hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
乳がん幹細胞の新規分子標的の同定と機能解析

本研究では、乳がん幹細胞のスフェア形成能や腫瘍形成能に寄与する分子として発見したMICAL3の機能性を明らかにすることを目的としている。採用第1年度目には、乳がん細胞においてMICAL3のmonooxygenaseドメインがセマフォリンシグナル下流で働くCRMP2の二量体形成を介在し、スフェア形成を促進している可能性があることを明らかにしている。今年度は、まず、セマフォリンシグナルの受容体のひとつであるNeuropilin-1に着目し実験を行った。乳がん臨床検体由来の細胞を用いてNeuropilin-1が発現している細胞の特徴を調べた結果、Neuropilin-1発現細胞にのみ乳がん幹細胞のスフェアが形成されることを見出した。また、Neuropilin-1中和抗体を用いてシグナルを抑制するとスフェア形成能が低下することが明らかになった。次に、Neuropilin-1をレセプターとしたMICAL3-CRMP2二量体化シグナルががん幹細胞の細胞分裂の時に働くのではないかと推測し検討を行うことにした。臨床検体細胞由来NP1陽性細胞を低密度で播種し、1度細胞分裂した時に、CRMP2と結合し、かつ、未分化細胞で発現すると報告されているNumbの免疫染色を行った。その結果、セマフォリン刺激下においてNP1/Numb両陽性の細胞は対称性分裂を起こすこと、また、MICAL3の発現を抑制した細胞ではNP1/Numb両陰性の細胞に分裂する割合が高くなることがわかった。したがって、セマフォリン刺激下において、MICAL3を介したCRMP2の二量体化が引き起こされることによって、Numbが安定化され、NP1陽性乳がん幹細胞の対称性分裂を伴う腫瘍形成を引き起こすことが明らかになった。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでがん幹細胞において報告の少ない細胞内シグナルを制御している内在性タンパク質に注目し研究を行っている。乳がん幹細胞の維持に働いていることを報告した、ErbB3/HRG/PI3Kシグナルパスウェイの鍵分子候補の中から、Molecule interacting with CasL (MICAL) familyの一つであるMICAL-3を選択し、乳がんのがん幹細胞における機能性について検討している。ヒト乳がん細胞株または乳がん臨床検体の培養細胞にてsiRNAを用いてMICAL-3をノックダウン後スフェア形成能を評価したところ、コントロールと比較してノックダウンにより有意にスフェア形成能が低下した。また、MICAL-3のshRNAをヒト乳がん細胞、乳がん臨床検体に導入して免疫不全マウスに段階希釈して移植し、腫瘍形成能を調べたところ、MICAL-3 shRNA導入群はコントロー群と比較して有意に腫瘍形成能が低くなることがわかった。次にMICAL-3野生型および各ドメインを欠損した変異体をヒト乳がん細胞株MCF7にリポフェクション法にて導入し、スフェア形成能を評価したところ、N末端にあるmonooxygenase domainの欠損体を導入したMCF7において優位にスフェア形成能が低下することがわかった。したがって、MICAL-3のmonooxygenase domainが乳がん幹細胞性の維持に重要であることが示唆された。MICAL-3が乳がん幹細胞性の維持に重要であることが示された。MICAL-3のmonooxygenase domainががん幹細胞性の維持に重要な働きをしていることがわかった。したがって、monooxygenase domainの働きを阻害することによって乳がん幹細胞の機能性を阻害することが示唆され、これにより新規の分子標的薬の開発につながる可能性が示された。引き続きMICAL-3のmonooxygenase domainと乳がん幹細胞性の維持に関して詳細に検討するとともに、MICAL-3をsiRNAでノックダウンあるいはMICAL-

3野生株、変異株を強制発現させた後の細胞骨格の変化や細胞分裂を蛍光顕微鏡あるいはタイムラプス顕微鏡などで経時観察する予定にしている。27年度が最終年度であるため、記入しない。
抗花粉症薬剤の開発を目指した機能性糖鎖ポリマーの作製と細胞性免疫活性解析

植物複合型糖鎖によるスギ花粉アレルゲンCry j1特異的Th2免疫応答の抑制機構を解明するため,3種類の糖鎖ポリマー(植物複合型,ハイマンノース型,動物複合型)を合成し,樹状細胞の分化抑制を解析した。新規ヒノキ花粉アレルゲンCha o3の糖鎖構造解析を行い,その構造的特徴は日本スギ花粉アレルゲンCry j1及びマウンテンシダーアレルゲンJun a1と非常に高い相同性を有することを明らかにした。植物抗原性(植物複合型)糖鎖の骨格構造によるヒトTh2免疫応答の抑制機構を解明するには,糖鎖構造に特異的な免疫応答を明らかにすることが必要になる。そこで本研究では,糖鎖の免疫活性を高めた糖鎖ポリマーを糖鎖構造別に作製し免疫活性解析を行うことを目的とした。本年度は,(1)様々な構造のAsn-糖鎖の精製を行った。具体的には,抽出した糖タンパク質や糖ペプチドに対してアクチナーゼ消化とゲルろ過を繰り返し,親水性クロマトによりAsn-糖鎖を精製した。その結果,イチョウ種子貯蔵タンパク質21 gから植物複合型(M3FX)37 mg,雑豆(大納言)糖タンパク質33 gからハイマンノース型(Man8GlcNAc2)30 mg,卵黄糖ペプチド50 mgから動物複合型(NeuAc2Gal2GlcNAc2Man3GlcNAc2)39 mgを精製できた。次いで,(2)糖鎖ポリマー作製方法の改良を行った。糖鎖ポリマーの骨格にはL体で構成される生物分解性ポリマーであるγポリグルタミン酸(γPGA,平均分子量75万)(TOYOBO社製)を用い,Asn-糖鎖のアミノ基を脱水縮合剤DMT-MMによりγPGAのカルボキシル基に共有結合させた。糖鎖ポリマーは,ゲルろ過と逆相HPLCにより精製を行った。γPGAへのAsn-糖鎖の結合率(mol%)は,アミノ酸組成分析によりアスパラギン酸とグルタミン酸のモル比から算出した。その結果,Asn-糖鎖の結合率は植物複合型15.4%,ハイマンノース型8.6%,動物複合型11.1%であった。従って,本手法によりγPGA1分子あたりAsn-糖鎖が植物複合型は890分子,ハイマンノース型は500分子,動物複合型は640分子結合した糖鎖ポリマーを作製することに成功した。また,植物抗原性糖鎖の抗原性低下に関与するα1,3/4フコシダーゼとβガラクトシダーゼの精製を行い論文発表した。計画していた糖鎖ポリマーの作製に必要なAsn-糖鎖を3種類(植物複合型,ハイマンノース型,動物複合型)調製することができた。並びに,糖鎖ポリマーの骨格部分と脱水縮合剤を変更することにより,効率的に糖鎖ポリマーを作製することに成功した。今年度は,次年度からの免疫活性測定に用いる糖鎖ポリマーを準備することが出来たため,おおむね順調に進展していると考えられる。一方で,植物抗原性糖鎖の非還元末端がルイスa抗原により修飾された植物複合型Asn-糖鎖は単一構造に分離精製することが難しく,材料やアフィニティークロマトなどを再検討行う必要性が考えられた。リポソームの作製は,糖鎖ポリマー作製方法をそのまま転用できるのか試してみる必要性が考えられた。蛍光ラベル糖鎖ポリマーの作製は,ポリマー骨格部分のアミノ基にFITCを結合させる予定であったが,1箇所のアミノ基へのラベリングではその後の蛍光による検出に支障を来すと予想され,手法を再検討する必要が求められた。植物複合型N-グリカン(植物抗原性糖鎖)の骨格構造ManXyl1Fuc1GlcNAc2(M3FX)によるヒトTh2免疫応答の抑制機構を解明する研究の一環として,(1)M3FXを多数結合させた糖鎖ポリマーによる結核菌抗原(PPD)特異的Th1応答(IFN-γ産生)への影響を解析し,この糖鎖ポリマーはTh1免疫応答を促進しないという結果を得た。(2)水草糖タンパク質由来のルイスa抗原含有糖鎖を多数結合させた糖鎖ポリマーの作製を行った。その結果,γポリグルタミン酸(γPGA)の約3%にルイスa抗原含有糖鎖糖鎖を結合させた(γPGA1分子あたり170分子の糖鎖を結合)糖鎖ポリマーを作製できた。今回,タケノコの可食部について糖タンパク質の糖鎖構造解析を行い,水草よりもルイスa抗原含有糖鎖の精製に適していることが明らかとなり論文発表した。(3)新しく同定されたヒノキ花粉アレルゲンCha o3に結合している糖鎖の構造解析を行った。ヒドラジン分解により糖鎖を切り出し,N-アセチル化後,糖鎖を蛍光(PA)標識した。得られたPA化糖鎖の構造は,グリコシダーゼ消化およびESI-MS,MS/MS解析により行った。その結果,Cha o3は植物複合型糖鎖を結合しており,その約半数はルイスa抗原含有糖鎖であり,日本スギ花粉アレルゲンCry j1,アメリカイトスギ花粉アレルゲンJuna1に結合している糖鎖構造と類似していることを明らかにした。また,(4)植物抗原性糖鎖の抗原性低下に関与するトマトα1,3/4フコシダーゼの遺伝子同定を行い論文発表した。(1)植物

