hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物毒利用昆虫におけるアルカロイド摂取の進化起源-特に生殖能力増進作用の評価

マダラチョウ3種のオスにおけるピロリジジンアルカロイド(PA)類の摂取と発香器官分泌物の生合成、配偶行動との関係、及びPA類に対する嗅・味覚受容やそれらの繁殖生理への影響などを調べ、(1)特定構造のPA類が重要な前駆体となり、分泌物成分は性フェロモン機能を持つこと、(2)主要な化学受容器は脚に存在すること、(3)特定PA類はオスの配偶行動活性化や受精・孵化率の維持に不可欠であること等を明らかにした。<マダラチョウ類全般に共通する結果>1.PA含有植物中のPA類の成分分析:ヨツバヒヨドリおよびスナビキソウの花蜜や枯葉のPA分析を行い、intermedine, lycopsamineを同定した。前植物にはintermedineが多く、逆に後植物にはlycopsamine含量の高いことが判明した。2.PA類に対する味覚応答:下記2種においては、上記のPA類に対して強い摂食選好性が認められ、口吻伸展反射実験から、中・後脚にPA特異的な味受容器が存在するものと考えられた。一方、他のタイプのPA類に対しての味覚応答性は極めて低かった。<ツマムラサキマダラ、アサギマダラに関する結果>1.配偶行動におよぼす発香器官分泌物の機能の解明:PA摂取雄と非摂取雄における交尾成功率は前者の方が遙かに高いことから、PA由来の発香器官分泌物成分が雌による受け入れに重要な役割(性フェロモン機能)を担っていることが明らかとなった。ツマムラサキマダラでは、雄は自ら生合成する9,10-epoxytetrahydroedulanも性フェロモンとして少し有効であるものの、PA由来の得意なラクトンであるviridiflorine B-lactone(VL)が最も重要な成分と考えられた。一方アサギマダラでは、PA由来のdanaidone(DO)が主要な性フェロモンであることが判明した。2.分泌物成分の生合成機構:種々のPA及び関連物質の経口投与試験から、VLは専らlycopsamineなどのネシン酸部から分子内環化反応によって生成しているものと推察され、特定炭素の立体配置の反転などによりintermedineなどからも生合成されている可能性が示唆された。またアサギマダラにおいても、これらのlycopsmine型PA類がDOの主要な前駆体になっていると考えられ、ネシン塩基由来の成分に関しても利用可能なPAの種類が限定されていることが判明した。<マダラチョウ類全般に共通する結果>1.植物中の含有PA類の分析:ミズヒマワリ(温室内で許可を得て栽培)およびスナビキソウの花蜜や花穂等に含まれるPA分析を行い、前者からは主成分としてlycopsamineと少量のintermedineを確認した.後者からは、前年の分析結果を踏まえて精査したところ、lycopsamine(主)とintermedineのN-oxideが主成分であることが判明した.2.PA類の化学合成:光学活性酒石酸の存在下にEthyl 2-isopropylacetoacetateをBH4で還元してhydroxy esterのエナンチオマー混合物を得、これをPOC13で脱水して、Ethyl 2-isopropylbut-2-enoateのZ,E体混合物を調製した.<ツマムラサキマダラ、アサギマダラに関する結果>1.PAの摂取が雄の配偶行動の活性化におよぼす効果:SBを切除してフェロモン生合成機能を失わせた条件と、フェロモン存在下の条件で、PA投与及び非投与アサギマダラ雄成虫個体で競合交尾実験を行ったところ、いずれの場合も投与個体のみが交尾を行い、求愛行動の顕著な活性化も認められた.2.受精等におよぼすPA類摂取の効果:ツマムラサキマダラ用いて、雌にPAを投与した場合の産下卵の受精率の変化を測定した(雄には非投与).投与雌においてはやや高い受精率が認められ、PA摂取により雌の適応度が幾分向上するものと考えられた.3.PA類に対する脚の味感覚器の電気生理応答と感覚器のSEM観察:SEM観察から、中・後脚に毛状感覚子が存在することを確認し、これのPA類に対する味覚応答を電気生理学的に調べたところ、これらはPA受容味感覚器であることが判明した.一方、嗅覚受容器に関しては、前脚が主要な感覚器であり、触角もPAを感知していることが判明した.また誘引実験から、lycopsamine型の特定のPAのみが誘引性を示し、他のPA類は概して忌避作用を示すことも明らかとなった.〈全般に共通する結果〉1.植物花穂中の含有PA類の分析:鹿児島県採集のスイゼンジナおよび八重山諸島で採集のモンパノキの花穂に含まれるPA分析を行試みたが、両者からはPAの存在を確認できなかった。一方、広島県採集のヨツバヒヨドリの花穂からはlycopsamine(L)とintermedine(I)を確認した。

2.PA類の化学受容感覚器の同定と電気生理学的応答:昨年の結果を踏まえて、主に嗅受容器に関して詳細な実験を行った。前脚〓節先端部のSEM観察を行ったところ、多数の152.0μmサイズの錐状感覚子が見出された。TR法によりI/Lに対する電気生理学的応答を調べたところ、3種のマダラチョウ雄成虫から特有の応答を観測した。この感覚子は基本的に味受容器と判断されるが、嗅受容器としての機能も担っていると推察され、機能が不明であった雄の前脚の意義が初めて明らかになった。〈アサギマダラに関する結果〉PAの摂取が雄の配偶行動の活性化におよぼす効果:昨年に引き続き追試験を行い、PA摂取による雄の求愛行動の顕著な活性化を確認した。従って、PAは単に性フェロモンの前駆体であるのみならず、むしろ配偶行動における必須の活性化剤としての機能の方が重要であると考えられた。これはPAの機能に関して特記すべき新知見であり、PA摂取の進化起源やその形質の維持機構の解明に大きく貢献する。〈リュウキュウアサギマダラに関する結果〉受精・精子生産におよぼすPA摂取の効果:雄をPA摂取群と非摂取群に分け、雌を含むそれぞれの個体群を別々に5世代累代飼育し、各世代の性比(雄/雌)と卵受精率・孵化率を調べたところ、PA摂取群では性比や卵受精率・孵化率がほぼ一定に保たれていたが、非摂取群ではいずれも顕著に低下し、PAの摂取は個体群の維持に必須であることが判明した。この事もPAの機能に関して特筆すべき新たな知見であり、その意義は大きい。
経験的グリーン・テンソルを用いた強震動予測法の高度化

