hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パターン照合に基づく情報検索・発見支援システムの開発

本研究の目的は,インターネット上に氾濫するWEBファイル,研究者によって蓄積された実験データ等の電子化されたデータから,そこに内在するパターンを効率よく発見するためのアルゴリズムの開発を行い,それを実装して計算機実験を行うことを目的としている.ここで対称とするパターンの表現として,どのようなものを採用するかは,パターンの表現力とそれを探すアルゴリズムの実行時間のトレードオフになる重要な問題である.本年度は,可変長代入を許したワイルドカードを持つパターン(以後VLDCパターンと呼ぶ)に特に着目した.VLDCパターンは,これまでに行ってきた部分文字列パターンや部分列パターンの一般化であり,バイオインフォマティクスの分野でも自然に用いられているモチーフの表現に近い.まず,VLDCパターンの照合を高速化する必要があるので,そのためのデータ構造について,領域計算量と構築アルゴリズムについての考察を行った.その結果,部分文字列パターンや部分列パターンのように領域計算量を線形にすることはできないが,照合に関してはこれまでと同様にパターン長の線形時間で照合が行えることがわかった.また,パターン発見アルゴリズムに関しても,これまでのパターン発見アルゴリズムを拡張することによって,探索時間をそれほど増大させずに最適なパターンを発見できることがわかった.今後,このアルゴリズムを実装してそのパフォーマンスを評価していく予定である.本研究の目的は,インターネット上に氾濫するWEBファイル,研究者によって蓄積された実験データ等の電子化されたデータから,そこに内在するパターンを効率よく発見するためのアルゴリズムの開発を行い,それを実装して計算機実験を行うことを目的としている.ここで対称とするパターンの表現として,どのようなものを採用するかは,パターンの表現力とそれを探すアルゴリズムの実行時間のトレードオフになる重要な問題である.本年度は,可変長代入を許したワイルドカードを持つパターン(以後VLDCパターンと呼ぶ)に特に着目した.VLDCパターンは,これまでに行ってきた部分文字列パターンや部分列パターンの一般化であり,バイオインフォマティクスの分野でも自然に用いられているモチーフの表現に近い.まず,VLDCパターンの照合を高速化する必要があるので,そのためのデータ構造について,領域計算量と構築アルゴリズムについての考察を行った.その結果,部分文字列パターンや部分列パターンのように領域計算量を線形にすることはできないが,照合に関してはこれまでと同様にパターン長の線形時間で照合が行えることがわかった.また,パターン発見アルゴリズムに関しても,これまでのパターン発見アルゴリズムを拡張することによって,探索時間をそれほど増大させずに最適なパターンを発見できることがわかった.今後,このアルゴリズムを実装してそのパフォーマンスを評価していく予定である.
人工衛星オーロラ電波観測による地球磁気圏の即時予報WWWサイトの構築

地球周辺の宇宙での電磁環境は、太陽活動によって大きく変動ずるコロナホールや太陽フレア等の太陽面現象による高速太陽風の影響で磁気圏嵐が発生し、人工衛星の故障の1つの要因である磁気圏内の高エネルギー粒子量の増加を引き起こす。今後、宇宙通信や有人宇宙活動等を進めていくためには、宇宙環境の研究のみならず、宇宙環境の監視や擾乱現象の予報が不可欠となってきている。本研究は、その宇宙環境予報システムの1つとして、人工衛星が受信するAKR(Auroral Kilometric波動)を自動処理し、磁気圏嵐を予報システムの構築を目的として行なわれた。これは、地球の近傍で発生ずる磁気圏嵐が発生する際に地球の極域で発生ずるAKRを人工衛星により観測し、その観測データの解析により磁気圏嵐について情報を得て、警告をインターネットを通じて発信するものである。これまでに、Wavelet変換を用い、AKRのパワースペクトル(全エネルギー)の時間変化の大きい時刻の自動検出を行なってきた。その結果、約60%のサブストームの検出に成功した。これを用い、現在、電子メールによる警報の実験をはじめている。また、この情報を発信ずるWWWサーバを構築した(www.akr.cs.ehime-u.ac.jp)。本研究は、人工衛星GEOTAILにより、準定常的に観測されているAKR(オーロラ帰路メーター波)のデータを利用し、磁気圏嵐の即時予報を行うものである。現在、Wavelet変換による自動検出に取り組んでいる。以下に、これまでの研究の実績についてまとめる。まず、本研究では、GEOTAIL衛星により観測されたAKRのダイナミックスペクトルのデータより、まずAKRインデックスを作成する。これは、全空間に放射されるAKRの波動エネルギーに対応するものである。過去の研究でAKRの発生(AKR onset)と磁気圏嵐とは密接な関係があるといわれている。AEインデックスは磁気圏嵐を表す一つの指数として用いられてきた。そこで本研究では、AEインデックスとAKRインデックスの両方で急激に増加する所を、検出すべき磁気圏嵐と仮定した。まず、AKRインデックスに対してDaubechiesウェーブレット変換を行い、磁気圏嵐の検出を行った。ウェーブレット変換を用いた理由は、周波数と時刻を同時に検出できるからである。ここで、ウェーブレット変換した後に得られるウェーブレット係数の変化の大きさとその位置を表している。したがって、ウェーブレット係数の値に注目し、1993年1月と3月の二ヵ月のAKRインデックスに対してDaubechiesウェーブレット変換を行い解析を行なった。本研究で仮定した磁気圏嵐に対して約75%の検出に成功した。しかし、AKRだけのonsetについても検出されている。これについては、現在のところ分かっていない。現在は、GEOTAILから送られてきているQuick Lookデータを用い、かつ本研究で用いたDaubechiesウェーブレット変換を行ない、そしてAKRをリアルタイムで、かつ自動に検出するシステムを構築中である。
ハイパーブランチ型Ge-Ge鎖からなるゲルマニウムポリマーの超高屈折率特性制御

