hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非天然アミノ酸のタンパク質への組み込み

1)非天然型のアミノアシルpCpCpAの化学合成を行う際、保護基の選び方が単離収率に大きく影響することがわかったので、5′末端のリン酸および該酸塩基のアミノ基の保護基として、それぞれ中性条件下パラジウム錯体を用いて均一系で除去できるアリル基およびアリルオキシカルボニル基を導入し、インターヌクレオチドのリン酸と核酸の2′水酸基の保護基にはそれぞれアリル基およびエトキシエチル基を用いて合成を行った。非天然アミノ酸としては、タンパク質への組み込み後の検出を容易に行えるようにするため、リシンの側鎖にビオチン基を導入したビオチニルリシルpCpAを合成した。2)酵母フェニルアラニンtRNAやチロシンtRNAなどを出発材料に、RNAの分子整形術を駆使してアンチコドンに任意の配列のトリプレットを持ち、3′末端のpCpCpAを欠くtRNAを大量に作製できるようにした。また、ビオチン修飾したRNAやタンパク質を高感度に検出する方法の検討を行い、放射性標識を用いずにRNAの塩基配列を解析できる新しい方法を開発した。3)大腸菌の無細胞タンパク質合成系とチオ-mRNAを用いたモデル実験系を構築し、チオ-mRNAがヌクレアーゼ耐性や翻訳効率の点で天然のmRNAよりも優れていることを示した。また、高度好熱菌の無細胞タンパク質合成系におけるポリアミンの影響について検討した。さらに酵母や牛ミトコンドリア由来の無細胞系についてもタンパク質合成の安定化について基礎的な条件等を検討した。まず、pCpCpA-aaを合成するための原料となるトリヌクレオチドpCpCpAの合成を次のように行った。シチジンとアデノシンの塩基部分、5'末端のリン酸、およびインターヌクレオチドリン酸の保護基には、それぞれ、亜鉛により除去可能なトリクロロt-ブトキシカルボニル基、トリクロロエチル基、およびフェニルチオ基を、シチジンとアデノシンの2'位の保護基には、弱酸により除去可能な2-エトキシエチル基を用い、リン酸トリエステル法によりpCpCpAを合成した。次に、アミノ酸のアミノ基の保護基として、従来のベンジルオキシカルボニル基(Z基)よりも緩和な条件下除去可能なアリルオキシカルボニル基を用いることを検討したが、上記亜鉛による脱保護の際、同時に脱離してしまうことがわかり、従来通りZ基を用いることにした。現在、pCpCpAとアミノ酸とを結合し、pCpCpA-aaの合成を行っている。次に、アンチコドンにCpUpA(終止コドンUpApGに対応)を持ち、3'末端のCpCpAを欠くtRNAを効率よく作製するための条件検討を行い、以下のような分子整形による方法を確立した。出発材料として酵母tRNA^<Phe>を用い、RNase A限定分解によりG1からU33までの5'断片を得る。RNAリガーゼにより5'断片にpCpUpを結合してG1-U33C34U35とする。また、tRNA^<Phe>をRNase U2で限定分解してA36からA73までの3'断片を得る。次いで5'断片G1-U35と3'断片A36-A73をRNAリガーゼで結合してtRNA^<Phe>(-CpCpA)とする。この方法により従来法に比べ23倍の収率でtRNA^<Phe>(-CpCpA)を合成できるようになった。現在この3'CpCpAを欠くtRNAと上記のpCpCpA-aaをRNAリガーゼにより結合してアミノアシル-tRNAを高収率で調製する条件を検討し始めている。

1)非天然型のアミノアシルpCpCpAの化学合成を行う際、保護基の選び方が単離収率に大きく影響することがわかったので、5'末端のリン酸および核酸塩基のアミノ基の保護基として、それぞれ中性条件下パラジウム錯体を用いて均一系で除去できるアリル基およびアリルオキシカルボニル基を導入し、インターヌクレオチドのリン酸と核酸の2'水酸基の保護基にはそれぞれフェニルチオ基およびエトキシエチル基を用いて合成を行うことにした。非天然アミノ酸としては、タンパク質への組み込み後の検出を容易に行えるようにするため、リシンの側鎖にビオチン基を導入したビオチニルリシルpCpAを合成した。2)酵母フェニルアラニンtRNAを出発材料に、RNAの分子整形術を駆使してアンチコドンにCUAを持ち、3'末端のpCpCpAを欠くtRNAを量産できるようにした。また、ビオチン修飾したRNAやタンパク質を高感度に検出する方法の検討を行い、放射性標識をすることなくtRNA等の低分子RNAの塩基配列を解析できる新しい方法を開発することができた。残念ながら、アミノアシルpCpCpAの合成が間に合わず、非天然アミノ酸を結合したアミノアシルtRNAの構築までは至らなかったが、上記アミノアシルpCpA(Cが1残基短い)を用いた予備実験でリガーゼ反応の条件検討を行った。3)大腸菌の無細胞タンパク質合成系とチオ-mRNA(ジヒドロ葉酸還元酵素;DHFR)を用いたモデル実験系を構築し、チオ-mRNAがヌクレアーゼ耐性や翻訳効率の点で天然のmRNAよりもすぐれていることを示した。当初予定した高度好熱菌の無細胞タンパク質合成系は反応の再現性や効率に問題があり、現在なお最適化の努力を続けている。
極めて微小な測定体積を持つ位相ドップラー流速計の開発

