hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低風速地域独立電源用風力発電システムの並列化に関する研究

低風速地域で風力発電システムを構築するとき、出力10kW未満の小型風車が低風速でも効率よく発電できるという特徴を利用することが考えられる。より大きな電力の発電が必要な場合に複数台設置して,小規模の電力網システムを構築することが可能である。しかしながら,このような小電力発電システムでは,システムに用いられる個々の電力変換装置の効率および発電機の制御が重要課題になる。本研究では,まず新しい部分共振ゼロ電流スイッチング(ZCT)昇圧コンバータおよびバッテリに充放電を可能とする双方向コンバータ回路を提案した。電力変換効率を向上させるために,IGBTのテール電流による電力損失とRCDスナバに起因する電力損失の両問題を解決できるZCT回路を適用している。これらのZCTコンバータ回路は,2kW程度の小規模の風力発電システムの直流電圧の制御に使用することを想定して,スイッチング周波数38kHz,定格400Wのコンバータとして試作した。回路シミュレーションと実機実験を行った結果として,主スイッチのZCTが実現できた。試作回路での実験結果より,主スイッチに発生していたサージ電圧が軽減でき,スイッチング損失低減による効率向上が確認できた。次に、発電機の制御に関しては、風速と発電機の速度に応じて最大に発電できる電力点が変動するため、最大電力点追従機構とそれに適した発電機の負荷と速度指令に対する2自由度の速度制御器を提案した。提案した手法によって、従来のPI制御器より早く目標速度に収束できることが確認できた。以上のことから,本研究で提案のZCTコンバータおよび発電機の制御が複数の小型風車を用いた小電力ネットワークシステムに適していることが明らかになった。風力発電システムは,ここ十年で大きく成長し,地球環境に負荷をかけない発電方式として認識されてきている。小型の風車は低風速でも効率よく発電できるという特徴があるが,より大きな電力の発電が必要な場合に複数台設置して,小規模の電力網システムを構築するのが一般的である。しかし,このような小電力発電システムでは,システムに用いられた電力変換装置の効率が重要課題になる。本研究では,新しい部分共振ゼロ電流スイッチング(ZCT)昇圧コンバータおよび双方向コンバータ回路を提案する。本提案のコンバータは,電力変換効率を向上させるために,IGBTのテール電流による電力損失とRCDスナバに起因する電力損失の両問題を解決できるZCT回路を適用している。これらのZCTコンバータ回路は,2kW程度の小規模の風力発電システムの直流電圧の制御に使用することを想定し,スイッチング周波数38kHz,定格400WのZCTコンバータを試作した。シミュレーションと実験を行い動作確認を行った結果として,主スイッチのZCTが実現できた。コンバータの小形化には,スイッチング周波数を高くすることが一般的であるが,損失が増大してしまうことから高周波を阻む要因でもあった。しかし,試作回路の実験結果から,スイッチング周波数を高周波で固定でき,かつヒートシンク等も不要になることから,コンバータの小形化が実現できると考えられる。以上のことから,本研究で提案のZCTコンバータが複数の小型風車を用いた小電力ネットワークシステムのコンバータとして適していることが明らかになった。
植物毒素の研究

人間にとっては比較的無害な植物でも、他の生物にとっては有毒な植物が多数あり、その大半は今日なお研究されないままになっている。そこで、我々は昆虫の食草、魚毒植物の成分研究を行い、その成分を明らかにすると共に、数種の新規化合物を得、その構造を明らかにした。(1)オオゴマダラの食草であるホウライカガミの中性区分より、新規トリテルペンアルコールのtaraxer-14-ene-3β,24-diolの他に、脂肪族炭化水素、アルコールのtaraxerol、lupeol、脂肪酸、ステロイド混合物、β-sitosterolおよびβ-sitsterol-β-D-glucosideを得た。一方、塩基性区分からparsonsineおよびheterophyllineのピロリチジンアルカロイドを得た。(2)リュウキュウジャコウアゲハの食草のリュウキュウウマノスズクサの葉より、meso-inositol、脂肪酸エチルエステル、脂肪族アルコール、β-Sitosterol、β-sitosterol-β-D-glucosideおよびaristolochicacidを得た。(3)魚毒植物として知られているリュウキュウガキの実より、新規ナフトキノン類の3-bromoplumbagin、ethyliden-6,6'-biplumbaglnと既知化合物のelliptinone、maritinone、3-chloroplumbagin、plumbaginおよびdroseroneを得た。ホウライカガミはオオゴマダラの幼虫の食草であり,この蝶は幼虫時代にこの植物に含まれる毒成分を蓄え,成虫にまで持ち越し捕食者から身を守っていると考えられている.このようなことから我々はこの植物のアルカロイド成分の検索を行った.ホウライカガミの生葉のエタノール抽出液から常法により塩基性成分を分画した.塩基性成分のクロロホルム可溶部についてシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行い白色粉未を得た.これはEhrlich反応陽性で淡赤紫色を呈することからpyrrolizidine alkaloidsと推定される.このもののMSスペクトルはm/z 439, 441, 455および469に分子イオンピークと考えられるピークを示す. m/z 439, 455および469はEdgarらがparsonsia spiralis Wallから単離したparsonsine, spiralineおよびspiranineの分子イオンピークに相当するが, m/z 441は新規アルカロイドの分子イオンピークと考えられる.現在この白色粉未の高速液体クロマトグラフィーによる分取を検討しているところである.一方,リュウキュウウマノスズクサはジャコウアゲハの幼虫の食草であり,鳥などの害敵から身を守る手段としてこの植物に含まれる成分を幼虫や成虫に蓄えているとも考えられる.また,最近,ウマノスズクサより産卵刺激活性を強める因子としてaristolochic acid Iが報告されており,リュウキュウウマノスズクサにもこのような産卵刺激活性を持つ成分が含まれている可能性がある.そこで,この植物の成分検索を行い,葉よりethyl myristate, ethylpalmitate, ethyl stearate等の脂肪酸エステル, cerylalcohol, octacosanol, melisyl alcohol等の脂肪族飽和アルコールの混合物, BーsitosterolとそのDーglucoside, mesoーinositolおよびaristolochic acidを単離同定した.人間にとっては比較的無害な植物でも、他の生物にとっては有毒な植物が多数あり、その大半は今日なお研究されないままになっている。昆虫のリュウキュウジャコウアゲハが島などの捕食者から身を守る手段として外敵には毒素である成分を食草のリュウキュウウマノスズクサから体内に蓄積していると考えられるので、前年度、本植物の葉の成分研究を行い、種々の化合物を単離同定したが、本年度は続いて根の成分検索を行い、葉に含まれていた脂肪酸エステル、脂肪族飽和アルコール、βシトステロール及びアリストロキン酸の他に、これまでにウマノスズクサ科植物の成分として未だ報告されていないセスキテルペン類と推定される化合物を得たが構造決定には至っていない。またリュウキュウジャコウアゲハの幼虫及び成虫にこれまでに単離した化合物が蓄積されているかは現在検討中である。一方、植物と直接的な関わりはないが、植物の成分が魚にとっては毒素として作用している植物毒素の研究として、リュウキュウガキの成分研究を行った。我々はリュウキュウガキについて植物成分としては特異なハロゲン置換

