hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
咬合・咀嚼に起因する情動ストレスが海馬における神経内泌系に及ぼす影響

ストレス刺激に対する内分泌系の代表的な応答システムとして視床下部-下垂体-副腎皮質系がある。本研究は,固形物の咀噛を習性とするラットを用いて,固形飼料群と粉末飼料群における海馬のグルタミン酸(以下,Glu)濃度とその代謝産物であるγ-アミノ酪酸(以下,GABA)濃度,さらに,Gluの作用増強に関与するグリシン(以下,Gly)濃度の変動について検討した。なお,ストレス応答によって副腎皮質から分泌されるグルココルチコイドは記憶に関与する海馬の神経細胞に対して神経毒性を示すこと,さらに,この神経毒性は,海馬で過剰に放出された興奮性神経伝達物質のGluに由来することが明らかにされている。実験には,生後16週齢のWistar系雄性ラット140匹を用い,固形飼料にて飼育する固形飼料群70匹と,17週齢から,同一成分の粉末飼料に変更する粉末飼料群70匹の2群に分割した。飼育飼料変更後1日から7日において,各群70匹から,海馬を摘出し,HPLCを用いてGlu, GABAおよびGly濃度を測定した。粉末飼料群におけるGluとGABA濃度は共に,2,4,5,6ならびに7日後のそれらに比して,3日後で有意な増加を示した。また,粉末飼料群におけるGly濃度は,同群におけるGluならびにGABA濃度と同様の変動傾向を示したが,著明な変化は認められなかった。なお,固形飼料群における各濃度は,測定期間である7日間において,著明な変化は認められなかった。本研究から,ラットヘの習性に反する粉末飼料給餌が海馬におけるGluの放出を増加させる可能性が考えられた。なお,GABA濃度の増加はGluの過剰な放出に対して,恒常性を維持するために放出される抑制性アミノ酸のGABAが機能した結果と考える。Gly濃度の変動傾向がGlu濃度と類似したことは,Glyが海馬におけるGluの増加に関与していることが推測された。ストレス刺激に対する内分泌系の代表的な応答システムとして視床下部-下垂体-副腎皮質系(以下、HPA系)がある.本研究は、固形物の咀嚼を習性とするラットを用いて、固形飼料飼育時と粉末飼料飼育時におけるHPA系関連ホルモンの測定、ならびに、海馬のグルタミン酸(以下、Gluとする)とその代謝産物であるγ-アミノ酪酸(以下、GABAとする)濃度、さらに、グルタミン酸脱炭酸酵素(以下、GAD)活性能の測定を予定している。なお、ストレス応答によって副腎皮質から分泌されるグルココルチコイドは記憶に関与する海馬の神経細胞に対して神経毒性を示すこと、さらに、この神経毒性は、海馬で過剰に放出された興奮性神経伝達物質のGluに由来することが明らかにされている。平成15年度は、蛍光検出器付高速液体クロマトグラヒィー(HPLC)を購入し、これを用いて海馬のGluとGABA濃度を測定した。その結果、GluおよびGABA濃度は、固形飼料群と粉末飼料群との間に有意な差は認められなかった。しかし、両者の生合成と代謝が抑制性あるいは興奮性の傾向を示す指標となるGABA/Gluは、固形飼料群に比して粉末飼料群において有意な増加が認められた。このことは、粉末飼料群においては、Glu濃度の上昇による海馬の神経細胞に対する毒性を軽減するために、GABAの生合成が克進したものと推測された。以上の結果から、固形飼料から粉末飼料への変更によってストレス応答が引き起こされた結果、海馬のGluとGABAの代謝回転に影響を及ぼす可能性が示唆された。平成16年度は、ラットの習性に反する粉末飼料飼育への変更がHPA系に及ばす影響を明らかにするために、その関連ホルモンであるACTHとCorticosteroneの測定を行う予定である。

なお,GABA濃度の増加はGluの過剰な放出に対して,恒常性を維持するために放出される抑制性アミノ酸のGABAが機能した結果と考える。Gly濃度の変動傾向がGlu濃度と類似したことは,Glyが海馬におけるGluの増加に関与していることが推測された。
膀胱癌に対する細胞膜透過性ペプチドによるp53ペプチド導入治療法の開発研究

我々は細胞内で分解されにくい抗腫瘍性ペプチドに、細胞膜透過性ペプチドとマクロピノソームから放出させることを促進するペプチドを用いて、膀胱癌に導入する長期持続型p53カルボキシル基末端ペプチド導入法を開発し、その膀胱癌への導入効率、抗腫瘍効果について検討した。p53変異型膀胱癌由来細胞(J82、T24)に長期持続型p53カルボキシル基末端ペプチドを導入し、各群においてWST-1アッセイを用い細胞増殖抑制効果の比較を行い、アポトーシス誘導効果についてはHoechst染色,活性型カスペース免疫染色法により検討した。In vivoにおいては、SCIDマウスの腹腔内にJ82を移植し、長期持続型p53カルボキシル基末端ペプチドを腹腔内に投与して、生存期間をKaplan-Meijer法で検討した。いずれの膀胱癌細胞においてもペプチド濃度が1μM以上で癌細胞増殖抑制効果を有意に認めた。また,ペプチド投与1日目で癌細胞のアポトーシスを有意に増強させる効果があった。また、in vivoではペプチドを投与した群では、対象群と比べて有意に生存期間の延長を認めた。長期持続型p53カルボキシル基末端ペプチド導入法は、膀胱癌に対して簡便かつ安全で強力な革新的治療法であると言える。膀胱癌において、high-grade, high stageの腫瘍では、p53遺伝子の変異の頻度が高く、T1以上の癌では85%以上の症例において同遺伝子に変異を認めると報告されている。岡山大学では11個から成るポリアルギニン(11R)をp53蛋白に付加し、膀胱癌細胞内に導入させる蛋白質導入法が開発されている(11R-p53)。我々は、HR-p53が、膀胱癌細胞に高効率に導入され,核内で転写活性を有し、癌細胞増殖抑制効果があることを明らかにするとともに、膀胱癌モデルマウスにおいて、11R-p53は、腫瘍細胞内に特異的に導入され、正常膀胱粘膜には導入されないことを実証した。しかし、11R-p53は、ユビキチンープロテアソーム系にて短時間で分解されるため、半減期が30分と非常に短いため、抗腫瘍効果を発揮するためには反復投与が必要であり,また生体の免疫反応を惹起させる危険性が予想される。そこで本研究では、膀胱癌に対する11R-p53蛋白質導入法として、細胞内で分解されにくい抗腫瘍性ペプチドを用いて膀胱癌に導入する長期持続型p53ペプチド導入法の開発・応用研究を実施する。本年度は,p53のカルボキシル末端ペプチドに細胞膜透過性ペプチドを付加したペプチドを,D-isomerで合成し,(細胞膜透過性D型p53C末端ペプチド),細胞膜透過性D型p53C末端ペプチドが膀胱癌細胞に導入されるか,またその抗腫瘍効果にっいてin vitroで検討した。細胞膜透過性D型p53C末端ペプチドをp53変異型膀胱癌由来培養細胞(J82、T24)に導入し、各群においてWST-1アッセイを用い細胞増殖を経時的に検討した。WST-1アッセイにていずれの膀胱癌細胞においても細胞膜透過性D型p53C末端ペプチド1μM以上で癌細胞増殖抑制効果を認め,5μM,10μMを加えた群では,ほぼ完全な癌細胞腫瘍抑制効果を認めた。膀胱癌において、high-grade, high stageの腫瘍では, p53遺伝子の変異の頻度が高く、T1以上の癌では85%以上の症例において同遺伝子に変異を認めると報告されている。我々は、11R-p53が、膀胱癌細胞に高効率に導入され,核内で転写活性を有し、癌細胞増殖抑制効果があることを明らかにするとともに、膀胱癌モデルマウスにおいて、11R-p53は、腫瘍細胞内に特異的に導入され、正常膀胱粘膜には導入されないことを実証した。

