hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「伝統」と「宗教」のダイナミズム－サラワクにおけるアダットとキリスト教－

こうした成文化の詳細な歴史の把握は、文字化され、裁判で適用されている今日の慣習の特徴やそこで生じる問題点を捉える上で重要となってくる。2011年3月11日に発生した東日本大震災により、受入研究機関である東北大学も大きな被害を受けた。そのため、予定通りに研究を4月から開始することは非常に困難であったが、周囲の援助や、受入研究者の指導のおかげで、徐々に研究を進展させることができたと思う。元々、本年度は国内外での文献収集を中心に研究を進める計画であった。10月からは約3ヶ月間、フィールド先であるサラワクに滞在して文献の閲覧、収集にあたることができたため、おおむね順調に進展していると言える。引き続き、一定期間サラワクに滞在し、調査を進展させる予定である。今後は、文献収集だけではなく、慣習伝統評議会などの研究対象となっている関係機関でのインタビューも実施する。また、研究計画に組み込まれているサラワクのキリスト教の調査も開始する。まずは、オーストラリア国立図書館において、サラワクで宣教活動を行った福音派宣教団が発行した刊行物を閲覧、収集することで、細かな活動の実態および、当時の宣教状況について明らかにする。
発振操作による動的ネットワークの再組織化

本研究では、神経精神疾患の発症とその機能回復には、発振現象オシレーションを基盤としてネットワークの動的な変化すなわち再組織化が関わっているという「ネットワーク病態」仮説を検証することを目的としている。とくに、脳卒中を中心とした臨床研究によって脳再組織化を解明する。本年度の備品としては、16チャンネルパワーラブ筋電図システム(H30年度備品)を用いた新たな筋電図オシレーション解析を行って研究を進めている。ネットワーク可塑性を解明するためにTMSと同時に脳波記録のできる電極CAPシステムを購入し(H30年度備品)、安定して脳波測定できる環境を構築中である。また、分担研究者の神作、牛場においても研究は当初の計画通りに進行している(H30年度備品:片手用グリップフォーストランスデューサー、ワイヤレス生体計測装置ポリメイトミニ)。オシレーションを利用した非侵襲的脳刺激法によるリハビリテーションを行うための健常者での検討は終了し、研究協力者の小金丸、前澤、野嶌らと発振という観点からの咀嚼嚥下研究を行っており、論文投稿準備中である。A01班との共同研究では、イオンチャンネルと非侵襲的脳刺激法の関連について動物実験での詳細な検討を行っている。新たに研究協力者として桐本を加え、H29年度の研究を継続して行い、運動機能回復過程での発振現象と再組織化および発振操作介入による神経可塑性誘導を継続し、慢性期脳卒中患者群での臨床研究を進めている。磁気刺激用ナビゲーションシステム(H30年度備品)によって、安定して運動野の刺激を行う環境を構築し、臨床研究を行っている。研究成果発表と共同研究推進のため、A01, A03,A04, C03班と協力して、第一回静磁場刺激国際ワークショップ「静磁場刺激-生理機構から臨床応用,そしてそれらを超えて-」を平成30年6月17日に開催した。A01班との共同研究については順調に進行しており、静磁場の生体影響についての画期的発見が得られた。また、その成果発表のため、第一回静磁場刺激国際ワークショップを2018年6月17日(土)に立命館大学朱雀キャンパス(京都府京都市)で開催した。メインテーマは「静磁場刺激-生理機構から臨床応用,そしてそれらを超えて-」とし,非侵襲的脳刺激法である経頭蓋的静磁場刺激の基本的メカニズムから臨床応用に関する最新の知見をまとめ、新たな研究分野としてのロードマップを描きだした。研究組織に桐本光教授(広島大学)を加えて、脳刺激法によるオシレーションの統御に関する研究を進めている。本研究では、神経精神疾患の発症とそこからの機能的回復には、発振現象を基盤とした動的ネットワークの変化(再組織化)が関わっているという「ネットワーク病態」仮説を元にして新しい着想で動的ネットワークの再組織化を解明することを目標とした。A03,A04班との共同研究を推進する一環として、多チャンネルSQUIDシステムデータ収集装置用メインエレクトロニクスキャビネットをH27年度備品として購入し、脳磁図の臨床応用とそのオシレーション解析を疾患群と健常者群で行った。また、歩行再建を目指すリハビリの新規手法を開発して評価する目的で、磁気刺激装置バイスティムスクウェアとダブルコーンコイルをH27年度備品として購入し、研究を推進する準備を整えた。また、ワイヤレス脳波計ポリメイトミニおよびEEGOシステムをH27年度備品として購入し、自然な環境下での生体信号測定を行いつつある。磁気刺激法を用いた新しいニューロフィードバック法を開発し、論文としてまとめる段階となっている。計画通りに順調に進行している。A03,A04班との共同研究として、脳磁図を用いた基盤的研究を行い、新しい手法での脳活動測定法をてんかんにおいて確立した。また、本年度の備品としては、非侵襲的脳刺激のDCS機器を購入し、臨床研究を推進する体制を整えている。また、モバイル型での脳波筋電図記録を可能とするシステムをカスタマイズした備品として購入し、オシロロジー研究を進めている。また、分担研究者の神作、牛場においても研究は当初の計画通りに進行している。オシレーションを利用した非侵襲的脳刺激法によるリハビリテーションを行うための準備を整え、連携研究者の小金丸らと行い、健常者での研究結果の一部はすでに投稿している。また、脳卒中患者での実験結果についても、投稿準備中である。また、連携研究者の植木・野嶌らとともに、新たにパーキンソン病患者への臨床応用研究をスタートさせ,研究を加速している。さらに、連携研究者の前澤らとは、まったく新しい発振という観点からの咀嚼嚥下研究を行っている。本年度はさらに、A01班とGABAと非侵襲的脳刺激法の関連について動物実験での詳細な検討を予定している。当初のターゲット患者群であった脳卒中で良い結果が得られる見込みがあるため、パーキンソン病などの他疾患への応用を進めている。A03,A04班との共同研究として、脳磁図を用いた基盤的研究を行い、新しい手法での脳活動測定法をてんかんにおいて確立して、臨床応用を遂行中である。

