hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
核融合施設火災時のトリチウム除去システムの性能確保に関する研究

前年度までの所定の成果を踏まえ、開発した触媒を充填した触媒塔とゼオライトを充填した吸着塔を備えた小規模トリチウム除去系モジュールを作成して、火災を模擬した不純物ガスを導入したトリチウム除去性能維持の確証試験を行った。核融合炉施設火災で発生する可能性がある不純物ガスに対する対策としては、水蒸気は疎水性触媒の適用が酸化効率の低下抑制に有効であり、アンモニア存在下のトリチウム酸化では触媒上の水酸基への吸着を抑制させることが重要であり、ハロゲン化水素には被毒を大幅に抑制できる白金触媒の適用が有効である。よって多孔性触媒母材表面をシラン化処理し、表面水酸基数の低減とアルキル疎水基を付加した疎水性白金触媒の適用が最も有効であった。触媒塔設計に重要なスケール影響については総括反応速度定数の触媒塔スケール影響はないことを実証した。懸念されたメタンとトリチウムの触媒上の副反応により生じるトリチウム化メタンの生成速度は極めて小さいことを実証した。この結果からトリチウム除去率90%以上の確保においてはメタンを燃焼させる目的の高温触媒塔はトリチウム除去システムに必須ではないことを確認した。触媒反応の副反応である多重結合を分子内にもつ炭化水素の反応熱による触媒温度の急激な上昇リスクに対しては多重結合を分子内にもつエチレン等の炭化水素を疎水性触媒により室温近傍の温度で触媒燃焼させることが反応熱による温度上昇抑制に有効であることを示した。反応熱による触媒塔温度の過度な上昇を防止できることで、触媒塔表面からのトリチウムの過剰な透過が生じないことを合わせて示した。結論として、今回の小規模トリチウム除去系モジュール試験の知見を基に核融合トリチウム除去システムの施設火災時における除去性能の確保の方策を技術的に確立した。有機ガス成分の存在による水蒸気吸着材の水蒸気除去性能の抑制に関する研究および疎水性触媒技術に被毒防止技術を付加させて火災時にもトリチウム性能を維持できる触媒の開発を行い、開発した白金・パラジウム存在比に分布を持つ触媒による被毒影響低減の効果を検証した。有機ガス成分の存在による水蒸気吸着材の水蒸気除去性能の抑制に関する研究では、湿潤空気ガスのみを水蒸気吸着剤に導入した際の水蒸気吸着剤の水蒸気吸着性能(破過曲線1)を求めた。次に水蒸気脱離試験を実施した後、所定濃度の炭化水素を導入した湿潤空気ガスを水蒸気吸着剤に導入した際の水蒸気吸着剤の水蒸気吸着性能(破過曲線2)を求めた。破過曲線1と破過曲線2の比較から有機ガス成分の存在による水蒸気吸着材の水蒸気除去性能の変化を精査した。試験の結果、当初の目的の通り、表面改質制御等を行うことでモレキュラーシーブ吸着剤による水蒸気吸着において炭化水素影響を受けにくくすることが可能であることを見出した。しかし、ハロゲンガスを含有した水蒸気を吸着させた場合、吸着したハロゲン酸を含む吸着剤を水分脱着のために加熱した際に細孔構造が部分的に壊れ、水分吸着能力が減じてしまうことを見出し、技術的な対応が必要であることを確認した。炭化水素等の火災時に発生する有害ガスによる触媒被毒を抑制させる手法として、水素酸化活性の高い白金と、有機ガス燃焼活性が高く被毒抑制効果の高いパラジウムを合金化させた疎水性触媒を開発した。本研究での工夫として、白金とパラジウムの合金化に対しては、従来技術で得られる単一な合金比率ではなく、意図的に白金のパラジウムの合金化比率に分布を持たせる工夫を施すことで、白金とパラジウムがもつそれぞれの長所を損なうことなく、各種有害ガスに高い被毒耐性を有する触媒が実現可能であることを示した。おおむね当初計画の通りに研究は進捗しており、白金・パラジウム存在比に分布を持つ触媒の開発と被毒影響低減の効果の確認に成功した部分で初年度の大目標をクリアしている。但し、モレキュラーシーブによる水分吸着におけるハロゲンガス影響など当初の見込みになかった新たに対応を考える必要がある知見が得られており、次年度以降に対応策を検討していく。火災で生じる炭化水素ガス共存下におけるトリチウムの触媒酸化で競合反応となるトリチウム化炭化水素の生成反応とその影響を精査した。精査には疎水化白金触媒を用い、触媒温度は室温近傍から300°Cを対象とした。炭化水素ガスは核融合施設で使用される低ハロゲンケーブルが燃焼した際に発生するメタン、エチレン、プロピレン、ベンゼンを対象とした。炭化水素のトリチウム化には水素化反応が大きく寄与していることを明らかとした。炭素の二重結合、三重結合を有するエチレン、プロピレン等は触媒上で水素化によるトリチウム化が顕著に生じ、主反応であるトリチウムの触媒酸化反応率を大幅に低下させることを見出した。水素化によるトリチウム化反応が主反応のトリチウムの触媒酸化を抑制する効果は触媒温度が低いほど顕著となった。逆に炭素の二重結合、三重結合を有しないメタンでは同位体交換によるトリチウム化のみが生じるが、同位体交換によるトリチウム化は速度論的には微小であることを示した。ベンゼンについても水素化は生じず、トリチウム化は有意に生じなかった。トリチウムの触媒のため200°Cで一般的に運転する触媒塔ではメタンを除く炭化水素はトリチウム化が生じる前に炭化水素自体が燃焼するため、トリチウム化炭化水素の影響は生じない。対してメタンは燃焼温度が高く、200°Cで運転する触媒塔を含むトリチウム除去設備を用いてメタンを含んだトリチウム含有ガスを循環処理した場合、トリチウム化メタンが時間とともに増加するため、メタン燃焼処理を目的とした高温触媒塔を設ける必要がある。メタン燃焼を目的とした場合は白金触媒よりパラジウム触媒が適しているが、ハロゲン含有ケーブルの燃焼により生じるハロゲン化水素ガスによる触媒被毒が進行する。

