hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「小腸-膵β細胞」を枢軸とした候補遺伝子プールの構築による糖尿病遺伝子の同定

HNF転写因子を効率良く発現させるためにアデノウィルスの系を用いているが、HNF-1α、1βなどのHNFベクター構築も既に終了しており、小腸・膵β細胞でHNF転写因子の野生型とドミナントネガティブ変異をそれぞれ過剰発現させてmRNAを抽出する。そしてマイクロアレイ解析によって発現レベルが変化する遺伝子群を同定し、候補遺伝子プールを構築する。現在まで6種類のMODY原因遺伝子が同定されているが、これらの遺伝子は同一カスケード内で相互に機能連関したHNF転写因子をコードする。しかも発生原基が膵β細胞と共通である小腸ですべて発現している。そこで膵β細胞と小腸の共通発現遺伝子群を網羅すべくESTを大量集積した。先行して獲得したヒト正常膵β細胞、ヒトインスリン産生細胞株、ヒト小腸のEST合計約3万個のESTの分類化、集団化(クラスタリング)を施行し、約5000種類の既知遺伝子を確認し、そのうち約300種類の共通遺伝子を同定している。さらに膵β細胞特異的ESTを収集するため、ヒトインスリン産生細胞株をさらに約1万個追加採取した。この獲得したヒトインスリン産生細胞株単独のESTの分類化、集団化(クラスタリング)を施行し、3461種類の既知遺伝子と3469種類の未知遺伝子を獲得した。さらに機能別分布も施行し、遺伝子発現・蛋白生成に関与するESTが既知のものでは最も多く232種類を占めることを確認した。これら転写因子のESTのみからなる独自のマイクロアレイを用いて膵、肝、小腸に共通に発現する12個の新規糖尿病候補転写因子を獲得することができた。また未知遺伝子のBLASTXサーチにより、シグナル伝達に関係するセリン・スレオニンキナーぜや転写に関係するジンクフィンガー蛋白などのホモローグが確認された。これらは未知の有力な糖尿病候補遺伝子と成り得る。HNF転写因子を効率良く発現させるためにアデノウィルスの系を用いているが、HNF-1α、1βなどのHNFベクター構築も既に終了しており、膵β細胞腫瘍株でHNF転写因子の野生型とドミナントネガティブ変異をそれぞれ過剰発現させてmRNAを抽出しマイクロアレイ解析によって発現レベルが変化する遺伝子群を同定し、先の転写因子と合わせ糖尿病候補遺伝子プールを構築し関連解析を進めている。そこで膵β細胞と小腸の共通発現遺伝子群を網羅すべくESTを大量集積してきた。さらにインスリン産生関連遺伝子を網羅するため、ヒト膵島腫瘍細胞からESTを約1万個以上追加採取した。現在まで獲得した合計25753個のヒト膵島腫瘍細胞ESTの分類化、集団化(クラスタリング)を施行し、膵島発現遺伝子データベース(EPConDB)と照合した結果、3103種類の既知遺伝子と3054種類の未知遺伝子を獲得した。そして新たに3384個のESTが膵島に発現していることも明らかにできた。さらに機能別分布も施行し、遺伝子発現・蛋白生成に関与するESTが既知のものでは最も多く256種類を占めることを確認した。そして転写因子のESTのみからなる独自のマイクロアレイを作成して解析し、膵、肝、小腸に共通に発現する12個の新規糠尿病候補転写因子を獲得しており現在遺伝子解析を進めている。
動的通路環境における自律移動ロボットのナビゲーション

目的:実環境において自ら環境を認識し行動計画を立てて行動するロボットの実現(1)ナビゲーションアルゴリズムの開発および実験通路状環境を想定し、各交差点にはランドマークを設置することを前提とした。ロボットは通路状環境を認識するために、当初徘徊を行った後で通常環境をロボット自身で認識することとなる。いったんその環境が認識されれば、それをもとにしてロボット自身で経路計画が可能となる。大幅に環境が変化した場合には、改めて環境認識を行う事が必要となるが、わずかな環境変化(通路状に一時的に障害物が入るなど)はロボットの反射的行動により回避することが可能である。自作移動ロボットのナビゲーション実験を一部実施している。(2)ロボットセンサ用非線形フィルタの開発ロボットには多くのセンサが必要であるが、そのうちでも超音波センサは測距用として多用されている。ロボットを実環境で用いるとインパルス状ノイズに侵される場合が大変多い。本研究ではそのようなインパルス状ノイズに埋もれた信号を適切に取り出す新しい非線形フィルタを開発した。スライディングモードシステムを用いた新しいアイデアであり、従来の線形&非線形フィルタに比較してかなり有効であることを理論的実験的に示した。(3)距離型ファジィ推論およびその応用移動ロボットの行動計画などを判断する場合には、人間の判断がそうであるように厳密な状況判断よりは大まかな判断が有効である場合が多い。特に高いレベルでの判断にはそのような事がある。その場合の一つのアプローチがファジィ推論であると考える。本研究では従来の適合度型ファジィ推論には根本的な問題があることに注目し、それらに有効な新しいファジィ推論法として距離型ファジィ推論法を提案した。また、その推論法をもとにして新しい連想記憶アルゴリズム、新しい学習アルゴリズム等を提案し、従来のこれら方法にはない利点をいかしてロボット研究に有効に利用することを狙っている。研究の目標:「実環境において自ら環境を認識し、行動計画を立て、行動するロボットの実現」環境に関する知識を予め与えることなく、ロボット自らが環境内を探索し、環境の特徴点(本研究ではランドマーク)を抽出し、それを基に環境知識をロボット自らが構築する。そして、人間から目的地を与えられた際にこの環境知識を使い、経路計画を立てることで目的地まで自律的に移動出来るロボットを実現することを目標としている。本年度の研究成果は以下のようである。・移動ロボットのナビゲーション実験実験室内に作られた簡単な通路環境(経路網)において、路面の交差点にはカラーパターンによりランドマークを用意する。ロボットの底面に装置された超音波センサーにより交差点でのカラーパターンを検出し、現在ロボットがどの交差点にいるかを認識する実験。・ロボットは予め与えられた経路内を徘徊し、交差点のつながりを学習するが、交差点に入った場合にその交差点が三叉路か、十字路か、五叉路かなどを判断しなければならない。この判断のために本研究ではレーザレンジファインダ(LRF)を用いた認識装置を用いた。特に交差点内では360度の情報を取り入れて現在の交差点がどのようなものであるかを判断しなければならない関係上、LRFを交差点内で一回転させる機構を用いた。・一方、移動ロボットでは超音波センサが良く使われる。超音波センサによる測距についても検討をくわえて実用化への問題点を解決した。すなわち、ロボットは走行中前方に超音波を発射し、その反射波から対象物までの距離を測定する。この反射波にはインパルス状の雑音が混入する事が多く、判断に誤りが多く発生する。そのようなインパルス状雑音を除去する効果的な非線形フィルタを開発した。

