hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経新生の人為的誘導による情動と記憶の解析

我々は、神経新生を亢進させたマウスで、抗うつ作用、抗不安作用、攻撃性の抑制など情動行動への有益な効果を見出している。本課題では、マウスの神経幹細胞に薬剤誘導型の遺伝子発現システムを導入し、他への影響を避けながら人為的に神経新生のみを促進させることにした。マウスに誘導剤を3週間投与したところ、海馬の顆粒細胞下帯などで顕著な神経新生の増加が見られ、システムが機能していることを確かめた。次に、動物を用いて行動解析を行ったところ、3週間の神経新生の促進では学習・記憶に有意な差は見られなかったが、抗不安様行動が観察された。この結果は、情動行動が神経新生に影響を受け易いことを示している。本課題では、動物および細胞の2つの実験系を用いて、神経新生の効果とそのメカニズムを調べることを目的としている。具体的には、神経新生を人為的に誘導して動物行動への影響を調べるとともに、神経新生を促進させる物質の探索を行う。平成25年度は、昨年度の研究を継続する形で進めた。まず、動物を用いた実験では、薬剤で遺伝子発現を誘導するため、改良型のリバース・テトラサイクリン制御トランスアクチベーター(rtTA)システムを利用して神経新生の誘導を試みた。rtTAシステムに必要な2種類のマウス(rtTAv16を神経幹細胞で発現するマウスと、転写調節領域であるTetOの下流にFGFR1とEGFRの遺伝子を有するをマウス)を交配させ、ダブルトランスジェニックマウスを得た。このマウスに、誘導剤であるドキシサイクリンを2週間投与してTetO制御下の遺伝子を発現させ、さらに核酸類似物質であるブロモデオキシウリジン(BrdU)を投与することによって、分裂細胞をin vivoで標識した。神経新生のホットスポットである脳の海馬領域において分裂細胞の密度を調べたところ、数系統のマウスにおいて、BrdU陽性細胞の増加が確認された。成体マウスでは、海馬(詳しくは顆粒細胞下帯)における分裂細胞の7-8割が神経細胞に分化することから、神経新生が人為的に誘導されているものと推察された。一方、細胞を用いた実験では、NE4C細胞(神経幹細胞様の細胞株)のレポーター細胞株を用いて、神経新生を促進させる物質のスクリーニングを試みた。マルチウェルプレート上の培養細胞に、約900種類の物質を加えることによって、神経分化に対する影響を調べた。レポーターであるルシフェラーゼや蛍光タンパク質を指標として、神経分化の定量測定と細胞形態の観察を行ったところ、神経分化を促進する幾つかの候補物質を得ることができた。本課題は、神経新生を人為的に誘導して動物行動に与える影響を調べるとともに、神経新生を促進させる新規の物質を探索することを目的としている。研究内容は、大まかに動物および細胞を用いた2つの実験系に分けられ、前者は、遺伝子発現を制御して神経新生のレベルを調節し、記憶や情動にたいする影響を調べるものであり、後者は、神経幹細胞様のレポーター細胞株を用いて、神経新生に効果のある物質を効率的に探索しようとするものである。平成24年度は3年間の研究期間の初年度にあたり、主に実験系の構築に注力し、概ね計画通りに研究を進めることができた。具体的には、動物の系では、リバース・テトラサイクリン制御トランスアクチベーター(rtTA)システムを用いて、神経幹細胞の増殖に関わる遺伝子を人為的に発現制御することを目指し、神経幹細胞においてrtTAを発現するマウスを作出した。一方、目的遺伝子としては、神経幹細胞の増殖に関わる線維芽細胞増殖因子や上皮細胞増殖因子の受容体(FGFR1とEGFR)に注目し、これらをTetOプロモーターの制御により発現するマウスを作出した。今後、これらの動物を交配し、目的遺伝子の発現を確認するとともにその表現型について解析する予定である。一方、細胞の系では、神経幹細胞様の特徴をもつNE4C細胞をもとに、神経分化を効率的に検出できるレポーター細胞株を樹立した。レポーターとして黄色蛍光タンパク質とルシフェラーゼを用いることで、蛍光観察による神経細胞の確認と発光による神経分化の定量が可能になった。今後は、レポーター細胞に各種の物質を投与することで、神経新生に効果のある因子を見つける予定である。本課題では、細胞と動物の2つの実験系を用いて、神経新生の効果とそのメカニズムについて調べることを目的とした。内容としては、細胞株を用いて神経新生を促進させる物質を探索すること、およびマウスで神経新生を人為的に誘導してその影響を解析することである。細胞の系:神経幹細胞様の性質をもつNE4C株を用いて、神経新生を調べるためのレポーター細胞株を作製した。この細胞が神経細胞に分化すると、レポーターであるルシフェラーゼ(発光酵素)が発現する。そこに基質であるルシフェリンを加えれば、発光をルミノメーターを用いて高感度で検出できる。

このレポーター細胞をマルチウェル培養皿で培養し、被検物質として数百種類の天然化合物を添加して、神経細胞への分化を調べた。その結果、既知の神経誘導剤であるレチノイン酸ととともに、弱いながらカロテノイド類に活性があることが明らかになった。動物の系:マウスに改良型のrtTAシステムを導入して、神経新生を誘導できるようした。誘導剤であるドキシサイクリンの存在下、神経幹細胞のみで成長因子受容体を発現させ、人為的に神経新生を促進しようと試みた。この方法は、他の脳組織への影響を最小限にしながら、成体における神経新生の効果を調べることができる。成体の遺伝子組換えマウスにドキシサイクリンを3週間投与したところ、海馬(歯状回の顆粒下帯)および脳室壁(側脳室の上衣下帯)で神経新生が3割以上増加していることが分った。次に、その動物を用いて様々な学習や情動のテストを行ったところ、学習では差が見られなかったが、不安様行動が有意に減少することが分った。より長い期間神経新生を誘導すれば、学習行動にも効果が見られるかもしれない。まとめると、神経新生を促進する物質は天然にも存在している可能性がある。また、一定の期間神経新生を促進することで、抗不安様作用などの効果が生じると考えられる。神経科学平成25年度は、計画した研究内容を概ね達成することができた。昨年度は、実験システムの構築(トランスジェニックマウスの作出やレポーター細胞の構築)に重点を置いていたのに対し、今年度は、それらのシステムの検証とその応用に内容が移行している。動物の系では、改良型rtTAシステムによって、誘導剤であるDoxの投与によって遺伝子発現を促し、幾つかの系統において海馬歯状回における分裂細胞数の増加が確認することができた。すなわち、人為的に神経新生を誘導することができたと考えられる。一方、細胞を用いた系では、作製したレポーター細胞に数百種類の物質を作用させて、そのうちの幾つかの物質について神経分化を促進する効果を見出すことができた。これらは当初予定していた通りであり、研究が順調に進展しているものと捉えることができる。平成24年度は、当初に計画した実験内容を概ね達成することができた。初年度においては、課題研究の基盤となる実験系の構築が主なテーマであった。これらは、マウスの作出やレポーター細胞株の樹立など基礎的なものであるが、遅延が生じると今後の研究計画に大きな影響を与えかねない。幸い、動物と細胞を用いた2つの実験系は平行して行うことができ、特に進行の妨げとなる問題も発生せず、予定通りの進捗を見せた。動物を用いた実験系では、遺伝子発現を人為的に誘導するためにrtTAシステムを用いるが、これにはrtTAおよびTetOマウスの2種類のトランスジェニックマウスが必要である。遺伝子を導入しても発現が見られない場合も多いが、rtTAマウスについては4系統を得ることができ、そのうち2系統で発現を確認することができた。同様に、TetO-FGFRとTetO-EGFRマウスについても複数の系統を得ることができた。しかし、これらの評価にはrtTAマウスと交配させて得られるダブルトランスジェニックマウスを解析する必要があり、今後の結果を待つ必要がある。
イラン・イスラーム共和国の報酬を伴う生体腎移植プログラムと分配的正義に関する研究

