hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
下垂体腺腫におけるPPARγの発現と下垂体の機能分化に関わる転写因子との関連

ステロイドホルモン受容体ファミリーに属するPeroxisome proliferators-activated receptor(PPAR)の中でPPARγは下垂体腺腫の増殖抑制に関与していることが報告されている。このPPARγのリガンドであるthiazolidinedione(TZD)系薬剤の投与により、Pit-1の発現が減少したとの報告もあり、下垂体機能分化に関わる転写因子とPPARγとの関連について注目されている。昨年度は非機能性下垂体腺腫を中心にPPARγと下垂体の機能分化に関わる転写因子の発現について検討したが、本年度は機能性腺腫を中心に、それらの発現を検討した。PPARγの発現はACTH産生腺腫で多く認められるとの報告が多いが、RT-PCR法による検討では、ACTH産生腺腫のみならずGH、PRL、およびTSH産生腺腫において広くPPARγの発現が確認された。さらにImmunohistochemistryにおいてPPARγは腺腫細胞の核内に発現しており、正常下垂体より発現率が高いことが確認された。また、Pit-1陽性のGH、PRL、およびTSH産生腺腫において、その傾向は顕著であり、同一腺腫細胞でのPit-1とPPARγの発現も形態学的に確認された。これらの結果より、PPARγがACTH産生腺腫のみならず、他の機能性腺腫の増殖抑制にも関与していることが示唆され、Pit-1との関連についても示唆された。本年度は形態学的な分析のみであったが、今後、in vivoでの検索も加え、実際の臨床応用が可能かどうか、さらに検討する必要があると思われる。ステロイドホルモン受容体ファミリーに属するPeroxisome proliferators-activated receptor (PPAR)の中でPPARγは下垂体腺腫の増殖抑制に関与していることが報告されている。このPPARγのリガンドであるthiazolidinedione (TZD)系薬剤の投与により、Pit-1の発現が減少したとの報告もあり、下垂体機能分化に関わる転写因子とPPARγとの関連について注目されている。PPARγagonistは薬物療法に効果がない非機能性下垂体腺腫に対しても、増殖抑制効果があるとされており、本年度はまず下垂体機能分化に関わる転写因子の中で非機能性腺腫に関連の深いEgr-1について検討した。Egr-1は、元来血管損傷時に発現する転写因子として注目されていたが、近年下垂体におけるgonado-tropin subunitの発現に関与しているとされている。今回、我々は非機能性下垂体腺腫54例につき、免疫組織化学、RT-PCR法、Western blotting法を用い検討を行った。結果はそれぞれ63.8、67.9、63.6%の症例が陽性であり、特にgonadotropin subunit陽性例については78.6、86.9、71.8%と有意に高い発現率を示した。さらに、機能性腺腫についても同様の検討をいったが、GH産生腺腫に約70%と高い発現が認められた(これらの大部分はαSU陽性であった。)。また、免疫組織学的に二重染色を行うと、LHβ,FSHβ,αSUとの強い相関性を示した。さらにEgr-1は、他の転写因子や膜受容体の発現とも関連性を示し、他のゴナドトロピンと関連の深いLim3,SF-1/Ad4BP,GnRHについては同時に発現する症例が多数認められた。これらの結果より、非機能性腺腫は高い比率でゴナドトロピンサブユニット発現の分子機構を持ち、Egr-1がその機構に強く関与していることが示唆された。来年度はEgr-1を中心とした下垂体機能分化に関わる転写因子とPPARγとの相互作用につき、さらに検討する予定である。
卵巣顆粒膜細胞/黄体細胞の分化抗原の同定とその解析

卵胞および黄体の主要構成細胞である顆粒膜細胞と莢膜細胞は、卵胞発育、卵胞閉鎖、黄体形成および黄体退縮にともなって、自ら増殖、分化、細胞死を周期的に繰り返す極めて特徴的な内分泌細胞である。本課題において、我々は卵巣顆粒膜細胞に着目し、広く細胞生物学に適用出来る細胞の増殖、分化の新たな制御機構の一つのモデルを確立するため、顆粒膜細胞と黄体細胞の新たな分化抗原を単クローン抗体作成法を利用して同定、解析した。本年度、明らかにしたことは、ヒト顆粒膜細胞を抗原として作成した幾つかの単クローン抗体の一つで同定された、顆粒膜細胞の分化抗原であるOG-1抗原をヒト胎盤組織よりインムノアフィニティー法を利用して精製し、SDS-PAGEにより120KDaの単一バンドを得た。この120KDaバンドをPVDF膜に転写しアミノ酸分析装置によりN末端からのアミノ酸配列を分析したところN末からの16個のアミノ酸がインテグリンα6の重鎖のそれと同一であることが明らかとなった。インテグリンα6はインテグリンβ1、β4分子とヘテロダイマーを形成することから、α6、β1、β4分子の組織分布を調べた。その結果、それらの発現様式は卵巣組織でのOG-1の発現とよく相関し、α6とOG-1の分子量もほぼ同じであることから、OG-1抗原はインテグリンα6分子であると結論した。OG-1とは独立に作成した。ブタ顆粒膜細胞に対する単クローン抗体の一つにより認識される分化抗原であるPOG-2抗原も抗原精製し、N末からのアミノ酸配列を調べたところ、16個のアミノ酸中14個はインテグリンα6と同一であり、分子量も近似していることから、POG-2分子もブタのインテグリンα6と結論した。インテグリン分子は細胞増殖、分化の制御に重要な役割を果たしていることが近年、幾つかの細胞系で指摘されてきており、現在、上記の系で検討中である。
都市化に伴う汚濁負荷量の変化予測と水環境への影響評価に関する研究

