hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高次ミトコンドリア核を形成する新規タンパク質による1ゲノム遺伝子セットの発現制御

本研究の目的は、DNA-タンパク質複合体の高次構造レベルでの複製・転写の制御機構を明らかにすることである。私は、ミトコンドリアDNAとタンパク質の高次構造体であるミトコンドリア核をモデルとして用い、解析をおこなってきた。これまでに、ミトコンドリア核の高次構造の形成に重要であるヒストンH1とHMGタンパク質の両者の性質を併せ持った新規タンパク質を真正粘菌から発見し、Glomと名づけた。このタンパク質は、ミトコンドリアDNA全長に渡って結合し、ミトコンドリアゲノム全遺伝子の機能制御に関わっていると考えられる。現在、ミトコンドリア核に含まれる他の構造タンパク質についても同様に解析を進め、包括的な理解を目指している。新規ミトコンドリア核タンパク質の同定以前まで使用していた単離ミトコンドリア核様体には、ミトコンドリア内膜の一部が混入していることがわかっていた。そこで、ミトコンドリア核様体を構成するタンパク質を効率よく同定するために単離法を再検討した。その結果、単離ミトコンドリア核様体を再び界而活性剤NP-40で処理することにより内膜の除去されたミトコンドリア核様体を単離することに成功した。この単離ミトコンドリア核様体を使用し、DNA-セファロースカラムやDNaseなどを用いた解析によりDNA結合タンパク質を調べた。その結果、56kDa、36kDa、34kDaがDNA結合能があることが分かった。それらのタンパク質のN末端アミノ酸配列をペプチドシークエンスにより決定した結果、すべて新規タンパク質であることが分かった。現在、ペプチドマッピングを行い内部アミノ酸配列を調べている。
レ-ザ-光を用いた微粒子拡散現象のラグランジェ計測技術の開発研究

本研究の目的は、空気中の微粒子拡散をラグランジェ的に計測する技術を開発することである。微粒子拡散は、乱流拡散現象と密接に結びついており、本技術は乱流現象の解析技術の1つとなるものである。また本技術は、特に厳密なコンタミネ-ションコントロ-ルを必要とされるス-パ-クリ-ンル-ムにおける浮遊微粒子の拡散性状の解析にも用いられる。本技術は3つの技術より成り立つ。1つは、1020μmの浮遊微粒子を空気中に混濁させ、これにレ-ザ-ライトシ-トを照射して鮮明な可視化画像を得る技術。1つは、この可視化画像から微粒子の動きをラグランジェ的にトレ-スする情報処理技術である。そして3番目の3次元運動を2次元画面でトレ-スする際に最も重要となる技術は複数台のカメラにより捉えられた微粒子の同定である。本研究で開発した計測システムの具体的内容を以下に示す。1.レ-ザ-ライトシ-トによる可視化シングルモ-ドの光ファイバ-を利用し、更にレ-ザ-ライトシ-ト拡散用のシリンドリカルレ-ズを、コンピュ-タ-制御の3次元トラバ-ス装置に設置することにより、(1)光源の位置をデ-タ処理の際容易に参照可能とする。(2)可視化画像のコントラストを従来に比べ更に上げた。2.画像情報処理本研究では可視化画像はスケ-ルカメラにより連続写真をスキャナ-によりコンピュ-タ-入力する方法を採用。3.同一粒子の固定処理各可視化画像で得られた微粒子位置に関して、異なる画面間で相互相関を計算し、その最大値から各画面上の同一粒子固定を行うためのデ-タ処理システムを作成。当初に計画していた5項目について順に述べる。1.構造解析シミュレーションのために適したコンピュータグラフィックスの手法の調査は完了した。先ず構造解析シミュレーションのために適したコンピュータグラフィックスの手法を調査した。リアルな映像生成法としては、スキャンライン・アルゴリズム、Zバッファ法、Aバッファ法、レイ・トレーシング法、マッピング法などがあるが、どの方法も構造解析シミュレーションには高度で絵を描くための計算時間がかかりすぎることがわかった。このため、構造解析シミュレーションの表現法は線画を中心にグラデーションを用いることとした。2.解析モデルを入力するための最適な手法を研究開発はほぼ終了した。解析モデルの入力には、マウスを用いることにより、入力および変更のし易さを向上させた。3.骨組(平面、立体、部材の曲げ、せん断、軸変形を考慮)の静的解析プログラムを改良し、応力状態、変形状態、ひずみエネルギ分布をカラーグラフィック表示するソフトウェアの研究開発は終了した。これにより、骨組全体の力の流れ方、変形の仕方、ひずみエネルギ分布の状態が視覚的にとらえられ、骨組の力学的挙動を把握することを容易にすることができるようにした。4.3と同様に骨組の非線形解析プログラムを改良し、塑性域の拡がり・不安定現象等のグラフィック表示が可能なシステムの研究開発については現在進行中である。今後の課題として動的入力に対する骨送の応答をグラフィック表示するシステムを研究開発する。このシステムは非線形問題も扱い、カラー表示を活用して変形、応力、ひずみエネルギの分布および変動の様子をわかり易く表現する。平成元年度の研究計画の各項目に従い、研究実績の概要を述べる。1.鉄筋コンクリ-ト平面骨組構造物の弾塑性解析による応力分布図・変形図をカラ-グラフィック表示することを可能にした。本システムによると任意の変形状態における任意の部分の応力状態を瞬時に表示することができ、変形増大に伴う塑性域の拡大の様子、力の再配分の様子、力の流れの様子が非常に把握しやすくなった。2.個々の部材の座屈を考慮した大スパン

トラス構造物の地震応答解析による、応力分布、変形状態をカラ-グラフィック表示するシステムの開発を行った。このシステムによると、大スパントラス構造物の動的挙動に対し、任意の時刻における応力分布・変形状態を表示できる。多部材・多自由度の大スパントラス構造物の挙動は複雑なモ-ドを示すが、このような状態における応力状態・変形モ-ドを把握するためには、カラ-グラフィック表示による可視化が非常に有効であった。また、こま撮りによりトラスの動的挙動をアニメ-ション表示したが、時々刻々挙動の流れを把握することに対して有効であった。3.静的解析として4層1スパン、4層3スパンおよび15700自由度の4層7スパン鉄筋コンクリ-ト平面骨組構造物を、動的解析としてスパン200m、3360部材からなるトラス構造物を例題として扱った。4.板の座屈・振動に関しては行っていないが、有限要素法によりボルト・ナットの解析を行い、応力分布・変形状態をカラ-グラフィック表示し、力の流れ、変形の様子を把握しやすくした。5.本プログラムはUNIX系、VOSー3系に導入済であり、他のシステムへの導入も簡単にできるものである。6.各解析プログラムおよびグラフィック表示プログラムに対し、わかりやすいマニュアルを作成した。
心不全におけるイノシトール三リン酸受容体の病態的意義の解明

