hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報科学の基盤技術を用いた分子レベル材料設計システム

平成19年度に材料設計プログラムと組み合わせた試験実行システムを開発し,ジョブスケジューリングの基礎的な調査を行った.その結果,マスター・スレーブモデルでマスター計算機がジョブを割り当てる方式で問題ないことがわかった.平成2021年度は免疫物質scFvのキャパシタンス評価シミュレーションに関する研究を行った.その結果,scFvの簡略化モデルが得られ,シミュレーション実行の基本準備が整った.scFvのキャパシタンス評価シミュレーションを材料設計システム上で網羅的に実行することが今後の課題となる.平成19年度に材料設計プログラムと組み合わせた試験実行システムを開発し,ジョブスケジューリングの基礎的な調査を行った.その結果,マスター・スレーブモデルでマスター計算機がジョブを割り当てる方式で問題ないことがわかった.平成2021年度は免疫物質scFvのキャパシタンス評価シミュレーションに関する研究を行った.その結果,scFvの簡略化モデルが得られ,シミュレーション実行の基本準備が整った.scFvのキャパシタンス評価シミュレーションを材料設計システム上で網羅的に実行することが今後の課題となる.平成19年度に量子化学計算プログラムの1つであるGAMESSを使用し、材料設計の入力データ作成と出力データ処理の基礎部分を開発した。そして、ごく簡単な構造の分子を構造最適化するシミュレーションを行って、正しく動作することを確認した。このプログラムは文字列処理を用いており、原型入力ファイル中の座標指定部分を置換して複数の入力ファイルを自動作成し、一方、出力ファイル中の必要なデータを切り出して出力データ処理を行う。今後は技術的に同様のことを行って、実際の材料設計を行うように拡張が可能である。さらに、分散処理を効率的に行うための実行時間の基礎的な調査を行った。その結果、動作確認を行った簡単な構造の分子でも数分程度の実行時間を要することがわかった。本課題では分散処理を行う際に、処理が終了したスレーブ計算機がマスター計算機に新規ジョブの分配を申請し、必要なデータを受け取る方式を想定している。この方式は、分散実行を行うジョブが小さく、実行時間が非常に短い場合にはマスター計算機がボトルネック化し、分散処理の高速実行が困難になることが知られている。本課題の場合には、その問題は起こらずに高速実行が可能であると考えられる。さらに、本課題では材料設計シミュレーションによって得られた結果の可視化も行う。可視化結果の一例を使用したデモンストレーションプログラムをこれまでに作成したが、そのプログラムの起動方法マニュアルを作成し、テクニカルメモランダムとして出版した。今年度は, scFvを利用したセンサーチップの材料設計シミュレーションに関する研究を行った.scFvは免疫物質の一種であり、抗体物質のうち、抗原と結合する部分のみを合成した人工分子である。scFvは合成が容易であり、シリコンウェーハ上に配置したscFvチップが製作されているので、簡易診断チップへの応用が期待されている。scFvチップを用いて抗原物質を検出する手法は、scFvチップのキャパシタ計測が現在有望視されているが、scFvのチップ上の密度やターゲット分子の密度とキャパシタ変化量の関係が不明である。この問題を実験的に調査するのは困難であるため、シミュレーションによって調査を試みた.まず、古典的なモデルを用いてscFv分子のキャパシタを評価した。scFvはタンパク質の一種であるため、水溶液中では親水基が外側に、疎水基が内側に存在することが知られているので,内側が絶縁体で満たされて外側が導体でできた立方体モデル、または導体でできた平板モデルが考えられる.導体でできた立方体および平板のキャパシタ評価法はすでに確立されているので、その手法を使用し,種々の形状のscFvモデルに対するキャパシタ評価を行った.次に、抗原分子との結合の有無によるscFvチップ全体のキャパシタ変化量を評価した。scFv分子とベースのシリコンチップをRC回路と考えてキャパシタを評価する手法が既に提案されているので、これを抗原分子と結合した状況に拡張し、キャパシタ変化量の評価式を得た.今年度行ったキャパシタ評価はいずれもモデルに対するものであり、実際の物質と比較しないとモデルの評価ができず、様々な条件を想定した数多くのシミュレーション結果と現実の実験結果を照合する必要があるため、本研究で開発している材料設計システムによって今後の調査を行う必要がある。今年度は主に免疫物質scFvを利用したセンサーチップの材料設計について研究を行った.免疫物質scFvは人工的に合成できるタンパク質の一種であり,抗原抗体反応の反応基部分だけを取り出した人口分子である.このscFvは金薄膜上に分子レベルで固着したscFvチップを作製できることが知られており,さらに抗原抗体反応を起こすとscFvチップのキャパシタンスが変化するために容易に抗原抗体反応を検出ことから近年注目されている.しかし,scFvチップのキャパシタンス変化と抗原抗体反応の関係はまだ明らかになっていないため,分子密度とターゲット分子の密度および検出感度の関係が不明である.一方近年の計算機は大変高速であるため,簡略化したモデルを扱うと1つのシミュレーションは数秒程度で終了することができる.そこで,有限の探索範囲内を網羅的にシミュレーション実行し,実験結果を説明するパラメータを探索することを目指して研究を行った.最初のステップとして,scFv分子を導電体の平板あるいは直方体としてモデル化し,キャパシタンスを数値的に評価した.

その結果,2枚の正方形平板を45度で結合したモデルは同じ表面積の長方形平板よりも小さいキャパシタンスを持つことがわかった.いずれのモデルでも1個のscFv分子であれば,数秒程度で実行終了する.scFvモデルのキャパシタンスと実験的に得られた現実のscFv分子のキャパシタンスと数値を比較することが今後の課題である.さらに,抗原抗体反応前後でのチップ全体のキャパシタンス評価モデルを作製したが,チップ全体の回路モデルに定説がないため現段階では検定できず,実験的結果と比較することが今後の課題である.また,scFv分子のシミュレーションは,まだ材料設計システムと組み合わせるまでには至っていないので,これも今後の課題である.
コガタルリハムシを用いた難防除雑草ギシギシ類の生物的制御技術体系の開発

