hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ケミカルジェネティクスによる気孔形成を支える分子メカニズムの解明

本研究は,低分子化合物を用いて,気孔形成を支えるメカニズムを解明することを目的としている.植物の表皮組織にはガス交換を担う気孔が存在し,この形成過程は非対称分裂を伴う細胞分化のモデルとして捉えることができる.これまでに,気孔をクラスター化させる低分子化合物bubblinを同定し,bubblinがSTOMAGENをはじめとする細胞間シグナル伝達経路とは独立に,気孔形成過程における非対称分裂に影響するという知見が得られていた.共焦点レーザー顕微鏡観察の結果,bubblinが気孔前駆細胞であるメリステモイドの非対称分裂に作用し,共に気孔運命決定遺伝子SPCHが発現する二つの細胞を生じさせることが明らかとなった.SPCHは細胞内極性因子BASLにより制御されている.そこでpBASL:GFP-BASL形質転換体にbubblinを処理したところ,BASLの細胞膜への局在化が阻害されることを見出した.以上の結果より,bubblin処理を行った表皮では,メリステモイドが極性をもたないまま分裂することで,両方の娘細胞が気孔へと分化していくことが示唆された.さらにbubblinはbasl変異体の表現型を亢進することが分かった.これによりメリステモイドの極性形成にはBASLとは異なる未知の極性因子が関わることが示唆された.またbubblinをタバコに処理した場合にも気孔が隣接して形成されたので,bubblinの標的経路は他の植物種にも保存されるものだと考えられた.これまでシロイヌナズナを用いた分子遺伝学的解析により,メリステモイドの分布を制御する因子は数多く同定されたが,極性決定については未解明な部分が多い.本研究で解析を進めたbubblinは,メリステモイドの極性形成に影響を与える初めてのバイオプローブであり,気孔発生をモデルとした植物細胞の極性形成メカニズムの解明に繋がると期待される.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。植物の葉の表皮組織にはガス交換のための器官として気孔が存在する.気孔はその細胞系譜が明らかとされているため,非対称分裂を伴う細胞分化のモデルとして適している.これまでに気孔をクラスター化させる新しい低分子化合物M6を同定しており,本研究では, M6を用いて気孔形成を支えるメカニズムを解明することを目的とする.M6を処理したシロイヌナズナ子葉の表皮を共焦点顕微鏡により観察すると,気孔クラスターに加えて,小さな細胞が集合した野生型にはみられない異常な構造体が存在することが分かった.そこで気孔系列細胞を標識する複数のマーカーラインにM6を処理したところ,M6で誘導される小細胞集団が気孔系列細胞で構成されていることが明らかとなった.この結果は,小細胞集団が気孔クラスターの前駆構造体であることを示唆するものである.気孔クラスターの形成過程をさらに詳細に解析するため,M6を処理した子葉表皮の画像を経時的に取得した.その結果,気孔前駆細胞の非対称分裂の異常によって小細胞集団が形成される様子を捉えることに成功した.さらに同時に,小細胞集団が気孔クラスターへ分化していく様子も観察できた.以上の結果より,M6は気孔形成における非対称分裂に影響していると考えられる.本研究は,低分子化合物を用いて気孔形成を支えるメカニズムを解明することを目的としている.植物の葉の表皮組織にはガス交換のための装置として気孔が存在し,この形成過程は非対称分裂を伴う細胞分化のモデルとして捉えることができる.これまでに,気孔をクラスター化させる低分子化合物を同定し,これをbubblinと名付けた.前年度の時点で,bubblinが気孔形成過程における非対称分裂に影響するという知見が得られていたので,本年度はより具体的な標的経路の解明を目指した.孔辺母細胞が標識されたpSDD1:GFP形質転換体にbubblinを作用させ,同じく気孔クラスターを誘導することが知られている分泌性ペプチドstomagenを作用させた場合と比較検討をおこなった.その結果,両者でGFPの分布パターンが異なることを見出した.この結果は,bubblinの作用点がstomagenの関与する細胞間シグナル伝達経路ではないことを示唆している.さらにbubblinの構造活性相関解析により, bubblinの類似構造体のなかから気孔クラスター形成能をもたない化合物の取得に成功した.以上の結果より,bubblinが気孔形成に関わる何らかの因子に構造特異的に結合し,細胞の非対称分裂に異常をもたらしていると考えられる.気孔をクラスター化させる化合物bubblinの標的経路の同定に関しては,マーカーラインを用いた解析により,細胞間シグナル伝達経路ではないことを明らかにできた.また構造活性相関解析により,bubblinがその構造依存的に機能していることが示唆された.以上の成果より,現在までの進捗状況はおおむね順調だと考えられる.本研究は,低分子化合物を用いて,気孔形成を支えるメカニズムを解明することを目的としている.植物の表皮組織にはガス交換を担う気孔が存在し,この形成過程は非対称分裂を伴う細胞分化のモデルとして捉えることができる.これまでに,気孔をクラスター化させる低分子化合物bubblinを同定し,bubblinがSTOMAGENをはじめとする細胞間シグナル伝達経路とは独立に,気孔形成過程における非対称分裂に影響するという知見が得られていた.共焦点レーザー顕微鏡観察の結果,bubblinが気孔前駆細胞であるメリステモイドの非対称分裂に作用し,共に気孔運命決定遺伝子SPCHが発現する二つの細胞を生じさせることが明らかとなった.

SPCHは細胞内極性因子BASLにより制御されている.そこでpBASL:GFP-BASL形質転換体にbubblinを処理したところ,BASLの細胞膜への局在化が阻害されることを見出した.以上の結果より,bubblin処理を行った表皮では,メリステモイドが極性をもたないまま分裂することで,両方の娘細胞が気孔へと分化していくことが示唆された.さらにbubblinはbasl変異体の表現型を亢進することが分かった.これによりメリステモイドの極性形成にはBASLとは異なる未知の極性因子が関わることが示唆された.またbubblinをタバコに処理した場合にも気孔が隣接して形成されたので,bubblinの標的経路は他の植物種にも保存されるものだと考えられた.これまでシロイヌナズナを用いた分子遺伝学的解析により,メリステモイドの分布を制御する因子は数多く同定されたが,極性決定については未解明な部分が多い.本研究で解析を進めたbubblinは,メリステモイドの極性形成に影響を与える初めてのバイオプローブであり,気孔発生をモデルとした植物細胞の極性形成メカニズムの解明に繋がると期待される.気孔クラスターの形成過程のイメージング解析に関しては,M6処理下における気孔系列マーカーラインの観察に加えて,タイムラプス画像の取得にも成功し,それらの結果よりM6が気孔形成における非対称分裂に影響することを明らかにすることができた.一方,計画に対して遅れている点としては,M6の標的経路の同定が挙げられる.両者を総合して考えると,本研究はおおむね順調に進行していると判断できる.細胞の非対称分裂には,細胞間シグナル伝達以外にも様々なシステムが寄与している.したがって,bubblinの標的経路の同定を,シロイヌナズナを用いて引き続き進める.またbubblinの効果の普遍性を検証するため,タバコ,ダイズ,イネ,トウモロコシに処理し,その気孔形成を観察する.気孔はガス交換を担う装置として陸上植物に広く保持されているため,本解析は気孔形成メカニズムの普遍性の検証につながると考えている.28年度が最終年度であるため、記入しない。M6の標的経路の同定を目指す.M6はある標的分子に結合してその状態を変化させることによって気孔クラスターを形成させると考えられる.そこで,M6の構造類似体を植物体に処理し,その表皮を観察することによって,気孔クラスター形成において標的分子と相互作用する化学構造を決定する.またこれまでの解析により,M6が非対称分裂に影響を与えることが示された.先行研究において,気孔形成における非対称分裂を制御する因子はいくつか知られており,これらの変異体でも気孔クラスターが観察できる.そこで,これらをM6の標的因子の候補として,M6との相互関係を明らかにしていく.28年度が最終年度であるため、記入しない。
多孔性“貴金属”錯体を用いた高活性・高選択性を有する不均一系触媒の創製

