hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
疾病関連因子を制御する転写因子の構造解析

Streptmyces coelicolor A3(2)由来SC06571の結晶の非対称単位中の6分子のそれぞれは,TIMバレル構造をとり,3つの2量体が,それぞれの持つ2回軸と直交する3回軸で会合して,全体として点群D_3に属していることがわかった.TIMバレルを持つ蛋白質には,さまざまな異なる反応を触媒する酵素が存在する.Daliサーバーを使ったホモロジー蛋白質のサーチによると,放線菌のキシロースイソメラーゼなど,イソメラーゼファミリー蛋白質が高いZスコアーを示した.しかし,これらホモログ蛋白質の会合状態はSC06571と異なっている.幾つかのものは単量体として働き,他のものは2量体や4量体として存在している,これらの中で2量体の会合状態がSC06571と最も似ているのは,D-fructose and D-psicoseの相互変換を触媒するDPEaseであった.しかし,SC06571の2量体会合の方が,DPEaseよりもさらに緊密な会合状態を示している.上に述べたように,SC06571では,さらにこれが会合して6量体の構造をとっているが,これはイソメラーゼファミリー蛋白質としてはじめての例である.この成果はProtein & PeptideLettersに投稿,現在,印刷中である.また,昨年度までに大量発現,精製に成功していたetsがん遺伝子群転写因子EIAFについては,結晶化スクリーニングを実施し,さらに結晶化条件を精査することによって,回折実験可能な結晶を得ることに成功した.SPring-8でのデータ収集の結果,分解能3.5Å,空間群C2,格子定数はa=247Å,b=73.4Å,c=134.4Å,β=120.6°であることが判明した.現在,多波長異常散乱法による構造解析を行うために,Se-Met置換蛋白質を調製中である.本研究ではヒト由来転写因子E1AFおよび放線菌由来TetRファミリー転写制御因子の構造機能解析を目標としている.E1AFに関して,本年度は大腸菌組換え発現系,および精製系を確立した.E1AFはポリヒスチジンタグ融合蛋白質として大腸菌組換え発現系を用いて得た.精製は金属アフィニティ,疎水性相互作用,ゲルろ過,陽イオン交換の各クロマトグラフィーを順次組み合わせて行った.確立した大量調製系によって調製したE1AFを用いて384条件の結晶化条件スクリーニングを行い,1条件で初期結晶を得た.しかし,この結晶は再現性が低かったことから,安定に結晶を得るために現在結晶化条件の最適化を行っている.セレノメチオニンラベル蛋白質調製のための予備実験を実施したところ,組換え発現量が十分でないことが明らかになった.そのため組換え発現条件の検討を実施している.放線菌由来TetRファミリー蛋白質については構造解析用回折データを得る目的で,セレノメチオニンラベル蛋白質の大量調製を行い,結晶化条件の最適化を行った.その結果,比較的良型の結晶を得ることができた.得られた結晶を用い,SPring-8においてX線回折実験を行い,3.0Å分解能の回折データを得た.このデータは構造決定には未だ分解能が不足しているため,現在,分解能を上げるべく結晶化条件のさらなる最適化を行っている.また,機能解析に向けて,TetRファミリー蛋白質のDNA結合部位決定をSELEX法で行うために必要な放線菌ゲノムのライブラリークローンの作成を行った.Streptmyces coelicolor A3(2)由来の転写制御因子SCO4850,SCO6571,SCO7809の3つについて,放線菌Rhodococcus erythropolis L-88を用いる大量発現系を構築し,Se-Met置換タンパク質を精製した.ハンギングドロップ蒸気拡散法による結晶化スクリーニングを実施した結果,全てについて結晶を得た.結晶化条件の最適化を進めた結果,これらのうちSCO6571について2.7Åの構造解析に十分な分解能を与える結晶を得ることに成功した.高エネルギー加速器研究機構の放射光施設PFのビームラインBL6AでSe吸収端でのX線回折データを測定し,SAD法による構造解析を行った.データベース上ではSCO6571はTetRファミリーの転写リプレッサーとされているが,この結晶構造解析の結果SCO6571はTIMバレル構造を有する糖異性化酵素と立体的に類似性の高い酵素タンパク質であることを明らかにし,データベースのミス・アノーテーションを発見した.残るSCO4850とSCO7809については,現在5Å程度の分解能であり,結晶化条件の最適化を進めている.またそれと並行して,ゲノミックSELEX法によるDNA上の特異的結合サイトの特定を進めている.また,etsがん遺伝子群転写因子E1AFについて大腸菌BL21(DE3)を用いる大量発現系を構築した.クロマトグラフィーによる精製条件を確立し,精製標品を用いて結晶化スクリーニングを実施した.Streptmyces coelicolor A3(2)由来SC06571の結晶の非対称単位中の6分子のそれぞれは,TIMバレル構造をとり,3つの2量体が,それぞれの持つ2回軸と直交する3回軸で会合して,全体として点群D_3に属していることがわかった.TIMバレルを持つ蛋白質には,さまざまな異なる反応を触媒する酵素が存在する.

Daliサーバーを使ったホモロジー蛋白質のサーチによると,放線菌のキシロースイソメラーゼなど,イソメラーゼファミリー蛋白質が高いZスコアーを示した.しかし,これらホモログ蛋白質の会合状態はSC06571と異なっている.幾つかのものは単量体として働き,他のものは2量体や4量体として存在している,これらの中で2量体の会合状態がSC06571と最も似ているのは,D-fructose and D-psicoseの相互変換を触媒するDPEaseであった.しかし,SC06571の2量体会合の方が,DPEaseよりもさらに緊密な会合状態を示している.上に述べたように,SC06571では,さらにこれが会合して6量体の構造をとっているが,これはイソメラーゼファミリー蛋白質としてはじめての例である.この成果はProtein & PeptideLettersに投稿,現在,印刷中である.また,昨年度までに大量発現,精製に成功していたetsがん遺伝子群転写因子EIAFについては,結晶化スクリーニングを実施し,さらに結晶化条件を精査することによって,回折実験可能な結晶を得ることに成功した.SPring-8でのデータ収集の結果,分解能3.5Å,空間群C2,格子定数はa=247Å,b=73.4Å,c=134.4Å,β=120.6°であることが判明した.現在,多波長異常散乱法による構造解析を行うために,Se-Met置換蛋白質を調製中である.
途上国農漁村の衛生管理における隠匿行動の経済疫学研究