本研究は、非親族のドナーから報奨金と引き換えに腎提供を受ける生体腎移植プログラムが施行されているイランをフィールドとし、現地情報をもとに、臓器移植をめぐる富と資源の分配の公正性の問題を分析することを目的とした。研究期間中にイランでの現地調査を4回おこない、イスラーム法学の見解も視野に入れながら、医療資源の分配の倫理に関する情報と、臓器移植の倫理的議論に関する資料を収集した。他国の状況や他の臓器・組織の提供に関する議論と比較しながら分析するため、ドナー、レシピエント、関連機関の職員を対象としたインタビュー調査も実施した。本研究では、非親族のドナーから報奨金と引き換えに腎提供を受ける生体腎移植プログラムが施行されているイランをフィールドとし、臓器移植をめぐる「分配的正義」の問題を、現地の価値観から理解することを目的とする。25年度は8月にイラン現地調査(28日間)をおこなう予定であったが、6月のイラン大統領選挙直後でビザ取得が非常に難しく、現地渡航が大幅に遅延する結果となった。しかし、十分な準備期間が取れたため、逆に長期で充実した内容の現地調査が可能となった。25年度に実施した内容は以下の通りである。細谷:48月には前年度に引き続き、インターネット/英語・ペルシャ語論文を通し、イラン国内外で議論になっている他の生命倫理に関する情報収集(生殖補助医療、出生前診断と人工妊娠中絶、性別適合手術、障害者・慢性疾患患者の人権に関する法律等)の調査をおこなった。9月にイランに渡航し(2週間)、調査の拠点となるエマーム・ホメイニー病院とテヘラン医科大学にて長期的現地調査のための最終調整をおこなった。ビザ発行が遅延し、イランへの渡航が可能となるまでの期間(912月)には、日本国内で欧米の議論とは異なる中開発国における医療資源の分配的正義に関する文献調査をおこなった。26年1月にはイランに渡航し、3月までに以下の現地調査を実施した。(1)臓器移植/透析治療/臓器バンクの拠点であるエマーム・ホメイニー病院で詳しい状況の調査、(2)移植情報センター、特殊疾患協会、各種慢性疾患患者団体等、生体腎移植プログラムに関わる団体での聞き取り調査、(3)ペルシャ語の関連文献の収集。松永:25年4月26年3月まで、日本国内で各国の生殖補助医療に関する文献と資料を収集・読解した。4月と8月、11月に細谷と検討会議をもち、議論を深めた。24年度に実施した内容は以下の通りである。細谷:6月にイランにて4週間の現地調査を実施した。調査内容(1)コム・アルムスタファー国際大学にて医療・福祉の倫理に関するイスラーム法学の基礎情報と関連書籍を収集した。(2)イスファハーン医科大学において、医療倫理の専門家にインタビューを実施し、医療資源の分配の倫理に関する情報を得た。(3)テヘラン医科大学・エマーム・ホメイニー病院において、来年度以降の現地調査のための準備をおこなった。(4)テヘラン・シャヒードベヘシュティ医科大学において、生命倫理・医療倫理の専門家と会合をもち、現在イランで議論になっているトッピックスについて情報を得た。7月にはケンブリッジ大学主催のワークショップに参加し、イスラーム諸国における人道支援活動の倫理に関する議論をおこない、英語論文としてまとめた。8月から2013年3月には(1)各国の生体腎移植に関する文献を検討し、英・日・イランの生体腎移植プログラムの国際比較として英語論文にまとめた。(2)本研究の理解を深める目的で、インターネットを通し、イラン国内外で議論になっている他の生命倫理に関する情報収集を実施した。これには、生殖補助医療、出生前診断と人工妊娠中絶、性別適合手術、障害者・慢性疾患患者の人権に関する法律等が含まれる。このうち、人工妊娠中絶をめぐる議論を英語論文としてまとめた。松永:2012年4月から2013年3月まで、日本国内で各国の生殖補助医療に関する文献と資料を収集・読解した。3月に細谷と検討会議をもち、議論を深めた。本研究では、非親族のドナーから報奨金と引き換えに腎提供を受ける生体腎移植プログラムが実施されているイランをフィールドとし、臓器移植をめぐる「分配的正義」の問題を、現地の価値観から理解することを目的とする。最終年度である平成26年度は、当初の予定では現地調査を実施しない計画であった。しかし、平成25年にビザ取得が困難でイラン渡航が遅延したため、平成26年度もイランで現地調査をおこなった。平成26年度に実施した内容は以下の通りである。細谷:4月6月/11月にはイラン国内で次の方法により情報収集をおこなった。(1)臓器移植/透析治療/