都市化の進展に伴う汚濁負荷量の変化の予測を行い、水環境への影響を評価するために、諫早市域で降下粉塵の観測を行った。同様に、本明川ならびに河口部での水量・水質調査をも実施した。これらの結果を基に、水環境への影響評価が可能な数値シミュレーションモデルが作成された。一般に、好ましい水環境を達成するためには、種々の配慮が必要とされることは良く知られているが、とりわけ、十分な流域水管理を行うことは重要である。このようなことから、本研究では、流域に分布する点源・非点源汚濁負荷の時間的・空間的な変化を把握するために、広く関係機関が共同で利用できる共通の規準でそれらをデータベース化することの重要性が述べられ、国土数値情報の3次メッシュを利用することの妥当性が示された。この種の方法は点源汚濁負荷の評価に有効であるばかりではなく、降下粉塵の観測データを用いて非点源汚濁負荷の評価にも利用される。これらのデータが、研究代表者・分担者によって提案されている都市域雨水排除の汚濁負荷流出量予測のプログラム:NUMEROUS-EXTENDED等の入力データとして役立てられ、流域の汚濁負荷が水域に及ぼす影響の評価に活用されることは論をまたない。一方、水域の水環境の総合評価を実施するために、まず、本明川で理化学的・生物学的な水質指標の値を実測し、それらが相互に関連していることを示すと共に「多自然型川づくり」の効果の評価が試みられた。また、潮汐作用の影響を受ける河口部の水質は、底質とも関連する浮遊懸濁粒子の値に大いに影響されることが示され、その評価式が確率モデルを用いて求められた。また、河川・海域を広く覆う水質評価のための3次元数値モデルが作成され、大規模水理構造物が水域に及ぼす影響評価手法が示され、好ましい水環境整備へ貢献することが試みられた。標題に示された研究目的を達成するため、諌早市域でこれまで数回にわたって降下粉塵の計測を行い、本明川において水量観測ならびに理化学的水質指標、生物学的水質指標を用いた水質観測を実施した。併せて、都市域からの汚濁負荷流出予測、水域での水質予測の計算プログラムの作成を行った。まず、前者の問題に関しては、物理的見地からの降雨-流出解析モデルを提案し、水量予測だけでなく、流域からの汚濁負荷流出量を予測することができる計算プログラムを開発した。つぎに、受水域の本明川では生物学的水質指標をも併用した水質評価にための観測を行い、さらに感潮域では、浮遊懸濁粒子(SS)が有機物汚濁指標の生物化学的酸素要求量(BOD)に多大な影響を及ぼすことから、それらの機構解明に向けて、昼夜にわたる24時間観測、数値シミュレーションを実行した。以上の結果、都市化に伴う汚濁負荷量の変化を十分に予測市、水環境への悪影響を最小限に抑えるためには、流域から水域へ流出する点源、非点源汚濁負荷量を極力抑制することの重要性が示された。また、水域の水質判定に生物学的指標のBiotic Index , pollution Indexを取り上げ、また、理化学的指標にBOD,DO等を取り上げた場合、それらの指標による水質判定は相互に密接な関係があることが明らかにされた。それと同時に、快適な水環境を達成していくにあたって、流域からの汚濁負荷流出の抑制だけでなく、多自然型護岸の施工等の積極的な水環境整備施策を展開することの重要性が示された。

都市化の進展に伴う汚濁負荷量の変化の予測を行い、水環境への影響を評価するために、平成6年度に引き続き、平成7年度も諫早市域で降下粉塵の観測を行った。同様に、本明川ならびに河口部での水量・水質調査をも実施した。これらの結果を基に、水環境への影響評価が可能な数値シミュレーションモデルを作成した。一般に、好ましい水環境を達成するためには、種々の配慮が必要とされることは良く知られている。そのようなものの一つは、十分な流域水管理を行うことである。このようなことから、本研究では、流域に分布する点源・非点源汚濁負荷の時間的・空間的な変化を把握するために、広く関係機関が共同で利用できる共通の規準でそれらをデータ・ベース化することの重要性が唱えられ、国土数値情報の3次メッシュを利用することの妥当性が述べられた。この種の方法は点源汚濁負荷の評価に有効であるばかりではなく、降下粉塵の観測データを用いて非点源汚濁負荷の評価にも活用される。これらのデータが、研究代表者・分担者によって提案されている都市域雨水排除の汚濁負荷流出量予測のプログラム:NUMEROUS-EXTENDED等の入力データとして利用され、流域の汚濁負荷が水域に及ぼす影響の評価に役立てられることは言うまでもない。一方、水域の水環境の総合評価を実施するために、まず、本明川で理化学的・生物学的な水質指標の値を実測し、それらが相互に関連していることを示すと共に「多自然型川づくり」の効果の評価を試みた。また、潮汐作用の影響を受ける河口部の水質は、底質とも関連する浮遊懸濁粒子の値に大いに影響されることが示され、その評価式が確率モデルを用いて求められた。また、河川・海域を広く覆う水質評価の3次元数値モデルが作成され、大規模水理構造物が水域に及ぼす影響評価手法が示され、好ましい水環境整備へ貢献することが試みられた。
新規インスリン分泌不全糖尿病モデルマウスの開発と原因遺伝子の同定

糖尿病原因遺伝子座の同定に成功し、この領域に約200の候補遺伝子が存在し、原因遺伝子の同定に着手する段階にある。次世代シークエンサーによるエキソーム解析及びmRNA発現解析によって原因遺伝子を同定する。また原因遺伝子が同定された後は、KOマウスを作出することによって発症メカニズムの解析を行う。今年度生じた差額分は、次年度の次世代シークエンサーおよびKOマウスの作出に支出する。原因遺伝子座の同定にかかる動物匹数を100匹から50匹に削減できたため、差額が生じた。
HIV感染抵抗性に関与するヒト第22染色体遺伝子の発現調節機構

ヒト第22染色体に存在する、HIV曝露非感染状態を決定する遺伝子について、研究期間内にその最終候補をほぼ絞り込むことに成功した。即ち、DNAマイクロアレイを用いた発現解析によって、末梢血単核球のHIV抗原刺激に伴い、HIV曝露非感染者では発現が上昇し、感染者では逆に発現が低下する遺伝子二つを見出したが、これら二遺伝子は染色体上で互いに隣接して、しかも逆向きに存在していた。一方、同じ染色体領域の単一塩基多型(SNPs)の遺伝子型を群間で比較したところ、上記二遺伝子にごく隣接した二つの短い染色体領域で、曝露非感染者群とHIV感染者群の間に有意な頻度差を認めた。そこで、曝露非感染者で発現上昇が見られる二つの遺伝子の発現調節領域を探ったところ、これら二つの遺伝子の構造領域の間に、リプレッサーと思われる配列を見出した。しかも、このリプレッサー候補領域にはゲノム多型があって、互いにハプロタイプ関係をなす特定の遺伝子型が、曝露非感染者に集積していた。さらに、試験管内のルシフェラーゼ発現誘導実験でも、これらゲノム塩基配列の多型が遺伝子発現に影響することが明らかになった。さらに、上記ゲノム塩基配列多型領域の僅かにテロメア寄りにある、レトロウイルス複製制御因子APOBEC3Gについて、その末梢血単核球での発現が曝露非感染者で有意に高く、特にCD14陽性単球を1型インターフェロンで刺激した場合のAPOBEC3G発現誘導が、曝露非感染者で有意に高度となることが明らかとなった。このことから、単球におけるAPOBEC3Gの高発現が、曝露非感染者のHIV感染抵抗性の一機序であることが考えられる。今後、上記ゲノム塩基配列多型とAPOBEC3G発現誘導との関係が明らかにされねばならない。我々は、マウスレトロウイルス感染時にウイルス中和抗体産生の有無を制御する非MHCの宿主遺伝子Rfv-3を、第15染色体上にマッピングし、これと相同なヒト22染色体領域の遺伝子が、HIV-1曝露非感染者における効率的なT細胞感作と粘液抗HIV抗体産生に関与する可能性を示してきた。マウスゲノムでもヒトゲノムでも、これらレトロウイルス感染抵抗性遺伝子マップ領域内には、レトロウイルスゲノムの塩基置換を誘導するシチジン脱アミノ化酵素、APOBEC群が存在している。特にヒトのAPOBEC3G,APOBEC3Fは、HIV複製時に粒子内に取り込まれ、逆転写後のウイルスゲノムに変異を加えることにより、感染性粒子の複製を抑制する作用が知られている。そこで、HIV-1曝露非感染状態の成立にヒトAPOBEC3が関与する可能性を考え、HIV-1曝露非感染者及びHIV感染者末梢血と子宮頸部粘膜における、APOBEC3群mRNA及びタンパク質の発現を解析した。曝露非感染者では、HIV感染者に比較して末梢血単核球でのAPOBEC3G,3F発現が構成的に高く、インターフェロン-α刺激時にはさらに有意な発現上昇が見られた。しかし、この発現上昇にはIL-15は関与していなかった。また、曝露非感染者の子宮頸部粘膜でも、HIV感染者に較べAPOBEC3G,3Fの発現が上昇していた。これに加え、マウスレトロウイルス感染におけるAPOBEC3遺伝子の関与を解析した。組織・細胞別の解析で、マウスAPOBEC3がBリンパ球、Tリンパ球で強く発現すること、赤芽球系細胞では発現が弱いこと、マウスの系統により、スプライシングパターンの違うmRNAが検出されることを見出した。現在、フレンド白血病ウイルス感染に対するマウスAPOBEC3の抑制効果をin vitroとin vivoの両方で解析中である。

