hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ｅラーニング学習管理システム（ＬＭＳ）によるメタボリック症候群向け保健指導の開発

また腹囲と体重の変化は、男性では腹囲2.7cm減、体重2.2kg減、女性では1.9cm減、体重1.3kg減であった。以上の結果から、LMSを活用した保健指導であっても、メタボリック症候群のリスク低減に有用であることが示唆された。あわせて脱落者の軽減、および一度脱落した参加者のフォローアップの方法の開発が今後の課題であると考える。教育工学本研究の最終目標は、対面型保健指導を含まない、eラーニング学習管理システムLMS(Learning management system)単独で実施できる保健指導プログラムを開発し、メタボリック症候群の予防・改善、ひいては我が国の健康増進へ寄与することである。平成25年度は平成24年度のパイロットスタディの結果を基にリバイズしたeラーニング学習管理システムLMSを400名に対して実施し、前年を上回る継続率であった。あわせて中断者の中断理由をインタビューして、継続支援のためのヒントを得ることができた。よって、平成25年度は「おおむね順調に進展している」と自己評価した。本研究の最終目標は、対面型保健指導を含まない、eラーニング学習管理システムLMS(Learning management system)単独で実施できる保健指導プログラムを開発し、メタボリック症候群の予防・改善、ひいては我が国の健康増進へ寄与することである。平成24年度は対面型保健指導を加えた1ヶ月のLMSによるパイロットスタディを、当初の予定である20名ではなく400名越えに実施。参加者は平均腹囲が2.5cm減少し、LMSによる掲示板へのアクセス状況および小テストの実施状況の把握、LMSの使い勝手に関するアンケートも実施できた。その一方で、対照群を設定できなかった、半数が全プログラムを完了できなかったのどの課題も残った。よって、平成24年度は「おおむね順調に進展している」と自己評価した。最終年度である平成26年度は、当初の研究計画通り平成24、25年度の介入結果、参加者のアンケート結果、形成的評価等を踏まえ、eラーニング学習管理システムLMS (Learning management system)単独で実施できる保健指導プログラムを開発する。この際、定期的なメッセージの配信や参加者同士のWeb上での交流を活発化させることで、参加者の継続率改善もめざす。開発にあたっては、少なくとも1回は形成的評価を実施する。保健指導プログラムの効果の検証方法として、(1)eラーニングプログラムのみ実施する群と、(2)対面型保健指導+eラーニングプログラムを併用する群の2通り実施し、それらの効果を比較検討する。なおプログラムについては、モバイルで実施できるようにするため、スマートフォンやタブレットで動作する方式の開発をめざす。平成25年度は、当初の研究計画通り、平成24年度の介入結果、参加者のアンケート結果、形成的評価等を踏まえ、eラーニング学習管理システムLMS(Learning management system)単独で実施できる保健指導プログラムを開発する。保健指導プログラムの効果の検証方法として、(1)eラーニングプログラムのみ実施する群と、
学校の組織風土・組織文化認知の多様性を活かした特色ある開かれた学校づくりの研究

本研究の目的は、(1)学校の組織風土・組織文化に対する学校に関係する人びとの間に見られる認知の多様性を明らかにして、(2)それら成員間の認知の多様性を特色ある開かれた学校づくりの有意味情報として「異質情報」の視点から、その特徴や差異の特色を実証的に考察し、(3)それら「異質情報」を組織単位で検討し、地域性などの学校のもつ条件性を踏まえて、学校経営のリーダーとしての校長・教頭を中心とした特色ある開かれた学校づくりを推進する方策を明らかにすることである。そのため、本研究では、平成12年度に実施した学校内の非教授職員(事務職員、養護教諭、栄養職員)、平成13年度に実施した保護者(組織単位7小学校、PTA役員200名)を踏まえ、平成14年度においては組織単位の調査(小学校9校、教職員悉皆、保護者100200名)と協力校への面接調査を実施して、学校内外に開かれた特色ある学校づくりに取り組む公立小学校の実践を整理するとともに、学校改善のための情報発信と情報受信のメカニズムに注目して、学校の組織風土・組織文化に対する成員間の認知に関する多様性を活かした学校にとって有意味な情報獲得の視点を明らかにした。本研究の期間内において教育改革の進展は加速化され、学校のもつ条件性を踏まえ学校経営のリーダーとしての校長・教頭を中心とした特色ある開かれた学校づくりの推進方策には、学校評価システムの効果的な実働化の視点と結んで、各学校が学校評価の取り組みで得られたデータを介在して「異質情報」の異質さを交流すること、また、学校評議員等を活用して保護者や地域住民とパートナーシップを築く視点が特に重要であることが指摘できる。そのことが、家庭・学校・地域社会の教育連携を推進し、特色ある学校づくりに向けた絶えざる学校改善の推進に寄与すると考えられる。本年度においては、学校内の非教授職員(事務職員、養護教諭、栄養職員)の認知する組織風土・組織文化について、及び、校区内の家庭や地域社会の状況に関する認知、学校の提供する開かれた学校としての取り組みに関する認知を中心に調査を実施し、成員間の認知に関する多様性の一端を明らかにした。それぞれの職務内容の特性から、保護者や地域住民との最初の窓口となり易い事務職員にあっては保護者・地域と学校との連携に注目度が高いこと、養護教諭では子どもの成長に関わって学校内の教職員の協働や校長の学校運営に対する注目度が高いこと、栄養職員では特に校区に居住する給食調理員において家庭や地域社会の状況への注目度が高いことなど、学校にとって有意味な情報を得ることが示唆された。来年度においては、保護者を対象に調査を実施して、学校の組織風土や組織文化として学校の人間関係や教育活動に重要視されている事柄についてのイメージ、及び、学校と家庭・地域社会との連携状況に対する意見を明らかにして、組織単位で、特色ある学校づくりのための個別的な学校改善の取り組み状況との関連を考察するための「異質情報」として有意味な情報の抽出を行う予定である。