抗原性糖鎖の骨格構造M3FXを多数結合させた糖鎖ポリマーによる結核菌(PPD)特異的Th1免疫応答への影響を解析した結果,この糖鎖ポリマーはIFN-γ産生促進を介したTh2免疫応答の抑制には関与していないということが示唆された。今年度は,この糖鎖ポリマーによるスギ花粉アレルゲンCry j1特異的Th2免疫応答(細胞増殖やIL-4産生)の抑制については実験を行うことが出来なかった。(2)スギやヒノキ花粉アレルゲンに結合しているルイスa抗原含有糖鎖を水草糖タンパク質から調製し,γポリグルタミン酸(γPGA)の3%程度に結合させた糖鎖ポリマーの作製に成功したが,今回の実験により,ルイスa抗原含有糖鎖の供給源としてタケノコ糖タンパク質が有用であることが判明した。(3)新規ヒノキ花粉アレルゲンCha o3の糖鎖構造を同定し,既報の花粉アレルゲン(Cry j1,Jun a1)の糖鎖構造と類似していることを明らかにした。植物抗原性糖鎖の骨格構造Man3Xyl1Fuc1GlcNAc2(M3FX)によるヒトTh2免疫応答の抑制機構を解明する研究の一環として,これまでに糖鎖を多価に結合させた種々の糖鎖ポリマー(植物抗原性・ハイマンノース型・動物複合型)の作製に成功した。そこで,本年度は(1)ヒト末梢血から単離したCD14+単球をIL-4とGM-CSF存在下で6日間培養し,誘導した未熟樹状細胞を用い,糖鎖ポリマーで2日間刺激を行い,分化マーカーである(CD80,CD86,HLA-DR)の発現をフローサイトメーターにより解析した。その結果,いずれの糖鎖ポリマーについてもCD80とCD86の発現への影響は確認できなかったが,植物抗原性糖鎖ポリマーはHLA-DRの発現を抑制し,M3FXの抗原提示抑制によるTh2免疫応答抑制への関与が示唆された。(2)自然免疫応答抑制活性を解析するためマウスマクロファージ培養細胞を用いた実験を行った。マウス分泌型アルカリホスファターゼ(SEAP)のレポーター細胞株(NFkB/SEAPoter RAW細胞)を播種し,LPS存在下,各種糖鎖ポリマーによる刺激を行った。24時間後,上清を回収し,SEAPの検出を行った。その結果,いずれの糖鎖ポリマーについてもLPSによるNFkB活性化の抑制には影響しないと考えられた。(3)スギおよびヒノキ花粉の主要アレルゲン(Cry j1,Cha o3)に結合しているN-グリカンは,M3FXの非還元末端がN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)やルイスa抗原で修飾された構造を有する。これらの植物抗原性糖鎖を多価に結合した糖鎖ポリマーの作製を目的として,タケノコ糖タンパク質からAsn糖鎖の多量調整を行った。また,(4)植物抗原性糖鎖の抗原性低下に関与するトマトα1,3/4フコシダーゼの2種遺伝子のうち未報告の遺伝子産物について論文発表を行った。植物複合型糖鎖によるスギ花粉アレルゲンCry j1特異的Th2免疫応答の抑制機構を解明するため,3種類の糖鎖ポリマー(植物複合型,ハイマンノース型,動物複合型)を合成し,樹状細胞の分化抑制を解析した。新規ヒノキ花粉アレルゲンCha o3の糖鎖構造解析を行い,その構造的特徴は日本スギ花粉アレルゲンCry j1及びマウンテンシダーアレルゲンJun a1と非常に高い相同性を有することを明らかにした。
イオン注入によるセラミックス表層の改質に関する研究

