hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GlycoCESTイメージングを用いた肝臓糖代謝定量イメージング法の確立

生活習慣病を含め多くの疾患が、グリコーゲンの生成、貯蔵または代謝に関連している。近年、新たな分子イメージング法であるchemical exchange transfer (CEST)イメージングによる生体内の様々な化合物・生体内環境の評価が可能となり、その臨床応用が試みられている。グリコーゲンはヒトにおけるエネルギー貯蓄の重要な形態であり、肝臓は骨格筋とともにグリコーゲンの重要な貯蓄器官である。現在、肝臓糖代謝の測定は血液検査による血糖値やグルカゴンおよびインスリンなどのホルモン濃度による測定が一般的であり、これまでの画像法による定量評価は困難である。本研究ではCEST法の中でも生体内におけるグリコーゲンを間接的に検出する画像法であるGlycogen CEST (GlycoCEST)イメージングの人体の肝臓糖代謝測定における有用性を明らかにすることを目的としている。GlycoCESTイメージングはバルク水の共鳴周波数に近い+0.51.5 ppmのヒドロキシル基を対象としており、飽和パルスを±0.51.5 ppmに照射した画像を差分処理することにより、グリコーゲン濃度を反映したコントラストを得ることができる。本年度は昨年度に引き続き、GlycoCESTイメージングの撮像パルスシーケンス最適化のため、新たにグリコーゲン試薬を用いたファントムを作成し、昨年度とは違った形状の飽和パルスを使用してデータ収集および解析を行った。ファントムによるデータ収集を繰り返し行い、グリコーゲン濃度に対応したCEST効果を得ることができた。しかしながら、いまだに静磁場(B0)の不均一性による周波数のずれを完全には解消することができず、再現性も得られていない。今後、新たな構造のファントムを用いて再現性を確保し、人体でのデータ収集を行う予定としている。現在もグリコーゲン試薬を用いたファントム実験を繰り返し行っている状況である。今年度、ファントムによるデータ収集を繰り返し行うことで、グリコーゲン濃度に対応したCEST効果を得ることができた。検討の結果、グリコーゲン濃度によるCEST効果の直線性の相関は、飽和パルスの印可強度が0.8μT、持続時間が3.0秒のときに最も高い結果が得られた。RF飽和パルスの印可強度が0.4および0.6μTでは飽和パルスの印可強度が小さすぎて観察できなかった。一方、0.8μTよりも大きい1.0および1.2μTを使用した場合、直接的水飽和効果の影響を受け観察できなかった。これはアミド基を対象としたamideproton transfer (APT)イメージングとは異なる傾向であり、GlycoCESTと同じヒドロキシル基を対象としたglycosaminoglycan CEST (GagCEST)における過去の報告に一致した結果が得られた。飽和パルスの持続時間においては、検討の中で最も長い設定であった3.0秒の時に最も高いCEST効果が得られ、これは今回作成したファントムでは磁化移動(MT)効果の影響が小さく、APTイメージングでの過去の報告同様、より長い飽和パルス持続時間によってCEST効果が高まったためと考えられた。今年度、GlycoCESTイメージングの原理に合った妥当な結果がファントム撮像において得られた。しかしながら、いまだ静磁場(B0)の不均一性による周波数のずれを完全には解消することができず、再現性も得られていない。ファントム実験における静磁場(B0)の不均一性による周波数の不安定性が完全に解消でき、再現性を確保できるまでは人体でのデータ収集には移行できないと考えている。今年度作成したファントムは、昨年度のものよりもB0の均一性を高めた構造ではあったが、グリコーゲン溶液そのものの横緩和時間(T2)が人体とは異なり長すぎたため、B0周波数のズレの影響を鋭敏に受けたと推測された。今後はグリコーゲン溶液のT2を人体に近づけて再検討を行い、再現性を確保後、人体でのデータ収集を行う予定としている。グリコーゲンはヒト身体におけるエネルギー貯蓄の重要な形態であり、肝臓は骨格筋とともにグリコーゲンの重要な貯蓄器官である。本年度はGlycoCESTイメージングの撮像パルスシーケンス最適化のため、グリコーゲン試薬を用いたファントムを作成し、データ収集および解析を行った。GlycoCESTイメージングはバルク水の共鳴周波数に近い+0.51.5 ppmのヒドロキシル基を対象としており、飽和パルスを±0.51.5 ppmに照射した画像を差分処理することにより、グリコーゲン濃度を反映したコントラストの画像を得ることができる。現在、ファントムによる実験を繰り返し行っているがGlycoCESTイメージングは静磁場(B0)の不均一性や印加パルス形状、ステップ数および印加時間に非常に敏感であり解析が難航している。今後新たな形状の飽和パルスやB0補正法を検討予定である。現在グリコーゲン試薬を用いたファントム実験を繰り返し行っている状況である。

GlycoCESTイメージングはバルク水の共鳴周波数に近い+0.51.5 ppmのヒドロキシル基を対象としているため、飽和パルスによるバルク水の直接的な信号抑制の影響を受け易い。飽和パルスの印加ステップ数と印加時間については最適化に近づいているが、使用する飽和パルスの形状やB0補正法の最適化に難航している。生活習慣病を含め多くの疾患が、グリコーゲンの生成、貯蔵または代謝に関連している。近年、新たな分子イメージング法であるchemical exchange transfer (CEST)イメージングによる生体内の様々な化合物・生体内環境の評価が可能となり、その臨床応用が試みられている。グリコーゲンはヒトにおけるエネルギー貯蓄の重要な形態であり、肝臓は骨格筋とともにグリコーゲンの重要な貯蓄器官である。現在、肝臓糖代謝の測定は血液検査による血糖値やグルカゴンおよびインスリンなどのホルモン濃度による測定が一般的であり、これまでの画像法による定量評価は困難である。本研究ではCEST法の中でも生体内におけるグリコーゲンを間接的に検出する画像法であるGlycogen CEST (GlycoCEST)イメージングの人体の肝臓糖代謝測定における有用性を明らかにすることを目的としている。GlycoCESTイメージングはバルク水の共鳴周波数に近い+0.51.5 ppmのヒドロキシル基を対象としており、飽和パルスを±0.51.5 ppmに照射した画像を差分処理することにより、グリコーゲン濃度を反映したコントラストを得ることができる。本年度は昨年度に引き続き、GlycoCESTイメージングの撮像パルスシーケンス最適化のため、新たにグリコーゲン試薬を用いたファントムを作成し、昨年度とは違った形状の飽和パルスを使用してデータ収集および解析を行った。ファントムによるデータ収集を繰り返し行い、グリコーゲン濃度に対応したCEST効果を得ることができた。しかしながら、いまだに静磁場(B0)の不均一性による周波数のずれを完全には解消することができず、再現性も得られていない。今後、新たな構造のファントムを用いて再現性を確保し、人体でのデータ収集を行う予定としている。現在もグリコーゲン試薬を用いたファントム実験を繰り返し行っている状況である。今年度、ファントムによるデータ収集を繰り返し行うことで、グリコーゲン濃度に対応したCEST効果を得ることができた。検討の結果、グリコーゲン濃度によるCEST効果の直線性の相関は、飽和パルスの印可強度が0.8μT、持続時間が3.0秒のときに最も高い結果が得られた。RF飽和パルスの印可強度が0.4および0.6μTでは飽和パルスの印可強度が小さすぎて観察できなかった。一方、0.8μTよりも大きい1.0および1.2μTを使用した場合、直接的水飽和効果の影響を受け観察できなかった。これはアミド基を対象としたamideproton transfer (APT)
学習障害児の類型化とコミュニケーションプログラムの開発

