hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セマンティックWeb技術を用いたe-Learning支援システムの研究

本研究の成果は、独創的な〈"動画知"、"自然言語知"、"メタデータ"〉という3項組みの知識表現形式と、最新のセマンティックWeb技術を活用するもので、NICER(旧教育情報ナショナルセンター)、Wikipediaや国立科学博物館が公開しているデジタルアーカイブ資源を、教育用デジタル学習資源として知識獲得・知識格納し、国立科学博物館の標本情報検索システムと、NICER-LOM検索システムでも知識利用できるようなe-Learning支援システムを研究し試作した。平成20年度の研究は、国立科学博物館などが公開しているデジタルアーカイブ資源を教育用デジタル学習資源として相互変換し知識格納することを目的とする。その際、問題となるのが、検索システムのデータは利用する機関により互いに形式が異なっており、相互検索ができないことである。その為、検索システムに合わせたデータに人間が手動で変換することが必要である。この変換にオントロジーを用いることで自動化することが本研究の目的である。本研究では既存の検索システムとしてNICER検索ステムと、国立科学博物館の標本情報検索システムを使用する。NICER検索システムのメタデータはLOM(Learning Object Metadata)に準拠して作成されている。標本情報検索システムのメタデータは「概念参照モデル(Conceptual Reference Model:CRM)」に準拠するよう作成されている。CRMは世界の博物館活動を推進する専門機関ICOMの国際委員会の一つであるCIDOCによって開発されたモデルで、概念同士の関係を形式的に記述したものである。RDF(Resource Description Framework)とはWeb上で識別できるものに関する意味情報を主語、述語、目的語の3つのワンセットを基本単位として表現する意味モデルである。本研究の焦点は、博物館データとLOMを対応させるためにセマンティックオントロジーを用いるという点である。博物館メタデータとLOMを変換する前に、まず両者をRDFS形式に変換し、それからオントロジーマッピングを行う(図1参照)。しかしLOMのRDFは博物館メタデータのRDFに比べて項目の作りが荒く、抜けているものも幾らか存在する。そこでLOMのRDFを博物館メタデータのRDFに組み込むためのオントロジーを開発した。本研究は、独創的な<"働画知"、"自然言語知"、"メタデータ">という3項組みの知識表現形式と、最新のセマンティックWeb技術を活用するもので、Wikipediaや国立科学博物館が公開しているデジタルアーカイブ資源を教育用デジタル学習資源として知識獲得、知識格納や、他システムでも知識利用できるようなe-Learning支援システムを構築するものです。平成21年度の研究は、Wikipedia型百科事典の記事からキーワードを抽出する新たな知識獲得法の研究開発です:(1)新しい知識獲得システムとして、WWW上の著作権フリーのWikipedia型百科事典「e手仕事図鑑」というe-Learning支援システムを開発し、知識獲得に活用できるようにしました。(2)具体的には、著作権フリーのWikipedia型百科事典「e手仕事図鑑」の記事からキーワードを抽出したり、新たな知識獲得を行いました。(3)Wikipedia型百科事典「e手仕事図鑑」の記事から構築したキーワードを用いることで,カテゴリの上位や同義語を利用した推論・検索結果を試みました。教材DBや博物館DBから取得したキーワードの一部とWikipedia型百科事典「e手仕事図鑑」の記事のキーワードの項目名及びその同義語を統合しました。これにより,カリキュラムオントロジーの単なるキーワードの集合にWikipedia型百科事典「e手仕事図鑑」の記事のキーワードが付与され,これらの知識を用いて検索を行うことで有用な情報が得られました。本研究は、独創的な<"働画知"、"自然言語知"、"メタデータ">という3項組みの知識表現形式と、最新のセマンティックWeb技術を活用するもので、国立科学博物館、旧教育情報ナショナルセンター(NICER)や(公財)学習ソフトウェア情報研究センターなどが公開しているデジタルアーカイブ資源を教育用デジタル学習資源として知識獲得、知識格納や、他システムでも知識利用できるようなe-Learning支援システムを構築するものである。平成22年度の研究は、Webページ・データベースを自然言語入力で検索するWebアプリケーションの実現を研究対象に選んだ。検索対象とするWebページは,形式知の自然言語によるテキストシナリオと,動画や静止画のデジタル映像ファイルを持つ.このテキストシナリオには映像ファイルの内容が記されており,これをデータベース化することで検索可能となり,共用が可能となった。自然言語で表現された質問文書に対して索引語の重みベクトルを生成し,LSI法により索引語-文書行列を参照して類似度の高いWebページを検索・出力する。各Webページは,抽出された索引語を次元としたベクトル空間における文書ベクトルで表現され,その要素がTF-IDF値である,これらの文書ベクトルの集合を行列表現したものが索引語-文書行列である。質問文章と検索結果の暗黙知を利用する適合性フィードバックシステムによって、容易に得られる類似性の良し悪し判断情報をWebページ検索システムに与え、検索結果を改善する研究を行った。
血液精巣関門の分子的基盤