3種の代表的セラミックスのイオン注入による表面特性の変化について、【.encircled1.】表面硬度の変化、【.encircled2.】損傷微細組織、【.encircled3.】非晶質形成の関連から検討した。セラミックス材料として代表的なアルミナ(Al_2O_3)単結晶の場合、表面硬度は注入初期には増加するが、注入量の増加とともに軟化し、そののち一定となる。微細組織観察の結果、初期の硬化は注入による欠陥クラスターの形成によって生じ、軟化は表面層が非晶質化することによることが分った。この硬度特性には結晶粒界の効果が認められ、純度の異る多結晶の場合、単結晶に比べて硬化量は大きく軟化量は少ない。またこの場合の非晶質の形成は結晶粒界からはじまる。これは助結材であるSiO_2の非晶質化が極めて早く起るためである。典型的な共有結合性材料である窒化硅素(Si_3N_4)の場合、イオン注入による硬度の挙動はアルミナと同様であるが、非晶質化に要する注入量ははるかに少ないため、極めて早く軟化する。イオン結合性の強いジルコニア(ZrO_2)の場合、注入によって硬化のみで軟化は生じない。これは欠陥クラスターの形成のみが起り、非晶質化には経らないことに原因がある。このようにセラミックスの表面改質は、内部歪の増加という従来の機構に対して、照射欠陥の集積による非晶質の形成が最大の原因であることを明らかにすることができた。共有結合性の強いセラミックスは、イオン注入により容易に非晶質に変化することが知られている。その典型として、α-Al_2O_3では、非晶質の他に、多形としてγ-Al_2O_3の相が存在するが、それらの構造の相互関係、熱的安定性などについてはまだ不明の点が多い。そこで、イオン注入によりセラミックスの表層に形成された。非晶質が、電子線照射中に容易にγ相に結晶化する過程を詳細に検討した。α-Al_2O_3単結晶(c面方位)を室温から-100°Cで、200KeVAr^+で5×10^<17>Ar^+/cm^2までイオン注入した後、1MV超高圧電子顕微鏡及び200kV顕微鏡で観察を行った。特に、加速電圧は1000kVから75kVまで変化した。(1)室温で5×10^<16>までのイオン注入により、約1000A深さまでの表面層は非晶質化した。(2)非晶質相に電子線照射を行うと、極めて短時間に多結晶のγAl_2O_3が形成される。この際、非晶質の単相領域にはランダム方位のγ相が現れ、非晶質にα相が残存する領域では、(111)γ〓(0001)αの方位関係を持つエピタキシャル成長となった。(3)電子線加速電圧を75kV1000kVまで変えた場合、γ相の現れる照射量は、200300kVで最小となるが、明確な"しきいエネルギ-"を持たない"no threshold"過程である。これはこの結晶化過程が単純な"はじきだし損傷"に基づくものではないことをしめしている。(4)電子線照射温度の上昇とともに、この結晶化は起こりづらくなる。従って、これは電子線の加熱効果によるものではない。ちなみに、γ相を形成するには800°Cが必要である。(5)注入量が多くなり、明確なArバブルが形成されると、γ相は形成しづらくなる。従って注入されたArも、この結晶化に影響していると推察される。これらの結果から、イオン注入により形成されたAl_2O_3の非晶質の構造は、短範囲でγ相に類似した構造であり、後の電顕観察中の電子線照射によって容易にγ相に変化し得ると推察される。

また、注入によるArが強制固溶しているため、内部歪も大きいと推察された。3種の代表的セラミックスのイオン注入による表面特性の変化について、(1)表面硬度の変化、(2)損傷微細識組、(3)非晶質形成の関連から検討した。セラミックス材料として代表的なアルミナ(Al_2O_3)単結晶の場合、表面硬度は注入初期には増加するが、注入量の増加とともに軟化し、そののち一定となる。微細識組観察の結果,初期の硬化は注入による欠陥クラスタ-の形成によって生じ、軟化は表面層が非晶質化することによることが分った。この硬度特性には結晶粒界の効果が認められ、純度の異る多結晶の場合、単結晶に比べて硬化量は大きく軟化量は少ない。またこの場合の非晶質の形成は結晶粒界からはじまる。これは助結材であるSiO_2の非晶質化が極めて早く起るためである。典型的な共有結合性材料である窒化硅素(Si_3N_4)の場合,イオン注入による硬度の挙動はアルミナと同様であるが,非晶質化に要する注入量ははるかに少ないため、極めて早く軟化する。イオン結合性は強いジルコニア(ZrO_2)の場合,注入によって硬化のみで軟化は生じない。これは欠陥クラスタ-の形成のみが起り、非晶質化には経らないことに原因がある。このようにセラミックスの表面改質は、内部歪の増加という従来の機構に対して、照射欠陥の集積による非晶質の形成が最大の原因であることを明らかにすることができた。
火災時の建築材料の火炎性状研究の整合性に関する研究

本研究は、実際の火災で問題となる木質系材料などの分子内に酸素を含み、この酸素により燃焼発熱を起こすような燃焼性状を再現させるように可燃性気体に酸素(空気)を予混合させて実験を行った。つぎに、可燃性気体以外の燃焼に関与しない気体を含むガスが燃焼する場合は、既徃の研究で火炎性状を支配すると考察されてきた、火源となる材料表面での浮力と慣性力との比で示されるパラメーターについて、火源位置での慣性力と浮力の関係を変化させることにより火炎性状とパラメーターとの関係を検証した。発熱量の異なる燃料の都市ガスとLPGをバーナーに通じて燃焼させたものと、燃料と空気さらに不活性ガスである窒素等を予混合させてバーナーに通じて燃焼させた際の火炎性状について、火炎高さ、温度、流速、熱流束等を測定した。その結果、燃料に窒素ガスを予混合して形成される火炎高さは、窒素ガスを混合しない燃料のみで形成される火炎高さと等しい結果が得られた。このことは、火炎高さが火源位置における慣性力でないものに支配されているということである。そこで、発熱量をもとにした無次元発熱量により整理すると、実験結果がよくまとまった。これは、2つの燃料とも同様な結果が得られた。このことから火炎高さは、火源位置での力学的なバランスではなく、発熱量、つまり空気がどの様に拡散するかにより支配されることが伺われる。また、燃料に空気を予混合して形成される火炎高さは、空気中の酸素の発熱量分を差し引けば、火炎高さは空気を混入しない燃料のみで形成される火炎高さと等しい結果が得られた。
岩石磁気と不透明鉱物による熱水変質帯の研究

1.何れのタイプの鉱床にも規模の大小はあっても必ず熱水変質帯が伴われる。熱水変質帯は鉱床生成当時の環境を鉱床母岩中に記録したものとして、鉱床の成因を研究する上で重要である。本研究では熱水変質帯中の不透明鉱物とそれが磁気の担い手となっている岩石磁気学的手法によって熱水変質帯を研究することを試みた。鉱床のタイプごとに不透明鉱物の変化様式は異なっており、各々の鉱床の生成環境のインディケイタ-として役立つ事が判明した。また、熱水変異帯では新たに化学残留磁気が獲得されることが判明した。2.熱水変質作用により強く変質した部分からその作用を受けていない新鮮部まで連続的に追跡できる火成岩岩体を対象にして不透明鉱物と磁気的性質について研究した。(1)火山性硫黄鉱床では造岩鉱物としてのチタン磁鉄鉱はマグヘマイトを経て赤鉄鉱に変わり、最終的には白鉄鉱となり更に変質が進むと消失する。残留磁気は新鮮部では火山岩冷却時に獲得した熱残留磁気であるが、変質によって新たに生々した赤鉄鉱の多い部分ではより安定な変質時の化学残留磁気を保持している。(2)黒鉄鉱床では磁鉄鉱は赤鉄鉱に変わり、黄鉄鉱を経てあるいはそのまま消失する。この場合にも変質部では赤鉄鉱に起因する安定した化学残留磁気を保持している事が明かとなった。(3)接触交代鉱床では熱水変質作用によって磁鉄鉱は再血晶して細粒の磁鉄鉱の集合体となり、その後黄鉄鉱に変化する。ここでも熱水変質帯での化学残留磁気が認められた。キュウリ-温度は変質部で高く、磁鉄鉱の化学組成-変質部でより純粋な磁鉄鉱-と調和的である。3.本研究により購入した備品スピンナ-磁力計とマイクロコンピュウタ-とをRS232C経由で接続し残留磁気測定の自動化を完了した。迅速かつ精度良い測定が可能となった。熱水変質作用により変質した部分からその作用を受けていない新鮮部までの火成岩の不透明鉱物と磁気的性質について連続的に追跡する研究を実施した。まだ、十分に解折されない点もあるが、不透明鉱物に関しては多くの知見が得られつつある。黒鉱鉱床周辺の変質帯では造岩鉱物としての磁鉄鉱は酸化状態の環境を示唆する赤鉄鉱に変っておりその分布も広い範囲に及んでいる。従来から言われていた磁鉄鉱が直接黄鉄鉱に変るとの見解とは異なっている事を見出した。しかし、このようにして生じた赤鉄鉱がそのまま消失するのか黄鉄鉱を経由した後に消失するのかについては不明でさらに検討を続けている。接触交代鉱床に伴う熱水変質帯では造岩鉱物の磁鉄鉱は再結晶して細粒な磁鉄鉱の集合体に変っている。変質前後の磁鉄鉱の化学組成はその微量成分として含まれる元素については明確な差が見出された。変質部ではクロムとバナジュウムの量が明らかに減少しており、より純粋な磁鉄鉱へと変っている。また、主成分としてのチタン含有量も少なくなっている傾向がある。岩石磁気学的手法は本研究で備品として購入したスピンナー磁力計によって実施した。変質帯ではしばしば岩石の保持する磁化が弱くなり従来の装置では測定不能となる事が多かった。

