在青年基金支持下，申请者发现了供肝TCF7L2基因多态性与肝移植术后糖尿病（NODAT）之间的密切关联性并进行了分子机制的初探。围绕前期rs290487位点T→C突变引起14号外显子表达下降，肝细胞胰岛素敏感性和糖代谢能力减弱；免疫抑制剂引起TCF7L2表达下降这一重大发现，申请者拟通过TALEN技术、RQ-PCR array、ChIP-seq、小鼠条件性基因敲除和in silico分析等方法，开展以下研究：①TCF7L2基因rs290487位点突变对基因剪切调控、蛋白编码、转录因子绑定的影响研究；②第14号外显子在发挥TCF7L2蛋白功能中的作用（包括DNA结合、Wnt和PI3K等重要通路的激活等）及对肝糖代谢的影响研究；③免疫抑制状态对TCF7L2功能及肝糖代谢的作用研究。旨在阐明TCF7L2基因rs290487位点突变对肝糖代谢的调控作用及移植状态下引起NODAT的可能机制。

DESCRIPTION (provided by applicant): Complex genetic networks underlie human disease and health. The construction of genetic networks is now a standard technique in simple cells such as yeast and cultured mammalian cells. Network inference for multicellular organisms is promising especially but one challenge is to parse the network into functional pathways as opposed to just connected graphs, and a second challenge is to analyze networks for complex phenotypes such as neuronal function and behavior. Our goal is to use C. elegans as a model to learn how to accomplish this task, meanwhile generating a network that will inform human genetics. In particular, we will continue to exploit our semi-automated locomotion analysis system (WormTracker) to obtain a phenotypic profile for a large set of genes. Genes will be interrogated using available loss-of- function mutations. The genes examined will include all relevant neuronal genes, as well as genes that encode chromatin modifying proteins and transcription factors. Computational clustering of transcriptional regulators or chromatin modifying proteins with neuronal effector genes will infer regulatory relationships among genes. In addition to locomotion on food, we will also score locomotion off food, and both during crawling and swimming. We will cluster the phenotypes to infer genetic modules, and expand these modules using other available genome- scale data such as gene expression data. To obtain a drug-gene network, we will profile a representative set of drugs and compare them to gene phenotypic profiles. We will test predictions of the drug-gene network by testing particular drug-gene interactions. To refine the genetic network, we will develop additional phenotypic profiling methods, and apply to genes, drugs and gene-drug interaction to split the network into regions of phenotype space. These assays will include quantitative, automated analysis of the rate and variation in pharyngeal pumping using microfluidic devices, established assays for pharmacological effects on male tail posture and spicule protraction to sample genetic effects on the more complex male nervous system, and panels of chemoattractants and repellants to monitor sensory responses. We will leverage our results by integrating what will an extensive data set on quantitative behavioral phenotypes with existing information that allow genetic network inference (expression data, in vitro binding, Gene Ontology annotations, Chromatin immunoprecipitation data, etc.) imported from WormBase. Software and protocols for hardware construction will be freely available from laboratory websites.

CORE: Cytometry and Cell Sorting Shared Resource (Cell and in vivo Biology Group) PROJECT SUMMARY Flow cytometry is an essential and broadly applicable technology for cancer research to assist with elucidating mechanisms of tumor suppressor and oncogenes, cell-cycle progression, transforming viruses, and to evaluate cancer therapies. It is also integral to studies of cancer stem cells, angiogenesis, inflammation, transcriptional regulation in tumor cells and mechanisms of DNA break and repair. The goal of the Cytometry and Cell Sorting Shared Resource (CCSSR) is to provide a wide range of cancer center investigators with access to cost-effective state-of-the-art instrumentation, expertise and training for their cell sorting and analysis needs. This technology continues to develop at a rapid pace, especially with the advent of novel tools and reagents, increased computational capacity and more cost-effective optical equipment. To keep pace with changing technologies and growth of users over the past 4 years, the CCSSR has expanded its space with new lab renovations, added a satellite facility at our affiliated Texas Childrens Hospital Cancer Center and acquired substantial upgrades of previously exsiting equipment and acquired additional new major equipment. The main facility is housed in centrally located space and is available to trained users 24 hours a day, seven days a week by key-card access. Current major instrumentation includes four fully florescence-activated cell sorters, six flow analyzers and magnetic- and microfluidic-based cell sorters. The Resource is directed by Dr. Christine Beeton and Mr. Joel Sederstrom, who have over ten and 15 years of experience in flow cytometry respectively, and is staffed by three full-time experienced flow cytometrists who perform operator-assisted cytometry, and assist users with data analysis. To ensure optimal use of services, CCSSR provides consultations, individually- tailored training, and protocols for sample preparation, flow analysis and cell sorting. This is a heavily used Shared Resource that provided service for 125 Cancer Center investigators during the last year, a substantial increase from 83 users in the first year of the CCSG award. Future plans include addition of new technologies and instrumentation for image- and mass-based cytometry that are pushing the boundaries of conventional flow cytometry and further expansion of space and research staff required for these new technologies and anticipated continued growth of CCSSR.

