hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物保護細菌の二次代謝制御シグナルの認識機構の解明

植物の根圏に生息するシュードモナス属細菌Pseudomonasprotegensは、多様な抗菌性二次代謝産物を産生し周囲の病原微生物を駆逐することから植物保護細菌とよばれる。抗菌性物質の合成酵素遺伝子の発現は、調節型small RNAを中心とした二次代謝制御系により制御されているが、研究代表者らはこれまで、一連の制御系が常に稼動するのではなく、周辺環境に応じてオン・オフが切り替わることを明らかにした。オンに関わる亢進シグナル物質として一次代謝産物、二次代謝産物のいずれもが含まれていることが示唆されている。本研究では調節型small RNAの発現を指標としてこれらのシグナル物質を明らかにするとともに、複数系統の比較ゲノム解析等によりシグナル認識に関わる分子を同定し、本細菌の包括的制御による植物保護能力の強化に資することを目的とする。本年度は、活性を有することが見込まれる一次代謝産物をP. protegensに処理し、調節型small RNA(rsmZ)の発現をモニタリングした。rsmZの発現の強弱と抗菌性二次代謝産物の産生レベルは連動しており有効なマーカーとなることから、GFPレポーター遺伝子(rsmZ-gfp)をP. protegensに導入し発現レベルの比較を行った。その結果、亢進シグナルAの特定に成功した。また、活性を有することが見込まれる二次代謝産物(亢進シグナルB)について、関連する合成酵素遺伝子の欠損変異株を作出し今後の解析に供することとした。当該二次代謝産物の産生に適した培養条件を検討するとともに、rsmZの発現レベルについて野生株との比較を行った。さらに、シグナル候補物質に対し反応性の異なる複数系統の植物保護細菌について、今後予定している比較ゲノム解析に必要な情報を得た。当初予定していた亢進シグナルAの特定に成功し、また亢進シグナルBの合成酵素遺伝子の欠損変異株についても順調に作出できたことから、計画どおりの進展がみられた。比較ゲノム解析については、次年度予定しているトランスクリプトーム解析を行う上で必要かつ有益なデータが得られており、こちらも順調に進展している。抗菌性二次代謝産物の定量については当該物質の検出ピークが一過的であるため条件検討に時間を要したが、培地成分等の改善により安定して検出できる条件を見出し解決した。またトランスクリプトーム解析の後に予定しているターゲット解析についても準備を進めており、着手可能な状態である。なお当初の研究計画には含まれないが、抑制シグナルと考えられる物質も見出されており、今後の進捗状況によっては解析対象に含めることとし、植物保護細菌の機能解明に向けてさらなる拡充をはかる。今後は、本年度に活性を有することを明らかにした亢進シグナルA(一次代謝産物)を用い、植物保護細菌とともに病害土壌に処理し、植物保護効果を評価する。また、その代謝経路に関する遺伝子の欠損変異株を作出し、当該物質の菌体内濃度と調節型small RNAの発現量、および二次代謝産物の合成酵素遺伝子の発現量の相関について明らかにする。亢進シグナルBとして機能する二次代謝産物については、合成酵素遺伝子の欠損変異株を作出したことから、次年度は当該物質の制御下にある遺伝子群の変動を網羅的に明らかにすべく遺伝子発現解析を行う。シグナルBおよび他の関連する抗菌性二次代謝産物の定量については、今年度検討した培養条件に基づき抽出を行い、HPLCによる定量解析に供し、先述の遺伝子発現解析との相関を明らかにする。解析に際しては、得られる情報量が多くなることが予想されるため、分担者と密に連携をはかりながら適宜打合せを行い進めることとする。さらに、これまでにシグナルBに対する反応性が異なる系統を得たことから、系統間の比較解析(比較ゲノム解析、比較トランスクリプトーム解析)を行い、差異を決定付ける因子を明らかにする。当初予定していた亢進

シグナルAの特定に成功し、また亢進シグナルBの合成酵素遺伝子の欠損変異株についても順調に作出できたことから、計画どおりの進展がみられた。比較ゲノム解析については、次年度予定しているトランスクリプトーム解析を行う上で必要かつ有益なデータが得られており、こちらも順調に進展している。抗菌性二次代謝産物の定量については当該物質の検出ピークが一過的であるため条件検討に時間を要したが、培地成分等の改善により安定して検出できる条件を見出し解決した。またトランスクリプトーム解析の後に予定しているターゲット解析についても準備を進めており、着手可能な状態である。なお当初の研究計画には含まれないが、抑制シグナルと考えられる物質も見出されており、今後の進捗状況によっては解析対象に含めることとし、植物保護細菌の機能解明に向けてさらなる拡充をはかる。今後は、本年度に活性を有することを明らかにした亢進シグナルA(一次代謝産物)を用い、植物保護細菌とともに病害土壌に処理し、植物保護効果を評価する。また、その代謝経路に関する遺伝子の欠損変異株を作出し、当該物質の菌体内濃度と調節型small RNAの発現量、および二次代謝産物の合成酵素遺伝子の発現量の相関について明らかにする。亢進シグナルBとして機能する二次代謝産物については、合成酵素遺伝子の欠損変異株を作出したことから、次年度は当該物質の制御下にある遺伝子群の変動を網羅的に明らかにすべく遺伝子発現解析を行う。シグナルBおよび他の関連する抗菌性二次代謝産物の定量については、今年度検討した培養条件に基づき抽出を行い、HPLCによる定量解析に供し、先述の遺伝子発現解析との相関を明らかにする。解析に際しては、得られる情報量が多くなることが予想されるため、分担者と密に連携をはかりながら適宜打合せを行い進めることとする。さらに、これまでにシグナルBに対する反応性が異なる系統を得たことから、系統間の比較解析(比較ゲノム解析、比較トランスクリプトーム解析)を行い、差異を決定付ける因子を明らかにする。
エンドカンナビノイドの合成に係わる新規ホスホリパーゼD型酵素の生理機能解析

