hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オホーツク・ベーリング海の海氷と大気大循環との共鳴現象の解明

ベーリング・オホーツクの海氷の逆位相変動とアリューシャン低気圧の変動にどのようなフィードバックメカニズムがあるか大気大循環モデル及び、海氷海洋モデルを独立に用いて明らかにすることが、本研究の目的である。お互いD応答特性を調べるために、大気→海氷、海氷→大気の影響を独立に調べる。大気大循環モデルは,様々な海氷の条件(境界条件)を変えて,複数の実験を行う.1)オホーツク海が,完全に海氷に覆われている場合,2)オホーツク海に海氷が存在し無い場合,3)ベーリング海が海氷に完全に覆われている場合,4)ベーリング海に全く海氷が存在しない場合,5)オホーツク海とベーリング海の双方が海氷に完全に覆われている場合6)オホーツク海,ベーリング海双方に海氷が無い場合,これら,6種類の計算を行い,海氷という境界条件に対する大気の応答に線形重ね合わせが成り立つか否かを調べる.残念ながら、2年計画の研究を初年度半ばにして中途終了せねばならないことになったために、予定の1/3程しか研究が進んではいない。現在の時点では、(1)及び(2)まで研究が進行している。また、海氷海洋モデルは、オホーツク海においてのみ、実験が終了している。この時点での結論は、オホーツク海の海氷と大気大循環とは、お互いに正のフィードバックが存在し、海氷が多くなると、アリューシャン低気圧が発達し、且つ、その大気条件の下では、海氷がさらに発達することが大気大循環モデル、及びオホーツク海の海氷海洋モデルにによってわかった。
宇宙マイクロ波背景放射における揺らぎの非線形進化

宇宙マイクロ波背景放射(CMB)のBモード偏光揺らぎの大規模観測計画として、日本のLiteBIRDがあります。Bモード偏光揺らぎは、インフレーションを初めとする初期宇宙で作られた背景重力波を源泉として生成されるため、その観測によって、初期宇宙起源の背景重力波の存在を裏付けることができます。近年では、インフレーション以外の背景重力波生成機構も提唱されており、Bモード偏光の観測からこれらを峻別する方法が模索されています。本研究では、LiteBIRDを念頭にしたBモード偏光の観測から、背景重力波のスペクトルを再構成することを試みました。LiteBIRDで観測できる波数(0.04/Mpc)において、背景重力波のスペクトルを有限個のビンに分け、インフレーション起源のスペクトルを基準に各々のビンの高さをパラメータとしてFisher情報行列を計算し、ビンの高さの観測精度を定量評価しました(arXiv:1803.00176, PRD査読中)。本研究で開発した定式化は、スペクトルをビンで表現し、特定のスペクトルの形を仮定しないのが特徴的で、これによりインフレーション起源のものと、それ以外の様々な生成機構を経て作られる背景重力波とを一括して取り扱うことが可能になりました。また、本研究を基に、任意の背景重力波スペクトルの観測可能性を議論するのに便利なウェブツールSRecを開発し、これを公開しました。本研究の基盤として開発を行ったボルツマン方程式解法ソフトウェアに関しては、スカラー/ベクトル/テンソル型の温度/Eモード/Bモード揺らぎに対する重力レンズ効果(勾配モード/回転モード)によるパワースペクトル/バイスペクトルを、全てのパターンについて計算できるようになりました。これは、これまで知られているこの種のコードの中では最も一般的なものであり、一般への公開を検討しています。29年度が最終年度であるため、記入しない。ボルツマンソルバーcmb2ndの開発を進め、テンソル型揺らぎ(重力波と結合する揺らぎ)に対するcurve-of-sight公式の実装が完了し、テンソル形揺らぎを含めたバイスペクトル(三点相関関数)の計算が可能になりました。また、バイスペクトルから非ガウス性の度合いを示すパラメータfNLの見積もりを行い、揺らぎの非線形成長に起因する非ガウス性の観測に対する、テンソル型揺らぎの影響を定量的評価することに成功しました(論文執筆中)。また、cmb2ndのその他の応用例として、ある種の有質量重力子モデル(massive gravity理論)において始原的なバイスペクトルを計算し、ここから現在観測されているfNLのスケール依存性に対する説明を試みました。本件の論文(arXiv:1701.05554)はJournal of Cosmology and Astroparticle Physicsに投稿し、現在査読を受けています。さらに、もう一つの応用として、将来的に観測が期待されているテンソル型揺らぎの作るB-modeと呼ばれる揺らぎに着目し、その観測から得られるであろう初期揺らぎのパワースペクトルに対してフィッシャー解析を行いました。これによって、数多く存在するインフレーションモデルに対して、B-mode揺らぎという新しい角度から制限を加えることが可能になり、今後の新しいインフレーションモデルの構築やそれらの峻別に大きく貢献することになります(論文執筆中)。申請当初は、研究初年度である28年度にコード開発を集中させ、29年度にその応用的研究を行う予定でした。しかし、開発途上段階における現状のコードでもある程度の応用が可能であることが分かり、先行して一部の応用的研究を本年度中に行いました。このように、当初より研究を行う順序が一部入れ替わったものの、全体としてはおおむね順調に進展しているものと考えています。

申請書に記述した通り、ボルツマンソルバーcmb2ndの開発の継続とその応用的研究を続けていきます。現状、研究の進め方については申請当初からの大きな変更はありませんが、「現在までの進捗状況」で述べたように、28年度中に応用研究の一部を行った関係で研究の順序を一部変更しています。ベクトル型揺らぎの方程式系の実装と、摂動の二次のレベルにおける流体方程式と重力場方程式の実装は、当初28年度に行う予定でしたが、29年度に先送りすることにしました。なお、後者の「流体方程式と重力場方程式の実装」に関しては、「curve-of-sight公式に対する大規模構造からの影響」という研究課題を新たに設定し、29年度末の完遂を目指しています。また、この他にも、当該研究分野内の研究者との議論の結果として、cmb2ndを利用した応用的研究がこの新学術領域研究の推進に大きく貢献すると判断された場合は、それを新たな研究課題として設定し、優先的に推進する可能性があります。29年度が最終年度であるため、記入しない。
日中両国の主要経済主体のビヘイビアに関する実証的比較研究

