hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ユーイング肉腫特異的融合遺伝子タイプによるマイクロRNA発現制御機構に関する解析

我々は、Ewing肉腫の特異的融合遺伝子産物EWS-Fli1が、その切断点によるタイプの違いによってmicroRNA (miRNA)及び標的mRNA発現にどのような影響を与えているかを解析してきた。切断点の異なるEWS-Fli1 type 1及びtype 2を、各々に特異的なsiRNAによりknock downした後に、有意な発現変化を示すmiRNAとその標的mRNAを網羅的に解析することで、1)Ewing肉腫の性質を普遍的に規定する因子、2)予後不良のtype 2に特有な予後規定因子、3)より選択的な治療標的となる因子、を同定することを目的として研究を行った。本研究ではEwing肉腫をEWS-Fli1融合遺伝子のsubtypeでの生物学的差異に着目、type specificなEWS-Fli1 knock downによるmiRNAおよびmRNAの発現変化を網羅的に解析し、subtype別にEWS-Fli1がmiRNA発現を制御するメカニズムの解明と臨床応用に展開するための基礎となる研究を行っている。今年度、以下の点について解析を行った。1) Ewing肉腫細胞の異なるEWS-Fli1 subtype間で共通に発現上昇または低下するmiRNA, mRNAを抽出した。同時にtype間で発現上昇もしくは低下が一致しない遺伝子も抽出させた。具体的にはEWS-Fli1 type1を有する2種類の細胞株においてそれぞれEWS-Fli1 type 1のsiRNAを導入した導入群と非導入群と比較すると69個のmiRNAが上昇し, 21個のmiRNAが低下していた。EWS-Fli1 type 2を有する2種類の細胞株においてそれぞれEWS-Fli1 type 2のsiRNAを導入した導入群と非導入群と比較すると14個のmiRNAが上昇し, 63個のmiRNAが低下していた。2)EWS-Fli1 type1を有する2種類の細胞株においてそれぞれEWS-Fli1 type 1のsiRNAを導入した導入群と非導入群と比較すると297個のmRNAが上昇し, 9個のmRNAが低下していた。EWS-Fli1 type 2を有する2種類の細胞株においてそれぞれEWS-Fli1 type 2のsiRNAを導入した導入群と非導入群と比較すると393個のmRNAが上昇し, 260個のmRNAが低下していた。3)上記1)2)のデータを掛け合わせそれぞれのsiRNAを導入した後、type 1とtype 2に共通して上昇したmiRNAは4個、低下したmiRNAは3個であった。またそれぞれのsiRNAを導入した後、type 1とtype 2に共通して上昇したmRNAは7個、低下したmRNAは0個であった。昨年度は網羅的解析により上記【現在までの進捗状況】に記載した1)3)から特異的染色体転座によりつよく影響を受けているmiRNA、mRNAを同定が可能な段階まで解析を進めてきた。本研究は、Ewing肉腫におけるEWS-Fli1 break pointの違いがmiRNA発現にどのように影響しているかを究明し、type1, type 2それぞれの予後不良因子およびより選択的な治療標的の同定、バイオマーカーの開発をも視野に含めた研究であり新たな治療方の開発につながる基礎研究へ発展させることが可能となってきた。今年度は2つの転座形式の差によるmicroRNA発現の意義と表現型への影響を評価する。我々は本研究において、Ewing肉腫の特異的融合遺伝子産物EWS-Fli1が、そのsubtypeによってmicroRNA (miRNA)及び標的mRNA発現にどのような影響を与えているかを解明する。切断点の異なるEWS-Fli1 type 1及びtype 2を、各々に特異的なsiRNAによりknock downした後に、有意な発現変化を示すmiRNAとその標的mRNAを網羅的に解析することで、1)Ewing肉腫の性質を普遍的に規定する因子、2)予後不良のtype 2に特有な予後規定因子、3)より選択的な治療標的となる因子、を同定する。今回、EWS-Fli1の融合タイプ別にその支配下にあるmiRNAおよびmRNA遺伝子群を明らかにし、融合タイプによらずEwing肉腫全体に普遍的な影響を及ぼす因子と、融合タイプによって異なる発現をしている因子を抽出し、その生物学的意義を検証する。本研究によりEwing肉腫の発がん機構の解明のみならず、EWS-Fli1 type別の予後規定因子が同定でき、バイオマーカーと個別化医療の開発にも繋がると期待される。これらの融合subtypeによりEwing肉腫の予後が異なり、特にtype 2 EWS-Fli1を持つ患者は予後不良と報告されている。しかし、融合遺伝子のsubtypeによって予後に差を生じる機構は全く不明である。そこで本研究では、EWS-Fli1 type 1およびtype 2をそれぞれ特異的に阻害するsiRNAを導入し、miRNAの発現変化を網羅的に解析、各EWS-Fli1 subtypeの特異的な標的miRNAおよびその下流の標的遺伝子mRNAを同定する。EWS-Fli1に制御されEwing肉腫のがん化に寄与する因子、type 2の予後を悪化させる特異的な因子を同定、それらの生物学的意義を検証することを目的としている。EWS-Fli1 type 1およびtype 2をそれぞれ特異的に阻害するsiRNAを導入し、miRNAの発現変化を網羅的に解析、各EWS-Fli1 subtypeの特異的な標的miRNAおよびその下流の標的遺伝子mRNAを同定した。すでに我々は次のような予備的な研究結果を得ている。

我々は、Ewing肉腫の特異的融合遺伝子産物EWS-Fli1が、その切断点によるタイプの違いによってmicroRNA (miRNA)及び標的mRNA発現にどのような影響を与えているかを解析してきた。切断点の異なるEWS-Fli1 type 1及びtype 2を、各々に特異的なsiRNAによりknock downした後に、有意な発現変化を示すmiRNAとその標的mRNAを網羅的に解析することで、1)Ewing肉腫の性質を普遍的に規定する因子、2)予後不良のtype 2に特有な予後規定因子、3)より選択的な治療標的となる因子、を同定することを目的として研究を行った。本研究ではEwing肉腫をEWS-Fli1融合遺伝子のsubtypeでの生物学的差異に着目、type specificなEWS-Fli1 knock downによるmiRNAおよびmRNAの発現変化を網羅的に解析し、subtype別にEWS-Fli1がmiRNA発現を制御するメカニズムの解明と臨床応用に展開するための基礎となる研究を行っている。今年度、以下の点について解析を行った。1) Ewing肉腫細胞の異なるEWS-Fli1 subtype間で共通に発現上昇または低下するmiRNA, mRNAを抽出した。同時にtype間で発現上昇もしくは低下が一致しない遺伝子も抽出させた。具体的にはEWS-Fli1 type1を有する2種類の細胞株においてそれぞれEWS-Fli1 type 1のsiRNAを導入した導入群と非導入群と比較すると69個のmiRNAが上昇し, 21個のmiRNAが低下していた。EWS-Fli1 type 2を有する2種類の細胞株においてそれぞれEWS-Fli1 type 2のsiRNAを導入した導入群と非導入群と比較すると14個のmiRNAが上昇し, 63個のmiRNAが低下していた。2)EWS-Fli1 type1を有する2種類の細胞株においてそれぞれEWS-Fli1 type 1のsiRNAを導入した導入群と非導入群と比較すると297個のmRNAが上昇し, 9個のmRNAが低下していた。EWS-Fli1 type 2を有する2種類の細胞株においてそれぞれEWS-Fli1 type 2のsiRNAを導入した導入群と非導入群と比較すると393個のmRNAが上昇し, 260個のmRNAが低下していた。3)上記1)2)のデータを掛け合わせそれぞれのsiRNAを導入した後、type 1とtype 2に共通して上昇したmiRNAは4個、低下したmiRNAは3個であった。またそれぞれのsiRNAを導入した後、type 1とtype 2に共通して上昇したmRNAは7個、低下したmRNAは0個であった。これまでの研究成果をもとに、本研究ではEwing肉腫をEWS-Fli1融合遺伝子のsubtypeでの生物学的差異に着目、type specificなEWS-Fli1 knock downによるmiRNAおよびmRNAの発現変化を網羅的に解析し、subtype別にEWS-Fli1がmiRNA発現を制御するメカニズムの解明と臨床応用に展開するための基礎となる研究を行う。具体的には研究期間内に以下のことを明らかにする。
大規模分子系の精密電子状態理論の開発とインターフェース系への応用