生殖補助医療/献血・輸血/患者団体の活動に関するペルシャ語文献・資料の収集、(2)移植情報センター、特殊疾患協会、イラン赤新月社、各種慢性疾患患者団体、生体腎移植プログラムに関わる機関・団体、生殖補助医療に関わる機関・団体等でのインタビュー調査、(3)ドナー・レシピエントを対象としたインタビュー調査。7月から3月は、主に文献研究と現地調査で得た情報の整理をおこなった。また、5月、8月、3月には、それぞれイラン、カナダ、イギリスで開催された国際学会・パネルディスカッションに参加し、イラン国内の医療従事者・国際的に活躍するイラン研究者から、情報の分析に関するアドバイスを受けた。さらに、1月からはオックスフォード大学にて、医療人類学・医療倫理・イラン研究の専門家と交流をもち、上半期におこなった現地調査のデータを分析する上で重要な視点を学んだ。松永:4月3月まで、日本国内で各国の生殖補助医療に関する文献と資料を収集・読解した。7月、8月、12月、3月に細谷と検討会議をもち、現地調査のデータの分析について意見交換をおこない、議論を深めるための助言をおこなった。イラン地域研究平成25年度の研究は、現地渡航期間をずらして対応する必要があった以外は、ほぼ予定通りに達成することができた。平成24年度の研究はほぼ予定通りに達成することができた。英語論文としてまとめた論考は現在学会誌等に投稿準備中である。最終年度である26年度は、現地調査を実施しない計画であった。しかし、25年度にイラン渡航のビザ取得が困難で現地渡航が遅延したため、26年度も引き続きイラン国内で調査を実施し、報酬を伴う生体腎移植プログラムと分配的正義に関する議論について、多角的に分析するための情報を収集する。上半期は現地調査を集中的に実施し、下半期は日本国内において資料読解・整理、文献調査、論文執筆をおこなう。26年度の具体的な研究計画は以下の通りである。細谷:昨年度から引き続き、6月までイラン・テヘランの医療機関を拠点として現地調査をおこなう。患者団体や病院を訪問し、関係者インタビューと聞き取り調査を実施する。現地滞在期間中には、臓器移植だけでなく、生殖補助医療をはじめとする関連分野のトピックスについて情報を収集する。また、イスラーム法学者の指導を受けながら、諸概念の検討をおこなう。5月にはイスファハン医科大学で開催される国際学会で発表し、中東諸国からの参加者と交流をもつことで、他のイスラーム諸国における臓器移植・分配的正義に関する議論について情報収集をおこなう。8月にはカナダの国際学会で、これまでの成果の一部を発表し、考察を深める。93月には、収集した資料・文献を整理、読解すると同時に、これまでの調査で得た知見を論文としてまとめる。松永:昨年度に引き続き、日本国内でとくに以下の二点に関して整理し、イランの事例の理解に努める。(1)各国の臓器移植と生殖補助医療のサービス経済評価、(2)生殖補助医療(卵子・精子・胚の提供)。7月、9月、12月に松永と細谷で会議をもち、論点の整理、関連する諸概念の検討とともに、論文投稿の準備をおこなう。
振動工具取扱作業者のISO規格に準拠した手指振動感覚閾値データベースの構築と活用

平成29年度は、振動工具を取り扱わない者(非作業者)9人を対象に、手指振動感覚閾値(VPT)を測定した。この結果を、過年度の非作業者16人における測定結果と併せて解析した(計25人(男性16、女性9)における年齢の平均[標準偏差]:21.8[2.0]歳)。対象者からは、自記式質問票により自覚症状(手の循環症状[レイノー現象・冷え等]・神経症状[しびれ・痛み等]をはじめとする症状)、職歴等についての情報を得た。9つの周波数(SAI受容体に対応する3.15・4・5Hz、FAI受容体に対応する20・25・31.5Hz、FAII受容体に対応する100・125・160Hz)の振動刺激に対する対象者のVPTを、ISO 13091準拠の振動感覚計で測定した。この測定後、10°Cの水に10分間手を浸し、浸漬終了直後・5分後・10分後にVPTを測定した。また、Stockholm Workshop Scaleによる問診と診察により自覚症状(手の循環症状・神経症状)の確認を行った。測定結果を、作業者(過年度に測定済み)と非作業者で比較したところ、作業者は非作業者に比べて高いVPTの値を示した。作業者の中で自覚症状を有する者と、非作業者では、VPTの差がさらに著明であった。この傾向は、冷水浸漬試験実施後のVPTにも認めた。以上の結果から、VPTの精密検査におけるISO 13091準拠の振動感覚計の有用性を示した。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、和歌山県下の振動工具取扱作業者を対象に調査を実施した。男性林業従事者40人(年齢の平均[標準偏差]は59.7[12.4]歳)、ならびに農場・道路整備に従事する男性現業公務員45人(51.7[5.9]歳)が対象である。対象者からは、自記式質問票により自覚症状(手の循環症状・神経症状等)、職歴等についての情報を得た。9つの周波数(SAI受容体に対応する3.15・4・5Hz、FAI受容体に対応する20・25・31.5Hz、FAII受容体に対応する100・125・160Hz)の振動刺激に対する対象者の手指振動感覚閾値(VPT)を測定した。また、Stockholm Workshop Scaleによる問診と診察により自覚症状の確認を行った。9周波数すべてで、林業群は公務員群に比べてVPTが有意に高かった。冷水浸漬試験中も、一貫してVPTは林業群の方が高かった。林業群のデータを循環症状の有無で比較したところ、VPTに有意な差を認めなかった。一方、林業群のデータを神経症状の有無で比較したところ、FAIおよびFAIIに対応する周波数では、冷水浸漬前後とも、VPTに有意差または境界域の有意差を認めたが、SAIに対応する周波数では、このような差は4Hzで冷水浸漬後に認めるのみであった。公務員群のデータを循環症状の有無・神経症状の有無で比較した場合は、このような差はほとんど認めなかった。以上の結果から、各機械受容体に対応する周波数によって末梢神経障害の度合いに差異があることが示唆された。また、非作業者7人からVPTデータを取得した。平成28年度にも非作業者VPTデータを収集予定であるため、このデータと併せて非作業者のVPT基準値を作成する予定である。和歌山県下の振動工具取扱作業者である公務員を対象とした調査のうち、平成27年度分を予定通り完了した。また、非作業者を対象としたデータ収集を実施した。これに加えて、平成27・28・29年度と最大3年度にわたって実施する予定だった、林業従事者を対象とした調査を、平成27年度にまとめて実施した。平成28年度は、予定していた、和歌山県で農場・道路整備に従事する男性現業公務員(41人)の手指振動感覚閾値(VPT)測定に、レイノー現象の既往がある男性林業従事者(13人)の測定を追加した。また、非作業者9人を対象にした測定も実施した。9つの周波数(SAI受容体に対応する3.15・4・5Hz、FAI受容体に対応する20・25・31.5Hz、FAII受容体に対応する100・125・160Hz)の振動刺激に対する対象者のVPTを測定した。林業群データをもとに、自覚症状の有無とVPTの値からROC曲線を描き、AUC値の変化を評価した。林業群(累計53人、年齢平均[標準偏差]

