hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
代数的確率論に基づく細胞内反応時系列データ解析手法の開発

離散的な確率過程である出生死滅過程の解析に用いられてきたDoi-Peliti法の数理的な意味について深く研究を進めることで,離散的な変数を,連続的な変数とその微分に置き換えられることを見出した.これを利用して系統的な方法で双対過程を導出できるようになった.さらに,確率微分方程式に対する双対過程や,出生死滅過程に対する双対過程などを利用することで,もとの確率過程に対する高速なデータ解析手法を構築できるようになった.本年度は特に,細胞内反応に関わる確率過程を扱うための基礎数理に関する研究を実施した.確率過程において特定の遷移に関する情報を引き出すための枠組みである計数統計については,幾何学的位相に着目した研究を実施した.ある非平衡定常状態から別の非平衡定常状態に遷移する際の変化の特徴をどのような量で測るべきか,という問題については決定的な答えがない状態であり,様々な試みがなされている.ここでは何かしらの数理構造を背景とした量を模索することを考えた.その結果として,非周期的・非断熱的という一般的な状況において幾何学的位相を定義でき,これが遷移を特徴付ける量の候補となりうることを示した.提案した量を簡単な確率モデルにおけるエントロピー生成の問題に適用したところ,提案した量はシャノン情報量の差と近い値を取ることが明らかとなった.まだ提案した量の性質については不明な点も多いが,この成果は,細胞内反応等の非平衡現象一般を記述するための足がかりとなることが期待される.他にも計数統計に関する招待論文の執筆もおこなった.また,細胞のような小さな系では離散的な状態をもつ確率過程を扱う必要があるため,関連する基礎数理に関する研究も進めた.これまで離散的な状態をもつ確率過程と連続的な状態をもつ確率過程の間に成立する双対性が知られていたが,重み因子と付加的な状態を利用することで,かなり広いクラスの方程式系に対して双対性を拡張できることが明らかとなった.これにより,特に非線形な係数をもつ確率微分方程式の取り扱いが容易になり,この結果を利用した新しいカルマンフィルタの研究にも着手することができている.本年度は主に,環境が変化する状況に対する出生死滅過程の解析的な枠組みについての研究を実施した.時定数が変化せずに常に一定となる場合の出生死滅過程は,母関数法を始めとしてさまざまな解析方法がすでに知られている.特に直交多項式に基づいたKarlin-McGregorのスペクトル表現により,さまざまな出生死滅過程の時間依存解析解を直交多項式を用いて記述できることが知られている.しかし時定数が時間に依存して変化する場合には,Karlin-McGregorのスペクトル表現のような直交多項式に基づく表現が得られるかどうかは自明でない.そして実際の細胞内反応等においては環境の変化がシグナルとなってシステムの振る舞いの変化を引き起こすため,環境の変化を時定数の変化と捉えて出生死滅過程を記述し,それを理論的に扱えるようにすることが必要となる.非平衡系の研究に利用されている非可換代数を利用したDoi-Peliti法について,私はこれまでに1-パラメータ拡張が可能であることをすでに示していた.この代数的枠組みを用いることで,ある簡単な出生死滅過程に対しては,時定数が時間依存する場合でも直交多項式に基づく表現を得られることがわかった.また代数的な取り扱いをLie代数の理論と結びつけることにより,時定数が変化する出生死滅過程に対して,求積法によって解が得られるかどうかを判断する方法について議論した.具体的にはLie代数が閉じるかどうかがその判断基準となる.これらの研究により,これまであまり議論がなされてこなかった時間依存する系に対する解析的な取り扱いについて着手できたといえる.最終年度である本年度は,まずは昨年度に引き続いて,双対性を利用した確率微分方程式(Langevin方程式系)に対するデータ解析手法の研究を進めた.結果として,これまでに開発した系統的な双対過程の導出法に加え,時間変数に対しても新しい双対変数を導入する手法を提案した.これにより,確率微分方程式におけるさまざまな時間間隔での統計量の評価を,ひとつの双対過程の解を用いておこなえるようになった.以上の理論的な進展に基づき,アンサンブル・カルマンフィルタに似た枠組みを双対性の利用によって構築し,従来のアンサンブル・カルマンフィルタよりも高速に状態推定をおこなえる数値計算手法を提案した.非線形性を有する確率微分方程式系を例に数値実験を実施し,提案手法の有効性については確認している.この研究成果は学術論文としてまとめられ,すでに出版済みである.続いて,離散状態をもつ確率過程である出生死滅過程に対する双対性の利用可能性を検討した.確率微分方程式に対しては,その双対過程として出生死滅過程を導出することで,平均や分散といったモーメントを計算できることがわかっていた.しかし,出生死滅過程同士の双対性を単純に利用する場合には,双対過程を解くことがもとの出生死滅過程のひとつの遷移確率を計算できることに対応するだけであり,双対性の利用の利点があまりない.検討の結果,出生死滅過程の反応速度定数について双対変数を導入することで,双対性を利用する大きな利点が出現することを見出した.具体的には,双対過程のひとつの解が,元の過程におけるさまざまな反応速度定数における遷移確率に対応する.この手法を利用することで,時系列データからの反応速度定数の推定を高速におこなう手法の基盤を整えることができた.離散的な確率過程である出生死滅過程の解析に用いられてきたDoi-Peliti法の数理的な意味について深く研究を進めることで,離散的な変数を,連続的な変数とその微分に置き換えられることを見出した.これを利用して系統的な方法で双対過程を導出できるようになった.

さらに,確率微分方程式に対する双対過程や,出生死滅過程に対する双対過程などを利用することで,もとの確率過程に対する高速なデータ解析手法を構築できるようになった.本研究課題の目的のひとつである代数的確率論に基づく出生死滅過程に対する基礎的な議論について,特に時定数が変化する場合の研究を大きく進めることができた.また双対性を利用した議論については,出生死滅過程以外の確率過程に対する見当も始めることができている.数理工学,統計的機械学習,情報統計力学,確率過程の数理とその応用次年度が本研究課題の最終年度である.引き続き,双対性を利用した確率微分方程式系(Langevin方程式系)に対するデータ解析手法の研究を進めるほか,より小さいサイズでの細胞内反応に対応するために,離散状態をもつ確率過程に対する双対性の利用可能性を検討する.具体的には確率微分方程式系で用いた手法を遷移確率に対する計算の高速化について応用することが課題となる.基本的な理論はすでに本年度までの研究により構築済みであるため,残りはプログラムとしての実装および結果の検討を行う予定である.初年度の目標である基礎数理に関しては,双対性の拡張など,当初の予定通りに進んでいる.また特に確率微分方程式系については,この双対性を利用したカルマンフィルタの数値計算法の研究にも着手することができたため,本研究課題の最終目標である「データ解析手法の開発」に着実に近づいている.連続的な状態をもつ確率過程については,双対性を利用することでデータ解析手法を提案できる方向性が見えてきており,今後,さらに実用的な手法を提案できるように研究を進める予定である.現在は単純なモンテカルロ法に依存している数値計算の部分について,重点サンプリング法等の手法を利用できないか,もしくは決定論的な計算に置き換えることができないか,といった点について検討する予定である.離散的な状態をもつ確率過程については,実用的なデータ解析手法の提案のために双対性をどれほど利用できるか,まだ不明な点が多い.非線形制御理論においても非可換代数を利用した似たような定式化があると判明したため,こういった他分野における研究も参照しながら,基礎数理について引き続き研究を進める予定である.
圧電結晶を用いたセンサ・アクチュエータ一体システムの提案と基礎研究

