hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サプライチェーン高度化を目指す日韓自動車部品ロジスティクス

日本の自動車組立企業はジャストインタイムを基本とする部品調達戦略を採用しており、海外からの部品や海外進出先でも同様な考え方に基づいて調達を行っている。韓国からの部品調達では、自動車企業や物流企業は協力して、RORO船と相互通行可能なトレーラーを利用したシームレス物流体制を構築し、リードタイム短縮と在庫削減を同時に実現している。中国、ASEAN、インド等に進出した自動車企業や物流企業も、様々な改善により現地の事情に適合した部品調達体制を展開している。このような調達体制は、グローバル化時代のロジスティクス革新として高く評価される。日本の自動車組立企業は、韓国を始めアジア諸国からの部品調達を拡大しており、新たなグローバルロジスティクスの展開として注目されている。本研究の目的は、自動車部品調達物流の実態を把握したうえで、ジャストインタイム物流の原理に則ったロジスティクス革新の実態、国際物流システムの現状と課題、国際物流政策上の課題を明らかにすることである。25年度は、1自動車製造業者の物流の実態、2アジア域内における物流の状況、3日韓におけるフェリー、RORO船を活用した物流の現状等について文献調査を行ったうえで、企業へのインタビュー調査によりより詳細な実態と課題の把握を行った。日本国内では、愛知県内の自動車部品メーカー(東海理化)の工場見学、自動車業界セミナー聴講に加えて、日韓でシャーシ相互運行を行っている物流事業者(日本通運)等にインタビュー調査を行った。海外では、中国北京、天津地区で、自動車部品物流を行っている物流事業者等(山九、日本通運)にインタビュー調査を行った。その結果、1最近の円安基調のもとでも海外部品の優位性があり、アジア域内でのロジスティクスシステム整備が重要な課題となっていること、2より具体的には、日韓両国のダブルプレートが交付されたシャーシを利用することによりリードタイムの短縮と在庫削減が可能になったこと、3中国では、海外からの部品調達だけでなく、広い国土のなかで集中生産される部品を長距離輸送する必要があるため、ロジスティクスが非常に重要になっていること、4中国の物流環境に合わせて広域ミルクラン、物流センターを利用した順建て納品等が導入されていること等を把握することができた。これまでの日本、タイ、ベトナム、ラオス、中国等での自動車部品調達物流の研究と照合、比較することにより、東アジアでの自動車部品物流の特徴を把握することができた。本研究は、日本の自動車産業のアジア域内水平分業体制における部品調達物流の実態を把握したうえで、ロジスティクス革新の実態、国際物流システムの課題、国際物流政策の課題等を明らかにすることを目的としている。平成26年度は、25年度に引き続き1自動車製造業者の物流、2アジア域内における国際物流、3日韓シームレス物流等の実態と課題について、文献調査、企業のインタビュー調査等を実施した。国内での文献調査を踏まえ、韓国釜山においてシャーシ相互運行を行っている物流事業者や倉庫・物流センターの運営事業者にインタビュー調査を行った。さらにタイプラスワンの進出先といて注目を集めているカンボジア・プノンペンとミャンマー・ヤンゴンにて、製造業者や物流業者等にインタビュー調査を行った。その結果、以下のような点を把握することができた。1最近の円安傾向のもとで海外部品の優位性が低下し国内部品調達が増加しているものの、自動車組立企業や部品製造業者の集中生産体制や国際水平分業体制のもとで、なおも海外部品の調達物流が重要な課題となっている。2アジア域内の水平分業体制はタイプラスワンの立地も含めて高度化・複雑化が進みロジスティクス体制整備が重要な課題となっている。3日韓シャーシ相互運行は、韓国と日本の自動車分業体制に不可欠な物流手段となっているものの、ダブルナンバーの取得や特例認可等の様々な障壁が残されている。4荷主企業や物流事業者はアジア域内の国際水平分業を効率化するシームレス物流体制を構築しようとしているが、規制・制度の調和やアジア共通物流政策の推進等で政府の役割がより重要となっている。本研究の目的は、日本の自動車産業のアジア域内水平分業体制における部品調達物流の実態を把握したうえで、ロジスティクス革新の実態、国際物流システムの課題、国際物流政策の課題等を明らかにすることを目的としている。平成27年度は、1自動車製造業者の物流戦略、2日韓国際物流体制の分析、3アジア域内における国際物流体制等について、文献調査、インタビュー調査を実施した。日本や韓国の自動車製造業者の進出先として注目されるインド市場について、デリー、グルガオン、ムンバイで製造業者や物流事業者、港湾管理者に対するインタビュー調査を実施した。その結果、以下の項目を把握することができた。1近年のウォン高・円安傾向のもとで韓国部品の優位性が低下しているため、国内部品への切替を進めるケースが増えている。2それにもかかわらず、グローバルロジスティクス戦略展開上、重要な役割を果たす日韓シームレス物流体制による韓国部品調達はむしろ増加している。3新興市場として注目されるインド市場では、市場需要に合致した小型車を効率的に生産するため、特殊な物流事情に適した部品調達体制の整備が非常に重要になっている。4インドの港湾、道路、鉄等々の物流インフラ整備や特殊な規制・慣行等は効率的な物流体制を整備するうえで制約となっている。5製造業者や物流事業者がアジア域内で効率的な物流体制を整備しようとしており、インフラ整備、規制・制度の調和等を推進し、長期的にはアジア共通物流政策を策定するなど、政府の役割が重要となっている。

