hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
都市構造転換に伴う土地利用計画システムの変化動向に関する国際比較研究

1.都市化社会から都市型社会への変化に伴い、都市づくりの重点が新規開発から既成市街地再編、再開発へと移行している状況を、経済社会の変化要因と併せて検討した。また具体例としてロンドン、パリ、ニュ-ヨ-クの諸都市における状況をまとめて示した。2.都市化社会の都市づくりの制度システムとして位置づけられる近代都市計画精度の特徴を、イギリス、西ドイツ両国を対象に検討し、これら近代都市計画制度を生んだ諸国における都市計画システムの特徴である土地利用計画の二層構造制が、既成市街地再編に対しては、限界があることを示した。3.近代都市計画システムが対応できない既成市街地への都市計画的対応として、先進諸国が様々な制度、手法を創り出していることを示した。具体的には次のような典型例を示した。(2)西ドイツ-建設法典の第34条第3項規定(5)日本-再開発地区計画制度その結果、これら新しい都市計画システムの基本的要素のひとつとして、公共と民間がネゴシェ-ションによって計画内容を固めてゆくネゴシェ-ション型都市づくりが位置づけられた。4.ネゴシェ-ション型都市計画システムの我国における典型例として、横浜市が展開している「町づくり協議」制度について、その経緯、内容、具体的運用状況について詳細に検討を加え、そこから、今後の都市計画システムのあり方として、ひとつのモデルを示している。.本年度はイギリスと西ドイツの土地利用計画システムの変化動向を中心に検討し、併せて我国の近年の顕著な動向に対する実証分析を試みた。2.イギリスにおける土地利用計画システムの変化動向(1)イギリスにおける1968年法システムを基本原則、それを担保する手段等により確認し、そのシステムの展開状況と課題を明らかにした。Structure Plan;Local Plemの二層構造システムが、大都市圏内部市街地では適用が困難であること、それに代って、様々なタイプの非法定計画が存在し柔軟に対応してることを明らかにした。(2)サッチャー政権下の都市計画システムを、その中心的考え、制度改革の具体、さらにそれら新計画システムが実際にどのように適用され始めているのかを、UDC、EZ、UDP、SPZ等の項目毎に検討を加えた。3.西ドイツにおける土地利用計画としての変化動向(1)西ドイツにおける1960年法システムを基本原則、それを担保する手段等により確認し、そのシステムの展開状況と課題を明らかにした。F-PlanとB-Planよりなる二層構造システムが、とくに内部市街地の適用において限界があること。それに代って、F-PlanとB-Planの中間的プランや、ラーメンプラン等の柔軟な非法定計画が存在することを明らかにした。(2)1987年の新建築法典の制定による土地利用計画システムの変化動向を明らかにし、内部市街地における柔軟な計画システムの組み込み、郊外部における厳格な土地利用規制システム適用を明らかにした。4.我国の新しい土地利用計画システムについて、国レベルでは再開発地区計画制度、自治体レベルでは横浜市の協議地区を対象に検討した。1.指針的土地利用計画のレベルで、我国都市計画システムの変化動向の表われとして、部門別マスタ-プラン(再開発方針等)、地区別計画の位置づけが強化されていることを示した。2.拘束的土地利用計画のレベルで、近年の我国都市計画システムの変化動向として、(1)特定街区、総合設計制度の見直し、(2)建築基準法の形態規制の見直し、(3)再開発地区計画制度の創設、(4)現在進行中の大都市住宅供給法に関連する用途別容積率方地区計画、住宅地高度利用地区計画等の新しい地区計画の役割等を検討し、そのような動向の背景と意味を考察した。都市型社会における既成市街地再編のための新しい都市計画システムが生まれる過渡期として位置づけられる。3.自治体レベルの動向として、第1に地区計画制度の新しい運用事例をまとめた。広島市、大阪市、さらに東京都区部にみられる都心居住を促進するための広範囲にわたる地区計画の適用について考察し、第2に、東京都心4区で住機能確保のための要綱による住宅付置義務制度の経緯、内容、効果等を検討し、既成市街地を土地利用面で整序するための計画規制の新しい動向を考察した。4.新しい都市計画システムの内容として、昨年度研究した先進諸国における様々な制度、手法展開の共通項、特徴としてネゴシェ-ションによる計画システムを抽出した。

5.我国におけるネゴシェ-ション型都市づくりの事例として、制度化されたものとして再開発地区計画制度、制度化されていないものとして、横浜市の「街づくり協議」制度をとりあげ、その内容、経緯、さらに通用状況について検討を加えた。また後者については4つの類型を示し、さらにその中からひとつの理念型を導いた。
造血器腫瘍発症の分子メカニズムの統合的理解にむけて