基底膜の主成分であるIV型コラーゲンは,6種類のα鎖から成ることが知られている.しかし,分子構成や生体組織における機能は不明なことが多い.現在のおもなテーマは,マウスIV型コラーゲン各α鎖遺伝子の構造解析,免疫染色による組織特異的発現の解析,そして基底膜の生理的機能の解明である.最初にマウスα5(IV)コラーゲン鎖とα6(IV)コラーゲン鎖の全塩基配列を決定した.この配列情報をもとに合成ペプチドを作り,α5鎖とα6鎖に特異的なモノクローナル抗体を作製した.この抗体と,これまでに作製された他のα(IV)コラーゲン鎖特異抗体を使い,マウス上皮基底膜における各α(IV)コラーゲン鎖の発現分布を解析した.その結果,IV型コラーゲンは三つの分子構成をしているらしいことがわかった.それはα1/α1/α2分子とα3/α4/α5分子そしてα5/α5/α6分子の三つである.α1/α1/α2分子はすべての基底膜に検出された.α3/α4/α5分子は腎糸球体,肺胞,脈絡叢などに存在し,選択的物質輸送に関わりあって機能していることが考えられた.α5/α5/α6分子は精巣上体,皮膚などの,伸縮が要求される組織にみられた.これらより,三つのIV型コラーゲン分子は組織特異的に発現し,それぞれ異なった働きを持つことが明かとなった.さらにα3/α4/α5分子の特異な働きを証明するために,Co14a3発現停止マウスを入手して解析を行った.Co14a3発現停止マウスの腹腔に染色剤エバンスブルーを投与したところ,正常マウスに投与した時と比較して脳や精巣の染色度合いに明らかな違いが現れた.α3/α4/α5分子は血液関門の生理機能に関与していることが示唆された.精巣上皮下基底膜におけるIV型コラーゲンの発現と分布精子形成が盛んに行われている12週令のアダルトマウスを、各チェインモノクローナル抗体により免疫染色をした。精巣と精巣上体でのαチェイン構成ではα6の有無が大きく異なった。精細管基底膜はα6は欠除しており、α1/α2分子とα3/α4/α5分子の2種類のIV型コラーゲン分子により構成されていた。一方、精巣上体管基底膜ではα1からα6まで全て存在しており、α1/α2分子とα3/α4/α5分子のほかにα5/α6分子が加わった3種頻の分子により構成されていることがわかった。これは今までに報告されていないことである。次にdeve1opmentalな解析を行った。胎生16日令、生後6日、生後10日の精巣と精巣上体管を免疫染色した。精巣の精細管にはいずれの時期もα6はほとんど存在していなかった。α3/α4/α5分子は、生後10日において精細管周囲に反応が認められた。精巣上体管では生後2日よりα3/α4/α5分子に先んじてα5/α6の分子の発現が見られた。α3/α4/α5分子は、精細管と同時期に発現していた。さらに生後10日では上体管周囲の筋様細胞(myocyte)にもα1/α2分子、α5/α6分子の反応が認められた。輸出小管や精巣網、直精細管には他の部分より早くα1/α2分子が現れていたがその理由は不明である。IV型コラーゲン遺伝子の発現制御機構発現制御機構の研究に必須なのは、目的遺伝子発現細胞の道程と培養系の確立である。現在、賢上皮細胞と網膜上皮細胞を調べている。IV型コラーゲンα5とα6遺伝子を組み込んだコンストラクトを構築中である。アガロースゲル電気泳動の解析をする時は、ゲル解析システムを用いている。基底膜の主成分であるIV型コラーゲンは,6種類のα鎖から成ることが知られている.しかし,分子構成や生体組織における機能は不明なことが多い.現在のおもなテーマは,マウスIV型コラーゲン各α鎖遺伝子の構造解析,免疫染色による組織特異的発現の解析,そして基底膜の生理的機能の解明である.最初にマウスα5(IV)コラーゲン鎖とα6(IV)コラーゲン鎖の全塩基配列を決定した.この配列情報をもとに合成ペプチドを作り,α5鎖とα6鎖に特異的なモノクローナル抗体を作製した.この抗体と,これまでに作製された他のα(IV)コラーゲン鎖特異抗体を使い,マウス上皮基底膜における各α(IV)コラーゲン鎖の発現分布を解析した.その結果,IV型コラーゲンは三つの分子構成をしているらしいことがわかった.それはα1/α1/α2分子とα3/α4/α5分子そしてα5/α5/α6分子の三つである.α1/α1/α2分子はすべての基底膜に検出された.α3/α4/α5分子は腎糸球体,肺胞,脈絡叢などに存在し,選択的物質輸送に関わりあって機能していることが考えられた.α5/α5/α6分子は精巣上体,皮膚などの,伸縮が要求される組織にみられた.これらより,三つのIV型コラーゲン分子は組織特異的に発現し,それぞれ異なった働きを持つことが明かとなった.

さらにα3/α4/α5分子の特異な働きを証明するために,Co14a3発現停止マウスを入手して解析を行った.Co14a3発現停止マウスの腹腔に染色剤エバンスブルーを投与したところ,正常マウスに投与した時と比較して脳や精巣の染色度合いに明らかな違いが現れた.α3/α4/α5分子は血液関門の生理機能に関与していることが示唆された.
変動地形マッピングに基づく伏在活断層・活褶曲と地震発生様式の解明

本研究では、活褶曲・伏在逆断層が広範に分布する東北日本南部を代表的なテストフィールドとして、高分解能の空中写真判読・地形地質調査にもとづき、震源断層における過去の地震の繰り返しによる長期的な地殻変動によって形成された変動地形の抽出を行った。その結果、これまで不明の点が多かった日本海側の活断層の分布、その長さやずれの速度などが明らかになったほか、急速な沈降域での伏在断層や、海岸域の隆起や津波の発生源にもなり得る海陸境界付近下の伏在断層など、今後解明を急がれる課題も明らかになった。本研究では,活褶曲・伏在逆断層が広範に分布する日本海東縁・北海道・東北日本を代表的なテストフィールドとして,高分解能の空中写真判読・地形地質調査にもとづき,従来の活断層線で示される活断層図だけではなく,震源断層における過去の地震の繰り返しによる長期的な地殻変動によって形成された長期的な地殻変動の証拠を示す河成・海成段丘面を含めた変動地形のマッピングを目的とする.平成21年度は,まず本申請課題の対象領域についての文献など既存資料の収集を行った.東北日本南部の変動地形マッピングを行う目的手,1940年代米軍撮影・60年代および70年代国土地理院撮影の縮尺4万分の1,2万分の1および1万分の1空中写真を購入した.これらのデータに基づき,越後平野・国中平野・高田平野・足柄平野など東北日本に分布する堆積平野・盆地縁辺の活褶曲・活断層の変動地形の抽出を行った.また,変位速度算出のために高田平野において火山灰の分析調査を行った.このほか,国中平野南断層帯を含む国中平野の浅部地下構造を明らかにするために重力探査と,『ひずみ集中帯の重点的観測調査』で取得した反射法地震探査のデータ解析の一部を実施した.本研究では,活摺曲・伏在逆断層が広範に分布する日本海東縁・北海道・東北日本を代表的なテストフィールドとして,高分解能の空中写真判読・地形地質調査にもとづき,従来の活断層線で示される活断層図だけではなく,震源断層における過去の地震の繰り返しによる長期的な地殻変動によって形成された長期的な地殻変動の証拠を示す河成・海成段丘面を含めた変動地形のマッピングを目的とする.平成22年度は,21年度に引き続き,越後平野・国中平野・高田平野・足柄平野など東北日本に分布する堆積平野・盆地縁辺の活摺曲・活断層の変動地形の抽出および個々の活動性評価の基礎資料となる変位速度の見積を行った.変位速度の算出のために,変位基準となる地層・地形の年代測定,火山灰分析を行った.これらの成果は,『ひずみ集中帯の重点的観測調査』や『国府津:・松田断層の重点調査』で得られた地下構造資料を合わせて,伏在活断層の活動性評価のための基礎的資料とした.一方,地震性隆起を伴う日本海沿岸地域では,能登半島,男鹿半島西津軽地域,松前半島などで,完新世海成段丘等の隆起地形や,大地震によ、り沿岸部の斜面で発生した比較的新しい地すべり地形などを,.新旧の小・大縮尺空中写真の詳細判読により抽出・マッピングした.特に,これまで資料の少なかった完新世海成段丘と隆起ベンチ・ノッチ等の高度変化の現況およびそれらの年代等に関して調査を行い,沿岸海域での想定震源域の検討を行う上での基礎資料の充実を図った.これらの成果を次年度以降の調査研究に反映させ,沿岸海域に伏在する活構造のマッピングおよび想定震源の評価の基礎的資料とする.本研究では,活摺曲・伏在逆断層が広範に分布する日本海東縁・北海道・東北日本を代表的なフィールドとして,高分解能の空中写真判読・地形地質調査にもとづき,従来の活断層線で示される活断層図だけではなく,過去の地震の繰り返しによる長期的な地殻変動によって形成された河成・海成段丘面を含めた変動地形から想定される伏在活断層のマッピングを行い,主要活断層とともに想定震源断層を検討することを目的とする.平成23年度は,21年度以降調査を行ってきた新潟平野・国中平野・高田平野など東北日本の日本海側の堆積平野・盆地とその周辺地域において,活断層・活摺曲に伴う変動地形の抽出と個々の活断層の・伏在活断層の活動性評価の基礎資料となる変位速度の見積を行った.この研究は,『ひずみ集中帯の重点的観測調査』で得られた地下構造資料を合わせて,伏在活断層の活動性評価のための基礎的資料とした.また,地殻変動の指標として用いられ海岸段丘の旧汀線高度のうち,特に函館平野南西部(木古内付近)や北部三陸海岸地域の完新世段丘の旧汀線高度分布を調べ,隆起様式と隆起速度から沿岸海域に伏在する活構造と想定震源の検討を行った.

