hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微生物水文学的手法による水源汚染可能性評価のための基礎研究

その結果,入射日射量は藻類や細菌群の群集構成や存在量に大きく関係していること,細菌群の消長には藻類の存在も影響すること,河川における自浄作用を検討する際には,時空間的に変動する日射条件も考慮する必要があることを示した.本課題では,微生物による水源汚染可能性評価手法の開発を最終目標とし,微生物の1)河川への流出,2)地中での移動,3)自浄作用を「微生物水文学」という視点で解析した.平成17年度の研究で,1)では洪水時・平水時のモデル微生物(大腸菌)の流出パターン,レジオネラ属菌の河川流出の現状,2)では一般細菌の森林斜面内での移動,3)では河川水中の藻類・細菌辞の群集構成・存在量などを明らかにした.研究期間の最終年度にあたる平成18年度は,さらに汚染評価手法の基礎となる知見を得ることを目的とし,1)と3)の解析を継続した.河川への流出の評価では,大腸菌とレジオネラ属菌を対象とし,大腸菌については,浮遊物質に吸着した大腸菌の割合は流出結果に大きな影響を与えないこと,自然河川に存在する大腸菌は,病原体の河川流出の解析において有効なモデル微生物である一方,自然環境地域の水質管理ではその存在に配慮する必要があることを明らかにした.レジオネラ属菌については,山梨県内の河川と修景用水の59調査地点中9地点でレジオネラ属菌を検出し,レジオネラ属菌が検出された地点のBOD値,リン酸イオン濃度,第一鉄イオン濃度の特徴を明らかにした.自浄作用の評価では,水質浄化機能のなかでも硝化に着目し,河川源流域における斜面とそこから主流路に至るまでの河畔域において,土壌中の硝化細菌群の生息分布,生息に及ぼす環境要因を検討し,土壌炭素含有率が硝化細菌群の生息に影響する重要な環境要因であることを示した.また,自浄作用に関わる細菌群の存在量や構成は藻類から細菌群への基質の供給により決まり,藻類の存在量を決定する入射日射量が水質浄化機能に大きな影響を与えていることを示した.これらの知見を基に,最終目標を目指す新規の計画として,廃棄物からの微生物流出も視野に入れた水源汚染リスク評価手法を検討する予定である.
神経変性疾患におけるグルタミン酸輸送蛋白の薬理学的研究

グルタミン酸輸送蛋白遺伝子の一種であるGluT-1をクローニングし、それをHeLa細胞に導入したところその培養細胞はグルタミン酸を効率よく取り込むことを明らかにした。その培養系をもちいて種々の薬物がグルタミン酸の取り込みに影響するかを検討した。アミノ酸麦角アルカロイドであるergotamin、bromocriptineやdihydroergotamineはグルタミン酸の取り込みを促進した。しかし、アミン麦角アルカロイドにはグルタミン酸の取り込みを促進する作用はみられなかった。アミノ酸麦角アルカロイドによるグルタミン酸の取り込み促進には5分以下のpreincubationが必要であった。アミノ酸麦角アルカロイドによるグルタミン酸の取り込み促進作用についてkinetic studyを行ったところ、最大速度には影響せず、グルタミン酸の親和性を高める(Kmを低下させる)作用があった。グルタミン酸取り込み促進作用はドーパミン受容体作動薬や拮抗薬の添加により変化しなかったことから、ドーパミン受容体を介しないことが明らかになった。また、ビタミンEやグルタチオンといった抗酸化物質の添加により影響を受けなかった。以上より、アミノ酸麦角アルカロイドはグルタミン酸やドーパミンとは別の部位に作用して、細胞内伝達機構などを介してグルタミン酸輸送蛋白に影響し、取り込みを亢進すると考えられる。一方、細胞外のナトリウム濃度を低下させると、細胞内のグルタミン酸は細胞外へ逆輸送(放出)される。その速度はグルタミン酸の取り込みより速やかであった。グルタミン酸の逆輸送はL-グルタミン酸、D-、L-アスパラギン酸、L-(carboxycyclopropyl)glycineIV型などによって阻害を受けた。グルタミン酸の順行性輸送を促進し、逆行性輸送を阻害することによって神経細胞死を制御する方法を検討した。
乳癌の浸潤性獲得に関与する分子装置の解明

我々は、細胞浸潤を制御する基本的分子機構を明らかにし、どのような制御の破綻が癌細胞の常軌を逸した浸潤性をもたらすのかを解明することを目標として研究を進めてきた。その過程の中で、低分子量Gタンパク質Arf6が浸潤性の高い乳癌細胞において浸潤活性の根幹的役割を果たしていることを示し、GTP型Arf6のエフェクターとして同定したAMAPIを含む、細胞浸潤に必須な複合体が存在することを見出した。さらに、Arf6とAMAP1の蛋白質発現量と乳癌細胞の浸潤活性との間に良い相関があることを明らかにしてきた。本研究期間では、以下の研究成果を得た。1.高浸潤性乳癌細胞におけるArf6及びAMAP1の蛋白質高発現に関する解析蛋白質高発現がユビキチン依存性の蛋白質分解システムによるのか、翻訳開始反応の制御によるのかについて検討した。その結果、共にユビキチン化されることを観察したが蛋白質量の変化との相関はなかった。一方、高浸潤性乳癌細胞、MDA-MB-231ではAMAP1の高発現はmTOR pathwayを介した翻訳開始反応の制御を受けていることが示唆された。この研究に関連して、Cb1によるモノユビキチン化修飾がAMAP1の癌浸潤活性に必須であることを明らかとなった。2.乳癌浸潤性獲得に関与するArfGEFの同定乳癌の悪性度の進行とレセプターチロシンキナーゼであるEGFR、erbB2、c-Met等の発現との間に良い相関があることが知られている。我々は、乳癌細胞のEGF刺激による浸潤性亢進の際にArf6を活性化するArfGEFを同定した。さらに、活性化型レセプターと直接的に相互作用することを明らかにし、このインターフェーズが癌の浸潤転移阻害の優れた分子標的となることが示唆された。3.乳癌以外の癌における浸潤性獲得に関与する分子装置の検討他の高浸潤性の癌として、肺癌、glioblastomaについて解析を行った。その結果、Arf6及びAMAP1の高発現と浸潤性とに相関がある細胞株が存在すること、また、それぞれのsiRNAにより浸潤活性が抑制されることを見出した。現在、病理学的解析を進めている。本研究は、癌細胞の浸潤能獲得に関与する基本的分子装置を同定し、その制御機構を明らかにすると共に、癌治療薬の開発に対して新たな知見を提示することを目的としている。申請者は、これまでに乳癌細胞の浸潤性獲得において低分子量G蛋白質Arf6のGTPase cycleの制御が必須であること、そのエフェクター分子がArfGAP蛋白質AMAP1であること、そして、Arf6とAMAP1の蛋白質発現量と乳癌細胞の浸潤活性との間に良い相関があることを見出した。1.高浸潤性乳癌細胞におけるArf6及びAMAP1の蛋白質高発現に関する解析Arf6及びAMAP1の蛋白質高発現がユビキチン依存性の蛋白質分解システムによるのか、翻訳開始反応の制御によるのかについて検討した。Arf6及びAMAP1共にユビキチン化されることを観察したが蛋白質量の変化との相関はなかった。