急性白血病、骨髄異形成症候群、骨髄増殖性疾患発症の分子メカニズムについて主にマウスBMTモデルを利用した実験系で研究した。白血病発症に関与する遺伝子変異は大きく分けて増殖誘導・細胞死阻害を誘導するクラスI変異と細胞分化を阻害するクラスII変異に分類される。本研究においては、クラスI変異では種々の分化段階の細胞が増殖するMPNが、クラスII変異では分化が阻害されるMDSが発症し、クラスI変異とクラスII変異が両方存在すると分化阻害された未熟な細胞が無限増殖する急性白血病が発症することをマウスBMTモデルによって示した。MDSにFLT3-ITDなどのクラスI変異が加わると白血病に移行し、CMLなどMPNにクラスII変異が加わると急性転化などで急性白血病化する。このように考えると、MDSやMPNも最終的に白血病に移行する場合はクラスIとクラスIIが関与するという意味において急性白血病と本質的には同じであると言える。研究代表者のグループは効率の良いウイルスベクターによる遺伝子導入法を利用して、マウス骨髄移植による白血病モデル(マウスBMTモデル)を構築した。平成20年度は、1)ヒトMDS患者由来の転写因子AML1のRunt相同部分変異体がマウスに5-10ヶ月でMDS様症状を誘導すること、一部のマウスは白血病に移行すること、Evi1と同時に発現させると全例で2-3ヶ月以内に白血病で死亡すること、2)Bcr-Ab1に加えて分化抑制効果を有するHes1を過剰発現させると、マウスでCMLではなく急性白血病を早期に誘導すること、3)C/EBPaはマウス骨髄移植モデルにおいて長い潜伏期間の後、白血病発症を誘導することを示した。また、発現クローニングで1L-3依存性HF6細胞に自律増殖性を与える遺伝子として同定したRasGRP4に関する結果をまとめてInt J Hemato1誌に投稿し受理された(現在印刷中である)。Hes1の論文は準備中である。マウスBMTモデルにおいてBcr-ablとHeslが協調すると慢性骨髄性白血病のブラストクライシス(CML-BC)様の病態を誘導することができることを明らかにした。CML-BC患者においても20例中8例にHes1の過剰発現が認められた。この結果はHes1の過剰発現がCML-BCの原因の一つになっていることを示した(Nakahara et al. Blood印刷中)。またC/EBPaの2種類の変異体(N末変異体、C末変異体)は白血病において共存することが多いことが知られている。我々はN末変異体とC末変異体を同時に導入することによりBMTモデルにおいて単独で導入するより早く白血病を発症させることを示した(Kato et al.論文投稿中)。またC末変異体はFLT3-ITDと協調して2週間以内という非常に早期に白血病を発症させることも判明した。これらの結果はC/EBPaの2種類の変異がクラス1、およびクラス2として働き白血病発症を誘導することを示唆している。白血病、骨髄増殖性疾患(MPN)、骨髄異形成症候群(MDS)発症の分子メカニズムを解明するためにさまざまな角度から研究を行った。これらの実験を通じて白血病、MPN、MDSを含む造血器腫瘍を統合的に理解する。1)転写因子AML1の変異体を利用したマウスMDSモデルにおいてプロモーター領域がメチル化されている遺伝子群を同定したところ、p57Kip2, Gata5, Myod1, Sall1など癌で高メチル化が報告されている遺伝子群が含まれていた。2)Bcr-Ab1を過剰発現させた骨髄細胞を移植することによってマウCMLモデルを作製した。Hes1とBcr-Ab1を同時に発現させるとブラストクライシス(CML-BC)様の病態を呈すること、実際のCML-BC患者でも40%でHes1の過剰発現が認められることを明らかにした。3)転写因子C/EBPαにはN末とC末の2種類の変異があり、患者白血病細胞ではそれぞれの変異を別の遺伝子座に有する症例が多い。我々は2つの変異体が協調して白血病発症を誘導することをin vitroおよびon vivoの実験で明らかにした。またクラスI遺伝子変異として知られているFLT3-ITDはC/EBPαのC末変異体と協調して2週間以内に白血病を誘導することからC末変異体はクラスII変異様の働きをすることが示唆された。4)AIDを導入すると遺伝子突然変異が誘導される。そこで骨髄細胞にAIDを過剰発現し移植すると胸腺腫あるいはB細胞腫瘍を発症することが判明した。腫瘍における変異を調べたところ、胸腺腫ではc-mycやNotchにB細胞腫瘍ではEbf1とPax5に変異が導入されており、このことがリンパ系腫瘍の発症に関与したことを示唆した。
TDP-43異所性プロモーターの異常活性化を介したALS病態悪化機構の解明

TDP-43はALSの原因遺伝子の一つと考えられているが、TDP-43遺伝子変異を持つ患者はALS全体の数%に過ぎない。しかし9割のALS患者の運動ニューロンにTDP-43陽性封入体が検出されることが報告され、病因によらず運動ニューロン死へ至る過程で共通してTDP-43がALSの発症や進行に関与することが示唆される。TDP-43は標的の転写やスプライシングなど核酸代謝調節を行うDNA/RNA結合タンパク質である。近年、ALS患者の脳内よりTDP-43標的のスプライシング異常が検出されたことから、実際に患者脳内においてTDP-43の機能不全が引き起こされていることが示唆される。本研究は、TDP-43の核酸代謝調節機構の破綻がALSの発症・悪化のリスクとなるか検証すること、またその起点を同定することを目的としている。これまでの本研究成果より、TDP-43スプライスバリアントの一つ(TDPsv)が翻訳されALS患者の運動ニューロンで有意に局在パターン変化を引き起こしていることがわかった。また、TDPsvの上流領域は異所性プロモーター活性を示し、この活性化とTDPsvの蓄積がALSの病態生理に関与することが示唆された。2019年度はTDP-43の本来のプロモーターと異所性プロモーターに対するTDPsvの影響を比較した。TDPsvは異所性プロモーターを顕著に活性化させるのに対し本来のプロモーターに対しては影響しないことがわかった。また、野生型TDP-43は本来のプロモーターに対して抑制性に働く一方で、変異型TDP-43はその抑制効果が弱い上、異所性プロモーターを野生型よりも有意に活性化することがわかった。以上よりTDPsvおよび変異型TDP-43は本来のプロモーターへの影響が弱い一方で異所性プロモーターの活性化を誘導することが示され、自身の転写を高く維持する新規機構の存在が疑われた。2019年度の研究成果により、TDPsvのみならず変異型TDP-43もTDP-43異所性プロモーターに対して活性化能力を持つことがわかった。また、TDP-43転写開始点上流領域に存在する本来のプロモーターはこれまで実験的には同定されておらず、ソフトウェアによる予測のみであったが、本研究においてTDP-43上流プロモーターを初めてクローニングし実験的に活性を検出した。TDP-43の上流プロモーターが同定されたことは、TDP-43のRNA結合タンパク質としての機能に加え転写制御因子としての機能についても注目するきっかけとなり、今後解析が進むことが期待される。2018年度までの研究成果をもとに2019年度は神経科学大会において研究成果を発表する予定である。また、本研究成果を査読のある学術誌へ投稿中であり、今後の研究進展が期待できる。2019年度は以下の計画により研究を推進する。1TDP-43本来のプロモーターおよび異所性プロモーターの活性化によるTDP-43転写レベルへの影響を検証する為、CRISPR-dCas9遺伝子発現活性化システムによりTDP-43上流プロモーターおよび異所性プロモーターを活性化させた際のTDP-43およびTDPsv mRNA量を調査する。2TDPsvの運動ニューロンに対する毒性の有無を検証する為、健常人iPS細胞由来運動ニューロンにTDPsvを過剰発現させ、運動ニューロンマーカー陽性細胞数、神経突起長への影響を解析する。3ALS患者において同定された変異型TDP-43のTDPsv産生への影響を検証する為、変異型TDP-43ノックイン(KI) iPS細胞由来運動ニューロンにおいてTDPsvの発現解析を行う。4変異型TDP-43 KI iPS細胞由来運動ニューロンにおいて2つのTDP-43プロモーター活性に変化があるか検証する為、プロモーター活性を野生型TDP-43 KI群および非KI群と比較する。TDP-43はALSの原因遺伝子の一つと考えられているが、TDP-43の遺伝子変異を持つ患者はALS全体の数パーセントに過ぎない。しかしながら、ALS患者の9割で運動ニューロンにおけるTDP-43の特徴的な局在パターンを示すことが報告され、病因によらず運動ニューロン死へ至る過程において共通してTDP-43の何らかの異常がALSの発症や進行に関与することが示唆される。TDP-43は標的DNA・RNAの転写やスプライシングなど核酸代謝調節を行うDNA/RNA結合タンパク質である。近年、ALS患者の脳内よりTDP-43標的のスプライシング異常が検出されたことから、実際に患者脳内においてTDP-43の機能低下が引き起こされていることが示唆される。本研究は、TDP-43の核酸代謝調節機構の破綻がALSの発症・悪化のリスクとなるか検証すること、さらにはその起点を同定することを目的としている。本研究のこれまでの成果において、ALSモデルマウス(G348C、A382T変異型TDP-43-Venusノックインヘテロマウス)の脳内に顕著に蓄積するTDP-43スプライスバリアントを同定し、この上流に異所性プロモーターが存在することを見出した。このことからALSモデルマウスの運動障害の発症にはTDP-43異所性プロモーターの活性化およびスプライスバリアントの蓄積が関与している可能性が考えられる。本研究計画において、ALSモデルマウスで蓄積がみられたTDP-43スプライスバリアント由来翻訳産物に対する特異的抗体を作製し、ALS患者由来脊髄切片における発現および局在パターンを検証した。

