hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
本能性高血圧症における高圧ホルモン系遺伝子異常について

2、プロスタサイクリン合成酵素遺伝子に新たにマイクロサテライトを発見し、EHとの関連調査を行ったが、有意な関連は認めなかった(RecentAdvances in Prostaglandin Thromboxane Leukotriene Reseach 1998;127)。4、ヒトB型ナトリウム利尿ペプチドレセプター(hNPRB)の遺伝子構造をhNPRAと同じ方法を用いて、また5'上流領域をThermal Asymmetric Interlaced(TAIL)-PCR法にて決定した。さらに、イントロン2にマイクロサテライトを発見し、この多型がEHと関連することを認めた(Cir Res, 1999;84:605)。2、プロスタサイクリン合成酵素(PGI2)遺伝子のイントロン7に新たにマイクロサテライトを発見し、本態性高血圧症との関連調査を行ったが、有意な関連は認めなかった(Recent Advances in Prostaglandin,Thromboxane,and Leukotriene Reseach 1998;127-130)。3、ヒトA型ナトリウム利尿ペプチドレセプター(hNPRA)の遺伝子構造をLong PCR法を用いて決定した。hNPRA遺伝子は、全長16kb以上で、22個のエキソンと21個のイントロンから成っていた(Biochemical and Biophysical Reseach Communications 1998;246:736-739)。4、ヒトB型ナトリウム利尿ペプチドレセプター(hNPRB)の遺伝子構造をhNPRAと同じ方法を用いて、また5'上流領域をThermal Asymmetric Interlaced-PCRにて決定した。hNPRB遺伝子は、全長16.5kb以上で、22個のエキソンと21個のイントロンから成り、TATA boxを持たない遺伝子であった。さらに、イントロン2にマイクロサテライトマーカーを発見し、この多型が本態性高血圧症と関連することを認めた(Circulation Research,in press)。5、アデノシンA2aレセプター遺伝子多型についての検討では、本遺伝子は本態性高血圧症と関連しないことが明らかとなった(American Journal of Hypertension 1999;11:1492・1494)。2、プロスタサイクリン合成酵素遺伝子に新たにマイクロサテライトを発見し、EHとの関連調査を行ったが、有意な関連は認めなかった(Recent Advances in Prostaglandin Thromboxane Leukotriene Reseach 1998;127)。1、ヒトA型ナトリウム利尿ペプチドレセプター(hNPRA)の5'上流領域約2.1kbをThermal Asymmetric Interlaced(TAIL)-PCR法を用いて決定した。ハイブリダイゼーション法により開始コドンより約300bp上流に多型性の高いマイクロサテライトを発見したため、本態性高血圧症患者125名と年齢の一致した正常血圧者125名を用いて関連調査を行ったが、この多型と本態性高血圧症に有意な関連は認めなかった(Am J Hypertens 1999.12;1144-1148)2、昨年度に決定したヒトB型ナトリウム利尿ペプチドレセプター(hNPRB)の遺伝子構造をもとにPCR-Single Strand Conformational Polymorphism(SSCP)法を用いて、22個全てのエクソン領域と周辺のイントロンについて遺伝子多型の有無を検討した。その結果、C2077Tとイントロン18に9bpの挿入/欠失多型を発見した。C2077T多型は以前に報告したGTリピートと100%連鎖していたため、今回は挿入/欠失多型を用いて脳梗塞症について関連調査を行った。118名の脳梗塞患者と123名の遺伝子を調べた結果、脳梗塞とこの挿入/欠失多型に関連を認めなかった(Hypertens Res,in press)。3、ドーパミンD1レセプター遺伝子のA-48G多型について本態性高血圧症患者131名と正常血圧健常者136名を用いて関連調査を行った結果、A-48G多型が本態性高血圧症と有意に(p<0.01)相関することが明らかとなった。
微量大気化学物質の地球規模全球モデルの開発と応用

温室効果気体の排出削減は21世紀にかけての重要課題であるが、深刻に受け止め大幅な化石燃料使用の削減を提案する国から、小幅な削減でとどめようとする国まで様々である。地球規模現象の予測の科学・予測のモデルにおける不確定性が、振れ幅の広い政策の提示につながっている面もあると考えられる。生態系の適応限界を超えるような地球環境の急激な破壊・変質を予測しふせぐために有効な政策を効果的に実施する必要がある。このためには、不確定性を少なくした、地球規模での人為および自然の化学物質の大気排出が対流圏大気の組成にどう影響するかを予測できる全球モデルの開発が重要である。本研究では、(1)発展途上国における化石燃料使用の急速な増加、(2)農耕に端を発する大規模な森林火災、(3)航空機による下部成層圏での化学物質の排出、(4)水田や家畜からのメタン等の人為的な微量化学物質の排出が、(5)雷放電による窒素酸化物排出、(6)植物起源の炭化水素排出、(7)海洋からのいおう化合物やハロゲン発生、(8)火山によるいおう化合物等の排出、(9)黄砂等の地表からの微粒子の発生など自然発生源との相互作用でどのようなことが生じうるかを模擬できる全球モデルの開発を目指し、特に(1)(6)、(8)を考慮できるモデルを開発した。輸送過程(移流・拡散・サブグリッド積雲対流)、化学反応(気相系、異相系、液相)、沈着(雲生成・降水生成に基づく湿性沈着、乾性沈着)の各プロセスを含む包括的なオイラー型全球モデルである。さらに、得られた全球モデルを用いてインドネシア、オーストラリア域でのバイオマス火災およびライトニングの大気化学に及ぼす影響について検討した。モデルは、NASAのTOMSオゾン分布に現れたバイオマス火災の影響等を再現することができ、その有効性を示した。地球規模での人為および自然の化学物質の大気排出が対流圏大気の組成にどう影響するかを予測できる全球モデルの開発を行う。具体的には、(1)発展途上国における化石燃料使用の急速な増加、(2)農耕等に端を発する大規模な森林火災、(3)航空機による下部成層圏での窒素酸化物等の排出、(4)水田や家畜からのメタン等の人為的な微量化学物質の排出が、(5)雷放電による窒素酸化物排出、(6)植物起源の炭化水素排出、(7)海洋からのいおう化合物やハロゲン発生、(8)火山によるいおう化合物等の排出、(9)黄砂等の地表からの微粒子の発生など自然発生源との相互作用でどのようなことが生じうるかを模擬できる全球モデルの開発を狙う。そのために、輸送過程(移流・拡散・サブグリッド積雲対流)、化学反応(気相系、異相系、液相)、沈着(雲生成・降水生成に基づく湿性沈着、乾性沈着)の各プロセスを含む包括的なオイラー型全球モデルを構築する。平成10年度には、全球モデルの構築に向けて以下の研究を行った。(1)基礎となるモデルのコンピュータープログラムの完成を目指し、(a)エアロゾル生成・輸送と異相系化学反応のモデル化、(b)遠隔地の極低濃度条件での化学反応系の検討を行った。また、(2)モデルシミュレーションに対する化学入力情報の整備を行い、特に、排出源に関して、(a)NOxの化石燃料燃焼、雷光、土壌、生物体燃焼、航空機による排出、(b)人為揮発性炭化水素(VOC)、自然起源VOCの発生源の調査を行い、データベースを作成した。

