hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
風レンズ効果を応用した簡易設置式マイクロ水車の開発

・研究目的本研究では賦存量約100万kWと推定される100kW以下のマイクロ水力エネルギの有効利用に焦点をあて、それらの活用法について提起するものである。これまでの水車はスケールメリットを追求する大規模開発の技術として発展した経緯があり、構造は複雑で、小規模な簡易設置式としては製造コスト、メンテナンスおよび操作性などを考慮するとその普及は困難な状況にある。これらの事から今回提案する簡易設置型マイクロ水車は1)自主独立型である、2)構造が簡単で製作が容易、3)水生生物等への影響が少ない、4)設備の設置や移動、保守点検が容易で低コストあることなどの条件を満足させることが必要と思われる。・実験方法新たに平行型と末広型のダクトおよびダクトに取り付け可能なつばを製作した。つばは風レンズ効果(つばの効果により風車翼周りの流れが加速され風車出力が向上するという報告)を応用したものである。水車ランナは既存のクロスフロー型(翼形状は円弧翼、翼枚数16)をダクトに組み込み、つばはダクト下流側に取り付け実験を行った。実験は最大流速0.5m/sの回流水槽で行い、ダクト形状、つばの有無が起動特性、回転トルク、出力などの水車特性に及ぼす影響についてデータの収集を行った。・研究成果ランナ単体における出力係数Cpの最大値は0.065であった。これに対し、平行型ダクトつば無は0.039(-40%)と効果が認められなかったが、つば付では0.103(+60%)、末広型ダクトつば無では0.108(+65%)、同じくつば付では0.195(+200%)という結果が得られた。この実験により、ダクト形状やつばの取付けが大幅な出力の増加に寄与していることが認められた。これらの結果を受け、今後実用化へ向けて農業用水路等を利用したフィールド実験への可能性が広がったものと考える。
がんの遺伝子治療をめざしたアデノウイルスベクターの開発

がんの遺伝子治療の方向性としては、現在癌のワクチン療法と自殺遺伝子による方法が検討されている。癌のワクチン療法用のアデノウイルスベクターに関しては、各種サイトカインを発現する組換えアデノウイルスを作製するための効率のよいベクター作製法を既に確立し、共同研究を含め多くの組換え体の作製に成功し、組換えアデノウイルスの多くは理化学研究所の遺伝子バンクに寄託している。また強力なプロモーターの検索の結果から、CAGプロモーターが最も有用性が高いことも明かとし、目的遺伝子組み込み用カセットを改良しCAGプロモーターが組み込まれているコスミドカセットの配布も開始した。この結果当初予定していた目的の大半は達成したため、自殺遺伝子等正常細胞への毒性が懸念される遺伝子を、安全に発現するための発現制御系の確立を目指して研究を遂行した。本研究で開発した『切り出し発現型発現制御系』は、目的遺伝子+PolyAシグナル+プロモーターの両端に部位特異的組換え酵素Creの標的配列であるloxPを有している標的ウイルスとCre発現組換えアデノウイルスを同時感染する系である。CreはloxP配列を特異的に認識して相同組換えをおこし、loxPで挟まれた領域を環状に切り出すことが知られているため、Cre発現ウイルスを感染することで環状分子が生成して始めて発現単位となり得る。この『切り出し発現系』は、Cre感染前の非特異的発現が少なく精度の高い発現制御系であった。この系に自殺遺伝子を組み込み癌細胞でのみ発現するプロモーターと組み合わせることで、がんの遺伝子治療において安全性の高い系が確立されると考えている。
土石流における岩屑の粒度偏析現象に関する実験的研究

土石流において、大きな岩塊が流れの先頭部へ多量に集積する現象を解明するため、土石流の現地観測を行うとともに、粒状体の偏析の実験を行った。観測では、長野県焼岳上々堀沢に発生する土石流をとりあげ、流れの進行方向における石礫の粒度偏析状態の計測を試みた。ここでは新規備品のビデオコーダとビデオカメラを追加して設備を充実させた。しかし、本年度は土石流が発生せず、新たなデータは得られなかったので、既往データの再検討を行い、個々の土石流における岩屑の粒度偏析の実態を明らかにし、土石流の流速をはじめとする流動特性と偏析の関連性を検討した。既往データ解析では新規備品のフィルムビデオプロセッサーとビデオポインターを用いた。実験では、まず円環水路を用いてガラス粒子剪断流における偏析特性を調べ、大粒子の混合比が減少していくと、動的篩効果による逆級化状態から嵩密度の差による級化状態に移行することを明らかにした。さらに、中立粒子について同様の実験を行って速度勾配と偏析の関係を調べたところ、分散圧力の効果とは逆の結果を得たが、その理由の検討は今後の課題である。つぎに、直線水路に粒状体と水の混合物による擬似土石流を流下させて粒度偏析過程の計測を行った。その結果、粒状体としてガラスビーズを用いる場合には大小粒子の粒径比が動的篩限界粒径比以上であれば大粒子の先端集積が進行し易いのに対し、粒径比がこれより小さい場合には先端集積の進行が鈍化することを明らかにした。また前者の場合には大粒子の底面衝突効果の顕著なことが認められた。さらに、中立粒子を用いた場合には段波先端に水の不飽和な部分が形成され易く、そこへ大径粒子が顕著に集積する結果を得た。実際の土石流のごく先端部はこれと同様に石礫だけで形成されているが、この部分では動的篩による逆級化過程が卓越するため、大径礫の非混合過程が維持され易いことを結論した。
予測医療に向けた全身循環血流解析における患者個別パラメータ推定と不確かさ評価