我々は、マウスレトロウイルス感染時に中和抗体産生の有無を制御する宿主遺伝子Rfv3をMHC領域外の第15染色体にマッピングし、これと相同なヒト22染色体領域の遺伝子が、HIV-1曝露非感染者における効率的なT細胞感作と粘液抗HIV抗体産生に関与する可能性を示した。マウスゲノムでもヒトゲノムでも、これらレトロウイルス感染抵抗性遺伝子マップ領域には、ウイルスゲノム逆転写産物の塩基置換を誘導するシチジン脱アミノ化酵素、APOBEC群が存在する。特にヒトのAPOBEC3群酵素は、HIV複製時に粒子内に取り込まれ、逆転写後のウイルスDNAに変異を加えることにより、感染性粒子の複製を抑制する作用が知られている。そこで、HIV-1曝露非感染状態の成立にヒトAPOBEC3が関与する可能性を考え、HIV-1曝露非感染者及びHIV感染者の末梢血と子宮頸部粘膜における、APOBEC3群mRNA及びタンパク質の発現を解析した。曝露非感染者では、健常人に比較して末梢血単核球でのAPOBEC3G発現が構成的に高く、インターフェロン(IFN)-α刺激時にはさらに有意な発現上昇が見られた。末梢血中でAPOBEC3G発現が高い細胞はCD14陽性単球で、CD14陽性細胞では、IFN-α刺激によるAPOBEC3G発現誘導の程度が、曝露非感染者でのみ健常人やHIV感染者に較べ有意に高かった。一方、曝露非感染者とHIV感染者の第22染色体領域遺伝子発現の網羅的比較と、単一塩基置換の遺伝子型頻度の比較から、APOBEC遺伝子群の存在領域より僅かにセントロメア寄りの二つの遺伝子に、曝露非感染者でのみHIV抗原刺激後の発現上昇を認め、これら二つの遺伝子の間に挟まれた発現調節領域と考えられる部分に、ゲノム塩基置換の存在を見出した。モデル系を用いた実験で、塩基置換部位は遺伝子発現調節に関係していた。
マングローブ群落内の潮の干満に伴うコロイド状浮遊粒子の特性と動態

マングローブ群落は日本の南西諸島にも分布し、満潮時には海水による塩水に浸り、干潮時には干上がるような入り江や河口付近の堆積泥上に形成される。このような境界域は生物生産や陸地化や環境浄化の面だけでなく、水産資源の涵養、環境保全や国土保全等に大きな機能的役割を果すと考えられる。しかし、マングローブ群落における陸地化のメカニズムや表層堆積泥の内容、上げ潮および下げ潮時に流入・流出・移動するコロイド状浮遊物粒子の特性や動態等については不明なことが多い。ここでは、石垣島の吹通川流域のマングローブ群落を形成する河川流域で、周辺の土壌表土、群落や河川中の表層堆積物、潮の干満に伴って流入・流出・移動する浮遊物粒子、および表層堆積物表面等についてそれらの内容や特性を調べた。全般的には、河川中の表層堆積物での鉱物組成に比べて、マングローブ群落中での鉱物組成の変動は小さく、群落中の下流側から中流側への表層堆積物の鉱物組成は安定化する傾向にあった。また、河川中や群落中の表層堆積物の一次および二次鉱物組成の特徴は、海中の表層堆積物および陸地側の土壌表土の鉱物組成のによく類似し、それらの特徴を反映して各堆積環境の異なる地点ごとに構成成分の質的、量的違いが認められた。そして、マングローブ群落内の表層堆積物では、潮の干満に伴って流入・流出・移動する浮遊物粒子の内容や特性に類似性が認められ、特に、群落中に生息する生物類の昼間の諸活動、群落の縁付近に多い腐植含量および風雨や降雨や波浪の強弱等による相互作用が、群落内部における堆積作用や陸地化に及ぼす大きな要因であることを示唆した。堆積泥表層部の無機質成分に関する知見を得る目的で、石垣島、吹通川のマングローブ群落内から、干潮狩時に、下流側4試料、中流側3試料および上流側3試料の堆積泥を、それぞれ深さ5cmから採取した。風乾細土(粒径2mm以下)に調整した後、繰り返し沈定法によって粒径組成を調べ、X線回折法によってシルト画分および粘土画分の鉱物組成と大略の相対含有をそれぞれ調べた。また、同一の採取地点から深さ2cm程度の表層部を採取し、そのまま凍結乾燥試料を調整した後、実体顕微鏡によって表層面の状態も調べた。群落内の堆積泥の表層部の状態、粒径組成や鉱物組成には下流側から上流側にかけてかなり異なる特徴が認められた。堆積泥の粒径組成は採取地点ごとに多少異なったが、全般的に眺めると粗砂部分は下流や上流側に多く、細砂部分は下流や中流側に多く、シルト部分は下流側での変動量が大きくて上流側で少なく、粘土部分は上流側ほど多い特徴が認められた。シルト画分の一次鉱物組成では石英が主体で、下流や中流側で90%前後、上流側で75%前後を示した。その他に中流側で10%前後、上流側で20%前後の長石を含み、下流側で少なかった。これらの他にクリストバル石が上流側で5%前後含まれた。粘土画分の粘土鉱物組成ではカオリナイトが主体で、下流側に60%前後、中流や上流側に50%前後含まれた。その他にイライトが下流や中流側に15%前後、上流側に25%前後含まれた。そして、バーミキュライト-クロライト中間種鉱物が中流側に15%前後、下流側に約10%、上流側に5%前後含まれた。また、バーミキュライトが平均5%程度、多少変動しながら含まれた。これらの他に、イライト/クロライト混合層鉱物が約5%程度中流側に含まれた。