韓国からの部品調達では、自動車企業や物流企業は協力して、RORO船と相互通行可能なトレーラーを利用したシームレス物流体制を構築し、リードタイム短縮と在庫削減を同時に実現している。中国、ASEAN、インド等に進出した自動車企業や物流企業も、様々な改善により現地の事情に適合した部品調達体制を展開している。このような調達体制は、グローバル化時代のロジスティクス革新として高く評価される。平成26年度は、円安基調の定着、韓国の政治情勢の変化等、当初計画で想定していなかった要因変化が続いたため、日韓自動車部品物流を中心としながらも、研究対象をアジア全域に拡大し、アジア域内の自動車ロジスティクス体制に研究対象を広げた。日韓シームレス物流については、韓国釜山の物流事業者に対するインタビュー調査を実施することができ、事業環境の変化にもかかわらず、シャーシの相互運行が関係者の努力によって定着したことを確認できた。シームレス物流は、アジア地域内の水平分業体制を支える上で、他の地域でも重要な課題となっており、この物流モデルがアジア全域に横展開することが今後の重要課題となっている。また韓国釜山新港は、東アジアのハブとして物流に重点投資を続けており、韓国だけでなく日本の企業もこのインフラ整備を活用したロジスティクス整備を進めていることが理解できた。カンボジアとミャンマーでのインタビュー調査では、進出日系企業が低労働コストを活用した生産拠点立地が進められる一方、周辺国や日本、中国、韓国へ製品を輸出する際のロジスティクスが重要な課題となっていることが確認できた。ASEANの国境障壁の低減や国際物流インフラの整備が進められており、これらを活用したロジスティクス効率化が課題となっていることが理解された。政策面では、北東アジアのみならず東南アジアを一体としたアジアの水平分業体制や貿易体制づくりとそれを支える物流体制づくりが課題となっている。これまでの研究で、以上のようなことが明らかとなり、そのうちのいくつかの論点について論文等として発表することができた。このことからおおむね順調に進展していると評価した。物流、ロジスティクス平成27年度は、本研究のテーマである日韓自動車部品ロジスティクスを中心とし、水平分業が広がるアジア地域にも目を向けて、研究を展開していく予定である。このことにより、より幅広い視点から自動車部品ロジスティクスの研究が行われ、より充実した政策インプリケーションが得られると期待される。日韓自動車部品ロジスティクスについては、これまで実施した文献調査や統計分析、インタビュー調査を論文として取りまとめる。また中国、カンボジア、ミャンマーの日系進出企業を対象にした研究を深耕するとともに、比較分析や他の地域の調査研究等も検討する。日韓を中心にアジアに広がる自動車部品ロジスティクスについて、より体系的な分析を行ったうえで、政策インプリケーション等についても検討を行いたい。
言語表象と脳機能から見た環境生成のメカニズム--生きられる空間の複相性をめぐって

・平成19年度には、例会を5回、若手セッション、シンポジウムをそれぞれ一回開催し、メキシコにおいてフィールド調査を行った。第1回(5月18目)若手セッション:「生成する圏域-言語・数式・身体-」報告2:世界のロマン化と数学的表象:奄美におけるunio mystica(上野ふき・文学研究科院生)報告3:「エディプス的な領域」からの逃走とその挫折(山尾涼・文学研究科院生)第2回(6月26日)「ネガティブ感情によって生かされる人」(報告者:余語真夫・同志社大学)第3回(7月26日)シンポジウムについての打ち合わせ第4回(9月25日)シンポジウム:「交響するコスモス-人類5000年の宇宙論」報告1:現代の宇宙観の成立(福井康雄)報告2:古代ギリシアの哲学の視点から(金山弥平)報告3:宇宙論とインド思想(畝部俊也)報告4:メソアメリカのフィールド調査から(伊藤伸幸)報告5:宇宙論の歴史を繙くことの意味(戸田山和久)第5回(11月14日)「マヤの空間概念について」(報告者:大越翼)第6回(12月14日)「レーテーとステュクスの彼岸」(報告者:吉武純夫)第7回(1月8日1月17日)フィールドワーク:メキシコ第8回(2月1日)「フロイトの『失語論』(1891)-19世紀における言語思想と脳研究の合流点として」(報告者:中村靖子)平成18年度には、9回の例会と一回の研究合宿を行った。第1回4月25日、一年間の活動方針、研究会スケジュール第2回5月31日、「認知とこころの働きに関する脳機能画像研究」報告者:飯高哲也第3回6月28日「言語的・社会的・宇宙的環境の中での可塑的中枢の自己形成(あるいは崩壊)---現代テクノロジーの諸前提に対する、古代ギリシアおよびユダヤ・キリスト教の人間理解からの批判的アプローチ---」報告者:金山弥平第4回8月2日「アクションにおける自己知覚」報告者:佐藤徳第5回9月26日研究合宿についての打ち合わせ第6回11月23日11月26日那覇・沖永良部研究合宿本研究の中心課題である五つの桂のうち、「3.言語記号システムの先端的な文節-表象の場である文学テクストにおいて、出来事の表象と記憶の問題がどのように探求されてきたのか」、「5.日本の社会-自然システムの周縁部である離島地域において、現代的なシステムのグローバル化によって、伝統的な身体、社会、自然の文節-表象のされかたがどのように変容したのか」という二つの柱に関連して、今回、奄美地域の中でもいくらか沖縄文化圏に近い沖永良部島と那覇を選んで、今福龍太が立案企画し、ケーススタディを行った。第7回12月26日「言語表象から見た"環境"生成のメカニズム---インド思想の視座より---」報告者:畝部俊也第8回1月27日「クオリア問題の手前で---感情のニューラルネットワーク」報告者:柴田正良第9回2月16日「機械論としてのジャクソニズム、そしてフロイディズム-仮想中枢あるいは反中枢としての再帰性意識」報告者:兼本浩祐第10回3月20日「宇宙の誕生-人間は宇宙をどう認識してきたか」報告者:福井康雄また、平成19年5月18日には、一連の研究会に欠かさず参加してきた院生や研究分担者の指導する学生による「若手セッション」の会を設け、若手研究者を中心とした成果報告をする。第1回(5月18目)若手セッション:「生成する圏域-言語・数式・身体-」報告2:世界のロマン化と数学的表象:奄美におけるunio mystica(上野ふき・文学研究科院生)報告3:「エディプス的な領域」からの逃走とその挫折(山尾涼・文学研究科院生)第2回(6月26日)「ネガティブ感情によって生かされる人」(報告者:余語真夫・同志社大学)第3回(7月26日)シンポジウムについての打ち合わせ第4回(9月25日)シンポジウム:「交響するコスモス-人類5000年の宇宙論」報告1:現代の宇宙観の成立(福井康雄)報告2:古代ギリシアの哲学の視点から(金山弥平)報告3:宇宙論とインド思想(畝部俊也)報告4:メソアメリカのフィールド調査から(伊藤伸幸)報告5:宇宙論の歴史を繙くことの意味(戸田山和久)第5回(11月14日)「マヤの空間概念について」(報告者:大越翼)第6回(12月14日)「レーテーとステュクスの彼岸」(報告者:吉武純夫)第7回(1月8日1月17日)フィールドワーク:メキシコ第8回(2月1日)「フロイトの『失語論』(1891)-19世紀における言語思想と脳研究の合流点として」(報告者:中村靖子)
サービス劣化攻撃対策のための超高速ネットワーク対応型セキュリティシステム