本研究は、中国の揚子江中流域の湖北省武漢市在住の研究者と日本の東北地方福島県の研究者が中心となって進めた国際共同研究であった。この3年間の共同研究の過程で、以下に要約できるような成果があったと考える。1.日本側の研究成果他の中国研究プロジェクトが中国の沿海地区など経済発展の先進地域に傾斜しているのに比して、本研究は、中国内陸部に位置し国有経済の比重の大きい、典型的・平均的地域たる湖北省を主な調査研究の対象とした。したがっていわゆる「改革・解放」政策の積極面だけでなく、その政策展開の困難さや問題点がより明確に解明された。具体的には、第1に国有大企業である武漢鉄鋼公司、武漢石油化学工場、首都鉄鋼公司等の株式化の現状についていくつかの知見を得たが、資産評価、独立採算の問題等などが確認された。また人民銀行、工商銀行等のヒアリングでは、地方政府との関わりの深さ、金融と財政の混然一体化など旧体制由来の問題があらためて確認され、工商銀行、建設銀行等の商業銀行化の困難さについて有力な知見を得た。湖北証券公司でも証券業界の端諸的発展に付随する危うさについて一定の知見を得た。具体的成果として第2にあげられるのは、平成5年度に集中的に行われた市-県-鎮-村-農民の5段階のボーリング調査である。湖北省北部の襄樊市政府・財政局、襄樊市襄陽県計画委員会・財政局・経済委員会・郷鎮企業局・農業委員会・糧食局・供銷社、襄陽県太平鎮政府・財政局、太平鎮田山村村民委員会、同村村民小組の農民2名について行われた一連のヒアリング調査の過程で、あらためて中国経済における地方政府の役割の大きさが確認できた。この特質をあらためて確認したことの意味は大きい。また、そこから本当の意味での市場経済へのスムーズな移行が可能かどうかについて、より慎重な事実確認と考察が必要なことを確認した。ボーリング的な調査方法も含めて、一定の成果を得たものと考えている。第3に、とりわけ研究者レベルとの交流研究においては、公司・企業の所有制の問題の難しさについていくつかの知見を得た。国有企業だけでなく、郷鎮企業、都市集団企業等においてもこの問題があり、株式会社化にとっても資産評価の問題と絡んで表面化していることを確認した。第4に、内陸部での広大な「開発区」(工業団地)の調査研究では、ややバブル的性格を有していること等を確認したが、中国的な特徴を持った工業団地開発の展開についての新たな事実提示の面で成果は大きかった。ただし以上の問題・困難さはありながらも、郷鎮企業等を軸にした中国経済の発展には急速なものがある。最先進地域の江蘇省無錫市の郷鎮企業管理のヒアリングの機会も得、あらためてその急激な成長・変貌に目を見張らせられたが、その点は相対的に発展速度の鈍い湖北省においても確認できた。2.中国側の日本研究中国側の日本研究では、日本の相対的に進んだ経済諸制度について知識を得るという点にまずもっての成果があったと考えられる。日本の証券市場制度、社会保障制度、失業対策・職安制度、公営企業・地方公社等の実態について、大量の資料も含めて持ち帰った。また日本の経済制度の現状について、成果だけでなく問題点も大いに存在していることについて確認した。とりわけ重要と思われる今回の不況の原因、その対策の困難さ等について、一定の知見を得たと考えられる。

ボーリング的な調査方法も含めて、一定の成果を得たものと考えている。第3に、とりわけ研究者レベルとの交流研究においては、公司・企業の所有制の問題の難しさについていくつかの知見を得た。国有企業だけでなく、郷鎮企業、都市集団企業等においてもこの問題があり、株式会社化にとっても資産評価の問題と絡んで表面化していることを確認した。第4に、内陸部での広大な「開発区」(工業団地)の調査研究では、ややバブル的性格を有していること等を確認したが、中国的な特徴を持った工業団地開発の展開についての新たな事実提示の面で成果は大きかった。ただし以上の問題・困難さはありながらも、郷鎮企業等を軸にした中国経済の発展には急速なものがある。最先進地域の江蘇省無錫市の郷鎮企業管理のヒアリングの機会も得、あらためてその急激な成長・変貌に目を見張らせられたが、その点は相対的に発展速度の鈍い湖北省においても確認できた。2.中国側の日本研究中国側の日本研究では、日本の相対的に進んだ経済諸制度について知識を得るという点にまずもっての成果があったと考えられる。日本の証券市場制度、社会保障制度、失業対策・職安制度、公営企業・地方公社等の実態について、大量の資料も含めて持ち帰った。また日本の経済制度の現状について、成果だけでなく問題点も大いに存在していることについて確認した。とりわけ重要と思われる今回の不況の原因、その対策の困難さ等について、一定の知見を得たと考えられる。中国共産党第14回大会の決定により「中国的社会主義市場経済モデル」に沿った経済体制改革が急ピッチで進行している。15回の日本側の訪中調査は省(湖北省)政府、市(武漢市・宜昌市)政府および金融機関(人民銀行等)の動向調査を中心にし、あわせて鉄鋼公司と証券公司の実情も調査した。経済体制改革のポイントは、1.企業への経営自主権の委譲、株式化、合併等、経営メカニズムの転換、2.商品・金融・要素市場等の市場建設、3.マクロコントロールの指令型から指導型への転換、4.外資の導入が柱である。改革は急進展しているが、価格改革、流通過程の問題、欠損企業対策、あるいは社会保障体制の再構築など大きな課題に直面している状況が明らかとなった。政府の行財政改革も分権化の方向で進展している。とくに武漢市は「計画単列都市」に指定され省レベルの権限を与えられてきた。しかし法律にもとづく制度でないため各級政府の権限・責任が確定しておらず不安定性を孕んでいる。税制における「分税」の措置が進行していることも詳細に示されたが、政府機関の法的フレームワークが複雑かつ流動的で、正確な把握がかなり困難であり、今後に課題が残った。中国側研究者との研究交流においては、上記のほかに農業農村問題の検討も行われた。過剰労働力の農外就業、土地の請負の流動化、耕地の転用等について実情が明らかにされた。次年度における農村調査でこれらの点については一層研究を深めることになろう。中国側の訪日調査の重点は、証券・金融市場、地方政府の経済的機能および、中国の計画単列都市に類似するとみられている政令指定都市の実情であった。日本の証券市場の基本的しくみ、地方政府の権限、地方政府企業および第三セクターの実態等につき理解が深まったものと考える。日本側の訪中調査の中心は、湖北省における主要農地域である襄〓市の経済および各級政府のビヘイビアを系統的に調査することに置かれた。襄〓市-襄陽県-太平鎮-田山村の4層にわたる政府当局からヒアリングを行なうと同時に、郷鎮企業の視察調査、個別農家訪問も行なった。
心肺機能・睡眠時体動頻度自動計測による熟睡度モニタの開発

