hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体幹細胞ニッチを保持した人工ECMによる自己幹細胞からの拍動心筋細胞分化誘導

遺伝子が、心筋組織で肝組織上より高い発現量を示した。これまで、拍動関連遺伝子の発現向上は効率よい拍動につながることが確認されているので望ましい現象である。興味あることに、本系において、ある心筋特異的転写因子の発現がいずれの脱細胞化組織上でも抑制されている事が示唆され、詳細な検討を進めることとした。また、マウスiPS細胞の肝細胞誘導実験の結果では、脱細胞肝組織で非常に高い発現量を示し、さらに有意に高いアルブミン分泌能を発揮した。このように、心筋分化誘導にのみならず、肝細胞誘導においても脱細胞組織の幹細胞分化ニッチとしての有用性が示されたことは、今後の幹細胞研究、iPS研究の基盤となるものと期待され、おおむね順調に伸展していると自己評価した。一方で、細胞接着性が十分ではないことが一つの課題であり、生体内環境を再現するための細胞接着向上手法を導入する計画である。また、一般的な培養皿での培養と比較して、上述したある特異的転写因子の抑制が認められたことは予想外の発見であった。詳細な検討を進め、新たな分化誘導ニッチの構築に役立てたいと期待している。再生医療平成26年度と同様、拍動コロニーの出現率および拍動維持期間は、目視による誤差を避けるために、カルシウムインジケーターを用いて、心筋細胞の細胞の拍動に伴った蛍光強度変動パターンにより解析する。本手法は、全体的なコロニー出現数の定量のみならず、コロニー中で実際に拍動に供している細胞の特定も可能であるために、こちらを主として進める。一方で、エレクトロカルディオグラムを用いた拍動コロニー物性の確認システムの導入を計画している。これは、拍動パターンの胎児心筋細胞等との同一性を証明する目的である。拍動を開始した心筋細胞が、培養系で拍動を維持できる期間を合わせて検討する。胎児動物から採取した拍動心筋であっても一般的培養皿上では数日で拍動が停止すること、また、ゲル培養など最低条件下ではその期間が延長される現象はよく知られている。拍動細胞への分化挙動と同様に、あるいはそれ以上に、拍動維持機能は更に重要な基材特性と考えられるため、上述の基材上での拍動継続期間を比較検討する。初年度において、心筋細胞に限らず、肝細胞に関しても同様のシステムの有用性が示唆された。自己骨髄由来間葉系幹細胞からの機能細胞の作成につながることが期待される。歴史的に間葉系幹細胞からの心筋細胞作出の困難さが想定されることから、移植リスクはあるものの拍動心筋細胞への分化効率が高いiPSでは比較的検討が容易であることから生体由来ニッチを用いた分化誘導システムを完成する計画である。本研究成果は、幹細胞分化誘導の基礎的研究として学術的意味のみならず、自己幹細胞指針に従った、我が国における死亡原因第2位の心疾患の中心である心筋梗塞・心筋炎治療システムへの重要な基盤技術となると考えている。初年度、脱細胞組織上への細胞接着性が思いのほか低く、十分な細胞接着性を得る戦略に時間を要したたために、分化誘導の実験回数を増やすことが出来なかった。最終的には、細胞接着性に優れる脱細胞組織の調整が可能となったことから、次年度に、これらを用いた分化誘導実験例数を重ねる。
水の環境評価への酸素NMR法の適用に関する研究

本研究では、水の環境評価に対して^<17>ONMR測定の適用について検討するため、種々の測定を行い基礎データを得た。1.河川水は近郊河川の9地点から採取し、pH、導電率、イオン濃度(Na^+、Ca^<2+>、Cl^-、NH_4^+)、溶存酸素量の測定を行った後、25°Cで^<17>ONMRスペクトルを測定した。通常の測定と併せ^<17>Oと^1H核とのスカラー・スピン結合の効果を消去するためにプロトンデカップリング法(PD法)による測定を行った。通常の測定による酸素NMR線幅は、採取地点によって約75から120Hzまでかなりの相違がみられた。しかし、PD法では43から45Hzと誤差の範囲内で一定値を示した。従って、線幅の違いは主として水のプロトン交換に由来するスカラー・スピン結合の寄与の相違によることがわかった。2.河川試料水の導電率、各イオン濃度、溶存酸素量と酸素NMR線幅の間にはあまり相関が見られなかったが、試料水が狭いpH範囲にあるにもかかわらず、pHと線幅の間には相関が見られた。この点について詳細に検討するためにpHを調整した水を用いて酸素NMRを測定した結果、pHが7付近で線幅は130Hzと最大になり、pHが7よりも小さくてもあるいは大きくてもピーク線幅は急激に小さくなることが示された。3.市販の3種類のミネラルウオーターと蒸留水に種々の物理的処理(真空中で脱ガス、酸素ガスの飽和、沸騰後室温まで冷却、凍結後室温まで加温)を行い、処理前後の酸素NMR測定を行った。その結果pHが7よりも僅かに大きなミネラルウオーターではいずれの処理によってもピーク線幅の減少(数Hz70Hz)が観測され、このとき同時にpHも大きくなった。またpHが7よりも小さな蒸留水では線幅が増加したが、このときpHもより7に近づいた。従って、物理的処理による線幅変化も2.で示した水のpH変化に大きく依存することが示された。
タングステン・モリブデン補酵素モデルを用いた水を利用する酸素原子移動活性種の創生

