hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
医薬品化学領域における生体超分子集合体の高次微細構造と機能に関する研究

本研究は、下の(1)(5)に示す、生体超分子集合体に関する高次微細構造と機能に関する多角的な研究を行い、その包括的な問題解決を行った。(1)高性能先端分析法を用いて、低密度リポタンパク質(LDL)の酸化時間増加に伴いモデル薬物との結合が強くなること、LDL酸化に伴う負電荷数の増加が結合性増加に大きく関与することが判明した。さらに、AGPの各種変異体の薬物結合性を調べた結果、変異体間で薬物結合性に大きな違いがあること、並びに、薬物結合性や立体選択性は溶液のpHに大きく依存することが判明した(2)SPR基板への脂質粒子の固定化は粒子の変形、崩壊をまねくことが示唆された。しかし、粒子への結合性はapoA-1のC末端の変異により著しく影響されることがわかった。(3)プロスタグランジン受容体とオピオイド受容体の部分合成ペプチドについて、Gi活性および分子間相互作用を検討した結果、いずれのペプチドもGiと安定な複合体を形成した上、G蛋白質を活性化した。NMR解析の結果、N末近傍でヘリックス構造による正電荷クラスタを形成しG蛋白質を活性化することがわかった。(4)CDスペクトル解析の結果Aβ(1-28)についてはAc-ELVFFAKK-NH2が、Synuclein NAC(19-35)についてはAc-KTVE-NHが、またPrP(129-154)対しては、Ac-EFGNK-NH2およびAc-EYYEK-NH2が特異的に相互作用することがわかった。(5)DPPC脂質2分子膜のモンテカルロ計算の結果、球面状2分子膜の場合、内膜と外膜でアルキル鎖の挙動、水和水の分布に大きな差があり、導入ビタミンE分子周りで脂質アルキル鎖の揺らぎが大きくなるという結果を得た。LDLの酸化修飾に伴う薬物結合能の変化を調べたところ、酸化時間の増加に伴って塩基性薬物との結合が増加することが判明した。LDL脂質成分の酸化修飾の影響を解明するために数種のモデルリポソームを調製して結合分析を行った結果、LDL酸化に伴う結合増大は正電荷の減少によって引き起こされ、アシル鎖構造変化の影響は小さいことが示唆された。平成13年度はLDLや他のモデルタンパク質の溶液構造と機能に関する研究を継続する。新規脂質ナノ粒子、キュボソーム、ヘキソゾームの調整法を確立し、その性質をX線小角散乱法、動的光散乱法、およびNMR法により調査した。その結果を学会で報告あるいは学術雑誌に投稿した。今後SPR法などにより血漿蛋白質との相互作用を解明する予定である。また、血漿アポリポ蛋白質の部分構造モデルペプチドと脂質ナノ粒子の相互作用を熱力学的ならびに蛍光分光学的に調査し、脂質粒子とアポリポ蛋白質の分子認識機構を研究した。この結果も学会での報告と学術雑誌への投稿を準備中である。7回膜貫通型受容体は、細胞内第三ループの部位には共通配列が見当たらないにも関わらずこれらの部位でG蛋白質を直接活性化するといわれている。GABAb受容体においてもこの部位で活性化するかどうかを検討するため、細胞内第三ループ14残基に相当する合成ペプチド(ICL3)を機能構造モデルとして取り上げ、活性を測定した。コントロールとして第二ループの21残基(ICL2)についても検討した。ICL3を相互作用させたとき、コントロールに対して4倍の活性上昇を示した。ICL2,ICL3の混合液の場合、両者の活性に加成性が見られた。本結果は生化学会で報告している。また、今回見出された活性ペプチドの立体構造解析を進めている。

さらに、生体膜とこれら生体分子との相互作用を調べるための大規模な分子シミュレーションプログラムを現在開発中である。本研究では、以下に述べるような生体超分子集合体に関する高次微細構造と機能に関する多角的な研究を行い、その包括的な問題解決を図った。高性能先端分析法を用いて、低密度リポタンパク質(LDL)の酸化時間増加に伴いモデル薬物との結合が強くなること、LDL酸化に伴う負電荷数の増加が結合性増加に大きく関与することが判明した。さらに、AGPの各種変異体の薬物結合性を調べた結果、変異体間で薬物結合性に大きな違いがあること、並びに、薬物結合性や立体選択性は溶液のpHに大きく依存することが判明したSPR基板への脂質粒子の固定化は粒子の変形、崩壊をまねくことが示唆された。しかし、粒子への結合性はapoA-1のC末端の変異により著しく影響されることがわかった。プロスタグランジン受容体とオピオイド受容体の部分合成ペプチドについて、Gi活性および分子間相互作用を検討した結果、いずれのペプチドもGiと安定な複合体を形成した上、G蛋白質を活性化した。NMR解析の結果、N末近傍でヘリックス構造による正電荷クラスタを形成しG蛋白質を活性化することがわかった。CDスペクトル解析の結果Aβ(1-28)についてはAc-ELVFFAKK-NH2が、Synuclein(NAC(19-35)についてはAc-KTVE-NHが、またPrP(129-154)対しては、Ac-EFGNK-NH2およびAc-EYYEK-NH2が特異的に相互作用することがわかった。DPPC脂質2分子膜のモンテカルロ計算の結果、球面状2分子膜の場合、内膜と外膜でアルキル鎖の挙動、水和水の分布に大きな差があり、導入ビタミンE分子周りで脂質アルキル鎖の揺らぎが大きくなるという結果を得た。
正常および疾患のある声帯の発声の力学的研究

