hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境分析標準用プルトニウムトレーサの調製技術の研究

第二回は、実条件に近い照射条件での^<236>Pu製造量を確認するとともに、^<237>Np(γ,n)^<236m>Npの反応経路に関する核データの妥当性を確認するために、照射時間を長くして照射を行った。^<237>Np0.42μCiの試料を30MeV av.(400mA pulse hight/4 μsec pulse width/60 Hz)の電子線で10時間照射し、^<236m>Npおよび^<236>Puの生成量を確認した。その結果、この照射条件下(96μA)での、^<237>Npが^<236m>Npに変換される反応率(λ:次式により定義)は1.80×10^<-12>(1/sec)であることが確認された。今後、同じ条件によって調整する^<236>Puの量を制御することができる。陰イオン交換により核分裂生成物を除去した後に、αスペクトロメトリによって生成した^<236>Puの量が6.2nCiであることを確認した。得られた^<236>Puに同伴した^<238>Puは放射能比で^<236>Puの10^<-4>以下であり、本法による^<238>Puは放射化学的に極めて純粋であることが確認された。また、PuとNpの分離は陰イオン交換によって可能であることを確認した。環境中のプルトニウムを精度よく分析するためのスパイク試料として価値が高い@@S1236@@E1Puを、電子ライナックの制動放射γ線を用いて、@@S1237@@E1Np(γ,n)@@S1236@@E1mNpの反応によって効率的に製造する最適な方法を研究した。本年度は、照射において同伴する中性子束を極小化できるような照射装置と照射条件の適用の効果を調べた。
視覚・触覚間における形態情報統合の処理ステージを探る

視覚・触覚間における形態情報統合の処理ステージを探ることを目的とした心理物理実験を行い,(1)情報統合は空間的注意が作用するよりも前の情報処理過程で行われることを示唆する知見を得るとともに,(2)視覚刺激の検出に及ぼす触覚フランカー刺激のクロスモーダルな文脈的修飾効果を見出した。以上を総合すると,視覚・触覚間における形態情報統合は,注意による選択が生じる前の比較的初期の知覚処理過程で生起し得ると考えられ,そこにはクロスモーダルに作用する知覚的体制化の処理が関与している可能性が示唆される。視覚・触覚間での情報統合が、刺激の入力段階から反応実行までの知覚情報処理プロセスのうちのどのステージにおいて生じるのかという問題に関しては、先行研究間で見解の一致を見ていない。そこで本研究では、視覚・触覚間における形態情報統合の処理ステージを探ることを目的とした。本年度は、視覚・触覚間の形態情報の統合に及ぼす空間的注意の影響について検討した。具体的には、刺激の提示位置に空間的注意が向けられた場合(valid試行)に情報統合がより促進され得るのか、逆に注意が向けられない場合(invalid試行)には情報統合が生じなくなるのかといった点について検討した。実験では、redundancy-gainパラダイムによる方位弁別課題に空間的手掛かり法を組み合わせた実験を行った。その結果、刺激の提示位置に空間的注意が向けられない場合でも視覚・触覚間の情報統合が生じることが明らかになった。この結果は,視覚・触覚間の形態情報統合は空間的注意が作用するよりも前の過程で生じている可能性を示唆するものであるといえる。ただし,注意が向けられた位置に刺激が出現する条件では、事前の予想に反して、情報統合処理の生起には否定的な結果となった。次に、ここで見出された知見の一般性を検討するために、課題を方位弁別から刺激の運動方向の弁別に替えて、先の実験の追試を行った。その結果、invalid試行では情報統合が生じるがvalid試行ではそれが生じないといった、上述の実験と同様の結果が得られた。空間的注意が刺激位置に向けられるvalid試行で情報統合が生じなかった理由に関しては、注意手がかりのモードやモダリティを操作したさらなる検討が必要である。そこで次年度は、内因性の空間的注意定位課題を用いた実験を行うことを計画している。視覚・触覚間の形態情報の統合に及ぼす外因性空間的注意の影響について検討した昨年度の結果を踏まえて,本年度は,注意定位のモードを外因性注意から内因性注意に替えた実験を行った。実験では,redundancy-gainパラダイムによる方位弁別課題に空間的手掛かり法を組み合わせた刺激事態を設定し,実験参加者が刺激の提示位置にあらかじめ自発的に空間的注意を向けた場合(valid試行)と向けなかった場合(invalid試行)とで,当該位置における視覚・触覚間の情報統合のあり方に差異がみられるかについて検討した。その結果,valid試行とinvalid試行ともに,情報統合の結果に起因すると考えられる有意な反応促進効果(redundancy gain)が認められた。また,両条件における効果量は同程度であった。この結果は,視覚・触覚間の形態情報統合は内因性の空間的注意が作用するよりも前の過程で生じているか,もしくは内因性注意の作用と独立に生起する可能性を示唆するものであるといえる。また,昨年度の知見を併せて考えると,形態情報の情報統合に及ぼす空間的注意の作用は,注意定位のモードに依存する可能性が指摘できる。次に,初期知覚系における触覚表象が視覚表象と統合され得るか否かについても検討した。具体的には,視覚方位刺激の検出課題等でこれまでに報告されているフランカー刺激の文脈依存的な修飾が,フランカー刺激を触覚で提示した場合にも生起しうるかについて検討した。その結果,視覚方位刺激の検出閾は,同方向の方位をもつ触覚線分刺激がその両隣の位置に提示された場合,方位情報を持たないそれが提示された場合と比較して低下することを見出した。視覚刺激の検出に作用する触覚刺激のクロスモーダルな文脈的修飾効果を示した本結果は,初期知覚過程における感覚間統合作用の関与を窺わせる知見であると考えられる。
ErSiO超格子結晶用いたのSi光回路集積化導波路増幅器の開発

近年CMOSプロセスを利用したSi細線導波路の開発が進み、シリコンLSIおよび信号処理システムに光配線を導入する"シリコンフォトニクス"が提唱された。Si基板上への光源、光増幅器の集積化はシリコンフォトニクス実現に向けた試金石となる。本研究ではその発光材料として、我々のグループが開発したErSiO超格子を提案する。この結晶はErを構成元素とし周期0.86nmの超格子構造となっている。そのため結晶欠陥や偏析がなく濃度消光が抑制され、均一な結晶場により室温でも線幅4meVのPL微細構造が観測される。詳細の解析の結果、ErSiO超格子はEr_2SiO_5の組成を有する層状結晶であることが分かった。今年度はEr_2SiO_5結晶の光学特性の詳細を調べるともに、Er_2SiO_5導波路発光デバイスの光学利得について検討を行った。アップコンバージョンを考慮した解析から、導波路長1mm以下で10dBの光学利得が可能であると見積もられた。また本研究では、Er_2SiO_5結晶を新たな光増幅媒質とする小型光導波路増幅器の検討を行った。Si細線導波路と結合可能なSiガイド層埋め込み型Er_2SiO_5光導波路を提案、作製し良好な導波特性を得た。今年度はEr_2SiO_5結晶の光学特性の詳細を調べるともに、Er_2SiO_5導路発光デバイスの光学利得について検討を行った。Er_2SiO_5結晶は25at%のErを構成元素としているため、狭線幅・高安定の発光を示すとともに、20?30μsという非常に短い発光遷移寿命であることを示唆する結果が得られた。またEr_2SiO_5導波路発光デバイスのアップコンバージョン発光の評価をもとに、導波路長1mm以下で十分な利得(15.9dB/mm)を得られる導波路発光デバイスが可能であることを示した。
光学活性ジアミンを用いる不斉エステル化によるラセミアルコールの高効率光学分割