本研究の目的は,圧電結晶上を伝搬する弾性表面波(SAW)を利用したセンサとアクチュエータ,ならびに弾性波励振源である櫛型電極を利用した電気化学センサを,一つの圧電結晶上で実現した新しいLab on a Chipの基礎研究を行うことにある.このうち,櫛形電極を利用した電気化学センサについては,この上に異なる試料を載せるとそのインピーダンス特性が変化することが明らかになった.電気化学センサは,弾性波励振源と共用するため,(1)液体を安定して流すための流路の作製,(2)SAWセンサを実現するための解析,(3)試料の排出法の3点に特に力をいれて研究を行った.(1)の結果,圧電結晶上に弾性表面波導波路を形成することで,エネルギの収束効果が得られ,流路となることが分かった.しかし,この導波路は2次元構造であり,液体の流れは3次元である.流路にそって液体が流れるようにするため,高分子などで,流路を圧電結晶上に形成する必要があることが明らかになった.ところで,液体のアクチュエータに用いるSAWと液体計測に用いるSAWはモードが異なる.一般に,アクチュエータ用SAW基板に計測用SAWを励起するには,弾性波導波路を圧電結晶上に設けなければならない.そのためには,解析により導波路の材質,厚さなどを決める必要がある.そこで,解析用のプログラムを作成した.このプログラムを既報の層状構造に適用したところ,有効であることが確認できた.現在,アクチュエータ用圧電結晶上についての解析を行っている.(3)では,測定した液体の排出方法について検討した.アクチュエータ用SAWの励振電圧を高くすると,液体は霧化することが分かった.また,霧化した液体は,静電場によって制御可能であることも明らかになった.これにより,例えば,微少量の廃液を霧化させ,紙等に吸着させることにより,可燃ごみとして焼却できる.本研究により,圧電結晶上にセンサとアクチュエータを一体化した新しい機能素子が実現可能であることを示すことができた.本研究の目的は,圧電結晶上を伝搬する弾性表面波(SAW)を利用したセンサとアクチュエータ,ならびに弾性波励振源である櫛型電極を利用した電気化学センサを,一つの圧電結晶上で実現した新しいLab on a Chipの基礎研究を行うことにある.このうち,櫛形電極を利用した電気化学センサについては,この上に異なる試料を載せるとそのインピーダンス特性が変化することが明らかになった.電気化学センサは,弾性波励振源と共用するため,(1)液体を安定して流すための流路の作製,(2)SAWセンサを実現するための解析,(3)試料の排出法の3点に特に力をいれて研究を行った.(1)の結果,圧電結晶上に弾性表面波導波路を形成することで,エネルギの収束効果が得られ,流路となることが分かった.しかし,この導波路は2次元構造であり,液体の流れは3次元である.流路にそって液体が流れるようにするため,高分子などで,流路を圧電結晶上に形成する必要があることが明らかになった.ところで,液体のアクチュエータに用いるSAWと液体計測に用いるSAWはモードが異なる.一般に,アクチュエータ用SAW基板に計測用SAWを励起するには,弾性波導波路を圧電結晶上に設けなければならない.そのためには,解析により導波路の材質,厚さなどを決める必要がある.そこで,解析用のプログラムを作成した.このプログラムを既報の層状構造に適用したところ,有効であることが確認できた.現在,アクチュエータ用圧電結晶上についての解析を行っている.(3)では,測定した液体の排出方法について検討した.アクチュエータ用SAWの励振電圧を高くすると,液体は霧化することが分かった.また,霧化した液体は,静電場によって制御可能であることも明らかになった.これにより,例えば,微少量の廃液を霧化させ,紙等に吸着させることにより,可燃ごみとして焼却できる.本研究により,圧電結晶上にセンサとアクチュエータを一体化した新しい機能素子が実現可能であることを示すことができた.
インターネット上での公権力による情報収集とプライバシー権－その立法的統制