多孔性金属錯体(MOFs)は、大きな比表面積と細孔サイズや形状の自在設計が可能であることから、不均一系触媒として高いポテンシャルを有している。本研究では「二段階合成法による貴金属化」を用いて、MOFsを構成する金属を多様な触媒活性を有する貴金属(Rh等)へと部分的に置き換えた多孔性“貴金属"錯体(NMOFs)を合成し、高活性・高選択性な不均一系触媒群の創成を目指した。BTCおよびBTB配位子を用いたNMOFsは大きな細孔径と高い比表面積を有していた。また、ピロリドンカルボン酸を用いた不斉NMOFsや、ポルフィリンを配位子とした二種類の活性点を有するNMOFsを合成することに成功した。BTBはトリメシン酸(BTC)の拡張配位子であり、BTBをビルディングブロックに用いることで大表面積を有した安定なMOFが合成されている。これを貴金属化したNMOFは不均一系触媒として高い性能を発揮する可能性がある。BTBから数段階の合成ステップを経て[Rh2(BTB-TMS2)4]を合成した。これの全てのTMSエチルエステルを脱保護した前駆体[Rh2(BTB-H2)4]を合成し、DMF中でCu2+と集積化させる事で、目的とするNMOF、[Rh2(BTB)4/3][Cu2(BTB)4/3]2を得た。粉末X線回折測定の結果、構成金属がCuからなるMOF-143と同構造であることが明らかとなったが、現時点では細孔構造が不安定であり細孔内の溶媒を取り除く最適条件の検討を行っている。(2)ピロリドンカルボン酸を用いた不斉細孔空間を有するNMOFの合成ピロリドンカルボン酸を配位子としたRh二核錯体は、有用な触媒として知られている。これを用いることで、不斉空間を有するNMOFsの合成を目指した。キラルなピロリドンカルボン酸をTMSエチルエステルで保護し、これを用いてRh錯体を合成した。これをTBAFで脱保護し、NMOFの前駆体のカルボン酸を有するRh二核錯体を得ることができた。今後はこれを用いてNMOFsの合成検討を行う予定である。我々は段階的な合成法を用いて、多孔性金属錯体(MOFs)の構成金属に貴金属を導入した多孔性“貴金属"錯体(NMOFs)の合成と、それを用いた高性能不斉触媒の創成を目的としている。平成24年度は、配位子にトリメシン酸(BTC)を用いた新規NMOFsの合成をおこなった。BTCはHKUST-1と呼ばれるMOFの構成配位子で、HKUST-1は大きな比表面積や、安定で大きな細孔を有しているため、これを貴金属化したNMOFは不均一系触媒として高い性能を発揮する可能性がある。段階的合成法の前駆体となるpaddle-wheel型Rh二核錯体[Rh2(H2BTC)4]を合成し、それをCu, Zn, Coを用いて集積化をおこなった。その結果、いずれの金属イオンにおいてもRh : M比が1 : 2のNMOF、[Rh2(BTC)4/3][M2(BTC)4/3]2 (M = Cu, Zn, Co)が得られた。粉末X線回折測定の結果、いずれのNMOFも構成金属がCuからなるHKUST-1, [Cu2(BTC)4/3]と同構造であった。BET比表面積はいずれも700 m2/g程度であり安定な細孔構造を有するNMOFsの合成に成功した。ジアゾ酢酸を用いたシクロプロパン化反応をおこなったところ、触媒活性は見られるが、細孔構造の崩壊も観測され、更なる条件検討が必要である。一方、通常ZnやCoのみを構成金属に用いた場合、HKUST-1と同構造のMOFは得られない。しかし本方法では、前駆体に用いた[Rh2(H2BTC)4]の構造に引きずられるように、ZnやCoもpaddle-wheel型二核構造を形成し、結果HKUST-1と同構造になる事が分かった。これは、[Rh2(H2BTC)4]が構造指向試薬として機能していることを示唆しており、MOFsの新たな合理的設計法として期待できる。平成26年度は、主に以下に示すNMOFsの合成を行った。金属ポルフィリンを配位子に用いることで、構造の節に導入した貴金属部位とポルフィリン中心金属の二種類の活性点を有するNMOFsの創成が可能となる。ポルフィリン配位子は申請者が既に合成・報告しているDDCPPを用い、Rh二核錯体の合成とそれに続くNMOFsの合成を行った。

