hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
NlpC/p60ファミリーに属する新規リン脂質代謝酵素群の機能解析

癌抑制遺伝子群として以前に単離されていたHRASLSファミリーの脂質代謝酵素活性の検討を行った。その結果、同ファミリー・メンバーに含まれるH-rev107、HRASLS2およびTIG3のすべてがグリセロリン脂質を基質とする脂質代謝酵素活性を示した。また、PCRによって発現分布を解析した結果、H-rev107とTIG3は調べた組織すべてにおいて発現が検出された。とりわけ、H-rev107は脂肪組織において高発現していた。一方、HRASLS2は肝臓や腎臓で強く発現しており、他の臓器での発現レベルは低かった。がん抑制遺伝子として単離されたH-rev107(仮称RLP-3)の機能は未解明のまま残されており、我々は同タンパク質が新規脂質代謝酵素であると想定し、以下の実験を行った。H-rev107のcDNAをラット、マウスおよびヒトからクローニングし、FLAGタグを付加した組換えタンパク質としてCOS-7細胞で発現させ、酵素活性を測定したところ、グリセロリン脂質から脂肪酸を遊離させるホスホリパーゼ(PL)A_1およびA_2活性が検出された。このうち、ラットH-rev107を抗FLAG抗体をリガンドとするアフィニティークロマトグラフィーによってほぼ均一にまで精製した。精製タンパク質は放射標識された種々のリン脂質を加水分解したが、PLA_1活性の方がPLA_2活性よりも強いことが明らかになった。また、いくつかの既知のPLA_2で見られるCa^<2+>依存性は認められなかったが、DTTにより活性化され、システインブロッカーであるヨード酢酸で阻害されることから、触媒に重要なシステイン残基の存在が示唆された。ラットH-rev107の変異体の解析により、ヒスチジン-21とシステイン-111が酵素活性に必須であることや、N末端側のプロリンに富む領域とC末端側の疎水性アミノ酸を多く含む領域が酵素活性に重要であることが判明した。RT-PCR法でラット組織におけるH-rev107の発現分布を解析したところ、調べた組織すべてにおいて発現しており、特に脂肪組織では高い発現を示した。最近、我々は、癌抑制遺伝子として単離されたH-rev107が、リン脂質から脂肪酸を遊離させるホスホリパーゼ(PL)A_1およびA_2活性を示すことを明らかにした。その過程で、H-rev107に相同性を示す2種のヒト分子(HRASLS2とTIG3)を見出した。HRASLS2とTIG3もH-rev107と同様に癌抑制遺伝子として分類されていたが、酵素機能は不明であった。しかしながら、H-rev107の酵素活性に必要とされる複数のアミノ酸残基が両分子においても保存されていることから、これらは脂質代謝酵素であることが予想された。そこで、ヒトのHRASLS2とTIG3のcDNAをクローニングし、FLAGタグを付加した組換えタンパク質としてCOS-7細胞で発現させ、酵素活性を測定したところ、H-rev107と同様にPLA_1/A_2活性が検出された。次に、両分子を抗FLAG抗体をリガンドとするアフィニティークロマトグラフィーによってほぼ均一にまで精製し、これらを用いて酵素学的性質を解析した。その結果、還元剤であるDTTにより活性化され、SHプロッカーであるヨード酢酸で阻害されることが明らかになった。いくつかの既知のPLA_2で見られるCa_<2+>依存性は認められなかった。また、放射標識した種々のグリセロリン脂質を基質とし、PLA_1活性の方がPLA_2活性よりも優位であることが明らかになった。ヒト組織における発現分布をPCRで解析した結果、H-rev107とTIG3は調べた組織すべてにおいて発現しており、特にHTev107は脂肪組織において高発現していた。一方、HRASLS2は組織特異的な発現パターンを示し、腎臓や肝臓などで強く発現していた。以上の結果から、癌抑制遺伝子として単離されたHRASLS2とTIG3が、グリセロリン脂質を基質とするPLA_1/A_2型加水分解酵素であることが明らかになった。
要支援・要介護高齢者の心身機能と生体リズムに対するリハビリテーション介入の影響

要支援および要介護高齢者に対するリハビリテーション介入と介護サービス内容が対象者の心身機能と生体リズムに与える影響を明らかにするため,関連職種へのアンケート調査と,要支援および要介護高齢者を対象とした心身機能および生体リズムの横断的,経時的評価を行った.その結果,リハビリテーションと介護サービス内容は十分とはいえず,対象者の多くが低活動状態にあり,生活リズムや生活習慣への支援の重要性が明らかになった.要支援および要介護高齢者に対するリハビリテーション介入と介護サービス内容が対象者の心身機能と生体リズムに与える影響を明らかにするため,関連職種へのアンケート調査と,要支援および要介護高齢者を対象とした心身機能および生体リズムの横断的,経時的評価を行った.その結果,リハビリテーションと介護サービス内容は十分とはいえず,対象者の多くが低活動状態にあり,生活リズムや生活習慣への支援の重要性が明らかになった.介護老人保健施設等を利用する要支援および要介護高齢者に対するリハビリテーション介入と介護サービス内容が,対象者の心身機能や生体リズムに与える影響を明らかにするための,心身機能評価および生体リズム評価と生活時間構造評価項目を決定した.協力施設および関連職員からの承諾を得て,研究内容と手続きについての説明を行い,研究体制の構築を行った.また,それらの評価を実施する予備調査として,施設におけるリハビリテーションプログラム介入内容の実態把握を目的に,秋田県内の介護老人保健関連施設51施設のリハビリテーション関連職種を対象にした郵送によるアンケート調査を実施した.その結果,リハビリテーション関連職種の対象者への標的問題で多かったものは,運動,起居・移動,知的精神面,コミュニケーション等であり,運動,知的精神面を重視していた.介入の基本方針は心身機能の維持・改善が最も多く,次いで活動・参加の向上であった.介入形態は個別,個別と集団の併用がほとんどで,介入内容は個別では身体運動活動,生活活動,相談・指導・調整が,集団では認知・知的精神活動,身体運動活動が多かった.実施頻度は個別が週2回が最も多く,集団が週12回であった.介入時間は個別が2060分,集団が30120分であった.リハビリテーション介入が生体リズムに与える影響については,回答者のほぼ全員がよい影響を与えると回答したが,その根拠に言及した意見は少なく,現在の介入時間や内容では不十分であるという意見もあった.本調査結果より,リハビリテーション関連職種は対象者の心身機能や活動・参加の状況に合わせ,介入形態,介入手段,介入内容を選択し,対象者の心身機能と生活機能の維持・向上のための介入を行っている実態が明らかになったが,介入内容と心身機能・生体リズムとの関連については,平成2324年度の研究で明らかにしていく予定である.介護老人保健施設等を利用する要支援および要介護高齢者に対するリハビリテーション介入と介護サービス内容が,対象者の心身機能や生体リズムに与える影響を明らかにするための,心身機能評価および生体リズム評価と生活時間構造評価を,協力施設および関連職員,対象者へのインフォームドコンセントの手続きを経て実施した.連続的携行型行動量計による生体リズム測定が可能だった対象者は12名(男性6名,女性6名),平均年齢84.25±8.79歳,要介護度は要支援2が3名,要介護1が2名,要介護2が3名,要介護3が3名,要介護4が1名であった.対象者の診断名は呼吸器疾患6名,循環器疾患2名,消化器疾患1名.その他3名,FIMの平均は92.92±24.57点,HDS-Rの平均は20.58±6.01点,1日あたりのリハビリテーション介入時間の平均は30.83±12.4分であり,1週間あたりの介入頻度は対象者の状態に応じて1回から6回と幅があった.介入内容は筋力増強,基本動作訓練,ADL訓練,耐久性向上訓練,趣味活動の提供等であった.介護スタッフによる生活への介入はADL介助に限られていた.連続的携行型行動量計による1日平均行動量は20925.37±19195.75カウントであり,研究代表者らによる在宅高齢者の1日平均行動量の調査結果に比較して著しい低活動状態を示していた.また,要介護度と1日平均行動量との関連は認められなかった.生活時間構造評価の結果からもADLとリハビリテーション以外の時間は臥床,テレビ,ラジオの視聴などで占められており,何らかの役割活動を持っている人はほとんどいなかった.以上の結果より,低活動状態という生体リズム異常を予防するためには,対象者本人や介護スタッフに低活動状態であることを伝え,リハビリテーションスタッフが直接介入する時間以外の生活場面への介入を行うこと,特に対象者のニーズを踏まえた生活構造の再構築,役割再獲得のための支援を介護スタッフと連携して行っていく必要性が示唆された.要支援および要介護高齢者に対するリハビリテーション(リハ)介入と介護サービス内容が,対象者の心身機能や生体リズムに与える影響を明らかにするため,心身機能評価および生体リズム評価と生活時間構造評価を,医院および老人保健施設のリハ関連職員,対象者へのインフォームドコンセントの手続きを経て実施した.連続的携行型行動量計(行動量計)による生体リズム測定が可能だった対象者は65名(男性20/女性45名,医院45/老健施設16/在宅4名),平均年齢84.5±5.5歳であった.対象者の診断名は呼吸器疾患,循環器疾患,骨関節疾患,消化器疾患,脳血管疾患,代謝内分泌疾患等で,FIM平均は82.6±27.2点,HDS-