塩化メチレン溶媒中、30mol%の臭化スズ(II)と(S)-プロリンから誘導されるキラルなジアミンの1:1錯体の存在下、ラセミ第2級アルコールと臭化ベンゾイルを-78°Cで反応させたところ、高エナンチオ選択的にアシル化生成物である安息香酸エステル誘導体が得られることを見出した。1.ラセミアルコールとしてトランス-2-フェニル-1-シクロヘキサノールを用いた場合には最高97%eeの光学収率で不斉アシル化することができた。2.トランス体だけでなくシス体の2-フェニル-1-シクロヘキサノール誘導体、あるいは5員環や8員環などの環状第2級アルコールについても不斉アシル化を行ったところ、高い不斉誘導能を示した(86-94%ee)。さらに、環状だけでなく鎖状ラセミアルコール、アリルアルコールなどについても不斉アシル化による光学分割を達成することができた。3.分子内に他の官能基を有するアルコールとしてβ-ハロヒドリンについても不斉アシル化を試みたところ、最高96%eeの光学収率でアシル化生成物が得られた。従来、ラセミアルコールの不斉アシル化に基づく速度論的分割は酸素を用いる反応がほとんどであり、酵素を用いない場合でも、キラルなアシル化財を用いる手法が主流である。また、その基質適用範囲に限定があり、その選択性も十分に高いものではない。これに対して今回、アキラルなアシル化剤によるアルコールの不斉アシル化においてこれまでにない高いエナンチオ選択性を実現することに成功した。以上の結果をふまえて今後は、本反応の適用範囲をさらに詳細に検討する。また、この非酸素型不斉アシル化反応を利用してステロイド類などの有用な生理活性物質の全合成を試み、反応の有用性、一般性を実証する予定である。
血液型特異性糖鎖分子の立体配座解析

1)2糖分子エネルギーマップ計算MM3分子力場法により血液型特異性糖鎖を構成する6種類の2糖分子のエネルギーマップを計算した。求めた6種類のエネルギーマップを検討したところ、これらはすべて3点の代表的な極小点を持つこと、ポテンシャルエネルギー曲面の形状は2種類に分類されることが分かった。糖鎖の非還元末端側の2糖分子1)4)のポテンシャル曲面はグリコシド結合回転角、Φ=-4020°付近にΨ軸と平行にポテンシャルの谷を持つ。一方、還元末端側の2糖分子5、6)ポテンシャル曲面は、同様なΨ軸に沿ったポテンシャルの谷に加え、さらに、Ψ=-200°にΦ軸と平行なポテンシャルの谷によって構成される。これより、前者のマップと比較して後者は若干大きな配座空間を持つことから、血液型特異性糖鎖は非還元末端部位は還元末端より立体化学的に“rigid"であることが示唆された。2)血液型特異性糖鎖分子の立体配座解析1)で求めた2糖分子の安定配座モデルを組み合わせることによりH、A、並びにB型特異性糖鎖の立体配座解析をMM3分子力場法を用いて行った。H型糖鎖は15種類の初期配座を設定し、それぞれ、構造を最適化させた。1-3残基相互作用によりα-1→2結合部位は最安定配座より第二安定配座をとる方が糖鎖全体に安定な配座を与えた。A型、B型糖鎖はH型糖鎖の4種の安定配座モデルにそれぞれ、N-アセチルガラクトサミン、ガラクトサミン残基を結合させ12種類の初期配座について検討した。これより、両者とも追加された残基がH型糖鎖部位の安定配座に影響しないことが分かった。今後の予定としては、ルイス型糖鎖の配座解析とこれら糖鎖の分子動力学計算プログラムAMBERを使用したダイナミック構造の解析を試みる。
破骨細胞における新規輸送因子の同定と機能解明

私達は破骨細胞への成熟化が進むと発現が増大する遺伝子の中から新規タンパク質であるRab44を同定した。Rab44は膜輸送の制御を行っていると予測されるが、同遺伝子をノックダウンした破骨細胞は活性化・巨大化した。逆にRab44を過剰発現した破骨細胞では活性化が抑制され、エンドゾームの粒子数が増大した。本研究ではさらにRab44の分子機構を探るため、in vitro解析として、Rab44のエフェクター分子の同定を行う。さらにin vivoでの解析として、Rab44のマウスでの骨組織・骨代謝での機能を解析する。
気体状有機ハロゲン化合物の接触燃焼処理に関する研究

前年度は気体状有機塩素化合物の接触燃焼処理法として、固体酸触媒による分解、発生する無機塩素の吸収固定化、残存する炭素質の完全燃焼の三段階からなる多段式燃焼処理法の有効性を示したが、本年度は最も重要な第一段階の酸接触分解を詳細に検討した。モデル物質である1,2ージクロルエタンの分解をシリカアルミナ、ゼオライト、モルデナイト、ZSM5、チタニアシリカを用いて行った。チタニアシリカを用いると400度という低温で1,2ージクロルエタンの完全分解を行うことができ、生成物としての炭素分(一酸化炭素と二酸化炭素の合計)および無機塩素の物質収支も100%であった。ゼオライトやモルデナイトも400度においてほぼ100%の分解率を示したが、塩素分および炭素分の物質収支が合わなかった。チタニアシリカを除く酸触媒は反応中に分解活性が低下した。これらの酸触媒では炭素質が触媒表面に沈着するコーキング現象が見られており、炭素質によって活性点が覆われるために失活が起こることがわかった。チタニアシリカおよびゼオライトの表面にnーデカンを含浸させて窒素気流中で高温処理をし炭素質を沈着せしめ、その後空気中で昇温して両触媒の酸化活性を見た。チタニアシリカはゼオライトと較べ200度も低温で炭素質の酸化が起こり、燃焼活性が高いことが認められた。このように、チタニアシリカは酸触媒であると同時に他の固体酸触媒と異なり、遷移金属であるチタンに由来する酸化特性をもあわせ持つ特異な酸触媒であり、その酸化活性により表面に析出する炭素分を燃焼除去するために失活を防ぐことがわかった。また、1,2ージクロルエタンの分解によって得られる無機塩素分は取扱の容易な塩化水素のみであり、したがって、この触媒は気体状有機塩素化合物の多段式接触燃焼処理の第一段階で使用するに優れた触媒であることせ見いだした。
重力・地震波の同時観測によるスロースリップ発生域の浅層地下水モニタリング