しかし、11R-p53は、ユピキチンープロテアソーム系にて短時間で分解されるため、半減期が30分と非常に短いため、抗腫瘍効果を発揮するためには反復投与が必要であり,また生体の免疫反応を惹起させる危険性が予想される。そこで本研究では、膀胱癌に対する11R-p53蛋白質導入法として、細胞内で分解されにくい抗腫瘍性ペプチドを用いて膀胱癌に導入する長期持続型p53ペプチド導入法の開発・応用研究を実施する。p53のカルボキシル末端ペプチドに細胞膜透過性ペプチドを付加したペプチドを, D-isomerで合成し,(細胞膜透過性D型p53C末端ペプチド),細胞膜透過性D型p53C末端ペプチドが膀胱癌細胞に導入されるか,またその抗腫瘍効果についてin vitroで検討した。細胞膜透過性D型p53C末端ペプチドをp53変異型膀胱癌由来培養細胞(J82、T24)に導入し、各群においてWST-1アッセイを用い細胞増殖を経時的に検討した。WST-1アッセイにていずれの膀胱癌細胞においても細胞膜透過性D型p53C末端ペプチド1μM以上で癌細胞増殖抑制効果を認め,5μM,10μMを加えた群では,ほぼ完全な癌細胞腫瘍抑制効果を認めた。また, SCIDマウスの膀胱壁にヒト膀胱癌細胞を注入し、膀胱癌モデルを作製した。そのマウスにFITCを付加した細胞膜透過性D型p53C末端ペプチドを経尿道的に膀胱内に注入し、蛍光顕微鏡にてFITCが付加された細胞膜透過性D型p53C末端ペプチドが膀胱癌に特異的に導入されていることを確認した。岡山大学では11個から成るポリアルギニン(11R)をp53蛋白に付加し、膀胱癌細胞内に導入させる蛋白質導入法が開発されている(11R-p53)。我々は、11R-p53が、膀胱癌細胞に高効率に導入され,核内で転写活性を有し、癌細胞増殖抑制効果があることを明らかにするとともに、膀胱癌モデルマウスにおいて、11R-p53は、腫瘍細胞内に特異的に導入され、正常膀胱粘膜には導入されないことを実証した。しかし、11R-p53は、ユビキチン-プロテアソーム系にて短時間で分解されるため、半減期が30分と非常に短いため、抗腫瘍効果を発揮するためには反復投与が必要であり,また生体の免疫反応を惹起させる危険性が予想される。そこで本研究では、膀胱癌に対するnR-p53蛋白質導入法として、細胞内で分解されにくい抗腫瘍性ペプチドを用いて膀胱癌に導入する長期持続型p53ペプチド導入法の開発・応用研究を実施した。p53のカルボキシル末端ペプチドに細胞膜透過性ペプチドを付加したペプチドを,D-isomerで合成し,(細胞膜透過性D型p53C末端ペプチド),細胞膜透過性D型p53C末端ペプチドの膀胱癌への導入効率,ならびに抗腫瘍効果について検討した。WST-1アッセイにていずれの膀胱癌細胞においても細胞膜透過性D型p53C末端ペプチド1μM以上で癌細胞増殖抽制効果を認め,5μM,10μMを加えた群では,ほぼ完全な癌細胞腫瘍抑制効果を認めた。in vivoでの効果については、SCIDマウスの腹腔内にJ82を移植し、長期持続型p53カルボキシル基末端ペプチドを腹腔内に投与して、生存期間をKaplan-Meijer法で検討した。いずれの勝耽癌細胞においてもペプチド濃度がMM以上で癌細胞増殖抑制効果を有意に認めた。また,ペプチド投与1日目で癌細胞のアポトーシスを有意に増強させる効果があった。また、in vivoではペプチドを投与した群では、対象群と比べて有意に生存期間の延長を認めた。
高次元代数多様体の双有理幾何学

