hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
湖沼生態系におけるかび臭物質産生ラン藻類の異常発生における鉄の役割

さらにキレート剤EDTAを含まない場合、すなわち鉄がコロイド状で存在する場合にはO.brevisのみが増殖することができ、他の4種のラン藻はその鉄を利用できず、増殖阻害を起こした。またO.brevisは酸化鉄やリン酸鉄にようなきわめて安定な形態の鉄化合物をも鉄源として利用できることが見出された。さらに本種は微生物シデロフォアのデスフェリオキサミンBの鉄(III)キレートを鉄源として利用できることが明らかになった。以上のように、かび臭物質産生ラン藻は水中の鉄の存在形態により鉄利用能力が異なること、O.brevisは他の4種のラン藻に比べ、鉄の吸収能力が優れていることが判明した。さらに鉄吸収が十分に行えない場合には、ラン藻の細胞は黄化現象を起こし、光合成色素のクロロフィルや補助色素のフィコシアニン(上記5種のラン藻に含まれる)またはフィコエリトリン(O.brevisのみに含まれる)の生合成量やかび臭物質の産生量も低くなることが判明した。湖沼生態系におけるかび臭物質産生ラン藻の異常発生における鉄の役割の解明を目的に,ラン藻の増殖能力,即ち鉄吸収能に及ぼす鉄キレートの影響を検討するために,鉄とのキレートの安定度が異なる6種のキレート剤EDTA,DTPA,EDDHA,HBED,DESF(微生物シデロフォア),BPDSの鉄錯体を用いて5種のラン藻の培養実験を行った。ジオスミンを産生するOscillatoria brevisはDTPAを鉄濃度に対して15倍モルまで過剰に添加しても良好な増殖が認められた。さらにEDDHA及びHBEDでは鉄濃度に対して16倍モル及び5.6倍モルまで過剰に添加してもO.brevisの増殖が認められた。従って高い安定度を持つFe(III)錯体を形成するキレート剤の過剰を加えても,O.brevisは鉄を吸収できた。またO.brevisは安定な2価鉄キレートFe(BPDS)_3が生成した状態でEDTA,DTPA,EDDHA又はHBEDを添加した場合でも増殖は阻害されなかった。Fe(III)-DESFを鉄源として,EDDHAあるいはHBEDを過剰に添加してもO.brevisの増殖は阻害されなかった。こうしてO.brevisは細胞表層に強力なキレート形成基を持っており,Fe(III9-EDTA,Fe^<II>(BPDS)_3,コロイド鉄,酸化鉄(Fe_2O_3,Fe_3O_4),Fe(III)-DESF,スポンジ鉄,鉄粉,クエン酸鉄(III),リン酸鉄(III)のような様々な形態の鉄を鉄源として利用し,吸収できることが明らかになり,更に安定なFe(III)キレートを形成するキレート剤が過剰に存在する場合でもO.brevisの増殖が阻害されない強力な鉄吸収能を有することが判明した。O.vrevisは鉄吸収の機能面において幅広い環境変化に適応しており,かび臭物質産生ラン藻Oscollatoria tenuis,Phormidium tenue(2-メチルイソボルネオール,MIBを産生)Anabaenamacrospora,Anabaena spiroides,O.brevis,(ジオスミンを産生)の中で最も優れた鉄の吸収能を有しており,高いMIB産生能を有するO.tenuisは最も弱い鉄吸収能を有することが明らかになった。
対人関係療育プログラムPDIの日本への導入とその効果評価研究のための基礎研究

平成20年度、RDI(Relationship Development lntervention)を参考にして開発された、広汎性発達障害(PDD)をもつ人の対人関係能力を発達させる新しい療育的関わりを、公立中学校特別支援学級1学級と、発達障害をもつ小学生から大学生年齢の人たちを受け入れているフリースクール(生徒数約100名)1校において、実施した。関わりは、非言語的コミュニケーション能力を高めること、「人」や「場」に対する興味や関心を高めること、周囲の人々の動きを「参照」する力を養うこと、「参照」されたものに自分の行動を合わせる「調整」能力を高めること、「変化」や「新奇」への対応能力を高め、それらを楽しみ、逆にそれらを望むようになること、共感能力を高めること、仲間と連帯感を高め、達成感や喜びを仲間と共有できるようにしなることを「狙い」として行われた。そうした関わりを通じて、生徒たちがどのように変化・成長したかを事例研究的に追うとともに、「関わりの狙い」として上記した項目にいて、生徒たちの発達段階を測定する尺度の開発に取り組んだ。事例研究においては、特別支援学級から3事例、フリースクールから7事例が報告され、そのすべての事例において、上記「狙い」に関連する何らかの発達・変化が認められた。尺度開発はフリースクールを対象に行われ、教員による評価、保護者による評価、ビデオ記録に基づいた専門家評価の3尺度の予備試行が行われた。しかし、教員評価と保護者評価との相関が低い、記録された映像場面の問題、さらに臨床診断の妥当性の問題が存在した。事例研究レベルであるが、ここで開発された療育方法の手応えはきわめて良い。本関わりは、PDDの中核的障害に対して直接的な効果をもつ可能性を有するという意味で、画期的である。今後.さらに尺度開発を進め、その効果性が客観的に測定されるよう研究を進める。自閉性障害やアスペルガー障害を中心とする広汎性発達障害(自閉性スペクトラル障害)に対する療育プログラムどして、彼らの対人的相互作用の発達を直接の療育ターゲットとする新しいプログラム(RDI:Relationship Development Intervention)が、アメリカ・ヒューストンにあるThe connections centerで開発されつつある。この研究の目的はこのRDIを日本に導入し、ケースに試行しながら、日本語版実施マニュアルを作成することである。さらにRDIの効果を検証するための基礎研究として、自閉性障害やアスペルガー障害の中核障害とも言える対人的相互作用の質的な障害の程度を鋭敏に測定できる日本語版アセスメント・ツールを開発し、その信頼性と妥当性を検討することである。平成18年度は国内において文献収集を行い、それを元にして国内でめ準備状況を整えThe connections centerにマニュアルの日本語版作成の申請を行い許可を得た。12月と3月にそれぞれ1名の研究協力者をThe connections centerに派遣し、RDIの研修と研究打ち合わせを行い、米国での文献や資料を収集し、RDIで用いる遊具の調達を行った。また、この二人による研究会を開催し、RDIの実務の紹介やマニュアルの翻訳、検討を行った。それに並行して二人のケースに保護者の協力を得て、RDIを試行し、その経緯をビデオ撮影を行い分析した。このビデオと分析結果をThe connections centerに検証してもらうために送付した。自閉性障害やアスペルガー障害を中心とする広範性発達障害(PDD;自閉性スペクトラム障害とも呼ばれる)は、現在わが国において、特別支援教育とのからみもあり、きわめて高い注目を浴びている。これまでのPDD療育プログラムは、PDDから派生する様々な二次的障害(言語発達障害、行動障害、感情障害など)への対応や、環境調整が主眼となっていたが、2000年頃から、PDDの中核的障害ともいえる「対人的相互作用の質的障害」を直接の療育ターゲットとするものが現れ始めた。そのひとつがRDI(Relationship Development Intervention)である。本研究の目的は、新しいPDD療育プログラムの方法論を日本に導入することと、その効果評価を行うための基礎研究として、PDDをもつ人々の対人関係の発達度合いを定量的に測定できるアセスメント・ツールを開発することである。その目的に即し、平成19年度において、平成18年度に引き続き、RDIを開発しているThe Connevtions Centerに研究協力者を派遣し、情報収集に努め、ほぼその情報収集作業は完了した。また、今までのすべてのPDD療育プログラムのreviewを行った(学術雑誌に発表)。そこで集められた情報をもとに、わが国の文化に即した対人関係発達プログラムを随時開発し、学校および家庭における、いくつかのケースで試行的実践を行ったまた、対人関係発達アセスメント・ツールに関しては、アイテム・プール作業が行われ、既存の発達尺度の中から、対人関係の発達に関連するものが抽出され、そこに独自の項目案が追加された。アイテム・プール作業は、平成19年度内に完了し、平成20年度の研究活動(アセスメント・ツール作成)につなげられている。