錯体1の電子スペクトルは温度によって可逆的に変化することが明らかとなった。253Kでは413および480nmに吸収極大を持つ錯体1として存在するが,温度を353Kに上げるとこれらの吸収が減少して新たに613nmに吸収極大を持つ[WO(1,2-benzenedithiolate)_2]^-(3)が生成する。温度を上げた際に生成した錯体が錯体1からペルスルフィド基を解離した錯体2ではなかったため,逆反応としてW(V)の錯体3とNa_2S_4とを反応させたところ,錯体1が生成した。錯体4および7について配位硫黄の解離を検討した。錯体1より弱いドナー性の配位子を持つ錯体4は353Kでも電子スペクトルに変化はなく配位硫黄の解離はおこらなかった。これは構造解析から明らかになったように,錯体4のW-S結合は錯体1よりも強いことと一致している。アルキル置換基を持つ配位子の錯体7/9は可逆的な硫黄化反応を示すが,錯体1よりもより低温(223K)にしないとペルスルフィド錯体7は生成せず,室温付近では錯体9として存在している。本反応の各温度における平衡定数から計算した硫黄解離反応に対するエンタルピー変化(ΔH)は,1→3および7→9に対してそれぞれ73kJmol^<-1>および47kJmol^<-1>と求められ,錯体7のW-S結合は錯体1よりもさらに弱く,解離しやすいことが示された。このように,本系ではW-S結合の強さを配位子の置換基による電子的効果によって調節でき,硫黄化反応の平衡を制御できることがわかった。4種のジチオレン配位子を含むモノオキソMo(IV)錯体(1:(Et_4N)_2[MoO(mnt)_2],2:(Et_4N)_2[MoO(bdtCl_2)_2],3:(Et_4N)_2[MoO(bdt)_2],4:(Et_4N)_2[MoO(S_2C_6H_8)_2])を用いて、モリブデンの酸化還元と水の酸塩基反応をカップルさせることにより、水を酸素源としたジオキソ錯体の生成を検討した。錯体1および3は文献の方法に従って合成した。1-4のMo(V)/(IV)の酸化還元過程を測定した結果、2、3、4は可逆な酸化還元波を与えるが、1に関してはMo(V)Oの状態が不安定であることが示された。次に、OH^-との反応性をCVを用いて調べた。2はアセトニトリル中Mo(V)/(IV)の可逆な酸化還元波(E_1)をE_<1/2>=-0.1V(vs.SCE)に示すが、10%^nBu_4NOH/CH_3OHを加えると、E_1は酸化電流の増加と還元電流の減少を伴い、不可逆な酸化波(E_2)へと変化した。OH^-の添加量と電流量の変化をプロットした結果、E_1→E_2への変化はモリブデンに対し2当量のOH^-を消費することがわかった。また、このCV変化は1当量のOH^-と1当量のCH_3O^-を加えても観測されるが、Et_3Nではおこらなかった。2当量のOH^-存在下、+0.2Vで定電位電解をおこない、電流量と吸収スペクトル変化を測定したところ、E_2は2電子酸化過程であり、2aの吸収スペクトルが得られたので、2は2当量のOH^-と2電子酸化により、2aに変化することが明らかとなった。3も同様のCV変化を示した。しかし、強い電子吸引基を持つ1では、OH^-を加えると、錯体の分解を示すCV変化が得られた。また、より大きな電子供与性配位子を持つ4ではOH^-添加によるCV変化は起こらなかったので、配位子による中心金属の酸性度の調整が重要であることがわかった。水由来の酸素のジオキソ錯体への導入を確認するために、2、^tBuOK(2当量)およびK_3[Fe(CN)_6](2当量)を含む水(H_2^<18>O)/アセトニトリル溶液中で反応を行った。得られた錯体のIR、RamanスペクトルによりMo=O伸縮のシフトを確認し、反応溶液および単離した錯体のアセトニトリル溶液のESI-MSにより{[MoO^<18>O(bdtCl_2)_2]+^nBu_4N}^-のピークを確認した。塩基を含まない2および3の水/アセトニトリル溶液を酸化すると、2の溶液からは一電子酸化体のMo(V)Oと2aが得られるが、3の溶液からはMo(V)Oのみが得られ、3aは生成しなかった。このことは、溶液のpH変化により、ジオキソ錯体の生成を制御できることを示している。2aはPPh_3やSO_3^<2->をOPPh_3とSO_4^<2->に酸化し2に戻り、活性中心で進行する反応を再現している。このように我々は、酵素活性中心金属の役割について知見を与える化合物群をつくりだすことに成功した。

253Kでは413および480nmに吸収極大を持つ錯体1として存在するが,温度を353Kに上げるとこれらの吸収が減少して新たに613nmに吸収極大を持つ[WO(1,2-benzenedithiolate)_2]^-(3)が生成する。温度を上げた際に生成した錯体が錯体1からペルスルフィド基を解離した錯体2ではなかったため,逆反応としてW(V)の錯体3とNa_2S_4とを反応させたところ,錯体1が生成した。錯体4および7について配位硫黄の解離を検討した。錯体1より弱いドナー性の配位子を持つ錯体4は353Kでも電子スペクトルに変化はなく配位硫黄の解離はおこらなかった。これは構造解析から明らかになったように,錯体4のW-S結合は錯体1よりも強いことと一致している。アルキル置換基を持つ配位子の錯体7/9は可逆的な硫黄化反応を示すが,錯体1よりもより低温(223K)にしないとペルスルフィド錯体7は生成せず,室温付近では錯体9として存在している。本反応の各温度における平衡定数から計算した硫黄解離反応に対するエンタルピー変化(ΔH)は,1→3および7→9に対してそれぞれ73kJmol^<-1>および47kJmol^<-1>と求められ,錯体7のW-S結合は錯体1よりもさらに弱く,解離しやすいことが示された。このように,本系ではW-S結合の強さを配位子の置換基による電子的効果によって調節でき,硫黄化反応の平衡を制御できることがわかった。
マルチメディア環境を利用した地方修験伝承の統合的研究

本研究の目指した所は、かつて北陸の地方修験が関わった祭礼や芸能の調査データのうち、静止画像・動画像・音声のようなマルチメディア・データの部分を、UNIXのようなワークステーション用OSではなく、パーソナル・コンピュータ(以下、PCと略)によって蓄積・整理し、分析に供することであった.ここで、あえてUNIXの名を出したのは、研究申請時にこうしたマルチメディア・データベースがPCベースではほとんど実現していなかったからであったが、助成期間中にPCのマルチメディア対応機能が大幅に進歩したため、研究期間当初に苦労して行なった試み(ヴィデオ画像のPCへの入力など)は、今では廉価な汎用機器でも可能となってしまった。それはともかく、本助成期間中においては、まずPCのOSによるマルチメディア・データの処理の便宜について、MS-Windowsの"Video for Windows"とMacintoshの"Quick Time"との比較対照を同一データにより試みた。その結果、現時点では"Quick Time"に一日の長があるものの、両者ともアナログ・ヴィデオの画像取り込みにはまだ制約が多いことが分かった。次に、1995年度後半から勤務先(小松短期大学)にインターネット環境が整ったことに伴なって、いわゆるホームページ(http://www.komatsu-c.ac.jp/yositani/jindex.htm)を作り、そこに地方修験に関わるマルチメディア・データを掲載した(http://www.komatsu-c.ac.jp/yositani/Link.htm)。今の所、高岡市の二上射水神社の築山祭祀に関する静止画像データのみであるが、今後別の祭礼や芸能の静止画像データ、さらに勤務先のUNIXサーバの容量拡大に伴ない、いずれはヴィデオ・データも掲載したいと考えている。これらのマルチメディア環境を踏まえ、地方修験自体の研究としても、院政期にその展開の一画期を求める考察を試みた(報告書参照)。当年度の研究のうち、メディア環境の整備に関しては、Macintosh、MS-Windowsという二つのOSに関して、テキスト・データベース構築のためのソフトウエアなどを揃え、鋭意整備中である。さらに、画像データベース構築には、Macintosh用のハードウエアとソフトウエアを次年度に導入するために、手順や実践例を調べ、現在検討段階にある。次年度以降は、その画像データベース構築に加え、そうしたデータベースを外部に対して公開する方途(例えば、近年話題のInternetなど)について、検討を加えてゆきたい。地方修験の研究については、まず加賀白山修験に関して、源平の争乱期に歴史に登場した「中宮八院」が、加賀国分寺と白山修験を結ぶ宗教的意味合いを有する施設であったことを、日本山岳修験学会(吉野山金峰山寺)で研究発表した。また、石動修験と立山修験に関しても、その伝播に日本海沿岸での一般的な交流が係わっていたことについて、試論的な形で公表した(第10回日本海文化を考える富山シンポジウム)。なお、上記のように、全く異なる二つの分野(パーソナル・コンピュータの利用と宗教文化の研究)にまたがる萌芽的研究であるため、研究論文の執筆(裏面の該当項目に相当)は、当年度中には行なっていないが、中宮八院と加賀国分寺の問題については、次年度以降に成稿の予定はある。当年度は、修験道に関係する祭礼などを8ミリ・ヴィデオカメラを携帯して調査し、そうしたいわゆるマルチメディア・データを、パソコンでどう処理できるかを主に検討した。ヴィデオ・データを画像圧縮し、パソコンで扱えるディジタル・データとする方式については、MS-Windows用のVideo for Windows、Macintosh用のQuick Time両者を試行した。こうしたデヴァイスを経てパソコン内に取り込んだ静止画・動画像から、どのように画像データベースを構築しうるかについても、MS-Windows、Macintosh量OS用の複数のデータベース・ソフトウエアで試行した。上記の問題について、画像圧縮のためのデヴァイスについては、(現有機器の制約もあるが)

