hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転移性大腸がんに対するベバシズマブ併用療法選択のためのバイオマーカーの探索的研究

我々は以前、進行性大腸がん(mCRC)のFFPE検体(n = 154)から抽出したDNAより、ゲノム全体におけるDNAコピー数の増減をCGHアレイ法を用いて解析した。その結果、8q24.1-q24.2に遺伝子コピー数増加(CNG)のみられる患者(n=62)のうち、FOLFIRI療法+bevacizumab治療群の患者の方がFOLFOX療法+bevacizumab治療群よりも有意に長いPFSやOSを示した。この染色体領域に含まれる遺伝子の中から、両併用療法の差別化に使えるバイオマーカーの特定および機能解析を行った。28q24.1-q24.2に含まれる5個の遺伝子(TRIB1, FAM84B, POU5F1B, MYC, NSMCE2)のうち、MycをノックダウンしたColo320は0.2 uMと大きく感受性が減少した。逆にFAM82BおよびNSMCE2を強制発現させるとDLD1細胞でirinotecanへの感受性がそれぞれ0.19、0.09 uMに上昇した。また、これらの遺伝子のうちoxaliplatin感受性を変化させるものは見つからなかった。1遺伝子コピー数増加をもたらす染色体領域の同定とその精査、2薬剤感受性を決める因子の特定、3特定された因子の機能解明のうち2まで進んでいる。1.8q24.1-q24.2に含まれる5個の遺伝子(TRIB1, FAM84B, POU5F1B, MYC, NSMCE2)のうち、FAM84B, NSMCE2がirinotecan感受性を上昇させる機構を解明する。MYCは単独では感受性を上昇させないが、高感受性の株には必須であることから、FAM84B, NSMCE2それぞれのMYCとのダブルノックダウン、またはダブルで強制発現を行い、どのような相乗効果が生じるかみる。その他、MYCの強制発現による増殖シグナルからストレスが生じ、それによって誘導される細胞老化や細胞周期への影響が候補遺伝子の追加発現によってどう変化するのか検討する。この点はp53やp21、cyclinD_CDK4、6などのタンパクの発現(ウェスタンブロッティング)や活性化(in vitroキナーゼアッセイなど)を追跡して評価する。2.irinotecan、oxaliplatinに対する薬剤耐性株の作成後、8q24.1-q24.2遺伝子群の機能的な変化を追う。また、この領域を含め全染色体におけるコピー数にどのような変化が起こっているのかCHG法で調べ、親株が8q24.1-q24.2領域にCNGを持つ場合と持たない場合とで対比する。さらに、個々の遺伝子レベルでの変化を調べるのにマイクロアレイ(Affymetrix社DNA chip)による発現解析を行う。ここまでのデータよりirinotecanの感受性を変化させる遺伝子の機能を解明する。我々は以前、進行性大腸がん(mCRC)のFFPE検体(n=154)から抽出したDNAより、ゲノム全体におけるDNAコピー数の増減をCGHアレイ法を用いて解析した。最終的にこの染色体領域に含まれる遺伝子の中から、両併用療法の差別化に使えるバイオマーカーの特定および機能解析を行う。その前段階として、今回次の実験をおこなった。18q24.1-q24.2領域でCNGを検出したすべての症例(DNA, 62例)について、PCR法でより正確な遺伝子増加倍率を算出したところ、上記CGH法の妥当性が示された。2大腸がん細胞株を用いて、8q24.1-q24.2に含まれる5個の遺伝子(TRIB1, FAM84B, POU5F1B, MYC, PVT1)それぞれについて、irinotecan(FOLFIRIの成分)やoxaliplatin(FOLFOXの成分)に対する感受性への影響を解析するために、これら遺伝子のノックダウンおよび強制発現株を構築した。ノックダウンには8q24.1-q24.2領域にCNGを持つColo320細胞株、強制発現はCNGのないDLD1細胞株を用いた。タンパクの発現はウェスタンブロッティング等で随時モニターし、現在目的とするこれらの発現株を得ている。この研究課題の基となる内容に関する論文をまとめるために、そちらの方にある程度の力を注いでいたため若干遅れが出た。現在投稿中。

逆にFAM82BおよびNSMCE2を強制発現させるとDLD1細胞でirinotecanへの感受性がそれぞれ0.19、0.09 uMに上昇した。また、これらの遺伝子のうちoxaliplatin感受性を変化させるものは見つからなかった。1遺伝子コピー数増加をもたらす染色体領域の同定とその精査、2薬剤感受性を決める因子の特定、3特定された因子の機能解明のうち2まで進んでいる。1.8q24.1-q24.2に含まれる5個の遺伝子(TRIB1, FAM84B, POU5F1B, MYC, PVT1)のそれぞれの強制発現株やノックダウン株を用い、irinotecan、oxaliplatinに対する感受性をMTT法より生細胞数で見積もる。MYC以外の4個の遺伝子の中から単独で薬剤感受性に変化を来す遺伝子が見つからない場合は、MYCとのダブルでノックダウン、または強制発現を行い、相乗効果が生じるかみる。また、単独で候補遺伝子が見つかった場合も、同様にMYCとのダブル効果を検討する。その他、MYCの強制発現による増殖シグナルからストレスが生じ、それによって誘導される細胞老化や細胞周期への影響が候補遺伝子の追加によってどう変化するのか追加検討する。この点はp53やp21、cyclinD_CDK4、6などのタンパクの発現(ウェスタンブロッティング)や活性化(in vitroキナーゼアッセイなど)を追跡して評価する。lncRNAとしてPVT-1が転写調節を行う標的遺伝子の同定やPVT-1に内在する6個のmiRNAとMYCとの相互作用を評価するのにRNA免疫沈降法やクロマチン免疫沈降法などを使う。2.irinotecan、oxaliplatinに対する薬剤耐性株の作成後、8q24.1-q24.2遺伝子群の機能的な変化を追う。また、この領域を含め全染色体におけるコピー数にどのような変化が起こっているのかCHG法で調べ、親株が8q24.1-q24.2領域にCNGを持つ場合と持たない場合とで対比する。さらに、個々の遺伝子レベルでの変化を調べるのにマイクロアレイ(Affymetrix社DNA chip)による発現解析を行う。ここまでのデータより8_24遺伝子の中からirinotecanやoxaliplatinの感受性を上げるまたは下げる遺伝子を特定する。1.8q24.1-q24.2に含まれる5個の遺伝子(TRIB1, FAM84B, POU5F1B, MYC, NSMCE2)のうち、FAM84B, NSMCE2がirinotecan感受性を上昇させる機構を解明する。MYCは単独では感受性を上昇させないが、高感受性の株には必須であることから、FAM84B, NSMCE2それぞれのMYCとのダブルノックダウン、またはダブルで強制発現を行い、どのような相乗効果が生じるかみる。その他、MYCの強制発現による増殖シグナルからストレスが生じ、それによって誘導される細胞老化や細胞周期への影響が候補遺伝子の追加発現によってどう変化するのか検討する。
カーボンナノコイルの気相合成法の開発および特性評価

