hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トレーサ粒子間相互作用を考慮したカルマンフィルタ型流速推定法の研究

従来の画像処理流速計は被観測粒子が相互に干渉しないことを前提としていたため、粒子密度が高い場合や粒子が個体壁近傍を流れている場合などには十分な精度が得られない可能性がある。つまり、粒子間距離が小さく粒子群がそれ自体で可塑性のある一つの物体のような状態で主流中を流されている場合には、各粒子まわりの流体速度はもはや主流速度であり得なくなる。これまでの筆者らの手法は単一のトレーサーまわりの流速をラグランジュ的に推定し、それをオイラー座標系に統計的置き換える一般のPTVと同様の手法で速度場を求めている。しかし、これでは粒子の相互作用までは考慮できない。本研究の目的は、オイラー座標系での速度を仮定して粒子群の動きを暫定予測値として計算し、実際に計測された粒子群の観測データから正確な速度場を推定する手法を見いだすことである。粒子間相互作用の評価に関しては、汎用流れ解析ソフトであるフェニックスへのプリプロセッサを開発し、任意形状の複数物体周りの流れを容易に解析できるようにした。しかし、構造格子を使ったポロシティーメディア法であるため高精度の物体抵抗解析などには問題があることが分かった。よって、複数の粒子と流体を同時に扱うのに適した解法を開発することとした。カルマンフィルタ型流速推定法は、観測される粒子位置とシステム方程式から計算される暫定予測値との誤差が最小になるように流速を推定する手法である。また、グリッドレス法に代表される格子生成を必要としない流れの計算手法はナビエストークス方程式を解く際に必要な物理量の空間微係数を最小二乗法で評価する手法である。この手法を使えばオイラー座標系の物理量と、ラグラジアン座標系の物理量を同様に扱うことができるため、複数の粒子と流体の相互作用が統一的に扱える。そこで本年度は圧縮性流れの解法として提案されているグリッドレス法を非圧縮解法に拡張し、高次の風上化により高精度化する手法を開発した。さらに、本手法の有効性を確かめるために観測誤差を含んだ多数の観測粒子から流速を推定する数値実験を行った。また、ラグラジアン粒子による確率拡散モデルを併用し、化学反応を伴う圧縮性流れ解析にも本手法が有効であることを示した。
水田利用型大規模経営の成立・発展と経営形態の選択に関する理論的・実証的研究

現在、わが国の稲作は国際化と国内自由化という農政基調の変化などを背景にして、稲作(水田作)は経営規模拡大、経営複合化を進め、様々な経営努力を展開している。このような経営努力がはかられるなかで農業経営の経営形態(企業形態)が多様化し、その選択が極めて重要な経営戦略になっているが、これに関する経営理論・会計理論的研究と全国各地域における先進的稲作経営の実態調査によって多くのことが明らかになった。(1)現在の米価低下と安定兼業化が進むなかで、近い将来、農地賃貸借、農作業の受委託がかなり進むと判断することができた。すなわち稲作経営の規模拡大の可能性が形成されてきていることが明らかである。(2)商品差別化に関して、品種の選択と同時に消費者志向の変化を反映して安全性の高いかつ美味な有機米の生産へのとりくみが急速に進んでいる。(3)経営複合化は従来の水平的統合という方向だけでなく、(4)生産過程から加工・販売過程など垂直的統合という形でも進行している。伝統的に家族経営が稲作経営の大多数を占めてきた段階から任意集団経営や法人集団経営が次第に増加してきている。(5)経営形態間の比較によれば、経営管理の効率性は家族経営において秀れ、農業経営の継続性という点では集団経営、なかでも法人格をもつ法人集団経営が秀れていることが明確になった。(6)多くの経営形態のなかで、少数の専従農業者によって所有・管理される法人集団経営が今後の稲作経営として最も有利性をもつと判断される。
扇状地性河口デルタ海岸の形成と縮小過程に関する研究

黒部川扇状地デルタの形成と縮小について長期的、短期的なタイムスケールを考慮した観点から研究を行った。扇状地海岸の骨格は、地質時代の海水準の変動と密接に関係して形成されたことが明確である。現在の扇状地は旧扇状地形成後、海水準の低下によって黒部川の掃流力が増加し、旧扇状地面が侵食されたあと、再び海水面が上昇による河川の掃流力の低下によってし、土砂が堆積して形成されたものである。現在台地として残されたところは旧扇状地面でその堆積勾配は地質調査から旧扇状地面の勾配と一致している。一方、この扇状地を形成した黒部川は、かつて扇状地の東端に近いところに主流路があり、そこから海岸に排出された多量の土砂が扇状地海岸の沿岸漂砂のバランスを保ってきたが、約350年前に主流路が現在の扇状地西端付近に移動に伴って、扇状地東海岸の侵食が始まり、現在まで続いているものである。また、現黒部川河口部付近の汀線の変化については、約150年前に描かれた絵図をもととしてその後の測量図、空中写真から比較すると河口部東側において約200m前進がみられるが、河口前面では河口砂州の消長によって侵食されており、約150年前と大きな変化はみられない。さらに、河口西海岸では黒部川からの流送土砂量が減少したによって沿岸部で汀線が大きく後退するとともに、護岸の築造されているところでは前面海域の水深の増大が顕著となってきている。以上のように、地質時代から扇状地として形成されてきた黒部川扇状地海岸は、黒部川流路の移動に伴って漂砂源が消滅した河口東海岸はより早期に、また西海岸においても流送土砂の変化によって侵食海岸へと変化するとともに、沿岸部に築造された海岸・港湾構造物による漂砂の連続性の阻止などの原因によって縮小の運命にあるものといえよう。本年度は天竜川下流部における扇状地性デルタの形成と河口付近の海岸変形を取り上げて研究を行った。この研究対象領域は扇状地と三角州両者の特徴を有するところで、わが国の大河川河口部に広がる大規模砂浜海岸のに共通する特性を持っていることから選定した。扇状地海岸の形成は、洪積期の海面変動と関連して旧扇状地の堆積土砂を侵食し、その侵食面上に現在の扇状地が形成され、その扇端は現在の河口より沖合いに位置していること。この扇状地を形成した土砂の堆積は、平均的に年約5×10^5m^3以上の天竜川からの流送土砂が有り、扇状地と河口部沿岸の砂浜海岸を形成したものと考えられる。歴史時代における河口部海岸については、縄文時代の貝塚の分布から現在の標高約20m付近まで湖状の低湿地であったものが、河口から排出される土砂の堆積とその後の海面低下によって次第に砂浜海岸へと形成されてきたことが明かとなった。この様な沿岸部の砂浜地形の形成過程において、1707年の宝暦大地震において沿岸部の砂州地形が大きく変化したことなどが明かとなった。一方、最近における海岸の変化については、河口付近のデルタの縮小が顕著となり、それは天竜川からの流送土砂の減少だけではなく、突出したデルタ地形の有する宿命的なものであることを指摘した。以上のように、地質時代からの河口部海岸の変形について堆積土砂の分布と量を明らかにし、また、沿岸部の変形については、歴史時代における資料から長期的な変化過程を明らかにすることができ、最近の海岸変形に結びつけることができた。

