hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ATLAS実験における長寿命荷電粒子の探索

2011年度においては、欧州原子核研究機構(CERN)の大型陽子陽子衝突型加速器(LHC)において重心系エネルギー7TeV(3.5TeV+3.5TeV)の陽子陽子衝突が行われ、ATLAS検出器においては積算ルミノシティにして4.7fb-1のデータが取得された。本探索においては、検出器内でhadron interactionを起こしたtrack及び検出器の物質によって散乱され誤って再構成されたbadly reconstructed trackの2つのバックグラウンドがある。これらバックグラウンドは実際の検出器の物質量等に依存するためこれらを正しく評価できるよう実データを用いたdata-driven法でバックグラウンドおよび信号の見積もりを行った。結果、2011年のデータでは信号は確認されなかった。そこで、AMSB模型における長寿命荷電粒子に制限を得た。結果、寿命が1nsの点において質量が118GeVまでのcharginoを排除された。これは、LEP2で得られた結果(質量92GeVまでのcharginoを排除)を超えて、これまでで最高感度の結果となっている。2010年度においては、欧州原子核研究機構(CERN)の大型陽子陽子衝突型加速器(LHC)において重心系エネルギー7TeV(3.5TeV+3.5TeV)の陽子陽子衝突が行われ、ATLAS検出器においては積算ルミシティ35pb-1のデータが取得された。本研究は、超対称性模型から予想される、長寿命荷電粒子を探索する研究である。長寿命荷電粒子は途中で崩壊する特徴的な飛跡(キンクトラック)を作ることが予想されるため、その飛跡の探索を行う。長寿命荷電粒子の探索を行うに当たり、まずATLASのトラッキングの性能を評価した。ATLASの飛跡検出器は実データ取得開始初期から、問題なく動作しており、長寿命荷電粒子の探索においても問題が無いことを確認した。実際の探索を行ったところ、2010年のデータでは信号は観測されなかった。ただ、対象とする模型の生成断面積が小さく、2010年の統計量では発見能力はなく、新たな領域の排除も行えなかった。そこで、2010年度の30倍以上の統計量が見込まれる2011年のデータ取得に向けて、より信号の取得効率を上げるトリガーを開発、更に長寿命荷電粒子のβを測定し、より短い崩壊長の信号を探索するためにPixel検出器を用いた手法についての研究を行った。新しいトリガーについては、これを導入することで2倍程度、取得効率が上がるものとなった。これによって2011年のデータで発見ないしは新しいパラメータ領域に対し制限をつけることが可能となる。
攻撃行動の脳神経メカニズム

本研究では、攻撃行動の表出と、個体の不安情動性や社会的刺激に対する反応性のレベルとの関係、さらにストレス負荷による変容について、攻撃、不安情動性、社会認知、ストレス反応の制御への関与が示唆されている、エストロゲンレセプターベータ(ER-β)が果たす役割に焦点をあてて解析した。(1)エストロゲンによる不安関連行動の制御におけるER-βの役割を同定するために、性腺除去後に慢性的なエストロゲン処置を施された雄マウスの不安関連行動を明暗箱往来テストにより測定したところ、野生型(WT)マウスでは、エストロゲン処置により不安レベルの低減が見られたが、ER-βの遺伝子欠損マウス(βERKO)では、エストロゲンは全く効果がなかった。また、攻撃行動、情動行動への関与が指摘されているセロトニン関連遺伝子であるセロトニントランスポーター(SERT)のmRNAレベルを、ER-βが高濃度で存在する中脳背側縫線核で測定したところ、WTマウスではエストロゲン依存的なSERTの増加が見られたが、βERKOマウスでは全く変化がなかった。(2)雄マウスの攻撃行動は、生後5-6週間目の思春期到来の前後に発現し始め、その後性成熟とともに成体レベルの達することが知られている。我々は以前、βERKO雄マウスにおいて思春期前後の攻撃行動の増大すなわち攻撃性を抑制する脳内機構の異常を示唆する結果を報告した。本実験では、この様な攻撃性の異常を示すβERKOマウスにおいて、新生仔期での母親からの分離ストレスが、思春期での攻撃性のレベルや社会的探索行動テスト場面での不安行動に及ぼす影響について検討した。母親からの分離ストレスが負荷された雄マウスでは、5週令での攻撃行動の発現が遺伝子型を問わず減少していたが、βERKOマウスにおいて特に顕著な減少が見られた。従って、ストレス応答システムの発達にER-βが関与していることが示唆された。(1)エストロゲンによる不安関連行動の制御におけるエストロゲンレセプターベータ(ER-β)の役割とその神経内分泌学的基礎の解析:性腺除去後に慢性的なエストロゲン処置を施された雄マウスの不安関連行動を明暗箱往来テストにより測定した。野生型(WT)マウスでは、エストロゲン処置により不安レベルの低減が見られたが、ER-βの遺伝子欠損マウス(βERKO)では、エストロゲンは全く効果がなかった。また、攻撃行動、情動行動への関与が指摘されているセロトニンの関連遺伝子であるセロトニントランスポーター(SERT)のmRNAレベルを、ER-βが高濃度で存在する中脳背側縫線核で測定したところ、WTマウスではエストロゲン依存的なSERTの増加が見られたが、βERKOマウスでは全く変化がなかった。(2)攻撃行動の選択交配系マウスの行動解析:個体の攻撃行動発現レベルの高低が、個体の情動性、不安レベルや社会行動特性とどのように関連付けられるのかについて、攻撃行動のレベルを基に選択交配された、高、低攻撃性および非選択系の雄マウスを用いて検討した。オープンフィールド及び明暗箱往来テストでは、高攻撃性系のマウスは低攻撃性系や非選択系のマウスに較べて情動性や不安レベルが高いことが見いだされた。さらに、同種他個体という社会的な刺激への反応性や嗜好性を測定したところ、全体として高攻撃性系及び非選択系のマウスは攻撃行動の対象となり得る刺激雄マウスに対してテリトリー防衛的な探索行動を示すが、低攻撃性系のマウスはこの様な刺激個体を避け、攻撃行動の対象となり得ない性腺除去雄