沖縄・先島諸島スロースリップイベントの発生域に位置する国立天文台VERA石垣島観測局とその周辺の地下水挙動を明らかにするため、重力計、気象・土壌水分量計、地震計、水圧計など様々な原理のセンサーを用いて連続観測を実施した。併せて、VERA局周辺の詳細な地下構造を明らかにするための探査を実施した。結果として、重力計や地震計データから観測点近傍の地下水位やダム水位の変化、土壌水分量の変化に起因すると考えられる信号を検出することができた。また、反射法地震探査によって、VERA局下における含水率変化が大きな堆積層の構造が明らかになった。石垣島とその周辺における既存の観測データや研究成果を持ち寄り、研究メンバおよび関連研究者と検討会(キックオフミーティング)を実施した。国立天文台VERA石垣島観測局において、従来より深い位置での土壌水分データを得るためにプロファイル水分計を設置してデータ取得を開始した。またVERA局において、本課題研究期間中に継続的に重力データを得るための超伝導重力計用コンプレッサーを交換した。他に定期的な超伝導重力計の保守作業として、液体ヘリウムの再充填と冷凍機の交換作業を実施した。重力変化データと比較可能な地震波形データを得るために、地震計連続観測用機器の導入した。名古屋大学犬山観測所でのテスト観測を経て、国立天文台VERA石垣島観測局と防災科研石垣地震観測施設における連続観測を開始した。超伝導重力計と産総研が所有する絶対重力計との並行観測をVERA局内で実施し、地下水シミュレーションに向けてVERA局周辺の地下構造を得るために、小型バイブレーターを使用した反射法地震探査を実施した。年間を通して超伝導重力計観測、気象・土壌水分観測、地震計観測を継続した。台風に伴う停電が生じた以外、大きなトラブルが発生することなくデータを取得することができた。これまでに蓄積したデータの解析を進め、超伝導重力計データから地下水変化に伴う重力変化の検出や、地震計データから近傍のダム貯水池の水位変動に伴う振動の検出に成功した。また、地下構造探査について、昨年度の小型バイブレータによる探査の解析に加え、VERA局近傍での掛矢による追加調査を実施した。H26年度に開始した短周期地震計データについては、SITES法による反射波の探索とその時間変化の調査を開始した。重力計・地震計の連続データと地下構造探査の結果と合わせて解析・解釈を進めていく予定である。重力計・地震計・気象観測装置等で大きな欠測もなくデータを取得することができた。陸水・地下水挙動とそれに伴う重力変化のモデル化の基礎情報となる現象を発見した。反射法地震探査によって、地下水挙動と各種観測データを結びつけるために必要な地下構造情報を取得することができた。今年度も年間を通して超伝導重力計観測、気象・土壌水分観測、地震計観測を継続した。陸水の増減を面的に捉えるため、超伝導重力計観測を行っているVERA石垣島観測局より上流(山)側にある防災科学技術研究所石垣広帯域地震観測施設に、これまでの短周期地震計に加えてスプリング式連続観測用重力計gPhoneを設置した。gPhone重力計のルビジウム発振器を用いた時間周波数遠隔校正実験を行うと共に、取得した重力データから観測点近傍の陸水擾乱を明瞭に検出することができた。その重力応答は1次元的な降雨浸透/流出のモデルで説明できる。また、直接水の動きを捉えるために、投げ込み式水圧計を用いて、超伝導重力計観測点を含む名蔵ダムから名蔵湾に至る流域の水位測定を試みた。その結果、名蔵ダムと名蔵湾のセイシュによると考えられる短周期の水位変動や、VERA局構内の土壌水分計では困難だった不圧地下水位の数ヶ月スケールの変化を観測することができた。前年度から開始した短周期地震計連続データの解析については、自己相関関数や相互相関関数の時間変化の検出を試み、本研究で実施した反射法地震探査で得られた反射面と考えられるイベントやその周辺の時間変化を検出できた。しかし、地下構造/物性の変化として解釈するためには超伝導重力計の冷凍機やVERAのパラボラアンテナの振動の寄与分を分離する必要がある。従来から稼働している重力計や気象観測装置類と併せ、新たにはじめたプロファイル水分計と地震計のデータを順調に蓄積している。また、期間中2回計画している1回目の地震波探査を実施できた。一方で、それぞれの観測データを統合的に解釈するために必要な地下水シミュレーションの実行が遅れている。蓄積したデータの詳細な解析を進めるとともに、各種装置で得られた観測量間の相関関係を明らかにする。28年度が最終年度であるため、記入しない。地球物理学気象条件が厳しくアクセスに時間がかかる石垣島での観測であるが、各種観測機器によるデータを欠測なく得られるよう工夫/努力する。連携研究者との連絡/交流を密に行い、蓄積した観測データを説明する地下水変化モデルを作成する。

超伝導重力計の停電等によるトラブルが少なかったので、昨年度中にVERA石垣島観測局で液体ヘリウムの再充填作業を行わなかったため。また、昨年度同様に、石垣島への出張の際に、なるべくパック旅行を使用するなど、旅費の節約に努めたため。28年度が最終年度であるため、記入しない。出張の際には、なるべくパック旅行を使用するなど、旅費の節約に努めた。その結果、計上した経費よりも安く実施することができた。研究期間終了まで超伝導重力計観測ができるように4月中に液体ヘリウムの再充填作業を実施する。台風によるトラブルが生じた場合等、緊急時の出張旅費に使用する。また、機材の撤収等の現地作業に補助が必要な場合に、研究協力者の旅費に使用する。台風シーズンに出張せざるをえない場合など、パック旅行よりも割高な変更が効くチケットを利用する際などに使用する予定である。第2回の地下構造探査の実施時に、補助員を派遣してもらう経費にも使用する計画である。
均質化法による耐震構造形態の創成に関する研究

