1 0 0 0 OA 水の波の浅水波近似の数学解析
1 0 0 0 OA 高感度な脳機能計測を可能とするあご紐付ヘルメットPET装置に関する基礎検討
半球状に検出器を配置し、さらにあごの位置に追加検出器を配置することで、脳機能計測のための感度を大幅に向上させることが可能なヘルメットPET装置を提案し、検出器ブロックサイズの最適化検討、画像再構成法の開発、及び試作装置への適用を行った。その結果、検出器ブロック間に隙間が生じることを考慮すると、検出器ブロックサイズが5cm角程度の大きさの時に、脳領域に対する感度が最も高くなることが明らかになった。そして、画像再構成法の開発と、世界初のヘルメット型PET試作機への適用を行い、性能評価を行った結果、高い感度と空間分解能を有することが示され、提案装置が高精度な脳イメージングに有効であることを実証した。
1 0 0 0 OA 細胞形質転換に関わる乳酸菌由来因子の同定
本申請では、Human Dermal Fibroblasts(HDF細胞)からリプログラミング物質の同定を目的とした。乳酸菌を超音波破砕処理後、クロマトグラフィーを繰り返し、細胞塊形成能を持つ分画を同定した。その分画を用いて、MALDI-TOF-MS解析を行い、リプログラミング物質の同定を試みた。私たちは、リプログラミング物質の同定に成功し、これをHDF細胞に作用させると乳酸菌を用いた時と同様に細胞塊を形成した。これらの細胞塊は脂肪細胞、骨細胞、神経細胞などへと分化したことから、乳酸菌由来リプログラミング物質は、宿主HDF細胞の遺伝子発現をコントロールしていることが示唆された。
ヒト母乳(以下、母乳)は、児の成長にとって欠かせないものである。一部の母親もしくは児に医学的な母乳育児阻害要因がなければ、母乳を児に与えることは意義深いといえる。しかし、母乳はヒトの血液から産生されるためにその成分組成は、同一人物の母乳であっても、その質が常に一定ではない。また、同一の泌乳であってもその最初と最後では組成が異なるといわれる。母乳は児の成長に応じた成分で構成されており、免疫を高めるなどの特徴がある。栄養学や生理学の分野で母乳に関する研究が多数なされているが、その大半は個人の母乳研究ではない。また、ベテラン助産師はいわゆる「おっぱいマッサージ」を通して、「よいおっぱい」「悪いおっぱい」を言い当て、児は「よいおっぱい」を実際よく飲む。このベテラン助産師が「よい」と判断する母乳、「悪い」と判断する母乳の相違点を視覚的に明らかにされた研究は少ないため、形態学的に検証する目的で本研究は開始された。今年度は、ベテラン助産師が「よい」と判断する母乳、「悪い」と判断する母乳、それぞれの形態学的特徴を光学顕微鏡下で観察し、続いて、電気泳動を用いて膜たんぱくの状態について検討、さらに走査・透過顕微鏡を用いて膜たんぱくの状態の程度を明らかにする予定であった。その準備として、研究責任者の所属大学のある開業助産師の協力を得て、母乳保存に関する基礎データを収集し、べテラン助産師が母親に「よいおっぱい」「悪いおっぱい」と断定する母乳の特徴を形態学的に明らかにする準備をした。また、他大学の研究者へも分析協力の依頼を行った。しかし、研究代表者の傷病による研究中断、退職に至る。そのため、本研究は終了に至った。
1. CSXとGATA-4によるANP遺伝子の転写調節 ヒトCSXcDNAおよびマウスGATA-4cDNAを発現ベクターに組み込みANP遺伝子のプロモーター領域を含むレポーター遺伝子とともにCOS-7細胞に導入しtrans-activation活性を解析した。CSXによるANP遺伝子の転写亢進には、転写開始点上流-100bpおよび-250bpに存在するCSX結合配列が重要であり、CSXとGATA-4を同時に発現させると、ANP遺伝子の転写は相乗的に亢進し、その協調作用には-250bpに存在するCSX結合配列が必要であった。さらに、CSXとGATA-4はin vivoおよびin vitroにおいて蛋白同士が直接会合した。