hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
連結による協力問題解決メカニズムの解明－実験と進化シミュレーションを用いた研究

本研究の目的は、協力問題の解決法として複数状況間の連結に着目し、連結によって協力問題がいかに解決されるのかを明らかにすることにある。そのために本研究では、以下の3つの点を検討する予定であった。本年度は、連結行動の適応価を解明するために、数理解析・進化シミュレーションと、理論研究の妥当性を検討するための実験室実験を行った。理論研究では、昨年度から継続して、社会的交換(間接交換/直接交換)と、社会的ジレンマ状況を連結する行動が適応的となるか否かを検討した。その結果、間接交換と社会的ジレンマの連結状態は均衡になり、それによって社会的ジレンマにおける協力が達成されることが示された。一方、直接交換と社会的ジレンマの連結状態は均衡とならないことが示された。均衡を形成することができる連結戦略は、連結行動(社会的ジレンマの非協力者とは社会的交換を行わず、社会的ジレンマの協力者とは社会的交換を行う)をとるだけではなく、連結しない人を排除する行動(連結行動をとっていない人とも社会的交換を行わない)も同時にとる戦略であった。この結果はいくつかの国内学会で発表され、今後国際学会でも発表される予定である。次に実験室実験では、連結行動が適応的になるために必要な、連結しない人を排除する行動を人々がとるかどうかを検討した。その結果、人々は連結行動をとったが、連結しない人を排除する行動はとらなかった。したがって、人間の連結行動の至近的な要因は、連結行動をとらないと他の人から資源をもらえなくなるという点にはないことが示された。連結しない人を排除する行動が存在しなくても連結行動が適応的となる仕組みとしては、行動の一貫性という要因が考えられる。今後は、行動の一貫性を導入した理論研究で連結行動が適応的となるかどうかを検討する必要があるだろう。27年度が最終年度であるため、記入しない。【研究1】連結行動の、至近的な心理プロセスの解明【研究2】連結行動の心理プロセスを持つことの適応価の解明【研究3】連結メカニズムの協力問題以外への一般化可能性の検討。本年度は、研究1について2つの実験室実験を行った。まず、内的属性の推測に基づいて生じる連結について検討を行った。その結果、内的属性の推測に基づく連結が生じた。しかし外的属性に関する情報も利用可能な場合は、内的属性に基づく連結は生じなくなり、これは内的属性の推測という心理プロセスによる連結は頑健さに欠く場合があることを意味する。なお、この実験の結果は国内学会においてすでに発表済みである。次に、内的属性の推測に基づく連結が生じる範囲を検討した。人々が相手の内的属性に関する様々な情報を、どのような場面において有用だと判断するのかを明らかにするために、対人相互作用場面における自他の利害関係を操作し、連結が生じるか否かを検討した。実験の結果、裏切りの誘因の存在する状況では連結が生じるが、裏切りの誘因が小さい状況では生じないことが明らかになった。なお、この実験の結果は今後国内学会において発表予定である。本年度の研究から、幅広い状況との連結によって協力問題が解決される可能性がある一方で、内的属性の推測という心理プロセスのみに頼っていては、連結が生じずに協力問題が解決されない可能性があることが明らかになった。これまでの研究では心理プロセスに関する考察がなされてこなかったため、連結による協力問題解決の可能性と限界に関してほとんど言及されてこなかった。その点を明らかにした点で、本研究の意義は大きいと考える。本年度は、研究2に関してコンピュータ・シミュレーションを行った。研究2を開始するに先立って、連結に関する先行研究の知見を整理した。その結果、連結される社会的相互作用を、いくつかの特徴によって分類することが重要であることが予測された。その特徴とは、直接的な交換関係であるか間接的な交換関係であるかという区別と、相互作用の相手を選択可能か否かという区別である。連結行動を行うことが適応的となるメカニズムが、これらの特徴によって異なると想定される。そこで、まず、相手を選択することのできない間接的な交換関係に着目した。これに関して先行研究の不足点を補うコンピュータ・シミュレーションを行い、連結行動が適応的となる条件をより正確に明らかにした。なお、この研究結果は国内学会においてすでに発表済みであり、今後国際学会での発表が予定されている。次に、相手を選択することのできない直接的な交換関係に関する進化シミュレーションを行った。しかし、現在のところ間接的な交換関係とは異なり、連結行動が適応となる仕組みは明らかになっていない。1年目の研究では、様々な状況との連結によって協力問題が解決される可能性があることが示された。

本年度の研究によって、人々がそのような行動をとることが、部分的には適応的となる可能性を示すことができた。これは、協力問題の解決法として複数状況間の連結が理論的にも有望な回答であることを示す重要な結果である。本研究の目的は、協力問題の解決法として複数状況間の連結に着目し、連結によって協力問題がいかに解決されるのかを明らかにすることにある。そのために本研究では、以下の3つの点を検討する予定であった。本年度は、連結行動の適応価を解明するために、数理解析・進化シミュレーションと、理論研究の妥当性を検討するための実験室実験を行った。理論研究では、昨年度から継続して、社会的交換(間接交換/直接交換)と、社会的ジレンマ状況を連結する行動が適応的となるか否かを検討した。その結果、間接交換と社会的ジレンマの連結状態は均衡になり、それによって社会的ジレンマにおける協力が達成されることが示された。一方、直接交換と社会的ジレンマの連結状態は均衡とならないことが示された。均衡を形成することができる連結戦略は、連結行動(社会的ジレンマの非協力者とは社会的交換を行わず、社会的ジレンマの協力者とは社会的交換を行う)をとるだけではなく、連結しない人を排除する行動(連結行動をとっていない人とも社会的交換を行わない)も同時にとる戦略であった。この結果はいくつかの国内学会で発表され、今後国際学会でも発表される予定である。次に実験室実験では、連結行動が適応的になるために必要な、連結しない人を排除する行動を人々がとるかどうかを検討した。その結果、人々は連結行動をとったが、連結しない人を排除する行動はとらなかった。したがって、人間の連結行動の至近的な要因は、連結行動をとらないと他の人から資源をもらえなくなるという点にはないことが示された。連結しない人を排除する行動が存在しなくても連結行動が適応的となる仕組みとしては、行動の一貫性という要因が考えられる。今後は、行動の一貫性を導入した理論研究で連結行動が適応的となるかどうかを検討する必要があるだろう。本研究の特徴は、連結によって協力問題が解決されることを示すだけではなく、その適応的な基盤を明らかにするという点にある。その点で、本年度取り組んだコンピュータ・シミュレーションは目的達成のために最も重要なパートといえる。この観点から、社会的ジレンマ状況と連結される状況を概念的に整理し、その一部ではあるが適応的基盤を示すことができた成果は大きい。また、まだ検討を行っていない状況についても、本年度に構築したシミュレーションを元にして効率よく作成し、結果を得ることができると考える。よって、研究はおおむね順調に進展しているといえる27年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度となる次年度は、【研究2】において未だ適応的な基盤が明らかになっていない状況について、進化シミュレーションを用いて検討する予定である。そして、その結果を1年目で実験室実験から明らかになった心理メカニズムと対応させ、人間社会において連結によってどのようにして協力が維持されるのかを考察する。その後【研究3】として、連結メカニズムを協力問題以外へ一般化可能なのかどうかを検討する。
スピン偏極単原子電子源の創製

