hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ネギアザミウマを用いた有性生殖の適応的意義の検証

メスだけに投資する無性生殖と比べ、子を産まないオスを必要とする有性生殖はオスに投資した分だけ増殖率が下がるコストを伴う。にもかかわらずほとんどの生物が有性生殖を行うという事実は生物学における大きな謎のひとつである。多くの実証研究が有性生殖に有利性が存在することを示してきた。しかし、雌雄へ等しい投資を行う1:1の性比の下で予測される2倍のコストを超える有利性が示された事はない。本研究では有性生殖のコストが小さくなる条件に着目した。コストが小さくなる場合にはわずかな有利性があれば有性生殖は進化可能になる。そこで、有性生殖型と無性生殖型が共存するネギアザミウマの野外集団を用いて、無性型の割合が少ないほど有性型の性比がメスに偏っていることを示した。また、一日の気温の変化量が大きい地域では無性型の割合が少なかった。これらの結果はメスに偏った性比が有性生殖のオス生産のコストを減少させ、一日の気温の変化が有性生殖の有利性に寄与していると考えられた。加えて、実験室内における増殖率は無性型と有性型間でも無性型の地域間でも違いは見られなかったため、地域間の増殖率は遺伝的要因によって大きく異なっているわけではない事が示された。本研究は実際の生物を用いて、従来考えられていたよりわずかな有利性があれば有性生殖は進化可能である事が示している。この結果は、生物における性の存在の意義について一つの回答を提示している。ネギアザミウマは世界的に分布するネギ・タマネギなどの大害虫である。これまで国内に分布するものはメスのみで単為生殖で増えていると考えられていたが近年鳥取をはじめ各地で雄が発見され、有性生殖していることが予想された。そこで単為生殖系統と有性生殖系統がどのような環境に生息しているのかを調べることで、性の意義を検証できると考え、国内各地(北海道・千葉・福井・京都・鳥取・佐賀)でネギアザミウマのサンプリングを行った。結果、雄の出現率は各地で異なっていることが分かった。このことは各地点でそれぞれの系統の有利性が異なっていることを示唆する。より詳細に両者の関係を解析するため、ミトコンドリアCOI領域および複数のマイクロサテライト領域を増幅するためのプライマーの開発を行った。現在得られたサンプルからDNAを抽出し、順次解析にかけている。また、一部のサンプルに関しては飼育下で有性生殖のコストおよびベネフィットを実測するため、個別に飼育し、複数の系統を作出した。これらの過程で道内では初確認となるネギアザミウマの雄を発見し、これに関しては論文を執筆中である。雄の発見と同時に道内でネギアザミウマのピレスロイド系薬剤への抵抗性が確認され、有性生殖系統との関連が疑われる。当初予定していた有性生殖の性比に関する理論的研究はシミュレーション解析を行い、執筆・投稿したものの残念ながら類似した内容の先行研究を指摘され掲載には至らなかった。ネギアザミウマは世界的に分布しネギだけでなくキャベツやアスパラガス、タバコ、カーネーションなど幅広い作物を加害する微小昆虫である。ネギアザミウマにはいくつかの系統が存在することが推察されており、一部は有性生殖を行うが、多くは単為生殖だけを行っている。この両者の適応度を比較することで性の意義を検証するため、遺伝解析を行ってきた。平成22年度においては、ネギアザミウマのマイクロサテライト領域の開発、遺伝子頻度の実測、集団間の遺伝的隔離の程度を実測し、ネギアザミウマにおける集団構造の解析を行った。その結果、有性系統と無性系統が遺伝的に隔離している事が示された。また、ネギアザミウマの有性系統と無性系統間には形態差が乏しく、形態の基づく識別が著しく困難なことから、両者を遺伝的に判別するためのプライマー開発を行い、作成したプライマーを用いて両系統の発生頻度をタマネギ圃場ごとに解析した。これらのデータに加えて、平成21年度に発見した道内におけるネギアザミウマの雄が圃場ごとに出現頻度が異なる事実を組み合わせ、それぞれの圃場における雄の比率がマイクロサテライト遺伝子から推定される近交係数から理論的に予測される性比の偏りと一致するかどうかを解析した。これらの結果はこの研究の最終目標である性比と有性生殖のコストの関係を明らかにするための重要な基礎情報であり、今年度の総まとめにつながる重要なデータであると考えられる。

これらの結果はメスに偏った性比が有性生殖のオス生産のコストを減少させ、一日の気温の変化が有性生殖の有利性に寄与していると考えられた。加えて、実験室内における増殖率は無性型と有性型間でも無性型の地域間でも違いは見られなかったため、地域間の増殖率は遺伝的要因によって大きく異なっているわけではない事が示された。本研究は実際の生物を用いて、従来考えられていたよりわずかな有利性があれば有性生殖は進化可能である事が示している。この結果は、生物における性の存在の意義について一つの回答を提示している。
透析患者の循環器疾患発症・死亡リスク要因に関する大規模コホート研究

我々は岩手県北部地域在住の全ての成人血液透析患者を対象とした悉皆性コホート研究を平成15年度から開始し、2003年6月から2004年3月までに登録調査を終えた。参加同意者の内1,214名(全体の81%)で血液検査を含めた登録調査を実施した。25透析施設を直接訪問して、1214名の透析患者診療記録を1年ごとに閲覧した。平成19年度には3年間の追跡調査結果を終了した。現時点で判明した死亡者数は281名で、累積死亡率は23.1%であった。死因の内訳は感染症死亡58名(20.6%)、心不全死亡35名(12.5%)、突然死が31名(11.0%)、脳内出血死亡が27名(9.6%)、冠動脈疾患死亡が19名(6.8%)、がん死亡が19名(6.8%)、肝不全(肝細胞がんをのぞく)が9名(3.2%)、大血管疾患死亡(大動脈瘤破裂と急性大動脈解離)が8名(2.8%)、くも膜下出血死亡2名(0.7%)、その他の心臓疾患死亡が1名、上記以外61名(21.7%)であった。男女合わせると心血管疾患死亡が死因全体の3割を占めた。次いで多いのが死因の21%を占める感染症による死亡であった。転院先での詳細な追跡調査が終了していないものが69名存在しており、2年間の追跡調査データを電子化して生存分析による解析はll45名を対象に検討した。総観察人年は2215人年であった。死亡率は85/1000人年で、死亡率に性差はなく、原疾患別で比較すると糖尿病性腎症患者の死亡率が高かった(p<0.01)。死亡に影響していたリスク要因としては、年齢、低アルブミン血症、高CRP値、糖尿病合併、C型肝炎抗体陽性があげられた。本解析データは日本循環器病予防学会に公表した。現在の日本では地域ベースの透析患者データは存在しておらず、本研究成果は現在の日本人透析患者の実態を知る上で資料的価値が高いと考えられる。我々は透析患者の悉皆性コホート研究を企画し、岩手県北部地域の透析患者の81%(1214名)の研究参加同意を得て平成15年度に研究を開始した。平成18年度には2年後の追跡調査を全て終了した。平成19年3月現在、25施設中17施設で3年後の追跡調査を終了し、残りの8施設では平成19年4月から6月に3年後の追跡調査を予定している。2年間の追跡調査の結果206名の死亡を確認した。