本研究で対象とするサービス劣化(Degradation of Service: DeS)攻撃は、被害者が提供しているサービスを完全に妨害するのではなく、スループットなどのサービスの品質を必要最低限の攻撃トラヒックによって低下させることを狙う巧妙で対策が困難な攻撃である。インターネットが情報インフラとしての重要性を増していく中で、提供するサービスの劣化を招くDeS攻撃は新たな脅威であり対策手法の確立が急務である。また、その対策手法は、次世代の超高速ネットワークにも対応可能なものでなくてはならない。本研究では、サービス劣化攻撃の一種であるパルス型DeS攻撃を対象とし、超高速ネットワークにおいて攻撃を早期かつ高精度に検知可能な手法と、攻撃に対して頑健なトランスポートプロトコルの開発を目的とする。今年度は、前年度に得た「ランダムな間隔のパルスが攻撃として成立し得る」という新たな知見に基づき効果的な攻撃の検知手法の確立を進め、攻撃によって必ず発生する「パルス上のトラヒックの連続した到着」と「通常通信のトラヒック量の減少」という2つの事象に着目した検知手法を提案した。提案手法は従来手法のようにパルスの定期的な到着という前提を必要としないため、ランダムなパルスによる巧妙な攻撃も検出が可能であることをシミュレーションによる評価を通じ確認した。提案手法は、超高速ネットワークにおける運用を想定し、検知にプロトコル毎のパケット数という単純な情報のみを用いることで検知を行うルータの負荷の緩和を図っている。また、検知結果を末端のホストにフィードバックし、ホストがトランスポート層の制御パラメータを変更して攻撃に対する耐性を高める方式を開発した。本研究の成果は、電子情報通信学会の研究会などを通じて広く公表すると共に、IEEE ICC 2008における発表論文として採録が決定している。インターネットにおける脅威のひとつに、大量のパケットを攻撃対象ホストに対して送信し、対象のホストによるサービスの提供を妨害するサービス拒否(Denial of Service : DoS)攻撃がある。しかし、近年、既存のDoS攻撃を上回る巧妙さを有するサービス劣化(Degradation of Service : DeS)攻撃が新たに出現している。DeS攻撃は被害者が提供しているサービスを完全に妨害するのではなく、スループットなどのサービスの品質を必要最低限の攻撃トラヒックによって低下させることを狙う。その結果、一般に攻撃パケットの総量が少なくなるため、大量のパケットが観測されることを前提としている既存のDoS攻撃検知手法では検知が困難である。また、その対策手法は、これらの超高速ネットワークにも対応可能なものでなくてはならない。本研究では、サービス劣化型攻撃の一種であるパルス型DeS攻撃を対象とし、次世代の超高速ネットワークにおける攻撃の早期かつ高精度な検知手法と、攻撃に対して頑健なトランスポートプロトコルの開発を目的とする。今年度では、パルス型DeS攻撃の効果の検証を目的として、ネットワークシミュレータ上で模擬的なパルス状の攻撃トラヒックを発生させ、パルスの高さ、幅、間隔など各種パラメータが攻撃の効果に与える影響を調査した。その結果、従来では重視されていなかったランダムなパルス間隔による攻撃でも十分にサービス品質が劣化することを明らかにした。また、無線ネットワーク用TCP技術として用いられている利用可能帯域に基づくレート制御によって、パルス型DeS攻撃に対するTCPの耐性が向上することを明らかにした。
廃食用油の処理を兼ねた有機性廃棄物の無臭コンポスト化

コンポスト原料中に含まれる油脂分の分解を促進する高速コンポスト化の研究過程で、油脂分が活発に分解されているときにアンモニア臭の発生が劇的に低減される。コンポスト化における窒素の収支を詳細に検討し、アンモニア臭の低減効果は油脂の分解中間体にアンモニアが中和されるためのではなく、油脂分解菌の菌体合成にアンモニアが使用されるためであることを確かめた。また、トリブチリンを含有するLBTR培地上で油脂分解微生物を計数したところ、油脂分解微生物はコンポスト化中盤以降に増殖し、アンモニア臭低減効果の発現とよく一致する結果が得られた。なお、LBTR培地上で優勢な好熱性細菌LT1株、およびLT4株を単離し同定した。さらに、微生物叢をDGGE解析装置で解析したところ、油脂分解菌LT1株、およびLT4株と協同して作用する微生物として、新たな微生物DOM-1の存在を確認するとともに、遺伝子の配列情報からDOM-1を同定した。DOM-1は油脂含有培地での生育が確認されず、現在まで純粋培養を確立するに至っていないが、油脂を含まず、アンモニア臭低減効果も見られないコンポスト化ではDOM-1が検出されないことから、DOM-1は油脂分解菌LT1株、およびLT4株との相互作用を及ぼしながら共存しているものと考えられた。また、油脂分解微生物、および油脂分解微生物と協同して働く微生物の初期濃度を高めるために、油脂が活発に分解されているコンポストの製品を種菌として返送したところ、油脂の分解を早めアンモニア臭低減にも効果があることを明らかにした。油分としてラードを用いラードの添加量がコンポスト化に与える影響について検討した。ラードの分解はコンポスト原料中の他の有機物に比べて分解開始に遅れを生じた。また、ラードの分解量はラード添加割合が33%の時に最大となった。なお、ラードを添加したコンポスト化は添加していないコンポスト化に比べてアンモニアガスの発生が大幅に低減され、ラードを添加したコンポスト化は添加していないコンポスト化に比べpHが低下する傾向にあることを確かめた。引き続いて、炭酸ガス基準と重量基準のラード分解率を比較したところ、重量基準の分解率が高く、ラードの分解中間体がコンポスト中に残存していることを確かめた。なお、ラードを添加したコンポスト化でアンモニアガスの発生が低減するのはアンモニアがラードの分解中間体に中和されるためではなく、菌体が増殖する際に窒素分としてアンモニアを取り込んでいるためであることを明らかにした。さらに、種類の異なる油分としてオリーブオイル、およびヘキサデカンを添加したコンポスト化をおこなって、油分の種類による分解過程の違いを把握することを試みた。オリーブオイルを添加した場合は、ラードを添加した場合と炭酸ガス基準の分解率の経時変化は類似しており、最終的な分解率はほぼ同じとなった。ヘキサデカンを添加した場合、分解率は低いものの、炭化水素もコンポスト化により分解されることを明らかにした。またいずれの油分を添加した場合でも、油分を添加していない場合に比べてアンモニアガスの発生を低減する効果が見られた。なお、微生物叢の遺伝子解析結果、添加する油分の種類が異なると微生物叢遷移も異なって、それぞれの油分について特徴的な微生物が確認され、分解を担う微生物の種類は添加した油分によって異なることを明らかにした。コンポスト原料中に含まれる油脂分の分解を促進する高速コンポスト化の研究過程で,油脂分が活発に分解されているときにアンモニア臭の発生が劇的に低減される。コンポスト化における窒素の収支を詳細に検討し,アンモニア臭の低減効果は油脂の分解中間体にアンモニアが中和されるためのではなく,油脂分解菌の菌体合成にアンモニアが使用されるためであることを確かめた。また,トリブチリンを含有するLBTR培地上で油脂分解微生物を計数したところ,油脂分解微生物はコンポスト化中盤以降に増殖し,アンモニア臭低減効果の発現とよく一致する結果が得られた。なお,LBTR培地上で優勢な好熱性細菌LT1株を単離し同定した。

