hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然免疫調節機構におけるHuRの機能の解明及び新規調節因子の探索

今年度の研究では、RNA結合タンパク質であるHuRが、ウイルス感染においてPlk2 mRNAにUリッチエレメントを介して直接結合することにより当該mRNAを安定化してPlk2タンパク質発現を促進し、結果的にIRF3の活性化を促進することで、I型インターフェロン(IFN)産生を正に調節し、抗ウイルス応答を正に制御していることを見出し、最終的に論文として報告を行った。この報告は、感染症に対する免疫機構の新たな一面を明らかにしたものであり、治療あるいは免疫応答制御の新たな標的メカニズムとして重要な意味を持つと考えている。また、HuRのようにRNA結合ドメインを有し、自然免疫応答に関与する新規調節因子の同定においては、免疫細胞の培養細胞とCRISPR/Cas9システムを併せて用いることで、今年度で複数の候補遺伝子の同定を行うことができた。また、論文としての報告には至らなかったが、それらの分子の詳細な分子機構の解析を行ったとともに、生体レベルでの重要性を明らかにすべく、遺伝子欠損マウスの作製を行った。1、CCCH型のzincfingerドメインを持つ遺伝子Xは、様々なTLR刺激やウイルス感染刺激に対するIL-6産生などのサイトカイン産生などの免疫応答を強力に抑制する負の調節因子であることを見出した。2、CCCH型のzincfingerドメインを持つ遺伝子Yは、LPS応答におけるIL-6産生の正の調節因子であることを見出した。これらの機構は過去に報告が無く、これらを明らかにすることは自然免疫応答の新たな側面を明らかにすることに繋がる。これまでの研究より、RNA結合タンパク質であるHuRが、ウイルス感染応答におけるI型インターフェロン(IFN)産生を正に調節しており、またこのメカニズムにおけるHuRの標的遺伝子の候補として、IRF3の活性化に関与するとの報告があるPlk2が同定されていた。昨年度は、主にHuR-Plk2がどのようにI型IFN産生調節に関与しているかの解析を行った。その結果、1Plk2遺伝子発現がウイルス刺激に対して誘導されることを見出し、当該遺伝子のウイルス感染応答における重要性を示唆した。またPlk2はPlk1からPlk4の4種のタンパク質からなるPlkファミリーの一つであるが、Plkファミリーの中でもPlk2以外はウイルス感染において誘導されることはなく、Plk2のみが特異的に誘導されていたことも注目すべき点である。2実際にPlk2がウイルス感染応答におけるI型IFN産生に関与しているかを確認するため、Plk2欠損細胞株を作製して解析を行ったところ、HuR欠損細胞株における結果と一致して、Plk2欠損細胞において、ウイルス感染に対するI型IFN産生が低下していた。3HuRがどのようにPlk2の調節に関与しているかを解析を行い、HuRがPlk2 mRNAに直接結合することによりその安定化を行っていることを見出した。さらに、この安定化にはPlk2 mRNAの3'非翻訳領域に存在する4番目のUリッチエレメントが関与していることを見出した。以上の結果はウイルス感染に対する複雑な免疫応答の一端を明らかにしたものであり、その包括的な理解のために重要な意味を持つとともに、感染症に対する新たな治療標的を提示するものであると考えている。また、現在HuRを含むRNA結合タンパク質と自然免疫応答の関与を明らかにするため、CRISPR/Cas9システムを用い、RNA結合タンパク質の網羅的な解析を行っている。研究実績の概要にもある通り、ウイルス感染応答に対するI型IFN産生におけるHuRの重要性の解析を行った。また、HuRに結合する遺伝子は既に網羅的に同定されており、現在、Plk2以外のHuRの標的遺伝子の機能の解析を行っており、順調に推移していると考えている。さらに、HuRを足掛かりにしたRNA結合タンパク質と自然免疫応答との関連を明らかにするための網羅的解析においては、CRISPR/Cas9システムを利用した実験系を計画しており、実験に適した複数の細胞株の選定および当該細胞株への安定的遺伝子導入を終えるとともに、この実験に使用するウイルスベクターの作製が進んでいる。現在マウスにおいてはRNA結合タンパク質として約400種が同定されており、このうち現在約200種に対するウイルスベクターの作製を終えている。また、細胞株を用いた解析と比較し、より生理的条件に近い解析を行うため、当初の計画には無かったものであるが、CRISPR/Cas9システムに必要なコンポーネントの1つであるCas9を恒常的に発現するマウスの作製も行っている。このマウスを用いることにより、腹腔マクロファージや骨髄由来マクロファージ、さらには骨髄由来樹状細胞などの初代培養細胞を用いて遺伝子欠損細胞の作製および、これらを用いての自然免疫応答の解析が可能となる。当該マウスの作製に関しても、現在ES細胞を用いた組換えを行っており、目的のES細胞の選別を行っている。

また、HuRのようにRNA結合ドメインを有し、自然免疫応答に関与する新規調節因子の同定においては、免疫細胞の培養細胞とCRISPR/Cas9システムを併せて用いることで、今年度で複数の候補遺伝子の同定を行うことができた。また、論文としての報告には至らなかったが、それらの分子の詳細な分子機構の解析を行ったとともに、生体レベルでの重要性を明らかにすべく、遺伝子欠損マウスの作製を行った。1、CCCH型のzincfingerドメインを持つ遺伝子Xは、様々なTLR刺激やウイルス感染刺激に対するIL-6産生などのサイトカイン産生などの免疫応答を強力に抑制する負の調節因子であることを見出した。2、CCCH型のzincfingerドメインを持つ遺伝子Yは、LPS応答におけるIL-6産生の正の調節因子であることを見出した。これらの機構は過去に報告が無く、これらを明らかにすることは自然免疫応答の新たな側面を明らかにすることに繋がる。ウイルス感染に対する自然免疫応答におけるHuRの機能解析に関して、HuR欠損細胞において観察された実験結果をすべて標的遺伝子Plk2のみで説明することはできず、今後のさらなる解析が必要であると考えている。そこで、進捗状況にもあるように、CRISPR/Cas9システムを用いて、HuRを含めたRNA結合タンパク質を網羅的に解析することで、自然免疫応答におけるRNA結合タンパク質の機能の解析を行っていく。具体的には、先に記載した、Cas9を恒常的に発現する細胞株およびRNA結合タンパク質に対するガイドRNA発現ウイルスベクターを用い、網羅的にRNA結合タンパク質を欠損した細胞株を作製し、様々な自然免疫リガンドでの刺激やウイルス感染に対するサイトカイン産生によるスクリーニング、さらには自然免疫リガンドを用いた細胞死の誘導によるスクリーニングなどを行った後、次世代シーケンサーを用いて候補遺伝子の探索を行う。同時に、より生理的条件下でのスクリーニングおよび解析を行うため、Cas9を恒常的に発現するマウスの作製を進め、作製が完了次第、このマウスから採取した初代培養細胞を用いてもまたスクリーニングを実施する。
高活性な降圧剤及びプロテアーゼ阻害剤の開発を指向したアミノアレンの合成研究

