hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゴム切削における切りくず分離過程のインプロセス観察を基にした加工誤差のモデル化

本研究では,柔軟弾性体の小ロット加工に適用可能な切削加工モデルの系統的な構築に関する研究を行った.まず,単純形状に対する切削実験を基にしたモデル同定フェーズと,同定したモデルを用いて多様な形状に対する推定を行う推定フェーズからなる枠組みを提案した.そして,提案した枠組みの実現に必要となる,柔軟弾性体のインプロセス計測を基にしたモデル化技術に関して検討した.具体的には,切削力および工作物変形の同期計測技術を確立するとともに,工作物変形モデルに含まれるパラメータの同定方法の提案とその妥当性の検証を行った.そして,実装したシステムを用いた実験の結果,提案手法によりモデル同定が行えることを確認した.本研究課題は,エンドミル加工による柔軟弾性体部品の小ロット高精度加工の実現のためのシミュレーションモデルの構築を目的としている.平成24年度においては,平成23年度の結果をもとに,直刃を用いた柔軟弾性体の準二次元切削における大域的工作物挙動を粘弾性特性を考慮した動的過程としてモデル化した.そして,構築したモデルを汎用有限要素解析システムの拡張機能として実装した.さらに,平成23年度に構築した柔軟弾性のインプロセス観察装置によって得られた工作物挙動と,実装したシステムを用いた推定結果を比較することによりその妥当性を明らかにした.この過程で,工作物挙動を推定するうえで必要となる粘弾性特性を表す物理パラメータの同定が推定において重要であることが明らかになったことから,インプロセス観察装置によって得られた工作物挙動をもとに応答曲面法を用いてパラメータ同定を行うことについて検討した.また,インプロセス観察装置によって得られた加工中の工作物挙動と加工誤差の関係について調査した.この結果,仕上げ加工においてアップカットでの加工が効果的であることが明らかになった.さらに,加工点近傍の工作物挙動と加工誤差の関係は,送り速度が十分低い領域と通常の送り速度領域では,異なる傾向があることが明らかとなった.このことは加工誤差評価において,大域的な工作物挙動の分析とともに切りくず分離過程を考慮した誤差評価の両者が不可欠であることを示唆しており,開発を進めている柔軟弾性体用加工シミュレータの実装に反映させる.平成25年度においては,シミュレータを完成させるとともに,現実的な部品形状の加工を模した加工実験を行い,モデルベースでの柔軟弾性体の高精度加工について検討する.本研究では,柔軟弾性体の小ロット加工に利用可能な切削加工モデルの系統的な構築に関する研究を行った.具体的には,まず,単純形状に対する切削実験を実施して,切削力,工作物変位,加工誤差の計測を行う.これらの計測結果から,切削力モデル,工作物変形モデル,加工誤差モデルの同定を行う.そして,同定したモデルを用いて,複雑形状工作物に対する加工の事前予測を行うことで,多様な工作物に対して高精度加工を実現するというものである.これまでの2年間の研究で,高速度カメラによる画像計測と計測画像に対する特徴点追従技術を併用することにより,単純形状工作物の切削加工中における工作物変形のインプロセス計測が可能となった.さらに,工作物変形と切削力の計測結果を用いて,工作物変形モデルで必要となる物理パラメータを応答曲面法により推定することが可能となった.最終年度においては,切削力と工作物変形の同期計測ができるよう実験装置の改良を行った.同期計測を行うことにより,工作物変形モデルの推定において,切削力の突発的な変動といった外乱要因の影響を排除することが可能となった.さらに,曲面加工のように時々刻々と切り込み量が変化する切削状況においても対応する切削力と工作物変形の計測が可能となった.また,切削力モデルの推定においては,工具切れ刃を微小領域に分割して,個々の微小領域に作用する切削力を傾斜切削理論で推定する切削力モデルに対して,異なる送り速度での切削力測定結果をもとにしたパラメータ同定手法を実装した.同定したパラメータを用いた切削力モデルは,パラメータ同定に用いた条件とは異なる切り込み深さや切り込み幅での加工においても良好な推定結果を示すことを確認した.これまでの研究により,予備切削実験をもとにしたモデル同定と利用の枠組みの提案と,切削力モデルおよび工作物変形モデルの同定方法を確立することができた.本研究では,柔軟弾性体の小ロット加工に適用可能な切削加工モデルの系統的な構築に関する研究を行った.まず,単純形状に対する切削実験を基にしたモデル同定フェーズと,同定したモデルを用いて多様な形状に対する推定を行う推定フェーズからなる枠組みを提案した.そして,提案した枠組みの実現に必要となる,柔軟弾性体のインプロセス計測を基にしたモデル化技術に関して検討した.具体的には,切削力および工作物変形の同期計測技術を確立するとともに,工作物変形モデルに含まれるパラメータの同定方法の提案とその妥当性の検証を行った.そして,実装したシステムを用いた実験の結果,提案手法によりモデル同定が行えることを確認した.本研究課題は,エンドミル加工による複雑形状ゴム部品の小ロット高精度加工の実現を目的としている.平成23年度においては,直刃を用いた2次元切削を対象として,切りくず分離プロセスのインプロセス観察装置のハードウエア試作と,基本となる切削モデルの検討を行った.具体的なインプロセス観察の方法として,エンドミルの自由端方向に高速度カメラを設置することにより切屑分離過程を記録した.さらに,工作物側面に画像処理用マーカーとなる印を塗布し,各フレームにおけるマーカー位置を画像認識することによりマーカーのトラッキングを行った.トラッキングした結果をもとに,切削中の工作物挙動を定量的に計測した.また,工作物取り付け部に配置した水晶式小型切削動力計により,加工時の切削力の計測を行った.