マウスへの接近を好むことが明らかとなった。従って、新奇・不安惹起場面への反応性といった個体行動のレベルにおいても、また社会的な刺激に対する反応性においても、高攻撃性系と低攻撃性系マウスは各々非選択系のマウスとは明らかに異なる行動パターンを示すと結論される。雄マウスの攻撃行動は、生後5-6週間目の思春期(puberty)到来の前後に発現し始め、その後性成熟とともに成体レベルの達することが知られている。我々の先行研究では、思春期での攻撃行動の発現の調節に、エストロゲン受容体ベータ(ER-β)が重要な役割を果たしていることを示唆する結果が得られている。すなわちER-βを欠損させた雄マウス(βERKO)では、思春期到来に伴って発現し始める攻撃行動の頻度が大きく増加しているばかりでなく、攻撃行動が極めて衝動的(impulsive)な特徴を示し、攻撃性を抑制する脳内機構の異常が示唆されている。本実験では、この様な攻撃性の異常を示すβERKOマウスにおいて、新生仔期での母親からの分離ストレスが、思春期での攻撃性のレベルや社会的探索行動テスト場面での不安行動にどのような影響を及ぼすのかについて検討した。生後5週目での攻撃行動テストにおいて、分離ストレスの負荷されなかったコントロール群のβERKOマウスでは、野生型(WT)マウスに比べて攻撃行動の生起時間が有意に長く、先行研究と同様の結果が得られた。一方、生後1日目から14日目まで毎日4時間ずつ母親から分離された雄マウスでは、攻撃行動の生起時間が遺伝子型を問わず減少していたが、βEREOマウスにおいて特に顕著な減少が見られた。生後7週目で行った社会的探索行動テストでは、遺伝子型間やストレス群間に顕著な差異は見られなかった。これらの結果から、新生仔期でのストレス負荷と思春期における攻撃行動発現との関係が示唆された。また、ストレス負荷による影響がβERKOマウスで特に顕著に認められたことから、ストレス応答システムの発達にER-βが関与していることが考えられる。
B中間子のCP固有状態への崩壊を用いたCP非保存の精密測定

B中間子のモンテカルロ(MC)シミュレーションデータを大量に発生させ、そのデータを用いてB中間子の崩壊点の位置分解能を表現する関数を作成した。この関数と、比較的分岐比の大きい崩壊モードの測定データを用いてB中間子の寿命の測定を行うことで、この関数の正当性を評価し、同時に関数に用いられるパラメーターの値を決定した。また、B中間子のフレーバーを特定できる崩壊過程の観測をこの関数を用いて行い、本研究で用いるフレーバー同定方法の性能を評価し、フレーバーの同定精度のパラメーターを決定した。これらの位置分解能関数やフレーバー同定方法と、2002年7月までにBelle検出器によって記録されたB中間子のCP個有状態への崩壊モードのデータを用い、B中間子の時間発展の解析を行い、CP非保存のパラメーター、sin2φ_1の値を測定したその結果、sin2φ_1=0.719±0.074±0.035と言う値を得た。ただし、一つ目の誤差は統計誤差を、二つ目の誤差は系統誤差を示す。この結果は他の実験結果と矛盾なく、また、理論とその他の測定結果を用いた間接的な予測値とも精度良く一致し、素粒子の標準理論と矛盾しないものであった。この結果は2002年7月にアムステルダムで開催された国際会議31^<st> International Conference on High Energy Physics (ICHEP02)において発表された。また、この結果を論文にまとめ、Physical Review D誌に投稿し、掲載された。
白質内オリゴデンドロサイトにみられるパターン形成とその起源

脳の発達や機能、精神神経疾患の病態には、ミエリン(髄鞘)による神経伝達の調節が深く関わっている。ミエリンは神経軸索を取り巻くリン脂質の層を指し、跳躍伝導を可能にしている。ミエリンを構成する細胞はグリア細胞の中でもオリゴデンドロサイト(OL)が担当している。脳梁などの白質に存在するOLの特徴は、細胞体が一列に並んだビーズ状の形態をとることである。この一列に規則的に並んだ白質OLがどのように形成されるのか?そもそも、この規則的な配列にどのような意義があるのか?に対する明確な解は現時点でない。この解の一端として、発生のどの段階で細胞ビーズが完成するか、ビーズ内の細胞はミエリン形成能において均一か、OLがビーズ状になり密集していると隣接するOL同士のミエリン形成が物理的に干渉し合わないか、という学術的「問い」を設定して解析を進めてきた。OLの発生研究は脊髄や大脳皮質で盛んに行われてきたが、白質OLが美しく規則的に配列することにどのような意味があるのかについての研究は皆無である。研究の2年間では、1発生のどの段階で一列に並んだ細胞ビーズが完成するか、2一列に並んだ細胞はすべてミエリン形成可能なのか、3OLがビーズ状に密集することで隣り合うOL同士のミエリン形成が物理的に干渉し合わないか、という3つの「問い」を設定した。それぞれの「問い」に対して単一の切片で20種類以上の抗体染色を可能とするMultiplex染色法、SBF-SEMを用いた白質微細構造の3D再構築を駆使して以下の答えを得た。1生直後はランダムに配列しているOLが徐々に「整列」し、生後7日目からはっきりとした細胞ビーズができる、2細胞ビーズは殆どが成熟OLで構成されミエリン形成可能だが各々の成熟OLは性質が異なる、3細胞ビーズの各OLは細胞体周囲の軸索よりもむしろ遠隔の軸索をミエリン化する事を明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。脳梁などの白質に存在するオリゴデンドロサイトは束間オリゴデンドロサイトと呼ばれるが、この細胞群の形態の特徴は、細胞体が一列に並んだ数珠状形態をとることである。しかし、数珠状形態をとる束間オリゴデンドロサイトの形態的機能的な研究はこれまで皆無であり不明な点が多い。平成29年度は、束間オリゴデンドロサイトの発生学的機序を明らかにするため、C57BL/6マウスの生後0日から生後2か月までの組織切片を作成し、オリゴデンドロサイトの数珠状形態がどの時期から形成されるかを明らかにした。また、細胞体が一列に並び数珠状形態をとる白質内オリゴデンドロサイトの性質を組織化学的手法およびSBF-SEMと呼ばれる電子顕微鏡による三次元超微形態解析により白質内オリゴデンドロサイトの構成細胞やオリゴデンドロサイトの突起形成、ミエリン形成等を明らかにした。平成29年度に予定していた課題(A束間オリゴデンドロサイトは発生初期から数珠状なのか?発生に伴い数珠状になるのか?、B数珠状の束間オリゴデンドロサイトは一様にミエリン形成可能な細胞なのか?、C束間オリゴデンドロサイトは分裂して形成される?散乱した細胞が集まって形成される?、D束間オリゴデンドロサイトのパターン形成のトリガーとなる遺伝子群は何か? )についてA-Cは解析を終えた。Dに関しては、現在行っている。

1生直後はランダムに配列しているOLが徐々に「整列」し、生後7日目からはっきりとした細胞ビーズができる、2細胞ビーズは殆どが成熟OLで構成されミエリン形成可能だが各々の成熟OLは性質が異なる、3細胞ビーズの各OLは細胞体周囲の軸索よりもむしろ遠隔の軸索をミエリン化する事を明らかにした。平成30年度は、束間オリゴデンドロサイトのパターン形成のトリガーとなる遺伝子群の同定を行ったうえで、束間オリゴデンドロサイトに対して他のグリア細胞はどのように関与しているのか?を明らかにする。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
リピド中間体生合成の制御による糖鎖リモデリング