ディーゼル機関の排気物質低減のため、燃料噴霧の挙動の解明が求められているが、噴射される燃料の噴霧液滴は高速かつ高数密度であるため従来の流速計では測定が困難であった.位相ドップラー流速計(PDPA)は2本のレーザー光を交差させ,交点に生じた干渉縞を通過する液滴の速度とサイズを計測する装置であり,液滴の速度とサイズを計測する代表的な計測装置である.しかし,従来のPDPAの測定体積は大きく,そのため高数密度な液滴群の個々の液滴を計測することが困難であった.独自に開発したレーザー2焦点流速計(L2F)は,半導体レーザーより出力されたレーザー光をビームスプリッターにより2本のレーザー光に分け,集光レンズを用いることにより形成した2つの焦点間を飛行する液滴の速度とサイズを計測する装置である.L2Fの測定体積はPDPAに比べて100分の1以下であり,より高数密度な液滴群の計測が可能であるが,測定点を通過した液滴の形状を識別することができない.本研究において, L2Fの光学系を改良し,極めて細いレーザー光を用いた測定点を作ることで, L2Fよりも小さな測定点を持ち,なおかつ変形した液滴を識別可能な新たな流速計を開発することを目的としている.波長810nmの半導体レーザーより出力された拡散するレーザー光を非球面レンズおよびビームスプリッターを用いることで2本の平行光を生成し交差させた. 2本のレーザー光の交差部に液滴を通過させた際に生じたドップラー信号を受光可能であることを確認した.他研究者が公表した論文,および過去に行ったL2F計測結果より,ディーゼル噴霧の先端近傍に高数密度な液滴群が存在することがわかっている.今後は光学系を最適化することでより細いレーザー光を生成し,さらに波長が短い半導体レーザーを用いることで測定体積の微小化する.それらの光学系を用いて噴孔近傍における噴霧先端に存在する高数密度液滴群の挙動を明らかにすることを目指す.ディーゼル機関の排気物質低減のため、燃料噴霧の挙動の解明が求められているが、噴射される燃料の噴霧液滴は高速かつ高数密度であるため従来の流速計では測定が困難であった.位相ドップラー流速計(PDPA)は2本のレーザー光を交差させ,交点に生じた干渉縞を通過する液滴の速度とサイズを計測する装置であり,液滴の速度とサイズを計測する代表的な計測装置である.しかし,従来のPDPAの測定体積は大きく,そのため高数密度な液滴群の個々の液滴を計測することが困難であった.独自に開発したレーザー2焦点流速計(L2F)は,半導体レーザーより出力されたレーザー光をビームスプリッターにより2本のレーザー光に分け,集光レンズを用いることにより形成した2つの焦点間を飛行する液滴の速度とサイズを計測する装置である.L2Fの測定体積はPDPAに比べて100分の1以下であり,より高数密度な液滴群の計測が可能であるが,測定点を通過した液滴の形状を識別することができない.本研究において, L2Fの光学系を改良し,極めて細いレーザー光を用いた測定点を作ることで, L2Fよりも小さな測定点を持ち,なおかつ変形した液滴を識別可能な新たな流速計を開発することを目的としている.波長810nmの半導体レーザーより出力された拡散するレーザー光を非球面レンズおよびビームスプリッターを用いることで2本の平行光を生成し交差させた. 2本のレーザー光の交差部に液滴を通過させた際に生じたドップラー信号を受光可能であることを確認した.他研究者が公表した論文,および過去に行ったL2F計測結果より,ディーゼル噴霧の先端近傍に高数密度な液滴群が存在することがわかっている.今後は光学系を最適化することでより細いレーザー光を生成し,さらに波長が短い半導体レーザーを用いることで測定体積の微小化する.それらの光学系を用いて噴孔近傍における噴霧先端に存在する高数密度液滴群の挙動を明らかにすることを目指す.
膜輸送メカニズムに基づく放射性セシウム低吸収きのこの作出

福島第一原発事故によって東日本では野生きのこ・栽培キノコの放射性セシウム汚染が大きな問題になっており、その解決策の一つとして、セシウム吸収能の低い品種の作出があげられる。本課題では、セシウムの吸収能力が異なる種や菌株においてセシウムの吸収に強く関与する膜輸送体遺伝子の作用機構を明らかにし、セシウム吸収を制御する菌株の作出を目的とする。今年度はモデル菌であるウシグソヒトヨタケにカリウムや安定同位体セシウムを添加した培地を用いて培養試験を行い菌体中のセシウム濃度の変化への影響を調べた。培養条件の最適化を行うため、培養期間と菌体セシウム含量の関係を調べたところ、培養から6-7日後にピークがあり、その前後は濃度が低いことが示された。セシウムを添加or非添加した培地で複数のウシグソヒトヨタケ野生株を培養したところ、セシウム添加培地ではセシウム濃度の株間差が認められなかったが、セシウム非添加培地では非常に低濃度ながら最大6倍の株間の濃度差が認められ、天然培地中に僅かに含まれるセシウムに対する反応が異なったと予想された。こうした菌株のセシウム吸収能力の差は次年度以降の遺伝子解析を行う際の材料となることが期待される。培地に添加するカリウム濃度を変化させて培養した結果、培地中のカリウム濃度が高いほど菌体のセシウム濃度は減少した。菌体と培地に含まれるカリウムおよびセシウムの濃度比を比較したところ、カリウム添加量が少ないほどカリウムの濃度比はセシウムの濃度比よりも大きくなり、選択的にカリウムを吸収している可能性が考えられた。セシウム吸収能の種間差を試験するため、野生の子実体において属内での種間差が認められているスギタケ属の菌株を収集した。また種間差と膜遺伝子の関係を調べるマーカー作出のため、ゲノムが解読済みの担子菌類について、データーベースより、カリウムの膜輸送体遺伝子の収集を行った。培養条件の設定や同位体分析のセットアップに時間を要したため、当初計画していた遺伝子発現の実験を行うことができなかった。セシウム吸収能の菌株差が生じる培養条件において菌株の遺伝子解析を行い、セシウム吸収作用に関与する膜関連遺伝子の発現の有無を明らかにする。複数の同属の種について培養試験を行い、in vitroでの濃度差が生じるか明らかにする。遺伝子実験を行わなかったため、予算に余りが生じた。次年度の遺伝子実験に用いる予定である。
泌尿器悪性腫瘍に対するバイオ診断チップを用いたセルフスクリーニングシステム

