hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シアナミド架橋の柔構造を利用した多核錯体の合成戦略と高次構造化

一方、[RhCl(cod)]_2と0.5モルの[Cp^*CoI_2]_2または[Cp^*MCl_2]_2(M=Rh,Ir)を過剰量のK_2NCNと反応させた場合には、セルフアセンブリにより選択的に無電荷の混合金属三角錯体[(Cp^*M){Rh(cod)}_2(NCN)_2]を与えた。原料錯体のモル比を調節することで混合金属クラスターを選択性よく合成できることは、錯体合成上有利であり興味深い。シアナミド架橋多核錯体の中でも、三核以上のコアを持つものに関しては、これまでその合成法はほとんど未知である。本研究ではシアナミド架橋によりどのような構造および反応性を持つ多核コアを構築できるのか、前周期から後周期まで幅広い遷移金属元素に対して検討することを目的として、以下の研究を実施した。まず、これまでの研究でイリジウム(III)では一連の四核および二核シアナミド架橋錯体が得られることが判明していることから、同属のコバルト、ロジウムについて検討した。コバルト(III)ではマクロサイクル型錯体[(Cp^*Col)_4(NCNH)_4]および引き伸ばされたキュバン型錯体[(Cp^*Co)(NCN-N,N,N')_3(CpCo)_3(NCN-N,N,N)]が得られること、ロジウム(III)では引き伸ばされたキュバン型錯体のみが単離されることが判明したが、イリジウムとは異なりいずれにおいてもキュバン型錯体への変換は見られない。また、コバルト(II)ではアニオン性三核錯体[(Cp^*Co)_3(NCN)_2]^-が生成した。一方、平成15年度に開発したルテニウム三核クラスター[(Cp^*Ru)_3(NCN)_2]^-の反応性を詳しく検討した結果、過剰のHClとの反応では三核コアの酸化を伴って、ニトリル部分でside-on配位したシアナミド錯体[(Cp^*Ru)_3Cl(NCN)(NCNH_2)]^+が生成すること、ボランとの反応ではモノ(ボラン)アダクト、ビス(ボラン)アダクトが順次生成することを見出した。前者の反応で得られた錯体のside-onニトリル部分はニトリルの配位様式として新規なものであり、興味深い。このほか、チタン三核錯体[(CpTiClO)_3]からは2つのシアナミド架橋で結ばれたチタン六核錯体の合成など、新規な多核骨格の構築にも成功した。
Na+チャネルポア内側部の構造決定

本年度は、次年度の研究に用いる試料準備を行い、以下のNaチャネル変異体DNAの作成とチャネル変異体発現細胞の作成を行った。1.Naチャネル変異体DNAの作成Naチャネルポア内側部を形成すると思われる4つのドメインのS6のうち、ドメインIのS6に着目し、膜貫通領域の下部2/3に相当するアミノ酸(総数18)のシステイン変異体DNAをラット骨格筋Naチャネルαサブユニット(μ1)を用いて体系的に作成した。ドメインI、S6は活性化ゲートの主要構成部位を含み、ドメインIV、S6と同様にI群抗不整脈薬、局所麻酔薬、抗てんかん薬の結合部位を含むことが予想されている。2.チャネル変異体発現細胞の作成1で作成した変異体DNAのチャネルを常時発現する細胞をHEK293(human emblyonic kidney cell)で作成(stabl1e lineの作成)中である。安定にトランスフェクションされた細胞の選択はG418(ネオマイシンアナログで行い、発現の確認(Na電流の記録)は、whole-cellパッチクランプ法により行った。現在、7つの変異体チャネルに対してstable lineは作成済みである。次年度は、チャネル変異体の発現細胞を用い、システイン残基と特異的に結合する化合物と代表的I群抗不整脈薬のリドカインの作用を検討することにより、既に作成しているドメインIV、S6と4つのPループからなるNaチャネルポアコンピューター分子モデルの中に、ドメインI、S6の構造知見とリドカインのドッキングポケットを描写する予定である。
延性剪断変形に対する化学反応の影響の評価

地殻中部、地殻下部、及びマントル最上部の延性剪断帯でそれぞれ形成された花崗岩マイロナイト、ハンレイ岩マイロナイト、カンラン岩マイロナイトについて、延性剪断変形に対する化学反応の影響を評価した。1)阿武隈山地畑川破砕帯東縁部の角閃岩相花崗岩マイロナイトでは、変形によって促進されるカリ長石のミルメカイトへの分解反応が進行し、この反応生成物がマイロナイトの基質を構成し、変形の主体を担っている。またマイロナイト化は、周囲よりカリ長石に富み黒雲母に乏しい優白質な花崗岩やアプライト脈で進行している。このような優白質な領域では、変形時にミルメカイト生成反応が周囲より活発に起こり細粒の反応生成物も多く生じる。従って、反応軟化による変形が周囲より促進され、さらにミルメカイト生成反応が促進される。このようなフィードバック機構によって優白質な花崗岩でマイロナイト化が進行し、地殻中部に延性剪断帯が形成されたと結論される。2)日高変成帯において、グラニュライト相ハンレイ岩マイロナイトの形成には、斜長石の動的再結晶に加えて、単斜輝石が角閃石へ分解して生じた、細粒反応生成物への変形集中が重要であることが明らかとなった。3)日高変成帯ウェンザルカンラン岩体のレールゾライトでは、カンラン岩体の上部マントルから地殻への上昇過程で、スピネルレールゾライト→斜長石レールゾライトへの相転移反応が起こり、反応によって生じたシンプレクタイトに変形が集中して、マイロナイトが形成されたことが明らかとなった。このように、地殻中部最上部マントルに及ぶ広範囲の条件下で、反応生成物に変形が集中する傾向が認められたことは画期的な成果である。本研究は、地殻中部、地殻下部、及びマントル最上部の延性剪断帯でそれぞれ形成された花崗岩マイロナイト、ハンレイ岩マイロナイト、カンラン岩マイロナイトについて、マイロナイト形成に対する化学反応の影響を系統的に評価することが目的である。今年度開始した本研究のこれまでの成果は、以下に要約される。1)阿武隈山地畑川破砕帯において、弱変形花崗岩からウルトラマイロナイトに至る連続的な定方位試料を採取し、微細構造変化、鉱物組成変化及び全岩化学組成変化を調べた。その結果、花崗岩のマイロナイト化の進行に伴い、カリ長石がミルメカイトへ分解して生じた、細粒の反応生成物に剪断変形が集中する微細構造が認められた。鉱物組成と全岩化学組成も、マイロナイト化の進行に伴い系統的に変化しており、カリ長石の分解反応の進行と調和的である。2)日高変成帯において、グラニュライト相ハンレイ岩マイロナイトウルトラマイロナイトの連続的な定方位試料を採取し、微細構造観察を行った。その結果、ハンレイ岩マイロナイトの形成には、斜長石の動的再結晶に加えて、斜方輝石及び単斜輝石が輝石と角閃石へ分解して生じた、細粒反応生成物への変形集中が重要であることが明らかとなった。3)日高変成帯において、斜長石レールゾライトのマイロナイトの定方位試料を採取し、微細構造、鉱物組成、鉱物化学組成、全岩化学組成などの解析・分析を行った。その結果、カンラン岩体の上昇過程でスピネルレールゾライトから斜長石レールゾライトへと転移した際に、スピネルの分解反応によって生じた細粒の斜長石集合層に変形が集中してマイロナイトが形成されたことが、明らかとなった。このように、地殻中部最上部マントルに及ぶ広範囲の条件下で、反応生成物に変形が集中する傾向が認められたことは画期的な成果であり、また本研究計画の正当性を裏付けるものである。

