hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロスタグランジンによる排卵誘導機構の解明のための新発想と新手法

排卵は卵細胞が卵巣から放出される現象を指し,卵巣機能の最も重要なイベントである。排卵は内分泌的制御のもとにあり,これには脳下垂体ホルモンの黄体形成ホルモン(LH)が関与する。LHと並んで、排卵誘導作用をもつ因子としてプロスタグランジン(特にE2とF2α)が古くから知られている。このプロスタグランジンの排卵誘導作用は、哺乳類に限らず,魚類においても報告されている。本研究の目的は、排卵の分子機構が解明された唯一の種であるメダカを材料として,脊椎動物に共通する「プロスタグランジンによる排卵誘導の分子メカニズム」を解明することである。本年度においては、以下の研究成果が得られた。1.メダカでは、プロスタグランジン合成に関わる酵素遺伝子として、COX-1a, COX-1b, COX-2の3種が存在するが、卵巣ではCOX-2遺伝子のみが発現していた。2.メダカ卵巣及び濾胞組織の抽出液に、COX活性が検出された。3. In vitro排卵実験系を用いて、COX-2活性阻害剤(インドメタシン等)の排卵に及ぼす効果を検討したところ、排卵は完全に阻害された。以上の結果により、メダカ卵巣にプロスタグランジン合成系が存在すること、さらに、産生されたプロスタグランジンが排卵に関与することが明らかになった。このプロスタグランジンの排卵誘導作用は、哺乳類に限らず,マスやキンギョなどの魚類においても報告されている。しかしながら,プロスタグランジンのこのような作用の背景にある分子メカニズムは未だに解明されていない。排卵の分子機構が解明された唯一の種であるメダカを材料として,脊椎動物に共通する「プロスタグランジンによる排卵誘導の分子メカニズム」を解明することが,本研究の目的である。1.メダカ卵巣からくり抜いた濾胞を用いたin vitroで排卵実験系において、プロスタグランジンE2の排卵への作用を調べた。調査した濃度(110μM)では排卵のタイミングを促進する効果は認められなかった。2.メダカ卵巣におけるプロスタグランジン合成系の有無を調べるために、Cyclooxygenase(COX)遺伝子の発現を調査した。COX-1及びCOX-2遺伝子の発現をRT-PCRによる解析の結果、卵巣ではCOX-2遺伝子のみが発現していた。さらにCOX-2の発現は排卵時期の濾胞細胞層に限局しており、排卵との関連が示唆された。3.COX-2遺伝子産物は、哺乳類のCOX-2とは異なり、シグナルペプチドをもつ分泌性タンパク質であることが示唆された。単離したCOX-2 cDNAをCHO細胞を用いてリコンビナントタンパク質を発現させると、培養液に分泌されることを確認した。よって、メダカでは哺乳類とは異なる細胞分画で合成されることが考えられた。
地域情報化と家庭生活の融合に関する一考察―地域住民による地域情報化―

近年,e-Japan戦略による情報通信インフラ整備を重視した情報化が推進されており,それは確実に進んでいる現在においては,その情報化戦略がシフトする時期に来ていると言える。今後の情報化戦略を考えると,サービスの質に重点を置き,ユーザー満足度の向上を成果と位置づける事が重要となるであろうが,同時に情報化の推進度評価の観点も変換すべきであろう。特に地域の情報化を考えた場合,従来のインフラ整備率から,住民満足度向上や情報化による家庭生活の豊かさ向上など,ミクロ的な観点による地域情報化の有効性を測る新たな指標が必要であると思われる。このような背景下では,市民と行政の協働による情報化推進は有益であろうと考えるが,市民一人一人の意見を聞き入れることは困難である。そこで,各地域の成功事例のヒアリング調査を行った結果,NPOに代表される中間支援組織と行政における協働による地域情報化推進が住民の理解を得ることが容易となり,住民満足度が高くなる可能性を秘めているということが分かった。その理由として,NPOに代表される中間支援組織は,住民ニーズの集約場としての存在価値が高く,住民ニーズに対して即座に対応している現状があるということが確認できた。また,情報先進国でもありNPO先進国であるアメリカにおいても,NPOやその他の中間支援組織と行政の協働による行政サービスの提供の現場が多く存在しており,特に住民へのサービスの一環としてIT講習を行っているNPOは数多く,それによって住民の自立支援を行い,行政がそのNPOを支援する体制が整っている現状が確認できた。今回の調査で確認した事象を踏まえ統計的解析をはかる為にも量的調査を行う事を今後の課題とする。近年e-Japan戦略において情報通信インフラ整備を重視した情報化が推進されている。今後の情報化戦略はサービスの質に重点を置き,ユーザー満足度の向上を成果と位置づける事が重要となり,同時に情報化の推進度評価の観点も変換すべきであろう。特に地域情報化を考えた場合,従来のインフラ整備に対する評価から行政サービスと住民満足度の有効性に対するミクロ的な観点による新たな評価が必要であると思われ,その指標作成を試みる事とする。まず住民ニーズとしてその地域における課題を抽出し「地域課題の設定」を行う。次に解決ツールとしてIT利用可・不可を考え,それに応じて「仮想行政サービス」を設定し重要度調査を行う。その結果重要度が高ければ指標となる「生活情報化指標」を作成する。今年度は予備調査を行い,調査対象を東海地域内の福祉関係特定非営利法人(以下NPO)とした。住民ニーズを生かしミクロな観点での活動を行っている事からNPOに焦点を当て,又福祉関連NPOが比較的早くに始動し地方性があるという理由から東海地域を選択した。調査方法は施設視察時における聞取調査とした(計8団体)。結果は(1)地域課題がIT化分野に属するものが多い為,地域情報化推進の可能性が高い,(2)NPOは住民ニーズに対し即座に対応している現状があり,住民ニーズの集約場としての存在価値が高い,(3)NPOを介す事により地域特性も存在,(4)行政との協働が進んでいるNPOもあり行政への提言も容易,であった。又NPO先進国であるアメリカにも調査に出向き,NPOと行政の協働による行政サービスの提供の現場も確認した(計11団体)。結論として「生活情報化指標」を作成する上でNPOとの協働は有益であり,今回の予備調査で確認した事象を踏まえ統計的解析をはかる為にも量的調査を行う事を今後の課題とする。なお第17回日本社会情報学会全国大会にて発表を行った。
クロマチン構造変換における脳特異的なアクチン関連タンパク質の機能に関する研究