従来、このような場合に有効とされてきたメディアンフィルタに比較してかなりの高性能を実現出来ることを理論的・実験的に明らかとした。目的:実環境において自ら環境を認識し行動計画を立てて行動するロボットの実現(1)ナビゲーションアルゴリズムの開発および実験通路状環境を想定し、各交差点にはランドマークを設置することを前提とした。ロボットは通路状環境を認識するために、当初徘徊を行った後で通常環境をロボット自身で認識することとなる。いったんその環境が認識されれば、それをもとにしてロボット自身で経路計画が可能となる。大幅に環境が変化した場合には、改めて環境認識を行う事が必要となるが、わずかな環境変化(通路状に一時的に障害物が入るなど)はロボットの反射的行動により回避することが可能である。自作移動ロボットのナビゲーション実験を一部実施している。(2)ロボットセンサ用非線形フィルタの開発ロボットには多くのセンサが必要であるが、そのうちでも超音波センサは測距用として多用されている。ロボットを実環境で用いるとインパルス状ノイズに侵される場合が大変多い。本研究ではそのようなインパルス状ノイズに埋もれた信号を適切に取り出す新しい非線形フィルタを開発した。スライディングモードシステムを用いた新しいアイデアであり、従来の線形&非線形フィルタに比較してかなり有効であることを理論的実験的に示した。(3)距離型ファジィ推論およびその応用移動ロボットの行動計画等を判断する場合には、人間の判断がそうであるように厳密な状況判断よりは大まかな判断が有効である場合が多い。特に高いレベルでの判断にはそのような事がある。その場合の一つのアプローチがファジィ推論であると考える。本研究では従来の適合度型ファジィ推論には根本的な問題があることに注目し、それらに有効な新しいファジィ推論法として距離型ファジィ推論法を提案した。また、その推論法をもとにして新しい連想記憶アルゴリズム、新しい学習アルゴリズム等を提案し、従来のこれら方法にはない利点をいかしてロボット研究に有効に利用することを狙っている。
Filled Skutterudite型化合物の研究

CeRu4Sb12の低温における非フェルミ流体的振る舞いの起源の解明とサマリウム化合物の物質開発を行った。CeRu4Sb12の磁場中比熱や電気抵抗などの測定によって、この物質が強磁性臨界点近傍にあり、低温における非フェルミ流体的振る舞いは磁性-非磁性転移の不安定性に起因する量子臨界現象であることが明らかにされた。また高分解能光電子分光により、状態密度が低温で減少し近藤半金属であることが示された。近藤半金属はf電子がフェルミ準位に位置していると考えられており、強磁性臨界現象が遍歴4f電子によると考えられる。SmFe4Pl2の良質な単結晶の育成に成功し、強磁性転移を示す近藤格子であることが示された。強磁性転移を示す近藤格子は例が少なく、サマリウム化合物としては初めての物質である。SmRu4P12とSmOs4P12についても単結晶が得られたが、さらなる大型化が必要であり、物性研究は今後の課題として残された。充填スクッテルダイト化合物の示す多彩な物性の1つにCeRu_4Sb_<12>の非フェルミ流体的振る舞いがある。本年度はこの振る舞いの解明に重点をおいた。非フェルミ流体的振る舞いは、非磁性-磁性転移近傍の不安定な状態に起因すると考えられている。それを証明する1つの手段は、小さな摂動によって実際に磁気転移を起こさせることである。そのために、Ce_<1-x>La_xRu_4Sb_<12>を育成し、物性研究を行った。その結果、磁気転移は起きなかったが、La置換によって非フェルミ流体的振る舞いが急激に消失する事が示された。これによって、Ceイオンの周期性が非フェルミ流体的振る舞いの発現に重要であることが明らかになった。また、磁場の影響を調べた結果、磁場によって非フェルミ流体的振る舞いは消失し、フェルミ流体となることが示された。このような結果は、磁性-非磁性近傍にあると考えられている他の物質においても観測されており、CeRu_4Sb_<12>の異常物性が磁性-非磁性近傍にある間接的証拠といえる。実験結果の詳細な解析により、この物質は強磁性近傍にあると考えられる。Ce濃度の増加により、系統的に強磁性転移点に近づいていく結果が得られた。充填スクッテルダイト型化合物は、希土類元素、遷移金属、プニクトゲンの組み合わせにより多くの化合物が存在するが、物性測定の行われていない化合物も多い。本年度はPを含むサマリウム化合物に焦点を当て、良質単結晶の育成と物性の解明を目指した。その結果、SmFe_4P_<12>について良質の単結晶が育成され、強磁性秩序を示す近藤格子系であることが発見された。電子比熱係数は400mJ/molK^2と大きな値をもち、重い電子系であることが示された。強磁性秩序を示す近藤格子はほとんど例がなく、サマリウム化合物としては初めてのものである。SmRu_4P_<12>、SmOs_4P_<12>についても単結晶が得られたが、まだ小さく物性研究にはもっと大型化する必要がある。また、強磁性臨界点近傍における非フェルミ流体的振る舞いが指摘されているCeRu_4Sb_<12>について高分解能光電子分光を行い、特性温度以下で状態密度が減少する結果を得た。これにより、この物質が単なる近藤物質ではなく、近藤半金属としてとらえられるべきことが示された。近藤半金属はf電子がフェルミ準位に位置し、f電子は遍歴的であると考えられている。従ってこの結果は、強磁性臨界点が遍歴電子系によるとする我々の主張を裏付けるものである。
社会選択問題への進化ゲーム理論的アプローチ

最初の2編の論文では、人々の損失回避傾向を仮定したプロスペクト理論に従う人々が、どのような社会状態に長期的に到達するかを分析した。損失回避の傾向が強まると、マキシミンと呼ばれる最大損失を最小化するような状態に到達する傾向が高まることが示された。最大損失を最小化する状態が必ずしも社会的に効率の良い状態とは限らないため、社会状態が損失回避傾向に依存する点は今後の研究でも注意深く検討する必要があるという示唆が得られた。3編目の論文では、協力ゲームと呼ばれる人々が協力して意思決定をする場合に長期的に到達する社会状態の分析を行った。協力ゲームの状況では、富裕なプレイヤーの富を最小化するような状態、つまり比較的平等と考えられる状態が長期的な均衡となることが明らかとなった。しかし、この状態は哲学者ロールズが提唱した最も貧しいものの富が最大となる状態とは少々異なっており興味深い。今後の継続研究につながる示唆が得られた。理論研究が想定以上に進展し、著名な国際論文誌に3編の論文を掲載することが可能となった。理論研究が比較的進展していること、また本研究で検討している限定合理性や協力ゲームの応用範囲が広いことより、理論研究を引き続き先行して行う。特に将来の投票ゲームの実験研究につながる社会的選択モデルにおける理論研究を中心に研究課題を推進する。当該年度は理論研究の進展に大きく時間を費やし、また年度後半より体調を崩したため、購入を予定していた機器の選定などの計画通りの執行が困難であった。次年度分の予算と併せて、シミュレーション実験向けた機器の選定・購入など計画的な執行を行う。
金属中のヘリウムの格子間拡散

