hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経保護シグナルとタウリン酸化制御の解析に基づく新規アルツハイマー病治療薬開発

アルツハイマー病は進行性の神経変性疾患であり、症例が報告されてから約100年経た今も、発症・進行の機序には不明な部分が多く、根本的な治療方法は確立されていない。アルツハイマー病の病理学的特徴として、認知学習機能に重要であるコリン作動性ニューロンの脱落が挙げられる。アルツハイマー病治療薬の多くは、神経伝達物質のアセチルコリンを分解するアセチルコリンエステラーゼ(AChE)の活性を阻害することにより、認知機能障害を緩和することを目的として開発されたが、近年の研究から、アルツハイマー病治療薬の治療効果には、AChE阻害活性に加えて神経保護作用などの複数の異なる作用が関与する可能性が指摘されている。申請者はこれまでに、ラット胎仔由来初代培養大脳皮質細胞において、3種のアルツハイマー病治療薬、ドネペジル・ガランタミン・タクリンが神経保護作用を有することを見出し、Phosphatidylinositol 3-kinase(PI3K) -Akt経路が神経保護作用の伝達に必要であることを明らかにした。さらに、Akt下流のGlycogen synthase kinase-3(GSK-3)の活性が、アルツハイマー病治療薬処置により制御されていることを発表し、GSKがアルツハイマー病治療薬の神経保護作用に重要であることも明らかにしている。本研究では、アルツハイマー病治療薬の神経保護作用の作用点とそこに至る作用機序を明らかにする。本年度はまず、マウス脳ホモジネートにおいてタウの過剰リン酸化が惹起される条件を探索し、低温負荷処置によりタウのリン酸化が惹起されることを見出した。また、リン酸化タウ特異的抗体を用いたWB法により、低温負荷処置の24時間前からアルツハイマー病治療薬ドネペジルを投与することにより、タウ過剰リン酸化が抑制されることを明らかにした。平成30年度の研究計画通り、タウ過剰リン酸化の制御について明らかにするために、タウの過剰リン酸化をアルツハイマー病治療薬が抑制するかどうかについて順調に検証することが出来た。当初予定していた、リン酸化部位の変異による神経細胞毒性への影響の検討は行わないという変更があったが、アルツハイマー病治療薬のニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)-PI3K-Akt-GSKシグナル伝達経路による神経保護作用機序とタウリン酸化のつながりを追え、本年度の目標は達成した。今後の研究の推進方法として、遺伝子発現制御・Caspase切断の制御・NMDA受容体の機能制御について、切断や機能制御を特異的に検出する抗体を用いてアルツハイマー病治療薬の作用点となっているか検証する。本年度はまず、初代培養大脳皮質神経細胞においてタウの過剰リン酸化が惹起される条件を探索し、低温負荷処置によりタウのリン酸化が惹起されることを見出した。また、リン酸化タウ特異的抗体を用いたWB法により、低温負荷処置の24時間前からアルツハイマー病治療薬ドネペジルを処置することにより、タウ過剰リン酸化が抑制されることを明らかにした。平成29年度の研究計画通り、タウ過剰リン酸化の制御について明らかにするために、タウの過剰リン酸化をアルツハイマー病治療薬が抑制するかどうかについて順調に検証することが出来た。タウのリン酸化について、当初予定していたAmyloid-βペプチドやグルタミン酸ではなく、低温負荷処置を用いるという変更があったが、タウの過剰リン酸化アルツハイマー病治療薬度ドネペジルによってリン酸化の抑制が見られており、本年度の目標は達成した。

アルツハイマー病治療薬の多くは、神経伝達物質のアセチルコリンを分解するアセチルコリンエステラーゼ(AChE)の活性を阻害することにより、認知機能障害を緩和することを目的として開発されたが、近年の研究から、アルツハイマー病治療薬の治療効果には、AChE阻害活性に加えて神経保護作用などの複数の異なる作用が関与する可能性が指摘されている。申請者はこれまでに、ラット胎仔由来初代培養大脳皮質細胞において、3種のアルツハイマー病治療薬、ドネペジル・ガランタミン・タクリンが神経保護作用を有することを見出し、Phosphatidylinositol 3-kinase(PI3K) -Akt経路が神経保護作用の伝達に必要であることを明らかにした。さらに、Akt下流のGlycogen synthase kinase-3(GSK-3)の活性が、アルツハイマー病治療薬処置により制御されていることを発表し、GSKがアルツハイマー病治療薬の神経保護作用に重要であることも明らかにしている。本研究では、アルツハイマー病治療薬の神経保護作用の作用点とそこに至る作用機序を明らかにする。本年度はまず、マウス脳ホモジネートにおいてタウの過剰リン酸化が惹起される条件を探索し、低温負荷処置によりタウのリン酸化が惹起されることを見出した。また、リン酸化タウ特異的抗体を用いたWB法により、低温負荷処置の24時間前からアルツハイマー病治療薬ドネペジルを投与することにより、タウ過剰リン酸化が抑制されることを明らかにした。平成30年度の研究計画通り、タウ過剰リン酸化の制御について明らかにするために、タウの過剰リン酸化をアルツハイマー病治療薬が抑制するかどうかについて順調に検証することが出来た。当初予定していた、リン酸化部位の変異による神経細胞毒性への影響の検討は行わないという変更があったが、アルツハイマー病治療薬のニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)-PI3K-Akt-GSKシグナル伝達経路による神経保護作用機序とタウリン酸化のつながりを追え、本年度の目標は達成した。今後の研究の推進方法として、遺伝子発現制御・Caspase切断の制御・NMDA受容体の機能制御について、切断や機能制御を特異的に検出する抗体を用いてアルツハイマー病治療薬の作用点となっているか検証する。(理由)タウリン酸化の条件の検討に時間を要したため、タウリン酸化抑制の機序の解析にまで到達できず、次年度に繰り越した。(使用計画)本年度は、タウリン酸化抑制の機序を明らかにするために、PI3K-Akt-GSK-3経路の分子に対する特異的アンタゴニスト(またはアゴニスト)をアルツハイマー病治療薬と同時に処置して、タウのリン酸化をWB法で観察する。これにより、前年度に繰り越した分も含めて効率的に使用する予定である。本年度も、研究経費として消耗品類(薬品、培養関係消耗品、実験用動物)の他、共同研究、研究成果発表のための旅費を計上する。(理由)タウリン酸化抑制の機序の解析が終了到達できず、次年度に繰り越した。(使用計画)本年度は、タ遺伝子発現制御・Caspase切断の制御・NMDA受容体の機能制御について、切断や機能制御を特異的に検出する抗体を用いてアルツハイマー病治療薬の作用点となっているか検証する。
意識分析にもとづく国外旅行意向の国際比較研究