本研究の目的は、(1)学校の組織風土・組織文化に対する学校に関係する人びとの間に見られる認知の多様性を明らかにして、(2)それら成員間の認知の多様性を特色ある開かれた学校づくりの有意味情報として「異質情報」の視点から、その特徴や差異の特色を実証的に考察し、(3)それら「異質情報」を組織単位で検討し、地域性などの学校のもつ条件性を踏まえて、学校経営のリーダーとしての校長・教頭を中心とした特色ある開かれた学校づくりを推進する方策を明らかにすることである。本年度においては、保護者(組織単位7小学校、PTA役員200名)を対象に調査を実施し、学校の組織風土や組織文化として学校の人間関係や教育活動に重要視されている事柄、及び、学校と家庭・地域社会との連携状況に対する意見を明らかにした。調査結果からは、学校の所在する地域性において学校の組織風土や組織文化の認知に差異が見られ、連携に関してもその具体の推進策に差異が見られることや、保護者においては学校の情報を的確に捉えることができないとする回答者も多く学校の情報発信や情報受信の必要性が浮き彫りにされた。保護者との関係で、調査からは学校の情報発信・情報受信の課題をめぐって特色ある開かれた学校づくりの推進方策を策定するなど、学校にとって有意味な情報を得ることが示唆された。なお、日本教育経営学会、中国四国教育学会において研究発表するとともに、昨年度の成果とあわせ、中間報告書を作成した。来年度においては、組織単位の調査、協力校への面接調査を実施し、これまでの研究成果とともに、先行研究の流れの中に位置づけ、学校評価の視点を加味し学校改善に対する異質情報交配の方途を明らかにして、学校経営のリーダーとしての校長・教頭の取り得る特色ある学校づくりのための学校改善方策を中心に考察する。そのため、本研究では、平成12年度に実施した学校内の非教授職員(事務職員、養護教諭、栄養職員)、平成13年度に実施した保護者(組織単位7小学校、PTA役員200名)を踏まえ、平成14年度においては組織単位の調査(小学校9校、教職員悉皆、保護者100200名)と協力校への面接調査を実施して、学校内外に開かれた特色ある学校づくりに取り組む公立小学校の実践を整理するとともに、学校改善のための情報発信と情報受信のメカニズムに注目して、学校の組織風土・組織文化に対する成員間の認知に関する多様性を活かした学校にとって有意味な情報獲得の視点を明らかにした。本研究の期間内において教育改革の進展は加速化され、学校のもつ条件性を踏まえ学校経営のリーダーとしての校長・教頭を中心とした特色ある開かれた学校づくりの推進方策には、学校評価システムの効果的な実働化の視点と結んで、各学校が学校評価の取り組みで得られたデータを介在して「異質情報」の異質さを交流すること、また、学校評議員等を活用して保護者や地域住民とパートナーシップを築く視点が特に重要であることが指摘できる。そのことが、家庭・学校・地域社会の教育連携を推進し、特色ある学校づくりに向けた絶えざる学校改善の推進に寄与すると考えられる。
エピジェネティックな異常を標的とした消化器癌の新しい治療法の開発

消化器癌の発生と進展において、細胞周期調節やアポトーシスの制御に関わる遺伝子が、DNAメチルの異常により不活化されることが明らかとなってきた。DNAメチル化はエピジェネティックな変化であり、メチル化阻害剤により遺伝子発現を誘導出来る点に特徴がある。本研究では、メチル化阻害剤による癌治療の可能性を検討する目的で、アポトーシス関連遺伝子や腫瘍免疫の制御に関わる分子のメチル化と発現抑制、メチル化阻害剤による発現誘導について検討した。大腸癌や胃癌においてアポトーシス関連遺伝子であるHRKがメチル化により不活化していることを明らかにした。腫瘍細胞において、HLA-DRの発現消失の分子機構について解析し、MHC class II分子の転写共役因子であるCIITA遺伝子の発現が一部の癌細胞で消失していることが明らかとなった。CIITAが発現消失している細胞株ではCIITA遺伝子プロモーターの異常メチル化を認め、メチル化阻害剤処理によって、CIITAおよびHLA-DRの発現が誘導された。以上の結果より、CIITA遺伝子の異常メチル化が、腫瘍細胞が免疫監視機構から、エスケープするのに重要である可能性が示唆された。さらに、Hypoxia誘導性アポトーシスに関連遺伝子BNIP3が、大腸癌、胃癌及び膵癌において高率にメチル化されていることを明らかにした。BNIP3遺伝子がメチル化されている細胞株では遺伝子発現の消失もしくは低下を認め、脱メチル化剤でで処理することにより再発現を認めた。正常細胞ではHypoxia状態でBNIP3が発現しアポトーシスを誘導する。しかしBNIP3遺伝子がメチル化している癌細胞では、BNIP3が発現せずアポトーシスを回避すると考えられる。今後、脱メチル化剤によりBNIP3遺伝子の発現を誘導することにより、癌細胞にアポトーシスを誘導することが可能と考えられる。大腸癌や胃癌においてアポトーシス関連遺伝子であるDAP-kinaseやTMS1がメチル化により不活化していることを明らかにした。これらの遺伝子はメチル化阻害剤およびヒストン脱アセチル化阻害剤である、trichostatin Aにより相乗的に発現が誘導された。また、メチル化の標的遺伝子を網羅的に解析する目的で、ゲノムスクリーニング法であるMCA法を行い、BH3 only subfamilyに属するpro-apoptotic遺伝子HRKが異常メチル化の標的遺伝子であることを明らかにした。HRKの異常メチル化はMSI+CIMP+の腫瘍に効率に認められた。HRKが異常メチル化している細胞株をメチル化阻害剤により処理すると、遺伝子発現が誘導され、さらにヒストン脱アセチル化剤で処理することにより、アポトーシスを誘導出来た。消化器癌において、免疫担当細胞による監視機構からの回避は、癌の免疫療法において重要である。大腸癌および胃癌細胞において、MHC Class II分子の発現低下に、コアクチベーターである、CIITAの発現のイチル化が関与することを明らかにした。今後、メチル化阻害剤の臨床応用に向けて、動物モデルを用いて、より副作用の少ないメチル化阻害剤の投与スケジュールの設定を行う必要があると考えられる。腫瘍細胞において、HLA-DRの発現消失の分子機構について解析した。HLA-DR遺伝子のプロモーターには異常メチル化を認めず、MHC class II分子の転写共役因子であるCIITA遺伝子の発現が一部の癌細胞で消失していることが明らかとなった。

