hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
異性化戦略に基づく1,2-cis アミノ糖含有糖鎖合成

グリコシル化反応において、1,2-cisアミノ糖の立体選択的合成は、いまだ解決されていない問題である。2位アミノ基と3位水酸基をカーバメート基で保護すると、弱い酸性条件においてアノマー炭素とO5-酸素の間で切断されるエンド開裂反応がおこり、1,2-cisグリコシドを与えることを見出していた。本反応を生理活性を持つ1,2-cisアミノ糖構造を含む糖鎖の合成に展開することを目的としてmycothiolの合成を行なった。あわせてN-アセチル2,3-transカーバメートを持つ糖供与体を用いる直接グリコシル化法と異性化法について収率と選択性の比較を行なった。生合成阻害が抗結核菌治療のターゲットとして期待されているmycothiolの合成を申請者が独自に見出したエンド開裂反応を用いた異性化反応を用いて完了した。mycothiolは、1,2-cisアミノグリコシド結合を有しており、エンド開裂反応を合成的有効性を示すことが全合成を通して可能となる。エンド開裂反応により、既存の1,2-transグリコシド結合を1,2-cisグリコシド結合へと変換することが可能である。イノシトールをベンジル基で適宜保護し、光学分割を行った。1,2-transグリコシドを合成することを目的として、2位アミノ基をフタルイミド基、水酸基を適宜保護したアミノ糖を糖供与体、保護イノシトールを糖受容体としてグリコシル化を行った。得られた1,2-transグリコシドの保護基を変換し、N-アセチル2,3-transカーバメート基を導入した後、酸性条件において異性化反応を行った。異性化反応において完全に1,2-cis体へと変換された。さらに、システイン部の導入、脱保護を行い、mycothiolを得た。本合成により、容易に数百mg単位でのmycothiolの合成を行うことが可能となった。また、N-アセチル2,3-transカーバメート基を持つ糖供与体の保護イノシトールへの直接1,2-cis選択的グリコシル化反応を行い、エンド開裂反応による異性化反応との効率の比較を行った。申請時の合成目的化合物のひとつであるmycothiolの合成を完了できた。同時にエンド開裂反応の生理活性糖鎖の合成においての有用性を示すことができた。1,2-cisアミノ糖の選択的合成は、困難なグルコシル化反応のひとつである。申請者は、N-アセチル-2,3-カーバメート基を導入することにより、アノマー炭素と環内酸素との間で結合が切断され、再環化がおこり、エンド開裂反応がおこることを見出している。エンド開裂反応により、β-グリコシドがα-グリコシドへと完全に異性化する。本研究においては、エンド開裂反応をもちいて、1,2-cisアミノ糖構造を含む生理活性をもつ糖鎖を合成することを目的としている。結核治療のターゲットとしてmycothiol生合成経路の阻害が探索されている。mycothiolは、イノシトールにN-アセチルグルコサミンが1,2-cis結合をした構造を含む。昨年度、エンド開裂反応を用いてβ-グリコシドからの異性化反応を用いてmycothiolの効率的合成を行うことができることを明らかにした。今年度は、海外からのmycothiolに関する共同研究の要請に応えるため、mycothiol、及び、誘導体合成に着手した。さらに、1,2-cisアミノ糖を持つ生理活性糖鎖としてグリコシルホスファチジルイノシトールの基本骨格や細菌の細胞壁に存在する糖鎖の合成を進めている。グリコシルホスファチジルイノシトール合成に関しては、イノシトールの選択的保護を終了した。細菌の細胞壁に存在する糖鎖については、糖ユニットの合成について進行中である。研究計画当時の合成ターゲットのひとつであるmycothiolの合成が完了し、さらに誘導体を用いた共同研究にも発展しつつある。さらに他の合成目的物についても確実に合成が進んでいる。エンド開裂反応が生理活性を持つ糖鎖の合成に有用であることが示された。さらに、エンド開裂反応を用いた1,2-cisアミノグリコシドを含む生理活性を持つ糖鎖についての合成を行う。論文発表により海外からmycothiolとその誘導体の供給についての依頼があった。mycothiol生合成関連酵素とのX線結晶構造解析を行うためのmycothiolの合成供給と誘導体合成を行う。さらに、グリコシルホスファチジルイノシトールの基本骨格や細菌の細胞壁に存在すつ糖鎖の合成についても引き続き行う。有機化学、糖化学研究の迅速化のため、輸入を要する試薬を使用する計画としていたが、欠品であったため、合成したため、予定よりも消耗品経費が少なくなった。初年度に使用予定であった海外からの輸入試薬について、欠品であった。

そのため、初年度の消耗品経費が予定よりも少なくなり、そのまま、持ち越されている。欠品試薬については、合成することにより、補った。平成28年度に国際学会での発表を準備しており、その旅費として充当する予定である。共同研究のためのサンプル送付代や機器使用料に使用予定である。
高齢者介助のための人とロボットとの協調行動に関する研究

高齢者介助ロボットの開発として、本研究では自律移動ロボットの開発研究を行ってきた。本年度は、市販の高齢者向け電動車をベースとした自律移動ロボットシステムのプロトタイプ(全長1.2m×全幅0.7m)を完成させた。完成したロボットシステムの性能は、以下の通りである。搭載しているパーソナルコンピュータ(Cyrix MMX233Hz,32MB)には、16chパラレル出力モジュール、32chパラレル入力モジュール、8chD/A変換モジュールが装着されている。ロボットの車速は、1.06.0km/hまでを希望車速の±0.2km/hの範囲で設定可能である。実用上、特に介助を目的としていることから、通常の走行は設定最低車速1.0km/hとしている。前輪は左右約40度までの回転が可能で、前後進との組み合わせにより、ロボットの移動行動を構成する。コンピュータに装着されている32chパラレル入力のうち28chは各種センサからの入力を受け取ることができる。現システムでは、超音波距離センサ1モジュール、赤外線遮光センサ2モジュール、そして3×4キーボードが装着されている。超音波距離センサ前輪回転軸に設置しており、進行方向にあたる目標までの距離を計測し、移動量を制御するための指標にしている。赤外線遮光センサは、ロボット上部に設置した赤外線発信源をランドマークにして、ロボット自身の移動範囲を規定している。3×4キーボードは脱着式で、キーボードを通して手動でロボットの前後進、左右転回を制御するためのモジュールである。介助ロボット研究の一環として、視覚障害者を対象にした歩行補助器における環境情報の呈示方法について検討を行ってきた。触覚への情報呈示装置(触覚ディスプレイ)の開発を行い、この程単一のPZT振動子を用いた変調波振動による触覚ディスプレイに関して学術論文をまとめた。本年度は、市販の高齢者用電動車をベースに、自律型移動ロボットシステムの開発を行ってきた。研究の進行状況は以下の通りである。ロボットに搭載するセンサ部の開発を、視覚障害者のための歩行支援システムに関する研究の一部として行った。開発したセンサシステムは、1つの超音波発信器を中心に、その周囲(上下左右)に4つの超音波受信器を置く構造にした。特定の目標物体に対する方向と距離を同時計測することが可能なシステムである。このセンサシステムをロボットに搭載することにより、ロボットは目標物(人)との距離を常時計測することができる。センサ部は、ステッピングモータにより上下左右に旋回し、特定の目標物へ常に超音波を照射し続け、追跡する機能を有する。本研究では、このセンサシステムにより計測されるロボットと人との距離を指標に、人の行動を拘束することなく、また、人にストレスを与えずに、人の行動に追従する行動、いわゆる「人に寄り添う」行動の計画手法を検討していく。移動ロボットシステムの開発としては、市販の高齢者用電動車にノート型パーソナルコンピュータ、上記のセンサシステムを搭載し、自律走行へ向けて開発を進めている。本システムは市販車がベースになっているため、人の搭乗も可能である。パーソナルコンピュータにより走行を完全に制御していることから、障害者向け電動車として障害の状況に応じた転用も容易である。今後、本システムに通信機器を搭載し、多角的に環境情報を収集する機能を付加するとともに、複数ロボット間で環境情報を共有する協調行動の計画へと繋げていく予定である。
有機ナノ構造体の炭素変換に関する研究

