hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マウス着床前初期胚における遺伝子発現の総合的解析

二年間にわたる本国際共同研究は非常に有意義なものであった。本研究の目的は、はじめて卵子と精子由来の核が融合して新しい世代の生命活動が始まる初期胚における遺伝子発現について総合的理解を深めようとするものであった。まだ哺乳類では材料の制約から解析がほとんど手つかずの状態であった。したがって、まずは共同研究者らと初期胚各時期のcDNAライブラリーの作成およびその解析法の開発が一つのテーマであった。微量の材料から最新の遺伝子工学を用いてcDNAライブラリーを作成し、低温下(-80°C)に維持することによって恒久的で均質のライブラリーを供給することが可能となった。また、解析も、初期胚に対するWhole mount in situハイブリダイゼーションの系を確立し、新規の幾つかのcDNAについては公表することもできた。一方、最大の収穫としては、中心材料として用いていたSSEC-D遺伝子のマウス発生初期におけるRNAの興味深い動態、つまり受精後20時間までの時期に母性RNAが段階的に伸長し、その後短縮、分解する一過性のRNAサイズ変化が認められたことである。伸長は、3'末端における300400個のAヌクレオチドの付加によるものと思われ、この変化は新規のRNA合成、DNA複製、あるいは受精の刺激を必要とせず卵母細胞中の一定のプログラムによって進行しているものと思われる。このような変化を示す遺伝子は共同研究者によっても複数種検出されており、マウスにおける初めての報告として現在論文をまとめつつある。今後は生物学的意義を明らかにする予定である。予定の変更も多かったが、この二年間にヨーロッパおよび米国のマウスの研究のメッカとも言うべき二カ所の優秀な研究者と極めて有効な交流、共同研究が実施できたのはこの研究費の交付によるものである。平成8年度は,変更がいくらかあったが研究内容については,ほぼ計画に従って実施された.マウスの初期胚の遺伝子発現に関する研究の推進方法の討議,技術交流を中心に計5件の派遣および招聘の調査研究が実施された(3月に予定のものを含む).その際に行われた調査研究により,従来発現解析が困難とされてきたマウス初期胚においてもwhole mount in situ hybridizationが有効であることが確認され,現在解析中の遺伝子に応用された.cDNAライブラリーの作成についても各研究室のデータをもとに検討討議を加えたが,微量材料であるがゆえの問題点,保存方法についての問題点等が浮き彫りとなった.またマウス初期胚における翻訳制御に焦点を当て,共同実験を行いその実験系の確立を目指している.このマウス初期胚における翻訳制御に関わる事実としては,今年度共同実験により大きな進展が見られた.双方の研究室で解析している遺伝子についてmRNAの3′UTR領域に細胞質でpolyA配列を付加するのに必要とされるcytoplasmic polyadenylation element様の配列が見いだされており,遺伝子発現についての絶対的な証拠を得るために,卵母細胞から受精後16細胞期までの卵を大量に集め,RNAblot解析を行ったところ,例えば日本国側の研究代表者のグループで解析しているSSEC-D遺伝子のmRNAは受精後10時間から15時間前後にそのmRNAが伸長することが判明した.翻訳調節との関連が極めて興味深いが,まずはこの伸長がpolyAの付加によるものかどうかを検討している.この事実は極めて新しく,マウス初期胚における遺伝子発現を翻訳制御の観点から見直すことは非常に重要な意味を持っていると考える.平成9年度も内容的にはほぼ計画に沿った形で研究は進行し、かつ初期胚での遺伝子発現の調節に関わると推定される大きな成果も得られた。交付申請時の順に報告する。1)cDNAライブラリーの維持については、現在の保存条件で力価の減少は認められない事を確認した。2)以下の大きな進展に伴い、新規cDNAの積極的な単離は行わなかった。

3)2細胞期に発現する遺伝子にさしたる構造的な特徴はないが、SSEC-D遺伝子の場合、プロモーター相当領域はGCに富む配列を持っている。4)2細胞期に発現する遺伝子のホモログ(tsec-1,tsec-2)が精巣特異的な発現を示すことを見出し、またヘテロクロマチン装飾タンパク質遺伝子についての発現解析を行い、公表した(公刊論文参照)。5)SSEC-D遺伝子の解析を特に卵母細胞から胚盤胞期にかけて行った結果、卵母細胞に存在する母性RNAが受精後20時間までの時期に段階的に伸長し、短縮化した後に分解することを見出し、且つ、この変化が新たな転写やDNA複製を必要としない自律的プログラムによって進行する現象であることを明らかにした。これは極めて独創的なデータである。6)先のSSEC-D RNAの大きさの変化が翻訳に及ぼす影響について海外の研究者と共同研究を行い、また互いのデータを比較した。RNA注入による方法ではRNAの安定性などの問題があることが明らかとなった。5)の成果が一番大きいが、海外の研究者の協力により他の遺伝子でも卵母細胞もしくは受精卵の時期に一過性に伸長したRNAの存在が認められ、その一般性等について2年度ギリギリまで討論を行った。派遣、受け入れについては相当な変更があったが、それにも増して密度の高い国際的な共同研究を実行することができた。
障害年金における精神障害者の日常生活・就労・社会的支援の三者関係

