hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HSAを基盤としたNOやH2Sの輸送システムの解明とその臨床応用

本研究は、『HSAによる生理活性ガスの内因的な輸送システムの全容解明とその臨床応用』を二大柱とし、NOによる修飾(Cys-SNO)やH2Sによる修飾(CysーSSH)の生成メカニズムの解明を行ってきた。その結果、NOとH2Sの間に、生理活性ガス分子間のクロストークが存在することが推察された。また、Cys-SSHを測定する中で、新規に開発した測定方法により、HSAには多量にCys-SSS-Cysが存在すること、さらには、このCys-SSS-Cysは酸化ストレスに鋭敏に反応し、病態初期から変動することも明らかにすることができた。近年明らかとなった細胞内に存在するシステインにSが過剰に付加したシステインパースルフィド(CysSSH)のような活性イオウ種(RSS)は、グルタチオンなどの低分子化合物のみならず、いくつかの細胞内タンパク質のシステインもCysSSHを有することが徐々に明らかにされつつある。一方、血清中に最も多く存在するタンパク質であるヒト血清アルブミン(HSA)は、分子内にジスルフィド結合を17対、つまり34残基のCysと遊離型のCysを1残基有するCysteine-richなタンパク質である。1983年の報告により、HSAが生体内でPolysulfurのプールとして機能している可能性が示唆されたものの、アルブミンに結合したSに関する生理学的な意義の解明に関する報告はほとんどない。本研究では、生体内でアルブミンがSの貯蔵機能をもち、このSがアルブミンの機能に与える影響について評価した。これまでの知見として、RSSを検出する蛍光プローブ法、改変メチレンブルー法により、HSAにRSSが存在することが示された。酸化ストレスの上昇が観察される血液透析導入患者血液において、こうしたHSA中RSSは有意に低下していた。さらに、蛍光プローブやメチル水銀等を用いて強制的にHSAからRSSを除去すると、過酸化水素やヒロドペルオキシラジカルに対するアルブミンの抗酸化能が低下した。興味深いことに、これらRSSを除去したHSAは円二色性CDスペクトルや疎水性部位に結合し蛍光を発するプローブを用いた解析により、顕著に構造変化していることが観察された。これらのことから、HSAに存在するRSSは、その抗酸化能や構造の維持に重要な役割を有しており、重要なバイオマーカーになり得ることが期待される。予定していた実験計画は順調に推移しており、それに加えて、当初予定していなかった新たな活性イオウ種の検出方法を見い出すことに成功したことが当初の計画以上に進展している結果に繋がっていると考えている。システインパースルフィド(Cys-SSH)に代表される活性イオウ分子種は、価数0のイオウ原子であるsulfane sulfurを有し、高い反応性を持つ。活性イオウ分子種は種々の細胞内タンパク質へ組み込まれ、生理機能を調節していることが報告されている。一方、血清など細胞外のタンパク質に対しては、その存在や機能について殆ど明らかにされていない。これは、細胞外の酸化的環境下における信頼性の高い活性イオウ分子種測定法が確立されていないことが原因である。この課題を克服するため、本研究では、新規活性イオウ分子種測定法の確立ならびに活性イオウ付加アルブミンの構造・機能解析を行った。本年度は、sulfane sulfurの還元剤を構築し、メチレンブルー法と組み合わせた新規の活性イオウ分子種の測定法(Elimination Method of Sulfide from Polysulfide, EMSP)を開発し、論文化に至った。また、健常血清中の活性イオウ分子種を測定したところ、約8 mMもの活性イオウ分子種が存在していること、また主要な活性イオウ付加タンパク質がヒト血清アルブミン(HSA)であることを同定した。興味深いことに、血清sulfane sulfurレベルは肝硬変疾患などの酸化ストレス疾患で有意に減少し、有病数との間で相関性を示した。以上より、活性イオウ分子種モニタリングは、早期酸化ストレス検出法としての応用が期待される。加えて、HSAを基盤としたsulfane sulfur送達システムは、酸化ストレス疾患の新たな予防・治療戦略の可能性を秘めている。予定していた実験計画はすべて順調に遂行していることに加え、当初予期していなかった他のタンパク質と活性イオウ種の関係性も明らかにすることができ、当初の計画を越えた進展に繋がっていると考えている。本研究は、『HSAによる生理活性ガスの内因的な輸送システムの全容解明』と『それら輸送システムを生かした酸化ストレス疾患治療法の開発』を二大柱とし、遊離型システイン34CysへのNOによる修飾(Cys-SNO)から、H2Sによる修飾(CysーSSH)の生成メカニズムの解明、34CysーSSHの定量法の開発ならびに酸化ストレス病態との関連性をin vitroや生体サンプルを用いた解析を行ってきた。その結果、Cys-SSHの修飾には、一部Cys-SNOから生成することが示唆されたことから、NOとH2Sの間に、生理活性ガス分子間のクロストークが存在することが推察された。また、Cys-SSHを測定する中で、新規に開発した測定方法であるElimination Method for Sulfide from Polysulfide(EMSP)により、HSAには多量にCys-SSS-Cysが存在することを明らかにすることができた。本発見は、血清中イオウのリザーバーとしてHSAが機能しているという新しい知見である。興味深いことに、ヒトにおいて、このCys-SSS-Cysは酸化ストレスに鋭敏に反応し、病態初期から変動することも明らかにすることができた。

その一方で、34CysーSSH化HSAやPolyーSSH化HSAの作製を行い、生物活性の解析や酸化ストレス疾患への治療薬としての応用を病態モデルにて検討した。まず取り組んだこととして、34CysーSSH化HSAの美白作用に関して、メラノーマ細胞を用いてその美白効果を実証した。具体的には、UV由来の活性酸素種や一酸化窒素の産生に対して、34CysーSSH化HSAは強力に抑制すること、加えて、メラニンの生成に寄与しているチロシナーゼの活性を抑制することが明らかになった。本知見は、すでに論文化並びに特許として公表するに至っている。本研究は、『HSAによる生理活性ガスの内因的な輸送システムの全容解明とその臨床応用』を二大柱とし、NOによる修飾(Cys-SNO)やH2Sによる修飾(CysーSSH)の生成メカニズムの解明を行ってきた。その結果、NOとH2Sの間に、生理活性ガス分子間のクロストークが存在することが推察された。また、Cys-SSHを測定する中で、新規に開発した測定方法により、HSAには多量にCys-SSS-Cysが存在すること、さらには、このCys-SSS-Cysは酸化ストレスに鋭敏に反応し、病態初期から変動することも明らかにすることができた。今後の研究推進として、血清中の活性イオウ種濃度は非常に鋭敏な生体健常マーカーになりえることから、健常人の血清を網羅的に解析し、今後の健康状態の予測や、疾患予測などにも繋がるよう、健常血清における活性イオウ種含量の定量を優先的に行い、ヒト血清アルブミンに活性イオウを多く付加したPolyイオウ化ヒト血清アルブミンの構築を並行して行っていくこととしている。具体的には、PolyーSSH化HSAの作製に関しては、これまでに報告してきたPoly-SNO-HSAの作製方法(HSAに、Lys残基のアミノ基にSHを導入する目的でイミノチオランを添加し、その後亜硝酸イソペンチルにてSNO化を行うもの)にH2S供与剤を加える方法が使用できると考えている。また、これらの生物活性解析は、HSAの元来有するリガンド結合能や抗酸化活性、エステラーゼ様活性における34CysーSSH化の影響などから着手し、酸化ストレス疾患(慢性腎臓病や慢性肝疾患、敗血症など)モデルマウスへの34CysーSSH化HSAやPolyーSSH化HSA投与実験にて、その有用性を評価する。評価項目は、血清LDH評価をはじめ、肝臓や腎臓の機能評価(AST、ALT、BUNなど)、細胞死(アポトーシス、ネクローシス)の形態や各種抗体による免疫染色やウエスタンブロット等の評価を行い、関連するシグナル分子を同定する予定である。今年度開発に成功した新規の活性イオウ分子種の測定法(Elimination Method of Sulfide from Polysulfide, EMSP)法を活用し、様々な疾患との因果関係を明らかにし、病態の早期診断を行うこと、加えて、新たな活性イオウデリバリーシステムを構築し、治療へ応用するという「診断と治療」の両方から研究を推進していく予定としている。
ミッドカイン受容体複合体の解明