さらに、(3)モデルシミュレーションに対する気象入力情報の整備の一環として、1994年の全球気象情報の収集(ECMWF)、加工およびデータベースの作成を行った。(4)モデル検証のための情報収集として、(a)アジア、太平洋地域における沈着量データの収集とデータベースおよびマップの作成、(b)PEM-Westを始め国内外の観測データ情報の収集、データベースの整備を行った。また、(5)以上のデータをもとに、1994年2-3月および9-10月について東アジアを対象にモデルシミュレーションを行い、良好な結果を得た。地球規模での人為および自然の化学物質の大気排出が対流圏大気の組成にどう影響するかを予測できる全球モデルの開発を行うことを目的にしている。(1)発展途上国における化石燃料使用の急速な増加、(2)農耕等に端を発する大規模な森林火災、(3)航空機による下部成層圏での窒素酸化物等の排出、(4)水田や家畜からのメタン等の人為的な微量化学物質の排出、(5)雷放電による窒素酸化物排出、(6)植物起源の炭化水素排出、(7)海洋からのいおう化合物やハロゲン発生、(8)火山によるいおう化合物等の排出、(9)黄砂等の地表からの微粒子の発生など人為および自然発生源の相互作用でどのようなことが生じうるかを模擬できる全球モデルの開発を目指している。モデルは、輸送過程(移流・拡散・サブグリッド積雲対流)、化学反応(気相系・異相系・液相)、沈着、(雲生成・降水生成に基づく湿性沈着、乾性沈着)の各プロセスを含む包括的なオイラー型全球モデルである。平成11年度は、最終年度(平成12年度)における全球モデルの完成に向けて、部分球モデルの適用による検証に主力をそそいだ。対象は東経80-160度、南緯20度-北緯60度であり、北部オーストラリアから東アジアの全域を含む。上記の全排出源を含むが、特にオーストラリア、インドネシアのバイオマス火災のオゾン生成等に対するインパクトに注目した。クアラルンプール(マレーシア)、ワトコセ(インドネシア)におけるオゾンの鉛直分布観測値を対照にして、オーストラリアのバイオマス燃焼の影響が、広域の輸送特性とによってどう伝達されるかを考察した。北部オーストラリアからジャワ、カリマンタン南部は乾季に高気圧支配下にあり対流圏中層は安定成層でバイオマス燃焼排出物の上方への輸送が阻害されること、それら排出物がスマトラ島、カリマンタン北部に達することによって活発な積雲対流運動により対流圏全層に運ばれること等のダイナミクスを定量的に推定できた。地球規模での人為および自然化学物質の大気排出が対流圏大気の組成にどう影響するかを予測できる全球モデルの開発を行った。(1)発展途上国における化石燃料使用の急速な増加、(2)農耕等に端を発する大規模な森林火災、(3)航空機による下部成層圏での窒素酸化物等の排出、(4)水田や家畜からのメタン等の人為的な微量化学物質の排出、(5)雷放電による窒素酸化物排出、(6)植物起源の炭化水素排出、(7)火山によるいおう化合物等の排出の影響を模擬できる。モデルは、輸送過程(移流・拡散・サブグリッドスケールの積雲対流)、化学反応(気相系、異相系、液相)、沈着(雲生成・降水生成に基づく湿性沈着、乾性沈着)の各プロセスを含む包括的なオイラー型全球モデルである。光分解速度定数(J値)に対するエアロゾル層、雲水層、雲水層存在の影響を考慮できるようになっている。全球モデルの検証のために、平成11年度に部分球モデルで対象とした1994年9-10月のオーストラリア、インドネシアのバイオマス火災を取り上げた。
遺伝子銃を用いたマラリアMSP-1遺伝子によるDNAワクチン及びワクチン抗原同定

これまで我々はマラリアワクチン候補蛋白の一つであるSERA(Serine repeat antigen)遺伝子を用いDNAワクチンの研究を行ってきた。その結果、サイトカイン遺伝子共導入によりSERA特異的抗体の誘導増強及びその制御が可能であることを見いだした。本研究ではマラリア致死株を用いTh1誘導性サイトカインであるIL-12DNAをMerozoite surface protein1(MSP-1)DNAと組合わせワクチネーションを施しマラリア致死感染に対する防御効果及びそのエフェクター機構について検討を行った。MSP-1DNAとIL-12DNAを共導入しマウスに免疫することによりMSP-1DNA単独免疫に比べMSP-1特異的IgG2aレベルが上昇し、さらにin vitroのサイトカイン産生においてもIFN-γ及びIL-2産生が上昇していた。これらDNA免疫マウスにマウスマラリア致死株(Plasmodium yoelii17XL)を感染したところMSP-1DNA免疫を施したマウスにおいては完全には致死感染を防御できなかったが、MSP-1とIL-12のコンビネーションDNA免疫を施したマウスにおいてはほぼ完全に致死感染が防御できた。さらにその感染防御のエフェクター細胞について検討を行ったところ、この防御免疫にはCD4^+T及びCD8^+T細胞の両者が関与しており又サイトカインとしてはIFN-γが防御に必須であった。以上の結果よりIL-12遺伝子の共導入はマラリアDNAワクチンの防御効果を高める有効なアジュバント遺伝子であることが示された。(2)有効なDNAワクチン法を確立するためマウスの感染系でMSP-1遺伝子を用いDNAワクチンの実験を行った。MSP-1 DNA免疫によりMSP-1蛋白に対する液性及び細胞性免疫の両方が誘導された。さらにMSP-1遺伝子とIL-12遺伝子を共導入することによりMSP-1に対する液性及び細胞性免疫応答がTh1型へシフトした。MSP-1 DNA免疫マウスにマラリアを感染したところ対照マウスに比べ抵抗性を示したがその効果は顕著ではなかった。しかしながらMSP-1遺伝子とIL-12遺伝子を共導入することにより強い防御効果が認められた。(3)IL-12遺伝子をマウスに遺伝子導入を行い原虫感染治療効果について検討を行った。細胞内寄生性原虫であるリーシュマニア及びクルーズトリパノソーマ感染マウスにIL-12遺伝子を導入した場合、いずれの感染系においてもTh1型免疫応答を増強させ感染抵抗性を増強させた(Immunology,印刷中)。
2次元ブラウン運動およびそれに類する確率過程の加法的汎関数に関する極限定理の研究