加工中の切削力と工作物挙動を比較することにより,従来,金属のエンドミル加工で用いられている瞬時切削モデルを,ゴム切削に適用することが困難であることを明らかにした.具体的には,工作物挙動と切削力の位相遅れの発生が観測されたことから,粘性効果を考慮した動的な工作物挙動のモデル化が不可欠であることが明らかになった.また,加工中の観察結果により工具刃先丸みの影響が大きいことが明らかになったことから,工作物の大域的な変形挙動の分析とともに,切りくず生成プロセスのモデル化についても検討を行う必要があることが明らかになった.切りくず分離時の工作物挙動のモデル化については,金属切削において実績のある切削加工シミュレーションソフトによる推定の可能性を検討したが,金属に比べて剛性が極端に低いゴムの切削においては,通常の使用方法では数値的に不安定な結果となることがわかり,次年度以降,対応を検討することとした.これまでに,工作物の大域的な変形挙動については,インプロセス観察の実現と画像処理技術を適用した変位計測を実現した.また,当初最終年度に検討する予定であった大域的なモデルと局所モデルの連携について,時間領域での力学的過程としてモデル化を行い,複合モデルとしての連携手法を決定した.さらに,工作物の大域的な挙動推定手法とモデル同定技術を併用することで,多様な材質へ本手法を適用のための基礎的な検討を終えている.なお,当初予定していた切りくず分離位置の認識は十分な精度で実施できていないが,切削力評価を基にした局所切削モデルの導入により代替可能であることから,研究全体としては,おおむね予定通りの進展であるといえる.当初の予定では平成23年度においては,「直刃を用いた2次元切削を対象とした切りくず分離過程のインプロセス観察装置のハードウエア試作と基本となる切削モデルの検討を行う.」としていた.インプロセス観察装置については,高速度カメラによる切削加工の直接観察システムの実装が行え,加工中の工作物挙動の計測が行えた.また,平成24年度に予定してた画像処理による変位計測の一部も達成している.一方,切削モデルの検討については,当初,使用を予定してた切削加工シミュレーションソフトウエアをそのまま使用するだけでは適用が困難であることが明らかになったため,別途モデル化の検討を進める必要が生じた.汎用FEMソフトウエアに適用可能なモデルの検討を合わせて行う必要があることから,切削モデルの検討については当初の予定を完全に達成しているとは言えない.以上のように,ハードウエアについては当初の計画以上の進展をしているものの,ソフトウエアについては,新たな問題の発生による若干の遅れがあることから,総合的には,おおむね順調に進展していると評価した.当初予定していた通り,まず,柔軟弾性体の加工誤差シミュレータの実装を行う.
脂肪細胞の分化と脱分化制御の分子基盤解明研究

我々は、PLC-related catalytically inactive protein (PRIP)遺伝子欠損マウスからmouse embryonic fibroblast (MEF)を作製し脂肪細胞へ分化転換したところ脂肪細胞分化が著しく抑制されていた。一方、成熟脂肪細胞を天井培養すると脂肪細胞は脱分化し脱分化脂肪細胞(DFAT)と呼ばれる多能性前駆細胞が得られるとの報告がある。そこで、本研究では、脂肪細胞への分化と脂肪細胞の脱分化におけるPRIPの役割解明研究を行った。先ず脂肪細胞の天井培養法を確立しDFATへの脱分化誘導実験をおこなった。得られたDFATを用い、マーカー遺伝子の発現をreal-time PCR法を用いて比較解析を行った。その結果、野生型とPrip-KO型から調整したDFATでの遺伝子発現に大きな差は認められなかった。引き続き、得られたDFATを分化誘導因子カクテルを用いて脂肪細胞へ分化誘導したところ、Prip-KO型の分化が著しく抑制されることをマーカー遺伝子の発現やOil Red O染色法を用いて明らかにした。さらに、野生型とPrip-KOマウスから調整したMEF細胞を用いて分化誘導因子カクテルを用いて脂肪細胞へ分化誘導し遺伝子発現変化を解析した。脂肪細胞分化を導くPPARγ2やC/EBPαなどの発現がPrip-KO型で著しく減っていた。次に、マウスに高脂肪食負荷実験を行った。Prip-KOマウスでの脂肪組織への脂肪蓄積は著しく抑制された。その原因として白色脂肪細胞への脂肪蓄積減少に加えて、褐色脂肪細胞の遺伝子発現変化やタンパク質発現変化を伴うエネルギー代謝亢進が関わっていることを明らかにした。また、寒冷刺激実験から白色脂肪細胞にある前駆細胞のベージュ細胞への分化がPrip-KOマウスで異なる事を見出している。PLC-related catalytically inactive protein (PRIP)遺伝子欠損マウスからmouse embryonic fibroblast (MEF)を作製し、脂肪細胞へ分化転換したところ、脂肪細胞分化が著しく抑制される事を見出した。一方、成熟脂肪細胞を天井培養すると脂肪細胞は脱分化し脱分化脂肪細胞(DFAT)と呼ばれる多能性前駆細胞が得られるとの報告があるので、脂肪細胞への分化と脂肪細胞の脱分化におけるPRIPの役割解明を行う事を目的に研究を行った。前年度の実験結果から、PRIP遺伝子欠損マウスと野生型マウスを比較して、脂肪細胞の脱分化の際の遺伝子発現にあまり顕著な差は見られなかった。そこで、得られたDFATを分化誘導因子カクテルで再度脂肪細胞へ分化誘導し、その際のPRIPを介した分化過程の分子基盤を検討した。その結果、脂肪分化に重要とされる遺伝子のいくつかの発現が変調していることが分かった。以上より、PRIP分子の生理機能として、脂肪細胞の分化過程に影響を与える分子であることが示唆できた。さて、白色脂肪細胞は、寒冷刺激などでベージュ細胞へと変わる事が知られているが、その分子基盤は未だ不明な点が多い。脂肪分化過程に変調をきたしていることが示唆されたことから、寒冷刺激実験によって、白色脂肪細胞にある前駆細胞のベージュ細胞への分化に違いがあるかについて検討を行った。具体的には、マウス個体に寒冷刺激を与えて遺伝子発現の変化を解析し、さらに、褐色脂肪細胞でのPRIPを介したエネルギー産生制御機構における分子基盤を検討した。これらの成果を原著論文(J. Biol. Chem, 2016)に発表している。PRIP分子による脂肪細胞の脱分化過程への関与が少ない事が明らかとなった。一方で、前駆細胞から白色脂肪細胞への分化にはPRIPが大きく関与している事を明らかにした。引き続きPRIPが仲介する前駆細胞から脂肪細胞分化への分子メカニズムを検討している。また、マウスを用いた高脂肪食負荷実験でPRIP欠失が個体レベルのエネルギー代謝に影響を及ぼす事を明らかにすることができた。その主な原因として、褐色脂肪細胞でのエネルギー代謝関連の遺伝子発現にPRIP分子が寄与している事を明らかにした。また、寒冷刺激において白色脂肪細胞のベージュ細胞への分化過程におけるPRIP分子の関与を明らかにすることができた。薬理学、細胞生物学PRIPが脂肪細胞分化に関与する事が分かり、その分子基盤の一端が分かってきた。脂肪前駆細胞は近年ベージュ細胞へと分化する事で生体エネルギー代謝に関わる事が明らかとなってきており、PRIPが仲介する脂肪細胞への分化制御機構を引き続き検討する。この様に脂肪細胞分化の分子基盤が明らかにして、DFATから他の細胞(骨芽細胞など)への分化制御機構との違いを明らかにするよう実験を進める。研究経費は概ね予定通り使用した。ただし、年度の終わりに小額が残った。次年度に消耗品費として使用する。
３種の病態実験モデルを用いた水疱性類天疱瘡における抗BP230抗体の病原性の検討