さらに,微生物叢をDGGE解析装置で解析したところ,油脂分解菌LT1株と協同して作用する微生物として,新たな微生物DOM-1の存在を確認するとともに,遺伝子の配列情報からDOM-1を同定した。DOM-1は油脂含有培地での生育が確認されず,現在まで純粋培養を確立するに至っていないが,油脂を含まず,アンモニア臭低減効果も見られないコンポスト化ではDOM-1が検出されないことから,DOn9-1は油脂分解菌LT1株との相互作用を及ぼしながら共存しているものと考えられた。また,油脂分解微生物,および油脂分解微生物と協同して働く微生物の初期濃度を高めるために,油脂が活発に分解されているコンポストの製品を種菌として返送したところ,油脂の分解を早めアンモニア臭低減にも効果があることを明らかにした。
リン脂質2分子膜の熱力学的安定性を決定する層間水分子の役割

生体膜・細胞膜の骨格構造は,主成分の脂質分子からなる2分子膜構造である。本研究は,この脂質分子と水分子との相互作用が2分子膜状充填様式を決定する重要因子であることに着目し,フォスファチジルコリン(PC)およびフォスファチジルエタノールアミン(PE)のリン脂質を研究対象物質として用い,これら各々の2分子膜層間に取り込まれた層間水分指数を示差走査熱量測定(DSC)から得られた氷融解エンタルピーから見積もり,さらにH_2O分子をD_2O分子に置き換えた^2H-NMR縦緩和時間測定から層間水分子の運動状態を評価した。層間水分子は不凍結と凍結の2種で存在し,共に有限量であること,2分子膜ゲル状態と安定性のより高いサブゲル状態と比較すると,これら水分子の結合様式は異なり,特に後者においての長い緩和時間の水成分の出現が明らかにされた。また,これら層間水の組成は,DSCと緩和時間測定から得られた結果がより良い一致を示したことも,本研究の特色としてあげられる。大半の生体膜に多量(50%以上)に含有される炭素数18のジアシルフォスファチジルコリン(DPPC)と水との2成分系の水分率を変えての一連の示差走査熱量測定(DSC)を行い,氷融解曲線をコンピュータープログラムに従って成分分割することで,各々の水分率での不凍結層間水,凍結層間水およびバルク水として存在する水分子の数を見積った。有限量の最大層間水はDPPC1分子当り,不凍結水としては5分子,凍結水としては5分子の,計10H_2Oの水分子数であることを明らかにした。また,冷凍層間水は結合様式の異なる4種の水分子が存在することが明きらかにされ,それぞれの水分子の運動状態を明らかにする目的で,H_2OをD_2Oに置換した「DPPC-D_2O」系での5°C温度での縦緩和時間(T_1)を^2H-NMR測定から決定し,さらに温度を-60°Cから30°Cまでに渡って変化させ^2H-NMRスペクトルを測定した。その結果,T_1からは3成分の凍結層間水が存在することが明らかにされた。上述のゲル相試料の実験結果と対比させて,より熱力学的に安定なサブゲル試料を熱処理によって作製し,同様の実験方法においてDSCとNMR測定を行った。DSCからはサブゲル相での最大・不凍結水分子数は6分子,また最凍結水分子数は4分子であることが見積られた。又T_1測定からは,2成分の凍結層間水の存在が明らかにされた。以上の事より,サブゲル相はゲル相よりも1分子に相当するより多い水分子を親水頭部間に保有し,この水和効果がサブゲル相の安定化に関与していることが明らかにされた。生体膜,細膜膜の骨格構造は,主成分の脂質分子から成る2分子膜構造である。本研究は,この脂質分子と水分子との相互作用が2分子膜状充填様式を決定する重要因子であることに着目し、フォスファチジルコリン(PC)およびフォスファチジルエタノールアミン(PE)のリン脂質を用い,これら各々の脂質2分子膜層間に取り込まれた層間水分子数を示差走査熱量測定(DSC)から得られた氷融解エンタルピーから見積り,さらにH_2O分子をD_2O分子に置き換えた^2H-NMR縦緩和時間(T_1)測定から層間水分子の運動状態を評価した。層間水分子は,不凍結と凍結の2種で存在し,共に有限量であること,2分子膜ゲル状態と安定性のより高いサブゲル状態を比較すると,これらの水分子の結合様式は異なり,特に後者において緩和時間の長い成分が大部分を占めることが明らかにされた。
糖尿病網膜症における網膜血管病変形成の分子機構解析

糖尿病網膜症における血液網膜関門機能の破綻機序について、誘因として組織低酸素状態に注目するとともに、中枢神経系の血管内皮細胞間tight junctionを構成する分子であるclaudin-5の関与に焦点をあて解析を進めた。正常酸素濃度環境下のin vitro bEND.3細胞(マウス脳血管内皮細胞株)およびin vivoマウス網膜血管内皮細胞において細胞膜に限局した発現を示すclaudin-5が、低酸素濃度環境下〔1%O_2下24時間培養(in vitro);7-9%O_2下7日間飼育(in vivo)〕では細胞膜から消失するという興味深い知見を得た。そして、その低酸素状態でのclaudin-5発現変化が、in vitro系においてはbEND.3細胞層の電気抵抗値、in vivo系においては網膜血管の低分子量分子に対する透過性亢進と相関することが示され、低酸素状態がclaudin-5を標的として血液網膜関門機能を破綻させることが強く示唆された。続いて、この低酸素状態でのclaudin-5発現変化の分子機構の詳細につきin vitro系にて解析を行った。その結果、正常酸素濃度環境下に比して低酸素濃度環境下のbEND.3細胞ではclaudin-5蛋白質レベルが有意に低下するのに対し、claudin-5 mRNAレベルには有意な変化がみられないことが示された。さらに、種々の細胞内蛋白質の分解に関与するユビキチン-プロテアソーム系の阻害剤であるMG-132を用い解析を行ったところ、低酸素状態でのbEND.3細胞膜からのclaudin-5分子の消失が、MG-132の存在下では抑制され、低酸素状態におけるclaudin-5の発現変化にユビキチン-プロテアソーム系が関与する可能性が示唆された。糖尿病網膜症における血液網膜関門機能の破綻機序について、誘因として組織低酸素状態に注目するとともに、中枢神経系の血管内皮細胞間tight junctionを構成する分子であるclaudin-5の関与に焦点をあて解析を進めている。これまで我々は、正常酸素濃度下のin vitro bEND.3細胞(マウス脳血管内皮細胞株)およびin vivoマウス網膜血管内皮細胞において細胞膜に限局した発現を示すclaudin-5が、低酸素濃度下では細胞膜から消失すること見出した。bEND.3を用いたin vitro系では、低酸素刺激によるclaudin-5発現変化が関門機能破綻に重要性な役割を果たすことを示す知見を得ている。本年度はin vivo系を中心に詳細な解析を行った。まず、低酸素濃度下(7-9%)で7日間飼育したマウスの網膜が網膜低酸素状態のin vivoモデルとして有用が否かについて、pimonidazole投与にて検討した。その結果、正常酸素濃度下に比し低酸素濃度下で飼育したマウスの網膜には有意なpimonidazoleの取り込みがみられ、網膜低酸素状態のin vivoモデルとしての有用性が確認された。このin vivo系において、低酸素刺激により網膜血管、特に末梢毛細血管の内皮細胞におけるclaudin-5の発現が消失すること、さらにはトレーサーとしてDextran (10KD)とHoechst (0.5KD)を用い、網膜血管の透過性、特に低分子量分子に対する透過性が亢進していることを見出した。Claudin-5ノックアウトマウスにおいては低分子量分子に対する血液脳関門機能が選択的に破綻するとの月田らの報告と合わせ考察すると、これらのin vivo系のデータは低酸素状態による血液網膜関門機能の破綻機序がclaudin-5の発現変化を介したものであることを強く示唆するものと考えられる。糖尿病網膜症患者の視力障害の原因となる血液網膜関門機能破綻の機構について、我々は、誘因としての組織低酸素状態の重要性に着目し解析を進めている。