被毒影響の緩和には白金触媒が適しており、白金触媒の平均白金粒子径、細孔径により炭化水素の燃焼率を最適化できることを見出した。当初計画の通りに研究は進捗している。当該年度の課題であったトリチウム酸化の副反応であるトリチウム化炭化水素の生成機構につき、水素化反応が生じる炭化水素が特に顕著な生成速度を示すことを明確とし、同位体交換機構との明確な区分ができた。ハロゲン化水素ガス影響についても明確なデータの取得に成功し、トリチウム除去系のトリチウム触媒酸化塔に充填する触媒の酸化効率を最大化するための最適な作成方法につき、目途を得た。前年度までの所定の成果を踏まえ、開発した触媒を充填した触媒塔とゼオライトを充填した吸着塔を備えた小規模トリチウム除去系モジュールを作成して、火災を模擬した不純物ガスを導入したトリチウム除去性能維持の確証試験を行った。核融合炉施設火災で発生する可能性がある不純物ガスに対する対策としては、水蒸気は疎水性触媒の適用が酸化効率の低下抑制に有効であり、アンモニア存在下のトリチウム酸化では触媒上の水酸基への吸着を抑制させることが重要であり、ハロゲン化水素には被毒を大幅に抑制できる白金触媒の適用が有効である。よって多孔性触媒母材表面をシラン化処理し、表面水酸基数の低減とアルキル疎水基を付加した疎水性白金触媒の適用が最も有効であった。触媒塔設計に重要なスケール影響については総括反応速度定数の触媒塔スケール影響はないことを実証した。懸念されたメタンとトリチウムの触媒上の副反応により生じるトリチウム化メタンの生成速度は極めて小さいことを実証した。この結果からトリチウム除去率90%以上の確保においてはメタンを燃焼させる目的の高温触媒塔はトリチウム除去システムに必須ではないことを確認した。触媒反応の副反応である多重結合を分子内にもつ炭化水素の反応熱による触媒温度の急激な上昇リスクに対しては多重結合を分子内にもつエチレン等の炭化水素を疎水性触媒により室温近傍の温度で触媒燃焼させることが反応熱による温度上昇抑制に有効であることを示した。反応熱による触媒塔温度の過度な上昇を防止できることで、触媒塔表面からのトリチウムの過剰な透過が生じないことを合わせて示した。結論として、今回の小規模トリチウム除去系モジュール試験の知見を基に核融合トリチウム除去システムの施設火災時における除去性能の確保の方策を技術的に確立した。研究実績の概要にも記したとおり、白金・パラジウム存在比に分布を持つ触媒の開発と被毒影響低減の効果の確認に成功した。火災で発生する炭化水素ガス共存下におけるトリチウムの触媒酸化で競合反応となるトリチウム化炭化水素の生成反応とトリチウム酸化反応を精査し、トリチウム化炭化水素生成反応によるトリチウム除去効率の低下を抑制する因子を明らかとすることを計画している。研究実研究実績の概要に記した通り、当初計画の通りに当該年度の課題であったトリチウム酸化の副反応であるトリチウム化炭化水素の生成機構につき解明し、トリチウム除去系のトリチウム触媒酸化塔に充填する触媒の酸化効率を最大化するための最適な作成方法・運転手法につき目途を得た。
EUの地域教育政策の策定に関する研究―英国の地域再生と教育拠点づくりを通して―

本研究の目的は、「トランス・ナショナル」、「ナショナル」、「ローカル」という三空間が並存しているグローバル時代において、地域教育自治組織の構築やその施策立案能力に、EUや国家の地域政策戦略が及ぼす影響、並びに、地域主導型教育施策がEUや国家の地域政策戦略へもたらすインパクトを、英国を中心にEU各国の事例を通して明らかにすることである。平成22年度は、昨今の喫緊の社会政策、特に恵まれない家庭の子どもたちへの支援策を地域からどのようにアプローチすべきか、かつ教育格差をどのように埋めるか、を調査の主たる課題とし、国際学会で発表を行った。具体的には、(1)第三セクターの団体(Centre of Social Justice)を訪問し、Social Return of Local Investment事業の概要と現在の問題点、非政府機関による特に恵まれない家庭への支援の10年間の振り返りと今後の方向性についての調査、(2)新政権の教育政策の方向性についての専門家への聞き取りと文献収集を行った。英国の新政権は、国家として規律の復権、教育専門職の地位向上、教育水準の向上によって富裕層と貧困層の格差解消を目指すとし、教育を貧困政策の最重要課題としている。だが、政権が変わろうとも実際には地域における社会資本循環が確立と人材養成が急務である。そのため、情報を集約する第三セクターの活用が各地域政策策定の戦略の実現性を左右すると考えられる。ゆえに、グローバリゼーションが進む中、新しい貧困対策に取り組んでいるEUの経験から、教育権の保障と福祉の在り方の検証を改めて国家として見直し、かつ広域的な地域において実現可能な施策計画を策定し、国家を超えた広域地域同士のネットワークが重要であることが確認できた。そこで、平成21年度は、EUの地域投資施策に関する資料や「リスボン戦略」の中の2010年に向けた教育戦略目標の分析をもとに、次のような調査を行った。[スコットランド(英国)]スコットランドにおいて、分権政策以後の教育政策に関する資料、及び、地域再生のための社会資本の循環の仕組みを確立させるための施策に関する資料の収集を行った。また、Scotland Europa(ブリュッセル)を訪問し、EU諸政策に対応するための政策戦略分析の方法、及び、ヨーロッパ内でのネットワークを活用した地域活性化策の中でも特に人材雇用と育成、配置についての情報と資料を得た。[アイルランド]アイルランドは、現在国家の教育政策立案能力と学力の低下に関する議論が盛んであり、これらの改善と方策を喫緊の課題としている。そこで、アイルランド国家資格当局(National Qualifications Authority of Ireland)を訪問し、EUとアイルランド国内の教育政策の指針の整合性や生涯学習時代における教育資格の枠組み(主に中等教育以後)の策定の改善に関する情報及び情報を得た。以上のように、平成21年度は、EU、スコットランドとアイルランドのEU諸政策への対応と人材育成のための枠組みの比較分析から、「トランス・ナショナル」、「ナショナル」、「ローカル」、それぞれが施策の整合性を図りつつ、独自の人材資本の循環の仕組みを確立していることを解明した。
超局所解析・WKB解析

