hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デスクトップ型MRマイクロスコープの開発

小さなサンプル(1cc以下)のための小さな磁石が開発されたら,机上で手軽に使ったり,持ち運んで使用できる夢のMRマイクロスコープが実現する.このような磁石としては,永久磁石以外の選択はないと思われる.しかしながら,鉄ヨークを有する従来型の磁気回路方式によって製作された,ギャップ60mm,静磁場強度1Tの磁石は,Fe-Nd-B系の永久磁石材料を用いても,1トン以上の重量を有し,このような方式では,上記のような小型軽量磁石の実現は不可能であった.ところが,最近,ヨークを有しない永久磁石磁気回路が,住友特殊金属(株)において開発され,飛躍的な小型軽量化が可能となった(同一のギャップ,均一静磁場領域の比較で,従来比約1/7の軽量化).これによって,デスクトップ型のMRマイクロスコープの構築が可能と思われたが,最大の問題は,静磁場強度の温度によるドリフト(-1200ppm/deg)であった.本研究では,重量85kg,ギャップ41mm,均一領域13mm球(14ppm)で,静磁場強度が1テスラの永久磁石磁気回路を使用したので,重さ10トンで静磁場強度0.3Tの人体用磁石に比べ,(周囲の)温度変動のMR画像に対する影響は,ざっと言って300倍程度であると見積もられた.この問題に対して,当研究室では,時間分割内部NMRロックの手法を開発し,12時間程度の長期間にわたる高分解能(100ミクロン以下)の撮像が可能であることを実証した.以上のような技術開発によって,設置面積1平米以下,総重量170kg程度のデスクトップMRマイクロスコープの開発に世界で初めて成功した.小さなサンプル(1cc以下)のための小さな磁石が開発されたら,机上で手軽に使ったり,持ち運んで使用できる夢のMRマイクロスコープが実現する.このような磁石としては,永久磁石以外の選択はないと思われる.しかしながら,鉄ヨークを有する従来型の磁気回路方式によって製作された,ギャップ60mm,静磁場強度1Tの磁石は,Fe-Nd-B系の永久磁石材料を用いても,1トン以上の重量を有し,このような方式では,上記のような小型軽量磁石の実現は不可能であった.ところが,最近,ヨークを有しない永久磁石磁気回路が,住友特殊金属(株)において開発され,飛躍的な小型軽量化が可能となった(同一のギャップ,均一静磁場領域の比較で,従来比約1/7の軽量化).これによって,デスクトップ型のMRマイクロスコープの構築が可能と思われたが,最大の問題は,静磁場強度の温度によるドリフト(-1200ppm/deg)であった.本研究では,重量85kg,ギャップ41mm,均一領域13mm球(14ppm)で,静磁場強度が1テスラの永久磁石磁気回路を使用したので,重さ10トンで静磁場強度0.3Tの人体用磁石に比べ,(周囲の)温度変動のMR画像に対する影響は,ざっと言って300倍程度であると見積もられた.この問題に対して,当研究室では,時間分割内部NMRロックの手法を開発し,12時間程度の長期間にわたる高分解能(100ミクロン以下)の撮像が可能であることを実証した.以上のような技術開発によって,設置面積1平米以下,総重量170kg程度のデスクトップMRマイクロスコープの開発に世界で初めて成功した.非常にコンパクトで,机の上に置いても使えるようなMRマイクロスコープを実現するために,まず,そのキーポイントとなる永久磁石磁気回路の仕様を決定し,住友特殊金属(株)に開発を依頼した.その結果,重量85kg,静磁場強度1.0T,撮像領域13mm球のMRマイクロスコープ用永久磁石磁気回路を完成した.そして,この磁気回路に最適の勾配コイル系を開発するために,薄型のコイルエレメントを作成する技術を確立し,磁石の40mmのギャップに挿入可能な薄型勾配コイルプローブを作成した.以上の永久磁石磁気回路と,勾配磁場プローブ,そして,当研究室で開発済みのコンパクト型MRIコンソールを組み合わせて,総重量160kgの世界最軽量のMRマイクロスコープを構築した.このシステムを用いて,植物サンプルの三次元画像を取得し,100ミクロン立方の空間分解能が実現されていることを確認した.ただし,勾配コイル系からの発熱が静磁場の変動に大きく影響を与えていることが判明し,熱流の解析を来年度の課題とした.もし小さなサンプル(1cc以下)のための小さな磁石が開発されたら,机上で手軽に使ったり,持ち運んで使用できる夢のMRマイクロスコープが実現する.このような磁石としては,永久磁石以外の選択はないと思われる.しかしながら,鉄ヨークを有する従来型の磁気回路方式では,1テスラで60mmのギャップを有する磁石は,Fe-Nd-B系の永久磁石材料を用いても,1トン以上の重量を有し,上記のような小型軽量磁石の実現は不可能であった.ところが,最近,ヨークを有しない永久磁石磁気回路が,住友特殊金属(株)において開発され,飛躍的な小型軽量化が可能となった(同一のギャップ,均一静磁場領域の比較で,従来比約1/7の軽量化).

これによって,デスクトップ型のMRマイクロスコープの構築が可能と思われるが,最大の問題は,静磁場強度の温度によるドリフト(-1200ppm/deg)であった.本研究では,重量85kg,ギャップ41mm,均一領域13mm球(14ppm)で,静磁場強度が1テスラの永久磁石磁気回路を使用したので,重さ10トンで静磁場強度0.3Tの人体用磁石に比べ,(周囲の)温度変動のMR画像に対する影響は,ざっと言って300倍程度であると概算された.よって,この問題に対して,当研究室では,時間分割内部NMRロックの手法を開発し,12時間程度の長期間にわたる高分解能(100ミクロン以下)の撮像が可能であることを実証した.以上のような技術開発によって,設置面積1平米以下,総重量170kg程度のデスクトップMRマイクロスコープの開発に世界で初めて成功した.
イオン導電体の拡散過程におけるエネルギー障壁の解析

