hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リガンド作動性チャネルのポア構造の合成とそれらの構造と機能の相関の研究

1、ボツリヌス毒素タンパク質Aのポア構造の合成とそのイオンチャネル活性の測定および解析をおこない、カチオン選択性のチャネルを形成することなどを示した。2、アセチルコリンリセプターのポア部分に相当する人工膜蛋白質を、新しいchemoselective ligation法の開発により大量に合成することを試みた。3、柔らかな極性頭部領域を持つ膜のイオン透過性の理論的研究をおこない、種々のシミュレーション結果を示した。4、インフルエンザウイルスのM2タンパク質のポア構造に相当するペプチドの合成をおこない、その再構成膜中での構造と機能の解析を、FTIRや単一チャネル記録法などでおこなった。5、グラミシジンAチャネルのプロトン透過性に対する共存イオンの効果の測定を単一チャネル記録法によりおこない、その理論的解析をおこなった。6、イオンチャネルタンパク質などの構造や機能に影響を与えると考えられる生体膜の非2分子膜構造(ヘキサゴナルII相やインターデジティテッドゲル相など)の構造安定性をX線回折などで研究し、それらが膜表面セグメントと溶媒の相互作用自由エネルギーに大きく依存していることを示した。7、細胞骨格を形成するF-アクチンの多形現象を実験的に研究し、相図を作成した。1.ニコチン性アセチルコリンリセプターのポア部分に相当する人工膜蛋白質(テンプレートに固定された4-ヘリックスバンドル蛋白質(分子量11,599)や5-ヘリックスバンドル蛋白質(分子量14,433))を、chemoselective ligation法で高純度で合成することにすでに成功している(1)。今年度はこの収率を上げるために、新しい方法を開発した(2)。反応中のM2セグメントのペプチドの溶解度を上げるために、M2セグメントに親水性の高いペプチドを結合した。第一段階では、C末端にチオカルボン酸とN末端にアミノオキシアセチル基を持つ24個のアミノ酸からなるM2ペプチドと、N末端にブロモアセチル基を持つ水溶性の高いペプチド(WSP)を独立に合成しかつ精製した後に、両者を反応させてチオエステルで結合したM2-WSPを得た。次に5個のアルデヒドの反応基を持つテンプレートを合成かつ精製して、それとM2-WSPを反応させ、M2-WSPの5-ヘリックスバンドル蛋白質を純度よく高い収率で得ることができた。ESI法質量分析法による測定の結果、設計蛋白質と同定された。2.ボツリヌス毒素蛋白質Aのイオンチャネル活性のメカニズムを調べるために、ポア構造を形成する膜貫通部分の一次構造を予測し、その23個のアミノ酸からなるペプチドを合成した。それを平面膜に再構成し、そのイオンチャネル活性をパッチクランプ法により調べた結果、カチオン選択性のチャネル活性を持つことが明らかになった。分子動力学シミュレーションによるコンフォメーションのエネルギー計算により、4-ヘリックスバンドル構造を形成してポアを形成する可能性が高いことを示した(3)。イオンチャネル蛋白質の構造と機能の相関の解明のために、ポア構造を構成すると予想されるペプチドを設計・合成し、その構造と機能の研究を調べる研究は重要である。インフルエンザAウイルスのM2蛋白質は、1個の膜貫通領域を含む97個のアミノ酸からなる膜蛋白質で、水素イオンを含むカチオン選択性のイオンチャネルと考えられているが、きれいな単一チャネル電流の記録はまだ報告されていない。今回は、膜貫通セグメントである、22個のアミノ酸のペプチド(IFVM2)を合成して精製し、その構造や機能を調べた。まずIFVM2ペプチドとジオレオイルフォスファチジルコリン(DOPC)の再構成膜を作成し、膜中のペプチドの二次構造をFTIRで調べた。1655cm^<-1>のアミドIのピークがあらわれ、膜中で主にα-ヘリックスをとることがわかった。また、メタノールやTFEの中でもIFVM2も主にα-ヘリックスをとることがわかった。次に、IFVM2ペプチドとDOPCの再構成膜におけるH^+の透過性を蛍光色素ピラニンを用いて測定した。再構成膜のベシクルの内外でK^+の濃度差(内が濃度大)をつけ、バリノマイシンを膜に含ませることにより拡散電位を発生させたときのベシクル内部のpHをピラニンで測定したところ、IFVM2ペプチド存在下ではベシクル内の酸性化が観測され、ナイジェリシンとバリノマイシンの添加でそのpH勾配は消失した。

従ってIFVM2ペプチドは水素イオンを透過する活性を持つと考えられる。以上の結果から、IFVM2ペプチドが膜中で自己会合し、そのヘリックスバンドルタンパク質の中央部分にポア部分を形成することにより、H^+チャネルを形成すると考えられる。イオンチャネル蛋白質やイオンポンプの構造と機能の相関の解明のために、単純なポア部分のみの構造と機能の相関の研究をおこなうことは重要である。まず、イオンチャネル蛋白質のイオン透過性やイオン選択性における静電相互作用の役割を調べるために、グリシンレセプターのポアを形成する部分の一部のアミノ酸をヒスチジンに変えたペプチドを合成し、そのペプチドが自己会合して形成するイオンチャネル活性のpH依存性を調べた。pH5.0での単一チャネルコンダクタンスは、pH7.5のそれよりも大きいことが単一チャネル記録法の結果からわかったが、そのメカニズムの解明のためには系統的な実験が今後必要である(1)。次に、筋小胞体カルシウムATPaseのイオン透過部分のメカニズムを調べるために、M6などの膜貫通セグメントのアミノ酸配列を持つペプチドを合成し、その構造や機能を調べた。平面2分子膜中に再構成されたM6のアミノ酸配列のペプチドは、1.0M CaCl_2の溶液中では単一チャネルコンダクタンスが46pSと22pSのイオンチャネル活性を示し、イオン透過に関与していることが示唆された(2)。膜蛋白質の膜貫通領域の構造安定性や膜蛋白質全体のフォールデイングの研究の目的のために、膜1回貫通型蛋白質の膜貫通性セグメントとして、インフルエンザAウイルスのM2蛋白質の膜貫通部分のフォールデイングやアンフォールデイングについて調べた(3)。グラミシジンAチャネルのプロトン透過性のメカニズムを調べるために、種々のカチオンの共存下におけるプロトン透過性を測定し、解析した(4)。
培養平滑筋の分化過程の神経伝達物質受容膜の単一Caイオンチャネル電流の解析