死因の内訳は、心疾患死亡58人(28.2%)、脳血管死亡22人(10.7%)、その他の循環器疾患死亡(大動脈瘤破裂など)8人(3.9%)、癌死亡13人(6.3%)、感染症死亡35人(17.0%)、その他70人(34.0%)であった。死因を年代別(60歳未満、60-69歳、70歳以上)に分けて比較すると、60歳未満の死因の1位は脳血管疾患8名(20%)であった。60代では心疾患死亡が16名(30.7%)で1位、70歳以上では、心疾患死亡が35名(30.7%)で1位、感染症死亡が24名(21.1%)で2位であった。60歳未満の透析患者では、血圧高値が脳血管死亡のリスク要因となる可能性が示唆された。今後3年後の追跡データ収集後にデータの完全電子化を行い、生存分析の手法を用いて透析患者の死亡や循環器疾患発症に影響する要因について解析を行う予定である。また、平成18年度には、無作為抽出した岩手県一般住民を対照として血清フッ素値の比較研究を行った。透析患者の血清フッ素の平均値(男性46.4、女性47.5ng/mL)は、一般地域住民(男10.3、女10.4ng/mL)と比較して高かった。フッ素は骨代謝で重要な働きをする微量元素であり、透析患者の骨代謝異常に血清フッ素濃度高値が大きく関わっている可能性が示唆された。この成果は、第39回アメリカ腎臓病学会に採択され、同学会で発表した。我々は岩手県北部地域在住の全ての成人血液透析患者を対象とした悉皆性コホート研究を平成15年度から開始し、2003年6月から2004年3月までに登録調査を終えた。参加同意者の内1,214名(全体の81%)で血液検査を含めた登録調査を実施した。25透析施設を直接訪問して、1214名の透析患者診療記録を1年ごとに閲覧した。平成19年度には3年間の追跡調査結果を終了した。現時点で判明した死亡者数は281名で、累積死亡率は23.1%であった。死因の内訳は感染症死亡58名(20.6%)、心不全死亡35名(12.5%)、突然死が31名(11.0%)、脳内出血死亡が27名(9.6%)、冠動脈疾患死亡が19名(6.8%)、がん死亡が19名(6.8%)、肝不全(肝細胞がんをのぞく)が9名(3.2%)、大血管疾患死亡(大動脈瘤破裂と急性大動脈解離)が8名(2.8%)、くも膜下出血死亡2名(0.7%)、その他の心臓疾患死亡が1名、上記以外61名(21.7%)であった。男女合わせると心血管疾患死亡が死因全体の3割を占めた。次いで多いのが死因の21%を占める感染症による死亡であった。転院先での詳細な追跡調査が終了していないものが69名存在しており、2年間の追跡調査データを電子化して生存分析による解析は1145名を対象に検討した。総観察人年は2215人年であった。死亡率は85/1000人年で、死亡率に性差はなく、原疾患別で比較すると糖尿病性腎症患者の死亡率が高かった(p<0.01)。死亡に影響していたリスク要因としては、年齢、低アルブミン血症、高CRP値、糖尿病合併、C型肝炎抗体陽性があげられた。本解析データは日本循環器病予防学会に公表した。現在の日本では地域ベースの透析患者データは存在しておらず、本研究成果は現在の日本人透析患者の実態を知る上で資料的価値が高いと考えられる。
DNA高次構造を担うヒストンによるクロマチン制御機構の解析

ヒストン点変異体株ライブラリーを用いた染色体分配における機能解析ヒストン点変異株ライブラリー(histone-GLibrary)を用いて、微小管重合阻害剤であるthiabendazole(TBZ)とbenomylに感受性を示す24のヒストン点変異株を新たに同定した。H2A-I112A点変異株では、もう1つの微小管重合阻害剤であるnocodazole処理によるM期同調の解除後に、染色体分配異常を示す細胞の割合が増加した。姉妹セントロメアと微小管の経時的生細胞観察により、H2A-I112A点変異株では異常な動原体-微小管結合様式であるmono-polarattachmentを示す細胞の割合がnocodazole処理時間依存的に増加することが分かった。また、syntelic attachment(2つの姉妹動原体のどちらにも一方向からの微小管が結合するもの)を解消する働き(re-orientation)があるchromosomal passenger complex(CPC)及びSgo1のセントロメア領域における局在量は、H2A-I112A点変異株で低い状態にあった。さらに、Sgo1の過剰発現は、H2A-I112A点変異株を含む多くのヒストン点変異株が示すTBZ/benomyl感受性を回復させた。これらの結果から、コアヒストンH2Aはbi-orientationの正常な形成に必要であることが示唆された。ヒストン点変異と微小管重合阻害剤により誘導されたクロマチン構造の異常がCPC及びSgo1の局在を変化させ、CPC及びSgo1の機能を減弱させたと考えられる。H2A-I112を含め、ヒストンのアミノ酸配列は酵母からヒトに至るまで極めて高度に保存されているため、本研究のさらなる解析は進化的に広く保存されたクロマチン制御機構の基盤解明に繋がると期待される。ヌクレオソーム表面に存在する320残基のヒストン点変異株ライブラリーを用いた解析(GLASP)は論文として発表済みであったが(Genes to Cells 12 13-33 2007)、一方で、ヌクレオソーム内部に存在する119残基のヒストン点変異体株ライブラリーを用いた解析(GLAMP)はまだ終えていなかった。そこで、GLAMPにおける119種のヒストン点変異体株について、様々な薬剤感受性試験スクリーニングを行い、多くの薬剤感受性株を同定した。現在は、そのスクリーニング結果とともに、GLASPとGLAMPを統合したライブラリー(histone-GLibrary)の構築についての論文を投稿準備中である。2.ヒストン点変異体株ライブラリーを用いた染色体分配における機能解析微小管重合阻害剤であるチアベンダゾールとベミルに対する感受性試験を行い、GLASPの320株のうち、H2A:12株、H2B:1株、H3:6株、H4:3株の計22株を染色体分配に異常をきたすヒストン点変異体株として得た。これまでに、H2A-I112A点変異体株では、微小管重合阻害剤ノコダゾール処理により、M期中期に起こるセントロメアの伸縮に異常を生じることを見出した。現在は、その分子機構を解明するために、ChIPなどの実験を行っている。【意義・重要性】GLibraryの構築は、DNA高次構造を担うヒストンをクロマチン制御機構の中心に位置づけた独創的研究であり、ヒストン以外の進化的に高度に保存された因子にも応用可能である。また、クロマチン制御機構は、高次生命現象を含む多くの反応制御基盤であるため、その全容解明は、生命を理解する上で非常に重要であると考えられる。
時間放射線生物学モデルに基づく4次元放射線治療計画法の開発

