hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時系列情報から再構成する多原子分子ダイナミクスと本質的部分の抽出

「一般化ランジュバン方程式中のランダム力をも取り込んだ実効自由度概念の構築」については,これまでの実効自由度のとり方を見直し,ランダム力を含む形で定式化し直すことに成功した。解析的なモデル系における考察では,新しい方法で得られた実効自由度のほうが,系が本来もつ力学座標により良く対応していることが分かった。また,二つの状態間の遷移をもつモデル系における数値計算によって検証したところ,最初の座標の選択のしかたにかかわらず,本手法によって状態間遷移に対応する座標をうまく取り出せることが示された。この結果は,日本物理学会第70回年次大会で発表した。さらに,水溶液中の単一イオンの拡散挙動に関する研究にも着手し,イオン周りの溶媒の運動の様子を明らかにする実効自由度を明らかにした。結果を,第8回分子科学討論会,第4回CSJフェスタ,日本化学会第95春季年会で発表した。物理化学「現象の本質を担っているものが何か」「実質的に現象を記述するのに,どのような変数が何個必要なのか」といった問いに答えるべく,「実効的な自由度」という概念について理論的に追求を行い,順調に深化を続けている.特に,前年度後半から今年度にかけて,「エネルギー地形」概念との関連から大きな進展を得ている.エネルギー地形の代表的な概念である「平均力ポテンシャル」と「自由エネルギー地形」との違いを改めて指摘し,低次元への射影によって失われた情報を回復するための手法を定式化するには「平均力ポテンシャル」で考察した方が見通しが良いことなど,新たな知見が得られている.学会においても,日本物理学会シンポジウムにおける招待講演をはじめとして,研究の進捗状況を適宜発表しており,関連分野の研究者から活発な議論を得ている.特に,射影によって失われた多次元的な情報を回復する手法と,具体的な系への適用可能性について興味を持たれており,今後は溶液中のイオン会合の問題をはじめとした分子動力学シミュレーションを遂行し,具体的な系への適用をさらに進めて行く予定である.全原子レベルの分子動力学シミュレーションの遂行は完了し、統計評価により、十分な数のサンプルを得たことも確認した。シミュレーション結果から、系を記述する一般化ランジュバン方程式および実効的な自由度の抽出についても、その理論的定式化と計算の実効を共に完了している。得られた実効自由度と原子座標との相関を取り図示することで、「本質的な変数」の原子分子的描像まで含めて、現象の本質を理解する事を可能にした。最初に一般化ランジュバン方程式を求めるための変数の選択に任意性があったが、この点では時間スケールの問題という観点から大きな進展があった。すなわち、着目する時間スケールを変えると実効的自由度の数や性質が大きる変わることを見出した。大きな系では多様な時間空間スケールの存在が普遍的な問題であることから、凝縮相分子系のダイナミクスの本質的理解にさらに大きく貢献するものと期待される。時間スケールとエネルギー地形の関係の基礎的考察は既に論文(Physical Review E, rapid communication)を発表しており、一般化ランジュバン方程式を用いた分子動力学シミュレーションの解析の結果を論文にまとめる作業を現在進めている。
磁気共鳴断層撮像装置における超高速無音撮像法に関する研究

本研究の目標は,磁気共鳴断層撮影(MRI)検査の撮像時に騒音が発生せず,臨床診断が可能な画質が得られる超高速撮影法を開発することである.本研究では,汎用的なEPI法の勾配磁場の変化率と,撮像時に発生する騒音や画質との関係を明らかにした.開発した超高速撮像法は静穏化に関しては従来の10分の一と劇的に低下させることが可能となったが,信号雑音比が従来の約4分の一まで劣化した.今後はRFパルスの最適化が必要である.本研究の目標は,磁気共鳴断層撮影(MRI)検査の撮像時に騒音が発生せず,臨床診断が可能な画質が得られる超高速撮影法を開発することである.本研究では,汎用的なEPI法の勾配磁場の変化率と,撮像時に発生する騒音や画質との関係を明らかにした.開発した超高速撮像法は静穏化に関しては従来の10分の一と劇的に低下させることが可能となったが,信号雑音比が従来の約4分の一まで劣化した.今後はRFパルスの最適化が必要である.本研究の目標は,磁気共鳴断層撮影(MR)検査の撮像時に全く騒音が発生せず,しかも臨床診断に用いられているコントラストと同等の画質が得られるという画期的な超高速撮影法を開発することである.無音撮像法の実用化は,検査を受ける被検者のみならず,MR検査室全体の環境にも大きく影響し,検査を受ける患者のみならずMR検査に携わる医療スタッフや医師など全ての人たちに福音をもたらす本研究の研究計画としては1年目に無音超高速撮像法の基となるBURST法を作成し、2年目に低勾配磁場に対するRF励起パルスの最適化を図る予定であった。しかし、本学所有のMRI装置が更新のために製造メーカが変更となり撮像シーケンスの開発環境が変更したため、本年度は2年目のRF励起パルスの最適化を先行しておこなうことにした。RFパルスの最適化は既存技術であるVERSE法を静音化に応用し、PC上でシミュレーションをおこなった。元となるスライス選択RFパルス及び傾斜磁場はsinc形RFパルス(パルス幅:4ms、RFバンド幅:1kHz、フリップ角:90)とそれに伴う台形傾斜磁場である。選択励起スライス厚は5mmとした。選択励起パルスの位相再収束用傾斜磁場は傾斜磁場強度を半分とした。立ち上り傾斜磁場が500[Gauss/cm/sec]以下でパルス幅が最短になるようにRFパルス及び傾斜磁場波形を設計した。RFパルス印加時間,傾斜磁場印加時間,RF最大出力強度,最大傾斜磁場強度,最大立ち上り傾斜磁場強度の全ての項目において通常のRFパルスとほぼ同様の値で静音化レベルに設定可能なことを明らかにした。本研究の最終目標は,磁気共鳴断層撮像(MRI)検査の撮像時に全く騒音が発生せず,しかも臨床診断に用いられているコントラストと同等の画質が得られるという画期的な超高速撮像法を開発することである.MRI装置から発生する騒音を無音化することは,検査を受ける被検者や検査を施行する術者にとって得られる恩恵は計り知れない.前年度にRF励起パルスの最適化を先行しておこなったが,本年度は最適化したRF励起パルスに無音の勾配磁場を組み合わせた場合における,RFパルスと勾配磁場の印可時間について検討した.静磁場強度を3.0T,最大傾斜磁場強度を1.0G/cm,サンプル時間を4.0μs,位相数を2,実効スリューレートを20T/m/sec,スライス厚を0.5mm,およびSE型のBURST法で撮像したと仮定してPCシミュレーションした.RFパルスの印可時間については通常撮像法と無音撮像法とは,ともに同じ時間で印可可能であることが明らかになったが,勾配磁場については,RFの印可時間を4msのときに無音撮像法が通常撮像法と比較してTEが約5.3ms延長することが明らかになった.TEの延長することで撮像された画像にどの程度影響するのかということについては引き続き検討する必要がある.また,RFパルスの印可時間をさらに短縮させることでTEの延長を防止する方法についても検討したい.本研究の最終目標は,磁気共鳴断層撮像(MRI)検査の撮像時に全く騒音が発生せず,しかも臨床診断に用いられているコントラストと同等の画質が得られるという画期的な超高速撮像法を開発することである.MRI装置から発生する騒音を無音化することは,検査を受ける被検者や検査を施行する術者にとって得られる恩恵は計り知れない.前年度に最適化したRF励起パルスに無音の勾配磁場を組み合わせた場合における,RFパルスと勾配磁場の印可時間について検討したが,本年度は最適化した勾配磁場が実際のMRI装置上でどの程度の騒音や加速度となるか、また通常のEPI撮像法と画質(信号雑音比)がどの程度変化するか比較検討した.等価騒音レベルの検証では、通常の撮像法が85.6dBだったのに対し、本研究で開発した最適化した勾配磁場では76.3dBであった。暗騒音72.0dBなので、ほぼ静穏化が達成できた。加速度の検証では、通常のEPI撮像法が2.08m/s^2だったのに対し、本研究で開発した最適化した勾配磁場では0.20dBであった。信号雑音比の検証では、通常のEPI撮像法が385.2だったのに対し、本研究で開発した最適化した勾配磁場では102.7であった。本研究で開発した超高速撮像法は静穏化に関しては従来の10分の一と劇的に低下させることが可能となったが、信号雑音比が従来の約4分の一まで劣化してしまった。

