hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
単純な酵素から分子モーターを創ることによる分子機械の設計原理の探究

研究の中途において試験管内翻訳でタンパク質の発現量がなかなか上がらないなど,様々な困難があったため,研究計画を2つに分け,1つは当初の計画通り分子を進化させるサイクルを実施し,もう一つは,DNAナノ構造を足場として利用して,複数のタンパク質の複合体を構成する事により新たな機能を創り出す研究も進めた.前者の研究では,分子進化によって興味深い性質の分子を創出することが出来た.ただし,その性質についてはさらなる分析・検討が必要である.後者の研究では,様々な分子モーターを複数結合させた複合体の機能を計測した結果,分子モーターの種類によって,その協同性が大きく異なるなどの新たな知見が得られた.研究の中途において試験管内翻訳でタンパク質の発現量がなかなか上がらないなど,様々な困難があったため,研究計画を2つに分け,1つは当初の計画通り分子を進化させるサイクルを実施し,もう一つは,DNAナノ構造を足場として利用して,複数のタンパク質の複合体を構成する事により新たな機能を創り出す研究も進めた.前者の研究では,分子進化によって興味深い性質の分子を創出することが出来た.ただし,その性質についてはさらなる分析・検討が必要である.後者の研究では,様々な分子モーターを複数結合させた複合体の機能を計測した結果,分子モーターの種類によって,その協同性が大きく異なるなどの新たな知見が得られた.低分子GTPアーゼを元にして試験管内で分子モーターへと進化させるために,まずタンパク質フィラメントである微小管との結合能を獲得する必要がある.初期配列として低分子GTPアーゼの一種でめるhrasとnras(ともにヒト由来)をクローニングし,大腸菌のコンポーネントを用いた無細胞試験管内転写・翻訳システムに依ってこれを発現することに成功した.また,その配列中の任意の箇所にランダムなアミノ酸配列を挿入するため,遺伝子配列中にNNK配列(Nはアデニン,グアニン,シトシン,チミン,Kはチミン,グアニン)を簡便に挿入するためのPCRベースの手法を開発した.挿入したランダム配列を翻訳したあとに,アミノ酸配列としてどのようなバリエーションが出現するかの検証を行った結果,ランダムアミノ酸配列としての品質を十分保っていることが分かった.GTPの加水分解とカップルした微小管結合能を獲得するためには,数多くの種類のランダム配列を挿入したrasタンパク質を選択サイクルに掛ける必要がある.そこで,従来のファージディスプレイ法よりも大きいライブラリサイズを期待できるリボソームディスプレイ法を用いて選択と変異導入を行うための予備実験を行った.リボソームディスプレイ法では選択したものと夾雑物のS/N比と,品質の高いmRNAを回収する過程が最重要であるため,得られたmRNAを高度に精製する方法の確立を行った.その結果,リボソームに提示させたmRNAが実際にRT-PCRによって回収・増幅できることが確認できた.選択サイクルを繰り返すまでには至らなかったが,各過程で検討が必要な部分が全て完了し,進化サイクルを回す準備が整った.昨年度の実験の結果,大腸菌由来の試験管内翻訳系で不活性化または凝集化したタンパク質の割合が多く,結果的に変異体ライブラリのサイズが期待されたものより大幅に小さくなることが判明した.これは計画当初からある程度予測されていたことではあるが,その割合は予想を上回るものであった.今後は(1)この不活性化の問題と,(2)機能を持ったわずかな数の個体を高効率でスクリーニングするための実験系の構築に注力する必要がある.このうち(2)の対策として昨年度の後半に,スクリーニング容器の表面をテフロンコーティングしたあとにPEO-PPO-PEOブロック共重合体をコートすることで,スクリーニング容器表面に対するタンパク質やRNAの非特異的な吸着を大幅に低減することに成功した.引き続き微小な空間へのタンパク質フィラメントアレイの実装と,反応容器表面の不活性化のための表面処理の研究を進める.並行して,タンパク質-分子レベルでの機能の創成だけでなく,天然から得られる既存のモータータンパク質を複数組み合わせて,新たな機能を持つモーター複合体を創成するという方針で実験を実施した.DNAを複合体形成のための足場として利用し,モータータンパク質同士を自己組織化させたあと,この複合体の挙動を全反射蛍光顕微鏡で観察したところ,一分子ではほぼ不活性な分子が,二分子をお互いにリンクさせると協同的に機能を発現することを見出した.この成果については学会発表の後,国際誌に投稿し,現在改訂作業中である.昨年度から,試験管内翻訳でタンパク質の発現量がなかなか上がらないなど,様々な困難があったため,研究計画を2つに分け,1つは当初の計画通り分子を進化させるサイクルを実施し,もう一つは,DNAナノ構造を足場として利用して,複数のタンパク質の複合体を構成する事により新たな機能を創り出す研究も進めた.前者の研究では,低分子GTPase,キネシンんを初期配列として,細胞骨格に結合・解離出来る分子をスクリーニングした結果,分子進化によって興味深い性質の分子を創出することが出来た(特許出願を想定し,一定期間公表を見合わせる).後者の研究では,DNAをテンプレートとして用い,複数のタンパク質の複合体を構成する事により新たな機能を創出する研究も進めた.DNAテンプレートは1本鎖,2本鎖DNAの他,DNAオリガミと呼ばれる3次元構造を使用し,所望の分子モーターを所望の位置に,活性を保ったまま結合することに成功した.DNAテンプレート上に,キネシン-1,キネシン-14と呼ばれる分子モーターを決まった数だけ結合させ,この複合体の機能を計測した結果,キネシン-1は分子数を多くしてもその運動速度,発生力が大きくならなかったのに対し,キネシン-14の場合は,分子数に応じてこれらのパラメータが変化し,分子同士が協力し合う仕組みが備わっていることが分かった.