今年度は、阿武隈山地畑川破砕帯東縁部の花崗岩マイロナイトと、日高山脈ウェンザルカンラン岩体のレールゾライトマイロナイトについて、その形成過程と形成条件を詳細に解析し、以下の成果を得た。1)畑川破砕帯東縁部の花崗岩マイロナイトでは、長石の化学組成とマイロナイト化に伴うモード組成変化から、マイロナイト化に伴い、カリ長石+斜長石→ミルメカイト(アルバイト成分に富む斜長石+石英)+正長石成分に富む細粒カリ長石、というミルメカイト生成反応が進行している。この反応は変形によって促進されることが知られている。二長石温度計により、ミルメカイト斜長石と細粒カリ長石の化学組成から、圧力3kbを仮定した場合、マイロナイト化していない強変形花崗岩で約400°C、ウルトラマイロナイトで約350°Cという反応温度が得られた。全岩化学組成は、カリ長石に富み黒雲母に乏しい優白質な花崗岩やアプライト脈でマイロナイト化が進行したことを示している。このような優白質な領域では、変形時にミルメカイト生成反応が周囲より活発に起こり細粒の反応生成物も多く生じる。従って、周囲より反応軟化が促進されて変形が進行し、さらにミルメカイト生成反応が促進される。このようなフィードバック機構によって、優白質な花崗岩でマイロナイト化が進行したと結論できる。2)ウェンザルカンラン岩体のレールゾライトでは、斜方輝石+単斜輝石+スピネル→斜長石+カンラン石+クロムに富むスピネル、というスピネルレールゾライト→斜長石レールゾライトへの相転移反応が起こり、反応によって生じたシンプレクタイトに変形が集中して、マイロナイトが形成された。輝石と斜長石の化学組成から、このレールゾライトは、スピネルレールゾライト領域において980°C以上の温度で12kb→8kbまで減圧上昇した後、760°C以下の温度まで急冷したことが明らかとなった。
神経ペプチドPACAPを標的とした精神疾患病態への分子遺伝学的アプローチ

精神疾患とPACAPとの関連について、(1)ヒトPACAPの一塩基多型と種々精神疾患/病態との関連、(2)同分子病態としての脳神経核応答性低下およびセロトニン神経機能変化の同定、3)神経発達障害仮説(同病因のひとつ)を支持する知見、4)注意欠陥多動症(ADHD)治療薬とセロトニン1A受容体作動薬の併用による鎮静化作用に関する知見、を基礎および臨床の側面的から明らかにし、統合失調症、双極性障害、ADHDの分子病態研究におけるPACAPという新しい視点の導入を達成した。本研究は、神経ペプチドPACAPおよびそのシグナル系の関連分子に関する、統合失調症・双極性障害・注意欠陥多動性障害(ADHD)における病態的意義を確立することを目的とし、申請者らが創出した変異マウスの解析から必然的に導き出された新規のアプローチにより、上述の精神疾患・障害の機序を探るものであり、次の各点に関する解析を目指す:1)PACAP欠損マウスの精神・神経機能変化に関する、分子神経化学・行動薬理学・解剖生理学的解析、2)ヒト疾患および量的形質としての中間表現型についてのPACAPあるいは関連遺伝的との関連研究、3)既知の統合失調症関連・リスク遺伝子(DISC1等)との機能的連関の解析。以上より、統合失調症等の疾患分子基盤およびこころのメカニズム研究の展開を試み、平成18年度においては、下記の研究成果を得た。(1)統合失調症とPACAPの遺伝子(一塩基)多型(SNPs)との関連解析の結果、PACAPおよびその選択的受容体PAC_1のSNPsと本疾患との有意な関連性が見出された。(2)統合失調症との関連が認められたSNPsについてさらに、認知機能および脳画像診断の結果を基にした中間表現型(量的形質)との関連性についても検討した。(3)統合失調症遺伝子DISC1とPACAPとの機能的連関について検討した結果、PACAPが、DISC1とDISC1結合因子間の相互作用を変化させること、またこれが神経突起伸展などの神経細胞の形態および機能に影響を及ぼす可能性が示唆された。本研究は、神経ペプチドPACAPおよびそのシグナル系の関連分子に関する、統合失調症・双極性障害・注意欠陥多動性障害などの精神疾患・障害における病態的意義を確立することを目的とし、申請者らが創出した変異マウスの解析から必然的に導き出された新規のアプローチにより、その機序を探るものであり、次の各点に関する解析を目指す:1)PACAP欠損マウスの精神・神経機能変化に関する、分子神経化学・行動薬理学・解剖生理学的解析、2)ヒト疾患および量的形質としての中間表現型についてのPACAPあるいは関連遺伝的との関連研究、3)既知の統合失調症関連・リスク遺伝子(DISC1等)との機能的連関の解析。以上より、統合失調症等の疾患分子基盤およびこころのメカニズム研究の展開を試み、平成19年度においては、下記の研究成果を得た。(1)うつ病とPACAP遺伝子の一塩基多型(SNP)との関連解析により、有意な関連を見出した。(2)PACAP欠損マウスを用いて、うつ病の中間表現型に関係する動物の表現型を中心に解析し、うつ様行動の出現、この行動に対するセロトニン2(5-HT_2)遮断薬あるいはPACAPの投与による改善作用、また同マウスの日内コルチコステロン変動の低下、脳海馬のグルココルチコイド受容体発現の低下などを見出した。以上の結果は、PACAPによる神経伝達あるいはセロトニン神経などの他の神経伝達系を調節する働きが、精神行動を調節している可能性をさらに支持するとともに、この働きの何らかの障害が、うつ病のリスクとなる中枢神経機能変化に関わる可能性を新たに示すものと考えられる。本研究は、神経ペプチドPACAPおよびそのシグナル系の関連分子に関する、統合失調症・双極性障害・注意欠陥多動性障害などの精神疾患・障害における病態的意義を確立することを目的とし、申請者らが創出した変異マウスの解析から必然的に導き出された新規のアプローチにより、その機序を探るものであり、次の各点に関する解析を目指す:1)PACAP欠損マウスの精神・神経機能変化に関する、分子神経化学・行動薬理学・解剖生理学的解析、2)ヒト疾患および量的形質としての中間表現型についてのPACAPあるいは関連遺伝的との関連研究、3)既知の統合失調症関連・リスク遺伝子(DISCI等)との機能的連関の解析。以上より、統合失調症等の疾患分子基盤およびこころのメカニズム研究の展開を試み、平成20年度においては、下記の研究成果を得た。1)PACAP欠損マウスの解析から導かれた“ADHD治療薬と5-HT_<1A>受容体作動薬併用による運動量抑制作用"の普遍性を行動薬理学的手法により明らかにし、またその作用点としての前頭皮質の重要性を示唆した。2)PACAP欠損マウスのストレス適応障害について、扁桃核-室傍核経路における神経活性化障害と、大脳皮質前頭前野における5-HT受容体機能障害の関連を示唆した。

