hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非NMDA型受容体に働く生物毒素由来の新しい抗てんかん薬の開発的研究

1980年代から、興奮性アミノ酸受容体拮抗薬が相次いで発見され、けいれんへの同受容体の関与が明らかになってきた。1982年に発見されたジョロウグモ(JSTX)が興奮性アミノ酸AMPA型受容体拮抗作用を有し、新しい構造を有していることがNakajimaらによって明らかにされた。そのアナログの一つとして開発された1-naphtyl-acetylspermin(1-NA-Spm)は、AMPA型受容体に対して選択性が高く、抗けいれん作用が期待できるために、新しい抗てんかん薬の候補の一つとなりうると考え、本研究を行うことにした。本研究では、AMPA型受容体のpartial agonistであるcyclothiazideを用いてAMPAの脱感作を抑制することで誘発されるけいれんと神経細胞死に対する1-NA-Spmの効果を検討し、あわせてカイニン酸、ドウモイ酸の誘発するけいれんに対する影響を検討した。その結果、cyclothiazideによって用量依存的にAMPA誘発性けいれんが増強され、かつAMPA単独投与では観察されなかった海馬CA3/4に選択的に神経細胞死が出現した。これらのけいれんと神経細胞死のいずれも、1-NA-Spmによって完全に抑制された。カイニン酸、ドウモイ酸誘発性のけいれんや神経細胞死には、1-NA-Spmは有意な効果を示さなかった。次に、難治性てんかんの一つのモデルであるキンドリング動物を用いて、1-NA-Spmの効果を検討した。その結果、1-NA-Spmは、stage5まで到達したキンドリング動物の発作と後発射の接続時間を用量依存的に抑制し、その抑制効果は少なくとも24時間持続した本研究の結果、ジョロウグモ毒素由来の1-NA-Spmは、複数のけいれんモデルにおいて抗けいれん作用、神経細胞死の予防作用を示し、新しい抗てんかん薬になりうる可能性があることがわかった。ジョロウグモ毒素アナログの1-NA-Spmが非NMDA型受容体作動薬であるa-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionicacid(AMPA)の作用を抑制することがin vivoのデータでは知られている。しかし、その生体内での作用はまだ明らかではない。これまでの研究成果で、我々は、AMPA誘発性けいれん発作、キスカル酸誘発性けいれん発作、キスカル酸誘発性海馬錐体細胞障害を1-NA-Spmが特異的に抑制することを見いだした。今年度、我々は、抗痴呆薬として開発されたaniracetamと利尿薬として用いられたcyclothiazideがAMPA誘発性けいれんを増強することを生体内で見いだした。さらに、AMPA単独では細胞障害が生じない量においても、cyclothiazideとの組み合わせによって細胞障害が出現することを見いだした。また、十分な例数ではないが、aniracetamとcyclothiazideのAMPA増強作用に1-NA-Spmが拮抗して、けいれん発作を軽減し、同時に細胞障害も抑制するという知見を得た。今後例数を、増やして確認する予定である。1-NA-Spmはキンドリング完成後のけいれん発作において、用量依存的に抑制的に作用することが示された。1-NA-Spmの抗けいれん作用は、投与1日後でも持続し、4日目で消失した。この結果は、1-NA-Spmの抗けいれん作用機序についての示唆を与えるのみならず、扁桃核キンドリングの成立機序についても示唆を与えるものである。この扁桃核キンドリングに対する効果はBrain Researchに報告した。

これまで、我々は、生物毒素であるジョロウグモ毒素(JSTX)のアナログである1-NA-Spmが、AMPA型受容体作動薬によるけいれん発作を抑制し、さらにキンドリング完成後のけいれん発作においても用量依存的に抑制することを見いだし、報告した(Takazawa、Brain Research,1996)。本年度はさらに、1-NA-Spmのけいれん抑制機序について検討をするために、AMPA型受容体の脱感作を阻害することによって同作動薬の作用増強を示すアニラセタムとサイクロサイアザイドを用いて検討を行った(我々は、この2種の薬剤の作用機序に違いがあり、アニラセタムにはAMPA型受容体作用増強とならんで代謝型受容体に関連する細胞保護作用があることを見いだした)。雄性Wistar系ラットの右側脳室に、カニューレを刺入し、頭蓋骨に固定し、薬物注入経路とし、[サイクロサイアザイドあるいはvehicle]・[1-NA-Spmあるいはvehicle]・[AMPAあるいはvehicle]の順で投与した。アニラセタムは経口投与とした。サイクロサイアザイド、アニラセタムともにAMPAの誘発するけいれん発作を増強したが、1-NA-Spmはそれらを有意に抑制し、サイクロサイアザイドとAMPAの組み合わせ投与例におけるけいれん発作後の死亡率も有意に低下させた。これらから、1-NA-Spmは、AMPA型受容体の拮抗薬として同受容体の関連するけいれん発作を抑制し、かつ同受容体の脱感作の阻害作用を有する薬物の作用にも拮抗すること、さらにAMPA型受容体の脱感作によって生じた細胞毒性に帰因すると考えられるけいれん発作後の死亡についても抑制する事が示された。これらの結果は、1997年に米国で行われる神経科学会において発表予定である。本研究では、ジョロウグモ毒素アナログ(1-NA-Spm)、NBQXなどの非NMDA型受容体拮抗薬とMK-801,CPPなどのNMDA型受容体拮抗薬を用いて、けいれんあるいはてんかんにおける非NMDA型受容体、NMDA型受容体の役割をあきらかにし、ジョロウグモ毒素の抗てんかん薬としての可能性を探ることを目的とした。本年度は、聴原性てんかんモデル動物に非NMDA型受容体拮抗薬、NMDA型拮抗薬を投与し、発作に与える影響について検討した。われわれは、これまで新生仔期に一過性低甲状腺状態を経験したラットが成熟後に聴覚刺激によって疾走発作と全般性強直間代性けいれん発作を起こすことを利用して、聴原性てんかんモデルとして研究を行ってきた。われわれは、propylthiouracil(PTU)を経母乳的に新生仔期ラットに投与し、同モデルを作成した。PTUラットは成熟後ほぼ100%聴原性発作を起こし、聴原性てんかんの機構を探るには好個のモデルである。PTUラットの蓋板槽にポリエチレンカニューレを留置固定し、各薬剤の投与経路とした。NMDA型拮抗薬であるMK-801は、疾走発作、強直間代性ケイレン発作の両方とも、抑制したが、非NMDA型拮抗薬のNBQXは疾走発作には影響を与えなかった。
イネの形質転換に適した特質を決定するアグロバクテリア遺伝子の解明