マウス乳癌由来FM3A細胞から[2-^3H]マンノースを用いたトリチウム自殺法による選択的濃縮を経て分離した温度感受性変異株G258は、糖蛋白のアスパラギン結合型糖鎖の前駆体であるリピド中間体生合成過程に温度感受性変異があり、低温では正常にGlc_3Man_9GlcNAc_2-P-P-Do1まで生合成できるが、高温ではMan_3GlcNAc_2-P-P-Do1付近で生合成を停止する。我々は現在、このG258変異株のリピド中間体生合成変異(マンノース転移酵素IV活性の変異?)を相補するヒト遺伝子のクローニングを試みている。今年度はその変異を相補する活性を持つヒトMegaYACクローン923F5を同定した。この923F5に含まれるヒトDNA断片は13番染色体に由来し、サイズは1.06Mbである。現在、923F5のコスミドライブラリーを作成し、そのコンティグマップを作成している。我々は、また、リピド中間体生合成過程において、G258変異株の変異部位に近いマンノース転移酵素Iおよびマンノース転移酵素IIIに関し、その酵母遺伝子(ALG1およびALG2)の推定アミノ酸配列をもとに、それと相同なヒト遺伝子の分離を試みている。今年度はALG1相同ヒトcDNAの分離と翻訳領域の全塩基配列を決定し、Hmat-1遺伝子と命名した。これはリピド中問体生合成に直接働くマンノース転移酵素(9種類)の遺伝子としては、高等動物で始めてのクローニング例である。更に、現在、そのゲノム構造および発現調節機構の解析、アンチセンスRNAよるHmat-1遺伝子の発現阻害研究を行っている。一方、ALG2相同ヒトcDNAの翻訳領域の全塩基配列についても決定の目途がたった。以上の研究により、我々はリピド中間体生合成段階での糖鎖リモデリング、及び、ヒト糖蛋白糖鎖不全症(CDGS)の遺伝子診断のためのプローブを手に入れることに成功した。
TAMとCSCをターゲットにした口腔癌リンパ節転移に対する新たな治療戦略

近年、がんの浸潤および転移を促進するだけでなく治療抵抗性にも関与するがん幹細胞(Cancer steam cell: CSC)が、ニッチ内の腫瘍関連マクロファージ(Tumor Associated Macrophage,TAM)が活性化されることによりIL-6およびMFG-E8を発現し、これらがCSCをactivateすることが報告されている。本研究は、TAM活性因子であるcolony stimulating factor-1(CSF-1)に着目し、CSF-1/CSF-1Rシグナル活性を阻害することで、リンパ節転移抑制効果ならびに抗腫瘍効果について検討することである。本年度は、昨年度に引き続き扁平上皮癌における腫瘍関連マクロファージ(Tumor-Associated Macrophage、TAM)の発現を検証するため、口腔扁平上皮癌の手術切除検体にCD163の免疫組織化学染色を施し、CD163陽性マクロファージの発現形態、発現頻度、発現意義についておよび、CD44陽性口腔癌細胞との関連性等についても検証をおこなった。In-vivo実験系では、口腔扁平上皮癌細胞株であるHSC-3ならびにHSC-2でのCD44発現癌細胞およびCD163陽性マクロファージ発現についても検証を行っている。また、これらの細胞株でのcolony stimulating factor-1(CSF-1)発現についても検討を行っている。次年度も遅れているin-vitro実験系ならびにin-vivo実験系を遂行予定である。本年度は、扁平上皮癌における癌幹細胞マーカーとされているCD44の発現形態、発現頻度、発現意義について明らかにするため、口腔扁平上皮癌の手術切除検体53例を用いて検証した。(方法)手術切除検体にCD44の免疫組織化学染色を施して、NanoZoomerでスライド画像をデジタル化して、CD44の発現形態や強発現部位などを200から400倍視野下で観察した。200倍視野下での癌細胞における発現強度をホットスポット3視野で計測し、スコアー化した。発現意義の検証のため、臨床病理学的因子(腫瘍計、リンパ節転移の有無、リンパ管侵襲、血管侵襲、神経周囲浸潤、分化度)との関連性についてカイ二乗検定にて検証した。また、発現強度と予後の検討を行うため、全生存率(OS)、疾患特異的生存率(DSS)、無病生存率(DFS)についてKaplan-Meier法およびlog-rank検定を用いて検証した。(結果)CD44発現は、主に癌細胞の細胞膜に発現していた。癌細胞以外にも、扁平上皮の基底細胞層も強く染色されていた。発現分布としては、腫瘍浸潤部に多く発現している印象であった。臨床病理学的因子との関連性では、神経侵襲(p=0.03)、YK分類(p=0.005)、後発リンパ節転移(p=0.001)、リンパ節転移(p=0.02)、局所予後不良(再発+後発リンパ節転移)(p=0.004)に統計学的有意に関連していた。予後の検討では、3年DFS(CD44高発現群vs低発現群、51.7% vs 91.3%、p=0.005)と有意に予後不良であった。他業務遂行のため、遅れが生じている。本年度は、扁平上皮癌における腫瘍関連マクロファージ(Tumor-Associated Macrophage、TAM)の発現は検証するため、口腔扁平上皮癌の手術切除検体にCD163の免疫組織化学染色を施し、CD163陽性マクロファージの発現形態、発現頻度、発現意義について検証した。また、前年度に検証したCD44陽性口腔癌細胞との関連性等についても検証をおこなった。In-vivo実験系では、口腔扁平上皮癌細胞株であるHSC-3ならびにHSC-2でのCD44発現細胞についても検証を行っている。In-vivo実験系では、口腔扁平上皮癌細胞株であるHSC-

3ならびにHSC-2でのCD44発現癌細胞およびCD163陽性マクロファージ発現についても検証を行っている。また、これらの細胞株でのcolony stimulating factor-1(CSF-1)発現についても検討を行っている。次年度は、遅れているin-vitroの実験系を遂行していく。次年度は、遅れているin-vitro実験系ならびにin-vivo実験系を遂行予定である。次年度も遅れているin-vitro実験系ならびにin-vivo実験系を遂行予定である。本年度は、研究遂行に遅れが生じたため次年度使用額が生じた。研究遂行に遅れが生じたため、次年度使用額が生じた。使用計画としては、実験動物購入や試薬購入に充てる予定である。次年度予定している、in vitro系の実験のための試薬購入等に当てる予定である。
基質との相互作用を引き金とする二成分活性化を目指した不斉触媒の開発研究

これまでに、カチオン性パラジウム錯体がジカルボニル化合物と反応することでキラルパラジウムエノラートが生成することを利用し、様々な不斉触媒反応の開発に取り組んできた。本年度は、エノラート生成が酸性条件で起こることに注目し、プロトン酸で活性化される求電子剤の利用を検討した。その結果、アセタールがエノラートと効率的に反応することを見出した。カチオン性パラジウム触媒存在下、マロン酸エステルやβ-ケトエステルがN,0-アセタールおよび0,0-アセタールと円滑に反応し、高いエナンチオ選択性で対応するマンニッヒ生成物やアルドール型生成物が生成した。特に、0,0-アセタールとジカルボニル化合物とのアルドール型反応は、アルデヒドとの反応では全く反応が進行しないのに対して、高収率、高エナンチオ選択性で目的物が得られた最初の例である。これらの反応では、エノラートが生成する際に放出されるプロトン酸がアセタールを活性化することで進行する。そのため、通常の塩基性条件下で生成させたエノラートとは反応しないアセタールを用いることができる。活性なイミニウムイオンやオキソニウムイオンが生成するにも拘らず高い不斉収率が実現できたのは、エノラートとプロトン酸が協奏的に反応剤を活性化するためである。また、我々は最近、カチオン性ニッケル触媒とトリメチルシリルトリフラートの二つのルイス酸が協奏的に作用する触媒系を見出した。この触媒系を用いることで、これまで活性化が困難と考えられてきたカルボン酸誘導体の触媒的不斉モノフッ素化反応を開発することに成功した。
RNA二次構造を考慮したSNP解析