R平均は18.9±6.8点,1週あたりのリハ介入時間平均は457.7±219.5分,介入頻度は医院で週5回,介護老人保健施設は13回であった.介入内容は筋力増強,基本動作訓練,ADL訓練,耐久性向上訓練,趣味活動の提供等であり,介護スタッフによる生活への介入はADL介助に限られていた.行動量計による1日平均行動量は69447.2±57705.0カウントであり,在宅より老健,老健より医院が少なく,著しい低活動状態を示していた.また,要介護度が重度程1日平均行動量は少なかった.その他の評価では,握力が12.9kg(28人),BBSが28.7/56点(31人),MFTが24.6/32点(31人),老研式活動能力指標が4.2/13点(28人)であった.生活時間構造評価結果から入院入所者の活動内容はADLとリハ以外の時間は臥床,テレビ,ラジオ視聴などであった.以上より,入院入所環境が低活動状態を引き起こしやすいことを,介護職員に理解してもらい,リハ時間以外の生活場面への介入,対象者のニーズを踏まえた生活構造の再構築,役割再獲得のための支援を介護職員と連携して行う必要性が示唆された.対象者数は多くないが,心身機能と生体リズムに関する量的,質的データが得られており,データ数を増やすことにより当初の目的が達成できる見込みである.24年度が最終年度であるため、記入しない。協力が得られている施設に絞りこみ年度を通した継続的なデータ収集を行う.そのため,連続的携行型行動量計を2台購入し,同一施設で複数の対象者のデータを並行して集積する体制をとる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
都市化地域における農村総合整備に関する研究

わが国の都市化地域において現在進行している都市化が農業・農村におよぼしている影響を調べ、その変貌の様相を類型区分して、各類型ごとの土地利用転換や農村総合整備の方向を、農業生産のみならず農業のもつ緑地・生態機能にも留意し、農村と都市との調和に関する理念にまでさかのぼって、考究することがこの研究の最終的課題である。研究の第1年度には、既存資料および文献によって理論的・実証的研究、および近畿圏の都市化地域において予備的事例的研究をおこなった。第2年度は、首都圏および地方都市近郊で実態的研究をすすめた。第3年度は、以上の実態調査の成果を整理するとともに、いまひとつ中京圏での実態的研究をすすめた。いずれの地域の実態的研究においても土地利用の転換、農業生産・農業経営の構造の変化、農業経営の担い手構造の変化、農家経済の変化、そして地域の経済・社会における農業・農村の位置づけおよび機能・目的の変化などを分析しているが、このうち首都圏と地方都市近郊での研究では、農民の意識・意向も分析している。具体的に実態調査地は、東京都練馬区、名古屋市港区、大阪府見塚市、岡山県倉敷市、松山市近郊松前町である。分析から注目すべき点をあげれば、1.土地の自己保有・自己転用・売却の意向が強く、農地の貸借流動はすすみがたいこと。2.いたずら、農薬散布の困難性、農業機械利用の制約(騒音のため)、日照不足、コミュニケーションの不安定化などスプロールによる農業生産上の障害が多いこと。3.むしろ都市域内農家(練馬区、名古屋市)では農業継続希望農家が多く、地方都市近郊の農家(松山市、倉敷市)では農業縮小・脱農希望農家が多いこと。4.練馬区や名古屋市など都市域内では農村・都市両サイドから都市型の農業・農地の保全のためにユニークな施策が展開されていることなどである。わが国の都市化地域の農村は経済の高度成長期に無秩序な都市化の浸蝕を許し、経済成長が停滞期に入ってからは土地の資産的保有傾向と高地価などのために、一方では都市開発や宅地の供給を困難とし、他方では農業の効率的運営を阻害し、農村の秩序を破壊して、都市にとっても農村にとっても好ましくない結果をもたらした。本研究の第1年度の研究実績は次の通りである。(1)研究課題に関する過去の研究成果を収集・分析し、研究会でそれらを検討・評価した。(2)統計的にみて近畿圏の市町村を都市化地域の程度に応じた類型区分をした。(3)各研究者がそれぞれの地域と専門領域において、都市化地域の農業と都市農業の実態を予備調査し、それらの概要を報告して、次年度以降の本調査の取組み方法を検討した。(4)近畿圏では都市化の程度が比較的著しく進行してきた大阪府貝塚市で農家調査を行ない、都市計画の市街化区域と市街化調整区域の農地を所有する農家についての意向調査を実施し、農民の農地流動化への意向を調査した。(5)滋賀県守山町では都市化の傾向に対して田園都市構想をいち早く策定し、市街地の形成、住宅地の供給などを図りながらも、農業振興地域を確保して、優良農地の保全だけでなく農業振興を試みている実態を調査した。このような調査事例をとりあげながら、土地利用転換、地域整備、農業のもつ緑地用役ないし生態系維持機能の役割、農村総合整備のあり方などに関して、次年度以降の本調査地の選定、調査方法、都市化地域の整備の理念とその方策などについて討議し、試案を作成した。