精神障害者に対する障害年金については、日常生活評価によって診査するということが、厚生労働省からの通知等によっても明らかになっている。しかしながら、診断書を作成する医師(以下、作成医)が評価をする段階になると、就労状況や、診察場面におけるコミュニケーション力によることが少なくない。その結果、診断書に、精神障害者の日常生活場面での生きづらさが反映されないと、障害年金が不支給や支給停止になってしまいかねない。なぜなら、現状の診査は、作成医による診断書による書面診査によるからである。このようなことから、今年度は、精神障害者の生きづらさを、いかにして、可視化して作成医に伝えることができるのか、ということに取り組んだ。そのため、生きづらさをもつ精神障害者複数名にインタビューを実施した。また、これらの生きづらさを本人以上に客観的に捉えているのが家族ともいえる。そのことから、家族についても複数名にインタビューを実施した。これらの精神障害者に対するインタビュー、家族に対するインタビューについて、前者を「日本精神保健福祉学会」、後者を「日本社会福祉学会」で発表している。なお、学会発表では、生きづらさについて、前述の通知等から、障害認定の論点を抽出し、その論点に基づいて生きづらさの内容を分析し、考察をした。そして、「日本精神保健福祉学会」で発表したものについては、論文投稿をしている。一方で、これらの現状に対する実践的な取組として、精神保健福祉士(以下、PSW)の果たすべき機能と役割に注目した。そこで、兵庫県精神保健福祉士協会、長野県精神保健福祉士協会において、アンケートを実施している。さらに、後に研究会議を開き、得られた内容を研究協力者と共に検討した。そして、得られた成果については、次年度に「日本精神保健福祉士学会」で発表すべく、申し込みをしている。本研究課題の根幹ともいえる、障害年金の認定診査の評価の論点の分析について、まとめ、2つの学会において、学会発表ができた。加えて、投稿段階であるが、論文投稿もできている。また、実践的な取組として、精神保健福祉士の都道府県レベルの職能団体において、研修会を開催し、アンケート調査を実施することもできている。以上のことから、現時点では順調に研究活動が進んでいると捉えるものである。2018年度に精神障害のある人の家族から得たインタビュー結果をもとにして、分析及び考察をして、論文投稿する。一方で、既に投稿中である、精神障害者に対するインタビュー結果等もふまえ、2019年度には、精神障害のある本人や家族の研究協力者と共に、研究会議をして、考察を深める。一方、障害年金に数多く携わっている社会保険労務士や精神保健福祉士等とも、研究会議を重ね、精神障害者の生きづらさの伝え方の方途を追求する。また、2019年度は社会的支援のひとつとして、重要な位置づけになっている「医療費助成」の実態について調査を実施する。加えて、2020年度の作成医へのインタビューの実施に向け、インタビュー項目の内容、分析の仕方等について、精神保健福祉士や社会保険労務士と研究会議を開催すると共に、日本福祉大学「人を対象とする研究」に関する倫理審査へ倫理申請をする。そして、2020年度以降に、作成医へのインタビューを実施する。それらを通して、就労と社会的支援等の関係等に迫るものである。

2018年度に精神障害のある人の家族から得たインタビュー結果をもとにして、分析及び考察をして、論文投稿する。一方で、既に投稿中である、精神障害者に対するインタビュー結果等もふまえ、2019年度には、精神障害のある本人や家族の研究協力者と共に、研究会議をして、考察を深める。一方、障害年金に数多く携わっている社会保険労務士や精神保健福祉士等とも、研究会議を重ね、精神障害者の生きづらさの伝え方の方途を追求する。また、2019年度は社会的支援のひとつとして、重要な位置づけになっている「医療費助成」の実態について調査を実施する。加えて、2020年度の作成医へのインタビューの実施に向け、インタビュー項目の内容、分析の仕方等について、精神保健福祉士や社会保険労務士と研究会議を開催すると共に、日本福祉大学「人を対象とする研究」に関する倫理審査へ倫理申請をする。そして、2020年度以降に、作成医へのインタビューを実施する。それらを通して、就労と社会的支援等の関係等に迫るものである。ヒアリング調査等を2018年度に早めに実施することができた。そのことから、2018年度は20万円を前倒し請求をして研究協力者を2名から4名に増やした。それが、結果として、4,556円残ることとなった。このことをふまえ、2019年度は、前年度の調査を下地として、精神障害者が生きづらさを抱えながらも、いかなる社会的支援が整うことによって、就労や日常生活が成り立つかについて論究する。一方で、社会的支援の代表的な位置にある医療費助成の実態について調査分析をする。
光パケット交換網のブロッキング性能を向上させるネットワーク制御技術

本研究では、次世代の光パケット交換網において、光バッファや光波長変換などのデバイス制約を考慮に入れつつ、パケットロス性能の向上を実現するという最終目標に対し、まず、光パケット交換機のロス性能を改善する波長変換器・光バッファ連携制御を確立した。次に,光パケット交換網に適したコネクションレベル優先波長選択方式を確立した。最後に、優先波長集合(優先波長バンドル)のネットワーク・グローバルな決定方法を確立した。本研究では、ネットワークワイドな波長利用技術の面からのパケットロス性能の改善と、光パケット交換(OPS)機能の構成面からのパケットロス性能の改善の双方を実現することを目指し、平成19年度は以下の研究成果を得た。1.ロス性能を改善する光パケット交換機構成の解明と波長変換器・光バッファ連携制御の確立所要光バッファ容量・所要光波長変換器数の組合せでどのような条件で性能が最大限引き出されるのかの知見を得た。原則、光波長変換器をある程度優先的に装備する必要があるが、十分な一定量を超えると、光バッファ(FDL)を替わりに装備することが適切な設置であることが確認された。2.光パケット交換網に適したコネクションレベル優先波長選択方式の確立まず、OPS網において、過去の履歴情報を元に簡易学習機能を有し、ソース発信用の波長と中継用の波長としての優先度を同時に示すことが可能なSI(Suitability Index)指標という概念を導入するための基本案を確立した。また、egressノードの手前ノードで波長変換を行う場合に排反的に優先利用することが可能な優先波長集合(優先波長バンドル)を用いた波長変換方式を提案し、有効性の基本検証を行った。3.光パケット交換網に適した迂回経路設定方式の確立本課題では、提案する光反射ルーチングと光迂回ルーチングのハイブリッド的な適用方式を詳細に規定し、さらに、反射・迂回パケットに対する優先処理的な対応を加味した方式を具体的に確立した。性能評価を通じて、有効性が実証された。1.【光パケット交換機のロス性能を改善する波長変換器・光バッファ連携制御の詳細化】本課題に対して、Look-aheadバッファとLoop-backバッファの連携制御を組み込んだTwo-stage可変長光パケットスイッチを提案し、基本的な有効性を確認した。これにより、本課題の目標である、動的優先利用方式が確立された。2.【光パケット交換網に適したコネクションレベル優先波長選択方式の詳細化】特定のソースエッジノードからどの波長を用いてどの方向(出力リンク)ヘパケットを送信すると、中継の光パケット交換機でのパケット廃棄を低減することができるのかを間接的に知ることができる指標としてSI(Suitability Index)指標を提案し、過去の履歴情報に基づく学習によりSI指標を逐次更新する制御機構として、ブロックACK型フィードバックとの組み合わせによる優先波長決定方式を確立した。また、計算機シミュレーションにより、その有効性を実証した。3.【優先波長集合(優先波長バンドル)のグローバルな決定方法の確立】光伝送を行うコネクションレベルでできる限り排反的に利用することが可能な優先波長集合(優先波長バンドル)という考え方を導入し、優先波長・経路をグローバルなネットワーク状況把握に基づき決定するスケーラブルな制御方式として、ORGAN(Online Route and Wavelength Design based on Genetic Algorithm for OPS Networks)を提案した。本方式は、進化型計算をベースにしており、効果的な優先波長バンドルの更新が期待される。4.【光波長群パス網と光パケット交換網のハイブリッドアーキテクチャの確立と有効性の評価】本課題では、波長群パス網と光パケット交換網とが共存する環境で、波長群パス網設計過程における空き波長部分を適切に検索し、光パケット交換網のショートカットパイプとして構成・提供することにより光パケット交換網のブロック率の大幅な改善を図るアーキテクチャの基本提案を行った。最終年度の平成21年度は、完成形の提案方式確立とその多面的評価を試みて所期の成果を得た。光パケット交換機のロス性能を改善する波長変換器・光バッファ連携制御の確立に関して、Look-aheadバッファとLoop-backバッファの連携制御を組み込んだTwo-stage可変長光パケットスイッチの詳細設計をさらに遂行し、計算機シミュレーションを通じて、特に中低負荷域では、3ケタ以上のロス率改善効果が見込めることを明らかにした。また、これらの制御方式の実現可能性に関して、ハードウェア仕様記述言語を用いた簡易版のハードウェア実装を行い、制御処理に要する時間制約を定量的に検討した。その結果、既存の方式と同等の速度(評価環境では45nsecに1パケット処理)で動作可能であることが確認された。光パケット交換網に適したコネクションレベル優先波長選択方式の詳細化に関して、連携研究者とともにご過去の履歴情報に基づく学習によりSI指標を逐次更新する制御機構として、ブロックACK型フィードバックとの組み合わせによる優先波長決定方式、さらには、交換機内部における波長変換器、ファイバ遅延線(FDL)の優先利用規律に関してもSIベースの指標に基づき優先利用方針を確定するSIC,SIFを提案し最終的な提案方式を確立した。さらに、よ様々なネットワーク環境下での評価を通じて本提案方式の有効性を明らかにした。
In Situ hybridization法による抗精神病薬の脳内G蛋白m-RNAへの影響について