扇状地海岸の骨格は、地質時代の海水準の変動と密接に関係して形成されたことが明確である。現在の扇状地は旧扇状地形成後、海水準の低下によって黒部川の掃流力が増加し、旧扇状地面が侵食されたあと、再び海水面が上昇による河川の掃流力の低下によってし、土砂が堆積して形成されたものである。現在台地として残されたところは旧扇状地面で、その堆積勾配は地質調査から旧扇状地面の勾配と一致している。一方、この扇状地を形成した黒部川は、かつて扇状地の東端に近いところに主流路があり、そこから海岸に排出された多量の土砂が扇状地海岸の沿岸漂砂のバランスを保ってきたが、約350年前に主流路が現在の扇状地西端付近に移動に伴って、扇状地東海岸の侵食が始まり、現在まで続いているものである。ま、現黒部川河口部付近の汀線の変化については、約150年前に描かれた絵図をもととしてその後の測量図、空中写真から比較すると河口部東側において約200m前進がみられるが、河口前面では河口砂州の消長によって浸食されているが、約150年前と大きな変化はみられない。さらに、口西海岸では黒部川からの流送土砂量が減少したによって沿岸部で汀線が大きく後退するとともに、護岸の築造されているところでは前面海域の水深の増大が顕著となってきている。以上のように、地質時代から扇状地として形成されてきた黒部川扇状地海岸は、黒部川流路の移動に伴って漂砂源が消滅した河口東海岸はより早期に、また西海岸においても流送土砂の変化によって侵食海岸へと変化するとともに、沿岸部に築造された海岸・港湾構造物による漂砂の連続性の阻止などの原因によって縮小の運命にあるものといえよう。
敗血症性ショックにおける早期診断マーカーの研究

アナンダマイド(ANA)は細胞外に放出された後、再び細胞内に取り込まれ、脂肪酸アミド加水分解酵素(FAAH)によってアラキドン酸とエタノールアミンに加水分解される。ANAの過剰蓄積を防止しるためにこの代謝酵素が重要である。SOFAスコアやANAは入院後に治療の影響を受けるため治療経過においては敗血症の状態を正確に反映することはできないと考えられた。FAAHによって加水分解され放出されるアラキドン酸カスケードは特異的な所見を認めなかった。リノレン酸に関しては入院時に上昇しているものは予後が悪い結果であった。FAAHとリノレン酸系が敗血症の状態を反映するマーカーとなる可能性が考えられた。近年、抗生物質による治療が確立したにもかかわらず、敗血症による死亡率はいまだ高い状況である。敗血症の死亡率を改善するためには早期診断が必要であり、今までにない敗血症性ショックの早期診断マーカーを発見することを目的として研究を行っている。アナンダマイド(anandamide:AEA)は細胞外に放出された後、再び細胞内に取り込まれ、脂肪酸アミド加水分解酵素(fatty acid amide hydrolase:FAAH)によってアラキドン酸とエタノールアミンに加水分解される。AEAの過剰蓄積を防止しるためにはこの代謝酵素(FAAH)が重要である。敗血症患者と健常者においてfaah mRNAの発現を検討した結果、敗血症患者では入院時と入院7日目のいずれの時点でも血液中のfaah mRNAは健常人と比較して有意に低下していた。これらの結果から、FAAHが有効なマーカーと成り得る可能性を発見した。今までに測定できていなかった、AEAの測定を行うことで敗血症性ショック時におけるFAAHのかかわりに関して解明できるものと考える。平成27年度において、敗血症患者8例の検体にてAEAの測定を行う予定であったが測定が困難であった。その結果、検体量の減少により測定困難なサンプルを除き6例の検体でAEAの測定が行った。今回測定を行ったAEAの結果を含め、FAAHやそのほかの臨床検査結果、患者の状態などを含めて検討を行う。AEAの測定が困難であったため、測定に当初より時間がかかり予定がやや遅れている。アナンダミド(anandamide:ANA)は細胞外に放出された後、再び細胞内に取り込まれ、脂肪酸アミド加水分解酵素(fatty acid amidehydrolase:FAAH)によってアラキドン酸とエタノールアミンに加水分解されます。ANAの過剰蓄積を防止するためにはこの代謝酵素(FAAH)が重要であります。2016年にSepsis-3が発表され敗血症の定義・診断基準がかわりました。Sepsis-3で用いられるSOFAスコアの算出を行いANAやFAAHの関係について検討しました。SOFAスコア・ANAは入院後のCHDF施行などの治療によって影響をうけるため、治療経過においては敗血症の状態を正確に反映することができないと考えられましたが、FAAHに関しては敗血症の状態を反映している可能性があると考えられました。このため動物実験を行う前に、ANAだけでなくGC/MSで測定できるそのほかの脂質メディエーター(アラキドン酸類・リノレン酸類・ドコサヘキサエン酸類など)の測定を行いました。敗血症患者の入院時と入院7日後における変化を検討しました。FAAHによって加水分解され放出されるアラキドン酸カスケードは症例によって変化が様々であり、本研究においては特徴的な結果はみられませんでした。ドコサヘキサエン酸類においても特徴的な結果はみられませんでした。リノレン酸に関しては入院時に上昇している症例に関しては予後が悪い結果でありました。これらの結果より、FAAHとリノレン酸系が初期における予後判定や治療経過における敗血症の状態を反映する有用なマーカーとなる可能性があると考えられます。動物実験においてラットを用いて実験的腹膜炎を誘発し敗血症モデルを作製する。敗血症性ショックの早期診断マーカーとして有用性を動物実験において検証する。救急医学、集中治療医学、敗血症、感染症AEAの測定に時間がかかり旅費などの支出がなかった。動物の購入、抗体などの薬品を含めた消耗品を購入する予定である。
ショウジョウバエ成虫感覚毛母細胞の発生運命沢定と細胞周期