ナクトキノン類を単離し報告したが、本年度は特にリュウキュウガキの実に含まれるナフトキノン類について詳細に検討し、3-メチルプルンバギン、3-(ヒドロキシエチル)-プルンバギン、エチリデン-6、6^1-ビプルンバギン、マリチノン、エリプチノン等のナフトキノン類の他にプルンバギン及び3-メチルユグロンのジヒドロ体を得た。これらのいくつかは高速液体クロマトグラフィーを利用して分離精製することができた。
ドーパミン神経特異的なαシヌクレイン修飾と新規パーキンソン病治療ターゲット

パーキンソン病はドパミン(DA)神経死を来す神経変性疾患である.しかし,なぜDA神経に病態が生じるのかよく分かっていない.我々はDAとαシヌクレイン(asyn)の相互作用と細胞毒性について検討した.TetOFFシステムを用い,PC12細胞でasyn発現細胞(変異体を含む)を確立した.asynの発現は細胞脆弱性をもたらしたが,チロシン水酸化酵素阻害をすると脆弱性が抑制されたことから,asyn毒性はDA代謝と関係があると考えられた.さらにasynにはDA存在下にてMet酸化修飾があること,その主要ターゲットとして127番Metが重要と考えられ,周辺アミノ酸配列はこの修飾を促進していると考えられた.パーキンソン病(PD)は“1中脳黒質のドパミン(DA)神経の変性脱落",“2α-synuclein(αsyn)を主要構成成分とするLewy小体の出現"を病理学的特徴とする.PDの病態には遺伝的要因と後天的要因の両者が関与するとされ,前者の代表的なものとしてαsyn遺伝子の点変異や同遺伝子領域の重複による遺伝性PDが知られている.さらにαsynは前述の遺伝性PDのみならず,一般的な弧発性PDにもLewy小体形成という点で病態に深く関与しており,PD病態を把握する上で最も重要な分子といえる.PD関連病態において,αsynの過剰発現状態がDA神経特異的な病理変化をもたらす理由についてDA神経特異的なタンパク質翻訳後修飾の観点から検討した.PDにおけるαsyn関連病態にはDAをはじめとするカテコールアミン(CA)によるαsyn修飾があると仮説を立て,これを明らかにする為に,薬剤で発現量を調節できるPC12-αsyn-TetOFF細胞を構築し,DA関連翻訳後修飾と細胞毒性の研究を行った.これまでにCA存在下では,αsynメチオニンの酸化修飾(メチオニンスルホキシド)を生じやすく,特に127番メチオニン残基がその主要な酸化ターゲットであること,周辺の125番チロシン残基,129番セリン残基は間接的に127番メチオニン残基のCA依存的な酸化修飾を促進することを明らかにし,これがαsyn重合化および細胞毒性のトリガーとなることを明らかにした.さらにメラトニン,セロトニン,ポリフェノール類(クロロゲン酸,アスパラチン,他)がこのαsyn酸化修飾を軽減することで,細胞保護的に作用することを見出した.また,酸化メチオニン還元酵素A(メチオニンスルホキシド還元酵素:MsrA)がCA存在下でαsynと結合していることから,MrsAの活性化も新規治療ターゲットとなりうると考えられた.パーキンソン病はドパミン(DA)神経死を来す神経変性疾患である.しかし,なぜDA神経に病態が生じるのかよく分かっていない.我々はDAとαシヌクレイン(asyn)の相互作用と細胞毒性について検討した.TetOFFシステムを用い,PC12細胞でasyn発現細胞(変異体を含む)を確立した.asynの発現は細胞脆弱性をもたらしたが,チロシン水酸化酵素阻害をすると脆弱性が抑制されたことから,asyn毒性はDA代謝と関係があると考えられた.さらにasynにはDA存在下にてMet酸化修飾があること,その主要ターゲットとして127番Metが重要と考えられ,周辺アミノ酸配列はこの修飾を促進していると考えられた.パーキンソン病(PD)は病理学的には“1中脳黒質ドパミン(DA)神経の変性脱落",“2α-synuclein(αsyn)を主要構成成分とするLewy小体の出現"を特徴とする.PDの病態には遺伝的要因と環境的要因の両者が関与するとされ,前者の代表的なものとして,αsyn遺伝子の点変異やαsyn遺伝子領域の重複による遺伝性PDが知られている.さらにαsynは遺伝性PDのみならず,一般的な弧発性PDにおいてもLewy小体形成という点で病態に深く関与しており,PDの病態を把握する上で最も重要な分子といえる.その結果,DAをはじめとするCA存在下では,αsyn内メチオニンの酸化修飾(メチオニンスルホキシド)を生じやすく,特に127番メチオニン残基がその主要な酸化ターゲットであること,周辺の125番チロシン残基,129番セリン残基は間接的に127番メチオニン残基のCA依存的な酸化修飾を促進することを明らかにした,さらに,本修飾がαsyn重合化および細胞毒性のトリガーとなることを明らかにした.神経変性疾患研究においては,なぜ特定の神経群で選択的な細胞死が生じるかと言う点に注目が集まっている.パーキンソン病(PD)は“1中脳黒質のドパミン(DA)神経の変性脱落",“2α-synuclein(αsyn)を主要構成成分とするLewy小体の出現"を病理学的特徴とする.αsynは家族性PDおよび弧発生PD両者に関わる重要な病態関連分子である.αsynの過剰発現状態がDA神経特異的な病理変化をもたらす理由についてDA神経特異的なタンパク質翻訳後修飾の観点から検討した.PDにおけるαsyn関連病態にはDAをはじめとするカテコールアミン(CA)によるαsyn修飾があると仮説を立て,PC12-αsyn-TetOFF細胞を構築し,DA神経特異的な翻訳後修飾と細胞毒性の研究を行った.