以上より、心筋に発生早期より発現し異なるDNA binding motifを持つ転写因子であるCSXとGATA-4が、直接的な蛋白-蛋白相互作用を介してANP遺伝子の転写を協調的に制御することが明らかにされた。2. CSX1過剰発現マウスの解析 CSX1過剰発現マウス(Tg)を作製し解析した。Tgは生存及び生殖可能であり、外奇形や成長障害、心不全症状を認めず、心重量の増加も認めなかった。Tgにおいて心臓と骨格筋にCSX1 mRNAの過剰発現が認められた。内因性Csxの発現はCSX1 の過剰発現により有意に増加を認めた。以上より、TgにおけるANPの誘導はCSX1の直接の作用である可能性が考えられた。また、内因性Csxの発現が増加していたことからCsxの発現調節に正の自己調節機構があることが示唆された。3. Csx/Nkx2.5と会合する新たな転写因子Zf11の発見と解析 ヒトCSX遺伝子cDNA全長を用いtwo-hybrid systemにてマウス胎生17日のcDNA libraryをスクリーニングした。20個のうち1個はC2H2型のzinc fingerを11個と核移行シグナルを持つ転写因子と考えられ、Zf11と名づけた。two-hybrid systemではCsxのN-末端とhomeo domainが会合に必要と考えられ、pull down assayではZf11のzinc finger domainが会合に重要であった。マウスのES細胞において、分化前および分化誘導後3日では発現がなく、6日目以降より発現が認められた。8日目よりミオシン等の収縮蛋白の発現が認められ、自発収縮が始まることより、Zf11はこれらの心筋特異的な収縮蛋白などの発現に関与していると考えられた。Whole mount in situ hybridizationにおいて、Zf11は心臓の形成されるマウス胎仔8日目頃より心臓の原基において発現していた。
1 0 0 0 体内時計による循環機能日内変動調節の分子メカニズムの解明
本研究は末梢組織体内時計の下流アウトプット遺伝子を同定し、中枢と末梢の体内時計が、各組織ごとの概日リズムの形成にどのように寄与しているかを明らかにすることを目的とする。ClockとBmalを発現するアデノウイルスを培養細胞にinfectionし、cDNA Microarrayにより発現が増加する遺伝子を網羅的に解析した結果、転写因子、分泌タンパク、膜受容体などが体内時計の標的遺伝子の候補として同定された。その中の転写因子、Dec1の機能について解析した。心臓や腎臓、大動脈などの臓器でDec1mRNAの発現は日内変動を呈した。Dec1はClockとBmalによりmRNAレベルで誘導され、またDec1はClockとBmalによるPer1プロモーターの活性を抑制した。さらにDec1は低酸素でその発現が誘導された。これらのことより、Dec1が低酸素などの環境因子を関知して体内時計のコアフィードバックループを調整する因子として働いている可能性が示された。今後はDNA Microarrayにより同定された体内時計に関連する他の遺伝子群についてさらにその発現パターン、循環機能調節における役割をさらに解析する。次に、中枢の体内時計は正常に保たれ、血管内皮末梢体内時計のみが異常なトランスジェニックマウスを作成した。このマウスを用いて今後さまざまな循環機能の日内変動を解析することにより末梢体内時計の役割を中枢と末梢に分けて解析できる。本研究により、心筋梗塞の早朝発症機序を初めとする循環器系疾患の日内変動のメカニズムが分子レベルで詳細に解明されることが期待される。組織固有の日内リズム発生のメカニズムを理解することは今後時間に即した治療法の開発にむすびつけるられることが期待される。
1 0 0 0 OA 循環器疾患発症における体内時計の役割の解明と治療戦略の開発
1 0 0 0 心血管系機能日内変動の分子生物学的、遺伝学的メカニズムの解明