本スピンナー磁力計は測定時間さえ長く掛ければ信号を積分平均化するので微弱な磁化をも測れるように設計されており、一方、ブランクテストの繰り返しから得られる試料ケースによる雑音を差引くコンピュータープログラムを組み入れる事などの改善を行った結果変質帯のすべての試料が測定可能となった。各地域ごとではそれぞれの成果が得られたがそれらを総合する作業を継続している。熱水変質帯の岩石は冷却時に獲得した熱残留磁気ではなく熱水変質時に獲得した化学残留磁気である可能性があり熱消磁を含めての実験を進めている。次年度の大きい課題となる。1.何れのタイプの鉱床にも規模の大小はあっても必ず熱水変質帯が伴われる。熱水変質帯は鉱床生成当時の還境を鉱床母岩中に記録したものとして、鉱床の成因を研究する上で重要である。これまでは、熱水変質帯の研究は主に熱水変質で生じた粘土鉱物を対象にして行われていた。本研究では熱水変質帯中の不透明鉱物とそれが磁気の担い手となっている岩石磁気学的手法によって熱水変質帯を研究することを試みた。なお本研究は代表者が継続している岩石磁気学の鉱床学への適用の一環をなすものでもある。2.今年度は前年度に引き続き、熱水変質作用により強く変質した部分からその作用を受けていない新鮮部まで連続的に追跡できる火成岩岩体を対象にして不透明鉱物と磁気的性質について研究した。(1)火山性硫黄鉱床では造岩鉱物としてのチタン磁鉄鉱はマグヘマイトを経て赤鉄鉱に変わり、最終的には白鉄鉱となり更に変質が進むと消失する。残留磁気は新鮮部では火山岩冷却時に獲得した熱残留磁気であるが、変質によって新たに生々した赤鉄鉱の多い部分ではより安定な変質時の化学残留磁気を保持している。(2)黒鉱鉱床では磁鉄鉱は赤鉄鉱に変わり、黄鉄鉱を経てあるいはそのまま消失する。この場合にも変質部では赤鉄鉱に起因する安定した化学残留磁気を保持している事が明かとなった。(3)接触交代鉱床では熱水変質作用によって磁鉄鉱は再結晶して細粒の磁鉄鉱の集合体となり、その後黄鉄鉱に変化する。ここでも熱水変質帯での化学残留磁気が認められた。キュ-リ-温度は変質部で高く、前年度の磁鉄鉱の化学分析結果と調和的である。3.今年度購入した備品マイクロコンピュ-タ-を昨年度購入のスピンナ-磁力計とRS232C経由で接続し残留磁気測定の自動化を完了した。迅速かつ精度良い測定が可能となった。
魚類の淡水適応における塩類細胞のイオン輸送機能の解明

魚類の主要なイオン調節器官は鰓、腸、腎臓である。鰓には塩類細胞というミトコンドリアリッチ(MR)細胞が存在し、そのイオン輸送機能は解明されつつある。魚類の腎臓の体腎にあるネフロンでも同様のMR細胞がイオン輸送に重要な役割を果たすと考えられる。実験魚としてニジマス(Oncorhynchus mykiss)を用いた。まず知見の乏しい腎臓のネフロンの各節の形態を光学顕微鏡および透過電子顕微鏡を用いて観察したところ、近位尿細管(第1節、第2節)遠位尿細管の形態的特徴が明らかになった。近位、遠位尿細管ともにそれを形成する細胞はミトコンドリアに富むMR細胞で、盛んなイオン輸送を示唆した。近位尿細管は大変発達した微絨毛を管内側にもち、特に第1節にはアピカル面近くに多くのリソゾームが観察できた。遠位尿細管は微絨毛に乏しいが、バソラテラル膜の細胞質内への陥入が著しい。さらに、これらの細尿管におけるイオン輸送機能を明らかにするため、体腎組織より陰イオンを輸送するイオン輸送蛋白であるSLC26陰イオン交換体cDNAおよび演繹アミノ酸配列を同定した。既知ヒトホモログとの比較から、この交換体はSLC26A1の可能性が最も高く、データベース、ソフトウエアによる解析より、細胞内C-、N-末端を持つ10回膜貫通型蛋白であることが示唆される。ノーザンブロット解析により、このイオン交換体は体腎のみに海水、淡水両環境にて同等に発現していることが明らかにした。さらに、in situ hybridization法を用いたところ、近位尿細管第1節の一部の細胞のみにmRNA発現が局在していた。哺乳類ではこのA1交換体はSO_4^<2->と他陰イオンとの交換体であることが知られ、魚類においても海水、淡水ではSO_4^<2->の排出、吸収をそれぞれ行うことが予測される。回遊性広塩性魚であるニジマスを実験材料とし、体液イオン調節に関する研究を行っている。魚類のイオン、浸透圧調節器官は主に鰓、腸、腎臓である。鰓では上皮に存在する塩類細胞が一価イオンの取り込みまたは排出を行う。腎臓は特に海水中では過剰となる二価イオンの排出を行うと予想されている。哺乳類ではマイナスイオン交換体として数種のファミリー、さらにそのファミリーメンバーが報告されているが魚類では現在のところ推測にとどまっている。そこで海水馴致ニジマスの腎臓よりマイナスイオン交換体であるSLC26のcDNAクローニングを行い、全長および演繹アミノ酸配列を決定した。データベースを用いた相同性検索結果、このcDNAはSLC26ファミリーのうちA1もしくはA2であることが明らかとなった。またmRNAの発現を調べるためにノーザンブロット解析を行ったところ、海水馴致個体の腎臓の体腎部位に発現がみられた。この結果から同定されたSLC26が海水中で二価イオンの排出に関与している可能性が示唆される。現在はこの交換体が実際に輸送しているイオンの種類を検出するためアフリカツメガエルの卵母細胞を用いた機能解析、同時に交換体の局在を調べるための抗体作製を行っている。
HPV癌蛋白E6のsiRNA内包ナノミセル型DDSによる子宮頸癌治療薬開発