LDL受容体ファミリーに属するLRP6の細胞外ドメインをFLAGタグと結合させた組み換えタンパク質を作成し、ミッドカイン(MK)アガロースカラムにかけたところ、カルシウム依存性に強く結合した。この結合の強さはLRPとほぼ同様であった。LRP6はWnt受容体複合体の一成分であり、脳にも発現され、また、LRPとは細胞内ドメインが大きく異なっている。LRP6を介したMKのシグナル伝達の可能性が生じた。コンドロイチン-4硫酸6-スルホトランスフェラーゼをバキュロウィルスに生産させ、組み換え体酵素をヘパリンアガロースカラムクロマトグラフィーで高度に精製した。この精製酵素を用いて、コンドロイチン硫酸を母体にして、E構造、すなわち、N-アセチルガラクトサミンの4、6-ジ硫酸構造を形成した。このE構造を持つ人工コンドロイチン硫酸はMK-アガロースカラムクロマトグフフィーによりMKと強く結合することが明らかになった。すなわち、グルクロン酸の3-硫酸構造はMKへの強い結合に必要不可欠なものではないことが判明した。MKに結合する膜系タンパク質を13日マウス胚よりMK-アガロースアフィニティーカラムクロマトグラフイーで単離し、SDS-PAGEで分別後、トリプシン消化し、プロテインシーケンサーで配列を決定した。その結果、110kDaの結合タンパク質としてβ_1インテグリンが同定された。β_1インテグリンとMKの結合はカルシウム依存性であった。α鎖について検討すると、MK結合性のインテグリンはα_4β_1、およびα_6β_1であった。これらのインテグリンは精製後もMK結合性を保ち、直接MKと結合することが判明した。LDL受容体ファミリーに属するLRP6の細胞外ドメインをFLAGタグと結合させた組み換えタンパク質を作成し、ミッドカイン(MK)アガロースカラムにかけたところ、カルシウム依存症に強く結合した。LRP6はWnt受容体複合体の一成分であり、脳にも発現され、またLRPとは細胞内ドメインが大きく異なっている。コンドロイチンー4硫酸6-スルホトランスフェラーゼをバキュロウィルスに生産させ、組み換え体酵素をヘパリンアガロースカラムクロマトグラフィーで高度に精製した。このE構造を持つ人工コンドロイチン硫酸はMKーアガロースカラムクロマトグラフィーによりMKと強く結合することが明らかになった。MKに結合する膜系のタンパク質を13日マウス胚よりMKーアガロースアフィニティーカラムクロマトグラフィーで単離し、SDS-PAGEで分別後、トリプシン消化し、プロテインシーケンサーで配列を決定した。その結果、結合タンパク質として、チロシンに富む、新しいタンパク質HSP-66Yを見出した。このタンパク質はERに存在し、熱処理によって発現が増強するのでシャペロンと考えられる。この他にもいくつかのシャペロンがMK結合タンパク質として見出され、MKの今一つのシグナル系として細胞内でシャペロンに作用する可能性を考える必要性が生じた。プロテインミクロシーケンス法によってミッドカイン(MK)結合タンパク質の中で、110kDaのタンパク質をβ1-インテグリンと同定した。そこで、MKとβ1-インテグリンの結合をより詳しく調べるためにβ1-インテグリンcDNAのC-末端にHAタグをつけたコンストラクトを作成し、COS-7細胞にトランスフェクトした。

その細胞のライゼートをMKアガロースカラムにかけ、0.3M、0.4M、0.5M NaClで溶出したところ、主として0.3M、0.4M、NaClで溶出されたが、0.5M NaClでも溶出され、さらに一部はカラムに結合したままであった。一方、Ca_<++>非存在下で結合させ、溶出液に10mMEDTAを添加した場合、0.3M、0.4M、NaClで完全に溶出された。従って、MKとβ1-インテグリンの結合はカルシウム依存的であった。MKに結合するβ1-インテグリンのα鎖を同定するために、COS-7細胞とマウス13日胚のCHAPS可溶化液を用いて実験を行った。COS-7細胞にβ1-インテグリン/HAcDNAをトランスフェクトし、細胞ライゼートをMKカラムに結合させた後、0.5M NaCl/EDTAで溶出した。溶出液をSDS-PAGEで分離後、抗α3、α4、α5、α6-インテグリン抗体を用いて、ウエスタンブロッチングを行った。その結果、α4-インテグリンの80kDaのバンドとα6-インテグリンの110kDaのバンドを検出するこたができた。マウス13日胚を用いた実験では、α6-インテグリンだけしか検出できなかった。そこで、MKに結合するインテグリンはα4β1、α6β1-インテグリンであると示唆された。次に、α4-インテグリン/FLAGおよびα6-インテグリン/HAcDNAを作成し、それぞれをCOS-7細胞にトランスフェクトした。α4-インテグリンについては、細胞のライゼートを抗FLAG抗体アガロースカラムを用いて精製した後、α6-インテグリンについては、ラミニンアガロースを用いてアフィニティ精製した後、MKアガロースカラムにかけて、結合能を調べた。その結果、α4β1、α6β1-インテグリン共に、精製後も同様にMKと結合することが判明した。
顕微ラマン分光とカソードルミネッセンスによるセラミックスとガラスの構造/応力解析