ALS患者においてこの翻訳産物の局在パターンが有意に変化していることがわかり、同定したTDP-43スプライスバリアントはALSの病態生理と関与することが示唆された。平成29年度の研究成果により、ALS患者脊髄切片においてTDP-43スプライスバリアント由来翻訳産物の局在パターンが対照群とは有意に異なることが示され、この翻訳産物がヒト個体において発現し検出可能であること、さらにはALS病態と関与していることが示唆された。また、TDP-43スプライスバリアント発生の起点となり得るTDP-43異所性プロモーターのコア領域ならびに調節エレメントの同定が完了した。これらのデータをもとに、平成30年度以降の研究計画では大きな進展が期待できる。TDP-43はALSの原因遺伝子の一つと考えられているが、TDP-43遺伝子変異を持つ患者はALS全体の数%に過ぎない。しかし9割のALS患者の運動ニューロンにTDP-43陽性封入体が検出されることが報告され、病因によらず運動ニューロン死へ至る過程で共通してTDP-43がALSの発症や進行に関与することが示唆される。TDP-43は標的の転写やスプライシングなど核酸代謝調節を行うDNA/RNA結合タンパク質である。近年、ALS患者の脳内よりTDP-43標的のスプライシング異常が検出されたことから、実際に患者脳内においてTDP-43の機能不全が引き起こされていることが示唆される。本研究は、TDP-43の核酸代謝調節機構の破綻がALSの発症・悪化のリスクとなるか検証すること、またその起点を同定することを目的としている。これまでの本研究成果より、TDP-43スプライスバリアントの一つ(TDPsv)が翻訳されALS患者の運動ニューロンで有意に局在パターン変化を引き起こしていることがわかった。また、TDPsvの上流領域は異所性プロモーター活性を示し、この活性化とTDPsvの蓄積がALSの病態生理に関与することが示唆された。2019年度はTDP-43の本来のプロモーターと異所性プロモーターに対するTDPsvの影響を比較した。TDPsvは異所性プロモーターを顕著に活性化させるのに対し本来のプロモーターに対しては影響しないことがわかった。また、野生型TDP-43は本来のプロモーターに対して抑制性に働く一方で、変異型TDP-43はその抑制効果が弱い上、異所性プロモーターを野生型よりも有意に活性化することがわかった。以上よりTDPsvおよび変異型TDP-43は本来のプロモーターへの影響が弱い一方で異所性プロモーターの活性化を誘導することが示され、自身の転写を高く維持する新規機構の存在が疑われた。2019年度の研究成果により、TDPsvのみならず変異型TDP-43もTDP-43異所性プロモーターに対して活性化能力を持つことがわかった。また、TDP-43転写開始点上流領域に存在する本来のプロモーターはこれまで実験的には同定されておらず、ソフトウェアによる予測のみであったが、本研究においてTDP-43上流プロモーターを初めてクローニングし実験的に活性を検出した。TDP-43の上流プロモーターが同定されたことは、TDP-43のRNA結合タンパク質としての機能に加え転写制御因子としての機能についても注目するきっかけとなり、今後解析が進むことが期待される。
計算機援用板曲げ方案作成システムの開発

原理的に見ると線状加熱は、ガス加熱および水冷により鋼板に塑性ひずみ(あるいは固有ひずみ)を与え、これにより板を曲げる加工であるから、問題は、どのような大きさのひずみをどの位置に与えるか、また、所定のひずみを得るための加熱条件をどのように設定するかという二つの問題に集約される。そこで平成4年度は、目的として与えられた3次元曲面を得るために必要な固有ひずみを定量的に明らかにすることを目的として検討を行った。一般に、板曲げでは、面内のひずみ(縮み)と曲げひずみを巧みに使い分ける必要があり、これらのひずみの分布を定量的に計算する方法として、板の大撓み解析のためのFEMを利用した方法を開発した。このようなFEMを用いて必要なひずみを具体的に計算し、固有ひずみの観点から、板曲げの問題を分析・整理した。平成5年度では、所定の面内ひずみ(縮み)あるいは曲げひずみ(角変形)を得るための加熱条件を対象に定量的研究を行った。加熱条件と変形の関係を数値的に明らかにするため、有限要素法(FEM)を用いた線状加熱の解析法を開発した。また、大局的に問題を把握するため、加熱条件を特徴付けるパラメータを相似則に基づき導出し、これらパラメータを変化させた一連のシミュレーションにより、縮みおよび角変形を得るために有効な加熱条件を明らかにした。平成6年度は、より実際に即した状況を想定して、格子状あるいは平行線状に加熱を実施する場合の加熱法案をFEM解析に基づき自動生成することを試み、その技術的可能性を示した。造船所における曲り部材の曲げ加工の多くは線状加熱によって行われているが、曲げ加工には熟練が必要とされる。最近の熟練工の減少は、建造能力を維持するという点のみならず、技能の継承という点で重大な問題となっており、線状加熱に含まれる技能の論理的把握と定量化が緊急の課題である。一方、線状加熱は、ガス加熱および水冷により鋼板に塑性歪(あるいは固有歪)を与え、これにより板を曲げる加工であるから、問題は、どのようや大きさの歪をどの位置に与えるか、また、所定の歪を得るための加熱条件をどのように設定するかという二つの問題に集約される。そこで、本年度は、目的として与えられた3次元曲面を得るために必要な固有歪みを定量的に明らかにすることを目的として検討を行った。一般に、板曲げでは、面内の歪(縮み)と曲げ歪を巧みに使い分ける必要があり、これらの歪の分布を定量的に計算する方法として、板の大撓み解析のためのFEMを利用した方法を開発した。このようなFEMを用いて、理想的な椀型、鞍型、捻れ曲面さらには、現実の船体の曲り部材を対象に、これらの曲面を得るために必要な歪を具体的に計算し、歪の観点から、板曲げの問題を分析・整理した。ここで得られた結論は、これらの曲面を得るために熟練工が行う作業手順の合理性を裏打ちするものであった。線状加熱は、ガス加熱および水冷により鋼板に塑性ひずみ(あるいは固有ひずみ)を与え、これにより板を曲げる加工であるから、問題は、どのような大きさのひずみをどの位置に与えるか、また、所定のひずみを得るための加熱条件をどのように設定するかという二つの問題に集約される。平成4年度では、目的として与えられた3次元曲面とこれを実現するために必要な固有ひずみの関係を明らかにしたので、本年度は、所定の面内ひずみ(縮み)あるいは曲げひずみ(角変形)を得るための加熱条件を対象に定量的研究を行った。また、大局的に問題を把握するため、線状加熱に対して成立する相似則に基づき、加熱条件を特徴付けるパラメータを導出した。