わが国の都市化地域において現在進行としている都市化が農業・農村に及ぼしている影響を調べ,その変貌の様相を類型区分して,各類型ごとの土地利用転換や農村総合整備の方向・方法を,農業生産のみならず農業のもつ緑地・生態機能にも留意し,農村と都市との調和に関する理念にまでさかのぼって,考究することがこの研究の課題である.研究の第2年度であり今年度は,昨年度の既存資料,文献による理論的,実証的研究,統計資料の解析による研究,近畿圏の都市化市町における事例的・予備的研究に続いて,統計資料の解析による研究と首都圏,近畿圏,および地方都市近郊の市町での実態的研究にウェイトをおいた.すなわち,首都圏(東京都と近隣県)と近畿圏(大阪府と近隣府県)で土地利用転換の実態と要因に関する統計的分析をすすめるとともに,東京都練馬区,倉敷市,松山市において各50戸づつの農家調査を実施し,農家経済,農業経営,農民意識,農民意向などに関する分析をおこなった.農家調査の分析から注目すべき数点を示せば,以下のとおりである.1.自己保有・自己転用,売却の意向が強いために,農地の貸借型流動化は今後,すすまないだろう. 2.いたずら,農薬散布の困難性,農業機械利用の制約(騒音のため),日照不足,コミェ・ケーションの不安定化などスプロールによる農業生産上の障害が多い.3.練馬区では農業継続希望農家が多いが,倉敷市,松山市では農業縮小・脱農希望農家が多い.4.都市化地域の農業生産と農業環境の確保のためには土地分級による土地利用計画の策定と,行政,農協による強力なリードが重要である.6.練馬区では農村・都市両サイドから都市域での農業・農地の保全のためにユニークな施策が実施されているが,地方都市域ではこれがみられない.これらの分析結果は別途,中間報告書としてとりまとめられている.わが国の都市化地域において進行している都市化が農業・農村におよぼしている影響を調べ、その変貌の様相を類型区分して、各類型ごとの土地利用転換や農村総合整備の方向を、農業生産のみならず農業のもつ緑地・生態機能にも留意して、農村と都市との調和に関する理念にまでさかのぼって、考究することがこの研究の最終的課題である。研究の第1年度は、既存資料・文献による理論的・実証的研究、近畿圏における事例的・予備的研究を、第2年度は、統計資料の解析による研究、首都圏、地方都市近郊での実態的研究を主としてすすめてきた。そこで、第3年度である今年度は、以上の諸研究の整理をすすめるとともに、海上大橋(鳴門大橋)によって急激なインパクト(都市圧)を受けつつある鳴門市と、いまひとつの大都市圏、中京圏名古屋市港区に事例をもとめ、実態的研究をすすめた。鳴門市の農業は、大橋の設置によって京阪神地域ときわめて近距離となり、元来野菜作地帯であったのがその傾向を一層色濃くしている。立地論的研究にとってはすばらしい好事例となっている。一方、名古屋市港区には稲作地域があるが、農業労働力が劣質化するなかで、地域農業組織(農協作業受託組織、作業共同集落組織)の形成によって能率の高い農業を実現し、都市域へのすばらしい緑地空間を供給している。また、高齢者のすばらしい生きがい農業を実現している。農村と都市とのすばらしい調和を形成しているのである。この3カ年間の研究の整理を通じて、都市域内、都市近郊、地方都市近郊の間には土地利用の方法と転換、農家の農業生産・経営行動、そこで発生している農業側からみた、あるいは都市側からみた問題などに、かなり大きな違いがあることが判明した。これらの分析は今後もなお、続けられる予定である。
両生類における位置特異的な遺伝子発現操作法の確立と形態再生への適用