CIITAが発現消失している細胞株ではCIITA遺伝子プロモーターの異常メチル化を認め、メチル化阻害剤処理によって、CIITAおよびHLA-DRの発現が誘導された。以上の結果より、CITA遺伝子の異常メチル化が、腫瘍細胞が免疫監視機構から、エスケープするのに重要である可能性が示唆された。消化器癌におけるHypoxia抵抗性の分子機構を明らかにする目的で、Hypoxia誘導性アポトーシスに関連する、遺伝子群のエピジェネティックな異常、特にDNAメチル化及びヒストン脱アセチル化と遺伝子発現について解析した。Hypoxia誘導性アポトーシスに関連遺伝子の異常メチル化の解析を行ったところ、BNIP3にのみ、細胞株、臨床例ともに大腸癌、胃癌及び膵癌において高率にメチル化されていることが明らかとなった。BNIP3遺伝子がメチル化されている細胞株では遺伝子発現の消失もしくは低下を認め、脱メチル化剤である5-aza-deoxycytidineで処理することにより再発現を認めた。また、BNIP3遺伝子がメチル化され発現が消失している細胞株では、ヒストンの脱アセチル化を認めた。正常細胞ではHypoxia状態でBNIP3が発現しアポトーシスを誘導する。しかしBNIP3遺伝子がメチル化している癌細胞では、BNIP3が発現せずアポトーシスを回避すると考えられる。今後、脱メチル化剤によりBNIP3遺伝子の発現を誘導することにより、癌細胞にアポトーシスを誘導することが可能と考えられる。
単純化が導く飛躍的な多様化：巻貝を例とした検証

生物の形態は多様であるが、無秩序に多様化しているわけではなく、様々な制約下で進化していると考えられる。また、もし制約の一部が解放されれば劇的な多様化が生じる可能性がある。そこで、本研究では制約の解放が多様化をもたらすという仮説を巻貝をモデルとして検証する。具体的には、貝殻の「巻く」という制約に着目し、特に殻形態の多様性が著しい水棲目貝類を用いて、長期的な系統パターンの再構築から、殻の巻くという制約が解放された形態である笠型タイプを経由して形態の爆発的な多様化が発生したことを系統学的解析と交配実験、飼育実験などを用いて検証する。
既存抗菌剤の潜在活性をひきだす介助分子の探索と介助型抗菌作用の効力の検証

本年度研究においては、既存抗菌剤の潜在活性をひきだす介助分子として見出したアリシンがアンホテリシンB(AmB)以外との組み合わせによって抗真菌活性を増幅しうるか否かについて検討した。その結果、アリシンが本来はグラム陰性細菌に対して選択的な抗菌活性を発揮するポリミキシンB(PMB)に潜在する抗真菌活性をも顕著に増幅する事実を認めた。アリシン+PMBによる協調的な抗真菌作用は、病原性酵母C.albicansおよびA.nigerやA.fumigatusなどの病原性糸状菌に対してより顕著であった。アリシン+PMB処理を施した出芽酵母細胞においては、細胞膜透過性の変化はほとんど認められないものの、先のアリシン+AmB処理細胞の場合と同様に液胞膜の著しい断片化が観察され、やはり真菌の液胞がこの種の介助型抗菌作用のターゲットとなっていることが明らかになった。一方、アリシン+AmB処理の場合と異なり、エルゴステロール処理した細胞においても、アリシン+PMBの作用が失われることはなく、アリシンによる増幅作用の発現機構は両抗生物質の場合で異なっているとみなされた。アリシン+PMBの協調作用の機構を明らかにすべく、アリシンが示す細胞膜リン脂質過酸化作用の関与について検討した。その結果、t-Butylhydroperoxide(t-BOOH)がアリシンと同様にPMBの作用を増強するとともに、PMBの細胞内透過を促進する事実を認めた。引き続き、PMBの抗真菌活性を増幅する介助因子の検索を行った。その結果、抗原虫剤として知られるサリノマイシンやモネンシンに期待する活性を見出すことができた。これらのイオノフォアー類がいかにしてPMBの活性を増幅しうるのか、現在検討中である。抗真菌性抗生物質アンホテリシンB(AmB)および、その殺菌作用を増幅するニンニク薬効成分アリシンについて、これらの協調的殺菌作用のメカニズムを出芽酵母S.cerevisiaeを被験菌とする系で検討した。まず、アリシンはAmBの殺菌作用を著しく増幅するが、それが細胞内カリウムイオンの漏出を伴うAmB自身の細胞膜障害作用の促進によるものではないことを明らかにした。一方、AmBは高濃度で液胞膜の融合を阻害し、細胞の浸透圧適応を阻害する事実に加えて、アリシンがAmBの液胞膜への作用を本来の致死濃度以下で現れるよう介助している事実をも見出すにいたった。これらの結果は、動物細胞には無い液胞を本研究によって開発しようとする介助型抗菌作用における介助分子の標的として位置づけうる可能性を示唆するものであった。アリシンは、病原性酵母あるいは糸状菌であるCandidaalbicansならびにAspergillus fumigatusに対するAmBの殺菌作用をも著しく増幅することができた。一方、アリシンはヒト白血病細胞HL-60に対して独自の抗ガン活性を発揮したが、同株に対するAmBの細胞毒性を増幅することはなかった。すなわち、アリシンとAmBとの介助型抗菌作用がヒトへの副作用の増幅とはならない事実と受けとめることができる。アリシンは近年抗菌活性が注目されている銅(Cu^<2+>)の抗真菌活性に対しても増幅作用を示した。銅は致死濃度でS.cerevisiaeの細胞内に活性酸素種(ROS)の産生を促進し、その酸化ストレスに起因する細胞膜障害作用によって殺菌的作用をおよぼす。一方、アリシンは細胞内にROSの産生を誘導しえない濃度で銅の殺菌作用を介助した。銅は細胞質内に取り込まれることはなく、タンパク質成分との結合を介して細胞膜リン脂質内に局在する事実も見いだされている。本年度研究においては、アリシン+amphotericin B(AmB)がどのようなメカニズムによって真菌液胞の形態形成に影響を与え、液胞膜の断片化を促進するのかを出芽酵母をモデルとする系で明らかにしようとした。さらに、アリシンと同様にAmBの抗真菌作用を増幅する因子の探索を行った。まず、細胞膜エルゴステロールの液胞膜への輸送が液胞の形態形成に必須である事実にもとついて、エルゴステロール前処理細胞におけるアリシン+AmBの殺菌作用について検討した。その結果、エルゴステロール処理細胞の液胞は高濃度AmBおよび低濃度AmB+アリシンの作用を受けた際に球状の膨潤状態を維持しており、膜の断片化などの作用を受けないことが明らかになった。エルゴステロール処理によっても、高濃度AmB処理細胞の生存率は低下するいっぽう、低濃度AmB+アリシン処理細胞はこの処理によってかなりの生存率を回復した。この事実にもとついて、アリシンの細胞膜から液胞膜へのエルゴステロール輸送系への影響についてフィリピンをプローブとする系で検討したところ、アリシンがこの系を阻害するという新しい知見を得ることができた。ポリエン系抗生物質の一つであるniphimycin(NM)のマクロライド環に結合するアルキルグアニジン側鎖のアナログ数種について、AmBの抗真菌作用への影響を調べた。その結果、アナログの一つであるMC12がAmBの作用を顕著に増幅する事実を認めた。MC12はAmBの真菌液胞膜断片化作用を増幅しており、その作用の選択性からも本研究の目的とする介助因子として位置づけることができた本年度研究においては、既存抗菌剤の潜在活性をひきだす介助分子として見出したアリシンがアンホテリシンB(AmB)以外との組み合わせによって抗真菌活性を増幅しうるか否かについて検討した。

