hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゼータ関数の研究

ゼータ関数の研究を数論的側面と幾何学的側面から行った。数論的側面では,ゼータ関数や三角関数を拡張した多重ゼータ関数や多重三角関数を構成し,ゼータ関数やエル関数の特殊値の表示を得,セルバーグ・ゼータ関数のガンマ因子を決定した。さらに代数多様体のゼータ関数の関数等式を明確にするために,代数多様体のエル進コホモロジーの研究を行った。とくに行列式表現を研究し,定数係数の場合には,それがド・ラム・コホモロジーの判別式で表せることがわかった。また,層係数の場合には相対標準類とヤコビ和の定める代数的ヘッケ指標を使って表す公式を得た。類似の問題として局所体上の代数多様体のコホモロジーのイプシロン因子について研究し,ド・ラム・コホモロジーの判別式で表せることを示した。これらにより,代数多様体のゼータ関数の関数等式の構造が明確になった。また,関連する研究として,代数的基本群に関して幅有限群としての研究を行った。一方,幾何学的側面からは非コンパクトなリーマン多様体のゼータ関数の零点および極の研究を行った。これはスペクトルの問題に言いかえられる。今までに知られていたことはほとんどがコンパクトなリーマン多様体に帰着されることであったが本研究においては,非コンパクトなリーマン多様体の場合に古典的な周期的シュレジンガー作用素をモデルとして無限次元ユニタリ表現の構造と磁場から定まる群環の構造との関連を明らかにし,スペクトルの幾何学的構造への反映の仕組みを明確にした。このようにして,ゼータ関数の数論的側面および幾何学的側面からの相補的成果を得た。
肝内脂肪量の非侵襲的測定法の開発-ラット脂肪肝の超音波による定量的計測-

脂肪肝の周波数依存減衰値(FDA)と肝内の脂肪量との関係について知るために、実験的に作製した脂肪肝を使用し、その重症度と比較した。肝脂質量とFDA値の関係をみると、両者の間には相関係数r=0.85(p<0.0001)と強く一次相関を認めた。肝水分量と肝FDA値の検討では、両者の間に弱い負の相関(r=-0.52,p<0.01)が認められた。しかし、この相関は脂肪量とFDA値に比較し弱いものであった。脂質含有量5%未満を正常、5%以上12.5%未満を軽度、12.5%以上20%未満を中等度、20%以上を高度とすれば、軽度群0.54以上0.67dB/cm/MHz以下、中等度群0.68以上0.82dB/cm/MHz以下、高度群0.83dB/cm/MHz以上に相当する。FDAは、組織内での超音波の減衰率を深くと中心超音波の関係により求めるものであり、従来の超音波像と異なり、定量的に計測することが可能である。今回の結果で脂肪量とFDA値との間に強い相関が見られたことは、脂肪量の増加とともに減衰量が増加することを表すのみでなく、FDA値により肝内脂肪量を推定できると考えられる。また、正常群と異常群とは、FDA値が0.60dB/cm/MHz以上では肝内に10%以上の脂質が含まれることがわかり、脂肪肝と診断できると考えられた。今後、この値を人の脂肪肝に応用することが可能で臨床的に使用することが可能である。
「高さ」を疑う、「高さ」を背負う――新しい都市ガバナンスの社会学

21世紀を迎え世界の大都市は急激な「高さ」の時代を迎えた。だが、災害リスクや人口変動が予期される都市でなぜ超高層建設が続くのか。本研究は、経済成長期を通じ「超高層化をせずに済ませていた」東京がなぜ失われたのか、超高層化の進展は都市内外にどのような影響を及ぼしたのかなどの問いを、海外都市との比較も含め社会学的視点から検討するとともに、「高さ」に依存しない持続可能性を支える形態・制度・理念を構想することをめざす。
iPS細胞と3次元共培養によるHPGDS経路のシナプス刈込と自閉症への関与の解析

本研究では、ヒトiPS細胞を用いて、自閉スペクトラム症の発症におけるシナプス形成と刈り込みへの神経炎症、特にプロスタグランジンD2の働きに注目して検討を行う計画である。本年度は、iPS細胞を用いた検証に先立ち、遺伝子改変動物を用いた細胞実験系による予備的な実験を行っている。まず、PGD2のレセプターをノックアウトしたDPR-KOマウスおよびPGD2合成酵素であるHPGDSーKOマウスの系統を樹立した。これらのノックアウトマウスより、神経細胞およびグリア細胞を採取し、初代培養細胞系を用いて、神経細胞およびミクログリアの細胞特性(遊走能、増殖能、貪食能、サイトカイン産生能など)の検討を行うとともに、ヒト細胞系にも用いることのできる評価系の確立を行っている。さらに、本年度は、ヒトiPS細胞の遺伝子操作を行うための倫理委員会の書類作成、実際の操作手順についてのマウス由来細胞を用いた検討をおこなった。実際にヒトiPS細胞を用いるための前準備としての動物細胞を用いた実験に時間を要している。しかしながら、ヒト由来のiPS細胞を用いて、遺伝子操作を行った実験を行う上では必須の段階であり、きっちりと検証しておく必要がある。また、ノックアウト系列のマウスの飼育場所が限られており、必要な遺伝子変異を持ったマウスを必要数確保するのに、時間を要した。この問題については、解決済みである。本課題の研究を行なうにあたり、実験機材などについても連携している研究室の協力をいただく計画であるが、予定していた器材が予定通りに使用できないなどの問題が発生し、進捗が遅れる一因となった。平成31年度は動物を用いた予備実験を完了し、ヒトiPS細胞を用いた検証を行う。具体的には神経細胞およびグリア細胞への誘導、各分化ステージにおける細胞のキャラクタライゼーションを行っていく。これを遺伝子変異を導入しない細胞と、iPS細胞にPGD2関連遺伝子の変異を導入した細胞で比較検討し、PGD2レセプターや、合成酵素HPGDSの発現量が神経細胞やミクログリアの細胞特性に及ぼす影響についての検証をすすめていく予定である。当該年度においては、ヒトiPS細胞を用いた検討の予備的検討に予想以上に時間がかかり、当該年度予算に当初計上していた、ヒトiPS細胞での研究に必要な購入物品等がまだ未購入となっている。次年度にはこれらの物品を購入予定であるため、次年度分に繰り越し、研究を加速させて、当初の研究計画へのキャッチアップを目指す。
植物の環境適応性の改良に向けての減数分裂期細胞特異的エンハンサーの解析