今の所再現色や秒毎の映像駒数(fps)などの点でQuick Timeに一日の長があること、しかし両OSどちらにしても映像の音声のディジタル化にはまだ制約が多いこと、現存の汎用データベースで動画像の取り込みを行なう限り、祭礼のような連続したマルチメディア・データのうちの特定のある部分を検索するのは困難なこと、などの結果を得た。これらについて、1995年9月に日本社会学会(於:東京都立大学)で「宗教文化の調査のためのマルチメディア環境の構築」として口頭発表し、さらに、同年10月の日本民族学会(於:成城大学)で「社会調査における質的データ処理へのコンピュータ導入から見た民族調査」として、コンピュータと質的調査データとの関連についてより包括的に口頭発表した。このうち、主に前者の発表をもとに、「宗教文化の調査のためのマルチメディア環境の構築」なる論考を完成させ、『三田社会学』誌第1号(1996年春頃刊)に掲載される予定である。本年度は、主にマルチメディア・データのプレゼンテーションという課題に取り組んだ。まず、ネットワーク的なプレゼンテーションとして、勤務先のUNIXサーバ上に、自分のホームページを作成した(http://www.komatsu-c.ac.jp/yositani/jindex.htm)。そこからリンク出来るページとして、地方修験に関するマルチメディア・データを掲載するものを設けた(そのインデックスのページは、http://www.komatsu-c.ac.jp/yositani/Link.htm)。今の所、地方修験関係の儀礼の一(高岡市の二上射水神社の築山行事)しか作成できていないが、このインデックスのページから、儀礼の執行順に十段階ほどの頁にリンク出来るようにし、各々の頁に、四枚程度の写真とその解説を掲載した。写真は、「フォトCD」からフォトレタッチソフトウエアで取り込んだデータを、GIFファイルに変換してwwwサーバに転送したものを使用している。このようなマルチメディアによるプレゼンテーションの手順、またそれに関わる諸問題については、別記11項目の第二論文で詳しく延べた。また、前年度試みたヴィデオ・データをパーソナルコンピュータに取り込んでデータベース化してゆく問題に関して、映像(や音声)そのままでデータベース化することが困難であるため、何らかの形でテキストによる説明を付し、そのテキスト部分またはそのキーワード的なもので検索する必要が出てくる。その場合、検索項目の分類の基準の作り方によっては、目的とするデータが容易に見つからないことが出てくる。これは、マルチメディアに限らず、「データベース」というフォーマットに起因するのではないかということについて、別記11の第三論文で考察した。なお、第一論文は、前年度研究の成果に相当する。
加齢にともなう毛細血管数とその内腔形態の変化

本研究は加齢がもたらす血液循環能力の変化について,骨格筋毛細血管の形態的な側面より検討した.さらに,老齢期の動脈の機能的な側面についても検討を加えた.実験には3ヶ月月齢と1922ヶ月齢のwistar系雄性ラットを用いた.毛細血管の形態観察は生体灌流固定法を用いた.これは毛細血管が拡張した状態で観察できる利点をもっている.形態計測の結果,毛細血管数と毛細血管内腔の形態指標(毛細血管内腔の面積,周囲径,直径)には両群で統計的な有意差が見られなかった.その一方,筋線維の横断面積は老齢ラットが有意に低値を示した.このことは,この月齢時にあるラットの骨格筋では加齢にともなった筋委縮が生じていることを示している.したがって,毛細血管の加齢による形態変化は,筋線維の委縮といったような加齢現象よりも先行して起こらないことを示唆している.また,老齢ラットの動脈の拡張性について,アセチルコリンと一酸化窒素ドナー(NOC-18)に対する反応性より検討した結果,老齢ラットでは拡張の応答性が若齢ラットよりも顕著に低下していることが明らかとなった.以上のことから,加齢がもたらす血液循環能力の変化は,毛細血管のような微小循環系の形態変化よりも,動脈などの血流調整を行っている部分での機能変化の方が先行して生じる可能性が明らかになった.本研究は加齢にともなう骨格筋の毛細血管の形態変化について明らかにすることを目的としている.さらに,高齢期のトレーニングがそれらの形態にどのような影響があるのかについて検討を加えることである.今年度は毛細血管の数や内腔の形態における加齢の影響を明らかにするために,4ヶ月齢(4mo群)および19ヶ月齢(19mo群)の雄ラットの足底筋を用いて毛細血管形態の比較を行った.その結果,毛細血管内腔の大きさには両群で差が認められなかった.毛細血管密度は4mo群(Mean±SE,1111±48mm^2),より19mo群(1377±96mm^2)群が有意に高かった.これは主に19mo群では4mo群よりも筋線維の萎縮が生じていたことによるものであった.また,16ヶ月齢のラットに20m/min,60min,5days/wkの条件で19ヶ月齢までランニングトレーニングを負荷したところ,同じ月齢のコントロールである19mo群より筋線維横断面積が有意に高値を示した.しかしながら,毛細血管数の増加は見られなかった.以上の結果から,19ヶ月齢にあるラットでは加齢によって毛細血管形態の変化よりも筋萎縮の方が先行して起こることが示唆された.このことは,筋線維と毛細血管の加齢にともなう形態変化が必ずしも対応しないことを意味している.また,この月齢のラットの持久性トレーニングは筋萎縮を予防することが示された.本研究は加齢がもたらす血液循環能力の変化について,骨格筋毛細血管の形態的な側面より検討した.さらに,老齢期の動脈の機能的な側面についても検討を加えた.実験には3ヶ月月齢と1922ヶ月齢のwistar系雄性ラットを用いた.毛細血管の形態観察は生体灌流固定法を用いた.これは毛細血管が拡張した状態で観察できる利点をもっている.形態計測の結果,毛細血管数と毛細血管内腔の形態指標(毛細血管内腔の面積,周囲径,直径)には両群で統計的な有意差が見られなかった.その一方,筋線維の横断面積は老齢ラットが有意に低値を示した.このことは,この月齢時にあるラットの骨格筋では加齢にともなった筋委縮が生じていることを示している.したがって,毛細血管の加齢による形態変化は,筋線維の委縮といったような加齢現象よりも先行して起こらないことを示唆している.また,老齢ラットの動脈の拡張性について,アセチルコリンと一酸化窒素ドナー(NOC-18)に対する反応性より検討した結果,老齢ラットでは拡張の応答性が若齢ラットよりも顕著に低下していることが明らかとなった.以上のことから,加齢がもたらす血液循環能力の変化は,毛細血管のような微小循環系の形態変化よりも,動脈などの血流調整を行っている部分での機能変化の方が先行して生じる可能性が明らかになった.
微生物によって形成されるテルル化ビスマスナノ粒子を用いた高効率熱電素子製造