マングローブ群落の流水路の流域や群落の内側および河口付近での、潮の干満に伴う浮遊物粒子および表層堆積物の内容や特性を明らかにする目的で、石垣島の吹通川流域のマングローブ群落にて、浮遊物粒子は採水器を流水路に設置し、表層堆積物は円筒形(直径3cm)採土器で深さ5mmまでをそれぞれ採取した。また、表層堆積物の採取地では、トラップを設置して浮遊物粒子も採取した。浮遊物粒子は、下流ほど白色の珊瑚片様物質の混入が多く、上流ほどそれらが消失して土粒子物質が目立ち、群落内側ほど腐朽した植物根様物質が多く見られた。浮遊物粒子の総量は、比較的に下流と上流で少なく、中流では若干多く、群落内側ではかなり少なかった。粒径1mm以上のは著しく少なく、0.25mm以下が約6298%で下流と上流に多い他、群落内側に最も多かった。石英が主体で、長石やクリストバル石が随伴して上流ほど多く、下流ではこれらの他にあられ石や方解石が随伴した。CaCO_3含量は下流ほど高く、腐植含量は下流で低くて群落内側で高い特徴をそれぞれ示した。表層堆積物では、上部面は粘土質、下部面は砂質を示して異なった。上部面は群落内側ほど粘土質の様相を示したが、群落の外側より内側ほど0.5mm以上の粒子が多く、0.25mm以下の粒子が少ない傾向を示した。採取地点間および満潮後には粒径組成が異なり、水路と群落間では粒径0.25mm以上が増えてそれ以下が減少し、群落の縁や内側では同粒径が減少してそれ以下が増加する傾向を示した。同様に、一次鉱物組成も異なり、浮遊物粒子と同様に石英が主体で、群落の内側ほど長石は減少してあられ石や方解石が増加する傾向を示し、クリストバル石は群落の縁に多かったCaCO_3含量は群落の内側で最も高く、水路との間より縁では低く、満潮後の昼間にはかなり減少した。一方、腐植含量は群落の縁で最も高く(9%)、満潮後の昼間には内側を除きいずれも増加した。トラップ中の腐植含量は満潮前後の増減が異なったが、群落の内側ほど高い傾向を示した。
カメラによる非接触バイタル・情動センシングとその医工学応用

顔の動画像から心拍数をはじめとしたバイタル・情動情報を抽出する非接触型バイタル・情動センシング技術の発展が目覚ましい.研究代表者らは,高額な機器を必要とする従来型の技術に代わり,安価なRGBカメラでの非接触型バイタル・情動センシング技術を開発した.本研究は,この技術的基盤を更に発展・高度化させ,小児医療応用に最適化された,安価な非接触型バイタル・情動センシングの実現を目的とする.この目的を達成するため,体動が激しい乳幼児を対象に,低照度下でも安定してバイタル・情動センシングを行うための,新たな画像処理・信号解析技術を開発する.顔の動画像から心拍数をはじめとしたバイタル・情動情報を抽出する非接触型バイタル・情動センシング技術の発展が目覚ましい.研究代表者らは,高額な機器を必要とする従来型の技術に代わり,安価なRGBカメラでの非接触型バイタル・情動センシング技術を開発した.本研究は,この技術的基盤を更に発展・高度化させ,小児医療応用に最適化された,安価な非接触型バイタル・情動センシングの実現を目的とする.この目的を達成するため,体動が激しい乳幼児を対象に,低照度下でも安定してバイタル・情動センシングを行うための,新たな画像処理・信号解析技術を開発する.
新結晶面を有するSiCのMOS構造電子物性の制御

本研究では、系統的なSiCのMOS構造電子物性の解明と、高品質なSiCのMOS界面の形成を目指している。平成16年度は(0001)面上への高品質MOS界面の形成と、(11-20)面および(1-100)面上に形成したMOSFET特性を評価した。n型4H-SiC(0001)面上にCVD酸化膜とドライ酸化膜を有するMOSキャパシタを作製した。C-V特性より界面準位密度を求めたところ、CVD酸化膜の方が界面準位密度は半分以下と少なかった。また、1250度、60分のNOアニールを施したところ、それぞれ界面準位密度は1桁以上低減され、特にCVD酸化膜では1x10^<11>cm^<-2>eV^<-1>と高品質な界面が形成できた。SIMSにより界面の窒素分布を調べたところ、NOアニールしたCVD酸化膜界面からは1.2x10^<21>cm^<-3>と、より多くの窒素が界面に導入されていることが判明した。NOアニールしたドライ酸化膜界面では、導入窒素原子はCVD酸化膜の約半分であった。これらより、界面により多くの窒素を窒化反応によって導入することで、より高品質な界面が形成できることが分かった。(000-1)基板にトレンチを形成することで(11-20)面と(1-100)面を露出させ、これらの面に対してMOSFETを形成し、チャネル移動度などの界面特性を評価した。ゲート酸化膜はCVD酸化膜・NOアニールで形成した。(11-20)面に形成したMOSFETは最もチャネル移動度が大きく、約30cm^<-2>ev^<-1>が得られた。(1-100)面のチャネル移動度は、その1/3程度の値であった。また、ウェット酸化・再酸化アニールでゲート酸化膜を形成したところ、チャネル移動度は10cm^<-2>eV^<-1>程度であり、(11-20)面に対しては、CVD酸化膜・NOアニールによるゲート酸化膜形成が有効性である。本研究では、系統的なSiCのMOS構造電子物性の基礎の構築と、高品質なSiCのMOS界面の形成を目指している。本年度は(0001)面と新結晶面である(11-20)面に作製した酸化膜/4H-SiC界面構造の解析を行い、それらと界面電子物性との相関について検討した。また、プラズマ励起した窒素を活用して高品質MOS界面の形成を試みた。1100°Cのドライまたはウェット酸化により熱酸化膜を形成し、X線光電子分光法(XPS)により界面構造を解析した。(11-20)面について界面近傍をXPSにより評価したところ、ドライ酸化の方がウェット酸化よりもCを含む界面遷移層(サブオキサイド)が多く検出された。また、(11-20)面と(0001)面にウェット酸化を行った試料で比較すると、(0001)面の方が界面遷移層は多く検出された。MOSキャパシタを作製し、容量-電圧特性から界面電子物性を評価したところ、面方位・酸化方法による界面特性の違いが見られた。(11-20)面ではドライ酸化よりウェット酸化の方がすべてのエネルギー範囲で界面準位密度は小さく、またウェット酸化の(11-20)面と(0001)面を比較すると、浅いエネルギーで(11-20)面の方が界面準位密度は小さい。XPSによる界面遷移層の評価と合わせて考えると、Cを含んだ界面遷移層は浅い界面準位に大きな影響を与えている知見を得た。(0001)面上において熱酸化膜形成後にプラズマ励起した窒素(窒素ラジカル)を照射することで界面特性の改善を試みた。4nmの極薄酸化膜をラジカル窒化し、その後80nmの堆積膜を形成した2層構造のゲート酸化膜を作製したところ、ラジカル窒化しない場合に比べてチャネル移動度が11cm^2/Vsから31cm^2/Vsと大きな改善を達成した。