私は主に高次元複素射影代数多様体に興味を持っています。私は、コンパクト台コホモロジー上の混合ホッジ構造の理論を用いて小平の消滅定理の強力な一般化をいくつか確立しました。応用として、極小モデル理論の基本定理たちを半対数的標準対や擬対数的スキームに対して証明しました。さらに、コンパクト台コホモロジー上の混合ホッジ構造の変動を考えることにより、私は藤田ーズッカー川又半正値性定理の一般化を得ました。その応用の一つとして、安定多様体のモジュライ空間の射影性を証明しました。高次元代数多様体の双有理幾何学の研究を続けている。24年度の最大の成果は、安定多様体のモジュライ空間の射影性に関して最良の結果を得た点である。安定曲線のモジュライ空間は古くから調べられており、非常に内容が豊富な分野である。この安定曲線のモジュライ空間の理論を高次元化しようという計画が1980年代後半に始まった。ここ数年の極小モデル理論の大発展の結果、安定多様体のモジュライ空間を代数空間として構成することが可能になっていた。しかし、その代数空間が射影的であるかどうかは未解決であった。もう少し詳しくいうと、モジュライ空間の射影性はKollar氏の結果より直ちに従うと思われていたが、実際は高次元安定多様体のモジュライ空間の射影性に必要な事実はまだ証明されていなかった。そこで私は、ある種のベクトル束の半正値性定理と半対数的標準対の部分特異点解消の理論を駆使し、安定多様体のモジュライ空間の射影性の問題を最良の形で解決した。考えているモジュライ関手がKollar氏の意味で半正値性を満たすことを示したのである。この仕事の前段階として、藤澤太郎氏(東京電機大学)との共同研究がある。藤澤氏と共同で混合ホッジ構造の変形理論を調べた。この仕事はここ数年間断続的に行ってきた大掛かりな共同研究であった。単純正規交差対の族に付随する混合ホッジ構造の変形を考え、ホッジ理論的な半正値性を示してる。これがモジュライ空間の射影性の証明の一番の核心部分である。また、最近の特異点解消定理の結果を使い、半対数的標準対の部分特異点解消について決定的な結果を得た。この結果、半対数的標準対にたいして極小モデル理論の基本定理がすべて証明出来た。半対数的標準対の部分特異点解消の存在も、モジュライ空間の射影性の証明の核心部分である。平成25年度の一番の成果はOsamu Fujino, Taro Fujisawa, Variations of mixed Hodge structure and semipositivity theoremsなる論文を完成したことである。私の記憶が確かなら、この論文の最初のバージョンは2009年頃に作成したはずである。その後、関連分野の発展、証明の手直し、更なる一般化などに時間がかかり、このたびやっと完成である。この論文内では、Fujita--Kawamataの半正値性定理と呼ばれる定理を一般化している。ホッジ理論的な観点からすると、Fujita--Kawamataの定理は純な話で、今回の我々の結果はその混合化である。幾何学的には一般ファーバーが非コンパクトな単純正規交叉多様体を念頭においている。私がここ数年推進して来た結果の相対版とも見なせる。いずれにせよ、今後の高次元代数多様体の研究に不可欠な強力な道具を提供出来たはずである。上記結果の応用としては、安定多様体のモジュライ空間の射影性の証明がある。安定多様体のモジュライ空間は、安定曲線のモジュライ空間の高次元化の一つである。モジュライ空間自身は最近の高次元代数多様体論の発展を用いて構成されている。ただ、モジュライ空間は代数空間のカテゴリーで構成されており、モジュライ空間の射影性等については未解決であった。この結果は既にプレプリントとして配布済みである。平成26年度は2つの良い結果を得たと思っている。一つは、数値的小平次元に関する飯高不等式の類似の確立である。この結果、対数的小平次元に関する飯高予想は、一般化されたアバンダンス予想に帰着出来ることが分かった。対数的小平次元に関する飯高予想は、今まで成立する根拠は全くなかったと思う。今回の私の仕事で、極小モデル理論が完全に完成すれば、自動的に対数的小平次元の飯高不等式が成立することが分かった。また、極小モデル理論の結果も援用することにより、アフィン多様体に関しては、対数的小平次元に対する飯高予想を完全に解決した。これが一つ目の良い結果である。もう一つの結果は、相対的多重標準束の順像の半正値性に関するものである。相対的標準束の順像はホッジ理論的な解釈で今までたくさんの結果が証明されてきたが、多重標準束に関しては決定的な結果はなかった。今回、生成ファイバーがgood極小モデルをもつという仮定のもと、相対的多重標準束の順像の半正値性に関して決定的な結果を得た。証明は極小モデル理論を援用するものであり、幾何学的なものである。もちろん、生成ファイバーがgood極小モデルをもつと仮定することなく、同様の結果を証明することが強く期待される。今回の半正値性定理は今まで予想すらされていなかった形の結果である。今後の高次元代数多様体の研究に役立つと期待している。

平成27年度の最大の成果は、半対数的標準対に対する半正値性定理をコホモロジーの消滅定理の応用として得たことである。半対数的標準対に対する半正値性定理は安定多様体のモジュライ空間の射影性の証明に不可欠な重要な結果である。コンパクト台コホモロジーに入る混合ホッジ構造の変動の理論をつかうことにより、半対数的標準対に対する半正値性定理は2012年に証明されていた。この結果も私の結果である。その2012年の証明は、混合ホッジ構造の変動の理論をつかうので、世間では難解な証明と認識されているようである。今回新たに得た証明方法では、混合ホッジ構造の変動の理論は不要になり、コホモロジーの消滅定理という比較的近づき易いテクニックで半正値性定理が得られる。ただし、コホモロジーの消滅定理もコンパクト台コホモロジーに入る混合ホッジ構造の理論に依存しているので、それほど簡単な話ではない。いずれにせよ、重要な結果に新たなアプローチを見つけたことは、今後のこの方面の発展に役立つはずである。別の話題としては、半対数的標準対に対して藤田の自由性予想を定式化し、2次元以下の場合に解決した。これは擬対数的スキームの理論の応用である。私が学生の頃は、半対数的標準対については定義と2次元の場合の基本的な結果があるだけで、コホモロジー論的な議論は全く開発されていなかった。ここ数年の私の一連の仕事により、半対数的標準対の世界でも自由にコホモロジー論的な手法が利用可能になった。コホモロジー論的な手法が十分すぎるほど一般性をもって確立されたので、上記のような研究が可能になったのである。今後も今まで以上に頑張って研究を押し進めたいと思う。研究に関しては、当初の予定より進展していると思う。半対数的標準対や対数的標準対の研究を中心に、ここ数年は順調に研究が進んでいる。成果はマメに論文としてまとめ、雑誌に投稿している。研究自体は非常に順調に進んでいるのだが、研究成果の発表で問題が生じている。私は天の邪鬼で、流行にはのらず独自路線で研究したいと常々思っている。また、主に未解決問題の解決を目指すプロブレムソルバータイプの数学者でもない。自然な枠組みを整備し、その新しい枠組みの中では難しい問題が自然と解けていくような数学の理論を構築することが夢である。このような研究スタイルなので、なかなか研究成果を評価してもらえず、論文の査読にとても長い時間を要することが多々ある。私は比較的費用対効果が悪そうな研究対象を選ぶ傾向がある。私が研究を始めた頃は、半対数的標準対は明らかに費用対効果が悪そうな研究対象であった。その半対数的標準対の世界にコホモロジー論的な手法を確立したことは大きな成果だと思う。この私の成果に興味をもつ研究者はそれなりに存在すると思う。ただ、その後、この新しいコホモロジー論的手法を駆使して解けそうな問題を片っ端から私が一人で解いていったので、この方面の研究に新規参入する研究者が全くいなくなってしまった。その結果、私の論文を査読出来る人が皆無の状態になってしまっている。なので、論文を投稿しても査読が上手く機能していないように思える。上の研究実績の概要で述べた安定多様体のモジュライ空間の射影性の話も未だに雑誌に掲載が決定していない。論文を投稿してから最初のレフェリーリポートを受け取るまで約3年間待たされた。
高速AFM/光ピンセット複合装置を用いた生体分子の機能動態の解明

医学・製薬・バイオセンサーなどの分野において、新規機能性発見や分子合成を実現するために、生体分子の静的構造だけでなく、機能発現している状態にある動的挙動を可視化することが求められる。本研究では、探針走査型の高速AFMに光ピンセットを組み合わせた複合装置の開発を行い、外力印加中にあるDNAやタンパク質の機能動態を可視化することを目的として行う。高次構造を持つ生体分子とDNAが結合した複合体のDNA端に結合したマイクロ粒子を光ピンセットで捕捉・操作し、力学的負荷をかけることで、生体分子のアンフォールディングを誘起し、この動的過程を高速AFMによりサブ分子分解能で可視化する。
沖積地河川における洪水流の制御と治水安全度の向上に関する研究