本研究では地震時の応答性状や構造物の耐震性指標を目的関数あるいは制約条件とし、汎用性に優れた均質化法による形態最適化過程を通じて、耐震性能的に最適な構造形態を探究・創成することを最終的な目標としている。平成6年度は、均質化法の概念を準用して位相を含めた最適形態問題を、構造材料の最適配分問題に置き換える「材料の配分最適化手法」の開発改良を進めた。構造解析過程に関しては有限要素法による定式化・プログラム開発を実施し、構造形態の最適化過程については最適性基準法を応用した最適化アルゴリズムの検討を進めた。平成7年度の研究は、上述した動的最適化問題への手法拡張に先立ち、静的最適化問題に対する多様な数値解析事例を蓄積する必要性・重要性に基づくものである。すなわち、主体構造(主要な構造要素)の周辺空間における“最適な補強構造"の生成・抽出問題に、材料の配分最適化手法を適用し、この最適化手法の検討評価を試みた。得られた主要な研究成果を要約する。1.構造形態の最適化手法としては「最適性基準法」が適用可能であり、その収束性も比較的安定していることが判明した。2.最適配分された材料の「正規化した密度濃淡図」から、最適な補強構造に関する形状のみならず位相を含めた構造形態まで、視覚的に抽出可能となった。3.事前設定した主体構造に応じて、主体構造をより有効に活用する方向にアーチ構造やケーブル構造を想起させる最適な補強構造が形成されることが明らかになった。今後は、この最適化手法を地震時の応答性状や耐震性指標を考慮しながら動的問題に拡張し、最終目標である耐震性能的に最適な構造形態の創成に関する研究を進めたい。一般に構造物の形態設計は形状パラメータを設計変数とし、地震や風などの外部環境に対する抵抗能力を確保することなど、種々の制約条件と明確な目的関数を定めた「最適化問題」に帰着する。本研究では、地震時の応答性状や構造物の耐震性指標を目的関数あるいは制約条件とし、汎用性に優れた“均質化法"による形態最適化過程を通じて、耐震性能的に最適な構造形態を探究・創成することを目的とする。平成6年度の研究は、均質化法による構造形態最適化手法において、最も重要な構成要素である「構造解析過程」および「最適化過程」の開発改良・検討評価と位置付けられる。有限要素法による構造解析過程では、静的応力解析、固有振動解析および動的応答解析に関する定式化・プログラム開発を実施し、要素分解・解析精度等の検討を終了した。また、構造形態の最適化過程に関しては、平均コンプライアンスを目的関数とする最適性規準法を選定・適用し、その最適化アルゴリズムと収束性の検討等を進めた。得られた主要な研究成果を以下に要約する。1.構造形態の最適化手法としては「最適性規準法」が適用可能であり、またその収束性も比較的安定していることが判明した。2.構造材料のレイアウト最適化結果を、“正規化した密度分布図"として表現することで、より客観的な最適構造形態の抽出方法が得られた。本研究では地震時の応答性状や構造物の耐震性指標を目的関数あるいは制約条件とし、汎用性に優れた均質化法による形態最適化過程を通じて、耐震性能的に最適な構造形態を探求・創成することを目的とした。昨年度は均質化法の概念を準用して位相を含めた形態最適化問題を、構造材料の最適配分問題に置き換える「材料の配分最適化手法」の開発改良を進めた。平成7年度の研究は、上述した動的最適化問題への手法拡張に先立ち、動的最適化問題に対する多様な数値解析事例を蓄積する必要性・重要性に基づくものである。

すなわち、主体構造(主要な構造要素)の周辺空間における“最適な補強構造"の生成・抽出問題に、材料の配分最適化手法を適用し、この最適化手法の検討評価を試みた。得られた主要な研究成果を要約する。1.最適配分された材料の「正規化した密度濃淡図」から、最適な補強構造に関する形状のみならず位相を含めた構造形態まで、視覚的に抽出可能となった。2.事前設定した主体構造に応じて、主体構造をより有効に活用する方向にアーチ構造やケーブル構造を想起させる最適な補強構造が形成されことが明らかになった。3.構造物の概念設計における構造形態の“たたき台"を過去の実績や経験によらず、この配分最適化手法のような「数理的方法」によって提案が可能となった。今後は、この最適化手法を地震時の応答性状や耐震性指標を考慮しながら動的問題に拡張し、最終目標である耐震性能的に最適な構造形態の創成に関する研究を進めたい。
動脈硬化の発生および病態に及ぼすナトリウム利尿ペプチドの影響

ナトリム(Na)利尿ペプチドであるAtrial Natriuretic Peptide(ANP)及びBrain Natriuretic Peptide(BNP)が、各種心疾患の心筋から産生・分泌され、血中に増加することが本研究者らによって明らかにされてきた。また最近、Na利尿ペプチドの一つであるC-type Natriuretic Peptide(CNP)が血管内皮細胞において産生・分泌されていることが報告された。そこで本研究においては、これらのNa利尿ペプチドが血管病変、特に動脈硬化の発生・進展にどのような影響を与えているのかを検討した。高コレステロール食にて飼育したNZWウサギの大動脈および腎動脈におけるANPとCNPによる弛緩反応は、正常ウサギに比べて低下しているが、Na利尿ペプチドの分解酵素の一つであるNeutral Endopeptidase(NEP)阻害剤の前処理により改善した。また、粥状大動脈におけるNEP活性およびNEP immunoreactivityが正常大動脈に比べ増強していることが明らかとなった。さらに、NEP阻害剤であるUK-79300の長期系経口投与により、高コレステロール食ウサギにおける粥状動脈硬化の発生が抑制されるのと同時にplasmaコレステロールの濃度が減少することが判明した。また、ANPおよびBNPは活性化好中球による培養血管内皮細胞障害を減弱させた。この機序として、ANPおよびBNPが好中球の内皮細胞への接着およびエラスターゼ放出能を抑制し、cGMPを介しおり、また好中球自身に存在するNEPによりそれらの作用が減弱することが明らかとなった。これらの研究によって、動脈硬化の発生・進展および病態生理にNa利尿ペプチドが大きく関与していることが示させた。ナトリウム(Na)利尿ペプチドであるAtrial Natriuretic Peptide (ANP)及びBrain Natriuretic Peptide(BNP)が、各種心疾患の心筋から産生・分泌され、血中に増加すると、また、Na利尿ペプチドの一つであるC-type Natriuretic Peptide(CNP)が血管内皮細胞において産生・分泌されていることが知られている。これらのNa利尿ペプチドが血管病変、特に動脈硬化の発生・進展にどのような影響を与えているかを検討した。1.変性LDLはCNPの内皮細胞からの産生・分泌を抑制することを明らかにした。変性LDLの脂質分画がその作用中心であり、特に7-ketocholesterolが重要な役割を果たしていることが判明した。CNPは血管内皮細胞において産生・分泌され血管平滑筋細胞の増殖抑制能を有することが知られている。今回の研究において、変性LDLまたはOxysteolが血管内皮からのCNPの産生・分泌を抑制することが明らかとなったが、変性DLDはCNPの産生を抑制することで血管壁細胞の増殖を増強させている可能性があり、変性LDLの動脈硬化の病態における役割が新たに判明した。2.Neutral Endopeptidase(NEP)InhibitorであるUK-79300の経口投与により、高コレステロール食ウサギにおける粥状動脈硬化の発生が抑制された。同時にプラズマコレステロールの濃度が減少することを明らかにした。NEPは、Na利尿ペプチドを初めとして、様々の血管作動性ペプチドを基質とする酵素で近年、血管内皮細胞にも存在することが明らかにされた。今回の研究においてNEP Inhibitorが、粥状動脈硬化の発生を抑制したことは、NEPが粥状動脈硬化の発生・進展に関与していることを示唆し、NEP Inhibitorが、動脈硬化の新たな予防および治療剤として確立される可能性がある。Neutral Endopeptidase24.11(NEP)は血管内皮にも存在し種々の血管作動性ペプチドを基質とし、これらのペプチドの血管への作用に影響を与えている可能性がある。