その結果、アリシンが本来はグラム陰性細菌に対して選択的な抗菌活性を発揮するポリミキシンB(PMB)に潜在する抗真菌活性をも顕著に増幅する事実を認めた。アリシン+PMBによる協調的な抗真菌作用は、病原性酵母C.albicansおよびA.nigerやA.fumigatusなどの病原性糸状菌に対してより顕著であった。アリシン+PMB処理を施した出芽酵母細胞においては、細胞膜透過性の変化はほとんど認められないものの、先のアリシン+AmB処理細胞の場合と同様に液胞膜の著しい断片化が観察され、やはり真菌の液胞がこの種の介助型抗菌作用のターゲットとなっていることが明らかになった。一方、アリシン+AmB処理の場合と異なり、エルゴステロール処理した細胞においても、アリシン+PMBの作用が失われることはなく、アリシンによる増幅作用の発現機構は両抗生物質の場合で異なっているとみなされた。アリシン+PMBの協調作用の機構を明らかにすべく、アリシンが示す細胞膜リン脂質過酸化作用の関与について検討した。その結果、t-Butylhydroperoxide(t-BOOH)がアリシンと同様にPMBの作用を増強するとともに、PMBの細胞内透過を促進する事実を認めた。引き続き、PMBの抗真菌活性を増幅する介助因子の検索を行った。その結果、抗原虫剤として知られるサリノマイシンやモネンシンに期待する活性を見出すことができた。これらのイオノフォアー類がいかにしてPMBの活性を増幅しうるのか、現在検討中である。
メラトニン前投薬による小児全身麻酔後の覚醒時せん妄予防効果

本研究課題は,メラトニン及びラメルテオンの小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果を明らかにするために,平成27年度から平成31年度にかけてメタ解析とランダム化比較試験を連続的に行う計画であるメタ解析研究は平成27年度に終了しており,その結果を同年のヨーロッパ麻酔学会で発表するとともに,European Journal of Anaesthesiology誌(査読付き英文誌)に論文発表した.結果の概要としては,(1)メラトニンの麻酔前投薬による小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果はプラセボと比較した場合にリスク比が0.31(95%信頼区間:0.16 - 0.60)であること,(2)現在までのエビデンスの蓄積はいまだ不十分であり,確定的な結論を得るために必要な症例数の22%程度までしか集まっていないことが分かった.平成28年から継続してランダム化比較試験を遂行し,研究を平成31年3月に終了した.合計50名の小児患者を解析した結果,ラメルテオン0.1mg/kg前投薬による小児麻酔後覚醒時せん妄の予防効果はプラセボと比較した場合にリスク比が1.0(95%信頼区間:0.67 - 1.46, P>0.99)であり,効果を認めない事が分かった.本研究結果により,ラメルテオン通常量による覚醒時せん妄予防効果は否定されたが,高用量による効果については言及できない.そのため,将来的に高用量ラメルテオンによる有用性を検討する研究が必要と思われた.本研究結果は,2019年6月のヨーロッパ麻酔学会で報告する事が決定しており,また査読付き英文論文として投稿準備中である.本課題の研究成果の一部をまとめたものを,2015年のヨーロッパ麻酔学会で発表し,2015年のEuropean journal of Anaesthesiology誌(インパクトファクター付き査読付き英文誌)に報告した.以下に概要を示す.本研究課題は,メラトニン及びラメルテオンの小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果を明らかにするために,平成27年度から平成29年度にかけてメタ解析とランダム化比較試験を連続的に行う計画である.平成27年度の研究計画の要はメラトニン前投薬による覚醒時せん妄予防効果をメタ解析の手法を用いて検討することであり,以下の手順でメタ解析を進めた:(1)広範な文献検索,(2)適格文献の選定,(3)各文献からデータの抽出,(4)効果量の統合と推定,(5)感度分析や試験逐次解析などの追加解析.広範な文献検索により1138本の候補文献が見つかったが,最終的に本テーマと合致すると判定された適格文献は4本であった.これらの文献からデータ抽出を行い,結果の統計学的統合を行った.これによりメラトニンの麻酔前投薬による小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果はプラセボと比較した場合にリスク比が0.31(95%信頼区間:0.16 - 0.60)であることが分かった.但し,試験逐次解析を行うと,95%信頼区間が広がり(95%信頼区間:0.07 - 1.47),メラトニンの覚醒時せん妄予防効果は確定的なものではなく追加のランダム化比較試験が必要であることが分かった.現在までのエビデンスの蓄積はいまだ不十分であり,確定的な結論を得るために必要な症例数の22%程度までしか集まっていないことも分かった.本研究課題は,メラトニン及びラメルテオンの小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果を明らかにするために,平成27年度から平成29年度にかけてメタ解析とランダム化比較試験を連続的に行う計画である.平成27年度にメタ解析を完了し,平成28年度から平成29年度にかけてランダム化比較試験を行う予定となっている.現在メタ解析は完了し,その成果を海外学会で発表するとともに査読付き英文誌上で報告も行った.現在ランダム化比較試験の実施準備を進めており,おおむね計画通りに研究が進んでいると言える.本課題はメラトニン及びラメルテオン前投薬の小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果を明らかにするためにメタ解析とランダム化比較試験を行うものである.メラトニン前投薬の効果に関するメタ解析は2015年に終了し,同年のヨーロッパ麻酔学会で発表し,European journal of Anaesthesiology誌(インパクトファクター付き査読付き英文誌)に報告した.結果の概要としては,(1)メラトニン前投薬により小児麻酔後覚醒時せん妄のリスクを0.31倍に低下する効果が期待できること,(2)現在までに臨床試験数が少なく,確定的な結論を得るために必要な症例数の20%程度までしか集まっていない事,が示された.2016年はランダム化比較試験のプロトコール作成,臨床試験事前登録,倫理委員会提出を行い,実際の患者リクルートを開始した.プロトコールの概要:本試験はメラトニン受容体刺激薬であるラメルテオンとプラセボとを比較するランダム化比較試験とした.アウトカムは小児麻酔後の覚醒時せん妄発生率とし,覚醒時せん妄の診断は国際基準として使用されているPAEDスケールを用いる.患者および医療従事者を盲検化するため,乱数表を使用してランダム化を行い薬剤を準備する作業は完全に薬剤部で行う事とした.メタ解析で算出された効果量(リスク比0.31)を使用してランダム化比較試験に必要な症例数計算を行い,合計50名の患者リクルートする方針とした.その他のプロトコール詳細(他の観察項目とそのスケジュール,有害事象報告方法等)に関してはUMIN臨床試験登録システムから参照することが可能である.

