hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
水産生物の血液の有効利用-固定化分子膜の開発-

この手法はイワシ血液にも適用できて,均一な平均径1μmのホワイトゴースト膜を効率よく作製することができた。また,得られたホワイトゴーストから穴を再封したリシールドゴースト膜の作成を確認し,ヘモグロビンの再封入を行った。なお、ホワイトゴースト膜の調製過程の乾燥条件を変えることで網目構造型膜に変化することも明らかになった。(2)悪臭ガス吸収特性に関して,ガスクロマトグラフィーでメチルメルカブタンのヒツジ血液(魚血液の模擬試料として扱える)に対する反応性を定量的に評価した。メルカプタン吸収速度、吸収量ともにヘモグロビンの酸化状態の方が還元状態に比べて2倍大きくなること,吸収は非常に速い初期段階など3段階で進むこと,初期段階は2次反応で進行すること,吸収メルカプタンの脱離性があり,吸着剤として期待できることなどを見出した。(3)ヘミン誘導体をポリビニルアルコール鎖に化学的に固定した膜物質を作製した。固定化の割合がまだ小さいという課題が残るが,ホワイトゴースト膜内への封入およびゴースト膜との複層化のためのベースになった。水産生物の加工時に生じる赤血球膜物質と溶血液の工学的利用を目指し,イワシ,サバなどの魚血液の血球膜にポルフィリン等各種機能分子を組み込んで新たな選択的反応場を作り出すことを目的に進めている。各種物質のホワイトゴースト膜(穴あき血球膜)内への封入および取り出し,血液の悪臭ガス物質分離の試験評価、生理活性物質を化学修飾ちた人工膜の作成等を行い,次のような結果が得られた。(1)ホワイトゴースト膜内への機能分子の封入および膜内からの取り出し条件を検討し,ポルフィリン類,カルボン酸,アルコール,レゾルシン環状4量体など各種物質に適用した。吸光光度およびHPLC法で評価した結果,ポルフィリン類は封入率,取出率ともに高く,アルコールは相対的に低かった。(2)悪臭ガス吸収特性に関して,血液水溶液相の吸光光度法でメチルメルカプタンおよびトリメチルアミンのヒツジ血液(魚血液の良好な模擬試料として扱える)に対する反応性を反応速度論的に評価した。(3)ポリビニルアルコールとのエステル結合を介してヘミン錯体をペンダント形に固定化させた膜物質を作製し,イミダゾールとの良好な反応性が確認された。また,NMRスペクトル測定から固定化によって反磁性に変化していることから,結合したヘミン錯体同士の間で"face to face"型相互作用が生じ,コンフォメーションに影響していることが示唆された。(4)ホワイトゴースト膜の糖類の分子認識および分離を検討するため,糖鎖クラスターを有するレゾルシン環状四量体をモデルとして,これをODSカラムに被覆した微小膜物質と各種の糖類との相互作用をHPLC法で測定した。保持時間の比較によりすべての糖で保持されるが,その程度はオリゴ糖になるほど顕著で,かつ糖の構造の違いが顕著に現れた。
地域に根ざした環境文化の世代間継承に関する環境教育研究－奄美群島の集落を事例に

本研究は、人間形成の過程においてこれまで顧みられてこなかった自然環境との関わりの影響を解明することを目的に新たな環境教育研究の方法を開発することを目指している。本年度は、昨年度渡加した際に指摘を受けた方法開発の問題を踏まえて、改めて方法枠組みの見直しを行った。その結果、「身体性をもつ主体論」という新たな概念を導入することで、日常的な体験の積み重ねにより身体に埋め込まれた感性や意識に及ばない知識などの習得・習得過程に焦点をあてる分析枠組みを設定し、地域認識に至る影響を捉える方法を構想した。また、生態人類学や環境民俗学の知見を応用して、環境認識のレベルだけでなく、環境に働きかけるレベル(作用)や共同性のあり方を一体的にとらえることで、環境文化の継承と創造の主体を具体的に把握する枠組みを設定した。これらの考察は、日本環境教育学会第29回研究大会において「環境教育研究における「身体性」論不在の問題」として発表するとともに、現在「「身体性をもつ主体論」不在の環境教育研究の課題」として論文にまとめる作業に着手している。一方、方法枠組みを用いて研究を進めるフィールドについては、研究代表者がかかわる鹿児島大学環境学プロジェクトの活動の一貫として前進させることができた。2017年度に引き続き今年度は、3つの市町村における集落(龍郷町・秋名幾里集落、奄美市住用町・市集落、大和村・国直集落)を事例にして、若者世代と古老世代、地元民と移住者(Iターン者・Uターン者)の間で環境文化がどのように継承・発展しようとしているのかについて検討を行った。また、本研究で扱う環境文化の概念理解についても地元の方との議論を通して深めることができた。共同研究者に関する不測の事態(急死)により、研究枠組み(指標)とフィールドの選定が当初の計画どおり進まなかった経緯があり、その遅れがほかの要因も重なり研究全体の遅れを招いている。その他の要因としては、一つには、代表者の所属変更による業務の多忙化、もうひとつは、昨年度渡加した際に指摘を受けた方法論の見直しが生じたことである。次年度は、前半に現在執筆中の「「身体性をもつ主体論」不在の環境教育研究の課題」の論文を発表するとともに、ここで明らかにした枠組みを用いて調査するフィールドの予備調査を行う。論文にまとめた方法枠組みについては、8月下旬に開催される「WILD PEDAGOGIES: A WALKINGCOLLOQUIUM, IN FINSE, NORWAY」に持ち込み、参加者に検討してもらう。後期はサバティカル期間となるため集中的にフィールドに入りデーターを収集する。そのとりまとめを11月3日から開催されるWorld Environmental Education Congress 2019において発表する。その結果を受けて、引き続きフィールドに入るとともに、12月にはカナダに渡航し、先住民環境教育研究の専門家らと本研究について検討してもらう。1月以降は、研究の取りまとめのための執筆活動に集中する。なお、次年度は、奄美における環境文化に関する書籍を発刊する予定をしており、研究成果を盛り込むこととする。本研究は、人間形成過程においてこれまで顧みられてこなかった自然環境との関わりの影響の解明を目的に、日本における環境教育研究の新たな方法の開発を目指している。具体的には、1953年まで米軍統治下にあったため地域開発が本土より遅れ、人の暮らしと希少種動植物が密接に関わる環境文化を誇る奄美群島の集落を事例に、その土地に生きる、又は、生きてきた青年たちの地域認識の獲得過程を世代間の比較を方法論として用いて解明を行う。初年度は、主に二つのことについて検討を進めた。一つは、人と自然の関わりの深さを描くことが可能なキーストーンとなる指標の精選する作業である。このことを検討するために、本年度は主にア)人類学研究の知見、イ)教育学における民俗学的研究、ウ)環境教育研究のそれぞれの分野の文献・資料収集を行い、人と自然の関係についていかなる関心・切り口から人に関する記述と自然に関する記述がなされているのかを分析・考察することを試みた。