近年の高齢化に伴い増加している高齢者に好発する水疱性類天疱瘡(bullous pemphigoid以下BP)の細胞内接着板蛋白であるBP230に対する自己抗体に対するBP病変発症の研究を行った。抗BP230抗体単独陽性のBPの存在と、その病因エピトープが特異的にBP230のC末端領域に反応することが示唆された。抗BP230抗体の意義はエピトープスプレッディングにより検出する機序を推察するが、抗BP180抗体を検出しない抗BP230抗体単独陽性のBPでは、それとは異なった機序を推察した。水疱性類天疱瘡(bullous pemphigoid以下BP)は、高齢者に好発する最も頻度の高い自己免疫性水疱症であり、この代表的自己免疫性水疱症であるBPにおいて、BP180のNC16a部位に対する抗体の病原性の研究は進んでいるが、もうひとつの標的抗原であるBP230蛋白に対する抗体の病原性は不明である。BP230抗原の検出において、BP230に対する自己抗体にBP病変発症における病原性を研究し、その意義を検討した。BP患者血清の収集および抗原抗体解析として、過去15年間に当教室で経験したBP患者約200症例と他施設から送付されたBP患者血清に対し、自己抗原抗体解析として蛍光抗体法(抗体価測定)、ELISA法(BP180, BP230)、免疫ブロット法(表皮抽出液を用いた免疫ブロット法、BP180NC16aリコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法、BP180C末部位リコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法、BP230 C,N末および中間側リコンビナント蛋白を用いた免疫ブロット法など)を施行した。BP230を検出したBP患者血清がユニークなエピトープパターンを示すことを確認した。BP230リコンビナント蛋白質の免疫ブロット法では、BP230を検出する血清に含まれる自己抗体がC端側の領域に高率に反応する傾向であった。前年までにBP230リコンビナント蛋白質の免疫ブロット法では、BP230を検出する血清に含まれる自己抗体がC端側の領域に高率に反応する傾向を示した。水疱性類天疱瘡(bullous pemphigoid以下BP)は、高齢者に好発する最も頻度の高い自己免疫性水疱症であり、BP180のNC16a部位に対する抗体の病原性の研究は進んでいるが、もうひとつの標的抗原として古くから示されているBP230蛋白に対する抗体の病原性は不明である。BP230抗原の検出において、BP230に対する自己抗体にBP病変発症における病原性を研究し、その臨床的意義を検討した。まず約150例のBP患者血清についてELISA法を用いて、抗BP180抗体と抗BP230抗体の検出の有無により、3つのグループに分類した(抗BP230抗体単独陽性群、抗BP180抗体と抗BP230抗体両方陽性群、抗BP180抗体単独陽性群)。臨床学的特徴を解析し、《抗BP230抗体単独陽性群》では、他の2群と比較し有意に重症度は低く、治療の反応性もよかったことがわかり、《抗BP230抗体単独陽性群》は軽症の臨床傾向を示した。さらにBP230のN, M, C領域に細分したリコンビナント蛋白質を用いた免疫ブロット法ならびにELISA法を施行し、免疫学的解析を行った。その結果、《抗BP180抗体と抗BP230抗体両方陽性群》はBP230-N, M, C領域すべてに反応するのに対し、《抗BP230抗体単独陽性群》はBP230- C領域に多く反応した。このことよりいわゆる抗BP230抗体単独陽性のBPは、BP230- C領域に特異的に病因エピトープを有していることが示唆された。抗BP180抗体を検出するBPの抗BP230抗体の意義はエピトープスプレッディングにより検出する機序を推察するが、抗BP180抗体を検出しない抗BP230抗体単独陽性のBPでは、それとは異なった機序を推察する。水疱性類天疱瘡におけるBP230抗体に関する研究において、新知見が得られ、疾患に関する研究の発展のみならず、診断/治療に大きく貢献できることが期待できた。これまでのところ、交付申請書のタイムテーブルにほぼ沿う形で進行している。皮膚科学多くの症例に対する抗原抗体解析の継続とともに、各種検査法における有用性を慎重に検討を行う。

また抗原抗体解析の結果を総合的に患者背景および臨床学的特徴の検討を行い研究を推進していく予定である。臨床解析の結果を総合し、BPでの発症メカニズムの理解を深め、新たな治療へのアプローチに寄与することを目的とする。また、水疱性類天疱瘡は高齢者に発症要因、エビデンス・研究はいまだ皆無であり、この点において各種抗原(主にBP180抗原、BP230抗原)に対する自己抗体と患者背景のデータを元に後ろ向きコーホートスタディーを行い、統計学的検討により高齢者発症の要因を解析する。本邦におけるBP患者と合併症の特徴が把握できるとともに、統計的に自己抗原との関連を示す。後ろ向きコーホート研究を行い合併症の統計学的解析を行う。収集されたデータを統計学的に解析、評価を行う。得られた結果と患者背景および臨床学的特徴の検討を行い、統計学的に解析、評価を行う。水疱性類天疱瘡におけるBP230抗体に関する研究において、新知見が得られ、疾患に関する研究の発展のみならず、診断/治療に大きく貢献できることが期待できた。これまでのところ、交付申請書のタイムテーブルにほぼ沿う形で進行している。今年度は一般実験試薬、一般実験器具、実験動物等諸費用に当初の予算額を満たす使用額がなかったため、次年度使用額が生じた。多くの症例に対する抗原抗体解析の継続とともに、各種検査法における有用性を慎重に検討を行う。また抗原抗体解析の結果を総合的に患者背景および臨床学的特徴の検討を行う予定である。今後はBP230蛋白に自己抗原の存在がpathogenicなものか、未だ示されていない点に着目し、研究を推進していく予定である。一般実験試薬、一般実験器具、各種抗体、各種酵素、タンパク質精製試薬・装置、細胞培養液、牛血清アルブミン等に費用がかかる。研究経費のすべては研究に要する実験試薬・実験器具、そのほかの消耗品が占める。研究の速やかな遂行を図るため必要最低限の設備備品の購入を予定している。平成27年度では、一般実験試薬(各種抗体,核酸,酵素,培地等)に350千円、一般実験器具(ガラス,プラスチック器具類)に300千円、実験動物に200千円を予定している。
塩害・地盤変状発生機構シミュレーションと抑止修復技術の総合化