植物形質転換に頻用されているアグロバクテリアのC58株はイネが合成するvir遺伝子発現誘導物質p-クマリルアルコール(PCAL)を酸化分解する能力が高い。本研究ではC58株の分解遺伝子を破壊して分解力を低下させ植物形質転換能力を高めることを目標にして分解系を解析した。PCAL脱水素酵素の候補遺伝子を6個破壊した変異体を作成したところ、酵素活性と分解力が低下し、イネカルスとの共存でvir遺伝子発現も向上した。PCAL脱水素酵素は基質特異性が極めて高く遺伝子も多重化していることが判り分解代謝の生理生態的意義を提示した。また、高度に安定で除去が難しいプラスミドを除去できる新技術を開発した。植物の形質転換に頻用されているアグロバクテリアのC58株がイネ胚性カルスへ遺伝子導入するには外部からvir遺伝子発現誘導物質を添加する必要がある。C58株と異なり、P-Ag-5株はイネ胚性カルスと混ぜるだけで遺伝子導入できる。両株はイネが合成するクマリルアルコールをクマル酸に酸化して更に代謝分解するが、C58株の方がP-Ag-5株よりもクマリルアルコール分解力が高い。分解力の高いC58株はクマル酸と構造が類似しているフェルラ酸も分解することが判っている。フェルラ酸を分解利用するための初発酵素CoAリガーゼの遺伝子atu1416をクマル酸分解酵素の候補遺伝子として破壊した変異体を作成したが、クマル酸を蓄積しなかった。C58株の細胞破砕液を用いた酵素反応実験では、クマリルアルコールに依存して酸化型NADを還元する高い活性を検出できた。そこで、クマリルアルコール脱水素酵素の候補遺伝子としてatu3278とatu5202を推定して、各々を破壊した変異体を作成した。しかし、atu3278とatu5202を破壊した変異体では、クマリルアルコール脱水素酵素活性もクマリルアルコール分解能力も低下しなかった。そこで、atu3278とatu5202を含むアルコール脱水素酵素の候補遺伝子を同時に複数破壊した多重変異株を作成した。今後、多重変異体の分解活性やイネへの遺伝子導入を測定解析すると共に、酵素遺伝子を強制発現させて酵素の基質特異性を明らかにする。クマル酸と構造が酷似しているフェルラ酸を分解利用するための初発酵素CoAリガーゼの遺伝子atu1416をクマル酸分解酵素の候補遺伝子として破壊した変異体を作成したが、クマル酸を蓄積しなかった。また、クマリルアルコール代謝遺伝子と予測した候補遺伝子をそれぞれ破壊した変異体はクマリルアルコール分解能力が低下しなかった。(1)クマリルアルコール脱水素酵素の候補遺伝子3つ(atu0626, atu3278, atu5202)をそれぞれ発現ベクターに組込んで大腸菌で強制発現させたところ、atu5202とatu3278を発現した抽出粗酵素液は顕著なPCAL脱水素酵素の活性を示した。C58株の粗酵素液を用いた暫定的な酵素特異性をみると直鎖状アルコールに活性をほとんど示さなかった。今後、単独遺伝子の強制発現株についても種々のアルコールを用いて特性を把握する。atu0626を強制発現操作した大腸菌粗酵素液は活性を示さなかったが、次に述べるように、atu0626が正常な2重変異体菌株では野生型に近い酵素活性を示すので、強制発現体でatu0626タンパク質生成量の問題の可能性が考えられる。(2)前年度に作成した複数の遺伝子をそれぞれ1つだけ欠失した変異体や2重変異体はクマリルアルコール脱水素酵素活性もクマリルアルコール分解能力も低下しなかったので、今年度はC58株を基にして3重変異体(atu0626欠失変異, atu3278欠失変異, atu5202を持つpAtC58プラスミド脱落)を作成した。3重変異体のPCAL脱水素酵素の活性を測定したところ、大幅に低下しており、P-Ag-5株の酵素の活性レベルに近づいた。細胞を使用したPCAL分解活性はP-Ag-5株とC58株の中間程度であった。この3重変異体作成時のpAtC58プラスミド脱落操作ではatu5202は欠失していたが、540kbpと巨大なプラスミドの約40%は残っており候補となる遺伝子が残骸プラスミドにあるので、この3重変異体を基にしてプラスミド全体の完全欠失体を作成すると共に、他の候補遺伝子も破壊した多重変異体の作成も必要と考えられる。(3)P-Ag-5の他にも有用な特性を示す菌株を複数見出した。今年度に3重変異体まで作成してようやく分解酵素活性は大幅に下がり、培養レベルの分解力は野生型株とP-Ag-5株の中間に至った。次年度も残りの候補遺伝子の破壊を行なう必要がある。Agrobacteriumを用いる植物細胞の形質転換法は植物の基礎研究と活用に不可欠な基盤技術であり、多数の成功例が報告されている。しかし、形質転換体が得られないあるいは極めて稀にしか得られない植物種もある。申請者らは、従来から頻用されている有用菌株よりもイネに適した特質を持つ菌株を多様なAgrobacterium病原性菌株の中に見出したが、実験室菌株に比して欠点もある。この株はイネが分泌するvir遺伝子誘導物質p-クマリルアルコールを分解する活性が低いことから、前年度までに、実験室菌株C58でp-クマリルアルコール分解遺伝子を破壊した変異体を作成し解析を行なった。

しかし、候補となる遺伝子各々単独では分解能力は低下しなかった。今年度は、6個の遺伝子を欠失させた6重変異体(atu0626, atu3278, atu5074, atu5138, atu5202, atu5240)まで作成したところ野生型親株C58に比して分解酵素(p-クマリルアルコール脱水素酵素)の活性は1/5にまで低下し、p-クマリルアルコール分解能も大幅に低下した。また、変異体とイネ胚性カルスとの共存培養でvir遺伝子誘導発現の上昇を観察できた。未だ暫定的であるが、人工誘導剤無しには野生型株で検出されないイネ形質転換も変異体で観察している。研究過程で、プラスミド除去操作法等の技術開発成果も得た。p-クマリルアルコール脱水素酵素活性は細胞抽出液段階でも単一遺伝子の強制発現酵素でも高度にp-クマリルアルコール特異的であり、しかも遺伝子数が多いことはAgrobacteriumが植物のp-クマリルアルコールを利用する遺伝的背景を示唆するものであり、進化生態学的にも興味深い成果を得ることができた。植物形質転換に頻用されているアグロバクテリアのC58株はイネが合成するvir遺伝子発現誘導物質p-クマリルアルコール(PCAL)を酸化分解する能力が高い。本研究ではC58株の分解遺伝子を破壊して分解力を低下させ植物形質転換能力を高めることを目標にして分解系を解析した。PCAL脱水素酵素の候補遺伝子を6個破壊した変異体を作成したところ、酵素活性と分解力が低下し、イネカルスとの共存でvir遺伝子発現も向上した。PCAL脱水素酵素は基質特異性が極めて高く遺伝子も多重化していることが判り分解代謝の生理生態的意義を提示した。また、高度に安定で除去が難しいプラスミドを除去できる新技術を開発した。多重変異体を作成したので、その分解活性やイネへの遺伝子導入を測定解析する。また、C58株の細胞破砕液を用いた酵素反応実験で、クマリルアルコールに依存してNADを還元する高い活性を検出できたので酵素活性も指標に解析できる。更に、個々のクマリルアルコール代謝を担うと予測した候補遺伝子酵素遺伝子を強制発現させて酵素の基質特異性を明らかにする。今年度に3重変異体まで作成してようやく分解酵素活性は大幅に下がり、培養レベルの分解力は野生型株とP-Ag-5株の中間に至った。次年度は更に残りの候補遺伝子の破壊を行なう。特に、atu5202以外にも複数の候補遺伝子をもつpAtC58プラスミドの完全欠失作業は喫緊の課題である。今年度に見出したP-Ag-5以外の有用な特性を示す菌株についても平行して解析を行なう。原因遺伝子を探るためにプラスミドの入れ換えならびにゲノム解析を行なう。29年度が最終年度であるため、記入しない。微生物遺伝学29年度が最終年度であるため、記入しない。
集合値計画法における解集合と選好解に関する研究