1.2次元ブラウン運動の加法的汎関数、特にoccupation timeについての極限定理を1993年の論文で従来より一般の関数に対して証明したが、そのうちpositive charged caseについては最も自と考えられる条件にまで一般化できたものの、null charged caseについては一般化が十分とは言いがたかった。(非有界関数には拡張できたが、まだ不自然な付帯条件がついていた)。この付帯条件を除くことを試み.「P乗可積分(ただしP22)」を「局所P乗可積分(ただしP>1)」にまで弱めることができた。しかし、まだ完全な除去には至っていない。2.ブラウン運動にdriftがある場合の加法的汎関数(特にwinding type)については、Takahashi-WatanabeがOnsager-Machlup関数の導出に用いた動径Bessel process化法が応用できる可能性に気づいた。現在この方向で研究中である。3.2次元ブラウン運動の「Winding type」加法的汎関数についての極限定理を1992年の論文で証明した際,2次元の「regularly rarying」という概念を導入したが、この概念の定式化にはまだ不自然な点があった。これを改良するため、1次元のregularly varyingの概念を参考にして、条件の表現等、若干の簡易化に成功したが、まだ完全ではない。1992年の論文での証明は長く複雑であるが、この簡易化をはかることはブラウン運動より一般の確率過程への拡張のためにも重要であり、上記の簡易化のほか、法則収束を示す部分を一般定理の形にしたり、証明中で重要な役割を果たすasymptotic knight theoremの簡単な証明を得たりした。
イスラーム思想に立脚する「普遍的」教育の模索―ヒズメット運動の教育活動を中心に

当年度は2018年9月と2019年3月の2度にわたり、フランスにおいては全日制学校2件、補習塾1団体、研究団体1件、ジョージアにおいては全日制学校3件、大学1件、カンボジアでは大学1件、全日制学校2件、関係団体3件を訪問し、参与観察および関係者へのインタビューを行った(ベトナムでも全日制学校1件の訪問が実現したが、関係者の時間の都合で20分ほどのインタビューのみとなった)。調査の実績として、フランスにおいてはヒズメット系諸団体は、前年度の調査で観察された「トルコ系子弟の減少」と同時に「非トルコ系子弟の増加」という変化が加速しているという点が挙げられる。ヒズメット運動内部で指摘されていた「ヒズメット運動の脱トルコ人化=普遍化」という点を再認識できたと同時に、当年度はトルコ人の間での「ヒズメット運動のスティグマ化」も加速している点も新たに確認できた。また当年度は、トルコ国家とエルドアン大統領の圧力によってヒズメット運動が世界中で急激に力を失っている中、地元政府の圧力を受けながらもしぶとく生き残っているジョージアとカンボジアのヒズメット系学校への訪問が実現した。これは前年度のアルバニアにおける調査によって新たに知ることができたコミュニティである。カンボジアとジョージアの首都トビリシの学校ではアルバニアと同様、明確なエリート養成の意識と、インターナショナルな人材養成の目的をもって教育活動を行っている点が顕著であった。しかしアゼルバイジャンとの国境に近いマルネウリという小都市の学校においては、トビリシとは逆に、「地元のアゼルバイジャン系子弟のジョージアへの統合」という、ボトムアップを目指した多文化教育が主目的に置かれている点が特筆される。当年度はヒズメット系学校のある程度の同質性とともに、環境に応じた多面性を持つ点を確認することができた。学校や団体の調査訪問に関しては、(1)当初の計画以上に進展している、と評価しても差し支えない。また、その成果発表に関しても、当研究課題の成果をメインとした発表(公開講座)1件および、成果の一部を使用したワークショップを5件開催しており、この点でも(1)当初の計画以上に進展している、といえる。しかし、調査報告をを論文としてまとめるためにはさらなる基礎資料ー筆者が初めて研究フィールドとするジョージアとカンボジアの教育事情に関する資料ーが必要なため、現在その読み込みを含めて論文執筆を進めている最中である。この点で論文による成果発表が(3)やや遅れている、と判断し、総合的に(2)概ね順調に進展している、とした。今年度も引き続き前年度の調査から注目しているヒズメット系学校の教育内容に関して調査を進める。ただし今年度は視点を変えて教育内容を精査する予定である。前年度は教育内容の中でも「市民性教育」について注目して調査したが、今年度は、各地のヒズメット系学校に概ね見られる「教育の国際性」、「国際的人材の養成を目指した教育コンテンツ」の傾向をより詳細に把握しその分析を行いながら、一部のヒズメット系学校に見られる「ローカルな要請に合わせた教育コンテンツ」に着目して研究を進める予定である。「ローカル」は現時点では市町村や多文化的なコミュニティをもつ地区、というものを想定しているが、「フランスの市民性教育」というのも、フランスにおけるコミュノタリスムとの相克にセンシティブに対応した結果として、実はローカルな要請として捉えることもできるかもしれない。フィールドはこれまで同様フランスとベルギーを拠点としながらも、ヒズメット運動が生き残っている国(カザフスタンやルーマニア、ブルガリア)を訪問、場合によってはアルバニア、ジョージア、カンボジアを再訪問する予定である。というのも、トルコ国家とエルドアン大統領が世界中にヒズメット運動鎮圧への圧力をかけているため、ヒズメット系コミュニティは非常に流動的であり、現時点では明確に調査対象を確定することができないためである。当年度は2017年9月と2018年3月の2度にわたり、フランスにおいては全日制学校2件、補習塾1団体3件、研究団体1件、アルバニアにおいては全日制学校4件、大学2件を訪問し、参与観察および関係者へのインタビューを行った。調査の内容に関する実績としては、まずこの研究の大きな動機である「2016年のトルコのクーデター以降、ヒズメット運動の学校はどのように変容したのか、その理由と社会的背景」について、訪問した各学校からそれぞれの事情に基づいた経緯と回答が得られた。フランスにおいてはヒズメット系諸団体は、エルドアン大統領と同様にヒズメット系を敵視する他のトルコ人ディアスポラにより襲撃され、少なからぬ団体が閉鎖されるという現象が見られた。ヒズメット系学校や補習塾においてはクーデター以降「トルコ系子弟の減少」と同時に「非トルコ系子弟の増加」という変化があらわれたが、これは運動外部からは、トルココミュニティの内輪もめが学校をターゲットとして起こることから、「やはりトルコ人主体の学校である」という認識を加速させると同時に、運動内部では「ヒズメット運動の脱トルコ人化=普遍化」につながると認識されていることが確認できた。という点に絞られるだろう。またトルコ国家とエルドアン大統領の圧力により、バルカン諸国でヒズメット運動は急激に力を失っているが、唯一アルバニアにおいてはその教育活動が予想外に浸透しており、加えて明確なエリート養成の意識をもって教育活動を行っている点が顕著であった。これはアルバニア現大統領がこの運動を支持し、子息をこれらの学校に入学させていることからも分かるだろう。さらにヒズメット運動が経営する私立の全日制学校「メドレセ(「イスラーム学校」の意味。イスラーム圏では「神学校」を指す)」ではエリート養成目的でキリスト教の子弟が複数通っていることも確認されたことは特筆すべきだろう。