(000-1)基板にトレンチを形成することで(11-20)面と(1-100)面を露出させ、これらの面に対してMOSFETを形成し、チャネル移動度などの界面特性を評価した。ゲート酸化膜はCVD酸化膜・NOアニールで形成した。(11-20)面に形成したMOSFETは最もチャネル移動度が大きく、約30cm^<-2>ev^<-1>が得られた。(1-100)面のチャネル移動度は、その1/3程度の値であった。また、ウェット酸化・再酸化アニールでゲート酸化膜を形成したところ、チャネル移動度は10cm^<-2>eV^<-1>程度であり、(11-20)面に対しては、CVD酸化膜・NOアニールによるゲート酸化膜形成が有効性である。
抗CCR5リボザイムの誘導発現系の開発とそれによるHIV感染のon-off制御

HIV-1の主要なコレセプターであるCCR5に対するon-off制御可能なリボザイム発現ベクターの開発を行った。on-off制御のためにテトラサイクリン(Tc)遺伝子オペレーター配列をヒトtRNA遺伝子の直上流の様々な位置に挿入し,テトラサイクリンの存在,非存在下で至適の制御が得られる条件を見い出し,さらに種々の細胞への高能率の遺伝子導入を可能にするようレトロウイルスベクターに挿入した。抗CCR5リボザイムをon-off制御可能なレトロウイルスベクターをヒト細胞PM1に感染させ,リボザイムRNAおよびCCR5発現量をモニターした。その結果,Tc添加物後リボザイムの速やかな転写誘導が観察され,4時間程度でバックグラウンドレベルの15-20倍に達した。CCR5発現はTc添加後3日以降に顕著な減少が見られ7日目には90%以上の減少が見られた。この効果はCCR5に特異的でCD4,CXCR4には何ら影響を与えなかった。R5使用ウイルス(AD8株)の感染(m,o,i=0,1)を約90%程度抑制することを示した。
DNAを利用した一細胞代謝解析のための酵素固定化電極の開発と心筋細胞評価への応用

生命の維持には外部から取り入れた有機物や無機物を原料として、必要なエネルギーなどを生産する必要がある。この反応は、代謝経路と呼ばれる複雑な化学反応により構成されており、代謝により消費や産生される物質を評価することは、疾病や分化の重要な指標となる。例えば、心筋細胞では常に多くのエネルギーを必要とすることから代謝の異常は重大な疾患に繋がり、細胞単位で代謝を評価することは医薬品などの研究開発において不可欠となっている。しかしながら、従来の細胞の代謝活性測定では対象となる細胞群が均質でない場合が多く、定量性が課題となることがあった。そこで、本研究では、細胞と同程度の大きさを有する針状マイクロ電極の表面に複数種の酵素を固定化し、細胞近傍に配置することで、局所の代謝物濃度をリアルタイムで観察する技術を開発し、細胞にダメージを与えることなくその動態を観察できる走査型電気化学顕微鏡(SECM)と組み合わせて、標的となる細胞を選択して一細胞レベルでエネルギー代謝を評価することを目指している。今年度は、細胞のエネルギー代謝は温度やpHなどの培養環境の変化に大きな影響を受けることから、SECMを利用してこれらの細胞を正確に評価するために、通常の培養環境下で長時間、安定して測定し、薬剤応答を評価するための技術開発を進めた。また、細胞の代謝物を評価するためのセンサプローブの開発では、マイクロ電極表面の立体構造についても検討し、ナノメートルサイズの規則的な凹凸を形成することで酵素の固定化量が大幅に増加する可能性を見出した。平成30年度は、研究実施計画に基づいて細胞を評価するためのSECMシステムの改良に取り組み、培養環境下で薬剤応答を測定可能な細胞評価系を構築して論文発表した。また、細胞の代謝物を測定するためのマイクロ電極表面形状の検討を進め、高感度化に向けた知見を得ることができた。従って、今年度の本研究課題は概ね計画通りに進んでいると考えた。平成31年度は、DNAを足場としてマイクロ電極に酵素を固定化したプローブとSECMを利用して、細胞レベルでのエネルギー代謝を評価する予定である。細胞の代謝は、必要なエネルギーなどを生産するプロセスであり、代謝経路と呼ばれる複雑な化学反応により構成されている。細胞の代謝の評価は、疾病や分化の指標となることから、医薬品や再生医療などの研究開発において不可欠となっている。例えば、心筋細胞では常に多くのエネルギーを必要とすることから代謝の異常は重大な疾患に繋がる。そこで、本研究では、マイクロ電極に複数種の酵素を固定化し、細胞近傍などの局所の代謝物濃度をリアルタイムで観察する技術を開発し、細胞にダメージを与えることなくその動態を観察できる走査型電気化学顕微鏡(SECM)と組み合わせて、標的となる細胞を選択して一細胞レベルでエネルギー代謝を評価することを目指している。今年度は、細胞の代謝物を評価するために、マイクロ電極表面にDNAを足場として複数種類の酵素を固定化することで、局所の代謝物などを評価可能なセンサプローブの開発を進めた。また、心筋細胞などのエネルギー代謝は温度やpHなどの培養環境の変化に影響を受けることから、SECMを利用してこれらの細胞を正確に評価するために、培養環境下で長時間、安定して測定するための技術開発を進めた。ここでは、足場としてDNA二本鎖間を非可逆的にクロスリンクした、クロスリンク型DNAを含む様々なDNAを利用し、酵素間や電極間との配置、各固定化酵素の数の比、測定条件をmmサイズの金電極により検討した。また、電極表面の立体構造についても検討し、ナノメートルサイズの凹凸を形成することで酵素の固定化が効果的にとなる可能性を見出した。平成29年度は、研究実施計画に基づいて細胞の代謝物を測定するためのマイクロ電極技術の検討を進め、高感度化に向けた知見を得ることができた。また、細胞を評価するためのSECMシステムの改良も進んでいる。そのため、今年度の本研究課題は概ね計画通りに進んでいると考えた。