本研究は、大規模系の精密電子状態理論の開発とそのプログラムパッケージの開発を行い、大規模系として特に、比較的小さな分子部分と環境を与える大きなバックグラウンド部分からなるインターフェース系に焦点を絞り、これまで精度良く扱うことの難しかった非経験的分子軌道計算を現実のものとすることを目的とした。とりわけ、以下に記すように、1.大規模系の電子相関理論、特に多参照を基礎とした摂動論MC-QDPTの開発、2.大規模系の相対論的分子理論の開発、3.1,2を計算機上に実装した効率的なプログラムの開発、4.これらを利用した電子構造、化学反応の解明、に焦点を絞り研究を行った。1.大規模系の電子相関理論においては、高度に電子相関を取り込むことができ、かつ、計算効率がよいことが不可欠な要素である。多配置摂動論を有効に活用し、最適化されたハミルトニアン分割を用いた多参照摂動論、最大収束半径摂動論などを開発した。また、非直交局在軌道を用いた密度汎関数法であるPFMO Kohn-Sham法もあわせて開発した。2.重い元素を含む大規模系では、電子相関とともに相対論的効果を含む取り扱いが重要である。4成分多参照摂動論relativistic GMC-QDPT、4成分多参照配置間相互作用法、および、これらに用いられる相対論的Gauss型基底関数の開発を行った。3.1,2の手法を、量子化学プログラムUTChemの一部として計算機上に実装した。4.1,2の成果を基に、ケイ素炭素クラスターの安定構造、層状無機化合物の鋳型効果、長鎖ポリエンの電子状態、NOのアンモニアによる選択的触媒還元、メロシアニン色素分子の構造と電子励起状態、CASVB法による化学反応ダイナミクスと結合の記述法、OHラジカルによるメチルビニルエーテルの酸化連鎖反応、ジケトンの光分解反応、遷移金属アクア錯体の励起スペクトル、窒素混乱ポルフィリンの励起状態など、大規模系を含む多くの系に対する適用を行うことができた。大規模系には,溶液内化学反応における溶質-溶媒分子系,表面(触媒)反応における吸着分子-表面(触媒)系,直鎖ポリエン,ジャイアント・フラーレンなどの無限系,分子クラスター,材料系のモデル分子など,数多くの化学的に重要な系が含まれる。本研究では,大規模系の精密電子状態理論の開発とそのプログラムパッケージの開発を行い,大規模系として,特に,比較的小さな「分子部分」と環境を与える大きな「バックグラウンド部分」からなるインターフェース系に焦点を絞り,これまで精度良く扱うことの難しかった非経験的分子軌道計算を現実のものとすることを目指している。本年度は,大規模系の精密分子軌道理論の開発,および,そのアルゴリズムとプログラムコードの開発を行い,インターフェース系の分子軌道計算を行う準備を行なった。1.超局在化分子軌道法:分子軌道の直交性の要請は,分子のある部位によく局在化した局在化軌道においても,他の重要でない部位に値(tail)をもたらす。この小さな値を保持することは,大型の分子においては,大きな負担になり,Hartree-Fock理論,密度汎関数理論(DFT)の可能性を著しく狭めている。非直交軌道を用いて,tai1を回避し,この困難を克服することができる非直交密度汎関数法を開発した。2.新しい多配置SCF法と多参照摂動論:定量性記述に必要な動的電子相関効果は,多配置SCF法と多配置摂動法によって取り入れ,定量性を確保する。電子配置空間をアルファ電子とベータ電子の空間を分け,その積空間から波動関数を構成するstring product space SCF法と,それを基にした多参照

摂動論SPS-QDPTを開発した。また,精度を実証するため,多参照摂動論を星間分子SiC_3に適用し,これまで論争のあった最安定構造に対する結論を与えた。本研究は、大規模系の精密電子状態理論の開発とそのプログラムパッケージの開発を行い、大規模系として、特に、比較的小さな「分子部分」と環境を与える大きな「バックグラウンド部分」からなるインターフェース系に焦点を絞り、これまで精度良く扱うことの難しかった非経験的分子軌道計算を現実のものとすることを目的としている。今年度は、次の点に焦点を絞り、大規模系の相対論効果を含む定量的な分子軌道理論の開発、及び、そのアルゴリズムとプログラムコードの開発を行い、最終年度予定しているインターフェース系の分子軌道計算を行う準備を行なった。1.相対論的多配置摂動論の開発重金属を含む大規模分子系の構造、物性、および、反応を高い精度で記述するためには、電子相関と、それに加えて、相対論的効果を高度に取り込むことが必要である。これまで、開発した多配置摂動論MC-QDPT法を相対論的四成分ハミルトニアンに適用し、電子相関と相対論的効果をともに高度に取り入れる手法を開発した。2.四成分相対論的基底関数の生成相対論的効果を含む分子計算には、質の良い基底関数系が必要である。これまで開発したDirac-Fock法のプログラムを用いて、高精度の四成分相対論的基底関数を生成した。3.CAS-VB法とab initio分子動力学を用いた反応過程における化学結合の記述CAS-VB法は、CAS-SCF法の精度を落とすことなく分子の波動関数をVB共鳴構造に変換する方法である。これまでの研究により、静的な状態での結合は定量的に解析できることが明らかになった。しかしながら、運動を伴いポテンシャルが大きく変化する動力学上の点での明確な結合描像が得られるか否かは自明ではない。CAS-VB法とab initio動力学を組み合わせることで、動的な経路上で結合が記述できる手法の開発を行なった。本研究は、大規模系の精密電子状態理論の開発とそのプログラムパッケージの開発を行い、大規模系として特に、比較的小さな分子部分と環境を与える大きなバックグラウンド部分からなるインターフェース系に焦点を絞り、これまで精度良く扱うことの難しかった非経験的分子軌道計算を現実のものとすることを目的とした。本年度は、昨年度までの成果をもとに、これまで開発してきた理論的手法の実際の系への適用を行った。以下に主なものを記す。1.遷移金属アクア錯体の励起スペクトルインターフェース系のひとつとして、水溶液中の遷移金属錯体の励起スペクトルを求めた。溶液中の電子状態を求める手法であるRISM-SCF法と昨年度までに開発した多配置摂動論GMC-QDPT法とを結びつけることにより、TiからCuまでの第一遷移金属六配位アクア錯体のd-d遷移を計算し、良い精度で実験のスペクトルを再現した。d-d遷移においては溶媒効果が小さく、孤立相の六配位錯体を用いても十分な結果が得られることを明らかにした。2.ジケトンの光分解反応の解明
グラフの再埋蔵を中心とした位相幾何学的グラフ理論の組織的研究