多様な価値観を自然に表現することが可能な集合値計画問題の最適解に関して、解全体の書き上げに関する研究、すなわち解集合の特徴付けについての研究、および意思決定者が「望ましい」と感じる解、すなわち選好解についての研究を行うことである。これらは、インタラクティブ(対話的)に解を求める際に必要な理論であり、多目的計画問題においては研究がなされているものの、集合値計画問題においては数学的な土壌の欠如のため、未だ十分な研究がなされていない。従って、まずは限定的な埋め込み空間とその双対空間についての基礎的な研究から行い、本研究のために必要となる数学的な土壌を醸成する。
複雑系としての文学-書誌データによる文化秩序形成の分析:ドイツ文学を例に-

文学は自己組織的な原理によって作動する複雑系の一つである。2003年度および2006年度のドイツ出版図書目録を利用し,現役作家,継承作家それぞれについて,文学シーンに流通中の作品数を調査した所,(a)いずれの年度,いずれの作家タイプでも,シーン規模=作品数(x)とその規模を有する作家の存在確率(y)との間にy=C・x^<-α>のベキ則が成立し,また,その背景として,(b)現役,継承作家とも,2003年度のシーン規模(S1)と2006年度の規模(S2)との間で確率乗算的成長過程(S2=R(t)・S1)が成り立っていることが明らかになった。これらは,事前のコミュニケーションの定着度・活性度が次の時点でのコミュニケーションの定着度・活性度に影響を与える,システムの自己組織性を現している。つまり,文学プロセスは,コミュニケーションプロセスであると同時に関係形成的な選択過程でもあり,無数の選択可能な作家・作品を前に(複雑性の側面),事前の読書体験や評判などで形成された読むべき作家や作品像を手がかりに(参照点としての文学像),コミュニケーションの回路の選択的形成が行われる(秩序の側面),複雑系を成しているのである。これは,運動体としての文学システムが,文化面(文学像)と社会面(量的に展開されるコミュニケーション)が相互にフィードバックを及ぼしあう,フィジカルな相を持ったハイブリットなシステムであることも表している。ここから,(1)旧来のオートポイエシス論的システム観やコミュニケーション論的プロセス把握を超えるナチュラル・システムとしての文学過程把握の必要性,(2)複雑理論などシステム/進化理論からの知見利用に基づく文化調査の新たな研究パラダイムの可能性,(3)マクロな側面からの文学の経験的調査の意義を,確認することができた。書誌データに基づく数量的研究はこの実像を明らかにするための有効な手段である。平成20年度まで行ってきたドイツ出版目録(2003年度版)の調査では,出版流通中の現役作家の作品タイトル数(x)とそのタイトル数を有する作家の存在確率(y)との関係が,複雑系の特徴の一つであるy=C・x^<-α>のベキ則の関係で成立することが明らかとなった。その際,この関係性は純文学/大衆文学の双方を同等に貫いて現れ,そこには年齢とともに成長する筈の作家の既刊総作品数の反映はなく,むしろ,一つの時点のタイトル流通量(S)が次の時点でのタイトル流通量(S')に累積的に影響を与えてゆく,確率累算的過程(S'=R(t)×S)が介在していることが分かってきた。これは,過去のコミュニケーション状況が将来のコミュニケーション状況に再帰的に影響を与えているということであり,複雑系としての文学の自己組織性を捉える上で重要な発見である。平成20年度からは,この点をより正確に検証してゆくため,2006年度版の出版データを追加し,変動の観点からこの現象を調べる作業に入っている。こうした一連の研究は,文化現象を単純な相互了承的な人為的過程と捉える伝統的な観点の限界を示し,物理現象的な自己組織過程として批判的,分析的に捉えなおさせる意義を持つ。美学的には,了承論的な理論では捉えきれない,過剰に価値付与された,ジレンマをはらむ意味記号としての作品観が,研究手法としては,数量的検証と理論的考察とを結びつけ,かつ,実情分析としての意義も持った,新しい文化への経験的調査の戦略が,これによりもたらされる。これまでの単年度の書店用図書目録を用いた調査からは,(a)出版流通中の現役作家の作品タイトル数(x)とそのタイトル数を有する作家の存在確率(y)との関係が,y=C・x^<-α>のベキ則の関係で成立する点,(b)タイトル流通量(S)が次の時点でのタイトル流通量(S')に累積的に影響を与える,確率乗算過程(S'=R(t)×S)がその背景にあると考えられる点が,明らかとなった。このことは過去の文学状況が次時点での文学状況に再帰的・累積的に影響を与えることを示しており,この発見により,複雑系としての文学の自己組織性を具体的に捉えてゆくための重要な手がかりが得られたことになる。この結果はまた,すでに経済学等の分野に取り入れられている物理学的な複雑系研究の知見が文化の領域においても有効性を持つことを具体的に示すものでもある。平成21年度からは,この自己組織的な系の動態をさらに詳しく調査するため,過去の作家も含めつつ,多年度間での変化の分析が出来るよう,データベースの拡大に取り組んでいる。こうした一連の調査が持つ意義は,第一に,(1)文化現象を単に相互了承的な人為的な過程と捉えてきた伝統的な観点の限界を示し,あらたに物理現象的な自己組織過程として文化を批判的・分析的に捉えなおさせる点にある。また,美学的には,(2)単なるテクスト論やコミュニケーション論的な観点では捉えきれない,系の力学により過剰に意味付与された,複合的な記号現象として,作品という対象を新たに捉えなおすことにつながる。また,研究手法としては,(3)数量的検証と理論的考察とを結びつけ,かつ,実情分析としての意義も兼ね備えた,新しい文化への経験的調査の戦略を打ち立てる意義も持つ。2003年度および2006年度のドイツ出版