本研究は,塩害による沙漠化抑止と修復の技術提案を通して,地盤工学の地球環境問題への積極的な寄与を目的としている.過伐採,過放牧,塩害が沙漠化の三大要因であり,全体の約8割を占めている.森林などの植生伐採に伴う気圏・地圏間の水循環の狂いが原因である.特に塩害による沙漠化は,地下水中の希薄な塩分が高濃度化して地表に析出することにより生じ,ユーラシア大陸などの大陸の広範囲な地域で発生している.このような塩害による沙漠化メカニズムを表現できるFEシミュレータを開発し,さらに,環境負荷の低減を可能とするPS灰や浄水場汚泥のリサイクルによる粒状材料などを活用できる塩害抑止工法を開発した.本申請における研究は,次のような内容からなる.はじめに基礎研究を実施し,次いで,有限要素法を用いた塩害過程シミュレータを高度化・整備する.これを「道具」として用いて,塩害防止・農耕地保全構造体の検討を行う.平成24年度は,以下の研究成果を得た.・不飽和土の弾塑性構成モデルを選定し,さらに流体の移動を支配する移流現象と分散現象を精査し,間隙中の流体移動を整理した.・土骨格変形の記述と流体の運動を連立させる数理モデルを検討した.混合体理論をもとに土骨格の変形を考慮できる新しい連続条件式を導出した.・一連の数理モデルを有限要素法へと適用する手法を検討し,境界値問題を設定し,構築した数理モデルの妥当性について検討した.・地盤塩害化問題に対して,数理モデルをもとに被害の定量的予測を試みた.被害を食い止めるための新たな手法の提案や,実際に行われた浄化技術の効果を検討した.・タイ国カセサート大学などの協力を得て,タイ東北部で発生している地盤塩害化とその被害抑制手法の検討を行った.地盤下部に存在していた塩類が,気候条件に従い,地盤上部に集積し,塩害が発生するメカニズムを明らかにした.・東日本大震災によって発生した大津波による地盤塩害化,土壌汚染被害を調査した。現地調査から仙台と石巻2地点が持つ地盤材料の違いにより,震災以降塩類の移動の様子が異なることが分かった.・陸前高田市沿岸部の松原に一本だけ残された「希望の松」の保護を目的に,数理モデルを用いて,その被害および保全方法を検討した.本研究は,塩害による沙漠化抑止と修復の技術提案を通して,地盤工学の地球環境問題への積極的な寄与を目的としている.特に塩害による沙漠化は,地下水中の希薄な塩分が高濃度化して地表に析出することにより生じ,ユーラシア大陸などの大陸の広範囲な地域で発生している.このような塩害による沙漠化メカニズムを表現できるFEシミュレータを開発し,塩害抑止工法を開発・完成させようとしている.本申請における研究は,はじめに基礎研究を実施し,次いで,有限要素法を用いた塩害過程シミュレータを高度化・整備する.これを「道具」として用いて,塩害防止・農耕地保全構造体の検討を行う.この時,塩害防止・農耕地保全に環境汚泥のリサイクル材(焼成多孔質セラミック材)などを用いて,環境負荷の軽減も同時に図ろうとする.平成25年度は以下の成果を得た.(1)数理モデルの体系の高度化・整備:飽和・不飽和土の構成モデルを高度化し,・植生を介しての蒸散などの水循環を模擬するために開発された「根」要素モデルを導入した.弾塑性変形を考慮した移流拡散モデルを高度化し,シミュレーション技法を確立した.(2)多孔質セラミック材の力学特性の把握と活用:多孔質セラミック材を用いたキャピラリ・バリア特性を利用して,塩害の抑止を検討した.レキ材の力学特性を効果的に用いる方法論を検討した.すなわち,このようなレキ材を用いてのキャピラリ・バリア効果の定量的把握を行い,塩害防止のための構造検討を行った.(3)現地フィールド(タイ東北部サコンナコン近郊)塩害過程シミュレーション:タイ東北部サコナコン近郊を対象に,地盤調査結果に基づき,多孔質材を用いた塩害防止工法の検討を行った.キャピラリ・バリアを構成する地盤改良は,農耕地保全に有効な構造形式と考えられる.本研究は,塩害による沙漠化抑止と修復の技術提案を通して,地盤工学の地球環境問題への積極的な寄与を目的としている.過伐採,過放牧,塩害が沙漠化の三大要因であり,全体の約8割を占める.森林などの植生伐採に伴う気圏・地圏間の水循環の狂いが原因である.特に塩害による沙漠化は,地下水中の希薄な塩分が高濃度化して地表に析出することにより生じ,ユーラシア大陸などの大陸の広範囲な地域で発生している.このような塩害による沙漠化メカニズムを表現できる数値シミュレータを開発し,さらに,環境負荷の低減を可能とする塩害抑止工法を開発している.平成26年度は以下の成果を得た.(1)数理モデルの体系の高度化・整備の継続:飽和・不飽和土の構成モデルを高度化し,植生を介しての蒸散などの水循環を模擬するために開発された「根」要素モデルを導入し,弾塑性変形を考慮した移流拡散モデルの改良を行った.地盤の変形・応力・浸透・移流拡散の不飽和/飽和連成解析手法の汎用性を高めた.(2)多孔質セラミック材にかわるマルチング材の同定:環境負荷汚泥から焼成リサイクルされた多孔質セラミック材にかわる

汎用性のあるマルチング材を見出す目的で,最適なマルチング材の特性の同定を,(1)で開発した解析手法を用いて試みた.(3)現地フィールド(タイ東北部サコンナコン近郊)塩害過程シミュレーション:改良された地盤-水圏-気圏境界/物質移動モデルを組み込んだ有限要素解析手法を用いて,塩害防止工法の検討を再考した.キャピラリ・バリアを構成するマルチング材の有効配置は,農耕地保全に効果的な構造形式であることが定量的に確かめられた.(4)塩害防止・農耕地保全の検討:地盤-水圏-気圏境界/物質移動モデルを組み込んだ有限要素解析手法を用いて,農耕地保全および塩害軽減の検討を行った.塩害抑止および塩害除去に必要なクリーニングを試算した.本研究は,塩害による沙漠化抑止と修復の技術提案を通して,地盤工学の地球環境問題への積極的な寄与を目的としている.過伐採,過放牧,塩害が沙漠化の三大要因であり,全体の約8割を占めている.森林などの植生伐採に伴う気圏・地圏間の水循環の狂いが原因である.特に塩害による沙漠化は,地下水中の希薄な塩分が高濃度化して地表に析出することにより生じ,ユーラシア大陸などの大陸の広範囲な地域で発生している.このような塩害による沙漠化メカニズムを表現できるFEシミュレータを開発し,さらに,環境負荷の低減を可能とするPS灰や浄水場汚泥のリサイクルによる粒状材料などを活用できる塩害抑止工法を開発した.具体的には,1.土・間隙水・間隙空気の3相連成の数理モデルに溶解塩分の移流拡散を組み込み,水収支の狂いによる塩分析出の有限要素(FE)シミュレータを開発した.2.タイ東北部における塩害および地盤変状を対象に,その発生を数値シミュレーションした.特に,降雨データと気象データに基づく蒸散を入力として,地表面に析出する塩害の発生メカニズムを解き明かした.3.塩害抑止の技術的可能性として,粒状性材料を用いたマルチングを検討し,PS焼成材,浄水場排出焼成材などのリサイクル材活用の道を拓いた.また,単なるマルチングでは耕作地などの土地利用を阻害するため,マルチング材に覆土をかぶせた改良型マルチングを検討し,有効なマルチング厚を具体的に試算した.さらに,土地利用を妨げず,対策コストを抑えるために,マルチングを部分的に配置する塩害対策法を検討した.最後に,塩害が発生している地盤の散水浄化の効果を定量的に検討した.これらを本年度(最終年度)において,高度化と総合化を行い,地盤工学を構造物の設計や施工に役立たせるだけでなく,農学,理学との相互補完型の学際連携を可能とし,地球環境問題への積極的な貢献をはたせる道を拓いた.本研究は,塩害による沙漠化抑止と修復の技術提案を通して,地盤工学の地球環境問題への積極的な寄与を目的としている.過伐採,過放牧,塩害が沙漠化の三大要因であり,全体の約8割を占めている.森林などの植生伐採に伴う気圏・地圏間の水循環の狂いが原因である.特に塩害による沙漠化は,地下水中の希薄な塩分が高濃度化して地表に析出することにより生じ,ユーラシア大陸などの大陸の広範囲な地域で発生している.このような塩害による沙漠化メカニズムを表現できるFEシミュレータを開発し,さらに,環境負荷の低減を可能とするPS灰や浄水場汚泥のリサイクルによる粒状材料などを活用できる塩害抑止工法を開発した.地盤内溶解物質の拡散と移動を表現できる数理モデルを組み込んだ飽和・不飽和変形解析コードを高度化し,汎用性を高めた.塩害および地盤変状発生機構のシミュレーションを行い,塩害抑止および塩害軽減のクリーニングの検討を行った.27年度が最終年度であるため、記入しない。
抗血管新生因子バソヒビン－1による血管安定化機構の解明