この研究計画の目的とするところは、金属中のヘリウムの格子間拡散に関する知見を得ることである。具体的には、純度99.9999%の帯精製アルミニウムに、1x10^<15>5x10^<16> He^+cm^<-2>のヘリウムイオンを室温照射し、その後室温から900°Cまでの加熱中のヘリウム放出を四重極質量分析計で精密に測定した。このとき、試料表面の汚染・酸化被膜の除去にはイオン銃を、高真空中での放出実験には、その排気系としてタ-ボ分子ポンプを用いた。いずれも本科研費で購入したものである。得られたヘリウムの放出スペクトルは次のような特徴を示している。1.いずれの照射量においても、試料が融ける直前に急激なヘリウム放出が見られる。2.照射量が増加すると、上記以外の放出ピ-クが現れる。そのピ-クは、照射量の増加と共に顕著になり、しかも、低温側へ移動する。低温側の放出ピ-クは、その挙動から、次のように考えられる。すなわち、温度上昇に伴って微小なヘリウムバブルの内圧がある臨界値に達し、その圧力緩和の為にバブルから放出されたヘリウムが試料表面へ拡散し放出されるというものである。したがって、この放出過程を詳細に調べることにより、ヘリウムの格子間拡散を実験的に捉えることが期待できる。そこで、点欠陥の研究によく用いられるスロ-プ・チェンジ法を適用し、この過程の見かけの活性化エネルギ-を求めることを試みた。そのため、試料を510°Cステップで階段状に加熱し、急激な温度上昇の前後でのヘリウム放出速度を精密に測定した。得られた見かけの活性化エネルギ-は0.3eVで、この値は、理論的に予測された、アルミニウム中のヘリウムの格子間拡散の活性化エネルギ-に非常によく一致している。本研究の目的は、金属にヘリウムイオンを照射し、照射中のヘリウム再放出・ヘリウム透過を測定して、金属中のヘリウムの格子間拡散に関する物理量を得ようとするものである。今年度は、当初の計画通り、スパッタイオン銃(アルバック・ファイ社製・USG-3型コントロ-ラ付)およびタ-ボ分子ポンプ(日本真空kk製:UTMー50型)を購入して、小型で、且つ、液体窒素温度から室温まで温度が可変のガス透過装置を製作した。この装置は、現有のホットカソ-ドPIG型イオン注入装置(加速電圧:1025kV)に接続可能であるばかりでなく、単独でもUSGー3型イオン銃による02kVのヘリウムイオン照射が可能である。透過ヘリウムの検出には現有の四重極質量分析計を用いているが、増幅器(ORTEC社製:571型)を購入・使用することにより、イオン電流1x10^<-13>Aが安定に検出できるようになった。透過装置の製作・整備は計画どおり進めることが出来たので、今後は、高純度アルミニウム(99.9999%)における低温でのヘリウム透過を測定し、格子間ヘリウムの拡散を調べる予定である。上記の透過装置の製作以外に、ヘリウム照射した高純度アルミニウムからのヘリウムの熱的放出を、室温から900°Cの温度領域で調べた。ヘリウムの放出スペクトルは、ヘリウムと照射欠陥である原子空孔との相互作用で形成されるバブルのサイズ分布に強く依存している。このことは、格子間ヘリウムの挙動を据えるには、照射ヘリウムイオンのエネルギ-をできるだけ押え、かつバブル形成の基礎過程である原子空孔集合体形成が生じない温度での透過実験が必要であることを示唆している。

本研究の目的は、金属にヘリウムイオンを照射し、照射中のヘリウム透過・照射後のヘリウム放出の測定から、金属中のヘリウムの格子間拡散の知見を得ようとするものである。本年度は、まず、昨年度製作した透過装置を用いて、ヘリウム透過の測定を試みた。しかし、100K付近にまで温度を下げても、ヘリウムの透過は観測されなかった。これは、照射の初期において、ヘリウムが既に原子空孔に捕獲された状態にある為と考えられる。そこで、ヘリウム放出の精密測定を行い。格子間拡散が実験的に促えられるかどうか、その可能性を追求した。なお、この場合にも、昨年度購入したイオン銃・タ-ボ分子ポンプは、試料表面の汚染除去・高真空中でのヘリウムの放出実験に不可欠であった。実験は、アルミニウムに、1x10^<15>5x10^<16>He^+cm^<-2>のヘリウムイオンを室温照射し、室温900°Cまでの加熱中に放出されるヘリウムを四重極質量分析計で測定した。ヘリウム放出曲線には二つの鋭いピ-クが観測された。高温側のピ-クは、いずれの照射量においても、試料が融ける直前に現れ、一方、低温側のピ-クは照射量の増加と共に顕著になり、しかも、低温側へ移動する。この低温側のピ-クは、微小なヘリウムバブルの内圧が温度上昇に伴って高くなり、その圧力緩和の為にバブルより急激に放出されるヘリウムによるものと考えられる。したがって、この放出過程の温度依存を詳細に調べることにより、ヘリウムの格子間拡散に関する知見が得られる可能性がある。そこで、100250°Cの範囲で、510°Cずつ温度を急激に上昇させて、その前後のヘリウム放出速度を精密に測定し、活性化エネルギ-を評価した。得られた値は約0.3eVで、この値は、理論的に予測されている、アルミニウム中のヘリウムの格子間拡散の活性化エネルギ-近いものである。
中国舞踊における伝統の身体観研究ー伝統中医学の身体観による身体表現技法の検証ー

本研究はこれまでの研究成果である中国戯曲の「伝統技法における動きの表現原理」をベースに、伝統的中国医学の身体観の文献考察及び実技研究(中医学、京劇、中国舞踊、日本舞踊、琉球舞踊の専門家による共同研究)を通して、中国舞踊における伝統的身体観の解明を意図するものである。
ATP及びGTPの細胞内動態解析用センサーの開発

