hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
染色体ダイナミクスに関わるタンパク質の構造・機能解析

クロマチン構造の動的性質は、遺伝子の転写、ゲノムDNAの複製、染色体組換えなどに直接的な影響を及ぼす。本研究では、リコンビナントタンパク質を用いた試験管内クロマチン再構成系によって、クロマチンダイナミクスの構造基盤を明らかにすることを目的としている。クロマチン構造は、4種類のコアヒストン(Histones H2A,H2B,H3,H4)と146塩基対のDNAからなるヌクレオソームを基本構造とする。近年、これらのコアヒストンにはいくつかのバリアントが存在することが明らかになり、それらヒストンバリアントのクロマチン構造形成における重要性が指摘されつつある。そこで本年度は、ヒストンバリアントのうち、特にヒストンH3に着目し、そのバリアントであるヒストンH3.1、H3.2、H3.3、H3.1t、そしてセントロメア特異的ヒストンH3バリアントCENP-Aをリコンビナントとして発現精製することに成功した。これら全てのピストンH3バリアントを、ヒストンH4との複合体として精製し、それらのヌクレオソーム形成能を試験管内再構成系を用いて検討した。またヒストンH3バリアントのクロマチン構造形成における役割を調べるために、リコンビナントとして精製したこれらのヒストンH3バリアントの物理化学的および生化学的性質を種々の方法によって解析している。さらに、これらのピストンH3バリアントを用いた再構成ヌクレオソームを用いて、クロマチン構造ダイナミクスに重要な役割を果たす、ヒストンシャペロンNAP1、NAP2、そして新規ヒストンシャペロンPP2Cgammaのヌクレオソーム構造に及ぼす影響の解析を行っている。そのために必要な、NAP1、NAP2、PP2Cgammaを高純度にてリコンビナントタンパク質として精製する系の確立に成功した。染色体のクロマチン構造は、細胞周期を通じてドラスティックに変換している。このクロマチンの構造ダイナミクスは、遺伝子の転写、ゲノムDNAの複製、染色体組換えなどを調節する重要な生体機構である。本研究では、クロマチンダイナミクスの構造基盤を明らかにすることを目的として、リコンビナントタンパク質を用いた試験管内クロマチン再構成系により解析を行っている。本年度は、分裂期での染色体分配に重要な役割を果たす、セントロメア領域に着目してその試験管内再構成を行った。染色体のセントロメア領域には、αサテライト配列のリピートが存在し、そこにセントロメア特異的な染色体構成タンパク質から特殊なヌクレオソーム構造が形成されると考えられている。まず、セントロメア領域に安定に局在するヒストンH3のバリアントであるCENP-A、およびセントロメアに配列特異的に結合するDNA結合タンパク質であるCENP-BのDNA結合ドメインをリコンビナントとして精製した。そして、精製したCENP-AおよびCENP-BのDNA結合ドメインと、同様に大腸菌において大量発現させてリコンビナントタンパク質として精製したコアヒストンH2A、H2B、およびH4を用いて、ヒトゲノムDNAより得たαサテライト配列DNA上でセントロメア特異的ヌクレオソームを再構成することに成功した。得られたセントロメア特異的ヌクレオソームの構造的特徴を、生化学的および分子生物学的手法により解析した。
上顎全部床義歯-下顎インプラントの補綴治療ガイドラインの構築

1.上顎全部床義歯-下顎インプラント症例における上顎顎堤の保護上顎全部床義歯-下顎インプラント症例で長期的に上顎顎提を保護するために、咬合接触の分布を変化させて下顎インプラント上部構造の選択法を検討した.その結果,上顎全部床義歯の負担圧値は咬合接触の分布によって変化し,より広い咬合接触を付与することにより上顎全部床義歯は安定する傾向が認められた.すなわち,オトガイ孔間下顎インプラント埋入症例では,固定性上部構造で補綴する場合,長いカンチレバーを有する上部構造を装着すれば,上顎全部床義歯は安定することが示唆された.しかし,長いカンチレバーでは下顎インプラントに大きな負担がかかることが考えられる.2.上顎全部床義歯-下顎インプラント症例における下顎顎堤とインプラントの保護オトガイ孔間に2本のインプラントを埋入して可撤性上部構造で補綴する場合には広い咬合接触の回復が可能である.しかし,咬合力はインプラントと粘膜で負担されるためそのコントロールは難しく,また,アタッチメントの違いによってインプラント周囲の応力は変化することが考えられる.そこで,緩圧型,非緩圧型バータイプアタッチメントと上面形態の異なる非緩圧型スタッドタイプの磁性アタッチメントを用いたシミュレーション実験を行い,下顎顎堤の粘膜負担とインプラント周囲の応力を測定してアタッチメントの選択法を検討した.その結果,下顎粘膜負担は緩圧型バータイプアタッチメントで大きかった.インプラント周囲の応力は非緩圧型バータイプよりも緩圧型バータイプと非緩圧型スタッドタイプの磁性アタッチメントで安定した.また、非緩圧型スタッドタイプの磁性アタッチメントはその上面形態が異なっても、インプラント周囲の応力値に変化はなく、粘膜負担も同等であった。以上の結果は、第26回日本口腔インプラント学会、中国四国支部学術大会で報告した。上顎全部床義歯-下顎インプラント症例における上顎顎堤の保護このような症例において,長期的に上顎顎提を保護するための下顎インプラント上部構造の選択法を,咬合接触の分布を変化させて検討した.上顎全部床義歯粘膜面に加わる圧力と義歯の動揺を測定するために小型圧力センサを用いてシミュレーション実験を行った.その結果,上顎全部床義歯の負担圧値は咬合接触の分布によって変化し,より広い咬合接触を付与することにより上顎全部床義歯は安定する傾向が認められた.すなわち,オトガイ孔間下顎インプラント埋入症例では,固定性上部構造で修復する場合,長いカンチレバーを有する上部構造を装着すれば,上顎全部床義歯は安定することが示唆された.しかし,長いカンチレバーでは下顎インプラントに大きな負担がかかることが考えられる.上顎全部床義歯-下顎インプラント症例における下顎顎堤とインプラントの保護オトガイ孔間に2本のインプラントを埋入して可撤性上部構造で修復する場合には広い咬合接触の回復が可能である.しかし,咬合力はインプラントと粘膜で負担されるためそのコントロールは難しく,また,アタッチメントの違いによってインプラント周囲の応力は変化することが考えられる.そこで,緩圧型,非緩圧型バータイプと非緩圧型スタッドタイプのアタッチメントを用いたシミュレーション実験を行い,下顎顎堤の粘膜負担とインプラント周囲の応力を測定してアタッチメントの選択法について検討した.その結果,下顎粘膜負担は緩圧型バータイプアタッチメントで大きかった.インプラント周囲の応力は非緩圧型バータイプよりも緩圧型バータイプと非緩圧型スタッドタイプのアタッチメントで安定した.1.上顎全部床義歯-下顎インプラント症例における上顎顎堤の保護上顎全部床義歯-下顎インプラント症例で長期的に上顎顎提を保護するために、咬合接触の分布を変化させて下顎インプラント上部構造の選択法を検討した.その結果,上顎全部床義歯の負担圧値は咬合接触の分布によって変化し,より広い咬合接触を付与することにより上顎全部床義歯は安定する傾向が認められた.すなわち,オトガイ孔間下顎インプラント埋入症例では,固定性上部構造で補綴する場合,長いカンチレバーを有する上部構造を装着すれば,上顎全部床義歯は安定することが示唆された.しかし,長いカンチレバーでは下顎インプラントに大きな負担がかかることが考えられる.2.上顎全部床義歯-下顎インプラント症例における下顎顎堤とインプラントの保護オトガイ孔間に2本のインプラントを埋入して可撤性上部構造で補綴する場合には広い咬合接触の回復が可能である.しかし,咬合力はインプラントと粘膜で負担されるためそのコントロールは難しく,また,アタッチメントの違いによってインプラント周囲の応力は変化することが考えられる.そこで,緩圧型,非緩圧型バータイプアタッチメントと上面形態の異なる非緩圧型スタッドタイプの磁性アタッチメントを用いたシミュレーション実験を行い,下顎顎堤の粘膜負担とインプラント周囲の応力を測定してアタッチメントの選択法を検討した.その結果,下顎粘膜負担は緩圧型バータイプアタッチメントで大きかった.インプラント周囲の応力は非緩圧型バータイプよりも緩圧型バータイプと非緩圧型スタッドタイプの磁性アタッチメントで安定した.また、非緩圧型スタッドタイプの磁性アタッチメントはその上面形態が異なっても、インプラント周囲の応力値に変化はなく、粘膜負担も同等であった。
合成ガスを用いる石炭-石油系重質油のコプロセッシング処理