また,細胞質ダイニンの場合は,1分子では自己阻害状態にあり運動出来ない状態になっていること,および,複数分子では活性化され,一方向に運動する機能を持っていることを発見した.このように,様々な分子モーターを複数結合させた複合体の機能を計測した結果,分子モーターの種類によって,その協同性が大きく異なるなどの新たな知見が得られた.本年度は分子進化サイクルを実施したにもかかわらず,機能を獲得した分子を得ることが出来なかった.その原因として,これまでに使用していた試験管内翻訳系では,発現したタンパク質ライブラリのうち不活性化したものの割合が多いことが,分子のバリエーションを大幅に減らしている可能性が示唆された.そこで,最近開発された試験管内翻訳系を採用し,分子シャペロンを添加して発現を行ったところ,不活性な分子の割合を大幅に下げることに成功した.また,試験管内翻訳系での発現量,産生されたタンパク質の安定性は,発現温度や時間だけでなく,N末端側に付加する精製・検出用タグの種類に大きく依存することが分かった.そこで,発現条件の最適化を行い,これまでと比較して大幅にキネシン分子の発現量を増やすことに成功した.これにより,キネシンを初期配列とした新たなストラテジーの進化実験が可能になったため,現在,キネシンの狙った部位へ同時にランダム変異を入れるための新しい方法を確立しているところである.また,分子進化実験と並行して,DNAナノ構造などの足場を利用して,複数のタンパク質の複合体を構成する事により新たな機能を創出する研究も進めた.その結果,分子モーターを複数結合させた複合体の機能には,想定していたよりも大きな変化が見られ,タンパク質の協同性に関して新たな知見が得られた.大腸菌由来の試験管内翻訳系では,予想を上回る割合の不活性化したタンパク質が生成されてしまうことが判明し,目的を達するためには,何らかの方法で変異体のライブラリサイズを大きくする必要が出てきたため.25年度が最終年度であるため、記入しない。計画当初から予想されていたことであるが,本研究は,ペプチド等と比較して大きなタンパク質の発現を伴うため,得られる分子のバリエーションが少なくなることが分かった.これを克服するための追加実験のために計画は1年ほど遅れていると考えられる.ただし,翌年に追加した新しい計画案に従って,複数のタンパク質の複合体を構成する実験を行ったところ,タンパク質の協同的な機能の創製に関して想定されたよりも大きな前進が得られたため,全体としては研究計画は順調に進展していると評価出来る.「9.研究実績の概要」で述べた問題に対して,(1)は分子シャペロン系の添加や他の宿主由来の試験
2次元干渉計測データからの高精度干渉縞復元

近年,干渉計を用いた音響測定が研究され,マイクロホンでは不可能な多チャンネル音響計測の実現が期待されている.しかし,干渉計測は測定系の誤差が観測データに大きく影響することから,観測データからの干渉縞の復元処理が必須である.干渉縞復元において,2次元の経験的モード分解が重要な技術として用いられている一方で,経験的モード分解に用いる包絡推定の結果が分解精度に大きく影響する.本研究では,2次元経験的モード分解における包絡推定を改良することで高精度な干渉縞復元の実現を目指す.近年,干渉計を用いた音響測定が研究され,マイクロホンでは不可能な多チャンネル音響計測の実現が期待されている.しかし,干渉計測は測定系の誤差が観測データに大きく影響することから,観測データからの干渉縞の復元処理が必須である.干渉縞復元において,2次元の経験的モード分解が重要な技術として用いられている一方で,経験的モード分解に用いる包絡推定の結果が分解精度に大きく影響する.本研究では,2次元経験的モード分解における包絡推定を改良することで高精度な干渉縞復元の実現を目指す.
斜面構成物質の透水性の相違による斜面崩壊規模予測手法の開発

本研究では,斜面崩壊規模を予測する指標として,地形量である谷密度に注目した。過去の災害資料調査とGISによる地形解析を行い,谷密度と崩壊規模の関係を検討した結果,谷密度が高くなるにつれ崩壊規模の上限は小さくなり,谷密度が低くなるにしたがい,崩壊規模の上限は大きくなる傾向があることが判明した。さらに,谷密度は斜面崩壊規模の上限を規定する指標となり,上限を規定する関係式を得ることが可能となった本研究では,斜面崩壊規模を予測する指標として,地形量である谷密度に注目した。さらに,谷密度は斜面崩壊規模の上限を規定する指標となり,上限を規定する関係式を得ることが可能となった本研究では、斜面崩壊の発生要因としての地下水の役割に注目し、基盤岩と斜面表層土の透水性の差(permeability contrast)を斜面崩壊の規模との関係を解明し、斜面崩壊の限界雨量の理解を深めることを目的とする。平成19年度は、(1)過去の災害資料調査(瀬戸内地域の丘陵地帯、四国山地)を行うと共に、(2)崩壊分布・崩壊規模調査(2004年の四国地域の台風災害を対象に現地調査)、(3)崩壊斜面の透水性調査(斜面表層土は現場測定、基盤岩は既存資料のルジオン値を採用)、(4)谷密度(2万5千分の1の地形図から作成されたDEMデータを使用)を主に実施した。平成19年度の主な成果を以下に示す。1)香川県森行地区では、表層の風化堆積物の透水性は高いが、その層厚は1m前後と極めて薄く、その基盤岩の透水性は低い。このため斜面に浸透した降雨は地下へ浸透貯留することができず、累積雨量が200mを超えたあたりから、表層土中の間隙水圧が上昇し崩壊が発生したと推定される。2)徳島県阿津江地区は香川県森行地区の谷密度よりも低い値を示す。これは、阿津江地区のように透水性の高い斜面では、雨水が斜面地下深部まで容易に浸透するため、崩壊が発生しにくく、谷ができにくいと解釈される。土砂災害の発生する場所については,土砂災害防止法の施行によって,土砂災害警戒区域,土砂災害特別警戒区域が順次指定されており,土砂災害ハザードマップの整備も進んでいる。これに対して,ある地域で発生する土砂災害の規模については,未だ満足する予測手法が確立されていない。そこで,本研究では,斜面崩壊規模を予測する指標として,地形量である谷密度に注目した。過去の災害資料調査とGISによる地形解析を行い,谷密度と崩壊規模の関係を検討した結果,谷密度が高くなるにつれ崩壊規模の上限は小さくなり,谷密度が低くなるにつれ,崩壊規模の上限は大きくなる傾向があった。そして,その関係から,谷密度は斜面崩壊規模の上限を規定する指標となり,上限を規定する関係式を得た。谷密度が高い斜面は,高透水層が斜面に薄く堆積し,その下位に難透水の基盤岩が分布しており,表層崩壊が多発しやすいと考えられる。そのため,表層崩壊が発生した凹地に多量の湧水が流出し,ガリー浸食が多数発生して,その結果,谷密度が高くなると考えられる。一方,谷密度が低い斜面は,高透水性の崩積土や緩みの著しい岩盤で構成され,降雨の浸透が容易で,表層崩壊は発生しにくいと考えられる。このような斜面では,表面流出による侵食も発生しにくく,その結果,谷の発達は低下し,谷密度は低くなると考えられる。本研究では上述の仮説を実証するために,モデル斜面において現場透水試験および数値解析を用いて斜面崩壊の再現を行い,斜面構成物質の水理地質構造の違いが谷密度と斜面崩壊規模に与える影響を検討した。この結果,谷密度は斜面構成物質の水理地質構造を反映しており,その水理地質構造の違いは斜面崩壊規模に反映されることが判明し,谷密度は斜面崩壊規模を予測する指標となりうることが明らかとなった。
無声放電を用いた非平衡プラズマによる珪酸エチルと酸素からのシリコン酸化膜合成