人間の発声は、声門において肺からの空気流と声帯の運動が連成して生じた自励振動が音源となり、声道において共鳴して「声」となって口や鼻孔より大気中へ放出される力学的なメカニズムに支配される。そこで正常者の発声に限らず、声帯のポリープ、喉頭癌、神経麻痺などの病変の診断などを目的として、名古屋大学工学研究科(NU)および藤田保健衛生大学医学部(FU)が共同して正常・疾患のある声帯の発声の力学的研究を行った。名古屋大学における研究(NU):これまでに提案した左右対称な声帯による発声の解析モデルを改良して、声帯の剛性、質量、張力が任意に分布する場合を扱うことを可能にし、またFUにおいて行われた正常者の発声の音声計測データと、改良モデルによる数値解析と比較検討した。さらに、既に提案した非対称疾患声帯の解析モデルの改良を進め、FUで得られた患者のデータとの比較を容易にした。藤田保健衛生大学における研究(FU):正常および病的喉頭の声帯振動メカニズムを空気力学的に解析するための基礎データとして、発声時の声門上圧、声門下圧、呼気流率の同時測定を行った。また、喉頭ストロボスコピーにより声帯振動の画像を取得し、声門面積波形などの解析データを得た。特に、正常例と喉頭麻痺症例における声門上・下圧の微細振動波形を比較し、声帯振動の違いを明らかにすることが出来た。今後、これらのデータを踏まえて、NUの解析モデルの改良を行う。今後、これらの成果を踏まえて、さらに研究を進展させる予定である。名古屋大学左右対称な声帯による発声に関する、既に提案した解析モデルを改良して、声帯の剛性、質量、張力が任意に分布する場合を扱うことを可能にし、実際の発声現象にもより広く適用できるようにした。また、正常者の発声の音声計測を既存のマイクロフォン、パソコンなどを用いて行い、上述した改良モデルによる数値解析と比較検討した。また声帯振動を解析するために、パソコン用画像解析ソフトウェアを新規に購入して正常者のデータについて予備的な解析を行った。また、既に提案した非対称声帯解析モデルを、患者のデータに適用することを容易にするためにプログラムの改良を行った。藤田保健衛生大学正常、病的喉頭の声帯振動メカニズムを空気力学的に解析するために、発声時の声門上圧、声門下圧、呼気流率の同時測定を既設の発声機能検査装置・システムを使用して行った。同時に、既設の喉頭ストロボスコピーによる声帯振動の計測により動的画像を取得した。測定データと画像を新規に購入した画像処理装置に10kHzのサンプリング周波数で取り込み、名古屋大学と共同して画像解析ソフトウェアにより声門面積波形などの解析データを得た。解析正常例と喉頭麻痺症例における声門上・下圧の微細振動波形を比較したところ、一部の喉頭麻痺症例では正常例で認められた声門下圧の規則的な3相性波形がみられず、高周波成分の目立つ不規則な波形として観察された。また、喉頭麻痺症例の喉頭ストロボスコピーでは著明な声門閉鎖不全と左右声帯振動位相のずれが認められた。次年度には観察結果の力学的解明を進める。平成14年度には、前年度の工学と医学の手法の相互理解に基づいて行った正常と疾患時の発声の基礎的な課題に関する予備的な研究の成果を踏まえて研究を発展させた。1.名古屋大学においては、正常な発声の左右対称な声帯解析モデルの詳細なパラメータの特定を行うため、声帯の質量、形状、剛性の分布を変えて発声のシミュレーションをさらに進めた。また、患者の計測データを踏まえて、振動する左右非対称な声帯の間を通る空気流の非定常モデルの解析と計算プログラムの改良を行った。購入した解析用計算機を用い、非対称性の影響を明らかにし、疾患のより詳細なモデルを構築した。

2.藤田保健衛生大学においては正常と喉頭麻痩の声帯振動メカニズムを空気力学的に明らかにするため、声門上・下圧、呼気流率の測定を行った。上・下圧計測は経鼻的に声門上・下腔に挿入した微少差圧計カテーテルを用い、発声機能検査装置にデータを取り込み、声帯振動はelectroglottogram(EGG)を用いて記録した。典型的症例に対しては喉頭ストロボスコープを用いて声帯の振動パターンの直接的な観察も行った。喉頭麻痘症例においては、声門上・下圧の微細振動波形とEGG波形の位相は正常者と同様に一致していたが、声門の閉鎖不全のため高周波成分が顕著で、声帯振動は左右非対称で不規則であった。3.今後、上述の成果をさらに精査して両大学が共同して研究を発展させる予定である。
中学校・高等学校における地震教材の開発と体系化に関する研究

1.研究のねらい中学校、高等学校における地学的領域の地震教材の集積と開発を行い、地震教材の体系化を図るとともに、その有効性の検証を行う。2.研究の成果内外の文献及び新しく開発した観察、実験教材は次のようである。(1)不動点にかかわる実験器具2種、この中1種は開発した。(2)初期微動継続時間の生じることについてのモデル実験器の開発(3)PS波の伝わり方及びそれらの測定できるモデル実験器(東レ受賞作品の簡略化を行った)(4)日本海中部地震、福井地震、宮城沖地震についての走時曲線作成の実習教材の開発(5)震源を求めるモデル観察器(震源までの深さを糸の長さで表し、3観測点を結んで震源、震央を求める)(6)地震の大きさと、揺れの大きさについてのモデル(電燈と机上の明るさの対比)の開発(7)震源分布の立体モデル観察器(OHPシ-トに100kmごとの震源をプロットしたものを縮尺の距離だけ離して積み上げたもの)(8)地震発生モデル実験器の開発(カリ-プで作成したものを改良した。)3.学習上の効果これらの開発した実験器具を中心にモジュ-ル化し、秋田県横手南中学校で試行授業を行った。その結果、従来のような教師主導型が良いという生徒は僅か数%で、残り9割以上が、これらの器具を用いた学習が良いという結果が得られた。
カプシカム属植物に含まれるカプサイシン類似新規物質の果実内生成と人体での生理活性

