hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
癌抑制遺伝子p16導入による膠芽腫の遺伝子治療に関する反応

(1)癌抑制遺伝子p16を欠損したヒト悪性脳腫瘍株細胞U87MGに、外来性にp16遺伝子を発現させると細胞増殖は抑制され、細胞周期のG0-G1期に停止することが明らかになった。さらにテロメラーゼの活性低下が観察された。(2)ヒト悪性脳腫瘍株細胞U87MGへのp16遺伝子の発現により細胞形式の変化が観察された。特に、細胞の平坦化、アクチンストレスファイバーの増加、様々な細胞外基質蛋白質に対する接着が増加した。このことは悪性化に伴うp16遺伝子の欠失と腫瘍組織の悪性化変化との間を関連づけると考えられた。(3)ヒト悪性脳腫瘍株細胞U87MGへのp16遺伝子を発現させると細胞外からの情報を細胞内に伝える分子Racの減少、その下流にあるMAPカイネースの燐酸化低下、c-fos蛋白質の発現低減に腫瘍細胞が容易に反応できるようになることを示唆すると考えられる。(4)酪酸ナトリウムは、ヒト悪性法腫瘍細胞の増殖、浸潤を抑制することが明らかになった。その一因として、酪酸ナトリウムが、癌抑制遺伝子p21の発現を増加させ、G1期に細胞周期を低下させることを明らかにした。上記の癌抑制遺伝子p16の外来性導入による遺伝子治療との併用により、細胞増殖抑制が行える可能性が示唆された。(5)Cyclin D1 form(a),(b)発現によって細胞増殖相の大きさを逆方向に調節できることを明らかにした。つまり、form(a)を高発現させると細胞増殖相の大きさは大きくなり、逆にform(b)の高発現により増殖する細胞の割合は小さく成ってくることを示した。(6)悪性脳腫瘍の腫瘍浸潤部ないしは周辺部では、Cyclin D1 form(a)の発現が増加しているという報告がある。このようなCyclin D1の発現と細胞浸潤との関係を明らかにするために、Cyclon D1 form(a)高発現細胞におけるマトリックスメタロプロイナーゼ活性を測定した。その結果、マトリックスメタロプロイナーゼ活性(MMP-2,MMP-3,MMP-9)が、Cyclin D1 form(a)高発現細胞で高くなることが明らかになった。つまりCyclin D1の発現によって、何らかの細胞内シグナルを介して、マトリックスメタロプロイナーゼ活性が増加し、そのプロテイナーゼは周辺部正常脳組織を分解し、腫瘍細胞の浸潤を促進するという可能性が示唆された。癌抑制遺伝子産物p16を、Muristerone A(Ecdysone homologue)の添加によって自由に発現できるヒト膠芽細胞腫株(CL-4)を作製し次のことを明らかにした.(1)p16発現により、細胞周期は、G0-G1期に停止させることができる.(2)細胞の不死化や老化と関連するといわれるテロメラーゼ活性は、p16の発現に伴って低下する((1)&(2)、印刷中).

(3)p16の発現に伴って、細胞周期調節以外の細胞形質の変化を明らかにした.(イ)p16の発現によって、細胞膜に存在し他の細胞や細胞外基質との接着に関連するインテグリンの質的量的変化が観察された.(ロ)この変化とともに、細胞内のアクチンの動態の変化が観察された.つまり、p16の発現にともなって、ストレスファイバーの増加が観察された.(ハ)同時に、細胞外基質蛋白質内での運動性を検討し、p16の発現により運動性が増加することを示した.(ニ)p16の発現は、マトリックスメタロブロテイナーゼ活性に影響を与えなかった((3).論文投稿中).(4)細胞周期調節と(3)で示した細胞形質の変化が関連した現象であるかどうか検討するために、以前作製したサイクリンD1発現細胞に、p16を発現させ、コントロール細胞と比較した。これらの細胞は増殖能に違いはないが、(3)で観察した形質変化は観察されるので、この形質変化は、細胞周期調節から独立した現象である可能性が示唆された(論文作製中)。(5)CL-4細胞のヌードマウス移植系の作製を試みている.(1)癌抑制遺伝子p16を欠損したヒト悪性脳腫瘍株細胞U87MGに、外来性にp16遺伝子を発現させると細胞増殖は抑制され、細胞周期のG0-G1期に停止することが明らかになった。さらにテロメラーゼの活性低下が観察された。(2)ヒト悪性脳腫瘍株細胞U87MGへのp16遺伝子の発現により細胞形質の変化が観察された。特に、細胞の平坦化、アクチンストレスファイバーの増加、様々な細胞外基質蛋白に対する接着が増加した。このことは、悪性化に伴うp16の欠失と腫瘍組織の悪性化変化との間を関連づけると考えられた。(3)ヒト悪性脳腫瘍株細胞U87MGへのp16遺伝子を発現させると、細胞外からの情報を細胞内に伝える分子Racの減少、その下流にあるMAPカイネースの燐酸化低下、c-fos蛋白質の発現低下が観察された。このことは、逆に、腫瘍の悪性化に伴うp16遺伝子の欠失により、細胞外からの増殖刺激に腫瘍細胞が容易に反応出来るようになることが示唆すると考えられる。(4)酪酸ナトリウムは、ヒト悪性脳腫瘍細胞の増殖、浸潤を抑制することが明らかになった。その一因として、酪酸ナトリウムが、癌抑制遺伝子p21の発現を増加させ、G1期に細胞周期を停止させることを明らかにした。上記の癌抑制遺伝子p16の外来性導入による遺伝子治療との併用により、細胞増殖抑制が行える可能性が示唆された。(5)Cyclin D1の二つのalternativesplicing form(a),(b)発現によって細胞増殖相の大きさを逆方向に調節できることを明らかにした。つまり、form(a)を高発現させると細胞増殖相の大きさは大きくなり、逆にform(b)の高発現により増殖する細胞の割合は小さく成ってくることを示した。(6)悪性脳腫瘍の腫瘍浸潤部ないしは周辺部では、Cyclin D1 form(a)の発現が増加しているという報告がある。このようなCyclin D1の発現と細胞浸潤との関係を明らかにするために、Cyclin D1 form(a)高発現細胞におけるマトリックスメタロプロテイナーゼ活性を測定した。その結果、マトリックスメタロプロテイナーゼ活性(MMP-2,MMP-3,MMP-9)が、Cyclin D1 form(a)高発現細胞で高くなることが明らかになった。
線虫C.elegansにおけるガレクチンの生理機能の解明