これまでに、マウス脳血管内皮細胞株bEND.3細胞を用いたin vitro系、低酸素濃度環境下に飼育したマウスの網膜組織を材料としたin vivo系の両側面から、低酸素濃度下における血液網膜関門機能の破綻が、血管内皮細胞におけるclaudin-5(tight junction構成分子)の発現変化、特に、細胞膜からのclaudin-5の消失を介することを示す知見を得た。そこで本年度は、この低酸素濃度下の血管内皮細胞におけるclaudin-5発現変化の分子機構につき解析を行った。まず、低酸素刺激(1%O_2、24時間)によるbEND.3細胞膜からのclaudin-5消失が、細胞を正常酸素濃度下に戻すと約3日間で回復する可逆的な変化であることが示された。また、bEND.3細胞におけるclaudin-5蛋白質レベルとmRNAレベルを、Western blotting、realtime-PCRにて解析したところ、正常酸素濃度下に比して低酸素濃度下のbEND.3細胞においてclaudin-5蛋白質レベルが有意に低下するのに対し、mRNAレベルには有意な変化は見出されなかった。さらに、種々の細胞内蛋白質の分解に関与するユビキチン-プロテアソーム系の関与について、その阻害剤であるMG-132を用い解析を行った。その結果、低酸素刺激によるbEND.3細胞膜からのclaudin-5分子の消失が、MG-132の存在下では抑制されることが免疫染色にて示された。上記の結果から、低酸素刺激によるclaudin-5の発現変化が転写後の段階で制御されており、ユビキチン-プロテアソーム系が関与している可能性が示唆された。
クラスレート形成蛍光性色素の固体光物性と機能材料特性

新規なクラスレート形成複素環蛍光性色素を用いて固体蛍光発光性と結晶構造の相関性について基礎的に調べ、以下に示す重要な結果を得た。1.結晶中での色素間のドナー-アクセプター型のスタッキングによるπ-π相互作用や分子間水素結合は、固体蛍光発光性を著しく弱めることが明らかとなった。2.固体状態で蛍光性色素がゲスト分子包接によって蛍光発光性を大きく変化させる現象とメカニズムは、固体蛍光スペクトル測定と単結晶X線構造解析から説明することができた。3.色素の固体蛍光スペクトル特性と単結晶X線構造との相関性を調べることによって、多種多様なニーズに応えられる固体蛍光発光性色素の設計・製造が期待できる。以下に、具体的な内容について示す。1.複素多環キノール系蛍光性色素の分子設計と合成強い固体発光型蛍光性色素を創出することを目的として、イミダゾ[5,4-a]アントラキノール系蛍光性色素(1)および(2)のイミダゾール環をN-アルキル化した誘導体(3)と(4)、ベンゾ[b]フラノ[1,2-d]ナフトキノール系蛍光性色素(5)の水酸基をアルキル基に置換した誘導体(6)を高収率で合成することに成功した。2.固体光物性と結晶構造との相関性得られた蛍光性色素の固体励起および蛍光スペクトル測定を行った結果、色素(1)、(2)および(5)に比べて、色素(3)、(4)および(6)は蛍光波長の短波長シフトと60120倍もの蛍光強度の増大が見られた。単結晶X線構造解析から、(3)、(4)および(6)では色素間のドナー-アクセプター型のπ-π相互作用や分子間水素結合は消滅しており、期待通りキノール系蛍光性色素の結晶構造を制御することによって固体蛍光発光性を大きく改善することが出来た。3.固体蛍光性色素材料の創出本研究で得られた研究成果は2報の国際雑誌への公表、1件の国際特許として、社会化および実用化を達成した。本研究目的は、クラスレート形成蛍光性色素を用いて固体蛍光発光性と結晶構造の相関性について基礎的に調べ、得られた結果を基に、固体発光性色素創成の方法論の確立と多種多様なニーズに応えられる色素材料の創出を図ることにある。本年度は、得られた知見を基にして、新規な複素多環系蛍光性色素を開発した。以下に得られた成果の概要について示す。1.クラスレート形成キノール系蛍光性色素の分子設計と合成ベンゾフランキノールおよびイミダゾアントラキノールといった新規な縮環系キノール系蛍光性ホストを分子設計し、高収率で合成することに成功した。2.色素結晶の包接能と固体光物性変化の調査ベンゾフランキノール系蛍光性ホストはゲスト分子として脂環式アミン類を、イミダゾアントラキノール系蛍光性ホストはゲスト分子としてアルコール、エーテル、ケトンおよびベンゼンなどの様々な有機溶媒分子を結晶状態で包接することができる。固体励起及び蛍光スペクトル測定から、包接したゲスト分子に依存して結晶の色調の浅色シフトと蛍光発光性の増大が認められた。3.蛍光性色素包接錯体の結晶構造の解明蛍光性色素のゲスト未包接およびゲスト包接錯体の単結晶作製には低温インキュベーターを使用した。単結晶X線構造解析から、ゲスト未包接結晶ではホスト間で強いπ-π相互作用が形成されていた。一方、ゲスト包接錯体結晶では、ゲスト分子の包接によりホスト分子間のπ-π相互作用が緩和されていた。その緩和の程度は、各ゲスト包接錯体結晶において異なっていた。4.固体光物性と結晶構造との相関性の究明以上の結果から、固体蛍光発光性と結晶構造の相関性について考察を行った。その結果、ゲスト分子の包接により色素分子間のπ-π相互作用が緩和されて固体蛍光発光性が大きく増大することが明らかとなった。5.固体発光型蛍光性色素材料の創出得られた固体蛍光発光性に関する知見を基に分子設計にフィードバックして、色素単独で固体状態において強い蛍光発光性を示す新規な複素多環系蛍光性色素を開発した。

