hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞の幾何学的構造に基づくパターン形成の解明

非対称細胞分裂は初期発生において細胞の多様化を生み出すもっとも重要な仕組みの一つである。注目すべきは細胞分裂の前に母細胞が自ら持つタンパク質を左右非対称に分布させる極性形成が、非対称細胞分裂全体のプロセスを左右する中枢的な役割を果たすことである。線虫の初期胚では細胞膜でPARタンパク質が極性を作ると同時に細胞質でも様々なタンパク質が左右非対称に分布する。その時、細胞質でのタンパク質の極性は細胞膜のPAR極性の位置において同位相を形成するもの(MEX-5/6)があれば反位相を形成するもの(PIE-1)が存在することが知られている。それぞれの細胞質タンパク質が極性を形成する基本的な仕組みは実験である程度明らかになっているが、上流の極性であるPAR極性との相互関係についてはまだ分かってないことが多く、特に下流にある細胞質の極性の位置関係とその決定の仕組みについては全く明確ではなかった。本研究では、その仕組みを数理モデルを構築し、数学的に基本となる構造を発見することに成功した。また、その結果を厳密に証明することまで成功した。一つの細胞(受精卵)から始まって様々な細胞組織と器官を作り出す生命の発生過程は、自然界における自発的なパターン形成の典型例であると同時に、研究者にとっては最もチャレンジングな現象である。Notch-Deltaは、細胞同士の接触による側方抑制的な仕組みであり、細胞膜でリガンドとレセプターと呼ばれる、シグナルを与える蛋白質とシグナルを受け取る蛋白質が細胞接触を通じて結合し、細胞内にシグナルを送る。本研究では、細胞の幾何学的構造を反映した上で、細胞外と細胞内、又は細胞膜と細胞質という異なる領域を一つの変数で表し、それぞれの領域における蛋白質の動態を同時に考察する数理モデル化に成功した。このモデル化によって、現在一つの層でしか可視化できない実験技術の限界を多層で同時に見る事ができる数理モデルで補充する事ができると考える。このモデル化には、Phase-field法を柱とした。Phase-field法は、二つの安定なフェイズ(例えば、1と0)を連続関数で表現し、その2相間の界面の動きを簡単に作り出す事ができる数理手法である。それにより、高次元空間における複雑なパターン形成であっても、通常のラティス上での陽的解法で簡単にシミュレートする事ができる。ここではPhase-field関数の特性を応用し、二つのフェーズを細胞外と細胞内と定義、その薄い界面を細胞膜として捉えた。細胞は種類によって様々な形を持ち、細胞組織では空間密度によって変形などもしばしば伴う。また、細胞の形は細胞接触におけるシグナル伝達に大きな影響を及ぼす可能性があるため、細胞の形を自由自在に表現する事は本研究において重要なポイントである。細胞の形が固定されている場合においては、数理モデル化を成功し、細胞の形や大きさがパターン形成にどのような影響を与えるのかを、Notch-Delta系で調べることができた。また、その結果を論文としてまとめることができ、国際ジャーナルに受領された。一つの受精卵から始まった我々の体が数百もの種類の細胞で構成される裏には、細胞分化に基づく細胞多様化の仕組みが潜んでいる。その中でも初期発生段階で現れる細胞の非対称化プロセスは、細胞自身が自分と異なる機能をもつ細胞を自発的生み出す、細胞多様化の根幹となる重要な分化の仕組みのひとつである。非対称細胞分裂では、母細胞が細胞内の蛋白質を非対称に分布させた後、娘細胞が各々異なる蛋白質をもつように分裂を誘導し、娘細胞に異なる遺伝子発現を誘発する事によって、非対称的な二つの娘細胞を作りだす仕組みである。本研究では、非対称分裂に関わる重要な細胞質の淡白質のダイナミクスを化学的反応だけではなく、細胞内の環境変化によって引き起こる物理的現象(アクトミオシンの収縮による細胞内のflow現象)を同時に考察した。また、数理モデルをPhase-field法を用いる高次元化によって細胞質でのパターン形成の仕組みと細胞膜での極性形成への影響と役割を明らかにした。その結果の中で、細胞の形が極性形成に重要な役割を果たす可能性についても突き止めた。その他にも、空間1次元の数理モデルを用いて細胞膜での極性形成がどのような仕組みで極性パターンの位置を確定するのかを明らかにした以前の研究において、その数学的構造における解明は未解決問題として残っていたが、それを反応拡散系にpertuerbation termが加わった一般的な形の数理モデルを用いて厳密に解析する事に成功した。細胞の幾何学的性質を非対称分裂で発見した結果がある程度まとまって現在論文を作成中である。また、細胞の側方抑制に基づくパターン形成の研究においては、Oxford大学の研究者らと共同研究を進めている最中であり、今後も議論を続けて行く。

それぞれの細胞質タンパク質が極性を形成する基本的な仕組みは実験である程度明らかになっているが、上流の極性であるPAR極性との相互関係についてはまだ分かってないことが多く、特に下流にある細胞質の極性の位置関係とその決定の仕組みについては全く明確ではなかった。本研究では、その仕組みを数理モデルを構築し、数学的に基本となる構造を発見することに成功した。また、その結果を厳密に証明することまで成功した。細胞が固定されている場合における現在のモデル化を細胞外のモルフォーゲンのパターン形成モデルへと拡張を行う。そして、細胞の幾何学的構造を入れた場合、細胞外の分子のパターン形成に細胞内の分子の動態がどのように影響しあうのかを考察していく。さらに、それらの相互作用によって細胞内の遺伝子発現の時間が細胞外のモルフォーゲンのパターン形成にどのような影響を及ぼすかを考察・解析して行く。論文を今年中に作成し投稿する。また、学会などで成果発表を積極的に行う。さらに、Oxford大学を訪問し、側方抑制におけるパターン形成研究及びパターン形成における時空間スケールの相互作用を明らかにする研究を国際共同研究で進める。当該年度の計画のうち、学会の招待講演において先方からの支援が多かったので、一部研究費が残った。昨年度に投稿予定だった論文が作成に時間がかかり、年度内に投稿できず、専門雑誌への投稿料として次年度に持ち込だ。現在、論文を投稿中であり、採択されると投稿料として使用する予定。海外の研究者との研究推進に使用する。
消化管炎症における糖鎖不全上皮の発癌ポテンシャル