serum-strveした高浸潤性乳癌細胞、MDA-MB-231をEGF刺激することによりAMAP1の蛋白質レベルが増加すること、また、rapamycin処理によりAMAP1の蛋白質レベルの減少が観察されたことから、MDA-MB-231細胞において、AMAP1の高発現はmTOR pathwayを介した翻訳開始反応の制御によることが示唆された。この条件下では、Arf6蛋白質の発現レベルは影響を受けなかった。2.乳癌浸潤性獲得に関与するArfGEFの同定乳癌の悪性度の進行とレセプターチロシンキナーゼであるEGF receptor、erbB2、c-Metの発現亢進との間に良い相関があることが知られている。乳癌細胞のEGF又はHGF刺激による浸潤性亢進の際にArf6を活性化するArfGEFを同定するため、ヒトゲノムに存在する16種のArfGEF遺伝子についてMDA-MB-231細胞を用いてsiRNAによるスクリーニングを行い、候補分子を同定した(論文準備中)。3.乳癌以外の癌における浸潤性獲得に関与する分子装置の検討他の高浸潤性の癌として、肺癌、glioblastomaについて解析を行った。その結果、Arf6及びAMAP1の高発現と浸潤性とに相関がある細胞株が存在すること、また、Arf6及びAMAP1のsiRNAにより浸潤活性が抑制されることを見出した(論文準備中)。現在、病理学的解析を進めている。本研究は、癌細胞の浸潤能獲得に関与する基本的分子装置を同定し、その分子機序を明らかにすると共に、癌治療薬の開発に対して新たな知見を提示することを目的としている。本研究期間では、以下の研究成果を得た。1.高浸潤性乳癌細胞におけるArf6及びAMAP1の蛋白質高発現に関する解析Arf6及びAMAP1の蛋白質高発現がユビキチン依存性の蛋白質分解システムによるのか、翻訳開始反応の制御によるのかについて検討した。Arf6及びAMAP1共にユビキチン化されることを観察したが蛋白質量の変化との相関はなかった。しかしながら、これらの研究の中から、AMAP1はCb1によってモノユビキチン化されること、この修飾がAMAP1の癌浸潤活性に必須であることを明らかとした(Nam et al.,2007)。2.乳癌浸潤性獲得に関与するArfGEFの同定乳癌細胞のEGF又はHGF刺激による浸潤性元進の際にArf6を活性化するArfGEFをsiRNAによるスクリーニングにより候補分子を同定した。さらに、活性化型レセプターと直接的に相互作用することを明らかにし、結合に関わるドメインマップを進めている(特許出願中、論文準備中)。3.乳癌以外の癌における浸潤性獲得に関与する分子装置の検討これまでに、AMAP1を中心とした細胞浸潤に必要な複合体が存在することを報告してきた。特に、非典型的なAMAP1のプロリンリッチ配列とコータクチンのSH3ドメインとの結合様式についてX線構造解析から、この結合インターフェース構造が他の一般的なSH3/プロリン結合とは異なることを明らかにした。また、SH3 domain arrayを用いた解析から、特異性が高いことを見出した。そして、細胞透過性阻害ペプチド及び、低分子化合物を用いて、この結合インターフェースが乳癌の浸潤転移を阻害するための分子標的と成り得ることを肺転移モデルマウス系において例示した。
電子線ナノプロセスのマルチフィジックスシミュレーション

モンテカルロ法と分子動力学法を融合した理論解析手法を用いて、電子ビームによるナノプロセスを対象としたマルチフィジックスシミュレーションを実施した。電子ビーム加工、改質、リソグラフィなどの応用技術を対象に電子ビームが誘起する構造変化、応力発生、損傷、昇温、帯電などの多様な物理現象の複合解析を行い、電子ビーム照射下の各物理現象の相関と加工・改質プロセスへの寄与について分子レベルで解明した。電子線ナノプロセスを対象にモンテカルロ法と分子動力学法を融合したシミュレーションの開発を行うため、要素技術であるモンテカルロ法と分子動力学法の改良と拡張を実施した。モンテカルロ法については結晶構造を考慮に入れた電子散乱モデルの導入と絶縁物の帯電現象を高精度に解析するために電子線装置の試料室内の電子挙動まで考慮に入れたモデルの導入を行った。分子動力学法については電子線照射場における材料の構造変化を解析するのに適したポテンシャル力場の改良と拡張を行った。まず、電子の進行方位に対し見かけ上の原子数密度を用いて平均自由行程を変調することにより、モンテカルロ法の電子散乱モデルに結晶構造依存性を導入した。反射電子信号の解析により導入したモデルを検証したところ、表面敏感な信号検出条件において結晶方位依存性が強くなる結果となり、実験により報告されている結果と定性的に一致した。また、絶縁物の帯電解析では、対物レンズに衝突してそこから再び後方散乱して試料表面を広範囲にわたって照射するフォギング電子の影響を考慮したモデルを導入した。シミュレーションとの比較実験用に表面電位測定システムの改良も行った。分子動力学法ではナノカーボン材料、有機高分子材料を対象に電子線照射場における解析精度の改良を試みた。電子励起や分子鎖切断反応を再現するポテンシャル関数の導入により、ナノカーボン材料の構造変化や有機高分子材料の照射損傷の解析を行った。また、金属とナノカーボンの複合系や結晶、非結晶シリカ材料など対象とする材料系の拡大を開始した。本課題の要素手法であるモンテカルロ法と分子動力学法の拡張と改良を昨年度から継続して実施した。モンテカルロ法では、結晶構造に依存して電子の平均自由行程を変調したモデルによる解析をさらに進め、入射時点での電子の浸入深さが反射電子像の結晶方位コントラストに大きく寄与すること、結晶方位コントラストの情報深さが非常に浅く、表面敏感なコントラストであることを示すことが出来た。また、絶縁物試料の帯電現象の解析では、シミュレーションの評価に用いる試料表面電位の測定装置の整備を行うとともに、空間電荷制限電流の効果をシミュレーションに導入することにより、試料内部の電界の高い部分での導電率が向上し、より実験値に近い試料電位を再現することが出来た。分子動力学法ではシリカ、シリコンカーバイド、有機高分子試料を対象に電子線照射場の解析に適したポテンシャル力場の導入を実施した。さらに、モンテカルロ法と分子動力学法を融合したシミュレーションにより電子線ナノプロセスの多彩な物理現象や応用技術の解析を実施した。有機高分子試料を対象に電子照射による試料の収縮現象を解析し、電子照射エネルギーによる収縮率の違いを再現した。二層シリカや単層二次元シリコンカーバイド試料では電子照射エネルギーにより酸素原子や炭素原子がそれぞれ選択的に叩き出されることを示した。グラフェン試料では電子照射による欠陥形成による試料中の応力分布の変化を解析することが出来た。応用技術への適用としては、電子線リソグラフィにおけるパターンラフネスや近接効果の露光条件依存性を分子レベルで解析した。また、二次元系材料を中心に電子ビームによる加工や改質のシミュレーション解析を実施した。モンテカルロ法と分子動力学法を融合したシミュレーション手法を用いて、電子ビームによるナノプロセスを対象としたマルチフィジックスシミュレーション解析を実施した。電子線リソグラフィに関する解析ではレジスト内部応力変化、電子線照射損傷、レジスト温度上昇、レジスト帯電現象の複合解析を実施し、パターン形成過程への各物理現象の影響について考察した。電子線照射領域のレジストは内部応力が緩和することや表面にレジスト収縮による窪みが生じることが示された。大電流密度の電子線露光では温度上昇によるレジストの感度変化によりパターンサイズの拡大が見られた。また、レジストの帯電により形成される電界により電子ビームの照射位置にズレが生じることが示された。二次元系材料を対象とした電子線加工に関する解析では電子照射による欠陥形成と応力分布変化の複合解析を実施した。グラフェンへの電子照射では形成された欠陥の周辺に応力集中が見られた。また、グラフェンを引張った状態での電子照射では欠陥形成による応力発生が緩和されることが示された。また、二次元シリカ材料や二次元炭化ケイ素材料への電子照射では照射エネルギーにより主に酸素原子や炭素原子が選択的に叩き出されることが示された。グリーンナノデバイス分野へのシミュレーション解析の応用としては、燃料電池の電極触媒としてよく見られる系としてカーボン材料上の白金ナノ粒子への電子照射効果を解析するため、予備段階として白金基板上のグラフェンへの電子照射効果を解析した。白金基板上のグラフェンではたたき出された炭素原子が基板により後方散乱されるために空孔欠陥が減少するなど、自立したグラフェンとは異なる欠陥形成の傾向があることが示された。