2.固体光物性と結晶構造との相関性得られた蛍光性色素の固体励起および蛍光スペクトル測定を行った結果、色素(1)、(2)および(5)に比べて、色素(3)、(4)および(6)は蛍光波長の短波長シフトと60120倍もの蛍光強度の増大が見られた。単結晶X線構造解析から、(3)、(4)および(6)では色素間のドナー-アクセプター型のπ-π相互作用や分子間水素結合は消滅しており、期待通りキノール系蛍光性色素の結晶構造を制御することによって固体蛍光発光性を大きく改善することが出来た。3.固体蛍光性色素材料の創出本研究で得られた研究成果は2報の国際雑誌への公表、1件の国際特許として、社会化および実用化を達成した。
量子細線レーザの試作に関する研究

21世紀の超高速大容量光情報伝送や光情報処理の実現のためには、時間軸と空間軸の両方において高密度化が可能な光源の開発が不可欠である。これまで、空間軸上では、面発光レーザを用いた2次元集積アレイ化が試みられている。しかし、消費電力を抑えるためにしきい値電流を下げるという課題が残っている。一方、時間軸上では100GHz以上の変調が必要であるが実現の道はそれほど近くはない。本研究では、本研究代表者のこれまでの研究実積に基づき、量子細線レーザーの実現のための作製技術の確立をはかり、このレーザが超高密度(時間的・空間的)集積光システムの中心になり得ることを実証することをめざしてきている。本研究により、次世代の集積超レーザのあり方が浮き彫りになるとともに、ナノ構造デバイスの実用化の道を切り開くことができる。本年度は、MOCVD選択成長によりファブリペロ-共振器を有する歪量子細線レーザを作製し、光励起実験を低温で行った。さらに、これらの技術を踏まえて、垂直微小共振器構造を有する歪量子細線レーザを試作することに成功した。微小共振器効果が存在することを、フォトルミネッセンス測定を通じて確認するとともに、77Kにおいて光励起実験を行った。これらの結果は、電子と光子を3次元的に閉じ込めた突極のレーザである「微小量子レーザ」の実現への第一歩として位置付けることができ、また、実用化への道を開くものである。当初の目的は十分達成されたと考えられる。これまで、空間軸上では、面発光レ-ザを用いた2次元集積アレイ化が試みられている。本研究では、本研究代表者のこれまでの研究実積に基づき、量子細線レ-ザの実現のための作製技術の確立をはかり、このレ-ザが超高密度(時間的・空間的)集積光システムの中心になり得ることを実証することをめざしている。本年度は、MOCVD選択成長によるGaAs量子細線の実現とその光学的性質を解明した。まず、SiO2パタ-ン上にMOCVD法を用いて選択成長をおこなうことにより、一辺が最小10nm程度の三角形状のGaAs量子細線を作製することに成功した。さらにさまざまな寸法の量子細線を作製し、そのフォトルミネッセンス(PL)、PL励起スペクトルの測定を定い、量子準位に対応したピ-クのブル-シフトが得られることを示した。また、量子細線効果の存在を磁気光学PLを測定することにより明らかにした。さらに、歪を伴うInGaAs量子細線の作製も行うとともに、光ポンピングが可能な量子細線構造の試作を行った。これらの成果は、それ自体大変重要な成果であると共に、来年度の基礎固めとなるものである。本研究では、本研究代表者のこれまでの研究実績に基づき、量子細線レーザの実現のための作製技術の確立をはかり、このレーザが超高密度(時間的・空間的)集積光システムの中心になり得ることを実証することをめざしてきている。

本年度は、MOCVD選択成長によりファブリペロー共振器を有する歪量子細線レーザを作製し、光励起実験を低温で行った。さらに、これらの技術を踏まえて、垂直微小共振器構造を有する歪量子細線レーザを試作することに成功した。微小共振器効果が存在することを、フォトルミネッセンス測定を通じて確認するとともに、77Kにおいて光励起実験を行った。これらの結果は、電子と光子を3次元的に閉じ込めた究極のレーザである「微小量子レーザ」の実現への第一歩として位置付けることができ、また、実用化への道を開くものである。当初の目的は十分達成されたと考えられる。
吸着平衡モデルに基づくアジア諸国のヒ素汚染地下水の空間分布と経時変動要因の解明

本研究課題の目的は、アジア各地における有害化学物質汚染の中で、規模・被害人口の面でもっとも深刻な事例である地下水のヒ素について、そのヒ素濃度が地理的に変動する要因、および経時変化を解明することである。実験的アプローチを主体とした研究であり、平成21年度は汚染堆積物を用いた吸着実験を実施した。試料はバングラデシュ中東部ショナルガオ地域、南西部シャムタ地域で採取したものを使用した。両地域の結果を比較したところ、ショナルガオ地域とシャムタ地域では、地下水中のヒ素濃度は同程度であるにも関わらず、汚染機構が異なることが判明した。具体的には、ショナルガオ地域の汚染は帯水層中のヒ素濃度が高いことに起因するのに対し、シャムタ地域は帯水層中のヒ素濃度は低いがヒ素がきわめて溶解しやすい状況にあるため汚染が生じていることがわかった。ヒ素の溶解しやすさは、堆積物-水間のみかけの分配係数(Kd)というパラメータに依存するが、このKdの変動機構を調べるため、吸着実験に加え、X線吸収分光法を用いた鉄の形態分析を試行した。この結果、Kdの支配要因として、ヒ素の酸化状態、鉄水酸化物の含有量、地下水中に存在する吸着阻害イオンなどがKdに影響することがわかった。この結果をまとめ、2010年に掲載された論文において、「吸着平衡モデル」の考え方を提示した。また、上記仮説を室内実験系で検証するため、2009年度はカラム実験系の立ち上げを行った。嫌気環境で実験可能なガス置換型グローブボックス等を購入し、実験環境は整備された。上記を総合し、平成21年度の目標は十分に達成された。
造血障害疾患における膜結合型SCF/c-kit系の解析-骨髄異形成症候群を中心に-

