hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
受容体型チロシンキナーゼを標的としたEGCG大腸発癌抑制の研究

我々は本研究で、緑茶カテキンEGCGが、IGF/IGF1-Rの異常活性を阻害し、ヒト大腸および肝癌細胞の増殖を抑制すること、また肥満および炎症関連マウス大腸発癌を抑制することを明らかにした。さらに、緑茶抽出物であるGTEの補助投与が、内視鏡的切除術後の大腸腺腫の異所性再発を有意に抑制することも明らかにした。今回の研究結果は、EGCGや他の緑茶抽出物を用いた大腸および肝発癌予防の可能性を示唆するものと考えられた。本研究は、緑茶ポリフェノールであるEGCGのEGFRファミリーを含めた様々な受容体型チロシンキナーゼ(RTK)とそれらの下流に位置するシグナル伝達経路に対する効果について、in vitroおよび動物大腸発癌モデル(化学発癌モデル、大腸癌細胞担癌モデル)を用いて検討し、日常生活で恒常的かつ容易に摂取可能であるEGCGやその他の緑茶抽出物による大腸癌予防のメカニズムを「分子標的療法」的概念に基づいて考察し、今後の有効な大腸癌予防法を確立することを目的としている。我々は、EGCGが大腸癌細胞株(SW837およびHT29)において腫瘍細胞の増殖に重要なRTKであるEGFR、HER2、HER3、およびIGF-1Rのリン酸化(活性化)と、それらの下流に位置する細胞内シグナル伝達分子の活性化を阻害し、細胞増殖を抑制することを確認した。特にIGF/IGF-1Raxisにおいて、EGCGはリガンドであるIGFの産生も抑制することが認められた。次に、DSS/AOM投与による腸炎由来大腸発癌モデルにEGCGを飲水投与したところ有意な発癌抑制効果が認められたが、EGCGはRTKの阻害作用のみならず、COX-2の発現抑制やTNF-・を始めとする各種炎症性サイトカインの発現を抑制するという抗炎症効果も示した。SW837大腸癌細胞株を移植した大腸癌細胞担癌モデルにおいても、EGCGは腫瘍の増大を抑制することが確認されたが、これらの研究結果はEGCGが生理的投与量で大腸癌の発生・増殖を抑制することを示唆した。我々は臨床試験にて、緑茶抽出ポリフェノールによる大腸ポリープ再発抑制効果を確認したが(未発表)、今回の基礎研究の知見は、ヒトにおける緑茶ポリフェノールによる大腸発癌予防に関して、分子生物学的立場から「Evidence」と「Biomarker」を臨床の場に提示していくことを可能にするものと考えられた。本研究は,緑茶カテキンEGCGの癌細胞増殖抑制効果について分子生物学的な考察に基づいて検討し,最終的には臨床の場において,EGCGやその他のポリフェノールを用いた大腸癌予防の実践を目指すことを目的としている。我々は今年度の研究で,EGCGが腫瘍細胞から産生される増殖因子IGF-1/2の発現を抑制し,IGF-1/2のレセプターで受容体型チロシンキナーゼの一つであるIGF1-Rとその下流分子(ERK,Akt,Stat3)の活性を阻害することで,肝癌細胞にアポトーシスを誘導し増殖抑制効果を発揮することを明らかにした。IGF/IGF1-Rシステムの異常活性は,各種の肥満関連発癌に深く関与しているが,我々はEGCGが同システムの活性を阻害するとともに,高血糖・高インスリン血症・高脂血症・高レプチン血症を改善することで,肥満マウス(db/dbmice)の大腸化学発癌を抑制することも明らかにした。またEGCGが腸管の炎症を改善し,C0X-2やTNF-a,IFN-g,IL-6,IL-12,IL-18といった炎症性サイトカインの発現を抑制することで,DSS/AOM誘発による腸炎関連大腸化学発癌を抑制することも報告したが,これらin vivoにおけるEGCGの大腸発癌予防効果は,すべて生理的な投与量(0.01%EGCGの飲水投与)で確認された。受容体型チロシンキナーゼの異常活性,肥満,慢性炎症は,大腸や肝発癌における重要なrisk factorであることより,EGCGがこれら肥満および腸炎関連大腸発癌を生理的濃度で抑制したことは,今後EGCGやその他の(緑)茶抽出物を用いた大腸や肝発癌予防の可能性を考える上で,重要かつ有意義な結果と考えられた。本研究は、緑茶カテキン(-)-Epigallocatechin gallate(EGCG)による癌細胞の増殖抑制効果について検討し、最終的には臨床の場において、緑茶カテキンによる大腸発癌予防を実践することを目的としている。我々は現在までの研究で、EGCGが腫瘍細胞から産生される増殖因子IGF-1/2の発現を抑制し、IGF-1/2のレセプターで受容体型チロシンキナーゼの一つであるIGF1-Rとその下流分子(ERK、Akt、Stat3)の活性を阻害することで、大腸癌および肝癌細胞にアポトーシスを誘導し、増殖抑制効果を発揮することを明らかにしてきた。

IGF/IGF1-Rシステムの異常活性は、各種の肥満関連発癌に深く関与しているが、我々はEGCGが同システムの活性を阻害するとともに、高血糖・高インスリン血症・高脂血症・高レプチン血症を改善することで、肥満マウス(db/dbmice)の大腸化学発癌を抑制することも明らかにした。またEGCGが腸管の炎症を改善し、COX-2や種々の炎症性サイトカインの発現を抑制することで、DSS/AOM誘発による腸炎関連大腸化学発癌を抑制することも報告した。一方、我々は臨床試験において、緑茶抽出物であるGTEのsupplementation(1.5g/day)が、内視鏡的切除術後の大腸腺腫の異所性再発を有意に抑制することも明らかにした。受容体型チロシンキナーゼの異常活性、肥満、慢性炎症は、大腸や肝発癌における重要なrisk factorであることより、EGCGがこれら肥満および腸炎関連大腸発癌を抑制したこと、またGTEが大腸前癌病変である腺腫の発生を抑制したことは、今後、EGCGやその他の(緑)茶抽出物を用いた大腸および肝発癌予防の可能性を考える上で、重要かつ有意義な結果と考えられた。
癒し工学の提唱と定量的測定に関する研究