1.トウガラシ品種'CH-19甘'に含まれるカプシノイド類似物質を同定した結果、新規物質であることを認め、カプシノイドと命名した。2.新規物質カプシノイドには、カプサイシノイドと同様動物において脂肪燃焼作用、鎮痛作用、血中のアドレナリン濃度の上昇作用などがあることを認めた。3.バニリールアルコールと8-メチル-6-ノネン酸メチルを基質とし、遊離型並びに固定型リパーゼPL、QLを反応させることによりカプシノイドの人工合成に成功した。4.品種'CH-19甘'の収穫適期は開花後2030日、即ち果実が濃緑赤色になる直前であることが明らかとなった。5.品種'CH-19甘'の果実は収穫後28度で貯蔵すると23日で約30パーセントのカプシノイドが分解するが、5度では数週間の貯蔵が可能であることが明らかとなった。6.果実内カプシノイドが乾物g当たり60007000mgを含む高含量系統p-7000の育成に成功した。7.生産者圃場別(京都府、兵庫県、栃木県、タイ国)での果実内カプシノイド含量はそれほど差異がないことが認められた。8.カプシノイドはバニリールアルコールと脂肪酸の縮合によって生合成されることがほぼ明らかとなった。9.胎座組織をアルギン酸ナトリウムで固定化した反応系ではフェルラ酸、バニリンを添加することによりカプシノイドの著しい増加が認められた。10.カプシノイドをマウスに与えると脂肪代謝が促進された。11.品種'CH-19甘'の果実をヒトに与えると体熱産生が促進された。12.品種'CH-19甘'の果実をヒトに与えると呼吸代謝が促進された。13.カプシノイドはラットに3g/kgを与えても代謝異常は認められなかった。1.研究代表者である矢澤が、タイ国の在来品種より選抜固定した辛味のない`CH-19甘'の果実には人によっては発汗作用のあることが確認された。2. `CH-19甘'の果実にカプサイシノイド類似物質が薄層クロマトグラフィーで確認された。3. `CH-19甘'の果実からカプサイシノイド類似物質を含む画分を液体クロマト法およびNMR法で分析した結果、この物質群はバニリールアルコールと脂肪酸の一種である8-メチル-6ノナン酸が縮合した物質であることを認めた。これらの物質はこれまで報告されていない新規物質である。この物質群にカプシノイドという名称を与えた。カプシノイドは数種の同族体からなっていることを明らかにし、最も多量に含まれる物質に対してカプシエイトという新しい物質名を与えた。4.カプシノイドをリパーゼ酵素法で人工合成することに成功した。5.人工合成したカプシノイドをマウスに経口投与することにより体温が上昇し、臓器周辺の脂肪が減少することが明らかとなった。カプシノイドはカプサイシン(カプサイシノイド同族体)と同様の生理作用をもつ可能性が示唆された。6. `CH-19甘'の果実内のカプシノイド含量は開化30日35日目に最も高くなり、その後漸減した。7.カプシノイドはin vitroで容易にメチル化される不安定な物質であることが明らかとなった。植物生体内では比較的安定した物質であることが認められた。1.トウガラシ品種'CH-19甘'の果実発育にともなう

カプサイシノイド類似非辛味性新規物質であるカプシノイドの含量について検討した.開花後10日目より果実内にカプシノイドの生成が認められ,開花後30日目に最高の含量となり,開花後40日目にはその含量は最高含量の20%程度まで減少した.2. 'CH-19甘'果実の収穫時期を異にしたカプシノイド含量は,夏期に収穫したものが秋期に収穫したものに比べ高かった.3.カプシノイド高含量の新しい系統は現在選抜中である.4.果実にカプシノイドを含まない品種に,カプシノイドの生合成の中間産物であるバニリンを果実中に注入すると,胎座部にカプシノイドの生成が認められた.5.Std-ddYマウスにカプシエイトを経口投与することにより,血中アドレナリン濃度,グルコース濃度および遊離脂肪酸濃度が増加した.また,カプシエイトを経口投与することによりマウスの酸素消費量が増加した.これらの結果から,カプシノイドは動物のエネルギー代謝を促進することが明らかとなった.6.カプシエイトのラットへの血中投与によりアドレナリン分泌が促進された.7.カプシノイドの前駆体であるバニリルアルコールと8-メチル-6-ノネン酸メチルを基質とし,遊離型並びに固定型リパーゼPL,QLを反応させることによりカプシノイドが合成できることを明らかにした.8. 'CH-19甘'の胎座組織をアルギン酸ナトリウムで固定して,バニリンを含む培地で培養するとカプシノイドが合成されることを認めた.1。品種'CH-19甘'の収穫適期は開花後2030日、即ち果実が濃緑赤色になる直前であることが明らかとなった。2。品種'CH-19甘'の果実は収穫後28度で貯蔵すると23日で約30パーセントのカプシノイドが分解するが、5度では数週間の貯蔵が可能であることが明らかとなった。3。果実内カプシノイドが乾物g当たり60007000mgを含む高含量系統p-7000の育成に成功した。4。生産者圃場別(京都府、兵庫県、栃木県、タイ国)での果実内カプシノイド含量はそれほど差異がないことが認められた。5。カプシノイドはバニリールアルコールと脂肪酸の縮合によって生合成されることがほぼ明らかとなった。6。胎座組織をアルギン酸ナトリウムで固定化した反応系ではフェルラ酸、バニリンを添加することによりカプシノイドの著しい増加が認められた。7。カプシノイドをマウスに与えると脂肪代謝が促進された。8。品種'CH-19甘'の果実をヒトに与えると体熱産生が促進された。9。品種'CH-19甘'の果実をヒトに与えると呼吸代謝が促進された。10。カプシノイドはラットに3g/kgを与えても代謝異常は認められなかった。
固体粉末試料中の14Nスピンに対する高分解能NMRスペクトルの測定

昨年度の中頃より、「^<14>Nスピンとそれに隣接した^<13>Cとの双極子相互作用が^<13>CのNMRスペクトルに与える影響から^<13>Cと^<14>Nの核間距離を求める試み」を行っていたが、今年度は、この実験をシミュレートするための計算機プログラムの作成を行った。(1)通常の^<14>Nオーバートーンパルスを使ったREDORの実験では、パルスの照射周波数のオフセットによって実験結果が大きく左右される。(2)照射周波数が連続的に変化する^<14>Nオーバートーンパルスを使ったREDOR実験では、周波数スイープ範囲の中心が数十kHz変化しても一定の実験結果が得られる。これらのシミュレーション結果から、^<14>N周波数スイープオーバートーンパルスを用いたREDOR実験は、固体粉末状態の蛋白質に含まれる炭素-窒素核間距離の測定に十分使えることがわかった。さらに、(2)のREDOR実験において、実験結果が周波数スイープ範囲の中心に依存しない理由を検討した。周波数スイープオーバートーンパルスの周波数掃引速度が回転周波数よりも十分大きく、かつ周波数スイープ範囲がオーバートン共鳴周波数範囲をカバーしている場合に、実験結果が周波数スイープ範囲の中心位置に左右されないこと(一定となること)が明らかになった。固体状態の蛋白質に含まれる窒素核は99.6%が^<14>Nスピンを持つ。そして^<14>Nスピンをもつ窒素核は固体蛋白質中においては大抵1MHzを超える核四極子相互作用をもつ。それゆえ通常のNMRの手法ではそのスペクトルを測定することすら難しい。さらに高分解能なスペクトルを得ることは今まで実現されていない。本研究では最初にスピン1のエネルギー状態の|1>、|-1>間の直接遷移から得られる^<14>Nオーバートーンスペクトルを試料二重回転のもとで測定することを試みた。オーバートーンスペクトルは核四極子相互作用の1次の影響を受けないため、通常のNMRスペクトルに比べてはるかに狭い線幅をもつ。さらに残った線幅は試料二重回転により消去されるので理論上^<14>N高分解能NMRスペクトルが得られるはずである。我々はまず標準サンプルのN-acetyl-DL-valine(NAV)を二重回転させながら実験を行った。しかし^<14>Nスピンのオーバートーンスペクトルそれ自体が観測できなかった。そこでNAVの単結晶を合成し、それを試料二重回転用のロータにセットし試料を静止させて実験を行った。すると単結晶に対する^<14>NスピンのオーバートーンNMRスペクトルが測定できた。さらに試料をL-alanine,glycineと代えて試料二重回転の実験を行った。それらの結果はNAVの結果と同じであった。これらのことから、試料二重回転のロータを構成するポリイミド系化合物中の^<14>Nスピンの信号がバックグラウンドとなって試料の信号を覆い隠していることが判明した。そこで新たに窒素をまったく含まないKel-Fを用いてロータシステムを再構築することを試みることになった。今年度は、固体粉末試料中の14NスピンのNMRスペクトルをDORプローブを用いて測定した場合にスペクトル構造がどのようになるのかを計算してみた。その結果、14Nスピンの高分解能NMRスペクトルを測定するためには、試料回転周波数を理論的に無限大とするmagic-angle turningが有効であることが明らかになった。さらに、14Nスピンとそれに隣接した13Cとの双極子相互作用が13CのNMRスペクトルに与える影響から、13Cと14Nの核間距離を求める試みを行った。まずは、上記の状況を再現することができる計算機シミュレーションプログラムを作成した。様々な実験条件について計算機シミュレーションを行った結果、固体粉末試料中に含まれる14Nスピンの分極状態を反転させるには、通常のRFパルスでは非常に効率が悪くさらに実験パラメータのシビアな調整が必要となることがわかった。これに対して通常のRFパルスの代わりに14Nに断熱的なovertone RFパルスを照射した場合には、はるかに効率的にスピン分極状態を反転させられることが判明した。これらの計算結果を受けて、断熱的なovertone RFパルスを照射するための第3番目のRFチャンネルの製作を行った。現在は任意波形発生器と制御用コンピュータのインターフェイスを調整している段階で、これの完成後直ちに標準試料N-acetyl-D, L-valineの粉末を用いて実験を行い計算機シミュレーションの結果を確認する予定である。