セラミック及びガラス材料、半導体デバイスの表面近傍における高分解能応力測定について最近の成果を報告します。本測定手法はピエゾスペクトロスコピック効果(応力場によって発光スペクトルの波長位置がシフトする現象)を利用したものであり、主にセラミックスとガラス材料のフォトルミネッセンス(PL)及びカソードルミネッセンス(CL)に利用されています。PL、CLの発光機構に関わらずナノスケールの応力評価が可能であり、深さ分解能の優れた測定を行う場合は顕微ラマン分光法で測定を行いますが優れた空間分解を得る場合には電界放射型電子顕微鏡(FE-SEM)を利用し低加速電圧で測定を行います。自動プローブスキャンが構築され、膨大な測定データ(1μm^2当たり10^6のデータポイント数)がほとんどリアルタイムで取得可能できるほどにまで開発が進められました。セラミックとガラスデバイスの表面残留応力をナノスケールで測定するためにこのような測定及びデータ処理が必要であり、この技術(カソードルミネッセンスピエゾスペクトロスコピー)による力学的情報はレーザー分光と比較するとより微小なスケールで得られることができます。それは走査型電子顕微鏡内でのX線発生による化学分析と同等の技術です。ナノスケール力学分析を走査型電子顕微鏡内で行う実験が可能になり新材料開発及び高機能・高信頼性のセラミック及びガラスのデバイス開発にも有効な技術であると思われます。このプロジェクト最初の期間では、シリカガラスのカソードルミネセンス(CL)スペクトルすなわちサンプルに照射された電子ビームによって励起される、ガラスサンプルから放射される光に対して、加速電圧を変化させ、それぞれの深度で研究を行いました。このCLスペクトルはその構造、化学組成、応力状態および欠陥濃度などのアモルファスネットワーク構造の性質に対して非常に高い感受性があります。この研究の特徴として、我々は多様な結合構造やドーパントを含む光ファイバーや金属酸化膜(Si-SiOx)半導体(MOS)装置など、シリカを基盤とするオプティカルデバイス中の残留応力の特定に着目しました。残留応力評価はシリカネットワーク内に存在する光学的に活性な点欠陥に由来する、カソードルミネセンススペクトル個々のバンドのスペクトルシフトを分析することによって定量的に行われます。オプティカルデバイス上の任意のポイントに電子線を走査させ面分析した場合においては、各々のポイントでCLスペクトルが得られ、位置の関数としての応力特性を示すマップを作成することができます。三次元の情報すなわち深さ方向の情報はまた、運動エネルギーに依存する深さ方向のエネルギーを含み、様々なエネルギーの電子線個々の特性を探査することでその深さ情報を部分的に得ることができます。またCCD検出器の使用によって、各々の場所でのスペクトルをわずか数秒以内の測定時間という非常に短い時間で得ることが可能になりました。その検出器はプログラム可能であるとともに、多くのスペクトル(【approximately equal】10^5)を電子線エネルギー、電流あるいはスポットサイズのような変数の関数として得ることができました。この自動スペクトル測定やフィッティング処置方法の構築により、スペクトルの収集や定量的な応力情報への変換が可能になり、カソードルミネッセンス分光器をナノ力学評価の非常に高性能な分析機器へと発展させていくことになるでしょう。ガラス材料や半導体デバイス材料表面近傍で発生する残留応力を、電子線走査プローブを用い高分解能測定することができた。PS効果を利用する本応力測定では、幾つかのCLスペクトルの応力によるシフトを観察し、応力感度の高いスペクトルを特定することができた。電界放射型熱電子走査型電子顕微鏡で得る高安定性の低加速電圧高照射電流電子線を励起源として得た発光の外部荷重による影響を調査した結果、発光メカニズムの種類によらずナノ応力測定ができることが分かった。自動スペクトル計測でも制御プログラムの向上により必要な大量データの(最大:10^6データ数/μm^2)処理ができるようになった。この手法はガラス電子デバイスの表面近傍ナノ領域残留応力測定評価で将来性が期待される。機械特性空間分解能は、レーザー光を励起源に用いた場合より劇的に向上し、CL分解能の性質は蛍光X線の元素分析で一般的に説明される分解能と類似する。

CLは可視光領域である為材料内光吸収の影響や内部拡散電子密度の影響が分解能に対する寄与を我々は指摘し、これら物理的現象も分解能向上に寄与すると考える。シリカガラスでは、非架橋酸素ホールセンターで生じる630nm付近の発光バンドの高応力依存性を利用し、Si/SiO2 MOSデバイスの表面残留応力分布を測定し、応力値の絶対値を有限要素法で解析した値と比較し、主応力の配向性等解釈を加えた。応力成分を個々に求めることはPS法では依然難しいが、CL応力評価法でもナノ空間分解能で得た応力が応力テンソルで解釈できるものであることが、有限要素法との比較で明らかになった。本研究は応力測定可能な発光スペクトルを含む高効率・信頼性ガラスデバイス材料作製、欠陥濃度と化学組成分布は半導体材料製造で高信頼性の材料工程規格化に役立ち、デバイス開発でも構造的・機能的特性向上、製造における低コスト化、製造工程効率化等、製造・開発の要求に対し、ナノ領域機械的特性評価の成果が貢献するであろう。
近代ドイツ国家意識を背景とした国民祝典劇・記念碑の発展と衰退を探る