ミトコンドリアの機能発現が植物の環境適応性に関与している可能性について調べ、組織や発育ステージ、特に冷害を影響を受けやすい時期である減数分裂期や、発芽の初期における遺伝子発現の制御の機構を明らかにするという観点から研究を行った。当初に予定していた形質転換体を用いた解析によっては有意な結果を得ることができなかったが、この研究課題に関して、以下のような成果を得た。これまでの研究の過程で、イネにおいて核ゲノムにコードされ、ミトコンドリアへ輸送されて機能するタンパク質である、Rieske Iron-Sulfur Protein(RISP)、F1-ATP合成酵素のδ'とεサブユニットのcDNAをそれぞれ単離し、その構造解析をおこなうとともに、ノーザン解析によって、その発現レベルが減数分裂期に高いことを明らかにしたが、つづいて、減数分裂期での発現をより詳細に解析する目的から、in situハイブリダイゼーションによりイネの幼穂での発現を調べた。その結果、減数分裂期では、タペート細胞および、やがて花粉粒になる部位で高い発現がみられるが、花粉の成熟期になると、タペート細胞では依然として発現がみられるのに対し、花粉粒では減数分裂期に比べて発現が抑えられていることが明らかになった。また、これらの遺伝子のイネ幼植物体の根・葉における発現を調べたところ、根・葉両者において発芽後2日目に高い発現がみられ、その後、植物の生長に従って発現レベルは低下した。この発現パターンはミトコンドリアにコードされている遺伝子であるcob、atp1、atp9でも同様に見られ、核とミトコンドリア間で協調的な発現制御が行われていることが明らかとなった。一方、低温によってミトコンドリアコードの転写産物量が増加し、それには細胞内のミトコンドリアの数の制御が関わっているということを、イネ科牧草であるペレニアルライグラスを用いて明らかにした。ミトコンドリアの機能発現が植物の環境適応性に関与している可能性について調べ、組織特異的な遺伝子発現に関与するエンハンサーの存在を明らかにするという観点から以下の研究を行った。イネにおいて核ゲノムにコードされ、ミトコンドリアへ輸送されて機能するタンパク質である、Rieske Iron-Sulfur Protein (RISP)、F1-ATP合成酵素のδ'とεサブユニットのcDNAをそれぞれ単離し、その解析をおこなった。いずれの遺伝子に関しても、多数のcDNAを解析し、さらにゲノミックサザン法による解析を併せておこなった。その結果、RISPに関しては遺伝子がゲノム中に2コピー存在することが明らかになり、一方はトウモロコシでクローン化されたもの、他方はタバコでクローン化されたものに高い相同性を示し、それぞれイネのRISP1、RISP2と名づけた。また、F1-ATP合成酵素のδ'εサブユニットはいずれもシングルコピーの遺伝子であることが明らかになった。δ'サブユニットに関しては、これまで双子葉植物においてのみ検出されていたが、本研究の結果から単子葉植物のイネにおいてもこの遺伝子が存在し、発現していることが示された。得られたcDNAをプローブとしたノーザン解析をイネのさまざまな発育ステージから抽出したmRNAに対しておこなった。その結果、いずれの遺伝子の発現も減数分裂期を含む幼穂において高いことが明らかになった。εサブユニット遺伝子のゲノミッククローンを単離し、その構造を解析したところ、遺伝子は2つのエクソンからなることが明らかになった。現在、この遺伝子の上流域をGUS遺伝子に連結させたレポータープラスミドを構築し、タバコに導入して、組織特異的発現を解析することを試みている。
尤度比管理図の経済的運用法とその設計に関する研究

尤度比管理図の一種である(x^^-),s)同時管理図に関して,打点統計量である対数尤度比統計量の分布の近似法について考察し,確立限界法による管理限界の設定法ならびに検出力の評価法を明らかにした.さらに,これらの成果を利用して,管理はずれを発見するまでの平均連長や検査サンプル数などを減少させる目的で,直前の打点統計量の実現値に応じてサンプル・サイズやサンプリング間隔を変更する可変サンプル・サイズと可変サンプリング間隔をもつ適応型(x^^-,s)同時管理図を提案し,その設計法を明らかにした.提案した適応型(x^^-,s)同時管理図の管理特性について検証し,初期の目的を実現することを示した.また,1段階目でのサンプリング結果に基づき必要に応じて2段階目のサンプリングを行うDouble Sampling(x^^-,s)同時管理図を提案し,その設計方法を明らかにした.ならびにDouble Sampling(x^^-,s)管理図の管理維持特性について検証し,提案したDuble Sampling(x^^-,s)同時管理図は工程が管理はずれ状態に陥った場合の平均検出時間の最小化を目的とする場合において最も効果的であることを示した.また,管理図の運用に際しては,管理状態から始まり,管理はずれ状態に移行し,これを管理図で発見し,工程が管理状態に復旧されるまでが管理図運用における一サイクルを意味する.そこで,この一サイクルにおける(x^^-,s)同時管理図の運用費用構造について言及し,管理状態下での運用費用と管理はずれ状態下での回避可能な損失に基づきコスト関数を定義した.定義したコスト関数のもとで管理はずれ状態において発生する損失に関し,指定された限界損失値のもとでの運用費用を最小にする(x^^-,s)同時管理図の経済的運用法ならびに任意の損失値のもとでの運用費用を最小にする(x^^-,s)同時管理図の経済的運用法について考察し,単位時間あたりの期待費用を最小化する経済的な(x^^-,s)同時管理図の運用法の設計法を与えた.尤度比管理図の一種である(x^^-),s)同時管理図に関して,打点統計量である対数尤度比統計量の分布の近似法について考察し,確立限界法による管理限界の設定法ならびに検出力の評価法を明らかにした.さらに,これらの成果を利用して,管理はずれを発見するまでの平均連長や検査サンプル数などを減少させる目的で,直前の打点統計量の実現値に応じてサンプル・サイズやサンプリング間隔を変更する可変サンプル・サイズと可変サンプリング間隔をもつ適応型(x^^-,s)同時管理図を提案し,その設計法を明らかにした.提案した適応型(x^^-,s)同時管理図の管理特性について検証し,初期の目的を実現することを示した.また,1段階目でのサンプリング結果に基づき必要に応じて2段階目のサンプリングを行うDouble Sampling(x^^-,s)同時管理図を提案し,その設計方法を明らかにした.ならびにDouble Sampling(x^^-,s)管理図の管理維持特性について検証し,提案したDuble Sampling(x^^-,s)同時管理図は工程が管理はずれ状態に陥った場合の平均検出時間の最小化を目的とする場合において最も効果的であることを示した.また,管理図の運用に際しては,管理状態から始まり,管理はずれ状態に移行し,これを管理図で発見し,工程が管理状態に復旧されるまでが管理図運用における一サイクルを意味する.そこで,この一サイクルにおける(x^^-,s)同時管理図の運用費用構造について言及し,管理状態下での運用費用と管理はずれ状態下での回避可能な損失に基づきコスト関数を定義した.定義したコスト関数のもとで管理はずれ状態において発生する損失に関し,指定された限界損失値のもとでの運用費用を最小にする(x^^-,s)同時管理図の経済的運用法ならびに任意の損失値のもとでの運用費用を最小にする(x^^-,s)同時管理図の経済的運用法について考察し,単位時間あたりの期待費用を最小化する経済的な(x^^-,s)同時管理図の運用法の設計法を与えた.尤度比管理図の一種である(x^^-,s)同時管理図に関して,管理はずれを発見するまでの平均連長や検査サンプル数などを減少させる目的で,直前の打点統計量の実現値に応じてサンプル・サイズやサンプリング間隔を変更する可変サンプル・サイズと可変サンプリング間隔をもつ適応型(x^^-,s)同時管理図を提案し,その設計方法を明らかにした.ならびに管理図の管理特性について検証し,提案した適応型(x^^-,s)同時管理図の初期の目的を実現することを示した.この研究に関しては,平成10年度日本経営工学会春季大会で報告され,1999年2月に日本経営工学会論文集,Vol.49,No.6,pp374-383に論文として掲載されている.また,管理図の運用に際しては,管理状態から始まり,管理はずれ状態に移行し,これを管理図で発見し,工程が管理状態に復旧されるまでが管理図運用における一サイクルを意味する.そこで,この一サイクルにおける(x^^-,s)同時管理図の運用費用構造について言及し,管理状態下での運用費用と管理はずれ状態下での損失に基づきコスト関数を定義した.定義コスト関数のもとで指定された管理はずれ状態に対する運用費用を最小にする(x^^-,s)同時管理図の経済的運用法について考察し,単位時間あたりの期待費用を最小化する経済的な(x^^-,s)同時管理図の運用法の設計法を与えた.