本研究の目的を果たしうる実験条件を設定するため、既存のシリコン酸化膜合成用TEOS(珪酸エチル)/酸素反応系化学的気相合成(CVD)装置の改良を含めた実験システムの再構築を行った。これにより、高い電力の投入、さらに反応容器内の減圧化も可能となった。また、高速デジタルオシロスコープを用いた電流・電圧計測系の強化により、方形波パルス無声放電時の急峻な立ち上がり立ち下がりを有する印加電圧波形、および短時間に生じる電流波形をナノ秒オーダーで詳細に計測可能となった。従来行われてきたシリコン酸化膜合成用TEOS/オゾン反応系熱CVDでは、酸素原子が重要な役割を果たしていると言われ、本研究の反応系においても同様なことが考えられる。そこで、膜形成実験に先立ち、まず、反応ガスとして純酸素のみを用いることで、この酸素原子を含めた活性酸素種の生成挙動を、オゾン生成実験および化学反応ミシュレーション解析により調べた。特に方形波パルス無声放電とした場合を低周波(商用)交流無声放電の場合と比較し、方形波パルス無声放電ではその発生メカニズムからより高い非平衡性が得られ、これが原因となって高効率で活性酸素種が生成させることを明らかにした。また、これには適正値が存在し、この理由を電子衝突に伴う酸素分子における励起状態遷移過程の量子論的解析より明らかにした。そして、無声放電、特に非平衡度の高いことが明らかにされた方形波パルス無声放電を用いた非平衡プラズマ場にTEOSと酸素を導入することで、シリコン酸化膜の膜形成実験を行った。過度な反応の進行による粒子状酸化シリコンの多量生成がほとんどない良好な膜形成が可能であり、膜形成の傾向として、基板温度依存性が強いことも確認された。これらの結果から、本手法はプラズマ場の的確な制御により有効な手法となることが示唆された。
分化能を有するII型肺胞上皮細胞による障害肺の改善－肺移植の臨床応用に向けて－

移入するII型肺胞上皮細胞(AEC-II)の供給を安定化する目的で、マウス人工多能性幹細胞(iPS細胞)からAEC-IIへの分化誘導を試みた。さらにはマウス同種異系肺移植による慢性閉塞性細気管支炎(BO)モデルを作成し、BO肺の網羅的遺伝子解析を行った。AEC-II移入後評価の前実験として、luciferaseを遺伝子導入したA549細胞株をマウスに経静脈投与を行い、肺への細胞の生着・分布・増殖を確認した。マウス障害肺モデルも確立しており、今後はiPS細胞由来のACE-II移入を行い、死体肺移植の臨床応用の可能性をマウス実験により追求する。平成25年度の実験としては肺虚血障害モデル・死体肺移植モデルにおいて、単離・培養した2型肺胞上皮(ACE-II)細胞投与による組織学的変化、生着・増殖分布を捉え、再生能の可能性を探ることを主とする実験計画を行った。まず、F344雌ラットによる左肺血流および換気を遮断する肺虚血モデルを作成し、再潅流を施行した。再潅流によって傷害を受けた気管支・血管周囲は浮腫になり、5型コラーゲン[col(V)]が暴露されるという潅流傷害を再確認した。そのモデルにおいて、同系雄ラットから単離・培養したACE-II細胞を経気道的に投与し、1カ月後に犠牲死させ、虚血潅流傷害を与えた肺について組織学的に検討した。HE染色および免疫組織化学染色によりACE-II細胞の生着と考えられる部位を確認した。平成27年度は昨年度に続き、純度を高める目的で単離した2型肺胞上皮細胞(ACE-II)を培養処理し、さらに傷害肺に経気管支移入を行い、移入したACE-IIの生着と考えられる箇所を求める実験を行った。また、分担研究者の実験において、ラットで行った左肺全摘モデルと同様に、マウス左肺全摘モデルを作成し、マウスでも残存している右肺の明らかな肺再生能は認めず、代償性肺成長であることを確認した。今後、マウス左肺全摘モデルに対して、単離したマウスACE-IIの経気道移入で生着することをFISHにて確認する。また、luciferaseをトランスフェクションしたACE-IIを培養・増殖させ経気道的移入あるいは経静脈投与を行い、IVIS&#174; Lumina-IIにて細胞の分布、ラシータLCT200にて肺のCT評価を行う。同時に、マウス同種同系肺移植モデル(C57BL/10[H2b])の実験を重ね、生着することを確認してきた。実験手技が安定した後、同種異系肺移植(C57BL/10[H2b]→C57BL/6[H2b])モデルによるBO作成に向けて実験を重ねてきた。今後は、BOモデルの確立を早期に行い、マウスACE-II細胞の単離・培養をラットと同様に行い、細胞移入を経気道的・経静脈的に投与し、FISHでの確認やトランスフェクションしたACE-II細胞分布をIVIS&#174; Lumina-IIで確認する方向で実験を試みる。実験施設内における本実験を行うための整備・予備実験に時間を要してしまっている。マウス肺移植モデルがようやく軌道に乗りつつある状態になってきたが、ここに至るまで予定より時間を要してしまった。平成28年度の研究は2型肺胞上皮細胞(alveolar type II: AT-II)の分化能とマウス肺移植モデルにおける慢性閉塞性細気管支炎(BO)モデルの実験を実施した。ラットAT-IIの実験は、培養実験と移入実験を実施した。培養実験ではAT-IIの純度は高まるものの細胞数は減少した。また培養した細胞(AT-II)には1型肺胞上皮細胞(AT-I)の細胞マーカーが発現しており、AT-Iへの分化能を有することが示唆された。この培養細胞をラットに移入し、肺胞上皮への生着と思われる組織所見を得た。しかしながら、傷害肺モデル(虚血再灌流モデル)への移入実験では十分な結果が得られなかった。そのため、ラット肺移植モデルでのAT-II移入実験は未実施に終わった。一方、AT-IIによる細胞治療の治療ソースとして、マウス人工多能性幹細胞(iPS細胞)からAT-IIへの分化誘導を試みた。培養液により胚性内胚葉を経てAT-IIへ分化させSP-Cの発現とNanog-GFPの消失を確認し、次代の再生実験・再生技術を用いたAT-II移入肺移植実験に繋げる見通しができた。さらには、マウス同種同系肺移植(C57BL/10[H2b])モデルの確立から、同種異系肺移植(C57BL/10[H2b]→C57BL/6[H2b])によるBOモデルの確立を得た。BOモデルにおいて遺伝子を網羅的に解析したところ、上皮細胞繊毛運動系に関与する遺伝子群の低下が認められた。さらなる解析で、AT-II移入が移植時における傷害肺だけでなく、慢性期へのBO抑制効果の可能性もありうると考えられた。マウス肺移植モデルにおいては、同種マウスあるいはiPS由来AT-IIの細胞移入実験はできなかった。