癌スクリーニングシステムには高い正確性(診断精度),簡便性,迅速性,および非侵襲性等,が要求される.我々はこれらの条件に合致したバイオ診断チップの開発をすすめ,2年間で以下の成果を得ることができた.1.従来のイムノクロマトセンサーに既存抗体を配置したチップを作成し,金ナノ粒子,クロマト担体材料などの選別,最適化した.さらに,マイクロビース配置型やクロマト機能材料配置型に基づいた複数の抗体マーカーが配置可能なマルチ型イムノセンサーを構築した.2.マイクロ流体チップ技術と分離素材技術を連携させ,サンプルに混在するセンサー阻害物質除去能と微量サンプル濃縮能を有する試料前処理チップを作製した.3.発色,蛍光,電極法等のデバイスを用いてマイクロリットルレベルでの微量採血でも診断が可能な高感度測定デバイスを設計し,デバイスを小型化した.4.設計試作した各種センサーの特性を,1)センサー応答の評価,2)前処置条件の検討及びチップ作成,3)サンプリング及び導入装置,4)測定デバイスと小型化の検討,等の観点から再検討し,低侵襲型診断システムを最適化した.5.固相として塗布している抗体溶液中に金コロイド修飾抗体を混ぜることによって,抗原測定時に僅かな抗原捕捉金コロイド修飾2次抗体しかない場合(抗原濃度が薄い)でも固相側の金コロイドによって発色を増強する方法(金コロイド修飾抗体入り固相化抗体塗布法)を開発し,テストストリップの高感度化を達成した.6.金コロイド修飾抗体入り固相化抗体塗布法を用いて,血清total-PSA値2ng/mlを検出目標としたテストストリップを作製した.臨床応用を図るべく,既に当院泌尿器科外来において臨床検体約50例を文橡に同キットを使用したPSAの検出を試み,簡便性,迅速性,正確性,再現性,実用性等を評価した.7.pro-PSAがtotal PSAを凌駕しうる前立腺癌の新規マーカーとなりうるかを検討すべく,ペプチド合成を行いpro-PSAのモノクローナル抗体を作製する予定であったが,適切な抗体が作製できず,今後の検討課題となった.癌スクリーニングシステムには高い正確性(診断精度),簡便性,迅速性,および非侵襲性等,が要求される.我々はこれらの条件に合致したバイオ診断チップの開発をすすめており,本年度の進捗状況は以下の通りである.1.従来のイムノクロマトセンサーに既存抗体を配置したチップを作成し,金ナノ粒子,クロマト担体材料などの選別,最適化を検討した.さらに,マイクロビース配置型やクロマト機能材料配置型に基づいた複数の抗体マーカーが配置可能なマルチ型イムノセンサーの構造を検討していく予定である.2.マイクロ流体チップ技術と分離素材技術を連携させ,サンプルに混在するセンサー阻害物質除去能と微量サンプル濃縮能を有する試料前処理チップを作製した.3.発色,蛍光,電極法等のデバイズを用いてマイクロリットルレベルでの微量採血でも診断が可能な高感度測定デバイスを設計し,デバイスの小型化にも取り組んだ.4.設計試作した各種センサーの特性を,1)センサー応答の評価,2)前処置条件の検討及びチップ作成,3)サンプリング及び導入装置,4)測定デバイスと小型化の検討,等の観点から再検討し,低侵襲型診断システムの最適化を検討した.5.固相として塗布している抗体溶液中に金コロイド修飾抗体を混ぜることによって,抗原測定時に僅かな抗原捕捉金コロイド修飾2次抗体しかない場合(抗原濃度が薄い)でも固相側の金コロイドによって発色を増強する方法(金コロイド修飾抗体入り固相化抗体塗布法)を開発し,テストストリップの高感度化が可能になった。6.金コロイド修飾抗体入り固相化抗体塗布法を用いて,血清total-PSA値2ng/mlを検出目標としたテストストリップを検討する予定である.また,pro-PSAが前立腺癌の新規マーカーとなりうるかを検討すべく,まずペプチド合成を行いpro-PSAのポリクローナル抗体を作製する予定である.癌スクリーニングシステムには高い正確性(診断精度),簡便性,迅速性,および非侵襲性等,が要求される.我々はこれらの条件に合致したバイオ診断チップの開発をすすめ,2年間で以下の成果を得ることができた.1.従来のイムノクロマトセンサーに既存抗体を配置したチップを作成し,金ナノ粒子,クロマト担体材料などの選別,最適化した.さらに,マイクロビース配置型やクロマト機能材料配置型に基づいた複数の抗体マーカーが配置可能なマルチ型イムノセンサーを構築した.2.マイクロ流体チップ技術と分離素材技術を連携させ,サンプルに混在するセンサー阻害物質除去能と微量サンプル濃縮能を有する試料前処理チップを作製した.3.発色,蛍光,電極法等のデバイスを用いてマイクロリットルレベルでの微量採血でも診断が可能な高感度測定デバイスを設計し,デバイスを小型化した.4.設計試作した各種センサーの特性を,1)センサー応答の評価,2)前処置条件の検討及びチップ作成,3)サンプリング及び導入装置,4)測定デバイスと小型化の検討,等の観点から再検討し,低侵襲型診断システムを最適化した.5.固相として塗布している抗体溶液中に金コロイド修飾抗体を混ぜることによって,抗原測定時に僅かな抗原捕捉金コロイド修飾2次抗体しかない場合(抗原濃度が薄い)でも固相側の金コロイドによって発色を増強する方法(金コロイド修飾抗体入り固相化抗体塗布法)を開発し,テストストリップの高感度化を達成した.6.金コロイド修飾抗体入り固相化抗体塗布法を用いて,血清total-PSA値2ng/mlを検出目標としたテストストリップを作製した.

臨床応用を図るべく,既に当院泌尿器科外来において臨床検体約50例を文橡に同キットを使用したPSAの検出を試み,簡便性,迅速性,正確性,再現性,実用性等を評価した.7.pro-PSAがtotal PSAを凌駕しうる前立腺癌の新規マーカーとなりうるかを検討すべく,ペプチド合成を行いpro-PSAのモノクローナル抗体を作製する予定であったが,適切な抗体が作製できず,今後の検討課題となった.
人工神経を用いた新しい横隔神経再建法の開発

本研究の目的は、人工神経を用いた新しい横隔神経再建法を開発することである。横隔神経は肺癌の縦隔浸潤に際しては切断されることがあり、従来、肋間神経移行などが行われることがあったが、再建の標準術式は未だにない。一方、整形外科領域では自己組織再生型の人工神経が臨床応用され、自家神経移植に代わる治療として注目されている。そこで本研究ではイヌのモデルにおいて、従来の術式の中では一番好成績が予想される血管柄付自家神経移植と比較して、人工神経の有用性を胸部外科領域で検討した。横隔神経麻痺は即ち、呼吸不全の原因となり、とりわけ低肺機能の患者においては命にかかわる重篤な病態となる。本研究ではイヌのモデルにおいて、従来の術式の中では一番好成績が予想される血管柄付自家神経移植と比較して、人工神経の有用性を胸部外科領域で検討した。ビーグル犬を用いた動物実験用に直径2mm、長さ3cmのポリグリコール酸チューブの内部にコラーゲンを充填した人工神経を作製した。これを用いてビーグル犬の右側横隔神経欠損部(L=2cm)の再建を行った。コントロールには従来最も成績が良いとされてきた有茎神経移植として局所で横隔神経を2カ所で切断してマイクロサージャリーの手法で端々吻合した群を作った。612ヶ月にわたり経時的に各群の回復を電気生理学、X線、MR画像で評価するとともに、12ヶ月後に病理組織学的にシュワン細胞と神経軸索の回復を確認した。現在はそのデータの解析をすすめているが今後N数を増やして統計的に有意に良好な結果が出れば臨床応用に進める計画である。これまで治療法のなかった疾患に対する新しいアプローチとして臨床的意義の大きな研究と考えている。本研究ではイヌのモデルにおいて、従来の術式の中では一番好成績が予想される血管柄付自家神経移植と比較して、人工神経の有用性を胸部外科領域で検討している。動物実験用に直径2mm、長さ3cmのポリグリコール酸チューブから内部にコラーゲンを充填した人工神経を作製した。これを用いてビーグル犬の右側横隔神経欠損部(L=2cm)の再建を行っている。コントロールには従来最も成績が良いとされてきた有茎神経移植として局所で横隔神経を2カ所で切断してマイクロサージャリーの手法で端々吻合した群を作り、612ヶ月にわたり経時的に各群の回復を電気生理学、X線、MR画像で評価するとともに、12ヶ月後に病理組織学的にシュワン細胞と神経軸索の回復を確認中である。ビーグル犬に対し、右開胸下に横隔神経を横隔膜上5cmの高さで2cm切除して、これをφ2mm、長さ25mmのPGA-コラーゲンチューブで架橋再建する(N=10)。対照群として、同位部で2カ所2cm感覚で横隔神経を切除後、マイクロサージャリーの手法を用いて9-0ナイロン糸で端々吻合した群(N=10)を作製した。人工神経作製や動物実験モデルの作製を順調に行なっている。抑制性のシナプス伝達IPSP測定に関しては電位が微弱であり新しいシステムを作る必要があることが判明してこれの設計を行なう。ビーグル犬(体重812kg)を用いて右開胸下に横隔神経を切断。長さ1cmの欠損を作製して同部を人工神経(PGA-C tube)で再建するモデルで神経再生を評価する。コントロールには神経電気刺戦装置によるペーシングを併用してデータの信頼度を高める予定である。動物実験(ビーグル犬横隔神経再生モデル)を行なうための消耗品費(動物代、飼料代、手術用品、コラーゲン、PGA、繊維代、薬品代等)、研究打合わせのための旅費ならびに実験補助に対する謝金として使用する予定である。
分子遺伝学的手法によるオオムギ皮裸性遺伝子の単離