中国,韓国をはじめ,近隣アジア諸国の居住者が,海外旅行の実態と志向,すなわち日本およびその他のアジア諸国に対する旅行を志向する傾向を捉えることを第1の目標とする.これを達成するために,それぞれの実態と志向が,どのような要因によって形成されているかを構造的定量的に把握することを試みる.また,実証分析の成果を踏まえ,具体のインバウンド・マーケティング政策メニューを提言することを第2の目標とする.具体的には,1アジア諸国を対象として個人の旅行意向形成要因の統計的記述を行い,2インバウンド・マーケティングにおいて講じるべき政策メニューについて論じる.中国,韓国をはじめ,近隣アジア諸国の居住者が,海外旅行の実態と志向,すなわち日本およびその他のアジア諸国に対する旅行を志向する傾向を捉えることを第1の目標とする.これを達成するために,それぞれの実態と志向が,どのような要因によって形成されているかを構造的定量的に把握することを試みる.また,実証分析の成果を踏まえ,具体のインバウンド・マーケティング政策メニューを提言することを第2の目標とする.具体的には,1アジア諸国を対象として個人の旅行意向形成要因の統計的記述を行い,2インバウンド・マーケティングにおいて講じるべき政策メニューについて論じる.
ヒト異常インスリン受容体遺伝子導入による糖尿病モデルマウスの作製

我が国には約200万人のインスリン非依存性(成人型)糖尿病患者がおり、それは心臓病、脳卒中などの血管障害発症の重要な危険因子の一つとなっている。この糖尿病は遺伝性であり、インスリン依存性(小児型)糖尿病とは異なり細胞のインスリンに対する応答に主な障害があると考えられているが、その病因は現在までのところ不明である。インスリンは細胞表面上にあるインスリンレセプタ-と結合することにより作用を発現するため、遺伝因子としてまず第一にこのインスリンレセプタ-遺伝子の異常を考える必要がある,しかし糖尿病患者の多くは末期にはインスリン分泌が低下してくるため、インスリンレセプタ-異常のみで糖尿病が発症するかどうか議論がある.インスリンレセプタ-はαとβサブユニットよりなり、細胞外ドメインのαサブユニットにインスリンが結合すると細胞内ドメインβサブユニットのチロシンキナ-ゼが活性化され、インスリン作用が発現される.ヒトインスリンレセプタ-βサブユニット1030番目のリジンを.Siteーdirected mutagenesisの方法でメチオニン.アラニン、アルギニンに変えた3種のcDNAをすでに作製しており、それらをハムスタ-細胞で発現させ、インスリンは結合するがβサブユニットのチロシンキナ-ゼ活性は消失していることをすでに確認しているので、チロシンキナ-ゼ活性を失ったレセプタ-cDNAをnativeなプロモ-タ-下流にいれ、トランスジェニックマウスを作製することを試み.異常レセプタ-遺伝子の入っているF。を3匹得た。現在各組織でのmRNAの発現及び糖尿病状態を検索中である。しかし、F_1でmRNAが発現しているのは一系統のみであった.またmRNAの発現には固体差が見られたが、糖尿病状態を示しておらず、現在高カロリ-食投与により糖尿病症状がでてくるか検討中である。を3匹得た。
エネルギー地形の階層性に注目したガラスの理解と分類に関する研究

ガラス転移の平均場理論が近年大きく進展している。しかし現実のガラスは、有限次元かつ、多彩な相互作用を持つため、平均場理論の予言より多彩な振る舞いを見せる。本研究では特に、ポリアモルフィズム・ガラスにおける「欠陥」に注目し、エネルギー地形の構造の観点から研究している。今年度の成果は以下の通りである。(1)ポリアモルフィズム:短距離引力と長距離斥力からなる系において、低密度のゲル状態と高密度のガラス状態の質的違いを見出した。具体的には、ゲルの振動状態密度に二つのバンドが現れることを見出した。これは一つのバンドしか持たないガラスとは、対照的である。さらに、高周波数バンドは短距離引力、低周波数バンドは長距離斥力に支配されていることが分かった。この結果は、時間スケールに応じて、ゲルが二つの異なる弾性を持つことを示唆しており興味深い。(2)ガラスの欠陥:昨年度、ガラスには欠陥に付随する局在化した柔らかい振動モードが存在し、それが特異な統計則に従うことを明らかにした。本年度は、この局在化振動モードの空間的広がりを理解することに成功した。具体的には、まず振動エネルギーの空間分布を測定することで、局在箇所が不安定になっていることを見出し、さらにその相関長がジャミング転移において、特徴的なベキ則で発散することを見出した。さらにこのベキ則を用いて、局在化振動をボゾンピークと関連付けることに成功した。これはガラスの欠陥に付随する振動の理解を、大きく進展させる結果である。(3)ジャミング転移:ジャミング転移近傍における動力学のスローダウンを、エネルギー地形の観点から明らかにした。具体的には、ジャミング転移に近づくと緩和動力学が遅くなるが、この緩和を支配する運動モードを特定し、そのモードの臨界挙動を明らかにすることに成功した。ポリアモルフィズムの研究では、高密度のガラス状態と低密度のゲル状態について、これまで知られていなかった質的な違いを見出すことに成功した。ガラスの欠陥の研究では、ガラスに特徴的な局在化振動について、その性質を、ボゾンピークと関連付けて説明することに成功した。さらに、ジャミング転移の緩和動力学について、緩和を支配するモードを同定し、その臨界挙動を決定することに成功した。これらの成果は、ガラスの物理の理解を大きく進展させるものであり、当初の予定以上の成果といえる。今年度の進展を踏まえて、以下の研究を推進する。(1)ポリアモルフィズム:ゲル状態とガラス状態の振動状態の違いを踏まえて、両者の力学特性の違いを探究する。具体的には、この系の線形粘弾性を調べる。振動状態の違いから、ゲルの場合は、周波数に依存して二つの弾性が現れることが期待される。これにより、今のモデルにおける、高密度ガラスとゲルの質的な違いを確立し、実験的に検証可能な予測を提示することができる。(2)ガラスの欠陥:一昨年度と昨年度の研究により、ガラスの欠陥の理解に大きな進展を生み出すことができた。ガラスには、欠陥に付随する局在化した柔らかい振動モードが存在し、それが特異な統計則に従うこと、さらにこの局在化振動モードは不安定なコアが弾性により支えられているという秒像で理解できることを見出している。今年度は、欠陥に起因する破壊の研究を行う。これにより、ガラスの欠陥が生み出す動力学の理解を確立する。(3)ジャミング転移:昨年度見出したことは、ジャミング転移近傍での動力学は、単一のモードの臨界挙動から理解できるということである。この研究により、ジャミング転移近傍での動力学の解析が極めて単純化された。今年度は、この手法を用いて、様々な空間次元におけるジャミング転移の動力学研究を行う。これにより、有限次元での臨界挙動が、いかに平均場極限に接続するかを調べる。これまで様々なジャミング転移の研究が行われてきたが、常に平均場的な臨界挙動が観測されてきた。しかし今回発見した動力学のスローダウンについては、二次元と三次元で臨界指数に違いがあるため、空間次元依存性を調べることが、特に興味深い。液体を急冷あるいは急圧縮すると、その構造は乱雑なままに、固体になる。これがガラス転移だ。本研究は、近年のガラス転移の平均場理論の進展を踏まえつつ、現状の平均場理論では捉えることのできない現象について、その理解を模索するものである。具体的には、(1)ガラスの欠陥、(2)ポリアモルフィズム、に注目する。本年度の進展を以下に述べる。(1)ガラスの欠陥:大規模な数値シミュレーションにより、柔らかい粒子系の振動状態密度を求めたところ、低振動数領域に局在化した異常な振動モードを見出した。これは、ガラスの欠陥に付随する振動モードである。さらに、この局在化モードの状態密度が、振動数の四乗に比例することがわかった。この研究をLennard-Jones粒子系へと拡張したところ、この系でも同様の局在化モードが存在することが明らかになった。さらに、局在化モードの起源について検討したところ、この異常な振動を、原子の集団的な座屈運動として理解できることを見出した。この理解から、局在化モードの空間的なサイズやその状態密度を、微視的な観点から理解できるようになった。これらの成果は、ガラスの欠陥の基礎的理解を大きく進展させるものである。(2)ポリアモルフィズム:引力と斥力が競合する系において、二つのアモルファス固体状態(ガラス状態、ゲル状態)が発生することに注目し、両者の統一的な研究を行っている。