この中で,2011年3月11日の津波堆積物の現地調査から,完新世旧汀線高度の測定には,海進堆積物と津波堆積物の識別が不可欠であるという新たな課題を得た.一方,内地盆地では,北上低地西縁や会津盆地西縁地区において浅層反射法地震探査を行い,地表変形に対応する断層構造に加え,地下に伏在する活断層の抽出を行い,逆断層の活動様式や形成過程を明らかにして,典型的な逆断層に伴う地表変形と地下構造の特徴から,震源域の推定につながる基本資料を検討した.また,これまで明瞭な活断層の存在が知られていない郡山盆地において,断層変位基準の層序を確立するためのボーリング調査を行い,伏在活断層に伴う変動地形の検討を行った.本年度は,最終年度にあたり過去4年間(平成21年24年度)の研究成果のとりまとめを行った.これまでの調査地域は,北海道南部から糸静線周辺地域の東日本の広範囲におよぶ.これらの地域に存在する伏在活断層・活褶曲などを明らかにして,地表に必ずしも顕著な変動地形を伴わない活構造の実態を把握し,そのとりまとめを行った.とりまとめとして,各地で得られた成果を,マッピングするためにDEMデータを活用して3D解析地形図を用いた表示を試みた.以下,主な結果の概要を記す.1)昨年度に引き続き,伏在活断層の活動性を明らかにするために,内陸盆地でボーリング調査を行い,盆地内での地層の堆積速度と断層周囲の地形年代を対比することから,断層変位量および変位速度を推定する資料とした(山形盆地).2)伏在逆断層・活褶曲に起因すると考えられる変動地形の抽出・マッピングのために詳細なDEMデータを用いて,各種の地形解析図を作成し,それらを3D化した表示を行った(各地の内陸盆地).3)伏在活断層・活褶曲の把握のために反射法地震探査による地下構造データを新たに取得した(山形盆地).また,伏在活断層が多く分布する日本海側の堆積平野(ひずみ集中帯)において,既存の反射法地震探査データやボーリング資料の整理を基に詳細地形図・地質図・歴史地震資料・文献などともあわせてマッピングの基礎資料とした.4)活断層本体が海域に分布することが予想され,その活動に伴って生じる地殻変動を把握するために,完新世更新世の海岸段丘の分布と高度を整理して,海域を震源とする地震に起因する変動域を推定するためめの基礎資料としてまとめた.本研究では,活褶曲・伏在逆断層が広範に分布する東北日本の日本海側と奥羽山地・阿武隈山地の東麓の代表的なフィールドにおいて,高分解能の空中写真判読・地形地質調査にもとづき,従来の活断層線で示される活断層図だけではなく,過去の地震の繰り返しによる長期的な地殻変動によって形成された河成・海成段丘面を含めた変動地形から想定される伏在活断層のマッピングを行い,主要活断層とともに想定震源断層を検討することを目的とする.平成24年度は,21年度以降調査を行ってきた新潟平野・高田平野・長野盆地・会津盆地などの地域において,活断層・活褶曲に伴う変動地形の抽出と活動性評価の基礎資料となる変位速度を見積った.この研究は,『ひずみ集中帯の重点的観測調査』で得られた地下構造資料を合わせて,伏在活断層の活動性評価のための基礎的資料とした.また,地殻変動の指標として用いられ海岸段丘の旧汀線高度のうち,特に西津軽地域や北部三陸海岸地域の完新世段丘の旧汀線高度分布を調べ,隆起様式と隆起速度から沿岸海域に伏在する活構造と想定震源の検討を行った.
1950年前後の地域における軍用地調達に関する社会史的研究