コンピュータ実験により,既公表のトーラス上の三角形分割のパネル構造の分類の不備を修正した.また,種数2の向き付け可能な閉曲面の三角形分割の再埋蔵で,基本的の複合と捉えられないものを発見した.再埋蔵理論の応用として,閉曲面上のグラフ内の独立な2辺が完全マッチングに拡張するために十分条件を与え,具体的な閉曲面に対して拡張不可能となる構造を特定した.また,閉曲面の三角形分割の識別数が有界となることを示し,射影平面やトーラスに対して具体的な上限を決定した.コンピュータ実験により,既公表のトーラス上の三角形分割のパネル構造の分類の不備を修正した.また,種数2の向き付け可能な閉曲面の三角形分割の再埋蔵で,基本的の複合と捉えられないものを発見した.再埋蔵理論の応用として,閉曲面上のグラフ内の独立な2辺が完全マッチングに拡張するために十分条件を与え,具体的な閉曲面に対して拡張不可能となる構造を特定した.また,閉曲面の三角形分割の識別数が有界となることを示し,射影平面やトーラスに対して具体的な上限を決定した.本研究は,閉曲面上に埋め込まれたグラフの観察や操作を可能にするコンピュータ上のデータベースシステムを開発し,それを活用することで,グラフの再埋蔵理論と関連させて定式化することのできる位相幾何学的グラフ理論におけるいくつかの未解決問題の解決を図ることを目的としている。特に,本研究の最終的な成果として,一般的なグラフの再埋蔵構造が基本的なグラフの再埋蔵構造の複合したものとして理解できるのか,そのようには理解できない大域的な複雑な再埋蔵構造がいくらでも存在するのか,という根元的な問いに答えを出すことを目指している。本年度は,過去に開発したグラフ理論学習支援汎用ソフトウェアgm standardを近年のコンピュータ環境に適合するようにヴァージョン・アップを行った。また,トーラス上のグラフを編集・操作するために開発したAnchor Ringというソフトウェアの改造を図った。さらに,Sulankeによって生成された種数2の向き付け可能な閉曲面の既約三角形分割のリストと種数4の向き付け不可能な閉曲面の既約三角形分割のリストの中から共通するものを探し出すコンピュータ実験を行い,トーラスとクラインの壺の両方の三角形分割となるグラフを2つ結合することでは得られないグラフを発見した。その個別例を分析した結果,ハンドルの追加と呼ぶべき操作で,種数2の向き付け可能な閉曲面と種数4の向き付け不可能な閉曲面の両方の三角形分割となるグラフが構成できることを明らかにした。本研究は,閉曲面上に埋め込まれたグラフの観察や操作を可能にするコンピュータ上のデータベースシステムを開発し,それを活用することで,グラフの再埋蔵理論と関連させて定式化することのできる位相幾何学的グラフ理論におけるいくつかの未解決問題の解決を図ることを目的としている.本年度は,与えられたグラフの閉曲面への三角形埋め込みを生成するプログラムを作成し,各辺上に高々1個の交差を許すことで平面に埋め込むことのできるグラフが種数4の向き付け不可能な閉曲面に三角形分割とし埋め込むことができないことを証明した.また,グラフの識別数と再埋蔵の理論とリンクすることで,射影平面上の三角形分割の識別数の上界を与えるとともに,3-連結平面的グラフの識別数が,2個の例外を除き,5以下であることを証明した.さらに,グラフが平面上の格子上に頂点を持ち,どの辺も格子点を通らないような描画を持つこととそれが4-彩色可能であることが同値になることを証明し,新たな観点から四色問題を解決できる可能性を見出した.その研究を支援するために,これまでグラフ理論支援ツールとして開発されていたgm standard 2を格子点描画に対応できるように改良した.また,iPad上で閉曲面上のグラフの作成・編集を可能にするアプリケーションgm standard for iPadを開発した.本研究は,閉曲面上に埋め込まれたグラフの観察や操作を可能にするコンピュータ上のデータベースシステムを開発し,それを活用することで,グラフの再埋蔵理論と関連させて定式化することのできる位相幾何学的グラフ理論におけるいくつかの未解決問題の解決を図ることを目的としている.本年度は,抽象グラフとその自己同型群との関係で組合せ的に定義されている識別染色数に対して,位相幾何学的グラフ理論における閉曲面上のグラフの再埋蔵の理論を応用することで,いくつかの定理を証明した。特に,一般の閉曲面上の三角形分割の識別染色数に対して,三角形分割の再埋蔵を制御するパネル構造の理論に基づいて,閉曲面の種数に関して線形な上界があることを証明した。また,識別染色数と通常の染色数との差を考えることで,3-連結平面的グラフの分類を行った。その一方で,グラフ理論の問題を解くためにユーザが定義したプログラムの実行・停止・継続および出力の表示を管理するシステムを開発した。現段階では,位相幾何学的グラフ理論の問題とはリンクしていないが,そのシステムを使って,頂点数の少ないグラフを分類し列挙することは容易にできた.本研究では,これまで位相幾何学的グラフ理論において生み出された研究成果を「グラフの再埋蔵」という観点で総括し,新たな研究成果を生み出す試みを行った.まず,閉曲面の三角形分割の再埋蔵構造として知られているパネル構造の自動生成を試みた.パネル構造のもととなるパネル既約三角分割の分類を自動化することは難しいが,与えられた三角形分割上のパネル既約三角形分割を自動生成するプログラムが作成できた.それを実行することで,これまで手計算で行われていたトーラスのパネル構造の分類に欠けているものがあることを突き止め,正しい分類リストを完成させた.