1.平滑筋受容膜のCaイオンチャネルの巨視的イオン電流の解析と薬物の影響-(1)前年度に引き続きβアドレナリン受容体を介する抑制反応について,モルモット結腸〓・精管平滑筋を対象にして,今年度はBaイオン電流のキネティクスに対するβアゴニスト(イソプレナリンとDBeAMP)の作用について比較検討を加えた.1)前者がBaイオン電流を増強するのに対して後者は抑制するという相反する作用を呈すること, 2)Caイオン電流とBaイオン電流は両者薬物に対して相異なる挙動を示すというそれぞれ矛盾する知見を得た.(2)ムスカリン・プリン受容体を介する興奮性受容反応について,精管平滑筋を対象にして(1)と同様CaとBaイオン電流に対するアセチルコリン, ATPの作用をしらべた.前者はCaイオン電流を抑制するのに対して後者は増強されるという興奮性薬物でも受容体を介する電圧依存性Caイオン電流の挙動は必ずしも同一ではない予想に反する知見を得た.2.平滑筋受容膜のCaイオンチヤネルの微視的イオン電流の解析と薬物の影響-実験1の各種受容膜イオンチヤネル電流の定性的解析データを脊影にして,単一Caイオンチヤネルのイオン透過性,ゲート機構および上述各種薬物の修飾機構について,主として精管平滑筋の生筋および培養筋の単一細胞を用いてパッチクランプ実験に着手し,現在この一連の実験が進行中である.成筋と培養筋の受容体Caイオンチヤネルー化学活性化Caイオンチヤネルと電圧依存性Caイオンチヤネルーの機能を比較検討を加えたい.3.初代培養筋よりクーロン化筋細胞株の樹立について-すでにヒト臍帯静脈平滑筋細胞ではこの樹立に成功しているが,本実験で不可欠のモルモット精管平滑筋のクーロン化について再現性のある樹立に難行をきたし当初の期間内に知見,成果を総括するにいたっていない.1.平滑筋受容膜のCaイオンチャネルの巨視的イオン電流の解析と薬物の影響-(1)前年度に引き続きβアドレナリン受容体を介する抑制反応について,モルモット結腸〓・精管平滑筋を対象にして,今年度はBaイオン電流のキネティクスに対するβアゴニスト(イソプレナリンとDBeAMP)の作用について比較検討を加えた.1)前者がBaイオン電流を増強するのに対して後者は抑制するという相反する作用を呈すること, 2)Caイオン電流とBaイオン電流は両者薬物に対して相異なる挙動を示すというそれぞれ矛盾する知見を得た.(2)ムスカリン・プリン受容体を介する興奮性受容反応について,精管平滑筋を対象にして(1)と同様CaとBaイオン電流に対するアセチルコリン, ATPの作用をしらべた.前者はCaイオン電流を抑制するのに対して後者は増強されるという興奮性薬物でも受容体を介する電圧依存性Caイオン電流の挙動は必ずしも同一ではない予想に反する知見を得た.2.平滑筋受容膜のCaイオンチヤネルの微視的イオン電流の解析と薬物の影響-実験1の各種受容膜イオンチヤネル電流の定性的解析データを脊影にして,単一Caイオンチヤネルのイオン透過性,ゲート機構および上述各種薬物の修飾機構について,主として精管平滑筋の生筋および培養筋の単一細胞を用いてパッチクランプ実験に着手し,現在この一連の実験が進行中である.成筋と培養筋の受容体Caイオンチヤネルー化学活性化Caイオンチヤネルと電圧依存性Caイオンチヤネルーの機能を比較検討を加えたい.3.初代培養筋よりクーロン化筋細胞株の樹立について-すでにヒト臍帯静脈平滑筋細胞ではこの樹立に成功しているが,本実験で不可欠のモルモット精管平滑筋のクーロン化について再現性のある樹立に難行をきたし当初の期間内に知見,成果を総括するにいたっていない.1)筋受容膜のCaとKイオンチャネルの巨視的・微視的イオン電流の測定と解析ー今回は主としてβアドレナリン受容体を介する抑制効果で作動する受容膜イオンチャネル機構に関して、βアゴニスト(イソプレナリン、ISOとDBCAMP)のモルモット精管・結腸紐の筋膜Caイオンチャネルに対する調節を多細胞体電圧クランプ法により分析をし、従来推測されていたCaイオン流入減少説と相反するCaイオンチャネルコンダクタンスの上昇によるイオン電流の増強反応を指摘し、同時に活性化されるKイオンチャネル電流により干渉され見掛け上のCaイオン電流の減少をきたすものと結論した。特にこのKイオン電流の増強はパッチクランプ法単一Kイオンチヤネル電流の解析からイオンチャネル数の増加と開口時間延長によるものと判定することができた。この成筋の受容膜特性を背影にしてつぎの培養平滑筋でβ受容反応の発現機構を究明したい(猪又)。2)平滑筋の継代培養と筋細胞形態形成の修飾法の確立ーモルモット結腸紐・精管の初代培養平滑筋細胞がパッチクランプ実験に髄時供給しうる体制下にあるが、さらに筋細胞の分化に伴うイオンチャネル作動機構の推移を解明するために筋細胞のカーロン化細胞株の作成に着手し、細胞株の樹立の手掛りを得て、パッチクランプ実験に供しうる見となった。さらに細胞内灌流の効率化とキメラ筋膜の作成を目的として筋細胞融合の実験を企画中である(猪又・松谷)。3)高速マイクロプロセッサによるパッチクランプ制御と膜雑音信号自動解析処理の多元機能システムの開発ー本システムのパッチクランプ制御の適応の可能性と有効性については第30回IUPS平滑筋機能サチライトシンポジウム(1986)で報告したが、さらにこのマルチプロセッサを利用して巨視的イオン電流波形の走量化解析と膜ノイズ信号のパクスペクトル解析の高速実行のハードソフトウェアの開発をした。
耳鳴再訓練療法のための骨伝導聴覚刺激システムの開発