本研究では、屈折率が2を超える超高屈折率ポリマーの創製を目指し,主鎖がGe-Ge結合のみからなるハイパーブランチ(分岐)型ゲルマニウムポリマーにおいて,その主鎖構造や側鎖の有機置換基構造の分子設計・合成を行い,そのポリマー構造と屈折率との関係を明らかにする。さらに,そのポリマーの塗布薄膜を前駆体として,レーザー光照射や加熱処理による化学構造変化を用い,無機ゲルマニウム系薄膜への変換により,さらなる高屈折率化を行うことを目的とした研究を行った。ハイパーブランチ(分岐)型ゲルマニウムポリマーの合成は、四塩化ゲルマニウムを出発原料としてMgを用いたGrignard反応と有機臭化物を用いたキャッピング反応によって行った。これによって、種々のアルキルおよびアリール基を有するハイパーブランチ型のGe-Ge骨格を有する有機ゲルマニウムナノクラスター(OrGe)を合成した。OrGeのスピンコート薄膜は、加熱によって300°C付近から有機側鎖の脱離を伴う無機ゲルマニウム化し、さらに500°Cでの加熱によって結晶性ゲルマニウムへと変換されることが、顕微ラマンスペクトルやXPSスペクトルによって明らかにされた。これによって、屈折率が2.5を超える高屈折率薄膜を形成することができた。また、高屈折率のGe微細パターンを、レーザー直接描画法によって形成することが可能であった。さらに、干渉露光法やナノインプリント法によって、高屈折率微小構造体を形成し、波長フィルターとしての機能を得ることができた。OrGeの屈折率の評価を、プリズムカプラー法および顕微干渉スペクトル法により行った。OrGeの屈折率は有機置換機に依存し、フェニル基を有するOrGeではn=1.83という可溶性の有機ポリマーでは最高レベルの高い屈折率を達成することができた。OrGeの屈折率のさらなる向上を目指して、OrGe薄膜の熱処理によるGe骨格の構造変化についての検討を行った。熱処理に伴う有機基の脱離とGe骨格の結晶化が、FT-IRスペクトルやRamanスペクトルの観測から示され、さらなる高屈折率化の可能性が示唆された。
12-オキソフィトジエン酸が関わるレトログレードシグナルの解明

本研究ではシロイヌナズナApx2とHsfA2の強光応答における12-オキソフィトジエン酸(OPDA)の関与について調べるため、OPDAを合成できないfad3/fad7/fad8変異株を用いて解析した。その結果、強光照射1時間後のApx2およびHsfA2の転写レベルは野生株と比較して差は認められ無かったことから、1時間以内の誘導にはOPDAは関与していない事が示唆された。また、RNA-seq解析により野生株と比較してfad3/fad7/fad8で発現が1/2以下に減少していた遺伝子は239あり、これらの遺伝子の強光による発現誘導はOPDAを含むオキシリピン類により制御されている事が示唆された。葉緑体から核へのシグナル(レトログレードシグナル)伝達は迅速な光酸化的ストレス応答に重要であるが、その詳細は不明な点が多い。本研究ではシロイヌナズナの熱ショック転写因子A1d(HsfA1d)を介した光酸化的ストレス応答に関わるレトログレードシグナルの分子機構を明らかにするため、12-オキソフィトジエン酸(OPDA)に着目し研究を行った。先ずOPDAを介したシグナル伝達におけるHsfA1dの関与について解析するため、HsfA1d CRES-Tラインと(DN-HsfA1d)とHsfA1dとHsfA1eの二重変異株シロイヌナズナ(KO-HsfA1d/A1e)を用いて解析を行った。それぞれ25°C、明暗8/16時間、100 μmol photons/m2/sの光照射下で2週間栽培した植物を20 μM OPDAで1時間処理し、HsfA1dの標的遺伝子であるHsfA2およびApx2の発現をQ-PCRにより解析を行った。その結果、HsfA2およびApx2の発現はOPDA処理により誘導を受けたことから、OPDAによるシグナル伝達機構にHsfA1dが関与している事が明らかとなった。次にHsfA2およびApx2の強光応答におけるOPDAの関与について解析するため、トリエン脂肪酸合成能を欠くfad3-2fad7-1fad8-1三重変異株(fad3/7/8)を用い、700 μmol photons/m2/sの強光ストレスを1時間付与し、同様にQ-PCRにより測定した。強光によるHsfA2およびApx2の発現レベルの誘導はfad3/7/8においても認められた。しかしながら、野生株と比較して差は認められ無かった。昨年度までに、強光によるApx2やHsfA2の誘導(短くとも1時間以内)にはOPDAを含めたオキシリピン類は関与していない事が示唆される結果を得ている。そこで本年度はHsfA1d以外も視野を入れ、オキシリピンが関与する強光応答シグナルについて調査するため、オキシリピン類の生成量が低下しているfad3-2fad7-1fad8-1三重変異株(fad3/7/8)を用いて解析した。強光条件下で、野生株とfad3/7/8の間で発現レベルに差がある遺伝子をRNA-seqにより網羅的に解析した。その結果、野生株と比較してfad3/7/8で発現レベルが2倍以上高かった遺伝子は153種類、1/2以下に低かった遺伝子は239種類認められた。fad3/7/8で発現が低下していた239遺伝子の発現制御にはオキシリピン類が関与していることが示唆され、実際にオキシピン類であるジャスモン酸により制御を受ける遺伝子がいくつか認められた。そこでこれらの遺伝子の強光下における発現を野生株、fad3/7/8および、ジャスモン酸を合成できないaos変異株を用いて解析した。その結果これらの発現は野生株と比較してfad3/7/8およびaosで低下していた。以上の結果より、強光応答にジャスモン酸が関与している事が示唆された。また、HPLC分析に用いるオキシリピン類の標準化合物の合成と植物体に含まれるこれらの量を分析した。しかしながら、植物に含まれる量は僅かであったため定量には至らなかった。また当初の目的の1つであったOPDAについても定量を試みたが、非常に低濃度の為に定量できなかった。当初の解明目標であった、HsfA1dを介するApx2やHsfA2の強光応答にはOPDAを含めたオキシリピン類は関与していない事が示唆された。しかし今回RNA-seqにより、強光応答においてオキシリピンシグナルにより制御を受けていると思われる遺伝子を単離することができた。また、オキシリピン類であるアクロレイン、(E)-2-ペンテナール、(E)-2-ヘキセナール、4-ヒドロキシノネナールのジニトロフェニルヒドラゾン誘導体の合成、HPLCによる測定と検量線の作成を行った。また植物内のこれらの測定を試みたが、含有量が少なく定量には至らなかった。