この研究に関しては,平成10年度日本経営工学会春季大会で報告された後,日本経営工学会論文集に投稿され,現在審査中である.さらに,この指定された管理はずれ状態のもとでの(x^^-,s)同時管理図の経済的運用法を発展させ,任意の管理はずれ状態下での単位時間あたり最大期待費用を最小化するとの基準のもとでの(x^^-,s)同時管理図の経済的運用法の設計法を明らかにした.この研究に関しては,平成10年度日本経営工学会秋季研究大会で報告された後,日本経営工学会論文集に投稿され,現在審査中である.尤度比管理図の一種である(x^^-,s)同時管理図に関して,打点統計量である対数尤度比統計量の分布の近似法について考察し,確率限界法による管理限界の設定法ならびに検出力の評価法を明らかにした.さらに,これらの成果を利用して,管理はずれを発見するまでの平均連長や検査サンプル数などを減少させる目的で,直前の打点統計量の実現値に応じてサンプル・サイズやサンプリング間隔を変更する可変サンプル・サイズと可変サンプリング間隔をもつ適応型(x^^-,s)同時管理図を提案し,その設計法を明らかにした.提案した適応型(x^^-,s)同時管理図の管理特性について検証し,初期の目的を実現することを示した.また,1段階目でのサンプリング結果に基づき必要に応じて2段階目のサンプリングを行うDouble Sampling(x^^-,s)同時管理図を提案し,その設計方法を明らかにした.ならびにDouble Sampling(x^^-,s)管理図の管理特性について検証し,提案したDouble Sampling(x^^-,s)同時管理図は工程が管理はずれ状態に陥った場合の平均検出時間の最小化を目的とする場合において最も効果的であることを示した.また,管理図の運用に際しては,管理状態から始まり,管理はずれ状態に移行し,これを管理図で発見し,工程が管理状態に復旧されるまでが管理図運用における一サイクルを意味する.そこで,この一サイクルにおける(x^^-,s)同時管理図の運用費用構造について言及し,管理状態下での運用費用と管理はずれ状態下での回避可能な損失に基づきコスト関数を定義した.定義したコスト関数のもとで管理はずれ状態において発生する損失に関し,指定された限界損失値のもとでの運用費用を最小にする(x^^-,s)同時管理図の経済的運用法ならびに任意の損失値のもとでの運用費用を最小にする(x^^-,s)同時管理図の経済的運用法について考察し,単位時間あたりの期待費用を最小化する経済的な(x^^-,s)同時管理図の運用法の設計法を与えた.
２型ミオシンの双極性フィラメント形成素過程の解明