慢性心不全は西欧先進国において死亡原因の第一位を占める予後不良の疾患である。心筋はストレスに対し個々の心筋細胞を肥大させることにより適応するが、過剰な心肥大は心不全を惹起し、その病態形成に重要な役割を果たしていると考えられる。心臓においてカルシウムは心肥大の形成に重要な役割を果たしているが、心肥大を制御するカルシウムの動員のメカニズムは不明である。G蛋白質共役受容体刺激により生成される細胞内セカンドメッセンジャーであるイノシトール三リン酸(以下IP_3)は細胞内カルシウムチャネルであるIP_3受容体からのカルシウム流出を惹起する。本研究では、まず、心筋IP_3受容体からのカルシウム流出増加の心肥大及び心機能に与える影響を、心筋細胞に優位に発現しているとされるII型IP_3受容体の心筋特異的過剰発現マウスモデルを作成により解析した。この過剰発現マウスは、アンジオテンシンIIやカテコラミン受容体刺激等のG蛋白質共役受容体刺激による心肥大を増悪させた。さらに心筋IP_3シグナリング抑制の心肥大に与える影響を明らかにする事を目的に、かかるシグナリングを抑制したマウスモデルを作成し解析した。IP_3シグナリングを抑制したマウスは、G蛋白質共役受容体刺激による心肥大反応が減弱していた。これらの検討より、心筋におけるIP_3シグナリングがG蛋白質共役受容体刺激により惹起される心肥大形成において重要な役割をはたしている事が示された。この結果はIP_3受容体が心肥大やそれに引き続いて起こる心不全の有望な治療標的である可能性を示唆していると考えられる。
精神遅滞児の言語能力に留意した行動調整及び運動指導法に関する研究

精神遅滞児の言語による行動調整能力を調べるために、Garfieldのmotor impersistencetestの3項目により(閉眼持続、開口持続、舌出持続)を行い、学童期以降でも行動調整能力発達の画期とされる4歳半の水準に達しない者が精神遅滞児に少なからず存在することが明らかとなった。また、これらの者の運動機能を平均台歩き、片足立ちというバランス運動に関して測定し、その関連を見たところ、平均台歩きでは、行動調整能力が低い者にもバランス運動の成績の高い者が見られるのに対し、片足立ちでは行動調整能力が低くなるほど、その成績も低くなるという関係が明瞭であるという結果を得た。このことから、平均台歩きでは、平均台という外的な物がなすべき行動を直観的に示す役割を果し、内的な行動調整能力を補償するのではないかと考え、片足立ちも、平均台歩きにおける平均台と同様の外的になすべき行動を示す物が存在する事態で行えば、行動調整能力の低い者でも本来のバランス能力を十分に発現し得るのではないかと考えた。こうした考察を受けて、片足のみが載る台の上で片足立ちを行うことを求め、その成績と通常の片足立ちの成績とを比較した。その結果、行動調整能力の低い者で台上片足立ちの成績の上昇が著しかった。成績が上昇した者で運動フォームの違いが台に載ることで生じたか否かをビデオ記録により検討したところ、そうした者はほとんど見られず、片足立ちと台上片足立ちの成績の変化はもっぱら内的な過程の変化によるものと考えられた。以上のことは、外的になすべき行動を示す事態で運動行動を行うことが、運動能力自体の改善につながるという指導法の原則を示唆するものであると考えられた。
原核生物小分子RNAを利用した遺伝子ノックダウン系の構築

小分子RNA(sRNA)による転写後の遺伝子発現調節機構が大腸菌からヒトに至る多くの生物において発見され、細胞の環境応答や発生、分化などを支配している。大腸菌のグルコーストランスポーター遺伝子(ptsG)の発現が解糖系中間代謝産物の蓄積により転写後段階で抑制されるという発見を契機に一連の研究を展開し、この制御に関わるSgrS RNAがsRNAの作動原理の理解にとって有力であることを明らかにしてきた。本研究では、SgrSをモデル系として、原核生物におけるsRNAによる人為的遺伝子ノックダウン系の構築を目指す。平成22年度までに以下の成果を得た。1)SgrSは全長が227ntからなるRNA分子であるが、168-227領域からなる60ntのSgrS-Sが完全な活性を示すことを明らかにした。2)塩基対形成に必要な最小の領域は168-181の14ntであること、したがって、転写終結領域を含む182-227にHfqとの結合領域が存在することを明らかにした。3)実際に、転写終結シグナルの1つの要素であるpolyU tailがHfq結合部位であることを発見した。4)SgrS-Sの塩基対形成領域内に種々のmRNAの翻訳開始領域と相補的な30ntをクローニングし、IPTGにより発現誘導できる一連のを組換SgrSを構築し、標的mRNAの発現をNorthern blotting、およびWestern blottingにより解析したところ、いずれも効果的な抑制作用がみられた。すなわち人為的遺伝子ノックダウン系の構築に成功した。本研究では、SgrS/ptsG系についてのこれまでの研究成果を踏まえ、原核生物におけるsRNAによる人為的遺伝子ノックダウン系の構築を目指す。平成21年度の研究では、以下の成果を得た。1)SgrSは全長が220ntからなるRNA分子であるが、ptsG mRNAと塩基対を形成する領域は3'末端に近い30ntである。この領域を欠失させた欠失SgrSはptsG mRNAの抑制能を失うが、Hfqとの結合を示す。2)このことは、SgrS内で塩基対形成領域以外の領域にSgrSとHfqとの結合領域が存在することを示しているので、この欠失SgrSが人為的遺伝子発現抑制を担うコアsRNAとして使用した。3)上述したコアsRNA内に種々のmRNAの翻訳開始領域と相補的な30ntをクローニングし、IPTGにより発現誘導できる系をplasmid上に構築した。4)sRNAにより抑制されることが明らかになっているmRNAは組換SgrSによっても影響を受けやすいと考え、それらのmRNAの翻訳開始領域に相補的な配列を挿入した一連のを組換SgrSを構築し、標的mRNAの発現をNorthern blotting、およびWestern blottingにより解析したところ、いずれも効果的な抑制作用が観察できた。この結果は、人為的遺伝子ノックダウン系の構築への大きな前進である。
ネットワーク上の並列-分散アルゴリズムに関する研究