本研究は、18世紀後半のゲーテ・シラー時代から、20世紀初頭にかけてのドイツ国民祝典劇と、19世紀半ばから世紀転換期までのドイツ国民記念の成立背景、及びその形態の変遷を分析・考察した。研究成果は、ゲーテ・シラーの祝典劇がまさに宮廷祝典劇から国民祝典劇への境界線に位置すること、以降の祝典劇は様式化を強め、記念碑とも共通する固有のスタイルを確立したこと、19世紀末には愛国精神を揶揄した「パロディ祝典劇」が当時の時代精神を如実に反映した産物であったこと、などが判明した点である。本研究は、前回研究(平成17-19年度基盤研究C「近代ドイツにおける精神的及び物質的モニュメント(祝典劇・記念碑)の諸相を探る」)の成果を踏まえ、古典主義(ゲーテ・シラー)時代の祝典劇研究から開始し、近代(19世紀初頭から20世紀初頭まで)におけるドイツの祝典劇及び記念碑の個別的成立背景とその意義、また両者の関連性(成立経緯・モティーフなど)を調査・比較・分析し、これらのモニュメントをドイツ精神史の流れの中に位置づけることを目的とする。それにより、後のナチズムの核となった狂信的愛国心へとつながる19世紀転換期におけるドイツ固有の国民意識の実体を究明したい。また、前研究と合わせて、中世よりのドイツ祝典劇・記念碑の全貌を明らかにすることができれば、本研究の大きな成果となるであろう。特に祝典劇に関しては、ひとつの文学的ジャンルと捉え、その発展過程を解明する計画である。また、個別的な記念碑研究に関しては、19世紀転換期にかけて国民記念碑が大型化した後、20世紀初頭には、ドイツ全土にビスマルクを礼賛した「ビスマルク塔」なる(ビスマルク像を掲げない)モニュメントが続々と建設された。ビスマルクは祝典劇においてはそれほど脚光を浴びなかったモティーフであるにもかかわらず、なぜこのような奇異な現象が帝国末期のドイツに生じたのか、ビスマルク崇拝に象徴される近代ドイツ特有の精神構造を考察の対象としたい。今年度の研究の目的は、「人文主義時代に誕生し、啓蒙主義時代に体裁を整えた祝典劇が、ゲーテ・シラーの宮廷国民祝典劇を経て近代国民祝典劇へと発展する経緯についての分析」であった。この目的に従い、今年度はドイツ宮廷祝典劇および国民祝典劇の系譜におけるゲーテ・シラーの祝典劇を分析・考察した。国民祝典劇の先駆といえるクライストの『ヘルマンの戦い』と相前後して、ゲーテは祝典劇『パレオフロンとネオテルペ』(1800)を執筆している。シラーも1804年に祝典劇『芸術への敬意』を発表しているが、両作品共、宮廷の祝祭を契機に執筆依頼された典型的な宮廷祝典劇である。そのためこの両作品はゲーテ・シラーの作品群にあってさしたる注目を受けないまま現在に至っている,しかし今回の研究で『パレオフロンとネオテルペ』がゲーテにとり「古き良き時代」と結びついた特別な作品であること、また『芸術への敬意』はシラーの戯曲中最後の作品であり、同時にドイツ宮廷祝典劇の掉尾を飾る祝典劇であることが明らかとなった。引き続き、ゲーテは祝典劇『エピメニデスの目覚め』を1814年に発表するが、この作品は「エピメニデス=ドイツ国民」の目覚めを主題に取った作品であり、ナポレオン解放戦争勝利により高まったドイツ愛国精神を表現する純然たる国民祝典劇であり、この事実から明らかなように、まさにゲーテはドイツ文学において、宮廷祝典劇から国民祝典劇への過渡期に活躍し、両祝典劇を執筆した唯一人の作家であるということができよう。ゲーテ・シラーのドイツ文学における位置づけは、既に極めて多角的な立場から究明されているが、祝典劇の分野においても両者はそれぞれ特別な地位を占めていることが今回の研究で明らかになったのである。また記念碑研究においても、ケルン大聖堂およびニーダーヴァルト記念碑についてその国民記念碑的側面を考察した。今年度の研究の目的は、「ゲーテ時代以降のドイツ祝典劇が、ロマン主義を経て本格的な国民祝典劇へと進化し繁栄を迎えるその経緯と実態の実証的分析」であった。この目的に従い、今年度はレヴェツォウ及びブレンターノの初期国民祝典劇、更にヴィルデンブルーフ、ハイゼ、ローデンベルクといった19世紀中盤から後半にかけての繁栄期の祝典劇を分析・考察した。ゲーテの祝典劇「エピメニデスの目覚め」を直接範に取り、その続編を描いた作品がレヴェツォウの「エピメニデスの裁き」である。この作品はゲーテ作品を祝典劇的に更に先鋭化し、フランスに対する連合軍の勝利を高らかに謳いあげ、トリオンフィなど祝典効果の高い演出を施したことにより、ゲーテ以上に後の国民祝典劇的要素を先取りした劇となっている。そしてほぼ同時期に書かれたブレンターノの祝典劇「ライン川に、ライン川に!」は、国民祝典劇では以降重要な要素となるライン川を擬人化した点で、先進的な祝典劇となった。

また、この作品のフィナーレに登場する「レンゼの玉座」横にゲルマニアが位置する構図は、劇以上に「ニーダーヴァルト記念碑」など記念碑に応用された「記念碑的構図」といえる。こうした勃興期を経て、ドイツ統一がなった1871年以降、いよいよ国民祝典劇は量産され、繁栄期を迎える。その中心的人物として礼賛される人物は、皇帝以外ではゲーテならぬシラーであり、ヴィルデンブルーフ「ヴァイマール賛歌」にその典型的な例が見られる。また、この時期から祝典劇で「平和」も礼賛されるようになるが、それはかつて30年戦争後の厭戦観の只中でリストが描いた「平和を願うドイツ」に見られるような戦争を忌避する意味合いではない。ハイゼやローデンベルクの国民祝典劇における平和とは、戦争での勝者に訪れる平和なのであり、勝利の輝かしい報酬として歓迎されるのである。敗者は舞台からただ去るのみであり、平和を称える仲間からは阻害されたままである。本年度は、ドイツ帝国建国以降の世紀転換期ドイツ国民祝典劇の詳細な実態と、その精神性の特徴の究明に努めた。まず取り上げたのはフリードリヒ・ホーフマンの「三戦士」(1872)である。ドイツ統一を記念したこの祝典劇は、家族の会話により劇が進行するという、従来には見られなかった写実性・ベリズモ性が認められ、親子三代の戦士がそれぞれの戦いとドイツの状況をふりかえるという、作品に今までの祝典劇にはなかった歴史性が付与されている。これは祝典劇が社会的に認知され、一般劇に接近すると共に、建国なったドイツ帝国の正統性を強調する目的が新たに生じたためと考えられる。また、ホーフマンとほぼ同時期に、解放戦争で活躍した軍人達を顕彰した祝典劇も多数創作され、その代表作ともいえるマルティン・ベームの「セダン、或いは25年後」(1895)とフェリックス・ダーンの「モルトケ」(1890)を取り上げ、そこに現れた「聖戦」としての解放戦争像をより詳細に分析した。また、20世紀を迎え国民祝典劇も円熟期に入ると、機会的な劇かち壮大な歴史劇へと祝典劇も大型化・総合化していく。その典型的な例であるエーバーハルト・ケーニッヒの「シュタイン」に見られる総合的なドイツ精神礼賛の特徴を検証し、祝典劇分野における作品変遷を明確化した。この時期の祝典劇は「三戦士」同様、神聖ローマ帝国より続くドイツ帝国の正統性を前面に訴えた作品が多く、特にその典型として、同時期に活躍した女流作家ヨハンナ・バルツの「国母」ルイーゼを主人公とした一連の祝典劇を考察した。記念碑研究も同時に進め、国民記念教会の典型例として「ケルン大聖堂」を考察した。ケルン大聖堂は工事再開を経て600年という気の遠くなるような工期の末に完成したが、「ラインの守り」という言葉に象徴されるドイツの国体意識の芽生えが大聖堂の完成に極めて重要な役割を果たしたことが判明した。この国体意識は、祝典劇とも共通する「ゲルマニア礼賛」という意識にも結びつき、そこに「ニーダーヴァルト記念碑」建設の原点も認められる。本研究の最終年度となる本年度は、今までの研究成果を踏まえつつ、成熟し切った国民祝典劇・国民記念碑の形態を、第一次世界大戦前まで分析・考察した。成熟期を経たドイツ国民祝典劇は、19世紀転換期から20世紀にかけて、懐古的で反動的な内容や、風刺的内容を見せ始めるが、本年度はその実態の究明に最大の重点が置かれた。最終段階を迎えた祝典劇には、様々な形態が現れ、新たに即位した皇帝ヴィルヘルムII世の意向も加わり、一部の祝典劇は作品の様式美を追求し、宮廷を礼賛する傾向が再び顕著になってくる。
Unityを用いた遊んでイメージするプログラミング学習教材の開発