1)カーボンナノコイルの大量合成条件の検討を行った。(1)大量合成用触媒として、Fe-Ni(10%)およびPt/SiO_2系触媒が最適であること、また、触媒担体としてはモレキュラーシーブ及びAl_2O_3微粉末が有効であることを見出した。(2)SUS304(Fe-Co-Ni)を基板に機械的に擦りつけた触媒を用いると,100%の純度でシングルコイルが合成できることを見出した。2)モルフォロジー、微細構造及びメカニズムの検討を行った。(1)コイル径が数百ミクロン以下になると、スプリング状コイルの大量合成は困難となり、主としてツイスト状ナノコイルが成長した。(2)ナノコイルは、主としてシングルコイルであり、その成長メカニズムを明らかにした。(4)ナノコイルは、マイクロコイルに比べて、比較的結晶性が高いことがわかった。(5)コイルの途中で、しばしばコイリングキラリティー(巻き方向)が変化する現象を見出し、そのメカニズムを提案した。(6)電磁場及び強静磁場照射下での扁平コイルの成長機構を明らかにした。3)機械的・電磁気的・センサー特性、水素吸蔵特性評価を行った。(1)コイルは熱処理するとその弾力性は次第に失われるが、1500°Cくらいでは、as-grown CMCに比べてそれほど弾力性は失われないことがわかった。(2)コイルをPMMA発泡体中に分散させた試料では、10-110GHz帯域で、-20dB以上のすぐれた電磁は吸収を示した。(3)CMCを弾力性樹脂中に分散させた複合材は、種々の刺激を高感度で識別できる優れた触覚センサー特性があることを見出した。(4)CMCはグラファイト構造がある程度崩れている方が、水素吸蔵特性が良いことを見出した。(A)カーボンナノコイルの大量合成を行うため、大型装置の設計、試作、試運転、合成条件の検討を行った。(1)装置として、内径60mmの石英に,原料ガス導入孔を種々の間隔で48本設置した横型反応管を試作し、試運転を行った。また、基材として、グラファイト板、石英管及びNi線を用いた。(2)大型装置を用いたコイル合成には、反応温度の制御は非常に重要であることが分かった。(3)基材としては、Ni線が最高収量を示したが、繰返し使用すると収量が低下した。(4)最高収量として20-30mg/cm^2-基材が得られた。(5)ナノコイルを得るには、触媒粒を出来るだけ小さくする必要があり、反応温度で触媒粒が焼結して粗大化する傾向が認められ、これをいかに防止するかが最も重要であることが分かった。(6)触媒としては、Ni,Au,Pt等がナノコイルの成長を示した。(7)反応雰囲気に変動電磁場あるいは静磁場を照射すると、カーボンマイクロコイルの中に混じって多量のナノコイル合成が成長した(B)カーボンナノコイルのモルフォロジー、超微細構造及び成長メカニズムの検討を行った:(1)多くのナノコイルはファイバー断面が円形の円形シングルコイルであり、また、スプリング状及びロープ状ねじれ形の2種類が観察された。(2)ファイバーの中心部には、ナノチューブに見られるような中空の空洞は観察されなかった。(3)ナノコイルは、殆ど非晶質であった。(4)多くのコイルで芯結晶部分が観察された。

(5)新しい成長機構として、最初に細いファイバーがコイルを創りながら軸方向に急速に成長し、その後径方向に成長するという、2段階成長機構が考えられた。(C)カーボンコイルの特性評価:水素吸蔵、磁気抵抗、電磁波吸収などの特性評価の予備実験を行った。A)カーボンナノコイルの大量合成条件の検討を行った。(1)大量合成用ナノ触媒の探索を行い、Fe基合金およびPt/SiO_2系触媒が最適であることを明らかにした。(2)大量合成用大型反応装置の試作を行い、数グラム/バッチの収量が得られる条件を明らかにした。(3)反応雰囲気に強静磁場(最大5テスラ)を照射して、カーボンマイクロコイルの微細化によるナノコイルの合成及びキラル選択を試みたが、微細化及びキラル化は得られなかった。B)モルフォロジー、超微細構造及び成長メカニズムの検討を行った。(1)Fe基合金装翻蝶を用いると、コイルの巻き方向(キラリテイ)が変化することを見出した。(2)強磁場照射下での扁平コイルの成長機構を明らかにした。(3)as-grownのナノコイルは、マイクロコイルと同様の非晶質構造をしていることを明らかにした。(4)強磁場下でコイルが扁平に成長するメカニズムを明らかにした。C)カーボンナノコイルの熱的・機械的・電磁気的・水素吸蔵特性評価を行った。(1)高温で熱処理すると、コイル形状を保持したまま、ヘリングボーン構造が発達することを見出した。(2)反応到牛を制御することにより、数倍から最大10倍まで完全弾性的に伸縮できる超弾力性コイルを得ることに成功した。また、収縮に際、その導電性は完全に保持されていた。(3)自由空間法で10110GHz領域の電磁波吸収率を測定した結果、1-2wt%の添伽量で、平均-10dB,特定周波数領域では-20-40dBの優れた吸収を示し、高周波領域での電磁波吸収材として極めて有望であることを明らかにした。(4)As-grown、熱処理およびミリング処理したカーボンナノコイルの水素吸蔵特性を検討した結果、グラファイト構造がある程度崩れている方が、吸蔵特性が良いことを見出した。1)カーボンナノコイルの大量合成条件の検討を行なった。(2)SUS304(Fe-Co-Ni)触媒を、基板に機械的に擦るつけた触媒を用いると,100%の純度でシングルコイルが合成できることを見出した(粉末を用いた場合には、二重コイルしか得られない)。(3)SUS304(Fe-Co-Ni)触媒を用いた場合、基板としては、黒鉛、ムライトやSiO_2より、高純度のAl_2O_3の方がコイル収量はかなり高かった。2)モルフォロジー、微細構造及び成長メカニズムの検討を行なった。(1)触媒の種類及び添加方法を検討することにより、シングルコイルのみを合成することに成功した。ただし、コイル径は0.5-1ミクロン位で、それ以上小さなコイルは得られなかった。(2)コイル径が数百ミクロン以下になると、スプリング状コイルの大量合成は困難となり、主としてツイスト状ナノコイルが成長した。(3)ナノコイルは、主としてシングルコイルであり、その成長メカニズムを明らかにした。(4)ナノコイルは、マイクロコイルに比べて、比較的結晶性が高いことがわかった。(5)コイルの途中で、しばしばコイリングキラリティー(巻き方向)が変化する現象を見出し、そのメカニズムを提案した。3)機械的・電磁気的・センサー特性評価を行なった。(1)コイルは熱処理するとその弾力性は次第に失われるが、1500°Cくらいでは、as-grown CMCに比べてそれほど弾力性は失われないことがわかった。
微分方程式と摂動問題