次に,抽象グラフに対して定義されている識別染色数を,自己同型写像を閉曲面上の再埋蔵と見なして,位相幾何学的グラフ理論の手法で解析するという試みを行った.特に,パネル構造の理論を応用することで,閉曲面上の三角形分割の識別染色数が有界であることを示した.また,球面上の3-連結平面的グラフで,識別染色数が通常の染色数+1以下となるものを特徴づけることに成功した.最後に,「連結グラフが射影平面に埋蔵可能であるために必要十分条件は,それが有限の平面的被覆を持つことである」とする平面被覆予想と関連して,3-連結グラフが射影平面に偶角形領域のみを持つように埋蔵可能であるための必要十分条件は,それは二部グラフ的な有限の平面的被覆を持つことであるという定理を証明した.このような研究を通して,米国,スペイン,スロバキアの研究者との研究協力体制を強化し,今後の位相幾何学的グラフ理論の研究方針などを検討した.グラフの曲面への再埋蔵と識別染色数の議論をリンクさせることで,曲面上のグラフの識別染色数について一連の結果を得ている.また,グラフ理論の問題に関するユーザプログラミングの実行・停止・続行を管理するシステムのパイロット版を作成することができた.24年度が最終年度であるため、記入しない。作成したグラフ理論支援システムを活用して,コンピュータ実験による問題解決も視野に入れて研究を続けるが,すでに理論的に証明できた研究成果もあるので,その理論的な発展により大きな力を注ぐ.また,識別染色数だけなく,未解決のままの平面被覆予想(グラフの射影平面への埋蔵と平面的被覆の存在をリンクした予想)にも目を向け,単に予想の解決を目指すだけでなく,それと関連して明らかとなる現象を探求し,多くの成果を生み出すことを目指す.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ヒト白血病細胞担癌動物モデルを用いた癌細胞の増殖・分化機構の解析と臨床応用

白血病治療モデルの確立のため従来作製が困難とされていたヒト白血病細胞担癌動物の系をBalb/cヌ-ドマウスを用いることで,皮下腫瘤形成型及び腹水貯留型腫瘍モデルの作製に成功した.腫瘤形成細胞,腹水細胞は,接種親株細胞である単球性白血病細胞株JOSKーI細胞と同様の形態学的,細胞遺伝学的特徴を有し,親細胞の有する生理活性物質による被分化誘導能も保持されていた.腫瘤形成細胞は25継代以上継代移植が可能であった.抗癌性化学物質のin vivo効果を評価するうえでの基礎実験として,cytosine arabinosideの抗腫瘍効果を検討したところ,腫瘤型,腹水型担癌動物共に形成腫瘤の著明な縮小,腹水貯留の抑制効果が認められた.一方白血病細胞の増殖分化の機構の解析を同時に進め,生理活性物質TGFーβ1の有するJOSKーI細胞増殖抑制効果の機序の1つとして,細胞周期のG1後期でのRb蛋白の脱リン酸化が重要であることを明かにした.また白血病細胞増殖・分化に密接な関連を有する細胞膜糖脂質ガングリオシド及びこの生合成に関与する糖転移酵素の特徴的変化が観察された.従来モデルの少なかったヒト白血病細胞担癌動物の系を確立した.白血病細胞の増殖・分化の検討に頻繁に用いられてきたHLー60細胞についても腫瘤形成性担癌ヌ-ドマウスの系を確立し,我々が従来から進めてきた白血病細胞の増殖・分化を制御する生理活性物質のin vivoでの作用を探求することが可能となった.抗腫瘍活性を有する細胞膜脂質とくにGM3,αーsialocholesterolのin vivo活性について詳細に検討中である.抗腫瘍活性物質のヌ-ドマウスへの投与方法など最適条件については未解決の問題が多く,検討を早急に行なっている.白血病の分化誘導療法が注目されており,我々の確立したモデルを用い,活性物質の同定,作用機構の解明を進めている.白血病治療モデルの確立のため従来作製が困難とされていたヒト白血病細胞担癌動物の系をBalb/cヌ-ドマウスを用いることで,皮下腫瘤形成型及び腹水貯留型腫瘍モデルの作製に成功した.腫瘤形成細胞,腹水細胞は,接種親株細胞である単球性白血病細胞株JOSKーI細胞と同様の形態学的,細胞遺伝学的特徴を有し,親細胞の有する生理活性物質による被分化誘導能も保持されていた.腫瘤形成細胞は25継代以上継代移植が可能であった.抗癌性化学物質のin vivo効果を評価するうえでの基礎実験として,cytosine arabinosideの抗腫瘍効果を検討したところ,腫瘤型,腹水型担癌動物共に形成腫瘤の著明な縮小,腹水貯留の抑制効果が認められた.一方白血病細胞の増殖分化の機構の解析を同時に進め,生理活性物質TGFーβ1の有するJOSKーI細胞増殖抑制効果の機序の1つとして,細胞周期のG1後期でのRb蛋白の脱リン酸化が重要であることを明かにした.また白血病細胞増殖・分化に密接な関連を有する細胞膜糖脂質ガングリオシド及びこの生合成に関与する糖転移酵素の特徴的変化が観察された.従来モデルの少なかったヒト白血病細胞担癌動物の系を確立した.白血病細胞の増殖・分化の検討に頻繁に用いられてきたHLー60細胞についても腫瘤形成性担癌ヌ-ドマウスの系を確立し,我々が従来から進めてきた白血病細胞の増殖・分化を制御する生理活性物質のin vivoでの作用を探求することが可能となった.抗腫瘍活性を有する細胞膜脂質とくにGM3,αーsialocholesterolのin vivo活性について詳細に検討中である.抗腫瘍活性物質のヌ-ドマウスへの投与方法など最適条件については未解決の問題が多く,検討を早急に行なっている.白血病の分化誘導療法が注目されており,我々の確立したモデルを用い,活性物質の同定,作用機構の解明を進めている.
次世代シーケンサーによる家族性肺高血圧症の遺伝子解析：特発性肺高血圧症の機序解明