ArpNα,βについての機能の解明には、哺乳類培養細胞を用いた系が必要であるが、ArpNαは神経特異的に発現すること、ArpNβを発現していない培養細胞が知られていないことからすべての解析を培養細胞で行うことには困難が予想される。一方、クロマチン構造変換に関与する複合体についての解析は出芽酵母で進んでおり、これらのいくつかと対応する複合体が哺乳類でも報告されている。このことから、同じサブファミリーに属する出芽酵母Arp4の遺伝学的手法を用いた解析がArpNα,βの機能の解明に有用である。出芽酵母Arp4はアクチンと共にIno80クロマチンリモデリング複合体、SWR1ヒストン置換複合体、NuA4ヒストンアセチル化酵素複合体を形成する。このうち、Ino80複合体にはArp5,8が、SWR1複合体にはArp6が含まれる。従って、Arp4単独ではなくArp5,6,8を用いた網羅的な解析がそれぞれのArpの複合体における役割を明らかにする上で重要である。Arpを含んだ複合体のクロマチン上への結合領域を明らかにするために、それらの一つであるIno80複合体を取り上げ、その構成因子であるArp5と触媒サブユニットであるIno80について、クロマチン免疫沈降法と高精度のDNAチップを用いたChIP-chip法による解析を行った。その結果をArp6と比較したところ、Arp5はArp6と非常に良く似た結合パターンを示していた一方、Arp5結合部位の多くで、Ino80が結合していなかった。Arp5はIno80複合体以外の複合体の構成因子としての報告はないが、今回の結果からArp5はArp6と協調して機能する可能性、Arp5がIno80複合体以外の機能を有する可能性が示唆された。Arp4、Arp8については必要な株を構築しており、引き続き解析に用いるところである。哺乳類の細胞核に局在するアクチン関連タンパク質のアイソフォームArpNα,ArpNβのうち、ArpNαは脳や神経細胞へ分化したEC細胞で特異的に発現している。ArpNαはβと94%相同であるが、N末端40-82アミノ酸領域(α特異的領域)では相同性が65%と低く、推定立体構造も異なっていた。ヒト脳cDNAライブラリーのtwo-hybridスクリーニングを行い、α特異的領域とのみ相互作用を示すタンパク質として転写コリプレッサーであるCtBPを単離した。一方、ArpNβはすべての組織で発現しており、これまでに、哺乳類SWI/SNF複合体などクロマチン構造変換に関与する複数の複合体の構成因子である、BAF53としても報告されている。ArpNαもβと同様にSWI/SNF複合体の構成因子であることを、リモデリング酵素BRMとArpNαとの免疫沈降により証明した。また、SWI/SNF複合体の関与する転写制御のうち、グルココルチコイドレセプター(GR)による転写活性化については、ArpNαを含むSWI/SNF複合体のみがCtBPの量依存的にGRの転写活性化を抑制することが示された。このことから、ArpNαを含んだSWI/SNF複合体はα特異的領域でCtBPと相互作用し、SWI/SNF複合体が関与する転写活性化を抑制することで脳や神経の分化や機能に関与する可能性があることが示された。ArpNαの神経細胞分化への関与について解析するために、未分化のマウスP19 EC細胞を用いて、ArpNαを恒常的に発現させる安定遺伝子導入細胞を作成した。その結果、遺伝子導入細胞では、凝集塊を形成しやすいこと、レチノイン酸処理による通常の分化誘導を行わないにも関わらず、神経細胞分化マーカーの発現や神経細胞様の形態を示すことを確認した。このことから、ArpNαの発現により未分化のEC細胞が分化を開始すること、少なくともある程度分化を進行させることが可能であることが示唆された。アクチン関連タンパク質(Arp)は真核生物に広く存在し、従来から出芽酵母の10種のArpを元にArp1-10のサブファミリーに分類されている。しかしながら、これまで行われて来たArpのアライメント解析は特定の生物種あるいはサブファミリーについてのものであり、異なる生物種における全てのアクチンファミリー(アクチン、Arp)についての網羅的な解析はこれまで行われてこなかった。そこで、フランスIGBMC研究所のDr.Olivier Pochとの共同研究により、可能な全ての生物種のゲノムデータベースを利用し、アライメント解析用プログラムを用いてアクチン及びArpのアライメント解析を行った。この解析により、各Arpサブファミリーの出現時期と生物間での保存性を明らかにすることができる。その結果、細胞核に局在するArp4,6がArpの中で最も広い生物種で存在することが明らかとなった。さらに、Arpの存在・非存在のパターンが2種のArpの組み合わせで示されることが示された。これまで、生化学的にArp2/3、Arp7/Arp9がヘテロダイマーを形成することが報告されていたが、今回のアライメント解析よりヘテロダイマーを形成することがArpに共通の性質である可能性を示した。さらに解析結果とこれまでのアクチンファミリーについての生化学的な情報とを比較し、ファミリーあるいはサブファミリー内で共通、または特徴的なタンパク質相互作用領域を見出す作業を行っている。

また、Arp4サブファミリーに属する脳・神経特異的なArpNαについては、その進化上の出現時;期を神経系の形成パターンと比較することで、パラログであるArpNβや下等真核生物のArp4との機能の違いについての一端が解明できることが期待される。ArpNα,βについての機能の解明には、哺乳類培養細胞を用いた系が必要であるが、ArpNαは神経特異的に発現すること、ArpNβを発現していない培養細胞が知られていないことからすべての解析を培養細胞で行うことには困難が予想される。一方、クロマチン構造変換に関与する複合体についての解析は出芽酵母で進んでおり、これらのいくつかと対応する複合体が哺乳類でも報告されている。このことから、同じサブファミリーに属する出芽酵母Arp4の遺伝学的手法を用いた解析がArpNα,βの機能の解明に有用である。出芽酵母Arp4はアクチンと共にIno80クロマチンリモデリング複合体、SWR1ヒストン置換複合体、NuA4ヒストンアセチル化酵素複合体を形成する。このうち、Ino80複合体にはArp5,8が、SWR1複合体にはArp6が含まれる。従って、Arp4単独ではなくArp5,6,8を用いた網羅的な解析がそれぞれのArpの複合体における役割を明らかにする上で重要である。Arpを含んだ複合体のクロマチン上への結合領域を明らかにするために、それらの一つであるIno80複合体を取り上げ、その構成因子であるArp5と触媒サブユニットであるIno80について、クロマチン免疫沈降法と高精度のDNAチップを用いたChIP-chip法による解析を行った。その結果をArp6と比較したところ、Arp5はArp6と非常に良く似た結合パターンを示していた一方、Arp5結合部位の多くで、Ino80が結合していなかった。Arp5はIno80複合体以外の複合体の構成因子としての報告はないが、今回の結果からArp5はArp6と協調して機能する可能性、Arp5がIno80複合体以外の機能を有する可能性が示唆された。Arp4、Arp8については必要な株を構築しており、引き続き解析に用いるところである。
ユ－ザ－フレンドリ－な新規海洋生物多様性測定システムの開発

