hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
共有による報酬の価値割引から見た社会的相互作用の実験的研究

本研究は,報酬の価値割引,特に他個体と共有する報酬の主観的価値が減衰する過程(社会割引)を実験的に明らかにすることを通して,個体間の社会的相互作用を分析し,新たな研究枠組みの構築を目指した.社会割引の過程を実験的に検討する目的で,他個体と共に餌を摂食する共有餌場と自己のみで摂食する独占餌場を両端に持つ実験装置を用いて,共有餌場の共有個体数を組織的に変化させ,共有個体数毎に共有する14個の餌ペレットと主観的に等価となる独占餌場の餌ペレット数(主観的等価点)を求めた.この結果,主観的等価点は,共有個体数の関数として減少し,社会割引の現象が確認された.また,社会割引の過程は,双曲線関数と指数関数により,記述できること,社会的順位の低い相手よりも高い相手と共有する報酬は,より大きく割引かれる傾向が認められた。さらに,選択率という測度から社会割引の過程を一般対応法則にもとついて分析すると,過大対応となり,共有個体数次元に関するハトの感度はかなり高いことが認められた.以上の事実を前提に,2個体問の社会的相互作用を,ゲーム理論にもとづく共有と独占の選択場面において検討した.ゲーム構造として「囚人のジレンマ」と「チキン」,相手の方略として「しっぺ返し」と「ランダム」,対戦相手として、「サクラ」と「コンピュータ」という3要因を検討したところ,チキンゲームの方が囚人のジレンマゲームより共有選択の割合が多くなること,対戦相手の方略がしっぺ返しの方が,ランダムより共有選択の割合が多くなることが明らかにされた.以上の結果は,これまであまり知られていない事実であり,本研究の新たな発見といえる.本研究は,報酬の価値割引,特に他個体と共有する報酬の主観的価値が減衰する過程(社会割引)を実験的に明らかにすることを通して,個体間の社会的相互作用を分析し,新たな研究枠組みの構築を目指した.社会割引の過程を実験的に検討する目的で,他個体と共に餌を摂食する共有餌場と自己のみで摂食する独占餌場を両端に持つ実験装置を用いて,共有餌場の共有個体数を組織的に変化させ,共有個体数毎に共有する14個の餌ペレットと主観的に等価となる独占餌場の餌ペレット数(主観的等価点)を求めた.この結果,主観的等価点は,共有個体数の関数として減少し,社会割引の現象が確認された.また,社会割引の過程は,双曲線関数と指数関数により,記述できること,社会的順位の低い相手よりも高い相手と共有する報酬は,より大きく割引かれる傾向が認められた。さらに,選択率という測度から社会割引の過程を一般対応法則にもとついて分析すると,過大対応となり,共有個体数次元に関するハトの感度はかなり高いことが認められた.以上の事実を前提に,2個体問の社会的相互作用を,ゲーム理論にもとづく共有と独占の選択場面において検討した.ゲーム構造として「囚人のジレンマ」と「チキン」,相手の方略として「しっぺ返し」と「ランダム」,対戦相手として、「サクラ」と「コンピュータ」という3要因を検討したところ,チキンゲームの方が囚人のジレンマゲームより共有選択の割合が多くなること,対戦相手の方略がしっぺ返しの方が,ランダムより共有選択の割合が多くなることが明らかにされた.以上の結果は,これまであまり知られていない事実であり,本研究の新たな発見といえる.本年度は,ハトを被験体として,他個体と餌場を共有することにより,その餌場の主観的価値が低下する社会割引の過程を調べた実験と,この社会割引の過程と社会的順位の関係を調べた実験を行った.まず,前者の実験では,八角型実験装置を用いて,自己だけで摂食できる独占餌場と,他個体と一緒に摂食する共有餌場を設けた.餌場を共有する個体数は,0,1,2,3,4,7個体の6条件とした.前試行の選択により,独占餌場の報酬量(1個20mgの餌ペレットの個数)が変化する調整量手続を用いて,共有する報酬量と主観的に等価となる独占餌場のペレットの個数(主観的等価点)を求めた.この結果,共有する他個体が増加すると,共有餌場の主観的価値は減少すること,この減少過程は,指数関数よりも双曲線関数により,うまく記述できることが示された.後者の実験では,最初に,一対比較法により,実験個体8個体を,2個体づつの組にして,八角型実験装置の共有餌場における餌の取り合いを指標とした勝敗(餌を摂食できた個体が勝ちとした)から,各個体の社会的順位を決定した.この結果,各個体を1次元尺度上に位置付けることができた.次に,このような社会的順位と共有による報酬の価値割引(社会割引)の関係を調べるために,共有する他個体を,実験個体よりも社会的順位の高い個体とした場合と,低い個体とした場合を,共有する他個体条件1個体と2個体の2条件について検討した.この結果,特に,社会的順位の高い他個体と共有する場合には,共有する報酬の価値が大きく割引かれることが示された.この結果は,個体間の社会的関係が,社会割引に影響することを示唆している.本年度は,ハトを被験体として,昨年度に確認した,他個体と餌場を共有することにより,その餌場の主観的価値が低下する社会割引の過程を前提に,共有個体数次元への感度を同時選択手続きにもとついて調べた実験(実験3)と,共有餌場と独占餌場からなる実験箱(八角型実験装置)を用い,ゲーム理論の枠組みから個体間の社会的相互作用を調べた実験(実験4)を行った.

まず,前者の実験では,片方の餌場には1個体が,他方の餌場には1個体から4個体までの4条件の個体を配置した条件の下,ハトの選択行動を調べたところ,ハトの選択行動は,共有個体数の増加ともに,1個体側の餌場への選好が増加することが認められた.この選好は,一般対応法則によりうまく記述することができ,共有個体数次元に対する高い感度が明らかとなった.実験4では,八角型実験装置を用いて,自己だけで摂食できる独占餌場と,他個体と一緒に摂食する共有餌場を設け,社会的相互作用の分析を試みた.ジレンマ事態として「囚人のジレンマ」と「チキン」ゲームを,方略として「ランダム」と「しっぺ返し」を用い,コンピュータと対戦する統制条件とともに,実験者の統制下にあるサクラ個体と対戦する実験群を設けた.現在,実験が進行中であり,結論的なことはいえないが,方略の効果よりもジレンマ事態の効果の方が大きいこと,ジレンマ事態の相違により選択が影響されること,サクラ個体との対戦は明らかにコンピュータ対戦とは異なることなどが示唆された.これらの結果は,本研究の手続きが社会的相互作用の分析に有効であることを示唆している.本年度は、ハトを被験体として、一昨年度に確認した社会割引の過程を前提に、共有個体数次元への感度を同時選択手続きにもとづいて調べた実験(実験5)と、共有餌場と独占餌場からなる実験箱(八角型実験装置)を用い、ゲーム理論の枠組みから個体間の社会的相互作用を調べた実験(実験6)を行った.まず、前者の実験では、片方の餌場には1個体が、他方の餌場には1個体から4個体までの4条件の個体を配置し、報酬量を餌ペレット7個と10個とした条件で、ハトの選択行動を調べたところ、昨年度の結果と同様にハトの選択行動は、一般対応法則によりうまく記述することができた.また、報酬量が多くなると、一般対応法則にもとづいて当てはめられた直線の傾きが緩やかになることが認められた.実験6では、八角型実験装置を用いて、自己だけで摂食できる独占餌場と、他個体と一緒に摂食する共有餌場を設け、社会的相互作用の分析を試みた.ジレンマ事態として「囚人のジレンマ」と「チキン」ゲームを、方略として「ランダム」と「しっぺ返し」を用い、コンピュータと対戦する統制条件とともに、実験者の統制下にあるサクラ個体と対戦する実験群を設けた.その結果、共有選択の割合は、これまでの実験と同様に、チキンゲームの方が囚人のジレンマゲームより多く、社会的順位の低い対戦相手の方が、社会的順の高い対戦相手より多いことが確認された.また、対戦相手の方略の効果については、共有選択の割合は、しっぺ返し方略の方が、ランダム方略より多いことが認められた.これらの結果は、本研究の手続きが社会的相互作用の分析に有効であることを示唆する.
口腔上皮幹細胞の機能維持におけるTbx1の関与