有機ナノ構造体の炭素変換に関する研究として以下を行った。1γ-シクロデキストリンのナノからミクロンレベルの立方体結晶であるシクロデキストリンマイクロキューブを原料とし、炭素か前に化学ドープあるいは架橋処理を行うことで、形態を維持維持した炭素変換を可能にし、ミクロ孔性炭素が得られることを見出した。2ミセル化法を利用したヒドロキシエチルセルロースとリグニン複合ミクロ微粒子を調製し炭素変換することでミクロ、メソ、マクロ孔を持つ高比表面積な階層構造化炭素材料を得ることに成功した。3セルロースの微粒子水熱炭を調製し、賦活と炭素化を行い高比表面積な階層構造化炭素材料を得ることに成功した。炭素化原料となる出発原料のナノミクロン形状有機原料の調製とその形状維持炭素化、ならび炭素化物の基礎評価を行うことを目的に以下の研究を行った。(A)木質起源物質としてセルロース類を用いて炭素化時の収率向上と微細構造体の成形性向上を目的に、芳香族誘導体の添加効果を検討した。リグニン関連モデル物質であるバニリンやヒドロキシベンズアルデヒドなどを添加剤として用い、TG / DTA解析を中心に炭素化収率向上に寄与する添加剤を検討した。添加剤効果は、焼成炭素化だけでなく水熱炭素化においても検討した。(B)ミクロポーラス共役ポリマー、共有結合性有機構造体(COF)などの芳香族ユニットから構成された多孔性ポリマーの合成を検討した。共役系高分子としてビナフチル骨格を直接結合、間に三重結合を挟んで結合したポリマーを合成したがミクロポーラスにはならず、炭素化時にのみミクロ孔性となった。また比表面積が3000 m2/g以上のポリ(テトラフェニルメタン)(Benら、Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9457)を有機ナノ構造体として炭素化原料に用いる研究も行った。種々の条件でポリフェニルメタンを炭素化して表面積の大きな多孔性炭素を作ろうとしたが1200m2/g程度以上には至らなかった。さらにポリテトラフェニルメタンにトリアジン構造を導入したポーラスポリマーを合成し、その炭素化を行い含窒素ポーラス炭素の調製を検討した。他に含窒素炭素を設計合成するため、メラミンと芳香族アルデヒドを縮合重合させたポリマー合成とその炭素化物の物性検討を行った。(C)ナノミクロキューブ形状のシクロデキストリン構造集積体を調製し、表面架橋処理を施し形状維持炭素化を種々検討した。炭素化物はミクロ孔性炭素になった。また、炭素化物をTEMを用いて観察を行た。有機ナノ構造体の炭素変換に関する研究として、シクロデキストリンマイクロキューブの炭素変換とセルロースーリグニン複合体のの微粒子化とその賦活過程を含む炭素変換、セルロース水熱炭化による微粒子化と多孔性炭素化に関して検討を行った。シクロデキストリン水溶液をアセトン中に加えることにより微結晶化させて得られたシクロデキストリンマイクロキューブを真空乾燥し、ジカルボン酸塩化物等を表面水酸基と反応させると、ナノレベルで表面が立方体形状に微細分割化が起ることを見出した。これらの微細化したマイクロキューブを900°Cまでアルゴン雰囲気で昇温処理を施し、原料形状を維持した炭素化物の調製を行い、その表面解析を行った。これらの炭素はミクロ孔性炭素であった。ヒドロキシエチルセルロース、リグニン、水酸化ナトリウムをミセル化法により複合微粒子化し、炭素化することで微粒子形状を維持して炭素化されかつ炭素化時にアルカリ賦活化が進行し、ミクロ、メソマクロ孔が発達した炭素を調製することに成功し、その硫酸水溶液中での電気キャパシタ特性を検討した結果、高い電気二重層容量値を示すことがわかった。セルロースミクロ結晶性粉末、セルロースナノファイバー水分散液を用いて220°Cで水熱炭化反応を行い、ミクロンレベルの微粒子上炭化物を得た。これらを炭素化、リン酸賦活処理を逐次施すことで、比表面積が2000m2/g以上を示す階層構造を持つ多孔性炭素を調製することに成功した。テトラフェニルエタンとビナフチル構造を有するミクロポーラスポリマーを合成し、その炭素化反応によるミクロポーラスカーボンへの物質変換の検討を行った。乾燥と架橋反応を利用したシクロデキストリンマイクロキューブの表面微細構造化という現象を見出して、その形状維持炭素化をおこなってきたが、新たに発生させた微細構造を炭素化物のミクロメソポア(ナノ空間)として活かすことに現在のところうまく成功していない。木質物質であるリグニンやセルロース、ならびその誘導体を利用した微粒子形状化した炭素化原料の調製とその炭素化によるミクロ、メソ、マクロ孔領域の階層構造を有する多孔性炭素の調製を、ミセル化法と水熱炭化法を用いて検討して、比表面積が2000m2/g程度かつメソ孔容量の大きな多孔性炭素の調製を実現し、順調に研究が進行していると判断できる。ミクロポーラスポリマーは炭素化時に構造変化を伴いそのナノ構造を直接炭素化時のナノ構造に反映することは難しい状況である。有機ナノ構造体の炭素変換に関し、1γシクロデキストリンマイクロキューブを原料とした形状維持炭素変換、2ミセル化法を利用したセルロースとリグニン複合ミクロ微粒子の炭素変換、3セルロースの水熱反応を利用した炭素変換に関する研究を行った。