いくつかのグラフ・ネットワーク上の問題を解く効率の良いアルゴリズムを開発した.以下が主な成果である。1.VLSIの1層配線問題には,2次元平面領域においていくつかの端子対を結ぶ互いに交差しない長さの総和が最小な道を求める問題がよく現われる.ここで"交差しない"とは,同じ点や線分を通るかもしれないが平面上では交差しないことである.一方,平面領域上の問題の多くが平面グラフ上の問題に帰着される.本研究では平面グラフの2つの面の周上にいくつかの端子対が指定されている場合にそれらの端子対を結ぶ"交差しない"道で長さの総和が最小であるものを求めるアルゴリズムを与えた.アルゴリズムの計算時間はO(nlogn)である.ここで,nはグラフの点数である.2.平面上で指定した2点の結び障害物を通らない道で長さが最小なものを求める問題はさまざまな場面で現われる.本研究では障害物の形状を軸平行多角形に限定し,先に障害物が与えられて前処理が可能である場合のアルゴリズムを与えた.前処理に要する時間はO(n^2log^2n)であり,2点が与えられた時にそれらを結ぶ最短路をO(log^2n)時間で求めることができる.いくつかのグラフ・ネットワーク上の問題を解く効率の良いアルゴリズムを開発した.以下が主な成果である。1.VLSIの1層配線問題には,2次元平面領域においていくつかの端子対を結ぶ互いに交差しない長さの総和が最小な道を求める問題がよく現われる.ここで"交差しない"とは,同じ点や線分を通るかもしれないが平面上では交差しないことである.一方,平面領域上の問題の多くが平面グラフ上の問題に帰着される.本研究では平面グラフの2つの面の周上にいくつかの端子対が指定されている場合にそれらの端子対を結ぶ"交差しない"道で長さの総和が最小であるものを求めるアルゴリズムを与えた.アルゴリズムの計算時間はO(nlogn)である.ここで,nはグラフの点数である.2.平面上で指定した2点の結び障害物を通らない道で長さが最小なものを求める問題はさまざまな場面で現われる.本研究では障害物の形状を軸平行多角形に限定し,先に障害物が与えられて前処理が可能である場合のアルゴリズムを与えた.前処理に要する時間はO(n^2log^2n)であり,2点が与えられた時にそれらを結ぶ最短路をO(log^2n)時間で求めることができる.
エンドソームにおけるユビキチンホメオスタシス制御

Rfu1はエンドソームに局在し、脱ユビキチン化酵素Doa4を阻害して単量体ユビキチン量を制御する。Doa4をエンドソームにリクルートするBro1はRfu1もリクルートした。Bro1とRfu1は直接結合し、Bro1のVドメイン(V)とRfu1のYPELが必須だった。哺乳類Alix VとYP(X)nLの結合と同様にBro1 VとRfu1の結合にも保存されたPheが必要だった。Rfu1は熱ストレス時にRsp5が関与する経路で分解され、Bro1 V過剰発現は分解を抑えた。さらにRim20とRim101の結合も、Rim20 VとRim101中のYPIKLを介した結合であることを明らかにした。ユビキチンはタンパク質の機能を制御する必須の修飾分子である。ユビキチンの発現は環境に応じて変動し適切な量に調節されており、ユビキチン量が調節されていること(ユビキチンホメオスタシス)は、生命活動の維持に重要である。Rfu1(Regulator for free chains)は、エンドソームに局在し脱ユビキチン化酵素Doa4を阻害することによって、細胞内の単量体ユビキチンレベルを制御している。ESCRT補助因子でエンドソーム上で働く分子Bro1は、Doa4とRfu1の両方の局在や活性を制御していることが明らかになり、さらにBro1がユビキチン結合タンパク質でもあることが報告されたため、本年度はBro1の解析を進めた。Bro1とRfu1は、Bro1のVドメインとRfu1のYPELモチーフを介して結合している。Bro1の哺乳類ホモログであるAlixのVドメインは、YP(X)nLモチーフを持つタンパク質と結合し、Vドメイン中Phe残基を中心とする疎水性の溝が結合箇所であることが報告されている。AlixとBro1のVドメインにおいては、Vドメイン全体のアミノ酸の相同性は低いが、このPhe残基とその周辺のアミノ酸が幾つか保存されていた。そこで、Bro1 VドメインのPhe残基に変異を導入したところ、Rfu1との結合が顕著に低下することがわかった。またRfu1のエンドソーム局在も減少することがわかった。ユビキチンの発現は環境に応じて変動し適切な量に調節されており、ユビキチン量が調節されていること(ユビキチンホメオスタシス)は、生命活動の維持に重要であり、この調節メカニズムの研究を進めている。出芽酵母においてRfu1(Regulator for free chains)は、エンドソームに局在し脱ユビキチン化酵素Doa4を阻害することによって、細胞内の単量体ユビキチンレベルを制御している。ESCRT補助因子でBro1は、Doa4とRfu1の両方のエンドソームへの局在や活性を制御していることが他の研究室や我々の研究により明らかになり、さらにBro1がユビキチン結合タンパク質でもあることが報告されたため、Bro1の解析を進めた。Bro1の哺乳類ホモログであるAlixのVドメインでは、Phe残基を中心とする疎水性の溝がYP(X)nLモチーフとの結合箇所であることが報告されている。さらに、酵母におけるVドメインとYP(X)nLモチーフとの相互作用の普遍性を確かめるためにアルカリストレス応答に関与するRim20とRim101の相互作用も検討した。Rim20はVドメイン、Rim101はYP(X)nLモチーフを有している。この2つの分子についても、VドメインとYP(X)nLモチーフが直接の結合に必要であることを明らかにし、またアルカリストレス応答においても、この相互作用が重要であることを示した。Bro1とRfu1の相互作用を詳細に明らかにすることができた。さらに、酵母におけるVドメインとYP(X)nLモチーフの相互作用の重要性をアルカリストレスに関わるRim20とRim101においても示すことができた。出芽酵母のRfu1はエンドソームに局在し、脱ユビキチン化酵素Doa4の活性を阻害することによって、フリーのユビキチン鎖と単量体のユビキチンの量を制御する因子である。本研究ではまず、Rfu1のエンドソーム局在化において、Doa4をエンドソームにリクルートする因子Bro1が、Rfu1もエンドソームにリクルートすることを明らかにした。Bro1とRfu1は直接結合し、Bro1のVドメインとRfu1のYPELモチーフが結合に必須だった。したがって、Doa4のポジティブ制御因子であるBro1は、Doa4のネガティブ制御因子であるRfu1も制御していることがわかった。哺乳類ホモログAlixのVドメインはターゲットタンパク質のYP(X)nLに結合し、Vドメイン中の疎水性のくぼみにあるPhe残基が結合に必要である。酵母では、Bro1とRim20がVドメインを持つ。今回、これらの酵母VドメインとAlix Vドメインでは全体的にはあまり保存されていないがPheの周辺配列は保存されていることに気づいた。そして、Bro1 VドメインとRfu1との結合にも、Bro1 VドメインのPheが重要であることがわかった。