この原因はRFパルスを最適化した勾配磁場に合わせて最適化されていないことが挙げられる。今後は最適化した勾配磁場に合わせてRFパルスを最適化する方法をMRI装置に実装し、画質の向上に努めたい。無音撮像法に最適化されたRFパルスの形状と勾配磁場パルスを生成するアルゴリズムの開発については当初の計画予定よりも進んでいるが,MR装置実機への搭載が進んでいない.24年度が最終年度であるため、記入しない。無音用に最適化したRFパルスと勾配磁場パルスの形状は撮像パラメータにより大きく変化するために,MR装置実機に搭載するためには開発する撮像シーケンスのプログラムに直接組み込んでリアルタイムで計算できるようにしなければならない.今後は開発したRFパルスと勾配磁場パルスの最適化プログラムがMR装置実機でも動作するようプログラミング言語の移植作業をすすめていく.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ステロイドの神経に対する影響―局所投与による神経内血流の変化―

方法:S-D系雌ラット20匹を用い、深麻酔下に第5腰神経根を展開した。尾椎より採取した髄核を神経根上に設置し椎間板ヘルニアモデルを作成した。同時に、髄核を覆うように0.4%デキサメサゾンを浸したスポンゼルを設置した(ステロイド群)。対照として、髄核に生理食塩水を浸したスポンゼルを設置した(対照群)。以下の項目について検討した。1.神経内血流:レーザー・ドップラー血流計を用いて、薬剤設置前後の後根神経節の血流計測を5分毎に90分間行った。2.組織学的検討:血流計測終了後に後根神経節を採取し、組織標本を作製して神経細胞、軸索の形態および炎症性変化の有無を検討した。結果:1.神経内血流:対照群では、髄核と生理食塩水を含ませたスポンゼルを設置後に明らかな後根神経節内の血流減少が認められた。一方、ステロイド群では明らかな後根神経節内の血流減少は認められなかった。設置後90分の時点でみると、後根神経節内血流が対照群では、設置前に比し78.9%であった。ステロイド群では93.7%であった(p<0.05)。すなわち、ステロイド群では対照群と比して有意に後根神経節内血流の減少が抑制される。2.組織学的検討:対照群では、ステロイド群に比して組織内の浮腫が顕著に認められた。考察:デキサメサゾンによって髄核設置により惹起される後根神経節内血流の減少が抑制されることが明らかとなった。椎間板ヘルニアによって惹起される神経根の炎症に対するステロイドを用いた神経根ブロックの治療効果の発現機序である可能性が考えられる。方法:S-D系雌ラット34匹を用い、深麻酔下に第5腰神経根または坐骨神経を展開した。0.4%デキサメサゾン0.1mLと生理食塩水(対照)0.1mLを後根神経節または坐骨神経に直接局所投与し、以下の項目について検討した。1.神経内血流:レーザー・ドップラー血流計を用いて、薬剤投与前後の後根神経節または坐骨神経の血流計測を5分毎に30分間行った。2.組織学的検討:デキサメサゾン局所投与後2,4および6日目に薬剤投与部位の坐骨神経を摘出し、組織標本を作製して神経細胞、軸索の形態および炎症性変化の有無を検討した。結果:1.神経内血流:デキサメサゾン投与後2030分で後根神経節と坐骨神経の血流は投与前と比較して有意に減少していた(p<0.05)。デキサメサゾン投与後30分の後根神経節と坐骨神経の血流は、それぞれ投与前の85.6%、72.3%に減少していた。生理食塩水投与前後では、後根神経節と坐骨神経の血流に有意差は認められなかった。2.組織学的検討:デキサメサゾン投与後2日目の坐骨神経に浮腫やSchwann cell activationが認められた。脱髄や変性は認められなかった。考察:正常な後根神経節と坐骨神経に対するデキサメサゾンの局所投与は神経内血流を減少させることが明らかになった。ステロイドを用いた神経ブロック後の神経障害の原因として、ステロイド投与後の神経内血流の減少が関与している可能性がある。
ユビキチンシステムによる造血幹細胞制御と白血病化