本研究ではシロイヌナズナの熱ショック転写因子A1d(HsfA1d)を介した光酸化的ストレス応答に関わるレトログレードシグナルの分子機構を明らかにするため、12-オキソフィトジエン酸(OPDA)に着目し研究を行った。しかしながらこれまでの解析により強光によるApx2やHsfA2の誘導(短くとも1時間以内)にはOPDAを含めたオキシリピン類は関与していない事が示唆された。そこで前年度はOPDAを含めたオキシリピン類が関与する強光応答遺伝子をRNA-seqにより検索した。その結果239遺伝子が得られ、これらの中にはJRG21、VSP1、RAP2.6、PDF1.2など植物ホルモンであり、かつオキシリピン類であるジャスモン酸により誘導を受ける遺伝子が多く見られた。そこで本年度はJRG21、VSP1、RAP2.6、PDF1.2に着目し、これらのオキシリピン応答性およびそのシグナル伝達機構について解析した。その結果、VSP1およびPDF1.2の転写レベルはJA処理により誘導され、オキシリピン類である2-ヘキサナール(2-Hex)によっても誘導を受けた。JRG21の転写レベルはJAおよび2-Hex処理により大きく変化しなかった。RAP2.6の転写レベルはJAおよび2-Hex処理により低下した。TGA2、TGA5、TGA6はOPDAを介した遺伝子発現制御に関わるロイシンジッパー型転写因子である。そこで2-Hex処理によるVSP1およびPDF1.2もまたこれらの転写因子により発現制御を受けているかを解析するためにtga256変異体を用いて解析した。その結果、両遺伝子の転写レベルの2-Hexによる誘導は抑制された。本研究ではシロイヌナズナApx2とHsfA2の強光応答における12-オキソフィトジエン酸(OPDA)の関与について調べるため、OPDAを合成できないfad3/fad7/fad8変異株を用いて解析した。その結果、強光照射1時間後のApx2およびHsfA2の転写レベルは野生株と比較して差は認められ無かったことから、1時間以内の誘導にはOPDAは関与していない事が示唆された。また、RNA-seq解析により野生株と比較してfad3/fad7/fad8で発現が1/2以下に減少していた遺伝子は239あり、これらの遺伝子の強光による発現誘導はOPDAを含むオキシリピン類により制御されている事が示唆された。当初の仮定とは異なり、強光によるApx2やHsfA2の誘導(短くとも1時間以内)にはOPDAを含めたオキシリピン類は関与していない事が示唆された。しかしながら一方で、Q-PCRによる解析の結果、野生株と比較してfad3/7/8において強光による発現誘導が抑制されている遺伝子がいくつか見出した。このことから、光合成電子伝達系のレドックス状態を介する経路とOPDAを含めたオキシリピンを介したシグナル伝達経路が存在することが考えられた。今後これらの遺伝子の発現について詳細な解析を行っていく。強光ストレス応答にジャスモン酸が関与している事が示唆されたので、ジャスモン酸応答に異常を持つ変異株を用いて、本年度単離した遺伝子の強光応答を解析する。また、今回調べたPDF1.2、VSP1およびJRG21以外の遺伝子の機能について調べ、重要と思われるタンパク質をコード(転写因子など)する遺伝子についても合わせて解析を行う。また、通常下とストレス下におけるオキシリピン類の定量は使用するサンプル量を増やすなどをして測定を試みる。
カーボンナノチューブを用いた組織指向型薬物送達システムの構築

単層カーボンナノチューブ(SWCNT)は製造過程において金属触媒および炭素不純物を含むため、SWCNTの純度はアミノ基導入からin vitroおよびin vivoでのSWCNTのドラッグキャリアーとしての有用性の検討までの各段階で重要なポイントとなる。今年度は、SWCNTの精製、酸化によるSWCNTへのカルボキシル基の導入、SWCNTの側壁へのアミノ基導入および市販のアミド化SWCNTへの蛍光ラベル化を行った。SWCNTの精製および酸化は硝酸または硫酸硝酸混合液を用いて加熱還流することで行い、電子顕微鏡およびラマンスペクトルによりSWCNTの表面状態や純度を評価した。精製・酸化過程を繰り返すことにより高純度かつ繊維がほぐれて化学反応性が向上したSWCNTを得た。更に精製・酸化したSWCNTを用いて、1,3-双極子付加環化反応によるアミノ基の導入および縮合反応による末端アミノ化ポリエチレングリコールの導入を行った。SWCNTは水にも有機溶媒にも溶解せず、分散してもすぐに凝集するが、官能基を導入することでSWCNTの分散性が改善した。また市販のアミド化SWCNTを用いて、SWCNT側壁のアミド基と活性エステル基を有する蛍光物質との縮合反応により蛍光ラベル化を行い、蛍光強度測定によりSWCNTへの蛍光ラベル化を確認した。現在、これらの反応条件の改善により、in vitroおよびin vivoにおいて細胞内動態、生体内動態の検討に十分な蛍光強度を有する蛍光ラベル化CNTの作成を進めている。昨年度の検討により、単層カーボンナノチューブ(SWCNT)を酸処理することでカルボキシル基が導入されることを確認した。今回このSWCNT側壁のカルボキシル基と末端アミノ化ポリエチレングリコールを縮合させることにより、アミノ化SWCNTを合成した。アミノ化SWCNTはラマンスペクトルにおいてカーボンナノチューブに固有の1590cm^<-1>付近に二つに分裂したG-bandが観測され、透過型電子顕微鏡(TEM)写真ではSWCNTの存在が確認された。次にこのアミノ化SWCNT末端のアミノ基に活性エステルを有する蛍光物質Cy5を縮合させることにより蛍光ラベル化SWCNTを作製した。蛍光ラベル化SWCNTは蛍光強度測定によりCy5特有の蛍光が観測され、TEM写真ではSWCNTが観察されたことから蛍光ラベル化SWCNTが作製できたことを確認した。そこでこの蛍光ラベル化SWCNTについて体内動態特性を検討するため、蛍光ラベル化SWCNTをマウスの尾静脈内に投与した後の全身蛍光強度を蛍光in vivoイメージングシステムを用いて経時的に測定した。In vivoイメージング画像では蛍光ラベル化SWCNT投与マウスの全身蛍光強度は時間経過に伴って低下し、投与50-80分後にはCy5のみを投与した場合に比べ下腹部により多く蛍光が分布していた。また蛍光ラベル化SWCNT投与マウスの全身蛍光強度の時間推移はCy5のみを投与した場合とは異なっていた。また蛍光ラベル化SWCNT投与マウスの尿を採取しゲルろ過したところ分子量4万2000万程度の巨大蛍光分子が確認されたことから、作製した蛍光ラベル化SWCNTは少なくとも一部は生体内で分解されることなく、尿中へ排泄されることが明らかとなった。今後蛍光ラベル化SWCNTの化学的および物理化学的特性と体内動態特性の関係について検討し、ドラッグキャリアーとしての有用性について考察する。これまでの検討において、単層カーボンナノチューブを強酸処理して導入したカルボキシル基に末端アミノ化ポリエチレングリコール(PEG)を縮合させ、さらに蛍光物質Cy5を結合させることにより、蛍光ラベル化SWCNT(Cy5-PEG-CNT)を合成する手法を確立した。本年度は、SWCNTの酸処理回数を2回および5回とすることで、酸化状態の異なるCy5-PEG-CNT合成し、それぞれをCy5-PEG-CNT(2)、Cy5-PEG-CM(5)とした。これらのCy5-PEG-CNTについて、ゲルろ過カラムクロマトグラフィーを行ったところ、Cy5-PEG-CNT(5)に比べCy5-PEG-CNT(2)の分子量が大きいことが確認され、分子量の異なるCy5-PEG-CNTを合成する手法が確立できた。次に、これら酸化状態の異なるCy5-PEG-CNTの体内動態特性を検討するため、Wistar系雄性ラットに両Cy5-PEG-CNTを静脈内投与し、血漿中濃度-時間推移および尿中、胆汁中への排泄挙動を、蛍光強度を指標として観察した。その結果、血漿中からの消失はCy5-PEG-CNT(5)の方が速やかであり、全身クリアランスもCy5-PEG-CNT(2)に比べて有意に大きかった。一方、両Cy5-PEG-CNTとも尿中および胆汁中に排泄され、180分までの総排泄率は投与量の6070%であった。しかし、尿中、胆汁中への排泄率はCy5-PEG-CNTによって異なり、Cy5-PEG-CNT(5)では胆汁中よりも尿中の方が、逆にCy5-PEG-CNT(2)では、尿中よりも胆汁中の方が高値を示した。PEG-CNT(5)はPEG-CNT(2)に比べて分子量が小さく、また導入された水溶化分子も多いと考えられることから、これらCy5-PEG-CNTにおける体内動態の差異は、物理化学的特性の違いに起因すると考えられた。以上の結果から、SWCNTの酸化状態の変化させることにより、その体内動態特性、さらには組織指向性のコントロールが可能な水溶性SWCNTを合成できることが示唆された。
蛹休眠能力を有するカイコ基盤系統の創出