高硫分石炭と石油系重質迪のコプロセッシングによるクリーン燃料の製造において、基礎となる下記の三項目の研究を進めた。(1)モデル化合物を用いる石炭-石油系溶剤のコプロセッシングアントラセンとベンゾチオフェンをモデル化合物として用いた場合、石炭液化触媒として水素系でよく用いられるNiMo/A1_2O_3に助触媒として炭酸カリウムを含浸すると、合成ガス系においてもかなり高い活性を有することが認められた。中性である活性炭を触媒担体とするNiMo触媒ではMoO_3の担持量が高い場合、また塩基性酸化物であるマグネシアを担体するNiMo触媒ではNiOとMoO_3の担持量が共に高い場合、それぞれ高い活性を示した。(2)石油溶剤シクロアルカンの水素供与性溶剤成分のデカリンはtrans-型に転換し、水素化脱硫の進度はtrans/cis比の増加に関連する。これはデカリンが脱水素されてテトラリンを生成し、更に水素化されてtrans-デカリンを生成しやすいためと考えられる。このようなシクロアルカンの水素移行はヒデロアロマチックあるいはベンゼン環を有するテトラリン、1-メチルナフタレンなどの化合物の存在がH-シャトラーとして働くことで活発になり、水素供与性を促進するように思われる。(3)石炭-石油系溶剤のコプロセッシング合成ガスを用いる石炭と溶剤のコプロセッシングにおいてもNiMoをアルミナ、マグネシアおよび活性炭に担持した触媒は活性を示したがアルミナがもっとも有効であった。合成ガスとスチーム(H_2:CO:H_2O【approximately equal】1:1:1)を用いるコプロセッシング反応は400°C-425°Cで高い石炭転化率が得られ、水素消費が低い。反応時間は45分-75分位が適当であった。
材料のライフアセスメントに向けての転位組織図の構築

本研究の前半では純CuおよびCu合金の,後半では純Alのそれぞれ単結晶を用いた疲労試験を行い,転位組織形成過程を調査した.CuもAlも同じfcc結晶であるが,これらの疲労挙動には顕著な相違が見られた.すなわち,塑性ひずみ振幅一定での繰り返し変形試験において,前者では加工硬化の後飽和に至るのに対し,後者では,加工硬化の後軟化する.純Cuでは特徴的な転位組織としてPSB ladder組織やセル組織が形成されるが,純AlではPSB ladder組織の形成は起こらずに,いわゆるlabyrinth組織やセル組織の形成が見られた.詳細な実験により,Cu合金とAlでの疲労挙動と転位組織の相違は,積層欠陥エネルギーの相違に由来する交差すべりの難易によるものであることが明らかとなった.さらに,Cu中に微小なFe粒子を析出させた合金での実験結果から,微小Fe粒子は疲労転位組織の発達を遅滞させる効果を持つことを見出し,粒子の大きさと分布状態に依存して異なる転位組織が形成されることを明示する転位組織図を構築・提唱することができた.疲労によって生成した転位組織は,たとえば一方向圧延で生じた転位組織より熱的にも機械的にも安定で,転位の繰り返し往復運動の結果,蓄積エネルギーが小さな組織となっていること,また,Alに微量のMgを添加して積層欠陥エネルギーを小さくした試料では,純Alとは異なり,疲労挙動も転位組織も純Cu型に近くなること,などの興味ある事実も発見できた.以上のように,本研究によって,fcc金属の疲労挙動と転位組織発達過程との関係が非常に見通しよく明らかとなったと共に,転位組織形成に及ぼす第2相の効果や転位組織の安定性について,材料のライフアセスメント評価にとって重要な今までにない数多くの新しい知見を得ることができた.本研究の前半では純CuおよびCu合金の,後半では純Alのそれぞれ単結晶を用いた疲労試験を行い,転位組織形成過程を調査した.CuもAlも同じfcc結晶であるが,これらの疲労挙動には顕著な相違が見られた.すなわち,塑性ひずみ振幅一定での繰り返し変形試験において,前者では加工硬化の後飽和に至るのに対し,後者では,加工硬化の後軟化する.純Cuでは特徴的な転位組織としてPSB ladder組織やセル組織が形成されるが,純AlではPSB ladder組織の形成は起こらずに,いわゆるlabyrinth組織やセル組織の形成が見られた.詳細な実験により,Cu合金とAlでの疲労挙動と転位組織の相違は,積層欠陥エネルギーの相違に由来する交差すべりの難易によるものであることが明らかとなった.さらに,Cu中に微小なFe粒子を析出させた合金での実験結果から,微小Fe粒子は疲労転位組織の発達を遅滞させる効果を持つことを見出し,粒子の大きさと分布状態に依存して異なる転位組織が形成されることを明示する転位組織図を構築・提唱することができた.疲労によって生成した転位組織は,たとえば一方向圧延で生じた転位組織より熱的にも機械的にも安定で,転位の繰り返し往復運動の結果,蓄積エネルギーが小さな組織となっていること,また,Alに微量のMgを添加して積層欠陥エネルギーを小さくした試料では,純Alとは異なり,疲労挙動も転位組織も純Cu型に近くなること,などの興味ある事実も発見できた.以上のように,本研究によって,fcc金属の疲労挙動と転位組織発達過程との関係が非常に見通しよく明らかとなったと共に,転位組織形成に及ぼす第2相の効果や転位組織の安定性について,材料のライフアセスメント評価にとって重要な今までにない数多くの新しい知見を得ることができた.平成13年度には,第1の研究として,純銅単結晶を用いて,せん断ひずみの減少に伴う転移組織の再配列を調べた.塑性ひずみ振幅一定の低サイクル疲労において,高ひずみ振幅疲労試験を行った後に低ひずみ振幅疲労試験に移行する第2段階の疲労試験を行い透過電子顕微鏡観察を行った結果,1段階目で形成された転位セル組織が2段階目でPSB(persistent slip band)組織へと可逆的に変化することを見い出した.これまでの研究では,低ひずみ振幅域から高ひずみ振幅域への移行の場合には転位組織変化が生じることは知られていたが,本研究において,この逆の場合にも転位組織が可逆的に変化することを明らかにした.第2の研究として,純銅単結晶を用いて,疲労試験によって形成された転位組織の熱的安定性を調べた.疲労試験終了後の純銅単結晶を焼鈍し,熱分析,硬度測定,透過電子顕微鏡観察,および電気抵抗測定によって回復過程を詳細に調べた.また,一方向圧延した純銅単結晶も同様に焼鈍し,回復過程を比較した.疲労試験によって導入された転位は通常の再結晶温度以上においても安定に存在し,疲労試験によって形成された転位組織が高温でも維持されることを明らかにした.そして,疲労試験した試料の塑性変形量が,一方向圧延した試料と同等であっても,回復・再結晶を起こしにくいと結論した.さらに,この実験結果は転位組織の蓄積エネルギーの観点から矛盾なく説明できることがわかった.第3の研究として,3003アルミニウム合金の定ひずみ振幅疲労試験と定応力振幅疲労試験における転位組織発達過程を比較し,両者の対応が転位組織図によって可能となり,組織の対応性が極めて良いことを明らかにした.平成14年度には,研究例が少なく疲労転位組織の情報が乏しい純アルミニウム単結晶に注目し,種々の塑性ひずみ振幅域での転位組織発達過程を調べる予定である.平成14年度においては,これまでに研究例の少ない純アルミニウムの疲労挙動に注目し,単結晶を用いて研究を行った.