また、本年度の備品としては、筋電図システムと電気刺激装置を購入して、それらを用いた新たな筋電図解析を行って、オシロロジー研究を進めている。脳波の解析をおこなうためのソフト周辺機器、電極位置計測のための3Dカメラも購入し、正確な計測を可能とするシステムを構築中である。また、分担研究者の神作、牛場においても研究は当初の計画通りに進行している(備品:筋電図システム、特殊電極)。オシレーションを利用した非侵襲的脳刺激法によるリハビリテーションを行うための準備を整え、研究協力者の小金丸、前澤、野嶌らと発振という観点からの咀嚼嚥下研究を行っている。本年度はさらに、A01班とGABAと非侵襲的脳刺激法の関連について動物実験での詳細な検討を行った。28年度の研究を継続して行い、運動機能回復過程での発振現象と再組織化および発振操作介入による神経可塑性誘導を継続し、患者群での臨床研究を進めた。初年度で達成された慢性期脳卒中患者での運動機能回復過程での発振現象を精密に記録できる環境を基盤として研究を推進した。A01班との新しい研究計画に大きな進展が見られ、今後の展開が期待される。オシレーション応用リハについても、パーキンソン病患者への応用を進めている。本研究では、神経精神疾患の発症とその機能回復には、発振現象オシレーションを基盤としてネットワークの動的な変化すなわち再組織化が関わっているという「ネットワーク病態」仮説を検証することを目的としている。とくに、脳卒中を中心とした臨床研究によって脳再組織化を解明する。本年度の備品としては、16チャンネルパワーラブ筋電図システム(H30年度備品)を用いた新たな筋電図オシレーション解析を行って研究を進めている。ネットワーク可塑性を解明するためにTMSと同時に脳波記録のできる電極CAPシステムを購入し(H30年度備品)、安定して脳波測定できる環境を構築中である。また、分担研究者の神作、牛場においても研究は当初の計画通りに進行している(H30年度備品:片手用グリップフォーストランスデューサー、ワイヤレス生体計測装置ポリメイトミニ)。オシレーションを利用した非侵襲的脳刺激法によるリハビリテーションを行うための健常者での検討は終了し、研究協力者の小金丸、前澤、野嶌らと発振という観点からの咀嚼嚥下研究を行っており、論文投稿準備中である。A01班との共同研究では、イオンチャンネルと非侵襲的脳刺激法の関連について動物実験での詳細な検討を行っている。新たに研究協力者として桐本を加え、H29年度の研究を継続して行い、運動機能回復過程での発振現象と再組織化および発振操作介入による神経可塑性誘導を継続し、慢性期脳卒中患者群での臨床研究を進めている。磁気刺激用ナビゲーションシステム(H30年度備品)によって、安定して運動野の刺激を行う環境を構築し、臨床研究を行っている。研究成果発表と共同研究推進のため、A01, A03,A04, C03班と協力して、第一回静磁場刺激国際ワークショップ「静磁場刺激-生理機構から臨床応用,そしてそれらを超えて-」を平成30年6月17日に開催した。
平面構造の一様ランダム生成とコンパクトな符号化に関する研究

計算機のスピードは年々向上しているが、扱うデータはそれ以上のスピードで増大している。本研究はよいテストデータの生成に関するものである。指定した条件を満たす平面構造を一様ランダムに生成するアルゴリズムを設計する。また、それらをコンパクトに表現する新しい符号を設計した。これらにより、いくつかの平面構造を扱うシステムのテストデータを効率的に生成することができる。本研究は、指定した条件を満たす様々な平面構造の一様ランダム生成アルゴリズムと、生成した平面構造のコンパクトな符号を設計する。これらの汎用設計技術を開発する。平成26年度は、Ladder Lotteriesという平面構造の列挙アルゴリズムや、Mosaic Floorplansという平面構造のコンパクトな符号や、Floorplansという名面構造のランダム生成アルゴリズムを設計し、それぞれ、下記の論文としてまとめることができた。本研究は、指定した条件を満たす様々な平面構造の一様ランダム生成アルゴリズムと、生成した平面構造のコンパクトな符号を設計するものである。平成27年度は、floorplanのコンパクトな符号を設計した。また、フロアプランの一様ランダム生成アルゴリズムを設計した。またLadder Lotteriesという平面構造のランダム生成アルゴリズムを設計した。自然な平面構造のいくつかについて、そのようなアルゴリズムを開発することができた。条件を満たす対象を一様ランダムに生成するアルゴリズム、および、生成した対象をコンパクトに格納する符号により、よいテストデータを得ることが期待できる。この研究課題に対し、いくつかの成果を得ることができ、学術雑誌等で発表することができた。ひとつは、フロアプランとよばれる平面構造に関するものである。指定した条件のフロアプランを一様ランダムに生成するアルゴリズムを設計することができた。もうひとつは、あみだくじとみなせる平面構造に関するものである。あみだくじを一様ランダムに生成するアルゴリズム、および、コンパクトな符号化を設計することができた。また、これらの汎用設計技術を開発する。自然な平面構造のいくつかについて、そのようなアルゴリズムを設計し、論文としてまとめ、発表することができた。様々な平面構造について、列強アルゴリズムや一様ランダム生成アルゴリズムや生成した平面構造のコンパクトは符号を設計することが今後の目標である。大量のデータをコンパクトに"俯瞰"する新しい手法を開発したい。アルゴリズム様々な平面構造について、列挙アルゴリズムや一様ランダム生成アルゴリズムや生成した平面構造のコンパクトな符号を引き続き設計することが今後の目標である。できれば、電子地図等の実用性の高い平面データについても、コンパクトな符号を設計したい。
ヌクレオレドキシンによる解糖系酵素ホスホフルクトキナーゼ－1の制御

Nucleoredoxin(NRX)は酸化還元酵素Thioredoxinファミリーの一つであり、Wnt/βカテニン経路をレドックス依存的に制御していることが明らかとなっている。これまでのところ、私はNRXの新規結合蛋白質として、解糖系で律速反応を触媒する酵素Phosphofructohnase-1(PFK-1)を同定しており、細胞内にNRXやPFK-1を強制発現させた場合だけでなく、内在性のNRXやPFK-1においても複合体形成を確認することができていた。さらに、NRX遺伝子が欠損したマウス胎児由来の繊維芽細胞(MEF)と野生型MEFを用いてPFK-1の酵素活性を行ったところ、NRX欠損MEFでは野生型MEFに比べPFK-1の活性が抑制されていることを明らかにしていた。そこで、今回の研究では、PFK-1活性の低下が細胞にどのような影響を与えているかについて調べた。まず初めに、PFK-1が解糖系の律速酵素であることから、解糖系もしくはその下流で産生されるATPの量に変化がみられると考え測定を行ったところ、NRX欠損型MEFでは野生型MEFに比べATP量が低下していることが明らかになった。次に、先行文献において解糖系の低下はペントースリン酸経路の亢進をもたらすことが明らかになっていることから、NRX欠損型もしく野生型MEFを用いてペントースリン酸経路の代謝産物であるNADPH、還元型グルタチオンの量に着目して測定を行った結果、NRX欠損型MEFでは野生型MEFに比べNADPH、還元型グルタチオンの量が増加していることが明らかになった。さらに、これらの代謝産物の増加は酸化ストレスに対する耐性を増加させる可能性が考えられるため、過酸化水素処理を行うことで酸化ストレス耐性を評価したところ、NRX欠損型では野生型MEFに比べ酸化ストレスに対する耐性が増加していることが明らかになった。これらの結果より、NRXはPFK-1の制御を通して細胞内の恒常性維持に寄与している可能性が考えられる。これまでのところ、私はNRXの新規結合蛋白質として、解糖系で律速反応を触媒する酵素Phosphofructokinase-1(PFK_1)を同定しており、細胞内にNRXやPFK-1を強制発現させた場合だけでなく、内在性のNRXやPFK-1においても複合体形成を確認することができていた。そこで今回の研究では、この複合体形成の意味を探るべく、NRXがPFK-1の活性にどのような影響を与えているかを調べた。まず、NRXがPFK-1の活性に影響を与えているかを調べるために、NRX遺伝子が欠損したマウス胎児由来の繊維芽細胞(MEE)と野生型MEFにおけるPFK-1の酵素活性を行ったところ、NRX欠損MEFでは野生型MEFに比べ、PFK_1の活性が抑制されていることが明らかになった。さらに、このNRX欠損MEFに外来性のNRX遺伝子を導入し、NRX蛋白質を回復させたところ、PFK-1の活性が野生型と同程度まで回復した。また、NRXとPFK-1の組換え蛋白質を用いてPFK-1の活性を測定したところ、PFK-1のみで活性を測定した場合と比べ、NRXを同時に加えた場合においてPFK-1の活性がより高くなっていることが明らかになった。これらより、NRXは直接的にPFK-1に作用して、活性を制御している可能性が示唆される。今後は、NRXがどのような作用機序でPFK-1の活性の制御を行っているかを明らかにしていく。