粥状硬化動脈において、NEPの基質であるC-type Natriuretic Peptide(CNP)による弛緩反応が低下していることが既に知られているが、この弛緩反応抑制機序におけるNEPの関与を検討した。【方法】普通食または高コレステロール食で飼育したNZWウサギ(雄)からそれぞれ正常または粥状硬化を有する胸部大動脈を摘出しリング標本とし栄養液中に懸垂し、等尺性張力をモニターした。phenylephrineにて収縮させた後CNPおよびsodium nitroprusside(SNP)による弛緩反応を検討した。一部の実験ではNEP阻害剤であるUK73967(Candoxatrilat;50μM)またはphosphoramidon(50μM)にて前処理した後、同様の弛緩反応を調べた。一部の大動脈組織サンプルにおいては膜分画NEP活性を合成基質法にて計測した。またCD10/NEPに対する単抗体を用い免疫組織学的に検討した。【結果】粥状硬化動脈におけるCNPによる弛緩反応の低下がNEP阻害剤であるUK73967(Candoxatrilat;50μM)またはphosphoramidon(50μM)にて前処理することにより改善した。これらのNEP阻害剤は正常動脈におけるCNPによる弛緩反応に対しては影響を与えなかった。SNPによる弛緩反応は正常および粥状硬化動脈においても正常に保たれており、NEP阻害剤で影響を受けなかった。NEP活性は正常大動脈に比し、粥状大動脈にて3.9倍に増加していた。CD10/NEPのimmunoreactivityは主に内皮細胞に認めた。【結論】粥状硬化動脈においてCNPに対する弛緩反応低下の機序として、血管壁のNEP活性が増強しCNPの局所濃度を減少させることが一つの理由として考えられた。このように粥状硬化動脈の病態生理に血管壁に存在するNEPが重要な役割を有することが明らかとなった。
パルミトイル化サイクルの意義とその基質によるシナプス伝達制御機構の解明

新規脱パルミトイル化酵素の一系統のノックアウト(KO)マウスを樹立し解析したところ、KOマウスの体重は減少傾向にあった。また、このタンパクは組織特異的な発現パターンを示し、この酵素の基質候補と考えているHRas及びNRasも脳に優位に発現していた。さらにこのタンパクは全脳において年齢に依存せず一定量発現し、年齢依存的にHRasの発現量は増加したがNRasの発現量は減少した。また、このタンパクは生後14日目と成体の各種脳領域では異なる発現パターンを示した。これらの結果から、この酵素と基質は時空間的に制御されていることを明らかにした。次に、基質タンパクの発現量及びパルミトイル化レベルを検証したところ、HRasの発現量は変化していなかったが、パルミトイル化レベルは上昇した。この結果から、生後一ヶ月の全脳においてこのタンパクはHRasのパルミトイル化レベルを制御していることが示唆された。パルミトイル化酵素DHHC2KOマウスの解析も行った。脳においてDHHC2の基質候補であるFynとCKAP4は持続的に一定量発現していたが、PSD-95は成体にかけて発現量が上昇しDHHC2の発現パターンとは逆相関した。DHHC2KOマウスにおいてこれらのタンパクをはじめとする基質タンパクの発現量及びパルミトイル化レベルを検証したが、顕著な差は観られなかった。DHHC2が抑制性神経やマイナーなポピュレーションでのみ発現している場合、たとえその細胞において基質のパルミトイル化レベルが変化していたとしても生化学的に検出することが困難であることが予想される。それゆえ、基質のCSノックインマウスで表現系が観られ、DHHC2KOマウスでフェノコピーが観られるかを検証することが正攻法である。無論、in vitroで観ている結果がartifactである可能性もあり、DHHC2の重要性は再考しなければならない。27年度が最終年度であるため、記入しない。蛋白質パルミトイル化修飾は代表的な脂質修飾であり、蛋白質の局在や機能を制御する。しかし、長年責任酵素が同定されていなかったためその生理的意義は明らかにされていなかった。私は、1)パルミトイル化サイクルの一翼を担う脱パルミトイル化酵素の同定と、2)個体におけるパルミトイル化酵素及び脱パルミトイル化酵素の生理機能の解明を目指し、今年度は以下の成果を得た。1)脱パルミトイル化酵素の同定および性状解析昨年得た6つのHRas脱パルミトイル化酵素候補群の性状解析を推し進めた。具体的には、それら候補酵素の活性中心、用量反応関係、基質特異性等を生化学的に明らかにし、各候補蛋白質の細胞内局在を明らかにした。また、ノックダウン実験により生理的脱パルミトイル化酵素の同定を行っている。2)マウス個体におけるパルミトイル化酵素DHHC2の生理機能の解明本年度はパルミトイル化酵素DHHC2および脱パルミトイル化酵素候補の一つのコンディショナルノックアウトマウスを樹立し、それらの性状解析に着手した。DHHC2ノックアウトマウスを用いて、DHHC2抗体の特異性を確認した後に、DHHC2の組織発現を検証した。パルミトイル化反応は普遍的な翻訳後修飾であるため、あらゆる組織で何れの酵素も発現していると予想されたが、DHHC2タンパク質は脳に優位に発現していることが明らかになった。また、脳内の領域ごとの発現パターンを検証したところ、生後14日目のマウス脳では、DHHC2は他のパルミトイル化酵素と異なり、大脳皮質及び海馬で強く発現していることが明らかになった。現在、脳組織に発現しているパルミトイル化基質蛋白質のパルミトイル化レベルがノックアウトマウスにおいて変化しているかを検討している。また、他のパルミトイル化酵素群との発現パターンの対比により、脳機能におけるDHHC2の役割を明らかにしようとしている。