本研究では,腫瘍細胞の時間放射線生物学的な応答特性を考慮した放射線治療計画法の開発を行うことを目的としてシミュレーション計算環境および時間放射線生物学モデルを構築し,4次元放射線治療(4D-RT)での照射時間遅延,強度変調放射線治療(IMRT)線量不均一性,α/β値の変動,腫瘍不均質性に伴う生物学的影響の解析を可能とした.初期シミュレーション計算の結果より,線量分割,線量不均一性,細胞不均質性,生物学的パラメータの変動(生物実験での検証を含む)は,照射マージンや治癒予測に複雑に関与することが明らかとなり,臨床症例での応用による更なる研究発展が期待できる結果が得られた.本研究では,腫瘍細胞の時間放射線生物学的な応答特性を考慮した放射線治療計画法の開発を行うことを目的としてシミュレーション計算環境および時間放射線生物学モデルを構築し,4次元放射線治療(4D-RT)での照射時間遅延,強度変調放射線治療(IMRT)線量不均一性,α/β値の変動,腫瘍不均質性に伴う生物学的影響の解析を可能とした.初期シミュレーション計算の結果より,線量分割,線量不均一性,細胞不均質性,生物学的パラメータの変動(生物実験での検証を含む)は,照射マージンや治癒予測に複雑に関与することが明らかとなり,臨床症例での応用による更なる研究発展が期待できる結果が得られた.本研究では,腫瘍細胞の時間放射線生物学的な応答特性を考慮した放射線治療計画法の開発を進めている.今年度の研究計画では,1)高度シミュレーション計算環境を整備し,時間放射線生物学モデルを構築すること,2)4次元放射線治療(4D-RT)での照射時間遅延,強度変調放射線治療(IMRT)線量不均一性,α/β値の変動に伴う放射線治療効果への影響を評価することを目指し,研究を行った.まず,専用計算ソフトウェアおよびワークステーションを導入し,シミュレーション計算環境を整備した.4次元放射線治療(4D-RT)では,装置性能に関する物理特性および生物学的等価線量の1つであるBEDに着目し,シミュレーションで用いる時間放射線生物学モデルを構築した.これらの計算モデルを用いた解析では,IMRT治療計画における線量分割方法,線量不均一性,α/β値の変動に伴う最適マージンの変化の算出・評価を行い,さらに回復効果のパラメータを含めた腫瘍治療効果への考察を行った.また,マウス乳腺がん由来EMT6/KU細胞を腫瘍細胞モデルと仮定し,酸素分圧の違い,放射線増感剤(Etanidazole)の影響に関して複数Lineによる細胞間放射線感受性の変動を評価し,細胞不均質を考慮した臨床応用の可能性について検討した.シミュレーションによる腫瘍への放射線治療効果予測では,通常分割では総線量が高いほど,α/β比が高い細胞ほど高い治癒効果が得られるが,腫瘍細胞のα/β比の違いが最適マージンにおける系統誤差成分(Σ)に強く影響を受けることが明らかとなった.また,細胞間放射線感受性の評価では,αおよびβ成分は有意に酸素細胞に比べて低酸素細胞で有意に小さく,また変動も小さくなり,放射線抵抗性を強く示す結果が得られた.また低酸素細胞での放射線増感剤の使用により,α成分が改善することが明らかとなった。本研究では,腫瘍細胞の時間放射線生物学的な応答特性を考慮した放射線治療計画法の開発を行った.今年度は,線量不均一性とα/β値の変動に伴う照射位置誤差と最適マージンの関係,臨床治療計画(前立腺がんに着目)での線量不均一性,細胞不均質性に伴う腫瘍および正常組織への反応予測を行った.時間放射線生物学モデルを用いた最適マージンの解析では,中心部に1cm大の腫瘍を模擬したデジタルファントム(20cm四方)を用い,多門照射を想定して線量分布が均一な状態を仮定し,照射野および腫瘍の位置を変化させて,移動量,照射野,腫瘍制御確率(TCP)の関係を導出し,TCP90%,95%,99%に必要な最小マージンを探索した.また,α/β比と線量分割の違いが及ぼす影響を解析した.加えて,前立腺がんVMAT治療計画にて,線量不均一性,細胞不均質性,線量分割の違いがTCPおよび膀胱,直腸への副作用発生確率(NTCP)へ及ぼす影響を解析した.照射位置誤差の系統誤差(Σ)に対する最適マージンは,同一処方線量ではα/β比が小さいほど増大し,処方線量が高いほど減少することが予想され,腫瘍形状によっても異なり,最適マージン式は一元的に決定されないことが示唆された.また,臨床治療計画での解析から,細胞不均質性に伴うα/β比,TCD50,γの変動は,多分割照射に比べて寡分割照射では,TCPの不確かさが増える要因となることが示唆された.また,回復・再増殖パラメータの考慮から,細胞不均質の影響を受けると仮定した場合,多分割照射では従来の週5日照射より週6日,週7日照射の方が腫瘍のTCPは増加し,直腸・膀胱のNTCPの増加も軽微であることから,従来治療の延長として治療効果改善が示唆された.寡分割照射では,再増殖の影響が減少する一方,細胞不均質性に伴うTCP/NTCPの不確かさが増加し,処方線量最適化の必要性が示唆された.放射線治療物理学研究計画において,目標としていた1)高度シミュレーション計算環境を整備し,時間放射線生物学モデルを構築すること,2)4次元放射線治療(4D-RT)での照射時間遅延,強度変調放射線治療(IMRT)

線量不均一性,α/β値の変動に伴う放射線治療効果への影響を評価することについて,計画通りに遂行することができたと考える.研究成果として,理想的な細胞実験環境,シミュレーション環境を構築することができたことが挙げられる.さらに初期報告では,細胞実験での結果とともにシミュレーションでの考察を加え,放射線治療において腫瘍内線量不均一性および細胞不均質(細胞間放射線感受性の違い)が局所制御に及ぼす影響と放射線増感剤の効果について言及することができた.これらの結果については,今年度の成果として論文発表する予定である.また,現在シミュレーションにて回復効果のパラメータを利用し,分割照射および寡分割照射におけるモデル解析を行っているが,この成果についても,細胞実験での検証も視野に入れながら次年度に報告する予定である.細胞不均質の影響による放射線感受性の評価に関する基礎研究については,細胞種によって様々なデータが蓄積可能であることから,今後も継続的に行う予定である.また,既に得られた基礎データの成果を一部利用し,臨床応用に向けて実際の患者症例をモデルとして放射線治療計画の最適化について検討を行う.加えて,腫瘍細胞以外にも副作用への評価として正常細胞での評価にも言及したいと考えている.特に,肺癌,前立腺癌に着目して,空間物理的線量分布と時間放射線生物学的な影響を考慮した次世代の高次元放射線治療の開発を目標としている.基礎研究については,研究協力者との連携で既に新しい知見が得られ,継続的に結果を出し続けている.また,臨床応用に向けたシミュレーションに関しては,研究協力者との共同研究のもと,学部生に部分的な研究課題として,博士前期課程在籍の大学院生には解析作業の協力を受けており,効率的に結果を出せる環境を整えている.
ユダヤ美術の生成・発展をめぐる研究――移動・越境する共同体の視覚文化――