これらの結果より、NRXはPFK-1の制御を通して細胞内の恒常性維持に寄与している可能性が考えられる。研究を始めた当初に比べ着目する因子が増え、予定していた計画に新たな計画を追加したため。実際には、PFK-1(platelet type)、NRXのみに着目して研究を行っていたが、PFK-1のアイソフォームにより、制御機構が異なることを示唆する実験結果を得たため研究計画の追加を行った。基本的には提出した研究計画に沿って研究を行っていく予定である。変更点は、今回の研究結果から、PFK-1のアイソフォームの違いにより制御機構が異なる可能性が示唆されたため、それぞれのアイソフォームに着目して研究を行う予定である。具体的には、PFKM、PFKP、PFKLのそれぞれのアイソフォームにおいて、PFKMではユビキチン-プロテアソーム系において分解を受けていることを示唆するデータを得た一方、PFKP、PFKLではユビキチンの修飾が入るにも関わらず、分解されている様子が見受けられなかった。そこで、PFKMについては分解の制御、PFKP、PFKLについては分解以外の制御について着目して調べていく予定である。
飼育下動物における環境エンリッチメントに関する実験行動学的基礎研究

前年度の研究によって,ゾウやチンパンジーなどの動物園動物の行動は,野生状態の行動に比べて行動レパートリーが少なく単調であることがわかった.本年度はこれらの動物をより自然に近い行動に近づけるための方法を追求するために,ヒグマ,ライオン,チンパンジーなど9種の動物について,飼育環境と給餌方法がこれらの動物の行動にどのような影響を与えるかを分析した.その結果,これらの動物園動物の行動には顕著な季節的変化が見られないこと,その原因は飼育環境が自然環境に比べて著しく単調であることがわかった.またエゾヒグマ,インドゾウ,チンパンジーでは,給餌条件を変えることによって採食時間が長くなるとともに,行動レパートリが多くなることが明らかになった.特にチンパンジーは従来の飼育条件下では,採食行動に昼間の時間の14.93%,餌の探索にはわずか0.34%しか費やしないが,ジュース飲み装置を用いるなど,給餌条件をいろいろ変えた結果,採食行動の時間が顕著に長くなるとともに,採食行動の多様性が高まった.また5頭のチンパンジーのうち,3頭が木の枝などを道具として用いてジュースを採食した.あるチンパンジーは木の枝以外にワイヤーなど複数の物体を道具として使った.さらに道具使用を通して個体間に新しい社会関係も生起することが分かった.チンパンジーについては若齢個体の社会行動の発達を追跡観察しているが,現在のところ日常の個体間の社会的相互作用が個体の行動発達に影響していることが示唆されている.また人間に対しても,人の性,年齢,社会的関係などによって異なる対応をとるようになることが分かった.動物園において観境エンリッチメントを進めるためには、まず動物がどのように1日を過ごしているのかを明らかにする必要がある。本研究では動物園に飼育されている哺乳類9種の行動特性を検討するために、行動を詳細に記述した。さらに野生動物との比較から、動物園の動物の行動的特性を検討した。その結果、1)動物園における9種の動物の行動には顕著な季節変化が見られず、2)主要な行動レパートリーも採食、休息・睡眠、目による探索などわずかなの種類に限られるということが分かった。すなわち、動物園の動物の行動パターンは非常に単純だと見なすことができる。このような行動レパートリーの少なさは、飼育環境が動物にとって利用できる機能に乏しく、活動性が低下したことに起因すると推察される。また、一般に野生動物は1日の半分以上を採食に費やすといわれている。これに対し動物園の動物では、草食動物で50%以上になるものの、他の動物では多い場合でも30%というように、採食の機会は限られており、野生状態に比べて著しく小さかった。次に、通常の餌の品目や量を変えることなく、餌の配置や給餌回数の操作が採食行動、あるいは1日の行動レパートリーの種類とその時間配分におよぼす影響について定量的な検討をおこなった。対象には野生状態で採食様式が大きく異なる哺乳類3種、エゾヒグマ、インドゾウ、チンパンジーを選択した。3種の哺乳類において、餌の品目や総量を変えず、給餌条件を操作することで、採食時間を引き延ばせることが明らかとなった。それにともないヒグマでは文脈不明行動の持続時間が、インドゾウでは探索行動と文脈不明行動、チンパンジーでは文脈不明行動あるいは睡眠が減少した。このような動物へのある操作が当該の行動のみならず他の行動にまで影響するということは、実際にエンリッチメントを進める際には行動を広い視野で捉える重要性を示唆している。前年度の研究によって,ゾウやチンパンジーなどの動物園動物の行動は,野生状態の行動に比べて行動レパートリーが少なく単調であることがわかった.本年度はこれらの動物をより自然に近い行動に近づけるための方法を追求するために,ヒグマ,ライオン,チンパンジーなど9種の動物について,飼育環境と給餌方法がこれらの動物の行動にどのような影響を与えるかを分析した.その結果,これらの動物園動物の行動には顕著な季節的変化が見られないこと,その原因は飼育環境が自然環境に比べて著しく単調であることがわかった.またエゾヒグマ,インドゾウ,チンパンジーでは,給餌条件を変えることによって採食時間が長くなるとともに,行動レパートリが多くなることが明らかになった.特にチンパンジーは従来の飼育条件下では,採食行動に昼間の時間の14.93%,餌の探索にはわずか0.34%しか費やしないが,ジュース飲み装置を用いるなど,給餌条件をいろいろ変えた結果,採食行動の時間が顕著に長くなるとともに,採食行動の多様性が高まった.また5頭のチンパンジーのうち,3頭が木の枝などを道具として用いてジュースを採食した.あるチンパンジーは木の枝以外にワイヤーなど複数の物体を道具として使った.さらに道具使用を通して個体間に新しい社会関係も生起することが分かった.チンパンジーについては若齢個体の社会行動の発達を追跡観察しているが,現在のところ日常の個体間の社会的相互作用が個体の行動発達に影響していることが示唆されている.また人間に対しても,人の性,年齢,社会的関係などによって異なる対応をとるようになることが分かった.
超高圧下ファラディ法磁化率測定システムの開発