平成30年度は、強震動予測法の一手法として経験的グリーン・テンソル法の有用性を示すために、広帯域地震動への応用および大規模地震への応用に向けた改良を行った。さらに、提案手法の有用性を広く周知するために、適用事例の積極的な論文発表を実施した。主な研究成果の概要を以下に記す。福井県嶺南地方の観測記録を用いた事例では、7個の小地震(マグニチュード(M)4程度)による強震記録を用いて、短周期から長周期までの地震動を表わす経験的グリーン・テンソルの推定を行い、その成果を査読付き論文としてまとめ、国際誌にて発表した。これらの小地震はM7地震の発生が懸念される三方断層に近いことから、今後の地震記録の蓄積に応じて、経験的グリーン・テンソルの更新を継続するとともに、M7地震の想定震源パラメータを用いて、強震動予測を行う予定である。2001年芸予地震(M6.7)について、広島、山口、愛媛の震源近傍の10観測点の強震記録を分析した。経験的グリーン・テンソル法の適用に先立ち、経験的グリーン関数法を用いた断層面上の不均質すべり分布を推定した上で、強震動シミュレーション結果を整理し、国際会議に査読付き論文を発表した。現在、同様の検討を経験的グリーン・テンソル関数法を用いて実施中であり、その結果を待って、経験的グリーン関数法との比較検討を実施する予定である。関連研究のレヴューとともに、2001年兵庫県北部の地震(M5.4)を例題として、周期0.1秒以上の広帯域での地震動シミュレーションにおける経験的グリーン・テンソル法と経験的グリーン・テンソル法との比較を行い、査読付き論文としてまとめ、国際誌にて発表した。1995年兵庫県南部地震以降、全国的に整備された強震観測網により観測記録の蓄積が進み、震源から観測点までの地震動の総合的な理解が深まり、多くの地震動予測法が提案されている。中でも、申請者らが開発した経験的グリーン・テンソル法は、非常に高精度な予測法であり、今後の発展が期待される手法である。この経験的グリーン・テンソル法は適用事例が少なく、中小地震の広帯域地震動のシミュレーションにおいて効果を発揮しているものの、地震動の面的な分布性状の推定や、被害をもたらす大地震への適用が待たれる。本研究では、経験的グリーン・テンソルのこれまでの適用範囲を拡張し、大地震に対する地震動予測や被害予測に資する適用事例を示すことで、地震動予測の代表的な手法に位置付けることを目的とする。本年度は、福井県嶺南地方で発生した7個の小地震による強震記録と震源メカニズム解を収集し、近傍の3観測点(例えば、敦賀、小浜、高浜など)について経験的グリーン・テンソルの推定を行った。経験的グリーン・テンソルは、周期1秒以上の長周期帯域と周期0.1秒以上の広帯域のそれぞれについて推定した。経験的グリーン・テンソルによるシミュレーション波形は、二つの周期帯によらず観測記録と非常に良く一致した。研究成果の一部を、国内学会、国際シンポジウムで発表するともに、海外研究者が企画する出版物に投稿し、発刊予定となっている。福井県は全国的にみて、有感地震の少ない地域であり、この地域を対象として、経験的グリーン・テンソルの推定事例を示せたことは、大きな成果だと考えている。福井県嶺南地方の小地震を用いた経験的グリーン・テンソルの推定については、事前の事前も進んでいたことから、順調に検討を進めることができたと考えている。この他、本研究課題に着手した直後に、熊本地震(M7.3)や鳥取県中部の地震(M6.6)が相次いで発生したことから、これらの被害地震による情報収集を行うとともに、震源情報や強震記録の収集を行い、多数の余震記録を用いて経験的グリーン・テンソルを推定するための解析準備を行っている。他にも、海外の地震記録の収集も行なっている。一方、当初計画で検討の対象と予定していた2005年千葉県北西部の地震(M6)については、多数の研究者が参加した強震動予測のベンチマークテストについての情報収集をするにとどまった。昨年度は、経験的グリーン・テンソル法の高精度化とともに適用事例を増やすこと、さらに成果の学会発表と論文発表を積極的に実施した。まず、福井県嶺南地方の7個の小地震(マグニチュード(M)4程度)による強震記録を用いた経験的グリーン・テンソルの推定に関する成果を国内の学会と国際会議で発表したほか、国際誌に査読付き論文を投稿した(印刷中)。北アナトリア断層による被害地震が懸念されるマルマラ海北西域で発生した多数の小地震(M3程度)による波形記録と震源情報を収集し、同国西部の小都市テキルダを対象として経験的グリーン・テンソルの推定を行った。まだ解析途中であるが、3つの区分した震源域のそれぞれにおいて対象とする地震が30個以上あり、予備解析の結果によれば震源域に依存した地震動の特徴(例えば周期特性や継続時間特性)が経験的グリーン・テンソルにも反映されていることを確認した。周期0.1秒以上の広帯域における地震動シミュレーションについて、経験的グリーン・テンソル法との比較を行うために、2001年兵庫県北部の地震(M5.4)について解析結果を整理し、国際誌に査読付き論文を投稿した(印刷中)。

このほか、2001年芸予地震(M6.7)について、広島、山口、愛媛の震源近傍の10観測点の強震記録を分析した。経験的グリーン関数法を用いた断層面上の不均質すべり分布の推定とともに、強震動シミュレーション結果を整理し、国際会議に査読付き論文を投稿した(採用決定済み)。いろいろな地震に関して波形記録や震源情報の収集を行い、予備解析を進めた結果、学会発表が可能な成果を得ることができた。収集した強震記録や震源情報等の整理、波形データに対する前処理などを効率化したので、予備解析の結果から詳細解析に進むか、十分な品質の観測記録の蓄積を待つかの判断が速くなったことも一つの理由であると考えている。一方、利用可能な観測記録が不足し、経験的グリーン・テンソルの推定までに至らなかった場合(例えば、福井県嶺北地方の地震など)や、研究期間中に発生した被害地震について、社会的な関心が高いうちに解析を推し進めて、速報性が高く注目が集まる特集号などに論文投稿をすることができなかった[熊本地震(M7.3)、鳥取県中部の地震(M6.6)など]。平成30年度は、強震動予測法の一手法として経験的グリーン・テンソル法の有用性を示すために、広帯域地震動への応用および大規模地震への応用に向けた改良を行った。さらに、提案手法の有用性を広く周知するために、適用事例の積極的な論文発表を実施した。主な研究成果の概要を以下に記す。福井県嶺南地方の観測記録を用いた事例では、7個の小地震(マグニチュード(M)4程度)による強震記録を用いて、短周期から長周期までの地震動を表わす経験的グリーン・テンソルの推定を行い、その成果を査読付き論文としてまとめ、国際誌にて発表した。これらの小地震はM7地震の発生が懸念される三方断層に近いことから、今後の地震記録の蓄積に応じて、経験的グリーン・テンソルの更新を継続するとともに、M7地震の想定震源パラメータを用いて、強震動予測を行う予定である。2001年芸予地震(M6.7)について、広島、山口、愛媛の震源近傍の10観測点の強震記録を分析した。経験的グリーン・テンソル法の適用に先立ち、経験的グリーン関数法を用いた断層面上の不均質すべり分布を推定した上で、強震動シミュレーション結果を整理し、国際会議に査読付き論文を発表した。現在、同様の検討を経験的グリーン・テンソル関数法を用いて実施中であり、その結果を待って、経験的グリーン関数法との比較検討を実施する予定である。関連研究のレヴューとともに、2001年兵庫県北部の地震(M5.4)を例題として、周期0.1秒以上の広帯域での地震動シミュレーションにおける経験的グリーン・テンソル法と経験的グリーン・テンソル法との比較を行い、査読付き論文としてまとめ、国際誌にて発表した。本研究課題で検討している経験的グリーン・テンソルの強震動予測への適用例として、甚大な被害を与えると懸念される都市直下のM7クラスの大地震は、手法の有用性を検証する上で重要である。そのためにも、小地震を用いた経験的グリーン・テンソルの推定事例を増やすように、積極的に研究を推進する必要がある。そのためにも、解析手法の高度化とともに、収集した強震記録や震源情報等の整理、波形データに対する前処理などを効率化する必要がある。本研究課題で検討している経験的グリーン・テンソルの強震動予測への適用例として、甚大な被害を与えると懸念されるM7クラスの大地震は、手法の有用性を検証する上で重要である。
地震動パラドックス解明のための最適震源モデルの構築