in vivoで効率的にE6の発現を抑制し、腫瘍増殖抑制効果をしめすsiRNAの設定と、それを用いた効率的なDDSである高分子ミセル製剤の作成に成功した。このsiRNA/mはHPVの型特異的に、有意な抗腫瘍効果を示すことをマウスを用いたiv vivoの系で実証し得た。siRNA/mは全身投与によっても目的通りHPVの癌蛋白であるE6の発現を抑制することにより抗腫瘍薬として奏効していることが示された。またマウスに明らかな副作用も認めなかった。siRNA/mの生体内での組織移行性(標的指向性)をIVIS(生体イメージングシステム)にて調べたところsiRNA/mはは内包するsiRNAの種類によらず腫瘍に高集積を示した。さらに現在、マウスの子宮頸部にde novoで子宮頸癌を発生するモデル(K14-HPV16トランスジェニックマウス)を作成中である。マウスの皮下にエストロゲンパッチを埋め込むことで、持続的なエストロゲンが刺激となって16型E6/E7を恒常的に発現し、子宮頸癌の自然発癌と全く同じ経過をたどってde novoに発癌をする。現在トランスジェニックマウスの継代、ペレット埋め込みなどの手技に成功し、現在マウスに前癌病変が発生してきている。今後は通常の免疫機構を持つ生体に自然発生した子宮頸がんに対しても同様にE6siRNA/mが抗腫瘍効果を示すのかについて検討する予定である。
無歯顎者におけるゴシックアーチ描記による水平的下顎位の変化

本研究は、ゴシックアーチ描記の練習が無歯顎者の下顎頭位に及ぼす影響を明らかにする目的で行った。結果は以下のとおりである。1.20歳代の健常者3名を被験者として選択し、6自由度顎運動記録装置K3DMS2を用いて下顎限界運動と毎秒3回のタッピング運動を記録した。これらのデータから、ゴシックアーチとタッピングポイントの定量的な分析が可能なプログラムを開発した。その結果、ゴシック,アーチ描記時の下顎運動、前方描記路と左右側方描記路の長さ、展開角、ゴシックアーチ描記路上へのタッピングポイントの重ね合わせ、10個のタッピングポイントの平均点、その位置座標、標準偏差、変動係数を表示することができた。2.新義歯の製作を希望する無歯顎者6名を被験者として選択した。実験は、ゴシックアーチの描記とタッピング運動とを記録後、エイペクスで咬合採得を行った(記録A)。次いで、下顎運動を被験者に視覚的にフィードバックさせながら、エイペクスが明瞭に描記できるようになるまでゴシックアーチ描記を練習させた。練習後、再びゴシックアーチの描記とタッピング運動とを記録し、エイペクスで咬合採得を行った(記録B)。X線断層撮影法により、記録Aと記録Bの2顎位における下顎頭位を記録した。記録間での比較の結果、前方・側方描記路は、記録Aよりも記録Bが有意に長く、またタッピングエリアの最大径は、記録Aよりも記録Bが有意に小さかった。下顎頭偏位インデックスは、記録Aよりも記録Bが有意に小さかった。3.これらの結果から、ゴシックアーチ描記の練習によって、下顎運動範囲の増大、タッピング運動の安定化、下顎頭位の改善が得られる可能性が示唆された。無歯顎患者に対する総義歯補綴臨床では、咬合採得、特に水平的下顎位の決定は重要であり、機械的な水平的下顎位の決定法として、ゴシックアーチ描記法が広く臨床応用されている。本研究は、ゴシックアーチ描記の練習が無歯顎者の下顎位に及ぼす影響を明らかにする目的で、ゴシックアーチ描記時の下顎運動を6自由度顎運動記録装置で測定し、ゴシックアーチとタッピングポイントの定量的な分析が可能なシステムを開発した。被験者は、事前に実験の主旨について十分な説明を受け、同意した20歳代の健常者3名を選択した。実験は、3つのLEDが三角形を成すように構成された2つのフレームを製作後、1つのフレームを上顎歯列弓,もう一方を下顎歯列弓に装着した。次いで、日本歯科大式ゴシックアーチトレーサーを装着後,6自由度顎運動記録装置K3DMS2システムを用いて下顎の前方ならびに左右側方への限界運動と毎秒3回のタッピング運動を記録し,データをコンピューターディスクに保存した。これらのデータから,ゴシックアーチとタッピングポイントの定量的な分析が可能なプログラムを開発した。プログラムの開発により,ゴシックアーチ描記時の下顎運動,また同時に,前方描記路と左右側方描記路の長さ,展開角,ゴシックアーチ描記路上へのタッピングポイントの重ね合わせ,10個のタッピングポイントの平均点,その位置座標,標準偏差,変動係数を表示することができた。この分析システムを用いることにより,ゴシックアーチ描記時とタッピングポイント記録時の下顎運動を観察すること、同時にゴシックアーチとタッピングポイントを定量的に評価することが可能になった。

本研究は、ゴシックアーチ描記の練習が無歯顎者の下顎頭位に及ぼす影響を明らかにする目的で、顎関節X線断層撮影法により、練習前後における下顎頭位を比較した。はじめに、前年度に開発したシステムを改良し、ゴシックアーチ描記時の下顎運動をリアルタイムでコンピュータディスプレイに表示できるようにした。被験者は、新義歯の製作を希望する無歯顎者6名を選択した。実験は、自力によるゴシックアーチの描記と毎秒3回の頻度のタッピング運動を行わせ、これらの下顎運動を6自由度顎運動記録装置K3DMS2で連続的に記録した後、エイペクスで咬合採得を行った(記録A)。次いで、改良したシステムを用いて下顎運動を被験者に視覚的にフィードバックさせながら、エイペクスが明瞭に描記できるようになるまでゴシックアーチ描記を練習させた。練習後、再びゴシックアーチの描記とタッピング運動とを記録し、エイペクスで咬合採得を行った(記録B)。X線断層撮影法により、記録Aと記録Bの2顎位における下顎頭位を記録した。記録間での比較の結果、前方・側方描記路は、記録Aよりも記録Bが有意に長く、またタッピングエリアの最大径は、記録Aよりも記録Bが有意に小さかった。下顎頭偏位インデックスは、記録Aよりも記録Bが有意に小さかった。これらのことから、ゴシックアーチ描記の練習によって、下顎運動範囲の増大、タッピング運動の安定化、下顎頭位の改善が得られる可能性が示唆された。
ストリートキャニオン内の汚染質輸送の高精度で実用的な乱流モデリング手法の研究