本研究グループは、中枢神経系の発達の遅れやかたよりから、コミュニケーション能力の発達不全、種々の学習能力の習得困難、協調運動の発達不全、さらには情緒・行動面で不適応症状をもちやすいLD(学習障害)児を研究対象とし、その実態解明と具体的な教育的援助の方法探究のために、主として二つの側面からの研究を行った。第一は、LDの生育歴にみられる障害徴候と問題行動、およびWISCーRによる心理学的能力を下位項目としたデータベースの作成である。6才14才のLD及びボーダーラインLD、比較のための軽度精神延滞(MR)、約200名の面接と心理診断を行い、知的能力から精神発達の4つの水準(MR、ボーダーラインLD、低IQ・LD、高IQ・LD)と、情報処理過程によるモデルに立脚した個人内差の特徴から、各LD群の類型化を試み、それらのレベルと特性の二次元空間内での問題症状の発生時期と内容、行動特徴について分析・検討し、治療教育につながる指導プログラムの手がかりを得た。第二は、感覚様相の処理特性からくるコミュニケーション行動中の受容能力および表出能力の発達のかたよりにたいする具体的援助の一方法として、同時提示法によるサイン言語法の開発とその適用研究である。この研究は、英国の障害児教育現場で広く普及しているマカトン(MAKATON)法のサインとシンボルの日本版作成作業に取り組んだ。今年、第1から第9ステージにおける約330の核語彙の選定、基本的サイン作成を完了し、サインに対応するシンボルと言語指導プログラムを作成した。
胃癌組織の定量的PCR法を用いた特定分子標的領域DNAコピー数の迅速定量法の開発

平成16年度は定量的マイクロイサテライト分析法で測定し得る分子標的療法・免疫療法・化学療法に閲連する特定遺伝子領域の情報収集に大半を費やした。同法においてマイクロサテライト領域のDNAコピー数の定量化は胃癌組織で確立しており雑誌Clinical Cancer Research10:3013-3019:2004に発表した。この中で特定遺伝子領域であるZNF217のDNAコピー数の定量化にも成功しており16年度は更に症例数を増加させ解析した。17年度は染色体20qのAIB-1、8qのc-MycのDNAコピー数の定量化を施行した。同年からTaxan系の抗癌剤耐性に関与し、かつCancer testis antigenとして能動的免疫療法の標的となりうるMAGE--Afamily(特にMAGE-AIO・MAGE-A3)・TRAG-3に着目し、18年度にかけPoly-MAGE-AのMonoclonal antibodyである6C1にて遺伝子産物を免疫組織学的に検出し、肝転移症例の70%に発現することを見いだした。18年度からはMAGE-AIOについては特異的なMonoclonal antibodyが存在しないために組織内での遺伝子発現の局在をみるべくcRNAプローブを作製し、in situ hybridizationを施行し、6C1での結果と同様所見を得た。現在、これらの結果と定量的マイクロイサテライト分析法の結果を比較検討中である。今後、定量的マイクロイサテライト分析法で効率的に測定可能な特定遣伝子域の選択のスクリーニングとして免疫組織化学染色・cRNAプロ-ブによる高感度in situ hybridizationが有用ではないかと検討中である。平成16年度は定量的マイクロサテライト分析法で測定し得る、分子標的療法・免疫療法・癌化学療法等に関連する特定遺伝子領域の情報収集に大半を費やした。同法によるマイクロサテライト領域のDNAコピー数の定量化については既に当グループが胃癌組織において確立し、雑誌Clinical Cancer Researchに平成16年5月に当グループの研究成果が原著論文として掲載された。特定遺伝子領域のDNAコピー数の定量においてもマイクロサテライト領域の定量時と共通のPooled referenceが必要となるが既に当グループで確立済みである。今回、複数の特定遺伝子領域に関してPrimer setsと両端がAcceptorとDonorの互いに違う色素を標識したProbeにてTaqMan PCR systemを用いてPCR反応を施行し、現在Primer setsとProbeが定量に適切な組み合わせであるか検索中である。また、免疫療法に関与する領域としてMAGE-A gene familyを中心に検討し、予備実験として免疫組織染色にて同遺伝子産物発現を確認し、今後、定量的マイクロサテライト分析法でのコピー数の定量化の準備に着手している。平成17年度は,分子標的療法・免疫療法・癌化学療法に関与する特定遺伝子領域の遺伝子配列の情報を吟味し,各遺伝子に対するForwardとReverseのPrimer setsとProbeを作成した.また,最近,癌化学療法における薬剤耐性遺伝子の一部がTumor testis antigenとなり,能動的免疫療法の標的となりうると報告されている.本研究班では,特に胃癌・乳癌・肺癌・卵巣癌等で使用されるTaxan系の薬剤耐性遺伝子で,かつTumor testis antigenであるMAGE-Afamily(特にMAGE-A2・A6・A10)・TRAG-3を対象とし,予備実験として,MAGE-Afamilyに関してはPoly-MAGE AであるMonoclonal antibodyである6Clを使用して免疫組織化学的に遺伝子産物発現を確認した.TRAG-3に関しては使用に適したMonoclonal antibodyがないため,予備実験としてcRNA probeを使用したin situ hybidization法を用いて遺伝子発現を確認した.今後,他の分子標的療法・免疫療法・癌化学療法に関与する遺伝子に関して定量的マイクロサテライト分析法と他の分子生物学的手法,特にDNA・Oligonucleotide・cRNAprobeを用いたin situ hybidization法との比較検討とその意義について探索中である.