本研究では、ダイヤモンドアンビル(DAC)とFaraday天秤の組み合わせによる、簡便で高精度の超高圧下磁化率測定を目的とした測定システムの立ち上げを行った。具体的にはDACの非磁性化と、測定計の改造を行った。近年市販されている小型のDACを、BeCu合金製にすることで非磁性化を行った。DACの製作は東芝タンガロイ社に依頼した。DACの総重量は約90グラムとなり、現有の天秤を使用可能な範囲におさまっている。予備的な加圧実験を行っているが、セルをBeCu合金製にしたことによる機械的な不具合などは、今のところ起きていない。ガスケットには、通常のDACを用いる実験ではインコネル合金製などが用いられ、予備実験にはインコネル合金のものを用いている。現在、磁気測定用のBeCu合金製非磁性ガスケットを用いた加圧実験の準備も行っている。DACの直径は30mmであるが、既存システムの試料管内径は30mmであったので、内径40mmの試料管内筒を新規に製作した。測定系に組み込み、室温での試運転を行い、温度制御系などの正常動作を確認した。今後、標準試料を用いた温度較正を行う。システム全体としては、装置の作成が完了し、低温超高圧実験のための調製を行う段階にまで到達した。このシステムの完成を見越して、超高圧下での興味深い磁性を期待しうる試料の探索も行ってきた。計画当初、測定を予定していたハロゲン化銅の低次元磁性体の他に、最近分子磁性の分野で注目を集めているプルシアンブルー型の磁性体についても検討を行った。ピストンシリンダー型の高圧セルを用いた1 GPaまでの高圧磁気測定を行い、磁気相転移温度が大気圧での29 Kから1 GPaで40 Kまで増大するという結果を得ており、超高圧下での磁性に興味が持たれる。近年、柔らかい固体である有機固体、分子結晶や金属錯体固体に高圧を加える実験が盛んに行われている。電気測定あるいは光学測定を通じて、超伝導性の発現など目覚ましい成果が挙げられている。これらの分野では、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた測定が主流となりつつあり、その圧力の上限は20GP_aを超えている。そしてさまざまな相転移現象の報告が相継いでいる。本研究は、これまで我々が培ってきたBe-CuセルとFaraday天秤の組み合わせによる高圧下の磁気測定技術を利用し、近年市販されている小型のDACを非磁性化、つまりダイヤモンドをクランプしている金属部分をBe-Cuにすることにより、DACとFaraday天秤の組み合わせから、より簡便で高精度の、しかも誰にでも使える超高圧下磁化率測定システムの立ち上げを目的としている。本年度は、現有のFaraday法磁化率測定システムのクライオスタットの改造を行った。現有システムでは試料管内径は30mmであるが、使用予定のDACは直径30mmであるので、試料管内部の熱輻射筒をひと回り大きくし、40mmとした。また熱平衝達成時間の短縮化を図るため、この筒の外側にヒーターを巻き、温度上昇速度を速めた。DACは清水製作所に製作を依頼した。セルの完成を待って、測定システム全体の立ち上げを行う。これらの分野では、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた測定が主流となりつつあり、その圧力の上限は20GPaを越えている。

本研究は、これまで我々が培ってきたBe-CuセルとFaraday天秤の組み合わせによる高圧下の磁気測定技術を利用し、近年市販されている小型のDACを非磁性化、つまりダイヤモンドをクランプしている金属部分をBe-Cuにすることにより、DACとFaraday天秤の組み合わせから、より簡便で高精度の、しかも誰にでも使える超高圧下磁化率測定システムの立ち上げを目的としている。本年度は、非磁性DACセル(鋼鉄部分をBe-Cuに置き換えたもの)セルの製作を行った。ダイヤモンド1対をセルに装着して力を加えることにより、10GPa程度の圧力を発生することができた。現在昨年度改造したFaraday磁気測定装置と組み合わせる作業をしており、本年度中には完成する予定である。
高配位ケイ素を基盤とする高活性ケイ素試薬の開発とその触媒反応への応用