ランダム化比較試験のプロトコールを作成して2016年10月にUMINに臨床試験事前登録を行った(登録番号UMIN000024379).また,院内の倫理委員会に審議を依頼し承認を得た.2016年10月下旬から患者リクルートを開始して,2017年4月の段階で全体の30%ほどの患者リクルートが終了している.本研究課題は,メラトニン及びラメルテオンの小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果を明らかにするために,平成27年度から平成29年度にかけてメタ解析とランダム化比較試験を連続的に行う計画である.平成27年度にメタ解析を完了し,平成28年度から平成29年度にかけてランダム化比較試験を行う予定となっている.現在メタ解析は完了し,その成果を海外学会で発表するとともに査読付き英文誌上で報告も行った.現在ランダム化比較試験のプロトコール作成が終了し,事前登録や倫理委員会も通過している.患者リクルートが開始され目標症例数の30%程度までリクルートが進んでおり,おおむね計画通りに研究が進んでいると言える.本研究課題は,メラトニン及びラメルテオンの小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果を明らかにするために,平成27年度から平成30年度にかけてメタ解析とランダム化比較試験を連続的に行う計画である.メタ解析研究は平成27年度に終了しており,その結果を同年のヨーロッパ麻酔学会で発表するとともに,European Journal of Anaesthesiology誌(査読付き英文誌)に論文発表した.結果の概要としては,(1)メラトニンの麻酔前投薬による小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果はプラセボと比較した場合にリスク比が0.31(95%信頼区間:0.16 - 0.60)であること,(2)現在までのエビデンスの蓄積はいまだ不十分であり,確定的な結論を得るために必要な症例数の22%程度までしか集まっていないことが分かった.平成28年から継続してランダム化比較試験を遂行している.目標症例数は50症例であり,平成29年末の時点で目標症例数の80%まで集まっている.平成30年度途中で目標症例に達し,結果を報告できる見込みである.雑誌論文平成29年度中に終了予定であったが,当初予定したよりも適格基準に達する患者数が減少した.このため研究期間を1年間延長し,平成30年度までの研究計画とした.本研究課題は,メラトニン及びラメルテオンの小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果を明らかにするために,平成27年度から平成31年度にかけてメタ解析とランダム化比較試験を連続的に行う計画であるメタ解析研究は平成27年度に終了しており,その結果を同年のヨーロッパ麻酔学会で発表するとともに,European Journal of Anaesthesiology誌(査読付き英文誌)に論文発表した.結果の概要としては,(1)メラトニンの麻酔前投薬による小児麻酔後覚醒時せん妄予防効果はプラセボと比較した場合にリスク比が0.31(95%信頼区間:0.16 - 0.60)であること,(2)現在までのエビデンスの蓄積はいまだ不十分であり,確定的な結論を得るために必要な症例数の22%程度までしか集まっていないことが分かった.平成28年から継続してランダム化比較試験を遂行し,研究を平成31年3月に終了した.合計50名の小児患者を解析した結果,ラメルテオン0.1mg/kg前投薬による小児麻酔後覚醒時せん妄の予防効果はプラセボと比較した場合にリスク比が1.0(95%
樹木形成層活動の制御機構に関する細胞生物学的研究

本研究は、再生可能な木質バイオマスの量や質を決定する形成層活動の制御機構を細胞生物学的に明らかにすることを目的とした。そこで、交雑ヤマナラシとスギを用いて、形成層活動休眠中の冬期の樹幹に人為的な加温処理(約22°C)を行い、樹幹温度の上昇のみで形成層細胞の分裂開始が誘導されることを明らかにした。さらに、樹幹への局部的な加温処理をモデル系として、形成層再活動に伴うデンプンや脂質など貯蔵物質量の変化パターンを詳細に解析した結果、形成層細胞や師部柔細胞内に含まれる貯蔵物質量が細胞分裂や細胞分化に伴い減少することから、光合成年よる同化産物の供給が制限されている時期において、デシプンなどが細胞分裂開始に必要なエネルギーの供給源であると結論づけた。また、形成層細胞内の微小管を蛍光抗体染色法で観察し、微小管の低温に対する感受性が、形成層細胞の活動期と休眠期では異なることを明らかにした。一方、形成層活動の開始時期と最高気温、平均気温、最低気温との関連性を統計的に解析し、形成層活動の開始時期には最高気温との間に密接な関連性があることを明らかにし、形成層活動を制御する温度閾値を計算した。これらの結果を基に、形成層活動開始時期を予測するために有効な新しい形成層活動指標(Cambial reactivation index ; CRI)を提案した。さらに、CRIには樹種や形成層齢による特性があり、形成層細胞の温度に対する感受性の違いが形成層活動の開始時期の違いを制御していることを明確にし、冬期や初春の気温が上昇した場合の形成層活動の開始時期の変化を予測した。温帯に生育する樹木は、形成層活動期と休眠期という周期性を示す。形成層活動再開時期は、肥大成長量や材質を制御し、低温適応など樹木の環境適応性に重要である。そこで本研究では、形成層活動再開時期を制御する要因を生理学的に明確にすることを主目的とした。形成層活動が休眠中の冬期に、ポプラおよびスギの樹幹に局所的な加温処理を行ない、樹幹を取り巻く温度環境が形成層活動に与える影響を解析した。樹幹に加温処理を人為的に行ったところ、形成層細胞の分裂が誘導され、樹幹温度の上昇が形成層活動再開の直接的な要因であるといえる。形成層再活動に伴い、師部や形成層帯の貯蔵デンプン量が変化し、貯蔵物質が形成層細胞の分裂や木部細胞分化のエネルギーに利用されているといえる。形成層細胞の再開時期が樹幹温度の上昇に制御されていることを証明するために、細胞分裂の開始時期と外気温の変化との関連性を解析したところ、最高気温の上昇と良い対応性が認められた。形成層活動の開始には、ある一定以上最高気温がある一定期間続くことが重要であり、最高気温と閾値との差の累積値から、形成層活動再開時期を予想するための形成層再活動指標(Cambial Reactivation Index)を提案した。形成層活動指標は、ポプラとスギでは異なっており、外気温に対する反応性が樹種により異なることを明らかにした。本研究で得られた成果は、英国での国際木材科学アカデミー学会で発表し、成果の一部は植物科学の国際誌であるTree Physiolgyに発表した。
高密度地震観測データ解析と大規模数値計算に基づくフィリピン海プレートモデルの構築