機能的糖鎖分子は、複数の糖転移酵素により協同的に合成される。その合成に関与する複数の、しかも同じ合成経路上の"糖鎖合成遺伝子"が、同時にDNAメチル化によりエピジェネティックに制御を受けているということが明らかとなった。この事実は、この機構が何らかの生理的意義を持ち、かつ極めてシステマティックに発現調節をされていることを示唆している。そこで申請者らは、炎症消化管で見られるエピジェネティックな"糖付加低下"機構が、組織修復過程における上皮再生に関わっているのではないかと考えた。更に、上皮再生の際に"組織幹細胞"に糖付加低下機構が作用することで発癌ポテンシャルを付与し、"癌幹細胞"様の発癌の芽が生じるとの仮説を立て、証明を試みた。23年度は炎症粘膜における"発癌ポテンシャル"を有した細胞の同定を目的とし、発癌剤アゾキシメタン+デキストラン硫酸ナトリウム(大腸炎の誘導)投与により作製したマウス炎症-発癌モデルから、上皮細胞を分離する方法を確立した。すなわち炎症を起こしている大腸からEDTAを用いてsingle cell suspensionとする条件を確立し、さらにEpCAM1, CD45および7AADによる染色を行い、フローサイトメトリーを用いて上皮細胞を高純度でソートすることが可能となった。正常組織から回収された細胞とともに十分量の細胞をプールし、分子発現の解析を行う予定である。
セラマイドによる白血病細胞分化誘導時のタイロシン蛋白燐酸化/脱燐酸化の解析

セラマイドによる白血病細胞分化誘導時のタイロシン蛋白燐酸化/脱燐酸化の解析今回、我々は分化療法時の白血病細胞の病態を解明するため分化誘導過程でのセラマイドを介した細胞内シグナル伝達機構における、タイロシン蛋白燐酸化/脱燐酸化の関与につき以下の計画にそって研究を行った。計画(1)タイロシンカイネース阻害剤、ハ-ビイマイシンAやタイロシンフォスファターゼ阻害剤、バナデ-トのセラマイドによるHL-60細胞分化誘導への効果の検討。(2)セラマイドによるHL-60細胞分化誘導時のタイロシン蛋白燐酸化/脱燐酸化を抗タイロシン抗体により検討。(3)変化の認められたタイロシン蛋白燐酸化/脱燐酸化に関与する燐酸化/脱燐酸化酵素の活性および性質の検討。結果と考察(1)タイロシンカイネース阻害剤、ハ-ビイマイシンAによりHL-60細胞のセラマイドによる分化誘導はほとんど影響を受けないが、タイロシンフォスファターゼ阻害剤、バナデ-トにより増強される傾向があった。(2)セラマイドによるHL-60細胞分化誘導時に、60Kd、80Kdおよび100Kd付近のタイロシン蛋白の燐酸化が処理後5分以降より認められた。(3)変化していた蛋白を同定するために、現在srcを含めた細胞質性タイロシンカイネースファミリィ(fyn、lyn、yesなど)を免疫沈降法を使用し、その後にフォスフォタイロシンに対する抗体によるウエスタブロティング法によりそれらのリン酸化を検討中。
高齢者の発話音声・脳血流解析を用いた認知機能障害の疾患・地域多様性の横断的研究

ごく早期の認知症の発見・予防を目的とした認知機能障害のスクリーニングは,益々進む社会の高齢化において大いに期待される技術である。申請者は、これまでの研究において、人工知能技術を用いたアルツハイマー型認知症の早期スクリーニングの基本原理と基礎アルゴリズムを開発してきた。本申請研究課題では、認知症ならび地域の多様性について疾患・発話語圏の横断的な研究展開を試みる。疾患多様性としては、アルツハイマー型とは異なる疾患タイプのスクリーニングを試みる。地域多様性としては、国内の都市型高齢化コミュニティならびに欧州語圏の高齢者から発話音声と認知課題遂行時脳血流データを採取して技術シーズを水平展開する。ごく早期の認知症の発見、予防を目的とした認知機能障害のスクリーニングのため、高齢者の発話音声・脳血流データを人工知能技術により解析する手法に関する研究である。これまで行ったアルツハイマー型認知症を対象とした成果に基づき、本研究課題では異なる種類の疾患(前頭側頭葉変性症)および言語圏(フランス語・ドイツ語)に展開することを計画している。認知症のスクリーニングに高齢者の発話音声の韻律特徴や脳血流データを用いる点は独創性が高い。解析手順などが具体的に示されており、解決したい問題点や方向性が明快である。継続的、横断的なデータ収集も期待される。実現されれば簡便な検査でスクリーニングが可能になる点において波及効果が大きく社会的に重要な研究である。
植物ジテルペン環化酵素遺伝子取得法の確立

トウダイグサ科植物に含まれるジテルペンエステル類の骨格合成に関わる酵素を研究する第一段階として、環化酵素生成物と予想される炭化水素の単離構造決定をいくつかの植物を用いて試みた。日本で入手可能なシナアブラギリ、クロトン、ホルト草の3種につき、成分検索を行った結果、ホルト草に微量ながら11種のジテルペン炭化水素を見出した。ホルト草ジテルペンの主成分であるEuphobia factor L1およびL3から合成的に予想環化生成物を調製し、GC-MSを用いて微量成分の中に一致する成分を検索した。ゲラニルゲラニル二リン酸(GGDP)から一挙にtigliane骨格を構築する環化酵素遺伝子を単離するため、シナアブラギリの葉よりmRNAを調製した。これを鋳型として既知のジテルペン環化酵素遺伝子において相同性の高い領域を用いてプライマーを設計しPCRを行った。現在増幅断片のうち可能性の高いものにつき配列解析を行っている。今回我々はイネの生産するジテルペン系ファイトアレキシンの炭素骨格生合成に関与する酵素遣伝子の網羅的クローニングを行った結果、OsCyc1、OsCyc2は基質であるGGDPをsyn-コパリル二リン酸(CDP)およびent-CDPに変換するジテルペン骨格形成の最初の反応を触媒する酵素であることを突き止めた。次いでOsDTC1、OsDTC2、OsKS4、OsKS10を用いて基質であるsyn-CDPおよびent-CDPの変換反応を追跡したところ、それぞれent-cassa-12,15-diene, stemarene, ent-sandaracopimarradiene, ent-pimara-8(14),15-dieneの生成を確認した。シナアブラギリの葉および種子のEtOH抽出物から炭化水素画分を得て、GC-MS分析を行ったところ、ent-kaurene, abietadieneおよびpimaradiene等のジテルペンのほか、未同定の環状ジテルペン炭化水素の存在が確認された。本物質のMSスペクトルは大環状構造を持つセンブレンのそれと類似しており、目的のtigliane骨格を有する生合成中間体の可能性が示唆された。現在大量処理により、この炭化水素の単離構造決定を検討している。市販のクロトン油には炭化水素はほとんど検出されなかったが、クロトンの種子EtOH抽出物にはシナアブラギリ由来の成分とは異なるジテルペン炭化水素が検出された。予想される生合成中間体を同定するため、比較的安価なクロトン油から供給可能なフォルボールの脱酸素化により一番両能性の高い炭化水素の合成を検討し、予備的な知見を得た。ゲラニルゲラニル二リン酸から一挙にtigliane骨格を構築する環化酵素遺伝子を単離するため、シナアブラギリの葉よりmRNAを調製した。トウダイグサ科植物に含まれるphorbol、ingenolに代表される複雑な骨格を有するジテルペンのエステル類の骨格合成に関わる酵素を研究する第一段階として、環化酵素生成物と予想される炭化水素の単離構造決定を試みた。ホルト草にはインゲナン型ジテルペンのほか、より構造が簡単なラチラン型ジテルペンが大量に含まれている。このうち主成分であるEuphobia factor L1およびL3から合成的に予想環化生成物を調製し、GC-MSを用いて微量成分の中に一致する成分を探している。