研究目的】沖積地河川の洪水流は流れと河道・河床の間の強い相互作用が特色である。本研究は、この相互作用を解明することにより、洪水流を制御し、河川の治水安全度の向上を図ることを目的とする。研究成果】1.河床の形態および各形態における洪水流の構造の研究。岸は、実河川の資料解析と河床波安定理論とにより砂州河川に対する2種の抵抗則の存在ならびに、両者が共存する流れ場の抵抗とその適用条件を明らかにした。林は、交互複列砂州を持つ水路での実験により、1)定常流では特有の大規模渦構造の特性を、2)非定常流では、増水時のレイノルズストレスが減水時に比べて約2倍に増大することを明らかにした。沢井は、移動床実験と理論とにより非定常流における河床変形モデルを開発した。これを実河川に適用して、出水時における河床波の発達が平衡河床波よりはるかに位相が遅れることを示した。2.蛇行流・網状流および複断面流路における河床変動過程の研究。森は、平面形および横断形とも任意の形状を持つ河川の流れの三次元数値解法を開発し、石狩川に対する適用例を示した。福岡、池田は、蛇行河川および直線礫床河川の安定形状を理論と実河川資料により解明した。木下は、複断面実験水路において、低水路と高水敷河道の多数の組合せの中から、河岸深掘れが著減する条件を見出した。3.合流部の流れの研究玉井は、乱流モデルによって合流部の流れを解析する理論を開発し、合流点における二次流、底面セン断力応力の分布などを調べた。室田は、流量比とフルード数によっては波状跳水が発生し得ることを理論的に導き、これを実験で確かめた。4.総括.岸、高橋は、河川災害の要因を分析し、河道の安全度評価の方法を考察した。研究目的】沖積地河川の洪水流は流れと河道・河床の間に強い相互作用を持ち、河床波の発達が河道の疎通能力を低下させたり、流れの蛇行性が砂州の発生によって助長され、河岸決壊や流路の網状化を招来したりする。本研究はこれらの洪水流特性の分類基準及び河道変化の細部機構を解明して河川の治水安全度の向上方法を確立するのが目的である。研究成果】課題1.1)実河川の流量観測資料を解析し、小規模河床波と中規模河床波の共存する流れ場の抵抗特性を明らかにした。2)理想化された中規模河床波状の固定床底面を持ち洪水時に相当する開水路定常流の実験を行ってその乱流構造を研究し、特に三次元河床波が存在するために発生する特有の大規模渦構造の特性をかなりの程度把握した。3)非定常移動床実験により、流量の変化周期が波形変化の位相ならびに変化域に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。課題2.1)河床変動計算の安定条件を導き、木下実験の再現により有効性を確かめた。2)移動床を有する蛇行河川について、流れと移動床の相互作用を考慮て安定河床形状を求めた。直線礫床河川の動的安定水深・流路幅を求めた。又、単列交互砂州について非線形解析を行い、安定波長・波高を求めた。3)二つの代表的な複断面流路の表面乱流時系列データを比較検討し、また固定床複断面の低水河木内部流況のビデオ画像解析を行って問題点を考察した。課題3.1)写像関数を用いて、広範な境界条件に対して、より容易に乱流モデルを適用できる手法を得た。二次流、底面セン断応力の分布、導流堤による変形などの結果を得た。2)固定床合流水路に導流堤模型を設置し、三次元流況を計測し、導流堤形状の効果を調べ、堰上げ水位が減少することを確かめた。課題4利根川、木曽川水系、淀川水系の過去の災害要因と、合流部の流れとの関係、蛇行流、網状流との関係、河床形態との関係について整理した。

木下は、複断面実験水路において、低水路と高水敷河道の多数の組合せの中から、河岸深掘れが著減する条件を見出した。3.合流部の流れの研究玉井は、乱流モデルによって合流部の流れを解析する理論を開発し、合流点における二次流、底面セン断力応力の分布などを調べた。室田は、流量比とフルード数によっては波状跳水が発生し得ることを理論的に導き、これを実験で確かめた。4.総括.岸、高橋は、河川災害の要因を分析し、河道の安全度評価の方法を考察した。
造血器におけるTET2の機能解析およびメチル化への影響の解明

1.TET2遺伝子改変マウスによる血液細胞の機能解析:(1)胎児肝細胞解析:tET2 gene trap (tET2^<GT>)マウスは,Tet2の発現が20%まで減弱したノックダウンマウスであり,5ヒドロキシメチルシトシンは野生型の半量まで減弱していた.このTet2^<gt/gt>マウスの胎児肝では,造血幹細胞を含む分画の増加を認め,継代移植にて競合的再構築能の亢進を認めた.(2)成体解析:Tet2^<gt/gt>は生後数日以内に死亡するため成体が得られないとされていたが,我々の施設では野生型に比べメンデル比の半分程度のホモ型の成体が得られた.Tet2^<gt/gt>マウスでは,60週齢未満のマウスにおいて脾腫およびCD4+/PD1+/Cxcr5+の濾胞性ヘルパーT細胞(Tfh)の増多を認めた.60週齢以上の7匹中5匹においてリンパ腫を発症した.リンパ腫細胞は免疫組織化学的にTfh細胞と同様であり,Tet2^<gt/gt>マウスではヒトにおけるPTCL,NOSに相当するリンパ腫を発症することを明らかにした.2.リンパ腫細胞における下流遺伝子の発現解析野生型とリンパ腫細胞におけるマイクロアレイの解析を行った.Gene Set Enrichment Analysisの解析結果より,Tet2^<gt/gt>マウスに生じたリンパ腫細胞は,Bc16,cMaf,PD1,Iccosなどの発現上昇を認め,Tfh細胞と似通った発現パタンをとることを明らかにした.3.リンパ腫細胞におけるエピゲノム解析Tfh細胞の重要な転写因子であるBc16はintron1のメチル化の亢進により,発現が正に制御されることが知られている.Tet2^<gt/gt>に生じたリンパ腫細胞では同部位が高メチル化状態を呈していることをMeDIPおよびバイサルファイトシークエンスで明らかにした.Tet2の機能低下がBc16の異常なメチル化を引き起こし,PTCL,NOSに相当するリンパ腫の発症に関与する可能性が考えられる.1.TET2遺伝子改変マウスによる血液細胞の機能解析:genetrap法により作製されたAyu17-449マウス(TET2^<gt>)は酵素活性部位を有するC末端側においてTET2mRNAが約20%発現していることがqPCR法にて確認され,TET2ノックダウンマウスであると判断された.ホモ型は生後2日以内に死亡するという報告から,胎児肝細胞を用いて解析を行った.造血幹細胞を含む分画(LSK分画)の比率は,野生型に比べ,ホモ型では有意に増加していた.一方で,LSK細胞を用いたコロニーアッセイ法では,8日目の観察で,ホモ型ではコロニー数が野生型に比べ約2/3に減少していたが,replating assayでは差を認めなかった.ホモ型の胎児肝細胞を移植したマウスは末梢血でも変化を認めず,造血器腫瘍を発症したマウスは認めなかった.一方で,serialtransplantationassayでは2回目の移植で,ホモ型のLSK細胞を移植したマウスでは野生型に比べて有意に高いキメラ形成能を認め,高い競合的再構築能があると判明した.現在,TET2タンパクのN末端側半分を欠損したマウス(TET2^<Ndel>)を作製し,同様の解析を行っている.下流遺伝子の変化を明らかにするため,TET2^<gt>胎児肝由来lineage-細胞およびLSK細胞からtotal RNAを抽出し,mRNAシークエンス法によるtranscriptome解析を行っている.2.TET2遺伝子のメチル化に対する影響:TET2^<gt>胎児肝由来lineag-細胞を用いて,ドットブロット法による半定量を行った.ホモ型は野生型に比し,hmCは約半量まで減少していた.同時にゲノムワイドでのメチル化,ハイドロキシメチル化を調べるために,(h)MeDIPシークエンスを行っている.特定の遺伝子領域に関しては,バイサルファイトシークエンスや(h)MeDIPによるメチル化の定量を行っている.TET2変異における腫瘍化とメチル化・ハイドロキシメチル化との関係については依然として不詳であり,当研究がこれらの解明に寄与することを期待している.1.TET2遺伝子改変マウスによる血液細胞の機能解析:(1)胎児肝細胞解析:tET2 gene trap (tET2^<GT>)マウスは,Tet2の発現が20%まで減弱したノックダウンマウスであり,5ヒドロキシメチルシトシンは野生型の半量まで減弱していた.このTet2^<gt/gt>マウスの胎児肝では,造血幹細胞を含む分画の増加を認め,継代移植にて競合的再構築能の亢進を認めた.(2)成体解析:Tet2^<gt/gt>は生後数日以内に死亡するため成体が得られないとされていたが,我々の施設では野生型に比べメンデル比の半分程度のホモ型の成体が得られた.Tet2^<gt/gt>マウスでは,60週齢未満のマウスにおいて脾腫およびCD4+/PD1+/Cxcr5+の濾胞性ヘルパーT細胞(Tfh)の増多を認めた.60週齢以上の7匹中5匹においてリンパ腫を発症した.リンパ腫細胞は免疫組織化学的にTfh細胞と同様であり,Tet2^<gt/gt>