数段階の合成ステップを経て[Rh2(ZnDDCPP-TMS3)4]を合成した。合成においてはポルフィリン中心金属の選択が重要であり、中心金属がNiやPdでは溶解性の著しい低下が見られたが、Znでは配位性溶媒を添加する事で良好な溶解性を示し、カラムクロマトグラフィによる精製も容易に行うことができた。続いてTMSエチルエステルを脱保護した[Rh2(ZnDDCPP-H3)4]を合成し、DMF中でCu2+と集積化させる事で目的とするNMOFsを得た。現段階では、ポルフィリン中心金属の選択が限られるが、NMOFsを合成した後に中心金属Znを外し、触媒活性を有するMn3+やRu2+を導入するpost-synthesisにより触媒活性を持たせることが期待される。(2)ピロリドンカルボン酸を用いた不斉細孔空間を有するNMOFの合成前年度合成を行ったピロリドンカルボン酸を配位子としたRh二核錯体を用いてNMOFsの合成検討を行った。DMF中でCu2+と集積化させる事で、NMOFsを粉末として得ることに成功した。現段階で構造決定には至っておらず、NMOFsの結晶化およびCu2+やZn2+を用いたモデル化合物の合成を行っている。錯体化学平成24年度は、我々の提案した段階的合成法によるMOFsの貴金属化法は、種々の配位子へと適用できる事が明らかとなり、構造が既知のMOFsを合理的に貴金属化できることを証明することができた。この結果を受け、平成25年度は大表面積・大細孔径を有する事で知られるBTBをビルディングブロックとしたMOF-177の貴金属化を行った。また、これまでは塩化チオニルを用いたTMSエチルエステル化と選択的な脱保護により、一つだけカルボン酸でその他はTMSエチルエステルにより保護された配位子を合成していたが、BTBのような大きな分子サイズを有するπ電子系カルボン酸配位子は溶解性が低く、従来法では合成が困難であった。そこで、水溶性カルボジイミドEDCを用いたDMF溶媒中での簡便な合成法を確立した。これにより大きな分子サイズを有するビルディングブロックを用いることが可能となり、更なる表面積の向上と細孔径の拡大が容易になり、分子設計の幅が大きく広がった。また、同様の手法で、ピロリドンカルボン酸を用いたRh二核錯体を合成でき、不斉空間を有するNMOFsの合成への足がかりを得た。触媒評価において細孔構造の部分的な崩壊が観測されるなど課題はあるが、予定は概ね達成していると考えている。我々の提案した段階的合成法によるMOFsの貴金属化法は、種々の配位子へと適用できる事が明らかとなり、その構造は貴金属化していないMOFsと同構造であった。これにより、構造が既知のMOFsを合理的に貴金属化できることを証明することができ、合成法の最適化も達成した。不均一系触媒評価においては、活性は見られたが残念ながら構造の崩壊が起こってしまった。これらは基質の選択や条件、場合によってはモデル反応の変更をおこなう必要がある。一方で、[Rh2(H2BTC)4]が構造指向試薬として働き、通常はpaddle-wheel型構造を取りにくい金属でもpaddle-wheel型二核ユニットを連結節とするMOFsを形成することが明らかとなったことは、MOFsの合理的設計法として新たな発見であった。以上より、予定は概ね達成していると考えている。NMOFsの合成法はほぼ確立できたため、今後はこれまでに合成したNMOFsの物性と触媒活性評価を重点的におこなう。ジアゾ酢酸エチルを基質としたオレフィンのシクロプロパン化反応では、活性が見られたが細孔構造の崩壊が観測されたため、穏やかに反応するジアゾ化合物を選択する。
景観演出による街づくりの効果と評価に関する研究

本研究は、パブリック・アート等の設置による都市景観の積極的な演出が、街づくりにどのような影響を与えているのか知見を得ようとしたものである。認知度調査Iでは、住民がパプリックアートを見るとき視野に入る「パブリックアートとその周辺の背景」を認知して、その設置場所まで答えることができた人を正確な認知とし、地図上の場所を間違えた人は誤認に分類した。これに対して、認知度調査IIでは、パプリックアート単体を見せ、画像処理した背景の中から、背景を正しく選択した人を正確な認知とし、パブリックアート単体を知っていると答えても、本来の背景を正しく選択できなかった場合、誤認の範疇に分類した。これらの分析・考察の結果、街づくり事業の一環として近年設置されたパブリックアートは、評価が大きく2分されることが分かった。すなわち、人通りが多く目に付く場所にあり、かつ通りの邪魔にならない大型のパブリックアートは、認知度も高くかなり積極的に評価されている。しかし、客観的に見れば周辺の緑地など環境とマッチしていると判断しても、人通りが少なく目に付かない場所に設置されたり、小型で抽象的なパブリックアートは、認知度も低く評価も低い。また住民には、鹿児島の地域性や歴史性を象徴する具象像が好まれやすく、景観演出のために設置された抽象像はあまり好まれない傾向にある。このことは、鹿児島の住民の市民性や県民性を示していると判断される。以上の結果から、パブリックアートの設置という景観演出による街づくりは、どのような作品を・どのような人が集う場所で・どのような周辺環境や景観の中に設置するかで、住民の評価や行政投資効果が大きく異なることが分かった。住民のパブリーックアートに対する認知度の高さだけで、街づくりの効果と評価の指標にするのは、やや危険性も伴うが、本研究の成果は今後の街づくり行政に活用できるものと思われる。
ＩＭＲ（リカバリーと病気の自己管理プログラム）普及の促進及び評価研究