関わりは、非言語的コミュニケーション能力を高めること、「人」や「場」に対する興味や関心を高めること、周囲の人々の動きを「参照」する力を養うこと、「参照」されたものに自分の行動を合わせる「調整」能力を高めること、「変化」や「新奇」への対応能力を高め、それらを楽しみ、逆にそれらを望むようになること、共感能力を高めること、仲間と連帯感を高め、達成感や喜びを仲間と共有できるようにしなることを「狙い」として行われた。そうした関わりを通じて、生徒たちがどのように変化・成長したかを事例研究的に追うとともに、「関わりの狙い」として上記した項目にいて、生徒たちの発達段階を測定する尺度の開発に取り組んだ。事例研究においては、特別支援学級から3事例、フリースクールから7事例が報告され、そのすべての事例において、上記「狙い」に関連する何らかの発達・変化が認められた。尺度開発はフリースクールを対象に行われ、教員による評価、保護者による評価、ビデオ記録に基づいた専門家評価の3尺度の予備試行が行われた。しかし、教員評価と保護者評価との相関が低い、記録された映像場面の問題、さらに臨床診断の妥当性の問題が存在した。事例研究レベルであるが、ここで開発された療育方法の手応えはきわめて良い。本関わりは、PDDの中核的障害に対して直接的な効果をもつ可能性を有するという意味で、画期的である。今後.さらに尺度開発を進め、その効果性が客観的に測定されるよう研究を進める。
生体情報に基づいた効率的な床上移動援助動作教育プログラムの開発

本研究の目的は、学生が効率的な床上移動援助動作を理解するための教育プログラムを開発することである。ここでは、床上移動援助動作時にボディメカニクスおよび補助用具を活用する有効性を表面筋電図のような生体情報で示すことを試みた。ボディメカニクス教育および補助用具の使用により、上腕二頭筋と僧帽筋の筋電図積分値が減少することを実験により検出した。これらの実験データに基づき、EMG測定およびWebカメラによる動作分析の体験を通した効率的な床上移動援助動作技術を学ぶ新しい教育プログラムを作成した。アンケートの結果,プログラム内容はボディメカニクスの習得に有効であることが示唆された。本研究の目的は、生体情報に基づく効率的な床上移動援助動作教育プログラムを開発することである。第一段階は、効率的な動作の根拠となる生体データを明らかにし、そのデータを活用した視聴覚教材を作成することである.平成24年度は、根拠となる生体データを得るために実施した実験結果を第11回日本看護技術学会学術集会で発表を行なった。テーマは、「ボディメカニクスと補助用具の活用による床上移動援助動作時の筋電図の変化」、「ボディメカニクスと補助用具の活用による床上移動援助動作時の動作軌跡の変化」で、ボディメカニクス活用後は、上腕二頭筋の値が有意に減少していることや膝関節角度が有意に小さくなっていること、補助用具活用時には、上腕二頭筋・僧帽筋・脊柱起立筋で筋活動の値が小さいことなどを発表した。発表後、日本看護技術研究活動推進委員会より、座長推薦演題に選出され発表内容を論文にまとめ学会誌に報告するよう推奨通知があり、現在、論文にまとめている段階である。しかし、効率的な移動援助動作の根拠となるデータを一般化するには限界があった。信頼性の確保のため対象者を増やす必要があることや動作解析においてマーカーの追跡が不十分であること、福祉用具としてのスライディングシートの選択・使用方法の検討が必要であることなどの研究の課題が浮き彫りとなった。そこで、平成24年度は、実験方法を見直し、筋電図送信機やカメラの個数を増やして実験環境を向上させ、対象者を15名程度とし本実験を開始した。現在、実験を継続中である。本研究の目的は,生体情報に基づく効率的な床上移動援助動作教育プログラムを開発することである。第一段階は,効率的な動作の根拠となる生体データを明らかにし,そのデータを活用した視聴覚教材を作成することである。昨年度に,根拠となる生体データを得るために対象者4名の床上移動援助動作時の筋電図測定と3次元動作解析を行った。しかし,一般化できる信頼性のある生体データを得るには,対象者が少ないことや確実なデータを得るための測定機器が不足していることなどが課題となった。そのため,平成25年度は対象者を13名に増やし,筋電図送信機を4個増やして被験筋の上腕二頭筋・僧帽筋・脊柱起立筋・大腿四頭筋の筋電図測定を片側から両側とした。さらに,Gigカメラを2台から3台に増やして被験者の頭頂部・肩峰部・大転子部・膝部・足首の5か所のマーカー撮影を行い,動作軌跡・関節角度の欠損値がでないようにした。実験の結果,ボディメカニクス活用後は,上腕二頭筋の筋活動の値が有意に減少していること,上腕二頭筋および僧帽筋の左右の値の差がないこと,膝関節角度が有意に小さくなっていること,補助用具活用時には,上腕二頭筋・僧帽筋で筋活動の値が小さいことなどが明らかとなった。この結果をふまえ,ボディメカニクス活用の必要性・補助用具活用による効率性を示す生体データを動作時に同時に映像で示す視聴覚教材を作成し,講義を行った。そして,Webカメラを用いた演習を行った。平成23年度は、ボディメカニクス活用・補助用具活用による効果を筋電図・関節角度の変化などの生体データを動作と共に示し、その動作による効果を視覚情報として示す教材を作成するため、ボディメカニクス・補助用具活用の根拠となる生体データを得ることを目的に以下の実験を行った。臥床患者の水平移動援助動作に焦点をあて,学生4名を被験者として,表面筋電図測定及び画像撮影を行なった。筋電図は多チャンネルテレメータシステム(WEB-1000,日本光電)を用いて記録した。画像撮影は、3次元動作解析システム(library社、Carrot)のGig-カメラ2台で撮影した。その結果、BM指導前後で、上腕二頭筋の値が指導後に有意に減少していたことから、BMの指導前は腕力を使って手前に引いていたが、指導後は重心移動により自分の体重の重みを利用して水平移動していることが裏付けられた。

