hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海底下流体循環の直接観測に向けた物理・化学多次元観測プラットフォーム開発

本研究は、海底後部資源の探査および開発時の環境影響調査等への利用を目的とした、海底下観測システムの開発を目的としている。平成30年度は、先行研究により開発をした、現場間隙水採取装置(PileBunker)について、共同研究者である岡村慶教授とともに、送液部であるシリンジポンプの可動領域を設計変更・実装した。また、従来のプラスティック製の使い捨て注射器から強度が強いガラス製のガスタイトシリンジに変更することで、複数回のシリンジストロークを可能にした。間隙水に含まれる任意の金属元素について、イオン交換樹脂やキレート樹脂等を用い、流路内(インライン)で濃縮するユニットを試作し、現場間隙水採取装置に実装し運用手法の検討を行った。金属濃縮に用いる樹脂については、様々な市販のものについて卓上検討を行い、各樹脂のpHおよびマトリクス等の吸着・溶出特性に関する基礎実験を実施した。特にpH等の物理化学条件により成分と樹脂との吸着・溶出特性が大幅に変わるため、試料吸引口から濃縮ユニットの間にpH緩衝液を導入する機構の追加、もしくは、複数種の樹脂等を多段で組み合わせるなどの検討が必要であることがあきらかになった。また、間隙水に含まれる放射性核種について、ガンマ線については高知大学海洋コア総合研究センターに設置されるガンマ線計測装置を用いて計測することとし、計測の前調整を実施した。アルファ線計測については、特に231Paに注目することとし、琉球大学理学部の棚原朗教授との研究打ち合わせを実施し、琉球大学研究基盤センターのアルファ線スペクトロメトリを使用することになった。アルファ線計測の前処理について確認し、電着方式によりステンレスディスクに固定したものを計測する方式に決定した。本研究期間には、(1)間隙水の現場抽出・濃縮手法開発と実装、(2)海底下物理化学環境の長期センシング、(3)化学物質の海底下多次元分布の具現化→物質拡散モデルへの適用に取り組むものであり、初年度の実施項目としては、以下の3点を予定していた。・PileBunkerに備え付ける送液部の変更(流路切り替えバルブ追加による多量サンプリング機能の追加)・濃縮ユニットの開発(熱水中の放射性同位体ならびに希土類元素を濃縮・回収する樹脂等のパッケージングならびに間隙水採取流路への実装)・放射性核種計測に向けた基礎検討各実施項目について、研究実績の概要欄で上述した通り、予定項目の多くは実施を完了した。一方で、PileBunkerに備え付ける送液部の変更において、シリンジポンプによる多量送液に関しては、吸引・吐出流路のバルブ切り替えが必要となるため、装置全体の消費電力等の検討およびプログラム等の追加設計が必要になる可能性が出てきたため、初年度は改造のためのフィジビリティを実施することとし、2年目の運用試験の結果を踏まえて機器改造等にあたることとした。そのため、経費についても初年度で使用を予定した項目のうち、装置改造に関する項目を平成31年度に繰り越すことにしたものである。全体の進行状況からすると、2年目・3年目の実証試験に向けて初年度に予定していた大半の基礎検討は終了しており、おおむね順調に進展していると判断するに至った。初年度で獲得した基礎検討結果をもとに、金属元素濃集ユニットについては、濃縮条件の検討および試料溶液の液性調整ユニットの開発や多段フィルタ等に関する検討を実施する。また、開発したユニットに関しては、現場間隙水採取装置に実装し、機器機構の運用実証試験を通したデータ獲得を実施する。特に初年度から2年度目に移行したシリンジポンプによる多量送液に関する改造については、運用実証試験での電力消費量等に関する情報を獲得ののち、早急に実施対応を図る。当初、2年目に条件付き(可能であれば)で実施を予定していた深海域での調査については、乗船研究枠の獲得に至らなかったため、高知県浦ノ内湾等の沿岸域で実証試験を行うことにより、効率良く開発を推進することとする。また、深海調査に関する共同研究が進んでおり、今後の乗船機会の確保が可能になることもあるので、深海での使用を前提とした装置仕様での開発を行うものとする。深海域での実海域試験の獲得に関して、共同利用船舶(例えば独立行政法人海洋研究開発機構等)の公募枠がかなり減少していることもあり、他の共同研究枠を通して大学等の研究船舶(東京大学大気海洋研究所や東京海洋大学、長崎大学)等の乗船研究枠の獲得にさらに努める。

特にpH等の物理化学条件により成分と樹脂との吸着・溶出特性が大幅に変わるため、試料吸引口から濃縮ユニットの間にpH緩衝液を導入する機構の追加、もしくは、複数種の樹脂等を多段で組み合わせるなどの検討が必要であることがあきらかになった。また、間隙水に含まれる放射性核種について、ガンマ線については高知大学海洋コア総合研究センターに設置されるガンマ線計測装置を用いて計測することとし、計測の前調整を実施した。アルファ線計測については、特に231Paに注目することとし、琉球大学理学部の棚原朗教授との研究打ち合わせを実施し、琉球大学研究基盤センターのアルファ線スペクトロメトリを使用することになった。アルファ線計測の前処理について確認し、電着方式によりステンレスディスクに固定したものを計測する方式に決定した。本研究期間には、(1)間隙水の現場抽出・濃縮手法開発と実装、(2)海底下物理化学環境の長期センシング、(3)化学物質の海底下多次元分布の具現化→物質拡散モデルへの適用に取り組むものであり、初年度の実施項目としては、以下の3点を予定していた。・PileBunkerに備え付ける送液部の変更(流路切り替えバルブ追加による多量サンプリング機能の追加)・濃縮ユニットの開発(熱水中の放射性同位体ならびに希土類元素を濃縮・回収する樹脂等のパッケージングならびに間隙水採取流路への実装)・放射性核種計測に向けた基礎検討各実施項目について、研究実績の概要欄で上述した通り、予定項目の多くは実施を完了した。一方で、PileBunkerに備え付ける送液部の変更において、シリンジポンプによる多量送液に関しては、吸引・吐出流路のバルブ切り替えが必要となるため、装置全体の消費電力等の検討およびプログラム等の追加設計が必要になる可能性が出てきたため、初年度は改造のためのフィジビリティを実施することとし、2年目の運用試験の結果を踏まえて機器改造等にあたることとした。そのため、経費についても初年度で使用を予定した項目のうち、装置改造に関する項目を平成31年度に繰り越すことにしたものである。全体の進行状況からすると、2年目・3年目の実証試験に向けて初年度に予定していた大半の基礎検討は終了しており、おおむね順調に進展していると判断するに至った。初年度で獲得した基礎検討結果をもとに、金属元素濃集ユニットについては、濃縮条件の検討および試料溶液の液性調整ユニットの開発や多段フィルタ等に関する検討を実施する。また、開発したユニットに関しては、現場間隙水採取装置に実装し、機器機構の運用実証試験を通したデータ獲得を実施する。特に初年度から2年度目に移行したシリンジポンプによる多量送液に関する改造については、運用実証試験での電力消費量等に関する情報を獲得ののち、早急に実施対応を図る。当初、2年目に条件付き(可能であれば)で実施を予定していた深海域での調査については、乗船研究枠の獲得に至らなかったため、高知県浦ノ内湾等の沿岸域で実証試験を行うことにより、効率良く開発を推進することとする。また、深海調査に関する共同研究が進んでおり、今後の乗船機会の確保が可能になることもあるので、深海での使用を前提とした装置仕様での開発を行うものとする。
癌特異的な分泌型シアル酸転移酵素を癌早期診断薬に用いるための基礎研究