ストレス社会と呼ばれる現代社会において,精神的に孤独感や不安,不満を感じている人は多い.これらの感情を昇華できずに蓄積させてしまうと,やがてそれらは様々な問題として社会に表出し,深刻な場合には殺傷事件や自殺などにつながる.このような深刻な状況を回避・改善するためには,心の状態を回復する作用を持つ刺激(癒し)を生成し,社会や個人に必要な時に提供するシステムの実現が早急に求められていると考えられる.そのために本研究では来たるべく「癒し」の治療への本格的利用に備えるべく「癒し工学」のコンセプトの明確化と癒し刺激により変化する心理的プロセスを定量的測定する技術の確立を目指した。本研究は「癒し工学の確立」を目指し、人の心を充足させる「癒し」の本格的な生成と心の病を持つ人の治療への応用に備えるために、「癒し」のコンセプトの明確化と定量的測定技術を確立することを目的としている。そこで、初年度は被験者に視覚ならびに聴覚による癒し刺激を与え、それらの刺激が脳に与える影響を脳波の計測により定量的に明らかにすることを試みた。これに続いて本年度は、視覚による癒し刺激を与えたときの脳に与える影響をより詳細に測定するために、fMRIを用いることとし,客観的に評価する手法の構築を目的とした。従来の感情の研究に用いられている主観評価は,個人差により曖昧かつばらつきが大きく,客観性に欠けていたが、脳深部を計測可能なfMRIを用いることにより癒しを客観的に評価することができた。すなわち、癒されるプロセスをfMRIにより解明するために、癒しおよび非癒しの単語群から,それぞれの単語に関するエピソードを作成し、実験中に想起することによって「癒される」状態と「癒されない」状態を再現することを被験者に依頼し,その時の被験者の脳の反応をfMRIで撮像した。その結果、前帯状皮質が癒しに深い関わりを持っている可能性が示唆された。また、癒される状態における脳の賦活パターン同定も行い、70%以上の識別率が得られた。それと同時に, fMRIを用いた被験者実験を解析、同定した脳の賦活パターンを実際に使用するために、視覚刺激を用いた検証実験も行った。本研究は癒し工学の確立をめざし、来るべく人の心を充足させる「癒し」の本格的に生成・応用に備えるため、「癒し」のコンセプトを明確化し代表者の仮説の確認を科学的に進め、「癒し」の定量的測定法を確立することを目的としている。代表者はこれまで、主に表情と心と脳内活動の関係を中心に、被験者の癒しの構造を分析するシステムを構築し、これらの結果を用いて癒しの3次元モデルの仮説を考案してきた。そこで、24年度は、癒し刺激に対する脳内活動を計測するアプローチとして、癒し刺激には聴覚刺激、脳波計を用いて脳内活動の計測を行い、相関マトリクスを求めることにより癒し刺激と心(主観評価)との相関関係について精度向上を図った。また同様に、癒し刺激として視覚刺激を呈示し、視覚刺激に対する被験者の評価との相関を求め、T法を用いて解析し、被験者の癒し構造を予測するシステムの精度向上を図った。高齢化がすすんでいる日本において認知症患者数が激増していることが社会的問題になっているが、医療機関の協力のもと、サンプルデータ数の多い認知症患者の表情や脳波、200余例を利用刷ることとし、表情や脳波の分析手法についての検証を行った。ある刺激を呈示した際の患者の表情から疾病の有無を予測するシステム構築を試み、癒し刺激に対しても応用できることを明らかにした。同時に、認知症の患者の脳波を計測し新たな解析法により脳波から得た4感情と認知症という疾病の重症度との相関を求めることに成功した。ストレスフルな現代社会において孤独や不安,不満を感じている人は多い.これらの感情を昇華できずに蓄積させてしまうと,やがて様々な問題行動として表出し,時には殺傷事件や自殺等につながる.このような深刻な状況を回避・改善するために,心の状態を回復する作用を持つ癒しを生成し,社会や個人に提供することが有効であると考えられる.そのためには様々な刺激によって生成される癒しを解明する必要がある.本年度は触覚刺激に着目し,触覚刺激による癒しをfMRI(functional magnetic resonance imaging)を用いて解明することを試みた.提示する触覚刺激として、複数のポケットのついたエプロンを作製して.

4種類の素材と,3種類の表面性状を組み合わせた計12種類の直径50mmの球を製作し,アンケート調査によって最も癒されたあるいは癒されなかった物体をそれぞれ2種類,計4種類を選定し,実験に使用した.そして刺激による癒し状態の脳賦活パターンに違いがあるかを,先行研究のエピソード想起による癒し状態の脳賦活パターンと,触覚刺激による癒し状態の賦活パターンを比較することによって検討した.一方の入力刺激の脳賦活パターンで,分類モデルを作製し,それを用いてもう一方の入力刺激の癒されている状態,癒されていない状態の分類を行った.それぞれの実験において分類精度の高い領域を抽出し,比較を行った結果,触覚刺激による癒しの分類精度と,エピソード想起による癒しの分類精度の高い領域は,異なっていることがわかった.すなわち、触覚刺激により癒されている状態における脳の賦活領域を同定することにより,前帯状皮質と中側頭回が癒しに深く関係している領域であることがわかった.また,脳賦活パターンにより,触覚刺激による癒し状態を有意に分類することはでき,入力刺激により癒しが発現するまでの経路は異なることが示唆された.最終年度は、「癒し工学」を社会に認知してもらうことに注力いたしました。・「哲人の告白」名古屋TV出演・朝日新聞第4面(2014年9月11日)・漢方医薬新聞第3面(2014年10月1日)・日経新聞第22面(2014年9月21日)・電気新聞第1面焦点(2014年12月20日)・2014年学術フォーラム出演北岡哲子「哲人対話」8月から毎月1回開催&Youtube放映癒し工学・感性工学・臨床心理学本年度の主な研究手法は、当初「脳波計測」と「表情計測」により癒し効果の定性的・定量的な解明を行う予定であった。しかし、幸運にもfMRIを使用することが可能となり、これによる解明に切り替えて解析精度の大幅向上を目指す事となった。その結果、概要に既述したように癒し刺激が脳に与えるメカニズムがより明確に明らかになり、研究の最終目的に大きく近づいたと言える。すなわち、癒される状態における脳の賦活パターン同定を行い,6人の被験者の内5人の被験者に関しては,70%以上の識別率が得られた。これと同時に、視覚刺激を用いた検証実験では、視覚刺激として、癒される表情あるいは癒されない表情としてそれぞれ有名な芸術作品の表情を採用し、被験者が癒されない表情を見た時に比べて,癒される表情を見ている時に有意に賦活している脳領域の同定を試みたが、そのような領域は存在しなかった。このことから、fMRIを用いた被験者実験のみではなく、視覚刺激を用いた検証実験における被験者の反応も考慮した脳の賦活パターンの同定が必要であると考え、これら二つの実験のデータを解析することによりパターン分類を行うことが出来、目的を達成することができた。今後の課題として,被験者の増員、被験者に対する実験説明の徹底、検証実験で用いる視覚刺激の変更など必要性が明らかになり、最終年度へ向けた改善策も明らかにすることが出来た。現在まで研究を次の[研究1]と[研究2]とに分けて行った。[研究1:癒し計測システムの精度向上に関する研究]癒し聴覚刺激に対する脳波計測を行い、相関マトリクスを求めることにより、音刺激と被験者の主観評価との相関関係求め、癒し分析システムを構築した。そしてそのシステムによる各人の癒し構造の予測精度向上を図った。<発表論文:脳波パラメタによる癒しの客観指標の構築>同様に、癒し視覚刺激とその癒し刺激に対する被験者の主観評価との相関を求め、T法を用い解析し、各被験者の癒し構造を予測するシステムの精度向上を図った。<発表論文:T法による「癒し度」の定量化>[研究2:「癒し刺激」と「被験者自身の表情」との関係の把握に関する画像解析研究]
脳機能におけるヒスタミンの役割の解明-遺伝子改変動物を用いて