血圧や心拍数など心血管系機能、あるいは心筋梗塞や冠動脈スパスムなどの疾患の発症時間には、明らかな日内変動が見られるが、その分子メカニズムは未だ解明されていない。最近、体内時計の分子メカニズムが急速に明らかにされ、CLOCK, BMAL1, PERIODなどの転写因子相互のpositive及びnegativeのfeedbackループから形成されていることが明らかになった。本研究は循環器疾患の日内変動が、心臓や血管に内在する体内時計により制御されているという全く新しい着想により遂行した。マウスをlight-darkサイクルで飼育した後、経時的に心臓や血管などの臓器を採取し、体内時計構成因子群の発現が日内変動をもっていることをNorthernブロット法にて確認した。さらに、血管内皮細胞、平滑筋細胞、心筋細胞の培養を行い、個々の培養細胞レベルで体内時計関連遺伝子の発現が概日リズムを呈することが示され、.心血管系を形成する細胞レベルで体内時計の存在が示された。心筋梗塞、不安定狭心症などの急性冠症侯群は早朝に多く発症し、その一因として線溶系抑制因子であるPAI-1の活性が日内変動を呈し、早朝に最高値になることが挙げられている。我々はさらに血管内皮細胞において、我々のクローニングしたCLIFとCLOCKがPAI-1遺伝子発現の日内変動を局所で調節していることを示した。以上の結果より末梢組織にも体内時計が存在し、局所に抽いてPAI-1遺伝子の発現を調節することにより、心筋梗塞発症の日内変動に寄与していることが示唆された。組織固有の日内リズム発生のメカニズムを理解することは、心筋梗塞や冠動脈スパスムなどの病態の理解を深めることにつながる。さらにそれは時間に即した治療法の開発にむすびつけることが期待される。
本研究ではまず、穀類共通のセントロメア配列として知られていたシークエンスをもとに、イネセントロメア局在復配列RCE1516をクローニングした。イネゲノムのファージライブラリーを作り、この配列を複数コピー持つゲノムクローンを選抜し、14kbにわたってその構造解析を行い、1.9kbを単位とする反復配列が存在することを見出した。これらの反復配列がすべての染色体のセントロメア部に存在することをin situ hybridizationで確かめた。さらに、もう一つのセントロメア反復配列RCS2を用いて第5染色体セントロメア領域に位置するYACクローンを選抜した。第5染色体のセントロメア領域に、14のYACクローンを整列化した4つのYACコンティグを形成し、この領域の構造解析を行った。この結果、この領域は1)それぞれがおよそ1Mbの長さを持つ3つのコンティグ(Contig I,II,III)と、1つのYACより成ること。2)セントロメア特異的高頻度反復配列RCS2はBamH1切断した13Kbと15Kbのフラグメントのみにあり、相互にかなり近い距離に存在していること。3)ほとんどのYACがRCE1のコピーを複数個保持しており、RCS2を2ブロックとも持つYACクローンを中心に、左右ほぼ均等にRCE1が分布している可能性が示唆されること。4)この領域には9個以上の遺伝子が存在すると考えられること。が明らかになった。次に、これらの中からセントロメアクローン候補を選び、イネ人工染色体の構築に取りかかった。まずイネ用染色体アームを構築するため、GFP遺伝子、イネテロメア等を挿入し、左右のアームベクターを作成した。これらのアームを用いてイネ人工染色体を構築するため、酵母細胞内での相同組換えを用いたセントロメアYACクローンへのアームの導入を、引き続き進行中である。
1 0 0 0 光合成環境感覚としての原型プラスチドシグナル
- 著者
- 田中 寛
- 出版者
- 東京工業大学
- 雑誌
- 新学術領域研究(研究領域提案型)
- 巻号頁・発行日
- 2011-04-01