現在、様々な還元条件で反応を行った結果、Euphobia factor L3を基質として用いた場合エチルアミン、金属リチウムで還元を行い、15位アセトキシ基の還元的除去および5位アセトキシ基の転位を伴った還元により、正しいE型オレフィンを持つヒドロキシケトンの合成に成功した。残る2個の脱酸素化は同様のBenkeeser還元では複雑な混合物を与えるのみであり、エノンをDIBAH還元して得られるアルコールをチオカーボネート体に導き、トリブチルスズヒドリドによる還元を行ったが、これまでに望む化合物を得ることに成功していない。このほか4環性ジテルペンphorbol、ingenolの生合成前駆体と予想されるcasbeneの環化酵素を用いて、反応生成物を検討したところ、主生成物であるcasbeneのほかに、微量成分を検出し、この構造に関しても検討中である。病原菌の侵入、昆虫による食害などで植物体に傷害を引き起された場合、イネは誘導抵抗性と呼ばれる防御反応を発動し、ファイトアレキシン呼ばれる脂溶性低分子化合物が生産される。今回我々はイネの生産するジテルペン系ファイトアレキシンの炭素骨格生合成に関与する酵素遺伝子の網羅的クローニングに成功し、それらの機能解析を達成した。まずUV照射により、非接触的に傷害を誘導したイネからmRNAを取り出し、cDNAを調製した。次いで植物のジテルペン環化酵素遺伝子中、相同性の高い領域で縮重プライマーを作成し、先に調製したをテンプレートにPCRを行った。得られた増幅断片をシーケンスベクターにサブクローニングした後シーケンス解析し、環化酵素遺伝子の候補を15種に絞り込んだ。これらのうちUV照射後に強く発現誘導が確認されたOSCyc1、OSCyc2、OsDTC1、OsDTC2、OsKS4、OsKS10について、タンパクの発現および機能解析を行った。その結果OSCyc1、OSCyc2は基質であるゲラニルゲラニルピロリン酸(GGDP)をsyn-CDPおよびent-CDPに変換するジテルペン骨格形成の最初の反応を触媒する酵素であることを突き止めた。次いでOsDTC1、OsDTC2、OsKS4、OsKS10を用いて基質であるsyn-CDPおよびent-CDPの変換反応を追跡したところ、それぞれent-cassa-12,15-diene,stemarene,ent-sandaracopimarradiene,ent-pimara-8(14),15-dieneの生成を確認した。従来単離されたファイトアレキシンの化学構造から、OSCyc1およびOsDTC2がoryzalexin Sの生合成に、OSCyc1およびOsKS4がmomilactonesの生合成に、またOSCyc2およびOsDTC1がphytocassanesの生合成に、OSCyc2およびOsKS10がoryzalexinsの生合成に関与していることがそれぞれ推定された。
内臓脂肪蓄積による生体防御機能破綻を基盤とした消化器病態と分子機構の解明

本研究では内臓脂肪蓄積による生体防御能破綻と消化器病態、とくに非アルコール性脂肪肝炎(NASH)と大腸腺腫発症の関連を明らかにし、その分子機構の解明を目指している。(方法)(1)多数例の解析により、内臓脂肪蓄積および血漿adiponectin減少とNASHおよび大腸腺腫の関連を明らかにする。(2)肥満ラット(fa/fa)に高脂肪食を与え、脂肪肝およびメタボリックシンドロームを発症させる。このモデル動物における肝および大腸粘膜での遺伝子発現の動態をDNA microacarray(約3万遺伝子)を用いて解析する。(期待される成果)(1)低adiponectin血症と肝における脂肪蓄積および炎症発生のメカニズムを明らかにする。(2)低adiponectin血症と大腸粘膜上皮の増殖・形質転換の関連性が明らかになる。生活習慣病であるNASHや大腸がんの発症機構が明らかになることに加えて、内臓脂肪蓄積による生体防御機能破綻が全身の炎症・がん化の分子機構を解明するための普遍的概念であることを確立するために役立ち、さらにはadipomics全体の理解に資する。(現在までの成果の概要)1)51例の大腸腺腫症例(40歳以上)と52例の対照症例(40歳以上で下部消化管内視鏡検査にて腺腫、がんの存在を否定された)について、内臓脂肪面積および血漿adiponectin値、インスリン抵抗性の一指標であるHOMA-IRを測定し、比較検討した。多変量解析により、内臓脂肪面積は腺腫群で有意に増加(odds ratio 2.19; 95% CI 1.47-3.28)し、adiponectin値は有意に低下(odds ratio 0.24; 95% CI O.14-0.41)していた。また、HOMA-IRも大腸腺腫と関連性を示した(odds ratio 2.60; 95% CI 1.20-5.64)。2)メタボリックシンドロームモデルラットの肝では増殖因子、そのシグナル伝達因子および脂肪酸代謝酵素をコードする遺伝子、線維化関連遺伝子、鉄代謝にかかわる遺伝子などが発現増加していた。また、インスリンシグナル伝達にかかわる遣伝子、PPAR-α遺伝子などの発現が減少していた。大腸粘膜ではp53やTGF-βII型受容体の遺伝子発現が減少していた。このことはメタボリックシンドロームにおける大腸粘膜には発がんポテンシャルの亢進があることを示唆している。本研究では、内臓脂肪蓄積による生体防御機能破綻と消化器病態、とくに非アルコール性脂肪肝炎(NASH)と大腸腺腫発症の関連を明らかにし、その分子機構の解明を目指している。生活習慣病であるNASHや大腸がんの発症機構が明らかになることに加えて、内臓脂肪蓄積による生体防御機能破綻が全身の炎症・癌化の分子機構を解明するための普遍的概念であることを確立するために役立ち、さらにはadipomics全体の理解に資する。(現在までの成果の概要)1)51例の大腸腺腫症例(40歳以上)と52例の対照症例(40歳以上で下部消化管内視鏡検査にて腺腫、がんの存在を否定された)について、内臓脂肪面積および血漿adiponectin値、インスリン抵抗性の一指標であるHOMA-IRを測定し、比較した。多変量解析により、内臓脂肪面積は腺腫群で有意に増加(odds ratio 2.19;95%CI 1.47-3.28)し、血漿adiponectin値は有意に低下(odds ratio 0.24;95%CI 0.14-0.41)していた。また、HOMA-IRも大腸腺腫と関連性を示した(odds ratio 2.60;95%CI 1.20-5.64)。2)肥満は肝硬変発症のリスクファクターであるが、その機序については不明な点が多かった。本研究ではadiponectinが肝腺維化を抑制することを明らかにした。adiponectin knockout miceに四塩化炭素を投与すると対照のwild miceよりも肝腺維化が亢進し、アデノウイルスをベクターとしてadiponectin遺伝子を導入すると顕著に肝腺維化が抑制された。