また、Rim20とRim101の結合も、Rim20 VドメインとRim101中のYPIKLを介した結合であり、Rim20 VドメインのPheが重要だった。以上より酵母のVドメインも哺乳類のVドメインと同様にYP(X)nLモチーフに結合し、Vドメイン中のPheが結合に重要であることがわかった。哺乳類では、AlixのVドメインとレトロウイルスgagタンパク質との相互作用は、ウイルスの出芽に必要である。本課題研究で、酵母においてもこの相互作用が保存されていることが明らかにされたことから、酵母を用いたVドメインの解析が哺乳類の研究にも知見を与えることが期待された。Rfu1はエンドソームに局在し、脱ユビキチン化酵素Doa4を阻害して単量体ユビキチン量を制御する。Doa4をエンドソームにリクルートするBro1はRfu1もリクルートした。Bro1とRfu1は直接結合し、Bro1のVドメイン(V)とRfu1のYPELが必須だった。哺乳類Alix VとYP(X)nLの結合と同様にBro1 VとRfu1の結合にも保存されたPheが必要だった。Rfu1は熱ストレス時にRsp5が関与する経路で分解され、Bro1 V過剰発現は分解を抑えた。さらにRim20とRim101の結合も、Rim20 VとRim101中のYPIKLを介した結合であることを明らかにした。Bro1 Vドメインの中の保存されているPhe残基が、Rfu1との結合に重要であることがわかり、酵母のBro1も、哺乳類のAlixのVドメインとYP(X)nLモチーフとの結合が似たような結合モードで行われている可能性を示すことができた。Rfu1は熱ストレスによって分解されるが、これにはRsp5ユビキチンリガーゼが必要である。精製したRfu1とRsp5を混ぜてもRfu1のユビキチン化が起きないこと、多くのRsp5の基質のユビキチン化においてアダプタータンパク質が必要であることから、Rfu1の場合もアダプター分子が介在してユビキチン化が起きる可能性がある。そこで、アダプター分子の探索を行う。今まで報告されているRsp5のアダプター分子をコードする20種類弱の遺伝子の欠損変異株にRfu1-3xFlagを発現させ、熱ショックによる分解が阻害される変異株を選ぶ。同定できた場合は、その遺伝子をタグ付きタンパク質で発現するように改変し、免疫沈降により直接の結合が見られるかどうか検討する。また、当該遺伝子を大腸菌で発現させて、リコンビナントのタンパク質を得て、in vitroでRfu1のユビキチン化反応がおきるかどうか検討する。分子細胞生物学現在、酵母の他のBro1ファミリータンパク質のVドメインの解析も進めており、Phe残基の重要性の普遍性を示す。さらに、Bro1 Vドメインとユビキチンの結合がどのように、Rfu1の結合に影響を与えるかを調べる予定である。
アレルギー性気道反応における終末糖化産物受容体の役割の検討

RAGEがアレルギー性の気道反応に必須であるかどうかを直接証明するため、RAGEを全く発現しないRAGE knock out(RAGEKO)マウスを用い、抗原感作、吸入後にBAL)液中の細胞分類、およびサイトカインレベルを測定し、コントロールの野生型マウスと詳細に比較検討した。野生型マウスに比べ、RAGEKOマウスは抗原感作、暴露後の気道の好酸球数および好中球数の低値を示した。また、IL-5,IL-13の濃度は、RAGEKOマウスでは低値をしめした。以上よりRAGEがTh2への感作、そして好酸球性気道炎症に重要な役割をにになっていることが示唆された。昨年までの研究成果により、終末糖化産物受容体(receptor for advanced glycation endproducts:RAGE)がTh2細胞の感作、そしてアレルギー性の気道炎症に重要な役割を担っていることが示唆された。本年度は、RAGEは血球系細胞、支持組織細胞の両方に発現していることが知られているが、どちらへの発現がアレルギー性気道炎症に関与しているかを、キメラマウスを用いて明らかにした。骨髄移植をおこない、RAGEを血球系のみに発現するマウス、支持組織のみに発現するマウス、両方に発現するマウス、両方ともに発現しないマウスを作成し、それぞれアレルギー性気道炎症を発症させて、好酸球性炎症や杯細胞の過形成などの気道炎症の程度を比較検討した。血球系にのみRAGE発現を欠損するマウスは、RAGEを血球系および支持組織両方に発現するマウスと同程度にアレルギー性気道炎症を惹起した。一方で支持組織にのみRAGEの発現を欠損するマウスは、アレルギー性気道炎症の程度がRAGE発現をすべて欠損するマウスと同程度に低下していた。また、IL-13などの気道のTh2サイトカイン産生も、支持組織にのみRAGEの発現を欠損するマウスは、RAGE発現をすべて欠損するマウスと同程度に低下していた。以上より、RAGEの支持組織への発現が、アレルギー性気道炎症の進展に重要な役割を担っていることが示唆された。RAGEがアレルギー性の気道反応に必須であるかどうかを直接証明するため、RAGEを全く発現しないRAGE knock out(RAGEKO)マウスを用い、抗原感作、吸入後に気管支肺胞洗浄液中(BAL)の細胞分類、およびサイトカインレベルを測定し、コントロールの野生型マウスと詳細に比較検討した。また、BAL液中のIL-5,IL-13の濃度は、野生型マウスに比較し、RAGEKOマウスでは低値をしめした。肺組織中の好酸球数、PAS陽性細胞数も、RAGEKOマウスは、野生型マウスに比較して低値をしめした。脾臓からのサイトカイン産生能の検討では、RAGEKOマウスの脾臓単核球からのIL-5,IL-13の産生は野生型マウスより低値をしめした。RAGEが欠損することにより、抗原の感作が不十分となることから、RAGEがTh2細胞の感作に重要な役割を担っていることが示唆された。RAGEがアレルギー性の気道反応に必須であるかどうかを直接証明するため、RAGEを全く発現しないRAGEKOマウスを用い、抗原感作、吸入後に気管支肺胞洗浄液中(BAL)の細胞分類、およびサイトカインレベルを測定し、コントロールの野生型マウスと詳細に比較検討した。BAL液中のIL-5,IL-13の濃度は、野生型マウスに比較し、RAGEKOマウスでは低値であり、肺組織中の好酸球数、PAS陽性細胞数も、RAGEKOマウスは低値を示した。RAGEKOマウスの脾臓単核球からのIL-5,IL-13の産生は野生型マウスより低値を示した。RAGEは血球系細胞、支持組織細胞の両方に発現しているが、RAGEを血球系のみに発現するマウス、支持組織のみに発現するマウス、両方に発現するマウス、両方ともに発現しないマウスを作成し、それぞれアレルギー性気道炎症を発症させて、好酸球性炎症や杯細胞の過形成などの気道炎症の程度を比較検討した。