両生類は四肢を切断しても元通りに再生する高い再生能力を持つ。その一方で遺伝子を体内の特定の位置で発現させる方法がなかったことが分子レベルでの研究をこれまで妨げてきた。本研究では遺伝子組換えを介した熱ショックによる発現誘導系をベースに、IR-LEGOと温冷負荷装置という2つの方法を両生類に適用することで局所的な遺伝子発現の誘導を可能にした。これにより、1細胞レベルで特定の遺伝子の機能を実証し、あるいは四肢の中である領域のみで遺伝子を発現させることに成功した。本研究の具体的な研究項目は1.局所的な遺伝子発現の誘導を利用して効率的なTg個体の選別法を確立する、2.IR-LEGOなどの手法を用いて位置特異的な遺伝子発現の誘導技術を確立する、3.確立した遺伝子操作の技術を駆使して成体ゼノパスの四肢再生能を回復させる、の3つである。1の効率的なTg個体の選別法の確立、に関しては赤外レーザーによって局所的に遺伝子発現を誘導するIR-LEGOの利用によって作製した遺伝子組換え(Tg)個体の最初の世代(F0)において遺伝子が導入された個体を効率よく選別することを目指した。平成25年度中に行った条件検討の結果、当初予定していた幼生の尾に対するIR-LEGOでは発現を誘導したGFPの蛍光にばらつきが大きく、短期間でタンパクが消失しやすいことが分かった。そこで尾の代わりに肢芽に赤外レーザーを照射することにし、すでに系統化しているTg個体を使ってレーザー照射の最適な条件を決定した。これと関連して2.の位置特異的な遺伝子発現の誘導技術の確立に関しては、実験条件を様々な角度から検討した結果、狙った位置にピンポイントで(数十個の細胞からsingle cellレベルまで)発現を誘導できるレーザー照射の条件や、温冷負荷装置によって肢芽全体あるいは肢芽や再生芽の一部の特定の領域で遺伝子発現を誘導する実験条件を見つけることができた。3.の成体ゼノパスの四肢再生能の回復はまだ達成できていないが、発現誘導した遺伝子の発現量や分布を正確に検出できるシステムを蛍光タンパクでの標識を利用して構築しつつある。本研究の具体的な研究項目は1.局所的な遺伝子発現の誘導を利用して効率的なTg(遺伝子組換え)個体の選別法を確立する、2.IR-LEGOなどの手法を用いて位置特異的な遺伝子発現の誘導技術を確立する、3.確立した遺伝子操作の技術を駆使して成体ゼノパス(アフリカツメガエル)の四肢再生能を回復させる、の3つである。1.の効率的なTg個体の選別法の確立については、赤外レーザーによって局所的に遺伝子発現を誘導するIR-LEGOの利用により、作製したTg個体の最初の世代(F0)において遺伝子が導入された個体を効率よく選別することを目指した。しかし前年度に選別に適さないことが分かった尾に代えて、肢芽の領域にレーザーを照射しても最適なTg個体の選別は困難であることが分かった。一方で2.の位置特異的な遺伝子発現の誘導技術の確立については、サンプルが透明で個々の細胞を識別しやすい再生中の尾を標的にして、IR-LEGOによってsingle cellレベルでの発現誘導に成功した。さらに鳥取大学医学部の林利憲氏らと共同で、IR-LEGOによる遺伝子発現の誘導はゼノパスだけでなく、有尾両生類のイベリアトゲイモリでも行えることを確認した。また温冷負荷装置を利用して発生中の肢芽全体や肢芽の一部の領域のみに遺伝子発現を誘導できることを明らかにした。3.の成体ゼノパスの四肢再生能の回復はまだ達成できていないが、幼生期に発生中の肢芽に対して温冷負荷装置を用いて局所的に遺伝子発現を誘導することで、個体の中で左右の肢芽の片方の成長だけを阻害したり、四肢の形態形成を変化させることに成功した。本研究では遺伝子組換え(Tg)個体の作製によってゼノパス(アフリカツメガエルおよびネッタイツメガエル)において器官の特定の位置に遺伝子発現を誘導する手法の確立し、さらにこの技術を駆使して、再生能力が低下した成体のゼノパスに対して、3次元的な形態を持ったより完全な四肢を再生させることを目的としていた。研究代表者はまず赤外レーザーによる局所的な熱ショックにより遺伝子発現を誘導するIR-LEGOの技術を両生類に応用した。このIR-LEGOや、より広範囲に遺伝子発現を誘導できる温冷付加装置を利用することで、鳥取大学の林利憲氏、理化学研究所の森下喜弘氏およびIR-LEGOの開発者である基礎生物学研究所の亀井保博氏と共同で、ゼノパスに加えてイベリアトゲイモリにおいても様々な組織に対して局所的に遺伝子発現を行える実験条件を確立し、その成果を共著論文として発表した。さらにIR-LEGOの技術を駆使して、1細胞レベルでの発現誘導を行うことで、ゼノパスの幼生の尾の再生におけるHippシグナル経路の機能を明らかにすることができた。またゼノパスを対象として、ゲノムのエピジェネティック修飾を網羅的に調べるエピゲノム解析を行い、エピジェネ修飾の安定性を示した。さらにゼノパスにおける痕跡的な6番目の指の発見や、ニワトリ肢芽の指の本数と形態を決定するメカニズムの解明を行った。さらに成体のゼノパスにより完全な四肢を再生させるための布石として、幼生の肢芽で局所的な遺伝子発現の操作を行い、四肢の形態形成を変化させることに成功した。

本研究では遺伝子組換えを介した熱ショックによる発現誘導系をベースに、IR-LEGOと温冷負荷装置という2つの方法を両生類に適用することで局所的な遺伝子発現の誘導を可能にした。これにより、1細胞レベルで特定の遺伝子の機能を実証し、あるいは四肢の中である領域のみで遺伝子を発現させることに成功した。3つの研究項目のうち1.の効率的なTg個体の選別法の確立、についてはIR-LEGOによって理想的なTg個体を簡便に効率よく選別することが困難なことが分かってきた。したがってこの項目については研究計画の変更が必要だと考えている。2.の位置特異的な遺伝子発現の誘導技術の確立については、IR-LEGOを利用することで再生中の尾においてsingle cellレベルでの発現誘導に成功した。これによって尾の再生において特定の分子(Hippoシグナル経路のTead4)がcell autonomusに細胞の生存や増殖に関与することを示し、論文として発表した(Hayashi et al., 2014)。また発生中の肢芽においても非常に正確な位置に遺伝子発現を誘導できることを示し、ゼノパスだけでなくイベリアトゲイモリにもIR-LEGOが適用可能なこととあわせて、その成果を査読のある国際誌に投稿して現在リバイズ中である。3.の成体ゼノパスの四肢再生能の回復についても、その前段階として発生における四肢の形態形成を変化させることに成功している。以上のように、計画通りに進まない研究項目が一部あったものの、全般としては位置特異的な遺伝子発現の操作や四肢の形態形成の人為的な操作については順調に成果を得られているので、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。発生生物学、再生生物学「現在までの達成度」で述べたように、IR-LEGOによる理想的なTg個体の選別は困難であることが分かった。したがって、むしろ理想的なTg個体の系統を確立した後に、IR-LEGOを利用した遺伝子発現の誘導実験を行うことに専念した方が現実的だと思われる。幸い、本研究課題で残りの項目を遂行するのに必要なTg個体については既に理想的な系統が得られつつある。位置特異的な遺伝子発現の誘導技術の確立については順調に目的を達成できているので、これまで行ってきた熱ショックプロモーターによる一過的な遺伝子発現の誘導だけでなく、Cre-loxPのシステムを利用して恒久的な遺伝子発現の誘導および細胞の標識についても今後は実験条件の検討を行う。また成体ゼノパスの四肢再生能の回復を図る実験については、幼生で現在行っている肢芽での局所的な遺伝子発現の操作とそれによる四肢の形態形成への影響を十分に分析した上で、そのデータを基礎にて今後本格的に着手する。幼生での実験で確立した理想的なTg個体の系統を利用して、成体ゼノパスの再生芽における遺伝子発現を局所的に操作することで、より完全な形態を持つ四肢を再生させる実験を行う予定である。研究実績の概要で述べた3つの研究項目のうち、1.の効率的なTg個体の選別法の確立、においてはIR-LEGOによってGFPの発現を局所的に誘導して、それによってTg個体を選別する計画であった。しかしIR-LEGOで選別されるのは目的の遺伝子を高い発現レベルで発現できる理想的なTg個体のみであり、発現レベルの低いTg個体は選別できないことが分かってきた。
疲労・細胞外小胞マーカーを用いた心身双方の疾患予防に関する調査・介入研究