3.ヒトにおける分泌型ST6Gal Iの切断部位を特異的に認識する抗体E44抗体を作成した。E44抗体は、ヒト血清中の分泌型ST6Gal Iをウェスタンブロットで定量的に検出出来ることが分かった。現在、大阪大学医学部との共同研究により、大腸癌患者の血清サンプルの解析を行っている段階である。
軽量マルチマテリアル構造体実現のための高強度・高耐損傷性革新的異材接合技術の開発

摩擦撹拌技術を援用した金属/FRP異材接合体を用いて,疲労き裂発生ならびにき裂進展挙動のナノスケール損傷その場観察を行い,異材接合体の疲労損傷発達機構を明らかにする.摩擦撹拌技術援用の金属/FRP異材接合体の強度特性は接合時のツールピンの回転数,押し込み速度,保持時間などに顕著な依存性を示すことが考えられるため,これらの条件を実験計画法により割り振った種々の異材接合体を用いて疲労試験ならびに内部損傷観察を行い,接合体の疲労損傷発達機構を明らかにすることで,その損傷発現を抑制する最適な接合技術の開発を行う.摩擦撹拌技術を援用した金属/FRP異材接合体を用いて,疲労き裂発生ならびにき裂進展挙動のナノスケール損傷その場観察を行い,異材接合体の疲労損傷発達機構を明らかにする.摩擦撹拌技術援用の金属/FRP異材接合体の強度特性は接合時のツールピンの回転数,押し込み速度,保持時間などに顕著な依存性を示すことが考えられるため,これらの条件を実験計画法により割り振った種々の異材接合体を用いて疲労試験ならびに内部損傷観察を行い,接合体の疲労損傷発達機構を明らかにすることで,その損傷発現を抑制する最適な接合技術の開発を行う.
部分空間同定法の実用化にむけての基礎研究

入出力データからインパルス応答の推定値を求めることができれば、この推定値を用いてHankel行列を構成し、Ho-Kalmanの実現アルゴリズムや特異値分解に基づくKungの実現アルゴリズムによって多入力多出力系の状態空間モデルを求めることが考えられるが、多入力多出力系のインパルス応答を入出力データから精度良く求めることは困難である。また、入出力データから差分方程式の係数行列を推定し、この係数行列から状態空間モデルを求めるには、構造指数を適切に決定しなければならないという問題点がある。部分空間法は、インパルス応答や差分方程式といった入出力表現などを介さずに、入出力データから直接に状態空間モデルのシステム行列(A,B,C,D)を求める手法であり、本質的に多入出系に適した同定法であるため、従来の線形回帰式に基づく同定法にかわる有力な同定法として大きな注目を浴びている。本研究では,部分空間同定法の実用化に向けて,1)各種連続時間システム同定法のソフトウエアパッケージ化とこれを用いた同定法の比較検討,2)ロバスト制御のためのモデリング法の開発,3)バイアス補償最小2乗原理に基づく一致推定法の開発,4)部分空間同定法の推定値の逐次計算アルゴリズムの開発,5)部分空間同定法の連時間システム,非線形システムなどへの拡張,に関する研究を行った。「多入力多出力(MIMO)系同定法の最も有力な候補」として部分空間同定法に着目し,拡大可観測行列の推定値からシステム行列(A,B,C,D)を求める手法、特に(B,D)をさらに効率的かつ高速に求める手法を提案した。この手法は手法の有効性を数値シミュレーションにより検討した.また拡大可観測行列の推定値の統計的性質を,補助変数法およびq-Markov COVERの観点から理論的に検討した。さらに,離散時間系に対する部分空間法を連続時間系に直接適用できるように手法を拡張するために,拡大可観測性行列の構成手法について検討を行った。また実データを用いるのに適した計算法を開発した。ロバスト制御理論からの多入力多出力モデルへの要求をとりまとめ,制御系設計に対するノミナルモデルの良否を検討するための基礎的検討を行った。周波数領域におけるモデル近似の立場からの誤差解析を数値実験的・理論的に行った。平成11年度の多入力多出力系の拡大可観測行列の推定値に関する統計的性質の理論的検討結果をふまえて,数値シミュレーションによる推定値の統計的性質の検証を行った.この数値シミュレーションのためのモデルとしてボイラーモデルなど実用性を考慮したモデルを選択した.また,Schur complementによる部分空間の構成により部分空間同定法を再解釈し,入出力データからなる積率行列のSchur complementの固有値分解によって拡大可観測行列の推定値が得られることを明らかにした.また,このことに基づいて部分空間同定法の繰り返し計算法を開発し,数値例によりその有効性を検証した.平成12年度の部分空間同定法の繰り返し計算法の開発に基づいて、この計算法の拡張を行った。すなわち、観測雑音がある場合の補助変数を用いた部分空間同定法に対して、Schur complement行列が、2つの最小2乗残差の差と見なされることに着目して、拡大可観測行列を求める繰り返し計算法を開発した。さらに、この繰り返し計算法の形が、いわゆるrank one updateの形をしていることに着目して、固有値・固有ベクトルの摂動理論に基づく繰り返しアルゴリズムを開発した。また、これらの計算法をの有効性を数値例により検証した。制御系を設計するためには対象の動特性の情報が必要であり、対象の動特性を表す数学的モデルを、入出力データから決定するいわゆるシステム同定の研究が精力的に行われてきた。特に最近、モデルの不確かさを考慮したロバスト制御理論の発展とともにシステム同定への関心が高まっている。しかしながら、従来の同定法をノミナルモデルを得る手法としてとらえるとき、未だ一入力一出力(SISO)線形離散時間時不変系以外に対する有効な同定法が確立されている訳ではない。このような背景のもと、特に大規模で複雑な実システムに適した同定法の開発が望まれている。入出力データからインパルス応答の推定値を求めることができれば、この推定値を用いてHankel行列を構成し、Ho-Kalmanの実現アルゴリズムや特異値分解に基づくKungの実現