カンナビノイド受容体の内因性リガンド(エンドカンナビノイド)として見出されたアナンダミド(N-アラキドノイルエタノールアミン)は動物組織中で生体膜のグリセロリン脂質から2段階の酵素反応で合成されるが、長い間関与する酵素の実体は不明であり、アナンダミドの生成を分子生物学的手法で研究することは困難であった。最近我々は、前駆体のN-アシルホスファチジルエタノールアミン(NAPE)からアナンダミドを生成する新規ホスホリパーゼD型酵素(NAPE-PLD)の哺乳動物からのcDNAクローニングと発現に世界で初めて成功した(Okamoto et al., J.Biol.Chem. 279, 5298-305, 2004)。本研究課題においては、主としてラットNAPE-PLDの繊え体の詳細な性状解析を行なった。組換え体を得るため、同酵素とグルタチオンS-トランスフェラーゼの融合タンパク質を分子シャペロンと同時に大腸菌で発現させた。発現した酵素をCHAPSで可溶化後、グルタチオン親和性クロマトグラフィー等で精製し、ほぼ均一な標品を得た。精製酵素の基質特異性を詳細に検討したところ、種々の長さのN-アシル基を持つNAPEについては、N-アシル基の炭素数が420の範囲で高い反応性を示したが、炭素数が12では反応性は低下した。一方、生体膜に豊富なグリセロリン脂質(PC、PE、PS、PI)とはほとんど反応しなかった。また、精製酵素はミリモル濃度のCa、Mg等の二価陽イオンで強く活性化された。原子吸光法により触媒活性に関わるZnを含有することが判明した。さらに、部位特異的変異法により、NAPE-PLDが属するメタロ-β-ラクタマーゼ・ファミリー内で高度に保存されているD147、H185、H187、D189、H190、H253、D284、H321が、触媒活性に不可欠であることが示された。種々の長鎖脂肪酸のエタノールアミド(N-アシルエタノールアミン)は動物組織に広く分布し,そのひとつであるアナンダミドはカンナビノイド受容体の内因性リガンドとして発見された。動物組織中でN-アシルエタノールアミンは,主として前駆体リン脂質のバアシルホスファチジルエタノールアミン(NAPE)からホスホリパーゼD型酵素(NAPE-PLD)の働きで作られることが知られていたが,我々の研究室では同酵素のcDNAクローニングを世界に先駆けて報告した。このNAPE-PLDの構造と機能を詳細に解析するため,同酵素の組換え体の大腸菌での大量発現を試みたが,膜タンパク質である同酵素の効率的な発現は通常の方法では困難であった。そこで同酵素とグルタチオンS-トランスフェラーゼの融合タンパク質を分子シャペロンと同時に大腸菌で発現させ,発現した酵素をCHAPSで可溶化後,グルタチオン・セファロース等で精製することにより,比活性が2μmol/min/mgタンパク質程度のほぽ均一な標品を得た。精製酵素を種々の長さのN-アシル基を持つ.NAPEと反応させたところN-アシル基の炭素数が4から20の範囲で高い反応性を示したのに対し,一般的なグリセロリン脂質(PC, PE, PS, PI)とはほとんど反応しなかった。以上の結果から,NAPE-PLDはもっぱらNAPEを基質としてN-アシルエタノールアミンの生成に関与することが明らかになった。

また,本酵素は一次構造上,メタロ-β-ラクタマーゼ・ファミリーに分類されるが,同ファミリー内で高度に保存されているいくつかのヒスチジンおよびアスパラギン酸残基の各変異体の活性を野生型酵素と比較したところ,NAPE-PLD活性の消失もしくは著しい低下を認めた。このことから,本酵素の触媒機構は,同ファミリーに属する既知の酵素の機構と類似していることが示唆された。カンナビノイド受容体の内因性リガンド(エンドカンナビノイド)として見出されたアナンダミド(N-アラキドノイルエタノールアミン)は動物組織中で生体膜のグリセロリン脂質から2段階の酵素反応で合成されるが、長い間関与する酵素の実体は不明であり、アナンダミドの生成を分子生物学的手法で研究することは困難であった。最近我々は、前駆体のN-アシルホスファチジルエタノールアミン(NAPE)からアナンダミドを生成する新規ホスホリパーゼD型酵素(NAPE-PLD)の哺乳動物からのcDNAクローニングと発現に世界で初めて成功した(Okamoto et al.,J.Biol.Chem.279,5298-305,2004)。本研究課題においては、主としてラットNAPE-PLDの組換え体の詳細な性状解析を行なった。組換え体を得るため、同酵素とグルタチオン∫-トランスフェラーゼの融合タンパク質を分子シャペロンと同時に大腸菌で発現させた。発現した酵素をCHAPSで可溶化後、グルタチオン親和性クロマトグラフィー等で精製し、ほぼ均一な標品を得た。精製酵素の基質特異性を詳細に検討したところ、種々の長さのN-アシル基を持つNAPEについては、N-アシル基の炭素数が420の範囲で高い反応性を示したが、炭素数が12では反応性は低下した。一方、生体膜に豊富なグリセロリン脂質(PC、PE、PS、PI)とはほとんど反応しなかった。また、精製酵素はミリモル濃度のCa、Mg等の二価陽イオンで強く活性化された。原子吸光法により触媒活性に関わるZnを含有することが判明した。さらに、部位特異的変異法により、NAPE-PLDが属するメタロ-β-ラクタマーゼ・ファミリー内で高度に保存されているD147、Hl85、H187、D189、H190、H253、D284、H321が、触媒活性に不可欠であることが示された。
先天聾モデル動物における聴覚中枢の周波数特異性の可塑性について

申請者らが確立した新生児期蝸牛破壊モデル(ラット)を用いて、脳幹部聴覚中枢核の興奮性ニューロンの発生学的な変化(再構成)について検討した。新生児期に一側の蝸牛を機械的に破壊したのち、蝸牛神経核、上オリーブ核群におけるVGLUT1の発現の変化を検討した。また正常動物の脳幹部聴覚中枢核にみられるマイクログリアの発生学的な変化についても検討を行った。マイクログリアは神経細胞が障害を受けた場合には、壊れた神経細胞を貪食して周囲環境を整えるスカベンジャー機能があるが、発生の過程でも過剰に存在する神経細胞を減らして、神経回路の整理整頓を行う機能があるとされる。申請者らがモデルとして確立した薬剤性先天聾モデルにおいて、聴覚中枢神経核の周波数特異性(トノトピシティー)が保たれるのか否かについて、電気生理学的手法を用いて検証した。その結果、先天聾によってトノトピシティーに変化が現れることが明らかとなった。薬剤性先天聾モデルラットの蝸牛内に微小電極を留置し、下丘における電位の変化を検討したところ、正常動物に比べてトノトピシティーが不明確になる可能性が示唆された。申請者らが確立した新生児期蝸牛破壊モデルを用いて、脳幹部聴覚中枢核の発生学的な変化(再構成)について検討した。新生児期に一側の蝸牛を機械的に破壊したのち、蝸牛神経核、上オリーブ核群におけるVGLUT1(Glutamate transporter 1)の発現の変化を検討した。その結果、一側の蝸牛破壊によって同側ばかりではなく、従来知られていなかった反対側の変化も見られることが明らかとなった。当初の計画書では26年度に神経解剖学的検討を行い、27年度に神経生理学的検討を行う予定であったが、これを逆転し27年度は神経解剖学的検討を行った結果、ほぼ満足した結果が得られてきている。また、正常動物の脳幹部聴覚中枢核にみられるマイクログリアの発生学的な変化についての検討を行い、ラットの蝸牛神経核における、Ionixed calcium binding adaptor molecule-1 (Iba-1)の変化を検討した。その結果、ラットのHearing onsetである生後10日目頃にIba-1の著名な一過性の増加が認められることが明らかとなった。マイクログリアは神経細胞が障害を受けた場合には、壊れた神経細胞を貪食して周囲環境を整える働きがあるが(スカベンジャー機能)、発生の過程でも過剰に存在する神経細胞を減らして、神経回路の整理整頓を行う機能があるとされる。この際に聴覚入力がマイクログリア活性化の引き金となったのか、マイクログリアによる整理によってHearing onsertが起こるのかについては、次の研究課題である。研究の結果は概ね出たが、英文誌での採択が4月にずれ込んだ。さらにもう一編は投稿中である。また、正常動物の脳幹部聴覚中枢核にみられるマイクログリアの発生学的な変化についても検討を行い、ラットの蝸牛神経核における、Ionixed calcium binding adaptor molecule-1 (Iba-1)の変化を検討した。(Developmental Activity of Microglia in the Rat Cochlear Nucleus.Submitted)マイクログリアは神経細胞が障害を受けた場合には、壊れた神経細胞を貪食して周囲環境を整えるスカベンジャー機能があるが、発生の過程でも過剰に存在する神経細胞を減らして、神経回路の整理整頓を行う機能があるとされる。計画書で示した研究手順では26年度に神経解剖学的手法で検討を行い、27年度以後に神経生理学的に検証を予定していたが、順序を逆転して先に神経生理学的に検証を行い、ほぼ満足した結果が得られている。当初の計画書で示した研究手順どおり、26年度・27年度で得られた結果をもとに、さらに踏み込んだ神経解剖学的検討を行う予定である。投稿中の論文の受諾をおこなう。計画書で示した研究手順にある、神経解剖学的手法を用いた実験を27年度、28年度に予定すしている。論文投稿中のため、論文英文校正等が必要論文英文校正等が必要
Ca^<2+>-非依存性ホスホリパーゼA_2の分泌刺激に連動した活性制御機構の解明