RNA二次構造の変異を検出するために、各アレル間の距離をそれらが形成しうる二次構造分布の間の距離と定義し、これを効率よく計算するアルゴリズムを開発した。本手法をSNPデータベースに適用した解析結果から、同義置換SNPやタンパク質非コード領域内のSNPによる二次構造の変異が疾患関連遺伝子において統計的に有意に現れることが示唆された。本研究の目的は、アミノ酸の変異を起こさない同義置換一塩基多型(SNP)やイントロン、UTRなどのタンパク質非コード領域におけるSNPがmRNAの二次構造に与える影響を計算する手法を開発することである。ここでは、リファレンス配列との距離尺度として二次構造を考慮した距離を用い、サンプリングによって取りうるすべての二次構造に関する期待値を計算するアプローチを採った。このアプローチを大規模データに適用してKullback-Leiber距離、Jenssen-Shannon距離、Base-Pairing距離などの識別能力を比較したところ、Base-Pairing距離が二次構造の影響を最も良く同定できることを見出した.また、本研究の前提となるRNA二次構造予測の精度を向上するために、ノンパラメトリックベイズ法を用いたRNA二次構造予測法を開発し、学習データとなる二次構造の複雑さを適応的に学習することによって予測精度を改善できることを示した。また、複数の二次構造確率分布を混合することによって共通二次構造予測の精度を大幅に改善する手法や事前に与えるべきパラメータを期待精度に基づき最適化する手法を開発し,た。さらに、構造が複雑であるためにこれまでの手法ではあまり扱われてこなかった複数のRNA分子の複合二次構造(相互作用)やRNAシュードノット構造を予測する手法の開発し、これまでの手法と比べて大幅な高速化と精度向上に成功した。前年度に開発した二次構造の距離尺度を用いてRNA二次構造を考慮したSNP同定手法を開発した。本手法を大規模SNPデータベースdbSNPに含まれるSNPに適用した結果、スコア上位SNPには難治性の遺伝病が多く含まれていることがわかった。これまでの非同義置換SNPにのみ注目した手法ではこのようなのSNPを発見することは難しい。また、大規模な解析結果から、同義置換SNPやタンパク質非コード領域内のSNPによる二次構造の変異が疾患関連遺伝子において統計的に有意に現れることが示唆された。以上により、本手法の有効性を示すことに成功したと言える。また、本手法をアラインメントにおける二次構造の保存度の計算に応用し、既存の手法に比べてアラインメントの品質に対してロバストであることを示した。すなわち、品質があまり良くないが高速なアラインメントを用いた場合にも十分な精度で二次構造保存度を計算することが可能であり、構造を持つ機能性RNAをゲノムワイドに探索する時に有効な手法となりうる。さらに、本研究の前提となるRNA二次構造予測の精度を向上するために、前年度開発したRNAシュードノット構造を予測する手法を改良して、反復改善法による予測精度向上と共通二次構造予測への拡張を実現した。また、アラインメントされていない配列群から構造アラインメントを計算する手法を開発した。本手法は、整数計画法と双対分解を組み合わせることによって、既存の手法と比べてはるかに高速に構造アラインメントを計算する手法であり、これまでの手法では実現困難だったシュードノットを考慮した構造アラインメントを実現している。
砂質土の単粒子破砕特性と力学特性との関連性に関する研究

本年度の研究では、粒状体の破砕現象を実験的に明らかにするために、火山灰山で、脆弱な粒子からなるしらすを用い、単粒子破砕試験を実施した。しらすは、鹿児島県内の二カ所(宮之城町および国分市)から採取され、ガラス質粒子、軽石粒子、磁鉄鉱の3種類の粒子に分類した後に実験を行った。実験に用いた粒子は画像解析により、形状の分類を行っている。以下に、得られた知見を示す。1)単粒子破砕試験中の荷重・変位関係は線形というわけではなく、荷重の増加と減少を何度か繰り返した後、ピークを示す。試験中の観察から、小さな荷重の減少は粒子の角が欠ける程度の破砕に対応し、荷重がピークを示した後の減少が粒子の完全な破砕と対応していることが認められた、2)いずれの粒子においても、球状に近いものほど、単粒子破砕強度は高い値を示すことが確認された。3)軽石粒子が、他のしらす構成粒子に比べ、単粒子破砕荷重が低いことが特徴的であった。特に、宮之城町で採取された軽石粒子は、単粒子強度が低く、脆弱なものであった。しらす粒子は、生成起源や風化度等の影響により、その単粒子破砕特性も地域により異なってくるものと思われる、4)昨年度実施した圧密および一面せん断試験においても、粒子破砕は、軽石粒子に顕著に認められた。宮之城で採取されたしらすは、国分市で採取されたしらすに比べ、圧縮性が高く、粒子破砕現象がせん断特性に与える影響は大きいものであり、単粒子破砕試験の結果と良い対応を示した。5)粒子破砕を伴う粒状体の力学特性において、単粒子破砕試験で得られる粒子の破砕強度が、工学的なパラメータとしての利用が可能であることが示唆された。本年度の研究では、粒状体の破砕現象を実験的に明らかにするために、火山灰土で、脆弱な粒子からなるしらすを粒度調整して用い、圧密試験および一面せん断試験を行った。さらに、それぞれ試験前後の粒子形状の変化を顕微鏡観察し、粒子破砕現象について考察を行った。得られた知見を以下に示す。1.圧密試験において、緩詰め、密詰め試料ともに、比較的低い上載圧域で、圧密降伏応力を示した。また、しらすの粒子破砕量は、相対密度の増加に伴い、減少した。2.一面せん断試験において、緩詰め、密詰め試料とも、圧密試験で得られた圧密降伏応力よりも低い上載圧下では膨張挙動を示したが、それ以上の上載圧では収縮挙動を示した。3.一面せん断試験において、上載圧の増加により、圧密降伏応力以降、内部摩擦角は急激に低下した。4.圧密試験前後の粒子形状の観察結果から、供試体の初期状態に拘わらず、細粒分が増えるような、粒子の角がわずかに欠ける破砕の様子が認められた。5.一面せん断試験の粒子形状の観察結果から、緩詰めのしらすでは、粒子形状の変化はほとんどなく、細粒分が増えるような、粒子の角がわずかに欠ける破砕の様子が特徴的であった。6.一面せん断試験の粒子形状の観察結果から、密詰めのしらすでは、全体的に粒子破砕を生じ、上載圧の増加に伴い、多くの粒子が粉々に破砕する様子が認められた。また、粉々に破砕した粒子の多くは、せん断面付近に配置されたものであった。次年度は、単粒子の破砕特性を調べ、今回の成果と関連性を調べていく。
人工関節に適した金属の研磨技術の開発