本研究は、帝政ローマ時代から初期中世にかけて発展した「ユダヤ美術」をテーマとして、当時の主要作品(現存作および資料によって伝えられるもの)の美術史的考察を通じ、ユダヤ美術の生成・発展の過程を検証する。現在確認されるユダヤ美術とは、紀元1世紀以降、ユダヤ人の生きた様々な社会で育まれたものであり、ユダヤ人共同体とそれを受け入れた非ユダヤ人たちの美術との相互作用によって条件づけられる。本研究では、近年新発見が目覚しいシナゴーグの発掘成果も踏まえつつ、同時代の諸宗教美術との比較からユダヤ美術の本質について思索を深め、古代中世美術史におけるユダヤ美術の再評価と再解釈を行うものである。
サクラ属における受精後の雑種不和合性を引き起こす遺伝子およびそのメカニズムの解明

染井吉野(Cerasus x yedoensis 'Somei-yoshino')とエドヒガン(C. spachiana)との交雑家系の実生で見られた生育不全(雑種不和合性遺伝子座:HIs-1)に関与する遺伝子を明らかにすることを目的に、初年度は連鎖地図を用いて候補遺伝子の探索を行った。これまでに準備した交雑実生、5家系534個体(健全実生: 264,生育不全: 270)のDNAを用い、連鎖解析を行った。HIs-1は、染井吉野の連鎖地図における第4連鎖群のEMPaS13およびUCD-CH13の2つのマーカー間(3.8cM)に位置した。もっとも近傍のマーカーはEMPaS13(0.7cM)であった。次に、HIs-1の領域をさらに詳細に決定するため、既報のサクラ属のゲノム情報を利用した。サクラ属と近縁なモモ(Prunus persica)のゲノムにおいて、EMPaS13からおよそ1Mbの塩基配列を取得し、この領域におよそ30-50Kb間隔で10個の遺伝マーカーを新たに設計した。このゲノム配列を基にしたマーカーを用いて実生の遺伝子型を決定し、生育不全との関連を解析した。最終的に、HIs-1の候補領域をPp04C001とPp04C007のマーカー間にまで狭めることができた。この領域は、モモのゲノムではおよそ240Kbに相当する。また2つのマーカー間には、モモのゲノムで45個、同じサクラ属のオウトウ(Prunus avium)ゲノムでは85個の遺伝子が、それぞれ推定されている。この中に、実生の成長と関連する可能性のある遺伝子、胚軸の成長に関与するALOG遺伝子(LSH10-like gene)が見つかった。現在、このALOG遺伝子をHIs-1の最有力候補遺伝子として、サクラ属野生種および交雑家系の実生において塩基配列の解読および発現解析を進めている。2018年はサクラの開花が早く、当初予定していた染井吉野とエドヒガンの人工交配を次年度へと持ち越したが、代わりに進めた詳細マッピングによる候補遺伝子の探索は、概ね順調に成果をだすことができた。実生の生育と関連が予想される有力な候補遺伝子を見つけることができ、またその塩基配列をサクラ属野生種および交雑実生において明らかにした。また予備実験をかね、サクラ属野生種の実生において、候補遺伝子の発現解析を進めた。2019年の3月から4月にかけ交配を行ったので、今後はRNAの発現解析を進める。また2019年に入り染井吉野のゲノム配列が報告されたこともあり、ゲノム解析の環境も整いつつある。今年の3月から4月にかけ、染井吉野とエドヒガンとの交雑を行った。これにより得られた実生を育成し、発芽後に生育不全と健全な実生において、次世代シーケンサーを用いた発現RNAの網羅的解析(RNA-Seq)を行う。この結果から、詳細マッピングによって決定した候補遺伝子の正しさを評価するとともに、それ以外に実生の生育不全と関連する候補遺伝子がないか、実生間で発現の異なる遺伝子を探索する。また実生における候補遺伝子の発現をさらに定量PCR(qPCR)でも調べることで、HIs-1遺伝子の同定を確実にする。また候補遺伝子の機能や、候補遺伝子と発現の挙動が同じ遺伝子群を明らかにすることで、生育不全の生理的なメカニズムを決定する。

2018年はサクラの開花が早く、当初予定していた染井吉野とエドヒガンの人工交配を次年度へと持ち越したが、代わりに進めた詳細マッピングによる候補遺伝子の探索は、概ね順調に成果をだすことができた。実生の生育と関連が予想される有力な候補遺伝子を見つけることができ、またその塩基配列をサクラ属野生種および交雑実生において明らかにした。また予備実験をかね、サクラ属野生種の実生において、候補遺伝子の発現解析を進めた。2019年の3月から4月にかけ交配を行ったので、今後はRNAの発現解析を進める。また2019年に入り染井吉野のゲノム配列が報告されたこともあり、ゲノム解析の環境も整いつつある。今年の3月から4月にかけ、染井吉野とエドヒガンとの交雑を行った。これにより得られた実生を育成し、発芽後に生育不全と健全な実生において、次世代シーケンサーを用いた発現RNAの網羅的解析(RNA-Seq)を行う。この結果から、詳細マッピングによって決定した候補遺伝子の正しさを評価するとともに、それ以外に実生の生育不全と関連する候補遺伝子がないか、実生間で発現の異なる遺伝子を探索する。また実生における候補遺伝子の発現をさらに定量PCR(qPCR)でも調べることで、HIs-1遺伝子の同定を確実にする。また候補遺伝子の機能や、候補遺伝子と発現の挙動が同じ遺伝子群を明らかにすることで、生育不全の生理的なメカニズムを決定する。染井吉野とエドヒガンの交雑を次年度へと持ち越したため、2018年に行う予定であった交雑実生の育成とRNA抽出などにかかる費用が、当該助成金として生じた。現在、実生の育成を進めており、当該助成金を加算した今年度予算において、健全および生育不全実生のRNA抽出および遺伝子発現解析を行う。
血中エクソソームを利用した膵癌タイプ別分類に基づくテーラーメード治療の確立