シクロデキストリンマイクロキューブは通常の昇温炭素化では溶融し、無孔性の炭素となるが、原料をヨウ素ドープ処理したり、ジイソシアナート等による表面水酸基との反応を利用し架橋し、1°C毎分の低速昇温を行った場合に、ほぼ原料のミクロキューブ形態を維持した比表面積1000m2/g程度のミクロ孔性炭素となることが分かった。表面を架橋材の種類により、炭素化時の形状維持されやすさと表面の滑らかさは異なるが、生成炭素のミクロ孔性と比表面積に大きな違いはなかった。水溶性ヒドロキシエチルセルロースとアルカリリグニンをアルカリ水溶液に溶解し、界面活性剤を加えて適当な有機溶媒と混合することで、複合物の逆ミセルを形成させ、そのミセル液をアセトン中に加え沈殿させることで、ミクロンサイズのセルロースーリグニン複合物微粒子を形成させることができた。この複合物微粒子を900°Cで昇温炭素化させることで、アルカリ賦活もおこり、15002000 m2/gの表面のミクロ孔と粒子間隙に由来するメソマクロ孔もつ階層構造炭素材料を調製することに成功した。セルロース分散水溶液をオートクレーブ中220°Cで水熱反応を行うことにより、ミクロンサイズの微粒子水熱炭化物が得られる。これを450°Cでリン酸賦活処理、900°Cの焼成炭素化処理をおこなうことにより、2000 m2/g程度の比表面積を持つミクロ孔とメソマクロ孔の階層構造をもつ炭素を得ることができた。これらの階層構造多孔性炭素は、1M硫酸中、0.1A/gの電流密度で300 F/g前後の電気二重層容量(3電極式)を示すことが確認できた。有機ナノ構造体の炭素変換に関する研究として以下を行った。1γ-シクロデキストリンのナノからミクロンレベルの立方体結晶であるシクロデキストリンマイクロキューブを原料とし、炭素か前に化学ドープあるいは架橋処理を行うことで、形態を維持維持した炭素変換を可能にし、ミクロ孔性炭素が得られることを見出した。2ミセル化法を利用したヒドロキシエチルセルロースとリグニン複合ミクロ微粒子を調製し炭素変換することでミクロ、メソ、マクロ孔を持つ高比表面積な階層構造化炭素材料を得ることに成功した。3セルロースの微粒子水熱炭を調製し、賦活と炭素化を行い高比表面積な階層構造化炭素材料を得ることに成功した。木質系物質からは200250°Cの条件での水熱炭化による均一微粒子化の検討を進めており、原料の選択、添加剤効果を含め、現在基礎データを集めている段階である。一方予備的に開始した水熱炭化物の形状維持炭素化は問題なく進行し、900°Cの炭素化でミクロ孔が形成されることを確認するなど、基礎データの蓄積を行っており、階層的多孔構造やヘテロ原子含有炭素をえるための有用な材料となると判断できた。順調な研究進行状況と判断する。また新しい炭素化用バイオマス原料の候補も見つかり新たな展開が期待できる。炭素化に適した共役系ミクロポーラスポリマー原料の新規合成には成功していない。再度分子設計を行い有効なナノ空間を持つポリマー材料の開発を検討する。その一方、炭素化原料候補の有機ナノ構造体であるポリテトラフェニルメタンCOFは、誘導体も含めある程度調製でき、構造維持・反映炭素化の検討を開始している。シクロデキストリンマイクロキューブの調製と架橋反応等による誘導体化による形状固定・強化は順調に研究が進行している。
軟骨および性分化におけるSOX9の機能未知の標的遺伝子の同定と機能の解析

ChIP-seq解析により得られたゲノムワイドなSOX9の結合領域情報と、RNA-seq解析による遺伝子プロファイルを統合的に解析し、さらにデータベースを利用することで軟骨および性分化における機能未知の標的遺伝子を同定した。また、先行研究で同定したDhhの制御領域について詳細に解析し、SOX9とNR5A1(Ad4BP1/SF1)が発現制御に関わることと、その結合領域を同定した。これらの結合領域を欠損する遺伝子改変マウスを作製して解析すると、Dhhの発現が約4割減少していた。これらの結果から、SOX9とNR5A1が協調的に働き、精巣形成時におけるDhhの発現が制御されていることを明らかにした。ChIP-seq解析による先行研究により、軟骨および性分化でのSOX9の標的遺伝子候補を同定している。本研究は、1.ChIP-seq解析により得られたSOX9の軟骨および性分化における標的遺伝子候補の中で機能未知遺伝子に着目して、新たな機能因子を明らかにする、2.先行研究で同定したDhhを含めた新規標的遺伝子のin vivoでの発現におけるSOX9の重要性について解析する研究である。平成26年度は、1.胎生期の肢芽のSOX9発現細胞、セルトリ細胞のマイクロアレイデータをGEO(Gene Expression Omnibus)から取得して、ChIP-seqデータと組み合わせて解析を行い、それぞれ144、46の有力な標的遺伝子候補を同定した。これらの中で、Gene OntologyのBiological Processが定義されていない、軟骨では34、セルトリ細胞では16の遺伝子を機能未知遺伝子として同定した。2.先行研究で得られているDhhの制御領域について、培養細胞を用いた詳細な解析を行い、SOX9の結合領域を同定した。この結合領域のDhhの精巣形成時における発現への重要性について解析を行うため、この結合領域を欠損する遺伝子改変マウスをTALENによるゲノム編集技術により作製した。このマウスを解析した結果、Dhhの発現への影響は観察されなかった。そこで、精巣形成時において、SOX9と協調して働くNR5A1(Ad4BP1/SF1)について培養細胞を用いた検討を行い、Dhhの発現制御においてSOX9と協調して働いていること、および、詳細な結合領域を同定した。このNR5A1およびSOX9の結合領域を両方欠損した遺伝子改変マウスを作製、解析を行った結果、野生型のマウスに比べて、胎生期の精巣で約4割、Dhhの発現が減少していた。これらの結果から、SOX9とNR5A1が協調的に働き、精巣形成時におけるDhhの発現が制御されていることを明らかにした(論文投稿準備中)。本研究は、1.ChIP-seq解析により得られたSOX9の新規標的遺伝子候補の中で、新たな機能因子を明らかにする、2.先行研究で同定したDhhを含めた新規標的遺伝子のin vivoでの発現におけるSOX9の重要性について解析する研究である。平成27年度は、1.軟骨細胞でCreを発現するCol2-CreマウスとCreが発現する細胞でレポーター遺伝子を発現するRosa26 reporter(R26R)マウスを交雑させて作製したマウスと、セルトリ細胞でレポーター遺伝子を発現するSRY-GFPマウスを用いて、それぞれ、胎生期の軟骨細胞、セルトリ細胞を単離した。これらを試料としてRNA-seq解析を行い、それぞれの細胞で高発現する遺伝子を同定した。このRNA-seqデータとChIP-seqデータとを組み合わせて解析を行い、それぞれ325、32の有力なSOX9の標的遺伝子候補を同定した。これらをさらに、Gene Ontology解析することで、軟骨で9、セルトリ細胞で3の機能未知の標的遺伝子候補を同定した。2.平成26年度に作製したDhhの制御領域内のSOX9の結合領域および、精巣形成時において、SOX9と協調して働くNR5A1(Ad4BP1/SF1)の結合領域を欠損した遺伝子改変マウスを詳細に解析した。野生型のマウスに比べて、SOX9とNR5A1の結合領域を両方欠損させたマウスの胎生13日の精巣ではDhhの発現が約4割減少していた。しかし、出生直後の精巣ではその発現に差異が無く、成体では大きな表現型は観察されなかった。これらの結果は、SOX9とNR5A1は胎生期のDhhの発現において協調的に働くことで促進していることを示しているが、発現の維持においては必須では無いことを示している(論文投稿準備中)。1.先行研究で得られたSOX9の軟骨および性分化における標的遺伝子候補のうち、機能未知遺伝子に絞って詳細なin silicoの解析を行い、それぞれの分化における新たなSOX9の機能未知の標的遺伝子を同定する計画は達成できている。しかし、計画では平成26年度中に、これら解析対象をin situ hybridizationによる解析により発生の各段階においてSOX9との時空間的な発現との同期性について解析することで選別し、TALENにより選別した遺伝子のノックアウトの作製を開始する計画であったが、遅れている。