熱エネルギーと電気エネルギーを相互に変換することができる熱電素子は、新たな創エネルギー技術として期待されている。本研究は、熱電材料として用いられるカルコゲン化ビスマスナノ粒子の細菌を用いた合成を試みた。ビスマス(III)と亜セレン酸を含む培養液中で、5種の細菌はいずれも細胞内外に直径10-100 nmのBi2Se3ナノ粒子を生成した。また、ビスマス(III)、亜セレン酸、亜テルル酸を含む培養液中で、O. anthropi TI-3は(S+Se+Te)/Bi比が1.88の粒子を生成した。本研究により高温条件を用いない環境低負荷型の新たな熱電材料合成法の可能性が提示できたものと言える。熱電材料として利用されるテルル系化合物半導体の生物合成の手がかりとすべく、同族元素であるセレンを用い、セレン化ビスマス(Bi2Se3)の生物合成を試みた。まず、亜テルル酸還元細菌であるStenotrophomonas maltophilia TI-1、Ochrobactrum anthropi TI-2、TI-3について、亜セレン酸ナトリウムを含むTSB培地で好気的に培養することで、亜セレン酸還元能力を調べた。対照として、亜セレン酸還元細菌であるPseudomonasstutzeri NT-I、Pseudomonas aeruginosa RBを同様の実験系で培養し比較した。その結果、全ての菌株において24時間以内に水相から亜セレン酸が除去され、固相に移行した。このことから、TI-1、TI-2、及びTI-3株は、これまでに最もセレン代謝活性が高いとされてきたNT-I株と同様の高い亜セレン酸還元速度を持つことが示唆された。続いて、これら5菌株を、亜セレン酸ナトリウムとニトリロ三酢酸によりキレート化した塩化ビスマスを含むTSB培地で好気的に培養することでBi2Se3合成を試みた。その結果、全ての菌株で48時間以内にほぼ全量のSeとBiが液相から除去され、固相へと移行した。培養開始48時間後の培養液から得られた粒子をTEM-EDX分析に供したところ、S. maltophilia TI-1では細胞内に粒形約10 nmの粒子を、それ以外の細菌においては細胞外に粒形約30-50 nmの粒子を形成していた。これらの元素分析を行ったところ、いずれの菌株においてもBi2Se3の化学量論比であるSe/Bi=1.5に近い値でSeとBiが検出されたことから、これら微生物が形成した粒子はBi2Se3である可能性が高いと考えられた。研究期間全体を通じて、世界で初めて微生物によってBi2Se3ナノ粒子、およびBi-Se-Te三元系ナノ粒子を合成することに成功した。従来の熱電材料の化学的合成法では多大なエネルギー消費を伴うため、熱電素子のライフサイクルCO2が必ずしもマイナスにならないことが指摘されている(Kishita et al, 2016)。一方、生物合成法は常温条件下で行うため省エネルギー的であるため、本研究を通じて有望な熱電材料合成法を提案できたものと言える。これまでに報告がないセレン化ビスマスの生物合成に成功しており、極めて高い成果を挙げているものと言えるため。環境工学セレン化ビスマスの生物合成について、合成に及ぼすセレン濃度・ビスマス濃度の影響や、培養期間中で最も純度の高い粒子が得られるタイミングの探索などの特徴付けを進める。また、最適条件において合成したセレン化ビスマスを精製し、その熱電特性や材料特性を明らかにする。一方、高いセレン代謝能力を示す菌株のいずれを用いた場合でもセレン化ビスマス合成に成功したことから、高いテルル代謝能力を示す菌株を取得することができれば、テルル系化合物半導体の生物合成に成功する可能性が推測される。従って、引き続き高活性テルル代謝細菌の単離を進め、それらを利用することでテルル化ビスマスの合成を試みる。当初の計画通り、半導体ナノ粒子合成やテルル代謝について報告されている微生物を用いてBi2Te3合成を検討し、Bi2Te3合成微生物の取得を達成したため。新規にTe代謝細菌を単離することにより、さらに有望なBi2Te3合成細菌の探索を進めつつ、これまでに得られているBi2Te3合成細菌O. anthoropi TI-2株、及びO. anthoropi TI-3株については、pHや温度等の培養条件や、Te及びBi濃度や添加のタイミングを変えることで、Bi2Te3合成の効率化を検討する。高純度のBi2Te3粒子を得た後、超音波破砕、ドデシル硫酸ナトリウム等の界面活性剤、熱処理等の組み合わせにより細胞を溶解し、粒子のみを取り出す方法を検討する。

生成する粒子の平均粒子径を動的光散乱法により、結晶構造をX線回折によりそれぞれ調べて特徴付け、特徴的なBiogenic Bi2Te3粒子を焼結によりペレット化し、熱伝導度、電気伝導度及び熱電特性を測定することで、熱電材料としての性能を評価する。また、電界放出形走査電子顕微鏡による微細構造観察等を行うことで、より詳細に解析する。続いて、pHやDOをリアルタイムで計測・制御できる培養装置(ジャーファーメンター)を用いてTe2-生成微生物を培養し、Bi2Te3粒子連続生産を試みる。通気量と撹拌速度を変化させ、Te(IV)還元反応に大きく影響し得る酸素供給の最適化を行う。また、リアクター槽内への培地の流入/流出速度を変化させることにより、微生物及び生成したBi2Te3粒子の槽内滞留時間を制御し、微生物の粒子生成活性と生成した粒子の粒子径等の性状への影響を検討する。これらの検討を通じて、Bi2Te3粒子の連続合成を実証するとともに生産性を最大化する。概ね計画通り使用している。H25年度の残額4,305円は、微生物培養試薬等の消耗品の購入に充てる。
ポスト社会主義・エチオピアの土地政策と土地利用実践の再編過程に関する実証研究