ユビキチン-プロテオゾームシステムは細胞周期制御やアポトーシス、シグナル伝達、DNA修復などの様々な生理現象をたんぱく分解を通じて制御している。Fbxw7はSCF型のユビキチンリガーゼのコンポーネントで、Myc,cyclin E,Notch,c-Junなど細胞周期を正に回転させる分子のユビキチン化を制御している。Notchやc-Mycは、造血幹細胞の維持機構に重要な役割を果たしていることが以前より知られていることから、我々はFbxw7が造血幹細胞の細胞周期制御と造血の維持に何らかの働きをしているのではないかという仮説を立てた。そこで本研究では、血液細胞特異的にFbxw7を欠失するコンディショナルノックアウトマウスを作製し、主に造血幹細胞におけるFbxw7の役割について解析した。血液細胞特異的にFbxw7を欠失したマウスでは、細胞周期の過剰な促進とp53依存性のアポトーシスの亢進による造血幹細胞の減少が認められた。興味深いことに、Fbxw7の欠失は、経時的にp53の機能抑制を生じ、T-cell acute lymphoblasticleukemia(T-ALL)を発症させた。Fbxw7は、造血幹細胞の減少と白血病発症をともに抑制する分子として機能していることが明らかになった。我々はさらにヒトT-ALL患者症例の解析で、Fbxw7の変異を持つ症例があることを確認し、マウス同様ヒトでもFbxw7の機能低下がT-ALLの発症に関わっていることが示唆された。
ヘルペスチミジンキナーゼ遺伝子、ガンシクロビルによる膀胱遺伝子治療

癌に対する遺伝子治療の基礎・臨床研究が進められている。我々は、ラットBBN誘発膀胱癌モデルを用い、アデノウイルスベクターを用いた遺伝子治療実験をおこなった。標識遺伝子であるlacZ発現ベクターを膀胱内注入すると、腫瘍組織へのpreferentialな遺伝子導入が認められた。その機序としてGAG(glycosaminoglycan)の関与を考えた。正常膀胱を、GAGを除去するためにHClで洗浄した後、同様に遺伝子導入を行ったところ腫瘍と同じように膀胱は広範囲に青く濃染した。Alsian染色で、GAGを同定したところ、膀胱腫瘍、HCl洗浄後の膀胱表面ではGAGの欠除が認められた。以上の結果から、このpreferentialな遺伝子導入にはGAGの関与が深く推測された。今後、ヒト膀胱腫瘍について検討する予定である。さらに、代表的な自殺遺伝子であるHSV-tkとGanciclovir(GCV)を用いた遺伝子治療実験では、腫瘍の縮小或いは、増殖抑制のためと考えられる著明な抗腫瘍効果が認められた。この治療法は、膀胱癌の解剖学的特徴を生かした治療法であり、非常に臨床に近い腫瘍モデルで、且つin vivo遺伝子導入によって治療効果が認められた意義は、膀胱癌の遺伝子治療を考える上で非常に重要であると考える。本研究課題の目的は膀胱腫瘍に対し、膀胱内注入による有効な遺伝子治療の確立にある。このためには、遺伝子導入に際しての腫瘍細胞へのターゲッティングが大きく問題となる。そこで我々はラット膀胱腫瘍モデルを用いて、アデノウイルスベクター膀胱内注入によるin vivoでの遺伝子治療について検討を続けている。F344雌性ラットに0.05%BBN(N-Buty1-N-(4-hydroxybuty)nitrosamine)をを8週間自由飲水させ膀胱腫瘍を誘発した。導入効率の検討では、遺伝子としてE.coli β-galactosidase(β-gal)遺伝子を組み込んだアデノウイルスベクター5X108pfu/0.5mlを経尿道的に膀胱内注入し、48時間後に膀胱を摘出しX-gal染色を施行した。治療実験としては、自殺遺伝子として知られるHSV-TK遺伝子を用いGCV投与による治療効果を組織学的に検討した。その結果、正常膀胱粘膜と比較して高率に腫瘍組織への遺伝子導入が確認された。X-gal染色により青染された細胞は腫瘍表面と腫瘍内部において認められた。一方正常粘膜面では青染部分は散在性で膀胱上皮のみに留まっており、炎症所見も極軽度であった。治療実験では腫瘍細胞に空胞化、液状変性を認めた症例があり、更に詳細に検討している。発癌モデルを用いた遺伝子治療の基礎実験の報告は少なく、さらにin vivoでのウイルスベクター直接投与による癌細胞への遺伝子ターゲッティングについてはほとんど報告されていない。我々はアデノウイスルベクター膀注により、膀胱腫瘍への有意な遺伝子導入を確認した。これは今まで報告されていない新しい知見である。メカニズムとして遺伝子導入腫瘍細胞におけるアデノウイルスレセプターの高発現、あるいは腫瘍表面の組織構築が膀胱上皮に較べ粗であるためにアデノウイルスベクターが腫瘍内部まで浸透した可能性が考えられ現在検討を行っている。昨年度のlacZ遺伝子を用いた導入実験を発展させ、代表的な自殺遺伝子であるHSV-tk遺伝子を組み込んだAdenoviral vectorを構築(Ad-HSVtk)し治療実験を進めた。まず、短期間のGCV投与による実験では、BBN投与による膀胱腫瘍にのみTUNEL法によりapoptosisが認められた。このapoptosisは、コントロールベクターでは認められずAd-HSVtk/GDV群にのみ認められた。同様の組織からDNAを抽出したところapoptosisの指標の一つであるrudder patternが認められた。さらに、adenoviral vectorの膀注によるvectorの広がりを見るために、RT-PCRにより全身の臓器の検索を行ったがvectorは膀胱でのみ検出されこの方法による遺伝子導入の安全性が示された。さらに、GCVを1214日間投与し、2カ月後に治療効果を検討した。治療群では、明らかに腫瘍サイズは縮小しておりこの遺伝子治療により腫瘍縮小効果或いは、増殖抑制効果が得られることが明らかになった。移植癌ではなくBBNにより誘導した膀胱癌で極めて臨床に近いモデルでありかつ、ベクターの膀胱注入という極めて簡単な手技によるin vivo遺伝子導入により治療効果が得られた本実験の意義は非常に大きい物であると考える。

今後、さらに臨床応用に向けて研究を進めたい。癌に対する遺伝子治療の基礎・臨床研究が進められている。我々は、ラットBBN誘発膀胱癌モデルを用い、アデノウイルスベクターを用いた遺伝子治療実験を行った。標識遺伝子であるlacZ発現ベクターを膀胱内注入すると、腫瘍組織へのpreferentialな遺伝子導入が認められた。その機序としてGAG(glycosaminoglycan)の関与を考えた。正常膀胱をGAGを除去するためにHClで洗浄した、同様の遺伝子導入を行ったところ腫瘍と同様に膀胱は青く濃染した。さらに、alsian染色で、GAGを染色したところ膀胱腫瘍、HCL洗浄膀胱では、GAGが欠如していた。以上の結果から、このpreferentialな遺伝子導入にはGAGの関与が深く推測された。今後、ヒト膀胱腫瘍について検討する予定である。さらに代表的な自殺遺伝子であるHSV-tkとGanciclovir(GCV)を用いた遺伝子治療実験では、腫瘍の縮小或いは、増殖抑制のためと考えられる著明な抗腫瘍効果が認められた。この治療法は、膀胱癌の特徴を生かした治療法であり、非常に臨床に近い腫瘍モデルでかつin vivo遺伝子導入によって治療効果が認められた意義は、膀胱癌の遺伝子治療を考える上で非常に重要であると考える。
アクセントの平板化現象から見た日本語の韻律的特性の解明