中枢ヒスタミン神経系は、脳の多くの機能に関係し、最近、注目されている。H1とH2受容体及びヒスタミンの合成酵素であるヒスチジン脱炭酸酵素(HDC)遺伝子ノックアウト(KO)マウスが作成された。これらのマウスを用いて、国際的共同研究を、特に、日内リズム、探索行動、不安、記憶・学習、痙攣に焦点をあてて行う。ただ、HDC-KOマウスの提供は、脳内ヒスタミン含量が食餌中ヒスタミン量により影響を受けるため低ヒスタミン食を必要とすること、129系inbredマウスのを作成したのでこれに変更すること、第一論文の受理の遅れなどのために、少々、遅延していたが、提供できる手筈を整えた。HDC-KOマウスでは、H1受容体-KOマウスより著明に日内リズムが乱れており、高ヒスタミン食により一部、正常化した。また、H1受容体-KOマウスは、モルヒネの鎮痛作用を減弱させた。このことは、ヒスタミンはモルヒネの作用を増強することを示唆する。平成12年5月1720日にローマ(イタリア)において第19回ヨーロッパ・ヒスタミン研究会において渡辺建彦は、HDC-KOマウスについて特別講演し、そこで欧州側研究分担者と研究連絡、情報交換を行った。ついで11月2225日、仙台で第5回国際ヒスタミンシンポジウムにHaas、Philippou、Brandina(Manaioniの代理)、Tsumistoが来日し、研究発表を行うと共に、日本側研究分担者が講演、情報交換を行った。本年度の研究では、ヒスタミンの合成酵素であるヒスチジン脱炭酸酵素(HDC)遺伝子ノックアウト(-/-)マウスを作成し評価したのでこれを記載する。野生型(+/+)、ノックアウト(-/-)マウスの各臓器、特に、胃、脳のHDC活性とヒスタミン含量を測定した。-/-マウスのHDC活性は、胃、脳では、+/+マウスのそれぞれ、0.13、7.6%であった。一方、ヒスタミン含量は、-/-マウスの胃、脳では、+/+マウスのそれぞれ、0.4、15%であった。従って、このヒスタミンの由来として、ヒスタミンが腸管から吸収される可能性を考えた。市販のマウス餌(日本農産、ラポMRブリーダー)のヒスタミン含量は、14.6ng/gであったので、ヒスタミン量を低下させた餌(#3,0,276ng/g)を調製した。この#3の餌を5日間投与すると、-/-マウスの脳のヒスタミン含量は、普通食投与マウスのそれの78%?に低下した。この餌に15mg/gのヒスタミンを添加したものを投与したところ、ヒスタミン含量は、約3倍になっていた。即ち、ヒスタミンが、腸管から吸収され、視床下部、最終野など血液脳関門の疎なところから入るものと思われる。12時間の明暗周期下に飼育し、自発運動の日内リズムを測定したところ、-/-マウスにおいては、夜間の行動量が減少していた。このことは、ヒスタミンは、生体内では覚醒アミンとして働いているという古くからの仮説を支持するものである。メタンフェタミン1mg/kgを腹腔内投与し、自発運動量を測定すると、-/-マウスでは+/+マウスに比して増加し、かつその持続時間も延長していた。このことはヒスタミンは、覚醒剤の急性運動促進効果を抑制するというこれまでの行動薬理学的結果と一致する今年度、最も成果の挙がったのは、ヒスタミンH1受容体遺伝子ノックアウト(H1R-KO)マウスの中枢機能に関してであった。2)H1R-KOマウスは、電撃けいれんのキンドリングにおいて、+/+マウスより、より早く形成された。3)H1R-

KOマウスは、食欲抑制ペプチドとして最近、注目されているレプチンに対して反応性が+/+マウスより強かった。これらの知見は、中枢ヒスタミン神経系が、それぞれ、痛みを抑制する、痙攣を抑制する、食欲を抑制するという行動薬理学的な研究結果と合致するものである。即ち、中枢ヒスタミン神経系は、脳全体の機能を調節するという我々の仮説を支持する。国際交流としては、3人の共同研究者とも本年11月、仙台で開かれる国際仙台ヒスタミンシンポジウムに来日するので、今年度の来日はなかった。ただ、昨年5月1215日、フランス・リヨンで開催されたヨ-ロッパヒスタミン研究会に渡辺、大津が参加し、Prof.Haas,Prof.Philippouの教室員と情報交換した。また、10月2328日、アメリカ・マイアミで行われた北米神経科学会に渡辺、大和谷、谷内が参加し、Prof.Haas、Prof.Huston及びその教室員と情報交換した。中枢ヒスタミン神経系は、脳の多くの機能に関係し、最近、注目されている。H1とH2受容体及びヒスタミンの合成酵素であるヒスチジン脱炭酸酵素(HDC)遺伝子ノックアウト(KO)マウスが作成された。これらのマウスを用いて、国際的共同研究を、特に、日内リズム、探索行動、不安、記憶・学習、痙攣に焦点をあてて行う。ただ、HDC-KOマウスの提供は、脳内ヒスタミン含量が食餌中ヒスタミン量により影響を受けるため低ヒスタミン食を必要とすること、129系inbredマウスのを作成したのでこれに変更すること、第一論文の受理の遅れなどのために、少々、遅延していたが、提供できる手筈を整えた。HDC-KOマウスでは、H1受容体-KOマウスより著明に日内リズムが乱れており、高ヒスタミン食により一部、正常化した。また、H1受容体-KOマウスは、モルヒネの鎮痛作用を減弱させた。このことは、ヒスタミンはモルヒネの作用を増強することを示唆する。平成12年5月1720日にローマ(イタリア)において第19回ヨーロッパ・ヒスタミン研究会において渡辺建彦は、HDC-KOマウスについて特別講演し、そこで欧州側研究分担者と研究連絡、情報交換を行った。ついで11月2225日、仙台で第5回国際ヒスタミンシンポジウムにHaas、Philippou、Brandina(Manaioniの代理)、Tsuomistoが来日し、研究発表を行うと共に、日本側研究分担者が講演、情報交換を行った。
新規ポリコーム遺伝子Pcgf5の心臓形態形成に対する機能解析