本研究では、専門知識が無くても扱える、操作者の技量差が結果に反映しない、海洋試料への適用に向けて最適化されたデジタルDNAチップアナライザ(DDCA)を用いた海洋生物多様性測定システムの構築を主目的とした。内容としては、1海洋の真核生物を広範囲に検出できるユニバーサルプライマーの開発・選定、2標的遺伝子群のシーケンスデータ収集と種名情報付加DNAプローブセットの作成、3DDCAで検出された生物種の出現組成を表やグラフでユーザーフレンドリーに表示する機能をプログラムに付加し、汎用性の向上を目指すことで、高精度の海洋生物モニタリングが可能な新規システムの開発を行い、目標を達成した。1)ユニバーサルプライマーの開発:これまで開発した18Sや28S-rRNA遺伝子を標的にしたプライマーに加え、節足動物だけを標的にした28S-rRNAを増幅するためのプライマーの開発を行った。また、葉緑体のrbcL遺伝子のプライマーについては、これまで報告したユニバーサルプライマーのユニバーサリティーの検証を行い、従来のクローニングによるものだけではなく、次世代シーケンサー(NGS)を用いたメタゲノム解析にも使用できることを確認した。2)標的遺伝子群のシーケンスデータ収集と種名情報付加DNAプローブセットの作成:公的核酸配列データベースから真核生物の18S-rRNA遺伝子、細菌の16S-rRNA遺伝子として登録されている配列を全て抽出した。各生物群あるいは種毎に登録されている配列数に大きな差があるので、このバイアス除去のため100、98、95、90%でクラスタリングを行い、代表配列を抜き出すことで、これをDDCAで用いるプローブ化する技術を確立することに成功した。3) NGSメタゲノムデータを用いたシステムの精度検証:これまで取得したNGSデータを用いて、申請者らが使用するメタゲノム解析手法とDDCAの結果を比較したところ、DDCAで検出されたOTU(Operational Taxonomic Units)数は約2/3であり、予想通り、公的データベースに未登録の種については検出できなかった。4) DDCAと連携したプローブセット自己成長機能の開発:公的核酸配列データベースから必要な配列の抽出方法、クラスタリング、プローブとして用いるのに必要な部分の切り出し等の作業の自動化するプラットフォームを完成させ、必要な時に、標的の遺伝子領域のプローブ配列の自動的な更新を可能とするプログラムを完成させることができた。本年度は、下記の3つの内容を中心に研究、1)標的遺伝子群のシーケンスデータの収集+種名情報を付加したDNAプローブセットの作成、2)NGSメタゲノムデータを用いたシステムの精度検証、3)結果をビジュアル出力するための集計表+グラフ機能を付加するためのプログラム開発を実施した。これらの研究により、バイオインフォマティクスの専門家でなくとも容易に精度の高いメタゲノム解析を行い得る「ユーザーフレンドリーな海洋生物多様性測定システム」を開発することを目的としている。1)については、公的データベースからダウンロードした配列をそのままプローブとしてDDCAに登録し、次世代シーケンスデータ(NGS)に対してDDCA上でハイブリダイゼーションすると、プローブ数があまりに多くなり(18S-rDNA配列で15万個程度)、解析に時間がかかることが判明したので、1種から1個の代表配列を抽出してプローブ配列とすること、また、名前が種レベルまでつけられていない登録配列は削除するようなプログラムを作成し、登録数を減らすことに成功した。2)については、実際に海水サンプルからNGSメタゲノムデータを取得し、Mothur等で推奨されているメタゲノム解析プラットフォームによる種同定結果と本提案の新規システムによる種同定結果の比較を行い、高感度で標的種が検出されていることを確認することができた。3)については、DDCAから出力された解析結果について、出現種を取りまとめた表とグラフ作成、サンプル間や海域間の主成分分析や種毎の出現頻度を示すヒートマップ等を出力する機能を持ったプログラムを開発を行い、ほぼ予想していた内容の表作成、グラフ機能を有するソフトウェアを作成することができた。昨年度、メタゲノム解析用次世代シーケンスデータをDDCAを用いて解析するため、出現種の集計表の作成、円グラフ作成昨日の付加、フリーソフト「R」のパッケージを利用し、類似度指数を用いて、NMDS(Non-metric multidimensional scaling)解析の出力、類似度指数を持ちいたクラスタリングデンドログラムの出力、ヒートマップ・クラスタリングの出力を行うためのグラフィカルインターフェースの作成を行った。今年度は、この使用具合について確認し、不具合がある場合や使用し難い部分は修正を行った。複数の海域から採集した環境DNAサンプルについて、18S-rRNA遺伝子のユニバーサルプライマーにより取得した次世代シーケンスデータを用いて、DDCAを動かし、種同定を行った。次世代シーケンスデータが多く(>5万配列)、かつ使用するプローブ数が多い場合(>2万個)は、解析に長時間を要することが判明した。より効率的にDDCAを用いてメタゲノム解析を行うためには、プローブ数を減らす方が良いとの判断から、昨年度までの研究で作成した18S-rRNA遺伝子検出用のプローブについて、有害赤潮・有毒プランクトンのみを含むプローブと動物プランクトンのみを含むプローブに分けて解析することにした。現在、次世代シーケンス数およびプローブ数と解析に必要な時間の関係について、データを取りまとめている。研究成果報告書には、その成果を含めて報告する予定である。

