hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不確実性を考慮した森林資源利活用の最適確率制御システム構築に関する研究

本研究の目的は、木材価格と言った経済要素並びに森林資源成長の将来的な不確実性を考慮できる最適森林利活用を探求する最適確率制御システムを構築することである。1.まず不確実現象を表現できる確率モデルの構築を行った。対象としたモデルは価格に依存するボラティリティを仮定した非線形確率微分方程式である。ここでは合計13の確率微分方程式を仮定した。モデル定数の推定には局所線形近似法によった。この方法は非線形関数を局所的に見れば線形関数により近似可能であることに着目した推定法である。ここで構築した13個のモデルを13樹種の木材価格データを用いて定数を推定し、パフォーマンス比較をAIC推定量により行った結果、モデルと樹種により最適なものが異なり、モデル選択の必要性を示すことができた。2.現在、森林成長モデルの開発が必要とされているが、汎用性に富んだ成長モデルは未だに開発されていない。そこで本研究では現在成長予測に使用されている収穫表と密度管理図を用いて、より現実のデータを反映し成長予測可能なモデルの構築を試みた。九州地区のスギ密度管理図と熊本県スギ収穫表を用いて、元来用いられて来た密度管理図内のモデル定数の修正を試み、収穫表の予測値への回帰を行った。その結果、密度管理図内のモデルが柔軟になっていないことが分かり、今後の修正の課題を示すことができた。同時に実際に使用されている収穫表との乖離が把握できた。3.確率動的計画法による最適確率制御モデルの構築に際して、間伐といった経営オプションを考慮するには至らなかった。さらに今後のアルゴリズム開発が必要であることを示すことができた。同時にデータ整備が早急の課題であることも認識できた。確率現象などはデータ収集により、不確実性の度合いをより正確に捉えて行く必要があり、そのためにも効率の良いモニタリング手法の開発も不可欠なる。我が国における森林資源は、昨今の木材価格の低迷に伴い十分に管理されない状態になりつつある。これは、これまでの木材価格の変動が引き起こす将来的な不安定要素は森林所有者の経営意欲をそいだ結果と言える。こうした将来的な不安定要素が存在するにもかかわらず、森林資源の評価には、未だに現在価値基準によるものが用いられている。現在価値基準を用いる限り、例えば将来的な価格の上昇などと言った可能性を経営の意思決定フレームワークに考慮することができない。森林資源を取り巻く将来的な不確実要素には、木材価格のみならず、森林資源の成長に関するものなどがある。森林資源の成長は、例えば微気象の変動、樹木間の競争の変化、また人為的作業の介入による成長の変動等に大きく左右され、将来的に不確実になる。本研究では、木材価格と言った経済要素並びに森林資源成長の将来的な不確実性を考慮できる最適森林利活用を探求できる最適確率制御システムを構築することを目的としている。本年度の研究は、木材価格の不確実性現象に対し、非線形確率微分方程式によるモデルを構築し、それらのモデルのパ-フォマンスについて分析を行い、モデル選択の重要性について検討した。その結果、対象とする価格によって最適なパ-フォマンスを示すモデルが異なることがわかり、最適確率制御システム構築にあたり、どのモデルが有効なのか調べる必要があることが分かった。来年度はさらに、分析を進め、森林資源成長の不確実性のモデル化を試みる。また、価格・成長の2要因を対象にした多変数確率動的計画法による最適確率制御システム構築を試みる。
アッバース朝からブワイフ朝・ハムダーン朝への情報伝達の構造的分析

平成29年度の研究では、アラビア語現存史料で最も古い層である9世紀の系譜書の分析を開始した。元々報告者は平成28年度以前から『歌書』の分析を行ってきた。アッバース朝カリフ政権解体後のブワイフ朝・ハムダーン朝下の諸史料の内、ウマイヤ朝とアッバース朝カリフ宮廷に関して最大の情報量を持つ史料がイスファハーニー著『歌書』である。これまでの研究では『歌書』のイスナード(情報源から作者までの情報伝達経路を人名を列挙して示したもの)に着目し、『歌書』の情報源とされる人々とバグダードにおけるハディース伝承者を列挙した『バグダード史』の情報を比較分析する中で、「アッバース朝カリフ宮廷」という権力の場に集い、「ハディース伝承」というイスラム法の整備・発展の中枢を担ったバグダードの知識人層を割り出した。その中で、平成29年度は最もアッバース朝カリフ政権に近く、10世紀以降の諸史料に情報源として挙げられる9世紀の文人3名に着目した。この3名はバラーズリー、ズバイル・ブン・バッカール、ムスアブ・ズバイリーであり、いずれも著作が現存している。ズバイルとムスアブは『歌書』の情報源として最も多く名が挙がっており、バラーズリーは言及回数は少ないものの大部の歴史叙述作品があり、『歌書』もバラーズリーが記している歴史的事件の多くを描いている。バラーズリーとムスアブの作品はアラブ部族の男系系譜に沿って伝記を配置しており、歴史叙述作品ではなく系譜書として分類されている。その為歴史認識を分析する史料論ではほとんど研究対象とされてこなかったが、実際はバラーズリーの作品は系譜書の体裁を取りながらイスラム初期史の重要事件を論じる歴史叙述作品である。報告者は『歌書』とバラーズリーの著作の同じ歴史的事件がどのように描かれているのか、著者達と権力との関わり、作品の引用関係と細部の変更を分析した。29年度が最終年度であるため、記入しない。当研究では、アッバース朝カリフ政権下からブワイフ朝・ハムダーン朝にかけて継続的に執筆されたテーマであるナディーム論を取り上げる。ナディームとはアラビア語で「飲み仲間」を意味し、禁酒を定めるイスラム地域の宮廷においても文人達が君主の宮廷にナディームとして侍っていた。このナディームがどのようにあるべきかを論じた諸作品がナディーム論である。ナディーム論ではナディームは豊かな教養人であることを説かれており、その先例としてアッバース朝のカリフのナディーム達が挙げられている。またナディーム達は禁酒を定めるイスラム法に抵触する存在でもあったので、時代・地域による飲酒の受容度によって語られる内容が異なった。当研究では、アッバース朝からブワイフ朝・ハムダーン朝にかけて著されたナディーム論を比較・分析し、アッバース朝宮廷における君主と文人との交流の情報やカリフが飲酒をすることに対する認識がどのように変化したのかを考察する。またアッバース朝カリフのナディーム達は、ブワイフ朝・ハムダーン朝へアッバース朝宮廷の情報を伝達した人々でもある。アッバース朝からブワイフ朝・ハムダーン朝にかけての情報の変容に、伝達者であるナディームがどのように関与したのかを分析する。以上の問題意識に基づいて、今年度は、以下の2点を行った。1トルコ共和国イスタンブールのスレイマニエ図書館・バヤジッド図書館にて、アッバース朝からオスマン朝下までに執筆・筆写されたナディーム論とナディームに関する諸写本を閲覧し複写を入手した。2アッバース朝下で執筆され、宮廷へ献呈された現存最古のナディーム論である『諸王の諸性質』を分析し、学会発表と論文投稿を行った。当研究では、9世紀から11世紀にかけてナディームについて記された諸史料を分析する。ナディームとは「飲み仲間」を意味し、イスラム教が禁酒を定めている一方で、時代を通じて多くの文人達が支配者のナディームとなっていた。ナディームに関する史料には、ナディームに必要な作法や教養を説くナディーム論諸作品がある。これらの作品では、飲酒をするナディームはイスラム法から外れた存在ではなく、彼らの作法や教養がムスリムとしての教養の一部であることを前提としている。このようなナディームに対する認識を理解する上で必要となるのが、同時期に記された飲酒を巡る法的議論である。これらの議論は、ハディース六書や高名な法学者達によってなされていた。ハディース六書とは、ハディース(預言者ムハンマドの言行録)を編纂したもので、イスラム法の成立やスンナ(預言者ムハンマドの慣行・ムスリムの行動規範)の形成に影響を与えた。9世紀から11世紀にかけて記されたナディーム論作品は、同時期に発展していったアダブ(作法)論の一部として分類できる。アダブ論はイランやインドの作品の翻訳から始まり、元々は支配者の心得を説くものであった。その後多種多様な職種や立場、状況に応じたテーマを取り上げるようになり、「ムスリムに必要な教養」としてのアダブの概念が発展していった。このようなアダブの分析からは、ハディースを基礎とするスンナのみでは見えてこない「ムスリム意識」が持つ多様な面を明らかにすることが出来る。