現在まで定型抗精神病薬と非定型抗精神病薬の相違については主としてドーパミン受容体との関連から考えられてきた。すなわち、定型抗精神病薬はD2受容体に、非定型抗精神病薬はD4受容体に選択的に作用するとされている。今回の目的であるIn Situ hybridization法による抗精神病薬の脳内G蛋白mRNAに及ぼす影響について検討するために、その前段階としてノーザンプロット法を用いて、ラットに定型抗精神病薬であるハロペリドールの急性投与を行い、G蛋白と同様、シナプスにおける情報伝達に大きな役割を果たしているNMDA受容体のmRNAの変化について検討した。NMDA受容体はグルタミン酸受容体を構成する主要なサブタイプの一つであり、ハロペリドールおよび対照として生理食塩水を投与したWistar系ラットの全脳を2時間後に断頭して脳を取り出し、全脳をホモジェナイズしてtotal-RNAを抽出。NMDAR1,R2A、R2B、R2Cそれぞれの合成ヌクレオチドプローブを^<32>Pで標識、ノーザンブロット法によって各サブユニットのm-RNAを検出し定量化した。その結果、NMDAR2Bではハロペリドール急性投与によりm-RNAの発現量が減少した。しかし、NMDAR1,R2A,R2Cでは変化を認めなかった。既にハロペリドール投与によりドーパミンD2受容体m-RNAが増加することが報告されているが、今回の結果から、ハロペリドールは急性投与においては、NMDA型受容体のうちでも主にNMDAR2Bに作用して効果を発現する可能性が示唆された。以上の結果について、第24回日本神経精神薬理学会年会(1994.10.20-21)にて報告した。今後、脳内における詳細な変化を観察するためにIn Situ hybridization法を用いて抗精神病薬の脳内G蛋白、NMDA受容体に及ぼす影響について検討する。
CAM型光合成の進化の分子基盤に基づくC3作物へのCAMの付与に関する研究