図書目録を利用し,現役作家,継承作家それぞれについて,文学シーンに流通中の作品数を調査した所,(a)いずれの年度,いずれの作家タイプでも,シーン規模=作品数(x)とその規模を有する作家の存在確率(y)との間にy=C・x^<-α>のベキ則が成立し,また,その背景として,(b)現役,継承作家とも,2003年度のシーン規模(S1)と2006年度の規模(S2)との間で確率乗算的成長過程(S2=R(t)・S1)が成り立っていることが明らかになった。これらは,事前のコミュニケーションの定着度・活性度が次の時点でのコミュニケーションの定着度・活性度に影響を与える,システムの自己組織性を現している。つまり,文学プロセスは,コミュニケーションプロセスであると同時に関係形成的な選択過程でもあり,無数の選択可能な作家・作品を前に(複雑性の側面),事前の読書体験や評判などで形成された読むべき作家や作品像を手がかりに(参照点としての文学像),コミュニケーションの回路の選択的形成が行われる(秩序の側面),複雑系を成しているのである。これは,運動体としての文学システムが,文化面(文学像)と社会面(量的に展開されるコミュニケーション)が相互にフィードバックを及ぼしあう,フィジカルな相を持ったハイブリットなシステムであることも表している。ここから,(1)旧来のオートポイエシス論的システム観やコミュニケーション論的プロセス把握を超えるナチュラル・システムとしての文学過程把握の必要性,(2)複雑理論などシステム/進化理論からの知見利用に基づく文化調査の新たな研究パラダイムの可能性,(3)マクロな側面からの文学の経験的調査の意義を,確認することができた。
TSLPの過剰産生によって誘導される自己免疫疾患の発症機構の解析

サイトカインTSLPは生体内で2型ヘルパーT細胞(Th2細胞)分化を促進しアレルギー等様々な免疫疾患を引き起こすことが分かっているが、生体内での詳細な作用機構は未だ明らかではなかった。本研究によって生体内でTSLPがCD4陽性T細胞を直接活性化してTh2環境を促進し、B細胞の活性化と自己免疫疾患を引き起こす、という新たな機構が明らかとなり、今後のTSLPを標的とした免疫疾患の治療法開発に役立つことが期待できる。サイトカインTSLPは生体内でTh2分化を促進し、様々な免疫疾患を引き起こすことが考えられるが詳細な機構は未だ明らかではない。本研究では樹状細胞、B細胞、CD4陽性T細胞といった細胞群がどのように相互作用することで免疫寛容の破綻やその他の疾患に繋がっているかを明らかにすることを目的とし、TSLP過剰発現マウス及びその他の遺伝子改変マウスを用いて病理学的、免疫学的解析を行う。TSLP過剰発現Tgマウスの当研究所動物施設への搬入とクリーニングに時間がかかっているため、プラスミドDNAを用いた簡便なTSLPの過剰発現法の樹立を試みた。PCR法によってマウスTSLPのcDNAをプラスミドベクターpLIVEにクローニングした。このpLIVE-mTSLPおよびコントロールベクターをTransIT Hydrodynamic Delivery Solutionと混合し、野生型マウスの尾静脈より5秒以内に投与した。その後末梢血中のリンパ球をフローサイトメトリーによって解析した結果、pLIVE-mTSLPを投与したマウスでは未熟B細胞の増加が観察され、TSLPが発現していることが示唆された。また投与マウスの各組織を解析したところ、骨髄、脾臓、腹腔においてTgマウスとほぼ等しい表現型が観察された。またこのマウスの脾臓CD4陽性T細胞ではIL-4産生細胞が増加しており、血清中のIgEも高い値を示したことからTh2分化が促進されていることが示唆された。更にコントロールと比べて血中の抗核抗体、抗二重鎖DNA抗体も増加しており、自己免疫疾患の症状を呈することが分かった。以上よりこのプラスミドDNAを用いたTSLP過剰発現法は簡便かつ有効な方法であるといえる。今後はこの方法も併用し、TSLPの生体内での機能解析を進めて行く予定である。本研究では様々な免疫細胞群がどのように相互作用することで免疫寛容の破綻やその他の疾患に繋がっているかを明らかにすることを目的とし、TSLP過剰発現マウス及びその他の遺伝子改変マウスを用いた解析を行っている。TSLP過剰発現Tgマウスの当研究所動物施設への搬入は終了したが、交配能力に問題が見られたため野生型BALB/cマウスを用いた戻し交配を行って改善を試みている。そこで前年度に樹立したプラスミドDNA用いた簡便なTSLPの過剰発現法を用いてBALB/cマウス、C57BL/6マウスにTSLPの発現を誘導し、遺伝的背景の異なるマウスにおけるTSLPの過剰発現の役割について検討した。プラスミドベクターpLIVE-mTSLPおよびコントロールベクターを野生型BALB/cマウス、C57BL/6マウスの尾静脈より投与し、TSLPの過剰発現を誘導した。いずれのマウスにおいても投与したDNAの量依存的な未熟B細胞の増加が観察され、この作用は遺伝背景に依存しないことが再確認できた。投与後4週間後の血清を採取し冷蔵するとC57BL/6から採取した血清中には白色沈殿が観察でき、クリオグロブリン血症を呈していることが示唆されたが、BALB/cマウスの血清には沈殿が観察できなかった。また100μgのDNAを投与したBALB/cマウスは踵関節が肥大し、関節炎を発症していることが示唆されたが、同じ処理をしたC57BL/6マウスにはこの症状は見られなかった。以上より、TSLPの過剰発現は遺伝背景によって異なる自己免疫疾患を誘導することが推察された。今後はDNA投与マウスの詳細な病態解析を進め、Tgマウスを用いた実験と併用しTSLPの機能解析を進めていく。サイトカインTSLPは生体内で2型ヘルパーT細胞(Th2細胞)分化を促進し様々な免疫疾患を引き起こすことが分かっているが、詳細な機構は未だ明らかではない。我々はこれまでにTSLPの過剰発現がTh2細胞由来のIL-4依存的に抗原非特異的なB細胞の活性化を誘導し、自己免疫疾患を引き起こすことを明らかにしてきたが、このモデルにおけるTSLPの標的細胞は不明であった。生体内でTSLPがどの細胞を刺激することが疾患へと繋がるのかを明らかにするため、昨年度までに開発したプラスミドDNAによるTSLPの過剰発現系を用いて以下の実験を行った。野生型およびTSLP受容体(TSLPR)遺伝子欠損マウスからCD4陽性T細胞を採取し、T細胞欠損マウスであるヌードマウスに移植し、その後にTSLPをコードするプラスミドDNAを尾静脈から注射してTSLPの過剰発現を誘導した。

4週間後にフローサイトメトリーによりB細胞の活性化、移植したT細胞のサイトカイン産生について調べたところ、TSLPR欠損マウス由来CD4陽性T細胞を移植したヌードマウスでは野生型を移植したものに比較してB細胞の活性化が見られず、更にIL-4、IL-5産生CD4陽性T細胞が大幅に減少していた。従って、TSLPがCD4陽性T細胞を直接刺激することがIL-4、IL-5を産生するTh2細胞への分化、またそれに続くB細胞の活性化に必須であることを明らかにした。TSLPがアレルギー性疾患を引き起こす際の標的細胞については当初は樹状細胞と考えられていたが、その後CD4、CD8陽性T細胞、肥満細胞、好塩基球等が標的として報告されてきた。本研究によってアレルギーおよび自己免疫疾患に通じる生体内でのTSLPの標的細胞はCD4陽性T細胞である、という新たな機構が明らかとなり、今後のTSLPを標的とした免疫疾患の治療法開発に役立つこと示期待できる。
ヒト単球heterogeneityとその移植免疫における意義についての研究