人工関節のゆるみや骨融解の原因は、人工関節から発生する摩耗粉がマクロファージの食作用などに好都合な大きさとなっているためである。本課題では、超高分子量ポリエチレンの摩耗粉サイズの肥大化と総摩耗量の抑制が実現可能な摩擦表面を、工業界で広く認知・普及しているラッピングという精密加工法とトライボロジー理論をハイブリッド化した新技術により実現し、人工関節への適用できることを実験的に証明した。人工関節の軸受材料である超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)の摩耗粉は骨融解やそれに伴う人工関節のゆるみなどの原因となる。これは白血球の1つであるマクロファージが摩耗粉を貪食し、炎症系のサイトカインを放出するからである。摩耗粉のサイズが1.0μm以下になるとその現象は顕著となり、その摩耗粉総量により反応の大きさが変わってくる。本研究の目的は、UHMWPEの相手面材料として利用されているCo-28Cr -Mo合金の研磨法を工夫し、摩耗粉の肥大化と総摩耗量の抑制を両立させるテクスチャリングパターンを見出すことである。去年度の成功事例を踏まえ、本年度はUHMWPEの摩耗粉肥大・総摩耗量抑制機構を解明し、さらなる効果を生むテクスチャリングパターンの発見に努めた。テクスチャリングパターンは幾何学的な指標を使い整理した。一般的な人工関節表面を再現したG-1(Ra=10nm)と比較し、UHMWPEと接触する凸部の粗さをRa=1nm程度に小さくし、深さ50nm以下のディンプルや溝を付与した表面をP-1、P-1のディンプルや溝の付与率を順次減少させたものをP-2P-4、P-2の表面プロファイルを横方向に広げ、表面うねり成分を順次強調したW-1とW-2と整理した。これらの面は一般的なラッピング装置を利用し、加工条件を変えるだけで創成できることを例証した。Pin-on-disc装置による摩耗試験により、去年度に炎症性サイトカイン(IL-6)の発現の抑制に成功したW-1と比較し、総摩耗量が50%以下となる面(P-1)を見出すことができた。これらの結果より、切削性摩耗を抑制するため凸部の粗さをRa=1nmまで小さくする必要はあるが、これに伴う凝着性摩耗を抑制するためのディンプルや溝は面積占有率3%以下で良いことが判明した。人工関節の軸受材料である超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)の摩耗粉は骨融解や、これに伴う人工関節のゆるみの原因となっている。これは白血球の一つであるマクロファージが摩耗粉を貪食し、炎症系のサイトカインを放出するからである。摩耗粉のサイズが1.0μm以下になるとその減少は顕著となり、その総摩耗粉量により反応の度合いが変わってくる。本研究では、UHMWPEの相手材料として利用されているCo-Cr-Mo合金の研磨法を工夫することで、従来よりも摩耗粉を肥大化(1.0μm以上)させ、かつ総摩耗量を約50%以下に抑制することが可能であることを実験的に証明した。Co-Cr-Mo合金を研磨する際に利用する砥粒の工夫、および研磨条件を最適化することで、微細なディンプルや溝を有する超平滑(Ra=1nmレベル)面を創成することに成功し、これを適用したpin-on-disc摩耗試験を実施した。その結果、この面により発生するUHMWPE摩耗粉では炎症性サイトカイン(IL-6)の発現が抑制され、超寿命人工関節の開発が可能であることを示すことができた。特に平成25年度においては、研磨面の高速処理とより高精度な加工方法の探究を行い、遊離砥粒を処理対象面に高速噴射する新しい処理法を見いだした。これは実際の人工関節への適用を容易にし、本技術の実用化にメドをつけることになった。また、他機関による追実験を容易とし、かつ、他機関の協力が得られやすいように試験方法、特に潤滑液について世界的な標準仕様を適用した実験においても、上述の効果を確認することができた。人工関節による骨融解やルースニングの原因は、人工関節から発生する摩耗粉がマクロファージの食作用などに好都合な大きさとなっているためである。本研究の目的は、摩擦面に利用されているCo-Cr-Mo合金の表面をナノレベルでテクスチャリングすることで、超高分子量ポリエチレンの摩耗粉サイズの巨大化と、総摩耗量の抑制ができることを実験的に証明することである。一般的な表面仕上げでは表面粗さが10ナノメートル程度の凹凸まで平滑化されているが、提案するテクスチャリングでは表面粗さを1ナノメートル程度までさらに平滑化し、50ナノメートル程度のディンプルや溝を面積占有率3%で配置した。このテクスチャリングは一般的なラッピング手法のみで適用可能であり、研磨条件(砥粒、スラリー濃度、研磨圧力、研磨時間など)を変えるだけで対応できることが特徴である。

Pin-on-disc試験の結果により、テクスチャリングを適用することで、(1)マクロファージに貪食されやすい0.2μm以下の摩耗粉数は50%減少、(2)貪食されにくい1.0μm以上の摩耗粉数は50%増加、(3)摩耗粉量は30%減少、することが実験的に証明できた。また、(2)の肥大化現象は摩耗粉の形態に影響を与えず、ただ肥大化するのみであることも判明した。発生した摩耗粉の毒性試験として、マウス由来RAW246.7細胞を用いた倒立培養実験を行ったところ、(A)ナノテクスチャリング面では摩耗粉無添加(Control)と同様に細胞数の減少が起こらないこと、(B)炎症性サイトカイン(IL-6)の発現が抑制されていること、が確認できた。これらの成果は、ナノテクスチャリングが炎症性サイトカインの産生を抑制可能で、骨融解(再置換手術)を回避できることを示唆している。これまでに得られた研究成果(テクスチャリング面)を実際の人工関節面に合わせた曲面に展開する方法を見出している。1つは砥粒の改良であり、2つめは研磨法の抜本的変更である。砥粒の改良においては、去年度まで25μmの砥粒を利用してきたが、この砥粒サイズを適用しつつナノメートルレベルのテクスチャリングを施すには多大なる時間が必要であった。本年度は砥粒サイズをナノメートルサイズまで極小化し、超微細加工の効率を向上させることに成功した。これは製品化の際の製造コストに直結する。研磨法については従来、遊離砥粒法が有効かつ簡便であったが、人工膝関節のような自由曲面に対応するため、砥粒噴射方式への移行を行っている。遊離砥粒法により10nm程度の平滑面まで処理した後、砥粒を分散させたスラリーを高速噴射するとともに、噴射部位を数値制御できるようになり、的確なテクスチャリングの実現と加工作業の効率化に成功している。平成23年度の研究計画である「1:Pin-on-Disc試験環境の整備(担当:中西)」においては、生体に近い条件に近づけるための試験機の高剛性化を、「2:ナノテクスチャリング条件の探索(担当:中西)」においては、具体的な成功事例の提案を、「3:摩耗粉形態の解析(担当:中西)」においては発生した摩耗粉サイズの度数分布表や各種形態評価パラメータによる形態変化結果を、「4:摩耗粉毒性の評価(担当:中西・三浦)」においては、炎症性サイトカインの遺伝子発現量をもとにしたテクスチャリングの有効性評価を、それぞれ遅延なく実施し、かつ、計画通りの結果を得ることができた。テクスチャリングについては、知的財産として国際特許出願(特願2011-537307(PCT/JP2010/068616))が完了しており、世界的な研究開発活動がスムースとなっている。摩耗試験で利用している潤滑液として現在、牛血清と同じ境界潤滑性能を持つ模擬関節液を利用している。実験結果のバラツキが少なく、基礎的な試験では非常に有用な液体であったが、これまでの研究報告に対する議論の中で、世界的な基準である牛血清への切り替えが、世界的にも理解を得やすいとの結論に達したため、現段階の結果がまとまった時点で、切り替えを行う予定である。平成23年度に得られた成果を随時、実際の人工関節面に合わせた曲面に展開する予定である。ラッピング装置を曲面に対応可能なオスカー研磨機や斜軸研磨機に変更し、テクスチャリング処理時に操作する制御対象を微調整する予定である。曲面での対応が可能となった時点で、すでに臨床利用されている人工股関節または人工膝関節の摩擦面にナノテクスチャリングを施し、現有の関節シミュレータを用いた調査研究を行う予定である。研究項目の追加として、利用する細胞をヒト
構成的アプローチによる概日振動ネットワークの解明