クワコの不均一な蛹期間の遺伝的メカニズムの解明ならびに蛹休眠カイコ系統の確立を目的として,クワコとカイコの雑種後代から蛹期間が長い個体を選抜したところ,蛹期間が不均一な雑種系統が得られた.この雑種系統と大造との正逆交雑F1および戻し交雑BC1における蛹期間の分離パターンから,不均一な蛹期間は雑種系統由来の性(Z)染色体上の遺伝子と常染色体上の劣性遺伝子(群)の相互作用により生じると判断された.また,雑種系統と大造の各染色体を識別可能なプライマー対を用いてBC1のゲノムDNAをPCR分析した結果から,蛹期間は多数の微動遺伝子が関与する量的形質であり,♂♀で一部異なる遺伝子の関与が示唆された.1. PCR分析用DNAマーカーの選定:雑種系統(#18-11)とカイコ(大造)の28本の染色体を識別するためのPCR用DNAマーカーの選定を行い,28本の染色体を識別可能なプライマー対(第1(Z) 4, 822および2628染色体については雑種と大造で異なる長さのPCR産物が増幅可能,第57,2324染色体については大造のみでPCR産物が増幅可能)を選定できた.ただし,第23,27および28番染色体については雑種系統内に変異が認められた.2.雑種系統とカイコ(大造)の戻し交雑BC1における蛹期間ならびにゲノムDNA解析:雑種系統(#18-11)とカイコ(大造)の正逆交雑F1♀を用いて作製した戻し交雑BC1の蛹期間を調査した結果、F1♀×大造♂が20日以内と短く均一であったのに対し,F1♀×雑種系統♂が最長100日を越える顕著なバラツキを示したことから,雑種由来劣性遺伝子(群)のホモ接合がバラツキに必要である可能性が示唆された.そこで,選定した28種類のプライマー対を用いてBC1 (F1♀×雑種系統♂)のゲノムDNAをPCR分析したところ,蛹期間30日以上のBC1全てに共通するホモ接合の雑種由来染色体は検出されなかったが,75%以上の個体で雑種ホモ接合を示す染色体が複数個検出された.また,蛹期間30日以上のBC1♂全てにおいて第11番染色体が雑種ホモ接合であった.これらの結果から,蛹発育調節メカニズムの雌雄差が示唆された.3.蛹発育調節に関する遺伝的モデルの構築:BC1における蛹期間と染色体組成の関係に基づいて,相加的な効果を有する同義遺伝子6個を仮定した蛹発育調節に関する遺伝的モデルを考案できた.1.雑種系統とカイコ(大造)の交雑後代における蛹期間ならびにゲノムDNA解析:雑種系統(#18-11)とカイコ(大造)との正逆交雑F1♀に雑種系統♂を戻し交雑して得られたBC1(533個体)のうち,24年度には36個体のゲノムDNAをPCR分析したが,25年度はさらに34個体の分析を行い,24年度に構築した蛹発育調節に関する遺伝的モデルの検証と修正を行った.また,BC2の蛹期間を調べたところ,蛹期間30日未満のBC1雌雄よりも30日以上のBC1雌雄に由来するBC2において,より多くの個体の蛹期間が長期にばらつく傾向が認められ,一部(80/382)個体のゲノム分析を行ったところ,修正した遺伝的モデルに対する明白な例外は認められなかった.2.蛹発育調節に関する遺伝的モデルの構築:24年度にPCR分析の結果に基づいて,相加的効果を有する同義遺伝子6個(第5,11,12,15,17および22染色体)のうち3個以上が雑種ホモ接合であるときに蛹期間が顕著にばらつき,雄に関しては第11染色体の同義遺伝子の雑種ホモ接合が蛹期間の長期化に必須であるという遺伝的モデルを考案したが,25年度のPCR分析の結果,モデルに少なくとも3個の同義遺伝子(第18,20および25染色体)を追加する修正が必要となった.さらに,蛹の期間の長短と染色体ホモ率の相関性から,クワコとカイコの雑種における蛹期間が,おそらく9個以上の微動遺伝子の組み合わせにより支配されている量的形質であり,関与する染色体が♂♀で一部異なる可能性が示唆された.クワコの不均一な蛹期間の遺伝的メカニズムの解明ならびに蛹休眠カイコ系統の確立を目的として,クワコとカイコの雑種後代から蛹期間が長い個体を選抜したところ,蛹期間が不均一な雑種系統が得られた.この雑種系統と大造との正逆交雑F1および戻し交雑BC1における蛹期間の分離パターンから,不均一な蛹期間は雑種系統由来の性(Z)染色体上の遺伝子と常染色体上の劣性遺伝子(群)の相互作用により生じると判断された.また,雑種系統と大造の各染色体を識別可能なプライマー対を用いてBC1のゲノムDNAをPCR分析した結果から,蛹期間は多数の微動遺伝子が関与する量的形質であり,♂♀で一部異なる遺伝子の関与が示唆された.1. PCR分析用