われわれは「上皮間葉転換(EMT)」が膵癌を含むさまざまな消化器癌において癌の浸潤・転移のメカニズムとして重要であることを報告してきた。一方、日常臨床の経験から、膵癌は「局所進展タイプ」と「遠隔転移タイプ」に大きく二分されると考えている。したがって、各々のタイプに応じた治療法の確立が求められることから、EMTを膵癌のタイプ別分類に利用することを着想した。また、消化管癌と異なり、術前に腫瘍組織を採取することが一般的ではない膵癌においては、「血中癌細胞由来エクソソーム」を利用したリキッドバイオプシーにより術前診断を行うことが有用である。本研究では非侵襲的かつ理想的なリキッドバイオプシーにより膵癌の術前タイプ別分類法を確立し、集学的治療をテーラーメード化し、治療成績を向上させることを目的としている。本研究はin vitroとin vivoで得られた結果を膵癌切除患者の血液サンプルにて検証することとした。膵癌細胞株の培養上清から超遠心法による分離技術を用いてエクソソームを抽出し、電子顕微鏡およびnano tracking analysis (NTA)で確認した。血漿中にはマイクロ小胞やアポトーシス小体など、様々な粒径の物質が含まれているが、密度勾配法を用いた超遠心法により高純度なエクソソームの抽出が可能となった。網羅的解析により膵癌をEMTの見地から「局所進展タイプ」と「遠隔転移タイプ」に分類することが可能なmiRNAのリストアップを行った。リストアップした候補miRNAをパブリックデータベース及び、膵癌切除検体から抽出したRNAにより発現解析を行い、その結果、有力なmiRNAが候補としてピックアップできた。膵腫瘍切除患者の血液検体におけるエクソソームの抽出につきアフィニティー法を用い、総RNAを抽出してmiRNAの解析を行うことに成功した。ピックアップしたmiRNAの発現解析、臨床病理学的因子・予後との解析を行い、論文投稿を行なった。初年度として、膵癌細胞株の培養上清からエクソソームを抽出・精製し、網羅的解析により膵癌をEMTの見地から「局所進展タイプ」と「遠隔転移タイプ」に分類することが可能なmiRNAのリストアップを行った。来年度からの予定として、上皮系と間葉系膵癌細胞株のマウスモデルを作成して経時的に血液採取を行い、エクソソーム内のmiRNAやタンパクを測定し、群間にて比較検討を行う。最終的には、膵腫瘍切除患者の血液サンプルにてエクソソーム内のmiRNAやタンパクを測定し、群間比較、臨床病理学的因子、予後、再発形式との相関、悪性化への関与を解析する予定である。これまでのわれわれの研究報告より、膵癌細胞株においてはEMTに関する上皮系あるいは間葉系細胞のステータスが既に判明しているため(Yamada S, Fuchs BC. Surgery 2013)、本研究においては上皮系細胞株と間葉系細胞株として典型的な膵癌細胞株をそれぞれ2種類ずつ使用し、研究を開始することとした。これらの膵癌細胞株を培養し、培養上清からエクソソームを超遠心法により回収した。その後、表面マーカーに対するビーズを用いたフローサイトメトリーによりエクソソームの精製を行った。この段階において、正確にエクソソームが抽出されているか否かを確認するため、電子顕微鏡にて抽出したエクソソームを視覚的にも確認した。その後、先の作業にて抽出したエクソソームにおいて、miRNAの発現につき網羅的に解析を行うこととした。当初の研究計画においては、エクソソームからタンパクの抽出を行う予定であったが、安定して抽出することが困難と判断したため、miRNAから着手することとした。現在、miRNAの網羅的発現解析が終了したところであり、上皮系細胞株と間葉系細胞株において有意に高発現もしくは低発現しているmiRNAをリストアップし、中でも最も有力な候補を同定する予定である。

本研究では非侵襲的かつ理想的なリキッドバイオプシーにより膵癌の術前タイプ別分類法を確立し、集学的治療をテーラーメード化し、治療成績を向上させることを目的としている。本研究はin vitroとin vivoで得られた結果を膵癌切除患者の血液サンプルにて検証することとした。初年度は、膵癌細胞株の培養上清からエクソソームを抽出・精製し、網羅的解析により膵癌をEMTの見地から「局所進展タイプ」と「遠隔転移タイプ」に分類することが可能なmiRNAのリストアップを行った。昨年度は、リストアップした候補miRNAをパブリックデータベース及び、膵癌切除検体から抽出したRNAにより発現解析を行った。最終的には、膵腫瘍切除患者の血液サンプルにてエクソソーム内のmiRNAやタンパクを測定し、群間比較、臨床病理学的因子、予後、再発形式との相関、悪性化への関与を解析する予定である。これまでのわれわれの研究報告より、膵癌細胞株においてはEMTに関する上皮系あるいは間葉系細胞のステータスが既に判明しているため(Yamada S, Fuchs BC. Surgery 2013)、本研究においては上皮系細胞株と間葉系細胞株として典型的な膵癌細胞株をそれぞれ2種類ずつ使用し、研究を開始した。これらの膵癌細胞株を培養し、培養上清からエクソソームを超遠心法により回収した。その後、表面マーカーに対するビーズを用いたフローサイトメトリーによりエクソソームの精製を行った。この段階において、正確にエクソソームが抽出されているか否かを確認するため、電子顕微鏡にて抽出したエクソソームを視覚的にも確認した。その後、抽出したエクソソームにおいて、miRNAの発現を網羅的に解析した。その結果、上皮系細胞株と間葉系細胞株において有意に高発現もしくは低発現しているmiRNAをリストアップし、パブリックデータベースを用いてそれぞれの発現解析を行った。また、教室の膵癌切除検体からRNAを抽出し、同様に発現解析を行い、臨床病理学的因子や予後との相関を調査した。しかしながら、膵癌切除検体からのRNA抽出において、当初の予定よりも時間を要したためやや遅れている。われわれは「上皮間葉転換(EMT)」が膵癌を含むさまざまな消化器癌において癌の浸潤・転移のメカニズムとして重要であることを報告してきた。一方、日常臨床の経験から、膵癌は「局所進展タイプ」と「遠隔転移タイプ」に大きく二分されると考えている。したがって、各々のタイプに応じた治療法の確立が求められることから、EMTを膵癌のタイプ別分類に利用することを着想した。また、消化管癌と異なり、術前に腫瘍組織を採取することが一般的ではない膵癌においては、「血中癌細胞由来エクソソーム」を利用したリキッドバイオプシーにより術前診断を行うことが有用である。膵癌細胞株の培養上清から超遠心法による分離技術を用いてエクソソームを抽出し、電子顕微鏡およびnano tracking analysis (NTA)で確認した。
高IgE症候群モデルマウスの作製とその検討