多細胞生物の発生において、細胞は分裂を繰り返し増殖すると同時に、発生運命の決定が進行していく。分裂と決定の関わりありは古くから発生生物学ん大きな問題の一つである。ショウジョウバエ成虫の感覚毛は、成虫原基細胞の中から感覚母細胞として決定を受けた細胞に由来し、その細胞は2度の分裂の後、感覚毛に分化する。本研究では、感覚母細胞の発生運命の決定と細胞周期との関連性について検討した。感覚母細胞のマーカーとなるエンハンサートラップA101系統を用い、大剛毛及び小剛性の感覚母細胞が変態のどの時期に決定を受けるかについて解析した結果、変態期に細胞周期のG2期で停止した一群の細胞集団の中から、一つの細胞が感覚母細胞として決定をうけることが明らかになった。また、決定を受けなかった表皮細胞はその後DNAの複製なしに分裂することを確認した。このことは、感覚母細胞の運命決定を細胞周期の特定のステージで起こることを示している。そこで、G2で細胞周期が停止することが、感覚母細胞の発生運命の決定に必要かどうかについて、細胞周期を人為的に操作することにより検証した。はじめに、ショウジョウバエの細胞周期G2-Mを支配している遺伝子string(cdc25)と熱ショックタンパクのプロモーターを融合させた遺伝子を導入した形質転換体を用い、string遺伝子を変態期に強制発現させた。その結果、string遺伝子の強制発現後約1時間後にG2期で停止していた多くの細胞で分裂が誘導されることがわかった。そこで、感覚母細胞の発生運命の決定の時期にstring遺伝子の強制発現を行ない、細胞分裂を誘導させた結果、感覚毛の発生に異常が生じた。このことは、発生運命の決定が細胞周期の特定の時期に起こり、そのための細胞周期を制御する機構が必要であることを示唆している。
ベトナム人日本語学習者のための日本語教育文法の研究と越日機械翻訳システムの開発

本研究ではベトナムの日本語教育環境の基盤整備のための日本語教育の研究と教育ソフトの開発を行った。具体的には1)ベトナム人向けの日本語教育文法の研究と日本語学習教材化、2)日本語-ベトナム語の機械翻訳システムの開発、3)ベトナム人向け日本語学習辞典の開発を目指す。1)については日本語と大きく異なるベトナム語の修飾句の研究を行い、ベトナム人の誤用分析と習得のための提案を行った。2)については、統計翻訳を用いて工学テキストの日越翻訳システムを開発、公開した。3)については、(旧)日本語能力試験出題語彙を見出し語としたオンライン辞書を開発、公開した。ベトナム人日本語学習者のための日本語教育文法の研究としては、名詞句の習得についてベトナム人学習者に対して質問票によるアンケート調査を行い、名詞句の習得が上級レベルの学習者にとっても難しいことを明らかにした。また他のアジアの言語圏の学習者との比較を行うために、タイ語、マレー語、中国語、韓国語、モンゴル語、シンハラ語、ミャンマー語、フィリピン語の理工系分野の語彙をデータベース化し、比較調査した。その結果ベトナム語は9割以上がsemantic adoptionで、日本語のカタカナ語のようなphonetic adoptionはほとんど行っていないこと、その際多くを漢越語で表示していること、またその語彙は日本語と同じ語順(文字順)のものや、全く異なる語順(文字順)等が錯綜しており類推が非常に難しいことを明らかにした。またベトナム人向け日本語学習支援ツールの開発としてベトナム国家大学外国語大学との共同プロジェクトでCHUTA辞書に参加し、8000語と約30000文の例文入力を行った(2008年8月にリリース予定)。機械翻訳システムについては、留学生数が多く経済的ニーズの高い理工系分野の機械翻訳システムの開発に着手した。19年度は統計的機械翻訳のための情報収集及び統計的機械翻訳のために必要な対訳コーパスや対訳辞書の作成を行った。精度がある程度保証されるためには30万対以上の例文対が必要とされている。本研究では汎用性の高いコアとなるフレーズをできるだけ抽出し、科学技術用語辞典とつきあわせながら少ない用例数で高い精度をあげることを目指している。本研究はベトナムの日本語教育インフラの改善のための日本語教育の研究と教育ソフトの開発を行うものである。平成20年度は2)と3)について特に大きな成果をあげることができた。2)については日本語-ベトナム語双方向のWEB翻訳システムの試作版を開発し、日本人とベトナム人に対して評価実験を行った。このシステムは統計的翻訳システムを用いており、翻訳精度(BLEU)は0.2である。工学テキスト翻訳に有利になるようコーパス開発を行ったため、理工系テキストに対して特に高い精度を示した。このシステムを両言語話者に対して運用能力別に評価実験を行ったところ、初級レベルの学習者は有用と評価したが、上級レベルの学習者は低く評価した。3)については東京国際大学川村よし子氏とベトナム国家大学外国語大学の日本語学科のスタッフと共同で日本語学習者向けWEB辞典「ChutaのWEB辞書:ベトナム語版」の開発を行った。この辞書はWEB上でテキスト入力をするとテキスト内の自立語に対してベトナム語訳、例文及び例文訳を提示する機能を持つ。本年度約9000語の見出し語と約40000文の例文・例文訳の入力を完了した。この辞書についても評価実験を行ったところ、日本語能力が上級レベルの学生は非常に高く評価したが、初級レベルの学生はあまり評価しなかった。これらにより、学習支援システムとして初級レベルの学習者は翻訳を評価し、上級は辞書を評価することが明らかになった。平成21年度は翻訳システム開発と日越オンライン辞書開発に取り組んだ。日本語-ベトナム語の自動翻訳システムについては、試作品を公開し、精度向上に取り組んだ。精度向上にあたっては、これまでに用いていた対訳コーパスの質の向上、翻訳のための前処理の研究などを行った。ベトナムと日本語は共に漢字を有するため、漢字同士のアライメントを最も効果的に取ることができるよう漢字で構成される熟語を文字単位に分割して翻訳モデルを作成し、評価実験を行った。実験の結果、日本語の文字とベトナム語の音節の対応付けは、日本語の単語とベトナム語の音節との対応付けと精度が変わらなかった。小規模の対訳コーパスについては、より小さい単位のほうが翻訳精度が高いことは既にアラビア語-英語やチェコ語-英語の翻訳研究で立証されているため、本研究はその結果を追認したにすぎなかった。また、現状では工学テキストにおける越日翻訳の精度(BLEU値)は0.25で、google翻訳の日越翻訳の0.1よりは高かったが、実用的なレベル(0.5程度)にまでいたらなかった。

オンライン辞書については、日本語能力試験出題語彙8000語とその語彙を用いた例文約30,000対を校正し、http://www.tutor.jpで公開するとともに、ベトナムでの出版を進めた。この辞書のハードコピー版は平成22年度に出版される予定である。本データは日本語とベトナム語との対照研究を進める上でも有効であり、日本語とベトナム語の相違点に即した日本語教育文法研究の基礎資料としても有効である。
分散型情報環境における共同学習の問題解決への効果