さらに、これらパラメータを変化させた一連のシミュレーションを実施し、縮みおよび角変形を得るために有効な加熱条件を明らかにした。線状加熱は、ガス加熱および水冷により鋼板に塑性ひずみ(あるいは固有ひずみ)を与え、これにより板を曲げる加工であるから、問題は、どのような大きさのひずみをどの位置に与えるか、また、所定のひずみを得るための加熱条件をどのように設定するかという二つの問題に集約される。前年度までの研究では、目的として与えられた3次元曲面と、これを実現するために必要な固有ひずみの関係を明らかにし、さらに、所定の面内ひずみ(縮み)あるいは曲げひずみ(角変形)を得るための加熱条件を対象に定量的研究を行った。本年度は、より実際に即した状況を想定して、格子状あるいは平行線状に加熱を実施する場合の加熱方案をFEM解析に基づき自動生成することを試み、その技術的可能性を示した。さらに、現実の線状加熱では、多数の加熱線が互いに隣接したり交差しており、すでにある程度曲率を持った状態で加熱が施される。このような、加熱線同士の相互影響を明らかにするために、先行加熱による初期残留応力および初期曲率に注目し、それらの影響を検討した。その結果、加熱線間の相互影響は認められるが、量的には比較的小さいので、複数の加熱線が作り出す固有ひずみについて近似的に線形加算則が適用できることが明らかとなった。
コオロギ死にまね行動における運動抑制機構の解明

フタホシコオロギは前肢を拘束すると全ての肢を強く屈曲させ、34分間凍り付いたように身動きひとつしなくなるいわゆる"死にまね"をおこす。死にまね中に特異的にみられる生理現象として"カタレプシー"がある。これは屈曲位置にある脛節を強制的に伸展位置まで動かすと新たに与えられた位置を保持し続ける現象で、筋肉が一定の緊張状態と柔軟性を併せ持つ状態と解釈される。本年度はこの独特の硬直姿勢をつくるのに寄与する脛節屈筋を支配する運動ニューロン群の細胞外記録を行い、その発火パターンや頻度を解析ソフト(Lab View)を用いて詳細に調べた。その結果、死にまね中の姿勢保持に寄与する4個の遅筋タイプの興奮性運動ニューロンの発火頻度は単に静止している状態の発火頻度と違いがみられないことがわかった。両状態においてその総スパイク頻度は脛節の位置に依存して大きく変動した(脛節が伸展位置にあるほど減少する)。さらに死にまね中に特異的に抑制されるユニットを細胞内記録・染色により同定したところ、筋緊張を抑制する機能を持つ抑制性運動ニューロンであることが判明した。つまり、死にまね特有の筋緊張は興奮性運動ニューロンの活動昂進によるものではなく、抑制性運動ニューロンの抑制によりつくられることが強く示唆された。さらにこの死にまね時特有の運動ニューロンの発火特徴を指標として死にまね誘発時の拘束刺激を受容する自己受容器の探索を行ったところ、両前肢の腿節内弦音器官の除去により死にまね特有の硬直状態が誘発されなくなることがわかった。一方、他の感覚器の除去では全く影響がみられなかった。これにより、死にまね維持への関与が示唆された腿節内弦音器官が死にまね誘発にも関与するという決定的な証拠が得られた。以上、死にまね行動を特徴づける運動抑制の末梢の神経機構はほぼ解明され、2年間にわたる研究目標はほぼ達成された。コオロギの死にまねを特徴づける運動出力の解析1解剖学的研究死にまね中には後肢脛節の強い屈曲維持がおこる。脛節屈筋は腿節基部側にある大きな筋肉(主屈筋)と末梢側にある小さな筋肉(補助屈筋)からなる。両者を支配する神経の逆行性染色を行い、その数とタイプをほぼ明らかにした。主屈筋の基部は2個のintermediate type、2個のslow typeの興奮性運動ニューロン、2個の抑制性運動ニューロンの支配を受け、中央部は3個のintermediate typeの興奮性運動ニューロンの支配を受け、末梢部は3個のfast type、1個のintermediate typeの興奮性運動ニューロンの支配を受ける。一方、補助屈筋は2個のintermediate type、4個のslow typeの興奮性運動ニューロン、2個の抑制性運動ニューロンの支配を受けることが明かとなった。以上より、筋肉の両端部は多数で多様なタイプの運動ニューロンの支配を受け、中央部の筋肉に比べ緻密な制御がなされていることが強く示唆される。この神経支配パターンは原始的なコオロギであるウェタに類似するが、バッタのそれとは大きく異なることがわかった。2死にまね中の運動出力の生理学的解析極細絶縁銅線(記録電極)を脛節屈筋に刺入することで死にまね中、静止中、歩行中における運動ニューロンの活動を非侵襲的に細胞外記録した。その結果、死にまね中にはfast typeおよびintermediate typeの興奮性運動ニューロンの活動は完全に停止するが少なくとも補助屈筋を支配するslow typeの活動は持続していることがわかった。これにより、ウェタの死にまねで報告されているような活動電位なしの筋収縮(キャッチ)とは異なり、少数の小さな運動ニューロンの持続活動が死にまね中の筋収縮の維持に寄与することが明らかとなった。
前近代日本朝廷文書の研究―文書体系と文書作法―