報告者は,降圧剤及びプロテアーゼ阻害剤開発のための基礎研究として,二種類の新規アミノアレン合成法について精力的に検討を行い,以下の研究成果を得た.1.2-エチニルアジリジンの開環反応による光学活性アミノアレンの合成報告者は,キラルな2-エチニルアジリジンを基質として有機銅試薬を用いたアルキル化反応に付すと,アミノアレンが高収率で得られることを見出した.反応条件を種々検討し,RCu-LiCN型の試薬を用いると目的のアミノアレンのみが高立体選択的に得られることを明らかにした.本反応は立体特異的に.anti-SN2^1型で進行し,(2R,3S)-2,3-トランス-3-アルキル-2-エチニルアジリジンからは(S, S)-体のアミノアレンのみが得られ,一方(2S,3S)-2,3-シスアジリジンからは(S, R)-体のみが生成した.本反応により,アレンの末端に様々なアルキル基やトリブチルスタニル基を導入した軸不斉α-アミノアレンの合成ルートを確立することができた.2.パラジウム(0)を用いたアミノアレンの合成末端無置換のアミノアレンは,上記の有機銅試薬によるアジリジンの開環反応では合成困難であるため、新しい方法論が必要である.報告者は種々のアレンを合成しうる新規合成法の開発を検討した結果,アリル基上に臭素原子を有するアリルメシラートにゼロ価のパラジウムを作用させると,アレンが単一の成績体として得られることをはじめて見出した.また系内にジエチル亜鉛を共存させることで,パラジウムを触媒回転させることが可能となった.本反応により末端アミノアレンだけでなく広い範囲のアレンを合成できること,またアセチレンは全く副成しないことが明らかとなった.さらに,基質の中心不斉がアレンの軸不斉に反映されないことを見出し,反応機構上の貴重な知見を得ることができた.本研究により,アミノアレンをはじめとする種々のアレン系化合物の簡便な合成が可能となり,降圧剤・プロテアーゼ阻害剤の合成研究における有用な知見を得ることができた.報告者は,降圧剤及びプロテアーゼ阻害剤開発のための基礎研究として,キラルなアミノアレンの簡便な合成法の開発を行っている.二種類の新規アレン合成法について精力的に検討を行った結果,現在までに以下の成果を得た.(1)2-エチニルアジリジンの開環反応による光学活性アレンの合成報告者は,キラルな2-エチニルアジリジンを基質として有機銅試薬を用いたアルキル化反応に付すと,アミノアレンが高収率で得られることを見出した.反応条件を種々検討し,RCu・LiCN型の試薬を用いると目的のアミノアレンのみが高立体選択的に得られることを明らかにした.多くのエチニルアジリジンを基質として検討を行った結果,(2R,3S)-2,3-トランス-3-アルキル-2-エチニルアジリジンからは(S,S)-体のアミノアレンが立体選択的に得られ,一方(2S,3S)-2,3-シスアジリジンからは(S,R)-体のアミノアレンのみが生成することを見出した.本反応はanti-S_N2'型で進行し,アルキル基やトリブチルスタニル基を導入した軸不斉アミノアレンが高収率で得られることを明らかにした.(2)パラジウム(0)を用いたアミノアレンの合成末端無置換のアミノアレンは,上記の有機銅試薬によるアジリジンの開環反応では合成困難であるため、新しい方法論が必要である.我々はアセチレンの副成を伴わない末端アレンの新規合成法を検討した結果,アリル基上に臭素原子を有するアリルメシラートにゼロ価のパラジウムを作用させると,アレンが単一の成績体として得られることをはじめて見出した.また系内にジエチル亜鉛を共存させることで,パラジウムを触媒回転させることが可能となった.本反応を様々な基質に適用した結果,アミノアレンだけでなく広い範囲のアレンを合成できること,またアセチレンは全く副成しないことが明らかとなった.今後は触媒量のパラジウムと不斉リガンドを用い,軸不斉アミノアレンの不斉合成を検討する.報告者は,降圧剤及びプロテアーゼ阻害剤開発のための基礎研究として,二種類の新規アミノアレン合成法について精力的に検討を行い,以下の研究成果を得た.1.2-エチニルアジリジンの開環反応による光学活性アミノアレンの合成報告者は,キラルな2-エチニルアジリジンを基質として有機銅試薬を用いたアルキル化反応に付すと,アミノアレンが高収率で得られることを見出した.反応条件を種々検討し,RCu-LiCN型の試薬を用いると目的のアミノアレンのみが高立体選択的に得られることを明らかにした.本反応は立体特異的に.anti-SN2^1型で進行し,(2R,3S)-2,3-トランス-3-アルキル-2-エチニルアジリジンからは(S, S)-体のアミノアレンのみが得られ,一方(2S,3S)-2,3-シスアジリジンからは(S, R)-体のみが生成した.本反応により,アレンの末端に様々なアルキル基やトリブチルスタニル基を導入した軸不斉α-アミノアレンの合成ルートを確立することができた.2.パラジウム(0)を用いたアミノアレンの合成末端無置換のアミノアレンは,上記の有機銅試薬によるアジリジンの開環反応では合成困難であるため、新しい方法論が必要である.

報告者は種々のアレンを合成しうる新規合成法の開発を検討した結果,アリル基上に臭素原子を有するアリルメシラートにゼロ価のパラジウムを作用させると,アレンが単一の成績体として得られることをはじめて見出した.また系内にジエチル亜鉛を共存させることで,パラジウムを触媒回転させることが可能となった.本反応により末端アミノアレンだけでなく広い範囲のアレンを合成できること,またアセチレンは全く副成しないことが明らかとなった.さらに,基質の中心不斉がアレンの軸不斉に反映されないことを見出し,反応機構上の貴重な知見を得ることができた.本研究により,アミノアレンをはじめとする種々のアレン系化合物の簡便な合成が可能となり,降圧剤・プロテアーゼ阻害剤の合成研究における有用な知見を得ることができた.
らせん高分子の圧電性発現機構の解明とその機能化