マウスではヒトにおけるPTCL,NOSに相当するリンパ腫を発症することを明らかにした.2.リンパ腫細胞における下流遺伝子の発現解析野生型とリンパ腫細胞におけるマイクロアレイの解析を行った.Gene Set Enrichment Analysisの解析結果より,Tet2^<gt/gt>マウスに生じたリンパ腫細胞は,Bc16,cMaf,PD1,Iccosなどの発現上昇を認め,Tfh細胞と似通った発現パタンをとることを明らかにした.3.リンパ腫細胞におけるエピゲノム解析Tfh細胞の重要な転写因子であるBc16はintron1のメチル化の亢進により,発現が正に制御されることが知られている.Tet2^<gt/gt>に生じたリンパ腫細胞では同部位が高メチル化状態を呈していることをMeDIPおよびバイサルファイトシークエンスで明らかにした.Tet2の機能低下がBc16の異常なメチル化を引き起こし,PTCL,NOSに相当するリンパ腫の発症に関与する可能性が考えられる.網羅的解析に関しては,下流遺伝子の探索のため,当初,マイクロアレイによる解析を予定していたが,定量性・感度等より優れたmRNAシークエンスによる解析を行っている.また,メチル化の解析についても,ドットブロット法のみでなく,(h)MeDIPシークエンスによるゲノムワイドでの解析を行っている.その他にも,パイロシークエンスによるメチル化解析など,新たな解析手法を導入している.Loss of function mutationであるTET2遺伝子変異とエピジェネティクスな機序を介した造血器腫瘍発症機構に関しては,依然として不明瞭である.当初,骨髄球系造血器腫瘍の発症との関連が強く主張されていたが,最近の報告ではリンパ球系造血器腫瘍でもTET2変異が報告されてきている.TET2変異の存在下で,少なくとももうワンヒットの遺伝子異常が加わることが腫瘍化に重要であると推測しており,その候補の選定のため,前述の網羅的解析に加え,ヒト検体を用いた次世代シークエンサーによる網羅的変異解析が重要になってくると考えている.
免疫セマフォリンによる宿主免疫応答の制御

免疫反応の成立には、CD80/CD86とCD28、CD40とCD40リガンドなどの副刺激分子を介した相互作用が必須であることが知られている。これら既知の副刺激分子に加え,我々はセマフォリン分子CD100(Sema4D)が抑制性受容体CD72の負のシグナルを解除するというユニークな機構でB細胞や抗原提示細胞を活性化し、免疫反応の調節に寄与していることを示してきている。平成13年度の本研究計画により1)抗原を取り込ませた樹状細胞をリコンビナントCD100と抗CD40抗体で処理した後にマウスのfoot padへ投与すると、抗原特異的なT細胞のpriming能及びmemoryが著しく促進されること、2)リコンビナントCD100刺激がCD40刺激で樹状細胞に誘導されるCD80,CD86といった副刺激分子の発現及びIL-12の産生を著しく増強させること、3)可溶性のCD100を過剰発現したトランスジェニックマウスでは液性免疫応答及び細胞性免疫応答が著しく増強していること、4)樹状細胞及びNK細胞から作成したcDNAライブラリーより、それぞれの細胞に特異的に発現するSema4AとSema4Gを新たに免疫セマフォリン分子であることを明らかにした。現在までにSema4Aは活性化されたT細胞に発現する受容体を介してT細胞を活性化させること、またSema4Gはplasmodium yoeliiの感染時に発現が増強することが明らかになっている。セマフォリンファミリーは従来神経の方向性を決定するガイダンス因子とされてきたが、CD100を始めとする一群のセマフォリン分子が免疫応答において必須の役割を果たしていることが一連の成果により明らかになりつつある。今後免疫調節分子としてのセマフォリン分子群を分子基盤とした効果的なワクチンや感染症治療へのアプローチが期待される。
知的障害児者の休日余暇活動における運動量調査についての研究