平成17年度よりTaxan系の抗癌剤耐性に関与すると報告され、かつ癌胎児性抗原(Cancer testis antigen)として能動的免疫療法の標的となりうるMAGE-Afamily(特にMAGE-A10・MAGE-A3・MAGE-A6)・TRAG-3等に着目して17年度から18年度にかけて予備実験としてPoly-MAGE-AのMonoclonal antibodyである6C1を使用して免疫組織化学的に遺伝子産物を検出した。胃癌の肝転移症例(異時性・同時性)の約70%に発現し、3年間無再発生存中のStage I症例及びStage II・III症例の各群に比較して有意に発現していることを発見した。MAGE-A10については同遺伝子特異的なMonoclonal antibodyが存在しないため、組織内での遺伝子発現の局在をみるべく同遺伝子特異的cRNAプローブを作製し、高感度in situ hybridizationを施行し、6C1での免疫組織化学的な結果と同様の結果を得た。更に、胃癌原発巣でのMAGE-A10 mRNA発現のみならず、肝転移巣自身の同遺伝子発現が極めて高度に発現していることが証明された。また、AFP産生胃癌が極めて高度にMAGE-A10 mRNA発現していることも判明した。TRAG-3についても特異的Monoclonal antibodyが入手困難なため、同様の検証を施行している。現在、これらの結果と定量的マイクロサテライト分析法の結果と比較検討している。更に、既に定量的マイクロサテライト分析法でDNAコピー数の結果が得られている染色体8q・20q領域に存在するc-Myc・ZNF217・AIB-1についても高感度in situ hybridizationにてこれらの遺伝子発現の局在・程度と現在、比較検討している。
患者由来直接誘導ニューロン・グリア細胞による精神神経疾患の病態解明：橋渡し研究

iPS技術の応用としてヒトiPS細胞由来のニューロンやグリア細胞を用いた脳疾患モデル細胞研究が進歩しているが、病態解明研究としては細胞初期化による影響や作製まで数ヶ月を要するなど幾つかの限界がある。研究代表者は、ヒト末梢血単球から2週間で誘導可能な直接誘導ミクログリア様(iMG)細胞を独自に開発し(Sci Rep 2014; PCT特許出願済)、(2)米国で技術習得したヒト皮膚線維芽細胞から2週間で作製可能な直接誘導ニューロン(iN)細胞の作製技術を改良し、1週間以内に誘導可能な早期iN細胞の技術開発に成功し(SagataらSci Rep 2017; AkamineらEpilepsia Open, 208)、(3)さらにこうした技術を用いて、精神神経疾患の様々な臨床データを取得解析する橋渡し研究システムを九州大学病院に構築している。本研究では、こうした橋渡し研究システムをさらに発展させるために、精神神経疾患患者(統合失調症、自閉スペクトラム症など)から疾患モデル細胞としてのiMG細胞およびiN細胞を作製し、その遺伝子発現に加えて神経化学的反応・免疫応答・Na/Ca膜電位など生きた細胞でしか評価しえない項目を測定し、臨床症状との相関解析などにより、疾患特異性を検出し、従来のモデル動物研究や死後脳研究・脳画像・脳生理研究のみでは到達できないようなダイナミックな細胞レベルでの病態解明を進めている。さらに、研究分担者・研究連携者の協力を得て、iPS細胞由来ニューロンで妥当性を検証する。初年度は、20名以上の患者から、臨床データの取得とともに、血液および皮膚線維芽細胞を採取し、iMG細胞・iN細胞を作製し、一部はiPS細胞由来神経を作製し、その解析をすすめている段階にある。当初の予定通り、20名以上の患者から、臨床データの取得とともに、血液および皮膚線維芽細胞を採取し、iMG細胞・iN細胞を作製し、一部はiPS細胞由来神経を作製し、その解析をすすめている段階にあり、順調に進展している。引き続き、各疾患患者から、臨床データの取得とともに、血液および皮膚線維芽細胞を採取し、iMG細胞・iN細胞を作製し、一部はiPS細胞由来神経を作製し、その解析をすすめてゆく。
空間的な思考力育成のために3DCADと3Dプリンタを用いた教材の開発と授業実践

本研究では、生徒が立体を正しく認識しているかの調査に始まり、その立体を正しく描画できるようになるためにはどのようなスモールステップが必要か、3DCADの活用は空間把握能力にいかに寄与するかを究明するものである。【生徒の空間認識と描画能力に関する実態把握】空間認識能力を把握するための問題と立体描画能力に関する診断的評価を実施した。立体描画能力に関する題材として、L字型の柱体の模型と直方体と三角柱を結合させた模型を事前に3Dプリンタで製作し生徒全員に手渡した。【授業の大まかな流れ】1校時:診断的評価、キャビネット図の指導、2校時等角図の指導、3校時:第三角法による正投影図の指導、4校時:診断的評価(第2回)・3DCADの基礎コマンドの指導、5校時:メラニンスポンジによる自作IQパズルの製作、6校時: 3DCADを用いた自作IQパズルの説明書の製作、7校時:生徒間における説明書の相互評価、8校時:診断的評価【診断的評価の分析】1回目と2回目は試験用紙で実施し、3回目は製図指導最後の時、3DCAD利用して問題に書かれた提示立体を実際に描画させ、選択立体群と同じになるようにパソコンの画面上で回転させて、正解を見つけるという実習30分設定した。1回目の平均正答率59.7%、2回目の平均正答率は60.0%であった。ほぼ同様の平均正答率であった。しかしながら、その分布には差異が見られた。2回目になると全問正解者が出現したが、その分布は広がることとなった。予想されるのは1回目のときに感覚的に回答し、たまたま正解し、2回目のときは製図の基礎技能を習得したため、逆に慎重に考え迷ったあげくに誤答してしまったのではないかと予想される。第3回目の診断的評価において30分間における平均回答率は10.1問であった。全問回答できたのは15名中3名であった。それまでのものとは違うので単純比較はできないが、正答率が大幅に上昇した。正答率の下位群においても、そのほとんどの正答率が倍増した。
近代における北インド古典音楽理論の構築-ラーガ分類法の確立をめぐる問題点