前年度に小規模エビ養殖業者を対象に行った調査データの分析を行った。隠匿行動の解明を行うために行ったItem Count Technique(ICT)では、次の二つの文章を養殖農家が答えにくい質問項目とした。第一は「エビ収穫後に、養殖の水を消毒することなく外部に直接排水している」、第二は「許可なしにバナメイエビの養殖を行っている」、である。フエ省ではエビ収穫後に、養殖で使った水を適切に消毒して外部(汽水湖)に排水しなければならなく、また、バナメイエビは、環境汚染の恐れから、養殖には許可が必要である。ICTの結果、上記二つの質問を直接尋ねた回答割合は、間接質問の割合よりも高くなっており、特に第一の質問は統計的有意な差があった。すなわち、エビ養殖に利用された排水が十分に消毒されることなく、排水されている可能性が示唆された。現地のエビ養殖農家では、多発するエビの疾病予防のために抗生物質が多量に利用されている。抗生物質利用を適切に行う農家の衛生管理行動に影響を与える要因を、構造方程式モデリングから明らかにした。環境汚染に対する認識が高いこと、安全な食品(エビ)に対する認証表示への認識が高いことなどが、農家の適切な衛生管理行動への動機づけに結び付くことが明らかになった。ベトナムのエビ養殖における疾病発生の一つの要因として、養殖農家が利用した水を十分に消毒することなく排水している可能性は、以前からも関係者から指摘されていたが、誰もその存在を示すことはできなかった。本研究ではICTを用いて、その可能性(隠匿行動)を明らかにした。疾病の多発は抗生物質の過剰な利用にもつながる。エビ生産現場における、より適切なモニタリング制度の導入などが必要である。ベトナムは現在日本で最大のエビ輸出国であるが、ベトナム産エビからは基準値を超えた抗生物質が検出されるケースが後を絶たない。この研究では、日本にもエビを輸出しているベトナム中部のフエ省を調査地に設定し、初年度はフエ大学の協力を得ながら、フエ市周辺のエビ養殖の実態について関係機関から聞き取りを行った。その結果、エビ輸出業者と契約養殖を行う大規模養殖業者では、エビ出荷の1週間前には抗生物質は使わないなどの契約のもとで、エビを出荷していることがわかった。抗生物質の検査はフエ省の品質管理局でサンプル検査を行っているが、2015年のサンプル数は、フエ省に約12,000戸あるエビ養殖業者のうち、わずか3戸のみであった。ベトナムでは、エビ養殖業者の多くは小規模養殖業者で、ここから養殖されたエビが輸出業者にも出荷されている実態が明らかとなった。小規模養殖農家30戸に対して、基本情報収集のため調査表を使った実態調査を行った。ホワイトスポットなどの疾病が発生しており、こうした被害拡大防止のため、調査地域のほとんどのエビ業者はバナメイを養殖していなかった。また、フエ省では家畜衛生局がエビの疾病管理のための講習会を開催しているが、こうした講習会に参加する業者ほど過去1年間のエビの疾病回数が少ない傾向にあることも明らかとなった。しかし、多くを占める小規模エビ養殖農家がどの程度抗生物質の利用基準を理解し、その利用を行っているのか、特にエビの飼料中に含まれる抗生物質にも注意を払い分析を進める必要性が確認された。ベトナム・フエ省のエビ養殖を本研究の調査地として設定した。現地関係機関も非常に協力的であり、基本情報収集のため30戸の予備調査も予定通り行うことができた。昨年度に調査を行ったフエ省における小規模エビ養殖業者実態調査(30戸)データについて詳細な分析を進め,次の点が明らかとなった。第一に,ある程度成長したエビが疾病に感染した場合,健康なエビよりも低い価格ではあるが,仲介業者に販売されるケースもあり,これは調査したエビ養殖農家の総収穫量の約16.5%にも達していた。第二に,こうした疾病は,フエ省家畜衛生局が開催する技術講習会に参加する農家ほど発生頻度が低下する傾向などが確認された。これら結果については,論文としてまとめ,学会誌に投稿し受理された。大規模エビ養殖加工業者にも聞き取り調査を行ったが,基本的には小規模エビ養殖業者と契約養殖を行っており,ここでは,エビ出荷の一週間前は抗生物質を利用しないなど,適切な衛生管理が行われていた。しかし,大規模エビ加工業者と契約養殖を行っていない小規模エビ養殖業者から仲介業者がエビを集め,大規模エビ加工業者にエビを流通させるケースがあり,この流通ルートで,品質が担保されていないエビが混入し,日本などへの輸出向けに供給されている可能性が明らかになってきた。本研究のキーワードの一つは隠匿行動であるが,疾病に感染したエビでも仲介業者などに販売するエビ養殖業者は存在することが調査から明らかになってきた。こうした隠匿行動がエビの疾病を拡散させ,それを予防する目的で多くの抗生物質が使われる,負の連鎖が示唆された。今後の実態調査においては,こうした隠匿行動に加えて,小規模エビ養殖業者に農薬などを販売する医薬品販売業者の行動(抗生物質などの使用基準などを理解している)と,抗生物質などの使用方法・基準を理解せず,医薬品販売業者の言われるまま,農薬などを使うエビ養殖業者の行動に考慮した分析が必要となることが示唆された。