○研究目的:知的障害児・者の余暇支援活動である,藤岡土曜クラブの各講座について,障害児・者の運動量を調査することを通して,各講座が肥満における運動量の確保に寄与しているのかという観点を持って調査研究を行った。○研究方法:藤岡土曜クラブ参加者かつ,本人及び保護者による同意の得られた者のうち,講座全9回中およそ半分の4回以上参加した者を対象として,通所より退所まで生活習慣記録機ライフコーダGS(kenz社製)を衣服の上より腰部に装着し測定した。歩数,運動量,運動強度の測定結果の分析を行った。○研究成果:実施した講座の中で,測定した平均歩数では,フットサル,レクリエーションが約2800歩, 2600歩と高かった。一方,臨床美術,合唱は600歩, 950歩と少なかった。運動量,運動強度も同様な結果となった。測定した歩数の多かった者は,上記平均の歩数と同じ傾向が見られた。測定した歩数が少ない者は,フットサルやレクリエーションに参加しなかったり,参加した場合でも歩数の高かった者との比較で半分以下の歩数であったりした。このことから,日頃から運動の苦手な参加者は,運動量の多い講座には参加しない傾向がうかがえることが分かった。各講座の時間や開閉会式の所要時間,通所退所時間を合わせると,ほぼ午前中の時間を使用すること。かつ,ほとんどの参加者が会場まで自家用車による送迎であることを考え合わせると,平均歩数の多かった者でも一日の中では決して多い運動量ではないことが分かった。講座の中では,ダンスや軽スポーツのように,運動量が多いことが予想されたが,ダンスについては,ヒップホップ系であり,音に過敏な者の不参加や活動量の低下,軽スポーツについてはソフトボウリングやフロアカーリングなどの待ち時間の多い種目であったことなどから運動量が上がらなかったと考える。以上を運動量の面から総合的に考えると,フットサルやレクリエーションのような活動時間いっぱい体を使う講座の実施がよいこと。ダンスや軽スポーツなどの講座では,環境の改善や実施種目の工夫を行うことにより,運動量の確保に役立つと考えられる。臨床美術や音楽の講座では運動量が少なく,講座だけでは運動量の確保が難しく,家庭での運動量の補完が必要なことが考えられる。
光励起ガスソース成長法によるカーボンナノチューブの作製

単層カーボンナノチューブ(SWNT)の低温成長を目的とし、高真空アルコールガスソース成長装置を開発し、通常の化学気相成長(CVD)法よりもエタノール成長圧力を大幅に低減した成長条件でカーボンナノチューブ(CNT)成長を行なった。その結果、成長圧力10^<-4>Paにおいて400°CでのSWNTの成長を実現した。さらに、触媒担持材として酸化Alバッファ層を用いることで、一桁程度生成量を増加させた。また、CNT成長中に真空紫外線照射を行なったところ、直径1nm以上のSWNTの生成が抑制され、SWNTの平均直径が減少する様子がみられた。関連して、SiC表面分解法におけるCNT生成過程の観察を行い、本手法におけるCNT生成モデルを提案するとともに、カイラリティがzigzagタイプのみにそろうメカニズムに関して考察を行なった。本年度は、まずカーボンナノチューブ(CNT)成長装置の設計・製作を行った。現有の真空チャンバー内に取り付け可能なCNT成長用エタノールガス導入システムを考案し、その作製を行った。さらに成長中の光励起用の真空紫外光源を選定し、購入した。今年度は、特に、CNT成長用基板の作製のための条件出しを中心に行った。成長用基板は、電子ビーム蒸着法を用いてSiO_2/Si基板上に触媒金属粒子を形成したものを使用しているが、作製時の温度と触媒金属粒子のサイズ・形状、さらにはSiO_2膜の耐熱性等について、走査トンネル顕微鏡(STM)とX線光電子分光法により調べた。その結果、700°C以上で金属粒子同士が合体し、徐々に粒子サイズが大きくなること、また、800°C以上ではSiO_2膜が昇華してしまうことが明らかとなった。そのため、本基板では700°C以下での成長が望ましいと考えられる。作製したCNT成長装置を用いて、上記基板上に実際に成長を行ったところ、基板温度700°C、エタノールガス圧10^<-2>Paで作製した試料において、ラマン分光測定から、グラファイト関連物質に特有のGバンドとDバンドピークが観測された。現在、これらがCNTであるかどうかをSEM等に確認実験を行っている。より低いガス圧での成長も行ったが、ほとんど反応生成物がみられなかったので、基板へのガス供給効率を上げることを検討中である。また、上記実験と平行し、SiC基板の真空中加熱によるCNTの成長実験も行い、SiCからのCNT生成メカニズムについて、主にSTMを用いて調べた。その結果、SiCの表面分解により生成するカーボン粒子が1200°C以上で合体・結晶化し、キャップ構造を形成することを明らかにした。このキャップ構造が、SiC内部に生成するCNTの結晶構造やサイズを決定するものと考えられる。昨年度作製したガスソース成長装置を用いて、高真空下でのカーボンナノチューブの成長実験を行った。特に、触媒金属種や基板上へのガス供給効率などを検討することにより、アルコールガスソースを用いて、SiO_2/Si基板上に担持したCo触媒からのナノチューブの成長に成功した。成長圧力も10^<-1> Paから10^<-4> Paと、通常よりもかなり低い圧力下での成長を実現することができた。成長したナノチューブのラマン測定を行ったところ、RBMピークの観測はもちろん、良好なG/D比(20)を示しており、高真空下での成長が結晶性の向上につながっているのではないかと考えている。また、高真空下でのナノチューブ成長の副産物として、成長温度の低温化も確認されており、プラズマや熱フィラメントを用いない成長装置としては、かなり低い温度である400°Cでのナノチューブ成長に成功した。現在、成長高真空下での成長が及ぼす影響について考察中である。今後は、本装置を用いて、紫外線照射効果を調べるための準備を進めている。また、本実験と平行して、SiC基板の真空中加熱によるナノチューブ成長実験の研究も行っているが、真空下での加熱中の雰囲気ガスの効果を調べたところ、酸素が成長速度の向上に寄与することが明らかとなった。また、パターニング技術を用いてSiCの分解位置を制御することにより、ナノチューブの選択成長を実現することができた。今後は、より成長速度を向上させること、および、選択成長の場合、より長いナノチューブの選択成長を実現することを目指して、そのための実験装置の準備を行っている。本年度は、引き続きアルコールガスソース法によるカーボンナノチューブ成長における成長条件の最適化を行った。特に触媒膜厚、成長時間変化を中心に検討を行った。その結果、10^<-1>Pa下での成長では触媒膜厚が0.1nm付近が最適であることを見出した。