ケイ素化合物は電子供与性有機分子と高配位ケイ素複合体を形成することで、高立体選択的な反応を実現する。本研究では、高配位ケイ素複合体を構成する新たなケイ素化合物としてトリクロロシリルトリフラートが極めて高い活性を持つことを見出すとともに、これを利用することで様々な不斉合成反応へと展開することができた。申請者はこれまでに、高配位ケイ素を基盤とした有機分子触媒による不斉反応開発を行ってきたが、四塩化ケイ素を反応剤とすることで、ケトンとアルデヒド間の直接的アルドール反応が進行することを見出している。しかし、本反応における化学収率ならびに立体選択性はいずれも中程度であったため、これら問題の直接的な解決を目指し、ケイ素試薬の探索を中心課題として設定した。すなわち、これまで使用していた四塩化ケイ素では十分な活性化が困難であり、より高活性ケイ素試薬を開発がこれまで以上に効果的な化学変換を実現すると考えている。そこで、新たなケイ素試薬の探索・開発ならびにこれを用いた不斉反応の開発を目指し、本研究を実施した。広範なケイ素試薬のスクリーニングを行った結果、トリクロロシリルトリフラートが高収率かつ高立体選択的にアルドール付加体を与えることを見出した。トリクロロシリルトリフラートは安価なフェニルトリクロロシランとトリフルオロメタンスルホン酸から調製可能なケイ素試薬であり、供給の観点からもその有用性は高いと考える。さらに、本反応はケイ素試薬と有機分子触媒による化学変換であることから、有機金属を一切使用していない環境調和性の高い反応である。ごく最近、トリクロロシリルトリフラートがアミンを水素源としたカルボニル化合物の還元反応にも適用可能であることを見出しており、今後ケイ素化合物の新たな有用性を提示することができると期待している。申請者は、平成22年度から継続して、高配位ケイ素と有機分子触媒による不斉反応の開発を行った。平成22年度、申請者は、新たなケイ素試薬であるトリクロロシリルトリフラートがケトンとアルデヒド間の直接的アルドール反応を高立体選択的に促進することがわかった。本反応では、ケイ素化合物ならびに塩基によりケトンから生じたトリクロロシリルエノールエーテルがアルデヒドと反応することで結合形成反応が進行する。反応の基盤となるのは、中間体であるトリクロロシリルエノールエーテルであるが、この手法を含めて既存の生成法は依然として限定的であり、新たな手法の開発が適用系拡張に向けた直裁的な糸口になると考えた。そこで、平成23年度では、塩化ケイ素化合物および有機分子触媒を利用した新たな基質の活性化法の開発を研究の主目的として、種々検討を行った。トリクロロシリルエノールエーテルの新たな生成法として、有機分子により活性化を受けた四塩化ケイ素から生じる塩化物イオンの高い求核性の利用を考えた。実際に、フェニルビニルケトンに四塩化ケイ素を作用させると、良好な化学収率にてβ-クロロ付加体が得られることがわかった。本結果は、塩化物イオンが効率的にビニルケトンに付加し、その中間体としてβ-クロロシリルエノールエーテルが生成していることを示唆している。そこで、不斉反応へと拡張すべく、キラルな有機分子触媒存在下、この中間体にアルデヒドを作用させたところ、高収率かつ高立体選択的にBaylis-Hillman付加体を得ることに成功した。本結果は、有機分子によって求核性が高まった塩化物イオンの求核性を利用した新たな基質の活性化法であるとともに、効率的なβ-クロロシリルエノールエーテルの生成法である。今後、開発した活性化法を利用した不斉反応への展開を計画している。筆者は、平成22年度から継続して、高配位ケイ素と有機分子触媒による不斉反応の開発を行ってきた。その最終年度となる今年度は、トリクロロシリルトリフラートを用いる、2つのケトン間の不斉アルドール反応ならびに不斉Baylis-Hillman反応を開発した。具体的には以下の研究成果を得た開発したトリクロロシリルトリフラートの高いケイ素化能に注目し、アルドール受容体となるケトンを反応溶液中でトリクロロシリルエノールエーテルへ変換後、アルドール供与体となるケトンを添加することで2つのケトン間の交差アルドール反応が進行すると考えた。実際に反応を行ったところ、期待した交差アルドール付加体を高収率かつ高立体選択的に得ることに成功した。さらに、添加するケトンの順序を入れ替えることで、アルドール受容体と供与体の関係が入れ変わった交差アルドール付加体が得られることを見出した。本反応は2つの単純ケトン間の不斉交差アルドール反応の初めての例である。さらに、昨年開発した不斉Baylis-Hillman反応について詳細な条件検討を行った結果、四塩化ケイ素を用いた際、最高で81%の不斉収率でBaylis-Hillman付加体を得ることに成功した。また、本反応系を拡張すべく、メタクロレインを基質とした、塩化水素の脱離を伴わない不斉クロロアルドール反応への応用を試みた。

その結果、開発したトリクロロシリルトリフラートを用いた際、高ジアステレオ選択的にクロロアルドール体が得られ、優先して生成した付加体には良好なエナンチオ選択性が観測された。現在、本反応に関する詳細な条件検討等を実施している。平成2223年にかけて、ほぼ研究実施計画どおりに研究を遂行することができている。加えて、本検討において、アミンが還元剤となることを見出しており、おおむね順調に進展していると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。上述のとおり、本研究は計画通りに遂行されていることから、平成24年度も引き続き、研究実施計画に従い、研究を推進する。また、計画の実施が困難となった場合、平成23年度に得られた新たな知見を利用した反応開発を行うことを計画している。
聞き取り及び日記の分析を用いた米国ユダヤ人史、公民権運動史の研究

本研究は、アメリカ合衆国で19501960年代に展開された公民権運動にボランティアとして従事したユダヤ人参加者本人に対する聞き取り調査・活動日誌・その他一次史料(書簡、ノート、本人が撮影した写真等)の分析を行おうとするものである。そのため、本研究では以下のように課題を区分して研究を進めている。1南部で展開された運動として、1964年のミシシッピ・フリーダム・サマー計画、1965年のSCLC-SCOPE計画2ユダヤ人が多く住んでいた地元(ボストン、ニューヨーク等の北東部大都市部)での活動として、NSM(北部学生運動)およびユダヤ人労働ブントを取り上げ、参加経験者に対する聞き取り、活動時の日記の分析、その他一次史料(書簡、ノート、本人が撮影した写真等)の分析を行い、彼らの参加の動機や活動の具体像、ユダヤ人としての意識等を追う。調査方法としては、各公民権団体や活動の参加者の同窓会。現組織への会合への参与観察を行うほか、ニューヨーク市立大学クイーンズ・カレッジ公民権文書館、ニューヨーク公立図書館ションバーグ黒人文化研究センター、ブランダイス大学図書館大学史編纂室等を基点に資料調査を行う。本研究は、もともと2017年度で終了する予定であり、主な研究は2017年度で終了しているが、2018年4月初めに課題に関連したイベント(キング牧師暗殺50周年)が行われたため、延長を申請した。現在、本課題に関連した論文を執筆・投稿し、査読を経て修正中である。また、本研究を基課題として、他科研費(国際共同研究強化)によりニューヨーク市立大学クイーンズ・カレッジの学生が1960年代前半に展開した公民権運動、有権者登録運動について、継続的に調査を進めている。本研究は、アメリカ合衆国で19501960年代に展開された公民権運動にボランティアとして従事したユダヤ人参加者本人に対する聞き取り調査、活動日誌、その他一次史料(書簡、ノート、本人が撮影した写真等)の分析を行おうとするものである。そのため、本研究では以下のように課題を区分した上で研究を進める。1南部で展開された運動とユダヤ人として、1964年のミシシッピ・フリーダム・サマー計画、1965年のSCLC-SCOPE計画2ユダヤ人が住んでいた地元(ボストン、ニューヨーク等の北東部大都市部)での活動として、NSM(北部学生運動)およびユダヤ人労働ブントを取り上げ、参加経験者に対する聞き取り、活動時の日記の分析、その他一次史料(書簡、ノート、本人が撮影した写真等)の分析を行い、彼らの参加の動機や活動の具体像、ユダヤ人としての意識等を追う。調査方法としては、各公民権団体や活動の参加者同窓会・現組織の会合への参与観察を行うほか、ニューヨーク市立大学クイーンズ・カレッジ公民権文書館、ニューヨーク公立図書館ションバーグ黒人文化研究センター、ブランダイス大学図書館大学史編纂室等を基点に史料調査を行う。2015年度の実績としては、特に1のSCLC-SCLC計画およびその参加者の日記に関して、1.著書の執筆・出版、2.学会での報告、3.50周年記念同窓会に参与観察しての元公民権運動活動家への聞き取り調査、を特筆すべきものとしてあげることができる。本研究は、アメリカ合衆国で19501960年代に展開された公民権運動にボランティアとして従事したユダヤ人参加者本人に対する聞き取り調査・活動日誌・その他一次史料(書簡、ノート、本人が撮影した写真等)の分析を行うことで、彼らの参加の動機や活動の具体像、ユダヤ人としての意識等を追おうとするものである。米国ユダヤ人は、全国の人口の23%を占めるに過ぎないにもかかわらず、公民権運動にボランティアとして参加した白人のうち、半分3分の2を占めたといわれる。特に、有権者登録運動(選挙の際に投票するための事前登録を、黒人に勧め手助けする運動)に参加した大学生世代の数が多く、その元・参加者への聞き取りにより参加の動機や経歴・思想を探ることは有効な研究手段であるといえる。そのため、本研究では以下のように課題を区分した上で研究を進めている。1南部で展開された運動として、1964年のミシシッピ・フリーダム・サマー計画、1965年のSCLC-SCOPE計画2ユダヤ人が多く住んでいた地元(ボストン、ニューヨーク等の北東部大都市部)での活動として、NSM(北部学生運動)およびユダヤ人労働ブントを取り上げ、参加経験者に対する聞き取り、活動時の日記の分析、その他一次史料(書簡、ノート、本人が撮影した写真等)の分析を行い、調査方法としては、各公民権団体や活動の参加者同窓会・現組織への会合への参与観察を行うほか、ニューヨーク市立大学クイーンズ・カレッジ公民権文書館、ニューヨーク市立大学ションバーグ黒人文化研究センター、ブランダイス大学図書館大学史編纂室等を基点に資料調査を行っている。2016年度の実績としては、特に1のSCLC-SCOPE計画に関して、元・参加者との面会、聞き取りに関して進展があった。また、本年度の7月にBritish Association for British Studies、11月にSouthern Jewish Historical Societyにて研究報告をおこなうことが内定しており、海外の研究者からの新たな助言・コメントを受けられるものと期待している。