20世紀初頭に北インド古典音楽のラーガ分類法が構築されたプロセスを再検証した。従来の研究では、今日の北インド古典音楽のラーガ分類法は、「メーラカルタ」と呼ばれる南インド古典音楽のラーガ分類法をとりいれてバートカンデーが構築した分類法であると考えられていた。しかし、今回の資料調査を通して明らかになってきたのは、バートカンデーが理論構築をする際、「メーラカルタ」のみではなく、17世紀の北インド東部の宮廷詩人ローチャンが『ラーガ・タランギニー』というサンスクリット語文献の中で提示したラーガ分類法の影響を受けていた点である。北インド古典音楽のラーガを分類する方法として用いられているタートと呼ばれる理論が20世紀初頭に構築される際に、17世紀北インドミティラー地方の宮廷詩人ローチャンが著わした『ラーガタランギニー』と呼ばれるサンスクリット語文献が与えた影響について資料調査を行った。平成22年7月から10月までの間に、タートの考案者であるバートカンデーの著書と『ラーガタランギニー』の校訂本(1980年にマイティリー・アカデミーから出版されたもの)を読み、タート理論と『ラーガタランギニー』に示された音階論の類似性について考察した。資料調査に基づく中間報告として、平成22年11月14日に東洋音楽学会第61回大会で、『ラーガタランギニー』の中で示された音階論に関する発表を行った。この発表の中で、『ラーガタランギニー』の音階論が、今日の北インド古典音楽のラーガ分類法に影響を与えた可能性を指摘した。また平成23年2月25日から3月8日まで、インドの首都デリーとビハール州都パトナーで資料調査を行った。その結果、『ラーガタランギニー』の原典が所蔵されている場所はイギリスの大英博物館またはインドのビハール州の都市ダルバンガに位置するミティラー大学であるという情報を得た。また『ラーガタランギニー』の校訂本が、1910年にボンベイで、また1918年にプネーで発行されたことが明らかになった。23年度は、引き続き『ラーガタランギニー』の原典と校訂本についての調査を行う予定である。本研究は現行の北インドの音楽教育において用いられている「タート」と呼ばれるラーガ分類法が、近代において構築されたプロセスを明らかにすることである。しかし、今回の資料調査を通して明らかになってきたのは、バートカンデーが理論構築をする際、「メーラカルタ」のみではなく、17世紀の北インドで成立した『ラーガタランギニー』というサンスクリット語文献の中で提示したラーガ分類法の影響を受けていた点である。研究を始めた23年度4月当初は、サンスクリット語文献『ラーガタランギニー』の原典調査を行う予定であったが、文献資料の所在を突き止めることができなかったため断念せざるを得なかった。その代わりに、9月にインドのデリーにある国立舞踊研究所で、バートカンデーの著書を閲覧し、『ラーガタランニー』の理論がバートカンデーの理論に与えた影響について考察する上で重要な情報を得ることができた。特に『ラーガタランギニー』の写本をバートカンデーが手にした時期を特定することを可能にする文献資料を見つけることができた点は、23年度の調査を通して得られた重要な成果であったと考えている。23年度中には論文を完成させることができなかったが、今後収集したデータに基づいて今回の歴史研究の成果を発表したいと考えている。
透過性・汎用性の高い広域分散マルチメディア情報の共有に関する研究

計算機の高機能化やネットワークの高速化に伴い,動画像や音声などのマルチメディア情報をネットワークを介してアクセスし,表示・再生するストリーミングアプリケーションが広く利用されるようになってきた.これらのストリーミングアプリケーションはQoSを保証するため,それぞれ独自のデータフォーマットや伝送プロトコルを採用しており,インターネット上でマルチメディア情報を取り扱うアプリケーションプログラムは数種に限定されているのが実状である.しかし,ネットワーク上に蓄積された膨大なマルチメディア情報の共有を考えた場合,ユーザが利用するクライアントアプリケーションは特定のものに限定されないほうが望ましい.本研究では,QoS制御可能なファイルシステムを用いたマルチメディア情報の共有手法を提案した.本手法では,データの低品質化を行う場合,ファイルシステムがマルチメディア情報のデータフォーマットに沿ったパディングを行い,見かけ上のデータサイズが変わらないよう補完してクライアントアプリケーションにデータを提供する。これにより,クライアントアプリケーションは,実時間性を保ちながら透過的にサーバ上のマルチメディア情報にアクセスすることが可能となる.また,提案方式の実装を行い,狭帯域ネットワーク経由で利用した場合でも本方式が有効であることを確認した.また,秒あたりのフレーム数(FPS)が映像の主観的品質にどの程度影響を及ぼすかについて,種々の映像を用いて比較実験を行い,いくつかの知見を得た.動きベクトルと映像の主観的品質との関係については今後の課題である.計算機の高機能化やネットワークの高速化に伴い,動画像や音声などのマルチメディア情報をネットワークを介してアクセスし,表示・再生するストリーミングアプリケーションが広く利用されるようになってきた.これらのストリーミングアプリケーションはQoSを保証するため,それぞれ独自のデータフォーマットや伝送プロトコルを採用しており,インターネット上でマルチメディア情報を取り扱うアプリケーションプログラムは数種に限定されているのが実状である.しかし,ネットワーク上に蓄積された膨大なマルチメディア情報の共有を考えた場合,ユーザが利用するクライアントアプリケーションは特定のものに限定されないほうが望ましい.本研究では,QoS制御可能なファイルシステムを用いたマルチメディア情報の共有手法を提案した.本手法では,データの低品質化を行う場合,ファイルシステムがマルチメディア情報のデータフォーマットに沿ったパディングを行い,見かけ上のデータサイズが変わらないよう補完してクライアントアプリケーションにデータを提供する。これにより,クライアントアプリケーションは,実時間性を保ちながら透過的にサーバ上のマルチメディア情報にアクセスすることが可能となる.また,提案方式の実装を行い,狭帯域ネットワーク経由で利用した場合でも本方式が有効であることを確認した.また,秒あたりのフレーム数(FPS)が映像の主観的品質にどの程度影響を及ぼすかについて,種々の映像を用いて比較実験を行い,いくつかの知見を得た.動きベクトルと映像の主観的品質との関係については今後の課題である.QoS制御機能を有するサーバ・プロクシ間プロトコルの設計・実装に関して、本システムはMpeg2を対象としているので、Mpeg2形式の解析を行い、転送で欠落したデータをNULLで補完できるかどうかを調査した。これについては、実装に依存しており、NULL補完でうまく動作するものと、そうでないものが存在していることが判明した。リアルタイム性を重視したファイルシステムの設計・実装に関しては、uvfsというユーザレベルのファイルシステムの実装を改良し、ファイルへのアクセスを横取りし、リモートファイルの情報をQoS制御しながら転送することにした。現時点では、uvfsの動きをトレースして、処理の流れを解析している段階である。映像品質の主観的評価実験に関しては、秒あたりのフレーム数(FPS)が映像の主観的品質にどの程度の影響を及ぼすかについて、風景をカメラの一方向の移動で撮った映像、固定されたフレームの中を車が移動した映像、移動中の車の動きにカメラを追従させた映像、動きの激しいスポーツ(ラグビー)の映像等様々な種類の映像について比較実験を行った。その結果、動きの激しい映像の場合、動きの少ないものに比べて、映像品質が悪いという印象を持たれていること、FPSの低下による映像品質の悪化は、動きの激しい映像の方がより強いことなどが分かった。今後は、動きベクトルと映像の主観的品質との関係を調べていく予定である。映像・音声などのマルチメディア情報の表示には、リアルタイム性が要求されるので、品質を保ったまま、リモート上にあるマルチメディア情報をクライアント側に転送しつつ、表示することは容易ではない。本研究では、クライアント(利用者側)に特別なプログラムを用意せずに、広域ネットワーク上に分散したマルチメディア情報を、利用者にできるだけ良い品質で見せられるような仕組みを提案・実装し、その有効性を明らかにすることを目的としている。本年度は、その中核とも言うべき、QoS制御可能なリモートファイルシステムを実装した。本ファイルシステムでは、データの信頼性よりもリアルタイム性を重視ており、応答期限に間に合わない場合には、ファイルシステムとしての一貫性を保つため、データの一部を欠落させて供給する。また、多くのファイルシステムでは、同じデータに対するアクセスを高速化するために、キャッシングが行われが、マルチメディア情報に対して、キャッシングが行われると、前回のアクセス時にネットワークの状態が悪く、低品質で再生した部分があったとき、次のアクセス時にネットワークの状態が良くなっていたとしても、キャッシュ内の情報がアプリケーションプログラムに渡されると、低品質でしか表示できないということになってしまう。この問題を避けるため、キャッシュの内容と現在のネットワークの状態を勘案して、可能ならば、高品質の情報を取りに行くような仕組を実装した。上記の機能を備えたファイルシステムを試作し、実験によりその有効性を確かめた。計算機の高機能化やネットワークの高速化に伴い,動画像や音声などのマルチメディア情報をネットワークを介してアクセスし,表示・再生するストリーミングアプリケーションが広く利用されるようになってきた.これらのストリーミングアプリケーションはQoSを保証するため,それぞれ独自のデータフォーマットや伝送プロトコルを採用しており,インターネット上でマルチメディア情報を取り扱うアプリケーションプログラムは数種に限定されているのが実状である.