以上、PACAPとセロトニン、グルタミン酸神経との関わりを示唆するin vivoおよびin vitroの成果を得るとともに、その相互作用解析に有用となる実験系の構築を達成した。
生物大量絶滅期の海洋古環境復元に関する硫黄同位体地球化学的研究

世界の堆積岩系に保存されている硫化物の^<34>S/^<32>S同位体化が顕著なバイモーダリズムを呈している事実に着目し、それが海洋堆積盆の酸化還元央(OXIC-ANOXIC HISTORY)を復元するための有効な地球化学指標になり得ることを指摘した。即ち、好気性バクテリアの存在しない無酸素海盆では、海水硫酸イオンの還元過程のみが一方向的に行われるため、生成する硫化物の海水硫酸イオンに対する^<34>S/^<32>S比の分別度は常に還元バクテリア異化作用の同位体効果の範囲内(-25±10〓)にあるはずである。しかし好気性バクテリアの卓越する富酸素海盆では、いったん生成した上記硫化物が再び酸化-還元のサイクルに組み込まれるため、最終的に固定される硫化物の分別度は上記同位体効果の範囲を大きく越え、現世大洋底で知られている如き値(-50±10〓)に集束する。この硫黄同位体地球化学指標をわが国の生物大量絶滅境界堆積シーケンス(北海道川流布K/Tセクション,徳島県天神丸P/Trセクション京都府篠山P/Trセクション等)に適用し、これら生物大量絶滅期における海洋古環境の復元を試みた。その結果、恐竜絶滅で巷間の興味を集めているK/T境界(65Ma)では、有機炭素含量の高い境界粘土層の沈積に伴って開始し約7万年間継続した顕著な海洋無酸素症の発生が証明された。一方、顕生代を通じて最も大規模な大量絶滅のあったとされるP/Tr境界(260Ma)では、ペルム紀新世初期に開始しトリアス紀初期まで継続したグローバルな無酸素成層海洋の形成とまさにP/Tr境界において生起したこの成層海洋の一時的な崩壊混合現象が実証された。これらの成果はいずれも世界に先がけて得られた新知見であり、生物大量絶滅の原因と結果をめぐって展開されている世界の学界のホットな論争に対して重要な束縛条件を与えるものである。1.海洋古環境復元のための硫黄同位体地球化学的指標の確立:硫黄還元バクテリアによる硫酸イオンの硫化水素への還元過程では,-25±10 0/00の同位体効果(^<34>S/^<32>S分別)が生じる。しかし,堆積系に固定されるバクテリア源硫化物の同位体比は,堆積盆のバクテリア生態系と酸化還元条件に大きく左右される。硫黄酸化バクテリアの存在しない強度に無酸素的な堆積盆では,硫黄還元バクテリアによる硫酸イオンの還元過程のみが一方向的に行われるため,固定される硫化物は環境海水硫黄に対して常に-25±10 0/00の分別を示す。一方,硫黄酸化バクテリアの卓越している富酸素的堆積盆では,いったん生成したバクテリア源硫化物が再び酸化還元サイクルを経るため,最終的に固定される硫化物は典型的には-50±10 0/00の分別を示すことが期待される。以上の推論から,堆積成硫化物の同位体的バイモーダリズムが古海洋堆積盆の酸化還元条件を復元するための直接的な地球化学指標となり得ることを指摘した。2.生物大量絶滅期の海洋古環境の復元:わが国の代表的絶滅層準において堆積成硫化物の時系列的同位体比変動パターンを世界で初めて詳細に記載し,上記指標を応用して絶滅期の海洋酸化還元央を復元した。

現時点で得られつつある成果は以下の通りである。(1)白亜紀/第三紀境界:強度の海洋無酸素症(Oceanic anoxia)が白亜紀末に突然生起し約7万年間にわたって継続したことが示された。(2)古生代/中生代境界:ペルム紀新世初期からトリアス紀初期に至る無酸素的成層海洋の出現と,境界期における一時的な同成層海洋の崩壊イベントが明らかになった。(3)セノマニアン/チューロニアン境界:中生代の同境界期の海洋は,かなり長期にわたって貧酸素無酸素的な条件下にあったことが明らかになりつつある。昨年度は北海道川流布K/T境界セクションにおいて、同境界期(65Ma)に発生し約7万年間継続したoceanic anoxiaを実証した。本年度は、顕生代を通じて最も顕著な生物大量絶滅のあったことが知られているP/Tr境界期(265Ma)の海洋古環境史的背景を解明すべく、近年わが国で相次いで確認された同境界を含む連続外洋性堆積物シーケンス(徳島県木沢村天神丸セクションおよび兵庫県篠山セクション)を対象としてシステマティックな硫黄同位体地球化学的研究を行なった。得られた成果は以下の通りである。1.堆積成続成硫化物の^<34>S/^<22>S比は、ペルム紀中世ペルム期新世初期を通じて一般に低く-39-25〓(vs.CDT)の値を示すが、ペルム紀新世中期頃から顕著に増大しトリアス紀初期まで-20-2〓(vs.CDT)の値を示すことが明らかとなった。更に興味ある現象として、P/Tr境界において急激かつ極端な^<34>S/^<32>S比の減少(-41-23〓vs.CDT)のエピソードを挟んでいることが確認された。2.上記データにより、ペルム紀新世中期からトリアス紀にかけての長期間にわたり無酸素底層水素の発達した成層海洋が形成されていたこと、および、P/Tr境界期においてこの成層海洋の一時的な崩壊混合現象のあったこと、が明らかとなった。3.硫化物含量及び親銅元素含量はトリアス系下底部において異常濃集していることが確認された。この事実は無酸素成層海洋の一時的な崩壊混合に伴う必然な現象の一つであるとみなし得る。4.C/S含量比(有機炭素/黄鉄鉱硫黄含量比)は現世の通常堆積物の与える回帰直線に一致せずその両側に分布する二つの対象的なグループを構成している。これらのグループはそれぞれ現世淡水成堆積物および黒海還元性堆積物のC/S含量比トレンドを示しており、硫黄同位体的に復元された当時の異常な海洋古環境史的背景の妥当性を補強する証拠となる。
ワールブルグ効果代謝低分子産物が、がんー間質相互作用を介してもたらす影響の解析