これまでにCA存在下では,αsynメチオニンの酸化修飾(メチオニンスルホキシド)を生じやすいことを明らかにし,これがαsyn重合化および細胞毒性のトリガーとなることを明らかにした.さらにメラトニン,セロトニン,ポリフェノール類(クロロゲン酸,アスパラチン,他)がこのαsyn酸化修飾を軽減することで,細胞保護的に作用することを見出した.また,上述PDモデル細胞において,酸化メチオニン還元酵素A(MsrA)がCA存在下でαsynと結合していることを見出した.マウス脳内では,黒質,線条体,嗅球などカテコールアミン代謝と関係の深い部位において,MsrAの発現が多いことを明らかにした.培養細胞ではMsrAのノックダウンにより細胞毒性が増加した.これらのことから,MrsAの活性化も新規治療ターゲットとなりうると考えられた.神経内科学前年度の,「モデル細胞構築」と「ドパミン存在下におけるαsynの毒性機序解明」に続き,それをターゲットとした細胞保護成分の検索と,そのメカニズム検討を行えたため.また,酸化メチオニンを還元するメチオニンスルホキシド還元酵素AがDA存在下においてαsynと結合していることを明らかにし,酵素によるメチオニン還元が治療のターゲットとなりうる可能性を発見した.本申請に必要なモデル細胞を既に構築し,DAをはじめとするCA存在下におけるαsyn翻訳後修飾と細胞毒性機序について検討し,メカニズムを明らかにした.その結果につき,学会発表・論文発表を行った.αsynのメチオニン酸化修飾を軽減する成分をさらにスクリーニングし,細胞保護のメカニズムを検討する.MsrAの活性化は酸化メチオニン軽減に直結すると予想される為,MsrAの発現量増加を促す薬剤等をスクリーニングする.それに先立ってMsrAの発現量を調節するメカニズムの検討を行う.マウスPDモデルを用いた検討は現時点では不十分である.過剰なDA(DOPA)やレセルピンを投与したモデルマウスにおいてαsynの酸化修飾状況の検討を行う.細胞毒性メカニズムが明らかになったため,それを治療ターゲットとして捉え,回避する方法を探索する.既存の薬剤やポリフェノール類を中心にスクリーニングする予定である.また,個体レベル(マウス)による同メカニズムの存在の有無を検討する.該当なし
新規脳特異的タンパク質(PNP14)のリン酸化反応を介した機能変化

14 kDa新規脳特異的タンパク質(PNP 14)を見い出し、すでに報告している。今回、抗PNP 14抗体と交差反応するタンパク質を牛脳中に発見し、精製後その一次構造を決定した。その結果、本タンパク質はラット脳cDNAライブラリーからクローニングされたアミノ酸140残基より構成される脳特異的タンパク質synuclein 1(SYN1)であった。PNP 14とSYN1の一次構造を比較すると、N末端側から70番目のアミノ酸までのホモロジーは85.7%と高かったが、71番以降のアミノ酸から、C末側10アミノ酸を除いた60アミノ酸残基における相同性は殆ど認められなかった。また、PNP 14のN末側に特異的なEKTKEから成る繰り返し配列もSYN1に認められ、SYN1がPNP 14ファミリータンパク質であることが明らかになった。抗PNP 14抗体はPNP 14を抗原に作製されたポリクローナル抗体であることから、SYN1に対する交差反応性は両タンパク質間のN末側領域、あるいはC末側10アミノ酸の高い相同性によるものと考えられた。SYNは同一遺伝子からオルタナテイブスプライシングによりSYN1,2,3と三種類の分子種の存在が示唆されていることから、各々の分子種に対する特異抗体を調整し、現在免疫組織化学的手法を用いて解析中である。PNP 14はin vivo,in vitroでリン酸化され、in vitroではCaM-kinase IIによりセリン残基が、EGF受容体やpp60^<v-src>によりチロシン残基がリン酸化される。精製SYN1を用いてリン酸化反応を行った結果、PNP 14と同様にリン酸化され、その生理的機能はこれらの酵素によりリン酸化反応を介して制御されている可能性が示唆された。さらに今回、PMP 14が新たにFyn,JAK2によりリン酸化されることが明らかになった。このリン酸化もSYN1に認められ、これらのPNP 14タンパク質ファミリーが新たに情報伝達系に関与している可能性が示唆される。
時間・エネルギー極限分光の開発と溶媒再配向ダイナミクスへの分子論的アプローチ

本研究課題は、単独のレーザーでは実現困難なエネルギーと時間分解能の両立をナノ秒レーザーによる状態選択性とピコ秒レーザーによる時間分解能を組み合わせた新たな分光法の開拓により実現し、光励起に伴う溶媒和構造変化ダイナミクスを実時間観測し、そのメカニズムを明らかにすることを目的とする。平成30年度は、課題であったピコ秒レーザーの発振調整法の高度化に取り組み、ピコ秒レーザー出力の安定化とビーム品質を大幅に向上することができた。とくに、ピコ秒レーザーの波長分解能の向上が赤外分光を行う上で極めて重要であることが明らかとなった。そこで、波長分解能に最適化された調整法を徹底することで、これまで測定できていなかった系におけるダイナミクスの測定に成功した。なかでも、本研究の中心課題としていた中性状態、および複数の溶媒分子を含む系のダイナミクス観測の対象としていたCPDS-水2クラスターの光励起に伴う励起状態電荷移動および溶媒再配向ダイナミクスの実時間観測に関して、ナノ秒レーザーと組み合わせた時間分解分光を実現し、CN伸縮振動やCH伸縮振動をプローブしたダイナミクスの測定に成功した。その結果、これまで単一の過程で進行すると考えられていた電荷移動が実際には二つの過程に分かれていること、電荷移動に伴うCPDS分子の捩じれ運動速度が溶媒数によらずほぼ一定であることを初めて明らかにできた。これにより、電荷移動、溶媒再配向、分子変形の応答時間を独立に決定することができた。そのほか、以前から進めていたイオン化に誘起される溶媒運動の測定に関しても、高精度の実験を行えるようになったことで、これまではっきりしなかった実験精度について明らかにすることができ、より明確な議論を行うための基盤を整えることができた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は研究開始年度に当たり、まず本研究で使用するピコ秒レーザー装置に本課題が提案する先端分光を行うに足る出力、安定性を回復するため、内部光学素子の更新、およびそれに伴う調整を行った。これにより、出力の高強度化、安定化に止まらず、レーザービーム品質の回復もはかられ、測定作業効率の大幅な改善が得られた。研究課題の進展については、ナノ秒+ピコ秒の二つのレーザーを用いる測定を開始し、最終的に目標としている中性状態ではなくイオン状態においてではあるが、光励起に伴う溶媒再配向過程の実時間観測に成功し、本課題の目指す分光法の基礎原理が確認できた。ただし、完全な測定データを得るには、測定条件に若干調整が必要であり、次年度に仕上げの測定としたい。本研究の中心課題である中性状態のダイナミクス、および複数の溶媒分子を含む系への進展に向けては、CPDS-水2クラスターの光励起に伴う励起状態電荷移動および溶媒再配向ダイナミクスの実時間観測を開始し、複数の溶媒分子を持つ溶媒和クラスターのダイナミクス観測に成功した。これまでの研究で行ってきた溶質-溶媒間の相互作用に加え、溶媒分子間の運動を考慮したより一般的な溶媒ダイナミクスの議論への入口となる重要な進展である。今年度は実験の容易さから、水分子の運動を主として観測するOH伸縮振動の観測を行ったが、次年度には電荷移動や分子運動を反映するCN伸縮振動やCH伸縮振動へ展開する予定である。当初の予定通り、まずレーザー装置の更新を行い、その後、本課題で提案した測定手法の開発、測定対象への適用を進めることができているため、上記の評価とした。ただし、実験条件を完全に詰めた測定を行うには十分ではなく、測定データとしては完全ではない点に改善の余地が残った。平成29年度は昨年度回復調整を終えたピコ秒レーザー装置の最終調整を行い、それを用いた測定を進めた。昨年度までに確立したナノ秒+ピコ秒の二種類のレーザーを用いる測定については、イオン状態への適用について昨年度仕上げることができなかった分の測定を終えることができた。これまでの溶媒分子を一つだけ持つ系から進めて、二つの溶媒分子を持つクラスターのイオン化誘起ダイナミクスへの適用も行なうことができた。特に長年の課題であった、(2|0)型のフェノール-アルゴン1:2クラスターのイオン化誘起ダイナミクスの実時間測定に成功した。一方で、本研究の中心課題である中性状態のダイナミクス、および複数の溶媒分子を含む系への進展に向けて研究を進めているCPDS-水2クラスターの光励起に伴う励起状態電荷移動および溶媒再配向ダイナミクスの実時間観測に関しては、ナノ秒レーザーとの組み合わせなどを試みたが目標としてきたCN伸縮振動やCH伸縮振動をプローブしたダイナミクスの測定が予定していた通りには進まなかった。吸収強度の低下およびクラスター生成条件の最適化に課題があると考えられ、より一層精緻な実験が必要である。温度条件の最適化、レーザー発振条件の確認法の高度化が必要である。