本研究は,CAM(ベンケイソウ型有機酸代謝)にみられる概日リズムを制御する分子機構を明らかにし,CAMを駆動してストレス耐性を増強した作物を創出することを目標とする.そのために,CAM関連遺伝子の発現を制御するシスエレメント配列及び転写因子を同定し,C3植物にCAMを駆動させるために必要な因子を明らかにする.CAM植物セイロンベンケイソウ,ハナガサベンケイソウ,及び通性CAM植物アイスプラントから単離したCAMの鍵酵素遺伝子,ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC),PEPCキナーゼ(PEPCK),NADPリンゴ酸酵素(NEDP-ME)の転写開始点5'上流に,時計遺伝子の発現及び乾燥・塩ストレス応答に関与するシス配列があることを確認した.アイスプラントのPPCK遺伝子(McPpck),及びC3植物のシロイヌナズナのPPCK遺伝子(Atppck1)の転写開始点5'上流を任意の長さに分断してレポーター遺伝子と連結し,プロトプラストにおける一過性発現解析を行い,これらの発現を制御するシスエレメントを含む領域を推定した.さらに,これらのDNA断片をそれぞれのプロトプラストに相互に入れ替えて導入する実験を行い,シロイヌナズナは,アイスプラントのMcPpckを夜に高く発現させるトランス因子をもたないことを明らかにした.数種CAMから単離した転写開始点5'上流の塩基配列に,ストレスによるCAMの誘導に関与すると考えられる乾燥・塩ストレス応答性因子,及びCAMの概日リズム制御に関与すると考えられる時計遺伝子関連シスエレメント配列を確認した.また,C3植物とCAM植物とでシスエレメントを含むDNA断片を相互に入れ替えて発現解析を行う実験では,実験手法を精査することで再現性のあるデータの取得が可能になり,CAM植物にはあるがC3植物にはない転写因子の存在を明らかにすることができた.この実験を通して,シロイヌナズナは,Atppck1プロモーターにCAM型光合成遺伝子発現を制御するシスエレメントが存在するが,夜に高発現させるトランス因子がないことが示唆された.転写因子の候補を絞る目的で,乾燥条件下で光合成様式をC3からCAMに変換するサンカクハゼラン(Talinum triangulare)でCAMの制御に関連すると推定された転写因子のホモログをアイスプラントから単離し発現解析を行った.その結果,発現に概日リズムを示す転写因子を数種選定することができた.進化の過程で時計振動体の発現は変化していないという既報の知見を基に,時計振動体遺伝子CCA1及びTOC1等のプロモーターとCAM遺伝子(McPpc1及びMcPpck)を連結して組み込んだベクターを構築しC3植物に導入した.いずれも導入遺伝子の存在を確認することができた.McPpck形質転換体T3及びT4世代,McPpc1形質転換体T2及びT3世代まで世代を更新することができた.今後は導入遺伝子の後代への継代及び遺伝子の分離状態を確認し,遺伝的に安定した系統について,CAM関連酵素の活性,代謝変動の有無等を調べる.このように,今年度は当初予定として挙げた項目をほぼ達成することできたので,進捗状況はほぼ計画通りに進展していると判断した.CAM関連遺伝子の発現を制御するシスエレメント配列及び転写因子を同定する.さらに,この知見を基に,C3植物にCAM制御因子を導入し,組み替え体にCAMの駆動させることを試みる.まず,1.一過性発現解析を用いてCAM関連遺伝子の発現を制御するシスエレメント配列を同定する.これまでの検討から,アイスプラントのPPCK遺伝子McPpckの5'上流領域を約500 bp上流まで分断してもプロモーター活性は低下しないことを明らかにした.この領域にシスエレメントが含まれると考えられるため,断片をさらに短くして同様の実験を行い,シスエレメントを同定する.ついで、2.CAMの概日リズムを制御する転写因子を同定する.McPPckとシロイヌナズナのPPCK遺伝子Atppck1におけるプロモーター活性の比較から,シロイヌナズナは,McPpckのシスエレメントに結合するトランス因子を持っているが,夜に高発現させるための因子を持たないことが示唆された.トランス因子を同定するために,アイスプラントと同様に光合成型をC3型からCAM型へ変換する植物(サンカクハゼラン)で報告された発現制御因子の相同遺伝子をアイスプラントから取得し,発現量の日変化を調べる.また,選定された転写因子のMcPpckの発現に対する関与を明らかにするために, RNA干渉(RNAi)用のベクターを構築する.最後に,3.CAM型関連遺伝子をC3植物へ導入する.McPpck及びアイスプラントPEPC遺伝子McPpc1をC3植物であるシロイヌナズナに導入し,それぞれを所定の時間に発現する形質転換体を得る.また,将来的にイネに導入することを想定して,シロイヌナズナに導入したコンストラクトをもつイネ発現用ベクターを構築してイネに導入する.さらに,ゲノム編集技術を用いてC3植物のCAM型相同遺伝子を改変するために,編集候補部位を同定する.本研究は,CAM(ベンケイソウ型有機酸代謝)にみられる概日リズムを制御する分子機構を明らかにし,CAMを駆動してストレス耐性を増強した作物を創出することを目標とする.そのために,CAM関連遺伝子の発現を制御するシスエレメント配列及び転写因子を同定し,C3植物にCAMを駆動させるために必要な因子を明らかにする.CAM植物セイロンベンケイソウ,ハナガサベンケイソウ,及び通性CAM植物アイスプラントから単離したCAMの鍵酵素遺伝子,ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC),PEPCキナーゼ(PEPCK),NADP

リンゴ酸酵素(NEDP-ME)の転写開始点5'上流に,時計遺伝子の発現及び乾燥・塩ストレス応答に関与するシス配列があることを確認した.アイスプラントのPPCK遺伝子(McPpck),及びC3植物のシロイヌナズナのPPCK遺伝子(Atppck1)の転写開始点5'上流を任意の長さに分断してレポーター遺伝子と連結し,プロトプラストにおける一過性発現解析を行い,これらの発現を制御するシスエレメントを含む領域を推定した.さらに,これらのDNA断片をそれぞれのプロトプラストに相互に入れ替えて導入する実験を行い,シロイヌナズナは,アイスプラントのMcPpckを夜に高く発現させるトランス因子をもたないことを明らかにした.数種CAMから単離した転写開始点5'上流の塩基配列に,ストレスによるCAMの誘導に関与すると考えられる乾燥・塩ストレス応答性因子,及びCAMの概日リズム制御に関与すると考えられる時計遺伝子関連シスエレメント配列を確認した.また,C3植物とCAM植物とでシスエレメントを含むDNA断片を相互に入れ替えて発現解析を行う実験では,実験手法を精査することで再現性のあるデータの取得が可能になり,CAM植物にはあるがC3植物にはない転写因子の存在を明らかにすることができた.この実験を通して,シロイヌナズナは,Atppck1プロモーターにCAM型光合成遺伝子発現を制御するシスエレメントが存在するが,夜に高発現させるトランス因子がないことが示唆された.転写因子の候補を絞る目的で,乾燥条件下で光合成様式をC3からCAMに変換するサンカクハゼラン(Talinum triangulare)でCAMの制御に関連すると推定された転写因子のホモログをアイスプラントから単離し発現解析を行った.その結果,発現に概日リズムを示す転写因子を数種選定することができた.進化の過程で時計振動体の発現は変化していないという既報の知見を基に,時計振動体遺伝子CCA1及びTOC1等のプロモーターとCAM遺伝子(McPpc1及びMcPpck)を連結して組み込んだベクターを構築しC3植物に導入した.いずれも導入遺伝子の存在を確認することができた.McPpck形質転換体T3及びT4世代,McPpc1形質転換体T2及びT3世代まで世代を更新することができた.今後は導入遺伝子の後代への継代及び遺伝子の分離状態を確認し,遺伝的に安定した系統について,CAM関連酵素の活性,代謝変動の有無等を調べる.このように,今年度は当初予定として挙げた項目をほぼ達成することできたので,進捗状況はほぼ計画通りに進展していると判断した.CAM関連遺伝子の発現を制御するシスエレメント配列及び転写因子を同定する.さらに,この知見を基に,C3植物にCAM制御因子を導入し,組み替え体にCAMの駆動させることを試みる.まず,1.一過性発現解析を用いてCAM関連遺伝子の発現を制御するシスエレメント配列を同定する.これまでの検討から,アイスプラントのPPCK
草原生態系-大気間の二酸化炭素・水交換に関する数値計算モデルの開発