AEC-II移入後評価の前実験として、luciferaseを遺伝子導入したA549細胞株をマウスに経静脈投与を行い、肺への細胞の生着・分布・増殖を確認した。マウス障害肺モデルも確立しており、今後はiPS細胞由来のACE-II移入を行い、死体肺移植の臨床応用の可能性をマウス実験により追求する。マウス左肺全摘モデルモデルは、肺移植モデルに比較し容易に作成できるので、まずはこのモデルにおける移入実験を進めてみる。マウスBO肺移植モデルの確立が出来次第、移入実験にスムースに移行できるように準備を行って実施できるように行う方針とする。医歯薬学実験施設の施設内整理などにより、本実験を行うにあたり実験室の整備が遅れてしまった。このため、培養などを用いた前実験を行いながら、動物実験室の整備を並行して行ってきた。また、トランスフェクションを行うにあたり、十分な細胞数を準備する必要があり、試行錯誤を重ねたため時間を要してしまった。当初計画していた実験において、施設整備と実験モデル作成に時間を要することで、予定通りに進まなかったことが主たる理由である。27年度までに計画していた実験を実施するため、研究期間の延長を申請し受諾された。まず、肺移植後BOの実験モデル確立とACE-IIの純度を高めた培養を行うことを実施する。次に純度の高いACE-IIにlentivirusあるいはelectroporation法を用いて遺伝子導入を行い、実験モデルに対して移入を行い、IVIS&#174; Lumina-IIにて、細胞の分布を確認する実験を実施する方針である。今後、経気道的に投与したACE-II細胞の生着をY染色体発現によるFISH法で確認を行う。また、ACE-II細胞に対してluciferineをトランスフェクションし、well上での確認と、正常ラットにおける尾静脈投与によるIVIS; Lumina-II(Xenogen / Caliper)を用いた分布を探る。さらに、肺虚血モデルにおいて同様の実験を行い、その分布を確認する。さらには肺移植モデルにおいても同様のことを行う。続いて、26年度に計画していた実験を推進するにあたり、マウスモデルについて25年度実験計画と同様のことをマウスにおいて行う。マウス肺移植モデルは当施設では既に確立されており、当初の25年度計画の遅れを取り戻せば、順調に進むものと考えている。実験施設の施設内整理などにより、本実験を行うにあたり実験室の整備が遅れてしまったことが最大の理由である。そのため、培養などを用いた前実験を行いながら、動物実験室の整備を並行して行ってきた。実験室の整備が落ち着いてきたので、今後、経気道的に投与したACE-II細胞の生着をY染色体発現によるFISH法で確認を行う。
敗血症ラット検体を用いた近赤外とラマン分光法の新規解析技術の開発

我々は、「複雑な混合物」全体の物性を識別できる、独自の電磁波信号処理方式を開発した。近赤外(NIR)スペクトル法は、非破壊、非接触で、瞬時に測定できる電磁波計測法で、救急集中治療領域では、リアルタイム計測ツールとして大きな魅力を有する。本研究では、リポポリサッカライド(LPS) 2 mg/kgあるいは10mg/kgを腹腔内投与した敗血症ラットから血漿を採取し、これらを被検試料として得られたNIRスペクトルデータについて、本技術を用いてケモメトリクスによる解析を行ったところ、LPS 2 mg/kg群とLPS 10mg/kg群両者を識別しうる結果を得ることができた。近赤外スペクトル法は、非破壊、非接触で、瞬時に測定できる電磁波計測法で、救急・集中治療領域では、リアルタイム計測ツールとして大きな魅力を有する。本研究では、リポポリサッカライド(LPS) 2 mg/kgあるいは10mg/kgを腹腔内投与した敗血症ラットから血漿を採取した。「LPS 2 mg/kg血漿群」と「LPS 10mg/kg血漿群」の近赤外スペクトルデータについて両群の識別を目的として、PLS-DA法による解析を行った。すべてのスペクトルデータを用いて行った結果では、ファクター1で、「LPS 2 mg/kg血漿群」と「LPS 10mg/kg血漿群」が正負の異なるスコアを持つ傾向は示されたが、両群を明瞭に分離することは困難であった。そこで、各変数のローディング値から重要な変数値を選択して、再度PLS-DA法による解析を行ったところ、ファクター1およびファクター2によって、両群を識別できる可能性が示唆された。肝についても同様の検討を行ったが、試料の不均一性に起因すると思われる計測値のバラつきが大きく、解析を行うに十分な精度をもつスペクトルデータを得られることができなかった。今後は、臓器試料については、反射スペクトルを用いたスキャナによる計測を行うことが望ましい。ラマンスペクトルについては、標準試料のデータに基づいて、血漿・肝の計測を試みたが、本研究期間中では、基礎的な検討にとどまっており、今後更なる検討を継続する予定である。救急医学
上気道流体シミュレーションによる小児OSASの新しい診断法と歯科的対応法への展開