60.5[11.8]歳)は公務員群(累計87人、52.7[6.0]歳)に比べて、VPTが有意に高い値を示した。各自覚症状を指標とした場合、9周波数のうち125Hzでは、冷水浸漬前と浸漬終了10分後の値におけるカットオフ値[AUC値,感度,特異度]は次の通りであった。循環症状:121.6 dB[0.59, 67%, 60%]→128.4 dB[0.69, 78%, 63%]、神経症状:121.6 dB[0.68, 70%, 73%]→132.8 dB[0.79, 59%, 88%]。冷水浸漬試験によるAUC値の上昇を認めた。冷水浸漬試験実施で、VPTを用いた振動障害検査精度の上昇を得られると考えられた。平成29年1月、平成27年度に実施した林業従事者の測定結果を解析したところ、当初の予測に反し、手指にレイノー現象を有する者が少なく、レイノー現象の有無による手指振動感覚閾値(VPT)の比較が困難となった。そこで、レイノー現象を有する林業作業者を対象として、平成29年3月に追加の測定を実施した。このために計画の遅延が生じたが、レイノー現象の有無によるVPTの検討が可能となった。平成29年度は、振動工具を取り扱わない者(非作業者)9人を対象に、手指振動感覚閾値(VPT)を測定した。この結果を、過年度の非作業者16人における測定結果と併せて解析した(計25人(男性16、女性9)における年齢の平均[標準偏差]:21.8[2.0]歳)。対象者からは、自記式質問票により自覚症状(手の循環症状[レイノー現象・冷え等]・神経症状[しびれ・痛み等]をはじめとする症状)、職歴等についての情報を得た。9つの周波数(SAI受容体に対応する3.15・4・5Hz、FAI受容体に対応する20・25・31.5Hz、FAII受容体に対応する100・125・160Hz)の振動刺激に対する対象者のVPTを、ISO 13091準拠の振動感覚計で測定した。この測定後、10°Cの水に10分間手を浸し、浸漬終了直後・5分後・10分後にVPTを測定した。また、Stockholm Workshop Scaleによる問診と診察により自覚症状(手の循環症状・神経症状)の確認を行った。測定結果を、作業者(過年度に測定済み)と非作業者で比較したところ、作業者は非作業者に比べて高いVPTの値を示した。作業者の中で自覚症状を有する者と、非作業者では、VPTの差がさらに著明であった。この傾向は、冷水浸漬試験実施後のVPTにも認めた。以上の結果から、VPTの精密検査におけるISO 13091準拠の振動感覚計の有用性を示した。和歌山県下の振動工具取扱作業者である公務員を対象とした調査は、平成27年度に引き続いて行う。平成27年度・28年度の2か年にわたって調査を行うことで、当該公務員を網羅的に検査できる。また、非作業者のデータ収集を続けて行い、作業者のデータと比較する。非作業者のVPTデータ収集を続けて行い、作業者のデータと比較する。得られたデータを集積し、VPT基準値を提案する。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
宇宙における分子進化：星間雲から原始惑星系へ

宇宙分子進化研究を実験,観測,理論,分析等の多様な手法で推進し,さらに,これらを学際的な連携・融合研究として展開させることが主たる目的である.このために,全体集会,ワークショップ,国際シンポジウム等を開催するとともに,若手研究者の育成にも努めた.その結果,計画班同士および計画班と公募研究者の連携研究が,当初の想定以上に活発に展開され,優れた研究結果が多数生み出された.それらの研究活動を通じて,次世代の指導者たる人材を育成することができた.さらに,領域のホームページや多種多様な方法でのアウトリーチ活動もおこなった.宇宙で最も大量に存在する元素(H, O, C, N)からなる固体物質(氷および有機物)の形成・進化に着目し,実験,観測,理論,分析等の多様な手法で,分子進化の全体像を描き,これらを通して,化学的視点に立脚した惑星形成論を新たに構築する.特に,分子生成の実験・理論的研究成果から,惑星系形成に至る化学進化の法則性を強固な物理化学の基盤の上に構築することをめざす.そのために研究手法の異なる研究班を組織し,総括班の助言のもとに班間の交流を促し,手法の枠を越え,垣根を取り払う必要がある.各班同士が迅速に情報を共有し,相互理解・議論を深め,共同研究を大幅に高速化させ,相乗効果を産むように取り組み,分子雲から原始惑星系に至る分子進化の統一的理解が可能になるようにする.計画研究のスタートアップを円滑に行うために,学術調査官の出席も得て総括班会議を2回開催した.第1回の研究集会を平成25年11月に開催し,領域の研究目標の確認ならびに具体的な研究方策を議論することを主目的とした.議論は白熱し,領域全体で目的意識を共有することができた.研究計画終了後に1つの学際的な融合研究へと発展させるという視点を持つことも総括班の役割であり,若手研究者がリーダーを務めるワークショップを2回開催した.第1回は「分子雲・原始惑星系実験(リーダー:羽馬哲也)」であり,第2回は「分子雲模擬有機物の分子構造・同位体(リーダー:高野淑識)」というテーマで開催した.ワークショップは各計画研究間の交流を促進し,連携研究を推進する役割も担っている.また,研究者コミュニティや社会との相互理解を深めるために,本領域研究の内容の広報にも積極的に取り組んだ.代表者および分担者が学会や研究会等で領域の研究内容を紹介した.また,ホームページも立ち上げ,各種情報を迅速に提供することを心がけている.宇宙で最も大量に存在する元素(H, O, C, N)からなる固体物質(氷および有機物)の形成・進化に着目し,実験,観測,理論,分析等の多様な手法で,分子進化の全体像を描き,これらを通して,化学的視点に立脚した惑星形成論を新たに構築する.そのために研究手法の異なる研究班を組織し,総括班の助言のもとに班間の交流を促し,手法の枠を越え,垣根を取り払う必要がある.公募研究(平成26-27年度)と計画研究との連携を強め,研究を強力に推進するために,第2回の研究集会を平成25年6月に開催した.公募研究で採択された研究計画について,各代表者からの講演とともに,研究領域内でのそれぞれ研究の位置づけについて全体で議論をおこなった.若手研究者がリーダーを務めるワークショップを3回開催した.「フォルステライトの表面構造と触媒作用(リーダー:高橋修)」,「総括班ワークショップ:これまでの研究成果と今後の展開(リーダー:羽馬哲也)」「高輝度放射光を用いた分子進化研究(リーダー:為則雄祐)」というテーマで開催した.ワークショップは各計画研究間の交流を促進し,連携研究を推進する役割も担っている.日本地球惑星科学連合大会で「宇宙における物質の形成と進化」セッションを開催した.また,国際ワークショップ「星間物質ワークショップ2014」の共催,宇宙生物学に関する国際会議「Origins」の支援,地球化学分野最大の国際会議Goldschmidt会議でのセッション企画(2014年,2015年)をおこない,領域内研究者が積極的に参加・講演をおこなった.また,研究者コミュニティや社会との相互理解を深めるために,本領域研究の内容の広報にも積極的に取り組んだ.また,一般向け講演会や書籍,メディアなどを通じ,「宇宙分子進化」研究の意義や成果の紹介を積極的におこなってきた.宇宙で最も大量に存在する元素(H, O, C, N)からなる固体物質(氷および有機物)の形成・進化に着目し,実験,観測,理論,分析等の多様な手法で,分子進化の全体像を描き,これらを通して,化学的視点に立脚した惑星形成論を新たに構築する.そのために研究手法の異なる研究班を組織し,総括班の助言のもとに班間の交流を促し,手法の枠を越え,垣根を取り払う必要がある.公募研究(平成26-27年度)と計画研究との連携を強め,研究を強力に推進するために,第3回の研究集会を平成25年10月に開催した.計画研究および公募研究について,各代表者・分担者からの講演をもとに,研究領域内でのそれぞれ研究の位置づけについて全体で議論をおこなった.総括班ワークショップを2回開催し(「宇宙分子進化研究の進展状況とその評価」,「宇宙分子進化研究の今後の展開」),領域の研究の進め方を議論した.また,若手研究者がリーダーを務めるワークショップを3回開催した:「小惑星内部での水と有機物の反応(リーダー:羽馬哲也)」「原始惑星系円盤ワークショップ(リーダー:為則雄祐)」