本研究は,既にラット耳下腺分泌顆粒で報告しているCa^<2+>非依存性ホスホリパーゼA_2(PLA_2)活性制御機構について,活性上昇効果を認めているATPの作用を中心に検討したものである(Biochim.Biophys.Acta投稿中)。ATPによる本酵素の活性上昇現象は,ATPをGTPに置き換えても観察されたが,その上昇率はATPに比較して低く,GTPgammaSでは殆ど認められなかった。この傾向はEDTAにより反応系中のMg^<2+>を取り除いた場合でも同様であった。これらの結果は,ATPの活性上昇作用が,近年いくつかのPLA_2で提唱されている“GTP結合タンバク質"を介入する機構によるものではないことを示している。ATPによる活性化は,反応系から分泌顆粒の可溶性画分を取り除くと著しく低下し,新たに可溶性画分を添加することにより,濃度依存的な活性化効果の回復が認められた。当初,心筋由来のCa^<2+>非依存性PLA_2における報告と類似したATP作用仲介因子の存在が,分泌顆粒可溶性画分中に予想されたが,熱処理した可溶性画分あるいはウシ血清アルブミンの添加によっても同様の回復が観察されたことから,むしろ,一定のタンパク質濃度を保つことが,ATP作用の安定化に寄与していると考えられた。一方,高濃度のCa^<2+>の存在下ではATPによる活性化現象は全く認められず,GTPgammaSで著しい活性抑制現象が観察された。以上の結果は,分泌顆粒由来PLA_2,およびその活性制御機構の特殊性を明確に指摘できるものであり,今後は,本酵素の精製を進め,酵素タンパク質本位とATPとの相互作用の解析により,分子レベルでの活性制御機構を明らかにすると共に,分泌刺激との関連性についても検討する予定である。
アスリートにおける運動後低血圧応答とそのメカニズムの解明

一過性運動後に血圧が低下した状態が一定時間継続する現象は運動後低血圧応答として知られている.本研究は,アスリートにおけるこの運動後低血圧にトレーニング特性を含めたその実施状況(トレーニングステータス)やトレーニング環境が及ぼす影響について検討した.その結果,トレーニングステータスによる違いは認められなかった.一方,高所環境下での持久性運動は運動後の血圧低下応答を持続させ,そのことには血管拡張能が関連する可能性が示唆された.本年度の研究実績は成果発表と研究データ取得の二つに分けられる.一つ目の実績については,昨年度の研究課題であった「競技種目の違いが運動後低血圧応答に及ぼす影響」について国内外の学会において成果発表を行った.内容については,本研究の対象に明確な競技別の違いは認められないという結果であったが,一般人とアスリートを比較した際にはアスリートにおいて血圧低下応答が延長する可能性が示唆された.二つ目の実績については,本年度の研究課題である「トレーニング環境が運動後低血圧応答に及ぼす影響」についてデータ取得を行った.大学陸上部の学生選手9名を対象に,常圧条件,低圧条件(低圧チャンバーにて疑似高所環境をシミュレーション,高度2200m相当)でトレッドミルによる最大運動を実施し,運動前,および運動後15分,30分,60分の血圧,血管抵抗,心拍出量を測定した.さらに血管抵抗変化のメカニズムを検討するため,実験の前後に反応性充血反応を測定した.また第三の試行として,低圧条件と絶対的負荷を統一させた試行を行うため,常圧条件下で,低圧条件で達した運動時間まで運動を行わせた.取得データは現在分析中である.本年度は昨年度課題「トレーニング環境が運動後低血圧応答に及ぼす影響」について,取得したデータの一部解析を行い,学会において成果発表を行った.概要は以下に示すとおりである.高所環境の住民は心血管疾患の発症率が低いとされている.高所環境下で持久性運動を実施することにより血管拡張能(血管内皮機能)が亢進することが報告されている.したがって同環境下においては,このメカニズムを介して,持久性運動後に生じる血圧低下応答が平地環境下のそれと比較して大きくなる可能性がある.本研究では高所環境が持久性運動後の血圧低下応答に与える影響について検討することを目的とした.対象は大学陸上長距離男子選手8名とした.高所条件(2,200m,以下第1条件)および平地条件(0m,以下第2条件)下において,トレッドミルによる漸増負荷最大走運動を行わせ,運動前および運動後15分,30分,60分に上腕血圧,心拍数,心拍出量を測定した.高所条件においては平地条件と比較して相対的に生理学的負担が増すことが予想されたため,本研究においては相対的な運動強度を統一した条件における比較(第1条件と第2条件の比較)に加え,さらに第3条件として,第1条件と同一時間の運動を平地条件で行わせて同様の測定を実施することとし,絶対的な運動強度を統一した条件における比較(第1条件と第3条件の比較)を行った.血圧および総末梢血管抵抗(平均血圧/心拍出量)に関しては,第1,第2条件間に有意な差を認めなかった.しかし第1,第3条件の比較において,収縮期血圧は第1条件において運動後により低値を示す傾向であった.さらに総末梢血管抵抗においても第1条件において運動後により低値を示した.持久性運動後に血圧は一過性に低下し,高所環境下においては,絶対運動強度が同一である場合において,平地環境のそれより大きくなる可能性が示唆された.一過性運動後に血圧が低下した状態が一定時間継続する現象は運動後低血圧応答として知られている.本研究は,アスリートにおけるこの運動後低血圧にトレーニング特性を含めたその実施状況(トレーニングステータス)やトレーニング環境が及ぼす影響について検討した.その結果,トレーニングステータスによる違いは認められなかった.一方,高所環境下での持久性運動は運動後の血圧低下応答を持続させ,そのことには血管拡張能が関連する可能性が示唆された.当該年度の研究実施内容については,以下の通りである.【方法】対象は,持久系競技男子アスリート群(以下持久群)11名,筋力系競技男子アスリート群(以下筋力群)9名,一般男子学生(以下一般群)8名とし,漸増負荷自転車運動を疲労困憊まで行わせた.運動終了30分,60分,90分後に仰臥位にて上腕血圧を測定するとともに,血圧規定因子の評価として,超音波Mモード法を用いて胸骨左縁より左室長軸断層像を記録し,Teicholtz法により心拍出量を求めた.また対側肢より静脈閉塞法を用いて前腕血流量を測定し,血圧で除して血管抵抗を求めた.【結果】血圧は安静時において筋力群が他の2群と比べて高い様子が観察された.運動終了30分後においては,3群ともに安静値より低下し,その後経時的に回復する様子が観察された.安静時からの血圧低下率は,持久群および一般群においては同様の経時変化を示し,特に持久群において30分後により低くなる傾向にあり,その後経時的に回復する様子が観察された.しかし,筋力群においては安静時より大きな変動が認められなかった.現在,その要因を探るべく血圧規定因子の分析を進めている.【意義・重要性】