本課題の要素手法であるモンテカルロ法、分子動力学法の拡張と改良による解析、および、それらの融合シミュレーションにより、反射電子の結晶方位コントラスト、絶縁物試料の帯電現象、試料の照射損傷など多彩な物理現象を解析することが出来た。対象となる材料系についても、ナノカーボン、シリカ、シリコンカーバイド、有機高分子と広げることが出来た。また、応用技術についても、電子線リソグラフィや測長走査電子顕微鏡などの諸問題について解析を実施できた。これらの成果は学会や著書により広く発表を行った。また、国際会議や研究会における招待講演の依頼や優秀ポスター賞の受賞などにより一定の評価が得られていると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。電子ビーム応用これまで開発したモンテカルロ法と分子動力学法を融合した手法により解析した多彩な物理現象についての複合解析(マルチフィジックスシミュレーション)を実施する。すなわち、電子線リソグラフィや電子線ナノ加工および走査電子顕微鏡観察におけるパターン形成、構造変化、電子信号発生などを対象に、それらに影響を及ぼす試料温度上昇、試料内応力発生、試料帯電、フォギング電子発生などの物理現象との同時解析を実施し、電子線励起の複合した物理現象の相関関係についての理論解析データを蓄積する。また、本課題において開発したマルチフィジックスシミュレーションの広範な電子線ナノプロセス解析への応用展開の可能性を検討するため、燃料電池や振動発電デバイスなどのグリーンナノデバイスの加工・改質および評価プロセスに関連した現象のシミュレーション解析を実施する。具体的には燃料電池の電極触媒としてのカーボン材料上の白金ナノ粒子やカーボンナノチューブを利用した振動発電デバイスなどから簡単な系を想定し、電子線を用いた加工・改質および評価において想定しうる構造変化の理論解析を実施する。同時に、前年度まで実施した電子線励起の多彩な物理現象と応用技術の解析について、論文発表を目指した補足データの追加解析を実施する。一年目の実施項目として掲げた要素技術であるモンテカルロ法と分子動力学法の改良と拡張は一定の成果を得ることが出来き、学会等で成果発表を行った。次年度の実施項目の融合シミュレーションによる解析についてもその準備や予備解析を一部実施することが出来た。次年度は要素技術であるモンテカルロ法と分子動力学法の拡張および改良の継続と融合シミュレーションの開発により電子線が誘起する多彩な物理現象の解析を行なう。モンテカルロ法ではより物理的に厳密な考察に基づく結晶構造の導入や、実験的により広い条件でフォギング電子の分布を詳しく見積もり帯電解析の精度向上を目指す。分子動力学法では励起状態を表すポテンシャル関数のさらなる高精度化と金属とナノカーボンの複合系や結晶、非結晶シリカ材料などの系について電子照射場の解析に適したポテンシャル関数の導入を継続する。
NIR-GIS-RS連携による成分可変施肥システムの開発