コガタルリハムシの生態に関しては、本甲虫の季節消長を明らかにし、あわせて孵化、幼虫および成虫の成育と温度との関係を解明した。また、休眠成虫の生存率と環境条件との関係を調査し、休眠成虫の生存に土壌水分量が影響することを明らかにした。実用技術開発研究では、休眠成虫の長期保管が5°C程度の低温条件下で可能であること、本甲虫が分布しなかったギシギシ類生育地に本甲虫を放虫した場合、分布域が広がる場合と縮小する場合があることを把握した。本研究により、コガタルリハムシを用いてギシギシ類を生物的に制御するのに必要な多くの基礎・応用的な知見・技術が得られた。今後は人工餌の開発などに取組み技術体系の完成を目指す。本研究は、難防除雑草のギシギシ類を昆虫(コガタルリハムシ)により制御する技術体系の開発を目指している。その研究計画は「コガタルリハムシの生態の解明」と、その知見に基づく「実用技術開発」から構成される。平成27年度は、主に「生態の解明」分野の研究を行い、次の14の研究実績を得た。〈1〉季節消長の解明;成虫が地上に出現し交尾・産卵する時期や孵化・幼虫期などの季節消長を、圃場において調査し、これらの季節消長と環境要因(主に気温)との関係を把握した。〈2〉孵化・成育と温度の関係の解明;孵化と幼虫・成虫の成育と温度の関係を、人工気象器を用いて検討し、成育ステージの進行と温度との関係を明らかにした。〈3〉休眠成虫の生存率と土壌条件との関係の解明;異なる土性(重粘土、砂土、黒ぼく土)の土壌に休眠に入る成虫を2015年6月に放ち、2016年3月に生存率などを調査した。その結果、重粘土条件下での生存率は55%で、他の二つの土壌条件下における生存率(砂土84%、黒ぼく土86%)に比べ有意に低いことを明らかにした。〈4〉摂食葉成分の解明;本甲虫の摂食嗜好が異なるギシギシ類3種(ギシギシ、エゾノギシギシ、スイバ)の葉を採取した。今後、それらの葉の栄養成分をHPLCにより分析するなどして、本甲虫が特に必要とする栄養成分の特定を試みる。以上の研究実績は、ギシギシ類を生物的に制御する技術体系を開発する上で、その基礎を与える重要な知見を有している。以下の14の理由により、研究はおおむね順調に進展している。1平成27年度に行った実験は、それ以前に実施した予備的実験をふまえて計画したものであったため、予期していない事象は生じなかった。2研究分担者と定期的な検討会を行ったため、適切な調査がなされた。3実験補助者による補助を得て、労力・時間を多く必要とする調査を実施することができた。4当初計画では平成28年度に開始予定とした「放虫技術の開発」に関する実験を前倒しで実施することができた。平成28年度は、前年度に引き続き、「コガタルリハムシの生態の解明」の研究を行うとともに、「実用技術開発」の新たな研究に取り組んだ。その結果、次の16の研究実績を得た。「コガタルリハムシの生態の解明」〈1〉前年度に引き続き、野外において季節消長の調査を行い、孵化、幼虫の令、および成虫の潜土等の時期の知見を蓄積した。〈2〉本甲虫の孵化および幼虫の成育に及ぼす温度の影響を、人工気象器を用い明らかにし、野外における季節消長と気温との関連を考察した。〈3〉本甲虫は、成虫休眠して越夏・越冬するが、その動態に関する知見はこれまで皆無であった。平成28年度の研究により、越夏・越冬後の成虫の生存率、および越夏・越冬時の休眠成虫の土壌中の位置(深さ)について、これまでまったく知られていなかった知見を得た。「実用技術開発」〈4〉休眠成虫の高い生存率を得るためには、成虫が休眠する土壌を乾燥させないことが重要であることが分かった。〈5〉本甲虫を6月に野外に放虫した場合、その翌年に発生する本甲虫がどの程度分布を拡大するかを把握した。〈6〉人工餌の開発にむけ、ギシギシ類3種(ギシギシ、エゾノギシギシ、スイバ)を餌とした場合の本甲虫の成育量の差異について知見を得た。以上の研究実績は、ギシギシ類を生物的に制御する技術体系を開発する上で、その基礎および応用面で重要な知見である。以下の13の理由により、研究はおおむね順調に進展している。1平成28年度に行った実験は、前年度に行った実験の繰り返し、あるいは、予備的実験をふまえて計画・実施したものであったため、予期していない事象は生じなかった。2研究分担者と定期的な検討会を持ったため、適切な調査・研究がなされた。

本研究は、難防除雑草のギシギシ類を昆虫(コガタルリハムシ)により制御する技術体系の開発を目指したものである。その研究計画は「コガタルリハムシの生態の解明」と、その知見に基づく「実用技術開発」から構成される。「最終年度に実施した研究の成果」:最終年度(平成29年度)は、次の14の研究実績を得た。「コガタルリハムシの生態の解明」〈1〉野外において季節消長の調査を行い、孵化、幼虫の令、および成虫の潜土等の時期の知見を蓄積した。〈2〉越夏・越冬後の成虫の生存率、および越夏・越冬時の休眠成虫の土壌中の位置(深さ)に関する知見を蓄積した。「実用技術開発」〈3〉低温条件下で休眠成虫を保管することで、生殖能力を持つ成虫を、野外条件下よりも長い期間保管できることが分かった。〈4〉本昆虫を野外に放虫し、その2年後(最終年度)に、野外に発生する本昆虫の分布域を把握した。「研究期間全体を通じて実施した研究の成果」:コガタルリハムシの生態に関する多数の新知見を得ることができた。具体的には、本昆虫の季節消長を明かにし、あわせて、孵化、幼虫および成虫の成育と温度との関係を解明した。また、越夏・越冬時の休眠成虫の土壌中での位置(深さ)を明かにするとともに、休眠成虫の生存に土壌水分が影響をおよぼすことを推察した。それらの生態学的知見、および本昆虫を用いた実用技術開発研究を通じ、休眠成虫の長期保管が低温条件下で可能であること、人為的に放虫した場合に、分布域が広がる場合と縮小する場合があることなどを把握した。以上の研究実績により、ギシギシ類を生物的に制御するのに必要な「休眠成虫の保管技術」および「放虫技術」に関する多くの知見が得られた。今後は「人工餌の開発」に継続して取組み、技術体系の完成を目指す。コガタルリハムシの生態に関しては、本甲虫の季節消長を明らかにし、あわせて孵化、幼虫および成虫の成育と温度との関係を解明した。また、休眠成虫の生存率と環境条件との関係を調査し、休眠成虫の生存に土壌水分量が影響することを明らかにした。実用技術開発研究では、休眠成虫の長期保管が5°C程度の低温条件下で可能であること、本甲虫が分布しなかったギシギシ類生育地に本甲虫を放虫した場合、分布域が広がる場合と縮小する場合があることを把握した。本研究により、コガタルリハムシを用いてギシギシ類を生物的に制御するのに必要な多くの基礎・応用的な知見・技術が得られた。今後は人工餌の開発などに取組み技術体系の完成を目指す。研究計画は「コガタルリハムシの生態の解明」と、その知見に基づく「実用技術開発」から構成される。今後は、平成27年度に主に行った「生態の解明」分野の研究に加え、「実用技術開発」分野の研究を実施する。これまでと同様に、研究分担者と連携して研究を推進する。また、研究補助者の補助を得て、精度の高い実験データを蓄積する。以上を通じ、難防除雑草を生物的に制御する技術開発の先駆的研究を推進する。「生態の解明」においては、平成28年度までに行った研究の結果をふまえ、観察された本甲虫の生態に関与する要因の解明を進める。「実用技術開発」においては、主に「放虫技術」および「人工餌開発」を中心に研究を実施する。以上を通じ、難防除雑草ギシギシ類の生物的制御技術体系開発の先駆的研究を推進する。雑草制御学人件費として使用予定としたアルバイト料に、未使用が生じた。人件費として使用予定としたアルバイト料に、主な未使用が生じた。次年度の助成金は、主に、人件費(アルバイト料)、消耗品、および旅費に使用する計画である。「次年度使用額」は人件費に充てる。
エオジン好性核内封入体(NIHID)の原因遺伝子の探索・同定