しかし,ネットワーク上に蓄積された膨大なマルチメディア情報の共有を考えた場合,ユーザが利用するクライアントアプリケーションは特定のものに限定されないほうが望ましい.本研究では,QoS制御可能なファイルシステムを用いたマルチメディア情報の共有手法を提案した.本手法では,データの低品質化を行う場合,ファイルシステムがマルチメディア情報のデータフォーマットに沿ったパディングを行い,見かけ上のデータサイズが変わらないよう補完してクライアントアプリケーションにデータを提供する.これにより,クライアントアプリケーションは,実時間性を保ちながら透過的にサーバ上のマルチメディア情報にアクセスすることが可能となる,また,提案方式の実装を行い,狭帯域ネットワーク経由で利用した場合でも本方式が有効であることを確認した.また,秒あたりのフレーム数(FPS)が映像の主観的品質にどの程度影響を及ぼすかについて,種々の映像を用いて比較実験を行い,いくつかの知見を得た.動きベクトルと映像の主観的品質との関係については今後の課題である.
老人の顕在・潜在記憶-記憶減退の防止要因を探る-

本研究は、青年と比較した高齢者の記憶の特徴を、顕在記憶および潜在記憶について明らかにし、高齢者の記憶減退のメカニズムを究明することを目的とする。実験1、「潜在記憶と顕在記憶における高齢者と青年の比較」実験1A「知覚的プライミングと再認」:知覚的プライミングのテストとして絵画完成テスト、及びその絵画を表す単語の再認テストを用いて、実験を行った。結果は、青年に比べ高齢者は、再認テストの成績は低下しているがプライミングは変化していなかった。実験1B「概念的プライミングと再認」:概念的プライミングテストとして一般的知識質問テスト、及びその質問の答の単語をターゲットとした再認テストを用いて、実験を行った。結果は、再認テストも概念プライミングテストも高齢者の方が低かった。また全体的に、高齢者は、言語条件より絵画条件で高得点を示していた。実験2、「高齢者の問題解決における手続き記憶」実験2A「ハノイの塔」を改良した「モンキー缶」課題を用いて、一週間後の手続き記憶をみた結果、青年と同様に高齢者にも手続き記憶が認められた。実験2B前実験の方法的問題点を改善して行った実験より、高齢者の手続きは、認知方略的な面よりも運動感覚的な面で機能していることがわかった。実験3A,B「記憶高進に対する加齢の影響」単語を用いた記憶高進の実験を行った。実験3Aでは加齢のみを、実験3Bでは、それに加えてカテゴリー分類作業の有無を独立変数とした。青年には記憶高進がみられたが、高齢者ではみられなかった。本研究は、平成8年度より3年間行われるもので、本年度は最初の年度に当たる。したがって、本年度は、今後の研究の準備(先行研究の再調査、実験計画の具体化、実験材料の作成等)と第一段階としての実験の実施を行った。本研究の目的は、老人の顕在記憶及び潜在記憶に関する新しい知見を得ることである。先行研究によれば、生涯発達における顕在記憶は、誕生から青年までは、発達に伴い上昇し、成人期は徐々に下降し、さらに老年期には明らかな顕在記憶能力の減少をみるということが明らかにされている。一方潜在記憶は3才頃までに発達がみられるが、その後は、児童期、青年期、成人期、老年期、どの年代あるいは、年代間をとってみても、発達差はみられないということが明らかになっている。すなわち潜在記憶能力は、3才頃にすでに成熟の閾に達するのである。しかしながらこの潜在記憶に関する知見は、まだ不明確な点を多々残しており、今後の研究課題でもある。われわれは、このような現状において、まず代表的な、顕在記憶課題と潜在記憶課題を高齢者(65才以上)と青年(大学生)に行い、両者を比較することによって、老人の特徴を明らかにする実験を行うこととした。顕在記憶課題としては、再認記憶を、潜在記憶課題としては、知覚的プライミングと概念的プライミングを測定する。記憶材料は日常的な具体物を表わす線画およびその絵を表わす語である。すでに実験を終え、分析を行ったが、さらにデータを増すことが必要となり、現在実験を続行中である。本研究は、平成8年度より3年間の計画で行われるもので、本年は、2年目に当たる。昨年度の、先行研究のレヴュ-、実験実施のための準備を踏まえ、本年度は、青年(大学生)との比較における高齢者の顕在潜在記憶に関する実験を行った。この実験は、顕在記憶テストとして再認テスト、潜在記憶テストとして絵画完成テスト、一般的知識テストを用い、エピソード記憶知覚的プライミング、概念的プライミングを測定しようとするものである。学習材料は、単語(名詞)と線画(テレビ、ネコなど日常的なもの)であった。結果は、次のようであった。高齢者は青年と比べ、絵画の再認より単語の再認において、より低下が認められる。

また、同じく青年と比べると知覚的プライミングは同じ程度であるが、概念的プライミングにおいて低下が認められた。全体としては意味記憶システムにおける加齢効果を示した。実験1、潜在記憶と顕在記憶における高齢者と青年の比較実験1A知覚的プライミングと再認知覚的プライミングのテストとして絵画完成テスト及び、その絵画(線画)を表す単語の再認テストを用いて、2(年齢:高齢者、青年)x2(学習材料:絵画、単語)x2(提示項目:学習項目、非学習項目)の3要因計画で実験を行った.結果は、青年に比べ高齢者は、再認テストの成績は低下しているがプライミングは変化していなかった.実験1B概念的プライミングと再認概念的プライミングテストとして一般的知識質問テスト、及び、その質問の答の単語をターゲットとした再認テストを用いて、実験1Aと同形式の実験計画で、青年と高齢者に個別実験を行った.結果は、再認テストも概念プライミングテストも高齢者の方が低かった。また全体的に、高齢者は、言語条件より絵画条件で高得点を示していた.実験2、高齢者の問題解決における手続き記憶実験2A「ハノイの塔」を改良した「モンキー缶」課題を用いて、青年と高齢者の問題解決過程の検討を行った.一週間後の手続き記憶は、青年と同様に高齢者も認められたが、方法的な問題点が残された.実験2B前実験の方法的問題点を改善して、前実験と同様の実験計画で実験を実施した.その結果,手続き記憶に対して、高齢者は、認知方略的な面よりも運動感覚的な面で影響力が大きいことがわかった.実験3A,B記憶高進に対する加齢の影響単語を用いた記憶高進の実験を、青年と高齢者に行った。実験3Aでは加齢のみを、実験3Bでは、それに加えてカテゴリー分類作業を独立変数とした.結果は、高齢者は忘却要因が多く、それは項目間連合が原因であると示唆された。
高齢社会において老年歯科医学が担う社会的重要性を脳科学的に実証する