T-box型転写因子をコードするTBX1は、新生児4000人に1人に認められる22q11.2欠失症候群(DiGeorge/Velo-cardio-facial症候群)の疾患遺伝子である。同症候群では、胸腺形成不全、心血管奇形の他、顎顔面部において、両眼隔離、小顎症、低耳介、耳介変形、口蓋裂を認める。申請者らは、Tbx1遺伝子欠損マウスに口蓋裂を認め、口蓋粘膜上皮と下顎との病的癒着がおきること、上皮細胞の増殖や分化に異常があることを報告している。加えて、歯の数や表現型にも異常を認めた。また、顎顔面部の骨の表現型解析から、Tbx1が骨軟骨細胞の増殖や分化の調節に必須であることが分かった。マウス切歯形成端部では上皮幹細胞が維持されており、エナメル質形成に関与するエナメル芽細胞を供給する。T-box型転写因子をコードするTBX1は、22q11.2欠失症候群の疾患遺伝子の一つであり、マウス切歯形成端部上皮幹細胞や口蓋発生時の口蓋粘膜上皮に発現を認める。本研究では、Tbx1が口腔上皮幹細胞の機能維持に関わるという仮説のもと、切歯や口蓋粘膜の発生および再生におけるTbx1の関与を個体レベルで解明することを目的としている。まず、上皮幹細胞特異的にTbx1を欠失させたTbx1のLoss-of-function型遺伝子改変マウスの解析を行った。生後1日のTbx1のLoss-of-function型遺伝子改変マウスでは、組織学的にエナメル質の低形成が認められた。また、生後4週、3ヶ月、10ヶ月マウスのドライスカルを作製し、上下顎の切歯、臼歯の数・大きさ・形態を、実体顕微鏡にて観察したところ、3ヶ月までは差が見られなかったものの10ヶ月のTbx1のLoss-of-function型遺伝子改変マウスにおいて、上顎切歯の短小化が認められた。今後、7ヶ月および15ヶ月マウスについても観察をおこない、最適な時期を選んで組織学的検討を加える。一方、組織特異的にTbx1を強制発現させて表現型を観察するため、新規にTbx1のGain-of-function型遺伝子改変マウスの作製を行った。現在同マウスについて継代飼育中であり、今後、上皮幹細胞特異的にTbx1を強制発現させ、歯および口腔粘膜の表現型について観察する予定である。生後1日のTbx1ノックアウトマウスを組織学的に観察したところ、エナメル質の低形成が認められた。続いて、上皮幹細胞特異的にTbx1を欠失させたTbx1のLoss-of-function型遺伝子改変マウスを用いて、生後4週、3ヶ月、7ヶ月、10ヶ月、15ヶ月マウスの上下顎の切歯、臼歯の数・大きさ・形態を観察したところ、3ヶ月までは差が見られなかったもののTbx1の、10ヶ月Loss-of-function型遺伝子改変マウスにおいて、上顎切歯の短小傾向が認められた。今後、24ヶ月マウスまで観察をおこない、加齢依存的な差が認められるようになるかどうか検討する。同マウスを用いて上皮幹細胞特異的にTbx1を強制発現させ、歯および口腔粘膜の表現型について観察した。しかし、生後数ヶ月レベルでのマウスの歯において野生型と比較して顕著な差は認められなかった。本研究では、Tbx1が口腔上皮幹細胞の機能維持に関わるという仮説のもと、切歯や口蓋粘膜の発生および再生におけるTbx1の関与をTbx1コンディショナルノックアウトマウス、およびTbx1トランスジェンックマウスを用いて個体レベルで観察した。続いて、上皮幹細胞特異的にTbx1を欠失させたTbx1のLoss-of-function型遺伝子改変マウスを用いて、生後4週、3ヶ月、7ヶ月、10ヶ月、15ヶ月、24ヶ月マウスの上下顎の切歯、臼歯の数・大きさ・形態を観察したが、顕著な差は認められなかった。同マウスを用いて上皮幹細胞