DHHC2が抑制性神経やマイナーなポピュレーションでのみ発現している場合、たとえその細胞において基質のパルミトイル化レベルが変化していたとしても生化学的に検出することが困難であることが予想される。それゆえ、基質のCSノックインマウスで表現系が観られ、DHHC2KOマウスでフェノコピーが観られるかを検証することが正攻法である。無論、in vitroで観ている結果がartifactである可能性もあり、DHHC2の重要性は再考しなければならない。新規脱パルミトイル化酵素ファミリーの同定は、機能阻害に対する生化学的なロバストなデータが得られておらず、現在解析中のコンディショナルノックアウトマウスでHRas及び他のパルミトイル化基質のパルミトイル化レベルが変化するか、組織学的または高次脳機能レベルでの表現系が出るかを検証する。一方、パルミトイル化酵素DHHC2のノックアウトマウスの解析は順調に進んでいるため、次年度には論文投稿まで達するよう精進する。27年度が最終年度であるため、記入しない。DHHC2の時間依存的な発現パターン、組織間での発現パターンを検証した結果から、他のパルミトイル化酵素の発現パターンを調べることは非常に良い情報発信になると考えられる。そこで、今回検証していないパルミトイル化酵素のタンパクレベルまたはmRNAレベルでの発現パターンを検証する。また、パルミトイル化酵素の発現に対する空間情報を調べるために免疫組織染色及びin situ hybridizationを行う。また、DHHC2ノックアウトマウスで基質タンパク質のパルミトイル化レベルの変動があるかを検証する。同様にして、脱パルミトイル化酵素の脳内での発現パターン及びパルミトイル化基質タンパク質のパルミトイル化レベルを検証する。
不変項共有知覚に基づくマルチロボットトラッキングシステム

一般にマルチロボットは各ロボットが異なる観測視点を持つため,同一観測対象においても背景の差異によって表象の有効性は大きく変化する.本研究では,マルチロボットによる分散共有認知のフレームワークとして階層的不変項モデルを提案した.具体例として移動体の分散協調トラッキングを扱い,認識対象とその背景パタンにより,色,形状の特徴量の曖昧度を評価し,適切な表象選択を動的に行う手法を提案した.さらに,環境からランドマークを能動的に抽出し表象トライアングルを形成することで,観測対象の幾何的配置関係を動的に認識させる手法を提案した.これらをマルチロボットによる移動対象物のトラッキンングに適用し,環境内の明度変化やオクルージョンが生じる場面においてもロバストな物体追跡と認知共有化が実現できることを実験により示した.一般にマルチロボットは各ロボットが異なる観測視点を持つため,同一観測対象においても背景の差異によって表象の有効性は大きく変化する.本研究では,マルチロボットによる分散共有認知のフレームワークとして階層的不変項モデルを提案した.具体例として移動体の分散協調トラッキングを扱い,認識対象とその背景パタンにより,色,形状の特徴量の曖昧度を評価し,適切な表象選択を動的に行う手法を提案した.さらに,環境からランドマークを能動的に抽出し表象トライアングルを形成することで,観測対象の幾何的配置関係を動的に認識させる手法を提案した.これらをマルチロボットによる移動対象物のトラッキンングに適用し,環境内の明度変化やオクルージョンが生じる場面においてもロバストな物体追跡と認知共有化が実現できることを実験により示した.本年度はマルチロボットの画像認識による分散協調のための観測視点の共有化手法を開発し,移動物体のトラッキングを例に適用を行った.各ロボットが環境内の観測対象を共有しようとする場合,従来は誤認識を生じないように,マーカーを対象物に貼付するなどの措置が講じている.しかし,複数自律ロボットの協調すべき認識対象は動的に変化するため,従来手法は極めて限定的な用途に限られる.本研究では,各ロボットが自らの視点と観測対象物,およびその背景との関係の中で,色,形状などの複数特徴量から曖昧性の低い特徴量を自律的に評価・選択する手法を開発した.各ロボットの位置によって適切な特徴量は異なり,また移動体を追跡する場合,観測するロボット,移動する物体との相対位置関係によっても適切な特徴量は変化する.我々は,Ambiguityという曖昧性指標を定式化し,その指標の変動によって動的な特徴量選択を実現し,複数ロボット間の通信によって移動観測対象のロバストなトラッキングを実験的に検証した.また,ロボットが観測対象のどの範囲を自律的に認識し,関心領域(ROI)として定めるかについての一貫した方法論を定式化し,実験的にその有効性を確認した.ロボットは認識対象の特徴量だけでなく,ROIによって選択される他の環境物体との相対関係というコンテキスト情報を用いて,より高いレベルの不変項を他のロボットと共有化することができる可能性が示された本年度は,画像物体認識において色や形状について背景情報から曖昧度を評価し,曖昧度に基づき対象物体と観測ロボットの相対関係の変化により適切に特徴量選択が行われる認知システムを構築した.単にトラッキング物体の特量量だけでなく,対象物体の背景情報から,曖昧度と定常性に優れた別の対象物を能動的に選択し,これに基づいたランドマークを動的に生成するアルゴリズムを開発した.生成したランドマークは,表象トライアングルと呼ばれる3つの顕著性の高い,背景から抽出された特徴点が成す3角形で表現される.これは星座のように,明るい星を繋いで幾何情報を生成し,その相対関係として対象物の位置する領域情報が生成される.これまでの色,形状情報だけでは,突然の環境明度の変化やオクルージョンが発生した場合にトラッキング対象物を喪失してしまうが,幾何的関係性を付与することで,よりロバストな認知接続性を実現できる階層的不変項を与えることができる.実機実験により,複数ロボットの協調トラッキングが環境明度が変化したり,トラッキング対象物の一時的なオクルージョンが生じるような状況が発生しても対応可能であることが示された.最終年度は,各ロボットがそれぞれ自分にとって認識しやすい不変項と相手が理解しやすい不変項を相互に擦り合わせる分散共有知覚の実現を図る.自律分散ロボットでは,各ロボットの観測視点の違いにより,同一対象物の見え方が大きく異なるという問題が生じる.従来は,認識対象を固定する,あるいは人工マーカーなどの手段を用いることで,共有知覚に伴う問題を意図的に回避してきたものがほとんどである.本研究課題では,マルチロボットの分散協調トラッキングを例にして,人工マーカーに依存しない共有知覚の方法論を提案した.前年度までの研究では,認識対象について色や形という基本的な特徴量の有効性(曖昧度)を背景に見いだされる類似表象の認識確率という観点から評価し,ロボットが能動的に有効な表象選択を行う手法を提案した.そして,色や形といった認識対象自体に属する表象だけでなく,周辺物体との配置関係をコンテクストとした幾何的関係表象をリアルタイムで生成し,表象が環境変化によって揺らぐことがあっても不変な表象を足がかりにロバストな物体認識を維持できる階層的不変項モデルを提案した.これらは実機実験により有効性が確認された.一方,あるロボットにとって自分が認識しやすい表象は,それを共有化しようとする他のロボットにとって必ずしも認識しやすい表象とは限らない.前年度までに色や形などの基本的な表象の摺り合わせは実現していたが,幾何的関係表象に関する不変表象選択については実現できていなかった.