腫瘍内に新しく形成された腫瘍血管では内皮細胞同士の接着が不安定化しており、薬剤の不到達や癌細胞の浸潤及び血管新生の容易化を誘導することで癌治療に悪影響を及ぼすことが指摘されている。本研究により、バソヒビン-1(VASH1)が微小管の脱チロシン化増加を通して膜分子のエンドサイトーシスを阻害し、血管不安定化を抑制することで安定化を引き起こすという新規血管安定化機構を明らかにした。さらに、VASH1は同様な細胞内機構を通して血管新生を抑制することも見出していることから、VASH1を標的とした血管新生抑制と血管安定化誘導の両方を同時に発揮できる治療法の開発を目指すための基礎を築くことが出来た。まず血管安定化におけるVASH1誘導性Glu-チューブリン増加の必要性を検討した。顕微鏡解析から、VASH1によって血管内皮細胞(ECs)内のGlu-チューブリン量を増加させると、VE-カドヘリンの細胞間接着部位における直線的な局在が増加する傾向にあった。VEGF刺激によりコントロールのECsでは細胞間接着が解除され、VE-カドヘリンの局在も直線的ではなく途切れた鋸歯状に変化したが、VASH1を作用させたECsではそのような変化が乏しかった。そしてVASH1と共にTTLを作用させてECs内のGlu-チューブリン量を通常状態まで低下させると、VEGFが誘導する細胞間接着の崩壊やVE-カドヘリン局在変化への効果が復活した。また生化学的解析として、単層培養したECsを通過した蛍光ラベルされたデキストラン量を相対的に観察した結果、VASH1を作用させたECsではVEGFによる透過性の亢進が抑制されており、VASH1と共にTTLを作用させると復活した。したがって、VASH1誘導性のGlu-チューブリン増加は血管安定化を誘導すると考えられた。次に、VEGF誘導性の血管透過性亢進に必須であるVE-カドヘリンの細胞内取込みについて検討した。VASH1はVEGF刺激後のVE-カドヘリンの細胞内取り込みを抑制し、VASH1とTTLを共に作用させることで抑制が解除された。従って、VASH1誘導性Glu-チューブリン増加はVEGFによるVE-カドヘリンの細胞内取り込みを抑制し、それにより血管安定化が増強されると考えられた。Ang/Tie経路においてもVASH1が同様な影響を及ぼすかどうかについては、解析に使用する組換えタンパク質や抗体について条件検討中である。また、VASH1とTie2との結合解析については、活性型組換えVASH1タンパク質を作成中であり、昆虫細胞過剰発現系により得られた組換えVASH1の活性調査中である。まずは血管安定化の指標としてVE-カドヘリンに注目して解析を進めた結果、細胞生物学的解析及び生化学的解析により、VASH1によるGlu-チューブリン増加が血管安定化の増強を誘導し、VASH1と共にTTLを作用させてECs内のGlu-チューブリン量を通常状態まで低下させるとVEGFによる血管不安定化が復活した。従って、VASH1によるGlu-チューブリン増加が血管安定化に寄与することが明らかになった。この現象の細胞内機構を詳しく調べるために、VEGFによるVE-カドヘリンの細胞内取込みについて解析したが、当初予定していた細胞表面ビオチン化アッセイやFACScan解析では、細胞間接着に寄与している状態でVE-カドヘリンを標識することが難しく、コントロールECsでもVEGF刺激による細胞内取込みの増加が有意に検出できなかった。従って、その他の生化学的手法として細胞内成分を分画し、細胞質分画に移行したものを細胞内に取込まれたものとして解析した。その結果、コントロールECsにおいてVEGF反応性のVE-カドヘリンの細胞内取込みが良好に検出され、VASH1によるVEGF刺激後のVE-カドヘリンの細胞内取込みの抑制や、VASH1とTTLを共に作用させた際の抑制の解除が観察された。また、VE-カドヘリンの細胞内取込みの細胞生物学的解析として、in situ PLAによりVE-カドヘリンとエンドソームマーカーとの共局在のみで検討しているが、実際に細胞内に取り込まれたVE-カドヘリンを特異的に可視化するために、VE-カドヘリンに対してantibody feeding assayを行うことで、さらに詳細に解析する。Ang/Tie経路の解析については、購入・使用している組換えAngタンパク質が高価で低活性であることから、使用する組換えタンパク質や抗体について条件検討中である。また、VASH1タンパク質とTie2との結合解析については、活性型組換えVASH1タンパク質の作成中であり、現在、昆虫細胞過剰発現系により得た組換えVASH1の活性調査中である。腫瘍に誘導された新生血管では内皮細胞同士の接着が不安定であることが知られている。この腫瘍血管の不安定化は、薬剤の不到達や癌細胞の浸潤及び血管新生の容易化を誘導することで癌治療に悪影響を及ぼすことが指摘されている。本研究の代表者である小林は、バソヒビン-1(VASH1)が微小管の翻訳後修飾の一つである脱チロシン(ΔY)化増加を通して受容体のエンドサイトーシス阻害を誘導し、下流のシグナル伝達及び血管新生促進作用が抑えられるという、新規血管新生抑制メカニズムをこれまでに明らかにしている。一方、VASH1が腫瘍血管の安定化を誘導することが示唆されているが、その詳細なメカニズムは不明であった。