複雑な高次構造を持つらせん高分子固体における圧電性発現機構の解明は非常に困難である.我々は,マクロな圧電性発現は外力が如何に圧電相である結晶域に伝播されるかが重要であるとの研究成果を得た.これを追求するモデル物質としてL型ポリ乳酸(PLLA)を用い主に実験を進めた.その結果,長年継続的な研究を進めている高次構造制御法と超臨界二酸化炭素処理を組み合わせることにより,非結晶領域を制御したPLLAフィルムを具現化した.その圧電率は従来の10倍以上であった.また,非晶領域秩序の程度を制御することで,透明性や柔軟性を失わないことも示した.そして応用として,その特徴(透明性,柔軟性)を活かした高分子フィルムセンサーの可能性をACTUATOR 2010(Bremen, Germany)で発表した.この報告により開発が加速され,村田製作所とともに,新たなヒューマン・マシンインターフェースを2011年9月に発表した.(CEATEC JAPAN 2011展示(朝日新聞,米国CBS,英国BBC等により報道発信)).複雑な高次構造を持つらせん高分子固体における圧電性発現機構の解明は非常に困難である.我々は,マクロな圧電性発現は外力が如何に圧電相である結晶域に伝播されるかが重要であるとの研究成果を得た.これを追求するモデル物質としてL型ポリ乳酸(PLLA)を用い主に実験を進めた.その結果,長年継続的な研究を進めている高次構造制御法と超臨界二酸化炭素処理を組み合わせることにより,非結晶領域を制御したPLLAフィルムを具現化した.その圧電率は従来の10倍以上であった.また,非晶領域秩序の程度を制御することで,透明性や柔軟性を失わないことも示した.そして応用として,その特徴(透明性,柔軟性)を活かした高分子フィルムセンサーの可能性をACTUATOR 2010(Bremen, Germany)で発表した.この報告により開発が加速され,村田製作所とともに,新たなヒューマン・マシンインターフェースを2011年9月に発表した.(CEATEC JAPAN 2011展示(朝日新聞,米国CBS,英国BBC等により報道発信)).分子がキラリティを持ち,その分子鎖がらせん構造を描くL型ポリ乳酸(PLLA)は,高分子としては大きな圧電率を持っている.しかし,PLLAの圧電性は,無機圧電体と比べると,その大きさが一桁以上小さい上に耐熱性(ガラス点移転Tg60°C)にも劣る等の欠点を持つ.そこで本研究では,最近高分子構造体を改質することで,注目を集めている超臨界CO_2処理を施すことで,圧電性の向上を目指した.PLLAを超臨界CO_2処理することで圧電率を大きくすることができた.PLLAfilmの超臨界処理は以下の手順で行った.始めに,液体CO_2を加圧ポンプにより,PLLA filmを予め静置した容器に充填し,高圧にし,容器内を超臨界状態にした.処理条件は,圧力8MPa,温度40°C138°C,時間20分である.未処理のPLLAの圧電率11.6mC/m^2に対して,80°Cで超臨界処理を施すと21.9mC/m^2のように2倍近くまで向上していることが分かる.しかしながら,超臨界処理の温度が高温になるに従って圧電率が減少している.即ち,圧電率の向上には,最適な処理温度が存在することを意味する.次に超臨界処理した試料の圧電率の温度変化を測定した.通常のPLLAはガラス転移点(Tg)を超えると圧電率が減少する.それに対して,80°Cで超臨界処理をした試料の圧電率は,Tgを超えても,未処理試料の二倍以上大きい.また,原子間力顕微鏡(AFM)を用い,高次構造を観察すると,超臨界処理を施すことで,PLLA film中で大きく発達している構造体が,小さな構造体に変化し,より均一化していることが分かった.分子がキラリティを持ち,その分子鎖がらせん構造を描くL型ポリ乳酸(PLLA)は,強誘電性高分子ポリフッ化ビニリデン(PVDF)に匹敵する大きな圧電率を有している.その上にPLLAは透明で柔軟性に富む植物由来の高分子材料であることから,「環境に優しいフレキシブル透明圧電薄膜」として,モバイル機器への応用が現実のものとなりつつある.しかし,モバイル機器用途に展開をするためには,課題も多い.特に,PLLAの圧電性の欠点は,モバイル機器に耐えうる80°C程度までの耐熱性(ガラス点移転Tg60°C)に劣る点にある.一方,ポリ乳酸(PLA)のステレオコンプレックス(SC)結晶は融点がPLLAより50°C以上も高いとされる.高分子科学においては同一物質群で融点が50°C前後も変化することは驚異的であり,注目を集めている.ここでSC結晶とは,光学異性体同士が作る結晶である.そもそもPLAはキラル高分子であるので,光学異性体(L体とD体)が存在する.このL体とD体の間の相互作用はL体間またはD体間よりも強く,その結果として,SC結晶を形成するとされている.我々は,SCを含むPLLAフィルム(SC/PLLA film)を独自の方法で作成し,力学的電気的特性を追及した.PLLAにSC結晶をコンポジットすることで圧電率の温度依存性を改善することができた.

また,原子間力顕微鏡(AFM)を用い,高次構造を観察すると,SC/PLLA filmでは,PLLA film中で大きく発達している構造体が,小さな構造体に変化し,より均一化していることが分かった.不均一電界を利用したずり圧電高分子素子の実現(高圧電材料の機能化)H22年度までに,具現化した大きな圧電率用い,計画に従い,前例のない実用可能なアクチュエータの試作を試みた.キラル高分子圧電体に電界を印加すると,配向試料の対称性から誘起されるずり歪の方向が決まる.ここで用いたL型ポリ乳酸(PLLA)の場合,延伸配向軸に垂直に電界を印加するとずり歪が発生する.即ち一軸配向PLLAfilm表面に垂直に電圧を印加しても,側面にずり歪が発生するだけで,曲げ動作などのアクチュエータ動作にならない.はじめに有限要素法を用い,効果的な電極配置を追及した.その中で,二電極配置,四電極配置をはじめに検討した.効率は二電極配置が高いが,変位方向を多軸にできる四電極が有効と判定した.更に試行錯誤を重ねた結果,矩形電極を表面に四箇所北半球に配置することが効率が高く,また新たな変位運動が可能であることが分かった.そこでこの結果を基にPLLA繊維表面に蒸着法で電極形成を試みた.さらに,我々は四電極をを表面に形成したPLLA繊維を,片端固定し,工夫した矩形電極を表面に施し,PLLA繊維アクチュエータを実際に作成した.これに正弦波信号を与えアンプ用い,変位振動させた.その応答変位を解析をした.これらの実験サイクルを重ね,試作実験を続けた結果,PLLA繊維アクチュエータに曲げ動作ばかりでなく新しく回転動作を誘起させることに成功した。
フランス革命におけるフェデラリスムのディスクール分析