1【研究の具体的内容】本研究は、インターネット上での公権力による情報収集活動のいかなるものが立法を待ってから行われるべきものであるかを、主にプライバシー保護の観点から明らかにすることを目的としている。なかでも、インターネット上での公権力による、どのような情報収集活動が個人に重大な不利益を生じさせ、立法という形での「有権者の代表機関による同意」を要するかを検討の対象としている。そのうち2018年度においては「公権力がどのようなインターネット空間で情報を収集する場合に、立法を待つべきと考えられるか」を中心に研究した。2【研究の意義】この研究を通じて、情報収集の対象となっている空間の閉鎖性と収集される情報のプライバシー性が高いことを明らかになる。そして、本研究では、インターネット上での公権力による情報収集の限界を、「収集される情報」だけでなく「収集が行われる空間」(等)も類型化することで、より重層的・体系的に解明する。その研究に続くものとしては情報収集を行うための立法の要否の検討があり、波及効果・今後の展望としては、令状の要否をはじめとする法律の内容の妥当性や、個々の場面での情報収集活動の合憲性の研究・解明がある。3【研究の重要性】日本政府にも、SNSのような空間では他の空間では発信されないような情報も発信されていることを念頭に、それを警察が収集すれば「危険人物」や危険な行動の予兆を発見できるとの期待もあると推測される。その一方で、それが個人のプライバシーを侵害する可能性を考慮する必要があり、その法的統制は不可欠である。特に近年では各国がテロ等が発生するよりも前の時点での「予防」に力を入れており、日本においてもSNS等を活用した捜査活動の活発化とそれに対する個人の保護という問題が必ず起こると思われる。警察等の情報収集の対象となりうるSNSの主要コンテンツには、字数制限のない文章、字数制限のある短文、画像などがある。他に、相互承認をした利用者間でのみのやり取りもあるが、それはメールの送受信に近いと思われるため、本研究の対象からはいったん除外した。先に挙げたサービスではそれぞれ主目的が異なるが、いずれの場合も画像・動画とそれらについてのコメントの投稿が可能である。それゆえ、警察等によるインターネット上での情報収集活動の法的性質を考える上では厳密な区別は必要ないとの見解に至った。ただ、この見解を示す研究成果は未公表であり、今後の課題となる。また、2018年度の研究においては、SNS上での情報収集活動の問題を検討するドイツ語文献を用いた。それを通じて分かったのは、自らの身分を偽装した接触・情報収集は「覆面捜査官(verdeckte Ermittler)」の使用と位置づけられることである。この研究は本研究完了後に予定していたものだったが、ドイツ語文献の研究を機に先行して扱う形になった。加えて、上記のような措置が、ドイツでは「特定性の要請」との関係で問題となっており、その要請の憲法上の位置づけは法律の留保、基本権それ自体、法治国家原理等と考えられていることが分かった。これに対して、日独両国の憲法の規定も踏まえると、日本ではこれを適正手続主義の問題と整理できるとの見解に至った。この結論は、2020年度での研究を予定していた、情報収集を行うための立法の要否に関係するが、このよ研究成果は、現在刊行に向けた作業を続けている単著をはじめ、いくつかの媒体を通じて、今年度の早いうちに公表できる見込みである。以上のように、予定していた研究成果の公表が未完ではあるが、来年度以降に予定していた研究の一部を行えたため、本研究全体の進捗状況としてはおおむね順調と言えると思われる。1【SNSの分類に関する私見の公表】既に2018年度における検討を通じて、SNSが主たる目的としているサービスの差異と、画像・動画・文字の投稿が可能であることには変わりないとの結論には至ったが、その公表はまだ行えていない。そこで2019年度においてはその成果の公表に向けて必要な研究を進める。ただ、この検討は本研究においては導入部分に当たるため、捜査手法の分類に関する検討結果と合わせて公表することになると思われる。2【捜査手法による分類の検討の開始】そして、本研究の申請当初より2019年度に予定していた研究を進める。インターネット上で発信されている情報と、そのプライバシー性は様々である。また、情報を閲覧できる範囲も利用者全員である場合や登録会員の一部にとどまる場合など、様々である。さらには発信されている情報が文字だけでなく画像・動画・音声も伴う場合もある。以上の観点での情報の類型化を経て、「公権力がどのような情報を収集する場合に、立法を待つべきと考えられるか」を明らかにする。3【憲法上の位置づけについての検討の継続】当初の予定から前倒しで検討した形になった、インターネット上での警察による情報収集に関する立法の必要性に関する研究も継続する。今年度の研究では、ドイツでいうところの「覆面捜査官」を用いた情報収集活動の日本法での位置づけを検討し、刑事訴訟法と憲法との関係を明らかにする。特に憲法との関係では日本国憲法31条が制定された沿革や大日本帝国憲法期の議論も参照し、補充的な研究を経て研究成果の公表につなげる。さらには、これらの手法を用いた情報収集活動による憲法上の権利の侵害の重大性の検討も進めたい。4これらの研究を並行して、本研究とは別の研究も行うことで、本研究を多層的な研究成果へと発展させる。1【研究の具体的内容】

本研究は、インターネット上での公権力による情報収集活動のいかなるものが立法を待ってから行われるべきものであるかを、主にプライバシー保護の観点から明らかにすることを目的としている。なかでも、インターネット上での公権力による、どのような情報収集活動が個人に重大な不利益を生じさせ、立法という形での「有権者の代表機関による同意」を要するかを検討の対象としている。そのうち2018年度においては「公権力がどのようなインターネット空間で情報を収集する場合に、立法を待つべきと考えられるか」を中心に研究した。2【研究の意義】この研究を通じて、情報収集の対象となっている空間の閉鎖性と収集される情報のプライバシー性が高いことを明らかになる。そして、本研究では、インターネット上での公権力による情報収集の限界を、「収集される情報」だけでなく「収集が行われる空間」(等)も類型化することで、より重層的・体系的に解明する。その研究に続くものとしては情報収集を行うための立法の要否の検討があり、波及効果・今後の展望としては、令状の要否をはじめとする法律の内容の妥当性や、個々の場面での情報収集活動の合憲性の研究・解明がある。3【研究の重要性】日本政府にも、SNSのような空間では他の空間では発信されないような情報も発信されていることを念頭に、それを警察が収集すれば「危険人物」や危険な行動の予兆を発見できるとの期待もあると推測される。その一方で、それが個人のプライバシーを侵害する可能性を考慮する必要があり、その法的統制は不可欠である。特に近年では各国がテロ等が発生するよりも前の時点での「予防」に力を入れており、日本においてもSNS等を活用した捜査活動の活発化とそれに対する個人の保護という問題が必ず起こると思われる。警察等の情報収集の対象となりうるSNSの主要コンテンツには、字数制限のない文章、字数制限のある短文、画像などがある。他に、相互承認をした利用者間でのみのやり取りもあるが、それはメールの送受信に近いと思われるため、本研究の対象からはいったん除外した。先に挙げたサービスではそれぞれ主目的が異なるが、いずれの場合も画像・動画とそれらについてのコメントの投稿が可能である。それゆえ、警察等によるインターネット上での情報収集活動の法的性質を考える上では厳密な区別は必要ないとの見解に至った。ただ、この見解を示す研究成果は未公表であり、今後の課題となる。また、2018年度の研究においては、SNS上での情報収集活動の問題を検討するドイツ語文献を用いた。それを通じて分かったのは、自らの身分を偽装した接触・情報収集は「覆面捜査官(verdeckte Ermittler)」の使用と位置づけられることである。この研究は本研究完了後に予定していたものだったが、ドイツ語文献の研究を機に先行して扱う形になった。加えて、上記のような措置が、ドイツでは「特定性の要請」との関係で問題となっており、その要請の憲法上の位置づけは法律の留保、基本権それ自体、法治国家原理等と考えられていることが分かった。これに対して、日独両国の憲法の規定も踏まえると、日本ではこれを適正手続主義の問題と整理できるとの見解に至った。
膵癌ペプチドワクチンの開発