本年度の研究では、主にシゾンにおけるアブシジン酸(ABA)の作用について解析を行なった。これまでの研究で、シゾン細胞から内生ABAが検出されること。暗所で増殖停止したシゾン培養にABAを添加することでオルガネラDNA合成(ODR)が阻害されることを見いだしていた。しかし、ABAによる抑制効果は長期には持続しないことから実験的な問題が残されていた。今回、ABAを数時間ごとに再添加したところ継続的な抑制効果が見られたことから、ABAがシゾンの酸性培地中で急速に失活することが効果低下の原因であると考えられた。また、ABAの光学異性体((+)型、(-)型)を用いた実験より、+型のみが抑制活性を示したことから、植物ホルモンとしての機能と同様に、特異的レセプターを介した生理活性であることが強く示唆された。ABAの作用機作を明らかにする目的で、その添加によりODR促進効果がみられるHemeとの、培地への共添加実験を行なった。その結果、Hemeの添加によりABAのODR抑制効果が解消することを見いだした。従って、ABAはHemeシグナルを抑制することによりODRを抑制していることが示唆される。ABAとHemeの関係性については、シロイヌナズナにおいて、Heme結合性をもつTSPOタンパク質がABAにより誘導されることで、フリーのHemeによる細胞障害を抑制する機構が提唱されている。そこでシゾンゲノムを検索したところ、シゾンにもTSPOタンパク質が存在することが判った。さらに、この遺伝子がABAで発現誘導されることが判明したことから、TSPOによるHemeシグナルの吸着が、ABAによるODR抑制効果の分子機構であることが考えられた。ABAによるTSPO遺伝子の発現誘導機構について、現在解析中である。
1 0 0 0 OA 細胞膜ー核内シャトル分子Hicー5の皮膚創傷治癒における役割の解明
正常ヒトケラチノサイトの分化過程でHic-5はケラチノサイト内での局在が細胞質からFocal adhesionに変化し、内因性のHic-5はケラチノサイトの増殖、早期分化、接着能に正の影響を、運動能には負の影響及ぼしていることが示唆された。正常メラノサイトのモデル細胞として用いたB16-F1マウスメラノーマ細胞で、内因性のHic-5は増殖、遊走、浸潤能について正の影響を及ぼしていることがわかった。Hic-5はRho依存的なメラノーマの運動能調節経路を介してメラノーマの転移能に影響を与えた。これらのHic-5の役割は創傷治癒過程では上皮化過程および表皮の色素回復に関与していると考えられる。
1 0 0 0 OA 不揮発記憶素子を用いた細粒度パイプライン演算システムの構築
本研究課題では,「More than Moore」に代表されるような新デバイスの採用および回路機能の多様化による集積回路のパフォーマンス向上を想定し,強誘電体や強磁性体などの不揮発記憶素子の特長を活用し,ゲートレベルの論理演算機能と不揮発記憶機能をコンパクトに一体化し,低電力性と高速性を両立できる不揮発性の細粒度パイプライン演算システムを構築した.応用例として,動画像圧縮等に利用する動きベクトル検索用絶対差分和演算回路,及び並列データ検索用連想メモリを取り上げ,パワーゲーティング機能を組み込んだ不揮発性の細粒度パイプライン演算システムにより,大幅なパフォーマンス向上を実現した.
1 0 0 0 OA 異種移植における拒絶反応克服の治療戦略-異種細胞の同種細胞への置換の試み-
ラット同種間強拒絶肝移植モデルを用いて、肝移植術前にレシピエントの骨髄細胞をドナーに移植することにより、拒絶が軽減するかどうか検討した。肝移植術前に骨髄細胞移植を行うことで肝移植術後の拒絶反応が軽減された。肝グラフト内に移植骨髄由来の細胞の生着を認め、それらはKupffer細胞に分化していた。ドナーに対するレシピエント由来の骨髄移植によるKupffer細胞置換は肝移植後の拒絶抑制に有用な治療となる可能性がある。今後、異種移植モデルで検討を行っていく。臨床でのブタ/ヒト異種移植を想定し、ハムスター/ラット間の異種肝移植モデルの手技を確立した。
1 0 0 0 OA 小児肥満に伴う内臓脂肪蓄積の継続が若年成人期の心血管系リスクに及ぼす影響