周波数スイープオーバートーンパルスの周波数掃引速度が回転周波数よりも十分大きく、かつ周波数スイープ範囲がオーバートン共鳴周波数範囲をカバーしている場合に、実験結果が周波数スイープ範囲の中心位置に左右されないこと(一定となること)が明らかになった。
がん細胞特異的ATP放出機序の解明

がんは自らの周りに生存を維持するための微小環境を構築しており、そこにはATPが高濃度で存在する。このATPの大きな役割は分解によりアデノシンを生成、高濃度に維持することにより、がんに対する免疫攻撃を抑制することである。しかしがん微小環境においてATPが高濃度に維持されるメカニズムは分かっていない。本研究は、私たちの開発したATPリアルタイムイメージング法を用いて見出すことのできたがん細胞特異的なATP放出現象の機序と役割を明らかにし、がんにおけるATPシグナリングを解明することを目的としている。これまでに低張刺激によるATP放出のイメージングから、初代培養の正常乳腺上皮細胞と乳がん細胞を含む未分化株細胞とでは全く異なったATP放出パターンを持つこと、未分化の細胞株に特異的にみられる散漫的持続的なATP放出は容量調節性Cl-チャネル(VRAC)の阻害剤であるDCPIBでのみ阻害され、炎症性物質Sphingosine-1-Phosphateで細胞容積変化を伴わずに活性化されたことから、VRACががん細胞におけるATP放出経路であると考えられた。またがん微小環境に多く存在する上皮間葉系転換を引き起こすTGFβ処理によって増大することも分かった。さらにVRACの分子実体であるLRRC8 (Leucine-rich repeat-containing protein 8)ファミリー(AからEの5種類)が私たちの用いている乳腺細胞株に発現しており、特にA, C, Dの発現量が多いこと、散漫的持続的ATP放出を増強させるTGFβ処理によってその発現量が増えることなどをリアルタイムPCRによって明らかにした。低張刺激によってがん細胞において正常細胞とは異なったATP放出機序の違いを見出し、それは容量調節性Cl-チャネル(VRAC)の阻害剤であるDCPIBで阻害され、炎症性物質Sphingosine-1-Phosphateで細胞容積変化を伴わずに活性化されることなどからVRACと考えている。それを明らかにするため今回VRACの分子実体であるLRRC8Aと8Bから8E計5つのisoformsの遺伝子の発現レベルを調べ、間違いなく発現していること、ATP放出量を増大させるTGFβ処理によって発現量が増加することなどを明らかにでき、当初の計画どおり順調に進んでいるということができる。低張刺激によるがん細胞特異的なATP放出機序はVRACの分子実体であるLRRC8AとそのisoformsのLRRC8B-Eが用いている乳腺細胞株で発現しており、ATP放出量とその発現量に相関があることなどが分かってきた。さらにこれらisoformsのノックダウン実験でATP放出との関連を確認していく必要がある。Isoformsのうち特にA,C,Dの発現量が多く、中でもLRRC8CはATP放出量を増大させるTGFβ処理によって明らかに増大し、VRACのATP放出能とisoformsの組み合わせとの関連を明らかにしていく。また正常乳腺細胞の多様なATP放出機序をあらためて見直し、それらの発生要因や制御機構とがん細胞特異的放出機序との関連を調べることも重要と考えている。

Isoformsのうち特にA,C,Dの発現量が多く、中でもLRRC8CはATP放出量を増大させるTGFβ処理によって明らかに増大し、VRACのATP放出能とisoformsの組み合わせとの関連を明らかにしていく。また正常乳腺細胞の多様なATP放出機序をあらためて見直し、それらの発生要因や制御機構とがん細胞特異的放出機序との関連を調べることも重要と考えている。本年度は昨年度延長した科研費基盤研究(C)「ATP放出の多様性の機序とその生理学的意義」(15K08174)の予算もあり、実験の基本部分は同じであるため、大量に使用するATP測定試薬や培養用試薬などはまとめて購入し、高価な阻害剤や抗体は使用量が少ないため共用することにより、全体としての節約に努めた。その結果消耗品の使用額を抑えることができた。次年度ではリアルタイムPCRや遺伝子ノックダウンの実験を予定しているがそれら実験のキットには当初予定よりも多額の費用が必要と思われ繰り越した予算はそれらに充てる。
頭蓋顔面骨由来間葉系幹細胞を用いた頭蓋顔面骨再生