生活習慣病であるNASHや大腸がんの発症機構が明らかになることに加えて、内臓脂肪蓄積による生体防御機能破綻が全身の炎症・がん化の分子機構を解明するための普遍的概念であることを確立するために役立ち、さらにはadipomics全体の理解に資する。(現在までの成果の概要)1)51例の大腸腺腫症例(40歳以上)と52例の対照症例(40歳以上で下部消化管内視鏡検査にて腺腫、がんの存在を否定された)について、内臓脂肪面積および血漿adiponectin値、インスリン抵抗性の一指標であるHOMA-IRを測定し、比較検討した。多変量解析により、内臓脂肪面積は腺腫群で有意に増加(odds ratio 2.19; 95% CI 1.47-3.28)し、adiponectin値は有意に低下(odds ratio 0.24; 95% CI O.14-0.41)していた。また、HOMA-IRも大腸腺腫と関連性を示した(odds ratio 2.60; 95% CI 1.20-5.64)。2)メタボリックシンドロームモデルラットの肝では増殖因子、そのシグナル伝達因子および脂肪酸代謝酵素をコードする遺伝子、線維化関連遺伝子、鉄代謝にかかわる遺伝子などが発現増加していた。また、インスリンシグナル伝達にかかわる遣伝子、PPAR-α遺伝子などの発現が減少していた。大腸粘膜ではp53やTGF-βII型受容体の遺伝子発現が減少していた。このことはメタボリックシンドロームにおける大腸粘膜には発がんポテンシャルの亢進があることを示唆している。
コンクリートの圧縮強度に及ぼす試験機の水平剛性の影響に関する研究

試験機の性能調査および水平剛性の測定垂直剛性が同一で水平剛性が異なると考えられる10種類の試験機について,(1)試験機の垂直剛性,(2)試験機の左右支柱の歪の均等性,(3)試験機の上下クロスヘッドの水平方向の相対変位,(4)試験機各部の寸法について詳細な調査を実施し,5種類の試験機を選定した。選定の過程で,試験機の左右支柱の歪が均等に生じない試験機が多数存在することがわかった。2.コンクリートの中心圧縮試験および偏心圧縮試験圧縮強度の異なりコンクリート試験体を作製し,上記で選定した5種類の試験機を用いて,中心圧縮試験および偏心圧縮試験を実施した。中心・偏圧縮試験ともに,載荷中の試験機の支柱の歪および上下クロスヘッドの相対変位を測定するとともに,試験体の垂直方向の変形分布を試験体側面に貼付したひずみゲージにより測定した。その結果、偏心載荷を行った場合に水平剛性の低い試験機では,破壊形態が通常のものとは異なり,低い圧縮強度試験結果が得られることがわかった。3.有限要素解析によるパラメトリックスタディ圧縮試験機の支柱の断面積・長さ・本数,左右の支柱間距離,クロスヘッドの曲げ剛性を要因として,有限要素解析によりコンクリートの圧縮強度試験結果に及ぼす影響に関するパラメトリックスタディを行った。4.圧縮試験機の水平剛性の推奨値の提案上記の実験および有限要素解析の結果を元に,コンクリートの圧縮強度試験結果がコンクリート強度の違いに関わらず低下することなく安定的に得られる試験機の水平剛性として,10kN/mm以上という値を得た。
抗マラリア作用を有する第四級アンモニウム塩ダイマーの合成とその作用機序の検討

新規抗菌剤を目指して合成された第四級アンモニウム塩をダイマー化した化合物が従来の抗マラリア薬には無い構造を有したことから,もしこのものが抗マラリア活性を有していた場合,既存の化学療法剤とは薬剤耐性が交差しない,新規な作用機構を有する新規抗マラリアを開発できる可能性が高いと考え,本研究を開始した。本研究を始めるに際しては以下の4点に戦略を絞りその合成設計を行った。即ち,1)N-アルキル鎖およびリンカー部分のメチレン鎖の長さを変化させる。2)カウンターアニオンを変化させる。3)リンカーそのものの結合様式を変化させる。4)ピリジン環部分を変化させる,の4点である。その結果,熱帯熱マラリア原虫(P.falciparum)に対する選択毒性667倍、(P.falciparum)に対して;IC_<50> 1.5x10^<-8>M, FM3A細胞に対して;IC_<50> 10x10^<-6>M)の強い活性を有する化合物を見出した(本研究では,IC_<50>が1.0x10^<-6>M以下の抗マラリア作用を示すか,またはFM3A細胞と比較して選択毒性が10倍以上のものを有効,100倍以上のものを著効と判断する)。また,構造活性相関に関する検討では,N-アルキル鎖の長さとマラリア原虫に対するIC_<50>との間に良好な相関関係が存在し,N-アルキル鎖の炭素数が少ないほどIC_<50>が低い(活性が高い)ことを見い出した。尚,アミド結合の結合様式を逆にした化合物は,元の結合様式のものと比べ活性にそれほどの変化は認められなかった。更に,アミド結合に代えてスルフィド結含を導入した化合物の多くが高い活性を示したことから,当初抗マラリア活性に大きな役割を果たすと考えていたリンカー部分のアミド結合が,必ずしも必要でないことが明らかとなった。このように,本研究で合成した第四級アンモニウム塩ダイマーは,市販の抗マラリア薬に比べ遜色のない活性の高さを有しており,同時にこれらの化合物は合成が容易である上,既存の抗マラリア薬には見られない構造を有していることから,本研究結果は新規抗マラリア薬の開発研究において有用な情報となり今後の研究に役立つものと考えている。新規抗菌剤を目指して合成された第四級アンモニウム塩をダイマー化した化合物が従来の抗マラリア薬には無い構造を有したことから,もしこのものが抗マラリア活性を有していた場合,既存の化学療法剤とは薬剤耐性が交差しない新規な作用機構を有する新規抗マラリアを開発できる可能性が高いと考え,本研究を開始した。現在までに,本年度中に合成予定であった,mが2-10,nが2-18の化合物のうち,mについては4-8のもの,nについては8-18のもの,更にカウンターアニオンとしてはブロムイオン及び酢酸イオンを有するものの合成を完了し,抗マラリア活性の検討も終了している。本研究代表者らが既に合成し,本研究のリード化合物としている熱帯熱マラリア原虫(P.falciparum)に対する選択