もうひとつは、奄美群島地域の開発史の時期区分とそれに応じた世代区分の仮説設定に向けた作業である。このために本年度は、奄美群島の社会経済状況の推移を把握するための統計・行政関連資料を中心に収集、整理を進め、また、奄美大島と徳之島の二つの島について、シマ(集落)ごとの特徴を把握するために複数のキーパーソンと面談し、本人、および、当該集落の人と自然の関わりの生活史のヒアリングと郷土資料関連の文献収集を行った。これらの結果見えてきたことは、世代間だけでなく都市と農村集落という地域間にも人と自然の関わりの変化・断絶があり、生活・産業インフラ整備に伴う生業のあり方の変化にもタイムラグがあることだ。また、キーストーンとなる指標に関しては、人と自然の関わりを象徴する猛毒蛇ハブに注目することの可能性を見出し、今後は他の指標設定の可能性と合わせてさらに精査していく必要がある。研究実績の概要でも述べた通り、本年度は、次にあげる主に二つのことについて検討を進めた。一つは、人と自然の関わりの深さを描くことが可能なキーストーンとなる指標の精選する作業であり、もう一つが、奄美群島地域の開発史の時期区分とそれに応じた世代区分の仮説設定に向けた作業であった。まず前者については、ア)人類学研究の知見、イ)教育学における民俗学的研究、ウ)環境教育研究の各分野の文献・資料収集を行った。ア)については、主に環境学を中心とした離島研究に焦点を当てて文献収集と整理に当たった。

イ)については、習俗としての教育研究の先駆者である太田堯を中心に整理を行った。ウ)については、欧米の最新の環境教育研究の動向をフォローするための文献収集を行った。今後は、ア)とイ)をつなぐために教育人類学分野にも射程を広げ、ウ)については、先住民環境教育研究により焦点を絞っていくことが必要になる。後者については、奄美群島の社会経済状況の推移を把握するための統計・行政関連資料収集と整理、並びに、奄美大島と徳之島の二つの島について、シマ(集落)ごとの特徴をつかむために、山と海にかかわりを持つ異なる世代、異なる地域、異なる職業・分野等のキーパーソンに予備調査を行った。また、奄美地域の郷土史関連資料の収集・整理を行った。ところで、本研究は当初、研究代表者と一緒に平成24年度より共同調査を実施していた奄美市立博物館の元館長の中山清美氏(平成20年度から3年間「文化財総合的把握モデル事業」(文化庁)の選定を受け、広域市町村圏として「奄美遺産」の調査研究を行った中心人物)の全面的協力を得る予定だった。しかし、平成28年7月に突然逝去されるという不慮の事態に直面した。研究が本格始動する直前に氏を失い、当初予定していた調査地や協力体制を修正することを余儀なくされた。また、人間形成の過程における自然環境との関わりの影響を読み解く方法開発とあわせて、環境教育研究としてのその意味を原理的に探究するための理論研究を行った。その中間報告は、日本環境教育学会第28回研究大会において「暮らしに埋め込まれた人と自然の関わりから「環境教育」を紡ぐ」として発表した。当初の計画では、フィールド調査に入るための方法開発とその方法に基づいた調査結果について、欧米(特にカナダ)の先住民環境教育研究者らに対して報告し、検証・見直しを行う予定であった。だが、カナダで世界環境教育会議の開催に乗じて一年前倒しで途中経過の報告を行ったところ、日本とカナダの文脈の違いを考慮した方法開発の改善や見直しなど具体的な提案を受けることになった。本研究を遂行する上で、これら提案内容を参考にして方法を編み直すことが必要と判断し、結果として方法開発に時間を費やすことになった。また、フィールドについても当初の予定とは異なる事態が発生している。一つは、「奄美遺産」として活動が展開されていた集落に入る予定だったが、共同調査を予定していたキーパーソンの急死により、活動自体が停滞、もしくは、休止する状況にある。二つには、世界自然遺産登録(2018年夏予定)に向けた活動が活発になるなか、環境省が提唱する「環境文化型国立公園」に呼応する集落活動が新たに立ち上がっている。そのため本年度は、変動するフィールドの状況をフォローすることに留まり、具体的なフィールド設定に基づく調査を実施することが、方法開発の遅れも重なり、遂行できなかった。加えて、2018年春に大幅な組織再編に基づくダブルミッション化など個人的な理由も計画どおり進められなかった原因となった。本研究は、人間形成の過程においてこれまで顧みられてこなかった自然環境との関わりの影響を解明することを目的に新たな環境教育研究の方法を開発することを目指している。本年度は、昨年度渡加した際に指摘を受けた方法開発の問題を踏まえて、改めて方法枠組みの見直しを行った。
神経回路研究のための新しい性質を持つ逆行性レンチウイルスベクターの開発

逆行性レンチウイルスベクターは、神経終末から軸索を逆行性に輸送し、細胞体において遺伝子導入を可能とすることから、特定の神経回路機能を選択的に制御するためのツールとして、極めて重要な役割を果たす。狂犬病ウイルス糖タンパク質(RVG)およびRVGと水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質(VSVG)の一部から構成される融合型糖タンパク質を遺伝子組み換えにより複数作製し、これらの性状比較を行うことで、RVG/VSVGの境界位置が最適化された新しいタイプの融合型糖タンパク質を取得することに成功した。近年我々のグループでは、狂犬病ウイルス糖タンパク質(RVG)およびRVGと水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質(VSVG)の一部から構成される融合型糖タンパク質(FuG-C)を用いて、ニューロン特異的逆行性遺伝子導入(Neuron-specific retrograde gene transfer; NeuRet)ベクターを開発した。この外被糖タンパク質であるエンベロープは、アミノ酸配列改変による逆行性遺伝子導入に与える性質の変化が多様であるため、その構造改変を行うことでさらに高頻度な遺伝子導入能を示すタイプの新規エンベロープを獲得できる可能性があった。平成25年度においては、前年度に引き続き融合型糖タンパク質におけるRVG/VSVGの境界位置の最適化のため、その境界位置をずらした様々なタイプの融合型糖タンパク質を遺伝子組み換えにより作製した。はじめ、RVG/VSVGの境界位置を3アミノ酸ずつずらしたタイプのエンベロープにシュード化した逆行性ベクターを作製して、マウス線条体に注入、4週間後に線条体に投射する神経核への遺伝子導入を免疫組織化学的手法により染色して可視化した。この結果、RVG/VSVGの境界位置がFuG-C型糖タンパク質の位置、またはその前後にもっとも高い遺伝子導入を示す融合型糖タンパク質が存在することを見出した。そこで、FuG-C型の構造を基点とし、RVG/VSVG境界位置を前後に1アミノ酸ずつずらしたタイプの融合型糖タンパク質を作製、それぞれにシュード化した逆行性ベクターを上記同様にマウス線条体に注入して、逆行性遺伝子導入による陽性細胞数の比較を行った。