血球系にのみRAGE発現を欠損するマウスは、RAGEを血球系および支持組織両方に発現するマウスと同程度にアレルギー性気道炎症を惹起した。一方で支持組織にのみRAGEの発現を欠損するマウスは、アレルギー性気道炎症の程度がRAGE発現をすべて欠損するマウスと同程度に低下していた。また、IL-13などの気道のTh2サイトカイン産生も、支持組織にのみRAGEの発現を欠損するマウスは、RAGE発現をすべて欠損するマウスと同程度に低下していた。以上より、RAGEの支持組織への発現が、アレルギー性気道炎症の進展に重要な役割を担っていることが示唆された。気管支喘息RAGEKOマウスと野生型マウスのアレルギー性気道炎症の違いが明らかにでき、またそのメカニズムとしてTh2への感作にRAGEが重要な役割をになっていることがわかり、またRAGEの支持組織への発現がアレルギー性気道炎症に深く関与していることが明らかになり、RAGEのアレルギー性気道炎症についての役割の概要を明らかにすることができたたため。RAGEKOマウスと野生型マウスを用いてアレルギー性気道炎症モデルを作成した。RAGEKOマウスでは野生型マウスに比べてアレルギー性気道炎症の進展が減弱しており、両群間でのアレルギー性気道炎症の違いが明らかにでき、またそのメカニズムとしてTh2への感作にRAGEが重要な役割をになっていることがわかり、RAGEKOのアレルギー性気道炎症についての役割の概要を明らかにすることができたため。可溶性RAGEはデコイレセプターとしてRAGEを抑制する働きがあり、可溶性RAGE投与によりアレルギー性気道炎症の抑制が得られるかどうかを検証する。HMGB1はRAGEの主要なリガンドであり、HMGB1を抗HMGB1抗体により抑制することで、アレルギー性気道炎症が抑制されるかどうかを検証する。RAGEは血球系細胞、支持組織細胞の両方に発現していることが知られているが、どちらへの発現がアレルギー性気道炎症に関与しているかを、キメラマウスを用いて明らかにする。骨髄移植をおこない、RAGEを血球系のみ発現するマウス、支持組織のみ発現するマウス、両方に発現するマウス、両方ともに発現しないマウスを作成し、それぞれアレルギー性気道炎症を発症させて、違いをみる。当初の研究計画のうち、次年度に予定している研究、およびその成果発表等の費用に必要なため。可溶性RAGE、抗HMGB1抗体のアレルギー性気道炎症抑制効果の検討などの実験に使用する。また、研究成果の発表の旅費、論文投稿等の費用に使用する物品が安く購入できたため55176円の差額が生じた。この差額(繰越金55176円)を含めて、次年度、マウスの飼育、管理および購入費用、そしてマウス喘息モデル作成、評価のためのOVA抗原等各種試薬費、移植用の各種細胞培養樹立のための培養液等の試薬、研究成果の学会発表のための学会参加費用等に使用する。
高分解能Bitter法による高温超伝導体中の磁束格子の研究

一つの試料に二つ以上の条件で、Bitter patternの蒸着を行うと、最終的な成功率はそれぞれの成功率のべき乗になる。全体の成功率の向上には、それぞれの蒸着における成功率を高くする必要がある。これまでのそれぞれの蒸着の成功率は10%程度であったが、失敗の原因は主として磁性微粒子の蒸着時に真空度が変化し最適蒸着真空度が保てなくなるためであった。それを以下の方法で仰制し成功率を向上させた。まず蒸着チャンバーを分子ターボポンプで真空に引くことで、チャンバー内をドライバキュームとし、冷却時に残留炭化水素がチャンバー壁に凝集し、それが蒸着操作の際に蒸発して真空度が変動することを押さえた。フィラメントに巻き付けた磁性金属のワイヤーを、本蒸着の前にいったん真空チャンバー内意で加熱融解し、フィラメントや磁性金属表面に付いていた油分などを蒸発させた。チャンバー内に流すヘリウムガスを、チャンバーの手前でいったん液体窒素温度まで冷却し、ガス中の水分などの不純物を取り除いた。以上の方法を用いて、CoやNiの蒸着成功率を30%程度まで向上させた。しかし、Feの場合は最適蒸着真空度が、他の二つの金属に比べて一桁小さく制御が難しかった。今後蒸着チャンバーのベ-キングや、ヘリウムガス中の酸素や窒素などの不純物をpurifierなどを用い取り除き、更に安定した蒸着条件を得る必要がある。また、適切な条件で蒸着が行われた試料において、Bitter patternをEDXを用いて十分観察できることが見出され、複数種類の磁性粒子を蒸着しても、そのBitter patterは独立して観察できることが分かった。以上のように、複数種の磁性金属を用いて、一つの試料において磁束格子の変化を観察する基礎的な技術をほぼ開発した。しかし実用的に十分な成功率を得るには、更に実験条件の制御が必要である。
瀬戸内海における環境の長期変動の監視と将来予測に関する研究

本研究では、佐田岬先端に設置した栄養塩自動監視システムを用いて、栄養塩等の水質連続自動モニタリングを行うとともに、過去の水質データや堆積物による周辺海域の環境の長期変動の解析や、現状の生態系の構造の分析等を行った。その結果、瀬戸内海の栄養塩環境について主に以下のことを明らかにした。(1)瀬戸内海の窒素、リンは、6割以上が太平洋起源である。太平洋からの栄養塩の流入は、豊後水道の場合、南部の陸棚斜面底層からの富栄養水塊の流入によって起こっている。この現象は、底入り潮と名付けられた。(2)豊後水道への栄養塩の流入は10年程度の時間スケールで経年的に変動している。19802000年の約20年間は全般的に減少し、この結果、伊予灘においては栄養塩濃度の減少と植物プランクトン群集の多様度指数の減少が起こった。これらの結果は、瀬戸内海の栄養塩環境や生態系が地球規模の環境変動に連動して変動しうることを裏付け、栄養塩自動モニタリングの意義を立証する重要な知見である。堆積物の調査からは、豊後水道沿岸域において養殖由来の有機物や有機スズ汚染の影響が近年色濃く残っていることを明らかにした。また、瀬戸内海に特有の砂碓生態系においても調査を行い、砂堆域が基礎生産の増加や生態系に果たしている役割のいくつかを解明した。さらに、豊後水道、宇和海における微生物調査からは、太平洋からの高温水の流入(急潮)や底入り潮による微生物食物連鎖の変化の実態の一部を解明した。これらの結果は、将来において瀬戸内海の環境と生態系の長期変動を解明するための重要な基礎資料ともなるものである。1.栄養塩自動監視システムによるモニタリング:愛媛大学沿岸環境科学研究センターが佐田岬先端に設置した栄養塩自動監視システムを用いて、水温、塩分、pH、溶存酸素濃度、クロロフィル蛍光、硝酸態窒素、アンモニア態窒素、リン酸態リン、珪酸態珪素、懸濁粒子数の長期自動連続観測を行った。その結果、栄養塩濃度が豊後水道に発生する急潮に連動して変化すること、硝酸態窒素、リン酸態リン、珪酸態珪素に半日、または日周期の変動があることがわかった。2.佐田岬周辺の流動調査:モニタリング測点が周辺のどの程度の海域を代表するかを明らかにするための観測を行い、速吸瀬戸の混合域の豊後水道側を中心とする海域を代表することを明らかにした。3.佐田岬周辺海域の総合環境調査:周辺海域の総合的環境調査として、ダイオキシン類、環境ホルモン、重金属などの有害化学物質の測定や、溶存有機物の測定、動物プランクトン、バクテリアなどの微生物、底生生物、海藻類、藻場の動物群集等のサンプルの収集と解析等も行った、これらの結果は次年度以降の調査結果と比較して経年変動を明らかにするための基礎となる。4.過去のデータの解析:豊後水道の40年あまりのデータを解析して、この海域の水温が10年程度のスケールで変動していること、この変動に伴い栄養塩環境も変動していることを明らかにした。5.堆積物調査:過去の環境の長期変動を明らかにするため、佐田岬周辺海域の底泥のコアを採取し、堆積速度および有機物濃度を調べた。その結果、豊後水道で行われている魚類養殖漁業の影響が改訂に色濃く残っていることがわかった。1.栄養塩自動監視システムによるモニタリング:愛媛大学沿岸環境科学研究ゼンターが佐田岬先端に設置した栄養塩自動監視システムによる長期連続観測を昨年度に引き続いて継続し、豊後水道に発生する急潮や底入り潮による栄養塩濃度の変動をとらえた。このことにより、この測点が瀬戸内海の栄養塩環境に対する太平洋の影響をモニターするのに適した場所であることが実証された。また、太平洋からの影響を受けていると判断される栄養塩濃度の季節変動もとらえることができた。