特異的にTbx1を強制発現させ、歯および口腔粘膜の表現型について観察した。しかし、生後24ヶ月マウスまで野生型と比較したが、顕著な差は認められなかった。Tbx1ノックアウトマウスの口蓋に発現する遺伝子群について網羅的解析を行ったところ、野生型と異なるプロファイルを示したため、一部の結果についてはまとめて論文投稿中である。また、マウス口蓋裂についてinvited reviewとして出版した。T-box型転写因子をコードするTBX1は、新生児4000人に1人に認められる22q11.2欠失症候群(DiGeorge/Velo-cardio-facial症候群)の疾患遺伝子である。同症候群では、胸腺形成不全、心血管奇形の他、顎顔面部において、両眼隔離、小顎症、低耳介、耳介変形、口蓋裂を認める。申請者らは、Tbx1遺伝子欠損マウスに口蓋裂を認め、口蓋粘膜上皮と下顎との病的癒着がおきること、上皮細胞の増殖や分化に異常があることを報告している。加えて、歯の数や表現型にも異常を認めた。また、顎顔面部の骨の表現型解析から、Tbx1が骨軟骨細胞の増殖や分化の調節に必須であることが分かった。当初の計画通り、Tbx1を上皮特異的に欠失させた遺伝子改変マウス(Loss-of-function型)の解析および上皮特異的に強制発現させた遺伝子改変マウス(Gain-of-function型)の歯を解析した。しかし、若いマウスの歯において野生型と比較して遺伝子改変マウスに顕著な差が認められなかった。そのため、両系統のマウス共に当初の予定より飼育期間をのばし、加齢依存的な差が認められるようになるかどうか検討する。医歯薬学Tbx1を上皮特異的に欠失させた遺伝子改変マウス(Loss-of-function型)の解析および上皮特異的に強制発現させた遺伝子改変マウス(Gain-of-function型)を用いて、野生型と比較して加齢依存的な差が認められるかどうか検討する。顕著な差異が認められた場合、遺伝子発現解析の検討を行う予定である。Tbx1のLoss-of-function型遺伝子改変マウスの解析については、当初予定していた生後4週、3ヶ月の時点では、野生型と比較して遺伝子改変マウスに顕著な差が認められなかった。そのため、飼育期間をのばして検討中であるため当初の予定より時間を要している。実験計画A.Tbx1のLoss-of-function型遺伝子改変マウス、およびB.Tbx1のGain-of-function型遺伝子改変マウスの解析において、当初の計画では生後4週、3ヶ月マウスの歯の表現型の観察後、実験を進める予定であった。しかし、両遺伝子改変マウスともに表現型の差が予想以上に小さかった。現在のところ、1歳3ヶ月まで観察した。マウスの寿命に近い2歳を実験に利用したい。Tbx1のLoss-of-function型遺伝子改変マウスの解析については、今後、7ヶ月および15ヶ月マウスについても観察をおこない、最適な時期を選んで組織学的検討を加える。Tbx1のGain-of-function型遺伝子改変マウスの解析については、上皮幹細胞特異的にTbx1を強制発現させ、歯および口腔粘膜の表現型について観察する予定である。他の組織特異的にもTbx1を強制発現させた場合についても観察し、コントロールとする予定である。顕著な表現型が得られた場合、同部位の網羅的遺伝子解析を行う。
ゲノム編集技術と一細胞RNA-seq解析を融合した機能的エンハンサー探索法の開発

個体発生や細胞の運命決定において、マスター転写因子群が中心的な役割を果たす。これらの蛋白質は、エンハンサーと呼ばれるゲノム上の特定の転写制御領域に結合することで、標的遺伝子の発現を制御し生物学的機能を発揮する。次世代シーケンサーを用いたクロマチン免疫沈降ーシークエンス(ChIP-seq)法の発展により、マスター転写因子群の結合部位がゲノムスケールで明らかになってきた。しかしながら、数千領域にも及ぶ膨大な数の結合領域の中で、機能的に重要なエンハンサー領域を明らかにする手法はほとんど開発されておらず、その機能解析は未だ困難を極めている。そこで本研究では、ゲノム編集技術、分子バーコードおよび一細胞RNA-seq解析技術を融合することで、転写制御領域の機能を一細胞単位で解析する新しい研究手法の確立を目指した。研究代表者がこれまで取り組んできた骨発生におけるマスター転写因子群による骨形成転写ネットワークをモデルに、一細胞エンハンサースクリーニング法を開発し、機能的な骨形成転写ネットワークの構築を目指した。本年度はまず骨形成を担う骨芽細胞において、マスター転写因子群のゲノム結合部位データ、エピゲノムデータ、転写産物データおよび脊椎動物ゲノム配列保存情報を統合することで、骨発生において特異的にはたらくエンハンサー候補を選定した。公共データーベースおよび、研究代表者が別プロジェクトで取得した骨発生マスター転写因子群のChIP-seqでーたをもとに、有望なエンハンサー候補を100領域選定した。現在、これらの候補領域に対してガイドRNAを設計し、CRISPR/Cas9システムを用いたエンハンサー欠損実験を予定している。すでにバイオインフォマティクスを用いたエンハンサー候補領域を得ており、その一部に関してはガイドRNAの設計まで終了しているため本年度はまず、各エンハンサー候補領域を標的とするガイドRNAウイルスライブラリーを作製する。本研究では、一種類のウイルスベクターから2種類のガイドRNA・薬剤耐性遺伝子・蛍光蛋白質・分子バーコードが同時に発現するコンストラクトを構築する。2種類のガイドRNAを一つのセットとして、一つのエンハンサー候補領域を挟み込み、欠損するように設計する。このような1ベクターあたり2種類のガイドRNAを用いたゲノム欠損法は、その欠損効率が低い可能性がある。そのため、もし基礎検討の結果、効率が低いことが明らかになった場合は、1ベクターあたり1種類のガイドRNAを有するベクターを使用した実験に切り替える。ベクター構築後、これらを統合し293T細胞に遺伝子導入し、レンチウイルスライブラリーを作製する。Cas9を恒常的に発現する骨芽細胞を作製し、本ライブラリーを感染させる。これにより、細胞内に発現する分子バーコード配列を読むことで、ガイドRNAセットの情報と、欠損したエンハンサー領域の情報の対応付けが可能となると考えられる。また感染させるウィルス力価を調整することで、異なる組み合わせの様々なガイドRNAを発現させることが可能になるため、異なる組み合わせのエンハンサー領域が欠損した細胞群が得られると考えられる。

また感染させるウィルス力価を調整することで、異なる組み合わせの様々なガイドRNAを発現させることが可能になるため、異なる組み合わせのエンハンサー領域が欠損した細胞群が得られると考えられる。当初予定していた実験の一部を、公共データーベースに既に登録されているデータで代用可能であることが分かったため、今年度の使用額が減少した。一方、現在予定している実験系では、実験遂行の効率性が低い可能性が出てきたため、別の系を使用した実験の検証の必要性が生じた。そのため、昨年度未使用の予算を本検証に回す予定である。
砂防ソリューション提案機能を実装した汎用土石流シミュレータ開発