当年度の、フランスにおける参与観察はほぼ予定通りであり、この点は順調な進展と言えるが、ベルギーの学校に未だ再訪できていない点は厳しい評価を下さないとならないだろう。その代わり、当初の予定にはなかったアルバニアのヒズメット学校およびヒズメット系諸団体の訪問が可能となり、しかもそこでの参与観察において非常に多くの新しい知見を得たことは、当初の計画以上に進展していると評価されてよいだろう。成果発表に関しても、論文1件、研究発表1件、招待講演1件、関連書評1件があり、この点も順調な進展といえよう。このように総合的に判断すると、「おおむね順調に進展している」と言うのが妥当であろう。当年度は2018年9月と2019年3月の2度にわたり、フランスにおいては全日制学校2件、補習塾1団体、研究団体1件、ジョージアにおいては全日制学校3件、大学1件、カンボジアでは大学1件、全日制学校2件、関係団体3件を訪問し、参与観察および関係者へのインタビューを行った(ベトナムでも全日制学校1件の訪問が実現したが、関係者の時間の都合で20分ほどのインタビューのみとなった)。調査の実績として、フランスにおいてはヒズメット系諸団体は、前年度の調査で観察された「トルコ系子弟の減少」と同時に「非トルコ系子弟の増加」という変化が加速しているという点が挙げられる。ヒズメット運動内部で指摘されていた「ヒズメット運動の脱トルコ人化=普遍化」という点を再認識できたと同時に、当年度はトルコ人の間での「ヒズメット運動のスティグマ化」も加速している点も新たに確認できた。また当年度は、トルコ国家とエルドアン大統領の圧力によってヒズメット運動が世界中で急激に力を失っている中、地元政府の圧力を受けながらもしぶとく生き残っているジョージアとカンボジアのヒズメット系学校への訪問が実現した。これは前年度のアルバニアにおける調査によって新たに知ることができたコミュニティである。カンボジアとジョージアの首都トビリシの学校ではアルバニアと同様、明確なエリート養成の意識と、インターナショナルな人材養成の目的をもって教育活動を行っている点が顕著であった。しかしアゼルバイジャンとの国境に近いマルネウリという小都市の学校においては、トビリシとは逆に、「地元のアゼルバイジャン系子弟のジョージアへの統合」という、ボトムアップを目指した多文化教育が主目的に置かれている点が特筆される。当年度はヒズメット系学校のある程度の同質性とともに、環境に応じた多面性を持つ点を確認することができた。学校や団体の調査訪問に関しては、(1)当初の計画以上に進展している、と評価しても差し支えない。また、その成果発表に関しても、当研究課題の成果をメインとした発表(公開講座)1件および、成果の一部を使用したワークショップを5件開催しており、この点でも(1)当初の計画以上に進展している、といえる。しかし、調査報告をを論文としてまとめるためにはさらなる基礎資料ー筆者が初めて研究フィールドとするジョージアとカンボジアの教育事情に関する資料ーが必要なため、現在その読み込みを含めて論文執筆を進めている最中である。
DNA修復能及びタンパク質品質管理機能増強による抗パーキンソン病機能性食品の開発

ドーパミンニューロンへの酸化ストレス負荷による細胞障害の誘導と障害評価として、NO発生剤であるSIN-1処理やSNP処理などをSH-SY5Y細胞に行った。その結果生じる細胞障害に関して、細胞の生存率をWST-1法により評価した。また細胞のアポトーシスに関してはカスパーゼの活性化状態をイムノブロッティングにより評価した。本項目では候補機能性食品がSIN-1またはSNP処理に由来する細胞障害への抑制効果を評価した。その結果、NO発生ストレスに対するドーパミンニューロン保護効果を指標とし、検討を行ったところ顕著な効果を示す結果を得ることはできなかった。ドーパミンニューロンへのタンパグ質品質管理機能質賦活効果の検討として、プロテアソーム阻害剤MG-132処による細胞障害への候補機能性食品の効果を評価したところ、酵素消化低分子化フコイダン抽出物処理において細胞内異常タンパク質の指標となるユビキチン結合タンパク質の蓄積に対する緩和効果が確認された。さらに細胞内で異常タンパク質を分解する機能を持つプロテアソーム活性の賦活化が確認された。実験動物検定系による酵素消化低分子化フコイダン抽出物の抗パーキンソン病効果の評価として、パーキンソン病モデルマウス(MPTP+probenecid処理C57BL/6J雄性マウス)に酵素消化低分子化フコイダン抽出物を投与した結果、MPTP障害による自発運動能力低下に対する緩和効果が確認され、中脳におけるtyrosine hydroxylase発現減少に対する保護効果が確認された。tyrosine hydroxylaseはドーパミン生合成の律速酵素でドーパミンニューロンマーカーとして用いられているため、酵素消化低分子化フコイダン抽出物はMPTP障害に対するドーパミンニューロン保護効果を有することが示唆された。平成18年度は主にin vitroパーキンソン病モデルとしてストレス負荷培養神経細胞を用いた抗パーキンソン病評価系の構築を行った。本研究課題の遂行に当たり、パーキンソン病研究のドーパミンニューロンモデルとして研究に用いられているヒト神経芽細胞腫由来SH-SY5Y細胞(ATCCより入手)を使用した。SH-SY5Y細胞はレチノイン酸処理によりドーパミンニューロンに分化する。この細胞株を本研究でのモデル神経細胞として使用した。1.ドーパミンニゴーロンへの酸化ストレス負荷による細胞障害の誘導と障害評価酸化ストレスの負荷方法として、NO発生剤であるSIN-1処理やSNP処理などをSH-SY5Y細胞に行った。2.ドーパミンニューロンへのタンパク質品質管理機能質賦活効果の検討タンパク質品質管理機能において重要な役割を果たす、ユビキチン・ペルオキシソーム系の機能評価にあたり、ペルオキシソーム系阻害剤MG-132処理を行い細胞のタンパク質品質管理機能への負荷を与える系を構築した。本項目では候補機能性食品がMG-132処理に由来する細胞障害への抑制効果を評価した。3.ドーパミンニューロンへの抗酸化ストレス負荷およびタンパク質品質管理機能質賦活化物質の検討各々の細胞評価系において効果を有する機能性食品候補として、電解および天然還元水、発酵乳ケフィア、そして酵素消化フコイダン抽出物に関して網羅的な検討を進めている段階である。各候補食品中の活性成分に関して、ゲルろ過、イオン交換クロマトグラフィ、そして逆相HPLCにより単離・同定を行っていく予定である。