細胞内でのATPの動態をリアルタイムで検出するための道具として、FRETの原理を応用し大腸菌アデニル酸キナーゼ(AK)を利用したATPセンサーの開発を試みた。まず、蛍光標識の方法を検討し、大腸菌AKの一カ所のアミノ酸をトリプトファンに置換し、これをFRETのドナーとし、一方、AKに一カ所しか存在しないシステイン残基を蛍光標識して、これをFRETのアクセプターとする方針を決定した。次に、大腸菌AKをコードする遺伝子を発現ベクターにつなぎ、AKタンパク質が発現することを確認した。さらに、この発現ベクターを鋳型として、PCRによりAKに変異を導入し、得られた発現ベクターからの三種類のAK変異体の発現誘導も確認した。これらの変異体が活性を有しているかどうか、まずCV2株にトランスフォームして検討した。CV2株は温度感受性であり、外部から活性のあるAKが供給されなければ、42°Cで成育することはできない。調べた結果、いずれの変異体も42°Cで成育可能であり、アデニル酸キナーゼ活性を有している可能性が示唆された。次に、野生型、および変異型のAKタンパク質の精製法を検討し、最終的に、Blue SepharoseカラムとDE53カラムとを組み合わせることで、95%以上の純度のAKタンパク質を得ることに成功した。最後にこれら、精製したタンパク質のアデニル酸キナーゼ活性を測定したところ、野生型に対して、二種類の変異体はおよそ70%程度の活性を、残る一種類は約30%程度の活性を有していることがわかった。これはいずれの変異体も程度の差はあれ、野生型に近い三次構造を維持していることを示唆している。今後は、これらのタンパク質のシステイン残基に蛍光標識をして、その標識体が三次構造を維持していることを確認し、さらに基質結合の有無で、発する蛍光スペクトルが変化することを確認する予定である。エネルギー代謝で重要な細胞内小器宮であるミトコンドリアにおけるヌクレオチド動態については測定が技術的に困難であるため、詳細に調べることができない。そこで、今回申請したATPセンサーの開発を考案した。今年度は、アデニル酸キナーゼ(AK)活性測定とアデニンヌクレオチドの測定に必要なアデニル酸キナーゼ2欠失体コントロールを作製をおこなった。まず最初に、ショウジョウバエのAK1,AK2,AK3の各タンパク質を精製したのち、ウサギにて抗体を作成した。各抗体の反応性を明らかにするために、ショウジョウバエの幼虫と成虫および頭部、体部、尾部の各組織からタンパク質を抽出し、コントロールのタンパク質を含めてイムノブロット法によって各AKアイソザイムの発現レベルを分析した。この結果、ショウジョウバエにおいて、1、AK1は胚時期ではAK2が有意に発現しており、AK1やAK3の発現はきわめてわずかであること、2、幼虫では、AK2の発現レベルが下がり、AK1やAK3が有意に増加すること、3、成体ではAK1、AK2、AK3いずれの発現レベルも高値であることが分かった。一方、成体の各部での発現レベルは、AK1、AK2では頭部、胸部に発現が高く、腹部に低いこと、AK3は逆に頭部、胸部に発現が低く、腹部に高いことが分かった。以上の結果から、AK1、AK2、AK3の各アイソザイムは発生時期特異的、臓器特異的発現をしていることが伺えた。特に、AK2は発生時期早期と頭部および胸部での発現が高いことからミトコンドリア膜間でのヌクレオチド代謝の代謝回転が高いと考えられた。次いで、膜間のアデニル酸キナーゼであるAK2欠失体の作製を試みた。

ショウジョウバエの遺伝学的変異体のデータベースを探索し、AK2遺伝子領域にPエレメント挿入変異体のクローンを見いだした。このクローンを入手し、遺伝子構造解析を行なった結果、この変異体では、4つあるAK2遺伝子の第1イントロンにPエレメントがAK2遺伝子と逆向きに挿入されていることが明らかとなった。さらにこの変異体の掛け合わせ実験から、ホモ個体を得て、成長度合いを調べたところ、幼虫第2時期以降に成熟が行かないで致死個体になることが分かった。AK2遺伝子量が半分のヘテロ個体では、成長への影響が少ないことも分かった。現在、AK2欠失体コントロールを用いたATPセンサーの作製を準備している。細胞内でのATPの動態をリアルタイムで検出するための道具として、FRETの原理を応用し大腸菌アデニル酸キナーゼ(AK)を利用したATPセンサーの開発を試みた。まず、蛍光標識の方法を検討し、大腸菌AKの一カ所のアミノ酸をトリプトファンに置換し、これをFRETのドナーとし、一方、AKに一カ所しか存在しないシステイン残基を蛍光標識して、これをFRETのアクセプターとする方針を決定した。次に、大腸菌AKをコードする遺伝子を発現ベクターにつなぎ、AKタンパク質が発現することを確認した。さらに、この発現ベクターを鋳型として、PCRによりAKに変異を導入し、得られた発現ベクターからの三種類のAK変異体の発現誘導も確認した。これらの変異体が活性を有しているかどうか、まずCV2株にトランスフォームして検討した。CV2株は温度感受性であり、外部から活性のあるAKが供給されなければ、42°Cで成育することはできない。調べた結果、いずれの変異体も42°Cで成育可能であり、アデニル酸キナーゼ活性を有している可能性が示唆された。次に、野生型、および変異型のAKタンパク質の精製法を検討し、最終的に、Blue SepharoseカラムとDE53カラムとを組み合わせることで、95%以上の純度のAKタンパク質を得ることに成功した。最後にこれら、精製したタンパク質のアデニル酸キナーゼ活性を測定したところ、野生型に対して、二種類の変異体はおよそ70%程度の活性を、残る一種類は約30%程度の活性を有していることがわかった。これはいずれの変異体も程度の差はあれ、野生型に近い三次構造を維持していることを示唆している。今後は、これらのタンパク質のシステイン残基に蛍光標識をして、その標識体が三次構造を維持していることを確認し、さらに基質結合の有無で、発する蛍光スペクトルが変化することを確認する予定である。
低侵襲レーザー内視鏡治療器を用いた定位的光線力学療法の確立