アルゴリズムによって多入力多出力系の状態空間モデルを求めることが考えられるが、多入力多出力系のインパルス応答を入出力データから精度良く求めることは困難である。また、入出力データから差分方程式の係数行列を推定し、この係数行列から状態空間モデルを求めるには、構造指数を適切に決定しなければならないという問題点がある。部分空間法は、インパルス応答や差分方程式といった入出力表現などを介さずに、入出力データから直接に状態空間モデルのシステム行列(A,B,C,D)を求める手法であり、本質的に多入出系に適した同定法であるため、従来の線形回帰式に基づく同定法にかわる有力な同定法として大きな注目を浴びている。本研究では,部分空間同定法の実用化に向けて,1)各種連続時間システム同定法のソフトウエアパッケージ化とこれを用いた同定法の比較検討,2)ロバスト制御のためのモデリング法の開発,3)バイアス補償最小2乗原理に基づく一致推定法の開発,4)部分空間同定法の推定値の逐次計算アルゴリズムの開発,5)部分空間同定法の連時間システム,非線形システムなどへの拡張,に関する研究を行った。
日本語の自動詞構文と意味に関する研究

「構文」という言わば文の鋳型に関する知識を私たちは身につけており、その知識を駆使して、実際の文の意味理解や文の生成は行われているものと考えられる。本研究は、自動詞構文のうち変化自動詞を述語とする特定の構文を考察の対象とし、その構文の典型的な特徴を何らかの点で逸脱している文の意味解釈に関する調査を行った。その結果、母語話者は、文脈上の特徴を捉えて推論を加え、その構文に属するものと見立てることが可能であり、調整的に意味解釈するものであることを明らかにした。本研究の目的は、「構文」の意味という慣習的な知識が、実際の言語理解・言語生成のプロセスにおいて重要な役割を果たすということを、日本語文法論の立場から明らかにすることである。本年度においては逸脱的な「AであるのがB」形式の文を対象として考察した。この「のが」は「のに」「けれども」に言い換えられるような意味を表し、接続助詞的とも言われるものである。本年度の研究成果は以下の通りである。(1)本研究では、書き言葉資料・話し言葉資料からこの形式の実例を収集し、これらの文の言語的特徴を明らかにした。(2)文脈を加味し、これらの逸脱的な「AであるのがB」文は、「Aである」の部分が、ある時点でのサマを表し、そのサマが異なる時点でBの状態に変化するという意味を表すことを明らかにした。(3)逸脱的ながらもこうした意味理解ができるのは、状態変化を表す自動詞の構文(サマ主格変遷構文)がベースとなり、類推により不足部分が補充されて解釈されるためであると考えた。(4)この類型の文は逸脱的ではあるが、その許容度には揺れ幅がある。本年度はこの許容度に関し約200人に対する調査を行い、サマ主格変遷構文の言語的特徴を共有している度合いが高いほど許容度が高いことを明らかにした。(5)「のが」型のいわゆる主要部内在型関係節の文も、同じようにサマを主格とする状態変化自動詞構文をベースとすると考えられることを論じ、接続助詞的な「のが」文と無関係な文ではないことを明らかにした。本研究の目的は、「構文」の意味という慣習的な知識が、実際の言語理解・言語生成のプロセスにおいて重要な役割を果たすということを、日本語自動詞構文の考察を通して明らかにすることである。本年度は、自動詞構文のうち状態変化自動詞を述語とする「のが」構文と、接続詞的な「それが」を冒頭に持つ文とを考察対象とし、その関連性を明らかにした。接続詞的な「それが」を冒頭に持つ文の中には、「それが」の「が」が主格助詞だとするとそれを統括する述語部分が無いように見えるものがある。そのため、「それが」の「が」は主格ではなく、「それが」全体で「しかし」「けれども」に相当する逆接の接続詞として定着しているとも解釈できる。本研究では、書記言語・音声言語の両方のデータで接続詞的な「それが」を冒頭に持つ文の文脈、意味を観察した。その結果、「しかし」「けれども」とは異なる文法的特徴・意味を有することが明らかになった。それらは状態変化自動詞を述語とする「のが」構文、すなわち「サマ主格変遷構文」の持つ特徴・意味と同様のものであり、両者には関連があるとした。この研究の結果、サマ主格変遷構文の構文的知識が、二文以上の連接関係に貢献する言語形式、すなわち、談話文法上の機能を有する言語形式へと、拡張的に使用されていることが明らかになった。特に、音声言語データからは多様な接続的意味が観察され分析できていないものがある。それらの分析は今後の課題である。本研究の目的は、「構文」の意味という慣習的な知識が、実際の言語理解・生成のプロセスにおいて重要な役割を果たすということを、日本語自動詞構文の考察を通し明らかにすることである。最終年度は、状況・状態を主格で表し、述語として変化自動詞をとる、「サマ主格変遷構文」を考察した。「サマ主格変遷構文」に属すると考えられる文の中には、その述語が変化自動詞ではない場合など、何らかの点で逸脱的な特徴を持つ場合がある。日本語母語話者は、「サマ主格変遷構文」の意味を構文単位で慣習的に修得し、こうした逸脱的・拡張的言語使用を行っていると考えられる。このことを明らかにするため、日本語母語話者と日本語学習者(=非日本語母語話者)に対する二種類の調査を行い、意味解釈プロセスを考察した。第1の調査は、逸脱的な「のが」文・「それが」文を、「が」で中断した課題文に対し、その後続を予測させる調査、第2の調査は、逸脱的な「のが」文・「それが」文の実例に対し、意味解釈を施した上で内容を補足したり言い換えたりして説明させる調査である。調査協力者は日本語母語話者65名(第1調査)・64名(第2調査)、日本語学習者として韓国語母語話者47名、中国語母語話者40名である。調査の結果、予測通り、母語話者は可能な予測・意味解釈を幅広く選択するわけではなく、特定の後続予測・意味解釈に集中することがわかった。これは母語話者が逸脱文の意味理解に際し特定の構文に所属するものと仮説的に推論し、逸脱部分を調整的に意味理解していることを示すものと考えられる。