本研究は、健康管理およびヘルスプロモーションを目的として、就寝時の熟睡度(睡眠の質の高さ)を把握するため、睡眠中の心肺機能とともに身体の動きや寝返り等による体動を自動でかつ長時間計測する熟睡度モニタの開発を目指した。本法は、導電性を有する布状電極(布帛電極)をベッド等のシーツとして用い、自然な眠りの状態における心電図や呼吸曲線の計測を行うと同時に、安眠の程度を睡眠中の寝返りや身体の動き(体動率)から定量化するものである。本研究は、健康管理およびヘルスアロモーションを目的として、就寝時の熟睡度(睡眠の質の高さ)を把握するため、睡眠中の心肺機能とともに身体の動きや寝返り等による体動を自動でかつ長時間計測する熟睡度モニタの開発を目指している。平成21年度は、睡眠中における体動率計測のための原理の提案、布帛電極の開発と改良について研究を行った。その具体的な成果としては、(1)導電性の繊維を用いて織った布帛による電極(布帛電極)を利用して、就寝中の心電図や呼吸曲線等の心肺機能を無意識モニタする装置であるベッド心電計の試作を行った。(2)睡眠時において大きな身体の動きや寝返りを打つ等の体動を生じると身体が布帛電極から離れるため、心電図信号にアーチファクトを生じるが、これを体動に起因した信号として抽出し、単位時間当たりの回数をカウントすることにより体動率の測定を行った。(3)体動率の測定に対して適した布帛電極の形状と配置等の条件について検討するとともに、同一のセンサにより多くの情報が得られることが望ましいので、心電図と体動率の同時測定が可能な電極の大きさ、形状、配置等の最適条件を探った。以上の成果に基づき、次年度は自動計測システムの開発、試作システムの性能評価等に重点をおいた熟睡度自動計測システムの開発に着手する予定である。本研究は、健康管理およびヘルスプロモーションを目的として、就寝時の熟睡度(睡眠の質の高さ)を把握するため、睡眠中の心肺機能とともに身体の動きや寝返り等による体動を自動でかつ長時間計測する熟睡度モニタの開発を目指している。平成22年度は、昨年度に得られた知見をもとに「システムの開発と評価」及び「試作システムによる長時間測定」を目標として研究計画を遂行した。その具体的な成果としては以下の3点である。(1)睡眠中の計測は長時間に及ぶため、蓄積データも多大となる。適切な測定対象を選択することが重要となるが、今回は心拍・呼吸数や体動率等を算出するシステムの開発を行い、その自動化について検討した。(2)本法による体動率の検出精度を確認するために、身体活動量の計測のために汎用されている加速度計を利用し、本法の体動率検出の妥当性について検討した。(3)試作システムを使用した長時間にわたる体動率のデータ収集の実現性をはかる初段階として、学生ボランティアによる体動率のデータ収集を行った。以上の成果に基づき、次年度は本研究計画の最終ステージとして「開発システムの実用化と評価」に重点をおいて、熟睡度自動計測システムの完成を目指す。平成23年度は、これまでに得られた知見をもとに、最終年度として「システムの完成と評価」を目標として研究計画を遂行した。その具体的な成果としては以下の4点である。(1)システムの安定性やデータ収集の確実性の確認を行うため、学生ボランティアによる体動率のデータ収集を実施した。(2)長期間のデータ収集の実現性をはかるため、一般住宅における高齢者を対象とした体動率のデータ収集を行った。(3)前記(1)、(2)で収集したデータに基づき、性別や年齢別による差異の検討や体動率の周期性などについてデータ解析を行うとともに、長期間測定や測定環境の違いによりシステムの安定性がどのように影響を受けるかについて検討した。

(4)本法で同時計測が可能な心電図や呼吸曲線などの身体生理情報と体動頻度との関連から睡眠の状態を判定する可能性について検討を試みた。以上の成果に基づき、本年度が最終年度であることを鑑みて、これまでの研究の進行状況を明確にするとともに、当初計画の達成度について総括した。
癌遺伝子の転写の複製の調節

SV40の転写調節領域はDNA複製開始点を含み, T抗原違伝子の上流約300ーbpの範囲にあり,眞核生物のそれのプロトタイプと言えるものである.調節領域にある各種の信号(特定の塩基配列)に細胞蛋白やウイルス蛋白がくっついて,それらの相互作用で違伝子の転写と複制が調節されている.研究目的はポリオーマウイルス群,アデノウイルス,動物細胞なでで調節にかかわる信号と蛋白を同定し,癌違伝子の転写と複製のしくみを明らかにする事であり,その流れにそって研究は進められている.成果のうち注目すべきものは次のとおりである.SV40によく以たヒトウイルスであるBKV(野生型)のエンハンサーは, 68ーbpの繰りかえし配列が3組あるのが特徴である.ところがこのBKVに細胞転換能がない.そこでBKVエンハンサーの働きを解析した. 68ーbpの繰りかえし配列は, BKV癌遺伝子の発現に対し,ヒト細胞では促進的に働くのに対し,ラット細胞では抑制的に働くことがわかった.さらにこの抑制効果は外来性遺伝子に対してはみとめられなかった.以上の結果はBKVエンハンサーがそれ自身の塩基配列だけでなく,まわりのDNA塩基配列の影響をうけること,多分微妙なクロマチン溝造変化で機能が大きく変ることを示している.このような例はまだほかの系で知られていない.一方cーmyc蛋白が細胞DNA複製の開始にかかわることを前年度示したが,この蛋白がcーmyc遺伝子のエンハンサーにくっつく可能性が出てきた.つまりcーmyc蛋白が複製と転写調節の両者にかかわる因子である可能性があり興味深い.今後の解析が期待される.SV40の転写調節領域はDNA複製開始点を含み, T抗原違伝子の上流約300ーbpの範囲にあり,眞核生物のそれのプロトタイプと言えるものである.調節領域にある各種の信号(特定の塩基配列)に細胞蛋白やウイルス蛋白がくっついて,それらの相互作用で違伝子の転写と複制が調節されている.研究目的はポリオーマウイルス群,アデノウイルス,動物細胞なでで調節にかかわる信号と蛋白を同定し,癌違伝子の転写と複製のしくみを明らかにする事であり,その流れにそって研究は進められている.成果のうち注目すべきものは次のとおりである.SV40によく以たヒトウイルスであるBKV(野生型)のエンハンサーは, 68ーbpの繰りかえし配列が3組あるのが特徴である.ところがこのBKVに細胞転換能がない.そこでBKVエンハンサーの働きを解析した. 68ーbpの繰りかえし配列は, BKV癌遺伝子の発現に対し,ヒト細胞では促進的に働くのに対し,ラット細胞では抑制的に働くことがわかった.さらにこの抑制効果は外来性遺伝子に対してはみとめられなかった.以上の結果はBKVエンハンサーがそれ自身の塩基配列だけでなく,まわりのDNA塩基配列の影響をうけること,多分微妙なクロマチン溝造変化で機能が大きく変ることを示している.このような例はまだほかの系で知られていない.一方cーmyc蛋白が細胞DNA複製の開始にかかわることを前年度示したが,この蛋白がcーmyc遺伝子のエンハンサーにくっつく可能性が出てきた.つまりcーmyc蛋白が複製と転写調節の両者にかかわる因子である可能性があり興味深い.今後の解析が期待される.
分岐高分子の付加によりオリゴ核酸が獲得する高次構造・機能の解明と修飾体の精密分離