本研究課題では、地表断層地震と地中断層地震の震源近傍の地震動強さが周期1秒付近で逆転する地震動パラドックスについて、震源サイドの動力学的な原因を定量的に明らかにする。そして、地震動パラドックスが再現可能な震源のモデル化手法を構築する。本研究課題では,地表断層地震と地中断層地震の震源近傍の地震動強さが周期1秒付近で逆転する地震動パラドックスについて,震源サイドの動力学的な原因を定量的に明らかにすることを目的としている.そして,地震動パラドックスが再現可能な震源のモデル化手法を構築し,断層パラメータの物理的な上限を明らかにすることによって,地震動の上限値について考察する.断層近傍の地震動は果たしてどこまで大きくなることができるのだろうか?地震学では,地震の規模が大きくなると断層面積やアスペリティ面積が大きくなる,いわゆる地震のスケーリング則が広く知られている.しかしながら,Mw6.7-7.0クラスの地中断層地震から生成される周期1秒付近の地震動レベルは,Mw7.2-7.6クラスの地表断層地震から生成されるそれよりも大きいという,興味深い現象が報告された.この地震動パラドックスは,小地震から大地震を単純につなぐ従来のスケーリング則だけでは,地震動のローカルな逆転現象が説明できないことを意味している.しかも,仮にこの現象が真であるならば,Mw7.0の地震から生成される断層近傍の地震動が一番大きくなることになる.平成18年度は,1999年トルコ・コジャエリ地震(地表断層地震)・1992年米国・ランダース地震(地表断層地震)・1996年米国・ノースリッジ地震(地中断層地震)・1997年日本・鹿児島県北西部地震(地中断層地震)などを対象として,震源近傍の地震動記録および工学的基盤相当の地震動記録強さを調査し,地震動パラドックスの仮説の有効性を検討した.また,研究進行中に発生した,Mw6.7-7.0クラスの地中断層地震に相当すると考えられる2005年福岡県西方沖地震についても,考察を行った.本研究課題では,地表断層地震と地中断層地震の震源近傍の地震動強さが周期1秒付近で逆転する地震動パラドックスについて,震源サイドの動力学的な原因を定量的に明らかにすることを目的としている.そして,地震動パラドックスが再現可能な震源のモデル化手法を構築し,断層パラメータの物理的な上限を明らかにすることによって,地震動の上限値について考察する.平成19年度は,Mw6.7-7.0クラスの地中断層地震から生成される周期1秒付近の地震動レベルは,Mw7.2-7.6クラスの地表断層地震から生成されるそれよりも大きいという,Somerville(2003)によって提唱された地震動パラドックスの仮説を検証するため,Mw6.07.5クラスの地震を想定し,震源近傍の地震動の逆転現象を動力学的震源モデルによって再現することにより,その成因を考察した(Dalguer, Miyake, et. al., 2008).断層の破壊開始点を地中断層地震ではアスペリティよりも深く,地表断層地震についてはほぼ同じ深さに配し,地中断層地震に比べて,地表断層地震の非アスペリティ領域の破壊エネルギーをより小さくした場合に,震源近傍の地震動の逆転現象が再現されることが確認された.また,このような震源近傍の地震動が含む長周期成分に着目し,震源近傍の長周期地震動と位置づけることとした(Koketsu and Miyake,2008).さらに,研究進行中に発生した,Mw6.7-7.0クラスの地中断層地震に相当すると考えられる2007年新潟県中越沖地震について,柏崎刈羽原子力発電所をはじめとする震源近傍で記録された,極めて大きな地震動の成因を考察するため,経験的グリーン関数法による広帯域強震動シミュレーションを行い,震源のモデル化に着手した.本研究課題では,地表断層地震と地中断層地震の震源近傍の地震動強さが周期1秒付近で逆転する地震動パラドックスについて,震源サイドの動力学的な原因を定量的に明らかにすることを目的としている.そして,地震動パラドックスが再現可能な震源のモデル化手法を構築し,断層パラメータの物理的な上限を明らかにすることによって,地震動の上限値について考察する.最終年度は,2007年新潟県中越沖地震の極めて大きな地震動の成因を考察するため,経験的グリーン関数法による広帯域強震動シミュレーションを行い,震源インバージョン結果や断層面に関する議論と共に論文にまとめた(Miyake et al., 2010).2007年新潟県中越沖地震の応力降下量は,内陸地殻内地震の平均値よりも大きく,地中断層地震の特徴が見られた.さらに,2008年中国・四川地震,2008年岩手・宮城内陸地震などの内陸地殻内地震において,地震動パラドックスが成り立つかどうか検討した.また,内陸地殻内地震の震源モデルの平均像を構築する手法である,強震動予測レシピに関する論文をまとめた(Irikura and Miyake, 2010).本研究課題で提案した地表断層地震と地中断層地震の震源のモデル化は,この平均像からの偏差として表現される.
食餌制限による下垂体前葉細胞の加齢、腫瘍化抑制機構-成長因子の関連性について-