NIR(近赤外分光法)を用いてサトウキビの植物体中に含まれる窒素,リン酸,カリウムなどの肥料成分を迅速に測定し,さらに, RS(リモートセンシング)を用いて圃場全体の作物の分布状態を把握し,それらのデータをGIS(地理情報システム)で解析することによって,圃場の状態に合わせて,施肥量だけでなく,成分を調整して施肥を行うシステムを開発した。本研究は、環境保全型で生産性の高い持続可能なサトウキビ農業の展開を目指して、施肥量だけでなく肥料成分を圃場の状態に適合させる「成分可変施肥システム」の開発を目的とする。平成18年度は、本研究の基本部(NIR-GIS-RS連携空間情報処理システム)の確立を目指して次の3項目について研究を実施した。(1)NIRによる肥料成分高効率計測システムの確立:まず、平成18年度に導入された細裂試料によるサトウキビの品質評価NIRシステムの品質評価制度の検証を行った(本評価システムは上野らの研究によって開発したものである)。このシステムを用いてサトウキビ茎中の炭素、窒素を始め、カリウム、リン、マグネシウムなどの含有量を測定する検量線の開発を行っている。さらに、品質取引制度との連携によるシステムとして、すべての製糖工場からインターネット経由でスペクトルデータを採取するシステムを開発し、その適用性を評価した。(2)GISを活用した圃場-筆成分管理システムの確立:マッピングのためのデータベースの作成とその解析を北大東島を例に行った。また、成分情報に基づく栄養診断エキスパートシステムの基本部分を検討した。これらをGISに反映させ成分情報、診断結果等のマッピングと解析を行う準備を進めた。(3)衛星RSとの連携による圃場内可変施肥システムの確立:高解像度衛星画像によるNDVI値を用いてサトウキビの圃場内生育ムラを把握し、GISで表示した。GPSによるハーベスタ挙動の解析によって生育ムラを分析する手法を開発した。本研究は,環境保全型で生産性の高い持続可能なサトウキビ農業の展開を目指して,施肥量だけでなく肥料成分を圃場の状態に適合させる「成分可変施肥システム」の開発を目的とする。平成19年度は,品質取引制度で使用するNIRがそれまでの液体サンプルから細裂サンプルに変更になったので,それへの対応を含めて次の3項目について研究を実施した。(1)細裂NIR法の適用性の検討:採取したサトウキビの茎をカッタグラインダで細かく細裂したサンプルを使用し,糖度,全窒素,全炭素,カリウムなどの測定可能性を検討した。液体サンプルに比べると検量線の精度は若干低いが,測定可能であることを確認した。また,すべてのサトウキビ栽培圃場からのスペクトルデータを収集するシステムを確立した。(2)GPSとGISおよび音声データを組み合わせた生育情報収集システムの開発:サトウキビのハーベスタにGPSとデジタル録音器を組み合わせたデータ収集装置を搭載し,ハーベスタの走行状態および音声データよりサトウキビの生育情報の測定を試みた。これらのデータをGISによる圃揚地図上にマッピングして生育状態を判断する基礎資料を得た。(3)堆肥成分の迅速計測システムの開発:近年,地力維持の目的でバイオマスによる有機肥料(堆肥)の利用が推奨されているが,原料や製造地によって肥料成分に大きなばらつきがあるので,NIRによって成分を迅速に測定するシステムを開発した。本年度は最終年度としてこれまでの成果に基づいて開発したシステムの性能向上と評価を行った。(1)NIRによる肥料成分高効率計測システムの確立18・19年度に開発したシステムの精度と安定性を確認するために,品質取引制度で得られたNIRスペクトルを用いて成分測定を行うシステムの整備を行った。NIR測定が液体サンプルから細裂NIR法に変更されたのでこれに対する計測システムを確立し,実用性が高いことを示した。(2)GISを活用した圃場一筆成分管理システムの確立製糖期間中にNIRで得られる測定データをGISにマッピングするシステムを作製した。(3)衛星RSおよび地上RSとの連携による圃場内可変施肥システムNIRおよびGISと衛星RSおよび近接RSをリンクさせたNIR-GIS-RS空間情報システムを完成させ,圃場単位の平均的な値だけでなく圃場内の生育診断を精密に行った。(4)車載型簡易システムおよび可変施肥シミュレータの開発(5)成果のとりまとめを行い,報告書の作成を行った。本研究で開発したシステムは,実用化に近いレベルまで達することができた。今後,実用化を図りながら一層の性能向上に努めたい。
癌性腹水症に対する腹水精製ディバイスの作成と携行式連続腹水精製灌流法の確立

さらに、悪性腹水でCARTを施行した患者の腹水はサイトカインのIL-6とTNF-αが著高しており、腹腔内の癌細胞や白血球の活性化が高まっていると推測された。したがってCARTにおいて腹水の精製工程で炎症性サイトカインが濃縮され、患者に再静注する際、炎症反応を誘発するリスクがある。そこで、性腹水をヘキサデシル基吸着体へ添加しIL-6が吸着できる事を明らかにしたため、その成績をまとめ、欧文誌投稿の準備中である。平成30年度はCARTの際、悪性腹水の蛋白質の質を安全で高品質に精製する方法として、従来の腹水濃縮工程にヘキサデシル基吸着ディバイスをオンラインで接続するシステムとしたが圧力損失が高く電動ポンプ駆動とせざるを得なかった。そこで、本体を携行可能にするため、少ない回路容量で安全性と実用性を兼ね備え且つ駆動方を圧力制御とする腹水精製システム開発に着手することとした。CART症例の腹水中のアルブミンの還元型の割合た高め且つ安定化させる方法を確立し特許出願した。またCART腹水中の炎症性サイトカイン吸着除去法を模索したところ血液浄化用吸着ディバイスで腹水中のIL-6を除去できる事を確認た。さらに、その効果を細胞へレベルで検証するため、ヒト肝癌細胞HepG2株を用いた添加実験を試み急性相反応蛋白SAAの発現抑制効果を確認した。また、最終年度は携行型腹水濾過器に吸着体を組み込んだ灌流システムを作成したが回路容量が多く且つ回路内圧力損失が高いため電動ポンプ駆動に留まった。そこで、研究期間を1年間延長し電動駆動から圧力駆動とするシステムシステム開発に着手することとした。研究期間を1年間延長したため、H30年度の残額を用いて、CARTにおける悪性腹水の更なる品質向上を目的として、ヘキサデシル基吸着体をCARTに応用し炎症性サイトカインを除去し再静注後の炎症反応抑制に寄与する成績をInternational society for apheresis(Kyoto 2019)で発表し且つ欧文Therapeutic Apheresis and Dialysisへ投稿するため資金として活用する。また、最終目標に掲げた、腹水濾過濃縮装置に本吸着体を組み込んだ携行式のディバイスの最良の腹水精製条件を確立させ可能であれば実用化に向け特許出願を試みる。末期の肝硬変や癌性腹膜炎に伴う難治性腹水症の対症療法に腹水の穿刺排液が行われるが、排液は患者の貴重な蛋白質を喪失する。そこで、腹水ろ過器と腹水濃縮器を用いて、不要の細胞と過剰の水分を除去し約10倍程度濃縮した腹水を患者の血液へ戻す腹水濃縮再静注療法(CART)が行われている。初年度はCART施行患者の腹水中のアルブミン(Alb)の質的評価を行った。まず、市販のAlb製剤を対象にHPLC法でAlbの酸化型(HNA)と還元型(HMA)の比率を測定したところ、HMA%が健常者血清の半分であった。そこで、還元剤のシステイン製剤を添加しHMA%の増加を試みたが、一過性に上昇するも短時間で服した。次に、還元剤添加後1時間で透析するとHMA%が上昇し且つ長期間維持した。この結果を日本透析医学会と国際血液浄化学会で発表した。次に、CART症例の腹水中AlbのHMA%を測定したところ、肝障害症例患者の腹水中のHMA%は1割程度まで著減していた。肝障害でAlb合成能が低下し且つ少ないAlbが体内を長時間循環したため還元型が枯渇したと考えられる。また、癌性腹膜炎におけるCART症例のHMA%は正常血清レベルの症例もみられたが、CART施行回数を重ねると漸減していた。炎症や栄養障害などによる酸化ストレスでHMAが消費されたと推測された。そこで、先行研究のAlb製剤のHMAを長期間保つ技術をCART症例患者の腹水に応用すれば患者の腹水の還元型Albの質的向上が図れると考え、本学に倫理申請し同意を得た症例のCART処置の際に回路内に残った腹水を用い、先行の還元処置を施したところ、HMAが正常血清程度まで上昇し且つ約2週間程度効果が持続した。我々はCARTの細胞分離行程で濾液バッグに還元剤を加え、後半の濃縮行程の際使用する2次フィルタに透析と限外濾過を同時に施行する方法と装置を特許出願した。初年度はCART症例の腹水中蛋白質についてAlbの質的評価ならびにHMAの再生法を確立することができた。次年度はCART検体のHMA再生処理の細胞レベルでの効果について、ヒト肝癌細胞HEPG2株を用いた添加実験を行い検証する必要がある。さらに、癌性腹膜炎患者のCART後の発熱腹水症状に対する炎症性の急性相蛋白質の実態について検討を始めた。婦人科関連のCART症例においては一部の症例で炎症性サイトカインが高値症例を確認した。このような症例ではCART後に発熱症状が顕著なため、還元型Albの再生処理以外に炎症性サイトカインを抑制する技術と細胞への影響評価を検討する必要があり、平成28年度後半から細胞培養実験に取り掛かっている。