核酸の二重鎖形成反応はポリエチレングリコール(PEG)を含有した溶媒中で促進され、分岐PEG鎖を導入した核酸は二本鎖形成効率が著しく向上することが報告されている。このように、PEGにより形成される局所的な溶媒環境が核酸分子鎖の電荷や疎水性を変化させ,分子鎖間の相互作用を促進することで、複雑かつ柔軟な高次構造と機能を獲得する可能性がある。しかし、これまでに,核酸の構造と機能に及ぼすPEGの修飾数および核酸分子鎖上の修飾位置の効果はほとんど解明されていない。このため本研究では、直鎖・分岐鎖を有するPEG鎖が核酸の末端あるいは中間部に導入されたPEG化核酸の合成を行い、イオン交換クロマトグラフィー(IEC担体)との相互作用機構に基づいて、それらの電荷分布を含む分子構造の解析を行い、さらに二本鎖形成能や各種分解酵素に対する構造安定性に基づき、構造と機能の関係を明らかにすることを目的としている。今年度は、分子量520 kDaの直鎖・分岐構造をもつPEGを,595塩基数からなる合成オリゴヌクレオチドpoly A、G、C、Tの末端・中間部に修飾して,PEG化DNAの合成を行った。修飾後の分子サイズは修飾PEGの分子量とともに増大することがサイズ排除クロマトグラフィーによる分析により明らかとなった。一方で、IECによる解析の結果、塩基数の短いオリゴDNAではPEG鎖の修飾により表面電荷が減少するが、95塩基のものの場合、修飾の影響をほとんど受けないことが分かった。一方で、IEC担体との相互作用部位の数はPEG修飾後も変わらず、分子間の相互作用は弱まるものの結合能力は維持していることが明らかとなった。今年度の目標としているPEG化オリゴDNAの合成は概ね終了している。さらに、これらのイオン交換クロマトグラフィーを用いた解析についても、一般的な微粒子担体のみならず巨大分子用のモノリスクロマトグラフィーを用いて行い、細孔空間における結合構造の違いに関する検討も行った。また、PEG化DNAは修飾反応後の経過時間が長くなった場合、複数の構造体を形成する挙動することがサイズ排除クロマトグラフィーおよびイオン交換クロマトグラフィーにより確認されたが、アニーリング処理により構造を単一化させ解析を行うことができた。一方でpolyG、polyCは凝集性が高くPEG化DNAと未反応DNAの分離が困難であり20塩基のもののみの合成と、その構造評価を行った。分子サイズの解析については動的光散乱法を用いた場合は、十分量のPEG化DNAが得られなかったため塩基数の短いDNAでは正確なデータを取得することができなかったが、サイズ排除クロマトグラフィーによる解析により分子サイズを同定することが可能となり、分子サイズと分子量の相関式を確立することができた。二本鎖形成能の評価についても、IECおよび蛍光法を用いた検討を着手しはじめているところである。今後の予定としては、複数修飾部位を有するPEG化DNAの合成と今年度に合成したPEG化DNAの二重鎖形成能の評価を行うことである。複数の活性化基を導入したオリゴDNAを用い溶液中およびイオン交換担体界面上でのPEG修飾反応を行い、修飾反応の制御および高純度化の可能性について検討を行う。またイオン交換担体との静電相互作用は塩基数に依存するため,DNAが二重鎖を形成すると吸着サイト数がほぼ2倍になり溶出塩濃度が増加する。これを利用して相補的配列を有するPEG化DNAの混合,アニーリングにより二重鎖を形成させた後、IECで1本鎖と2本鎖を分離して二重鎖形成率を測定する。検出感度を向上させるために、DNA二重鎖と選択的に結合する蛍光プローブを使用する。さらにDNA分解酵素ヌクレアーゼ共存下におけるPEG化DNAの安定性についても、各種クロマトグラフィーによる構造解析手法を用いて評価する予定である。

さらに、これらのイオン交換クロマトグラフィーを用いた解析についても、一般的な微粒子担体のみならず巨大分子用のモノリスクロマトグラフィーを用いて行い、細孔空間における結合構造の違いに関する検討も行った。また、PEG化DNAは修飾反応後の経過時間が長くなった場合、複数の構造体を形成する挙動することがサイズ排除クロマトグラフィーおよびイオン交換クロマトグラフィーにより確認されたが、アニーリング処理により構造を単一化させ解析を行うことができた。一方でpolyG、polyCは凝集性が高くPEG化DNAと未反応DNAの分離が困難であり20塩基のもののみの合成と、その構造評価を行った。分子サイズの解析については動的光散乱法を用いた場合は、十分量のPEG化DNAが得られなかったため塩基数の短いDNAでは正確なデータを取得することができなかったが、サイズ排除クロマトグラフィーによる解析により分子サイズを同定することが可能となり、分子サイズと分子量の相関式を確立することができた。二本鎖形成能の評価についても、IECおよび蛍光法を用いた検討を着手しはじめているところである。今後の予定としては、複数修飾部位を有するPEG化DNAの合成と今年度に合成したPEG化DNAの二重鎖形成能の評価を行うことである。複数の活性化基を導入したオリゴDNAを用い溶液中およびイオン交換担体界面上でのPEG修飾反応を行い、修飾反応の制御および高純度化の可能性について検討を行う。またイオン交換担体との静電相互作用は塩基数に依存するため,DNAが二重鎖を形成すると吸着サイト数がほぼ2倍になり溶出塩濃度が増加する。これを利用して相補的配列を有するPEG化DNAの混合,アニーリングにより二重鎖を形成させた後、IECで1本鎖と2本鎖を分離して二重鎖形成率を測定する。検出感度を向上させるために、DNA二重鎖と選択的に結合する蛍光プローブを使用する。さらにDNA分解酵素ヌクレアーゼ共存下におけるPEG化DNAの安定性についても、各種クロマトグラフィーによる構造解析手法を用いて評価する予定である。
機能領域の立体構造改変による新規高機能リソソーム病治療薬の開発