線虫Caenorhabditis elegansは体長が約1mmの自活性土壌線虫で、発生や分化といった、ガレクチンが関わっているとされる生命現象の遺伝学的解析が詳細に進んでいる非常に優れたモデル生物である。C.elegansの32kDaガレクチンは脊椎動物のプロト型ガレクチンと相同なドメインが2回繰り返した構造をとっており、2価性の架橋蛋白質としての機能が予想される。32kDaガレクチンは成虫のクチクラ層に大量に発現しており、クチクラ層の形成に重要な役割を持ち、発生に伴って発現量と発現部位の調節が行われていることが示唆される。C.elegansの有用性を生かして生理機能を調べるため、32kDaガレクチンのゲノム構造の解析を行った。英国The Sanger Centreより供与を受けたYACのpolyteneフィルター(C.elegansのゲノム全体をカバーするようにYACのコロニーを格子状にドットしたもの)をPCRによって増幅したゲノム断片をプローブとして検索すると、Y61H10がポジティブとなった。YAC Y61H10のDNAを単離し、種々の制限酵素で切断後にサザンブロットを行うと、線虫個体より単離したゲノムDNAを用いたサザンブロットと同様のパターンが得られた。さらに、cDNA配列に特異的なプライマーを用いてY61H10のDNAを鋳型にPCRを行うと予想されるサイズの産物が得られた。以上の結果より、32kDaガレクチン遺伝子が第II染色体上に存在することが示された。ゲノムDNAを鋳型としたPCRと、コロニーハイブリダイゼーションによるゲノムスクリーニングの結果、32kDaガレクチン遺伝子には2箇所にイントロンが挿入されていることがわかった。2.4kbpのイントロン-1は翻訳領域の5'末端近くに存在し、動物ガレクチン遺伝子間で保存されているイントロン挿入部位に対応していた。一方、0.63kbpのイントロン-2はC末端側レクチンドメインの中央部に対応する部位に存在し、これまで知られているガレクチンにはない挿入部位であった。
空間反転対称性の破れたｆ電子系化合物の純良単結晶育成とフェルミオロジー

本研究の目的はウラン・希土類化合物において空間反転対称性の破れた構造を持つ物質に焦点を絞り、純良単結晶育成、ドハース・ファンアルフェン効果測定を通じて、その電子状態をフェルミ面などミクロな視点から明らかにすることである。同時に、ウラン化合物を中心にスピン軌道相互作用と5f電子が織りなす新奇物性を開拓することも目指している。本年度は、U3Ni3Sn4の研究に引き続き、La、Th化合物、U化合物など多数の試料育成を行った。とくにハーフホイスラーの構造を持つUPt5の純良単結晶育成に成功し、空間反転対称性の破れによるdHvAブランチの分裂を観測することに成功した。スピン構造を反映した特徴的な分裂も観測されており、現在、バンド計算もふくめて解析を進めている。二つのフェルミ面が縮退する点あるいは偶然、擬縮退している点の軌道交差に関連したdHvAブランチの多数の分裂が観測されており、サイクロトロン運動をする電子のスピン構造を反映したものだと考えられる。さらにLa化合物で空間反転対称性の破れた構造を持つ物質の超伝導を発見した。また、特徴的な結晶構造に着目するうちにUNi4P2という弱い強磁性体に着目し、自己フラックス法で純良単結晶育成に成功した。U原子がc軸方向に擬一次元的なチェーンを持つ物質であり、特徴的な磁気異方性を持つことがわかった。今後、圧力下の実験やdHvA測定などにより、新奇量子相の探索や電子状態の解明を目指す。UNi4P2で成功した自己フラックス法による単結晶育成の技術を生かして、そのほかのウランを含むプニクタイド、カルコゲナイド化合物の物質開発も進める。ウラン化合物に限らず、LaやThも含む多数の単結晶育成を行なっており、その成果は学会等でも報告している。また、UNi4P2の純良単結晶育成に苦労の末、成功した。Ni-Pの共晶点を利用した自己フラックス法であり、今後の研究の進展が期待できる。また、メンブレンセンサーを用いた新しいdHvA効果測定システムの構築にも成功しており、今後、簡便にdHvA効果測定ができるようになる。このように現在のところ、研究はおおむね順調に進展している。今後、さらに新物質開発を進める。Ni-Pの共晶点を使った自己フラックス方はこれまでにほとんど行われておらず、プニクタイド、あるいはカルコゲナイド化合物を中心とした物質探索を行う予定である。UNi4P2については、高圧実験の準備を進めており、今後圧力下での強磁性量子臨界現象および異方性に着目した研究を進める。成果は国際会議等で発表することを予定しており、そのための旅費を計上する。
シナプスにおける代謝型グルタミン酸受容体シグナリングの多重可視化解析

代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)は脳内のシナプス伝達を担っているが、機能的意義を発現する機構には不明な点が多く残されている。本研究では応募者がこれまでに開発を進めてきた独自の蛍光プローブ群を応用し、シナプス伝達に伴うmGluRシグナリング動態の全容解明を目指す。大脳皮質神経細胞においてプローブ群の同時イメージングを行い、シナプス伝達に伴うmGluRシグナリング動態を多階層・高解像度・包括的に可視化し、シナプスにおけるmGluRシグナリングの誘導/拘束条件と入出力特性を明らかにする。
半導体共鳴トンネルダイオードを用いたテラヘルツ送信器の設計理論の確立