アスリートは,競技・運動特性によって異なる心血管系の適応を生じており,彼らの運動後低血圧応答の程度やメカニズムは,従事する運動の特性によって異なる可能性が予想されていたが,今回の実験結果より,運動後の血圧応答およびその規定因子の振るまいが競技・運動特性の違いにより異なることが示された.このような現象およびそのメカニズムや生理学的意義を解明することは,アスリートの運動後のコンディショニングに新しい知見を与える可能性が考えられ,次年度も実験結果の分析を継続していく予定である.本年度は昨年度課題「トレーニング環境が運動後低血圧応答に及ぼす影響」について,取得したデータの追加解析を行い,学会において成果発表を行った.概要は以下に示すとおりである.【背景】我々は先の検討において,高所環境下における持久性運動後の一過性血圧低下応答は,絶対運動強度が同一である場合において,平地環境のそれより大きくなることを報告した.【目的】本研究は高所環境における持久性運動後の一過性血圧低下応答と血管拡張能の関連について検討することを目的とした.【方法】対象は大学陸上長距離男子選手(1921歳)7名とした.高所条件(2,200m)において,漸増負荷最大走運動を行わせ,運動前および運動後15,30,60分に上腕血圧,心拍数,心拍出量を測定した.また運動前,運動後60分に上腕より反応性充血測定を行った.平地条件(0m)における運動は,高所条件測定時の運動継続時間と同一となるように設定し,同様の測定を行った.【結果】安静時心拍数および運動時の最高酸素摂取量と最高心拍数には条件間の差を認めなかった.二元配置分散分析の結果,収縮期血圧,拡張期血圧,平均血圧いずれにおいても時間の効果は有意であり(p<0.05),経時的な低下を認めた(p<0.05).さらに収縮期血圧には条件×時間の交互作用を認め(p=0.05),高所条件において運動後に低値を示す傾向であった.さらに総末梢血管抵抗(平均血圧/心拍出量)においては時間の主効果,条件の主効果および条件×時間の交互作用を認め(p<0.05),高所条件においては運動後60分まで安静値からの有意な低下を認めた(p<0.05).また運動後における最大血管拡張率は高所条件において高値を示した(p<0.05).【結論】高所環境における持久性運動後に一過性の血圧低下応答傾向が認められた.そのことには総末梢血管抵抗の低下,ならびに血管拡張反応の増大が関連する可能性が示唆された.運動生理学(運動トレーニングに対する心血管機能の適応に関する研究)昨年度の成果発表については結果として学会発表にとどまり,論文としての発表を行うことができなかった.次年度の課題として取り組む予定である.本年度予定していた実験については予定していた内容を終了させることができた.平成25年4月より異動があり,大学へ専任講師として赴任することとなった.異動直後でどうしても学内業務の負担が大きく,研究のための充分な時間を確保することが困難になり,事業期間を1年延長して研究を継続することになった.予定していた内容をほぼ予定通り遂行することができたため.昨年度においては実験実施時期の関係から,被験者を想定数集めることができなかった.次年度においては追加実験を実施するとともに,本年度取得した実験データの分析とその成果発表を中心に活動を行う予定である.学会発表はもちろんのこと,論文としての発表を主眼に据えて取り組む予定である.本年度発表していない研究データを中心として,その成果発表を中心に活動を行う予定である.
カキ果実の成熟と渋味の減少との関連性について