エチオピアの土地政策をめぐる文書資料からは、土地の私有化を求める議論がなされてきた一方で、その弊害を主張する議論も多く、コミュニティの管理を基本とした土地政策を進める穏健的な政策が支持されてきたことがわかった。また、アーカイブ調査からは、90年代後半から実施されている土地測量・土地登記といった土地政策が、50年代、60年代に進められてきた土地政策の延長線上にあることがわかった。90年代以降の土地利用実践に関する調査からは、低湿地部分に残されていた未利用地のほとんどが分割され、未利用の土地がほぼ消失したことがわかった。また、未利用地の消滅と人口増加という状況が、アラブ諸国への出稼ぎ増加につながっている可能性もみえてきた。3年間の研究をとおして、土地不足や人口増加、コーヒー栽培の不安定化などを背景に農村部から海外への出稼ぎが急増するなどグローバルな変化が起きている状況が明らかになった。本研究の目的は、ポスト社会主義期エチオピアの最大の懸案となってきた土地所有体制について、国家の土地政策とローカル社会での土地利用実践とがどのような相互作用のなかで再編成されてきたのか、その過程を実証的に明らかにすることにある。初年度である平成18年度は、約2ヶ月間のエチオピアでの現地調査をもとに、(1)土地制度をめぐる国内外の議論の推移に関する資料収集、(2)農村部での土地利用実践の変遷過程についての現地調査の2点について重点的に調査・分析を実施した。(1)については、社会主義期以前におけるエチオピア帝政政府の土地政策を明らかにすることをめざして、1950年代60年代を中心とした旧内務省のアーカイブ資料の収集と分析を行い、土地測量と土地登記という政策が社会主義期以前にも全国的に計画・実施されながらも、さまざまな困難から実効性をもつに至らなかったことが明らかになった。この点は、ポスト社会主義期のエチオピアの土地政策を、社会主義期以前の土地政策との関連性のなかでとらえていくための重要な知見である。また(2)については、現地調査によって、現在オロモ州で進められている土地測量と登録証発行の具体的な実施経緯の聞き取り調査を行い、100戸あまりの登録証のコピーを入手することができた。平成19年度には、この資料をもとに1990年代初頭の資料との比較分析を行うことで、ポスト社会主義期の15年あまりのあいだに農村社会が経験してきた変化を抽出することを目指す。二年目である平成19年度は、約1ヶ月間のエチオピアでの現地調査をもとに、(1)土地不足に陥った農村社会の生業戦略の変化、および(2)土地利用実践の変遷について、重点的に調査を行った。(1)については、ポスト社会主義期の1990年代より急速な土地不足が進行し、農民の生業戦略が脱農業化の方向に大きく動いていることがあきらかになった。とくにアラブ諸国への若年女子の出稼ぎが顕著になり、調査村でも30人あまりの未婚女性がUAEやスーダンをはじめとしたアラブ諸国に出稼ぎに出はじめ、海外からの送金が重要な収入源になりつつあることがわかった。(2)については、村の土地利用図の作成から、これまで耕作が困難であった低湿地などがあらたに分配され、雨季の食糧確保のための重要な農地となっていることがわかった。最終年度である平成20年度には、こうした調査成果をもとにポスト社会主義期の15年あまりのあいだに農村社会が経験してきた変化の動態をエチオピア政府の土地利用政策や農村部の土地利用実践の変化のなかに位置づけて分析する。本年度は、本研究課題の最終年度にあたるため、これまで2年間に収集した調査資料をもとに、おもに以下の3点について分析を行い、ポスト社会主義エチオピアの土地政策と土地利用実践との関係について考察した。(1)エチオピアの90年代以降の土地政策とそれをめぐる議論の変遷について、(2)農村部の土地利用実践の変化について、(3)マクロな政策・市場などの外部要因と農村内部の変化との相関関係について。(1)については、エチオピアで開催された複数の土地政策をめぐるシンポジウムでの資料から、繰り返し土地の私有化を求める議論がなされてきた一方で、その弊害を主張する議論も多く、コミュニティの管理を基本とした土地政策を進める穏健的な政策が支持されてきたことがわかった。

(2)については、90年代末から2000年にかけて調査した土地利用との比較から、低湿地部分に残されていた未利用地のほとんどが分割されてきたものの、その一部は、水はけなどの条件の悪さからすでに耕作が放棄されている場所もあることがわかった。さらに、もっとも最近に分割された低湿地の土地は、若者が新たに組織した耕作集団を対象に供与されていた。(3)については、未利用地の消滅と人口増加という状況が2007年度の調査から判明したアラブ諸国への出稼ぎ増加につながっている可能性がみえてきた。ただし、とくにアラブ諸国への出稼ぎは、かならずしもまだ農村部への現金の流入など明確な動きがでていないため、今後も状況の推移を確認していく必要がある。3年間の研究をとおして、土地不足や人口増加、コーヒー栽培の不安定化などを背景にエチオピアの農村社会から海外への出稼ぎが急増するなどグローバルな変化が起きている状況が明らかになった。
過剰栄養による膵β細胞におけるインスリン遺伝子とＩＲＳ２遺伝子のエピゲノム修飾