「分子進化(リーダー:高橋修)」.ワークショップは各計画研究間の交流を促進し,連携研究を推進する役割も担っている.日本地球惑星科学連合大会で「宇宙における物質の形成と進化」セッションを開催した.また,国際ワークショップ「Solar-System Symposium in Sapporo 2016」を開催し,外国からの研究者と領域内研究者が密に議論した.また,研究者コミュニティや社会との相互理解を深めるために,本領域研究の内容の広報にも積極的に取り組んだ.また,一般向け講演会やメディアなどを通じ,「宇宙分子進化」研究の意義や成果の紹介を積極的におこなってきた.総括班会議,研究集会,ワークショップの開催は計画通りに行われた.研究集会では,公募研究と計画研究の連携・進展状況が確認できたことは意義深い.ワークショップは若手研究者がリーダーとなって3回開催し,特定のテーマを深く議論することができた.また,総括班ワークショップを2回開催し,領域の研究の達成度や今後の展望を少人数で深く議論し,中間評価へも対応した.また, Solar-System Symposium in Sapporo 2016を主催し,国内外の参加者が関連するテーマを密に議論するとともに,領域の研究成果を発表することができ,参加者にも大変好評であった.広報でも,一般向け講演会や書籍,メディア,ホームページを通じて,新規情報を迅速に発信している.以上のことから,研究は,ほぼ当初の計画通りに進展していると考えている.宇宙で最も大量に存在する元素(H, O, C, N)からなる固体物質(氷および有機物)の形成・進化に着目し,実験,観測,理論,分析等の多様な手法で,分子進化の全体像を描き,これらを通して,化学的視点に立脚した惑星形成論を新たに構築する.そのために研究手法の異なる研究班を組織し,総括班の助言のもとに班間の交流を促し,手法の枠を越え,垣根を取り払う必要がある.公募研究(平成28-29年度)と計画研究との連携を強め,研究を強力に推進するために,第4回の研究集会を平成28年7月に開催した.計画研究および公募研究について,各代表者・分担者からの講演をもとに,研究領域内でのそれぞれ研究の位置づけについて全体で議論をおこなった.総括班ワークショップを2回開催し(「宇宙分子進化:今後の展開」,「宇宙分子進化:今後の展開-新たな視点から」),領域の研究のまとめ方と今後の展開を議論した.また,若手研究者がリーダーを務めるワークショップを2回開催した:「紫外線照射によるアモルファス氷の液化(リーダー:羽馬哲也)」「原始惑星系円盤ワークショップ(リーダー:荒川雅)」.ワークショップは各計画研究間の交流を促進し,連携研究を推進する役割も担っている.また,研究者コミュニティや社会との相互理解を深めるために,本領域研究の内容の広報にも積極的に取り組んだ.総括班会議,研究集会,ワークショップの開催は計画通りに行われた.研究集会では,公募研究と計画研究の連携・進展状況が確認できたことは意義深い.ワークショップは若手研究者がリーダーとなって2回開催し,特定のテーマを深く議論することができた.また,総括班ワークショップを2回開催し,領域の研究のまとめ方や今後の展望を少人数で深く議論した.
反応性自由表面に衝突する超希薄乱流予混合火炎の時系列解析

空間的に非均一な乱れの場を反応性自由表面として取り扱うことが出来る層流と乱流の混合気を衝突させた場に形成される予混合火炎を対象に、その火炎挙動の時系列的解析および瞬間二次元速度ベクトルについて検討を加えた。混合気としては、メタン/空気およびプロパン/空気を用いた。プロパン/空気火炎の場合では、可燃限界濃度以下の超希薄混合気は火炎安定性の向上にほとんど寄与していないと考えられる。このことの原因としては、上下の火炎間距離がメタン/空気火炎と比較して相対的に離れているため火炎の相互作用が効果的に現れなかったことが原因であると考えられる。メタン/空気火炎では、乱流中においても超希薄混合気が、高温の燃焼ガスに衝突する事により発熱反応を起こす可能性があり、火炎安定領域の増加に貢献する条件ある。上下の乱れの条件が等しい流れを衝突させた場合では、よどみ面はノズル間の中心に存在する。よどみ流線上の速度勾配は,乱れの強さに伴い緩やかになる。上下の乱れの条件が異なる場合では、乱れ強さの大きい側の速度勾配が緩くなり、よどみ面はノズル間の中心より乱流側に移動する。よどみ点における速度の確率密度分布(PDF)は、乱れの条件が等しい場合では、y軸およびr軸方向それぞれ対称に分布する。層流と乱流を衝突させた場合では、y軸方向は非対称となるが、r軸方向は対称となる。このことは、乱れの影響により、ノズル間中心に向かうに従ってr=0mmの位置からr軸方向の速度が増加し,離散するため,層流側のy軸方向速度が乱流側より大きくなるためである、層流と乱流を衝突させた場合では、乱れの影響により衝突界面が複雑に湾曲する。衝突界面の凹凸が乱れ強さに伴い大きくなり、よどみ点の分布範囲が拡大する。よどみ点の平均位置は、r軸方向に対してはほぼよどみ流線上に位置しているが、y軸方向に対してはノズル間の中心より乱流側に存在する。空間的に非均一な乱れの場を反応性自由表面として取り扱うことが出来る層流と乱流の混合気を衝突させた対向流を流れ場として設定し、その火炎挙動を時系列的に解析して検討を加えた。本助成期間では、メタン/空気およびプロパン/空気火炎に対して消炎限界、よどみ流線上の流れの特性および火炎面の変動特性を調べた結果、以下の点を明らかにした。このことの原因としては、メタン/空気火炎の火炎間距離がプロパン/空気火炎に対して相対的に近いため上下の混合気の相互作用が現れやすいためであると考えられる。その領域では、上下の混合気が相互に影響を及ぼし消炎限界を決定する。メタン/空気火炎の場合でも乱流火炎では火炎安定領域が減少する。ただし、乱れによる火炎安定領域の減少する条件は、プロパン/空気火炎とメタン/空気火炎では異なる。プロパン/空気火炎では、上下の燃料濃度差が増加した場合に火炎安定領域の減少が顕著に現れるのに対して、メタン/空気火炎では、上下の燃料濃度が等しい条件で顕著に現れる。乱流火炎の火炎安定領域が層流火炎と比較して減少する。このことは、乱流燃焼速度の増加による火炎間距離の増加したことと乱れによる火炎面局所的な曲率による火炎伸張などの影響が加わるためであると考えられる。