本研究は、これまで提案・理論解析・予測性能評価を行ってきた自己補対ボウタイアンテナ集積共鳴トンネルダイオードテラヘルツ送信器の試作・評価を行い、提案テラヘルツ送信器の設計理論の確立および無線通信応用のための実現条件を工学的に明らかにすることを目的としている。平成30年度は、(1)デバイス作製に関してはプロセス改善を行い、(2)理論解析に関しては周波数・位相の同期現象に関してさらなる特性解析を行った。具体的に行った内容と成果を以下に示す。(1)プロセス改善の最も大きな障害が層間絶縁膜のドライエッチングにあった。デバイスを作製する時期により、エッチングレートやエッチングむらが生じており、再現性良くデバイス作製することができず、TBRTDの特徴である微分負性抵抗領域を観測することが出来ていなかった。本年度の研究により、これらの原因が層間絶縁膜の保存期間に依存していることを突き止め、出来るだけ一定なものを選択した結果、プロセス改善は達成され、微分負性抵抗領域の観測は達成できた。しかし、観測された微分負性抵抗領域の電圧範囲が非常に狭く、テラヘルツ送信器の作製に適さないものであった。この原因を明らかにするために、透過電子顕微鏡によるウェア断面の観察を実施した。結果として、設計通りの膜厚となっておらず、膜厚の揺らぎも大きいことが微分負性抵抗領域を観測しずらくしている原因であることが明らかとなった。(2)提案しているテラヘルツ送信器間を金属配線およびシャント抵抗で構成された結合構造によって、周波数同期かつ位相の同相同期を実現できること、同相同期可能なバイアス電圧範囲があることを明らかにした。さらに同相同期となるバイアス電圧を広くするために、金属配線長やシャント抵抗部の配線長、シャント抵抗接続部構造を提案し、同相同期の電圧範囲が金属配線長に強く依存することを明らかにした。研究計画としては、平成28年度は、研究課題H28A:自己補対ボウタイアンテナ集積共鳴トンネルダイオード(RTD)テラヘルツ送信器の設計、H28B:抵抗結合型高出力テラヘルツ送信器の設計、を行う予定であった。各研究課題に関して以下で具体的に説明する。H28Aに関しては、ドイツの研究グループから報告されている三重障壁(TB)RTDをモデル化し、外部回路の電磁界シミュレータによる設計を行い、予測性能評価を行った。これにより、以前までよりもデバイス構造が具体的となり、デバイス作製プロセスを検討するフェーズに入ることができた。実際に送信器作製プロセスの検討を行い、フォトマスク枚数、フォトマスク設計を進めている。マスク設計に関しては、まずTBRTD単体を評価可能なマスク設計が完了している。H28Bに関しては、送信器結合構造の検討を行っている。本研究で目指している送信器は、テラヘルツパルス波を生成可能なことが明らかとなっている。このパルス波は様々な周波数成分を含んでおり、送信器の結合素子に求められる周波数特性として、パルス波の全ての周波数成分を透過する必要があるのか、が未解明事項である。簡易モデルによる理論解析の結果、全ての周波数成分を透過させる必要がないことが示唆された。この結果から、結合素子の周波数特性の設計が簡易にできる可能性がある。H28Aに関しては、自己補対ボウタイアンテナ集積RTDテラヘルツ送信器の構造決定を目標としていた。現在はRTD単体デバイスの作製プロセスおよびフォトマスク設計まで完了しているが、これらは本研究で作製するテラヘルツ送信器構造に適応できるように検討した構造である。また自己補対アンテナの構造は既に決定している。そのため送信器の構造決定に必要な要素は外部回路のみである。この外部回路設計も電磁界シミュレータによって進行中であるため、概ね順調に進行していると考えている。H28Bに関しては、送信器結合の構造決定までを目標としていた。現在は結合素子の回路構造による予測性能解析を行っている段階である。この点は若干の進捗遅れがあると考えているが、H28Aからのフィードバックが必要であること、H28Aで行う外部回路設計の電磁界シミュレーションの知見がほぼそのまま使用可能なことから、十分に取り戻せると考えている。研究計画として、平成29年度は、平成28年度研究課題(H28A:自己補対ボウタイアンテナ集積共鳴トンネルダイオード(RTD)テラヘルツ送信器の設計、H28B:抵抗結合型高出力テラヘルツ送信器の設計)で設計したデバイスの試作・評価を行う予定であった。具体的な内容に関して以下で説明する。テラヘルツ送信器の試作(H28A)を行うにあたり、まず三重障壁共鳴トンネルダイオード(TBRTD)単体の試作を行った。試作は、研究協力先である情報通信研究機構(NICT)にて実施し、TBRTDの電流電圧(I-V)特性の特徴である微分負性抵抗(NDR)領域を室温下で観測可能なデバイスを作製することができた。抵抗結合型高出力テラヘルツ送信器(H28B)に関しては、結合回路の設計および作製プロセスを検討した。

結果として、提案結合回路では作製プロセスが複雑化してしまい、作製困難が予想された。そこで、送信器間を金属配線で行う結合回路構造を提案し、その理論解析(電磁界シミュレーションおよび時間領域大信号解析)を行った。新たに提案した構造では、3個以上の送信器結合が容易であり、電源回路も簡易化の可能性がある。理論解析の結果、電源電圧によって各送信器の同周波数・同位相での発振が可能であることが明らかとなった。テラヘルツ送信器の試作に関しては、TBRTD単体デバイスの作製までは完了しているが、プロセスの改善が必要である。しかしプロセスの改善が完了しさえすれば、速やかに送信器の試作は可能である。抵抗結合型高出力テラヘルツ送信器の設計・試作に関しては、結合構造の見直しはあったものの、送信器の構成要素である外部回路と同時に作製可能な結合構造を有した高出力テラヘルツ送信器を新たに提案することができた。また提案構造の理論解析も完了しており、同周波数・同位相で発振可能な構造設計の指針を得ている。本研究は、これまで提案・理論解析・予測性能評価を行ってきた自己補対ボウタイアンテナ集積共鳴トンネルダイオードテラヘルツ送信器の試作・評価を行い、提案テラヘルツ送信器の設計理論の確立および無線通信応用のための実現条件を工学的に明らかにすることを目的としている。平成30年度は、(1)デバイス作製に関してはプロセス改善を行い、(2)理論解析に関しては周波数・位相の同期現象に関してさらなる特性解析を行った。具体的に行った内容と成果を以下に示す。(1)プロセス改善の最も大きな障害が層間絶縁膜のドライエッチングにあった。デバイスを作製する時期により、エッチングレートやエッチングむらが生じており、再現性良くデバイス作製することができず、TBRTDの特徴である微分負性抵抗領域を観測することが出来ていなかった。本年度の研究により、これらの原因が層間絶縁膜の保存期間に依存していることを突き止め、出来るだけ一定なものを選択した結果、プロセス改善は達成され、微分負性抵抗領域の観測は達成できた。しかし、観測された微分負性抵抗領域の電圧範囲が非常に狭く、テラヘルツ送信器の作製に適さないものであった。この原因を明らかにするために、透過電子顕微鏡によるウェア断面の観察を実施した。結果として、設計通りの膜厚となっておらず、膜厚の揺らぎも大きいことが微分負性抵抗領域を観測しずらくしている原因であることが明らかとなった。(2)提案しているテラヘルツ送信器間を金属配線およびシャント抵抗で構成された結合構造によって、周波数同期かつ位相の同相同期を実現できること、同相同期可能なバイアス電圧範囲があることを明らかにした。さらに同相同期となるバイアス電圧を広くするために、金属配線長やシャント抵抗部の配線長、シャント抵抗接続部構造を提案し、同相同期の電圧範囲が金属配線長に強く依存することを明らかにした。平成29年度は、まずH28AおよびH28Bで未着手・未完了である結合素子・外部回路の構造設計を行う。またこれと並行してデバイス作製プロセスの検討およびデバイス作製を行う。
生殖腺の性差構築と維持機構の解明