(A)典型的な特異摂動問題として、巾型非線型項を持つある半線型楕円型偏微分方程式のノイマン問題を考察した。この方程式は発生生物学の形態形成をモデル化した反応拡散方程式系の定常問題を研究する上で本質的な役割を果たす、Niを高木の共同研究では、拡散係数が十分小さいときの解の形状を領域の境界の幾何学的量と関連づけて表現することに成功した。得られた結果は以下のとおり:まず、非線型項がソボレフの埋蔵定理から決まる臨界増大度よりも小さい場合には、(1)解のうちで最もエネルギ-が小さいものは拡散係数が十分小さいときはつねにただひとつの極大値を持ち、従ってそれは最大値であるが、領域の境界上のただ一点で達成される。更に(2)最小エネルギ-解が最大値をとる点における境界の平均曲率は、拡散係数が0に近づくとき、境界の平均曲率の最大値に近づく、また、非線型項が臨界増大度に等しいときについて、(1)が成立することを示した。(B)特異性を持った解の近傍における解の挙動の研究として、藤家は有理函数を初期値とするコ-シ-問題の解の特異性を調べた、フックス型作用素の場合、あり種の二階の作用素については解の特異性が知られていたが、これを高階の作用素に拡張した。また、堀畑は微分幾何学における調和写像に付随した非線型の放物型偏微分方程式系の部分的正則性を調べるために時間の差分化を工夫し、差分解をある汎函数の最小値函数として構成することに成功した。(C)解集合の構造と特異点との関係の研究として、伊藤は解析的なハミルトン系の平衡点の近傍において系が完全積分可能系であることと解析的な正準変換でハミルトン函数をバ-コフ標準型に写すものが存在することとがある条件では同値であることを示した。
光合成順化に関わる遺伝子ネットワーク解析による真核型無機炭素輸送体の解明

緑藻クラミドモナスはCO_2濃縮機構(CCM)によって低CO_2環境でも生育できる。このCCMは、低CO_2濃度で誘導され、高CO_2濃度で抑制されるので、CCMを担う無機炭素輸送体の遺伝子は、CO_2欠乏条件で発現誘導されると考えられる。そこで、CO_2欠乏条件でもCCMを誘導せず高CO_2要求性を示す変異株ccm1株から、その原因遺伝子を同定した。CCM1は、CO_2条件に関わらず恒常的に発現しており、CO_2濃度の変化をCO_2応答性遺伝子に伝える調節因子であると推定した。CCM1の下流にある遺伝子には無機炭素輸送体をコードする遺伝子があると考えられたので、CO_2条件変動に伴う発現プロファイル、さらに野生株とccm1株のCO_2欠乏条件での発現プロファイルを比較することで、発現がCO_2欠乏依存性を示す遺伝子ならびにCCM1依存性を示す遺伝子を明らかにした。CO_2欠乏条件1時間で、Cah1を含むCO_2欠乏誘導性遺伝子51個の発現が誘導された。ccm1欠損株では、51個全てのCO_2欠乏誘導性遺伝子の発現が低下した。従って、CCM1はCO_2欠乏誘導性遺伝子の全てを調節するマスター因子であることが判明した。CO_2欠乏誘導性遺伝子の中から、葉緑体胞膜の亜硝酸輸送体NAR1と相同性を示す陰イオン輸送体をコードしうる遺伝子LciAを見出した。LCIAの発現は窒素環境の変化には応答せず、CO_2濃度に依存していた。これ以外にも葉緑体胞膜に局在性を予測された遺伝子(Cpp1等)が得られたので、それぞれの遺伝子発現を抑制する株を取得するために、RNAi組換え体を選抜している。LCIAならびにCPPの発現抑制によってCO_2輸送能が低下すれば、その遺伝子が無機炭素輸送体をコードすることの証明となるので、今後も本研究を継続する予定である。緑藻クラミドモナスにおける無機炭素濃縮機構(CCM)の実体と誘導機構に関して明らかにする。また、CCMの調節に中心的役割を果たす、シグナル伝達因子CCM1 (Fukuzawa et al.,PNAS 2001)の修飾と細内極在性、タンパク質間相互作用の解明を目的とする。(1)約5万個のESTクローン配列データを分類して、独立なクローン約1万個からなるcDNAマクロアレイを作成した。(2)野生株とccm1変異株とを高CO_2条件および低CO_2条件で培養し、mRNAサンプルを調製し、cDNAを合成した。それぞれをcDNAアレイに対してハイブリダイゼーションを行ない、2サンプル間で発現レベルの差が2.5倍以上の差があったものを選抜した。(3)遺伝子発現プロファイルを網羅的に比較し、51種類の低CO_2誘導性遺伝子および、32種類の低CO_2抑制性遺伝子を見い出した。低CO_2誘導性遺伝子のほとんとがccm1変異株で発現レベルが低下しており、低CO_2シグナル伝達において、調節因子CCM1が総括的に働いていることを示唆した。また、低CO_2誘導性遺伝子の中に、新たな遺伝子LciAおよびLciBを見い出した。(論文投稿中)(4)遺伝子タギング法により、低CO_2条件での炭酸脱水酵素遺伝子Cah1の発現が異常になった変異株を単離し、新たなCO_2シグナル伝達因子Lcir1を同定した。(論文投稿中)次年度は、1)CCM1のジンクフィンガーと予測される部位への亜鉛の結合性および、そのモル比を原子吸光計で明らかにする。