本研究は、メールシステムやWWWにみられる分散型情報環境を、学校教育の中で利用するための基礎研究として、このような環境が学習時の認知過程にどのように寄与するかを明らかにするものである。研究成果の概要は以下のとおりである。(1)インターネットを介した文字チャットツール、および中学校の社会科小集団学習時の対話を対象として、共同的な課題解決過程におけるコミュニケーションの様相を、構造的に分析記述する手法を開発し、グルーブ討論の様相を構造的・数量的に分析した。(2)インターネットのネットニュースの発言内容を要約するシステムを開発した。発言中のキーワードを含む文章をその議論の要約文とする本システムと、人間が判定した要約文とを比較して、本システムが同定した要約文の妥当性を検証したところ、人間の判断にきわめて近い要約文を生成できることがわかった。(3)インターネットのメーリングリストの発言内容に、上記の要約生成手法を適用した。メーリングリストにおける発言の内容には、論理性がネットニュースより続く、議論の展開がさまざまに進む傾向がみられる。本研究では、テキスト中の新しい情報を示すと解釈できる内容をキーワードとして、発言中のキーワードを含む文章をその議論の要約文とする手法を提案し、人間が判定した要約文とを比較して、本システムが同定した要約文の妥当性を検証した。また、WWW上で閲覧可能なメーリングリストのログ参照インターフェースを開発した。(4)上記のメーリングリスト発言の要約を対象として、要約の提示が新たな情報提示手法として読解過程に果たす機能の分析を行なった。要約の付与が、電子メール文書の内容の再生実験で結果が向上する傾向があることがわかった。本年度は,主にインターネット上で簡単な静止画を含む課題を提示し,これを共同で学習できるシステムを開発した。このシステムを用いて共同学習の履歴および会話ログファイルを用いて分析する分析手法を確立した。具体的にWWW上の課題を提示するウインドウと、会話のチャットウィンドウからなるインターフェースを開発した。このシステムを用いて、実験を行い、以下のような知見を得た。(1)東京工業大学と大阪大学で、文章の並び替えを、本システムを実装したWWW上で実験を行った。(2)その会話を、サーバに記録した。(3)記録した会話記録を、課題の成功群と失敗群に分類して、その課題解決の会話の特徴と、差異を分析した。(4)その結果、成功群は全体の問題の構造の把握等の全体に関係する解決方略を用いることに対して、失敗群は部分的な解決方略を用いることが、分かった。本年度の研究実績の概要は、以下のとおりである。(1)ネットニュースなどの討論支援のための議論要約システムの開発と評価インターネットのネットニュースには複数のユーザから発言があり、その発言に途中から割り込むには、そのトピックスに関わる発言内容の始めから読まなければならない。しかしそれには膨大な時間がかかる。そこで、発言内容を要約するシステムを開発した。この研究では3種類のアルゴリズムを提案し、そのシステムをunix上で、実現した。これらのアルゴリズムの共通する考えは、現在の発言内容を形態素解析によって品詞に分類し、その中から名詞だけ抽出し、その名詞が現在の発言内容以前の発言にどの程度出現するかで、このトピックスの議論のキーワードと同定するという考えである。これらのキーワードを含む文章をその議論の要約文とするという方法であり、システムが同定した要約文と、人間が判定した.要約文と比較して、そのシステムが同定した要約文の妥当性を検定するという方法である。その結果、人間の判断にきわめて近い要約文を生成できることがわかった。(2)メーリングリストを用いた議論の蚕析と要約文生成システムの開発上記の要約生成の考え方を、メーリングリストの発言に適用した。メーリングリストにおける議論はネットニュースよりもあいまいな内容となっており、議論Ω流れも論理的でない。このことからその要約文の構成を詳細に分析して、その特徴を明らかにした。この要約システムの開発は、来年度に実施する予定である。

本年度の研究実績の概要は、以下のとおりである。(1)メーリングリスト発言の要約文生成システムの開発メーリングリストの発言から、その議論の展開に沿った手法で要約を抽出・提示するシステムの開発を行なった。要約抽出手法の基本的な手順は、テキスト中の「新しい情報」を示すと解釈できる名詞を文書中のキーワードとして同定し、そのキーワードを含む文を要約するものである。手法の評価実験では、ある発言と、それへの直後の発言に共通に現れる名詞を用いた手法が、人間の行なう要約文抽出の結果と最も適合していると述べている。また、WWW上で閲覧可能なメーリングリストのログ参照インタフェースを開発した。(2)自動抽出した要約の読解過程に果たす機能の分析メーリングリストの発言から自動抽出した要約の提示が、新たな情報提示手法として読解過程に果たす機能に注目して、読解過程の分析を行なった。大学生を対象にした分析では、要約の付与によって電子メールの連続性に注目したり、全体的な議論の構成を把握しようとしたりする、読解方略の支援が行なわれたことが分かった。WWW上のログ参照インタフェースを用いた2人1組による読解過程の分析の結果からは、要約の付与が行なわれた被験者群のほうが、発話数(発話プロトコル)が増加すること、電子メール文書の平均表示時間が短くなる傾向があること、電子メール文書の内容の再生実験で結果が向上する傾向があることなどがわかった。(3)報告書の刊行最終年度にあたり、成果をまとめた報告書を刊行した。
表面弾性波を用いた単一飛行電子のコヒーレント制御