DNAマーカーの選定:雑種系統(#18-11)とカイコ(大造)の28本の染色体を識別するためのPCR用DNAマーカーの選定を行い、15本(第1(Z), 2, 4, 10, 11, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22および26染色体)に対してはDNAマーカーを見つけることができた。2.雑種系統とカイコ(大造)の交雑F1における蛹期間ならびにゲノムDNA解析:雑種系統(#18-10、18-11および18-12)とカイコ(大造)の正逆交雑F1の蛹期間を調査した結果、いずれの系統を用いたF1においても、雑種系統を母親としたF1雌だけが長くばらついた蛹期間を示した。この結果は、クワコとカイコの正逆交雑F1と同じであることから、雑種系統の蛹期間のばらつきもクワコ同様、Z染色体と常染色体の相互作用により決定されていることが判明した。なお、F1雌に雑種系統雄の戻し交雑を行い、次年度に蛹期間の分離を調べるためのBC1の休眠卵を得ることに成功した。3.雑種系統の選抜にともなう遺伝子頻度と組み合わせの変動解析:カイコとクワコの雑種系統のF7世代の蛹期間を調査した結果、蛹期間の長い雌雄同士の交雑・選抜してきた3系統(#18-10、18-11および18-12)では,F6世代同様、20100日前後の一様にばらついた蛹期間を示し、均一で長い蛹期間に収束する傾向は認められなかった。一方,選抜途中(F4)に蛹期間の短い個体の選抜に切り替えた系統(#18-1)では、20日前後の比較的均一な蛹期間を示したが,30日を超える個体もわずかながら現れた。これらの結果から、雑種系統の蛹期間は、少なくとも蛹期間をばらつかせる遺伝子とその度合いを調節する遺伝子の少なくとも2種類の遺伝子群により支配されている可能性が示唆された。本研究課題の目的は,カイコとクワコの6年間の交雑育種により得られた長い蛹期間(最長200日以上)を有する雑種系統を出発材料として,世界初のカイコ休眠蛹基盤系統を確立するとともに,蛹期間の調節に関わる遺伝子群のゲノム上の位置と候補遺伝子配列を同定し,遺伝的メカニズムを解明することである.現在までに、蛹期間の長い雑種系統の選抜・維持とゲノム解読されたカイコ品種大造との交配実験,ならびに,蛹発育調節に関与する遺伝的メカニズムの解明に必要な染色体ごとのDNAマーカーの選定が計画どおり完了し,PCR分析結果に基づいて蛹発育調節の遺伝学的モデルを考案できたので,おおむね順調と判断される。本研究課題の目的は,カイコとクワコの6年間の交雑育種により得られた長い蛹期間(最長200日以上)を有する雑種系統を出発材料として,世界初のカイコ休眠蛹基盤系統を確立するとともに,蛹期間の調節に関わる遺伝子群のゲノム上の位置と候補遺伝子配列を同定し,遺伝的メカニズムを解明することである。現在までに、蛹期間の長い雑種系統の選抜・維持とゲノム解読されたカイコ品種大造との交配実験は計画通り進展しており、蛹期間調節に関与する遺伝的メカニズムの解明に必要な染色体ごとのDNAマーカーも着実に選定作業が進行しているので、おおむね順調と判断される。(1) PCR分析用DNAマーカーの追加と戻し交雑BC1のゲノムDNA解析の再確認:蛹発育調節および休眠進化に関連する遺伝子群を同定するために選定した雑種系統(#18-11)とカイコ(大造)の28本の染色体を識別可能なDNAマーカーのうち,雑種系統内に変異が認められた3本と,大造でのみPCR産物が検出された5本の染色体に対するDNAマーカーについては,確実に雑種を同定できるPCRプライマーに更新し,有望な染色体についてはさらにプライマー数を増やして,BC1の蛹期間を解析することにより,蛹発育調節遺伝子群の遺伝様式および考案した遺伝学的モデルを再確認するとともに,関与する遺伝子候補を推定する.(2)蛹発育調節の分子メカニズム解明:蛹期間選抜系統および大造との雑種のゲノムDNA解析結果に基づいて推定された各蛹発育調節
金属ナノスリット・アレイによる入射角度および偏光に無依存な光学フィルタ