リソソーム病に対して酵素補充療法が導入されたが、現在使用されている酵素薬には克服すべき多くの問題がある。そこで、リソソーム病の中でも重要なファブリー病とGM2ガングリオシドーシスに対して、夫々の疾患責任酵素に構造が似た酵素を、分子設計により改変し、基質特異性を変換した新規酵素を作製した。これらは、野生型酵素に比べて安定で、細胞内取り込みに優れ、アレルギー反応を起こし難いと考えられ、リソソーム病に対する新規酵素治療薬として期待出来る。ファブリー病の責任酵素であるα-ガラクトシダーゼ(GLA)との相同性が極めて高いα-N-アセチルガラクトサミニダーゼ(NAGA)の基質認識部位の構造を変えることにより、GLAの活性を持たせることが出来ないか検討した。プロテインデータバンク(PDB)に登録されている、ニワトリのNAGAとその阻害剤との複合体の結晶構造情報(ID:1KTC)を基に、ホモロジーモデリングで、ヒトのNAGAの立体構造モデルを構築した。この構造モデルとヒトのGLAの結晶構造情報とを比較し、互いの酵素蛋白質の基質特異性を決定するアミノ酸残基を特定した。さらにNAGAにおけるα-N-アセチルガラクトサミン残基を持つ糖複合体の認識に関係するアミノ酸残基を、α-ガラクトース残基を持つ糖複合体を認識するためのアミノ酸残基に置換するための候補を、in silicoで解析した。その結果、NAGAにおける特定の2つのアミノ酸残基を他のアミノ酸残基に置換することが妥当という結論を得た。これらの2アミノ酸残基を置換するように設計した改変NAGAcDNAを作製し、これをファブリー病患者由来の培養線維芽細胞に導入した。その結果、欠損していた細胞内GAL活性が回復し、GLA活性を持つ改変NAGAが発現したことが示された。同様のストラテジーで、テイ-サックス病やザンドホッフ病の責任酵素であるβ-ヘキソサミニダーゼA(HexA)の活性を持つ改変β-ヘキソサミニダーゼB(HexB)の作出を試みた。β-ヘキソサミニダーゼのβサブユニットとαサブユニットの立体構造情報を基に、それぞれの基質特異性を決定するアミノ酸残基を特定し、置換アミノ酸残基候補をin silicoで解析した。その結果、特定の2アミノ酸残基とGM2活性化蛋白質との結合に関係する領域の4アミノ酸残基とを置換することが適当と考えられた。今後、発現実験でその妥当性を証明する予定である。構造生物学を利用した新規高機能酵素の創出は、リソソーム病の酵素補充療法に応用可能と考えられる。ファブリー病の疾患責任酵素であるα-ガラクトシダーゼ(GLA)と立体構造が似ているα-N-アセチルガラクトサミニダーゼ(NAGA)を構成するアミノ酸残基のうち,基質認識に関係する2残基を,構造解析の結果に基づいて置換した。この改変NAGAのcDNAを,チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞に導入し,改変NAGAを大量に培地中に分泌するクローンを選別した。このCHO細胞株が分泌する改変NAGA蛋白を,限外濾過,硫安沈殿およびカラムクロマトグラフィーで精製した。この発現蛋白質の酵素学的解析を行い,GLAとしての活性を持つことを確認した。さらに,テイーサックス病やザンドホッフ病の疾患責任酵素蛋白質であるβ-ヘキソサミニダーゼA(HexA:αサブユニットとβサブユニットのヘテロ2量体)の立体構造情報を利用して,βサブユニットを構成するアミノ酸残基のうち,基質認識およびGM2活性化蛋白との結合に関係する領域の数アミノ酸残基を置換した。この改変βサブユニットをCHO細胞に導入し,内因性のβサブユニットとのヘテロ2量体を細胞内で作らせることに成功した。α-ガラクトシダーゼ(GLA)と立体構造が似ているが、その基質特異性が異なるα-N-アセチルガラクトサミニダーゼ(NAGA)の分子内部のアミノ酸を置換することにより、GLAとしての基質特異性を持つ改変型NAGAを分子設計し、その酵素蛋白質をチャイニーズハムスター卵巣由来の細胞(CHO細胞)で発現した。この発現酵素蛋白質は、野生型GLAの人工蛍光基質を分解する活性を有し、中性および酸性の緩衡液中や血液内で安定であった。また、細胞内取り込みに重要な糖鎖のマンノース6-リン酸残基を多く含有していた。この改変型NAGAを、ファブリー病患者由来の培養線維芽細胞の培養液中に添加したところ、欠損していた細胞内GLA活性が回復し、細胞内に蓄積していたセラミドトリヘキソシド(CTH)の分解が確認された。また、改変型NAGAをファブリー病モデルマウスの尾静脈から投与したところ、肝臓、腎臓および心臓などの臓器のGLA活性の著明な増加が認められた。これらの結果から、分子設計により作られた改変型NAGAが、新規のファブリー病治療薬として有望であると考えられた。

これと同様の方法で、ヘキソサミニダーゼA(HexA)のアイソザイムであるヘキソサミニダーゼB(HexB)の分子内部のアミノ酸を置換することにより、HexAとしての基質特異性を持つ改変型HexBを分子設計し、CHO細胞で発現した。この改変型HexBは、GM2ガングリオシドーシス患者由来の培養線維芽細胞に取り込まれ、細胞内に蓄積していたGM2ガングリオシドを分解した。改変型HexBは、GM2ガングリオシドーシスに対する新規の酵素補充治療用治療薬となる可能性があると考えられた。
リポ多糖解析に基づくcoxiella burnetiiの分子疫学的研究

得られたコクシエラの精製菌を用いてSDS-PAGEを行った。次いで銀染色、およびWesternblot analysis(WBA)により、本研究による分離菌と、既存の各菌株との蛋白、および抗原性状に関する比較を行った。銀染色の結果、本研究で得られた分離株には、比較に用いたNine Mile H相菌株、およびCalifornia株と異なる、株特異な蛋白画分は認められなかった。また、用いた全てのコクシエラで全蛋白の泳動像に差異は認められなかった。これらの結果は、国内外における以前の報告を裏付けるものである。抗コクシエラ・マウス血清を用いたWBAの結果、分離2株中、1株において、他のコクシエラとは異なる抗原性状が認められた。現在、糖鎖の性状について検討中である。血液吸着濾紙により採取した見かけ上健康なネコの乾燥濾紙血液を用いて、間接蛍光抗体法、およびPCRを行った。その結果、今回初めてPCRにより乾燥濾紙血液からのコクシエラ、およびネコひっかき病の主要な原因リケッチアであるBartonella henselaeに特異なDNAの検出に成功した。この事は乾燥濾紙血液サンプルが広範囲にわたるコクシエラの疫学調査に有用であることを示している(現在投稿準備中)。1群3匹の6週令のA/Jマウスを6群用意し、各群のマウスに上記6頭の生乳を接種した(マウス1匹当たり生乳1ml)。全群のマウスを各代につき3週間飼育観察し3代blind passageする事によりコクシエラの分離を行った。2代目以降はSPG液を用いて定法により作製した、接種マウスの肝臓の乳剤を接種した。各代で3週間後、脾臓あるいは肝臓からDNAを抽出し、nested-PCRによりC.burnetiiの検出を行ったところ、3代継代後のマウスのうち、6群中3群でPCR陽性となった。さらに、陽性マウスの脾臓および肝臓について電子顕微鏡による調査・観察を行ったところ、マウス細胞内にコクシエラに特異な空胞の形成が認められ、空胞内には長楕円あるいは円形の、多形性の菌体が多数認められた。これは北海道では初めての、ウシからのコクシエラ分離例である(現在投稿準備中)。陽性マウスの肝臓乳剤を5日令の発育鶏卵卵黄嚢内に接種し、コクシエラの増殖培養を行い、ショ糖およびRenografinを用いた密度勾配遠心法により精製抗原を作製した。現在、1サンプルにつき鶏卵80100個分の増殖菌体あるいは精製抗原を確保しつつある。
AEC下のタイにおける地域労働市場の変容