流体機械のシミュレーション(FMS)は、上気道閉塞の位置を検出するために効果的であることが示された。調査は、OSAS治療を予定する際に重要かもしれない上気道の妨害を診断するためにFMSとCBCTを併合する効果を明らかに証明した。そして、上顎骨急速拡大(RME)の鼻腔通気状態、舌位、咽頭気道体積への効果を評価した。RMEは、鼻腔通気状態の改善の有無にかかわらず、咽頭気道を増大した。この効果は小児OSASに有効である。小児の閉塞性睡眠時無呼吸症候群(OSAS)の治療には、現在、アデノイド口蓋扁桃除去が第一選択とされるが、その治療の有効性は70%程度と報告されている。一方、上顎骨急速拡大の有効性を示唆する報告があるものの、十分なエビデンスが得られているとは言えない。これらの理由として、原因となる気道の閉塞部位の特定方法が確立されていないために、適切な治療方法が選択されていない可能性が考えられる。そこで、本研究は上気道流体シミュレーションを用いた通気障害部位の特定方法とその診断に基づいた歯科的対応法の確立を目的に、咬合治療を目的に撮影された小児のコーンビームエックス線CTデータ(CTデータ)を用いて、(1)上気道流体シミュレーションを行い、小児OSASの通気障害部位の特定方法としての有効性を確立する。(2)上顎骨側方急速拡大、下顎前方誘導を行った治療前後の気道形態を解析し、治療後の予測モデルを作製する。(3)上気道流体シミュレーションを用いて、予測モデルと実際の治療後のデータの結果を比較検討して、精度の高いものにすることを目的に研究を行った。該当年度において、本シミュレーションを用いて小児OSASの通気障害部位の特定方法としての有効性を示すデータを得ることができた。また、上顎骨側方急速拡大ならびに下顎前方誘導を行った治療前後の気道形態を解析を行い、これらの治療を行った場合の治療予測モデル作製のための基礎データを得ることができた。その結果、精度の高い治療予測モデル作製が可能となり、治療成績向上に結び付く有効な研究ができた。第30回日本小児歯科学会中四国地方会大会および総会,第29回日本小児歯科学会九州地方会大会にて「反対咬合を主訴に来院し、閉塞性睡眠時無呼吸症候群を認めた症例」を発表できた。その結果、精度の高い治療予測モデル作製が可能となり、治療成績向上に結び付く有効な研究となった。本研究は3年間の研究期間で、咬合治療を目的に撮影された小児のコーンビームエックス線CTデータ(CTデータ)を用いて、1上気道流体シミュレーションを行い、小児OSASの通気障害部位の特定方法としての有効性を確立する。2上顎骨側方急速拡大、下顎前方誘導を行った治療前後の気道形態を解析し、治療後の予測モデルを作製する。3上気道流体シミュレーションを用いて、予測モデルと実際の治療後のデータの結果を比較検討して、精度の高いものにすることを目的に行った。その結果、1上気道流体シミュレーションは上気道通気障害の有無と障害部位の特定に有効であることが示された。2上顎急速拡大がこれまで考えられてきた以上に、鼻腔通気状態の改善に有効であることが示唆された。3鼻閉により、咽頭部の吸気時の陰圧が強くなり、気道収縮を起こしやすくなること、RMEにより鼻腔通気状態を改善することで吸気時の咽頭部の陰圧は軽減し、気道収縮が起きにくくなる可能性が示された。

この結果はRMEの小児OSASに対する作用機序の一要因として考えられるだけでなく、咽頭部に通気障害を認めても、原因は鼻腔にある可能性を示し、上気道全体の通気状態評価の有用性が示された。本研究は上気道流体シミュレーションを用いた通気障害部位の特定方法とその診断に基づいた歯科的対応法の確立を目的に行った。その結果、小児OSASの診断と治療が、歯列不正を認める小児ではそれに対する歯科的対応になることが分かった。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、今回得られたデータをもとに、関連医療分野(矯正歯科、睡眠か、耳鼻咽喉科、呼吸器内科、小児科、小児外科等)との間で学際的な共同研究の進展と関連学会での発表を検討している。
英語学習者によるミクロ志向・マクロ志向のメインアイディア理解プロセスの解明

本研究は英語学習者のテキスト読解を対象とし、詳細な情報を要約してメインアイディアを理解する帰納的なプロセスや、メインアイディアの内容をより詳細な個々の情報の理解に適用していく演繹的なプロセスの検証を目的としている。平成28年度までの研究により,英語学習者のメインアイディア理解プロセスが,取り組む課題によって異なる可能性が示唆された。そこで,平成29年度は,メインアイディア理解に読み手の注意を向ける教育的介入の効果を検証した。1つ目の研究ではアウトライン作成の読解教示を与える効果を検証した。実験では,日本人大学生・院生が理解のためにテキストを読解する通常条件と,アウトライン作成の準備をするために読解を行う教示が与えられる条件を設けた。読解中は各文の処理時間を測定し,読解後はテキストの理解内容を思い出す再生課題を行った。しかし,読解教示がメインアイディア理解に与える顕著な効果は見られず,英語学習者の認知プロセスを変化させるのに,読解教示では介入の程度が不足していた可能性が示唆された。2つ目の研究では,英語学習者がタスクに取り組みながら読解することの効果を検証した。実験では通常条件と,アウトラインを作成しながら読解を行うタスク条件を設けた。協力者は読解中に考えていることを口頭で報告し,読解後は再生課題が行われた。その結果,英文読解熟達度が高い協力者では,通常条件と比べてタスク条件において,パラグラフのメインアイディアと文章全体のメインアイディアを結び付けるマクロ志向の理解が見られた。以上の結果から,読解教示では英語学習者にとって介入の程度が十分ではない場合もあることが示された。一方,読解タスクの効果は熟達度が高い学習者では見られたが,熟達度が低い学習者にとっては認知負荷が高かった可能性も示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は日本人英語学習者のテキスト読解を研究対象とし、詳細情報を要約してメインアイディアを理解する帰納的なプロセスや、メインアイディアの内容を個々の詳細情報の理解に適用していく演繹的なプロセスの検証を目的としている。初年度である27年度では、上記の帰納的・演繹的なプロセスによってメインアイディアの理解が読み手の心内で活性化されているかを検証した。まずその前提として、読解中にテキスト情報が持つ重要度の違いが区別されるかを調査した。テキスト全体を要約するメインアイディア、各パラグラフを要約するメインアイディア、その他の詳細情報から構成されるテキストの読解時間を分析した。その結果、重要な情報ほど読解時間は長く、学習者がより多くの注意を払っていたことが確認された。また、帰納的・演繹的なプロセスに相当するプライミング刺激を読解後に提示し、メインアイディアに対する学習者の反応が促進されるかが検証された。詳細情報、テキスト全体のメインアイディア、非明示情報(統制条件)を提示し、その後パラグラフのメインアイディアに対する再認課題が行われた。正反応率の分析から、学習者は主に演繹的なプロセスによってメインアイディアを理解したことが実証された。しかし、正反応時間の分析から、その理解は強く活性化されてはいなかった可能性が示唆された。これまで英語学習者の読解において、読解中におけるテキスト情報の重要度の区別や、2つのプロセスによるメインアイディア理解を同時に扱った研究は少ない。そのため、読解中における重要度の区別が確認されたことや、特に演繹的なプロセスによってメインアイディアが理解されたことには、重要な意義がある。今後は演繹的な読解中のプロセスをより厳密に検証する予定である。また、その際にテキストやタスクの観点から、メインアイディア理解を促進する方法を検討することが望ましいと考えられる。当初は読解時間とプライミング効果を用い、1年目に演繹的なプロセス、2年目に帰納的なプロセスを検証する予定であったが、プライミング効果による帰納的・演繹的なプロセスの検証を1年目にまとめて実施した。読解時間による演繹的・帰納的なプロセスの検証は次年度にまとめて実施する予定である。本年度の研究結果は関連する学会や学会誌で発表されて一定の評価を得ていることから、概ね計画通りの進捗が得られたといえる。本研究は英語学習者のテキスト読解を対象とし、詳細情報を要約してメインアイディアを理解する帰納的なプロセスや、メインアイディアの内容を個々の詳細情報の理解に適用していく演繹的なプロセスの検証を目的としている。平成27年度は読解後にプライミング刺激を伴う再認課題を実施したが、課題によって結果が異なる可能性も指摘されている。そこで平成28年度は、前年度の追従として、帰納的・演繹的なメインアイディア理解が読み手の心内で活性化されているかを検証した。具体的には、文章読解後に詳細情報(帰納的なプロセスに相当)、テキスト全体のメインアイディア(演繹的なプロセスに相当)、非明示情報(統制条件)をプライミング刺激として提示し、その後にパラグラフのメインアイディア(ターゲット)に対する語彙性判断課題が行われた。分析の結果、ターゲットの正反応時間にプライミング刺激の種類による差は見られず、読み手の心内において、パラグラフのメインアイディアと上位・下位の情報とのつながりが強くは活性化されていなかったことが示された。一方、顕著な差ではないものの、正反応率はプライミング刺激が統制条件のときより詳細情報のときの方が高い傾向にあった。