金属ナノスリット・アレイによる入射角度に依存しない光学フィルタを開発した。フィルタ設計においては、厳密光波結合解析法を使って金属微細構造がフィルタとして振る舞うための基本パラメータを算出することで、ピーク透過率やフィルタ半値幅を効率的に設定する方法を確立した。フィルタの製作においては、エポキシ系樹脂のナノインプリントと無電解銅メッキ法によりナノスリット構造を作製し、スリット内での光共鳴による反射光の吸収スペクトルピークが得られることを実験により示した。その他、金属層をもつ周期構造による高感度屈折率センサや金属スリットを効率的に形成するレーザ加工法について提案を行った。光の波長より短い周期で構成される金属ナノスリット・アレイによって、透過波長が入射角度に依存しない光学フィルタを作製する。この光学フィルタは、プラズモン共鳴のような周期構造での電磁場共鳴を利用せず、金属スリットの厚み方向での共鳴現象を利用する新しいタイプのフィルタである。本研究では、ボトムアップ無電解メッキ法を用いて対称な2次元配列を構成することで、透過波長特性が偏光および入射角度に依存しない近赤外線用の光学フィルタを設計・試作する。フィルタ機能を発現させるための微細構造の設計では、中心波長1.5umの特性をもつように、時間領域差分法による数値シミュレーションを繰り返すことで金属構造を決定した。この設計方法は、ピーク透過率やフィルタ半値幅を考慮しながらの設計には適していなかった。そこで、繰り返しの数値計算だけに頼らずに、見通しの良く構造を設計する方法を確立するために、厳密光波結合解析法(RCWA法)を使って金属微細構造がフィルタとして振る舞うための基本パラメータを算出する方法を考案した。これによりフィルタの透過波長の設定だけでなく、半値幅を同時に推定しながら素子設計が行えるようになった。素子の作製においては、紫外線レーザを使った干渉露光で10mm角の領域に1次元周期の深溝構造を作製した。一方、ナノ・インプリント法による微細構造の作製技術を確立するために、電子線描画装置を利用して石英モールドを作製し、紫外線硬化樹脂を用いて微細構造を形成した。その他、深溝構造に金属を蒸着することで金属細線の2重格子を作製し、この構造内での光共鳴現象を利用した高感度屈折率センサーを提案した。このフィルタは、金属スリットの厚み方向での共鳴現象を利用する新しいタイプの光学フィルタである。本研究では、フィルタ機能を持たせるための設計法の確立、および、ナノインプリント法と無電解メッキを用いて大面積のフィルタを効率的に作製する技術の確立を目指している。H26年度は、フィルタの作製技術の確立に注力した。H25年度ではナノインプリント法によって微細構造を作製し、蒸着によって金属層を設けることができていた。しかし、インプリントに使用したアクリル系の紫外線硬化樹脂(PAK01)がアルカリ性の無電解メッキ液に耐えられなかった。H26年度は、アルカリメッキ浴に耐えるエポキシ系樹脂(SU8)、および有機/無機ハイブリッド樹脂(Ormostamp)を使って、ナノインプリントで微細構造を形成し、無電解銅メッキによって金属層を設ける技術を確立した。SU8およびOrmostampは耐アルカリ性に優れた堅い材料であり、研磨による表面の平滑化が可能である。とくに、Ormostampは無機材料が含まれていることから、堅いだけでなく耐熱性についても優れている。これらの樹脂を用いてインプリントにより微細構造を作製し、無電解銅メッキによって溝部に銅を埋め込むことが可能になった。こられの技術応用として、光ファイバー端面にナノインプリント法で作製した有機/無機ハイブリッド樹脂の凹凸構造に金属薄膜を設けることで、ファイバー端面で機能する高感度屈折率センサーを試作した。研究の目的は、光の波長より短い周期で構成される金属スリット・アレイによって、透過波長が入射角度に依存しない光学フィルタを製作することであった。このフィルタは、金属スリット内での厚み方向の共鳴現象を利用している。本研究では光学機能をもたせるための設計方法の確立、および、ナノインプリント法と無電解メッキ法を用いて大面積のフィルタを効率的に作製する技術の確立を目指した。ナノインプリントによってエポキシ系樹脂(SU8)の溝構造を作製し、無電解銅メッキと表面研磨によって金属ナノスリットアレイを作製した。測定された反射スペクトルは吸収の共鳴波長をもち、その波長が形状から算出された共鳴波長と一致することを確認した。一方、より硬い樹脂によってメッキ後の表面研磨を容易にすることを目的に、有機/無機ハイブリッド樹脂(Ormostamp)のインプリントによって作製する手法についても試みた。無電解メッキによって溝部に銅を埋め込むことには成功したものの、銅と樹脂の密着度が低いために、研磨行程で銅が剥がれ落ちてしまい、金属ナノスリット構造を作製するには至らなかった。一方、三角格子構造をもつ微細凹凸構造に金属膜を被せることで、入射光の偏光状態に依存せずに光波が共鳴することを電磁場解析によって示した。また、エポキシ系樹脂によるナノインプリントで三角格子構造を作製し、共鳴スペクトルのピーク波長が偏光に依存しないことを実験で示した。さらに、この構造は高感度な屈折率センサとして機能し、構造を覆う溶液の屈折率によって共鳴波長が変化することを実験で示した。その他、偏光レーザビームによって、金属膜にスリット構造を設ける手法について提案を行った。

フィルタ設計においては、厳密光波結合解析法を使って金属微細構造がフィルタとして振る舞うための基本パラメータを算出することで、ピーク透過率やフィルタ半値幅を効率的に設定する方法を確立した。フィルタの製作においては、エポキシ系樹脂のナノインプリントと無電解銅メッキ法によりナノスリット構造を作製し、スリット内での光共鳴による反射光の吸収スペクトルピークが得られることを実験により示した。その他、金属層をもつ周期構造による高感度屈折率センサや金属スリットを効率的に形成するレーザ加工法について提案を行った。初年度(H25年度)は、フィルタの設計法を確立することを中心にすすめ、素子の作製についてはナノインプリント法で微細構造を形成するところまで進捗した。本年度は無電解メッキと研磨によりフィルタとして機能する素子を作製し、基本的な光学特性を確認する予定であった。しかし、H25年度に利用したアクリル系樹脂がアルカリメッキ浴に耐えないことが年度当初の実験で判明し、耐アルカリ性がある堅いUV樹脂の探索とそのプロセスの確立に時間を費やした。そのため、素子の光学特性評価および2次元周期構造のモールド作製などに至らなかった。一方、この取り組みで得られた技術を使って、光ファイバー端面に高感度な屈折率センサーを試作できたことは成果であった。応用光学H27年度前半は、本年度に確立した有機/無機ハイブリッド樹脂のナノインプリント技術によって、微細矩形構造を作製し、無電解メッキと研磨によって1次元周期構造をもつフィルタ素子を試作する。また、作製したフィルタの光学特性が入射角度に依存しないことを実験で検証する。年度後半は、2次元周期構造をもつフィルタ素子を作製し、フィルタ特性が入射角度のみならず入射光の偏向にも依存しないことを確かめる。また、これらの研究成果を国内会議および国際会議で発表する。フィルタの設計は、中心波長1.の特性をもつように微細構造を設計することができた。この設計は数値シミュレーションを繰り返すことで行ったが、ピーク透過率やフィルタ半値幅を考慮しながらの設計には適していなかった。これに対し、新たに考案したパラメータ決定手法では、金属微細構造での光共振器としての基本パラメータを算出することによって、フィルタの透過波長だけでなく、ピーク透過率や半値幅を同時に推定しながら素子設計が行えるようになった。この成果は、当初計画どおりである。一方、素子の作製においては、やや遅れている。紫外線レーザ干渉露光によって10mm角の領域に1次元周期の深溝構造を作製し、UV樹脂を使った光ナノ・インプリント法による微細構造の転写が可能になった。ただし、利用したUV樹脂が機械的に柔らかすぎでメッキ後の研磨加工に適していなかった。そのため、深溝構造に金属を充填して表面を研磨で平滑化したものが得られなかった。その他、金属周期構造内での光共鳴を利用した高感度屈折率センサーを考案し、共鳴波長が屈折率に依存することで実験で示した。
ドコサヘキサエン酸の抗肥満作用に関する検討