また、BMの活用と補助用具の併用で積分値の値がすべての筋で低い値であったことから、BMを活用すること、さらに補助用具の活用が可能な場合にはできるだけ使用することが効率的で負担のかるい動作となることが示唆された。膝関節については、指導後の膝関節の角度が有意に増加していることから、被験者は水平移動を行うために模擬患者に重心を近づけるために、膝を曲げて重心を下げたことが裏付けられた。また、水平移動を終えるまでの膝関節角度の差が有意に大きいことから、膝を曲げて重心を下げて、水平移動を行ったことが裏付けられた。大転子部の移動距離と膝関節の移動距離が有意に短くなっていたことから、効率の良い動きになったことで、移動距離が短縮することが推測できた。研究成果については、平成24年度日本看護技術学会で採択されれば発表する予定である(投稿中)。平成24年度の目標は、生体情報に基づく効率的な床上移動援助動作教育プログラムを開発するための根拠となる生体データを明らかにし、そのデータを活用した視聴覚教材を作成し、教育プログラムを構築することであった。しかし、一般化できる信頼性のある生体データを得るにはまだ不十分であり、さらに実験方法を修正した後、再度実験をすることとなったため、生体データを得る段階にとどまっている。本研究の目的は、生体情報に基づく効率的な床上移動援助動作教育プログラムを開発することである。その第一段階として、平成23年度の計画した目標は以下の3点であった。<目標1>水平移動援助動作におけるボディメカニクス・補助用具の活用時と非活用時の生体データの相違を検討し、ボディメカニクス活用の根拠となる生体データを明らかにする。<目標2>補助用具の使用の有無による生体データの相違を検討し、補助用具活用の根拠となる生体データを明らかにする。<目標3>目標1と目標2の結果を踏まえて、ボディメカニクス活用の必要性・補助用具活用による効率性を示す生体データを動作時に同時に示す視聴覚教材を作成する。本年度の達成は,目標1・2の段階までとなり,目標3については平成23年度に達成すべき目標となった。目標達成が遅れた理由としては,実験の使用機器の変更に伴い実験システムの構築や研究者の使用機器の確実な操作獲得に時間を要したためである。本研究では、生体情報に基づく効率的な床上移動援助動作教育プログラムを開発することが目的である。効率的な床上移動援助動作の根拠となる生体データが一般化されるものでなければならない。そのため、以下の実験方法の見直しを行った。見直したことは、対象者を増やすこと、筋電図送信機を購入し水平移動援助動作時の被験筋測定を上腕二頭筋、僧帽筋、脊柱起立筋、大腿四頭筋の片側(利き手側)から両側(左右)としたこと、被験者の頭頂部、肩峯部、大転子部、膝部、足首の5箇所のマーカーの撮影を、2台から3台にGigカメラを増やし動作軌跡・関節角度の3次元解析が欠損値なく得られること、である。平成25年度は、実験方法の修正を行った後のデータを得て、そのデータを踏まえた教材が作成できることを目指している。本研究の目的を達成するために,平成24年度の目標設定は,<目標3>平成23年度の目標1・2の結果を踏まえて、ボディメカニクス活用の必要性・補助用具活用による効率性を示す生体データを動作時に同時に示す視聴覚教材を作成すること,<目標4>作成した視聴覚教材での講義およびWebカメラを用いた演習・自己練習を組み入れた教育プログラムを構築すること,である。
会計的裁量行動と実体的裁量行動に対する株式市場の反応に関する実証分析

本研究は利益マネジメント(一般に公正妥当と認められた会計原則の枠内で実施される,経営者による意図的な利益の調整)に関するものであり,その手法として会計方法の変更による「会計的裁量行動」と事業活動の変更による「実体的裁量行動」に着目して分析している。研究成果は以下の2点である。第1に,経営者予想利益達成に対する株式市場からのプレミアムは,会計的裁量行動を実施した場合には割り引かれないが,実体的裁量行動を実施した場合にはその一部が割り引かれることを示した。第2に,経営者が業界の平均利益率を達成するために会計的裁量行動と実体的裁量行動を実施したこと,競争が激しいほどこの傾向が強いことを示した。本研究の目的は、利益マネジメントを実施した企業に対して株式市場がどのように反応するかを実証的に解明することである。具体的には、経営者の利益マネジメントに対して、(1)投資家は誤導されているか、(2)認知している投資家は存在するか、(3)情報の非対称性はあるか、を明らかにする。研究実施計画において、本年度は利益マネジメントの水準と株式リターンの関係を調査することで、投資家が誤導されているか否かを調査する計画を立てていた。本年度の研究実績としては、上記の調査を実施するために、最新の関連研究であるAthanasakou et al. (2011)をレビューするとともに、企業の会計データと株式リターン・データの整理を行った。会計データを整理して,企業経営者による会計方法の変更を通じた利益マネジメント(会計的裁量行動)と事業活動の変更を通じた利益マネジメント(実体的裁量行動)の水準を推計した。株式リターン・データについては,分析に必要な異常株式リターンを算定するためのプログラムを作成中である。参考文献本研究の目的は,利益マネジメントを実施した企業に対して株式市場がどのように反応するかを実証的に解明することである。具体的には,経営者の利益マネジメントに対して,(1)投資家は誤導されているか,(2)認知している投資家は存在するか,(3)情報の非対称性があるか,を明らかにすることである。研究実施計画において,本年度は利益マネジメントと決算発表日前後の株式取引高の関係を調査することで,認知している投資家が存在するか否かを検証する計画を立てていた。一方で,近年,米国や英国においては,株式市場が前期利益やアナリスト予想利益といった利益ベンチマークを達成した企業の株式にプレミアムを付していること,利益マネジメントを実施して利益ベンチマークを達成した企業に対しては当該プレミアムを割り引くことが明らかされており,わが国においてもこの観点からの検証が必要であると考えた。そこで,本年度は,日本の上場企業を対象として,利益ベンチマークを達成した企業が,利益ベンチマーク未達成企業よりも株式市場から高い評価を受けるか否か,利益マネジメントを実施して利益ベンチマークを達成した場合に,利益ベンチマーク達成に対する株式市場からの高評価が割り引かれるか否か,を検証した。利益ベンチマークとして利益額ゼロ,前期利益,経営者予想利益に焦点を当て,利益マネジメントの手段として会計発生高の調整と実体的裁量行動(売上高操作,裁量的費用の削減,過剰生産)に着目した。分析の結果,利益ベンチマークをわずかでも達成した企業が,利益ベンチマーク未達成の企業よりも市場から高い評価を受けることが示唆された。また,経営者予想利益達成に対する株式市場からの高評価は,実体的裁量行動を実施した場合に割り引かれることも示唆された。本研究の目的は,利益マネジメントを実施した企業に対して株式市場がどのように反応するかを実証的に解明することである。研究実施計画において,本年度は利益マネジメントに情報の非対称性があるか否かを検証する計画を立てていた。一方で,近年,米国や英国の先行研究では,株式市場がアナリスト予想利益の達成に対してリウォードを付与するが,利益マネジメントを通じたアナリスト予想利益の達成に対しては当該リウォードを割り引くことが示唆されている。そこで,日本の上場企業を対象に,利益マネジメントを通じた経営者予想利益の達成に対する株式市場の反応を昨年度から調査していた。利益マネジメントの手法としては,会計方法の変更による会計的裁量行動と事業活動の変更による実体的裁量行動に着目した。実体的裁量行動に対する株式市場の反応については未解明の部分が多く,研究の必要性が高い。分析の結果,会計的裁量行動を通じた経営者予想利益の達成に対して,当該リウォードは割り引かれないことが示唆された。一方で,実体的裁量行動を通じた経営者予想利益の達成に対して,当該リウォードは割り引かれるが依然として残ることも示唆された。このことは,株式市場が利益マネジメント,特に会計的裁量行動に誤導された可能性を暗示する。本分析の証拠は,投資家に有益な情報を提供できる点で重要である。また,株式市場がどのような利益ベンチマークに着目するかを先行研究で検討していくうちに,産業平均利益率との比較を通じて企業を評価しているのではないかと考えた。そうした状況において,経営者には産業平均利益率を達成するインセンティブがある。そこで,経営者が産業平均利益率を達成するために利益マネジメントを実施しているとの仮説を設定し,当該仮説を支持する結果を得た。競争が激しい産業に属する企業ほど産業平均利益率達成のための利益マネジメントを実施することも示唆した。