これまで経験的に決定されてきた砂防堰堤の種類・形状・設置位置について、土石流数値シミュレーションを実施して、結果に基づいて最適解を探査する手法を開発してきた。この手法では、計算や砂防の専門家でなくても取扱いの出来るようになっており、砂防分野の技術開発におけるブレークスルーともいえるものである。本年度は、近年土石流対策として整備が進められてきている透過型砂防堰堤について、その形状・設置位置の最適解を探査する手法を提案した。透過型砂防堰堤の形状としては、構造物の上にいくほど鋼管間隔の狭い構造を持つものが、より土砂制御効果が大きい。鋼管間隔ズは、閉塞を期待する大粒径のサイズと同じである場合がより効果的であるが、大粒径の1.5倍程度とした場合でも、高い土砂濃度を維持して堰堤直上まで土石流が流下する場合には十分効果が示される。初期河床材料の有無は、透過型砂防堰堤の効果にも影響する。初期河床材料が存在しない、例えば床止めの設置やアーマーコートが形成されて渓床からの土砂移動が起こらない場合には、渓床勾配が比較的緩く堰堤を設置した際に大きな貯砂量を見込める位置に設置すると、下流への土砂流出・河床変動が防がれる。しかし、渓床からの土砂移動が起こりやすい場合には、上流に堰堤を設置しても、堰堤下流での再侵食が起こるために下流の保全対象領域への土砂抑制効果が十分でない。また、砂防分野で新しい技術として提案・開発が始まりつつある、不透過型と透過型の砂防堰堤の両方の利点を併せ持ち、平時は水を通過させるが大出水時には土砂流出を抑制する効果が期待される「シャッター付砂防堰堤」についても、その運用手法についての検討を行い、その合理性を示した。更には、既存の災害事例や砂防構造物の設置事例についての数値シミュレーションを実施することによって、手法の妥当性の検証や構造物の機能評価を併せて行った。従来、適切な砂防構造物の種類・数・サイズ・設置位置等の最適解(以下、砂防ソリューションと呼ぶ)探求業務は、計算技能を有するコンサルタント等一部の専門家の独占状態であり、その妥当性を確認・検証する術が無かった。本年度は、不透過過型の砂防堰堤一基を設置する場合を対象とした最適砂防ソリューションについて検討し、申請者がこれまでに開発した汎用土石流シミュレーションシステムに、簡易的な最適砂防ソリューション提案システムを搭載した。まず、土石流災害や砂防構造物設置地域に関する情報を収集・分析し、災害事例や仮想領域を対象として被害指標の設定や、実災害事例や仮想的な地形上において砂防堰堤を設置して、設置位置と高さに着目した被害軽減効果を考察した。対象地点の直上領域に堰堤を設置するのが安全であること、急勾配地や対象地点から離れた位置に砂防堰堤を設置した場合には効果がほとんど得られないこと、同じ地形条件であっても初期河床材料の有無や供給する土石流によって最適解は変わることが明らかとなった。計算結果から、被害基準指標には下流端における最大堆積土砂量が有効と推察された。他にもピーク流量、並びにピーク到達時刻の項目を被害指標とした際、それぞれの項目についての最適解を、ユーザーが設定した対象地点について導出・提案する簡易的な砂防ソリューション提案システムを開発した。地形条件や供給される土石流の規模、被害軽減の対象となる地点、設置する砂防堰堤の種類・高さ・設置範囲について、画面に表示される手順に従うことで、直観的かつ対話的に行えるようUIを実装した。計算結果についても初期状態、安全側の解、危険側である解、施設無しの解をビジュアルに表示することでユーザー側に直観的に理解されるシステムとした。
極限環境に適応したカワゴケソウ科の形態多様化に関する遺伝学的解析

生物進化の仮説によれば、選択圧がないか弱い環境では形態が中立進化する。そのような事例が、競争者がいない特異な環境に適応したカワゴケソウ科植物に存在する可能性がある。本研究では、網羅的な遺伝子の進化学的解析から、同義置換速度が上昇し、突然変異率が上昇したこと、および非同義置換が著しく蓄積しており、負の選択圧が緩和したことが示唆された。カワゴロモ属群の中に、単子葉化した種が4種あり、単子葉化が複数回起こり、その1種で胚期で細胞分裂が変更したことが観察された。カワゴケソウ科の中立的(非適応的)と思われる形態の多様化を検証するために、国内外で野外調査し、資料を採集した。これまでに集めた資料も用い、以下の解析を進めた。1.本科の形態多様化に関わったと推定される遺伝子群を網羅的に探索するため、RNA-seq.解析により取得した遺伝子配列を用い、分子進化学的解析を行なった。その結果、Zeylanidium lichenoidesにおいて、相対進化速度が上昇していることがわかった。同義置換率が高い遺伝子が多く検出されたことから、突然変異率自体が上昇した可能性が考えられる。2.子葉枚数の中立進化を検証するため、胚・実生の観察を行なった。その結果、Hydrodiscus koyamaeとカワゴロモ属のHydrobryum austrolaoticum他3種で子葉が1枚しか作られないことを確認した。これから、カワゴロモ群において少なくとも5回、子葉の枚数が変化したと推定され、本科を含む真正双子葉植物で保存的な子葉枚数の中立的変化が起きた可能性を示唆された。現在、子葉枚数に関与する候補遺伝子を解析する準備を行っている。3.本科の特異な形態形成と多様化は、植物ホルモンの極性形成の変更による多面的な影響によって説明できる可能性がある。そこで、カワゴロモの胚嚢発生(とくに極性形成)に関わる遺伝子群の発現解析を行った。そのために、カワゴロモの若い花をin situ hybridization用に固定し、胚嚢で発現する遺伝子の探索を開始した。4.Hypericum perforatum、Terniopsis brevis、カワゴロモからそれぞれ4、2、7ライブラリーを作成し124.5、115.6、131.9M対リードより10万個近い、約5.5万個、34万個近いコンティグを得た。1.カワゴケソウ科の主な分類群を網羅するように3亜科7種と姉妹科のセイヨウオトギリから遺伝子配列をRNA-Seq解析により取得した。相同関係にあると推定された881遺伝子配列について解析を行なった結果、派生的な分類群の多くの遺伝子で塩基置換速度の上昇と非同義置換の蓄積が確認された。このことから、科内において突然変異率が上昇したこと、また負の選択圧の緩和により非同義置換速度の上昇により、新たな遺伝子進化が促進され、本科の多様化の基盤となった可能性が示唆された。2.4属4種について発芽後の日数の異なる芽生えから抽出したRNAにより合計9個のRNA-seqライブラリーを調整しHiSEQによるシーケンシングを行った。RNA-seqのデータはTrinityによりアセンブルし、100アミノ酸残基以上をコードしていると推定される独立な配列数を評価した。他の3種のサンプルについて再度配列解読を行い、データを加えて再度アセンブリーを行った。結果、いずれの種においても3万程度の独立な配列が得られ、その後の解析に進めることができるようになった。1.形態の中立的進化がうかがえる種類をさらに探査するために、インド東北部、カンボジア、ラオス、タイ、香港で野外調査し,資料標本を採集した。これまでに集めた資料も用い,以下の解析を進めた。ラオスで採集した一種類は、既知の種類と形態が大きく異なっていた。系統解析の結果、この種類は、系統的に既知のどの属にも帰属せず、形態的にも近縁属とは大きく隔たっていた。その軸状の器官は同質の枝を内生発生し、先端には根冠のような覆い構造はなかった。この器官が基本器官とどのような相同性を示すかを調べている。2.もう1種は、根が円柱状をしたカワゴロモ属の一種に対して姉妹群でありながら、他種と同様に根が葉状であり、葉状からリボン状への跳躍進化が起こったことが窺われる。一方、Zeylanidium属では反対にリボン状から葉状への根の進化が複数回起こったことが示唆された。このような双方向の形態進化は環境淘汰によりもたらされたとは解釈しにくい。3.アジアのいくつかの種群に側系統種があることがわかり、母種の1集団で、種差に匹敵するほどの変異が生じて種分化が起こったことが示唆された。4.カワゴケソウ科の多様化の遺伝的基盤を探るため、3亜科7種の遺伝子配列をRNA-Seq解析により調べた。その結果、1807遺伝子が解析でき、カワゴケソウ亜科の多くの遺伝子で塩基置換速度の上昇と非同義置換の蓄積が確認された。このことから,科内において突然変異率が上昇し、さらに負の選択圧の緩和により非同義置換速度が上がり、遺伝的変異の供給増大が起き、形態進化や種分化に貢献した可能性が示唆された。