原発性免疫不全症は免疫系遺伝子の先天異常により発症する疾患で、ヒトの免疫系遺伝子の生体内機能の解明に大きな貢献をしてきた。高IgE症候群はその1つで黄色ブドウ球菌による皮膚・肺の感染症、アトピー性皮膚炎、血清IgEの高値を呈する。今回我々がその原因遺伝子を世界に先駆けて発見した高IgE症候群において、STAT3変異の病態形成機構を明らかにするために、STAT3のドミナントネガティブ変異体を発現するコンディショナルノックインマウスを作成した。STAT3の機能異常はLIFのシグナル伝達を障害して相同組換えをしたES細胞の生存・増殖に悪影響を及ぼす可能性があるため、野生型STAT3のcDNAをネオマイシン耐性遺伝子と共にloxP配列ではさみ、その下流にΔV463のSTAT3-DN変異を配置した。サザンブロッティングでhomologous recombinationしたクローンを選択し、8細胞凝集法でキメラマウスを作製し、高キメリズムのものを選択しC57BL/6マウスと交配、germline transmissionを確認した。このマウスと卵細胞特異的にCreを発現したマウス(ZP3-Creマウス)の雌とを交配し、全身にSTAT3-DNを発現するマウスを作製した。これまでの実験結果で、STAT3-DNを片アレルに発現するマウスでは血清IgEレベルが100倍以上に上昇し、IL-17の産生も低下することが明らかになった。また、ネオマイシン耐性遺伝子はPCR法によっても検出されないため、100%の効率でCreによるloxPサイトの組換えは起こったものと考えられた。さらに、RT-PCR法でこのマウスのSTAT3遺伝子を増幅し、塩基配列を検討したところ正常のアレルが50%、ΔV463のアレルが50%発現していることが確認され、目的としたマウスの作製に成功したことが明らかになった。
低エネルギー電子による生体損傷機構の分子論的理解の深化

放射線照射によって生成する低いエネルギーを有する2次電子が生体損傷を引き起こすことが指摘されているが、その動力学機構はほとんどわかっていない。本研究課題では、低エネルギー電子による生体分子損傷の反応動力学について、理論的な立場から研究を行った。塩基ペア等への余剰電子の束縛機構を量子化学計算によって明らかにし、さらに分子系の全自由度を量子力学的に取扱う動力学シミュレーションも行った。これにより、損傷ダイナミクスを実時間で追跡できるようになった本年度は、水和電子の電子励起状態の緩和過程の同位体効果、および余剰電子によるグアニン-シトシン塩基対の解離反応過程についての研究を行い、一定の成果を得た。水和電子に関しては、前年度に開発した、電子の運動を3次元波束法で扱い、水分子の核運動をリングポリマー動力学法で扱うハイブリッド理論を用いて、励起状態緩和過程、その分子論的機構、および同位体効果について研究を行った。水分子50個からなるアニオンクラスターのS型基底状態をP型の励起状態に励起し、非断熱緩和過程をシミュレーションした。計算コードの並列化も行い、結果としてより多くのトラジェクトリーを得ることができた。計算の結果、軽水クラスターにおける電子緩和時間は約120フェムト秒となり、重水クラスターの約半分になることが分かった。また、得られた結果は、米国のグループによって行われた実験結果とよく一致した。非断熱緩和機構を詳細に検討した結果、水の双極子モーメントによってできる引力ポテンシャルの形状が緩和機構を決定していること、および緩和時間が水分子の再配向時間と関連しており、これが同位体効果を生んでいることが分かった。欧文誌Int. J. Quantum Chem.に投稿し、既に掲載されている。電子とグアニン-シトシン塩基対との反応に関しては、密度汎関数法による電子状態計算を行い、余剰電子が双極子場にトラップされ、その後グアニンの反結合軌道に移り、その後グアニンのプロトンがシトシンに移動することが分かった。この機構により、電子が塩基対構造を変形させることになり、結果として放射線損傷を起こしていることを見出した。また、プロトン移動については、ポテンシャルエネルギー面を作成し、リングポリマー動力学計算を行い、時間スケールについて知見を得ることができた。研究成果は、J. Phys. Chem. Aに掲載された。これにより、損傷ダイナミクスを実時間で追跡できるようになった本年度は当初、DNA関連分子の共鳴負イオン状態の複素共鳴ポテンシャルエネルギー曲面の関数を開発する予定であったが、電子状態計算が思ったより難しいことがわかったため、多少計画を変更して、リングポリマー動力学法による実時間量子ダイナミクス理論の構築とそのコード開発を前倒しして行った。研究対象として放射線照射によるDNA損傷の前駆体となりうる水和電子の電子励起状態の緩和過程を取り上げた。具体的には、有限個数の水分子と過剰電子からなるクラスター系を考え、余剰電子の運動を3次元の量子波束法で取り扱い、水分子の核の運動をリングポリマー法で取り扱う新しいハイブリッド型理論を構築した。この方法を、余剰電子が球状のs状態から分極したp状態の電子励起状態にしたときの実時間緩和過程に適用した。得られた結果を核の運動を古典的に取り扱った場合の結果と詳細に比較した。その結果、核を量子的に取り扱うと水のライブレーション等の運動が早くなり、短い電子緩和時間を与えることが分かった。このことは、Borgisらによって行われた過去の相関関数の摂動理論計算とも一致する。また、米国NeumarkらのH2OクラスターとD2Oクラスターの実験結果とも定性的に対応する。彼らの実験結果によると、H2Oクラスター中の電子緩和時間がD2Oクラスターのそれよりも約2倍ほど短くなっていることがわかる。これらの結果から、我々の新しい実時間量子シミュレーション法によって、水和電子のダイナミクスにおける核の量子効果の重要性を指摘することができたと考えている。この研究成果は本年度中に論文にまとめ、Chemical Physics Letters誌に投稿し、すでに掲載されているが(CPL564,1&#61485;5(2013))、投稿論文中のトップ5%に入る研究成果であると評価され、Editor's Choiceに採択された。最終年度では、余剰電子の分子束縛機構の量子化学計算について大きな進展があった。通常、余剰電子は分子の双極子モーメントがつくる引力場にトラップされ、その後、分子のπ*やσ*等の反結合性軌道に移る。したがって、放射線損傷において重要な過程である解離性電子付着を定量的に捉えるためには、これら2つの異なる余剰電子束縛機構が記述できる量子化学計算が必要になる。これまでは計算コストの大きな配置間相互作用等の計算が行われてきたが、生体分子に適用することは不可能であった。そこで、本研究では長距離相互作用を取り入れた長距離補正密度汎関数法を利用することを考えた。その結果、基底関数を適切に選択することで、2つの束縛機構とその遷移過程をうまく記述できることを見出した。これによって、余剰電子の付着から、分子の解離までシームレスに理解することが初めて可能になった。