1南部で展開された運動として、1964年のミシシッピ・フリーダム・サマー計画、1965年のSCLC-SCOPE計画2ユダヤ人が多く住んでいた地元(ボストン、ニューヨーク等の北東部大都市部)での活動として、NSM(北部学生運動)およびユダヤ人労働ブントを取り上げ、参加経験者に対する聞き取り、活動時の日記の分析、その他一次史料(書簡、ノート、本人が撮影した写真等)の分析を行い、彼らの参加の動機や活動の具体像、ユダヤ人としての意識等を追う。調査方法としては、各公民権団体や活動の参加者の同窓会。現組織への会合への参与観察を行うほか、ニューヨーク市立大学クイーンズ・カレッジ公民権文書館、ニューヨーク公立図書館ションバーグ黒人文化研究センター、ブランダイス大学図書館大学史編纂室等を基点に資料調査を行う。2017年度の研究実績としては、学会報告を中心におこなった。本来、本年度が最終年度であるが、複数回の口頭発表の準備のため、活字化には至っていない。今後、これらの発表論文の活字化を目指す。また、本研究を基課題として、他科研費(国際共同研究強化)によりニューヨーク市立大学クイーンズ・カレッジの学生が1960年代前半に展開した公民権運動、有権者登録運動について、今後も継続的に調査を進める。当初計画では、昨年度(平成29年度)が最終年度であったが、研究開始後、最終年度の科研費の執行を延長できるようになったため、本年3月中に行い終了(帰国)する予定であった短期現地調査を4月8日まで行った。本年4月4日がキング牧師暗殺50周年であり、元公民権運動家が参加してのシンポジウム等の開催その他、本研究を行う上で有益な調査がおこなえると判断したため。本研究は、アメリカ合衆国で19501960年代に展開された公民権運動にボランティアとして従事したユダヤ人参加者本人に対する聞き取り調査・活動日誌・その他一次史料(書簡、ノート、本人が撮影した写真等)の分析を行おうとするものである。そのため、本研究では以下のように課題を区分して研究を進めている。本研究は、もともと2017年度で終了する予定であり、主な研究は2017年度で終了しているが、2018年4月初めに課題に関連したイベント(キング牧師暗殺50周年)が行われたため、延長を申請した。現在、本課題に関連した論文を執筆・投稿し、査読を経て修正中である。
内陸型地震と海溝型地震の双方に対応できる社会インフラの頑強・強靭化とその定量評価

2018年度も内陸型・海溝型を問わず重要インフラ施設に及ぼす地震動の影響を多角的な観点から検討を行った。メンバーの多くは2018年に起こった台湾花蓮地震、大阪府北部の地震、北海道胆振東部地震、インドネシアのスラウェシ島パル地震など、地震被害調査に参加し、本プロジェクトに関係する有用な知見や資料を得た。地震動に関しては、これまでに作成した2016年の熊本地震における震源モデルを熊本港周辺の地震動の再現に適用し、その妥当性を確認した。また、SPH法を用いて基盤層で出現した逆断層変位に伴い堆積地盤に生じる変形の性状について検討した。インフラに関しては、地震、津波による下水道施設の未想定被害について検討するとともに、ソフト・ハード両面からの上下水道減災対策の最適化手法について検討した。ライフライン施設の劣化は、材料的な劣化と古い基準による不十分な性能があると考え、古い管の強度確認実験を進めるとともに、熊本地震で被害を受けた古い管の被害分析を行った。水道管路の新たな耐震性評価手法を開発するにあたり、兵庫県南部地震及び東日本大震災時の水道管路の被害について、液状化の影響を受けずに被災した管路を抽出し、地盤震動による被害管路がPGV Gradientと相関が強いことを明らかにした。さらに、東北地方太平洋沖地震や南海トラフ巨大地震津波を対象として、強震動・液状化及び津波の複合作用下における社会インフラの構造信頼性に関する実証的なデータ構築を図った。盆地の谷部の基盤面に沿って埋設されている既存サイホンを対象にして地震応答解析を行い、構造物の勾配が大きくなる箇所で断面力が大きくなることが明らかにした。鉄道無筋コンクリート橋脚の再現解析に取り組み、数値解析結果を振動台実験の結果に近づけることができた。巨大地震津波は強震動と津波の両方の影響を受けて地盤の剛性が変化することを定量的に明らかにした。社会インフラは、内陸型・海溝型の地震を問わず、まず強さで抵抗しなければならず、主にハード対策による抵抗力、すなわち『頑強性』を評価し、定量化を行なう必要がある。社会インフラの頑強化・強靭化を効率的に進めるための地震動の包括的な評価手法の開発に関しては2018年度に様々な場所で起こった地震の現地調査および微動や観測記録の解析を行い、各種インフラ被害とその原因を検討した。地震動に関しては、断層モデルの妥当性評価と、強震動パルス生成域という概念を取り入れた長周期成分を含む永久変位に対する新たな手法の検討も含め、インフラ入力に反映させるための一連の流れの展開・適用を図った。2018年に台湾で発生した花蓮地震の被害調査と微動観測を行い、断層近傍の地震動の詳細な検討を行った。断層変位を含む強震動及び津波の影響を考慮したインフラの頑強性評価と定量化に関しては、各種社会インフラを対象とした数値計算を進め、地盤震動や埋設管路の被害要因に関するパラメトリックな3次元数値解析を継続し原因御究明を図った。津波作用を受ける社会インフラの物理的損傷のメカニズム解明のための数値解析や粒子法の一つであるSPHに改良を重ね、基盤層で出現した逆断層変位に伴い堆積地盤に生じる変形の性状明らかにするとともに、鉄道無筋コンクリート橋脚の縮小模型の再現について改良個別要素法の精度の向上を図った。災害への対応力や災害からの回復力を保持するために、ハード・ソフト対策による回復力、すなわち『強靭性』を評価し、定量化を進めている。東北地方太平洋沖地震や南海トラフ巨大地震津波を対象として、強震動・液状化及び津波の複合作用下における社会インフラの構造信頼性に関する実証的なデータ構築もその一つである。リスク評価指標の定量化は完成に至っていないが、それに基づく頑強化・強靭化の方策の検討を始める。以上より、計画は順調に進展している。内陸型・海溝型双方の広範な特徴を有する地震動に対し、社会インフラのハード対策による抵抗力(頑強性)の増強と、それにソフト対策を取り入れた回復力(強靭性)の向上をバランスよく推進するための方法論を提示し、その定量評価を行うという目的に鑑み、2019年度は以下の項目に力点を置いて研究を推進する。社会インフラの頑強化・強靭化を効率的に進めるための地震動の包括的な評価手法の開発に関しては、断層モデル構築の妥当性を受け、強震動パルスを含む長周期・長継続時間地震動や断層変位をライフラインシステムに反映させるための方法論を展開・適用する。断層変位を含む強震動及び津波の影響を考慮したインフラの頑強性・強靭性評価と定量化に関しては、熊本地震で被害になった古い管の被害分析を基に、古い設備の性能評価を進める。SPH法を拡張し、基盤の断層変位により堆積地盤中の線状構造物の頑強性評価のために、発生する応力の特性を明らかにする。大阪府北部の地震では、材料強度が低い経年の大口径管が地震で管体破損していることから、管路の腐食劣化や材料強度による大口径管路の耐震性について評価する。津波に関しては、2018年インドネシア・パルにおける現地調査の基礎資料を基に、インフラの頑強性評価のための検討を進める。地震、津波、豪雨などが同時に起こる、マルチハザードに対する上下水道施設の対応策についても検討する。強震動・液状化及び津波の複合作用下における社会インフラ(橋梁、長大橋、平面道路、及び、そのネットワーク)の構造信頼性評価を継続する。堅牢な構造物は氾濫流の挙動に大きな影響を及ぼすことが明らかになっている。本年度はこうした影響を考慮した頑強で強靭なインフラとしての既存RC構造物の活用方策について検討する。