また、最適触媒膜厚が、成長圧力や成長温度と関係があることを明らかにし、触媒サイズによるナノチューブ成長メカニズムの違いについて考察を行った。一方、成長時間依存性に関する実験から、成長量と成長時間との関係を明らかにし、本成長法における待機時間と成長緩和時間を決定した。さらに、これらのパラメータが成長圧力に大きく依存することを示した。以上は、直接Si酸化膜基板上に成長を行った場合であるが、低圧力化で成長量を増加させるための別のアプローチとして、バッファ層の導入効果についても検討を行った。その結果、酸化A1バッファ層の導入により、ナノチューブ成長量の劇的向上が見られ、高真空下にもかかわらず、場所によっては垂直配向して成長が進んでいる部分も見られた。さらに、本研究では、酸化A1バッファ層により成長量が向上するメカニズムについても、透過電子顕微鏡(TEM)等により調べた。その結果、従来の報告にある、触媒担持面積の増加はみられず、むしろ触媒であるCo金属のマイグレーションが抑制され、ナノチューブ成長に最適な2nm程度のサイズの触媒が多数形成されたことが、成長量増加の原因であることが明らかとなった。超高真空装置内において、アルコールガスソース法を用いて単層カーボンナノチューブ(SWNT)成長を行った。本年度は、低温成長における成長量の増加を目的とし、酸化アルミニウムバッファ層を導入するとともに、成長量増加のメカニズムについて解明を行った。また、成長中の紫外線照射がSWNT成長に与える影響についても調べた。ラマン測定の結果から、400°Cにおける低温成長において、酸化アルミニウムバッファ層の導入により、成長量が一桁近く増加することがわかった。また、本バッファ層により、直径1nm以上の比較的大きい触媒粒子が活性化され、径の太いSWNTが生成することがわかった。原因は現在解明中であるが、バッファ層上でのアルコール分子の拡散長の増加が考えられる。SWNT成長中の紫外線照射に関しては、成長温度400°Cの低温成長に加え、通常の700°C成長の場合について調べた。どちらの場合も、紫外線照射により、成長量の減少がみられたが、酸化アルミニウムバッファ層上の場合、直径の太いSWNTの生成が抑制され、1nm以下の径の細いSWNTの成長が促進される様子が観察された。成長中のその場ガス分析の結果から、紫外線照射により増加した、チェンバー中の水分子が、触媒粒子からのCNT成長に影響を与えていることが考えられる。以上に加え、SiC表面分解法によるカーボンナノチューブ(CNT)の直径均一化を目的として、SiCの清浄表面処理法の開発を行い、清浄表面に対して生成したカーボンナノキャップの直径分布の測定を行った。当初の目的どおり、本手法により、3nm程度の均一なナノキャップが形成できていることが確認できた。
超高強度膨張コンクリートの開発と構造挙動評価の体系化

低熱ボルトランドセメント,膨張材,収縮低減剤を使用し,載荷以前に生じる自己収縮を低減し、さらに圧縮強度が100N/mm^2以上で、最大自由膨張ひずみが最大で200×10^<-6>に達する場合のある高強度膨張コンクリートの製造をした。拘束応力は鉄筋比により異なるが概ね0.5-0.2N/mm^2であった。若材齢時のクリープ特性については、縦置きおよび横置き型試験機で検討し、進行速度と最終値を実験結果から求めて、既往のクリープ予測式を改良した。膨張材を用いたクリープは無混入に比べて大きくなる傾向はあるが、大きく異ならないことを示した。水結合材比が0.15と極めて小さい場合は、鉄筋周辺に収縮に起因する微細ひび割れが生じることを、ひび割れによる負圧により浸透した着色したエチルアルコールにより検出した。この微細ひび割れは高強度膨張コンクリートには生じないことも確認した。また、この微細ひび割れが生じた場合の拘束応力を、重ね合わせの原理に基づくsep-by-step法に基づく3次元FEMに、新たにモデル化した時間とともに変化する引張軟化曲線を組み込むことにより高い精度で予測できることを示した。若材齢時のコンクリートの長さ変化がRCはりの短期及び長期曲げひび割れ評価では、鉄筋位置のコンクリート応力度が0の状態からの鉄筋応力度の変化量に基づく方法を、また短期及び長期曲げ変形については鉄筋とコンクリートの弾性応力からなるひび割れ断面の曲率を加算する方法を提案している。ひび割れ幅が小さい場合には、引張軟化の考慮が必要である可能性も示した。せん断特性への影響については、収縮低減することにより、斜めひび割れ発生強度が、有効高さd=250mm、500mm、1000mmの場合5%、12%、19%それぞれ向上することを示した。また若材齢時の長さ変化に依存せず、引張鉄筋の長さ変化に基づく等価引張鉄筋比の概念により寸法依存性が有効高さの-2/5乗に従うことを示し、新たな斜めひび割れ発生強度式を提案した。さらに、せん断補強したRCはりのせん断補強筋比が0.25%程度の場合には、せん断強度が13%程度低下することを示し、上記の斜めひび割れ発生強度式を用いた修正トラス理論によりせん断補強筋応力もほぼ推定できることを示した。以上を取りまとめ16,17,18年度の総括をした。低熱ポルトランドセメント,膨張材,収縮低減剤を使用し,載荷以前に生じる自己収縮を低減し、さらに膨張を付与できる高強度コンクリートの開発を行った。この場合の圧縮強度は、当初目標とした100N/mm2以上を下回ったが80N/mm2程度の高強度膨張コンクリートの製造には成功した。ついで、これらのコンクリートの若材齢時のクリープ特性については、新たに導入した横置き型試験機で検討し、データの信頼性を確認している段階である。コンクリートの収縮、膨張の拘束応力の評価については、重ね合わせの原理に基づくsep-by-step法をはり理論および3次元FEMに組み込むことにより、自由ひずみを用いて予測できることを明らかにしている。