長距離補正密度汎関数法をグアニン・シトシン塩基対に適用し、詳細な量子化学計算を行い、原子の全自由度を考慮したポテンシャルエネルギー曲面を新たに開発した。このとき、異なる電子状態間の変化を記述するために、Empirical-Valence-Bond(経験的原子価結合)モデルを利用した。得られたポテンシャル曲面を使って、全自由度を量子的に取り扱うことができるリングポリマー分子動力学シミュレーションを実行した。その結果、電子付着によって起こるグアニン・シトシン塩基対間のプロトン移動反応および塩基間の構造変化の時間スケールについて新たな知見を得ることができた。この研究成果はChem. Phys. Lett.誌に掲載された。理論化学本年度は、リングポリマー分子動力学法の計算コードが作成でき、並列化も行えたため、順調に本研究を進展させることができた。水和電子の緩和時間に関する同位体効果についての計算結果は、過去に行われた実験結果を良く再現し、水分子の核量子効果が重要であることを主張することができた。また、この方法を低エネルギー電子による塩基対損傷にも適用することができ、重要な知見を得ることができた。しかし、今後、本来、余剰電子が塩基対に付着すると、まず有限な寿命をもった共鳴状態が形成されることがわかっているが、本研究ではこの取扱いについてはまだ踏み込めていない。したがって、共鳴状態を理論的にどのように取り扱うかを今後十分に検討する必要があることがわかった。本年度は、DNA関連分子の共鳴負イオン状態の共鳴ポテンシャル関数を作成するための電子状態計算を行う予定であったが、この計算は分子が複雑なため、うまく計算できなかった。しかしながら、比較的簡単な分子(H2O,CF3Cl)では順調に計算でき、論文として発表できた。次年度は、電子状態理論の専門家と情報交換しながら、DNA関連分子の計算を成功させる必要がある。しかしながら、前倒しして行った量子ダイナミクスの研究が進展したことは特筆に値する。電子波束計算とリングポリマー分子動力学法を組み合わせた理論を構築し、水アニオンクラスター系に適用したところ、核の量子性について重要な知見を得ることができた。2014年度は外部の研究者と協力して、余剰電子が分子に付着後に生成する共鳴状態の理論的な記述ついての解決を図る予定である。これができれば、電子が分子に付着した直後からの量子シミュレーションが可能になり、低エネルギー電子による放射線損傷の分子メカニズム理解の大きな一歩となる。また、水和電子と生体分子との反応過程を直接取り扱うことができるように理論を拡張する予定である。2012年度は共鳴負イオンの電子状態計算がうまくできなかったので、2013年度は外部の研究者と綿密な情報交換を行い、当初の目的を達成するのが予定である。幸い、国際ワークショップ等に参加するので、豊富な情報交換の機会がある。特にDNA分子系ではπ電子を有するため、特別な取り扱いをする必要があるだろうと思われる。
生成文法理論による文法の各モジュールにおける最小化に関する統合的研究

阿部潤:ミニマリスト・プログラムの観点から、裸出力条件と言語の完全性との関係を主題テーマとして、言語が持つ線形的特徴と移動特性に関して検討を加えてきた。その結果、左移動や右移動が言語の中で本質的な役割を果たしていること、また、作用域を取るための数量詞移動やwh句移動の必要性が認められた。大室剛志:現代英語の大規模コーパスCobuild Directを検索し、英語のone's way構文の使用実態の把握につとめた。その結果、One's Way構文に起きる動詞には、その生起回数に関して、ある際だった階層的な特徴が見られることを、生起した動詞の頻度一覧表を初めて綿密に作成することにより示した。外池俊幸:最近の自然言語処理、知識科学の進展、コンピュータを使った大量のテキストの蓄積などの環境変化から、辞書の最小化という課題の検討を進めてきた。特に日本語の生成的辞書を構築することを考える場合に重要となってくる強制(coercion)という機構を導入することの是非を研究してきた。滝沢直宏:大規模英語コーパスを用い,様々な「構文」のもつ語彙文法的側面を対象にして研究を行った。コーパスに基づきこれまで指摘されて来なかった新たな言語事実の発掘を行い,その後に,その事実から窺い知れる語彙と構文の相互依存性に関する考察を行った。大石正幸:ミニマリスト・プログラムの言語研究の指導理念としての概念的・哲学的基盤を検討し、実際に想定される仮説群および理論装置の妥当性を検討してきた。とりわけ統語部門における語彙挿入と書きだしのタイミングに関わる諸想定を考察した。那須川訓也:極小主義の立場から、音韻部門における諸範疇および構造の見直しを行った。主に、(i)自然言語で広く観察される有声化現象と(ii)日本語などで観察される高音調同化現象に焦点を当て、既存のメロディ範疇数の削減と音韻構造の単純化を試みた。阿部潤:ミニマリスト・プログラムの観点から、言語が持つ線形的特徴について、ロンドン大学の星宏人博士と共に日本語と英語の省略構文を引き続き研究し、左移動や右移動が言語の中で本質的な役割を果たしていることを、11の項に示した論文で、Antecedent Contained Deletion構文を用いて議論している。また、星宏人博士には名古屋大学にて講演を行って頂き、ミニマリスト・プログラムの観点から日英語の述語形成に関する興味深い研究成果を披露して頂いた。その研究成果は、11の項に示した論文で示され、Jackendoff(1990)の概念意味論による分析と、Goldberg(1995)の構文文法による分析を取り上げ、両分析が抱える理論的問題点を指摘、整理した。更に、文法の一つのモジュールをなす辞書における情報の最小化という観点から、今述べた理論点問題を克服する自らの代案を、動的言語理論に立脚して、日本英文学会71回大会で口頭発表した。外池俊幸(生成辞書の観点からの辞書の最小化):まだ具体的な成果はまとまっていないが、最近の自然言語処理、知識科学の進展、コンピュータを使った大量のテキストの蓄積などの環境変化から、辞書の最小化という課題を、引き続き、来年度も検討を進める。