【目的】プログラミング学習において、ソートのアルゴリズムは重要であるが、その仕組みが難しいものがあり、理解不足から興味をなくしてしまう学生が多い。そこで、タブレットと3D描画エンジンのUnityを用い、学生がイメージしやすく面白いと感じるような学習教材の開発を目的とする。【対象者】プログラミング学習において、ソートのプログラムを初めて作成する入門者とする。【対象アルゴリズム】バブルソート、選択ソート、挿入ソート、シェルソート、クイックソートとする。【本教材の概要】教材は、ソートに少しでも興味を持ってもらうため、学生が使用して面白いと感じてもらえることを最優先とし、それに続いて操作性、理解度の向上を図るものとする。開発した教材は、タブレットに表示されたボタンをタッチしたり、タブレットを上下に振ることによってソートが進んでいく様子を見ることができるようになっている。また、タブレットについては大きさの異なるiPad(9.7インチ)、iPad mini(7.9インチ)、iPod touch(4インチ)の3種類を用意した。【本教材使用後のアンケート結果】本校電気電子工学科4年の学生による本教材を使用後のアンケート結果を以下に示す。<面白さ>95%<理解度の向上>バブル:75%選択:85%挿入:82%シェル:79%クイック:73%<操作性の良さ>9.7インチ:87%7.9インチ:92%4インチ:59%【まとめ】開発した教材が面白く、イメージしやすいと感じてもらえることを確認することができた。操作性については、7インチ程度のものが最も良く、4インチではかなり操作性が悪くなるため、学生が所有しているスマートフォンを利用することは難しいことを確認した。
概日時計の周期安定性を内包する分子の解析

植物(シロイヌナズナ)の概日時計の周期長は幅広い温度条件で、ほぼ24時間と一定である(時計の周期の温度補償性)。ある遺伝子の変異体では、低温条件では24時間周期の概日リズムを示すが、高温条件では周期長が非常に長くなる。この変異の原因遺伝子は、転写因子をコードしていた。そこでこの転写因子の細胞内でのターゲットDNAへの結合をChIP-qPCR法で解析した。この転写因子は低温条件よりも高温条件下でターゲットDNAへの結合が強くなっていた。このことはこの転写因子のDNA結合活性には、温度補償性がないことが分かった。さらに転写因子のターゲット遺伝子を含めた包括的な解析により、温度補償性の理解へ迫る。前年度に発見した概日リズムの温度保障性が異常となる変異体の、リズムを4つの異なる温度条件で詳細に解析した。その結果、この変異体は低温時には通常の概日リズムを示すが、高温になると周期長が非常に長くなることが明らかとなった。この変異体における概日リズムの周期長の延長と振幅の低下は相関があった。この変異体の原因遺伝子がコードするタンパク質は、転写因子であった。そこでこの転写因子の細胞内でのターゲットDNAへの結合をChIP-qPCRにて解析した。この転写因子は低温よりも高温条件下で、ターゲットDNAへの結合が強くなっていた。このことは、この転写因子の働きそのものが温度に依存している、すなわち温度補償性がないことが分かった。今後はこの転写因子のターゲット遺伝子を含めた包括的な分子生物学的な解析により、温度補償性の機構の理解へ迫っていく。概日時計は約24時間周期の時間情報を生み出す高次生体システムである。自然界において温度は幅広く変化するが、そのような条件でも概日時計は正確な時を刻めなければ、経時機構としての役割を果たさない。実際に概日時計の周期は外部環境変化にロバストであり、幅広い温度条件下で約24時間で一定である(温度補償性)。一方、現在想定されている植物の時計中心は転写制御因子から成るループであり、この転写制御が一般的な熱力学の法則に従わず、温度補償性を生み出していることは驚異である。本研究は、幅広い温度条件で時計の素過程の反応を生化学的に解析することにより、時計の温度補償性の巧妙な`からくり'の解明を目指すものである。本年度はレポーターを8種類の時計変異体に導入し、10°C、15°C、20°C、あるいは25°Cの連続光条件下での周期を上記のモニター系で正確に求めた。その結果、温度補償性の性質が野生型と大きく変わる変異体を見いだした。次にこの変異体において、遺伝子発現レベルでのリズムを詳細に調べた。その結果、この変異体では低温(15°C)では野生型とほぼ同等の周期長および振幅のリズムを示すが、高温(25°C)では野生型と大きく変わるリズムを示した。時計の温度補償性を解明するうえで、非常に重要な手がかりとなる遺伝子が見いだされた可能性が高い。当初の予定どおり、変異体にレポーターコンストラクトを導入し、概日リズムを検出できた。レポーターレベルの概日リズムに加えて、遺伝子発現レベルのリズムも詳細に解析できた。多様な温度条件下で時計転写因子のDNA結合能とターゲット遺伝子の発現制御を植物体内で解析することで、温度補償性の仕組みが時計転写因子のどの反応(DNA結合能か転写制御能か)に内包されているか決定できる。すでに24年度の解析により、温度補償性にとって重要な転写因子が見つかった。そこでこの転写因子のターゲット遺伝子への結合および転写制御能を解析する。DNA結合能はChIP-qPCRで解析する。ChIP-qPCRの実験に供与する植物体を様々な温度の元で生育させ、結合を3日間にわたって解析する。また転写制御能は、一過的発現系(Nakamichi et al., Plant Cell, 2010)を用いて解析する。これらの解析に加えて、当初は予定していなかった解析(目的時計転写因子の存在量およびその存在場所)を定量的に解析する。これらの解析により、この転写因子の動態が定量的に記述でき、温度補償性のからくりの解明へむけた理解が進むであろう。次年度のChIP-qPCR解析、一過的発現系解析、さらに転写因子の存在量の定量的解析に使う消耗品に研究費を充てたい。さらにこの研究を取りまとめ、論文あるいは学会等で発表を行うための費用(論文掲載費や出張費)もこの研究費を使いたい。
細胞形態形成と細胞増殖とを連携制御する細胞極性ネットワーク