現時点で、大域的な相図を得ており、高密度(ガラス)と低密度(ゲル)で緩和挙動が大きく異なることを見出した。(3)その他:近年、多成分ガラス系のシミュレーションが、swap montecarlo法と呼ばれる手法で爆発的に加速できることが報告され、注目されている。そこで、(2)で開発してきた多成分ガラス系の平均場理論により、なぜswap montecarlo法が速いかをあきらかにした。ガラスの欠陥の研究については、昨年度、付随する振動モードの同定、その普遍性の確認、さらに起源の解明など、大きな進展があった。ポリアモルフィズムの研究については、昨年度は準備段階に費やした。総合的には、研究はおおむね順調といえる、ガラス転移の平均場理論が近年大きく進展している。しかし現実のガラスは、有限次元かつ、多彩な相互作用を持つため、平均場理論の予言より多彩な振る舞いを見せる。本研究では特に、ポリアモルフィズム・ガラスにおける「欠陥」に注目し、エネルギー地形の構造の観点から研究している。今年度の成果は以下の通りである。(1)ポリアモルフィズム:短距離引力と長距離斥力からなる系において、低密度のゲル状態と高密度のガラス状態の質的違いを見出した。具体的には、ゲルの振動状態密度に二つのバンドが現れることを見出した。これは一つのバンドしか持たないガラスとは、対照的である。さらに、高周波数バンドは短距離引力、低周波数バンドは長距離斥力に支配されていることが分かった。この結果は、時間スケールに応じて、ゲルが二つの異なる弾性を持つことを示唆しており興味深い。(2)ガラスの欠陥:昨年度、ガラスには欠陥に付随する局在化した柔らかい振動モードが存在し、それが特異な統計則に従うことを明らかにした。本年度は、この局在化振動モードの空間的広がりを理解することに成功した。具体的には、まず振動エネルギーの空間分布を測定することで、局在箇所が不安定になっていることを見出し、さらにその相関長がジャミング転移において、特徴的なベキ則で発散することを見出した。さらにこのベキ則を用いて、局在化振動をボゾンピークと関連付けることに成功した。これはガラスの欠陥に付随する振動の理解を、大きく進展させる結果である。(3)ジャミング転移:ジャミング転移近傍における動力学のスローダウンを、エネルギー地形の観点から明らかにした。具体的には、ジャミング転移に近づくと緩和動力学が遅くなるが、この緩和を支配する運動モードを特定し、そのモードの臨界挙動を明らかにすることに成功した。ポリアモルフィズムの研究では、高密度のガラス状態と低密度のゲル状態について、これまで知られていなかった質的な違いを見出すことに成功した。ガラスの欠陥の研究では、ガラスに特徴的な局在化振動について、その性質を、ボゾンピークと関連付けて説明することに成功した。さらに、ジャミング転移の緩和動力学について、緩和を支配するモードを同定し、その臨界挙動を決定することに成功した。これらの成果は、ガラスの物理の理解を大きく進展させるものであり、当初の予定以上の成果といえる。
鋼圧縮材の高温時の座屈強度に関する研究

1.高温時の鋼圧縮材の座屈実験システムの構築本実験システムによって、直径30cm×高さ100cmの円筒炉に入る鋼柱試験体を、最高800°C程度まで加熱した状態で、最高200ton程度の荷重を載荷することが可能となった。2.高温時の矩形断面鋼圧縮材の座屈実験(1)一定高温度・荷重載荷座屈実験4種類の細長比lambda=0.4,0.6,0.8,1.0の試験体に、4種類の一定試験温度T=20,400,500,600°C下で荷重を載荷して、荷重変形関係を記録するとともに座屈挙動を観察した。本実験により、定常温度状態での矩形断面鋼圧縮材の座屈挙動実験データを得ることができた。また、各試験での座屈荷重を各温度における座屈曲線にまとめ、座屈荷重の温度依存性の特徴を明らかにした。(2)一定荷重載荷・漸増温度座屈実験細長lambda=0.4の試験体に、一定荷重を載荷した状態で、電気炉の温度を漸増させ、柱試験体が荷重を支えきれずに崩壊に至るまでの座屈実験を行った。一定荷重は常温時の降伏軸力の0.5倍と0.6倍の2種類、電気炉の昇温速度は毎分5°Cとした。本実験により、一定荷重非定常温度状態での鋼圧縮材の座屈挙動実験データを得ることができた。また、(1)の座屈曲線と(2)の座屈温度を比較することにより、定常温度実験と非定常温度実験の関係を考察した。3.鋼圧縮材の高温時座屈解析法の開発と妥当性の検証有限要素法による複合非線形解析法を基本にして鋼圧縮材の高温時座屈解析法を開発した。本解析法により、(1)、(2)の実験のシミユレーシヨンを試み、両者の結果が概ね一致することを確かめた。
動脈硬化巣形成における造血幹細胞とトロンビン切断型オステオポンチンの役割