これにより、FuG-C型に対して、VSVG配列が1アミノ酸長い(RVG配列が1アミノ酸短い)タイプの融合型糖タンパク質が最適な境界位置であることを明らかにした。平成24年度においては、これまでの我々の逆行性ウイルスベクターシステムによる遺伝子導入の効率をより向上させることを目指し、新型の改変ウイルスエンベロープの開発とその性状解析を行った。特に、神経細胞に特異的でグリア細胞等分裂性の細胞には導入されない新しいタイプのニューロン特異的逆行性遺伝子導入(neuron-specific retrograde gene transfer or NeuRet)ベクターを構成するエンベロープタンパク質は、そのアミノ酸配列改変による逆行性遺伝子導入に与える性質の変化が多様であった。そのことから、NeuRetベクターのエンベロープタンパク質のアミノ酸構造を改変した様々なタイプのベクターを作製し、それぞれをマウス背外側線条体に注入してこれまで得られていたベクターが示す逆行性遺伝子導入との比較を行った。それぞれのタイプのベクターをマウスに注入してから4週間後に脳を摘出し、背外側線条体領域に投射する皮質、視床、黒質における脳切片を作製して、免疫組織化学的手法により遺伝子発現の解析を行った。その結果、従来型のNeuRetベクターに対し、改変型ベクターにおいてはほぼ同程度か従来型をやや下回る遺伝子導入効率を示すことが明らかとなった。今後は、さらなるアミノ酸配列の変異導入とエンベロープタンパク質の由来するウイルス株の改変などを行うことで、より高頻度な遺伝子導入を可能とするタイプのベクター開発を行う。現時点においては、エンベロープタンパク質のアミノ酸変異導入によって得られた改変型ベクターのうち、従来型を越えるより高い遺伝子導入効率を示すベクターは得られていないが、当初の予定通り実験は遂行することができた。今後エンベロープタンパク質のさらなるアミノ酸配列への変異導入を行うと共に、エンベロープタンパク質の由来するウイルス株の改変などを行うことを計画している。NeuRetベクターでは、狂犬病ウイルス糖タンパク質(RV-G)細胞外ドメインN末端領域に水泡性口内炎ウイルス糖タンパク質(VSV-G)細胞外ドメインC末端領域と膜貫通・細胞内ドメインを連結した融合糖タンパク質をエンベロープとして構成される。24年度は従来のNeuRetベクターを構成するエンベロープに対し、RV-GとVSV-G領域の境界配列を3アミノ酸ずつずらしたタイプのエンベロープを作製することでその性状解析を行い、より高い遺伝子導入効率を示すタイプを検索してきた。25年度においては、このアミノ酸置換をより詳細に1アミノ酸ずつ変異導入したタイプを用いてマウスの脳における遺伝子導入効率を解析することを予定している。また、これまでは脳神経回路における遺伝子導入を中心としてきたが、筋肉などの末梢部位へのベクター注入によって、中枢神経系へ遺伝子導入できるかの実験を検討している。・逆行性ウイルスベクター作製に必要な分子生物学関連の消耗品・機器費用・遺伝子変異導入に関わるDNAコンストラクションの委託費用・実験動物(マウス)の購入、管理費用
貝穀形成に関わる遺伝子の網罹的探索:軟体動物ゲノムプロジェクトに向けて

本計画では,(1)貝殻形成のマスター遺伝子,(2)貝殻分泌の制御因子,(3)貝殻の左右非対称性の制御因子の単離・同定と機能の解明を通して,貝殻の進化過程や進化機構を考察することを目的とした研究を行い,以下の成果を得た.(1)殻体形成のマスター遺伝子転写調節因子engrailedと分泌成長因子dppのモノアラガイでの相同遺伝子の発現パターンを調べた結果engrailedは他の軟体動物と同様に貝殻腺の周縁において発現している一方で,dppはカサガイとは異なり,陥入している貝殻腺の右側で発現していることを発見した.(2)貝殻分泌の制御タンパク質モノアラガイを含む有肺類8種から貝殻基質タンパク質ダーマトポンティンを同定して系統解析を行い,有肺類の中で少なくとも2回独立に遺伝子重複が起きたこと,化石記録との比較からその重複は中生代以降に起きたことを明らかにした.また,アコヤガイでは,著しくアスパラギン酸に富んだ超酸性貝殻基質タンパク質アスペインの構造を明らかにし,アスペインがカルサイトの選択的沈殿の制御因子であることを発現パターンの解析とin vitroの結晶成長実験によって示した.(3)巻貝の巻きの制御因子モノアラガイの左巻き個体の外套膜の左側と右側で非対称的に発現している遺伝子をHiCEP法を用いて網羅的に探索し,合計11588個の遺伝子が外套膜で発現していること,また左右で発現量が有意に異なる遺伝子が数十に及ぶことを示した.左右で大きな変動を示す20個の遺伝子について,その構造と機能の解析を継続して行っている.本計画では,(1)貝殻形成のマスター遺伝子,(2)貝殻分泌の制御因子,(3)貝殻の左右非対称性の制御因子の単離・同定と機能の解明を通して,貝殻の進化過程や進化機構を考察することを目的とした研究を行い,以下の成果を得た.(1)殻体形成のマスター遺伝子転写調節因子engrailedと分泌成長因子dppのモノアラガイでの相同遺伝子の発現パターンを調べた結果engrailedは他の軟体動物と同様に貝殻腺の周縁において発現している一方で,dppはカサガイとは異なり,陥入している貝殻腺の右側で発現していることを発見した.(2)貝殻分泌の制御タンパク質モノアラガイを含む有肺類8種から貝殻基質タンパク質ダーマトポンティンを同定して系統解析を行い,有肺類の中で少なくとも2回独立に遺伝子重複が起きたこと,化石記録との比較からその重複は中生代以降に起きたことを明らかにした.また,アコヤガイでは,著しくアスパラギン酸に富んだ超酸性貝殻基質タンパク質アスペインの構造を明らかにし,アスペインがカルサイトの選択的沈殿の制御因子であることを発現パターンの解析とin vitroの結晶成長実験によって示した.(3)巻貝の巻きの制御因子モノアラガイの左巻き個体の外套膜の左側と右側で非対称的に発現している遺伝子をHiCEP法を用いて網羅的に探索し,合計11588個の遺伝子が外套膜で発現していること,また左右で発現量が有意に異なる遺伝子が数十に及ぶことを示した.左右で大きな変動を示す20個の遺伝子について,その構造と機能の解析を継続して行っている.今年度は,実験対象とするモノアラガイ(Lymnaea stagnalis)の継代飼育系の確立,遺伝子解析用の実験環境の整備などの基本的なセットアップを行うとともに,以下の研究を行った.(1)初期発生段階における貝殻形成の解析:cDNAライブラリーを作成するため,胚の各段階でRNAの定量を行った.必要量のRNAが得られ次第,ライブラリー作成を行う予定である.軟体動物の貝殻形成への関与が示唆されているengrailed, BMP, Hoxの各遺伝子については,縮重プライマーを用いて,ゲノムDNAよりPCR法によって遺伝子断片の増幅を行った.engrailed以外については増幅産物が得られており,現在配列の解析を行っている.