したがって、強くは活性化されていないものの、パラグラフのメインアイディアが詳細情報と帰納的に結びつけられている可能性が示唆された。この結果は、演繹的なプロセスに相当するプライミング刺激がターゲットの正再認率を向上させた前年度と異なるものであった。その一因として、前年度の再認課題は語彙性判断課題と異なり、理解内容の想起が必要だったことがあげられる。そのため、読み手が自身の理解を整理し、全体のメインアイディアとパラグラフのメインアイディアが結びつけられたことが考えられる。1, 2年目の結果から、課題の性質により、演繹的なメインアイディア理解が促される可能性が示唆されたといえる。実験の実施によって新たな発見や進捗が得られた.また,本年度の研究結果は関連する学会で発表されて一定の評価を得ている。本研究は英語学習者のテキスト読解を対象とし、詳細な情報を要約してメインアイディアを理解する帰納的なプロセスや、メインアイディアの内容をより詳細な個々の情報の理解に適用していく演繹的なプロセスの検証を目的としている。平成28年度までの研究により,英語学習者のメインアイディア理解プロセスが,取り組む課題によって異なる可能性が示唆された。そこで,平成29年度は,メインアイディア理解に読み手の注意を向ける教育的介入の効果を検証した。1つ目の研究ではアウトライン作成の読解教示を与える効果を検証した。実験では,日本人大学生・院生が理解のためにテキストを読解する通常条件と,アウトライン作成の準備をするために読解を行う教示が与えられる条件を設けた。読解中は各文の処理時間を測定し,読解後はテキストの理解内容を思い出す再生課題を行った。しかし,読解教示がメインアイディア理解に与える顕著な効果は見られず,英語学習者の認知プロセスを変化させるのに,読解教示では介入の程度が不足していた可能性が示唆された。2つ目の研究では,英語学習者がタスクに取り組みながら読解することの効果を検証した。実験では通常条件と,アウトラインを作成しながら読解を行うタスク条件を設けた。協力者は読解中に考えていることを口頭で報告し,読解後は再生課題が行われた。その結果,英文読解熟達度が高い協力者では,通常条件と比べてタスク条件において,パラグラフのメインアイディアと文章全体のメインアイディアを結び付けるマクロ志向の理解が見られた。以上の結果から,読解教示では英語学習者にとって介入の程度が十分ではない場合もあることが示された。一方,読解タスクの効果は熟達度が高い学習者では見られたが,熟達度が低い学習者にとっては認知負荷が高かった可能性も示唆された。2年目の研究では、演繹的なプロセスが実際の読解中に生じているかを、より厳密な手法を用いて検証する。具体的には読解時間や眼球運動を測定し、メインアイディアを理解する際に、学習者がどのような情報に注目しているのかを観察する。また、学習者の読解熟達度も要因として考慮する。3年目は、読解中のプロセスを厳密に測定する手法(読解時間測定法、思考発話法など)と読解後に定着した記憶を測定する手法(筆記再生課題など)を用い、学習者がメインアイディアを理解して記憶に定着するまでの一連の過程を検証する。
高分解能電子線ホログラフィー法による金属中の原子空孔及び微小集合体観察法の開発

本研究で開発している高分解能電子線ホログラフィー技法及び高分解能電子顕微鏡観察法を次の研究に応用した。我々は平成11年度に日本原子力研究所核融合中性子工学(FNS)施設において室温付近の温度制御中性子照射実験を行った。照射量は以前に日米協力事業核融合分野研究で米国のLLNL国立研究所のRTNS-II施設で行ったものより低照射量で10^<16>n/cm^2以下であり、照射時の試料温度は15°Cであった。電子顕微鏡観察は原研より広島大学にDT中性子照射した純金と純銀の試料を送り返して行った。その結果、以前の同種の実験結果とはかなり異なり極低照射量では純金では格子間原子集合体が主であり100nmより薄い試料部においてのみ回折コントラストで観察可能な原子空孔集合体(積層欠陥四面体)が形成している事が明らかになった。格子間原子集合体は以前に本研究代表者がRTNS-IIで極低温DT中性子照射してクライオ・トランスファー電顕観察により観察したものと同種で格子間原子集合体独特の動的な挙動を示す。純銀では格子間原子集合体と積層欠陥四面体に緩和した原子空孔集合体が観察された。この実験により得られた重要な結果は10^<15>n/cm^2以下のような極低照射した試料では以前の観察結果のような高エネルギー第一ノックオン原子によるサブ・カスケード構造を反映していると結論されている格子間原子集合体と原子空孔集合体のグループ形成が全く観察されないと言う結果が得られた。即ち、このようなグループ形成はカスケード損傷のサブカスケード構造によるよりは形成した点欠陥の歪場を通しての移動による集合形成と結論できる。この過程は核融合炉、核分裂型原子炉などの様に非常に高密度の損傷点欠陥が形成する場合には非常に重要な損傷組織発達の基礎過程となる。電子線バイプリズムを装備したフイールド・エミッション電子銃電子顕微鏡により金属中のボイド(空洞)のホログラフィー観察を行い、微小な原子空孔集合体観察の可能性を調べる事が本研究の目的である。今回の実験では原子空孔集合体としては原研JMTR原子炉で300°C中性子照射した純銅中のサイズ11nmボイドと京都大学原子炉実験所KUR原子炉で300°C中性子照射した純銅中のサイズ3nmのボイドを用いた。ボイドを含む試料に対して垂直に入射し透過した波と試料のない部分を通過した参照波電子線をバイプリズムの両側に通過させ曲げて干渉させてホログラムを作りslow scan CCDカメラで撮影した。ホログラムは平行な線よりなっており,ボイドの存在部ではこれらの干渉線がわずかにずれる事によりボイドの存在を認識する。このホログラム干渉線のボイドの存在によるずれの検出は直視しただけでは難しいので試料を取り出してバイプリズムの両側を通過した電子線を干渉させて製作した等間隔の線よりなるホログラムを作りこれとボイド部を通過させて製作したホログラムを比較する事によりボイドの存在を検出する方法を採った。ボイド部を通過させた電子線でのホログラムと試料をぬきとって撮影したホログラムはバイプリズムの印加電圧をわずかに変えて線の間隔をわずかに変化させている。この二枚のホログラムの強度の差をコンピュータ上で計算してやるとモアレ模様を含む合成ホログラムが出来てモアレ模様の変形よりボイドの存在が確認される。この方法では電子線がボイド部を通過するときの金属内通過との電子線の位相差を検出する事によりボイドの検出する方法を採っている。電子線が原子空孔集合体周辺の歪場により小角散乱を受けた場合には対物レンズ通過中の行路差により生ずる位相差を利用する方法を現在企てている。
光合成誘導反応に及ぼす空気湿度と土壤水分の影響及びその生態学的意義