Therapy)が注目されている。これは、通常は意識しないような音を耳鳴に重畳することで、患者の苦痛を軽減させることを目的としたものであり、現在、治療方法の体系化が進められている。耳鳴再訓練療法のための音響刺激として、白色雑音、ピンク雑音、音声雑音などが用いられているが、その具備すべき条件について、周波数スペクトルや音圧レベルといった物理的音響特性との関連性に踏み込んだ検討はなされていない。このような観点から本研究では、耳鳴再訓練療法のための音響刺激について検討している。慢性的な耳鳴に対する脳の順応を獲得する耳鳴再訓練療法(Tinnitus Retraining Therapy)が注目されている。本研究は、耳鳴を意識するに値しない音に変化させるためには、耳鳴に重畳する音として、どのような物理的音響特性をもつ聴覚刺激を用いればよいか、また、その提示時間や提示方法について考察し、患者に負担の少ない聴覚刺激提示システムを構築しようとするものである。今年度は音を「聞き流そうとしている」生体反応に関連した脳波中の特徴量の抽出を目指して、大脳と聴覚に関する従来の研究事例や文献を分析し、自律的・背景的な電位変動である脳波のα波成分や前頭正中部θ波(Fmθ)成分、N1、P1、N2、P2、P3a、P3b、SVRなどの中潜時・長潜時の聴覚誘発電位および事象関連電位について検討した。特に、選択的注意との密接な関与が示唆されており、精神的負荷に関わる指標として用いらるN1、P3a、P3bなどの成分に着目し、耳鳴を模擬した音響刺激による事象関連電位の導出を試みた。気導または骨導による聴覚刺激を用いて事象関連電位を導出できることを確認した。導出電極として、眼電図の影響が少なく、かつ大きな振幅値が得られる正中頭頂部Pzが優位となった。耳鳴模擬音に重畳する音響刺激の種類によってN1やP3成分の振幅に有意差が認められ、これらと刺激に対する選択的注意・集中との関連性の一端が認められた。今年度は、耳鳴再訓練療法のための音響刺激に対する心理的評価方法の確立を目指して、耳鳴再訓練療法に関する従来の症例報告や文献を分析し、耳鳴再訓練療法のための音響刺激に対する心理的評価方法の検討を行った。具体的には、どのような主観的評価をどのような言語表現で行えばよいか候補を洗い出し、耳鳴に重畳する音響刺激について、耳鳴から気が逸れるかどうか、注意を惹かない音であるかどうか、長時間聞いていられる音であるかどうかといったカテゴリ心理評価尺度を構成した。さらに、耳鳴を意識するに値しない音に効果的に変化させるためには、耳鳴に重畳する音として、どのような音響特性をもつ聴覚刺激を用いればよいか、また、その提示時間や提示方法について検討した。研究の基礎的段階として、まず、臨界帯域幅の狭帯域雑音を耳鳴に重畳する音として用いたときの音圧レベルと上記のカテゴリ心理評価尺度との関連性について音響心理実験を基に考察した。その結果、耳鳴模擬音と帯域雑音のSN比は3 dB程度が有効であることを確認した。耳鳴から気が逸れるかどうか、注意を惹かない音であるかどうか、長時間聞いていられる音であるかどうかといった観点から、音響刺激の具備すべき物理的特性を洗い出した。次に、耳鳴再訓練療法のための音響刺激モデルを検討するために、音響刺激の具備すべき条件と、一般的な音響物理指標である信号対雑音比や信号対妨害雑音比、さらには我々が提案するスペクトル距離などとの関連性について検討した。また、1/nオクターブ帯域のみでなく臨界帯域に着目して、物理指標の改良を行った。気導式・骨伝導式聴覚刺激を提示できるTRT音響刺激提示システムの構築を試みた。本システムは、内蔵された音響刺激を気導ヘッドホンやま骨伝導ヘッドホンにより出力できるようにした。

音響刺激の選択や周波数特性・音圧レベルなどの各種パラメータのフィッティング操作を可能として、刺激名称やパラメータの状態はディスプレイに表示されるようにした。また、音声入力端子やメモリスロットを装備し、音響刺激の追加・移動を可能とした。音響情報工学今年度の目的は、「耳鳴再訓練療法のための音響刺激に対す心理・生理的評価方法の検討」であったが、主観申告に基づく心理評価法のみでは測定することが難しい“聞き流している"、“意識していない"といった生体反応に関連した脳波中の特徴量の候補を洗い出すことができた。今年度の目的は「耳鳴再訓練療法のための音響刺激に対する心理的評価方法の確立」であったが、耳鳴再訓練療法に関する従来の症例報告や文献を分析し、耳鳴再訓練療法のための音響刺激に対する心理的評価方法やその言語表現の候補を洗い出すことができた。さらに、音響心理実験に基づく実測データより、耳鳴に重畳する音響刺激について、耳鳴から気が逸れるかどうか、注意を惹かない音であるかどうか、長時間聞いていられる音であるかどうかといったカテゴリ心理評価尺度を構成し、その妥当性を確認した。「耳鳴再訓練療法のための音響刺激モデル」(1)前年度までの結果を踏まえて、音響刺激の具備すべき物理的特性を洗い出す。(2)一般的な音響物理指標である信号対雑音比(SN比)や信号対妨害雑音比(SI)などとの関連性について検討する。(3)音響刺激が具備すべき物理的音響特性を加味した音響刺激モデルをいくつか設定する。(4)気導式・骨伝導式の聴覚刺激を用いた音響刺激提示システムの構築を試みる。「耳鳴再訓練療法のための音響刺激に対す心理・生理的評価方法の検討」(1)耳鳴検査(ピッチマッチ検査やラウドネス検査)で用いられる純音や帯域雑音に加えて、耳鳴自覚症状調査など報告された症例でみられる耳鳴の模擬音をできる限り作成し、データレコーダに収録しておく。(2)データレコーダに収録した耳鳴模擬音に昨年度検討した音響刺激を重畳し、そのときの心理評価実験を既設の簡易防音室内で行う。具体的には、耳鳴や音響刺激の音圧レベル値を様々に変化させ、どのような言語表現に相当するかを判断する。得られた言語表現が妥当なものであるか否かを検討し、言語表現とそのレベルを決定する。(3)音響刺激に対する生理的評価方法の確立に向けて、大脳と聴覚との関連性に関する従来の研究事例や文献を調査・分析するとともに、これまでに検討を重ねてきた自律的・背景的な脳波電位の種々の変動成分に着目し、どのような脳波特徴量で評価できる可能性があるかを検討する。これらの結果を精査し、いくつかの特徴量の候補を決定する。(4)耳鳴模擬音を聴取している被験者に対して、耳鳴再訓練療法のための音響刺激を提示し、既設の多チャンネル誘発電位計測装置によって計測した脳波を解析用PCに取り込む。耳鳴および音響刺激の音圧レベル値を種々変化させて脳波測定を行う。収録した脳波について時間的・空間的な様々な分析手法を適用し、主観申告に基づく心理評価法では測定することが難しい“聞き流している"・“意識していない"といった生体反応に関連した脳波中の特徴量を探る。国際会議発表について、次年度開催される予定の国際会議への発表に変更したため次年度の国際会議発表のための旅費、参加費、英文校正費として使用する。関連学会へ発表するための英文が校正を要することなくアクセプトされ、次年度使用額が生じた。次年度の関連学会論文投稿のための英文校正費として使用する。
広域多重連成・開放系としての沿岸浅海生態系の劣化の構造解明と保全戦略研究