2)CCM1抗体を作成し、CCM1と相互作用をする因子のスクリーニングを行ない、これが得られる場合には構造、発現および機能について明らかにする。3)新しく単離した遺伝子についてタンパク質の量的変動の検出および細胞内極在性を調べる。4)DNAフットプリント法を用いて、LClR1の結合配列を決定する。緑藻クラミドモナスはCO_2濃縮機構(CCM)によって低CO_2環境でも生育できる。このCCMは、低CO_2濃度で誘導され、高CO_2濃度で抑制されるので、CCMを担う無機炭素輸送体の遺伝子は、CO_2欠乏条件で発現誘導されると考えられる。そこで、CO_2欠乏条件でもCCMを誘導せず高CO_2要求性を示す変異株ccm1株から、その原因遺伝子を同定した。CCM1は、CO_2条件に関わらず恒常的に発現しており、CO_2濃度の変化をCO_2応答性遺伝子に伝える調節因子でると推定した。CCM1の下流にある遺伝子には無機炭素輸送体をコードする遺伝子があると考えられたので、CO_2条件変動に伴う発現プロファイル、さらに野生株とccm1株のCO_2欠乏条件での発現プロファイルを比較することで、発現がCO_2欠乏依存性を示す遺伝子ならびにCCM1依存性を示す遺伝子を明らかにした。CO_2欠乏条件1時間で、Cah1を含むCO_2欠乏誘導性遺伝子51個の発現が誘導された。ccm1欠損株では、51個全てのCO_2欠乏誘導性遺伝子が発現の低下を示した。従って、CCM1はCO_2欠乏誘導性遺伝子の全てを調節するマスター因子であることが判明した。CO_2欠乏誘導性遺伝子の中から、葉緑体胞膜の亜硝酸輸送体NAR1と相同性を示す陰イオン輸送体をコードしうる遺伝子LciAを見出した。LCIAの発現は窒素環境の変化には応答せず、CO_2濃度に依存していた。これ以外にも葉緑体胞膜に局在性を予測された遺伝子(Cpp1等)が得られたので、それぞれの遺伝子発現を抑制する株を取得するために、RNAi組換え体を選抜している。LCIAならびにCPPの発現抑制によってCO_2輸送能が低下すれば、その遺伝子が無機炭素輸送体をコードすることの証明となる。
巡回セールスマン問題と緩和したピラミッド型巡回路について

本研究は、計算機科学上で困難な問題として知られている巡回セールスマン問題に関するピラミッド型巡回路を用いた理論的なアプローチと応用的なアプローチを試みることである。研究代表者が本補助金の申請前に考えたピラミッド型巡回路の拡張となる概念を用いて、近似解法への適用可能性について取り組んだ。この拡張の概念をシミュレーテッドアニーリング法などのメタヒューリスティックと組み合わせて適用することにより、よりよい解が得られることがわかった。しかし、この拡張の概念をそのまま利用すると大量にメモリを消費し、この節約が課題であった。昨年度は、主に応用を意識したアプローチに重点をおいて研究を行い、この拡張の主となるアイデアである「逆走」の頻度を計測し、頻度の高い「逆走」に絞って探索するアルゴリズムを新たに考案し、空間計算量をO(4^kn^2)からO(k^3n^2)まで下げることができた。(nは頂点数、kは「逆走」を許す幅を表す。)今年度は、昨年度の結果をふまえて、主にアルゴリズムの計算量の解析に重点をおいて研究を行った。いくつかの巡回路のクラスについて、「逆走」の幅kを固定した場合、O(n)の空間計算量で最短巡回路を求めるアルゴリズムを考案した。これらのアルゴリズムにより、ネックになっていたメモリを大量に消費してしまう問題が部分的に解決できたと考えている。これまでの研究成果について学術論文を作成中である。今後は、計算量が少ないアルゴリズムが適用できる多項式時間で解けるクラスについて検討する予定である。本研究は、計算機科学の分野で困難な問題として知られる巡回セールスマン問題に対してピラミッド型巡回路を用いて理論的側面の考察と実杜会への応用を試みることを目的とする。今年度は、主に応用面に重点をおいて研究を行った。しかし、この拡張の概念をそのまま利用すると大量にメモリを消費し、この節約が課題であったが、今年度後半になって、この拡張の主となるアイデアである「逆走」の頻度を計測し、頻度の高い「逆走」に絞って探索するアルゴリズムを新たに考案した。このアルゴリズムの考案により、時間計算量だけでなく、空間計算量についても0(4^kn^2)から0(k^3n^2)まで下げることができた。(nは頂点数、kはr逆走」を許す幅を表す。)また、頻度の高い「逆走」に絞ったごとによってもかなりよい解が得られることが実験によりわかった。この研究については、残りの実験を行った後、学術論文としてまとめる予定である。また、理論的側面については実用的な時間(多項式時間)で最適解が得られるような問題のクラスについて研究を行った。今年度末にイギリスのウォーリック大学に短期滞在し、当該分野の専門家であるデイネコ博士と議論を行った。ここでは巡回セールスマン問題以外でもさまざまな問題で有用であることが知られているモンジュ性の緩和化について研究を始めた。この研究においてもピラミッド型巡回路の拡張が有用であることが期待でき、帰国後もデイネコ博士と連絡を取りながら研究を継続している。
成体マウスミュラーグリア細胞への遺伝子導入によるin vivo網膜神経細胞再生