そこで、性腹水をヘキサデシル基吸着体へ添加しIL-6が吸着できる事を明らかにしたため、その成績をまとめ、欧文誌投稿の準備中である。平成30年度はCARTの際、悪性腹水の蛋白質の質を安全で高品質に精製する方法として、従来の腹水濃縮工程にヘキサデシル基吸着ディバイスをオンラインで接続するシステムとしたが圧力損失が高く電動ポンプ駆動とせざるを得なかった。そこで、本体を携行可能にするため、少ない回路容量で安全性と実用性を兼ね備え且つ駆動方を圧力制御とする腹水精製システム開発に着手することとした。CART症例の腹水中のアルブミンの還元型の割合た高め且つ安定化させる方法を確立し特許出願した。またCART腹水中の炎症性サイトカイン吸着除去法を模索したところ血液浄化用吸着ディバイスで腹水中のIL-6を除去できる事を確認た。さらに、その効果を細胞へレベルで検証するため、ヒト肝癌細胞HepG2株を用いた添加実験を試み急性相反応蛋白SAAの発現抑制効果を確認した。また、最終年度は携行型腹水濾過器に吸着体を組み込んだ灌流システムを作成したが回路容量が多く且つ回路内圧力損失が高いため電動ポンプ駆動に留まった。そこで、研究期間を1年間延長し電動駆動から圧力駆動とするシステムシステム開発に着手することとした。先ず、CART検体のHMA再生処理の有用性をヒト肝癌細胞HEPG2株を用いた添加実験を行いAlb合成や炎症反応に関するmRNAの発現解析を定量RT/PCR法で検証する。次いで、癌性腹膜炎症例の腹水中には白血球や癌細胞などから炎症性サイトカイン類が産生されている。そこで、血液浄化療法で用いられる限外濾過や吸着の原理を応用し、腹水濃縮検体中の炎症関連物質の除去に最も効果的な方法を検討する。先ず、CART濃縮の際に大口径の細孔径を有する中空糸と多量の補充液を用いた限外濾過による除去を試みる。次にアフェレシス療法で使用される吸着ディバイスでサイトカインの除去を試みる。次いで、除去処理した腹水の精製処理効果を判定するためサイトカイン除去効率やヒト肝癌細胞株(HEPG2)などを用いた添加培養実験を行い、急性反応タンパク質の遺伝子発現率(qRT/PCR)などで確認する。研究期間を1年間延長したため、H30年度の残額を用いて、CARTにおける悪性腹水の更なる品質向上を目的として、ヘキサデシル基吸着体をCARTに応用し炎症性サイトカインを除去し再静注後の炎症反応抑制に寄与する成績をInternational society for apheresis(Kyoto 2019)で発表し且つ欧文Therapeutic Apheresis and Dialysisへ投稿するため資金として活用する。また、最終目標に掲げた、腹水濾過濃縮装置に本吸着体を組み込んだ携行式のディバイスの最良の腹水精製条件を確立させ可能であれば実用化に向け特許出願を試みる。初年度は、CART症例の例数が少なく、炎症性サイトカインの分析費用が当初より少なかった。また、還元型アルブミン分析用の蛍光検出器が予定を下回る費用で購入できたため申請時よりも使用額が少なかった。次年度はサイトカイン測定および細胞培養系とqRT/PCRに多くの費用を使用する予定である。ヒト肝癌細胞HEPG2と培養ステムを購入し細胞を増殖させ、CARTの際に使用しない患者腹水を添加し、急性相反応蛋白質の遺伝子発現を定量RT/PCRで分析し再生処理の有用性を検証する。
接着構造物中のき裂の破壊靭性値におよぼす被着材の拘束効果の研究

延性接着剤を使用した接着継ぎ手中のき裂では、接着剤層の厚みによって破壊靭性値が変化することが知られている。本研究では、数値計算と実験の両面から、被着材の拘束がき裂先端近傍の損傷の進行にどのような影響を与えているかを定量的に調査して、破壊靭性値の接着剤層厚み依存性のメカニズムを探ることを目的とした。1.解析による研究き裂が接着剤層と被着材の界面にある場合について、有限要素法を用いた弾塑性大変形解析を行い、被着材の拘束がき裂先端付近の応力場にどのような影響を与えているかを調べた。その結果、同じエネルギー解放率における界面き裂先端付近の静水圧応力・垂直応力は、接着剤層が薄くなるにつれて上昇することが認められた。これらの応力の増大がき裂先端付近の損傷を加速することが、破壊靭性値の低下の一因と予測される。また、このような界面き裂の場合には、き裂先端の応力のモードが、単一モードではなく、接着剤層の厚さによってモード比が変化するI・II混合モード状態となる。応力拡大係数を求めてき裂の進展方向を予測すると、接着剤層が厚い場合には、き裂は接着剤層側へ屈曲し、接着剤層が薄くなると界面に沿って進展することが予測された。このことは、接着剤層中のき裂が、接着剤層が薄くなるにつれて、凝集破壊から界面破壊に破壊モードが変化すると言われている。過去の多くの研究者の実験事実を定性的に説明していると考えられる。また、情報収集の結果、樹脂の損傷解析には静水圧の影響を解析に取りこめるGurson's Modelが適していることが解ったため、今後このモデルを使用した損傷解析を行う予定である。2.実験による研究実際に接着剤層の厚さを変えた接着継ぎ手を作成して、接着剤層厚さによる破壊靭性値の変化を調べた。また、樹脂の損傷が静水圧に大きな領域で進行していることが、顕微鏡観察で確かめられた。
組織特異的KOマウスを用いたSREBP-1aの小腸恒常性維持に対する機能解析