肥満や糖尿病などの代謝疾患は遺伝的素因と環境因子が相互作用し発症する。近年、環境因子のエピゲノム修飾を介した代謝疾患への関与が注目されている。我々は過剰栄養状態による膵β細胞でのインスリン遺伝子のエピゲノム修飾を検討した。長期間の高グルコース曝露は膵ベータ細胞のインスリン遺伝子のメチル化増加とインスリン遺伝子発現低下を来した。この分子基盤には高グルコース下でのメチル化関連酵素の変化と膵ベータ細胞への異所性脂肪沈着が重要であると判明した。糖尿病における不可逆的な膵β細胞機能低下と高血糖自体によるエピゲノム修飾の関与が想定された。生活習慣病おける過剰栄養状態として長期間の高血糖、高脂肪酸条件下での膵β細胞におけるインスリン遺伝子(Ins1)とIRS(insulin receptor substrate)2遺伝子のエピゲノム修飾の関与を検討した。ラット膵ベータ細胞株のINS-1細胞では22.4mM高グルコース培養条件(HG)でインスリンmRNA量は有意に低下、Ins1-CRE(cyclic-AMP response element)領域のメチル化は有意に増加した。メチル化は3日目以降時間依存性に、16.7mM以上でグルコース濃度依存性に増加した。単独高脂肪酸培養はIns1-CREメチル化に影響しなかった。Ins1メチル化プロモーターではプロモーター活性は有意に低下し、cAMP刺激による反応は完全に消失した。一方、脱メチル化剤はHGでのインスリンmRNA量低下を有意に改善した。また、この糖毒性におけるメチル化はIRS2遺伝子では認められずにインスリン遺伝子特異的であり、また、上流500bpまでの全CpGサイトのメチル化の有無をバイサルファイトシークエンス法を用いて評価したところインスリンプロモーターに存在するCRE以外の5カ所のCpGサイトもメチル化が優位に増加していることが判明した。つまり、インスリン遺伝子では糖毒性がプロモーターのメチル化を増加させその発現を低下させる事が判明した。糖毒性のメチル化に及ぼす作用機序を解明するため、糖毒性の主要機序である酸化ストレス(H2O2負荷)、小胞体ストレス(Thapsigargin負荷)のメチル化への影響を検討したが両者のメチル化への影響は認められなかった。一方グルコースと脂肪酸濃度条件によるTAG蓄積はメチル化のパターンと同様にHG存在下でのみ増加し、その変動パターンはIns1-CREメチル化と類似していた。初期の糖尿病コントロールと後の合併症頻度との相関性はLegacy Effectといわれ、その機序には高血糖によるエピゲノム修飾の関与が指摘されている。その為、生活習慣病の原因となる長期間の高血糖高脂肪酸条件下での膵β細胞におけるインスリン遺伝子とIRS(insulin receptor substrate)2遺伝子のエピゲノム修飾の関与を検討した。ラットβ細胞株(INS-1細胞)を糖毒性条件(G)にて14日間培養し、インスリンとIRS2遺伝子発現をPCR法で評価した。Insulin genepromoterのcyclic response element (CRE)とIRS2 gen promoterのCREにはCpG配列が存在するため、そのメチル化をpyro sequence法にて評価した。CREメチル化と遺伝子発現の関与をLuciferase Assay(Luc)、またGと脱メチル化剤5-Aza-2`-deoxycytidine(Aza)との同時培養にて評価した。G培養によりにインスリン遺伝子発現は有意に低下を認めたがIRS2遺伝子発現は低下を認めなかった。G培養後のINS-1では、Forskolin+IBMX 5h刺激によるインスリン発現は有意に低下したが、IRS2発現低下を認めなかった。CREメチル化は培養開始7日目からインスリン遺伝子のみにおいて有意に上昇を認め時間依存性に増加した。その為、高グルコースによる遺伝子発現とDNAメチル化の関連はインスリン遺伝子のみで検討した。インスリンメチル化プロモーターによるLucではForskolin+IBMX刺激による反応低下を認めた。Azaとの同時培養にてGによるインスリン遺伝子発現は改善傾向を認めた。Gにおけるインスリン遺伝子発現低下には、CREメチル化によるインスリン遺伝子転写抑制が関与していると考えられた。高血糖状況下における膵ベータ細胞でのインスリン遺伝子プロモーターでのメチル化増加が異所性中性脂肪と類似した変動パターンを示すため、中性脂肪の蓄積を減弱する可能性のあるメトフォルミンの効果を確認したところ、高血糖状況下でメトフォルミン添加により中性脂肪の蓄積を抑制し、またインスリン遺伝子プロモーターでのメチル化を抑制し、さらにインスリン遺伝子の発現の増加を確認した。また、高血糖状況下における膵ベータ細胞ではメチル化関連酵素の活性増加と脱メチル化関連酵素の活性低下を確認しえた。最終的に、糖尿病モデル動物のZDF ratの膵ベータ細胞でのインスリン遺伝子プロモーターでのメチル化増加を確認しえた。以上より、高血糖状況下における膵ベータ細胞でのインスリン遺伝子プロモーターでのメチル化増加と糖尿病との関連に関しての知見を得ることができた。糖尿病学平成25年度の研究計画は『過剰栄養によって引き起こされるとエピゲノム修飾の分子メカニズムの機序を明らかにする』ことである。

上述のごとく長期間の高グルコース曝露はIns1-CREメチル化増加とインスリン遺伝子発現低下を来し、糖尿病における不可逆的な膵β細胞機能低下と高血糖自体によるエピゲノム修飾の関与が想定され、またそのメカニズムとして糖毒性が重要であり、高脂肪単独では起きないことが判明した。また糖毒性によるインスリン遺伝子のメチル化には酸化ストレスや小胞体ストレスの関与は膵ベータ細胞では関与が認められず、一方、その増加パターンの類似性から中性脂肪の蓄積とインスリン遺伝子のメチル化の関与の可能性が実験結果より明らかになった。また、これらの遺伝子プロモータのメチル化は高脂肪酸条件下では引き起こされないこと、高血糖下ではInsulin遺伝子のみ転写レベルでの抑制がみとめられ、IRS2遺伝子では認められないことが判明した。このように、持続する高血糖がメチル化を引き起こし、本年度はそのメカニズムも当初の予想する結果とは異なる結果が出てきたのであるが、その採用機序を解明するという点では予定通りに段階的に解明を勧めており、研究計画はおおむね順調に進んでいると言える。当初予定していた、エピゲノム修飾のもう一つのメカニズムであるヒストン修飾に関しては未だ検討できていないが、現在のメチル化の作用機序の解明を進める事により、今後のヒストン修飾の研究にもつながるものと考える。本研究の目的は生活習慣病の原因となる長期間の高血糖•高脂肪酸条件下での膵β細胞におけるエピゲノム修飾を検討し、エピジェネティック制御をターゲットとした糖尿病治療を開発する事である。初年度の研究計画は1膵β細胞における長期間の高グルコース、高脂肪酸処置によるインスリンとIRS2遺伝子発現抑制に関して、正常グルコース、脂肪酸条件下での遺伝子発現抑制様式を転写レベルで検討し、2高グルコース、高脂肪酸によってインスリンとIRS2遺伝子のプロモーター領域のDNA塩基配列のCpG部位のメチル化やヒストン修飾のエピゲノム修飾を検討することであった。上述のごとく高血糖下ではInsulin遺伝子のみ転写レベルでの抑制がみとめられ、IRS2遺伝子では認められないことが判明した。その持続高血糖によるインスリン遺伝子発現調節のメカニズムにインスリンプロモーターのメチル化が関与していることが当初の予想通り各種実験によって明らかとされた。さらにそのインスリンプロモータのメチル化は高血糖条件下のみでまた糖濃度依存性に引き起こされることが分かり、高脂肪酸条件下では引き起こされないことが判明した。
メトロポリス法を援用した原子シミュレーションの簡易解析法の開発