非筋細胞2型ミオシンは、双極性のフィラメントを細胞内で時空間的制御のもと形成することで機能する。本研究は、2型ミオシンの尾部領域に存在するいくつかの電荷クラスターに注目し、フィラメント形成の分子機構を明らかにすることを目的とした。その結果、C末端に近い二つの正電荷クラスター領域が、会合時の静電相互作用において重要な役割を果たしていることを明らかにした。また、ミオシンIIAとミオシンIIBアイソフォームのダイナミックな挙動を、遊走中の細胞内で同時に捉えることができた。2型ミオシン(ミオシンII)は自己会合して双極性のフィラメントを形成することにより、アクチン細胞骨格を収縮させることができる。非筋細胞においてはこの形成が時空間的に制御されている。本研究はミオシンIIが双極性フィラメントを形成する際の素過程を分子レベルで明らかにすることを目的とし、今年度は以下の結果を得た。(1)尾部の電荷クラスター領域N1、P1、P2それぞれの電荷逆転変異体(N1m、P1m、P2m)の細胞内ダイナミクスをFRAP法によって解析した。P1mとP2mは野生型に比べて非常に速い蛍光の回復を示したが、N1mは野生型とほぼ同様の挙動を示した。(2)尾部のコイルドコイルモデルに実際の電場をドット状に表示したところ、N1とそのN端側の負電荷に富んだ領域(N0と命名)を合わせた領域がかなり大きな負電荷の電場を形成していることがわかった。N1mが正常な挙動を示すのは、電荷の逆転が不足しているからではないかと考え、N1mにさらにN0を電荷逆転させた変異体N0-N1mを構築し細胞内での挙動を解析した。予想に反してN0-N1mは、野生型と同様にストレスファイバーに局在した。(3)ミオシンIIBの尾部フラグメントBRF305のP1内のアミノ酸のCys置換変異体(L1843C、R1846C)をBPIAでラベルし光架橋反応を行ったところ、二から四量体の架橋産物が形成した。(4)mCherry-ミオシンIIAとEGFP-ミオシンIIBをTIG-1細胞に同時に発現させ、それらの動態をタイムラプス法により観察した。遊走時に細胞の後方の伸びた部分にミオシンIIBが、最後方の部分にミオシンIIAが多く局在する様子が見られた。以上の結果から、尾部の二つの正電荷クラスターP1とP2が双極性フィラメントの形成に重要であることがわかったが、負電荷クラスター領域については、今後さらに解析が必用である。2型ミオシン(以後、ミオシンII)は自己集合して双極性のフィラメントを形成しアクチンフィラメントを両方向から動かすことで、細胞形態の変化や維持に中心的な役割を担っている。ミオシンIIが双極性フィラメントを形成する際の素過程を分子レベルで明らかにすることを目的とし、本年度は以下の結果を得た。(1)ミオシンIIのC末端尾部に存在する三つの電荷クラスター領域(負電荷に偏るN1、正電荷に偏るP1とP2)が、フィラメント形成に重要であると考えている。ミオシンIIBアイソフォームのそれぞれの電荷クラスター内の電荷を持つアミノ酸3残基の電荷逆転変異体(N1m、P1m、P2m)の細胞内での挙動から、P1mとP2mの重要性は確認できていたが、N1mは野生型とほぼ同じ挙動を示していた。本年度は、N1クラスターの重要性を判断するために、N1内に存在する7つのグルタミン酸残基全てをリシン残基に置換したN1m2、3つまたは7つ全てのグルタミン酸残基をアラニンに置換したN1mAおよびN1mA2をヒト不死化繊維芽細胞に発現させ、それらの局在を観察した。予想に反し、これらの変異体は野生型とほぼ同様にストレスファイバーに局在した。(2)N1、P1、P2、それぞれの全長ミオシンIIBの電荷逆転変異体の昆虫細胞発現系を構築できた。(3)昆虫細胞発現系により精製した全長ミオシンIIBを用いて形成させた会合体が双極性フィラメントを形成することを、超解像顕微鏡(N-SIM)を用いた蛍光観察により確認可能なことがわかった。(4)ミオシンIIAおよびIIBのC末端の会合に必須な領域を含む約300アミノ酸残基を交換したキメラミオシンIIを構築し細胞内での挙動を調べたところ、ミオシンIIAの機能はIIBの頭部によっても相補できるが、IIBの機能は頭部と尾部両方がIIBである必要があることを示唆する結果を得た。2型ミオシン(ミオシンII)の尾部C末端に存在する三つの電荷クラスター領域(負電荷に偏るN1、正電荷に偏るP1とP2)のフィラメント形成における役割と、尾部が折りたたまれた10S構造形成時に頭部と相互作用することが示唆されている尾部のR1とR2領域に注目し、以下の結果を得た。ミオシンIIBのP1およびP2領域の電荷逆転変異体(P1m、P2m)は、それぞれ、細胞内局在、FRAP、Triton solubility assayにおいて、野生型に比べて拡散する、すなわち、フィラメントを形成しにくくなることが示された。ところが、N1mは全ての実験において、野生型と同様の挙動を示した。昆虫細胞発現系によって調製した全長ミオシンIIB-

P1mはin vitroにおいてフィラメント形成能が野生型に比べて劣るが、-N1mは野生型とほぼ同様の形成能を示すことがわかった。IIB尾部フラグメントを用いたin vitroにおける光架橋実験により、P1とC末端のnonhelical tailpieceの架橋産物が得られた。以上の結果から、P1とP2がフィラメント形成において重要な役割を果たすことがわかった。予想に反し、N1の重要性を見出せなかったが、相互作用モデルから考えると、得られた光架橋産物はパラレル相互作用時のものである可能性が高く、その際に他の部分ではN1とP1の相互作用が起きている可能性がある。R1の電荷逆転変異体の細胞内での挙動により、R1と必須軽鎖の静電相互作用の10S構造形成における重要性が示された。遊走時の繊維芽細胞のタイムラプス観察により、ミオシンIIAは主に前方でダイナミックに動き、ミオシンIIBは後方のピンと張った領域に集積してくることがわかった。このアイソフォーム間の挙動の違いは、IIAとIIBのキメラミオシンIIの挙動の解析により、尾部C末端領域による可能性が示された。非筋細胞2型ミオシンは、双極性のフィラメントを細胞内で時空間的制御のもと形成することで機能する。本研究は、2型ミオシンの尾部領域に存在するいくつかの電荷クラスターに注目し、フィラメント形成の分子機構を明らかにすることを目的とした。その結果、C末端に近い二つの正電荷クラスター領域が、会合時の静電相互作用において重要な役割を果たしていることを明らかにした。また、ミオシンIIAとミオシンIIBアイソフォームのダイナミックな挙動を、遊走中の細胞内で同時に捉えることができた。今年度は、研究実施計画の三つの観点、(1)10S⇔6S構造変換の素過程、(2)双極性フィラメント形成の素過程、(3)細胞内における双極性フィラメントの時空間的形成機構、それぞれについて解析するための準備(発現系の構築、方法の確立)を進めることができた。(1)に関しては、R1、R2それぞれのアミノ酸残基の一部を10S構造を形成しない骨格筋ミオシンの対応するアミノ酸残基と交換した変異体の培養細胞内での発現系を構築した。(2)に関しては、リコンビナント全長ミオシンIIB変異体(N1m、P1m、P2m)を昆虫細胞に発現させるバキュロウイルスを構築し、変異体タンパク質の発現を確認できた。また、精製した野生型のリコンビナント全長ミオシンIIBの調節軽鎖をMLCKによりリン酸化した後、in vitroで形成させた双極性フィラメントを、超解像顕微鏡(N-SIM)による蛍光観察で簡便に観察する系を確立した。すなわち、ミオシンIIBのC末端尾部を認識する抗ミオシンIIB抗体および頭部を認識する抗リン酸化調節軽鎖抗体により双極性フィラメントを同時に蛍光染色すると、尾部の蛍光シグナルスポットが頭部の蛍光シグナルスポットによって挟まれた三つ組構造を観察することができた。(3)に関しては、ミオシンIIAおよびIIBそれぞれのsiRNAノックダウンーレスキュー実験に用いるsiRNAinsensitiveミオシンIIA、IIB、および、それらのキメラ変異体の発現系を構築し、アイソフォーム特異的な局在には、双極性フィラメント形成に重要なC末端尾部領域が主に関与していることを確認した。さらに、それぞれのアイソフォームの機能発現に重要な領域を細胞内で解析することが可能になった。次年度の研究を進めるための準備をほぼ整えることができたと考え、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
二次性副甲状腺機能亢進症の病態へのグリアルセルミッシング2の関与