本研究は、真核生物の単細胞モデル生物・分裂酵母を用い、細胞形態形成と細胞増殖との連携制御機構の解明を目指している。本研究では、中心体から発信される細胞極性ネットワーク・MORについて、(目的1)MORの細胞極性制御における分子機構の解明、(目的2)MORの破綻(極性異常)をモニターする新規チェックポイント機構(細胞周期遅延機構)の解明を目的とし、以下の研究を行った。(目的1)(1)MORの上流で機能するPmo25は、Nak1/GCkinase(MOR)および、細胞質分裂に重要なSIN経路のSid1/GCkinaseと相互作用し、細胞極性を制御する2)。分裂酵母には、GCkinaseが、Nak1/MOR、Sid1/SIN、Ppk11と3つ存在する。そこで、機能未知なPpk11の機能解析を行った。Ppk11は、隔壁形成部位に局在し、細胞分離に重要で、さらに、Sid1、Nak1同様、Pmo25と相互作用することわかった。つまり、Pmo25は、GCkinase間でネットワークを形成していることが示唆された。(2)MORの新規構成分子として同定したLrp1の機能解析を行った。Lrp1は、Nak1と同様、中心体と隔壁形成部位に局在した。さらに、PCRによりlrp1変異体を取得し、その表現型が、高温で球形の極性異常を示すことがわかった(MOR変異体と同じ表現型)。今後、MORにおける機能の詳細を明らかする。(目的2)mor2変異体により誘導されるWee1依存的G2期遅延機構を解明するため、mor2変異体と非必須kinase破壊体(89株)との二重変異体を構築したが、合成致死性を示すものは存在しなかった。そこで、mor2変異体の高温感受性のみを抑圧する変異体のスクリーニングを行った。その結果、抑圧変異体を取得し、現在解析を進めている。本研究は、真核生物の単細胞モデル生物である分裂酵母を用い、細胞形態形成と細胞増殖との連携制御機構の解明を目指している。本研究では、中心体から発信される細胞極性ネットワークMOR (Morphogenesis Orb6 Network)1)について、(目的1)本ネットワークの細胞極性制御における分子機構の解明、(目的2)本ネットワークの破綻(細胞極性異常)をモニターする新規チェックポイント機構(細胞周期遅延機構)の解明を目的とし、以下の研究を行った。(2)MORの新たな構成分子を同定するために、GC kinase/Nak1の結合分子の機能解析を行った。2-hybrid systemにより取得されたNak1結合候補分子の一つが、出芽酵母でMORと相同な経路であるRAM経路(regulation of Ace2p activity and cellular morphogenesis)の構成分子であった。そこで、同定分子のMORにおける機能を明らかにするため、まずエピトープ(GFP、HA、Myc)を連結した。さらに、PCR mutagenesisにより、変異体を取得し、その表現型が、高温で球形の極性異常を示すことがわかった(MOR変異体と同様の表現型)。今後、MORにおける機能の詳細を明らかにしていきたい。(目的2)mor2変異体により誘導されるWeel依存的G2期遅延機構を解明するため、非必須kinase破壊体(89株)とmor2変異体の二重変異体を構築し、その表現型を調べた。その結果、mor2変異体と合成致死性を示すkinaseは存在しなかったが、mor2変異体の高温感受性を促進するkinaseを取得した。
大腸癌化学療法効果の分子生物学的評価のための蛋白定量解析

薬剤、ホルモン、放射線、サイトカインなどの刺激入力の種類やその程度に応じて、細胞内蛋白質を主体とした生化学的な連鎖反応が起こる(蛋白ネットワーク)。従って、入力刺激特異的な生化学的連鎖反応の順番を推定することができれば、最終的にその連鎖反応終了後に起こるはずの対象細胞特有の変化を高い確度で予測できることができる。しかしながら、このような時間ごとの変化を捉えるには全蛋白分画を含んだ膨大な数の時系列サンプルが必要であり、従来法では対応が難しかった。我々は、様々な入力刺激に対する細胞内反応蛋白群の時系列データを獲得するため、大量サンプル定量解析に特化したシステム(細胞ライセートマイクロアレイ、以下RPA)を確立した。RPAの原理はドットフォーマットのウェスタンブロットであるが、我々の開発したシステムでは従来の技術では難しかった細胞溶解液や蛋白質などの高粘稠度サンプルを用いても、サンプルを基板上に高密度集積(1,500 dot/cm2)した定量解析が可能となった。応用の範囲は広く、現在まで(1)癌細胞パネルを用いた蛋白分子によるプロファイリング、(2)大腸・卵巣癌の鑑別マーカーの同定、(3)DNA障害による蛋白レベルでの変化、(4)細胞シグナル理論モデルの実験的検証、などを報告してきた。現在我々はRPAの臨床応用を目指して、癌細胞への薬剤添加によるシグナル伝達関連蛋白質の量的変化のパターンが抗癌剤感受性判定に有用であるかを検証している。薬剤というシグナル入力による細胞内蛋白質の量的・質的変化は多様であるが、RPAによる蛋白定量モニタリングの結果を用いてシグナル反応の順番決定アルゴリズムを開発した。薬剤3種(5-FU、CDDP、CPT-11)をシグナル入力として大腸癌細胞株HCT116に添加した10種類の蛋白ネットワークの解析では、どの薬剤でも一定濃度以上で72時間以内に細胞周期の停止やアポトーシスが誘導されるが、薬剤の種類、濃度、投与法などにより、早期の蛋白ネットワーク分子群の反応パターンが異なっていた。RPAによる蛋白定量データを蓄積することで、臨床検体の初代培養細胞の蛋白ネットワークを構成する分子の量的および経時的変化による抗癌剤感受性予測が可能となると思われる。がんの薬剤治療の効果判定には、腫瘍の縮小・不変・増大などの概念が用いられるが、生物学にはいずれも非常に複雑な事象の終末像である。従って、それぞれの終末像に対してどの程度薬剤が関与していたのかを評価するには、がん細胞が分子レベルでどのように薬剤に反応していたかを知る必要がある。薬剤に対する分子の反応は添加後の時間や濃度など複数の因子によって変化するため、その評価が難しい。また、反応する分子の種類が少数であることはむしろまれで、多数の分子群を同時に評価できることが望ましい。昨年度は、多種類の蛋白についての定量的モニタリングに特化した方法である高密度逆相蛋白マイクロアレイ(RPA)を用いた解析を目指し、細胞生物学的予備実験を行った。大腸癌細胞株(HCT116)に承認済薬剤(5-FU、CDDP、CPT-11)を投与し、殺細胞効果をMTTアッセイで確認した。規定時間内での殺細胞効果が0%および100%の濃度を含む4種類の薬剤濃度を決め、さらにウェスタンブロットにて、ストレス反応性、細胞周期関連およびアポトーシス関連蛋白群動的挙動を確認した。

薬剤濃度・暴露時間の組み合わせで殺細胞効果および蛋白の動的挙動が見られたものを、RPAによる網羅的解析の対象となるものと判定し、その条件を細胞ごとの「適正ウィンドウ」とする事でRPAでの大量解析か可能となるよう1000以上の時系列、濃度系列サンプルの収集を完了した。RPAの予備実験も終了しており、今年度中に解析を行うことが可能であると思われる。がんの薬剤治療の効果判定には、腫瘍の縮小・不変・増大などの概念が用いられるが、生物学にはいずれも非常に複雑な事象の終末像である。従って、それぞれの終末像に対してどの程度薬剤が関与していたのかを評価ずるには、がん細胞が分子レベルでどのように薬剤に反応していたかを知る必要がある。薬剤に対する分子の反応は添加後の時間や濃度など複数の因子によって変化するため、その評価が難しい。また、反応する分子の種類が少数であることはむしろまれで、多数の分子群を同時に評価できることが望ましい。本申請では、多種類の蛋白についての定量的モニタリングに特化した方法である高密度逆相蛋白マイクロアレイ(RPA)を用い、大腸癌の化学療法に対する試験管内モデルの確立および臨床検体での検証により、より的確な薬剤の治療効果判定法あるいは予測法の確立を目指す。現在まで以下の事が明らかとなった。(1)同程度の薬剤感受性を示す場合もその機序は細胞周期停止やアポトーシスなど優位な現象は異なっている。(2)薬剤による同様の効果が得られる場合でも、それに至る分子系路は一様ではなく薬剤依存性の経路が存在することが示唆された。(3)薬剤の一時的および恒常的な接触の観察では、DNA傷害性薬剤(CDDPなど)は一時的な接触で十分な効果が期待できる一方、5-FUの様な代謝拮抗剤では一定の濃度を維持することが薬剤反応には必要であることが示唆された。また、培養細胞を用いた5-FUの効果予測マーカーのいくっかの候補を同定しており、本年度は術後補助療法の効果と切除検体での予測マーカーの発現を比較し、その臨床的意義を検討する。外科領域の固形がんに対する化学療法の進歩は、術前・術後の補助療法としての治癒率の向上や、切除不能高度進行癌・再発癌の生存期間の延長をもたらした。固形癌に対する化学療法は多剤併用療法が一般的であるが、投与方法・時期・濃度などは主として安全性や経験に基づいたものであり、詳細な薬理学的・分子生物学的な根拠に乏しいことも多い。より効果的な治療の選択のためには各薬剤やその組み合わせが腫瘍増殖に関連する分子経路にいかなる影響を与えているのかを明らかにする必要がある。従って薬剤の添加に対する腫瘍の反応を忠実に反映する試験管内モデルを構築することは、非常に有用である。本研究では研究代表者らが開発・確立した超高密度逆相蛋白ライセートアレイ(RPA)を用いてヒト癌細胞株の化学療法に対する分子反応の多様性を明らかにする。現在まで大腸癌細胞株HCT116に対し薬剤、濃度、接触方法の異なる「高次データ」の取得を目的として700種以上の異なった条件から採取したライセートを集積したRPAを作製し解析を進めている。
梗塞後心筋障害における腎交感神経の役割の検討