IMR(リカバリーと病気の自己管理プログラム)は精神障害者を対象とした、リカバリー志向の、科学的根拠に基づく実践(EBP)プログラムである。本研究は、IMR等実施の阻害要因・促進要因を明らかにし、IMR実践の効果を検証するために行った。その結果、IMR実施意向には「組織の姿勢」と「IMRの認知度」が影響し、EBPの実施には「研修の機会の確保」と「スタッフのスキルアップ」が阻害(促進)要因としてあげられた。効果検証研究には、4つの就労継続支援B型事業所の参加が得られ、GAFとケア必要度の「緊急時の対応」に改善傾向がみられた。本研究は、「IMR(リカバリーと病気の自己管理プログラム)」を普及するにあたっての促進要因と障壁を明らかにし、効果検証を行う研究である。本年度は、昨年度実施したIMRの実施意向調査を分析し、その結果を精神障害者リハビリテーション学会において発表した。東京都内の障害者支援施設を対象にした調査結果では、IMRの認知度は49.5%で、実施施設は10施設であった。IMRの実施意向は、実施していない施設の約2割にあり、実施意向には、組織の姿勢やIMRの認知度が影響していた。他の科学的根拠に基づくプログラムの実施施設は、ACT:1施設、FPE:9施設、IPS:8施設であった。実施していない施設では、「スタッフ(専門性を有する人材)の養成・確保」「スタッフの意識・やる気の向上」「研修の機会」「スキルの向上」「時間」などマンパワーの不足や人材養成の必要性と、「財源・予算の確保」「診療報酬上の位置づけ」「行政の補佐・働きかけ」などが阻害要因としてあり、今後対策が求められていることが明らかとなった。IMRの効果検証については、(1)障害者支援施設を対象に、説明会・研修会を実施した。(2)研究協力施設を得て、IMRーL(ルーテル学院大学版配布資料)を用いた効果検証研究を開始した。(3)各研究協力施設において、IMRが週に1回、毎回1時間半から2時間、4か月から8か月かけて実施されている。(4)各研究協力施設で任意でIMRプログラムに参加した精神障害者に、事前・事後・フォローアップ調査への調査協力依頼をして、任意で調査への参加を得ている。(5)研究協力施設のスタッフに対しては、グループ及び個別でのスーパービジョンを提供している。これらのことから、IMR実施の阻害要因、促進要因が明らかになり、IMR-L版配布資料を用いたIMRプログラムの効果が検証されつつある。IMR(リカバリーと病気の自己管理プログラム)は統合失調症や感情障害をわずらう精神障害者を対象とした、リカバリー志向の、科学的根拠に基づく実践プログラムである。本研究は、地域の障害者支援施設におけるIMR等実施の阻害要因・促進要因を明らかにすること、及びIMR実践の効果を検証することを目的に行った。【研究内容】研究1:地域の障害者支援施設・デイケアにおけるEBP実践の促進・阻害要因、研究2:〔IMRの効果検討I〕IMR修了者とIMR参加前の者との比較、研究3:IMR実践のフィデリティ調査、研究4:IMRのグループ・スーパービジョンの質的調査、研究5:〔IMRの効果検討II〕IMR参加前・後・3ヶ月後の比較、を実施した。【研究の成果】研究1:都内190か所(回収率28.7)から回答を得て、IMR実施意向には「組織の姿勢」と「IMRの認知度」が影響し、EBPの実施には「研修の機会の確保」と「スタッフのスキルアップ」が阻害(促進)要因としてあげられた。研究2:GAF、職員評価によるIMR尺度総得点、ケア必要度に、望ましい方向での有意差がみられた。研究3:「他者の関与」と、「認知行動的技法」の点数は低かったが、その他「対処技能訓練」、「再発防止訓練」等11項目は非常に高く維持されていた。研究4:実施上の課題は目標やチャレンジ課題の立て方等であり、実施上の利点は参加者の相互作用の向上、リカバリーへの前進、スタッフの利用者理解の促進等であった。研究5:実践研究には4施設(就労継続支援B型事業所)の参加が得られ、参加者は男性16名女性8名、平均年齢:42.4歳であった。GAFが3ケ月後に事前と比べ有意に改善し、ケア必要度の「緊急時の対応」下位尺度が、事前と比べ事後に有意に改善した。本研究は、精神障害者に対する「IMR(リカバリーと病気の自己管理プログラム)」を普及するにあたっての促進要因や阻害要因を明らかにし、IMR実践の効果を把握することを目的とした研究である。IMRは、うつ病、そううつ病、統合失調症等をわずらう精神障害者を対象とした、リカバリー志向の、科学的根拠に基づくプログラム(EBP)である。科学的根拠に基づくプログラムとして紹介されながら、日本でその普及が十分になされているとはいえない。

そこで、本研究では(1)IMRをはじめとする、科学的根拠に基づくプログラムの実施意向、(2)IMRの普及の促進要因と障壁、(3)IMRプログラム実践の効果を明らかにすることとしている。初年度の平成23年度は、(1)研究の運営委員会を開催し、研究の具体的推進について協議を行った。そして、研究倫理審査を申請し承認を得た。(2)都内の障害者支援施設で精神障害者を受け入れている施設、及び、デイケアを実施している精神科病院(約660箇所)を対象に、実施意向調査を実施した。調査の結果、約3割から調査の回収を得ている。調査結果から、科学的根拠に基づくプログラム(特にIMRプログラム)の実施意向や、実施の阻害要因などが明らかにされつつある。地域を基盤とした施設・機関においても、IMRの実施意向は一定以上あることが明らかにされつつある。一方、人的、金銭的な社会資源が不足しがちであること、また、研修の機会やスーパービジョンの機会の不足などが明らかになりつつある。IMRの実施意向、及び阻害用意、促進要因については、調査結果の分析から明らかにされた。また、IMRの効果検証については、(1)障害者支援施設を対象に、説明会・研修会が実施された。(2)研究協力施設を得て、IMRーL(ルーテル学院大学版配布資料)を用いた効果検証研究を開始している。(3)各研究協力施設において、IMRプログラムが週に1回、毎回1時間半から2時間、4か月から8か月かけて施されている。(4)各研究協力施設で任意でプログラムに参加した精神障害者に、事前・事後・フォローアップ調査への調査協力を得つつある。事前と事後調査の一部は回収した。(5)研究協力施設のスタッフに対しては、グループ及び個別でのスーパービジョンを提供している。などのことから、おおむね順調に進展しているといえる。障害者支援施設や精神科病院を対象にした質問紙法による調査はすでに終えている。そして、IMRの実施意向や、実施するにあたっての促進要因や阻害要因は一定以上明らかになってきている。そこで、おおむね順調に進展しているといえる。平成25年度においては(1)各研究協力施設において、引き続き、週に1回、毎回1時間半から2時間、4か月から8か月かけて、IMR-L(ルーテル学院大学版配布資料)を用いたIMRプログラムの実施がなされる、(2)任意でプログラムに参加した精神障害者の、事前・事後・フォローアップ調査への協力を得る、(3)調査結果を集計し、分析する、(4)研究協力施設に対しては、グループ及び個別でのスーパービジョンを提供する、(5)Webサイトなどを通して、IMRプログラムの周知を図り、その効果などについての情報提供を行う、(6)学会等へ成果を公表する、などを行っていく。平成24年度以降は、(1)平成23年度までの調査結果を生かし、IMR実施意向のある障害者支援施設などへ実践研究への参加の呼びかけを行う。(2)都内の障害者支援施設を対象に、IMRプログラム実践研究の説明会を開催する。(3)実践研究に参加する施設を対象に、IMRプログラムの研修会を開催する。(4)IMRプログラム実践中に、実施スタッフを対象としたグループ・スーパービジョン及び、電話コンサルテーションを提供する。
精子先体反応における膜融合制御機構の解明

精子が受精能を獲得する際には、先体反応と呼ばれる現象が起こる。先体反応とは精子頭部に存在する小胞(先体)のエキソサイトーシスであり、これにより卵との融合に必須なIZUMO1分子が露出し、受精可能となる。先体反応不全は不妊の原因の一つであると考えられており、先体反応の分子機構の解明は生物学・医学の双方の視点から重要である。申請者はノックアウトマウスを用いたスクリーニングにより、先体反応に関わる新規因子に同定した。本研究ではこの新規同定因子の機能解析を通じ、先体反応のメカニズムを解明することを目指す。
複雑生体分子複合系の状態遷移経路の探索と制御に関する理論研究