イオン導電体の単結晶X線回折データをもとに可動イオンの拡散過程のエネルギー障壁を調べるための新しい解析手法を考案し、KおよびRbを可動イオンとする一次元イオン導電体に適用することによりその妥当性を立証した。さらに、伝導経路の方向に3倍の超構造をもつ一次元イオン導電体に対しても本解析法の有効性を確認した。これにより、結晶構造データとイオン伝導特性との関係をより詳細に議論することが可能となった。一次元イオン導電体として知られるホーランダイト型化合物K_x(Mg,Ti)_8O_<16>の単結晶X線回折測定を250Kおよび150Kの温度において行った。その測定データを解析することにより、伝導路内のKイオンの確率密度分布の温度依存性を求め、さらにその移動過程におけるエネルギー障壁を評価した。その際、できるだけ正確なポテンシャル曲線を得るため、原子変位パラメータに3次以上の高次項を導入して解析を行った。また、Kイオンは結晶内の空孔を介して移動するため、構造中の空孔の数とイオン伝導に寄与しうるイオンの数は一定の関係式により結びつけられる。これを解析過程の制約条件に取り込むことにより構造パラメータの精度を高めるとともに、上記の局所構造モデルとも矛盾しない合理的な解析結果を導出した。K_x(Mg,Ti)_8O_<16>のマイクロ波領域における電導度の温度依存性からは室温付近を境とした活性化エネルギーの変化が報告されているが、本研究の結果では室温から低温領域にかけてポテンシャル曲線のエネルギー障壁に変化はみられなかった。このことから、マイクロ波電導度にみられる活性化エネルギーの変化は構造相転移のような結晶全体にわたる現象ではなく、極微量の不純物や局所欠陥等に起因するものであることが示唆される。さらに、伝導経路の方向に3倍の超周期をもつホーランダイト型化合物K_x(Mg,Sb)_8O_<16>の場合には結晶学的に等価でない2種類の空隙が生じるため、空孔の数とイオンの数との間の関係がK_x(Mg,Ti)_8O_<16>の場合よりも複雑となるが、この物質についても適用可能な解析方法を検討した。イオン導電体の原子レベルにおける構造データとマクロな特性としてのイオン伝導性との間の関係を定量的なレベルで明らかにすることを目的とし、Rbを可動イオンとするホーランダイト型化合物Rb_xMg_<x/2>Ti_<8-x/2>O_<16>(RMTO)を対象とし可動イオンの分布状態やエネルギー環境の変化を調べた。250K、200Kおよび150Kの各温度において単結晶X線回折強度データの測定を行い構造パラメータの解析を行った。確率密度関数(Probability Density Function : PDF)の非調和性を考慮するためRbイオンの原子変位パラメータ(Atomic Displacement Parameter : ADP)に3次の項まで導入した。さらに、PDFから熱振動による影響を除去するため、これを一粒子ポテンシャル(One-particle Potential : OPP)に変換した。得られたOPP曲線からイオンのホッピング過程のエネルギー障壁値を見積もったところ、250Kでは約260meV,200Kおよび150Kでは約270meVという値が得られた。すなわち、今回測定した温度範囲においては可動イオンのエネルギー環境を大きく変化させるような相転移は存在しないことが判明した。なお、既に行っている室温での測定データからはADPに4次の項まで導入したOPP曲線から140meVという値が得られている。今回の低温領域での測定データではADPに4次の項を導入するといずれもパラメータが正常に収束しないため、室温のデータとの直接的な比較は困難であった。従って、RMTOについてOPPの温度依存性を議論するうえではむしろ室温より高い温度領域での測定がより有効であることが示唆された。イオン導電体の原子レベルにおける構造データとマクロな性質としてのイオン伝導度との間の関係を明らかにすることを目的とし、X線回折実験より得られる可動イオンの確率密度関数(Probability Density Function : PDF)からイオン拡散過程におけるエネルギー障壁を見積もり、電導度測定から報告されている活性化エネルギーと比較した。(1)Rbを可動イオンとするホーランダイト型化合物(Rb_xMg_<x/2>Ti_<8-2/x>O_<16>)を対象とし、室温より高い温度領域において単結晶X線回折強度データの測定を行い構造パラメータの解析を行った。PDFの非調和性を考慮するためRbイオンの原子変位パラメータ(Atomic Displacement Parameter : ADP)に3次の項まで導入した。さらに、PDFを一粒子ポテンシャル(One-particle Potential : OPP)に変換し、得られたOPP曲線から可動イオンのホッピング過程のエネルギー障壁値を見積もったところ、350Kでは約280meV,400Kでは約270meVという値が得られた。

また、電導度測定からは約170meVの活性化エネルギーの値が報告されている。今回の測定データではADPに4次の項を導入するといずれもパラメータが不安定となるため、これらのデータとの直接的な比較は困難であった。室温以外の測定の場合には温度制御のための器具を装着するために測定できる回折角が制限され、高角領域でのデータを得ることができなかったことがADPパラメータの不安定化の原因であると考えられる。従って、エネルギー障壁の温度依存性を定量的に議論するうえではより高角度領域までの測定が重要であることが示唆された。(2)伝導経路の方向に3倍の超周期をもつホーランダイト型化合物K_xMg_<(8+x)/3>Sb_<(16-x)/3>O_<16>に対して室温における回折データを用いて同様な解析を試みた。この場合は結晶学的に等価でない2種類の空隙が生じるため3種類の拡散過程が存在し、各々のエネルギー障壁は約45,80,100meVであった。これらの値は既知のK-ホーランダイトで報告されている値(3080meV)に概ね近く、合理的な値が得られたといえる。すなわち、超格子をもつような複雑な構造に対しても本解析方法が適用可能であることが示された。
核酸を用いたプログラム可能な反応拡散系の設計および実装に関する研究

