hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外国語ニュース・講演の音声同時通訳方式に関する研究

3同時通訳コーパス構築、プロトタイプ構築:平成28年度は、講義5コマ分の日英翻訳を行った。同時通訳基本方式研究として、フレーズベース統計翻訳における右確率を用いた同時通訳方法により、翻訳単位を短くする方法、翻訳単位の長さを調整する手法を提案した。さらに、形態素情報を使って文を分割する方法、Tree-to-string翻訳での部分構文構造を考慮して分割する方法を提案して高精度化を実現。さらなる精度改善のため、訳文に単語順序の入れ替えが発生するかを予測するモデルを構築すると共に、ニューラル翻訳の実装、統計翻訳のリランキング、注意型ニューラル翻訳の研究を進めた。また、同時通訳コーパスとして日英合計約80時間、講義データの書き起こし約50時間、うち約22時間分の日英翻訳を完了した。同一の英語講演に対し、レベルの異なる同時通訳者による同時通訳を行い、それらの差の分析を進めた。また、この同時通訳コーパスを用いて、同時通訳アルゴリズムの高精度化を進めた。方法として、フレーズベース統計翻訳における文分割を、形態素情報を使って分割する方法、さらに、Tree-to-string翻訳での部分構文構造を考慮して分割する方法を提案し、さらなる高精度化を実現した。現在研究中の同時通訳システムが、経験年数1年のプロの通訳者に勝る性能を達成したことは特筆できる。この同時通訳用機械翻訳モジュールを、多言語音声認識と音声合成と統合し、音声同時通訳プロトタイプを構築した。1同時通訳基本方式研究:同時通訳用機械翻訳の高度化、途中結果を五月雨的に出力する音声認識システムのさらなる改良、実装を行う。入力発話に於ける強調を保持して目的言語の音声を生成する音声翻訳についての研究に着手、システムに導入する。また、深層学習法による翻訳手法についても検討を開始する。2コミュニケーション評価:人間の同時通訳者との比較をさらに継続する。さらに、人間の翻訳者における訳出パターンにおける重要性判定からの評価尺度構築を高精度化する。3ニュース・講演同時通訳コーパス構築、プロトタイプ構築:平成26年度は、21時間のニュース、講演の収録を終了した。一部データの書き起こしが終わっているが、残りのデータの書き起こし、アノテーションを完了する。日本語のニュース、講演の音声と同時通訳の収録についても収集データをさらに増やしてゆく28年度が最終年度であるため、記入しない。知能コミュニケーション1同時通訳基本方式研究:同時通訳用機械翻訳の高度化、途中結果を五月雨的に出力する音声認識システムのさらなる改良、実装を行う。また、同時通訳に合わせて、フレーズ毎に音声を合成する音声合成システムの高度化を図る。また、入力発話に於ける強調を保持して目的言語の音声を生成する音声翻訳についての研究に着手、システムに導入する。
顎関節内障における軟骨破壊の早期診断法に関する研究

前年度までの研究で、まずロック患者滑液中の炎症性サイトカイン(IL-1,IL-6,IL-8)値は、正常関節滑液よりも高い値を示し、IL-1とIL-の両者が高値を示す症例には画像所見上、下顎頭の骨変化を認めることを見い出した。また、軟骨基質の分解酵素であるMMP2(ゼラチナーゼ)やMMP3(ストロメライシン)活性が亢進しているという予備的データを得た。本研究では、炎症の過程で出現する滑液中のプロテアーゼをゼラチンを基質とするエンザイモグラムとウエスタンブロット法により検索した。その結果、IDおよび正常対照群ともに分子量92KDaと72KDaのブロテアーゼ活性が検出された。これらの活性は中性領域(pH8)に至適pHを持ち、EDTAでその活性が抑制されることからMMPと考えられた。さらに、変形性顎関節症(OA)症状の中には分子量66KDaのプロテアーゼ活性が認められた。72KDa、66KDaのバンドは坑MMP-2抗体と反応することから、MMP-2そのものであり、72KDaは不活性型のproMMP-2、66KDaはその活性型と考えられた。また、坑MMP-3抗体を用いたウエスタンブロットの結果、エンザイモグラムでは明瞭なバンドとして検出できなかった分子量48KDaの活性型MMP-3も検出することができた。滑液中に活性型のMMP-2、MMP-3が存在することは、MMP/TIMPの量比がこわれ、軟骨基質であるタイプIVコラーゲン、プロテオグリカンの分解が起こっていることを意味しており、軟骨破壊の病態の始まりを示す有力な生化学的マーカーとなり得ると考えられた。慢性関節リウマチ(RA)患者の関節液中には、種々の炎症性サイトカインや蛋白分解酵素(MMP)活性が検出され、関節内の病態把握に利用されている。われわれは、クローズドロックを主症状とする顎内障患者の中に、滑液中の炎症性サイトカイン(IL-1,IL-6,IL-8)や蛋白分解酵素活性の亢進が認められることを報告し、関節病態マーカーとしての有用性を検討してきた。本研究では、ロック患者滑液中の炎症性サイトカインの消長と炎症の過程で活性化される蛋白分解酵素の特定を行い、これらが軟骨破壊の病態といかに関連するのか検討した。対象は、クローズドロック患者22症例(25関節)であり、対照群は12症例(15関節)である。滑液はパンピングマニピュレーション施行時に上関節腔から採取し、蛋白濃度を一定に調整後、ELISA法やSDS電気泳動を応用したエンザイモングラム、ウエスタンブロット法を用い、サイトカイン濃度およびMMP活性を測定した。その結果、IL-1、IL-6濃度がともに高値を示し、関節構成体の骨性変化を示す症例では、滑液中に72KDa,66KDaのゼラチンを分解する蛋白分解酵素活性認められ、特異的抗体を用いた解析からこれがMMP-2とMMP-9であることが確認された。また、ロック患者滑液中にはMMP-3活性を含んでいる症例も認められた。以上の結果から、軟骨破壊に特定の基質特異性をもったMMPが関与していること、その出現に炎症性サイトカインが関与している可能性が示された。前年度までの研究で、まずロック患者滑液中の炎症性サイトカイン(IL-1,IL-6,IL-8)値は、正常関節滑液よりも高い値を示し、IL-1とIL-6の両者が高値を示す症例には画像所見上、下顎頭の骨変化を認めることを見い出した。