2.先行研究で得られているDhhの制御領域について、SOX9の結合配列を欠損した遺伝子改変マウスを作製し、そのin vivoでの発現におけるSOX9の重要性について解析する計画は達成できている。しかし、この遺伝子改変マウスはDhhの発現に大きく変化がなかったことから、新たにNR5A1がDhhの発現制御においてSOX9と協調して作用するか調べ、協調作用が確認できたため、このNR5A1およびSOX9とNR5A1の結合領域を両方欠損した遺伝子改変マウスを作製して解析する実験を追加した。これらの遺伝子改変マウスの解析は終了しており、Dhhの制御領域内の解析については計画通り達成できている。分子生物学1. SOX9の機能未知の新規標的遺伝子候補について、いくつかの発生段階のマウス胚を試料とした組織切片でin situ hybridizationを行い、発生におけるSOX9の発現時期、発現細胞との同期生や特異性を元に選別し、ノックアウトマウスを作製してin vivoでの機能を解析する。ノックアウトマウスの作製に際しては、TALENよりも迅速、簡便かつ効率的にゲノム編集が行えるCRISPR/Cas9システムを使用してノックアウトマウスを作製することに変更し、研究期間内での作製、解析を可能にする。このシステムでの遺伝子改変マウスの作製技術はすでに導入しており、未報告のものも含め複数の遺伝子改変マウスの作製に成功している(Inui M et al., Sci Rep 2014)。作製した遺伝子改変マウスの表現型を詳細に解析し、軟骨および性分化の新たな機能因子を同定する。2. 1の解析で得られた軟骨および性分化の新たな機能因子についてはChIP-seq解析データを元に詳細なSOX9の結合領域を推測し、LacZレポーター遺伝子を用いたトランスジェニックマウスの解析によるin vivoレポーター・アッセイにより軟骨および性分化時における発現制御領域を同定する。これらの解析により同定した制御領域は、Dhhの制御領域ではSOX9の結合領域のみの欠損では大きな発現の変化が見られなかったことから、制御領域全体を欠損する遺伝子改変マウスを作製し、in vivoでの発現に重要であるかについて検討する。この遺伝子改変マウスにおいてもCRISPR/Cas9システムを利用するが、未報告のデータで、すでに500bから1kbの領域を欠損するマウスの作製に成功している。昨年度に計画していた新規SOX9の機能未知標的遺伝子のin situ hybridizationによる遺伝子発現の解析およびTALENによるノックアウトマウスの作製の実験が計画の遅れにより実施できず、次年度使用額が生じた。昨年度に実施できなかった新規SOX9の機能未知標的遺伝子のin situ hybridizationによる遺伝子発現の解析およびTALENによるノックアウトマウスの作製の実験に使用する。
線虫の胚発生過程における細胞配位の定量的解析

本研究の目的は、線虫(主としてC.エレガンス)の初期胚発生過程を時間的・空間的に連続な断層映像として記録し、これより細胞(割球)集団の立体的な配位構造の変化を経時的に計測することである。このことが可能となれば、細胞分裂の様子や移動系譜を定量的に解析することができ、発生に関与する遺伝子・外部環境因子などを調べる手掛りが得られる。そのためにC.エレガンスおよび類縁線虫の初期胚発生がコマ撮りで記録でき、さらに解析できるコンピュ-タシステムを開発した。このシステムは、(1)16mmフィルムの映像ないしTVカメラの映像をディジタル化しコンピュ-タ内に画像デ-タとして蓄積する。(2)画像デ-タを観察し細胞(核)位置を対話式に計測する。(3)各細胞位置を3次元的に再構成し、初期胚をコンピュ-タグラフィックスを用いて胚モデルを立体的に表現する。という機能を有し、実験から解析までを統合的に研究支援するシステムである。当初の2年間は、システムの開発とそれを用いた細胞核位置の決定を併行して進めてきたが、最終年度は、このシステムをパソコンへ移植した。これは、パソコンのめざましい普及に伴いすでに決定した2細胞期から87細胞期までの細胞核の位置デ-タを他の研究者も利用できるようにパソコンで配布するためである。具体的にはホストコンピュ-タとしてPC9801を用い、画像メモリ-、TV映像入力インタ-フェ-ス、パルスモ-タコントロ-ラ、光磁気ディスクを接続し、さらに演算能力アップのためにトランスピュ-タを用いた複合システムを開発した。現在個々の基本機能部分が完成したところであり、プログラムを統合して有機的なシステムにまとめる段階に来ている。本システムは、映像のディスクへの書き込み時間が約3秒と遅いものの、デ-タの吟味には優れており、一般の利用に呈す意味があり、研究を支援するシステムとして有効である。本研究の目的は,線虫(主としてC.エレガンス)の胚発生過程を, 16mm映画カメラ,あるいはTVカメラで撮影して,時間的・空間的な連続映像として記録し,これより細胞の配位を決定することである.さらに,この基本情報より,細胞分裂の様子や移動を定量的に解析することである.本年度は, 16mmフイルムのコマ撮りでC.エレガンスの野性株の初期発生が記録されているものを解析するコンピュータシステムの開発に的を絞った.このシステムは, 16mm映像をデイジタ化化して,コンピュータ内に蓄積し,これを用いて細胞核の位置を対話式に計測して, 3次元的に再構成し,それを分子グラフィックスと類似した手法で,コンピューターで立体的に表現する機能を有する.このシステムは,本年度以前にある程度試作されていたが,本年度は全面的にプログラムを作成し直した.主な改良点は,細胞の核(の中心位置)だけでなく,胚(卵)の外殻を計測できるようにしたこと,細胞系譜や細胞名などの知識情報をコンピューターに記憶させておき,計測者の利用に呈するようにしたことである.これによって,細胞の位置は,卵に固定された座標で表現することができるようになり,解析の能率も大巾に向上した.またこのシステムを用いて, 2, 4, 6,・・・, 51というように,静止期にある胚における細胞配位を87細胞期まで計測した.ただ,これらの位置は,コンピューターの内部座標として得られたものであり,ミクロン(m)単位で,卵に固定された3次元座標になっていないため,修正が必要である.