本年度は主にWKB解析的変換を用いたSchrodinger方程式のWKB解のBorel変換像の持つ特異性の解析,及び,形式解のBorel総和可能性に関する研究を行った.具体的に,以下の成果が得られた:1)近畿大学の青木貴史氏、京都大学の河合隆裕氏、竹井義次氏により単純変わり点の近傍におけるWK9解析的変換級数が導入された.これはWKB解のBorel変換像の「動く特異点」と呼ばれる,WKB解のStokes現象を記述する際に重要となる特異点の解析を目的としている.昨年度はこのWKB解析的変換級数がBorel総和可能となる条件を与えた.これにより,Vorosの接続公式のWKB解析的変換を用いた証明が完全に与えられたといえる.また,Schrodinger方程式の単純極の完全WKB解析において小池により導入された,WKB解析的変換級数に関しても同様の結果を得た.本年度は,この結果をpreprint(RIMS-1726)にまとめ,発表した.2)昨年度は,合流する二つの単純極と一つの単純変わり点を持つ方程式(M2P1T方程式)の完全WKB解析行った.ここでは,変わり点の合流速度を操作することにより,合流する二つの単純極に関係する動かない特異点でのalien derivativeの計算に成功した.これらの特異点でのalien derivativeの計算は,合流パラメータに関するStokes現象の記述を行う際に重要となる.本年度は,この結果をpreprint(RIMS-1735)にまとめ,発表した.3)完全WKB解析を行う上で,解が何処でBorel総和可能であるかを明確にすることは,Stokes幾何を決定する際に重要となる.本年度は,大きなパラメータを含む二階の非線形常微分方程式の0-parameter解と呼ばれる形式解が,Borel総和可能となる十分条件を与えた.この結果の重要な応用例としては,河合,竹井により導入された大きなパラメータを持つPainleve方程式が挙げられる.1.本年度は大きなパラメータを含む1次元定常型シュレディンガー方程式のホテンシャルの,合流する二つの単純極により引き起こされるWKB解の動かない特異点の解析を中心に行った.一般に二つの単純極により引き起こされる動かない特異点の解析には困難が伴うが,二つの単純極に加え,一つの単純変わり点の合流を考え,変わり点の合流の速度をコントロールすることにより,当初の目的である合流する二つの単純極により引き起こされる動かない特異点でのalien derivativeの計算を行った.具体的には,まず単純極と変わり点の近傍でMathieu方程式への変換を行い,更に二つの単純極の近傍でLegendre方程式への変換を通して,元の方程式のWKB解のBorel変換像の,Legendre方程式のWKB解と,変換より得られるmicrodifferential operatorの作用による表示を用いて解析を行った.2.また,単純変わり点から出るStokes曲線が全て不確定特異点に流れ込む場合に,青木-河合-竹井により導入された、単純変わり点の近傍でのAiry方程式へのWKB解析的変換級数のBorel総和可能性を示す事により,WKB解のBorel変換像のBorel平面の実軸の近傍上での特異性をAiry方程式のWKB解を用いて記述を行った.これにより,Vorosの接続公式のWKB解析的変換論の立場からの正当化が得られた.同様に単純極から出るStokes曲線が不確定特異点に流れ込む場合に,小池により導入された単純極でのWKB解析的変換級数のBorel総和可能性を示す事により,WKB解のBorel変換像のBorel平面の実軸の近傍上での特異性の記述を行った.本年度は主にWKB解析的変換を用いたSchrodinger方程式のWKB解のBorel変換像の持つ特異性の解析,及び,形式解のBorel総和可能性に関する研究を行った.具体的に,以下の成果が得られた:1)近畿大学の青木貴史氏、京都大学の河合隆裕氏、竹井義次氏により単純変わり点の近傍におけるWK9解析的変換級数が導入された.これはWKB解のBorel変換像の「動く特異点」と呼ばれる,WKB解のStokes現象を記述する際に重要となる特異点の解析を目的としている.昨年度はこのWKB解析的変換級数がBorel総和可能となる条件を与えた.これにより,Vorosの接続公式のWKB解析的変換を用いた証明が完全に与えられたといえる.また,Schrodinger方程式の単純極の完全WKB解析において小池により導入された,WKB解析的変換級数に関しても同様の結果を得た.本年度は,この結果をpreprint(RIMS-1726)にまとめ,発表した.2)昨年度は,合流する二つの単純極と一つの単純変わり点を持つ方程式(M2P1T方程式)の完全WKB解析行った.ここでは,変わり点の合流速度を操作することにより,合流する二つの単純極に関係する動かない特異点でのalien derivativeの計算に成功した.これらの特異点でのalien derivativeの計算は,合流パラメータに関するStokes現象の記述を行う際に重要となる.本年度は,この結果をpreprint(RIMS-1735)にまとめ,発表した.3)完全WKB解析を行う上で,解が何処でBorel総和可能であるかを明確にすることは,Stokes幾何を決定する際に重要となる.本年度は,大きなパラメータを含む二階の非線形常微分方程式の0-parameter解と呼ばれる形式解が,Borel総和可能となる十分条件を与えた.
福井県における広葉樹植栽の目標達成度評価と植栽モデルの構築

【目的】生態系に配慮した環境保全林の造成を目的とした潜在自然植生(その土地の環境が支えうる植生)に基づく広葉樹植栽(以下,広葉樹植栽)が各地で行われている.福井県においても1970年代から公共事業を中心に広葉樹植栽が行われている.しかし,福井県においては植栽後の継続的な現況調査は殆ど行われておらず,各植栽地の遷移状況を示すデータの蓄積には至っていない.そこで本研究では,植栽後315年が経過した福井県嶺北地方の広葉樹植栽地7箇所の遷移状況の解明と,当初目標に対する目標達成度評価を行うこととした.【方法】各調査地において均質な植分と判断される箇所に方形区を設置し,植物社会学的植生調査および毎木調査を行った.次年度以降の継続調査のための永久標識を方形区の四隅に設置した.【結果】1)植物社会学的植生調査の結果から計167種の維管束植物が認められ,各調査地の現時点における種組成や構造が明らかとなった.2)近間に管理(間伐)された区間と放置された区間が近接している調査地があり,双方で調査を行ったところ,管理された区間において種の多様性が高いことが明らかとなった.植栽種は同一のため,他の地域からの侵入種であると推測される.広葉樹植栽の管理方法を思索する上での熟考するべき資料が得られた.3)毎木調査の結果から,各調査地の生存率や生長量が明らかとなった.生存率は調査地毎の差異は小さく,概ね良好であった.生長量は調査地毎の差異が大きく,現状確認できる条件の違いとして「多雪地」である調査地の年間生長量は他を大きく下回った.「多雪地」以外の条件も生長量の差異に関係していると考えられる.今後の課題として生長量を左右する各種条件の解明に取り組む予定である.次年度は植物の培地として重要な条件である土壌について同調査地において調査を行い,土壌の違いによる植生への影響を明らかにしていく予定である.【目的】生態系に配慮した環境保全林の造成を目的とした潜在自然植生(その土地の環境が支えうる植生)に基づく広葉樹植栽(以下,広葉樹植栽)が各地で行われている.福井県においても1970年代から公共事業を中心に広葉樹植栽が行われている.しかし,福井県においては植栽後の継続的な現況調査は殆ど行われておらず,各植栽地の遷移状況を示すデータの蓄積には至っていない.そこで本研究では,植栽後315年が経過した福井県嶺北地方の広葉樹植栽地7箇所の遷移状況の解明と,当初目標に対する目標達成度評価を行うこととした.【方法】各調査地において均質な植分と判断される箇所に方形区を設置し,植物社会学的植生調査および毎木調査を行った.次年度以降の継続調査のための永久標識を方形区の四隅に設置した.【結果】1)植物社会学的植生調査の結果から計167種の維管束植物が認められ,各調査地の現時点における種組成や構造が明らかとなった.2)近間に管理(間伐)された区間と放置された区間が近接している調査地があり,双方で調査を行ったところ,管理された区間において種の多様性が高いことが明らかとなった.植栽種は同一のため,他の地域からの侵入種であると推測される.広葉樹植栽の管理方法を思索する上での熟考するべき資料が得られた.3)毎木調査の結果から,各調査地の生存率や生長量が明らかとなった.生存率は調査地毎の差異は小さく,概ね良好であった.生長量は調査地毎の差異が大きく,現状確認できる条件の違いとして「多雪地」である調査地の年間生長量は他を大きく下回った.「多雪地」以外の条件も生長量の差異に関係していると考えられる.今後の課題として生長量を左右する各種条件の解明に取り組む予定である.次年度は植物の培地として重要な条件である土壌について同調査地において調査を行い,土壌の違いによる植生への影響を明らかにしていく予定である.
アジア太平洋島嶼マラリア地帯における人類および原虫多型と抗マラリア剤治療効果