3年間の研究を総括し、社会インフラの耐震/耐津波性能、およびネットワークとしての頑強化・強靭化の方策を提示する。道路・鉄道盛土が震動により被害を受け、その後津波によって被害を受けた場合や、液状化による地盤被害の後に津波が襲った場合でも、全て津波力による被害関数に組み込まれているのが現状である。内陸型地震として1995年兵庫県南部、2004年中越、2007年中越沖、2016年熊本、海洋型地震として2011東日本太平洋沖等の地震に注目して、ライフラインの被害原因の分析と対応策の検討を行った。海溝型地震としては、2011年の東北地方太平洋沖地震の強震動と液状化の複合作用による上・下水道埋設管路の物理的被害の分析を行った。2016年の熊本地震のような典型的な内陸活断層による地震に対しては、地震動の揺れに加えて断層変位の影響を考慮した分析に基づく整理を行った。この地震では水道管路の空気弁などの付属設備の被害による漏水も多く見られたため、その発生メカニズムについて検討した。また、既存サイホン縦断方向の地震時挙動や石積橋梁の被災メカニズムについて動的解析によって明らかにし、その耐震性能を照査した。空間的な拡がりを持つ道路・鉄道盛土や河川堤防、海岸土堤、ライフライン施設に関する既存の設計法やガイドラインは津波力と地震力の複合作用には言及していないため、これを精査して地震・津波に対する頑強性・強靭性を評価すべき項目を洗い出した。また、ライフライン系は空間的な広がりを持つ施設が多いため、断層を跨ぐような構造物が多数存在する。本年度は特に橋梁を対象に地盤の揺れと地盤の変位の両面から頑強性・強靭性を評価した。社会インフラは、内陸型・海溝型の地震を問わず、まず強さで抵抗しなければならず、主にハード対策による抵抗力、すなわち『頑強性』を評価し、定量化した。SPH法に基づく数値解析により、橋梁の上部構造に作用する津波荷重の数値モデル化と、それによって与えられた津波力に対する橋梁の被害レベルの評価を行った。社会インフラの頑強化・強靭化を効率的に進めるための地震動の包括的な評価手法の開発に関しては現地調査および微動観測を行い、地震動の空間的な分布特性を反映させるための方法論の構築を行なっている。さらに、グリーン関数としての地震動と地盤構造の推定や地表面断層の出現位置の検討も継続している。強震動パルス生成域という概念を取り入れた長周期成分を含む永久変位に対する新たな手法の検討も含め、引き続き研究を進める。社会インフラとして、2011年東北地方太平洋沖地震において強震動と液状化の複合作用による上・下水道埋設管路の物理的被害が顕著に現れたエリアを選定し、これらのエリアを対象としたボーリング調査、土質試験、透水試験、表面波探査等による地盤データに基づいて有効応力解析を実施し、埋設管路の動的応答諸量の特徴を定量的に明らかにした。老朽化に伴うライフラインの劣化が地震時の性能にどのように影響するかの検討も引き続き行っている。津波作用を受ける社会インフラの物理的損傷のメカニズム解明のための数値解析も行った。SPHに改良を重ね、津波災害や斜面などの地盤災害の数値解析モデルを構築した。
細菌由来の脱窒遺伝子群の機能的発現とその利用