当研究では、ナディーム論作品におけるナディーム観を分析し、同時期の飲酒を巡る法的議論の影響がどのように反映されているのかを論じる。これによって9世紀から11世紀にかけて発展していったアダブの概念に、イスラム法の法源となったハディースがどのように関わったのかを分析し、当時醸成されていった「ムスリム意識」の一端を明らかにすることを目指す。今年度は、9世紀中葉のアッバース朝最盛期に宮廷へ提出されたサアラビーによる『王の性質』を分析した。これは現存する中で最も古いナディーム論作品である。この作品の分析によって明らかになった点は、作者がアッバース朝宮廷の権威を確立することを目的としており、「カリフがナディームとどのように飲酒をすべきか」を議論の中心としている一方で、「カリフが飲酒をすること」自体が君主の権威に抵触するという認識が無い点である。以上からこの作品は、支配者の心得の一環として、カリフとナディームのアダブを論じており、君主論・統治論として始まったアダブ論の形式を汲むものである点、そして作者に「飲酒をするナディームはハラール(イスラム法上合法であるもの)かハラーム(イスラム法上禁じられているもの)か」という意識がないことから、当時すでに著名な法学者達や思想家達が行っていた飲酒を巡る法的議論の影響を受けていないことが明らかになった。即ち9世紀中葉の時点では、アダブ論は必ずしも同時期のハディースを根拠とした法的議論を取り込んでいないことが判明した。一方で10世紀以降に記されたナディーム論諸作品には、9世紀中葉以降の飲酒を巡る法的議論を冒頭に取り込んだものが増えてくる。その議論を載せることで、ナディームのどのような行為がハラールの範疇であるのかを示す意図があると考えられる。法的議論の取り込みは、この時期に権威を確立したハディース六書が、飲酒を非難し、その非難を預言者の権威と結び付けるような論理展開をしていたことに対する自己弁護の為と考えられる。以上から、10世紀にはナディーム論が法的議論を取り込むようになったことと、その要因がハディース六書にあったことを明らかにした。全体の研究計画(9世紀から11世紀のナディーム論諸作品におけるナディーム観の分析と同時期の法的議論の影響)の内、約1/3を達成した。当研究では、9ー13世紀の中東ムスリム文化圏における飲酒とナディームをテーマとする。ナディームとはアラビア語で「飲み仲間」を意味する。アラブ文化ではイスラム以前から文人が君主にナディームとして侍っており、禁酒を定めるイスラムが成立するとこの風習は廃れたが、ウマイヤ朝末期から復活しアッバース朝では多様な文人がカリフにナディームとして侍っていた。ナディームに関する史料としては、ナディームに必要な教養や作法を説くナディーム論作品がある。9ー13世紀の間で8作品が記されているが、いずれも飲酒をするナディームをハラーム(イスラム的禁忌)としてではなく、むしろナディームの作法をムスリムに必要な教養として論じている。一方で従来の研究では9ー13世紀はイスラム法が整備され、社会のイスラム化が進んだ時代として理解されてきた。実際この時期には預言者ムハンマドの権威と禁酒を結びつける議論が法学者によって数多く発表されている。当研究では分析点1として、禁酒を定める法的議論を踏まえた上で、イスラム法に抵触する存在であるナディームをムスリムとして論じるナディーム論作品の分析を通じて、イスラム法が浸透していく社会における「ムスリム意識」の多様性を明らかにした。またアッバース
拘縮時の坐骨神経周囲組織の病的変化の機序と理学療法学的治療についての検討