日本の朝廷では、古代に起源をもつ文書制度が前近代を通じて用いられ、諸集団の文書体系に影響を与えた。本研究ではこれを「朝廷文書」と呼び、その体系と歴史的変遷、文書を扱う作法を明らかにした。日本朝廷文書の体系は中国から継受されたが、平安時代には国家の変質とともに縮小的に再編され、「勘申体制」へと移行した。宣旨・勘文・定文などがこうして浮上し、かつて中心的な役割を果たした伝達文書や実務文書は、公家・寺家などの権門的領域へと拡散していった。(1)前近代朝廷文書の所在情報の整理朝廷文書という概念は本研究で初めて本格的に提示するものであるため、その具体的内容を認識し明示するために、原文書の所在情報を把握・整理した。まずは原本調査に入る京都大学(勧修寺家文書・壬生家文書・平松家文書)、宮内庁書陵部、国立公文書館内閣文庫、京都府立総合資料館について冊子目録を検索し、施行文書・実務文書・儀礼文書にわたる朝廷文書を抽出した。他所蔵機関のオンラインデータペースの目録については、一覧性に乏しいため抽出作業を断念した。この作業を終えることにより、原本調査すべき文書の概要をつかむことができた。(2)活字化された平安・鎌倉時代朝廷文書の集成朝廷文書の具体的内容を認識し明示するために、『平安遺文』および『鎌倉遺文』を博捜し、朝廷文書を抽出した。こうして見つかった文書について、悉皆目録と釈文集成を作成し、研究の基礎データとすることができた。(3)前近代朝廷文書の原史料の調査と整理・分析京都大学(勧修寺家文書)、宮内庁書陵部(壬生家文書ほか)、国立公文書館内閣文庫(押小路家文書ほか)、前田育徳会尊経閣文庫(宣旨・口宣案ほか)、早稲田大学図書館(平田家文書)、東京大学史料編纂所、東京国立博物館などにおいて、原史料および影写本の調査を実施した。特に京都大学所蔵勧修寺家文書については詳細な調書を作成した。(4)研究会の開催京都大学文学研究科において、調査・研究の方針を相談し、また中間的成果についで検討した。平成23年度は、平成22年度に引き続き、(1)前近代朝廷文書の原史料の調査と整理・分析を行なうとともに、(2)前近代朝廷所文書に関する文献史料の収集と整理を開始した。まず(1)については、京都大学総合博物館において勧修寺家文書および壬生家文書の調査・検討を行なった。特に勧修寺家文書に関しては、古文書・古典籍全点の調書作成およびデータベース化を完了し、前近代朝廷文書の体系を公家文庫の編成との関わりから理解するための基礎が構築できた。このほか宮内庁書陵部・東京大学史料編纂所・国立歴史民俗博物館・国立公文書館・無窮会専門図書館などで、壬生家文書・押小路家文書などの朝廷文書(原本・影写本)および朝廷文書に関わる史料の調査を行なった。これらは原本から朝廷文書を理解するための作業として重要である。次に(2)については、今年度から『延喜式』および10世紀の古記録・儀式書を博捜し、朝廷文書に関わる記事を収集・整理する作業の第一歩とした。古記録は『貞信公記』『九暦』『吏部王記』『親信卿記』、儀式書は『西宮記』『北山抄』を対象とし、ついで『小右記』『江家次第』に入りつつある。この過程で、朝廷文書を体系的に把握するための史料整理の方法・技術について試行錯誤を重ねたが、おおむね穏当な方式を開発することができた。これによって朝廷文書の体系と名称、文書作法の検出・整理法に関する理解が深まり、次年度以降の作業の方向付けを行なうことができた。作業内容は電子データで集積しており、暫定版データベースとして活用している。以上のような作業を継続しつつ、京都大学文学研究科・総合博物館において研究会を実施した。この場において研究の進捗状況・問題点を確認するとともに、「朝廷文書」概念に関する意見交換を行ない、通時的認識の獲得につとめた。平成25年度は、平成24年度に引き続き、(1)前近代朝廷文書の原史料の調査・整理を行なうとともに、(2)前近代朝廷所文書に関する文献史料の収集と整理を進めた。これに加え、(3)前近代日本朝廷文書の特質解明をめざした。(1)に関しては、東京大学史料編纂所などで朝廷文書の調査を行なったが、研究時限に鑑み、京都大学所蔵文書の目録化を進めることに精力を傾注した。前近代朝廷文書に関する一大情報源である勧修寺家文書は、これまで二種類の目録を併用する状態であったが、今年度ようやく統一目録を完成することができ、活用がきわめて容易になった。(2)については、平安時代の古記録・儀式書を博捜し、朝廷文書に関わる記事の収集・整理を続けた。古記録では『権記』『春記』、儀式書では『江家次第』の関連記事のデータ化を行ない、前年度までのデータベースの補訂を進めた。

また、平安後期以降の記事収集を補完するため『朝野群載』所収文書のデータ化を継続し、あわせて『砂巌』所収朝廷文書の目録化を行なった。これらの作業により、前近代日本朝廷文書の体系・様式を俯瞰し、文献史料に現われる文書名称・文書作法と突き合わせることが可能になった。最後に(3)については、(1)(2)の作業と研究会での議論をふまえ、研究代表者吉川が京都大学で特殊講義「前近代朝廷文書の研究」を開講し、研究成果を総括した。唐公式令から日本公式令への文書体系の移植を、実務文書・儀礼文書を含めて具体的に検討し、中世朝廷文書への展望を論じたが、とりわけ『周易抄』紙背文書から請印文書の様式・作法を解明したこと、宣旨・奉書の発生と展開に関する体系的理解を提示したこと、平安時代以降の太政官政務を「勘申体制」ととらえ、文書体系の縮小的再編と権門的領域への拡散を提示したことなどが具体的成果である。成果の一部は論文として発表し、図版を多用した研究書の刊行準備を進めた。平成24年度は、平成23年度に引き続き、(1)前近代朝廷文書の原史料の調査と整理・分析を行なうとともに、(2)前近代朝廷所文書に関する文献史料の収集と整理を進めた。まず(1)については、京都大学総合博物館において、勧修寺家文書および壬生家文書の調査・検討を行なった。このうち勧修寺家文書に関しては、多数の原本を改めて熟覧しながら、古文書・古典籍全点の調書およびデータベースについて補正作業を行なった。このほか東京大学史料編纂所・東京国立博物館・国立公文書館において、東坊城家文書・押小路家文書などの朝廷文書および朝廷文書に関わる史料を調査した。これらは原本から朝廷文書を理解するための作業と位置づけている。なお、中国北京市の中国石刻文化博物館において、中国の皇帝に関わる石刻文書の調査も実施し、比較史的検討の一助とした。次に(2)については、『延喜式』『類聚三代格』および11世紀以降の古記録・儀式書を博捜し、朝廷文書に関わる記事を収集・整理した。古記録は『小右記』『左経記』『春記』、儀式書は『北山抄』『江家次第』『侍中群要』を対象とし、また『朝野群載』所収文書のデータ化も進めた。昨年度に方向付けを行なった、朝廷文書を体系的に把握するための史料整理の方法・技術を踏襲し、平安時代における朝廷文書の体系・名称、さまざまな文書作法について知見を深めた。作業内容の多くは電子データで集積したが、一部は紙媒体で整理しており、暫定版データベースとして活用している。以上のような作業を継続しつつ、京都大学文学研究科・総合博物館において研究会を実施した。この場において研究の進捗状況と課題を確認するとともに、「朝廷文書」概念に関する意見交換を行ない、通時的認識の獲得につとめた。古文書原本の調査、朝廷文書に関する文献史料の収集とも、ほぼ当初の予定通りに進んでいるため。25年度が最終年度であるため、記入しない。基本的には平成23年度までの研究方法・体制を持続したいと考える。ただし、前近代朝廷文書に関する文献史料の収集にはかなりの時間と労力が必要であることが判明してきたので、さらに効率的に古記録・儀式書を博捜し、記事を整理する方法を考える必要がある。
土壌面日射環境の不均一性による小規模移流を考慮した作物圃場の蒸発散量の定量化