Glial cells missing-2(Gcm2)は副甲状腺の発生過程において重要な役割を担う転写因子である。二次性副甲状腺機能亢進症におけるGcm2の機能の解明を目的に、二次性副甲状腺機能亢進症患者の副甲状腺細胞のGcm2遺伝子をベクター法によりノックダウンした際の、Ca感知受容体、ビタミンD受容体、PTH、PCNA、ビタミンD1α水酸化酵素の各mRNAの発現変化を検討した。ノックダウンによりCa感知受容体の発現が有意に低下した。ビタミンD受容体、PTH、PCNA、ビタミンD1α水酸化酵素のmRNA発現に変化はみられなかった。Gcm2のノックダウンにより影響を受けたCa感知受容体は、プロモータ2により合成されるエクソン1Bを含む転写産物であることが判明した。以上の結果から、過形成副甲状腺細胞において、Gcm2はCa感知受容体発現を制御し、その発現制御にはプロモータ2が関与していることが示唆された。二次性副甲状腺機能亢進症の進展へのグリアルセルミッシング2(Gcm2)の関与の検討のため、本年度は二次性副甲状線機能亢進症患者由来の副甲状腺細胞を用いて、Gcm2のRNA干渉(ノックダウン)を行い、成熟副甲状腺の機能維持に重要な副甲状腺ホルモン(PTH),ビタミンD受容体(VDR)、ビタミンD1α水酸化酵素(1-OHase)、カルシウム感知受容体(CaR)の各遺伝子の発現変化をリアルタイムPCR法により検討した。ノックダウンはレンチウイルスベクターを用いたベクター法により行った。Gcm2のノックダウンにより副甲状腺細胞CaRの遺伝子発現は47.8±21.1%低下した。さらにウエスタンブロッティング法によりCaRタンパクの発現変化も検討した結果、48.1±4.3%低下していた。Gcm2のノックダウンはPTH、VDR、1-OHaseの遺伝子発現に有意な変化をもたらさなかった。CaR遺伝子の発現変化については、CaR遺伝子のプロモーター2の活性化により転写されるエクソン1Bを含んだ転写産物の発現が抑制されていた。エクソン1Aを含む転写産物の発現量は極めて微量であった。以上の結果から、過形成副甲状腺細胞において、Gcm2はCaRの発現を調節している可能性が示唆された。今後は、Gcm2のCaR遺伝子上の結合部位の同定や、動物実験によるGcm2とCaRの発現変化の経時的変化などの検討を進めて行く予定である。Glial cells missing-2 (Gcm2)は副甲状腺の発生過程において重要な役割を担う転写因子である。出生後の成熟副甲状腺にもGcm2が発現していることは、Gcm2が副甲状腺機能にも関与していることを示唆しているが、その詳細は明らかにされていない。二次性副甲状腺機能亢進症におけるGcm2の機能の解明を目的に、二次性副甲状腺機能亢進症患者の副甲状腺細胞のGcm2遺伝子をレンチウイルスベクターを用いたベクター法によりノックダウンした際の、副甲状腺機能に深く関与している因子であるCa感知受容体、ビタミンD受容体、PTH、PCNAの各mRNAの発現変化をリアルタイムPCR法により検討した。ノックダウンによりCa感知受容体のmRNAが低下し、タンパクレベルの発現も抑制されることがウェスタンブロッティング法により確認された。ビタミンD受容体、PTH、PCNAのmRNA発現に変化はみられなかった。Ca感知受容体は2つの異なるプロモーター(プロモーター1および2)から各々転写産物が合成されるが、Gcm2のノックダウンにより影響を受けたのは、プロモータ2により合成されるエクソン1Bを含む転写産物であることが判明した。Gcm2がCa感知受容体発現維持を介し副甲状腺機能制御に関与している可能性がある。
平面内細胞極性を制御する足場タンパク質の機能解析

上皮組織内には、細胞の頂部-基部軸と直交した、組織平面のある特定の軸に沿った極性が存在する。これは平面内細胞極性(planar cell polarity, PCP)と呼ばれ、多細胞生物の様々な組織・器官において観察される普遍的な現象である。PCPの主要制御因子は機能的な違いから2つのグループに分類されている。申請者は新たなPCP制御グループであるJitterbug(Jbug)グループの存在を見出した。本研究では、Jbugグループの構成因子の網羅的な同定を試みた。その結果、申請者はJbugグループに属する9遺伝子の同定に成功した。申請者は独自に同定したPCP分子Jitterbug(Jbug)の機能解析を行っている過程で、この分子が新たなPCP制御グループ(Jbugグループ)に属する可能性を示唆する結果を得た。本研究では、Jbugの機能解析と共にJbugグループの構成因子の網羅的な同定を試み、この新規グループの構成因子を介した新たなPCP制御機構を明らかにする。jbugの二つのアイソフォーム、jbug-RLとjbug-RFのPCPにおける機能の違いの有無を検討した。具体的には、異所的に発現誘導可能なトランスジェニック系統の作成を行い、jbug変異体バックグラウンドでこれら分子の強制発現を行った。Jbug-RLとJbug-RFともにjbug変異体におけるPCP異常の表現型を救済することが判明した。よって、Jbug-RLとJbug-RFとの間で、少なくともPCPに関わる機能に関しては違いがないことが示唆された。また、前年度に同定に成功したJbugグループ分子について、複数の異なるRNAi系統を用いた追試を行い、これを完了した。現在、追試に成功した分子に関しても機能解析を進めている。これらの解析を進めることでJbugグループを介したPCP制御機構の全貌が明らかになると考えられる。また、Jbugグループを網羅的に同定するための遺伝学的スクリーニングを完了させ、28個の遺伝子の同定に成功した。今後、jbugの機能解析をさらに進めるとともに、同定したJbugグループ構成因子の分子間ネットワークを構築することで、Jbugグループを介したPCP制御機構の全貌を明らかにする。申請書で提案した研究計画について、ほぼ順調に進めており、「研究の目的」を達成することが可能であると考えられるため。昨年度、Jbugグループ分子を網羅的に同定する遺伝学的スクリーニングを予定通り完了させ、28個の遺伝子の同定に成功した。予想していたよりも多くの遺伝子の同定することができたため、追試の実験などに時間を要した。また、Jbugの機能解析の一部分は昨年度未実施となった。本年度は、引き続きJbugの機能解析を行うとともに、本年度予定していた研究計画も遂行する。上述したように、予想していたよりも多くの遺伝子をJbugグループ分子として同定することができた。このため、昨年度は、追試の実験などに時間を要し、Jbugの機能解析の一部分が未実施となった。本年度は、Jbugの機能解析の一部分を引き続き行う必要があり、そのための繰越金が生じた。昨年度からの繰越金を合わせ、効率よく実験を進めることで申請書の研究実施計画を予定どおり遂行する。
精細胞由来腫瘍に対する新光線力学療法の開発