都市の温熱・空気環境形成の基礎単位となるストリートキャニオンに着目し,風洞実験及び実大建物周辺の実測に基づき,その拡散場の構造を明らかにした。そのデータベースに基づき, CFDに基づく汚染質輸送の予測・評価において,ストリートキャニオン内外での移流及び乱流拡散性状を高精度かつ実用的な乱流モデリング開発に重要な知見を得た。まず基本的なストリートキャニオンモデルを対象に,スプリットファイバープローブ,PIVシステム,高速応答性炭化水素計を用いて,風洞実験を行った。その結果から風速,乱流統計量,平均濃度,濃度フラックス等の測定結果を基本的なデータベースとして整理することができた。ストリートキャニオン内においては,キャニオン上を吹く風との非定常な空気の交換が,内部の汚染質の拡散に重要な役割をしていることが確認できた。さらに申請者らの所属する大学校舎内の建物に囲まれた空間を対象に超音波風速計を用いた速度場計測,サンプリングバックやチューブを用いた濃度計測を行うことにより,実大環境における汚染質拡散データベースを作成した。一方,乱流モデリング手法開発のための基礎的な検討として,これまで解析を進めてきた単体建物モデル周辺の拡散解析手法をストリートキャニオン解析に適用するにあたっての課題を抽出した。すなわち,LESとRANSモデルを比較すると,平均風速分布に見られる差異に比べて,平均濃度分布に大きな違いが表れており,この違いは,LESでは建物近傍の非定常な変動に伴うplumeの挙動が再現されることによって,濃度の水平方向の乱流拡散が正しく再現されたためと考えられる。これが再現されないRNG k-εモデルは建物周辺の乱流拡散を過小に評価する傾向にある。それらの知見に基づいて,ストリートキャニオンモデルを対象としたLES及び改良k-εモデルによる解析を行い,その精度を実験結果との比較により検証した。またそれらの知見を基に,解析コードの改良を行った。その結果から以下のことが明らかとなった。(1)ストリートキャニオン内では循環流が形成され,地表付近の主流と逆方向の流れによって風上側に高濃度が移流される,(2)周辺建物の有無で比較すると,周辺建物がある場合,キャニオン内の濃度が高く,乱れが小さい結果となり,周辺建物の存在が濃度分布に大きく影響する。それらの結果から風速,乱流統計量,平均濃度,濃度フラックス等の測定結果を基本的なデータベースとして整理することができた。一方,乱流モデリング手法開発のための基礎的な検討として,立方体モデルや単純なストリートキャニオンモデルを対象としたLES及び改良k-εモデルによる解析を行い,その精度を実験結果との比較により検証した。さらにそれらの結果を分析することにより,従来のRANSモデルの問題点を明らかにするとともに,新たなモデル開発のための基礎データを得た。本年度は、昨年度で扱った2棟の建物から成るストリートキャニオンモデルに代わって、12棟の建物群から成るBuilding arraysモデルを対象に,スプリットファイバープローブ,PIVシステム,高速応答性炭化水素計を用いて,風洞実験を行い、風速,乱流統計量,平均濃度,濃度フラックス等の測定結果を得た。その結果、Building arrays郡内で形成されるストリートキャニオン内においても,(1)ストリートキャニオン内で排出された汚染濃度は、建物からの吹きおろしによって移流されるため、上下方向に大きな濃度の分布が生じること、(2)キャニオン上を吹く大気境界層流との非定常な空気の交換が,内部の汚染質の拡散に重要な役割をしていること、などが確認できた。また解析解のメッシュ分割への依存性について検討し、排出口付近のメッシュ分割の精度が解析結果に大きな影響を及ぼし、ストリートキャニオン内部において十分に細かいメッシュ分割が必要であることを示した。さらにLESによって得られた結果をデータベースとして、乱流拡散フラックスや乱流シュミット数などの評価を行い、従来のRANSモデルでは乱流拡散が過小に評価される問題点を明らかにするとともに,新たなモデル開発のための重要な知見を得た。
金属フタロシアニン薄膜NO_2ガスセンサの形成と実用化

厚さ200nmの銅フタロシアニン薄膜は、堆積基板であるガラス基板を予めフッ酸処理することにより、動作温度150°Cにおいて良好なNO_2ガス応答特性を示した。しかしながら、応答速度ならびに動作温度の観点から実用化に課題を残している。この問題の解決策の一つとして極薄膜化が挙げられる。膜厚の減少によりガス分子との反応が表面領域に限られるが、同時に電気伝導度ならびにガス感度の低下も予想される。そこで、より薄い膜でも高い電気伝導度が期待される、フッ素で架橋したフッ化アルミフタロシアニン(AlFPc)薄膜の堆積を試みた。10^<-6>Torr台の真空昇華法により、厚さ1020nmのAlFPc薄膜を無処理のガラス基板上に形成したところ、センサ素子として十分な電気伝導度を示した、NO^2ガス応答特性に関しても、80°Cという動作温度において十分なガス感度と良好な応答速度ならびに回復特性を示し、NO_2薄膜ガスセンサの実用化におけるAlFPc分子の有用性が明らかとなった。また、これらの結果は、AlFPc分子の持つ特異な配向性および薄膜内部へのガス分子の拡散の低減によって説明できることを示した。さらに、AlFPc分子の一部を非対称な側鎖で置換した、フッ化アルミテトラブチルフタロシアニンおよびフッ化アルミオクタメチルフタロシアニンを合成した。これらの置換AlFPc分子は、堆積膜においてより高い配向性が予想され、NO_2ガス分子に対する感度ならびに応答特性の改善が期待される。実際、真空昇華法によりガラス基板上に堆積されたこれらの非常に薄い薄膜はガス応答特性の改善を示唆しており、実用化のための原料分子として期待される。金属フタロシアニン(MPc)は安定性に優れ、センサ材料として有望な有機材料である。中でもフッ化アルミフタロシアニン(AlPcF)は一次重合することから、結晶性の良い薄膜が形成できる。そのため高い電気伝導を持ち、NO_2ガス分子の吸着に対し変化量(ガス感度)も大きい。しかしながら、AlPcF蒸着薄膜は隙間の多い構造となり、ガス分子の薄膜内部への拡散を容易にする。この内部拡散が、応答/回復特性を劣化させる大きな要因となっている。そこで、ガスの膜内への拡散を抑制することによる、センサ特性の改善を試みた。比較のため、従来の銅フタロシアニン(CuPc)蒸着薄膜についても同様な測定を行った。1、高濃度NO_2ガスに暴露することにより、膜内の吸着サイトを予めNO_2で占有させることができた。この結果、CuPc膜、AlPcF膜ともに、ガス応答に膜表面の吸着サイトが主に関与することが確認され、応答/回復特性を改善することができた。また、堆積基板であるガラス基板をフッ酸処理した結果、CuPc薄膜では、粗さの少ない粒子サイズの大きな膜が形成でき、応答の繰り返しにも安定であることが示された。2、膜厚を20nmにまで薄くすることで、内部への拡散を大幅に減らすことができた。この結果、CuPc膜、AlPcF膜ともに応答/回復特性を改善することができた。AlPcF薄膜の場合、さらに堆積後アニールすることで、表面の粗さを減らし粒子サイズを大きくすることができた。これによって、応答の繰り返しにも安定な特性を示すことが確認された。以上の結果から、原料分子の設計による薄膜構造の制御や特性改善の可能性が示されるとともに、MPc薄膜の極薄化ならびに分子配列制御が、実用的なNO_2ガスセンサには不可欠であることが判明し、分子線源の利用の必要性が確認された。