第1に,経営者予想利益達成に対する株式市場からのプレミアムは,会計的裁量行動を実施した場合には割り引かれないが,実体的裁量行動を実施した場合にはその一部が割り引かれることを示した。第2に,経営者が業界の平均利益率を達成するために会計的裁量行動と実体的裁量行動を実施したこと,競争が激しいほどこの傾向が強いことを示した。当初の研究の目的とは,観点がやや異なるが,利益ベンチマークを達成した企業に対する株式市場の反応は重要な検証課題である。本年度は利益ベンチマーク達成の観点から,会計的裁量行動と実体的裁量行動に対して株式市場の反応を明らかにすることができた。このことから,「おおむね順調に進展している」ということができる。財務会計来年度は,本年度の研究結果を洗練させるために,学会等で積極的に報告を行う。そのうえで,より多くの研究者に研究成果を発信するために,論文を執筆し,学術雑誌に投稿する。研究実施計画において、本年度は利益マネジメントの水準と株式リターンの関係を調査することで、投資家が誤導されているか否かを調査する計画を立てていた。実際には、先行研究のレビューとデータ整理を行ったが、最終的な調査結果を示すことができていない。そのため、現在の達成度としては「やや遅れいている。」と言わざるを得ない。当初予定よりも学会に出席する回数が少なく,旅費の支出が少ないためである。現段階では、最終的な調査結果を示すことができていない。今後の研究を推進するためには、株式リターン・データを早急に整理し、異常株式リターンを算定しなければならない。データの整理にはプログラミングが必要である。今後の研究の推進方策として、周囲の研究者から積極的に意見を求め、プログラムを効率的に作成する予定である。次年度においては,本年度以上に積極的に学会に参加する予定であり,そのための旅費として使用する。当初、金融データソリューション社の『上場株式日次リターンデータ』を予定していたが、予算の関係でより安価な同社の『上場株式月次リターンデータ』を購入したことが大きな理由である。次年度使用額と来年度予算を合わせて金融データソリューション社の『上場株式日次リターンデータ』を購入する予定である。それによって、『上場株式月次リターンデータ』だけでは実施できないより詳細な研究を実施する。
アデノウイルス受容体CARと相同性を有する可溶性新規タンパク質sCARの機能解析

高効率な遺伝子治療用ベクターとして繁用されているアデノウイルス(Ad)ベクターは、細胞表面受容体であるCAR(coxsackievirus and adenovirus receptor)を介して感染することが知られている。CARは免疫グロブリンスーパーファミリーに属する細胞接着分子であり、このファミリーに属する分子は互いに相同性を有することが知られている。そこで、CARと相同性を有する新規タンパク質を探索するため、ESTデータベースを検索したところ、CARと非常に相同性の高い新規タンパク質sCAR(similar to CAR)を同定することができた。sCARは3つの免疫グロブリン様領域を有した390アミノ酸から成る可溶性タンパク質であった。マウスにおけるsCARの発現をRT-PCRにより検討したところ、肺や心臓、腎臓など多くの組織で発現が見られ、特に脳および卵巣で高い発現が見られた。sCARはCARのAdベクター結合部位とほぼ同様の一次構造を有していたため、次に、Adベクター感染におよぼすsCARの影響を調べた。SK HEP-1細胞にsCAR遺伝子を導入しAdベクターを感染させたところ、親株に比較し有意に感染が阻害された。また、sCAR導入SK HEP-1細胞の培養上清にもAdベクター感染阻害活性が見られた。したがって、sCARはAdベクターおよび野生型Adの生理的感染阻害タンパク質である可能性が示唆された。この可能性をさらに確認するため、現在、sCARのリコンビナントタンパク質を大腸菌あるいはバキュロウイルス等で作成し、このタンパク質によるAdベクターの感染におよぼす影響を検討しているところである。
蛋白質の局所構造比較を起点とした立体構造予測の高度化