新光線力学療法とは,新しい光感受性物質13, 17-bis(1-carboxypropionyl)carbamoylethyl-3, 8-bis(1-decanyloxyethyl)-2, 7, 12, 18 tetramethyl-porphyrinato gallium,又は,誘導体を細胞に取り込ませ,可視光線照射を行い,細胞に変化を誘導する方法である。細胞に光感受性物質を添加し,翌日,光感受性物質を除去,可視光線を照射し,培養持続した。新しい光感受性物質の構造式の違いにより効果に差があることを見いだした。光線力学療法(Photodynamic Therapy:PDT)とは、光感受性物質と光線照射を用いた光線力学的反応を利用し、各種疾患の治療を行う方法である。PDTは腫瘍の治療にも応用されている。この手順はまず腫瘍細胞内に光感受性物質を取り込ませる。次にその腫瘍組織や細胞に光線を照射する。すると、これにより細胞内に活性酸素が発生する。この活性酸素により腫瘍組織や細胞がダメージを受け死滅する。PDTは正常細胞に対する影響が低い光感受性物質を使用し、照射する光線もエネルギーの低いものを使用するので生体に対する悪影響が少ないと考えられている。培地に13、17-bis(1-carboxypropionyl)carbamoylethyl-3,8-bis(1-decanyloxyethyl)-2,7,12,18-tetramethyl-porphyrinato gallium(III)(光感受性物質)を一定量添加し、37°C、5%CO_2濃度下で一晩インキュベートした。次に培養細胞をリン酸緩衝液(PBS)にて洗浄し光感受性物質を取り除いた。そして、フェノールレッドを添加していないRPMI1640培地に、ウシ胎児血清(FCS)10%を加え、培養細胞に添加した。培養細胞に37°C、5%CO_2濃度下で525nmの可視光線を1時間照射した。その後も培養細胞の培養を持続した。今回われわれはTI1細胞を使用して実験を行った。光感受性物質100nM存在下において光線照射した場合、培養開始後72時間で細胞増殖は75.0%抑制することができた。100nM存在下において光線照射しなかった場合、培養開始後72時間で細胞増殖は3.4%の抑制しか認められなかった。TI1細胞については光線照射のない状態において、薬剤は殆ど細胞の増殖を抑制しないが、光線照射がある場合にのみ増殖抑制を誘導することが判明した。
象牙質基質タンパク質ホスホホリンにおけるD-アミノ酸の存在様式

既知の方法を用いて、23歳齢牛歯よりホスホホリンと考えられるタンパク質を精製した。このタンパク質をSDS-PAGEし、Stains-ALL染色したところ、1本の濃紫色に染まるバンドが検出された。このバンドはCBB染色では全く染まらなかった。また、このタンパク質は高度にリン酸化されていることも判明した。さらに本タンパク質を酸加水分解後、PTC誘導体化し、HPLCによりアミノ酸分析をおこなった。その結果、この精製タンパク質のアミノ酸組成は既知の牛象牙質ホスホホリンで報告されている値と高い類似を示した。以上の結果より、我々が牛歯より精製したタンパク質はホスホホリンであると同定した。そこで現在、本精製タンパク質を酸加水分解後、BOC-L-Cys-OPA誘導体化し、HPLCによりD/L-アミノ酸組成について検討している。
脳波を用いたユーザ適応型ヒューマンインターフェース(BCI)のシステム化

従来の非侵襲計測によるBCI(brain-computer interface)で問題になっていたユーザへの適応性を改善する方法論を提案し,ユーザ適応性の高いBCIを実現するための手法を検討した.運動のイメージによって生じる脳活動を検出するBCIのための特徴抽出,パターン分類,ユーザ訓練の手法を脳波,近赤外分光法(NIRS),機能的磁気共鳴画像法(fMRI)により検討した,また,事象関連電位を用いたBCIを開発し,そのユーザへの適用性の向上のための検討を行った.従来の非侵襲計測によるBCI(brain-computer interface)で問題になっていたユーザへの適応性を改善する方法論を提案し,ユーザ適応性の高いBCIを実現するための手法を検討した.運動のイメージによって生じる脳活動を検出するBCIのための特徴抽出,パターン分類,ユーザ訓練の手法を脳波,近赤外分光法(NIRS),機能的磁気共鳴画像法(fMRI)により検討した,また,事象関連電位を用いたBCIを開発し,そのユーザへの適用性の向上のための検討を行った.本研究では,従来の脳波ベースのBCI(brain-computer interface)で問題になっていたユーザへの親和性,適応性を改善し,ユーザ適応性の高いBCIを実現することを目指す.本年度は,脳波,磁気共鳴画像法(fMRI)や近赤外線分光法(NIRS)の計測結果を併用して,ユーザの脳活動を詳細に評価し,また,成績向上のために行う訓練の効果を定量化した.被験者に対するスクリーニングテストの実施と訓練効果の定量化:健常被験者が右手,左手あるいは足の動作,およびそのイメージを行う際の脳波を多チャネル計測し,計測された脳波の時間-周波数特性を詳細に調べた.また,実験中に被験者から観測されるβ波の脳波帯域強度を信号源として被験者にフィードバック訓練ことで,訓練の効果を検討した.これらの結果,運動のイメージの有無を脳波から検出する際の脳波の帯域強度成分の個体差,およびフィードバック訓練によるフィードバック対象の脳波帯域成分の増強が観測され,トレーニングによりBCIコマンドの検出成績を向上させるための定量的結果が得られた.聴覚刺激を用いたBCIシステムの提案:聴覚刺激に対する選択的注意により生じる事象関連電位を検出するBCIシステムを提案した.本システムでは音脈分凝とよばれる一種の錯覚現象によって知覚される2種類の音脈の一方に注目をすることにより,事象関連電位から注意対象を推定するものである.実験の結果,このシステムの実現可能性が示された.fMRIによるBCIのための脳活動解析:BCIの適用対象であるユーザの脳活動をfMRIにより観察するための撮像プロトコルの策定を行った.今後,fMRIにより脳活動を詳細に観測し,またフィードバックの効果の定量化などを行う.運動イメージ時の脳血流分布のNIRSによる検証:NIRSを用いて,運動イメージ課題時の脳活動の定量化の実験を行った.本実験の結果,運動操作のイメージをNIRSによって高精度に検出できる可能性が示された.(1)計測した脳波データからの特徴抽出法の検討:計測した多チャネル脳波データに対して独立成分分析(ICA)を適用し,被験者が行った運動イメージの身体部位を検出するのに適した信号源(設置した電極の位置),および特徴周波数成分を抽出することに成功した.特に,従来の方法では同一電極から観測されたμ波とβ波を分離できる場合があることが示された。これは信号源が近接している複数の脳活動を分離できる可能性を示すもので, BCIの高性能化につながる可能性がある.計算結果の再現性およびICA計算過程での収束性の改善が今後の課題である.(2)脳血流データの評価法の検討: NIRSによって計測した脳血流データを解析するためのデータの前処理方法の検討を行った.周波数フィルタ,主成分分析(PCA)の適用によりデータに重畳するアーチファクトを軽減することに成功した.この結果でアーチファクトが過剰なデータの品質をオンラインで改善し, BCIにできることが示された.(3)対象者への訓練方法の検討:昨年度に引き続きEEGを用いたフィードバック実験を実施し,訓練結果の定量化を行った.またNIRSを用いて局所的脳血流に関する情報を被験者にフィードバックするシステムを構築し,フィードバック訓練の効果の定量化を開始した.構築したシステムは,計測装置とPCをイーサネットで接続し,計測データをPCへ送信し,オンライン解析で得られた情報を被験者に視覚的にフィードバックするものとした.現在のところ,被験者3名中2名でNIRSフィードバック訓練の効果が確認された.(1)計測した脳波データからの特徴抽出法の検討:計測した多チャネル脳波データから,運動イメージの有無や種類を検出するためのパターン分類法,およびその前段階で実施する必要のある前処理法について比較検討を行った.周波数成分を抽出する前処理法としてAR法,短時間FFT,フィルタバンク,パターン分類法として線形判別分析(LDA)とサポートベクターマシン(SVM)を考え,これらの組み合わせで性能を比較した.その結果,AR法によって推定した脳波の短時間スペクトルに対してLDAを行った場合が,他の手法を用いた場合に比べて成績が良好であった.SVMを用いた場合もほぼ同等であったが,計算量を考えるとLDAで十分な成績が得られることが分かった.(2)対象者へのニューロフィードバック訓練の評価:NIRSを用いて局所的脳血流に関する情報を被験者にフィードバックし,その効果の定量化を行った.運動イメージを行っている被験者の運動野