視覚は生活の質の維持に重要な要素であり、視機能の再生・維持を目的として、iPS細胞を用いた細胞移植、チャネルロドプシンを用いた機能回復、人工網膜などの研究が進んでいる。一方で、網膜の内在性幹細胞を利用した神経細胞の再生源として、ミュラーグリア細胞が注目されてきた。本研究ではアデノ随伴ウイルス(AAV)を用いた遺伝子導入により、傷害時のミュラーグリア細胞の増殖とその後の神経細胞への分化を促進することを目的とし、候補因子の比較、網膜へのAAV導入効率を検討した。本研究は、遺伝子導入によってミュラーグリア細胞の増殖と神経細胞への分化転換を促進することを目的としている。網膜が障害されるとミュラーグリア細胞が増殖し、網膜神経細胞へと分化転換することが報告されているが、この再生現象は生物種間で大きく異なり、魚類のように網膜全層の神経細胞を再生できるものから哺乳類のように細胞増殖と神経細胞への分化がほとんど見られないものまで様々である。また人では網膜変性疾患で自然に視力が回復しないことから再生能力は非常に低いと考えられている。我々はこれまでの研究からミュラーグリア細胞の増殖と分化転換にかかわると予想される遺伝子を選び、初年度はミュラーグリア初代培養細胞および網膜組織で過剰発現させる実験を行った。遺伝子導入には細胞と組織への感染性および網膜組織を傷つけずに導入できる点から改変型アデノ随伴ウイルスを用いた。導入遺伝子を含むプラスミドベクターを作成したのちアデノ随伴ウイルスにパッケージングし、培養細胞、網膜組織培養、さらに生体マウス網膜への感染の検討を行った。培養細胞には効率よく感染し、導入遺伝子タンパク質の発現を確認できた。しかし成体マウス由来の網膜組織培養および生体マウスでの導入効率が予想よりも低く、増殖能および細胞系譜の追跡が困難と考えられた。そこで感染効率に影響する条件を検討した結果、実験に用いるマウスの週令が遺伝子導入効率に大きく影響していた。最終的に生後10日目以内のマウスに対しては、改変型ウイルスベクターの使用により硝子体側からある程度広範囲に遺伝子を導入することができた。本研究ではこれまでの実験結果から6週令以上の成体網膜に対して実験を行う予定だったが、ウイルスベクターの特性により生後10日以内の幼若マウスを用いることに変更した。遺伝子導入に用いるアデノ随伴ウイルスの条件検討で予想以上に時間がかかったため、網膜組織に対して候補遺伝子を導入する実験に入れなかった。入手しやすい幼若マウスに切り替えること、成体への遺伝子導入など高感染力のウイルスベクターが必要な場合は購入することで、この遅れは解消できると考えている。また、幼若マウス網膜から採取した初代培養細胞を用いて導入遺伝子の条件検討を行っているが、採取できる細胞数と細胞の状態にばらつきあがり追試の数が多く必要となった。成熟した神経細胞には再分裂能がなく、成体神経組織に存在する幹細胞の分裂は非常に限られているため、中枢神経組織の障害は回復が非常に困難である。網膜では神経細胞が障害されるとミュラーグリア細胞が増殖を開始し、神経細胞へと分化することが示されているが、増殖・分化能は動物種によって非常に異なっている。例えば魚類は大部分のミュラーグリア細胞が増殖して網膜全層が再生されるのに対して、マウス・ラットといった哺乳類を用いた実験では一部のミュラーグリア細胞のみが増殖し、分化する神経細胞の種類も限られている。内在性細胞による神経細胞の再生は将来的には神経変性疾患の進行抑制につながると期待され、また組織内での分化細胞の維持機構の理解がより深まると期待される。本研究は遺伝子を導入によりミュラーグリア細胞の増殖および神経細胞の再生を促進することを目指して行っており、当初は成体マウスの網膜をモデルに使う予定だった。しかし成体網膜組織への遺伝子導入効率が低く導入遺伝子による影響の確認が困難だったこと、また生後2週間以内のマウス網膜に対するin vivo遺伝子導入でミュラーグリア細胞の増殖と神経細胞への分化促進が報告されたことから、本年度はラットミュラーグリア細胞由来の細胞株と幼弱マウス組織を用いて遺伝子導入による細胞増殖への影響を検討した。ミュラーグリア細胞株に対してこれまでに検討した候補遺伝子からは、既に先行研究があるAscl1の増殖促進作用をさらに大きく変える因子は得られなかった。培養細胞株への遺伝子導入用にプラスミドベクターを再作成し、遺伝子導入効率を再検討した。網膜組織への遺伝子導入はサンプルごとのばらつきが大きく、有意な違いがあるかどうかの検討に予定よりも多くのサンプル数が必要だった。成体組織における幹細胞は組織への新たな細胞の供給と損傷された組織を修復する機能を持つ。哺乳類網膜では未分化状態を維持した組織幹細胞は確認されていないものの、網膜の神経細胞が障害されるとミュラーグリア細胞が増殖し、その一部は神経細胞様に変化することが近年報告されている。ミュラーグリア細胞の増殖・神経分化能は動物種によって異なると考えられており、ゼブラフィッシュでは障害後に増殖したミュラーグリア細胞によって網膜全層の神経細胞が再生されるのに比べて、マウスでは再生される神経細胞の種類・数が低く限られている。本研究は、マウス、ゼブラフィッシュで報告されている網膜傷害後の遺伝子発現変化と神経細胞分化促進因子を基に、ミュラーグリア細胞から高い効率で網膜神経細胞を分化させる因子の検討と、in vivoでの内在性細胞による網膜神経細胞再生を目的とした。ゼブラフィッシュでは網膜傷害後に神経前駆細胞マーカーであるAscl1の発現が上昇し、ミュラーグリア細胞の増殖・神経細胞への分化の主要因子として働くことが示されている。

マウスでは網膜傷害後にAscl1の発現上昇が見られないため、強制的にAscl1をミュラーグリアに発現させるとマウスでも網膜傷害後のミュラーグリア細胞の増殖と神経細胞への分化が促進されることが最近の研究で示された。本研究ではAscl1の効果をさらに促進する因子の組み合わせを検討し、また遺伝子変異による網膜変性モデルマウスにおいてAscl1等の投与によりミュラーグリア細胞由来の神経細胞再生が起こるかどうかを検討中である。視覚は生活の質の維持に重要な要素であり、視機能の再生・維持を目的として、iPS細胞を用いた細胞移植、チャネルロドプシンを用いた機能回復、人工網膜などの研究が進んでいる。一方で、網膜の内在性幹細胞を利用した神経細胞の再生源として、ミュラーグリア細胞が注目されてきた。本研究ではアデノ随伴ウイルス(AAV)を用いた遺伝子導入により、傷害時のミュラーグリア細胞の増殖とその後の神経細胞への分化を促進することを目的とし、候補因子の比較、網膜へのAAV導入効率を検討した。細胞を用いた条件検討ではミュラーグリア細胞の細胞株を用いて検討および再現実験をより早く進められるようにする。ウイルスベクターの感染力は実験結果を大きく左右するため、網膜組織または生体網膜への遺伝子導入実験には、使用するマウスの週令を適切なものに限定するだけでなく受託生産により高品質のウイルスベクターを安定的に購入することにする。培養細胞で得られた結果をもとにミュラーグリア細胞の増殖性と分化転換にかかわると考えられる遺伝子を網膜組織に導入し細胞の変化を追跡する。これまでの報告からミュラーグリア細胞の増殖と分化転換を制御すると考えられるAscl1遺伝子を比較対照として、ほかの候補遺伝子単独及び組み合わせによりさらに細胞増殖が促進されるかどうかを検討したが、顕著な差が得られなかったため、細胞増殖については現時点ではAscl1による制御が最適と考えられる。Ascl1を用いた網膜神経細胞再生についてはゼブラフィッシュおよび幼若マウスでの先行研究がある。一方、これらの因子を過剰発現させても増殖しないミュラーグリア細胞が見られることから、ミュラーグリア細胞間で増殖抑制の程度に差があることが予想される。また幼若マウスで見られるミュラーグリア細胞の増殖が成体マウスではほとんど見られないことから、抑制因子の発現量・発現パターンは網膜組織の成熟に伴って変化すると考えられる。網膜に対する再生促進因子の遺伝子導入量や発現促進には限界があるため、先行研究以上に細胞増殖と神経細胞への分化を促進するには抑制因子の解除を検討する必要があると考えられる。そこで次年度は以前のマウス系統間の比較で選別されたミュラーグリア細胞で発現する増殖抑制因子候補の発現を幼若マウスと成体マウスで比較し、発現量・発現パターンに差がある遺伝子に対する発現抑制または薬剤による機能抑制を行って成体マウスで神経細胞の再生が促進できるかどうかを検討する。
バクテリア・セントロメア様配列migSの染色体分配機構における分子機能の解明