粥状動脈硬化巣に豊富に発現しているオステオポンチン(fOPN)が凝固亢進状態でトロンビンによって切断されトロンビン切断型OPN(trOPN)に変化することに着目し、幹細胞マーカーを持つ血管新生を伴う粥状動脈硬化巣内にtrOPNが存在し、粥状動脈硬化巣が機械的に破壊されるとtrOPNの血中濃度は上昇することを明らかにした。さらに、trOPNは濃度依存的にマウス腹腔マクロファージに炎症性サイトカインの発現を誘導し、その効果はfOPNよりも強かった。これらのことからtrOPNは血栓形成状態の診断マーカーになるのみならず治療介入の対象となりうると考えられた。急性心筋梗塞や脳梗塞の病態は粥状硬化、特に不安定な粥腫の破綻と深く関与しており、その組織像として血管新生と炎症細胞の集簇が挙げられる。新生血管は造血幹細胞の動員により形成されるとされているが、何がこれらの細胞を動員するかは不明である。炎症性サイトカインの1つであるオステオポンチン(OPN)はトロンビンで切断され新たな活性部位を持つtrOPNとなる。近年、trOPNが造血幹細胞の遊走と分化、niche形成に必要不可欠であることが報告されたが、粥腫におけるtrOPNの作用は不明であり、粥状動脈硬化巣における造血幹細胞の動員、血管新生、粥腫の成長に対する関与を明らかにするため本研究を立案した。平成22年度において私は、以下のことを行った。1.ヒト動脈硬化巣におけるtrOPNの局在を免疫組織学的に証明した。trOPNは新生血管周囲のCD68陽性細胞と共存し、新生血管を伴わない部位でのCD68陽性細胞には認められないことを見いだした。このことは新生血管とtrOPNとの関係を示唆する所見である。さらに、粥腫のステント挿入などによる機械的な破壊によってtrOPNの血中濃度が上昇し、これがその後の脳虚血性病変の出現に関係があることを明らかにした(投稿中)。trOPNが血管新生に関与しているかどうかを検証するために、内因性OPNを持たないマウスを使用する必要がある。動脈硬化モデルマウスであるApoEノックアウトマウスにOPNノックアウトマウスとかけあわせたダブルノックアウトマウスを樹立した。23年度には本モデルマウスを用いたin vivo解析が可能となった。炎症性サイトカインの1つであるオステオポンチン(OPN)はトロンビンで切断され新たな活性部位を持つtrQPNとなる。近年、trOPNが造血幹細胞の遊走と分化、niche形成に必要不可欠であることが報告されたが、粥腫におけるtrOPNの作用は不明であり、粥状動脈硬化巣における造血幹細胞の動員、血管新生、粥腫の静聴に対する関与を明らかにするため本研究を立案した。平成23年度において私は、以下のことを行った。2)ApoE^<-/->OPN^<-/->マウスを用いたin vivoにおけ動脈硬化巣形成修飾の解析を行った。動脈硬化モデルマウスであるC57BL/6-ApoE^<-/->マウスにC57BL/6-OPN^<-/->マウスをかけあわせ、ApoE^<-/->OPN^<-/->マウスを作成し、高脂肪食にて飼育した後に動脈硬化巣のサイズ、新生血管密度の差異について病理組織学的に検討した。両系統とも週令を経るに伴い動脈硬化巣のサイズは増大し、系統間に優位な差はなかった。更に、組織学的に新生血管密度を評価したものの、その数は両群共に少なく、有意差はなかった。
日本手話言語地図の作成研究

日本手話言語地図の作成研究の第一歩として、全国47都道府県合計94名を対象に調査した範囲で、語彙レベルで地域による違い及び年齢層による違いの両方を示す言語地図の試作版をウェブ形式で製作した。分析の結果、(1)手話語彙レベルで地域的な分布が存在すること、(2)70歳代と比すると、30歳代では手話語彙レベルでの共通化が顕著であることの2点が明らかになった。日本における日本語の方言調査では国立国語研究所が設立以来取り組んでいる諸研究が知られているが、本研究は日本における手話言語についても同様に方言調査が可能か、言い換えれば手話言語地図の作成が可能であるかを探求するものである。二年間の研究で手話言語地図のプロトタイプを製作し公開することを第一目的とし、初年度にあたる平成20年度は予備調査期間と位置づけた。予備調査地点として札幌地域と岡山地域を選定した。両地域とも地域内に高等部、専攻科まで含むろう学校が存在し、そのろう学校の卒業生がろう者コミュニティの中核を占めている点で共通している。また、両地域の手話に他の地域では見られない語彙が観察されることも選定の要因となった。それぞれの地域で、ろう学校に6年間以上在籍した経験を持つろう者10名に研究者自身が対面調査を行い、ビデオに記録する方法を取った。10名は30歳代、40歳代、50歳代、60歳代、70歳代各2名とし、出来る限り男女各1名となるよう調整を行った。対面調査では50語用意した日本語の単語を1片ずつ紙に印刷した形で提示して、それに対応する手話単語を表出してもらう方法とした。調査の結果、各地域における一貫性のパターンがいくつか得られた。本研究に有意義と思われるものは、年代によって違う形が使われているパターン、年代と関係なく同じ形が使われているパターンの二種類であり、また両地域で違う形の手話単語が使用されている状況も確認された。この結果をもとに、平成21年度に実施する本調査で使用する日本語の単語30語を選定した。【犬、猫、猿、鶏、卵、日曜日、月曜日、火曜日、水曜日、木曜日、金曜日、土曜日、寄宿舎、通学、体育、国語、旅行、日本、フランス、おじいさん、おばあさん、東、西、南、北、茶色、ピンク色、100円、300円、1000円】日本における日本語の方言調査では国立国語研究所が設立以来取り組んでいる諸研究が知られているが、本研究は日本における手話言語についても同様に方言調査が可能か、言い換えれば手話言語の地域的分布及び年代的分布を表現する言語地図の作成が可能であるかを探求するものである。二年間の研究で手話言語地図のプロトタイプ(試作版)を製作し公開することを第一目的とした。平成21年度は財団法人全日本ろうあ連盟傘下の47都道府県団体の協力を得て本調査を実施し、各都道府県より70歳代及び30歳代のろう者各1名(全国で合計94名)から、平成20年度に確定した30語【犬、猫、猿、鶏、卵、日曜日、月曜日、火曜日、水曜日、木曜日、金曜日、土曜日、寄宿舎、通学、体育、国語、旅行、日本、フランス、おじいさん、おばあさん、東、西、南、北、茶色、ピンク色、100円、300円、1000円】それぞれに対応する手話表現(映像データ)を得ることが出来た。この映像データを日本語で記述し、語彙ごとに手話表現の相違を分析して、その分布状況をまとめる作業を完了した。この結果、日本の手話言語についても地域及び年代による分布がパターンをもって存在することが認められた。つまり、手話言語についても方言調査が可能であり、手話言語地図の作成も可能であることが実証された。また、手話言語地図のデザインを検討し、プロトタイプ(試作版)をインターネットで一般公開することが出来た。この試作版は上述の30語について全国の各表現者の手話表現を映像で確認できるのみならず、分類パターンを色分けしたことにより、特定の語彙について70歳代と30歳代の分布状況を比較するのが容易にできるようになっている。
植物時計のリセット機構の解明とこれを基盤とした成長制御への応用展開