オオムギにおいて種子の皮裸性は収穫産物の用途を規定する重要な形質である.皮ムギは醸造ならびに飼料用に用いられるのに対し,裸ムギは加工が容易で主に食用に用いられる.本研究の目的はオオムギの種子の皮裸性を決定する遺伝子を単離し,その機能を解明することである.まず,AFLP法とバルク法を併用し,裸性遺伝子座に密接に連鎖するAFLPバンドをスクリーニングした.得られた連鎖バンドの配列をもとに多型性を示すPCRマーカーを裸性遺伝子座の両側に設定することができた.次に,開発したPCRマーカーを用いて裸性品種と皮性品種の5組合せの交雑に由来する分離集団2,380個体を調査し,裸性遺伝子を2つのマーカーの間にそれぞれ0.6cMおよび0.06cMの遺伝距離でマッピングした.さらに,データベース検索により裸性遺伝子座がイネ第6染色体長腕領域とマイクロシンテニーを示すことを見いだし,イネゲノム配列情報を利用して裸性遺伝子座の絞り込みを進めた.さらに,裸性遺伝子座に密接に連鎖するマーカーをプローブとしてオオムギ品種はるな二条BACライブラリーをスクリーニングし,同遺伝子座をカバーする約500bpからなる物理地図を構築した.この過程で,皮裸性遺伝子の有力な候補遺伝子を見いだした.RT-PCR法およびmRNA in situハイブリダイゼーションにより候補遺伝子の発現解析を行ったところ,開花後1週間の頴果の種皮において高い発現が認められた.オオムギにおいて種子の皮裸性は収穫産物の用途を規定する重要な形質である.皮ムギは醸造ならびに飼料用に用いられるのに対し,裸ムギは加工が容易で主に食用に用いられる.本研究の目的はオオムギの種子の皮裸性を決定する遺伝子を単離し,その機能を解明することである.まず,AFLP法とバルク法を併用し,裸性遺伝子座に密接に連鎖するAFLPバンドをスクリーニングした.得られた連鎖バンドの配列をもとに多型性を示すPCRマーカーを裸性遺伝子座の両側に設定することができた.次に,開発したPCRマーカーを用いて裸性品種と皮性品種の5組合せの交雑に由来する分離集団2,380個体を調査し,裸性遺伝子を2つのマーカーの間にそれぞれ0.6cMおよび0.06cMの遺伝距離でマッピングした.さらに,データベース検索により裸性遺伝子座がイネ第6染色体長腕領域とマイクロシンテニーを示すことを見いだし,イネゲノム配列情報を利用して裸性遺伝子座の絞り込みを進めた.さらに,裸性遺伝子座に密接に連鎖するマーカーをプローブとしてオオムギ品種はるな二条BACライブラリーをスクリーニングし,同遺伝子座をカバーする約500bpからなる物理地図を構築した.この過程で,皮裸性遺伝子の有力な候補遺伝子を見いだした.RT-PCR法およびmRNA in situハイブリダイゼーションにより候補遺伝子の発現解析を行ったところ,開花後1週間の頴果の種皮において高い発現が認められた.栽培オオムギは,脱穀時に頴と種子が分離できない"皮性"(皮ムギ)と容易に分離できる"裸性"(裸ムギ)とに大別される.皮性と裸性の分化は栽培オオムギに特有で,他の麦類の栽培種はすべて裸性である.皮ムギは醸造・飼料用に使われるのに対し,種子が頴から分離できる裸ムギは食用に適し東アジアに偏って分布する.皮ムギの頴は種子を外界の環境ストレスから保護する役目も果たしている.したがって,皮裸性は農学的にも重要な形質であるだけでなく,オオムギの栽培化や伝播の過程を解明する上でも鍵となる形質である.皮性と裸性という形態の顕著な違いは単一の主働遺伝子によって支配され、皮性が裸性に対して優性である.皮裸性を支配する遺伝子は7H染色体長腕に位置することは知られているが,遺伝子単離の試みはなされていない.皮裸性の違いは登熟期に子房壁からの糊状物質の分泌の有無によって決まるとされるが,詳しいメカニズムは不明である.今年度は皮裸性を支配する遺伝子の単離に向け,AFLP法とバルク法を併用し密接に連鎖する分子マーカーをスクリーニングし,それらを扱いの容易なSCARマーカーに変換することを試みた.1,894種類のプライマー組合せについてAFLPによるバルク分析を行ったところ,12個の連鎖バンドが得られた.そのうちの5個についてはSCARマーカーに変換することができた.コビンカタギ(裸性)とTriumph(皮性)の交雑に由来する151個体からなるF2集団を用いてマッピングを行った.裸性遺伝子は2つのマーカーの間に0.3cMおよび1.2cMの距離を置いてマッピングされた.オオムギの重要形質である,種子の皮裸性を決定する遺伝子を単離し,その機能を解明することを目的として研究を進めている.本年度は裸性遺伝子(nud)座を岡山大学で開発されたESTマーカーを用いてマッピングし,2つのオオムギEST間に位置づけた.次に,nudを挟み込むオオムギESTに高い相同性を示すイネESTを検索したところ,イネ第6染色体長腕に該当するESTが見つかり,その間の距離は約370kbであった.この区間のイネゲノム配列情報を元にマーカー開発を進めた結果,オオムギnud座に対応するイネ第6染色体上の領域を約80kbに絞り込むことができた.