1.下垂体前葉細胞の増殖/新生:BrdU持続投与法を用いた実験では、下垂体前葉細胞の増殖率は、食餌制限(DR)開始初期を除けば、従来、報告されてきたように、単に抑制されてはいないことが示された(Shimokawa et al.,1997)。よって、下垂体前葉細胞の増殖、分化における成長因子のparacrine,autocrine作用に対するDRの影響を評価するためには、DR開始初期とその後の定常期に分けて研究する必要があると考えられた。2.IGF-1,bFGF,TGFβ1の免疫組織化学:検索された年齢(6、24カ月)で、血中IGF-1レベルはDRによって有意に低下したが、免疫組織化学的にIGF-1陽性細胞を下垂体前葉細胞で同定できなかった。IGF-1type1受容体は、免疫組織化学的にはFolliculo-stellate細胞に一致すると考えられた。加齢、DRいずれによっても陽性細胞の密度、染色強度とも有意な変化がなかった。試用できた数種類の抗体をもちいた下垂体前葉の免疫組織化学の範囲では、bFGF,TGFβ1は、下垂体組織切片上で特異的な反応性をえられなかった。現在オリゴプローブを用いたin situ hybridizationを行っているので、細胞レベルにおける成長因子mRNAの発現レベルを計測できると考えられる。3.今後の展開:1で述べたように、DR開始初期の変化についても検討している予定である。
シリア正教徒共同体における音楽とアイデンティティに関する基礎研究

今年度は助成期間の一年目に当たり、実質的な開始時期の10月から約半年間、基礎的文献の収集強化と調査地の現状把握の二点が研究の中心になった。前者に関しては、11月下旬の北米調査でハーバード大学所蔵の資料などが確認できた。同大学のコレクションは主に東シリア教会系であるが、これまであまり注目してこなかった北米に移住したコミュニティの音楽活動に関する資料があり、今後の課題として興味深かった。また、西シリア系の資料としてはこれまで存在を確認していなかった録音資料を試聴することができた。新たな文献としては英語によるシリア語口語の文法書が近年、出版され、スウェーデン語による辞書や会話練習帳などとあわせて使用することで学習環境の向上が見られた。12月下旬から1月初頭にかけて、降誕祭を中心にスウェーデンで調査を行った。セーデテリエ市の図書館では伝統的な料理や遊びなどに関する文献が確認でき、音楽以外の文化事象に関する調査の切っ掛けとなった。教会での音楽に関連する活動としては、聖務日課である夕べの祈りについての司教座教会での活動に注目した。同教会では、男性の集団と女性の集団の二つのグループが夕べの祈りを行っている。次世代育成のために、教会付属の建物では子供(小学生)向けのシリア語読み書き講座とともに、夕べの祈りの若者(中学・高校生)向け練習会も開かれていた。次回調査ではこうした活動に参加させていただき、祈祷書の内容の把握や節の記憶、さらには参加者との交流により彼らの意識調査等が可能であろう。参加のための資料の一つでもある司祭や助祭たちが使用する教会暦に基づく聖歌・祈祷に関するシリア語による案内書も入手でき、さらなる調査のための基盤づくりができつつある。世俗歌謡については、これまで収集した録音資料等の洗い出しがまだ完了していない。今後も収取を続けるとともに、データの整理を急ぎたいと思う。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
Klothoの腎間質障害に対する関与とその機序

Klothoは老化抑制作用、体内のカルシウム・リン調節作用があることで注目されている。我々は、Klothoが腎臓に主に発現していることに注目し、腎臓の老化所見である線維化との関連を検討した。その結果、腎臓に線維化を生じるモデル動物において、腎臓のKlothoの発現量は低下し、その発現低下にはTGFβが関わっている可能性が認められた。また、Klothoの発現低下は、エリスロポエチン投与により部分的であるが軽減する可能性が認められた。1:Klotho過剰発現マウス腎における、Klotho関連蛋白の変化アデノウイルスベクターを使用し、Klotho過剰発現mlMCD3細胞、Klotho過剰発現マウス腎を作成した。Klotho過剰発現mIMCD3細胞をc DNA microarrayにて解析した。HSP70、ATF3が発現増加因子の候補として認められた。Real-time PCRにてKlotho過剰発現mIMCD3細胞、Klotho過剰発現腎ともにHSP70の発現量増加が認められた。mRNAレベルだけでなく、Western blotting法にて、蛋白レベルでもHSP70の発現量上昇が認められた。また、HSP70だけではなくATF3もKlotho過剰発現mIMCD3細胞、Klotho過剰発現マウス腎においてmRNAレベルで発現量の上昇が認められた。2:慢性腎不全モデルにおけるKlotho発現の変化とエリスロポエチンとの関連アドリアマイシン腎症ラットを用いて経時的に腎機能、電解質、蛋白尿、腎組織変化、腎組織中のKlotho・Klotho関連遺伝子発現を検討した。腎組織中のKlotho発現量は腎間質障害が進行(腎組織染色にて尿細管細胞の委縮、腎間質の線維化の進行)することで発現量が低下する傾向が認められた。また、線維化マーカーであるαSMAとKlothoは逆相関する傾向があり、上皮化マーカーであるEカドヘリンとKlothoは正の相関をする傾向が認められた。また、正常ラットにおいて、エリスロポエチンを皮下投与することで腎におけるKlothoの発現量が増加する傾向が認められた。1 : Klotho過剰発現マウス腎における、Klotho関連蛋白の変化H19年度に、Klotho過剰発現mIMD3細胞、Klotho過剰発現腎ともにHSP70の発現量増加がmRNA、タンパクレベルで認められた。今年度では、HSP70の増加により、Bcl-x1タンパクが関連し増加することを解明し、この働きにより、Klothoが抗アポトーシス作用を持つことが推測された。また、ATF3についても解析をすすめ、Klotho過剰発現mIMCD3細胞、Klotho過剰発現腎ともにmRNAレベルで発現が亢進し、Klotho過剰発現腎においてタンパクレベルでも発現が亢進していることを解明し、この転写因子を通してklothoは抗アポトーシス効果を持つ可能性も示すことができた。2 :慢性腎不全モデルにおけるKlotho発現の変化とエリスロポエチンとの関連腎の線維化モデルである、片側尿管結紮モデルマウスの腎において、αSMAは上昇するとともに、klothoは低下することが認められた。先に、別の腎線維化モデルであるアドリアマイシン腎症ラットにおいても、αSMAは上昇し、klothoは低下することを認め、線維化促進因子がklothoを低下させることが推測された。さらにIMCD3細胞では、線維化促進因子であるTGFβがklothoの発現を減少させることが判明し、klothoの発現調節にTGFβが関与する可能性が強く示唆され、今後この関連がはっきりしたものかさらに解明を続けている。さらに、アドリアマイシン腎症ラットにおいて、エリスロポエチンを皮下投与することでコントロール群と比較して、腎におけるKlothoの発現量が増加する傾向が認められた。これらの知見は、エリスロポエチンがklothoの発現を調節することで腎保護作用を示す可能性を示唆しており、今後さらなるエリスロポエチンとklothoの関連についても解明を進めたい。
進行腎癌テーラーメイド治療のためインターフェロン感受性関連遺伝子の網羅的解析