スピン偏極単原子電子源の構造評価を可能にする超高真空FIM/FEM装置を立ち上げた.Remolding法を前処理として実施し,Blunt W tip先に数原子の大きさの電子放出源を作ることができた.磁性原子吸着とスピン偏極率測定には至っていない.スピン偏極単原子電子源の構造評価を可能にする超高真空FIM/FEM装置を立ち上げた.Remolding法を前処理として実施し,Blunt W tip先に数原子の大きさの電子放出源を作ることができた.磁性原子吸着とスピン偏極率測定には至っていない.所属機関の異動に伴い,実験装置など研究室インフラ整備の必要が生じ,単原子電子源専用の真空槽と各種測定装置を立ち上げた.その結果,背圧10^<-8>Pa台の超高真空下で実験できる環境を実現し,コンピュータにより基本的な電子放出特性を自動計測できる測定システムを構築した.立ち上げた実験装置を用い,単原子電子源の形成を確認した.Ultrasharp WtipにPtを蒸着し,約700°Cで加熱したところ,引き出し電圧は,600Vから約100V下がり,放出角は著しく狭まり,約±3°になった.このとき,Fowller-Nordheimプロットの傾きの大きさは小さくなる傾向を示した.これは,先端の曲率半径が小さくなることを示す.前所属機関でFEM/FIM複合装置を用い実施した実験結果から判断し,新たに立ち上げた単原子電子源を作製できることを確認した。作製した電子源を,意図的に壊し,再度,加熱したところ,電子放出パターンと放出特性は復活した.自己修復機能を確認した.この次に,磁性原子を吸着させることになるが,蒸着源の準備が間に合わず,その段階には至らなかった.今年度より磁性材料を吸着させるが,磁性原子以外にも,CoフタロシアニンやMnフタロシアニンなどの分子を吸着させた系での電子放出も行う.W基板上金属M薄膜(M=Pt,Pd,Rh,Ir)の構造観察の実験については,使用できるSTM装置がなく,実施できなかった.今後は,FEMを用い,構造を観察することとする.以上総括すると,代表者の研究環境の変化による進捗の遅れが若干あるものの,目標に向い着実に進行していると考えている.当該年度の前年にUltrasharp W tipを用い,単原子電子源をつくる試みは終了していた.UltrasharpW tipは,先端極率半径が5nm程度と目される.このtip先端に高い正電界をかけ,先端の原子を電界蒸発させて,磁性原子を蒸発・収容させていくことになる.しかし, FIMによりIn-situで先端原子構造を見ずに,この処理をUltrasharp W tipに施し成功さすことは困難であった,つまり, Blindでの高電界印加は,度々,先端を著しく破壊した.そこで,先端のなまったW tip (Blunt W tip)を開始材料に用い,機械的耐性の強い単原子電子源を準備し,その先に磁性原子を修飾することとした. Blunt W tipを基材にした単原子電子源の作製はこれまで不可能とされてきたが,我々は, Remolding (R)と呼ばれる熱電界処理を事前に施し,構造形成を支援することとした,その結果,電界集中の程度を示す電界増強係数は,開始材料である清浄なW Blunt tipに比べ, R処理後,倍増し,さらに, SAE形成時には,4倍増となった,これらの処理により,先鋭化されたことが明らかになった.今後,単原子終端されているかを検証する.磁性原子または分子から電界放出させる実験には実施できなかった.FESによる実験について,当該年度は,装置の立ち上げを行った.真空チャンバーを整備し,6x10^<-8>Paまで圧力を低め,辛うじて分光実験に耐えうる真空環境ができた.そして,電子エネルギー分光装置本体を真空槽内に収めることができた.今後は,制御電源を整備し,稼動させることとする.以上,総括すると,目標の材料創製に向け,実験は進捗していると考える.スピン偏極電子源の作製につき,単原子電子源(SAE)に高い正電界をかけ,先端原子を電界蒸発させて,そのサイト付近に磁性原子を収容させることを基本方針とする.それまでの研究で,Ultrasharp W TipではSAEが自己形成することを明らかにしている.さらに,当該年度の前年は,作成法の自由度をふやすべく,Blunt W tipを開始材料にしてRemolding(R)処理を事前に施し,単原子電子源の作製を試み,結果,電界増倍係数は4倍になることを明らかにした.21年度は,まず,R処理の効果を定量的に評価した.一般に,W Tip先端の極率半径は処理履歴に依存する.したがって,R処理時の電圧はTrivialに電界を反映しておらず,今回,処理前に1nAの電界放出電流を出すために要する引き出し電圧で規格化したR電圧により電界を揃えた.R処理時の温度と規格化電圧に対する先端構造を調べたところ,上記の変数に対して一意に決まる構造が現れることを明らかにした.また,R処理後に単原子電子源作製を試みたところ,開き角約±3°の電子ビームが現れ,電流時間変化は階段状推移を示した.このことは,放出領域が原子大程度にあることを意味する.この先端の原子構造の確認を含め,FIM(電界イオン顕微鏡)の整備が望まれるが,21年度には,立ち上げに着手し,完成させた.Tip温度は73K(カタログでのHeクライオ冷却能と同程度)で,クライオヘッドから試料まで問題なく冷却できた.

また,XYZ-θ可動マニュピレータを備え,立ち上げ中のエネルギー分析器と機能的にマッチするような性能を付与している.今年度,磁性原子から電界放出させる実験には至らなかったが,研究計画については,今後とも実施価値ありと考える.今後とも実験環境を整え,目標の材料創製向けた研究を続けたい.
三次元形状付きステント・グラフトによる大動脈瘤治寮に関する研究