概日時計のリセット機構は昼夜の変化に時計を同調させるためだけでなく、光・温度に応答した植物の発生および成長可塑性を制御している。このことは、概日時計の中心振動体の入力刺激に対する位相応答が出力系遺伝子の時間特異的発現に深くリンクしていることを示唆している。前年度までの研究の結果、概日時計をリセットする暗期の光・温度パルスシグナル(リセットシグナル)はEvening Complex(EC)とよばれるLUX-ELF3-ELF4複合体の活性を調節する情報伝達経路上で統合され、ECの転写抑制因子としての活性を阻害することが明らかになった。ECの活性はECを構成するタンパク質の安定性と複合体形成率によって規定されると考えられる。そこで、LUX, ELF3, ELF4のタンパク質の細胞内含量をwestern blotting法および、それぞれの蛍光タンパク質融合体を発現する形質転換体を用いたイメージングによって解析したところ、ELF3の安定性が温度によって感受性であることが明らかになった。ELF3と直接相互作用する因子としてGIが同定されている。そこで、gi変異体を用いて植物時計の特性について解析したところ、温度による概日時計のリセットにGIが関わっていることが明らかになった。したがって、時計タンパク質の安定性を調節する機構が概日時計のリセットに重要な役割を果たすことが示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。あらゆる生物において、暗期前半と暗期後半の温度上昇(入力シグナル)は、それぞれ、概日リズムを前進、後退させるリセットシグナルであることが知られている。しかしながら、植物の温度リセットに関しては関与する遺伝子も含めて不明な点が多い。本研究ではシロイヌナズナを対象に植物時計をリセットすることのできる温度シグナルの性質を解析した。その結果、少なくとも16度から28度の温度帯で4度の温度差を感知して応答できること、温度上昇と温度低下は逆方向の位相応答性を示すことを明らかにした。次に、時計遺伝子の温度応答性と概日リズムのリセット機能との関係を明らかにするために、22度から28度へのシフトによる温度パルス直後に如何なる時計遺伝子が感受性を示すかを解析したところ、暗期後半の温度刺激に応答してPRR9, PRR7の発現開始位相が前進すること、暗期前半の温度刺激に応答してTOC1の発現終了位相が後退することを明らかにした。この結果は、PRR9, PRR7は概日リズムのリセットにおける位相前進を、逆にTOC1は位相後退を司る制御因子として機能していることを示唆している。温度とならぶ概日時計への入力シグナルである光パルスに対しても、温度パルスと同様に時計遺伝子が応答することを見いだした。さらに、温度と光を同時に作用させた場合には単独の場合と比較して相乗的に入力シグナルとしてはたらくことを明らかにした。本年度は概日リズムの位相応答に関わる温度入力の性質を明らかにする所期の目的を達することができた。さらに、温度パルス入力に対する初期応答と光パルス入力に対する初期応答は同じ時計遺伝子の位相応答の変化に結びつき、両者の経路が相乗的に統合されることを明らかにすることができた。あらゆる生物において、暗期前半と暗期後半の温度入力は、それぞれ、概日リズムを前進、後退させるリセットシグナルであることが知られている。遺伝学的解析から、概日リズムのリセットを司る遺伝子(PRR9,PRR7,TOC1)の制御に関与する遺伝子として、elf3変異を同定した。ELF3を含むLUX/PCL1-ELF3-ELF4転写制御因子複合体をコードする遺伝子の変異体(elf4,elf3,lux)を用いて、概日リズムの温度リセットに関する表現型を解析したところ、いずれの変異体においてもPRR9, PRR7, LNK1の発現が暗期後半に脱抑制されており、この時間の温度入力に対する応答が消失していることがわかった。そこで、ELF3promoter:ELF3-YFP,LUXpromoter:LUX-GFP形質転換植物体を用いたクロマチン免疫沈降(ChIP)実験で核内の動態を解析したところ、ターゲットプロモーターの特定のcis配列に結合していることが明らかになった。さらに、ターゲットへの結合は温度に依存的で、高温入力により感受性を示すことを示した。この原因を明らかにするために、核内のELF3タンパク質の含量を検出したところ高温で減少することを見いだした。このことは、ELF3の温度安定性が位相応答の本質的要因であることを示唆している。以上より、リセット因子の制御に関与するtrans因子の性質を明らかにすることができた。本年度は暗期後半の入力に応答してその直後に発現開始位相を前進させるPRR9, PRR7遺伝子の調節にあずかるtrans制御因子としてELF3を同定することができ、所期の目標を達成することができた。さらに、来年度計画していたLUX-ELF3-ELF4複合体の生化学的性質として温度変化に応答してプロモーター結合活性が低下していること、その要因はELF3タンパク質の核移行と安定性にあることを明らかにすることができた。一般に、明暗サイクル環境下の生物時計は暗期における温度変化に感受性を示すことが知られている。シロイヌナズナにおいて暗期前半および後半の温度入力(22度から28度への高温シフト)は概日リズムをそれぞれ後退、前進させるリセットシグナルとして機能する。高等植物の時計をリセットする温度入力機構を解析したところ、明期終了時刻(夕刻)に転写レベルで誘導されるELF3、ELF4遺伝子の産物が温度感受性を示し、本来暗期に細胞核内に蓄積するLUX/PCL1-ELF3-ELF