本年は,二つの方面で研究の進展が見られた.2.蛋白質基質結合ポケットの大規模データを解析するために開発した手法を用いて,これまでに報告されている異なる蛋白質における同一基質結合ポケットの構造多様性と,開発手法での類似性の定義との間の関係について,前年度に引き続き,解析した.また,従来手法では発見困難であった,一部の同一基質結合ポケット間の類似性も同定可能である例について拡充した.加えて,過去の研究で報告されている基質のconformational diversityと,ポケット構造の関係性についても解析を行った.さらに,2018年に発表された新たなデータセットを用いて,既存の他手法との性能比較を行った.これは,全体構造が一定以上類似する蛋白質に由来する推定ポケット形状ペアが混ざらないように,よくキュレーションされたデータセットである.この性能評価を通して,新規手法の有用性を一層明らかにした.こうした成果を二つの国内学会と二つの国際学会で発表した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,三つの方面で研究が進展した.1.蛋白質基質結合ポケットの大規模データを解析するために開発した手法を用いて,これまでに報告されている,異なる蛋白質における同一基質結合ポケットの構造多様性と,開発手法での類似性の定義との間の関係について解析した.また,従来手法では発見困難だった,一部の同一基質結合ポケット間の類似性も同定可能であることを明らかにした.こうした成果を三つの国内学会と一つの国際学会で発表した.さらに,以前定義した三角形パターン間の類似度を見直し,基質結合ポケット間の類似度の定義に改良を加えた.これにより,false positive rateが低い時であっても,より高感度なポケット間の類似度を計算できることが確認された.加えてこの改良により,三角形パターン間の類似度の行列がスパースな形で定義されることとなり,全体的な計算方法の枠組みも改良が可能となった.2. 2016年に開催された蛋白質立体/複合体構造予測実験(CASP/CAPRI)の複合体構造予測実験での我々の結果(全参加チーム中1位)及び,用いた手法の有効性について遡及的な解析を行い,Proteins誌に論文を発表した.3.蛋白質立体構造予測の高度化に関連して,多重配列アラインメントの精度向上は非常に重要な課題である.多重配列アラインメント法であるMAFFTのクラスタ並列化を実現するとともに,二次構造予測を通じた多重配列アラインメントの精度評価及び,計算時間のベンチマークを行い,その結果をBioinformatics誌に発表した.1.蛋白質基質結合ポケットを比較するための開発手法に関する解析を進めることができた.また,手法の改善点を確認し,改良まで行うことができた.2.複合体構造予測実験の結果,手法の有効性についてProteins誌に論文を発表した.3. MAFFTのクラスタ並列化を実現し,その解析結果をまとめ,Bioinformatics誌に論文を発表した.本年は,二つの方面で研究の進展が見られた.2.蛋白質基質結合ポケットの大規模データを解析するために開発した手法を用いて,これまでに報告されている異なる蛋白質における同一基質結合ポケットの構造多様性と,開発手法での類似性の定義との間の関係について,前年度に引き続き,解析した.また,従来手法では発見困難であった,一部の同一基質結合ポケット間の類似性も同定可能である例について拡充した.加えて,過去の研究で報告されている基質のconformational diversityと,ポケット構造の関係性についても解析を行った.さらに,2018年に発表された新たなデータセットを用いて,既存の他手法との性能比較を行った.これは,全体構造が一定以上類似する蛋白質に由来する推定ポケット形状ペアが混ざらないように,よくキュレーションされたデータセットである.この性能評価を通して,新規手法の有用性を一層明らかにした.こうした成果を二つの国内学会と二つの国際学会で発表した.東京大学情報基盤センターのスーパーコンピュータシステムを利用し,大規模データである蛋白質基質結合ポケットデータの網羅的解析を,改良した手法を用いて行う.また,解析により得られた知見を立体構造予測の高度化へと繋げる手法の開発を行う.前年度の解析成果と合わせて研究成果をデータベース化し公開する予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
代数曲線と有限幾何による符号理論

qを素数の冪として,q^2元体Fを考える.F上の射影平面内で非斉次方程式y^q+y=x^<q+1>で定義された曲線をHermitian曲線とよぶ.この曲線はq^3+1個の有理点を持ち,その値はWeilの評価式の丁度上限である.言い換えれば,望みうる最大個数の有理点を持つ.加えて,この曲線は強い対称性を持つことより,良い代数曲線符号を構成するために最も有望視されているもののひとつである.この曲線上の1点符号については,Stichtenothにより次元が,Yang-Kumarにより最小距離が,決定されていたが,そのような問題意識で2点符号について考えることが本研究のひとつの目標であった.第1年度においては,問題のreductionと,次元の計算および簡単な場合の最小距離の考察を行った.第2年度は,2点符号の最小距離の完全決定を追求し,幸運にも,全ての2点符号についてそれらの最小距離を決定することができた.最小距離が設計距離に一致するような2点符号を調べるに際しては,それら固定した2点各々でHermitian曲線と2重接触するような2次曲線の族を詳細に研究することが必要であった.この部分にもHermitian曲線の自己同型と2次曲線族との関連などの新しい知見を含んでいる.(この2次曲線の幾何の部分は基礎体の標数が2の場合とそれ以外の場合では様相を異にする.)1点符号を真に凌駕する2点符号の最小距離の決定には,Yang-Kumarが1点符号の最小距離決定の際用いた手法を,より精密化した形で用いた.また,かつてWeierstrass Pairを用いた2点符号の理論を展開した際にHermitian曲線上でΩ構成法により構成した例について,その時点では最小距離が(期待通り大きくなる事は分かっていたものの)下からの評価を与えただけであったが,今回の結果の応用としてその評価式の等号が成立することが判明した.qを素数の冪として,q^2元体Fを考える.F上の射影平面内で非斉次方程式y^q+y=x^<q+1>で定義された曲線をHermitian曲線とよぶ.この曲線はq^3+1個の有理点を持ち,その値はWeilの評価式の丁度上限である.言い換えれば,望みうる最大個数の有理点を持つ.加えて,この曲線は強い対称性を持つことより,良い代数曲線符号を構成するために最も有望視されているもののひとつである.この曲線上の1点符号については,Stichtenothにより次元が,Yang-Kumarにより最小距離が,決定されていたが,そのような問題意識で2点符号について考えることが本研究のひとつの目標であった.第1年度においては,問題のreductionと,次元の計算および簡単な場合の最小距離の考察を行った.第2年度は,2点符号の最小距離の完全決定を追求し,幸運にも,全ての2点符号についてそれらの最小距離を決定することができた.最小距離が設計距離に一致するような2点符号を調べるに際しては,それら固定した2点各々でHermitian曲線と2重接触するような2次曲線の族を詳細に研究することが必要であった.この部分にもHermitian曲線の自己同型と2次曲線族との関連などの新しい知見を含んでいる.(この2次曲線の幾何の部分は基礎体の標数が2の場合とそれ以外の場合では様相を異にする.)1点符号を真に凌駕する2点符号の最小距離の決定には,Yang-Kumarが1点符号の最小距離決定の際用いた手法を,より精密化した形で用いた.また,かつてWeierstrass Pairを用いた2点符号の理論を展開した際にHermitian曲線上でΩ構成法により構成した例について,その時点では最小距離が(期待通り大きくなる事は分かっていたものの)下からの評価を与えただけであったが,今回の結果の応用としてその評価式の等号が成立することが判明した.素数pの冪qを固定して,q元体Fを考える。F上の射影平面の非斉次方程式y^q+y=x^<q+1>で定義された曲線をHermitian曲線といいXであらわす.X上の1点符号については,Stichtenoth, YangとKumarの仕事により1990年代の早い時期にそれらの次元,最小距離が決定されているが,2点符号についてはMatthews(2001),Kimと著者(2001)によるΩ構成法による2点符号についての散発的結果しか知られていなかった.今回の研究ではL構成法による2点符号の次元および最小距離を組織的に調べることに主眼をおいた.以下得られた結果を列挙する.Xの自己同型はすべてF上定義され自己同型群はXのF有理点全体X(F)に2重推移的に働くので,(1)それら2点はP=(001)とQ=(010)として良い.関数加群L(mP+nQ)とX(F)-{P,Q}から得られる符号をC(m,n)と書くとき,次元および最小距離はHamming距離を保存する同型では不変なので(2)0【less thanor equal】n【less than or equal】qとして良い.この区間にあるnを固定して(0)⊆...