フィリピン海プレートの詳細な形状の理解は,近い将来の南海トラフ巨大地震地震の発生に備えて,プレート境界での応力蓄積過程や,大地震による強震動と津波の高精度予測のため重要な課題である。本研究では,南海トラフ地震による強震動/津波予測の高度化を目的として,日本列島に沈み込むフィリピン海プレートの詳細な形状の推定を,1)高密度地震観測網で記録された地震波形の詳細解析,2)地球シミュレータを用いた地震波伝播の高精度計算,の2つの観点から研究を進めた。そして,プレートの断裂や狭窄など局所変形の特徴を正しく表現した「複雑プレートモデル」を用いて,東海・東南海・南海地震の発生に伴う強震動と津波を評価した。南海トラフ地震による強震動/津波予測の高度化を目的として、日本列島に沈み込むフィリピン海プレートの詳細な形状の推定を、1)高密度地震観測網で記録された地震波形の詳細解析、2)地球シミュレータを用いた地震波伝播の高精度計算、の二つの観点から進めた。まず、K-NET, KiK-net強震観測データを用いて、深発地震(2009年豊後水道の地震など)がプレート内を伝わり地表に作り出した特異な地動分布(異常震域)の特性からプレートの形状を推察した。従来の微小地震の震源分布から作られたスムーズなプレートモデルと、近年のトモグラフィ研究やレシーバ関数法解析により示された複雑プレートモデルとを比べると、観測された地動分布が複雑プレートモデルの等深度線形状に近く、兵庫県から淡路島にかけてプレート形状が急変する地域で地動が急激に弱まっていることを確認した。次に、二つのプレートモデルを用いて南海トラフ巨大地震の波動伝播シミュレーションを実施した。地表の速度分布や地震波形(振幅、継続時間)を比べたところ、プレート形状の急変地帯で地震波がプレート外に脱出する影響により、局所的に地動が強くなること、その後減衰が大きな地殻内を伝わるにつれて地震波が急激に弱まる効果が確認された。また、プレートが大きく屈曲する地点では、地震波がプレート上面で強く反射して、遠地に強い揺れをもたらす効果が確認できるなど、プレートモデルの変化が南海トラフの強震動評価に与える影響について理解を深めることができた。不均質な地殻・マントルを伝わる周期1秒以下の短周期地震動を支配する、数km以下の短波長不均質構造を観測データと数値シミュレーションに基づき定量評価し、広帯域(周期10秒0.1秒以上)の強震動予測のための高分解能地下構造モデルを構築することを目的として、(1)高密度地震観測(Hi-net)波形データ解析による短波長不均質分布の推定、(2)散乱理論に基づく短周期地震波伝播の理論的考察、(3)大規模並列シミュレーションと、観測波形データの比較による不均質モデルの評価、の3に基づく研究を進めた。本研究の最終年度である平成25年度には、総まとめとして、太平洋プレートとフィリピン海プレート(海洋リソスフェア)を伝播する高周波数Pn/Sn波(Po/So波)を海底地震観測データの解析と不均質媒質内の地震波伝播の数値シミュレーションにより評価し、リソスフェア内の横長の形状を持つ短波長不均質構造における高周波数地震動の強い散乱と閉じ込めによりPo/So波の特徴である長いコーダと遠距離伝播を実現していることを確認した。また、不均質な地殻構造内をS波の広角反射により伝播するLg波の伝播特性の地域性ついて、日本と韓国の高密度地震観測データ解析から評価するとともに、Lg波が日本海を伝播しない原因について、地殻構造モデルと地震波伝播の数値シミュレーションの比較から検討した。そして、大陸海洋地殻への変化に伴う地殻の厚さ変化に伴う、Lg波エネルギーのマントルへの散逸と、海水におけるLg波エネルギーの損失の2つの効果により、急激なLg波減衰が起きていることを明らかにし、広帯域地震動シミュレーションにおける海水層の影響や地殻の不均質性の影響を再確認した。Hi-net高感度地震観測網で記録された、フィリピン海プレート内地震および太平洋プレートで発生した深発地震の波形を解析し、プレート深度の急変地域(断裂地帯)を横切るような観測点配置で速度波形を並べ、地震波形の変化を精査した。特に、プレート内の不均質構造の影響を強く受ける短周期地震動(f>2Hz)をハイパスフィルタ処理にて取り出し、(1)卓越周期等の変化、(2)波形振幅の急減、(3)コーダ波の変化、(4)反射波・変換波の発生を調査した。この結果、紀伊水道下でフィリピン海プレートの断裂が想定される地域を通過する地震波の高周波数成分が減衰し、また低周波数の先駆波の形状が急激に変化することを複数の地震データで確認した。この原因を明らかにするために、プレートの"連続"そして"断裂・狭窄化"をモデル化した

2次元地震波伝播シミュレーションを行い、地震波形に現れる顕著な特徴の再現を試みた。この結果、プレートが数十キロメートル以下の範囲での狭窄では地震波の急変は起きず、周囲のマントルを通過した地震波が再びプレート内に入り込むことがわかり、地震波形の急変にはプレートの完全な断裂が必要であることが確認できた。また、プレート構造変化に伴う地震波伝播の異常現象を定量的に議論するために、3次元シミュレーションの必要性が再確認された。プレートの断裂面から反射波が生成することが期待されるが、今年度の研究ではそのような反射波の存在を確認することができなかった。これは、断裂面がシャープな境界になっていない可能性があり、引き続き精査する。計画通り進んでいる。研究成果を地震学会およびAGU大会で発表した。地震波伝播シミュレーションはこれまで地球シミュレータ(海洋研究開発機構)を用いて行ってきたが、さらに大規模な計算に向けて京コンピュータの利用環境も整備された。東北地方太平洋沖地震の影響により、日本全体での地震活動の活発化により地震データが多数得られた反面、余震が多発して地震波が重なるなどデータ処理にあらたな工夫が必要となり、その処理系の設計にやや時間を要した。新たなデータ処理系が年度末に完成し、また、余震活動が静かになりつつあることから、今後は順調に研究が継続できると期待できる。研究計画どおり、新しい複雑プレートモデルを用いて、南海トラフ巨大地震の地震動と津波シミュレーションを地球シミュレータ及び京コンピュータを用いて行う。特に、プレート形状の変化による地震地殻変動の違いと、これが津波生成に与える影響を詳しく評価する。不均質なプレートで減衰する地震波の特性と、不均質プレートの形状の把握を、高密度観測データの解析とコンピュータシミュレーションの両面から進めるために、高密度地震計データと3次元シミュレーション結果の可視化技法の開発を進める。海洋研究開発機構の地球シミュレータと、計算科学研究機構の京コンピュータを用いて、日本列島規模の3次元地震波動伝播シミュレーションを周波数35Hz程度以上の高周波数地震動を含めて計算する。本研究費でディスク装置を購入し、地震動と津波シミュレーション結果を保存すると共に、科学可視化ソフトウエアを購入して、プレート変化に伴う波動場の変化を可視化表示する。本研究費から研究成果を地震学会及びAGU大会で発表するための旅費を使用する。地震波動場の可視化のために、高機能の可視化ソフトウエアを導入する。また、本研究に関連して、フィリピン海プレートおよび太平洋プレートの不均質構造と地震波動場変化の研究を進めている韓国および台湾の研究者を招聘し、地震波解析と地震波伝播シミュレーションの両面から共同研究を行う。研究成果の公表のために、国内外の学会で研究発表を行う。
海底地圏生態系と生物進化史の研究