この領域のイネゲノム配列を利用して,新たなオオムギマーカーを開発し,候補領域を絞り込むことを続けた結果,nud座の候補とみられる遺伝子を同定した.興味深いことに,このオーソログとみられる遺伝子がイネにも存在することが明らかになった.イネではオオムギのような皮性・裸性の分化はみられず,全て裸性であることから,このイネの推定オーソログはイネでは異なる機能を持つと考えられる.イネとのシンテニーを利用した解析と並行して,nud座に密接に連鎖するマーカーをプローブとしてはるな二条BACライブラリーをスクリーニングし,nud座をカバーする物理地図の作成を開始した.現在までに約400kbからなるコンティグが構築され,遺伝地図との対応関係も明らかにすることにできた.現在時点で,コンティグ上でのnud座の末端側の境界は決定できたが,動原体側での多型マーカーで組換え体が得られておらず,こちら側の境界は未定である.オオムギはトウモロコシ,コムギおよびイネに次いで世界で4番目に生産量の多い重要な作物である.オオムギはゲノムサイズが単子葉植物のモデルであるイネの約12倍と大きく,農業的に重要な遺伝子を単離することが困難である.われわれはこれまでにオオムギの重要形質である,種子の皮裸性を決定する遺伝子(nud)のポジショナルクローニングを進めてきた.3年計画の最終年度にあたる今年度は、nud遺伝子座をカバーする物理地図を完成させると共に,候補遺伝子を同定し,その機能を推定することを目的とした.まず,皮性品種'樺太在来'と裸性品種'合津裸3号'の交雑F2集団1,223個体を用いた高精度連鎖解析を行い,nud遺伝子を共優性マーカーで挟まれた0.24cMの区間にマッピングした.nudの基部側および末端側に隣接するマーカーとの遺伝距離はそれぞれ0.20cMおよび0.04cMであった.染色体歩行によりこの領域を7本のBACクローンでカバーするコンティグを完成させた.その総長は約500kbであった.このようにしてnud座の物理地図を完成させることができた.これと並行して,イネとのマイクロシンテニーを利用した比較解析を行う過程で,皮裸性遺伝子の候補が特定できた.そこで,頴果,頴,および止葉について開花日から4日おきにRNAを抽出し,RT-PCR法を用いて発現解析を行った.その結果,この遺伝子は頴果で特異的に発現していることがわかり,発現量は開花後8日目が最も高かった.このことから,この遺伝子が皮裸性の原因遺伝子として有力であるとみられた.
ノーベル賞選考資料を用いた日本の科学研究への国内外の評価の変遷に関する調査

戦前期の日本、特に1930年代後半から1945年にかけて、西洋の科学を相対化し、これを乗り越えようとする姿勢を強調する科学観が誕生し、広く影響力を持っていたこと、そうした科学観の誕生により、科学とは対立する可能性のあった天皇制と、戦時期の科学技術振興とが併存・両立した事情を、主として文部省を中心とする諸組織の刊行物等から明らかにし、論文として発表した。明治期より、日本には純粋科学の価値を認めこれを維持しようとする動きがあり、日本人初のノーベル賞受賞はそうした動きに支えられたものであることを主張する研究を、国内外において発表した。日本の知識人の科学観は、大きくは政治状況に左右されることが多いが、日本の科学研究の水準、とくに国際的な評価に現れるそれにも影響を受けることを、文献を中心とする資料の調査によって明らかにした。その成果の一部として、日本においてノーベル賞受賞者が出るに至るまでの、日本の科学界とノーベル賞とのかかわりや、主として21世紀に入ってからのノーベル賞受賞者の増加と国内外における科学観とのかかわりなどについて、包括的な考察を行い、文章化した。21世紀に入ってからのノーベル賞受賞者の増加、或いはより一般的に、ノーベル賞受賞者数や受賞の頻度の変化が、科学への見方に変化をもたらしている可能性についても指摘した。1910年代からノーベル賞への推薦を行っていた長岡半太郎に関して、幼少期の教育等について調査するため、長崎県大村市において資料収集を行った。先方の事情により、カロリンスカ研究所での調査が十分に行えない状況にあるため、今年度はストックホルムでの調査を行わなかった。ただし、以前に蓄積した資料の分析には十分に時間を取る必要があり、また状況が改善すれば、未調査分の収集は比較的容易に行われるものと思われる。ノーベル賞に関しては以前に入手した資料に基づく研究を行ったが、科学観の変遷に関しては、特に廣重徹のそれに即して検討を行った結果、新たな理解を得ることができた。明治初期については、教育と研究に関する思想や政策については重なる部分が大きいため、狭義の科学を越えた学術・教育観についても広く検討していく必要があることを認めた。調査の対象を教育・学術に関わる政策や思想の全体に広げていくことを検討している。ノーベル賞に関しては、すでに入手した資料をもちいた分析を十分に行うことを目指し、またストックホルムの状況が改善し次第、調査の機会を設けることとする。先方の事情によりストックホルムでの調査が行えず、海外出張が実施できなかったことが主要な理由である。戦前から戦後にかけて電力政策・科学技術行政に携わった澁澤元治に関する資料の整理を行い、成果の一部を展示した。上記webページはこの展示に関するもの。
クラスターおよび凝縮系に生成する超励起状態の動力学

1.正・負イオンの同時計測法による超励起状態の観測3原子分子の光解離で生成するイオン対を正・負イオン同時計測法で観測し、2電子励起リュドベリ状態を検出しその帰属を行った。3体解離に対応する同時計測信号のスペクトル系から、解離機構と励起状態の対称性について議論した。2.希ガス固体からの準安定原子の光誘起脱離現象Ne固体表面から脱離する準安定原子の運動エネルギー分布と放出角度分布を測定し、表面に生成した励起原子が周囲の原子からの反発を受けて脱離するとき(cavity ejection機構)、試料表面垂直方向に非常に鋭い角度分布を持つことを見出した。また、運動エネルギー分布関数から、1次または2次の表面およびバルク励起子が緩和した結果生成する励起原子の電子状態について詳しく考察した。3.希ガス多層膜に凝縮したO_2からの酸素負イオンの脱離O^-の生成効率曲線と膜厚依存性を、解離性電子付着に基づく2段階脱離機構によって解釈した。4.軌道放射とレーザーを組み合わせた極端紫外分子分光紫外レーザーと軌道放射を厳密に同期させて、気相分子のポンプ・プローブ実験または2重共鳴実験を行うための装置を開発した。今年度のマシンタイムで、ヨウ化アルキルをレーザーで光解離し、生成する中性ヨウ素原子を放射光イオン化して質量分析法でI^+を検出した。この装置を用いて、(1)振動電子励起分子の光吸収ダイナミックス、(2)特定励起サイトまたは特定の電子状態に特有な科学結合の解離、(3)光解離種のレーザー誘起蛍光、などの研究を行う予定である。
重み付きマルコフ過程の関数解析学的研究とその応用