1.草原群落-大気間のCO_2・H_2Oの交換過程に関する数値計算モデルの開発植物の光合成・呼吸・気孔開閉などの生理作用を考慮に入れた,草原群落-大気の間のCO_2・H_2O交換を表現する多層キャノピ-モデルを開発した.このモデルは,草原群落を鉛直方向に数十層に分け,群落内外の放射量・風速・気温・水蒸気圧・CO_2濃度などの大気環境要因の鉛直分布を計算すると共に,群落内の各高さにおける葉と大気CO_2・H_2O交換を算出するものであり,特に光合成・気孔応答の異なるC_3植物とC_4植物を表現することができる.2.野外観測データを用いたモデルの検証モデル開発に先立ち,1993・1994年の植物生育期間に,筑波大学水理実験センターの草原圃場において,植物種別の地上部現存量と群落上CO_2・H_2O交換量の季節変化の観測が既に行われている.本研究では,開発された多層モデルを用い,観測日におけるCO_2・H_2O交換量の計算を行った.ここで.群落全体の物質交換に対するC_3植物とC_4植物の寄与率を,観測された葉面積指数のC_3・C_4混成群落におけるCO_2・H_2O交換量をモデルはよく再現した.3.モデルを用いた1993・1994年のC_3・C_4混成草原の応答の解析多層モデルを用いて,冷夏の1993年と暑夏の1994年のCO_2・H_2O交換における,C_3・C_4植物の違いに注目した数値シミュレーションを行った.その結果,1994年の夏にいC_3植物群落のCO_2交換量は顕著に低く抑えられたことがモデルから予想された.この原因は,1994年の高温が,暗呼吸と土壌からのCO_2放出速度を増大させたため,またC_3植物では特に光呼吸が促進されたためと解釈される.1.草原群落-大気間のCO_2・H_2Oの交換過程に関する数値計算モデルの開発植物の光合成・呼吸・気孔開閉などの生理作用を考慮に入れた,草原群落-大気の間のCO_2・H_2O交換を表現する多層キャノピ-モデルを開発した.このモデルは,草原群落を鉛直方向に数十層に分け,群落内外の放射量・風速・気温・水蒸気圧・CO_2濃度などの大気環境要因の鉛直分布を計算すると共に,群落内の各高さにおける葉と大気CO_2・H_2O交換を算出するものであり,特に光合成・気孔応答の異なるC_3植物とC_4植物を表現することができる.2.野外観測データを用いたモデルの検証モデル開発に先立ち,1993・1994年の植物生育期間に,筑波大学水理実験センターの草原圃場において,植物種別の地上部現存量と群落上CO_2・H_2O交換量の季節変化の観測が既に行われている.本研究では,開発された多層モデルを用い,観測日におけるCO_2・H_2O交換量の計算を行った.ここで.群落全体の物質交換に対するC_3植物とC_4植物の寄与率を,観測された葉面積指数のC_3・C_4混成群落におけるCO_2・H_2O交換量をモデルはよく再現した.3.モデルを用いた1993・1994年のC_3・C_4混成草原の応答の解析多層モデルを用いて,冷夏の1993年と暑夏の1994年のCO_2・H_2O交換における,C_3・C_4植物の違いに注目した数値シミュレーションを行った.その結果,1994年の夏にいC_3植物群落のCO_2交換量は顕著に低く抑えられたことがモデルから予想された.この原因は,1994年の高温が,暗呼吸と土壌からのCO_2放出速度を増大させたため,またC_3植物では特に光呼吸が促進されたためと解釈される.
ガウス曲線法を用いたX線回析によるセラミックスの残留応力測定の研究

セラミックスは、耐熱性や耐食性などに優れた性質を持っているが、靭性に乏しい。そこで、セラミックスと金属を接合して強度の高い接合材を製作する研究が最近盛んに行われているが、接合材には両材料の線膨張係数の相違のよって残留応力を生じる。また、セラミックスを製造したり機械加工する際にも残留応力を生じる。この残留応力はセラミックスの強度に大きい影響をもたらすので、セラミックスの残留応力の測定法の確立が学界のみならず工業界からも強く望まれている。X線回折による応力測定法は、多結晶材料の局所の残留応力を非破壊的に測定できるという長所を持っている。特にガウス曲線法にみるX線応力測定は、他の方法に比べて応力値を迅速に精度よく測定できる有効な方法である。X線によって応力値を精度よく測定するためには、まず測定に用いる回折面を選択するとともに、応力計算に用いるX線弾性定数のを実験的に決定する必要がある。そこで、本研究ではまず、最も広く用いられているセラミックスであるアルミナの応力値およびX線的弾性定数の回折面依存性を実験的に明らかにし、その結果をVoigtとReussの多結晶体の変形機構を示す理論値と比較検討した。その結果、CoKα_1線を用いた(410)面のX線的弾性定数の実験値が理論値とよく一致するのみならず、(410)面は回折角が最も高いので、応力値の測定精度が最もよいことが明らかとなった。また、窒化けい素と炭素鋼S45Cの接合材の残留応力分布をガウス曲線法によって測定し、結果を有限要素法による計算値と比較した。その結果、接合材界面には界面に垂直方向に最大引張り応力を生じていることがわかった。また、測定値は計算値に必ずしも一致しないが、応力分布の傾向はよく一致することが明かとなった。
6族遷移金属化合物を触媒とする開環メタセシス重合における立体制御

2それらの錯体の金属中心の幾何構造がC_SからC_1へ異性化する過程を詳細に検討し、同じ組成の錯体で両方の異性体の構造を初めてX線単結晶構造解析により明らかにした。3それらの錯体からの、触媒活性種であるアルキリデン錯体の発生をNMRで観察した。4それらの錯体を触媒前駆体とするノルボルネンの開環メタセシス重合(ROMP)では、配位子上の置換基が嵩高くなるに連れてシス特異性と触媒活性が向上する傾向が見られ、配位子上の置換基が触媒の立体特異性を制御していることが示された。5テルル架橋キレートアリーロキソ配位子を持つ錯体,W(PhC≡CPh){Te(6-^tBu-4-MeC_6H_2O)_2}Cl_2,にMg(CH_2SiMe_3)_2を助触媒として加えた触媒系では、対応する硫黄架橋錯体触媒系とは異なり、トランス二重結合を多く含むポリノルボルネンを与えることを見いだした。6嵩高いキレートアリーロキソ配位子を有するタングステン錯体,W(η^2-PhC≡CPh){S(6-^tBu-4-MeC_6H_2O)_2}(CH_2Ph)_2,を触媒に用いることにより7-オキサベンゾノルボルナジエンのROMPが進行し、ヘキサン不溶ポリマーとヘキサン可溶オリゴマーが生成した。ヘキサン可溶部は直鎖状オリゴマーを含まず環状二四量体からなることが質量分析により示された。
舌運動推定技術の高度化と嚥下機能評価・訓練支援システムへの応用