1)石垣島東海岸を対象とした現地調査によって,土壌粒子(赤土)の移流拡散,栄養塩や植物プランクトン等の時空間変動特性,台風等の強風時のリーフ内流動特性やサンゴキャノピー周辺の特徴的な3次元流動構造等を明らかにした.2)サンゴ礁内の局所的な幼生分散過程を解明するべく,石垣島白保海域を対象として現地調査と数値シミュレーション解析を行った.その結果,リーフ周辺でのサンゴ・スリック形成メカニズムを解明するとともに,現地調査結果からアオサンゴ幼生放出やリーフ内幼生密度のピーク時期と潮汐位相等との関係や,幼生の存在水深分布特性等を明らかにした.3)またサンゴキャノピー層効果を取り込んだ3次元リーフ内海水流動モデルならびにそれに基づく幼生分散モデルを新たに開発し,それによって,小潮期に幼生放出が行われることで幼生のリーフ内滞留率が高まり,サンゴキャノピー層内に自己加入する可能性が高くなることを示した.4)同海域に隣接する轟川流域からの陸源負荷量についての長期連続観測を実施するとともに,それに基づいて陸源負荷評価モデルの基本形を構築した.5)オニヒトデに関するマイクロサテライトを開発し,琉球列島周辺を含むインド洋・太平洋の合計23地点でのオニヒトデ集団を対象に集団遺伝学的解析を行うことにより,対象海域の海流規模によって遺伝子流動が大きく規定されることを明らかにした.また,黒潮海域での幼生分散数値シミュレーションを行うことにより,フィリピンから琉球列島,九州,四国,紀伊半島沿岸に至る海域間での非対称的な幼生分散過程を再現し,黒潮を介した2次的大量発生が起きていることを数値シミュレーションと集団遺伝解析の両面から示した.6)サンゴ礁コアによって過去数千年の環境変動の変遷を100年の時間分解能で,マングローブ泥コアによって過去100年の陸域物質流入フラックスの変遷を数年の時間分解能で,サンゴ年輪の解析によって過去100年の環境変動と陸域負荷の変遷を1月の時間分解能で復元することができることを示した.1)石垣島東海岸を対象とした現地調査によって,土壌粒子(赤土)の移流拡散,栄養塩や植物プランクトン等の時空間変動特性,台風等の強風時のリーフ内流動特性やサンゴキャノピー周辺の特徴的な3次元流動構造等を明らかにした.2)サンゴ礁内の局所的な幼生分散過程を解明するべく,石垣島白保海域を対象として現地調査と数値シミュレーション解析を行った.その結果,リーフ周辺でのサンゴ・スリック形成メカニズムを解明するとともに,現地調査結果からアオサンゴ幼生放出やリーフ内幼生密度のピーク時期と潮汐位相等との関係や,幼生の存在水深分布特性等を明らかにした.3)またサンゴキャノピー層効果を取り込んだ3次元リーフ内海水流動モデルならびにそれに基づく幼生分散モデルを新たに開発し,それによって,小潮期に幼生放出が行われることで幼生のリーフ内滞留率が高まり,サンゴキャノピー層内に自己加入する可能性が高くなることを示した.4)同海域に隣接する轟川流域からの陸源負荷量についての長期連続観測を実施するとともに,それに基づいて陸源負荷評価モデルの基本形を構築した.5)オニヒトデに関するマイクロサテライトを開発し,琉球列島周辺を含むインド洋・太平洋の合計23地点でのオニヒトデ集団を対象に集団遺伝学的解析を行うことにより,対象海域の海流規模によって遺伝子流動が大きく規定されることを明らかにした.また,黒潮海域での幼生分散数値シミュレーションを行うことにより,フィリピンから琉球列島,九州,四国,紀伊半島沿岸に至る海域間での非対称的な幼生分散過程を再現し,黒潮を介した2次的大量発生が起きていることを数値シミュレーションと集団遺伝解析の両面から示した.6)サンゴ礁コアによって過去数千年の環境変動の変遷を100年の時間分解能で,マングローブ泥コアによって過去100年の陸域物質流入フラックスの変遷を数年の時間分解能で,サンゴ年輪の解析によって過去100年の環境変動と陸域負荷の変遷を1月の時間分解能で復元することができることを示した.1)local habitat内での相互連成構造と機能群評価について,3地域の海草藻場(厚岸湾,三陸沿岸,沖縄列島)を対象に,海草藻場の生物群集の多様性,生態系機能(生産性)に対する沿岸生態系の連成構造の影響を検討した.その結果,海草藻場の生物多様性,生態系機能が,隣接する河川生態系からの影響,特に淡水および堆積物の流入プロセスによって大きく変動することが解明された.2)数値シミュレーション解析により,サンゴ幼生のリーフ内初期分散過程,特に,これまで不明であったスリック形成メカニズムについて検討した.その結果,裾礁型サンゴ礁に一般的に見られるチャネル-礁嶺システムの存在が,周辺の幼生分散過程を特徴付けており,リーフ内の粒子群がチャネルを通過することにより,スリック状構造が形成されることが明らかとなった.また干潮時の産卵の方がスリックを形成しやすく,サンゴの受精確率が高まることが示唆された.3)これまで不明であったオニヒトデの初期生態を把握するために,沖縄・宮古島において野外幼生調査を実施し,発生段階の異なる合計28個体のオニヒトデ幼生を同定した.また,幼生分散の間接的評価方法である多型分子マーカーとして,高度多型性を示す16のマイクロサテライトマーカーを開発するとともに,ミトコンドリア内の非コード領域にハプロタイプマーカーとして使用可能な変異領域を特定した.