「構文」という言わば文の鋳型に関する知識を私たちは身につけており、その知識を駆使して、実際の文の意味理解や文の生成は行われているものと考えられる。本研究は、自動詞構文のうち変化自動詞を述語とする特定の構文を考察の対象とし、その構文の典型的な特徴を何らかの点で逸脱している文の意味解釈に関する調査を行った。その結果、母語話者は、文脈上の特徴を捉えて推論を加え、その構文に属するものと見立てることが可能であり、調整的に意味解釈するものであることを明らかにした。状態変化自動詞を述語とする「のが」構文だけではなく、多様な自動詞構文を研究対象とし体系性を論じる当初の予定の通り、名詞述語文・形容詞述語文・状態変化自動詞以外の自動詞を述語とする文を調査し、その上で、昨年度来のサマ主格変遷構文の考察を深めた。予定通り、日本語母語話者に対する「構文」知識に関する調査に加え、外国人日本語学習者に対する「構文」知識に関する調査も行った。今年度の成果は、2本の学術論文と1回の学会発表により公開した。日本語学これまでの研究により、日本語母語話者がサマ主格変遷構文を修得し拡張的な言語使用を行っていることを明らかにした。この、慣習的構文知識が無い場合には、同様の拡張的使用は困難であることが予測される。このことを検証するために、最終年度では外国語としての日本語修得者の言語使用を調査したい。これまでの研究を、一般的論述の中に位置づけ、まとめていく必要がある。内外の学会・研究会での議論を活性化し、最終的な結論にまとめていきたい。予定していた考察対象についてのデータ収集と許容度調査を実際に行った。そのデータを用いて考察を進め、当該の文類型が状態変化自動詞構文に属することを明らかにできた。さらに関連する文類型についての考察を進め、次年度に向けた予備的考察に入ることができた。以上の研究成果については、ワークショップで口頭発表を行うとともに、二本の学術論文にまとめ公開した。本年度においては、所属機関の異動があったために、継続して本務校で開催してきた研究会・ワークショップを開催できなかったため。初年度の接続助詞的な「のが」の文をさらに他の構文と関連づけるため、引き続き書き言葉資料・話し言葉資料からデータ収集を行う。また、理論的考察を深めるため、構文文法・関連性理論などの成果を参照し、理論的一般化を試みる。今後は理論的一般化に注力するため、関連する学会・研究会を通した議論を活発化して行く必要がある。次年度は本務校で研究会・ワークショップを開催し、議論を活性化することにより最終的な成果にまとめていく。また、口頭発表の場として国外の学会を一件予定している。本年度においては国外での学会・研究会参加を見合わせ、国内における研究会参加のみにしたため。当初の予定に加え、翌年度カナダ、イギリスで開催される日本語研究関係の学会のどちらかに参加することにより、当該助成金を使用する。
創薬を指向したイミノ糖とチオ糖の新規誘導体の開発研究

課題申請の際に以下の計画を立案した。初めにL体のイミノフラノースの立体異性体を合成し、それらのα-グルコシダーゼ阻害作用に対する構造活性相関を調査する。その後、D体のイミノ糖の研究として、D-イミノフラノースに種々のC1位側鎖を導入し、それらの側鎖が酵素阻害活性に与える影響を解明する。上記の研究結果より、イミノ糖では、予想よりも立体異性体によって酵素阻害活性が大幅に変化することが明らかとなった。そのため、D体のイミノ糖誘導体の合成に先立ち、イミノ糖だけでなくチオ糖や天然物の合成にも適用可能な複素環構築法の開発を行っている。本反応は、エピセレニウムイオンを経る分子内環化反応であり、これまでに2,3,6位に置換基をもつピペリジン誘導体の構築に成功している。現在、環化生成物から天然物のアルカロイド合成を検討している。なお、これまでにこの研究結果を2回学会で発表した。研究実績の概要で述べたように、L体のイミノ糖に関しては、計画に従って研究を実施し、L-イミノフラノースの立体異性体の酵素阻害活性について極めて興味深い知見を得た。さらにその結果を学術論文として発表できた。L-イミノフラノースに関する研究に続いてD-イミノフラノースの研究を行う予定であったが、L-イミノフラノースの研究結果から、予想よりもイミノ糖の立体異性体間で、生物活性が大幅に変化することが明らかとなった。そこで、D体のイミノ糖誘導体の合成に先立ち、イミノ糖だけでなくチオ糖や天然物の合成にも適用可能な複素環構築法の開発を行っている。分子内の適切な位置に二重結合とヘテロ原子をもつ基質を用いて酸触媒存在下、ジフェニルジセレニド、超原子価ヨウ素と反応させることで環化体が得られる。反応の中間体として二重結合が活性化されたエピセレニウムイオンが推定されており、エピセレニウムイオンにヘテロ原子が求核攻撃することで環化体が得られるものと考えている。本反応を用いてこれまでに2位にメチル基、3位に保護された水酸基、6位にフェニルセレニルメチル基が置換したピペリジン誘導体の立体選択的な構築に成功している。2位にメチル基、3位に水酸基、6位に様々な側鎖をもつピぺリジンアルカロイドは、天然物として数多くの単離されている化合物群であるため、本反応を鍵工程として、多くの天然物の合成が可能と思われる。以上をまとめると、本研究課題では、L体のイミノ糖に関しては、計画に従って研究を実施することできた。予想外の結果が得られたため、予定していたD体のイミノ糖の研究に先立ち、新規複素環の構築法の開発研究を行っている。現在までの進捗状況で述べた通り、本研究課題では、L体のイミノ糖に関しては、計画に従って研究を実施することできた。しかし予想外の結果が得られたため、予定していたD体のイミノ糖の研究に先立ち、新規複素環の構築法の開発研究を行っている。本反応を鍵反応として、合成可能なピペリジンアルカロイドが数多く存在するため、天然物の合成に展開する予定である。さらに本反応は、含窒素複素環のみならず、含硫黄複素環の構築にも適用可能と考えているため、本反応を使用したチオ糖の合成を検討する予定である。

2位にメチル基、3位に水酸基、6位に様々な側鎖をもつピぺリジンアルカロイドは、天然物として数多くの単離されている化合物群であるため、本反応を鍵工程として、多くの天然物の合成が可能と思われる。以上をまとめると、本研究課題では、L体のイミノ糖に関しては、計画に従って研究を実施することできた。予想外の結果が得られたため、予定していたD体のイミノ糖の研究に先立ち、新規複素環の構築法の開発研究を行っている。現在までの進捗状況で述べた通り、本研究課題では、L体のイミノ糖に関しては、計画に従って研究を実施することできた。しかし予想外の結果が得られたため、予定していたD体のイミノ糖の研究に先立ち、新規複素環の構築法の開発研究を行っている。本反応を鍵反応として、合成可能なピペリジンアルカロイドが数多く存在するため、天然物の合成に展開する予定である。さらに本反応は、含窒素複素環のみならず、含硫黄複素環の構築にも適用可能と考えているため、本反応を使用したチオ糖の合成を検討する予定である。液体クロマトグラフ質量分析用のカラム、溶媒を購入する予定であったが、申請者の研究施設の担当者が退職したため、翌年度以降に購入することとしたため。
低屈折率透明濃縮材を利用する固相分光法の開発と超微量環境有害物質分析への応用