本研究は,魚油由来高度不飽和脂肪酸の一つであるドコサヘキサエン酸(DHA)の抗肥満の解明を目的とし,脂肪細胞のモデル細胞である脂肪前駆細胞3T3-L1細胞を用いて,細胞膜レベル,細胞内情報伝達レベルおよび分化能に対するDHAの影響につき検討した。1.細胞膜レベルへの影響:(1)細胞膜総脂質中のDHA及びEPA含量の変化;各種濃度(20,50,100μM)のDHA添加により細胞膜総脂質中のDHA含量は濃度依存的に増加し,DHAが濃度依存的に細胞膜脂質に取り込まれていることがGLC分析により確認された。一方,EPA含量の大きな変動は認められなかった。このことは,本細胞では,取り込まれたDHAがEPAにretroconversionされないことを示している。(2)細胞膜リン脂質中のDHA含量の変化;さらに,取り込まれたリン脂質の分子種分析を二次元TLC後のGLCにより検討した。その結果,ホスファチジルエタノールアミン(PE)やホスファチジルコリン(PC)に特に多くの取り込みがみられた。また,ホスファチジルセリン(PS),カルジオリピン(CL),スフィンゴミエリン(SM)およびホスファチジルイノシトール(PI)にも取り込みが検出された。2.細胞内情報伝達レベルへの影響:(1)細胞内カルシウム(Ca)濃度の変動;Fura-2の誘導体であるFura PE-3を用いて,二波長蛍光分光光度計により細胞内Ca濃度の変動を測定した。その結果,DHA添加による濃度依存的な細胞内Ca濃度の上昇作用がみられた。この作用は,EGTAや各種Caチャンネル阻害剤の存在下でもみられたことにより,細胞外Caには非依存的であることが判明した。更に,細胞内Ca貯蔵部位よりのCa動員も関与しないことがTMB-8などの阻害剤実験により判明した。以上より,DHAの細胞内Ca上昇作用は,Caポンプなどの汲み出し機構への阻害が予想された。(2)プロティンキナーゼC(PKC)活性の変動;3T3-L1細胞より調製したPKC活性は,DHA添加により濃度依存的に上昇した。こり上昇作用は,PSおよびCaの存在の有無にかかわらず観察された。3.脂肪細胞分化能に対する影響:3T3-L1細胞は,インスリン,デキサメタゾン及びメチルイソブチルキサンチン処理により脂肪細胞へ分化することが知られている。分化のマーカー酵素として,グリセロール3リン酸デヒドロゲナーゼ(GPDH)活性を測定したところ,DHA処理により本酵素活性の上昇は抑制された。また形態学的にも脂肪液滴の蓄積が,DHAにより抑制されており,以上よりDHAの脂肪細胞分化抑制能が判明した。以上より,3T3-L1細胞のDHA処理による細胞レベルでの生理的応答,すなわち細胞表面および細胞内情報伝達に対する生化学的影響を検出した。これらの変化と脂肪細胞分化抑制との関連については,更に解明すべき課題が多く残されているが,今後抗肥満作用への可能性も含めて,DHAの有用性の検討を進めて行く予定である。

分化のマーカー酵素として,グリセロール3リン酸デヒドロゲナーゼ(GPDH)活性を測定したところ,DHA処理により本酵素活性の上昇は抑制された。また形態学的にも脂肪液滴の蓄積が,DHAにより抑制されており,以上よりDHAの脂肪細胞分化抑制能が判明した。以上より,3T3-L1細胞のDHA処理による細胞レベルでの生理的応答,すなわち細胞表面および細胞内情報伝達に対する生化学的影響を検出した。これらの変化と脂肪細胞分化抑制との関連については,更に解明すべき課題が多く残されているが,今後抗肥満作用への可能性も含めて,DHAの有用性の検討を進めて行く予定である。
脂肪細胞の分化成熟におけるプロスタグランジンE2の役割

脂肪細胞は、外部から多くの刺激により分化・成熟あるいは増殖状態へと移行しうることが明らかとなってきている。プロスタグランジン(PG)は、古くから脂肪細胞分化に影響することが知られていたが、インビボでの脂肪細胞に対するPG作用の意義については不明であった。研究代表者は、3T3-L1細胞を用いて、PGE2がEP4受容体を介して脂肪細胞の分化を抑制することを見出した。本研究の目的はインビボでの脂肪細胞分化・成熟におけるPGE2-EP4シグナリングの意義を明らかにすることである。(1)マウス胎児線維芽(MEF)細胞を用いた解析野生型MEFから脂肪細胞への分化誘導時において、PG産生阻害剤・インドメタシンを処理すると分化指標が亢進し、さらにPGE2を添加すると分化指標は低下した。EP4欠損、FP欠損、IP欠損のMEFを脂肪細胞への分化誘導を行い比較したところ、FP欠損、IP欠損ではインドメタシン感受性を示したが、EP4欠損では元々分化指標が亢進しており、インドメタシン感受性を示さなかった。野生型のMEF培養上清には10-9M程度のPGE2が検出され、これはインドメタシンで低下した。以上の結果から、内因性に産生されたPGE2はEP4受容体に作用して脂肪細胞分化に対して抑制的に働いていることが判った。(2)EP4受容体欠損マウスの脂肪細胞の解析野生型・EP4欠損マウスの白色脂肪組織(WAT)を調べたところ、4週齢の時点では精巣周囲WATに著明な差を認めないが、6週齢の時点ではEP4欠損マウスのWATは、野生型に比べて、質量、細胞径、PPARγ2発現レベルが有意に亢進していた。従って、PGE2-EP4シグナルは、インビボの脂肪細胞分化・成熟に対しても抑制的に働く可能性が考えられる。研究代表者は、PGE2がEP4受容体とcAMP産生亢進を介して脂肪細胞の分化を抑制することを見出した。(1)EP4受容体欠損マウスを用いた脂肪細胞分化異常の解析PGE2-EP4シグナルがビボでの脂肪細胞分化・成熟に影響する可能性を考え、高脂肪食負荷した野生型・EP4欠損マウスのマイクロアレイ解析を行い、EP4欠損マウスの白色脂肪組織では野生型に比べてPPARやC/EBP遺伝子の発現レベルが10倍以上に亢進していた。現在、本欠損マウスの詳細を検討している。(2)EP4受容体欠損マクロファージのTNF産生能PGE2-EP4シグナルがインビボで脂肪細胞の分化に影響する場合、その一つの可能性として、マクロファージのTNF産生が考えられる。そこでEP4欠損マウスの腹腔にLPSを投与して血中TNFレベルを調べたところ、野生型に比べて著しく亢進していた。従って、このEP4欠損マウスの脂肪細胞分化亢進の一つの理由として、マクロファージのTNF応答亢進が考えられた。(3)PGE2-EP4シグナルによるヒアルロン酸産生亢進と動脈管閉鎖研究代表者は、南沢(横浜市大)と共同で、PGE2がビアルロン酸産生を亢進させることを見出した。これにより動脈管平滑筋からの細胞外マトリクス(ECM)産生が亢進し、平滑筋遊走・中膜形成を促し、動脈管閉鎖に至ることを示した。このようなPGE2-EP4によるECM産生亢進は、細胞局所の環境を変化させるものであり、PGが同様の機構を介して脂肪細胞分化に影響する可能性も考えられる。(2)EP4受容体欠損マウスの脂肪細胞の解析