内容としては、1海洋の真核生物を広範囲に検出できるユニバーサルプライマーの開発・選定、2標的遺伝子群のシーケンスデータ収集と種名情報付加DNAプローブセットの作成、3DDCAで検出された生物種の出現組成を表やグラフでユーザーフレンドリーに表示する機能をプログラムに付加し、汎用性の向上を目指すことで、高精度の海洋生物モニタリングが可能な新規システムの開発を行い、目標を達成した。1)ユニバーサルプライマーの開発:プランクトンや細菌のメタゲノム解析が可能なユニバーサルプライマーについて、当初の目的どおり開発することに成功した。また、その性能についても評価することができたので、当初の予定通りの研究が進展した。2)標的遺伝子群のシーケンスデータ収集と種名を付加したプローブセットの作成:公的核酸データベースから必要な配列の抽出方法、クラスタリング、プローブとして用いるのに必要な部分の切り出し等の作業を自動化するプラットフォームを完成させ、必要な時に、標的の遺伝子領域のプローブ配列の自動的な更新を可能とするプログラムを完成させることができた。今年度は、さらにプローブ数を必要最小限に減らすプログラム開発を行い、開発に成功したので、予定通りの進展と言える。3)NGSデータを用いたDDCAの精度検証:複数種の配列をプローブとしてDDCAに登録し、Mothur等で推奨されているメタゲノム解析プラットフォームによる種同定結果と比較したところ、精度良く標的種が検出されていることを確認したので、予定通りの進展と言える。4)集計表としての出力、スーパーグループ、門、綱、科、属レベルの組成円グラフ、類似度指数、ヒートマップ、NMDSプロット等のグラフ機能を有するソフトウェアの開発に成功したので、予定通りの進展と言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。海洋分子生物学ソフトウェアの操作性の検証DNAプローブセットの自動更新機能、集計表+グラフ機能などのメタゲノム解析結果を出力・ビジュアル化するプログラムとDDCAとの連携において、必要なオプションの有無、その操作性を検証する。これにより、ユーザーフレンドリーなシステムの開発を目指す。また、これまでにかかげた5つの研究開発を引き続き実施するとともに、各課題で得られた成果を学会発表、論文等に作成するなど、精力的に成果の公表を行い、本プログラムを用いた海洋生物モニタリングの世界標準化を目指す。プログラムが完成した段階で、「ユーザーフレンドリーな海洋生物多様性解析システムの講習会」というタイトルで講習会を開催し、標準手法のアピール・普及に尽力する。この手法は、海洋分野にととまらず、陸域の生物、例えば、鳥の糞からその食性をメタゲノム解析したり、動物、昆虫等の腸内の細菌叢を調べたり、バイオインフォマティクスの専門家でなくともNGSデータから必要な情報を効率よく抽出できる手法であり、普及のための仕掛け、予算取りのための戦略を考えたりする予定である。
急冷凝固粉末の放電焼結圧廷による高強度アルミニウム合金板材の開発

アルミニウム系材料は、酸化しやすく焼結温度範囲が狭いため、難焼結材の一つである。そこで、粉末表面の酸化物の絶縁破壊を促進し、低温短時間処理の可能な放電焼結と粉末圧廷の複合加工である放電焼結圧廷法を高強度Al合金粉末の成形・焼結に適用した。粉末として7075急冷凝固粉を用いることで、一部液相焼結となったとしても焼結後、急冷により受け入れ状態の過飽和固溶体になり、放電焼結の利点を生かすことができる。得られた結果を以下に示す。1.焼結プロセスにおける側温は、放射温度計を用いるので板材の表面温度の測定しかできない。ダイプレス式の放電焼結機を使って黒鉛パンチと材料の温度を熱電対により計測し、実際の温度と放射温度計から得られた表面温度の関係を求めた。また、圧延材中に熱電対を埋め込み、黒鉛ロール通過前後の材料の温度履歴を明らかにした。2.焼結の保持温度、時間、冷却方法等のプロセス因子をダイプレス方式の放電焼結機にて種々変化させ、組織の変化を透過型電子顕微鏡およびx線回折により調べた。焼結保持温度および時間の増加とともに主合金元素の個溶量は大きくなり、後処理としての均質化、溶体化処理の工程を省くことができる。最高焼結温度に保持後、迅速に冷却するほど、室温においても非平衡相が温存される。3.焼結温度873Kで10secおよび1200sec間焼結した材料の機械的特性を評価した。時効硬化挙動は同様であり、硬化量も同程度であった。一方、室温における引張破断伸び量は、873Kにおいて、1200sec間保持することで、溶体化処理材のそれと同ていどになった。破断伸び量で以って、焼結状態を推定してみると、相対密度は同程度でも長時間焼結したものの方が、焼結が良く進行している。従って、長時間焼結したものの方が、主合金元素の個溶量が大きい上、焼結が良く進行しているために、引張破断伸び量が上昇したと結論づけられる。4.自作した凝固解析コンピュータソフトを放電焼結解析用に改造し、電流-電圧解析・発熱過程も含めた熱解析ができるようになった。本実験では、7000番系Al合金のうち、高強度の7075合金を選定して実験に供し、以下の項目の実験を行った。なお、放電焼結の特長を利用するため7075合金は急冷凝固粉末を用いた。(1)板材製造過程における温度計測焼結プロセスにおける測温はプロセス制御のため重要である。実際の焼結プロセスでは、放射温度計を用いることで板材の表面温度の測定しかできていない。そこで、熱電対を使用して正確な材料温度を把握した。具体的には、板厚1.5mm程度に冷間圧延した材料を70mm×25mmに切断し、それを黒鉛パンチ間に挟み込み、ダイプレス方式による放電焼結を行い、パンチと材料の温度を直接計測した。さらに、それらの温度を放射温度計で計測し、実際の温度と放射温度計から得られた表面温度の関係を求めた。(2)機械的性質の評価

幅50mm、板厚1.01.5mm、長さ300mmのサイズに冷間圧延した7075粉末を70×25mmに切りそろえ、ダイプレス方式の放電焼結機を用い種々の焼結条件下(焼結中の最高温度:773K873K,保持時間;20min)にて、焼結を行い、98%程度の相対密度を有する材料を作製し、それらを引張試験に供した。引張試験は室温、大気中、0.0003/secの初期歪速度の条件で行った。最終的に焼結条件と引張特性の関係について検討し、最適な焼結条件を決定した。アルミニウム系材料は、酸化しやすく焼結温度範囲が狭いため、難焼結材の一つである。そこで、粉末表面の酸化物の絶縁破壊を促進し、低温短時間処理の可能な放電焼結と粉末圧延の複合加工である放電焼結圧延法を高強度Al合金粉末の成形・焼結に適用した。粉未として7075急冷凝固粉を用いることで、一部液相焼結となったとしても焼結後、急冷により受け入れ状態の過飽和固溶体になり、放電焼結の利点を生かすことができる。得られた結果を以下に示す。1.焼結プロセスにおける測温は、放射温度計を用いるので板材の表面温度の測定しかできない。ダイプレス式の放電焼結機を使って黒鉛パンチと材料の温度を熱電対により計測し、実際の温度と放射温度計から得られた表面温度の関係を求めた。また、圧延材中に熱電対を埋め込み、黒鉛ロール通過前後の材料の温度履歴を明らかにした。2.焼結の保持温度、時間、冷却方法等のプロセス因子をダイプレス方式の放電焼結機にて種々変化させ、組織の変化を透過型電子顕微鏡およびx線回折により調べた。焼結保持温度および時間の増加とともに主合金元素の固溶量は大きくなり、後処理としての均質化、溶体化処理の工程を省くことができる。最高焼結温度に保持後、迅速に冷却するほど、室温においても非平衡相が温存される。3.焼結温度873Kで10secおよび1200sec間焼結した材料の機械的特性を評価した。時効硬化挙動は同様であり、硬化量も同程度であった。一方、室温における引張破断伸び量は、873Kにおいて1200sec間保持することで、溶体化処理材のそれと同ていどになった。破断伸び量で以って、焼結状態を推定してみると、相対密度は同程度でも長時間焼結したものの方が、焼結が良く進行している。従って、長時間焼結したものの方が、主合金元素の固溶量が大きい上、焼結が良く進行しているために、引張破断伸び量が上昇したと結論づけられる。4.自作した凝固解析コンピュータソフト、を放電焼結解析用に改造し、電流-電圧解析・発熱過程も含めた熱解析ができるようになった。
カドヘリン輸送阻止機構の解明