ヒト骨髄由来間葉系幹細胞(human bone marrow derived mesenchymal stem cell,hMSC)の移植時の動態を調査する目的で、human Green Fluorescent Protein(hGFP)cDNAトランスフェクション後の頭蓋骨欠損部への定着、分化について、骨成熟マーカー、骨発現調節因子を調査した。hGFPトランスフェクション化hMSCは第1継代から第4継代までin vitroで比較検討し、細胞への導入効率、増殖培養にて3時間または6時間遺伝子導入かつ第一継代細胞のみ、培養3日間で、非トランスフェクションとほぼ同等の細胞増殖性を示したため、本細胞を生体内での頭蓋骨欠損モデルでの使用とした。また、放射線と頭蓋顔面、頭頚部の治療関連として、放射線照射後の病態理解にケロイド治療例の臨床検討を加え、放射線照射後の生体条件下で間葉系幹細胞を用いた細胞移植治療法の有用性が明らかとなり、更に線維性増殖疾患(FibroProliferative Disease,FPD)の病態にも関連する事が判明した。更に本細胞の特性を生かし緊急ヒバク医療における貢献の可能性が示唆された。凍結保存が可能であり、凍結・解凍後の細胞増殖性・特性はほぼ維持されており、GFP標識細胞でも同様であった。間葉系幹細胞は既にアメリカをはじめとする欧米各国では、緊急災害時の細胞バンクとしての活用も実践されており、この分野での新たな展開が必要と考えられた。GFP標識後間葉系幹細胞の、生体内での動向は、神経切断・血管結紮モデルにおいては、血流改善・神経再生・組織治癒促進となっており、頭蓋骨欠損モデルにおけても、時間・空間における調節が明らかとなった。今後、自己組織由来幹細胞移植について前臨床試験、臨床試験へ発展させていく必要があると思われた。ヒト骨髄由来間葉系幹細胞(human bone marrow derived mesenchymal stem cell,hMSC)の移植時の動態を調査する目的で、human Green Fluorescent Protein(hGFP) cNDAトランスフェクション後の頭蓋骨欠損部への定着、分化について、骨成熟マーカー、骨発現調節因子を調査した。骨成熟マーカーであるオステオカルシンは、骨発現転写因子であるRUNX2発現と共に、移植後1週で主に骨膜面の頭蓋骨内面に発現しており、2週までで発現していた。骨再生部位では移植細胞マーカーであるhGFPの緑色と、マーカーの発現色であるロダミン赤色が共に混合色として免疫染色で確認された。頭蓋骨移植において、術後1週から既に間葉系幹細胞は骨分化しており、DEXA法では術後2週で有意な骨密度の増加を認めた。以上から、骨間葉系幹細胞は頭蓋骨再生の移植細胞源として有用であり、細胞の分化が直接骨再生につながると考えられた。また、頭蓋骨の胎生発生学上の特徴としては、内軟骨性の骨形成を起こさず、直接皮質骨形成を認めており、頭蓋骨の骨幹細胞の骨形成能の亢進が推察される。また、学童中期の成長期での顔面骨における鼻中隔、上顎前方部の骨切り術での中期的予後は良好であった。来年度に書けて、実験モデルでの長期的観察と間葉系幹細胞移植の顔面骨への効果検討を継続課題としたい。頭蓋顔面骨の特徴を追求し、主に間葉系幹細胞を用いた、再生研究を進めた。先天性、外傷後の欠損のみならず、近年増加している、生活習慣病や、代謝疾患、感覚神経異常を伴う疾患に対して、ヒト由来間葉系幹細胞は高い治療効果を認めることが分かった。

特に、緑色蛍光タンパク(Green Fluorescent Protein、GFP)遺伝子導入間葉系幹細胞は1継代2継代は、非導入細胞とほぼ同等の細胞増殖能、分化能を有することが分かった。これにより、細胞移植後の動態解析が可能となった。また、放射線と頭蓋顔面、頭頚部の治療関連として、放射線照射後の病態理解にケロイド治療例の臨床検討を加え、放射線照射後の生体条件下で間葉系幹細胞を用いた細胞移植治療法の有用性が明らかとなり、更に線維性増殖疾患(FibroProliferative Disease、FPD)の病態にも関連する事が判明した。更に本細胞の特性を生かし緊急ヒバク医療における貢献の可能性が示唆された。凍結保存が可能であり、凍結・解凍後の細胞増殖性・特性はほぼ維持されており、GFP標識細胞でも同様であった。間葉系幹細胞は既にアメリカをはじめとする欧米各国では、緊急災害時の細胞バンクとしての活用も実践されており、この分野での新たな展開が必要と考えられた。GFP標識後間葉系幹細胞の、生体内での動向は、神経切断・血管結紮モデルにおいては、血流改善・神経再生・組織治癒促進となっており、頭蓋骨欠損モデルにおけても、時間・空間における調節が明らかとなった。今後、自己組織由来幹細胞移植について前臨床試験、臨床試験へ発展させていく必要があると思われた。
西欧文学にみる反デモノロジーの精神史