リンパ球と共に単球も免疫反応において極めて重要な役割を果すことが近年明らかとなってきた。我々は移植免疫における単球の動態を、その膜表面におけるHLA抗原の消長から捉えることができるのではないかという仮説をたて、以下のアプロ-チにより検討した。「アプロ-チ」1。ヒト未梢血単球膜表面上のHLAクラスII HLA抗原(DR,DQ抗原)の検討ー健人、透析患者、腎移植後患者2.移植免疫反応のin vitroモデルとしてのリンパ球混合培養における経日的単球膜表面のHLAクラスII抗原の変動3。臨床的腎移植患者における術前・術後の単球膜表面HLAクラスII抗原消長の検討ーリンパ球膜表面のHLA抗原の動きとの対比「結果」ヒト未梢血単球はHLAーDR抗原をもち、HLAクラスI抗原を欠く。極めて興味深い点は全単球の1020%がHLAーDRと共にHLAーDQ抗原も表出している点であった。即ち単球はHLAーDQ抗原陽性群と陰性群に分けられることが判明した。そしてアロ抗原刺激を受けるとHLAーDQ陽性単球の比率が上昇することを確認した。逆に免疫抑制状態にあるとその比率が低下しており、HLAーDQ陽性単球は免疫賊活状態を表していると考えられた。これは腎移植の拒絶反応時にHLAーDQ陽性単球が著増する現象からも裏付けられた。「意義」本研究の結果は、移植免疫における単球の機能を理解する上で一つの示唆を与え、臨床的には拒絶反応のモニタリングとして単球の動態が極めて有用なることを明らかとした。「アプロ-チ」1。MLC後の細胞を用いてFCMによる解析を行なうためには、効率のよい細胞回収法の工夫が必要である。我々はGel-Well培養器を用いてMLCを行なうことにより大部分のリンパ球、単球を回収できた。MLC後の^3HTdR up-take3日目から上昇し、5日目にピ-クを示した。HLA-DR陽性T Cell(DR^+T)の変動は5日目までは小さく、7日目で26%まで上昇した。HLA-DQ陽性単球(DQ^+M)はMLC開始後1日目では13.5%であったものが、3日目には54.2%に急上昇し、以後高値が持続した。HLA-DR陽性単球は終始高値を示した。2)免疫蛍光染色法によるリンパ球混合培養(MLC)後のHLA抗原変動の検討tissue culture chamber/slide法を用いて単球の膜表面におけるDQ^+Mの変動を蛍光染色法で検索した。やはりMLC後においてDQ抗原を発現する単球の増加がみられた。以上の結果から、アロ抗原刺激によって単球が活性化され、そのマ-カ-としてHLA-DQ抗原が有用であることが推測された。2.正常人、透析患者末消血中のDQ陽性単球の検討1)正常健康人25例におけるDQ^+Mの単核球に占める割合は10.8%で、30%以上の例は見られなかった。これに対しDR^+Mは90%を占めた。2)血液透析患者のDQ^+Mの単核球に占める割合は透析前28.4%,透析後16.3%であり、健人よりも高い値をとる傾向を示したが、有意の差は認めなかった。昨年の研究結果から,ヒト末梢血単球の膜抗原の中で,HLAーDQ抗原の発現は1020%の単球にのみ見られることを見出した。所が,in vitroのアロ抗原刺激モデル(リンパ球混合培養)では,DQ抗原陽性単球の比率が上昇することが判明した。そこで,本年度は臨床応用の試みとして,腎移植患者の末梢血単球のHLAーDQ抗原の変動を至日的に検討した。

方法はフロ-サイトメトリ-を用いて,抗LeuM3単クロ-ン抗体と抗Leu10単クロ-ン抗体の二重染色によりDQ抗体陽性単球の比率を測定した。12例の経過良好系腎移植癌例では,クレアチニン値の低下に伴ってDQ陽性単球も減少し,移植後28日目では平均12.5%の低値を示した。この間リンパ球の膜抗原の変動はみられなかった。次に,腎移植後に急性拒絶反応の発症をみた症例において検討した。計12回の急性拒絶反応において,全例で拒絶反応時にDQ陽性単球の比率が急上昇し,大半が30%以上の高値を示した。尚,数日前からクレアチニンの上昇に失立ってDQ陽性単球が上昇した例も多い。即ち,急性拒絶反応の診断と予知において,DQ陽性単球は極めて有用系検査手段であることが判明した。今後は更に症例数を重ね,より詳細な解析を行う予定である。過去2年間の研究結果から、末梢血中の単球膜表面におけるHLAーDQ抗原の表出が、アロ抗原刺激によって促進されることが判明した。従って、臨床的腎臓移植において距絶反応のモニタリングとして末梢血中のDQ陽性単球率が有用であることが想定された。今回35例の腎臓移植症例において、移植前、移植後7日、14日、28日の時点でDQ陽性単球の出現率を質出した。尚、距絶反応発現時においては治療前後詳細に検索した。移植後3ケ月以内に発症した16回の急性距絶反応では、全例においてDQ陽性単球の比率が約20%から約55%まで急上昇することが判明した。そして、ステロイドパルス療法により寛解するとDQ陽性単球も急速に前値に復した。即ち治療によく反応する通常の急性距絶反応においては、DQ陽性単球は極めて良い免疫学的指標となるものと考えられた。又、その予知に関しては、移植後14日目のDQ陽性単球の値が参考になることが分った。即ち、14日目のDQ陽性単球が30%以上であった13例中10例(77%)がその後3ケ月以内に距絶反応とみた。これに対して、30%以下であった28例では3例(17%)に距絶をみたのみであった。ステロイド治療低抗性であった10回の距絶反応においては、DQ陽性単球の変動は小さく、むしろDR陽性T細胞の持続的上昇が特徴的であった。CYA腎毒性(5例)、ウイルス感染(2例)においてはDQ陽性単球の上昇はまったくみられなかった。従って、DQ陽性単球の上昇は細胞性免疫に起因する急性距絶反応に極めて特異的なパラメ-タ-であることが明確となった。
SNS利用におけるプライバシー保護を目的とした個人プロファイル分析手法の開発