また,偏向顕微鏡による観察で,初期幼生の原腎官付近に結晶質の物質が一対沈着していることが発見された.現在構造解析を行うべくその単離を行っている.(2)成体における殻体の非対称性を制御する遺伝子の網羅的解析:殻体の非対称性(らせんに巻いていること)の原因として,殻を分泌する外套膜において左右非対称的に発現している遺伝子が関係していると予想した.また,貝殻そのものの分泌に関与する遺伝子(殻体基質たんぱく質など)も左右で発現量が異なると期待される.そこで,これら遺伝子の単離を行うため,HiCEP法を用いて,外套膜の左側と右側でそれぞれ発現しているmRNAの発現量を網羅的に解析した.その結果,現在までに右巻き個体の外套膜左側からおよそ7000種類のmRNAが検出された.外套膜右側からのRNAについては不純物の除去を行い,現在再解析を行っている.今年度は以下の研究成果を得た.(1)軟体動物を代表する7種のHox遺伝子をPCR法により増幅し,遺伝子組成を推定した.その結果,軟体動物の最終共通祖先が最低12個のHox遺伝子を持っていたこと,体制の複雑さとHox遺伝子の数が相関しないこと,貝殻形成と関連するとされたHox4の有無と貝殻の有無が対応しないことがわかった.(2)貝殻基質タンパク質dermatopontinの相補的DNAを単離し,構造と発現の解析を行った.その結果,Lymnaeaのdermatopontinには外套膜での発現が強いタイプ1と体の各組織で発現するタイプ2,3の最低3種類のパラログがあることがわかった.

またこのうち糖鎖結合モチーフを持つものがタイプ1だけであることも明らかとなり,貝殻形成との関連が示唆された.(3)アコヤガイで知られる6種類の貝殻基質タンパク質の遺伝子の発現解析を行った.その結果,外套膜全体で発現するnacrein以外は,それぞれ外套膜の外側(Aspein, MSI31,Prismalin 14)もしくは内側(N16,MSI60)のみで発現することがわかり,それぞれが稜柱層と真珠層の作り分けに関与していることが示唆された.また,外套膜の外側と内側で発現しているそれぞれの遺伝子の発現量がそれぞれ相関していることも明らかとなり,それぞれの遺伝子発現が同一の因子によって調節されている可能性が示唆された.(4)Lymmaea成体の外套膜において左右非対称的に発現している2種類の遺伝子(右側と左側それぞれに特異的な遺伝子1種類ずつ)をHiCEP法を用いて単離し,その構造と発現の解析を行った,その結果,左巻きの系統の右側でgalectinが,また左側で膜表面の銅受容体のホモログが特異的に発現していることが明らかとなった.現在これらの観察事実と殻の巻きとの関連についてさらに解析を行っている.今年度は以下の研究成果を得た.(1)他の巻貝において貝殻形成への関与が疑われるHox1遺伝子のモノアラガイ幼生における発現をin situ hybridization法により調べた.その結果,モノアラガイの貝殻形成ではHox1遺伝子が関与していないことが示唆された.(2)貝殻形成に関与する遺伝子を人工変異体から単離するための準備として,モノアラガイの細胞性アクチン遺伝子の全長cDNAを単離し,インバースPCR法によりそのプロモーター領域(約1.2kb)のクローニングを行った.現在レポーター遺伝子との組換体を受精卵に導入することで活性の確認を行っている.(3)貝殻基質タンパク質Dermatopontinの機能をRNA干渉法により調べるための基礎実験を行った.その結果,二本鎖RNAのモノアラガイ成体への導入による遺伝子発現の低下が示された.(4)貝殻の巻きのメカニズムへの関与が疑われるgalectinについて,全長cDNAを単離した.その結果,モノアラガイで単離されたgalectinが哺乳類のgalectin-9(細胞死の制御などに関与)に最も近いことが分かった.(5)galectinの機能を調べるため,RNA干渉法による解析を行った.その結果,成体では目立った表現型の変化が見られないものの,二本鎖RNAを導入した成体に由来する子世代において貝殻が巻かないという異常を示す表現型がある一定の頻度で生じることが分かった.このことはparentalなRNA干渉が起きていることを示唆すると同時に,galectinが貝殻の規則的ならせん成長を制御している因子であることを示唆する.今年度は、軟体動物の貝殻形成に関与しているとされるengrailed遺伝子(転写調節因子)と、軟体動物腹足類のカサガイ(Patella vulgate)において貝殻形成への関与が示唆されているdpp遺伝子(成長因子)の相同遺伝子をモノアラガイLymnaea stagnalisにおいて単離し、その発現を解析することを主な目的として研究を行った。L.stagnalisのゲノムDNAを単離し、縮重プライマーセットを用いたPCRにより、engrailed、dpp両遺伝子の断片を得た。
細胞抗原レセプターシグナル伝達分子α4からのS6キナーゼ活性化誘導の研究

B細胞の抗原刺激を伝達する経路のうち、ribosomalタンパク質のリン酸化を誘導して細胞のタンパク合成を制御する経路として免疫抑制剤ラパマイシン感受性のBCR/mTor/alpha4+PP2Ac/S6キナーゼの信号伝達経路を検証した。alpha4分子をconditionalに欠損させたB細胞はその増殖機能を低下させ、ことにB細胞クローンの増大を必要とするT細胞依存性抗原に対しての反応が著しく障害された。alpho4分子が細胞増殖におけるS6キナーゼの重要な制御分子であることを明らかにした。B細胞の抗原依存的反応において、alpha4分子/mTor/PP2Ac/S6Kの関与するタンパク質合成賦活化経路の存在は必須なものであることが示された。alpha4遺伝子欠損B細胞では著しく抗原レセプターシグナル、IL-2刺激に対して増殖反応が低下していた。さらに、この遺伝子変異B細胞における抗原刺激によって誘導されるS6キナーゼの活性化を調べた、alpha4がS6Kの活性化に関わっていることが示された。alpha4遺伝子欠損マウスの免疫応答を解析した。T細胞非依存性抗原に対する反応をTI-2抗原であるTNP-LPSを免疫して解析した。TNP抗原特異的な各アイソタイプの抗体を調べたところ,軽度alpha4分子欠損で低下していた。T細胞依存性抗原TNP-KLHで免疫したところ、TNP特異的IgG1抗体の産生が著明に低下していた。このマウスにおける胚中心形成を調べたところ、IgMを発現するB細胞が集積しているものの、成熟したIgG陽性の胚中心形成が見られなかった。そこで抗原で免疫したマウスの脾臓B細胞のV領域遺伝子の突然変異の頻度を調べた。alpha4分子の欠損によって著しく抗原特異的な親和性の成熟に障害が見られた。この結果はalpha4分子を介する抗原信号がT細胞依存性の液性免疫応答に重要な機能を果たしていることを示した。
ランダム行列の数理によるディープラーニングの有効性の解明