DNAを用いた反応拡散系について、理論的、実験的な成果が得られた。理論面で得られた迷路の答えを計算するモデルについては14ページの原稿にまとめ、UCNC16と呼ばれる国際会議に採択された。ゲルオートマトンの計算万能性については、兵庫大学の磯川先生、NICTのペパー先生、東京大学の萩谷先生との共同研究であり、今後原稿にまとめて投稿する予定である。ゲルビーズを使った実験系については現在投稿論文をまとめている段階である。こちらの研究はDNA21と呼ばれる国際会議で学生ポスター発表賞を、新学術領域分子ロボティクス領域会議において若手奨励賞を受賞し、注目を集めている。本研究の目的通り,核酸を用いた反応拡散系の実験とシミュレーションを進めた.実験では,平均の網目サイズが20nm程度であるアルギン酸ゲルを反応場として使用することで,拡散係数を制御することに成功した.具体的には,長さ20nm未満の短い一本鎖DNAと,直径が30nm程度の円形DNA構造で,拡散係数に約100倍の差があることが分かった.拡散係数の測定には,蛍光退色回復法(FRAP)を用い,定量的に評価することができた.さらに,既存のマイクロゲルビーズを作成する技術を用いて,DNA変換器をゲル内に閉じ込めるアイディアにいたった.変換器に円形構造を結合させることでビーズ内に留め,信号となるDNAは短い一本鎖とすることでビーズ内外へ拡散する.変換されて出力された信号は,別の変換器の入力になっており,3種類のビーズをランダムに配置することで,2段階の変化を観察することに成功した.状態の変化は蛍光により観察し,空間的な配置によりパターン形成に応用できる可能性が示唆された.またシミュレーションでは,プログラム性を持たせるためにセルオートマトンのように空間を離散化した場でのモデル化に着手した.数値計算を繰り返すことで,大きく分けて二つの成果を得た.一つ目は,2つのセル以外が均質なハニカム格子から,隣接するセルが同色にならないように3塗り分けることができる反応拡散系の数式を設計した.二つ目は,既存のDNA酵素システムを反応拡散系に応用することで,始点から終点までの経路を残す迷路問題を解くことができることを発見した.申請書の内容に従い、DNAを用いた反応拡散系について理論面、実験面から研究を行った。まず理論面ではシミュレーションを用いてDNA反応拡散系のゲルオートマトンへの応用方法を試みた。ゲルオートマトンとは、ハイドロゲルにより空間を離散化し、分子の反応と拡散により計算やパターン形成などを行う枠組みである。純粋な数理モデルであるセルオートマトンに、化学反応に由来する制約を付け加えたモデルであり、既存の遷移規則などを直接は実装できないなどの課題がある。本研究ではゲルオートマトンの一例として、空間の離散化や反応速度論に基づいた偏微分方程式を立てることで、迷路の答えを計算する反応拡散系の設計およびシミュレーションに成功した。またDNA論理演算素子を組み合わせることで、計算万能な反応拡散系の構築方法を発見し、ゲルオートマトンの計算能力を評価することができた。実験面ではゲルオートマトンの実装に必要な基盤技術の開発を行った。アルミで作成したゲル成型枠を用いPDMSの鋳型を作成し、さらにアルギン酸ゲルの枠を作成する手法を開発した。さらにDNAにポリマーを結合させることで、DNAのゲル壁の透過性を制御することが可能となった。これをDNAの鎖置換反応と組み合わせることで、ゲルでできたセルどうしが一度だけ通信する様子を観察することに成功した。通信可能な回数を増やす目的で、単純なDNA連鎖反応の設計にも着手した。平成26年度に行っていたアルギンゲルビーズに閉じ込めたDNA反応系を、ゲルで充填された空間に配置することで、パターン形成が可能となった。具体的には申請書で提案していた垂直二等分線を化学反応で描くことに成功した。今後は反応を複雑化し、理論的に評価された計算能力を実験的に検証する方法を検討する。反応場は申請書の段階ではアクリルアミドゲルが有力であったが,簡便に実験を行えるアルギン酸ゲルに方針転換を行った.結果として,平成26年度中に計画していた拡散係数の制御を行う実験がスムーズに進み,平成27年度に進める予定であったパターン形成にもすでに着手している.シミュレーションでは,申請書において平成26年度中に直線などの単純なパターンを出す反応モデルから着実に設計する予定であった.直線パターンはANDゲートを使うことで作成できることが分かったため,実験による検証に取り組むつもりである.またANDゲートを使った単純なパターン生成の方針を応用することで,空間全体にパターンが広がる複雑な反応拡散モデルに拡張することができた.また既存の反応拡散シミュレータで実行可能なコードをプログラミングすることで,シミュレーションと可視化が容易に行えるようになった.可視化にはシミュレータの出力を変換するソフトウェアを自前で作成した.

また既存のDNA酵素のシステムに注目することで,反応速度や拡散係数を実験的に最適化する必要性を最小化することに成功した.セルのサイズやゲルの厚みがパラメータとなるため,実験によって検討する条件は小さくできた.27年度が最終年度であるため、記入しない。分子ロボティクス引き続き,DNAを用いた反応拡散系の設計と実装を進める.一番の課題は,設計したモデルと実験で行っているシステムに隔たりがあることである.実験においては単純な変換器だけを想定しているので,モデルをより単純化し,変換器だけでできるパターンの設計とシミュレーションを進める.具体的にはANDゲートを使った,領域を分割する壁を作るパターンである.三種類のゲルビーズA,B,Cを準備し,AとBの間にあるCだけがANDゲートで状態遷移することで,垂直二等分線のようなパターンを描く.一方シミュレーションモデルでは,最先端のDNA酵素システムがゲル中で問題なく動作することを仮定している.実際に実験を行い,どこまでそのモデルが通用するのかを調べ,モデル側にフィードバックをする.特にアルギン酸ゲルの作製と酵素反応ではバッファー条件が異なるため,その影響を調べる必要がある.具体的にはカルシウムイオン存在下での酵素反応の効率を調べ,状態遷移が正しく行われるか蛍光観察により評価する.27年度が最終年度であるため、記入しない。
有機硫黄化合物の微生物脱硫に関する研究

石油、石炭などには硫黄化合物が含まれ、これが燃焼する際に発生するSOxは大気汚染、酸性雨の原因となる。現在行われている脱硫法はエネルギーを大量に消費し、また有機硫黄化合物を完全には除去できないプロセスであるため、その代替法として微生物脱硫法が注目を集めている。現在まで、化石燃料に含まれる含硫化合物のモデル化合物である、ジベンゾチオフェン(DBT)を分解資化できる数種の微生物が報告されているが、そのいずれも脱硫能力は低く、培養特性、脱硫機構の詳細については不明であった。本申請者は、自然界のさまざまな環境下より広範囲のスクリーニングを行った結果、DBTを単一硫黄源として増殖できる細菌Rhodococcus erythropolis D-1を取得することができた。本菌株は50mg/lのDBTを2日間の培養で完全に分解し、それに伴い等モル量の2-ヒドロキシビフェニル(2-HBP)が生成した。また、本菌株の休止菌体を用いると約400mg/lのDBTを2時間30分で完全に分解することができ、やはり等モル量の2-HBPの生成が認められた。このことより本菌株は、すでに報告されているDBT分解菌に比べて極めて高い脱硫能を有していると考えられた。また、DBTから2-HBPへの転換反応において炭素原子の消失は全くなく、この菌株が保持しているDBT代謝経路は、脱硫に応用するうえでエネルギーロスのない効率的な経路であると結論づけられた。一方、DBTの分解を触媒する酵素については現在まで全く報告されておらず、そればかりか、炭素-硫黄結合を開裂する酵素に関する研究もほとんどなされていない。炭素-硫黄結合を開裂する反応は、有機化学的な観点からもユニークな反応である。今回、無細胞抽出液を用いてDBT分解反応を行ったところ、NADHを添加することにより反応が進行することを初めて明らかにした。NADPHの活性はNADHの約10%であった。この反応においては培養や休止菌体反応と異なりDBTが完全に消失した時点での2-HBPの生成量は加えたDBTの半分程度であり、さらに反応を続けると最終的に等モル量の2-HBPが生成した。これは反応中間体が一時的に反応液中に蓄積するためと考えられた。
ターミナルケアの経済評価及び政策的支援方策に関する研究