次に、この近傍の約20cMの部分について、NEDO(新エネルギー産業技術総合開発機構)から公開されているGDBS (Gene Diversity DataBase System)の情報を検索し、更に細分化して解析可能なマイクロサテライトマーカー6個を選択し、再度、パプロタイプ解析およびLINKMAPソフトウエアを用いた3点連鎖解析を行った。その結果、染色体上の約3.8Mbpといったきわめて狭い領域で、突出したLod score 4.65を示す領域を見いだし、原因遺伝子が存在する領域を絞り込むことに成功した。そして、この領域に存在する21個の遺伝子に関してプライマーを設計し、シークエンス解析により原因遺伝子および変異の同定を進めた。一方、これらの家系から得られた剖検サンプルを用い、核内封入体の分布、神経細胞脱落の様式、分布を明らかにし、さらに、電子顕微鏡を用いた封入体の解析、免疫染色法を用いた封入体構成成分の解析を行った。また、抽出したタンパク質サンプルを用いた二次元電気泳動および銀染色により、核内封入体構成成分の同定、発現変化を示す蛋白の同定を試みた。Neuronal intranuclearhyaline inclusiondisease(NIHIDもしくはNIID:エオジン好性核内封入体病)の原因遺伝子を進めるため、我々が既に報告している二大家系のうち、家系2の発症者に関する臨床症状の調査を進めた。更にDNAサンプルの提供を複数受けたため、家系1のDNAサンプルと合わせた上で、マイクロサテライトマーカー(ABI PRISM Linkage Mapping Set Version2.5MD10)を用い、ハプロタイプ解析を行った上で、LINKAGEソフトウェアを用いて連鎖の有無の検定を行った。その結果、現在、原因遺伝子の存在が予測されている部位でのLod scoreが、解析前は3.8であったものが、5.01と上昇を認めた。つまりその部位に遺伝子が存在する可能性が、サンプルを収集したことによって更に高まった。この結果を受け、更に近傍のマイクロサテライトマーカーを用いた検討を進めており、原因遺伝子の存在領域をより細かく解析しているところである。一方、これらの家系から、合計4例の剖検を得ることができたため、現在網羅的に、核内封入体の分布、神経細胞脱落の様式、分布、電子顕微鏡を用いた封入体の解析、免疫染色法を用いた封入体構成成分の解析などを進めている。また、凍結保存されているサンプルより、核内封入体構成成分を溶出し、二次元電気泳動、およびウェスタンブロット法にて解析を進めている。
住血吸虫虫卵性肉芽腫中に存在する血液凝固活性化分子の特定とその誘導機構の解析

マンソン住血吸虫感染マウスの肝内虫卵性肉芽腫に存在する痙攣誘発リポ蛋白(CILIP)の血液凝固活性化分子の特定、マクロファージ(Mφ)および樹状細胞(DC)によるCILIPの産生・誘導機構やその誘導に関わるシグナル伝達機構の解明をめざして研究を行い、以下の成績を得た。1.CILIPの誘導機構の解析を行い、MφやDCがCILIP産生に働いていること、CD4+T cell、あるいはDX5+NK cellがMφのCILIP産生を強く誘導しうること、IFN-γやGM-CSFなどのサイトカイン、あるいはLPS、LTA、Peptidoglycan、CpGDNA、Poly ICといったToll-like receptor(TLR)リガンドがCILIP産生を強く誘導することが明かとなった。2.マンソン住血吸虫成虫抗原感作リンパ球刺激によるマウス腹腔MφのCILIP産生には遺伝子の転写・翻訳、PTKおよびPKCの活性化が必修であること、しかし細胞内cyclic AMP濃度増加はCILIP誘導を抑制することが明らかとなった。3.BALB/cマウスおよびラット,由来の抗CILIPモノクロナル抗体(MoAb)を作製した。ラット由来のMoAbはnative CILIPに対し高い特異反応性を示し、CILIPの凝固活性化作用を濃度依存性に阻害したが、detergent処理CILIPとは反応せず凝固活性化分子の特定には至らなかった。マウス及びラット由来のMoAbを使ったサンドイッチELISA法を開発し、CILIP分子(蛋白量として101500ng)の定量が可能となった。4.CILIPの凝固活性化分子を特定するため、各種生化学的解析、抗組織因子モノクロナル抗体作製、あるいは市販の各種抗体を用いた解析を行ったが、CILIPの血液凝固活性化分子の特定には至らなかった。1.BALB/cマウスおよびラット由来のCILIP(凝固活性化因子)に対するモノクロナル抗体(MoAb)を作製した。ラット由来のMoAbはCILIPに対して高い特異性を示し、CILIPの凝固活性化作用を低濃度で、dose-dependentに阻害した。2.マウス及びラット由来のMoAbを使ったサンドイッチELISA法を開発したが、この方法によりCILIP分子(101500ng)が効率よく検出できた。3.ラット由来のMoAbはCILIPと良く反応するが、detergents処理でCILIPの構造を破壊すると全く反応しなくなることから、この抗体はCILIP構成分子の立体構造を認識している抗体と考えられた。4.ラット由来のMoAbはマウス血漿(凝固第VII因子を含む)、あるいは正常マウス脳のトロンボプラスチン(組織因子)とは反応しない。また、マウスの組織因子や凝固第VII因子に対する特異抗体はCILIP構成成分とは反応しないことから、CILIPに存在する凝固活性化分子が組織因子と第VII因子の複合体であるという点に関して疑問が生じた。5.凝固活性化分子の誘導機構の解析を行い、マクロファージ(Mφ)が主としてCILIPの産生に働いていること、成虫抗原で刺激したCD4^+T Cell、あるいはDX5^+ NK cellがMφに働き、そのCILIP産生を強く誘導しうること、IFN-γおよびGM-CSFといったサイトカインがMφのCILIP産生を強く刺激することが明らかとなった。従って、CILIPの産生には組織内マクロファージが主要な役割を果たしており、宿主免疫機構がその産生誘導に深く関わっていることが明らかとなった。