拘縮時の坐骨神経周囲組織に出現する病的変化(神経束と神経周膜の密着、および神経周膜の線維化)について、その機序を検討した。またその病的変化に対する理学療法学的治療について検討した。その結果、拘縮時の坐骨神経および周囲組織の基底膜に、器質的な変化(ラミニンの減少とIV型コラーゲンの維持)が起こることを見出した。また、固定期間中に理学療法的手技(関節可動域運動)を行うことにより、この坐骨神経周囲の病的状態を予防ないし改善し得ることを示し、治療手技として有効である可能性を示唆した。また、軟部組織性拘縮に、神経が関与していることが示された。これらは、いずれも新たな知見である。ラット膝関節拘縮モデルによる、拘縮時に出現する坐骨神経周囲組織の変化が、どのような機序で出現するのかを明らかにするため、免疫組織科学的検討を行った。具体的には拘縮時に発生する坐骨神経束と神経周膜の「密着」および神経周膜の線維化について、その機序を明らかにするため、細胞接着分子の一つであり、基底膜の主要構成成分でもあるラミニンおよびIV型コラーゲンの免疫染色を行った。その結果、神経周膜最内層および神経束の髄鞘周囲(シュワン細胞周囲)でラミニンが陽性となったが、コントロールと比較して拘縮群では、神経周膜最内層に限局してラミニンの染色性が低下していた。一方、拘縮群に対して可動域運動を行った群では、コントロール群との差は見られなかった。コントロール群、拘縮群の間で、IV型コラーゲンの染色性に変化は見られなかった。この結果から、膝関節拘縮時に出現する坐骨神経周囲の病的変化には、局所環境のラミニンの産生/分解に何らかの変化が起きていること、この変化が坐骨神経と神経周膜の「密着」を引き起こしている可能性があること、可動域運動を行うことでこの変化は抑制できると考えられることこと、同じく基底膜の主要成分であるIV型コラーゲンには変化が見られないことが示された。これらの結果は本研究にて今回初めて明らかにされたものであり、関節拘縮の病態を明らかにするための重要な発見と考える。また、この病的変化が可動域運動で抑制できる可能性が示唆されることにより、最も適切な理学療法手技、および理学療法の新たな可能性を提示出来ることになる。またこれまで、科学的、医学的な証拠に基づいた検証が行われていない軟部組織モビライゼーションや神経モビライゼーションの有用性、有効性を含め、拘縮治療の新たなエビデンスを得られることが期待される。申請時の平成27年度研究計画は、「坐骨神経周囲の変化を病理組織学的および免疫組織化学的に観察し、軟部組織性拘縮の病態像を明らかにする。また、同拘縮モデルに対して関節可動域運動、ストレッチを試み、坐骨神経周囲の病的変化に対する治療効果を明らかにするとともに、坐骨神経の滑走が、同部分にて担保されていることを明らかにする。」であり、概ね、この研究計画に準じた研究成果が得られている。9週齢のWistar系雄ラットを用い,それを無作為にコントロール群,拘縮群,運動群の3群に分けた.拘縮群および運動群は麻酔後,右膝関節をキルシュナー鋼線と長ねじを使用した創外固定を用いて膝関節屈曲120°にて不動化した.この際,股関節,足関節に影響が及ばないように留意し,ラットはケージ内を自由に移動,水,餌は自由に摂取可能とした.拘縮群は不動化を2週間継続した.運動群は不動化処置の翌日よりイソフルランを用いた吸入麻酔により麻酔下で膝関節に対し2週間ROM-exを行い,ROM-ex時以外の期間は不動化を維持した.ROM-exは膝関節屈曲位を5秒間保持し,次にバネばかりを使用して右後肢を坐骨神経に伸張ストレスが加わるように体幹より120°腹頭側方向へ約1Nで牽引し5秒間保持する運動を3分間繰り返した.ROM-exは1日1回,週6回,2週間施行した.コントロール群は2週間の自由飼育とした.全群ともに実験期間終了後にジエチルエーテルにて安楽死させ,右後肢を股関節より離断した.採取した下肢を組織固定,脱灰を行った後に大腿骨の長軸方向に平行な面で切断し,中和後にパラフィン包埋して組織標本を作製した.作製したパラフィンブロックを約3μmにて薄切し,般染色としてヘマトキシリン・エオジン染色を行い,それに加え免疫染色も行った.免疫染色では一次抗体には抗IV型コラーゲン抗体を用い,観察部位は坐骨神経周囲組織の長軸方向に平行な断面とし,光学顕微鏡下に病理組織学的に観察した.結果、IV型コラーゲンの染色性は、固定群、運動群ともにコントロール群との間に差異を認めなかった。この結果は前年に行ったラミニンのものとは異なっており、同じ基底膜の主要成分であっても、IV型コラーゲンとラミニンでは異なった動態を示した。

独自に開発したキルシュナー鋼線を用いた外固定(Matsuzaki T, et.al:Influence of ROM Exercise on the Joint Components during Immobilization. J Phys Ther Sci 25(12) 2013)により、安定的にラット膝関節拘縮モデルを作成し、必発させることに成功している坐骨神経と神経周膜の「密着」について、その細胞外基質、とりわけ基底膜の変化が関与している可能性を示し、その主成分であるラミニンの減少を、予防的な関節可動域運動による治療により抑制できる可能性があること、およびもう一つの主成分であるIV型コラーゲンには変化が見られないことを報告した。これらはともに本研究にて初めて明らかにされた知見である。独自に開発したキルシュナー鋼線を用いたラット膝関節外固定手技を用いて、申請者が発見した膝関節拘縮時の坐骨神経周囲に出現する病的変化である坐骨神経束と神経周膜の「密着」および神経周膜の線維化について、それぞれの機序を組織学的、免疫組織学的手法により検討した。その結果、1神経周膜および神経束中に存在する基底膜の主成分であるところのラミニンが、正常コントロールに対し神経周膜神経束密着群では減少しているのに対し、やはり主成分であるところのIV型コラーゲンには変化が見られないとの結果を得た。この基底膜の成分の変化が、因果は不明ながら神経束と神経周膜の密着に関わる可能性が示唆された。2同じくキルシュナー鋼線を用いたラット膝関節拘縮モデルに対し、固定期間中に理学療法的手技(関節可動域運動)を行うことにより、神経束と神経周膜の密着が不完全ながら予防ないし開放されたと解釈できる結果を得、理学療法学的手技により坐骨神経周囲の病的状態を予防ないし改善し得ることを示し、治療手技として有効である可能性を示唆した。3この結果は同時に、運動時の神経の滑走が、従来十分なエビデンスを伴わずに議論されてきた神経外膜と脂肪織の間以外にも、この神経束及び神経周膜の部分で発生していることが示された。4また間接的ながら、やはり十分なエビデンスを伴わずに議論されてきた軟部組織性拘縮に、神経が関与していることが示された。これらの結果はいずれもこれまで指摘あるいは議論されてこなかった新たな知見であり、理学療法士の間で経験的に語られてきた神経系による拘縮への関与についてのエビデンスを与えるものであり、理学療法の新たな可能性を提示できたと考える。拘縮時の坐骨神経周囲組織に出現する病的変化(神経束と神経周膜の密着、および神経周膜の線維化)について、その機序を検討した。またその病的変化に対する理学療法学的治療について検討した。その結果、拘縮時の坐骨神経および周囲組織の基底膜に、器質的な変化(ラミニンの減少とIV型コラーゲンの維持)が起こることを見出した。また、固定期間中に理学療法的手技(関節可動域運動)を行うことにより、この坐骨神経周囲の病的状態を予防ないし改善し得ることを示し、治療手技として有効である可能性を示唆した。また、軟部組織性拘縮に、神経が関与していることが示された。これらは、いずれも新たな知見である。これまで行ってきたラミニンおよびIV型コラーゲンの免疫染色については、内部ポジティブコントロールによる半定量的なアプローチを行ってきたが、今後はより定量性を明らかにするため、蛍光抗体法を用いた検討を試みたい。またこれと同時に、申請時の研究計画に準じて、今後より多くの接着分子の検討を行うことにより、坐骨神経と神経周膜の「密着」の分子病理学的背景を明らかにするとともに、その病的意義のさらなる追求と、理学療法学的治療手技についての新たなエビデンスを得たい。引き続きラット膝拘縮モデルに発生する坐骨神経と神経周膜の「密着」について、細胞外基質の免疫染色にて検討する。検討対象としてフィブロネクチン、テネイシン、カドヘリン、CAM等の接着分子に注目し、これらが「密着」にどのように関与しているのかを明らかにする。また、これまでと同様にして、関節可動域運動の予防的効果について検討する。
モジュラー多様体の数論的及び代数幾何的研究