フエ省で小規模エビ養殖業者の実態調査を行い,また関係機関においてエビの衛生管理に関する聞き取り調査を進めた。これら分析結果を取りまとめた成果は学会誌に投稿し受理されるなど,一定の成果を残せたと思われる。ベトナムのフエ省におけるエビ養殖の特色である,ラグーンの汽水を利用したエビ養殖が盛んに行われているPhu Vang地区とPhu Loc地区で、Social Capital(SC)とエビ疾病発生の関係を明かにするため実態調査を行った。Phu Vang地区ではPhu XuanコミューンとPhu Dienコミューン,Phu Loc地区ではLoc DienコミューンとVinh Hungコミューンを調査対象コミューンに設定した(計4コミューン)。フエ大学の協力のもと,コミューンあたり40戸,計160戸の小規模エビ養殖業者を対象に質問紙調査法を実施した(2017年8月24日同年9月3日)。SCと知識から行動までの心理プロセスによる,エビの疾病抑制の仕組みを,構造方程式モデリング(Structural Equation Modeling:SEM)を用いて推定した。詳細な分析はこれからであるが、次の点が明かとなった。1)在来的な地縁組織であるエビ養殖組織(SG)では,養殖業者間のSCが形成され,技術集会への参加意欲が高まり、エビの疾病頻度は減少している。2)新しく組織されたコミュニティ水産組織(SCFA)では,養殖業者間のSCは形成されておらず,技術集会などへの参加意欲は低く,エビの疾病頻度の減少には至っていない。以上から、エビの疾病発生にはSCが関係していることが明かとなってきた。システムダイナミックスに必要なパラメータの推計が困難であり、この部分については次年度において、引き続き検討する。システムダイナミックスに必要となるエビ疾病に関わるパラメータの推計が困難となり、Structural Equation Modeling(SEM)を導入した。当初の目的通りとはならなかったが、SEMのエビの疾病発生の関係が明かになりつつある。前年度に小規模エビ養殖業者を対象に行った調査データの分析を行った。隠匿行動の解明を行うために行ったItem Count Technique(ICT)では、次の二つの文章を養殖農家が答えにくい質問項目とした。第一は「エビ収穫後に、養殖の水を消毒することなく外部に直接排水している」、第二は「許可なしにバナメイエビの養殖を行っている」、である。フエ省ではエビ収穫後に、養殖で使った水を適切に消毒して外部(汽水湖)に排水しなければならなく、また、バナメイエビは、環境汚染の恐れから、養殖には許可が必要である。ICTの結果、上記二つの質問を直接尋ねた回答割合は、間接質問の割合よりも高くなっており、特に第一の質問は統計的有意な差があった。すなわち、エビ養殖に利用された排水が十分に消毒されることなく、排水されている可能性が示唆された。現地のエビ養殖農家では、多発するエビの疾病予防のために抗生物質が多量に利用されている。抗生物質利用を適切に行う農家の衛生管理行動に影響を与える要因を、構造方程式モデリングから明らかにした。環境汚染に対する認識が高いこと、安全な食品(エビ)に対する認証表示への認識が高いことなどが、農家の適切な衛生管理行動への動機づけに結び付くことが明らかになった。ベトナムのエビ養殖における疾病発生の一つの要因として、養殖農家が利用した水を十分に消毒することなく排水している可能性は、以前からも関係者から指摘されていたが、誰もその存在を示すことはできなかった。
伝統産業地域における価値創造システム構築に向けた企業家の制度的戦略

本研究では佐賀県の伝統産業である有田焼の現代的再生プロセスについて、地方自治体の産業支援策に基づく県庁や町役場、商工会議所や業界団体と企業経営者との有機的連携に基づく産地戦略の展開に焦点をあてながら検討を行った。具体的には有田焼創業400年事業を中心とした各種事業の実施と、その担い手となるメーカー・窯元、商社などの事業主体における企業者活動の動向を検証することにより、2016年の記念事業のその後の成果について検証した。その過程で進行した産地レベルの変化として、若手経営者による製品開発と海外市場におけるPR活動が定着し、海外での販売を軸とした国内市場での販路開拓が進行すると同時に、業界の中心的な担い手である商社や窯元の主力メンバーが交代した事実を確認した。従来より産地のリーダーとなった企業家が若手経営者や作家などの活動を支援する中で、産地内組織の再編とともに業界の将来的方向性が明確に打ち出され、クオリティーの高い製品の創出と製品を都市市場へ供給するための流通ルートの形成が進んだ。着実に産地の事業システムが高度化し、市場の変化に対応した制度が形成されつつある。本研究の成果を大学の研究叢書として取りまとめるとともに、一般者の理解を助けるための図書刊行を検討中である。産地の制度を変革する存在でもある企業家は、産業発展を導く上で産地を訪れる顧客の満足度が上昇するよう努力し、観光まちづくり公社の設立を通じて地域の人々と観光客をつなぐ組織づくりに取り組んでいる。本研究では、現在進行形で発展しつつある伝統産業地域の業界組織とまちづくり、ひとづくりに対するアクションリサーチを行うことを通じて、インバウンドに対応した産業観光地へと変貌しつつある佐賀県有田の事例から、企業者活動による伝統産業地域の価値創造システムの形成に関して学術的評価を加える上での視座の提供に成功したものと考える。平成28年度には本研究の事例研究対象地域となる佐賀県有田町・長崎県波佐見町の肥前地区を中心とした陶磁器業の市場戦略、そして伝統産業の担い手となる主要メーカーや窯元、商社の企業者活動に焦点を当てながらフィールドワークを実施した。2016年という節目の時期を迎えた肥前磁器生産地を抱える佐賀県では、有田焼創業400年事業として、莫大な資金を投入する形で佐賀県の産業観光に対する各種事業を展開し、世界的デザイン賞を受けたヨーロッパ各地の主要コンクールに「ARITA episode2」というキャッチフレーズを用いて新製品開発へと取り組み、高い反響を受けながら佐賀県の重要施策として展開中である。このような外国人バイヤーとの取引活動を促進する販売機会を拡大することにより、伝統産業はクールジャパンの追い風を受けながら地域ブランドとしての評価を高める方向で現在国を挙げて取り組む体制が整いつつあると考えられる。本研究では、以上の佐賀県・有田町、長崎県・波佐見町における伝統産業地域の活性化と伝統産業を軸としたまちづくり政策の最新動向について学術的観点に基づいて検証を行い、それらの地域戦略をリードする企業家の役割について、伝統産業の経営革新に加え、産業観光の担い手としての活動にも注目しながら調査を実施した。佐賀県では、地域経済活性化支援機構(REVIC)の支援を受けて、産業観光を軸としたまちづくり公社ならびに陶磁器観光施設の運営を開始しており、このような形で、伝統産業地域はインバウンドや都市部富裕層の滞在型観光地として急速に変貌を遂げつつある。産業と観光の相乗効果を狙う形で、伝統産業地域の再生と産地システムの再構築、若手企業家による新たなビジネスモデルの提案などが続出しており、激変する伝統産地のまちづくりの方向性について、アクションリサーチの方法論に基づきつつ調査研究を実施したく考える。伝統産業地域におけるケーススタディーを進めるべく、地域発展の中心的役割を担う企業家の活動に焦点をあて、業界や地域団体、地域社会のリーダーシップについて、地域ブランドや新たなビジネスモデルの創出主体としての役割を中心に歴史的視点を加えて検討を行った。陶磁器業では昨今、旧来の洋食器市場衰退の動きを受けて、和食器市場における新たな分野にわたる製品開発と商社・窯元・メーカーの協力関係に基づく商品化の取り組みが行われており、佐賀県有田町の香蘭社・深川製磁・有田製窯など主要メーカーにおける史料調査、さらにはヤマト陶磁器・賞美堂本店・犬塚商店・椋露地商店・丸兄商社・キハラなどの主要商社におけるヒアリングを通じて、歴史的視点に基づいた伝統産業地域の発展過程と昨今の革新的試みの数々について事実関係の検証作業を鋭意進めている。佐賀県有田町では、日本磁器発祥・有田焼創業400年事業事務局が立ち上がり、同時に有田商工会議所が中心となって有田まちづくり公社が結成された。これら諸機関の運営に関与する企業家の動向について追跡調査を行い、伝統産業地域の経営戦略に関するヒアリングを実施した。隣接する長崎県波佐見町でも陶磁器業を中心としたツーリズム事業が展開しており、当該地域の窯元経営者であるNPO理事長、業界団体理事長に対するヒアリングを実施し、肥前地域における産業観光の現状に関する実地調査を本格的に行った。佐賀県・長崎県に加え、和食器産地として現在も生き残る京都府・岐阜県・石川県ほかの窯業地域における企業家の活動を明らかにするべく『陶業時報』のバックナンバーについて調査を開始した。現在日本の陶磁器業界で唯一継続する業界誌として陶業時報社の情報は貴重な存在であり、陶磁器産地の歴史的検討を行う上で不可欠の資料と考えられる。陶磁器業界の重要資料として活用することで、本研究の進展が期待できる状況にある。本研究の主要な研究対象地域である佐賀県有田町の有田焼創業400年事業についてアクションリサーチを行った平成28年度を受けて、海外での事業展開を進めるARITA