本研究の目的は、大自由度が関わる生体分子複合体の大規模構造変化において、1)その状態変化を記述できる遷移経路の探索アルゴリズムの開発・実装を行い、それを具体的な細胞生物学的課題のいくつかに適用し、それによって、状態変化の遷移状態を制御する方法を明らかにすることである。今年度は、昨年度の熱揺らぎによる自発的ヌクレオソームスライディング過程の遷移状態、遷移経路解析を踏まえて、ATP加水分解によって働く分子機械であるクロマチンリモデラーによるヌクレオソームスライディング過程の遷移経路解析を行った。ATP依存的にリモデラーsnf2の構造を変化させ、そのときのヌクレオソーム上のDNAスライディングを、マルコフ状態モデリングによって解析することに成功した。この場合にも、たくさんの短いシミュレーションとマルコフ状態モデルが遷移経路解析にもっとも効率的であった。明らかになったのは、ATP依存リモデラーがヌクレオソーム上のDNAを特定の位置(SHL1.5)で"押す"ことによって、昨年見出した巻き数欠損が2つ出現し、そのひずみがヌクレオソーム全体に伝播し効率よいスライディングを可能にする、というメカニズムである。リモデラーがSHL1.5の位置のDNAを押すと、その片側SHL1では+1塩基を含む巻き数欠損、反対側SHL2では-1塩基対を含む巻き数欠損が生じる。SHL2に生じた巻き数欠損は、比較的速やかにSHL3, SHL4,,と伝播し、片側のスライディングを実現する。一方、SHL1に生じた巻き数欠損はもっとも強固なdyad付近のSHL0, SHL-1,,,をゆっくりと伝播し、もう片側のスライディングを可能にする。研究成果は、PLoS Comp. Biol. 2018に掲載された。その後、関連したリモデリング機構を研究している複数の海外の研究者から問い合わせを受け、共同研究に発展している。まず、ストリング法を含む最新の複雑分子系に対する構造変化経路探索アルゴリズムを再検討し、適用がもっとも容易そうなマルコフ状態モデリングから開始することとした。ヌクレオソームスライディングを例にとって、その適用・実証を行った。まず、CGCGCG,,,CGのように周期2塩基の単純塩基配列(とそれに相補的な配列)の2本鎖DNAをヒストン8量体に巻き付けたヌクレオソームに対して、我々独自の粗視化分子シミュレーションによって、数塩基対程度のスライディングを観察することが出来た。その変化トラジェクトリから得られた構造アンサンブルをクラスタリングし、離散的な状態空間を構築した。次に、この状態間の遷移確率行列を(シミュレーションデータから)算出した。状態間の遷移確率行列が計算できると、マルコフ状態モデリングの標準的な計算ツールを利用することによって、状態遷移のネットワーク解析、全体のスライディングの主要な変化経路、その中の遷移状態構造を同定することに成功した。上記のpolyCG等の単純周期DNA配列の場合、スライディングはDNAの2本鎖DNA長軸まわりの回転と共役して起こった。クラスタリングで得られる準安定状態は、約10塩基対のDNAひと巻きが、時として伸びて9塩基対になるか、あるいは縮んで11塩基対になる「巻き数欠損」をもった状態として説明できた。この「巻き数欠損」の位置が端から端まで移動することで、全体としてヌクレオソームスライディングが達成されることがあきらかになった。マルコフ状態モデリングによる複雑構造変化解析の計算ツール・プロトコルづくりと、ヌクレオソームスライディングへの適用で想定以上の進捗があった。一方、当初第一候補アルゴリズムであったストリング法の実装は実現できていない。膜動態への適用は、その準備を進めている状況である。想定以上に進んだ課題と、想定したほど進まなかった課題とがあるが、総合すると、おおむね順調といえる。今年度は、昨年度に引き続き、熱揺らぎによる自発的ヌクレオソームスライディング過程について、マルコフ状態モデルの枠組みで遷移経路解析を行った。昨年度解析した単純2塩基周期繰り返しDNA配列の場合を踏まえて、今年度は、ヌクレオソーム親和性が高い601配列についてのマルコフ状態モデリングに進んだ。単純繰り返しDNA配列の場合には2塩基対を周期にもつ比較的少ない状態数のマルコフ状態モデリングが可能であったのに対して、601配列の場合には10塩基対スライディングを(近似的な)周期とみなす必要がある。この場合、単純繰り返し配列の場合に実施したDNA1巻き(約10塩基対分)ごとに分離した解析は複雑すぎるため、支配的な運動をする中心部分(Dyad付近)のスライディングに限定した。10塩基対スライディングの種々の中間状態から始める短時間分子動力学シミュレーションを多数回行い、クラスタリングの後、マルコフ状態モデルを構築することができた。これにより、601配列の10塩基対スライディングの自由エネルギープロファイルおよび、スライディング運動の時間スケールを見積もることに成功した(Brandani et al, NAR 2017)。さらに、ATP加水分解によって働くリモデラーによるヌクレオソームスライディング過程の遷移経路解析を進めている。

上記と類似のマルコフ状態モデリングによってATP駆動のスライディング過程の遷移経路が明らかになってきた。ヌクレオソームスライディング過程の状態遷移経路解析については、マルコフ状態モデリングが当初の予想以上に強力で、有効であることが分かった。結果として、この方法によって、ヌクレオソームスライディング過程についての様々な現象を明らかにすることに成功した。この点は、想定以上の進捗である。同時に、マルコフ状態モデリングが非常に有効であるために、代替法であるストリング法の解析は、当初の想定より遅れている。ストリング法が有効でないということではなく、研究者のエフォートがマルコフ状態モデリングに割かれたことによるものである。したがって、当初の計画とやや異なる方向に進んでいるものの、総じて、おおむね順調に進展していると考えている。本研究の目的は、大自由度が関わる生体分子複合体の大規模構造変化において、1)その状態変化を記述できる遷移経路の探索アルゴリズムの開発・実装を行い、それを具体的な細胞生物学的課題のいくつかに適用し、それによって、状態変化の遷移状態を制御する方法を明らかにすることである。今年度は、昨年度の熱揺らぎによる自発的ヌクレオソームスライディング過程の遷移状態、遷移経路解析を踏まえて、ATP加水分解によって働く分子機械であるクロマチンリモデラーによるヌクレオソームスライディング過程の遷移経路解析を行った。ATP依存的にリモデラーsnf2の構造を変化させ、そのときのヌクレオソーム上のDNAスライディングを、マルコフ状態モデリングによって解析することに成功した。この場合にも、たくさんの短いシミュレーションとマルコフ状態モデルが遷移経路解析にもっとも効率的であった。明らかになったのは、ATP依存リモデラーがヌクレオソーム上のDNAを特定の位置(SHL1.5)で"押す"ことによって、昨年見出した巻き数欠損が2つ出現し、そのひずみがヌクレオソーム全体に伝播し効率よいスライディングを可能にする、というメカニズムである。リモデラーがSHL1.5の位置のDNAを押すと、その片側SHL1では+1塩基を含む巻き数欠損、反対側SHL2では-1塩基対を含む巻き数欠損が生じる。SHL2に生じた巻き数欠損は、比較的速やかにSHL3, SHL4,,と伝播し、片側のスライディングを実現する。一方、SHL1に生じた巻き数欠損はもっとも強固なdyad付近のSHL0, SHL-1,,,をゆっくりと伝播し、もう片側のスライディングを可能にする。研究成果は、PLoS Comp. Biol. 2018に掲載された。その後、関連したリモデリング機構を研究している複数の海外の研究者から問い合わせを受け、共同研究に発展している。マルコフ状態モデリングの計算ツールは一般性が高く、膜融合あるいは膜発芽等の複雑課程の遷移状態解析に容易に適用できる。
ウェブサイトにおける広告戦略とその管理の実証研究