今年一年間の研究を通して、明らかになったのは以下のことである。まずフランス革命におけるフェデラリスムのディスクール分析を行う上で当然重要となる「フェデラリスム」という語そのものは、研究対象地域であるマルセイユの各革命勢力によっては、ほぼ使用されていない。「フェデラリスム」はマルセイユにとっては他者の言葉であった。次に、先行研究は、いわゆる「フェデラリストの反乱」を起こした諸セクション集会にとっての重要な理念は「人民主権」であるとしているため、諸セクションのみならず、対抗勢力であるクラブについても「人民主権」および「国民主権」の理念についての調査を行ったが、双方の勢力による語使用に顕著な差異を見出すことはできず、反乱を起こした諸セクションのみに「人民主権」の理念を負わせることは正当ではないことが明らかとなった。そこで、両勢力の地域意識を調査するために、「マルセイユ」、「マルセイユ人」、「パリ」、「パリ人」、「フランス」、「フランス人」の6つの語彙について、詳細に使用状況の調査を行った。その結果、地域主義は存在したが、それは即座に反乱に結びつくものではなかったことがわかった。現地で収集した一次史料の調査は以上であるが、この分析を導くにあたっては、既存の革命史研究が大いに参考になった。例えば、解説付きの国王裁判議論集は、人民への判決の委託、いわゆる「人民上訴」が、敵対勢力に抵抗するための戦術的方便であるという認識を与えてくれた。ゆえにマルセイユのジャコバン・クラブの、「人民上訴派」への態度は硬化したのである。また逆に、リン・ハントの『人権を創造する』からは、革命期には様々な対立がありながらも、各勢力は絶えず融和の道を探っていたことへの着想を得た。地方史を研究する上では、地方ごとの差異、中央との敵対、という側面が強調されがちであるが、共通点も踏まえて考察しなければ一面的なものになるのであり、そのような認識を導くのは常に様々な先人による諸研究の読解であることを改めて認識することができた。本資金はフランス革命期マルセイユの諸事件についての、知識収集のための基礎文献購入に主に当てることにした。革命期マルセイユの諸事件には、1792年8.月10日の、パリにおけるテュイルリー宮襲撃へのマルセイユ人の参加や、国王裁判の手続きへの干渉なども含まれる。つまりマルセイユの革命は、フランス革命全体についての該博な知識がなければ理解し得ないことである。そのため、今回は主にフランス革命の基礎文献、特に日本語の文献の購入を行った。その結果は、特に、2011年2月16日の、筑波大学歴史人類学専攻西洋史全体ゼミにおける発表に活かされた。革命期マルセイユにとっては、1792年冬からのパリにおける国王裁判についての議論が、特に重要なものであった。そのため、パリをも含む革命全体についてのより詳細な知識の収集が役立った。また、2011年1月から3月にかけて(2月に一時帰国)、フランスのエクス-アン-プロヴァンスに滞在し、ブッシュ-ド-ローヌ県公文書館、マルセイユ市公文書館、マルセイユ市立図書館などにおいて一次史料の収集を行った他、フランス革命研究者C・ペラール教授、フェデラリスムのディスクール分析を行っている研究者J・ギヨムー氏、マルセイユ革命研究の大家であるM・ヴォヴェル教授と交流を保った。特にペラール教授の授業に、単位とは無関係に私的に出席させていただき、フランス革命の基礎的かつ重要な知識の収集に励んだ。上記から、研究は大きく前進した。近く博士論文の第一稿を提出できる予定である。
小形携帯通信用アンテナの設計法に関する研究

本研究では,携帯移動通信に用いられるアンテナの理論的な設計法の確立を目指し,本研究者らが開発した新しい解析法,並びにモーメント法と時間領域差分法(FDTD法)を用いて金属筐体近傍アンテナの特性の解析を行った.また,FDTD法により設計されたS形アンテナを試作し,その評価を行った.1.電話機筐体を直方導体と見立てたモデルについて本研究者らが開発した解析法を適用し,従来のガラーキン・モーメント法と同様に高精度で解析できる上に,数値計算時間を約1/100と大幅に短縮できることを明らかにした.また,本手法を用いて携帯電話機用のモノポールアンテナ並びにスロットアンテナの特性解析を行い,実用的な設計法になり得ることを示した.また,本手法を直方導体だけでなく円筒導体近傍アンテナに適用し,スロットアンテナについて妥当な計算結果が得られることを示した.2.上記と平行して,FDTD法により直方導体に取り付けられたモノポールアンテナ,板状逆F形アンテナ,並びに本研究者らが開発したS形アンテナに適用し,この手法で実用的なアンテナの設計手法として有効であることを示した.さらに,金属筐体を誘電体のカバーで覆ったときや人体近傍にアンテナが置かれた場合についても解析も行い,誘電体カバーや人体の影響を明らかにした.3.FDTD法により設計されたS形アンテナを試作し,100cc以下の小形筐体に取り付けてその特性を測定し,小形であるにもかかわらず十分な周波数帯域幅が得られること,人体近傍に置かれた場合の放射効率の低下が少ないことを示した.本研究では,携帯移動通信に用いられるアンテナの理論的な設計法の確立を目指し,本研究者らが開発した新しい解析法,並びにモーメント法と時間領域差分法(FDTD法)を用いて金属筐体近傍アンテナの特性の解析を行った.また,FDTD法により設計されたS形アンテナを試作し,その評価を行った.1.電話機筐体を直方導体と見立てたモデルについて本研究者らが開発した解析法を適用し,従来のガラーキン・モーメント法と同様に高精度で解析できる上に,数値計算時間を約1/100と大幅に短縮できることを明らかにした.また,本手法を用いて携帯電話機用のモノポールアンテナ並びにスロットアンテナの特性解析を行い,実用的な設計法になり得ることを示した.また,本手法を直方導体だけでなく円筒導体近傍アンテナに適用し,スロットアンテナについて妥当な計算結果が得られることを示した.2.上記と平行して,FDTD法により直方導体に取り付けられたモノポールアンテナ,板状逆F形アンテナ,並びに本研究者らが開発したS形アンテナに適用し,この手法で実用的なアンテナの設計手法として有効であることを示した.さらに,金属筐体を誘電体のカバーで覆ったときや人体近傍にアンテナが置かれた場合についても解析も行い,誘電体カバーや人体の影響を明らかにした.3.FDTD法により設計されたS形アンテナを試作し,100cc以下の小形筐体に取り付けてその特性を測定し,小形であるにもかかわらず十分な周波数帯域幅が得られること,人体近傍に置かれた場合の放射効率の低下が少ないことを示した.1.(1)本研究者らが開発・改良した新しい解析法を携帯移動通信用アンテナに適用し,その理論的な設計法を確立した.本手法は,筐体などの散乱導体の内部問題を解くことにより,外部問題を解析するというユニークな手法である.まず,電話機筐体を直方導体と見立てたモデルについて本手法を適用した結果,従来のモーメント法と同様に高精度で数値解析できること,その数値計算時間はモーメント法の1/100と大幅に短縮できることが明らかになった.これにより,本手法が携帯電話機用アンテナの実用的な設計法に有り得ることを示した.(2)上記の手法を用いて携帯電話機筐体上に設けられたモノポールアンテナの特性を解析し,筐体寸法と放射特性の関係を理論的に明らかにした.(3)上記の手法を有限長の円筒導体の問題に適用して検討を加えた.まだ十分な精度で計算できる段階には至っていないが,今後さらに検討を加えることにより,妥当な結果が得られるものと考えている.2.(1)上記の手法と平行して,有限差分時間領域法(FDTD法)を用いた解析も行った.その結果,FDTD法は直方体のセルに分割できる構造に対して精度良い数値解析が可能であること,人体の影響を考慮することも可能であることが明らかになった.(2)FDTD法を用いて,本研究者らが開発した携帯機内蔵のS形アンテナの解析を行い,FDTD法も実用的な設計法になり得ることを示した.3.S形アンテナを100cc以下の小形筐体に取り付けてその特性を実験的に求めた結果,小形であるにもかかわらず十分な周波数帯域幅が得られ,小形携帯電話機用アンテナに適したアンテナであることを示すことができた.