動物実験系において新型「低侵襲レーザー治療器」を用いた照射実験を行った。全身麻酔下にラット大腿動静脈・腸間膜動脈を露出し、本実験で新たに使用している半導体レーザー(波長:980nm)照射止血実験を行い、空気中および水中での至適レーザー出力、照射時間、照射距離の最適化を行っている。レーザーの照射条件の最適化に関してはさらなる照射条件設定の変更を行い、同様の実験を行い、照射条件最適化のデータを集積していく必要がある。また、ラット脳腫瘍モデルを用いた定位的光線力学療法開発実験の準備として、ラット脳腫瘍モデルの作成を行った。現在ある程度的確に脳腫瘍をラット大脳に播種させることが可能になった。レザフィリン静脈内投与により脳腫瘍内への光感受性物質の移行も確認できている。工学系部門において、半導体レーザー照射装置の最適化をさらに進めた。また、広範囲均質照射を可能にする、同心円状照射用のファイバー先端形状加工を施したファイバに関しては、随時ミーティングを重ねながら最適なファイバについて設計段階ではあるが、細径かつ同心円状照射をできるようなファイバーを作成する事は技術的および経済的にかなり困難であり、実際のファイバ作成には至っていない。低侵襲内視鏡治療全体のテーマに関しては、昨年に引き続き、国内外での学会論文発表・教科書執筆・招待講演・セミナー講師等を活発に行い、国内外での業績をさらに増やすとともに、臨床例でも症例数を増加し、さらに活性化している。レーザー照射装置の故障とファイバーの破損が生じ、実験が一定期間中止せざるを得なくなっている。現在修復中であり、修復次第実験を再開する。広範囲均質照射を行うためのファイバ先端加工が困難で現在止まっている。またレーザー照射機器の調整が未完了である。また、ラット脳腫瘍モデルは確立し、レザフィリンの腫瘍細胞内移行も確認できているものの、定位的レーザー照射モデルの確立が遅れている動物実験系部門では、末梢性肺癌・子宮体癌・胆のう癌等狭隘部のがんに対する光線力学療法も施行可能な新型「低侵襲レーザー治療器」を用いた照射実験を行った。本年度はまずは光線力学療法におけるレーザー照射が安全に行えるための予備実験を行った。具体的には、ラット大腿動静脈・腸間膜動脈を用いた半導体レーザー(波長:980nm)照射止血実験を行い、至適なレーザー出力、照射時間、照射距離等の最適化実験を行った。客観的評価のための止血前後の血流計測も行った。しかしながら、レーザー波長が以前と異なり微調整が必要になるため、今後さらなる最適化が必要と考えている。また、同時進行でラット脳腫瘍モデルを用いた定位的大PDTの実験の準備として、ラット脳腫瘍モデルを用いた定位的大PDTの実験の予備実験として、ラット脳腫瘍モデルの作成を試みている。工学系部門では、レーザー照射装置の最適化に加え、ファイバー先端の形状加工による照射の効率化を試みている。具体的には、従来のファイバのような直線的な照射ではなく、同心円状に照射が行えるような加工を行っている。これにより、ファイバー先端から同心円状にレーザー照射が可能となるような広範囲均質照射が可能になる。低侵襲内視鏡治療に関しては当研究グループは各方面で注目されており、国内・国外の学会での発表・論文執筆・招待講演をはじめとして、国内での研究会の主催など多方面で業績を重ねることができた。広範囲均質照射を行うためのファイバ先端加工および、レーザー照射機器のレーザー照射の調整に時間がかかっている。また、ラット脳腫瘍モデルの確立もやや遅れている。全身麻酔下にラット大腿動静脈・腸間膜動脈を露出し、本実験で新たに使用している半導体レーザー(波長:980nm)照射止血実験を行い、至適レーザー出力、照射時間、照射距離の最適化を行っている。また、ラット脳腫瘍モデルを用いた定位的光線力学療法実験の準備として、ラット脳腫瘍モデルの作成を行った。また、レザフィリン静脈内投与により脳腫瘍内への光感受性物質の移行も確認できている。また、広範囲均質照射を可能にする、同心円状照射用のファイバー先端形状加工を施したファイバに関しては、随時ミーティングを重ねながら最適なファイバについて設計段階ではあるが、細径かつ同心円状照射をできるようなファイバーを作成する事は技術的にはかなり困難であり、実際のファイバ作成には着手できていない。低侵襲内視鏡治療全体のテーマに関しては、引き続き当科の注目度は全国的に高く、昨年に引き続き、国内外での学会論文発表・教科書執筆・招待講演・セミナー講師等を行い、国内外での業績をさらに増やした。広範囲均質照射を行うためのファイバ先端加工およびレーザー照射機器の調整が未完了である。また、ラット脳腫瘍モデルは確立し、レザフィリンの腫瘍細胞内移行も確認できているものの、定位的レーザー照射モデルの確立が遅れている。

レーザーの照射条件の最適化に関してはさらなる照射条件設定の変更を行い、同様の実験を行い、照射条件最適化のデータを集積していく必要がある。また、ラット脳腫瘍モデルを用いた定位的光線力学療法開発実験の準備として、ラット脳腫瘍モデルの作成を行った。現在ある程度的確に脳腫瘍をラット大脳に播種させることが可能になった。レザフィリン静脈内投与により脳腫瘍内への光感受性物質の移行も確認できている。工学系部門において、半導体レーザー照射装置の最適化をさらに進めた。また、広範囲均質照射を可能にする、同心円状照射用のファイバー先端形状加工を施したファイバに関しては、随時ミーティングを重ねながら最適なファイバについて設計段階ではあるが、細径かつ同心円状照射をできるようなファイバーを作成する事は技術的および経済的にかなり困難であり、実際のファイバ作成には至っていない。低侵襲内視鏡治療全体のテーマに関しては、昨年に引き続き、国内外での学会論文発表・教科書執筆・招待講演・セミナー講師等を活発に行い、国内外での業績をさらに増やすとともに、臨床例でも症例数を増加し、さらに活性化している。レーザー照射装置の故障とファイバーの破損が生じ、実験が一定期間中止せざるを得なくなっている。現在修復中であり、修復次第実験を再開する。工学系部門でのレーザー調節を早急に進める。また、広範囲均質照射ファイバの作成も遅れているため、そちらも早急に進める。工学系部門におけるレーザー照射装置の調整および、広範囲均質照射ファイバの作成を早急に進める。定位的照射モデルの確立に向けてどのように照射を行えばよいか、検討を進める。広範囲均質照射を行うためのファイバ先端加工が困難で現在止まっている。またレーザー照射機器の調整が未完了である。また、ラット脳腫瘍モデルは確立し、レザフィリンの腫瘍細胞内移行も確認できているものの、定位的レーザー照射モデルの確立が遅れている当初初年度に1200000にて作成購入予定だった新しい専用複合型光ファイバスコープに関して、作成業者の都合などにより作成が遅れている。作成購入予定だった専用複合型光ファイバスコープに関して、材料の値上がりなどにより作成業者と価格交渉の折り合いが合わず、作成ができなかった。今後再度価格交渉を行い、作成依頼を行う予定である。年度中にレーザー照射装置の故障およびファイバの破損があり、実験ができなくなっている。現在修復中であり、修復次第実験を再開する予定である。次年度に上記ファイバスコープを購入予定である。
気候変動下の植物生産における夜温の生理生態的評価と省エネルギー管理