本申請課題では、前年度まで、海洋コア中から抽出したDNAを用いて、ポリメラーゼ連鎖反応-変性剤濃度勾配ゲル電気泳動(PCR-DGGE)法により解析を行ってきた。その結果、好気性でも生育できるγ-Proteobacteriaに近縁な細菌を検出することができた。再現性の良い実験結果から、コア中には酸素存在下でも生育できる菌(通性嫌気性あるいは好気性)が存在しているのではないかと考え、本年度は海洋コア中から好気条件下で細菌を分離すること、および培養された細菌の群集構造を解析することを主要な目的とし、実験を行った。その結果、1)時期をずらした3回のサンプリングのうち、3回目で生菌数が増加した。このことは、コアが常圧下で空気にさらされる事によってコア中の好気性細菌または通性嫌気性細菌が活動し始めたことを示唆している。PCR-DGGEにより、コア中で増加した菌はPseudoalteromonas, Photobacterium profundumなどであった。これらは、初回の試料ではほとんど検出されないことから、わずかに存在した細胞がコア保存期間中にin situで増殖したと考えられる。2)集積培養中の生菌数は培養開始後26日目まで増加し、培養温度の違いによるバンドのパターンの違いが明らかになった。DGGEプロファイルから求めた多様性指数は経時的に減少した。このことから、培養液中では、特定の細菌が選択的に増加していることが明らかとなった。また、分離される菌は培養条件によって種が異なっていたことから、種々の条件によって培養菌種が選択されていることが明らかになった。本年度の研究から、コア中には好気的に培養可能な細菌が存在し、それらはコア保存中にコア中で増殖し、また、集積培養によっても選択的に培養可能であることが明らかになった。コア中のin situ微細環境における細菌の生態系に、たいへん興味深い結果が得られた。11年度は、主課題における準備段階として、具体的な目的、問題点の洗い出し、解決方法の考察などを行ってきた。本申請研究と同様な課題が、国際深海掘削計画に取り入れられるなど、重要な位置付けとなってきており、今回、コアと微生物群をつなぐ糸口を見出していく目的はおおむね達成された。コア研究が、主に海洋地質学的手法で行われてきたことから、生物学的手法との間で、問題点のすれ違いがあったが、微生物群にとってもすべて地球環境学的背景があることが明確となり、共通の課題として扱えるようになった。本年度は、今後の問題点を洗い出すことを目標に、実験的検討を行った。その結果、1)海洋コアの立体解析手法の理論的裏づけと技術開発、2)微生物群のサンプリング技術開発と汚染の検証、の2つの大きな課題が挙げられた。もう一つの課題である地球環境変遷は、これまで多くの研究がなされ、その大枠が明らかにされつつある。特に有機物供給など微生物と深い関わりのある背景的要素は、周期的に起きていることがわかっており、これに対し、微生物群がいかに反応してきたのか明らかにしていくことが、さらなる今後の課題である。1)微生物群の解析コア内微生物群をコンタミなしでサンプリングする技術的な開発と培養実験、コア内からの検出が行われた。国際深海掘削計画Leg190 Site 1188A 11R(88mbsf)のサンプルを用いて、地下微生物のコンタミネーションテストが行われた。結果として、検出トレイザーはPFT(Preflourocarbon Tracer)は岩石試料表面およびインナーチューブの表面からは検出されたが、岩石内部からは検出されなかった。よって地下岩石試料の内部を微生物研究に用いた場合、掘削水(表層海水)からの微生物汚染の可能性はほとんどないと思われる。また、コアの観察では、海底下約80mまでの岩石中から、104107の現存量の微生物細胞が観察された。海底下80m以深では微生物細胞はほとんど観察されず検出限界以下であった。今回、Site 1177において340 m以深から微生物密度と硫酸イオン濃度に深い相関関係が見られた。この環境下では微生物種が他のサイトとは異なった硫酸還元とイオウ酸化の反応が起こっているものと推測され、これらの微生物が硫黄の循環環境に何らかの影響を及ぼしているものと考えられる。2)背景となる地球環境変遷解明海洋表層における生物生産活動は海底に大量の有機物を供給し、堆積物内で微生物群のえさとなり、その盛衰を左右する。本年度は、詳細な有機物供給のプロセスと周期性を明らかにする目的で、ODP Leg 190 Site 1174の高解像度サンプリングを行い、650試料の洗浄が終了し、有孔虫の解析が進められている。このサンプリングにおいては、珪藻、花粉、ナンノ化石の解析も進められる予定で、各試料の作成が行われた。1)海底地下生物圏熱水噴出孔の海底下生物圏を調べるため、ODPLeg193(マヌス海盆)に参加して(大学院生木村浩之)、微生物の分布調査をおこなった。Leg193で採取されたコア試料について、蛍光顕微鏡による観察および計数、ATP測定、高熱嫌気培養を行った。その結果、100mbsf付近の岩石中にも微生物細胞が観察された。高温嫌気培養によって120mbsf以深の岩石中からも微生物の増殖が確認され、熱水噴出域深部における微生物の存在が明らかとなった。