近傍の脳血流量を計測し,そのうちの酸化ヘモグロビン濃度値を被験者に視覚的にフィードバックした結果,被験者5名中3名でNIRSフィードバック訓練の効果が確認された.第1年度第2年度に実施した脳波を用いたフィードバック訓練の結果に続き,ニューロフィードバックによってBCIの性能が向上することが示された.フィードバック情報のための特徴選択法を改善することで,ニューロフィードバックの能力を向上させる方法を検討することが今後の課題である.(3)事象関連電位を利用したユーザ適応型ヒューマンインターフェースの開発:視覚刺激を用いたBCIを提案し,そのユーザ適応性を向上させるための基礎的な検討を行った.LCDディスプレイ上に表示されるカーソルの移動に伴う事象関連電位をパターン分類することで実現できるBCIを提案し,パターン分類におけるユーザ適用性の向上と,課題遂行時のユーザへの教示の方法を検討した.
在宅ターミナルケアに携わる訪問看護婦のケア支援プログラムの開発

本研究は、がん患者の在宅ターミナルケアに携わっている訪問看護師が直面している問題を明らかにし、実態を踏まえて訪問看護師に必要なケア支援プログラムを開発することを目的とした。初年度は訪問看護師が直面している問題を明確にしてケア支援プログラムを作成するための方向性を導き出すと共に海外のサポートプログラムについて調査した。プログラムには、疼痛緩和に関する薬物の知識提供や医師との交渉技術、療養者や家族とのコミュニケーション、家族ケアを取り入れることとした。2年目はケア支援プログラム(案)を作成し研究者が所属する地域においてケア支援のニーズをもつ訪問看護ステーションにプログラムを提示して修正を加えた。最終年度は、2年目の評価を踏まえて精錬したプログラムを実践し、その評価を行い、プログラムのあり方を明確にした。プログラムの評価として、プログラムが受講後の訪問看護師に与えた影響についてインタビューを行い質的に分析した。結果として以下のことが明らかになった。プログラムが訪問看護師に与えた影響は、【新たな知識の刺激によりケアの意欲を高める】【学んでいくプロセス】【現状改善への方略を希望する】【自身を振り返り課題を見出す】であった。以上が抽出された状況を考察し、今後のケア支援プログラムのあり方として、1.知識提供による支援、2.個別事例のコンサルテーションを通しての支援、3.他職種、関連施設を巻き込んだ支援、4.訪問看護師同士のネットワークによる支援を含むことが示唆された。本年度の目的は、訪問看護師が直面している問題を明確にし、症状マネジメントに関するケアを支援するプログラム案を作成するための方向性を導き出すことである。以下の3点を計画し研究を進めた。1.訪問看護師が在宅ターミナルケアにおいて直面している問題の明確化(2002年に研究代表者が行った全国の訪問看護師を対象とした調査の記述データを分析、エキスパートのヒヤリング)。2.海外の訪問看護師の症状マネジメントの実態とそれを支援するプログラムの内容把握。3.症状マネジメントケア支援のためのプログラム案の方向性を導き出す。結果として、訪問看護師が直面する問題は、記述データ(3017名)の分析から、8つのカテゴリー【家族のケア】【医療体制】【症状マネジメント】【療養者のケア】【看護体制】【連携】【意見調整】【その他(告知・地域特性)】が抽出された。【症状マネジメント】については、《疼痛緩和の困難》《疼痛緩和に対する医師の対応》《疼痛以外の症状のマネジメント困難》《看護師の知議不足》のサブカテゴリーがあった。疼痛以外の症状への対処も十分ではなく、症状マネジメントは重要な課題となっていた。ヒヤリングからも【症状マネジメント】は直面する問題としてあがってきており、その他に療養者や家族とのコミュニケーションの問題も抱えていることが明らかになった。海外調査では米国カリフォルニア州ロサンゼルスのホームケアでの実態を調査した。支援プログラムそのものは存在しなかったが、知識は教育の側面からフォローされ、ストレスへの対処はインフォーマルなミィーテングで対処されていた。以上からケア支援プログラムの方向性として単なる知識提供のみで終わるプログラムでなく、看護師が直面している事例を通して薬物の使用や医師との交渉技術、療養者や家族とのコミュミケーションを具体的にサポートしていくプログラムを考案していく必要性が示唆された。本年度の目的は、1.訪問看護師が直面している問題を明らかにして導き出した、症状マネジメントに関するケアを支援するプログラムを作成すること、2.研究者が所属する地域においてケア支援のニーズをもつ訪問者譲ステーションにケア支援プログラムを提示して調整を行うこと、3.訪問看護ステーションと調整後、ケア支援プログラムの一部を実施し、評価することの3点であった。以下に結果について述べる。1.症状マネジメントに関するケアを支援するプログラムを作成研究者の所属する地域の訪問看護ステーションと連携をはかり、事例のコンサルテーションを通してケア支援プログラムの内容を精錬させていった。症状マネジメントの中でも疼痛マネジメントは優先順位の高い問題であった。訪問看護師は、特にオピオイドの副作用としての嘔気、嘔吐のケア、眠気に対するケアに苦慮していた。