新規ポリコーム遺伝子Pcgf5の心臓形態形成に対する機能を明らかにし、先天性心疾患の原因遺伝子としてのポリコーム遺伝子群の可能性を探索する為に、発生初期のマウス胎仔におけるPcgf5遺伝子の詳細な発現パターン解析を行い、更にCre-loxPシステムを利用した、Pcgf5遺伝子欠損マウスを作製した。その結果、Pcgf5遺伝子の特に強い発現が、形態形成中の胎仔心臓で確認され、Pcgf5遺伝子の心臓発生における重要性が示唆された。また、幾つかの既知のポリコーム遺伝子タンパク質(Bmi1、Ring1b、Rae28/Phc1)との相関関係を知るために、Pcgf5タンパク質に対する抗体を作製し、Westernblotting法、免疫組織学法を用いて、発生中の心臓における各タンパク質の発現分布を詳細に解析した上で、抗Ring1b抗体、抗Pcgf5抗体を用いて共免疫沈降法、insituPLA(proximalligationassay)法を行った。その結果、Bmi1、Ring1b、Rae28タンパク質は共に心筋細胞、心内膜細胞両方の核に分布し、発生初期の心臓で発現量が高く、周産期に減少することが確認された。抗Ring1b抗体を用いて共免疫沈降法を行った結果、これまで知られてきた幾つかの細胞同様、胎仔心臓においてもRae28、Bmi1各タンパク質がRing1bタンパク質と結合していることが確認された。それに対しPcgf5タンパク質はRing1bとは結合するものの、Rae28とは結合せず、別の複合体を形成している可能性が示唆された。目的:新規ポリコーム遺伝子であるPcgf5の機能解析を元に、未だ解明されていない、心臓形態形成に対するポリコーム遺伝子群の役割を明らかにし、先天性心疾患の原因遺伝子としてのポリコーム遺伝子群の可能性を探索する研究基盤を確立する。研究実績:Pcgf5の機能解析において、基盤となる解析を行った。1.whole-mount in situ hybridization法を用いた、マウス胎仔におけるPcgf5遺伝子の詳細な発現パターン解析:Pcgf5の発現は体節形成期の心臓原基で始まり、心房心室の各領域が形成される時期に最も強くなる事が明らかになった。また、発生期の心臓のみならず、その周辺組織でもPcgf5が発現している事が明らかになり、様々な組織の発生にPcgf5が重要な働きをしている可能性が示された。2.Pcgf5ノックアウトマウスの作製:個体レベルでPcgf5の機能解析を行うために、Pcgf5遺伝子欠損マウスの作製を開始し、既にキメラマウスを得た。発現パターンの詳細な解析により、Pcgf5は発生中の心臓のみならず多くの組織で発現している事が明らかになったため、組織特異的に遺伝子を欠損できるよう、Cre-loxPシステムを用いた。3.発生期の心臓で、Pcgf5タンパク質と複合体を形成するポリコーム遺伝子群タンパク質の絞り込み:既存のポリコーム遺伝子が発生期のマウス心臓で発現しているかどうかをqRT-PCR法を用いて解析し、Pcgf5タンパク質と複合体を形成している可能性がある、他のポリコーム遺伝子を絞り込んだ。1. Pcgf5ノックアウトマウスの作製:個体レベルでPcgf5の機能解析を行うため、前年度に作成を開始したPcgf5遺伝子欠損マウスが完成した。2系統のPcgf5遺伝子欠損マウスにおいて、キメラマウスからの生殖系列移行が確認された。

2. Western blot法、免疫組織学法を用いた、発生中の心臓におけるポリコーム遺伝子群タンパク質の詳細な発現パターン解析:前年度解析の結果、発生中の心臓でPcgf5タンパク質と複合体を形成することが予想されるポリコーム遺伝子群タンパク質として、Rae28、Ringlbが候補に上がった。本年度解析の結果、Rae28、Ringlb共に心臓の形態形成初期から存在し、生後、タンパク量が低下することが明らかになった。3. Pcgf5タンパク質に対する抗体作製:Pcgf5タンパク質に対するポリクローナル抗体を作成し、Western blot法を用いて、発生中の心臓における分布を確認した。その結果、心臓の形態形成初期からPcgf5タンパク質は存在するが、形態形成後期及び生後の心臓において、より強いPcgf5タンパク質の存在が確認された。目的:新規ポリコーム遺伝子であるPcgf5の機能解析を元に、未だ解明されていない、心臓形態形成に対するポリコーム遺伝子群の役割を明らかにし、先天性心疾患の原因遺伝子としてのポリコーム遺伝子群の可能性を探索する研究基盤を確立する。研究実績:Pcgf5の機能解析において、基盤となる解析を行った。LPcgf5ノックアウトマウスの解析:個体レベルでPcgf5の機能解析を行うために、Pcgf5コンディショナルノックアウトマウスを3系統のCre発現マウス(Nkx2-5/Cre(発生初期の心臓でPcgf5を欠損させる。)、αMHC-Cre(発生中の心筋細胞でPcgf5を欠損)、CMV-Creマウス(全身でPcgf5を欠損))と交配開始した。2.既知のポリコームタンパク質の発生中の心臓における発現パターン解析および、ポリコームタンパク複合体の有無を解析:前年度までの解析の結果、既知のポリコームタンパク質(Rae28、Ring1b、Bmi1)が発生中の心臓で発現している事が明らかになった。本年度は免疫染色法を用いてこれらのタンパク質の発現パターンを詳細に解析し、心筋細胞、心内膜細胞両方にこれらのポリコームタンパクが存在し、更に、将来、心臓流出路、右心室を形成する二次心臓領域に強く発現している事を明らかにした。また、免疫沈降法、in situ PLA法により、発生中の心臓で複合体を形成している事を証明した。また、Pcgf5はRing1bとは複合体を形成するが、Rae28とは結合せず、他のポリコームタンパク複合体が存在する事を明らかにした。
Caspase-1により切断されたLyGDIによる転移抑制機構の解析