また、軟骨基質の分解酵素であるMMP2(ゼラチナーゼ)やMMP3(ストロメライシン)活性が亢進しているという予備的データを得た。本研究では、炎症の過程で出現する滑液中のプロテアーゼをゼラチンを基質とするエンザイモグラムとウエスタンブロット法により検索した。その結果、IDおよび正常対照群ともに分子量92KDaと72KDaのプロテアーゼ活性が検出された。これらの活性は中性領域(pH8)に至適pHを持ち、EDTAでその活性が抑制されることからMMPと考えられた。さらに、変形性顎関節症(OA)症例の中には分子量66KDaのプロテアーゼ活性が認められた。72KDa、66KDaのバンドは抗MMP-2抗体と反応することから、MMP-2そのものであり、72KDaは不活性型のproMMP-2、66KDaはその活性型と考えられた。また、抗MMP-3抗体を用いたウエスタンブロットの結果、エンザイモグラムでは明瞭なバンドとして検出できなかった分子量48KDaの活性型MMP-3も検出することができた。滑液中に活性型のMMP-2、MMP-3が存在することは、MMP/TIMPの量比がこわれ、軟骨基質であるタイプIVコラーゲン、プロテオグリカンの分解が起こっていることを意味しており、軟骨破壊の病態の始まりを示す有力な生化学的マーカーとなり得ると考えられた。
行動産業組織論 : ナイーブな個人が存在する場合における市場分析

本研究課題は、消費者の一部がナイーブな(システマティックなバイアスを持っている)場合における、市場理論及びその効率性への理解を進展させることを目的とする。今年度の主な研究実績としては、最適消費者保護政策の理論分析についての研究成果をThe Timing of Choice-Enhancing Policies(Marco A. Schwarz氏との共著)というタイトルの学術論文にまとめたことが挙げられる。本学術論文は、国際学術誌であるJournal of Public Economicsに投稿し、査読・改訂・再投稿のうえ掲載が決定し、2018年1月に掲載された。本学術論文はナイーブな消費者と合理的な消費者が混在する場合の寡占市場理論・産業政策理論に焦点をあて理論的に分析したものであり、行動産業組織論の学術的なフロンティアを進展させるとともに、現実の市場における経済厚生および消費者保護政策への含意を導いたものである。また、消費者庁と公正取引委員会のそれぞれから本研究論文に関する講演・研究報告の招待を受け、本研究論文における日本の消費者保護政策・競争政策についての含意について報告した。さらに、上記研究を進める上で関連した別の研究プロジェクトが新たに立ち上がり、現在は同共著者と共に研究を進めている。並行して、他共著者との各研究プロジェクトをそれぞれ進展させた。これらについては、平成30年度以降に学術論文として完成させ、国内および海外のセミナー・ワークショップ・学会での研究報告を充分に行ったのち、国際学術査読誌に順次投稿の予定である。上記研究計画に基づくプロジェクトである、最適消費者保護政策の理論分析の研究成果となる上記論文を投稿し、Journal of Public Economicsに公刊した。経済学の標準的な査読にかかる年数と比し、この成果は極めて早く結実したものであると考えられる。なお、この論文は執筆当時ドイツ・ミュンヘン大学経済学部博士課程の学生であり、現在はオーストリア・インスブルック大学のポスドクであるMarco A. Schwarz氏との共著である。合わせて、本研究論文について、国内および海外のセミナー・ワークショップ・学会にて研究報告を行った。さらに、上記研究を進める上で関連した別の研究プロジェクトが立ち上がり、同共著者と現在研究を進めている。上記出版論文と関連した別の研究プロジェクトが立ち上がったため、同共著者と研究を進めていく。並行して、他共著者との各研究プロジェクトについても、各共著者を招聘または現地訪問することなどを通じそれぞれ進展させ、研究を進める。これらの各プロジェクトについて、平成30年度以降に学術論文として完成させ、国内および海外のセミナー・ワークショップ・学会での研究報告を充分に行ったのち、国際学術査読誌に順次投稿していく。上記未使用金の次年度における使用計画としては、学会・セミナー・ワークショップにより精力的に参加し、研究成果の周知により勤しむ予定である。内定年度:2016本研究課題は、消費者の一部がナイーブな(システマティックなバイアスを持っている)場合における、市場理論及びその効率性への理解を進展させることを目的とする。

今年度は未使用金が計65,781円生じた。これの主な理由としては、学会・セミナー・ワークショップに参加した際、現地ホテル代など費用の一部を招聘大学側からの支出があったことによる(なお、他機関から支出して頂いた費用については、二重受給にならないよう、科研費の旅費申請から適宜減額している)。上記未使用金の次年度における使用計画としては、学会・セミナー・ワークショップにより精力的に参加し、研究成果の周知により勤しむ予定である。
地域からの持続可能社会構築研究～環境共生を視座として

本研究では、「地域からの持続可能社会構築研究環境共生を視座として」と題し、日本の地域が目指すべき持続可能社会像を示すため、2つのサブテーマを設定した。サブテーマ1)「地域の自然条件に合わせた農的営みによる都市再生に関する研究」においては、田園都市論に裏打ちされた地域の特性をふまえ、環境共生社会が構築されている国内外の諸都市において何が決め手となっているのか、構成要素(ツール)を検証した。また、サブテーマ2)住民コミュニティ主体の環境共生地域のソフト的要因に関する研究」においては、住民に受容されているシステムとして、農的営み(ガーデニング、家庭菜園など)の有効性のみならず、象徴性、活動性、などという要因の抽出と、その定量化を行った。持続可能社会は、提唱の段階から実験的試行の段階に入った。本研究の目的は、地域レベルでの持続可能社会の構築運動とその実践例を「現況評価」と、将来の社会像を検証し、得られた「将来評価」から、持続可能な社会像を示すことにある。日本では、近代化の際に欧米のシステムを受容し、その上に環境共生システムを諸外国から学び塗り重ね破綻していることへの警鐘を鳴らし、日本の風土にあった持続可能な社会システムを提言する。本研究の5つの達成目標のうち初年度終了時の段階で、(1)地域レベルでの持続可能社会の構築運動とその実践例を発掘し(2)それらの運動と実践が、どのような地域社会を背景として、どのような問題を契機とし、どのような理念をもって、どのような住民を主体として、どのような形の住民参加のもとで、なにをめざして展開している(してきた)のか、といった背景・基盤の解明をめざすため、英国にて産業革命後に発生したカンパニータウンを中心に現地調査を行なった。今後は、他のモデル地域において、同様の調査を行なうと共に、(3)数量化手法の考案と導入を試みる。従来のこれら事例紹介が表面的なものに終始しており、相互比較また導入のための評価基準設定への努力に欠けているからである。(4)それらの成果を日本の状況と相関させて架橋し、日本において地域レベルでの持続可能社会構築への展望を拓く。(5)さらに考案した数量モデルをもとに将来像の推計を行うとともに、バックキャスティングにより地域の現況を再評価するものである。本研究では、(1)地域レベルでの持続可能社会の構築運動とその実践例を発掘し(2)それらの運動と実践が、どのような地域社会を背景として、どのような問題を契機とし、どのような理念をもって、どのような住民を主体として、どのような形の住民参加のもとで、なにをめざして展開している(してきた)のか、といった背景・基盤の解明をめざすため、英国にて産業革命後に発生したカンパニータウン、アメリカのモータリゼーションを背景に誕生した住宅地域、環境配慮型の開発地域、を中心に現地調査を行なった。