大著『悪魔の神話学』を書きあげたのは2017年だったが、その後、何度かの校正作業を経て、本書は2018年6月に刊行された(岩波書店)。本書は、佐藤優氏によって雑誌『AERA』で1頁全部を使って高く評価された他、毎日新聞の年末の「今年の3冊」で二人の評者によって今年の収穫3冊のうちの一冊に選ばれた。18世紀以降、「悪魔」は迷信だ、非科学的だと一方では考えられながらも、他方では悪魔に対する関心が増大していった。その過程を研究会(3ヵ月に一度開催、開催場所は立命館大学と平安女学院大学)で追求した。取り上げられたのは、ドイツ・ロマン派における悪魔像、ナチズムと悪魔、スターリニズムと悪魔、米国における人種差別投影としての悪魔像だった。その結果、次の結論が導かれた。1中世においては神への信仰が強まるのとともに、悪魔への関心が増大していったが、近代においては逆に神への信仰が薄まるのとともに悪魔像が肥大化していった。悪魔に関する言説の流行は、じつは「神の死」の進行度を示す症候である。2近代において「悪魔」は他人を罵倒するときの常套語になり下がっている。悪魔は世俗化した社会を闊歩している。3ミシェル・フーコーが力説したように、「神の死」の後にやってきたのは「人間の死」だった。人間が死んだ後の荒地を悪魔は支配している。それが如実にうかがえるのはナチズム下のドイツとスターリニズム下のソ連であり、その恐ろしさはトーマス・マンの『ファウストゥス博士』とブルガーコフの『巨匠とマルガリータ』にはっきりと描かれている。とりあえずそのような結論には達したものの、それをさらに深く掘り下げることは今回はできなかった。特に「神の死」と悪魔像との関係に関しては、ヨーロッパ文学研究と宗教学研究とが提携して取り組む必要がある。次は「ファウストと〈神の死〉というテーマで、研究を続ける予定である。近代ヨーロッパではどのような時代背景の下に悪魔ないし悪魔的形象の登場する幻想文学、ゴシック小説などが盛んになったのか。この問いに答えるため、毎月1回、立命館大学衣笠キャンパスで集まり、宗教と文学の関係を考察検討した。その成果は以下のようにまとめられる。1)宗教改革後、カトリック側もプロテスタント側も相手陣営を悪魔呼ばわりし、中傷合戦を繰り広げるようになった。それが端的に表れているのは、プロテスタントの側から書かれた民衆本『ファウスト』である。相手陣営の悪魔視、民衆本『ファウスト』が博した絶大な人気によって、悪魔は「聖」の領域から「俗」の領域に進出し、人々の心を深く蝕んでいった。文学作品に登場するようになった悪魔像は、いわば「悪魔の世俗化」と見なすことができる。2)相手陣営を悪魔呼ばわりすることによって、「俗」がいわば「聖」に勝利し、宗教の権威が弱められていくことに危惧の念を抱いたのは、エラスムスだった。エラスムスとルターの「自由意志論争」には歴史の大きな節目を認めることができる。エラスムスは看破していた。ルターたちの宗教改革が悪霊たちの跳梁跋扈する時代の扉を開けてしまったことを。3)宗教改革とともに悪霊たちが跳梁跋扈する時代が始まった。しかもその時代はナチズムにいたるまで続いていたというのが、『ファウストゥス博士』におけるトーマス・マンの主張だった。ナチズムを生んだ時代背景にはもっとさまざまな要素があり、トーマス・マンの主張はいささか図式的にすぎる嫌いがあるが、とはいえ、ナチズムと戦前の日本の軍国主義とを比較してみるとき、「悪魔の世俗化」がヨーロッパ史の背後にあることは否定しがたいであろう。最初は文学研究の側からデモノロジー等の宗教を考察するつもりだったが、研究会を重ねるうちに、むしろ宗教の側から文学を考察する必要のあることに気づかされた。宗教改革の歴史研究にかなり時間を取られたとはいえ、宗教と文学の関係の考察はおおむね予定通りに進んでいる。研究代表者は『悪魔の神話学』という新著を書きあげ、科研隔月研究会において「神の弟」「キリスト教とグノーシス」「堕天使という神話」「自由意志か奴隷意志か」「カントの根源悪をめぐって」等の章を発表し、参加者の批判を仰いだ。特に問題になったのは、アウグスティヌスの時代、初期キリスト教が、ペラギウスらの強い反対があったにもかかわらず、デモノロジーの教義を取り入れ、原罪説を認めたことだった。それによって、人間は生れたときから薄汚れた存在になるよう定められてしまった。そして原罪説を認めたからこそ、イエス・キリストを原罪によって汚されていない存在にするために、キリスト教は、イエスは処女マリアからの処女降誕であるという説を無理してつくりあげる必要に迫られた。さらには「堕天使」という神話も、グノーシス主義の二元論からキリスト教を守るためにつくりだされた嘘だった。こうした「嘘」が積み重なって、ヨーロッパではいわゆる「中世の大停滞」が生み出された。さらには、魔女狩りが生み出されたのもデモノロジーのせいだった、そんなデモノロジーは宗教改革によってさらに強められたのではないか、ヨーロッパの精神史はキリスト教内のデモノロジー派と反デモノロジー派の論争として読めるのではないか、等の議論が出た。『悪魔の神話学』は2018年内の刊行予定である。研究分担者の一人は小説『ファウストゥス博士』におけるトーマス・マンのナチズムとの対決について論じた。

発表後、ナチズムとデモノロジーの関係、ナチズムとグノーシス主義の関係について活発な議論が交わされた。研究分担者のもう一人は英米のゴシック小説やホラー小説について報告した。ゴシック小説やホラー小説はデモノロジーから生まれたのか、19世紀のドイツで数多くつくられた一連の「悪魔の書」(Teufelsbuecher)とゴシック小説やホラー小説はいかなる関係にあるかが議論された。研究代表者の新著『悪魔の神話学』が完成したのは2017年度の大いなる進展だった。だが、中世ヨーロッパの最大の思想家であったオッカムがデモノロジーや魔女狩りに反対していたにちがいないという想定の下に、オッカムの『大論理学』読書会を進めたものの、オッカムがデモノロジーや魔女狩りに反対していたという証拠は残念ながら掴めなかった。ナチズムとデモノロジーの関係については、反ナチの人々がナチを「死神」と呼んだビラが多数あったことは確認できたものの、ナチを「悪魔」と呼んだものは見つからなかった。またナチズムがデモノロジーであるというためには、ナチズムが何を悪魔視していたのかを突き止めなければならず、ナチズムがユダヤ人を「悪魔」と呼んでいるものを探したが、残念ながらこれも見つからなかった。大著『悪魔の神話学』を書きあげたのは2017年だったが、その後、何度かの校正作業を経て、本書は2018年6月に刊行された(岩波書店)。本書は、佐藤優氏によって雑誌『AERA』で1頁全部を使って高く評価された他、毎日新聞の年末の「今年の3冊」で二人の評者によって今年の収穫3冊のうちの一冊に選ばれた。18世紀以降、「悪魔」は迷信だ、非科学的だと一方では考えられながらも、他方では悪魔に対する関心が増大していった。その過程を研究会(3ヵ月に一度開催、開催場所は立命館大学と平安女学院大学)で追求した。取り上げられたのは、ドイツ・ロマン派における悪魔像、ナチズムと悪魔、スターリニズムと悪魔、米国における人種差別投影としての悪魔像だった。その結果、次の結論が導かれた。1中世においては神への信仰が強まるのとともに、悪魔への関心が増大していったが、近代においては逆に神への信仰が薄まるのとともに悪魔像が肥大化していった。悪魔に関する言説の流行は、じつは「神の死」の進行度を示す症候である。2近代において「悪魔」は他人を罵倒するときの常套語になり下がっている。悪魔は世俗化した社会を闊歩している。3ミシェル・フーコーが力説したように、「神の死」の後にやってきたのは「人間の死」だった。人間が死んだ後の荒地を悪魔は支配している。それが如実にうかがえるのはナチズム下のドイツとスターリニズム下のソ連であり、その恐ろしさはトーマス・マンの『ファウストゥス博士』とブルガーコフの『巨匠とマルガリータ』にはっきりと描かれている。とりあえずそのような結論には達したものの、それをさらに深く掘り下げることは今回はできなかった。特に「神の死」と悪魔像との関係に関しては、ヨーロッパ文学研究と宗教学研究とが提携して取り組む必要がある。次は「ファウストと〈神の死〉というテーマで、研究を続ける予定である。宗教改革と文学との関係を考察しているうちに気づかされたのは、宗教改革後、民衆の信仰心がカトリック側でもプロテスタント側でも次第に衰えていったということだった。
反転の無い希土類化合物の交差物性と密度波・超伝導