本研究では、日本語の複合名詞のアクセントに焦点を当て、その平板化の進行程度や地域差、性差などについて調査した。また、話者の属性に代表される言語外的要因のみならず、言語構造的な言語内的要因も視野に入れ、日本語複合名詞のアクセントの平板化を引き起こす要因について統計的に分析した。具体的には、「町」を後部要素とする複合名詞に焦点を当てて、調査を行った。当該年度までに東京方言における「町」を後部要素とする複合名詞(例:山田町、曽根崎町)のアクセントの平板化については調査済であった。その結果は、確かに話者の年代が下れば、町名が平板型アクセントで発音される頻度は高くなるが、どのような構造の町名でも平板化するわけではなく、そこには言語内的要因が強く影響しているということを示唆するものであった。当該年度は上記の研究からさらに視野を広げ、東京方言のみならず「名古屋方言」や「鳥取県倉吉方言」などについても発話調査を実施した。その結果、東京方言>名古屋方言>倉吉方言の順で、アクセントの平板化の程度は下がっていくことが明らかになった。つまり、町名は東京で最も平板型で発音されやすく、逆に倉吉方言ではまだ起伏型で発音される割合が高いということである。ただ、(1)話者の年齢が下れば平板型生起頻度が上昇することと、(2)男性よりも女性のほうが平板化を起こしやすいということはどの地域にも共通して観察される傾向であった。また、地域は異なれど、同様の言語内的要因が同程度アクセントの平板化に影響を及ぼしていることも明らかになった。また、全体の結果に対してロジスティック回帰分析を行った結果、アクセントの平板化に対する影響力の差も明らかになった。その中でも最も重要なのが、言語外的要因よりも言語内的要因のほうが、アクセントの平板化に対してより強い影響力を有するということである。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度はまず、外来語複合名詞アクセントの平板化に関する発話調査を、20-60歳の東京方言話者に対して実施した。その結果、話者の年齢が下れば平板型アクセントで発話される頻度が高くなることが観察された。しかし、話者の年齢が低くなればどのような語であっても平板化が進行するわけではなく、語末の特殊拍が長音である場合はいかに発話者の年齢が低くてもアクセントの平板化は観察されないという、言語内的要因(言語構造的要因)の関与も明らかとなった(語末の特殊拍が撥音である場合には比較的平板化が進行していた)。次に、次に、漢語複合名詞アクセント(例:山田町、懇親会、学園祭)の平板化に関する調査も実施した。その結果、外来語複合名詞の場合と同様、話者の世代が下るほど平板型アクセントの生起頻度は上昇するというアクセントの平板化が観察された。そしてその程度は、外来語複合名詞の場合よりも著しいことも観察された。ただ、これらの複合名詞の平板化は、前部要素の音韻構造から極めて強く影響を受けており、前部要素が特定の音韻構造である場合にのみアクセントの平板化は進行していた。即ち、漢語複合名詞アクセントの平板化には、言語外的要因以外に、言語内的要因が強く影響するということが明らかになった。また、アクセントの平板化は様々な方言において様々な形で現れる。そこで、鳥取県倉吉方言の名前のアクセントの変化に関する調査も実施した。これは、平成27年度に実施する予定である和語名詞の平板化に関する研究に関係する。調査対象としたのは、3モーラでかつ軽音節の連続である名前である(例:恵美子、幹雄、和也など)。発話調査を行った結果、話者の世代が下るにつれて、伝統的な中高型アクセントの生起頻度は低下していき、平板型アクセントの生起頻度が上昇するということが明らかになった。

また、地域は異なれど、同様の言語内的要因が同程度アクセントの平板化に影響を及ぼしていることも明らかになった。また、全体の結果に対してロジスティック回帰分析を行った結果、アクセントの平板化に対する影響力の差も明らかになった。その中でも最も重要なのが、言語外的要因よりも言語内的要因のほうが、アクセントの平板化に対してより強い影響力を有するということである。26年度が最終年度であるため、記入しない。漢語複合名詞アクセントの平板化に関する調査は、平成26年度から実施する予定であったが、25年度中に着手できた。これは計画よりも研究が進展していることを示している。しかし一方で、調査に重きを置いたため、学会発表や論文執筆などが満足にできなかった。この2点を総合的に考えて、現段階では研究はおおむね順調に進展していると判断した。今後も昨年度と同様発話調査は進めていきたい。具体的には、東京方言以外の方言でのアクセントの平板化を調査し、地理的要因も含めてこの現象をより包括的に分析していきたい。データの統計的分析が進んでいないことが問題点としてあげられるが、これは早い段階で統計ソフトを購入し、データを分析することで解決できる。
分子モーターSecA ATPaseによるタンパク質膜透過機構の構造機能相関

タンパク質の膜輸送を促進する膜蛋白質である,高度高熱菌Thermus thermophilus由来SecDFの構造解析を行った.まず,以前得られていた結晶の分解能をさらに向上する為に,結晶化条件の最適化を行った.SecDF全長を大腸菌で発現・界面活性剤により可溶化し,様々な条件で最適化を行ったところ,最終的には,3.5A分解能のデータセット収集に成功した.また,以前決定したペリプラズム領域の高分解能結晶構造とNMR法によって決定した構造を基にSecDF全長の構造精密化を行った.そして最終的に,3.5A分解能で構造解析を完了した.決定した構造からは,ペリプラズムドメインが大きな構造変化を起こすことが示唆された.さらに,プロトン輸送に共役したペリプラズムドメインの構造変化による膜輸送の促進という新たな仮説を提唱した(論文投稿中).現在,更なる機能解析によりこの仮説を実証する研究を遂行中である.タンパク質の膜輸送を促進する膜蛋白質である,高度高熱菌Thermus thermophilus由来SecDFの構造解析を行った.まず,以前得られていた結晶の分解能をさらに向上する為に,結晶化条件の最適化を行った.SecDF全長を大腸菌で発現・界面活性剤により可溶化し,様々な条件で最適化を行ったところ,最終的には,3.5A分解能のデータセット収集に成功した.また,以前決定したペリプラズム領域の高分解能結晶構造とNMR法によって決定した構造を基にSecDF全長の構造精密化を行った.そして最終的に,3.5A分解能で構造解析を完了した.決定した構造からは,ペリプラズムドメインが大きな構造変化を起こすことが示唆された.さらに,プロトン輸送に共役したペリプラズムドメインの構造変化による膜輸送の促進という新たな仮説を提唱した(論文投稿中).現在,更なる機能解析によりこの仮説を実証する研究を遂行中である.
哺乳類家畜の精細管形成機構および精細管形成因子に関する研究