開発したマイクロサテライトマーカーのいくつかを用いて琉球列島および四国沿岸の計6地点でのサンプルに対して集団解析を行い,広域ベントス幼生輸送分散数値シミュレーション解析結果と併せて,オニヒトデの広域分散動態について検討した.4)底質コア試料解釈の基礎として,栄養塩負荷の異なる2地点において,群集代謝とサンゴと藻類の窒素安定同位体比を測定した.その結果,陸源栄養塩負荷が大きな地点では窒素同位体比が高くなることがわかった.これによって,堆積物中に過去の栄養塩負荷の履歴が残されている可能性が示唆された.1)沖縄・石垣島において,リーフ内の流動や土壌粒子(赤土)の移流拡散,栄養塩や植物プランクトンの時空間変動等に関する現地観測を行い,それらの特性を明らかにした.2)同海域に隣接する轟川流域からの赤土・栄養塩流入負荷量についての長期連続観測を実施した.3)リーフ内流動モデルに関して,新たに台風による強風のforcing効果を取り込んだ形に発展させるとともに,その計算結果と上記のリーフ内現地観測結果に基づいて,強風下でのリーフ内流動構造の形成メカニズムを明らかにした.4)海草類の生産・生長に対する水温やシルト流入などの環境要因の影響を,石垣島の海草藻場を対象に解析した.シルトクレイ含有率の増加に伴いウミショウブの生産性が増加する一方,他種の海草類が減少することから,シルト流入に伴う競争種の減少がウミショウブの生長に有利に作用していることが示された.5)昨年度までに開発したオニヒトデ・マイクロサテライトマーカーを用いて,国内10カ所海外5カ所から採取したオニヒトデサンプルの集団解析を行ことにより,様々な空間スケールでのオニヒトデの遺伝子流動の実態を明らかにすることに成功した.6)JCOPE海水流動モデルに基づくオニヒトデ幼生分散シミュレーションに,水温や塩分等の物理環境情報をオニヒトデの生残率評価に反映させたモデルを組み込むことにより,フィリピン-琉球列島-本州・四国・九州をまたぐ海域におけるオニヒトデ幼生からみたreef connectivity解析を行った.7)石垣島・沖ノ鳥島のサンゴ礁掘削コアの解析によって,海面変動に伴うサンゴ群集の変遷とサンゴ礁地形の形成過程を明らかにした.8)海水-大気CO2交換速度の測定に成功し,それがサンゴ礁の複雑な地形によって規定されていることを明らかにした.9)マングローブ泥のコアを採取し,コアに含まれる人為起源物質の同定法について検討した.1)沖縄・石垣島東海岸において現地調査を実施し,リーフ内の流動や栄養塩ならびに炭酸系の時空間変動特性を明らかにした.その結果を用いて,リーフ内の移流効果や海底被覆状態の空間分布を反映した形での炭酸系動態や物質循環特性を定量的に記述可能な数値シミュレーションモデルの基本形を構築した.2)同海域に隣接する轟川流域からの陸源負荷量についての長期連続観測を引き続き実施するとともに,それに基づいて陸源負荷評価モデルの基本形を構築した.3)サンゴ礁内の局所的な幼生分散過程を解明するべく,石垣島白保海域を対象として現地調査と数値シミュレーション解析を行った.現地調査結果からアオサンゴ幼生放出やリーフ内幼生密度のピーク時期と潮汐位相等との関係や,幼生の存在水深分布特性等を明らかにした.またサンゴキャノピー層効果を取り込んだ3次元リーフ内
果菜類における機能性色素の画像診断システムの開発

近年,食に対する消費者の健康・安全指向の強い高まりから,農産物の品質評価・検査は,これまで以上に厳密さが要求されるようになった.本研究は,農産物の品質特性抽出にスペクトル情報と画像情報とを融合したハイパースペクトルイメージング法を用いて,サツマイモ(紫イモ)およびイチゴのアントシアニン色素分布の評価を検討した.ハイパースペクトルイメージングでの画像取得は,液晶可変フィルターと高感度冷却CCDカメラを用いて,4501000nmの範囲を1nm間隔で連続的に行った.取得した分光画像と化学分析値との間で重回帰分析を行い検量線を作成し,この検量線を画素ごとに適用して成分分布の可視化画像を作成した.その結果,以下のような知見を得た.1)サツマイモ(紫イモ)のアントシアニン色素分布の可視化アヤムラサキでは,分光画像の523nmと抽出液の525nmにおける吸光度には強い関係が認められた.523nmを第一波長として5波長で検量線を作成した結果,重相関係数R=0.921,標準誤差SEP=0.052であった.また,この検量線を各画素に適用し,アントシアニン色素分布の可視化画像と分布割合のグラフを作成し,個体間の評価を試み,ハイパースペクトルイメージングの有用性を確認した.2)イチゴのアントシアニン色素分布の可視化分光画像の508nmと抽出液の504nmにおける吸光度には強い関係が認められた.508nmを第一波長として5波長で検量線を作成した結果,重相関係数R=0.932,標準誤差SEP=0.213であり,予測精度は良好であった.この検量線を各画素に適用して作成したアントシアニン色素分布の可視化画像と分布割合のグラフから,個体間の評価が可能であった.また,予測精度への撮影距離の差は20mm程度では影響なかったことから,イチゴのような小形果実へのハイパースペクトルイメージングの有用性が示唆された.消費者の健康・安全指向の高まりから機能性に関する項目の計測も品質評価として重要となってきている.本年度は,紫イモとイチゴの機能性色素の画像診断を検討した.対象物の着色度とアントシアニンの関係は510±15nmにおける吸光度値をもって示されているので,この近傍の色素画像(分光画像)から機能性の評価を試みた.分光画像は可変液晶フィルターを用いて極狭い波長間隔で高感度冷却CCDカメラによって450-650nm範囲を2nm間隔で取得した.分光画像はピクセル毎に輝度値から吸光度値に変換し,平均吸光度二次微分値を求めてスペクトルの作成を行い,化学的抽出法(50%酢酸に24時間侵漬)で得た吸光度二次微分スペクトルと比較し,アントシアニン色素値となる波長の選定を行った.この波長における吸光度の大小をピクセル毎にカラーマッピングしてアントシアニン分布の可視化画像を作成した.・紫イモ(アヤムラサキ)では,以下のことが明らかになった.(1)525nmにおける分光画像とアントシアニン含有実測値とには強い関係が認められた.(2)525nmを第一波長に重回帰分析で3波長まで選択し検量線を作成した結果,実測値と予測値との重相関係数はr=0.86,SEP=0.064であり,予測精度は比較的良好であった.(3)選択された波長域の分光画像の各ピクセルに検量線を適用し,アントシアニン色素分布の可視化画像が得られた.・イチゴ(章姫)では,以下のことが明らかになった.(1)分光画像および抽出法から得た吸光度二次微分スペクトルよりアントシアニン色素に由来される508nm波長で両者に強い吸収が観察された.(2)各熟度の平均吸光度を比較すると着色度が進んだ果実,すなわち赤色がアントシアニン成分を多く含む事が分光画像法からも伺えた.(3)各サンプル個体内でのアントシアニン色素分布のムラが確認できた.本実験の結果,アントシアニンに関する情報は,分光画像から非破壊的に計測可能なことが示唆された.近年,食に対する消費者の健康・安全指向の強い高まりから,農産物の品質評価・検査は,これまで以上に厳密さが要求されるようになった.本研究は,農産物の品質特性抽出にスペクトル情報と画像情報とを融合したハイパースペクトルイメージング法を用いて,サツマイモ(紫イモ)およびイチゴのアントシアニン色素分布の評価を検討した.ハイパースペクトルイメージングでの画像取得は,液晶可変フィルターと高感度冷却CCDカメラを用いて,4501000nmの範囲を1nm間隔で連続的に行った.取得した分光画像と化学分析値との間で重回帰分析を行い検量線を作成し,この検量線を画素ごとに適用して成分分布の可視化画像を作成した.その結果,以下のような知見を得た.1)サツマイモ(紫イモ)のアントシアニン色素分布の可視化アヤムラサキでは,分光画像の523nmと抽出液の525nmにおける吸光度には強い関係が認められた.523nmを第一波長として5波長で検量線を作成した結果,重相関係数R=0.921,標準誤差SEP=0.052であった.また,この検量線を各画素に適用し,アントシアニン色素分布の可視化画像と分布割合のグラフを作成し,個体間の評価を試み,ハイパースペクトルイメージングの有用性を確認した.