市川はショートキー一意化された局所体上の代数曲線の微分形式や周期積分の普遍表示を導き,応用として,ヤコビアンローカス上消えるジーゲルモジュラー形式の特徴付けや,KP方程式のP進体上の解の構成等を与えた。寺杣は東大・数理科学研究科の斎藤毅氏との共同の研究で,代数多様体の周期積分の行列式について一般的な結果を得た。中村は双曲型代数多様体の射影有限基本群のガロア群作用のもとでの剛性現象に注目し種々の結果を得た。織田と寺杣はArtinの組紐群のBurau表現のreductionの全射に関する一般的な結果を得た。これは三角形群(2次元双曲空間の中の)の指数有限の部分群の構成や,アッペルのF1型超幾何微分方程式の特異超平面上のみ分岐する射影空間上の有限部分岐複覆の構成等種々の応用をもつ。織田は松本真(数理解析研究所)との共同研究で,タイヒミュラー群の曲面群への作用の記述の研究を進め,タイヒミュラー群の相対ウエイトフィルトレイションについて下からのある評価を得た。ここで得られた結果より,その証明途中の種々の結果は次の段階で重要になる。織田と寺杣の共同研究および織田と松本の共同研究は,いずれもモノドロミー表現の像の決定に関する結果で,代数曲線のある種のモジュライ空間の既約性を示すことに使える。この他,織田は三重大教育学部の古関春隆氏とSU(2,1)のウィタッカー関数とL因子に関する共同研究をほぼ完成させた。代表者および分担者は,その他の協力者をまじえて,適宜京都に2,3日の日程で集まり研究を進めた。研究の進展する段階で相互の仕事の関連がより明確になった。
多準位近藤効果による異常物性の理論

1.充填スクッテルダイト化合物やクラスレート化合物では、20-30Kの温度領域において超音波分散が見られることがありその起源について活発な議論がなされている。昨年度からの研究において、電子と強く結合する光学フォノンの低エネルギー励起は強く繰り込まれて「多準位近藤効果」的な様相を示すことに注目し、その光学フォノンが音響フォノンに影響して超音波分散が生じることを理論的に示した。また、この理論は、中性子散乱で見出されたイオン散乱に現れる準弾性散乱成分の存在をも同時に説明できる。2.シリコン結晶中のごく微量(1015/cm3程度)の点欠陥が超音波の極低温(1K-10K)での分散を与えることが後藤(新潟大学)らによって最近発見され注目されている。分散は点欠陥の基底電子状態の対称性(縮退度)によって決まるので、それを解明するためにシリコン原子から点欠陥の方向に突き出した4つのsp^3混成軌道からなるクラスター模型を数値対角化の方法で調べた。t_2対称性をもつ基底状態が実現する(そのときに実験で観測される超音波のモードに分散が見られる)には混成軌道間の交換相互作用が重要であることが分かった。さらに、臭素をドープしたシリコン中の点欠陥の場合には1テスラ程度の磁場で分散が押さえられることが観測されているが、これを理解するには点欠陥中で働く弱いスピン軌道相互作用の効果を取り込むことが不可欠であることを指摘した。1)充填スクッテルダイト化合物やクラスレート化合物は大きなカゴ状の構造の中に金属イオンを含んでおり、金属イオンの安定点は6つないし8つあると考えられている。このような系は「多準位近藤効果」を示すことが期待され伝導電子の状態も強く「くりこまれる」と考えられる。本公募研究採択前の研究において、充填スクッテルダイト化合物の超音波伝播の実験に対応すると考えられていた「4準位近藤モデル」を「数値くりこみ群」と「2ループの摂動的くりこみ群」の手法で研究し、両手法ともに新しいタイプの強結合固定点を見出した。その周りでは電子比熱の増大などの異常物性が現れる。18年度は充填スクッテルダイト化合物のより現実的なモデルである「6準位近藤モデル」を「2ループの摂動的くりこみ群」の手法で研究し同様の結果を得た。この結果は都立大学の佐藤グループにより発表されたSmOs_4Sb_<12>の磁場に鈍感な重い電子発現機構を与えている。2)充填スクッテルダイト化合物やクラスレート化合物では、20-30Kの温度領域において超音波分散が見られることがありその起源について活発な議論がなされている。今年度の研究において、電子と強く結合する光学フォノンの低エネルギー励起は強く繰り込まれて「多準位近藤効果」的な様相を示すことに注目し、その光学フォノンが音響フォノンに影響して超音波分散が生じることを理論的に示した。(論文準備中)1.充填スクッテルダイト化合物やクラスレート化合物では、20-30Kの温度領域において超音波分散が見られることがありその起源について活発な議論がなされている。
ファイル転送ネットワークにおけるコストが最小となるファイル転送方法に関する研究

ファイル転送ネットワークで最適なファイル転送方法を求める問題とは、ある情報を持ったファイルのコピーを、総コストが最小となるように、ネットワークのあるノード(始点)から、必要ならば、途中のノードで適当な部数コピーを行って、各ノードにそれぞれ必要とされる部数のファイルのコピーを提供する方法を考える問題である。本年度の本研究の主な目的は、1.どのノードをネットワークの始点とすれば、コストが最も小さい最適なファイル転送方法が得られるか。2.個々のノードで転写できるファイルの部数が限られている場合、最適なファイル転送方法を求めるアルゴリズムはどうなるのか。であった。その結果、本年度、本研究に関して得られた成果としては、1.コストが最も小さいノードをネットワークの始点とした場合、コストが最も小さい最適なファイル転送方法が得られることを数学的に証明した。2.個々のノードのファイルの転写能力に限界がある場合を重点的に研究した。その結果、ネットワークの構造がarborescenceと呼ばれる、基本的な構造の場合、最適なファイル転送方法を求める問題は、線形計画問題に帰着できる個とを示し、ファイル転送方法の最適性を証明するに当たって、線形計画問題の相補性を利用した。また、定義したK-transformationというネットワークの変形操作を用いて、ノードの個数の2乗の手間のアルゴリズムで、最適なファイル転送方法を求めることができることを証明した。この変形操作は、ネットワークの構造が閉路を含み、線形計画問題に帰着できない、一般的な構造の場合にも、最適なファイル転送方法を求める上で有効な手段であることが予想される。であった。であった。であった。
過酸化脂質の生成機序、疾病への関与機構および食品成分による抑制効果の解明