本研究は、C57Bl/6マウスを用いて、雌雄の細胞索(精巣索(♂)と生殖細胞索(♀))の形成のメカニズムおよび生殖腺構成細胞群の細胞表層および細胞内の膜系に存在する複合糖質について、形態学的およびレクチンを用いた組織学的方法を用いて検索したものである。得られた結果は以下のように要約される。1.雌雄の細胞索の形成とその構成体細胞の起源について雄の精巣索および雌の生殖細胞索の形成において、その形成時期は異なっているが、雌雄ともに間葉系細胞群が大期な役割を果たしていることが明らかにされた。まず、雄においては、セルトリ前駆細胞のマ-カ-としてPAS反応が有効な方法であることを確認した。ついで、PAS反応を施した未分化期の標本観察から、セルトリ細胞の起源が中腎由来であることを明らかにすることができた。一方、雌の卵胞上皮細胞の起源については、それが主に中腎組織に由来し、一部体腔上皮由来の細胞群も一部含まれていると考えられる結果をえた。2.生殖細胞の細胞膜および細胞質内の膜糸に存在する糖鎖についてGS-IとBPAは、性分化期前後において互いに類似した特異的な染色様式を示し、胎生1214日齢、特に胎生13日齢において、生殖細胞の細胞膜および細胞質内に強い陽性反応を示し、電顕によるコロイド金間接標識法を用いた包理後染色法により生殖細胞に特有のsmalldense bodyにこれらの結合が認められた。生殖細胞におけるGS-Iの陽性反応は、雄では胎生16日齢にはすでに認められなくなり、また雌では同日齢には減弱し胎生18日齢において完全に消失した。これに対して、BPAの生殖細胞に対する結合能は雄ではGS-Iと同様胎生16日齢において消失する。しかしながら雌では同日齢において幾分減弱するが出生直前まで陽性所見を示した。以上のGS-IおよびBPAの生殖細胞に対する反応所見から、D-ガラクト-スおよびN-アセチル-D-ガラクトサミンを含む複合糖質の糖鎖要造が生殖細胞膜上、および、small dense bodyに存在することが明らかとなった。その糖鎖の消失が、生殖細胞が雄では精巣索、雌では生殖細胞索に取り囲まれる時期に一致することから、雌雄の生殖細胞の分化および性索の性成に何等かの関連性があると考えられた。C57BL/6マウスの生殖腺の組織発生に伴う精巣索・生殖細胞索の形成過程を光顕・電顕にて詳細に観察し、その性索を構成する体細胞(セルトリ細胞、卵胞上皮細胞)の起源について検討した。性交後1214日齢の精巣において、セルトリ細胞の細胞質内に強いPAS陽性反応が観察され、前セルトリ細胞のマーカーとしてPAS反応が有効な方法であることが認められた。交尾後12日齢の未分化の精巣において、前セルトリ細胞(PAS陽性細胞)は生殖細胞周囲に不規則な索様の配列として認められ、性分化後(交尾後13日齢)間葉系細胞群の精巣実質内への侵入と同時に生殖細胞と前セルトリ細胞を含む精巣索の形成が観察された。

上述のPAS反応により同定される前セルトリ細胞群は、その微細形態学的特徴および体腔上皮との関連性に乏しいことから中腎組織由来であることが示唆された。一方卵巣においては、その発生過程を通して明瞭な生殖細胞索の形成は認められない。交尾後15日齢頃から、ほぼ毛細血管にて占められる間葉系組織が卵巣内へ侵入する結果、互いに吻合した生殖細胞索様構造が形成された。この構造は、卵巣基部において卵巣網と連絡し、体腔上皮との接触部位においては、上皮内への侵入が観察された。以上のことから、雌の卵胞上皮細胞の起源は主に中腎組織であり、体腔上皮由来の細胞群も一部それに含まれていると考えられた。雌雄の性索および性索様構造の形成時期は異なっているが、その形成に間葉系の細胞群が大きな役割を果たしていることが確認された。また、本マウスにおいて、PAS反応は胎仔精巣の組織形成の追求に、さらに早期の性別判定にも有効な手段であると考えられる。本研究は、C57BL/6マウスを用いて、雌雄の細胞索(精巣索(♂)と生殖細胞索(♀))の形成のメカニズムおよび生殖腺構成細胞群の細胞表層および細胞内の膜系に存在する複合糖質について、形態学的およびレクチンを用いた組織化学的方法を用いて検索したものである。得られた結果は以下のように要約される。1.雌雄の細胞索の形成とその構成体細胞の起源について雄の精巣索および雌の生殖細胞索の形成において、その形成時期は異なっているが、雌雄ともに間葉系細胞群が大きな役割を果たしていることが明らかにされた。まず、雄においては、セルトリ前駆細胞のマ-カ-としてPAS反応が有効な方法であることを確認した。ついで、PAS反応を施した未分化期の標本観察から、セルトリ細胞の起源が中腎由来であることを明らかにすることができた。一方、雌の卵胞上皮細胞の起源については、それが主に中腎組織に由来し、一部体腔上皮由来の細胞群も一部含まれていると考えられる結果をえた。2.生殖細胞の細胞膜および細胞質内の膜糸に存在する糖鎖についてGS-IとBPAは、性分化期前後において互いに類似した特異的な染色様式を示し、胎生1214日齢、特に胎生13日齢において生殖細胞の細胞膜および細胞質内に強い陽性反応を示し、電顕によるコロイド金間接標識法を用いた包埋後染色法により生殖細胞に特有のsmalldense bodyにこれらの結合が認められた。生殖細胞におけるGS-Iの陽性反応は、雄では胎生16日齢にはすでに認められなくなり、また雌では同日齢には減弱し胎生18日齢において完全に消失した。これに対して、BPAの生殖細胞に対する結合能は雄ではGS-Iと同様胎生16日齢において消失する。しかしながら雌では同日齢において幾分減弱するが出生直前まで陽性所見を示した。以上のGS-IおよびBPAの生殖細胞に対する反応所見からD-ガラクト-スおよびN-アセチル-D-ガラクトサミンを含む複合糖質の糖鎖構造が生殖細胞膜上、およびsmall dense bodyに存在することが明らかとなった。その糖鎖の消失が、生殖細胞が雄では精巣索、雌では生殖細胞索に取り囲まれる時期に一致することから、雌雄の生殖細胞の分化および性索の形成に何等かの関連性があると考えられた。
細胞の増殖・分化のシグナルの伝達機構