今後の高齢化社会におけるターミナルケアのあり方とそれに対する支援策を考えるため、千葉地域においてがん患者を中心とする自助組織としての活動を行っている団体等の活動記録をまとめ、どのようなニーズが存在しているかを把握するとともに、経済面を含む高齢者のターミナルケアに関する文献調査等を行い、海外を含むターミナルケアの動向や制度的な枠組みないし近年における政策展開の動向を分析した。これらの調査を踏まえて、従来のがんを中心とするターミナルケアに加え、後期高齢者の死亡数が急増するこれからの時代において求められるターミナルケアの姿を、医療-福祉、施設-在宅を含めた全体像にそくしてまとめるとともに、今後必要となる政策的支援のあり方について考察を行った(医療保険における診療報酬上の対応、特別養護老人ホーム等におけるターミナルケアヘの支援策等)。また、後期高齢者のターミナルケアにおいては狭義の医療のみならず介護を含めた幅広い対応が重要となることについて分析を行い、高齢者のターミナルケアにおける医療と福祉の連携を含め、介護保険制度とターミナルケアの関係等についても考察を行った。さらに、こうした政策的な議論と並び、これからのターミナルケアを考えていくうえで避けては通れない死生観をめぐる問題や、コミュニティや自然との関係を含む高齢者ケアのより幅広い姿についても考察を行い、高齢化時代におけるターミナルケアの全体像についてとりまとめを行った。本調査研究の目的は、高齢化の急速な進展の中で近年急増している後期高齢者の死亡に関するターミナルケアの望ましい姿を、医療及び福祉を総合した視点から、経済面を含めて明らかにしていくことにある。本年度はその初年度として、千葉市周辺地域を中心に活動しているターミナルケアに関連する団体(がん患者や家族の団体、介護面を中心とするボランティア団体等)の活動の諸記録を収集・整理してデータベース化するとともに、高齢化時代の地域におけるターミナルケアに関していかなるニーズがあり、またどのような政策・制度面での対応が必要となっているかについての予備的吟味を行った。調査にあたっては、10年度に学内に設置した「高齢化社会・環境情報センター」(医療・福祉・高齢化社会等に関する情報拠点機能、相談機能等をもった資料室)を活用し、そこで行っている個別相談活動からも具体的なニーズを吸い上げるようにした。今年度収集・整理した資料等をもとに、次年度においてはこれらを分析して高齢化時代のターミナルケアに関する政策提言をまとめるとともに、経済面、法制度面からの検討を行い、併せて地域のター・ミナルケアにおいて民間NPOが果たしうる役割、関連職種等に対する教育・研修等のあり方等について調査研究を進める予定である。これらの調査を踏まえて、従来のがんを中心とするターミナルケアに加え、後期高齢者の死亡数が急増するこれからの時代において求められるターミナルケアの姿を、医療-福祉、施設-在宅を含めた全体像にそくしてまとめるとともに、今後必要となる政策的支援のあり方について考察を行った(医療保険における診療報酬上の対応、特別養護老人ホーム等におけるターミナルケアへの支援策等)。
高次生命現象の基盤となるbZip型転写因子制御ネットワークの包括的解析

今年度は以下の成果を得た.(1)bZipネットワークの標的遺伝子の探索mafG-/-::mafK+/-マウスの巨核球は,血小板形成の主たる過程である胞体突起形成が著明に障害されている.小Maf群因子の下流で機能する因子で,血小板の放出に重要な因子を明らかにするために,mafG-/-::mafK+/-マウスの巨核球のmRNAと野生型マウス巨核球のmRNAとのあいだでサブトラクションを行った.その結果,アクチン,チュブリンなどの細胞骨格系の遺伝子が得られた.また,新規の因子clone325を得ることができた.clone325は,赤血球系細胞で発現が低いのに対して,巨核球系細胞において発現量が多いことが明らかになった.この発現プロファイルから,同因子は,巨核球の分化・成熟,血小板の放出過程において重要な機能を果たしている可能性が大きいと考えられる.(2)神経細胞におけるbZipネットワークの機能解析mafG-/-::mafK+/-マウスは,生後8週目あたりから重度の運動障害を発症する.この症状はヒトのHereditary Hyperekplexiaに類似していることから,その原因遺伝子として報告されているグリシンレセプターmRNAの発現を,同マウスの神経組織において調べたところ,その発現は約3分の1程度に減少していた.これにより,神経細胞において,bZip制御ネットワークの下流にグリシンレセプター遺伝子が存在することが明らかになった.(3)Bach因子の核局在に対する,小Maf群因子の機能mafG-/-::mafK+/-マウスの神経細胞のMARE結合活性を検討したところ,Bach/小Mafヘテロ2量体が顕著に減少していた.これは,興味深いことに,Bach因子の核局在が阻害された結果であることが明らかになった.小Maf群因子には,Bach因子の核内移行を促進する作用があり,それは小Maf群因子のbZip構造に依存していることがわかった.今年度は以下の成果を得た.(1)bZipネットワークの標的遺伝子の探索mafG-/-::mafK+/-マウスの巨核球は,血小板形成の主たる過程である胞体突起形成が著明に障害されている.小Maf群因子の下流で機能する因子で,血小板の放出に重要な因子を明らかにするために,mafG-/-::mafK+/-マウスの巨核球のmRNAと野生型マウス巨核球のmRNAとのあいだでサブトラクションを行った.その結果,アクチン,チュブリンなどの細胞骨格系の遺伝子が得られた.また,新規の因子clone325を得ることができた.clone325は,赤血球系細胞で発現が低いのに対して,巨核球系細胞において発現量が多いことが明らかになった.この発現プロファイルから,同因子は,巨核球の分化・成熟,血小板の放出過程において重要な機能を果たしている可能性が大きいと考えられる.(2)神経細胞におけるbZipネットワークの機能解析mafG-/-::mafK+/-マウスは,生後8週目あたりから重度の運動障害を発症する.この症状はヒトのHereditary Hyperekplexiaに類似していることから,その原因遺伝子として報告されているグリシンレセプターmRNAの発現を,同マウスの神経組織において調べたところ,その発現は約3分の1程度に減少していた.これにより,神経細胞において,bZip制御ネットワークの下流にグリシンレセプター遺伝子が存在することが明らかになった.(3)Bach因子の核局在に対する,小Maf群因子の機能mafG-/-::mafK+/-マウスの神経細胞のMARE結合活性を検討したところ,Bach/小Mafヘテロ2量体が顕著に減少していた.これは,興味深いことに,Bach因子の核局在が阻害された結果であることが明らかになった.小Maf群因子には,Bach因子の核内移行を促進する作用があり,それは小Maf群因子のbZip構造に依存していることがわかった.今年度は以下の成果を得た.1)小Maf群因子3重欠損マウスの作製:MafG,MafK,MafF全ての小Maf群因子を欠損するマウスを作製したところ,同マウスは胎生10.5日で致死であることが明らかになった.胎盤の形成異常が認められ,胎児の死因は,胎盤の機能不全であると考えられた.2)bZipネットワークの構成因子の量的・質的変動と相互作用の解析:MafG欠損マウスでは,巨核球からの血小板放出過程であるproplatelet formation (PPF)に障害が認められる.一方,小Maf群因子を巨核球特異的に過剰発現するマウスを作製したところ,やはり,PPFが障害された.この両者を交配すると,小Maf群因子の量は野生型とほぼ同じレベルに復帰し,PPFの障害も回復した.これにより,MAREを介する転写の活性化は小Maf群因子の存在量の増減により変化することが個体レベルで示された.3)bZIpネットワークの標的遺伝子の探索:mafG-/-::mafK+/-マウスの巨核球のmRNAと野生型マウスのmRNAとでサブトラクションを試みた結果,アクチン,チュブリンなどの細胞骨格系の遺伝子発現が,変異マウス由来の巨核球において減少していることが明らかになった.