光量子密度の急激な上昇に伴う葉の光合成誘導反応は、光化学系の活性化反応速度及び気孔コンダクタンスの変化速度に依存する。しかし、一部の植物では、気孔コンダクタンスが常に高く、光量子密度の変化に対する気孔の反応が極めて小さい。これらの植物では、通常の気孔反応を持つ植物より光量子密度が変動する光資源の利用効率が高いが、水ストレスに弱い可能性があると考えられている。そこで、本研究では、異なる光環境(50と500mmolm^<-2>s^<-1>)水環境(通常と通常半分の水掛)下で育てた温帯樹種のピ-ス(Populus koreana x trichocarpa cv.Peace)と熱帯稚樹のStyrax benzoinについて葉の光合成反応を測定し、光合成誘導反応に及ぼす光と水環境の影響を検討した。その結果、1、光量子密度が50から500μmolm^<-2>s^<-1>まで上昇してから、気孔コンダクタンスが常に高いピ-スでは、光合成速度は急速に上昇し、約4-8分以内に強光条件下で安定した。通常の気孔反応を持つS.benzoinでは、光合成誘導反応の時間がピ-スより約3倍ぐらい長いこと;2、ピ-スでは陽葉の光合成速度の瞬間増加率が陰葉より有意に速かったが、S.benzoinの方は陰葉の光合成誘導効率がやや高いこと;及び3、水ポテンシャルの異なる葉の間には、光合成誘導反応速度にピ-スでは有意な違いがないが、S.benzoinでは、水ポテンシャルの低い葉は誘導反応速度が高いことが示された。これらの結果より、ピ-スでは気孔コンダクタンスよる制限が極めて少ないため、通常の植物の葉より、1、光合成誘導反応が速いこと;2、葉の水ポテンシャルが光合成誘導反応に及ぼす影響が少ないことが示唆された。異なる気孔反応特性と持つ植物の光合成誘導反応は自然環境下での生理生態学的意義をさらに明らかにする必要がある。
核内受容体をターゲットとしたHDAC阻害剤の併用療法の開発

1)プロゲステロン阻害剤であるmifepristoneは単剤では増殖抑制効果は示さないが、低用量のromidepsinと併用することにより増殖抑制効果を有意に亢進させた。そのメカニズムとしてはアポトーシスの増強作用に加えて細胞周期の停止があることを明らかにした。HDAC阻害剤もしくはmifepristone単剤ではphospho-Histone H3 (phosphor-Ser10)陽性細胞の割合はコントロールと変化を認めなかったが共刺激することにより陽性細胞の割合が増強していた。さらにcyclin A2とcyclin B1に関してもHDAC阻害剤もしくはmifepristone単剤では共刺激することにより発現が減少していた。28年度は、1)HDAC阻害剤により活性に変化をきたす核内受容体があるか、2)核内受容体作動薬によってHDAC阻害剤の抗腫瘍効果が増強するかretinoic acid receptor受容体作動薬とretinoid X receptor受容体作動薬に関して解析を行った。1)belinotat、romidepsin、vorinostatの3種のHDAC阻害剤とHH、Hut78、MJの3株の皮膚T細胞リンパ腫の細胞株を用いて、HDAC阻害剤により活性に変化をきたす核内受容体レセプターがあるか解析を行った。その結果、9つの組み合わせのうち8つにおいてプロゲステロン受容体のある特定領域のチロシンキナーゼ活性が亢進していることを明らかにした。2)vorinostatと上記3つの細胞株及び4種のretinoic acid receptor受容体作動薬(all-trans retinoic acid、tamibarotene、acitretine、etretiate)と1種のretinoid X receptor受容体作動薬(bexarotene)を用いて、これらの核内受容体作動薬にvorinostatの増殖抑制効果を増強する作用があるのかを検討したところ、all-trans retinoic acid、tamibarotene、bexaroteneにおいてvorinostatの増殖抑制効果を増強する作用があることが分かった。さらにそのメカニズムに関して解析を行ったところ、細胞や薬剤によってメカニズムは異なっているものの、全般にアポトーシスの誘導ではなく、細胞周期の停止であることが明らかになった。初年度は核内受容体の活性に関する検討に時間がかかったため、HDAC阻害剤と核内受容体作動薬との相互作用に関してはHDAC阻害剤に関してvorinostatのみしか行えなかった。1)belinotat、romidepsin、vorinostatの3種のHDAC阻害剤とHH、Hut78、MJの3株の皮膚T細胞リンパ腫の細胞株を用いて、HDAC阻害剤により活性に変化をきたす核内受容体レセプターがあるか解析を行ったところ、プロゲステロン受容体のある特定領域のチロシンキナーゼ活性が亢進していることが明らかになったので、本年度は主にプロゲステロン受容体に着目して研究を進めた。プロゲステロン阻害剤であるmifepristoneは単剤では増殖抑制効果は示さないが、低用量のromidepsinと併用することにより増殖抑制効果を有意に亢進させた。そのメカニズムとしてはアポトーシスの増強作用であった。HDAC阻害剤の併用療法のターゲットとなり得る核内受容体を同定し、併用療法のターゲットとなり得ることを示すことができた。本年はromidepsineやbelinostatなどの他のHDAC阻害剤を用いて、プロゲステロン作動薬などより多数の核内受容体作動薬の相互関係について検討を行っていく。本年度は1)プロゲステロン受容体阻害薬によるHDAC阻害剤のアポトーシス亢進のメカニズムの研究を進める。2)ビタミンD受容体など、これまでに検討できていない他の核内受容体についても研究を進める。平成30年度で大量の細胞増殖抑制試験を行う見込みがあり、その費用に平成29年度分を充当する予定であるため。
光化学反応中間体ビラジカルの2π電子系による捕獲