我々は様々なマラリア流行地における人およびマラリア原虫の遺伝学的多型の分布動態について解析を進めてきた。その際マラリア流行度、島嶼間距離、島の大きさ、言語距離や長短期の住民移動、栄養、治療政策などの因子を考慮し、疾病重症化、化学療法剤治療効果および伝播効率などにおけるそれら多型の意義について、「大陸」vs.「島嶼」、「サハラ以南アフリカ」vs.「メラネシア」等の比較において解析を試みた。I.ヴァヌアツ島嶼における獲得免疫形成に関与する原虫多様性:少なくとも過去30年間はあらたなSNP sは発生しておらず、SNP sが抗原遺伝子においてはそれほど急速に発生するものでないことが示唆された。この結果は今後のマラリアワクチン開発およびその有効性に重要な意義を持つと考えられた。IIパプア・ニューギニア(PNG)におけるCYP2C19多型:PNGのEastSepikの住民401人を対象として調査した結果、CYP2C19-PM遺伝子型頻度は36%であり、東南アジアとヴァヌアツ島嶼の中間に位置した。これら結果は太平洋島嶼住民集団における高頻度のPMは、約3,500年前最初に東南アジア島嶼より定住した住民によるfounder's effectおよびその後の孤立によるgenetic driftによることを示唆する。IIIマラウイにおける熱帯熱マラリア原虫薬剤耐性の分子疫学:クロロキンからSPへの治療政策変更7年後のマラウイにおいてはクロロキン耐性分子マーカー(K76T in pfcrt)の低変異率、および高率のSP耐性マーカー(dhfr/dhps)5重変異が認められた。更にその分子的メカニズは、back mutationでなくクロロキン感受性原虫集団のexpansionであることがpfcrtハプロタイプの解析から示唆された。IVケニア西部高地境界地域におけるマラリア性貧血:貧血は5歳以下小児(34%)および出産可能年齢女性(16%)に高率に認められた。前者の貧血率は1,440mにおける57%から2,040mの11%へ推移し、高度と負の相関が認められた(r=-0.88,p<0.05)。同様に熱帯熱マラリア感染率は31%から0%へ推移した(r=-0.93,p<0.01)重症貧血(Hb<8g/dl)は調査住民の1.5%に認められ、この内90%は低高度村落居住者、70%は5歳以下小児しかるに20%は出産可能年齢女性であった。これら重症貧血群においてはHb濃度の低栄養による更なる減少が認められた。本研究班においては、マラリアに関する環境と遺伝学的多様性を継続的に中心命題としている。特にアジア・太平洋島嶼とアフリカ・サハラ以南のマラリア流行地を比較することにより命題にアプローチする。本年度は特にヴァヌアツ島嶼における熱帯熱マラリア原虫(Pf)MSP-1遺伝子多型、およびマラウイにおけるクロロキン使用と耐性遺伝子Pfcrtの変遷について検討した。またパプア・ニューギニア東セピック川地域において新たな調査を開始した。Pfメロゾイト

表面にはワクチン候補たんぱく質MSP-1が存在し、著しい抗原多型を示す。これには有性生殖期における対立遺伝子間の組み換えが関与する。ヴァヌアツのPf原虫集団における組み換え頻度を調べる為に、1996年から1998年の間にヴァヌアツ4島嶼で得られた138株についてMsp-1遺伝子5'側と3'側多型を解析した。5'側ハプロタイプはわずか4個で他地域に比べて非常に少なかった。さらに異なるハプロタイプの重複感染は2.1%と非常に低く、また5'側と3'側多型の連鎖不平衡はすべての島嶼で非常に強かった。これらの結果はヴァヌアツ島嶼においてMspの組み換えが極端に低いことを意味する。マラウイでは1993年クロロキン(CQ)耐性増加(47%)によりCQ投与が中止された。同国で1998・2000年、熱帯熱マラリア感染例に対しCQ in vitro耐性および耐性遺伝子多型を検討した。計96例中9%がCQ耐性(CQR)、pfmdr1N86Y・pfcrtK76T変異はそれぞれ48%・7%であった.後者変異率はCQ使用中のアフリカ諸国より有意に低かったが、両変異ともCQR例との相関はなかった。これはCQ圧減少が原虫K76T変異を減少させCQ感受性が回復したこと、さらに原虫CQR能へ他の遺伝子多型も寄与することを示唆する。パプア・ニューギニアの自然環境は多様である.中央高山帯からサバンナ,熱帯雨林、湿地帯、海岸のマングローブ林と変化に富み、さらに大小の島嶼地域を含む.また700の言語集団があるとされている。これら多様な自然および文化的環境要因を2つの軸に、マラリアと関連するヒト、原虫および媒介蚊多様性を説明することを目的とし、東セピックにおける海外調査をパプア・ニューギニア大学との協力のもとに開始した。本研究班は、マラリア伝播サイクルに関わる人およびマラリア原虫多型の解析およびそれらのマラリア対策上の意義にてついて継続的に検討を行っている。本年度は過去10年間マラリア伝播が抑えられていたアネイチュウム島における新たな三日熱マラリア流行および三日熱マラリアMSP-1遺伝子多型、治療政策によって決定される環境の薬剤圧と熱帯熱マラリア原虫薬剤耐性関連遺伝子多型の関係について検討した。島嶼マラリア根絶可能性と残存免疫:1991年開始のアネイチュウム島における対策とその後9年間の調査は、島嶼マラリア根絶可能性を示した。この間1998年のP.falciparum粗抗原に対する住民IgG抗体調査は過去7年間感染暴露がない成人における抗体価残存を示した。Malaria-freeは2001年まで維持されたが、2002年全住民760名中22名のP.vivax感染者を見出した。陽性者はすべて17歳以下で加齢に従う陽性率低下を認めた。これらは成人に認められた残存する免疫が防御的であることを示唆され今後の重要な検討課題である。
アトピー性皮膚炎発症マウスを用いた皮膚のバリア異常の機能・形態・分子生物学的検討