本研究は,血流解析の予測医療への展開に向けて,予測結果の信頼度を定量的に評価可能な患者個別血流解析の実現を目指すものである.本年度は,医用データの持つ不確かさが予測結果に及ぼす影響を定量化するための確率論的解析手法を構築することを目的とし,(1)適切な手法の検討・選定,(2)解析コードの実装・テスト,(3)試行的解析の実施を行った.まず,不確かさ解析の手法に関しては,当初の計画ではモンテカルロ法を用いる予定であったが,計算規模が膨大になることが予想されたため,手法の再検討を行い,多項式カオス法を用いることにした.実装においては,非侵入型の手法を採用し,従来の血流解析コードをそのまま活用しつつ,不確かさ解析の部分を前処理・後処理として加え一体化した.また,血流解析は複数回の実行が必要なため,多数のCPUに割り当てて同時実行できるようにした.以上により,当初の計画に比べ,10-100倍の性能の向上が見込まれた.次に,内頸動脈に高度狭窄を有する症例を対象とし,医用データの不確かさを考慮した手術後予測の試行的解析を行った.現段階では,医用画像から取得した頸動脈・脳動脈の形状パラメータと,血流計測データから算出した血流量を患者個別パラメータとして用いており,これら全てが10%の不確かさを含むと仮定した.解析結果より,10%の不確かさでさえも,手術後の予測結果に大きなばらつきをもたらすことが示された.特に,最大の血流増加(高リスク)を示した狭窄側の脳血管で顕著なばらつきが見られ,医用データの不確かさを考慮しないと血流解析の予測能力が大きく制限されることが示唆された.このような予測結果の大きなばらつきは,主に狭窄径,前大脳動脈の直径,狭窄側の交通動脈の直径の不確かさに起因することがわかった.手法とアプローチを変更したことに伴い,当初計画していたグローバル感度解析は実施できなかったが,感度解析と今後の不確かさ解析を当初の計画よりも効率良く体系的に行える環境が準備できた.また,試行的解析より,予測結果への影響度の高いパラメータがある程度特定できた.そのため,おおむね順調に進展しているといえる.本年度において実装した非侵入型多項式カオス法を用いて,与えた入力パラメータをもとに狭窄手術後の脳血流の増分を予測する代理モデル(surrogate model)を構築する.そのための手順として,(1)グローバル感度解析によるパラメータ数の削減,(2)削減したパラメータ数での代理モデルの作成,(3)作成した代理モデルの精度検証を考えており,(1)から(3)までの手順を十分な精度の代理モデルが得られるまで繰り返す予定である.代理モデルは特定患者のデータに合わせて構築することが一般的であるが,この方法では患者ごとの大規模な解析が必要となるため,実用を考えると現実的でない.そのため,本研究では,パラメータのランダム空間を広くとることで,どの患者にも対応できる代理モデルを構築するよう工夫する.これにより,一度構築した代理モデルを繰り返し使って,患者個別の不確かさ解析を短時間でモンテカルロ的に行うことが可能となる.また,本研究に用いる予定であるCT,MRI,超音波血流計測などの医用データに含まれる不確かさを定量的に評価し,今後行う予定の患者個別不確かさ解析にスムーズに移行できるよう準備する.本研究は,血流解析の予測医療への展開に向けて,予測結果の信頼度を定量的に評価可能な患者個別血流解析の実現を目指すものである.本年度は,医用データの持つ不確かさが予測結果に及ぼす影響を定量化するための確率論的解析手法を構築することを目的とし,(1)適切な手法の検討・選定,(2)解析コードの実装・テスト,(3)試行的解析の実施を行った.まず,不確かさ解析の手法に関しては,当初の計画ではモンテカルロ法を用いる予定であったが,計算規模が膨大になることが予想されたため,手法の再検討を行い,多項式カオス法を用いることにした.実装においては,非侵入型の手法を採用し,従来の血流解析コードをそのまま活用しつつ,不確かさ解析の部分を前処理・後処理として加え一体化した.また,血流解析は複数回の実行が必要なため,多数のCPUに割り当てて同時実行できるようにした.以上により,当初の計画に比べ,10-100倍の性能の向上が見込まれた.次に,内頸動脈に高度狭窄を有する症例を対象とし,医用データの不確かさを考慮した手術後予測の試行的解析を行った.現段階では,医用画像から取得した頸動脈・脳動脈の形状パラメータと,血流計測データから算出した血流量を患者個別パラメータとして用いており,これら全てが10%の不確かさを含むと仮定した.解析結果より,10%の不確かさでさえも,手術後の予測結果に大きなばらつきをもたらすことが示された.特に,最大の血流増加(高リスク)を示した狭窄側の脳血管で顕著なばらつきが見られ,医用データの不確かさを考慮しないと血流解析の予測能力が大きく制限されることが示唆された.このような予測結果の大きなばらつきは,主に狭窄径,前大脳動脈の直径,狭窄側の交通動脈の直径の不確かさに起因することがわかった.手法とアプローチを変更したことに伴い,当初計画していたグローバル感度解析は実施できなかったが,感度解析と今後の不確かさ解析を当初の計画よりも効率良く体系的に行える環境が準備できた.また,試行的解析より,予測結果への影響度の高いパラメータがある程度特定できた.

そのため,おおむね順調に進展しているといえる.本年度において実装した非侵入型多項式カオス法を用いて,与えた入力パラメータをもとに狭窄手術後の脳血流の増分を予測する代理モデル(surrogate model)を構築する.そのための手順として,(1)グローバル感度解析によるパラメータ数の削減,(2)削減したパラメータ数での代理モデルの作成,(3)作成した代理モデルの精度検証を考えており,(1)から(3)までの手順を十分な精度の代理モデルが得られるまで繰り返す予定である.代理モデルは特定患者のデータに合わせて構築することが一般的であるが,この方法では患者ごとの大規模な解析が必要となるため,実用を考えると現実的でない.そのため,本研究では,パラメータのランダム空間を広くとることで,どの患者にも対応できる代理モデルを構築するよう工夫する.これにより,一度構築した代理モデルを繰り返し使って,患者個別の不確かさ解析を短時間でモンテカルロ的に行うことが可能となる.また,本研究に用いる予定であるCT,MRI,超音波血流計測などの医用データに含まれる不確かさを定量的に評価し,今後行う予定の患者個別不確かさ解析にスムーズに移行できるよう準備する.
乳酸トランスポーターのセルトリ細胞－精母細胞間移送メカニズムとセミノリピドの役割