分子内光付加反応によって生じる不安定なビラジカル中間体2π電子系特にオレフィンで捕獲し、新規な多環化合物の一段階合成法を開発することを目的として実験をし以下のことが明らかになった。1.2-(2-メチルアリル)-1,4-ベンゾキノンを窒素雰囲気下、オレフィンの存在下に光照射することにより、分子内付加反応によって生じた中間体ビラジカルがある種のオレフィンと付加反応してかなりの収率で三環化合物を与えることがわかった。オレフィンとしてはスチレン類、アクリル酸メチルやアクリロニトリル等が反応し、なかでも電子密度の低いオレフィンの方が反応性が高く、電子密度の高いオレフィンは反応しないことが明らかになった。また、この反応はオレフィンの立体にも影響を受け、内部オレフィンとは反応せず、末端オレフィンとのみ反応することがわかった。2.中間体の立体障害がより大きいと考えられる2-(2-t-ブチルアリル)-1,4-ベンゾキノンの反応のほうが、より安定な中間体を与えると考えられる2-フェニルアリル誘導体の場合よりも反応性が高いことから、中間体ビラジカルの捕獲能は立体障害よりもむしろラジカルの非局在化に強く影響されることが明らかになった。3.アリル-1,4-ベンゾキノンはメタクリル酸メチルとの反応で2種類の環化付加体を与えたが、2種類の生成物比が酸素による捕獲の場合とは異なることがわかった。4.2-(3-メチル-3ブテニル)-1,4-ベンゾキノンとオレフィンとの光反応を検討したところ、オレフィンとの付加体は得られず分子内環化生成物のみを与えたことから、立体ひずみのために分子内環化が困難なビラジカル中間体のときにのみ、中間体ビラジカルによるオレフィンの捕獲反応が進行することが明らかになった。
細胞質遺伝を制御する核遺伝子の同定と機能の解析

本研究では、細胞質遺伝、特にミトコンドリアの機能を制御する新たな遺伝子を同定し、これらの解析をすすめると同時に、分子育種に応用するための基礎的知見を得ることを目的とし、今年度は以下の研究を行った。●オオムギ葉緑素突然変異系統wst-3の解析オオムギで葉や穂に縞模様の形質を引き起こす突然変異系統wst-3における形質発現とオルガネラの変化について調べた。wst-3では、「縞」形質の他に一定の比率でアルビノ個体を分離する。wst-3系統と野生型品種「赤神力」との正逆交雑における交雑後代Fl種子でのアルビノの出現を調べた結果、アルビノはwst-3を母親とした時のみ分離する、すなわち、アルビノの出現は母性遺伝することが明らかとなった。野生型、wst-3、アルビノの3種類の個体について、往性遺伝を司るオルガネラである葉緑体・及びミトコンドリアを電子顕微鏡によって観察したところ、白色化した組織における葉緑体の形態異常は見られたが、ミトコンドリアについては特に異常を示す形態は観察されなかった。●ミトコンドリア制御遺伝子の解析今年度は、ミトコンドリア機能を制御する新たな植物の遺伝子を単離する目的で、ABC1遺伝子の変異により呼吸欠損を示す酵母の突然変異体用いた相補系で、シロイヌナズナで同様の機能を示す遺伝子AtABClを単離した。単離した遺伝子は1コピーであったが、EST及びデータベースの解析から、ABClと一部相同性を示す遺伝子がシロイヌナズナに存在することが示唆された。本研究では、細胞質遺伝、特にミトコンドリアの遺伝を制御する新たな遺伝子を同定し、これらの解析をすすめると同時に、分子育種に応用するための知見を得ることを目的とし、今年度は以下の研究を行った。(1)オオムギ葉緑素変異系統wst-3(オキナ麦)の遺伝解析オオムギでは葉及び穂に縞模様の形質を引き起こすオキナ麦という変異が知られており、遺伝解析のテスターとしても使われている。また、この系統では、「縞」形質の他に、一定の比率でアルビノを分離し、かつ母性遺伝することが示されている。今年度は、岡山大学資源生物科学研究所大麦・野生植物資源研究センターより分譲を受けたオキナ麦と由来を共にすると思われる系統wst-3について、アルビノの出現頻度を調べたところ約13%であって、今井(1928)の報告と同様であることがわかった。さらに、このアノビノ形質が母性遺伝するかどうかについて調べるため在来大麦の親品種である「赤神力」と正逆交雑を行いF1種子を採取した。また、次年度以降の解析に用いるための材料の増殖を行った。(2)ミトコンドリアタンパク質をコードする遺伝子の解析ミトコンドリアを構成するタンパク質は、ミトコンドリアゲノム内の遺伝子にコードされている以外のものは、すべて核の遺伝子にコードされており、細胞質内で合成されてミトコンドリアへ輸送される。ミトコンドリアゲノムにコードされている遺伝子はごく僅かであり、構成タンパク質の殆どが核遺伝子によって発現される。ミトコンドリア機能の維持には、通常、呼吸鎖などのタンパク質複合体を構成するタンパク質の他に、その複合体形成などに関与する遺伝子があると考えられているが、植物では、あまり研究されていない。そこで本研究では、これらミトコンドリアを構成するタンパク質の遺伝子を単離して解析するために、シロイヌナズナからESTクローンのホモロジー検索に基づいてF1-ATPase複合体のgamma,dekta,delta-prime,epsilonの4つのサブユニットをコードする遺伝子を得て、これらの塩基配列ならびに遺伝子の1次構造について解析した。制御遺伝子については、酵母の呼吸欠損突然変異体abc1,oxalをシロイヌナズナ由来のcDNAライブラリーによって相補し、植物のホモログであるAtABCl及びAtOXAlを単離することができた。