目的:腎癌のインターフェロンα(IFNα)感受性を制御する遺伝子を基礎的臨床的に検討する。方法:(1)臨床的検討は腎癌14例、正常腎4例において、癌と正常間およびINFαへの反応性と遺伝子発現の違いを3,840クローンのマイクロアレイにて網羅的に検討した。(2)基礎的にはSKRC腎癌株をMTTアッセイによりIFNα感受性株と抵抗性株を選別し、IFNα1,000U/ml投与後、0-3-6-12-24時お遺伝子発現変化を20,000クローンのマイクロアレイにより解析した。解析は(1)既知のIFNシグナル伝達分子の発現を検討(2)IFNα投与前の遺伝子発現の差を検討し感受性を識別しうる遺伝子セットを抽出(3)IFNα投与後の遺伝子発現変化を検討し、IFNα感受性に関連する遺伝子の発現を定量PCRにより確認し、IFNα感受性を予測するモデルを作成した。結果:(1)臨床的検討:腎癌と正常腎の遺伝子発現から2群を明らかに分類できる遺伝子セットが選択できた。腎癌転移巣4例に対するIFNα治療で2例はPRとSD、2例はPDで、IFNαの有効性を予測する遺伝子セットの抽出の可能性が示唆された。(2)基礎的には(1)既知のIFNシグナル伝達分子の発現に差を認めず、IFN投与後はリン酸化による伝達も確認された。(2)IFNαの感受性株、抵抗性株の比較では遺伝子発現亢進は感受性群で26遺伝子、耐性群で18遺伝子に認めた。(3)IFN投与後はこれら44遺伝子中7遺伝子で発現較差が広がる傾向があり、IFNαの感受性に関わる候補遺伝子と考えた。これらの発現を定量PCRで確認し、統計学的にIFN感受性を予測しうるモデル(推定式)の作成が可能であった。考察:腎癌のIFNα感受性の差は、既知のIFNシグナル伝達分子の発現やそのリン酸化による伝達に差を認めず、下流の遺伝子発現が関わっているものと考えられた。網羅的遺伝子発現解析により、感受性に関わる遺伝子候補の選別と、予測モデルの作成が可能であり、IFNの感受性の制御する標的分子となる可能性も示唆された。目的:腎癌のインターフェロンα(IFNα)感受性を制御する遺伝子を検索するため、腎癌細胞においてIFNαによる遺伝子発現の静的動的変化を基礎的、臨床的に検討する。対象と方法:臨床的検討は腎癌切除組織14例、腎正常部分4例で、Trizol法でtotal RNAを抽出し、3,840クローンのマイクロアレイに^<33>Pでラベル下にハイブリダイズした。シグナルはAISarrayVisionで検出し、GeneSpringにて解析した。4例においては治療的にIFNを投与したため、その反応性と遭伝子発現パターンを検討した。一方、in vitroでは予め分類したIFNα感受性株、耐性株の既知のIFNαシグナル伝達分子Jak、TyK、STAT1、STAT2、ISGF3の発現をPCR、ウェスタンブロットにて検討した。

またIFNα1,000IU/ml加に培養し、3、6、12、24時間後の遺伝子発現の経時的変化を20,000クローンのマイクロアレイ(CodeLink社)により網羅的に検索し、GeneSpringを使用して解析した。結果:(1)臨床的検討:腎癌組織と正常腎の遺伝子発現profileでは、これら2群を明らかに分類できる遺伝子セットが洗たくできた。これらの腎癌で発現の亢進している遺伝子セットの中でさらにIFNα反応性との関係を検討した。IFNαを腎癌転移巣4例に治療投与したところ、2例に有効、2例に進行を認めた。これら2群を識別できる遺伝子セットの選択が可能であり、IFNαの有効性を予測する可能性が示唆された。一方、(2)基礎的検討ではIFNαの添加により、感受性株SKRC-17、-59において、耐性株SKRC-12、-33には認められない3遺伝子の経時的発現増加が認められた。これらの遺伝子の中にはすでにIFNαにより誘導される遺伝子が含まれており、腎癌細胞のIFNα感受性に関連する分子である可能性が示唆された。さらにこれらの遺伝子発現を定量的に確認し、発現量の制御とIFNα感受性の変化を検討する予定である。方法:まずWST-1アッセイにてSKRC腎癌株よりインターフェロンα(IFN)感受性株としてSKRC-17、-59、耐性株として-12、-33を選別した。次にIFN1,000U/ml投与0時、3時、6時、12時、24時にtotal RNAを抽出し、CodeLink社ヒト20Kマイクロアレイにより遺伝子発現解析を行った。解析は(1)既知のIFNシグナル伝達分子の発現をRT-PCRとwesternブロットにて検討(2)0時の静的遺伝子発現について2群間で3倍以上の差を有意としてclustering解析を行い2群を識別しうる遺伝子セットを抽出(3)動的変化として、0時を対照に3時で2倍以上の発現変化のみられた遺伝子群を抽出し、機能別clustering解析を行った。結果:(1)既知のIFNシグナル伝達分子の発現に差を認めず、IFN投与後はリン酸化による伝達が確認された。(2)0時の遺伝子発現:発現亢進は感受性群で26遺伝子、耐性群で18遺伝子に認めた。(3)IFN投与後は35遺伝子の発現が共通に変化し、IFN induced protein群および細胞周期関連遺伝子が目立ち、apoptosis関連、癌関連遺伝子は少なかった。感受性群あるいは耐性群特異的に発現が増加するものは、細胞周期関連遺伝子は各々0あるいは2遺伝子、apoptosis関連遺伝子が0あるいは4遺伝子、癌関連遺伝子が1あるいは2遺伝子、シグナル伝達関連遺伝子が1あるいは4遺伝子であった。考察:遺伝子発現解析によりIFN感受性の有無を識別できる可能性が示唆された。IFN投与後の遺伝子発現解析により、IFN感受性と癌関連遺伝子の関与は限られていること、IFNはapoptosis誘導よりも増殖抑制に働いている可能性が示唆された。今後、個々の遺伝子発現をRNA、蛋白レベルで確認し、感受性あるいは耐性獲得に関連する遺伝子を検討予定である。方法:(1)インターフェロンα(IFN)感受性腎癌株2株と抵抗性腎癌2株におけるIFN負荷後の経時的な網羅的遺伝子発現解析及びcluster解析によりIFN感受性を制御に関わる候補遺伝子を識別した。(2)それらの遺伝子の発現を定量PCR法にて腎癌細胞株8株において測定し、重回帰分析によりIFN感受性(増殖抑制率)に相関する遺伝子をさらに選別し、感受性の予測法を検討した。
サービスイノベーションにおける科学的・工学的手法の役割と価値に関する基礎的研究