我々は、マンソン住血吸虫感染マウスの肝臓内虫卵性肉芽腫から精製される凝固活性化リポ蛋白(CILIP)構成アポ蛋白のうち凝固活性化に働く分子の特定、各種刺激を受けたマクロファージ(Mφ)および樹状細胞(DC)によるCILIP産生・誘導に関わる機構の解明を目的として解析を行い、以下の成績を得た。1.CILIPの凝固活性化分子を特定するため、マウス組織因子に特異的なアミノ酸配列を合成し、このペプチドに対するラット・モノクロナル抗体(MoAb)を作製した。この抗体はIgMクラスで、マウス組織因子機能を中和する活性はなかったが、特異的に組織因子を認識することが明らかとなった。この抗体を用いた解析で、CILIPがその構成アポ蛋白中に組織因子を含むことが明らかとなった。2.マウス腹腔Mφ、骨髄細胞から誘導したMφおよびDCは感作リンパ球、IFNγ、あるいはGM-CSF刺激によりCILIPを産生・誘導するが、Toll Like ReceptorのリガンドであるLPS、LTA、Peptidoglycan、CpGON、Poly ICによる刺激によっても強くCILIPを誘導することが明らかとなった。In vitroにおけるCILIP誘導のカイネティックスを活性測定および抗CILIP MoAbを用いたサンドイッチELISA法で測定したところ、刺激後8時間でピークとなり、その後低下することが明らかとなった。3.マンソン住血吸虫成虫抗原(SWAP)感作リンパ球で刺激したマウス腹腔MφによるCILIP誘導に関わるシグナル伝達経路を凝固第X因子活性化活性を指標として解析を行い、CILIP誘導にはPTKおよびPKCの活性化が必修であり、cyclicAMPの細胞内濃度増加をもたらす試薬はこのCILIP誘導を抑制することが明らかとなった。
抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎の臓器合併症の臨床調査および病態機序解析

H 30年度には、1抗ミトコンドリア抗体(AMA)陽性筋炎の臨床情報の追跡調査、2文献的検索、3筋病理標本の観察を行った。1臓器合併症を有するAMA陽性筋炎症例の治療内容、経過、その後の臓器合併症の発症の有無につき主治医に問い合わせた。2医学中央雑誌Web版を用いた検索では、2019年3月の時点で会議録も含めてAMA陽性筋炎は71例あり、2015年(1例)、2016年(3例)、2017年(7例)、2018年(10例)と年々増加していた。18例で不整脈(上室性頻拍(13例)、房室ブロック4例、洞不全症候群4例、心室頻拍4例、洞停止1例(重複6例を含む))、27例で心不全・心筋症が報告されていた。心臓デバイス術(カテーテルアブレーション4例、埋め込み型除細動器6例、ペースメーカー2例)は12例で施行されていた。II型呼吸不全は15例で報告され、うち14例で補助人工呼吸が施行された。また、2012年の我々のAMA陽性筋炎の多数例報告後、日本(2017年)、フランス(2018年)、米国(2018年)、中国(2019年)から計4つの多数例での追試が報告され、各々筋炎でのAMA陽性率は19.5、7.8、0.6、5.1%と、米国での報告を除き我々の報告と同等であった。AMA陽性筋炎の対象症例は各々8、11、7、7例であり、心臓合併症は3070%で、不整脈が最も多くを占めた。1報告のみ拘束性換気障害の合併頻度が示された(14%)。これらの文献検索結果は、我々が提唱しているAMA陽性筋炎での心臓合併症(高頻度で時に重篤)、II型呼吸不全(頻度は高くなくとも時に重篤)の特徴を裏付けた。また本疾患の知名度を確認し、臨床データベース構築の土台となった。3病態機序解明に向けてAMA陽性筋炎症例の新規生検筋組織のルーチン染色および免疫染色所見について病理観察を行った。本研究は1)臓器合併症のある抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎の臨床データベースの構築、2)病態機序解明を行うことを目的としている。1)H 30年度には臓器合併症を有する抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎の臨床データベースの構築の土台作りを行い、それをベースとして今後は全国アンケート調査に向けて準備を進めている段階である。引き続き各施設からの情報収集、文献的裏付けを行う。2)病態機序解明については、血液、筋組織各サンプルの調整にやや時間を要しているが、準備は整ってきている。1)抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎症例の臨床追跡調査:現時点で既に抗ミトコンドリア抗体陽性心臓、呼吸筋合併症としてデータベース化されている症例のその後の治療内容、臨床経過、転機をアンケート形式で調査し、データベースの更新を行う。2)全国調査:日本神経学会を通じて全国アンケート調査を行い、抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎症例の診療経験数、さらに不整脈、心筋障害、呼吸筋合併症を有した症例数を問い合わせる(一次調査)。次に、これらの臓器合併症を有した症例の詳細を問い合わせる(二次調査)。2)保存患者血清を用いて、ラミニン、ミトコンドリアM7、ミトコンドリアADP/ATPトランスポーター、ミオシン重鎖、Na-K-ATP ase、トロポニンIなどに対する自己抗体の検出を行う。また、抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎症例の生検筋組織を用いたmRNA発現解析に向けてサンプル調整および準備を行う。

これらの文献検索結果は、我々が提唱しているAMA陽性筋炎での心臓合併症(高頻度で時に重篤)、II型呼吸不全(頻度は高くなくとも時に重篤)の特徴を裏付けた。また本疾患の知名度を確認し、臨床データベース構築の土台となった。3病態機序解明に向けてAMA陽性筋炎症例の新規生検筋組織のルーチン染色および免疫染色所見について病理観察を行った。本研究は1)臓器合併症のある抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎の臨床データベースの構築、2)病態機序解明を行うことを目的としている。1)H 30年度には臓器合併症を有する抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎の臨床データベースの構築の土台作りを行い、それをベースとして今後は全国アンケート調査に向けて準備を進めている段階である。引き続き各施設からの情報収集、文献的裏付けを行う。2)病態機序解明については、血液、筋組織各サンプルの調整にやや時間を要しているが、準備は整ってきている。1)抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎症例の臨床追跡調査:現時点で既に抗ミトコンドリア抗体陽性心臓、呼吸筋合併症としてデータベース化されている症例のその後の治療内容、臨床経過、転機をアンケート形式で調査し、データベースの更新を行う。2)全国調査:日本神経学会を通じて全国アンケート調査を行い、抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎症例の診療経験数、さらに不整脈、心筋障害、呼吸筋合併症を有した症例数を問い合わせる(一次調査)。次に、これらの臓器合併症を有した症例の詳細を問い合わせる(二次調査)。2)保存患者血清を用いて、ラミニン、ミトコンドリアM7、ミトコンドリアADP/ATPトランスポーター、ミオシン重鎖、Na-K-ATP ase、トロポニンIなどに対する自己抗体の検出を行う。また、抗ミトコンドリア抗体陽性筋炎症例の生検筋組織を用いたmRNA発現解析に向けてサンプル調整および準備を行う。H30年度には研究室の移転準備に伴い血清学的検索の準備に時間がかかったこと、研究者の個人的都合により海外の学会参加を見送った関係で次年度使用額が生じた。その分は従来予定していたH31年度には、血清サンプルを用いた血清自己抗体網羅的解析に充てる方針である。
前庭代償における頚部深部知覚の役割