1)これまでに同定したHLA-A24拘束性上皮癌拒絶抗原(SART1,SART2,SART3,ART4)の膵癌細胞株や膵癌組織における蛋白レベルでの発現を、Western法とポリクローナル抗体を用いて解析した。その結果、いずれの抗原も6070%以上のサンプルにおいて発現が認められた。一方、非癌部膵組織においては、いずれの抗原も全く認められなかった(鈴木他、論文投稿中)。また、CypB抗原はその生物的機能から考察し、膵癌にも高発現していることが予想され、一方、Lck抗原は転移性膵癌に高頻度に発現していることを本教室の原嶋らが確認した(Eur.J.Immunol.31(3)issue,in press2001)。一方、HLA-A2拘束性癌拒絶抗原は、本教室の伊藤らが膵癌cDNAライブラリーより6種類同定した(Can.Res.61(6)issue,in press,2001)。2)上記に記載した癌拒絶抗原由来ペプチドのうちHLA-A24結合モチーフを有し、かつCTL誘導能を有するものを13種類合成した。また同様に、HLA-A2結合モチーフを有しかつCTL誘導能を有するものを13種類合成した。これら26種類のペプチドによる膵癌患者末梢リンパ球(PBMC)より、キラーT細胞(CTL)誘導を試みた(HLA-A24膵癌患者10名、HLA-A2膵癌患者5名)。その結果、15名中11名のPBMCにおいて26種類のいずれかのペプチドに対するCTL前駆体が存在し、ペプチドでの刺激により活性化CTLの分化することを確認した(鈴木他、論文投稿中)。以上の研究により、膵癌患者に対するペプチドワクチンによる癌特異的免疫療法の科学的根拠の一部が明らかになったと考えられる。3)上記の研究を膵癌以外の上皮性癌においても実施し、胃癌、大腸癌、肺癌、婦人科癌等においても同様の成果が得られた。また一方で、単一抗原由来のペプチドワクチン第I相臨床試験が本大学病院にて肺癌や大腸癌を対象に実施された。その結果、ワクチンによる有害事象は局所の炎症反応以外に認められず、一方ペプチドによるCTL誘導能は60%以上の患者において認められた。5)以上を要約すると、この2年間に膵癌ワクチン開発の基礎研究においては多くの成果をあげられると考えられる。今後の課題としては、臨床研究としての膵癌ワクチンの開発が残されている。宿主の免疫系、特に細胞傷害性T細胞により認識されその標的となる癌拒絶抗原分子を同定することにより特異免疫応答を増強しようとする試み、すなわち癌ワクチンの開発がメラノーマに対し行われている。われわれの研究グループでは、メラノーマ以外の扁平上皮癌や腺癌に対する癌ワクチンの開発をすすめており、すでに食道癌および膀胱癌cDNAライブラリーより新規癌拒絶抗原遺伝子SART-1,SART-2,SART-3,ART-4を、また既知の遺伝子lckおよびサイクロフィリンBも癌拒絶抗原遺伝子であることを同定している。そこでこれらの癌拒絶抗原遺伝子によりコードされ、HLA拘束性に宿主細胞傷害性T細胞により認識される癌抗原ペプチドを同定することにより膵癌をはじめとする多くの癌に有効なペプチド癌ワクチンを開発することが可能となる。本年度は癌抗原ペプチドの同定、およびそれらによる細胞傷害性T細胞のin vitroでの誘導を試みた。日本人の約6割に発現しているHLA-A24分子拘束性に癌拒絶抗原を認識する細胞傷害性T細胞株を用いて、HLA-A2402結合モチーフを有する上記癌拒絶抗原遺伝子によりコードされる癌抗原ペプチドのスクリーニングを行った。その結果、SART-1では690-698番目のペプチドが、SART-2では93-101番目、161-169番目,および899-907番目のペプチドが、SART-3では109-118番目、315-323番目のペプチドが、サイクロフィリンBでは84-92番目、91-99番目のペプチドが同定された。また、ART-4からは13-20番目および75-84番目の2ペプチドが、lck分子からは208-216番目、486-494番目、および488-497番目の3ペプチドがHLA-A24拘束性に宿主細胞傷害性T細胞により認識されることが明らかとなった。また同様に、HLA-A

2結合モチーフを有しかつCTL誘導能を有するものを13種類合成した。これら26種類のペプチドによる膵癌患者末梢リンパ球(PBMC)より、キラーT細胞(CTL)誘導を試みた(HLA-A24膵癌患者10名、HLA-A2膵癌患者5名)。その結果、15名中11名のPBMCにおいて26種類のいずれかのペプチドに対するCTL前駆体が存在し、ペプチドでの刺激により活性化CTLの分化することを確認した(鈴木他、論文投稿中)。以上の研究により、膵癌患者に対するペプチドワクチンによる癌特異的免疫療法の科学的根拠の一部が明らかになったと考えられる。3)上記の研究を膵癌以外の上皮性癌においても実施し、胃癌、大腸癌、肺癌、婦人科癌等においても同様の成果が得られた。また一方で、単一抗原由来のペプチドワクチン第I相臨床試験が本大学病院にて肺癌や大腸癌を対象に実施された。その結果、ワクチンによる有害事象は局所の炎症反応以外に認められず、一方ペプチドによるCTL誘導能は60%以上の患者において認められた。5)以上を要約すると、この2年間に膵癌ワクチン開発の基礎研究においては多くの成果をあげられると考えられる。今後の課題としては、臨床研究としての膵癌ワクチンの開発が残されている。
力学的応答測定を利用した極微小タンパク質結晶の判別・評価法の開発