我々は生体内過酸化脂質の分析法を開発し、脂質過酸化と疾患の関係解明に取り組んできた。本研究では、脂肪酸ヒドロペルオキシドの様々な分子種の高感度・選択的な解析法を確立し、さらに、リン脂質ヒドロペルオキシドの立体異性体解析を初めて達成した。本法の活用により、高脂肪食が誘発する脂質過酸化の機構の一端を動物実験により明らかにした。また、過酸化脂質による細胞機能低下に新規の細胞死であるフェロトーシスが関与し、抗酸化物質であるα-トコフェロールによりその細胞死がキャンセルされることを実証した。本研究(過酸化脂質の生成機序、疾病への関与機構および食品成分による抑制効果の解明)では、「動物やヒトの加齢老化、疾病における生体脂質の過酸化(脂質ヒドロペルオキシドとその代謝物の生成と分解)の機構と、病態増悪化(細胞機能修飾)の分子メカニズムを、細胞・動物・ヒト試験で解明する」、および、「食品と食品成分による生体脂質過酸化の抑制効果を細胞実験と動物試験で検討し、過酸化脂質の生成制御と疾病予防の基盤的解明を図る」、これらを目的に研究を進めている。本年度は、「過酸化脂質標準物質の調製法の最適化」を進め、過酸化脂質(ホスファチジルコリンヒドロペルオキシド、トリアシルグリセロールヒドロペルオキシド、コレステロールエステルヒドロペルオキシド、脂肪酸ヒドロペルオキシドの分子種/異性体およびこれらの分解物)のより効率的な標品調製法を確立した。現在は、世界の多くの研究者にこれら標品を供給できるように、一層の簡便かつ安価で大量調製可能な合成法へと改良を図っている。また、「過酸化脂質分析法の向上とImaging MS法の開発」に取り組み、過酸化脂質のLC-MS/MS分析にアルカリ金属を用いることで、従来不可能であった“過酸化脂質の分子種さらには異性体の高選択的な定量"を実現しつつあり、更なる検討を進めている。また、組織器官や細胞内における過酸化脂質の分布、局在性、分子機能の解明のため、Imaging MS法の検討も進めている。こうした分析法の開発により過酸化脂質の生成原因を特定できれば、その軽減に見合う食品・食品成分を選択し活用することで、より効果的な酸化ストレスの低減が実現され、疾病予防に繋がると期待される。上述のように、「過酸化脂質標準物質の調製法の最適化」では、より効率的な標品調製法を確立し、「過酸化脂質分析法の向上とImaging MS法の開発」では、LC-MS/MS分析時にアルカリ金属を用いることで、従来不可能であった“過酸化脂質の分子種さらには異性体の高選択的な定量"を実現しつつあり、このように当初の目的をおおよそ達成することができたため。本研究(過酸化脂質の生成機序、疾病への関与機構および食品成分による抑制効果の解明)では、「動物やヒトの加齢老化、疾病における生体脂質の過酸化(脂質ヒドロペルオキシドとその代謝物の生成と分解)の機構と、病態増悪化(細胞機能修飾)の分子メカニズムを、細胞・動物・ヒト試験で解明する」、および、「食品と食品成分による生体脂質過酸化の抑制効果を細胞実験と動物試験で検討し、過酸化脂質の生成制御と疾病予防の基盤的解明を図る」、これらを目的に進めている。本年度は、我々の有している過酸化物異性体標品調製法を様々な脂質クラスの過酸化物標品の調製へと応用展開し、その方法論をほぼ確立した。また、それに合わせて、質量分析を用いた種々の脂質クラスの過酸化物の分析法開発に着手した。現在、これらの方法を組み合わせた分析により、ヒト血液での過酸化脂質の生成機序を明らかにしつつある。動物の病態組織および培養細胞を用いた解析も進めており、過酸化脂質の疾病への関与機構解明に向けて検討を進めている。他にも皮脂に特徴的に含まれているスクアレンの過酸化機構の解明を進め、皮膚での過酸化脂質の生成機構と皮膚老化・炎症の関係解明を進めている。こうした分析法の開発・生体サンプルの解析により、生体内過酸化脂質の生成原因を特定できれば、その軽減に見合う食品・食品成分を選択し活用することで、より効果的な酸化ストレスの低減が実現され、疾病予防につながると期待される。「動脈硬化における過酸化脂質の分子解析と分子機構の解明」では、酸化リポタンパクに含まれる過酸化脂質を網羅的に解析するため、従来のホスファチジルコリン(PC)に加えて、コレステロールエステル(CE)、トリアシルグリセロール(TG)、脂肪酸(FA)の過酸化物標準品のより一層簡便な調製法を確立した。そして、我々が開発した“アルカリ金属を用いた過酸化脂質の分子種・異性体解析"を上記の脂質クラス(PC、CE、TG、FA)への応用を達成した。これらの方法を用いて、ヒト血漿中の過酸化脂質解析を進めており、血中での過酸化脂質生成機構に関するデータが得られつつある。「メタボリック症候群(肥満症、非アルコール性脂肪肝、糖尿病、等)における過酸化脂質の分子解析と分子機構の解明」では、マウス・ラットに高脂肪食を投与し、その時の血漿および肝臓の過酸化脂質の解析を上記の方法で進めている。また、「太陽光暴露による皮脂過酸化の分子分析と分子機構の解明」ではスクアレン過酸化物異性体に着目し、皮膚における脂質過酸機構に関するデータが蓄積しつつある。以上のように当初の目的に向けて、順調に研究が進行しているため。