初年度に確立した測定法の応用としてのイオン状態の測定については、当初の予定をほぼ達成することができた。ナノ秒レーザーとの組み合わせは、振動の安定化、調整の簡易化など測定に対し大きなメリット持つことも実証された。中性状態のダイナミクスなどさらなる展開に関してはより一層の改善が必要であることもこの時期までに明らかにすることができた。これまでの測定データの多くを公表できた(論文7報)ことからもこの評価とした。本研究課題は、単独のレーザーでは実現困難なエネルギーと時間分解能の両立をナノ秒レーザーによる状態選択性とピコ秒レーザーによる時間分解能を組み合わせた新たな分光法の開拓により実現し、光励起に伴う溶媒和構造変化ダイナミクスを実時間観測し、そのメカニズムを明らかにすることを目的とする。平成30年度は、課題であったピコ秒レーザーの発振調整法の高度化に取り組み、ピコ秒レーザー出力の安定化とビーム品質を大幅に向上することができた。とくに、ピコ秒レーザーの波長分解能の向上が赤外分光を行う上で極めて重要であることが明らかとなった。そこで、波長分解能に最適化された調整法を徹底することで、これまで測定できていなかった系におけるダイナミクスの測定に成功した。なかでも、本研究の中心課題としていた中性状態、および複数の溶媒分子を含む系のダイナミクス観測の対象としていたCPDS-水2クラスターの光励起に伴う励起状態電荷移動および溶媒再配向ダイナミクスの実時間観測に関して、ナノ秒レーザーと組み合わせた時間分解分光を実現し、CN伸縮振動やCH伸縮振動をプローブしたダイナミクスの測定に成功した。その結果、これまで単一の過程で進行すると考えられていた電荷移動が実際には二つの過程に分かれていること、電荷移動に伴うCPDS分子の捩じれ運動速度が溶媒数によらずほぼ一定であることを初めて明らかにできた。これにより、電荷移動、溶媒再配向、分子変形の応答時間を独立に決定することができた。そのほか、以前から進めていたイオン化に誘起される溶媒運動の測定に関しても、高精度の実験を行えるようになったことで、これまではっきりしなかった実験精度について明らかにすることができ、より明確な議論を行うための基盤を整えることができた。本年度までに測定原理の確認が行えたため、次年度はまず現在取り組んでいる系における測定の完了、および結果の公表と進み、一定の区切りをつけたい。さらに、電子基底状態におけるダイナミクス測定を行うための準備として、誘導放出過程を用いた振動励起およびその検出を試み、提案した課題の実現への足掛かりを得る。そのほか、中性状態の振動励起による溶媒運動観測の可能性を広げるため、S1電子励起状態における振電準位からのダイナミクスの検討を試みる。これには、ナノ秒赤外分光による定常状態分光から始める必要がある。高度な測定を確実に成功させるため、ピコ秒レーザーの発振状態をより精緻、かつ簡便に確認調整する方法の確立が不可欠である。とくに赤外パルスの波長分解能の確認に超音速ジェット法を必要としない方法として、適当な分子の赤外吸収を用いる手法を開発する。その上で、今年度からの課題として積み残したCPDS水和クラスターや複数溶媒のダイナミクスの測定を行い、基本的な励起法を用いる測定に関しては確実に測定を行えるよう、装置、測定法を確立する。
機能性食品成分によるがん特異的なアンドロゲン受容体シグナル調節機構の制御