衝突界面の凹凸が乱れ強さに伴い大きくなり、よどみ点の分布範囲が拡大する。よどみ点の平均位置は、r軸方向に対してはほぼよどみ流線上に位置しているが、y軸方向に対してはノズル間の中心より乱流側に存在する。
ICT教育活用実践研究としての遠隔理科実験

高等学校において急激に減少している理科実験であるが,本質的な理解を深めるには非常に効果的である。インターネットを通して観察しながら遠隔操作で実験できる装置の開発を行い,実際に高校現場で活用してもらった。今回は豊後高田市でのICT活用調査と,固体の融点測定実験装置を開発し,その効果を検証した。a.実験装置の企画設計と製作すでに行ってきたアンケート調査の結果をもとに実験装置の題目、企画設計、製作を行った。複数の大分県下中学校・高等学校を対象に行ってきた実験の実施の現状と実施困難な実験題目の調査に基づき、遠隔実験によって効果の期待できる実験を抽出した。すでに作成してきた実験装置の実績によって、1.かなり細かい部分も観察できるビデオカメラ画像2.遠隔操作可能な入力4ポート、出力4ポートの組み合わせか、入出力16ポートのパラレルインターフェースの組み合わせを用意できることから、この2点の特徴を生かし、かつ遠隔操作だけで繰り返し実験ができる装置を作成する。「固体の融点測定装置」を製作した。試料金属は低融点金属(融点137度)を使用し,半田ごてのヒータを熱源として,電源のON,OFF,ビデオカメラの向き,ズームの制御を行い,熱電対を温度計として,温度を表示させて温度変化を映像から測定,記録するシステムとした。テスターが電池を電源としていることから,これをAC電源から取れるようにして,この電源も制御する改良を計画中。a.遠隔制御実験装置を使った実証検証実験装置を大学に設置し、大分県教育機関に限定された高速ネットワークを利用して,学校現場からの利用が可能であることの実証実験を行った。b.実験装置の企画設計と製作固体の融点を観察する遠隔実験装置を完成させた。試料として水銀を用い,ペルチエ素子による電気冷却を使って温度を下げ,水銀が固化する様子をライブネットワークカメラで観測すると共に,冷却機器の電源および温度表示装置の電源を遠隔で操作することにした。教材が高等学校向けであったため,高校の理科教諭に使用上の効果や改善点の指摘を受けた。水銀は学校現場では使用できないため,水を使用して条件を変えて実験を行った。特に冷却に用いたペルチェ素子の冷却方法を改善し,高校の授業時間50分を考慮した条件を調べた。冷却過程は十分観測に耐える実験となったが,温度の自然上昇による加熱過程では時間がかかりすぎるだけでなく,室温に近くなったとき温度上昇が極端に遅くなり,決まった授業時間内での実験には課題が残った。遠隔で用いることのできるインターフェースボックスを別の製品に変更して,制御信号の点数を増やし,よりきめ細かな制御を行うという課題が明確になった。実験装置の開発および実証のための環境整備までは行えたが,学校の指導計画との関係で授業での実践ができなかったため24年度が最終年度であるため、記入しない。早い段階で計画を協力校と打ち合わせをすることによって実際の授業での実践およびアンケートによる検証を行う。さらに物理以外の分野のテーマについて遠隔実験装置を新たに作成する。24年度が最終年度であるため、記入しない。
過冷却液体の局所構造と動力学

過冷却液体のガラス転移現象は,物性物理学における基本的な未解決問題の一つである.ガラス転移の過程で液体の対称性があらわには破れないため,ガラス形成液体に共通して生じる動力学の急速な減速や,その温度依存性(フラジリティ)の違いが何に起因しているかということについて,長年にわたる研究にもかかわらず合意が得られていないのが現状である.本研究では,模型系の分子動力学シミュレーションを通じて,液体中の構造が動力学に及ぼす影響を理解し,ガラス転移の起源に関して本質的な示唆を与えることを目的とした.この目標を達成するために,低温で複数の異なるタイプの局所構造を形成しかつ高いガラス形成能を示すようなシミュレーション模型を開発した.本研究で対象とした3種類の異なる液体が示す性質の比較から明らかになったのは,低温で形成される構造の種類が,過冷却液体のフラジリティに大きな影響を与えるということである.筆者は,フラジャイルな液体には局所構造を破壊しないような拡散モードが存在することを明らかにし,それを,T1事象に関して安定構造が閉じているかどうかという観点から解釈した.本研究で得られた結果は,熱力学から決定される液体の構造と,有限の時間における動力学の素過程とが,互いに密接に関連していることを示すものである.ガラス転移の研究においては,多くの場合,熱力学と動力学のどちらか一方に重点が置かれるが,本研究は,それらの間の相互作用の重要性を示したという点で,今後の研究に本質的な示唆を与えるものと期待される.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
膵癌細胞の神経組織浸潤の機序-特に神経栄養因子の関与について-