4)bZipネットワークを動かすシグナルの解析:mafG-/-:: mafK+/-マウスの神経細胞において,ユビキチンが蓄積していることが明らかになった.これにより,mafG-/-:: mafK+/-マウスの神経症状の発症原因は,神経細胞における異常蛋白質の蓄積である可能性が考えられた.bZipネットワークの機能を制御する刺激として,神経細胞の活動に伴う酸化ストレスが関与している可能性について,現在検討中である.今年度は以下の成果を得た.(1)bZipネットワークの標的遺伝子の探索mafG-/-::mafK+/-マウスの巨核球は,血小板形成の主たる過程である胞体突起形成が著名に障害されている.小Maf群因子の下流で機能する因子で,血小板の放出に重要な因子を明らかにするために,mafG-/-::mafK+/-マウスの巨核球のmRNAと野生型マウス巨核球のmRNAとのあいだでサブトラクションを行った.その結果,アクチン,チュブリンなどの細胞骨格系の遺伝子が得られた.また,新規の因子clone325を得ることができた.Clone325は,赤血球系細胞で発現が低いのに対して,巨核球系細胞において発現量が多いことが明らかになった.この発現プロファイルから,同因子は,巨核球の分化・成熟,血小板の放出過程において重要な機能を果たしている可能性が大きいと考えられる.(2)神経細胞におけるbZipネットワークの機能解析mafG-/-::mafK+/-マウスは,生後8週目あたりから重度の運動障害を発症する.この症状はヒトのHereditary Hyperekplexiaに類似していることから,その原因遺伝子として報告されているグリシンレセプターmRNAの発現を,同マウスの神経組織において調べたところ,その発現は約3分の1程度に減少していた.これにより,神経細胞において,bZip制御ネットワークの下流にグリシンレセプター遺伝子が存在することが明らかになった.(3)Bach因子の核局在に対する,小Maf群因子の機能mafG-/-::mafK+/-マウスの神経細胞のMARE結合活性を検討したところ,Bach/小Mafヘテロ2量体が顕著に減少していた.これは,興味深いことに,Bach因子の核局在が阻害された結果であることが明らかになった.小Maf群因子には,Bach因子の核内移行を促進する作用があり,それは小Maf群因子のbZip構造に依存していることがわかった.
食品中のビタミンK同族体の生理機能に関する研究

経口抗凝固薬ワーファリンは治療域を得るための投与量に大きな個人差があり、また薬効に食品中のビタミンKが強く影響するため、本剤にまる抗凝固療法を行う場合、個々に適切な投薬を実施した上で、最適な食生活指導を行うことが求められる。本研究では、ワーファリン服用中に適した食生活指導を行う上での基盤を形成ずるため、食品中のビタミンK含量に及ぼす調理の影響を解析すると共に、ワーファリン療法の治療応答性や副作用に影響する遺伝子多型を解析した。【食品中のビタミンK含量の調理変化】ビタミンK含量の高い緑色野菜を対象として、「ゆで」および「妙め」調理後のビタミンK含量の変化を測定した結果、野菜中のビタミンK量は「ゆで」により一1028%、「妙め」により一1023%の範囲で野菜毎に独立して変化することが明らかとなった。したがって、食品からのビダミンK摂取量を正確に把握するためには、少なくとも高ビタミンK含有食品について、生の食材のビタミンK含量だけでなく、調理後のビタミンK含量についても基準成分値を設定する必要があると考えられる。【循環器疾患関連遺伝子多型の探索】前年度に引き続き、ワーファリン服用者を中心として脳血管障害、心疾患、高血圧等循環器疾患者の臨床データおよび遺伝子多型を解析した。その結果、短鎖/分枝鎖アシルCoA脱水素酵素およびカテコールーO一メチルトランスフェラーゼ遺伝子内の一塩基多型が日本人の本態性高血圧発症と相関を示す事が明らかとなった。ワーファリンは我が国で承認されている唯一の経口抗凝固薬であるが、治療域を得るための投与量に大きな個人差がみられる。また、本薬剤はビタミンK再利用系を阻害し、ビタミンK依存性凝固因子量を低下させることで、抗凝固作用を発揮するため、その薬効は食品中のビタミンKの影響を強く受ける。本研究では、ワーファリン療法中に最適な食生活指導を行う上での基盤を形成するため、食品中のビタミンK含量の測定およびワーファリンの薬効や副作用に影響する遺伝性素因の解析を行っている。【食品中のビタミンK同族体含量の測定】ビタミンK含有量の高い食材としては、緑色野菜類、緑茶類、藻類、納豆などがよく知られているが、調理、貯蔵後、ヒトが実際に摂取する食事中のビタミンKの量に関する報告は少ない。そこで本年度は、逆相HPLC-蛍光検出によるビタミンK定量系を構築し、10種類の緑色野菜を対象として、調理前後のビタミンK同族体含量の変化を測定した。その結果、ビタミンK含量の変化は緑色野菜でも種類によって異なること、調理油中のビタミンK含量の違いは食材のビタミンK含量変化に大きく影響しないことが明らかとなった。【循環器疾患関連遺伝子多型の探索】ワーファリン服用者を中心に脳血管障害、心疾患、高血圧等循環器疾患者の臨床データ、遺伝子多型を解析し、疾患の病態形成や病態修飾、ワーファリン療法等の治療応答性に関わる新規遺伝子多型の探索を行った。本年度は、日本人高血圧患者のEndothelin-1遺伝子に新規のミスセンス変異(G36R)を同定した。また、Endothelin converting enzyme-1遺伝子一塩基多型の大規模遺伝子タイピングを行い、第5イントロン内の一塩基多型(rs212528)が高血圧症発症と相関を示す事を明らかにした。
SOS応答におけるシグナル分子産生の分子機構