本研究では,携帯移動通信に用いられるアンテナの理論的な設計法の確立を目指し,本研究者らが開発した新しい解析法,並びにモーメント法と時間領域差分方差分法(FDTD法)を用いて金属筺体近傍のアンテナの特性の解析を行った.1.内部グリーン関数を用いたモーメント法解析:本研究者らが開発した解析法を直方導体からの散乱問題に適用し,従来のモーメント法に比べて大幅に数値計算時間を短縮できることを明らかにした.また,本手法を用いて直方筺体近傍に設けられたモノポールアンテナの特性を解析し,筺体寸法の影響などの設計資料を得た.また,直方導体だけでなく円筒導体近傍のアンテナとに本手法を適用し、軸方向のスロットアンテナについては妥当な解析結果が得られることを明かにするとともに,展開関数を適当に選ぶことにより、数値計算時間を大幅に短縮できることを示した.ただし、方位角方向に設けたスロットアンテナについては計算プログラムの開発がまだ終了していない.2.FDTD法による解析:上記と平行して、FDTD法により直方筺体近傍に設けられたモノポールアンテナ,板状逆F形アンテナ,並びに本研究者らが開発したS形アンテナに適用し,FDTD法が実用的な設計手法として有効であることを示した.また,金属筺体を誘電体のカバーで覆ったときの特性の解析も行い,誘電体の影響を明らかにした.3.試作アンテナの評価:上記2.で数値的に設計したS形アンテナを試作し,ランダムな環境でその放射効率を測定した.その結果,人体の電力吸収に伴う効率低下は23dB程度であり,S形アンテナが放射効率の点でも優れていることを明らかにした.
自然落下中降雪雪片の物理量測定装置の開発と降雪電波減衰特性評価への応用

降雪雪片は雲内で発生した氷晶が成長し,さらにいくつも併合して落下してきたものである。この落下中の氷粒子や雪片の併合には,これらの形状や落下運動が関与している。降雪現象は,雲物理学に関しての考察だけではなく,リモートセンシングや通信,最近の地球気候モニタリング分野などの多様な工学的応用にも重要である。また、電磁波伝搬における減衰には、降雪現象が大きく関係する。降雪の研究で主に使用される観測機器の一つとしてレーダがある。降雪のレーダ観測は、レーダ反射因子Zと降雪強度Rとの間の関係式に基づいている。この降雪のZ-R関係式を決定するためには、ZとRのそれぞれを短い時間間隔でしかも高精度で測定しなければならない。しかしながら、短時間間隔かつ高精度で測定可能な降雪測定システムは、これまで開発されていなかった。そこで、画像処理手法を用いた降雪の物理的パラメータを測定する新しいシステムを開発した。落下中の雪片の映像を画像処理して、粒径、落下速度、密度を計算した。また、降雪強度は、画像データから計算するとともに、電子天秤から直接重量を測定する方法でも求めた。更に、これらの観測と同期して、小型Xバンド・ドップラーレーダを用いて受信電力も測定した。Xバンド波の減衰と降雪強度との間の関係を調べると同時に、雪片の物理的特徴量との比較も行った。これらの実験から、電波減衰には、降雪強度だけでなく雪片の粒径分布や密度も関係することがわかった。降雪は雲内で発生した氷晶が成長し、さらにいくつも併合して落下してきたものである。この落下中の雪片同士の併合には、雪片の落下運動並びに形状が関与していることが報告されているが、実際に雪片同士が衝突した瞬間の映像は捉えられていない。また、雪片が複雑な運動を伴って落下する理由も充分には解明されていない。本研究では、できるだけ自然に近い状態で落下中の雪片の映像を録画するシステムを制作し、次にそれらの映像を画像処理技術を使って定量化し、降雪現象の物理的特性を定量的に解明するシステムを開発することを目的をして以下の実験を行った。(I)降雪雪片観測装置の製作できるだけ自然現象に近い状態で落下中の雪片を観測するために4m(縦)×4m(横)×6m(高さ)の観測塔を製作した。(II)雪片映像撮影システムの開発と観測(1)2台の高速コマ撮り(400コマ/秒)機能付きディジタルハイスピードカメラを用いて、雪片の落下運動軌跡を上方向と横方向から短い時間間隔で撮影し、ハードディスクに記録した。(2)3方向からの高速シャッター(1/4000秒)機能付きCCDカメラにより、落下中の雪片の形状を残像の影響を受けずに撮影し、それらの映像は同期させてビデオデッキに録画した。(3)小型ドップラーレーダを用いて落下中の降雪雪片の空間粒径分布(数密度)を測定した。これらの観測データを解析して、地上付近の降雪雪片と雲内での雪結晶の生成過程との関係を考察した。本研究では、できるだけ自然に近い状態で落下中の雪片の映像を録画するシステムを製作し、次にそれらの映像を画像処理技術を使って定量化し、降雪画像の物理的特性を定量的に解明するシステムを開発することを目的として以下の実験を行った。(I)降雪雪片観測装置の製作昨年度に製作した観測塔(4m(縦)×4m(横)×6m(高さ))の改良を行った。(II)雪片映像撮影システムの開発と観測(1) 6台の高速シャッター(1/4000秒)機能付き