遺伝子解析研究に同意を得られた9名の検体を鹿児島大学と大阪大学医学部医化学講座の異なる2つの次世代シーケンサーを用いて解析をすすめている。鹿児島大学では、PureLink&reg; Genomic DNA Mini Kitを用いて末梢血単核球からゲノムDNAを抽出しIon Ampliseq Library Kit Plusを用いてエクソーム解析用のDNAライブラリーを作成する。さらにIon Chefシステムを用いてテンプレート増幅とチップローディングを行い、Ion protonを用いてエクソンシークエンスを行う。Variant callerを通して得られたデータは次世代シーケンサーWeb解析システムCloud Exome SNVscreening systemを用いて解析する。大阪大学ではゲノムDNAを数百bpに物理的に断片化を行い、二本鎖DNAの両末端に異なるタグ配列を有するアダプターを付加したDNAライブラリーを作製する。ターゲット領域の濃縮は、SureSelect Human All Exon V6およびリキッドハンドリングシステムBRAVO等を用いて行う。タグ付き濃縮DNAライブラリーを混合し1つのシーケンスライブラリーとし、作製したシーケンスライブラリーについて次世代シーケンサーHiSeqを用いて両末端シーケンスを行う。解析は家系図とその高い浸透率から常染色体優性遺伝形式を最も疑い、遺伝子異常保因者はヘテロ接合体であることを想定し、発端者以外で発病している生存者が不在なため、他の8名については保因者・非保因者をそれぞれ想定して遺伝子絞り込みを行った。その後、すでに死亡している2名の病理組織を用いて、絞り込みを行った遺伝子についての確認作業を行っているが、組織の保存状態が不良であったため、別組織にて改めて解析を行っている過程で時間を要している。発端者以外で発病している生存者が不在のため、病因関連遺伝子の絞り込みに時間を要している。現在発病し既に死亡している2名の病理組織からDNAを抽出し、関連遺伝子の絞り込み作業を継続して行っている状況である。今後絞込みが上手くいかない場合は全ゲノムシーケンスによる解析も検討する。遺伝子解析研究に同意を得られた9名の検体を鹿児島大学医学部血液内科教室と大阪大学医学部医化学講座の異なる2つの次世代シーケンサーを用いて解析をすすめている。一方大阪大学医学部医化学講座ではゲノムDNAを数百bpに物理的に断片化を行い、二本鎖DNAの両末端に異なるタグ配列を有するアダプターを付加したDNAライブラリーを作製する。ターゲット領域の濃縮は、SureSelect Human All Exon V6(アジレント・テクノロジー社)およびリキッドハンドリングシステムBRAVO(アジレント・テクノロジー社)等を用いて行う。タグ付き濃縮DNAライブラリーを混合し、1つのシーケンスライブラリーとする。作製したシーケンスライブラリーについて、次世代シーケンサーHiSeq(イルミナ社)を用いて両末端シーケンスを行う。解析は家系図とその高い浸透率から常染色体優性遺伝形式をもっとも疑うため、遺伝子異常保因者はヘテロ接合体であることを想定し、発端者以外で発病している生存者が不在なため、他の8名については保因者・非保因者をそれぞれ想定して遺伝子絞り込みを行っている。発端者以外で発病している生存者が不在なため、他の8名については保因者・非保因者をそれぞれ想定して遺伝子絞り込みを行っているが、その作業の進展が送れている。今後絞込みが上手くいかない場合は家系内で更に解析対象を広げ解析を行う予定である。また全ゲノムシーケンスによる解析も検討する。発症後死亡者の病理組織検体の入手手続きに時間を要し、遺伝子絞り込みの作業が遅れているため予定より物品の使用が少なくなっている。現在は組織検体を入手し、絞り込み作業を継続中であり今後使用が予定される。発症後死亡者の病理組織検体状態が悪かったため、追加検体の確保・手続きに時間を要した結果、遺伝子絞り込みの作業が遅れているため予定より物品の使用が少なくなっている。
教育効果の上がる物理学・学生実験用パソコンシステムの開発

パソコンの支援によって新しい教育方法が開拓されつつある現在、我々は物理教育改善の一環として学生実験へのパソコン導入に取り組み、実践を経ながら教育効果の上がる学生実験用パソコン測定システムの開発を行って来た。その結果我々は、測定にデータ通信機能を用いデータ処理に表計算ソフトを用いるシステムが、教育的見地から見て、優れた学生実験システムになり得ることを見い出している。本研究においては、本システムの改善と拡張のために、測定方法と教育方法それぞれについて、次のような課題に取り組み、次の成果を得た。1.本システムの適用分野を拡大すること。昨年度と本年度において、8種類の異なったテーマの実験へ適用を行い、その教育効果を確認できた。2.本システムの短所を改善すること。本システムの短所は、導入価格が高いことと、高速測定が困難であることであった。前者は、最近市販され始めたデータ通信機能を備えた安価なディジタルマルチメーターを利用することで、後者は、同機能を備えたディジタルオッシロスコープを利用することにより、改善された。現在進行中の課題は、インターネットに対応したハイパーテキストをベースにした、新しいタイプの実験指導書を作成することである。これにより、テキストのマルチメディア化とアプリケーションの統合化に対応し、理解が容易で操作の統一されたシステムを目指している。その結果我々は昨年度までに、測定にデータ通信機能を用いデータ処理に表計算ソフトを用いるシステムが、教育的見地から見て、優れた学生実験システムになり得ることを見い出している。本年度は、本システムの改善と拡張のために、測定方法と教育方法それぞれについて、次のような課題に取り組み次の成果を得た。本年度には新たに、「光速の測定」,「電磁力の測定],「磁気測定」,「熱の仕事当量の測定」の4実験へ適用させることができた。本システムの短所は導入価格が高いことであり、実用化に向けては安価なハードの設計・製作が必要である。本年度は、データ通信機能を備えた安価なディジタルマルチメーターを利用することにより、高速測定を必要としない実験においては、この短所を改善できることを確認した。3.本システムの多機能化を図ること。表計算ソフトの他に数式処理ソフトも取り込むことにより、データ解析手段が多様化でき、個々の学生の数学の進度にもきめ細かく対応可能となることを見いだした。本研究は、今後次のように展開する計画である。1.システムをウインドウズに対応させ、マルチメディアを含むハイパーテキストをベースにした、新しいタイプの実験指導書を作成する。2.本システムは、少人数の学生実験用であるが、一度に多人数の学生に提示可能なシステムにも対応させることによって、本システムの利用率の向上を図る。パソコンの支援によって新しい教育方法が開拓されつつある現在、我々は物理教育改善の一環として学生実験へのパソコン導入に取り組み、実践を経ながら教育効果の上がる学生実験用パソコン計測システムの開発を行って来た。昨年度に続き本年度は、本システムの改善と拡張のために、測定方法と教育方法それぞれについて、次のような課題に取り組み、次の成果を得た。本年度には新たに、4種の実験へ適用させることができた。本システムの短所の1つは、変化が1秒より速い現象に対応が難しいことであったが、データ通信機能を備えたディジタルオッシロスコープを利用することにより、高速測定にも対応できることを確認した。現在進行中の課題は、インターネットに対応するハイパーテキストをベースにした、新しいタイプの実験指導書を作成することである。これにより、テキストのマルチメヂィア化とアプリケーションの統合化に対応し、理解が容易で操作の統一されたシステムを目指している。
新物理を含むニュートリノの相互作用の解明とその質量構造に関する研究