細菌の脱窒遺伝子群の機能的発現を目的として研究を行い、当該研究期間において以下の点を明らかにした。1.脱窒遺伝子群の解明従来までに亜硝酸還元酵素の遺伝子nirSを含むnirSMCF遺伝子配列が明らかにされていた。今回、さらに下流の遺伝子配列を明らかにしたところ、NirSMCFDLGHJENなるオペロン構造を有していることが明らかとなった。このうち、nirE遺伝子はS-adenosyl-L-methionine:uroporphyrinogenIIImethyltransferase遺伝子と相同性を有していた。遺伝子挿入実験等により、nirFDLGHJE遺伝子はヘムd1生合成に必要であることが示された。2.ANR及びDNRの機能新規調節遺伝子DNRを発見し、その脱窒反応等に及ぼす影響を以下の様に示した。(1)ANR→DNR→脱窒というカスケード系が存在する(2)DNRはアルギニンデイミナーゼ活性並びにシアニド生成を制御しない(3)DNRがNIrS遺伝子上流プロモーター領域への結合性を有しているか否かの検討をフットプリンティングの手法を用いて行ったが、明確な答えを得ることができなかった。P.aeruginosa由来の脱窒遺伝子群中、亜硝酸還元酵素をコードする遺伝子nirSの下流域をクローニング、シーケンシングした。その結果、既に判明していたnirSMC(nirMおよびnirCはそれぞれチトクロムcをコード)に加えて、さらにnirFDLGHJENの8個の遺伝子をを含む合計11個の遺伝子よりなるオペロンnirSMCFDLGHJENを形成していることが明らかとなった。P.aeruginosaの亜硝酸還元酵素はヘム型のチトクロムcd1であることが知られている。本菌から亜硝酸還元酵素およびヘムd1を精製し、また遺伝子破壊株の亜硝酸還元酵素抗体を用いたWestern blotting、hemed1および欠損遺伝子による相補実験の結果等から、nirFDLGHJEはhemed1の生合成に必要不可欠な因子をコードしていることを示した。またホモロジー検索の結果等からnirEはヘム合成の鍵酵素であるUroporphylinogen III methyltransferaseをコードしていると推定された。オペロン中最下流に存在するnirNはチトクロム蛋白質をコードしていたが、遺伝子破壊により本遺伝子は本菌の脱窒に対して必要不可欠なものではなかった。2.脱窒遺伝子群の発現調節機構の解明緑膿菌のANR欠損株PAO6261株およびanr遺伝子を用いた相補実験により、本菌の脱窒遺伝子群の発現にはanr遺伝子産物が必須であることを証明した。1.脱窒遺伝子群の解明2.ANR及びDNRの機能新規調節遺伝子DNRを発見し、その脱窒反応等に及ぼす影響を以下の様に示した。(1)ANR→DNR→脱窒というカスケード系が存在する。(2)DNRはアルギニンデイミナーゼ活性並びにシアニド生成を制御しない(3)DNRがNIrS遺伝子上流プロモーター領域への結合性を有しているか否かの検討をフットプリンティングの手法を用いて行ったが、明確な答えを得ることができなかった。
基底様乳癌の類器官モデル構築と形態形成機構の解明

培養細胞から成る類器官培養法に、ライブイメージング・任意のポイントで発現あるいは局在を変化させる系を併せ、正常上皮構造の形態維持機構およびそれが破綻する際の信号伝達の機構を解明することを目指した。良性病変の再現は出来たが、浸潤・転移を示すような悪性病変の再現は出来なかった。今後は本研究で確立した方法を活用し、複数の遺伝子変異を導入し、より生体に近い癌の分子機構を解明することが期待できる。(1)極性が形成された後に蛋白質の活性化・不活性化を誘導的に操作するために、FRB-FKBPのラパマイシンによるオリゴマー化システムを用いた。これにより低分子量G蛋白質のRac1を活性化・不活性化することが可能となった。また、脂質に関しては、PI3kinaseに加えて、PLD,DAG kinaseを誘導的に発現させることに成功した。以上の動態はFRETバイオセンサーを用いて確認している。Rac1に関しては、管腔形成の初期に活性化・不活性化を誘導するとどちらの操作によっても管腔形成が阻害されるのに対し、後期では不活性化による形態変化はないが、活性化によって内腔側に細胞が埋まって腺腫様構造を取ることがわかった。リアルタイム観察により、この構造は、タイトジャンクションの崩壊により、極性破綻・細胞分裂軸の乱れが誘導されたことによるものであることがわかった。Rac1の活性化は大腸癌・乳癌などでも知られているので、そのモデルとして有用であると考える。(2)基底様乳癌樹立のための乳腺細胞株の選定を行った。ヒト由来のMCF10A、マウス由来のEph4およびその亜株のJ3B1では、J3B1が再現性のよい管腔形成、遺伝子導入率などが優れていることがわかった。またマトリクスの種類により球状になる場合と、チューブ状になる場合があり、実際の乳腺組織の構造を模していると考えられた。また、基底様乳癌の遺伝子変異において重要であると思われるBRCA1を制御するためにId4のcDNAを得、発現の確認を行った。MDCK細胞では形態変化が誘導されなかったので、マウス乳腺細胞で発現する準備を進めている。1.極性が形成された後に蛋白質の活性化・不活性化を誘導的に操作するために、FRB-FKBPのラパマイシンによるオリゴマー化システムを用い、腎尿細管由来のMDCK細胞を用いた3次元構造ではRac1の活性がアピカル側で低く抑えられていることが形態を維持するのに重要であることを報告した。2.任意のポイントで標的蛋白質を発現させる、植物ユビキチンシステムAIDをMDCK細胞に適応し、活性型Rasや、乳癌で発現上昇が知られているRac1bを発現する系を構築した。細胞周期の蛍光センサーFucciを用いて.活性化型Rasでは細胞周期の促進により細胞が内腔に満ちてくることを観察した。Rac1bでも細胞が内腔に満ちるが、FRETバイオセンサーでカスパーゼの活性を観察により、アポトーシスが抑制されていることが示唆された。3.AIDシステムを用いて、変異TP53を発現するMDCK細胞を用いて構築したが、形態変化は見られなかった。この時、発現量は内因性の蛋白質よりと同じ程度であったので、別の経路の異常がないと形態変化を起こさない可能性が示唆された。4.AID-ID4を発現するMDCK細胞・J3B1細胞(マウス乳腺由来)を樹立し3次元構造における変化を見たが、形態異常は起こさなかった。ID4の発現量はMDCKでは内因性よりも多く発現していたがEph4では少なかった。J3B1細胞ではRNA干渉法を用いて発現を低下させ、AIDシステムを用いてPTEN発現を保つ細胞を樹立したが、同様に発現量が内因性のものよりも低い結果を得ている。PTENに関しては発現低下させても形態変化は観察されなかった。1.乳腺の類器官モデルとして、マウス乳腺由来のEph4およびその亜株J3B1細胞にId4遺伝子を導入したが、形態変化は見られなかった。内因性の蛋白質量はイヌ腎尿細管由来のMDCK細胞・乳腺細胞株でも同等であったが、乳腺細胞では外因性の蛋白質の発現量が内因性のものより低いことが確認された。そのため、外因性Id4の内因性蛋白質よりも発現が高いMDCK細胞のモデルに戻った。何かのストレスに対して耐性であることが難治癌になると考え、類器官で紫外線照射を加えると、親株では細胞死が認められるのに対し、Id4を発現する細胞では耐性を示す傾向が認められた。しかし、定量PCRによってmRNAの発現を調べてみたが、Id4の発現によってBRCA1が増加することはなく、MDCK細胞におけるId4の機能はBRCAと関連がないことが示唆された。2.任意のポイントで発現誘導や局在変化をさせるMDCK細胞を用いた類器官システムを活用した。