そこで,本年度最終年度では,例え認識しようとする物体そのものの表象について共有知覚ができない状況においても,ロボット間で自律的に幾何的関係表象の共有化を図り,それを足がかりに共有認知対象の共有知覚を実現するためのアルゴリズムを開発し,実験的に有効性を確認することができた.今後は,ロボットの移動により能動的な視点選択を行い,ビジョンだけでなく音声情報などのマルチモーダルな認知共有を実現していく.その予備的な実験も成功している.当初計画したシステム構築と実験はおおむね順調に達成し,学術論文に投稿できた.投稿済み学術論文の内は1本が条件付き採択の結果を得ている.24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は,昨年度までの階層的不変項モデルの精緻化進める.画像処理に基づく認識対象物が現段階では比較的認識が容易な物体を扱っていたが,実環境認識の性能を一段と向上させる.また画像だけによる分散共有知覚だけでなく,視聴覚統合による分散共有知覚を視野に入れた研究を進める.24年度が最終年度であるため、記入しない。
カクテルsiRNA気管内投与による間質性肺炎治療の基礎研究

間質性肺炎治療のために、炎症、線維化に関わるIL-13受容体(IL13Rα2)とTGF-β1発現を抑制するラットsmall interfering RNA(siRNA)を設計した。siRNAとその細胞導入効率を高めるatelocollagenを混合し、病態モデルラットに肺噴霧投与したところ、炎症、線維化が抑制された。また培養細胞でmRNA抑制効果を有するIL13Rα2のヒト・ラット共通配列siRNAの設計に成功した。ブレオマイシンによる肺線維化モデルラット評価系構築のために、肺線維化誘発剤のブレオマイシンをラットの気管内に投与した。ラット(8週齢)にブレオマイシン(0,5mg/kg,n=3)をラット用噴霧スプレー(Penn century社製)で気管から肺へ投与し、間質性肺炎を発症させた。体重測定/経過観察を行い、ブレオマイシン投与から1週間後または3週間後に解剖、肺胞洗浄、肺重量測定、病理組織学的解析を実施した。1週間後、3週間後ともにブレオマイシン無処置群に比較して肺重量/体重比は明らかに増加し、HE染色した肺組織標本でも顕著な線維化/炎症化を確認できた。1週間後の肺胞洗浄中の白血球数、好中球数、肺組織のミエロペルオキシダーゼ活性がブレオマイシン処置群でいずれも顕著に増加がみられ、線維化/炎症化評価系を確立できた。また、siRNAの分子ターゲットとしては線維化に深く関与しているTGF-β1、IL-13及びその受容体等を候補とし、それぞれ3種類のsiRNAを設計した。realtime-PCR法によりラットマクロファージ細胞株等への遺伝子のサイレンシング効果を確認できた。肺局所噴霧投与が全身投与に比ベリスクベネフィットバランスがどの程度向上し、投与量軽減がどの程度可能かをデキサメタゾン等のステロイド製剤を用いて確立したラットモデルで評価している。細胞へのsiRNA導入にはDDSはアテロコラーゲン等を使用し、siRNAとDDSとの混合比率等の処方条件検討後にステロイドに引き続いて、siRNAのラットモデルでの評価を行う計画である。1.間質性肺炎疾患モデルを用いたステロイド評価研究間質性肺炎治療に多用されるステロイドについての肺局所噴霧投与の有用性をブレオマイシン(BLM)誘発肺線維化ラットモデルにて評価した。血中で長期安定なデキサメタゾン(DEX)と投与部位限定的な有効性を示すブデゾニド(BUD)との有効性と毒性を比較検討した。SDラット(雌、9週齢)にBLM(5mg/kg)を肺局所噴霧投与し、その翌日から1日おきに3回、BUDまたはDEXを0.2mg/kgとして肺局所噴霧投与した。BLM投与から1週間後に解剖して臓器重量測定、肺胞洗浄等を実施し、生化学的、病理学的検討等により肺線維化抑制効果を評価した。炎症及び繊維化に対する抑制効果は概ね同程度であったが、体重、脾臓、胸腺重量の低下がDEX投与群のみに顕著にみられた。有効性/毒性バランスとしてはDEXよりもBUDの方が良好であることが示された。(論文投稿中)2.新規肺線維化抑制siRNAの評価TGF-β1、IL-13受容体2種類(IL13Rα1、2)を標的としたsiRNA(ラット配列)を設計し、ラット培養細胞におけるmRNA抑制効果を確認した。この3種類のsiRNAについて1.と同様にBLM誘発肺線維化ラットモデルにて有効性及び毒性を評価した。siRNAとその細胞導入効率を高めるDDSであるアテロコラーゲンを混合し、3種類のsiRNAともに30μg/100μLとして1日おきに3回肺へ局所噴霧投与した。TGF-β1及びIL13Rα2のsiRNA投与群において、炎症抑制及び繊維化抑制効果が示されかつ特段の毒性もみられなかった。IL13Rα2について、ヒトとラットとの共通配列siRNAを4種類設計し、そのうち3種類にてヒトとラットのIL13Rα2高発現培養細胞における十分なmRNA抑制効果を確認できた。今後上記ラットモデルにて有効性を示した後に特許申請を行う予定である。
ビスホスフォネートが骨の力学的強度に与える影響について

雌老化促進マウス86匹(SAM-R/1 41匹、SAM-P/6 45匹)を用い、12、24、36、48、60、72週齢において左大腿骨を摘出し、DXA(DCS-600:アロカ)にての骨密度の測定、力学試験機(AG25TD:島津)を用いた3点曲げ破壊試験、および大腿骨断面構造の計測を行った。骨密度は両系とも36週齢をピークに以後減少した。各週齢で両系間の有意差を認めなかった。力学試験の結果は12週齢では剛性がR/1よりP/6が高値であったが、最大変位、破断強度、Toughnessは低値であり、R/1よりP6が硬いががもろい骨であることを示唆していた。36週齢および48週齢では力学的パラメターの差を認めなかった。72週齢ではR/1とP/6は剛性が同程度であるが、最大変位が低値となり破断強度、Toughnessが減少し骨は力学的に脆弱となっていた。36週60週では平均皮質骨厚に差はないが、断面積および断面二次モーメントはR/1よりP/6が有意に高値を示し、破断強度はR/1とP/6で有意差がなく、P/6の力学的強度が保たれていた。すなわち、P/6が36週60週においてperiosteal expansionを発現しており、骨脆弱性の代償機構の存在を示唆していた。しかしこの代償機構も72週までは維持できなかったため、急激な骨強度の低下を来したと考えられた。老化促進マウスは自家繁殖させ実験に供しているため、個体数が充分ではなく、ビスホスホネート投与後の標本はまだ得られていない。今後標本が得られ次第、骨塩定量・力学試験を施行する予定である。
MRIを用いた小児期の脳脊髄液動態の解析と臨床応用