Stem cell factor(SCF)は、幼若な造血幹細胞の維持増殖に関与する造血因子である。我々は、すでにこのSCFの受容体であるc-kit陽性細胞存在下でSCFとIL-6が相乗的にマウスの骨髄細胞を長期的に維持、増殖させることを報告しているが、今回、ヒト骨髄細胞を用いて検討した。(2)そのなかのクローンAを用いて、液体培養系での実験を行った。クローンAをconfluentの状態に保ち、この上に正常人およびMDS患者骨髄細胞を一定数播種し、培養した。7日後に全細胞を回収しmethylcellurose法でコロニー形成能を測定した。その結果、MDS5名の内、4名に有意にコロニー形成能の低下をみた。このことは、MDS患者の骨髄では、SCF/c-kit系の伝達系に異常があることを示唆する。今後さらに症例を増やすとともに、再生不良生貧血患者や骨髄増殖性疾患患者の骨髄細胞についての検討を行っていきたい。(3)膜結合型変異遺伝子のtransfectantの作成:上述のcDNAのmutagenesisをおこさせることを試みたが現段階では成功していない。
Porphyromonas gingivalis is involved in the detachment and aggregation of Aggregatibacter actinomycetemcomitans biofilm.

PgとAaは歯周病において重要な歯周病原細菌である。本研究では、PgにおいてAaのバイオフィルム剥離を行うタンパクを同定し、Aaの被阻害因子について明らかにすることで、剥離のメカニズムを解明していくことを目的とする。Aaのバイオフィルムに対してイオン交換クロマトグラフィにて分画したフラクションごとのPg培養上清では剥離効果に有意差は認められなかった。また、Pgの培養上清で処理されたAa菌体の二次元電気泳動では菌体全体、膜画分抽出したものでも不特定多数の蛋白の分解が観察され、Aaの膜タンパクが非選択的に分解されていることが示唆された。前年度研究計画でるAa凝集阻害するPgの培養上清中のプロテアーゼの同定について以下のように実験を進行してきた。1)各株のPg培養上清に対してイオン交換クロマトグラフィを行い、採取したフラクションごとにAaの凝集阻害試験を行った。各フラクションごとに凝集阻害試験を行った結果、ジンジパインの含まれるフラクションは凝集を阻害したが、それ以外にも凝集阻害するフラクションがあることが確認された。2)Aaバイオフィルムに対して凝集阻害効果のあった各フラクションを収集し、フラクション内のタンパクに対して二次元電気泳動を行った。さらにスポット解析を行った結果、阻害剤を入れたPg培養上清と比較できるスポットを多数発見できた。3)2)のタンパクをBLASTのProtein query vs. translated database (tblastn)にかけ、アミノ酸配列を入力して解析を行い、アミノ酸配列に置換したときに相同性の高い塩基配列を検索し、検索結果に基づき、Natural Transformationによる遺伝子組換えを行い、選択された遺伝子の欠損株を作製している途中である。平成27年度の予定としていた4つの項目について、1)各株のPg培養上清に対してイオン交換クロマトグラフィを行い、採取したフラクションごとにAaの凝集阻害試験、2)各フラクション内のタンパクに対して二次元電気泳動については問題なく行うことができた。Pg培養上清に対する阻害剤を用いての凝集阻害実験で特定のタンパクを抽出することができた。ジンジパイン以外の因子による凝集阻害の可能性について明確にすることができた。前年度は予定されていた3)選択された遺伝子の欠損株作成途中であるが、今後の実験も問題なく遂行できるものと考える。口腔内バイオフィルム中の細菌は、抗菌物質や貪食細胞、免疫グロブリンに対して抵抗性を示して局所に長期に留まり、感染の慢性化、難治化を招くと考えられている。特にPorphyromonas gingivalis (Pg)、Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Aa)は代表的な歯周病細菌であり、最近は冠性動脈心疾患や脳血管性疾患との関わりにおいて注目されている。我々は、Pg ATCC33277株が培養上清中に分泌したKgpタンパクの分解活性がAa ATCC29523株のバイオフィルムの付着を阻害することを明らかにした。また一方で、Aaのバイオフィルムの凝集に対してはジンジパイン以外の酵素が阻害することを明らかにした。つまり、歯周病患者の8割以上に生息している主要な歯周病細菌であるPgの分泌タンパクには、強い病原性を持つAaの形成したバイオフィルムを剥離する働きがあることを見出した。本研究では、Pgにおいてこのバイオフィルム剥離を担うタンパクを同定し、該当する遺伝子欠損株やリコンビナントタンパクを作製して剥離のメカニズムを明らかにすると同時に、Aaの被阻害因子について解明していくことを目的とした。Pgの培養上清をクロマトグラフィにかけ、Aa凝集阻害を確認する実験を行ったが、フラクションごとの剥離効果に差は認められなかった。また、Aaの被剥離因子の解明について、二次元電気泳動において処理後のAa菌体は多くの膜タンパクが分解されていることが分かった。今後PgとAaに限らず多くの菌体間インタラクションについて解明していく必要があると思われる。平成27年度の実験計画である遺伝子欠損株による剥離凝集阻害実験と、当初の平成28年度の計画としてあげていた通り、以下の計画を遂行していく。1)Aa ATCC29523株の菌体と、付着阻害及び、凝集阻害された菌体をそれぞれ二次元電気泳動ディファレンシャルディスプレイ解析により、標的タンパク質の発現量の増減をイメージング解析で比較検討し、デンシトメトリック解析によって定量化し、標的タンパク質を同定する。2)ATCC29523株を用いてNatural Transformationによる遺伝子組換えを行い、選択された遺伝子の欠損株を作製する。3)変異株を用いて、付着、凝集因子の喪失を確認する。

歯周病学前年度の実験計画について2)のタンパクをBLASTのProtein query vs. translated database (tblastn)にかけ、アミノ酸配列を入力して解析を行い、アミノ酸配列に置換したときに相同性の高い塩基配列を検索し、検索結果に基づき、Natural Transformationによる遺伝子組換えを行い、選択された遺伝子の欠損株を作製する途中であり、実験が予定されていた4)まで達していないため。前年度の実験計画について選択された遺伝子欠損株の作成が現在進行中であり、その実験以降に必要となる消耗品等の経費を次年度に使用する。
高温性カンピロバクターラリーの病原遺伝子の比較分子生物学