本研究(過酸化脂質の生成機序、疾病への関与機構および食品成分による抑制効果の解明)では、「動物やヒトの加齢老化、疾病における生体脂質の過酸化(脂質ヒドロペルオキシドとその代謝物の生成と分解)の機構と、病態増悪化(細胞機能修飾)の分子メカニズムを、細胞・動物・ヒト試験で解明する」、および、「食品と食品成分による生体脂質過酸化の抑制効果を細胞実験と動物試験で検討し、過酸化脂質の生成制御と疾病予防の基盤的解明を図る」、これらを目的とした。これまでに、我々の有している過酸化物異性体標品調製法を様々な脂質クラスの過酸化物標品の調製へと応用展開し、その方法論をほぼ確立した。また、上記に加えて、質量分析を用いた種々の脂質クラスの過酸化物の分析法を構築し、これらの方法を組み合わせた分析により、ヒト血液での過酸化脂質の生成機序を明らかにしつつある。今年度は、昨年度に引き続き、動物の病態組織および培養細胞を用いた解析を進め、過酸化脂質の疾病への関与機構の解明に資する知見を得た。また、昨年と同様に、皮脂に特徴的に含まれているスクアレンの過酸化機構の解明も進め、皮膚での過酸化脂質の生成機構と皮膚老化・炎症の関係解明を行い、これらを予防できる幾つかの抗酸化成分を見いだした。加えて、本研究で確立した分析法は、食用油脂をはじめとした食品に含まれる過酸化脂質の解析にも有効であることが判明しつつある。したがって、本研究の成果に基づいて、生体内(および食品)の過酸化脂質の生成原因を特定し、その軽減に見合う食品・食品成分を選択し活用することで、より効果的な酸化ストレスの低減が実現され、脂質過酸化による疾病(あるいは食品劣化)の予防につながると期待される。我々は生体内過酸化脂質の分析法を開発し、脂質過酸化と疾患の関係解明に取り組んできた。本研究では、脂肪酸ヒドロペルオキシドの様々な分子種の高感度・選択的な解析法を確立し、さらに、リン脂質ヒドロペルオキシドの立体異性体解析を初めて達成した。本法の活用により、高脂肪食が誘発する脂質過酸化の機構の一端を動物実験により明らかにした。また、過酸化脂質による細胞機能低下に新規の細胞死であるフェロトーシスが関与し、抗酸化物質であるα-トコフェロールによりその細胞死がキャンセルされることを実証した。平成28年度は、引き続き平成27年度の研究内容を継続して行う。加えて、構築しつつあるこれらの方法を活用して、「動脈硬化における過酸化脂質の分子解析と分子機構の解明」に取り組み、実際に動脈硬化症患者や高脂質血症者の血中PCOOHの解析(とくに“異性体解析")を行う。これにより動脈硬化の発症に関わる脂質過酸化機構の解明と過酸化脂質(PCOOH)が動脈硬化の初期病変形成に深く関与することの実証を図る。また、動脈硬化におけるPCOOH関与の分子機構の解明に繋がり得る細胞実験を行う。さらに、メタボリック症候群(肥満症、等)における過酸化脂質の分子解析と分子機構の解明試験や、ヒト表皮においてどのようにSQOOHが生成されるかをSQOOHの異性体解析により解明する。このように平成28年度は、平成27年度の研究成果を基盤にして、ヒトの老化や疾病における細胞障害への過酸化脂質の関与分子機構の解明に努め、平成29年度の研究(食品成分による過酸化脂質の生成と蓄積の制御による疾病予防の可能性の評価)へと展開する。平成29年度は引き続き平成28年度の研究内容を継続して行う。具体的には、一連の脂質クラス(PC、CE、TG、FA)の過酸化物異性体分析法の精度向上を目指し、さらに生体の過酸化脂質生成機構の解明を進める。
大腸癌細胞による癌促進性ニッチ構築機構の解明

最近、大腸癌遺伝子発現プロファイルをもとに、4種類のコンセンサス分子サブタイプ(consensus molecular subtype:CMS)が報告された興味深いことに、これらは特定の遺伝子変異には全く依存しないサブタイプ分類であり、CMS4は、TGF-βシグナルの顕著な活性化、間葉系の表現型(上皮間葉移行epithelial mesenchymal transition: EMT)およびCAFsの集積や血管形成および高浸潤・転移性を特徴とし、最も予後不良のサブタイプである。申請研究では、CMS4サブタイプ大腸癌が正常線維芽細胞のCAFs化に優れているか否か検討するために、大腸癌患者由来PDXモデルを樹立した。現在5種類の患者より作製された、大腸癌由来PDXマウスモデルを継代・維持している。その内2例においてCMS4サブタイプの癌の可能性が示唆された。CMS4タイプのヒト大腸癌細胞が、CAFsを誘導するか否かを検討するために、1X105の癌細胞と不死化された3X105のpuromycin-耐性遺伝子が導入された正常ヒト大腸由来線維芽細胞をNOGマウスに皮下移植した。12か月後成長したそれぞれの群の癌塊をcollagenaseで消化し、dissociateしpuromycinを添加した10%FCS-DMEM培地で培養した。現在まで、2例のCMS4タイプヒト大腸癌細胞と正常ヒト大腸由来線維芽細胞をNOGマウスに皮下移植を施行した。しなしながら、予想に反してpuromycin-耐性の細胞は培養増殖の過程で死滅し樹立することが困難であった。しなしながら、予想に反して、puromycin-耐性の細胞は樹立することが困難であった。正常ヒト大腸由来線維芽細胞をNOGマウスに皮下移植した群よりは、puromycin-耐性の細胞は樹立が可能であった。恐らく大腸癌によっては、CAFs化を促進することなく、むしろ細胞の増殖を抑制を誘導するような現象も起こすのかもしれない。使用した不死化したヒト大腸由来線維芽細胞も従来の線維芽細胞に比較して、増殖速度が遅く、この実験に不適切な可能性もある。CMS4タイプヒト大腸癌細胞は2種類しか手持ちがない。aim1を深追いすることなく、aim2のCAFsがCMS4サブタイプ大腸癌の分化に寄与しているのかを来年度よりは探索する予定である。予想に反してCAFsの樹立が困難であったため、予定していたマウスの実験を施行しなかったために、次年度使用額が生じた。次年度の使用計画としては、予定していたマウスの実験を遂行し、CAFsがCMS4サブタイブ大腸がん分化に寄与しているか否かを検討する。
ヒト基本転写因子TFIIEの全体構造解明に向けたNMRによるドメイン構造解析

真核生物において、タンパク質をコードする遺伝子の転写はRNAポリメラーゼIIが行うが、開始時には基本転写因子と呼ばれる少なくとも5種類のタンパク質の助けが必要となる。本研究では、ヒト由来の基本転写因子TFIIEとTFIIHに対して、これまで不明であった両者の相互作用ドメインを同定した。さらに、遊離状態と会合状態の両方の立体構造を核磁気共鳴(NMR)装置で決定し、認識機構を明らかにした。真核生物の転写にはRNAポリメラーゼIIのほかに5種類の基本転写因子(TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF、TFIIH)が必要である。これらのタンパク質がプロモーターDNA上で逐一集合し転写開始複合体を形成する。TFIIEはTFIIHをリクルートし転写開始複合体形成を完了させる。また、TFIIEとTFIIHは協調しながら転写の開始だけでなく、伸長段階への遷移においても重要な役割を果たす。しかしながらその重要性に反し、両者の相互作用の詳細については不明であった。本研究では、ヒトTFIIEのαサブユニットのC末領域にある酸性(Acidic: Ac)ドメインとヒトTFIIHのp62サブユニットのN末領域にあるプレクストリン相同(Pleckstrin homology: PH)ドメインが特異的に相互作用することを見出した。TFIIEαACドメイン、およびp62PHドメインとの複合体の立体構造を核磁気共鳴(NMR)装置を用いて決定し、認識の様子を詳しく調べた。TFIIEαACドメインのN末テールは未結合時には構造をとらなかったが、p62PHドメインとの結合時には、βストランドを含む一定の構造を形成し、PHドメインの塩基性表面に広く巻き付いていた。また、N末テールだけでなく、コア構造も結合に寄与していた。興味深いことに、TFIIEαのACドメインのp62PHドメイン上の結合部位の一部が、がん抑制タンパク質p53や単純ヘルペスウィルスVP16の酸性転写活性化ドメインとの結合部位と重なり合うことが明らかになった。しかし、結合様式は全く異なっていた。機能解析を結果も踏まえ、p62のPHドメインの分子スイッチとしての可能性を提案した。本研究の成果は、ヒトTFIIEの全体構造解明のみならず、現在世界で推し進められている転写開始複合体構造決定への有益な情報を提供する。真核生物では、タンパク質をコードする遺伝子の転写はRNAポリメラーゼIIが行うが、正常な開始には少なくとも5種類の基本転写因子(TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF、TFIIH)と呼ばれるタンパク質の助けを必要とする。TFIIEはTFIIHと協調しながら働くが、両者の相互作用の詳細は不明であった。本研究では、ヒトTFIIEのαサブユニットのC末の酸性(Acidic : AC)ドメインとヒトTFIIHのp62サブユニットのN末のプレクストリン相同(Pleckstrin homology : PH)ドメインが特異的に強く結合することを見出した。TFIIEαACドメインの単独構造、及びp62PHドメインとの複合体構造を核磁気共鳴(NMR)装置により決定したところ、ACドメインの酸性アミノ酸が連続したN末テールは、未結合時には全く構造をとらない天然変性状態であったが、結合時にはβストランドを含む構造が誘起され、PHドメインの塩基性表面に広く巻き付いていた。そこでは数多くの静電気的相互作用が見られた。N末テールの酸性残基に挟まれたフェニルアラニン、及びバリン残基は、PHドメインの分子表面の2カ所の窪みにそれぞれ入り込んでいた。また、N末テールに加えて、コア構造も結合に寄与していた。がん抑制因子p53や単純ヘルペスウィルスVP16の酸性転写活性化ドメインもp62PHドメインと結合するが、TFIIEαのACドメインは新規の様式で結合していた。興味深いことに、p62PHドメイン上の結合部位の一部が重なり合うことが明らかになったことから、転写活性化時でのp62PHドメインの受け渡し機構を提案した。本研究の成果は、TFIIE-TFIIH相互作用構造として世界初であり、ヒトTFIIEの全体構造解明のみならず、現在世界中で推し進められている転写開始複合体構造決定への有益な情報を提供する。
『萬葉集』から中古の和歌文学における中国文学受容史の研究