"高齢者の咬合咀嚼機能を改善すると高次脳機能が向上する可能性がある"という臨床事実を裏付ける科学的証拠を得るために、まず次の二つの目標を実現した。(1)咬合咀嚼機能を改善すると高次脳機能が向上することを検査値により指標的に示すために、特に高齢者における高次脳機能の活動度の相違の評価を目標として、視覚・聴覚両記憶力に基づいた精度の高い高次脳機能検査法を独自に開発した。そして、本検査法を同ボランティアに-定期間を置いて再度実施した結果、学習効果を無視できることを確認した。以上から、本検査法は、高次脳機能ネットワークの活動レベル(いわゆる脳年齢)を繰り返し計測できる検査法として、高齢者の高次脳機能の研究領域における幅広い活用が期待できる。(2)(1)の方法による検査値が高次脳機能ネットワークの活動度を評価するという脳科学的証拠を得るため、MRI装置内のボランティアに視聴覚記憶課題を提示する実験環境を整えて、上記検査実行中のボランティアの脳の活動をfMRI法により解析した。この結果、高得点を取ったボランティアにおいて、前頭前野、扁桃体、海馬、感覚連合野など高次脳機能ネットワークを構成する脳部位の活動が上昇する傾向が確認され、検査値と高次脳の活動度の正の相関が示唆された。現在、(1)のデータの統計学的充足および(2)のさらなる確証をめざすと共に、(1)(2)を活用して、高齢者における咬合咀嚼機能の良さと高次脳機能検査値の高さおよび高次脳機能ネットワークの活動度の高さとの正の相関の証明をめざして、研究継続中である。本研究計画の目標は、高齢者の咬合咀嚼機能を改善すると高次脳機能が向上する可能性があるとの脳科学的証拠を得ることにある。研究を具体化したところ、目標を達成するために克服するべき二つのテーマが明らかとなった。(1)咬合咀嚼機能の改善により記憶力検査値(一般的な認知症検査法では目的に叶わないゆえ、高次脳機能の精度の高い計測を意図して独自に開発)の上昇を示す。(2)咬合咀嚼機能の改善によりこの検査値が上昇することは高次脳機能ネットワークの活動上昇を意味すると主張するために、検査値に有意の差がある被験者を選んでMRI装置内で記憶力検査を実施して、その折りの脳の活動をfunctional MRI法で解析する。これにより、この検査値と高次脳活動に正の相関があることを証明する。18年度はまず(1)の記憶力検査の統計学的保証を得るためのフィールドワークに力点を置いた。この検査法の必要条件は高齢者の高次脳機能の活動レベルを精度高く評価できる、つまり脳年齢を算出できることであるので、合計1000人以上のボランテアの協力を得て、何歳ならば何点とれれば年齢相応かという評価グラフの作製を行なった。(2)のfunctional MRI法については、高レベルの画像が得られる3Tesla MRI機が18年度末にようやく岐阜大学に納入された。その新MRI装置内で脳の画像を撮りつつ、本研究計画の視聴覚複合記憶課題を良好な環境で行うためには、極めて慎重な視聴覚刺激装置の設計が必要であった。1年がかりで、予備実験と試行錯誤を繰り返し、本研究計画を適切に実行できる視聴覚複合刺激装置を年度末に導入できた。19年度には(2)の計画に叶った高次脳活動の具体的なデータが得られ、18年度の(1)の結果と合わせて、本研究計画の目標が達成されると期待できる。
膜透過ペプチドの細胞移行のケミカルバイオロジー

アルギニンに富む塩基性膜透過ペプチドの細胞内移行におけるマクロピノサイトーシスの関与が指摘されてきたが、光反応性のジアジリン基を有するR12ペプチドを用いた検討により、そのマクロピノサイトーシス誘導受容体が見いだされた。ペプチド濃度、血清の有無、疎水性配列の付加などにより、アルギニンペプチドの細胞内移行効率は大きく影響を受けることも明らかとなった。本研究では、アルギニンに富む塩基性膜透過ペプチドをベクターとして用いる高効率細胞導入法の機序に関しては不明の点が多い。本研究では、種々のペプチド(化学的ツール)を用いて、(1)ペプチドにより誘導される細胞シグナルとアクチン重合化・マクロピノサイトーシスとの関係、(2)ペプチドのプロテオグリカンとの親和性・相互作用と細胞内シグナルとの関係、ならびに、(3)受容体の存在の可能性に関して検討するとともに、(4)アルギニンペプチドのどのような化学的あるいは構造的要因が上記の取り込み誘導に寄与するのかに関して考察する。本年度はアルギニンペプチドによる細胞内タンパク質の活性化の度合いとアクチン重合化・マクロピノサイトーシスによる細胞取り込みの効率との相関に関して検討を行ったところ、ペプチドによる細胞内情報伝達の活性化と取り込み促進は、従来考えられていたよりも非常に短時間で誘起され、また、ペプチドの投与量によって異なる取り込み機序が選択されることが新たに判明した。これらの知見は、ペプチドを用いる薬物送達が何故効率的に行われるかの本質に係わる問題であり、これを明らかにすることで本研究の成果が飛躍的に高まることが期待される。このため、顕微鏡を用いたリアルタイムでの細胞観察と生化学的手法による細胞内情報伝達の解析を併用し、これらを密接に関連づけて解釈の重要性が明らかとなった。二次元ゲル電気泳動と質量分析を使って細胞内の個々のタンパク質量の変動やリン酸化に関して検討した。研究代表者の二木と大学院学生1名が英国カーディフ大学Jones博士を訪問し、細胞内シグナル伝達とペプチドの細胞取り込み解析に関して必要な手技・情報の収集と共同研究の打ち合わせを行った。アルギニンペプチドの細胞内動態とペプチドにより誘導される細胞内情報伝達に関して、ペプチド内のアルギニン数が非常に重要であると共に、疎水性のアミノ酸が適当数存在することにより、さらに移行効率が高まることが分かった。特に、細胞表面への親和性の高さがマクロピノサイトーシスの誘導と細胞内取り込みに非常に重要な働きをすることを初めて明らかとした。また、培地中のペプチド濃度がある程度の閾値を超えると効率的なサイトゾルへのペプチドの拡散が見られるようになることも明らかとなった。一方、申請者らにより示されたアクチンの重合化やRacの活性化は、アルギニンペプチドとの相互作用により、細胞内に何らかのシグナルが伝達されることを意味し、その相互作用を細胞内に伝える受容体の存在の可能性を示唆する。一方では様々なアルギニンに富むペプチドによってアクチン重合やマクロピノサイトーシスが誘導されることから、そのリガンド特異性は余り高くないことが予想される。細胞表面においてアルギニンペプチドと相互作用するタンパク質を光アフィニティーラベリングと二次元電気泳動、質量分析を併用するアプローチにより同定を行い、候補となる受容体が浮上した。現在、この受容体が真にアルギニンペプチドの取り込み活性化を招くのかに関して検討中である。2008年6月に英国カーディフ大学で開催された「治療のための高分子の細胞内送達2008シンポジウム」に参加し、研究成果を発表した。ポリアルギニンペプチドなどアルギニンに富む塩基性のペプチドの細胞内移行機序としてアクチンの重合化を伴う特殊なエンドサイトーシスの一種であるマクロピノサイトーシスの関与が指摘されてきた。細胞内移行を誘導する膜透過ペプチド受容体を探索するために、光反応性のジアジリン基を付加したビオチン化ポリアルギニンペプチドを合成し、細胞表面においてこのペプチドと光架橋される分子として、myosin-9が同定された。更に詳細な検討を進めた結果、Myosin-9と関連する細胞表面の受容体が、R12の細胞内移行に極めて重要な働きをしていることが分かった。また、この受容体とR12との相互作用によりアクチンの重合化が誘導されることが分かった。この受容体をノックダウンした細胞をR12で刺激し、phalloidin-TRITCを用いて重合化したアクチンをコントロール細胞と比較した結果、ノックダウン細胞では、R12の刺激によるアクチン重合化が阻害された。またGi Proteinの細胞内シグナルを阻害するPertussis Toxinで処理した細胞はR12の取り込み量が有意に低下した。これらのことからこの受容体は膜透過ペプチドR12の受容体として機能し、これらの結合が起点となりマクロピノサイトーシスが誘起されることで、R12は細胞内に効率的に移行している可能性が示された。また、ポリアルギニンペプチドの細胞内(サイトゾル)への移行には、ポリアルギニン配列に加え、疎水性のアミノ酸配列が加わることで、移行効率が有意に高まることを明らかとした。
腫瘍形成に求められるゲノム多様性の検証