現在まで世界で作成されていなかったSREBP-1aの組織特異的ノックアウト(KO)マウスを初めて作成し、分子の機能を組織レベルで明らかにする。栄養吸収臓器である小腸を構成する腸管上皮は細胞の増殖・分化が早い。それゆえ、細胞増殖におけるSREBP-1aの関連性、重要性が想定される。また、SREBP-1aはマクロファージをはじめとする免疫系の細胞にも発現し、腸管免疫への影響も想定される。小腸および、マクロファージ特異的にSREBP-1aをKOすることで小腸の構造維持と栄養吸収の機能に対する影響、関係を解析する。本課題ではSREBP-1aによる小腸機能維持⇒栄養代謝の新たな概念を提唱する。
咬合高径の違いが下顎運動に与える影響に関する研究

矯正臨床では,下顎位を積極的に変化させる場合があるが,下顎位の変化が,全身に影響を及ぼすのかについて,明確な見解は得られていない.そこで本研究では,特に下顎安静時,下顎咬合時と,随意性努力で噛みしめを行った場合について,体調節機構,特に平衡調節に影響を与えるか否かについて重心動揺を測定し,検討した結果,以下の結論を得た.1.閉眼時における下顎安静時と100%噛みしめ時と比較して,下顎咬合時,10%噛みしめ時,50%噛みしめ時の方が,重心の移動距離および移動速度が比較的小さくなる傾向が認められた.2.重心移動から求められた各種面積に関しては,1名を除いて下顎咬合時,10%噛みしめ時,50%噛みしめ時のいずれかが小さな値を示す傾向がうかがわれた.3.重心は,全体的に後方へ偏位する傾向が認められた.4.下顎の安静時と咬合時とにおけるわずかな顎位の変化量では,重心動揺の各測定値には,有意な差が認められなかった.5.噛みしめ行動から,これに関与する顎口腔諸筋,歯根膜そして顎関節部への刺激が,身体,特に体性調節機構に影響し,平衡機能である重心動揺に変化がみられたものと思われる.矯正臨床では,下顎位を積極的に変化させる場合があるが,下顎位の変化が,全身に影響を及ぼすのかについて,明確な見解は得られていない.そこで本研究では,特に下顎安静時,下顎咬合時と,随意性努力で噛みしめを行った場合について,体調節機構,特に平衡調節に影響を与えるか否かについて重心動揺を測定し,検討した結果,以下の結論を得た.1.閉眼時における下顎安静時と100%噛みしめ時と比較して,下顎咬合時,10%噛みしめ時,50%噛みしめ時の方が,重心の移動距離および移動速度が比較的小さくなる傾向が認められた.2.重心移動から求められた各種面積に関しては,1名を除いて下顎咬合時,10%噛みしめ時,50%噛みしめ時のいずれかが小さな値を示す傾向がうかがわれた.3.重心は,全体的に後方へ偏位する傾向が認められた.4.下顎の安静時と咬合時とにおけるわずかな顎位の変化量では,重心動揺の各測定値には,有意な差が認められなかった.5.噛みしめ行動から,これに関与する顎口腔諸筋,歯根膜そして顎関節部への刺激が,身体,特に体性調節機構に影響し,平衡機能である重心動揺に変化がみられたものと思われる.本研究では,下顎の位置の違いが体調節機構,特に平衡調節に影響を与えるか否かについて重心動揺を測定し,検討した.対象者は,全身的な疾患がなく,口腔内,顎関節及び頭頚部の諸筋群などに自覚的,他覚的に異常を認めず,耳鼻科的な疾患の無い年齢25歳32歳の男性4名である.重心動揺の計測は,重心動揺分析システム,アニマ社製G-5500 GRAVI ANALYZER Ver.2.03Bを用いて測定,分析を行った.測定条件は,日本平衡神経科学会による平衡機能検査法に準じた.その結果,下顎咬合位と下顎安静位とで,重心動揺が大きく変化する場合と,ほとんど変化しない場合とがあり,一定の傾向は見いだせなかった.さらにその変化量は,健常者の測定から求められた,平均値と標準偏差から,2S.D.を越えて変化することはほとんどなかった.今回の下顎位を変化させたことによる測定結果の差は,上下顎の歯の接触状態が異なることによる歯根膜からの求心性信号の有無,閉口筋,開口筋の活動の違いによる筋紡錘からの求心性信号の違い,さらに下顎頭の位置の違いによる固有受容器からの信号の違いなどによるものと考えられる.また,本研究で設定した下顎位の変化量は,過去の報告などと比較すると微小であり,変化させる時間も短時間なため重心動揺に大きな変化が現れなかったとも考えられる.このことは,下顎位の変化が平衡調節機構に影響しないのではなく,微小な下顎の位置変化については,他の平衡調節機構が補償する形であったとも考えられる.今後,測定条件を変えさらに検討していく必要があると考えている.矯正臨床では,下顎位を積極的に変化させる場合があるが,下顎位の変化が,全身に影響を及ぼすのかについて,明確な見解は得られていない.そこで本研究は,特に下顎安静時,下顎咬合時と,随意性努力で噛みしめを行った場合について,体調節機構,特に平衡調節に影響を与えるか否かについて重心動揺を測定し,検討した後,以下の結論を得た.1.閉眼時における下顎安静時と100%噛みしめ時と比較して,下顎咬合時,10%噛みしめ時,50%噛みしめ時の方が,重心の移動距離および移動速度が比較的小さくなる傾向が認められた.2.重心移動から求められた各種面積に関しては,1名を除いて下顎咬合時,10%噛みしめ時,50%噛みしめ時のいずれかが小さな値を示す傾向がうかがわれた.3.重心は,全体的に後方へ偏位する傾向が認められた.4.下顎の安静時と咬合時とにおけるわずかな顎位の変化量では,重心動揺の各測定値には,有意な差が認められなかった.

5.噛みしめ行動から,これに関与する顎口腔諸筋,歯根膜そして顎関節部への刺激が,身体,特に体性調節機構に影響し,平衡機能である重心動揺に変化がみられたものと思われる.
〈ピクチャレスク〉美学の生成と展開-漱石における〈絵画的なるもの〉をめぐって