また細胞のアポトーシスに関してはカスパーゼの活性化状態をイムノブロッティングにより評価した。本項目では候補機能性食品がSIN-1またはSNP処理に由来する細胞障害への抑制効果を評価した。その結果、NO発生ストレスに対するドーパミンニューロン保護効果を指標とし、検討を行ったところ顕著な効果を示す結果を得ることはできなかった。ドーパミンニューロンへのタンパク質品質管理機能質賦活効果の検討として、プロテアソーム阻害剤MG-132処理による細胞障害への候補機能性食品の効果を評価したところ、酵素消化低分子化フコイダン抽出物処理において細胞内異常タンパク質の指標となるユビキチン結合タンパク質の蓄積に対する緩和効果が確認された。さらに細胞内で異常タンパク質を分解する機能を持つプロテアソーム活性の賦活化が確認された。実験動物検定系による酵素消化低分子化フコイダン抽出物の抗パーキンソン病効果の評価として、パーキンソン病モデルマウス(MPTP+probenecid処理C57BL/6J雄性マウス)に酵素消化低分子化フコイダン抽出物を投与した結果、MPTP障害による自発運動能力低下に対する緩和効果が確認され、中脳におけるtyrosine hydroxylase発現減少に対する保護効果が確認された。tyrosine hydroxylaseはドーパミン生合成の律速酵素でドーパミンニューロンマーカーとして用いられているため、酵素消化低分子化フコイダン抽出物はMPTP障害に対するドーパミンニューロン保護効果を有することが示唆された。
心筋電気生理学的機能の分化とカテコラシン・細胞増殖因子の効果に関する研究

成熟動物の心臓では、洞房結節のペースメーカー細胞・心房筋細胞・心室筋細胞は、各々の機能を規定する様々なイオンチャネルの組み合わせを有し、とくに活動電位波形は主としてKチャネルの分布の差により規定されると考えられている。本研究では各心臓区分の電気生理学的機能の分化を検討するために、様々な発生段階のラット胎児・新生児から心房・心室を切除し、酵素処理により心筋細胞を単離し、ホールセルパッチ法によりKチャネル電流を記録した。まず心房筋細胞において、副交感神経伝達物質のアセチルコリン(ACh)と局所ホルモンのアデノシン(Ado)の投与により、G蛋白制御Kチャネル電流(I_<K-ACh>およびI_<K-Ado>)を活性化した。ラット胎児において心房・心室の形態分化が明らかになる受精後12日目では、すでにI_<K-ACh>を活性化することができたが、それ以前の発生段階ではI_<K-ACh>およびI_<K-Ado>は記録できなかった。胎児新生児期にはI_<K-Ado>の振幅はI_<K-ACh>の5669%であったが、成熟動物においてはI_<K-ACh>の15%に低下していた。また、AChにたいする感受性はEC_<50>値が胎児期の1.45μMから成熟動物の0.17μMに上昇したのにたいし、Ado感受性は0.45μM(胎児)から0.99μM(成熟動物)に低下した。心室筋細胞においては、I_<K1>電流およびATP感受性Kチャネル(I_<K-ATP>)電流は受精後10日目から記録することができた。I_<K-ATP>のATP感受性は新生児期には0.24μMで、成熟動物では7.83μMに低下した。また胎児期成熟動物の心室筋細胞にも_<K-ACh>が存在することが判明したが、その電流密度は心房筋細胞と比較して極めて低く、心臓形態分化の早い時期に、すでにKチャネルの分布も分化していることが判明した。
神経ダイナミクスから社会的相互作用に至る過程の理解と構築による構成的発達科学

構成的発達科学の確立を目指し,脳発達シミュレーションでは,身体との相互作用により,多様な行動を生成する情報神経構造を明らかにした.そこには学習手法が盛り込まれていないが,学習規範として,予測誤差最小化を導入することで,情動や利他的行動の創発モデルが構築された.方や,イメージング研究では,大人と子どもで,使われる脳の領野が異なり,脳の発達が長く続くことが分かった(fMRI).また,世界初親子同時測定可能な脳磁図(MEG)では,親子ペアの自閉症の度合いにより,コミュニケーション能力に関連する脳部位の活動に差が観られた.さらに,自閉症児と定型発達児の脳信号複雑性の差違を脳発達シミュレーションで再現し,また,構築したロボットプラットフォームを用いた養育者との言語相互作用実験を行うなど,ミクロからマクロへの道筋の可能性を示し,構成的発達科学の礎を築いた.来年度以降のグループ統合を視野に本年度は、各グループ毎の成果に重点を置いて活動し、外部発表可能なものは、投稿及び出版した。1.理論・シミュレーショングループ:詳細大規模な脳神経系モデル開発のため、環境とのインターフェースとしての触覚細胞のスパイクニューロンモデルを実装し、動作確認した。また、親子間相互作用等の解析のために、既存の因果関係解析手法とクラスタリング手法を組み合わせた手法を開発した。2.イメージングG : fMRIグループでは、これまでの研究の成果を学術論文および総説として報告した。合わせて、子供(小学生)のMRI脳活動計測という特殊な研究環境の立ち上げと整備に尽力し、およそ環境を整えた。MEGグループでは、2台の脳磁計による脳機能同時計測装置を開発し、評価を行った。その成果は学術誌Frontiers in Human Neuroscienceに掲載された。3.行動心理G :感覚ー運動経験を通した随伴性の学習、目標指向動作の学習、他者運動の理解等の研究を通じて、乳幼児の発達メカニズムのそれぞれモデルを構築し、その有効性を確認した。身体レベルからの同調・脱同調にもとづく自他認識の発達モデル構築として、視線随伴パラダイムを応用した課題開発に取り組んだ。また、運動同調による母子間の間主観(共感)メカニズム構築を目指して,オキシトシン作用系についての仮説提起、リズム相互作用ロボット実験システムの開発、計算モデル化を実施した。4.ロボットプラットフォームG :写実柔軟子供ロボットの上半身動作制御し、人との相互作用性能評価実験を開始した。イメージング研究に利用可能かつ、実時間相互作用可能なハプティックデバイスの基本設計をし、試作したが、個人差への対応困難から、設計を見直した。また、ヒトの乳児様発声可能な舌駆動機構の小型化による乳児様発話ロボット"Lingua"を開発した。研究代表者は自他認知と並行する共感の発達を,人工共感設計論としてまとめたサーベイ論文を二編出版し,これに基づき,各グループの成果及び今後の推進方策をまとめた.1.理論・シミュレーショングループでは,これまでの大規模ニューラルシミュレーションを基に,身体の感覚系と運動系の間に種々のネットワークを付加し,神経ダイナミクスと身体ダイナミクスの関係を解析した(論文執筆中).2.イメージンググループでは, 6歳から12歳までの子供の身体的自己意識に関するfMRI実験を行った.自己を表象すると推定される右大脳半球のネットワークがこの年齢においてはまだ未成熟であることが分かった(論文執筆中).また,世界初の親子MEG同時測定を実施し,そのデータの解析中である(27年度中に論文執筆予定).3.行動心理グループでは,社会的相互作用によるバイアスが及ぼす相手に対する心的印象の違いを行動と脳活動で示した研究結果をジャーナル論文として出版した.また,予測学習モデルの拡張により,他者運動のゴール理解や利他的行動などの自他認知に関わる様々な認知機能の発達を説明する計算論的モデルの提案とインタラクション実験を行い,国際会議等で発表した.さらに,ロボットとのドラミング相互作用による共感情動創発の基礎実験を終えた(国際会議で発表).音楽聴取による共感情動発達の予備実験を済ませ,論文を投稿した.4.ロボットプラットフォームグループでは,写実型赤ちゃんロボットAffettoを用いた,お母さんとの相互作用実験を理研と共同で実施し,現在,データ解析中である.ボーカルロボットLinguaは,声帯,口唇,舌機構などを改良し,その検証中である. MRIスキャナーで利用可能なマスタースレーブシステムは,改良を加え27年度中に利用予定である.脳発達シミュレーショングループでは,基本単位としてのスパイキングニューロンモデルを用いたCPGモデルを提案し,胎児シミュレータで動作させる事に成功した.このモデルは簡易的な筋骨格モデルを用いた解析で,ヒト乳児のGeneral Movementsに類似した運動を生成する事を非線形予測法により確認した.脳機能イメージンググループでは,金沢にあるMEG2台同時計測環境を構築した.行動計測・心理実験グループでは,自他認知及びミラーニューロンシステム(MNS)の初期発達モデルとして,乳幼児期の視覚未発達が自己/非自己未分化な状態から,分化,さらには自他認知へと繋がるモデルを提案し,実ロボットを用いて実験した.また,京都大学との共同研究で,親子間の相互作用における各種行動の相手への影響の与え方に対する定量的計測を実施し,発達的な変化の兆候が得られること,また乳幼児の発達に伴う母親の行動変化に関しても示唆を与えるデータを確認した.ロボットプラットフォーム開発グループfMRI内で使用可能なマスタ・スレーブハンドを開発するため,複数の樹脂を扱うことが可能な3次元プリンタを購入した.当該プリンタを用い,空気圧人工筋によって駆動され,手部に装着する多自由度マスタ・ハンドを試作し,その制御方法を提案,使用感などについて実験的に調べた.