反転の無い希土類化合物RNiC2の内、R=Smでは電荷密度波(CDW)が低温強磁性転移とともに消失し抵抗が減少することが知られていた。本研究では、多くの希土類元素について、純良単結晶を系統的に作成し、CDWの有無について詳細に調べた。その結果、変調構造には2種類あり、いずれもがランタノイド収縮による化学圧により変調構造が安定化することがわかった。すなわち、Prより重元素では不整合波数CDWが形成される。この不整合波数CDWは数テスラの磁場印加により破壊し抵抗を1桁変化させる交差物性を示した。Dy,Yではこの不整合波数に加え整合波数の変調構造が競合し、Ho以上では整合波数のみが現れる。本年度は新たに、反強磁性の磁気的基底状態を持つNdNiC2においてについて、以下のことが明らかになった。1)反強磁性と波数(0.5 0.5 0)の電荷密度波(CDW)は共存するものの、2)数テスラの磁場印加で強制強磁性状態となり、抵抗から判断し強磁性状態ではCDWが消失していることを発見した。(JPSJ 82(2013)123701)。これはRNiC2のうち唯一ゼロ磁場で強磁性転移するSmNiC2において、常磁性状態から磁場印加により強磁性を発現させた時にCDWが消失することと、強く相関しているものと思われる(Phys. Rev. B85 (2012) 092402)。この磁場はわずか数テスラであり、温度換算すれば、数K程度のエネルギーになるが、実際には転移温度100K以上のCDWを消失させることができる。これは予想されていなかった結果である。この他、嬉しい成果として、工夫した作成方法によりRが異なる多種の良質の単結晶を得られたこと、その多くがCDWを示したことがあげられる。具体的にはRNiC2 (R=La,Pr,Nd,Sm,Dy,Y,Ho,Er)の良質単結晶の作成に成功しPr,Nd,Sm,Dy,Yでは回折的手法と抵抗測定によりCDWを発見した。そのCDW転移温度は、100Kから350Kに分布する。しかも、Dy,Y,Ho,Erでは違う波数の変調構造をも発見した。回折実験から判定して、これらの変調構造同士は競合しあっている。これらの物質の多くは反強磁性を低温で示すがその磁気構造は微妙に違っている。本物質群で見られるCDWが、上記のように磁場に弱い原因を、今後詳細に調べる上で、本年度作成した多種の良質の単結晶は、有力なツールとなるであろう。希土類化合物RNiC2は,空間反転対称が無く,超伝導付近に電荷密度波が出現し,電荷密度波と磁気秩序が競合するという魅力ある系である。しかしこれまでは磁性に主として興味が集中し、次いでパリティの混成した超伝導などの報告がされ、徐々に興味を集めてきた。しかしながら、この物質では電荷密度波が一部の希土類元素(Sm)で発見された他はその有無が明らかになっていない。しかも輸送特性についてはほとんどわかっていなかった。これは、ひとえに、これまでのアーク炉のみによる結晶育成では、ごく一部の希土類元素のRNiC2しか単結晶が生成されなかったからである。この状況を打破すべく我々は、アーク炉だけではなく小型高温炉を購入し、二つの炉を組み合わせて二重封管法による結晶成長を開発した。その成果としてこれまでは、例えば良質な単結晶が作成できなかったPrなどについても単結晶の作成に成功した。更にはPrでは電荷密度波が存在する事も単結晶電気抵抗測定と単結晶X線回折実験の両方から、明らかにした。今年度は、作成したRNiC2の多種の純良単結晶(R=La ,Ce ,Pr ,Nd ,Sm ,Gd ,Dy ,Y , Ho, Er)の内、多くの物質で変調構造(X線)と電子物性(磁気抵抗、ホール係数)との相関を詳細に測定し、1)その変調構造の波数(具体的には整合か不整合か)、また、2)構造変化と抵抗変化と合わせてCDWとみなせるかについて詳しく調べた。その結果として、ランタノイド収縮による化学圧効果が、これらの変調構造と電子状態とに大きな影響を与えていることがわかった。すなわち、半径が大きい低圧側(軽希土類側)から整理すると、低圧側では変調構造自体が不安定になるが、半径の小さな重希土類を用いたRNiC2では変調構造が安定化し転移温度も上昇する。