本研究では、網羅的な遺伝子の進化学的解析から、同義置換速度が上昇し、突然変異率が上昇したこと、および非同義置換が著しく蓄積しており、負の選択圧が緩和したことが示唆された。カワゴロモ属群の中に、単子葉化した種が4種あり、単子葉化が複数回起こり、その1種で胚期で細胞分裂が変更したことが観察された。インド人研究者と連絡を取り合って、現地で調査した結果、おおむね期待通りの種を採集できたが、Indotristicha tirunelvelianaは採集できず、今後の調査を準備しつつある。多様化の遺伝的基盤の解明に向け、現在までに必要な分類群からの遺伝子配列データを取得し終えた。また、881遺伝子を用いた予備的解析から、多様化に寄与したと考えられる分子進化速度の上昇を検出することができた。いくつかの種子を発芽させ、幼植物体から器官別にRNA抽出を試みるとともに、単子葉性の種の胚発生と、双子葉のカワゴロモの胚発生を比較して、興味深い知見が得られた。27年度が最終年度であるため、記入しない。植物分類学分子進化学的解析に不足していた配列データを取得済みである。今後、得られた2000弱の遺伝子配列データを用いて、分子進化速度上昇の解析を行うとともに、個々の遺伝子の機能と進化速度との関係に着目した解析を行う予定である。来年度は最終年度に当たるので、補完的調査・実験を行い、成果をまとめて発表する。採集したかった種属のうちカワゴケソウ、カワゴロモ、Dalzellia zeylanica、Indodalzellia gracilis、Indotristicha ramosissima、Zeylanidium lichenoidesなどを採集できたが、形態進化を解析する調べるうえで重要なIndotristicha tirunelvelianaなどは採集できなかった。分子進化学的解析はゲノムワイドな遺伝子配列が得られ、分子進化速度の比較ができつつある。12月中旬に開花した花をISH用に固定し、遺伝子単離実験をスタートさせたが、結果が得られるのはこれからである。胚・子葉で子葉の枚数を観察することにより、平行進化が確認され、子葉枚数の変化にかかわる遺伝子発現解析は準備が整った。器官構成、機能移管の解析のために必要な種子を入手した。解析の一部が予定以上に進んだため、経費が節約できた。標本資料の入手、解析実験は前年度の結果を踏まえて継続してするめる。未採集の種類については海外研究協力者の協力を得て、入手につとめる。カワゴロモの胚嚢形成過程の観察を進め,今年度に調整したRNAから胚嚢で発現する遺伝子の単離を進める。また,単離した遺伝子のISHによる発現解析を行う。網羅的遺伝子配列の分子進化学的解析、器官の構成変更と根やシュートの別器官への機能移管については、計画通りに研究する。また、本科の特異な形態形成と多様化は、植物ホルモンの極性形成の変更による多面的な影響によって一括して説明できる可能性があるため、特に胚嚢の極性形成を担う植物ホルモン制御因子の発現解析を追加する。カワゴロモ群で単子葉性が生じた発生プログラムの変更点を明らかにし、単子葉化の機構を推定し、中立化の程度を評価する。平成27年度分とあわせて実験用物品を購入するために使用する予定。
新規血管新生抑制因子の分離とこれを用いたがん転移阻止の試み

血管新生なしにはがんは増殖しえず転移巣も形成されない。したがって、血管新生制御のしくみを解き明かすことは制がん上の重要命題である。本研究の目的は、2種の新しいアプローチにより血管新生を制御する新しい因子の分離を試みることである。一つは′′Antisense Display法′′による内皮細胞増殖関連遺伝子のスクリーニングで、もう一つは心臓が産生する血管新生抑制因子の分離である。(1)10merアンチセンスレパートリーをサブグループに分け、ヒト微小血管内皮細胞の増殖を指標にスクリーニングを行い、最終的に内皮細胞増殖を抑制する単一のアンチセンス分子種を同定した。(2)同定されたアンチセンス配列に対応するセンスプライマーとアンカー型オリゴ(dT)プライマーを用い内皮細胞ポリA^+RNAを鋳型にRT-PCR法を行い候補cDNAを3種分離した。DNA配列データベースでの相同性検索の結果、前者はミトコンドリアNADH-ubiquinone oxidoreductase chain3をコードするcDNAであることが判明した。また、後2者は新規遺伝子で、clone30は酵母のMIC1 cDNAと相同性を示し、clone32はマウスのNck interacting kinase(NIK) cDNAと高い相同性を示した。(3)Clone 2、30、32の配列に特異的な16-18塩基のアンチセンスオリゴヌクレオチドおよび対照のセンスオリゴヌクレオチドをヒト微小血管内皮細胞の培養液に添加し、内皮細胞の増殖阻害を指標に機能検定を行った。その結果、clone2と30に相補的な長鎖アンチセンスがDNA合成を阻害した。Clone32に対するアンチセンスは、センスオリゴヌクレオチドと同様内皮細胞DNA合成に影響を及ぼさなかった。2.新規血管新生抑制因子の分離・精製(1)ヒト微小血管内皮細胞の培養液にウシ心臓抽出物を添加すると、内皮細胞の増殖が阻害されることが見い出された。心臓抽出物を種々のカラムクロマトグラフィーで分画し、各画分の内皮細胞増殖阻害活性を測定した結果、いくつかの異なる画分が阻害活性を示した。(2)当該画分を、ヒト微小血管内皮細胞と平滑筋細胞の培養に添加したところ、少なくとも2種の画分が内皮細胞の増殖を特異的を阻害した。3.次年度以降の研究計画で血管新生制御による癌転移阻止の可能性を追求するためのモデルとして予定している胃癌および大腸癌同所移植転移マウスモデルで、原発巣と転移巣形成のtime courseを決定した。
メカニカル・アロイングによる磁性合金の固相アモルファス化とその磁気特性