本研究において、マウス精母細胞の細胞膜上で硫酸化糖脂質のセミノリピドとベイシジンが共局在し相互作用していることを見出した。さらに、マウス精母細胞の細胞膜上でMCT4がベイシジンと複合体を形成してはじめて機能性の乳酸トランスポーターとなることを明らかにした。ところがMCT4のmRNAは、精母細胞には見つからず、セルトリ細胞で発現していることがわかった。MCT4タンパク質は精母細胞にも存在していたので、MCT4はタンパク質に翻訳された後、セルトリ細胞から精母細胞に移送されることが考えられた。セミノリピド欠損マウスの精母細胞にはMCT4タンパク質が存在しなかったので、セルトリ細胞から生殖細胞への移送が障害されていると仮定した。そこで、セルトリ細胞ー精母細胞間MCT4タンパク質移送メカニズムを解明するため、マウス精巣からセルトリ細胞を単離し、無血清培地で培養した後、培地から直径約100 nmの細胞外小胞を単離し、その小胞内にMCT4の存在を確認した。MCT4タンパク質移送プロセスにおけるセミノリピドの役割を解明するため、セルトリ細胞培養時の培地にセミノリピドを添加すると、セルトリ細胞の細胞外小胞産生分泌を促進することを見出した。以上の結果から、精母細胞表面に発現するセミノリピドがセルトリ細胞表面に発現する未知の受容体に刺激を与え、セルトリ細胞からMCT4を含む細胞外小胞の分泌を促すと考えられた。そこで、今年度はセルトリ細胞表面に発現するセミノリピド受容体を同定するためのアフィニティーラベル用試薬の調製を行った。具体的には、セミノリピドと同一の硫酸化糖鎖構造をもつサルファタイドの脂肪酸を外してリゾサルファタイドを調製し、遊離したアミノ基に光アフィニティーラベル試薬を結合した。この他、リゾサルファタイドにビオチンを結合した試薬も調製した。我々は、マウス精母細胞の細胞膜上で硫酸化糖脂質のセミノリピドとベイシジンが共局在し相互作用していることを見出した。さらに、乳酸トランスポーターのMCT4がベイシジンと複合体を形成していることを見出した。意外にもMCT4のmRNAは、精母細胞では発現しておらず、セルトリ細胞で発現していた。MCT4タンパク質は精母細胞にも存在していたので、MCT4はタンパク質に翻訳された後、セルトリ細胞から生殖細胞に移送されると仮定した。そこで、セルトリ細胞ー精母細胞間MCT4タンパク質移送メカニズムを解明するため、マウス精巣からセルトリ細胞を単離し、無血清培地で培養した後、培地から細胞外小胞を単離し、電子顕微鏡で直径約100 nmの小胞を確認した。単離した細胞外小胞を可溶化し、ウエスタンブロッティングでMCT4の存在を確認した。MCT4タンパク質移送プロセスにおけるセミノリピドの役割を解明するため、セルトリ細胞の培地から細胞外小胞を単離し、細胞数あたりの総タンパク質、MCT4、総コレステロールの濃度を定量した。セルトリ細胞培養時の培地にセミノリピド、または、サルファタイド(セミノリピドと同一の硫酸化糖鎖構造をもつスフィンゴ脂質)を添加した際の、細胞数あたりの総タンパク質、MCT4、総コレステロールの濃度を定量して比較した。この結果、セミノリピドとサルファタイドが、セルトリ細胞の細胞外小胞産生分泌を促進することを確認した。当初の計画どおり、セルトリ細胞から分泌される細胞外小胞の単離とMCT4タンパク質の存在確認を行うとともに、セミノリピドがセルトリ細胞の細胞外小胞産生分泌を促進することを明らかにした。

具体的には、セミノリピドと同一の硫酸化糖鎖構造をもつサルファタイドの脂肪酸を外してリゾサルファタイドを調製し、遊離したアミノ基に光アフィニティーラベル試薬を結合した。この他、リゾサルファタイドにビオチンを結合した試薬も調製した。免疫電子顕微鏡観察法でマウス精細管内におけるMCT4の局在場所を調べる。In vitroセルトリ細胞ー精母細胞間MCT4タンパク質移送実験系を構築し、MCT4タンパク質移送メカニズムを詳細に解析する。
大学における科学技術研究への特許情報活用可能性に関する研究

本研究は、科学技術研究に特許情報を活用することの意義を明確化することを目的としている。大学研究者側から特許情報活用に関するニーズを把握する良い機会になった。研究室に商用データベースを導入し特許情報検索の指導を行ったところ、その有用性に大きな評価を得られた。すなわち、特許情報活用の普及啓蒙・教育、研究者からのニーズ把握等がこれまで不十分であったと考えられる。技術経営分野の国際会議PICMETにおいて2度にわたり研究成果の発表を行い、特許情報活用を含めて技術経営全般の研究に携わる研究者から多くのコメントを得た。特に、科学技術研究に特許情報を活用することは、今後の科学技術研究を基礎研究から実用化研究へ発展させていくための鍵になるという視点に興味が集まった。学会発表を通じて、国内外の研究者に対して、科学技術研究に特許情報を活用することの意義を伝えることができた。科学技術研究への特許情報の活用に関して、特許出願上位35位の日本の大学に所属する319の研究者にアンケート調査を行った。科学技術研究における特許情報の利用状況を明らかにするとともに、基礎研究や実用化研究に関する大学研究者の意識を視覚化し、特許情報活用の課題を抽出し解決策を提案した。特に興味深い結果としては、特許調査の主な目的が、特許出願目的に限らず、産学連携、科学技術研究自体、研究資金獲得、研究分野の特許技術動向、海外の関連特許等、多様な目的が意識されていたことがあげられ、今後、科学技術研究に特許情報を活用する上で役立つ視点であった。特許出願が研究業績として評価される仕組みも重要である。また、研究者と学生両方にとって特許制度の理解は必要との結果から学内での教育の充実も今後の課題となった。大学の科学技術研究に特許情報を活用することにより、大学の基礎研究が実用化研究に発展し、共同研究、産学連携、商業化が推進されることを期待する。本研究は、大学研究室における科学技術研究に特許情報が活用されていない理由を分析し、科学技術研究における特許情報の活用可能性と意義を明らかにすることを目的としている。大学の各研究室では、それぞれの科学技術分野の特性に応じた研究プロセスが採用されており、研究プロセスに応じて特許情報の必要性は異なることが推測される。そのため、本年度は、まず、科学技術分野ごとの研究プロセスのヒヤリング、特許情報の活用状況の実態調査を行った。エネルギー工学、制御工学、人間工学の分野のヒヤリングから開始したが、特許情報活用の実態はかなり遅れている状況であり、特許情報の意義、活用方法、記載事項の読み方などの基本的事項に関する質問が多く出され、導入部分で多くの時間を費やしてしまった。限られた研究室ではあったが、研究者側からのニーズを把握する良い機会になったと考えている。さらに、商用データベースを導入し、研究室の大学院学生を対象に特許情報検索の指導を行った。特許情報検索の演習課題を与え一定期間の実習を経て、翌年度に予定している特許情報の活用の意義等に関するアンケート調査につなげる準備を完了した。また、研究室ごとの科学技術研究プロセスのモデル化を試みた。現状での結論としては、大きな概念としての研究プロセスは基本的に分野の違いは見られない。研究者の研究に対する考え方の違いが研究プロセスの相違に大きく影響しており、分野ごとの研究プロセスのモデル化という考え方に関しては、特許情報の活用の在り方には大きく影響しないと言えそうだ。むしろ、特許情報活用の普及啓蒙・教育、研究者からのニーズ把握と分析を進める手法の構築に意味があると考える。初年度は、国内外の理工系大学・大学院において、科学技術研究に特許情報がどのように活用されているかを明らかにするための現状調査を予定していたが、そのための導入部分で時間がかかってしまった。すなわち、大学の研究室では特許情報の活用が非常に遅れており、特許出願に前向きな一部の研究室を除き、大半の研究室で特許情報の特性、検索方法、活用法などの理解がなく、特許制度、特許情報、検索手法に関する基本的な教育から開始しなければならない状況であり、現状調査に入る前段階で時間を使ってしまったことが原因している。しかしながら、これらの普及啓蒙・教育に関する導入期間は、科学技術研究における特許情報の活用可能性と意義を明らかにするという本研究の目的を遂行していくためには意義のあることであり、当初予定していなかったプロセスではあるものの、次年度以降の研究活動に有効に機能するものと考える。今年度に行ったヒヤリング、ニーズ調査、特許情報検索指導は、海外での調査に手が及ばず、国内の限られた大学にとどまってしまったことが、初年度の研究進捗の遅れにつながっている。次年度に継続して調査を進めたい。本年度は、初年度に実施した科学技術分野ごとの研究プロセスのヒヤリング結果および大学院生への検索指導を通じて得られた知見を今後の課題としてまとめ、平成28年9月に開催されたPICMETにおいて経過報告を行った。PICMETにおいては、特許情報活用を含めて技術経営全般の研究に携わる研究者が集合するため、多くのコメントを得ることができた。特に科学技術研究に特許情報を活用しようという研究テーマについては、今後の科学技術研究を学術的な視点から実用化研究へ発展させていくことの意義に興味が集まった。大学での科学技術研究に特許情報を活用することの意義を理解したと同時に、特許情報活用の啓蒙的な役割も果たせたと考える。ここで明らかにされた課題に基づき、平成28年度後半に、アンケート表の作成及び全国の主要大学に向けて書面でのアンケート調査を実施した。