次年度は,このような修正を行って, 2つの正常株に関する細胞配位データを最終的に決定する予定である.また16mmだけでなく, TVカメラによる撮影手法も開発する予定である.本研究の目的は、線虫(主としてC、エレガンス)の初期胚を、時間的・空間的連続な断層影像として記録し、これより細胞(割球)集団の立体的な配位構造の変化を経時的に決定することである。このことが可能となれば、細胞分裂の様子や移動を定量的に解析することができる。本年度も昨年度に引き続きC、エレガンスの野生株の初期発生がコマ撮りで記録されている16mmフィルムを解析するコンピュータシステムの開発を継続した。このシステムは、16mm映像をディジタル化してコンピュータ内に蓄積し、これを用いて細胞核の位置を対話式に計測して、3次元的に再編成し、それをコンピュータで立体的に表現する機能を有する。本年度とくに力を入れたのは、卵(胚)の外殻を正確に計測する手法である。これは、卵の左右軸に沿った原撮影(断層)像列から、内挿法により頭尾軸、脊腹軸に沿った断層像の列を合成するものである。卵の外縁は、当初楕円で近似していたが、誤差が大きく、卵形曲線の方がよいことが判明した。このような外枠の情報を入れて初期胚の細胞の位置座標を、正常株の2個体に関して87細胞期まで正確に決定した。また外部の研究者(NTTヒュマンインタフェース研究所の高橋時市郎氏ら)の協力を得て、後者が開発した高速の並列計算を用いてこの3次元座標から、胚発生における細胞分裂を動的に表示するアニメーションを作成した。さらに、われわれの得たデータを公開すべく、フロッピーディスクにデータを蓄えて表示できるパソコンのシステムも開発中である。このように解析システムとしては一応骨格が仕上ってきたが、コンピュータの演算能力に限界があり、処理が遅いのがネックになっている。次年度は、この点の改良を行う予定である。本研究の目的は、線虫(主としてC.エレガンス)の初期胚発生過程を時間的・空間的に連続な断層映像として記録し,これより細胞(割球)集団の立体的な配意構造の変化を経時的に計測することである。このことが可能となれば、細胞分裂の様子や移動系譜を定量的に解析することができ、発生に関与する遺伝子・外部環境因子などを調べる手掛かりが得られる。本年度も昨年度に引き続きC.エレガンスおよび類縁線虫の初期発生がコマ撮りで記録解析できるコンピュ-タシステムの開発を継続した。システムは、16mmフィルムの映像ないしTVカメラの映像をディジタル化し、コンピュ-タ内に蓄積して、これを用いて細胞像を対話式に計測して、3次元的に再構成し、それをコンピュ-タで立体的に表現する機能を有する。昨年度まではシステムの開発と、それを用いた細胞核位置の決定を併行して進めてきたが、本年度はこれまでの研究代表者の変更や、システムの基盤となっていたコンピュ-タが所属機関の都合で廃止されることになったため、これまでのシステムをパソコンに移植すると同時に、すでに決定した2細胞期から87細胞期までの細胞核の位置デ-タを、他の研究者も利用できるようにパソコンで配付するためのまとめを行った。具体的にはホストコンピュ-タとしてPC9801を用い、これに画像メモリ-、TV映像入力インタ-フェ-ス、パルスモ-タコントロ-ラ、光磁気ディスクを接続し、さらに演算能力アップのためにトランスピュ-タを用いた複合システムを開発した。
性決定・性分化の分子機構に関する研究

鳥類の性は、遺伝的に受精の時点で決定される。すなわち、性染色体の対合がホモ(ZZ)の個体は雄に、ヘテロ(ZW)の個体は雌に決められ、それぞれの生殖腺は精巣から卵巣に誘導される。しかしながら、性の決定に関する遺伝子発現と性分化の機序については不明な点が多い。ニワトリ初期胚において、生殖腺の分化に関係すると考えられる抗ミューラー管ホルモン(AMH)、P450_<c17hydroxylase>(P450_<c17>)およびP450_<aromatase>(P450_<arom>)のmRNAの発現をin situハイブリダイゼーションにより調べた。AMHのmRNA、雄の生殖腺において孵卵5日から発現が見られ、以後著しく増加したが、雌では発現が殆ど見られなかった。P450_<c17>は、孵卵5日から雌雄ともに発現が見られた。P450_<arom>は、AMHと異なり雌の生殖腺において孵卵5日から発現が見られ、以後著しく増加したが雄では発現が殆ど見られなかった。孵卵3日に、アロマターゼインヒビターを投与すると、雌でのP450_<arom>発現が制御され、AMHの発現が誘起された。また、孵卵3日にエストラジオールを投与すると、雄においてAMH発現が抑制され、P450_<arom>の発現が誘起された。以上の結果から、AMHとP450_<arom>は拮抗的な役割を持ち、それぞれが雄と雌の性分化に重要な役割と有していることが示唆された。すなわち、性染色体の対合がホモ(ZZ)個体は雄に、ヘテロ(ZW)個体は雌に決定され、それぞれ性腺が精巣あるいは卵巣へと形成が誘導される。以後は、精巣が男性ステロイドホルモンと抗ミュラー管ホルモンを分泌し、卵巣はエストロゲンを分泌して第二次性徴を誘導する。本研究では、正常胚の発生過程において未分化な性腺が精巣や卵巣に分化する時期に、それに関わるAMH、P450c17ヒドロキシラーゼ(P450c17)及びP450アロマターゼ(P450アロマ)mRNA発現がどの時期に始まり、どのように推移するかを明らかにしようとした。遺伝的雄の性腺では形態的には未分化な孵卵5日目からAMH及びC17mRNAの発現が開始し、AMHmRNA発現が以後著しく増加したのに対してP450c17mRNA発現は孵卵6-7日に一過的に増加したが、以後減少した。遺伝的雌の性腺では孵卵5日目はほとんど発現が見られなかったが、P450アロマmRNA発現は孵卵6日になって初めて見られ、それ以後徐々に増加した。以上の結果から、性決定・性分化の遣伝子の発現は孵卵5-6日に生じ、AMH、P450c17及びP450アロマ遺伝子に性特異的に作用すると考えられた。すなわち、性染色体の対合がホモ(ZZ)の個体は雄に、ヘテロ(ZW)の個体は雌に決められ、それぞれの生殖腺は精巣か卵巣に誘導される。しかしながら、性の決定に関する遺伝子的発現と性分化の機序については不明な点が多い。ニワトリ初期胚において、生殖腺の分化に関係すると考えられる抗ミューラー管ホルモン(AMH)、P450_<c17hydroxylase