東工大においては、サービスイノベーションにおける科学的・工学的手法の役割と価値に関する基礎的研究の為に、多様な研究者による研究活動であるサービス科学研究会、サービス価値の理論研究、教育、運輸、旅行サービスを対象とした理論・実証研究を行った。サービス科学研究会では、ブロックチェーンの実態と社会・経済への影響、サービスロボットを含むロボット技術における社会的Attentionの影響、スマートメータ・データの分析による社会サービスイノベーション、プロセス産業におけるデジタルトランスフォーメーションに関し、各界のリーダを迎え研究討論を行うとともに知見を整理した。理論・実証研究として、サービスコンテキストとサービスコンテンツによる価値共創フレームワークの開発、製造業のサービス化における顧客価値のフレームワークの開発、サービスシステムにおける知性を判断するフレームワークの開発、サービス価値の計測を行う為の尺度の研究、教育サービスにおけるラーニングエクスペリエンスに関する研究、航空旅客輸送における顧客満足に影響を与える要因の分析、修学旅行における成長・満足要因の分析、サービスの研究領域に関する分類方法の開発を行った。産総研では、昨年度実施した製造業向けアンケート調査を、定点調査として継続実施し基本分析を行った。明治大学では、昨年度実施した製造業向けアンケート調査を、定点調査として継続実施するための、新たなサービス段階の分類仮説に基づくアンケート調査設計と詳細分析を行った。さらに、定量調査データに基づいて、価値共創認識(知識価値、感情価値)の変化について分析した。東工大においては、サービスコンテキストとサービスコンテンツによる価値共創フレームワークの開発においてコンテキストをvalue enablerと考える新たなフレームワークを提案した(Frontiers in Service 2017)。製造業のサービス化における顧客価値のフレームワークの開発に関しては、顧客価値をintrinsic valueとauxiliary valueに分類してとらえるフレームワークを提案した(Spring Servitizaiton Conference 2017)。サービスシステムにおける知性を判断するフレームワークの開発によりサービスシステムにおけるWisdomとはどうのように考えられるのかを提案した(International Conference on AHFE 2017)。教育サービスにおけるラーニングエクスペリエンスに関する研究では形成に影響を与えている要因が定量的に分析されるとともに、エクスペリエンスが生徒・学生のネットプロモータースコアに影響することが示された。この研究は博士課程学生の博士論文に結びつけることができた。航空旅客輸送における顧客満足に影響を与える要因の分析、修学旅行における成長・満足要因の分析、サービスの研究領域に関する分類方法の開発に関しては国内学会の発表へ成果をまとめることが出来た(サービス学会第6回国内大会)。特にサービス研究領域の分類においては今まで注目されていなかった研究領域を発見できるなどサービス研究に多大な貢献があった。産総研・明治大学の2年間の定点調査から、製造業のサービス化の障壁には、企業文化やリーダーシップなどの経営学的支援が求められる要因と、顧客情報を企業の知識価値に繋げるなど、IoTやAIで支援可能な要因があることが明らかになった。東工大では、研究会の実施、サービスにおける価値および価値共創に関する理論研究の実施、具体的なサービス産業における実証研究の実施、製造業のサービス化を対象とした実証研究の実施により、多くの研究成果を得、学会。論文発表等活発に行うことが出来た。今後は、過去4年間の成果である交通サービスに関する研究成果、教育サービスおよび製造業のサービス化に関する研究成果、価値の創造におけるフレームワークにおける各研究成果を土台として、各個別研究を深堀するとともに、研究成果の統合化・一般化を検討し、サービスイノベーションにおける科学的・工学的手法の役割と価値に関する基礎的な知見を取りまとめていく推進方策を設定した。明治大学では、製造業のサービス化の障壁となっている要因のうち寄与率が高いものについて、イノベーションを推進する経営学・マーケティングサイエンスの手法の整理、成功事例の収集を進める。企業マネージメントの変革における価値共創認識(知識価値、感情価値)の尺度化手法の有効性を中心に整理を進める。産総研では、産業技術総合研究所サービス工学研究センターを調査対象として工学的手法の整理を行うとともに、フィンランドVTTを訪問し、科学的・工学的手法の調査を行った。明治大学では、ヨーテボリ大学、ドイツ・Fraunhoferを訪問し調査を行った。初年度の活動として今後の研究の方向性を与える多くの知見を得ることが出来た。サービス科学研究会での活動により、既存研究および今後取り組むべき課題が整理できた。その課題の一つとして、製造業におけるサービスの研究、および製造業のサービス化の研究が大事であることが示唆された。交通サービスにおける情報提供の研究を通して、サービスの評価の基準としてその環境の特殊性を考慮したものから多くの知見が得られる事がわかった。(Matsumoto T., Hidaka K., 2014)技術経営におけるサービス研究の位置づけに関して国際会議で発表した(Hidaka K., 2014)産総研では、顧客・従業員の行動計測技術では、身体装着センサを用いて動線を計測する手法が開発され、顧客・従業員動線解析と可視化を実現している。計測している指標は、顧客・従業員の動線であり定量的、客観的指標に限られている。飲食、宿泊、観光サービスに活用され、イベントの効果やサービスプロセス変更の影響を評価する手法として実利用されている。介護サービスにおいては、身体装着センサを用いず、手持ち型のITデバイスを従業員間の申し送りシステムとして導入している。主観を含むサービスプロセス情報をログとして収集し、テキストマイニングなどで分析する手法を研究している。大規模な顧客・従業員データのモデル化技術では、顧客・従業員の行動・主観データから、顧客・従業員の行動類型を分析し、各類型と行動の間の確率的関係をモデル化する手法を研究している。飲食、小売、観光サービスに活用され、潜在的な顧客類型を探索する手法として実利用されている。