固相分光法は吸着材に濃縮されたアナライトを溶出することなく、直接測定することから、溶出によるアナライトの希釈がなく高感度の定量が実現できる利点を有している。しかし、問題点も多く、吸着材による吸収散乱が大きく、高い空試験値が蛍光および吸光分析の検出限界を悪化させる原因となってきた。この問題の解決に低屈折率の吸着材を採用し、改善を試みた。その結果、代表的環境負荷物で、界面活性剤の分解性生物であるノニルフェノールの蛍光定量法(定量下限5.4ppb)が確立できた。固相分光法は吸着材に濃縮された分析目的物を溶出することなく、直接測定するもので、溶出による希釈がないことから高感度分析法の開発が実現できるものと期待される。しかし、一般的測定法である吸光光度法や蛍光法では散乱により試薬空試験値が高く、定量範囲、検出限界に問題があった。本研究では試薬空試験値を低減させるために低屈折率で紫外部、可視部に吸収を示さないテフロンAF1600を用いることを試みた。市販のものは発泡スチロール状の白色体であるので、これを溶融し、脱気の後、微小粉末を調製した。これの表面積は400m^2/gであった。この粉末を吸着剤として、環境負荷物とされる界面活性剤の分解生成物であるノニルフェノールの吸光定量を試みた。環境試料水を用いて、調製した試料の流量を1ml/minで20分間濃縮し、ppbレベルの検出定量が実現できた。問題点としては紫外部の吸光度測定であるために、共存する有機物の妨害を受けることである。選択性を改善することが今後の課題である。またアニオン性界面活性剤の定量法として、Co(III)-5-C1-PADAPを用い、イオン対を生成させ、テフロンAF-1600粉末に濃縮し定量する方法を検討し、選択性を改善できる可能性を見出した。本研究の目的は固相分光法で超微量成分の定量を実現することであるので、吸着材をテフロンAF-1600に限定せず、テフロンフィルターの使用も検討した。この方法は使用するセルの構造を改良することにより、超微量成分分析の可能性をみいだした。しかし、問題点も多く、吸着材による吸収散乱が大きく、高い空試験値が蛍光分析の検出限界を悪化させる原因になってきた。この問題の解決に、低屈折率の吸着材を採用し、改善を試みたが、新たの問題として、吸着材の形状、大きさの再現性に対する困難さが明らかになった。テフロンAF-1600の充填密度変化により、流速が変化し、励起光の透過性は絶えず変化した。何度かフローセルに充填を繰り返し、最良のものを選び、それを使用する方法で、検量線を作成(励起波長225nm,蛍光波長305nm)、環境試料中のポリオキシ(2)ノニルフェニルエーテルの蛍光定量を行った。その結果、流量2.5mLとし、5分間濃縮で検出限界1.8ppb(定量下限5.4ppb)、30分間濃縮で検出限界は0.7ppbが得られた。試料溶液pHの影響はほとんど見られなかったので、特にpH調整をせず、そのまま使用した。検量線の相関係数は050ppbの範囲で0.995であった。吸着材の調製が蛍光分析においては問題であったので、これを改善するために、吸光法により、PTFE-MFを用いる固相分光法を検討した。アナライトは陰イオン界面活性剤(SDS)とし、SDSの対イオンにはCo(III)-5Cl-PADAPを用いた。試料溶液を10分間,流量1.0mL/minで流し,吸光度(560nm)を測定し、検量線を作成したところ、0100ppbで相関係数0.991の結果が得られた。検出限界は1.3ppbであった。測定後メタノールで2分間洗浄することにより、再測定が可能となり、1時間の測定回数は5回であった。
極限環境下におけるＲＮＡ高次構造の定量的解析

ナノテクノロジー分野で活用されている水和イオン液体(リン酸二水素型コリン)である超高塩濃度環境および細胞内の細胞小器官などで混み合った環境を模倣した超クラウディング環境などの極限環境下における核酸構造安定性を定量的に解析した。超高塩濃度環境下では、二重鎖のワトソン・クリック塩基対の安定性が生化学実験の標準溶液とは逆転するなど、核酸の挙動は全く異なった。さらにその原因は溶液中のカチオン(コリンイオン)のグルーブ部位などの特異的な結合によることが示された。一方で、超クラウディング環境における安定性の変化は、溶液の水の活量の低下によって、核酸の水和構造が影響を受けることが原因であると推察された。本年度は対象とする核酸構造(DNA及びRNA)の二次構造から高次構造(三重鎖、四重鎖構造)へと拡張し、極限環境の効果について定量的に解析した。極限環境としては、ナノテクノロジー分野で活用されている水和イオン液体(リン酸二水素型コリン、choline dhp)である超高塩濃度環境および細胞内環境を模倣したポリエチレングリコール(PEG)などの中性分子や、細胞小器官や脂質による特殊環境をリポソームなどの擬生体膜で模倣した超クラウディング環境を構築した。まず、紫外可視分光光度計などによって超高塩濃度環境下における核酸高次構造形成エネルギー解析した。三重鎖はワトソン・クリック[W・C]塩基対とフーグスティーン[H]塩基対を持つが、標準溶液(NaCl水溶液)と比較してcholine dhp中では良好なエンタルピー変化によりH塩基対が大きく安定化された。さらに、分子動力学的計算によって、このような安定化は三重鎖のグルーブ部位へのコリンイオンの結合によることがわかった(Sci. Rep., 4, 3593 (2014)[日刊工業新聞に掲載])。一方で、超クラウディング環境において、核酸構造を解析したところ、PEGは四重鎖構造を安定化させるが、リポソームの表面上などでは四重鎖が不安定化することがわかった(Methods, 67, 151 (2014)など)。これらの安定性の変化は、超クラウディング環境下での水の活量や誘電率の低下によって、核酸の水和構造や膜表面では1本鎖の核酸構造が影響を受けることが原因であると推察された。さらに、転写過程において、鋳型DNA中に形成されるDNA高次構造によって転写が中断されるが、転写の中断を超クラウディング環境下における核酸高次構造形成エネルギーから予測できることも見出した(PLoS ONE, 9, e90580)。本研究は核酸を材料として活用する際の分子環境である細胞内やチップ基板上の“超クラウディング環境"やイオン液体中の“超高塩濃度環境"などの“極限環境"が核酸に及ぼす効果を定量的に解明することを目指す。本年度はまず、核酸と直接相互作用しないポリエチレングリコールや多糖等の共存溶質や核酸の水和圏と相互作用するグリセロール等の共存溶質2050 wt%を標準溶液(1 M NaCl緩衝溶液)に添加し、細胞内の超クラウディング環境を構築した。この環境下におけるDNA及びRNA二重鎖のワトソン・クリック塩基対やミスマッチなどの非塩基対部位に及ぼす超クラウディング環境の効果を解析した結果、分子クラウディング環境における塩基対部位の安定性は、塩基対部位の水和構造によって決定されていることを見出した(Biophysical Journal, 102, 2808(2012))。さらに、ナノテクノロジー分野での活用が期待されているイオン液体による超高塩濃度環境も構築し、核酸二重鎖構造に及ぼす影響を解析した。イオン液体は核酸を長期間安定に保存できることが知られているリン酸二水素コリンを用いた。その結果、通常の水溶液では、核酸二重鎖内のワトソン・クリック塩基対のG-C塩基対はA-T塩基対より安定であるが、超高塩濃度環境下では、A-T塩基対の方がG-C塩基対より安定化することが示された(Angew. Chem. Int. Ed., 51, 1416 (2012)[裏表紙に掲載、WILEYのGreen chemistryの分野におけるHot topicに選出された]、朝日新聞2012年掲載)。また、イオン液体とDNAの相互作用を熱力学的及び分子動力学的手法によって解析した結果、超高塩濃度環境下における安定性の変化は、コリンイオンが核酸塩基それぞれに対して異なる結合性を示すためであることを見出した。本研究では、極限環境下での核酸の高次構造安定性を評価し、予測できるデータを蓄積することを目指す。そのために、(a)極限環境下の構築、(b)核酸構造に及ぼす極限環境の効果の定量的解析、