RhoGDIはRhoファミリーの低分子量Gタンパク質の活性を制御する分子である。LyGDI(D4GDI/RhoGDIβ/RhoGDI2)は3種類見つかっているRhoGDIのひとつであり、他の2種類とは異なり、caspaseによる切断部位をもつという特徴をもつ。Caspase-1による切断で生じるとされるLyGDI-Δ55を転移性のマウス肉腫細胞(1-1src)に強制発現させると、アノイキス(基質から遊離することによるアポトーシス)感受性が亢進し、肺転移能が低下することを我々は明らかにした。さらに、これらの変化に伴い、アノイキスを制御する重要な分子の一つであるFAK(focal adhesion kinase)の細胞膜への局在が低下することを見いだした。LyGDIは血球系細胞で特異的に高発現しているが、いくつかの大腸癌細胞株でも発現している。そこで、大腸癌細胞株におけるLyGDI-Δ55の機能を検討するために、アノイキス抵抗性でLyGDIの発現が高いHT29、およびアノイキス感受性でLyGDIの発現が低いSW480を選び、アノイキス誘導によりLyGDIがcaspase-1により切断されるかを検討した。しかし、いずれの細胞株でもcaspase-1による切断を確認することができなかった。そこで、精製したヒトLyGDIを用いて実際にcaspase-1によって切断されるかin vitroで検討したが、LyGDIの切断はきわめてわずかにしか観察されなかった。これらの結果から、これまで考えられていたようなcaspase-1によるLyGDIのAsp^<55>での切断が細胞内では起きていないことが強く示唆された。生体内での正確な切断部位は不明であるが、我々はN末制御領域(1-55)を失ったLyGDI-Δ55に転移を抑制する機能があることを既に見いだしているので、LyGDI-Δ55の機能の検討をさらに進めている。1-1src細胞およびΔ55-LyGDIを安定発現する1-1src細胞において、アノイキス制御に関わる重要な分子であるFAK(focal adhesion kinase)の発現とリン酸化レベル、細胞内局在をウエスタン法および蛍光免疫染色法により観察した。1-1src細胞にアノイキスを誘導すると、FAKのtyr397、tyr925のリン酸化が低下し、FAKの局在が細胞質から細胞膜へと変化した。Δ55-LyGDIの発現はFAKの発現レベルや、tyr397、tyr925のリン酸化には影響を及ぼさなかったが、FAKの細胞膜への局在変化を抑制した。これらの結果から、Δ55-LyGDIの発現とアノイキス感受性の因果関係が明らかになり、Δ55-LyGDIによる転移抑制の原因のひとつがアノイキス感受性の亢進であることが確認され、また、LyGDIがFAKの細胞内局在変化を介してアノイキスを制御する重要な因子であることを示唆された。我々はヒト大腸癌細胞株ではLyGDIの大部分が細胞膜に局在することを明らかにし、その局在が大腸癌細胞株の悪性化に関連するのではないかと考えている。Δ55-LyGDIの発現が大腸癌細胞株の悪性化進展に関わっているかを検討中である。現在用いている8種類の大腸癌細胞株から、LyGDIの発現が非常に高くアノイキス抵抗性のHT29、およびLyGDIの発現が低くアノイキス感受性のSW480を選び解析に用いた。

まず、アノイキス誘導によりLyGDIがcaspase-1により切断されるかを、LyGDI-Δ55(caspase-1切断産物)の出現を抗LyGDI-C末抗体を用いたウエスタンで観察することにより検討したが、いずれの細胞株でもLyGDI-Δ55を検出することができなかった。そこで、大腸菌に作らせたヒトLyGDIを精製し、caspase-1と反応させ、LyGDIが実際にcaspase-1によって切断されるか検討した。しかし、長時間のインキュベート後でもLyGDIの切断はごくわずかにしか観察されなかった。血球系細胞ではLyGDI-Δ55が発現するとされているので、EL-4細胞(マウスT-lymphoma)にアポトーシスを誘導し、この時のLyGDI-Δ55(caspase-1切断産物)および、LyGDI-Δ19(caspase-3切断産物)の出現が、それぞれのcaspaseの阻害剤で抑制されるか検討したところ、LyGDI-Δ19の出現はcaspase-3阻害剤により顕著に抑制されたが、LyGDI-Δ55の出現はcaspase-1阻害剤によりほとんど影響を受けなかった。これらの結果は、これまで信じられてきたようなcaspase-1によるLyGDIのAsp^<55>での切断が細胞内では起きていないことを強く示唆する。生体内での正確な切断部位は不明であるが、我々はLyGDI-Δ55に生理的な機能があることを既に見いだしているので、LyGDIの1-55の制御領域がLyGDIの機能に重要であることは間違いなく、N末制御領域を失ったLyGDIの細胞内での機能の検討をさらに進める必要がある。
中枢神経伝導路の再構築

哺乳動物の中枢神経伝導路の再構築の可能性とそれを成功に導く因子や条件を明らかにする目的で、新生ラットの小脳を全部あるいは半側切除したあとの空所に摘出した胎児ラット(胎生16日)の半側小脳を移植する実験を行った。相同部位への移植である.すなわち,移植片をその小脳脚切断部と宿主脳における小脳脚切断部が接するように移植したのである.これは,切断させた小脳遠心投射の再生が,胎児ラットの相同部位を含む脳組織の移植により著明に促進されることから,同様なことが起こるとすれば,小脳脚切断部を通って切断された宿主脳の入力線維である登上線維と苔状線維が再生して移植小脳に入り,移植小脳からは出力線維が宿主の脳幹に出ていくことが期待されたからである.結果は以下の通りである.1.移植小脳の大部分は跡形なく吸収されてしまったが,一部は尾側に移動して異所性に生着し,他の一部は相同部位で生着した.2.異所性に生着した小脳では,部分的には分子層,プルキンエ細胞層,顆粒層,プルキンエ細胞層が区別されたが,細胞構築は乱れていて,発育は悪く,小納核細胞や宿主の脳の小脳前核の神経細胞は殆ど完全に脱落していた.3.相同部位で生着した小脳は著明な成長を示し,正常な小脳と同様に皮質と深部核の分化を行い,正常な小脳脚に匹敵する小脳脚を形成して脳幹につながり,小脳核細胞や宿主の脳の小脳前核の細胞はよく保たれていた.このことは移植した小脳に入出力ができたことを示している.以上の結果は中枢神経伝導路は再生しないと広く信じられている哺乳動物の脳が潜在的には極めて大きな再生と自己組織化の能力を有しており,それを発現させることができれば,大規模な神経回路の再構築が可能であることを示しているように思われる.哺乳動物の中枢神経伝導路の再構築の可能性とそれを成功に導く因子や条件を明らかにする目的で、新生ラットの小脳を全部あるいは半側切除したあとの空所に摘出した胎児ラット(胎生16日)の半側小脳を移植する実験を行った。相同部位への移植である.すなわち,移植片をその小脳脚切断部と宿主脳における小脳脚切断部が接するように移植したのである.これは,切断させた小脳遠心投射の再生が,胎児ラットの相同部位を含む脳組織の移植により著明に促進されることから,同様なことが起こるとすれば,小脳脚切断部を通って切断された宿主脳の入力線維である登上線維と苔状線維が再生して移植小脳に入り,移植小脳からは出力線維が宿主の脳幹に出ていくことが期待されたからである.結果は以下の通りである.1.移植小脳の大部分は跡形なく吸収されてしまったが,一部は尾側に移動して異所性に生着し,他の一部は相同部位で生着した.2.異所性に生着した小脳では,部分的には分子層,プルキンエ細胞層,顆粒層,プルキンエ細胞層が区別されたが,細胞構築は乱れていて,発育は悪く,小納核細胞や宿主の脳の小脳前核の神経細胞は殆ど完全に脱落していた.3.相同部位で生着した小脳は著明な成長を示し,正常な小脳と同様に皮質と深部核の分化を行い,正常な小脳脚に匹敵する小脳脚を形成して脳幹につながり,小脳核細胞や宿主の脳の小脳前核の細胞はよく保たれていた.このことは移植した小脳に入出力ができたことを示している.以上の結果は中枢神経伝導路は再生しないと広く信じられている哺乳動物の脳が潜在的には極めて大きな再生と自己組織化の能力を有しており,それを発現させることができれば,大規模な神経回路の再構築が可能であることを示しているように思われる.
腎疾患組織病変進展因子の検討:局在免疫担当細胞に発現した細胞接着因子の意義