当該年度は、まず高次の表面弾性波を効率よく発生させることができるSplit52型を含む複数の異なる種類のIDTの試作を行い、その室温における評価を行った。Split52型のIDTについては、これまでの先行研究で広く用いられてきた3GHz程度の周波数まで高次の表面弾性波の発生を確認した。このIDTを用いれば、従来のように正弦ポテンシャルのみではなく、のこぎり型やデルタ型など様々なポテンシャル形状の表面弾性波を発生させ、電子の移送実験を行うことが可能となる。また、従来型の単一櫛のIDTについては、5GHzまでの表面弾性波の発生が確認できた。これにより、従来の表面弾性波と比較して、より強い閉じ込めを持つ表面弾性波ポテンシャルを発生させることが可能となる。さらに、表面弾性波の発生効率を上げるため、単一方向に向けて表面弾性波を発生させることができる構造を試作し、測定を行った。この結果については、現在解析を進め、より最適な構造について検討を行っている。上述の表面弾性波の発生部分に関する基礎研究と並行し、表面弾性波を用いた単一飛行電子の制御技術の研究を行い、複数の単一電子源・単一電子検出器を組み合わせた複合回路において、単一電子の移送方向を制御する技術を開発した。その成果は、これまでの研究で得られた異なる単一電子源を同期するための技術などと合わせ、現在論文に投稿中である。当該年度は2年目に行う予定の単一飛行電子のコヒーレントな制御実験を行うために必要な希釈冷凍機の配線、コールドフィンガーの設計、及び作製なども行った。当該年度で表面弾性波を発生させるための櫛形電極IDTを試作、そしてその評価を行うための体制を十分に整えることができた。また、評価の結果から新たに採用予定のIDTの構造も決定しつつある状態まで研究が進んでいる。さらに、本研究では、複数の制御ゲート(50本)を極低温で操り、さらに、GHz帯の高周波電圧を効率よく試料に印加することが可能な特別な実験セットアップが要求されるが、それらの準備を当該年度でおおむね完了させることができた。これらのことから、次年度はより実践的な単一飛行電子制御の実験に取り組むことが出来、また、実験で得られた知見をフィードバックし、次の試料をスムース作製することができる。そのため、研究計画はおおむね順調に進展していると考えられる。今後は、まずIDTの試作・評価をさらに進め、単一飛行電子制御に用いる構造を決定する。その後、最適化されたIDTを持つ量子電流生成のための試料を作製し、当該年度にセットアップした実験系を用いて測定を行う。測定においては、新規に採用したIDTの特性を活かし、複数の周波数の表面弾性波を組み合わせることで、様々な形状のポテンシャルを実現し、形状の違いによる量子電流の安定性を比較することで、安定性を阻害する要因についての考察を行う。量子電流の発生実験の結果からのフィードバックを得て、単一飛行電子のコヒーレント制御に向けて最適なIDT構造についての検討を行い、試料を試作し、残りの期間でコヒーレント制御の実証実験を行う計画である。

その後、最適化されたIDTを持つ量子電流生成のための試料を作製し、当該年度にセットアップした実験系を用いて測定を行う。測定においては、新規に採用したIDTの特性を活かし、複数の周波数の表面弾性波を組み合わせることで、様々な形状のポテンシャルを実現し、形状の違いによる量子電流の安定性を比較することで、安定性を阻害する要因についての考察を行う。量子電流の発生実験の結果からのフィードバックを得て、単一飛行電子のコヒーレント制御に向けて最適なIDT構造についての検討を行い、試料を試作し、残りの期間でコヒーレント制御の実証実験を行う計画である。予算執行の結果、端数として千円以下の余りが生じた。翌年度に合わせて消化する予定である。
ジーンターゲッティングによるプロラクチン作用の検定システムの構築

1.マウスプロラクチン遺伝子の構造解析を行うため、PCRによりマウスプロラクチン遺伝子の一部(イントロン2を含むエキソン23)を得た。このDNAをクローン化し、塩基配列を解析した。2.ラットにおける胚性幹細胞の樹立と体細胞クローン技術を確立するためラット胚盤胞および脱出胚盤胞の内部細胞塊に由来する継代可能な培養細胞を得た。この細胞を8細胞期胚の囲卵腔に注入あるいは透明帯除去8細胞期胚と集合させキメラ胚をつくる条件を決定した。このキメラ胚は発生を進め、桑実期に仮親の子宮に移植したところ着床し発育した。除核未受精卵の調整、除核未受精卵への培養細胞の導入と電気的融合、再構築胚の活性化などの条件を調べ、卵の体外成熟・体外受精・体外発生の培養条件を確立した。3.大腸菌による鶏プロラクチンの生合成と精製を行うためcPRLcDNAとSD配列を含有したオリゴヌクレオチドを合成し、発現ベクターに組み込み、cP発現プラスミドの構築を行った。得られた発現プラスミドにより大腸菌の形質転換を行い、培養後、遠心分離によって菌体を集め、目的の蛋白を抽出し、ポジティブクローンを確認した。これにより、リコンビナントcPRLの大量生産の道が開け、これまで不明であった鳥類プロラクチンの生理学的役割の解明が期待される。4.泌乳開始とプロラクチン受容体遺伝子発現との関係を明らかにするため、泌乳開始時におけるプロラクチン受容体遺伝子発現を調べた。プロラクチン受容体mRNAレベルは妊娠18日午前10時までは低かったが、午後10時に3.3倍に増加し、分娩日の午前10時には4.6倍と更に増加した。培養乳腺においてコルチコステロンがプロラクチン受容体mRNAを増加させた。以上の事実から泌乳開始の10数時間前からプロラクチン受容体遺伝子が発現し、その発現にはコルチコステロンが必須であることを明らかにした。本年度は各研究分担者により全体のシステム構築のための基礎実験を行った。1.プロラクチンの遺伝子はヒト、ラットなどでは既に解析されているが、マウスではまだ明らかになっていない。ラットプロラクチン遺伝子構造を参考にして、プライマーを作成しマウスプロラクチン(mPRL)遺伝子の一部をPCRにより得た。ジーンターゲッティングに利用すべく塩基配列を解析中である。2.プロラクチン遺伝子欠損マウスを作製するための周辺技術を整備した。マウスにおいて、胚性幹細胞1個を胚盤胞へ導入し、効率的にキメラを作製する技術を考案した。またマウスの胚様体が未分化細胞を含むことを明らかにし、さらに胚様体の未分化細胞にキメラ形成能のあることを示した。3.mPRLのcDNAが挿入されたプラスミドpUC-mPRLを鋳型に、PCRを行い、PCR産物を制限酵素NcoIとBamHIで切断回収後、ベクターpNU210に挿入し、B.brevisHPD31を形質転換した。形質転換株の培養濾液をWestern blotに供したところ、約20kdのバンドが唯一検出された。さらに生産性を向上させるため、ベクターやシグナル配列の種類を検討した結果、シグナル配列の塩基性と疎水性領域にそれぞれアルギニンとロイシンを2,5残基挿入したR2L6シグナルペプチドに変えたプラスミドpHT26-mPRLを保持するB.brevis HPD31-MB2(分泌変異株)の生産性が最も良かった。