平成16年度においては前年度に引き続いて臨床データの収集とそれに基づくステントグラフトの設計および製作、さらに臨床応用し、ステントグラフト留置時の展開形式の評価および留置後の形態等の評価を継続して行った。1.各種大動脈疾患を有する患者において、多列検出器型コンピューター断層装置(MD-CT)を用いて経静脈性造影CTを撮像し、大動脈構造の三次元データを収集した。撮像は、造影剤の急速静脈内投与下に、0.625mm厚もしくは1.25mm厚での画像データ収集を行い、0.625mm1.25mm間隔で再構成し、得られた三次元データを三次元構築解析用画像処理装置(WS)に転送した。2.WSでは宿主大動脈をその中心軸で展開し、各部における大動脈径の変化をその平均直径で計測し曲率の変化を抽出した。障害領域を含む広範囲でデータ解析を行った。3.WSにて得られたデータをデータ処理用コンピューター装置に転送し、ステントグラフトの設計を行った。設計にあたってはステントグラフトの短縮率を考慮に入れた独自プログラムを用いた。4.作成したステントグラフトを実際に患者大動脈に留置し、留置時の状況を透視像のビデオ撮影データにて解析し、さらに留置後の状態を造影CT検査にて解析した。平成1516年度中に上記手法で57例(平均71歳)の患者の大動脈および腸骨動脈にステントグラフト留置を施行した。対象血管の内訳は胸部大動脈瘤が45例、胸腹部大動脈瘤3例、腹部大動脈瘤5例、腸骨動脈瘤4例である。ステントグラフト留置手技は全例で成功した(技術的成功率100%)。初期エンドリークを8例(14%)に認めた。2例で追加ステントグラフト内挿術を施行した。1例は経過で消失し、他は経過観察中である。周術期死亡5例(8.8%)に認めた。待機例、緊急例別ではそれぞれ4.4%、25%であった。有害事象としては、症候性脳梗塞が3例、心タンポナーデによる死亡が1例、破裂症例に対して施行した例のうち2例で再破裂死亡を認めた。呼吸不全による死亡が1例あった。その他には重篤な合併症を認めなかった。高危険群に対するステントグラフト内挿術は、容易かつ安全に施行可能であり臨床的有用性が高いと考えられた。国内には保険適応となったステントグラフトがいまだ存在せず、自作のステントグラフトを使用せざるを得ない状況であるが、欧米で商品化されているステントグラフトと比較しても遜色ない結果が得られた。本研究で得られたデータを元により発展させたステントグラフト内挿術を目指す予定である。平成15年度においては主として臨床データの収集とそれに基づくステントグラフトの設計および製作、さらに臨床応用し、ステントグラフト留置時の展開形式の評価および留置後の形態等の評価を継続して行った。2.三次元構築解析用画像処理装置(WS)では宿主大動脈をその中心軸で展開し、各部における大動脈径の変化をその平均直径で計測し曲率の変化を抽出した。3.三次元構築解析用画像処理装置(WS)にて得られたデータをデータ処理用コンピューター装置に転送し、ステントグラフトの設計を行った。平成15年度中に上記手法で17例の患者の大動脈にステントグラフト留置を施行した。疾患の内訳は動脈硬化性大動脈瘤が11例、大動脈解離が6例である。ステントグラフト留置手技は全例で成功しており、現在、得られたデータの解析中である。

4.作成したステントグラフトを実際に患者大動脈に留置し、留置時の状況を透視像のビデオ撮影データにて解析し、さらに留置後の状態を造影CT検査にて解析した。平成1516年度中に上記手法で57例(平均71歳)の患者の大動脈および腸骨動脈にステントグラフト留置を施行した。対象血管の内訳は胸部大動脈瘤が45例、胸腹部大動脈瘤3例、腹部大動脈瘤5例、腸骨動脈瘤4例である。ステントグラフト留置手技は全例で成功した(技術的成功率100%)。初期エンドリークを8例(14%)に認めた。2例で追加ステントグラフト内挿術を施行した。1例は経過で消失し、他は経過観察中である。周術期死亡5例(8.8%)に認めた。待機例、緊急例別ではそれぞれ4.4%、25%であった。有害事象としては、症候性脳梗塞が3例、心タンポナーデによる死亡が1例、破裂症例に対して施行した例のうち2例で再破裂死亡を認めた。呼吸不全による死亡が1例あった。その他には重篤な合併症を認めなかった。高危険群に対するステントグラフト内挿術は、容易かつ安全に施行可能であり臨床的有用性が高いと考えられた。国内には保険適応となったステントグラフトがいまだ存在せず、自作のステントグラフトを使用せざるを得ない状況であるが、欧米で商品化されているステントグラフトと比較しても遜色ない結果が得られた。本研究で得られたデータを元により発展させたステントグラフト内挿術を目指す予定である。
メガシティにおける生物多様性減少メカニズムー機能群多様性減少の影響評価

平成28年度と平成29年度に,阪神都市圏の都市域から里山域にかけて15地点の水田の畦畔植物ー送粉者群集を調査対象とした収集したデータを元に,都市化に伴う送粉者(送粉昆虫)相の変化について解析を進め,都市化に伴う送粉者の種・機能群多様性の減少によって送粉ネットワークの構造が変化し,それにより生態系サービスの一つである野生植物群集への送粉サービスが低下することを明らかにした.この研究内容について現在論文をまとめている.さらにH30には、花弁色の花弁などの主要な誘引器官の反射スペクトルを測定し,ハナバチの色覚モデルを用いてカテゴリー分けを行った.解析では,都市化度(周囲1kmの人工地面積の割合)と花色カテゴリーごとの植物種数および開花量との関係,花色と送粉者相の関係について調べた.その結果,特定の送粉者機能群(ハエ目・長口吻ハナバチ)の優占度減少によって,これらの機能群に送粉されている機能形質(花色)が減少していることが示唆された.本研究は,学会発表を行なったが,その後も解析を進め,論文化を目指している.さらに連携研究者山本哲史と行ってきた数種のバッタ類の胃内容物のDNA解析を行いデータを得た.各調査地5個体ずつ解剖して消化管に残ったものをサンプルとして回収し,サンプルからDNA抽出,TrnH-psbA,ITS,rbcLの領域をPCR増幅した.まだ食草の参照DNAデータが足りなく,胃内容物の種同定までは可能ではなかった.以上のように,解析途中であるが,解析結果を回収し,都市化に伴うバッタ類の食草組成の変化について明らかにすることを目指している.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。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,兵庫県東南部(神戸,西宮,伊丹市,尼崎,川西,三田,宝塚市,猪名川町)の里山域ー都市域にまたがって前年度調査した9地点に加えて,新たに6地点の水田域の畦畔に調査プロットを設定していた.新しく設定したプロットにおいて開花植物及び訪花昆虫相を調査し,また花や送粉者の形質測定を行った.全15地点のデータを解析し,里山の水田に比べ都市水田では,畦畔でみられた開花植物・訪花昆虫ともに,種数だけでなく機能的多様性が有意に低かった.現在,この機能的多様性の減少をもたらす要因について解析を進めている.また同地域内で20地点の水田域の畦畔を調査し,畦畔上の全ての維管束植物,観察されたチョウ・バッタ類の多様性について解析の結果,都市水田での種多様性の減少が確認された.この多様性減少を引き起こす要因として,水田周囲の景観変化(周囲1kmの土地利用データを利用して,人工地率や二次林率等の過去60年間の変化),土壌条件,管理頻度などの影響について解析を行なっている.また,これまで捕獲し,冷凍庫内でエタノール液浸保存されたバッタサンプルを利用して食草分析を開始した.サンプルの消化管内に残された植物破片からDNAを抽出(DNAサンプルは長期保存可)し,DNAバーコーディングで一般的に使われる葉緑体および核DNAの2-3領域をユニバーサルプライマーでPCR増幅し,次世代シーケンサーによって解析し,DNA配列をもとに食草の同定をおこなっている.また,これまで調査地に生育する植物種のDNAデータベースを作成するために現地で植物サンプルも同時に収集してきた.これは連携研究者・山本哲史と非常勤研究員を中心として遂行した.計画していた里山域から都市域までの水田を対象として.植物(開花植物も含む),チョウ,バッタ相および送粉者の多様性を定量化するためのデータセットを得ることができ,景観データも整備することができた.これらのデータセットを基に.都市化の種多様性および一部機能的多様性への影響について解析を進め,各分類群で種・機能的多様性の減少がみられることを明らかにできた.また.開花虫媒花や送粉者の機能的多様性減少を定量化する手法も確立し,送粉者の機能的多様性の減少がネットワーク構造に与える影響評価方法も提案することができた.以上は,研究計画か概ね順調に遂行できている証拠である.平成29年度は,兵庫県東南部(神戸,西宮,伊丹市,尼崎,川西,三田,宝塚市,猪名川町)の里山域ー都市域の20地点を調査とし,畦畔上に設定したベルト調査区で行った植生調査,スウィーピング法,見つけ取り法により得られた植物,チョウ,バッタ相の定量的データを解析し,論文を二本まとめ,投稿を行った.そのうち一本は,水田周辺の都市化によって畦畔上の開花植物とチョウ類の季節性が失われることを明らかにした論文であるが,Basic and Applied Ecology誌に掲載が受理され印刷中である.もう一本は,植物とチョウ・バッタ類の種多様性が都市化により減少するメカニズムについて景観変化の直接的(生息地の縮小や分断化,二次林との接続性の消失)・間接的(土壌環境や撹乱レジームの変化や食草の減少)な