身体が作られる過程において、雌雄の決定(性決定)はまず体細胞で行われる。この影響を受けて生殖細胞は卵になるか精子になる(生殖細胞の性決定)が、生殖細胞内でどのようなメカニズムによって性が決まるかは不明であった。本研究の結果、遺伝的制御の基盤が明らかとなり、身体の性決定前から生殖細胞にはY染色体依存的な性差があることが明らかとなった。さらに最終的に卵か精子になるスイッチ遺伝子の同定に成功し、スイッチを切り替えると、卵巣内で機能的な精子が作られる。また適切な性分化のためには、内分泌制御によってゲノムワイドにエピゲノム状態が影響されることが必要で、その制御が乱れると性転換が生じるとの知見が得られた。生殖腺を構成する各種細胞が蛍光で可視化できるトランスジェニックメダカの確立と維持、さらには変異体との交配を行った。その結果、野生型のトランスジェニックと変異体のトランスジェニックの系統が揃うこととなった。これらについて、性ホルモンを用いて表現型としての全雌集団と全雄集団が得られるよう処理を行い、その条件を検討した。さらに、雌雄判別のゲノムタイピングのプライマー設計とPCRの条件検討を行った。これらの結果により,表現型の性と遺伝レベルの性とが簡便に多数の個体で判別できるようになりつつある。一方,確立しつつあるメダカトランスジェニックの生殖腺における細胞の挙動を共焦点レーザー顕微鏡で詳細な解析を行い、各細胞の組織構築過程を単一細胞レベルで調べると共に、どのステージの生殖腺から細胞を単離すべきか検討を継続している。そのためにトランスジェニックメダカの単離生殖腺から、細胞を解離させる適切な条件、少量の細胞からcDNAをバイアスなしに作製する方法,さらには解離した細胞をセルソーターで純化するために条件の総合的な検討を行った。またメダカはマイクロアレイが不完全であるので、現在のゲノム情報を統合的解析し、質の良いマイクロアレイ作製の検討を行なっている。野生型メダカ性分化の特定時期の胚から特定細胞をFACSで単離し、マイクロアレイ解析を行った。雌雄差のある遺伝子候補がいくつか見いだされ、実際に雌雄で発現差が見られるか、qPCRとin situ hybridization法を用いて解析を行った。その結果、発現差のある遺伝子を確認することができ、雌雄差と発生段階との遺伝子発現変動を総合的に解析することができた(日本分子生物学会発表)。とりわけ性分化初期の特定細胞では、性差より発生段階による遺伝子変動の方が大きいことを見いだした。このことはごく少数の遺伝子が性分化をもたらしていることを示唆している。またそれらの遺伝子機能について、モルフォリーノやトランスジェニック、さらにキメラ解析を用いて調べつつある。このアレイ解析に加え、次世代シークエンサーを用いた時期特異的特定細胞のトランスクリプトーム解析にも着手した。FACS単離による少数細胞からcDNAを合成する条件設定を行いつつあり、そのサンプルを用いて網羅的発現遺伝子同定の予備実験を開始した。一方で、ホルモンによる性分化の基礎過程を確認するために、アンタゴニストやホルモン投与による性分化過程における影響を、細胞種を識別しながら解析を行った。雌に性転換する変異体メダカ(hotei:AMH制御系の機能欠失変異体メダカ)についても同様な基礎過程の解析を行いつつある。そしてホルモンによって特定細胞のエピゲネシスに着目し、解析を開始した。昨年度に同定されたYSD遺伝子の機能解析を押し進め、生殖腺形成前の生殖細胞には遺伝子発現と分裂能に性差があることを脊椎動物で初めて示した。そしてYSDはこの性差をもたらす遺伝子として機能していることが明らかとなった。我々はメダカの性決定遺伝子が生殖細胞でも発現していることを見いだした。ところが非常に興味深いことに、このYSD遺伝子の発現性差は性決定遺伝子にはよらず、Y染色体の有無によること、さらにこの性差が生殖細胞自立的におきていることがキメラ実験により証明した。またこの遺伝子を過剰発現もしくはノックダウンすると、生殖細胞の分裂能が変化することが培養実験で明らかとなった。このYSD遺伝子はY染色体の性決定領域近傍にマップされ、性特異的SNPが遺伝子周辺に存在していたことから、Y染色体の何らかの機構がこの遺伝子発現に性差を与え、それがさらに生殖細胞の性差をもたらしていると考えられた。この研究により、たとえ性決定遺伝子で性が決まる動物であっても、それによらずに細胞自立的な性差が生じさせる別な機構があることが脊椎動物で初めて明らかとなった。一方、ステロイドホルモン投与による性分化の歪曲が世代を超えて見いだされることが明らかとなりつつある。この歪曲は性転換雄由来の精子のみを通じて受けつがれることから、エピゲネティックな修飾が影響していることが強く示唆される。世代を超えたゲノムメチル化と生徒の関係について計画研究の須山班と共同でゲノムワイドな解析を行っている。