1.マウスプロラクチン遺伝子の構造解析を行うため、PCRによりマウスプロラクチン遺伝子の一部(イントロン2を含むエキソン23)を得た。このDNAをクローン化し、塩基配列を解析した。2.ラットにおける胚性幹細胞の樹立と体細胞クローン技術を確立するためラット胚盤胞および脱出胚盤胞の内部細胞塊に由来する継代可能な培養細胞を得た。この細胞を8細胞期胚の囲卵腔に注入あるいは透明帯除去8細胞期胚のと集合させキメラ胚をつくる条件を決定した。このキメラ胚は発生を進め、桑実期に仮親の子宮に移植したところ着床し発育した。除核未受精卵の調整、除核未受精卵への培養細胞の導入と電気的融合、再構築胚の活性化などの条件を調べ、卵の体外成熟・体外受精・体外発生の培養条件を確立した。3.大腸菌による鶏プロラクチンの生合成と精製を行うためcPRLcDNAとSD配列を含有したオリゴヌクレオチドを合成し、発現ベクターに組み込み、cPRL発現プラスミドの構築を行った。得られた発現プラスミドにより大腸菌の形質転換を行い、培養後、遠心分離によって菌体を集め、目的の蛋白を抽出し、ポジティブクローンを確認した。これにより、リコンビナントcPRLの大量生産の道が開け、これまで不明であった鳥類プロラクチンの生理学的役割の解明が期待される。4.泌乳開始とプロラクチン受容体遺伝子発現との関係を明らかにするため、泌乳開始時におけるプロラクチン受容体遺伝子発現を調べた。プロラクチン受容体mRNAレベルは妊娠18日午前10時までは低かったが、午後10時に3.3倍に増加し、分娩日の午前10時には4.6倍と更に増加した。培養乳腺においてコルチコステロンがプロラクチン受容体mRNAを増加させた。以上の事実から泌乳開始の10数時間前からプロラクチン受容体遺伝子が発現し、その発現にはコルチコステロンが必須であることを明らかにした。
甲殻類の卵巣発達の内分泌制御機構: 仲介～標的因子の網羅的解析

甲殻類の生殖機能は、眼柄内のX器官/サイナス腺から分泌される主要なペプチドホルモン群に属する卵黄形成抑制ホルモンにより統御されている。このホルモンの卵巣における作用機構を明らかにするため、クルマエビ卵巣の発現遺伝子とタンパク質の網羅的解析を行った。成熟の制御に関わると推定される複数のホルモン様因子が卵巣に発現していることを見出したほか、生殖細胞の雌化、形成、維持などに関連する因子をタンパク質レベルで同定した。クルマエビから摘出した卵巣片を、卵黄形成抑制活性を有するペプチド(Pej-SGP-I)の存在下(実験区)および非存在下(対照区)で培養したのち、各組織からtotal RNAを抽出した。これらを用いてライブラリを作製し、次世代シーケンサーによりRNA-Seqを行った。得られたデータを基に配列をアセンブルし、BLAST解析によって相同性のある遺伝子を探索した。さらに、ペプチド存在下と非存在下で培養したサンプルの両方の配列データを用いて作製したコンティグを参照配列として、発現量の解析も行った。培養の結果を評価するために定量的RT-PCRを行った結果、ホルモン存在下ではビテロジェニン遺伝子が有意に減少しており、RNA-Seqを行うのに有効なサンプルであると判断された。RNA-Seqによって得られた配列データの量や質に関して、実験区と対照区との間に大きな差は認められなかった。両区の発現量比較を行った結果、合計32389個のコンティグのうち、7059個(21.8%)が対照区で、4537個(14%)が実験区で、それぞれ10倍以上の高い発現を示すことが明らかとなった。数種のハウスキーピング遺伝子についてはいずれも変動が1.2倍程度に収まることが確認された。卵黄形成期や最終成熟期において卵巣内のタンパク質量が増加する表層胞タンパク質、カテプシンC、スロンボスポンジンなどは、ペプチドの影響で遺伝子発現量が低下する、すなわちビテロジェニンと同様の制御を受けていることが初めて示唆された。一方で、ビテロジェニン受容体と推測される遺伝子の発現に変動はなかった。また、BLAST解析により、卵黄形成抑制活性を有するペプチドの受容体の候補となる遺伝子を数種類見出すことができた。甲殻類の内分泌中枢であるX器官/サイナス腺で産生される卵黄形成ホルモン(VIH)の制御メカニズムを解明するため、昨年度に引き続きクルマエビの培養卵巣片で発現している遺伝子の網羅的解析を行い、甲殻類雌性ホルモン、ニューロパーシン、甲殻類血糖上昇ホルモン族など複数のホルモン様因子が卵巣で発現しているという知見を得た。他の甲殻類や昆虫において成熟制御への関与が示唆されるこれら因子のキャラクタリゼーションにより、末梢組織の寄与を組み入れた新たな成熟制御メカニズムの解明につながる。VIHの作用をタンパク質レベルで把握する端緒として、卵巣に含まれるタンパク質の網羅的解析を質量分析装置を用いて行った。上述した遺伝子の網羅的解析により構築したデータベース、およびBLAST解析に基づいて150種類のタンパク質を同定した。このうち約半数は遺伝子の転写、翻訳過程に関わるもの、1/4は代謝に関わるものであった。また、昆虫において生殖細胞の雌化に関わるsex-lethal、生殖細胞の形成を制御するpumilio、生殖細胞の維持に必須とされるpiwiなどをタンパク質レベルで同定することができた。雄性生殖器官に付随する造雄腺から分泌される糖ペプチドホルモンであるインスリン様造雄腺因子(IAG)の活性検定を卵巣の培養系を用いて行った。その結果、造雄腺抽出物および化学合成したクルマエビIAGについて、卵黄タンパク質前駆体であるビテロジェニンの遺伝子発現を抑制する活性が認められた。IAGによるビテロジェニン発現抑制機構とVIHによるそれとを比較することにより、成熟制御機構の理解が深まると考えられる。農学25年度は、卵黄形成抑制作用を持つペプチドの作用により発現が変動する因子の探索を、タンパク質やペプチド側からの網羅的解析によっても行う計画であったが、装置の不調などもあり、着手はしたものの十分な検討ができなかった。26年度は、遺伝子発現解析を一部外注するなどして、タンパク質やペプチド側からの網羅的解析に注力し、最終的には研究計画を達成する予定である。研究計画の最終年度となる26年度は、当初の計画通り、卵黄形成抑制活性を有するペプチドの標的となる因子の同定と機能解析に集中して取り組む。質量分析装置によるタンパク質やペプチドの同定については、25年度にRNA-seq解析で構築した発現遺伝子のデータベースを用いてより効率的に進める。加えて、得られた成果の公表に努める。研究計画では、学内の質量分析装置の使用料や消耗品代として多額の予算を計上していたが、当該装置に故障や不具合が多く発生したために利用できない期間があり、結果として次年度使用額が生ずることとなった。26年度は当初の計画通りに研究を遂行するが、遺伝子発現解析を外注したり、プロテオーム解析を学内の分析計測部門への依頼分析とするなど、残予算を効率的に活用することで分析作業にかかる時間の短縮を図り、最終的には研究計画を達成する予定である。
新規年代基準隕石の導入による初期太陽系年代測定法の構築