様々な外的なストレスを原因として神経内分泌-免疫系の異常が生じ、その結果として疲労に代表される諸症状を引き起こす。申請者らは小規模集団を対象とした研究で、1)慢性疲労における血中の細胞外小胞マーカーの増加や、2)自覚的な疲労度と疾患の発症や予後には関連があることを明らかにした。そこで本研究では、細胞外小胞マーカーを用いて疲労と心身疾患の関連を大規模集団で長期間検証する事と疾患予防法の開発を目的とする。1.自覚的疲労度と心身疾患(うつ病や代謝疾患等)の関連を大規模集団で検証2.自覚的疲労度と細胞外小胞マーカーとの関連を大規模集団で解明3.大規模集団で実施可能な疾患予防のための介入方法を開発及び検証上記2に関し、任意型健康診断受診の86名を対象にアンケート調査と血液検査を実施した。血液検査には任意型健康診断に実施した血液検査結果の他、研究代表者・分担者が独自に開発した疲労の血液中細胞外小胞マーカーを測定した。結果は現在解析を実施している。バイオマーカー関連の論文は昨年度から更にデータを追加し、現在投稿中である。その一方で、1.に関連し、任意型健康診断受診者2000名にアンケート調査と任意型健康診断結果との関連を検討する準備が整備され、現在疲労度と健康診断結果の関連を検討している。3に関しては、疾患予防のための介入方法に関しては休職中のうつ病対象者に生活習慣等の改善プログラムを実施し効果検証を行った。より良い介入の評価方法についての検討を現在行っている。平成30年度はデータを更に蓄積し、一部データに関しては開発したバイオマーカーとアンケートの双方を実施予定であったが、同内容に関しては実施を概ね終了できたが、解析が若干遅れているため平成30年度に予定していた解析を早急に終え、その結果を元に次年度データ収集を行う。また、介入方法の評価方法に関しては様々な意見を踏まえ見直し、現在の介入方法の評価をまとめる。研究成果公表のため
血管内皮細胞と血管平滑筋細胞の共存培養による細胞内Ca応答の相互作用の解析

本年度の研究助成を頂き、下記の成果を挙げ、論文発表する事ができた。(1)血管平滑筋細胞と内皮細胞の共存培養血管細胞の生理、薬理研究には、上記二種の細胞を各々単独に培養したのでは不十分で、更に生体に近い条件の共存培養が理想とされている。当研究室では多くの試行錯誤の結果、両者の共存培養条件を確定した。(2)共存培養における薬理実験血管細胞刺激として低濃度のATPを用いると、投与間隔を30分以上空ければ連続投与しても同一の反応を再現できる事が示された。この為以下の薬理実験に非常に有益であった。平滑筋細胞または内皮細胞のみ培養してTAP刺激をすると、両者とも一過性に細胞内Ca^<2+>濃度が増加し、3分後に投与前の値に戻る事を、既に筆者らの開発した二次元蛍光画像解析装置で観測した。次に両者を共存培養して同一条件で刺激すると、内皮細胞内Ca^<2+>濃度は単独培養の時と同様一過性に上昇したが、興味有る事に隣接する平滑筋細胞内のCa^<2+>濃度は約2秒遅れて下降し、約5分後に前値に復した。上記の反応は内皮細胞から放出されるEDRFの作用による事を、lNMMA.メトヘモグロビンおよびメチレン青で確認した。しかし、エンドセリンやPGI_2(プロスタサイクリン)の作用ではない事も、各々の中和抗体や合成阻害剤の投与によって確認した。またこの過程でEDRF阻害剤の作用として、平滑筋細胞内Ca^<2+>動態の変化は、そのpceracrive作用として説明され、内皮細胞内Ca^<2+>の変化は、自身の細胞のEDRFが働きかけるautocrive作用として、説明された。
知能化宇宙作業ロボットによる宇宙トラス構造物の自律的組立に関する基礎研究

知能化宇宙作業ロボットによる宇宙トラス構造物の自律的組立に関して以下の研究成果を得た.1.宇宙作業ロボットのダイナミックスの定式とシミュレーション・プログラム開発2.画像情報を援用した宇宙ロボットの自律化(1)ステレオビジョンを用いた実時間位置計測システムの開発(2)実時間ビジュアルフィードバック制御のハードウェア実験(3)ステレオビジョンの効率的対応探索.snakesを用いた物体認識のための基礎研究マニピュレータと衛星本体の制御(1)衛星本体の位置姿勢制御のハードウェア実験(2)マニピュレータで慣性が未知の物体を操作する適応制御4.組立作業の自律化(1)マニピュレータの環境に対する拘束のモデル化と拘束下での制御5.ハードウェア実験(1)軌道上の宇宙ロボットと組立トラスを模擬する実験装置の構築-平面テーブル上に浮遊-位置姿勢制御系と3自由度スカラ型マニピュレータ本-マスタースレーブ・システムいくつかの検証実験知能化宇宙作業ロボットによる宇宙トラス構造物の自律的組立に関して以下の研究成果を得た.1.宇宙作業ロボットのダイナミックスの定式とシミュレーション・プログラム開発2.画像情報を援用した宇宙ロボットの自律化(1)ステレオビジョンを用いた実時間位置計測システムの開発(2)実時間ビジュアルフィードバック制御のハードウェア実験(3)ステレオビジョンの効率的対応探索.snakesを用いた物体認識のための基礎研究マニピュレータと衛星本体の制御(1)衛星本体の位置姿勢制御のハードウェア実験(2)マニピュレータで慣性が未知の物体を操作する適応制御4.組立作業の自律化(1)マニピュレータの環境に対する拘束のモデル化と拘束下での制御5.ハードウェア実験(1)軌道上の宇宙ロボットと組立トラスを模擬する実験装置の構築-平面テーブル上に浮遊-位置姿勢制御系と3自由度スカラ型マニピュレータ本-マスタースレーブ・システムいくつかの検証実験複腕の宇宙作業ロボットのダイナミックスの定式,シミュレーション・プログラムの開発,実験システムの設計を行った.ダイナミックスの定式にはケインの方法を用い,比較的計算効率の高い定式を実現できた.複数のマニュレータを持つ宇宙作業ロボットでは,作業によって異なる手先間の拘束条件により複腕協調作業の種類が非拘束協調作業,部分的拘束協調作業および完全拘束協調作業に分類できる。このうち,全マニピュレータのハンドが単一の剛体の対象をしっかりと把持した状態で行う,完全拘束協調作業について検討を進めてきた。その結果,宇宙空間に浮遊することを考慮するため定式方法は異なるが,地上の複数マニピュレータによる複腕協調制御の考え方を基本的に拡張できることが明らかになった。トラス構造物の組立作業においては,部分的拘束協調作業が本質的であるので,その点について検討を始めた。実際の作業では不連続に切り替わる,複数の手先の拘束状態を無理なく表現できる定式,安定に動作する制御方法は次年度以降の課題である。宇宙ロボットの実験装置はエアパッドを用いて,二次元平面のテーブル上に摩擦なく支持され,衛星本体の位置/姿勢制御系によって自由に移動できる。3自由度スカラ型マニピュレータを二本持ち,軌道上の二次元運動を模擬できる。このうち,衛星本体の姿勢制御用コントロール・モーメント・ジャイロ(CMG)を数値シミュレーションにより設計した。環境の計測と認識のために,画像処理装置を含む制御システムを検討し,制御用計算機システムと計算機上で動作するリアルタイムOSを購入した。軌道上の宇宙ロボットの運動を模擬する実験装置を設計し,製作をすすめている.宇宙ロボットのモデルは,エアパッドを用いて二次元平面テーブル上に摩擦なく浮遊し,位置/姿勢制御系を搭載して自由に飛行できる衛星本体,および,作業のための3自由度スカラ型マニピュレータを一本持つ.ロボットの自律化を段階的に進めていくために,マニピュレータをマスタースレーブ・システムにした.このうち,衛星本体の姿勢制御用コントロール・モーメント・ジャイロ(CMG)と空気スラスタを搭載した衛星本体を製作し,制御実験を行った.その結果,スラスタの応答性を改善する必要があることが明らかになった.マニピュレータは製作中である.次に,環境の計測と認識のために不可欠なロボットビジョンの研究を行っている。マニピュレータのビジュアルフィードバック制御のために,対象物体の位置・姿勢を実時間で計測するステレオビジョンシステムを開発した.ステレオカメラの効率的な対応探索のために,エピポーラ拘束を用いる方法を提案した.このシステムと既存のマニピュレータを用いて,画像情報に基づいてハンドを生後する実験を行った.ビジュアルフィードバック制御が可能であることを確認できたが,実時間制御のためには,計算機システムに存在する通信の問題を解決する必要がある.また、環境認識のための初期的な研究として,snakesと呼ばれる手法を用いて,物体の形状と位置・姿勢を同時に認識する方法を提案した.さらに,Zcrnikeモーメントを用いて,三次元空間の任意の方向に置かれた文字を認識する方法について検討している.軌道上の宇宙ロボットと組立トラスを模擬する実験装置を製作した.宇宙ロボットのモデルは,エアパッドを用いて二次元平面テーブル上に摩擦なく浮遊し,位置/姿勢制御系を搭載して自由に飛行できる衛星本体,および,作業のための3自由度スカラ型マニピュレータを一本持つ,衛星本体には,姿勢制御用コントロール・モーメント・ジャイロ(CMG)と位置制御用に空気スラスタを搭載している.衛星本体の位置姿勢計測とマニピュレータの制御などのために,環境や対象物体の位置・姿勢を実時間で計測するステレオビジョンシステムを搭載している.ロボットが組み立て実験を行うための組立トラスのモデルも作成した.