大腸菌の複製起点(oriC)領域の染色体分配の様子が解るにつれ、染色体分配の駆動メカニズムの存在が明確になった。oriC領域は、細胞中央から細胞両極へと移動する。このoriCの移動を担うシス配列(migS)を見いだした。さらに、migSと相互作用するタンパク質を分離し、質量分析を基にその遺伝子を明らかにした。これら遺伝子破壊株を調べたところ、2つの遺伝子破壊株で所migS欠失株と同様にoriCの移動が阻害された。その一つは新規遺伝子であり、migPとした。ゲルシフト法からMigPにはDNA結合が認められた。2つ目の遺伝子は、巨大な呼吸鎖複合体I(Complex I)を形成するサブユニットの1つNuoGをコードしていた。14のサブユニットから構成されるComplex Iは膜局在性の蛋白で電子伝達系の第一番目の酵素である。NuoGはその中で細胞質中に露出した触媒ドメインに位置する。これらのことから、MigPやNuoGらと相互作用がしmigSを含む染色体領域が膜に付着することが考えられる。まずComplex Iの膜ドメイン、触媒ドメイン、そしてそれらをつなぐコネクタドメインなど様々なサブユニットを欠失させた株を構築し、migSによるoriCの細胞内局在の変動を調べた。その結果、ΔnuoB,ΔnuoI(以上コネクタドメイン)やΔnuoH(膜ドメイン)ではΔnuoG株同様にComplex Iの機能喪失に伴う表現型が成育や運動性に見られるものの、oriCの移動に特に影響は見られなかった。このことは少なくともNuoGがoriCの移動に必要であり、Complex Iによるエネルギー生産そのものとは無関係であることを示唆している。大腸菌の染色体に見いだしたセントロメア様の機能配列migSに結合するタンパク質の同定を中心に本年度の研究を進めた。DNA配列特異的な因子の分離方法として合成DNAと磁気ビーズを使った分離・精製方法を用いた。まず、合成migS配列を磁気ビーズに結合し、これを大腸菌の細胞破砕分画のうちの可溶化分画と混合し、そののち、磁力により磁気ビーズを回収した。回収した磁気ビーズに非特異的に結合しているタンパク質を除去するため、バッファーを用い洗浄処理を行った。この磁気ビーズからに結合しているタンパク質を回収したのち、SDS電気泳動ゲルに展開した。十本ほどのタンパク質のバンドが検出されたので、そのすべてについて質量分析にて遺伝子産物の同定を行った。これにより遺伝子の決まったものについて、次は遺伝子破壊株の作成を行った。まず、3遺伝子についてその破壊株を作成し、この変異株でのmigSの機能を調べた。migSが正常に働いている細胞では、複製した染色体がすみやかに両極に分離するため、複製起点領域oriCは細胞局付近に位置することになる。これを指標として検定した結果、2つの遺伝子破壊株でmigSの機能が損なわれていた。さらに、これらのタンパク質因子が試験管内でmigS配列特異的に結合するか調べるため、それぞれのタンパク質の精製を行った。一方、migS結合因子の細胞内局在性を知るため、蛍光標識タンパク質法を試みた。GFP遺伝子をこれら因子の遺伝子とC末で融合するような変異株を作成した。作成した株では、細胞全体に蛍光が観察された。さらに、融合遺伝子産物が正常な機能を保持しているか検討している。バクテリアでは、複製した染色体領域から順次、細胞の両極方向へと仕分けされ、まとめ上げられることで染色体の分配が行われる。この時の複製した染色体の両極方向への移動は、染色体複製起点領域oriCで顕著であり、実際にこの近傍に両極方向への移動に必要な機能領域が見つかった。このバクテリアのセントロメアとも言える機能配列migSはたかだか25bpであるが、これが位置する染色体領域は、複製し倍加すると両極方向へと移動する。

確かにmigSの欠失株では、oriC領域のすみやかな両極移動が阻害されるのだが、染色体分配のそのものには特に障害は見られず、染色体を受け取り損なう細胞の割合は特に増加しない。バクテリアでは重複した機能を持つ遺伝子の働きにより、機構全体の忠実度が維持されている例がこれまでに知られている。染色体の分配においても、このような保証機構が働き、migSの機能を補っていることが考えられる。そこでmigSの欠失と同時では細胞の増殖に低下がみられるような、いわゆる合成致死変異株の分離を行った。この分離方法により、染色体全体の細胞内での位置を決めることに関与すると考えられる因子PhoUを見いだした。PhoUはリン酸の細胞内取り込みに関係する遺伝子群の発現制御に関与する因子と考えられたこともあったが、現在ではこれは間接的な影響と考えられる。PhoUは核様体の細胞内での位置決定にも関与し、これが細胞分裂面の決定機構とも関連している。また、migSの移動の分子機構を明らかにするため、この配列に作用するタンパク質因子を同定した。バクテリアのセントロメアmigSに関わるこれらの遺伝子の働きを通し、バクテリアの染色体分配について、分子機構の一部が明らかになった大腸菌の複製起点(oriC)領域の染色体分配の様子が解るにつれ、染色体分配の駆動メカニズムの存在が明確になった。oriC領域は、細胞中央から細胞両極へと移動する。このoriCの移動を担うシス配列(migS)を見いだした。さらに、migSと相互作用するタンパク質を分離し、質量分析を基にその遺伝子を明らかにした。これら遺伝子破壊株を調べたところ、2つの遺伝子破壊株でmigS欠失株と同様にoriCの移動が阻害された。その一つは新規遺伝子であり、migPとした。ゲルシフト法からMigPにはDNA結合が認められた。2つ目の遺伝子は、巨大な呼吸鎖複合体1(Complex I)を形成するサブユニットの1つNuoGをコードしていた。14のサブユニットから構成されるComplex Iは膜局在性の蛋白で電子伝達系の第一番目の酵素である。NuoGはその中で細胞質中に露出した触媒ドメインに位置する。これらのことから、MigPやNuoGらと相互作用がしmigSを含む染色体領域が膜に付着することが考えられる。まずComplex Iの膜ドメイン、触媒ドメイン、そしてそれらをつなぐコネクタドメインなど様々なサブユニットを欠失させた株を構築し、migSによるoriCの細胞内局在の変動を調べた。その結果、ΔnuoB,ΔnuoI(以上コネクタドメイン)やΔnuoH(膜ドメイン)ではΔnuoG株同様にComplex Iの機能喪失に伴う表現型が成育や運動性に見られるものの、oriCの移動に特に影響は見られなかった。このことは少なくともNuoGがoriCの移動に必要であり、Complex Iによるエネルギー生産そのものとは無関係であることを示唆している。
認知症とがんを併せ持つ患者と家族の看護に対する評価