本研究課題では,タンパク質結晶化初期スクリーニングにおいて析出する極微小結晶様物質の力学的応答特性を,走査型プローブ顕微鏡を用いて測定するための研究開発を行った.前年度までに,走査型プローブ顕微鏡でタンパク質結晶を観察する系を構築し,さらに塩の結晶についても同様の実験系を考案した.本年度は,タンパク質結晶および塩結晶の測定数を増やすことに取り組んだ.タンパク質結晶については,ニワトリ卵白リゾチームと甘味タンパク質ソーマチンについては成功したが,確立した実験系ではかなり高濃度のタンパク質溶液が多量に必要となり,かつ通常の結晶化とは方式が異なるため,既存の結晶化戦略との溝を埋めるような研究が必要とされる.また本課題内で,結晶面の違いによって,力学的性質の差異が示唆されたため,異なる結晶面の特性を比較検討する研究が必要であることが見出された.塩類の結晶について本年度は,前年に成功したNaClと同様の方法によってさまざまな塩類を結晶化させることを試みたが,NaCl以外では測定に適した結晶を得ることはできず,タンパク質と塩類を詳細に比較するためには,異なる方法で結晶を得る必要がある.タンパク質とNaClの結晶の力学的応答を比較した場合,前者のほうが弾性に富むこと,またNaClの結晶は,表面に強い電荷を帯びていることが示唆され,結晶の判別に応用できることが期待された.しかし,タンパク質と塩類の両者を同じ条件下で計測することは,本課題内では技術的に難しく,いずれも将来的な発展研究が待たれる.以上の結果から,(1)リゾチームとソーマチンの結晶表面を同一の実験系で観察したこと,(2)タンパク質結晶表面の力学的応答を測定したこと,(3)類似の実験系でNaClの結晶表面を観察し,タンパク質結晶と比較したことという新規の3点について現在投稿論文の準備中である.本研究では,当該年度において,標準タンパク質結晶を走査型プローブ顕微鏡で観察するための測定系を構築する研究を行った.タンパク質を結晶化させる代表的な手法である蒸気拡散法では,タンパク質結晶が水溶液中に浮かんだ状態で析出することが多い.走査型プローブ電子顕微鏡では,測定試料が固定されている必要があるため,走査プローブ測定を安定して行うことが困難であった.そこで,バッチ式結晶化法を元に,標準タンパク質結晶が電子顕微鏡用ガラスシャーレ上の液中に,ほぼ固定された状態で析出させる方法を見出した.これにより,実施計画における,走査型プローブ測定が可能な結晶化の系と,測定のための結晶の固定を実現した.この測定系を使って,標準タンパク試料測定を行い,タンパク質結晶に適したプローブ(カンチレバー)の選別を行った.その結果,バネ定数が0.01N/mオーダーという極めて軟らかいカンチレバーを用いてのみ,再現良く結晶表面の観察および力学的応答測定が可能であることを見出した.そして,水溶液中で塩の結晶をガラスシャーレ上に析出させる方法も考案し,同じように表面観察と力学応答測定を行うことで,タンパク質結晶との比較を行った.その結果,結晶表面における,結晶成長痕および静電状態に大きな違いが存在することを発見した.特に,数十数百ミクロンでの静電相互作用が両者で大きく異なるという発見は,当研究の目的である,極微小結晶様物質の判別系で利用できることが期待される,新しい発見であるといえる.本研究課題では,タンパク質結晶化初期スクリーニングにおいて析出する極微小結晶様物質の力学的応答特性を,走査型プローブ顕微鏡を用いて測定するための研究開発を行った.前年度までに,走査型プローブ顕微鏡でタンパク質結晶を観察する系を構築し,さらに塩の結晶についても同様の実験系を考案した.本年度は,タンパク質結晶および塩結晶の測定数を増やすことに取り組んだ.タンパク質結晶については,ニワトリ卵白リゾチームと甘味タンパク質ソーマチンについては成功したが,確立した実験系ではかなり高濃度のタンパク質溶液が多量に必要となり,かつ通常の結晶化とは方式が異なるため,既存の結晶化戦略との溝を埋めるような研究が必要とされる.また本課題内で,結晶面の違いによって,力学的性質の差異が示唆されたため,異なる結晶面の特性を比較検討する研究が必要であることが見出された.塩類の結晶について本年度は,前年に成功したNaClと同様の方法によってさまざまな塩類を結晶化させることを試みたが,NaCl以外では測定に適した結晶を得ることはできず,タンパク質と塩類を詳細に比較するためには,異なる方法で結晶を得る必要がある.タンパク質とNaClの結晶の力学的応答を比較した場合,前者のほうが弾性に富むこと,またNaClの結晶は,表面に強い電荷を帯びていることが示唆され,結晶の判別に応用できることが期待された.しかし,タンパク質と塩類の両者を同じ条件下で計測することは,本課題内では技術的に難しく,いずれも将来的な発展研究が待たれる.以上の結果から,(1)リゾチームとソーマチンの結晶表面を同一の実験系で観察したこと,(2)タンパク質結晶表面の力学的応答を測定したこと,(3)類似の実験系でNaClの結晶表面を観察し,タンパク質結晶と比較したことという新規の3点について現在投稿論文の準備中である.
持続的光触媒水分解のための多重アニオン複合材料の開発

我々が行っている研究の目的は、環境に調和したあらゆる合成技術を駆使して、機能性を持った材料を製造することにあります。具体例を挙げますと、ゾル・ゲル法を用いて、酸化物または炭化物、あるいは、酸化物または窒化物からなるハイブリッド材料を合成することです。本コンセプトの実証は、すでに我々のオリジナル研究「TiO2(アナターゼ)/TixW1-xN微粒子からなるコンポジット材料」を通じてなされているため、それ以降、本コンセプトに基づいて、TiO2/WN,TiO2/Fe3C,TiO2/Fe3N,TiO2/Mo2N,CeO2/WN,CeO2/Fe3C,CeO2/Mo2N,MgO/WN,MgO/Fe3CおよびMgO/Mo2Nなどの材料から、さまざまなハイブリッド材料を合成することに成功してきました。我々は、2相の分離を達成するための方法を最適化することに成功しました。そして、そこから得られたナノコンポジットは、Spring-8シンクロトロンビームラインを使用して構造分析されました。また、電子顕微鏡、比表面積測定、熱重量分析、小角X線散乱を用いた分析も行われました。総じて、全てのサンプルにおいて、ナノコンポジットは粒子径の小さい(10nm以下)粒子で構成されているため、比表面積は大きいものでした。また、合成物の中には、メタノールの改質において優れた特性を示した物がいくつかある事が確認できました。加えて、MgO/Fe3CのサンプルからMgOを除去することにより、高い比表面積をもつ材料の作製を達成することができました。これは、酸素還元触媒反応における優れた活性能を示すものです。現在、本研究に関係する論文を2報執筆している最中です。プロジェクト初期のテーマ、ナノコンポジット複合体のワンポット生成に焦点をあてた研究を実行中である。ここでの目標はメタルカーバイドおよびメタルーナイトライド(アナターゼ型酸化チタンを含む)の合成である。幾つかの生成方法を検討した結果、グラファイトカーボンがサンプル膜上に出来てしまう問題点に突き当たった。グラファイトカーボンは透過性が低く、触媒反応実験において適していない。膜上においてグラファイト生成を避ける新しい生成方法を検討する必要性がある。これら考案および実験は現在遂行中である。現在までの研究成果を下記に記す:研究課題における進展状況1.金属酸化物/金属窒化物ナノコンポジット(アナターゼ/Tixw1-xN)の1ステップ合成方法を開発した。半導体-金属系ナノ粒子のサイズは3-5nmと非常に小さく、高い比表面面積を有していた。シンクロトロン放射光実験施設SPring-8施設内において、高分解能高精度なX線回折を利用することで、粒子の組成及び形成メカニズムを明らかにした。2.グラファイト状カーボンの含有量が高いために、これら材料の光触媒反応は抑制されてしまう。しかしながら、カーボンの存在は、これらの材料が、効果的な電極触媒作用特性を示すことを意味する。それゆえに、酸素還元反応のような材料調製に着目し、現在研究を進めている。3.これまでにTiO2/Fe3N,TiO2/Fe3C and CeO2/WCの合成に成功してきた。これら複合材料の構造解析は、今年4月にSPring-8のBL15XUビームラインを使用して達成される予定である。さらに、これら材料の電極触媒作用を明らかにすることを予定している。4.光触媒応用へ向けては上記した問題があり、これを克服できるような材料戦略を現在既にすすめている。具体的には、セルロース材料の触媒黒鉛化を通じて合成した導電性メソポーラスカーボンを使用する。これは、さまざまな光触媒によって修飾される。これらの材料において光電流発生が期待される。プロジェクトの分子合成実験においては、予定していたターゲット分子の全ての生成を終えた。

光触媒反応実験においては幾つかの課題が残されており、新しいストラテジーを考案する必要性がある。これらの考案および実験は現在遂行中である。1.ナノコンポジットの合成と分析は上記のように進め、4月には、Spring-8 BL1 5XU beamlineを用いて構造解析を行う。また、それぞれの材料の電極触媒としての機能を分析する。2.光触媒材料創製に向けた新たな展開をpart1で述べたように進める。
反復的曲面束の位相幾何学的研究