>(P450_<c17>)およびP450_<aromatase>(P450_<arom>)のmRNAの発現をin situハイブリダイゼーションにより調べた.AMHのmRNA、雄の生殖腺において孵卵5日から発現が見られ、以後著しく増加したが、雌では発現が殆ど見られなかった。P450_<c17>は、孵卵5日から雌雄ともに発現が見られた。P450_<arom>は、AMHとは異なり雌の生殖腺において孵卵5日から発現が見られ、以後著しく増加したが、雄では発現が殆ど見られなかった。孵卵3日に、アロマターゼインヒビターを投与すると、雌でのP450_<arom>発現が抑制され、AMHの発現が誘起された。また、孵卵3日にエストラジオールを投与すると、雄においてAMH発現が抑制され、P450_<arom>の発現が誘起された。以上の結果から、AMHとP450_<arom>は拮抗的な役割を持ち、それぞれが雄と雌の性分化に重要な役割と有していることが示唆された。
言語表現に含まれる感情及び態度を制御する手法の開発

機能語辞書である「つつじ」(松吉ら, 2007)に記述された機能語の難易度や文体の情報を用いて、機能語との共起情報から内容語への情報付加を自動的に行った。ランキング学習の手法を用いて各内容語を文脈に応じて言い換える仕組みを考案した。実際に論文データを用いて実験を行い、適切な表現への言い換えが可能であることを示した。また、文脈情報のみでは解決できない訓練データに未出現の語に対する問題等に対して,付加した情報を用いて解決できることを示した。まず、第一段階として意味は類似しているが感情極性が異なるような言語表現を獲得した。二種類の手法を試した。一つ目は、統計的機械翻訳モデルに基づくものである。これは、日英パラレルコーパスを用い、日英翻訳モデルを構築し、ある日本語単語が何らかの英単語に翻訳され、さらに別の日本語単語に翻訳し直される確率を求めた。この確率を言い換え確率とみなした。二つ目の方法では、EDR辞書というシソーラスを用い、そこで語義IDが同じものを類義語として獲得した。後者の方法の方が良いリソースが構築できることを確認した。また、類義語同士で感情極性が反転しているような例はそれほど多くなく、感情極性を制御するモデルの構築は容易ではなさそうであるが、表現の丁寧さなどを制御するモデルは、構築できる可能性がある。さらに、感情制御可能な言い換えモデルの構築を行った。具体的には、与えられた文脈において類義語のうちどれを選ぶべきかを出力するモデルを、ranking SVMを用いて学習した。用いた情報周囲に出現した単語や、それ自身の文字種、その単語の出現確率などである。試したのは、女性著者のブログと男性著者のブログの言い換え、及び小説と国会議事録の言い換えである。ただし、今回は内容語を主な対象としている。詳細な評価はまだ行っていないが、部分的な評価によると、有用性の高いアプリケーションを構築するためには内容語だけでなく機能語も変換対象にする必要があるようである。一年目(平成21年度)の結果は、有用性の高いアプリケーションを構築するためには、内容語だけでなく機能語も変換の対象にする必要があることを示唆している。よって、今年度は内容語に加え、文脈に適した機能語を選択する手法の開発に注力した。特に、論文のようなフォーマルな表現に言い換える手法を考案した。これは、文書校正などの応用先を持つ。まず、同じ意味を持つ機能語を準備する必要があったが、これについては既存の言語資源である日本語機能表現辞書「つつじ」(下記)から抽出した。そして、同じ意味を持つ機能語集合の中から適切なものを選ぶ分類問題を考えた。ここでは、従来手法で使用された周囲に出現した単語の情報に加え、機能語の難易度と文体を素性として用いることで性能を向上させる工夫を行った。難易度と文体の情報は「つつじ」に記述されているものを用いた。また、内容語については難易度情報と文体情報が存在しないが、すでに難易度及び文体情報がわかっている機能語との共起情報を用いて内容語にも難易度情報及び文体情報を付加した。共起情報はインターネットから獲得することで、被覆率を高めることに成功した。この難易度情報及び文体情報を用いることで内容語の選択もより正しく行うことができるようになった。実際に論文データで実験を行い、手法を定量的に評価した。参考文献:松吉ら,日本語機能表現辞書の編纂.自然言語処理,vol.15,no.2,pp.75-99,2007.我々は,「言語表現に含まれる感情及び態度を制御する手法の開発」という研究課題に取り組んだ.具体的には、人間の言語表現において、発言内容そのものを変更しないまま、そこに含まれる感情や発話者の態度や評価などを制御、変更する方法の開発を行った。人間が言語を発するときは、その場面や状況などに応じて適切な表現を選んでいる。コンピュータが同様の表現制御ができるようになれば、人とコンピュータのコミュニケーションもより自然にかつ円滑になり、そのコミュニケーションの応用範囲も広がることが期待できる。また、場面や状況にあっていないテキスト表現を認識しさらに修正することも可能である。一年目に、ランキング学習の手法を用いて各内容語を言い換える仕組みを考案した。一定の成果はおさめたものの、実用性を考えると機能語を考慮する必要があることも判明した。それに基づき、二年目以降は、機能語を変換の対象にするべく手法の拡張を行った。まずは、機能語辞書である「つつじ」(松吉ら,2007)を用いて、変換対象の拡張を行った。特に、機能語の難易度や文体を素性として用いることで性能向上を図った。また、そらにこの機能語の難湯度や文体の情報を用いて、機能語との共起情報から内容語への情報付加を行い、全体の変換精度を向上させた。実際に論文データを用いて実験を行い、適切な衣現への言い換えが可能であることを示した。

また、文脈情報のみでは解決できない訓練データに未出現の語に対する問題等に対して,付加した情報を用いて解決できることを示した、参考文献:松吉ら,日本語機能表現辞書の編纂.自然言語処理,vol.15,no.2,pp,75-99,2007.
動物モデルを用いた 下肢虚血時における疼痛のメカニズムの解明

【目的】四肢の虚血に起因する疼痛のメカニズムを明らかにするため、下肢の動脈を結紮して血流を阻害した下肢虚血モデル動物を作成し、皮膚及び筋の痛覚の変化についての行動実験的に検討した。【方法】全身麻酔下でラットの総腸骨動脈を結紮し、血流を阻害して下肢虚血モデルラットを作成する。対照群では総腸骨動脈の露出のみ行う。下肢の動脈結紮による痛覚への影響を調べるため、皮膚の痛覚は機械的痛覚試験として足底でのvon Freytest、熱痛覚試験としてPlantar testを行う。筋の痛覚は、下腿後面(腓腹筋表層)でのvon Freytest、腓腹筋へのランドル・セリットテストで評価する。また、運動能力について調べるためにRota-rod testを行った。さらに、足底部の皮膚温の測定を行った。【結果】動脈を結紮したラットの下肢では非結紮側と比較して足底部の皮膚温の低下が認められ、von Freytestならびにランドル・セリットテストにより、腓腹筋の圧痛閾値の低下が認められ、皮膚も機械的痛覚過敏となる傾向を示した。また、Plantar testにより、熱に対して痛覚鈍麻となる傾向を示した。しかし、Rota-rod testから運動能力においては変化を認めなかった。【研究成果】下肢虚血モデルラットの結紮側下肢は皮膚および筋が機械的痛覚過敏となる傾向を示した。またこの疼痛行動は結紮後から数週間持続して観察された。結紮側下肢では皮膚温の低下が見られ、一部の動物では結紮側足底部での部分的な褥瘡が観察された。これらの結果から、閉塞性動脈硬化症などの臨床症状に近い症状を慢性的に呈する末梢性動脈閉塞症モデルラットが作成できたと考えられ、下肢虚血における疼痛のメカニズムの解析に有効であると考える。
ブリジマン法による半絶縁性カドミテルライドの大型結晶の成長に関する研究