そこで、ケア支援プログラムはまず「疼痛マネジメント」から始めることし、特にオピオイドの副作用に対するケアから取り掛かることとした。2.ケア支援のニーズをもつ訪問看護ステーションとケア支援プログラムを調整ケア支援プログラムを実際の訪問看護師のニーズに即したものとするために、地域で開催されている病院と訪問看護ステーションの連携会議に出席した。医療機関との連携や在宅医との連携などシステム上の問題が背景にあることが明らかとなった。そこで、医療機関との連携も考慮して、ケア支援プログラムには、がん専門病院であるSセンターの看護師もー緒に、プログラムを進めることとした。3.調整後、ケア支援プログラムの一部を実施、評価1、2の結果からケア支援プログラムは、講義とディスカッション形式の「知織の提供」、研究者による「事例のコンサルテーション」とした。15年度は、研究者による「事例のコンサルテーション」を4事例(3箇所の訪問看護ステーション)に行った。訪問看護師からは、コンサルテーションを受けることで、事例対して行ったアセスメントがこれでよいかどうかが確認できた、丁度のタイミングで事例を分析できケアに生かすことができた、知織を持つことの重要性や持っている知織をどのように適応していくのかがわかった、などの意見をもらった。以上から地域の実状に即したケア支援プログラムが考案されつつある。本研究は、がん患者の在宅ターミナルケアに携わっている訪問看護師が直面している問題を明らかにし、実態を踏まえて訪問看護師に必要なケア支援プログラム(以下プログラム)を開発することを目的としている。最終年度となる本年度は、2年目の評価を踏まえて精錬したプログラムを実践し、その評価を行い、プログラムのあり方を明確にすることとした。プログラムの評価として、プログラムが受講後の訪問看護師に与えた影響についてインタビューを行い質的に分析した。結果として以下のことが明らかになった。プログラムが訪問看護師に与えた影響は、【新たな知識と出会う】【具体的なケア方法を学ぶ】【よりよいケア探求への意欲】【ケアとしてすべきことを見直す】【実践を工夫する】など新たな知識が刺激となり、ケアを行う意欲の向上に影響を与えていた。この過程では、【体験と照らし合わせて学ぶプロセス】【事例を通してより具体的に学ぶ】があった。しかし、知識を得ても【どのように実践するかとまどう】【講義と現場の乖離に悩む】【現場の困難を思い出す】【看護は無力とあきらめる】と講義の知識が現場でいかせない状況に強いジレンマを抱えていた。なかでもがん疼痛の緩和に関して医師との間で感じているジレンマが顕著であった。そのため、訪問看護師は【医師と同じ場で学びたい】
細胞イメージングによるメリステム統御システムの解明

植物メリステムの統御メカニズムを明らかにするために、分裂期特異的キナーゼであるオーロラキナーゼAtAUR3に注目して研究を進め、同時に細胞分裂イメージング手法を開発した。AtAUR3のノックダウン個体は根の伸長や葉の展開が抑制された。染色体や動原体可視化ラインを用いて、核相と染色体数を解析し、ノックダウン個体では核内倍加が昂進することを証明した。さらに、染色体動態をライブセルイメージングすることで、AtAUR3がノックダウンされると、スピンドルチェックポイントの活性が上昇しないことがわかり、AtAUR3の微小管接着への関与を証明できた。メリステムの伸長領域への移行をイメージング解析するために、EdUを用いたDNA複製イメージングを開発した。この手法により、DNA複製開始のタイミング測定の他に、メリステムや伸長領域における細胞周期長の測定も可能になった。本研究により、時間の概念を導入したメリステム統御メカニズムの解明に貢献することができた。(1)細胞分裂イメージングによるメリステム解析本領域研究で構築したシロイヌナズナの、核及び染色体動態解析ラインや動原体動態解析ラインなどの蛍光タンパク質イメージングラインと生体染色剤を組み合わせながら、細胞分裂のパラメーターを定量解析した。(2)分裂期特異的キナーゼの基質および相互作用因子の同定分裂期特異的キナーゼの基質や相互作用因子の同定を進めた。基質のリン酸化同定には、質量分析器を用いて実施する他、点変異法によるリン酸化アミノ酸置換も行い検討した。その結果、微小管接着の制御機構にAtAUR3によるリン酸化が関与していることが示唆された。メリステムを制御する細胞分裂特異的キナーゼに注目し、メリステムのサイズ決定、伸長領域への移行メカニズムを明らかにすることを目的とした。体細胞分裂や核内倍加を解析していくことに必須なDNA複製イメージング法を開発し、メリステム統御メカニズムの解明を目指した。メリステムの伸長領域への移行をイメージング解析するために、植物のDNA複製イメージングを試みた。DNA複製起点はゲノム上に均等に分配されているのではなく、クラスター構造を取っている。その数百から数千ある複製起点の活性化のタイミングは、クロマチン構造の影響を受ける。例えば、ユークロマチン領域、ヘテロクロマチン領域の複製起点は、それぞれS期前期、後期に活性化される。その活性化のタイミングには、それぞれの染色体の核内配置が影響を与えている可能性がある。実際に、酵母や動物ではDNA複製は核内の特定領域にある、独立した複製フォーカスにおいて集中的に起こる。しかし、この複製フォーカスが植物に存在しているか、またはどのような動態を示すかは明らかになっていない。そこでDNA複製をイメージング解析するために、EdU(5-エチニル-2'-デオキシウリジン)を用いた。EdUはBrdUと異なり、検出に塩酸処理やBrdU抗体による免疫染色を必要としないことから、プロトプラスト化することなく、植物の組織を保持したままDNA複製のイメージング解析ができる。この手法により、細胞分裂活性の他に、DNA複製開始のタイミングも定量化することが可能になり、メリステムや伸長領域における細胞周期長の測定も可能になった。このことから時間の概念を導入したメリステム統御メカニズムの解明に貢献することができた。メリステムにおける新たな知見をイメージング解析で得ることができた。そして、その解析積結果をPlant CellやBMC Plant Biol.などの学術雑誌に学術論文として発表できたから。DNA複製イメージングによるメリステム解析結果を論文化することを推進する。さらに、細胞分裂イメージングによるキナーゼの解析も進める。