日本と米国の間でウェブサイトにおける態度において相違があるかどうかを検討した。ウェブサイトをウェブサイトにおける動機や利用研究から導出された社会的相互作用型、情報型、娯楽型の三つに分類し、文化変数であるself-construalやウェブサイトやブランドに対する態度との関係を検討した。日米間や文化変数にもとづくウェブサイトの対する態度に差を発見することができず、理論的に考慮した変数以外にメディアの習熟や知識の視点を導入する必要があることを示した。18年度は、理論・実証の領域で研究を進めた。理論研究に際しては、インターネットの利用と動機研究、広告研究、文化研究の分野から、日米のウェブサイトの利用の関する文化差を説明する理論的な枠組みを探索した。そこでは、Marcus and Kitayamaのself-construalを文化変数とし、それと、情報動機、社会的動機、娯楽動機、暇つぶし動機の四つの変数との関係を仮説化することを行った。すなわち、人と独立することを志向する主体は、情報動機、娯楽動機と関係し、人と依存した関係を保つ相互依存的な関係を志向する主体は、社会的動機を志向することになるというものである。さらには、こうした変数と日米との関係を仮説化することを行った。実証面では、単純に質問票調査を行うのではなく、消費者実験をお粉ためのマテリアル作りを行った。まずは、それぞれの動機(暇つぶしを除く)に対応するウェブサイトを3×2(日米)の計6パターンを作成した。さらには、ウェブサイトのテキストデータ、さらには、質問票に関してはバイリンガルが翻訳したものを、もう一つのバイリンガルが翻訳をし、そこでのズレを調整するというバックトランスレーションという翻訳作業を行った。写真などのビジュアル情報に関しては、ウェブマスターや専門家などを交えて、文化的な等価性を議論した。その後、アメリカで二回ほどのプレテストを行い、実験におけるManiplation checkが適切かどうかを確認している。日本では、ウェブサイトの作成途中である。これが18年度の研究実績となる。日本と米国でのウェブサイトに関する実験のプレテストを再度行った。プレテストの結果を受け、実験マテリアル、仮説モデル、その質問項目の検討を行った。米国では、実験のマニュプレーションチェックの結果が思わしくないために、再度ウェブデザインの再考を行った。そのために、研究代表者が渡米しミーティングを開催、同時に研究を支援しているミシガン州立大学名誉教授のG.E.Miracleが訪日し、同様にミーティングを重ねた。その中で、実験のマテリアルである三つのウェブサイトの修正を行った。三つのウェブサイト(情報型、娯楽型、社会的相互作用型)の中で、後者の二つに関しては、被験者がそれぞれの意図を認識しなかったために、それぞれの意図を適切に認識できるよう大幅な変更を行った。特に娯楽型は、日米においてその認識が大変に異なることから等価性を議論したうえで修正した。その他にも、マニュプレーションチェックの質問項目の再検討を行った。質問項目を精緻にするために複数の下位質問項目を作成した。こうした作業は、本実験を成功させるには欠かせないものであるうえに、国際比較を実験で行うというやり方は先行研究でも稀であり、コストと時間のかかるものとなっている。さらに実験マテリアルの修正だけでなく、プレテストのデータで仮説モデルの適合度を測定し修正を行った。そこでは、質問項目のワーディングを修正しただけで、理論仮説の変更をもたらすような大幅な変更を迫るものではなかった。次年度は、最後のプレテストと、本テストとその分析、そして最終的な報告書作成を行うことにする。本研究は、日米における三つのウェブサイト(情報型、社会的相互作用型、娯楽型)の類型(2×3)とそれに対する態度との関係を問うものである。最終年度としていままで行ってきた実験の最終的な総仕上げをした。まずは、米国において、それぞれのウェブイトに対するマニプレーションチックが行われ、情報型、社会的相互作用型、娯楽型が正確に認識されたことが確認できた。それゆえ、引き続き、米国で本調査を行った。それに対して、日本においても同様に、それぞれのウェブサイトに対してマニプレーションチェックがわれ、その後、本テストを行った。その結果は、娯楽型、情報型、社会的相互作用型において日米の消費者の間ではそれほどウェブサトに対する態度差の相違をみることができなかった。ただし、日米間での等価性を考慮しつつも、実験用のウェブサイトはそれぞれの国に適応したものとなっているために即断することはできない。このことは、としての内部妥当性を先するか、もしくは性を優先するのかという問題にもつながるといえる。実験に関する問題点以外に、いままで国際比較でわれてきたフレームワークにも大きな問題があるかもしれない。すなわち、グローバル化やIT化に伴い、国を代表する文化を一意的に仮定することが難しくなった結果、いままでの文化的フレームワークの有効性には疑問が付与される。それゆえ、今までの文化的なフレームワークに留まらず、文化の多様性や相互依存性を考慮したフレームワークを発展させる必要がある。
新生児低酸素虚血性脳障害の病態解明と治療に関する基礎的・応用的研究

名古屋市立大学NICU新生児仮死プロトコールについて追跡調査を行い、日齢5での新生児期髄液中NSE(神経特異性エノラーゼ)が80ng/ml以上の高値を示し症例は全例3歳時点DQは70以下で、生後1ケ月での頭部CTscanでは基底核を残して実質の萎縮が著明であり、日齢5の髄液NSE値と長期予後、1ケ月の頭部CTscan所見はよく相関していた。しかし日齢5で髄液NSEが30ng/ml前後のいわゆる「中間高値」を示した症例が2例あり、1例は下肢のみの痙性マヒ、他はCT上孔脳症を認めるが発育は良好で、100ng/ml前後の極めて高値の群と、20ng/ml以下の正常群に2分する傾向にある中で、興味ある知見と考えられた。日齢5での髄液中NSE値が20ng/ml以下の症例は、24時間以内の値にかかわらず正常神経発達で、臨床経過分析では、初日髄液中NSEが極めて高い症例は1ケ月時頭部CTscanでは虚血様変化があり、脳への負荷を裏付ける結果となった。一方初日は髄液NSE値がほぼ正常でも日齢5では上昇し100ng/mlを越え、重度後後遺症を残すに至った症例はCT上で広範囲低吸収域が出生早期から認められた。プロトコール中でも数少ない症例で治療以上に神経細胞が崩壊したことも考えられた。頭部近赤外測定結果と髄液NSEでは血液量の絶対値が得られないこともあり、髄液NSEが80ng/ml以上の高値例でも一定の傾向は得られなかった。一方新生仔ブタを用いた動物実験では、28Gテフロンカテーテルを髄腔に留置、採取しNSE測定を行なったものの、測定系の整備から考察を要した。我々の測定系(EIA)はウシNSEを標準としているが、髄液NSE値に大きなバラツキがみられ、現在の測定系では安定した値を得ることが難しいことが判明した。以上成熟新生児仮死での日齢5での髄液NSE測定は長期予後判定に極めて有用であった。
新世代放射光FEL施設のための二次元電荷積分型ナノストリップガス比例計数管の開発