今年度は、計算機環境の拡充とともに理論的な解析をもとに応用研究を行った。一つは医療機械学習の研究者とともに、がん細胞の組織顕微鏡写真のセマンティック・セグメンテーションタスクに対して、新たなニューラルネットワークの設計を行い、予測精度を引き上げることに成功した。このような医療データのパターン認識は、通常の画像認識とは若干異なり、幅広い周波数帯の空間パターンを利用する必要がある。そこでそのような必要に向いたニューラルネットワークの改良を行った。現在、この結果を論文に準備中である。また神経科学者とともに、脳活動の計測データを深層学習で分析し、隠れた特徴的パターンの抽出を試みる研究も開始しており、すでにプレリミナリーな結果が出始めている。神経細胞の活動を解析するためには、極めて多量の細胞の集団活動を分析しなくてはならない。主成分分析など、既存の分析方法でもある程度集団活動のロバストな情報は取り出せるが、その細かい活動パターンの特徴量を捉えることは困難である。そこで深層学習による特徴量学習や多様体学習を用い、神経細胞の集団活動の内在的な特性の分類を行なっている。また、応用だけではなく深層学習の基礎的な研究として、敵対的事例の研究を行っている。敵対的事例は、極めてよく訓練された深層学習モデルであっても、特殊な摂動により容易にご判断を誘導できてしまうという、機械学習システムのセキュリティー上極めて深刻な問題である。最近の深層学習の進展を応用して、新たな敵対的事例の生成アルゴリズムを発見した。その結果を投稿中である。深層学習の性能に関する理論・模型の考察を通じて、具体的なタスクの性能に実際に寄与する仕組みを設計できている。特に生命科学に関係するデータに関して、それに有用なモデルの設定の知見が溜まってきた。したがって最近の深層学習の理論的な進展を活用して、実際の応用研究に役立てる向性が順調に進行している。その一方、理論自体をより深化させる方向は当初の予想より難しく、引き続き来年度の課題となっている。今後は、応用研究を引き続き行い、さらに有用な結果を出すことが大事である。それと同時に、これまでの研究の知見をもとに深層学習の汎化に関する理論的な理解や、ネットワーク設計に関する第一原理的な理解に近くための理論研究を推進することが大事である。そのためには想定した理論的枠組みだけではなく、この数年の新しい理論的進展も取り入れて、考察する対象の模型の範囲を広げて研究する方針である。本年度は、深層学習の理論的研究を行うとともに、計算機環境を構築した。理論的側面の研究としては、多層モデルにおいても学習が極めてスムーズに進行することが知られているresidual networkに関して、その性質の良さを学習と初期値の観点から考察した。深層学習の学習において、勾配消失を回避しながら勾配降下法による学習を成功させるためには、学習パラメータの初期値を適切に取らねばならないことが知られている。しかしresidual networkに関しては、応用的な場面では初期値については深く考えず、バッチ規格化という手法を用いることで半ば強制的に学習を収束させている。そこで初期値に関しても数理的にきちんと考察することで、これまでresidual networkに対して用いられていた初期値は適切とはいえず、よりふさわしい初期値の取り方があることを発見した。その結果、中規模のモデルではバッチ規格化を用いずともresidual networkの学習が上手くいくことが示された。最終的な研究のゴールは、収束先の局所最適解が汎化を示す理由を解明することであるが、まずはその手始めとして学習の初期がスムーズに進行する様子の詳細をresidual networkに対して、初期値の観点から調べたことになる。また、応用的な研究として医療画像のセグメンテーションのためのモデル設計の研究も開始した。そこでも理論的側面の研究を基にしたモデル・アルゴリズムの改良が成果を出し始めているので、次年度も引き続きおこなう予定である。深層学習の学習が上手くいくことを考察する目的のために、まずはresidual networkというモデルを取り上げることで、予期していたのとは違う方向で研究の可能性が拓けた。residual networkの性質は昨年度までに様々な研究者によって、loss surfaceの滑らかさなど様々な観点から説明が試みられている。本研究では初期化がresidual networkの性質と関係しうることを議論したのであるが、今後は他の研究者のアイデアや、本来のアイデアであるランダム行列理論と上手く組み合わせることで、本研究プロジェクトがスムーズに進展しうるものと期待できる。また計算機環境に関しては、マシン組み立てを自作で行うことで、予定していた予算の一部でとてもスペックのよい計算機が用意できた。そこで今後は計算機環境の拡充を図るとともに、そのマシンを使ってloss surfaceのlandscapeなどに対して網羅的な計算機実験ができるものと期待している。

主成分分析など、既存の分析方法でもある程度集団活動のロバストな情報は取り出せるが、その細かい活動パターンの特徴量を捉えることは困難である。そこで深層学習による特徴量学習や多様体学習を用い、神経細胞の集団活動の内在的な特性の分類を行なっている。また、応用だけではなく深層学習の基礎的な研究として、敵対的事例の研究を行っている。敵対的事例は、極めてよく訓練された深層学習モデルであっても、特殊な摂動により容易にご判断を誘導できてしまうという、機械学習システムのセキュリティー上極めて深刻な問題である。最近の深層学習の進展を応用して、新たな敵対的事例の生成アルゴリズムを発見した。その結果を投稿中である。深層学習の性能に関する理論・模型の考察を通じて、具体的なタスクの性能に実際に寄与する仕組みを設計できている。特に生命科学に関係するデータに関して、それに有用なモデルの設定の知見が溜まってきた。したがって最近の深層学習の理論的な進展を活用して、実際の応用研究に役立てる向性が順調に進行している。その一方、理論自体をより深化させる方向は当初の予想より難しく、引き続き来年度の課題となっている。今後は本来の本研究プロジェクトの柱であるランダム行列理論を使った解析に加え、パラメータ初期化、勾配降下法の収束と汎化、loss surfaceの複雑性など、ここ最近の研究で出てきた様々なアイデアを組み入れて、多角的な視野から深層学習の学習と汎化の謎に挑む。基本的には研究計画に従って遂行して行く予定である。しかし新しい分野であるだけにどのアプローチが一番有望かはまだまだ未知であるので、常に一つの手法に固執せず、さまざまな新しいアイデアを常に取り込んで行くことにする。今後は、応用研究を引き続き行い、さらに有用な結果を出すことが大事である。それと同時に、これまでの研究の知見をもとに深層学習の汎化に関する理論的な理解や、ネットワーク設計に関する第一原理的な理解に近くための理論研究を推進することが大事である。そのためには想定した理論的枠組みだけではなく、この数年の新しい理論的進展も取り入れて、考察する対象の模型の範囲を広げて研究する方針である。本年度は当面必要となる計算機環境が予想より安価に構築できたため、出費が抑えられた。次年度使用額は、次年度分と合わせて、効率的で経済的な計算機購入へ当てる予定である。次年度に新しい計算機資源を購入するため、計画的に支出計画を変更した。