2.速吸瀬戸を通じての栄養塩フラックス調査:瀬戸内海の栄養塩環境に及ぼす太平洋の影響を栄養塩フラックスから直接的に明らかにするため、2001年8月と12月の2回にわたり、伊予灘及ビ豊後水道での栄養物質濃度の観測と速吸瀬戸の断面での流速と栄養物質濃度観測を行った。この結果、いずれの観測時にも豊後水道から瀬戸内海に栄養物質が流入しているという極めて重要な結果が得られた。3.過去のデータの解析:瀬戸内海の栄養塩環境に及ぼす太平洋の影響を栄養塩の変動パターンから間接的に明らかにするため、伊予灘の伊方沖で四国電力が行っている長期間の温排水影響調査の結果と、豊後水道の底層水温の関係を調べた。その結果、豊後水道の底層水温が低いと伊方沖の栄養塩濃度が増加するという結果が得られた。豊後水道底層水温は陸棚斜面底層から流入する底入り潮の指標であり、この結果は底入り潮による陸棚斜面底層からの豊後水道への栄養塩供給が瀬戸内海内部の伊予灘にまで影響を及ぼすことを示している。4.瀬戸内海の高解像度数値モデルの開発:瀬戸内海の環境の将来予測のために必要となる高解像度数値モデルにおいて、基礎となる潮汐の高精度の再現に成功した。1.栄養塩自動監視システムによるモニタリング:愛媛大学沿岸環境科学研究センターが佐田岬先端に設置した栄養塩自動監視システムによる長期連続観測を昨年度に引き続いて継続した。これらのデータは次年度より順次公開していく予定である。2.速吸瀬戸を通じての栄養塩フラックス調査:瀬戸内海の栄養塩環境に及ぼす太平洋の影響を栄養塩フラックスから直接的に明らかにするために行った昨年度の調査(2001年8月と12月)の結果の水質分析を継続した。昨年度は、無機態の窒素、リンがいずれの観測時においても瀬戸内海側に流入していることを明らかにしていたが、本年度の研究では、全窒素、全リンについても内海側に流入していることが明らかとなった。3.過去のデータの解析:昨年度は、伊予灘の伊方沖の栄養塩濃度と豊後水道の底層水温の長期変動の関係を調べ、太平洋から豊後水道に流入した栄養塩が伊予灘まで流入していることを間接的に明らかにした。今年度はこの解析をさらに進め、太平洋からの栄養塩の流入が増えると伊予灘における植物プランクトン群集の多様度が増大することを見いだした。また、紀伊水道側にも研究を広げ、紀伊水道南部の陸棚斜面底層における水温、栄養塩濃度変動が、紀伊水道、大阪湾まで影響を及ぼしていることを明らかにした。4.瀬戸内海の高解像度数値モデルの開発:瀬戸内海への外洋の影響を支配する過程の一つである豊後水道の急潮を再現するモデルを開発した。本年度は本研究の最終年度であるが、本研究は長期モニタリングを中心とした研究であるため、これまでのモニタリングのいくつかは本年度も継続した。また、本研究の重要な根拠となる瀬戸内海の栄養塩の起源について、長期間のデータを用いた再解析を行った。さらに、これまでの研究を踏まえた新たなモニタリング、今後の環境の長期変動を解明するための基礎となる現状の瀬戸内海生態系の構造や機能の解明のための諸調査、瀬戸内海高精度数値モデルの開発などを行った。これらを含め、4年間に発表した論文28編をまとめた報告書を作成した。本年度の研究成果のうち主なものは以下のとおりである。(1)瀬戸内海の栄養塩は、窒素、リンともに6割以上が太平洋起源であることを明らかにした。
多環構造の構築およびポスト修飾可能な新規環状核酸合成法の開発

環状核酸の簡便かつ多様な修飾を実現するため,ポスト修飾可能なアザヌクレオシドを合成した.当該アザヌクレオシドの合成法として先行研究で確立した過塩素酸リチウム/ニトロアルカン溶媒系での有機電解反応を用い,またアザヌクレオシドに導入するポスト修飾可能な官能基としてN-アクリロイル基およびN-プロピオルアミド基を検討した.有機電解反応を用いることで,N-アクリロイル基およびN-プロピオルアミド基を持つプロリノール誘導体に対し核塩基を高効率に導入することができた.また,有機電解反応に用いる溶媒として過塩素酸リチウム/ニトロエタ溶媒を新たに見出した.この新規溶媒系により,ニトロメタンを用いた有機電解反応では活性化が困難だったプロリノール誘導体を高効率に活性化することが可能となった.さらに、N-アクリロイル基を持つアザヌクレオシドに対しチオール共役付加およびメタセシス反応によるポスト修飾反応を検討した.その結果、高収率に脂溶性官能基や蛍光基を導入することができ,アザヌクレオシドのN-アクリロイル基が高い反応性を維持していることが示唆された.また,N-アクリロイル基を持つアザヌクレオシドのオリゴ核酸配列中への導入についても検討した.アザヌクレオシドの簡易的なモデルとして,核塩基を持たないプロリノール誘導体をホスホロアミダイトビルディングユニットへと誘導し,先行研究で確立された可溶性支持担体を用いたオリゴ核酸合成反応に供した.当該ビルディングユニットの反応溶媒への溶解性が低いために核酸伸長反応の効率の低下がみられたものの,伸長反応に含まれる縮合,酸化,脱保護の各過程においてプロリノール内のN-アクリロイル基が安定であることが確認された.前述のポスト修飾反応の結果も併せ,環状核酸形成後のポスト修飾反応にアザヌクレオシド内のN-アクリロイル基が十分に利用可能であることが示唆された.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
イオン性液体を利用する二酸化炭素の高効率電解環元法の開発