影響を構造方程式モデリングにより解析した結果を論文をまとめ,現在投稿中である.また,平成29年度は,平成28年度までに送粉ネットワークデータをとった15地点について,多くの調査地にまたがって優占する在来植物12種(ウマノアシガタやサギゴケ,ノアザミ,アキノタムラソウ,ツユクサなど)について柱頭上の付着花粉数を基に評価した送粉成功に関するデータを解析し,都市化に伴うネットワーク構造の変化や送粉者の機能群多様性の変化が,植物の繁殖成功に与える影響について明らかにし,生態学会において発表を行った.さらに,平成28年度から連携研究者の山本哲史と行ってきたバッタ類の胃内容物のDNA解析も継続し,植物のリファレンスデータの蓄積を行った.計画していた都市化の与える植物,チョウ,バッタ相の多様性への影響を,それぞれの分類群を機能群分け(生活史など形質による機能群分け)した後に解析することで,植物の開花やチョウ類の出現時期の季節性が失われることなどを明らかにしたこと,また特定の機能群(多年生草本や年一化のチョウ類)がより影響を強く受けることを明らかにし,それぞれを論文化し,そのうち一本の論文がBasic and Applied Ecology誌に掲載が受理された.また,畦畔上の里草地の送粉ネットワークが都市化によって受ける影響についても概ね,基礎的なデータ解析が完了し,今後論文化に移行できる.以上は,研究計画が概ね順調に遂行できる証拠である.平成28年度と平成29年度に,阪神都市圏の都市域から里山域にかけて15地点の水田の畦畔植物ー送粉者群集を調査対象とした収集したデータを元に,都市化に伴う送粉者(送粉昆虫)相の変化について解析を進め,都市化に伴う送粉者の種・機能群多様性の減少によって送粉ネットワークの構造が変化し,それにより生態系サービスの一つである野生植物群集への送粉サービスが低下することを明らかにした.この研究内容について現在論文をまとめている.さらにH30には、花弁色の花弁などの主要な誘引器官の反射スペクトルを測定し,ハナバチの色覚モデルを用いてカテゴリー分けを行った.解析では,都市化度(周囲1kmの人工地面積の割合)と花色カテゴリーごとの植物種数および開花量との関係,花色と送粉者相の関係について調べた.その結果,特定の送粉者機能群(ハエ目・長口吻ハナバチ)の優占度減少によって,これらの機能群に送粉されている機能形質(花色)が減少していることが示唆された.本研究は,学会発表を行なったが,その後も解析を進め,論文化を目指している.さらに連携研究者山本哲史と行ってきた数種のバッタ類の胃内容物のDNA解析を行いデータを得た.各調査地5個体ずつ解剖して消化管に残ったものをサンプルとして回収し,サンプルからDNA抽出,TrnH-psbA,ITS,rbcLの領域をPCR増幅した.まだ食草の参照DNAデータが足りなく,胃内容物の種同定までは可能ではなかった.以上のように,解析途中であるが,解析結果を回収し,都市化に伴うバッタ類の食草組成の変化について明らかにすることを目指している.平成28年度までに,送粉ネットワークのベースデータを里山域から都市域まで15地点で取得することができたため,ネットワーク構造の変化の影響が植物の繁殖成功に影響を与えうるのかについて研究を行う予定である.具体的には多数の調査地に分布する植物種10種以上を対象に開花後の柱頭をサンプリングし,柱頭上に付着した花粉数を計数し,ネットワーク構造の異なる地点間で比較する.またこれまで進めてきた植物・植食性昆虫の種多様性の変化に関して,その要因の解明に関する解析の結果と季節動態の均質化を明らかにした解析の結果について論文を執筆して投稿する.さらに,胃内容物のメタバーコンディンング解析をもとに行なっているバッタの食草同定に関して,これまで調査地に生育する植物種のDNAデータベースを作成することを行って来たが,まだ不十分であるため継続して行う予定である.これは連携研究者・山本哲史と非常勤研究員を中心として遂行する.
成人T細胞白血病に対するキメラ抗原受容体発現T細胞を用いた免疫遺伝子療法の開発