本研究では,重度障害者の生活支援のために開発した「舌骨上筋群の表面筋電位に基づく舌運動推定技術」を,嚥下機能の評価ならびに訓練支援に応用することを目的とし,間接訓練(食物を用いない基礎訓練)における様々な口腔運動や力の情報を推定する高度なAI技術を開発した.また,本手法による推定精度は,高齢者と若年者との間に有意な差は認められず,年齢や口腔機能に依存しないことが示唆された.さらに,ゲーム操作を通して嚥下機能を評価・訓練可能なシリアスゲームを開発し,その有効性を示すとともに,左右上下前方など,任意方向への舌の力発揮能力を評価・訓練できるシステムへと発展させた.本研究では,舌骨上筋群の表面筋電位を用いた舌運動推定技術を,嚥下機能の評価ならびに訓練支援に応用することを目的とし,嚥下リハビリテーションに関する様々な顎口腔運動を識別する推定手法の開発を進めている.本年度は,22チャンネル表面電極,咽喉マイク,3軸加速度センサ,3軸力覚センサ,エレクトロパラトグラフィーなど,各センサの情報を同期計測可能なシステム開発を行った.そして,舌機能が正常な若年者を対象とした計測実験を実施し,機械学習の一つであるサポートベクターマシンを用いて分析することで,舌骨上筋群の表面筋電位,嚥下音,下顎運動等の情報から,間接訓練における舌運動や,摂食,咀嚼,嚥下等の一連の顎口腔運動を識別できることが示された.また,高齢者および嚥下障害者の舌骨上筋群の筋活動パターンを分析し,間接訓練における舌運動を識別したところ,若年者よりも舌運動の再現性が低く,識別精度が低下する傾向が示された.一方,本年度は,顎口腔運動だけでなく,力の情報も可視化するために,若年者を対象とした舌尖の力ベクトル推定も試みた.人工ニューラルネットワークを用いて推定した力ベクトルと,小型3軸力覚センサを用いて実測した値を比較したところ,個人差は大きいものの,顎下部で観測した舌骨上筋群の筋活動パターンから,口蓋押付時ならびに前方突出時における舌尖の力ベクトルを推定できる可能性が示唆された.計測システムの開発では,次年度以降に予定していたエレクトロパラトグラフィーとの通信方法を前倒しで確立することで,22チャンネル表面電極,咽喉マイク,3軸加速度センサ,3軸力覚センサとの同期計測を効率良く実現することができた.また,高齢者および嚥下障害者を対象とした舌運動識別実験では,若年者より識別精度が低くなる傾向があったが,モデル化に必要な学習データを増やし,舌運動のばらつきを吸収することで,識別精度を改善できることを確認した.本研究では,舌骨上筋群の表面筋電位を用いた舌運動推定技術を,嚥下機能の評価および訓練に応用することを目的とし,嚥下リハビリテーションにおける様々な顎口腔運動を識別する手法の開発を進めている.また,顎口腔運動とゲーム操作を対応付けることで,ゲーム感覚で嚥下機能の改善を図る新しい訓練支援システムの実現を目指している.平成28年度は,若年者と比較して舌運動識別精度が低下する傾向を示した平成27年度の高齢者測定データに対して,舌運動識別アルゴリズムの高度化による識別精度向上を図った.そして,サポートベクターマシンの識別結果に適用する投票処理などの後処理プログラムのパラメータを最適化したところ,リハビリテーションゲームの操作時に悪影響を与える正味の誤識別率を有意に軽減できることが示された.また,舌機能を様々な視点から数値化するための顎口腔機能評価システムとして,舌の最大筋力,瞬発力,持久力,巧緻性などをゲーム操作を通して評価・訓練可能なソフトウェアを開発した.そして,若年者10名を対象に10日間のバイオフィードバック訓練を実施したところ,舌の最大舌圧は49.8 kPaから61.7 kPa,持久力は18.6 sから31.5 sへとそれぞれ有意に増加することが示された(p<0.01).また,目標値に対する力の調整能力を評価したところ,Root mean square誤差は13.4 %から9.3 %に有意に減少し,最大筋力,瞬発力,持久力に加え,巧緻性に対する効果についても本提案システムの有効性が示された.平成27年度に若年者よりも低い識別精度を示した高齢者の測定データに対して,正味の誤識別率を軽減する舌運動識別法を新たに構築できたことは本研究を進めるうえで重要な意味を持つ.また,バイオフィードバックを利用した顎口腔機能評価・訓練システムの入力信号を,舌圧だけでなく,表面筋電位など複数の生体信号にも対応させられたことから,平成29年度の更なる進展が期待できる.前年度までに開発した口腔運動識別法により,リハビリテーションゲームの操作に十分な識別精度を得た.一方,本手法は,22チャンネル表面電極の装着位置によって観測される舌骨上筋群の表面筋電位が異なるため,電極装着ごとに表面筋電位と各運動との関連付け(機械学習による識別モデルの作成)を行う必要があり,キャリブレーションの煩わしさという課題が残されていた.そこで本年度は,複数の電極位置での筋活動パターンを学習モデルに加えることで,電極装着直後から,キャリブレーションフリーで口腔運動を識別できるロバストな口腔運動識別法を開発した.また,本識別法を,間接訓練における口腔運動だけではなく,直接訓練における嚥下動作へと適用したところ,随意嚥下の強度や一回嚥下量の違いについても,同様に識別できることが確認された.

また,前年度までに,ゲーム操作を通して舌機能を評価・訓練可能なシステムを開発したが,舌の口蓋への押し付け動作しか評価・訓練できない課題が残されていた.そこで本年度は,左右上下前方など,任意方向に発揮可能な舌力の発揮特性を評価・訓練できるシステムへと発展させた.本システムを用いた舌機能評価では,嚥下障害者の舌機能(最大筋力,瞬発力,巧緻性,持久力など)が,健常者より劣ることや,左右差などの麻痺の影響を見える化できることが示された.さらに,一般的な口腔機能の評価指標である最大舌圧,RSST,オーラルディアドコキネシスと比較したところ,従来法では十分に検知できない機能改善を,本システムにより評価できる可能性が示唆された.本研究では,重度障害者の生活支援のために開発した「舌骨上筋群の表面筋電位に基づく舌運動推定技術」を,嚥下機能の評価ならびに訓練支援に応用することを目的とし,間接訓練(食物を用いない基礎訓練)における様々な口腔運動や力の情報を推定する高度なAI技術を開発した.また,本手法による推定精度は,高齢者と若年者との間に有意な差は認められず,年齢や口腔機能に依存しないことが示唆された.さらに,ゲーム操作を通して嚥下機能を評価・訓練可能なシリアスゲームを開発し,その有効性を示すとともに,左右上下前方など,任意方向への舌の力発揮能力を評価・訓練できるシステムへと発展させた.今後は,高齢者や嚥下障害者に対する推定精度を向上できるよう,引き続き計測手法や解析手法の検討を行う.また,嚥下反射の随意的な惹起能力や口腔機能の巧緻性,舌の運動機能などを見える化する評価システムの開発や,顎口腔運動で楽しく遊びながら間接訓練を実現する訓練支援システムの開発を行う.これまでに開発した顎口腔機能評価・訓練支援システムを用いて,嚥下障害者に対する有効性を検証する.また,他の評価指標との関係性についても明らかにする.さらに,舌運動推定技術を応用した嚥下機能評価の更なる可能性についても探求する.リハビリテーション科学,ロボット工学研究分担者の物品購入が,当初予定金額より少なく済んだため残額が生じた.新たに必要となった物品購入のため,執行を控えた.次年度は,国内会議や国際会議への参加,論文投稿など,研究成果発表を積極的に行う予定である.次年度使用額は,その成果発表に関する旅費,投稿費などに使用する.必要な物品購入に充てる
CETP遺伝子多型と血漿HDL濃度およびHDLリモデリングの個人差に関する研究