2)イチゴのアントシアニン色素分布の可視化分光画像の508nmと抽出液の504nmにおける吸光度には強い関係が認められた.508nmを第一波長として5波長で検量線を作成した結果,重相関係数R=0.932,標準誤差SEP=0.213であり,予測精度は良好であった.この検量線を各画素に適用して作成したアントシアニン色素分布の可視化画像と分布割合のグラフから,個体間の評価が可能であった.また,予測精度への撮影距離の差は20mm程度では影響なかったことから,イチゴのような小形果実へのハイパースペクトルイメージングの有用性が示唆された.
資源環境制約のもとの持続可能な開発目標の研究

当研究の目的は、気候変動ガバナンスと法的拘束力のある地域気候変動レジームの制約についての分析を行いつつ、位置づけていくことにあり、また、当事国の発展の必要性とグローバルな利益に注意を払いつつ、経済的なベネフィットにも寄与することが可能な、地域気候変動レジームのタイプについて形付けることであった。地域統合における、東アフリカ共同体(EAC)と南アフリカ発展共同体(SADC)の気候変動ガバナンスレジームの新興アーティキュレーションは存在する。どちらの共同体も気候変動に焦点を当て主張することができ、政策決定者は、この取組みを推進すべきであると考えられる。しかしながら、2つの共同体には明白な違いがあり、EACにおいては相当な進展を示しており、一方、SADCは、気候変動レジームを形成している段階にある。制度構造が部分的にこの違いの原因となっており、また、このような構造がなぜSADCに欠落しているかという説明が必要となってくる。しかし、EACについても、法的拘束力をもつレジームの達成を妨げる、いくつかの障害も記録されており、プロジェクトやプログラム構成がSADCより進んでいることを除いては、このケースはEACにおいても同じ状況にあるといえる。これら阻害要因を無くすためにより多くの投資が必要であり、共同体の気候変動ガバナンスアジェンダをさらに前進させるためにも、関連する政策手段を講じる価値があると考えられる。当研究により得られた成果により、具体的に国際開発を実現するような目標や指標を同定し、またその実現のためのガバナンスのフレームワークを導き出し、論文、学会発表等を通して、提言することが出来た。JSPSからのFundを通して、アフリカ等での市場調査を行い、様々な国際会議への参加が可能となり、円滑に研究を進めることが出来、十分な成果を導き出すことが出来た。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。この研究の目的は、2015年に達成期限を迎えるミレニアム開発目標(MDGs)後の2015年以降の開発・成長目標において、持続可能な開発目標(SDG)が取りうる位置づけとその内容を総合的に研究することにある。具体的には、特にアフリカに焦点を置いて実証的な比較研究を通じ、気候変動対策と同時に地球規模の生物多様性の保持をもたらし、また、国際開発を実現するような目標や指標を同定し、またその実現のためのガバナンスのフレームワークを導き出すことにある。生物多様性のガバナンスを気候変動の文脈から考えることは、理論的にも、現実的にも妥当である。持続可能な開発に関しては、経済、社会、環境の3つの柱があり、そのバランスのとれた発展が課題になっている。とりわけ経済発展と環境持続性のアンバランスが与える影響の中に、生物多様性の減少がある。この減少は、気候変動に関係があることが証明されている。生物多様性保護の強化は、気候変動を和らげる効果と、気候の脆弱性を適合させる役割を持っており、また一方、多様生物の退化は、特に土壌の退化は、二酸化炭素排出と崩れつつある二酸化炭素削減が地球温暖化を促進している。このため、気候変動の影響下にある環境ガバナンスの問題は、多様なセクター、国家および多くの専門分野を含む、包括的かつ長期的な研究計画として捉えられなければならない。このアプローチにより、気候変動の時代において、生物多様性をめぐるガバナンスの課題に対処するための新たな政策の焦点を定義し、絶えず精緻化していくことが可能になると考えられる。二年目に当たる、本年度は、2015年に達成期限を迎えるミレニアム開発目標(MDGs)後の2015年以降の開発・成長目標において、東アフリカ共同体(EAC)と南部アフリカ開発共同体(SADC)の地域共同体と気候変動について、また、国連決議に基づいた、持続可能な開発目標のガバナンスについてさらなる研究を進めた。東アフリカ共同体加盟国すべての国において、フィールドワークを行い、当研究に必要な様々なデータの収集を行うことができた。また、今年度までに集めたデータをもとにした研究成果の一部について、国際コモンズ学会に於いての発表やワークショップ参加、6th Scientific and Policy Conferenceにおいての研究発表を通して、当研究の必要性と重要性を改めて認識するとともに、様々なフィードバックを得ることができた。また、当研究と密接な関わりがある、ケニア環境省の気候変動担当官、ケニア農林水産省の気候変動担当官等と打ち合わせ、ケニアの気候変動や、生態系についての権威である担当者から様々な研究に関する、貴重な情報を得ることが出来、新たなネットワークを構築することが出来た。また、タンザニアのアルーシャにおいてはTanzania Natural Resources Forum (TNRF)や、African Wildlife Foundation (AWF)、East African Legislative Assembly (EALA)の各担当者からも、貴重な情報やデータを入手することが出来た。Africa Climate Conferenceでの、Parallel Session V : Africa in a Changing Climateにおいての発表では、様々な意見交換とディスカッションにより、更なる知見を得ることが出来た。今年度に得られたこれらすべての成果を、今後、具体的に国際開発を実現するような目標や指標を同定し、またその実現のためのガバナンスのフレームワークを導き出す準備として整えて行きたい。