『萬葉集』における中国文学受容の様相の研究の成果は、新日本古典文学大系『萬菓集』(岩波書店)の注釈および解説として公開してきたが、その最終巻第四冊が平成十五年十月に刊行され、十年来の仕事に一段落がついた。この第四冊は、『萬葉集』の中でも特に仏教、漢詩文の影響を濃厚にうける巻巻を含んでいる。近年急速に整備されてきたデーターベースを用いることができたお陰で、私たちの注釈の中には新たな見解を多くもりこむことができた。また、解説では、東大寺造仏所の長官を務めた市原王という人物の歌を例にとりあげて、仏教思想と中国詩文がどのように歌の世界に受容されたかを具体的に論じた。『萬葉集』に続く『古今和歌集』をはじめとする中古の和歌における中国詩文受容についての研究、および『萬葉集』の研究を介して、江戸時代の国学および儒学の研究にも着手した。「道をうづむ花」「『もののあはれ』を知る道」「歌人は居ながら名所を知る」などの論文がそれである。国文学における中国文学の受容と一口に言っても、そのありかたは一様ではない。受容される要素と拒絶される要素があり、また、いったん受容されたものが大きな変容を蒙ることもある。また中国文学において異端的であったものが、日本では全面的に受け入れられることもある。そのようなさまざまな受容のありかたを取り上げることによって、中国文学と国文学のそれぞれの性格が明らかになる。この四年間の研究は、各分野ばらばらな事象をあつかっているように見えるが、研究の目標は一貫してそのようなところにあった。和歌文学がいかに中国の詩文の表現を受容するかという問題について研究を続けている。今年度「目に見ぬ花」という論題で発表した論文は、『古今和歌集』時代の和歌が唐詩の発想の影響を受けた例として、凡河内躬恒の「月夜にはそれとも見えず梅の花」という歌が、初唐・盛唐期に詠まれはじめ、晩唐詩には常套的なものとなった〈月の白い光の中で白い物の色が見えなくなる〉という趣向の影響を受けるものであることを論証し、また、夜の間に散ってしまう花を心に思い描く新傾向の歌が紀貫之や躬恒にあるのも、同様に唐詩に基づくことを述べた。更に、『萬葉集』の時代には、花は咲くのも散るのも目に見て楽しみ、その色を詠うのが普通であったのに対して、中国文学の影響下に、闇の中に散る花を想像して惜しむ態度が、貫之や躬恒らの和歌の世界に生まれたことを明らかにした。また、現在準備中の論文は、『本朝麗藻』に見られる大江以言の詩の一節が『狭衣物語』に引かれることを指摘して、中古の漢文学が物語文学に大きな影響を及ぼしたことを述べる。また、落花が道を埋めるという発想が詩から和歌の世界に伝えられたことを、藤原良経の名歌「吉野山花の故郷あとたえて」の新解釈を示しつつ論証する。数年来継続中の仕事として、『萬葉集』の歌の表現が漢詩文の影響をどのように受けるかという関心のもとに、その訓詰注釈を進めた。今年度は、その後半の巻々を訓んだ。和歌文学がいかに中国文学を受容したかという問題について、研究を継続してしいる。今年度「道をうづむ花」という論題で発表した論文は、『狭衣物語』の主人公狭衣大将が口ずさむ「かうりたまかへつてあとなるはふかし」という謎めいた言葉が、じつは『本朝麗藻』の「行履珠帰跡半深」であったことを明らかにした。さらに、その「跡半深」は落花によって道が埋められるさまを詠う詩句であること、