カキ果実は典型的なクライマクテリック型の成熟を示す果実に比べると、生育後期の呼吸活性が低く、エチレン生成も非常に少ない。このため、カキ果実の成熟にエチレンがどの程度関与しているのかは明らかでなく、成熟過程での果実内の生理的変化も不明瞭である。そこで本研究はこれらの点を明らかにする目的で行った。1.カキ果実の成熟とエチレンとの関係を調査したところ、カキ果実の成熟過程とエチレン発生との密接な関係を認めることはできなかった。また、外生的に与えたエチレンに対しては、第3期の果実においてのみ成熟促進効果を認めた。2.エチレン以外でカキ果実の成熟に関する可能性のある要因として、ABAとジベレリンの植物ホルモン、及び果実内のタンパク組成の変化を想定し、それぞれの成熟に伴なう動態を調査した。第3期にはいると、ABA含量は増加する傾向を示し、ジベレリンの活性は低下した、特にジベレリンの活性低下は顕著であり、これらのホルモンが成熟に向かう果実内の代謝変化を引きおこす要因としての可能性が示唆された。さらに、果実内のタンパク組成も第2期から第3期への移行期に著しく変化することが確かめられ、とくに成熟が進むにつれて顕著に増加する特定のタンパク成分が確認された。3.ヘタ片除去処理や温度処理により果実の成熟様相を変化させた場合、その変化がどのような機作によってもたらされているかを調査することで、成熟に関与する要因を明確にしようとした。その結果、ヘタ片除去によって果実の肥大・成熟を抑制したところ、果実中のショ糖の加水分解が阻害されていることが明らかとなり、成熟開始とショ糖の加水分解に関与する酸素との関連性が示唆された。以上の結果により、カキ果実でも第3期にはいると成熟に伴なう種々の生理的変化をおこしていることが明らかとなり、エチレン以外の要因の重要性も確認された。カキ果実はクライマクテリック型の成熟を示すとされるが、その成熟過程とエチレンとの関係は不明瞭である。また渋ガキの場合は成熟に伴って渋味の減少がみられるが、これを引きおこす要因も明らかではない。本年度はこれらの点を検討する目的で以下のような調査を行った。1.果実の成熟とエチレン生成量及びACC含量との関係を調べたところ、エチレン生成量及びACC含量はともに非常に微量であり、成熟との関係は明らかではなかった。2.果実の成熟と内生のジベレリン様物質及びABAの関係を調査したところ、成熟に伴ないジベレリン様物質の活性が低下し、ABA含量が増大することが明らかとなった。また、外生的にジベレリンを果実に与えた場合、果実の成熟が抑制されることは知られていたが、ジベレリン処理によってABA含量の増加が抑えられることが本年度の調査より明らかとなった。これらの結果は、カキ果実の成熟にジベレリンとABAが大きな役割りを果していることを示唆していた。3.幼果期にヘタ片を除去することで果実肥大を抑制し、成熟過程にはいることを妨げた果実について、内生のジベレリン様物質の活性を調査したところ、この場合は成熟抑制とジベレリン様物質との間に明確な関係はなかった。しかし、果実の糖代謝がヘタ片除去によって影響されている可能性が示され、成熟と糖代謝の関係を調査する必要性が示された。4.成熟に伴う渋味の減少を引きおこす要因として、過酸化物の関与を仮定していたが、過酸化物の測定がタンニンにより妨害され、成熟と過酸化物との関係を調べることができず、測定方法の検討が必要であることがわかった。

以上、カキ果実の成熟を左右する要因として、ジベレリンとABAが示唆されたが、この両者だけで成熟過程を説明するのは困難な点も多く、エチレンとの関係、過酸化物との関係についても次年度はさらに検討する必要があると思われる。カキ果実の成熟過程は不明瞭な点が多く、成熟過程で顕著なエチレン生成が認められるわけでもなく、急激な糖の蓄積があるわけでもない。本年度はカキ果実の成熟がどのような要因でもたらされ、また成熟に伴ない果実内でどのような生理的変化が認められるのかを明らかにする目的で`平核無'果実を用いて調査を行った。1.カキ果実の成熟とエチレンの関係を明瞭にするため、時期別にエスレル処理をおこない果実の反応性を調査した。その結果、どの時期の処理でも果実内にエチレン生成が誘導されたが、果実発育の第2期の処理では果実の成熟過程には影響が認められず、第3期の処理においてのみ成熟の促進が認められた。このことより、第3期には果実内に成熟へ向かう要因がすでに存在しており、エチレンはその作用を二次的に促進するものと思われた。2.果実内のタンパク合成が成熟を引きおこす要因となっている可能性がないかをSDS電気泳動によって果実内のタンパク組成を経時的に調査することで検討した。その結果、第3期にはいって新たに生じ、その後急激に増加するタンパクが認められ、タンパク合成と成熟との関係が示唆された。3.ヘタ片除去処理や温度処理により、果実の成熟過程を制御することで、成熟に関与する要因を明確にしようとした。この結果、ヘタ片除去によって果実の肥大・成熟を抑制したところ、果実中のショ糖含量が増加し、ショ糖の加水分解が阻害されていることが明らかとなった。このことは成熟開始としょ糖の加水分解に関与する酵素との関連を示唆した。4.成熟に伴う渋味の減少を引きおこす要因として、成熟過程で果実内に生じると思われるフリ-ラジカルを仮定し、その指標としての過酸化水素の成熟に伴なう経時的変化の測定を試みた。しかしながら、カキ果実中に存在する妨害物質のために測定が不確実となり、仮説を証明することができず、これからの研究課題を残した。
反水素原子の超微細構造分光によるCPT対称性の探究

現在の物理学では、物質と反物質の間には厳密な対称性が成り立つ(CPT対称性)とされていますが、現在の宇宙には、物質はあっても反物質はほとんど存在しないことが知られています。この「物質優勢宇宙の誕生」の謎は現在の物理学が抱える最大の謎の一つです。この研究の目的は、そもそもCPT対称性がどこまで成り立っているのかを反水素原子の分光によって実験的に検証しようというものです。反水素原子ビームを偏極した状態で引き出す独自の手法により、反水素原子の超微細構造を100万分の1の精度で測定し、同様に反水素原子の分光を目指す他の実験よりもCPT対称性の検証に対して高感度となる比較を行うことを目標としています。
兵庫県南部地震は六甲変動に寄与したか？