本研究においては、1950年前後における軍用地の調達過程にみる、農村社会の変容を研究することを課題としてきた。本年度は研究の最終年度として、これまでの調査における不足点の最終的確認および論文の執筆に重点的に取り組んできた。調査としては第二年度から取り組んできた神栖村関係資料の重点的な調査を行った。神栖村歴史民俗資料館及び議会事務局などの協力を得て、既存資料の収集と当時を知る人々への聞き取りを行った。茨城県立図書館、議会図書館、銚子市立図書館の資料についても確認し、基本的な文献については収集を完了することができた。これらの資料を基礎として、論文を執筆した。その成果が野田公夫『農林資源開発史論1』(京都大学学術出版会、2013年)に収録された「基地反対闘争の政治」である。本論文では茨城県神之池基地反対闘争(1955-58年)と呼ばれる、自衛隊基地の設置をめぐる国家と地域社会の間の紛争を取り上げ、そこでいかなる政治過程が存在したのかを明らかにした。この間、沖縄県などの事例を中心に米軍基地の軍用地調達過程について研究が先行して蓄積されているのに対して、自衛隊基地設置の場合に見られる固有の問題として、省庁間(防衛庁と農林省)の見解の相違について明らかにすることができた。このほか、研究過程を通じて新たな課題として得られた、鹿島地域のコンビナート開発を視野にいれて、高度成長期の過程で農業問題をとらえる枠組み自体が大きく変わって来る過程について論文を執筆したが、年度内には掲載に至らなかった。そこでは、激化する地域の運動においても、保守と革新というイデオロギー対立のみならず、農業経営という経済的な側面が、基地問題をとらえる上で地元の住民にとって非常に重要な意味を持っていたということについて論じている。また、資料収集については1960年代中盤までを視野に入れた収集を行ってきたため、今後はこの作業を基礎として成果として発表できるよう努めたい。本年度においては、研究の終結をめざして資料収集などを積極的に行うと同時に執筆に取り組んだが、執筆した論文が全て掲載に至ったわけではなかった。このため、いくつかの論文が年度内に刊行されることがなかった。しかし、今後は再投稿も含め成果として発表してゆくことをめざす。この期間には執筆はしたが掲載に至らなかった部分については早急に成果とすることを試みる。他方で、本研究課題を遂行する過程で、高度成長期における地方におけるコンビナート建設を象徴とする大規模開発事業について研究する必要性が明らかとなった。今後においては重化学工業化が進んだ地域と、軽工業が発達した地域の二つをフィールドとすることによって、戦後の経済成長過程の多様性と同時に、それが大都市圏中心の経済に構造化されてゆく過程を比較・検討する研究をすすめてゆきたい。国際的な動向の研究に加えて,具体的な地域分析の対象となりうる事例を得ることが目標であったが,当初予定していた京都府南部での資料を確認しただけでなく,茨城県南部の事例についても有力な資料が,現地調査によって存在を確認することができ,今後の研究につながる意義が大きかった.これらを総合すれば,研究の初年度である本年に課題としていた,基礎的資料の収集という課題は達成することができたといえる.計画では,従来からの研究を拡大・発展させて取り組むとしてきたが,これまでに研究してきたことが,資料調査を経て充実したかたちで発表することができたことも本年度における成果面での特徴である(具体的には「研究発表」を参照).国際学会でも報告を行い,アジアにおける農業・農村の歴史を研究ネットワークの構築という点でも前向きな結果を得ることができた.所属する国内学会には積極的に参加し,また戦争社会学会で報告することで,研究成果に対し複数の領域からのコメントが得られたことは有益であった.受け入れ先の研究室でも報告を行い(2011年1月),新たな環境での研究も順調に進められた.本年度の研究では、茨城県鹿島地域の神之池基地反対運動を重点的に調査することを試みた。当時を知る人々が次々に世代が変わってしまい、今を逃しては聞き取りなどがほとんど不可能になってしまうからである。そこで現地滞在による聞き取りや資料調査を複数回行うことで当時の関係者から情報・資料を得ることができた。また、1950年代の基地問題には労働組合なども深く関与していることから、水戸の県立図書館はもとより、労働組合事務所などに所蔵している資料なども、現地の協力を得て確認することが出来た。農民運動関係の原資料をまとまったかたちで入手できたことも大きな成果である。このほか、科研費を使用することで、国立国会図書館憲政資料室所蔵資料、法政大学大原社会問題研究所所蔵資料などのうち,新たに公開された資料も確認・収集することができた。来年度はこれらの調査結果を活かして論文の執筆に重点をおきたい。個別の研究報告としては2011年12月に日本史研究会ほか3学会合同の研究会で「近代と労働」というテーマの下、「高度成長期日本農村における「展望」と社会運動-茨城県南部・神之池基地反対闘争を事例に-」と題して研究報告を行った(於:機関誌会館、京都)。労働史研究者、社会運動史研究者などと世代と専門を超えた交流・議論することで研究テーマに多大な示唆を得ることが出来た。また、現在までの研究成果を生かす形で書評や『女性史学』におけるコメントの執筆など鋭意取り組むことを通じ、研究テーマの広がりを得ることができた。

本年度は研究の最終年度として、これまでの調査における不足点の最終的確認および論文の執筆に重点的に取り組んできた。調査としては第二年度から取り組んできた神栖村関係資料の重点的な調査を行った。神栖村歴史民俗資料館及び議会事務局などの協力を得て、既存資料の収集と当時を知る人々への聞き取りを行った。茨城県立図書館、議会図書館、銚子市立図書館の資料についても確認し、基本的な文献については収集を完了することができた。これらの資料を基礎として、論文を執筆した。その成果が野田公夫『農林資源開発史論1』(京都大学学術出版会、2013年)に収録された「基地反対闘争の政治」である。本論文では茨城県神之池基地反対闘争(1955-58年)と呼ばれる、自衛隊基地の設置をめぐる国家と地域社会の間の紛争を取り上げ、そこでいかなる政治過程が存在したのかを明らかにした。この間、沖縄県などの事例を中心に米軍基地の軍用地調達過程について研究が先行して蓄積されているのに対して、自衛隊基地設置の場合に見られる固有の問題として、省庁間(防衛庁と農林省)の見解の相違について明らかにすることができた。このほか、研究過程を通じて新たな課題として得られた、鹿島地域のコンビナート開発を視野にいれて、高度成長期の過程で農業問題をとらえる枠組み自体が大きく変わって来る過程について論文を執筆したが、年度内には掲載に至らなかった。そこでは、激化する地域の運動においても、保守と革新というイデオロギー対立のみならず、農業経営という経済的な側面が、基地問題をとらえる上で地元の住民にとって非常に重要な意味を持っていたということについて論じている。また、資料収集については1960年代中盤までを視野に入れた収集を行ってきたため、今後はこの作業を基礎として成果として発表できるよう努めたい。資料調査は予想以上に順調に進み、研究報告もおこなった。また他に関連研究を発表したが、直接的に基地問題に関連する論文執筆・掲載までには至らなかったので(2)とした。本年度においては、研究の終結をめざして資料収集などを積極的に行うと同時に執筆に取り組んだが、執筆した論文が全て掲載に至ったわけではなかった。このため、いくつかの論文が年度内に刊行されることがなかった。しかし、今後は再投稿も含め成果として発表してゆくことをめざす。基本的な基礎となる資料は収集できたので、整理と執筆をおこなうことと、今後の研究への広がりを確かめるという意味で、各地域の他の事例についても注意深く資料の確認を行っていきたい。この期間には執筆はしたが掲載に至らなかった部分については早急に成果とすることを試みる。他方で、本研究課題を遂行する過程で、高度成長期における地方におけるコンビナート建設を象徴とする大規模開発事業について研究する必要性が明らかとなった。今後においては重化学工業化が進んだ地域と、軽工業が発達した地域の二つをフィールドとすることによって、戦後の経済成長過程の多様性と同時に、それが大都市圏中心の経済に構造化されてゆく過程を比較・検討する研究をすすめてゆきたい。
微細導波路型高効率光波長変換デバイスに関する研究