今年度は、cine phase-contrast MRIで得られる流量が実測流量と一致することをファントムで確認の上、まず中脳水道で、心拍動に同期する脳脊髄液の流速を測定する撮像条件の最適化を図った。面積の小さい部位での流速の測定精度をあげるために撮像範囲を小さく、マトリックスを大きくして空間分解能を上げ断面内のpixel sizeを0.63×0.63mmとして、中脳水道の占める領域が最小でも複数のpixelになるように条件を設定した。同時に、断面の厚さを4mmと薄くすることで測定誤差の軽減を図った。次いで、広い年齢層にわたる健常小児22人(8か月から9才)を対象として、実際に上記の条件で撮像し脳脊髄液の動態解析を行った。得られた画像を既存のワークステーションに転送し、解析ソフトを用いて中脳水道の流速、時間的流速波形および流量を解析した。さらに試験的に4人の交通性水頭症児の脳脊髄液の動態解析も行った。その結果、健常小児の中脳水道のピークの流速、時間的流速波形および1心拍の流量は年齢によらずほとんど一定であった。一方、水頭症児では全例で、ピークの流速および1心拍流量が正常範囲(平均+2SD)を超えていた。これは成長に伴って頭蓋内コンプライアンスが多少変動しても、その変化は中脳水道の流速や流速パターンには反映されないが、他方、交通性水頭症では、頭蓋内コンプライアンスの減少が異常に大きいことを示唆している。今後さらに健常者と交通性水頭症児のデータを蓄積し、頭蓋内コンプライアンスの変化と中脳水道の脳脊髄液動態との関係を確立する必要がある。また、心拍動に同期する脳脊髄液の流速を頭蓋底でも測定し、より直接的に、頭蓋内コンプライアンスと脳脊髄液動態との関係を明らかにする必要がある。
植物病原細菌の化学物質による感染行動制御機構の解析

植物病原細菌Pseudmonassyringaeには45前後の走化性センサータンパク質(mcp)遺伝子が存在しており、多くの化合物に対して走化性応答を示す可能性が高い。まず、高い運動能を有するP. s. pv. tabaci 6605がカイネチンなど10の化合物に対し正の走化性を示すことを明らかにした。次に植物病原性Pseudomonadに特有な27mcp遺伝子について、各欠損変異株を作出したところ、mcp4, mcp15b, mcp24の欠損変異株ではカイネチンに対する応答性が低下した。これらの遺伝子のコードするMCPはカイネチンに対するセンサータンパク質である可能性が示唆された。走化性試験法を確立するために、Pta 6605を前培養後、集菌のための遠心条件、再建濁の緩衝液の組成やpHなどを検討し、まず、正の走化性を示すと予測した酵母抽出液やカザミノ酸に対する走化性を観察した。その結果、適切な菌調整法を得たので、次にアミノ酸、有機酸、植物ホルモンや植物二次代謝産物などに対する走化性を解析した。その結果、一部の有機酸に対する非常に強い正の走化性や、一部の有機酸や植物ホルモンに対するやや強い走化性を観察した。Pta 6605のドラフトゲノムシークエンスと全塩基配列が確定済みのP. syringaepv.pahaseolicola 1448Aや、pv. tomato DC3000、pv.syringae B728aのゲノム解析からPta 6605では少なくとも45個のmcp遺伝子が存在することが判明した。今年度はこのうち、緑膿菌には存在しないmcpを特定し、それらを前後の配列とともにクローニング後、合計20のmcp遺伝子について、mcpの読み枠部分のみを選択的に欠損させる変異株の作出に成功した。タバコ野火病菌Pseudomonassyringae pv. tabaci 6605 (Pta 6605)のドラフトゲノムシークエンスと全塩基配列が確定済みのP. syringae pv.pahaseolicola 1448Aや、pv. tomato DC3000、pv.syringae B728aのゲノム解析からPta 6605では少なくとも45個の走化性センサータンパク質遺伝子(methyl accepting protein (mcp)遺伝子)が存在することが判明している。このうち、近縁の動物病原細菌である緑膿菌には存在しないmcpを27遺伝子特定し、それらを前後の配列とともにクローニング後、それぞれの遺伝子内部を欠損させた27種類の変異株作出に成功した。一方で、Pta 6605の野生株を用いて各種化合物に対する走化性を解析した。その結果、Pta 6605はカイネチンなど10の化合物に対し正の走化性を示したが、酢酸など4つの化合物に対しては走化性を示さなかった。次に、正の走化性を示したカイネチンに対し、各種mcp変異株の応答を解析したところ、mcp4, mcp15b, mcp24の各変異株ではカイネチン応答が顕著に低下した。mcp4, mcp15b, mcp24の各変異株は酵母抽出物に対しては野生株と同様な正の走化性を示したことより、MCP4, MCP15b, MCP24がカイネチンに対するセンサータンパク質である可能性が示された。また、mcp変異株の中でmcp6, mcp8, mcp9の各変異株では様々な走化性誘因物質に対し野生株より高い走化性を示した。このことは特定のMCPの欠損が、べん毛合成能や他のmcp遺伝子の発現増高等を引き起こす可能性を示唆している。本研究により予定していた全てのmcp欠損変異株を作出し、走化性誘因物質を特定できたため、予定していた走化性研究基盤を構築できた。走化性試験法の確立に向けて、キャピラリー作成に必要なプーラーや顕微鏡にセットするマニピュレーター、カメラを購入した。また、走化性研究者のラボを訪問して、Pta 6605を用いた研究システムの確立を達成することができた。Pta 6605の野生株を用いていくつかの化合物に対して走化性試験を実施したところ、特に強い走化性を示す有機酸を始め、いくつかの誘因物質を同定した。一方、それらの誘因物質の受容体であるMCPを同定するため、Pta 6605のゲノム情報から20個の植物病原細菌特異的mcp遺伝子を同定し、それらを欠損させた変異株の作出に成功した。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と判断した。植物病理学

平成26年度に作出した20種類の異なるmcp欠損変異株を用い、Pta 6605が強い走化性を示すことが判明した有機酸や植物ホルモン等の化合物に対する走化性を検証し、有機酸あるいは植物ホルモンに対するMCPの同定を試みる。もし、特定の化合物に対する走化性が低下した変異株が特定できたならば、その変異株のタバコに対する病原力を検証する。されに野生株を用いて、平成26年度に未解析の化合物に対する走化性を検証するとおもに、タバコなどの植物抽出液や浸出液に対する走化性も検証する。