今回我々は、膵癌が他の癌に比べて神経浸潤の頻度が高い理由について、以下のような仮説を立て、in vitro、in vivoでの基礎的検討を行った.【仮説】膵臓の周囲に存在する腹腔神経叢から分泌されるある種の神経栄養因子により膵癌細胞は浸潤誘導刺激を受け、それに導かれるように癌進展、浸潤が起こる.それに対し以下の結果が得られた.【結果】(1)膵癌細胞は神経系細胞と明らかに親和性高く、神経系細胞から分泌される神経栄養因子GDNFによりその浸潤能が増加する.このGDNF分泌はヒトの腹腔神経叢からも分泌されていた.(2)神経栄養因子GDNFよる膵癌細胞の刺激は、膵癌細胞膜上にあるRETレセプターを介して行われ、そのシグナルはチロシンのリン酸化という形で細胞内に伝わり、FAKへとシグナルが伝わる.(3)GDNFにより見られた膵癌細胞の浸潤能増加は、GDNFファミリーのNeurturinでも同様な結果が得られた.(4)膵癌の浸潤転移にサイトカインIL-1aが大きく関与している.(5)IL-1αはIL-1RIを介してインテグリンα_6β_1の発現を増強し、lamininへの接着能を増強させることにより、肝転移に大きく関与していることが示唆された(6)膵癌細胞は糖鎖抗原を介して、血管内皮細胞に誘導されたE-セレクチンと接着し、そこから肝転移が発生する.以上の結果より最初の仮説の正当性は証明された.【考察】この結果は膵癌の好神経進展を考える上で、新しい重要な考え方であり、膵癌の神経浸潤の機序解明に大きな進展をもたらした.今後はこの浸潤メカニズムの制御を行うことにより、新しい癌治療戦略へと発展する可能性が考えられた.今回我々は、膵癌が他の癌に比べて神経浸潤の頻度が高い理由について、以下のような仮説を立て、in vitro、in vivoでの基礎的検討を行った.【仮説】膵臓の周囲に存在する腹腔神経叢から分泌されるある種の神経栄養因子により膵癌細胞は浸潤誘導刺激を受け、それに導かれるように癌進展、浸潤が起こる.それに対し以下の結果が得られた.【結果】(1)膵癌細胞は神経系細胞と明らかに親和性高く、神経系細胞から分泌される神経栄養因子GDNFによりその浸潤能が増加する.このGDNF分泌はヒトの腹腔神経叢からも分泌されていた.(2)神経栄養因子GDNFよる膵癌細胞の刺激は、膵癌細胞膜上にあるRETレセプターを介して行われ、そのシグナルはチロシンのリン酸化という形で細胞内に伝わり、FAKへとシグナルが伝わる.(3)GDNFにより見られた膵癌細胞の浸潤能増加は、GDNFファミリーのNeurturinでも同様な結果が得られた.(4)膵癌の浸潤転移にサイトカインIL-1aが大きく関与している.(5)IL-1αはIL-1RIを介してインテグリンα_6β_1の発現を増強し、lamininへの接着能を増強させることにより、肝転移に大きく関与していることが示唆された(6)膵癌細胞は糖鎖抗原を介して、血管内皮細胞に誘導されたE-セレクチンと接着し、そこから肝転移が発生する.以上の結果より最初の仮説の正当性は証明された.【考察】この結果は膵癌の好神経進展を考える上で、新しい重要な考え方であり、膵癌の神経浸潤の機序解明に大きな進展をもたらした.今後はこの浸潤メカニズムの制御を行うことにより、新しい癌治療戦略へと発展する可能性が考えられた.結果今回検討した全ての膵癌細胞株でret遺伝子の発現を認めた.その発現の程度に明らかな差は見られなかった.2.神経系細胞におけるGDNFの発現の有無をWestern blotting法、RT-PCR法を用いて検討した.結果glioblastoma(T98G,A172)においてGDNFの発現を認めた.特にT98Gにおいて強い発現を認めた.3.Double chamberinvasion assay法を用いて、膵癌細胞に対する神経系細胞の浸潤誘導作用を検討した.結果神経系細胞との共培養にて、膵癌細胞の浸潤誘導が見られたが、その作用はGDNFの発現を認めた、T98,Al72細胞においてより強く誘導作用が認められた.今後はGDNF抗体によりこの浸潤誘導作用が阻止されるかを検討し、GDNFの走化性についても検討を加える予定である.はじめに昨年の研究にて、神経栄養因子GDNFが膵癌細胞の浸潤誘導作用を有していることを明らかにした.本年度は[1]この浸潤誘導作用が抗GDNF抗体により阻止されるか.[2]膵癌細胞に対するGDNFの走化性について.[3]手術時に採取された腹腔神経叢においてGDNFが発現しているかどうか.[4]GDNFにより、膵癌細胞膜上に存在するRetレセプターが活性化しているかどうか.以上4項目について研究を行った.結果[1]Double chamberinvasion assay法を用いて、抗GDNF抗体を添加し、細胞数を計測すると、コントロールにくらべて、有意に細胞数の減少が認められた.[2]Checkerboard analysis法を用いた検討により、GDNFは膵癌細胞に対して、chemotaxisis chemokunesisの両方の作用を有していることが明らかになった.[3]免疫組織学的検討により、腹腔神経叢のうち、神経線維を取り囲む神経鞘細胞に発現が見られた.

[4]膵癌細胞をGDNFで刺激し、Retレセプターの活性化をprotein tyrosine kinaseにより測定した.GDNF刺激により、コントロールにくらべ有意に活性が増加した.まとめGDNFによる膵癌細胞の浸潤誘導はRetレセプターの活性化を介し、細胞内へシグナルを伝達することにより行われている、と考えられた.今後は近年報告されたGDNFファミリーであるNeurturinについても検討を加える予定である.研究の目的:我々は膵癌の特徴的浸潤形式である、神経浸潤のメカニズムを基礎的、臨床的に解明し、さらに臨床応用の道を探ることを目的として研究を行った.平成10、11年度はin Vitroにおいて、神経栄養因子GDNFの膵癌細胞に対する浸潤誘導作用を明らかにした.平成12年度は、最近新たに報告された神経栄養因子Neurturinの膵癌細胞に対する浸潤誘導作用の検討と、これら因子の細胞内シグナル伝達にも焦点を当て、膵癌の神経浸潤のメカニズムについて検討した.まとめ:つまり神経栄養因子GDNF、Neurturinは膵癌細胞膜表面にあるRetレセプターを活性化し、その細胞内シグナルによりFAKが活性化されて、膵癌細胞の浸潤を引き起こしている可能性が示唆された.このことにより膵癌の神経好性浸潤のメカニズムの一端が明らかになったと考えられた.
光触媒反応による生体分子損傷機構の人工細胞モデルを用いた解明