大腸菌のSOS応答はストレス応答の代表例では有るものの、その始動のステップの分子機構は充分解っていない。その一つの原因は系の複雑さにある。我々は系の単純化のため、染色体上の複製フォーク阻害点(Ter)を利用した。このフォーク阻害活性は、Ter-Ter結合(Tus)タンパク質との複合体形成により発現される。これまでの研究からこのTer-Tus複合体によるフォーク阻害の結果、SOS誘導が起こることを明らかにしている。本年度は蛋白工学研の鎌田・森川両氏との共同研究により、このTerとTer複合体の結晶化に成功し、その立体構造を明らかにしつつある。今後他のDNA結合タンパク質との構造比較により、Tus特異的なフォーク阻害の機構を明らかにする一方フォーク阻害を起こさない一般のDNA結合タンパク質の構造的共通性の有無をも明らかにできると考えている。一方Ter部位でのフォーク阻害によって誘導されるSOS反応のうち、特に初期反応を明らかにするためには、大腸菌染色体よりもプラスミドを用いる方が優れている。そのためプラスミドに合成したTer配列を挿入し、フォーク阻害が起こるプラスミドを作製した。またこれとは別に、Tusタンパク質の発現をON-OFFにする目的でアラビノースプロモーター下にtus遺伝子を挿入した発現プラスミドを作製した。この2種のプラスミドを、tus^-株へ導入し、アラビノース添加によりTusタンパク質が誘導され、その結果プラスミドの複製がTer部位で阻害され、SOSが誘導される系を作った。現在この系を用いて、フォーク阻害とSOS誘導の関係を調べているが、これまでにプラスミドの複製開始点(ori)からTerまでの距離とSOS誘導のレベルに相関があるという予備的結果を得ている。この系を用いてSOS誘導の基本的な初期反応を本年度中に明らかにしたい。
共焦点レーザー走査顕微鏡を用いた、皮膚腫瘍におけるサイトケラチンの局在の検討

[研究の背景および目的]サイトケラチン(Cytokeratin, CK)は細胞質内に存在する蛋白で,20数種類のサブタイプが報告されている.CKは腫瘍の種類あるいは分化度によってサブタイプの発現が異なることが内臓臓器の腫瘍では知られている.本研究では初年度は、正常皮膚および皮膚の腫瘍性疾患を用いて,腫瘍によるモノクローナル抗体CK発現のパターンの差異と癌化による変化について、光学顕微鏡により観察した.[研究の対象と実験方法]手術的に摘出された皮膚の扁平上皮癌の症例15例を検討した。高分化、中分化、低分化癌をそれぞれ5例づつ用いた。モノクローナル抗体は、汎CKであるAE1/AE3を使用した。共焦点レーザー走査蛍光顕微鏡は、LaserSharp2000(BIORAD社)を、レーザー光源として、10mW空冷式クリプトンアルゴンレーザー(波長488、568)用いた。核はPropidium iodineで、細胞質はFITCにて標識した。[結果]サイトケラチンは、細胞質内にびまん性ないし細胞膜に高度に発現するパターンが主体であった。癌の分化度が下がり浸潤が深部におよぶ細胞では、CKの発現は全体に除々に低下していった。さらに分布のパターンが、原発性の悪性腫瘍の細胞ではCKは胞体内に細線維状に発現するのに対し、転移癌では細胞膜での発現がより高度となった。[考察]今回の検討結果から、CKの発現の強さが皮膚扁平上皮癌の悪性度の指標となる可能性が示唆された。さらにCKの胞体内での分布様式の変化は、癌の転移能を予測する因子としての役割が期待された。今後は、胞体内の発現の強さや分布をコンピューター処理により定量化することにより、悪性度や予後を客観的に予測する研究への発展が期待される。さらに今回の結果を皮膚における他のタイプの癌や良性腫瘍ないし良悪性の判断の困難である症例に応用することにより、形態診断への応用を試みるつもりである。【研究の背景および目的】サイトケラチン(Cytokeratin, CK)は細胞質内に存在する蛋白で,20数種類のサブタイプが報告されている.CKは腫瘍の種類あるいは分化度によってサブタイプの発現が異なることが内臓臓器の腫瘍では知られている.本年度我々は,正常皮膚および腫瘍性疾患を用いて,CK発現の差異を検討した.【研究の対象と実験方法】正常皮膚は剖検例10例を用いた.腫瘍性疾患として,脂漏性角化症10例,基底細胞癌10例,日光角化症10例,ボーエン病10病,ケラトアカントーマ10例,イボ状癌3例,扁平上皮癌15例(高分化型5例,中分化型5例,低分化型5例)を用いた.免疫組織化学的検討を行いABC望で検索した.【結果】A.正常皮膚では発現部位により,以下の1-7に分類された.1.表皮全層性,2.有棘層より浅層性,3.基底層のみ,4.表皮陰性,5.毛嚢峡部内側性,6.外毛根鞘性,7.汗腺腺房性.B.上皮系腫瘍における発現パターンとその特徴:脂漏性角化症:3,ケラトアカントーマ:5,日光角化症:1,3(減弱)4(CK17表層性),ボーエン病:1,2,4(CK8,19),基底細胞癌:1,2(角化部のみ),3,4(CK7,17),6,扁平上皮癌:1-3(分化の低下に伴い減弱),4(増強).【考察】正常皮膚および上皮系腫瘍において,特異的あるいは特徴的なCKサブタイプの発現パターンが明らかになった.診断や腫瘍細胞の分化方向の判断に有用であるとともに,悪性度の指標としても応用可能であると考えられた.[研究の背景および目的]サイトケラチン(Cytokeratin, CK)は細胞質内に存在する蛋白で,20数種類のサブタイプが報告されている.CKは腫瘍の種類あるいは分化度によってサブタイプの発現が異なることが内臓臓器の腫瘍では知られている.本研究では初年度は、正常皮膚および皮膚の腫瘍性疾患を用いて,腫瘍によるモノクローナル抗体CK発現のパターンの差異と癌化による変化について、光学顕微鏡により観察した.[研究の対象と実験方法]手術的に摘出された皮膚の扁平上皮癌の症例15例を検討した。