東南アジア諸国では,AECの枠組みの下で経済連携が進んでいる。それに伴う国際労働力移動の拡大は,各国の地域労働市場に影響を与えるものと考えられる。本研究では,タイを事例地として,周辺諸国からの労働力流入によってどのように変化したのか,産業別就業構造や都市間人口移動から明らかにする。第一に,統計資料のデータ分析,特にGIS(地理情報システム)を用いた空間解析によって,各都市の産業別就業構造ならびに都市間人口移動を明らかにする。第二に,タイ国内で国際労働力移動の影響が見られるであろう5つの都市を事例地として,個々の都市におけるタイ人労働者・外国人労働者の就業構造を実証的に明らかにする。今年度は,先行研究の収集から,マクロ分析に関連する人口メッシュ・土地利用に関するGIS研究,東南アジアを中心とする国内・国際の人口移動研究についてのレビューを行った。ミクロ分析に関連する地域労働市場に関する研究や地域産業構造に関する研究についても同じくレビューを進めている。また,GISを用いた空間解析としてLand Scanの人口メッシュデータを用いるが,人口移動の定量データ解析に先立ち,パイロットデータによる部分的な解析を行った。本来であれば本年度中にメインデータを入手し,解析を実施する予定であったが,データの購入費も小さくないため,慎重に検討を進めた結果,次年度へ先送りすることとした。その代わりに,タイ国内の人口移動に関するセンサスデータの解析と人口メッシュデータへの援用手法について検討を行った。本研究では,5つの都市を事例として地域労働市場の変化をフィールドワークからデータを収集,解析する計画である。フィールドワークに先立ち,構造化質問票を作成した。2019年2月に予定していた北タイでのフィールドワークは,研究代表者の体調悪化のため,渡航の直前で実施を見送ることとなった。ただし,調査票(タイ語・英語・日本語)は完成しており,次年度に予定するフィールドワークの準備は進んでいる。次年度は,前年度に予定していた北タイでのフィールドワークの実施に加え,東タイにてフィールドワークを実施する。これにより,国境に接する都市と地方工業都市におけるデータを収集する。なお本研究では東北タイおよび中部タイにおいて比較検討可能なデータ収集を行う計画であり,その調整も進める。また,GISを用いた空間解析も進め,次年度中にその成果の発表とそれにもとづく論文執筆にとりかかる。大規模なデータの購入と第1回目のフィールドワークの実施を初年度に予定していたものの,次年度へ繰り越したことが要因である。前者はパイロットデータの解析を進め,データ分析の検討を重ねた結果であり,後者は調査直前の体調悪化が原因であった。どちらも次年度中に実施し,計画当初のレベルに追いつく予定である。前者のデータを用いたGIS分析には,前年度からの繰り越し分で約100万円の支出を計画している。これは主に使用するデータの購入費である。その他の研究予算を後者のフィールドワークに充てる。
専門分野別の英語基礎的読解力養成指導のためのデータベースおよびその統計処理

2年間の研究期間を通して、本研究の2つの大きな目標が、以下のような形で達成された。1.分析対象となる英語データベースの構築に関して:(1)イメージスキャナを利用した高速で正確な文字読み取りシステムが完成した。これは、市販ソフトウェアを中心に据えるものの、その短所を補うための様々な支援プログラム独自に開発することによってはじめて達成された。別の手法で予め取り込んだ画像データに対して、文字認識処理を施し、その出力に対して、独自の機械辞書を参照しながらの、不正文字の検出、融合単語の分離等の処理が、柔軟なインターフェイスのもとに実現されている。(2)コンピュータネットワークからのデータ英文取得作業を円滑に行えるようになったため、多種多様な分野に属する基幹英文データが多量に蓄積されるようになった。(3)「1レコード・1センテンス」形式のデータベースへの整形処理用の、複雑なアルゴリズムに基づくプログラムも安定した状態に達したことから、個々の研究者が自らのニーズにかなったデータベースを構築するために必要な一連の手法を確立した。2.データベースに対する分析について:(1)各々のデータベース中の単語レベルの分析に加えて、中学校英語教科書中の動詞の用いられ方に対しても、実際の英文コーパスにおける動詞の分布との比較・検討が行えた。(2)機械辞書に準拠した、多くのモジュールから構成される自動品詞標識(タグ)付与プログラムが完成した。(3)確率・統計的な手法による複数の候補タグの選別処理が実現し、これと並行して行われる、英文法規則準拠のタグ選別処理との間での相補的な機能向上が今後、展開されようとしている。1.複数の文字認識ソフトを使用し、各々の長所・短所に対応した読み取りシステムの独自の開発を試み、以下の点に関する成果を得た。所謂「合わせ活字」に該当する画像データに複数の英文字を対応させることのできないソフトに対しては、FEPで、例えばffという2文字が合わさった画像には、2バイト文字の漢字「因」を振り当てる。同様の手法で、遭遇する合わせ活字を「仮字」として認識させ、後に、それをバッチファイ処理で、英字2文字に変換する。また、英文行末のハイフンで分割された単語を1つに結合させ、更に、2単語がスペースの誤認識により、融合して認識された場合には、独自に構築した機械辞書に基づき、それを分割する。得られたファイルに、次の段階として、「1行・1文形式」にフォーマットを統一するための行整形プログラムを開発した。これにより、可能な限りの自動英文読み取りが今後、更に実現性を高めている。2.独自に構築した機械辞書に準拠して、各英単語に、その品詞を示す標識を付与するプログラムをC言語を基幹として開発した。また、新出の単語に対しても、語尾形態辞書による品詞推測ルーチン、及び、大文字で始まる固有名詞や、イディオム、複合語には、それぞれに対して別個に機能するルーチンを設定して、全体を1つのプログラムとして統合した。3.なお、来年度の目標の1つである、構文解析に向けて、SEC、LOBの両コーパスにおける動詞の出現頻度、および、ジャンル別の分布状況をも網羅した、完全な動詞リストが完成し、その成果を紀要論文に発表した。重要な構文情報を動詞が担うと考えるためであり、この成果を、上述の各処理を経て得られたデータ文の解析に応用するのが今後の課題である。昨年度の研究と開発を通して得られた、各種の処理プログラムの改良と発展を推進すると共に、特にデータベース中の全英単語に対する、機械辞書を参照しながらの自動品詞標識(タグ)付与のためのプログラム、およびその結果ファイル中の、複数の候補タグが与えられた単語に対する最適タグへの絞り込みを実現するためのアルゴリズム、プログラムが一定の水準に達したと考えられる。

昨年度までに構築していた、イメージスキャナによる、印刷された英文からの自動文字読み取りに関しては、ソフトウェア側のドライバソースを書き換えることにより、直接的にスキャナとのデータ交信を行わずとも、予め別の画像取り込みソフトによって取得されたTIFF形式の画像データに対して、独自の支援プログラムを活用した文字認識を行わせることが可能になった。従って、対象の印刷物の性格に依存する場合あるが、従来とは比較にならないほどの高速で、かつ、正確な文字読み取りが実現されるにいたった。これによって、個々の英語研究者。英語教授者が、自らのニーズに即したデータをパーソナルコンピュータに取り入れるための強力な手段が完成したと言える。また、自動タグ付与処理と、その後の最適タグ選定処理に関しては、確率・統計的な手法によるアルゴリズムが、相当の成績を納め、これと並行して施される、英文法の規則に準拠したタグの絞り込み処理とを有機的に関連付けることにより、今後、一層精度の高い自動タグ付与システムが構築されることになろう。計算機が最も得意とする、確率・統計処理のような数値処理の手法と、一般化してプログラム上では実現しにくい側面を持つ文法規則に準拠した手法との間での歩み寄り・摺り合わせの可能性が、本年度の研究を通して得られた、最も斬新な示唆と言える。
プラズマ計測用光-X線ハイブリッドCTシステムの開発