小児期腎疾患の病態と、その組織像から予後を決定する因子を明かとすることを目的として、腎生検により得られた組織について病理学的解析に加えて免疫組織染色法および蛍光抗体法による免疫因子についての検討を行った。免疫組織染色についてこれまでにIgG,IgA,C3についての検討を行い、間質病変の変化が予後と強い相関を示すことを報告してきた。間質に炎症が起こるにはいくつかのステップが考えられる。糸球体は固有の免疫細胞としてメサンギウム細胞を持つだけでなく血管内皮というもう一つの免疫に重要な役割を持つ細胞群からなっている。さらにそこにマクロファージなど免疫系細胞の浸潤も見られる。一方で、糸球体病変の程度と予後には必ずしも平行しないとの指摘もあり、腎臓という免疫の場の複雑性が存在するため、解析については多くの努力が払われている。今回の研究においては浸潤してきている炎症細胞の同定、また、メサンギウム細胞、血管内皮細胞および尿細管細胞の免疫学的な役割について炎症のメディエーターとしての接着因子についてさらに検討を加えた。腎生検組織は実験腎炎と異なりその病期の評価が問題となるが、これらの検討によって生検組織がどのような病期をを反映しているのかを発現してきている接着因子の検討により行えないかといった解析を行っている。今後の課題としては、接着因子を介して実際に炎症がシグナルとして伝わっているかといった点、すなわち、シグナルトランスダクションについての検討を加える必要がある。また、これらの情報から、より有効な治療法の選択について検討を行っている。
ＰＩＨドメインタンパク質を介した脊椎動物における繊毛運動性制御

運動性繊毛は脊椎動物において様々な器官で機能しており、発生過程や組織機能の維持に重要な役割を果たす。繊毛の運動性には、繊毛内のモータータンパク質である軸糸ダイニンが重要である。軸糸ダイニンには多数の種類が存在が存在しており、それぞれが巨大な複合体として構築されることが知られるが、その構築過程のメカニズムについては未だ不明な点が多い。本研究では、軸糸ダイニンの複合体形成を制御する因子として示唆されるPIHタンパク質ファミリーについて解析を行った。脊椎動物が持つ4種類のPIHタンパク質(PIH1d1, PIH1d2, PIH1d3/Twister, Ktu/Dnaaf2)について、ゼブラフィッシュを用いて変異体を作成し、表現系の解析を行った。本年度は、既に作成済みのpih1d1、pih1d2の変異体に加え、twister、ktuについてもCRISPRを用いて変異体作成を行った。そして、これらの変異体についても、クッペル胞繊毛の運動を高速度カメラを用いて撮影することで、繊毛の運動性に異常が生じることを解析した。4種類すべての変異体が揃ったことで、繊毛運動性への影響がそれぞれの変異体で異なっており、各PIHタンパク質が軸糸ダイニンの複合体形成に対して異なる機能を持つことが示唆された。さらに、精子鞭毛について、軸糸の詳細な構造をクライオ電子線トモグラフィーを用いて解析する系を構築することに成功した。この解析系では軸糸中の各軸糸ダイニンを区別して観察することが可能であり、この系を使用して、今後、脊椎動物の軸糸構造が変異体でどのように変化するかを、PIHタンパク質遺伝子の変異体をはじめ、様々な遺伝子について解析できるようになると期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。運動性繊毛は脊椎動物において様々な器官で機能しており、生体の発生や機能維持に重要な役割を果たす。繊毛の運動性には、繊毛内に局在するモータータンパク質である軸糸ダイニンが必須である。軸糸ダイニンは複数種類存在し、さらにそれぞれの軸糸ダイニンは複数のサブユニットからなる巨大複合体である。よって繊毛が正しい運動性を発揮するためには、これらの軸糸ダイニンがそれぞれ適切に構築される必要があるが、そのメカニズムは未だに不明な点が多い。本研究では、軸糸ダイニンの複合体形成を制御することが示唆されるPIHタンパク質ファミリーについて解析を行うことでこの問題にアプローチする。脊椎動物が持つ4種類のPIHタンパク質(Ktu, PIH1d1, PIH1d2, PIH1d3/Twister)のうち、KtuとPIH1d3については既に軸糸ダイニン複合体形成制御について報告があるため、pih1d1, pihd2についてTALENシステムを用いてzebrafish変異体を作製し解析を行った。本年度は、まずホモ変異体系統を確立し、高速度カメラを用いて繊毛運動性を詳細に観察した。その結果、pih1d1, pih1d2変異体の両方について繊毛運動が異常を示すことを発見した。また、4種類のPIHタンパク質遺伝子の欠損胚(pih1d1, pih1d2変異体およびktu, twisterのノックダウン胚)における繊毛運動性の比較も行った。その結果、各PIHタンパク質遺伝子の欠損による繊毛運動性の異常の程度は、各遺伝子ごとに異なっていることを発見した。繊毛内に存在する様々な軸糸ダイニンのうち、異なる軸糸ダイニンが欠損すると繊毛はそれぞれ異なる運動性を示すことが知られている。したがって、この結果から、各PIHタンパク質が異なる種類の軸糸ダイニンの複合体形成に関与し、繊毛運動性を制御していることが示唆された。

変異体の表現型観察については、高速度カメラの導入により繊毛の運動を詳細に捉えられるようになり、順調に進展している。一方、様々な軸糸ダイニンを抗原とした抗体の作製も行っているが、特異性の低い抗体しか得られない場合もあり、難航している。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は各PIHタンパク質の分子的な機能を解析することで軸糸ダイニン複合体形成のメカニズムに迫る。特に、本研究から繊毛運動性との関連が初めて示されたPIH1d1, PIH1d2に着目する。酵母ツーハイブリッド法、免疫沈降法などによって相互作用因子を探索するとともに、PIHタンパク質の細胞内局在を解析することで、軸糸ダイニン複合体形成の場の解析も行う。
システム同定を用いた空間構造システムの損傷検出に関する研究