1.研究目的LiNbO3薄膜結晶リッジ導波路型擬似位相整合第2高調波発生(QPM-SHG)デバイスの実現のためにイオンスライスLiNbO3薄膜結晶への周期分極反転構造・強光閉じ込めリッジ導波路の作製を行った.2.イオンスライス結晶における周期分極反転構造形成これまでLiNbO3薄膜結晶に周期分極反転構造を形成する際には,上部電極/薄膜結晶/絶縁層/基板結晶/下部電極という構造で電圧印加を行っていたため,分極反転電荷を検出することができず作製結果の再現性に乏しかった.そこで本研究では,SiO2光学バッファ層下部のAu電極層を介した電圧印加実験を行った.70 Vという比較的低電圧の単一パルス印加を行うことで,約8 mAの分極反転電流を観測し,1.8 μm周期分極反転構造形成に成功した.これはLiNbO3薄膜結晶厚さを0.7 μm,リッジ幅/高さを1.0 μm/0.4 μm,励起光波長を0.78 μmとした場合のQPM周期である.3.強光閉じ込めリッジ導波路作製低損失強閉じ込め導波路の有効な作製法として,LiNbO3結晶のLi+⇔H+プロトン交換部において化学的エッチング速度が増加するプロトン交換増速エッチング法をイオンスライス結晶に適用し,微細リッジ導波路の作製・特性評価を行った.200°Cの溶融安息香酸中におけるプロトン交換を1.2 h行った後,常温フッ硝酸エッチングを1 h行うことで,リッジ幅/高さが1.0 μm/0.4 μm (断面積0.7 μm2)である非常に微細な導波路を作製することができた.波長1.55 μmにおけるTM /TE導波モード近視野像の光強度分布半値全幅はそれぞれ厚さ方向1.7 μm/1.8 μm,幅方向2.8 μm/2.6 μmであり,Ti拡散導波路やアニールプロトン交換導波路と比較してはるかに強い光閉じ込めが得られた.導波路の温度走査を行うことでファブリ-ペロー法により伝搬損失を求めたところ,TMモードで6 dB/cm,TEモードで7 dB/cmという結果を得た.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
ジャック・デリダにおける「自伝」の脱構築

デリダにおける「自伝の脱構築」のありようを明らかにするという本研究の目的に沿って、平成30年度は主として以下の研究を行った。(1)前年度までの研究成果を引き継ぎ、デリダの著作において「読後火中」を命ずる手紙のテーマを「プラトンのパルマケイアー」、「送る言葉」、『火ここに亡き灰』において辿り、デリダにおいて晩年まで続く「灰」概念の誕生を位置づけると共に、その含意を追求し、"La memoire et la/la' cendre --Genealogiede laDeuxieme lettre chez Derrida"として発表した。(2)デリダが晩年の死刑論において欧米の死刑廃止論におけるキリスト教的論理のような「アリバイ」のない死刑論を探求していることを論じた「ダイモーンを黙らせないためにーデリダにおける「アリバイなき」死刑論の探求」を論文として発表した。(3)デリダは哲学史を踏まえ哲学者として過去の哲学的著作を脱構築するときに、そのテクスト読解および自らのテクスト性において「文学的」となるという仮説のもとに、「デリダの文学的想像力」という連載を開始した。第一回ではこの仮説の論拠を、1)テクストの読みの実践から始まること、2)ある種の文学テクストが哲学的概念装置への抵抗の運動においてモデルとなること、3)現前の形而上学に依拠した発話理論に還元されない言語の探究であること、4)1970年代頃から哲学的言説らしからぬ文体でテクストを著すようになったこと、5)普遍的概念から逃れ去る単独性に照準すること、6)虚構および亡霊性に着目することの六点を挙げた。第二回では、このうちの第三点の検証の第一段階として、構造主義の隆盛の只中において、バルト(「書くは自動詞か?」)とデリダ(「差延」)が、言語学者バンヴェニストが論じた「中動態」をいかなる仕方で援用したのかを明らかにした。ジャック・デリダの自伝的テクストと自伝論の双方を精査することによってデリダにおける「自伝の脱構築」のありようを明らかにするという本研究の目的に沿って、平成27年度は主として以下の研究を行った。(1)論文「L'enfant que donc je suis、あるいは、猫のエピソードはなぜ「自伝的」なのか」(『現代思想』2015年2月臨時増刊号)では、デリダの講演録『動物を追う、ゆえに私は(動物で)ある』における飼い猫のエピソードを、講演におけるデカルトからレヴィナスに至る哲学者の自己措定への批判との関係において読解し、また、当講演の「自伝論」としての意義を明らかにしていた。その問題意識を引き継ぎ、論文「近い他者遠い他者ーデリダと文学的想像力」(『早稲田文学』2015年夏号)では、デリダが「他者性」における〈単独性=近い他者〉と〈普遍性=遠い他者〉のアポリアを限界まで思考するために、テクストに虚構的かつ自伝的な動物たちを登場させ、虚構的かつ自伝的、あるいは詩的なテクストを書く必要があったということを、シャルリ・エブド事件や東日本大震災をめぐる状況、および、キルケゴールやレヴィナスの他者論を参照しつつ論じた。(2)デリダの講演録『赦すこと』や自伝的テクスト「割礼告白」、および、エレーヌ・シクスーによる「割礼告白」論の検討を通して、デリダにおいて「書くこと」が「赦しを求めること」をその原初的な目的としていることを指摘し、また、その意味について考察し、小文「書くことと赦しを求めることシクスーによるデリダ」(『ふらんす』2015年11月号)にまとめた。(3)デリダのテクストの自伝的・詩的性格とも関係が深く、デリダ論も含んでいるブリュノ・クレマンのプロソポペイア(活喩法)論『垂直の声』を翻訳すると共に、デリダらのプロソポペイアに関する考察を行った(次年度に発表)。デリダの講演録『動物を追う、ゆえに私は(動物で)ある』における自伝性と動物の形象の問題や他者の問題との関係について検討することができた。また、デリダの自伝的テクストと「文学的想像力」の関係についても詩的することができた。さらに、著書『垂直の声』の翻訳を通し、哲学者と伝記の問題や哲学者の「テクスト」の問題に造詣の深いパリ第8大学教授、ブリュノ・クレマン氏との交流を密にすることができた。他方、デリダの他の関連著作の検討、および、デリダ以外の「自伝文学」の検討はまだ不十分である。デリダにおける「自伝の脱構築」のありようを明らかにするという本研究の目的に沿って、平成27年度は主として以下の研究を行った。(1)デリダの初期重要テクスト「プラトンのパルマケイアー」におけるプロソポペイア(活喩法)を指摘するなど、デリダ論も含む形で文学と哲学の境界を問い直す比喩形象を追求しているという点で本研究のテーマと深く関わるブリュノ・クレマンの『垂直の声』の翻訳を刊行し(水声社)、論文「他なる声、他なる生、比喩形象(フィギュール)」を発表すると共に、著者来日に際し対話を行った。プロソポペイア等が浮上させるテクストにおける「声」の問題をめぐっては、論文「セイレーンたちと歌と「語りの声」」(『声と文学』平凡社)においても考察を行った。