昨年度(平成25年度)は、体細胞の性が決まる前に生殖細胞には性的な差があることを示し、その差をもたらす遺伝子の同定の解析を行った。今年度(平成26年度)は、体細胞の性が決まった後で生殖細胞の中で働き、卵か精子になるかを決定する遺伝子(生殖細胞の性決定遺伝子)の同定に成功し、その機能解析を行った。この遺伝子を破壊すると、遺伝的雌(XX)では孵化直後のまだ生殖腺が形成途中時期から精子形成が始まり、生殖腺そのものは形態的にも遺伝子発現からも卵巣へと発達する。そしてその卵巣の中は多量の精子で満たされることが明らかとなった。卵巣中の精子を取り出して人工授精させると、卵は発生して孵化し、個体は性成熟をして次世代を得たため、機能的精子が卵巣で作られたことになる。以上のことは、生殖細胞に内在的な性決定(卵か精子になる)の仕組みが存在し、精子形成を抑えることが生殖細胞の性決定に重要であることを示している。この性決定の仕組みは、減数分裂や配偶子形成のコミット、さらには生殖幹細胞確立の仕組みとは区別される仕組みであり、ひとたび精子形成にコミットすると、体細胞側が雌であったとしても機能的精子が作れられることを意味する。一方、ステロイドホルモン投与による性転換は、精子を介して5世代にわたって続き、このときメチル化の変化もゲノムワイドに世代を超えて起きていることが明らかとなった。性がエピゲノムによって規定されていることを示した。このと上記生殖腺の性決定遺伝子のゲノムメチル化や性分化に関与する遺伝子のメチル化にも変化が生じていることが明らかとなった。昨年度までに野生型メダカ性分化の特定時期の胚から特定細胞のマイクロアレイ解析を行い、雌雄差のある遺伝子候補をいくつか見いだしていた。さらに解析をおし進め、そのいくつかで体細胞で性が決まる前の生殖細胞から発現に性差があることがin situ hybridizationによる解析で確認された。さらにキメラ解析などからその発現が体細胞によらないこと、また単離生殖細胞の培養実験から生殖細胞の増殖能にも性差がすでに存在していることが明らかになった。このことは身体全体の性が決まる前から生殖細胞には自律的に性差が獲得されていること示しており、脊椎動物で初めての興味深い結果を示すこととなった。さらにhotei変異体を用いた解析からは、AMHシグナルが分裂過程にコミットした幹細胞様の生殖細胞の増殖を制御していることが明らかとなった。また、FACS単離による少数細胞からcDNAをルーチンに合成してそれらを評価することが可能になり、質の良いcDNAから細胞の網羅的発現遺伝子同定を次世代シークエンサーを用いたRNAシークエンスにより開始した。発現の性差については計画研究の須山班と共同で解析を行い、有意に異なる遺伝子の同定とそれらが関与する細胞内での機能性差の解析に着手している。一方でホルモンによる性分化の基礎過程を確認するために、特定細胞のゲノムメチル化状態に着目し解析を開始した。
強塩基ハイブリッド触媒系の開発及び高立体選択的分子骨格構築反応への展開

構造が単純で入手容易な原料を用いて、医薬品等の高付加価値な有機分子を短工程で合成するための方法論の開発は、合成過程で生じる廃棄物の低減化や省エネルギー化につながるため、環境調和型有機合成を実現する上で最も期待されている研究の一つである。そこで本研究では、強塩基触媒を金属錯体触媒や有機触媒等の他触媒、または反応系内で生じる新たな化学種等と組み合わせたハイブリッド触媒系を構築し、それを用いる効率的有機分子骨格構築反応の開拓を行う。具体的には、1強塩基触媒と金属錯体触媒のハイブリッド触媒系の創出および触媒的不斉合成反応への適用、2強塩基触媒と有機触媒のハイブリッド触媒系の創出および触媒的不斉合成反応への適用、3固相強塩基触媒の開発および他触媒とのハイブリッド触媒系の構築、の研究を推進することにより、安定で入手が容易な有機分子と反応性の乏しい求電子剤との反応を高度な立体制御を行いつつ達成する方法の開発を目標としている。本年度も上記の研究を発展させるべく検討を行った。1の研究では、入手容易であるが非常に低酸性で反応性の低い原料であるトルエン等のアルキルアレンのイミンへの触媒的不斉付加反応の検討を行い、アルキルカリウムとキラルアミンからなる錯体に新たなアルカリ金属塩基をハイブリッドすることにより、不斉収率が向上することを見いだした。また、プロペン等の反応性の低い単純アルケンもアルキルアレンと同様に原料として使用できることを見いだした。2の研究では、塩基触媒と有機光触媒をハイブリッドさせることにより、求電子性の低いアルケンとマロン酸エステルとの反応が進行することを見いだした。3の研究では、固相強塩基触媒の開発を継続し、様々な低酸性原料を用いる反応が進行することを明らかにした。トルエン等の超低酸性原料の触媒的不斉付加反応において、強塩基ハイブリッド触媒系を用いることにより不斉収率が大きく向上することを見いだした。また、他の低酸性原料を用いる反応に展開できたことから今後さらなる研究の拡大が期待できる。また、有機光触媒と強塩基触媒のハイブリッド化の可能性を見いだしたことや、固相強塩基触媒の新たな可能性を見いだしたことから、研究は順調に進展しているといえる。今後も、強塩基触媒を用いる様々な低酸性原料の触媒的付加反応の開発を他触媒とのハイブリッド化を通して行っていく。特に高立体選択性を示すハイブリッド触媒系の開発を重点的に検討していきたい。また、有機光触媒と強塩基触媒とのハイブリッド触媒系の開発や、固相強塩基触媒と他触媒とのハイブリッド化についても検討を行っていく。そこで、本研究では強塩基触媒を金属錯体触媒や有機触媒等の他触媒、または反応系内で生じる新たな化学種等と組み合わせたハイブリッド触媒系を構築し、それを用いる効率的有機分子骨格構築反応の開拓を行う。具体的には、1強塩基触媒と金属錯体触媒のハイブリッド触媒系の創出および触媒的不斉合成反応への適用、2強塩基触媒と有機触媒のハイブリッド触媒系の創出および触媒的不斉合成反応への適用、3固相強塩基触媒の開発および他触媒とのハイブリッド触媒系の構築、の研究を推進し、安定で入手が容易な有機分子と反応性の乏しい求電子剤との反応を高度な立体制御を行いつつ達成する方法の開発を目指す。本年度は上記の研究を発展させるべく検討を行った。1の研究では、強塩基触媒による容易に入手可能な低反応性原料を用いる触媒的炭素ー炭素結合生成反応の開発を行い、カリウムアルコキシドとリチウムアミドを組み合わせた複合塩基系を触媒的に用いることにより、非常に低酸性な原料であるトルエン等のアルキルアレン類が、ベンジル位アニオンの触媒的な発生を経てイミンに対して立体選択的に付加することを見いだした。また、キラルジアミンを不斉配位子として用いることにより、反応がエナンチオ選択的に進行することも見いだした。2の研究では、3のテーマとも関連するが、固体強塩基触媒と有機触媒の協同効果を確認し、触媒的不斉合成反応への適用が可能であることを見いだした。3の研究では、研究の基礎となるより強い塩基性を発現する固相塩基触媒を新たに見いだし、低酸性原料の触媒的反応に適用可能なことを明らかにした。現在複合強塩基触媒系を用いる超低酸性原料の付加反応において一定の成果が出ており、今後のさらなる展開が期待できる。また、有機触媒と固相塩基触媒のハイブリッド触媒系の開発や新たな強塩基性固相触媒開発において一定の成果が得られていることから、研究が順調に進展しているといえる。