また、perfluorocarbon(PFT)をトレーサに用いたコンタミネーションテストを行ったところ、岩石コアー(直径約6.5cm)の外部からはPFTが検出され掘削水によって汚染されていることが明らかとなった。しかし、岩石コアー内部(直径約1.52.0cm)からはPFTは検出されず掘削水による汚染を受けていないことが明らかとなった。2)深海掘削研究と環境解析国際深海掘削計画第190節によって採取されたコアの高解像度解析がほぼ終了した。このコアは、室戸沖で掘削されたもので、四国沖の海洋環境変遷の記録を詳細に残していた。主な成果は、まず堆積物に含まれる微化石、中でも底生有孔虫の群集解析とその周期性が明らかとなった。群集は、大きく分けて黒潮海域の温暖群集と、親潮水塊を代表する寒冷群集の組み合わせであることがわかった。これらの主要種について周期解析を行ったところ、極めて正確なミランコヴィッチ・サイクルを得た。このことは、四国沖の水塊変動が、全球的な氷期・間氷期変動のサイクルを忠実に残し、混合水塊の発達が周期的に起きていたことを示していた。これまでの海洋コアの解析の応用として位置づけられてきた海底地圏微生物群とその生産物についての研究は、初期続成作用の解明に極めて重要であることがわかってきた。これらのことから物性研究や堆積学の面から発展が期待できそうである。本年度の課題では、さまざまな海底地圏に存在する微生物群を明らかにし、その環境的背景との関係を明らかにし、環境及び微生物痕跡の同時的解析を目指す。申請期間内では、主に微生物群が、海洋コアの中でどのような保存をされているのか、その生成物と堆積物物性の関係の解明、さらに、生産物である酵素の解析や、微生物を取り出す実証的な研究が行われた。このテーマには、広島大学のグループがあたり、ODP Leg 193マヌス海盆熱水噴出域の掘削に参加し、船上での微生物汚染チェックを行い、汚染されていない試料について全菌数と微生物生体成分(アデノシン三リン酸)の定量を行った。結果として、深度とともに微生物現存量が低下し、海底下50100m以深では検出限界以下であることが分かった。しかし、深部試料について現場温度と思われる温度で培養したところ、好温菌が増殖した。その遺伝子解析を行ったところ、代表的な地下微生物であるGeobacter属や高ストレス耐性菌として知られるDeinococcus属の菌であることが分かった。このように、熱水噴出孔下には現存量が少ないものの、高温地下環境に適した微生物が生息していることが示された。このほかにも、日本海・後志海山の黄変色域や相模湾の冷湧水域、ハワイ・ロイヒ海山麓の世界最深の温水ベントなどから、特徴的な微生物の生化学・遺伝子マーカーの定量・検出・解析などを行った。本研究課題では、海底下地中生物界の有する生化学的機能を明らかにする目的で、コア中から微生物の機能遺伝子探索を行っている。本年度は特に地下圏の微生物分離を中心課題として研究を展開してきた。航海・海域ごとに成果をまとめる。1.ODPLeg 193におけるマヌス海盆熱水噴出域の掘削においては、全体として生菌数/全菌数は0.55.6%であった。高温(60°C、90°C)嫌気培養では、現場温度と培養温度が近い場合に増殖が認められ、高温培養で増えた菌の16S rRNA遺伝子に基づく系統樹が作成された。
変性タンパク質の動的多様構造の新規解析法の開発

本研究は、一分子レベルで変性タンパク質の主鎖の形とダイナミクスを観測する手法の開発を通して、変性タンパク質の動的な構造多様性を明らかにすることを目的とした。昨年度に引き続き、鎌形らが開発した一分子蛍光装置を用いて、変性剤で変性させたチトクロムcの構造とダイナミクスの観測を行った。3つの変性剤濃度条件で蛍光色素Atto532を修飾したチトクロムcの一分子計測を行った結果、少なくとも3つの状態が存在し、観測頻度の多い2つの状態が顕著に変性剤濃度依存性を示した。そのうち、蛍光強度の弱い状態は変性剤の増加ともに観測頻度が減ることから、特定の部分構造を持つと推測された。一方、蛍光強度が強い状態は、変性剤の増加とともに観測頻度が増えることから、ほどけた構造を持つと考えられた。次に、蛍光強度の消光を引き起こす因子を特定するために、ヘムを除去した変異体で一分子測定を行った。その結果、ヘムだけでなく、トリプトファンなどのアミノ酸によっても、消光が起こることが明らかになった。以上から、変性チトクロムcは、少なくとも3つの状態に分類され、その構造的な特徴を明らかにすることに成功した。次に、原子間力顕微鏡と走査型トンネル顕微鏡を用いて、がん抑制因子であるp53の一分子構造解析を行った。原子間力顕微鏡に用いて、金基板上に固定したp53分子の画像データを取得し、解析を行ったところ、様々な会合体が観測された。生理的な条件下で存在する4量体に着目したところ、多様な構造をとることが明らかになった。今後、様々な条件下でデータを取得することで、p53の機能の解明への展開が期待される。本研究は、一分子レベルで天然変性タンパク質の主鎖の形とダイナミクスを観測する手法の開発を通して、変性タンパク質の動的な構造多様性を明らかにすることを目的とする。まず、鎌形らが開発した一分子蛍光装置を用いて、変性剤で変性させたチトクロムcの構造とダイナミクスを観測した。酵母と緑膿菌由来チトクロムcに、それぞれ、Alexa532とAtto532を修飾し、タンパク質構造のプローブとした。酵母のチトクロムcでは、各変性条件で、数秒程度の一分子時系列データが30本以上得られた。9割以上の時間に渡って、データは一定の蛍光強度を示し、主な変性状態と帰属した。一方、稀に過渡的な状態が観測された。さらに、それらの状態間の遷移も観測された。この結果は、変性状態には、過渡的な特定の構造を持った分子種が存在することを示唆している。次に、緑膿菌由来のシトクロムcでは、5ミリ秒の時間分解能を持ち、全長が数秒程度の一分子時系列データが約150本得られた。データを局所平衡状態解析で分析したところ、複数の局所平衡状態を特定できた。その内の2つの局所平衡状態は広がった変性状態とコンパクトな変性状態に対応した。それらの状態間の遷移も観測された。これらの結果はある特定の構造群に対応する過渡的な準安定状態が変性状態には有意に存在することを示唆する。以上から、変性チトクロムcの自由エネルギー地形は、2状態的な折り畳みを示す蛋白質で観測されるような滑らかな"お椀形"の地形ではなく、3状態以上から成る地形であることが分かった。コンパクトな変性状態の役割は折り畳みの核として働くと推測され、天然変性蛋白質では基質認識を促進している因子であると考えられる。次に、超高真空走査型トンネル顕微鏡を用いて、酸変性させたチトクロムc(酵母由来)の一分子をイメージングすることに成功した。今後は、原子レベルで変性タンパク質一分子の構造を解析する予定である。