腫瘍組織周辺ではワールブルグ効果等による乳酸他の代謝低分子産物濃度の局所的変動が確認されている。本研究では、この様な濃度変化が、がん間質相互作用を介して腫瘍組織の維持・成立・増悪にもたらす分子的影響に関して解析を行った。腫瘍細胞/間質細胞という2種の細胞が混在した共培養モデル実験系での発現データを新規手法で解析し、複合的プロフィールを半独立的に紐解くことに成功した。そこで代謝低分子産物濃度変化に応じて発現を変化させる応答分子群をそれぞれ複数個選び出し、これら分子の実際の発現変動を確認した。構造類似物質・阻害剤/活性化剤などを共培養系に添加した時の発現を解析し、分子シグナル径路の推定も行なった。当研究はこの一般的ながん-間質相互作用に加え、がん細胞に特異的な解糖系の代謝変動増進として従前より知られるワールブルグ効果の結果として腫瘍組織周辺で起こる代謝低分子産物の濃度変化が、間質細胞を活性化し、そしてそれらががん細胞との更なる相互作用を起こすことでフィードバック的に再びがん細胞自らに影響を及ぼすという新たな知見を確認・解析する事を目的としている。昨年度は乳酸・ピルビン酸などの一価カルボン酸濃度の上昇に特異的な発現変動を示す遺伝子群の網羅的探索・抽出を目指すことを目標に、乳酸/ピルビン酸などの一価カルボン酸を培養液に添加した標品と培養液だけの標品/これらの一価カルボン酸のイオン体試薬(乳酸ナトリウムやピルビン酸ナトリウム)を添加したもの/同程度の濃度・pHまで無機酸を加えた標品の遺伝子の網羅的発現変動をDNAチップ実験により比較した。DNAチップ実験自体は良好に推移したので、この結果にバイオインフォマティックス手法を加味すれば、ワールブルグ効果がもたらす遺伝子変動を十分解析可能と考えていた。しかし共培養系由来サンプルの発現が研究開始前の推定より複雑で、細胞混在比率を推定しての発現解析に困難が招じ、現時点では精度の高い結果を得づらい展開となっている。今年度はさらに2種のアプローチを行なう事により、遺伝子の網羅的発現変動解析をより緻密に行なう事を考えている。当研究は、がん細胞に特異的に観察される解糖系代謝上昇として従前より知られているワールブルグ効果により、腫瘍組織周辺で乳酸などの一価カルボン酸を始めとする代謝低分子産物の濃度上昇が起こり、その濃度変化が間質細胞を刺激・活性化すること、そしてその結果として再びがん・間質相互作用を通じて間質細胞がフィードバック的にがん細胞に影響を及ぼすという新たな知見を確認・解析する事を目的としている。腫瘍細胞・間質細胞の共培養系下で、乳酸・ピルビン酸などの一価カルボン酸添加時に特異的な発現変動を示す遺伝子群の網羅的リスト作成を本研究の主目的としているが、平成22年度はDNAチップ実験自体は良好に推移したものの、細胞混在比率を推定しての発現解析に困難があり、精度の高い結果を得られなかった。そこで平成23年度は2種以上の発現混在系での発現データに、バイオインフォマティックス的な手法を利用しての推測・解析操作を行なう事により、個々の発現を独立的に推定可能とした。この結果、腫瘍細胞/間質細胞の共培養系下、さらに周辺微小環境でのワールブルグ効果代謝低分子産物濃度が高い時にこの共培養系下で、発現が変動する候補遺伝子を複数確認する事が出来た。更にこれらの遺伝子群が培養環境下で実際そのような発現変動を示すかについて、定量的RT-PCRや、in situ hybridization、さらには抗体を使用したWestern Blottingや免疫組織化学で確認を行なった。今回発現変動標的として選んだ遺伝子群は実際の腫瘍、特に腫瘍細胞が間質と共存している浸潤先進部などで重要な機能を果たしている可能性が高い為、発現変動を誘引するシグナル機構の解析と共に、個々の遺伝子の機能解析も意義深いと考えられる。がん組織特異的な代謝変化であるワールブルグ効果などによって、腫瘍組織周辺では乳酸などの代謝低分子産物濃度が局所的に上昇していることが今般のメタボローム解析から明らかになっている。本研究計画は、このワールブルグ効果代謝産物の局所的な濃度変化が、がん間質相互作用を介して腫瘍組織の維持・成立・増悪にもたらす分子的影響に関して解析を行なうものである。これまでに腫瘍細胞/間質細胞という2種の細胞が混在した共培養モデル実験系においての網羅的発現解析を行い、そのデータにバイオインフォマティックスベースの解析技術を応用する事で、実験系における個々の細胞群の混在割合を推定し、その複合的な発現プロフィールを半独立的に解析することに成功した。さらに、乳酸などの代謝低分子産物濃度変化に応じてその発現を変化させる応答分子群候補を腫瘍細胞サイド・間質細胞サイドのそれぞれで複数個選び出し、定量的逆転写PCRや抗体を利用しての免疫染色などで、解析に用いた共培養インビトロ系において、これら分子が実際に発現変動している事を確認した。