カドヘリンはカルシウム依存性の細胞間接着分子で、組織構造の形成あるいは維持において中心的な働きをしている。従って、カドヘリンの働きを制御することは、細胞間の接着をコントロールすることになる。また、その破綻は、癌細胞でしばしば見られる浸潤性の獲得と転移へとつながる。細胞はいくつかの異なるレベルでカドヘリンの働きを制御している。カドヘリンの制御はカドヘリン自身が直接制御されるばかりでなく、アクチン骨格へリンクさせるβ-カテニンやα-カテニン、またp120などによっても間接的に制御される。さて、カドヘリンも他のタンパク質と同じように、小胞体で合成されゴルジを通過し、細胞表面に輸送される。また、極性細胞ではE-カドヘリンは側底部と呼ばれる細胞同士が接着している部位に存在していることが分かっている。今回、β-カテニン結合部位を欠損したE-カドヘリン変異体が細胞表面に輸送されず、核周辺に蓄積することを発見した。そこで、このβ-カテニンが結合しないために細胞内で留まっている変異カドヘリン発現細胞株を中心に、E-カドヘリンがゴルジから細胞膜へ輸送される際に、どのようなメカニズムが働いているのか、また側底部領域への輸送には何が決定因子になっているのか、これらの点についてさまざまな変異株を作製し、その局在や極性を調べることによって、E-カドヘリンの輸送のメカニズムを解明しようとした。具体的には特定部位を削ったり、異なるアミノ酸に置換したE-カドヘリンの変異体cDNAを作製する。それを細胞に導入して変異体を安定に発現している細胞株を用いて、生化学的分析を行った。その結果、膜貫通部位に隣接した領域が輸送の阻止に関わることが判明し、さらにアミノ酸残基の同定にも成功した。カドヘリンは細胞と細胞をくっ付けるはたらきをしている。カドヘリンがはたらかなくなった結果、癌細胞の浸潤性が増大し、その結果、癌の転移が誘発されることが知られている。カドヘリンがはたらかなくなる理由には、1)遺伝子に変異が起こり機能を持ったカドヘリンが作られなくなる、2)合成が抑えられたり、分解が亢進してしまい機能を持ったカドヘリンの数が足りなくなる、3)カドヘリンの活性制御機構の破綻の結果カドヘリンが機能できなくなる、等が考えられる。申請者らは長年にわたり臨床系の教室との共同実験を行ってきたが、その過程で調べてきた試料の多くに、E-カドヘリンの細胞表面への輸送が阻害され、細胞内に蓄積してしまっている例を認めてきた。そこで、本研究ではE-カドヘリンの細胞表面への輸送がうまく行かなくなる原因を明らかにすることを目的として研究を行った。各種変異カドヘリンをMDCK細胞で発現させ、その細胞内分布を蛍光抗体法により測定した。その結果、次の点が明らかになった。カドヘリンの貫通ドメイン隣接領域にはp120の結合部位があるが、これに変異を導入してp120が結合できないようにしたカドヘリンも細胞表面に輸送され、そこに留まることが判明した。この結果は、米国のグループが報告している結果と大きく異なる。一方、β-カテニン結合部位に変異を導入してβ-カテニンが結合できないようにしたE-カドヘリンの細胞表面への輸送は完全に阻止されることが判明した。この輸送を阻害されたE-カドヘリンが蓄積している部位が小胞体なのか、あるいは別の部位なのかを現在検討している。
マラリアの病原性に関与する熱ショック蛋白質90の遺伝子解析

世界中で最も重要な感染症の一つであるマラリアは、マラリア原虫の病原性発現機構と感染宿主の防御機構の両面において不明な点が多い。マラリア原虫が宿主内に侵入すると、宿主内では直ちに様々な感染防御機構が働き始める。これは、寄生体であるマラリア原虫にとって非常なストレスとなり、原虫は熱ショック蛋白質(HSP)と呼ばれる一連の蛋白質群を発現するようになる。HSPは一般に抗原性が高く強力な免疫応答を誘導することが知られている。そこで、マウスマラリア実験モデルにおいて、マラリア原虫感染における各種HSPに対する免疫応答を評価した。1)マラリア原虫感染マウスの血清を用い、Immunoblot法によりHSP65,70,90に対する特異的抗体の産生を検討した。非感染対照群ではいずれのHSPに対しても特異的抗体の産生は認められなかったが、感染マウス血清中には検討したすべてのHSPに対して抗体が存在した。また、ELISA法により特異的抗体を検討したところ、HSP90に対する抗体は他のHSPに対する抗体より抗体かが高かった。従って、HSP90は宿主内に侵入にたマラリア原虫に強く発現し、また宿主の防御免疫を効果的に誘導する抗原になりうることが示唆された。2)マラリア原虫のHSP90発現機構を解明するため、試験管内にてマラリア原虫に各種の原虫障害物質を添加し、原虫のHSP90の発現をImmunoblot法にて測定した。その結果、NO発生剤であるSNAP(S-Nitroso-N-acetyl-penicillamine)とH_2O_2はHSP90の発現を誘導することができるが、IFN-γでは誘導できなかった。このことから、原虫は宿主内でNOやH_2O_2等の原虫諸害物質によるストレスによってHSP90を発現していることが示唆された。1.P.yoeliiHSP90 cDNAは、強毒・弱毒株ともに、HSP90ファミリーモチーフを有する721個のアミノ酸からなる分子量約83kDaの蛋白をコードしていた。2.強毒、弱毒株の塩基配列比較から、3カ所のsilent mutatinが確認された。3.推察されるアミノ酸配列は、ヒトに感染する熱帯熱マラリア原虫P.falciparumのHSP90と最も高い相同性(約86%)を示し、ヒト、マウスのそれとはともに約76%であった。なお、最も高い相同性を示したP.falciparum HSP90と特に異なる点として、アミノ酸23残基が欠損している領域が存在していた。さらに、感染を成立させる強毒株と感染を成立できない弱毒株においてHSP90の発現が、転写レベルで異なっているか、ノーザンブロット法を用いて検討中である。また、弱毒株は免疫機能がないSCIDマウスでの継代と正常マウスでの継代では、その後の病原性において変化が認められることから、この現象とのマラリア原虫HSP90の関連性を検討する予定である。
ペロフスカイト型マンガン酸化物におけるAサイトランダムネスと構造及び物性の関係