アルミニウムの疲労変形では,繰り返し硬化曲線に疲労軟化のステージが現れることが知られており,fcc金属の中でも得意な疲労挙動をホすことが指摘されてきた.しかし,この疲労軟化の原因は明確とはなっていない.そこで,本研究では,交差すべり系の活動と疲労軟化との関連性に注目し,応力軸方位を系統的に変化させることにより活動可能なすべり系を変化させた実験を行った.応力軸方位が[10 10 11],[1 1 2],[1 1 4]および[1 1 20]となるアルミニウム単結晶を塑性ひずみ制御疲労試験した結果,[10 10 11]と[1 1 2]方位では疲労軟化が現れなかったのに対し,[1 1 4]と[1 1 20]方位では顕著な疲労軟化が見られた.疲労軟化が見られた試料表面では,数100ミクロン間隔で変形の局在化した領域が観察できた.同一条件の試料を透過電子顕微鏡観察し,内部転位組織を調べた結果,変形の集中した領域でセル組織の発達が顕著であり,表面観察結果と矛盾のないことがわかった.疲労軟化の現れた試料では,交差すべり系の活動が確認されたのに対し,軟化の見られない方位では,交差すべりの活動が生じてないことから,疲労軟化の原因が交差すべり系の活動による変形の局在化にあると結論できた.また,他のfcc金属に比べ交差すべりの活動が容易であることは,アルミニウムの積層欠陥エネルギーが大きいことからも理解できる.平成14年度の研究では,純アルミニウムの疲労軟化の原因を究明し,応力-ひずみ応答,表面組織,および内部転位組織を相互に関連づけた考察が行えた.平成15年度においては,平成14年度の研究の継続として,純アルミニウム単結晶の繰り返し変形に伴う転位組織形成過程を調査した.すなわち,前年度の研究で顕著な疲労軟化が観察された[1 1 20]方向に応力軸を持つAl単結晶試料を繰り返し変形させることによって生じるいわゆるlabyrinth転位組織を詳細に観察した.その結果,labyrinth組織は{001}面上に乗った2組の転位壁よりなること,および,各々の転位壁は,刃状転位をキンクとして持つ,主すべり系と臨界すべり系の長いらせん転位により形成されていることを見出した.このような転位壁は,たとえば純Cuのladder組織に見られる,主すべり系の転位のみからなる{110}面に平行な転位壁とは異なるもので,その形成にはAlの積層欠陥エネルギーが低いことが本質的な役割を果たしていることを明らかにした.以上の結果から,同じAlでも合金化によって積層欠陥エネルギーを下げれば,疲労挙動と転位組織形成過程が異なってくることが予想された.そこで,少量のMgを添加したAl-0.7wt%Mg合金の単結晶を作製し,主すべり系が活動しやすい方位を応力軸に選んで繰り返し変形を行った.この試料の主要な実験結果としては,(1)純Alとは異なり,繰り返し硬化曲線に軟化域が見られなかったこと,および,(2)純Cuなどで特徴的な固執すべり帯形成に伴ういわゆるladder転位組織が明瞭に形成されていたこと,が挙げられる.すなわち,Al-Mg合金単結晶の繰り返し変形挙動と内部転位組織の発達過程は,純Cuで代表的に見られるものと本質的に同様であることを明らかにした.このように,fcc金属の疲労挙動と転位組織発達過程は,積層欠陥エネルギーをパラメーターとして非常にきれいに整理できることが,本研究の結果明らかになった.
一般化直交変調のセキュリティ評価に関する実証的研究