また、本年度は、本学の代表的研究者の論文を引用して特許出願された一連の研究成果に着目し、論文の中で用いられていた技術用語が、その後の特許出願においてどのように変化してくるかという分析を実施した。特許出願の対象となる発明は、産業上の利用性が条件となっている。一方で、科学技術研究における研究成果は、新たな科学的・技術的知見であり、必ずしも産業上の利用性が求められない。この着眼点の違いが、特許情報および科学技術文献において使用されている技術用語に大きな変化をもたらしていることが明らかになった。具体的には、特許情報において記載が義務付けられている「解決すべき技術的課題」の項目の記述から産業界および市場が求めているニーズを抽出することができた。社会が求める研究テーマを設定する際に特許情報が有効に機能することが分かった。平成28年度も前年度に引き続き、研究者へのヒヤリングおよび検索指導を継続した。この活動は、特許情報の活用可能性の調査というよりは、科学技術研究を推進する研究室において特許情報を有効活動していくための普及活動としての意義を達成してきたと言える。今年度予定していたアンケート作成及びアンケート調査の実施については着実に進捗しているものと考える。また、平成28年度9月のPICMETにおける報告の機会に、海外の多くの研究者から本研究に対する意見を聴取する機会が持てたこともあり、実質的な海外研究者への調査も一定の進展を見たと考える。さらに、特許情報において記載が義務付けられている「解決すべき技術的課題」の項目の記述から産業界および市場が求めているニーズを抽出することができ、科学技術研究における研究テーマの設定に大きく寄与できることが分かった。一連の研究プロセスの最も重要なテーマ設定時に特許情報が有効に活用されることと考える。本研究は、科学技術研究における特許情報の活用可能性と意義を明らかにすることを目的としている。平成29年度は、前年度後半に行ったアンケート結果を分析した。本アンケートは、特許出願上位35位までの日本の大学に所属する319の研究室に送られ、科学技術研究における特許情報の利用状況を明らかにするとともに、基礎研究や実用化研究に関する大学研究者の意識を視覚化し、特許情報活用の課題を抽出し解決策を提案した。また、基礎研究から実用化研究への移行と研究進展のプロセスをモデル化した。これにより、特許情報を活用してスタートアップ企業やベンチャー企業を立ち上げるなど、より効率的に社会に貢献できるような大学の科学技術研究の在り方のヒントが導き出されたと考える。起業家精神を育成する分野においても重要なメッセージとなったことと期待している。アンケートの結果に基づいて、演繹的アプローチを行うことによって観測を試み、いくつかの仮説に到達した。また、大学の科学技術研究者の声から総括して「大学における学術研究に特許情報を利用する際の示唆と期待されるメリット」として結論付けを行った。平成29年度のまとめとして、大学の科学技術研究に特許情報を活用することにより、以下のようなメリットが得られることが改めて整理された。大学の基礎研究が実用化研究に発展し、研究成果が業界のニーズに近いものになる。
両生類の発生過程で起こる窒素代謝変換をトリガーする因子の探索とその作用機構の解明

アフリカツメガエルの発生過程で起こるアンモニア排泄型から尿素合成・排泄型への窒素代謝変換をトリガーする因子を探索した。その結果、アンモニアから尿素を合成する律速酵素(CPS I)とグルココルチコイド受容体(GR)の発現パターンが類似した。また、幼生個体へのコルチコステロン処理によってCPS1発現レベルが上昇し、GRアンタゴニスト処理によってCPS1発現レベルが低下することを確認した。発生初期段階におけるCPS1の発現にコルチコステロンとその受容体GRが関与している可能性が示唆された。両生類の発生過程で起こるアンモニア排泄型から尿素合成・排泄型への窒素代謝変換をトリガーする因子について解析を行っている。現在までに尿素回路酵素のカルバミルリン酸合成酵素(CPS1)の発現を制御する因子としてグルココルチコイド(コルチコステロン)を同定した。また、幼生個体へのコルチコステロン処理によってCPS1発現レベルが上昇すること、グルココルチコイド受容体アンタゴニスト処理によってCPS1発現レベルが低下することを確認した。また、生体内でのCPS1発現と局在を時間・空間的に可視化するためのトランスジェニックXenopusの作成に取り組んだ。これまでにCPS1プロモーター配列とGFP遺伝子を連結させたコンストラクトを作成したが、トランスジェニック個体の作成には至っていない。さらに、発生初期に尿素を産生する生物学的意義を探るための研究も進めた。尿素回路において、アルギニノコハク酸からアルギニンへの代謝産物として生じるフマル酸は肝臓や消化管、腎臓に存在する糖新生経路を介してグルコース産生に関わっていることが知られている。そこで、Xenopusの初期発生における糖新生酵素遺伝子(PEPCK, FBP, G6Pase)の発現動態を解析した。その結果、CPS1発現が上昇するst47(受精後5日)付近でこれらの遺伝子発現量も増加していることが示された。現在、初期発生における尿素産生において、尿素回路酵素と糖新生経路との関連性について探っている。アンモニアの解毒は生命維持のために必要不可欠な仕組みである。本研究は両生類の発生過程で起こるアンモニア排泄型から尿素合成・排泄型への窒素代謝変換をトリガーする因子を探索し、その作用機構の解明を目的としている。この仕組みの解明は我々哺乳類の胎児(アンモニア排泄)から新生児(尿素排泄)への過程で発症する窒素代謝疾患の原因を探る足がかりになると考えられる。我々はアフリカツメガエルを用いて、アンモニアから尿素を合成する律速酵素(CPS I)の発現を誘導する因子を探索した。まず、発生過程におけるCPS I遺伝子の発現動態をリアルタイムPCR法によって定量したところ、受精後5日目のst.47から顕著なCPS I遺伝子の発現が検出された。st.47幼生が実際に尿素の合成および排泄を行っているかを確かめるため、飼育水中の尿素濃度をウレアーゼ・インドフェノール法により定量した。その結果、st.47幼生から飼育水中に尿素が検出され、この時期にアンモニア排泄に加えて、尿素も合成し排泄していることが示された。CPS I遺伝子の発現を調節する因子を探索するため、CPS I遺伝子の5'上流領域の転写因子結合サイトを予測したところ、グルココルチコイド応答配列やcAMP応答配列の他、肝細胞核因子3α(HNF3α)やCCAAT/エンハンサー結合タンパク質(C/EBPα)の結合サイトが確認された。そこで、グルココルチコイド受容体(GR)、cAMP応答配列結合タンパク質1(CREB1)、HNF3α、C/EBPαの個体発生における発現変化を解析した結果、CREB1、HNF3αとC/EBPαは顕著な変化を示さなかったが、GRは受精後4日のst.4445をピークとする発現変化を示した。したがって、発生初期段階におけるCPS1の発現にコルチコステロンとその受容体GRが関与している可能性が示唆された。当初から目的の一つと位置付けていた尿素合成の律速酵素であるCPS Iの発現を調節する因子としてコルチコステロンとその受容体(グルココルチコイド受容体)を特定することに成功した。現在、個体へのコルチコステロンおよびグルココルチコイド受容体アンタゴニストの投与がCPS I遺伝子の発現や尿素合成能にどのような影響を及ぼすかについて解析を行っている。また、アフリカツメガエル肝臓由来細胞株A8細胞を用いて、in vitro実験系での尿素合成機構の解析を準備している。これによりin vivoとin vitroの両方でグルココルチコイドによる尿素合成の調節機構を明らかにすることができる。平成24年度は上述の推進方策にそって、尿素合成機構における候補因子の機能について、個体レベルと細胞レベルで解析を行うが、研究費の主たる用途は分子生物学実験試薬などの消耗品が大部分を占める。また、研究成果発表の為に旅費を計上している。
第二次世界大戦期における中立国外交文書のアーカイブズ学的研究