(c)極限環境の効果を溶液の物性から定量化することを試みる。本年度は(a)及び(b)を中心に研究を遂行した。具体的には、擬似細胞内環境中の“超クラウディング環境"及びイオン液体中の“超高塩濃度環境"を構築した。そして、極限環境下での核酸の高次構造形成エネルギーを熱力学的手法により算出した。解析対象とする核酸は、構造解析及び極限環境条件でも取り扱いが容易なDNAの二重鎖を中心的に用いた。具体的な実験法として、まず、紫外可視分光光度計、円二色性分散計により、DNAの融解曲線を測定し、DNA二重鎖の熱力学的パラメータ(ΔHo、ΔSo、ΔGo37)を算出し、極限環境の効果を定量的に解析した。本年度は、複雑な極限環境の効果を解析対象とする核酸をシンプルなDNA二重鎖にし、算出されたパラメータを既存の核酸高次構造予測パラメータが算出された標準溶液(1M NaCl溶液)と比較することで、複雑な環境効果を定量的に解析することに成功した(Angew. Chem. Int. Ed., 51, 1416 (2012)、Biophysical Journal, 102, 2808-2817(2012))。これらの知見は、極限環境下におけるRNA高次構造を定量的に解析するための基礎的知見となると考えられる。二年間で遂行する本研究課題において、初年度はシンプルなモデル核酸を用いて、極限環境の影響を定量化する手法の最適化、及び基礎的パラメータの蓄積を試み、現在までのところ当初の計画通り順調に成果を上げている。次年度は対象とする核酸構造を二重鎖だけでなく、三重鎖、四重鎖構造及び複雑な高次構造を持つ機能性RNAへと拡張し、極限環境の効果について定量的に解析する。実験はサーマルサイクラー(平成24年度に購入)を用いて前準備を行い、紫外可視分光光度計などによって種々の極限環境における高次構造形成エネルギーを算出する。長鎖の核酸構造のFoldingに関しては、デジタル屈折計(平成24年度に購入)によって得られた情報を基に動的光散乱測定装置を用いて解析する。また、今年度に構築した極限環境に加えて、超クラウディング環境としては細胞内環境を模倣したポリエチレングリコールなどの中性分子だけでなく、細胞小器官や脂質による特殊環境をリポソームなどの擬生体膜で模倣した環境を、超高塩濃度環境としては、ナノテクノロジー分野で活用されているイオン液体である1-エチル-3-メチルイミダゾリウムブロミド等を用いて極限環境を構築する。さらに、溶液の物性パラメータ(水や溶質の活量、誘電率、粘性、表面張力など)を測定し、極限環境の物性と核酸の構造安定性変化の相関関係を模索する。また、核酸は負電荷の高分子であるため、溶液中のカチオンと結合し、この結合は核酸構造の安定性に大きく寄与していると考えられる。そのため、極限環境中(とくにイオン液体による高塩濃度環境)のカチオンと核酸の結合数及び様式を、熱力学的及び分子動力学的アプローチを用いて解析する。これらの定量的パラメータ及び分子レベルでの相互作用データを蓄積することにより、極限環境での核酸高次構造に関する統一的な法則を見出すことを目指す。さらに、イオン液体は環境的、工業的観点からナノバイオテクノロジーへの応用が期待されている液体であるため、イオン液体と核酸の相互作用を活用したDNAセンサーなどの開発にも着手する。平成24年度は2012年7月20日から10月1日まで産前産後休暇を取得したため、研究の進捗に応じて消耗品の購入をやや控えた。
Piezo1で解き明かす骨内血管新生と骨形成の機能的連関

骨代謝調節は高齢化社会での解決すべき課題である。本研究は骨形成機構を明らかにするため軟骨内骨化の最前線である骨軟骨移行部に着目し部位特異的で特徴的な形態を持つtype H血管に着目する。type H血管は高い血管新生能と骨形成誘導能を持ち加齢や血流低下に伴い減少すると報告されている。そこでtype H血管の機能をメカノセンサーイオンチャネルが制御すると仮説を立て、骨形成過程と骨減少病態におけるtype H血管とイオンチャネルの関連を形態学的手法を用い明らかにする。さらに低分子化合物でのイオンチャネル活性制御による骨形成調節を明らかにし骨粗鬆症等の骨減少性疾患の新治療薬開発に資する成果を目指す。
CLoCMiPレベルⅢ認証前の若手助産師キャリア支援プログラムの開発と検証

本研究ではCLoCMiPレベルIIIの審査を受ける前の助産実践能力習熟途上にある若手助産師のキャリア発達におけるニーズを明らかにし,CLoCMiPレベルIII取得前の若手助産師が自らのキャリア発達を主体的に展開できるように支援する「助産師キャリア支援プログラム」の開発と検証が本研究の目的である。平成29年度は【研究I】はCLoCMiPレベルIII取得前の若手助産師が自らのキャリア発達を主体的に展開できるように支援する「助産師キャリア支援プログラム」開発の現状と課題を明確にすることである。先行研究を検討したところ,今後CLoCMiPレベルIIIに向かう新人期を終えたCLoCMiPレベルIIIにある若手助産師のキャリアに関する報告は皆無であり,どのようなニーズがあるのかは不明であった。そこで平成30年度は【研究II】着手した。【研究II】はCLoCMiPレベルIII審査前の若手助産師のキャリア発達に関するニーズの聞き取り調査である。助産師経験2年目以上のCLoCMiPレベルIII審査前にある助産師を対象に面接ガイドを用いた半構成的面接を実施した。。助産師経験年数等のデモグラフィックデータ,今までに受けてきた現任教育の内容とその評価,CLoCMiPレベルIIIに関する認識と今後の予定,将来の助産師のキャリア,キャリアを発達させるために行っていること,キャリア発達のために考えていること,受けたいキャリア支援についてデータ収集した。キャリアに関するニーズは個人差が非常に大きいこと,また個人のキャリアに関する認識は施設のサポートや身近にいる先輩助産師の状況に左右されること,個人のライフイベントに左右されること,等の傾向があることが示唆された。研究IIの面接データが豊かであり,分析に時間を要している。また所属機関において教員の欠員が生じ,教育の負担が当初の予定よりも多くなったため研究活動の時間確保に困難が生じている。令和元年度も授業負担は変わらないが,『研究II】の研究成果をまとめこれをもとに【研究III】に着手する予定である。引き続き【研究II】の分析を行う。逐語録から対象者の「CLoCMiPレベルIIIに関する認識と今後の予定」「今までに受けてきた現任教育の内容とその評価」「望む助産師のキャリア」「キャリアを発達させるために行っていること」「キャリア発達のために考えていること」「望むキャリア支援」関連する文脈を抽出し,要約・カテゴリー化する。【研究II】の結果を踏まえ、【研究III】に今後着手する。【研究III】はCLoCMiPレベルIII審査前の若手助産師の現状とキャリア発達のニーズの抽出である。全国の産科を標榜する病院に勤務する助産師経験2年目以上のCLoCMiPレベルIII審査前にある助産師2000名程度に質問紙調査を実施する。質問紙調査は【研究II】の結果を踏まえCLoCMiPレベルIII審査前の若手助産師の現状とキャリア発達のニーズに関する内容とする。デモグラフィックデータは助産師経験年数等,助産実践の状況(分娩介助,妊婦健康診査,新生児健康診査,産褥期健康診査の経験例数),研修の参加状況(NCPR,CTG,出血時の対応,フィジカルアセスメント,助産師および後輩教育,倫理,学術集会への参加および演題発表等)を調査する。キャリア発達のニーズは「今までに受けてきた現任教育の内容とその評価」,「CLoCMiPレベルIIIに関する認識と今後の予定」,「将来の助産師のキャリア」,「キャリアを発達させるために行っていること」,「キャリア発達のために今後行っていきたいこと」,「受けたいキャリア支援」に関する調査項目とキャリアアンカー(Schein. E. H,金井訳2012),助産師の職業的アイデンティティ尺度(佐藤,2011)とする。分析方法は統計学的手法を用いて行う。【研究I】はCLoCMiPレベルIII取得前の若手助産師が自らのキャリア発達を主体的に展開できるように支援する「助産師キャリア支援プログラム」開発の現状と課題を明確にすることである。そこで【研究II】着手した。助産師経験2年目以上のCLoCMiPレベルIII審査前にある助産師を対象に面接ガイドを用いた半構成的面接を実施する。助産師経験年数等のデモグラフィックデータ,今までに受けてきた現任教育の内容とその評価,CLoCMiPレベルIIIに関する認識と今後の予定,将来の助産師のキャリア,キャリアを発達させるために行っていること,キャリア発達のために考えていること,受けたいキャリア支援についてデータ収集する。研究対象者の募集は産科を標榜している医療施設において文書及び口頭にて研究の趣旨を説明し,対象者となりうる助産師を紹介してもらう。また研究者のネットワークサンプリングで対象者を募る。文書及び口頭にて研究の趣旨や方法を説明し,同意が得られたものが対象者となる。データは面接ガイドに沿って半構成的面接で収集し,面接時間は約1時間程度とし、分析は質的記述的に行う。現在の【研究II】に進捗状況は所属施設の倫理審査委員会の承認を受け、対象者を募集しデータ収集を行っている状況である。インタビュー調査の倫理審査は所属機関の倫理審査委員会において承認された。現在、対象となりうる助産師をリクルートし、順次インタビューを実施している。