ペロフスカイト型マンガン酸化物では、電荷軌道整列や巨大磁気抵抗効果などの顕著な性質とAサイトに2価と3価のイオンが混在する局所的な電荷・構造の乱れとの関係が問題となっている。そこで、当初、色々なAサイトランダムネスを持つ試料の湿式低温合成に挑んだが、純粋な試料を得るごとが困難であった。そこで、従来の乾式による合成を行い、その構造および電磁気物性の評価を行った。Aサイトが秩序化している状態では電荷軌道整列状態が安定で、そこで、少しの乱れを導入することにより、室温での巨大磁気抵抗を実現させることに成功した。一方、新規バナジウム酸化物の開発研究を行い、V_3O_7の単結晶育成に成功し、その磁気異方性を明らかにした。結果、この物質は強磁性相互作用を主にした反強磁性体であり、低磁場で容易にスピンフロップを示すことを明らかにした。また、その結晶構造から磁気相互作用を類推し、スピン構造を提唱した。また、合成が困難で構造および物性が未知であったV_4O_9についてV_2O_5のSによる還元を利用した低温合成に成功し、粉末X線回折および電子顕微鏡観察を基に、その大まかな構造の決定に成功した。その構造は、V_2O_5から酸素を取り除きその空格子点を秩序配列したブロック構造を持ち、従来考えられていたシア構造ではないことを明らかにした。伝導性からはこの物質が絶縁体で、磁気的には、バナジウム酸化物には珍しいスピンギャップ系であることを見出した。構造との関係から、それがV^<4+>-V^<4+>ダイマーに起因することを提唱した。これらの成果は、現在、論文を準備中である。Aサイト秩序型ペロフスカイトMn酸化物RBaMn_2O_6のゾルゲル法による合成を試みたが、無秩序型が安定に生成されることが判明した。固相反応で、色々なAサイト秩序度を持つ物質を合成し、構造と物性を調べた結果、Aサイトランダムネスが増加するにつれ急速に電荷軌道整列状態や長距離磁気秩序状態が不安定になり、磁気グラス状態が出現する。これは、R^<3+>とBa^<2+>の電荷の異なるイオンがつくる局所ポテンシャルのランダムネスのみならず、大きくイオン半径が異なるイオンがランダム分布することによる局所構造の乱れにより長距離相関が働かなくなるためと解釈された。無秩序型Pr_<0.5>Ba_<0.5>MnO_3において低温で特異な磁気抵抗効果が観測されたので、現在、単結晶を育成中である。また、Aサイト秩序型ペロフスカイトMn酸化物RBaMn_2O_6では室温以上で電荷軌道整列を起こすことから、これに微妙な乱れを導入し、強磁性金属状態がミクロに共存する電子相分離状態を出現させ、それを利用して、遷移金属酸化物では初めての室温で200%を超える巨大磁気抵抗効果の実現に成功した。現在、単結晶を育成中である。発展的研究として、これまで報告のないバナジウム酸化物V_4O_9の合成に成功した。
超短時間領域における電子・フォノン間結合の研究

1)GaAsについては、電子格子間相互作用の詳細を明らかにするため、高蜜度光励起(キャリア密度n_<exc>10^<19>-10^<20>cm^<-3>)によるコヒーレントフォノン振幅と周波数の詳しく調べた。振幅は励起パワーに対し準線形的増加を示した。これは励起キャリアによる格子イオンへの遮蔽効果が強いことを表す。また時間窓型フーリエ変換解析により、特異なフォノン周波数の時間変動(フォノンチャープ)を示すことが明らかとされた。すなわち、1.5fs付近で観測された周波数極大がある励起パワーを境に極小に変転することが明らかとなった。2)同じく直接遷移型で大きなバンドギャップ(3.45eV)をもつ半導体GaNについてもコヒーレントフォノンの実験を行った。特に、熱電子の影響を調べるため不純物のドーピング効果を、また励起電子の影響を調べるため励起光強度依存性について詳細に調べた。其の結果、観測されたA1(LO)フォノンでは、不純物の添加によりその振幅と緩和速度は増加するが、E2フォノンではこれはほとんど影響を受けなかった。これに反し、Al(LO)の周波数と緩和速度の励起密度依存性はほとんど認められなかった。これはコヒーレントフォノン生成への実励起キャリアの影響が弱いことを表している。さらに多層薄膜GaNの実験にも着手した。3)炭素系物質については炭層カーボンナノチューブ(CNT)の超高速測定を行った。時間分解反射率測定には動径方向の伸縮に対応する低周波数成分(RBM)および炭素面内のC-C結合の伸縮に対応する高周波数成分(Gモード)のコヒーレントフォノンを検出することに成功した。現在、励起光・検出光の偏光依存性や時間分解フーリエ解析について詳細な解析を進めている。半導体のコヒーレントフォノンについては、シリコンの光学フォノンの測定を行った。電子系と格子系とのファノ干渉により光学フォノンのFTスペクトル形状が非対称となることが観察された。ファノ式を使った解析により得られた非対称性パラメータqの値および励起光強度依存性の結果から、これがホットホールの連続バンドとの結合によるファノ干渉であることが明らかとなった。また、詳細な時間分解周波数解析の結果、時間0付近で低周波化されたフォノン周波数がやがてもとの周波数に戻る正のフォノンチャープが確認された。これらは半金属ビスマスの高密度励起の結果と共通する電子・格子相互作用に起因される現象である。グラファイトについては、コヒーレントC-C面内振動の検出に成功した。グラファイトには6つの光学フォノンモードがあり、そのうち、2つのE_<2g>モードがラマン活性である。E_<2g_1>はグラファイトの面間のずれ変位に関わる振動モードであり周波数は小さい(1.26THz)。そのコヒーレントフォノンは時間分解反射率測定により既に観察されている。一方、E_<2g_2>は面内でのC-C(sp_2)伸縮振動モードであり(周波数47.5THz)、ラマン分光ではG-ピーク(graphite peak)とも呼ばれ、グラファイトの結晶性の議論にしばしば利用されるモードであるが、コヒーレントフォノンの観測はこれまでには報告されていない。ポンプ-プローブ反射率測定で検出された電気光学信号の時間変化には、t=0付近の電子的応答に引き続き、周期の異なる2つの振動成分が観測された。このうち、長周期(770fs)の振動成分はグラファイトの面間振動E_<2g_1>に対応するコヒーレントフォノンである。一方、一周期21fsの振動(:周波数=47THz)が面内振動E_<2g_2>のコヒーレント光学フォノンに対応する。面内振動E_<2g_2>のデータの時間変動解析によると、光励起初期における周波数変動(フォノンチャープ)などに通常のラマン測定では予測し得ない興味ある結果が得られた。