RhoやRab低分子量G蛋白質を介するシグナル伝達経路の異常が、がん細胞の浸潤や転移に関与している可能性が考えられている。本研究において、私共は、RhoとRab低分子量G蛋白質に焦点をしぼり、その活性化機構、作用機構、および生理機能、さらに私共が見い出した新しい接着系につき解析を行い、以下の結果を得た。(1)Rhoの活性化機構:私共は、チロシンホスファターゼSHP-2が、Rho低分子量G蛋白質の活性化を制御し、細胞運動の制御に関与していることを明らかにした。また、Cdc42のGDP/GTP交換促進蛋白質であるFrabinとCdc42を介する系が細胞運動の最も上流に位置する可能性を示した。(2)Rhoの作用機構:私共は、出芽酵母において、Rhoの標的蛋白質であるBNI1を見い出しているが、BNI1がアクチン細胞骨格を介して微小管系細胞骨格をも制御していることを明らかにした。(3)Rho系とRab系の協調的作用:Rho系とRab系が、協調的に作用してCadherinやHGF受容体を含む小胞の輸送を制御して、細胞の運動や接着を制御していることを明らかにした。また、Rab11の標的蛋白質であるRabphilin-11を見い出し、Rab11-Rabphilin-11複合体が細胞運動に関与することを示した。(4)NAP系の生理機能:新しい接着系であるNAP(Nectin-Afadin-Ponsin)系の構成分子であるAfadinの遺伝子ノックアウトマウスの解析等から、NAP系が細胞間接着の形成の最も上流に位置し、他の細胞間接着装置を制御する可能性を示した。このように、私共は、本年度の研究予定をほぼ達成することができた。低分子量G蛋白質のうち、RasはMAPキナーゼ系を介して種々の遺伝子の発現を促進することにより細胞の増殖や分化を制御していることが明らかとなっている。一方、私共を含めたいくつかのグループによって、Rhoはアクチン細胞骨格系を介して細胞の形態や運動を制御していることが明らかにされている。しかし、RasとRhoの活性化機構と作用機構については十分に明らかにされていない。本年度、Rasについては、私共が開発した無細胞系によってRasによりMAPキナーゼを活性化するアッセイ系を用いて、Rasの標的蛋白質をウシ大脳可溶性画分よりほぼ均一にまで精製し、それがB-Rafプロテインキナーゼと14-3-3蛋白質の複合体であることを明らかにした。さらに、14-3-3蛋白質はB-Rafに直接作用し、Ras存在下でB-Rafを相乗的に活性化することを明らかにした。また、私共が見出しているSmg GDSが、Rasを活性型であるGTP結合型に変換する活性だけではなく、GTP結合型のRasと安定な三者複合体を形成してRasを細胞膜から解離する活性を有することを明らかにした。一方、Rhoに関しては、Dbl発がん遺伝子産物がRhoのGDP解離促進蛋白質としての活性を有することを明らかにし、Dblが細胞内でRhoを活性化している可能性を示した。また、RhoがHGFやTPAの下流で細胞膜ラッフリングと細胞運動を制御していることを明らかにした。さらに、Rhoを静止時の細胞では細胞質に存在するが、種々の細胞刺激により、細胞質から細胞膜ラッフリング領域、細胞間接着部位、細胞質分裂時の収縮環等の細胞膜部位へトランスロケーションすることを明らかにした。これらの部位には、アクチン細胞骨格系と細胞膜との結合を制御するERM-CD44系が存在しており、RhoがERM-CD44系を介してアクチン細胞骨格系の再編成に関与している可能性を示した。以上、RasとRhoの活性化機構と作用機構の詳細がかなり明らかになり、本年度の研究は順調に進んだと考えられる。低分子量G蛋白質のうち、Rasは種々の遺伝子の発現を促進することにより細胞の増殖や分化を制御していることが明らかとなっているが、RasファミリーのRap1の作用機構については不明である。一方、私共を含めたいくつかのグループによって、Rhoはアクチン細胞骨格系を介して、Rabは細胞内小胞輸送系を介して、細胞の形態や極性を制御していることが明らかにされており、RhoもRabもがん細胞の浸潤や転移において重要な役割を果たしている可能性がでてきている。しかし、RhoとRabの作用機構についても十分に明らかにされていない。Rap1の作用機構としては、これまでに、Rasに対して阻害的に働く機構と促進的に働く機構とが提唱されていたが、本研究において、私共は、Rap1が、Rasの標的蛋白質として私共が見い出している、B-Rafを活性化することを明らかにした。その結果、Rap1がRasに対して促進的に作用する機構が存在することが明らかとなった。また、私共が見い出しているSmgGDSは、RasとRhoに作用してGDP/GTP交換反応を促進して活性化するが、本年度、私共は、SmgGDSに結合する新しい蛋白質を見い出し、SMAP(SmgGDS-Associated Protein)と命名した。