真核生物型の概日振動遺伝子ネットワークの再構成に関しては、昨年に引き続き、再構成された短周期振動に影響を与えるパラメータセットの同定を目指した。さらに、新たな周期解析方法を導入して統計的な解析も行った。培地を高栄養なものに変え、フィードバックループを始動する際にpositive因子の発現誘導を短時間にすると、12時間を越えるような長周期振動が観察された。また、positive因子とnegative因子の挙動を波長の異なるルシフェラーゼを用いて同時モニターできる系を開発し、両者の振動がほぼ同位相であることを見出した。これは理論的な予想とは反する結果であった。この他、ハイスループットな実験系の確立を目指し、96ウェルマイクロプレートリーダーの導入を行い、観察系の細胞密度が低い場合に明瞭な振動が出やすいことを見出した。細胞毎に振動の周期・位相・振幅が異なるため集団レベルで同調した観察結果が得られにくかったのだと推測している。原核生物型の概日振動分子ネットワークの再構成に関しては、昨年度に引き続き、大腸菌へのkai遺伝子群(シアノバクテリアの時計遺伝子群)の移植実験を行った。今回はkaiAとkaiBCを独立に制御することで、さまざまな発現比での動態を追った。その結果、培養条件(細胞増殖速度)依存的にリン酸化上昇・脱リン酸化促進ダイナミクスが得られており、条件検討によってはリン酸化振動の再構成は可能であると思われるが、実現には至らなかった。一方、時刻情報を遺伝子発現に変換するSasA-RpaA系の大腸菌に移植してもKaiCによるリン酸化ジレーの変化は観察できなかった。リン酸化の一過的な変化などについては興味深い観察結果も得られたので論文にまとめた(Int.J.Bioinf.Res. Appl.,印刷中)。真核生物型の概日振動遺伝子ネットワークの再構成:遺伝子ネットワークの構造およびネットワーク構成因子の諸パラメータに関して振動発現への影響を調べた。その結果、ショウジョウバエの概日振動ネットワークなどで見つかっている、ポジティブおよびネガティブフィードバックループが連係したネットワーク構造が振動を生みやすいことがわかった。再構成で得られた振動は、23時間程度の短周期振動であった。ネガティブ因子のタンパク質崩壊速度が速い場合(2時間)と遅い場合(16時間)の影響を比較したが、明瞭な差は見出せなかった。ネガティブ・ポジティブ両因子のタンパク質崩壊速度が近い場合に振動が形成されやすかった。ネガティブ因子のmRNAの崩壊速度に関しては、崩壊が早い場合に振動が形成されやすかった。再構成振動における周期の温度補償性について20°Cと25°Cで検討し、温度補償性が成立していることを示唆するデータを得たが、さらに慎重な検討を要する。原核生物型の概日振動分子ネットワークの解明:in vitroのKaiCリン酸化振動における時計タンパク質問相互作用のkineticsを明らかにし(Mol.Cell, 2006)、さらに、時刻情報の転写リズムへの変換因子RpaAを同定および機能解析を行った(PNAS, 2006)。これを元に、大腸菌での概日振動の再構成を試み、部分的にリン酸化リズムを再現したが、再現性についての検討は今後の課題を要する。また、E-Cellをシミュレーターとして用いて、さまざまなkai遺伝子変異株や過剰発現株の複雑な表現型の多数を再現できる数理モデルを構築することが出来た(JBR, 2007)。
茶カテキン類の肥満細胞メディエーター放出抑制機構の解析

申請者は、茶カテキン類が肥満細胞株RBL-2H3細胞およびラット腹腔内細胞(PEC)のケミカルメディエーター(ヒスタミン及びロイコトリエン、LT)放出をin vitroで抑制することを既に明らかにしている。そこで本研究は、茶カテキン類の生体内での肥満細胞のケミカルメディエーター放出抑制効果について検討した。まず、茶カテキン類の中で最も強い抑制活性を示したEGCGをラット腹腔内に投与すると、A23187の刺激によるヒスタミン放出を抑制することがわかった。次に、茶カテキン類の経口投与における肥満細胞のケミカルメディエーター放出抑制効果について検討した。サフラワー油・月見草油・パーム油の3種の食餌脂肪に茶カテキン類を1%(w/w)添加してラットに3週間自由摂食させ、A23187で刺激したときに放出されるケミカルメディエーター量を測定した。その結果、茶カテキン類のヒスタミン抑制効果は認められなかったが、LT放出においては、すべての食餌脂肪群で抑制効果が認められ、特にサフラワー群ではその活性が強かった。また、月見草群では、LTB_4およびLTB_5の両方の放出を抑制した。さらに、PEC細胞膜リン脂質の脂肪酸組成を調べたところ、サフラワー群ではLTB_4の前駆物質であるアラキドン酸の有為な低下が認められたが、その他の群ではこのような効果は認められず、茶カテキンの抑制効果は、LTの前駆物質減少以外にも関与している可能性が示唆された。申請者は、茶カテキン類が肥満細胞株RBL-2H3細胞およびラット腹腔内細胞(PEC)のケミカルメディエーター(ヒスタミン及びロイコトリエン)放出をin vitroで抑制することを既に明らかにしている。そこで、本年度は、茶カテキン類の生体内での肥満細胞のケミカルメディエーター放出抑制効果について検討した。まず、茶カテキン類の中で最も強い抑制活性を示したエピガロカテキンガレート(EGCG)を24および12時間前にWistarラット腹腔内に投与した。次に、ラット腹腔内からPECを取り出し、カルシウムイオノファーA23187で刺激したときに放出されるヒスタミン量を測定した。その結果、A23187の刺激によって放出されるヒスタミン量は、EGCGの投与により抑制されることが明らかとなった。まず、AIN-93に準じた実験飼料を調製し、食餌脂肪として、サフラワー油・月見草油・パーム油の3種を選び添加した。これに茶カテキン類の混合物を1%(w/w)添加してラットに3週間自由摂食させた。3週間後、ラットを屠殺し、腹腔内からPECを取り出してA23187で刺激したときに放出されるケミカルメディエーター量を測定した。その結果、茶カテキン類のヒスタミン抑制効果は認められなかったが、ロイコトリエン放出においては、すべての食餌脂肪群で抑制効果が認められ、特にサフラワー群ではその活性が強かった。また、月見草群では、PECが産生するLTB4およびLTB5の両方の放出を抑制することが明らかとなった。
細胞質分裂期におけるリン酸化ミオシンIIの役割解明に関する研究