これにより腫瘍組織の維持・成立・増悪に実際に機能していると考えられる有力なワールブルグ効果代謝産物応答遺伝子候補を選び出すことには成功したと考えている。代謝低分子産物構造類似物質や、ワールブルグ効果の様な細胞内の基本的代謝活性に変化をもたらす事が期待される阻害剤・活性化剤などの薬剤を共培養系に添加した時の発現変動を解析する事で、その分子機構に関するシグナル径路などについても、幾つかの候補径路を推定する事が出来た事も大きな成果である。ただ、その径路予測に基づき、実験動物を用いて行なったインビボ環境における発現変動/局在解析では、当初予期したほどの変化が得られず、その点では更なる検討/研究が必要と考えられた。がん組織特異的な代謝変化であるワールブルグ効果などによって、腫瘍組織周辺では乳酸などの代謝低分子産物濃度が局所的に上昇していることが明らかになっている。本研究計画は、このワールブルグ効果代謝産物による局所的な濃度変化が、がん間質相互作用を介して腫瘍組織の維持・成立・増悪にもたらす分子的影響に関して、1)代謝低分子産物の生理的濃度変化が腫瘍細胞・間質細胞に引き起こす発現変動の網羅的探索2)前項で得られた分子群のそれぞれの組織における発現変化の解析3)分子群発現までのシグナル経路の解析と周辺環境因子変動の影響4)濃度変動がもたらすマウス移植モデルでの腫瘍組織への影響の検討を行うことで、この様な環境要因と細胞要因の双方に密接に関連した事象への理解を深めると共に、今後の研究展開に必要な基礎的な知見を得ることを目的としている。これまでに腫瘍細胞/間質細胞という2種の細胞が混在した共培養モデル実験系においての網羅的発現解析を行い、そのデータにバイオインフォマティックスベースの解析技術を応用する事で、実験系における個々の細胞群の混在割合を推定し、その複合的な発現プロフィールを半独立的に解析することに成功している。その結果、乳酸などの代謝低分子産物濃度変化に応じてその発現を変化させる応答分子群候補を腫瘍細胞サイド・間質細胞サイドのそれぞれで複数個選び出し、定量的逆転写PCRや抗体を利用しての免疫染色などで、解析に用いた共培養インビトロ系におけるこれら分子の実際の発現変動を確認した。当該年度までに腫瘍組織の維持・成立・増悪に実際に機能していると考えられる有力なワールブルグ効果代謝産物応答遺伝子候補を選び出すことに成功していると判断しても良いと考えている。DNAチップを利用した遺伝子発現の定量的な解析から、共培養における腫瘍細胞と間質細胞の細胞混在比率推定を行なえる目処が立ち、比較的精度の高い発現解析を行なう事が可能となったと考えられるため25年度が最終年度であるため、記入しない。さらに、乳酸などの代謝低分子産物濃度変化に応じてその発現を変化させる応答分子群候補を腫瘍細胞サイド・間質細胞サイドのそれぞれで複数個選び出し、定量的
ゲノムの安定維持において多様な機能を持つMre11複合体の制御因子の解析

Mre11蛋白質複合体は、細胞が生命を維持し、次世代へ継承していく機能に重要な働きをしている。細胞周期チェックポイント制御、テロメア長の維持、岡崎フラグメントの成熟に加え、減数分裂期の組換えによる相同染色体間の遺伝情報の交換に必須であり、それぞれ異なる活性でこれらの機能を制御していることが示唆されている。本研究により、Mre11蛋白質複合体のサブユニットの一つであるXrs2蛋白質が、これらの機能を調節する制御因子であることを示す結果が得られた。またXrs2蛋白質がこれらの機能を制御するのに働く機能領域も同定した。またXrs2蛋白質は触媒サブユニットであるMre11蛋白質を核内へ運ぶ役割も保持している。Mre11蛋白質やRad50蛋白質とは異なり、真核生物にのみ存在しているXrs2蛋白質が原核生物から真核生物に進化する過程で様々な機能や複雑なしくみを獲得する上で大きな役割を果たしたことが考えられる。すなわち、核を持つ真核細胞でMre11蛋白質を各に運ぶ必要性が生じたこと。環状のゲノムをもつ原核細胞とは異なり、線状のゲノムをもつ真核生物はゲノムの末端を保護する必要があり、Xrs2蛋白質がMre11複合体のテロメア伸長反応で新たな活性を引き出していること、配偶子形成のための減数分裂期組換えにおいてもDNA鎖に二重鎖切断を導入する過程および切断末端のプロセシングにもXrs2蛋白質がそれぞれ必要な活性をMre11蛋白質から誘導していると考えられる。このように本研究において制御因子としてのXrs2蛋白質の役割を明確にしたことでMre11蛋白質の多機能性の一端が解明できたと考えている。Mre11-Rad50-Xrs2蛋白質複合体は、ゲノムの安定維持に多様な機能を発揮しているが、細胞内でこの複合体がどのように多様な活性を使い分けているのか、その制御機構については良く分かっていない。これまでの私の研究から、Xrs2蛋白質が複合体の制御因子として働くことを示唆する結果が得られている。そこで、Xrs2蛋白質の機能ドメインの役割、Xrs2蛋白質のリン酸化による活性制御機構、複合体の核内での局在について解析することで、複合体が生体内で必要な場所・時期に応じた適切な活性を発揮する際のXrs2蛋白質の役割について調べた。先ず、テロメア複製を必要とする状況、DNA修復を必要とする状況、岡崎フラグメントの修飾を必要とする状況など、この蛋白質複合体の各々の機能を必要とする状況を各種遺伝子に変異を導入することで創出した。その上で既に同定しているXrs2蛋白質の機能ドメインと物理的に相互作用する因子について免疫共沈法を使って解析している。またXrs2蛋白質のリン酸化にはTel1蛋白質リン酸化酵素が関わっているが、ヒトなどの哺乳動物におけるXrs2相同蛋白質とは異なり、Xrs2蛋白質自身のリン酸化が複合体の制御に与える影響は大きくはなく、酵母ではTel1蛋白質がXrs2蛋白質と物理的相互作用して、複合体の他の蛋白質、あるいは複合体と結合する因子をリン酸化することで活性の制御を行っているという予備的な結果が得られた。現在Tel1蛋白質によるリン酸化の標的について解析を行っている。また染色体の特定の箇所を切断するシステムを構築し、複合体を構成するMre11、Rad50、Xrs2蛋白質の核内での局在を調べる実験系も作製している。これら一連の解析を通してXrs2蛋白質による複合体の制御機構を解明している。Mre11蛋白質複合体は減数分裂期の組換えによる相同染色体間の遺伝情報の交換に必須であるほか、細胞周期チェックポイント制御、テロメア長の維持、岡崎フラグメントの成熟などにも重要な働きを示している。遺伝的組み換え、染色体構造、DNA複製や細胞周期など細胞が生命を維持する機能に直接関与するMre11蛋白質複合体は、各々の機能を適切な時期および場所で発揮するために厳密に制御されていると考えられる。本研究ではその制御のしくみを明らかにするため複合体の制御因子であるXrs2蛋白質の機能の解析をおこなった。Xrs2蛋白質はMre11蛋白質を核内に運ぶ役割を担っていることが明らかになった。機能領域の解析からXrs2蛋白質は複数の核移行シグナルをもっており、それらはMre11蛋白質と結合する部位の両側に存在していた。またXrs2蛋白質を欠損した株でも、Mre11蛋白質に別の蛋白質の核移行シグナルを付与すれば、細胞はDNA修復能を保持するが、テロメア長の維持や減数分裂期組換えでのMre11複合体の機能は失われることがわかった。このことはXrs2蛋白質がMre11を核に運ぶ役割と共に、他の機能を有することを示唆する。これらの機能に関係する機能領域はすでに同定しており、これ等の領域に結合するほかの因子を酵母Two-hybrid Systemを使って探索したところ、いくつかの候補が得られた。現在、これらの因子についてMre11複合体のもつ機能との関連性を解析している。またMre11複合体の細胞内での配置を調べるため一部の機能を欠く突然変異をもつ各蛋白質にタグを付与し、DNA損傷を与えた細胞、テロメアーゼを欠損させた細胞、減数分裂期などの細胞など解析を行った。現在、各種条件化での各々の蛋白質の詳細な挙動をクロマチン免疫共沈法を用い分析している。