本研究の目的は,日常的なSNS利用において,第三者が意図しないプライバシー情報を取得可能な状況になってしまうことを防止するシステムを開発することである.システムが自動的にSNS上の情報に基づいてプロファイル分析を行い,健全なSNS利用をサポートするシステムの実現が目標である.具体的には,投稿した内容が拡散されやすい情報かどうかを機械学習で推定するアルゴリズム,投稿内容の感情分類を推定するアルゴリズム,プライバシー情報の例として,投稿内容からユーザの職業を推定するアルゴリズムについて開発を行った.また,実システムへの応用を見据えて大規模化に向けたクラウド化や,実システムへの実装を行った.本研究では,炎上やネットストーカー等の対策等に応用するため,SNS利用者の公開情報から,第三者が推測可能な情報を抽出する技術について研究開発を実施している.平成27年度は,アマゾンウェブサビス(AWS)上へのクローラ・データ分析サーバの設置を行い,SNSクローラによるデータ収集と蓄積を開始している.また,得られたデータの基礎的な分析として,形態素解析による単語分を行い,その文章から単語の相関値などの特徴寮を抽出する作業を進めている.今年度は特に,SNS利用者のプロファイル情報を推測する手段として,ランダムフォレストと呼ばれるアルゴリズムを用いて,予測する手法について検討し,実装を行った.実装する際のテストケースとして,年齢などの利用者のデモグラフィック属性に関する推定を検討したほか,SNS上での発言の中で特に感情に関する発言を抽出して,感情の極性とその時系列的な変化を推定するモデルを構築し,分析を試みた.本結果については,情報処理学会全国大会で報告する等,一定の結果を得られている.また,Twitterに投稿された内容が,どれほどの注目を集めるかを予測する手法についても検討を行った.調査の結果,炎上等特に注目を集める投稿は,画像付きの投稿が多いことから,画像付き投稿を分析する手法について検討を行った.具体的に,画像と本文を分け,それぞれニューラルネットワークと呼ばれる手法で特徴ベクトルを生成し,注目度を予測するモデルの確立と実験を行った.実験はTwitterから収集したデータを対象として行い,注目を集める度合いは,Tiwtter上のツイートに対するリツイートを予測することで精度を検証した.その結果,一定の精度でリツイート数を予測することに成功した.今年度の成果は,来年度に向けた研究の取り組みの基礎的な実験として大変意義ある成果を得られたと考えている.平成27年度の取り組みとしては,大きく3つの取り組みについて実施した.1つ目は,アマゾンウェブサービス(AWS)上へのデータ蓄積・分析環境の構築である.本研究は,常時SNS上からデータを収集し,蓄積・分析することが不可欠である.また,データ分析を行うためには,高速なデータ処理を行う計算機が必要であることから,クラウドサービスを利用することが性能的にもコスト的にも妥当であると判断し,AWS上にそのような環境を構築した.既にTwitter上から常時データ収集する体制を整え,AWS上で分析可能な体制を整えている.2つ目は,SNSデータからの個人プロファイル抽出に関する基礎的な検討である.SNS上で炎上等が発生した場合を事前に分析した結果,コメント等に非難や中傷など感情的な用語を含む投稿が数多く寄せられている.そこで,Twitterに投稿される本文から,感情的な情報を抽出し,感情極性を推定するモデルと実証実験を実施した.具体的には,喜怒哀楽の4つの感情カテゴリーに対して,ある投稿がどのカテゴリーに属するかを推定するモデルである.本モデルには,近年自然言語解析の分野で注目されているWord2Vecというツールを用いて文章の特徴ベクトルを作成し,ランダムフォレストによって分類する実験を行った.結果としては,まだ改良の余地はあるものの,ある程度の精度で分類可能であることが明らかとなった.3つ目は,SNS上への投稿内容がどの程度注目を集めやすいかを定量的かつ事前に予測する手法の検討である.SNS上への投稿は一度投稿されると削除することができないため予測は重要である.本研究ではニューラルネットワークの枠組みでTwitterのリツイート数を予測するモデルを構築し,実証実験を行った結果,こちらもある一定の精度で予測可能であることが確認できた.これらの成果は,国内会議で既に報告済みである.今年度は,昨年度までの研究成果及び開発してきたシステムをベースとして,SNS利用ユーザの感情分析,及びそのユーザがSNS上で発進した内容の特徴語分析と,そのユーザが活動領域とするエリアの地理的な分析について研究開発を行った.本研究ではターゲットとするSNSとしてTwitter上のデータを扱っているが,Twitter上のデータの内,地理情報(緯度経度情報)が明示されているものは約1%である.そこで,発信されているテキスト内容から,そのTweetがどこから発信されているのかを特定するアルゴリズムを開発し,ユーザのプロファイルデータとして推測するアルゴリズムについて検討を行った.具体的には,Tweetされたテキスト分について形態素解析エンジンを用いて単語に分割し,そこから位置情報に紐づくと考えられる単語を抽出した.これらの単語は「位置推定寄与単語」と定義し,地名,駅名のほか店舗名や施設名なども位置推定寄与単語とした.これらの単語について,OpenStreetMapに登録された様々な店舗名や施設名に照らし,位置推定寄与単語から緯度経度を推定するアルゴリズムを開発した.結果として,約60%程度の精度で位置情報を特定することに成功しており,本結果を用いることでユーザプロファイルのうちロケーションに関する分析が可能になることが確認された.現在は,今年度開発した分析アルゴリズムを,感情分析や特徴分析のエンジンと統合し,個人プロファイル推測エンジンとしてシステム化している最中である.

このシステムを使用してSNS利用のリスク管理や炎上予防システムとしての有用性については,アンケート調査などにより翌年度実施予定である.本申請研究は,SNS利用において発信された様々なデータから,個人プロファイルに関する情報の予測可能性について機械的に分析を行い,SNS利用におけるプライバシー漏えいや炎上等の様々なリスクを事前に予防する手段をユーザに提供するシステムを開発することが目的である.平成28年度までの研究において,SNS上で配信されたデータに基づいて,ユーザの感情分析やそのユーザに特徴的な単語についての分析を行い,他人がどの程度ユーザプロファイルを推定可能であるかを可視化するアルゴリズムの開発に取り組んできた.また平成28年度は特に位置情報に着目し,ユーザが発信したつぶやきがどの場所から発信されたものであるか,明示的に緯度経度(ジオタグ)を付加していなくても,そのテキスト文から推測するアルゴリズムの開発を行った.その中で位置推定を行うために利用可能な単語を「位置推定寄与単語」として定義し,OpenStreetMapで得られる様々な施設名や店舗名と照合することで緯度経度を特定するアルゴリズムを開発した.この手法を利用することで,一定の精度で推測可能であることを示すことができた.ユーザが発信する情報を統合することで,そのユーザが意図していないプロファイルまで他人が予測できてしまうという現象は,多く生じていると考えられる.平成29年度は本申請研究の最終年度として,ユーザの単発の発言だけではなく,一定の期間の発言を総合してプロファイリングするアルゴリズムを開発し,そのユーザに対してSNS上のデータから様々な情報が推測されるリスクを提示するシステムについて開発を行う予定である.本研究では,SNS利用者の公開情報に基づいて,第三者がその利用者の個人情報をどの程度推測可能であるかを機械的に判定し,プライバシーを保護するためのシステムを開発することを目的としている.初年度となる平成27年度は,SNS上のデータ収集用クローラを開発し,Amazon Web Service上に実装して必要なデータ収集を進めた.また,テストケースとして,利用者の年齢等のデモグラフィック属性を機械学習によって判定可能か評価実験を実施した.また,SNSを発端とする炎上事例の多くは画像付き投稿が大きく影響していることから,画像付きツイートの分析手法についても検討を行った.2年目となる平成28年度は,位置情報付き投稿に着目し分析を行った.主要なSNSの一つであるTwitterでは,位置情報付きツイートの比率は約1%程度である.しかし,位置情報が明示的に付与されていないツイートであっても,地名や地域を特定可能な固有名詞がツイートに含まれている場合,そのツイートの発信地を高精度に予測可能である可能性がある.
偏極陽子衝突を用いた核子スピン構造研究の新展開