具体的には、1強塩基触媒と金属錯体触媒のハイブリッド触媒系の創出および触媒的不斉合成反応への適用、2強塩基触媒と有機触媒のハイブリッド触媒系の創出および触媒的不斉合成反応への適用、3固相強塩基触媒の開発および他触媒とのハイブリッド触媒系の構築、の研究を推進することにより、安定で入手が容易な有機分子と反応性の乏しい求電子剤との反応を高度な立体制御を行いつつ達成する方法の開発を目標としている。本年度も上記の研究を発展させるべく検討を行った。1の研究では、入手容易であるが非常に低酸性で反応性の低い原料であるトルエン等のアルキルアレンのイミンへの触媒的不斉付加反応の検討を行い、アルキルカリウムとキラルアミンからなる錯体に新たなアルカリ金属塩基をハイブリッドすることにより、不斉収率が向上することを見いだした。また、プロペン等の反応性の低い単純アルケンもアルキルアレンと同様に原料として使用できることを見いだした。2の研究では、塩基触媒と有機光触媒をハイブリッドさせることにより、求電子性の低いアルケンとマロン酸エステルとの反応が進行することを見いだした。3の研究では、固相強塩基触媒の開発を継続し、様々な低酸性原料を用いる反応が進行することを明らかにした。トルエン等の超低酸性原料の触媒的不斉付加反応において、強塩基ハイブリッド触媒系を用いることにより不斉収率が大きく向上することを見いだした。また、他の低酸性原料を用いる反応に展開できたことから今後さらなる研究の拡大が期待できる。また、有機光触媒と強塩基触媒のハイブリッド化の可能性を見いだしたことや、固相強塩基触媒の新たな可能性を見いだしたことから、研究は順調に進展しているといえる。今後も、強塩基触媒系等を用いる様々な低酸性原料の求電子剤に対する触媒的付加反応の検討を行い、他の金属触媒や有機触媒とのハイブリッド化を通した立体選択性や反応性の制御を目的とした検討を行う。また、他の金属触媒や有機触媒と固相塩基触媒とのハイブリッド化を推進してゆく。今後も、強塩基触媒を用いる様々な低酸性原料の触媒的付加反応の開発を他触媒とのハイブリッド化を通して行っていく。特に高立体選択性を示すハイブリッド触媒系の開発を重点的に検討していきたい。また、有機光触媒と強塩基触媒とのハイブリッド触媒系の開発や、固相強塩基触媒と他触媒とのハイブリッド化についても検討を行っていく。
中国における銀行ファイナンスの効率性の検証―オルタナティブ金融との比較―

第一に、省・市レベルパネルデータを使用した計量分析は、経済的先進地域である沿海部において銀行ファイナンスが民営セクターの成長を促進する傾向が強くみられることを示した。第二に、企業ミクロデータを用いた計量分析により、銀行融資を受けることが民営企業にとっては生産性・業績を好転させる効果を持つ一方、国有企業の特に収益性で計測した業績にはかえって負の影響を与えていたことが分かった。第三に、政治的コネクションの強さが銀行融資へのアクセスを強化するのは国有企業に限られ、民営企業にはそのような傾向は観察されないことが判明した。今年度は、集計データによる銀行ファイナンスの効率性の再検証、次のステップの計量分析の基礎を作るための現地調査を主としておこなった。1)省および市レベルの銀行融資・貯蓄等の銀行ファイナンスの発展度を測る変数と各省の経済成長変数を可能な限り長期の時系列を持つ省・市レベルパネルデータセットとしての整備をおこなった。そしてデータを使用した計量分析をおこない、どのような地域で銀行による金融仲介が国有・民営各セクターそれぞれの成長を促進したのかー促進しなかったのかをある程度マクロレベルで明らかにすることができた。経済的先進地域である沿海部において銀行ファイナンスが民営セクターの成長を促進する傾向が強くみられることが分かった。2)上記1)での分析結果を受け、現場レベルでの銀行融資と企業パフォーマンスの関係とそれを生み出すメカニズムを考察する第一歩として、中国現地での企業・銀行聞き取り調査をおこなった。調査設計段階からの設定により、融資先企業と融資元銀行をマッチングさせて双方への聞き取り調査をおこなった。銀行を対象とした調査においては融資審査と融資後各段階でのモニタリングの実態、企業調査においては銀行融資が直接・間接にどのような企業活動資金となっているかが調査事項の中心となった。また企業調査では比較参照点としての企業間信用等のオルタナティブ金融についても獲得した資金調達を可能にする条件及び使途という2大事項についての聞き取りがおこなわれた。その結果、低リスクな企業活動には企業間信用によるファイナンスが、中レベルのリスクを伴う企業活動には銀行融資によるファイナンスが活用され、高リスクな資金の用途は内部資金が使用される傾向が見えてきた。昨年度のマクロレベル計量分析及び現地聞き取り調査の成果をもとに、今年度は第一に中国全土をカバーする大規模な企業ミクロデータを用いた銀行ファイナンスの効率性の計量分析を行い、第二にその計量分析結果が出現するメカニズムを探求するための現地調査を行った。1)企業ミクロデータを用いた計量分析により興味深い結果が幾つか得られた。第一に銀行融資を受けることが民営企業にとっては生産性・業績を好転させる効果を持つ一方、国有企業の特に収益性で計測した業績にはかえって負の影響を与えていた。第二に、比較参照点としての企業間信用受信についても民営企業の生産性・業績への正の影響が観察され、国有企業のパフォーマンスへの影響は不明確であった。第三に、中国全土で過去に良好なパフォーマンスを示した民営企業は銀行融資アクセスやその融資額が大きくなるという結果が得られたが、過去の良好なパフォーマンスが民営企業の企業間信用受信を促進するという効果は経済的先進地である沿海部に限定されることも明らかになった。2)上記の計量分析結果が出現するメカニズムを更に深く考察するために、中国現地での企業・銀行聞き取り調査を前年に引き続きおこなった。その結果、国有企業への銀行融資において事前審査時の重視事項は企業業績よりもむしろ政府との関係の強さを含めた企業の社会的ステータス、民営企業への銀行融資は企業業績を非常に厳格な基準で審査し融資対象を限定していること、民営企業側もそうして得られた銀行融資は日常操業の資金制約を緩和するのみならず、しばしばリスクを伴う設備投資に使用することが見えてきた。企業間信用受信も、民営企業の日常操業以外の設備投資をもファイナンスすること及びそれが取引企業間での技術知識の共有によることが聞き取り調査レベルで明らかになってきた。平成26年度に生じただ日中間の外交関係の状況の余波による研究計画実施の遅れをかなりの部分挽回しつつ、平成27年度の研究計画を概ね実施できたため。昨年度までの計量分析・現地聞き取り調査による研究成果に基づき、銀行ファイナンスの効率性ー非効率性の発生メカニズム関する本格的な検証仮説を理論的に提示し、その計量経済学的な検証をおこなった。1)検証仮説として、銀行ファイナンスが効率的な資金仲介をおこなえる条件は、第一に融資プロセス・融資自体及びその総額の決定に政治的要素が介入せず(企業のレントシーク行動の抑制)、第二に融資の対象企業が銀行がその企業の経営状況・生産技術・取引相手とその状況を熟知している、密な関係をもった比較的少数の企業であること(informed bank finance)、を理論モデルの形式で提示した。2)この仮説を、企業・銀行ミクロデータの双方を使用し検証したところ、次のような結果を得た。第一に、政治的コネクションの強さが銀行融資へのアクセスを強化するのは国有企業に限られ、民営企業にはそのような傾向は見られなかった。第二に、民営企業が銀行融資にアクセスするには過去の良好な業績パフォーマンスを必要条件としつつも、将来の好調な業績を予見できる要素を持っていることが銀行側に知られていることが融資総額の決定に大きく影響すること、及びこの後者の条件を満たす企業は比較的限定されている。これらの観察結果は概ね検証対象仮説を支持するものであり、このようなメカニズムに基づく銀行ファイナンスが中国において比較的少数の民営企業への融資においては良好に機能していることを示唆している。