3年間の研究期間内にスイス連邦公文書館、スウェーデン国立公文書館および軍事公文書館、バチカン教皇秘書文書館、ポルトガル国立歴史外交文書館、スペイン国立政府文書館、イタリア国立外交公文書館、フィンランド国立公文書館オウル分館、デンマーク国立公文書館を調査し、3つのカテゴリーからなる文書群を発掘した。カテゴリー1は、戦争中における中立国の役割を示す外交文書、カテゴリー2は、枢軸国およびドイツ占領国と日本との関係文書、カテゴリー3は、中立国・枢軸国・被占領国と満洲国との外交に関わる文書である。これらの収集した文書は、今後の研究を進展させるための基盤になり得るものと確信している。2014年度は主にスウェーデン・フィンランド・デンマークでの調査と関連文書の収集に努めた。スウェーデンでは、過去に収集した国立公文書館新館が所蔵する日本とソ連との外交交渉および大戦中の俘虜収容所関連の文書に加えて、今回は国立公文書館本館において19371945年の在華領事館文書と駐満洲国公使館文書を調査した。大戦中の文書の多くは新館に所蔵されているが、財産関係や在外公館との通信など多くの文書がまだ本館に残っていることが判明し、大戦中の在華欧州人保護関係と対満洲国外交に関わる文書を収集した。また、あわせて軍事公文書館にて駐在武官関係の文書を調査し、1930年代の駐日・駐華武官の文書を収集した。駐在武官関係は国立公文書館にも所蔵されているため今回はその概略を把握したに止まった。フィンランドでは、国立公文書館オウル分館に所蔵されている駐日・駐満公使館文書および在華領事館文書を調査し、大戦中の枢軸国同盟関係の文書を収集した。とくに対満洲国外交に関わる文書の所在が明らかになり、主要な文書の撮影を完了した。デンマークでは、国立公文書館に所蔵されているドイツ占領期の対日外交・対満洲国外交文書を調査した。原本閲覧には最長で申請から1ヵ月かかるため今回は閲覧対象文書の抽出に止めた。以上の調査において収集した撮影データをまとめ内容の分析に取りかかっている。また、9月にイギリス調査を行い、ケンブリッジ大学において研究成果の一端を報告することができた。2015年度はバチカン秘密公文書館・イタリア国立外交公文書館・スイス連邦公文書館において関連資料の調査収集を行った。バチカンに関しては、1938年以降の文書が非公開になっていたため、それ以前の満洲国におけるバチカンの活動に関する文書を収集し、あわせて現地アーキビストから各教区文書館に所蔵される日本・満洲国関係文書の所在情報を入手した。また、イタリア国立外交公文書館ではイタリア降伏後の日本・満洲国とイタリアとの財産処理に関わる文書を収集した。さらに、スイス連邦公文書館では、大戦末期のスイス経由の和平交渉および戦争終結直後の連合国による日本資産接収に関わる文書を収集した。この他、年末に台湾中央研究院において成果報告を行った。バチカンでは公開制限のため目的とする文書のすべてを収集することはできなかったが、公刊資料集によってそれを補うことができる。また、教区文書館の存在と所蔵資料情報を入手し、最終年度にこれらも調査対象とする必要が生じてきた。その他、スイスではアーキビストの協力などによって満足できる調査ができ、多くの資料を収集した。2016年度はポルトガル国立歴史外交文書館・スペイン国立政府公文書館において関連資料の調査収集を行った。ポルトガルではマカオおよび東チモール問題を中心とした日葡外交交渉および第二次大戦期の葡萄牙と連合国との交渉関係、大戦終結後の在外公館閉鎖関係の文書を収集、スペインでは在西日本公使館・満洲国公使館の閉鎖関係および在米日本機関閉鎖に関わる米西外交関係文書の調査収集を行った。2014年度から3年間にわたる研究では、スウェーデン・フィンランド・デンマーク・バチカン・イタリア・スイス・ポルトガル・スペイン各国公文書館および国際赤十字委員会アーカイブズで第二次世界大戦期の日本および満洲国に関連する外交文書の大まかな所蔵状況を確認することができた。なかでもスウェーデン(国立公文書館本館および新館・軍事公文書館)・スイス(国立連邦公文書館)・国際赤十字委員会では中立国・中立機関を介した終戦交渉関係文書の主要な調査を終えることができた。また、戦争勃発後の在外公館閉鎖および捕虜取扱に関する連合国と日本とのやりとりなどこれまであまり知られていない事実が判明し、第二次世界大戦研究における新しい研究領域の可能性が確認できた。さらに、大戦中にマカオ進駐をめぐってポルトガルと、大戦末期のマニラ陥落で起きた民間人殺害をめぐって日本とスイス・スペインとの関係が悪化していたことなど、ほとんど知られていなかった事実が明らかになったことも収穫であった。この他、当初は想定していなかったが、満洲国に関わる外交文書が多く残されていることは新たな発見であった。これらは、スウェーデンのような中立国以外にもフィンランドなど枢軸国と満洲国との経済貿易関係が中心であるが、満洲国政府の外交文書がほとんど残存していないことから、これらの国々に残されている文書は貴重なものといえる。