C(m-1,n)⊆C(m, n)⊆...⊆F^N(N=q^3-1)というF部分空間の列を考えると各ステップで等号が成立するかあるいは次元が1上がるかのどちらかであるので,C(m-1,n)≠C(m, n)となるmを全て表示すれば次元がわかったことになるが,(3)その表が各nについて記述できる.(このスペースにその表を示すことは困難であるので省略する.)(4)n=0の場合には1点符号の結果を用いることにより,全てのmについて最小距離が決定できた.さらにある特別な関数を用いることにより,n=0で設計距離を到達する場合の情報がn=qについての結果に翻訳され,1点符号の場合に類似な議論によって,(5)n=qの場合にも全てのmについて最小距離が決定できた.最小距離がn=0,qの場合に決定できたことにより,簡単な議論で(6)0<n<qの場合にも,mが比較的大きいところと比較的小さなところで最小距離を知ることができた.qを素数冪として,q^2元体Fを考え,F上の射影平面内で非斉次方程式y^q+y=x^<q+1>で定義された曲線をHermitian曲線とよぶ.この曲線は有理点を十分多く持ち,また強い対称性を持つことより,良い代数曲線符号を構成するために最も有望視されているもののひとつである.この曲線上の1点符号については,Yang-Kumarにより,そのパラメータが決定されていたが,2点符号についての最小距離はわれわれが前年度に行った研究が最新の成果であった.本年度も引き続き2点符号の最小距離を求めることを追求し,幸運にも,全ての2点符号についてそれらの最小距離を決定することができた.最小距離が設計距離に一致するような2点符号を調べるに際しては,それら固定した2点各々でHermitian曲線と2重接触するような2次曲線の族を詳細に研究することが必要であった.この部分にもHermitian曲線の自己同型と2次曲線族との関連などの新しい知見を含んでいる.(この2次曲線の幾何の部分は基礎体の標数が2の場合とそれ以外の場合では様相を異にする.)1点符号を真に凌駕する2点符号の最小距離の決定には,Yang-Kumarが1点符号の最小距離決定の際用いた手法を,より精密化した形で用いた.また,かつてWeierstrass Pairを用いた2点符号の理論を展開した際にHermitian曲線上でΩ構成法により構成した例について,その時点では最小距離が(期待通り大きくなる事は分かっていたものの)下からの評価を与えただけであったが,今回の結果の応用としてその評価式の等号が成立することが判明した.
冬期の寒冷気候と利用した土壌凍結層の長期保存とその熱的解折

冬期の寒冷気候を利用し、除雪を行うと約80cmの凍結土層が得られた。これを保存するため、表面に200mmの厚さの断熱材を敷設すると、6月下旬まで凍結が保存されるこさが判明した。この凍結土層内に秋から貯蔵されていた馬鈴署は良好に保蔵され、デンプンが糖に変化し甘みを増し、付加価値も増すことが分った。こうした貯蔵方法はその年次の凍結パターンに依存するため、過去7年間の自然積雪下の土壌凍結推移を測定したデータをもとに分析した。積雪の問題が大きく、従来の熱解折では推定できず、積雪20cmまでの積算寒度の平方根に比例することが分った。凍土層の保存の熱解折を行うため、熱伝導式を差分比し、クランク・ニユルソン法を使用して計算を行った。この時、凍結線部の潜熱発生項を加えることが重要であり、しかもこの温度範囲を凍結過程では、00.2°Cと仮定し、融解過程では、00.2°Cと仮定した。計算結果は凍結過程では実測と高精度で一致を示した。しかし、融解過程の凍結消失に対しては一致はみられなかった。この原因は凍結保存区内で横方向からの熱を伝達を遮断できなかったためである。断熱材を充分に使用し、凍土を囲むなら、凍結土層は7月中旬までの期間保存できることが結論として得られた。しかし、多量の農産物貯蔵には凍結土層は浅過ぎるため、ヒートパイプを土中に埋設し、冬期寒冷気候を利用した方が効率的に凍土層を作れることが分った。熱伝素子ヒートパイプは温度差のみで作動し、音速並みで熱を伝導する事から、実験により非常に効果的に土壌を凍結させることが判明した。ヒートパイプによって作られた多量の凍土層は断熱材によって人工の永久凍土化し、この空間に多量の農産物を貯蔵することができ、市場への安定供給、生産拡大、加工計画の安定化などの多くの利点が生じた。このように電気を使用しないで自然の寒冷エネルギー利用の低温貯蔵庫の開発は広範囲に利用できると思われる。畜産大学実験圃場内に設置された試験区で、積雪を排除し、冬期の寒冷気候を充分に利用し、土壌凍結深さを増大させる試験を行った。その結果、凍結深さは、2月25日に最大78.0cmに達した。1985年は最大値80.2cmが2月14日に、そして1986年は最大値83.5cmは3月1日に発生した。これより、今年度は多少最大値が小さな傾向があったのは、多少暖かな冬であった事から、積算寒度が小さかったためである。融解を防止するため、例年より若干早く3月7日に、土壌表面に厚さ20cmの断熱材を敷設したので、凍結層の保存が開始され、現在実験は進行中である。85年は6月24日に、86年は6月20日にそれぞれ凍結層が消失していることから、今年度も同様に6月中下旬に消失が起るとも考えられる。他方、ヒートパイプを利用した凍結土層の造成試験によると、2月に地下4mに凍結層が形成されたが、3月になり下方からの地熱の増加と気温の上昇によって消失し始めた。