前立腺がんの進行には男性ホルモンであるアンドロゲンとその受容体であるアンドロゲン受容体(AR)の機能破綻が関与している。我が国で増加し続けている前立腺がんの死亡率は、アンドロゲン除去療法(去勢)後に発症する去勢抵抗性前立腺がん(CRPC)の増加に起因する。昨年度の結果から申請者は、去勢後に発現が誘導される低酸素誘導因子(HIF)-1αとβ-cateninというタンパク質がARシグナルの活性化に関与していることを明らかにし、HIF-1αがCRPCにおけるARシグナル活性化の鍵因子であることを見出している。本年度の研究では、HIF-1αを標的分子として機能性食品成分によってCRPCの増殖を抑制・遅延することを検討した。低酸素下の前立腺がん細胞において、ブドウ果皮に含まれる機能性食品成分の一種であるレスベラトロールはHIF-1αのタンパク質レベルを減少し、低酸素によって亢進したARの転写活性を常酸素レベルまで抑制した。またレスベラトロールはHIF-1αと直接結合することが明らかとなった。CRPC発症モデルマウスにレスベラトロール(4g/kg diet)を40日間摂食させ、レスベラトロールによる腫瘍の増殖抑制・遅延効果を経時的に評価した。レスベラトロールの摂食により摂食開始32日目からコントロール群と比較して有意に腫瘍の増殖が抑制された。腫瘍におけるHIF-1αと前立腺がんのマーカータンパク質であるPSAの発現量はレスベラトロールの摂食により減少した。レスベラトロールは腫瘍におけるβ-catenin発現量に影響を及ぼさなかったが、核内のβ-catenin量を減少した。これらの結果からHIF-1αを標的分子とすることで機能性食品成分によってCRPCの増殖を抑制・遅延できることが示された。平成24年度に予定していた研究実施計画は順調に遂行できた。rHIF-1αとβ-cateninによる協調的なアンドロゲン受容体シグナル活性化」についての結果を論文に掲載され、また「去勢抵抗性前立腺がんにおける、レスベラトロールによるアンドロゲン受容体シグナル調節機能」についての結果を論文投稿中である。申請者は、去勢後に発現が誘導される低酸素誘導因子(HIF)-1αとβ-cateninというタンパク質がARの転写活性化に関与していることを見出している。本年度の研究において、HIF-1αはサイトゾルでβ-cateninと結合し、β-cateninの核内移行を促進することを明らかにした。またHIF-1αのC末端部位とARのN末端ドメインが直接結合し、HIF-1αとβ-cateninはそれぞれARの異なる領域で結合することで協調的にARのN-C相互作用を亢進することを見出した。これらの結果は、HIF-1αが去勢後の低アンドロゲン濃度下におけるARシグナルの鍵因子であることを示している。つまりHIF-1αを分子標的とすることでCRPCを予防できる点で非常に意義のある結果である。さらにARの転写活性阻害物質としてスクリーニングで得られたレスベラトロールは、ARだけでなくHIF-1α、β-cateninのタンパク質レベルも減少することを見出した。CRPCにおいて、レスベラトロールは複数の因子(AR、HIF-1α、β-catenin)を抑制することから、現在の有効濃度よりもより低濃度でARシグナルを抑制できると考えられる。

平成23年度に予定していた研究実施計画は順調に遂行でき、現在「低アンドロゲン濃度下におけるHIF-1αとβ-cateninによるARシグナル活性化機構」についての結果を論文投稿準備中である。また平成24年度の研究に使用するCRPC発症モデルマウスの作製も順調に進行している。平成24年度に予定していた研究実施計画は順調に遂行できた。rHIF-1αとβ-cateninによる協調的なアンドロゲン受容体シグナル活性化」についての結果を論文に掲載され、また「去勢抵抗性前立腺がんにおける、レスベラトロールによるアンドロゲン受容体シグナル調節機能」についての結果を論文投稿中である。CRPCの発症機構を培養細胞レベルで解析できたので、平成24年度はCRPCの発症機構にHIF-1αとβ-cateninが関与するかin vivoレベルで検証する。さらに、レスベラトロールを自由摂食させてCRPCの発症の予防、遅延を検討する。
酸化還元状態のインビボ評価を目指した脳機能診断プローブの開発

本研究で開発した新規放射性アスコルビン酸誘導体のうち、^<131>I-DIAについて、各種病態モデル動物生体内挙動の評価を行った。前年度において得られた健常ラットにおける^<131>I-DIAの放射能分布実験についてさらにを詳細に検討したところ、投与後60分において副腎に14%dose/gの高い集積があり、副腎/肝臓比で約10、副腎/腎臓比で約7と選択的な分布を示すことが明らかとなった。副腎機能は生体におけるストレスと関連しており、脳下垂体より分泌される刺激ホルモンの影響を受けやすいことから、脳機能診断への展開との関連性が高い。そのため、さらに詳細に副腎集積性について詳しく調べることにした。4-APPを前投与した副腎機能亢進モデルラットにおいて、副腎への放射能集積は顕著に増加した。また副腎皮質機能亢進モデルとしてY1細胞移植マウスにおいてY1細胞に高い集積(9%dose/g)を示した。副腎髄質機能亢進モデルとしてPC12細胞移植マウスにおいても、高い集積を示した。このことから少なくとも^<131>I-DIAが、副腎機能を反映する新しい診断薬剤として大きな可能性を有することが明らかとなった。脳機能との関連性については、さらに詳細に検討する必要があると考えている。比放射能が分布に影響を与えることも判明したので、高比放射能な合成条件の検討を行っている。一方で、前年度に開発したdehydro^<18>F-DFAの生体内分布について、仮説どおりGLUTを介した細胞移行が行われているかどうか、deoxyglucose同時投与による分布を調べたところ、ある程度はGLUTを介した取り込みであることが示唆されたが、その割合は高くはなかった。このため、生体内においてよりGLUTを認識しやすい化学型に変化すると予想される新たなdehydro^<18>F-DFA異性体のデザインを行った。種々の合成条件を検討中である。AsAの6位にフッ素原子を有するDFAの酸化型アナログdehydroDFAの合成は、DFAを臭素酸化反応に付すことで達成し、この方法は^<18>F標識体にも応用可能であることを明らかにした。種々条件を検討した結果、全合成時間70分、放射化学的純度95%以上、放射化学的収率3.5%で^<18>F標識DFAを得る方法を確立した。DehydroDFAはインビトロで不安定であり、標識体を使った基礎評価には用時調整が必要であることがわかった。マウスを用いた生体内分布を調べた結果、^<18>F-dehydroDFAの投与放射能は腫瘍へ多く集積し、脳への初期集積が低かった。この結果は、還元型である^<18>F-DFAの生体内動態とよく似ていた。また骨に高い集積を示し、2DGの同時投与により集積が阻害された。各組織内における代謝や血中成分への分布については現在検討中である。また、AsAの6位にヨウ素原子を有するDIAの合成を達成した。トシル体や環状硫酸エステル体を前駆体とした求核置換反応によりヨウ素を導入し引き続き酸加水分解異性化反応により目的物を得たが、収率が低かった。そこで種々検討した結果、AsAの6位に臭素原子を導入した後、Nalにて反応させることで、収率良くDIAを得る新しい合成方法の開発に成功した。本法は放射性ヨウ素標識合成にも容易に応用でき、^<131>I-DIAを全合成時間90分、放射化学的純度98%以上、放射化学的収率30%で得る方法を確立した。マウスを用いた生体内分布を調べた結果、能への初期の集積は0.61%dose/gであり、また腫瘍にも集積したことから、^<131>I-DIAはアスコルビン酸やDFAと非常によく似た生体内挙動を示すことが明らかとなった。今後は、dehydroDIAの合成を標識合成法の確立を急ぐとともに、基礎評価を行うことで、これら新規化合物の核医学診断薬としての可能性を探る予定である。