本年度の研究成果としては、1)ATL細胞の標的化のため、CADM1及びCD30に対する単鎖抗体を用いて新たなCARを作製し、レトロウイルスベクターに組み込んだ。一過性導入を行った293細胞におけるCAR遺伝子の発現は、フローサイトメトリー解析及びウエスタンブロット法で確認した。2)ヒトT細胞への遺伝子導入のため、PG13細胞を基にレトロウイルス産生細胞の樹立を試みたところ、CADM1特異的CARウイルスの産生細胞については、機能的なレトロウイルスが十分に得られなかった。一方、CD30特異的CARウイルスの産生細胞については、高力価のレトロウイルスを産生するものが得られた。3)レトロウイルスベクターによりCD30特異的CARをヒト末梢血T細胞に導入したところ、細胞表面におけるCARの発現率は3040%であった。4)予備検討の結果、CD30特異的CARを発現させたT細胞は、CD30陽性ATL細胞株に対する細胞傷害活性を試験管内で示した。以上の結果より、当該免疫療法は、ATLに対して有効である可能性が示唆され、CAR発現T細胞の機能評価を継続して行う。本研究では、難治性成人T細胞白血病(ATL)を対象にして、CADM1(Cell Adhesion Molecule 1)抗原やCD30抗原を認識するキメラ抗原受容体(Chimeric Antigen Receptor; CAR)発現T細胞を用いる養子免疫遺伝子療法を開発することを目的とした。本年度の研究成果としては、1)ATL細胞の標的化のため、昨年度にCADM1およびCD30に対する単鎖抗体を有するCAR遺伝子を搭載したレトロウイルスベクターを作製したが、これらに加えて、CADM1に対する改良型CAR発現レトロウイルスベクターを作製した。2)ヒトT細胞への遺伝子導入のため、PG13細胞をもとに組み換えレトロウイルス産生細胞を作製した。3)作製したレトロウイルスベクターによりCADM1およびCD30に対するCARをヒト末梢血T細胞に導入したところ、細胞表面におけるCADM1に対するCARの発現率は15%程度と低値であったが、CD30に対するCARの発現率は半数以上と高値であった。4)CD30に対するCARを発現させたT細胞は、CD30陽性ATL細胞株に対して、殺細胞効果を試験管内で示した。一方、CD30陰性Bリンパ腫細胞株に対しては、その活性をほとんど示さなかった。本研究では、難治性成人T細胞白血病(Adult T-cell leukemia; ATL)を対象にして、CADM1(Cell Adhesion Molecule 1)抗原やCD30抗原を認識するキメラ抗原受容体(Chimeric Antigen Receptor; CAR)発現T細胞を用いる養子免疫遺伝子療法を開発することを目的とした。これまでの研究で、1)ATL細胞の標的化のため、CADM1及びCD30に対する単鎖抗体を有するCAR遺伝子を搭載したレトロウイルスベクターを作製した。2)ヒトT細胞への遺伝子導入のため、PG13細胞を基にCADM1またはCD30に対するCARを発現する組み換えレトロウイルス産生細胞を作製した。3)レトロウイルスベクターによりCADM1及びCD30に対するCAR遺伝子をヒト末梢血T細胞に導入したところ、CD30に対するCARの細胞表面での発現は50%以上認められたが、CADM1に対するCARの発現は低値であった。そのため、CD30に対するCARを用いて以下の実験を行った。4)CD30単鎖抗体(マウス由来)を保有するCARを発現させたT細胞は、CD30陽性ATL細胞株に対して、殺細胞効果を試験管内で示した。一方、CD30陰性B細胞株に対しては、その活性をほとんど示さなかった。5)CD4陽性T細胞は、ATLの原因ウイルスであるHTLV-Iの標的細胞になり得るため、細胞分画法によりCD8陽性かつCD30に対するCARを発現するT細胞を作成し、それらもATL細胞に対して細胞傷害活性を示した。以上の結果より、CD30に対するCAR発現T細胞を用いた免疫療法は、ATLに対して有効である可能性が示唆された。ATL細胞を標的とするため、CADM1に対するCARを発現するレトロウイルスベクターを作製してヒト末梢血T細胞へ導入したが、その発現効率は低かった。CD30に対するCARのベクターの遺伝子導入効率は良好であり、殺細胞効果も試験管内で認められている。癌遺伝子治療学CADM1に対するCARに関しては、レトロウイルス産生細胞の再作製及びCADM1に対するCAR配列の改良を行ったが、改善が認められなかったので、CD30に絞ってCAR発現T細胞の抗腫瘍活性を試験管内及びマウスを用いた治療実験で評価する。ATL細胞を標的とするため、CADM1に対するCARを発現するレトロウイルスベクターを作製したが、高力価を有するウイルス産生細胞が今のところ得られていない。CD30に対するCARのベクター調整は順調であり、一部、殺細胞効果も認められている。各年度の配分額と研究内容を考慮し、平成26年度分の一部を平成27年度にまわすようにした。CADM1に対するCARに関しては、レトロウイルス産生細胞の再作製及びCADM1に対するCAR配列の改良を行い、ベクター調整の改善に取り組む。CAR発現T細胞の抗腫瘍活性を試験管内及びマウスを用いた治療実験で評価する。研究費は、ウイルスベクター調整、T細胞の培養に必要な経費や実験用動物関連の物品費、関連学会出席のための旅費などに使用する予定である。

各年度の配分額と研究内容を考慮し、平成25年度分の一部を平成26年度以降にまわすようにした。研究費は、ウイルスベクター調整、T細胞の培養に必要な経費や実験用動物関連の物品費、関連学会出席のための旅費などに使用する予定である。
EBウイルス核蛋白質EBNA3CのBリンパ球形質転換における役割