スウェーデンをはじめ北欧での調査では多くの成果を得ることができた。また、対象国を広げたことでより立体的な視野を得ることができた。ただし、対象国の政府組織変遷などを把握しなければ目的とする文書を効率的に収集することが難しく、組織変遷の理解に時間を要している。最終年度はスペイン・ポルトガルでの調査を実施すると同時に、フランスのパリ教区文書館に関連資料が存在することが判明したので、追加で調査を行う。なお、トルコはテロ問題などの懸念材料があるので、状況を見つつ判断したい。日本史2015年度は当初の計画通り、スイスおよび国際赤十字委員会、ならびにバチカンでの調査を予定している。研究はおおむね計画通りに進んでいるため、2015年度以降も当初計画通りとしているが、申請額に比して配分額が少ないため、海外調査期間などの圧縮が必要となっている。最終年度にスペイン・ポルトガル・フランス・トルコを調査するための費用として次年度へ繰り越したため。次年度使用額は極めて少額であり、前年度計画に大きな変更があったためではなく、また前年度計画は支障なく遂行することができた。最終年度にスペイン・ポルトガル・フランス・トルコにて調査を行う。次年度使用額は2015年度の物品費購入に充てる予定である。
ユビキチンケモテクノロジーを活用した細胞生死バランス制御による疾患治療戦略の開発

細胞生死のシグナル制御分子の相互作用には、ユビキチン化やSUMO化等の修飾が必須であり、これらの修飾の制御によって様々な疾患治療が可能となる。本研究ではケモテクノロジーを活用し、ユビキチン化関連修飾とユビキチン化関連酵素を含むシグナル分子との相互作用などを正・負に適切に調節することで、生死のシグナル制御を介して過剰な細胞死・増殖を抑制し、癌や免疫疾患などに対する新たな疾患治療戦略の提言を目指す。
事前情報共有を必要としないキャンセラブルバイオメトリクス技術の開発

本研究では、現在の生体認証における大きな課題の一つである、登録生体情報の取り消し・変更を可能とする生体認証技術(キヤンセラブルバイオメトリクス)を研究対象とし、事前に秘密情報等の共有を必要としないキヤンセラブルバイオメトリクス技術の開発を目的として以下の通り研究を行った。1.オンライン生体認証手法を実装するシステムの検討(1)実装上の課題の抽出と対策昨年度提案した位相限定相関を利用したオンライン生体認証手法について、照合精度の改善と安全性の評価を課題として挙げた。照合精度の改善については、指紋画像から鍵を生成する際に特徴的な空間周波数成分を抽出すること及びランダム位相マスクの解像度を調節することによって照合精度を改善できることを確認した。また安全性の評価については、鍵を推定する攻撃を行い、この攻撃に対する耐性について問題ないことを確認した。(2)光学的実装の検討提案手法を光学的に実装することができれば生体情報の漏えいに対する信頼性を大幅に高めることができる。そこで今回提案手法に用いている暗号化・復号化を光学的に実装するシステムについて検討し、光学的な指紋画像取得と空間光位相変調器による光学的演算を利用した暗号化・復号化システム提案した。また実験によって暗号化画像を光学的に復号化できることを確認した。2.静脈画像への適用近赤外のLEDを用いて手の甲の静脈画像を取得する撮像システムの構築を行った。静脈画像から鍵画像を生成する方法は指紋画像と同様の手法を用いたが、識別に有効な特徴領域だけを抽出すること、また静脈パターンのみを強調することによって照合精度を高めた。取得した静脈画像から鍵画像を生成し、平文画像の暗号化、復号化を行った結果、本人の画像ならば元の平文画像を復元でき、他人の画像ではランダムパターンになることを確認した。本研究では、現在の生体認証における大きな課題の一つである、登録生体情報の取り消し・変更を可能とする生体認証技術(キャンセラブルバイオメトリクス)を研究対象とし、事前に秘密情報等の共有を必要としないキャンセラブルバイオメトリクス技術の開発を目的として以下の通り研究を行った。1.キャンセラブル認証手法の開発(1)POCに基づくキャンセラブル生体認証手法の確立本研究では位相限定相関(POC)を利用したキャンセラブル生体認証手法を提案した。具体的には、生体情報画像とキー画像(パスワード等の秘密情報を画像化したもの)とのPOCを登録情報(テンプレート)とし、照合時には同様に生成したPOCとテンプレートとのPOCを演算することで本人かどうかを識別する。この手法では、テンプレートから生体情報を推測することは困難であり、またキー画像を変えることでテンプレートを何回でも変更することが可能である。(2)指紋の適用(1)で提案した手法に対して指紋画像を適用する方法について検討し、指紋の特徴的な周波数成分を抽出する手法等を開発した。(3)オンライン認証への拡張(1)で提案した手法をオンラインでの本人認証を行う手法へ拡張させ、生体認証を鍵としてチャレンジ&レスポンス型認証を行う手法を開発した。2.計算機実験による性能評価(1)指紋画像を用いた計算機実験数名の被験者から実際の指紋画像を取得し、提案手法(キャンセラブル生体認証、チャレンジ&レスポンス型)の有効性を計算機実験によって確認した。その結果、それぞれの手法において十分な照合精度を有することを確認し、またチャレンジ&レスポンス型認証においては、侵入実験を行うことによって安全性に問題ないことを確認した。
芸術的創造性を育む教育支援プログラム「新しい子どもの歌の編曲」開発と具体化