また、(3)数量化手法の考案と導入を試みた。従来のこれら事例紹介が表面的なものに終始しており、相互比較また導入のための評価基準設定への努力に欠けているからである。(4)それらの成果を日本の状況と相関させて架橋し、日本において地域レベルでの持続可能社会構築への展望を拓いた。(5)さらに考案した数量モデルをもとに将来像の推計を行うとともに、バックキャスティングにより地域の現況を再評価した。
半導体ヘテロ構造中の量子準位間遷移とテラヘルツ共振器輻射場の超強結合の物理と応用

我々は、半導体量子構造を強いテラヘルツ電磁場の中に置き、その量子伝導を制御することを目的として研究を行った。主な成果は以下の通りである;1)半導体超格子に強いテラヘルツ電磁波を照射することにより、高電界ドメインの発生を抑制することに成功した。2)量子ドットにナノギャップ電極を形成することにより、量子ドットとテラヘルツ電磁波の強い結合を実現し、テラヘルツ光子支援トンネル効果により単一電子の伝導を制御することに成功した。半導体量子構造中で起こる量子準位間やワニエ・シュタルク準位間のサブバンド間遷移を、共振器構造により強く閉じ込めたテラヘルツ電磁波により制御し、新しい物性を見いだすのが本研究の目的である。本年度は、半導体量子構造と相互作用するTMモードのテラヘルツ電磁波を閉じ込めるための、フォトニック結晶微小共振器の設計と初期的な実験を行った。まず、フォトニック結晶微小共振器の実現に不可欠なテラヘルツ帯TM偏光に対するフォトニックバンドギャップ構造を、フォトニック結晶表面電極を用いて実現した。また、フォトニック結晶中に組み込まれた半導体超格子からのテラヘルツ発光をテラヘルツ時間分解分光法で調べることでフォトニックバンドギャップの形成を検証した。特に、バイアス電圧印加のための半透明Ti電極を超格子とフォトニック結晶電極の間に挿入したところ、Ti層の面伝導率の最適化によって、高い消光比を持つ明瞭なテラヘルツ帯TM偏光に対するフォトニックバンドギャップを得ることに成功した。さらに、超高Q値-体積比を有するフォトニック結晶微小共振器を金属/半導体コア/金属導波路と三角格子フォトニック結晶電極を組み合わせた構造において設計した。まずフォトニック結晶電極に設ける孔の大きさと半導体コアの厚みを制御することでフォトニックバンドギャップを実現した。また共振器のQ値は、金属への表面侵入による伝導損失とバンドギャップによる漏れ損失への抑制効果のバランスにより決まることを明らかにし、さらに半導体コアの厚み制御によりQ値を最大化した。また、設計した構造は既存の微小共振器構造と比較して1/10も小さなモード体積をもつ共振器であり、ブロッホ発振器の実現に最適であるだけでなく、既存のテラヘルツレーザに応用することで駆動電力を1-2桁下げることが期待される。また本年度は、半導体量子構造のサブバンド間遷移やフォトニック結晶構造の評価に有用なフーリエ分光装置を導入した。今年度は特に半導体超格子中の電子の伝導ダイナミクスをテラヘルツ電磁波で制御し、ブロッホ発振器への応用を図るという観点から、共振器の設計と伝導ダイナミクスの制御の実験を行った。半導体超格子は、その特性として電圧の増加とともに電流が減少する微分負性抵抗を有している。この微分負性抵抗のために、バイアス電圧の印加とともに超格子内部の電荷密度は不均一となり(高電界ドメインの発生)、ブロッホ発振器に必要な均一な電界が得られないという、ブロッホ発振器実現のための大きな障害となってきた。本研究では、外部より強力なテラヘルツ電磁波を入射し、大振幅交流動作により電子の伝導を制御し、高電界ドメインの発生を抑制することを行った。外部から入射させる電磁波としては、強力なジャイロトロンからの400GHzの電磁波を用いることとした。また、ジャイロトロンからの電磁波を集光するために、共振器としてはフォトニック結晶微小共振器ではなく、素子に集積化した金属のダイポールアンテナを用いることとした。ダイポールアンテナにすることにより、小さな試料メサ構造に竜磁波を集光することができるとともに、Q値がそれほど高くないので、ジャイロトロンからの光との結合が容易であるという利点があった。試料にジャイロトロンからの電磁波を照射しつつ、電流-電圧特性を測定したところ、外部から照射した電磁波のフォトンエネルギーがちょうどブロッホ振動の周波数に等しくなるバイアス電界において、電流が電磁波の照射に依存しない不動点が観測された。また、それ以下(以上)のバイアス電圧では、電流の減少(増加)が観測された。このことは、半導体超格子内部のワニエ・シュタルク準位間で光支援トンネル効果により伝導が大きく変化し、電磁波照射で高電界のドメインが消失し、素子に均一な直流電界が印加できたことを意味しており、ブロッホ発振器実現への大きなステップとなった。半導体量子構造中の量子準位間隔など典型的なエネルギースケールは、テラヘルツの光子エネルギーの領域に有り、テラヘルツ電磁波を用いることにより、その物性の解明のみならず、その制御も可能になると考えられる。本研究では、特に強いテラヘルツ電磁波の照射により半導体量子構造の物性を制御することを目的として研究を行った。本年度の主な成果は以下の通りである。1)半導体超格子を用いたブロッホ発振器実現において、最後に残された課題は超格子の微分負性抵抗に起因する高電界ドメインの発生をいかに抑制するかである。本研究では、半導体超格子に強いテラヘルツ電磁波を照射することにより、高電界ドメインの発生を抑制することを試みた。