我々自身を含むすべての物質の基本構成要素である陽子の成り立ちを、素粒子の重要な性質である「スピン」という観点から理解する為、世界で唯一の偏極陽子衝突型加速器を用いた実験PHENIXに、必要事象のみを選択的に収集するシステムを構築した。このシステムにより、世界で初めて、偏極陽子衝突におけるウィークボゾン生成実験を実現し、陽子のスピン構造研究に「海クォークの直接測定」という新たな局面をもたらすことが出来た。核子のスピンはクォークのスピンで説明できると考えられていたが、実際には約20%程度しか説明できない。とりわけ不思議なのは、核子の量子数には寄与しないはずの海クォークが核子とは反対向きに偏極しているように見えることである。一方で、電磁相互作用をプローブにする従来のスピン構造研究ではクォークと反クォークを分離できないため、分離可能なWボゾンによる研究が待ち望まれていた。そこで本研究では、海クォークが親の核子に対してどちら向きに偏極しているのかを、Wボゾンの生成を通して直接測定する。核子の量子数には寄与していないはずの反クォークが間接測定から示唆されるように本当に核子と反対向きにスピン偏極しているのか?この基本的な問に直接測定をもって解答をあたえるのが本研究の目的である。陽子-陽子衝突におけるW生成では、その生成に関与するクォーク・反クォークのスピンの向きが決まっていて、フレーバーもほぼ固定しているので、核子のスピンフレーバー構造を調べる上で最適のプローブであると言える。一方、我々は米国ブルックヘブン国立研究所のRHIC加速器にスピン偏極をコントロールする機器を整備して世界で唯一の偏極陽子衝突型加速器を実現して来た。ここで、最高エネルギーの重心系500GeVでの衝突を実現することにより、Wの生成が可能になる。W生成反応は高運動量のミューオン生成により同定されるが、我々の検出器PHENIXには10 MHzで起こる雑多な事象の中からそのような事象を選び出してデータ収集する機能がなかった。そこで本研究では、ミューオン飛跡検出器の情報をオンラインで取り出し、高運動量ミューオン、つまり磁場中で殆ど曲がらない飛跡を探し出す機能を導入してWの検出を可能にするものである。本研究の目的は、米国のブルックヘブン国立研究所における、相対論的重イオン衝突型加速器RHICにおいて偏極陽子を重心系エネルギー500GeVという世界最高のエネルギーでの衝突を実現することで、核子のスピン構造の知見を圧倒的に改善することにある。このエネルギーでは、ウィークボゾン、W±の生成が高頻度で期待されるが、その同定を高エネルギーミューオンの検出により行う。このために、現存のデータ収集系のトリガーを改善する。ミューオン飛跡検出器のヒットをオンラインで取り出し、高運動量の飛跡、つまり、ほとんど曲がらない飛跡を見つけてデータ収集をおこなう。オンラインでヒットを取り出すにあたって、早い読みだし系、そしてそのデータの高速転送技術を開発した。このプロトタイプを完成し、東北大学原子核理学研究施設の電子ビームを用いて、その性能評価を行った。プロトタイプには、ヒットを取り出す早い読みだし系のパラメータ(読み込む電荷量を決める電気容量値および弁別回路におけるパラメータ)を変えた4種類の回路を一枚の電子回路基板に実装し、全体のパフォーマンスを調べながら、上記パラメータの最適解をさぐった。その結果、1)十分に早い応答を実現するパラメータを特定し、2)その場合の検出効率を決定し、3)飛跡検出器系の位置分解能を特定した。またこのデータの転送系として、高精度のクロックで走るシリアル変換器を用いて、毎秒1ギガビットのデータ転送回路を設計、動作を確認した。並行して、最終的にこれらの回路を設置するPHENIX検出器における設置位置を確認して、その設置ジグの設計、水冷機能をもつシャーシの開発、低電圧の供給機構を検討した。以上の開発に加えて、最終物理解析アルゴリズムの開発も行った。次年度に控える大量生産に向けて準備をほぼ完了した。平成19年度はこれまで開発して来た増幅弁別回路を現地に少数導入試験することと、その情報を高速でフォーマットしてデータ転送するフォーマッター回路基板の開発を行った。増幅弁別回路については、前年度において、ビームを用いて、原理の検証、さらに電子回路のいくつかのパラメータを最適化できたので、こんどはPHENIX検出器に実際組み込んで、その性能を評価した。現場では、ノイズなどの環境が大きく違う可能性があり、是非とも現場で行う必要があった。一方で、PHENIX検出器は、一度実験が始るとアクセスできなくなるので、夏のシャットダウン中に試験を済ませる必要があった。検出器のオペレーションについて経験を積んでいたことも幸いして、首尾よく期待通りのパフォーマンスが得られ、試験は無事終了した。ノイズによるヒットの頻度、検出効率、時間特性など、多くの結果が得られた。これらの結果にもとづき、約110ページにわたる技術設計報告書をまとめて、外部評価委員会を開催して評価して頂いた。高い評価を得るとともに、一つだけ追加テストを求められたので、それを行い期待通り問題の無い結果を得て報告した。これと同時に、高速フォーマッター回路についても、設計を進めた。