本研究では、必ずしも有界変動ではないエネルギー零の加法汎関数による一般化されたファインマン・カッツ汎関数の重みをもつ対称マルコフ過程に関する様々な性質とその周辺問題を、ディリクレ形式論やポテンシャル論といった関数解析学的取り組みを通じて扱うことで、既存の重み付き対称マルコフ過程における様々な確率論的主張およびその応用分野の諸問題に対して、新しくより見通しの良い関数解析学的理論展開を構築することができた。一般化された非局所型ファインマン・カッツ汎関数の重みをもつ対称マルコフ過程に関する大域的性質とその応用問題に対して、以下のような問題をディリクレ形式論やポテンシャル論といった関数解析学的取り組みを通じて明らかに究明した。(1)ファインマン・カッツ汎関数の可積分性に対する最も適切な解析的特徴づけ。(2)一般化された非局所型ファインマン・カッツ処罰問題。(3)対称安定過程の枠での一般化ファインマン・カッツ半群の熱核に対する安定性。(1)については、ファインマン・カッツ汎関数の可積分性に対する解析的特徴づけが一意的でないことで、最も計算が容易な特徴づけを与えることは、その応用問題を考える際に大変重要な意味をもつ(研究成果は投稿済み)。(2)については、零エネルギーを含むファインマン・カッツ汎関数の場合においては既存の手法と異なる新しいアプローチが要請されるが、(1)で得た新しい結果が重要な役割を果たした(研究成果はTohoku J. Math.に掲載決定)。(3)については、まだ発展の余地が多いテーマである。目標は一般の対称マルコフ過程の枠組みでの一般化ファインマン・カッツ半群の熱核に対する安定性問題を考えているが、それに先立った研究として、対称安定過程の枠で一定の結果を得た(研究成果はFestschrift Masatoshi Fukushima, Interdisciplinary Mathematical Sciences, Vol.17, World Scientific, pp. 287-305 (2015)で発刊された)。必ずしも有界変動ではない非局所型ファインマン・カッツ汎関数の重みをもつ対称マルコフ過程に関する大域的性質とその応用に対して、以下のような問題をディリクレ形式論やポテンシャル論といった関数解析学的取り組みを通じて明らかに究明した。(1)一般の対称マルコフ過程の枠組みで、必ずしも有界変動ではない非局所型ファインマン・カッツ半群の熱核に対する安定性の解析学特徴付け。(2)一般化されたファインマン・カッツ汎関数の可積分性に関する解析的特徴付けの精密化。(1)については、熱核における既存のLi-Yau型評価や飛躍型評価に対して、必ずしも有界変動ではない非局所型ファインマン・カッツ汎関数の重みを持たした半群の熱核に対する安定性の解析学特徴付けに関する結果である。ポテンシャル項における既存の条件などを既存の結果よりはるかに一般化したもので、熱核の安定性に関する研究分野において大変重要な意味をもつ(研究成果は投稿済み)。(2)については、本研究課題の研究成果として一昨年に得られた一般化された非局所型ファインマン・カッツ汎関数の可積分性に関する解析的特徴付けの結果(Transactions of the American MathematicalSocietyにて出版予定)の更なる精密化を行った研究である。この精密化の成果は、上述した(1)での研究に重要な役割をした(研究成果は投稿済み)。本年度の主な研究方向は、一般の対称マルコフ過程の枠組みで、必ずしも有界変動ではない非局所型ファインマン・カッツ半群の熱核に対する安定性の解析学特徴付け問題と一般化ギルサノフ変換で誘導される確率測度の絶対連続性と相対エントロピーとの関連性問題への取り組みであった。しかし、一般の対称マルコフ過程の枠組みでのファインマン・カッツ半群の熱核に対する安定性問題をより良い結果として導くためには、ファインマン・カッツ汎関数における可積分性の更なる精密化を行うことの重大さに気づき、その問題の解決を先に実施し、研究成果としてまとめた。分担者との議論を通じて得られた結果は大変満足のいくものであり、その結果の波及効果はファインマン・カッツ半群の熱核に対する安定性問題への応用だけにとどまらず、その他の関連問題へ幅広く適用できると思う。また、一般化ギルサノフ変換で誘導される確率測度の絶対連続性と相対エントロピーとの関連性の研究結果はまだ専門雑誌に投稿できる段階までは至っていないが一定の進展された成果を得ている。以上の理由で、本年度の研究目的における達成度はおおむね順調に進んでいると評価できる。既存のファインマン・カッツ汎関数におけるゲージ性の理論とその関連問題を、必ずしも有界変動ではないエネルギー零の加法汎関数付きの場合まで拡張する今までの一連の研究成果を応用し、以下の研究に取り組んだ:1)一般化ファインマン・カッツ汎関数による重み付き半群における熱核の安定性に関する解析学的特徴付けの改良とその応用例について福岡大学の桑江一洋氏と共同研究をした(研究成果は現在投稿中)2)一般化ファインマン・カッツ汎関数の重み関数の可積分性に対する解析的特徴づけが一意的でないことから動機づけられる問題で、様々な特徴づけの同値条件における結果を与えた。研究成果はMath. Ann.に掲載予定。3)時間依存のランダム環境内での確率過程における長時間後の挙動解析について、岡山大学の楠岡誠一郎氏とで共同研究を行った。研究は現在も進行中である。特に、ランダム媒質中の多次元拡散過程における再帰性に関する解析学的立場としての展開を構築する取り組みをした。4)一般化

ファインマン・カッツ汎関数による重み付き半群のスペクトル半径のp-独立性について、福岡大学の桑江一洋氏とアメリカワシントン大学のZhen-Qing Chen氏との共同研究を行った。大偏差原理を駆使した既存の研究成果よりはるかに弱い条件のもとで、p-独立性に関する様々な主張などが可能になった(研究成果は現在検討中)。本研究では、必ずしも有界変動ではないエネルギー零の加法汎関数による一般化されたファインマン・カッツ汎関数の重みをもつ対称マルコフ過程に関する様々な性質とその周辺問題を、ディリクレ形式論やポテンシャル論といった関数解析学的取り組みを通じて扱うことで、既存の重み付き対称マルコフ過程における様々な確率論的主張およびその応用分野の諸問題に対して、新しくより見通しの良い関数解析学的理論展開を構築することができた。本年度の主な研究方向は、対称安定過程の枠組みでの一般化ファインマン・カッツ半群の熱核に対する安定性問題と一般化ファインマン・カッツ処罰問題への取り組みであった。しかし、ファインマン・カッツ汎関数の可積分性に対する最も適切な解析的特徴づけを行うことの重大さに気づき、その問題の解決を先に実施した。分担者との議論を通じて得た結果は大変満足な水準まで行き、その結果の波及効果は熱核に対する安定性問題やファインマン・カッツ処罰問題まで及び、それぞれの研究内容において更なる新しい結果が得られたことで、本年度の研究目的における達成度はおおむね順調に進展していると評価できる。今まで得た研究成果を踏まえて、必ずしも有界変動ではない非局所型ファインマン・カッツ汎関数の重みをもつ対称マルコフ過程に関する以下のような問題を明らかに究明したいと考えている:(1)必ずしも有界変動ではない非局所型ファインマン・カッツ半群の独立性とその一般化。(2)一般化ギルサノフ変換で誘導される確率測度の絶対連続性と相対エントロピーとの関係。(3)時間非同次マルコフ過程における熱核評価の安定性問題。これらの問題については既に一部分新しい結果を得ている。数物系科学今まで得た研究成果を踏まえて、一般化された非局所型ファインマン・カッツ汎関数の重みをもつ対称マルコフ過程に関する以下のような問題を明らかに究明したいと考えている:(1)一般化されたシュレディンガ作用素に対するGround Statesの存在性。(3)一般の対称マルコフ過程の枠での一般化ファインマン・カッツ半群の熱核に対する安定性問題。
地域人権条約における社会権の保障態様の比較研究