どちらの共同体も気候変動に焦点を当て主張することができ、政策決定者は、この取組みを推進すべきであると考えられる。しかしながら、2つの共同体には明白な違いがあり、EACにおいては相当な進展を示しており、一方、SADCは、気候変動レジームを形成している段階にある。制度構造が部分的にこの違いの原因となっており、また、このような構造がなぜSADCに欠落しているかという説明が必要となってくる。しかし、EACについても、法的拘束力をもつレジームの達成を妨げる、いくつかの障害も記録されており、プロジェクトやプログラム構成がSADCより進んでいることを除いては、このケースはEACにおいても同じ状況にあるといえる。これら阻害要因を無くすためにより多くの投資が必要であり、共同体の気候変動ガバナンスアジェンダをさらに前進させるためにも、関連する政策手段を講じる価値があると考えられる。当研究により得られた成果により、具体的に国際開発を実現するような目標や指標を同定し、またその実現のためのガバナンスのフレームワークを導き出し、論文、学会発表等を通して、提言することが出来た。JSPSからのFundを通して、アフリカ等での市場調査を行い、様々な国際会議への参加が可能となり、円滑に研究を進めることが出来、十分な成果を導き出すことが出来た。本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。計画に則って、順調に、基本的な文献の再確認、データの分析、ワークショップの参加など、研究を進展させることができた。計画に則って、順調に、データの収集及び分析、国際会議、ワークショップでの成果発表など、研究をさらに進展させることができた。2年目は、さらに、広範囲にわたる研究成果を導き出すことに着手する。アフリカと、そしてアフリカに近い、東・中央ヨーロッパに出張し、比較研究を行う。両大陸から集められる気候変動ガバナンスデータは、ポスト2015SDGsに関連付けるものとなることを期待している。また、いくつかの論文を発表する用意がある。そして、気候変動や、Post-2015 sDGsに関連したワークショップやセミナーに参加し、更なる研究を進めて行く。今後は、最終段階のインプットを行うとともに、持続可能な開発目標のガバナンスについてさらに研究を進めていく、これに伴い、東ティモールのディリのg7+事務局と"Limited Statehood"の分野における国連と持続可能な内発目標のガバナンスについての論文発表も含まれる。
人の認知・イメージ上の特徴を目的とする人工物の形態の探索と視覚化

人工物の設計において、認知・イメージ上の特徴に関してある目的を設定し、これに適応する形態の探索と視覚化技術の開発をめざして研究し、いくつかの成果を挙げることができた。1.製品デザインの魅力と注目した部位の関係。感性的特徴として自動車の形の認知と魅力の関係を取り上げ、特別に工夫した正準相関分析によって形を推定するシステムを構築した。推定は形の仕様としてでなく例示による視覚化によって与えられる。2.特徴の非線形変換によるデザイン形状候補の生成。人工物の特徴をある中立的図形からの幾何学的差分パタンと定義することで定量化し特徴変換アルゴリズムを開発した。自動車を事例とし、2次元図形で表された自動車の形の与える種々のイメージを強弱さまざまに制御し得ることが確かめられた。3.特徴の非線形変換におけるパラメータと生成された形のイメージとの関係。上記のアルゴリズムを使って自動車の多様な形を生成し、初期条件およびパラメータとアンケートで得たイメージとの関係を調べて定性的な知見を得た。しかしこの関係の同定モデルは複雑すぎて実用性がまだ不十分である。4.感性工学を特徴づける感性の連鎖構造。上記の関係を基本的立場から洞察するため、あるイメージをもたらす形の要素パタンのもつ性質をラフ集合理論における極小縮約によって調べた。要素パタンは複数あって連鎖的構造をもつ。形の探索モデルにはこの構造の組み込みが必要でありその方策を示唆した。以上を纏めると、3.の探索モデルに4.を導入してイメージ上の特徴を目的とする形態を探索し、1.の線形モデルまたは2.の非線形アルゴリズムによって形態を視覚化することが可能となった。ただし3.のモデルの問題点と、他の製品あるいは印刷物などへの拡張が未着手であって今後の課題である。人工物の設計において,感性的特徴についてある目的を設定したとき、これに適応する形態の探索と視覚化技術の開発を目指し、今年度は自動車を事例として2つの具体的手法を開発し、シミュレーションを行って有効性を確かめた。その一つは、感性的特徴として自動車の形の認知と魅力の関係を取り上げ、人が形にどんな特徴を認知したときに魅力を感ずるかを多くのデータからモデル化し、魅力をもたらすためには形をどのように造形すればよいかの推定システムを提案した。モデル化には正準相関分析の特殊な使い方を工夫した。どのように造形すればよいかが形の仕様としてではなく、具体的に視覚化されて与えられるところにこのシステムの特色があり、それゆえに実際の設計者にとって実効性のあるシステムとの評価を得た。もう一つは、感性的特徴として2次元図形で表された人工物の形の認知とイメージの関係を取り上げ、オリジナルとして与えられた形がどのように変換されたときに人はどのように認知し、イメージを生起するかを研究した。人工物の2次元図形の特徴をある中立的図形からの幾何学的差分パタンと定義することによって特徴を定量化し、特徴変換アルゴリズムを考案して多くの変換図形を出力して認知、イメージの状況を調べた。自動車を事例としたとき、このアルゴリズムにより、2次元図形で表された自動車の形の与える種々のイメージを強弱さまざまに制御し得ることが確かめられ、実際の設計者にとって有効なヒントとなることが分かった。2年目である本年度の研究計画は、一つは前年度に開発した、人工物の形態に関する特徴の非線形変換アルゴリズムを応用面から発展させ、設計者にとって実用価値ある支援システムを構築することであった。そしてもう一つは人工物として前年度は製品を対象としたが、本年度は印刷物やサインシステムなどへの適用法を検討することであった。前者については、自動車を事例として、非線形変換アルゴリズムを用いて多様な形を生成し、これらのイメージに関する詳細なデータをアンケート調査を通して獲得し、アルゴリズムにおける2個の初期条件および3個のパラメータとイメージとの関係を調べた。

そしてこの関係をモデル化することによって、あるイメージを目的としたときに最適な形を図形的に生成可能としようとした。モデル化のために線形・非線形の種々のモデル、中でもラフ集合理論における極小縮約アルゴリズムがこの場合最も有効と見て試みたが、結果としては複雑な考察を必要とし、実用的なシステムには至らなかった。そこで基本に立ち返ってイメージのもつ一般的な性質を調べることにし、認知心理学で指摘されている、言葉の意味に現れる連鎖的構造にヒントを得て、あるイメージを結果としてもたらす形の認知要素パタンは複数あり、類縁関係と呼ぶ連鎖的構造をもつことがイメージの特徴であることをラフ集合理論の極小縮約によって確かめた。探索システムにおける形とイメージの関係のモデル構築はこの類縁関係を取り込まなければならず、現在その方法をシミュレーションを通じて研究している。後者については、上記のモデル構築ができて多くの製品について有効性を確かめたのちに着手する。
ポリピロール誘導体を包括材料に用いたインビボ型グルコースセンサの開発