本年度は主に向きづけられた閉曲面の周期的微分同相写像と曲面束の特性類との関係、および曲面束のmod2特性類(とくにmod 2森田-Mumfrod類)の構造について研究した。1.閉曲面の周期的微分同相に対し、その写像トーラスのη不変量、G-符号数、および第一森田-Mumford類の関係を明らかにした。とくに写像トーラスのη不変量のG-符号数による表示を見い出し、また閉曲面の周期的微分同相(あるいは写像類群の有限部分群)の第一森田-Mumford類の消滅が写像トーラスのη不変量の整数性で特徴づけられることを証明した。さらに閉曲面の周期的微分同相の奇数次の森田-Mumford類がG-符号数とLefschetz数で決定されることを発見した。一方で偶数次の森田-Mumford類はG-符号数とLefschetz数のみでは決らないことを示した。2.写像類群のmod2森田-Mumford類の消滅について種々の結果を得た。とくに(1)種数が2または3の写像類群(2)写像類群の有限部分群(3)レベル2の写像類群に対してはそれらのmod2森田-Mumford類が消滅することを証明した。また一般にmod2森田-Mumford類が幕零であることを証明した。これらの結果を用いて曲面束の同境に関して種々の結果を得た。とくに種数2の曲面束あるいは自明な同伴Hodge束をもつ曲面束の全空間が有向零同境であることを証明した。3.種数7以上の有向曲面のTorelli群の有理コホモロジーが穴(puncture)と境界成分の個数によらず常に無限次元であることを証明した。これは昨年度に得られた結果を拡張したものである。本年度は反復的曲面束の観点から写像類群と写像類群に密接に関連するTorelli群,Artin群,Coxeter群を主に群のコホモロジーの手法を用いて研究した。以下に具体的に述べる。・asphericalな多様体上の曲面束で切断をもつものに対し全空間の基本群の自由分解をホロノミー写像と自由微分を用いて記述する方法を構成した。これにより上のような曲面束の全空間の局所系を係数とするホモロジーとコホモロジーの計算が可能となる。応用として拡張された写像類群のコホモロジーの分解の自由分解のレベルでの記述が期待される。・Torelli空間とTorelli群は曲面束、レベル構造を持つRiemann面のモジュライ空間、三次元多様体の有限型不変量などと関連する重要な研究対象である。とくにそのコホモロジーは曲面束の二次特性類とみなされる。本研究ではTorelli空間の有理係数コホモロジーが一般には無限次元であることを証明した。これは種数が2または3の場合のMessらの結果の一般化になっている。これより曲面束の二次特性類は無限個存在することがわかった。今後はこれら二次特性類の幾何学的な意味付けが望まれる。・Coxeter群のコホモロジー環から有限位数の放物的部分群のコホモロジー環の射影的極限へ自然な環準同型がF-同型(核と余核が冪零元のみからなる準同型)であることを証明した。またCoxeter群に同伴する複体が閉多様体の単体分割になっている場合にその閉多様体のEuler数とCoxeter群の有理Euler数と関係を与えた。応用としてある種の純Artin群のコホモロジーが無限生成であることを証明した。写像類群の部分群のコホモロジーへの応用が期待される。
漿膜乳斑組織の構造と機能に関する研究

乳斑組織は主として漿膜の提状隆起,あるいは漿状突起部に存在する微細な構造で個有の血管分布を受けている.乳斑は太い毛細血管の集塊を中心に,これを取巻く特異な細胞集団よりなる.すなわち,乳斑の漿〓面は通常の扁平な中皮と異った特異な細胞で覆われる.このものは立方型で著明に発達した細胞突起を持ち,細胞間隙は疎である.このものは正常でも弱いながら貧食能を有しているが,漿膜腔内に異物を注入するとその貧食能は一段と活溌となる.また細胞突起も著明となり,ついには基底膜より遊離して漿膜腔内で浮遊する貧食細胞となる.同時にこれらの細胞間隙は一段と〓開し,異物がこの細胞間隙に吸込まれる像が観察される.この細胞間隙は乳斑深部に向かう類洞に移行し,類洞壁には多類の大食細胞が存在して異物を貧食する.この貧食作用を逃れた異物は乳斑深部の太い血管に〓行するリンパ管内に認めらるようになるが,如何なる経路を介してリンパ管に入ったかを証明するには至っていない.乳斑内類洞に接して多数のリンパ球, B細胞と思われる,が存在しており,乳斑深部に向かって形質細胞への分化が認められる.このような漿膜腔内異物除去ならびに処理作用に加えて乳斑には流血中の異物と捕捉する作用が認められる.乳斑における太い毛細血管の集塊形成,毛細血管内皮基底膜の発達不良などがこの機序に関与しているものと考えられる.乳斑組織は腫瘍細胞の定着の場ともなるもので,漿膜腔に注入した黒色腫細胞は乳斑内類洞から周辺に向かって浸潤性に増殖した.さらに動物実験では腫瘍ウイルスに感染の場を提供することも明らかとなった.乳斑組織は主として漿膜の提状隆起,あるいは漿状突起部に存在する微細な構造で個有の血管分布を受けている.乳斑は太い毛細血管の集塊を中心に,これを取巻く特異な細胞集団よりなる.すなわち,乳斑の漿〓面は通常の扁平な中皮と異った特異な細胞で覆われる.このものは立方型で著明に発達した細胞突起を持ち,細胞間隙は疎である.このものは正常でも弱いながら貧食能を有しているが,漿膜腔内に異物を注入するとその貧食能は一段と活溌となる.また細胞突起も著明となり,ついには基底膜より遊離して漿膜腔内で浮遊する貧食細胞となる.同時にこれらの細胞間隙は一段と〓開し,異物がこの細胞間隙に吸込まれる像が観察される.この細胞間隙は乳斑深部に向かう類洞に移行し,類洞壁には多類の大食細胞が存在して異物を貧食する.この貧食作用を逃れた異物は乳斑深部の太い血管に〓行するリンパ管内に認めらるようになるが,如何なる経路を介してリンパ管に入ったかを証明するには至っていない.乳斑内類洞に接して多数のリンパ球, B細胞と思われる,が存在しており,乳斑深部に向かって形質細胞への分化が認められる.このような漿膜腔内異物除去ならびに処理作用に加えて乳斑には流血中の異物と捕捉する作用が認められる.乳斑における太い毛細血管の集塊形成,毛細血管内皮基底膜の発達不良などがこの機序に関与しているものと考えられる.乳斑組織は腫瘍細胞の定着の場ともなるもので,漿膜腔に注入した黒色腫細胞は乳斑内類洞から周辺に向かって浸潤性に増殖した.さらに動物実験では腫瘍ウイルスに感染の場を提供することも明らかとなった.可移植性黒色腫細胞を用いて漿膜面における腫瘍細胞着床機構、ならびに漿膜腫瘍症の病態を解明することが出来た。1.黒色腫細胞を漿膜腔に接種し経時的に観察すると腫瘍巣が漿膜面上に小黒点として認められるようになる。この黒点、つまり黒色腫細胞が漿膜に着床し増殖する部位が乳斑組織であることを組織学的に観察することが出来た。2.電子顕微鏡的観察によると、漿膜腔内に接種された黒色腫細胞はまず乳斑部に存在する固有の粗な結合様式を示す丈高の中皮間隙を通って乳斑組織に侵入しこゝに腫瘍結節を形成する。腫瘍細胞接種後に乳斑部の丈高の中皮細胞は活動性を増し、中皮間隙が増強され、このことが腫瘍細胞の同組織内への侵入を助長する。3.肉眼的に上記の黒色腫病巣が認められる時期にあっても漿膜面を覆う通常の扁平な中皮には異常は認められず、中皮間結合も密であって、腫瘍細胞が直接に通常の扁平な中皮を破って深部に侵入することはないと考えられる。4.黒色腫の漿膜腔内接種後に乳斑組織内毛細血管内皮の細胞間隙がし開し、赤血球が血管外に流出する像が認められる。乳斑部毛細血管の基底膜は正常においても疎であり、angiotaxisによる血球の流出を一段と容易にするものと考えられる。過去の成績ならびに今回の成果に基き乳斑組織の細胞成分の生体における意義を62年度に解明する予定である。
ロシア・ソビエトの文学・思想と日本文化の相互交流に関する史的研究