時間分解反射率測定には動径方向の伸縮に対応する低周波数成分(RBM)および炭素面内のC-C結合の伸縮に対応する高周波数成分(Gモード)のコヒーレントフォノンを検出することに成功した。現在、励起光・検出光の偏光依存性や時間分解フーリエ解析について詳細な解析を進めている。
高次コミュニケーションのための通信ネットワークにおける転送方式と制御に関する研究

大規模かつ複雑化する通信ネットワークで完全な秩序を保つにはどうしたらよいか、また全体的に調和した優れた能力を持つ通信ネットワークを作るルールは何かを探求するため、以下の様な研究を行った。1.アロハ方式の構造安定性アロハシステムをグループに分け、各グループでの発生トラヒックの偏りによりシステムの構造安定性がどのような影響を受けるか明かにし、構造安定であるための十分条件を与えた。さらに、各局の送信能力差等により生じる捕捉効果の構造安定性に及ぼす影響を明かにし、グループ間の相互作用を考慮した通信チャネル有効利用方法を示した。2適応型多元接続方式負荷の変動に対し適応的な制御を行うため、インスタンスとルールの導入によりインスタンス競合割当方式を提案した。これは、チャネル情報に基いたルールの適用によりスロットインスタンスを生成・消滅し、それらインスタンスの競合結果に従ってスロット割当を決定する方式である。本方式について計算機シミュレーションにより評価した。その結果、スループットは1に漸近可能で、応答時間はアロハ・予約複合アクセス方式と同じ位に抑えられる。さらに、本方式を用いれば、インスタンス自体の生成・消滅及びその競合項に簡単なルールを導入することで、例えば一定周期でスロットを割り当ててほしいとか、特定の局に優先権を持たせて欲しいといった要求も容易に実現できる。また、さらに知的な制御も可能になると思われる。
メタロチオネインなど制御可能な生体要因の量的質的調節による各種制癌剤の副作用軽減

昨年度までにマウスを用いた実験的研究で次硝酸ビスマス(BSN)の経口前投与がcis-DDPの腎毒性をはじめとする各種の毒性を顕著に軽減することを明らかにしたが、本年度はcis-DDPの標的臓器である腎臓ではcis-DDPのptがビスマス化合物によって誘導合成されたメタロチオネイン(MT)に結合していることを^<195m>pt標識cis-DDPを用いた実験で証明し、cis-DDPの毒性軽減機構へのMTの関与を確かめた。また、前年度明らかにしたようにBSNの前投与は、cis-DDP以外の制癌剤の毒性もそれぞれ軽減することから、cis-DDP、BLM、ADR及び5-FUの組合せ投与に対するBSN前投与の効果をマウスを用いて検討したところ、cis-DDPとBLMの組合せでは致死毒性、腎毒性、骨髄毒性の全てが、またcis-DDP、ADR、5-FUまたはcis-DDP、5-FU、BLMの3者併用では致死毒性並びに骨髄毒性がそれぞれBSNの前投与で顕著に抑制されることが明かとなった。これらの事実から、実際の化学療法で繁用される制癌剤の多剤併用療法においてもBSNの前投与が有効である可能性が示唆される。更に、BSNの前投与は癌治療に多様されるγ線照射の致死効果や骨髄傷害を有意に軽減し、しかもγ線の腫瘍縮小効果には影響を与えないことを見いだした。このとき、BSN投与により骨髄中のMTが上昇し、照射にともなって生じる骨髄細胞中の脂質の過酸化が抑制されることも確認した。以上の結果は、既存医薬品であるBSNが化学療法のみならず放射線療法あるいは両者の併用療法においても極めて有用な副作用軽減剤であることを示している。一方、各種制癌剤の副作用や、放射線障害に対するMTの役割を細胞レベルで更に明確にするために、gene transfectionの手法を用いてMT遺伝子のコピー数が増加した細胞株を作製中であるが、今年度は、SV-40のプロモータの下流にマウスMT-1cDNA断片を連結させたプラスミドを構築した。現在、トランスフォーマントについてMTの発現を検討中である。
日本脳炎ウイルスの感染に関わる宿主因子のゲノムワイド探索およびその機能解析