秘匿性の高い変調方式として,直交CDMAなどすべてのブロック直交変調を表現できる一般化直交変調を取り上げ,その変調パラメータ推定を通して秘匿性の強度を明らかにした.受信信号点にクラスタリングを適用して変調方式の基準ベクトルを推定し,推定した変調方式の誤り率を明らかにした.その結果,帯域信号では搬送波再生が困難であり秘匿性が高いが,ベースバンド信号では受信機においてシンボル同期とブロック同期が推定できれば変調方式の識別が可能であることが明らかとなった.本研究では,一般化直交変調のセキュリティ機能の評価を実証的に行う.一般化直交変調を用いて高いセキュリティ機能を有する変調方式を開発すると共に,その盗聴可能性の程度を実験的に明らかにする.秘匿性の高い変調方式として,直交CDMAなどすべてのブロック直交変調を表現できる一般化直交変調を取り上げ,その変調パラメータ推定を通して秘匿性の強度を明らかにした.受信信号点にクラスタリングを適用して変調方式の基準ベクトルを推定し,推定した変調方式の誤り率を明らかにした.その結果,帯域信号では搬送波再生が困難であり秘匿性が高いが,ベースバンド信号では受信機においてシンボル同期とブロック同期が推定できれば変調方式の識別が可能であることが明らかとなった.一般化直交変調方式は多次元空間の回転を用いて変調方式を定義するもので、回転平面と回転角の系列からなる変調パラメータを変更することにより、高いセキュリティが期待できる.本年度は、直交変調識別に関して研究を行い、以下の成果を得た.1変調方式を識別するには、まず、受信した信号点にクラスタリングを行い、送信信号点を同定する必要がある.このため、アルゴリズムが簡単で実現が容易なk-means法によるクラスタリングについて検討した.K-means法は信号点の初期値に大きく依存しSN比が高い領域で識別誤り率が増加するため、信号点の初期値が集中しない方法を見いだしその効果を確認した.次に、クラスタリング後の信号点の推定値にグレイ符号のラベリングを行うアルゴリズムを開発した.また、これらのクラスタリングとラベリングの結果より一般化直交変調の変調パラメータを推定する方法として、隣接信号点の差分ベクトルを求め、これを規定ベクトルとする方法の提案を行った.計算機シミュレーションにより3次元から8次元までの一般化直交変調の変調パラメータの推定が可能であることを明らかにした.2識別が容易ではない多値の直交振幅変調を識別する新たな方式として,受信信号のうち大きな電力の信号点のみを用いる余弦モーメント法の提案を行った.この方式は位相誤差の大きくなる小電力の信号を除去することにより識別能力を高めるものである.計算機シミュレーションより、従来手法と比較して識別誤り率が改善されることを明らかにした.一般化直交変調方式は多次元空間の回転を用いて変調方式を定義するもので、回転平面と回転角の系列からなる変調パラメータを変更することにより,高いセキュリティが期待できる.本年度は,直交変調識別に関して以下の成果を得た.1変調方式の次元数の大きくなった場合,信号点数が指数的に増加して,すべての信号点を扱う方式ではその推定が困難となる.このため,次元数程度の信号点のみを推定し,これらを用いて変調方式の基底ベクトルを求めることにより,次元数が大きくても推定が可能な推定方式を開発した.また,計算機シミュレーションを用いてその推定方式を用いた場合のビット誤り率を求め,その有効性を明らかにした.2小信号を用いない余弦モーメントによる多値直交振幅変調の識別方式の識別誤り率を解析的に導出し,計算機シミュレーションの結果と比較検討して,解析の妥当性を明らかにした.3余弦モーメント法による多値直交振幅変調の識別誤りを改善するため,振幅モーメントを併用して2次元の判定変数を用いる識別方式の提案を行った.識別誤り率の計算機シミュレーションを行い,提案方式では余弦モーメントのみを用いる識別方式と比較して,大幅に識別誤り率が良くなることを示した.一般化直交変調方式を用いて高いセキュリティ機能を有する変調方式を開発することを目的として研究を行い、平成21年度は次の結果を得た。1多値のブロック直交変調を識別する方法を開発した。前年度に開発した2値の識別と同様に基底ベクトルの推定を行い、各基底ベクトルに写像される受信信号点の成分について、候補となる多値数と等しい数のクラスタ数となるようにクラスタリングを行う。各クラスタにアンダーソン・ダーリン正規性検定を行い、最も正規性の高い多値数を識別多値数とする。計算機シミュレーションの結果、2,4,8値の多値数候補ではSN比が7dB程度以上であれば、十分に低い識別誤り率が得られることを明らかにした。2先に開発した複数信号の識別方法を、2相ディジタル位相変調と16値直交振幅変調に適用して、識別誤り率の計算機シミュレーションによる評価を行った。その結果、2信号にある程度の信号電力比があり、また、SN比が一定以上に高い場合には2信号とも識別が可能であることを示した。また、信号電力比が既知であれば識別誤り率が著しく改善することを確認した。3多値直交振幅変調の識別において、受信信号の振幅モーメントと余弦モーメントの両方を用いた場合の識別誤り率の解析的評価を行った。判定変数である2つのモーメントを初等関数の級数展開で表現し、中央極限定理を用いて識別誤り率を導出した。解析結果と計算機シミュレーション結果が良く一致しており、解析が妥当であることがわかった。一般化直交変調方式を用いて高いセキュリティ機能を有する変調方式を開発することを目的として研究を行い,平成22年度は次の結果を得た.

周波数オフセットが存在する場合に,振幅モーメントと余弦モーメントの両方を用いたシンボルバイシンボル変調の検出可能性と識別可能性について検討を行った.周波数オフセットΔが存在する場合には受信した信号点が2π△の角速度で回転することから,余弦モーメントの値が変化して識別特性が劣化する.これに対処するため,1つの受信点を一定の角度でシフトして複数個に拡大して識別に用いる方法を開発した.本方式は,受信した信号点を回転して拡大するため,周波数オフセットに起因する位相オフセットの影響を受けにくい特徴を有すると共に,変調方式の違いによる余弦モーメントの差を保存している.周波数オフセット存在下における直交位相変調と直交振幅変調の識別誤り率のシミュレーション結果より,受信信号点の拡大と共に振幅モーメントと余弦モーメントを利用する本方式では,振幅モーメントのみを用いる方法より低い識別誤り率が得られることを明らかにした.また,振幅モーメントならびに余弦モーメントを初等関数の級数展開を用いて表現することにより判定変数を2次元ガウス分布で表し,さらに,これを誤り領域で積分することで識別誤り率の解析式を導出した.
π中間子による原子核の内部構造の研究