具体的には、(1)大量のテキストが検索でき、必要な文法タグなどを施すことが出来るコンピュータを活用した語彙、言語情報の蓄積と検索環境の可能性を探ること。(2)語彙項目間に見られる一般性、例えば動詞が取る項の数、それに課された意味的な制限など、が捉えられる辞書の構築を目指すこと。阿部潤:ミニマリスト・プログラムの妥当性を研究した成果を解説書として、11の図書覧にあげた共著本の中で紹介した。その中では、言語が持つ線形的特徴と移動特性に関し、従来主張されてきた見解とは異なる研究成果を披露した。また、言語の線形的特徴については、ロンドン大学の星宏人博士と共に日本語と英語の省略構文を引き続き研究している。星宏人博士には昨年度同様今年度も名古屋大学にて講演を行って頂き、ミニマリスト・プログラムの観点から日英語の述語形成に関して昨年度以降からの新しい研究成果を披露して頂いた。外池俊幸(生成辞書の観点からの辞書の最小化):最近の自然言語処理、知識科学の進展、コンピュータを使った大量のテキストの蓄積などの環境変化から、辞書の最小化という課題を、今年度も引き続き検討を進めてきた。その成果が科研費報告書(「日本語生成的辞書の構造」『WWW上での生成的辞書の構築;辞書を中心とした日本語文法の構造化」(平成10年度度平成12年度科学研究費補助金(基盤研究(B)(2)研究成果報告書))の中で紹介され、特に日本語の生成的辞書を構築することを考える場合に重要となってくる強制(coercion)という機構を導入することの是非を論じた。滝沢直宏:大規模英語コーパスを用い,様々な「構文」のもつ語彙文法的側面を対象にして研究を行った。具体的に扱ったテーマは,文外に先行詞をもつWhich,省略不可との説さえあった同格名詞句を導くthatの省略,さらにNo sooner...than構文などである。コーパスに基づきこれまで指摘されて来なかった新たな言語事実の発掘を行い,その後に,その事実から窺い知れる語彙と構文の相互依存性に関する考察を行った。これらの研究成果は、11の論文覧に掲載されたものの中で詳しく論じられている。阿部潤:ミニマリスト・プログラムめ観点から、裸出力条件と言語の完全性との関係を主題テーマとして、言語が持つ線形的特徴と移動特性に関して昨年度から引き続き検討を加えてきた。これらの二つの特性を言語の不完全性を示すものであるとするチョムスキーの見解に対して、私見を述べたものが「研究発表」欄に記載した論文の中に収められている。また、ミニマリスト・プログラムの中でも主要なテーマの一つに挙げられる「いったいどのようなタイプの移動規則が統語部門に最低限認められる必要があるのか」について、特に日英語の疑問文形成規則を比較検討することによって、研究してきた。その成果は研究報告書に掲載されている。大石正幸:ミニマリスト・プログラムの言語研究の指導理念としての概念的・哲学的基盤を検討し、実際に想定される仮説群および理論装置の妥当性を検討したきた。とりわけ統語部門における語彙挿入と書きだしのタィミングに関わる諸想定を考察した。
テロメア伸長酵素（ｈＴＥＲＴ）遺伝子の発現調節機構

T細胞は、免疫反応で細胞分裂を繰り返しても細胞寿命を保つ。染色体末端のテロメアの伸長酵素(hTERT)の働きによる。本研究では、T細胞のhTERTの発現調節機構を解析した。増殖休止期のT細胞は、転写因子KLF2がhTERT遺伝子プロモーターに結合して発現を抑制しているが、増殖細胞ではKLF2結合が解かれhTERT遺伝子が発現する。正常T細胞では、hTERTプロモーターはDNAメチル化されていないが、白血病T細胞では同プロモーターがDNAメチル化されている。DNAメチル化はKLF2のプロモーターへの結合を阻害するため、白血病細胞ではhTERTが発現し続け腫瘍化維持をしている。細胞の寿命を打ち消すテロメア伸長酵素(hTERT)は、ほとんどのがん細胞で発現しているが、正常細胞では発現がなく対照的である。正常細胞の中でもTリンパ球は例外の一つで、免疫反応時にT細胞の増殖に伴いhTERTの高い発現がある。我々は、hTERTプロモーター上に新しいDNAエレメントを同定し、そこに転写因子KLF2が結合することを見出した。前年までに休止期のT細胞では、KLF2が発現しておりhTERTの発現はみられなかったが、T細胞の増殖を誘導すると、KLF2の転写は止まり、hTERTが発現することを見出した。これらの結果は、KLF2がhTERTプロモーターに結合して、hTERTの発現を抑制していることを示している。また、hTERTプロモーターの新規エレメントのCpG配列は正常ヒトT細胞ではメチル化は認められないが、ヒトT細胞株、JurkatとKit225はメチル化されていた。今回、成人T細胞白血病ウイルス(HTLV-1)感染細胞株で、CpG配列のメチル化を詳細に調べた。その結果、KLF2が結合するエレメントのCpG配列がメチル化されているもの、メチル化されていないもの、メチル化と非メチル化が混在するものの3つのグループが存在することが解った。患者由来と言われている細胞株では非メチル化かメチル化との混在で、in vitroで樹立されたHTLV-1感染細胞株はメチル化される傾向にあった。さらにメチル化された新規エレメントにはKLF2が結合しないことを見出した。これは白血病細胞が分裂寿命を回避する上で重要な機構になっているかもしれない。ヒトT細胞は、細胞寿命の調節で他の正常体細胞と異なる。通常の体細胞は細胞分裂を繰り返すと、染色体末端のテロメアが短縮し分裂寿命を迎える。一方、T細胞は免疫反応で細胞分裂を繰り返しても増殖が長続きする。テロメア伸長酵素(hTERT)によりテロメアが維持されるためである。我々は以前にhTERT遺伝子のプロモーター内に、遺伝子発現を制御する新たなDNAエレメントを見出した。本エレメントは転写抑制に必要で、正常T細胞の増殖休止期に機能していることが示唆された。本研究では、当該エレメントによる転写抑制機構を解析した。本エレメントに転写因子KLF2(Kruppel-like Factor 2)が結合することを明らかにした。KLF2の結合は増殖休止期のT細胞でみられ、細胞が増殖するとKLF2の結合はなくなる。加えて、増殖期の細胞では、KLF2は細胞質のみに局在するようになると共にKLF2の転写も抑制されることも観察した。KLF2のDNAエレメントからの結合解離は、IL-2によるT細胞の増殖でも成人T細胞白血病ウイルス(HTLV-1)TaxによるT細胞の細胞周期進行でも認められた。このDNAエレメントは、HTLV-1感染T細胞株ではDNAメチル化されていて、DNAメチル化はKLF2の結合を阻害した。そのために白血病細胞ではKLF2が存在してもhTERTの転写が持続するものと考えられる。これらの結果は、正常T細胞でhTERT発現抑制解除が細胞分裂寿命を回避する機構であることを示している。白血病細胞ではDNAメチル化により、KLF2によるhTERTの転写抑制が恒常的回避しているのが示された。正常細胞の中でもTリンパ球は例外の一つで、免疫反応時にhTERTの高い発現がある。今回、KLF2とhTERTの発現をヒト正常T細胞で調べた。休止期のT細胞では、KLF2が発現しておりhTERTの発現はみられなかった。一方、T細胞の増殖を誘導すると、KLF2の転写は止まり、hTERTが発現するようになった。これに加え、すでに発現しているKLF2蛋白は、増殖に伴い細胞質に移動した。