ロボットの自律化を段階的に進めていくために,マニピュレータをマスタースレーブ・システムにしている.ステレオビジョンシステムと既存のマニピュレータを用いて、ビジュアルフィードバック制御の実験を行った.実時間制御により,ハンドがマーカーをトラッキングできることを確認した.また,慣性パラメータが未知の物体を把持して,マニピュレータを操作する場合の制御として,未知パラメータを推定しつつ制御する適応制御則を開発した.さらに,マニピュレータの動作が拘束される,トラスの組立を行う際の制御則について検討した.環境の計測と認識のためのロボットビジョン関連研究とし,エピポーラ拘束を用いたステレオカメラの効率的な対応探索法を提案した.
物理的環境ストレスによる胎盤CRH及びオピオイド受容体遺伝子発現とその生理的意義

胎盤CRH-オピオイド系は、成体の視床下部-下垂体のそれと同じように存在するが、その生理的役割は不明である。熱ストレスの胎盤循環動態への影響とその生理的機序を調べる実験では、熱ストレスに際して、妊娠ラットの胎盤血流量の減少が認められたが、CRH受容体拮抗剤であるα-helical CRH(9-41)の前投与によっては、血流量の低下は起こらないことがわかった。また、cyclooxygenase拮抗剤であるindomethacinの前投与によっても、血流量の低下を抑制できた。次にendothelin-1受容体拮抗剤のbosentanあるいは、cyclooxygenase拮抗剤のindomethacin投与による子宮胎盤血流量と胎盤prostaglandinとして、PGE_2とPGF_<2α>系への影響を調べた。bosentanとindomethacin前投与は子宮胎盤血流量の減少をreverseすることが認められた。熱ストレスは妊娠ラットの胎盤PGF_<2α>系の代謝を亢進させ、indomethacin投与は、PGE_2系の代謝を抑制させた。同時に、前投与と熱ストレスの交互作用が認められ、熱ストレスによって亢進した胎盤PGF_<2α>系は、bosentanとindomethacinの前投与によってreverseされることが認められた。以上の結果より、熱ストレスに際しては、胎盤CRH受容体が活性化され、その結果、胎盤血流量の減少が生じるが、その際には、胎盤PGF_<2α>が関与していると推測された。熱ストレスによる胎盤循環障害には、胎盤オピオイド系の関与は否定的であった。熱ストレス時には、胎盤PGF_<2α>系が、胎盤endothelin-1とCRHと協調して子宮胎盤循環障害を引き起こすと推測される。熱暴露によって胎盤prostaglandin(PG)F_<2α>の増加が生じるが、その増加は、α-helical CRHの前投与によっては抑制できず、indomethacinの前投与によってだけ抑制できた。熱暴露は胎盤β-endorphinの変化を引き起こさなかったが、α-helical CRHは、胎盤β-endorphinを減少させた。また、マイクロ波(CW,2mW/cm^2,2450 MHz)による胎盤循環障害を調べる実験では、胎盤血流量低下と血中PGF_<2α>の増加は、胎盤血管拡張剤であるangiotensin IIの前投与によって抑制されることが認められた。したがって、マイクロ波による胎盤血流量低下においても、PGF_<2α>の関与が示唆された。胎盤CRH-オピオイド系の作用に影響を与える神経伝達物質はほとんど不明である。

熱ストレスの胎盤循環動態への影響とその生理的機序を調べる実験では、熱ストレスに際して、妊娠ラットの胎盤血流量の減少が認められた。endothelin-1受容体拮抗剤のbosentan(10mg/kg)あるいは、cyclooxygenase拮抗剤のindomethacin(10mg/kg)投与による子宮胎盤血流量と胎盤prostaglandinとして、PGE_2とPGF_<2α>と、それらの13,14-dyhydro-15-keto-metabolites(PGEM,PGFM)レベルへの影響を調べた。bosentanとindomethacin前投与は子宮胎盤血流量の減少をreverseすることが認められた。熱ストレスは妊娠ラットの胎盤PGF_<2α>系の代謝を亢進させ、indomethacin投与は、PGE_2系の代謝を抑制させた。同時に、前投与と熱ストレスの交互作用が認められ、熱ストレスによって亢進した胎盤PGF_<2α>系は、bosentanとindomethacinの前投与によってreverseされることが認められた。したがって、熱ストレスによって障害される子宮胎盤循環には、胎盤endothelin-1とPGF_<2α>系の関与が大きい事が示唆された。熱ストレス時における子宮循環動態に対する胎盤CRHの関与を示した研究や、PGF_<2α>系に対するCRHやendothelin-1の役割を考え合わせれば、熱ストレス時には、胎盤PGF_<2α>系が、胎盤endothelin-1とCRHと協調して子宮胎盤循環障害を引き起こすと推測される。
複合材積層板の疲労損傷進展機構に関する研究