夜温および夜温管理の生理生態的意義を検証するとともに,新規の夜温管理の方法を提案した。葉菜、果菜、果樹およびチャを対象に、根の物質吸収および果実への転流の呼吸依存性を通した夜温効果、さらにチャの夜間熱収支および夜温履歴、耐凍温度および耐凍性適合溶質の消長の関係性等を定量的に明らかにした。植物生産における夜温管理の意義を科学的に検証するとともに,新規の夜温管理の方法として、果実への物質集積の動態に基づく省エネ夜温管理、地温不易層埋設パイプを応用した省エネ局所適温管理、チャ芽熱収支解析に基づく凍霜害防止対策を提案し,生理生態的効果と省エネルギー効果等を実証した。本研究の目的は,気候変動下の夜温の上昇・変動傾向の特徴を明らかにし,植物の生理生態(栄養成長,生殖成長,低温順化)に対する夜温の影響を調べ,気候変動下の植物生産における夜温管理の生理生態的意義を検証するとともに,省エネルギーでの夜温管理の方法を提案することである。初年度の23年度は,まず実験圃場,施設,対象の選定,実験系の構築と設置,解析手段の確立を行った。まず,大分県東部(ミカン),福岡県南部と西部(イチゴ等),九州大(トマト,ホウレンソウ等),高知大(スイカ等)および福岡県と熊本県中山間地(チャ)の生産圃場および実験施設を選定した。それぞれの場所に簡易な気象観測システムを設置するとともに,インタクトの植物器官を対象にした呼吸,転流,肥大・伸長,養水分吸収の測定システム等を構築した。また,気候因子の異なる複数の気象官署を選定し,過去30年間の夜間の最低気温,積算気温の時系列データを解析し特徴を検出した。主要な成果として,果実に関しては13C炭酸バリウムを用いる13C法,ヒートリング法,フルーツチャンバを援用して,果実の肥大およびunloadingの呼吸依存性を明らかにするとともに,果実への転流の動態と夜温との関係解析を可能にした。また,チャに関しては,寒候期の短期間の温度(低温,暖温)履歴と耐凍性との関係を明らかにし,温度履歴とチャ葉内の耐凍性適合溶質の消長をHPLC等を用いて解析することを開始した。さらに,省エネルギー夜温管理として,果実の物質(水,炭素)収支に基づく夜上温管理法,地温不易層と条間配風ダクトを用いた局所夜温管理法および潜熱蓄熱材を用いた蓄放熱システムを新たに確立し,それらの効果を生理生態および省エネルギーの視点で検証することを開始した。本研究の目的は,植物の生理生態に対する夜温の影響を調べ,気候変動下の植物生産における夜温および夜温管理の生理生態的意義を検証するとともに,新規の夜温管理の方法を提案することである。初年度の23年度は,まず実験圃場,施設,対象の選定,実験系の構築と設置および測定と解析手段の確立を,九州大,高知大、大分県,福岡県,熊本県、鹿児島県で行った。24年度においては,果菜、葉菜、果樹、チャを対象に、夜温および夜温管理の生理生態的意義の科学的解析と新規に提案する夜温管理法の効果の検証を長期間実施した。最終年度の25年度においても継続して測定と解析を進め、特に、ハウスミカン、果菜(高設イチゴ、水耕トマト)、チャにおいて合理的な夜温管理法について検証した。ハウスミカンにおいて、夜温管理パターンが果実への転流,果実の成長,炭素収支、水収支および果実の収量と品質に及ぼす影響を解析し、慣行夜温23°Cに対して、低夜温13-15°Cでも果実に蓄積される炭素量は大差なく、満開後90-120日の30日間は低夜温(17°C)で省エネ管理しても、高品質果実生産が可能であること等を実証した。高設イチゴにおいて、地温不易層埋設パイプと条間配風ダクト活用した局所周年適温管理システムによって、特に、冬季の暖房負荷が半減し、収量が1.3倍になることを実証した。また、水耕トマトにおいて地温不易層埋設水パイプの活用によって、根域水耕液の周年適温管理を可能にした。さらに、チャにおいて、低温履歴と暖温履歴、耐凍温度および耐凍性適合溶質(糖類)の消長の関係性を定量的に明らかにするとともに、チャ芽の熱収支解析によって、各種の凍霜害防止対策の葉温上昇効果と熱的効果を定量的に明らかにした。以上のように、植物生産における夜温管理の意義を科学的に検証するとともに,新規の夜温管理の方法を提案し,生理生態的効果と省エネルギー効果等を実証した。

本研究の目的は,気候変動下の夜温の上昇・変動傾向の特徴を明らかにし,植物の生理生態(栄養成長,生殖成長,低温順化)に対する夜温の影響を調べ,気候変動下の植物生産における夜温管理の生理生態的意義を検証するとともに,省エネルギーでの夜温管理の方法を提案することである。初年度の23年度は,まず実験圃場,施設,対象の選定,実験系の構築と設置および測定と解析手段の確立を,大分県東部(果樹),福岡県南部と西部(果菜),九州大(果菜,葉菜),高知大(果菜)および福岡県と熊本県(チャ)で行った。24年度においては,夜温管理の生理生態的意義の科学的解析と新規に構築した省エネルギー夜温管理法の効果の検証を周年で実施した。まず,夜間の最低温度の形成機構に基づいて,チャ樹の最低温度(体温)予測の課題を開始した。次に,果樹,果菜,葉菜およびチャの生産現場または実験施設において,夜温等の環境要素の連続測定を行うとともに,インタクトの植物の呼吸,転流,肥大・伸長,養水分吸収等の測定を実施した。特に,転流の動態,ソース・シンク関係,師管液フラックス,果実呼吸と夜温等との関係を調べ,果実の肥大,師部輸送等に対する夜温等の影響を解析し,新たな転流モデルおよび夜温管理法の検討を進めた。根に関しては,23年度までに構築した速度論的イオン吸収モデルに基づいて,多量必須元素の吸収に対する温度効果を評価した。また,果菜の周年栽培に向けた省エネ局所夜温管理法を提唱し,その効果を検証した。さらに,チャにおいて,耐凍性関連適合溶質を明らかにし,冬季の夜温(積算低温)と耐凍性関連適合溶質の消長との関係を解析するとともに,夜間の植物体の熱収支解析,最低温度の評価および凍霜害防止対策を検討した。本研究は,課題,場所,測定対象,測定システム等が多岐にわたるが,それぞれの課題に対して,場所と測定対象の選定と測定システムの構築がほぼ終了し,寒候期における生理生態および省エネルギー夜温管理に関する成果が出始めている。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,課題,場所,測定対象,測定システム等が多岐にわたるが,それぞれの課題に対して,場所と測定対象の選定と測定システムの構築が終了し,多様な植物の生理生態に対する夜温の影響および省エネルギー夜温管理に関する成果が出ている。夜間の植物体温の形成機構および気候変動下の夜温の上昇・変動傾向に関しては,観測は進んでいるが解析がやや遅れている。多岐にわたる課題,場所,測定対象において,夜温管理の生理生態的意義の科学的解析と新規に構築した省エネルギー夜温管理法の効果の検証を,初年度の寒候期に加え,暖候期においても実施する。また,チャにおいては,耐凍性関連適合溶質の分析法を確立し,寒候期の夜間の温度履歴と耐凍性の関係解析を行うとともに,夜間の植物体の熱収支解析,最低温度の評価(予測)および凍霜害防止のための夜温管理法を検討する。新規の夜温管理法については,さらなる改良および普及性向上をめざす。多岐にわたる課題,場所,測定対象において,多様な植物の生理生態に対する夜温の影響および省エネルギー夜温管理に関するデータが集積されているので,最終年度においては,これらのデータを総合的に解析し,植物生産における夜温管理の意義を科学的に検証するとともに,持続可能な省エネルギーでの夜温管理の方法を提案し,生理生態的効果と省エネルギー効果を検証する。
ナース・トリアージの有効性の検討-アクション・リサーチ法による試み-