3)また、比較参照点である企業間信用ファイナンスでは、政治的コネクションの強さのその受信への影響について、銀行ファイナンスと同じ国有ー民営企業間の差が観察される一方、特に経済的先進地である沿海部で取引ネットワークを通じての企業間での情報の流通が、過去の良好な業績が多くの企業において企業間信用受信の増大に直結することが分かった。第一に、省・市レベルパネルデータを使用した計量分析は、経済的先進地域である沿海部において銀行ファイナンスが民営セクターの成長を促進する傾向が強くみられることを示した。第二に、企業ミクロデータを用いた計量分析により、銀行融資を受けることが民営企業にとっては生産性・業績を好転させる効果を持つ一方、国有企業の特に収益性で計測した業績にはかえって負の影響を与えていたことが分かった。第三に、政治的コネクションの強さが銀行融資へのアクセスを強化するのは国有企業に限られ、民営企業にはそのような傾向は観察されないことが判明した。交付申請書に記載した平成26年度の研究計画をおおむね達成しており、さらに研究を遂行する中であらたな論点・視覚を得ることができ、それが平成27年度以降の研究の展開をより充実したものにする足がかりとなったため。ただ日中間の外交関係の状況の余波をうけ現地調査及びデータ収集作業に一部軽微な遅れも生じた。現地調査を継続しつつ、研究課題のより深い部分でのミクロ計量分析を行っていくことにより、課題解明の完成を目指す。また、調査・計量分析において経済的後進地域への一層の注視をしていく予定でもある。経済学今後は、現地調査を継続するとともに、企業・個別銀行レベルのミクロデータを用いた計量分析により、研究課題解明のさらなる進展を目指す。また、経済的先進地域と少数民族地区のような経済的後進地域の比較もおこなっていく予定である。また今年度生じた研究の遅れを現地協力者との密接な連携のなかで挽回するするめども立っている。一昨年度、日中関係の悪化の影響を受けて現地調査の遅滞が一部生じ、昨年度はそれをかなりの部分挽回することができたが、まだ調査が当初の計画より遅れている地域が残ったため。日中間において政治的関係が悪い状況が続いていることが、現地調査及びデータ収集作業に一部遅れを生じさせ、それが次年度使用額を発生させる原因になった。昨年度のスピードアップしたペースで現地調査を仕上げにかかることを予定しており、それに次年度使用額も含めた補助金が使用されていく。ただし、平成26年度において研究の現地協力者と密接に連絡を取り合った結果、次年度には現地調査及びデータ収集作業を予定通り、かつ今年度の遅れも取り戻せるペースで遂行できるめどが立っており、それに伴い次年度使用額も必然的に消化していく予定である。
腫瘍由来のエリスロポエチンが子宮筋腫を巨大に増大させる機序の解明と臨床的応用

子宮筋腫は腹腔内を占拠するほど巨大に増大することがある.筋腫が巨大に増大する機序の解明は,個々の患者に対する治療方針立案や新規の治療法開発のために重要である.我々は現在までに筋腫には赤血球造血因子であるエリスロポエチン(EPO)を分泌する一群があり,これらの筋腫は腫瘍径が大きいこと,EPO強発現筋腫では腫瘍内血管成熟が亢進していることからEPOが腫瘍内血管に作用して腫瘍増大に寄与している可能性を示してきた.本研究は筋腫の個別化医療への足がかりとすることを目的にEPOの腫瘍内血管に対する作用を中心に筋腫におけるEPOの影響をさらに詳細に解析することで筋腫増大の機序を検証する.子宮筋腫は腹腔内を占拠するほど巨大に増大することがある.筋腫が巨大に増大する機序の解明は,個々の患者に対する治療方針立案や新規の治療法開発のために重要である.我々は現在までに筋腫には赤血球造血因子であるエリスロポエチン(EPO)を分泌する一群があり,これらの筋腫は腫瘍径が大きいこと,EPO強発現筋腫では腫瘍内血管成熟が亢進していることからEPOが腫瘍内血管に作用して腫瘍増大に寄与している可能性を示してきた.本研究は筋腫の個別化医療への足がかりとすることを目的にEPOの腫瘍内血管に対する作用を中心に筋腫におけるEPOの影響をさらに詳細に解析することで筋腫増大の機序を検証する.
視線認識によるタッチタイピング練習支援システムの開発