具体的に述べるとLa, Ceについては変調構造が存在せず、Pr, Nd, Sm, Gdでは不整合CDWが安定化し、転移温度も次第に上昇する。これらの不整合CDW(0.5 0.52 0)は、常磁性基底状態のPrを除いてTc100K以上のCDWが10T以下の磁場で容易に破壊される。また、転移温度では抵抗上昇が見られる。Dy,Yではおどろくべきことに二種類の変調構造が共存し、高温側で前出の不整合CDW、低温側で整合変調構造(0.5 0.5 0.5)が見られる。Ho,Erでは整合変調構造(0.5 0.5 0.5)のみが高温から発達し、磁場による破壊はないが、変調構造形成温度で抵抗上昇が見られる。軽希土類側での磁場による不整合CDWの破壊の原因を探るため、希土類の磁気モーメントによる内部磁場形成によるCDW破壊を作業仮説としてホール係数の測定をおこなった。その結果として、磁場によりキャリア数が回復していることを発見し、完全にCDWが破壊していることを裏付けた。物理学反強磁性の磁気的基底状態を持つNdNiC2で、数テスラの磁場により転移温度100K以上のCDWが消失していることを発見した。(JPSJ 82(2013)123701)。また、精密な研究の舞台となるべき単結晶試料がR=La,Pr,Nd,Sm,Dy,Y,Ho,Erで安定に出来るようになった。これは大きな前身である。そればかりではなく、ランタノイド半径を反映した格子定数短縮に応じ、CDWが安定化し転移温度が上昇すること、更に高温側に(1/2 1/2 1/2)の構造変調が存在することも明らかになった。1)研究対象物質SmNiC2が弱磁場下で電荷密度波が消失するという興味深い性質を明らかにした。2)RNiC2の単結晶作成方法の開発に成功した。3)実際にいくつかの希土類元素を用いてRNiC2の単結晶を作成した。4)作成した単結晶を用いて輸送特性や構造物性測定をおこない、新たな物質で電荷密度波を発見した。今年度RNiC2 (R=La,Pr,Nd,Sm,Dy,Y,Ho,Er)の良質単結晶の作成に成功しPr,Nd,Sm,Dy,YではCDWを系統的に見い出した。またランタノイド半径を反映した格子定数短縮に応じ、CDWが安定化し、転移温度も上昇する事を見出した。しかし、さらに半径が小さいDy,Y,Ho,Erなどでは高温側に(1/2 1/2 1/2)の構造変調が競合することも明らかにした。この物質で見られるCDWはエネルギースケールで考えた時に、磁場にきわめて弱い。この異常なCDWの磁場不安定性の原因を探るために、これら、新たに得られた単結晶に対して、磁場下でCDWの消長を精緻に測定する。回折的な手法と輸送特性(磁気抵抗、ホール効果)の両方から、重点的に調べる。1)開発したRNiC2の単結晶作成方法を用いて多くの希土類元素について単結晶成長をおこなう。2)作成した単結晶を用いて輸送特性や構造物性測定をおこない、電荷密度波の有無を明らかにする。3)RNiC2には磁気的な基底状態が異なる物質があるので、それらで単結晶を作成し、磁性と電荷密度波との相関をあきらかにする。今年度、様々な物質の合成が順調に進み、それらの物質で本研究の中心内容であるCDWや構造変化の発見が相次いだ。研究の効率を上げるため、今年度は物質合成とCDWの基礎的な研究を中心とし、来年度に費用のかかる、詳細な物性測定を集約的にすることにした。このため、支出が見込まれる来年度に研究費を廻し有効利用することにした。作成した高品位単結晶RNiC2について、寒剤ヘリウムを用いた輸送特性、X線を用いた変調構造の解析、更には磁場中での構造解析もおこなう。該当なし。
陸上植物における環境応答機構の普遍性と多様性

植物は陸上進出後にさまざまな環境適応能力を獲得し繁栄に至った。その過程で遺伝子の獲得や喪失を繰り返しているものの、基本的には祖先から継承し機能を多様化させてきた。植物の環境のセンシングとその信号伝達の本質を理解するためには、陸上植物進化の基部に位置するゼニゴケを材料に光応答機構を研究した。フィトクロムによる信号伝達:ゼニゴケフィトクロム(Mpphy)は光によって核内に局在し、遺伝子発現制御を介して機能する。下流の光信号伝達因子として転写因子PIFファミリーおよびHY5ファミリーがそれぞれ1分子種のみ存在し、主に光形態形成をPIFが抑制し、HY5が促進するという基本的な図式がコケ植物において成立していたことがわかった。フォトトロピンを介する細胞応答:ゼニゴケの光量依存的な集合反応と逃避反応および暗黒定位をphotの遺伝子破壊株や変異体をコントロールとして観察した。また、フォトトロピンを大腸菌で発現させ、生化学的性質に、LOV1およびLOV2の光受容特性を解析し、全長photの光依存的な自己リン酸化活性を検出した。ゼニゴケの概日時計:ゼニゴケは概日時計の中心振動体としてTOC1, PRR, LHY/CCA1を1分子種ずつもち、複数のフィードバックループを構成する可能性があることを示した。また、GIは時計からの出力系と位置づけられ、光の情報を付与するFKFとともにCDFを制御することが示された。光と重力による無性芽背腹性決定:無性芽は完成した段階では両面から仮根を発生することができる(腹側的な組織)。吸水後、光および重力を信号として背腹性をもつ葉状体に変化する。この過程には、重力に優先して光(なかでも青色光)が関わること、始原細胞の成立が関与すること、オーキシンの極性輸送が関わることがわかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。植物における光環境認識の普遍性と多様性を、基部陸上植物である苔類ゼニゴケを用いて解析した。赤色光受容体フィトクロムの下流因子としてフィトクロム相互作用因子PIF様遺伝子を同定した。遺伝子の過剰発現では、光形態形成が抑制され、光質に依存せずに伸長成長をおこなった。相同性組換えによる遺伝子破壊系統は、構成的な光応答を示した。つまり、植物が陸上進出したときには、フィトクロムを介する核内での転写制御による信号伝達の原形は成立していたことを明らかにした。青色光受容体フォトトロピンの突然変異体を原糸体の光屈性異常および相同性組換えによる遺伝子破壊によって分離した。これらの株は、葉緑体の光定位運動も異常であった。発生過程における環境因子として、重力と光が重要である。無性芽から葉状体への移行時の背腹性決定には、青色光と重力が関与し、青色光が優先的であることが明らかとなった。この背腹性決定にはオーキシンが関与することも示唆されており、光および重力からオーキシンの不均等分布を介して背腹性が決定するモデルが考えられた。これは、被子植物の光屈性の過程と類似している点で進化的にも興味深い。生物時計の中心体を構成する遺伝子として単離していたTOCl、PRR、LHY様遺伝子発現が概日リズムを刻むことを明らかにした。これらの遺伝子の相同性組換えを用いた破壊系統を作出した。光環境識別は、植物の生存に重要な機構である。その原形は植物が陸上に進出したときに既に成立していたことから分子機構の側面からは普遍性が高いことがわかった。一方で、その働きは多様であり、植物種による生存環境や成長の違いにあわせて巧みに遺伝子が利用されていることもわかった。

この過程には、重力に優先して光(なかでも青色光)が関わること、始原細胞の成立が関与すること、オーキシンの極性輸送が関わることがわかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は、相同性組換を利用した遺伝子破壊系が確立し、実際に多数の遺伝子を破壊できた。その点では期待以上と言える。また、予定していた遺伝子の単離、突然変異体作成を完了した。その表現型解析による遺伝子機能の解析もほぼ計画通りに進展し、成果も順調に上がっている。得られた突然変異体を最大限に活用し、形態的な表現型の観察に加えて、分子的な解析を重視していく。光受容体そのものの機能解析をより精緻に行うことに加えて、下流因子の解析も進める。ゼニゴケゲノム解析のデータを論文化し、遺伝子発現制御から環境応答に至る分子機構を記述し解析するときに混乱を生じないように、各遺伝子に系統的な名前と番号を付与する計画である。