本研究は、経済的社会的及び文化的権利(社会権)が国際人権法でどのように扱われているかについて、地域人権条約の実行から分析した。その結果、明文として規定されていない社会権についても、多くの条約で包摂されていることが明らかとなった。社会保障や労働に関する権利は認められる傾向があるが、最低限度の生活水準を求める権利などは認められていないこともある。また、その包摂の理論的根拠や対象となる権利には条約により相違もある。社会権をどのように国際人権法の体系に位置づけるかの理論構築が、今後の課題である。平成22年度は、アフリカ及び米州の地域人権条約の実行をできるかぎり幅広く蒐集した上で、規範内容の分析を行うことを目標とした。そのため、国内外の資料を広く集めるために、日本国内では東京大学及び一橋大学にて資料の収集を行うと共に、研究者との意見交換を行い、特に国際組織や経済などの観点からの助言を受けた。具体的には、国際組織法の観点からの助言を受けるために、合同で研究会を開催した(平成22年9月11日、於・新潟大学)。また、日本では入手が難しい雑誌論文などを収集する目的で、オランダ・ハーグ平和宮図書館にて文献調査を行った(平成22年8月24日9月1日)。併せて、イギリスで開催された国際学会にも出席し、海外の研究者との意見交換を行った(平成22年9月2日6日)。その結果、アフリカにおいては新たに設立されたアフリカ人権裁判所による最初の判決を嚆矢としてアフリカにおける人権保障のための実施措置について論じることが比較検討の導入部分として可能となることが明らかとなった。よって当該事例を手がかりとして、地域人権保障体制の実施措置の比較検討及び他の国際的人権保障体制との関係について論文を執筆し、公表した。また、規範内容に関してもアフリカに於いて問題なっている事項から以下のような分析視角が得られることが明らかとなった。すなわち、(1)環境破壊、(2)私企業による人権侵害である。また、ヨーロッパの事例からはテロリズムにおける人権侵害の可能性にどのように対処するかという議論が多く見られることから、これらを手がかりにそれぞれの地域における実行の特殊性と異同について、次年度以降引き続き資料の分析を進め、随時結果を公表していく予定である。平成23年度は、アフリカ及び米州の地域人権条約の実行を事例検討を基礎にできるかぎり幅広く精査し、それぞれの実行における特色や異同、問題点の析出を行うことを目標とした。そのため、国内外の資料を広く集めるために、日本国内では一橋大学など国内の大学図書館にて資料の収集を行うと共に、研究者との意見交換を行った。また、日本では入手が難しい雑誌論文などを収集する目的で、フランス・ストラスブール大学図書館にて文献調査を行った(平成24年2月16日24日)。これらにより、ヨーロッパのみならず、アフリカ及び米州における人権条約の実行についての基礎的な資料をかなりの部分得ることができた。平成23年度は、平成22年度の成果及び平成23年度の資料蒐集による結果を基礎に、特にアフリカにおける事例分析を精力的に行い、その結果を論文として公表した。分析の結果明らかとなったことは以下の通りである。アフリカ人権条約(バンジュール憲章)の実行においては、条約中の権利侵害についてかなり積極的な判断が行われている。これは殊に経済的制約により権利の実現が難しいと言われている社会権についても同様であり、国家の裁量により権利を一定程度制約するといったことを認めず、権利実現について強力な立場で臨んでいることが明らかとなった。ただしこのような姿勢については、その実現可能性や理論的背景についてはさらに検討を要する点があり、引き続きヨーロッパ・米州及び国連における人権条約の実行と照らし合わせ全体像を明らかにする作業が今後も必要になる。平成24年度は、前年度までに行ったアフリカの実行を及び欧州における事例検討を基礎に、2つのことを中心に課題に取り組んだ。一つ目は、米州人権条約における実行の検討であり、二つ目にはこれらの国際的事例検討から見た日本の状況の検討である。前年度までで外国における資料蒐集はほぼ必要なものが揃ったと判断できたので、今年度は海外における資料蒐集は行わず、国内において補充的な資料蒐集を行った(一橋大学、東京大学など)。併せて、学会及び研究会などの場において多くの研究者と議論を行い、研究課題についての理解を深めた。これらの活動により、明らかになったのは以下の通りである。上記一点目(米州人権条約における社会権の保障態様)から明らかとなったのは、米州人権条約における社会権の保障は、欧州及びアフリカと同様にかなりの程度見られることである。しかしながら、その保障態様あるいは論理構成にはかなりの相違が見られた。具体的には、欧州及びアフリカでは、明文の定めがない社会権を包摂する論理として、財産権あるいは差別禁止原則が用いられてきた。しかしながら、米州人権条約においてはこれらの点はさほど重視されていない。

むしろ、欧州人権条約ではあまり援用されることのない生命権を根拠に、保健衛生や収容施設における病状の悪化などの事例において国家の義務違反が認定される事例が見られることが明らかとなった。かかる相違を体制間の相違で終始させず、社会権の国際的実施に関する論理構築につなげることが、今後の課題である。上記二点目(日本の状況の検討)では、外国人の生活保護法上の位置づけが争われた事例(福岡高裁平成23年11月15日判決)を題材とした。これまでの研究成果から見たときの問題点を明らかにした。これらの研究成果はそれぞれ論文により公表している。本研究は文献蒐集を基礎とした、理論及び実証に関する検討を主としている。基本的な文献の蒐集はかなりの程度進んできており、それを基礎として定期的に成果を公表している。内容について今後とも緻密な議論を行い、さらなる成果を得られるようにする予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の研究目的に鑑みて、最も肝要であるのがそれぞれの地域人権条約の実行分析である。アフリカの実行については、平成23年度で一定程度成果として明らかにすることができた。今後の重点は米州における実行を集中的に検討することである。さらに、ヨーロッパにおける最新の実行を参照しつつ、これらの異なる条約体制相互の比較検討を進めることが、次年度における優先事項となる。また、資料蒐集についてこれまでの国内及び外国に調査で基礎的な資料は大方蒐集できたことから、平成24年度は外国での蒐集を要しないと思われる。
真菌を含む微生物メタゲノムからの遺伝子予測および種分類