アンテナおよびSi超半球レンズを装着して、テラヘルツ電磁波が強く結合するように工夫した半導体超格子に2.5 THzの放射を照射したところ、電流が照射電磁波パワーに依存しない不動点が観測された。この不動点のバイアス電圧を境目にして、電磁波の照射とともに電流が減少・増加することが観測できた。この振る舞いは、強いテラヘルツ電磁波の照射により、テラヘルツ光子支援トンネル効果により伝導が変調され、高電界ドメインを抑制することができたことを意味している。2)我々は単一自己組織化量子ドットにナノギャップ電極を形成すると、単一電子トランジスタとして動作し、超伝導やスピン物性において特異な物理を見せることを明らかにしてきた。本年度は、電極構造をアンテナ形状とし、さらにSi超半球レンズを装着することにより、量子ドットとテラヘルツ電磁波の強い結合を試みた。その結果、通常では電子が伝導できないクーロンブロケード領域でも、テラヘルツ光子支援トンネル効果により伝導が可能になる現象を見いだした。本成果は、テラヘルツ電磁波で単一電子の伝導を制御することができることを示したという点で大きな意義がある。当初計画では、微小共振器構造中に入れた量子構造中のサブバンド間遷移と電磁波の結合に関する研究を行うよう研究を進めていたが、福井大学のジャイロトロン施設が使えるようになったために、研究の主眼を少しシフトさせて、アンテナ共振器に結合した半導体超格子の伝導ダイナミクスを強いテラヘルツ光で制御する実験を行った。この実験では、外部からの強いテラヘルツ光照射により超格子内の高電界ドメインを抑制できるという実験的な証拠が見つかり、大きな進展があった。24年度が最終年度であるため、記入しない。今年度にきっかけをつかんだ大振幅交流動作による半導体超格子のドメインの抑制について、アンテナ共振器構造の最適化や、内部交流電界の正確な見積もりなどを行い、高電界ドメインの抑制に関する初めての実験的な論文を執筆する。さらに当初計画にある微小共振器構造に関して検討を行い、低いパワーのテラヘルツ電磁波の照射でも大きな交流効果が得られるよう、最適化を進める。
生体膜を模した新規な分子認識輸送膜の開発

膜表面のみに分子認識機能を有し、且つ物質透過性の高い固体膜の開発を目的として、クラウンエーテルの表面修飾方法と表面分子のイオン識別能について基礎的検討を行った。2本の長鎖アルキル基とアミド基をもった長鎖18-クラウン-6の単分子膜を、水平付着法によって酸化スズ(SnO_2半導体電極上に付着させた。この長鎖クラウンエーテルは、分子間相互作用によって安定な液体凝縮膜を形成することが判明した。LB膜修飾SnO_2電極の表面電導度を、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩の水溶液に対して測定した結果、クラウン環にカチオンが捕捉されたことによる電導度の上昇が観測された。表面電導度の上昇量は、18-クラウン-6と複合体を形成しやすいカチオンほど大きかったことから、SnO_2上に作製したクラウンエーテルLB膜が溶液中のイオンを認識することが結論できる。さらに、62年度に報告した一本鎖型の長鎖クラウンエーテルよりも膜の安定性に優れている。2.化学修飾法シランカップラーまたはチタネートカップラーによりSnO_2表面にアミノ基を導入し、グルタルアルデヒドを介してアミノ化クラウンエーテルを化学結合させた。また、ブタジエン誘導体シランカップラーを用いて直接アミノ化クラウンエーテルを導入する方法も試みた。以上のように化学修飾したいずれのSnO_2電極においても、表面単分子層相当量のクラウンエーテルがイオン認識能を有することが、表面電導度測定から判明した。本年度の研究で得られた知見をもとに、今後は、多孔質のガラス膜および高分子膜の表面にクラウンエーテルを修飾した輸送膜を作製する。
シカ・イノシシを林産物化するための総合的研究

1.ヨーロッパにおける野生動物の肉市場:中部ヨーロッパでは野生動物の肉は日常的な食べ物であるとともに、健康食品のような地位が与えられている。田舎のレストランでは、メニューの中に沢山のシカやイノシシ料理が載せてある。その背景として、狩猟がビジネスのような形で存在していること、牧場が広まっていることの2点を指摘できる。また、ハンターや牧場主は、収入の拡大を求め、肉の一次加工をする例が多くなっている。2.狩猟制度:野生のシカ・イノシシ肉を安定供給するためには、狩猟を通じた野生動物の頭数管理が不可欠である。米国では州の野生動物局が猟区ごとの捕獲頭数や動物の大きさを決めて狩猟を行わせ、捕獲の結果を厳密に把握し、頭数を増やすように努力している。オーストリアでは猟区の権利が売買され、権利を取得したハンターが野生動物の管理者である。日本のような野生動物を「駆除」するという思想はない。3.日本のシカ・イノシシ肉市場:日本でシカは約10万頭、イノシシは約8万頭捕獲されているが、一般のレストランに出回ることはない。長崎県対馬では、昨年1千頭以上のシカが捕獲(駆除)されたが、地元の魚の味(味の文化)には勝てず、そのほとんどが埋められている。また利用しても、ヒレ肉で体重の20%以下しか利用されていない。4.料理の方法:日本におけるシカ・イノシシは、捕獲されるとその日の内に解体され、肉のかたまりにされるが、ヨーロッパでは内臓を取り除き、熟成するまで冷凍庫で保存している。この最初の取り扱いがその後の料理方法に大きく影響している。こうした、欧米の文化やシステムを参考に、日本のシステムを作り上げる必要がある。(1)動物センサス調査:シカの糞調査を実施した。地形(傾斜)・森林植生によって糞の量に著しい差があることが明かとなり、傾斜と植生がシカ密度を推計する際の基礎的因子であることを確認した。(2)森林被害・餌調査:冬季の餌となるスズタケが大規模に消滅し、スギ、ヒノキ、ケヤキなどの植林木も大きな被害を受けているが、9年度調査地では天然生マツ(10年以下の若いマツ)の被害が広がっていることが明らかになった。(3)食肉加工技術改善:シカは体重の30%弱の肉が刺身として利用されているものの残りは廃棄されている。そこで、肉利用の多様化と利用率の向上を目的としてソ-セージやジャーキ-、スペアリブを試作した。製造方法の改善が必要である。(4)ハンター調査:ハンターの減少と高齢化が進んでいる。年齢別、職業別、地域別の分析を行った。ハンターが農山村地域から都市居住者へ移行して行くのは米国も同様であるが、ハンティングの経験や教育方法に違いがあることが明らかになった。健全なスポーツハンティングを推進することと、動物の密度管理を進めることを両立するためにこの分野の研究を深める必要がある。(5)市場調査:シカ・イノシシ肉の市場調査を実施した。豚肉や牛肉のように全国的な市場を形成しているわけではない。シカやイノシシのとれる都市(狩猟地域都市)において1、2の小売業が存在する。また、山村において一部の民宿でシカやイノシシ肉を食卓にのせる例がある。前者の仕入れ先は輸入肉(ニュージーランド産?)とハンターであり、後者は地元ハンターである。販売を目的とするハンターが狩猟地域山村に存在する。1.狩猟制度に関する研究:シカ・イノシシを林産物化する際に最も重要な問題は、シカやイノシシを最適な時期に円滑に捕獲できるシステムを作ることである。現在の狩猟制度では11月中旬から翌年の2月中旬までが猟期であるが、餌の少ない時期で動物は痩せ、味も悪い時期である。