PEEKマトリックス複合材料積層板[+30/-30]_<4s>の実験結果として,静的引張強度の85%,80%,75%を最大応力とした零-引張繰返し荷重による疲労試験では,疲労蓄積ひずみを含む最大ひずみ3.9%程度が疲労寿命となることを見いだした.実験結果を整理して,S-N(最大応力-繰返数)曲線を描き,両対数座標上でほぼ直線で疲労寿命を近似できることを明らかにした.PEEKマトリックスの場合,静的強度については[+30/-30]_<4s>の方が[+30_4/-30_4]_<4s>に比較して2倍程度の強度を示した.疲労試験における両者の最も大きい違いは破損モードである.擬似等方性複合材料積層板の引張荷重方向やマトリックスが異なる場合について,疲労試験を行い疲労損傷過程を明確にした.一定荷重振幅繰返し片振り引張の低サイクル疲労試験を実施して,繰返し負荷時における応力-ひずみ曲線の測定,ならびに超音波深探傷装置を用いた試験片内部の損傷観察を行った.結果として,繰返し負荷を受ける斜交対称積層板の応力-ひずみ関係は,繰返し数の増加とともにひずみが蓄積するいわゆるメカニカルラチェット現象を示すこと,疲労損傷は主に層間剥離として観察され,その進展の様子は積層順序によって異なり,[+θ/-θ]_<4s>が漸増型,[+θ_4/-θ_4]_<4s>が急増型であることを明らかにした.繰返し負荷時の応力-ひずみ線図において観察されたメカニカルラチェット現象を数値シミュレーションするために,ラチェットひずみの定式化を行い,実験結果と比較的よく一致することを示した.擬似等方性積層板[+30/-30/90]_s,[+30_2/-30_2/90_2]_s,[-45/+45/0/90]_s,[-45_2/+45_2/0_2/90_2]_sおよび[-45_3/+45_3/0_3/90]_sの一軸引張疲労試験を実施し,疲労損傷過程を調べた.PEEKマトリックス複合材料積層板[+30/-30]_<4s>の実験結果として,静的引張強度の85%,80%,75%を最大応力とした零-引張繰返し荷重による疲労試験では,疲労蓄積ひずみを含む最大ひずみ3.9%程度が疲労寿命となることを見いだした.実験結果を整理して,S-N(最大応力-繰返数)曲線を描き,両対数座標上でほぼ直線で疲労寿命を近似できることを明らかにした.PEEKマトリックスの場合,静的強度については[+30/-30]_<4s>の方が[+30_4/-30_4]_<4s>に比較して2倍程度の強度を示した.疲労試験における両者の最も大きい違いは破損モードである.擬似等方性複合材料積層板の引張荷重方向やマトリックスが異なる場合について,疲労試験を行い疲労損傷過程を明確にした.一定荷重振幅繰返し片振り引張の低サイクル疲労試験を実施して,繰返し負荷時における応力-ひずみ曲線の測定,ならびに超音波深探傷装置を用いた試験片内部の損傷観察を行った.結果として,繰返し負荷を受ける斜交対称積層板の応力-ひずみ関係は,繰返し数の増加とともにひずみが蓄積するいわゆるメカニカルラチェット現象を示すこと,疲労損傷は主に層間剥離として観察され,その進展の様子は積層順序によって異なり,[+θ/-θ]_<4s>が漸増型,[+θ_4/-θ_4]_<4s>が急増型であることを明らかにした.繰返し負荷時の応力-ひずみ線図において観察されたメカニカルラチェット現象を数値シミュレーションするために,ラチェットひずみの定式化を行い,実験結果と比較的よく一致することを示した.擬似等方性積層板[+30/-30/90]_s,[+30_2/-30_2/90_2]_s,[-45/+45/0/90]_s,[-45_2/+45_2/0_2/90_2]_sおよび[-45_3/+45_3/0_3/90]_sの一軸引張疲労試験を実施し,疲労損傷過程を調べた.ひずみゲージに代表される従来より広く用いられていたひずみ計測システムは,繰返し負荷を受ける試験片のひずみ計測には適していない.そこで,本研究では,レーザスペックルを利用し,非接触でひずみを測定することが可能な精密ひずみ計測システムを導入して,繰返し応力-ひずみ線図測定を行っている.PEEKマトリックス複合材料積層板[+30/-30]_<4s>の実験結果として,疲労蓄積ひずみは,繰返しの初期には回数毎のひずみ(ひずみ-回数勾配)が大きいけれども,中期においてはほぼ一定値となり,後期でまた大きくなることが確認された.さらに,静的引張強度の85%,80%,75%を最大応力とした零-引張繰返し荷重による疲労試験では,疲労蓄積ひずみを含む最大ひずみ3.9%程度が疲労寿命となることを見いだした.実験結果を整理して,S-N(最大応力-繰返数)曲線を描き,両対数座標上でほぼ直線で疲労寿命を近似できることを明らかにした.同じ積層構成のエポキシマトリックス積層板についても疲労試験を実施中である.