6月頃まで分析を行いながらインタビューを実施し、データの飽和に至るまでインタビューを継続する予定である。本研究ではCLoCMiPレベルIIIの審査を受ける前の助産実践能力習熟途上にある若手助産師のキャリア発達におけるニーズを明らかにし,CLoCMiPレベルIII取得前の若手助産師が自らのキャリア発達を主体的に展開できるように支援する「助産師キャリア支援プログラム」の開発と検証が本研究の目的である。平成29年度は【研究I】はCLoCMiPレベルIII取得前の若手助産師が自らのキャリア発達を主体的に展開できるように支援する「助産師キャリア支援プログラム」開発の現状と課題を明確にすることである。先行研究を検討したところ,今後CLoCMiPレベルIIIに向かう新人期を終えたCLoCMiPレベルIIIにある若手助産師のキャリアに関する報告は皆無であり,どのようなニーズがあるのかは不明であった。そこで平成30年度は【研究II】着手した。【研究II】はCLoCMiPレベルIII審査前の若手助産師のキャリア発達に関するニーズの聞き取り調査である。助産師経験2年目以上のCLoCMiPレベルIII審査前にある助産師を対象に面接ガイドを用いた半構成的面接を実施した。。助産師経験年数等のデモグラフィックデータ,今までに受けてきた現任教育の内容とその評価,CLoCMiPレベルIIIに関する認識と今後の予定,将来の助産師のキャリア,キャリアを発達させるために行っていること,キャリア発達のために考えていること,受けたいキャリア支援についてデータ収集した。キャリアに関するニーズは個人差が非常に大きいこと,また個人のキャリアに関する認識は施設のサポートや身近にいる先輩助産師の状況に左右されること,個人のライフイベントに左右されること,等の傾向があることが示唆された。研究IIの面接データが豊かであり,分析に時間を要している。また所属機関において教員の欠員が生じ,教育の負担が当初の予定よりも多くなったため研究活動の時間確保に困難が生じている。【研究II】の分析を行う。逐語録から対象者の「CLoCMiPレベルIIIに関する認識と今後の予定」「今までに受けてきた現任教育の内容とその評価」「望む助産師のキャリア」「キャリアを発達させるために行っていること」「キャリア発達のために考えていること」「望むキャリア支援」関連する文脈を抽出し,要約・カテゴリー化する。【研究II】の結果を踏まえ、【研究III】に今後着手する。【研究III】はCLoCMiPレベルIII審査前の若手助産師の現状とキャリア発達のニーズの抽出である。全国の産科を標榜する病院に勤務する助産師経験2年目以上のCLoCMiPレベルIII審査前にある助産師2000名程度に質問紙調査を実施する。質問紙調査は【研究II】の結果を踏まえCLoCMiPレベルIII審査前の若手助産師の現状とキャリア発達のニーズに関する内容とする。
選択的スプライシング制御因子RBM10に由来する多様な疾病の一元的細胞病態の解明