前庭代償における頸部深部知覚入力の関与を検討するため、一側前庭機能障害後前庭の代償が完成された21症例の後頸部に周波数約110Hz、振幅約1mmの振動刺激を加え、誘発された眼振をコンピュータ画像解析システムにて三次元解析した。その結果、全21症例のうち12例(57%)で水平、垂直、回旋の全3成分が認められた。水平成分は全症例に認められ、かつ健側向きであった。回旋成分は、右障害では時計回り、左障害では反時計回りであった。垂直成分は、症例により上向き・下向きが混在していた。3成分の平均緩徐相速度を計算し、3成分の緩徐相速度の構成比を求めると水平57%、垂直23%、回旋20%であり、水平成分が最大であった。しかしその比率に一定の傾向はなかった。また、頸部入力と前庭出力、とくに半規管出力との関連を検討するために、頸部誘発眼振の速度ベクトルを既知の半規管座標とともに二次元平面に展開した。その結果、3つの半規管座標軸に比較的一致する症例から全く一致しない症例まで様々であった。しかし、3つの半規管のなかでは、その速度ベクトルが外側半規管軸に最も近い症例が多かった。以上の結果から、頸部固有受容器に振動刺激を与えたことにより、潜在していた前庭の不均衡が顕在化し、眼振として現れたものと考えられた。また頸部誘発限振を三次元解析し、全3成分とも認められたが水平成分が優位であったこと、眼振の速度ベクトルが外側半規管座標軸付近に最も集積したことから、頸部自己受容器からの求心性入力は主に水平系の前庭動眼反射路に関与していると考えられた。しかし、中には垂直・回旋成分優位の症例もあり、ベクトル分析で単一の半規管座標軸に全く一致しない症例やむしろ垂直半規管座標軸に一致する症例もあり、垂直系の前庭動眼反射路も含め複数の経路を介して眼振が発現していると推測された。身体平衡の維持に、前庭覚、視覚と同様に深頚筋からの深部知覚入力が重要視されており、特にその入力は一側前庭機能障害後の代償に不可欠であることが明らかになっている。そこで、前庭代償の指標として深部固有受容器の適刺激である振動刺激を後頚部に加え(頚部マッサージ器を用いた)、誘発される眼振を用い、頚部入力と前庭代償との関連および頚部入力の前庭系に及ぼす影響について検討した。眼振の詳細な分析のために、頚部誘発眼振をビデオ録画し、画像認識技術を応用した眼球回旋運動解析装置を用い、眼振の三次元(水平・垂直・回旋)解析を行った。対象は、温度眼振検査により判定した一側前庭機能障害者21例の代償期(障害に関連するエピソードから1年以上経過し、めまい等の自覚症状、自発眼振等の他覚所見のないもの)とした。健常者や前庭機能障害後急性期の症例では、頚部誘発眼振は認めないか、認めても微弱であったが、前庭障害後代償期の症例ではいずれも明瞭な眼振を認めた。認められた眼振の三次元解析の結果、全3成分を伴っていたものが13例、水平、垂直の2成分が5例、水平、回旋の2成分が2例、水平成分のみが1例であった。水平成分は全症例に認められかつその方向がすべて健側向きであった。垂直成分は、右障害で下向き、左障害で上向きが多い傾向であった。回旋成分は、右障害で時計回り、左障害で反時計回りであった。3成分の平均緩徐相速度は、水平、垂直、回旋の順で、水平成分が他の2成分と比べて統計的に有意に大きかった。以上より、頚部入力が前庭代償に影響を与え、その代償が一時的に崩れ眼振が出現したと考えられた。また誘発眼振の性状から、頚部入力は主に水平系の前庭動眼反射系に影響しているが、それのみならず垂直系前庭動眼反射系にも影響を及ぼしていると考えられた。

以上の結果から、頸部固有受容器に振動刺激を与えたことにより、潜在していた前庭の不均衡が顕在化し、眼振として現れたものと考えられた。また頸部誘発限振を三次元解析し、全3成分とも認められたが水平成分が優位であったこと、眼振の速度ベクトルが外側半規管座標軸付近に最も集積したことから、頸部自己受容器からの求心性入力は主に水平系の前庭動眼反射路に関与していると考えられた。しかし、中には垂直・回旋成分優位の症例もあり、ベクトル分析で単一の半規管座標軸に全く一致しない症例やむしろ垂直半規管座標軸に一致する症例もあり、垂直系の前庭動眼反射路も含め複数の経路を介して眼振が発現していると推測された。
ワークモチベーション向上支援システムの開発