EBウイルスはヒトBリンパ球を不死化して無制限に増殖可能なLCLに変換する活性をもつ。EBNA3Cは不死化に必須のウイルス蛋白質である。EBNA3Cの作用メカニズムを明らかにするために、EBNA3Cの機能をコンディショナルに制御できるLCLを樹立した。EBNA3Cの機能をオフにするとLCLは増殖を停止したことから、EBNA3CがLCLの増殖維持に必須であることが明らかになった。EBNA3Cをオフにすると、Cdkインヒビターpl6(INK4A)の増加、Rb蛋白質のリン酸化の減少、および細胞周期の停止が認められたことから、EBNA3Cはp16(INK4A)の発現を抑制することによりLCLの細胞周期進行に寄与していると考えられた。EBNA3Cは宿主のDNA結合蛋白質RBP-Jkappaと結合し、RBP-Jkappa依存的な転写制御能をもつことが報告されている。RBP-Jkappaとの結合領域を欠失したEBNA3C変異体、RBP-Jkappa依存的な転写制御能を欠くEBNA3C変異体は、いずれもLCLを増殖させることができなかった。したがって、EBNA3CはRBP-Jkappa依存的に転写因子として機能していることが示唆された。さらに、様々なアミノ酸領域を欠失したEBNA3C変異体を作製して、EBNA3Cの機能に重要な領域を決定した。その結果、アミノ酸領域1-506、および、アミノ酸領域733-909はEBNA3Cの機能に必須であることが明らかになった。これらの領域はヒトのEBウイルスとサル(Rhesus、Baboon)の類縁ウイルスの間でよく保存されている領域である。したがって、EBNA3Cの不死化に必須の領域は進化上保存されているものと考えられた。EBウイルスはヒトBリンパ球を不死化してLCLに変換する活性をもつ。遺伝学的解析により、EBNA2、EBNA3A、EBNA3C、LMP1がリンパ球不死化に必須のウイルス蛋白質であることが明らかになっている。コンディショナルEBNA3Cを発現するLCLを樹立し、EBNA3CがどのようなメカニズムでLCLの増殖に寄与しているか解析を行った。EBNA3CのC末端に4-hydroxy-tamoxifen(4HT)反応性estrogen receptorのDNA結合ドメインを連結させた融合蛋白質(EBNA3CHT)を発現するLCLを樹立した。EBNA3CHTは4HTによりその機能を制御することが可能である。EBNA3CをオフにするとLCLは増殖を停止した。細胞周期解析ではS期、G2/M期の細胞が減少していた。EBNA3Cオフにより、Cdkインヒビターp16(INK4A)の発現の増加、Cdk2/Cyclin D複合体の減少が惹起され、それに伴って高リン酸化型Rb蛋白質の減少が認められた。したがって、EBNA3Cはp16(INK4A)の発現を抑制することにより、LCLの増殖維持に寄与していることが示唆された。EBNA3CはRBP-Jkappaに結合し、RBP-Jkappa依存的な転写制御能をもつことが報告されている。RBP-Jkappaとの結合領域を欠失させたEBNA3C変異体、およびRBP-Jkappa依存的な転写制御能を欠くEBNA3C変異体を作製し、LCLの増殖維持活性を検討した。いずれのEBNA3C変異体もLCLの増殖維持活性を持たなかった。したがって、EBNA3CはRBP-Jkappa依存的な転写制御を介してLCLの増殖維持に寄与しているものと考えられた。

EBNA3Cは不死化に必須のウイルス蛋白質である。EBNA3CはCdkインヒビターp16(INK4A)の発現を抑制することによりLCLの増殖維持に寄与していると考えられている。EBNA3Cの作用メカニズムを明らかにするため、EBNA3Cの様々な領域を欠失した一連のEBNA3C変異体を作製し、LCL増殖維持活性を検討した。その結果、アミノ酸領域1-506、および、アミノ酸領域733-909はEBNA3Cの機能に必須であることが明らかになった。これらの領域はヒトのEBウイルスとサル(Rhesus、Baboon)の類縁ウイルスの間でよく保存されている領域である。一方、アミノ酸領域507-515(SUMOホモロジードメイン)、516-620、637-675(Nm23-H1結合ドメイン)、あるいは676-727を欠失させたEBNA3Cは、野生型EBNA3Cと同様のLCL増殖維持活性を保持していたことから、これらの領域はEBNA3Cの機能に必要ないものと考えられた。EBNA3Cは宿主のDNA結合蛋白質RBP-Jkappaに結合し、RBP-Jkappa依存的な転写制御能をもつことが報告されている。EBNA3のRBP-Jkappa結合領域内に変異を導入した一連のアラニン置換変異体を作製し、それらの転写制御能とLCL増殖維持活性を検討した。その結果、転写制御能を有するEBNA3C変異体はLCL増殖維持活性を保持しており、転写制御能を失ったEBNA3C変異体はLCL増殖維持活性も失っていた。したがって、EBNA3CはRBP-Jkappa依存的な転写因子として機能していることが示唆された。
属性文法モデルによる統合的プログラミング環境の自動生成

プログラミングを全的な知的作業としてとらえるプログラミング環境の考え方が注目を浴びている。本研究の考え方は、ソースプログラムあるいは構文木に対する属性文法を用いた生成系により、コンパイラ、インタプリタ、デバッガ等を形式的な仕様から生成し、かつそれらのモジュールを使用する統合的なグラフィカル・ユーザ・インタフェィス自身も属性文法を基とした仕様から作り出すものである。本研究期間に次を実現した。1.コンパイラのフロントエンド用1パス・コンパイラ生成系RieのGNU版フリー・ソフトウェアの公開2.言語指向エディタの核となるインクリメンタル構文・意味解析器とその生成系の作成3.木属性文法に基づく生成系Junを用いたコンパイラの最適化器のプロトタイプの作成4.グラフィカル・ユーザ・インタフェイス部に対する属性文法を基とした記述法とその記述からグラフィカル・ユーザ・インタフェイスを生成する生成系Wingの作成と評価5.WingとJunを用いたウィンドウ上のデバッガの生成以上の結果により、従来手続きで作成されていた言語処理系の各フェイズを属性文法という単一の枠組みで扱えること、また、現在では作成ステップが長大になると言われているウィンドウ環境も属性文法を基とした簡潔な記述から生成できることが確かめられた。これまで作成したツール群は、研究の方向性を確認するには充分であるが、より実用規模のプログラミング言語やプログラミング環境に適用することが今後の課題である。プログラミングを全的な知的作業としてとらえるプログラミング環境の考え方が注目を浴びている.本研究の考え方は,ソ-スプログラムあるいは構文木に対する属性文法を用いた生成系により,コンパイラ,インタプリタ,デバッガ等を形式的な仕様から生成し,かつそれらのモジュ-ルを使用する統合的なユ-ザ・インタフェ-ス自身も属性文法をベ-スとした仕様から作り出すものである.平成3年度は,そのうち,次を実現した.1.コンパイラのフロントエンド用1パス・コンパイラ生成系RieのGNU版フリ-・ソフトウェアの公開2.言語指向エディタの核となるインクリメンタル構文解析器の作成3.グラフィカル・ユ-ザ・インタフェ-ス部に対する属性文法を基とした記述法とそれによるグラフィカル・ユ-ザ・インタ-フェ-ス生成系のプロトタイプの作成4.コンパイラの最適化器のプロトタイプの作成これらにより,従来手書きで作成されていた言語処理系の各フェ-ズを属性文法という単一の枠組みで扱えることが確かめられた.また,現在では作成ステップが長大になると言われているウインドウ環境も属性文法を基とした簡潔な記述から生成することができた.これまで作成したツ-ル群は,研究のアイディアを確認するためのプロトタイプのものが多いので,これをより実用規模のものにすることが今後の課題である.プログラミングを全的な知的作業としてとらえるプログラミング環境の考え方が注目を浴びている.本研究の考え方は,ソースプログラムあるいは構文木に対する属性文法を用いた生成系により,コンパイラ,インタプリタ,デバッガ等を形式的な仕様から生成し,かつそれらのモジュールを使用する統合的なグラフィカル・ユーザ・インタフェイス自身も属性文法を基とした仕様から作り出すものである.平成4年度は,そのうち,次を実現した.1.言語指向エディタの核となるインクリメンタル構文・意味解析器とその生成系の作成2.グラフィカル・ユーザ・インタフェイス部に対する属性文法を基とした記述からグラフィカル・ユーザ・インタフェイスを生成する生成系wingの改良と評価3.wingと木属性文法に基づく生成系junを用いたウインドウ上のデバッガの生成前年度および上述の今年度の成果により,従来手書きで作成されていた言語処理系の各フェイズ属性文法という単一の枠組みで扱えること,また,現在では作成ステップが長大になると言われているウインドウ環境も属性文法を基とした簡潔な記述から生成できることが確かめられた.これまで作成したツール群は,研究の方向性を確認するには充分であるが,より実用規模のプログラミング言語やプログラミング環境に適用することが今後の課題である.
シンクロトロン放射光による薄膜の残留応力測定

