となる。本研究では、2成分クラスターで観測される混合・偏析に注目し、緩和過程における系の状態変化が集団運動によって特徴付けられることを明らかにした。具体的には、まず、原子種の混合状態を記述する集団変数(混合変数)を新たに導入した。緩和過程に伴う混合変数の時間変化を追跡することで、構造転移で観測される集団運動を調査した。検証対象として実験・理論の先行研究が豊富な希ガス混合系に注目し、対応する有効近似モデルである2成分レナード・ジョーンズ・クラスターの古典動力学計算を行った。体系は自由エネルギーが最小値を選ぶ方向に変化する。このとき、終状態に至るまでに経巡る経路、経路に沿った反応速度について、マイクロクラスターに関する詳細は明らかではなかった。クラスターの局所振動運動は、低波数領域に分布する表面原子を主成分とする集団運動(表面モード)と、高波数領域に分布するクラスター内部の原子を主成分とする集団運動(内部モード)に、周波数領域で階層的に分離している。表面モードのみが励起される低振動(低温度)状態において、クラスター表面の原子集団のみが活性化する表面融解現象を観測した。緩和過程を解析した結果、得られた混合変数の時間発展は間欠的であり、時間揺らぎの周波数成分はベキ分布を示した。以上の結果から、マイクロクラスターの緩和過程では、時間スケールの異なる2つの集団モード(表面モードと内部モード)が同期・非同期を繰り返すことで、系の状態は間欠的に終状態に向かい緩和すると考えられる。

クラスターの構造転移は、多数の局所安定点が埋め込まれた多次元エネルギー超曲面上を経巡る反応過程とみなせる。ある局所安定点から出発した系の時間発展は、ベイスン(安定点近傍の部分空間)内の局所振動運動と、間欠的に起こるベイスン間の遷移で特徴付けることができる。系が自由エネルギーを最小とする状態に向かって緩和する傾向を持つことは明らかであるが、終状態に至るまでに経巡る実際の経路や経路に沿った反応速度については一般的には明らかではない。本研究では、分子動力学計算で得られる時系列からベイスン間遷移に対応する反応経路の情報を抽出することで、反応過程を特徴付ける反応機構について、元々の時系列データを調べる場合とは異なる新たな側面から解析する方法について提案した。更に、実験・理論の先行研究が豊富な希ガス混合系に注目し、対応する有効近似モデルである二成分レナード・ジョーンズ・クラスターを検証対象としてベイスン間遷移ダイナミクスの反応経路について解析を行った。二成分クラスターの緩和過程について解析した結果、混合・偏析に伴う系の時間発展は、表面原子を主成分とする集団運動(表面拡散モード)と、クラスター内部の原子を主成分とする集団運動(垂直拡散モード)の2種類の集団運動で特徴付けられることを明らかにした。このように、クラスターの構造転移では、一般的に、時間スケールの異なる2つの集団モード(表面拡散モードと垂直拡散モード)をそれぞれ繰り返すことで、系の状態は間欠的に終状態に向かい緩和することが明らかとなった。
クロマチンループによる形態形成遺伝子の発現制御メカニズム

昨年度から解析を行っていたHammer toe (Hm)マウスについて、ゲノム編集と遺伝子発現解析を組み合わせることで、新規エンハンサーが発生関連遺伝子の発現を誘導するためのゲノム構造が明らかになった。1つのエンハンサー配列ではなく複数のエンハンサーが協調的に働くことと、その並び方あるいは方向が発現量に影響することが明らかになった。これらの分子生物学的試薬について、試薬を購入した。昨年度から準備していたESCO2を試薬誘導的にノックアウトする系統については、qPCR解析による発現解析を行い、ESCO2遺伝子の欠失に伴う発生関連遺伝子群の発現変動を調べた。Creタンパク質を核内に局在させるためのTamoxifenは母体腹腔内にE12.5で投与し、24時間後のE13.5で解剖、前肢および後肢での発現を定量した。