一方、本研究において、私共は、Rhoが細胞外Ca^<2+>によって誘起されるadherens junctionとtight junctionの形成にも関与していることを明らかにすると共に、Rhoがアクチン細胞骨格系と細胞膜との結合を制御するERM-CD44系を介してアクチン細胞骨格系の再編成を制御していることを明らかにした。また、酵母をモデル系に用いて、酵母RHO1の標的蛋白質がPKC1(Cキナーゼホモログ)、BNI1(細胞質分裂関連蛋白質)、およびグルカン合成酵素であることを明らかにした。他方、本研究において、私共は、Rab3Aの標的蛋白質として私共が見い出しているRabphilin3Aに類似してC2様ドメインを二つ持つ蛋白質を見い出してDoc2(Double C2)と命名した。さらに、Rabphilin-3AもDoc2も共にエクソサイトーシス(開口分泌)を制御していることを明らかにした。以上の結果を得たことにより、本年度の研究は順調に進んだと考えられる。細胞が、がん化して浸潤能や転移能を獲得する過程において、細胞の形態や運動性、極性、接着性、分泌性等々の異常が重要な役割を果たしているが、これらの細胞機能は主としてアクチン系の細胞骨格により制御されている。一方、Rho低分子量G蛋白質が、私共を含めたいくつかのグループによって、アクチン細胞骨格の再編成を介して、上述した細胞機能を制御していることが明らかにされつつあり、Rhoを介するシグナル伝達経路の異常が、がん細胞の浸潤や転移において重要な役割を果たしている可能性が高い。本研究では、Rhoの活性化機構と作用機構に焦点をしぼって解析を行い、以下の成果を得た。私共は、アクチン繊維を細胞膜へAnchoringするERM(Ezrin,Radixin,Moesin)-CD44系が、Rhoの作用点として機能していることを明らかにしているが、このERMが、Rho-Rho GDI複合体に直接作用し、RhoをRho GDIから解離させて活性化反応を開始させる作用も有していることを明らかにした。一方、活性化されたRhoは、BNI1様標的蛋白質に作用し、アクチン結合蛋白質であるプロフィリンを介してアクチンの重合過程を制御すると共に、何らかの標的蛋白質を介して、ERMの細胞膜への移行過程、すなわちCD44との会合を制御することにより、アクチン細胞骨格の再編成を統合的に制御していることを明らかにした。以上の成果を得たことにより、本年度の研究は順調に進んだと考えている。RhoやRab低分子量GTP結合蛋白質を介するシグナル伝達経路の異常が、がん細胞の浸潤や転移に関与している可能性が出てきている。本年度の本研究において、私共は、RhoとRab低分子量GTP結合蛋白質の活性化機構と作用機構について解析を行い、以下の成果を得た。(1)Rhoの活性化機構:アクチン繊維を細胞膜へAnchoringするERM(Ezrin,Radixin,Moesin)-CD44系のERMが、Rhoの活性制御蛋白質系(Rho GEPおよびRho GDI)と直接相互作用することにより、Rhoの活性化反応を開始することを明らかにした。(2)Rhoの作用機構:Rhoが、その標的蛋白質であるBNI1に作用し、BNI1が、プロフィリンを介してアクチンの重合過程を、Elongation Factor 1α(EF1α)を介してアクチン繊維の再編成を制御することを明らかにした。さらに、Rho-BNI1系を細胞膜にAnchoringする蛋白質としてSPA2を単離した。(3)Rho系とRab系の協調的作用:Rho系とRab系が、ストレスファイバーと接着班の消失および形成を協調的に制御することにより、細胞の運動を制御していることを明らかにした。
覚醒剤中毒における心筋障害の発生へのアポプト-ジスの関与の検討

覚醒剤の心筋に対する毒性の発現にアポト-ジス(細胞枯死)が関与しているかどうかを調べるために成熟ラット心筋細胞を用いて以下の実験を行った。3.DNAの抽出と解析:培養細胞は遠心して集め、RNase,Nonident P40を加えたTrisEDTA緩衝液と混合し、37°Cでインキュベートした後、Proteinase Kで処理し、フェノールエイチジウムブロマイドで染色し、紫外線下にて観察した。結果形態的には対照群では明瞭な横紋構造を保った正常に近い形の心筋細胞がみられた。MA処理群は横紋の消失や空胞変性が著しく、細胞死も発生していた。しかしながらアポト-ジスに特異的といわれる形態的変化やDNAの断片化は認めることはできなかった。現在各種の条件等を変更した場合を検討している。
AI画像診断と網羅的遺伝子解析に基く早期胃癌の深達度診断・リンパ節転移予測の確立

本研究の目的は早期胃癌ESD非治癒切除症例で追加外科手術が施行された症例を対象に、リンパ節転移陽性群およびリンパ節転移陰性群の患者背景、ESD病理所見、網羅的遺伝子発現データの比較から早期胃癌リンパ節転移リスク因子を特定することである。さらに得られた成果を根拠にリンパ節転移リスクの層別化を行い、追加外科手術適応の判断の際に、より有用な基準を確立することは、早期胃癌診療の発展に大きく寄与することが期待される。
Trp合成酵素αサブユニットのX線解析による三次および四次構造構築原理の解明

蛋白質の立体構造形成および四次構造形成のメカニズムを解明するために、大腸菌トリプトファン合成酵素αサブユニットのX線結晶構造解析を行った。本酵素は本来、αβサブユニット複合体として生体に存在し酵素機能を示す。そこで、αサブユニット単体の構造解析を行えば、単体での立体構造形成、またβサブユニットとの複合体形成の機構など、蛋白質の折れたたみおよび高次構造形成のメカニズムを明らかにできる。野生型αサブユニットの結晶化を行い、高エネルギー物理学研究所のシンクロトロン放射光によるワイセンベルグカメラおよび実験室設置のDIP-2000回折計による回折実験とデータ収集を行った。格子定数はa=158.5,b=45.4,c=75.2A,b=96.9、空間群はC2であった。X線反射強度は、2.5A分解能までの独立な15,613個(completeness 87.2%)のデータを得ることができた。構造解析は、サルモネラ菌トリプトファン合成酵素をモデルとして、XPLORにより分子の相対配置および配向を決め、FRODOによりモデルを作成し、構造を決定した。本研究でのαサブユニットの結晶では、分子量から求められた格子内でのサブユニットの数は8であった。これは非対称単位中に独立な2分子(2サブユニット)が存在することを意味する。この2分子は、非結晶学的な2回軸で関係づけられ、その接触領域は、αサブユニットがαβ複合体を形成するときにβサブユニットと接触する領域とほぼ同じであった。このことは、βサブユニットと複合体を形成しないときでも、βサブユニットと接触する領域付近でお互いが会合しα2ダイマーを形成していることを示している。このことから、αβ複合体を形成する能力は、少なくともαサブユニット側にも持っているものと考えられた。現在、2.5A分解能での束縛最小自乗法PROLSQによる構造の精密化を行っている。
ミスマッチDNA塩基の回転を利用したシーケンス選択的なメチル化解析