(2)前年度までの研究成果を引き継ぐ形で、デリダにおける自伝的・詩的テクストの展開と晩年まで続いた「灰」モチーフとの関連を精査し、両者に大いなる関係があることを突き止めた。まず、自伝的テクストのうち「灰」が最初に明示的にテーマとなった『火ここになき灰』を取り上げ、そのなかにアメリカのTVドラマ《ミッション:インポッシブル》への暗示が現れることに着目し、その起因として、自伝的・虚構的テクスト「送る言葉」(『絵葉書』)および「プラトンのパルマケイアー」末尾において、《ミッション:インポッシブル》と類似要素をもつプラトン「第二書簡」への重要な参照が見られることを指摘した。その関連を読み解くことで、「灰」モチーフの登場がデリダにおける自伝的・詩的テクストの端緒を徴づけていることを示した。研究成果は東京大学部会談話会において口頭発表の後、論文「デリダにおける《ミッション:インポッシブル》ー灰、自伝、エクリチュール」として発表した。デリダ晩年のセミネール『獣と主権者2』まで続いた「灰」モチーフに着目することで、初期の「プラトンのパルマケイアー」(『散種』)、中期の「送る言葉」(『絵葉書』)、『火ここになき灰』が自伝的・詩的テクストとして繋がる線を見出すことができた。かくして、自伝的テクストについてはある程度研究が進んだが、関連テクストを網羅的に検討して包括的な結論を出すには至っていない。また、本研究のもうひとつの軸である、テクストの自伝性や虚構性に関わるデリダの言説の検討も今後の課題である。デリダにおける「自伝の脱構築」のありようを明らかにするという本研究の目的に沿って、平成29年度は主として以下の研究を行った。(1)1990年前後からのデリダにおける宗教的なものの主題化と自らのユダヤ性に触れた自伝的テクストの増加との並行的な関係について精査し、デリダが全世界に深く根づいたユダヤ・キリスト教的な「供犠のエコノミー」を問題視していることを示すとともに、晩年のデリダが自らを「最後のユダヤ人(もっともユダヤ人的ではないユダヤ人)」として指し示したことの理由を明らかにし、「デリダはなぜ自らを「最後のユダヤ人」として提示したのかーあるいは、キリスト教的エコノミーをいかにかわすか」として発表した。また、同様のキリスト教的論理の問題視が晩年の死刑論講義の一つの大きな軸であることを検証し、「ダイモーンを黙らせないためにーデリダにおける「アリバイなき」死刑論の探求」として発表した。さらに、デリダが動物たちとの単独的な関係を語った自伝的テクストや動物論批判との関係において、日本戦後文学における動物の表象についての著作を論じ、「非ー主題としての動物」として発表した。(2)理論的テクストにおいて虚構的要素や自伝的要素を読み込むデリダのテクスト読解と蓮實重彦のフィクション論との間に共通性を見出し、「理論のフィクション性、あるいは、「デリダ派」蓮實重彦」として発表した。(3)前年度から引き続きデリダの自伝的・虚構的テクストに現れる「灰」の概念について記憶や記録、その複製や喪失との関係において考察を深め、《ミッション:インポッシブル》やレイ・ブラッドベリ『華氏四五一度』、吉増剛造『怪物君』等といった作品においてそれらの主題を読解し、「指呼詞を折り襲ねるー『怪物君』の歩行」やエッセイ「「僕がメモリだ」ーメモリをめぐる「除籍者」たちの闘い」として発表した。デリダのユダヤ・キリスト教的エコノミーの問題視が彼の晩年の動物たちとの関わりをめぐる自伝的語りや「最後のユダヤ人」としての自己表象に繋がることを検証することができた。
培養細胞における機能発現の三次元的解析

培養細胞の三次元解析では、機能性細胞系の三次元培養が有力な手法となるが、昆虫ではこれまでに三次元培養の報告がないため、数種昆虫培養細胞を用いてこの開発をおこなうとともに、新規機能性細胞系の樹立をおこなった。機能性細胞系としては、特にホルモン感受性、高ウイルス感染性の細胞系の樹立を目的とした結果、juvenile hormone、ecdysone感受性のXP-1、AcNPV感染性のTH-1の2種類の細胞系を樹立し、その特性を二次元培養下での三次元解析により明かにした。また、既存の細胞系としてヒトスジシマカ新生幼虫由来のAeAl-2、ヨウトウガ血球由来のMaBr-93の2種類の細胞系についてその物質生産能を調べた。AeAl-2が有するアセチルコリンエステラーゼ産生は、juvenile hormoneとecdysoneによる調節を受けること、また、細胞集団の状態の影響を受けることなどが明かとなった。また、MaBr-93は分子量5000以下で熱に安定な物質を増殖因子として産生することも明かとなった。これらの細胞系について三次元培養法の開発を試みた。三次元培養は、細胞外マトリックスとしてゲル化したコラーゲンを用い、その調整には温度とPHの調節が必要であるため、細胞と培地成分への影響が問題となる。検討の結果、AeAl-2では、細胞、培地とも本培養法の適用に問題がないことが明かとなった。三次元培養下で、本細胞系は、二次元培養では見られない特異な形態と集団を形成し、アセチルコリンエステラーゼ産生にも変化が示されるなど、これまでの培養法では見られない機能発現が期待できることが示唆された。昆虫の培養細胞のなかにはacetylcholinesterase(AChE)を生産するものが知られており、なかでもショウジョウバエの細胞系Kc細胞は古くからその生産能が知られている。この細胞系ではエクダイソンの培地への添加により細胞の形態が神経細胞様に変化し、同時にAChEの合成がはじまる。今回、ヒトスジシマカ新生幼虫由来の細胞系NIAS-AeAl-2を用いてAChEの生産の有無、ならびに細胞の生理的状態との関係について検討した。その結果、本細胞系では常にAChEの生産が見られ、合成とともに培地中への分泌が起こっていることが示された。さらに昆虫ホルモンとの関係を調べたところ、20ーhydroxyecdysone(20HE)の添加では、Kc細胞にみられるような細胞の形態的変化は認められなかったものの、タンパク質分泌量の低下とともにAChEの分泌量の低下が起こった。一方、JHに対しては、タンパク質の分泌量に変化は見られないものの、AChEの分泌量で低下が引き起こされた。なお、細胞の増殖とAChEの生産量との間には関係は認められなかった。また、本細胞系の細胞は付着性が強く、細胞移植時には培養容器の底面に単層で付着した状態で増殖する。しかし、その後、細胞密度が高くなるにつれコロニーの形成が起こり、この時期にAChE生産の状況を活性染色法により観察した。三次元解析装置を用い調べたところ、付着した細胞ではAChE活性が低く、コロニーを形成した細胞中に形態が球形で、AChEを細胞内に多量に含む細胞の存在することが明らかとなり、コロニー形成とAChE生産との間に何らかの関係のあることが示唆された。ヒトスジシマカ新生幼虫由来の培養細胞AeAl-2が有するアセチルコリンエステラーゼ(以下AChE)産生能と、その調節機構について解析した。昨年度の研究において、本細胞系は20-HE(20-hydroxyecdysone)とJH(juvenile hormone III)の処理によりAChE産生量を変化させることが示唆された。本年度はその知見をもとに、これらホルモンの硬化について画像解析と化学分析の両面から詳細に調べた。