構造挙動への影響については、収縮、低収縮、膨張と長さ変化が異なる高強度コンクリートを用いたRCはりの曲げひび割れ・変形挙動に及ぼす若材齢時の長さ変化の影響を検討した。その結果,自己収縮の影響は,ひび割れ発生荷重,ひび割れ幅,たわみなど使用限界状態に現れ、さらに,鉄筋位置のコンクリート応力度が0の状態からの鉄筋応力度の変化量に着目し,載荷以前の長さ変化の影響を取り入れたRC曲げ部材のひび割れ幅・変形の評価法を提案した。せん断特性への影響については、せん断補強筋の応力が収縮抑制により小さくなる傾向のあることを明らかにし、その理由として収縮により圧縮された鉄筋応力がひび割れにより開放されるためと考え、見掛けの鉄筋比の概念を提示している。低熱ポルトランドセメント,膨張材,収縮低減剤を使用し,載荷以前に生じる自己収縮を低減し、さらに膨張を付与できる高強度コンクリートの開発を行った。実験の結果、準断熱養生をした場合には、圧縮強度は150N/mm2程度の達し、自己収縮もほとんど生じないことを確認した。これらのコンクリートのうち、収縮低減を図らない場合の若材齢時のクリープ特性を、新たに導入した横置き型試験機て検討した。それに基づいて、クリープの最終値と進行速度を評価した。W/B=0.15の収縮低減を図らないコンクリートを用いた一軸鉄筋クリート(RC)部材では、鉄筋周りに微細ひび割れの生じることを検出したが、収縮低減を図るとひび割れ発生を防止できることも確認した。材齢とともに変化する破壊エネルギーを取りいれたFEMクリープ解析による拘束応力評価に基づいてその妥当性を間接的に検証した。構造挙動への影響については、収縮、低収縮、膨張と長さ変化が異なる高強度コンクリートを用いたRCはりの時間依存性曲げひび割れ・変形挙動に及ぼす若材齢時から長期にわたる長さ変化の影響を検討した。その結果,収縮、膨張の影響は,ひび割れ発生荷重のみならず,長期のひび割れ幅,たわみなと使用限界状態に顕著に現れ、この影響は載荷以前の長さ変化と申請代表者らによって提案された載荷後の長期有効曲け剛性式を用いることにより、ほぼ予側できることを示した。せん断特性への影響については、自己収縮か卓越する通常の高強度コンクリートと高強度膨張コンクリートを用いた場合とで、有効高さ500mmのRCはりの斜めひび割れ発生時せん断強度か20%程度異なることを示し、その相違を載荷前後の引張鉄筋ひずみ変化を等価引張鉄筋比という概念で統一的に取り入れた評価方法を提案し、その検証例を示した。これにより若材齢時の長さ変化の影響を排除したせん断強度と寸法効果の関係を明かにし、収縮、膨張の如何に関わらず、せん断強度が有効高さのマイナス1/3乗則に従うことを示した。低熱ポルトランドセメント,膨張材,収縮低減剤を使用し,載荷以前に生じる自己収縮を低減し、さらに圧縮強度が100N/mm^2以上で、最大自由膨張ひずみが100×10^<-6>に達する場合のある高強度膨張コンクリートの製造をした。若材齢時のクリープ雑性については、水和熱を想定した高温履歴と若材齢からの載荷時材齢の影響を検討した。高温下ではクリープ係数が小さくなることを示すとともに、これらの結果に基づいて進行速度と最終値を定め、既往のクリープ予測式を拡張した。これによる拘束応力は膨張コンクリートの応力を過大評価する傾向があり、そのクリープ係数は無混入に比べて大きくなる可能性のあることを示した。
海洋における気候関連ガスの生成に関わる微生物機能群の解析

2010年6月に、自然海水を用いて珪藻と円石藻ブルームを生成させるメソコズム実験(模擬生態系実験)を11日間実施し、DMSP及びDMS生成量の変動をモニタリングした。この実験系において、藻類ブルーム後の細菌数の増加に伴ってDMSが急激に生成される過程を観察することができた。この時に採集された環境DNA試料を用いて、細菌群集構造解析及びDMS生成過程における関連遺伝子の定量PCRを行うことにより、変換機能をもつ細菌群の特定とその変動を明らかにした。フィルターに捕集された微生物細胞からDNAを抽出し、DMSP変換経路に関わる主要代謝遺伝子をターゲットとして、定量PCR法による遺伝子コピー数の定量を行った。対象遺伝子として、(1)DMSPリアーゼによるDMSへの直接的変換遺伝子(dddP遺伝子)、(2)アシルコエンザイムとの結合を経てDMSへ開裂する変換遺伝子(dddD遺伝子)、(3)脱メチル化によるメルカプトプロピオン酸への変換遺伝子(dmdA遺伝子)の3つを解析した。また、dmdA遺伝子は多くの細菌種が保有し、配列多様性が高いため、8つの異なるプライマーセットを用いて、8種類のタイプ別に計数した。いずれの実験区においても、dmdA遺伝子のコピー数がdddP遺伝子の150-800倍多く検出されたことから、DMSPをDMSに変換する細菌よりもメルカプトプロピオン酸に変換する細菌の方が多いことが示唆された。さらに、環境試料ではdddP遺伝子の10分の1程度しか検出されないdddD遺伝子がdddP遺伝子よりも多く検出されたこと、dddD遺伝子の増減がDMS濃度の変化と良く合っていたことから、本実験系におけるDMS生成が従来の研究で示されているdddP遺伝子をもつRoseobacter属細菌によるものではないことが示唆された。このようにdddD遺伝子が主要なDMS生成経路となるパターンは海洋では報告例がなく、なぜそのようなパターンとなったのか多様な生成過程の解明のためのさらなる研究が期待される。(抄録なし)本申請研究では、生物起源気体の一種であるジメチルサルファイド(DMS)及びその前駆物質であるジメチルスルフォニオプロピオネイト(DMSP)の海水中での変換、分解に関わる海洋細菌群集の主要代謝遺伝子について、その時空間的な分布と発現量の変動パターンを明らかにすることを目的とした。DMSP変換遺伝子に特異的なプライマーを独自にデザインし、3つの変換遺伝子(dddL、dddD、dmdA)を有する細菌数を定量PCR法によって推定するための定量条件の検討を行った。さらに、白鳳丸航海「太平洋赤道高生物生産海域における大気海洋間の物質循環と成層圏とのリンケージ」(1/27カヤオ-3/5東京)にDMS観測チームと乗船し、遺伝子定量のための環境試料を採集した。研究用海水を用いたモニタリングによって、南北亜熱帯海域及び赤道域の航路上で複数のDMS濃度のピークを検出し、DNA抽出用の海水ろ過試料を採取した。また、対象としてピーク後のバックグランド濃度におけるろ過試料も採取した。これらをあわせて20の解析用試料を持ち帰り、DNA抽出、細菌由来16SrRNA遺伝子の増幅まで行った。同時に、水温、塩分、クロロフィルといった環境パラメータの測定を行った。来年度に、454シーケンス技術を用いた16SrRNA遺伝子の配列解析、DMSP変換遺伝子の増幅と配列解析を行う。ジメチルサルファイド(DMS)及びその前駆物質であるジメチルスルフォニオプロピオネイト(DMSP)の海水中での変換、分解に関わる海洋細菌群集の主要代謝遺伝子について、その時空間的な分布と発現量の変動パターンを明らかにすることを目的とした。白鳳丸航海(H24年1/27カヤオー3/5東京)にDMS観測チームと乗船し、遺伝子定量のための環境試料を採集した。あわせて20の解析用試料を持ち帰り、DNA抽出後、DMSP変換遺伝子に特異的なプライマー8種類を独自にデザインし、DMS生成酵素をコードするdddP遺伝子1種類とDMSPの脱メチル化酵素をコードするdmdA遺伝子7種類について、いずれかの遺伝子を有する細菌数を定量PCR法によって推定した。また、16SrRNA遺伝子PCR-DGGE法によって細菌群集構造の解析を行った。その結果、平均で全細菌の33%がdddPもしくはdmdA遺伝子を有すること、dddP遺伝子保有率は亜熱帯海域より赤道域の方が高く10-23%であることなどが推定された。定量された8種類の遺伝子数は、海域毎に特徴的な構成比を示し、細菌群集組成のパターンと良く一致した。さらに、亜熱帯域におけるdddP遺伝子数は、海水中のDMS濃度と有意な正の相関を示したごとから、これらの海域では細菌群集によるDMSP代謝がDMS生成とリンクしていることが示唆された。この時に採集された環境