がんゲノムの解析によって、固形腫瘍を構成している細胞は様々な細胞が共生していることが知られるようになった。本研究ではがんはどのような細胞によって構成されているかを探索した。CRISPR/Cas9ライブラリーによってゲノムに多様な変異を導入した細胞から抽出したゲノムDNAのシークエンスを行い、ライブラリーDNAと比較した。その結果、細胞のゲノムDNAライブラリーの多様性は、導入ライブラリーより低下していることが判明した。in vitroで細胞死が誘導や、細胞増殖が抑制されるクローンが存在し、そのような細胞は、他の細胞に比しin vitroでの生存が不利であることを表していると考えている。がんゲノムの解析によって、固形腫瘍を構成している細胞は決してクローンではなく、むしろ様々な細胞が共生することで腫瘍としての増殖や転移が可能となっていることが示唆されている。そこで本研究ではどのような特徴を持った細胞が共生することががんを構成するために必要であるのかを探索した。腫瘍形成能が比較的低い事が確認されている乳がん細胞株MDA-MD-468細胞株にCRISPR/Cas9ライブラリーの導入によってゲノムに多様な変異を導入し、これらの細胞をマウス個体に移植し腫瘍形成を誘導した。腫瘍形成が確認されれば、この原発巣や転移巣に、どのような細胞が参加しているのかを調べることによって、腫瘍形成に求められる細胞群の形質を明らかにすることを目標としていた。本計画は、以下の四段階からなっていた。(1)ゲノム修飾を誘導するためのCRISPR/Cas9ライブラリーの導入、(2)免疫不全マウスでの腫瘍形成、(3)超並列シークエンス解析による腫瘍を構成する細胞集団の決定、(4)遺伝子変異導入細胞を用いた検証。の4段階である。まずCRISPR/Cas9ライブラリーをMDA-MD-468細胞株への導入を試み、ライブラリーと導入した細胞から抽出したゲノムDNAのシークエンスを行った。その結果、細胞から抽出されたゲノムDNAで見られるライブラリーの多様性は、導入ライブラリーより低下していることが判明した。このことは、in vitroでの細胞死が誘導されたり、細胞増殖が抑制されるクローンが導入された細胞は、他の細胞に比しin vitroでの生存が不利であると予想していたが、その通りにアポトーシス誘導タンパク質などはライブラリー導入細胞には見られなかった。現在、これらの細胞を使って、免疫不全マウスで腫瘍形成嚢の検証を行っている。総合生物
量子モンテカルロ法による新しい量子状態の探索

数値計算技法のひとつである経路積分量子モンテカルロ法を用いて、ナノスケールの半径を持つケージ中に数個のヘリウム4原子を閉じ込め、幾何形状に起因する粒子交換の影響を調べた。まず、ケージの表面を鏡面とし吸着ポテンシャルを無視したモデルを提案した。これは、制限された空間では運動エネルギーの効果が大きく、吸着ポテンシャルが粒子交換に与える影響は小さいと考えられることによる。一方で、粒子間ポテンシャルは厳密に取り入れ剛体芯に起因する幾何学的フラストレーション効果を取り入れた。その結果ケージが十分狭く、粒子数が4個のとき、粒子は正四面体の頂点位置に配置して、粒子交換が起こらずにボーズ統計性を示さなくなることが理解され、論文にまとめた。回転する円筒状エアロジェル中の超流動ヘリウム3B相の織目構造を計算した。これにより、エアロジェル中においてもフレアアウト状のn-ベクトル構造が存在し、それに伴う核磁気共鳴信号が得られていることが判明した。さらにこの信号を解析することで、エアロジェルの異方性が秩序状態に強く影響を与えていることが理解され、成果を論文にした。グラファイト上に吸着されたヘリウム原子が作る構造を、経路積分量子モンテカルロ法を用いて解析した。Binderパラメターを利用してサイズ効果を観測することで、吸着第二層目の融解温度を決定したところ、実験とよく合う値が得られた。また、第二層目の安定な配置構造を提案した。この結果については、現在論文を作成中である。超流動ヘリウム3-A相のMermin-Hoテクスチャーに対して回転を与え,そのNMRのスピン波モードを調べ,秩序変数がどのような応答を示すかを考察した.これにより,ヘリウム3の発見以来懸案であった「intrinsicなクーパー対の軌道角運動量が観測出来るかどうか」を実験から決定することが可能になった.この結果は,比叡山セミナーハウスで開かれたシンポジウムで発表し,論文作成中である。東京大学理学部福山研究室で行われている,グラファイト基板上に吸着されたヘリウム粒子の構造を調べた.吸着一層目にヘリウム4,二層目にヘリウム3を置いて,二層目の4/7層の性質の知見を得ようというものである.まず,一層目と二層目のヘリウム3,4吸着構造を逆にしたものを用意し,経路積分モンテカルロを行ったところ吸着層の構造は逆転し,正規の構造が実現した.これにより実験的に計画されている構造は,安定であることが示された.さらに正規の構造における二層目の4/7構造の融点を経路積分モンテカルロ法を利用し,Binderパラメターのサイズ効果を調べることで決定した。この結果,実験で観測された融点と思われる比熱の変化の温度を定量的に再現することができた.この結果は,那須高原及び淡路島で行われたシンポジウムで発表し,論文作成中である.ナノスケールの半径を持つ円筒型細管中に,ヘリウム4粒子を閉じ込めた系での超流動の発現を名古屋大学理学部和田研究室が研究している.この系でのボーズ凝縮および超流動をボーズ緯計性を採り入れた経路積分モンテカルロ法で調べた.その結果,ボーズ凝縮の発現温度は系の半径が小さくなること,および粒子密度の減少に伴い,著しく低下することが示された。この結果は千葉で行われた物理学会の招待講演で発表し,論文作成中である.数値計算技法のひとつである経路積分量子モンテカルロ法を用いて、ナノスケールの半径を持つケージ中に数個のヘリウム4原子を閉じ込め、幾何形状に起因する粒子交換の影響を調べた。
バクテリオファ-ジT3のDNA成熟機構