研究開始当初は、ピアノ初心者の学生にとって、初めて弾く「子どもの歌」が、専門家の手で十分に考えられた編曲を施し、弾きやすく、演奏効果も高いなら、原曲と同じように頻繁に演奏されてもよいのではないだろうかと考えた。もちろん原曲を忠実に演奏することが求められる場合も多いが、クラシックと言われるジャンルの音楽に比べて、シンプルな和声で作られた「子どもの歌」が多いことを考えると、編曲は時代と共にもっと変化してよいと考える。学生は今まで諦めていた曲が「弾きやすい伴奏」に編曲されたことで演奏できるようになり、「美しい音色の変化」にも気づくようになる。それは「子どもの歌」が作曲家によって編曲された賜物である。ところが子どもの歌の編曲を進めていく上で最も難しかったのは、「編曲」が認められない場合であった。このことは、研究の大きな障がいとなった。もちろん著作権者の了承を得られない場合、作品を使用できないのは当然だが、研究テーマの、「専門家の手で十分に考えられた編曲を施し、弾きやすく、演奏効果も高いなら、原曲と同じように頻繁に演奏されてもよいのではないだろうか」という問いかけに対して、一部の作品は編曲できない困難な問題があることを再確認した。連携研究者もこれらの経験をしており、いろいろと助言をいただきながら、今年度、芸術的創造性を育む教育支援プログラム「新しい子どもの歌の編曲」作品集としてテキストを完成した。現在、今後の出版を検討中である。作品発表は、平成28年度、平成29年度と同様に、平成30年度も連携研究者による「音楽のたまて箱vol.4-子どもとともに創る・楽しむ-」に参加、子どもの詩による歌を発表した。詩と音楽について、声楽家・ピアニスト・作曲家から、数多くの貴重な意見を得た。また共著の「改訂4版幼児の音楽教育法」では、編曲した子どもの歌をより弾きやすく改訂することができた。平成27年度は理論的準備段階とし、編曲の理論的準備を行った。既存の「子どもの歌」のテキストから、「器楽的(ピアノ)」「声楽的(歌)」「作曲学的(編曲)」に各専門家が分析を行い選曲する。その成果を反映させて、「弾きやすく」「歌いやすく」「音楽的な」編曲に向けてさらに検討を重ねた。選曲にあたっては連携研究者と十分検討し、時代に合わないものは除外しながら、新しい曲も積極的に採用して今後歌い継がれる曲を選択することになった。年度後半には開発段階に入り、編曲を開始することができた。選曲を進めながら採用決定した曲から順次編曲を始めた。試行の1つとして、自作品(歌曲・合唱曲)を試演した。作詩・作曲を自ら行い、「言葉」と「メロディ」「伴奏」について検証することによって、「弾きやすく」「歌いやすく」「音楽的な」編曲に向けてさらに一歩研究を進めることができた。また、編曲の理論的準備の第一段階として、「美しい音色のアレンジで楽しむミュージックベル大好き!」を出版することができた。この楽譜は20曲から成り、子どもの歌を数多く編曲している。シンプルでも美しい響きが得られる、より音楽的な編曲を目指したこれらの作品は、「新しい子どもの歌」の編曲への大きなヒントとなり試行として実り多いものとなった。連携研究者や関係者と年度末に進捗状況を確認した。また、国内外での作品発表で、作曲家にアドバイスや協力を得ることができた。連携研究者や関係者と十分検討することができた。また、国内外の作曲家からのアドバイスや協力を得ることができたために研究はおおむね順調であった。平成27年度の理論的準備段階に続いて、平成28年度は開発段階・試行段階とした。学生は、弾きたい曲が難しい曲だったら弾けない。ところが調べてみると「難しい」と思われている曲が、実は「理論的に間違った編曲」によって「難しくなってしまっている」ことが多い。無理な運指・指の跳躍により、かえって読譜を難しくしているのである。開発段階としては、弾きやすく、歌いやすく、音楽的な「新しい子どもの歌」の編曲をめざした。連携研究者の所属する大学の附属幼稚園で使用する曲を収集し、編曲に加えることとした。試行段階としては、編曲を完了した「新しい子どもの歌」を連携研究者の所属する大学の授業で学生に演奏してもらい、「弾きやすく」、「歌いやすく」、「音楽的な」編曲について幅広く聞き取り調査を行った。この調査により本研究への示唆を得ることができた。学会発表として、「『新しい子どもの歌』編曲と作曲への新たな試み」を行った。作品発表として、連携研究者による「音楽のたまて箱vol.2ー子どもとともに創る・楽しむー」に参加、子どもの詩による歌を発表した。詩と音楽について、声楽家・ピアニストとともにさらに研究を深めることができた。無伴奏混声合唱作品を発表した。年度末に連携研究者と進捗状況を確認し、最終年度に向けての調整を重ねた。国内の作品発表の場においては、合唱曲、歌曲、器楽曲を発表し、作曲家や演奏家に貴重な意見をいただくことができた。上記の「研究実績の概要」のとおり、学会発表や作品発表で作曲家や演奏家の意見を聞いたり、大学生への調査により、「弾きやすく」、「歌いやすく」、「音楽的な」編曲について、具体的な知見を明らかにすることができた。平成27年度の理論的準備段階、平成28年度の開発段階・試行段階を経て、平成29年度は実施段階とした。「新しい子どもの歌」を本実施し、必要に応じて、実施を指導した。

その際、編曲に手直しが必要と判断した場合は、編曲をし直し、より良い編曲をめざした。開発段階において、時代に合わないものは除外しながら、新しい曲も積極的に採用して今後歌い継がれる曲を選択したつもりだったが、それでもまだ選曲の余地があり、再度編曲し直す曲が多くなった。今、弾きたいと思う曲がすぐに弾けるようになるために、今年度も選曲を最重要視しながら編曲に取り組んでいく予定である。保育者養成校の教員や保育者が、「メロディー」だけでなく「伴奏」の世界に少しでも興味を持って「新しい子どもの歌」に取り組めば、「編曲」による可能性もさらに広がるに違いない。「作編曲者」と「保育・教育現場」との関係性を強化するために、今後、なぜその編曲が良いのかを理論的に解明できるテキストを作成し、共通理解を図ることによって、両者の基盤的見解を構築したいと考える。学会発表として、「子どもの詩に作曲するということー詩と音楽とその創造性ー」を行った。作品発表として、昨年と同様に連携研究者による「音楽のたまて箱vol.3ー子どもとともに創る・楽しむー」に参加、子どもの詩による歌を発表した。詩と音楽について、声楽家・ピアニストとともにさらに研究を深めることができた。「新しい子どもの歌」の開発について作曲家の方々に助言をいただくことができた。その中で、子どもたちに合った選曲がよりいっそう必要であるとの意見を多くいただいたため、編曲予定の楽曲を再検討した。そのため編曲する楽譜の完成が遅れている。研究開始当初は、ピアノ初心者の学生にとって、初めて弾く「子どもの歌」が、専門家の手で十分に考えられた編曲を施し、弾きやすく、演奏効果も高いなら、原曲と同じように頻繁に演奏されてもよいのではないだろうかと考えた。もちろん原曲を忠実に演奏することが求められる場合も多いが、クラシックと言われるジャンルの音楽に比べて、シンプルな和声で作られた「子どもの歌」が多いことを考えると、編曲は時代と共にもっと変化してよいと考える。学生は今まで諦めていた曲が「弾きやすい伴奏」に編曲されたことで演奏できるようになり、「美しい音色の変化」にも気づくようになる。それは「子どもの歌」が作曲家によって編曲された賜物である。ところが子どもの歌の編曲を進めていく上で最も難しかったのは、「編曲」が認められない場合であった。このことは、研究の大きな障がいとなった。もちろん著作権者の了承を得られない場合、作品を使用できないのは当然だが、研究テーマの、「専門家の手で十分に考えられた編曲を施し、弾きやすく、演奏効果も高いなら、原曲と同じように頻繁に演奏されてもよいのではないだろうか」という問いかけに対して、一部の作品は編曲できない困難な問題があることを再確認した。連携研究者もこれらの経験をしており、いろいろと助言をいただきながら、今年度、芸術的創造性を育む教育支援プログラム「新しい子どもの歌の編曲」作品集としてテキストを完成した。現在、今後の出版を検討中である。作品発表は、平成28年度、平成29年度と同様に、平成30年度も連携研究者による「音楽のたまて箱vol.4-子どもとともに創る・楽しむ-」に参加、子どもの詩による歌を発表した。詩と音楽について、声楽家・ピアニスト・作曲家から、数多くの貴重な意見を得た。
カロテノイドによる花弁の模様形成機構の解明