比放射能が分布に影響を与えることも判明したので、高比放射能な合成条件の検討を行っている。一方で、前年度に開発したdehydro^<18>F-DFAの生体内分布について、仮説どおりGLUTを介した細胞移行が行われているかどうか、deoxyglucose同時投与による分布を調べたところ、ある程度はGLUTを介した取り込みであることが示唆されたが、その割合は高くはなかった。このため、生体内においてよりGLUTを認識しやすい化学型に変化すると予想される新たなdehydro^<18>F-DFA異性体のデザインを行った。種々の合成条件を検討中である。
磁気光学法によるサブミクロン・スケールでの磁化・電流イメージング

マンガン酸化物では強磁性金属相と反強磁性電荷整列絶縁体相とが競合する状態にある。両相境界の近傍では少しの外場で物性が大きく変化する巨大応答が可能になるが、固溶体では避けられない乱れの効果が時として相分離現象を引き起こす。我々は過去の研究でこの系における相分離状態を磁気光学イメージング法で可視化し、電流印加時の自己発熱効果による相分離状態の制御について研究してきた。本年度ではそれを発展させて実際に自己発熱による熱サイクルで電子系の固体-液体状態を作り分ける、いわゆる電子相変化メモリ効果を実演した。また自己発熱効果を用いることで可能になる弱磁場巨大磁気抵抗効果を室温で実現する事にも成功した。これらの現象をより実用的な環境に近づけるには、非常に強い電荷・軌道整列への不安定性を導入する必用がある。そこでマンガン酸化物中最高の電荷・軌道整列転移温度を示すビスマス系マンガン酸化物に注目した。ビスマスを含むマンガン酸化物はフローティングゾーン法による結晶成長が困難であるため、フラックス法を用いて結晶を育成し、電気抵抗および磁化測定や粉末X線回折という基本的測定に加えて、透過電子顕微鏡による超格子の観測、60Tまでのパルス磁場下における磁気抵抗・磁化測定、熱起電力測定など多岐にわたる研究を展開してきた。ここでは字数の都合上、その一部のみ紹介する。室温で強磁性金属であるランタン系マンガン酸化物と、570K以下で電荷整列現象を起こすビスマス系マンガン酸化物の混晶を作ると室温以上に多重臨界点が存在する事がわかった。この混晶系ではランタン-ビスマス比が不均一になる場合があり、化学的不均一の有無を確認するために磁気光学イメージング法を使用した。フラックス法で組成を精密に調整する事は困難であるが、臨界点ごく近傍の試料を制御性良く作成できれば室温での巨大外場応答も実現可能であると期待できる。ある種のマンガン酸化物では強磁性金属相と反強磁性(または常磁性)電荷整列絶縁体相との共存する相分離状態が実現されることが知られている。我々は以前の研究で、この状態におけるパーコレーシヨン的伝導経路の可視化に成功し、それが輸送電流増大によって均一伝導に変化する事を見いだした。今年度は、この相分離状態における伝導の電流・電圧による制御を主に研究し、応用的にも興味深いと思われる幾つかの現象を発見した。第一に、相分離状態にあるマンガン酸化物を電流印加で均一伝導にする。その後の電流減少によって系を過冷却の電荷固体状態にもっていくと弱い外部磁場が引き金となって急峻な電荷の固体-液体転移による絶縁体-金属転移が実現できる。この効果を利用して通常数テスラの磁場を必要とする巨大磁気抵抗効果の動作磁場を数十分の1にする手法を示した。また相分離状態の転移転近傍で、試料に一定電圧を印加すると電流の発振が生じることを発見した。輸送特性の測定と同時に行った偏光顕微鏡による実空間イメージングを通して、電流発振現象が局所的な金属-絶縁体転移によって起こっていることを明らかにした。一方で超伝導体に関する研究として、磁気光学イメージング用インジケータ膜上に超伝導膜を成長し、「磁束収縮効果」を用いて同手法による単一磁束量子の可視化に成功した。この成功は様々な超伝導体における磁束配列観察を可能にするとともに、今後のサブミクロンイメージングの第一歩となる研究として位置づけられる。
自家骨髄細胞・脂肪細胞による膀胱・尿道括約筋再生療法

臨床的な観点から考えると、膀胱の再生においては、膀胱頚部、つまり尿道括約筋部の再生が、尿失禁の予防には重要である。まず、われわれは、ラビットの大腿骨骨髄より注射針で骨髄由来幹細胞、もしくは、腹部より脂肪組織を採取して、その中の脂肪幹細胞を採取して、培養し増殖することを可能とした。その培養細胞を、障害を与えた尿道括約筋に移植し、尿道括約筋部の再生を免疫染色およびRTーPCR法にて組織学的に、また、機能的検査にても確認することができた。本年度は脂肪幹細胞が尿道括約筋の再生を行うことが可能であるかを検証した。10週齢雌NZW種のウサギの下腹部脂肪組織から脂肪細胞を採取した。7日間初代培養を行い、接着伸展した細胞を脂肪由来細胞とした。一方で、移植1週間前に、ウサギ膀胱頚部の内尿道括約筋を中心とした組織に液体窒素を20秒間噴射し凍結傷害を与えた。損傷を与えてから1週間後、培養によって得られた脂肪由来細胞(1.0x106 cell)を、傷害を与えた膀胱頚部に自家移植した。対照群には、凍結傷害部に細胞を含まない溶液を注入した。移植後1、2週目に尿漏出圧(LPP)測定を行った。移植直前の損傷を受けたウサギのLPP値は、偽手術を受けたウサギのLPP値よりも有意に低下した。細胞移植1週間後のLPP値は、細胞移植群と対照群には差がなかった。しかし、細胞移植2週後、細胞移植群のLPP値は、対照群と比較して高い傾向を示した。膀胱頚部の内尿道括約筋を中心とした組織に凍結傷害を与えてLPPが低下したモデルに対して、傷害部への自己脂肪由来細胞を移植するとLPP値が高くなる傾向が認められ、尿道括約筋の再生に脂肪幹細胞は有用であることを示すことが可能であった。本研究は多分化能を有すると考えられる骨髄幹細胞、もしくは最近注目されている脂肪幹細胞を利用して、障害を受けた膀胱および尿道括約筋に移植し、膀胱および尿道括約筋を排尿に関する一連の器官として再生させる研究である。移植にあたっては自分自身の骨髄幹細胞、もしくは脂肪細胞を採取して、培養増殖した上で移植することを主目的としており、拒絶反応を考慮する必要がない試みであった。大きな成果としては脂肪幹細胞が尿道括約筋の再生を行うことが可能であることを示した点である。平成23年度は、マウスよりも大型のラビットを使用して、同一個体での移植を試みた。ラビットの大腿骨骨髄より注射針で骨髄由来幹細胞を採取し15%fetal bovine血清および抗生剤附加のDulberco Modified Eagle Mediumの中に入れる。細胞を遠心分離した後に、TypeIcollagenでコートした培養皿で7日間培養し増殖することが可能であった。細胞のマーカーとして、GFP(Green fluorescence protein)発現遺伝子よりも蛍光発現性の長いQtracker labeling kitsを使用して、マーキングした。本年度は、膀胱頚部の再生に注目し、膀胱頚部を粘膜面より-80°Cのアイスバーで障害与え、その障害部位へ、30G注射針を使用して培養した細胞1x105個/50μlを移植した。移植後3日目、14日目に膀胱を取り出し、Monoclonal anti-GFP抗体、平滑筋特異抗体を使用して免疫二重染色を行い、レーザー蛍光顕微鏡で移植した細胞の分化、つまり、筋層をはじめとする膀胱頚部の再生を確認した。