1.WLBの制度を利用できることはワーク・モチベーションを高めることが観察された。具体的に、小学生以下の子どもをもつ40代非正規女性が多い中小のIT系企業では、育児休業制度、テレワーク、短時間勤務制度がモチベーション向上に影響する傾向である。2.中小のIT系企業において従業員の属性によってモチベーションに影響する要因が異なることが観察された。具体的に、小学生以下の子どもをもつ40代の非正規女性が多い企業では、仕事の面白さ、給与や賞与、が特にモチベーション向上に影響する傾向である。一方、独身が多い2030代の正規社員が多い企業では、能力向上、給与や賞与がモチベーション向上に影響する傾向である。平成25年度で当初予定した計画のうち手順1を実施した。手順1では、ワークモチベーションや従業員モチベーション、ワーク・ライフ・バランス(WLB)の知識収集のために,文献調査およ企業の調査を行った。また,最新の状況を把握するために人材育成に関する研究会やセミナーなどに参加した,知見を得た。その結果、ワーク・モチベーション(従業員モチベーション)の形成要因の候補として大別して以下9つからなる。すなわち,収入,成長,達成,評価,仕事,職場,労働条件,人間関係,WLBからなる。収入はさらに3つの構成要因からなる。すなわち賞与,能力にみあった給与,残業手当である。成長はさらに5つの構成要因からなる。すなわち,教育制度,仕事能力の成長,役職・役割,昇進速度,昇進・登用制度である。達成はさらに3つの構成要因からなる。すなわち目標の明示,目標の達成,会社への貢献である。評価はさらに4つの構成要因からなる。すなわち,同僚からの評価,上司からの評価,顧客からの評価である。仕事はさらに4つの構成要因からなる。すなわち,仕事の意義,仕事の面白さ,仕事の決定権,仕事の難易度である。職場はさらに,2つの構成要因からなる。すなわち,職場の活気と部門間の連携である。労働条件はさらに2つの構成要因からなる。すなわち労働時間と仕事量である。人間関係はさらに3つの構成要因からなる。すなわち,部下との人間関係,同僚との人間関係,上司との人間関係である。WLBはさらに,4つの構成要因からなる。すなわち,1)有給休暇・余暇休暇の取得,2)短時間勤務,在宅勤務,サテライトオフィス勤務など従業員のライフに応じた柔軟な働き方の選択,3)出産・育児・介護などライフイベントに関する休業制度,4)休業者復帰支援,である。対象業種をIT企業として、IT企業の従業員のモチベーションの要因を検討することを目的として,研究計画にあげた7つの手順のうち手順14を中心に取り組んだ。成果は次の通りである。モチベーション形成要因は平成25年度の実績の要因候補をもとに、IT企業経営者へのヒアリング調査をもとに検討した。モチベーションの大きな要因は25年度に決定した9つの要因である。すなわち、評価、達成,成長,収入,人間関係,労働条件,仕事,職場,WLBである。一方、各要因を構成する要因に変更があった。変更のあった大要因は、収入と人間関係を除く7つの要因である。評価は5つからなる。すなわち,上司からの評価、同僚からの評価、部下からの評価、顧客からの評価、社会からの評価である。達成は3つからなる。自身の役割が明確,仕事の達成感,会社への貢献である。成長は3つからなる。すなわち,能力向上,昇進制度,教育制度である。労働条件は2つからなる。すなわち仕事量,労働時間である。仕事は4つからなる。すなわち,仕事の面白さ,仕事の難易度,仕事のやりがい、仕事の権限である。職場はさらに4つからなる。すなわち,職場の快適さ、職場の活気、職場の一体感、部門間の連携である。WLBは5つからなる。すなわち,育児休業制度,介護休暇・休業制度,短時間勤務制度,有給休暇制度,テレワーク制度である。また,従業員属性の要因については年齢、婚姻状態、同居家族を取り上げた。実在のIT企業2社(A社,B社)の従業員にモチベーションについて調査した。A社は小学生以下の子どもがいる40代の非正規女性社員が占める職場である。仕事の面白さ、給与や賞与、がモチベーションを高める要因として見られた。一方、B社は独身が多い2030代の正規社員が占める職場である。能力向上、給与や賞与が、モチベーションを高める要因として見られた。主な成果は次の3つである。成果1:ワーク・モチベーションの形成要因は9つの要因からなる。すなわち、収入、成長、達成、評価、仕事、職場、労働条件、人間関係、ワーク・ライフ・バランス(WLB)である。本研究で新規に取り入れた要因「WLB」は次の4つの具体的な要因からなる。1)有給休暇のとりやすさ、2)育児休のとりやすさ、3)介護休暇・休業のとりやすさ、4)短時間勤務がしやすい、5)テレワークが可能、である。成果2.従業員属性は次の13項目からなる。年齢、性別、婚姻状態、同居家族、子どもの状況、親世帯との暮らし方、介護の状況、住まいの形態、ローンの種類、現在の関心事(家族の生活、自己啓発、仲間づくり、趣味の充実)、勤続年数、職種、転職回数である。成果3:モチベーション形成要因を質問項目として取り入れた従業員への調査を行ったところ、従業員の属性によってモチベーションに影響する要因が異なることが明らかになった。

調査先は国内のIT企業2社(A社、B社)である。A社は、小学生以下の子どもがいる40代の非正規女性が多い職場である。一方、B社は独身が多い2030代の正規社員が占める職場である。A社の結果から、仕事の面白さ、給与や賞与、が特に、モチベーションを高める要因であった。B社の結果から、能力向上、給与や賞与が、特にモチベーションを高める要因であった。上記の成果は国際会議AHFEI2005で口頭発表したところ、大変興味深いというコメントが得られた。本研究の成果の意義として、ワーク・モチベーション向上のための施策につなげやすいモチベーションの状況を把握することができることである。経営者にとって従業員のモチベーションを、具体的な9つの視点から把握できる。また、性別、年齢別、職種別、部署別、関心別など、個人の状況の視点に踏み込んだ、モチベーション、の状況を把握できるからである。1.WLBの制度を利用できることはワーク・モチベーションを高めることが観察された。具体的に、小学生以下の子どもをもつ40代非正規女性が多い中小のIT系企業では、育児休業制度、テレワーク、短時間勤務制度がモチベーション向上に影響する傾向である。2.中小のIT系企業において従業員の属性によってモチベーションに影響する要因が異なることが観察された。具体的に、小学生以下の子どもをもつ40代の非正規女性が多い企業では、仕事の面白さ、給与や賞与、が特にモチベーション向上に影響する傾向である。一方、独身が多い2030代の正規社員が多い企業では、能力向上、給与や賞与がモチベーション向上に影響する傾向である。26年度は、次の3点の状況から集中して時間をとることが難しくなったため、進行が遅れてしまった。1.所属先において大きな改組の取組みが始まり、そのための準備時間がかかった。2.担当しているゼミナールでは就職内定までが責務となっている。例年に比べ、担当学生の就職内定が年末近くなっても得られず苦戦していた。そのため卒業近くまで指導することになった。3.同居の父親の体調不良になる状態が例年に比べ増えた。そのための介護や看病の時間がかかった。経営情報研究計画の手順3のモチベーション形成要因と手順4の従業員属性を明確化するために、より客観的な手法として導入した統計ソフトを用いて、モチベーションに関連性が高い要因の検討と、モチベーションの要因に関連性の高い従業員属性を検討する。その後、明らかになっているノウハウを活用して、手順5の改善優先順位を導出、手順6のシステムプロトタイプを開発する。それに基づき有効性を検討に取り組む。平成26年度の成果は、7月下旬、米国で開催される国際会議AHFE International2015で発表する。昨年度の遅れの原因になった、就職指導と介護の看病については、また今年度も起こりうる。就職指導について早めに積極的にかかわり、一人でも早く内定者をだすべく取り組む。
強誘電体を用いた金属・導電体中の電荷制御とスイッチング素子への応用