本年度は、昨年度までに行った(π、K)反応によるハイパー核研究のテスト実験の結果をまとめ、国際会議においてこれを発表した。この実験では、比較的重いハイパー核である^<56>ΛFeの生成について高統計のデータを得ることに成功し、理論計算との比較を行った。また、これと並行して進めてきている高分解広立体角スペクトロメーターについても、その進行状況及び設計性能について、国際会議において発表を行った。この新しいスペクトロメーターの建設は、順調に進んでいる。今年度は、高計数率ドリフトチェンバーの性能試験、トリガー検出器の改良、高速データ収集系の整備を中心に行った。高計数率ドリフトチェンバーの性能試験を行うに当っては、その読み出し回路類の製作調整を行い、性能試験用のテストベンチをつくり上げた。この試験の結果、目標性能が達成されていることがわかった。トリガー検出器は、π中間子と原子核との反応の中から(π,K)反応の事象を選び出すための装置であり、この検出効率を上げるため、トリガー検出器の改良・試験を行った。なかでもエアロジェルチェレンコフカウンターは、重要な役目を持っており、これについては、いくつかのテスト模型を製作して、その最適化を行った。結果として、長さ1.4mというこれまでになく広い領域を覆いつつ、高い検出効率が得られることが期待できることが判明した。高速データ収集系の開発は、広立体角スペクトロメーターにとって不可欠なものである。今年度は、そのデータ処理系にVMEバスを採用することにし、上記チェンバー、検出器類の性能試験用としてVMEカマックシステムを購入した。これにより、今後、VMEバス上でのインテリジェントなトリガーモジュールの開発等も可能となり、将来、ホストコンピュータとの接続も容易になるようになった。
離島・僻地における医薬品適正使用のためのリスクコミュニケーションシステムの構築

平成25年からモデル地域において「薬剤師が存在しない離島」におけるお薬教室・相談会を継続して行った。その結果、薬物治療にかかわる相談も増える傾向が見られた。今後は離島の医師と連携し、一次離島や都市部の薬剤師が二次離島住民のOTCや健康食品を含めた薬剤管理を行うシステム構築を推進する。全国の離島および都市部住民にOTC薬の使用実態や薬剤師へのニーズ調査などに関するwebアンケート調査を行った。その結果、薬剤師の職能への認識は離島住民において低い傾向が見られた。そこで、薬剤師の職能への理解を高めるために患者向けの小冊子「みんなの薬剤師・みんなの薬」を改良し全域に配付した。薬剤師が五島市内の全二次離島へ赴き、同意が得られた16歳以上の住民252人に対して、インターネットの使用状況や医薬品の購入・使用・保管状況、及び一般用医薬品情報の入手状況、更に郵便等販売規制に関して直接面談形式の調査を行った。回答者のうち、インターネット使用者は7.5%、インターネットを介して一般用医薬品を購入したことがある者は全体の0.8%と少数であり、二次離島居住者の63.9%が一般用医薬品を使用していなかった。また、二次離島居住者の多くは一般用医薬品を使用していないが、一般用医薬品購入時には薬剤師等専門家による医薬品の説明や情報提供を必要としている者が多く存在していることが示唆された。モデル地域の二次離島の12か所の地域で「お薬説明会・相談会」を開催し、説明会前後における薬剤師や医薬品に対する認識、更に薬剤師に要望する点などのアンケート調査を実施した。説明会前のアンケートでは、薬剤師が何をするものかわからないとの回答が29.7%と「薬剤師」を認識していないものが多かったが、説明会終了後には薬の説明は「薬剤師」と回答したものが39.4%と「医師」(37.3%)よりも多かった。今後、薬剤師に期待することとして、薬剤師による医薬品に関する情報提供をあげる者が最も多いことも明らかとなった。本調査の結果から、二次離島居住者に対する「お薬説明会・相談会」を継続して実施することにより、二次離島居住者に「かかりつけ薬局・薬剤師」を持ってもらうことで、「かかりつけ薬局・薬剤師」を活用した離島・僻地地域居住者への医薬品適正使用につながると考える。平成26年度には、前年度から引き続き「薬剤師が存在しない離島」におけるお薬教室・相談会を行った(2014年5月11月計11回)。次に、全国の離島および都市(離島が所属する県の県庁所在地)住民にOTC薬の使用実態や薬剤師へのニーズ調査などに関するwebアンケート調査を行った(離島:2014年12月12日16日、都市部:2015年1月29日2月3日)。総回答数は、一次離島1,503件、二次離島153件、都市部3,978件であった。その結果、OTCの購入に際しては、地域に関わらずネット購入者は少なく、ドラッグストア・薬店での購入が90%以上を占めたが、「誰にも相談せず自分で決める」という回答が半数以上を占めていることが示され、今後OTCの購入に薬剤師の積極的な介入が必要になると考えられた。さらに、かかりつけ薬剤師を持つ者の割合は少なく[都市部13.8%(n=3,978)、一次離島13.6%(n=1,503)、二次離島8.2%(n=159)]、薬剤師の仕事として最も良く認識されているのは、どの地域でも「医師が処方した薬を患者に渡す」ことであり、「医師が処方した内容が正しいか確認する」「医師の処方に間違いがあれば医師に変更を提言する」への認識は離島住民において低い傾向が見られた。そこで、薬剤師の職能への理解を高めるために患者向けの小冊子「みんなの薬剤師・みんなの薬」(A5版、33頁)を改良し全域に配付した。本研究期間内に離島・僻地における医薬品適正使用リスクコミュニケーションシステムの構築は行えなかったが、構築のための基礎データを収集することができた。育薬研究モデル地域の薬局・ドラッグストア、薬剤師が存在しない二次離島における対面での聞き取り調査を終了した。

モデル地域の二次離島の住民252人に対面調査を行い、12か所の地域で「お薬説明会・相談会」を開催したが、1.薬剤師が休日にしか二次離島に渡れないこと、2.冬期は海が荒れるため二次離島に渡れず、実際は半年程度しか稼働できないこと、3.距離的な問題もあり1日に多くても3島にしか渡れないことなど手間取ることが多く、今年度は一次離島住民に対する対面調査や都市部でのアンケート調査に関しては未着手となった。1.離島・僻地住民における医薬品使用実態・医薬品への理解及び薬剤師へのニーズ調査。「薬局・ドラッグストア、薬剤師が存在しない離島」におけるお薬教室、アンケート等、「県内の都市部」におけるお薬教室、アンケート等、「薬局・ドラッグストア、薬剤師が存在する離島」におけるお薬教室、アンケート等を、長崎県薬剤師会の協力のもと推進していく。2.全国の離島・僻地における医薬品適正使用における課題抽出と取り組み実態調査。全国の離島・僻地における薬剤師への医薬品適正使用における実態と問題点を調査、それ以外の地域における薬剤師への離島・僻地に対しての医薬品適正使用における実態と問題点を調査を、アイフィスを活用して推進していく。3.1・2の結果を背景にして、離島・僻地における医薬品適正使用リスクコミュニケーションシステムの構築。離島薬剤師と都市部薬剤師、行政職員が一同に介して離島住民への医薬品情報の提供と医薬品適正使用推進サービスをどのように展開するかをスモールグループディスカッションを行い、問題点の抽出とその解決方策の立案を、長崎県薬剤師会の協力のもと推進していく。1)薬剤師が休日にしか二次離島に渡れないこと、2)冬期は海が荒れるため二次離島に渡れず、実際は半年程度しか稼働できないこと、3)距離的な問題もあり1日に多くても3島にしか渡れないことなど手間取ることが多く、今年度は一次離島住民に対する対面調査や都市部でのアンケート調査に関しては未着手となった。実施状況報告書に記載した研究推進方策に記載したとおりに研究を推進することにより、当該年度に実施する予定であった研究計画を次年度に合わせて行うことで、当初計画どおりの使用を予定している。
細胞で行われる核酸反応を解明するための新規モデル実験システムの構築と利用