また,親子間相互作用の実験プラットフォームとして開発してきた幼児ロボットAffettoの上半身の再設計により,空気圧による柔軟かつ俊敏な運動が可能でより物理的な相互作用に適したものにした.さらに,リアルな音声コミュニケーションをAffettoに実装すべく乳幼児様発声器官の設計に入った.本研究課題に即し,本年度は以下の実績を挙げた(以下,国際会議論文発表をIP,ジャーナル論文をJPと略記).1.理論・シミュレーション:神経と身体ダイナミクスの関係を解析した(IP).また,神経ネットワークのトポロジカルな構造が巨大神経ネットワークの挙動の複雑性に影響を与えることをシミュレーションで明らかにした.2.イメージング: fMRI関係では,自己顔認知課題や外部リズムに同調する運動タスクにおいて,共通の脳部位が関連すること,さらに小学生の発達時期において,これらのタスクに関連する脳部位が未熟であることが判明した(JP投稿中). MEG関連では,自閉症児特有の聴覚の発達,マルチスケールエントロピーによる複雑性解析などの個人の脳活動解析(以上, JP発表済み)に加え,親子同時測定による対面課題やリズム同調課題による相互作用中の脳活動解析,さらには,ネットワーク構造の特徴からの定型/非定型発達の識別(現在,さらなる解析継続中)などの成果が上がっている.3.行動心理およびモデリング:アフォーダンスの発達に関連する二編のJP発表に加え,予測学習理論に基づく各種認知行動の獲得過程が示された(IP),ロボットとの協調ドラミングタスクにおいて,人間側がロボットに追従されると錯覚する現象の解析や関連するイメージング研究の予備実験も終えている.4.ロボットプラットフォーム:写実型赤ちゃんロボットAffettoが対人相互作用に必要な身体の設計指針をJPとして発表し,また,このロボットに実装することを想定して開発した磁気式の柔軟触覚センサの開発を進め,電磁気応用の学会で表彰を受けた.さらにボーカルロボットLinguaは,声帯,口唇,舌機構などを改良し, IP済み. MRIスキャナーで利用可能なマスタースレーブシステムは,プロトタイプの開発を終え,その構造および制御手法について国内会議で発表した.神経ダイナミクスのシミュレーション結果とMEGによるイメージング解析結果との間で,ネットワークの挙動に共通性がみられ,これにより神経ダイナミクスから社会的相互作用に至る過程の理解に対して, 1つの仮説を立てることが可能になった.また,予測学習理論が基本的な学習構造として働くことが複数の認知機能の学習で示されてきており,構成的発達科学の基礎となる,神経構造,および学習手法が示されつつある.加えて,自己認知の発達過程のfMRI研究もモデリング過程が加わり,実ロボットによる実証実験が加わることで,構成的発達科学の基盤を構築することが可能である.
頚部神経堤細胞の移動・分化を制御するHoxa3遺伝子の機能解析

Hoxa3変異マウスでは、一部の頚部神経堤細胞の移動が異常になり、舌咽神経を始めとする咽頭部の諸器官形成が異常になる。本研究では、Hoxa3遺伝子の機能を詳細に解析した。舌咽神経感覚成分は神経堤由来のものと上鰓プラコード由来のものがあるが、どちらの前駆体細胞も、Hoxa3変異マウスでは体側及び背側部への移動がそれぞれ不全になる。これらの細胞群の移動過程にどのようにHoxa3遺伝子の機能が関わっているのか(細胞自律性)、胚操作のし易いニワトリ胚を用いて研究した。発生中期ニワトリ胚神経管/神経堤ないしは上鰓プラコードに電気穿孔法でHoxa3遺伝子に対するアンチセンスモルフォリノオリゴヌクレオチドを導入し、Hoxa3の発現を阻害した。その結果、どちらの場合も上鰓プラコード細胞の移動に異常が見られ、それぞれの細胞群においてHoxa3遺伝子の機能が必要であることが分った。また。この研究の為にニワトリHoxa3 cDNAを単離し、発現領域を調べたところ、従来知られていた後脳区画5番より尾側だけでなく、それより吻側の後脳、前頭部でも弱く発現していることを見い出した。これらの領域ではHoxa3変異マウスでも骨格異常などが見られており、Hox遺伝子群が形態形成を制御する領域が、従来の「後脳より尾側」という概念を再考すべき可能性を強く示唆する結果を得た。又、Hoxa3変異マウスでは第3鰓弓動脈の退縮、上皮小体の形成不全がある。詳細に調べると、間充織の増殖が若干悪く、鰓弓の融合も遅れがちであった。鰓弓動脈の発達には間充織との相互作用が重要であり、間充織での異常が第3鰓弓動脈の退縮を引き起こしている可能性が示唆された。上皮小体については、神経堤細胞の移動は正常だが、その後の分化が阻害されていた。この様に、Hoxa3は鰓弓・咽頭領域での神経堤細胞の移動・分化双方に重要であることを示した。また。Hoxa3変異マウスでは鰓弓神経の一つである舌咽神経が途絶する。その原因は前駆体である神経堤細胞および上鰓プラコード細胞が移動異常を起こす事にある。Hoxa3は神経堤細胞、上鰓プラコード双方で発現しているので、今回そのどちらでHoxa3の機能が重要なのか検討した。ニワトリ胚の神経堤ないしは上鰓プラコードにHoxa3に対するanti-sense morpholino oligonucleotideを電気穿孔法で導入し、鰓弓神経前駆体細胞の移動を観察した。その結果、神経堤、プラコードどちらでHoxa3の発現を抑えてもプラコード細胞の移動が障害されることが分った。しかし、神経堤細胞に関しては移動の異常は認められなかった。これはマウスとニワトリでは一部の神経堤細胞の役割が異なり、適切なマーカーが見出せていない事によると思われる。また、今回前脳でもHoxa3が発現していることをRT-PCR, in situハイブリダイゼイションによって確認した。これは身体の前後軸に沿った形態形成におけるHoxの機能に関して、教科書の概念を改める必要がある事を示唆しており、重要な知見である。以上のデータは論文として投稿中である。