ブリッジマン法で化学量論的組成よりテルルを僅か過剰にして,真空度2×10^<-5>Torrの石英管内で作ったカドミテルライドはP形で,電気抵抗率が10^210^3Ωcmであった.キャリアの温度依存性によって求めた活性化エネルギーは0.53eVで,そのキャリアはテルル格子位置を占めたアンチモン,燐,クロムからである.クライオポンプで石英管内を3×10^<-7>Torr真空排気して作ったカドミテルライドはp形で,電気抵抗率が10^610^8Ωcmであった.そのキャリアの温度依存性によって求めた活性化エネルギーは0.086eVで,その活性な不純物は酸素である.真空度の違いによるカドミテライド中に含まれる不純物の種類と量の差はなく,その源は結晶成長に用いたカドミニュウムとテルル中の不純物であった.高真空度の石英管内で成長させたカドミテライドのホトルミネセンスは,トラベリング・ヒータ法での高抵抗率のp形のものでも測定されている1.591eVの強い輝線だけでが測定された.低真空度の石英管内で成長させたものは, 1.591evの強い輝線スペクトルと1.45eVと1.555eVに広がったホトルミネセンス・スペクトルであった. 1.45eVと1.555eVのスペクトルはA-D対からの発光である.このA-D対を作っているアクセプタはカドミニュウムの空孔で,ドナは確定出来ない不純物である.すなわち真空度が低いほど,カドミニュウムの空孔密度が高いことを示している.また赤外吸収は石英管内の真空度が高いほど,カドミテライド中の酸素量はすくないことを示した.カドミテライド中の多量の酸素の存在はテルルの格子位置を占めV族の不純物の量を増加させ,カドミニュウムの空孔の多量発生を促す.したがってこのカドミテライドは強いp形になる.高い抵抗率のカドミテライド結晶を成長させるためには,成長に用いる石英管内を高い真空度に排気し,化学吸着した酸素の焼きだしを十二分する必要がある.ブリッジマン法で化学量論的組成よりテルルを僅か過剰にして,真空度2×10^<-5>Torrの石英管内で作ったカドミテルライドはP形で,電気抵抗率が10^210^3Ωcmであった.キャリアの温度依存性によって求めた活性化エネルギーは0.53eVで,そのキャリアはテルル格子位置を占めたアンチモン,燐,クロムからである.クライオポンプで石英管内を3×10^<-7>Torr真空排気して作ったカドミテルライドはp形で,電気抵抗率が10^610^8Ωcmであった.そのキャリアの温度依存性によって求めた活性化エネルギーは0.086eVで,その活性な不純物は酸素である.真空度の違いによるカドミテライド中に含まれる不純物の種類と量の差はなく,その源は結晶成長に用いたカドミニュウムとテルル中の不純物であった.高真空度の石英管内で成長させたカドミテライドのホトルミネセンスは,トラベリング・ヒータ法での高抵抗率のp形のものでも測定されている1.591eVの強い輝線だけでが測定された.低真空度の石英管内で成長させたものは, 1.591evの強い輝線スペクトルと1.45eVと1.555eVに広がったホトルミネセンス・スペクトルであった. 1.45eVと1.555eVのスペクトルはA-D対からの発光である.このA-D対を作っているアクセプタはカドミニュウムの空孔で,ドナは確定出来ない不純物である.すなわち真空度が低いほど,カドミニュウムの空孔密度が高いことを示している.また赤外吸収は石英管内の真空度が高いほど,カドミテライド中の酸素量はすくないことを示した.カドミテライド中の多量の酸素の存在はテルルの格子位置を占めV族の不純物の量を増加させ,カドミニュウムの空孔の多量発生を促す.したがってこのカドミテライドは強いp形になる.高い抵抗率のカドミテライド結晶を成長させるためには,成長に用いる石英管内を高い真空度に排気し,化学吸着した酸素の焼きだしを十二分する必要がある.ブリジマン法で、Te過剰の融液から作ったCdTeがなぜP形になるかについては計画調書と交付申請書に記載した。このCdTeのキャリア密度の温度依存性から、キャリアはTeの過剰に基づくCd空孔に基因するものではなく、Te格子位置を占めるP形不純物によっていることが判った。不純物がTe格子位置を占有することを柳制するために、CdTe成長過程でのTeの損失を防げばよい。TeはCdより酸化され易いので、その過程から水分を除く一つの方法として、クライオポンプを使った。このようにして作ったCdTeは高抵抗になった。右表はクライオポンプを用いて作ったCdTe拡散ポンプを用いて作ったものの不純物分析の結果である。両者の方法で作ったCdTe中の不純物濃度には殆んど差異はない。クライオポンプで作ったCdTeが高抵抗になったのは残存水分が減ったためである。この結果については現在まとめている最中である。
肺がんに関係する融合遺伝子の形成に対する放射線影響の解析