従来のMSGCでは電極ピッチは数百μmであったが、本研究では世界で最小となる30μmピッチを持つMSGCの実現させた。50μmピッチ以下のファインピッチにおいては、これまでのMSGCで標準とされた数十μmのアノード幅を、ナノストリップにする必要があり、本研究では、この検出器をNSGC(NanoStrip Gas Chamber)と呼ぶ。NSGCでは最新のフォトリソグラフィー技術によってアノードの線幅を500nmで描画することに成功したこのNSGCを、従来のM-MSGCと同様の実験セットアップ(Ar:CH4=7:3aに組み込み、放射光施設で実験を行ったところ、8keVのX線に対して22%のエネルギー分解能を達成した。そして、NSGCの50μmという電極のピッチを位置分解能の向上につなげるため、カソードストリップから電荷積分型アンプを用いて個別に信号を読み出すことを試みた。50μmのピッチに対して十分に絞り込んだビームを照射することができず、50μmの位置分解能を達成することはできなかったが、検出器からの1本1本のカソードの信号を電荷積分型アンプからが正常に読み出すことに成功した。さらに、NSGCの可能性に注目し、可視光に透明なITO(酸化インジウムスズ)を電極に用い、M-MSGCを製作した。検出器に封入するガスにCF4などのクエンチングガスを用いれば、荷電粒子との反応によって可視光が放出される。これを、透明な電極を持ったM-MSGC越しにCCDあるいはPMTで観測することができる。ITO電極を用いたプレートでは、Cr電極と変わらないエネルギー分解能(30%@5,9keV)を示した。さらに、ITO電極を用いたプレートで、PMTによって光信号の読み出しに成功している。位置分解能は27.4%@5.9keV(ガスは1atmのCF4ガスを封入している。ガスゲインは1700である)を示した。
シャットネラ細胞糖被膜の魚毒性因子としての多面的生化学的解析

シャットネラ細胞表層は粘性多糖体である糖被膜(グリコキャリックス)で覆われており、活性酸素産生酵素(NADPH oxidase)が局在する事、糖被膜はシャットネラが魚鰓を通過する際、離脱し、鰓表面に付着する事から、鰓表面での持続的活性酸素産生が鰓機能に障害を与え、魚を窒息死させるとの推論に至っている。本研究では糖被膜に存在する酵素蛋白質や粘性多糖体について解析している。1985年に鹿児島湾で分離され、それ以後研究室で継代培養されているシャットネラ株と2010年に島原半島で分離されたシャットネラ株では魚毒性が著しく異なり、島原株は活性酸素産生能が高く、より強い魚毒性を示す事を見出している。赤潮は単細胞植物プランクトンの大量発生による自然現象であり、日本近海の他、諸外国においても古くから観察されている。沿岸域の養殖産業への利用増大及び地球温暖化により、近年、地球規模で赤潮被害の頻度及び規模は拡大する傾向にある。赤潮の原因となる多数のプランクトンが同定されているが、特にシャットネラは強い魚毒性を示す、漁業被害の原因有害赤潮プランクトン種として知られている。これまでの研究で、シャットネラは高レベルの活性酸素を産生する特性を有する事を見出している。また、シャットネラは強固な細胞壁を持たず、細胞表層は粘性多糖体である糖被膜(グリコキャリックス)で覆われており、この部分に活性酸素産生酵素系が局在する事、糖被膜はシャットネラが魚鰓を通過する際、細胞本体から離脱し、鰓表面に付着する事から、活性酸素を介した魚毒性機構を提案するに至っている。しかしながら、その魚毒性機構の詳細、植物プランクトンであるシャットネラの活性酸素産生機構やその生化学的意義については未だ不明である。本年度は1985年に鹿児島湾で分離されたシャットネラ株と2010年に島原半島で分離したシャットネラ株の活性酸素産生活性について比較検討した。両シャットネラの活性酸素産生活性は異なる事が確認されたが、以前の研究結果に比べ、その差は減少傾向にある事がわかった。これはシャットネラの培地に用いた天然海水成分や培養条件の違いが影響していると推定された。さらに活性酸素産生機構解明の手がかりを得る目的で、酵素系以外の活性酸素産生因子の存在の有無について検討した。大量培養したシャットネラ細胞を遠心分離により回収し、超音波処理により細胞を破壊した。得られた無細胞抽出液について、ピロガロールなどで知られる化学反応系活性酸素産生について検討したが、そのような物質はきわめて低レベルである事がわかった。基本的には、これまでの研究で明らかにされた両シャットネラの活性酸素産生活性は異なる事が確認された。赤潮プランクトンはその種類にもよるが、しばしば人工的培養条件下での長期培養が困難である事が知られている。さらに、人工的培養条件下での長期培養により、その形質が変化する、特に毒性に関与すると推定されている形質が消失したりする場合がある。今回、本研究にとって大変重要な、シャットネラ株の培養維持とこれらプランクトンの重要な形質である活性酸素産生活性が確認されたことは、今後の研究解析が可能である事を示すきわめて重要な知見である。さらに、ピロガロールなどで知られる化学反応系活性酸素産生の可能性がほぼ否定されたことから、これまでの活性酸素産生酵素系説が指示された。シャットネラは微細藻類の一種であり、ラフィド藻類に分類されている。シャットネラは強い魚毒性が知られており、日本で頻発する赤潮の原因有害赤潮プランクトン種である。これまでの本研究室での解析から、シャットネラは高レベルの活性酸素を通常の培養条件下において常に産生する特性を有することを見出している。また、シャットネラは強固な細胞壁を持たず、セルロースを主体とした殻構造も無いが、細胞表層は粘性多糖体である糖被膜(グリコキャリックス)で覆われており、この部分に活性酸素産生酵素系が局在する事、糖被膜はシャットネラが魚鰓を通過する際、細胞本体から離脱し、鰓表面に付着する事から、活性酸素を介した魚毒性機構及び糖被膜の魚毒性関与の可能性が示唆されている。これらの点を解明することを目的として、本研究では糖被膜に存在する酵素蛋白質、さらに、未だ実態が不明な粘性多糖体について多面的に解析を継続している。前年度での研究により1985年に鹿児島湾で分離され、それ以後研究室で継代培養されているシャットネラ株と2010年に島原半島で分離されたシャットネラ株では魚毒性が著しく異なり、島原株は活性酸素産生能が高く、より強い魚毒性を示す事を見出している。一方、多くの赤潮プランクトンの毒性因子として知られている溶血毒素に関して両株で解析した結果、両株とも顕著な溶血活性は検出されなかった。当初、糖被膜に溶血活性の存在を推定したが、その可能性はこれまでの研究では否定的である。