種々の代謝異常や環境的因子をマッチさせた時に、B1B1遺伝子多型が血清HDL-C濃度を規定する遺伝要因として重要であることを明らかにした。B1B1例をB2B2例に比べた時、前者は後者に比べて血清HDL-C濃度が約8%低下していることが明らかとなった。一方、2型糖尿病ではTaqIB遺伝子多型B2B2を有する例はB1B1に比し、HDL-C濃度が約20%程度高値となることを明らかにした。しかし、2型糖尿病ではコレステロール逆転送系がもともと抑制されており、さらにB2B2遺伝型のようにCETP活性を抑制する要因が加わった場合、HDL-C濃度が増加してもそれが直ちに動脈硬化惹起性を抑制するかどうかは疑問であると思われた。さらに、この傾向は高TG血症や肥満において顕著となることをわれわれは報告した。すなわち、年齢および血清脂質をマッチさせた高TG血症例において、TaqIB B2B2とB1B1を比べると、前者は後者に比しHDL-C濃度が有意に高値であり、日本人におけるBMI≧25Kg/m^2の肥満例においても同様の結果であった。従って、高TG血症や肥満を合併した2型糖尿病の動脈硬化惹起性は正脂血症や非肥満者に比し促進しているものと推察される。高脂血症の薬物治療との関係では、TaqIB B1B1を有する例においてスタチンのCETP抑制作用が最も顕著であることが示された。今後、異なったスタチンあるいは高脂血症治療薬においてこの作用がどのように修飾されるかをさらに検討する予定である。1正常人での血漿HDL-C値に影響を与える遺伝的要因についての検討700例の正常ボランテイアの血液を採取し、血漿HDL-C濃度を測定した。そして、CETPTaqIB遺伝子多型:B1B1、B1B2、B2B2およびHL-514遺伝子多型:C/T、C/C、T/Tについて調べた。その検討を行う際、環境的因子や脂質代謝異常の影響を除外するために、年齢、性差、肥満度、喫煙、アルコール、糖尿病、TC、LDL-C、TGなどの因子をマッチさせた。その結果、CETP遺伝子多型B1B1およびHL-514C/Cが血漿HDL-C低下に関与する遺伝子多型であること、一方CETP B2B2およびHL-514T/Tが血漿HDL-C増加に関与する遺伝子多型であることが示された。2CETPB1B1遺伝子多型とコレステロール逆転送系の関係について50例の学生ボランティアから血液を採取し、その中でCETP B1B1遺伝子多型B1B1を示した15例について、preβ1HDL-C、CETP濃度、CETP活性、各リポ蛋白におけるコアー脂質組成、LCAT、CE転送率(CETR)、HDL粒子サイズなどを調べ、HDLconversion systemまたはHDL remodelingについて詳細な検討を行った。その結果、B1B1は血漿内におけるCETRを規定する遺伝的要因として重要であることが示された。さらに、その結果この遺伝子多型を有する例では、HDL2b粒子成分が増大していること、それと反対の形でHDL2aが減少すること、全体としてHDL-C濃度が低下することが示された。但し、B1B1を有する例は必ずしもCETP濃度が低下しているとは限らないことより、CETP活性と蛋白量との間には一定の関係が成立しないことが示され、他の要因についてさらに検討する必要性が生じた。3糖尿病患者におけるCETPB2B2遺伝子多型とHDL-C増加環境的因子や血清脂質をマッチさせ、さらに薬物の影響を除外した状態で検討すると、糖尿病のCETP B2B2遺伝子多型が血漿HDL-C濃度増加に関与する重要な遺伝子多型であることが判明した。

但し、糖尿病では元来血漿内コレステリールエステル転送が障害されており、この結果が直ちに動脈硬化惹起性に対して抑制的に作用するかどうかは不明であると考えら、コレステロール逆転送系全体の立場からさらに検討する必要が生じた。種々の代謝異常や環境的因子をマッチさせた時に、B1B1遺伝子多型が血清HDL-C濃度を規定する遺伝要因として重要であることを明らかにした。B1B1例をB2B2例に比べた時、前者は後者に比べて血清HDL-C濃度が約8%低下していることか明らかとなった。一方、2型糖尿病ではTaqIB遺伝子多型B2B2を有する例はB1B1に比し、HDL-C濃度が約20%程度高値となることを明らかにした。しかし、2型糖尿病ではコレステロ-ル逆転送系がもともと抑制されており、さらにB2B2遺伝型のようにCETP活性を抑制する要因が加わった場合、HDL-C濃度が増加してもそれが直ちに動脈硬化惹起性を抑制するかどうかは疑問であると思われた。さらに、この傾向は高TG血症や肥満において顕著となることをわれわれは報告した。すなわち、年齢および血清脂質をマッチさせた高TG血症例において、TaqIBB2B2とB1B1を比べると、前者は後者に比しHDL-C濃度が有意に高値であり、日本人におけるBMI≧25Kg/m^2の肥満例においても同様の結果であった。従って、高TG血症や肥満を合併した2型糖尿病の動脈硬化惹起性は正脂血症や非肥満者に比し促進しているものと推察される。高脂血症の薬物治療との関係では、TaqIBB1B1を有する例においてスタチンのCETP抑制作用が最も顕著であることが示された。今後、異なったスタチンあるいは高脂血症治療薬においてこの作用がどのように修飾されるかをさらに検討する予定である。
核とオルガネラに重複する遺伝子のクロストークを基にした細胞内共生に関する研究