我が国では高齢者人口の増加に伴って認知症とがんを併せ持つ患者が増えている。認知症とがんを併せ持つ患者の苦痛は、言語化できずに徘徊や大声を出すといったBPSD(行動・心理症状)という形で表現される。そのため看護師は、患者の理解や対応が難しく、看護上困難を伴うことが多く、がんと認知症を併せ持つ患者に対する緩和ケアの確立が喫緊の課題となっている。本研究は、認知症とがんを併せ持つ患者と家族による看護の評価を明らかにすることを目的とし、平成28年度平成30年度は認知症とがんを併せ持つ患者の看護に関するシステマティックレビューを行った。その結果、12文献が対象となり、患者は、がんの治療に伴う苦痛、がんそのものに対する苦痛などの状況からBPSDを生じていること、看護師は様々な困難を抱えながらケアを工夫していることが明らかとなった。現在は投稿に向けて準備を進めている。また、患者・家族の当事者がどのようにケアを評価しているのかを知り、適切なケアを明らかにするための質的研究の計画準備を進めている。平成30年度は自身の部署異動があり、システマティックレビューのまとめを十分に行うことができず、第二段階の「認知症とがんを併せ持つ患者の看護に対する反応」の質的研究の準備ができなかったためである。令和元年度はシステマティックレビューの投稿と「認知症とがんを併せ持つ患者の看護に対する反応」の倫理審査受審、実施を行う。本研究は、認知症とがんを併せ持つ患者と家族による看護の評価を明らかにすることを目的とし、1年目である平成28年度は認知症とがんを併せ持つ患者の看護に関するシステマティックレビューの準備と実施を以下のように行った。1.目的および仮説の明示の決定(認知症とがんを併せ持つ患者に対する効果的な看護におけるエビデンスの提示)、2.分析対象の文献の適格基準と除外基準の決定(原著。認知症またはがん、あるいは両方を併せ持つ人の看護に関する記述が含まれる文献。対象者の認知症の進行度およびがんのステージは問わない。看護職が行ったケアとし、多職種のケアは除外する。家族対象のケアも除外する)、3.文献データベース(PubMed,CINAHL,コクラン、医学中央雑誌Web版)の決定。4.キーワードの精選、5.文献検索と翻訳。今年度は、システマティックレビューの方法論の学習および収集したいくつかの文献の翻訳を行った。今後は識別フローチャートの作成およびエビデンスの格付けを行う予定である。平成28年度はシステマティックレビューの完了を目指していたが、文献検討までとなった。その理由は、システマティックレビューの方法論の確認に時間を要したこと、翻訳作業に時間を要したこと等による。本研究は、認知症とがんを併せ持つ患者と家族による看護の評価を明らかにすることを目的とし、平成28年度、平成29年度は認知症とがんを併せ持つ患者の看護に関するシステマティックレビューの準備と実施を進めている。平成29年度は文献の翻訳および識別フローチャートの作成を行った。平成29年度はシステマティックレビューの翻訳作業に時間を要し、第二段階の「認知症とがんを併せ持つ患者の看護に対する反応」の質的研究の準備ができなかったため。平成29年度は、識別フローチャートの作成、エビデンスの格付け、データ抽出および解析を行い報告書をまとめる。

同時進行で、平成29年度計画である、「認知症とがんを併せ持つ患者の看護に対する反応」の倫理審査の準備を進める。平成30年度はシステマティックレビューの完了と「認知症とがんを併せ持つ患者の看護に対する反応」の倫理審査の準備と実施を行う。令和元年度はシステマティックレビューの投稿と「認知症とがんを併せ持つ患者の看護に対する反応」の倫理審査受審、実施を行う。文献、書籍の収集が遅れているため未使用額が生じた。平成29年度に予定していたインタビュー調査を実施していないため残額が生じた。平成30年度に調査を行い使用する。平成30年度に予定していたインタビュー調査を実施していないため残額が生じた。令和元年度に調査を行い使用する。最新知見を得るための学会参加費と旅費、翻訳の謝金として使用する。
溶液中反応性マイクロプラズマ利用の新機能性超分子システム構築法の開発