細胞周期チェックポイント制御、テロメア長の維持、岡崎フラグメントの成熟に加え、減数分裂期の組換えによる相同染色体間の遺伝情報の交換に必須であり、それぞれ異なる活性でこれらの機能を制御していることが示唆されている。本研究により、Mre11蛋白質複合体のサブユニットの一つであるXrs2蛋白質が、これらの機能を調節する制御因子であることを示す結果が得られた。またXrs2蛋白質がこれらの機能を制御するのに働く機能領域も同定した。またXrs2蛋白質は触媒サブユニットであるMre11蛋白質を核内へ運ぶ役割も保持している。Mre11蛋白質やRad50蛋白質とは異なり、真核生物にのみ存在しているXrs2蛋白質が原核生物から真核生物に進化する過程で様々な機能や複雑なしくみを獲得する上で大きな役割を果たしたことが考えられる。すなわち、核を持つ真核細胞でMre11蛋白質を各に運ぶ必要性が生じたこと。環状のゲノムをもつ原核細胞とは異なり、線状のゲノムをもつ真核生物はゲノムの末端を保護する必要があり、Xrs2蛋白質がMre11複合体のテロメア伸長反応で新たな活性を引き出していること、配偶子形成のための減数分裂期組換えにおいてもDNA鎖に二重鎖切断を導入する過程および切断末端のプロセシングにもXrs2蛋白質がそれぞれ必要な活性をMre11蛋白質から誘導していると考えられる。このように本研究において制御因子としてのXrs2蛋白質の役割を明確にしたことでMre11蛋白質の多機能性の一端が解明できたと考えている。
リン酸化による転写調節因子構造変化のイメージング

本研究の目的は燐酸化による転写調節因子の活性化過程をイメージングすることである。これまで遺伝子と転写調節因子との結合はゲルシフトなどで予測していたため、結合過程でいかなる形態変化が起こるかは不明であった。そこで、転写調節因子CREBについてはソマトスタチンの遺伝子5'側のプロモーター領域を含む約1000または800塩基を切り出し、結合させたあと、噴霧法によりマイカ劈解面上に展開し、低温低角度回転蒸着法により観察した。この方法により現在はDNAラセン構造の1/2ピッチ(5塩基対)を一つの単位として再現良く観察できるばかりでなく、最適な蒸着量の時は塩基対も観察できるようになった。多くの低角度回転蒸着像をもとにCREBの構造解析を試みた。リン酸化していないCREBではドメイン構造が明瞭ではなくまたDNAとの結合も余り頻繁には観察されないが、リン酸化することによりCREB分子内のドメイン構造が明瞭になる。CREB単量体は四つの大きなドメインからなることがわかった。また、DNAの結合は燐酸化により増強される。CREBは通常二量体で存在し全体として球形であるが、中心溝により大きく二分される。この中心溝の部分にDNA鎖が入るのであろうと考えられる。またbZIPの蒸着像と比べることにより、ロイシンジッパーがこの溝に面していることが明かとなった。
マルチコア・シングルコア混在型組み込み制御システム向け並列・分散処理環境

マルチコア・プロセッサとシングルコア・プロセッサが混在する分散型組み込み制御システムを対象に、ハードウェア構成やタスクの分散配置を意識せずにアプリケーションプログラムを開発可能とするため、位置透過タスク管理機構、位置透過同期機構、分散共有メモリ機構を有し、他ノード上や他CPUコア上のタスクを統合的に管理できる並列・分散リアルタイムOSを開発した。また、並列・分散システム上で動作する制御ソフトウェアをモデルベース設計に基づいて効率よく開発可能とするため、モデル変換ツールや設計検証ツール等から成る並列・分散制御ソフトウェア開発支援環境を開発するとともに、スケジューリング方式の提案を行った。本研究の目的は、マルチコア・プロセッサ搭載組み込みコンピュータとシングルコア・プロセッサ搭載組み込みコンピュータが混在する分散型組み込み制御システムを対象に、ハードウェア構成やタスクの分散配置を意識せずにアプリケーションプログラムを開発可能とするとともに、リアルタイム性の保証を容易とする、「並列・分散リアルタイムOS」および「並列・分散制御ソフトウェア開発支援環境」を開発することである。平成25年度は、「並列・分散リアルタイムOS」については、前年度に引き続き分散共有メモリ及びマルチコア対応OSの設計及び実装実験を行った。具体的には、分散共有メモリにおいて効率よく一貫性を保証する手法を提案し、その設計及び実装実験を行い、成果を国際会議EmbeddedCom 2013にて発表した。マルチコア対応並列OSについては、他CPUコア上のタスクを対象としたCPU間遠隔システムコールの設計および実装実験を行い、基本動作を確認した。さらに、前年度提案したOSのスケジューリングアルゴリズムのカスタマイズ手法の成果をまとめ、国際会議ICESS 2013にて発表した。「並列・分散制御ソフトウェア開発支援環境」については、モデル変換ツールの機能拡張の検討および設計、リアルタイム性検証ツールの設計および実装実験、スケジューリング方式の検討を行った。具体的には、モデル変換ツールを拡張し、状態遷移をともなうモデルを扱うための機能を追加する検討を行った。また、前年度提案したリアルタイム性検証手法を拡張し、マルチコア上で動作するタスクを対象にデータの整合性検証が行えるようにした。また、RMZLを拡張したスケジューリング方式を提案し、国際会議IES 2013および論文誌International Journal of Engineering Innovation & Researchにて発表した。平成24年度は、「並列・分散リアルタイムOS」については、その基本機能の検討と実装実験を行った。具体的には、分散OSにおける分散共有メモリの実現方式の検討、設計、実装実験を行い、その成果を情報処理学会組込みシステム研究会にて発表した。また、マルチコア対応並列OSにおける同期機能(相互排除方式)の検討を行った。さらに、OSのスケジューリングアルゴリズムをカスタマイズする手法を提案し、その実装実験を行い、国際会議WASET ICEUC 2012及び情報処理学会組込みシステム研究会にて発表した。「並列・分散制御ソフトウェア開発支援環境」については、モデル変換ツールの機能拡張およびリアルタイム性検証方式の検討と、マルチコア・プロセッサを対象としたスケジューリング方式の検討を行った。具体的には、モデル変換ツールを拡張して、コード合成機能の設計と実装実験を行い、その成果を論文誌IAENG International Journal of Computer Scienceに発表した。また、リアルタイム性検証機能として、データの整合性の検証を行う基本技術を提案するとともに実装実験を行い、その成果を情報処理学会組込みシステム研究会にて発表した。スケジューリング方式については、マルチプロセッサ環境及び分散処理環境を対象とした検討を行い、その成果を情報処理学会全国大会にて発表した。本研究の目的は、マルチコア・プロセッサ搭載組み込みコンピュータとシングルコア・プロセッサ搭載組み込みコンピュータが混在する分散型組み込み制御システムを対象に、1CPU内と同様の環境を提供して、ハードウェア構成やタスクの分散配置を意識せずにアプリケーションプログラムを開発可能とするとともに、リアルタイム性の保証を容易にする「並列・分散リアルタイムOS」および「並列・分散制御ソフトウェア開発支援環境」を開発することである。平成26年度は、「並列・分散リアルタイムOS」については、前年度までの成果に基づき、マルチコア並列処理と分散処理の両者を統一的に扱うことのできる統合リアルタイムOSの実装を完了し、評価を行った。具体的には、他ノード上のタスクや他CPUコア上のタスクを同一のシステムコールを用いて管理できる機能を実装した。また、ソースコードを直接修正することなく分散処理向けにカスタマイズする手法を実現した。そして以上の成果を、国際会議ICPADS 2014、情報処理学会研究会、情報科学技術フォーラム等にて発表した。「並列・分散制御ソフトウェア開発支援環境」については、モデル変換ツールを拡張するとともに、リアルタイム性検証ツールの実装を完了し、評価を行った。具体的には、モデル変換ツールに状態遷移をともなうモデルを扱う機能を追加実装するとともに、マルチコア・プロセッサ上で動作するタスク間で共有するデータの整合性を検証するツールの実装および評価を完了した。また、マルチプロセッサ上のスケジューリング方式の提案と評価を行った。