2016/の動向と国内での展開状況について、それらの事業を推進する深川祐次氏や原田元氏など、製造部門を担う有田焼メーカーの首脳陣へのヒアリングを実施し、日本の代表的伝統産業地域として発展を遂げる肥前陶磁器産地の新戦略について、とりわけ産地における企業家としてのリーダーシップに着目しながら検討を実施した。さらに有田での新しい事業展開との関連性について、隣接する長崎県波佐見焼地域の分析作業から検討を進めるべく、有田焼取扱商社として活躍する波佐見の主要商社より実態面でのヒアリングを行い、肥前窯業圏と称される佐賀県有田町と長崎県波佐見町における分業関係、そして相互依存関係を中心に調査を実施した。海外ではいずれも有田焼とみなされるこれら両産地の製品については、日本独自の製品技術に基づくモチーフや、和食器としての機能を発展させた各種のカジュアル製品を生み出し、従来の枠組みにとらわれない自由な発想の製品開発が進められている現状について確認できた。一方で、伝統工芸産地として職人の技やものづくりに基づいた製品の開発も続けられ、国内そして中国をはじめとするアジアの顧客から評価を受けるなど、伝統産地として新たな局面が生み出されつつある。以上のような日本の和食器産地の注目される動向をふまえつつ、日本の三大和食器産地とよばれる岐阜県の美濃焼と佐賀県有田焼、長崎県波佐見焼の相互関係と国内市場における住み分けの現状について、国内で唯一の業界誌である陶業時報社から情報提供を受けることで、現状の把握と今後の陶磁器産地における新たな戦略の可能性について、具体的な市場の動向に基づきながら検討を行った。佐賀県有田町では、陶磁器業界をめぐる地域産業の再編が進んでいる。有田商工会議所が中心となって運営される有田まちづくり公社の活動、明治大正期の商業施設群が立ち並ぶ中心部の町屋を活用した観光施設の整備、有田駅前での観光案内を担う情報センターの整備などが進展し、産地の中堅企業家だけでなく、30ー40代の若手経営者による海外市場に視野を広げた各種事業の展開など、有田町を中心とした産地構造の将来的な変革が期待されるさまざまな取り組みの現状について具体的事例をもとに検討を加えた。これらの作業を通じて、伝統産地における企業者活動や、従来の組合組織を超えた民間レベルでのプロジェクトグループの形成が今後の新しい産地戦略をもたらす核となる現状について検討を加え、次年度に研究報告書として取りまとめる予定である。また陶磁器産地の現状を把握するべく、陶業時報社の60年以上にわたる同社の業界誌を整理し、データベースを作成するための作業を行った。昭和28年の創業時点から昭和41年までのタブロイド版資料の記事をもとに事実確認を行い、平成以降の紙面から近年の陶磁器業界の苦境と脱出に至るプロセスに関して検討を行った。洋食器だけでなく和食器の市場が国内はもとより海外でも大いに期待できる状況にあり、日本における伝統産業の経営課題について国内の三大主要和食器産地である有田・波佐見・美濃の動向から比較検討を進めつつある。
組み換えに依存するDNA複製の機構とその生物学的意義の分子生物学的研究

(1) ATP結合ドメイン、あるいはZinc finger領域のシステインに点変異を持つ変異PriAタンパク質を作製した。(2)これらの変異PriAタンパク質の安定DNA複製における機能を測定した結果,ATP結合能およびZinc finger様構造はともに安定DNA複製に必要であるという予備的な結果を得た。(3) PriAタンパク質は、ColE1型プラスミドの複製起点近傍に形成されるR-loop構造に結合する。(4) PriAタンパク質のN端300アミノ酸のみでn'pasと呼ばれる特異的なDNAヘアピン結合には十分である。(5)データベースを探索した結果、7種類の細菌から、PriA遺伝子の構造的ホモログと考えられる遺伝子を同定した。その中で、マイコプラズマの遺伝子は、Zinc finger様構造は保持していたが、ATP結合/ヘリカーゼドメインの一部が失われていた。(6)出芽酵母の全塩基配列中にPriA類似遺伝子が存在するか探索したが、これまでのところ見い出されていない。真核細胞における、PriAの機能的ホモログは構造的には細菌の遺伝子から大きく変化している可能性が示唆された。(7) DnaA遺伝子依存性のプライモソームの構造と機能について酵素学的に解析した。(8)大腸菌RNAポリメラーゼホロ酵素が認識する、新規な一本鎖DNAプロモーター(RPOサイト)を発見した。このプロモーターは特異的な二次構造を形成し、一本鎖DNA結合タンパク質の存在下で一本鎖の状態で高い転写活性を示す。転写産物は、下流のコード領域の発現とともに、DNAポリメラーゼIIIホロ酵素の存在下でDNA鎖伸長のためにプライマーRNAとしても機能する。RPOサイトは、Fプラスミドの接合伝達複製起点の近傍に存在し、接合伝達に伴う遺伝子発現及びDNA複製に関与する可能性を指摘した。(1)ATP結合ドメイン,あるいはZinc finger領域のシステインに点変異を持つ変異PriAタンパク質を作製した.(2)これらの変異PriAタンパク質の安定DNA複製における機能を測定した結果,ATP結合能およびZinc finger様構造はともに安定DNA複製に必要であるという予備的な結果を得た.(3)PriAタンパク質は,ColE1型プラスミドの複製起点近傍に形成されるR-loop構造に結合する.(4)PriAタンパク質のN端300アミノ酸のみでn'pasと呼ばれる特異的なDNAヘアピン結合には十分である.本年度は、PriAタンパク質による、D-loopあるいはR-loopからの複製開始機構を分子レベルで解析するための第1歩としてPriAタンパク質に依存するin vitroDNA複製系の開発を試みた。PriA欠損株からの抽出液を作製し、この中ではφX174ファージDNA及び、ColE1型プラスミドは複製できないが、精製したPriAタンパク質の添加により効率よく複製されることを確かめた。次に、in vitroで作製したR-loopを鋳型に用いて同様にPriA依存性の複製が観察されるかどうかを検討した。しかしながら、現在までのところPriAに依存した顕著なDNA複製は観察されていない。今後、ColE1型プラスミドの複製起点に形成されるR-loop構造や、RecAタンパク質を用いてin vitroで作製したD-loop構造をも鋳型を用いて、検討していく予定である。また、φX174ファージ型の複製に要求されるDnaT、PriB、DnaB、DnaCといったプレプライミングタンパク質を精製し、再構成in vitro系を用いた解析を試みる予定である。データベースの検索により少なくとも6種類の細菌に、PriA類似タンパク質を見い出した。この中には、マイコプラズマに見い出された遺伝子のように、Zinc Finger構造は維持しているが、ヘリカーゼドメインの一部は失っているものがあり、興味深い。