1.光エミッションCTシステムの製作本年度は、先ず前年度に行った基礎実験の結果に基づき、開発する光-X線ハイブリッドCTシステム全体の設計を行った。そして、その設計に従って、光エミッションCT部のハードウェアを製作した。この部分は、固定したコリメータの前面に設置したミラーをDCモータで高速に回転させ、さらにコリメータ及びミラー部分全体を放電管の回りに連続的に回転させながら投影データを収集していくものであって、数秒で再構成に必要な全投影データを収集することが出来るようになっている。断層画像の再構成は、現有のワークステーションで行い、このためのソフトウエアも開発した。2.X線CTとのハイブリッド化上記の光エミッションCTシステムをX線CTシステムと結合して、ハイブリッド化を図った。ここでは、共同研究者弓削の提供による市販の産業用X線CTシステムで取得したガラス管の形状データが、上記の光エミッションCTシステムにおける屈折および反射の補正に即有効となるよう、両者の仕様をリンクさせた。3.ハイブリッドCTシステムによるデータ収集と画像再構成開発した光-X線ハイブリッドCTシステムにより、放電管内部の発光強度分布の投影データを測定し、同時に得られた放電管の管壁形状データを用いて、光の屈折補正を行った。実測された管壁形状データを用いることにより、より精度の高い屈折補正を行うことができ、その結果、発光強度分布に関する再構成画像の信頼性が向上した。平成3年度は,主に現有の装置を用いて基礎的デ-タを収集し,検討を加えた.その具体的経緯を以下に述べる.1.基礎デ-タの収集これまで所有していた簡易実験システムを改良し,基礎的デ-タの収集を行った.ここでは光の屈折が無視できる薄いプラズマ容器を用い,減衰がほとんど無い可視発光の計測を行って,本手法によって得られる再構造画像の定量性,空間解像度などについてより正確に検討した.これと平行して,プラズマ内部における各波長の光の減衰,およびプラズマ容器の形状計測と光の屈折・反射に関する基礎デ-タの収集も行った.この結果,以下のことが明確になった.(1)画質劣化要因ープラズマ容器における光の屈折・反射の影響およびプラズマ光の減衰ーを無視できる場合には,収集する投影デ-タのサンプル数,投影方向数を最適に設定することによりプラズマ容器中の発光強度分布を0.5mm程度の分解能で十分映像化可能である.(2)プラズマの減衰補正に必要な光の減衰係数分布,及び光の屈折補正のために必要なプラズマ容器形状の測定精度は,その補正精度に大きく影響する.(3)光の反射補正は,その一次反射成分のみでなく,場合によっては二次以上の成分も考慮しなければ良好な補正効果を得ることができない.2.実験システムの設計基礎実験の結果を整理・検討し,新たに製作する実験システムの仕様を決定した.次年度は,この設計に基づきシステムを製作し,本手法の有効性を検証する予定である.1.光エミッションCTシステムの製作本年度は,先ず前年度に行った基礎実験の結果に基づき,開発する光-X線ハイブリッドCTシステム全体の設計を行った.そして,その設計に従って,光エミッションCT部のハードウェアを製作した.この部分は,固定したコリメータの前面に設置したミラーをDCモータで高速に回転させ,さらにコリメータ及びミラー部分全体を放電管の回りに連続的に回転させながら投影データを収集していくものであって,数秒で再構成に必要な全投影データを収集することが出来るようになっている.断層画像の再構成は,現有のワークステーションで行い,このためのソフトウエアも開発した.2.X線CTとのハイブリッド化上記の光エミッションCTシステムをX線CTシステムと結合して,ハイブリッド化を図った.ここでは,共同研究者弓削の提供による市販の産業用X線CTシステムで取得したガラス管の形状データが,上記の光エミッションCTシステムにおける屈折および反射の補正に即有効となるよう,両者の仕様をリンクさせた.3.ハイブリッドCTシステムによるデータ収集と画像再構成開発した光-X線ハイブリッドCTシステムにより,放電管内部の発光強度分布の投影データを測定し,同時に得られた放電管の管壁形状データを用いて,光の屈折補正を行った.
迅速かつ効率的な血液分化細胞の解析構築

造血幹細胞や免疫細胞の各分化系譜細胞を標識することは、マウスを用いた迅速的かつ簡便な解析方法の重要なツールになると考えられた。我々は人工染色体技術を用いることで各分化細胞遺伝子領域下に様々な蛍光タンパク室をコールする遺伝子を加えることにより、各血液分化細胞を抗体染色なしに採血後フローサイトメーターにて解析することで血液分化細胞の比率などが解析できるマウスの樹立を目標にした。始めに我々は各分化細胞の特異的遺伝子を探索した。様々な蛍光タンパク質を細胞に遺伝子導入することで最適な蛍光タンパク質の組み合わせを特定した。しかし、人工染色体の技術が間に合わなかったが、今後も継続しマウスの樹立を成功させたい血液学もしくは免疫学において、血液細胞の各細胞分化マーカーを指標に解析する手法は一般かされている。申請者は骨髄中に存在する造血幹細胞の移植系を用いることで各血液細胞マーカーをフローサイトメーターで解析する手法を用いて、造血幹細胞の休眠状態を分子レベルで定義した。さらに、骨髄中のシュワン細胞が造血幹細胞の休眠状退を誘導している細胞であることを明らかにした。申請者は、各血球分化細胞特異的に蛍光タンパクを発現することにより、従来の抗体染色をせずとも血球の割合等の解析可能なマウスの作製し、造血幹細胞の研究を進めるにあたり実験系を迅速かつ効率的に進める手法の確立を目指している。現在、蛍光タンパク質の組み合わせを検証し、各蛍光タンパク質のベクターを作製中である。また、効率的にトランスジェニックマウスを作製するためにB6マウス由来のES細胞を樹立することによりテトラプロイド法によりキメラ形成を経由せずともトランスジェニックマウスが作製できる系を立ち上げた。我々は、本研究課題は各血球系特異的に様々な組み合わせの蛍光タンパク質を発現させることにより、抗体を用いずに瞬時にマウスの血球分化をフローサイトメーターにて解析するマウスの開発を目指した。まず、フローサイトメーターを用いて蛍光波長が重なり合わない蛍光タンパク質の種類を探索することとした、現時までに数多くある蛍光タンパク質が同定されている。我々は様々な蛍光タンパク質を発現させた細胞株を作製し、実際にフローサイトメーターにて蛍光波長の分離が良い5種類の蛍光タンパク質を選び出した。しかし、血球マーカーは大きく分けてもB細胞、T細胞、マクロファージ、顆粒球、赤血球、血小板と6色を使用しなくてはならないという問題が出てきた。また、蛍光タンパク質を導入するマウスES細胞を独自に樹立し(B6)、各分化マーカー分子のプロモーター領域を解析した。マウスの作製に関しての準備を行った。最終的にはプロモーターと蛍光タンパク質を数種類繋げた遺伝子を1つの細胞に挿入する方法として、申請は人工染色体を用いたシステムにて行う予定である。そのシステムは鳥取大学との共同研究により行う予定である。しかし、人工染色体を作成もしくは導入する実験は熟練の技術が必要であるために、技術を研究室に取り入れる為に習得することも視野に考えている。さらにはトランスジェニックマウスの作成に関しても胚操作技術を習得することにより、迅速なマウスの作成を行っていく予定である。血液学もしくは免疫学において、血液細胞の各細胞分化マーカーを指標に解析する手法は一般かされている。(Yamazaki etal.,EMBO. 2006, Bloob. 2009)。さらに、骨髄中のシュワン細胞が造血幹細胞の休眠状退を誘導している細胞であることを明らかにした(Yamazaki et al., Cell. 2011)。申請者は、各血球分化細胞特異的に蛍光タンパクを発現することにより、従来の抗体染色をせずとも血球の割合等の解析可能なマウスの作製し、造血幹細胞の研究を進めるにあたり実験系を迅速かつ効率的に進める手法の確立を目指した。研究を実施するにあたり人口染色体の作成手技を勉強することにおいて、人口染色体を搭載したマウスの作成を鳥取大学の染色体工学センターとの共同研究を戦略として考えている。現在、鳥取大学と協議中である。また多種多様な傾向タンパク質の組み合わせを吟味して考える必要があることから、現在にいたるまで問題点がおおい。今プロジェクトの科研費は終了してしまうが、引き続き本研究は継続的に行っていく計画であり、血液学や免疫学に必要必須な研究ツールを提供したいと考えている。またさまざまな事を本研究で学べたことから、違う研究にも繋げていけると考えている。しかし、人工染色体の技術が間に合わなかったが、今後も継続しマウスの樹立を成功させたい計画ではすでに蛍光タンパク質の組み合わせが終了しており、マウスの作製が始まっている予定であったが、予期せぬ問題により、遅れてしまっている。幹細胞生物学今後の研究としては、現在のサイトメーターや細胞イメージ解析装置は蛍光タンパク質の蛍光波長を読み取り分離できる機器が存在する。