特別な機器を使わずに,パーソナルコンピュータおよびCCDカメラ1台を用いて,タッチタイピング練習を支援するシステムの構築を目指している.本年度は,このシステムに求められる機能の1つ「タイピング練習者の目の向きの認識」を目的に研究を進めてきた.研究によって得られた知見等を次に示す.1.目の向きの特徴の抽出は,頭髪や眼鏡等の影響が少ない場所,および目の向きの特徴を表す場所で行う必要がある.練習者の頭部画像の水平方向および垂直方向の濃度ヒストグラムを交互に用いることによって,特徴を抽出する領域を局所化する新しい手法の提案を行った.2.タイピング練習者の正面画像から眼部領域を取り出す方法の検討を行った.その結果,モザイクテンプレートとマッチングを行うことにより,練習者の正面画像から,頭部,顔面中心部,眼部の順に抽出を行う手法を提案した.実験の結果,頭部および顔面中心部はほぼ確実に抽出できることが明らかになった.3.抽出した眼部領域内を真円の上部が欠けた形の黒目分離フィルターを用いて,黒目の抽出と目の向きの認識を行う方法を提案した.提案手法は,(1)分離フィルターを用いた黒目候補の抽出,(2)位置情報により,頃目候補の中から両黒目の同定,(3)分離度フィルターの分離度による目の認識という手順を踏む.実験の結果,認識率は約90%になることが分かった.4.さらに,白目の分離フィルタを使用する手法を提案した.その結果,認識時間は約1秒,認識率は97%となり,実用可の目処が立った.特別な機器を使わずに,パーソナルコンピュータおよびCCDカメラ1台を用いて,タッチタイピング練習を支援するシステムの構築を目指している.本年度は,このシステムに求められる機能の1つ「タイピング練習者の目の向きの認識」を目的に研究を進めてきた.研究によって得られた知見等を次に示す.1.目の向きの特徴の抽出は,頭髪や眼鏡等の影響が少ない場所,および目の向きの特徴を表す場所で行う必要がある.練習者の頭部画像の水平方向および垂直方向の濃度ヒストグラムを交互に用いることによって,特徴を抽出する領域を局所化する新しい手法の提案を行った.2.タイピング練習者の正面画像から眼部領域を取り出す方法の検討を行った.その結果,モザイクテンプレートとマッチングを行うことにより,練習者の正面画像から,頭部,顔面中心部,眼部の順に抽出を行う手法を提案した.実験の結果,頭部および顔面中心部はほぼ確実に抽出できることが明らかになった.3.抽出した眼部領域内を真円の上部が欠けた形の黒目分離フィルターを用いて,黒目の抽出と目の向きの認識を行う方法を提案した.提案手法は,(1)分離フィルターを用いた黒目候補の抽出,(2)位置情報により,頃目候補の中から両黒目の同定,(3)分離度フィルターの分離度による目の認識という手順を踏む.実験の結果,認識率は約90%になることが分かった.4.さらに,白目の分離フィルタを使用する手法を提案した.その結果,認識時間は約1秒,認識率は97%となり,実用可の目処が立った.特別な機器を使わずに,パーソナルコンピュータおよびCCDカメラ1台を用いて,タッチタイピング練習を支援するシステムの構築を目指している.本年度は,このシステムに求められる機能の1つ「タイピング練習者の目の向きの認識」を目的に研究を進めてきた.研究によって得られた知見等を次に示す.1.目の向きの特徴の抽出は,頭髪や眼鏡等の影響が少ない場所,および目の向きの特徴を表す場所で行う必要がある.練習者の頭部画像の水平方向および垂直方向の濃度ヒストグラムを交互に用いることによって,特徴を抽出する領域を局所化する手法の提案を行った.2.タイピング練習者の正面画像から眼部領域を取り出す方法の検討を行った.その結果,モザイクテンプレートとマッチングを行うことにより,練習者の正面画像から,頭部,顔面中心部,眼部の順に抽出を行う手法を提案した.実験の結果,頭部および顔面中心部はほぼ確実に抽出できることが明らかになった.3.抽出した眼部領域内を真円の上部が欠けた形の黒目分離フィルターを用いて,黒目の抽出と目の向きの認識を行う方法を提案した.提案手法は,(1)分離フィルターを用いた黒目候補の抽出,(2)位置情報により,頃目候補の中から両黒目の同定,(3)分離度フィルターの分離度による目の認識という手順を踏む.実験の結果,認識率は約90%になることが分かった.特別な機器を使わずに,パーソナルコンピュータおよびCCDカメラ1台を用いて,タッチタイピング練習を支援するシステムの構築を目指している.本年度は,このシステムに求められる機能の1つ「タイピング練習者の目の向きの認識」を目的に研究を進めてきた.研究によって得られた知見等を次に示す.1.目の向きの特徴の抽出は,頭髪や眼鏡等の影響が少ない場所,および目の向きの特徴を表す場所で行う必要がある.練習者の頭部画像の水平方向および垂直方向の濃度ヒストグラムを交互に用いることによって,特徴を抽出する領域を局所化する新しい手法の提案を行った.2.タイピング練習者の正面画像から眼部領域を取り出す方法の検討を行った.その結果,モザイクテンプレートとマッチングを行うことにより,練習者の正面画像から,頭部,顔面中心部,眼部の順に抽出を行う手法を提案した.実験の結果,頭部および顔面中心部はほぼ確実に抽出できることが明らかになった.

3.抽出した眼部領域内を真円の上部が欠けた形の黒目分離フィルターを用いて,黒目の抽出と目の向きの認識を行う方法を提案した.提案手法は,(1)分離フィルターを用いた黒目侯補の抽出,(2)位置情報により,頃目侯補の中から両黒目の同定,(3)分離度フィルターの分離度による目の認識という手順を踏む.実験の結果,認識率は約90%になることが分かった.4.さらに,白目の分離フィルタを使用する手法を提案した.その結果,認識時間は約1秒,認識率は97%となり,実用可の目処が立った.
滑りの分子 ダイナミックス

本計画研究班は、運動タンパク質分子の滑り、力発生の直接定量観察、ATPase反応中間体と力学的状態の関連づけ、滑り動物タンパク質分子のエネルギー状態と力学的状態との関連づけ、主要な研究課題として発足したが、すでに柳田の提唱している"滑走説"を強く支持する結果が得られ始めている。柳田はアクチンフイラメント一本をマイクロニードルで自由に操作するとともに、1ナノメートルの変位を検出する技術を新たに開発し、負荷のかかっているときの滑り運動を高分解能で測定できるようにした。この方法で30個程度のミオシン頭部が力を発生しているときの張力ゆらぎを測定したところ、従来の"首ふり仮説"から期待されるような大きな張力ゆらぎは観測されず、力の発生はきわめて滑らかであった。すなわち、ミオシン頭部は連続的にほぼ一定の力を出していることが明らかになった。木下(慶応大理工)、石渡(早大理工)らは独自の分光学的方法でアクチンフイラメントの滑り運動を詳細に追跡し始めている。児玉(岡山大歯)は、筋原線維を用いた実験で、無負荷の滑り運動ではミオシン頭部に結合したATP加水分解産物はほとんど遊離されず、滑りに対する抵抗が増加して初めてATP加水分解サイクルが加速されることを示した。この結果は,"滑走説"を強く支持する。井上(阪大理)は、この筋原線維の結果をふまえて、滑り運動分子反応中間体の化学的状態の動力学的を行っている。児玉による滑り運動中のタンパク質分子のエネルギー状態を測定するための高時間分解熱量計の開発も順調に進んでいる。安藤(金沢大理)、太和田(九大理)らによる滑り運動素過程の理論的考察も活発に進められている。