今年度は,過去2年間をかけて構築した小規模移流を考慮した土壌面蒸発量の推定モデルと,作物蒸散モデルを組み合わせることによって,移流条件化における圃場の消費水量の推定モデルを構築した.まず,各モデルの精度を高めるため,圃場実験を繰り返してモデルの検証を行った.圃場実験では,土壌水分,地温,風速,純放射量,日射量,空気の温度・湿度,作物表面の温度・湿度,土壌水分,地温,葉温など,多くの項目にわたって綿密な観測を行ってモデルのインプットデータを得た.圃場実験で得られた実測値と計算値はよく一致しており,本モデルによって小規模移流条件下における作物圃場の蒸発散量を定量化することが可能となった.これらの結果を用いて,実際の作物圃場において小規模移流現象が土壌水分消費機構に及ぼす影響を明らかにした.具体的には,水田の転作畑である大豆圃場を対象として,作物の群落構造を考慮して土壌面に到達する日射量を定量化した.さらに,作物の生育に伴って変化する土壌面のエネルギー環境を明らかにした.また,刻々の風向および風速を測定し,小規模移流現象を精密に捉えた.これらを土壌面の境界条件として,実際の作物圃場における蒸発散量の空間分布値と経時変化を明らかにすることができた.また,このような小規模移流による土壌面の水分状態および熱環境の変化が作物圃場におけるエネルギー環境や生態系に及ぼす影響を現地観測によって評価することができた.本研究では,土壌面日射環境の不均一性によって生じる小規模移流現象を考慮に入れて,圃場の消費水量を定量化することを目的としている.今年度は,作物圃場の水消費成分を構成する土壌面蒸発量と作物蒸散量のうち,小規模移流現象を考慮に入れて土壌面蒸発量推定モデルの構築を行った.本モデルは,土壌中の熱および水分同時輸送の基礎式を解いて求められる土壌面の体積含水率および温度を用いて土壌面蒸発量を定量化するものである.実際の圃場では作物体による陰が土壌面に形成され,小規模移流現象が生じるが,陰は時間の経過とともに移動する.小規模移流現象が時間的・空間的にどのように変化するか把握するため,作物体によって形成される陰の刻々の変化をシミュレーションし,土壌面における日射量の空間分布および時間変化を推定した.土壌面蒸発量推定モデルの妥当性を検証するため,圃場実験を行った.実験では土壌中の蒸散の影響を除くため,作物形態モデルを圃場に設置した.まず,土壌面日射環境の推定手法の精度を確認するため,土壌面において日射量の多点観測を行った.また,小規模移流現象の空間的・時間的な変化を把握するため,刻々の風速・風向を測定した.さらに赤外線放射温度カメラを用いて,小規模移流条件下における土壌面温度の空間分布を明らかにした.また,シミュレーションモデルのインプットデータを得るため,純放射量,地中熱伝達量,空気中の温度・湿度,地温および土壌水分などの微気象観測を行った.さらに,土壌面蒸発量の時間変化および空間分布を実測によって明らかにした.シミュレーションモデルで計算した土壌面蒸発量と実測値はよく一致していた,このモデルによって,小規模移流条件下における土壌面蒸発量を精度よく推定できることが明らかになった.本研究では,土壌面日射環境の不均一性によって生じる小規模移流現象を考慮に入れて,圃場の消費水量を定量化することを目的としている.昨年度は,作物圃場の水消費成分を構成する土壌面蒸発量と作物蒸散量のうち,小規模移流現象を考慮に入れて土壌面蒸発量推定モデルの構築を行った.今年度は,作物蒸散量を定量化し,これと土壌面蒸発量を併せて消費水量を定量化することを目的とした.まず,蒸散量を推定する層モデルを構築し,これによって作物の群落構造を考慮した蒸発散量推定モデルを構築した.このモデルの妥当性を検証するため,圃場実験を行った.前年度は作物からの蒸散の影響を省くため,作物体を模した形態モデルを用いたが,今年度はブロッコリー,キャベツおよびカツオナを用いて実験を行った.これらの作物をポットに植え,土壌面蒸発量を除くため,ポット表面をマルチで覆って実験を行った.このポットの重量変化を秤量して蒸散量を把握した。また,層モデルへのインプットデータとして,風速,純放射量,作物体の表面温度,空気の温度・湿度,地温などを測定した.さらに,群落構造を捉えるために,LAIを実測によって明らかにした.シミュレーションモデルで計算した作物蒸散量と実測値はよく一致していた.このモデルによって,小規模移流条件下における作物蒸散量を精度よく推定できることが明らかになった.今年度は,過去2年間をかけて構築した小規模移流を考慮した土壌面蒸発量の推定モデルと,作物蒸散モデルを組み合わせることによって,移流条件化における圃場の消費水量の推定モデルを構築した.まず,各モデルの精度を高めるため,圃場実験を繰り返してモデルの検証を行った.圃場実験では,土壌水分,地温,風速,純放射量,日射量,空気の温度・湿度,作物表面の温度・湿度,土壌水分,地温,葉温など,多くの項目にわたって綿密な観測を行ってモデルのインプットデータを得た.圃場実験で得られた実測値と計算値はよく一致しており,本モデルによって小規模移流条件下における作物圃場の蒸発散量を定量化することが可能となった.

これらの結果を用いて,実際の作物圃場において小規模移流現象が土壌水分消費機構に及ぼす影響を明らかにした.具体的には,水田の転作畑である大豆圃場を対象として,作物の群落構造を考慮して土壌面に到達する日射量を定量化した.さらに,作物の生育に伴って変化する土壌面のエネルギー環境を明らかにした.また,刻々の風向および風速を測定し,小規模移流現象を精密に捉えた.これらを土壌面の境界条件として,実際の作物圃場における蒸発散量の空間分布値と経時変化を明らかにすることができた.また,このような小規模移流による土壌面の水分状態および熱環境の変化が作物圃場におけるエネルギー環境や生態系に及ぼす影響を現地観測によって評価することができた.
細胞核構造に着目した神経活動依存性遺伝子発現におけるクロマチン制御機構の解明