本研究の目的は、現在集積回路の基本デバイスとなっているシリコンMOSFETの10倍以上、10μC/cm^2以上の巨大な電荷量を制御する強誘電体を用いたスイッチング素子の実現可能性を示すことである。本年度は基礎的な研究をさらに進めるとともに、実際に素子の試作を行った。本研究で提案するデバイス応用のためには、大きな残留分極と良好な表面平坦性をもつ強誘電体薄膜が必要であることから、本年度は大きな残留分極が得られるチタン・ジルコン酸鉛(PZT)を選定しゾルゲル法によって薄膜作製を行った。特に、ゾルゲル法による薄膜作製プロセス中に減圧で仮焼成を行うことによって、残留分極(2Pr)70μC/cm^2以上という大きな残留分極を持ちながら、緻密で表面平坦性に優れたPZT薄膜の形成に成功した。次にチャネルとなる導電性酸化物であるインジウムスズ酸化物(ITO)をスパッタ法により作製し、導電性膜が得られていることを確認した。さらに、強誘電体を先に形成しその上にITO極薄膜を形成したボトムゲート型のトランジスタを試作した。チャネル長は40120μmとした。ドレイン電流-ドレイン電圧特性を測定したところ、典型的なトランジスタ特性を得ることに成功した。さらに、ドレイン電流-ゲート電圧特性から、試作した素子が強誘電体により不揮発性メモリ効果を持つことを確認した。試作したデバイスで使用している電荷量は約10μC/cm^2と見積もられ、シリコンMOSFETよりも大きな電荷量を制御するデバイスの可能性を示した。本研究の目的は、強誘電体を用いて従来のシリコンMOSFETの10倍以上、10μC/cm_2以上の巨大な電荷量を制御するスイッチング素子の可能性を示すことである。本年度は基礎的な研究を中心に進めた。まず最初に残留分極の大きな強誘電体を得ることを目的として材料としてはチタン酸ランタンビスマス(BLT)を選定し、様々な条件で薄膜作製を行った。本研究では、ゾルゲル法による薄膜作製プロセス中にプラズマ処理を施すという全く新しい手法を導入し、プラズマ処理によってほぼ完全にC軸配向を抑制できることに成功した。特に結晶化アニールする前の仮焼成後に、試料表面をアルゴンプラズマによりわずかにエッチングすることで顕著な効果が得られた。また、このような結晶方位の変化に伴い、電気的特性が改善されることが明らかとなった。750°Cで結晶化したランタン組成0.75のBLTにおいて、残留分極(2Pr)35μC/cm_2以上を達成した。この強誘電体の電荷量は、シリコンMOSFETで用いられるSiO_2、ゲート絶縁膜が誘起可能な電荷量のほぼ10倍であり、膜厚10nmでキャリア濃度が1x10^<20>cm^<-3>の導電体のキャリアを完全に空乏化できる値と考えられる。次にチャネルとなる導電性酸化物としてITOを採用し、スパッタ法およびレーザ分子線エピタキシー法による薄膜作製に着手し、特性の評価を行った。さらに、ボトムゲート型のトランジスタ作製のためのマスクを準備し、作製プロセスの検討を行った。
ナノ分子膜の変位電流と光第2次高調波および量子的ドメイン形状の発現

本年度は、昨年度に引き続き、不足している実験や解析等を進めるとともに、新たな進展があった項目について追加検討を行った。また、当該研究の最終年度にあたるため、これまで得られた知見をもとに研究のまとめを行った。まず、有機FETに対する時間分解顕微SHG測定に関しては、昨年度に引き続き分布定数回路に基づく等価回路モデルを用いた解析を試み、電荷が界面を輸送される様子について、界面における充電現象と関連させて説明することができた。過渡的なキャリア輸送に及ぼす界面トラップの影響についても検討を行い、トラップによりキャリアの輸送が阻害され、実効的な移動度の低下を招く一方、バイアス印加によりトラップを埋めた状態で測定することで、トラップの無いデバイスにおける輸送特性と同等の結果が得られるということがわかった。また、時間分解顕微SHG測定と並行して、TOF法による過渡的な状態に関する評価も行い、キャリア輸送特性のゲート電圧依存性や、チャネル長依存性を検討し、SHGと同じく等価回路モデルから説明をすることに成功した。一方、ペンタセンのMIM単層構造試料における、電気特性の光照射依存性を検討し、光起電力の発生や、酸素トラップの効果について検討を行った。トラップに関しては、昨年度までにナノ粒子による材料中のトラップ制御を成功させており、この手法も含めてトラップエンジニアリングと呼ぶ手法を確立することができた。LB法は水面上に形成された高配向な両親媒性単分子を固体基板上に累積する方法として用いられている。このような単分子膜は、工学的な観点からだけでなく、擬似生体膜のモデル系としても興味をもたれているが、重要な役割を果たすとされる構造的な理解、即ち分子配向やドメイン形成に関する理解はまだ完全とは言えない。本研究の目的は、我々のグループが進めているMDC,SHGおよびBAMの同時測定、およびその理論的解釈から、低次元系の物性を示す系として興味が持たれているラングミア膜(単分子膜)の動的挙動を理解し、その工学的応用を模索することにある。本年度は、はじめにキラル棒状分子(DPPC)からなる単分子膜(キラル膜とラセミ混合膜)における配向構造とドメイン形状をMDCおよびBAMを用いて観測した。その上で、キラル膜とラセミ混合膜で観測されるMDCの違いについてπ-A曲線の熱力学的な解析から考察および検討を行い、電気双極子(ないしは電気四重極子)相互作用がMDCの違いに重要な役割を果たすことを明らかにした。また、Siナノ粒子が電子素子の誘電特性に及ぼす影響を、有機物を用いたトランジスタおよびMIM構造素子による測定から検討した。結果、Siナノ粒子に電荷が強くトラップされ、素子内に極めて少量の粒子を分散させるだけで、素子特性が大きく変調されることを見いだした。現在、具体的なLB膜の応用として、有機デバイス(特に有機FET)用の分極層やトラップ中心としての利用を検討している。本年度は、昨年度に引き続き、材料中のトラップを積極性に制御する試みとして、ナノ粒子を絶縁体表面に分散させ、トラップが特性に及ぼす効果についても検討した。実際に、分散させるナノ粒子の密度を制御することで、トラップ量をある程度自由に制御できることがわかり、トラップエンジニアリングとも呼べる手法を確立できた。また、時間分解顕微SHG法により観測されたキャリア像の時間発展をモデル化し、キャリアの実効的な移動度を算出することに成功した。定常状態において観測される電界分布を詳細に検討し、等価回路モデルによりその分布を説明できることを示した(この分布を用いることで、電気的な測定による移動度の見積もりに対して、補正が必要なことも分かった)。このSHG法による測定に関しても、強度分布を検討することで、デバイス中トラップの空間的情報を得られることが明らかとなった。また、このようなトラップによりキャリアの輸送が阻害され、実効的な移動度の低下を招くことを、実験的及び理論的に明らかにすることができた。
フロリゲン活性化複合体の形成メカニズムの解明と開花調節への応用