そして以上の成果を、論文誌International Journal of Intelligent Information Systemsに投稿して掲載されるとともに、国際会議ACCN 2015、情報処理学会研究会、情報科学技術フォーラム等にて発表した。組み込みシステム平成25年度の研究実施計画では、前年度の成果をもとに詳細設計および実装を進めることとしていたが、以下のような内容を実施した。「並列・分散リアルタイムOS」については、分散共有メモリの設計、実装実験を進め、その成果を国際会議で発表することができた。マルチコア対応並列OSについては、CPU間遠隔システムコールの設計および実装実験を行い、基本動作を確認することができた。以上については順調に研究が進んでいる。同期機能(相互排除方式)の実装については若干遅れ気味ではあるが、計画を見直すほどではない。「並列・分散制御ソフトウェア開発支援環境」については、モデル変換ツールの機能拡張を進めるとともに、マルチコア上のデータの整合性検証については、当初の予定より進めて実装実験まで行うことができた。スケジューリング方式についても、RMZLを拡張したスケジューリング方式について国際会議および論文誌に発表することができ、順調に研究が進んでいる。以上のように、若干遅れ気味の項目があるものの、ほとんどの項目は順調あるいは予定以上に進めることができており、全体としてはほぼ順調に進展していると考えている。平成24年度の研究実施計画では、基本方式や仕様の検討を行うとともに、基本機能について実装を行うこととした。「並列・分散リアルタイムOS」については、まず、全体の基本機能の検討を行うこととしたが、マルチコア・プロセッサ上およびネットワーク接続された組込みコンピュータ上のタスクを統一的に扱うためのタスク管理方法を決定した。また、分散OSについては、分散共有メモリの実現方式の検討、設計、実装実験を行い、その成果を発表することができ、順調に進めることができた。マルチコア対応並列OSについては、その中心的課題である同期機能(相互排除方式)の仕様を決定することができた。
胆嚢癌の発癌に関わるｍｉＲＮＡ発現解析、浸潤・転移能機能解析及び新規治療法の開発

胆嚢癌切除標本と正常胆嚢との間でmiRNA発現の比較解析を行い、miRNA-155に注目して研究を行った。26例の胆嚢癌切除標本の発現解析を行ったところ、正常群より有意にmiRNA-155の発現が高かった。臨床病理学的因子との相関を見ると、miRNA-155高発現群の予後は発現群より有意に不良で、特にUICC stage 0-IではmiRNA-155高発現が独立した予後規定因子であった。また胆嚢癌細胞株を用いて、miRNA-155発現を抑制すると、細胞株の浸潤能と遊走能が有意に低下した。よってmiRNA-155高発現は胆嚢癌悪性度と関連し、新たな予後予測因子、治療標的のなる可能性が示唆された。胆嚢癌切除標本と正常胆嚢との間でmiRNA発現の比較解析をマイクロアレイ法で行い、胆嚢癌で異常高発現を認めたmiRNAなかで、miRNA-155に注目して研究を行った。26例の胆嚢癌切除標本のmiRNA-15発現解析を行ったところ、正常群より有意にmiRNA-155の発現が高かった。以上より、miRNA-155高発現は胆嚢癌悪性度と関連し、新たな予後予測因子あるいは治療標的のなる可能性が示唆された。癌細胞・癌組織におけるmicroRNA(miRNA)の発現異常、機能解析はこれまで広く行われているが、消化器癌の中でも生物学的悪性度が高く予後不良な疾患である胆嚢癌におけるmiRNAの発現異常・機能解析についての報告はなく、胆嚢癌におけるmiRNA発現プロファイリングを行い、癌浸潤・転移のメカニズムを解明して治療への応用を目指すことが本研究の目的である。本年度は以下の研究を行った。胆嚢癌の手術切除組織およびヒト胆嚢癌細胞株におけるmiRNA発現プロファイリングを行い、異常発現を示したmiRNAがヒト胆嚢癌細胞株で増殖能や浸潤能にどのように関与しているかを調べた。特に他癌腫において炎症関連発癌関連miRNAとして報告されているmiRNA-155が、胆嚢癌切除組織でも高発現していることが判明した。ヒト胆嚢癌細胞株においてmiRNA-155をターゲットとしてRNAiを行ってmiRNA-155発現抑制を行うと、癌細胞の増殖能と浸潤能とが有意に低下することが示された。今後はmiRNA-155の細胞内シグナル伝達の標的分子の解明やその他に有望なmiRNAを選択してin vitroおよびin vivoでの実験を進めていく。胆汁でのmiRNAの検出を行ったが、胆汁内RNAの抽出が極めて困難で、miRNAの定量を行う事ができなかった。そのためさらに胆嚢癌に関わる他のmiRNA発現に関する研究を行った。胆嚢癌ならびに胆嚢癌の危険因子である膵胆管合流異常合併胆嚢(正常)のmiRNA発現のマイクロアレイを行ったところ胆嚢癌で25種類、合流異常合併胆嚢で22種類のmiRNAの異常高発現を認めた。このうちmiRNA-202, 625, 483-5pが共通していた。実際に26例の胆嚢癌切除検体と17例の合流異常胆嚢(悲癌)の定量RT-PCRを行ったところ正常胆嚢と比較して高発現を示した。それぞれのmiRNA高発現と臨床病理学的因子の関係を調べたところ、miRNA-202高発現は低年齢、大きな腫瘍径と、miRNA-483-5p高発現は胆道拡張症やC-P型の合流異常と、miRNA-625高発現はC-P型合流異常と予後不良胆嚢癌との相関を認めた。特にmiRNA-625は独立した胆嚢癌の予後規定因子であった。以上の結果から、様々なmiRNAが合流異常から胆嚢癌の発癌、進展に関与していることが明らかとなった。医歯薬学当初の計画通り、胆嚢癌におけるmiRNAプロファイリングと、胆嚢癌でのmiRNA-155の悪性度への影響を切除標本と細胞株で解析し、論文化できたため。胆嚢癌でmiRNA異常発現を示したmiRNAのプロアフィリングを行ったが、その検証・選択に難渋した。胆汁内miRNA解析による胆嚢癌の診断と悪性度評価に関する研究を行う。まずmiRNA-155の胆汁内発現解析を行う。