小児期の肥満と若年成人期の心血管リスクとの関連を検討するため、肥満で通院した小児を対象とした予後調査を行った。小児期の平均年齢は9.8歳、成人期の平均年齢は22.4歳であり、平均経過年数は12.6年であった。小児期の肥満が高度化するほど成人期の肥満継続率は高かった(軽度肥満35.9%、中等度肥満49.1%、高度肥満77.8%)。小児期の皮下脂肪面積、内臓脂肪面積と成人期のそれとは相関を認めなかったが、小児期の血清脂質、高分子量アディポネクチンは成人期のそれと有意な相関関係を示し、肥満に伴う脂質代謝異常やアディポネクチン低値といった心血管系リスクは成人期においても残存した。
1 0 0 0 1930-50年代ソ連および日本における物理学をめぐる哲学議論
1940年代日本における技術論--技術とはどういう性格をもつものかという論点をめぐる--論争を、従来は知られていなかった当時の論者の論考を渉猟・精読しつつ、再構成する作業を行った。1930年代に日本の技術論論争はマルクス主義に傾倒していた論者たちの間でマルクス主義の概念装置を用いて行われており、戦後もこの傾向が引き継がれていたが、言論弾圧が苛烈化した1930年代後半から終戦までの時期の技術論論争史はよく調べられてこなかった。代表的論者の一人である相川春喜に着目することで、かつてマルクス主義に傾倒し「転向」した知識人の一部が、戦時下の日本でもてはやされた反機械論、全体論の観点--これはマルクス主義の基本的観点と相反するものではない--を技術論の中に持ち込むことで、従来の論争を換骨奪胎しつつ、また当時の状況下で要請されるような理論的装置を用いつつ、高度な言論活動を維持しようとしていたことが明らかになった。また、当時の相川の議論は高名な物理学者である武谷三男との討論を通じて一面においては鍛えられたものでもあり、これを精読することは戦後の武谷の技術論を再検討するうえでも役立つものである。こうした成果は2月、東京工業大学において開かれたセミナーの席上で口頭発表され、現在学会報告・論文化の準備を進めている。また、ソ連と日本との科学哲学分野における知的交流についても若干の調査を行った。日本の物理学者坂田昌一が、最晩年(1960年代末)にソ連の科学哲学者オメリャノフスキーの慫憩に応じて素粒子論の哲学的問題に関する論考を執筆していたことが明らかになった。ロシア語で発表された同論考を訳とともに日本人読者に紹介する準備を進めている。ソ連における物理学をめぐる哲学論争についてロシア史研究会年会において発表し、この内容を英語の論考にまとめ科学史の学術雑誌に投稿した。現在、査読結果に応じた修正を行ってしいる。
1 0 0 0 占領改革と戦後政治
今年度は沖縄でのヒアリングを含め2度の合宿と4回の研究会を行ったほか、総括班主催のシンポジウムにも参加した。研究分担者ごとの研究進捗状況に若干の差異はあるが、総括班シンポジウムで増田・木村の2名が各自の研究報告を行なった。具体的活動成果として、第一に9月に沖縄で行なった沖縄占領関係者に対するヒヤリング調査をあげることができる。政治、経済、教育関係者とのヒアリングを行い、占領下の沖縄の実情を聴取し、沖縄と本土各府県の占領との比較研究に関する多くの示唆を与えられた。また我部のアレンジによって沖縄の研究者・研究機関との情報交換を行なうとともに現地での関係文献の収集も行なった。第二に、司法制度と法曹関係者の人的研究は政府間関係の観点からも追放の影響の観点からも重要な検討課題であり、古関を中心に司法制度と弁護士会関係の資料収集を行った。古関は9月にできなかった沖縄の司法関係者とのヒアリングも別個に行なった。第三に、地方レベルの占領関係資料の収集を継続し外務省・終連関係資料、内務省関係資料、府県知事の伝記資料などを収集・分析した。第四に、木村を中心に全国の商工会議所を中心とする調査を継続し地方経済エリートの交替を政治過程の関係をマクロ的に観察した。研究班としての研究成果のとりまとめは総括班の成果報告と調整を計りつつ行なう予定であるが、福永の民政局の政党政策に関する分析、増田の平野力三の公職追放過程の研究など、研究分担者が部分的に成果の公表を行うことができた。また、天川が『学術月報』に「府県から見た占領改革」を執筆し研究班の研究の一端を紹介した。