1.遷移金属ー半金属系合金の固相アモルファス化高エネルギ-型振動ミルを用いて、6.5%SiーFeおよびFe_<75>Si_<10>B_<15>のメカニカル・アロイング(以下MAと略記)を試みたところ、X線的には比較的容易にアモルファス化するが、D.T.A.(熱分析)及び磁化の温度特性測定結果からは殆んどアモルファス化していないことが判明した。Fe_<80>B_<20>についても殆んど同じ結果しか得られなかった。これらの結果はSi,Bの活性に基くものと考え、予め合金化し、これにメカニカル、グラインディングを行ったが、アモルファス化は認められなかった。Co_<70>Fe_5Si_<15>B_<10>については、130hrMAによってX線回析及びD.T.A.結果からはほぼ完全にアルモファス化していると推定されたが、磁化の温度特性測定結果からは部分的なアモルファス化としか考えられなかった。この結果を理解するため、Co_<75>Si_<15>B_<10>についてMAを施したところ185hr後に部分的なアモルファス化が認められた。この結果からCo_<70>Fe_5Si_<15>B_<10>の固相アモルファス化にはCo_<75>Si_<15>B_<10>における固相アモルファス化が寄与していよう。2.遷移金属ー金属系合相の固相アモルファス化Co_<85>Zr_<15>はMA185hr後も部分的アモルファス化しか認められなかったが、これにNeを加えたCo_<81.5>Zr_5Nb_<13.5>については、MA185hr後D.T.A.結果からはアモルファス化は殆んど進んでいないと判断されたが、磁化の温度特性測定結果から殆んど完全にアモルファス化していることがが判明した。この固相アモルファス化粉末は優れた軟磁気特性を示すことも明かとなった。1.FeーB系合金の固相アモルファス化低エネルギ-のボ-ルミルを用い,高SiーFeおよびFeーSiーB系合金についてメカニカル・アロイング(以下MAと略記)処理を施した。6.5%SiーFeはX線的にもアモルファス化されないことが認められた。Fe_<75>Si_<10>B_<15>は900hr処理后X線的にはアモルファス化されているごとく觀測されたが,〓化の温度特性の実測結果からはアモルファス化されていないことが判明した。本年度設置した高エネルギ-MA装置を用い,SiおよびBの活性の影響を緩和すべく,FeーSi合金粉末とB粉末,さらにFeーSiーB系合金にメカニカル・グラインディングを行なった。Fe_<75>Si_<10>B_<15>は2000hr処理后も示差熱分析(D.T.A.)の結果アモルファス化されていないことが明かとなった。2.CoーB系合金の固相アモルファス化Co_<70>Fe_5Si_<15>B_<10>系について純元素の混合粉末に高エネルギ-MAを施した。

アモルファス化の確認されている液体超急冷Co_<70>Fe_5Si_<15>B_<10>薄帯を基準としてX線解析およびDTAによってアモルファス化の過程を調べた結果、130hrMAによってほぼアモルファス化されていると推定された。しかし、〓化の温度特性の実測結果からは部分的にしかアモルファス化されていないようであり、今后検討を要する。固相アモルファス化の過程を調ベるため顕微鏡観察を行なった。初期段階では粉末の凝集が起り、粒子は粗大化する。次の段階ではラメラ構造を形成し、扁平化、ついで粒子の微細化が始まり、原子レベルでの固相反応が進み、アモルファス化されるものと推定された。1.遷移金属ー半金属系合金の固相アモルファス化固相アモルファス化困難なFeCC75DDSiCC10DDBCC15DDのメカニカル・アロイング(以下MAと略記)の過程を解明すべく、FeCC80DDBCC20DDについて高エネルギ-型振動ミルで325hrMA処理を行ったが、アモルファス化が殆んど進行しないことが明かとなった。つづいて、CoCC70DDFeCC5DDSiCC15DDBCC10DDのMA過程を解明すべく、CoCC75DDSi15DDBCC10DDについて固相アモルファス化を試みた。その結果、185hrMA後、部分的にアモルファス化しているが、325hrMA後には却って一部結晶化することが認められた。2.遷移金属ー金属系合金の固相アモルファス化高エネルギ-型振動ミルを用いて以下のMAを検討した。CoCC85DDZyCC15DDについては、D.T.A(熱分析)結果からはMA25hr前後からアモルファス化が始まっていることが認められるが、185hrに至るもVSM(振動試料型〓力計)による〓化の温度特性測定結果からは部分的アモルファス化しか認められなかった。
老化を規定する分子基盤の解明とアンチエイジング創薬への応用

細胞老化シグナルネットワークの構築1.TAK1およびPKC-δの機能検定テロメラーゼ抑制因子として同定したTAK1およびPKC-δが細胞老化誘導能を有することを明らかにした。また両因子は、分裂老化および早期老化いずれの細胞老化プログラム誘導時においても必須の役割を担っていることが明らかとなった。以上の結果から、細胞老化プログラムのKey regulatorとしてTAK1およびPKC-δを同定することに成功した。2.細胞老化マーカータンパク質の探索分裂老化を向かえた細胞より膜タンパク質を単離し、分裂老化に伴って発現変化を示すタンパク質をTOF-MASS解析により同定した。その結果、細胞老化さらには加齢性疾患発症に関与すると予想されるタンパク質の同定に成功した。これらのタンパク質は加齢性疾患の治療および診断への応用が可能であると'考えられた。カロリー制限による延命の分子基盤の解明1.延命の分子基盤の解明動物培養細胞を用いて、延命の分子基盤解明のためのシステムの構築を行った。その結果、糖および血清抜き培地での16時間培養により、ヒト培養細胞において延命因子SIRT1の活性化が引き起こされることが明らかとなった。またこのSIRT1の活性化は、ポリフェノールであるレスベラトロールおよび転写因子Foxo3aによっても引き起こされることが明らかとなった。2.アンチエイジング食品の開発延命因子としてのサーチュインに着目し、その哺乳類ホモログであるSIRT1のプロモーター(SIRT1p)を取得した。SIRT1p-GFPコンストラクトを動物細胞に導入し、GFP蛍光によりSIRT1p活性を追跡可能な組換え動物細胞を樹立した。この動物細胞株を用い、SIRT1pを活性化しうる乳酸菌株の同定に成功した。1.細胞老化誘導因子の機能評価ヒトテロメラーゼ抑制因子として申請者らが同定したTGF-βactivated kinase 1(TAK1)およびProtein kinase C-δ(PKC-δ)の細胞老化誘導能を評価した。その結果、TAK1は細胞老化を誘導するばかりでなく、ヒト正常線維芽細胞(TIG-1)の分裂老化の局面において活性化されることが明らかとなった。さらに外来因子およびTAK1を活性化しうる炎症性サイトカインが、TAK1の活性化を通じてTIG-1に細胞老化を誘導しうることを明らかにした。以上の結果から、TAK1は細胞老化プログラムにおいて重要な機能を果たしているものと考えることができた。さらにPKC-δは分裂老化およびストレス誘導性細胞老化の局面において活性化されていることが明らかになるとともに、阻害剤およびsiRNAを用いた解析から、PKC-δが細胞老化表現型の誘導において必須な役割を担っていることが明らかとなった。以上の結果から、ヒトテロメラーゼ抑制因子として同定したTAK1およびPKC-δはともに細胞老化プログラムを規定する重要な因子であることが明らかとなり、アンチエイジング創薬のターゲット分子としての可能性が推察された。2カロリー制限による延命の分子基盤の解明カロリー制限に伴う延命に関わる因子として最近脚光を浴びているSIRT1に焦点を当て、カロリー制限とそれに伴うSIRT1の活性化・発現増強のメカニズム解明のためのin vitro解析システムの構築を行った。まずヒトSIRT1プロモーターを取得し、ルシフェラーゼ遺伝子の上流につないだベクターを構築し、SIRT1プロモーターの転写活性化機構解析のためのシステムを構築した。その結果、血清及びグルコースを除去した培地にて1日培養することで、SIRT1プロモーター活性が増強されることがあきらかとなり、in vitroにおいてSIRT1の転写活性化機構を解析するためのシステムとして利用可能であることが明らかとなった。