細胞分裂期におけるミオシンリン酸化の役割解明を目的として、ヒーラ細胞を実験材料に使用して以下の成果を得た。1.19Serがリン酸化されたミオシン調節軽鎖を特異的に認識するモノクローナル抗体を作製した。2.18Thrおよび19Serの2ケ所が2重リン酸化されたミオシン調節軽鎖を特異的に認識するモノクローナル抗体を作成した。3.これらの抗体を用いて、間期および分裂期のヒーラ細胞を染色したところ、間期の細胞ではストレスファイバーが染色され、分裂期の細胞では収縮環の領域が染色されることが明らかになった。4.2重リン酸化ミオシンに対する抗体およびミオシン重鎖の抗体を用いて分裂期の細胞を2重染色したところ、収縮環領域では、前者はdisc状に染色像が観察されたが、後者の染色像はリング状であることが明らかになった。これらの結果から、収縮環でミオシン重鎖と軽鎖が必ずしも共局在しないという事実が明らかにされた。5.ミオシン調節軽鎖のリン酸化部位に関する変異体を作成しヒーラ細胞への導入を行ったところ、18Thrおよび19Serにアスパラギン酸を導入した疑似2重リン酸化ミオシン調節軽鎖を導入した細胞では、細胞分裂の阻害は特に観察されないが、これらの変異ミオシン調節軽鎖は収縮環領域に局在することが明らかにされた。19Serにアスパラギン酸を導入した疑似1重リン酸化ミオシン調節軽鎖の場合でも同様の結果が観察されたが、収縮環への局在は前者ほど顕著ではなかった。また野生型ミオシン調節軽鎖を導入した場合では、収縮環への局在は顕著に観察されなかった。平成10年度は、2重リン酸化されたミオシン軽鎖の細胞内局在をヒーラ細胞を用いて明らかにし、ヒーラ細胞cDNAライブラリーより、ミオシン軽鎖をリン酸化しうるキナーゼ遺伝子の単離を行うことを第一の目的とした。すでに、予備的な実験で、キナーゼの共通ドメインの配列をもとにしたプローブを用いて2種類のクローンを単離しており、そのうち一種類の遺伝子の配列は、MAPキナーゼカスケード最下流のMAPKAPキナーゼ2に類似の配列を持っているととが明らかになった(MAPKAPキナーゼ4)。遺伝子の全構造を明らかにして、大腸菌に導入し、発現タンパク質を得て、そのキナーゼ活性を検討し、ミオシン軽鎖のMLCKリン酸化部位をリン酸化すること、リン酸化されたミオシンATPase活性が上昇することを明らかにした。これらの結果は、MAPキナーゼカスケードが、ミオシンのリン酸化に重要な役割を担っている可能性を初めて指摘したものである。もう一つの得られたクローンについて、遺伝子の全構造を明らかにした。その結果、アポトーシスに関連の深いDAPキナーゼのホモログであるZIPキナーゼに配列が類似していることが明らかになった。同様に大腸菌にzipキナーゼホモログの遺伝子を導入して発現タンパクを得、そのミオシン軽鎖リン酸化活性を検討したところ、ミオシン軽鎖のMLCKリン酸化部位(2カ所)をリン酸化すること、そのリン酸化はカルシウム、カルモジュリン非依存的である事、が明らかになった。細胞分裂期におけるミオシンリン酸化の役割解明を目的として、ヒーラ細胞を実験材料に使用し以下の成果を得た。1ヒーラ細胞から、ミオシン調節軽鎖を二重リン酸化するキナーゼとして、ZIPキナーゼを我々はすでに精製している。このZIPキナーゼをヒーラ細胞に導入し、二重リン酸化ミオシンを特異的に認識するPP1抗体をもちいて染色を行ったところ、導入細胞では顕著に細胞内でミオシンの二重リン酸化がひきおこされていることが明らかになった。2導入細胞をローダミンファロイジンを用いて染色し、アクチン繊維の形状を調べたところ、コントロールの細胞にくらべて著しく繊維の増加が見られることが明らかになった。3ミオシン調節軽鎖のMLCK部位に関する変異体を作成し、導入を行ったところ、18T、19Sの両域をアラニンに置換した変異体を導入した細胞では、ミオシン軽鎖が収縮環に局在せず、細胞質全体に分散すること、この場合でも収縮板領域に内在性の二重リン酸化ミオシンが局在することが明らかになった。4 3の実験で、19S、および野生型のミオシン軽鎖を導入した場合では、導入ミオシンは収縮環に局在し、同様に二重リン酸化ミオシンも収縮板に局在することが示された。5 GFPラベルしたミオシンを粘菌細胞に導入し、細胞内における局在を明らかにした。以上の結果から、二重リン酸化ミオシンは細胞内部で収縮板に局在する上で重要な働きをする可能性が示唆された。1 19Serがリン酸化されたミオシン調節軽鎖を特異的に認識するモノクローナル抗体を作製した。2 18Thrおよび19Serの2ケ所が2重リン酸化されたミオシン調節軽鎖を特異的に認識するモノクローナル抗体を作成した。3これらの抗体を用いて、間期および分裂期のヒーラ細胞を染色したところ、間期の細胞ではストレスファイバーが染色され、分裂期の細胞では収縮環の領域が染色されることが明らかになった。4 2重リン酸化