他方、シカやイノシシの約3分の1は有害獣駆除として猟期外に捕獲されている。最近、一部の地方自治体がシカ・イノシシに対する捕獲報奨金を出すようになっているが、狩猟事故も少なく、味の良い時期で、地元からは歓迎されている。こうした実態を踏まえ、狩猟制度の一部を改正することを提言した。2.猟区の設定準備:増えすぎたシカやイノシシを害獣とみなす現行法から離れ、林産物として認識しようとした場合、特定の地域を猟区(シカやイノシシを林産物とみなす地域)と認定し、保護、育成、捕獲等に関する新しいルールを作ることが必要である。そのモデルを宮崎県椎葉村に作るため、森林所有者の合意やハンターの協力等を打診し始めたところである。3.シカ内臓の利用開発:昨年に引き続き、シカ肉の利用開発という視点から、本年は特にシカの内臓活用について研究を行った。4.動物密度調査:糞調査に基づく、シカの密度調査を引き続き実施した。糞の消失は動物の密度を推計する上で重要な因子であるが、糞を動かした場合、消失時間に影響を与えることが明らかになり、糞調査の改善について検討した。5.動物による森林被害研究:シカ被害を航空写真から判読する研究を進め、現地を踏査しなくとも被害程度を確認することが可能となった。1.ヨーロッパにおける野生動物の肉市場:中部ヨーロッパは野生動物の肉は日常的な食べ物であるとともに、健康食品のような地位が与えられている。田舎のレストランでは、メニューの中に沢山のシカやイノシシ料理が載せてある。その背景として、狩猟がビジネスのような形で存在していること、牧場が広まっていることの2点を指摘できる。また、ハンターや牧場主は、収入の拡大を求め、肉に一次加工をする例が多くなっている。2.狩猟精度:野生のシカ・イノシシ肉を安定供給するためには、狩猟を通じた野生動物の頭数管理が不可欠である。米国では州の野生動物局が猟区ごとの捕獲頭数や動物の大きさを決めて狩猟を行わせ、捕獲の結果を厳格に把握し、頭数を増やすように努力している。オーストリアでは猟区の権利が売買され、権利を取得したハンターが野生動物の管理者である。日本のような野生動物を「駆除」するという思想はない。3.日本のシカ・イノシシ肉市場:日本でシカは約10万頭、イノシシは約8万頭捕獲されているが、一般のレストランに出回ることはない。長崎県対馬では、昨年1千頭以上のシカが捕獲(駆除)されたが、地元の魚の味(味の文化)には勝てず、そのほとんどが埋められている。また利用しても、ヒレ肉で体重の20%以下しか利用されていない。4.料理の方法:日本におけるシカ・イノシシは、捕獲されるとその日の内に解体され、肉のかたまりにされるが、ヨーロッパでは内臓を取り除き、熟成するまで冷凍庫で保存している。この最初の取り扱いがその後の料理方法に大きく影響している。こうした、欧米の文化やシステムを参考に、日本のシステムを作り上げる必要がある。
C型肝炎ウイルスの翻訳抑制機構と持続感染機構の解明

C型肝炎ウイルス(HCV)の構造タンパク質であるコア蛋白質は自身のゲノムRNAに結合して自身の翻訳を抑制することを示唆する結果を得た。この翻訳抑制に重要なゲノムRNA領域は、5'非翻訳領域(5'UTR)内のstem-loop IIId領域(IIId)、特にこの領域のapical loop内の連続するGGG(ゲノムの5'末端から数えて266-268nt、clone J1)が重要であることが明らかとなった。一方、この翻訳抑制に重要なコア蛋白質領域はコア蛋白質に3カ所存在する正に荷電したアミノ酸残基が集中するクラスター(N末端からc1,c2,c3)のうち少なくとも2個のクラスターが重要であることを示唆する結果を得た。以上の結果を得る根拠となった実験結果を以下に示す。2.これらの各領域を欠失した5'UTRによる翻訳効率を調べた結果、IIIdが欠失した場合のみ、コア蛋白質による翻訳の抑制効果がなくなった。更にIIId内のapical loop GGGをCCCに替えた5'UTRによる翻訳はコア蛋白質による抑制はなくなった。3.コア蛋白質めクラスターc1,c2,c3内の正に荷電したアミノ酸残基をアラニンに置換した変異コア蛋白質のみHCV5'UTRによる翻訳抑制がなくなった。今後の展開:培養細胞で増えるHCVクローンが見出されたことにより簡単な方法でHCVの複製を知ることが可能となった。このクローンを培養細胞に感染させ翻訳されたコア蛋白質によりHCVIRES依存的翻訳抑制、持続感染が起こるかを調べる。コア蛋白質によるHCVの翻訳抑制に必要なHCV5'非翻訳領域(5'UTR)の同定コア蛋白質はHCV5'UTRの10領域のオリゴRNAの中でstem-loop I(I)、23-41nt及び、stem-loop IIId(IIId)領域のRNAと結合することがBIAcoreを用いた実験より明らかとなった。コア蛋白質の結合量はそれ以外の7領域のRNAに比べ、IIId領域は約12倍、Iと23-41nt領域は約2.5倍であった。そこでこれら(I、23-41nt、及びIIId)の領域をそれぞれ欠失させたレポータRNA;ΔILuc、Δ23-41Luc、及びΔIIIdLucを作製し細胞内でのこれらのLuciferase活性を調べることにより、コア蛋白質による翻訳抑制効果を調べたところ、ΔIIIdLucの場合のみコア蛋白質が発現している細胞でも翻訳が抑制されなくなった。更に、IIId領域内のbulge loopがstem構造を取り得るよう、275ntのAをCUに置換した、或いはIIId領域のloopに存在するGGG(5'末端から266-268ntの位置)をCCCに置換したレポータRNA(それぞれIIId-1Luc、IIId-2Luc)を作製しこれらの活性を調べた。コア蛋白質による翻訳はIIId-1Lucでは依然抑制されたが、IIId-2Lucでは抑制されなくなった。これらのことはコア蛋白質によるHCV IRES依存的翻訳抑制にはIIId領域が重要で、特にloop領域のGGGが重要であると考えられる。またBIAcoreにより、コア蛋白質は他のホモオクタマーRNAに比べG_8に約3倍量結合する結果を得た。そこで、IIId-1、IIId-2領域のオリゴRNAとコア蛋白質との結合をBIAcoreを用いて調べた。IIId-2へのコア蛋白質の結合量は塩基置換前のwt IIId領域のオリゴRNA場合よりも約0.74倍減少した。一方、IIId-1では約1.1倍増加した。このことはコア蛋白質のIIId領域に対する結合には、GGG領域が重要であると考えられる。またbulge領域もGGG領域程ではないが、コア蛋白質結合において関与が考えられる。以上よりコア蛋白質がIIId領域内のloopに存在するGGGに結合することにより翻訳が抑制されると強く示唆される。コア蛋白質によるHCVの翻訳抑制に重要な宿主因子の検索