4転写制御因子複合体(Evening Complex[EC])の含量が高温入力に応答して低下し、ECターゲット遺伝子の発現が脱抑制されることを明らかにした。高温におけるELF3, ELF4の安定性の調節にはco-chaperone活性を有する巨大分子GIタンパク質が関与していることを見いだした。一方、ECのDNA結合活性を担っているLUXタンパク質の細胞内含量は温度変化に非感受性であったが、elf3変異体背景ではターゲット遺伝子PRR7のプロモーター近傍にin vivoで結合できないことをクロマチン免疫沈降(ChIP)実験により明らかにした。次に、PRR7の発現調節領域の一部を欠損しているためにECによる調節が不完全であると考えられるPRR7(incomplete)promoter:PRR7コンストラクトを構築しprr7変異体背景に導入することにより、PRR7の発現が野生株より3時間早まる形質転換体を得ることに成功した。興味深いことに、PRR7(incomplete)promoter:PRR7/prr7形質転換植物はCCA1, LHY, TOC1, LUX, ELF3, ELF4を含むシロイヌナズナの中心振動体を構成するすべての遺伝子の位相が3時間前進していることが判明した。以上の結果より、温度入力はELF3の核内含量を介してECの活性調節に結びついていること、ECのdirect targetであるPRR7の位相変化は他の時計遺伝子の位相応答に直結する、すなわち、PRR7の位相は概日リズムの位相を決定していることが示された。本年度はLUX/PCL1-ELF3-ELF4転写調節因子複合体の中でDNA結合タンパク質として機能するLUXのDNA結合活性はELF3の存在に依存していることを明らかにするとともに、ELF3, ELF4タンパク質の細胞核内含量は温度感受性を示すことを明らかにした。当初の目的に加えて、LUX/PCL1-ELF3-ELF4転写調節因子複合体の直接のターゲット遺伝子であるPRR7の発現位相が概日リズムの位相決定を司ることを示すことができた。概日時計のリセット機構は昼夜の変化に時計を同調させるためだけでなく、光・温度に応答した植物の発生および成長可塑性を制御している。このことは、概日時計の中心振動体の入力刺激に対する位相応答が出力系遺伝子の時間特異的発現に深くリンクしていることを示唆している。前年度までの研究の結果、概日時計をリセットする暗期の光・温度パルスシグナル(リセットシグナル)はEvening Complex(EC)とよばれるLUX-ELF3-ELF4複合体の活性を調節する情報伝達経路上で統合され、ECの転写抑制因子としての活性を阻害することが明らかになった。そこで、ECに依存して暗期入力に応答性を示す出力系関連遺伝子を網羅的に同定するためにトランスクリプトーム解析を実施した。
突発事象に伴って３次元ブラフボディに作用する過渡的空気力に関する研究

本研究では、主に自動車を想定した地面効果中を進行する3次元ブラフボディを対象に、突発的な相対風向変化やボディの運動に伴ってブラフボディに作用する空気力の特性とその発生メカニズムを調査した。既往の研究で指摘されている自動車周りの主要な流れ構造に注目し、後曳き渦(ブラフボディ後流)と相互干渉するピラー渦を再現する2系統4種のブラフボディを対象に検討を加えた。突発的外乱としては、レーンチェンジ運動、仮想的な相対風向の過渡変化、ピッチ自由減衰振動などを与えた。各条件において対象ブラフボディに作用する過渡空気力の差異とその要因となる流れ構造を明らかにした。本年度は、地面効果中を進行する3次元ブラフボディに突発的な条件変化に伴って作用する空気力の特性とその発生メカニズムを明らかにするための基礎的取組みとして、3次元ブラフボディの構築とその流れ特性の解明を進めるとともに、本研究で用いる水槽試験手法ならびに数値解析手法の整備と検証を行った。また、得られた空気力特性を系統立てて整理するための理論的な検討や、発生メカニズム解明のための可視化データ処理手法の検討も加えた。手法の整備と検証においては、対象ブラフボディとして既存の箱型鈍頭形状モデルを用い、回流水槽試験と非構造格子有限体積法による数値解析を実施した。ブラフボディの背面傾斜角を変えることにより「後曳き渦」の強度が異なる流れ構造が形成されることを確認した上で、準定常的な偏揺角変化と単一周期の偏揺角変化をそれぞれ与え、準定常的および周期的な条件変化に伴うブラフボディ周りの流れ構造の振舞いとそれらに伴う流体力特性の変化を明らかにした。また、これらの過程において水槽試験および数値解析手法の妥当性についても確認した。数値解析においては、剛体であるブラフボディにバネ・ダンパを接続した自由振動系を対象とする解析モデルを構築し、流体ー剛体運動連成解析も試行した。具体的な課題として、自動車を想定した3次元ブラフボディのピッチ角の自由振動を対象とし、初期変位を与えた減衰自由振動の解析を行って、過渡状態で生じる空気力について数値解析が可能であることを確認した。実験計測ならびに数値解析により得られる空気力特性を空力微係数法に基づいて評価する手法を導入するとともに、その評価と発生メカニズムとの関連を理論的に考察し、これらを整理した。また、条件変化を伴う数値解析の結果に対して、基準状態との差分を取ることで流場変化を抽出し、空気力特性変化のメカニズム解明に有効な可視化データ処理手法を整備した。本年度は前年度に構築したブラフボディを対象に、時間的な条件変化に伴う空力応答を計測ならびに解析した。単一周波数および突発的な外乱を与え、非定常・過渡流体力特性を明らかにした。実験計測では、昨年度回流水槽試験ならびに数値解析を実施した箱型鈍頭形状モデルを対象に曳航水槽試験を行った。後引き渦構造の異なる2モデルを対象に旋回角速度一定時の流体力特性を調査するとともに、突発的外乱として非周期的な車両運動であるレーンチェンジ運動を模した進行軌跡をブラフボディに与えて過渡流体力計測を行い、その後流構造との関係についても調査した。また、風洞試験では製作の遅れていた過渡風向偏向装置を構築し、発生する過渡偏向風の風向風速特性を明らかにした。加えて、自動車車両を模した簡易車両模型を対象に風洞試験を行って、同簡易模型の正対風時ならびに準定常的な偏揺角発生時の空力特性を明らかにした。さらに構築した風向偏向装置を用いて過渡偏向風作用時の検力試験も試行した。その結果、過渡空気力の計測が可能であることを確認したが、より急激な過渡風向変化を与えた際には風向偏向装置の可動フィンと検力装置の双方で共振現象に伴う問題が発生したことから、これを解消するための修正を検討中である。数値解析では、簡易車両模型を対象に長時間の非定常空力解析を行い、定常条件下における空力特性を詳細に調査した。特に特徴時間に対して長い周期をもつ非定常空気力特性と流れ構造との関係性を調査し、これを明らかにした。実験計測に関して、風洞試験では昨年度構築が遅れていた可動フィンによる風向偏向機構を製作し、非定常・過渡風向条件下での計測が可能となった。また、曳航水槽試験では単一周波数での外乱に加えて非周期的な曳航軌跡による流体力計測試験が可能となった。そして、これらの試験手法を用いて、前年度に構築したブラフボディを対象とする過渡・非定常流体力計測を実施しており、当初の計画通りの進捗となっている。数値解析に関しては前年度に計画以上の進捗があったことから今年度は配分エフォートを下げて取り組んだが、実験計測の代表的条件に対応した過渡・非定常解析を進めており、こちらもおおよそ計画通りの進捗である。これらのことから、本研究はおおむね順調に進展しているものと考える。本研究では、主に自動車を想定した地面効果中を進行する3次元ブラフボディに対して、突発的な条件変化に伴って作用する空気力の特性とその発生メカニズムを調査した。はじめに、簡易な形状を持つ3次元ブラフボディを対象に、相対風向の変化やブラフボディの回転運動、姿勢変化などによって生じる基礎的な流力応答特性を調査し、数値解析によってその流体力発生メカニズムについても明らかにした。