アトピー性皮膚炎自然発症マウス(NC/Nga)の樹状細胞(DC)の機能・形態学的観察をおこなう目的で、骨髄由来のDCの性質を解析してきた。前年度までに、抗原提示に関与すると考えられるMHCクラスII、CD40、CD80、CD86の発現は他系統のマウスと比べて差はないものの、FcγRII/IIIの発現の亢進が観察されたことを報告した。このDCをFcγRII/IIIを介して、あるいはリポポリサッカライドで刺激した際のサイトカインの産生を検討したところ、TNF-α、IL-1β、IL-6の産生はC57BL6、BALB/cマウスとの間に差はみられなかったが、IL-10、IL-13、MIP-1αの産生はNC/Ngaマウスで有意に高かった。さらにIL-12p40の産生は、NC/Ngaマウスでほとんど観察されなかった。このことはin vivoにリポポリサッカライドを投与した際のサイトカインの産生でも同様であった。さらにこれらのDCと各マウス由来のT細胞を共培養した際の、T細胞からのサイトカインの産生を検討したところ、NC/Ngaマウス由来のT細胞はIL-4を産生しないことがわかった。この欠損が何に由来するのかは今のところ不明であるが、NC/NgaではDCとT細胞はそれぞれ別個の欠損を持っていることが示唆された。しかしながら、DCのTh2に傾いたサイトカインの産生パターン(IL-10、IL-13が多く、IL-12p40が産生されない)は、なんらかの形でこのマウスの皮膚炎の発症および病態の形成に関与している可能性が示唆された。アトピー性皮膚炎自然発症マウス(NC/Nga)の樹状細胞(DC)の機能・形態学的観察をおこなう目的で、骨髄由来のDCを培養し、抗原提示に関与すると考えられるMHCクラスII、CD40、CD80、CD86、およびFcγRII/IIIなどの細胞表面抗原の発現をFACSを用いて解析し、他系統のマウスのものと比較した。NCマウスでは、特にFcγRII/IIIの発現の亢進が観察され、それに伴い、FcγRII/IIIを介した抗原提示能、貪食能が亢進していることが明らかになった(第30回日本免疫学会、第17回国際アレルギー臨床免疫学会にて発表)。またSPF環境下のさまざまな週齢のNC/Ngaマウスおよび他系統のマウスから表皮を採取し、表皮シートを作製し免疫組織化学染色を用いてランゲルハンス細胞(LC)の分布を調べたところ、NCマウスのMHCクラスII分子陽性LCの数は他系統のマウスに比べ多く、さらにその形態は丸く樹状があまり伸展していないものであった。この形態がLCの機能にどのように影響するかについては未検討である。また皮膚炎発症NC/NgaマウスにおけるLCの分布も同じ手法により検討したが、病変による表皮の肥厚のために表皮シートの観察が困難であった。また、同マウスよりケラチノサイトの細胞株の確立を試み、それに相当する細胞株を維持中である。今後、これらの細胞のケラチノサイトとしての特徴づけを行うとともに、刺激に対する応答性の検討を試み、他系統のマウスのものと比較する予定である。
単結晶ベータ鉄シリサイドを用いた冷熱ー電気エネルギー変換の研究

β-FeSi_2単結晶を利用し、室温付近以下で利用できる熱電変換素子の開発を目的として、H18年度の研究成果をふまえ本年度は(1)β-FeSi_2単結晶中のp,n不純物添加、(2)低温領域での熱電特性評価を主に行った。その結果得られた成果は次の通りである。(1)の不純物の添加については、純度5N相当の高純度鉄が市販されて入手しやすくなったことから、高純度の鉄とシリコンを原料にして高純度のFeSi_2合金を作り、これを基本に不純物添加による電気特性への影響を基本に立ち戻って行った。その結果、これまでp形、n形両方の報告があるホウ素(B)について、溶液法で成長した結晶中では明確にドナー性不純物として働くことを明らかにした。更に、アクセプター性不純物のZnについてもその固溶度と活性化率を実験的に明らかにした。また、n形低抵抗結晶の成長にも取り組み、Coが高い固溶度で取り込まれること、添加量が5wt%程度と高くなると結晶の成長形態が変わってくることを明らかにした。(2)p形、n形共にキャリアを5-10x10^<19>cm^<-3>の高い濃度で得ることが出来るようになったため、こうした結晶を用いて室温-20Kまでの範囲での低温領域の熱電特性を評価した。その結果、p形結晶ではAlを添加することで200Kから100Kの間の熱電出力因子を約1割増加できることが判った。一方、n形結晶ではCo添加することで無添加のものと比べて室温から200Kの間の熱電出力因子が3倍程度改善できた。また、Bを添加した結晶では100K付近で数mV/Kもの高いゼーベック係数を示し、100K付近で10^<-5>W/cmK^2の高い出力因子を持つことが判った。β-FeSi_2単結晶を利用し、室温付近以下で利用できる熱電変換素子の開発を目的として、本年度は(1)通電による変調効果を利用したβ-FeSi_2単結晶育成装置の整備、(2)n型低抵抗結晶の成長、(3)微小試料の熱伝導度測定装置の開発について研究を行った。(1)の単結晶育成装置については、成長系をこれまでの封管系から開管系にし、Arガス雰囲気で通電しながら溶液成長を行える装置を作製した。これまでの実験で電流を流して長時間成長を行った場合、電極と溶液の界面に薄い酸化絶縁膜が徐々に形成し、電流が流せなくなってしまう問題が生じた。これは、1-2日程度の短時間の実験では見えなかった問題であるが、大型化と変調構造の導入には不可欠であるため装置系の真空シールの改善とガスの種類などによって酸化膜を生じさせない機構を開発する必要がある。(2)のn型結晶の低抵抗化については、純度5Nの高純度鉄を用いた場合にZn溶媒を用いて5-10x10^<19>cm^<-3>の高い電子濃度の結晶が得られることが判り、抵抗率として室温で約0.2Ωcmの結晶が得られるようになった。この高い電子濃度の起源については現在までに明らかではないが、不純物分析では高純度鉄を用いて成長したβ-FeSi_2結晶の純度は高く、高い電子濃度の起源として化学量論比からのずれが示唆される。熱電素子の高効率化には更に一桁抵抗率を下げる必要があり、化学量論比のずれの影響も含めて不純物ドーピング特性を探る必要がある。(3)の微小試料の熱伝導率測定では、研究協力関係にある研究グループにより、微小試料の熱伝導率を測定できるレーザフラッシュ装置が開発されたことから、これを用いて2mm角のβ-FeSi_2単結晶の室温での熱伝導度測定を行った。その結果、室温付近においてはβ-FeSi_2単結晶の熱伝導度は焼結法で作成した多結晶材料とほぼ同じ0.2WK^<-1>cm^<-1>であることが判った。