兵庫県南部地震の余効変動の地形形成への寄与を検討するため,地震後の測地観測データの再解析と六甲山系の三角点のGPS観測を行った.六甲山系の三角点は,約20年間に東南東に向かって約40cm移動,かつ04 cm沈降していた.六甲山系東部のGPS観測点は1995年3月末までに約1 cm程度隆起したが,その後は大きな変化はない.1997年までのJERS-1画像から,六甲山系の山頂部では,約10 mm/yrの視線距離短縮が検出されたが,水平変動の寄与が大きいと考えられる.兵庫県南部地震の余効変動は1995年前半に終息し,六甲山系を隆起させるような変動はなく,地形形成に寄与しなかったと結論できる.1995年兵庫県南部地震以降の六甲山の変動、特に上下変動を検出し、いわゆる「六甲変動」に対する寄与について調査することを目的として、地震直後に国土地理院により実施されたGPS連続観測結果の再解析、人工衛星搭載合成開口レーダーの時系列干渉解析、および六甲山系の三角点のGPS観測を実施した。地震直後のGPS連続観測結果については,当時のデータを最新の解析手法(精密単独測位法および再解析軌道)を用いて解析し,地震後約2年程度の余効変動の推移を明らかにした。六甲山系の三角点の調査を,2015年7月に行い、観測可能な三角点を抽出した。さらに,GPS測量を2015年11月に3カ所(六甲山、甲山、高尾山)において実施した。SAR解析では,ALOS/PALSARのアーカイブデータを,干渉解析および時系列解析を実施し、2006年2010年の間の六甲山周辺の地盤変動を検出した。この結果、この間の六甲山系の変動は極めて小さいことが明らかとなった。GPS臨時観測データの再解析は,ほぼ完了し、時系列データの検討段階に入っている。六甲山系の三角点におけるGPS測量は,2015年11月に3カ所において実施したが、解析処理が済んでいない。SARデータについては,概ね使用可能なデータは取得し、特にALOS/PALSAR画像に関しては時系列解析も完了している。以上,今年度予定していた観測およびデータの収集は実施済みであり、一部解析も進んでいることから,概ね順調に進展していると判断する。1995年兵庫県南部地震以降の六甲山の変動,特に上下変動を検出し,いわゆる「六甲変動」への寄与について調査することを目的として,地震直後に国土地理院により実施されたGPS連続観測結果の再解析,人工衛星搭載合成開口レーダーの時系列干渉解析,および六甲山系の三角点のGPS観測を実施した.地震直後のGPS連続観測結果を,最新の手法・軌道情報を用いて解析し,プレート運動の補正を行って,アムール・プレートに相対的な観測点の変動を明らかにした.2016年11月に六甲山と高尾山の2カ所の三角点においてGNSS臨時観測を行った.本年度はスケジュールの関係で2カ所に留めた.2015年の結果と合わせて,解析準備中である.追加の三角点については,図上やWeb等による情報収集を行ったが,条件的に難しいと判断した.SAR解析では,ALOS/PALSAR、Envisat,ERS-1/2およびJERS-1のアーカイブデータを解析し,地震後の変動を検出した.その結果,地震直後六甲山系は隆起傾向にあったことが示唆された.一方,最近のALOS-2/PALSAR-2データの解析結果では,顕著な変動は検出されず,2011年以降に終息した可能性が示唆された.なお,SARの暫定的な解析結果について,IGARSS2016(2016年7月,北京市)およびAGU 2016 Fall Meeting(2016年12月,サンフランシスコ市)等において発表した.GPS臨時観測データの解析処理は,最終的なプレート運動の補正も完了したので,これからは解釈の段階に入った.三角点における測量は,2015年11月と2016年11月に実施したが,解析処理の準備段階に留まっている.SAR解析については,データはすでに取得しており,JERS-1やERS-1などの初期のデータ,それに最新のALOS-2/PALSAR-2データの解析等が進んでおり,概ね順調に進展していると考える.六甲山はその麓を走る六甲断層帯の運動により形成されたと考えられている.しかし,現在の六甲山の地形と1995年兵庫県南部地震による上下変動のパターンは相関しないので,兵庫県南部地震タイプの地震だけでは六甲山は形作れない.余効変動の寄与を検討するため,兵庫県南部地震以降に実施された測地観測データを再解析するとともに,六甲山系の三角点のGPS観測を実施した.地震直後に国土地理院により緊急改測が実施された六甲山系の三角点から3点(六甲山,不動山,甲山)を選び,20152017年の毎年11月にGNSS観測を実施した.緊急観測の原データが保管されていたので,これを再解析軌道・時計の情報を用いて解析を行った.20152017年のデータも同じ解析を行うことにより,同じ座標系での比較を行った.また,1996年夏までに実施された国土地理院の緊急GPS連続観測データも,同じ手法で解析した.

さらに,変動の面的な分布を得るために,合成開口レーダーのデータも収集・解析した.三角点での観測の結果,約20年間に3三角点は東南東に向かって約40cm移動するとともに,いずれも04 cm沈降していることが判明した.誤差を考慮しても隆起が生じたとは言い難い.緊急GPS連続観測では,六甲山系東部の観測点に1995年3月末までに1 cm程度の隆起が見られたが,その後1996年8月までは大きな変化はなかった.1997年までのJERS-1画像の干渉処理の結果,六甲山系の山頂部では,約10 mm/yrの視線距離短縮が検出された.GPS観測結果を考慮すると,JERS-1の視線距離短縮は,水平変動の寄与が大きいと考えられる.その後は顕著な変動は認められない.以上より,兵庫県南部地震の余効変動は1995年前半に終息し,その後六甲山系を隆起させるような変動はなかった,すなわち地形形成に寄与しなかったと結論できる.兵庫県南部地震の余効変動の地形形成への寄与を検討するため,地震後の測地観測データの再解析と六甲山系の三角点のGPS観測を行った.六甲山系の三角点は,約20年間に東南東に向かって約40cm移動,かつ04 cm沈降していた.六甲山系東部のGPS観測点は1995年3月末までに約1 cm程度隆起したが,その後は大きな変化はない.1997年までのJERS-1画像から,六甲山系の山頂部では,約10 mm/yrの視線距離短縮が検出されたが,水平変動の寄与が大きいと考えられる.兵庫県南部地震の余効変動は1995年前半に終息し,六甲山系を隆起させるような変動はなく,地形形成に寄与しなかったと結論できる.六甲山系の三角点のGPS測量は,三脚を用いて実施したため、再現性に難がある。このため、今年度も再度同じ三角点での観測を実施し、座標の再現性を検証する。また,三等三角点でも観測可能なところを探し、条件が整えば観測を実施する。日本のJERS-1および欧州宇宙機関のERS/Envisatのアーカイブデータを解析し,兵庫県南部地震前から2007年までの地盤変動の時間変化を検出する。以上の解析結果および地震後のGPS連続観測の解析結果などを総合し,研究分担者・連携研究者と協同し、モデルを検討する。六甲山系の三角点の測量結果は,三年目となる2017年の測量を実施した後にまとめたい.それまでに,暫定的に過去のデータの解析と,兵庫県南部地震直後のデータの変換作業を行う.SARデータの解析を完了し,兵庫県南部地震後からの地殻変動の推移を明らかにしたい.以上の解析結果と地震直後の臨時GPS観測点のデータを総合し,得られた変動の解釈・モデルの検討等を行う.測地学GPS観測を複数回予定していたが、他の業務との関係で、3カ所で1回の観測に留まったため。現地の三角点調査を再度実施し、GPS観測点を増やすことを検討する。また,可能であれば,三角点でのGPS観測を複数回行う。
地域経済的視点からの銀行業のモデル分析