フッ素で架橋したアルミニウムフタロシアニン(AlFPc)は、電気伝導方向への配向性が高いため、膜厚を薄くしてもガスセンサとして十分な電気伝導度が期待される。しかしながら、通常の真空昇華法による薄膜作製では、薄い膜の膜厚制御は難しく、分子配向も崩れる可能性がある。そこで、薄い膜の形成に適し、分子配向を維持した堆積が期待される分子線源を利用した薄膜形成を行った。堆積は、10^<-8>Torr台の真空中で清浄な雲母基板上に行い、水晶振動子により膜厚を10、20及び40nmに制御した。分子線源を用いて堆積したAlFPc薄膜は、予想通り比較的高い電気伝導度を有し、1ppmのNO_2ガスに対して十分な感度を示した。繰返しを含めた応答特性は薄い膜ほど改善されたが、完全な回復は示さなかった。これは、基板と水晶振動子の位置関係により正確な膜厚が測定できず、実際の膜厚よりも薄く表示しているためと思われる。そこで、従来の昇華源を用い、10^<-6>Torr台で堆積速度を十分に遅くし、1020nmの膜厚のAlFPc薄膜を形成し、ガス応答特性を測定した。応答速度、回復特性ともに大きく改善され、分子配向を制御した非常に薄いAlFPc膜の有用性が確認された。次に、AlFPcの一部を非対称な側鎖で置換した、フッ化アルミニウムテトラブチルフタロシアニン(AlFPc(C_4H_9)_4)及びフッ化アルミニウムオクタメチルフタロシアニン(AlFPc(CH_3)_8)を合成した。これらの置換AlFPc分子は、堆積膜において高い配向性が期待され、NO_2分子に対するガス感度ならびに応答特性を改善すると考えられる。実際、真空昇華法による薄膜は改善された特性を示し、これらの原料分子の有用性を明らかにした。
南海トラフで発生する低周波震動現象の震源像の解明

陸上の広帯域地震計による観測から、紀伊半島沖から日向灘にかけての南海トラフのトラフ軸周辺で超低周波地震と呼ばれる周期約10秒の信号が卓越する特徴的なイベントが発生していることが指摘されている。本研究では、震源域近傍に設置した海底地震計の記録から、低周波微動や超低周波地震が付加体先端部で発生している事を示した。超低周波地震の震源メカニズムは低角逆断層であり、沈み込み帯浅部の逆断層が低周波イベントの発生と深く関係している事が明らかになった。2004年9月の紀伊半島南東沖地震の発生以降、紀伊半島沖ではトラフ陸側斜面において低周波地震活動が活発化したことが陸上の地震観測から指摘されている。また短周期海底地震計により、低周波地震とほぼ同時刻に2-8Hz付近にスペクトルピークを持ち数分間継続する微動現象が観測された。これらの現象は地震発生帯上限付近の特徴的な活動であるが、詳細な地殻構造との関連は不明である。そこで本研究では、これまでに南海トラフで行われてきた短周期型海底地震計を用いた自然地震観測のデータから微動現象を検出し、その発生位置を明らかにすると共に、海底地震計記録から推定される微動源の分布と、陸上の広帯域観測網によって観測されている低周波地震の震源モデルとを比較し、南海トラフで発生している低周波地震や微動現象の震源像の解明を行う。本年度は、予備的な解析で得られた2-8Hz程度に強いエネルギーを持ち、継続時間が数十秒から数分に達するという低周波微動の特徴に基づき、2001年以降に南海トラフ沿いの海域(紀伊半島沖、四国沖)で実施した海底地震計観測によって得られた地震計記録から、低周波微動の検出を行った。その結果、2003年と2005年に紀伊半島沖で実施した観測の際に低周波微動が記録されていることが分かった。このうち、海底地震計の観測網内で発生していると考えられる2003年の微動活動について、波形のエンベロープ相関から微動の発生源の推定を行ったところ、低周波微動の震源は分岐断層と呼ばれる付加体内部の逆断層浅部に集中していることが分かった。微動活動はクラスター状に分布しており、各クラスターの活動は1日から2週間程度の比較的短期間に集中している。以上の結果から、これらの低周波微動は付加体内部の逆断層の間欠的な活動を示唆していると考えられる。南海トラフ沿いの付加体先端付近では、低周波地震と呼ばれる周期数十秒の信号に卓越するイベントが陸上の地震観測網により観測されている。特に2004年9月の紀伊半島南東沖地震の発生以降、紀伊半島沖で低周波地震活動が活発化したことが指摘されている。また短周期海底地震計により、低周波地震とほぼ同時刻に2-8Hz付近にスペクトルピークを持ち数分間継続する微動現象が観測されている。本研究では、これまでに南海トラフで海底地震計を用いて行われた自然地震観測のデータから微動を検出し、その発生位置を明らかにすると共に、海底地震計記録から推定される微動源の分布と、陸上の広帯域観測網によって観測されている低周波地震の震源モデルとを比較し、南海トラフで発生している低周波地震や微動現象の震源像の解明を行う。これまでの波形のエンベロープ相関による解析で、短周期海底地震計で観測される低周波微動は分岐断層と呼ばれる付加体内部の逆断層浅部に集中して発生していることが示された。本年度は新たに南海トラフ沿いで行われた海底地震計観測で得られた記録について、微動活動の検出を試みた。特に2008年から2009年にかけて実施した紀伊半島沖での広帯域海底地震計観測では、陸上観測により観測領域近傍で低周波地震活動が活発化した事が報告されており、震源近傍で陸上と同時に震源近傍で広帯域波形記録を得る事が出来た。震源近傍で観測された広帯域記録には、陸上で観測されているような周期数十秒の長周期の信号だけでなく、短周期海底地震計で微動として観測されているような周期数Hzの比較的高周波の信号も含まれていた。この事は、短周期海底地震計で観測された低周波微動が、陸上から観測されるような低周波地震と深く関係した現象である事を示している。近年、陸上の広帯域地震計による観測から、紀伊半島沖から日向灘にかけての南海トラフのトラフ軸周辺で超低周波地震と呼ばれる、周期約10秒の信号が卓越する特徴的なイベントが発生していることが指摘されている。これまでの本研究により、周期2-8Hz付近に強いエネルギーを持ち、継続時間が数十秒から数分に達するという低周波微動イベントが震源近傍に設置された短周期海底地震計によって観測されている事が示されている。但し、これらの低周波微動イベントは陸上の観測網では検知できない小規模なイベントであり、陸上および震源近傍の海底で同時観測されたイベントはなかった。

2009年3月に紀伊半島沖で活発化した低周波地震活動の際には,複数の広帯域海底地震計によって震源近傍における波形記録が得られた。広帯域海底地震計によって観測された超低周波地震は、従来陸上の広帯域地震計で観測されていた周期数十秒の低周波成分に加えて、短周期海底地震計で観測された低周波微動と同様に数Hz程度の高周波成分も含んでいた。但し、10Hzを超える高周波成分は殆ど含まれていない。これらの記録について、目視により信号の立ち上がりを検測すると共に、低周波微動と同様にエンベロープの相互相関から震源決定を行った。決定された震源は付加体先端付近に集中している。広帯域海底地震計の波形解析により、超低周波地震の震源メカニズムが低角逆断層であると示されていることと合わせ、沈み込み帯浅部の断層と超低周波地震活動が深く関係している事が震源近傍での観測により、改めて示された。
野生サケ類の産卵遡上動態解析のための航空センサス無人飛行システムの開発