その結果、p形結晶ではAlを添加することで200Kから100Kの間の熱電出力因子を約1割増加できることが判った。一方、n形結晶ではCo添加することで無添加のものと比べて室温から200Kの間の熱電出力因子が3倍程度改善できた。また、Bを添加した結晶では100K付近で数mV/Kもの高いゼーベック係数を示し、100K付近で10^<-5>W/cmK^2の高い出力因子を持つことが判った。
ALS患者の疼痛に対する適切な薬物治療法の探索：多施設共同前方視的研究

本研究の目的は筋萎縮性側索硬化症(ALS)患者における疼痛の発現状況や疼痛に対して有効な薬剤を明らかにすること,および病勢や疼痛がQOLに及ぼす影響を検討することである。これにより疼痛の要因や病気の進行度に応じた薬物療法を確立することを目標としている。2018年度は2017年度に作成した多施設共同前向き観察研究の研究計画書に基づき,下記のように研究を遂行した。1.倫理審査委員会への申請,承認:昨年度本学倫理審査委員会で承認された研究計画書について,申請中であった全ての研究協力施設の倫理審査委員会より承認が得られた。2.多施設共同前向き観察研究の実施:倫理審査委員会の承認が得られた施設より順次,症例の組み入れを開始した。2019年3月末時点において,ALS患者19名より同意を取得し,研究開始時評価を実施した。うち,7名は6ヶ月後評価を終了している。現時点でデータを収集した15名のうち,研究開始時に疼痛を有する患者は5名(33.3%)であり,有症者の疼痛の数値的評価スケール(NRS)は3.2±2.3であった。3.研究担当者ミーティングの開催:2019年11月に研究担当者ミーティングを開催し,進捗状況の説明や研究担当者によるディスカッションを行った。複数の研究担当者より疼痛緩和薬開始前評価の実施が困難なケースがあるとの意見があったため,研究計画書を変更し,疼痛緩和薬開始後の評価に痛み緩和スケール(Pain Relief Scale: PRS)を追加した。研究計画書の作成に時間を要したため,当初の予定より若干遅れたものの本年度より研究対象者の組み入れが開始となった。組み入れ当初は順調に症例登録がされていたものの,希少疾病であることもあり症例登録数は減少傾向にある。なお,登録された症例については,問題なく研究が遂行されている。2019年度中に研究協力施設の研究協力者の変更が予定されていることから,改めて研究協力施設への症例登録依頼を行う。また,観察中の症例については引き続き追跡調査を行い,本年度中に疼痛やQOLの経時的変化および疼痛緩和薬の治療効果等について中間解析を行う予定である。疼痛は生活の質(Quality of Life: QOL)の低下につながると言われており,疼痛に対する適切な薬物療法を確立することによりALS患者のQOL向上につながることが期待される。研究初年度である平成29年度は下記のように研究を遂行した。1.研究計画書の作成:6病院から研究協力施設として研究に参加する旨の了解を得た。その後協力施設と相談の上,研究計画書を作成した。(研究計画書概要)本研究は多施設共同前向き観察研究とし,対象は研究対象施設に入院あるいは外来通院しているALS患者で,目標症例数は130例とする。研究開始時と開始6ヶ月後,12ヶ月後に疼痛調査QOL及び身体機能の調査を行い,中間解析の結果必要と判断された場合は追跡調査(18, 24, 30, 36ヶ月後調査)を行う。研究期間中に新たに疼痛治療薬の服用を開始した際に服用前後で疼痛調査を行うことで薬剤の治療効果を検討する。主要評価項目は疼痛治療薬使用による痛みの数値的評価スケール(NRS)の変化量とする。2.倫理審査委員会への提出:作成した研究計画書について,本学医学部倫理審査委員会に申請し承認を得た。さらに,研究協力施設において倫理審査委員会にも申請を行った。本研究は多施設共同前向きコホート研究であり,複数の施設で継続的な調査を実施するための準備に時間を要した。研究実施状況(研究対象者の選定方法,調査方法,配慮すべき倫理事項等)が施設間で異なっていることから,すべての施設において実施可能な研究計画書を作成する必要があったため,当初の予定よりも若干進行の遅れを認めている。しかし,協力施設との相談の結果,全施設の了承が得られた研究計画書が完成し,倫理審査委員会の承認を得て,同意取得可能な状態となったため,平成30年度以降は滞りなく研究を実施する予定である。また,今後の症例登録の状況によって研究協力施設の追加を行う予定である。

現時点でデータを収集した15名のうち,研究開始時に疼痛を有する患者は5名(33.3%)であり,有症者の疼痛の数値的評価スケール(NRS)は3.2±2.3であった。3.研究担当者ミーティングの開催:2019年11月に研究担当者ミーティングを開催し,進捗状況の説明や研究担当者によるディスカッションを行った。複数の研究担当者より疼痛緩和薬開始前評価の実施が困難なケースがあるとの意見があったため,研究計画書を変更し,疼痛緩和薬開始後の評価に痛み緩和スケール(Pain Relief Scale: PRS)を追加した。研究計画書の作成に時間を要したため,当初の予定より若干遅れたものの本年度より研究対象者の組み入れが開始となった。組み入れ当初は順調に症例登録がされていたものの,希少疾病であることもあり症例登録数は減少傾向にある。なお,登録された症例については,問題なく研究が遂行されている。研究計画に基づき,平成30年度は症例登録を行い,データ収集を開始する。また,研究協力施設間での評価の標準化や情報共有のためにミーティングも実施する。さらに,研究協力施設追加に向けて施設選定ならびに研究参加依頼を行う。研究進捗が若干遅延したため,最終年度の平成31年度において研究終了とならない症例が出現する。しかし,本研究の主要評価項目である疼痛緩和薬使用前後の疼痛評価については中間解析を行うことで評価可能と考えているため,本研究最終年度の平成31年度中に明らかにする予定である。2019年度中に研究協力施設の研究協力者の変更が予定されていることから,改めて研究協力施設への症例登録依頼を行う。また,観察中の症例については引き続き追跡調査を行い,本年度中に疼痛やQOLの経時的変化および疼痛緩和薬の治療効果等について中間解析を行う予定である。平成29年度は研究開始のための研究関係者ミーティングを行う予定であったが,研究計画書の作成が遅れたために実施できなかった。研究開始の準備ができたため,平成30年度は研究関係者ミーティングを開催し,研究の円滑な実施や評価の標準化のために研究担当者によるディスカッションや評価法の説明を行う予定であり,次年度使用額はその費用に充てる。当初の予定では,研究協力施設とのデータの授受をクラウド上で行う予定であったが,セキュリティ等の問題によりメールでの授受に変更したことから,使用額が当初の予定より少なくなった。2019年度は,第2回研究担当者ミーティングおよび中間解析結果の学会発表を行う予定であるため,次年度使用額はその費用に充てる。
サンゴの白化耐性における長鎖多価不飽和脂肪酸含有脂質の膜遮蔽効果