非定常な流れ場における土砂輸送理論の体系化に関する研究

本研究で得られた成果は以下のとうりである。1.時間的に非定常、空間的に非一様な流れ場における一般的な土砂輸送を表現するには確率モデルがもっとも現象に忠実であることを示した。次にモデルは初期移動状況を表すpick-up rate,流送特性を示すstep length(移動距離に関する情報を縮約)とmoving period(移動時間に関する情報を縮約)の3つのパラメータによって構成されることを示した。提案されたモデルは従来、空間的な非平衡、時間的な非平衡掃流過程に対して別個に提案されていたモデルを包含する事も証明した。提案されたモデルを非定常開水路流,振動流・一方向流共存場に出現する非平衡掃流過程に適用した結果、実験値との対応も良好でありその妥当性が確認された。2.提案されたモデルの3つの構成要素を力学モデルと各現象に固有の不規則性に関する確率論的考察によって水理量に対して確定し、簡単な近似式の形にまとめた。各近似式は水路実験によってその適用性が確認された。3.従来十分に明らかにされていなかった非定常開水路流の乱流構造を水路実験によって検討した。その結果、乱流構造に及ぼす非定常性の強度特性を示すパラメータを定義し、それが基底流と水理量の時間変化率から成っていることを明らかにした。定義されたパラメータを用いることで、一次元水理量や平均流速分布の時間変化を系統的に表すことが可能となった。4.非定常な流れ場における運動量フラックス(Reynolds応力)と浮遊粒子の質量フラックスの時空間変化との相似性に着目したモデルにもとづく浮遊砂モデルを提案し、その適用性を水路実験によって確認した。されに提案されたモデルはReynolds応力が既知の場合の浮遊砂モデルの一般形式となっていることを証明した。本年度の研究によって得られた成果は次の通りである。1.空間的に非一様,時間的に非定常な流れ場における掃流砂問題を論じるためには,従来より用いられている砂粒子の移動速度,moving periodを無視した形式の確率モデルでは不十分であることを明らかにするとともに,移動速度を考慮した確率モデルの構成を行った。非定常流れの特性が明らかになると,提案したモデルを用いて,種々のレベルの非平衡掃流砂過程の記述が可能となるものと考えられる。2.幾つかの流量ハイドログラフに従う非定常開水路流の詳細な流れ計測を行い,乱流構造に及ぼす流れの非定常性を明らかにした。壁面領域には摩擦速度の変化として現れるものの,壁法則は普遍であった。外部領域においては,増水期には速度勾配が等流状態より大きく,減水期においては小さくなることを見い出した。乱れ強度分布は,摩擦速度を用いて無次元表示すると,等流状態との差はほとんど認められなかった。乱れのスペクトルは,増水期で高周波側に移行,逆に減水期で低周波側に移行という傾向が認められた。適切な時間スケ-ルを用いることにより,その普遍表示が可能と考えられる。3.幾つかの流量ハイドログラフに対して,掃流砂運動を特徴づけるpickーup rate,掃流砂量を実測し,水理量に対する遅れが基底流と流れの非定常強度によって系統的に変化することを見い出した。さらに前述のモデルでこの遅れが説明し得ることがわかり,1.のモデルの妥当性が検証された。4.振動流・一方向流共存場での掃流過程の確率モデルの枠組みを示すとともに,強い非定常性を有する流れに対するpickーup rate推定式を導き,その適用性を実験によって明らかにした。

1.掃流粒子に作用する流体力は一般に様々なスケ-ルの変動を含んでおり、掃流過程もその変動に応答する形で様々に方動している。特に掃流過程の時間スケ-ルであるmovingperiod程度の周期の変動が卓越するとき、時間軸上の非平衡性が顕著となる。こうした場での非平衡掃流過程の記述には、確定論的なモデル化は不十分であり、pickーup rateとmoving periodより構成される確率モデルが有効であることを指摘し、その枠組みを示した。その妥当性は振動流・一方向流共存場での掃流砂実験によって確認された。2.振動流・一方向流共存場におけるripple上の浮遊砂特性に関する水理実験を行い、その農度分布の時間・空間的な変化が浮遊砂雲に強く規定されていることを指摘、その移動特性と濃度分布との関係を定性的に説明した。次に浮遊砂雲を生成頃として考慮した非定常拡散方程式とkーε乱流モデルとを組み合せ、浮遊砂濃度の時空間分布の数値模擬を行い実験結果をほぼ再現できることを示した。提案された浮遊砂雲に基づくモデルは任意の時間における浮遊砂濃度,浮遊砂量の評価が可能であることが特徴である。3.非定常開水路流の平均値決定に関して従来から提案されているいくつかの手法を、集合平均法をその基礎として比較、検討し、移動平均法周波数領域法を適用する際のずらし時間、波の重ね合せ回数についての条件を明確にした。4.洪水流の乱流構造に及ぼす空間的な圧力勾配に着目し、Clamserの非平衡境界層ceラメ-タを開水路流に適用した。得られたパラメ-タは洪水流の波動特性、一次元化された水理量を支配するパラメ-タとも一致し、流れの非定常性が流れ構造に及ぼす影響が系統的に整理できる。本年度の研究によって得られた成果は次の通りである.1.非定常・非一様な流れ場における土砂輸送モデルは,初期移動特性を表わすpick-up rate,流送特性を表すstep length(あるいはmoving period)と移動速度によって構成されることを示した.流れの変化に関する時間スケールがmovingperiod程度である場合には,前述の全ての特性量を用いて土砂輸送現象は表現される.すなわち流砂量,河床高変化は時間,空間軸上に記述されることになる.時間スケールが十分に大きい時は,pick-up rateとstep lengthより構成される従来型の確率モデルに一致することを証明した.2.圧力勾配が時間的・空間的に変化する流れ場における河床静止砂粒の移動開始時の運動方程式の解に流体力の変動の効果を確率論的考察により付加することで,砂粒径,流体力変動の強度,圧力勾配の強度をパラメータとするpick-up rateの推定式の一般化を図った.得られた推定式は振動流・一方向流共存場での実験値と良好な一致を示した.3.洪水流下での河床変動に関する水理実験を行ない,上流側からの流砂の給砂条件によって特に洪水の減水期における河床の埋め戻しが大きく変化することを示した.1.及び2.で展開したモデルをこの実験に適用した結果,モデルの有効性が確認された.従来のモデルでは十分でなかった洪掘初期の河床高変化が良好に再現された.4.洪水流下での浮遊砂fluxと運動量fluxの同時計測を行い,両者の時間的な変化過程に相似性があることを見い出した.