最も原始的な植物の一種として知られる単細胞紅藻Cyanidioschyzonmerolaeは色素体、ミトコンドリア、核の全ゲノムの解読が終了しており、核-オルガネラ間のクロストークを調べるのに良い材料である。オルガネラは独立したゲノムをもっているが、それは一部だけであり、ほとんどの遺伝子は細胞核にコードされていると考えられているが、本研究では、核と色素体ゲノムの両方に同じ遺伝子がコードされている例を二例見いだした。一つはRuBisCO (リブロース-1,5-二リン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ)遺伝子の発現に関与する機能未知遺伝子cbbX、もう一つはタンパク質輸送sec経路に用いられる遺伝子secAであった。核コードのcbbX (cbbXnuc)と色素体ゲノムコードのcbbX (cbbXpt)、及び核コードのsecA(secAnuc)と色素体ゲノムコードのsecA(secApt)の起源に違いがあるかどうかを調べるために推定されるアミノ酸配列を用いて系統解析を行った。cbbXは紅藻の色素体ゲノムに普遍的に存在する遺伝子であるが、核にコードされている例は見出されていない。cbbXptは色素体ゲノム上のものと同じ系統群に属したが、cbbXnucは異なる系統群に存在した。また、この二つのタンパク質はともにRubisCO遺伝子の上流に結合することを見出した。しかし二酸化炭素濃度を上昇させたときの遺伝子発現にちがいがみられた。cbbXptは二酸化炭素濃度を上昇させると転写量が急激に増加したが、cbbXnucの発現量に変化はみられなかった。secAに関しても同様に系統解析を行った結果、secAnucは単独の系統群に属することがわかった。二種類のsecAをクローン化して大腸菌内で発現させると、secAptだけが著しく大腸菌の生育を阻害することがわかった。真核生物の遺伝子は、大部分が核にコードされているが、一部、色素体、ミトコンドリアにもコードされている。通常の生物では、核には偽遺伝子が多く含まれるが、オルガネラゲノムには稀である。本研究では、最も原始的であると考えられる植物である、Cyanidioschyzon merolaeを材料として、核とオルガネラゲノムの両方にコードされている遺伝子の系統解析による進化と、遺伝子発現及び機能解析を行い、細胞内共生について考察することを目的として以下の研究を行った。本年度は、核及びオルガネラゲノムの類似性検索を行い、核と色素体ゲノムの両方にコードされている同じ遺伝子を見出した。植物葉緑体のチラコイド膜内へのタンパク質輸送に関与するsecA遺伝子、RuBisCOの発現に関与すると考えられる未知遺伝子cfxQの2種類である。2つのsecA遺伝子から推定されるアミノ酸配列を基にML法で系統樹を作成したところ、色素体ゲノムにコードされているsecA遺伝子は、同じく色素体ゲノム上のsecAと同じグループに属したが、核のsecAは、少数のバクテリアで知られているsecA2と同じグループに属した。この結果は、2種類のは、異なる起源を持つことを示唆している。また、これらの2つの遺伝子の発現時期の違いを知るために、C.merolaeの光周期による同調培養を行い、計時的にRNAを単離し、ノーザン解析を行ってこれらの遺伝子の転写産物の蓄積量の変動を調べた。その結果、核コードのものは転写産物の蓄積量がほぼ一定であるのに対し、色素体ゲノムコードのものは明期に蓄積量が多く、暗期には少ないという結果が得られた。cfxQ遺伝子の場合も、系統解析の結果、核と色素体ゲノムの遺伝子では異なるグループに属することがわかった。

転写産物の蓄積量はどちらも明期に多く暗期に少なかったが、その蓄積パターンは異なることがわかった。本研究では原始紅藻Cyanidioschyzzon merolae 10D株の細胞核と色素体ゲノムの両方に存在する同じ遺伝子の系統関係の解析と機能の相違に関する研究を行った。C.merolaeの核と色素体ゲノムのデータベース検索の結果、重複する遺伝子を2種類見出した。ルビスコの発現に関与すると考えられるcfxQ及び色素体のストロマからチラコイド内腔へタンパク質を輸送すると考えられるsecAである。推定されるアミノ酸配列を用いてML法で系統解析を行った結果、色素体ゲノムにコードされている遺伝子と核にコードされている遺伝子との系統関係は離れており、起源が異なる可能性を示唆した。次に機能解析をするための基礎として6×His-TagをN末端につけた遺伝子をプラスミドベクターに組みかえてクローン化し、大腸菌内でタンパク質を大量発現させた。CfxQはいずれにコードされている遺伝子の場合もタンパク質を多量に発現させることが出来たが、SecAの場合は異なっていた。色素体ゲノムにコードされているsecAを発現させた場合は大腸菌の生育が阻害されたが、核のsecAの場合は阻害されなかった。このことは2つのsecAの機能が異なること、色素体ゲノムにコードされているSecAは大腸菌のそれと似ており、競合阻害する可能性があることを示唆している。このことは(1)色素体ゲノムコードのsecAは原核生物(おそらくシアノバクテリアと最も類似性が高い)由来であって同じく原核生物である大腸菌のsecAと類似していること(2)核コードのsecAはそれ以外の起源であり色素体ゲノムにコードされている遺伝子の補助的役割をすることを示唆している。現在色素体ゲノムコードのsecAを大腸菌内で大量発現させる系の条件検討、及びcfxQの機能に関して調べている。タンパク質の大量発現系が確立すればプルダウンアッセイ等を用いて輸送タンパク質の違いを探すこととしている。一方cfxQに関しては、転写開始点及びタンパク間の相互作用について検討することを次の目標とする。Cyanidioschizon merolaeは最も原始的な植物であると考えられているため、植物の進化を知るという観点かち全塩基配列及びEST解析が筆者を含むグループによって行われた。核及び色素体ゲノムに重複する遺伝子を探索した結果、secA及びcbbXという二種類の遺伝子があるととがわかった。他の生物のゲノムにコードされているこれら二つの遺伝子を他の生物のものと比較し系統解析を行った結果、C.merolaeの核にコードされている遺伝子は色素体ゲノムにゴードされている遺伝子とは別の系統群に属することがわかった。これらのうち、cbbXは炭酸固定の律速段階どなる酵素RbBisCOとオペロンを形成しており、光合成に重要な関わりがある。同じ遺伝子を色素体ゲノムと核に持っていることは核と色素体とのクロストークについて知るための良い例である。CbbXは機能未知遺伝子である。本研究でのノーザン解析の結果、色素体ゲノムに存在するCbbXはRuBIsCO遺伝子と供転写されていることが明らかになった。