また、その過程で、非定常的な条件変化の影響も含めた流体力表現法として、微係数法による線形重ね合わせを用いた流体力表現法について検討した。次に、突発的外乱として、(1)非周期的な車両運動であるレーンチェンジ運動を模した軌跡を進行する条件、(2)大気風向もしくはブラフボディ姿勢の変化に伴い相対風向が非周期的に変化する条件、の2条件に注目し、各々の条件下でブラフボディに作用する過渡流体力特性とその発生メカニズムを調査した。最終年度では、引き続き突発的外乱条件下の過渡空気力特性に関する調査を進めた。特に(2)の条件として風洞ターンテーブルを動的に制御し、ブラフボディの局所形状を変化させながらその過渡流体力特性を調査した。その結果、ブラフボディ後端に曲面形状を与えた場合に流れ場の特性時間に対して長期間に及ぶ過渡的流体力が生じうることが明らかになった。これは、セダン型乗用車の実車形状を模擬した複雑ブラフボディ形状において周期的条件変化を与えた際の流力応答特性に差異を生じた流れのメカニズムと類似しており、簡易ブラフボディにおける非定常・過渡的な流体力特性の検討の妥当性が確認された。本研究では、主に自動車を想定した地面効果中を進行する3次元ブラフボディを対象に、突発的な相対風向変化やボディの運動に伴ってブラフボディに作用する空気力の特性とその発生メカニズムを調査した。既往の研究で指摘されている自動車周りの主要な流れ構造に注目し、後曳き渦(ブラフボディ後流)と相互干渉するピラー渦を再現する2系統4種のブラフボディを対象に検討を加えた。突発的外乱としては、レーンチェンジ運動、仮想的な相対風向の過渡変化、ピッチ自由減衰振動などを与えた。各条件において対象ブラフボディに作用する過渡空気力の差異とその要因となる流れ構造を明らかにした。数値解析においては、本年度予定していた準定常的な条件変化を対象とする解析にとどまらず、ALE法と非慣性系NS方程式に基づく解析を組合せた移動境界解析法による非定常条件の解析の実施と妥当性評価に至っており、当初の計画以上に進展している。実験計測においても、回流水槽試験を年度当初の計画通りに実施し、おおよそ計画通りに進展している。一方で、今後の過渡空気力計測において必要となる、風洞試験用の過渡風向偏向装置(可動フィン)の製作と導入については、計画していた年度内に実施ができなかった。以上のように、各項目で進捗に優劣があるものの、研究全体としての進捗はおおよそ予定通りのレベルにあることから、「おおむね順調に進展している。」と自己評価した。なお、過渡風向偏向装置の製作遅れについては、装置の導入を予定していた新設の風洞設備において、非定常空気力の計測で問題となる高風速域の風速脈動が生じ、問題解決に時間を要したために、製作する装置の最終的な仕様決定が遅れたことが原因である。装置自体については数値シミュレーションに基づく設計検討を進めており、問題となっていた脈動の低減にも目途が立ったことから、今後早急に装置の製作と導入を進める予定である。最終年度である平成28年度には、これまでに基礎的な空力応答特性の解明を進めてきた簡易車両模型と箱型ブラフボディモデルそれぞれを対象に、これまでに構築した手法を用いて非定常・過渡空力応答特性を調査解明する。そして、各ブラフボディ周りの局所流れ構造の定性的な過渡応答とそれに起因する定量的な過渡流体力特性を、それぞれの流れ構造と外乱に分類して取りまとめ、体系化をすすめる。
ロジウム触媒による炭素-炭素結合の生成及び開裂反応を利用した新規合成反応の開発

1.研究目的遷移金属触媒による炭素-炭素結合の生成及び開裂反応を利用した新規反応の開発を目指して研究を行った。2.研究成果(1)研究計画とその意義銅触媒による炭素-炭素結合形成反応では従来、グリニャール反応剤を代表とした反応性の高い有機金属反応剤を用いる反応が主流である。それに対して反応性が低く取り扱いしやすい有機ホウ素反応剤を用いる例はまだ少なく、その開発は魅力的な目標である。(1)研究成果銅触媒と塩基の存在下、有機ボロン酸エステルがアルキリデンシアノ酢酸エステルに対して1,4-付加することを見いだした。当量反応実験を行うことにより反応中間体の単離・同定に成功し触媒サイクルを明らかにした。さらに、光学活性カルベン配位子を用いることにより反応の不斉化にも成功しており、最高で95%eeという高い立体選択性を発現することにも成功した。1.研究目的ロジウム触媒によるβ-炭素脱離反応を利用した新規転位反応を開発することにより,従来の手法では合成の難しい化合物を高選択的に合成することを目的に研究を行っている.2.研究成果(1)研究計画とその意義ロジウム触媒によるアリールビス(アルキニル)カルビノールから3-アルキニルートインダノンへの転位反応の開発に取組んだ.第三級プロパルギルアルコールからのβ-炭素脱離を経由した転位反応はこれまでに知られておらず反応形式に関して新規性を有する反応である.また,基質として用いるカルビノール類は入手容易な化合物から一段階で簡便に合成できるため,本反応が実現すれば短工程での効率的なインダノンの合成が可能となる,従って本研究は実用的見地からも重要性の高い新規反応になると期待できる.(2)研究成果反応に適した条件の検討を重ねた結果,アルキン末端にトリアルキルシリル基を有するアリールビス(アルキニル)カルビノールに対して,ロジウム錯体触媒を作用させることにより目的反応を効率よく進行させることに成功した.一例として,フェニルビス((ターシヤリーブチルジメチルシリル)エチニル)カルビノールに対し5mol%の[Rh(OH)(cod)]2/binap触媒を用いジオキサン溶媒中50度で反応を行うと,3位にシリルエチニル基を有する1-インタノンを収率87%で得ることができる.また同様の条件において種々のインタノン類を効率よく合成できることに加えて,グラムスケール反応に適用可能であることも明らかにした.1.研究目的ロジウム触媒によるβ-炭素脱離反応を利用した新規転位反応を開発することにより,従来の手法では合成の難しい化合物を高選択的に合成することを目的に研究を行っている.2.研究成果(1)研究計画とその意義ロジウム触媒による第三級ホモアリールアルコールからのエナンチオ選択的脱アリル化反応を見いだし,開発に取組んだ.非酵素型触媒を用いて第三級アルコールを速度論的光学分割した例は非常に限られているため、新規性の高い魅力的な反応である.(2)研究成果第三級のホモアリルアルコールに対して、トルエン中[Rh(OH)(cod)]2/(R)-H8-binapを触媒として作用させることにより高立体選択的にレトロアリル化が進行し,エナンチオマー過剰率のたかいホモアリルアルコールが回収された.最適条件下において最高でs=12という高い立体選択性が得られるのに加えて、グラムスケール反応にも適用可能で有ることが分かった.1.研究目的遷移金属触媒による炭素-炭素結合の生成及び開裂反応を利用した新規反応の開発を目指して研究を行った。
卵母細胞分化を阻害し、卵巣形成過程での細胞間情報伝達を探る