頚部神経堤細胞、特に舌咽神経上神経節細胞前駆体の適切な体側部への移動を制御するHoxa3遺伝子の機能を詳細に解析した。舌咽神経は2種の感覚神経(神経堤由来と上鰓プラコード由来)および1種の運動神経から構成される。マウスHoxa3変異体胎仔では前駆体である神経堤、上鰓プラコード双方の移動が阻害されていた。本研究では胚操作の容易なニワトリ胚を用いて、神経管/神経堤ないしは上鰓プラコードのみでのニワトリHoxa3の発現を、アンチセンスモルフォリノオリゴを用いて阻害し、これらの細胞間で相互作用があるかどうか検討した。その結果、どちらの細胞でもHoxa3の機能が阻害されると上鰓プラコード細胞の背側への移動が阻害された。従って、これら両細胞中でのHoxa3遺伝子の発現が重要であることが示された。また、この研究の過程で、Hoxa3遺伝子の発現領域はこれまで知られていたよりも頭側に、弱いながらも観察された。これは所謂Hoxコードの及ばないと考えられて来た前頭部の形態形成や機能成熟にHoxa3が重要である可能性を示唆しており、重要である。これらの成果は論文として投稿中である。また、第3鰓弓間充織に移動するHoxa3を発現する神経堤細に関しても、Hoxa3変異マウスでは移動はするが、増殖率が低いこと、神経堤由来の内皮を持つ第3鰓弓動脈が退縮することを示した。すなわちHoxa3は神経堤由来細胞の増殖と分化双方に働くことを示した。これらの結果は論文として発表した。
ミカンハダニの休眠性における変異性と個体群動態

ミカンハダニには休眠系統(DP)と非休眠系統(C)の2つの系統があり、前者は落葉性果樹のみに、後者はカンキツ、落葉性果樹の両方に発生する。1.これら2系統間の交雑からは【F_1】雌成虫が全く生まれず、両系統には明確な生殖的隔離が存在する。2.両系統間には交尾はふつうにみられるが、C♀×Dp♂では交尾が中断されるケースが多い。3.生殖不親和性には正逆交雑で違いがあり、Dp♀×C♂からの卵の死亡率はC♀×Dp♂からの卵にくらべて有意に高くなる。4.先に他系統の雄と交尾すると後で自系統の雄と交尾してもそれは無効になり、雌成虫が生じない割合が高く、特に(Dp♀×C♂)×Dp♂では交尾がほゞ完全に無効になる。このことは両系統間の交雑からは【F_1】♀成虫は生じないものの卵受精は起っていることを示している。5.Dp♂には交尾選択性があり、自系統の雌に強い選好性を示すのに対し、C♂にはこのような交尾選択性が全くない。6.両系統を混在させると各系統ともに有効交尾率は50%以下になり、明らかに両系統間の交尾干渉による増殖へのマイナス効果があらわれる。7.落葉性果樹では、非休眠系統は越冬に失敗する。従って、ナシなどの落葉性果樹の発生は外部からの侵入によるものである。8.我が国の中緯度地帯のナシ園では晩夏から秋にかけてこれら2つの系統が混在することがある。このような混在園では翌春の休眠系統の雌比が著しく下がり、発生が抑制される。これは両者の系統間交雑にみられる交尾干渉によるものと考えられる。9.このように、2系統間には遺伝子の交流はないものの交尾干渉による個体群増殖の抑制が示唆される。今後、これに基いたハダニ類の遺伝的防除の試みが必要である。
スパインにおけるアクチン重合因子Fhod3の機能解明

脳・神経細胞において樹状突起スパインは、外部刺激により形態や機能を可塑的に変化させ、記憶・学習などの高次脳機能に重要な役割を果たしている。スパインの形態はアクチン細胞骨格の再編に伴い変化し、より効率の良い神経伝達を図っている。アクチン細胞骨格の再編は、網目状のアクチン線維を形成するArp2/3や直線上のアクチン線維を形成するフォルミン蛋白質などのアクチン細胞骨格制御因子により制御されている。しかしながら、樹状突起スパインにおけるアクチン細胞骨格の制御機構については、未だ十分な理解を得られていない。申請者らはこれまで「アクチン重合因子Fhod3フォルミン蛋白質」を同定し、Fhod3蛋白質が心臓、腎臓および脳に発現していることを明らかにした。詳細な解析を行った結果、Fhod3は心筋細胞におけるサルコメア形成および機能維持に必要不可欠であった。また、最近、申請者らはFhod3が神経発生時期の神経管形成に必須であることを報告した。当該研究において、まず成獣マウスを用いてFhod3の発現解析を行なった。その結果、Fhod3は成獣マウス大脳皮質の特定部位の神経細胞に発現していた。さらに培養神経細胞を用いて神経細胞内の詳細な局在解析を行なった結果、Fhod3がスパイン内部へ集積することを明らかにした。Fhod3のスパインへの集積はスパインにおけるFhod3のアクチン細胞骨格再編への関与を示唆するものであった。現在、脳特異的Fhod3欠損マウスを用いてスパインにおけるFhod3の機能解析を進めている。本研究は、樹状突起スパインにおけるFhod3の機能を解析するものである。当該年度は、成獣マウス脳におけるFhod3の発現および局在解析を行い、Fhod3が大脳皮質神経細胞の樹状突起スパインへ集積することを明らかにした。今後は、脳特異的Fhod3欠損マウスを用いてスパインにおけるFhod3の機能解析を進めていく。当該期間中は、マウス飼養等に要する費用にとどまっており、新規に購入しなればならない消耗品および器具等はほとんどなかった。次年度は、消耗品の購入に使用する予定である。
人為的に制御可能な植物遺伝子プロモーターの開発