ここでは発現量を重視するので、解析は定量PCR法を用いる。大きくは胆嚢癌の診断と、悪性度評価に分けて、miRNAの発現量と臨床・病理学的因子との関係を調べる。また胆嚢切除例では腫瘍あるいは胆嚢粘膜内のmiRNA-155発現量と胆汁内miRNA-155発現量が相関するかを調べ、胆汁内miRNA-155発現解析が胆嚢癌と慢性胆嚢炎や良性胆嚢腫瘍(腺腫、腺筋症、コレステロールポリープ、黄色性肉芽腫性胆嚢炎)との鑑別に有用なマーカーとなるかを調べ、胆嚢癌の鑑別、早期診断に応用可能な状態となることを目指す。悪性度評価については増殖能や転移浸潤能が低い腫瘍には縮小手術を行い、高い腫瘍には標準的切除+補助療法を勧めるなどのある程度の指針を示すことができるようにする。さらに切除不能例では薬剤感受性に関するmiRNA-155の発現量に応じて至適薬剤選択ができるようにする。miRNAプロファイリングの結果から、発癌・浸潤・転移に重要な役割を果たしていると考えられるmiRNAを複数同定しこれを検証する。in vitroにおける増殖・浸潤における機能を解明したが、これのみではなくin vivoにおける実験も円滑に進めていく。順調に進んでおり、資金を効率的に使用できたため。研究の遂行に必要な主要装置(共焦点レーザー顕微鏡、フローサイトメーター、in vivo蛍光イメージャー、リアルタイムPCR,蛍光顕微鏡、遺伝子導入装置、セルソーター、バイオアナライザー、ナノドロップ、FACS機器など)は既に研究室内に設置されている。この他の機器(透過型電子顕微鏡、DNAシークエンサーなど)については学内の研究支援センターにおいて利用可能であり、研究の遂行に支障はない。このため研究経費において新たな設備備品の購入は不要である。他に実験に必要なガラス機器(5万)、試薬・抗癌剤(30万)、細胞株を用いた実験に必要なキット類(抗体10万、プラスミド20万、Western blotキット30万、アポトーシス解析キット30万)などの消耗品が経費となる。本研究の遂行に必要な主要装置(共焦点レーザー顕微鏡、フローサイトメーター、in vivo蛍光イメージ、リアルタイムPCR,蛍光顕微鏡、遺伝子導入装置、セルソーター、バイオアナライザー、ナノドロップ、FACS機器など)は既に研究室内に設置されている。この他の機器(透過型電子顕微鏡、DNAシークエンサーなど)については学内の研究支援センターにおいて利用可能であり、現在の研究遂行に支障はない。また固形癌に適した高額なセルソーターが必要となる場合もあるが、既に学内の研究支援センターにおいて2台使用できる環境にあり特に新規に購入する必要はない。消耗品においてはqRT-PCRを行うための試薬やプライマーの購入、ソート用モノクローナル抗体、ソート時の使用試薬、Nucleofector用導入試薬、shRNA/レトロウイルス作成キット、マウス等を実験遂行において購入を予定している。
日本産板皮類および軟骨魚類化石に関する古生物学的研究

1.日本産板皮類化石についての分類学的・形態学的・組織学的研究:岐阜県上宝村の福地層群(下部デボン系)から発見された棘胸目に属する板皮類の皮甲化石について,その形態・内部構造を観察・比較した結果,骨板の縫合が不明瞭で,星形の結節が表面をおおうことなどの特徴から,,パラエアカンタスピス科のRomundinasp.indet.の肩帯を構成する棘板・前外側板・前側腹板などであると報告した(大倉・後藤,1992)。2.日本産初期中生代の板鰓類化石に関する研究:京都府夜久野町の夜久野層群(中部三畳系)産のHybodussp.の歯,同町の難波江層群(上部三畳系)産のAcrodussp.の前歯,宮城県志津川町の志津川層群(下部ジュラ系)産のAsteracanthus sp.の側歯について,形態学的特徴を記載した(後藤・久家・蜂矢,1991)。3.軟骨魚類の歯の形態・組織に関する進化学的研究:現生および化石軟骨魚類の歯の外部形態と組織構造に関するこれまでの研究を総括し,生態・食性・系統との関係を考察した(Goto,1991)。4.日本産の初期中生代・古生代の魚類化石に関する総括:日本産初期中生代および古生代の魚類化石を総括し,22属31種に分類した(Goto,1992;1993)。その内訳は,板皮類(下部デボン系)1種,板鰓類(ペルム系ジュラ系)15種,コクリオダス類(ペルム系)2種,ペタロダス類(石炭系ペルム系)11種,硬骨魚類(三畳系)2種であった。今後の発見と研究により,その種類と数はさらに増加することが予測される。5.脊椎動物における硬組織の起源と進化に関する研究:原始無顎類において過剰なカルシウムの排泄物として形成された皮甲(外骨格)は,高等動物の皮骨・歯として受け継がれる一方,初期には軟骨であった内骨格は次第に骨に置き換えられ,陸上での移動に必要不可決の支持組織となった。(Goto,1993)。1.日本産板皮類化石についての分類学的・形態学的・組織学的研究岐阜県上宝村の福地層(下部デボン系)から発見された板皮類化石について,その形態的特徴から,棘胸目パラエアカンタスピア科に属するRomundina sp.indet.に同定した。標本はA・Bに2つあり,ともに右側の層帯の側復部で,標本Aは棘板と前側腹板,標本Bは棘板・前側腹板・前外側板の一部・前腹板・内側板から構成されている。これらの骨板の秋面に多数の小さな星形の結節が存在し,また骨板の縫合線が不明瞭であることなどの特徴がRomumdina層に一致しており,その模式種のR.stellinaとは棘が長くて内側に曲がることなどで異なっていることから,上記のように同定した。皮甲の研磨標本を作成して共学顕徴鏡で観察した結果,中央の軟骨様組織・海綿骨様組織・指節をつくる暗色組識から構成されることが分かった。