野生型・EP4欠損マウスの白色脂肪組織(WAT)を調べたところ、4週齢の時点では精巣周囲WATに著明な差を認めないが、6週齢の時点ではEP4欠損マウスのWATは、野生型に比べて、質量、細胞径、PPARγ2発現レベルが有意に亢進していた。従って、PGE2-EP4シグナルは、インビボの脂肪細胞分化・成熟に対しても抑制的に働く可能性が考えられる。
抗真菌剤との相乗効果が期待される食品成分の抗真菌作用の解析

真菌の増殖抑制活性を有する食品、特に北東北地域に特有の素材を検討した結果、雑穀や水産物(ホヤ等)の脂溶性成分に、強い菌糸形成阻害活性が認められた。これらの有効成分が抗真菌剤の作用にどのような影響を与えるか検討を行い、相乗効果を有する場合にはその作用機序解明を目的として研究を実施した。その結果、多価不飽和脂肪酸、とくにステアリドン酸が真菌の増殖抑制活性を有し、アムホテリシンBと相乗的に作用することが判明した。出芽酵母をモデルとしてケミカルゲノミクス解析を行った結果、ステアリドン酸が細胞内輸送経路を阻害することが推測され、膜タンパク質の機能等に影響を与えることで真菌抑制作用を示すことが示唆された。近年の高齢者=易感染宿主の増加に伴い、口腔粘膜疾患の原因微生物として真菌、特にカンジダが注目され始めている。口からの食事は高齢者の健康維持に不可欠であるが、日常的に摂取する食品中にもカンジダ等の真菌の生物活性を抑制する成分が存在し、直接あるいは間接的に口腔保健に貢献していること、さらにそれら食品成分が抗真菌剤と相互作用し、相乗的に真菌を抑制することが明らかとなってきた。抗菌成分として有名なカテキンの真菌への作用を検討したが、Candida albicans SC5314株に対してはほとんど抗菌性を示さないことが判明した。一方、我々は雑穀(アワ・キビ等)の抽出物中に抗菌性を見出し、有効成分としてαリノレン酸等の多価不飽和脂肪酸を同定した。抗真菌活性の評価法として、カンジダの病原性菌糸形成を指標とし、各種脂肪酸を評価したところ、αリノレン酸やEPAなどの食品中にも含まれる多価不飽和脂肪酸が、強く菌糸形成を阻害することを確認した(雑穀の脂溶性成分を解析する過程で、その黄色素がキサントフィル(ルテイン、およびゼアキサンチン)であることを見出し、これについては学会発表、論文投稿を行っている)。続いて脂肪酸の抗真菌活性について、増殖抑制活性、バイオフィルム形成阻害活性、形成済みバイオフィルムへの障害活性について、各種脂肪酸の評価を行った結果、不飽和結合が4つ導入されたテアリドン酸に、強い抗菌活性を見出した。リシノール酸や中鎖脂肪酸にも高真菌活性があるが、ステアリドン酸のみが抗真菌剤AMPH-Bと相乗効果を示すことが明らかとなり、その作用メカニズムを明らかにすべくケミカルゲノミクス解析を実施中である。事業初年度に抗真菌剤との相乗効果を有する食品成分として「茶カテキン」の検討を行ったが、Candida albicansに対する作用は弱く、抗真菌剤との相乗効果は認められなかった。抗真菌作用を持つ食品成分として多価不飽和脂肪酸について検討を行い、フルコナゾールに対しては阻害的に作用するが、アムホテリシンBとは相乗効果を示すことが明らかとなった。とくにステアリドン酸に顕著な相乗作用が見られた。飽和脂肪酸のステアリン酸、あるいは一価不飽和脂肪酸のオレイン酸には相乗効果は見られないことから、多価不飽和脂肪酸、特にステアリドン酸の構造特異的抗真菌作用が示唆された。事業2年目は、ステアリドン酸の作用解明のため、主にケミカルゲノミクス(CG)解析を実施した。CG解析では、特定のタンパク質が薬剤標的となっている場合、そのタンパク質をコードする欠損株の合成致死欠損株の情報を元に標的を高精度に特定可能である。ところが、脂肪酸の(統計学的に有意な)標的は同定されなかった。これは、標的が単独欠損で致死となる必須タンパク質であるか、タンパク質以外の細胞構成成分が標的となっている可能性を示唆している。脂肪酸は疎水的性質を持つ細胞膜構成成分であり、特定のタンパク質のみに結合するのではなく、広範囲の細胞膜中に挿入拡散されると考えられる。その結果、膜の性質(流動性等)変化が生じ、近傍の膜タンパク質が影響を受けることで真菌の増殖抑制や薬剤との相乗効果が発揮されると考えられる。膜障害を起こすアムホテリシンBの効果が増強されるのは合理的である。一方で、細胞内に取り込まれエルゴステロール合成を阻害するフルコナゾールについては、脂肪酸によって薬剤取り込み抑制が起きることで、阻害的に作用する可能性が示唆された。抗菌活性を持つ食品成分として、雑穀等に含まれる複数の脂肪酸を同定。そこで、各種脂肪酸について解析することで、浮遊細胞、菌糸形成、バイオフィルム形成、成熟バイオフィルムへの、抗真菌活性データを得ることができた。もっとも有望な抗真菌脂肪酸としてステアリドン酸が特定でき、代表的抗真菌剤AMPH-Bと相乗的に作用することを明らかとした。ほぼ期待通りの結果を出せているため、論文としてまとめる予定であるが、執筆が遅れている。

一方で、雑穀の抗菌成分を特定する過程で、脂溶性黄色素がキサントフィルであることを見出したため、これも論文として投稿しているが、未だ受理に至っていない。口腔微生物学真菌のモデル出芽酵母の欠損株ライブラリーを用い、各種脂肪酸の抗真菌活性について、ケミカル・ゲノミクス解析を実施する。脂肪酸ごとに異なるターゲット遺伝子を予測し、各欠損株を用いて脂肪酸の感受性を評価することで、脂肪酸の作用部位の同定を行う。さらに、出芽酵母の遺伝子から予測されるカンジダ・アルビカンスのターゲット遺伝子を欠損させ、増殖、菌糸形成、バイオフィルム形成、バイオフィルム成熟等の各表現系を確認するとともに、各種阻害剤による脂肪酸の作用解析、脂肪酸存在化での欠損株の解析を行うことで、ステアリドン酸特有の作用機序や、AMPH-Bとの相乗作用についてのメカニズムの推定を行う。論文執筆が遅れており、投稿費用などを次年度に繰り越したため。早急に論文を完成させ、投稿する。