今年度は、明治文学の末尾を飾る漱石文学における〈ピクチャレスク〉を検討することによって、北村透谷に始まり、志賀重昂をピークに、漱石の初期作品にまで影響を及ぼす明治期〈サブライム-ピクチャレスク〉の系譜を俯瞰することになった。その成果「風景と感性のサブライム-志賀重昂から夏目漱石まで」(裏面図書所収)の内容は以下の通り。まず、志賀重昂の『日本風景論』を、修辞・章立て・生成過程などの諸側面から検討することによって、その構造が、あたかも分析と分類に基づく〈差異の一覧表〉を形成するかのような仕組となっていることを論証した。言うまでもなく、機軸として機能しているのは自然を鑑賞の対象として超越的に眺める〈サブライム〉的審美感であり、本作のキーワード「跌宕」の特権化は、その表出である。ここに、早くに柄谷行人が論破した、まさに〈風景〉が〈内的人間〉によって発見されてゆく典型を見出すことができよう。次いで、〈サブライム〉的審美感の系譜を辿り、嚆矢に北村透谷を位置づけ、「人生に相渉るとは何の謂ぞ」「厭世詩家と女性」に、外界に優越する〈内面〉の軌跡を辿った。さらに、この転倒的内面の展開として、国木田独歩『忘れえぬ人々』に、早くも〈サブライム〉が感興・趣味の次元に閉じこめられてゆく〈ピクチャレスク〉化への変容を見た。夏目漱石の絵画小説『草枕』が、〈画になる-画にならない〉をテーマとした〈ピクチャレスク〉をめぐる物語であることは、もはや言を俟たない。注目すべきは、ここで「憐れ」に欠ける凄まじい悲愴美が「那美さん」という一人の女性に仮託されている点である。ここに、〈サブライム〉とジェンダーの捻れと葛藤という本来的な姿はようやく顕在化されたとも言え、〈サブライム〉の矮小化を、女性を画に封じ込めようとする男性知識人の優越性の崩壊と自覚的に重ね合わせ、闘争しようとする漱石文学固有の価値を見出せる。本研究は、〈Picturesque〉を、自明で透明な近代国家の文化装置とみなし、近代日本文化史におけるその展開上に、最終的には夏目漱石の初期世界を位置付けることを目標とするものである。外界の他者性への戦慄から構成される〈Sublime〉に対して、〈Picturesque〉とは、それら〈過剰〉なるものを審美的レベルへ置換し、透明化を図ろうとする美意識である。その透谷から漱石に至る展開の中で、比較的初期に位置する典型の1つとして、今年度は志賀重昂の『日本風景論』を中心に分析を試みた。たとえば、『日本風景論』において志賀が提唱した美の3類型〈美・瀟洒・跌跖〉は、従来より、ごく単純に〈美・瀟洒〉を〈Beautiful〉、〈跌跖〉を〈Sublime〉に相当させる見方が通説化しているが、このようにみた場合、早くに内村鑑三が指摘したように、〈跌跖〉の位置付けに関しては、〈Sublime〉のキリスト教を背景にした宗教的高揚感の欠落を、「野放図」で以て代行的に補ったもの、という、きわめて消極的な意義しか与えようがない。しかし、〈跌跖〉に、〈Sublime〉そのものではなく、別名大陸的〈Sublime〉のイギリス的矮小化とも呼ばれる〈Picturesque〉との対応性を見るならば、〈跌跖〉の具体的展開として、海岸・火山などの適度に荒々しく、かつ体験するにも快い地形を列挙し、そこに日本固有の美を見出そうとする志賀のスタンスは、まさに幻想の共同体としての近代国家・日本の立ち上げを狙って、新たな美意識を形成せんとする、きわめてナショナリスティックな一貫性に貫かれていると言うことができる。一方に、古典的な美意識〈富士一優美〉を配しながら、あくまで、近代日本が〈発見〉した新たな美意識として〈跌跖〉を配置、展開するところにこそ、『日本風景論』の特色と意義はあったのではないか。より帝国主義的な山岳ブームの嚆矢ともなった、その〈Picturesqueな国家観〉について、成果は、来年度、発表の予定。次いで、〈サブライム〉的審美感の系譜を辿り、嚆矢に北村透谷を位置づけ、「人生に相渉るとは何の謂ぞ」

「厭世詩家と女性」に、外界に優越する〈内面〉の軌跡を辿った。さらに、この転倒的内面の展開として、国木田独歩『忘れえぬ人々』に、早くも〈サブライム〉が感興・趣味の次元に閉じこめられてゆく〈ピクチャレスク〉化への変容を見た。夏目漱石の絵画小説『草枕』が、〈画になる-画にならない〉をテーマとした〈ピクチャレスク〉をめぐる物語であることは、もはや言を俟たない。注目すべきは、ここで「憐れ」に欠ける凄まじい悲愴美が「那美さん」という一人の女性に仮託されている点である。ここに、〈サブライム〉とジェンダーの捻れと葛藤という本来的な姿はようやく顕在化されたとも言え、〈サブライム〉の矮小化を、女性を画に封じ込めようとする男性知識人の優越性の崩壊と自覚的に重ね合わせ、闘争しようとする漱石文学固有の価値を見出せる。
垂直断崖における動物類の生物多様性、適応進化、生態学的機能に関する研究

これまでほとんど知られることのなかった垂直断崖の動物生物多様性と、垂直断崖の持つ生態的・進化的機能を明らかにすることができた。前者においては大台ケ原にて調査を行い、断崖壁面における動物多様性は周囲森林として比較して有意な差は示されなかった(ただし代表者の別の研究で植物多様性は断崖と周囲森林とで差異があることが示されている)。一方後者においては西表島にて調査を行い、地形侵食により河川に断崖ができ滝が形成され、その結果回遊性淡水魚(クロヨシノボリ)が陸封・隔離され、別の種へと種分化(キバラヨシノボリ)したことが明らかになった。くわえてこのような種分化は各滝上で独立に起きており、遺伝的にもそれぞれの個体群が独立であるのにもかかわらず、同じ形態を示しており「平行進化」の典型的な例と考えられる。各滝上の陸封個体群と回遊個体群の遺伝距離は、滝の高さと比例しており、上記の仮説をさらに強化するものであった。また、遺伝的距離から地形侵食の速度を計算すると、例えば西表島にある沖縄県最大の滝「ピナイサーラの滝」は約8万年かけて形成されたことが推定される。大台ケ原では無脊椎動物の生物多様性調査を行った.垂直断崖の各所に誘引剤を入れたトラップを仕掛け,断崖に生息する無脊椎動物類を捕獲調査した.その結果,バッタ類とアリ類が捕獲された.周囲森林でも同様の調査を行い比較したところやや種数は落ちるもの,相当数の無脊椎動物類が垂直断崖には生息していると考えられた.今後は正確な種の同定やDNA解析を行い断崖における系統的多様性の特性について明らかにする予定である.屋久島では,特殊な垂直断崖の形態である「滝」についての調査を行った.特に「ボウズハゼが藻類の採餌場所として滝を利用している」という仮説に基づいて調査等を行った.屋久島の河川は河畔林がよく発達し,河川内は暗い状態になっている.しかし地形的に垂直断崖になり滝になっている場所は開けて明るくなっており藻類の生産性が高い.ボウズハゼは垂直の滝に吸い付いてその滝を登ることが知られているが,本研究ではそのような行動が,滝の壁面にある付着藻類を食するためではないかという仮説を持っている。残念ながら22年度は本仮説に関しては事前調査にとどまったが今後解明されれば,垂直断崖である滝が魚の採餌場として機能しているという新規な研究になると期待している.西表島では,やはり同様に垂直断崖である滝が,魚類に対してどのような生態的機能有しているのかを調査した.その結果,西表に点在する滝の上にはキバラヨシノボリと呼ばれるヨシノボリ類が各所に生息していた.滝上には外の淡水魚は生息しておらず,一方,滝下でキバラヨシノボリが生息する場所はなかった.他種との種間競争などにより生息できないものと考えられる.このように滝があることでキバラヨシノボリの生息が確保されていると考えられ,滝が魚類生物多様性の維持に大きな役割を果たしていると考えられる,今後は,キバラヨシノボリのDNA解析を進めていく予定である.本年度は断崖の特殊な形態である「滝」の進化生態学的な意義を明らかにした.調査研究の対象は西表島におけるクロヨシノボリ(Rhinogobitus brunneus)とキバラヨシノボリ(Rhinogobius sp.YB)と、した.西表島はその地質学的特性のため多くの滝が多く存在するが,西表北部の河川を網羅的(11河川30地点)に調べたところ,キバラヨシノボリは滝上(落差3m以上)に限って生息することが明らかになった,さらに,クロヨシノボリをはじめとする回遊魚・汽水魚は滝上にはほとんど生息しなかった,一方,ミトコンドリアDNA(ND5とCytB:計2000bp)における解析を行ったところ,キバラヨシノボリは各個体群ごとにまとまりを形成し,ネットワークの外側に位置した.一方,クロヨシノボリは捕獲地点ごとにまとまりを形成することなく,ネットワークの内部にランダムに位置した.このことから,キバラヨシノボリは回遊型のクロヨシノボリからそれぞれ独立に滝によって陸封され,進化したと考えられる.その一方で,それぞれに独立したと考えられるキバラヨシノボリの各個体群はほぼ同一の形態を示した.