本申請者は細胞核たんぱく質RBM10/S1-1を発見し、これが選択的スプライシングの制御因子として遺伝子群の発現過程に重要な役割を果たす事を明らかにした。一方、近年、疾病の変異遺伝子研究からRBM10の異常は胎生期の色々な形成異常や成人での様々なガンなど多様な疾病に関わることが示唆されている。この多様な表現形へのRBM10の一元的な影響の理解を目指し、RBM10制御下の遺伝子を同定し、RBM10が関わる細胞活動と分子・細胞病態を明らかにする事を計画した。H27年度はRBM10が制御する遺伝子群の同定であった。RBM10を欠失した細胞と正常または過剰発現した細胞の全転写体をRNA-Seqで網羅的に同定し、このデータからRBM10制御下の遺伝子群の同定・解析を試みた。しかし十分に明確な結果は得られなかった。しかしながら、RBM10の過剰発現が細胞分裂時の中心体形成を障害し、細胞周期をG2/M期に停止させる一方、RBM10の欠失では中心体が異常に増幅する事をH28年度に見出した。現在この分子機序を述べた論文作成が終わろうとしている。上の結果はRBM10の量的不均衡が細胞に有害である事を示唆するが、実際、RBM10は細胞内活動度を自己調節する事が判った。即ち細胞の転写低下時にRBM10は細胞核内のS1-1 nuclear body (NB)と呼ぶ構造体に自己隔離し、転写上昇時にはスプライシング制御に与るべくNBから核質に移行する。この際、転写低下を感知しNBに局在化させるのはRBM10分子内のC2H2 ZnFであり、加えてこのC2H2 ZnFはRBM10の選択的スプライシング機能・活性の発現に必須な領域であった。本成績を論文とすべく研究期間をH30年度まで延長し追加実験を行った。この注目すべきRBM10の自己制御機構の論文をbioRkivに掲載し、現在投稿中である。本申請者は細胞核たんぱく質RBM10/S1-1を1996年に見出し、これが選択的スプライシングの制御因子として遺伝子群の発現過程に重要な役割を果たすことを明らかにしてきた。一方、疾病の変異遺伝子研究からRBM10の異常は胎生期の口蓋裂や心房中隔欠損症などを伴うTARP症候群、肺や卵巣、膵臓などのさまざまなガン、そして老年期の認知機能障害と、多様な疾病に関わることが報告されてきた。このようなRBM10の多様な表現系への影響を一元的に理解することを目指し、RBM10の選択的スプライシング制御を受ける遺伝子を同定した上で、RBM10が関わる分化過程と様々な分化細胞における共通のおよび固有の分子・細胞病態を明らかにすることを目的として研究を計画した。RBM10によってスプライシングが調節される遺伝子群を網羅的に同定するために、Hep G25細胞とこのRBM10をknockoutしたRBM10非発現細胞、Tet-On系の過剰発現細胞の3種の細胞を作製・用意し、これらの細胞が発現する転写体RNAsをRNA-Seqで網羅的に同定した。現在、この膨大なデータからRBM10によってスプライシング調節を受ける遺伝子群を同定・解析中である。研究はやや遅れているが順調である。さらに、RBM10が細胞核内でS1-1 nuclear bodyと呼ぶdomainに局在化する現象について、その局在化機構と細胞生物学的意義を明らかにし、その結果が投稿段階までに到り大きな成果となった。本申請者は細胞核タンパク質RBM10/S1-1を1996年に見出し、これが選択的スプライシングの制御因子として遺伝子発現に重要な役割を果す事を明らかにしてきた。一方、疾病の変異遺伝子研究からRBM10の異常は心房中隔欠損症などを伴うTARP症候群、多様な発ガンそして認知機能障害といった多彩な病態に関わることが報告されてきた。本研究ではこのような表現系へのRBM10の関わりを理解する為に、RBM10の選択的スプライシング制御を受ける標的遺伝子を同定し、RBM10が関わる分子・細胞病態を明らかにする事を目標とした。我々はH28年度の研究過程で、RBM10の過剰発現が細胞増殖を抑制する事を見出した。これはRBM10の過剰発現で細胞分裂時に中心体形成に障害が起こり、その結果、細胞周期がG2/M期に停止し、細胞増殖が阻害される機構によるものである。目下この成果を論文に作成中。またこの現象に関わる遺伝子群を同定中である。RBM10の過剰発現は上述のように細胞周期停止という細胞病態を引起こす。RBM10遺伝子はX染色体にあり、女性細胞では2つのX染色体のどちらかが不活性化を受け、その染色体上のRBM10は発現が抑えられる。この不活性化機構は、細胞内の過剰RBM10を正常レベルに制御する機構の存在することを強く示唆する。実際、RBM10は細胞核内のS1-1 nuclear bodyと呼ぶ核内構造体に隔離され、隔離されたRBM10は細胞の転写活性上昇に伴ってnuclear bodyから核質に動員されることを明らかにした。この成績は、生成pre-mRNAsから成熟mRNAsとする際に必要となるRBM10をS1-1nuclearbodyから動員することを示す結果と理解される。この研究成果も上と同様現在論文作成中である。

RBM10によってスプライシング調節を受ける遺伝子群の網羅的同定のために、HepG2細胞、このRBM10をknockoutしたRBM10非発現細胞、そしてTet-On系を用いて過剰発現とする細胞、の3種の細胞を使ったRNA Seqの結果を解析。研究実績に述べたように、H28年度の研究結果をもとに2つの論文が完成途上にあるが、予定の研究計画には遅れがある。1996年に見出した細胞核のRBM10/S1-1は選択的スプライシング(AS)の制御因子であり遺伝子発現の調節に与る事を明らかにしてきた。一方、疾病の変異遺伝子研究からRBM10の異常は出生時の様々な奇形や成人の多様な発ガンそして認知機能障害と多彩な病態を引起すことが報告されている。このような表現系へのRBM10の関わりを理解する為に、RBM10のAS制御を受ける標的遺伝子を同定し、RBM10が関わる分子・細胞病態を明らかにする事を目標とした。その研究から、RBM10には自己の活動度を調節する機構の働くことが判明した。即ち、細胞の転写活性の減少に伴いRBM10は細胞核内のS1-1 nuclear body(NB)と呼ぶ核内構造体に入り、逆に転写活性上昇時にはNBから核質に出てAS反応に再びあずかる。この転写低下を感知しNBに局在化させる機構はRBM10分子内のC2H2 Zn fingerの働きによるものであった。この現象は、必要以上のRBM10は必要とされる時まで隔離する機構と考えられる。RBM10遺伝子はX染色体にあり、2つのX染色体をもつ女性細胞では1つが不活化されRBM10は発現しない。これは、2倍量のRBM10は細胞に有害となりこれを未然に防止する機構であり、本研究で示された細胞の転写状態に応じた自己隔離はRBM10の細胞内活性の調整系と考えられる。この成果を第40回日本分子生物学会で発表し、現在論文を投稿中。この様に、RBM10はその適切な発現量が大切で、たとえば過剰発現ではそのC端側領域の作用により、細胞分裂を制御する中心体形成に異常を起こし、細胞周期をG2/M期に停止させ細胞増殖の抑制を引き起こしてしまう。逆にRBM10ナシでは中心体が異常増幅し細胞分裂異常を起こすことが判った。これらの成果を第40回日本分子生物学会で発表し、現在論文を作成している。RBM10によってスプライシング調節を受ける遺伝子群の網羅的同定のために、HepG2細胞、このRBM10をknockoutしたRBM10非発現細胞、そしてTet-On系を用いた過剰発現細胞、の3種の細胞を使ったRNA Seqの結果を解析した。その過程で、研究実績に述べた研究成果を得た。1つの論文は投稿中、もう1つは論文が完成途上にある。とくにRBM10が引き起こす多様な病態は一元的にその作用低下に原因があるが、RBM10のC2H2 ZnF領域は転写低下時にRBM10をS1-1 NBsに局在化させるばかりでなく、RBM10の機能であるsplicing制御活性に必須なドメインでもある事を明らかにした。しかしC2H2 ZnFの分子レベルの作用様式の解明はまだ終わっていない。また、AS制御を受けるRBM10の標的遺伝子を同定し、RBM10が関わる分子・細胞病態を明らかにする当初の研究計画は遅れている。本申請者は細胞核たんぱく質RBM10/S1-1を発見し、これが選択的スプライシングの制御因子として遺伝子群の発現過程に重要な役割を果たす事を明らかにした。一方、近年、疾病の変異遺伝子研究からRBM10の異常は胎生期の色々な形成異常や成人での様々なガンなど多様な疾病に関わることが示唆されている。