銅電極を用いる二酸化炭素の電気化学的還元反応によってメタン、エチレンなどの有用な有機物質が得られることが知られている。しかしまだ過電圧が大きく、このためにこれだけでエネルギー変換効率が50%以下に低下してしまう。本研究では、CO_2電解還元の過電圧の低下を目的に、200から250°Cの高温でのCO_2の電解還元を検討した。このような研究はこれまでにまだなされていないので、まず電解質として有機溶融塩(イオン性液体)を考え、種々の溶融塩を検討した。この結果、200°Cという高温下かつ金属電極や二酸化炭素の存在のもとでは、多くの有機溶融塩は熱分解を起こし、黒褐色化して、一酸化炭素、メタン等のガスを発生した。最終的にはEMI_TMSI(EMI=1-ethyl-3-methylimidazolium cation, TMSI=bistrifluoromethanesulfonimide anion)が最も安定であることが判明したので、これを使用した。水素源には有機酸や水を用いた。また電極には銅、ニッケル、パラジウム、白金等の金属板を用いた。CuおよびNi電極を用いた場合には、ともに高温にすると、CO_2還元の電流が室温の場合より正の電位から立ち上がり、過電圧が低下することが明らかとなった。さらにCO_2還元の電流が水素発生電流より正の電位から立ち上がることも判明し、高温下では、室温の場合とは異なり、水素発生よりもCO_2還元が優先することが明らかになった。還元生成物としてはCO、CH_4、C_2H_6などが生成した。ただし、再現性が悪く、還元生成物については確定的な結論を得るまでにはいたらなかった。還元生成物の再現性の悪さの一つの原因として、電極表面上に生成するCO_2還元の中間体が電解質溶液であるEMI_TFSI(ないしはここに含まれる不純物)と反応していることが考えられる。
ヒト培養マスト細胞を用いた多価不飽和脂肪酸の抗アレルギー性炎症作用に関する検討

この数年来報告されているヒト培養マスト細胞を用いて、多価不飽和脂肪酸の中の特にω-3(n-3)多価不飽和脂肪酸の抗アレルギー性炎症反応について検討した。ω-3(n-3)多価不飽和脂肪酸のなかにはアルファリノレン酸、ドコサヘキサエン酸、エイコサペンタエン酸などがあるが今回はエイコサペンタエン酸を中心に検討したこのω-3(n-3)多価不飽和脂肪酸とω-6(n-6)多価不飽和脂肪酸の食物中の比率は栄養学的に意味がありこのバランスが崩れると心血管系の疾患(心筋梗塞)、リュウマチ系の疾患が増加することが知られていた。近年このω-3(n-3)多価不飽和脂肪酸の抗アレルギー性炎症が注目されるようになった。我々はこの点について主にプロスタグランディンD2について検討した。その結果、エイコサペンタエン酸は細胞内にとりこまれ、プロスタグランディンの誘導酵素であるサイクロオキシゲナーゼ2(COX-2)を阻害しプロスタグランディンD2の産生を抑制し、一方、プロスタグランディンD3を誘導した。しかしながらヒスタミンの遊離については全く関与しなかった。気管支喘息患者に対する抗原吸入誘発テストではエイコサペンタエン酸は即時型反応には効果が見られず遅発型反応のみに抑制効果を示すという報告がある。今回の我々の結果はこの現象の説明の一つとなると言えよう。目的代表的ω-3多価不飽和脂肪酸の一つであるエイコサペンタエン酸(EPA)の抗アレルギー作用を培養マスト細胞を用いて検討する。ヒト臍帯血中の単核球をSTEMFACTOR(AMGEN,CA,USA),IL-6、およびプロスタグランディンE2の存在下で培養して得られるマスト細胞を用いた。方法EPAをエチルエステル(Nissui,Tokyo)を10mMのエタノールに溶解し、培養液に加え最終濃度を1μMとした。20時間後にマスト細胞を集め、洗浄し以後の実験を行った。Cyclooxygenase-2 inhibitorであるNS-398を10mMのDMSOに溶解し、最終濃度を10μMとして感作の50分後に添加した。結果(1)ヒスタミン遊離ついてはいずれの群の間に有意差は見られなかった。(2)EPAの添加によりPGD2の産生は56%減少した。EPA添加群は非添加群に比べて著しくPGD2の産生は低下し、NS398を追加した群ではさらにPGD2産生は低下した。(3)上述の実験をcell freeの系について検討した。その結果EPAは細胞内に取り込まれたものがCyclooxygenase-2を阻害してPGD2の産生を抑制するものと考えられた。考察これらの結果はヒト培養マスト細胞をEPAで処理しておくと,COX-2の関与する代謝経路に作用し、その結果PGD2産生が低下すると考えられる。換言すれば内因性のEPAが抗アレルギー性炎症作用を有すると言えよう。ヒト臍帯血単核球を、幹細胞因子(Stem Cell Factor,SCE;C-kitリガンド)、IL-6、PGE2、子牛胎児血清で培養し、肥満細胞を誘導する事が可能となった。この細胞を用いてヒトのアレルギー反応における肥満細胞の役割を解析することを目的とし、ヒト・ミエローマlgE-抗ヒトlgE抗体による実験系を作り、試験管内でヒスタミン・プロスタグランディンD2(PGD2)の産生・遊離をみてきた.本研究費補助金の援助を受け、多価不飽和脂肪酸(とりわけ栄養食品として注目されるエイコサペンタエン酸[EPA]やジホモリノレン酸[DHA])の肥満細胞に対する作用を解析した結果、培養肥満細胞に取り込まれたEPAやDHAは、ヒスタミンの遊離には影響を与えず、リピッドメディエータであるPGD2産生を抑制し、特にEPA取り込みでは、アレルギー刺激に誘導されて発現しPGD2産生に関わるとされるサイクロオキシゲナーゼ-2(COX-2)の関与するPGD2産生を効率よく抑制すること、そしてEPAはCOXに代謝されてPGD3になることが、が判った。

このことから細胞に取り込まれたEPAはCOX-2が主に分布する細胞内の核周辺の膜構造まで運ばれ、直接アラキドン酸と競合することで、PGD2産生を抑制することが示唆された。これは臨床面で言われるEPAの抗炎症作用の直接の証明となりうると考えられた。一方、遅発反応における肥満細胞の働きについて検討を行い、実験に用いた培養肥満細胞をlgE-抗lgEで刺激し、68時間後に遊離するサイトカイン類を調べた結果、IL-8及びIL-5について変化が認められたが、IL-4,IL-12,RANTHES,MIP-1αなどは検出できなかった。
ENU変異マウスを用いた行動異常発症に関わる遺伝子の機能解析