毒性580倍(P.falciparum;1.Ox10^<-8>,FM3A;5.8x10^<-6>)の強い活性を有するダイマー以上の活性を示すものは現在までのところ,見出されていない。(本研究では,EC_<50>が10^<-6>M以下の抗マラリア作用を示すか,またはFM3A細胞と比較して選択毒性が10倍以上のものを有効と判断している)。即ち,このリード化合物とアミド結合間のメチレン鎖の長さやN-アルキル鎖の長さを異にする誘導体では,選択毒性は1/20-1/100に低下していることから,アミド結合間のメチレン鎖の長さが炭素数で6,N-アルキル鎖の長さが炭素数で8のものが高い活性を発現するコンフォメーションの条件を最も満たしているように思われる。また,本化合物のカウンターアニオンをヨウ素イオンから臭素イオンに変換しても,抗マラリア活性に大きな差は認められなかった。更に,臭素イオンから酢酸イオンに変換することにより活性が高まったが,この時,化合物の水溶性も高くなっていることから,水溶性を高めることも活性の向上に関与するのではないかと考えられる。本研究代表者は本研究を始めるに際し,以下の4点に戦略を絞りその合成設計を行った。即ち,1)N-アルキル鎖およびリンカー部分のメチレン鎖の長さを変化させる。2)カウンターアニオンを変化させる。3)リンカーそのものの結合様式を変化させる。4)ピリジン環部分を変化させる,の4点である。昨年度までに,合成戦略1)については予定していた化合物の70%の化合物を,2)については全ての化合物を合成し,熱帯熱マラリア原虫(P.falciparum)に対する選択毒性580倍(P.falciparum ; EC_<50> 1.0x10^<-8>M, FM3A ; EC_<50> 5.8x10^<-6>M)の強い活性を有する化合物を見出した(本研究では,EC_<50>が10^<-6>M以下の抗マラリア作用を示すか,またはFM3A細胞と比較して選択毒性が10倍以上のものを有効と判断する)。本年度に於いては2月末までに本研究で合成予定であった化合物は全て合成が完了し,抗マラリア活性の測定に関してもその3/4が終了している。その過程で,昨年度までの選択毒性580倍を上回る抗マラリア活性物質を見出した(選択毒性670倍)。また,本年度の構造活性相関に関する検討で,N-アルキル鎖の長さとマラリア原虫に対するIC_<50>との間に良好な相関関係が存在し,N-アルキル鎖の炭素数が少ないほどIC_<50>が低い(活性が高い)ことが判明した。更に,アミド結合の結合様式を逆にした化合物は,元の結合様式のものと比べ活性にそれほどの変化は認められなかった。また,アミド結合に代えてスルフィド結合を導入した化合物の多くが高い活性を示したことから,当初抗マラリア活性に大きな役割を果たすと考えていたリンカー部分のアミド結合が,必ずしも必要でないことが明らかとなった。以上,本研究で合成した第四級アンモニウム塩ダイマーは,市販の抗マラリア薬に比べ遜色のない活性の高さを有しており,同時にこれらの化合物は合成が容易である上,既存の抗マラリア薬には見られない構造を有していることから,本研究結果は新規抗マラリア薬の開発研究において有用な情報となり今後の研究に役立つものと考えている。
リッチフローの一般化の研究

リッチフローに付随する共役熱方程式の解に対する微分ハルナック不等式を、リッチフローを特殊な場合として含む一般化された幾何学的流の設定へ一般化した。また、底空間の次元が2次元の場合に、リッチヤングミルズフローに付随する共役熱方程式の解に対する微分ハルナック不等式を証明した。さらに、リッチフローの場合に重要な役割を担った簡約体積に当たる量を曲面上のリッチヤングミルズフローの場合に定式化し、その単調性を証明した。一方、底空間の次元が2次元とは限らない一般次元のリッチヤングミルズフローに対する非局所崩壊定理を曲率に関する条件の下、証明した。本研究課題の目的は,ハミルトン-ペレルマン理論の類似が構築し得るような幾何学的フローの性質を,統一的視点から調べることである.本年度は主に,リッチフローに付随する共役熱方程式の解に対する微分ハルナック不等式を,リッチフローとは限らない,より一般的な設定の下で考察した.具体的には,一般の対称テンソルに関する幾何学的フローに対する非線形共役熱方程式を導入し,その解に対する微分ハルナック不等式を証明した.特に,考えている対称テンソルがリッチテンソルの場合はリッチフローであり,この場合は,我々の研究成果からハミルトンらによって証明されていた微分ハルナック不等式が自然に導かれる.さらに,リッチフローの一般化である, ListフローおよびMullerフローに対しても,我々の研究成果から,これらのフローに付随する共役熱方程式の解に対する微分ハルナック不等式を新たに,しかも容易に導くことができる.これらの研究成果を論文として専門雑誌に投稿し,受理された.さらに,上記の研究成果をさらに発展させて,考察する共役熱方程式に非線形項を入れたより複雑な場合に関しても共同研究を行い,ほぼ満足のいく研究成果を得ることができた.その研究成果は, 2編の論文としてarXiv上に公表した.現在,これら2編の論文も専門雑誌に投稿中である.またさらに幾何学的フローに対するソボレフ不等式とその応用に関する研究も行い,一定の研究成果を得ることができた.本研究課題の主な目的は、Ricci flowに対するHamiton-Perelman理論の類似が構築され得るような幾何学的フローの性質を調べることである。そのような幾何学的フローの非自明な例として、Ricci Yang-Mills flowと呼ばれるものがある。本年度は、Ricci flowの一般化として導入されたRicci Yang-Mills flowの性質を調べ、以下の成果をあげることができた。(1)Ricci Yang-Mills flowに付随する共役熱方程式の解に対するハルナック不等式を底空間の次元が2次元の場合に証明することができた。(2)Ricci Yang-Mills flowに沿って単調性をもつ新しい汎関数を、底空間の次元が2次元の場合に構成した。その汎関数の単調性は、非局所崩壊定理などのRicci flowで証明されている一連の重要な結果をRicci Yang-Mills flowに対しても定式化できることを示唆しおり、大変興味深い結果と言える。成果(1)については、論文としてまとめ学術雑誌に投稿した。成果(2)および(3)については、学術雑誌に投稿すべく論文を現在準備中である。(1)昨年度、底空間の次元が2の場合に、Ricci-Yang-Millsflowに付随する共役熱方程式の解に対するハルナック不等式を証明した。その証明のアイデアをさらに高次元の場合に拡張する試みを行った。非常に複雑な条件の下、ハルナック型不等式が従うことを観察した。しかしその条件は不自然なものであり、さらに自然な条件がないかどうか考察したが、決定的な結果を得ることはできなかった。(2)Perelmanによって最初に証明された、Ricci flowに付随する共役熱方程式の解に対するハルナック不等式は上記(1)で扱ったタイプとは少し異なり、証明の方法がより複雑なものになっている。このPerelmanのハルナック不等式をRicci flowとは限らない一般の幾何学的フローに拡張する試みを行い、一定の成果を得ることができた。(3)PerelmanはRicci flowに対して、現在、ラムダ不変量と呼ばれるものを導入し、その性質を考察した。それに触発されて、Ricci flowとは限らない一般の幾何学的フローに対してラムダ不変量の類似物を導入し、フローに沿った単調性について考察した。またさらに、底空間の次元が4の場合に、Seiberg-Witten不変量を使って、ラムダ不変量の上からの評価を導き出すことができた。その系として、山辺不変量の上からの評価が従うことを観察した。(1)4次元多様体上の正規化リッチフローの時間大域解の1つのクラスである非特異解の存在に対する障害を応用することで、Sambisettiにより証明されていたアインシュタイン計量の非存在に関する結果を、リッチフローの場合に拡張することができた。これは非特異解の存在に対するFang-Zhang予想に密接に関連しており、その予想に触発されたものである。(2)Perelmanの結果により、リッチフローの有限時間に生じる特異点に対してスケーリングを行い収束を取ることができる。収束先は特異点モデルと呼ばれる。特異点モデルがコンパクトの場合、それはshurinking gradient Ricci solitonになることが知られている。この結果の類似をRicci Yang-Mills flow、Extened Ricci flowsystem、Twisted Kahler-Ricci flowのそれぞれにおいて、考察した。