脊椎動物の生殖巣性分化は体細胞(上皮細胞)での性決定遺伝子の発現により開始されるが、特定の細胞種のみの性転換はほとんど見つからない。このように全体に協調して進行する性分化過程では、細胞間での性特異的な情報伝達が不可欠と考えられるが、それをになう分子・細胞機構の詳細はまったく不明のままである。そこで本研究では、1)生殖細胞で発現する卵形成のイニシエーター転写因子figαの機能欠損変異メダカを、新規ゲノム改変技術、CRISPR/Casシステムにより作出し、2)卵巣分化過程の表現型を生殖細胞、体細胞それぞれの形態及び遺伝子発現の両方から詳細に解析し、卵巣形成過程での細胞間情報伝達を知ることを目的とする。2017年度までにCRISPR/Cas9により3系統のnull変異体を得た。雄では顕著な表現型は無いが、雌では卵形成がdiploteneの前、pachyteneで停止していた。この表現型は卵母細胞に備わるpachytene check pointが働いた時のものに酷似していた。そこでさらに変異体の表現型を減数分裂時のシナプトネマ構造体のSYCP1及びSYCP3抗体、DNAの二重鎖切断を認識するγ-H2AX抗体により染色し、停止した卵母細胞の状態を詳細に調べた。その結果パキテンチェックポイントを起動させうるダブルストランドブレイクの未修復や、対合の異常などは確認されなかった。よって、この表現型はパキテンチェックポイントとは異なる、未知の経路により引き起こされていることが示唆された。くわえて停止した卵母細胞の多くはアポトーシスには入らないことがTUNEL法によりあきらかとなった。卵母細胞はdiplotene後の卵黄形成にはまったく入らなかったが、生殖巣の構築は卵巣腔の分化より正常に卵巣に分化していることもわかった。遅くなったが論文の投稿準備ができた。本年度にはCRISPR標的ガイドRNAとCas 9 mRNAをメダカ受精卵に導入し変異の誘発に成功した。さらにその子孫から変異alleleのスクリーニングと選別を形態観察により行ない、同じalleleをもつ親同士の交配により3系統の変異体を得た。すべてでfigαのDNA結合部位に至る前で終止コドンが現れる変異であり、nullと考えられる。そこでさらに変異体の表現型を減数分裂時のシナプトネマ構造体のSYCP1及びSYCP3抗体、DNAの二重鎖切断を認識するγ-H2AX抗体により染色し、停止した卵母細胞の状態を詳細に記載する。加えて停止した卵母細胞が細胞死に至るか否かをTUNEL法により検証している。変異体の作製は予想以上に効率よく、容易に3系統が得られた。表現型解析も順調にすすんでおり、2年目におおかたの結果が得られるだろう。前年度にはCRISPR/Cas9により3系統のnull変異体を得た。変異体の表現型解析は順調にすすんでおり、この年度でおおかたの結果が得られた。

脊椎動物の生殖巣性分化は体細胞(上皮細胞)での性決定遺伝子の発現により開始されるが、特定の細胞種のみの性転換はほとんど見つからない。このように全体に協調して進行する性分化過程では、細胞間での性特異的な情報伝達が不可欠と考えられるが、それをになう分子・細胞機構の詳細はまったく不明のままである。そこで本研究では、1)生殖細胞で発現する卵形成のイニシエーター転写因子figαの機能欠損変異メダカを、新規ゲノム改変技術、CRISPR/Casシステムにより作出し、2)卵巣分化過程の表現型を生殖細胞、体細胞それぞれの形態及び遺伝子発現の両方から詳細に解析し、卵巣形成過程での細胞間情報伝達を知ることを目的とする。2017年度までにCRISPR/Cas9により3系統のnull変異体を得た。雄では顕著な表現型は無いが、雌では卵形成がdiploteneの前、pachyteneで停止していた。この表現型は卵母細胞に備わるpachytene check pointが働いた時のものに酷似していた。そこでさらに変異体の表現型を減数分裂時のシナプトネマ構造体のSYCP1及びSYCP3抗体、DNAの二重鎖切断を認識するγ-H2AX抗体により染色し、停止した卵母細胞の状態を詳細に調べた。その結果パキテンチェックポイントを起動させうるダブルストランドブレイクの未修復や、対合の異常などは確認されなかった。よって、この表現型はパキテンチェックポイントとは異なる、未知の経路により引き起こされていることが示唆された。くわえて停止した卵母細胞の多くはアポトーシスには入らないことがTUNEL法によりあきらかとなった。卵母細胞はdiplotene後の卵黄形成にはまったく入らなかったが、生殖巣の構築は卵巣腔の分化より正常に卵巣に分化していることもわかった。形態では卵巣に分化しているように見られたが、各種性特異的遺伝子の発現に異常がある可能性を最後に検証すべく発現量の定量を行う予定である。その結果パキテンチェックポイントを起動させうるダブルストランド
フォトクロミックペプチドを用いた協調的生体連鎖反応のメカニカル制御

本研究においては、ジアリールエテンをはじめとするフォトクロミック色素をペプチド鎖に導入し、生体分子間相互作用の光制御、さらにはそこから派生する協調的生体内連鎖反応のメカニカル制御を目指す。フォトクロミック色素の中でも極めて高い光安定性を示すジアリールエテンを骨格とするクロスリンク剤を開発し、これを用いて架橋ヘリカルペプチドを合成した。架橋直後においては、ジアリールエテン骨格は開環構造(無色)をとっており、架橋ペプチドは安定なα-ヘリックス構造を形成している。ここに紫外光を照射すると、ジアリールエテン骨格は開環構造(着色)へと異性化し、それに伴ってヘリックス構造は不安定化した。可視光を照射するとジアリールエテン骨格は開環構造へと異性化し、安定なヘリックス構造へ戻った。この光によるスイッチングは、ほとんど劣化することなく繰り返し行うことができた。この結果を踏まえて、DNA結合タンパクであるQ50Kの結合ドメイン(ヘリックス領域)をもとにジアリールエテン架橋ペプチドを作成し、DNAとの相互作用の光による制御を試みた。ゲル電気泳動によって相互作用の評価を行ったところ、架橋ペプチド(閉環構造)とDNAを混ぜるとDNA由来のバンドが減少し、DNAとの会合体由来のバンドが観測された。一方、非架橋ペプチドや架橋ペプチド(開環構造)を加えた場合、DNA由来のバンドはほとんど変化せず、新たなバンドも観測されなかった。以上の結果から、ジアリールエテンのフォトクロミズムをトリガーとして、生体分子間の相互作用を光制御できる道筋が示された。