この事から、ヒートパイプ周辺の1mの厚さの凍結層が形成された事実は地温データからも明らかであり、寒冷気候の利用により地下に凍結層の形成が成功し、その実用化が可能となった。次に、土壌凍結の熱的解析の手法として、熱伝導式の差分法による数値解析を試みた。差分法はクランク・ニコルソンの陰解法を用い、境界条件に、上部は実測地表面温度を、下部は地中5mの不変温度を仮定した。そして、土壌の熱的性質として、各深さごとにサーマルプローブ法で熱伝導率を測定し、実測値を使用した。この解析方法では、凍結土壌,未凍結土壌および凍結による潜熱発生土壌の3種に分け、その温度範囲を分けることにより、実測値に近い温度変化と分布を得ることができた。潜熱発生の温度範囲が最も影響力の大きい要因である事が分った。この結果より、凍結土層の保存には横方向の熱流により、長期保存の期間が影響受けるため、その対策が必要なことが分った。冬期間の寒冷気候の下で土壌を凍結させ,その凍結層内に貯蔵空間を設定し,土壌温度,凍結深さ,貯蔵空間の温度及び湿度(測定機構入)の連続測定を行った.凍結は86年11月20日から始まり, 12月末には凍結深さ44.2cm, 1月末には72.9cmに達した.最大凍結深さは2月25日に79.0cmを得た. 3月に入り,下方融解が始まり, 3月末には72.5cmと6.5cm減少した.上方融解を防止するため3月10日に厚さ200mmの断熱材で被覆をしたため,融解は3月に発生しなかった.本格的な上方融解は4月26日から始まり,凍結層の消失は6月3日に深さ2840cmで発生した.貯蔵庫内は,冬期の凍結防止のため, 20Wの電球発熱を利用し,サーモスタットで約2°Cに保温された.そして貯蔵庫内の馬鈴薯の減耗率を測定すると56%程度であった事から,低温貯蔵に充分適する環境が得られることが判明した.しかし,融解時に上部から水の浸入が発生したため,貯蔵庫底部の馬鈴薯に腐敗が発生したため,今後は防水対策を検討する必要がある.凍結層の温度分布および凍結深さの推移をシミュレートするため,熱流一般式の一次元偏微分方程式を使用した.これを,クランクニコルソン法による差分形とし,本解析では時間きざみを1日に,空間きざみを1cmとし,境界条件として上限を0cmの実測地温,下限を深さ5m,年平均地温の9.2°Cを与えた.この解法の特色は,便宜上,凍結完了部,凍結進行部,未凍結部の3つに分け,温度伝導率を3種とした事である.特に,凍結時には0-0.2°Cの範囲で潜熱を発生し,融解時には0-0.5°Cの範囲で起ると仮定した.そして,融解時は上部から来る融解水の影響を考慮し,温度伝導率は凍結時の半分と仮定した.その結果,凍結時は1112月で,融解時は, 45月で実測値と推定値が良い一致を示した.凍結消失は実測値より25日遅い結果を得たが,推定式に横方向の熱流の影響を算入していないためと考えられる.冬期の寒冷気候を利用し、除雪を行うと約80cmの凍結土層が得られた。これを保存するため、表面に200mmの厚さの断熱材を敷設すると、6月下旬まで凍結が保存されることが判明した。この凍結土層内に秋から貯蔵されていた馬鈴薯は良好に保蔵され、デンプンが糖に変化し甘みを増し、付加価値も増すことが分かった。こうした貯蔵方法はその年次の凍結パターンに依存するため、過去7年間の自然積雪下の土壌凍結推移を測定したデータをもとに分析した。積雪の問題が大きく、従来の熱解析では推定できず、積雪20cmまでの積算寒度の平方根に比例することが分かった。凍土層の保存の熱解析を行うため、熱伝導式を差分化し、クランク・ニユルソン法を使用して計算を行った。この時、凍結線部の潜熱発生項を加えることが重要であり、しかもこの温度範囲を凍結過程では、0-0.2°Cと仮定した。計算結果は凍結過程では実測と高精度で一致を示した。
シンナー濫用者における精神・神経行動障害の発生メカニズムに関する実験的研究

シンナー濫用者は、うつ状態様を呈する一方で、抑制を欠如し興奮状態になるといわれている。近年、ストレスからうつ状態を引き起こし、脳由来神経栄養因子(BDNF)が減少するというが報告があり、また、ストレスによるコルチコステロンの増加が、神経栄養因子BDNFの減少を引き起こし、神経細胞障害を来たすとの報告もある。今回の研究では、うつ状態様の症状の発生機序を明らかにする目的で、トルエン(1,500ppm)を1日4時間、7日間吸入させたウイスター系雄ラットの脳を試料として、BDNF、グルココルチコイドレセプター(GR)の局在およびBDNFタンパク濃度の変化を検討した。免疫組織化学的に、大脳皮質・海馬・小脳・視床・視床下部をBDNFとGRで染色したところ、BDNFは、海馬・小脳・視床では、処置群は対照群より染色性が減弱しており、視床下部の室傍核(PVN)で処置群の染色性の亢進が認められた。一方、GRは大脳皮質・海馬・小脳・視床では,処置群の染色性の亢進が認められた。また、ELISA法を用いて大脳皮質・海馬・小脳・間脳(視床、視床下部)についてBDNFのタンパク量の定量を行ったところ、間脳では、有意に減少していた。小脳・海馬では,有意差は認められなかったものの減少していた。ストレスにより視床下部のBDNF量は増加するとの報告があり、免疫染色でPVNのBDNFの染色性が亢進したことは、トルエン吸入のストレスによる影響が考えられる。これまで、トルエン吸入によりラットの血中コルチコステロン・ACTHが増加し、HPAaxisが活性化されることを明らかにしてきた。以上の結果より、トルエン吸入がストレスとなりHPAaxisを活性化し、海馬・小脳・視床におけるGRを増加し、BDNFを減少させているものと考えられた。その結果、神経細胞に何らかの障害を生じ、この変化がうつ状態に関連する可能性が推定された。近年、ストレスからうつ状態を引き起こし、それに伴い神経栄養因子、特に脳由来神経栄養因子BDNFが減少するということが報告されている。本研究では、「うつ状態」様の発生機序を明らかにする目的で、トルエンを吸入させたラットの脳を試料として、BDNFの局在およびタンパク濃度の変化を検討した。ウイスター系雄ラットを用い、トルエン(1,500ppm)を1日4時間,7日間吸入させた。免疫組織化学的に、人脳皮質、海馬、小脳をBDNFで染色したところ、顆粒細胞、錐体細胞に局在は認められたが、染色性に顕著な差は認められなかった。また、ELISA法を用いて大脳皮質、海馬、小脳、脳幹部、間脳、脊髄および血液についてBDNFのタンパク量の定量を行ったところ、間脳では、p<0.01で、小脳、脊髄では,p<0.10で有意に減少していた。海馬では、低下していたが有意差は認められなかった(p=0.1325)。しかし、大脳皮質、血液では有意に増加していた(p<0.10)。脳幹部では、増加していたが有意差は認められなかった(p=0.2583)。これまで、トルエン吸入によりラットの血中のコルチコステロン・ACTHが増加することを明らかにしてきた。ストレスによるコルチコステロンの増加が、神経栄養因子BDNFの減少を引き起こし、神経細胞障害を来たすとの報告がある。今回の結果から、間脳・海馬・小脳・脊髄に認められたBDNFの減少は、コルチコステロンの増加と関係していると考えられた。BDNFの減少による神経細胞障害が、トルエン吸入による「うつ状態」の誘因となる可能性が示唆された。