研究者が平成20年度に行った主な研究業績は、ニュートリノ振動におけるパラメーター縮退問題について、その構造を解析的に明らかにしたことである。将来の長基線ニュートリノ振動実験では、レプトンフレーバー混合構造を記述する混合パラメーターのうち、未だ測られていないシータ13角とレプトンセクター小林・益川CP位相の同時測定が期待されている。しかしこの実験には、どれだけ精密に測定を行っても決定すべきパラメーターが一意に決まらない「パラメーター縮退」と呼ばれる問題が存在しており、具体的には8個の解が存在することになる。本研究では、その八重縮退の関係が3つの基本的なマッピングを用いて簡潔に表すことが出来ることを示し、パラメーター縮退問題がニュートリノ振動確率を不変にする変換によって理解できることを明らかにした。その過程において、様々な実験条件下で考えられるすべての八重縮退の解析解を、振動確率の摂動公式を用いて導いた。また、その縮退解の摂動公式を得ることにより、それらがどのような特徴を持っているかを簡潔に示すことに成功した。さらに本研究では、縮退解の解析式を用いて様々な長基線実験条件の下、縮退解が「真の値」からどのようにずれているかを、様々な図を用いて示した。それらの図は、どのような縮退が解き辛いか、どのような条件下で注意すべき縮退となっているか、といった問題を理解することに非常に有用である。本研究ではこうした様々な結果を提示することで、ニュートリノ振動におけるパラメーター縮退の問題を明確かつ網羅的に理解するための研究結果を残した。研究者が平成20年度に行った主な研究業績は、非標準的相互作用を含むニュートリノ振動確率の摂動公式を導いたことである。将来のニュートリノ振動実験では精密なパラメータ測定が行われることが計画されている一方で、標準的な枠内に収まらないニュートリノに関わる何らかの新しい物理の発見も期待されている。特に長基線実験では、ニュートリノが地中を伝播する際に生じるかもしれないニュートリノと物質との非標準的な相互作用物質効果の探索が議論されてきた。しかし、そうした非標準的物質効果を一般的に導入すると、ニュートリノの発展方程式に3×3のエルミート行列が導入されそれぞれの項が複雑に振動確率に影響することになり、振動確率がどのように非標準的相互作用項に依存しているか理解されていなかった。今回の研究では、全ての要素を同時に含んだ形で全てのニュートリノ振動チャネルの摂動公式を導き、その形を見ることで非標準的相互作用項のそれぞれの要素がどのように振動確率に影響を与えるかを解析的に理解した。その結果、特定の振動チャネルで特定の要素のみが大きく影響を与えることを確認した。これにより、実際に数値シミュレーションを行う際に必要のない計算を省略することが可能となる。また、得られた摂動公式を使うことにより、実験の際に生じうるパラメータ縮退の問題についても、解析的な見地からその物理的意味・解決方法を説明することが可能となった。
脳構築におけるサブプレート層の機能解明

脳構築を効率的に進める場としてのSP層の機能解明を通して、大脳新皮質の形成と進化のメカニズムを探る。SPニューロンはこれまでの研究で視床からの軸索投射を制御することがわかっている。その神経活動が後から生まれるニューロンの移動を制御していることを考え合わせると、胎児期の限られた時間内に脳を完成させるために様々な役割をこなしている可能性がある。しかしながら一過的にしか存在しない細胞のため、解析は困難で、その機能については研究が進んでいなかった。本研究はSPニューロンについて、発生起源を明らかにし、脳構築におけるSPニューロンの機能解明を目指す。
熱帯熱マラリア原虫表面抗原(MSP1)多型領域の免疫学的研究

1.熱帯熱マラリア原虫MSP1(メロゾイト表面抗原タンパク1)の遺伝子多型は主にブロック2と呼ばれる領域に出現し、この多型は3通りの基本型に分けられる。ブロック2全長を大腸菌で大量発現させ、3通りの基本型それぞれについて十分量のブロック2ペプチドを精製した。2.ブロック2発現ペプチドを用いて、各2羽のウサギを免疫し、抗血清を得た。各型に対する抗血清は、ウエスタンブロッテイングで型特異的にMSP1タンパクを認識した。また、ELISA法の改善によって、各血清は非常に抗体価が高く、また異なった型の抗原ペプチドにはほとんど反応しないことを明らかにした。それぞれのブロック2発現ペプチドは抗原性が高く、また、誘導された抗体は他の二つの型の抗原とは交叉反応がなかったことから、これらの発現ペプチドはマラリア流行地ヒト血清の解析に使えることが判明した。3.ベトナムで採集した250あまりの血清サンプルについて、ELISA法によりMSP1ブロック2発現ペプチドとの反応性を調べたところ、熱帯熱マラリア原虫タンパクとは良く反応するものの、MSP1ブロック2と反応するものには大きなばらつきが見られた。これらのサンプルの多くは原虫DNAによる熱帯熱マラリア原虫感染の有無およびブロック2型分類が済んでおり、MSP1遺伝子型と血清抗体価との関連を現在解析中である。熱帯熱マラリア原虫MSP1(メロゾイド表面抗原タンパク1)の多型がヒトの免疫応答とどのように関わっているか、多型領域(block2)の3つの基本型に対する免疫応答を疫学的に調べ、更にこれまで我々が開発し行ってきた原虫DNAレベルの多型疫学と比較することで、抗原多型のヒト寄生における役割を明らかにすることを本研究は目指している。これまでに以下を明らかにした。1. block2領域の3つの基本型のペプチドの準備:発現部分の塩基配列を発現ベクターに組み込んで大腸菌組み換え体を作成し、3つの基本型の抗原ペプチドを準備した。2. 3種の抗原ペプチド間で交叉免疫応答があるかどうかを調べる目的で、これらの抗原ペプチドとGST(グルタチオンSトランスフェラーゼ)との融合蛋白を用いて、各型2羽ずつ、計6羽の兎を免疫し抗血清を作成した。抗血清のELISA抗体価は3つの型のなかでも3残基繰り返し配列を持たない型(RO33型)で弱かった。この抗血清からGST反応抗体をAffinityカラムで取り除き、block2抗原ペプチドだけに反応する抗体を精製した。3. 3種の基本型抗原間での交叉免疫を、3種の発現ペプチドとAffinity精製抗兎block2抗体を用いたELISAで調べたところ、block2のそれぞれの抗原は基本的に同じ型の抗原で免役した抗体にのみ反応し交叉反応は見られなかった。例外的に、MAD20型抗原で免疫した2羽の兎のうち、1羽からの抗体はKI型抗原と少し(S/N10)交叉したが、わずかであるためフィールドヒト血清サンプルの解析にこれらの発現抗原を用いることには支障はないと思われた。

これらのサンプルの多くは原虫DNAによる熱帯熱マラリア原虫感染の有無およびブロック2型分類が済んでおり、MSP1遺伝子型と血清抗体価との関連を現在解析中である。
新しい染色体解析法(CGH法)を用いた胃癌の染色体異常の解析と遺伝子診断への応用