これまでにHCVコア蛋白質は自身の5'UTRの10領域のオリゴRNAのうち、stem-loop I(I)、23-41nt及び、stem-loop IIId(IIId)領域のRNAと結合することがBIAcoreを用いた実験より明らかとなった。またこれらの領域(I、23-41nt、及びIIId)をそれぞれ欠失させたレポータRNA(HCV 5'UTRにluciferase遺伝子を融合させた);ΔILuc、Δ23-41Luc、及びΔIIIdLucのうち、コア蛋白質が発現している肝臓癌由来HepG2細胞で、ΔIIIdLucのみ翻訳が抑制されなくなった。更に、IIId領域内のloopに存在するGGG(5'末端から266-268ntの位置)をCCCに置換したレポータRNAの活性を調べたところ、コア蛋白質による翻訳は抑制されなくなった。これらのことはコア蛋白質によるHCV IRES依存的翻訳抑制にはIIId領域が重要で、特にloop領域のGGGが重要であると考えられる。最近ドイツのグループが肝癌由来Huh7細胞を用いてHCV遺伝子の複製系を開発した。そこで、このHuh7細胞を用いてコア蛋白質によるHCV IRESによる翻訳の変化を調べた。その結果、Huh7細胞ではコア蛋白質は自身のIRESによる翻訳を抑制しないことを示唆する結果を得た。このことはHCVコア蛋白質の自身のIRESによる翻訳抑制には細胞選択的な因子が重要であることを示唆する。そこでIIId領域特異的に結合する宿主因子の検索を始めた。現在のところIIId領域に特異的に結合する幾つかの蛋白質を確認している。今後、質量分析等によりこれら蛋白質の同定を行い、コア蛋白質による翻訳抑制機構との関連を調べる。コア蛋白質によるHCVの翻訳抑制に重要なコア蛋白質領域の同定これまでの研究により、HCVコア蛋白質がHCV 5'UTR内のstem-loop IIId領域に結合することによりHCV IRESによる翻訳を抑制することを示唆する結果を得た。本年度はこの翻訳抑制に重要なコア蛋白質の領域を決定した。コア蛋白質のN末端、及びC末端欠失変異体をほ乳類細胞で発現させるため、CAGプロモータ下にこれら変異蛋白質をコードするDNAを組み込んだプラスミドを作製した。これらのプラスミドをそれぞれトランスフェクションし、これらの変異コア蛋白質をHepG2細胞で発現させ、更にHCV 5'UTRにluciferase遺伝子が融合したレポータRNAをトランスフェクションし、各コア蛋白質による、HCV 5'UTRによる翻訳効率の変化を調べた。その結果、N末端から23アミノ酸残基(a.a.)欠失した変異コア蛋白質は依然HCV 5'UTRによる翻訳を抑制した。しかし、N末端から57a.a.及び71a.a.の欠失蛋白質はこの翻訳を抑制しなくなった。一方、C末端の19a.a.及び41a.a.欠失変異蛋白質はHCV 5'UTRによる翻訳を抑制しなかった。C末端を欠失したコア蛋白質は核に局在することが知られており、このためこれらの変異蛋白質は細胞質で起こる翻訳に影響を及ぼすことが出来ず、HCV 5'UTRによる翻訳を抑制しないと考えられる。
宇宙の元素合成・拡散史解明に向けた高精度Ｘ線分光による銀河団プラズマの探査

銀河の大集団である銀河団は宇宙で最大の天体であり、宇宙年齢をかけて進化してきたため、宇宙の力学的、化学的進化をさぐるよいプローブとなる。私は銀河団の観測的研究として、日本のX線天文衛星「すざく」を用いて、銀河団内に存在する高温ガスの温度や密度から、熱的な進化の指標となるエントロピーを調べ、宇宙論的数値シミュレーションと比較した。また実験的研究として、将来のX線天文衛星搭載を目指し、誘電体マイクロカロリメータ検出器の開発を行った。同時に2015年度打ち上げ予定のX線天文衛星「ASTRO-H」搭載のカロリメータ検出器の試験にも貢献した。銀河団の観測的研究については、力学的進化の解明として銀河団のX線と弱い重力レンズ効果による観測から銀河団外縁部の高温ガスの物理状態について詳細に調べた。その結果、銀河団外縁部では中心部とは違い静水圧平衡の仮定が成り立たないであろうということを示した。化学的進化の研究として、「すざく」衛星で観測された遠方銀河団の観測から銀河団に含まれる鉄が過去から現在までどのように変化してきたのかについて詳細な解析をおこなった。また、銀河団よりも規模の小さな銀河群において、「すざく」で観測された数個の銀河群内の高温ガスの過去に起こった熱的過程を示す指標として「エントロピー」を用い、銀河団内に含まれる鉄の量に相関があることを初めて示した。これは、銀河群のような小さな系では、「エントロピー」が大きいために高温ガス、及びそこに含まれる鉄を過去に中心に集めきれていないことを示唆するものである。実験的研究としては、誘電体カロリメータの素子および読み出し回路の開発を行った。今年度は宇宙科学研究所との共同研究で、チタン酸ストロンチウムをマウントしたLC共振回路の開発を行った。まず我々は酸素の置換数が違うチタン酸ストロンチウムの温度に対する誘電率の変化の測定を行った。次に酸素置換を行わなっていないチタン酸ストロンチウム素子と並列にインダクタンスであるスタブ共振器を並べることにより、目標とする検出器の感度に近づくことを初めて確認した。我々は共振器としての性能実証のため、絶対温度2Kという環境下でLED光をLC共振回路に照射し、光による熱入力を読み出すことによって初めてGHz帯での誘電体マイクロカロリメータの原理実証に初めて成功した。2015年度打ち上げ予定のX線天文衛星「ASTRO-H」搭載SXS検出器の技術立証モデル及び飛翔体モデルの冷凍機試験をJAXA及び住友重機械工業で行った。銀河団の観測的研究について、私は銀河団Abell 1246の観測提案をX線天文衛星「すざく」に行い、中心領域とオフセット領域について実際に観測した。銀河団中心から銀河団の勢力範囲(ビリアル半径)を越える領域までのX線スペクトルを詳細に解析した結果、銀河団の温度は中心で約7 keVであり、外側に行くほど温度が低くなり、ビリアル半径付近では2.5 keVまで下がっていることを確認した。X線で観測したガスの温度と密度から静水圧平衡を仮定して銀河団質量を求めたが、これは弱い重力レンズ効果を用いて銀河団の質量を求めているスケーリング則に比べて20%程度小さいことが判明した。これは、銀河団の外側領域では静水圧平衡が成り立っていないことを示唆する結果である。また、銀河団形成の際の熱エネルギー収支の指標となるX線天文学的「エントロピー」の半径分布を調べた結果、宇宙論的数値シミュレーションを用いた予測と乖離しているという結果が得られた。これも銀河団の外側では静水圧平衡が成り立っていないという結果を支持するものである。私はこの結果を日本天文学会誌に投稿し、採択されている。実験的研究としては、誘電体カロリメータ素子及び読み出し回路の開発を継続して行った。昨年度に初めて「カロリメータシステム」としての性能実証に初めて成功したが、今年度は極低温アンプを用いた回路の製作を行った。また、素子の温度を変化させた時の熱計算から、誘電体素子からの信号として妥当であるという確証を得た。2015年度打ち上げ予定のX線天文衛星「ASTRO-H」搭載SXS検出器の飛翔体冷凍機の性能実証試験をJAXA及び住友重機械工業で行った。X線天文学銀河団の観測的研究については、銀河団外縁部の物理状態を示すためにX線観測と弱い重力レンズ効果を組み合わせて観測によるバイアス効果を軽減させることにより、初めて銀河団の中心から離れた距離までの高温ガスの物理状態について制限をつけた。化学的進化についても、銀河団や銀河群でこれまで調べられていなかった「エントロピー」と元素量の関係に着目し、よい相関があることを示した。これらの成果をより固めるためのX線衛星への観測提案も採択され、今後も研究を推進できると考える。