フランス革命期「併合地」における「公教育組織法」の施行過程に関する実証的研究

フランス革命期に革命戦争によりフランス領となった「併合地」に対し、「公教育組織法」(1795年)に基づいて施行された公教育について、フランス国立古文書館所蔵手稿史料および当時の「併合地」の古文書館所蔵手稿史料を用いて検証し、「公教育組織法」の受容状況(積極的・消極的)が、「併合地」の歴史的、社会文化的背景によりきわめて異なっていたことを明らかにした。また、国内および「併合地」における公教育の実施状況を総合的に捉えることで、革命期教育史の実態をより体系的に解明することができた。本研究は,フランス革命期に革命戦争によりフランス領となった「併合地」に対し,「公教育組織法(通称ドヌー法,1795年)に基づいて施行された公教育の実態を,未刊行史料に基づいて解明し,思想面の研究に重点が置かれがちであっていた革命期の公教育について「併合地」の問題も視野に入れて,理念と実態の両面から,革命期公教育の全容を明らかにしようとするものである.本研究においては,刊行史料の存在しない総裁政府期の「併合地」の公教育組織作業を解明にあたり,未刊行行史料の収集・分析が重要であるため,平成19年度は,フランス国立古文書館所蔵「内務省手稿史料」の中に残されている「併合地」の公教育関係史料の全容調査に着手し,「併合地」での公教育が公教育組織法に基づいてどのように実施されたのか,「併合地」ごとに実施状況の相違はみられるかといった点に注意しつつ,史料の収集・分析を行った.その過程で,「併合地」の公教育実施状況には,フランス型公教育制度を積極的に取り入れ施行した「併合地」と,革命政府が積極的に介入する形で公教育が施行された「併合地」といった差異が存在したことが明らかとなった.この問題の分析を深めるため,当該地域の文書館に赴き新史料の発掘に努めるとともに,当該地域に既に存在した公教育制度(大学,コレージュなど)が「併合地」時代にどのように継承・廃絶されたのかについても検討する必要性が痛感されたため,本年度は,革命期「併合地」時代に複数の県が設けられていたスイス西部地域(現在のフランス語圏だけでなくドイツ語圏も含む)の国立古文書館(ジュネーヴ)で調査を行い,「併合」前の教育状況,「併合」後の公教育の状況についての史料を収集し,公教育組織法に基づく「併合地」内での公教育の実施状況が当該地域にすでに存在した公教育制度(大学,コレージュなど)の発展度合いとどのように関わっていたかという点を中心に分析をすすめた.本研究は、フランス革命期に、革命戦争によりフランス領となった「併合地」に対し、「公教育組織法」(ドヌー法、1995年)に基づいて施行された公教育の実態を、フランスおよび当時の「併合地」の古文書館所蔵手稿史料を用いて解明し、革命期公教育政策のもっていた啓蒙期コスモポリタニズムの継承という側面、19世紀ナショナリズムの先駆という側面、またそのいずれでもない革命期固有の特徴を検証し、従来、理論面の研究にとどまっていた革命期の公教育について、併合地も視野に入れて、理論と実態の両面から全容を明らかにしようとするものである。平成20年度は、平成19年度に調査・収集したフランス国立古文書館所蔵の「併合地」公教育関係の史料を分析し、当時の併合地であった、スイス西部、ルクセンブルク、ドイツ西部の公教育の施行状況について全体像の解明につとめた。これにより、公教育の施行に際しては、きわめて積極的であった地域と、消極的であった地域にはっきりと分かれることが明らかになったので、この差異の社会文化的背景についても調査・分析を行った。その検証のため、さらにフランス国立古文書館で関係史料を収集するとともに、当該地域の古文書館にも赴いて史料の調査・収集を行った。特に、「エコール・サントラル」関係の史料は網羅的な収集につとめ、「併合地」の中でもエコール・サントラルが実際に設立され成功を収めたポレントリュイ(スイス)については、フランスの公教育法制の施行に積極的であった背景を解明するため、エコール・サントラル関係史料とともに、併合前の教育関係史料も調査・収集し、当該都市の歴史的、社会文化的背景の分析を行った。さらに、これまでの成果を書籍としてまとめ刊行するため、平成21年度の科学研究費「研究成果公開促進費」を申請し、採択された。本研究は、フランス革命期に、革命戦争によりフランス領となった「併合地」に対し、「公教育組織法」(ドヌー法、1995年)に基づいて施行された公教育の実態を、フランスおよび当時の「併合地」の古文書館所蔵手稿史料を用いて解明し、従来、理論面の研究にとどまっていた革命期の公教育について、併合地も視野に入れて、理論と実態の両面から全容を明らかにしようとするものである。

本研究においては、刊行史料の存在しない「併合地」の公教育組織作業を解明するにあたり、未刊行史料の調査・収集が重要であるため、平成21年度は、調査を続けてきたフランス国立古文書館所蔵の「併合地」の公教育関係の史料について、未収集であった地域の史料の収集を行った。また、その分析をすすめ、当時の併合地(現在のスイス西部のフランス語圏地域、ベルギー、ルクセンブルク、ドイツ西部)の公教育の施行状況の全体像の解明につとめた。いくつかの併合地については、フランス国立古文書館における史料の残存状況が必ずしもよくないことが明らかとなったが、革命期の公教育が併合地全般において実際に施行されていたということ、施行に際してきわめて積極的であった地域と消極的であった地域にはっきりと分かれるということを実証することができた。この差異の社会文化的背景についての調査・研究の必要も痛感されたので、本年度はフランス語圏併合地について、当該地域の古文書館にも赴いて史料の調査・収集を行い、これらの史料と、当該地域の歴史的、社会文化的背景の分析をすすめた。その成果の一部をまとめ平成22年度に刊行する予定である。フランス革命期の併合地において、政治的側面の影響関係ばかりではなく、文化的側面での影響関係が広く展開されていたという本研究のもうひとつの成果については、ドイツ、ベルギー、スイスの研究者の協力を得ながら、さらに史料収集を進めて研究を深めていくこととしたい。