日本とロシア、日本とソビエト、さらには日本とスラブ諸国との文化的交渉を総合的に系統づけることを目指して、17名(中、1名死亡)の研究員がそれぞれの関心に即して役割分担した。その研究成果は、報告書『共同研究日本とロシア』に一応の結実をみた。秋月俊幸は、江戸時代の日本人のロシア観について、左近毅と沢田和彦は第一世代のロシア研究者、嵯峨寿安および志賀親明とロシアとの交渉を発掘した。ニコライ大主教とその教え子について、中村健之介と長縄光男が、ロシア・ナロードニキの日本観について渡辺雅司と佐々木照央が調査した。中村喜和はウラル・カザークの日本のイメージにつき、安井亮平は現代ソ連の日本学者の日本のイメージを解明した。さらに、桧山真一は日露戦時の福知山捕虜収容所について、堀内徳明と亀山郁夫は共同して20世紀はじめのロシアでの女優花子の活躍について新事実を発掘した。また、笠間啓治によってゾルゲがソ連国内の事情から新しくとらえられた。長与進は、スロバキア詩人コラールの詩における東洋のモチーフについて論証し、栗生沢猛夫はユーラシア主義の成立とその原理を解明した。以上の論説を通じて、日本と隣国ロシア、さらにはスラブ諸国との深く多面的な交渉の姿がかなり浮び上ってきたものと、自負するものである。今後さらに研究を進展させたいものと一同念じている。
モデルベ-スト知能流量計の開発

1.層流・乱流両域にわたる管内非定常流の基準瞬時流量計の実現を目的として、高精度・高帯域の走査LDV検出部付モデルベ-スト標準知能流量計を開発、完成させた。(1)計測点のランダムアクセス機能をもつビ-ム走査レ-ザ流速計に周波数シフト機構を付加して流量計の検出部を構成するとともに、その検出信号から、科研費研究60550167の成果に基づく流速プロフィルおよび瞬時流量を推定する構造化された知能ソフトウェアシステムを構築して、管内非定常層流に対する標準知能流量計を開発した。(2)検出部を改良し乱流も含む広い範囲の検出を可能とし、モデルベ-スト計測に適する乱流管路モデルを開発して、本流量計の適用範囲を乱流域へ拡張することに成功した。すなわち、速度分布の指数法則と混合距離モデルから、未知の時間変動パラメタを含む渦粘性計数の近似式を求め、同パラメタを含む管路モデルを導き、非定常層流・乱流両域にわたる流速分布および流量の統一的推定手法を確立したもので、同時に非定常乱流の渦粘性係数分布の推定計測手法を提案した。(3)高精度検証用の管内非定常乱流の数値シミュレ-タを開発し、多様な軸対称流れパタ-ンに対する計測実験を重ねて、標準知能流量計の精度・信頼性を検証した。2.一方、工業用流量計の適用状況の調査・検討結果を基に、実用設置流路条件下での非軸対称流に起因する指示誤差(偏流誤差)に着目し、偏流分布を推定して同誤差を自動修正するモデルベ-スト工業用知能流量計を提案した。電磁流量計検出部をもつシステムを試作し、標準知能流量計を基準として開発研究中であるが、完成には至らなかった。大学院学生劉凡、粟春晨が研究参加し、学部学生日浅真二、矢島靖、渡邊正俊、技官稲村清らの協力を得た。63年度においては、前年度に引続き、管内非定常流の標準瞬時流量計となしうる高精度・広帯域のモデルベースト知能流量計の充実と適用範囲の拡張を試み、さらに工業用流量計の知能化を目指して研究実施計画の(1)(5)にそう検討を行い、次の成果を得た。(1)標準知能流量計の性能向上:センサー部をなすビーム走査レーザ流速計の投光系を改良して精密な調整を可能とし、また同信号処理ソフトウェアを充実した。とくに、乱流も含む広い測定範囲に対処可能とした。(2)乱流域への適用範囲の拡張:前年度において可能性が検討され、なお困難な問題が残されていた乱流への適用についてブレックスルーが得られ、乱流域への拡張に成功するとともに次の成果を得、一部公表した。(2ー1)従来報告されている各種の乱流モデルについて検討し、現時点でモデルベースト計測手法に使用可能な乱流モデルは混合距離モデルとk-ε2方式モデルであることを示し、問題点を明らかにした。(2ー2)高精度検証用の管内非定常乱流の数値シミュレータを開発した。(2ー3)非定常乱流の渦粘性係数を多項式で近似し、管路部の未知パラメータ推定問題に帰着し、有限代表流速値から渦粘性係数分布を求める手法を提案し、可同定性やフィルタの収束性を論じ、有効性を実堯した。(2ー4)速度分布の指数法則と混合距離モデルから、未知の時間変動パラメタを含む渦粘性係数の近似式を求め、同パラメタを含む管路モデルを導き、非定常層流・乱流両域にわたる流速分布および流量の統一的推定手法を確立し、標準瞬時流量計の大幅な適用範囲拡張に成功した。