CCDカメラを用いて、雪片の落下運動軌跡連続的に撮影し、直ちに画像処理して、ハードディスクに記録した。(2) 3方向からの高速シャッター(1/4000秒)機能付きCCDカメラにより、落下中の雪片の形状を残像の影響を受けずに撮影し、それらの映像は同期させてビデオデッキに録画した。(3)小型ドップラーレーダを用いて落下中の降雪雪片の空間粒径分布(数密度)を測定した。(4)雲底高度計を用いて降雪時の雲の高さを測定した。これらの観測データを解析して、地上付近の降雪雪片と雲内での雪結晶の生成過程との関係を考察した。降雪は雲内で発生した氷晶が成長し、さらにいくつも併合して落下してきたものである。この落下中の雪片同士の併合には、雪片の落下運動並びに形状が関与していることが報告されているが、実際に雪片同士が衝突した瞬間の映像は捉えられていない。また、雪片が複雑な運動を伴って落下する理由も充分には解明されていない。本研究では、できるだけ自然に近い状態で落下中の雪片の映像を録画するシステムを製作し、次にそれらの映像を画像処理技術を使って定量化し、降雪現象の物理的特性を定量的に解明するシステムを開発することを目的として以下の実験を行った。1.6台の高速シャッター(1/4000秒)機能付きCCDカメラを用いて、雪片の落下運動軌跡連続的に撮影し、直ちに画像処理して、ハードディスクに記録した。2.3方向からの高速シャッター(1/4000秒)機能付きカCCDメラにより、落下中の雪片の形状を残像の影響を受けずに撮影し、それらの映像は同期させてビデオデッキに録画した。3.降雪による電波減衰の影響を定量化するために、小型ドップラーレーダと降雪強度計を用いて、電波反射特性を測定し、落下中の降雪雪片の粒径分布との関係を解析した。4.雲底高度計を用いて降雪時の雲の高さを測定した。これらの観測データを解析して、地上付近の降雪雪片と雲内での雪結晶の生成過程との関係ならびに降雪による電波減衰の影響を考察した。
生物分子モーターにおける自由エネルギー変換と制御の理論

タンパク質分子モーターは、'揺ぐ世界'において入出力とそのタイミングの制御によって変換効率など望ましい機能を発揮している。今年度はこの制御の問題を正面からとりあげ、ナノバイオロジーの実験的知見とタンパク質構造解析の知見を統合することを目指した。1.揺ぎのエネルギー論の枠組みを用いて、カルノー熱機関おける操作にともなう仕事とその不可逆性、および両者の関係について検討し(ref.1)、わけても、環境との接触に際して不可避に失われる情報と不可逆仕事の関係については熱力学の拡張への挑戦的な問題を含むので一般論の形式で論じた(注1).2.揺ぐ開放系の個別過程を扱う枠組みを揺ぎのエネルギー論の拡張として構成した(ref.2)。これはATP,ADP、あるいはGTP,GDP etc.、およびPiの混合物である環境での議論に必要である。化学ポテンシャルの意味、それと反応座標やエネルギー収支との関係なども示した。3.実験の仮説検証的な解析により(ref.3)、分子モーターが化学反応→力学仕事の向きのみならず、力学仕事→化学反応の向きの双方向の制御を具現していることを示唆した。従来の(思考)実験モデルでは大雑把にいって片側の制御のみしか行わない事を指摘した(ref.4)。4.分子モーターにおいて要素過程が互いに時空的に制御されながら進行していることが強く示唆されるが、(1)リガンド結合を検知するシステムの構造的・エネルギー論的な設計(2)検知のシステムと(タイミングを含めた)制御のシステムを双方向に結合して、自由エネルギー変換機構を構築した(注2;論文執筆中)。副産物として、Allosteric転移や結合の交換などをミクロレベルで統一的に記述できるようになった。
脳画像解析とＣＮＶ解析の融合による弧発性自閉症と家族性自閉症の病態解明

自閉症のトリオ203家系のうち191家系が孤発性、12家系が家族性であった。それらに対してCNV解析を行ったところ全部で7305か所のCNVが見つかった。その中の3728か所が遺伝子に影響を与え、89.6%が両親からの継代であった。継代しない新規のCNVは17か所であった。この部位には、神経発達や維持に関する様々な遺伝子が存在した。今まで報告されているSHNK3も含まれた。CNV解析により新規の自閉症関連遺伝子を見つけた。自閉症トリオサンプルにおける画像データとCNVデータとの融合:自閉症トリオサンプルのPETやMRIの画像データとゲノムコピー数変異(CNV)を組み合わせることで弧発性自閉症と家族性自閉症の病態を解明する。(i)自閉症トリオサンプルのCNV解析我々は、より正確な検定ができ集団の構造化の影響を受けない家族内相関解析(Transmission disequilibriumtest : TDT)(父、母、本人のサンプル)を日本人の自閉症DNAサンプル108家系について、父、母、本人のCNV解析を行った。そして特徴的な重要なCNVを明らかにした。父母から継代したCNVは3321個で、内訳は父からは1331個、母からは1242個、両親からは748個である。新規のCNVは437個であった。継代したCNVのうち遺伝子を含むものは1678個でそのうちdeletionは879個(52.4%)であり、新規CNVのうち遺伝子を含むものは231個で、そのうちdeletionは172個(74.5%)であった。新規CNVは437に対して、Total After Quality Controlを行うと410個になり、centromereとtelomereを除外すると231個になり、遺伝子を含んでいるものは140個となり、highly contientの解析をすると124個になり、エクソンを含む部位は18個となり、新規CNV領域は18ヶ所と同定できた。染色体の位置は、Ch.1が2ヶ所、Ch.6が3ヶ所、Ch.7が1ヶ所、Ch.8が2ヶ所、Ch.9が1ヶ所、Ch.11が2ヶ所、Ch.12が1ヶ所、Ch.14が1ヶ所、Ch.17が3ヶ所、Ch.19が1ヶ所、Ch.22が1ヶ所であった。それらの部位には多くの遺伝子が存在し、機能のわかっている遺伝子は15個であった。自閉症の孤発性発症群と家族性発症群に関してトリオ家族のCNV解析を行うことによって、自閉症の病態を明らかにし、新規の自閉症関連遺伝子を見つけることを目標とした。それらに対して、Affymetrix Genome-Wide Human SNP Nsp/Sty 6.0 microarrayを用いてCNV解析を行った。3つの異なったアルゴリズム(PennCNV, Birdseye, Canary)を用いることで、filteringを行い、より正確なデータとした。全部で7305ヶ所のCNVが見つかった。その中の3728ヶ所が遺伝子に影響を与え、89.6%が両親からの継代であった。継代しない自閉症のみの新規のCNVは17ヶ所であった。この17ヶ所についてはサンガー法によってvalidationを行った。この17ヶ所の部位は、繰り返しが減っているもの、繰り返しが増えているものがあった。減っているものに対しては、神経発達や維持に関する様々な遺伝子が存在した。増えているものも同様に、神経発達や維持に関する様々な遺伝子が存在した。その中には今まで自閉症関連遺伝子であると報告されているSHNK3も含まれた。CNV解析により新規の自閉症関連遺伝子を何ヶ所かに見つけた。今後はそれらの新規関連遺伝子をより詳細に解析し、自閉症の病態メカニズムを明らかにしていきたい。近年アレイCGHの導入によりCNVが注目されている。CNVにより疾患感受性が変化すると考えられている。自閉症患者では6-7%でCNVが見つかる。これはコントロールの1%程度と比べて有意に高い。複数の患者がいる遺伝傾向の強い家系では2-3%に対して、家族に一人しか患者がいない弧発例では7-10%と高く、弧発例の発症と強く関連していることが明らかになっている。平成24年度は日本人自閉症104家系に、CNV解析を行い家族性、弧発例を明らかにする。自閉症トリオサンプルのCNV解析を目的とし、より正確な検定ができ集団の構造化の影響を受けない家族内相関解析(Transmission disequilibrium test:TDT) (父、母、本人のサンプル)を日本人の自閉症DNAサンプル104家系について、父、母、本人のCNV解析を行う。従来の方法よりPennCNV解析の信頼性が高いとのことで、この方法で解析を行った。結果は、ASDのCNVの88.4%は両親由来であった。