以上の指標、手法の有効性が具体的に研究された。サービスイノベーションにおける科学的・工学的手法の役割と価値に関する基礎的研究の為に、サービス科学研究会を充実させるとともに、英国、米国、ドイツにおける該当研究および、対応する産業・企業の調査を行い、本研究の目的、対象、学術的位置づけを明確にした。サービス科学研究会において、Industrial Internet、知のコンピューティング、Era of Innovating Service,製造業のサービス化チーム研究報告、サービスロボティクス、「医療」の質保証・質マネジメント、価値創成クラスモデルによるサービスシステムの類型化とメカニズム設計理論の構築、観光とサービス学、サービス・グローバリゼーション、価値共創の知識移転,価値共創の実現、ビッグデータによる波及効果測定、等のテーマで研究討議を行いサービスイノベーションに係る知見を整理した。米国におけるサービスイノベション最新動向調査として、グローバルデザインコンサルタントのIDEO社、宿泊施設マッチングサービスのAirbnb社、オープンソースでDeep Learningを行うSkymind社、サービス・テクノロジーの研究のIBMアルマデン研究所、Xeroxのサービスイノベーションリーダーのパロアルト研究所(PARC)を訪問、調査を行った。ドイツで進められているIndustrie 4.0のサービス側面に着目し、科学的・工学的手法の効果を、サービスマーケティングの視点、工学の視点から分析した。Fraunhofer研究所、SIEMENS AG社のインタビューを通じ、エコシステム全体の視点、国際比較視点、ICTプラットフォームとビッグデータ獲得戦略の観点で興味深い知見を得た。サービス科学研究会での研究成果が発表できた。海外でのサービス科学研究、サービスイノベーション企業の調査により、本研究プロジェクトの研究するための視点を構築できた。サービス科学研究会の研究活動として、日本のサービスロボット事業の成功と失敗の要因をとりまとめ、研究・イノベーション学会(2015年)で発表した。イギリスにおける製造業のサービス化動向をとりまとめ,サービス学会誌( 2015年10月)に発表した。
拡張現実を用いた実走行シミュレータによる自動運転の人間機械協調系に関する研究

ドライブレコーダのヒヤリハットデータ分析から,交差点走行時の車両進行方向の調整操作と歩行者見落としリスクとの関連性が示唆された.そこで,交差点走行時のステアリング自動制御機構を備えた拡張現実(AR)実験車両を開発し,日本自動車研究所テストコースにおいて対歩行者事故防止効果について検討した.その結果,交差点右左折時の車両コントロール(進行方向変化)負荷の低減する運転支援が,運転者の安全確認能力の向上を促すという実験結果が得られ,交差点右左折時における横断歩行者の見落とし事故防止支援に関する基礎的知見が得られた.本研究の目的は,死亡事故に占める割合が高い車両対歩行者事故の発生メカニズムを明らかにすると共に,拡張現実(AR)を備えた実走行シミュレータを開発して有効な運転支援(予防安全)方策を見いだすことである.本年度計画の実施項目は以下のとおりである.(1)車両対歩行者事故における背景要因連鎖の把握(2)ヒューマンエラー防止のための運転支援アルゴリズムの開発(3)運転支援機能を実装した高機能AR実験車両の開発上記の(1)については,東京農工大学が保有するドライブレコーダのヒヤリハットデータを分析し,歩行者事故に繋がりやすい交通環境条件とヒューマンエラーの関係性把握に取り組んだ.その結果,東京農工大学が保有するドライブレコーダを分析するためには,先行研究で用いたヒューマンエラー分析手法(DREAM)をそのまま適用することは難しいことが分かったため,分析方法検討に取り組んだ.このことから,(2)の運転支援アルゴリズムの開発については,(1)分析進捗を待って取り組むこととした.(3)の運転支援機能を実装した高機能AR実験車両の開発については,当初想定していたARシステムの小型化と搭載車両の開発に多大な時間を要することが分かったため,既存のAR実験車両に運転支援機能を実装することとし,まずはステアリングの自動制御機構の開発に着手した.当期は,ステアリング制御ロジックの検討とプログラミング環境の整備が完了した.ドライブレコーダのデータ分析については,ヒューマンエラー分析手法と分析対象データとのミスマッチが明らかになった事から,分析手法の修正(分析マニュアル見直し)により改めて背景要因分析を実施する予定である.また,高機能AR実験車両の開発については,既存のAR実験車両を活用する方向に計画を修正したことから若干の遅れが生じている.本研究の目的は,死亡事故に占める割合が高い車両対歩行者事故の発生メカニズムを明らかにすると共に,拡張現実(AR)を備えた実走行シミュレータを開発して有効な運転支援(予防安全)方策を見いだすことである.本年度の実施計画における項目は以下の通り.(1)車両対歩行者事故における背景要因連鎖の把握(2)ヒューマンエラー防止のための運転支援アルゴリズムの開発(3)運転支援機能を実装した高機能AR実験車両の開発(4)AR実験車両による有効性評価に基づく運転支援指針の作成上記の(1)および(2)において,ドライブレコーダのヒヤリハットデータ分析に基づき,交差点走行時の車両進行方向の調整操作と歩行者見落としリスクとの関連性を明らかにすると共に,交差点走行時の車両コントロールの負荷を低減する(例,ステアリング操作の自動化)ことで歩行者発見能力の向上に繋がる可能性を示した.さらに,(3)の運転支援機能を実装した高機能AR実験車両の開発については,ステアリングの自動制御機構の開発が完了し,交差点走行時のステアリング制御ロジックの検討とプログラミングが完了した.(4)では,日本自動車研究所テストコースにおいてAR実験車両を用いた走行実験を行い,交差点走行時のステアリング自動制御による対歩行者事故防止に及ぼす効果について検討した.その結果,自動ステアリング機能によって歩行者安全確認時間が倍増することが示され,交差点での対歩行者事故防止に係わる運転支援のあり方についての基礎的知見が得られた.初年度はAR実験車両の開発に想定以上の時間を要し,開発完了が第2年度までずれ込んだものの,AR実験車両によるデータ収集・分析の目処が立ったことから順調に進展している.本研究の目的は,死亡事故に占める割合が高い車両対歩行者事故の発生メカニズムを明らかにすると共に,拡張現実(AR)を備えた実走行シミュレータを開発して有効な運転支援(予防安全)方策を見いだすことである.本年度の実施計画における項目は以下の通り.(1)車両対歩行者事故における背景要因連鎖の把握,(2)ヒューマンエラー防止のための運転支援アルゴリズムの開発,(3)運転支援機能を実装した高機能AR実験車両の開発,(4)AR実験車両による有効性評価に基づく運転支援指針の作成上記の(1)および(2)において,ドライブレコーダのヒヤリハットデータ分析に基づき,交差点走行時の車両進行方向の調整操作と歩行者見落としリスクとの関連性を明らかにすると共に,交差点走行時の車両コントロールの負荷を低減する(例:ステアリング操作の自動化)ことで,歩行者発見能力の向上に繋がる可能性を示した.さらに, (3)の運転支援機能を実装した高機能AR実験車両の開発において,交差点走行時のステアリング制御ロジックの検討とプログラミングを行い,ステアリングの自動制御機構を備えた運転支援機能検討のための車両開発が完了した.これにより(4)では,日本自動車研究所テストコースにおいてAR実験車両を用いた走行実験を行い,交差点走行時のステアリング自動制御による対歩行者事故防止効果について検討した.その結果,交差点右左折時の車両コントロール(進行方向変化)負荷の低減に繋がる支援が,運転者の安全確認能力の向上を促すという実験結果が得られた.以上から,交差点右左折時における横断歩行者の見落とし事故防止支援に関する基礎的知見が得られた.ドライブレコーダのヒヤリハットデータ分析から,交差点走行時の車両進行方向の調整操作と歩行者見落としリスクとの関連性が示唆された.そこで,交差点走行時のステアリング自動制御機構を備えた拡張現実(AR)実験車両を開発し,日本自動車研究所テストコースにおいて対歩行者事故防止効果について検討した.