[1]金融機関の実証分析では、(1)まず,金融変数と所得変数の地域間格差についての実証分析を行った。実証分析のためのデータは、1970-1991年までの22年間の地域別,金融機関別の預金、店舗、貸付等の金融変数および地域別の県内純生産、人口、有効求人倍率等の実物的な変数のデータである。それらの変数によって地域間格差を分析するために、変動係数とジニ-係数を算出し,地域別、金融機関別の分布の平等度(あるいは偏り)をローレンツ曲線で示している。それによると、郵便貯金、純生産、全国銀行預金、全国銀行の順に地域間の偏りが少ないことがしめされた。(2)つぎに、これらの変数の変動係数に主成分要因分析を適用して、それらの第一主成分および第二主成分を算出した。7つの変数の変動係数の約50.9%および36%が第一および第二主成分によって説明される。さらに、おれらの主成分と公定歩合等の金利変数や名目成長率、国内需要等との関係を分析して、地域間格差はどのような変数で説明できるかを分析した。これらの分析結果は「所得および金融変数の地域間格差の要因分析」(名古屋市立大学経済学部Discussion Paper No[196],1996 4)にまとめてある。[2]理論モデルでは、地域間資金移動を銀行行動との関係で分析している。まず、行列乗数の考え方を用いて地域間の資金移動を説明している。このモデルでは、余剰準備を元とする非負行列を考え、この行列がブラウワ-・ソロ-の条件を充たす場合(すなわち、行または列の合計が1よりも小さい場合)には、地域間資金移動は行列乗数を媒介に行われること、さらに、都市銀行と地方銀行間の資金移動を、銀行の利潤最大化行動を通して、コール市場で行われることを示している。実証分析のためのデータは、1970-1991年までの22年間の地域別,金融機関別の預金、店舗、貸付等の金融変数および地域別の県内純生産、人工、有効求人倍率等の実物的な変数のデータである。これらの分析結果は「金融・所得の地域間格差の要因分析」(名古屋市立大学経済学部Discussion Paper No[193],1995 11)にまとめてある。[2]理論的な行動分析では、(3)個別金融機関の行動を競争的独占の理論を適用して、ゲーム論的な視点から分析し、その均衡がナッシュ的均衡になることを示している。この分析はなお継続中である。(4)経済全体における金融機関の役割を一般均衡論的に定式化、金融機関を含む一般均衡モデルを構築した。

実証分析のためのデータは、1970-1991年までの22年間の地域別,金融機関別の預金、店舗、貸付等の金融変数および地域別の県内純生産、人口、有効求人倍率等の実物的な変数のデータである。それらの変数によって地域間格差を分析するために、変動係数とジニ-係数を算出し,地域別、金融機関別の分布の平等度(あるいは偏り)をローレンツ曲線で示している。それによると、郵便貯金、純生産、全国銀行預金、全国銀行の順に地域間の偏りが少ないことがしめされた。(2)つぎに、これらの変数の変動係数に主成分要因分析を適用して、それらの第一主成分および第二主成分を算出した。7つの変数の変動係数の約50.9%および36%が第一および第二主成分によって説明される。さらに、おれらの主成分と公定歩合等の金利変数や名目成長率、国内需要等との関係を分析して、地域間格差はどのような変数で説明できるかを分析した。これらの分析結果は「所得および金融変数の地域間格差の要因分析」(名古屋市立大学経済学部Discussion Paper No [196], 1996 4)にまとめてある。[2]理論モデルでは、地域間資金移動を銀行行動との関係で分析している。まず、行列乗数の考え方を用いて地域間の資金移動を説明している。このモデルでは、余剰準備を元とする非負行列を考え、この行列がブラウワ-・ソロ-の条件を充たす場合(すなわち、行または列の合計が1よりも小さい場合)には、地域間資金移動は行列乗数を媒介に行われること、さらに、都市銀行と地方銀行間の資金移動を、銀行の利潤最大化行動を通して、コール市場で行われることを示している。
マツ枯れ進行中の海岸林内への広葉樹の侵入様式と分布域拡大の機構

東北・北陸地方のマツ枯れ進行の中の海岸林内への広葉樹の侵入と分布地拡大の機構を明らかにするために、いくつかの生態学的な調査を行った。対象地域全体として、冷温帯から暖温帯の主要構成種であるバラ科、ブナ科、ウルシ科の各樹種が多く、これら3科に属する樹種が緯度とともに入れ替わっていた。マツ枯れ進行中の新潟県村上市の海岸アカマツ林における調査からは、広葉樹による遷移初期の空間占有状況と林冠構成樹種の置換が推定された。林床植生の調査からは、広葉樹の侵入程度によって3タイプの植生が区分された。ヤマウルシのパッチ状群落は林床植生が無い状態から広葉樹が優占するまでの途中相を形成することが明らかになった。アカマツおよび自然侵入広葉樹の実生を対象にした生残調査の結果からは、マツ優占林分と広葉樹侵入林分それぞれで生残パタ-ンが異なることが明らかになった。出現頻度が高かったコナラ、ヤマウルシ、オクチョウジザクラの3樹種はそれぞれ異なった交配システムを持ち、異なった結実季節と種子散布様式を鳥類や小動物に依存することなどそれぞれ特徴的な繁殖戦略を有することが明らかになった。主要広葉樹の結実調査およぴ鳥類センサスによる調査結果からは、樹種ごとの果実サイズおよび結実季節と鳥類相の季節的な出現地域の変化が主要な鳥散布樹種の分布に影響を与えていることが示唆された。野ネズミ類のホ-ムレンジ調査とコナラ属の堅果消失・散布結果からは、海岸アカマツ林内におけるコナラ属広葉樹の分布拡大に果たす小動物の役割が明らかになった。以上の結果から、マツ枯れ進行中の海岸マツ林のおける主要広葉樹の繁殖生態と、それらの分布拡大に果たす小動物や鳥類による種子散布の生態的意義が明らかになった。今後は、さらに異なった植生域における立枯れ林分の動態や撹乱下での主要広葉樹の生理生態的機能の評価が明らかにされる必要があろう。新潟、山形、秋田各県の健全な海岸マツ林および一部マツ枯れ進行中の林分等、数林分について、植生調査を行った。健全なマツ林へ自然侵入した広葉樹のうち、高木性のものではナラ類(コナラ、カシワ、ミズナラ等)が、小高木性のものではサクラ類(オクチョウジザクラ、カスミザクラ、ウワミズザクラ等)を中心に、ヤマウルシ、ヌルデ等がいずれの林分でも認められた。また、混植されたニセアカシアが急激に分布域を拡大し、優占してしまう林分もみられた。植生調査した林分の中から、新潟県村上市の海岸アカマツ林に固定試験地を設定した。当初の計画に従って、林内環境とくに照度計を使った林内の照度分布を調べ、侵入広葉樹の林内での分布、結実、発生した実生稚樹の動態、藩種実験等を行った。種子散布と散布者としての動物類の調査としては、シードラップによる自然侵入種子の捕捉、埋土種子の分類およびシャーマントラップを使って野ネズミ類の生息状況調査を行った。さらに、侵入広葉樹の生理的特性を明らかにするために、主要樹種の土壌水分-光合成特性の予備実験等を実施した。以上の結果から、海岸林へのナラ類の侵入が野ネズミ類(アカネズミ、ヒメネズミ)などの隠匿散布によって、ホオノキなどの高木性樹種のに他コシアブラ、ヤマウルシ、サクラ類などの侵入が鳥散布によって、それぞれ行われている可能性が強いことが明らかになった。