平成14年度に行った研究内容および結果を以下にまとめる.(1)放射光を用いた実験:高エネルギー加速器研究機構の放射光実験施設ビームライン3Aに,試作した装置を持ち込み,キャリブレーションを行った.すなわち,アルミニウムの曲げ試験片に曲げ負荷を与え,負荷応力と試作装置による応力測定値とを比較することで装置の応力検定を行い,装置の調整を行った.(2)スパッタ薄膜の残留応力測定:スパッタにより作製したアルミニウム薄膜の残留応力を,試作した装置で測定した.種々の測定条件(ビームラインのミラー系の条件,ビーム照射角度など)で測定し,測定精度を検討した.回折線はアルミニウムの311回折を使用した.基板ごと薄膜に曲げ負荷を与え,たわみ理論から計算した薄膜内の応力変化と,試作装置により測定した応力値との比較を行い,実用上十分な精度でアルミニウム薄膜の残留応力が測定できることを示した.(3)アルミニウム薄膜のX線的弾性定数測定:上記(2)で行った薄膜の曲げ負荷試験の結果から,アルミニウム薄膜の311面におけるX線的弾性定数を求めた.その結果,アルミニウム単結晶のコンプライアンスから理論的に計算される値よりも高い値となった.アルミニウム薄膜の機械的弾性定数が,バルク材の値よりも高いことが,この原因と推察された.薄膜の機能・強度には,基板と薄膜との熱膨張係数差などに起因して発生する残留応力を把握することが重要である.残留応力が薄膜の残留応力測定法としては,X線回折により結晶格子ひずみを測定して応力を求める,X線応力測定法が広く用いられている.しかし,従来のX線応力測定法(sin^2ψ法)では,X線侵入深さ内(多くの場合は薄膜内)の平均的応力を求めることしか出来ない.薄膜の形成メカニズム,残留応力発生メカニズムを検討するためには,薄膜内部の詳細な残留応力状態,特に,基板との界面近傍の応力を把握することが重要である.本研究では,シンクロトロン放射光の特徴を活用して,複数の波長を用い,また高ψ角(ψ:試料面法線と回折面法線とがなす角)まで測定することで,X線浸入深さの波長依存性とψ依存性の両方を利用して,精度良く残留応力の深さ方向分布を評価する方法(複数波長法Multi Wavelength Method)を提案した.具体的には,複数の波長,すなわち異なる侵入深さのX線を用いて,複数2θ-sin^2ψ関係(2θ:回折角)を測定し,それら全ての2θ-sin^2ψ線図に適合する応力分布を,最適化手法によって求める方法である.提案した複数波長法を,ショットピーニング面に適用した結果,残留応力の深さ方向分布が二次曲線的になっていることが推察された.また,残留応力分布を直線と仮定して求めた残留応力の最表面における値が,危険側となる場合があることが示された.平成14年度には,本手法の検証実験を行い,また,薄膜に適用し,薄膜の形成メカニズム,残留応力発生メカニズムを検討する予定である.平成14年度に行った研究内容および結果を以下にまとめる.(1)放射光を用いた実験:高エネルギー加速器研究機構の放射光実験施設ビームライン3Aに,試作した装置を持ち込み,キャリブレーションを行った.すなわち,アルミニウムの曲げ試験片に曲げ負荷を与え,負荷応力と試作装置による応力測定値とを比較することで装置の応力検定を行い,装置の調整を行った.(2)スパッタ薄膜の残留応力測定:スパッタにより作製したアルミニウム薄膜の残留応力を,試作した装置で測定した.種々の測定条件(ビームラインのミラー系の条件,ビーム照射角度など)で測定し,測定精度を検討した.回折線はアルミニウムの311回折を使用した.基板ごと薄膜に曲げ負荷を与え,たわみ理論から計算した薄膜内の応力変化と,試作装置により測定した応力値との比較を行い,実用上十分な精度でアルミニウム薄膜の残留応力が測定できることを示した.(3)アルミニウム薄膜のX線的弾性定数測定:上記(2)で行った薄膜の曲げ負荷試験の結果から,アルミニウム薄膜の311面におけるX線的弾性定数を求めた.その結果,アルミニウム単結晶のコンプライアンスから理論的に計算される値よりも高い値となった.アルミニウム薄膜の機械的弾性定数が,バルク材の値よりも高いことが,この原因と推察された.
放射線照射による脳機能障害の発生機序と防御機構の解明