本研究は,野生サケ類が再生産している河川における野生魚と孵化場魚のバイオマスを明らかにし,河川固有個体群としての野生魚の遡上実態からその保全に関わる知見を得ることを最終目的として,無線操縦ヘリコプター(以下,ラジコンヘリ)に撮影装置を搭載した航空センサス法の確立を行ったものである。最終年度である今年度は,昨年度導入した空撮用ラジコンヘリに高画質デジタル一眼レフおよび画像転送装置を搭載した飛行システムを用い,産卵遡上したシロザケに対して航空センサスを施行し,航空センサス評価モデルによる遡上バイオマス動態の把握の可能性を検討した。調査河川には,孵化場産シロザケの全遡上数が捕獲場で把握できる北海道南部の茂辺地川を選定し航空センサスを施行した。偏光フィルターを介した河川画像からは,明瞭にシロザケ魚体が識別可能であった。飛行高度については,搭載したGPSからの情報では精度が低かったことから地上マーカー(基準定規)とデジタルカメラの画角から算出し,高度30m程度の画像が魚体計数に有効であることが判明した。調査域を上,中,下流域(各流呈50, 120および70m)に分け,得られた画像から計数されたシロザケ個体数と,センサス後の捕獲数の関係を分析した。その結果, 3域の合計,上流および中流域での計数結果が捕獲数と非常によく相関していた。特に最も狭い上流域は画像2枚で網羅できることから,限られたセンサス像から遡上数を把握可能であることが示された。併せて,騒音,排気ガスおよび運搬性の対策として導入した空撮用電動ラジコンヘリは,画質が低く滞空時間が短いが充分にサケの計数が可能であり,野生シロザケの再生産が知られる北海道南部の遊楽部川における航空センサスにも成功した。以上のことから,萌芽的研究として着手したラジコンヘリによる航空センサスがサケ類遡上動態の定量化に有効であることが明らかになった。本研究は,野生サケ類が再生産している河川における野生魚と孵化場魚のバイオマスを明らかにし,河川固有個体群としての野生魚の遡上実態からその保全に関わる知見を得ることを目的として,無線操縦ヘリコプター(以下,ラジコンヘリ)に撮影装置を搭載した航空センサス法の確立を進めている。初年度は,1,飛行システムのセットアップとして,購入予定であった市販の空撮用ラジコンヘリ(空撮用低排気および撮影装置の振動対策仕様)の販売が中止されたことから代替の機種選定に時間を要し,かつラジコンヘリの操縦を習得するのには予想以上の時間を必要とし,平成19年秋のサケ類遡上シーズンには本システムの本格運用はできなかった。しかしながら,本年度末の段階で,本研究に適した機体(東鵬開発製SCRC GSR260改)が配備され,また,空撮に必要な最低限の操縦法を会得し,地上の魚体ダミーの撮影に成功した。2,撮影システムとして,交付申請時にはデジタルビデオカメラによる動画からのビデオキャプチャー画像を解析の中心に用いる予定であったが,同画像では解像度が不足であることが判明し,デジタル一眼レフカメラの搭載に変更した。それに伴い,地上からシャッターが切れる機構などを機体に追加した。3,画像解析システムには,計画通りNIHが供給するフリーソフトウェアImageJVer.1.37を用い,試験的に撮影した河川遡上中のサケ類の画像を解析したところ,川底などの背景からサケが占める画像を効果的に抽出可能であることが明らかとなった。以上のことから,萌芽的な研究手法として着手したラジコンヘリによる航空センサスがサケ類遡上動態の定量化に有効である可能性がより具体的に明らかになった。
スピンドルチェックポイントに感知されない異数体生成の分子メカニズムの解明

セントロメア結合型GATA転写因子Ams2の細胞周期依存的な発現制御機構の解明セントロメア結合型GATA転写因子Ams2は細胞周期依存的に制御され、S期に発現のピークを迎える。ヒストンH3およびH4の転写Ams2が制御にいる可能性を示唆するデータを得た。またAms2が転写レベルで細胞周期依存的に制御されること、リン酸化およびポリユビキチン化修飾されていること、26Sプロテアーゼ依存的にタンパク質が不安定化することなどを見いだした。Ams2の破壊は、減数分裂周期でよりシビアな異常を呈することを示唆するデータを得た。セントロメアコア蛋白質Mis6-Mix1複合体の機能解析染色体均等分配に必須なMis6蛋白質の分裂酵母温度感受性変異を多コピーで相補する遺伝子としてmix1を分離、Mis6と物理的に結合する新規セントロメア蛋白質をコードすることを示した。Mis6-Mix1複合体欠損により、CENP-AならびにMad2スピンドルチェックポイントタンパク質の局在異常が特異的に起こるが、Nuf2、Mis12、CENP-Cなどの複合体の局在には影響を与えず、別のスピンドルチェックポイント蛋白質であるBub1の局年にも影響しないことを示した。Mix1はヒトセントロメア蛋白質CENP-Hと弱いホモロジーを有するが、さらに強い相同性を有するヒト蛋白質More (Mix one related)をクローン化した。驚いたことにMoreは細胞周期を通じてセントロソームに局在化することがわかった。セントロメア特異的ヒストンCENP-Aの局在化因子の細胞周期進行に呼応した制御系の解明を目標として、分裂酵母を材料にMis6およびAms2蛋白質の解析を進めた。当初の予定通り、新規GATA因子Ams2とセントロメア機能との関連を示唆するデータをチューンアップし、論文にして公表することができた。またコアセントロメア蛋白質Mis6の遺伝的相互作用因子の同定について大きな進展があった。具体的には以下の各点についてデータの蓄積もしくは新規の発見があった。1)Ams2が細胞周期に依存してタンパク量およびその修飾状況を制御されているGATA因子であることを示唆するデータを得た。蛋白質発現と局在を詳細に検討した結果、S期前後にクロマチン局在を示し、それ以外の時期には消失することが明らかになった。またAms2がリン酸化修飾を受けていることを示唆するデータを得た。以上はGATA因子が細胞周期で制御されている初めての報告である。2)免疫沈降法でAms2が結合するプロモーター領域の検索を行った。S期特異的発現を示すcdc18遺伝子上流域に結合している可能性を示唆するデータを得た。3)Ams2を強制的に大量発現すると、細胞周期の進行に無関係にCENP-A変異蛋白質をセントロメアに再局在化させることを示唆するデータを得た。4)mis6温度感受性変異の多コピーサプレッサースクリーニングを行い、新規セントロメア蛋白質Mix1を分離し、遺伝子破壊実験からMis6コアセントロメア蛋白質と極めて類似の表現型を示すことを明らかにした。Mix1は細胞周期を通じて常にセントロメアに局在化していることを確認した。