原爆被爆者の放射線関連肺がん発生の分子機序は未だ不明である。近年、未分化リンパ腫キナーゼ(ALK)融合遺伝子(例、EML4-ALK)が散発性肺腺がんで報告され、我々は原爆放射線に被曝した甲状腺乳頭がん症例においてALK融合遺伝子を観察している。本研究では、ALK融合遺伝子が放射線被曝によるヒト肺がん発生に関連するか検討した。放射線による肺腺がん発生にALK融合遺伝子が関与する証拠は得られていないが、原爆被爆者保存肺腺がん組織を用いてALK融合遺伝子を解析する一連の方法とヒト肺由来細胞株におけるX線照射後のEML4-ALK誘導を評価する実験系を確立することができた。原爆被爆者の肺がん相対リスクが被爆後50年以上経過しても高値を示すことが報告されているが、放射線被曝が肺がん発生に影響を及ぼす分子機序は未だ不明である。こうした中、近年、放射線関連甲状腺乳頭がんと散発性肺がんの間で、共通の融合遺伝子(ALK融合遺伝子やRET融合遺伝子)が観察され始めた。そこで、われわれは、「放射線被曝が肺がん発生に関係する融合遺伝子の形成を誘導する」という作業仮説を立てた。この作業仮説を検証するために、1.被爆者の肺がん組織試料におけるALK融合遺伝子ならびにRET融合遺伝子を解析し、これらの融合遺伝子を持つ肺がんが放射線被曝と有意に関連することを明らかにすること、そして、2.被曝により肺上皮細胞にこれらの融合遺伝子が誘導されることをin vitroの実験系を用いて明らかにすることを本研究の目的とした。原爆被爆者の肺がん組織試料における融合遺伝子の解析に関しては、原爆被爆者の手術由来肺腺がん組織24症例を用いて、RT-PCRによるALK融合遺伝子スクリーニングを開始している。その結果、現在までに、EML4-ALKバリアント1と2を各1症例ずつ同定している。さらに、これらのALK融合遺伝子とは異なるパートナー遺伝子を持つ可能性のある症例が数例あるので、解析中である。また、原爆被爆者の剖検由来肺腺がん組織の解析も開始した。放射線による融合遺伝子の誘導を調べるための培養細胞を用いた実験に関しては、放射線照射によってRET融合遺伝子が誘導されることが知られているヒト甲状腺上皮由来細胞株を用いて条件検討を行った。こうした中、近年、放射線関連甲状腺乳頭がんと散発性肺がんの間で、共通の融合遺伝子( ALK融合遺伝子やRET融合遺伝子)が観察され始めた。そこで、我々は、「放射線被曝が肺がん発生に関係する融合遺伝子の形成を誘導する」という作業仮説を立てた。原爆被爆者の肺がん組織試料における融合遺伝子の解析に関しては、原爆被爆者の手術由来肺腺がん組織24症例を用いて、RT-PCRによるALK融合遺伝子スクリーニングを終え、現在までに、EML4-ALKバリアント1と2を各1症例ずつ同定している。原爆被爆者の剖検由来肺腺がん組織の解析も開始し、一例として、約50年間保存されていた組織試料におけるALK融合遺伝子の検出に成功した。放射線による融合遺伝子の誘導を調べるための培養細胞を用いた実験に関しては、肺上皮細胞由来の細胞株を使用した実験系を構築中である。また、融合遺伝子の絶対的定量が可能となるデジタルPCRを使用した実験系も準備を開始した。原爆被爆者の手術由来肺腺がん組織試料の解析において、ALK融合遺伝子を持つと考えられるスクリーニング陽性症例のパートナー遺伝子の増幅と同定に時間がかかっていることに加え、原爆被爆者の剖検由来肺腺がん組織試料の準備と解析において、計画よりも時間がかかっている。また、研究所内の耐震工事等による実験室の移動と改装があり、このことも遅れた理由の一つになっている。こうした中、放射線関連甲状腺乳頭がんと散発性肺がんの間で共通の融合遺伝子(ALK融合遺伝子やRET融合遺伝子)が観察されることから、我々は、「放射線被曝が肺がん発生に関係する融合遺伝子の形成を誘導する」という作業仮説をたてた。この作業仮説を検証するために、1)原爆被爆者の肺がん組織におけるALK融合遺伝子などを解析し、融合遺伝子を持つ肺がんが放射線被曝と有意に関連すること、2) in vitroの実験系を用いて、放射線被曝により肺上皮細胞に融合遺伝子が誘導されることを調べることを本研究の目的とした。原爆被爆者肺がん組織の解析に関しては、手術由来肺腺がん組織24症例を用いて、RT-PCRによるALK融合遺伝子のスクリーニングを終え、現在までに、EML4-ALK融合遺伝子のバリアント1と2を各1症例ずつ同定している。原爆被爆者の手術由来肺扁平上皮がん10症例についてもEML4-ALKバリアント1 3を解析したが、これらの融合遺伝子は検出されなかった。

一方、ALK融合遺伝子とは異なるパートナー遺伝子を持つ可能性のある症例が扁平上皮がんでも見つかった。さらに、原爆被爆者の剖検由来肺腺がん組織についても、現在、解析中である。放射線による融合遺伝子の誘導を調べるためのin vitroの実験系に関しては、EML4-ALKを高感度に検出できるデジタルPCRの条件検討を終えた。そして、A549細胞株にX線を照射し、EML4-ALKの誘導に関して調べた。原爆被爆者の放射線関連肺がん発生の分子機序は未だ不明である。近年、未分化リンパ腫キナーゼ(ALK)融合遺伝子(例、EML4-ALK)が散発性肺腺がんで報告され、我々は原爆放射線に被曝した甲状腺乳頭がん症例においてALK融合遺伝子を観察している。本研究では、ALK融合遺伝子が放射線被曝によるヒト肺がん発生に関連するか検討した。放射線による肺腺がん発生にALK融合遺伝子が関与する証拠は得られていないが、原爆被爆者保存肺腺がん組織を用いてALK融合遺伝子を解析する一連の方法とヒト肺由来細胞株におけるX線照射後のEML4-ALK誘導を評価する実験系を確立することができた。原爆被爆者の手術由来肺腺がん組織試料の解析において、ALK融合遺伝子を持つと考えられるスクリーニング陽性症例のパートナー遺伝子の増幅と同定に時間がかかっている。このため、原爆被爆者の剖検由来肺腺がん組織の解析が遅れている。引き続き、原爆被爆者の肺がん組織試料における融合遺伝子の検出と同定を行う。特に、EML4-ALKバリアント1, 2, 3等の既知のALK融合遺伝子を優先的に解析し、それらの融合遺伝子の頻度が放射線被曝と関連するかどうかを調べる。また、免疫組織染色によって、融合遺伝子が組織内で実際に発現しているかどうかを確認する。放射線による融合遺伝子の誘導を調べるための培養細胞を用いた実験に関しては、肺上皮細胞由来の細胞株を使用した実験系を構築中である。同時に、融合遺伝子の絶対的定量が可能となるデジタルPCRを使用した実験系も準備中であり、今後、放射線との線量関係を調べる予定である。放射線発がん放射線による融合遺伝子の誘導を調べるための培養細胞を用いた実験に関しては、平成26年度に構築した実験系を基に、肺上皮細胞由来の細胞株を使用して解析する。また、融合遺伝子の絶対的定量が可能となるデジタルPCRを使用した実験系を構築し、放射線との線量関係を調べることを予定している。原爆被爆者の肺がん組織試料の準備と解析に関する遅れと、研究所内の耐震工事等による実験室の移動と改装に伴う研究全体(培養細胞を用いた実験も含む)の遅れがあった。そのため、解析に必要なキットや試薬類に関して使用の少ないものがあり、次年度使用額が生じた。原爆被爆者の手術由来肺腺がん組織試料における、ALK融合遺伝子を持つと考えられるスクリーニング陽性症例のパートナー遺伝子の増幅と同定に時間がかかっている。このため、原爆被爆者の剖検由来肺腺がん組織の解析が遅れ、解析に必要なキットや試薬類に関して使用の少ないものがあった。
脳腸相関の民族誌的研究；文化と科学の遭遇

本研究は、先端の生命科学研究がいかに人々の身体理解を変えるか、を明らかにするものである。具体的には「脳腸相関」の科学研究と、人々の食事や運動などの健康実践の相互作用を民族誌の手法を用いて探求する。その際、複数の現場のつながりを記述する文化人類学の手法である「マルチサイテッド・エスノグラフィー」に基づいてアプローチする。フィールド調査では、脳腸相関の研究が盛んな日本、オランダ、英国の実験室を中心に科学研究の調査を行い、同3カ国のスーパー、レストラン、スポーツジムなどで人々の健康実践を調査する。加えて、政策文書やテレビ番組、一般書籍などを収集し、言説分析やイマジネーションの分析も行う。