T3ファ-ジDNAは両端に重複配列を持つ。ファ-ジDNAは重複配列を介してheadーtoーtailに連なったコンカテマ-として合成され、頭部形成の際、コンテカマ-からゲノムDNAが切り出され(DNA成熟)、頭部内に詰込まれる。T3ファ-ジは自己DNAを選択的に頭部に詰込む。DNA成熟は詰込みに依存している。コンカテマ-から重複配列を含むDNA断片をプラスミドにクロ-ンすると、T3ファ-ジはこのプラスミドを頭部に詰込み、他細胞に形質導入する。この形質導入系を用いて、詰込みに必要なpac配列はT3RNAポリメラ-ゼのプロモ-タ-配列(pacB)及び重複配列とその隣接配列からなるDNA切断の標的配列はT3RNAポリメラ-ゼのプロモ-タ-配列(pacB)及び重複配例とその隣接配列からなるDNA切断の標的配列(PacC)から構成されている事が明かになった。近縁のT7ファ-ジとのキメラpac配列を持つプラスミドの形質導入の特異性の解析はpacB配列がDNA詰込みの特異性決定配列である事を示した。精製in vitroDNA詰込み系はpacC配列を持つ線状DNAを左方向に詰込んだ後、重複配列の左端で切断した。in vivoDNA詰込みは左方向に進行するので、この切断はコンカテマ-からゲノムDNAを切り離す終結切断に相当する。終結切断と詰込み反応の解析から、DNAが頭殻内を充すにつれ、詰込み速度が低下し、それにより標的配列の認識が可能になり、終結切断が誘起されると結論した。終結切断にはT3/T7間で特異性はない。これらの事実はDNA詰込みにおける自己DNAの選択はDNA詰込み装置がコンカテマ-DNA上のpacB配列を認識して結合し、pacC配列上の重複配列の右端で切断し、詰込み開始に必須なDNA端を創る開始切断におる事を示す。詰込み蛋白質gp19に突然変異を導入し、pacC配列を認識するが切断活性を失った変異体を分離して、gp19がDNA成熟に中心的役割を持つことを明らかにした。T3ファ-ジDNAは両端に230bpの未端重複(TR)配列をもつ。ファ-ジDNAはこのTR配列を介してhead-to-tailに連らなった巨大分子(コンカテマ-)として合成され、頭部形成の際、コンカテマ-から、TR配列を両端にもつゲノムDNAが切り出され(DNA成熟)頭穀内に詰込まれる。DNA成熟はDNA詰込みに依存している。コンカテマ-からTR配列を含むDNA断片をプラスミドにクロ-ンすると、T3ファ-ジはこのプラスミドを頭部に詰込み、他の細胞に形質導入する。この形質導入系を用い、DNA詰込みに必要なDNA配列(pac配列)を200bpにまで限定出来た。pac配列はまたDNA成熟反応の標的配列でもある。pac配列をもつ組換えプラスミドを、精製した因子からなるin vitroDNA詰込み反応系に加えると、DNA詰込に共役してTR配列の左端で2重鎖DNA切断がおこることを見出した。

このin vitro切断反応の解析から、DNA成熟反応はDNA詰込みの開始に必要なDNA端を創り出す開始切断と、コンカテマ-からゲノムDNAを切離すための終結切断の2つの素過程よりなること、in vitro系でみられた切断反応は終結切断であることが明らかになった。これらの結果に基づいて、今日受け入れられているJ.D.Watsonの提唱したT3(T7)ファ-ジのDNA成熟反応に関するモデルが誤りであることを示し、新しいモデルを提唱した。T3ファ-ジDNAは両端に重複配列を持つ。ファ-ジDNAは重複配列を介してheadーtoーtailに連なったコンカテマ-として合成され、頭部形成の際、コンカテマ-からゲノムDNAが切り出され(DNA成熟)、頭部内に詰込まれる。T3ファ-ジは自己DNAを選択的に頭部に詰込む。DNA成熟は詰込みに依存している。コンカテマ-から重複配列を含むDNA断片をプラスミドにクロ-ンすると、T3ファ-ジはこのプラスミドを頭部に詰込み、他細胞に形質導入する。この形質導入系を用いて、詰込みに必要なpac配列はT3RNAポリメラ-ゼのプロモ-タ-配列(pacB)及び重複配列とその隣接配列からなるDNA切断の標的配列(pacC)から構成されている事が明かになった。近縁のT7ファ-ジとのキメラpac配列を持つプラスミドの形質導入の特異性の解析はpacB配列がDNA詰込みの特異性決定配列である事を示した。精製in vitroDNA詰込み系はpacC配列を持つ線状DNAを左方向に詰込んだ後、重複配列の左端で切断した。in vivoDNA詰込みは左方向に進行するので、この切断はコンカテマ-からゲノムDNAを切り離す終結切断に相当する。終結切断と詰込み反応の解析から、DNAが頭殼内を充すにつれ、詰込み速度が低下し、それにより標的配列の認識が可能になり、終結切断が誘起されると結論した。終結切断にはT3/T7間で特異性はない。これらの事実はDNA詰込みにおける自己DNAの選択はDNA詰込み装置がコンカテマ-DNA上のpacB配列を認識して結合し、pacC配列上の重複配列の右端で切断し、詰込み開始に必須なDNA端を創る開始切断にある事を示す。詰込み蛋白質gp19に突然変異を導入し、pacC配列を認識するが切断活性を失った変異体を分離して、gp19がDNA成熟に中心的役割を持つことを明らかにした。