これまで、トルエン吸入によりラットの血中コルチコステロン・ACTHが増加し、HPAaxisが活性化されることを明らかにしてきた。以上の結果より、トルエン吸入がストレスとなりHPAaxisを活性化し、海馬・小脳・視床におけるGRを増加し、BDNFを減少させているものと考えられた。その結果、神経細胞に何らかの障害を生じ、この変化がうつ状態に関連する可能性が推定された。
ホルムアルデヒド脱水素酵素の構造と反応機構の解明

P.putida FDH(PFDH)に存在すると考えた活性に重要なシステイン残基を同定することはできなかったが、ブチルアルデヒドを基質としたときのPFDHの反応生成物を詳しく定量的に調べた結果、dismutation反応を触媒していることが判明した。この反応において、補酵素であるNAD^+の量の変化は見かけ上観察されず、2分子のアルデヒドからアルコールとカルボン酸が生成する。PFDHはアミノ酸配列においてグルタチオン依存型FDHであるクラスIIIADHよりもクラスI型の特徴を多くもつことから、PFDHはdismutation反応を触媒するクラスI型ADHの特殊な例で、PFDHの反応は単なるホルムアルデヒドの酸化ではなくもっと複雑な反応で、アルデヒドの酸化反応に直接システイン残基が関与していないかも知れない。今後、ホルムアルデヒドを基質として反応生成物を詳しく定量的に調べて行くことが必要であると考えている。一方、大腸菌のFDH(EFDH)遺伝子(falA)をクローニングし、その塩基配列を決定したところ、falAの上流に273bpからなるORF1と非常によく保存されたプロモーターモチーフ、さらに、そのプロモーターと重なってパリンドローム構造があること、また、下流には831bpのORF2が存在することを見い出した。ORF2はヒトのホルミルグルタチオンヒドロラーゼ(SFGH)と40%のホモロジーを示し、実際ORF2を大腸菌中で過剰発現させ、SFGHの活性を測定したところ、ORF2が大腸菌のSFGHをコードしていることがわかった(falBと命名)。過剰発現させた酵素を単一に精製することにも成功した。これらの遺伝子はオペロンを形成しており、培地中にホルムアルデヒドを加えると速やかに活性が誘導されてくることも見い出した。さらに、この誘導調節にはORF1の発現と保存されたプロモーターモチーフおよびパリンドローム構造が重要であることを明らかにしつつある。
家族性パーキンソン病PARK7原因遺伝子DJ-1の機能解析と創薬

1)DJ-1の機能解析-ドパミン生合成におけるDJ-1の機能DJ-1はTH, DDCに直接結合し、活性を正に制御することを明らかにした。パーキンソン病患者で見られるDJ-1変異体にはその活性がない。また、ヘテロ変異体は野生型DJ-1に対し、dominant negative効果を示し、ヘテロ変異も発症の一因となることが示唆された。H_2O_2,6-OHDAなどで細胞に酸化ストレスを与えると、DJ-1の106番目のシステイン(C106)が、-SOH, SO_2H, SO_3Hと酸化される。軽度のC106酸化はTH, DDC活性を上昇させ、過度の酸化は逆に活性抑制を示したことにより、弧発性パーキンソン病発症におけるDJ-1機能が類推された。2)DJ-1とDJ-1結合化合物による神経変性疾患治療薬への応用虚血性脳梗塞モデルラット脳へのDJ-1注入により顕著に症状が抑制された。DJ-1結合化合物は、DJ-1のC106への過度の酸化を抑制することで、DJ-1活性を維持することを明らかとした。更に、DJ-1結合化合物の更なる活性上昇を狙って、in silicoで構造改変した。また、250万化合物ライブラリーを使ったin silico大規模スクリーニングで、DJ-1結合化合物を複数単離した。我々が癌遺伝子として単離したDJ-1は家族性パーキンソン病(PARK7)の原因遺伝子でもある。パーキンソン病は酸化ストレス、ミトコンドリアのcomplex 1の機能阻害、異常タンパク質の凝集が原因と考えられているが詳細な分子機構は明らかでなかった。我々は、DJ-1は転写調節、抗酸化ストレスプロテアーゼ、ミトコンドリアcomplex 1の正の調節機能を有し、機能破綻はパーキンソン病などの脳神経変性疾患の原因となることを明らかとした。DJ-1は106番目のシステイン(C106)の酸化状態で活性が制御される。還元型は弱い活性で、C106がSO_2Hと酸化されることが活性に必須であるが、SO_3H酸化されると不活性となる。孤発性パーキンソン病患者脳においては、還元型DJ-1の欠如と異常な酸型DJ-1(不活性型)の存在を見出した。また、DJ-1は酸化ストレスより自己酸化され活性酸素の消去及び転写因子として抗酸化ストレス関連遺伝子発現を行い、細胞死を防御する。更にドパミン生合成のキー酵素であるチロシンヒドロキシラーゼ(TH)を転写レベル、及びDJ-1-TH相互作用を通じて活性上昇させた。一方、パーキンソン病モデルラットにDJ-1タンパク質を直接注入すると、ドパミン神経細胞死と行動異常が劇的に阻止されることを明らかとした。更に、DJ-1の活性部位であるC106に結合し、酸化ストレス誘導神経細胞死を抑制する複数の低分子化合物を同定し、これらがDJ-1タンパク質同様に神経細胞死と行動異常の解除を行うことをin vitro及びパーキンソン病モデルラットで明らかにした。これらの化合物は、血液脳関門を通過する。更に、我々は弧発性パーキンソン病患者の症状に応じて、患者血清にDJ-1が分泌され、DJ-1がパーキンソン病の診断バイオマーカーになる可能性を示した。以上より、DJ-1とその結合化合物は、神経細胞死を抑制することにより、パーキンソン病を始めとする神経変性疾患治療薬の可能性を示した。H_2O_2, 6-OHDAなどで細胞に酸化ストレスを与えると、DJ-1の106番目のシステイン(C106)が、-SOH, SO_2H, SO_3Hと酸化される。

軽度のC106酸化はTH, DDC活性を上昇させ、過度の酸化は逆に活性抑制を示したことにより、弧発性パーキンソン病発症におけるDJ-1機能が類推された。2)DJ-1とDJ-1結合化合物による神経変性疾患治療薬への応用虚血性脳梗塞モデルラット脳へのDJ-1注入により顕著に症状が抑制された。DJ-1結合化合物は、DJ-1のC106への過度の酸化を抑制することで、DJ-1活性を維持することを明らかとした。更に、DJ-1結合化合物の更なる活性上昇を狙って、in silicoで構造改変した。また、250万化合物ライブラリーを使ったin silico大規模スクリーニングで、DJ-1結合化合物を複数単離した。