deletion率はASDの方(42%)が両親より(父:33.9%,母:28.6%)よりも高かった。新規CNVのdeletionの率(74.5%)は継代したCNV(52.4%)よりも高かった。18個の新規CNVが同定できた。108トリオのCNV解析が終了した。25年度が最終年度であるため、記入しない。24年度以降の目標として自閉症トリオサンプルにおける画像データとCNVデータとの融合をあげ、自閉症トリオサンプルのPETやMRIの画像データとゲノムコピー数変異(CNV)を組み合わせることで弧発性自閉症と家族性自閉症の病態を解明することが目的である。24年度104トリオのCNV解析が終了したことで、自閉症の孤発性と家族性におけるCNVの特徴が明らかになった。今迄のPETのデータと遺伝子のデータを組み合わせることのできる状況になり、24年度までの研究目標は達成されている。今後はCNV解析のデータと孤発例、家族性の関係、画像データの特徴との相関を明らかにしていく。自閉症家系104トリオの解析を行い、新規18個のCNVを同定した。まだ情報を公開していないが、興味深い遺伝子が浮かび上がっている。今後の研究はさらに遺伝子の解析を進めることで、自閉症関連遺伝子を同定し、そのデータを今迄積みあがった画像データと相互の解析をすることで自閉症の病態がさらに明らかになってくると考えている。
東アジアにおける国際民商事紛争解決システムの構築

東アジアの国家間で国際民商事紛争を迅速かつ実効的に解決するためには、外国判決の執行の容易化や承認予測に基づく二重起訴の規制を含む国際民事手続法に関するモデル・ルールを定立することにより、各国間で整合的な法的処理を確保することが必要である。また、台湾の亜東協会、日本の交流協会といった非外交機関を活用することにより、日本と台湾のように外交関係のない国家間で実務的に国際司法共助を実現すべきである。本年度は、法制審議会において国際裁判管轄立法の準備作業が進捗していることを考慮し、本研究グループにおいても国際裁判管轄規則のあり方を検討対象にすることとした。具体的には、研究分担者の間で国際裁判管轄の決定に関する総論・各論の主要テーマを分担し、条文に盛り込まれるべき規律内容や解釈のあり方を研究した上で、2009年9月に神戸大學で韓国・台湾から研究者7名を招へいして2日にわたる国際研究集会を開催し、各国法との比較という観点から、詳細な検討を加えた。その成果は、後掲のいくつかの論文のほか、韓国側参加者による立法への提言(孫京漢「日本の国際裁判管轄に関する新しいルールに望むこと-韓国の視点から-」国際商事法務37巻12号(2009年)16031613頁)として公表されている。また、とくに知的財産法関係については、研究代表者及び木棚照-が台湾司法院からの委嘱を受けて国際裁判管轄規則、準拠法撰択規則上の問題について研究し、11月に台北、台南の裁判所において講演を行った。その成果は台湾において公表される予定である。以上のほか、次年度以後に取り上げる予定である外国判決の承認・執行、国際訴訟競合についても、各メンバーにおいて研究のための準備作業に着手しており、その成果の一部は、既に論文として公表されている。本年度は、国際裁判管轄に関する立法作業が終了し、これを盛り込んだ民事訴訟法改正法案が国会に提出されたことから、国際裁判管轄の新たな法規制のあり方を中心として研究を行い、韓国・成均館大学において2日間のシンポジウムを開催して両国の管轄法制の内容やすりあわせの可否等について意見交換を行った。改正法案は、国会での審議が空転しているため、2度にわたって継続審議の扱いとなっており、未成立の状態であるが、外国への情報発信の必要があるため、Japanese Annual of International Lawに英語での紹介論文を執筆し、次年度に公表されることが決定している。また、国際知的財産関係事件の国際裁判管轄規則のあり方については、木棚照一教授による早稲田GCOEプロジェクトと相互に協力する形で並行的に検討を行った。これについては、昨年度に台湾で行った研究報告を土台とする論文を作成し、台湾司法院のホームページ上で公表した。同時に、外国判決の承認・執行に関しては、台湾・韓国の研究協力者との間での意見のすりあわせを終了し、上記シンポジウムにおいて、最終的な案を確定することができた。これに関しては、次年度に規則案の詳しい内容解説を作成した上で、最終年度に神戸法学雑誌等の雑誌媒体に公表することを予定している。このほか、対外国民事裁判権法の成立を受けて、その意義や問題点を検討し、JCAジャーナルに公表した。国際仲裁の法規制と国家法秩序のあり方について、仲裁地の機能を相対的に捉える必要があるとの視点から検討を行い、国際法学会において発表した。これは、次年度に国際法外交雑誌に原稿を掲載することが確定している。本年度は、まず、各研究分担者において、それぞれの担当領域につき研究を進めて成果を公表した。例えば中野の場合、国際仲戯と国家法の関係、国際裁判管轄規則のあり方を中心に論文を作成し、仲裁ADR法学会にて報告を行った。さらに、それらを基礎として、2011年9月24・25日、韓国より孫京漢、李圭錦、萱泰嶽、石光現、韓忠沫、台湾より王欽彦の6名の学者・実務家を招へいし、同志社大学において、国際シンポジウム「東アジアにおける国際民事紛争処理の現代的謀題」を開催した。そこでは、国際仲裁における法適用のあり方、国際仲裁における消費者保護問題とクラス・アービトレイション、国際仲裁と国際訴訟の競合問題、台湾と日本・韓国の間での司法共助の可能性、国際訴訟競合に関するモデル規則案等について検討を行った。国際訴訟競合に関するモデル規則の具体的内容は、なお細部に擦り合わせを要する箇所も残ったため、次年度、ソウルで開催予定のシンポジウムで最終確定する。他方、日本・韓国が国家承認していない台湾との間での司法共助と紛争処理の円滑化については、王副教授から重要な問題提起があり、検討の結果、相互主義的な考え方を緩和し、交流協会・亜東協会といった実務処理機関を活用することで対応が可能かつ必要である、との共通認識が得られた。そこで、これについては、中野・王が細部を検討し、日本およびヨーロッパで研究成果を公表することとした。2011年11月には、本共同研究の実施に多大の協力を頂いた、金文煥韓国国民大学元総長の停年記念論文集「New Hovizon for Ihternational Trade Law」が韓国で出版された。