細胞の培養にはMM-SF培地を用い、培養開始時に各ホルモンを最終濃度10μg/mlになるように培地に加え、その後の細胞内および培地中に分泌されたAChE量を経時的に調べた。実験の結果、20-HEは総タンパク量をみた場合、合成を促進せず、分泌のみ促進したため、細胞内の総タンパク量は減少した。これに伴いAChEの合成も抑制されたが、分泌量に変化は認められなかった。一方、JHは総タンパク質の合成量には変化をもたらさなかったが、分泌量で減少が起こった。しかし、AChEについては合成量は変らず、分泌のみ促進された。したがって、合成と分泌に関して、両ホルモンは反対の効果を有することが示唆された。これらホルモンに対する反応は、昨年度におこなった予備実験の結果と符合しないが、その原因は投与時期の違いによるものと考えられ、ホルモンに対する反応は、培養細胞の細胞周期やagingを反映したものであることが推察された。また、これらの研究により、本細胞系は両ホルモンに対する感受性を有するものであることが明らかとなり、同時にこれらのホルモンが細胞周期と関連しながらAChEの調節に関与するものであることが示唆された。ヒトスジシカマ新生幼虫由来の培養細胞AeAl-2は、アセチルコリエステラーゼ(以下AchE)産生能を有すること、およびecdysoneとjuvenile hormoneに感受性があり、それらホルモンによりAchE産生量と分泌量が調節されたことをこれまでの研究により明らかにした。また、細胞増殖に伴い、細胞の形態も変化することが観察された。これらの知見はいずれも単層培養下でのものであり、本研究は、さらに生体内環境下での動態を把握するため、細胞外マトリックスを用いた三次元培養法を用い、画像解析により調べた。昆虫細胞では、三次元培養の報告例はこれまでにないため、最初にその開発を行なった。実験の結果、コラーゲンのゲル化には加温とpHの調節が必要であり、培地成分の変性を考慮すると、用いることにできる培地の種類は制限されることが示された。しかし、AeAl-2の培養に用いるMM3%FBSはこの問題が少なく、本細胞系は単層培養に比べ若干増殖速度が遅いものの、問題なく培養できることが明らかとなった。コラーゲンマトリックス中で増殖したAeAl-2細胞の形態は、球形または卵形で、球状のコロニーを形成した。また、遊離する細胞には、糸状突起を三次元的に伸長した細胞が観察された。これは単層培養では見られないもので、また、単層培養で通常見られる底面への進展は全く観察されなかった。さらに本培養法では、AchE産生に変化が示唆されるなど、三次元培養下では、これまでの単層培養では見られない機能発現のあることが示唆された。
トランジェスニックマウスによる特発性間質性肺炎の成因の解明-C型肝炎ウイルスの特異性-

平成1112年度の研究によりHCVenvの強発現のみでwild typeよりわずかではあるが肺の線維化傾向を示し,さらに驚くべきことに線維化の促進物質であるシリカをHCVenvマウスに経気道的に投与すると無処置のwild typeやHCVenvマウスのみならずwild typeマウスにシリカを投与した場合と比較しても著明に線維化が惹起されることを発見した。平成13年ではHCVトランスジェニックマウス(core protein)における肺の炎症・線維化について、まずBALF、肺組織の病理とハイドロキシプロリン量を用いて検討した。前年度からの引き続きの検討によりHCVenvでは病理学的に3ヶ月の時点で炎症細胞浸潤が増加し、その変化が6ヶ月の時点で線維化が経時的に増強することを認めた。さらにハイドロキシプロリン(mg/lung)では3ヶ月が580±58、6ヶ月で650±78でありwild typeの350+55および370+68と比較して線維化が経時的に亢進していることが明となった。またシリカを投与することでこの線維化の過程がさらに促進され,ハイドロキシプロリンはシリカ投与後4週でwild typeで650+48に対しHCVenvでは720+55と線維化が強く生じていた。さらに興味あることにHCVenvでは肝臓には線維化を生じないが,シリカ投与で3ヶ月の時点でwildと比較してHCVenvでは肝細胞に細胞浸潤を認め,シリカにより全身性に線維化の過程が促進されていることが示唆された。またmRNAレベルでは,PDGFがHCVenvではwildより発現が亢進し,シリカ投与によりさらにその発現が増強することも確認した。今後さらに蛋白レベルでのサイトカイン発現を確認する実験を進めいる。また当初には予想していなかった半蔵など多臓器でも線維化が亢進している可能性が示唆されたので,その現象をとらえるとともにそのメカニズムについて追加検討する。平成1112年度の研究によりHCVenvの強発現のみでwild typeよりわずかに肺の線維化傾向を示し,さらに線維化の促進物質であるシリカをHCVenvマウスに経気道的に投与すると無処置のwild typeやHCVenvマウスのみならずwild typeマウスにシリカを投与した場合と比較しても著明に線維化が惹起されることを発見した。平成13年ではHCVenvにおける肺の炎症・線維化について、長期にBALF、肺組織の病理とハイドロキシプロリン量を用いて検討した。前年度から引き続きの検討によりHCVenvでは病理学的に3ヶ月の時点で炎症細胞浸潤が増加し,その変化が6ヶ月の時点で線維化が経時的に増強することを認めた。