本研究においては、cdt、ciaB、vacJ、cadF、flaC、p450、luxSなどのCampylobacter症の想定される病原遺伝子の全長とそれらに近接する遺伝子座位の分子比較解析をそれぞれ10株以上のCampylobacter lari株を用いて行った。これら解析した遺伝子に加えて、各々の構造遺伝子の5'-及び3'-非コード領域にプロモータ及びターミネーター構造の同定を行い、更にいくつかの遺伝子では転写レベルでの発現及び転写開始点が確認された。しかしながら、C.lari株ではC.jejuniと比べてこれら病原遺伝子の異なる分布プロファイルが明らかとなった。即ち、vacJやcadFの様に活性ドメインがC.jejuniと比べて不十分な例、あるいはluxSの様に遺伝子が存在しない事例が認められた。この様に本研究の結果から、我々が研究開始当初から仮設していた、C.lari生物はカンピロバクター症の病原遺伝子の自然突然変異体である可能性が強く示唆された。本研究開始の初年度でまず用いたC.lari株は、UPTC株では日本及びヨーロッパの自然環境由来株5株、日本及びヨーロッパの野鳥(カモメ、カラス)由来の株4株、フランスのヒト由来株4株の合計13株であった。更に対照として、C.jejuniの日本株JCM2013株を用いた。まず、合計26株のC.lari株の細菌細胞の培養、水溶液中でのゲノムDNAの抽出精製を行った。ついで、プライマーのin silicoなデザイン及び合成、PCR反応、得られたPCR産物からのプローブの作成を行った。更に、合計26株のゲノムDNAとpUC19ベクターとの組換えDNA分子の作成、E.coli DH5α細胞への形質転換、形質転換体のサブカルチャー、組換えプラスミドの抽出。コロニーPCRを行った。そして、サイクルシークエンシング、塩基配列の決定(Hitachi SQ5500)を行った。得られた全塩基配列情報を、解析対象としたC.lari26株すべてについてアライメントし解析した。その際、オペロン構成、遺伝子の方向性、プロモーター構造、構造遺伝子の変異、欠失、付加、偽遺伝子の存在の有無等を比較検討の内容とした。更に、UPTCのウレアーゼ遺伝子群についても同様の解析を行った。1年間の研究によってC.lariのflagellin,cdt,CiaBおよびurease遺伝子についてのいくつかの知見が得られた。本研究は、高温性Campylobacter lariを対象として「推定される病原遺伝子」を比較分子生物学的に解析し、カンピロバクター感染症の発症に関わる病原因子とその発症の分子機構を科学的に解明することを目的としている。そこで、平成21年度においては、カンピロバクター属の中で特にCampylobacter jejuni、C.coli、C.lari、C.upsaliensis及びC.fetusの5種を対象として、オートインデューサー2産生に関与するluxS遺伝子に着目し解析を行った。具体的には、luxS遺伝子についてPCR及びSouthern blot hybridization法を用いて解析した。まず、luxS遺伝子領域を増幅するためのPCR用プライマーをin silicoに構築しPCRを行ったところ、C.lariの全ての株とC.upsaliensis及びC.fetusの一部の株で増幅断片が確認されなかった。そこで、増幅された4種のPCR産物をプローブとしてサザンブロットハイブリダイゼーションを行った結果、ウレアーゼ陽性高温性カンピロバクター(UPTC)2株を含むC.lari4株は陰性で、それ以外の全ての株で陽性シグナルが検出された。以上の結果より、C.lari種では他のCampylobacter種でよく保存されているluxS遺伝子が欠損しており、それ故にオートインデューサー2を産生していないことが示唆された。
植物環境感覚システムにおけるクロマチン動態解析

環境刺激に応答して様々な遺伝子発現変化が見られる。これは、大規模なクロマチンレベルの動態変化が、植物の細胞核内で生じている可能性を示唆している。そこで、ヒストン修飾酵素や非ヒストン因子であるコンデンシンやコヒーシンに注目して、DNA損傷、オーキシン飢餓の刺激に加え、環境刺激に対するクロマチン動態解析を行った。DNA二本鎖切断(DSB)誘導剤、オーキシン極性輸送阻害剤や受容体阻害剤の添加やγ線照射によるストレスにより、クロマチンの変化を伴い、植物がどのような応答を行うかを検証した。ライブセルイメージング解析を行った結果、分裂期前から核の中でもセントロメア上に強いコンデンシンのシグナルが現れ、そのシグナルは娘細胞のG1期において消失しすることがわかった。コンデンシン変異体ではセントロメアが偏在し、その偏在は細胞分裂終期でのセントロメア動態異常に起因することがわかった。間期クロマチンを更に詳しく調べるために、様々なプローブを用いたFISHを用いてゲノム領域を可視化した結果、コンデンシン変異体では間期クロマチンの核内配置が異常であることがわかった。また、蛍光免疫染色で間期クロマチンヒストン修飾状態を解析した結果、コンデンシン変異体ではクロマチン状態が野生型と比較して変化していることがわかった。以上の結果から、コンデンシンは間期セントロメアをダイナミックに制御して、正常な核内配置の維持に機能していることがわかった。26年度が最終年度であるため、記入しない。DNA損傷とオーキシン飢餓の環境刺激に応じてクロマチン動態がエピジェネティクスな変化を起こしている。クロマチン動態はヌクレオソーム構造を構成するヒストン修飾と非ヒストン因子であるコンデンシンやコヒーシンで制御されている。そのヒストン修飾は、メチル化・アセチル化・リン酸化などにより変動し、その変動の制御因子が、ヒストンメチル化酵素(HMT)、アセチル化酵素(HAT)、脱アセチル化酵素(HDAC)などである。しかし、これらはヒストン修飾に注目した1個から数個の遺伝子座のクロマチン動態を解析した研究例であり、ヒストン修飾変動を制御因子から解析した事例はない。そこで、DNA損傷を初めとした植物の環境刺激に応答してクロマチン動態が変化する環境感覚メカニズムを明らかにすることを目的として研究を実施した。DNA二本鎖切断(DSB)誘導剤ゼオシン・カンプトテシン、オーキシン極性輸送阻害剤ナフタレン酢酸(NPA)・TIBA、オーキシン受容体阻害剤PEO-IAAを用いて、国内外から購入または分与を受けたHMT、HAT、HDACのホモ変異体60種類、コンデンシン変異体3種類、コヒーシン変異体2種類をスクリーニングして、根の伸長、地上部の展開状態、胚軸伸長などの異常が見いだされる変異体を同定した。チミジンアナログEdUを用いたDNA複製イメージングにより細胞周期変動を解析すると共にDNA損傷解析であるコメットアッセイやリン酸化H2AX抗体染色を通じて、植物のDNA損傷応答までの時間や応答について定量解析を行った。コンデンシン変異体と脱アセチル化変異体に明確な表現型を確認できた。これにより、当初のスクリーニングの成果を得ることができるとともに、さらに環境感覚のメカニズムに踏み込んだ研究成果を得られた。このことから当初の計画以上に進展していると考えられる。新学術領域の計画班と協力して、光特性、水分屈性などの植物環境感覚の特性も解析し、関係データが得られた場合は、各刺激に対する応答変異体との二重変異体を作出し、分子遺伝学的解析を行う。これにより植物の環境感覚メカニズムの理解を推進する。