ミスマッチDNA塩基の回転を利用して測定対象DNA中に含まれるシトシンのメチル化状態を迅速検知する新手法の提案を行い、基礎特性評価及びマイクロデバイス化を行った。従来、抗体を用いるメチルシトシン検出法は総量を測定可能であるものの、シーケンス内での位置情報が不明なため利用価値が乏しかった。そこでミスマッチ塩基の外向き回転を利用した位置選択的な抗体認識と、マイクロデバイス化による迅速計測に挑戦した。新規SPRチップ(エピジェネティクスチップ)の開発を行い、合成オリゴDNA並びに制限酵素による断片化と組み合わせることにより、小型SPR装置におけるゲノムDNAでのメチル化計測を実現した。自身のアイデアである「測定対象のメチルシトシンのみが長時間2本鎖DNAの外側を向き、非測定対象のメチルシトシンは内側を向いている」ことの証明が重要である。このコンフォメーションの違いをエピジェネティクス分析へと適用していくために、以下の検討を行った。先ず、測定したいメチルシトシンが不対になるような様々な2本鎖DNAを形成させ、この2本鎖DNAと抗メチルシトシン抗体との相互作用解析を行った。ミスマッチの形成には、測定対象のシトシンと対になる塩基箇所をアデニンやシトシン、チミンといった不対塩基(単純ミスマッチ)のみでなく、測定対象が飛び出すような膨らみを有する2本鎖DNA(DNAバルジ)や、対塩基が欠損した2本鎖DNA(AP site)を作製した。これらへの抗体の相互作用解析により、測定対象となるメチルシトシンを高効率に計測可能なコンフォメーションを導き出したところ、バルジ内のメチルシトシンへの結合が最も強いことが分かった。同一の抗原抗体反応であっても、2本鎖DNAの立体障害、および、隣接する塩基とのπーπ相互作用により、メチルシトシンの運動性が変化するためである。さらに、ゲノムDNAへ応用するために、制限酵素による断片化と回収を検討した。非メチル化感受性制限酵素を用いることで目的配列を含む遺伝子を規則的に断片化し、その断片化配列とほぼ相補的なビオチン化DNAによる回収実験を行った。その結果、測定対象シトシンのメチル化率と抗体の結合量にはきれいな直線関係があることが新たにわかった。前年度に得られた知見に基づき、本年度はメチルシトシン検出用のデバイス開発をクレッチェマン配置型SPRをベースとして行った。研究代表者は、これまでに携帯型のSPR角計測器を開発している。この計測器を読み取り装置とする使い捨てのマイクロセンシングチップを作製した。マイクロセンシングチップ内に配置された平坦な厚さ50 nmの金薄膜をスパッタリング法でガラス基板上に作製した。さらに、カルボキシデカンチオールを含むトルエン溶液に浸漬することにより、金表面にカルボキシル基を固定化した。さらに、カルボジイミドカップリング法によりアビジンを固定化した。一方、流路深さ20ミクロンの薄層流路をポリジメチルシロキサンで作製し、金薄膜を有するガラス基板と貼り合わせることにより、マイクロセンシングチップを作製した。測定対象シトシンがミスマッチであるビオチン化2本鎖DNAをマイクロセンシングチップへ導入することにより、アビジンービオチン反応により2本鎖DNAが補足される。その後、抗メチルシトシン抗体を導入し、外向きの(メチル/非メチル)シトシンと抗体との結合、つまりメチル化状態をSPR角変化から検知した。測定対象シトシンがメチル化されている場合には、DNA濃度に依存したSPR角度上昇が確認された。一方、メチル化されていない場合には、SPR角度上昇は見られなかった。このことから、単一シトシンレベルでのメチル化情報取得が可能になった。加えて、測定対象シトシンをミスマッチとする際に、バルジ、AP-site, C/C,C/A, C/Tミスマッチとして測定したところ、SPR角度上昇はバルジの際に大きな角度変化を示すことを明らかにした。計画書通りに進行しているため。DNA、特にCpGアイランドに存在するシトシンのメチル化による後天的遺伝子発現の変化(エピジェネティクス)が、ガン、精神疾患、生活習慣病等の多くの疾患に関与していることが明らかになり、詳細な解析が進められている。現在、エピジェネティックな遺伝情報に関するデータベースは構築されつつあるものの、その医療応用に関してはいくつかの課題が残る。その1つとして、現場で誰にでも測定できるような簡便で洗練されたエピゲノム検出法が無いことにある。そこで本研究では、ミスマッチDNA塩基の回転を利用して、測定対象DNA中に含まれるシトシンのメチル化状態を迅速検知する新手法の提案を行い、基礎特性評価及びマイクロデバイス化を行った。これにより、Bisulfite反応やPCR、電気泳動を必要としない新規メチルシトシン検出法を提案し、さらにそのマイクロデバイス化により、世界最速のシーケンス選択的メチル化DNA分析を目指した。まず、ミスマッチ塩基の外向き回転を利用したシーケンス選択的メチル/非メチルシトシン識別が、どの程度の感度・選択性を有するのか、様々なシーケンスにより既存SPR装置(BIACORE)による相互作用解析を行った。これにより一塩基バルジが最も高効率にDNA2本鎖からフリップアウトしていることを見出した。

その後、一塩基バルジ形成プローブDNAを用いて、新規SPRチップ(エピジェネティクスチップ)の開発を行い、合成オリゴDNA並びに制限酵素による断片化と組み合わせることにより、小型SPR装置におけるゲノムDNAでのメチル化計測を実現した。ミスマッチDNA塩基の回転を利用して測定対象DNA中に含まれるシトシンのメチル化状態を迅速検知する新手法の提案を行い、基礎特性評価及びマイクロデバイス化を行った。従来、抗体を用いるメチルシトシン検出法は総量を測定可能であるものの、シーケンス内での位置情報が不明なため利用価値が乏しかった。そこでミスマッチ塩基の外向き回転を利用した位置選択的な抗体認識と、マイクロデバイス化による迅速計測に挑戦した。新規SPRチップ(エピジェネティクスチップ)の開発を行い、合成オリゴDNA並びに制限酵素による断片化と組み合わせることにより、小型SPR装置におけるゲノムDNAでのメチル化計測を実現した。当初計画よりも順調に計画が進んでおり、論文化と採択まで終えたため。本プロジェクトで検討した手法およびデバイスを用いて、ゲノムDNAへの応用を行う。具体的には、ガン、生活習慣病に関与する遺伝子プロモーターのメチル化解析を行う予定である。分析化学これまでに得られた知見に基づき、メチルシトシン検出用のデバイス開発をおこなう。次年度、ゲノム計測に向けて非常勤職員を雇用し、研究を加速させるため11月までは東京本部に出向していたため、必要な消耗品の量が少なかった。非常勤職員の雇用など次年度は、研究を加速させるために各種消耗品(DNAプローブ、抗体)等を購入予定である。