従って本研究では、VASH1によるΔY-チューブリン増加を介した膜分子の細胞内取込み抑制機構に着目することで、VASH1と血管安定化に寄与するアンジオポエチン(Ang)/Tieシグナル伝達及び細胞間接着分子との関係を調査し、VASH1による血管安定化機構を明らかにすることを目的として解析を実施した。VASH1はΔY-チューブリンの増加依存的にVEGF/Ang-2誘導的なVE-カドヘリン/Tie2のエンドサイトーシスを抑制した。加えてVASH1は、Ang-2誘導的なリン酸化Tie2の上昇には影響しなかったが、その下流であるリン酸化Aktの上昇をΔY-チューブリンの増加依存的に抑制した。一方、VASH1はAng-1・2及びTie1・2の発現を有意に変化させなかった。これらの結果から、VASH1は血管新生抑制メカニズムと同様に、ΔY-チューブリンの増加を通してVE-カドヘリン及びTie2のエンドサイトーシスを阻害し、血管の安定化を誘導すると考えられた。従って本研究から、VASH1を標的とした血管新生抑制と血管安定化誘導の両方を同時に発揮できる治療法の開発を目指すための基礎を築くことが出来た。腫瘍内に新しく形成された腫瘍血管では内皮細胞同士の接着が不安定化しており、薬剤の不到達や癌細胞の浸潤及び血管新生の容易化を誘導することで癌治療に悪影響を及ぼすことが指摘されている。本研究により、バソヒビン-1(VASH1)が微小管の脱チロシン化増加を通して膜分子のエンドサイトーシスを阻害し、血管不安定化を抑制することで安定化を引き起こすという新規血管安定化機構を明らかにした。さらに、VASH1は同様な細胞内機構を通して血管新生を抑制することも見出していることから、VASH1を標的とした血管新生抑制と血管安定化誘導の両方を同時に発揮できる治療法の開発を目指すための基礎を築くことが出来た。(1)VASH1がVE-カドヘリン複合体の細胞内取込みに及ぼす影響の検討ビオチン化アッセイやFACScan解析では細胞間接着に寄与しているVE-カドヘリンを測定することが出来ず、VEGF刺激による細胞表面からの取込みも有意に検出できなかったため、生化学的な細胞内取込みの解析については細胞成分の分画(膜と細胞質)に止めることにする。細胞生物学的解析として、VE-カドヘリンとEEA1との共局在をin Situ PLAで解析することに加えて、細胞内に取り込まれたVE-カドヘリンを特異的に染色することにより(Antibody feeding assay)、細胞内に取込まれたVE-カドヘリンを可視化して観察・定量する。(2)Ang/Tie経路とVASH1によるGlu-チューブリン増加との関係性の検討組換えAng類は高価であり解析に使用するには高コストであることから、培養細胞における過剰発現系を用いて安価に質の良い組換えAng類を産生・精製する方法も検討に入れ、時間とコストに無駄のない実験系を再構築する。(3)Ang産生に対するVASH1の影響の検討
16-18世紀の日本と東アジアの漢文説話類に関する総合的比較研究

今年度は、沖縄と韓国の調査を中心に実施した。前者は9月、12月、3月に行い、琉球大学で薩摩藩による琉球侵略前後の文学言説をテーマに継続的に研究会を開催した。近々に公刊を進める計画である。また、代表者の研究室で、琉球の漢文説話集『遺老説伝』の輪読を継続的に進めた。これもいずれ注解をまとめ、公刊する予定である。また、研究会にあわせて、沖縄県立図書館、琉球大学図書館、石垣市立八重山図書館などの資料調査を行った。沖縄における薩琉軍記の伝本調査はほぼ完了した。以上に関連して、袋中渡琉400記念の袋中フォーラムにおいて、代表者が基調講演を行い、薩摩の侵略直前に琉球に滞在して、『琉球神道記』『琉球往来』を書いた袋中の世界と意義について述べた。後者の韓国は11月、3月に実施した。ソウルの国立中央図書館、仏教系の東国大学図書館の調査を行った。法華霊験伝などの霊験記や釈迦如来十地修行記などの仏伝等々の資料収集と諸本調査をほぼ終えた。また、これらの調査にあわせて、あらたな研究会をたちあげ、新羅時代の仏教説話集『殊異伝』の輪読を始めた。今後も継続して、いずれ注解を公刊したいと考えている。以上をもとに三年間の総括として、報告書をまとめた。これをもとに順次、貴重資料の紹介、目録類や研究の公刊を進める予定である。今年度は、まず研究体制作りから着手し、前年度までの琉球文学をテーマとする科研の協力者にそのまま継続して協力者として参加してもらうことを確認、継続している琉球説話の集成『遺老説伝』の注釈研究を本科研活動として引き継ぐこととした。琉球を東アジアの中心に位置づける構想の一環として、この『遺老説伝』が基軸となるはずである。ついで、分担者と個別に会合し、今後の調査研究の情報や段取りについて計画を練り、東アジアの漢文説話として共通にしぼりうる課題に、論争問答のスタイルの形式のテキストを主対象にする案がほぼまとまった。対話様式とか場の物語とか呼ばれる形態が中心の対象になるだろう。また、韓国、北京、ニューヨークに出張し、費用は本科研からでないものもあったが、資料収集は本科研によった。韓国では、ソウル大学圭章閣で、朝鮮時代の漢文資料を調査収集し、同時に国会図書館や中央図書館の漢文資料の目録も入手した。北京では、翻訳をテーマにした国際会議で研究発表し、『今昔物語集』の中国語訳を例に漢文説話の翻訳をとらえた。ニューヨークでは、神道国際会議で『神道集』について報告、ナショナリティに偏向しない東アジアに及ぶ視野からの考察が必要であることを確認した。さらに、フランスのアルザス日本学研究所で「境界と文化創造-東アジアの中の日本」として国際会議を主催し、盛況のうちに終わった。この会議報告は科研報告書としてはもとより出版の予定である。本年度は、まず8月にポーランドのワルシャワ大学で開催されたヨーロッパ日本学会に小峯と渡辺が参加、日本と東アジアをめぐる文学言説の女性をテーマにパネル発表を行った。小峯は中世の神道集を中心に神仏をめぐるジェンダー、渡辺は遊女と遊郭に関する報告であったが、渡辺は急病のため、急遽、安原真琴が協力者として代行、渡辺の原稿を代読した。学会後、クラクフの国立博物館分館で絵巻関係の資料調査を行い、19世紀の琉球江戸上り芸能の図巻を見いだした。その他、酒呑童子絵巻、神田明神祭礼図、百鬼夜行絵巻等々、従来ほとんど知られていない絵巻群を調査、撮影できた。ついで、プラハに移り、国立東洋美術館で絵巻や漢字文献の資料調査を行った。東アジア全体にかかわる仏伝文学をめぐって、とりわけ日本作で注目される『釈迦の本地』絵巻をつぶさに調査することができた。