1 0 0 0 経済環境激変下における金融機関の経営行動
本研究は「経済環境激変下における金融機関の経営行動」として、誰の目から見ても大転換したと認識された小泉純一郎首相(2001年4月〜2006年9月)のもとでの金融行政を対象にしている。それは大きく2つに分けることができる。ひとつは竹中平蔵金融相の「金融再生プログラム」であり、もうひとつは伊藤達也金融相の「金融改革プログラム」である。第1部では竹中平蔵金融相の金融行政を分析している。竹中氏が主導した02年秋の金融再生プログラムでは、当時の大手銀行グループに不良債権処理の抜本的改革を迫った。「会計」を武器としながら大手銀行の財務内容の劣悪さを曝け出し、経営改革を迫る強引な手法は過去の協調を重視した金融行政とまったく対照的なやり方であった。ここでいう会計的手法とは銀行の貸出債権を評価するにあたって新たにDCF法を採用したことであり、また将来の税金の前払いに相当する繰延税金資産を厳格に評価したことであった。これだけで大手銀行の財務内容は一転し、不良債権問題に向かって積極的に取り組まざるを得ない状況に追い詰められていった。第1部ではこうした竹中氏による大手銀行の不良債権問題への取り組みに焦点をあてながら、本当に正しい手法であったかを検討している。第2部では伊藤達也金融相によって策定された金融改革プログラムに注目し、そこで展開されている大手銀行グループ向けの金融コングロマリット化と、地域金融機関に向けたリレーションシップバンキングについて分析している。金融庁による金融改革プログラムで展開されている内容は現実の問題を直視すれば、実行するのが極めて難しい。それを強引に民間金融機関に強いれば、ただ混乱をもたらすだけである。まさに金融行政リスクの顕在化となる。本来、民間金融機関は市場の規律にしたがって行動すればよい。もちろん、将来の動きを先取りする能力が備わっていればそれでよい。しかし、成熟した日本経済は将来の動きが読み取りにくい。だからこそ、民間金融機関にとって市場からのシグナルにしたがって忠実に行動する必要がある。第2部はそうした考え方に基づきながら金融改革プログラムを中心に検討し、その内容に無理があることを理論的・実証的に明らかにしている。
1 0 0 0 OA 星・惑星系形成過程における揮発性物質の組成、同位体比、気相・固相分配
当初の目標は、星・惑星系形成時における星間物質の進化について(1)同位体比異常の獲得と喪失(2)円盤形成時の衝撃波化学(3)円盤氷線近傍の化学を明らかにすることであった。(1)については分子の重水素比について分子雲形成時から原始惑星系円盤まで包括的にモデルを構築できた。(2)については氷が昇華するための密度と衝撃波速度の条件を明らかにした。(3)については一酸化炭素の氷線に付随するN2H+などの存在度変化を数値解および解析解で明らかにした。水の氷線近傍においてガス‐ダストの速度差によって生じる元素組成の変化については指導学生の修士論文で調べたが、今後さらに研究を進め論文にまとめる必要がある。
1 0 0 0 OA 強レーザー場中における原子・分子再散乱電子の運動量分布及び応用の理論研究
1 0 0 0 OA タイ国ワット・ラジャシッダラム寺院他所蔵写本に基づく蔵外仏典の研究
タイ国ワット・ラジャシッダラム寺院所蔵のパンニャーサ・ジャータカ写本の分析を行い、そのうちの3話について写本に基づいてテキストを作成し、和訳を行った。内容面についての研究成果は2011年6月に開かれた国際佛教学会で発表した。また、同寺院の仏伝を描いた壁画とタイの蔵外仏伝文学作品『パタマサンボーディ』を主たる比較資料として、オックスフォード大学ボードリアン図書館所蔵の装飾仏教写本の挿絵(仏伝部分)について研究した。この成果については同図書館より2013年春に同図書館より刊行される予定の書籍によって公表される。上のパンニャーサ・ジャータカのテキスト研究を含むそれ以外の研究成果は、研究成果報告冊子にまとめた。