前年度までに、我々はCGH法を標準化し、食道癌、胃癌、胃平滑筋肉腫、大腸癌、転移性肝癌、肝細胞癌など各種消化器癌の染色体遺伝子異常の解析を行なった。今後、さらに症例数を増やして、個々の癌の染色体遺伝子診断に有用な病型特異的ゲノム異常を検索した。これまでの胃癌臨床検体72例の解析結果では、既知の変化とは別に、8p23.1をはじめ現在のところ標的候補遺伝子が明らかでない高頻度の変化を示す染色体領域が複数の箇所で同定された(Sakakura et al.,Genes Chromsom Cancer in press)。これらの領域には増幅変化によって胃癌の発症や進展に機能する遺伝子が存在するものと予想される。このうち8p23.1の新規増幅領域に関しては、ハイブリッドセレクションを行い、新規増幅遺伝子を単離した(Sakabe et al.,Cancer Res., in press)。これはhelix-loop-helix構造を有し、IGFと約60%のホモロジーを有していた。また8p23.1以外の新規増幅領域の中には、既知の遺伝子で未だ消化器癌への関与が報告されていない細胞周期調節やシグナル伝達に関係した遺伝子(AIB1,BTAK,AUR 1など)を含むものもあった。これらの遺伝子の増幅や発現を検索し、臨床病理学的因子との関連を調べたところ有意にリンパ節転移、肝転移、予後に差が認められた。AIB1を含むエストロゲンレセプターシグナル伝達系とBTAKによるanuploidy発生が胃癌の悪性化に関与している可能性が示唆された。申請者らは、乳癌、膀胱癌など固形腫瘍の染色体異常をFISH法にて解析し、良悪性境界病変の診断や悪性度診断に応用してきた。臨床病理学的診断と比較検討することで乳癌、膀胱癌いずれにおいても95%以上の高い正診率を得られる新しい癌遺伝子診断法として臨床でも用いられつつある。染色体の過剰、欠失及び遺伝子増幅としてその遺伝子座を同時に検出しうる新しい手法であるComparative genomichybridization(CGH)法を標準化することに成功した。そして発癌過程、遺伝子、染色体変化が未だ明らかでない胃癌の臨床検体58例の病型特異的染色体異常を解析した。これまでの結果では、従来のLOH解析などでは明らかでなかった胃癌に特徴的なゲノム異常を複数箇所同定した。進行胃癌の約10%に8番染色体(8p23.1)の新規増幅領域を認め、未分化進行胃癌で見られる変化であることより、この新規遺伝子増幅は胃癌の進展、悪性化に関与していると考えられた。これまでに8p23.1の16種のESTマーカー、62種類のcosmid cloneを検索し、この増幅領域に既知の遺伝子を1個、新規増幅遺伝子の断片3種同定した。これを用いてcDNAライブラリーのスクリーニングを行いつつある。術中腹腔微小癌転移巣の迅速染色体遺伝子診断を可能とするため迅速FISH法を確立した。この方法ではサンプル採取からシグナル検出まで約2時間以内で終了する。従来の細胞診でclass 1-3と判断されていた胃癌手術症例でも染色体異常の認められる症例があり、胃癌などの消化器癌の微小腹膜播種細胞の検出に導入可能であり、その実地臨床での有用性が証明された。
水溶液中で機能する光学活性ホウ素ルイス酸の開発

昨年度に予備的知見を得ていたtrans-2,3-エポキシアルコールの光学活性アルキルボロン酸存在下アジ化ナトリウムを用いた動力学的光学分割について詳細な検討を行った。具体的にはエポキシアルコールに対してホウ素ルイス酸1当量、アジ化ナトリウム0.45当量を加え、DMF中60°Cで反応を行った。その結果、α-(-)-ピネン由来のジ(イソピノカンフェイル)ボロン酸を用いると、効率良く反応は進んだものの、光学分割がほとんど行われなかった。ところが、ジ(イソピノカンフェイル)ボランを用いて同様の反応を行ったところ、比較的良好な不斉収率(30%ee)でエポキシアルコールが回収された。このことは、反応系中でエポキシアルコールとホウ酸のホウ酸エステル形成反応が比較的遅いことを示唆する。また、開環反応はC2位選択的(C2:C3=88:12)に進行していることから、本開環反応は光学活性ホウ素化合物を用いても研究代表者の提案した反応機構で進行しているものと考えられる。一方、ボラン-THF錯体と(+)-酒石酸エステルより調製される[1,3,2]ジオキサボロランを用いると、24%eeでエポキシアルコールが回収されたものの、antipodeが主生成物となった。また、(L)-プロリン由来のアミノアルコールより調製した[1,3,2]オキサザボロランも用いたが、不斉誘起はほとんど観測されなかった。以上、水溶液中で機能する光学活性ホウ素ルイス酸の開発には至らなかったが、光学活性ボロン酸のルイス酸としての挙動について基礎的な知見を得ることができた。本研究を遂行するにあたり,まず予備的検討として宮下ら(北海道大学大学院理学研究科)によって開発されたホウ酸トリメチル存在下での2,3-エポキシアルコールの位置選択的アジド化反応について実験的または理論的手法を用いて詳細な検討を行うこととした.本反応の溶媒であるDMFは有機溶媒の中でも特に誘電率が高く,水相中での反応のモデルとなりうると考えられる.また,本反応では活性化剤としてホウ酸トリアルキルを用いており,本研究計画のモデル反応として妥当であると考えられる.さらに本反応は副生成物を生成することなく位置および立体特異的に進行する反応であり,ルイス酸の挙動について詳細に検討を加えることが可能であると考えられる.上記の理由により,まず,本反応の反応経路について分子軌道法による理論的検討を行った(HF/3-21G(^*)レベル).その結果,これまで考えられていたエポキシアルコールのホウ酸エステルのホウ素原子にアジ化物イオンが配位してアート錯体を形成し,分子内で求核置換反応が進行するという経路よりも,ホウ酸エステルのホウ素原子がエポキシド酸素に配位して環構造を形成し,そのルイス酸性によりエポキシドが活性化されて求核的に開環反応が進行するという経路が有利であるという興味深い知見を得た.また,実験的検討として,trans-2,3-エポキシアルコールに対し光学活性アルキルホウ酸であるビス(イソカンフェイル)ホウ酸存在下NaN_3を用いて開環反応を行い,動力学的光学分割を試みて,反応速度に関して予備的な知見を得た.昨年度に予備的知見を得ていたtrans-2,3-エポキシアルコールの光学活性アルキルボロン酸存在下アジ化ナトリウムを用いた動力学的光学分割について詳細な検討を行った。
島状金属薄膜を用いた超広帯域検波器