医学などの分野へ応用できる光触媒の開発につなげることを目的として、TiO_2等の光触媒や光増感物質が引き起こす生体分子損傷機構に関する基礎研究を行った。TiO_2による細胞死のメカニズムには、光触媒反応で直接生成する活性種の他、細胞膜構成分子等の酸化で生成する二次的活性種の関与が示唆された。タンパク質の構成分子であるアミノ酸をTiO_2で光触媒酸化したところ、ほとんどのアミノ酸の酸化物から二次的に過酸化水素(H_2O_2)が生成することを明らかにした。二次的H_2O_2の生成は、光触媒反応で生じたアミノ酸酸化物の自動酸化の過程で酸素の還元を介して起こると考えられる。アミノ酸の酸化には、ヒドロキシルラジカルの関与が示唆されたが、TiO_2光触媒反応で直接生成する活性種では一重項酸素(^1O_2)も報告されている。しかし、^1O_2の生成機構と反応性には不明な点も多い。本研究では、その生成機構が酸素の還元で生成するスーパーオキシドの再酸化であることを明らかにした。次にその^1O_2は、細胞膜の環境で生成が促進すること、表面に吸着したタンパク質を酸化損傷できることを明らかにした。この他、可視光線を利用できる広い意味での光触媒といえるポルフィリン類の光増感反応による生体分子損傷機構で、^1O_2生成が特に重要であることを明らかにした。また、生体分子との相互作用を積極的に光増感物質の活性制御に活用する研究を行った。DNAのモデルにアニオン性ポリマーを用いた実験から、DNAの負電荷との静電相互作用で光増感物質の^1O_2生成活性の制御が可能であることを明らかにした。本研究では、TiO_2光触媒反応において、これまでにあまり注目されてこなかった二次的活性種や^1O_2が関る反応機構を明らかにした。また、生体内の特殊な環境を利用することにより、特定の生体分子のみを選択的なターゲットとする光触媒・光増感物質開発の可能性を示した。光触媒反応による生体分子の損傷は、抗菌材料をはじめ、がんの光線力学的療法(PDT)への応用の原理にも関係している。しかし、関与する活性種等、損傷機構には不明な点も多い。本研究では、二酸化チタン(TiO_2)や光増感剤と生体分子との相互作用下における光化学反応と生体分子損傷機構を検討することで、細胞内に類似した環境における反応機構の解明を目的としている。TiO_2光触媒によるDNA損傷の活性種には、過酸化水素の寄与が大きいことをこれまでに報告した。また近年、PDTにおける活性種としても重要な一重項酸素(^1O_2)の関与が議論されている。今年度、^1O_2の生成と生体分子損傷への関与を^1O_2からの近赤外発光の測定と生体分子への損傷作用の解析から検討した。TiO_2光触媒反応による^1O_2の生成を有機溶媒および重水中で確認し、その生成機構が溶存酸素の還元で生成するスーパーオキサイドの再酸化であることを明らかにした。生成した^1O_2の大部分はTiO_2表面で失活するため、DNAやNADH等、TiO_2と特別な相互作用のない生体分子の損傷には、ほとんど関与しないことが示された。一方、^1O_2の生成活性は、リポソーム中で著しく増大した。また、^1O_2は、タンパク質(ウシ血清アルブミン)により除去された。これらの結果は、細胞膜等を構成するリン脂質膜がTiO_2光触媒反応による^1O_2生成に有利な環境であることを示している。また、生成した^1O_2が膜タンパク質を酸化し、光毒性に関与する可能性が示唆された。この他、DNAと静電的に結合する光増感剤(ベルベリン、パルマチン)およびポルフィリンP(V)錯体を用い、DNA鎖の環境と光化学的^1O_2生成反応を解析した。DNA鎖の環境が^1O_2生成を促進し、相互作用が損傷に重要な効果を示すことを明らかにした。

また、生体分子との相互作用を積極的に光増感物質の活性制御に活用する研究を行った。DNAのモデルにアニオン性ポリマーを用いた実験から、DNAの負電荷との静電相互作用で光増感物質の^1O_2生成活性の制御が可能であることを明らかにした。本研究では、TiO_2光触媒反応において、これまでにあまり注目されてこなかった二次的活性種や^1O_2が関る反応機構を明らかにした。また、生体内の特殊な環境を利用することにより、特定の生体分子のみを選択的なターゲットとする光触媒・光増感物質開発の可能性を示した。
mRNA局在と翻訳制御における細胞質RNP顆粒動態

ショウジョウバエ生殖質の動態解析を進め,新たなRNA制御機構を見出した。mRNAの局在と翻訳制御を行うRNP複合体の因子であるEdc3の解析から,RNP複合体の構成タンパク質の動的制御の重要性を浮き彫りにした。また,生殖質の繋留過程の解析から,膜輸送系とアクチン骨格系の制御を介したRNPの局在維持機構が明らかとなった。さらに,生殖質因子Pgcの解析から,miRNA経路を抑制することで生殖質RNAを安定化することが,動物種を超えて共通であることを明らかにした。細胞の極性は,しばしばmRNAの細胞質内局在と,RNA局在と連携した翻訳制御によって確立される。このようなRNA局在と翻訳制御との連携機構の解明は,発生・細胞生物学上の最重要課題の1つである。しかし,その分子基盤はいまだ良くわかっていない。本研究では,細胞極性,RNA局在,翻訳制御,RNP動態制御を包括的に研究する上で理想的なモデル系の一つである,ショウジョウバエ生殖質形成を対象として,RNAレベルで行われる制御の普遍的分子基盤の実体解明を目指す。具体的には,ショウジョウバエ母性RNP複合体の新規構成タンパク質として同定したEdc3ホモログについて,突然変異体を作成し分子機能解析を進めた。また,生殖質の局在に異常を示す突然変異体の原因遺伝子としてCG8683(酵母mon2ホモログ)を同定し、その解析を進めた。このようなRNA局在と翻訳制御の連携機構の解明は,発生・細胞生物学上の最重要課題の一つである。しかし,その分子基盤は未だよく分かっていない。局在RNAは細胞質RNP複合体を形成して輸送・局在する。最近の研究から,卵巣,神経細胞,体細胞で観察される細胞質RNP(各々,母性RNP,神経RNA顆粒,Pボディと呼ばれる)が,構成蛋白質の上でも,分子機能の上でも相同性を持つことが明らかとなってきた。すなわち,各々の細胞質RNP複合体の間には,共通したRNA制御の分子基盤が存在し,RNA局在と翻訳制御との連携は,この共通基盤の上に成立していると考えられた。母性RNP複合体の構成蛋白質として同定したMe31Bは,ショウジョウバエS2細胞においてPボディに局在する。S2細胞よりアフィニティー精製したMe31B複合体の質量分析解析により,CG6311およびCG5208蛋白質を同定した。次に,これら蛋白質に対する特異的抗体を作成し,CG6311,CG5208蛋白質が卵巣においてもMe31Bと細胞質顆粒を形成していることを見だした。一方,RNase存在下で行った免疫沈降実験から,CG6311,CG5208蛋白質とMe31Bとの会合はRNA依存的であるこ,とが判明した。現在,CG6311,CG5208突然変異体を作成すべく,近傍にP因子が挿入された系統を用いて,欠失変異体のスクリーニングを行っている。興味深いことに最近の研究から,卵巣,神経細胞,体細胞で観察される細胞質RNP(各々,母性RNP,神経RNA穎粒,Pボディと呼ばれる)が,構成タンパク質の上でも,分子機能の上でも相同性を持つことが明らかとなってきた。本年度は,ショウジョウバエ母性RNP複合体の新規構成タンパク質として同定したEdc3, Patlホモログについて,突然変異体を作成しその分子機能解析を進めた。その結果,pat1遺伝子にP因子が挿入された系統は劣勢致死であった。さらに, FLP-FRT法を用いても生殖系列モザイクが生じないことから,Pat1は細胞の生存に必須であると推定された。一方,edc3遺伝子領域の欠失変異体は部分致死を示し,低い割合ながらもホモ個体が成長した。このようなエスケイパーの卵巣においてはoskar mRNAの局在異常とOskarタンパク質の異所的な発現が観察された。すなわち,Edc3はoskar mRNA輸送と翻訳制御にかかる新規因子であると考えられた。さらに,母性RNP構成タンパク質の分布にも異常が観察されたことから,Edc3は輸送過程におけるoskar RNPの再編成を介してRNA輸送と翻訳制御に関与していると予想された。