本研究では、複数の生物種のゲノム断片が混じったメタゲノムデータから遺伝子領域を予測するための情報科学的手法の開発を行った。遺伝子領域では使用される塩基に偏りが見られるが、その偏りは生物種ごとに異なる。本研究では、ゲノム断片のGC含量からその生物種における塩基出現頻度を推定することで、原核生物より複雑な遺伝子構造を持つ真核生物のメタゲノムデータからでも高い精度での遺伝子予測が可能であることを示した本研究では、複数の生物種のゲノム断片が混じったメタゲノムデータから遺伝子領域を予測するための情報科学的手法の開発を行った。本研究では、ゲノム断片のGC含量からその生物種における塩基出現頻度を推定することで、原核生物より複雑な遺伝子構造を持つ真核生物のメタゲノムデータからでも高い精度での遺伝子予測が可能であることを示した本研究では、真核生物を含むメタゲノム配列断片から遺伝子領域を予測するための情報科学的手法の開発を目指している。本年度は、遺伝子予測上特に重要なダイコドン頻度の推定モデルおよびスプライス部位の推定モデルを構築した。ダイコドン頻度は生物種ごとに異なるため、遺伝子予測の際にはその種にあった頻度モデルを用いる必要がある。本研究では、真核生物のダイコドン頻度も原核生物同様、ゲノムGC含量から推定可能であることを見いだし、ロジスティック回帰モデルを構築した。一方で、タンパクのコード領域とそれ以外の領域ではGC含量が有為に異なる(全生物種でコード領域のGC含量の方が高い)ことが分かった。この事は、短いメタゲノム断片のGC含量をそのまま全ゲノムのGC含量の推定値として用いることの危険性を示している。今後は、上記問題の遺伝子予測への影響を調べ、必要であれば真核生物に適したダイコドン頻度推定法を考える。スプライス部位を生物種ごとに比較したところ、基本的にはいずれの種もGT-AGルールに従う共通性の高いモチーフを持つ事が分かった。より詳細にみると、ドナー部位のパターンは子嚢菌門の一部とそれ以外の真菌・原生生物とに大別できる事がわかったが、これは遺伝子中のイントロン数と関係している事が示唆された。今後は、今回構築したモデルを組み合わせた、最終的な遺伝子予測プログラムを開発する。本研究では、真核生物を含むメタゲノム配列断片から遺伝子領域を予測するための情報科学的手法の開発を目指している。本年度は、昨年度までに構築したコドン・ダイコドン頻度のGC含量による回帰モデルおよびスプライス部位(ドナー、アクセプター)の推定モデルを用いて、未知真核生物の遺伝子構造を予測するプログラムを開発した。構築した個々のコドン頻度推定モデル、スプライス部位推定モデルは、多様な真核生物の遺伝子予測に広く適用可能であることが示唆された。一方で、特に高等真核生物では、真菌・原生生物と比較してイントロン長や遺伝子間距離の長いものが多く、遺伝子密度が極端に低いために、結果として遺伝子構造全体の予測精度に大幅な低下が見られた。現状では、未知生物種のゲノムに関してこれらの統計量を事前に知る簡便な方法は存在しないため、本研究では遺伝子密度が比較的高い真菌・原生生物に対象を絞って予測モデルのパラメータ調整を行った。結果、対象生物種ゲノムのGC含量によらず高い精度での遺伝子予測が可能となった。また、予測遺伝子の質が高いことから、予測遺伝子中のダイコドン頻度に基づいた生物種の分類(クラスタリング)の精度に関しても、高い精度が実現できている。現在のところ、未知の真核生物ゲノムに対して、事前の学習データなしにゲノム断片だけから遺伝子予測が可能なツールは存在しない。本研究の成果により、今後真菌や原生生物のDNAが混在するメタゲノム配列データの解析研究が大きく進展できるものと期待できる。
銀イオンが創傷治癒に及ぼす影響の分子生物学的解析.創傷治癒を促進させるか

銀粒子や銀イオンは細菌の増殖を抑制する、または殺菌効果がある事は古くから知られていた。近年では銀イオンを添加した外用薬や創傷被覆材が開発され、注目を集めているが、銀イオンが持つ細胞毒性により創傷治癒の阻害を示唆する報告もある。一方で本邦では細胞増殖因子(bFGF)を有効成分とする製剤も開発された。bFGF製剤と銀イオン製剤とを組み合わせた場合のこれらの相互作用についての知見は皆無である。われわれは塩化銀溶液およびbFGFを単独または併せて添加し、ヒト線維芽細胞を培養した。その結果、(1)低濃度での銀イオンは細胞増殖に影響を及ぼさないが、高濃度では細胞毒性を有する。(2) bFGFの付加は銀イオンによる細胞毒性を緩和する可能性がある。(3)銀イオンはbFGFになんらかの作用をするが、これらの相乗効果により細胞毒性は高められる。ことが示唆された。ことが示唆された。銀イオンの抗菌作用は古くから知られているが、近年医療分野でも注目されるようになり、数々の銀含有製剤が開発されてきている。本邦でも創傷被覆材のうち、銀イオンを徐放するものが発売されるようになった。同時に本邦では国内で開発されたbFGF製剤が創傷治療に用いられている。これらの併用は一見、創傷治療において極めて有効だと考えられがちであるが、銀イオンがbFGFをはじめとする創傷治癒に関与するタンパク質へどのような相互作用をし、線維芽細胞をはじめとする細胞増殖に関与するのかについて、一定の見解は無い。われわれは、銀イオン存在下での線維芽細胞の増殖および銀イオンへの正ないしは負の遊走性の有無、さらには銀イオンの細胞増殖におけるbFGFへの阻害作用の有無について検討を行いたく、本研究を開始した。培養系にはヒト線維芽細胞を用いた。手術中に得られた皮膚サンプルを消毒し、脂肪などを除去し、皮膚のみとした。真皮成分から線維芽細胞を採取するため、真皮部分を2mm角に刻み、コラーゲンコーティーングのされている培養皿の上に播種した。適度に風乾させたのち、胎児ウシ血清を添加した培養液を注ぎ、CO2インキュベーター中に静置した。適宜、倒立顕微鏡下に観察を行い、線維芽細胞の増殖を確認した。次に遊走性実験の検討のため、細胞の培養皿内での分布を一つの視野でとらえるため、培養皿に播種した線維芽細胞にDAPIを添加し、核を標識した。培養液を破棄し、培養皿を風乾させたのち、UVイルミネーターにより紫外線を照射し、CCDカメラで観察を行ったところ、低倍率視野において、蛍光を発する細胞の分布を観察することができた。今後、本実験系を基に、銀イオンおよびbFGF添加下における細胞の挙動を解析し、また、遺伝子レベルでこれらの添加により、発現のup regulateおよびdown regulateされる遺伝子を検索する予定である。これらの併用は一見、創膓治療において極めて有効だと考えられがちであるが、銀イオンがbFGFをはじめとする創傷治癒に関与するタンパク質へ、どのような相互作用をし、線維芽細胞をはじめとする細胞増殖に関与するのかについて、一定の見解は無い。銀イオンの供給体として塩化銀を用いた。塩化銀の電離度はきわめて小さく、創傷被覆材から放出される銀イオン濃度に類似するためである。塩化銀飽和溶液を基準とし、これを適当な濃度の希釈したものをヒト線維芽細胞培養下に添加した。結果、銀イオン濃度の上昇に伴い線維芽細胞の生存率は低下し、また、その影響は細胞密度が小さいものほど顕著に現れた。次に銀イオン濃度を一定にした後、bFGF濃度を変化させて細胞増殖を確認したところ、bFGFを添加することで銀イオンによる負の影響は緩和されることが明らかとなった。一方で、事前にbFGFに銀イオンを暴露させておいたものを添加したところ、bFGFによる救済作用は著しく低下した。以上の結果より、