ミオシンに対する抗体およびミオシン重鎖の抗体を用いて分裂期の細胞を2重染色したところ、収縮環領域では、前者はdisc状に染色像が観察されたが、後者の染色像はリング状であることが明らかになった。これらの結果から、収縮環でミオシン重鎮と軽鎖が必ずしも共局在しないという事実が明らかにされた。5ミオシン調節軽鎖のリン酸化部位に関する変異体を作成しヒーラ細胞への導入を行ったところ、18Thrおよび19Serにアスパラギン酸を導入した疑似2重リン酸化ミオシン調節軽鎖を導入した細胞では、細胞分裂の阻害は特に観察されないが、これらの変異ミオシン調節軽鎖は収縮環領域に局在することが明らかにされた。19Serにアスパラギン酸を導入した疑似1重リン酸化ミオシン調節軽鎖の場合でも同様の結果が観察されたが、収縮環への局在は前者ほど顕著ではなかった。また野生型ミオシン調節軽鎖を導入した場合では、収縮環への局在は顕著に観察されなかった。細胞分裂期におけるミオシンリン酸化の役割解明を目的として、ヒーラ細胞を実験材料に使用して以下の成果を得た。1.19Serがリン酸化されたミオシン調節軽鎖を特異的に認識するモノクローナル抗体を作製した。2.18Thrおよび19Serの2ケ所が2重リン酸化されたミオシン調節軽鎖を特異的に認識するモノクローナル抗体を作成した。3.これらの抗体を用いて、間期および分裂期のヒーラ細胞を染色したところ、間期の細胞ではストレスファイバーが染色され、分裂期の細胞では収縮環の領域が染色されることが明らかになった。4.2重リン酸化ミオシンに対する抗体およびミオシン重鎖の抗体を用いて分裂期の細胞を2重染色したところ、収縮環領域では、前者はdisc状に染色像が観察されたが、後者の染色像はリング状であることが明らかになった。これらの結果から、収縮環でミオシン重鎖と軽鎖が必ずしも共局在しないという事実が明らかにされた。5.ミオシン調節軽鎖のリン酸化部位に関する変異体を作成しヒーラ細胞への導入を行ったところ、18Thrおよび19Serにアスパラギン酸を導入した疑似2重リン酸化ミオシン調節軽鎖を導入した細胞では、細胞分裂の阻害は特に観察されないが、これらの変異ミオシン調節軽鎖は収縮環領域に局在することが明らかにされた。
グローバル経済下における知識創造型農業の地域ネットワーク化に関する研究

本研究は,グローバル経済下における知識創造型農業の典型である花き産業の国家間・産地間・生産者間のネットワーク化について,産地組織・農業経営による新品種開発,種苗調達,製品の生産・販売過程の成立条件に着目して明らかにするものである。30年度は,主として29年度の現地調査結果の学会発表および論文作成と,市場構造と知的財産権(育成者権)に関する分析結果の論文作成を行なった。前者では,北海道斜里郡小清水町のユリ生産を事例として,産地組織と農業経営の変化について追跡調査をもとに分析し,生産からの撤退要因と生産の社会経済的意味を明らかにした。大規模畑作地域における中規模経営体は,成長戦略として導入した集約型農業のユリ生産から20年余りを経て撤退し経営分化してきた。その主要因は価格要因と組織的要因にあった。生産の歴史は自らの地域に対して良好なイメージを付与する知的資産をもたらしたことが推察された。後者では,ユリの球根と切花の市場構造と知的財産権(育成者権)の関係性に着目し,主に統計データをもとに時間的・空間的な変化から明らかにした。ユリ球根の輸入規制の緩和措置は,日本国内の市場規模を一旦は大幅に拡大させることにつながった。切花生産者は,国内の他産地や産地内の限られた球根調達ネットワークから解放され,経済的効果を享受してきた。その一方で,国内における新品種開発と育成者権の取得行動は停滞または縮小し,知識,技術,経験が失われてきた。これは,産地内で形成されてきたネットワークや社会関係資本,さらに品種開発を行なう意志や意欲にまで影響を及ぼした可能性を指摘できる。30年度の研究計画では,現地調査を実施する予定であったが,近年の花き産業の急激な変化を踏まえて,29年度に行なった現地調査結果を論文に取りまとめる必要性が生じた。また,市場構造の変動に関する統計データを分析する必要性も生じたため論文執筆を優先した。本年度の研究成果として,下記の「研究発表」に挙げた成果のほかに,「大規模畑作地域における集約型農業の導入と転換ー北海道小清水町のユリ生産を事例にー」と「農産物輸入規制緩和にともなう市場構造と知的財産権の変化ーユリ球根の育成者権をめぐってー」と題する2編の論文を学術雑誌に投稿しており,加筆・修正中である。また,埼玉県,新潟県,長野県の各産地についても調査・研究を進めている。なお,29年度末より研究者に健康上の問題が生じていることから,現地調査が予定より遅れていることを付記する。令和元年度は主に高知県における現地調査を,また令和2年度は鹿児島県における現地調査をそれぞれ予定し,全国的なユリ産地の動態を明らかにする計画である。現地調査の内容は,主として産地内の流通資本・流通組織による種苗の調達・供給構造とネットワーク化,製品生産者である切花生産者の経営状況,集出荷過程を請け負う産地組織の事業展開,さらに産地のリスク管理などの実態把握にある。なお,本研究が一般に公開されていない情報に基づき,調査内容が知的財産・知的資産に関わる側面も有することから,現地調査の際に情報収集が予定通りに進まなかったり,協力体制を十分に得られなかったりする状況も想定される。そのため,追跡調査結果や統計分析結果を学会発表や論文にまとめることも考慮するほか,これまでの研究成果を含めて書籍の刊行に向けた準備作業も進めることとする。本研究は,グローバル経済下における知識創造型農業の典型である花き産業の国家間・産地間・生産者間のネットワーク化について,産地組織・農業経営による新品種開発や種苗調達,製品の生産・販売過程の成立条件に着目して明らかにするものである。29年度はこれまでに研究を蓄積してきた産地の追跡調査を行なう必要性が生じたため,北海道および関東信越地域の四つの産地における花き(ユリ)産業と産地組織・農業経営の変化および産地のリスク管理について現地調査を実施した。調査では産地組織・農業経営の維持・成長の実態とその要因に加えて,産地の衰退と生産からの撤退状況にも注視した。北海道では,大規模畑作地域における中規模経営体が成長戦略として導入した集約的作物の花き生産から20年余りを経て撤退した産地の実態を把握した。埼玉県では,周年型の花き生産から撤退する経営体が存在する一方で,全国屈指の企業的経営体が成長してきた産地内ネットワークを調査した。新潟県では,種苗の国際価格の上昇と国内花き市場の全般的な縮小下において,産地組織・農業経営が変革を迫られている組織革新の状況を明らかにした。長野県では,かつての全国有数の産地が市場出荷から全面的に撤退してきた過程と産業の再編動向を捉えた。以上の調査・研究により,農産物の生産過程と販売過程における地域ネットワークと知識・技術の蓄積の重要性が浮き彫りになった。また,本研究を進める過程で,産地組織・農業経営の維持・成長に求められる多様なリスクに対する知識・技術の側面に着目する必要性が生じた。産地組織・農業経営を左右する災害リスクとその管理に関しても調査・研究を進め,書籍と論文の執筆および学会発表を行なった。29年度の研究計画では,西南暖地2県(高知県,鹿児島県)において現地調査および予備調査を実施する予定であったが,近年の花き産業の急激な変化を踏まえ,これまでに研究を蓄積してきた複数の産地の追跡調査を行ない比較・検討する必要性が生じた。そのため,北海道および関東信越地域の四つの産地における現地調査を優先し,産地組織・農業経営に対して生産・販売過程の変化と地域ネットワーク化,産地のリスク管理に関する現地調査を実施した。