実験的に研究である誘電体カロリメータ開発も順調にチタン酸ストロンチウムと共振器の開発を概ね順調に開発を行うことはできた。しかし、今般の寒剤として使用する液体ヘリウムの入手困難さにより、極低温での実証実験の回数に支障を来し、素子や読み出し回路のパラメータの最適化を測る回数としては十分であるとは必ずしも言えない。このような寒剤の入手困難による遅れから研究費の一部を翌年度に繰り越した。銀河団の観測的研究においては、昨年度の実績をより強固にするための観測提案を行い、採択された。本年度中に観測される予定であり、今後の銀河団の力学的、化学的解明を推し進める。実験的研究においては、昨年度よりは液体ヘリウムの入手が比較的容易になる傾向があるため、素子やLC共振回路の最適パラメータをもとめ、より極低温での信号検出に目処をつけることを考えている。また、今年度は2015年度打ち上げの天文衛星「ASTRO-H」搭載SXS検出器の飛翔体モデルの性能試験をJAXA及び住友重機械工業で行う予定である。冷凍機実験には欠かせない寒剤である液体ヘリウムが入手困難であるという今般の事情のため、誘電体カロリメータ実験のパラメータ最適化が必ずしも十分な回数行うことが不可能であった。よって、最適化後の購入を予定していた基板や回路部品の調達ができなかったことに由来する。液体ヘリウムの供給が改善されてきたため、今年度に繰り越した金額を用いて基板や回路部品を購入し、それに加えて、実験データ解析環境を整えることを計画している。
カリウムイオン依存的機能スイッチング能をもつ機能性核酸の創製と普遍的設計法の確立

生体内におけるK+濃度は細胞外では約5 mM、細胞内では約100 mMであることが知られている。したがってK+濃度に応じて活性を切り替えることが可能な機能性核酸は自身が細胞内および細胞外のいずれに存在しているのかを感知し、存在場所に応じて自らの活性をスイッチングし得る。このような機能性核酸は医療用アプリケーションや様々な分子ツールへの応用が期待できる。これまでに我々はGGA繰り返し配列をもつRNA (R11)がK+存在下でコンパクトな四重鎖構造を形成することを見出し、この構造変化を利用してK+依存的にハンマーヘッド型リボザイムの活性をスイッチ可能な四重鎖リボザイム(QHR)を開発した。本年度はR11を用いてK+依存的に活性を制御する手法をリボザイム以外の機能性核酸へ拡張するためにHIVウイルスのTatタンパク質を捕捉するRNAアプタマーを2つのドメインに分割し、これらのドメインをR11の両末端にそれぞれ連結することで、四重鎖Tat捕捉アプタマー(QTAp)を開発した。QTApはK+非存在下ではTatの部分ペプチドを結合する活性を持たないが、K+存在下ではTatペプチドを結合する活性を発揮した。加えてQTApは細胞外に高濃度存在するNa+では活性化されずK+特異的に活性をスイッチできることを見出し、細胞内外における活性スイッチングに適した性質を持つことを示した。またNMR法を用いてQTApがK+濃度の増加に応じて四重鎖構造を形成しており、意図したとおりの設計に成功していることを示した。これらの結果から本手法がリボザイムのみではなく様々な機能性核酸へと拡張可能な汎用性の高い手法であることを示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。生体内においてカリウムイオン濃度は細胞外では約5mM、細胞では約100mMに保たれている。したがってカリウムイオン濃度を感知し、活性を切り替えることが出来る機能性核酸の創製は細胞の内と外での活性スイッチングを可能とし、医療用アプリケーションや様々な分子ツールへの応用が期待できる。これまでに我々はr(GGAGGAGGAGG)配列をもつRNA(R11)が、カリウムイオン存在下ではコンパクトな四重鎖構造を形成することを示した。さらにR11のこの構造変化を利用してカリウムイオン依存的に活性のON/OFFを制御可能な人工機能性核酸を開発するために、R11の配列でハンマーヘッド型リボザイムの配列の一部を置換した四重鎖リボザイム(QHR)を構築した。本年度は細胞の内外における自律的活性スイッチングの達成に向けて、QHRについてin vitroにおける諸性質の評価および改良を行った。カリウムイオン非存在下におけるQHRの活性をさらに抑制するために、カリウムイオン非存在下でQHRと相補的に二重鎖を形成し、カリウムイオン存在下では自身も分子内四重鎖を形成してQHRと解離することが可能なDNA(QCS)を設計した。KC1濃度0及び100mM条件における活性の差はこれまで2.3倍にとどまっていたが、QCSによるカリウムイオン非存在下における活性抑制の結果、これを16倍まで拡大することに成功した。さらに50%のQHR-QCSが活性化するカリウムイオン濃度は23mM KC1であり、QHR-QCSは細胞内外でのスイッチングに適したカリウムイオン感受性を有していた。また、QHR-QCSはナトリウムイオン存在下ではほとんど活性化は見られずカリウムイオンでのみ活性化されることを明らかにした。QHRがカリウムイオン非存在下で残存活性を示すことが問題となっており、その抑制が課題となっていた。