また両因子は、分裂老化および早期老化いずれの細胞老化プログラム誘導時においても必須の役割を担っていることが明らかとなった。以上の結果から、細胞老化プログラムのKey regulatorとしてTAK1およびPKC-δを同定することに成功した。2.細胞老化マーカータンパク質の探索分裂老化を向かえた細胞より膜タンパク質を単離し、分裂老化に伴って発現変化を示すタンパク質をTOF-MASS解析により同定した。その結果、細胞老化さらには加齢性疾患発症に関与すると予想されるタンパク質の同定に成功した。これらのタンパク質は加齢性疾患の治療および診断への応用が可能であると考えられた。カロリー制限による延命の分子基盤の解明1.延命の分子基盤の解明動物培養細胞を用いて、延命の分子基盤解明のためのシステムの構築を行った。その結果、糖および血清抜き培地での16時間培養により、ヒト培養細胞において延命因子SIRT1の活性化が引き起こされることが明らかとなった。またこのSIRT1の活性化は、ポリフェノールであるレスベラトロールおよび転写因子Foxo3aによっても引き起こされることが明らかとなった。2.アンチエイジング食品の開発延命因子としてのサーチュインに着目し、その哺乳類ホモログであるSIRT1のプロモーター(SIRT1p)を取得した。SIRT1p-GFPコンストラクトを動物細胞に導入し、GFP蛍光によりSIRT1p活性を追跡可能な組換え動物細胞を樹立した。この動物細胞株を用い、SIRT1pを活性化しうる乳酸菌株の同定に成功した。
HIV-1複製を負に制御する宿主因子の機能解析

HIV-1は後天性免疫不全症候群の原因ウイルスであり、その感染者数は日本を含めた世界中で増加し続けている。HIV-1の複製には、細胞内に存在する様々な宿主因子の関与が報告されており、宿主因子を標的とした治療薬の開発が期待されている。本研究ではHIV-1複製に異なる感受性を示すTリンパ球サブセットを用いて、ウイルス複製を亢進もしくは抑制する宿主因子の同定を行っている。健常者由来CD4^+CD38T細胞サブセットをIL-4刺激した後ウイルスの感染性を比較したところ、CD38^-に比べCD38^+サブセットにおいて高いウイルス複製が観察された。IL-4刺激したCD38^-サブセットで発現の高いものとして5個、IL-4刺激したCD38^+サブセットで発現の高いものとして15個の宿主遺伝子を同定した。5遺伝子はHIV-1複製に対し抑制的に、一方、15遺伝子はHIV-1複製に対し亢進的に働いている可能性が考えられた。CD38^-で発現の高かった遺伝子の1つRNF125について詳細に検討を行ったところ、強制発現系およびRNA干渉法を用いた検証により、RNF125がHIV-1複製に抑制的に機能することが明らかとなった。さらにこの抑制効果は、健常者ドナー由来のPBMC_Sにおいても観察された。RNFI25はE3ユビキチンリガーゼに共通のドメインであるRINGフィンガードメインをもち、このドメインに変異を導入したところ、HIV-1に対する抑制効果が見られなくなった。HIV-1複製の各段階について解析を行ったところ、RNF125は主にHIV-1の転写段階で抑制的に機能していることが明らかとなった。これらの結果により、HIV-1の転写を制御している宿主因子をRNF125が標的とし、ユビキチン・プロテアソーム系にリクルートしていることが考えられた。HIV-1の増殖には、細胞内に存在する複数の宿主因子が関与することが報告されている。これまでの研究により、IL-4刺激した健常者由来CD4^+ CD38T細胞サブセットを用いてウイルスの感染性を比較したところ、CD38^-に比べCD38^+サブセットにおいて高いウイルス複製が観察された。そして、細胞表面におけるreceptorおよびco-receptorの発現レベルには、両サブセット間で顕著な違いは見られず、ウイルスの吸着、侵入過程には差が無いことを示していた。そこで、本研究では、CD4^+ CD38T細胞サブセットを用いて、HIV-1複製に影響を与えうる細胞宿主因子の同定とその機能解析を行った。IL-4刺激したCD38^+に比べIL-4刺激したCD38^-サブセットで発現の高いものとして5つの宿主遺伝子を同定した。CD38^-サブセットは、HIV-1に対して低感受性を示すため、これらの5遺伝子はHIV-1複製に抑制的に働いている可能性が考えられた。そのうちの1つRNF125について詳細に検討を行った。強制発現系およびRNA干渉法を用いた検証により、RNF125がHIV-1複製に抑制的に機能することが明らかとなった。さらにこの抑制効果は、健常者ドナー由来のPBMCsにおいても観察された。RNF125はE3ユビキチンリガーゼに共通のドメインであるRINGフィンガードメインをもち、このドメインに変異を導入したところ、HIV-1に対する抑制効果が見られなくなった。ノーザンブロット法およびレポーターアッセイ法でもその抑制効果が見られたことから、RNF125はHIV-1の転写段階で抑制的に機能していることが考えられた。
バイオエナジェティックスの総括的研究

生体内で行われているエネルギーの授受と転換は、生命活動の根底をなすものである。バイオエナジェティックスはこの基礎生体反応の過程と共役する多くの事象を対象とし、生物学の全分野に根をおろした基礎学問領域である。本研究では「重点領域研究・バイオエナジェティックス」の全体を統括し、個別および班研究の推進、研究者間の有機的連携周辺分野との交流、新分野の開拓等を通して重点領域研究の効果的推展を計ってきた。本年度に得られた実績は以下のように要約される。(1)学会報告、原著論文等を通じ、各研究班の班員および公募研究者の研究の進捗状況を把握し、適切な批判をするとともに今後の研究に対する有効な助言を行った。(2)昨年度に続き各研究者の持つ特徴ある装置、技術および材料を調査し助言を与え、共同研究への足がかりを作った。その結果、本年度も材料と技術さらに発想を異にする研究者の間で複数の共同研究体制が発足した。(3)運営委員を中心として、エネルギーの授受と転換に欠損を持つ疾病を調査し、ATP合成酵素、呼吸酵素系に関する疾病の研究を推進した。これらの成果を中心に昨年12月下旬に「エネルギー産生系の構築とその病態」と題する公開シンポジウムを行った。(4)本年度に大きな成果の得られたH^+ーATPaseを中心にシンポジウム「H^+ーATPase研究の新展開」を10月に開催した。周辺領域の技術がバイオエナジェティックス分野に導入できるか、さらに詳しい調査を行った。特にフォトンファクトリーに注目し、実際に高エネルギー研究所の装置を見学し討論を行った。(5)63年末に公募研究者を含む全班員の参加による研究会を行った。この研究会に於て、各研究の進捗状況と成果を評価委員(総括班員より選出)が厳しい評価と助言を行った。また研究によっては今後、総括班員がより直接的な指導を行うこととした。
全く新しい癌治療法の主導権を握る有機カチオントランスポーター遺伝子の単離機能解析