本研究は、初期太陽系年代学の基準隕石を確立することにより、「惑星間スケール」で「絶対年代を加味」した初期太陽系における元素分布の均質性の検証を行うことを目的とし、高精度でウランー鉛年代が決定されている隕石について、クロム・チタン安定同位体分析と短寿命同位体系列の年代測定を行う。平成30年度には、隕石試料の短寿命同位体ニオブージルコニム系列の年代測定を実施してきた。2010年に発見された始原的エコンドライトNWA6704は、古いウランー鉛年代を示し、Hibiya et al. (2019)における鉱物化学的研究から「ニオブージルコニウム年代測定が可能」で、「結晶化時の冷却率が速く」、「高精度な年代決定を阻む異質性物質を殆ど含まず」、クロム・チタン安定同位体分析から「炭素質コンドライトと同様に外側太陽系に起源をもち」、短寿命核種ニオブ92の外側太陽系における初生比の決定に最適な隕石であることが明らかになった。そこで本研究では、NWA6704隕石のニオブージルコニウム鉱物アイソクロンを決定し、ニオブ92の初期太陽系における均質性を初めて「太陽系の外側と内側という大きな空間スケールで」評価した。NWA6704の鉱物アイソクロンから推定された太陽系形成時のニオブ92の初生比は、内側太陽系のニオブ92初生比と比較して顕著に高く、本研究により初期太陽系におけるニオブ92の不均質が初めて明らかになった。また、得られたニオブ92の初生値は、タイプIa超新星爆発で生成される値では説明できず、タイプII超新星爆発におけるニュートリノ反応によって説明が可能である。ニオブ92が短寿命核種であることを考慮すると、本研究の結果は、太陽系形成の直前に起こったタイプII超新星爆発物質が、外側太陽系に選択的に取り込まれて保存されていたことを示唆し、同位体二分性の起源解明に貢献できる可能性がある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、初期太陽系年代学の基準隕石を確立することにより、「惑星スケール」で「絶対年代を加味」した初期太陽系における元素分布の均質性の検証を行うことを目的とし、高精度でウラン-鉛年代が決定されている隕石について、短寿命同位体系列の年代測定とクロム・チタン安定同位体分析を行う。平成28年度には、隕石試料の高精度クロム・チタン同位体測定を行うための化学分離法の開発を行い、さらに、この手法を始原的エコンドライト隕石NWA6704に適用した。隕石の母天体は、それぞれ異なる全岩Cr, Ti安定同位体比をもつことが知られているため、これらの安定同位体比測定結果は、隕石母天体の形成時の温度、すなわち太陽からの距離を反映すると解釈できる。したがって、一連の高精度Cr, Ti安定同位体比測定により、NWA6704隕石の母天体の形成場所に新たな制約を与えることができる。その結果、NWA6704隕石の母天体は炭素質コンドライト隕石などと同じように太陽系の比較的外側において形成されていたことが明らかになった。これまでに確立されていた年代基準隕石は、太陽系内側の母天体に起源をもつことを考えると、このNWA6704隕石は短寿命核種の空間分布を調べるのに最適の隕石であると言える。今後は、この隕石について短寿命同位体系列の年代測定を実施していく。また、本研究で得られた分析法の開発とNWA6704の分析結果はそれぞれ、国際学術雑誌に投稿すべく論文執筆中であり、近々投稿予定である。これまでに、本年度の計画通り、安定同位体の分析に用いる多重検出誘導結合プラズマ質量分析計(MC-ICP-MS)を十分に操作できる技術を習得し、隕石試料からCr, Tiを同時に化学分離する方法を新たに開発した。単離したCr, Tiの安定同位体比測定については、当初Cr, Ti双方の測定にMC-ICP-MSを使用する予定であったが、化学分離開発過程でCrフラクションからの効率的なAlの除去が困難であることが判明した為、Cr安定同位体比測定には熱励起によってイオン化を行う高精度な表面電離型質量分析計(TIMS)を用いることになった。Tiの分析については、当初の予定通り、迅速かつ高精度なMC-ICP-MSを用いた。これまでに、複数の隕石・地球試料についてのCr, Ti安定同位体比測定を実施した。本研究で得られた分析法の開発およびNWA6704隕石の分析結果はそれぞれ、国際学術雑誌に投稿すべく論文執筆中であり、近々投稿予定である。以上のことから、これまでの研究実施状況については、当初の計画通りおおむね順調に進展している。本研究は、初期太陽系年代学の基準隕石を確立することで、「惑星間スケール」で「絶対年代を加味」した初期太陽系における元素分布の均質性の検証を行うことを目的とし、高精度でウランー鉛年代が決定されている隕石について、クロム・チタン安定同位体分析と短寿命同位体系列の年代測定を行う。平成29年度には、隕石試料の高精度クロムーチタン同位体分析法の開発を実施してきた。隕石の母天体は、それぞれ異なるクロム、チタン安定同位体比を示すことが知られているため、これら2つの安定同位体比測定結果を組み合わせると、隕石母天体の起源を探る有用な指標となる。しかしながら、これまでクロム、チタン2つの同位体分析法を同一の隕石試料に適用することは困難であった。