その結果,交差点右左折時の車両コントロール(進行方向変化)負荷の低減する運転支援が,運転者の安全確認能力の向上を促すという実験結果が得られ,交差点右左折時における横断歩行者の見落とし事故防止支援に関する基礎的知見が得られた.高機能AR実験車両の開発については,既存のAR実験車両を活用する方向に計画を修正したことから若干の遅れが生じているものの,次年度に開発を完了できる見込みである.ドライブレコーダの分析を更に進め,車両対歩行者事故におけるヒューマンエラー防止のための運転支援アルゴリズムを検討すると共に,AR実験車両を用いたテストコース実験による有効性評価を実施して運転支援の指針をまとめる.29年度が最終年度であるため、記入しない。人間工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
生合成マシナリー研究の総括

新学術領域領域代表者と8名の計画研究代表者(江口、大利、阿部、池田、五味、斉藤、金谷、石川)、5名の評価委員の意見を取りまとめ、新学術領域研究「生合成マシナリー」の成果報告シンポジウムを、聴衆が期待できる週末のアクセスが良い場所という観点から、東京都港区のコクヨホールに決定した。6月21日の日曜日には、100名近い企業からの出席者や一般参加者に対し、5年間の研究成果を、A01,A02,A03班の班長および指名された顕著な成果を挙げた合計7名の講演者が、判りやすく説明した。最終の文部科学省へ提出する成果報告書は、3班構成の各班長が、班員個人より事務局に提出された5年間の領域活動で得られた成果に関する資料をもとにデータを整理し、論文発表、学会発表、シンポジウムや講演会での依頼講演、新聞・テレビなどのメディアでの公表状況、各賞の受賞状況、さらには領域内での共同研究など各班の成果を取りまとめた後、事後評価ヒアリング、さらには一般公開用資料としてデータファイルを作成した。これをベースに冊子体も作成し、公的な研究機関や関連研究者に送付した。6月から10月オープンキャンパスや夏休み期間中には、領域代表が所属する北海道大学や班員が所属する研究機関で、中高生を対象にオープンラボなどの企画で、研究活動を疑似体験してもらうために、実験を撮影したビデオの上映、さらに実験室の見学を行なった。さらに11月14ー15日(土・日)、東京都江東区にある日本科学未来館で開かれた大規模なサイエンスコミュニケーションのイベント、サイエンスアゴラに出展し、総括班でアウトリーチ用に作成した領域活動の広報用アニメーションやクイズ形式の説明用プレゼンファイルを利用して、来場者に研究成果を説明した。27年度が最終年度であるため、記入しない。“生物活性天然物の生合成酵素の集合体である生合成マシナリーの構築を円滑に進める"ために設定した3つの班の連携、領域の成果の効果的な発表、新たな領域の将来を担う若手研究者の育成を様々な手法で行った。具体的には、注目する天然物の生合成経路を調べるデータベースやゲノムデータから天然物の生合成遺伝子クラスターを同定するWebツールをA03班員による開発と無料公開;主にA02班員が持つ有用な技術や方法論の移転;若手研究者を主体とした国内や国際シンポジウムを企画・運営の支援;構成される3班を横断する共同研究の推進;領域活動の積極的な公表等が挙げられる。22年度は、1)天然物の設計図解読;2)異種発現系の構築;3)天然物生合成酵素の機能解析および生産に関して以下の成果が得られた。1)としては、Nocardiaの放線菌ゲノム情報に基づく生合成遺伝子群の同定と実際の物質生産(nocobactinNA)やメタボロームデータに基づくシロイヌナズナの生産するフラボノイド代謝産物の生合成遺伝子の同定などの成果が出た。項目2では、モデル放線菌Str.avermitilisを宿主とする4種の代表的抗生物質の生産に成功し、糸状菌A.oryzaeによる発現系の汎用性を確認すべく、ペニシリンの高生産条件の検討が行われた。項目3では、代表的天然物骨格合成酵素ペプチド系NRPSの新機能が、抗腫瘍性物質saframycinの骨格系で見出され、5環性の複雑な骨格が単一の酵素で作り上げられることが判った。さらに骨格修飾酵素の基質受容性や多機能性を検証すべく、放線菌の代謝産物マロライド系抗生物質FD-891の水酸化酵素gfsFについて機能解析され、単一の酵素がエポキシ化と水酸化を触媒することを明らかにした。また酵素の立体構造に基づいた機能改変として植物由来のベンザルラクトン合成酵素(ポリケタイド合成酵素III型の一種)部位特異的変異を行い、合成基質をスターターとして用いることにより、種々の誘導体の合成に成功した。最後に普遍性の高い経路(メバロン酸経路)への基質供給系に新たな酵素(アセトアセチルCoA合成酵素)が見つかり、その機能解析が終了した。このように、設計図解読や遺伝子発現系、さらにはそれを用いた物質生産に必要な基礎的知見が集積させることができた。AO1班とAO2班の共同研究として麹菌を用いた異種遺伝子発現系を活用し、DNAポリメラーゼα特異的阻害剤アフィディコリンの効率的生産(130mg/L相当)を達成した。糸状菌は生物活性物質の宝庫であるが、一般に物質生産に必要な遺伝子数は10個以下であり、今回の成功はこうした多くの物質を麹菌で生産できる方法論を提供したことになる。天然物にはポリエーテルと呼ばれる化合物群があるが、その骨格合成を担う鍵酵素であるエポキシド加水分解酵素の詳細な触媒機構が、酵素の結晶構造解析から明らかにされた。このほか特徴ある化学構造と有用な生理活性を持つ微生物が産生する二次代謝産物生合成系を遺伝子・酵素レベルで精密に解析することを目的として、マクロラクタム配糖体抗生物質ビセニスタチンのスターター生合成を酵素レベルで明らかにし、さらにアミノ配糖体抗生物質カナマイシンの生合成の最終段階を明らかにした。AO2班では、安定かつ巨大な生合成遺伝子群の発現を実現するべく次世代線状レプリコンベクターの開発を検討した。これまでにS.avermitilis SUKA