そしてその趣向は和歌の世界にも共通することを述べて、『新古今集』の名歌「吉野山花のふるさとあとたえて」や「桜色の庭の春風あともなし」の「あとたえて」「あともなし」も、花によって道が埋められたことの表現であるという新たな読みを提示した。また、『源氏物語』の光源氏の歌「恋わびてなく音にまがふ浦波は思ふかたより風や吹くらむ」の「なく音」が、源氏の泣く声を意味するのか、または都人の泣く声か、従来、解釈が定まらなかった問題について、最近作の「聞き紛う音」は、それを水音を「咽ぶ」と捉える漢詩表現、特には楽府の「隴頭水」に関係するものであると考えて、流謫の身の光源氏が、隴水の咽ぶ水音に声を合わせて泣いた兵士と同じように、須磨の浦波の音を自らの泣く声のように聞いたとする解釈を定めた。また『紫式部日記』冒頭の難読部分も、詩の表現の受容を考えることによって新たに読み解いた。本年度は継続してきた『萬葉集』の注釈の第三分冊が完成し、刊行された。共著者五人の中で、主として歌の表現に於ける詩語受容の指摘を担当する者として、巻十一から十五までのすべての歌における漢語受容のさまを検討し、然るべき注釈を加えた。従来の注釈にない新しい知見を得ることが少なくなかった。論文「蕪村の発句と漢文学」は、蕪村の発句が、従来指摘されている以上に、広く深く漢文学の影響を受けることを具体的な例をあげて指摘した。句意が難解とされたり、あるいは誤解されていた発句について、蕪村が巧妙に漢文学の表現を取り入れていることを知ることによって、新解釈を得ることができた。今回の研究課題からはやや逸脱するテーマの研究ではあるが、漢詩文の受容の問題が和歌のみならず、俳諧ではさらに重要であることを確認できた。また「古典学の再構築」の国際シンポジウムに招かれ、「歌人は居ながら名所を知る」という標題の講演をした。歌枕を知ることによって見もせぬ名所のありさまを理解するという近代の文学観では全く評価されない諺が、近世では、読書によって広い見聞を得て、他者の心を理解できるという学問の意義を教える名言として繰り返し用いられていたことを指摘し、近世と近代の学問観、文学観のそれぞれの特徴を考えた。『萬葉集』における中国文学受容の様相の研究の成果は、新日本古典文学大系『萬葉集』(岩波書店)の注釈および解説として公開してきたが、その最終巻第四冊が平成十五年十月に刊行され、十年来の仕事に一段落がついた。この第四冊は、『萬葉集』の中でも特に仏教、漢詩文の影響を濃厚にうける巻巻を含んでいる。近年急速に整備されてきたデーターベースを用いることができたお陰で、私たちの注釈の中には新たな見解を多くもりこむことができた。また、解説では、東大寺造仏所の長官を務めた市原王という人物の歌を例にとりあげて、仏教思想と中国詩文がどのように歌の世界に受容されたかを具体的に論じた。『萬葉集』に続く『古今和歌集』をはじめとする中古の和歌における中国詩文受容についての研究、および『萬葉集』の研究を介して、江戸時代の国学および儒学の研究にも着手した。「道をうづむ花」「『もののあはれ』を知る道」「歌人は居ながら名所を知る」などの論文がそれである。国文学における中国文学の受容と一口に言っても、そのありかたは一様ではない。受容される要素と拒絶される要素があり、また、いったん受容されたものが大きな変容を蒙ることもある。また中国文学において異端的であったものが、日本では全面的に受け入れられることもある。そのようなさまざまな受容のありかたを取り上げることによって、中国文学と国文学のそれぞれの性格が明らかになる。この四年間の研究は、各分野ばらばらな事象をあつかっているように見えるが、研究の目標は一貫してそのようなところにあった。
気孔幹細胞の極性形成と非対称分裂の仕組みの解明

気孔を構成する孔辺細胞は、葉の発生初期に原表皮細胞からメリステモイドを経由して形成される。メリステモイドは気孔の幹細胞的な存在であり、その非対称分裂によりメリステモイド自身とsister細胞が形成される。メリステモイドは孔辺細胞への分化能を維持するが、sister細胞はそれを失う。この非対称分裂を阻害する低分子化合物Bubblinを処理した植物では、メリステモイドの非対称分裂に異常が生じる。本研究ではBubblinの標的因子およびその作用機序を明らかにし、気孔幹細胞の極性形成とその非対称分裂の仕組みの解明を目指した。1)これまでの解析より、Bubblinを処理しても気孔がクラスター化しないシロイヌナズナ野生型系統としてGa-2株を同定していた。Ga-2株は何らかの遺伝的多型によりBubblin非感受性になっており、Bubblin存在下でもメリステモイドの非対称分裂が正常に行われると考えられる。そこで、Bubblinに対する感受性が異なる2つの野生型系統であるCol-0株(感受性株)とGa-2(非感受性株)を用いて、感受性の違いのもとになる責任遺伝子の同定を試みた。ポジショナルクローニングは難航したが、次世代シーケンス解析により責任遺伝子の候補をいくつか得ることができた。2)現在までに判明している構造活性相関を考慮し、ナノテクノロジープラットフォームを利用して気孔をクラスター化させる活性を有する新たなBubblin誘導体の合成を試みた。13種類の誘導体を合成したが、ビオチンや蛍光標識物質の修飾に利用できる官能基をもちつつ、活性を維持しているBubblin誘導体は取得できなかった。興味深いことに、合成した誘導体のなかに、Col-0株(Bubblin感受性株)には気孔クラスターを誘導しないが、Ga-2株(Bubblin非感受性株)には気孔クラスターを誘導するものが見つかった。当初は1)Bubblin誘導体の合成とその利用(生化学的アプローチ)、2)Bubblinの標的因子の同定(遺伝学的アプローチ)3)Bubblin標的候補因子BRXsの検討の3つを計画していた。このうち、1)と2)について計画通りに進めることができた。さらに、1)と2)より予想外の興味深い結果が得られた。以上より、おおむね順調に進展していると考えている。1)Bubblin誘導体の合成とその利用。昨年度に引き続き、ナノテクノロジープラットフォームを利用して、気孔クラスター活性を有する新たなBubblin誘導体を合成する。アミノ基など修飾可能な官能基を導入したBubblin誘導体が合成できれば、ビオチン標識等により生化学的に標的因子の同定に利用する。さらに、合成したBubblin誘導体を様々なシロイヌナズナ野生型系統に投与し、気孔クラスター化の有無を調べ、Bubblin誘導体の構造と標的因子の遺伝子多型の相関について検証する。2)Bubblinの標的遺伝子の同定とその解析。これまでBubblin非感受性のシロイヌナズナ野生型系統Ga-2株を利用して、Bubblin標的遺伝子のポジショナルクローニングを行ってきた。今年度も引き続き、遺伝学的アプローチより標的遺伝子の同定を目指す。標的因子が同定できれば、その立体構造予測よりBubblinとの相互作用の様子を検証する。さらに、標的遺伝子の変異体の表現型解析や標的因子の細胞内局在等を調べ、標的因子の気孔形成における役割について検証する。

以上より、おおむね順調に進展していると考えている。1)Bubblin誘導体の合成とその利用。昨年度に引き続き、ナノテクノロジープラットフォームを利用して、気孔クラスター活性を有する新たなBubblin誘導体を合成する。アミノ基など修飾可能な官能基を導入したBubblin誘導体が合成できれば、ビオチン標識等により生化学的に標的因子の同定に利用する。さらに、合成したBubblin誘導体を様々なシロイヌナズナ野生型系統に投与し、気孔クラスター化の有無を調べ、Bubblin誘導体の構造と標的因子の遺伝子多型の相関について検証する。2)Bubblinの標的遺伝子の同定とその解析。これまでBubblin非感受性のシロイヌナズナ野生型系統Ga-2株を利用して、Bubblin標的遺伝子のポジショナルクローニングを行ってきた。今年度も引き続き、遺伝学的アプローチより標的遺伝子の同定を目指す。標的因子が同定できれば、その立体構造予測よりBubblinとの相互作用の様子を検証する。さらに、標的遺伝子の変異体の表現型解析や標的因子の細胞内局在等を調べ、標的因子の気孔形成における役割について検証する。