昨年度は,DNA内包カーボンナノチューブ(CNTs)創製を目的として,電解質マイクロプラズマ利用によりDNA内包の有効性を示すと共に,溶液中アーク放電マイクロプラズマを利用したナノカーボン創製に成功している.本年度は,電解質マイクロプラズマを用いた実験を引き続き行うとともに,新たに気相-液相界面グロー放電マイクロプラズマの生成実験を行い,DNA内包ナノカーボンの創製およびその構造同定法に関する実験を行った.電解質マイクロプラズマ1.電解質マイクロプラズマ中に導入した電極にDNA負イオンを照射するための直流電場,及びDNAの内包を容易にするためにDNAを伸長させる高周波電場を重畳印加し,電極に塗付したCNTsへのDNA負イオン照射実験を行った結果,DNA負イオン照射量は直流電場強度,照射時間に依存することが明らかになった.2.CNTsへのDNAの内包率は直流電場強度と高周波電場強度に依存し,電場強度が大きい程内包率が高くなることが明らかになった.3.CNTs内部に内包したDNAはその長さによって立体配置が異なり,5nm程度のDNAの場合には直線状,10nmのDNAの場合には,らせん状構造をとることが明らかになった.また,内包したDNAの疎水性部位である塩基が疎水性であるCNTs内壁側を向いて配置すると予想されるので,塩基の電気的特性をCNTsへ容易に反映させることが可能であると考えられる.気相-液相界面グロー放電マイクロプラズマ1.気相(プラズマ)-液相(溶液)界面を調べるために,メッシュ電極を用いた溶液混合マイクロプラズマ源を開発した.有機溶媒である流動パラフィンをメッシュ電極に含浸させたところ,安定かつ低電力で溶液混合大気圧グロー状放電プラズマの生成が可能であることが分かった.2.パラフィン混合プラズマの分光計測を行った結果,有機溶媒由来のものと考えられるCH及びC_2のスペクトルピークが観測された.3.プラズマ生成による電極上及びパラフィン中の煤状物質のラマン分光分析を行ったところ,グラファイト構造が形成されていることが明らかとなった.これらの結果は,液相物質からナノカーボン物質を形成できることを示しており,その過程で溶液中のDNA等を取り込み,DNA内包ナノチューブ等をこのプラズマにより形成できる可能性を示唆している.本年度は,DNA溶液を電解質マイクロプラズマと捉え,そのDNA溶液に電場を印加することによるDNA内包単層カーボンナノチューブ(CNT)の形成,及び溶媒自体を炭素源とする有機溶媒中アーク放電マイクロプラズマにおいて,従来とは異なる手法での多層CNT形成実験を行った.1.電解マイクロプラズマ利用のDNA内包カーボンナノチューブ形成実験(1)予めDNAを構成する塩基数が同じ,つまり鎖長(5nm)が同一の一重らせんDNA(直径2nm)を溶解させたDNA溶液中に,開端処理した単層CNT(直径12nm)塗付基板を挿入した.(2)DNAは水溶液中で負イオンとして存在するので,基板に直流電場を印加することでDNA負イオンを陽極側へ輸送・照射し,さらに溶液中で糸玉状構造をとるDNAを効果的にCNTへ内包させるために,DNAを伸張させるための高周波電場を重畳印加した.(3)DNA負イオン照射後のCNTをラマン散乱分光及び透過型電子顕微鏡により解析した結果,DNAを内包した単層CNTの創製に初めて成功した.2.有機溶媒中アーク放電マイクロプラズマ利用のカーボンナノチューブ形成実験(4)有機溶媒中においてギャップ間隔が1mm以下の金属電極を用いて,アーク放電マイクロプラズマを生成した.有機溶媒としてヘキサン,トルエン,金属電極としてモリブデン,鉄,ニッケルを用いて実験を行った.(5)有機溶媒としてトルエン,触媒金属としてニッケル電極を用いてアーク放電(電圧20V,電流30A)を行った場合に,陽極に堆積した煤中に,放電により生成されたニッケル微粒子を起点として形成された多層CNTが存在していることが明らかになった.(6)ニッケルの触媒効果により従来よりも低温度でのCNT形成が実現されたと考えられ,今後実験を行うDNA分散溶媒中であってもDNAへの損傷無くCNTの形成が可能であることが示唆された.現在は上記I,IIの実験を融合させ,液相におけるプラズマ制御を実現し,DNA内包CNTの高収率大量合成に向けて実験を継続している.昨年度は,DNA内包カーボンナノチューブ(CNTs)創製を目的として,電解質マイクロプラズマ利用によりDNA内包の有効性を示すと共に,溶液中アーク放電マイクロプラズマを利用したナノカーボン創製に成功している.本年度は,電解質マイクロプラズマを用いた実験を引き続き行うとともに,新たに気相-液相界面グロー放電マイクロプラズマの生成実験を行い,DNA内包ナノカーボンの創製およびその構造同定法に関する実験を行った.電解質マイクロプラズマ1.電解質マイクロプラズマ中に導入した電極にDNA負イオンを照射するための直流電場,及びDNAの内包を容易にするためにDNAを伸長させる高周波電場を重畳印加し,電極に塗付したCNTsへのDNA負イオン照射実験を行った結果,DNA負イオン照射量は直流電場強度,照射時間に依存することが明らかになった.2.CNTsへのDNAの内包率は直流電場強度と高周波電場強度に依存し,電場強度が大きい程内包率が高くなることが明らかになった.3.CNTs内部に内包したDNAはその長さによって立体配置が異なり,5nm程度のDNAの場合には直線状,10nmのDNAの場合には,らせん状構造をとることが明らかになった.また,内包したDNAの疎水性部位である塩基が疎水性であるCNTs内壁側を向いて配置すると予想されるので,塩基の電気的特性をCNTsへ容易に反映させることが可能であると考えられる.気相-液相界面グロー

放電マイクロプラズマ1.気相(プラズマ)-液相(溶液)界面を調べるために,メッシュ電極を用いた溶液混合マイクロプラズマ源を開発した.有機溶媒である流動パラフィンをメッシュ電極に含浸させたところ,安定かつ低電力で溶液混合大気圧グロー状放電プラズマの生成が可能であることが分かった.2.パラフィン混合プラズマの分光計測を行った結果,有機溶媒由来のものと考えられるCH及びC_2のスペクトルピークが観測された.3.プラズマ生成による電極上及びパラフィン中の煤状物質のラマン分光分析を行ったところ,グラファイト構造が形成されていることが明らかとなった.これらの結果は,液相物質からナノカーボン物質を形成できることを示しており,その過程で溶液中のDNA等を取り込み,DNA内包ナノチューブ等をこのプラズマにより形成できる可能性を示唆している.
生物燃料直接発酵菌の育種

1)澱粉分解酵素系遺伝子のクローン化(鵜高重三)生澱粉分解性細菌、Bacillus sp.B1018株を分離し、その酵素の性質を調べた。本酵素はエンド型でαーアミラーゼに属するが、生澱粉分解には2価カチオンが必須であるが、糊化澱粉分解には不要であった。本酵素のクローン化に成功した。2)セルラーゼ遺伝子のクローン化と改良(別府輝彦)Bacillus Subtilisのセルラーゼ遺伝子をクローン化し、それと類似の好アルカリ性菌のセルラーゼ遺伝子との間で11種類のキメラ遺伝子を作成した。その結果、C末端の287ー499番目のアミノ酸配列がアルカリ領域での活性に、また195ー287番目のアミノ酸配列が酸性側での活性に関与していることが判った。3)キシラナーゼ遺伝子(岡田弘輔)キシラナーゼ遺伝子を酵母GAPプロモーター支配下に挿入し、分泌シグナル相当領域を削除し代わりに開始コドンATGを挿入した。この合成プラスミドを導入した酵母は活性を有するキシラナーゼを全蛋白質の5%生産した。4)発展途上国に適した耐熱性酵母の育種(吉田敏臣)酵母にキシローズ醗酵性を付与するため、キシローズ還元酵素のクローン化を試みた。酵素を精製し、アミノ酸一次配列を部分的に決定した。5) Zymomonas属細菌の宿主・ベクター系の開発(外村健三) Zymomonasのプロモーターを分離し、Zymomonasでの高発現ベクターを作成した。また、分泌ベクターを作成するため同菌の分泌シュクラーゼをクロン化した。6)セロオリゴ糖のアルコール転換(宮川都吉)酵母S.cerevisiaeにSaccharomycopsis fibrigeraのβーグルコシダーゼ遺伝子を導入した酵母はセロビオーズからエタノール生産に成功した。