最後にウィーンに赴き、国立東洋美術館でお伽草子の『さざれ石』絵巻ほかの資料を調査し、東欧に所蔵される一連の貴重な資料の一端をかいまみることができ、絵画をともなう漢文説話研究におおきく寄与するものであることが確認できた。12月は沖縄県立図書館で、琉球漢文説話や薩琉軍記の資料調査を実施、伊是名島に赴き、第二尚氏をひらく金丸尚円王をめぐる伝承調査を現地であわせて行った。ついで、2月に鹿児島の県立図書館、鹿児島大学付属図書館の玉里文庫の資料調査を実施、漢文説話及び薩琉軍記関係の資料を精査できた。とりわけ玉里文庫の『南浦文集』は原本に近いとされる貴重なものであった。3月、ベトナムのハノイに出張、漢喃研究院でベトナムの漢文資料調査を実施した。夏に行く予定をSARSのために延期したものであった。現地の研究員オワイン氏の協力を得て、種々貴重な資料を調査することができた。今年度は、沖縄と韓国の調査を中心に実施した。前者は9月、12月、3月に行い、琉球大学で薩摩藩による琉球侵略前後の文学言説をテーマに継続的に研究会を開催した。近々に公刊を進める計画である。また、代表者の研究室で、琉球の漢文説話集『遺老説伝』の輪読を継続的に進めた。これもいずれ注解をまとめ、公刊する予定である。また、研究会にあわせて、沖縄県立図書館、琉球大学図書館、石垣市立八重山図書館などの資料調査を行った。沖縄における薩琉軍記の伝本調査はほぼ完了した。以上に関連して、袋中渡琉400記念の袋中フォーラムにおいて、代表者が基調講演を行い、薩摩の侵略直前に琉球に滞在して、『琉球神道記』『琉球往来』を書いた袋中の世界と意義について述べた。後者の韓国は11月、3月に実施した。ソウルの国立中央図書館、仏教系の東国大学図書館の調査を行った。法華霊験伝などの霊験記や釈迦如来十地修行記などの仏伝等々の資料収集と諸本調査をほぼ終えた。また、これらの調査にあわせて、あらたな研究会をたちあげ、新羅時代の仏教説話集『殊異伝』の輪読を始めた。今後も継続して、いずれ注解を公刊したいと考えている。以上をもとに三年間の総括として、報告書をまとめた。これをもとに順次、貴重資料の紹介、目録類や研究の公刊を進める予定である。
外国人のための効果的な漢字・読解教育を支援する教育データベースの開発

1「非漢字圏学習者のための漢字学習情報データベース」非漢字圏日本語学習者支援システムを開発する目的で、このデータベースは開発された。最終的な目的は、システムを使用する学習者がどういう機能をどの程度利用するか記録し、データを収集し、そのデータの分析に基づいて漢字学習に有効な学習・指導方法があるかを検討することである。学習者によってはシステムで用意されているデータは不十分であったり、デザイン上漏れてしまったり、他の機能が欲しかったりする可能性があり、そのためにはユーザ側のコメントをできる限りとりこむようなデータのフィールドをあらかじめ用意しておいた。2論文読解のための表現文型データベース科学技術の読解支援システムに利用するためのデータベースを開発した。本研究ではこのデータベースを利用して、電子化された専門文献から問題点を指摘する,問題を考察する観点を示す,問題を後回しにする,問題の考察を始める,つなぐ,反対の趣旨に導く,などの機能を含む日本語文を自動抽出し、単文、複文、名詞修飾節を持つ文、またその複文のように文の複雑さ、文の長さでソーテイングを行い、単文読解訓練用の文章を作成するシステムを作った。3漢字学習方法処方のための漢字力診断問題データベース本研究におけるデータベースは漢字の診断に用いるのに役立つ問題のデータベースとその構造の開発である。データの形式は従来は1問題1レコードの形式を採用していたが、SGML化をおこない、テストシステムとして用いる時には、HTMLにコンバートし、プリントテストとして用いる時にはLaTeXとしてきれいに清書されて出力できるようにした。現在はNetscape2.0などのWWWのプラウザでアクセスできるようになっている。
残存する記憶機能を活用した記憶リハビリテーションの開発とその効果の検討

fMRIやPETよりも時間分解能が優れ、またEEGよりも空間分解能が優れているMEGを用い、健常者8名を被験者として実演条件と言語条件の再認時の脳神経活動の比較を行った。MEGを用いた実演効果に関する研究はこれまで報告されていない。この実験の目的は、1)実演条件において運動感覚情報の再活性化がみられるのか、また、条件間で活動部位に違いがあるのかを検討する、2)運動感覚情報の再活性化や条件間での活動部位の差がみられたなら、それらの神経活動が再認刺激呈示後、どの時点で発生するのかを明らかにする、3)実演条件と言語条件それぞれの大脳皮質におけるニューラルネットワークモデルを作成する、の3つであった。実験の結果、実演条件の再認成績は言語条件よりも有意に高く、再認反応時間は実演条件のほうが言語条件よりも有意に短かった。MEGデータについては、左一次運動野(BA(Broadman's Area)4)に実演条件で言語条件よりも大きな神経活動が推定された。この結果は、符号化された運動感覚情報が検索時に再活性化していることを裏付けている。また運動感覚情報の再活性化は、再認刺激呈示後170-250msという早い段階でみられ、その神経活動は行為の時間的・空間的特徴の処理を担う左頭頂葉に伝播していた。さらに実演条件では、右頭頂皮質(BA7,BA40)、右後頭-側頭境界領域(BA37)に言語条件より大きな神経活動が確認された。これまでに頭頂葉後方のBA7は動作のイメージと、右後頭-側頭境界領域(BA37)は道具のイメージとの関連が指摘されており、右の頭頂葉下部(縁上回;BA40)は視空間注意との関連が指摘されている。したがって本実験の結果から、実演条件では言語条件と比較し検索時に内的視空間処理が行われていることが示唆された。一方、言語条件では、言語の意味的処理と関連している左前前頭皮質下部(ブローカ領域;BA44,45)に実演条件よりも大きな神経活動が確認された。これらの結果は、実演効果には運動感覚情報が関係していること、また実演条件の検索は非言語的処理に依存しており、言語条件の検索は実演条件よりも意味的処理に依存していることを示している。そして本実験から、実演効果の生起には運動感覚情報の処理、道具と動作の内的視空間処理、行為文の意味的処理が関与していることが明らかになった。実演効果とは、言葉だけで憶えるよりも実際にその内容を実演した方が記憶成績が高まることをいう。本年度は国内外で初めて、行為表象の処理に障害のある失行症患者を対象とし、実演効果における行為表象の処理の関与についで検討した。失行症とは、麻痺、不随意運動、失調、筋緊張異常などの症状がないにも関わらず、目的に沿って運動を遂行できない状態をさす。実演効果の生起に運動プログラムといった行為表象に関する処理が重要であるならば、失行症患者には実演効果がみられないと考えられる。そこで本実験では、失行症以外の認知障害を呈さない希有な病態を示した患者と高齢者20名を対象とし、実演条件と言語条件の自由再生と再認成績を比較した。失行症患者の再生成績を条件間で比較した結果、言語条件よりも実演条件の方が成績は有意に高く実演効果がみられた。このことから、行為表象の処理は実演効果の決定的な要因ではなく、運動感覚情報の処理といった別の処理が実演効果には重要であることが示唆された。しかしながら興味深いことに、失行症患者め再認成績には言語条伴と実演条件に差はなく、実演効果がみられなかった。この結果は、本実験で用いた再認課題の特性によるものだと考えられる。本実験から、行為表象の処理は実演効果の生起に関連していないわけではなく、その処理が実演効果に影響するかどうかは、求められる記憶課題に依存することが明らかになった。そして、実演効果の記憶リハビリテーションへの応用を検討する際に、"失行症を呈しているかどうかを考慮する必要性が示された。