トレニア、シュンギクおよびキンセンカ花弁のカロテノイドによって形成される模様の有無はカロテノイド蓄積関連酵素遺伝子と分解関連酵素遺伝子の全体的な制御によって決定されていることが明らかになった。トレニア花弁のカロテノイドによる着色部ではカロテノイド生合成・蓄積関連遺伝子だけでなく様々な色素体に局在するタンパク質をコードする遺伝子の発現が上昇していた。花弁にカロテノイドによる模様を形成するトレニア'レモンドロップ'、シュンギク、およびキンセンカ'デージーアプリコット'の花弁濃色部および淡色部のカロテノイドの前駆体生合成に関与するイソプレノイド生合成系酵素遺伝子および細胞内に蓄積される際のカロテノイド-タンパク複合体の形成に関与するカロテノイド蓄積関連遺伝子の発現を解析した。いずれの花き類も淡色部と比較すると濃色部ではイソプレノイド生合成系遺伝子およびカロテノイド蓄積関連遺伝子の発現は高かった。カロテノイド生合成系酵素遺伝子およびイソプレノイド生合成系酵素遺伝子の濃色部と淡色部における発現は同様の傾向を示し、濃色部が淡色部よりも高かった。一方、カロテノイド酸化開裂酵素遺伝子(CCD4)の発現は淡色部で高く、濃色部で低いという結果が得られた。したがって、これらの花き類の模様の形成には前駆体・カロテノイドの生合成、蓄積、および分解という非常に広い範囲の遺伝子の発現制御が関わっていることが明らかになった。さらに、シュンギクは淡色部の着色度合いに系統間差があり、白色から淡黄色まで幅がある。また、全く模様のない全面着色系統が存在する。これらについてカロテノイド量と上述の遺伝子発現との関係を解析した。その結果、淡色部のカロテノイド量が少ない系統ほどCCD4の発現が高いという傾向が得られた。これらの濃色部のCCD4の発現量は淡色部と比較して低かった。また、全面着色系統では花弁のどの部位からもCCD4の発現が全く検出されず、シュンギクの模様形成にはCCD4が直接的に関与している可能性が示唆された。以上本年度の解析によって、花弁の模様形成に関する基礎的知見が得られた。シュンギクは花弁の基部のカロテノイド量が先端部よりも少なく、覆輪模様を生じる系統と花弁全面が濃黄色の単一色を示す全面着色系統が存在する。これらの系統においてゲノム中のカロテノイド酸化開裂酵素遺伝子CCD4の存在の有無についてゲノミックPCRにて解析を行ったところ、調査を行った覆輪系統65個体全てからからCCD4の増幅が確認されたのに対し、全面着色系統8個体からはCCD4の増幅は認められず、ゲノムDNAからCCD4が欠落していることが明らかになった。このことからシュンギクの覆輪形成には0α74が関与しており、CCD4が欠損することによって花弁全面が均一に着色する全面着色系統になることが明らかになった。また、トレニア'クラウンミックス'白花系統の花弁のカロテノイドによる濃着色部および淡色部において、HiCEP法による差次的発現遺伝子の単離・解析を試みた。HiCEP法は制限酵素と選択的プライマーの組み合わせによって発現している遺伝子を網羅的にプロファイリングするcDNAを用いたAFLPの一種であるが、定量性に優れているという特徴を持つ。本年度は淡色部と濃色部の発現遺伝子のプロファイリングを行ったところ、全体で約19000の発現遺伝子がピークとして検出された。これらピークの高さを濃色部と淡色部で比較したところ、濃色部で淡色部の2倍以上の発現量が得られたピークが300ピーク、淡色部で濃色部の2倍以上の発現量が得られたピークが60ピークであった。このうち、9倍3.5倍の差を示す34ピークを選び出し、塩基配列を決定した。濃色部で高い発現を示した27ピークにはカロテノイド代謝・蓄積関連遺伝子のホモログが8ピーク(Fibrillin,NXS,LCYB)、光合成関連遺伝子が6ピーク含まれていた。34ピークの中には転写因子と考えられる配列は含まれなかった。トレニア`クラウンミックス'白花系統の花弁のカロテノイドによる濃着色部および白色部において,HiCEP法(High Coverage Expression Profiling)による差次的発現遺伝子の単離・解析を試みた.HiCEP法は制限酵素と選択的プライマーの組み合わせによって発現している遺伝子を網羅的にプロファイリングするcDNAを用いたAFLPの一種であるが,定量性に優れているという特徴を持つ.着色部と白色部の発現遺伝子のプロファイリングによって全体で約19000の発現遺伝子がピークとして検出された.これらピークの高さを着色部と白色部で比較したところ,着色部で白色部の2倍以上の発現量が得られたピークが300ピーク,白色部で着色部の2倍以上の発現量が得られたピークが60ピークであった.昨年度塩基配列を決定した9倍3.5倍の差を示す34ピークに加え,本年度は着色部のみで発現していた6ピークを選び出し,解析を行った.

着色部で高い発現量を示したピークおよび着色部のみで発現していたピークにはカロテノイド生合成・蓄積関連遺伝子のホモログ3種類(Fibrillin, NXS, LCYB)に加え,複数の光合成関連遺伝子および脂肪酸代謝関連遺伝子等が含まれていた.それぞれの遺伝子のシロイヌナズナオルソログを解析した結果,大部分の遺伝子から色素体移行シグナルペプチドをコードする配列が検出された.このことから,トレニア花弁の着色部ではカロテノイド生合成・蓄積関連遺伝子だけでなく色素体に局在するタンパク質をコードする遺伝子の発現が上昇していることが明らかになった.当初の目的であるカロテノイド代謝関連遺伝子の転写因子は得られていない。しかしながら、覆輪の形成メカニズムの解明については順調に研究が進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。トレニア濃色部・淡色部における差次的発現遺伝子の解析をさらに進める。トレニア花弁においてカロテノイドの有無を決定していると推測される遺伝子が得られれば遺伝子組換えによってその機能を確認する。