LSIやマイクロマシン等の微小な機器・構造物の開発が進められており,それらを構成するサブミクロンサイズの微小要素の特性の把握が請求されている.さらに,要素寸法の縮小に伴って原子オーダーから材料特性を明らかにする必要性が指摘されている.分子動力学法は原子運動を動的にシミュレーションする方法であり,材料のミクロ特性を調べる有力な解析手法である.しかし,同方法では時間ステップを10^<-15>秒程度として原子の軌跡を解析する必要があり,現在の計算機能力では短時間のシミュレーションに限られる.また,計算時間は原子数のべき乗(2乗から3乗程度)に比例して増大するため,シミュレーション領域の観点からも大きな制約をうけている.本研究では,平衡状態の静的特性を原子オーダーから解析する手法であるメトロポリス法を基礎に,動的過程である拡散のシミュレーションを行う簡易法について検討した.とくに,実際の条件下でのシミュレーションが可能になるよう,シミュレーション効率の向上に留意した.具体的には,原子運動が活発であるとともに界面挙動が問題となるため原子シミュレーションの必要性が高い,高温での欠陥発生機構の素過程(応力に起因する拡散等による機構)に着目し,簡易解析法を開発した.この方法をLSIアルミ配線のストレスマイグレーション破壊の発生起点となる粒界溝の形成に適用し,シミュレーションの有効性について確認した.本方法によって拡散過程による破壊機構について無理のない時間オーダーで原子レベルから解析できる.また,メモリー容量が少なくてよいため,原子の数を増すことも容易である.LSIやマイクロマシン等の微小な機器・構造物の開発が進められており,それらを構成するサブミクロンサイズの微小要素の特性の把握が請求されている.さらに,要素寸法の縮小に伴って原子オーダーから材料特性を明らかにする必要性が指摘されている.分子動力学法は原子運動を動的にシミュレーションする方法であり,材料のミクロ特性を調べる有力な解析手法である.しかし,同方法では時間ステップを10^<-15>秒程度として原子の軌跡を解析する必要があり,現在の計算機能力では短時間のシミュレーションに限られる.また,計算時間は原子数のべき乗(2乗から3乗程度)に比例して増大するため,シミュレーション領域の観点からも大きな制約をうけている.本研究では,平衡状態の静的特性を原子オーダーから解析する手法であるメトロポリス法を基礎に,動的過程である拡散のシミュレーションを行う簡易法について検討した.とくに,実際の条件下でのシミュレーションが可能になるよう,シミュレーション効率の向上に留意した.具体的には,原子運動が活発であるとともに界面挙動が問題となるため原子シミュレーションの必要性が高い,高温での欠陥発生機構の素過程(応力に起因する拡散等による機構)に着目し,簡易解析法を開発した.この方法をLSIアルミ配線のストレスマイグレーション破壊の発生起点となる粒界溝の形成に適用し,シミュレーションの有効性について確認した.本方法によって拡散過程による破壊機構について無理のない時間オーダーで原子レベルから解析できる.また,メモリー容量が少なくてよいため,原子の数を増すことも容易である.LSIやマイクロマシン等の微小な機器・構造物の開発が進められており,それらを構成するサブミクロンサイズの微小要素の把握が要請されている.とくに,要請寸法の縮小に伴って原子オーダーから材料特性を明らかにする必要性が指摘されている.分子動力学法は原子運動を動的にシミュレーションする方法であり,材料のミクロ特性を調べる有力な解析手法であるが,シミュレーション時間がきわめて限定されている点に問題がある.一方,メトロポリス法は平衡状態の静的特性を原子オーダーから解析する手法として開発されたものであり,計算としては効率的に行うことがてきるものの,動的な過程をシミュレーションする手法としての有効性は注目されていなかった.本研究では,LSI配線材料であるアルミニウムを対象としてメトロポリス法を表面と粒界会合点近傍の拡散挙動に適用した.拡散では主に原子のジャンプによって移動がおこることに着目して,試行単位を原子ジャンプとしたメトロポリス法解析を行った.その結果,会合部に粒界溝が形成されることが確認され,さらに,その時間発展はマクロ的な解析より求められた解と良く一致することが判明した.これにより,試行単位等に工夫を加えることによって,メトロポリス法を動的過程(拡散)に拡張して原子シュミレーションの効率を飛躍的に向上させることが可能であることが示せた.ただし,基準時間の決定方法についてはさらに検討の必要性があることがわかった.また分子動力学法によって対応粒界を有する双結晶の粒界拡散および粒界三重線近傍の拡散について検討した.その結果,変形拘束に起因する三重線による原子移動の加速について明らかにした.LSIやマイクロマシン等の微小な機器・構造物の開発が進められており、それらを構成するサブミクロンサイズの微小要素の特性の把握が要請されている.さらに,要素寸法の縮小に伴って原子オーダーから材料特性を明らかにする必要性が指摘されている.分子動力学法は原子運動を動的にシミュレーションする方法であり、材料のミクロ特性を調べる有力な解析手法である.しかし,同方法では時間ステップを10^<-15>秒程度として原子の軌跡を解析する必要があり、現在の計算機能力では短時間のシミュレーションに限られる.また,計算時間は原子数のべき乗(2乗から3乗程度)に比例して増大するため,シミュレーション領域の観点からも大きな制約をうけている.本研究では,平衡状態の静的特性を原子オーダーから解析する手法であるメトロポリス法を基礎に,動的過程である拡散のシミュレーションを行う簡易法について検討した.とくに,実際の条件下でのシミュレーションが可能になるよう,シミュレーション効率の向上に留意した.

具体的には,原子運動が活発であるとともに界面挙動が問題となるため原子シミュレーションの必要性が高い,高温での欠陥発生機構の素過程(応力に起因する拡散等による機構)に着目し,簡易解析法を開発した.この方法をLSIアルミ配線のストレスマイグレーション破壊の発生起点となる粒界溝の形成に適用し,シミュレーションの有効性について確認した.本方法によって拡散過程による破壊機構について無理のない時間オーダーで原子レベルから解析できる.また,メモリー容量が少なくてよいため,原子の数を増やすことも容易である.
ソバアレルゲン低減化のための種子貯蔵タンパク質組成の変動解析

ソバ種子タンパク質の組成変動を詳細に解析することにより、ソバの優れた特性を損なうことなくアレルゲン性を低下させるための基礎的知見を得ることを目的とした。特にソバの主要な貯蔵タンパク質である13Sグロブリンに着目し、2D-PAGE法やイネグルテリン抗体とダイズグリシニン抗体を組み合わせたタンパク質解析、ならびに13Sグロブリンα鎖に見出された反復挿入配列部位を増幅するPCR法により、(i)13Sグロブリンの多くはメチオニン含有率の低いサブユニットから構成されること、(ii)13Sグロブリンα鎖の変異の大部分は反復挿入配列の長さの違いで説明できることを見出した。さらに、(iii)反復挿入配列を有しないα鎖はトリプシンに対する消化性が低く、アレルゲン性が他のα鎖と異なる可能性が示唆された。一方、窒素・硫黄施肥条件を変えて栽培した自殖性ソバ種子のサブユニット組成に、本研究の条件下では変動は見出されなかった。ソバは、栽培生育期間が短く、やせ地・乾燥地などの不良環境下でも育ち、病害虫・雑草の害を受けにくい。しかしながら、他殖性・無限伸育性で脱粒・倒伏しやすいために、主要穀類に比べ生産性(収量)が極めて低く、日本での栽培面積は低い水準にとどまる。一方、ソバは血圧上昇を抑える作用のあるルチンを多く含み、バランスの取れたアミノ酸組成を有することから、その生産が改めて見直されている。しかしながら、ソバは深刻なアレルギーを引き起こす場合があり、その原因物質(アレルゲン)を同定し取り除く研究が強く求められている。これまでに、13Sグロブリンのβ鎖(24kDa)等が主要アレルゲンとして同定されている。また、IgE抗体との反応性の違いから、ソバ13Sグロブリンのサブユニット組成を変えることで、アレルゲン性を改善できる可能性が示唆されている。そこで本研究では、ソバ種子タンパク質の組成変動を詳細に解析することにより、ソバ種子の優れた特性を損なうことなくアレルゲン性を低下させる栽培技術の確立を図るとともに、低アレルゲン品種を育成するための基礎的知見を得ることを目的とした。平成20年度は、申請者が独自に開発した高温SDS-PAGE法に他の電気泳動技術(IEF 2D-PAGE,±ME 2D-PAGE)やクロマトグラフィー等を組み合わせることで、タンパク質レベルで構造解析・組成分析を進めた。これにより、13Sグロブリンα鎖を幾つかのバンドもしくはスポットに分離できることを明らかにした。また、申請者らが独自に開発したイネグルテリンに対する抗体を予備的に用いて、13Sグロブリンα鎖をある程度分類できることを確認した。さらに、次年度以降に実施予定のDNA・RNA解析用の登熟期試料を得た。平成21年度は、前年度に引き続き、研究代表者らが独自に開発した高温SDS-PAGE法に他の電気泳動技術(IEF 2D-PAGE, ±ME 2D-PAGE)やクロマトグラフィー、抗体反応等を組み合わせることで、タンパク質レベルで構造解析・組成分析を進めた。一方、窒素と硫黄に着目して施肥条件を変えて栽培したソバ試料を得て、予備的な解析を進めた。