本研究は、細胞で行われる核酸反応を解明するための新規モデル実験系を構築した。化学的アプローチが可能な実験系を用いて、従来の分子クラウディング研究では解明できなかった様々な環境要因(繊維状構造体、細胞内物質、溶媒物性)が、核酸の構造と機能に与える影響を明らかにした。とくに、核酸の静電相互作用に関わる分子環境(荷電分子や誘電率)が大きく影響することが見出された。本研究によって、従来の分子クラウディング研究を飛躍させるモデル実験系が構築され、今後の研究の進展に役立つ知見を得ることができた。本研究は、分子クラウディング研究の一環として、細胞骨格フィラメントやナノ材料による核酸分子の閉じ込め(confinement)効果を調べるための新規モデル実験系の構築を目指している。平成26年度は、小さな網目サイズを有するポリアクリルアミドゲル実験系の構築を試みた。ポリアクリルアミドゲルはラジカル重合によって調製される化学ゲルであるため、重合反応後にDNA分子を閉じ込める必要がある。そこで、ゲルの作製、塩と不純物の除去、ゲルの乾燥、そしてDNA溶液による膨潤という手順を考案した。分光測定が可能な高品質ゲルを作製するために、それぞれの過程において実験条件(溶液組成や温度、操作時間など)を最適化し、DNA分子をポリアクリルアミドゲル内部に閉じ込めるための実験手順を構築した(日本化学会第94春季年会で発表)。そして、作製されたゲル材料を使ってヘアピンDNAの構造安定性を測定したところ、網目サイズがDNAの構造安定性に影響するというデータが得られた。また、高張液によってポリアクリルアミドゲルが脱水される現象を利用すると、低水分量の分子環境を作り出せることが見出された。一方、タンパク質を使った分子クラウディング実験系の構築に関しては、脂肪酸結合タンパク質(FABP)を大腸菌で発現・分離精製する過程で混入する脂肪酸を効率良く除去する方法を確立した。これにより精製度が高いタンパク質を取得できるようになり(第36回日本分子生物学会で発表)、分子クラウディング実験に高品質のFABPが使える目処がついた。また、市販のタンパク質であるウシ血清アルブミンやリゾチームを用いて、高濃度のタンパク質共存下でDNA構造安定性を測定する方法についても検討を行った。細胞骨格フィラメントによる核酸の閉じ込め(confinement)効果を調べるために、繊維状構造体モデルとして用いるアガロースゲルの調製方法を検討した。蛍光標識化したDNA分子をアガロースゲルに閉じ込めるための実験プロトコールを作成し、構造安定性の測定とデータ解析に適したDNA配列を見出した。1%アガロースゲルを用いてDNA二重鎖の熱融解曲線の測定・解析を行った結果、その構造安定性は水溶液中と変わらないことが示された。アガロース濃度を5%にまでに高めても融解温度はほとんど変化せず、アガロースゲルによるconfinement効果は小さいことが見出された(第6回バイオ関連化学シンポジウムにて発表)。一方で、タンパク質が共存する分子環境がDNAに与える影響を解明するため、エネルギー消費が盛んな細胞で大量発現している脂肪酸結合タンパク質FABPの取得を試みた。大腸菌BL21(DE3)pLysS株とpETベクターによる発現系を用いることでFABPを大量につくり出すことに成功した。大腸菌から取り出したタンパク質はイオン交換カラムとHis-tagカラムを使って精製され、カラム精製で取り除けなかった脂肪酸を除去する方法についても検討を開始した。これまでの分子クラウディング研究ではPEGが汎用されてきたが、本研究では他の中性溶質による分子クラウディング効果についても調べ、その効果を比較した。核酸の構造変化反応を利用してデータ解析を行った結果、分子量が大きなPEGは核酸と金属イオンの結合性を向上させ、この効果は他の溶質分子よりも大きいことが見出された(雑誌論文として発表)。この実験システムからは従来の分子クラウディング研究ではほとんど考慮されていない静電的相互作用への影響が明らかになり、これはゲルやタンパク質によってもたらされる分子環境効果の化学的側面を解明するための重要な知見になった。今年度は、UV測定が可能な数パーセント濃度のアガロースゲルとポリアクリルアミドゲルを用いて、ポリマーDNAの構造安定性を評価する方法を試みた。UV吸光度の測定結果を解析したところ、ゲルの網目サイズに関わらずポリマーDNAの融解温度はほとんど変化せず、本研究で検討した条件ではDNAの閉じ込め効果は小さいことが示された(国際材料学会連合-アジア国際会議2014で発表)。この方法はオリゴマーDNAの測定にも利用することができ、様々なDNA配列と構造体を用いた検討を実施した。タンパク質を使った新しい分子クラウディング実験系を用いた研究については、昨年度までに調製法が確立された脂肪酸結合タンパク質(FABP)と、市販のタンパク質を用いてモデル実験系を構築した。DNA構造の融解温度を測定した結果、タンパク質の種類によってDNAへの影響が異なることが示された。重要なことに、ポリエチレングリコールなどの人工高分子を用いた場合と比較して、FABPによる分子クラウディング環境はDNA構造の融解温度に大きく影響することが明らかになった。さらに、人工高分子とタンパク質のモデル実験系を融合させたハイブリッド型実験システムを構築することもできた。細胞では金属イオンの多くがアニオン性分子に結合してしまう。このため、核酸が利用できる金属イオンの量は限られてしまう。このような金属イオンが局在化した分子環境の影響を調べるために、様々なアニオン性分子の共存下でハンマーヘッドリボザイムの酵素活性を測定した。