Hoxd10およびHoxd13が微増していたものの、ESCO2の有意な発現低下は認められず、四肢の形態にも明白な変化は見られなかった。ESCO2の発現低下についてはNonsense Mediated Decayが起きていない可能性も依然としてあり、断定はできない。一方、ゲノムPCRでは欠失アリルが検出されている。29年度が最終年度であるため、記入しない。クロマチンはループ構造をとることで、プロモーターとエンハンサーを物理的に近づけ、相互作用を可能にし、遺伝子発現制御を行う。このようなループ構造を制御する因子として、DNA結合タンパク質であるCTCFと、リング状の構造タンパク質複合体であるコヒーシンが知られている。しかし、これらの因子の欠失は一様に遺伝子発現異常を引き起こすわけではなく、遺伝子ごとに影響が異なる。すなわち、それぞれの遺伝子領域のクロマチンループは制御のされ方に多様性があると考えられる。本研究ではこのような多様性を生むメカニズムとして、コヒーシン制御因子ESCO2に着目して解析を行った。初年度の実績として、解析に用いる実験動物の準備とその評価を行った。マウスの四肢でESCO2遺伝子を欠失させたところ、四肢全体が欠失した。これはヒトの先天性ESCO2欠失によるRoberts症候群とは異なっている。四肢でESCO2を欠失させたマウスの胎児を調べたところ、ESCO2を欠失した細胞はすみやかに細胞死を引き起こしている可能性があった。研究計画に従い、肢芽特異的にCreリコンビナーゼを発現するトランスジェニック系統prx-CreとESCO2のコンディショナルノックアウト系統(cKO)を交配し、肢芽特異的にESCO2遺伝子を欠失させた。得られた生後0日目(P0)個体は四肢を欠失しており、肢芽特異的にESCO2遺伝子の欠失が起こったと判断した。これはヒトESCO2変異体によるRobert症候群のアザラシ肢症とは異なっており、マウスの方がより重篤な表現型を示した。このcKO系統を胎生の様々な時期で取得し、肢芽でのESCO2タンパク質の発現量をウェスタンブロッティング法により確認した。E11.5の肢芽は野生型よりも小さくなっているものの、残っている細胞にはESCO2タンパク質が検出された。総タンパク量に対してはほぼ野生型と同じであった。すなわち、ESCO2遺伝子を欠失した細胞は細胞死あるいは分裂停止により組織への寄与率が減り、残った細胞はESCO2遺伝子の欠失がまだ誘導されていないか、残存のESCO2タンパク質がまだ十分にある状態だと考えられる。また、E12.5ではすでに肢芽は小さく痕跡程度の大きさになっていたが、残った組織でウェスタンブロッティングを行ったところE11.5と同様にESCO2タンパク質を検出できた。すなわち、ESCO2のタンパク質を欠失した細胞は十分に得られなかったと考える。そこで、prx-Creとは異なるCre発現トランスジェニック系統を用いることでESCO2タンパク質を欠失した細胞集団を取得することを目指し、CAG-CreERT2トランスジェニック系統とESCO2 cKO系統の交配を開始した。CAG-CreERT2は全身でCreを発現する系統であるが、Cre活性が試薬によって誘導する必要があるため、任意の発生期においてESCO2のcKOを誘導し、その表現型を確認できる。これによって、より発生が進んだ肢芽において同時期にESCO2タンパク質を欠失させ、発生関連遺伝子の発現プロファイルを調べることを目指す。初年度の業績により、発生初期にESCO2を欠失させると四肢の欠失が起こることを明らかにした。ESCO2により発現が変動する遺伝子群を探索するために、時期特異的にESCO2を欠失させるためのマウスを用意した。CAG-CreERT2はタモキシフェンを用いた薬剤誘導により任意の時期にCre酵素活性を誘導することができる。これにより、任意の発生ステージにおいてESCO2の欠失を誘導することができる。