平成30年度は、研究実施計画に基づいて細胞を評価するためのSECMシステムの改良に取り組み、培養環境下で薬剤応答を測定可能な細胞評価系を構築して論文発表した。また、細胞の代謝物を測定するためのマイクロ電極表面形状の検討を進め、高感度化に向けた知見を得ることができた。従って、今年度の本研究課題は概ね計画通りに進んでいると考えた。平成30年度以降は、DNAを足場としてマイクロ電極に酵素を固定化したプローブとSECMを利用して、細胞レベルでのエネルギー代謝を評価する予定である。平成31年度は、DNAを足場としてマイクロ電極に酵素を固定化したプローブとSECMを利用して、細胞レベルでのエネルギー代謝を評価する予定である。今年度予定していた、初代培養細胞を利用した検討を次年度以降に進めることにしたため。細胞の培養状況などにより、予想外に細胞準備に時間を要し、細胞解析を進めるための画像取得、解析に必要なツール群の購入が遅れたことから次年度使用額が生じた。平成31年度にはこれらのツール群の購入と共に、センサプローブ作成に利用するオリゴ核酸、測定対象となる細胞培養関連試薬などを購入する予定である。
溶接作業者に見られる気道閉塞性変化の個体差と血清サイトカイン量の関連性

本研究の目的は、溶接作業者における血清サイトカイン量の個体間、個体内の変動と溶接ヒュームによって呼吸器に生じる反応の個人差との関連を、肺磁界測定(MPG)による累積曝露量を調整した上で評価することである。研究対象者は、主に溶接作業に従事する作業者約150名からなるコホートから抽出された。インフォームドコンセントを得て、血清中インターロイキン4、6、8(各IL4、IL6、IL8)及びインターフェロンγ(IFNγ)を、佐藤らの高感度化学発光ELISA法を用いて、2000年、2001年に測定した。さらに8-ヒドロキシデオキシグアノシン、コチニンなど血液、尿中のいくつかの他のバイオマーカーも測定した。またMPGによるヒューム累積曝露量と肺機能について、ベースライン測定から5年後の変化を評価した。全てのサイトカインは広い範囲に分布し、中等度から高度の正方向への歪みを示した。しかし同時に各サイトカインにおいて2000年の1回目の測定と2001年の2回目の測定は有意な正の相関を示した。これらの結果は、断面的な個人差から推測されるほど実際の個体内変動は大きいものではないことを示唆している。そして各個人がそれぞれ固有の正常水準を有すると仮定できる可能性を示している。もう一つの興味深い点はIL4とIL8の間の有意な正の相関(Spearmanの順位相関係数=0.62)で、溶接ヒュームの呼吸器影響上共通の側面を反映することを示すものかも知れない。MPG測定では、対象者の肺の被磁化性は5年間の追跡で顕著な低下を示した。平均でヒューム沈着量の66%が減少したものと推定された。したがって作業環境の十分な管理は、溶接ヒューム曝露の減少とともに、すでに肺に沈着した粒子の排除にも有効である。血清サイトカイン量と累積曝露量、肺機能の変動との関連について、現在詳細に検討中である。昨年度に引き続き、1994年にベースライン調査を実施した職域のアーク溶接作業者コホート(約150名)のうち現在も職にあるものを対象に調査を継続実施した。昨年度と合わせて本研究で実施した調査項目は以下のとおりである。(1)血清中サイトカイン値(本年度はIL4、IL6、IL8、IFN_γ、の4種類)の測定(2)肺機能測定(スパイロメトリー、最大努力性呼出曲線)(3)肺磁界測定(4)胸部レントゲン所見(5)作業環境測定(総粉じん、吸入性粉じん、オゾン、気流、換気、紫外線強度、等)(6)溶接ヒュームの個人曝露量測定(7)呼吸器症状・生活習慣等の質問票調査(8)業務歴調査本年度測定した項目のうち、血清サイトカイン量は、ELISA法に化学発光法を組み合わせた高感度法で、肺機能は、これまでと機種を変更し、フライシュ型流速計を用いたスパイロメータで測定した。胸部レントゲン写真は当該事業所から提供してもらい、標準X線写真に則って読影した。呼吸器症状、業務歴等は標準化質問票および面接によって調査した。なお、以上の調査は対象者の同意を得て実施した。全体的な作業環境、呼吸保護具の使用など、労働衛生管理のレベルは良好であったこともあり、胸部X線写真上明確な線維化所見を認めるものはいなかた。また昨年度結果が示すように肺磁界強度も1994年より減少しており、累積的なヒューム曝露量は改善しつつある集団であった。

そのためもあり、血清サイトカイン量の測定では検出限界を下回るものも少なくなく、単純な対比では曝露との間の関連を示すことは困難であった。本研究でサイトカイン量測定法についてさらに検討する余地をいくつか認めたので、これらを検討するとともに、日々の曝露による急性変動を加味した分析を今後行う予定である。
日本語の自動詞、他動詞習得における母語の影響－語彙習得の観点から－