P457は藻類で見出されている唯一のカロチノイドの配糖体である。この色素はJeffrey and Haxo (1968)が初めてウズ鞭毛藻やサンゴなどの色素を分析する過程で見出したものである。その後精製され、Aakemann et al. (1993)がAmphinidium carterae由来のものの構造を決めている。P457はマーカー色素としての役割は指摘されていたものの、近年は言及されることが少なく、その含量や生理的役割については明らかになっていなかった。本論文ではP457をイソギンチャクから分離されたSymbiodinium sp. NBRC 104787から単離、精製し、機器分析によって、この色素がいわゆるP457であることを確認した。光合成色素で比較的極性の高いものとしてクロロフィルcがあるが、P457はクロロフィルc以上に極性が高く、その含量はウズ鞭毛藻で3-6 mol%、サンゴで2-4 mol%であった。共存するカロチノイド類とP457の構造の類似性から、P457はペリディニンとともにネオキサンチンを前駆体として合成されると考えられる。P457の分布について海産藻類、無脊椎動物を中心に広く調べところ、P457は調べたペリディニンをもつ全てのウズ鞭毛藻とこれを共生体としているサンゴ、イソギンチャクなどに分布することが分った。クロロフィルbをもつウズ鞭毛藻、フコキサンチンをもつウズ鞭毛藻には検出されなかった。ウズ鞭毛藻はいわゆる一次共生により生じた紅藻が起源であるとされるが、紅藻はP457もペリディニンも持たないので、これらの色素の合成系は一次共生の後に獲得されたと考えられる。ペリディニン、P457を持たないウズ鞭毛藻は無脊椎動物の共生体となっていないことから、ペリディニン、P457の存在がウズ鞭毛藻の共生性と関わることも予想される。24年度が最終年度であるため、記入しない。2011年度の研究により、1)過酸化水素のアナログであるtert-butyl hydroperoxide(t-BHP)に対する最少阻害濃度(MIC)の測定により調べた褐虫藻の抗酸化耐性(又は抗酸化性)は、白化しにくいサンゴに由来するS. kawagutii CCMP,2468の方が、白化しやすいサンゴ(Stylophora pistillata)に由来するS. microadriaticum CCMP2467よりも、高いことがわかった。2) CCMP2468はCCMP2467に比べ、総脂質中のDHAの含量が高く、特にリン脂質(ホスファチジルコリン)に含まれるDHAの含量が高く、逆に葉緑体糖脂質中の炭素数18の多価不飽和脂肪酸(C18PUFA)の含量は低かった。3)これらの結果はDHA含量の高いリン脂質をもつCCMP2468では、細胞外のt-BHPに対して、より効果的に膜遮蔽効果が機能することを示唆している。さらに4) C18PUFAに富む糖脂質は構造的に膜遮蔽効果を示さないと考えられることから、CCMP 2468で糖脂質中のC18PUFA含量が低いことは、葉緑体のROS耐性が相対的に高くなると予想され、5)以上の結果から、少なくとも褐虫藻においては、DHA含有リン脂質は膜遮蔽効果によって細胞外ROSの流入を抑制し、加えて葉緑体脂質の不飽和度を下げることによってROSによる酸化障害を軽減し得ると考えている。2012年度は上記の結果を踏まえて、1)白化しやすいサンゴとしてオトメミドリイシ、白化しにくいサンゴとしてユビエダハマサンゴ、両者の中間の性質を示すハナヤサイサンゴの三種のサンゴを材料にし、サンゴ組織と褐虫藻を分離し、それぞれの脂質組成、脂肪酸組成、各脂質クラスの脂肪酸組成を分析し、白化のしやすさと脂質組成、特にリン脂質の脂肪酸組成との関係を明らかにすること、2)上記の三種のサンゴの高温、強光、高塩濃度などストレスを与え、生存に及ぼす影響をみるとともに、脂肪酸組成を分析すること、3) 2)のストレス下での活性酸素分子種の生成を定性的に調べること、により、4)目的とするサンゴの白化耐性と長鎖多価不飽和脂肪酸の膜遮蔽効果との関係を明らかにする。

共存するカロチノイド類とP457の構造の類似性から、P457はペリディニンとともにネオキサンチンを前駆体として合成されると考えられる。P457の分布について海産藻類、無脊椎動物を中心に広く調べところ、P457は調べたペリディニンをもつ全てのウズ鞭毛藻とこれを共生体としているサンゴ、イソギンチャクなどに分布することが分った。クロロフィルbをもつウズ鞭毛藻、フコキサンチンをもつウズ鞭毛藻には検出されなかった。ウズ鞭毛藻はいわゆる一次共生により生じた紅藻が起源であるとされるが、紅藻はP457もペリディニンも持たないので、これらの色素の合成系は一次共生の後に獲得されたと考えられる。ペリディニン、P457を持たないウズ鞭毛藻は無脊椎動物の共生体となっていないことから、ペリディニン、P457の存在がウズ鞭毛藻の共生性と関わることも予想される。24年度が最終年度であるため、記入しない。サンゴ培養の系かできたこと。褐虫藻とサンゴを別々に扱う実験からサンゴから褐虫藻を分離し、サンゴ本体と褐虫藻の各々を分析できるようになったこと。変更点はない。組織内の活性酸素の濃度測定が、従来考えていた発光法による方法では非常に困難であることがわかったので、別法、例えば活性酸素のより安定した誘導体化によるHPLCによる測定など、を試みる。
原腸陥入における同調的な細胞運動メカニズムの解明