本研究は、1施設の協力を得てアクション・リサーチの手法を用いて実施した。救急初療におけるナース・トリアージを効果的に運営するための要件を導き出すために、ナース・トリアージの現況の問題を把握したうえで、トリアージ・ガイドラインの見直し及び教育の場として「臨床判断カンファレンス」を設定した。看護師各人の経験知を掘り起こし共有化するカンファレンスでは、事例ごとにトリアージから転帰までを追跡・検討し、ガイドラインの再検討等を行った。「臨床判断カンファレンス」は、OJTとして有益な教育の場となった。本研究は、1.救急初療外来におけるナース・トリアージの実施記録とトリアージ後の診療記録を分析することから、アンダートリアージ、オーバートリアージの発生状況の把握とトリアージに影響を与えた要因を検討し、救急初療ナース・トリアージの問題点を明確にしたうえで、2.トリアージガイドラインを策定しその評価を行うこと、および3.トリアージガイドラインを用いたトリアージナースの教育プログラムの開発を目指すものである。方法として、アクション・リサーチ法を用いフィールドを提供してくれている1救命救急センターの看護師23名とともに実施する計画でスタートした。初年度である平成18年度には、まず、研究協力チームを組織化した。その後、研究者と研究協力チームによる開放的な合同会議を概ね月1回開催し、トリアージに関する理想や現実の問題状況を表出していった。このディスカッションでは、必ずしも研究目的の達成にダイレクトにつながらない現場のジレンマが多く出された。一見研究目的からずれると思われるが、研究者は、それらを大事に掬い上げ、問題状況にある研究協力チーム員個々の思いを研究遂行のモチベーションになるようにエンパワーすることに努力した。その過程で臨床判断能力の伝授のしかたについて議論され事例カンファレンスのより効果的な運営をテーマとした取り組み始まった。合同会議と並行してトリアージ問診票のデータベース化に取り組んだ。量が膨大なこともあり、当該チームの研究協力者では対処が不可能と判断し、別の組織の研究協力者にデータの入力を依頼した。本年度中にデータ入力、分析作業を計画したが、入力作業の進捗状況が当初計画通り進まず、現時点では入力完了を待機している状況である。平成19年度は、データ分析作業の後、診察後の転帰とトリアージ時点の判断に疑問のある症例を選別し、診療録とトリアージ問診票を照合していく計画である。本研究は,1.救急初療外来におけるナース、トリアージの実施記録とトリアージ後の診療記録を分析することから,アンダートリアージ,オーバートリアージの発生状況の把握とトリアージに影響を与えた要因を検討し,救急初療ナース、トリアージの問題点を明確にしたうえで,2.トリアージガイドラインを策定しその評価を行うこと,および3.トリアージガイドラインを用いたトリアージナースの教育プログラムの開発を目指すものである。方法として,アクション、リサーチ法を用いフィールドを提供してくれている1救命救急センターの看護師23名とともに実施する計画でスタートした。2年目である平成19年度には,トリアージ問診票の結果と診察後の転帰を比較し,トリアージ時点の判断に疑問のある症例を選別した。データは,2006年9月-10月に研究協力病院救命救急センターを受診した患者のトリアージ問診表から無作為抽出した2201件を対象として,トリアージ問診表の記入状況を入力した。その結果,診察後の転帰が入院のケースにおいて,トリアージの判断の未記入が21.1%であり診察後の転帰が帰宅のケースと比べて2倍の判断保留があった。また,アンダートリアージについては,当該病院が作成したトリアージガイドラインに示す優先順位判断に基づき決定した優先度が,実際の診察後の転帰から逸脱しているものをアンダートリアージとみなし,検討した。アンダートリアージと考えられたケースは,全体の3%であった。アンダートリアージの30.3%が65歳以上である。全体の65歳以上が10.8%であり,高齢者にアンダートリアージが生じやすいといえる。高齢者にトリアージを行う場合,高齢者の特徴を踏まえより注意が必要といえる。一方で,小児においてはフィジカル所見の記入が少ないにもかかわらず,アンダートリアージが少ないことが特徴であった本研究は、1.救急初療外来におけるナース・トリアージの実施記録とトリアージ後の診療記録を分析することから、アンダートリアージ、オーバートリアージの発生状況の把握とトリアージに影響を与えた要因を検討し、救急初療ナース・トリアージの問題点を明確にしたうえで、2.トリアージ・ガイドラインを策定しその評価を行うこと、および3.トリアージ・ガイドラインを用いたトリアージナースの教育プログラムの開発を目指すものである。

3年目である平成20年度には、過去2年間に実施したトリアージの実態調査の結果から、アンダートリアージに陥りやすいと考えられた、高齢者救急、およびオーバートリアージの傾向に偏りがちな小児救急に焦点を当てて、トリアージ・ガイドラインの策定と見直しをはかった。見直しにおいては、アンダートリアージが生じやすい高齢者のトリアージには、病態よりも緩慢に認知される自覚症状を引き出すこと、また、小児においては蹄泣等によるバイタルサインの正確な測定の困難さに加えて、付き添いの親の混乱を収拾できずにフィジカル所見等客観的データよりも状況的因子によって、トリアージを進めている実態から、成人のトリアージ・ガイドラインとは別に小児用、高齢者用のガイドライン(案)を検討した。ガイドラインの評価を実証的に検証するに足る大規模調査、および、トリアージ・ナース育成教育は今後の課題である。
貝類斃死原因藻ヘテロカプサがＤＮＡ／ＲＮＡウイルスからの攻撃を回避する機構の解明