このリボザイムのRNA切断活性は金属イオン濃度に依存し、多価アニオン共存下では酵素活性は大きく低下することが示された。とくに、核酸分子が共存する場合、そのリン酸負電荷から期待されるよりも大きな活性阻害が見られ、高分子電解質としての作用がリボザイム活性に大きな影響を与えることが明らかになった。本年度は、様々なタンパク質を用いて構築したモデル実験系を用いて、タンパク質による分子クラウディング環境がDNA二重鎖に与える影響を検討した。前年度に行った実験では、タンパク質の溶解度に限界があることから、5%を超える濃度による検討を行うことはできなかった。そこで、高濃度のクラウディング環境をつくり出すために、タンパク質とポリエチレングリコール(PEG)を共存させた「ハイブリッド型実験系」の構築を試みた。PEGが共存することによってタンパク質の溶解度は低下したが、PEGとタンパク質を合わせて20%のクラウディング溶液を調製することができた(うちタンパク質濃度は13%)。この実験系を用いてDNA二重鎖の融解温度(Tm)を蛍光測定によって算出したところ、本研究で用いたタンパク質(ウシ血清アルブミン、リゾチーム、ミオグロビン、ヘモグロビン、脂肪酸結合タンパク質)の中では、リゾチームだけがDNAのTmを上昇させる作用をもつことが見出された。この現象は、タンパク質による排除体積効果や溶液物性(粘度、水の活量、誘電率など)で十分に説明することができず、リゾチーム特有の性質(表面電荷など)が原因で生じた可能性がある。そこで、ループ構造を有するDNAに対して実験を行ったところ、DNA構造によってTmの上昇度が大きく異なり、熱融解曲線の形状から、PEG存在下ではリゾチームはDNAと結合している可能性が考えられた。また、共存させるPEGの分子量が大きくなるほどTmの上昇度が大きくなり、タンパク質による分子クラウディング環境がDNAの構造安定性に大きな影響を与えうることが示された。このハイブリッド型実験系によって、分子クラウディング環境ではDNAとタンパク質の弱い相互作用が顕著になることが明らかになり、これは細胞の分子クラウディング環境が核酸に与える影響を解明する上でとても重要な知見である。本研究は、細胞で行われる核酸反応を解明するための新規モデル実験系を構築した。化学的アプローチが可能な実験系を用いて、従来の分子クラウディング研究では解明できなかった様々な環境要因(繊維状構造体、細胞内物質、溶媒物性)が、核酸の構造と機能に与える影響を明らかにした。とくに、核酸の静電相互作用に関わる分子環境(荷電分子や誘電率)が大きく影響することが見出された。本研究によって、従来の分子クラウディング研究を飛躍させるモデル実験系が構築され、今後の研究の進展に役立つ知見を得ることができた。(1)ハイドロゲルのナノ空間に閉じ込められたDNA分子の構造安定性を調べる実験については、当初の計画通りに進展した。とくに、今年度に開発したUV測定が可能なゲルが、オリゴマーDNAの測定にも利用できたことから、様々なDNA配列を使った実験を実施することができた。
ロシア連邦極東地域におけるマツ類さび病菌の分類と生態に関する共同研究

マツ類は大変重要な森林資源であるが、このマツ類に寄生し、大きな被害をもたらすさび病菌は、マツ類の造林にとって大変大きな問題となっている。このマツ類に寄生するさび病菌に関する調査研究は、日本、韓国・カナダ、アメリカ合衆国等においては比較的古くから行われ、これらの国における生態分布に関してはしだいに明らかにされつつある。しかしながら、未だマツ類さび病菌の起源であるとされるロシア連邦や中国における調査研究が不十分なため、これらさび病菌の系統分類学的研究や、比較生態学的研究が遅れており、各国に分布するさび病菌との類縁関係が十分解明されていない。そこで本研究では、ロシア連邦シベリア地域のマツ類さび病の発生地においてその生態学調査を行うとともに、さび病菌の標本を採集し、各国に分布するさび病菌との比較検討を行なうことを目的とした。調査は1992年1994年にかけてロシア極東の森林保護地域で行ったが、その主要地域と調査期間は下記のとおりである。これらの調査においてハイマツPinus pumila)、チョウセンゴヨウ(Pinus koraiensis)、ヨーロッパアカマツ(Pinus sylvestris)にさび病の発生が認められ、多数の標本を採取した。また、マツ類さび病菌の中間寄主と考えられるスグリ類(Ribes fragrans,R.dikuscha,R.triste,R.mandshuricum,R.latifolium)、シオガマギク類(Pedicularis resupinata,P.mandshurica)およボタン類(Paeonia lactiflora)にも各地でさび病の発生が認められ多数の標本を採集した。これらの標本は二分し,ウラジオストクの生物地質研究所の標本庫と筑波大学農林学系の菌類標本庫に保存した。そして、これらを用いてさび病菌の形態学的観察を行った結果、マツ類発疹さび病菌であるCronartium ribicolaとC.flaccidiumがロシア極東地域に広く分布していることが明らかとなった。各調査地での概要は以下のとおりである。Sikhote-Alin Reserveては、チョウセンゴヨウが広く分布しているが、このチョウセンゴヨウにCronartium ribicolaによる発疹さび病の発生が認められた。また、このさび病菌の中間宿主であるRibes mandshuricumやR.latifolium上でも多数のさび病菌の標本が採集できた。このことから、この地域にはCronartium ribicolaが広く分布していることが明らかになった。また、Pedicularis resupinataやP.mandshurica上で採集されたさび病菌も、その発生状況からC.ribicolaと考えられたが、これを確認するためにはチョウセンゴヨウへの接種試験が必要である。Ussuri ReserveおよびVladivostokでは、調査時期がマツ類さび病の発生時期より遅くなってしまったため、マツ類上ではさび病の発生を確認することができなかった。しかし、マツ類さび病菌の中間宿主であるRibes latifolium,Pedicularis resupinata,Paeonia lactiflora上で、さび病菌の標本が多数採集でき、これらの形態学的検討の結果、Cronartium ribicolacC.flaccidumが広く分布していることが明らかとなった。Bolschechtsirsky ReserveではヨーロッパアカマツにCronartium flaccidumによる発疹さび病の発生が認められた。しかしながら、この中間宿主と考えられるボタン属植物上ではさび病の発生が確認できなかった。また、この調査ではRibes mandshuricumやPedicularis resupinata上でもさび病菌の標本を採集することができたため、チョウセンゴヨウ上にもCronartium ribicolaによる発疹さび病が発生している可能性があり、今後調査が必要である。Magadanでの調査では各地でハイマツ上にCronartium ribicolaによる発疹さび病の発生が認められ、また、その中間宿主であるRibesfragrans,R.dikuscha,R.triste上でもさび病菌の標本が多数採集できたため、この地域では広い範囲にわたりCronartium ribicolaが分布していることが明らかになった。以上のような調査から、ロシア極東地域にはマツ類発疹さび病菌Cronartium flaccidumとC.ribicolaが広く分布し、C.flaccidumはヨーロッパアカマツとボタン類およびシオガマギク類に寄生する生活環をもち、また、C.ribicolaはチョウセンゴヨウとスグリ類およびシオガマギク類に寄生するものとハイマツとスグリ類に寄生する生活環をもつものとがあることが推察された。今後はこの生活環を接種試験による確認する必要がある。