マウスにFormoteol 100μg/kgを腹腔内投与し、投与後1時間で腎臓においてEPOmRNAの上昇を認めた。また免疫染色でFormoteol投与後1時間でHIF1αの発現の増加を認めた。以上からFormoteol投与後マウス腎臓においてHIF1α-EPOの発現亢進が起こることが確認された。さらにマウス心臓で投与後心筋保護シグナルのリン酸化は明らかに亢進しており、投与後マウス心筋梗塞の梗塞範囲が縮小することをEvans-blue TTC染色を用いて確認した。以上からFormoteol投与後腎臓におけるHIF1α-EPO経路の活性化が心筋梗塞層の縮小をもたらす可能性があることを見いだした。マウス腹腔内にFormoteol100μg/kgを投与し、投与後1時間3時間での血清エリスロポエチン(以下EPO)濃度の測定を行った。また同時に腎臓でのEPO-mRNAの発現を測定した。結果、マウス腹腔Formoteol投与後、腎臓においてEPO-mRNAの有意な上昇が確認され、心筋保護に重要とされるサイトカインである血清EPO濃度の上昇も確認された。さらにFormoteol腹腔内投与後マウス心臓において、梗塞後心筋保護に重要とされるSTAT3のリン酸化亢進を確認できた。これらの結果から、Formoteolによる腎交感神経を介した、腎臓からのEPO分泌が心筋保護シグナルを活性化させている可能性が示唆された。これは近年注目されている臓器連関の概念において新しい現象であると考えた。また既存の報告であるβ2刺激薬による心保護のメカニズム解明につながる重要な発見であると考えられた。さらに重要なことは、Formoteol投与が人において、梗塞後心筋障害に対する治療の開発に寄与する可能性が示唆されたことである。心筋梗塞後の左室リモデリングは初期の梗塞層の大きさに左右される、Formoteolによる心筋保護により初期梗塞層を縮小させることができれば、その後の左室リモデリングの抑制、さらには近年日本における高齢化社会において、社会問題となっている心不全に対する画期的な治療となる可能性がある。我々はマウスにformoteol 100μg/kgを腹腔内投与し、腎臓からのエリスロポエチン(以下EPO)分泌の増加を確認した。formoteol投与後1時間でマウス腎臓においてEPOmRNAの有意な上昇を認めた。また免疫染色においてformoteol投与後1時間で腎臓の皮髄境界部に一致してHIF1αの発現の増加を認めた。以上からformoteol投与後マウス腎臓においてHIF1αの発現亢進がおこり、EPOの産生が増加することが確認された。続いてマウス心臓においてformoteol投与後、心筋保護シグナルであるSTAT3,AKT,ERKのリン酸化を検証した。formoteol投与後マウス心臓においてSTAT3,AKT,ERKのリン酸化は明らかに亢進していた。マウスへのformotaol投与における心筋梗塞後梗塞縮小効果を検証するために、血清EPO濃度の上昇及び心筋保護シグナルのリン酸化亢進が生じるFormoteol100μg/kg投与後3時間で、マウスに心筋梗塞を作成し、梗塞後3時間でEvans-blue TTC染色を用いて梗塞範囲の評価を行った。その結果、formoteol投与群でマウス心筋梗塞後梗塞範囲が縮小することを確認した。以上の研究よりformoteol投与後腎臓におけるHIF1α-EPOの経路の活性化が、心筋梗塞後の梗塞層の縮小をもたらす可能性があることを見いだした。循環器内科本研究では、β2刺激による腎交感神経を介したEPO分泌、さらに心筋保護機構を検証し、虚血による心筋障害に対する新たな治療法を見いだすことを目的としている。現在までに、Formoteolによる腎交感神経を介した、腎臓からのEPO分泌が心筋保護シグナルを活性化させている可能性が示唆された。これは当初予定されていた計画に順調に沿っている。マウスを用いた実験においてβ2刺激薬投与後に生じる心筋保護作用には、β2刺激を介した腎臓からのEPO分泌の亢進が推測される。そこで推測を検証するため以下の実験を予定している。1<β2刺激薬投与による心筋梗塞後梗塞縮小効果の検証>マウスにβ2投与後3時間で左前下降枝結紮を行い、心筋梗塞モデルを作成する。梗塞後3時間でマウス心臓を回収しEvans-blueTTC染色を行い梗塞層を評価する。2<β2刺激後心筋細胞内シグナルリン酸化及び梗塞層縮小効果へのEPOの関与の検証>β2刺激薬投与後の心筋細胞内シグナルリン酸化及び梗塞層の縮小に、内因性EPO分泌が関与しているかを検証するためにマウス抗EPO抗体を用いて、β2刺激後の心筋細胞内シグナルのリン酸化を検証する。

同時に同抗体を用いて、β2刺激後の心筋梗塞作成後、梗塞層の評価も行う。3<β2刺激後腎臓でのEPO分泌亢進及び梗塞層縮小効果への腎交感神経の関与の検証>マウス腎交感神経を10%フェノールで除神経し、その後β2刺激薬formoteol100μg/kg投与を行う。投与後の腎臓からのEPO分泌の検証と、β2刺激薬投与後3時間で心筋梗塞を作成し、梗塞層の評価を行う。実験予定が、今年度と次年度にわたって継続しており、一部助成金の支出が次年度になった。試薬購入や実験動物購入等に当てる予定である。
島嶼地域の共生的発展モデルの構築に関する研究