ソバは他殖性・無限伸育性で脱粒・倒伏しやすいために主要毅類に比べ生産性(収量)が極めて低いものの、栽培生育期間が短く、やせ地・乾燥地などの不良環境下でも育ち、病害虫・雑草の害を受けにくい。また、血圧上昇を抑える作用のあるルチンを多く含み、バランスの取れたアミノ酸組成を有することから、その生産が改めて見直されている。一方、ソバは深刻なアレルギーを引き起こす場合があり、その原因物質(アレルゲン)を同定し取り除く研究が強く求められている。これまでに、13Sグロブリンのβ鎖(24kDa)等が主要アレルゲンとして同定されている。また、IgE抗体との反応性の違いから、ソバ13Sグロブリンのサブユニット組成を変えることで、アレルゲン性を改善できる可能性が示唆されている。そこで本研究では、ソバ種子タンパク質の組成変動を詳細に解析することにより、ソバ種子の優れた特性を損なうことなくアレルゲン性を低下させるための基礎的知見を得ることを目的とした。2D-PAGE法やイネグルテリン抗体/ダイズグリシニン抗体等を組み合わせたタンパク質解析、ならびに13Sグロブリンα鎖に見出された反復挿入配列部位に着目したPCR法により、(1)13Sグロブリンの多くはメチオニン含有率の低いサブユニットから構成されること、(2)13Sグロブリンα鎖の変異の大部分は反復挿入配列の長さの違いで説明できることを見出した。さらに、(3)反復挿入配列を有しないα鎖はトリプシンに対する消化性が低く、アレルゲン性が他のα鎖と異なる可能性が示唆された。一方、窒素・硫黄施肥条件を変えて栽培した自殖性ソバ種子のサブユニット組成に変動は見出されなかった。以上のことから、反復挿入配列の有無に着目して遺伝学的にサブユニット組成を変えることが、ソバの低アレルゲン化に有効である可能性が示唆された。
肝虚血再灌流傷害・再生制御における小胞体ストレス応答の解明と制御に関する研究

大量肝切除後肝不全は重要な問題であり、その克服は重要な課題である。今回、肝再生モデルである70%肝切除モデルと肝不全モデルである90%肝切除モデルを用いて、肝再生に対する小胞体ストレス応答の関与を検討した。肝不全モデルでは、術後1日から21日まで経時的に小胞体ストレス応答関連遺伝子のmRNAが術前と比較して最大6倍まで強発現していた。さらに、小胞体ストレス応答は、肝切除術後7日目以降の後期に強発現していた。肝再生モデルでは、術後1日から21日まで経時的に小胞体ストレス応答関連遺伝子のmRNAが術前と比較して約1.53倍まで強発現していたが、肝不全モデルほど強発現はしていなかった。【研究の目的】大量肝切除後あるいは生体肝移植後の肝不全は重要な問題であり、その克服は重要な課題である。近年、脳または心筋においては虚血再灌流傷害における小胞体ストレスの関与は報告されているが、大量肝切除術後あるいは生体肝移植術後における虚血再灌流傷害時の小胞体ストレス応答の関与に関しての検討はない。本研究では大量肝切除術後あるいは生体肝移植術後における虚血再灌流傷害時の小胞体ストレスの関与を明らかにすることを目的とする。【研究実施計画】平成24年度:大量肝切除術後肝不全モデルに対する小胞体ストレス応答の関与について検討する。平成25年度:肝切除術後肝再生モデルに対する小胞体ストレス応答の関与について検討する。【研究実績】1.大量肝切除術後肝不全に対する小胞体ストレス応答の関与の確認:正常ラットに90%大量肝切除を行い肝再生における小胞体ストレス応答の経時的変化の程度による違いについて検討したところ、90%大量肝切除後には術後1、3、7、14、21日と経時的に小胞体ストレス応答関連遺伝子(ATF6、XBP1、CHOP、GRP78、HSP70)のmRNAが最大約6倍までup regulateされていた。さらに、小胞体ストレス応答は、肝切除術後7日目以降の後期に強くup regulateされていた。2.肝切除術後肝再生に対する小胞体ストレス応答の関与の確認:正常ラットに70%大量肝切除を行い肝再生における小胞体ストレス応答の経時的変化の程度による違いについて検討したところ、70%大量肝切除後には術後1、3、7、14、21日と経時的に小胞体ストレス応答関連遺伝子(ATF6、XBP1、CHOP、GRP78、HSP70)のmRNAが約1.53倍までup regulateされていたが、90%大量肝切除の肝不全モデルほど、強発現はしていなかった。【研究実施計画】平成24年度:肝切除術後肝再生・大量肝切除術後肝不全に対する小胞体ストレス応答の関与について検討する。【研究実績】1.大量肝切除術後肝不全に対する小胞体ストレス応答の関与の確認:正常ラットに90%大量肝切除を行い肝再生における小胞体ストレス応答の経時的変化の程度による違いについて検討したところ、肝切除前後の肝内の小胞体ストレス応答マーカー発現については、ATF6 mRNAは術後1日目から約2倍まで上昇を始め、一旦3日目に1.3倍まで減少したが、その後7日、14日、21日目と経時的に最大約4倍まで再上昇を認めた。Xbp1 mRNAは術後1日目から約2.5倍まで上昇し、一旦3日目に1.7倍まで減少したが、その後7日、14日、21日目と多少の増減を繰り返しながら経時的に最大約7.5倍まで上昇を認めた。CHOP mRNAは術後3日目から上昇を始め、その後経時的に上昇を続け、14日目でプラトーに達し、最大約5.5倍までの上昇を認めた。HSP70 mRNAは術後1日目から約2.3倍まで上昇を始め、一旦3日目に1.6倍まで減少したが、その後再上昇を認め、7日目でプラトーに達し、最大約3.6倍まで上昇を認めた。GRP78 mRNAは術後1日目から約2.6倍まで上昇を始め、14日目で約6倍とピークに達し、21日目では約4.7倍と減少を認めた。