放射線によるヌクレオチドの修飾がその生物影響にどのような役割を果たしているかは不明な点が多い。我々は、遊離ヌクレオシド、DNA、RNAへのX線照射により生成される様々な修飾ヌクレオシドをHPLC-PDAおよびLC-MS/MSシステムを用いて、包括的な定量解析を行い、一部の修飾ヌクレオシドは細胞へのX線照射によりヌクレオチドプール内で生成されることを見出した。X線照射によって様々な修飾ヌクレオシドが線量依存的に生成され、遊離ヌクレオシドはDNAやRNAと比べてX線による修飾を受けやすいことが明らかになった。さらに、マウス頭部へのX線照射は短期記憶の形成に影響を与えることを認めた。昨年度の計画に基づき、ラジカルにより発生した損傷ヌクレオシドと脳機能障害発生のメカニズムを総合的に明らかにするためにトリプルトランスジェニック(3xTg)アルツハイマー病モデルマウスを用いて大脳皮質および海馬核DNA中の8-oxo-dGuo、8-oxo-dAdoの定量をLC-MS/MS法を用いて行った。その結果、加齢に伴い8-oxo-dGuoの蓄積量は上昇するがnon-Tgマウスと3xTgホモマウスの間で有意な差はないことが明らかになった。8-oxo-dAdoに関しては検出限界以下であったため定量はできなかった。また、プリンヌクレオシドへのUV照射の影響を明らかにするためにUV-A,B,Cの照射をアデノシンおよびグアノシンに対して行ったところ、X線照射の結果と同様にアデノシンの酸化修飾体である8-oxo-Adoの生成量が顕著に上昇し、その量はUV-C,UV-B,UV-Aの順で多かった。また2-OH-AdoのUVによる生成も確認できたが、その量は8-oxo-Adoに対してUV-Aで約1/100, UV-Bで約1/150, UV-Cで約1/60とかなり少なかった(200 kJ/m2照射の場合)。グアノシンの場合には8-oxo-Guoの生成はUV-C, UV-B, UV-Aの順で多くなることが確認できたが、全体的な生成量は非常に少ないということが分かった。X線照射によって生成する様々な損傷ヌクレオシドを同定するためにマトリックス支援レーザー脱イオン化法を用いた飛行時間型質量分析法(MALDI-TOF MS)を用いることにし、分析の最適条件の確立を行った。ヌクレオシドの分析にはマトリックスとしてα-シアノ-4-ヒドロキシケイ皮酸(CHCA)を用いてThin-layer法による分析を行うことが最適であるということが確認できた。プリンヌクレオシドやDNAへのX線照射によって生成される修飾ヌクレオシドに着目し、HPLC-PDAおよびLC-MS/MS法を用いて同定・定量するとともに、X線の線量依存性やヌクレオシド溶液の濃度効果について解析を行った。また、マウスへの頭部放射線照射の影響を明らかにするために記憶・学習行動解析実験を行った。Adenosine(Ado), Deoxyadenosine(dAdo), Guanosine(Guo), Deoxyguanosine(dGuo)水溶液にX線を照射し、(d)Adoから8-oxo-(d)Ado, 2-OH-(d)Ado, (d)Inoが、(d)Guoから8-oxo-(d)Guoが生成されることを明らかにした。X線によるこれらの修飾ヌクレオシドの生成には線量依存の効果が極めて高く、(d)Adoの照射では8-oxo-(d)Adoが最も生成されやすいということが判った。さらに、HPLC-PDAを用いた解析から、X線照射によって上記の修飾ヌクレオシドの他にも複数の塩基修飾体やリボース修飾体、デオキシリボース修飾体が生成されることを明らかにした。精製DNAへのX線照射により8-oxo-dGuo, 8-oxo-dAdo量が顕著に上昇したが、その生成量はヌクレオシドへの照射時と比較するとそれぞれ1/25, 1/100であった。以上のことから遊離のヌクレオシドはDNA中に存在するこれらのヌクレオシドよりもX線による損傷を受けやすいことが明らかとなり、DNA, RNAへの遊離ヌクレオチドの供給源であるヌクレオチドプールが放射線障害のターゲットである可能性を示すことが出来た。さらにnucleotide-triphosphatase, 8-oxo-guanine DNA glycosylase欠損マウスにおいて頭部放射線照射4週間後の短期記憶が減少する事を明らかにした。X線照射の生物学的影響について、修飾ヌクレオシドの生成とヌクレオチドプールの恒常性の破綻という点に着目して研究を行った。X線照射後の修飾ヌクレオシドの生成とその特徴については未解明な点が多い。生体内の除去修復システムを利用した生体防御についての知見を得るために本研究は重要である。HPLCにより分取、精製したアデノシン(Ado),デオキシリボアデノシン(dAdo),グアノシン(Guo),デオキシリボグアノシン(dGuo)にX線を照射し、生成する修飾ヌクレオシドの定量的解析をHPLC-MS/MSにより行った。その結果、8oxo-(d)Ado, 2OH-(d)Ado, (d)Inoの順で修飾ヌクレオシドが生成した。8oxo-(d)Adoの収量は100 uMの水溶液, 100 Gy照射時に1%であった。硫酸銅水溶液およびアスコルビン酸存在下において過酸化水素に

(d)Adoを暴露した場合の収量は0.3 %程度であったので、化学的な処理よりもX線照射によってより多くの8oxo-(d)Adoが生成するということが明らかになった。X線照射の生物学的影響について、修飾ヌクレオシドの生成とヌクレオチドプールの恒常性破綻という点に着目して研究を行った。X線照射後の修飾ヌクレオシドの生成とその特徴については未解明な点が多い。生体内の除去修復システムを利用した生体防御についての基本的な知見を得るために本研究は重要である。プリンヌクレオシドであるアデノシン(Ado)、デオキシアデノシン(dAdo)、グアノシン(Guo)、デオキシグアノシン(dGuo)からX線照射によって様々な修飾体が生成した。これらの修飾ヌクレオシドの生成はラジカルスカベンジャー処理群では抑えられるということ、希釈効果についても確認できたことから、水分子から生じたラジカルによって間接的に生成されたということがわかった。修飾ヌクレオシドのひとつである8-oxo-(d)Guoは一旦生成されたあと、さらにX線によって破壊されていた。8-oxo-(d)Adoは化学的処理よりもX線照射によってより多くの量が生成されたことから、X線に特徴的な変化であると考えられる。しかし、RNAやDNA中に存在するヌクレオシドの場合にはフリーの状態であるヌクレオシドに比べて水分子から生じたラジカルによる攻撃がされにくくなり、修飾ヌクレオシドの生成量がヌクレオシド溶液の場合と比較して大幅に減少した。X線照射したヒト神経芽細胞から抽出したヌクレオチドプール中においても8-oxo-dGuo、8-oxo-dAdoなどの修飾ヌクレオシドのX線照射による生成を明らかにすることができた。放射線によるヌクレオチドの修飾がその生物影響にどのような役割を果たしているかは不明な点が多い。我々は、遊離ヌクレオシド、DNA、RNAへのX線照射により生成される様々な修飾ヌクレオシドをHPLC-PDAおよびLC-MS/MSシステムを用いて、包括的な定量解析を行い、一部の修飾ヌクレオシドは細胞へのX線照射によりヌクレオチドプール内で生成されることを見出した。X線照射によって様々な修飾ヌクレオシドが線量依存的に生成され、遊離ヌクレオシドはDNAやRNAと比べてX線による修飾を受けやすいことが明らかになった。さらに、マウス頭部へのX線照射は短期記憶の形成に影響を与えることを認めた。当初の予定では損傷ヌクレオチド修復関連遺伝子改変マウスを用いた研究を行う予定であったが、これらのマウスでは遺伝子改変によって行動へ与えられる影響が大きかった。無処理マウスにおいて遺伝子改変マウスと野生型マウスの間に特に不安様行動における差異があり、学習記憶行動においてもその要素が影響する可能性が高いと考えられた。そのため行動解析実験による放射線生物影響の解析の予定を変更し、ヌクレオシド水溶液および培養細胞へのX線照射によって生成する修飾ヌクレオシドの生成とその特徴について明らかにすることを重点的に行うこととした。本年度は培養細胞の準備や実験条件の検討を行ったために計画変更後の達成度はやや遅れるということになった。また、前年度より引き続き行っているMALDI-TOF MSを用いた未同定の修飾ヌクレオシドの解析については安定した結果を得るための分析条件を設定することが出来た。放射線影響