この時点で、並行して進めていた大量生産について、次年度の生産と合わせて行った方が効率的であることが分かり、相当分の繰り越しを行った。平成20年度は夏に大量生産・試験・設置・評価を終えて、シャットダウン中に設置・導入する必要があったので、前年度からの繰り越し分を含めて、年度始めから契約などの準備を進めた。現地では、作業の為の足場組の準備なども行い、またケーブルなどの試験などを進めて、現地に送られた大量の電子回路基板の試験の態勢を整えた。また、設置前と設置後の飛跡検出器のパフォーマンスの違いをきちんとトラックできるように、基礎データを大量に収集して、設置・導入に備えた。設置・導入は概ね順調に進んだと言える。短期的にマンパワー不足に落ち入ることもあったが、現地で協力者をお願いしてしのぐことが出来た。今年度のランは、Run9と呼ばれ、RHIC加速器の運転が始ってから9年目で9回目のランとなった。アメリカの予算の決定が遅れた為にデータ収集の開始が遅れたが、2月からデータをとり始めることが出来た。平成18年度に東北大学行ったテスト実験の結果と、設置前後の飛跡検出器のデータにもとづき、印加電圧の最適化を行った。さらに、1万チャンネルある信号に対して電荷量分布を見て、MuTRG-ADTXボードにおける適切な閾値を見いだした。ヒットの頻度は、信号を受けるストリップの面積(長さ)によるが、ほぼ期待通りのパフォーマンスが得られたと言える。若干、ヒット頻度の高い領域が存在して、非常に長い時間をかけて改善を図ったが今後の課題の一つとして残った。また、加速器のパフォーマンスが、ルミノシティ、偏極度ともに満足できるものではなく、今後の課題である。平成21年度は、残りの機器の導入を行い、シャットダウン中に設置・導入する必要があったが、設置・導入は順調に進んだ。前年度までの実績に基づき、日本から研究者を派遣、また現地のテクニシャンの協力を得て、期限内に設置を完了した。一方、昨年度末から、今年度にかけて収集していたデータを解析し、我々が導入したトリガーシステム全体の性能について実際のデータを用いて評価を行った。解析結果は、国際会議などで発表した。さらに、データ解析の中で発見されたあらたな問題点として、熱中性子に依ると思われる、飛跡検出器における大きなパルスの発見がある。この問題は、飛跡検出器をこれまで担当して来たグループが、回路系に加えた変更により顕著になった物で、我々のトリガーシステムの導入に伴って詳細解析していく中で発見した物である。トリガーシステムの性能に影響があるだけでなく、飛跡検出器のパフォーマンスとして最適なものが得られていないことを示唆し、今後の課題の一つとなっている。我々は、飛跡検出器の読み出し系の改良と、熱中性子の吸収材の導入を提案し、準備を行っているところである。また、加速器のパフォーマンスが、ルミノシティ、偏極度ともに満足できるものではなかった。今後の改善について、加速器チームと会合を持ち、議論を進めて来た。
海洋微生物を用いた濃縮海水からのレアメタル回収

2年目は、レアメタル回収能を有する微生物の探索と同定、および分離された微生物の分類学的性状や種々の条件でのレアメタル回収能について調べることを目的とした。初年度に引き続き、本学の練習船「ひよどり」を活用し、東京湾の荒川・江戸川・多摩川の河口域などで海底堆積物を採取し、微生物の分離源とした。種々の濃度の六価クロムを含有する寒天培地を用い、微生物を分離・培養した後、新たな培地に分離した菌株を画線し、純粋分離を行った。次に、六価クロム(150 mg/L)含有培地で更なるスクリーニングを行い、29菌株を新たに六価クロム耐性菌として分離した。これらの菌株については六価クロムを含有した液体培地での培養を行い、培養液中の六価クロム濃度の変化を調べ、クロムの回収能について調べているところである。また、海洋由来細菌が産生するバイオサーファクタント(BS)を活用した重金属の除去が報告されていることから、初年度に引き続き、BS生産菌の分離も行った。上述した東京湾の海底堆積物を分離源とし、唯一の炭素源として滅菌したOlive oilもしくはEngine oilを加えた培地にて微生物を分離・培養した後、分離菌株のBS生産をOil spreading testにより評価した。その結果、BS生産が確認された菌株は86株であった。これらの菌株に対し、クロムなどの重金属の除去・回収に関して、今後さらに解析を行う予定である。また、初年度に大槌湾より分離され、新種の可能性が考えられた菌株について、最も相同性が高かった既存の細菌種2株との種々の分類学的諸性状を比較し、その2株との違いが明確であることを確認した。研究計画どおりに、本学の練習船「ひよどり」を活用し、東京湾の荒川・江戸川・多摩川の河口域などで海底堆積物を採取することができた。ただし、初年度に興味深いバイオサーファクタント(BS)生産菌が分離された岩手県大槌湾での海底堆積物の採取は、採取予定日の天候不順により残念ながら実施することができなかった。2年目は、レアメタル回収能を有する微生物の探索と同定、および分離された微生物の分類学的性状や種々の条件でのレアメタル回収能について調べることを目的としており、クロムを対象として微生物の探索を行った。その結果、六価クロム耐性を有する29菌株を新たに選抜することができた。これらの菌株のクロムの回収能について調べているところである。また、新たにBS生産菌として86菌株を分離した。16S rRNA遺伝子に基づいた同定を行い、BSの性状(金属イオンとの結合が見込まれるアニオン性など)について調べているところである。また、初年度に大槌湾より分離され、新種の可能性が考えられた菌株について、最も相同性が高かった既存の細菌種2株との種々の分類学的諸性状(ゲノム配列、基質資化性、酵素活性など)を比較し、その2株との違いを明らかにした。そこで、大槌湾より分離された菌株を新種として提唱するために、国際論文誌に実験結果をまとめて投稿した。以上のことから、レアメタル回収能についてはさらに調べることが必要であるが、六価クロム耐性菌や重金属の除去の報告例があるBS生産菌を新たに分離し解析していること、分離された微生物の分類学的性状について、大槌湾より分離された菌株を特に調べ、実験結果をまとめて国際論文誌に投稿し、新種として提唱中であることなどから、概ね計画通りに進行していると考えられる。研究計画どおりに、分離された微生物の分類学的性状や種々の条件でのレアメタル回収能について調べる予定である。また、2年目に実施できなかった岩手県大槌湾からの海底堆積物の採取を行う予定である。そして、分離された微生物について、16S rRNA遺伝子の塩基配列に基づく同定や分類学的性状、ならびに種々の条件でのレアメタル回収能を調べることとする。さらに得られた微生物の性状に応じ、レアメタル回収を試みる予定である。初年度はレアメタル回収能を有する微生物の探索と同定を目的とした。本学の練習船「ひよどり」を活用し、東京湾の荒川・江戸川・多摩川の河口域などで海底堆積物を採取し、微生物の分離源とした。微生物を寒天培地上で分離・培養した後、クロム(六価クロム50 mg/L)を含有した培地に分離した菌株を画線して培養した。その結果、分離菌株292株中81株の増殖を確認した。また、岩手県大槌湾にて採取された海底堆積物についても同様に試したところ、分離菌株31株中7株の増殖を確認した。さらに、クロム(六価クロム150 mg/L)含有培地に増殖が確認された計88株を画線して培養した結果、15株の増殖を確認した。これらの菌株については更なる解析を行う予定である。また、細菌が産生するバイオサーファクタント(BS)を活用した重金属の除去が報告されていることから、BS生産菌の分離も行った。上述した東京湾に加え、岩手県大槌湾、長崎県橘湾および沖縄県久米島にて採取された海底堆積物や砂も分離源とした。唯一の炭素源としてオリーブ油を加えた培地にて微生物を分離・培養した後、分離菌株のBS生産をOil spreading testにより評価した。その結果、計194株の分離菌株のうち32株からBS生産が確認された。