本研究は、島嶼地域の経済発展のメカニズムを経済自立の観点から解明し、当該地域の共生的発展のための有効な戦略を提案することを目的としている。本年度は、まず島嶼経済の自立化指標を作成し、事例として沖縄経済に適用し分析した。また、環境への負荷のうち、島嶼地域・沖縄の産業廃棄物と産業構造の連関分析を行ったあと、環境容量の小さい島嶼地域の振興策のあり方を検討した。島嶼地域では離島振興法等に基づいて社会資本の整備が進められ、アイランド・ミニマムは達成されたが、自立的発展にはつながっていない。また、産業廃棄物の処理・処分については、行政の役割も重要であるが、何にも増して排出源の事業者の意識の高揚と実践が肝要となる。環境低負荷型の循環型経済社会システムを構築するに当たって、産業廃棄物のみならず、島嶼地域で問題になっている一般廃棄物や廃車についても適切な処理対策が求められている。今後、経済自立化をめざして、産業振興を図ることが島嶼地域の大きな課題となるが、地域振興策や産業政策を進めるに当たっては、環境との調和を図る観点から、産業廃棄物の発生・排出抑制さらには最終処分のあり方と対策、廃棄物のリサイクル&リユースを推進することと併せて、ゼロ・エミッション型の新産業等を創出する政策的工夫・努力も必要である。この方面への産業支援策の確立が急がれよう。今年度は、沖縄県(石垣島、西表島)、長崎県(五島列島)、鹿児島県(奄美群島)の島嶼地域について現地踏査を行い、これらの地域を中心にデータベースを作成し、人口動態、産業別就業構造、市町村財政、地域産業振興の実態について分析した。まず、高度経済成長期以降、全国の島嶼地域では人口の減少が続いている中にあって、五島列島や奄美群島も例外ではない。しかし、沖縄の離島では石垣島や西表島のように人口が微増している地域がある。後者は、観光振興による交流入口の増加によるものである。島嶼地域における産業構造は、サービス業と小売業・飲食店、建設業の3部門に特化しており、観光と公共事業に依存した他律型構造である。財政的にも自主財源比率は1割を割っており、依存財政と物的生産部門の脆弱性が表裏一体となって表出している。確かに島嶼地域の農林水産業の比率は、都市地域に比べて高いが、当該地域の経済を支える産業の柱とはなっていない。しかし、今回踏査した地域では、第1次産品を加工した特産品開発に努めていて、島嶼経済の自立へ向けた挑戦は始まっている。特産品開発に当たっての課題には、付加価値の高い商品開発、販路開拓等のマーケティング、流通・輸送ネットワークの整備、地域資源の開拓、担い手となりうる人材の確保、資金面の手当等々が山積している。ハード面の課題よりもソフト面の課題解決が、島嶼経済の自立化支援策である。本年度は、まず島嶼経済の自立化指標を作成し、事例としての沖縄経済に適用し分析した。

今後、経済自立化をめざして、産業振興を図ることが島嶼地域の大きな課題となるが、地域振興策や産業政策を進めるに当たっては、環境との調和を図る観点から、産業廃棄物の発生・排出抑制さらには最終処分のあり方と対策、廃棄物のリサイクル&リユースを推進することと併せて、ゼロ・エミッション型の新産業等を創出する政策的工夫・努力も必要である。この方面への産業支援策の確立が急がれよう。島嶼地域は、高齢化による労働力不足の改善、産業活性化の必要性、循環型社会システムの構築の必要性に直面している。これらの島嶼社会が抱える要請に応えるような環境共生的発展モデルを沖縄県伊是名島を例に展開する。このモデルは、農業を中心に島の産業をネットワーク化して、ネットワークの利益と環境便益を共有する発展モデルである。
マウスにおける雑種不妊の遺伝的支配機構の研究

M.spretusの偽常染色体部位をC57BL/6(B6)に、またB6の偽常染色体部位をM.spretusに導入したコンジェニック系統を作製し、精母細胞におけるXY染色体の対合異常と妊性の関係を詳しく調べた。偽常染色体部位がホモ型の個体はすべて性染色体の対合は正常で妊娠をもつのに対し、ヘテロ型の個体は高頻度の性染色体の対合異常を示し精子形成はMI期で停止した。一方常染色体のみをヘテロ型にした場合、妊娠をもつ個体が出現したことから、この種間雑種にみられる雄性不妊の主な要因は性染色体の対合異常であることがら判明した。またB6雄とM.macedonicus雌の交配で得られたF_1雑種をB10雄と戻し交雑とて得られた79個体について、妊性の有無及び精母細胞における性染色体の対合状態を調べた結果、この種間雑種にみられる雄性不妊現象は、性染色体対合を支配する偽常染色体部位以外に、精母細胞前期で大きな効果を持つ常染色体性因子が関与している可能性が示唆された。B6とspretus間の雑種雌から得られた戻し交雑個体について、サテライトDNAをプローブとしてFISH分析を行い、動原体近傍領域における染色体分離ひずみの有無を検討した。その結果、spretus由来の染色体がやや有意に後代に伝達される傾向がみられたが、大きな分離ひずみは検出されなかった。また特定の染色体の組み合わせが有意に伝達される傾向もみられなかった。これらの結果は、動原体近傍の染色体領域についてみる限り、種間雑種雌の配偶子形成過程及び戻し交雑第一代の胎児発育過程において特定染色体の顕著な分離ひずみは存在しないことを示している。マウスの種間雑種にみられる雄性不妊現象の遺伝的支配機構と、妊性を有する種間雑種雌マウスにおける配偶子の後代への伝達の異目的で、以下の研究を行ない、いくつかの成果をあげた。1)性染色体の偽常染色体部位の妊性に及ぼす影響を明らかにするため、実験用近交系マウスC57BL16にヨーロッパ産野生マウスMus spretusの偽常染色体部位を導入したコンジェニックマウスを作製した。その結果、ヘテロ接合型の偽常染色体部位をもつ雄個体では、性染色体の対合は異常となり、精子形成は精母細胞第一減数分裂中期で阻害された。さらに、常染色体の対合には異常がみられないことから、偽常染色体部位の遺伝的分化に伴う性染色体対合の異常がマウスの種間雑種雄性不妊現象の遺伝的要因のひとつであることが明らかとなった。2)C57BLとM.spretusを用いた戻し交雑によって得られた150個体についてmajorサテライトDNA配列の分布を遺伝的マーカーとしてFISH分析を行ない、動原体近傍領域における染色体分離のひずみの有無を検討した。その結果、spretusとの戻し交雑においてspretus由来の動原体近傍部位がやや優位に後代に伝達される傾向がみられたが、大きな分離ひずみは検出されなかった。また特定の染色体の組合せが優位に伝達される傾向もなかった。C57BL/6(B6)とMus spretusおよびM.macedonicus間の種間雑種にみられる雄性不妊現象の遺伝的支配機構について分析を行った。(1)昨年度より引き続き、M.spretusの偽常染色体部位をB6に導入した、またB6の偽常染色体部位をM.spretusに導入したコンジェニック系統の交配世代を進め、得られた個体について精母細胞前期におけるXY染色体の対合異常と妊性の関係を詳しく調べた。