出芽酵母も含む真核細胞においてもpriAに類似したヘリカーゼを検索したが、これまでのところ特に類似した遺伝子は見い出されていない。今後、より機能的なアッセイ系を用いた検索、あるいは遺伝学的なスクリーニングを行い、真核細胞のPriAホモログを検索していく予定である。
製品・廃棄物輸送とエネルギー消費に着目した都市再資源化システムのモデル化と評価

本研究の目的は循環型社会への移行の必要性とその中での物流活動の重要性を提言するために、動脈・静脈を一元化した循環型物流と効果の評価、廃棄物の利用の技術ポテンシャルシステムの提案、具体的な評価を実験データに基づいて行うことの3点にある。この3年間の間に、廃家電の共同配送効果、プラスチックごみと可燃ごみの処理技術評価、木屑(バイオマス)のトライジェネレーション評価の拡大と統合化を行った。共同配送の評価では、初年度に関東地域を対象としてテレビ・エアコンディショナー・洗濯機・冷蔵庫の四製品の販売と収集のネットワークモデルを構築し、廃家電の発生と処理工場への輸送システム、さらに回収した廃家電をプラスチック、金属等の物質発生量に詳細化し、それぞれにマテリアルリサイクル、サーマルリサイクル、ケミカルリサイクル導入による評価を行い、LCAの視点からCO2排出削減効果を評価した。廃棄物の再資源化評価研究では、柏市の一般ごみ排出データを対象とし、昨年度のプラスチック処理、木・竹・わらなどへのガス溶融発電、ガス化複合発電、ガス溶融炉、生分解プラスチックの導入効果評価モデルに、近年注目されている解体木造家屋の評価を加えた。解体木造家屋の発生重量を予測し、これをガス化した際のガスの構成比を実験により求め、廃棄物の効率的な処理方法を評価するモデル開発を行った。本研究では、ガス化してタービン発電に投入するコジェネだけでなく、発生する水素を直接販売するトライジェネレーションを、単なる熱・物質バランスだけでなく、プロセスシミュレータを用い具体的な設計を行った。以上は、いずれもエネルギー資源学会、電気学会で口頭発表するとともに、論文として掲載された。研究の成果は引き続き投稿を予定している。本研究の目的は循環型社会への移行の必要性とその中での物流活動の重要性を提言するために、動脈・静脈を一元化した循環型物流を構築、共同配送を導入すること、廃棄物の利用の技術ポテンシャルと、産業間のリンクによるエンド〓冨パイプに変わる新しい再資源化システムを提案すること、具体的な評価を実験データに基づいて行うことの3点にある。本年度は、初年度として廃家電の共同配送効果、プラスチックごみと可燃ごみの処理技術評価、木屑(バイオマス)のトライジェネレーション評価試算の3件を行った。共同配送の評価では、関東地域を対象としてテレビ・エアコンディショナー・洗濯機・冷蔵庫の四製品の販売と収集のネットワークモデルを構築し、共同配送の導入により物流費用低下と14%の総輸送距離削減が可能であることを示した。廃棄物の再資源化評価研究では、柏市の一般ごみ排出データを対象とし、プラスチック処理、木・竹・わらなどのバイオマス廃棄物処理について、リサイクルではマテリアルリサイクル、ケミカルリサイクル、サーマルリサイクルの技術評価を行う。ここで、ガス溶融発電、ガス化複合発電、ガス溶融炉、生分解プラスチックの導入効果もあわせて評価対象とした。これらの技術導入の効果を、最終処分量、CO2排出量、エネルギー投入量の3点から比較できるモデルを構築した。この結果、ごみの構成により効果は異なるものの、ガス溶融発電、ガス化複合発電、ガス溶融炉、生分解プラスチックいずれも環境負荷回線に寄与することが定量的に確かめられた。バイオマストライジェネレーションでは、特に木質性廃棄物に着目し、ガス化してタービン発電に投入するコジェネだけでなく、発生する水素を直接販売するトライジェネレーションを、実験的なガス構成の分析を行いつつ、市場性を含めて評価を行った。以上は、いずれもエネルギー資源学会、電気学会で発表するとともに、論文として投稿中である。本研究の目的は循環型社会への移行の必要性とその中での物流活動の重要性を提言するために、動脈・静脈を一元化した循環型物流を構築、共同配送を導入すること、廃棄物の利用の技術ポテンシャルと、産業間のリンクによるエンド飫冨パイプに変わる新しい再資源化システムを提案すること、具体的な評価を実験データに基づいて行うことの3点にある。