神経活動依存性に転写される遺伝子群の転写調節機構をクロマチン動態および遺伝子座の空間配置という観点から解析した。神経活動依存性に転写される遺伝子群は、その転写応答の時間と遺伝子座の空間配置に関連があること、およびニューロンが興奮した際には、これら神経活動依存性遺伝子に結合するクロマチン関連タンパク質の動態がダイナミックに変化することを明らかにした。これまでの検討で、神経活動依存性遺伝子はその時間的制御の観点から早期型と遅延型に分類されうることが分かった。遅延型の遺伝子座の多くは、転写抑が抑制される傾向にある核膜周辺に局在していた。今年度、クロマチン修飾を検討し、遅延型遺伝子群の中に転写抑制性修飾ヒストンH3の9番目リジンのジメチル化(H3K9me2)、27番目リジンのトリメチル化(H3K27me3)が高い遺伝子を見出した。H3K27me3は、ポリコーム複合体1(PRC1)が結合し、クロマチンが凝縮されていることが知られる。申請者らは、神経活動依存性転写の際には、PRC1複合体がクロマチンから遊離しクロマチンが緩むと想定しており、このダイナミックなPRC1複合体制御の有無を検討していく予定である。また、遅延型遺伝子の核膜への局在とH3K27me3の関連については現在検討中である。一方、H3K9me2修飾を有さないG9aノックアウトES細胞から誘導されたニューロンでも遅延型遺伝子の核内配置は野生型と変わりなく、H3K9me2修飾は遺伝子の局在と直接の関連がないことが示された。クロマチン関連タンパク質のクロマチンへのダイナミックな結合に関しては、クロマチンの立体構築など関与するコヒーシンのクロマチン結合を検討したこところ、神経活動による変化を認めなかった。一方、通常は分裂細胞のS期にのみ転写されるコアヒストンH3の神経活動依存性転写増強を見出した。また単離核からの塩抽出法などによりタンパク質レベルでも発現上昇を確認した。このことは、神経活動依存性にクロマチン関連タンパク質のみでなく、コアヒストンも新規合成され交換されている可能性を示しており非常に興味深い。来年度以降は、コアヒストンが実際に交換されているかどうか、されているとすればゲノムのどの領域であるか、またその領域は核内のどの部位に位置するかを検討していきたいと考えている。ニューロンにおける神経活動依存性遺伝子の核内配置とクロマチンダイナミクスに関連した解析を引き続き行なった。遺伝子座の核内配置に関しては、神経活動依存性に転写される遺伝子のうち、比較的遅れて発現が誘導される遺伝子群の代表であるBdnfとPcsklに着目した。これらは、申請者がこれまで成熟したニューロンで神経活動依存性に転写される際高頻度に核膜近傍に局在していることを明らかにしている遺伝子である。これらの遺伝子座のニューロン成熟過程での核内配置を見ると未成熟なニューロンでは成熟ニューロンよりもさらに核膜近傍に局在する頻度が高いことがわかった。今後、これらの遺伝子群のクロマチン修飾の変化も検討していきたいと考えている。一方、クロマチンダイナミクスに関しては、DNA複製依存性コアヒストンH3をコードする遺伝子Histlh3fの発現が最終分裂終了後の成熟ニューロンにて増加すること見出した。細胞分裂をしないニューロンにおいても、神経活動依存性にコアヒストンの発現が増加し、ヌクレオソームそのものもダイナミックに変換されている可能性を考えて、実際にコアヒストンH3のタンパク質レベルでの発現増加を、タンパク質代謝標識を利用し検討した。すなわち、メチオニンの類似物質であるホモアラニンにアジド基を添加させたもので神経活動誘導後に新規合成されるタンパク質を標識した後に、アルキル化ビオチンを加えてビオチン標識を施行し、クロマチンを精製後にアビジンビーズにてビオチン化されたクロマチンを回収した。その結果、神経活動を誘導したニューロンで特異的に新規合成ヒストンH3が認められ、少なくとも神経活動に依存してH3のタンパク質レベルでの発現が増加していること、並びにこれらがヌクレオソームとしてクロマチンに取り込まれていることが確認できた。今後は、このヒストンが取り込まれたゲノム領域をハイスループットシークエンスにて検討していきたい。ニューロンへのみ分化する胎生中期由来神経幹細胞、ニューロンとアストロサイトへの分化能を有する胎生後期由来神経幹細胞、並びにそこから誘導したアストロサイトをマウス胎仔より調製し、enhanced circular chromosome conformation capture法にて、アストロサイト特異的遺伝子でGFAPと共局在する遺伝子を網羅的に検索した。得られた結果をもとにDNA FISH法を用いて共局在の候補遺伝子が実際に、共局在することを確認した。現在、発現アレイの結果と照会し、遺伝子発現と共局在の関連について検討中である。また、ニューロンへと分化した後の成熟過程の検討では、成熟過程に伴い発現が増加する遺伝子が集簇した染色体領域を同定し、同部位がニューロン成熟に伴い核膜周辺から離れていくことを見出した。このニューロン成熟に伴い核膜を裏打ちするラミナの主要構成因子であるラミンB1の遺伝子発現並びにタンパク質の発現が消失することも見出した。現在、ラミンB1の消失と遺伝子座の配置変換および発現に関連があるか、ラミンB1の強制発現を行い検討中である。

一方、成熟したニューロンでは興奮に伴い種々の遺伝子の発現が誘導されるが、これにはクロマチンの高次構造の変化が関与していることが明らかになりつつある。そこで、クロマチンの凝縮に関連しているポリコームタンパク質群であるPRC1複合体のニューロンにおける動態を検討した。PRC1の主要構成因子であるBmi1とGFPの融合タンパク質をレンチウイルスにてニューロン内に発現させ、ニューロンの興奮前後でFRAPを行い生きた細胞内での動態を観察した。その結果Bmi1の非結合分画が、ニューロンの興奮に伴って増加することを確認した。現在、塩抽出法を用いて、内在性のBmi1の動態について検討中である。当初の計画と全く同じ分子に着目しているわけではないが、ニューロンでの神経活動依存性遺伝子の核内配置とクロマチンダイナミクスというテーマは変わらず、新しい知見が得られていると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、コアヒストンのダイナミクスに関しては、コアヒストンが変換されるゲノム領域を網羅的に解析するとともに、その領域と神経活動依存性遺伝子との関連を検討したい。これと並行して、ポリコーム群の複合体PRC1クロマチンへの結合が神経活動に依存したダイナミックなものであるかどうかを明らかにしたい。また、その領域がコアヒストン交換される領域と関連しているかどうかも検討したい。申請者がこれまで明らかにしている神経活動依存性遺伝子の核内配置の知見とあわせて、クロマチンダイナミクスと遺伝子座核内配置の関連を統合的に記述したい。
神経回路形成におけるＳｌｉｔシグナリングの分子基盤の解明