今回四重鎖を形成する性質を有する相補鎖を導入する事によって、この課題を克服することに成功した。これによってカリウムによる活性の増強幅を格段に上昇させる事に成功した。またナトリウムイオンでは活性がオンにはならない事、QHRの活性化のカリウムイオン濃度依存性を確認し、本系が細胞における応用に適している事を示した。培養細胞を用いた細胞内におけるQHRの活性評価のため、GFPレポータ一分子とした細胞内のリボザイム活性評価の系を構築する。また、細胞内でのQHRの構造情報を取得するためにin-cell NMR法による細胞内でのQHRの構造解析を行う。そのための細胞内への核酸大量導入方法の検討を進める。
食品中の非変異原性発がん化合物による薬物代謝酵素のエピジェネティク制御

有用な生体触媒であるP450は、医薬、化成品などの酸化反応を触媒する事が知られている。特に、P450はガンに関与する様々な化学物質を代謝活性化することが知られている。変異原性を持つ化学物質は、P450などの酵素により生体内変化を受けて変異原性化学物質へと変化する事が明らかになっている。一方、変異原性を示さない発ガン性化学物質については、その作用機作が不明であった。本研究では、食品由来の非変異原性物質であるイソチオシアネートが、P450のプロモーターへと作用する事で、P450の発現量を変動させる事を見出した。平成24年度は、食品中に含まれる非変異原性発がん物質による発がん機構の解明を向けて研究を推進した。特に、イソチアシアネート、ヒドロキノン、カテコール、カフェ酸およびピロリジンアルカロイドについて、ヒト培養細胞であるHepG2およびCaco2細胞へと添加実験を行った。具体的には、薬物添加後の培養細胞からmRNAを回収した後に、cDNAへと変換しすると共に、そのcDNAを用いた定量PCRを行う事で各薬物代謝を行うP450分子種の誘導を観察した。その結果、ヒト薬物代謝において重要な働きをするCYP3A4の発現誘導が観察された事から、CYP3A4が食品成分による発がん機構に関与している可能性が示唆された。そこで次に、このCYP3A4を大腸菌へと大量発現し、その機能を明らかにする事を試みた。具体的には、先の研究で当研究代表者が作製済みのP450発現用カセットプラスミド中へとヒトからクローン化したCYP3A4cDNAを導入した。その後、本cDNAを持つ発現プラスミドを大腸菌へと形質転換することで、新たなヒト薬物代謝系を構築した。最後に、このCYP3A4発現系を用いて種々の食品成分の代謝およびその活性化について検討した。その結果、キノコに含まれる発がん物質であるP-ヒドラジノ安息香酸、リンゴジュースやタマネギに含まれる発がん物質であるケレセチンを代謝することが判明した。現在、DNAメチル化認識酵素法や、バイサルファイト法を用いた解析により、エピジェネティックな変化がCYP3A4の遺伝子発現に与える影響を調査している。食品中の変異原性発がん物質に対して、非変異原性発がん物質はその発がんメカニズムの詳細は明らかでない。また、遺伝子の上流領域に存在するプロモーター領域のメチル化量によって、遺伝子の発現量が変化するなどの、後天的な遺伝子発現の制御(エピジェネティクス)に対する知見が集まりつつある。特に、P450遺伝子のエピジェネティック制御に関する研究報告は最近増加しており、新しい知見への期待が高まっている。そこで、本研究では、食品成分とP450、トランスポーターとの相互作用を解析しすることで、総合的な食品相互作用の解析を試みた。ヒト肝臓がん由来培養細胞株であるHepG-2にITC類の溶媒として用いたDMSOをおよび、本研究で用いた各ITCを混合した培地に曝露させた。ITC類を曝露した培養細胞中のmRNAを定量PCRで分析した。CYP1A2遺伝子において、methyl ITCを添加した場合に発現が抑制されることが判明した。次に、強力な脱メチル化剤である5-aza-dCを添加し、各P450遺伝子の発現量がどのように変化するかを定量PCRを用いて解析した。その結果、CYP1A2遺伝子において、5-aza-dC添加によって、MP ITC 10μM添加時の発現量が著しく抑制されているという結果が得られた。本結果は、CYP1A2遺伝子の上流領域に、CYP1A2遺伝子の発現を抑制する遺伝子配列が存在している可能性を示唆している。すなわち、CYP1A2抑制遺伝子の上流領域にあるプロモーターが脱メチル化され、発現が誘導されることで、CYP1A2遺伝子の発現が抑制された可能性が示唆された。DNAメチル化の影響を調べる予備実験とした、ヒト培養細胞へと食品由来の非変異原性発がん物質を添加する際の負荷量決定した。イソチオシアネ-ト、ヒドロキノンおよびピロリジンアルカロイドを、申請者の所属する研究室で保持している腸管表皮細胞由来のCaCo2細胞および肝臓由来のHepG2細胞へと添加し、様々な非変異原性発がん物質存在下における細胞増殖曲線を書くことにより、細胞増殖に影響を与えない各化合物の最大負荷量を決定できた。その結果、イソチアシアネート、ヒドロキノン、カテコール、カフェ酸およびピロリジンアルカロイドがヒト培養細胞であるHepG2およびCaco2細胞中の各薬物代謝を行うP450分子種であるCYP3A4を誘導することを明らかにした。

この結果は、ヒト薬物代謝において重要な働きをするCYP3A4が食品成分による発がん機構に関与している可能性が示唆しており、当初の研究計画の一部を達成できたと考えられ、概ね研究計画通りであると考えられる。今後は、DNAメチル化認識酵素法や、バイサルファイト法を用いた解析により、エピジェネティックな変化がCYP3A4の遺伝子発現に与える影響を調査していく予定である。DNAメチル化の影響を調べる予備実験し、イソチオシアネ-ト、ヒドロキノンおよびピロリジンアルカロイドを、申請者の所属する研究室で保持している腸管表皮細胞由来のCaCo2細胞および肝臓由来のHepG2細胞へと添加し、様々な非変異原性発がん物質存在下における細胞増殖曲線を書くことにより、細胞増殖に影響を与えない各化合物の最大負荷量を決定できた。本結果は、次度以降のエピジェネティック解析の基礎となる結果であると考えられる。具体的には、イソチアシアネート、ヒドロキノン、カテコール、カフェ酸およびピロリジンアルカロイドを添加した際に観察されるヒトCYP3A4の活性化が、二次的な要因として他の食品由来の化合物を代謝活性化する際の分子メカニズムをより詳細に明らかにしたいと考えている。次年度は、大型機器類等の導入予定はない。よって、先に述べた今後の研究推進方策に基づいた遺伝子解析、蛋白質解析に必要な消耗品および試薬類を購入する予定である。また、積極的な研究結果の開示に向けて、関連する学会である"分子生物学会""農芸化学会"等の全国レベルの学会で発表を行う予定である。また、当該研究結果をまとめ、学術雑誌に論文発表をする予定である。消耗品代として、遺伝子組み換え用試薬、一般試薬類を購入する予定である。また、国内学会発表経費として、学会参加費と旅費を計上する。