本研究は,有害微細藻Heterocapsa circularisquamaによる水産業被害を軽減するべく,赤潮崩壊に関わるウイルスの影響、特にウイルス抵抗性を分子細胞学の視点で解析することを目的としている。一方、研究開始以降、ウイルス研究を完全無菌系で行う必要性、H. circularisquamaでの生理解析の難しさに直面し、基盤が整備されている珪藻について研究を進め、その情報をH. circularisquamaにフィードバックし成果を挙げてきた。本年度の計画では、ウイルス抵抗性細胞で特異的に発言する遺伝子があるかどうかを、珪藻の発現遺伝子から探索した。結果的にウイルス抵抗性細胞で発現の高い3つの遺伝子を同定し、これらが細胞膜近傍シグナル伝達分子をコードしていることを突き止めた。この解析により、ウイルス感染・抵抗性に細胞表面の細胞内シグナル伝達経路が関わる可能性が示唆され、ウイルス抵抗性関わる遺伝子の同定に大きな道筋をつけることができた。本年度はさらに宿主ーウイルス間の感染性の検証の為、ウイルス特異性に絞ったの解析を実施した。本年度までに117株の宿主珪藻と278株のウイルス株を分離しており、本解析ではこれらを対戦させ、感染成立の可否でパターン化した。その結果、RNAウイルスは感染性で2パターンに分かれるが、DNAウイルスは複数の感染パターンに分かれる事を突き止めた。これらのウイルスは同海域に生息していることから、同じ海域に生息する宿主・ウイルス個体群に多様性があり、これが海域でウイルスによって宿主個体群が死滅しない為の生存戦略「個体群レベルのウイルス抵抗性機構」として働いている事が示唆された。研究当初は「細胞性ウイルス抵抗機構」の解析を主に実施していたが、「個体群レベルでのウイルス抵抗機構」も重要である事を明確にすることになり、今後のウイルス研究の発展に貢献をした。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、しばしば水産業に重篤な被害をもたらす赤潮原因藻Heterocapsacircularisquamaとそれに感染するウイルスについて、赤潮原因藻が「ウイルスの攻撃を回避する機構」を微細形態および分子生物学の両面から比較解析し、理解することを目標としている。平成24年度は「(1)形態学的観察の準備実験」、「(2)急速凍結置換固定法の導入」、「(3)ウイルス抵抗性細胞の性状解析」を計画していた。(1)については、人工合成した抗ウイルス抗体の性能を調査するため、ウエスタンブロッティング、蛍光抗体法を実施した。そして、この抗体が111000希釈でも十分に効果を確認できること、感染細胞質内でウイルス粒子の蛍光を観察できることを確認し、抗体力価、特異性ともに高いことを明らかにした。(2)の急速凍結置換固定法の導入については、本研究ではすでに実用化されている手法を応用し、比較的安価かつ容易に作業できる方法をH. circularisquama細胞に導入した。特に細胞ペレットの乾燥・凍結をフィルター上で済ませる手法を考案し、結果的に本手法が微細藻類全般で実用性に富むことを示した。(3)で計画しているウイルス抵抗性H. circularisquama細胞の性状解析については、同様にウイルス感染による影響を受ける微細藻で、実験材料として供しやすい珪藻を用いて先行予備実験を行ってきた。その結果、培養液中にバクテリアが存在する場合、このバクテリアがウイルス抵抗性大きな影響を与える可能性が浮上してきた。さらに、少なくともSulfitobactor sp.含め数種のバクテリアがこの珪藻ウイルス抵抗性に影響を与えることを示した。この実験結果からバクテリアがH. circularisquamaのウイルス抵抗性に関与する可能性も示唆され、H. circularisquamaでもバクテリア関与の可能性について新たに研究を開始した段階である。上記3つの研究項目で得られた成果については、すでに複数の国内外の学会で報告し、合計3報の英文誌で報告し、さらに英文誌に1報投稿中である。'本研究は,赤潮による水産業被害の軽減に向け,ウイルスの赤潮防除への施用を妨げる要因となっている赤潮原因藻Heterocapsa circularisquamaのウイルス抵抗性機構の理解を目的としている。本研究では, H. circularisquamaとそれに感染するウイルスを用い,ウイルス感染過程のどの時期にウイルス抵抗性機能が発現しているのかを,微細形態および分子生物学の両面から比較解析する。平成25年度は,「(1)ウイルス抵抗性細胞の形態学的観察」,「(2)ウイルス抵抗性細胞のトランスクリプトーム解析」,「(3)ウイルス感染関連分子の探索」を計画していた。一方,平成24年度の研究から,微細藻類のウイルス抵抗性がバクテリアにより誘導されるという事実を,珪藻Chaetoceros tenuissimusをモデルとした実験系で突き止めていた。これに基づき,本研究対象であるH. circularisquamaの無菌系の再構築に立ち戻った性状解析を実施しなおす必要が生じていた。そのため当初予定の研究進行度合が低くなることが懸念されたため,情報の蓄積している珪藻C. tenuissimusで上記(1)(3)を実施し,その成果をH. circularisquamaにフィードバックすることを平成25年度の研究課題とした。(1)については,微細藻類のウイルス抵抗性にバクテリアが関与することが示唆されるため,バクテリアと宿主との関連に注目した。観察の結果,宿主珪藻細胞のごく近傍にバクテリアが多数集合し,接触等によるバクテリア関与が強く示唆される結果となった。

(2)については,微細藻の網羅的RNAシークエンスデータベースから,ウイルス感染に関わると予想される遺伝子を探索した。その結果,特にウイルス抵抗性株で過剰に発現し,対象区では発現量が低い3種のContigを見出すに至った。(3)については,ウイルス感染関連分子としてウイルス受容体の同定を試みた。ウイルス結合性タンパク質検出手法Virus Overay Protein Binding Assayによってウイルスと結合する藻類由来タンパク質を4つ検出することに成功した。平成25年度は,上記の研究成果に関連した合計2報の英文誌を報告し,複数の国内学会においても成果報告を実施した。本研究は,有害微細藻Heterocapsa circularisquamaによる水産業被害を軽減するべく,赤潮崩壊に関わるウイルスの影響、特にウイルス抵抗性を分子細胞学の視点で解析することを目的としている。一方、研究開始以降、ウイルス研究を完全無菌系で行う必要性、H. circularisquamaでの生理解析の難しさに直面し、基盤が整備されている珪藻について研究を進め、その情報をH. circularisquamaにフィードバックし成果を挙げてきた。本年度の計画では、ウイルス抵抗性細胞で特異的に発言する遺伝子があるかどうかを、珪藻の発現遺伝子から探索した。結果的にウイルス抵抗性細胞で発現の高い3つの遺伝子を同定し、これらが細胞膜近傍シグナル伝達分子をコードしていることを突き止めた。この解析により、ウイルス感染・抵抗性に細胞表面の細胞内シグナル伝達経路が関わる可能性が示唆され、ウイルス抵抗性関わる遺伝子の同定に大きな道筋をつけることができた。本年度はさらに宿主ーウイルス間の感染性の検証の為、ウイルス特異性に絞ったの解析を実施した。本年度までに117株の宿主珪藻と278株のウイルス株を分離しており、本解析ではこれらを対戦させ、感染成立の可否でパターン化した。その結果、RNAウイルスは感染性で2パターンに分かれるが、DNAウイルスは複数の感染パターンに分かれる事を突き止めた。これらのウイルスは同海域に生息していることから、同じ海域に生息する宿主・ウイルス個体群に多様性があり、これが海域でウイルスによって宿主個体群が死滅しない為の生存戦略「個体群レベルのウイルス抵抗性機構」として働いている事が示唆された。研究当初は「細胞性ウイルス抵抗機構」の解析を主に実施していたが、「個体群レベルでのウイルス抵抗機構」も重要である事を明確にすることになり、今後のウイルス研究の発展に貢献をした。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の研究計画では、H. circularisquama細胞の高度電子顕微鏡観察手法の確立及び抗ウイスル抗体の実験適応化を行うことが主であった。本年度はこれらの課題について順調に成果を挙げ、一部は英文誌、学会等で報告を済ませている。