このことから,キバラヨシノボリはクロヨシノボリは平行進化したものと考えられる.さらに,各キバラヨシノボリ個体群からクロヨシノボリ全体までの集団間遺伝距離は滝の高さ(6m57m)と有意に比例した.滝や崖は硬さの違う地層が風化して形成されるが,滝の高さが各キバラヨシノボリ個体群め隔離された時間を示すものと考えられる.本研究ではキバラヨシノボリにお2る平行進化を明らかにするとともに,それが「滝」という地形的な要因によりもたらされたことを明らかにした.断崖の一つの形態である「滝」についてその生態学的および進化学的な意義を明らかにした。西表島に生息する淡水魚「キバラヨシノボリ」は、クロヨシノボリから各滝上でそれぞれ独立に進化したことを明らかにした。西表島の河川は、かつてはなだらかで滝はなく、回遊魚であるクロヨシノボリが上流域にまで遡上・分布していた。しかし浸食作用により各所に滝が形成されることでクロヨシノボリが隔離され、クロヨシノボリとは別の形態を示す「キバラヨシノボリ」へと進化したと考えられる。各滝上の「キバラヨシノボリ」は遺伝的にはそれぞれ独自に進化したが、一方で形態は同一であり、「平行進化」の典型的な例と考えられる。さらにクロヨシノボリと各滝上の「キバラヨシノボリ」との遺伝的距離は、各滝の高さと比例した。例えば、沖縄県で最も高い滝とされるピナイサーラの滝(59m)の上に生息する「キバラヨシノボリ」はクロヨシノボリと遺伝的に遠く離れているが、低い滝の上に生息する「キバラヨシノボリ」はクロヨシノボリと遺伝的に近い。これは「キバラヨシノボリ」がクロヨシノボリから隔離された歴史を物語っている。滝は地形の浸食作用を受けて徐々に形成されるため、滝の高さは「キバラヨシノボリ」が隔離された時間(=遺伝的距離)を意味する。ヨシノボリ類の進化速度は既に知られており、その値をあてはめると、西表島は年間0.67mmほど地形の浸食作用を受けていると推定される。本研究成果は、2012年7月1日付けで米国科学誌「Ecology and Evolution」にオンライン掲載された。一方、屋久島(なお本島にキバラヨシノボリは分布しない)においては、滝上で陸封されたクロヨシノボリは種間競争や種内競争が皆無であるため、ボウズハゼ等と競争する滝下のクロヨシノボリ個体群と比較して食性が大きく異なることを、安定同位体(窒素および炭素)解析により明らかにした。本年度ほ「滝」の進化生態学的な意義を明らかにするため西表島での調査研究に集中し,「平行進化」という興味深いテーマを得ることができたことは大変有意義であったと考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,補助的な追加調査・データ解析を行うとともに,本研究の主な目的であった「(1)断崖壁面における動物の多様性」および「(2)滝が河川生態系に与える進化生態学的な意義」について論文作成に取りかかる予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
変性神経細胞におけるダイナミックなクロマチン構造変化の同定

ハンチントン病等のポリグルタミン病は、唯一核内に病因タンパク質の重合体(核内封入体)が形成される神経変性疾患である。神経細胞核内の機能異常がその疾患進行に関わっていると考えられ、実際、数千もの遺伝子が発現変化することが見出されている。これまでに、我々を含めた研究グループから、NF-Yなどいくつかの転写調節因子がハンチンチン封入体に取り込まれ、活性阻害されることが報告されている(Yamanaka T etal. EMBO J 2008, Hum Mol Genet 2010、PLoS ONE 2014 etc)。これらの結果は遺伝子発現異常による神経変性機構を一部説明するものであるが、これまで同定された約20個の転写調節因子では多大な遺伝子発現変化は説明できていない。すなわち、よりダイナミックな核内変化が存在すると予想される。本研究では、ハンチントン病の核内封入体を指標に変性神経細胞の細胞核を単離する方法を確立し、世界で初めて最新ゲノム技術を用いた変性神経細胞での包括的クロマチン構造解析を行うことにより、神経変性に関わる新規病態メカニズムを明らかにする。本年度は、ハンチントン病モデルマウス脳から神経細胞核を分離するため、まず、脳を懸濁し、NeuN抗体にて神経細胞核を標識し、セルソーターにて単離する方法を確立した。この細胞核よりゲノムDNAを抽出し、クロマチン免疫沈降やクロマチン構造解析に向け準備を進めている。一方、ハンチンチン凝集体に結合する転写因子NF-Yについて、その中枢神経系における機能解析をマウスを用いてさらに進め、Burke Neurological Institute Special Seminarにて口頭発表を行った(招待講演)。ハンチントン病モデルマウス脳から、NeuN抗体を用いたセルソーターにて神経細胞核を単離する方法を確立した。現在、この細胞核よりゲノムDNAを抽出し、クロマチン構造解析の準備を進めている。実際、NF-Yや修飾ヒストンなどのクロマチン免疫沈降を進めており、ゲノムDNAの沈降が確認されつつある。これまでに確立した手法を用いて、次世代シーケンス解析により、クロマチンの構造解析を進めていく。まずはクロマチン免疫沈降物の次世代シーケンス解析を行い、NF-Yなどの疾患関連因子や修飾ヒストンのゲノムDNA結合領域を網羅的に特定する。同時に、3C法などを用いてクロマチンの構造変化を検討する。