TLR9シグナルの新規制御分子Sortilinの機能解析

形質細胞様樹状細胞(pDC)は,細菌やウイルス感染時に多量のI型インターフェロン(IFN)産生を行う免疫細胞である.我々は,DNAマイクロアレイ解析から見出したSortilinの免疫細胞における機能の解明を通し,pDCによるI型IFN産生機構の解明を目指した.種々の解析の結果,NGF-βやIFN-γに加えて,IFN-αやIL-6とSortilinが結合し,ノックダウンによってIFN-αの分泌が顕著に減少した.このことから,SortilinはpDCにおいてIFN-αの細胞外への輸送に重要な役割を担っていることが示唆された.形質細胞様樹状細胞(pDC)は,細菌やウイルス感染時に多量のI型インターフェロン(IFN)産生を行う免疫細胞である.我々は,DNAマイクロアレイ解析から見出したSortilinの免疫細胞における機能の解明を通し,pDCによるI型IFN産生機構の解明を目指した.種々の解析の結果,NGF-βやIFN-γに加えて,IFN-αやIL-6とSortilinが結合し,ノックダウンによってIFN-αの分泌が顕著に減少した.このことから,SortilinはpDCにおいてIFN-αの細胞外への輸送に重要な役割を担っていることが示唆された.形質細胞様樹状細胞(pDC)は,エンドソームに局在するToll-like receptor(TLR)9で細菌やウイルス由来の非メチル化CpG-DNAをリガンドとして認識し,多量のI型インターフェロン(IFN)産生を行う免疫細胞である.pDCによるI型IFN産生機構は,ウイルス感染防御において重要な役割を果たす一方,その機構の詳細は未だ不明な点が多い.我々はDCやマクロファージ,好中球のエフェクター機能を抑制する抑制型受容体であるPIR-Bの欠損マウスの解析から,PIR-B欠損によってpDCでのCpG-DNA刺激によるIFN-α産生が亢進することを見いだした.そこで,PIR-B欠損マウス由来のpDCで発現変動している遺伝子には,pDCにおけるI型IFN産生制御に関わるものが多数含まれると予想し,DNAマイクロアレイ解析を行った.結果,PIR-B欠損マウスpDCにて発現量が変動している約50種の遺伝子を見出した.本研究では,DNAマイクロアレイ解析より見出した,PIR-B欠損pDCで発現量が変動している遺伝子の機能解析を通して,免疫細胞におけるサイトカイン産生機構の解明を目指した.まず,DNAマイクロアレイで発現量が変動しているとされる遺伝子に関してqPCRを行い,いくつかの遺伝子に関して実際に発現量が変動している事を確認した.そこで,qPCRにて発現変動が確認された遺伝子のうち,免疫細胞における機能が未知であるSortilinの機能解析に着手した.まず,SPR解析による物理学的相互作用解析の実験系を構築し,NGF-βとIFN-γに関してSortilinとの相互作用を確認した.細胞レベルにおけるSortilinの機能解析では,マウス骨髄より誘導したpDCでsiRNAによるノックダウンを行い,サイトカイン産生への影響を検討した.並行して,次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析による,新規遺伝子の同定も試み,DNAマイクロアレイ解析と同様の結果を得られたと同時に,新たに発現変動をしている遺伝子も確認された.形質細胞様樹状細胞(pDC)は,エンドソームに局在するToll-like receptor(TLR)9で細菌やウイルス由来の非メチル化CpG-DNAをリガンドとして認識し,多量のI型インターフェロン(IFN)産生を行う免疫細胞である.pDCによるI型IFN産生機構は,ウイルス感染防御において重要な役割を果たす一方,その機構の詳細は未だ不明な点が多い.MHCクラスI分子をリガンドとする免疫グロブリン様受容体PIR-Bは,DCやマクロファージ,好中球のエフェクター機能を抑制する抑制型受容体である.我々は,PIR-B欠損マウスの脾臓pDCで,CpG-DNA刺激依存的なIFN-α産生の亢進を見いだし,DNAマイクロアレイ解析からPIR-B欠損pDCにて発現量が変動している約50種の遺伝子を同定した.本研究では,発現変動していた遺伝子の一つ,Sortilinの機能解析を通して,免疫細胞におけるサイトカイン産生機構の解明を目指した.本年度は,前年度から引き続きSortilinの機能解析を行った. Sortilin及び各種サイトカインの組換蛋白質を用いたSPR解析による物理学的相互作用の解析を行った結果,NGF-βやIFN-γに加えて,IFN-αやIL-6,IL-10とSortilinの結合が観察された.次いで,SortilinとIFN-αを蛍光タンパク質との融合蛋白質として細胞内に発現させたところ,共局在することが観察された.そこで,pDCを用いてSortilinのsiRNAによるノックダウンを行いCpG-DNA刺激を行ったところ,IFN-αの転写レベルでの発現誘導には変化はなかった一方,IFN-αの分泌はSortilinノックダウン細胞において減少した.このことから,SortilinはpDCにおいてIFN-αの細胞外への輸送に重要な役割を担っていることが示唆された.機能生物化学研究開始当初は実験条件の検討に少し時間を要したが,概ね順調に研究は進展している.概ね順調に研究は進展しているので,次年度は特にSortilinの機能制御に関する解析とin vitroでの解析により力点をおいて,研究を遂行する予定である.また,Sortilinの機能解析に加え,トランスクリプトーム解析によって得られた新規の遺伝子に関する機能解析や,マクロファージ等の他の細胞種での機能解析にも着手する.