14日目の膀胱においては、Acta2 primerを使用してalpha smooth muscle actinを、Myh11 primerを使用してsmooth muscle myosin heavy chainを、Real time RT-PCR法にて定量測定し骨髄幹細胞の膀胱平滑筋への分化についての評価を定量的に行うことも可能であった。ウサギの脂肪細胞を培養したが、採取部位によって、幹細胞を純化させるのに違いがでることが明らかになったことは、今後の研究の進展を大きく左右した。つまり、ウサギにおいては、皮下の脂肪組織を使用すると雑菌の繁殖が多くなり、幹細胞の採取に大きな障害がでることがわかった。いろいろな部位から脂肪組織を採取して検証したが、腹腔内の余剰脂肪組織は、ほぼ無菌的に採取することが可能であり、幹細胞の純化培養に適していることが判明した。この培養によって、障害を与えた尿道括約筋への脂肪幹細胞移植がスムースに行うことができた。これらの成果により、現在のところ、概ね順調に進展していると考えられる。当初計画のうち、標準化した膀胱障害モデルの確立、つまり、膀胱頚部を粘膜面より-80°Cのアイスバーで障害与えたモデルを作成した。また、その障害部位へ、30G注射針を使用して培養した細胞1x105個/50μlを移植し、移植後3日目、14日目に膀胱を取り出し、Monoclonal anti-GFP抗体、平滑筋特異抗体を使用して免疫二重染色を行い、レーザー蛍光顕微鏡で移植した細胞の分化、つまり、筋層をはじめとする膀胱頚部の再生を確認したこと。また、14日目の膀胱においては、Acta2 primerを使用してalpha smooth muscle actinを、Myh11 primerを使用してsmooth muscle myosin heavy chainを、Real time RT-PCR法にて定量測定し骨髄幹細胞の膀胱平滑筋への分化についての評価を定量的に行うことも可能であったため、概ね順調に進展していると判断される。今後は、平成23年度までに行った骨髄幹細胞を利用した場合の尿道括約筋の再生法と、平成24年度に行った脂肪幹細胞を利用した場合の尿道括約筋の再生法の比較検討が主体となる。機能的、組織学的な再生効率の検証、および細胞を採取することによる個体への侵襲度の差の検証および経済的効率性についての検証も行う予定である。これまでは、凍結障害をおこした膀胱に対して、再生治療を骨髄幹細胞で行うことを試みていたが、今後は、より臨床での現場に近い障害を想定したモデルで、研究を進める予定である。現段階では、放射線による障害を受けた膀胱に対する再生治療の可能性を検討している。放射線による障害は子宮頸癌、前立腺癌、直腸癌などの治療でおきるため、より臨床応用の可能性が高くなると思われる。該当なし放射線を特異的に膀胱にのみ照射する器具、つまり、膀胱部のみ穴のあいた放射線防護装具の開発工夫が必要となり、その材料費などが必要となる。また、実験動物、およびその飼育費用、麻酔薬などの使用薬剤および器材、免疫蛍光染色用抗体、mRNA測定のためのprimer、膀胱内圧検査のための膀胱用カテーテルを留置するためのカテーテル類、手術器具、また、研究成果の発表のための費用などを中心として使用する予定である。
尻腐れ果の発生機構の解明と克服のための統合的アプローチ