これには、孫京漢教授ほかの韓国側共同研究者のみならず、日本側からも、本科研費の共同研究者である中野、道垣内、野村、木棚、スーパーバイザーである松岡の5名がそれぞれ論文を寄稿し、本科研費による共同研究の成果を公表す機会を得た。本年度は、研究期間の最終年度にあたることから、これまで3年間の研究成果をふまえ、最終成果の総まとめを行った。具体的には、昨年度の京都会議において、台湾の王欽彦副教授から、日韓と台湾の間での司法共助実施上の問題(台湾は日本・韓国において国家承認を受けていないために、三国の間での国際民商事紛争の解決を図るうえで障害になっていること)について重要な問題提起がなされたことを受けて、その対応を検討した。その結果、交流協会や亜東協会といった実務処理機関を通して送達等の事務を行うことで問題を克服する可能性があるとの認識に至り、それに関して中野と王副教授が細部をすり合わせて検討し、日本では「国際商事法務」誌に日本語論文を、台湾では静宜大学研究紀要に中国語で論文を公表した。目下、両名において英語論文も準備しているが、年度内に公表することはできなかった。このほか、各研究分担者において、国際民事手続法に関連するこれまでの各自の研究結果を取りまとめたものをとりまとめ、個別に公表した。同時に、研究成果の総括を目的として、2012年9月79日に韓国・韓陽大学においてKorea-Japan-Taiwan Private International Law/International Civil Procedure Law Symposium 2012を開催した。そこでは、韓国・日本・台湾における国際裁判管轄の規律に関する研究報告のほか、昨年度の京都シンポジウムで成案を得るに至らなかった国際訴訟競合の規律について韓国側パネリストから報告がなされ、討議の上、共同提案が合意された。国際裁判管轄の規律に関しては、各国間での隔たりが相当程度残されていることが確認されたことから、今後、日本・韓国・台湾での共同研究を継続的に行い、議論を活性化してゆくことの必要性が確認された。外国判決の承認・執行については、2010年のソウル会議、2011年の京都会議において、モデル規則の内容を確定することができた。国際訴訟競合に関するモデル規則については、既に骨格部分を固めており、2012年秋のソウル会議において最終的確定する。また、日本・台湾間で国際司法共助を実現するための方策に関しては、中野と王が共同執筆の形で論文を作成しており、2012年度中に、日本では「国際商事法務」誌、ヨーロッパでは「The Ihternational Journal of Procedural Law」において公表する予定である(前者は校正作業中、後者については現在査読手続中)。24年度が最終年度であるため、記入しない。2012年9月7-9日に、漢陽大学法科大学院の韓忠株教授のご助力を得て、韓国ソウルにて本科研費の最終国際シンポジウムを開催する予定である。そこでは、国際訴設競合のあるべき規整方法について、日本・韓国・台湾の間で共通に適用可能な規則モデルの内容を検討し、その内容を確定する。
植物の温度ストレス応答におけるＲＮＡ分解酵素ＤＣＰ凝集の意義とその役割の解明

本研究では、環境ストレス応答においてmRNAが分解を伴った量的・質的変動を起こすことに着目し、この現象の一端を担うと考えられる、mRNA分解酵素DCP1とDCP2について研究を行った。本年度はまず高温処理前後におけるDCP1SA植物トランスクリプトーム実験の解析からはじめた。解析により、DCP1SAでは通常温度時にはほとんど通常植物と同様のRNAの蓄積を示していること、一方で高温処理によって短時間でmRNAの蓄積量が変化していることが分かってきた。これらの変動したmRNAには、DCP1とDCP2が直接分解を行う標的mRNAと、直接の標的ではなく、二次的な影響により変動したものが含まれているのではないかと考えられた。そこでDCP1SAで安定化を示したmRNAのうちの数種類について、転写阻害剤を加えた植物に高温処理をしてタイムコースを取り、その変動率からこれらのmRNAの半減期を算出した。本解析の結果、DCP1SA植物で安定化を示したmRNAのうち、一部のmRNAは高温時に分解されていることが示唆された。また、一部のmRNAは分解とは独立して、転写に依存したmRNA量の変動が引き金となってDCP1SAで量的変動が起きていることが示唆された。本研究手法により、様々な細胞応答の総和であるmRNA量の変動から、DCP1とDCP2に依存したmRNA分解の直接的な標的候補だけ同定することに成功した。本研究成果から、植物が高温応答時にリン酸化を通じてDCP2の局在を変化させることで、細胞内RNA分布を変化させることが示唆された。更に、このリン酸化依存的に選択的なmRNA分解が引き起こされていることが示唆され、高温応答におけるmRNA分解機構とその意義の一端を明らかにすることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、環境ストレス応答におけるRNA分解タンパク質DCP1とDCP2の働きを明らかにすることが目的である。まず、DCP2とDCP1の細胞内局在観察から行った。その結果DCP2の一部はDCP1と共局在するものの、多くは細胞質中に拡散していることが明らかとなった。その植物に高温ストレス処理を行い、計時観察を行った。その結果、高温処理下でDCP1とDCP2が多く存在する顆粒が形成された。このDCP1とDCP2が共局在するDCP1/2 bodyが高温時に形成されるとこの結果をまとめ、学術論文としてPlant Cell Physiology誌に研究成果を発表した。次に非リン酸化型DCP1のmimicであるDCP1-SA植物とDCP2-GFP植物を交配し、その植物に高温ストレスをかけた。その結果、DCP1-SA植物では高温時のDCP2の顆粒形成能が弱まることが確認できた。そこでDCP1SA植物に高温処理をしてトランスクリプトーム解析を行った。解析の結果、DCP1リン酸化は高温時に発現変動するRNAのうち、一部の減少に重要であることが示唆された。これらの結果をまとめ、日本植物生理学会で研究成果を発表した。以上の実験結果から、植物が高温応答時にDCP2の局在を変化させることで、細胞内RNA分布を変化させることが示唆された。また、リン酸化がこの迅速な局在変化を可能にしていることも示唆された。本研究により高温応答におけるmRNA分解機構とその意義の一端を明らかにすることができた。まず本研究ではRNA分解酵素の二つのサブユニットDCP1とDCP2を共に可視化した植物を構築した。その植物を用いることで、これまでの定説を覆し、DCP1とDCP2の共局在は平温時には見られず、高温ストレス下においてDCP1/2 bodyが形成されることを明らかにすることができた。