我々が今回研究の対象とした検波器は、島状金属薄膜の金属の島間を流れるトンネル電流の非線形性による検波作用を利用するものである。研究中に新たに生じた種々の問題点のため、最終的に得られた検波器の特性は、50GHz帯でNEP(Noise Equivalent Power)が5×10^<-9>W/ Hz程度であったが、原理的にはミリメートル波から赤外線に亘る広い周波数領域において、無調整かつ室温で動作する超広域拘束検波器を期待することができる。以下に得られた成果の内主なものについて述べる。1.島状金属薄膜素子の作製絶縁物基板の上に金属(Pt)を真空蒸着する際基板の電極間に数kV/cmの直流または交流の電界を印加すると検波感度の良い素子が得られるが、電界が域値以下では効果がなく、逆に域値以上では電極との境界部分に亀裂が生じて破損し易い事が判明した。2.50GHz帯における検波感度の測定素子の形状も含めた検波部分と出力回路との整合及び付加容量の影響などを考慮して新たにマウントを設計・製作した。これを使用する事により変調周波数特性が改善された。3.波長10.6μm帯における検波感度の測定10.6μmの光波は溶融石英、ガラスなどをほとんど透過しないため、検波素子の基板としてはKClの壁開画または研摩面を用いた。KCl基板の島状薄膜素子を挿入した検波器にCO_2レーザ出力の光波を照射して実験を行ったところ、検波出力は得られたが定量的な評価が行える程安定な特性を得るには至らなかった。4.波長337μm帯における検波感度の測定この波長では溶融石英基板が使用可能となり、薄膜素子を装置したマウントを準備したがHCNレーザの再調整に予想以上に手間取り、検波感度を測定出来なかった。以上残念ながら光波帯での測定結果は得られなかったが、基板特性や10.6μm帯における検波実験等から推測して、ミリメートル波から赤外領域に亘る超広帯域検波器の実現は十分可能性があるものと確信する。61年度研究計画の内、1,2,の項目に研究の主力を注ぎ、幾つかの新しい知見を得た。3,については現段階では実験装置全体の構成が終了した状態であり、これから実験を行なって成果を得る予定である。3,の結果と2,の結果とから4,の比較検討が行なわれ、研究が進展する予定である。計画1,については、ガラス基盤上にPtを島状に真空蒸着することにより検波素子を作製した。筆者等の最近の研究成果から、蒸着時に基板の電極間に数kV/cm程度の電界を印加すると、検波感度の良い素子が得られる事が判明している。この場合電界が或値以下だと効果が無く、逆に強すぎると薄膜と電極の境界部分に亀裂が生じて素子が切断される危険があった。今回は蒸着時に電極間に流れる電流をレコーダで監視する事により、島状薄膜と電極の境界に切断が起こる場合には、電流値が不安定に変化する事を発見し、印加電圧の上限を決める事が出来た。また蒸着が終了した後の電流値の変化の傾向から、基板上での金属の島の動向が推定出来ないかを検討している。

計画2,については、50GHzのミリ波帯で1,の素子の検波特性を測定した。測定回路中の信号源の変調器や出力回路の高周波特性を改善する事により、従来よりも高い変調周波数まで検波出力を測定出来るようになった。また検波感度の良さの指数(Ks),(Kn)を算出する関数として従来は動作時に素子に印加するバイアス電圧値を使用していたが、これをバイアス電界の強さに換える事により、より有意な指数(Kse)、(Kne)とする事が出来た。計画3,については、波長10.6μm発振源である【CO_2】レーザを自作、発振に成功して電力計,ビームスブリッタ,減衰器等を準備し、各部の特性を測定して検波感度の測定回路を構成中である。計画4,は3,により10.6μmの検波感度が測定出来れば2,のミリ波帯の測定値と比較検討する事により、結論が得られるものと思う。62年度研究計画の内,1,2に関し,先ず赤外領域における検波器の感度を検討するための島状金属薄膜素子を作製した.従来ミリ波帯で使用した石英・ガラス基板は,赤外領域の光波を殆んど透過しないことが判明したので新たにKCl(透過率約90%)基板を用いた.研磨したKCl基板上に真空蒸着法でAu電極及びPtの島状薄膜を形成したが,KCl基板上への金属の蒸着条件や検波に適当な島状薄膜の直流抵抗値などの検討がまだ十分なされていないので,検波感度の良好な素子が得られているとはいえない.この島状金属薄膜検波素子を光波用マウントに挿入した検波器に,波長10.6μmのCO_2レーザ出力を照射して検波出力を測定する実験を行った結果,検波出力が得られたが,まだ極く微少で,ミリ波帯と赤外領域との検波感度を比較出来る段階には至らなかった.この原因は,光波革における回路調整が不十分な事等が考えられるので,今後は,KCl基板の金属薄膜素子の作製条件を検討すると共に,光波帯における感度測定のための回路構成についても,共振器回路を構成するなどの検討を進め,ミリ波帯との感度比較を実現するため努力する次に研究計画3を行う準備として,波長337μmのHCNレーザ(自作)の発振出力の増大と安定性の向上を図った.先ずレーザ共振器を構成する2枚のミラー間隔を平行に微動可能にするため,ミラー移動用のマイクロメータ部分を改良した.ミラー間隔を微調整して求めた出力最大点で,放電電圧・電流および(CH_4+N_2)ガス圧を変化させて出力特性を測定した.使用ガスにHeを添加した場合には,発振範囲は広くなるが出力は減少することが判明した.この実験の結果からHCNレーザの最大出力を得るための諸条件が求められたので,波長337μm帯における検波感度の比較を行う準備が整った多層膜素子を作製するための準備として,基板上のSiOなどの絶縁物を真空蒸着する条件を検討中である.研究計画により赤外および遠赤外領域の光波帯で検波特性を測定するため、測定回路、薄膜素子の準備に取り掛かった。10.6μm帯でまず基板の透過度の問題があった。従来、ミリメートル波で基板として用いてきたガラス、溶融石英基板は10.6μmの光波を殆ど透過しない事が判明したので、新にKCl(10.6μmにおける透過率約90%)の劈開面または研磨面を基板として使用することを試みた。劈開面は非常に平滑で且つ清浄な面が得られるが面積が非常に少ない電極部分も含めた薄膜素子を作製することは簡単でない。研磨面を用いた基板は研磨による細かい傷はあるが、従来のガラスや溶融石英基板と同程度の面積の基板を得ることはさほど困難でない。しかしKClは潮解性が著しいので測定時以外はデシケータに保存するなど十分注意が必要である。光波帯で使用するマウントについてはまだ検討が不十分であるので、暫定的に光波の照射方向に開口のある平面板に直接素子を保持して実験を行った。
Dermcidin を標的とした薬剤耐性がんおよび皮膚がん選択的抗がん剤の開発

がんの薬剤治療は、長引くにつれ薬剤耐性化したがんを生ずること、さらにそれらを悪性度の高いがんへと変貌させる可能性があることが判明し、新たな問題となっている。申請者は、薬剤耐性に関与するタンパク質dermcidin (DCD)の働きを阻害する化合物seriniquinone A (SQA)を海洋微生物培養液中より発見し、さらに本化合物がDCDを高生産している悪性度の高い皮膚がんにも強い活性を示すことを突き止めた。本研究では、DCDを標的とした第二のSQAを、海洋微生物から探索する。本研究により、薬剤耐性がんおよび皮膚がんに対し選択性の優れた抗癌剤開発が期待される。
V2Vネットワークのための電波環境把握技術

本研究では、推定した伝搬損失モデルおよび信号変動分布をエリアごとにクラスタリングする手法を検討する。加えて、スペクトラムアナライザのような高価な観測機器を使用せずに、雑音電力付近の分布を高精度に推定、補正する手法についても検討を行う。本研究が完成した場合、送受信端末双方が移動する分散環境において、蓄積する統計情報量を抑えつつ、正確な電波環境推定が可能となる。加えて、スマートフォンなどの安価な通信端末を用いた場合でも、高精度な電波環境推定が可能となり、観測コストを大幅に削減することができる。