立体トラスや立体フレームのような空間構造物は,さまざまな種類の部材が組み合わされ,かつその部材数は膨大である。超音波試験やアコースティックエミッションのような非破壊試験法はローカルな損傷検出には有効ではあるが,全体システムの損傷検出となると部材を一つ一つ検査しなくてはならず,多大な手間とコストを費やすことになる。このような場合,空間構造物の振動を計測し,損傷の発生を検知し,損傷の位置を特定し,損傷度を評価するシステム同定手法を用いた逆解析が効率的かつ経済的であると考えられる。本研究は,システム同定手法による立体トラスと立体フレームの損傷検出技術の構築を目標に平成10年度から12年度までの3年間継続して行われた。空間構造物の損傷検出における問題点の源は,部材レベルとシステムレベルの距離が大きいことにある。従来の非破壊試験法がローカルな損傷評価には有効ではあるもののグローバルな損傷評価には限界があるのと同様,システム同定手法は逆にグローバルな損傷評価には有効ではあるもののローカルな損傷評価には限界がある。したがって,両者を融合した損傷検出技術を構築するには,システム同定手法の観点からどの程度までならローカルな損傷検出が可能なのかを明らかにしておくことが必要になる。本研究では,グローバル損傷からローカル損傷への流れの中に中間段階を設け両損傷評価を繋ぐことを考えた。立体トラスでは,全体システムから損傷領域を絞り込み,その損傷領域内で損傷部材の検出を行った。立体フレームでは,上下方向に損傷層を探索した後,損傷層内で水平方向に損傷部材を探索した。また,損傷検出の精度と信頼度を向上させるために,下部加振による全体振動のみでなく,立体トラスではインパクトハンマーによる打撃加振,立体フレームでは小型加振機による正弦波加振を行い,局部振動あるいは高次モードを励起する方法を導入した。3年間の研究はシミュレーションベースおよび模型実験ベースで行われたが,実建物への損傷検出技術の適用への道筋は示せたと考えている。空間構造(立体トラスや立体フレーム)は,極めて多くの部材で構成される構造システムである。このため,部材ごとに検出することは,多大な労力・コスト・時間を必要とする。このような場合に,初めから部材レベルで損傷を検出する方法とは逆に,まず全体システムの損傷による変化に着目し,徐々に損傷領域を絞り込み,最終的に損傷部材の位置を特定し,損傷程度を評価しうる逆手法が開発できれば,大幅な労力・コスト・時間の低減が期待できる。この線に沿った有望は方法の一つとして,振動モニタリングに基づく損傷検出法を提案した。その有効性と適応限界を検討するために,本年度は以下の項目を行った。1.模型制作・・・24部材13節点で構成されるドーム状トラス構造模型を作成した。各部材はコイルバネと軸により構成される。部材損傷を表現するため,コイルバネに使用する鋼材の径を変化させて,異なる剛性を作り出した。軸は部材内に生じる曲げやねじれを防ぐ役目をする。また,スライドベアリングを用いて極めて滑らかに滑るものとした。模型は部材剛性の低下のない健全時(Case0)と,部材に剛性の低下したコイルバネを使用した損傷時(Case13)を作るため,健全時の部材24本と,損傷用として50%低下したものを4本80%低下したものを4本用意した。接合部は頂部1個,中間6個,支持部6個の3種類を作成した。部材と接合部のより構成される立体トラス模型は,自由振動実験と振動台実験の両実験で利用できるように鋼板上にボルト結合して固定した。

2.予備振動台実験・・・本年度は研究の全体系を把握するためにランダム波加振による振動台実験をおこなった。立体トラス模型を振動台にボルト結合し,上下方向ランダム加振実験を行い,各節点における応答を計測した。損傷状態の違いによる固有振動数とモード形の変化より,運動エネルギーを用いて損傷領域を絞り込み,その領域を対象に損傷部材の特定と損傷程度の評価を行った。3.結果と課題・・・領域を特定することは比較的精度良く行うことができた。しかし,領域における損傷部材の特定および損傷程度の評価は信頼性に欠けるものである。来年度は,トラス模型の問題点の解決と実験方法の検討・改良を課題とする。空間構造(立体トラスや立体フレーム)は、極めて多くの部材で構成される構造システムである。このため、部材ごとに検出することは、多大な労力・コスト・時間を必要とする。このような場合に、初めから部材レベルで損傷を検出する方法とは逆に、まず全体システムの損傷による変化に着目し、徐々に損傷領域を絞り込み、最終的に損傷部材の位置を特定し、損傷程度を評価しうる逆手法が開発できれば、大幅な労力・コスト・時間の低減が期待できる。この線に沿った有望は方法の一つとして、振動モニタリングに基づく損傷検出法を提案した。その有効性と適応限界を検討するために、本年度は以下の項目を行った。1.模型の改良・・・トラス構造の特徴である軸力支配の構造システムにするため、節点部分がピン接合になるよう節点部分に磁石を用いた接合方法を採った。また、これにより損傷状態の設定のための部材交換を容易にもする。磁力による接合のため、これに合わせて各部材のバネ剛性を全て低いものに作り換えた。模型は24部材13節点で構成される立体ドーム状トラス構造とし、部材剛性の低下のない健全時(Case0)と、剛性の低下した損傷時(剛性低下率80%)をそれぞれ損傷場所を変えて(Case13)振動台実験を行った。2.節点加振・・・基盤からの加振による全体的な加振だけではモードの判定が難しく、また高次のモードはノイズに埋もれて特定ができない。立体トラスのような空間構造物は自由度自体が多く、モード特性自体が複雑となりより一層問題を複雑にしている。そのため基盤からの加振の他に、節点を加振することで特定のモードの励起をすることで、より明確なモード特性の特定を試みた。3.結果と課題・・・磁石を用いた新しい接合方式でも、一般の接合の場合に似たモード特性が見られた。この接合方式が実験モデルに適用可能であるとの見通しが立った。一方で基盤からの加振では節点の回転が見られ、これにより測定結果に少なからずの影響が現れた。節点加振では、加振振動数や加振用の質量により加振がスムーズに行われないという問題があるが、概ね特定のモードの励起は可能であると考えられた。本年度は節点の回転が入らないような節点加振を主にして加振方法の再検討をし、節点間の応答の変化を比較することで損傷の検出を試みる。空間構造システム(立体トラスや立体フレーム)は極めて多くの部材で構成される構造システムである。
超並列計算機用プロセッサコアの試作