シャットネラ種以外の有害有毒赤潮プランクトン数種での解析では溶血活性が検出された事から、シャットネラの特異な毒性機構、特に活性酸素の関与の重要性が推定された。前年度までの研究により、2010年に島原半島で分離されたC. antiquaと1985年に鹿児島湾で分離され、その後本研究室の培養装置内で継代培養されたC. marinaの魚毒性は大きく異なり、C. marinaに比べC. antiquaはより強い魚毒性を示すことを見出している。両シャットネラ種の活性酸素産生やその他の推定される毒性因子の多面的比較検討を継続している。前年度における解析では、C. marinaに比べ明らかにC. antiquaがより強い活性酸素産生能を示していたが、本年度における比較研究ではほぼ同程度の活性を示す結果が得られている。C. antiquaもC. marinaと同様、自然界から分離されてすでに5年以上経過している事から、人工的環境下での継続的培養により、その活性酸素産活性も低下してきたと推定される。この事はシャットネラ種の活性酸素産生の生物学的意義を考える上で重要な知見と考えられる。一方、有害有毒赤潮プランクトン数種の毒性因子として知られている、溶血毒素の有無について両シャットネラ株について調べた結果、いずれの株においても溶血活性は検出されなかった。同時期の解析ではシャットネラ種以外の有害有毒赤潮プランクトン数種において顕著な溶血活性が検出された。従って、シャットネラ種は他の赤潮プランクトン種とは異なる特異的毒性機構を有すると推定された。さらに、シャットネラ以外の赤潮プランクトン種の活性酸素産生レベルはシャットネラに比べ著しく低かった事から、活性酸素産生はシャットネラに特異的生物学的特徴と推定された。微細藻類の一種で、ラフィド藻類に分類されているシャットネラは強い魚毒性を示す事が知られおり、日本で頻発する赤潮の原因有害赤潮プランクトン種である。これまでの本研究室での解析から、シャットネラは高レベルの活性酸素を通常の培養条件下において常に産生する特性を有することを見出している。また、シャットネラは強固な細胞壁を持たず、セルロースを主体とした殻構造も無いが、細胞表層は粘性多糖体である糖被膜(グリコキャリックス)で覆われており、この部分に活性酸素産生酵素系(ほ乳類白血球のNADPHoxidaseに類似していると推定)が局在する事、糖被膜はシャットネラが魚鰓を通過する際、細胞本体から離脱し、鰓表面に付着する事から、鰓表面での持続的活性酸素産生が鰓機能に障害を与え、魚を窒息死させるとの推論に至っている。本研究では糖被膜に存在する酵素蛋白質、さらに、未だ実態が不明な粘性多糖体について多面的に解析を継続している。前年度での研究により1985年に鹿児島湾で分離され、それ以後研究室で継代培養されているシャットネラ株と2010年に島原半島で分離されたシャットネラ株では魚毒性が著しく異なり、島原株は活性酸素産生能が高く、より強い魚毒性を示す事を見出している。一方、二枚貝に強い毒性を示す赤潮プランクトンで、渦鞭毛藻類に属するヘテロカプサは強い溶血活性を示す事を見出している。近年、九州沿岸で赤潮原因となっている渦鞭毛藻類に属するカレニア種は魚類及び貝類両方に強い毒性を示す。最近の研究でカレニア種は溶血活性の他、活性酸素産生能が見出された。これらの知見から、溶血毒素は主に二枚貝毒性因子として、活性酸素は魚毒性因子として作用するとも考えられる。
トマト・ルネッサンスの単為結果性原因遺伝子の解明

単為結果は受精によらず、着果および果実の肥大が起こる現象である。園芸分野では種子なし果の作成や着果安定のために、単為結果性を品種に持たせることは、果実の品質向上と安定な栽培に重要である。単為結果性をトマト品種に付与できれば、オーキシンによるホルモン処理や花粉媒介昆虫を利用する必要もなく、大いに省力化と経費削減になる。これまでトマト品種には遺伝的に単為結果性を示す品種が古くから知られており、栽培種との交配により、これらの遺伝形質(例えばpat-2遺伝子)を栽培品種に導入する試みが行われ、その結果、単為結果性トマト`ルネッサンス'のような品種が育種されてきた。しかし、単為結果性の原因遺伝子の実体については依然として明らかにされていない。そこで、非単為結果性トマト`モモタロウ'の未受粉子房では発現していないが、単為結果性トマト`ルネッサンス'の子房で特異的に発現している遺伝子を検索した結果、単為結果に関わると期待できる遺伝子の候補としてオーキシン応答因子(ARF)のcDNAが単離された。非単為結果性トマトと単為結果性トマトのAFR遺伝子の翻訳領域の配列を比較したが、両者に違いが見いだされなかった。そこで単為結果性・非単為結果性トマトのARF遺伝子のプロモーター領域の配列を比較するために、ARF遺伝子のゲノムクローンを単離して、それらの塩基配列を比較した。しかし、両者の配列に違いはなかった。また、単為結果性・非単為結果性トマトの子房中のオーキシン含量を測定したが、両者に違いはなかった。これらのことは、ARF遺伝子の発現を制御している転写因子の発現に差異がり、そのためにルネッサンスではARF遺伝子の発現が増加して、オーキシンがないにもかかわらず、オーキシンのシグナル伝達が起こって、単為結果していると推定された。そこで単為結果性・非単為結果性トマトのARF遺伝子のプロモーター領域の配列を比較するために、ARF遺伝子のゲノムクローンの単離を行った。まず、トマトゲノムDNAを制限酵素HaeIIで部分的に分解し、パルスフィールド電気泳動により50kBpのDNA断片を調製した。これをFosmidと呼ばれるベクターにクローニングし、トマトゲノムライブラリーを作製した。このライブラリーの各クローンをまとめた画分を用いて、PCR法によってスクリーニングした結果、朋F遺伝子のクローニングに成功した。現在、このクローンの塩基配列を決定している。

これらのことは、ARF遺伝子の発現を制御している転写因子の発現に差異がり、そのためにルネッサンスではARF遺伝子の発現が増加して、オーキシンがないにもかかわらず、オーキシンのシグナル伝達が起こって、単為結果していると推定された。