癌細胞の抗癌剤耐性に関与する、排出側transporterの詳細が明らかになりつつある一方、抗癌剤の取り込みに寄与する側の分子機構は、未だ不明の点が多い。我々は、抗癌剤Adriamycinの取り込みを担うOrganic Cation/Adriamycin Transpoter, OCA1を単離することに成功した。本研究では、更なる取り込み側transporterの単離および機能解析を目的とした。OCA1からprimerを作製し、肝・腎などのLibraryからのRapid Amplification of cDNA End法による新規transporterの単離を試みたが、新規のtransporterは単離し得なかった。そのため、OCA1の機能解析を進めることとした。Adriamycinに対する感受性規定にOCA1が関与しているか否かを検討した。Northern blotでOCA1の発現が認められないJurkat cell(白血病細胞株)にOCA1をtransfectし、Adryamicinに対する感受性をコントロールと比較した。その結果、OCA1を遺伝子導入していないJurkat cellと比較して、2μMのAdryamicinに対するviabilityが有意に低下していた。次に臨床検体でのOCA1の発現を調べたところ、急性骨髄性白血病、急性リンパ性白血病細胞において、OCA1高発現白血病細胞株HL-60と比較して平均2倍のmRNAの発現が認められた。また、60種類の癌細胞株におけるOCA1の発現強度をrealtime RT-PCRでしらべたところ大腸癌や膵癌細胞で高い発現が認められた。さらにこれらの細胞のOCA1発現と各種抗癌剤に対する感受性を比較し相関する薬剤を同定することができた。癌細胞の抗癌剤耐性に関与する排出側transporter、MDR1やMRP1の詳細が明らかになりつつある一方、抗癌剤を取り込む側の分子機構は未だ不明な点が多い。我々は、抗癌剤Adriamycinの取り込みを担うOrganic Cation/Adriamycin Tranporter、OCA1を単離することに成功した。申請したプロジェクトでは、更なる取り込み側transporterの単離及び機能解析を目的とした。OCA1からprimerを作成し、肝、腎等のLibraryからの、Rapid Amplification of cDNA End法による新規transporterの単離を試みた。しかし新規のtransporterは単離し得なかった。やむを得ずOCA1の機能解析を進めることとした。数種類の白血病細胞株でOCA1 mRNAの発現がみられたため、Adriamycinに対する感受性規定にOCA1が関与しているか否かを調べた。Northern blotでOCA1の発現が認められないJurkat cell(白血病細胞株)にOCA1をtransfectし、Adriamycinに対する感受性をコントロールと比較した。その結果OCA1をtransfectしていないJurkat cellと比較して、2μMのAdriamycin(臨床において60mg/m^2のAdriamycinを投与した際の最高血中濃度に近似)に対するviabilityが有意に低下していた。次に臨床検体でのOCA1の発現を調べたところ、急性骨髄性白血病、急性リンパ性白血病細胞において、OCA1高発現白血病細胞株HL-60と比較して平均で2倍のmRNAの発現が認められた。今後、Adriamycinを使用した症例の治療成績とOCA1の発現の相関を調べる予定である。
1,1,2,2-テトラキス(9-トリプチシル)エチレン-分子造形と多重相関回転

見かけ上込み合っているが歪みもなく,4つのトリプチシル基が同期して自由回転していると予想される1,1,2,2-テトラキス(9-トリプチシル)エチレンの合成を最終目標に,様々な試みを行った.残念ながら所期の目標を達成することは出来なかったが,以下にこれまでの主な結果,途中経過をまとめた.なお並行して相関回転の研究を進め,cis-1,2-ビス(9-トリプチシル)エチレン,ビス(9-トリプチシル)ケトン,ビス(9-トリプチシル)ホスフィン,ビス(9-トリプチシル)セレニド等のギアースリップの障壁を決定し,連結グループへの依存については更に知見を深めることが出来た.最初の化合物については既に論文として発表した.1ビス(9-アントリル)ケトン,(9-アントリル)(9-トリプチシル)ケトンの低原子価金属によるカップリングは旨く進行せず,ほとんどの場合原料回収に終わった.2チアジアゾリン,セレナジアゾリンを経由してテトラキス(9-アントリル)エチレンを得る試みは,必要な(文献既知の)ビス(9-アントリル)ジアゾメタンの合成が極めて低収率でしか再現出来ず,その改良が進行中である.最大の問題点は中間体のアントラセン2量体に縮合した構造のシクロプロパノールの酸化が低収率で,しかも生成したシクロプロパノンが求核体の攻撃を受けやすく,精製が難しいことにある.3ビス(4,5,6,7,-テトラヒドロイソベンゾフラン-2-イル)ケトンを鍵化合物とするルートについては,この化合物まで予定通りの経路でかなりの量を合成できた.低原子価金属によるカップリング条件の検討が進行している.見かけ上込み合っているが歪みもなく,4つのトリプチシル基が同期して自由回転していると予想される1,1,2,2-テトラキス(9-トリプチシル)エチレンの合成を最終目標に,様々な試みを行った.残念ながら所期の目標を達成することは出来なかったが,以下にこれまでの主な結果,途中経過をまとめた.なお並行して相関回転の研究を進め,cis-1,2-ビス(9-トリプチシル)エチレン,ビス(9-トリプチシル)ケトン,ビス(9-トリプチシル)ホスフィン,ビス(9-トリプチシル)セレニド等のギアースリップの障壁を決定し,連結グループへの依存については更に知見を深めることが出来た.最初の化合物については既に論文として発表した.1ビス(9-アントリル)ケトン,(9-アントリル)(9-トリプチシル)ケトンの低原子価金属によるカップリングは旨く進行せず,ほとんどの場合原料回収に終わった.2チアジアゾリン,セレナジアゾリンを経由してテトラキス(9-アントリル)エチレンを得る試みは,必要な(文献既知の)ビス(9-アントリル)ジアゾメタンの合成が極めて低収率でしか再現出来ず,その改良が進行中である.最大の問題点は中間体のアントラセン2量体に縮合した構造のシクロプロパノールの酸化が低収率で,しかも生成したシクロプロパノンが求核体の攻撃を受けやすく,精製が難しいことにある.3ビス(4,5,6,7,-テトラヒドロイソベンゾフラン-2-イル)ケトンを鍵化合物とするルートについては,この化合物まで予定通りの経路でかなりの量を合成できた.低原子価金属によるカップリング条件の検討が進行している.