本年度は、第2年度として昨年度の研究をさらに拡張し、廃家電の共同配送効果、プラスチックごみと可燃ごみの処理技術評価、木屑(バイオマス)のトライジェネレーション評価を拡大し、さらに統合化を行った。共同配送の評価では、初年度に関東地域を対象としてテレビ・エアコンディショナー・洗濯機・冷蔵庫の四製品の販売と収集のネットワークモデルを構築し、共同配送の導入効果の評価を行ったが、本年度はさらに廃家電の発生と処理工場への輸送システム、さらに回収した廃家電をプラスチック、金属等の物質発生量に詳細化し、それぞれにマテリアルリサイクル、サーマルリサイクル、ケミカルリサイクル導入による評価を行い、LCAの視点からCO2排出削減効果を評価した。廃棄物の再資源化評価研究では、柏市の一般ごみ排出データを対象とし、昨年度のプラスチック処理、木・竹・わらなどへのガス溶融発電、ガス化複合発電、ガス溶融炉、生分解プラスチックの導入効果評価モデルに、近年注目されている解体木造家屋の評価を加えた。解体木造家屋は、木造家屋新設件数、木造家屋の寿命、木材の構成等を過去30年にさかのぼって推計し、今後の発生重量を予測した。さらにこれをガス化した際のガスの構成比を実験により求め、廃棄物の効率的な処理方法を評価するモデル開発を行った。この結果、柏市においてはガス溶融発電が最も良い結果を与えている。バイオマストライジェネレーションでは、特に木質性廃棄物に着目し、ガス化してタービン発電に投入するコジェネだけでなく、発生する水素を直接販売するトライジェネレーションを、実験的なガス構成の分析を行いつつ、市場性を含めて評価を行った。本年度は昨年度の概念的な評価だけでなく、樹種による差を具体的に実験に基づいて評価した。以上は、いずれもエネルギー資源学会、電気学会で発表するとともに、論文として掲載された。研究の成果は引き続き投稿予定中である。研究の目的は循環型社会への移行の必要性とその中での物流活動の重要性を提言するために、動脈・静脈を一元化した循環型物流と効果の評価、廃棄物の利用の技術ポテンシャルシステムの提案、具体的な評価を実験データに基づいて行うことの3点にある。この3年間の間に、廃家電の共同配送効果、プラスチックごみと可燃ごみの処理技術評価、木屑(バイオマス)のトライジェネレーション評価の拡大と統合化を行った。共同配送の評価では、初年度に関東地域を対象としてテレビ・エアコンディショナー・洗濯機・冷蔵庫の四製品の販売と収集のネットワークモデルを構築し、廃家電の発生と処理工場への輸送システム、さらに回収した廃家電をプラスチック、金属等の物質発生量に詳細化し、それぞれにマテリアルリサイクル、サーマルリサイクル、ケミカルリサイクル導入による評価を行い、LCAの視点からCO2排出削減効果を評価した。
酸化物半導体へのスピン注入とスピン軌道相互作用の制御

酸化物半導体MgZnO/ZnOヘテロ界面におけるスピン軌道相互作用の電界制御を実現することで,分極不整合によって生じる高品位の2次元電子系を活用したスピン共鳴トランジスタの構築を目指すことが本研究の目的である.2014年度は高品位の酸化物2次元電子系を作製する準備段階として,まず,酸化物半導体薄膜の成長技術の確立に取り組んだ.現有のパルスレーザー堆積装置,X線回折装置及び原子間力顕微鏡を用いて,酸化物薄膜の成長とその評価を行った.それに加えて,電気二重層トランジスタを使った電界効果デバイスの作製に取り組んだ.その結果,平均面粗さ1nm以下の平坦な薄膜を得ることができた.今後,ヘテロ界面を設計し,2次元電子系の量子輸送を測定する予定である.また,電気二重層トランジスタのHall効果測定から,印加電圧に対してキャリア濃度の変調ができており,酸化物薄膜が形成する2次元電子系と組み合わせたスピン軌道相互作用の電界制御が期待できる.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。
Cre-loxPシステムを利用したGABA・セロトニンの味蕾における機能解析

本研究では、味蕾細胞の分化におけるMash1の機能とGABA・セロトニンの機能検索を目的として、Mash1-CreERT2/ CAG-floxed Neo-DTAマウスにタモキシフェンを投与し、Mash1発現細胞を変性させることで味蕾の形態や細胞分化に変化が見られるかどうか検索したが、味蕾の形態には有意な変化は観察されなかった。さらにタモキシフェン投与による味細胞のマーカー発現細胞数の変化を検索した結果、III型細胞マーカーを発現する細胞の数は、タモキシフェン投与日数が多いほど減少しているのが観察された。このことから、Mash1が味蕾においてIII型細胞の分化に関与していることが強く示唆された。本研究では1味蕾におけるMash1の機能の解明、2味蕾におけるセロトニンとGABAの機能の解明、3味蕾細胞の分化に関係する転写因子の探索を目的として、研究を行った。1.成体マウス味蕾におけるMash1発現細胞の細胞系譜を検索:Mash1-CreERT2マウスとCAG-floxed Neo-EGFPマウスを交配させ、Mash1-CreERT2/ CAG-floxed Neo-EGFPマウスを作製し、タモキシフェンを投与することで、味蕾におけるMash1発現細胞にGFPを発現させ、味蕾の各細胞型のマーカーとの局在を検索した。その結果、味蕾におけるGFP発現細胞は味蕾の3型細胞のマーカーと局在が一致していたが、2型細胞のマーカーとは一致していなかった。2.成体マウス味蕾におけるMash1の機能解析:Mash1-CreERT2マウスとCAG-floxed Neo-DTAマウスを交配させ、Mash1-CreERT2/ CAG-floxed Neo-DTAマウスを作製し、タモキシフェンを投与することで、味蕾におけるMash1発現細胞を変性させることを試みた。タモキシフェン投与3日から10日までの味蕾を味蕾細胞のマーカーで検索したところ、投与日数が多くなると3型細胞の数が減少していることが確認された。しかしながら、2型細胞の数には変化が認められなかった。以上の結果から、味蕾におけるMash1は3型細胞の分化に関与していることが示唆された。初年度の研究計画をおおむね遂行することができた。タモキシフェン投与によるマウスの死亡が多く、機能実験にまで進むことができなかったが、投与法を改良して生存率の向上ができるように検討中である。1.成体マウス味蕾におけるMash1発現細胞の細胞系譜を検索:昨年度に引き続きMash1発現細胞の細胞系譜の検討をMash1-CreERT2/ CAG-floxed Neo-EGFPマウスを用いて検索した。5日間タモキシフェン投与後、GFP発現細胞と味蕾の各細胞型のマーカーとの局在を検索したが、2型細胞のマーカーとは一致せず、3型細胞のマーカーのみに局在が一致した。2.成体マウス味蕾におけるMash1の機能解析:Mash1-CreERT2/ CAG-floxed Neo-DTAマウスを作製し、タモキシフェンを投与することで、味蕾におけるMash1発現細胞を変性させることを試みた。タモキシフェン投与により、3型細胞のみの数が減少しているのが確認された。3型細胞のマーカーの中でも、数の減少に差が認められた。以上の結果から、味蕾におけるMash1は3型細胞の分化に関与していることが確認された。3.セロトニン受容体とGABA受容体の発現の検索:RT-PCRで有郭乳頭上皮における各受容体の発現を検索したところ、セロトニン受容体では5HT1Bと5HT3の発現が認められた。GABA受容体のδサブユニットの発現が認められた。これらの結果から、味蕾おけるセロトニンとGABAが味覚情報伝達に何らかの関与が推測された。予定されていた研究計画をおおむね遂行することが出来た。コンディショナルノックアウトマウスにおける機能実験を計画しているが、タモキシフェン投与によるマウスの死亡が多いため、データを得ることが出来ていない。効率のよいコンディショナルノックアウトマウス作製を検討中である。1.成体マウス味蕾におけるMash1発現細胞の細胞系譜の検索:昨年度に引き続きMash1-CreERT2/CAG-floxed Neo-EGFPマウスを用いて検索した。5日間タモキシフェンを連続投与後、GFP発現細胞と味蕾の各細胞マーカーとの局在を検索したが、GFP発現細胞はII型細胞のマーカーを発現しておらず、III型細胞のマーカーのみ共発現が認められた。2.成体マウス味蕾におけるMash1の機能解析:Mash1-CreERT2/CAG-floxed Neo-DTAマウスを作製し、タモキシフェンを連続投与することで、マウス味蕾におけるMash1発現細胞を変性させることを試みた。タモキシフェンの連続投与により味蕾の中でIII型細胞のマーカー陽性細胞の数が減少していた。また、III型細胞のマーカー陽性細胞の数の変化を、マーカー間で比較すると減少する割合に差が認められた。