発生過程で伸長中の軸索が、ガイダンス分子に対する応答性を正しい場所・タイミングで切替える分子基盤を研究した。腹側正中線は、神経系全体の発生に影響を及ぼしつつ、軸索に対し重要な中間標的として機能する。軸索は、正中線を通り超えるか、超えないかの、二者選択を迫られ、超える場合は一度きりである。一度きりの正中線交叉の基盤となるのが、反発性ガイダンス分子Slitに対する軸索応答性のスイッチと想定される。本研究では、Arf低分子量G蛋白質、特にArf6とその活性化因子群が、Slit応答性スイッチを正負に制御する仕組みを解明した。この仕組みが一度きりの正中線交叉を保証すると考えられる。神経発生過程では、時空間的に厳密な制御の下で、ステレオタイプな回路パターンが形成される。軸索は、多くの中間標的に出会い、次の進行方向を決定するが、その際、ガイダンス分子に対する反応性を、正しい場所、かつ正しいタイミングで切替える必要がある。その分子基盤は不明のままである。重要な中間標的として知られる腹側正中線を交叉するかどうかは、正中線が分泌する反発性分子Slitと軸索上のRobo受容体に依存する。本研究は、正中線を交叉する軸索が、いかにして、正中線でタイミングよくSlit反応性を獲得するのか、その仕組みの解明を目指すものである。これまでの結果から、Slit反応性スイッチの根幹には、感作型反応とそれを抑制するシステムがある可能性が高い。本研究では、引続き、その実体の解明を目指す。まず、交叉後のニューロンをSlitで刺激すると、軸索のSlit反応性は減弱されず、むしろ増強されることが分かった。また、エンドサイトーシスとリサイクリングの両方が、Slit反応、更に、Slit自身によるSlit反応性の増強に必要であった。この輸送経路を抑制すると、却ってRobo受容体の軸索レベルとSlit反応性が顕著に低下することから、細胞膜と細胞内を往復するRobo受容体の輸送サイクルが回転することが、Slit-Roboシグナリングに必須であり、何らかの細胞内シグナルを増強すると予想された。平成24・25年度の研究の結果、その要となるのは、Arf GTPアーゼと判明した。更に、その活性化因子としてGEFs (guanine nucleotide exchange factors)を同定し、その生化学的・細胞生物学的な機能解析とin vivoレベルでの検証を行っている。Slit反応の制御回路の中心部分を解明したい。軸索は、多くの中間標的に出会い、次の進行方向を決定するが、その際、ガイダンス分子に対する反応性をタイミングよく切替える必要がある。重要な中間標的として知られる正中線を交叉するかどうかは、反発性分子SlitとRobo受容体に依存する。本研究は、正中線を交叉する軸索が、いかにして、正中線でタイミングよくSlit反応性を活性化するのか、その仕組みの解明を目指すものである。申請者がこれまでに得た知見から、Slit反応性の活性化機構の根幹となるのは、ある種の感作型反応である可能性が高い。本研究では、その実体に迫り、シグナル伝達回路を解明する。まず、一度Slitで刺激すると、軸索のSlit反応性が増強されることが明らかとなった。また、通常のリガンド反応とは異なり、Slit刺激により、Robo受容体の分解が抑制されることと、エンドサイトーシス後のリサイクリング経路が活性化されることにより、受容体が安定化されることが判明した。更に、エンドサイトーシスとリサイクリングの両方が、Slit反応、また、Slit自身によるSlit反応性の増強に必要であった。この輸送経路を抑制すると、却ってRobo受容体の軸索レベルとSlit反応性が顕著に低下することから、細胞内と細胞膜を往復するRobo受容体の輸送サイクルがぐるぐる回転することが、Slit-Roboシグナリングに必須であり、何らかの細胞内シグナルを増強すると予想される。その要となる、細胞内シグナル伝達分子の候補を絞り込むことに最近成功した。現在、その生化学的、細胞生物学的機能の解析とin vivoレベルでの検証を行っており、Slit反応性の動的制御の中心部分を解明できると期待する。軸索は、多くの中間標的に出会い、次の進行方向を決定するが、その際、ガイダンス分子に対する反応性を、正しい場所、正しいタイミングで切替える必要がある。その分子基盤はまだ不明である。

本研究は、正中線を交叉する軸索(交連軸索)が、いかにして、正中線でSlit反応性を獲得するのか、仕組みの解明を目指すものである。これまでの結果から、Slit反応性スイッチの根幹には、未知の感作型反応とその抑制系が存在する可能性が高い。本研究でその実体を明らかにした。現在、論文投稿中である。まず、正中線交叉後のステージのマウス胚から調製したニューロンをSlitで刺激すると、軸索のSlit反応性は減弱されず、むしろ増強されることがわかった。また、エンドサイトーシスとリサイクリングの両方が、Slit反応、更にSlit自身による感作反応に必要でああった。この輸送経路を遮断すると、却って、Robo受容体の軸索レベルとSlit反応性が顕著に低下することから、細胞膜と細胞内を往復するRobo受容体の輸送サイクルが回転することが、Slit-Roboシグナリングに必須であり、何らかの細胞内シグナルを増強すると予想された。これまでの研究の結果、その要となるのは、Arf GTPアーゼ、特にArf6と判明した。更に、その活性化因子として、いくつかのArf-GEFs (guanine nucleotide exchange factors)を同定した。それらが軸索反応性スイッチを交叉前で負に、交叉後では正に制御することが、in vitro, in situ, in vivoレベルの解析から明らかとなった。神経発生学研究計画に記載した、Slitシグナル経路が感作型反応であることの証明、エンドサイティックリサイクリング輸送経路の重要性の解明、またこの経路をon/offする生化学的機構を、現在、かなり解明しつつある状況にあることから、おおむね、当初の予定どおり、研究を進展できたと考える。研究計画に記載した、Slitシグナル経路が感作型反応であることの証明、エンドサイトーシス、リサイクリング輸送経路の重要性の解明、エンドサイティックリサイクリングのon/off制御機構の仕組みを、現在、ほぼ解明しつつある状況にあることから、おおむね、当初の予定どおり、研究を進展できたと考える。平成24年度の研究計画に相当する部分は予定以上に大きなプロジェクトとなったが、軸索反応性スイッチを構成する興味深い分子回路が浮かび上がってきた。現在、論文をまとめており、まもなく投稿する予定である。非常に意義のある知見を複数得ることができたため、かなり高インパクトの論文に仕上げられそうである。平成26年度上半期は、引続き、この論文の投稿と完成に集中する。後半期から、平成25年度以降の研究予定項目、Slit-Robo-srGAPとミオシン系の相互作用の意義、及び新規アンキリンリピートドメイン蛋白質Ankrd50の機能に関する研究を開始したい。平成24年度の研究計画に相当する部分を、現在、論文にまとめている段階にある。平成25年度上半期は、この論文の完成に集中し、後半期から、平成25年度以降の研究項目、Slit-Robo-srGAPとミオシン系の相互作用の意義、及び新規アンキリンリピートドメイン蛋白質Ankrd50の機能に関する研究を開始したい。