本研究は、日本語の自動詞・他動詞,オノマトペを題材にして、その第二言語習得に影響を与える母語の制約を実証することを目指した第二言語習得研究である。本プロジェクトでは以下の3つの研究課題を設定した。<課題1>「各言語では出来事をどう表すのか」<課題2>「動詞概念構造の理解は母語で違うのか」<課題3>「事象の切り取り方は母語で違うのか」これらの遂行を通して最終的には,学習者の認知に沿った教示,教材を開発することで、研究成果を応用、還元することを目指した。2012年度(3年目)は、3つの研究課題のうち、主に<課題1>「各言語では出来事をどう表すのか」、および<課題3>「事象の切り取り方は母語で違うのか」を解明することを目指した。本年度の成果は,以下の3つにまとめられる。(1)中国語母語話者は,ある出来事(日本語では自動詞・他動詞で表される事象)をどう表すのかを画像(静止画)を用いて調査した。(2)中国語母語話者は,ある出来事(日本語ではオノマトペで表される事象)をどう理解するのかを画像(アニメーション)を用いて調査し、その成果を発表した。(3)本プロジェクトの総括として、現在の日本語教育における文法教育の問題点を明らかにし,それを克服する提案を行った。以上の成果をもとに作られた日本語教育教材を、(1)の成果発表ののち、研究者のホームページを通して一般公開する予定である。本研究の目的は,自動詞,他動詞を選択する際の表現の志向が,学習者と日本語母語話者と一致しないことについて,「母語が違っても世界を同じように切り取るのか」という本質的な問いから切り込み,自動詞,他動詞の習得の難しさの原因と,それに対する学習者の母語の影響を探ることである。本年度は,とくに中国語を母語とする学習者に焦点を当てて研究を実施し,以下の3つの成果を得た。1.助詞がある文を用いて学習する場合は,中国語を母語とする学習者も,日本語母語話者と同じような事象の切り取り方をすることを明らかにした。中国語母語学習者を対象にして,ある新奇動詞を学習する際の意味推論の仕方,すなわち事象の切り取り方を使役事象(行為局面+結果局面)と新奇動詞を用いた実験によって検討した。その結果,助詞という手がかりが得られる場合は,母語話者と同じような意味推論を行うことが明らかとなった。2.学習者にとって「まぎらわしい」形態の他動詞があることを実証した。中国語母語学習者を対象にして動詞語彙のみを提示する手法を用い,二肢選択テストで検討した。その結果,中国語母語学習者は中級,上級であっても,eru他動詞(例:届ける,数える)は非eru他動詞(例:配る,探す)と比べて可能形であると判断することが分かった。3.オノマトペにも研究対象を発展的に広げて,習得の難しさ研究した。オノマトペ(例:ピカピカする,クヨクヨする)は母語話者の持つイメージが,学習者が持つイメージと乖離しているという点で,自動詞,他動詞の問題点と共通する。オノマトペ習得研究は現在多くの分野の研究者の関心を集め,議論が盛んである。その手法は自動詞,他動詞の習得研究にも応用可能である。そこで研究対象を発展的に拡大してオノマトペの習得研究も行った。この成果をもとに自動詞,他動詞の習得に新しい視点から切り込むことが可能になると考える。本研究は、日本語習得を難しくする問題点としてしばしば挙げられる,母語による言語表現(自動詞・他動詞,オノマトペ)の制約と志向性を題材にした第二言語習得研究であり,「母語が違っても,人間は世界を同じように切り取るのか」という本質的な問いへと接近する実証的研究である。プロジェクト遂行に当たって3つの研究課題を設定し,それに沿って母語による制約と志向性を実証する。この成果を通して,最終的には,学習者の認知に沿った教示,教材を開発することを目指している。2011年度(2年目)は,「日本語表現の志向の違いに母語がどのように影響するのか」を解明することを目指し,日本語学習者(JFL)を対象に調査を行い,続いてその成果を生かす形で,Web日本語学習教材の企画・作成を行った。認知心理学的研究による裏付けを持つ日本語学習教材は,学習の弱点の克服をピンポイントで行うことを目指すものであり,今後の日本語学習教材の開発にも大きな示唆を与えることになるであろう(教材は順次,研究代表者のホームページで公開を行う。2012年3月現在,研究遂行に支障のない範囲で公開される予定である)。1英語,韓国語母語話者は,ある出来事(日本語では自動詞他動詞で表される事象)をどう表すのかを画像(静止画)を用いて調査した。2日本語,中国語母語話者は,ある出来事(日本語ではオノマトペで表される事象)をどう表すのかを画像(アニメーション)を用いて調査した。3母語による言語表現の志向から語彙学習の弱点を明らかにし,それを克服するWeb教材の企画・作成を行った。

<課題1>「各言語では出来事をどう表すのか」<課題2>「動詞概念構造の理解は母語で違うのか」<課題3>「事象の切り取り方は母語で違うのか」これらの遂行を通して最終的には,学習者の認知に沿った教示,教材を開発することで、研究成果を応用、還元することを目指した。2012年度(3年目)は、3つの研究課題のうち、主に<課題1>「各言語では出来事をどう表すのか」、および<課題3>「事象の切り取り方は母語で違うのか」を解明することを目指した。本年度の成果は,以下の3つにまとめられる。(1)中国語母語話者は,ある出来事(日本語では自動詞・他動詞で表される事象)をどう表すのかを画像(静止画)を用いて調査した。(2)中国語母語話者は,ある出来事(日本語ではオノマトペで表される事象)をどう理解するのかを画像(アニメーション)を用いて調査し、その成果を発表した。(3)本プロジェクトの総括として、現在の日本語教育における文法教育の問題点を明らかにし,それを克服する提案を行った。以上の成果をもとに作られた日本語教育教材を、(1)の成果発表ののち、研究者のホームページを通して一般公開する予定である。以下の3つの研究課題に関する調査を2011年度に実施した。これまでに米国(英語),韓国(韓国語),台湾(中国語)で調査行い,おおむね順調に成果が得られている。<課題1>「各言語では出来事をどう表すのか」⇒英語,中国語母語話者データを収集<課題2>「動詞概念構造の理解は母語で違うのか」⇒日本語,英語,中国語母語話者データを収集く課題3>「事象の切り取り方は母語で違うのか」⇒英語,韓国語母語話者のデータを収集加えて本年度は,プロジェクトの成果を生かしたWeb日本語学習教材の企画・作成を行った。2012年度(3年目)も引き続き,国外での調査を実施する。さらに,<課題3>の発展研究として,アイトラッカーを利用して自動詞文,他動詞文で表される事象の切り取り方を実証する実験を計画,実施する。2011年度,所属する研究室にある視線計測のツールが更新された。このツール(Tobii TX300)は,近年までは技術的に難しかった,動画を見た際の目の動きを精密に計測できる。本プロジェクトは,その研究課題として事態の局面(事象の切り取り方)をとらえることを挙げつつも,技術的障壁から,これまでは実験に静止画を用いるしか手段がなかった。この実験を通して,本研究の達成すべき「事象の切り取り方=母語による志向性」をより直接的に計測する。
有限点集合に存在する凸体の離散幾何学的考察