今後は、胞体内の発現の強さや分布をコンピューター処理により定量化することにより、悪性度や予後を客観的に予測する研究への発展が期待される。さらに今回の結果を皮膚における他のタイプの癌や良性腫瘍ないし良悪性の判断の困難である症例に応用することにより、形態診断への応用を試みるつもりである。
IGBPに対応する地理グロ-バルデ-タベ-ス構築に関する検討

1.本研究の目的は、IGBP(International GeosphereーBiosphere Program)とHDGCP(Human Dimension of Grobal Change Program)に対して、地理学の視点から対応するための研究テ-マの具体化と研究体制の確立を目指すことである。我々はこれらを推進させるため、次の6つのサブテ-マを設定した。(1)原環境の復元(2)土地利用変化(3)水域の変化(4)環境変化における人間活動の役割(5)日本経済のクロ-バル化と環境変化の拡散(6)時空間分析手法としての地理情報システム2.日本64年度内に文部省へ申請した平成2年度発足重点領域研究「近代化による環境変化の地理情報システム」の選定を受けて、地理学研究者を対象としたシンポジウムを東京にて開催した。合せて9月と11月にニュ-ズレタ-を発行し、この研究への参加を幅広く呼びかけた。3.上記のサブテ-マを遂行する各計画研究班のメンバ-、および代表者による会議も数回にわたり行なわれ、論議を深めた。並行して、総括班が設置される立正大学では当学園事務局との協力体制を協議した。
錐体路の形態形成に関わる脊髄のグリア細胞環境についての研究

<研究成果の概要>脳の神経回路網は、投射ニューロンの軸索が白質線維束を伸展し、標的ニューロンにシナプスを構築する事で成立する。中枢伝導路の形成時期には、軸索の先端に成長円錐がみられる。幼若なニューロンの分散培養や、切片培養の実験系で、伸長しつつある神経突起を経時的にモニターすると、成長円錐が激しく運動し、周囲の環境条件をかぎわけるような探索行動が再現される。このような現象の機構原理(軸索の行動を規定する因子)として以下の仮説が有力である。一方は「標的細胞が分泌する蛋白の濃度勾配を成長円錐が認識する事によって標的ニューロンへと誘導される」というアイデアであり、拡散性シグナルの存在を想定している。もう一方は「局所の細胞環境に接触することによって成長円錐が進展経路を選択している」という考えであり、膜蛋白の受容体を介する細胞間相互作用を想定している。本研究は中枢伝導路の形態形成をテーマとして、当初は軸索成長円錐の行動に焦点を当てた。しかしその後、発生神経生物学の研究に細胞生物学の方法論が取り入れられ、軸索と同時に樹状突起の形態形成における細胞骨格蛋白の動態が検討されるようになった。具体的には、神経細胞を顕微鏡下で長時間培養する手法、アクチンやチュブリンなどの蛍光標識分子を培養細胞に微量注入する方法、微弱な光を検知する間歇ビデオ顕微鏡などである。本研究では、グルタミン酸トランスポーターを放射状グリアや星状膠細胞系のマーカーとして利用し、小脳皮質のプルキンエ細胞とバーグマングリアとの相互作用が樹吠突起の形成に影響する事を示唆する結果など、グリアとニューロンの接触が神経回路の形態と機能発現に重要な役割を演じている事が明らかとなった。将来は、発生過程を個体で追跡する形態学的研究と、細胞小器官から分子レベルで培養細胞の挙動を検討する細胞生物学が有機的に統合されると予想している。1)大脳皮質由来の神経突起の伸長と成長円錐の行動を抑制する成熟脊髄膜分画の作用について(Nagashima et al.,J.Neurobiol.,1999) :伝導路を構成する軸索の成長が発生過程に従って減弱する現象に対して、標的領域の灰白質に存在する軸索の成長を促進する分子の減少か、或いは成長を抑制する分子の増加が、軸索伸長を調節している可能性が考えられる。生後1日齢のハムスターの大脳皮質知覚運動野を、生後1日齢から3週齢の頚髄から抽出した膜分画上で組織片培養し、異なる生体条件に対する神経突起の応答について、突起伸展の状況を経時的ビデオ顕微鏡による動的行動解析により検討した。その結果、脊髄の成熟に従って神経突起の成長を抑制するようになる原因として、白質に局在し髄鞘形成に関連した分子のみならず、成熟灰白質にも抑制性の分子が存在し、皮質脊髄路軸索の成長円錐を誘導している可能性が示唆された。2)リーラーおよびウィーバーマウス小脳のプルキンエ細胞に関連する星状膠細胞におけるグルタミン酸トランスポーターGLASTの減弱について(Fukaya et al.Neurosci.Res.,1999) : GLASTは小脳のバーグマングリアに発現するが、小脳の細胞構築に異常をきたすリーラーおよびウィーバーマウス小脳でGLASTの発現を検討した。GLAST免疫陽性細胞は、プルキンエ細胞の細胞体および1次樹状突起に近接した星状膠細胞であり、プルキンエ細胞に関連した星状膠細胞におけるGLASTの発現はこれらの奇形マウスでも保存されていた。