以上の結果から、マウス味蕾におけるMash1はIII型細胞の分化に関与していることが確認された。3.セロトニン受容体とGABA受容体の発現の検索:RT-PCRで有郭乳頭上皮における各受容体の発現を検索したところ、セロトニン受容体では、5HT1Bと5HT3の発現が認められた。GABA受容体ではδサブユニットの発現が認められた。これらの結果から、味蕾におけるセロトニンとGABAが味覚情報伝達に何らかの関与が推測された。本研究では、味蕾細胞の分化におけるMash1の機能とGABA・セロトニンの機能検索を目的として、Mash1-CreERT2/ CAG-floxed Neo-DTAマウスにタモキシフェンを投与し、Mash1発現細胞を変性させることで味蕾の形態や細胞分化に変化が見られるかどうか検索したが、味蕾の形態には有意な変化は観察されなかった。さらにタモキシフェン投与による味細胞のマーカー発現細胞数の変化を検索した結果、III型細胞マーカーを発現する細胞の数は、タモキシフェン投与日数が多いほど減少しているのが観察された。このことから、Mash1が味蕾においてIII型細胞の分化に関与していることが強く示唆された。1.味蕾のおけるセロトニン・GABA受容体の発現の検索1セロトニン受容体・GABA受容体のサブタイプの発現をRT-PCR法で検索する。21において味蕾で発現が認められたセロトニン・GABA受容体の味蕾における局在をin situ Hybridization、免疫染色を用いて検索する。特に発現が認められた受容体が、味蕾のどの細胞型に発現しているのかを各細胞型のマーカー(gustducin, PGP9.5, NCAM, serotoninなど)との2重染色により確認する。2.味蕾におけるセロトニン・GABAの機能検索1Mash1-CreERT2/ CAG-floxed Neo-DTAマウスにタモキシフェンを投与して、味蕾におけるセロトニン産生細胞とGABA産生細胞を変性させる。22ボトルテストで1のマウスが各味覚に対する感受性の変化が生じているかどうかを検索する。31のマウスと野生型マウスの舌に味物質(酸味・塩味・甘味・うま味・苦味)で刺激して、舌咽神経ならびに鼓索神経の応答の変化を比較する。3.III型細胞の分化におけるMash1の機能検索1マウスの有郭乳頭上皮と味蕾を含まない舌上皮、さらにタモキシフェン投与Mash1-CreERT2/ CAG-floxed Neo-DTAマウスからそれぞれmRNAを抽出し、PCR-array法で神経細胞の分化関連する転写因子の発現のプロファイルを作製する。2作製したプロファイルを解析ソフトウェアにより詳細に解析する。有郭乳頭上皮において発現頻度の高い転写因子の抽出(特にbHLH型ならびにホメオボックス型)をおこなう。
Networked Roboticsにおける人間・機械融合系の研究

以下の(1)(5)に示す、ネットワークデバイスの構築、テレオペレーションにおける、各種ヒューマン・インターフェースの設計と開発等の研究を行ってきた。(1)分散感覚知能デバイスに必要なセンサ・プロセッサ・ネットワーク機能の定義と問題点の究明(2)分散感覚知能デバイスのプロトタイプの試作および検証(3)ネットワークを用いてヒューマン・インターフェースとロボットを接続した時の、問題点の究明(4)移動ロボット・マニピュレータのテレオペレーションのためのヒューマン・インターフェースの構築(5)ロボット通信プロトコル(ネットワークとの接続)具体的には、ロボットに対する通信やテレオペレーションに必要な情報を、効率よくやり取りするための標準的プロトコルに必要な要素を策定してきた。これを基に、空間内の人間とネットワークを結ぶための、ヒューマンインターフェースである、分散感覚知能デバイス(DIND:Distributed Intelligent Network Device)を構築した。現在まで、ネットワーク、プロセッシングおよびサンサとしてのCCDカメラとの組合わせによる、ロボットと環境との協調に関する基礎的な研究を行なってきた。また、同時に分散感覚知能デバイスに、空間内に置ける人間の行動認識機能を持たせるための研究も進めてきた。これらを組み合わせることにより、通常の生活空間におけるロボットの活用が可能となる。また、ロボットを操作する上で人間にとって必要な情報を明確にし、遠隔地からのロボットモニタリング技術としての、テレオペレーションにおける遅延がオペレータの操作に対してどのような影響を及ぼすかを、移動ロボットおよび遠隔微細作業システムを用いることにより、定量的に評価し,これにより得られた知見からヒューマンインターフェースおよびネットワークプロトコルを提案してきた。初年度は、以下の(1)(4)に示す、ネットワークの構築、各種ヒューマン・インターフェースの設計と開発等の基礎的な準備を中心に行なってきた。(1)分散感覚知能デバイスに必要なセンサ・プロセッサ・ネットワーク機能の定義と問題点の究明(2)ネットワークを用いてヒューマン・インターフェースとロボットを接続した時の、問題点の究明(3)ロボット通信プロトコル(ネットワークとの接続)(4)ヒューマン・インターフェースの構築具体的には、ロボットに対する通信やテレオペレーションに必要な情報を、効率よくやり取りするための標準的プロトコルに必要な要素を策定してきた。現在まで、当初の目的の内でも基礎的な部分である、ネットワーク、プロセッシングおよびセンサとしてのCCDカメラとの組合せによる、ロボットと環境との協調に関する基礎的な研究を行なってきた。また、ロボットを操作する上で人間にとって必要な情報を明確にし、遠隔地からのロボットモニタリング技術としての、テレオペレーションにおける遅延がオペレータの操作に対してどのような影響を及ぼすかを定量的に評価し,これにより得られた知見からヒューマンインターフェースおよびネットワークプロトコルを提案してきた。現在まで、ネットワーク、プロセッシングおよびセンサとしてのCCDカメラとの組合せによる、ロボットと環境との協調に関する基礎的な研究を行なってきた。