(1)プロセッサコアの超並列計算機アーキテクチャ設計への適用・評価:今年度は、平成7年度に方式設計したプロセッサコアを主要部品とする超並列計算機のハードウェア/ソフトウェア・トレードオフすなわちアーキテクチャについて種々検討した。特に、超並列計算機システムにおける負荷分散制御の各種の方式について、メッセージ駆動スレッドアーキテクチャとの親和性を考察した。具体的には、スレッドスケジューリングの階層化方式や、オブジェクト指向パラダイムなどを導入することによって、効率のよい負荷分散制御が可能であることを示した。また、このプロセッサコアを相互に接続して超並列計算機を構築する上で、種々の特長を備えた新しい相互結合網の提案を行い、その評価を行った。(2)超並列計算機用プロセッサコアの論理設計:平成7年度に抽出したメモリ/通信機能のそれぞれを統合したプロセッサコアアーキテクチャについて、上記(1)で得られた種々の知見をもとに、さらに評価・検討を加え、その論理設計を行った。ここでは、簡潔性と均質性を最重要視し、各種の要素プロセッサ機能を簡素化/統合化することによって、従来の各機能を個別部品として組み合わせてシステムを構成する際に生じていたオーバヘッドを減少させることができた。(3)超並列計算機用プロセッサコアの実装: (2)で論理設計した超並列計算機用プロセッサコアの一部をFPGA素子上に実装する前段階としてのハードウェア記述言語による論理シミュレーションを行った。また、複数のFPGA素子を組み合わせるために、各素子の実装可能ゲート数および入出力ピン数の制限を考慮した、最適な論理分割を行うための検討を行った。1.メモリ/通信機能を統合した並列計算モデルに基づくメッセージ駆動スレッドアーキテクチャの設計:制御とデータを「メッセージ」として統合し計算(処理)の駆動原理とする「メッセージフローモデル」と呼ぶ新しい並列計算モデルを開発した。これによって、従来の並列コンピュータシステムにおける共有メモリアクセスやプロセッサ間通信では独立して操作されていた制御フローとデータフローを統合することができた。そして、このメッセージフローモデルをアーキテクチャとして実装する方法として、「メッセージ駆動スレッドアーキテクチャ」を提案した。このアーキテキチャは、従来の命令レベル並列処理方式であるス-パスカラやVLIWと比較して、スレッドを並列処理単位とする点で粒度がやや粗く、また粒質についてはメッセージによって複数のスレッドを駆動するという処理方式によって制御とデータとの統合を図っている点が、それぞれ異なる。2.要素プロセッサとして必要最小限の機能を搭載したプロセッサコアの方式設計:並列コンピュータの要素プロセッサすなわちプロセッサコアを構成する演算/メモリ(記憶)/通信(入出力)の各部分機能のハードウェア/ソフトウェア・トレードオフを1.に基づいて総合的に検討し直した。具体的には、プロセッサコアとしての、(1)演算におけるメモルアクセスと通信/入出力を統合的にメッセージ演算(処理)として操作する方式によってメモリ機構と通信機構の統合・簡素化を図る;(2)メモリ機能においては、メモリ階層構成の単純化/単一化を図るためにグローバルメモリへのアクセス機能と同期のための相互排除機能を備える;(3)通信機能においては、均質かつ高速なプロセッサ間通信用ポートの装備によってメモリ機能と同等のスループットを備える;(4)演算機能においては、高速パイプラインを備えた独自の高機能RISC方式とVLIW方式との融合を図る;などを実現した。(2)超並列計算機用プロセッサコアの論理設計:平成7年度の抽出したメモリ/通信機能のそれぞれを統合したプロセッサコアアーキテクチャについて、上記(1)で得られた種々の知見をもとに、さらに評価・検討を加え、その論理設計を行った。

ここでは、簡潔性と均質性を最重要視し、各種の要素プロセッサ機能を簡素化/統合化することによって、従来の各機能を個別部品として組み合わせてシステムを構成する際に生じていたオーバヘッドを減少させることができた。(3)超並列計算機用プロセッサコアの実装:(2)で論理設計した超並列計算機用プロセッサコアの一部をFPGA素子上に実装する前段階としてのハードウェア記述言語による論理シミュレーションを行った。また、複数のFPGA素子を組み合わせるために、各素子の実装可能ゲート数および入出力ピン数の制限を考慮した、最適な論理分割を行うための検討を行った。
多器官大型化(MOG)突然変異遺伝子の単離

mogはγ線照射によって得られた劣性の突然変異遺伝子であるが,その効果は大きく,葉・茎など複数の器官が大型化し,種子サイズは約2倍に増大する.本年度は,mogをもつ栽培系統BC48に近縁野生種TC2210を3度戻し交配して得られたBC3F2系統1,559個体を用いて連鎖解析を行った.まずリョクトウのゲノムショットガンシーケンス情報と,Vigna/Glycine間のシンテニーを利用してMOG座周辺の領域に9個のSSRマーカーを作製した.マッピング集団におけるこれらのマーカーとmog表現型との連鎖解析を行ったところ,乗換えなしのマーカーが1つ得られた.しかしこのマーカーを用いてケツルアズキゲノムBACライブラリーのスクリーニングを試みたところ,ポジティブなクローンが得られなかったことから,目的の領域がライブラリーに取り込まれていないと考えられた.そこで,ダイズゲノム情報を基に,MOG座周辺のケツルアズキ遺伝子を増幅できるプライマーを設計してPCRとシーケンスを繰り返し,新たに8つのCAPs/dCAPsマーカーを設計した.その結果,候補領域はダイズゲノム上の5つの遺伝子が座乗する,約50kbの領域に相当する領域に絞り込まれた.mogはγ線照射によって得られた劣性の突然変異遺伝子であるが,その効果は大きく,葉・茎など複数の器官が大型化し,種子サイズは約2倍に増大する.本年度は,mogをもつ栽培系統BC48に近縁野生種TC2210を3度戻し交配して得られたBC3F2系統1,559個体を用いて連鎖解析を行った.まずリョクトウのゲノムショットガンシーケンス情報と,Vigna/Glycine間のシンテニーを利用してMOG座周辺の領域に9個のSSRマーカーを作製した.マッピング集団におけるこれらのマーカーとmog表現型との連鎖解析を行ったところ,乗換えなしのマーカーが1つ得られた.しかしこのマーカーを用いてケツルアズキゲノムBACライブラリーのスクリーニングを試みたところ,ポジティブなクローンが得られなかったことから,目的の領域がライブラリーに取り込まれていないと考えられた.そこで,ダイズゲノム情報を基に,MOG座周辺のケツルアズキ遺伝子を増幅できるプライマーを設計してPCRとシーケンスを繰り返し,新たに8つのCAPs/dCAPsマーカーを設計した.その結果,候補領域はダイズゲノム上の5つの遺伝子が座乗する,約50kbの領域に相当する領域に絞り込まれた.