Ricci Yang-Mills flowの場合は非常に難しく目立った結果を示すまでには至っていないが、Extened Ricci flowsystemおよびTwisted Kahler-Ricci flowの場合は同様の結果が成立するであろうと予想され、実現可能と考えられる証明のアイデアを得ることができた。リッチフロー及びその一般化である、Extended Ricci flowsystem、Twisted Kahler-Ricci flowのそれぞれの幾何学的流について、一定の成果を挙げることができた。本年度は以下の研究を行った。(1)PerelmanはRicci flow(以下、RF)に沿って単調性を持つ汎関数(W-汎関数)を導入し、その応用として非局所崩壊定理と呼ばれるRFの特異性を調べる上で基本的かつ重要な結果を証明した。この非局所崩壊定理をRicci Yang-Mills flow(以下、RYF)に対して拡張する問題に取り組み、曲率に関するある条件の下、RYFに対する非局所崩壊定理を証明することができた。この問題の困難さは、RYFに対するW-汎関数が単調性などの自然な性質を持たないことである。しかし、曲率に関するある条件の下、準単調性ともいうべきある程度良い性質を持っていることを証明し非局所崩壊定理を確立することができた。(2)Perelmanは測地線のRF版としてL-測地線と呼ばれる対象を導入し、それにまつわる幾何は総称してL-幾何と呼ばれる。L-幾何の主要な登場人物として簡約体積と呼ばれる、RFに沿って単調性を持つ性質の良い幾何学的量がある。RYFに対するL-幾何、特に簡約体積にあたるものを定義することはRYFが導入された2007年以来の懸案の問題の1つである。今年度は、底空間の次元が2次元の場合にRYFに対する簡約体積を導入しその単調性を証明することができた。問題の困難さは、L-幾何における長さの概念にあたるL-弧長の概念の類似物を、単調性などの良い性質を保つ形でRYFの文脈で定義するのが全く容易でないことに尽きる。底空間の次元が2次元の場合に、その困難を克服することができた。この結果は、確率測度空間の最適輸送理論とも関連が深く、興味深い結果を今後もたらすと期待される。また、3次元以上の高次元の場合への拡張は今後の最重要課題の1つであり今後も研究を続行する。さらに、RYMに付随する非線形共役熱方程式の解に対する微分ハルナック不等式に関する研究成果も挙げた。リッチフローに付随する共役熱方程式の解に対する微分ハルナック不等式を、リッチフローを特殊な場合として含む一般化された幾何学的流の設定へ一般化した。また、底空間の次元が2次元の場合に、リッチヤングミルズフローに付随する共役熱方程式の解に対する微分ハルナック不等式を証明した。
医療用漢方薬を用いた前立腺がんIMRTによる有害事象軽減及び線量増加の研究