また、ロボットを操作する上で人間にとって必要な情報を明確にし、遠隔地からのロボットモニタリング技術としての、テレオペレーションにおける遅延がオペレータの操作に対してどのような影響を及ぼすかを、移動ロボットおよび遠隔微細作業システムを用いることにより、定量的に評価し、これにより得られた知見からヒューマンインターフェースおよびネットワークプロトコルを提案してきた。
ヒトiPS細胞由来肝細胞株の樹立による革新的なハイブリッド型人工肝臓の開発

ヒトiPS細胞からアンモニア代謝能を有する高分化肝細胞株を樹立する事に成功した。『代謝解毒能』は肝細胞が有する最も高次の機能であり、この細胞株は臨床応用可能な人工肝臓を創成する際に有力な細胞源になると考えている。究極のハイブリッド型人工肝臓は、体外循環式ではなく埋め込み型であり、scaffoldとして、『脱細胞鋳型肝臓』を用いた。臓器外壁の脆弱性の解決のため、ポリグリコール酸シート+フィブリン・トロンビン液を用いて強化し、ラット脱細胞鋳型肝臓の約1時間にわたる体外循環に成功した。この実験系を用いて、埋め込み型移植肝グラフトの評価を行ったところ、添加アンモニアを代謝する事を確認した。【ヒトiPS細胞由来高分化肝細胞株の樹立】ヒト臍帯血CD34+細胞にセンダイウイルスベクターを用いてNanog、SOX2、Oct3/4、TRA1-81、SSEA-4を導入してiPS細胞を樹立した。ActivinAやbFGFを用いてHepatic Endodermへ分化させ、FH1により肝細胞へ分化させる事に成功した。RT-PCRによりAlb、HNF4α、Apolipoprotein Fなど肝特異的遺伝子の発現を確認した。また、アンモニア代謝も250μg/dl/dayと肝初代培養と比較しても遜色ないレベルである事を確認した。ヒト初代肝細胞とiPS細胞のハイブリドーマに関する研究に進捗なし。ヒト由来細胞を用いたダイレクトプログラミングによる肝細胞分化に関する研究も進捗なし。【脱細胞鋳型肝臓を用いた埋め込み型人工肝臓の研究】ラット肝右葉にTriton-Xを還流させる事により、脱細胞鋳型肝臓を作製した。これを用いた埋め込み型人工肝臓の作製を目指す。この脱細胞鋳型肝臓は従来のSDS還流鋳型肝臓と比較すると肝末梢の微細な構造を維持する事ができる。鋳型肝臓の問題点はその脆弱性であるが、肝臓の外壁をフィブリンなどで補強する事によりある程度の肝循環に耐えられるようになった。この鋳型肝臓にコラーゲン包埋ラット初代肝細胞を注入して無アルブミンラットで体外循環に供した所、血中アルブミンの上昇が確認できた。ヒトiPS細胞由来高分化肝細胞株の樹立に関しては、その分化誘導過程の添加サイトカインに独自の工夫を施すことで、アンモニア代謝能を有するヒトiPS細胞由来高分化肝細胞株を樹立する事に成功した。『代謝解毒能』は肝細胞が有する最も高次の機能であり、今回樹立した細胞株は将来的に肝不全治療に用いる臨床応用可能な人工肝臓を創成する際にも有力な細胞源になると考えている。究極のハイブリッド型人工肝臓は、体外循環式ではなく、埋め込み型である。そこで、埋め込み型移植肝グラフトの創成を目指し、人工肝臓のscaffoldとして、『脱細胞鋳型肝臓』を用いる事とした。脱細胞鋳型肝臓をscaffoldとした際の問題点は、臓器外壁の脆弱性と血液循環時の溶血である。そこで、ポリグリコール酸シート+フィブリン・トロンビン液を用いてラット脱細胞鋳型肝臓の外壁を強化したところ、ラット脱細胞鋳型肝臓の約1時間にわたる体外循環に成功した。この新しく構築した実験系を用いて、ラット脱細胞鋳型肝臓にラット初代培養肝細胞を播種・培養した埋め込み型移植肝グラフトのプロトタイプの評価を行い、添加アンモニアを代謝する事を確認した(2015 4th Tissue Engineeringand Regenerative Medicine International Society World Congress(Boston, USA)でポスター発表)。今後は、ラット脱細胞鋳型肝臓内でヒトiPS由来分化肝細胞を播種・培養して埋め込み型移植肝グラフトのプロトタイプとしてのミニチュアヒト肝臓を創成すること、その機能解析を体外循環およびラット同所性肝移植で行う予定である。肝胆膵外科、癌の分子生物学、再生医療【ヒトiPS細胞由来高分化肝細胞株の樹立】肝臓の機能は多岐に渡り、その機能を評価することは多方面からのアプローチが必要である。しかし、人工肝臓の機能として最も重要と考えられる「解毒能」の評価となるアンモニア代謝を確認できた事は非常に有意義である。この細胞が本研究の基盤となる可能性は高い。【ハイブリッド型人工肝臓の研究】埋め込み型人工肝臓が究極の目的である。最も懸念された血流再開時の外壁の脆弱性克服の可能性が出てきた事は非常に大きい成果である。【ヒトiPS細胞由来高分化肝細胞株の樹立】今回樹立した細胞の機能解析を更に進める(リドカイン代謝、CYP関連、アンモニア代謝時の尿素合成)。3次元培養による肝細胞機能向上などに関して検討する。【ハイブリッド型人工肝臓の研究】脱細胞鋳型肝臓の外壁強化を実地臨床でも用いられている「PVA+フィブリン+トロンビン」を塗布する事により実現する。

また、脱細胞鋳型肝臓にヒトiPS細胞由来高分化肝細胞株を播種して、埋め込み型肝臓のプロトタイプを作製する。当初予定していた「iPS細胞由来分化肝細胞の3次元培養に関する研究」が当該年度では行えなかったため。当初予定していた「iPS細胞由来分化肝細胞の3次元培養に関する研究」を次年度行う為に必要な試薬を次年度繰越額200,000円で購入する。