本研究では、植物遺伝子の機能解析のためのツールとして人為的にコントロール可能なプロモーターの開発を目的とし、チアミンによるコントロール、植物体を暗所におくことによるコントロール、および、サリチル酸によるコントロールが可能となるプロモーターの所得を試みた。チアミンの有無によってon/offが可能なプロモーターを取得するために、チアミンを除去して培養したタバコ培養細胞に発現する遺伝子のcDNAクローンを取得したが、その遺伝子はチアミン存在下においても発現が見られ、残念ながら、目的とするプロモーターには向かないと考えられた。次に、暗所においたシロイヌナズナ緑葉で発現が上昇する遺伝子のcDNAクローニングを行い、多数のクローンを単離した。これらcDNAの中から目的にかなう発現特性を示す3つのクローン(din2,din3,din4)を選抜した。これらの遺伝子は、その暗所での発現誘導が糖を投与することにより抑制されることから、糖レベルの低下が発現誘導の原因であることが示され、植物体を暗所に置くという処理、また培養細胞においては培地中の糖を除去あるいは低濃度にするという簡単な処理によってコントロールできる可能性が示唆された。そこで、これら3個の遺伝子のプロモーター領域を取得し、レポーター遺伝子としてのルシフェラーゼと融合させた。この融合遺伝子をタバコ培養細胞BY2に導入し、培地中の糖を除去したときのルシフェラーゼ活性を測定した。その結果、糖を除去すると著しく(100倍程度)ルシフェラーゼ活性が上昇することが明らかになった。現在この融合遺伝子をシロイヌナズナ、タバコ、イネの植物体及び培養細胞に導入し、同様の実験を行って、その有用性を検討している。これらのプロモーター活性のon/offが可逆的であり、暗所で誘導した後、明所に移すことにより速やかにそのプロモーター活性をoffにできることなどから、本研究の目的にかなったツールとして有用であると考えられる。1.糖飢餓で発現する遺伝子としては、すでに単離されているdin1の他にいくつかの候補遺伝子のcDNAクローン得た。これらのクローンについて、そのコードするタンパク質の解析、および遺伝子クローンの単離とプロモーターの解析を来年度以降に計画している。2.窒素栄養で発現が制御される遺伝子であるグルタミン合成酵素遺伝子については、そのプロモーターが細胞中のグルタミンとグルタミン酸の比、および糖濃度によって独立に制御されていることが明らかとなり、その制御にかかわるシスエレメントの解析を進めている。3.サリチル酸によって誘導される遺伝子PRa1については、サリチル酸にたいする応答に必要な塩基配列を300塩基まで追い詰めることに成功した。また、この塩基配列の中の2ヶ所に結合して負の制御を行なう核タンパク質の存在を検出した。今後このプロモーターについては、各種植物を用いて実用的な試験を行なう。4.シロイヌナズナを用いた暗処理によって緑葉に発現する遺伝子、およびタバコ培養細胞BY2を用いたチアミンによって制御される遺伝子については、direct-display PCR法によるcDNAクローンが数多く得られ、来年度にはその中でとくに発現の強いものについて遺伝子クローンを単離する予定である。5.イネのホメオボックス遺伝子であるOSH1については、その組織特異的発現の詳細な特性を明らかにした。次年度には、さらにそのシスエレメントの解析を行なう。植物の遺伝子の機能を解析する一つの手段である植物への遺伝子導入にあたって、外部からの刺激によって発現を調節することができるプロモーターが少ないため、その遺伝子の機能によっては形質転換後の正常な植物体の再生がうまく行かないことが多い。本研究は、この問題を解決するための人為的操作によって発現調節が可能なプロモーターを開発することを目的として計画された。

その目的のためには、植物のもつ遺伝子の中から生理的に穏やかな特定の条件によってのみ発現するものを見いだし、そのプロモーターを解析することが、使いやすい形のプロモーターを得るための要件となる。本年度は昨年度の引き続き、タバコ培養細胞を用いてチアミン欠乏時に発現する遺伝子の解析を行った。この遺伝子は、培養細胞の倍地からチアミンを抜くことによって発現が誘導されることから、個体レベルでの発現調節には不向きであるが、細胞周期の調節遺伝子や細胞内のタンパク質輸送に関連する遺伝子等、培養細胞で行える研究には有効に使用できるのではないかと考えられる。また、生理的濃度範囲の糖の投与によって発現が抑制される遺伝子も複数種見つかり、遺伝子クローンの単離を進めている。これらの遺伝子は、形質転換後の植物の再生過程の培養条件には糖が不可欠であることから、そのプロモーターを使えば少なくとも導入した遺伝子が再生過程で発現することはなく、また、個体再生後にその植物体を暗所に置くなど、きわめて穏やかな処理によって光合成を阻害することで糖飢餓状態を作り出せば、導入した遺伝子の発現を誘導することが可能であり、きわめてよく目的に合った有効なプロモーターが取得できると期待している。今後これらの遺伝子についてその発現特性をそこなわないように上流域を切り出し、レポーター遺伝子を使用して実際に形質転換後植物を作製して有効性を確認する予定である。本研究では、植物遺伝子の機能解析のためのツールとして人為的にコントロール可能なプロモーターの開発を目的とし、チアミンによるコントロール、植物体を暗所におくことによるコントロール、および、サリチル酸によるコントロールが可能となるプロモーターの取得を試みた。チアミンの有無によってon/offが可能なプロモーターを取得するために、チアミンを除去して培養したタバコ培養細胞に発現する遺伝子のcDNAクローンを取得したが、その遺伝子はチアミン存在下においても発現が見られ、残念ながら、目的とするプロモーターには向かないと考えた。次に、暗所においたシロイヌナズナ緑葉で発現が上昇する遺伝子のcDNAクローニングを行い、多数のクローンを単離した。これらcDNAの中から目的にかなう発現特性を示す3つのクローン(din2,din3,din4)を選抜した。これらの遺伝子は、その暗所での発現誘導が糖を投与することにより抑制されることから、糖レベルの低下が発現誘導の原因であることが示され、植物体を暗所に置くという処理、また培養細胞においては培地中の糖を除去あるいは低濃度にするという簡単な処理によってコントロールできる可能性が示唆された。そこで、これら3個の遺伝子のプロモーター領域を取得し、レポーター遺伝子としてルシフェラーゼと融合させた。この融合遺伝子をタバコ培養細胞BY2に導入し、培地中の糖を除去したときのルシフェラーゼ活性を測定した。その結果、糖を除去すると著しく(100倍程度)ルシフェラーゼ活性が上昇することが明らかになった。
加工用レーザの熱レンズ効果を可視化するリアルタイム3Dビームプロファイラ

高出力レーザを用いた加工装置において、熱レンズ効果等に起因する集光点の不測の揺動が、加工品質や歩留まりの低下要因として問題視されつつある。しかし既存のビームプロファイル測定法は、減衰素子のレーザ耐力をはじめとする原理的な制約のため高強度な集光スポットの時間的・空間的挙動をモニタすることが難しい。そこで本研究では、光散乱に基づく新たな手法により高出力レーザのビームウエスト近傍における3次元的なビームプロファイルを、減衰素子を用いず、リアルタイムに、精度良く計測する技術を開発する。