始原生殖細胞における研究始原生殖細胞における、細胞運動や分化に関わる因子を同定するために、始原生殖細胞中で発現する遺伝子を、当研究室で行われたEST解析の結果よりリストアップした。その中から、蛋白質のSUMO化修飾に関わる因子に注目し、発現解析をmRNAレベル、蛋白質レベルで詳細に解析した。その結果、SUMO化に関わる遺伝子は、始原生殖細胞が形成された直後から、発現しSUMO化か起きていることが明らかになった。この結果をGene Expression Pattern誌に筆頭著者として発表した。また初年度、SUMO化を阻害させると、メスのみで始原生殖細胞が細胞死を起こすことが明らかとなった。この結果は、当初の予定とは異なるが、これまで全く研究されていなかった始原生殖細胞の性決定機構を明らかにできる可能性を秘めていた。そこで、この性特異的な細胞死を指標に、始原生殖細胞の性差を決定する遺伝子の同定を試みた。その結果、メスの始原生殖細胞において、Sex lethal(Sx1)遺伝子が発現し、性差形成に必要であることが明らかとなった。さらに、オスの始原生殖細胞において、Sx1を強制発現させ正常な卵巣に移植すると、卵子形成が起こり、次世代を生み出す正常な卵が形成された。今まで、始原生殖細胞の性は生殖巣形成後に周りの体細胞からの誘導によって、決定されると考えられていた。しかし、今回の結果より、生殖巣形成前の始原生殖細胞において、Sx1が発現することが生殖細胞の性決定に重要であることが明らかとなった。生物の体の形成は、細胞の運命決定及び連続した細胞運動によって成し遂げられる。ショウジョウバエでは、原腸陥入時期に中胚葉領域の同調的な運動と極細胞の生殖巣への移動が開始する。本研究では、中胚葉及び極細胞の分化や細胞運動に関与する新規遺伝子の同定を試みる。1、中胚葉における研究Berkley Drosophila Genome Projectのデータベースより、中胚葉領域で発現する遺伝子の情報を得た。次に、これら候補遺伝子に対してin situ hybridization法を用い発現パターン調べた。その結果、中胚葉領域で4つの遺伝子(CG6736、CG32372、CG4675、CG3048)が高発現していることが明らかとなった。これら遺伝子における変異体は未同定である。今後、RNAi法やトランスジェニックフライを用いた過剰発現等の解析を行い、これら遺伝子の機能を明らかにする予定である。2、極細胞における研究当研究室のEST及びマイクロアレイ解析のデータより、始原生殖細胞(極細胞)で発現する遺伝子の情報を得た。次にin situ hybridization法を用い、発現パターンを検証した。その結果、極細胞において蛋白質のSUMO化に関与する遺伝子群(smt3、lwr、uba2、aos1、ulp1)が高発現していることが明らかとなった。また、SUMO化に関わる蛋白質の活性を抑制すると、生殖巣へ到達するよりも早期に、雌個体でのみ極細胞が細胞死をおこすことを見出した。始原生殖細胞の性差は、生殖巣に取り込まれた後、体細胞からのシグナルにより決定されると考えられており、今回の結果は生殖巣形成より早期に極細胞自律的に性差が引き起こされることを予想させる。当初、極細胞の移動に関与すると予想していたが、この結果はその予想に反し、始原生殖細胞の性決定機構を明らかにできる可能性を秘めている。今後は、生殖細胞系列におけるSUMO化の機能についても解析を進める予定である。極細胞における研究前年度、SUMO化を阻害させると、メスのみで始原生殖細胞が細胞死を起こすことが明らかとなった。この結果は、当初想定していた、始原生殖細胞の運動とは少し外れるが、この成果は、これまで全く研究されてこなかった始原生殖細胞の性決定機構を明らかにできる可能性が秘められていた。そこで今年度は、この性特異的な細胞死を指標に、始原生殖細胞の性差を決定する遺伝子の同定を試みた。その結果、メスの始原生殖細胞においてSx1遺伝子が細胞自律的に発現し、性差を形成していることが明らかとなった(投稿準備中)。今後は、Sx1による始原生殖細胞の性決定のメカニズムを明らかにしていく予定である。ホルモン応答性遺伝子ftz-f1の研究FTZ-F1は,エクジソンのパルスによって誘導され,孵艀化直前の後期胚,幼虫脱皮,蛹化の直前に一過的に発現する転写因子である。以前の解析により,FTZ-F1の時期特異的発現に関わる領域が,FTZ-F1遺伝子の転写開始点付近約1.6kb以内に存在することが明らかになっていた。そこで、この1.6kbの領域に結合する因子を同定(Blimp-1)した(論文1)。Blimp-1は高等生物でも広く保存されている遺伝子であり、マウスでは始原生殖細胞の決定に関わると考えられている。今回の成果は、様々な発生メカニズムの解明に繋がると期待される。

また初年度、SUMO化を阻害させると、メスのみで始原生殖細胞が細胞死を起こすことが明らかとなった。この結果は、当初の予定とは異なるが、これまで全く研究されていなかった始原生殖細胞の性決定機構を明らかにできる可能性を秘めていた。そこで、この性特異的な細胞死を指標に、始原生殖細胞の性差を決定する遺伝子の同定を試みた。その結果、メスの始原生殖細胞において、Sex lethal(Sx1)遺伝子が発現し、性差形成に必要であることが明らかとなった。さらに、オスの始原生殖細胞において、Sx1を強制発現させ正常な卵巣に移植すると、卵子形成が起こり、次世代を生み出す正常な卵が形成された。今まで、始原生殖細胞の性は生殖巣形成後に周りの体細胞からの誘導によって、決定されると考えられていた。しかし、今回の結果より、生殖巣形成前の始原生殖細胞において、Sx1が発現することが生殖細胞の性決定に重要であることが明らかとなった。
イワヅタにおける微小管の滑り機構の解明

本研究は、海産の巨大緑藻イワヅタ(Caulerpa)の原形質流動における微小管の滑り分子機構を明らかにすることを目的とする。イワヅタの細胞内には100本前後の微小管の巨大な束が多数存在し、各微小管の間、および微小管と細胞小器官の間には、23nmの間隔で周期的に並ぶクロスブリッヂが観察される。このクロスブリッヂにダイニン様蛋白質が含まれていることを示唆する結果を本研究者ら得ている。更にイワヅタの粗抽出液中に、ウニ精子ダイニン重鎖領域とSDSーPAGEで移動度を同じにするペプチドを検出することができた。ウニ精子21Sダイニンに対する抗体を作製し、ブロッティングによる高分子領域バンドの同定を行ったところ、ウニ精子ダイニン重鎖より少し小さい分子量をもつペプチドがクロスリアクトすることがわかった。この抗体を用いて、間接蛍光抗体法によりダイニンの細胞内局在を明らかにした。またダイニン様蛋白質の抽出・精製を行っている。一方、イワヅタの細胞モデル系を用いて、イワヅタの流動において、細胞小器官と微小管の間の滑りのみでなく微小管同士の滑りが“おんぶ効果"として働いているか否かを明らかにするために、in vitroに取り出したイワヅタの微小管束を用いて検討中である。