そこで本研究では、同一試料からクロム、チタンを抽出する化学分離法の開発を行い、2つの同位体測定を単一隕石試料について行うことを可能とした。この手法を始原的エコンドライト隕石NWA 6704に適用した結果、NWA 6704隕石の母天体は太陽系外側に起源をもつことが明らかになった。これまでに確立されていた年代基準隕石が太陽系内側を起源とすることを考えると、このNWA 6704隕石は短寿命核種の空間分布を調べるのに最適の隕石であると言える。そこで、この隕石の短寿命同位体二オブージルコニウム系列の年代測定を進めている。今後は、これまでに確立されていた年代基準隕石との二オブ92の比較を通して、短寿命核種二オブ92の初期太陽系における均質性を評価していく。これまでに、本年度の計画通り、隕石試料の高精度クロムーチタン同位体分析法の開発を実施してきた。これらの研究成果は、国際学会および国内学会(Goldschmidt Conference、日本地球化学会など)において発表された。また、昨年度までに進めてきた始原的エコンドライト隕石NWA 6704の鉱物化学、同位体地球化学の研究成果を論文としてまとめ、国際学術雑誌Geochimica et Cosmochimica Actaに投稿し、マイナーな修正後に受理される見込みとなった。また、高精度クロムーチタン同位体分析法の開発についての成果も、国際学術雑誌Journal of Analytical Atomic Spectrometryに投稿し、現在審査中である。今現在は、NWA 6704隕石について、ニオブージルコニウム年代測定を実施することで消滅核種ニオブ92の初期太陽系における均質性を評価する研究を進めている。以上のことから、これまでの研究実施状況については、当初の計画通りおおむね順調に進展している。本研究は、初期太陽系年代学の基準隕石を確立することにより、「惑星間スケール」で「絶対年代を加味」した初期太陽系における元素分布の均質性の検証を行うことを目的とし、高精度でウランー鉛年代が決定されている隕石について、クロム・チタン安定同位体分析と短寿命同位体系列の年代測定を行う。平成30年度には、隕石試料の短寿命同位体ニオブージルコニム系列の年代測定を実施してきた。2010年に発見された始原的エコンドライトNWA6704は、古いウランー鉛年代を示し、Hibiya et al. (2019)における鉱物化学的研究から「ニオブージルコニウム年代測定が可能」で、「結晶化時の冷却率が速く」、「高精度な年代決定を阻む異質性物質を殆ど含まず」、クロム・チタン安定同位体分析から「炭素質コンドライトと同様に外側太陽系に起源をもち」、短寿命核種ニオブ92の外側太陽系における初生比の決定に最適な隕石であることが明らかになった。そこで本研究では、NWA6704隕石のニオブージルコニウム鉱物アイソクロンを決定し、ニオブ92の初期太陽系における均質性を初めて「太陽系の外側と内側という大きな空間スケールで」評価した。NWA6704の鉱物アイソクロンから推定された太陽系形成時のニオブ92の初生比は、内側太陽系のニオブ92初生比と比較して顕著に高く、本研究により初期太陽系におけるニオブ92の不均質が初めて明らかになった。また、得られたニオブ92の初生値は、タイプIa超新星爆発で生成される値では説明できず、タイプII超新星爆発におけるニュートリノ反応によって説明が可能である。
わが国のIGBP研究推進のための組織化と国際対応の検討

また,IGBPから送付された資料を印刷し,関係各方面に配布し,国際的な計画を衆知することに務めた。とくに本年度はReport915までと資料が多く,そのため印刷費の支出が増大した。班員は国際的な課題ごとに積極的に交流をはかり,国際対応を今後積極的に行うための基礎づくりに努力した。また国際課題ごとに国内の対応小委員会を設ける努力も行なった。
細胞外O-GlcNAc修飾のNotchシグナルと血管形成における役割

Notch受容体の細胞外領域に存在する上皮成長因子(EGF)様リピートには特徴的な翻訳後修飾が存在している。これまでの研究で、O-フコースとO-グルコースに加えて、O-GlcNAc修飾が存在することを報告した。しかしながら、O-GlcNAc修飾のNotch受容体における役割は不明であった。本研究では、O-GlcNAc修飾に関わる糖転移酵素EOGTの遺伝子欠損マウスを作製し、表現型解析を行なった。その結果、Notch1の特定のEGFドメインのO-GlcNAc修飾が、Delta-like 4リガンドを介したNotch1の活性化を制御することで、網膜の血管形成に関与することが明らかになった。申請者は、数年前に新規翻訳後修飾として細胞外O-GlcNAc修飾の存在を発見し、EOGTを介した新規のO-GlcNAc修飾機構を解明した(Nature Commun. 2011; BBRC 2012)。一方で、哺乳動物では、EOGTはNotch受容体を糖修飾するが、生理機能は不明であった。最近、EOGTの遺伝子変異が、四肢末端と頭頂部に異常を伴う病因不明のAdams-Oliver症候群において同定された。本研究では、ヒトの表現型を手がかりにして、EOGT欠損マウスを用いた網膜血管の表現型解析や遺伝学的相互作用解析、そして、レポーターアッセイや相互作用解析などにより、細胞外O-GlcNAc修飾のNotchシグナルと血管形成における生物学的機能を解明することを目的とした。本年度は、網膜血管におけるEOGTの発現と血管形成における機能解析を進めた。網膜において、in situ hybridizationによりEOGTの発現様式を検討したところ、Isolectin B4染色と共局在するシグナルが検出されたことより、EOGTは血管内皮に発現することが明らかになった。EOGTを欠損した成体マウスの各臓器には、形態学的に明らかな異常は観察されないものの、Sulfo-NHS-LC-Biotinを用いた灌流実験より、EOGT欠損マウスの血液網膜関門が正常に保たれていないことが明らかになった。さらに、Tie2-Creマウスと掛け合わせて、血管内皮特異的なEOGT欠損マウスを作成したところ、EOGTホモマウスと同様な血液網膜関門の異常が観察された。これらの結果より、細胞外O-GlcNAc修飾が血液網膜関門において、血管のintegrityの保持に必要であることが、明らかになった。昨年度は、網膜において、EOGTは血管内皮に発現し、血管のintegrityの保持に必要であることを明らかにしている。そこで、本年度は、EOGT変異マウスにおける遺伝子発現の変化を中心に解析を進めた。野生型マウス及び、EOGT変異マウスより、CD31抗体を用いて生後15日目のマウスより血管内皮細胞を単離し、定量的RT-PCR法により遺伝子発現変化を解析した。その結果、Notch受容体の発現レベルには変化が認められなかったが、HES1などのNotchシグナルの標的遺伝子の発現レベルの低下が観察された。それに一致して、Notch1のヘテロ変異マウスにおいて、Sulfo-NHS-LC-Biotinを用いた灌流実験より、血液網膜関門が正常に保たれていないことが明らかになった。これらの結果より、細胞外O-GlcNAc修飾の低下に伴うNotchシグナルの異常が血液網膜関門において、血管のintegrityの保持に必要である可能性が示唆された。EOGTのNotchシグナルにおける役割を明らかにしたこと、NotchシグナルとEOGTの血管バリアー機能における役割を示唆するデータを得たことから、本年度の研究成果をもとに、次年度以降の研究の進展が大いに期待できるため。申請者は、数年前に新規翻訳後修飾として細胞外O-GlcNAc修飾の存在を発見し、EOGTを介した新規のO-GlcNAc修飾機構を解明したが、哺乳動物では、EOGTはNotch受容体を糖修飾するが、生理機能は不明であった。これまでに、細胞外O-GlcNAc修飾の低下に伴うNotchシグナルの異常が血液網膜関門において、血管のintegrityの保持に必要であることが明らかになった。本年度は、分子機構の解析を進め、EOGTは、Jagged1を介したNotchシグナルには必要ないが、DLL4を介したNotchシグナルを増強することを明らかにした。