さらに、マツ林の林齢が高い林分では、これらの樹種が定着し、すでに母樹として機能している場合もある。とくに、ナラ類では小サイズ(樹高1m以下)でも発芽力を有する種子を生産してる固体のあることが確認された。また、アカマツ、コナラ、ヤマウルシ、オクチョウジザクラ、4樹種を用いた土壌水分-光合成の予備実験の結果からは、水ストレスに対する各樹種の反応性が異なることが示唆された。平成元年度の植生調査は、マツ枯れの著しい石川県の数林分で行った。自然侵入した広葉樹のうち、高木性のせのではナラ類(コナラ,クヌギ等)が、小高木性のものではサクラ類(ヤマザクラ,ウワミズザクラ等)を中心に、ヤマウルシ、ヌルデ等がいずれの林分でも認められた。一方、新潟県村上市の固定調査地での結果としては、まず、照度計を使った相対照度の定期調査から、閉鎖林分と非閉鎖林分をそれぞれの光環境の季節変化の違いが明らかになった。アカマツおよび自然侵入広葉樹の実生を対象にした生残調査の結果から、マツ優占林分と広葉樹侵入林分それぞれで生残パタ-ンが異なることが明らかになった。侵入広葉樹の林内での分布様式、結実特性などの調査から、いくつかの侵入パタ-ンが予想された。なかでもヤマウルシ主体のド-ム型パッチの拡大過程についてのモデル(紙谷他、'89)は新しい考え方である。また、海岸林の代表的な先駆種であるサクラ類に関しても、繁殖特性についての新知見が得られている。林内に設置したシ-ドトラップの定期回収調査から、アカマツ落下種子および侵入広葉樹種子の種類組成(主にヤマウルシ)の季節変化が明らかになった。また、堅果類の散布者としての野ネズミの生態的意義を明らかにするために、シャ-マントラップを使った野ネズミ類の捕獲調査および夜間自動撮影装置による堅果類の持ち去り状況調査を行った。その結果、海岸林における野ネズミのホ-ムレンジは、これまで報告されているブナ林等にくらべるとかなり広いことが明らかになった。調査デ-タはすべてパソコンで分析するとともに、一部は新潟大学総合情報処理センタ-のコンピュ-タで分析を行っている。植生調査は、前年度に引き続き,東北・北陸地方のマツ枯れ進行中の林分と健全な海岸マツ林について行った。対象地域全体として、冷温帯から暖温帯の主要構成種であるバラ科、ブナ科、ウルシ科の各樹種が多く、これら3科に属する樹種が緯度とともに入れ替わっていた。マツ枯れ進行中の新潟県村上市の海岸アカマツ林における調査からは、広葉樹による遷移初期の空間占有状況が明らかになり、近い将来、大・中高木性広葉樹によって置換されると推定された。上記3科のうち出現頻度が高かったコナラ、ヤマウルシ、オクチョウジザクラの開花・結実を中心に繁殖生態を調査した。3樹種はそれぞれ雌雄異花同種、雌雄異株、雌雄同花と異なった交配システムを持ち、異なった結実季節と種子散布を鳥類や小動物に依存することなどそれぞれ特徴的な繁殖戦略を有することが明らかになった。主要広葉樹の結実調査および鳥類センサスによる調査結果からは、樹種ごとの果実サイズおよび結実季節と鳥類相の季節的な出現地域の変化が主要な鳥散布樹種の分布に影響を与えていることが示唆された。野ネズミ類のホ-ムレンジ調査とコナラ属の堅果消失・散布結果からは、海岸アカマツ林内におけるコナラ属広葉樹の分布拡大に果たす小動物の役割が明らかになった。以上の結果から、マツ枯れ進行中の海岸マツ林における主要広葉樹の繁殖生態と、それらの分布拡大に果たす小動物や鳥類による種子散布の生態的意義が明らかになった。
新規non-codingRNAであるghRNAの単離同定と疾患応用

non-coding RNA(ncRNA)の異常は疾患の発生に深く関与する。これらのRNAを標的とする治療戦略は、次世代の分子標的治療薬として期待されている。我々はNGSを用いて、肺がんの発生・進展に関与する新規のendogenous guide hairpin RNA(eghRNA)の単離に成功した。本研究では、この新規のeghRNAの生理的解析と治療薬を開発する。平成30年度は以下の点で成果を上げた。(1) eghRNAの網羅的同定と疾患での変異の同定:マウスの各組織、ヒト組織、がん疾患においての全RNA解析を次世代シークエンサーを用いて網羅的に解析した。(2) eghRNAのRNA干渉のメカニズム解析:Ago1、Ago2、Ago3、Ago4のAgo familyを欠失した細胞株を用いてeghRNAの標的遺伝子の抑制メカニズムを解析した。その結果、eghRNAは、Ago3に最も依存している事が明らかになった。(3)遺伝子改変マウスを用いた生理的eghの機能解析:平成29年度ルシフェラーゼ遺伝子の下流にeghRNAが有するseed配列を8個ランダムにしたコンストラクションを作製しRos26の遺伝子座に導入した。しかし、タンデムに挿入したルシフェラーゼの一つに発現が確認できなかった事から、平成30年度に再度遺伝子導入を行った。現在キメラマウスの状態で、germline transmissionを確認している。(4) eghRNAを標的とする治療法の開発:eghRNAの機能を抑制するLNAの作製を試みた。また、肺がん細胞株を用いてin vivoにおける抗腫瘍能の検討を行った。(5)eghRNAを検出するliquid biopsyの開発:NGSを用いずに、特異的にeghRNAを検出する事は、臨床応用において重要である。今回RT-qPCRの系の立ち上げの開発を行った。遺伝子改変マウスを用いた検討においては、germline transmissionの段階で多少の遅れがでているが、全体的には順調に進行している。来年度は以下の内容を発展させていく。(1) eghRNAの網羅的同定と疾患での変異の同定:今年度に引き続き、各種の正常組織及びがん組織からのeghRNAの単離と解析を行う。また、単離されたeghRNAのうち、特にがん組織において発現に変化があるものに関しては、標的遺伝子を配列情報から同定していく。(2) eghRNAのRNA干渉のメカニズム解析:今年度に続き、Ago familyの欠損細胞を用いて、eghRNAの細胞内でのプロセスの過程を明らかにしていく。来年度は、特にAgo抗体を用いた免疫沈降法を用いて、この複合体を精製し、複合体のRNAを解析する事を計画している。(3)遺伝子改変マウスを用いた生理的eghの機能解析:前年度に引き続き改変動物の作製を行っていく。(4) eghRNAを標的とする治療法の開発:来年度は、すでに単離されたeghRNAだけでなく、新規に同定されたeghRNAに関してもin vitroで検討を行っていく。変異Ras導入マウス肺がん発生モデルに関しても、経気道的なRNA単体(Naked)投与だけでなく、全身投与のシステムを検討する。その際には、核酸の化学修飾も評価検討していく。(5) eghRNAを検出するliquid biopsyの開発:eghRNAの構造上、miRNAのように特定のprimerをlinkerとして用いることは難しい。そこで、新たな工夫が必要になってくる。Taqman probe等を用いて、特異度を高めることも検討していく。