トマトの尻腐れ果は甚大な被害を及ぼす生理障害であるが、その発生機構は十分に解明されていない。そこで本研究では、安定的に尻腐れ耐性を示す染色体断片置換系統を材料とした遺伝学的アプローチ、カルシウムを含む全てのイオンを網羅的に解析できるイオノーム解析と局所的なカルシウムの動態を明らかにできるCaイメージングによる高度な解析アプローチ、さらにオミクスと、部位特異的な遺伝子発現制御が可能なウイルスジーンサイレンシングによるエビデンスの獲得を統合したアプローチにより、世界最大とも言える生理障害である尻腐れ果の発生機構を解明するとともに、克服のための育種素材を提供することを目的とする。本研究では上述の目的を達成するための基盤的研究をおこなうこととしている。尻腐れ果の発生がカルシウムと関わることは知られているが未だ未解決である原因としては、適切な遺伝学的解析のための材料が乏しいこと、カルシウムの局在性の精密な分析がないこと、カルシウム以外のイオンのデータが不足していること、オミクス解析が活用されていないことがあげられる。そこで本年度は、遺伝学的解析が可能な材料であるトマトSolanum lycopersicum M82にトマト野生種Solanumpennelliiの染色体を導入した染色体断片置換系統のIL8-3を用いて、尻腐れ耐性遺伝子のマッピングのため、IL8-3領域内で組換えを生じた系統の形質評価をおこなった。またM82とIL8-3を用いて、イオノーム解析によりカルシウムやカルシウムと関連のある元素について尻腐れ発生との関係を検討した。トランスクリプトームの結果を参考にして、尻腐れ発生に関わる可能性のあるカルシウム輸送関連遺伝子などの発現解析をおこなうとともに、イメージングおよびサイレンシングのための条件設定などを引続きおこなっている。期間中、尻腐れ果発生率に基づいた尻腐れ果抑制遺伝子のマッピングデータの解析を行ったところ、当初の想定に反し、予期しないばらつきが原因で正確なマッピングができていないことが判明したため、調査対象の再設定を行い、果実肥大速度と果頂部カルシウム濃度に拡大したうえで再度マッピングを行う必要が生じた。そこで、経費を翌年度に繰り越して同実験を遂行した。現在、繰り越した項目および他の項目について、特段の進捗上の問題はないため上記の進捗状況とした。遺伝学的解析が可能な材料であるトマトSolanumlycopersicum M82にトマト野生種Solanumpennelliiの染色体を導入した染色体断片置換系統のIL8-3を用いて、カルシウムの動態や関連遺伝子の解析をおこなう。特にカルシウムの動態に関しては、これまで全カルシウム含量を対照としていたが、アポプラストのカルシウムが重要との報告もある。そこで、アポプラストのカルシウム含量を測定するための条件設定を行うとともに、アポプラストにおける濃度が系統間で尻腐れ果の発生と関連するかどうかについて検討する。またカルシウムの動態と関連する遺伝子については、これまでトマトにおいてカルシウムの輸送に関連する遺伝子を網羅的に解析した例が見当たらないことから、関連遺伝子の配列の系統学的解析と基本的な発現解析をおこなうとともに、尻腐れと関連する遺伝子を選抜する。以上で得られた情報を、イメージングやサイレンシングによる解析に提供できる方向で研究を進める予定である。トマトの尻腐れ果は重要な生理障害であるが、その発生機構は十分に解明されていない。そこで本研究では、尻腐れ果の発生の抑制を示す染色体断片置換系統を材料とした遺伝学的アプローチ、カルシウムを含む全てのイオンを網羅的に解析できるイオノーム解析、局所的なカルシウムの動態を明らかにできるCaイメージング等による統合アプローチにより、尻腐れ果の発生機構を解明することを目的としている。これまで尻腐れ果の発生がカルシウムと関わることは知られているが、適切な遺伝学的解析のための材料が乏しいこと、カルシウムの局在性の精密な分析がないこと、カルシウム以外のイオンのデータが不足していたことなどの問題があった。そこで本年度においては、遺伝学的解析の可能な材料として、トマトSolanum lycopersicum cv. M82の第8染色体にトマト野生種Solanum pennelliiの染色体断片を導入した染色体断片置換系統であるIL8-3を用いて、尻腐れ果の発生抑制遺伝子のマッピングを開始した。その結果、IL8-3において親品種であるM82と比べて尻腐れ果の発生が抑制されることを確認するとともに、IL8-3領域において組換えを生じた系統においても尻腐れ果の発生が抑制される系統を見出すことができた。またイオノーム解析により、カルシウムを中心とした元素同士の相関を調べる等のオミクス解析を実施した。さらにモデル実験植物も材料に加え、イメージングおよびサイレンシングのための予備的な成果を得ることができた。予定していた染色体断片置換系統であるIL8-3を用いた尻腐れ果発生抑制の評価において、予定通りの結果を得るとともに、次年度につながるIL8-3領域において組換えを生じた系統における形質評価もおこなうことができた。またイオノーム等のオミクス解析や、イメージングおよびサイレンシングに関しても、次年度につながる成果を得ることができたため。

そこで本研究では、安定的に尻腐れ耐性を示す染色体断片置換系統を材料とした遺伝学的アプローチ、カルシウムを含む全てのイオンを網羅的に解析できるイオノーム解析と局所的なカルシウムの動態を明らかにできるCaイメージングによる高度な解析アプローチ、さらにオミクスと、部位特異的な遺伝子発現制御が可能なウイルスジーンサイレンシングによるエビデンスの獲得を統合したアプローチにより、世界最大とも言える生理障害である尻腐れ果の発生機構を解明するとともに、克服のための育種素材を提供することを目的とする。本研究では上述の目的を達成するための基盤的研究をおこなうこととしている。尻腐れ果の発生がカルシウムと関わることは知られているが未だ未解決である原因としては、適切な遺伝学的解析のための材料が乏しいこと、カルシウムの局在性の精密な分析がないこと、カルシウム以外のイオンのデータが不足していること、オミクス解析が活用されていないことがあげられる。そこで本年度は、遺伝学的解析が可能な材料であるトマトSolanum lycopersicum M82にトマト野生種Solanumpennelliiの染色体を導入した染色体断片置換系統のIL8-3を用いて、尻腐れ耐性遺伝子のマッピングのため、IL8-3領域内で組換えを生じた系統の形質評価をおこなった。またM82とIL8-3を用いて、イオノーム解析によりカルシウムやカルシウムと関連のある元素について尻腐れ発生との関係を検討した。トランスクリプトームの結果を参考にして、尻腐れ発生に関わる可能性のあるカルシウム輸送関連遺伝子などの発現解析をおこなうとともに、イメージングおよびサイレンシングのための条件設定などを引続きおこなっている。期間中、尻腐れ果発生率に基づいた尻腐れ果抑制遺伝子のマッピングデータの解析を行ったところ、当初の想定に反し、予期しないばらつきが原因で正確なマッピングができていないことが判明したため、調査対象の再設定を行い、果実肥大速度と果頂部カルシウム濃度に拡大したうえで再度マッピングを行う必要が生じた。そこで、経費を翌年度に繰り越して同実験を遂行した。現在、繰り越した項目および他の項目について、特段の進捗上の問題はないため上記の進捗状況とした。引き続き遺伝学的解析が可能な染色体断片置換系統IL8-3を用いて、尻腐れ耐性遺伝子のマッピングのためIL8-3領域内で組換えを生じた系統の形質評価を進める。またM82とIL8-3を用いたイオノーム解析により、カルシウムやカルシウムと関連のある元素について尻腐れ発生との関係を検討する。さらにオミクス解析の結果を参考にして、尻腐れ発生に関わる可能性のあるカルシウム輸送関連遺伝子などの発現解析をおこなうとともに、イメージングおよびサイレンシングに関する条件設定などを進める。遺伝学的解析が可能な材料であるトマトSolanumlycopersicum M82にトマト野生種Solanumpennelliiの染色体を導入した染色体断片置換系統のIL8-3を用いて、カルシウムの動態や関連遺伝子の解析をおこなう。特にカルシウムの動態に関しては、これまで全カルシウム含量を対照としていたが、アポプラストのカルシウムが重要との報告もある。そこで、アポプラストのカルシウム含量を測定するための条件設定を行うとともに、アポプラストにおける濃度が系統間で尻腐れ果の発生と関連するかどうかについて検討する。