本課題は日本脳炎ウイルスの感染に関わる宿主因子の網羅的な同定および機能の解明を目的としている。遺伝子のノックアウトまたは過剰発現により日本脳炎ウイルスに耐性を示す宿主因子を同定することを目指して、CRISPR/CAS9システムによる遺伝子ノックアウト系およびCRISPR/CAS9システムの変法であるCRISPR/dCAS9システムによる遺伝子発現活性化系を使用したゲノムワイドスクリーニングを行った。日本脳炎ウイルス感染後の細胞の生死という簡便な指標を用いて、日本脳炎ウイルスのライフサイクルに必要とされる宿主因子および同ウイルスの感染に抵抗性を示す抗ウイルス作用をもった宿主因子の網羅的な単離を狙った。遺伝子ノックアウト系スクリーニングではCAS9を発現させたHuh7.5.1-8細胞を親株とし、遺伝子発現活性化系スクリーニングではMS2-p65-HSF1融合タンパク質を発現させたHuh7.5.1-8細胞を親株とした。これらの親株にレンチウイルスベクターを用いて遺伝子ノックアウト系および遺伝子発現活性化系それぞれのsingle guide RNA (sgRNA)ライブラリーを導入した。これらのsgRNA導入細胞群についてライブラリーのバリエーションが保持されていることを確認した。また、日本脳炎ウイルス感染後の細胞の生死という指標をもちいてゲノムワイドスクリーニングを行うにあたってウイルス感染のスケジュール等の条件検討を行い、スクリーニングに適したプロトコルを作成しゲノムワイドスクリーニングを行う準備が完了した。所属部にて単離されたウイルス増殖能の高いヒト肝がん細胞株亜株Huh7.5.1-8細胞にCAS9を発現させ、その中から日本脳炎ウイルスへの感受性を維持しており、かつゲノム編集活性が高いクローンを選定して遺伝子ノックアウト系スクリーニングの親株として使用することとした。sgRNAライブラリーはFeng Chang研究室が作成したGeCKO v2.0ライブラリー(Science 343; 83-87(2014))を使用した。遺伝子発現活性化系スクリーニングの親株としてはMS2-p65-HSF1融合タンパク質を発現させたIFNAR1・IFNLR1ダブルノックアウトHuh7.5.1-8細胞を作成済みであり、sgRNAライブラリーはFeng Chang研究室が作成したSAMライブラリー(Nature 517; 583-588 (2014))を使用した。2種類の系のsgRNAライブラリーはプラスミドの状態で入手し、パッケージング細胞である293FT細胞株を用いてレンチウイルスライブラリーを作成し、薬剤耐性を指標にしてsgRNAが導入された細胞群のみを選択した。このようにして得られたゲノムワイドな遺伝子ノックアウトおよび発現活性化細胞群からゲノムDNAを精製し、ゲノムに挿入されたsgRNAを次世代シーケンサーを用いて解読したところライブラリーのバリエーションが保持されていることが確認できた。細胞密度やウイルス力価、感染スケジュール等の条件検討を行い、日本脳炎ウイルス耐性遺伝子のスクリーニングに適したプロトコルを作成することができた。このプロトコルに沿ってゲノムワイドな遺伝子ノックアウトおよび発現活性化細胞群に日本脳炎ウイルスを感染させ、ウイルス感染による細胞死に耐性を示した細胞群を回収する。ゲノムに挿入されたsgRNAをPCRにより増幅し、次世代シーケンサーを用いて解読する。日本脳炎ウイルス感染なしのコントロールも同時に解析を行う。コントロールよりも過剰に検出されたsgRNAを日本脳炎ウイルスの感染に関わる遺伝子の候補とする。

2種類の系のsgRNAライブラリーはプラスミドの状態で入手し、パッケージング細胞である293FT細胞株を用いてレンチウイルスライブラリーを作成し、薬剤耐性を指標にしてsgRNAが導入された細胞群のみを選択した。このようにして得られたゲノムワイドな遺伝子ノックアウトおよび発現活性化細胞群からゲノムDNAを精製し、ゲノムに挿入されたsgRNAを次世代シーケンサーを用いて解読したところライブラリーのバリエーションが保持されていることが確認できた。細胞密度やウイルス力価、感染スケジュール等の条件検討を行い、日本脳炎ウイルス耐性遺伝子のスクリーニングに適したプロトコルを作成することができた。このプロトコルに沿ってゲノムワイドな遺伝子ノックアウトおよび発現活性化細胞群に日本脳炎ウイルスを感染させ、ウイルス感染による細胞死に耐性を示した細胞群を回収する。ゲノムに挿入されたsgRNAをPCRにより増幅し、次世代シーケンサーを用いて解読する。日本脳炎ウイルス感染なしのコントロールも同時に解析を行う。コントロールよりも過剰に検出されたsgRNAを日本脳炎ウイルスの感染に関わる遺伝子の候補とする。条件検討が予定していたよりもスムーズにでき、試薬などが当初の購入予定よりも少なくてすんだため。
線虫の胚発生における細胞の大きさに依存した紡錘体伸長の制御機構の解明

線虫C.elegansの胚発生初期過程で見られる様々なサイズの割球(細胞)を用いて、紡錘体が伸長する様子を定量的に観察・測定した。この研究成果を中心として、細胞の大きさと細胞内小器官の大きさの関係とその制御機構について、既存の知見をまとめ教科書の一章を執筆し投稿した(Hara & Kimura, Springer社より2011年出版)。さらに、これまで行ってきた解析結果を基に、「紡錘体の形(縦横比)」と「凝縮後染色体のサイズ」の制御機構に関する新たな解析を行った。紡錘体の形に関しては、線虫初期胚において様々な細胞における紡錘体の形状の定量化を行い、従来一部の研究者の間で信じられてきた「縦横比一定則」が成り立たないことを明確に示した上で、実細胞における縦横比について成り立つ新たな法則性を発見した。また、RNA干渉法により縦横比の決定因子の同定に成功し、紡錘体の形を決定するための新たな制御機構を提案する予定である(論文投稿準備中、この研究成果に関して、3件の学会発表(国際学会での発表2件を含む)を行った)。また凝縮後染色体サイズに関しては、様々な発生段階の染色体サイズを定量的に測定することにより、細胞核のサイズと染色体サイズの間に相関関係があることを世界で始めて明らかにした。また、RNA干渉法を駆使し、細胞核の空間が物理的な制約として働き染色体サイズの決定に影響を与えうる可能性を指摘し、新規の制御機構を提示する予定である(この研究成果に関して、2件の学会発表を行った)。このように、線虫初期胚に大きく変化する紡錘体のサイズ、形、それに関連する染色体サイズの制御機構の解明に関して、世界に先駆けた研究成果が得られたと自負している。その結果、細胞サイズに依存した紡錘体伸長の特徴を初めて理解することに成功した。RNA干渉法により紡錘体伸長の制御に関わる候補遺伝子の探索を行った結果、細胞サイズに依存した紡錘体伸長の制御機構に関与する遺伝子(3量体Gタンパク質)と数種類の関与しない遺伝子を特定することが出来た。これら遺伝子は既存の報告から紡錘体の伸長制御に関わる遺伝子として認識されていたものではあるが、当研究成果により、「細胞サイズ依存的な」紡錘体伸長という新たな機能を発見することが出来た。また、他の生物種では紡錘体の伸長制御に関わることが知られていても、線虫の初期胚では紡錘体伸長にほとんど影響を与えない遺伝子もいくつか発見された。この結果は生物種間の紡錘体伸長の制御機構の違いを考える上で有用な結果となりうる。さらに、コンピュータ・シミュレーションを行うことで、細胞サイズに依存した紡錘体伸長の制御モデルを世界に先駆け提案することが出来た。これら研究成果は、百数年来、現象としては理解されていたがその制御機構までは理解されていなかった、細胞サイズに依存した細胞内構造体のサイズを制御する機構を世界で初めて示したものである。以上の研究成果に関して、Current Biology誌に掲載された共に、6回の学会発表(国際学会での発表を含む)を行った。