積層数を変化させたときの静的強度,疲労強度を測定するために,ラミナを4層ずつ重ねた[+30_4/-30_4]_s試験片について,実験を行った.PEEKマトリックスの場合,静的強度につては[+30/-30]_<4s>の方が[+30_4/-30_4]_sに比較して2倍程度の強度を示した.疲労試験における両者の最も大きい違いは破損モードである.積層数が多い場合には層間でせん断滑りが大きく生じていることが観察された.これらの測定結果を基にして,疲労現象の計算機シミュレーションを行うために,繰返し応力-ひずみ曲線の定式化,積層数を変化させたときの計算機シミュレーション法の提案,斜交対称積層板の斜交角が変化したときの繰返し応力-ひずみ曲線の定式化を行いつつある.擬似等方性複合材料積層板の引張荷重方向やマトリックスが異なる場合について,疲労試験を行い疲労損傷過程を明らかにした.斜交対称積層板の基本的力学特性を知るために,マトリックスにPEEK,Epoxy樹脂の2種類を,繊維配向角に15,30,45,60度の4種類を,積層順序に〔+θ/-θ〕_<4s>,〔+θ_4/-θ_4〕_sの2種類を用いた短冊型試験片の静的引張試験を行った.その結果,応力-ひずみ関係は,いずれの配向角においても非線型性を示すこと,および破断モードが繊維配向角,積層順序に強く依存することを明らかにした.また,引張強度,破断ひずみなどの静的引張特性に対する,マトリックス,繊維配向角,および積層順序依存性について系統的,定量的な評価を行った.つぎに,一定荷重振幅繰返し片振り引張の低サイクル疲労試験を実施して,繰返し負荷時における応力-ひずみ曲線の測定,ならびに超音波探傷装置を用いた試験片内部の損傷観察を行った.結果として,繰返し負荷を受ける斜交対称積層板の応力-ひずみ関係は,繰返し数の増加とともにひずみが蓄積するいわゆるメカニカルラチェット現象を示すこと,疲労損傷は主に層間剥離として観察され,その進展の様子は積層順序によって異なり,〔+θ/-θ〕_<4s>が漸増型,〔+θ_4/-θ_4〕_sが急増型であることを明らかにした.また,疲労破壊は,繰返し負荷による蓄積ひずみが,静的引張時の破断ひずみに達したときに生じることを実証した.繰返し負荷時の応力-ひずみ線図において観察されたメカニカルラチェット現象を数値シミュレーションするために、ラチェットひずみの定式化を行った.また,単調負荷時の応力-ひずみ関係の数式的表現としてRamberg-Osgood則が有効であることを確認し,ラチェット構成式と単調負荷時の応力-ひずみ関係を組み合わせることで,繰返し負荷時の応力-ひずみ曲線の数値シミュレーションを行い,実験結果と比較的よく一致することを示した.複合材積層板の疲労損傷機構を明らかにすることを目的として、航空宇宙分野を始めとして一般に広く利用されている擬似等方性積層板の一軸引張疲労試験を実施し、疲労損傷過程を調べた。擬似等方性積層板の積層構成は、[+30/-30/90]_s、[+30_2/-30_2/90_2]_s、[-45/+45/0/90]_s、および[-45_2/+45_2/0_2/90_2]_sである。さらに構成層厚さを増したものとして、[-45_3/+45_3/O_3/90]_sについても実験を行った。疲労損傷様式はいずれの積層板においてもほぼ同様であり、積層板中央面である90゚/90゚層間を起点にして自由縁層間剥離が発生した。積層角が同一の層構成でも、各層の厚さが厚い積層板ほど、小さい繰り返し負荷ひずみで自由縁層間剥離が発生することがわかった。ひずみエネルギー解放率を用いて、剥離発生のひずみの臨界値を予測したところ、実験結果と非常によい一致が得られた。90゚/90゚層間の剥離は90゚層内のトランスバースクラックを伴い、90゚層内をジグザクに蛇行しながら試験片長さ方向に一気に進行した。自由縁層間剥離は負荷繰り返し数が増すとともに、試験片の幅方向へ徐々に進展していった。
形質ＱＴＬと発現ＱＴＬデータの融合による穂形成の遺伝子ネットワーク構築

本研究は、多収インド品種ハバタキとコシヒカリの交雑自殖系統群を用いて、穂構造を規定する34の形質調査(着粒数、穂長、1次枝梗数、2次枝梗数等)による形質QTLと、マイクロアレイによる穂形成時のイネ全遺伝子の発現QTLを行い、穂構造に関与する遺伝子群の遺伝子ネットワークの構築を試みた。その結果、合計83個の穂構造または収量性を制御するQTLを同定することができた。さらに、発現QTL情報をもとにQTL原因遺伝子探索を行うことでGn1a遺伝子をin silicoで予想できることを示し、同様な方法で上記のqPBL-6,qPBL-7,qUPB-8の候補遺伝子の数を数個に絞ることが可能なことを示した。本研究の目的は、イネ穂構造の分子機構総括的に理解することである。イネの穂構造についてはこれまでに様々な研究が行われており、最近は、QTL解析により穂構造関連遺伝子が単離されている。本研究では、穂構造に関する形質QTLと、マイクロアレイによる穂形成時のイネ全遺伝子の発現QTLを行い、形質と発現QTLを統合することで、穂構造に関与する遺伝子群を網羅的に抽出し、穂形成の遺伝子ネットワークを構築することを試みる。本年度は、形質QTLと発現QTLの融合により、実際効率的にQTL遺伝子が単離出来るか否かについて、評価が簡単な初期生育に関わるQTL遺伝子を事例として試みた。その結果、発現QTL解析を用いて、初期生育を促進するQTL、qEPD2、の領域内に45個の候補遺伝子を絞り込むことに成功した。さらに、この中からOsGA20ox1がqEPD2に対応する可能性を想定し、コシヒカリ由来のOsGA20ox1ゲノム断片をSL^<qEPD2>に導入した形質転換体は、草丈の伸長が見られるが、ババタキ由来のOsGA20ox1は有意な伸長効果が見られないことをつきとめた。以上結果から、OsGA20ox1は初期生育に関わる重要な遺伝子であることが示されると同時に、QTLマッピングとマイクロアレイ解析を併用することでQTLの候補遺伝子を効率よく絞り込むことが可能であり、本方法が短時間でQTL領域の遺伝子を絞り込む有効な手段であることが示された。本研究の目的は、イネ穂構造の分子機構総括的に理解することであった。イネの穂構造についてはこれまでに様々な研究が行われており、最近は、少数ながらQTL解析により穂構造関連遺伝子が単離されている。本研究では、穂構造に関する形質QTLと、マイクロアレイによる穂形成時のイネ全遺伝子の発現QTLを行い、形質と発現QTLを統合することで、穂構造に関与する遺伝子群を網羅的に抽出し、穂形成の遺伝子ネットワークを構築することを試みた。本研究においては、コシヒカリとハバタキから作出したBILs系統の発現QTL解析データと穂形質のQTL解析データをもとに、穂形質の形質QTL領域内に座乗するシスeQTL遺伝子を形質QTL遺伝子の原因候補遺伝子として推定し簡便なやり方で遺伝子単離が可能かどうかを検証した。この内、第7染色体上の一次枝梗を伸ばすハバタキ型QTLであるqPB7と、その領域内に位置するシスeQTL遺伝子MADS18との関係について、遺伝学的・分子生物学的に検討を行った。MADS18周辺で様々な組換え集団の穂形質評価を行ったところ、MADS18遺伝子座がハバタキ型になると一次枝梗が長く、さらにコシヒカリ由来MADS18遺伝子を、ハバタキゲノム部分置換系統に導入すると、一次枝梗がコシヒカリ程度に短くなった。以上結果から、MADS18が原因遺伝子であることが示されると同時に、QTLマッピングとマイクロアレイ解析を併用することでQTLの候補遺伝子を効率よく絞り込むことが可能であることが確認された。また、これ以外に、数個の候補遺伝子についても実験を進め、現時点で発現QTL解析が短時間でQTL領域の遺伝子を絞り込む有効な手段であることを複数の事例で検証するべく実験を進めている。