さらに実演条件では、右頭頂皮質(BA7,BA40)、右後頭-側頭境界領域(BA37)に言語条件より大きな神経活動が確認された。これまでに頭頂葉後方のBA7は動作のイメージと、右後頭-側頭境界領域(BA37)は道具のイメージとの関連が指摘されており、右の頭頂葉下部(縁上回;BA40)は視空間注意との関連が指摘されている。したがって本実験の結果から、実演条件では言語条件と比較し検索時に内的視空間処理が行われていることが示唆された。一方、言語条件では、言語の意味的処理と関連している左前前頭皮質下部(ブローカ領域;BA44,45)に実演条件よりも大きな神経活動が確認された。これらの結果は、実演効果には運動感覚情報が関係していること、また実演条件の検索は非言語的処理に依存しており、言語条件の検索は実演条件よりも意味的処理に依存していることを示している。そして本実験から、実演効果の生起には運動感覚情報の処理、道具と動作の内的視空間処理、行為文の意味的処理が関与していることが明らかになった。
ヒストンのメチル化はインプリントの成立に必要か?

DNAのシトシンのメチル化はほ乳類のインプリンティングをはじめとして様々な遺伝子発現抑制機構において重要なはたらきをなしている。近年、遺伝子発現の新たな抑制機構としてヒストンH3のLys9のメチル化がDNAのメチル化が発現抑制に関与していない生物も含め、より広い生物で重要なはたらきをしていることがわかってきた。しかしヒストンのメチル化とDNAのメチル化の正確な関係は今だあきらかではない。最近、NeurosporaでヒストンH3のLys9のメチル化がDNAのメチル化に必要であることがわかった(Nature,416,556-560,2002)。一方、ほ乳類ではDNAのシトシンのメチル化がインプリンディングの遺伝子発現抑制に重要な働きをしていることが知られている。そこで本プロジェクトでは、ほ乳類のインプリンティングの関与を検討するためインプリントの成立が起こる卵子の成長期における遺伝子の発現の変化をマイクロアレイを用いて検討した。その結果エピジェネティク関連遺伝子ではDnmt1,Hp1-γ,Epc1などが増加していることがわかった。Dnmt1はDNAメチル化維持酵素であり、Hp1-γはヒストンメチル化酵素のSuv39HIと結合するHP1-αのファミリーである。Epc1はpolycombのenhancerであると同時にposition-effect variegationのsuppressorであり、ヘテロクロマチンの形成に関与していると考えられている。Polycomb遺伝子のうちいくつかはヒストンのメチル化酵素であることが分かってきている。これらのことからヒストンのメチル化はインプリントの成立と関係することが示唆される。研究開始後、RNAiの機構がヒストンのメチル化のさらに上流にあることが酵母などの研究でわかってきたためRNAiのゲノムインプリンティングに与える影響を検討することにした。そのためにRNAi機構のかなめの遺伝子であるDicerの発現を低下させたマウスを用いてゲノムインプリンティングを検討した。その結果10分の1程度の低下ではゲノムインプリンティングに影響がないことがわかった。一方、ほ乳類ではDNAのシトシンのメチル化がインプリンティングの遺伝子発現抑制に重要な働きをしていることが知られている。そこで本プロジェクトでは、ほ乳類のインプリンティングの成立にヒストンのメチル化が必要であるかを明らかにするとともに、インプリント遺伝子のDNAのメチル化にヒストンのメチル化がどのような影響を与えているかを探る。そのために、ヒストンメチル化酵素であるGlP1のノックアウトマウスを作成した。このノックアウトマウスの生殖細胞を我々が開発した培養系を用いてインプリンティングの成立が阻害されるかを検定する予定である。またGlP1の抗体の作成を作成したので、これを用いてChIPをおこないインプリント遺伝子と相互作用を検定する予定である。

近年、遺伝子発現の新たな抑制機構としてヒストンH3のLys9のメチル化がDNAのメチル化が発現抑制に関与していない生物も含め、より広い生物で重要なはたらきをしていることがわかってきた。しかしヒストンのメチル化とDNAのメチル化の正確な関係は今だあきらかではない。最近、NeurosporaでヒストンH3のLys9のメチル化がDNAのメチル化に必要であることがわかった(Nature,416,556-560,2002)。一方、ほ乳類ではDNAのシトシンのメチル化がインプリンティングの遺伝子発現抑制に重要な働きをしていることが知られている。そこで本プロジェクトでは、ほ乳類のインプリンティングの関与を検討するためインプリントの成立が起こる卵子の成長期における遺伝子の発現の変化をマイクロアレイを用いて検討した。その結果エピジェネティク関連遺伝子ではDnmt1,Hp1-γ,Epc1などが増加していることがわかった。Dnmt1はDNAメチル化維持酵素であり、Hp1-γはヒストンメチル化酵素のSuv39HIと結合するHP1-αのファミリーである。Epc1はpolycombのenhancerであると同時にposition-effect variegationのsuppressorであり、ヘテロクロマチンの形成に関与していると考えられている。Polycomb遺伝子のうちいくつかはヒストンのメチル化酵素であることが分かってきている。これらのことからヒストンのメチル化はインプリントの成立と関係することが示唆される。