その機器を用いることにより、近接した蛍光波長を出す蛍光タンパク質においても、分離可能であると予定しており、6色以上の組み合わせを目標にしている。当初、5種類以上の蛍光タンパク質を分離することが困難であると予想されたが、フローサイトの進化によりその問題が改善され、研究が進んだ為。また、各血球系に特異的に発現している分子上流にあるプロモーターをクローニングその下流に各蛍光タンパク質を挿入するベクターを作製した。さらに、このベクターをレトロウイルスベクターシステムにて細胞株に感染させ、5種類以上の蛍光タンパク質を発現する細胞株を作製した。作製した5種類の蛍光タンパク質を発現した細胞株をもちいてフローサイトメーターにおける解析の有無をしらべる。また、フローサイトメータの視点からもフィルターや蛍光波長の違いにより蛍光波長補正をあまり使わない蛍光タンパク質の分離を開発する。また最終的には、人工染色体ベクターを構築することでES細胞に導入し、生体を得ることを目指す。
サンゴ礁生態系における有色溶存態有機物の光学特性

本申請研究は、サンゴ礁生態系における有色溶存態有機物(CDOM)の光学特性を明らかにすることを目的とし、現場観測と培養実験を組み合わせて、CDOMの光化学特性と光生物学特性について明らかにしようとした。特に、アジア特有の北東モンスーン季節と非モンスーン季節に注目し、2つの季節間のCDOMの光学特性の違いについて比較した。まずCDOMの光化学特性を明らかにするため、吸光特性、蛍光特性、化学組成の解析を行った。その結果、モンスーン季節に増加するCDOMは、主に陸上植物由来のLigninを多く含むCDOMの流入によるものであることが明らかとなった。さらに、CDOMの吸光特性が蛍光特性および化学特性(特にLignin含有率)とともに変動することがわかった。一方、CDOMの光生物学特性は、CDOMに対する光とバクテリアの影響を培養実験によって評価した。その結果、北東モンスーン季節の有無によりCDOMの挙動が異なり、光分解・バクテリア分解・バクテリア生産の影響をわけて評価することは難しく、本研究で明らかにすることはできなかった。しかし、CDOMの光生物応答が季節によって異なることが明らかとなり、それはCDOMの光化学特性すなわち質の変化に起因することが示唆された。従来、捉えどころのなかったCDOMの存在(吸光特性)が、蛍光特性や化学特性と共変動する関係にあるということを明らかにした本研究の成果は、様々な分野にも応用できることが期待される。光学特性は衛星データを活用され、広範囲の海洋の炭素概算が可能になるかもしれない。今後は、海洋の物質循環の観点から、定量的評価も行う必要がある。しかし、CDOMと溶存炭素(DOC)の比率が季節や場所によって異なるため、今後も様々な海域で継続的な調査が必要であると考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。熱帯のサンゴ礁は一年中強い紫外線ストレスに暴露され、水柱において紫外線を吸収する物質として、有色溶存態有機物(CDOM)が知られている。熱帯マレーシアのサンゴ礁海域におけるCDOMの光学特性は、非モンスーン季節とモンスーン季節の間で顕著に異なることがわかってきた。本申請研究は、光化学特性(吸光特性、蛍光特性、脂肪酸組成など)と光生物学特性(CDOMに対する光とバクテリアの応答)の2つの観点に分けて、非モンスーン季節とモンスーン季節のCDOMの光学特性を明らかにすることを目的としている。平成26年度は、非モンスーン季節(10・2月)とモンスーン季節(12・1月)において、マレーシアで現場観測と培養実験を行った。現場観測では、本土の河口域から約10 km離れたBidong島の間に7地点設け、表層・中層・底層の3深度からCDOM試料を採取し、各季節の空間的なCDOMの分布を明らかにした。CDOMの光化学特性は、吸光度・蛍光強度・有機物組成の3つの手法により明らかにした。現場観測の結果、Bidong島のサンゴ礁周辺海域のCDOMは、本土の陸水由来のCDOMの影響をほとんど受けていないことが明らかとなった。しかし、モンスーン季節後に植物プランクトン由来と知られるProtein-like substanceが同海域において顕著に増加した。その理由として、陸から供給された有機物や、植物プランクトンの成長を促進すると知られる腐植物質が、海洋で速やかに光分解され、無機化することで、生物生産へ物質の循環が促進されたと考えられた。培養実験では、海水・陸水・サンゴ粘液を用い、【バクテリアのみ(暗所)】と【バクテリア+自然光】の2条件の培養を行い、それぞれの基質におけるCDOMの増加と減少を調べた。培養実験の結果、季節によってCDOMの光生物応答が異なることが明らかとなった。