Проект посвящен синтезу и исследованиям структуры,транспортных и магнитотранспортных свойств новых органических квазидвумерных кристаллов,содержащих парамагнитные ионы в анионном слое.Будут синтезированы и исследованы новые гибридные молекулярные проводники,для создания которых планируется использовать серосодержащие pi-доноры,типа BEDT-TTF,BEDO-TTF,BETS и другие,и металлокомплексные анионы,которые включают в свой состав парамагнитные центры.В проекте предполагается как продолжение исследований уже синтезированных органических проводников,так и работы по синтезу новых.Такие кристаллы интересны тем,что сочетают проводящие/сверхпроводящие и магнитные свойства.Структура таких гибридных материалов сформирована двумя подсистемами,каждая из которых отвечает за различные физические свойства.Более того,наличие разных функциональных блоков в одной молекуле открывает возможность управлять одним из свойств,воздействуя на другое внешними факторами.Путем изменения размеров и свойств анионов имеется возможность контролируемого изменения деталей зонной структуры и степени заполнения зоны проводимости.При этом характер проводимости кристалла может меняться от полупроводникового до металлического,включая сверхпроводящее.В результате выполнения проекта будут синтезированы новые органические проводящие и сверхпроводящие кристаллы,будет исследована их структура,параметры и топология Ферми-поверхности,будут получены данные об анизотропии проводимости,степени когерентности и механизмах поперечного транспорта,исследованы Т-Р-Н фазовые диаграммы.Будет установлено влияние магнитной подсистемы на транспортные и сверхпроводящие свойства.

Будут разработаны способы получения связующих и гибридных полимерных композиционных материалов конструкционного назначения,структурированных углеродными нанотрубками и проведено комплексное исследование влияния наноструктурирования на их термо-физико-механические и сорбционные характеристики.Будет проведена оптимизация состава наноструктурированного связующего для получения максимальных физико-механических характеристик ПКМ при минимальной сорбции влаги.Будет исследовано влияние наноструктурирования эпоксидного связующего на механизм сорбции влаги гибридными ПКМ.

purpose of this study was to develop a preventive method against spinal cord ischemic injury after thoracoabdominal aneurysm repair. We applied nanobubble generation technique to oxygenation of fluid and produced oxygenated artificial cerebrospinal fluid. Continuously infusing it into intrathecal space in rabbit model made cerebrospinal fluid-pO2 increased. And, under this condition, we confirmed that motor function of rabbit’s lower limb was preserved correlating with increasing of cerebrospinal fluid-pO2 when we occluded its abdominal aorta with a balloon catheter and induced spinal cord ischemia. From the above, we concluded that oxygenation of the cerebrospinal fluid with nanobubbles can ameliorate a spinal cord ischemic injury in a rabbit model. Modifications of CSF using nanobubble technology deserve to be considered as a novel strategy for spinal cord protection.

初年度は計算コードの開発・整備とテスト計算を目標にし，非常に順調に進めることができた．昨年度はこれを踏まえた計算と理論的な考察が順調にすすみ，乱流と固体粒子群の相互作用に関する新たな知見を得ることができた．質点近似の妥当性検証については，主要な結果を学術論文としてまとめる段階にあり，当初設定した研究目標は現時点では達成できていると考えている．小さな固体粒子群の乱流中での振る舞いや，粒子群による乱流場の変形を数値解析する際には，粒子を質点近似することが多い．これは計算コストが低い有効な計算手法である反面，粒子周りの流れの詳細を正確に取り扱っていない側面もあり，その精度や妥当性については不確かな部分も多い．本研究課題の目的は，質点近似した粒子群による乱流場の変形が物理的にどの程度妥当であるかを検証することにある．そのために，質点近似粒子を用いない，有限サイズの粒子群と乱流の相互作用に関する計算を質点近似粒子と同じ物理条件下で実行し，両者の結果を比較検討することで，質点近似の取り扱いに関する妥当性や問題点を明らかにすることを目指した．有限サイズの固体粒子群と流れの相互作用を扱う計算手法として，本研究ではVolume　Penalization法を用いた.また乱流場はこれまでの研究で開発してきたフーリエ・スペクトル法による直接数値計算コードを用い，レイノルズ数を抑えて粒子周りの流れを十分に解像できるよう配慮した．この時粒径は散逸長と同程度であり，これは特徴的な乱流渦のに比べて比較的小さい．両手法による乱流変調計算をいくつかのパラメータを変えながら実施した．特に粒子数密度一定で比重を大きくしたとき，乱流のエネルギースペクトルは高波数領域で大きく変形することがわかった．また同じパラメータで質点近似計算を行った結果と比較すると，スペクトルなどの乱流統計量の振る舞いが質点近似計算でも定量的に再現しうることがわかった．これは質点近似計算による乱流変調計算の妥当性を支持するものである．さらに乱流変調を定量的に予測する可能性について，理論的な考察を行った．粒子数密度に関連する特性時間（flow relaxation time）が乱流変調を特徴づける上で重要なパラメータになることを，数値計算によって明らかにした．最終年度の目標は，研究成果を学術論文としてまとめて，出版することにある．いくつかのデータをまだ取得できていないため，引き続き計算と解析を進めていきたいと考えている．また非球形粒子群との相互作用を扱うためのコードも作成している段階にあり，本研究を土台にして新たな研究への展開を模索できる状況にもある．例えば粒子形状の違いによる乱流変調への影響を解析するなど，学術的に重要でかつ応用展開にも大事な研究を実施することが出来ればと考えている．Reason：初年度は計算コードの開発・整備とテスト計算を目標にし，非常に順調に進めることができた．昨年度はこれを踏まえた計算と理論的な考察が順調にすすみ，乱流と固体粒子群の相互作用に関する新たな知見を得ることができた．質点近似の妥当性検証については，主要な結果を学術論文としてまとめる段階にあり，当初設定した研究目標は現時点では達成できていると考えている．；