αCaMKIIヘテロノックアウトマウスは、精神疾患様の顕著な行動異常を示し、脳の海馬歯状回の神経細胞が未成熟なままであることが研究代表者からの研究で明らかになっている。本年度は、理研で開発されたENU変異マウスを活用することにより、どのような遺伝子のどのような変異が精神疾患様の行動異常及び未成熟歯状回という中間表現型に重要な役割をはたすのか検討することを目的として以下の研究を進めた。1.カルシニューリン関連遺伝子のうちCaMKIIB、Dynamin遺伝子については、理研のgene-driven法のスクリーニングによりアミノ酸置換変異が3種類(系統)見いだされた。現在、これらは遺伝子機能の面と一次スクリーニングの結果を検討中で、今後、優先度の高いものから入手して繁殖を進める。2.理研のphenotype-driven法による一次スクリーニングにおいて、顕著な行動異常があるとされたM100073, M100786, M100914, M100934の4系統については、精子stockを入手して人工受精・胚移植技術を用いて個体に戻し、行動実験用マウスを準備する繁殖を進め、3月末までに4系統あわせて100匹程度の行動実験用マウスを得た。3.ヒトの精神疾患感受性遺伝子として注目されるDISC1遺伝子については、鬱病モデルQ31L変異マウス、統合失調症モデルL100P変異マウスなど3系統を入手した。Q31L, L100Pマウスについては交配用ヘテロマウスの繁殖を進め、もう1系統は戻し交配を進めている。以上のマウスの繁殖は、ピーク時期が重ならないように自然交配と人工受精・胚移植の方法を組み合わせて計画的にマウスを増やしており、必要数の成体マウスが得られ次第、順次、網羅的行動解析と未成熟歯状回の検討を行う。研究代表者らは過去5年間に国内外70以上の研究室との共同研究により、90系統、約6000匹のマウスの行動解析を行い、その中から、精神疾患モデルマウスとでも呼ぶべき顕著な行動異常を示すマウスの系統を複数同定してきた。それらのマウスの脳の海馬歯状回においては、神経新生が増加している一方で、ほぼ全ての神経細胞のステージが成熟神経細胞まで達していないという、驚くべき現象(未成熟な海馬歯状回)を見出した。ENU変異マウスの行動解析については、若菜・権藤らによる一次スクリーニングで得られたM100174(理研BRC登録番号: GSC0036)について、前年度の解析で活動性の亢進や不安様行動の低下などの精神疾患様の行動異常があることが分かっていたが、それに加えて、認知機能の解析により軽度ではあるが作業記憶の低下が見られ、恐怖条件付けテストにより文脈記憶に障害があることが明らかになった。これらの行動異常は精神疾患と関連が深く疑われ、この変異マウスは精神疾患のモデルマウスとして有用であると考えられる。行動解析で得られたデータは論文として出版されたものについてはJSTのバイオインフォマティクス推進事業(BIRD)「マウスを用いた脳機能表現型データベースの開発」プロジェクトによって構築した脳表現型データベースに登録し一般に公開している。現在、既に論文として出版された16系統とM100174系統を含めた論文投稿前あるいは投稿中4系統の遺伝子改変マウス合計1560匹のデータが登録されており、登録ユーザーは全てのデータを閲覧することが出来るようになっている。
骨格構造の動的変更を可能にする開いたシステムのためのアーキテクチャ構成方法論

本研究では、開いたシステムにおけるアーキテクチャの動的変更を可能とするアーキテクチャ構成方法論を確立する。このアーキテクチャ構成方法論は、大きくは以下の2つから成る:1.アーキテクチャの構成要素間の関係ルールを動的に解釈することによりアーキテクチャを動的に変更するための基本メカニズム2.基本メカニズムに基づきアーキテクチャを動的に変更するための具体的方式上記メカニズムの解明と具体的方式の提案を本研究により行う。また、この構成方法論に基づくIoTシステムを対象としたアーキテクチャ構成フレームワークを構築することにより、構成方法論の妥当性と有効性を確認する。
余接束による代数多様体の研究

余接束を用いて代数多様体の幾何構造を調べるという方法は、1970年代以来研究代表者が一貫して追求して来たテーマであるが,分担者Roulleauは独自のアイデアを導入して上記の方法を具体的な素材に適用し,古典的な研究対象に対する新たな研究方法を発展させつつある。来日以来,同人が主要テーマとして取り組んできたのは,きわめて具体的な問題である。非特異な3次元3次超曲面F上の直線の全体は,Fano曲面Sをパラメータ空間に持ち,対応する直線の普遍族XはSの余接束の射影化と同一視される。自然な射影f : X→Fは次数6の全射であることが古典的に知られていたが,この写像は本県有テーマである余接束の大域切断が定める余接写像に他ならない。Roulleauはfが有限写像でない場合,fによって、点に写されるF上の曲線を,斬新なアイデアを導入することによって、完全に分類した。そのアイデアとは,fが曲線Eを一点f(E)に写せば,Eは非特異楕円曲線で,Eに対して位数2のSの自分同型(鏡映)が自然に定まることに着目したことにある。このような鏡映が生成する有限群Gを解析すると,問題の曲線の個数は0,1,3,4,6,10,12,30のいずれかであることが不される。30個の場合,有限群の位数が9720でFがFemat3次超曲面であることもわかる。22年度は上記楕円曲線に関する結果をさらに複雑な種数2の曲線の配置に拡張して,学術論文2篇を出版した。今年度は、以後の研究の準備段階として、代表者と分担者の間で定期的にセミナー形式の討議・打ち合わせをおこない、余接写像の性質についてより深い理解を得るよう努力した。また共同研究者が国内研究者との交流体制を築き、高次元の理論に向けたより広い視野を身につけることができるように、東京大学で開催された代数幾何学の国際シンポジウムやセミナーにはすべて参加させたほか、同人を京都大学に2回派遣して、塩田徹治氏などの専門家との研究連絡にあたらせた。研究環境を整えるために、デスクトップとラップトップコンピュータ、数値実験を行うためのソフトウエア(Mapleほか)、研究文献、日本語電子辞書など、ごく基本的な物品を購入した。自然な射影f:X→Fは次数6の全射であることが古典的に知られていたが,この写像は本県有テーマである余接束の大域切断が定める余接写像に他ならない。Roulleauはfが有限写像でない場合,fによって点に写されるF上の曲線を,斬新なアイデアを導入することによって、完全に分類した。そのアイデアとは,fが曲線Eを一点f(E)に写せば,Eは非特異楕円曲線で,Eに対して位数2のSの自己同型(鏡映)が自然に定まることに着目したことにある。このような鏡映が生成する有限群Gを解析すると,問題の曲線の個数は0,1,3,4,6,10,12,30のいずれかであることが示される。30個の場合,有限群の位数が9720でFがFermat 3次超曲面であることもわかる。RoulleauはさらにFがKleinの3次超曲面である場合に,Fano曲面Sと余接写像f:S→F,G等の構造を詳しく解析した。以上のきわめて詳細かつ具体的な成果は,より一般的な余接束写像理論と合わせて,3篇の学術論文にまとめて出版した。