(3)(5)工業用知能流量計の基本計画、設計、試作:実用上の流路条件の不備による偏流(非軸対称流)誤差に着目し、同誤差を自動修正する知能流量計を構想し、センサとして電磁流量計を採用、試作設置した。大学院学生粟春晨が参加し、学部学生矢島靖、技官稲村清の協力を得た。平成元年度においては、高精度・広帯域のモデルベ-スト標準知能流量計システムを完成させるともに、実用流路条件に対する工業知能流量計開発の問題点を明らかにし、次の成果を得た。(1)前年度において提案した乱流速度分布推定手法に基づき層流・乱流両域にわたって適用可能な、LDV検出部付標準知能流量計を完成させ、多様な軸対称流れパタ-ンに対する計測実験を重ねて、同システムの精度・信頼性を確認し、それらの成果の一部を公表した。(2)前年度から試作中の工業用知能流量計の電磁流量計方式検出部の諸性能を(1)を基準として検討し、その結果に基づき、信号処理方式を改変して広帯域化を図り、また、モデルベ-スト動作について検討した。(3)(2)の工業流量計が実用流路条件下で示す指示誤差のうち、非軸対称流に起因する偏流誤差に着目し、発生過程と知能化による同誤差の補償修正手法について検討した。とくに、偏流が僅かな場合については、簡単な2次元偏流モデルを仮定し、標準知能流量計の走査LDV検出部により直接計測された1直径上の流速分布等を学習入力情報として偏流中心・分布を推定し、偏流誤差を実用上最小にする手法を考案した。(4)偏流が著しい場合には、流路軸線方向を加えた3次元偏流モデルの構築が必要であり、その偏流分布関数のキ-バラメタの同定を含むモデルベ-スト手法の適用について検討し、この際必要とされる多次元入力情報とその検出方式について提案したが、完成には至らなかった。(5)標準知能流量計の検出部をなす走査LDV機能の多次元化、ならびに工業知能流量計のモデルベ-スト偏流誤差自動補償方式のシミュレ-ションならびに実験的検証が今後の重要な課題である。大学院研究生粟春晨が研究参加し、学部学生渡邉正俊、技官稲村清の協力を得た。
神経有棘赤血球症の共通分子病態の解析

神経有棘赤血球症(Neuroacanthocytosis)とは、神経症候と有棘赤血球症を併せ持つ病態に対して包括的に使用される用語である。中核群の代表疾患が有棘赤血球舞踏病(ChAc)とMcLeod症候群(MLS)である。ChAcは常染色体劣性遺伝性を呈し、VPS13A遺伝子の機能喪失変異が病因であり、遺伝子産物choreinが欠損する。MLSは伴性劣性遺伝性を呈し、X染色体上のXK遺伝子の機能喪失変異が病因であり、XKタンパク質が欠損する。両疾患ともハンチントン病類似の精神神経症状と有棘赤血球症を呈する稀な遺伝性神経変性疾患であり、臨床症状の酷似性から共通の分子病態の存在が示唆されていた。今回、非常に稀な疾患であるMLSが疑われる6例の患者検体を集積することができた。全例病因XK遺伝子変異を有しており、コピー数変異を含む2つの新規変異を同定した。また6例のMLSの赤血球膜分画では有意にchoreinの免疫反応が低下していた。一方ChAc患者のの赤血球膜分画においてはXKタンパク質の免疫反応の低下は認めなかった。また健常者の不死化リンパ芽球様細胞においては、XKタンパク質の免疫反応は認めず、MLS患者と健常者においてchoreinの免疫反応は同等であり、元々XKタンパク質の発現がない細胞においてはMLSと健常者間でchoreinの発現に差がないことが示唆された。また、VPS13Aの共発現細胞を用いた免疫沈降でXKタンパク質とchoreinの共沈を認め、両タンパク質の相互作用が示唆された。今後、中枢神経系の解析が必要であるが、MLSとChAcの共通分子病態として、choreinのタンパクレベルの低下が病態に関与している可能性が示唆された。今回、6例のMcLeod症候群患者において全例病因XK遺伝子変異を同定し、新規XK遺伝子変異を同定した。また、choreinーXKタンパク質の相互作用が示唆される結果を得choreinタンパク質レベルの低下がMcleod症候群と有棘赤血球舞踏病の共通分子病態である可能性を示すことができており、進捗状況は概ね順調であると考えている。Xkノックアウトマウスの脳におけるchoreinやXKと共沈するタンパク質の脳部位別の発現、細胞内局在について解析し、野生型マウスのものと比較し、MLS病態との関与を検討する。ChAcモデルマウスについても同様の解析を行いXkノックアウトマウスと比較し、共通分子病態について解析しする。集積してきたChAc患者やMcLeod患者のDNAを用いて相互作用タンパク質をコードする遺伝子についてシークエンシングやCNV解析を含めた包括的変異解析を行い、多型、変異、発現などについてデータベース化した表現型との相関を解析し、症状修飾因子多形や変異を同定する。また、統合失調症や気分障害患者について、同様に相互作用タンパク質をコードする遺伝子の包括的変異解析を行い、気分障害や統合失調症との関連を解析する。

集積してきたChAc患者やMcLeod患者のDNAを用いて相互作用タンパク質をコードする遺伝子についてシークエンシングやCNV解析を含めた包括的変異解析を行い、多型、変異、発現などについてデータベース化した表現型との相関を解析し、症状修飾因子多形や変異を同定する。また、統合失調症や気分障害患者について、同様に相互作用タンパク質をコードする遺伝子の包括的変異解析を行い、気分障害や統合失調症との関連を解析する。
マウス胎児期生殖細胞の放射線応答遺伝子群とmicroRNA群の機能解析

哺乳動物における胎児期の生殖細胞は体細胞と比較して、放射線などDNA損傷性ストレスに格段な高感受性を示す。この時期の生殖細胞には無傷の細胞のみを維持する特有の機構が示唆されるにも関わらず、体細胞でも機能するアポトーシス関連因子やDNA修復系に着目した研究が主流であり、DNA損傷への高感受性や細胞安定性維持の直接的な研究は前例がない。そこで本研究では、マウス胚生殖細胞に放射線を照射しマイクロアレイ解析を行ない、放射線に応答する全遺伝子群/microRNA群を同定した。その結果、マウス胚生殖細胞においてはES細胞や生殖細胞分化誘導培養系でみられた放射線応答とは全く異なる結果を得た。我々はまず、生殖細胞がGFPで蛍光ラベルされているマウス胚の雌雄生殖細胞に放射線(5Gy)を照射し、一定時間後に生殖巣を取り出し生殖細胞をセルソーターによって精製、マイクロアレイ解析により照射前後の雌雄生殖細胞の全ゲノム遺伝子群(約24,000個)ならびに全microRNA群(約1,900個)の発現を解析し、放射線により発現応答する因子群を同定した。その結果、特に雄の胎児生殖細胞では、雌やES細胞と比較し放射線に応答して発現が大きく上昇する遺伝子が数多く観察された。結果のPathway解析により、雄雌に共通する複数の主要な分子経路の有意な上昇、雄雌それぞれにユニークな分子経路の上昇が判明し、各経路の関連遺伝子群が明らかとなった。また全microRNA解析では、雌雄ともに共通の約20個のmicroRNA群が顕著な発現上昇を示した。今回見出された候補因子群は、生殖細胞に特有な放射線高感受性の機構に関与している可能性が考えられる。