前立腺の照射部位における直腸体積を減じることは放射線治療後の有害事象である直腸出血を減じることが出来るとされており、本研究は漢方薬により前立腺癌の放射線治療による直腸障害を減じる可能性に言及した初めての研究である。前立腺癌における強度変調放射線治療患者で同意を得た症例に対し、大建中湯投与群と、大建中湯非投与群に分けて放射線治療前のCT撮像を行った。最終的に30症例、1170回のCTデータを集積した。研究結果は、大建中湯投与群の直腸体積は、非投与群の直腸体積に比較し有意に小さく(P < 0.0001 )、大建中湯により前立腺癌の強度変調放射線治療による直腸障害を減じる可能性が示唆された。平成27年度過去の前立腺IMRT症例の検討研究対象は鳥取大学附属病院にてX線治療(IMRT)が施行された患者を後ろ向きに追跡し、治療効果と晩期有害事象を評価した。具体的には1)PSA低下率、全生存率を解析した。2)直腸出血率と他の危険因子(糖尿病罹患有無、抗血小板薬使用)の多変量解析を行った。3) Dose Volume Histogram(DVH)の解析:下記に関して、体積ー線量効果を解析した。大建中湯を不可した、前立腺癌患者の強度変調放射線治療症例のデータ取得に着手した。大建中湯を負荷した、前立腺癌患者の強度変調放射線治療症例のデータ取得に着手しているが、診療業務に忙殺されており、データ収集が当初計画よりやや遅延している。前立腺がんに対する放射線治療は米国が世界一位の治療症例数を誇っている。直腸出血をはじめ晩期有害事象が起こることが知られている放射線治療である。有害事象を軽減する方法は直腸容積を減らし前立腺への放射線治療の精度を高める事が重要である。今後上市予定の医療用漢方薬を用いて晩期有害事象低下の科学的根拠を示すことが出来れば、その臨床的意義や国際的な市場規模から考え、本邦からの結果が示す意義は極めて大きいと考える。医療用漢方薬で消費頻度の高い大建中湯は、腸閉塞などに用いられる漢方薬である。近年本邦より臨床試験が組まれ、客観的な臨床データが報告される傾向となっている。また、医療用漢方薬の米国上市計画が進んでいる。前立腺がん放射線治療において大建中湯を投与した群及び非投与群で晩期有害事象の原因となる項目(線量分布や前立腺移動量・直腸体積)を全例CTで解析することである。臨床客観性の低い漢方薬をデジタルデータ化で評価できる点も独自性の高い研究である。全てのデータが出揃っており解析も終了しているので論文化を行う予定である。前立腺癌における強度変調放射線治療の適応のある患者で同意を得た症例に対し、大建中湯投与群と、大建中湯非投与群に分けて放射線治療前のCT撮像を行った。最終年度も症例蓄積を継続して行い、最終的に30症例の症例蓄積を行うことができた。1例につき、放射線治療は39回施行されるため、放射線治療直前のCTを全例に撮像し、1170回のCTデータを集積可能であった。研究方法としては、大建中湯投与の有無を知らされていない放射線診断医が、独立してCT画像の直腸壁を同定し、照射範囲の直腸を同一基準(尿生殖隔膜から頭側に8cmまでの直腸壁)により体積確定を行った。ワークステーションで放射線治療毎の照射範囲の直腸体積計算、統計解析を行った。研究結果は、大建中湯投与群の直腸体積44.68-63.46 (mean 53.42) mm3であり、非投与群の直腸体積は52.41-142.57 (mean 81.27) mm3であった。大建中湯投与群は非投与群に比較し、有意(P < 0.0001 .)に直腸体積を減少させることができた。大建中湯により前立腺癌の強度変調放射線治療による直腸障害を減じる可能性が示唆された。研究意義としては、前立腺の照射部位における直腸体積を減じることは放射線治療後の有害事象である直腸出血を減じることが出来るとされており、漢方薬により前立腺癌の放射線治療による直腸障害を減じる可能性に言及した初めての研究であり、CTを用い数値解析、定量化した点も重要であると考える。前立腺癌の放射線治療による障害は、治療後1年から数年後に起こることが報告されており、今後は上記の症例を長期間かけて経過を観察する必要があり、再度長期的な研究成果として報告しなければならないと考える。当初の計画通り平成28年度は大建中湯を負荷した、前立腺癌患者の強度変調放射線治療症例のデータ取得に集中する。

症例集積は、当初の予定よりやや遅延しているものの、平成28年度中にはデータ収集が完了する見込みである。平成29年度は、対照例とのデータ比較解析を行う予定である。学会発表、論文作成を目標とする。2017年北米放射線学会にエントリーを行った。全てのデータが出揃っており解析も終了しているので論文化を行う予定である。放射線治療平成27年度は文献検討、専門的知識の提供を受け、申請時の研究計画の内容修正の必要があった。症例が集まらず、データ集積が当初の計画通りには進まなかったため。現在研究項目のデータが出揃った段階であり次年度で統計解析を試みより洗練された研究として英語での論文発表を行いたいと考えている。申請当初の計画からは遅れたが、修正した平成27年度の計画通り、症例集積を続けている。研究対象者数の状況から今年度、研究は申請当初計画どおりに完了する見通しである。次年度で統計解析及び論文作成、査読などを計画している。そのための使用額が必要である。
ゴムと金属の直接架橋接着法の実用化研究

本研究の直接架橋接着法はゴムコンパウンドにトリアジンチオールを、金属にニッケルめっきをすることにより、接着剤を使用することなく、架橋しながらゴムと金属を接着する方法であるところに学問的、実用的価値がある。従って、ニッケル鍍金の表面状態、配合系、及び界面反応に基づく接着理論の構築が重要である。同時に、本技術の実用化による新製品の開発も与えられた課題であった。1)ニッケルめっき表面の酸化皮膜は空気中放置によりその厚さを増し、およそ20Å以上になるとゴムとの接着には配合剤及び接着条件の変化が必要となった。これは表面にトリアジンチオールと安定なニッケル塩を形成しがたい水酸化ニッケルが生成するためであり、界面化学結合の生成のための酸化皮膜は酸化ニッケルが望ましく、他の酸素化合物は界面化学結合を形成しないことが明らかとなった。安定なニッケル表面はトリアジンチオール処理によって得られた。2)NR,CR,NBR,HS-NBR,EPDM、FR,ARなどの各種ゴムについて実用配合と接着性の関係から検討した結果、実用的なゴム配合のみでは接着性と物性を満足させれないが、トリアジンチオールとキイ配合剤の増量により目的を達成させることができた。しかしながら、架橋特性及び架橋物の物性はトリアジンチオールの添加の影響を受けるので、配合剤の最適添加量の検索がそれぞれについて必要であるが、トリアジンチオールとパーオキサイドの組合せは一般に良好な架橋特性及び架橋物の物性を与えた。3)ゴムと金属の直接架橋接着において両者の間に化学ポテンシャルの差が生じるため、ニッケルめっき側からニッケルイオンまたは原子が移行し、ゴム中のトリアジンチオールまたは硫黄化合物と反応する界面反応が起こる。ニッケル成分の移行は表面の酸化皮膜の厚さによって制御され、酸化皮膜が薄すぎてもまた厚すぎても問題となる。この様にして生成した反応物は界面近傍のゴム側に分散して界面補強層を形成する。一方、トリアジンチオールは界面層を形成する重要な物質になると同時に、ニッケルめっき酸化皮膜及び補強層の補強物質(反応物)と界面化学結合して、両者の界面を安定化させる。この様な接着機構は界面補強層の存在と界面化学結合の存在を機器分析及び新規法則の発見から明らかになった。4)多数の試作品がつくられ、今年中には3種類程度実用製品として地域産業の活性化に貢献するだろう。各種ニッケル材料の表面酸化物の空気中における膜厚変化をXPM分析から検討した結果、一般に酸化皮膜の成長は遅く,ニッケルの種類の影響は大きくなかった。しかしながら,長期間(3ヶ月以上)の放置では接着を阻害することも解明された。NRおよびNBRついて実用配合を硫黄架橋系,無硫黄架橋系,低硫黄架橋系及びペルオキシド架橋系について検討し,実用配合で得られる物性と同等の配合系の再調整を行った。この結果、従来の配合系を著しく変化させることなく,ゴム物性と接着特性を両立させることが可能となった。接着強度と接着界面層の関係を知る目的で,界面層分析をXPM測定から検討し,接着強度の高い接着物は適度の酸化皮膜層,界面結合及び界面補強層が存在することが明らかとなった。