本研究は、長時間に渡り生体内のグルコース濃度(血糖値)測定が可能なインビボ型グルコースセンサの開発を目指し、種々のピロール誘導体の電解重合膜を包括材料に用いたグルコースオキシダーゼ(GOD)固定電極の作製及びそのセンサへの応用について検討した。ピロール誘導体としては、N-置換基末端にプラスチャージを有する3-(1-ピロリル)プロピルトリメチルアンモニウム塩(PPA)と、ホスファチジルコリン極性部を有する3-(1-ピロリル)プロピル-2-(トリメチルアンモニウム)エチルホスフェート(PPP)の2種類を用いた。ホスファチジルコリンは生体膜を構成している重要なリン脂質であり、近年これらの極性部を有するポリマーは生体適合性材料として注目されている。電極の作製は、白金電極又は白金をナフィオンコートした電極をGODの存在下、ピロール誘導体の電解重合することにより行った。作製した電極のセンサ寿命を調べた結果、PPAを用いた電極は、作製後からナフィオンコートしていない電極では20日間、ナフィオンコートした電極では50日間、安定した応答が得られた。一方、PPPを用いた電極は、作製後約2週間は応答がばらつき安定しなかったが、それ以降ナフィオンコートしていない電極では10日間、ナフィオンコートした電極では20日間、安定した応答が得られた。電解重合により包括的に酵素を固定した電極では、一般に作製後数日間は応答の減少等の変化が見られるが、PPAを用い作製した電極でこのような挙動が見られなかった。これはGODが血液のpH付近ではマイナスに帯電していることから、静電気的相互作用により、GODが強固に電極に固定されたためと思われる。PPPを用いた電極では、PPPポリマー膜が親水性が強く、水溶液中で膨潤するため酵素の固定が不安定であったと思われることから疎水部分の導入による改善を今後検討する。
神経線維腫症原因遺伝子群を介した腫瘍抑制機構解明と分子治療戦略の開発

神経線維腫症は、全身の皮膚に多発性結節と色素斑を伴う遺伝性疾患である1型(NF1)、及び類似した皮膚症状に加え中枢神経系腫瘍を高頻度に伴う2型(NF2)の2つのタイプに分けられる。本研究では、NF1及びNF2の病態発症メカニズム解明と治療ターゲットの開発を目的として、それぞれの原因遺伝子産物;NF1蛋白(Neurofibromin),及びNF2蛋白(Merlin)の細胞内機能に関連する特異的シグナルを明らかにし、遺伝子異常や欠失による両NF蛋白質の機能破綻が導く細胞の異常と病態との関連について検討した。それぞれの分子のSiRNAによる細胞内ノックダウンを行い、細胞の形態変化の詳細とプロテオミクスの手法によるシグナルキャスケードの変化を解析したところ、両分子SiRNAの作用によって細胞内actinstress fiber、focal adhesion spot、ruffling形成能の大きな変化が認められ、細胞骨格系のダイナミックなreorganizationが起こっていることが判明した。これらの変化には細胞刺激因子や接着因子からの刺激を介して、特にNF1に関してはRas-MAPK及びPI3Kシグナル、Rho-Rock-LIM kinase-coffilinシグナル等の細胞の骨格形成に関連する分子の機能制御によって運動能を調節する機構があることが判明した。また神経系細胞内におけるNF1の発現抑制は、特にアクソン形成を中心とした神経系細胞の分化誘導を抑制した。プロテオミクスによるNeurofibrominの神経系細胞内結合蛋白質の解析により、ニューロン制御因子群、細胞骨格系制御に関わる分子群が同定され、特にアクソン形成に関わるcollapsin response mediator protein 2(CRMP2)とtumbulinとのinteractionに注目したところ、これらの分子はNeurofibrominを介してリン酸化を相互制御することによってアクソンの形成と伸展に関わっていることが判明した。又、NF2においてはDNA修復分子群、アポトーシス関連分子群、細胞骨格系・細胞接着系制御分子群、Neuron Regulators、細胞周期関連分子群を含むMerlin結合蛋白質群が同定された。構造的相同性から予測される機能である細胞接着や骨格系のみならず、細胞の核内においても転写や細胞死を制御している可能性から、細胞の増殖抑制や生理的アポトーシスの破綻に関連することが判明した。NF1,2蛋白質に共通する結合蛋白質群の存在や、両分子のノックダウンによる形態変化と変動蛋白質分子群に共通性があることから、これら共通分子を介したシグナルの異常がNF1及びNF2に類似する病態に関連する可能性が考えられた。神経線維腫症(neurofibromatosis : NF)は、全身の皮膚に多発性結節と色素斑を伴う遺伝性疾患である1型(NF1)、及び類似した皮膚症状に加え中枢神経系腫瘍を高頻度に伴う2型(NF2)の2つのタイプに分けられる。NF1は17番染色体長腕の異常に連鎖し、皮下の多発性神経線維腫、皮膚色素斑などに加え線維肉腫、グリオーマなどの悪性腫瘍を伴う頻度が高いのに対して、NF2は22番染色体長腕の異常に連鎖し、両側聴神経鞘腫、多発性髄膜腫などの頭蓋内良性腫瘍をほぼ必発することを特徴とする。

本研究では、NF1及びNF2の病態発症メカニズム解明と治療ターゲットの開発を目的として、それぞれの原因遺伝子産物;NF1蛋白(Neurofibromin),及びNF2蛋白(Merlin)の細胞内機能に関連する特異的シグナルを明らかにし、遺伝子異常や欠失による両NF蛋白質の機能破綻が導く細胞の異常と病態との関連について検討した。それぞれの分子のSiRNAによる細胞内ノックダウンを行い、細胞の形態変化の詳細とプロテオミクスの手法によるシグナルキャスケードの変化を解析したところ、両分子SIRNAの作用によって細胞内actin stress fiber、focal adhesion spot、ruffling形成能の大きな変化が認められ、細胞骨格系のダイナミックなreorganizationが起こっていることが判明した。これらの変化には細胞刺激因子や接着因子からの刺激を介して、特にNF1に関してはRas-MAPK及びPI3Kシグナル、Rho-Rock-LIM kinase-coffilinシグナル等の細胞の骨格形成に関連する分子の機能制御によって運動能を調節する機構があることが判明した。又、NF2においては細胞接着や骨格系のみならず、細胞の核内においても転写や細胞死に関わる可能性から、細胞の増殖抑制や生理的アポトーシスの破綻に関連することが判明した。NF1とNF2は病態が一部重複することから、細胞内において、NF1及びNF2蛋白質は細胞内シグナルを共有している可能性がある。現在プロテオミクスの手法による、両分子の結合蛋白質群を介したシグナル解析を行っている。神経線維腫症は、全身の皮膚に多発性結節と色素斑を伴う遺伝性疾患である1型(NF1)、及び類似した皮膚症状に加え中枢神経系腫瘍を高頻度に伴う2型(NF2)の2つのタイプに分けられる。それぞれの分子のSiRNAによる細胞内ノックダウンを行い、細胞の形態変化の詳細とプロテオミクスの手法によるシグナルキャスケードの変化を解析したところ、両分子SiRNAの作用によって細胞内actinstress fiber、focal adhesion spot、ruffling形成能の大きな変化が認められ、細胞骨格系のダイナミックなreorganizationが起こっていることが判明した。