調査は1992年1994年にかけてロシア極東の森林保護地域で行ったが、その主要地域と調査期間は下記のとおりである。これらの調査においてハイマツPinus pumila)、チョウセンゴヨウ(Pinus koraiensis)、ヨーロッパアカマツ(Pinus sylvestris)にさび病の発生が認められ、多数の標本を採取した。また、マツ類さび病菌の中間寄主と考えられるスグリ類(Ribes fragrans,R.dikuscha,R.triste,R.mandshuricum,R.latifolium)、シオガマギク類(Pedicularis resupinata,P.mandshurica)およボタン類(Paeonia lactiflora)にも各地でさび病の発生が認められ多数の標本を採集した。これらの標本は二分し,ウラジオストクの生物地質研究所の標本庫と筑波大学農林学系の菌類標本庫に保存した。そして、これらを用いてさび病菌の形態学的観察を行った結果、マツ類発疹さび病菌であるCronartium ribicolaとC.flaccidiumがロシア極東地域に広く分布していることが明らかとなった。各調査地での概要は以下のとおりである。Sikhote-Alin Reserveては、チョウセンゴヨウが広く分布しているが、このチョウセンゴヨウにCronartium ribicolaによる発疹さび病の発生が認められた。また、このさび病菌の中間宿主であるRibes mandshuricumやR.latifolium上でも多数のさび病菌の標本が採集できた。このことから、この地域にはCronartium ribicolaが広く分布していることが明らかになった。また、Pedicularis resupinataやP.mandshurica上で採集されたさび病菌も、その発生状況からC.ribicolaと考えられたが、これを確認するためにはチョウセンゴヨウへの接種試験が必要である。Ussuri ReserveおよびVladivostokでは、調査時期がマツ類さび病の発生時期より遅くなってしまったため、マツ類上ではさび病の発生を確認することができなかった。しかし、マツ類さび病菌の中間宿主であるRibes latifolium,Pedicularis resupinata,Paeonia lactiflora上で、さび病菌の標本が多数採集でき、これらの形態学的検討の結果、Cronartium ribicolacC.flaccidumが広く分布していることが明らかとなった。Bolschechtsirsky ReserveではヨーロッパアカマツにCronartium flaccidumによる発疹さび病の発生が認められた。しかしながら、この中間宿主と考えられるボタン属植物上ではさび病の発生が確認できなかった。
エピゲノム状態と遺伝子進化様式の関連性の解明

生物における遺伝子発現情報は、ゲノムと、ゲノムを化学的に修飾し発現を制御するエピジェネティクス機構パターンであるエピゲノムによって、精緻に制御されている。本研究では、ゲノムーエピゲノムの共進化のメカニズムを包括的に明らかにすることを目的としている。DNAメチル化は、塩基のシトシンに付与され、遺伝子やトランスポゾンの発現を抑制する。植物のDNAメチル化は、CG、CHG、CHHサイトのシトシンに、独立なパスウェイで維持される(HはG以外の塩基を示す)。植物のトランスポゾンは、すべてのサイトでシトシンがメチル化されており、そのうちCHGメチル化が発現抑制のキーとなる。一方、シロイヌナズナやBrachypodium distachyonの遺伝子領域ではCGサイトのみメチル化され、遺伝子発現は抑制されていない。しかし、私の先行研究で、遺伝子のCHGメチル化がトランスポゾンのように高い植物種(トウモロコシ、ダイズ、マツなど)を発見している。そこで、平成30年度は、これらの種でCHGメチル化が遺伝子発現と遺伝子進化に与える影響を明らかにした。遺伝子のCHGメチル化の増加は、ゲノムサイズの大きい種で見られ、トランスポゾンの増加に対応するためDNAメチル化レベルが上昇した副産物と考えられる。遺伝子のCHGメチル化レベルは、大部分の遺伝子で一定の閾値以下に抑えられており、これらの遺伝子は正常に発現していた。一方、トランスポゾンの90%以上が、この閾値以上のCHGメチル化レベルを示し、発現が抑制されていた。さらに、この閾値以上のメチル化レベルを示す遺伝子は、偽遺伝子化している傾向にあった。概要で述べたように、平成30年度は、DNAメチル化、遺伝子発現、遺伝子配列の進化的インタラクションを検出した。特に、新しいDNAメチル化と遺伝子進化様式の発見は、本研究の目的である、ゲノムーエピゲノムの共進化のメカニズムの解明において、重要な結果の一つ目となる。この結果は、第90回日本遺伝学会で口頭発表され、Best Papers賞を受賞した。現在、この研究結果について投稿論文を準備中である。また、平成30年度は、今後の研究のキーとなる、次世代シークエンサーによるヌクレオソームポジション、ヒストン修飾、ヒストンバリアントの同定の予備実験を、公開されているデータを用いて終わらせている。つまり、平成30年度は、予定通りの進捗に加えて、平成31年度(令和元年)の研究計画の準備にまで踏み込めたため、計画は非常に順調である。平成31年度は、ゲノムーエピゲノム共進化メカニズムの解明のため、新たなエピゲノムを解析する。具体的には、シロイヌナズナのヌクレオソームポジション、ヒストン修飾、ヒストンバリアントのエピゲノム状態を、公開データによって明らかにし、これらの状態と塩基配列の進化の関係を明らかにする。エピゲノムの予備調査はほぼ終了しているため、最終的なエピゲノムデータを集約する。これに加えて、シロイヌナズナ自然集団におけるDNA多型を解析する。前年度のDNAメチル化と合わせて、ゲノムーエピゲノム間のインタラクションを明らかにする。平成32年度は、シロイヌナズナの研究の一般性を問うため、イネやトウモロコシなど他の植物種のエピゲノムを解析する予定である。

つまり、平成30年度は、予定通りの進捗に加えて、平成31年度(令和元年)の研究計画の準備にまで踏み込めたため、計画は非常に順調である。平成31年度は、ゲノムーエピゲノム共進化メカニズムの解明のため、新たなエピゲノムを解析する。具体的には、シロイヌナズナのヌクレオソームポジション、ヒストン修飾、ヒストンバリアントのエピゲノム状態を、公開データによって明らかにし、これらの状態と塩基配列の進化の関係を明らかにする。エピゲノムの予備調査はほぼ終了しているため、最終的なエピゲノムデータを集約する。これに加えて、シロイヌナズナ自然集団におけるDNA多型を解析する。前年度のDNAメチル化と合わせて、ゲノムーエピゲノム間のインタラクションを明らかにする。平成32年度は、シロイヌナズナの研究の一般性を問うため、イネやトウモロコシなど他の植物種のエピゲノムを解析する予定である。国際会議に出席予定で予算を計上していたが、招待講演に切り替わったことで、旅費等が学会から支払われたため、余剰資金が生じた。余剰資金は、コンピュータ関係の物品購入に使用する予定である。