フロリゲン(正体はFT/Hd3aタンパク質)は花芽形成の強力な運命決定因子であり、葉で合成された後に茎頂メリステムまで長距離輸送されて機能する。我々はこれまでフロリゲンの受容体、活性本体となる転写複合体「フロリゲン活性化複合体」を同定してきた。これらが茎頂メリステムでどう形成・分布し機能しているのかは極めて重要な問題であるが、詳細は不明であった。本研究では独自のイメージングの手法を駆使してこの問題を解決することを目的とした。研究の結果、茎頂メリステムにおけるフロリゲン自体及び複合体機能の分布を初めて明らかにし、またその過程でフロリゲン複合体による多機能性の分子基盤を明らかにすることができた。フロリゲンは植物の花芽分化を決定づける因子として約75年前にその存在が提唱され、2007年にその正体がHd3a/FTと呼ばれるタンパク質であることが明らかにされた。Hd3aは葉で発現した後、茎頂メリステムまで長距離移動して花成を開始させる。Hd3aは茎頂の細胞に到達した後、フロリゲン受容体である14-3-3と細胞質で直接結合する。その後Hd3a-14-3-3複合体は核移行し、転写因子OsFD1とさらに高次の転写複合体であるフロリゲン活性化複合体(FAC)を形成して花芽形成遺伝子の転写を開始させると考えられている。FACはフロリゲンの活性本体として花成促進の中心的な機能を担っているが、これが核内に形成されるメカニズムは明らかになっていない。本年度は新規FAC構成タンパク質OsFD2を見出し、その分子機能を詳細に解析した。OsFD2はOsFD1のホモログであり、bZIP型の転写因子である。OsFD2がFACを形成可能かどうか検討するために、酵母two-hybrid法を用いた詳細な相互作用解析を行った。その結果、OsFD2はOsFD1と同様の様式でFACを形成可能であることが明らかとなった。さらに植物細胞内の相互作用を、BiFC法によって解析した。その結果、OsFD2は14-3-3及びHd3aと相互作用可能であることが分かった。BiFCシグナルの細胞内局在を定量的に評価したところ、14-3-3-OsFD2複合体は細胞質に形成されているが、これにさらにHd3aが結合すると核内に局在することが明らかとなった。これらの結果から、OsFD2を含むFACの形成過程として次のようなモデルを提唱した。すなわちOsFD2は当初14-3-3タンパク質によって細胞質にトラップされているが、Hd3aが14-3-3と結合することで複合体が核移行を開始すると考えられる。昨年度までに、OsFD1ホモログのOsFD2をイネゲノム中より見出し、その機能、細胞内局在及びフロリゲンとの相互作用を調査した。その結果OsFD2はFAC形成を通して葉の発生を制御することを示した。本年度はOsFD2を含むFACの核移行メカニズムを解明するために以下の実験を行った。Hd3aによる14-3-3:OsFD2複合体の核移行開始について検証した。イネ培養細胞中で14-3-3:OsFD2複合体をBiFC法によって可視化し、さらにHd3aの発現ベクターを様々な量で発現させたところ、Hd3a量に依存して14-3-3:OsFD2複合体が核移行する様子が観察された。この現象がHd3aと14-3-3:OsFD2複合体の相互作用によるものかを検証するために、Hd3aに14-3-3と結合できない変異を導入して同様の実験を行った。その結果、Hd3aによる14-3-3:OsFD2複合体の核移行が生じなくなった。

これらの結果から、Hd3aが14-3-3:OsFD2複合体に相互作用することが複合体全体の核移行のトリガーとなる可能性が示唆された。フロリゲンは移動性の花成促進シグナルであり、今日ではその正体がFT/Hd3aタンパク質であることが明らかにされている。イネでは、Hd3aは葉で発現した後、翻訳産物が茎の先端(茎頂メリステム)まで長距離輸送されて花芽分化を開始させる。茎頂の細胞に到達したHd3aは細胞質で受容体である14-3-3と相互作用し、さらに核移行して転写因子OsFD1と相互作用することで「フロリゲン活性化複合体」を形成する。この複合体が遺伝子発現を活性化し、花芽分化を開始させる。これらが明らかとなった次の重要な問題は、この複合体がメリステム内でどのように形成されるのか、また細胞内でどのように形成されるのかなどという点である。本研究では独自に開発したフロリゲンのイメージング技術を駆使してこの問題を解明することを目的とした。はじめにHd3a-GFPを自身のプロモーターで発現するイネの詳細な観察を行った。その結果、14-3-3及びOsFD1はメリステムですでに発現しており、そこにHd3aが到達することで花成が誘導されることが明らかとなった。さらに観察を継続した結果、Hd3aは花成の後もメリステムへ供給され続け、花序の構造も制御することが分かった。次いで、新規な転写因子OsFD2を単離して機能解析を行った。OsFD2はOsFD1の代わりに14-3-3と結合することで複合体を形成できる。OsFD2による複合体形成過程をイメージングした結果、OsFD1とは異なるメカニズムで核内に形成されることが明らかとなった。さらに機能解析の結果、複合体にOsFD1が結合すると花成促進機能が、OsFD2が結合すると葉の発生を制御する機能が発揮されることが分かった。これらの結果から、メリステムにおけるフロリゲン複合体の形成過程が明らかになったとともに、複合体の転写因子変換による多機能性のメカニズムが明らかとなった。26年度が最終年度であるため、記入しない。植物分子遺伝学26年度が最終年度であるため、記入しない。フロリゲン活性化複合体の新規構成因子としてOsFD2を見出し、これがFACを形成可能であることを示した。さらにFAC-OsFD2の核移行過程を詳細に解析することで、フロリゲンHd3a自身が複合体形成と核移行を開始させる機能を持っていることを示した。また、OsFD2は核移行するのみでは機能に不十分であり、FAC形成が必須であることも明らかとなった。これらは当初の想定以上の発見であったと考えられる。OsFD2に焦点をあててフロリゲン活性化複合体の核移行メカニズムを明らかにする研究を推進し、フロリゲンが受容体との相互作用を介して複合体全体の核移行を促進する可能性を示せたため。OsFD1とOsFD2の間でFACの形成メカニズムが異なる可能性が示唆されている。従って両者の違いを生み出す分子メカニズムの同定を行う。また、FAC-OsFD2の核移行がフロリゲンHd3aによって開始されることを見出したので、Hd3aと14-3-3の相互作用が核移行を開始させるメカニズムの解析を進める。今後は以下の方策に則って研究を進める。1.形質転換イネを用いて、フロリゲンと受容体の相互作用を可視化し、in plantaのFAC形成を確認する。2.フロリゲンと受容体の核輸送活性がFDによるかどうか解析する3.異なるFDによる核輸送活性の違いの解析26年度が最終年度であるため、記入しない。