しかし野生型と比較して、GLASTの転写レベルは、リーラーおよびウィーバー小脳皮質でおよそ1/3に、リーラー小脳皮質下でおよそ1/6に減弱していた。過去の結果と合わせて、小脳の星状膠細胞におけるGLASTの発現は、隣接するプルキンエ細胞の分化に対応して制御されている事が示唆された。PSD-95、SAP102、Chapsyn-110は、NMDA受容体およびShaker-typeのカリウムチャネルサブユニットのC末端と相互作用するPSD-95/SAP90ファミリーに属する蛋白である。ペプシンを用いた切片の前処置により、これら蛋白ファミリーの光顕レベルの免疫組織化学的な検出感度が、定性的、定量的に変化することを報告する。第一に、ペプシン前処置により、一次抗体の濃度が低い条件で、免疫反応の強度を高める事ができた。第二に、成熟マウスの脳におけるPSD-95、SAP102、Chapsyn-110の局在分布は、それらのmRNAの局在に一致していた。第三に、報告されているような細胞体・樹状突起の染色パターンではなく、ニューロピルにおける繊細な点状の染色パターンとなった。第四に、多くのPSD-95免疫陽性点状構造は、synaptophysin陽性神経終末と密接に相対しており、NMDA受容体サブユニットの局在と重なり合っていた.包埋後免疫電顕により、PSD-95抗体は非対称性シナプスのpostsynaptic dendityに限って局在していた。これらの結果から、シナプス後膜に局在するPSD-90/SAP90蛋白ファミリーに対して、通常の免疫組織化学の手法では、抗体の到達や結合が妨げられ、ペプシン前処置によって効果的にシナプス後膜のエピトープが現れると結論した。一方、カリウムチャンネルが多く存在する小脳の篭細胞の軸索終末のPSD-95は、ペプシン前処置をしなくても検出可能であり、PSD-95抗体はシナプス前膜のエピトープには容易に到達できる事が示唆される。従って、以上の免疫組織化学の結果は、PSD-90/SAP90蛋白ファミリーがNMDA受容体およびカリウムチャネルサブユニットと相互作用するという有力な概念を支持する、光顕レべルの証左である。Lセリンは蛋白、膜脂質、ヌクレオチド、神経活性アミノ酸のDセリンやグリシンなどに必須の前駆体である。Lセリンとグリシンが小脳のバーグマングリアが産生するプルキンエ細胞に対する栄養因子である事が示されている。こうした代謝におけるニューロンとグリアの相関関係が、発生途上および成熟脳で枢要な役割を果たしているかと調べるため、Lセリンの生合成での第一段階の酵素である3PGDHの細胞発現を、in situハイブリダイゼーションと免疫組織化学により検討した。神経管の壁がもっぱら脳室層で占められている発生初期には、神経上皮の幹細胞で3PGDHが強く均質に発現している。その後、ニューロンでは3PGDHの発現は減退しほとんど消失する一方で、灰白質や白質の放射状グリア、さらに星状膠細胞で3PGDHは強く発現する。加えて、嗅神経を被鞘するグリアでは、3PGDHが発生過程を通じて強く発現する。これらの結果から、こうしたグリア系細胞が脳におけるLセリンの生合成の場であると考えられた。この所見から、こうしたグリア系の細胞が、発生期および成熟期のニューロンや他のグリア系細胞のエネルギー代謝に寄与しているとする仮説について考察した。1)デルフィリン:シナプスにおいてグルタミン酸受容体デルタ
ミエロイド細胞の系譜分岐と可塑性における転写因子Fosの役割

破骨細胞は骨吸収を担う特殊なマクロファージである。マウスの骨髄細胞は、M」CSF依存的に分化させてRANKLを加えると破骨細胞へ分化する。われわれは、細胞分裂直後と思われる隣接する二つの細胞の一方だけが、破骨細胞分化マーカーである酒石酸抵抗性酸フォスファターゼ(TI盗P)に陽性となり、他方は陰性である染色像を多数観察したことから、前駆細胞が細胞分化の過程でマクロファージと破骨細胞とに非対称分裂を行うと考えた。平成18年度は、非対称細胞分裂と思われる現象を経時的にタイムラプス法で捉えるために、破骨細胞分化マーカーであるカテプシンKの転写調節下にCre組換え酵素を発現するマウスと緑色蛍光タンパク質(GFP)インジケーターマウスの交配により、破骨細胞特具的にGFPを発現するマウスを作製し、破骨細胞分化をGFPでモニターする培養実験系を構築した。まず、共焦点レーザー顕微鏡によるタイムラプス法で解析により、CatK-Cre/GFPマウス由来の前駆細胞は、RANKLで刺激するとGFP陽性になり、破骨細胞分化を経時的にGFPを用いてモニターできた。さらに、破骨細胞分化が急速に起こるRNKL添加後48-72時間においてGFP発現の非対称性を伴う非対称細胞分裂が観察されるかどうかを検討したところ、非対称細胞分裂の可能性のある画像が得られた。そこで現在、さらにタイムラプス解析を分化の初期についても行い、細胞分裂とGFP陽性化との関連を追求している。また、CatK-Cre/Fos(floxed/-)マウス作製しており、破骨細胞分化後にc-Fosが必要かどうかの検討を進めている。平成17年度の研究において、M-CSF依存性の骨髄由来前駆細胞、およびマクロファージ細胞株RAW264.7を用いて非対称細胞分裂像の出現頻度を最大にするようなM-CSFとRANKLの濃度を探した。次に、免疫蛍光染色法により、転写因子NFATc1の発現にも非対称性分裂像が認められることを観察した。この結果は、単にTRAP染色だけでなく、破骨細胞分化の転写因子カスケードの活性化が細胞分裂を伴って非対称に起こる可能性を示している。さらに、タイムラプス法により経時的に細胞分裂を捉え、分裂直後の2連の細胞に非対称性が認められるかどうかを、TRAP染色を行うことによって解析した。その結果、細胞分裂後に非対称なTRAP染色性を示す例が観察された。次に、非対称細胞分裂をリアルタイムで観測するために、緑色蛍光蛋白(GFP)を発現するふたつの実験系を構築した。ひとつは、転写因子c-Fosの遺伝子座にGFPをノックインしたマウスであり、もうひとつは破骨細胞特異的にCreを発現するマウスにGFPレポータマウスを掛け合わせたもので、どちらの実験系においても破骨細胞分化に伴いGFPが発現することが予測される。これらのマウスから調整した前駆細胞を分化させ、共焦点レーザー顕微鏡を用いたタイムラプス法による解析を行った。最後に、c-Fosを欠失すると破骨細胞分化が阻止されるだけでなく、炎症性サイトカインの産生亢進が認められた(Ray et al.,in press)。このことは、c-Fosが破骨細胞分化誘導に関わる遺伝子群を活性化すると同時に、マクロファージ遺伝子群を抑制すること、すなわちc-Fosが細胞系譜分岐点以降に遺伝子発現のコントラストを作り出していることを示唆している。平成18年度には、c-Fosの除去により破骨細胞分化の可塑性が得られるかどうかという点を目指して解析を進めたい。
階層的数値モデルによる金星大気重力波の励起、伝播、散逸過程の解明

大気重力波は、運動量やエネルギーを輸送、再分配し、惑星大気において重要な働きを担う。近年、観測と数値モデルの両面で高解像度化が進み、地球大気の重力波が解像できるようになりつつある。しかし、金星大気においては、重力波の励起、伝播、散逸の諸過程に関する理解はほとんど得られていない。本課題では、階層的な数値モデルを用いて、金星大気の重力波の諸過程を包括的に解明する。様々な励起源からの重力波をモデル内で再現・定量化し、さらに自発的放射も含めた新しい重力波パラメタリゼーションを構築することが最終的な目標である。