次の条件を満たす最小数f(k)をみつけよ「平面上の一般の位置(どの3点も同一直線上にない)にある少なくともf(k)個の点からなる配置には、与えられた点を内包しない凸k角形の頂点に位置するk点が必ず存在する」この問題はk=6の場合についてのみ、未だ正解が決定されていない有名な未解決問題である。この問題をコンピュータを用いて解決する事を主眼とし、様々な点の配置に関する「離散幾何学」の未解決問題の解決に取り組んだ。「有限点集合に存在する凸体の離散幾何学的考察」について、2009年度は以下の進展をみた。1.内部に点を含まない凸k角形の存在性:1975年、P.Erdosは次の問題を提示した「3以上の任意の自然数kに対して、次の条件をみたすX(k)が存在するか;平面上の一般の位置(どの3点も同一直線上にない)にある少なくともX(k)個の点からなる任意の配置には、与えられた点を内包しない凸k角形の頂点に位置するk点が必ず存在する」。現在この問題はk≠6に対してすべて解決され、k=6の場合については「有限である」事が2006年に証明された。しかしk=6の場合についての正解は未だ決定されておらず、この20年間に行われた研究は、コンピュータを使って題意をみたさない配置を決定する事が中心であった。すなわち、内部に点を含まない凸6角形が存在しない配置を見つける事である。具体的には、1985年D.Avis氏とD.Rappaport氏が初めてその配置を決定するコンピュータ・プログラムを開発し、その後この方法がJ.O'Rourke氏を中心とする研究グループにより拡張され、現在のレコードは2003年にM.H.Overmars氏によって発見された29点の配置がある。我々はAvis&Rappaportのプログラムを現在解析中であり、2009年度は設備備品により購入した高速コンピュータによる実験を一部開始した。将来的には、この値を増加させると共に、新しいプログラムの開発を試みたいと考えている。2.与えられた点を内部に含まない、互いに素な凸多角形の存在性:この問題は「点数の少ない配置に対してどのような多角形が存在するか」を考察したものである。この問題に関して、新たな結果を得たので、東海大学の研究集会で講演した。また、与えられた条件「互いに素」を緩和した問題をA.Dumitrescuより提案され、共同研究を始めた。自明でない結果を得たので、茨城大学の研究集会で講演した。「有限点集合に存在する凸体の離散幾何学的考察」について、2010年度は以下の進展をみた。1.内部に点を含まない凸6角形の存在性:1975年、P.Erdosは次の問題を提示した「3以上の任意の自然数kに対して、次の条件をみたすX(k)が存在するか;平面上の一般の位置(どの3点も同一直線上にない)にある少なくともX(k)個の点からなる任意の配置には、与えられた点を内包しない凸k角形の頂点に位置するk点が必ず存在する」。具体的には、1985年D.Avis氏とD.Rappaport氏が初めてその配置を決定するコンピュータ・プログラムを開発し、その後この方法がJ.O'Rourke氏を中心とする研究グループにより拡張され、現在のレコードは2003年にM.H.Ovemars氏によって発見された29点の配置がある。2010年度、我々はAvis&Rappaportのプログラムを再構築する事に成功し、設備備品により購入した高速コンピュータによる実験を本格始動した。将来的には、この値を増加させると共に、更にプログラムの改良を試みたいと考えている。2.与えられた点を被覆する円の存在性:この問題は連携研究者の細野潔氏との共同研究である。自明で無い結果を示す事が出来たので、2011年度の国際会議にて講演予定である。「有限点集合に存在する凸体の離散幾何学的考察」について、2011年度は以下の進展をみた。1.内部に点を含まない凸6角形の存在性:1975年、P.Erdosは次の問題を提示した「3以上の任意の自然数kに対して、次の条件をみたすX(k)が存在するか;

平面上の一般の位置(どの3点も同一直線上にない)にある少なくともX(k)個の点からなる任意の配置には、与えられた点を内包しない凸k角形の頂点に位置するk点が必ず存在する」。現在この問題はk≠6に対してすべて解決されたが、k=6の場合についての正解は未だ決定されていない。この20年間に行われた研究は、コンピュータを使って題意をみたさない配置を決定する事が中心であった。すなわち、内部に点を含まない凸6角形が存在しない配置を見つける事である。具体的には、1985年D.Avis氏とD.Rappaport氏が初めてその配置を決定するコンピュータ・プログラムを開発し、その後この方法が様々な研究者により拡張され、現在のレコードは2003年にM.H.Overmars氏によって発見された29点の配置である。我々はAvis&Rappaportのプログラムを再構築する事に成功し、設備備品により購入した高速コンピュータによる実験を本格始動した。現在、プログラムの改良と共に、新しい配置の発見に努めている。2.与えられた点を被覆する円の存在性:この問題は研究分担者の細野潔氏との共同研究である。自明で無い結果を示す事が出来たので、国際会議にて講演した。3.点集合の凸多角形への分割:1996年に国際誌に掲載された、占部の問題に対する殆ど正解に近い値を示すことに成功したので、国際会議にて講演した。この結果は、現在投稿準備中である。
イネ種子プロラミンのプロテインボディへの集積機構の解明

1、プロラミンのPBIへの集積イネCys-richプロラミンは3つの分子種(10kD,15kD,16kD)から構成され、Cys-poorプロラミン(13kD)と共に、プロラミンPB(PBI)を形成する。PBI形成の初期には10kDプロラミン分子が集積すること、プロラミンの集積は10、16、15、13kDの順にPBIへ集積することが明らかとなった。PBIは10kDプロラミンを中心部に集積し、PB構造の安定化のために核を形成していると推察した。10kDプロラミンが減少したesp3変異体のPBIでは核構造は認められず、10kDプロラミンの集積も認められなかった。さらに、野生型と比較して肥大化、変形したPBIが多数認められた。これらの結果はesp3変異体において、10kDプロラミンの欠損によりPBIの内部構造が脆弱であることを示している。10kDプロラミンが核構造形成に重要な働きをしていること、及びPBI構造の安定化のために核を形成する役割りを有していると考えた。2、Esp1遺伝子の単離と機能解析Cys-poorプロラミン減少型変異遺伝子esp1の原因候補遺伝子を特定するために、当該遺伝子近傍の高密度連鎖地図の構築と候補遺伝子による相補性検定を行なった。その結果Esp1遺伝子は翻訳終結因子eRF(Eucaryotic Release Factor)1をコードしていることが明らかとなった。この結果は、Cys-poorプロラミンは、eRF1によって翻訳を制御されていることを示している。1、Esp1遺伝子の単離と機能解析(1)CysPプロラミンを減少させるesp1変異の原因遺伝子を明らかにするために構築したEsp1遺伝子近傍の高密度連鎖地図における、Esp1遺伝子候補領域約20kbの塩基配列を、野生型と2系統の独立したesp1変異体について解読した。この領域内には5つの遺伝子が予測されている。塩基配列解読の結果、2系統の独立したesp1変異体において、一つの予測遺伝子内の異なる塩基に置換が認められた。この塩基置換はアミノ酸置換を伴っていた。この予測遺伝子はタンパク質合成過程において終止コドン認識に関与している翻訳終結因子eRF(Eucaryotic Release Factor)1と、アミノ酸配列において高い相同性が認められた。(2)登熟種子におけるeRF1遺伝子のRNAの発現を解析した結果、野生型において開花後2日目に発現量が最も多く、登熟が進むにつれて発現量は低下した。esp1変異体PM160においてその発現パターンは野生型とほぼ同じであった。この結果は、esp1変異体PM160において、アミノ酸置換によってeRF1タンパク質の活性低下が引き起こされたことを示唆している。(3)esp1変異体では、特定のプロラミン分子の集積量が減少していることから、eRF1はこれらのプロラミン分子の翻訳に特異的に関与していることを示唆している。2、CysPプロラミン変異体の選抜プロラミンの集積に関する変異を選抜した。その結果、複数のシステインを多く含むプロラミン分子が減少した変異体を8系統選抜した。1、Esp1遺伝子の単離と機能解析翻訳終結因子eRF(Eucaryotic Release Factor)1遺伝子がesp1変異(プロラミン減少型変異)の原因遺伝子であることを明らかにするために、相補性実験を行った。野生型から単離したeRF1cDNAクローンをesp1変異体に導入した結果、これまでに独立した25個体の再分化個体を得た。2、プロラミンのPB1への集積種子の登熟段階におけるプロラミン分子の蓄積を調査した。