今年度は防振ゴム,ガスケット,印刷ロール及び免振ゴムの試作品を数社の企業の協力を得て作成し,実用化の可能性の高い製品ができあがりつつある。また,平成6年8月30,31日には技術普及のための講習会を開催し,20名(定員)の技術者が全国から集まり,ニッケルメッキートリアジンチオール法(INT法)の修得につとめていただいた。この様子は31日6;30からのNHKニュースで放映され,岩手大学ブランド技術として期待されていることが述べられた。平成7年度の研究成果を以下にまとめて示す。1)本接着法に適したニッケルめっきの表面状態をESCA,FT-IR測定装置及び表面製測定装置を用いて測定した結果、酸化皮膜の厚さを510Åの範囲にあることが望ましく、酸化皮膜の膜厚は温度、時間の影響を受けて増加した。酸化皮膜の良好な厚さの範囲を維持するためにはトリアジンチオールによる浸漬処理が有効であった。摩擦係数や磨耗性などの物理的因子は影響しなかった。表面自由エネルギーは表面処理により接着に適正な値に調製できた。2)ゴム配合の確立にはスイングレオメーター及び粘弾性スペクトロメーターを用いて加硫性を検討した結果、硫黄加硫系を用いた場合にはニッケルメッキ層を破壊させないためには早い加硫系が有効であった。また、トリアジンチオールの存在下ではペルオキシド架橋系においても有効な接着が可能であり、トリアジンチオールが界面結合の生成と補強層の生成に関与していることが解明できた。配合物の粘弾性的特性は必ずしも大きな影響を示さなかった。3)界面構造の解明はESCA,X-線マイクロアナライザーなどにより行い,これを基にして検討した結果、硫黄架橋系においてもまたペルオキシド架橋系においても界面付近にトリアジンチオールとニッケルからなる反応物によって加硫ゴムが補強された補強層の存在が解明できた。1)架橋接着の条件として、界面結合の形成と補強層の生成が不可欠であることが明らかとなった。平成8年度の研究成果を以下にまとめる。1)架橋接着に適したニッケルめっきを得るためには酸化皮膜の厚さを20Å以下に保持することが必要であり、このためにはめっき後トリアジンチオール処理をすることが重要であった。また界面化学結合の生成のためには表面の酸化皮膜が酸化ニッケルが望ましく、他の酸素化合物は界面化学結合を形成しないことが明らかとなった。2)NR,CR,NBR,HS-NBR,EPDM,FR,ARなどの各種ゴムについて実用配合と接着性の関係から検討した結果、実用的なゴム配合のみでは接着しないが、トリアジンチオールとキイ配合剤の増量により目的を達成させることができた。3)ゴムと金属の直接架橋接着において、重要な因子はニッケル表面の化学組成とその厚さ、界面化学結合の生成及び界面物理構造の解明が重要であった。界面化学結合はクラウスプロット及び化学結合則の発見により、はく離強度とこれらのパラメーターの間に整合性が例外なく認められ、その生成が確認された。界面物理構造とはく離強度の関係についても検討し、金属とゴムの界面近傍のゴム側にゴムと補強性の高いニッケルートリアジンチオール反応物から成る複合層が生成していることが明らかとなった。
低温感知からPIF4分解までの分子機構の解明

環境要素の中でも大気温度は、天候に応じて浮動し、一定値を示さない。植物はこれを積極的に情報化し、季節変動を判定するための要素の一つとしているとされる。また、シロイヌナズナなどの植物は環境温度に応じて形態を変化させることでも知られ、12°Cから28°Cの比較的マイルドな温度域で温度に応じて徒長性を示す。本研究では、シロイヌナズナのこの性質を利用し、植物が大気温度を感じて形態変化に結び付けるシグナル伝達機構の有無と、その分子実体の解明を目的とした。独自の研究および、他の競合グループの先行研究から、転写因子であるPIF4が高温時の徒長性を示す際の「鍵因子」として機能することが明らかにされている。本研究では、恒常的に発現させた外因性のPIF4のタンパク質安定性が、低温環境下で不安定化することを見出した独自知見に端を発している。この発現系統にEMS処理を行い、矮性を示すべき低温環境下に置いて、「徒長してしまう変異系統」を単離した。この原因としては、低温感知からPIF4分解にいたるどこかの過程で変異導入による機能不全が起こり、低温環境に応答できなくなっていることが想定される。後代変異体の単離と表現型の再現性の確認・解析に加えて、次世代型シークエンサーによるゲノム配列のリシークエンスを行い、原因遺伝子候補の探索を行った。この結果、複数の独立の変異系統で同一遺伝子に変異が認められる遺伝子を見出すことに成功した。今後は、この候補遺伝子が原因であるかどうかを定法の遺伝学的解析により明らかにすることで、低温感知シグナルの一部を明らかにできると考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。動物は、周辺温度の変化を感じ取り、適切に対応することが出来る。6度の気温変化に対しては、適切に暑さ寒さを感じ、移動もしくは体温調節のための行動をとる。一方、植物においてこのような鋭敏な温度応答機構が備わっているかいなか、あるいは備わっていたとしてどのような分子機構でこのシグナルを感知するか、など明らかにされていないことは多い。シロイヌナズナやコムギなど、冬期に生育する植物は好適な生育温度である20度を6度上回ると徒長形態をしめし、また6度下回ると矮性形質をしめす。これは、周辺温度の変化を感知した積極的な応答として評価できるのではないかと考えた。以前までの予備的研究から、この形態変化を示すことの出来ない変異体としてpif4の新規アリルを単離することに成功し、PIF4のmRNAが6度の高温条件で誘導され、PIF4タンパク質が6度の低温で分解されることを独自に見出した。この実験系をさらに工夫し、恒常的にPIF4を発現させた形質転換植物を背景に、突然変異を化学的に誘導し、低温を感知することで恒常的に発現するPIF4を分解するシグナル系に異常を呈する新規変異体を探索した。PIF4の安定化は、胚軸の徒長として外部形態の変化としてスクリーニングできるので、徒長変異体を選抜し、さらにPIF4の安定株を選抜することで、最終的に独立の25系統を選抜することに成功した。これらの変異系統のゲノム遺伝子配列を、次世代型シークエンサーでの配列解析によって明らかにし、原因遺伝子箇所を同定することを試みている。次世代型遺伝子配列解析のデータ解析には、通常とは異なるPC環境が必要で、この環境整備に時間がかかっている。2015年の年度初めには、このネットワーク環境が整備可能なので、整備され次第、研究を進める。また、整備前にも、解析委託先である基礎生物学研究所に赴き、解析データを回収し、解析をはじめる予定である。