今後さらに蛋白レベルでのサイトカイン発現を確認する実験を進めている。また当初には予想していなかった肝臓など他臓器でも線維化が亢進している可能性が示唆されたので,その現象をとらえるとともにそのメカニズムについて追加検討する。平成1112年度の研究によりHCVenvの強発現のみでwild typeよりわずかに肺の線維化傾向を示し,さらに線維化の促進物質であるシリカをHCVenvマウスに経気道的に投与すると無処置のwild typeやHCVenvマウスのみならずwild typeマウスにシリカを投与した場合と比較しても著明に線維化が惹起されることを発見した。平成13年ではHCVenvにおける肺の炎症・線維化について、長期にBALF、肺組織の病理とハイドロキシプロリン量を用いて検討し,3ヶ月の時点で炎症細胞浸潤が増加し,6ヶ月の時点で線維化が経時的に増強することを認めた。さら肝臓など他臓器でも線維化が亢進している可能性が示唆されたので,その現象をとらえるとともにそのメカニズムについて平成14年度に検討した。まず肝臓や間質性肺炎では線維化には線維化においてアポトーシスの促進が実験的に報告されている。しかし我々の検討ではmRNAレベルでFAS, Bax, Caspase-8の基質であるBIDのすべてがHCVenvで低下しており,他の実験系と異なりアポトーシスは抑制されていることが示された。さらに興味あることに転写因子であるCREB-2,STAT-1などもHCVehvで抑制されることが示され,今回認められた肺の病変は,線維化の抑制因子の障害による可能性が示唆された。その一つの候補としてHGFがHCVでは低下していることが認められた。またサイトカインレベルの検討ではwild typeでは線維化促進であるTGF-βやiGF-1がシリカにより上昇するが,HCVenvではシリカによるそれら因子の変化を認めない一方でIGFBPの一部に低下を認めたことより,結果としてIGF作用が亢進する可能性が示された。その他にMIP-3α,HSPやcathepsinさらにCD14,CD64に関してはHCVenvにおいて促進が認められた。後者の線維化に対する作用につき検討が必要である。
動物ミトコンドリアの特殊性を活用した遺伝情報翻訳システムの基盤原理の解明

本研究の目標は、翻訳過程における未解決の根本問題を、動物ミトコンドリア(mt)翻訳システムの特殊性を活用して解明することである。それは良く研究されてきた大腸菌の翻訳系をベースにして、それに特殊な動物ミトコンドリアの翻訳装置を組み合わせて行う。(1)tRNAの最小必須構造:現存する生物の中で最短のtRNAである、線虫mtのセリンtRNA(tRNA^<Ser>_<UCU>:54残基からなり、Dアームはなく、Tアームは3塩基対と4塩基のループからなる)の高次構造をNMRによって検討し、クローバ葉型の2次構造から予測される塩基対は殆ど水溶液中でも存在すること、短縮されたDループとエクストラループからなる連結領域は柔軟な構造をとることが判った。この自由度は、3'末端とアンチコドン間の相対距離を通常のtRNAと同様に保つための調整に不可欠のものである。(2)リボソームの最小必須構造:mtリボソームは大腸菌リボソームに比べ、リボソームRNA(rRNA)が約半減している代わりに、蛋白質が倍増している。rRNAの機能部位は中央部に厳密に保存され、周辺部で欠けたrRNA領域はすべて蛋白質で補填されており、これらRNAの周辺領域に位置するステム・ループ領域がかなり削除可能であることが判明した。(3)翻訳系のエネルギー源であるGTPの加水分解反応のtriggerは何か:EF-GのGTPase活性がリボソーム蛋白質L7/L12で活性化されることからGTPの加水分解反応のtriggerはL7/L12蛋白質であることが示唆されていたが、我々は、大腸菌EF-Gはmt・リボソームでは機能しないが、EF-GのGTPase活性化因子であるL7/L12蛋白質のみを大腸菌由来のものに置換したmt・リボソームでは機能することを見出し、GTPの加水分解反応のtriggerがL7/L12蛋白質中に存在することを突き止めた。本研究は翻訳過程における未解決の根本問題を、動物ミトコンドリア(mt)の翻訳装置の特殊性を活用することにより解明しようとするものであり、以下の3つのテーマが設定されている。(1)tRNAの最小必須構造は何か。(2)リボソームの最小必須構造は何か。(3)翻訳系のエネルギー源である加水分解反応のtriggerは何か。本年度は以下の成果を得た。(1)tRNAの最小必須構造-mt・tRNAもmt・EF-Tu存在下では大腸菌リボソーム上で翻訳反応を行えることを、3種類の構造の異なるtRNA(正常なものに近いがT-Dループの会合のないPhe-tRNA、この会合はあるが、アンチコドンステムが1塩基対長いSer-tRNA^<Ser>UGA、Dアームを欠いたSe-tRNA^<Ser>GCU)を用いて確認した。さらにこのことを大腸菌内でのin vivoの実験で確認するための予備実験を行なった。(2)リボソームRNAの短縮化-大腸菌リボソームと比較してmt・リボソームはRNA:蛋白質の量比が逆転している。Mt・リボソームではrRNAが大腸菌の約半分に減少している代わりに、蛋白質が倍増している。我々はmt・リボソームのプロテオーム解析により、大腸菌と比べてrRNAが欠けている領域に結合する蛋白質は肥大化しているという傾向を見出した。(鈴木ら、J.Biol.Chem.2001,2報)。このことはRNAが担っていた機能と構造をタンパク質が代替した結果ではないかと考えた。

このことを実験的に検証するため、全リボソームRNAオペロン欠損大腸菌株を用いて、プラスミド上のリボソームRNA遺伝子上で、機能に関係しない周辺部のrRNAがどこまで削除可能かを調べたところ、23S rRNAで18箇所、16S rRNAで12箇所の欠失可能部位を同定した。またこれらを組み合わせたところ、6箇所の同時欠失に成功し、最大で100塩基以上の短縮に成功した。今後はさらに欠損部位を組み合わせて大腸菌rRNAの最少必須構造を探ると共に、致死性の欠損株に肥大化したミトコンドリアリボソームタンパク質を導入し、rRNAの変異をタンパク質が相補できるかの実験を計画している。(3)リボソームRNAの保存配列の重要性の検証-異常に短縮化されたmt・tRNA中に保存されている配列はリボソームの普遍的な役割に特に重要であることが示唆されている。上の変異株に、特定の領域をランダマイズしたrRNA遺伝子をもつプラスミドを導入したところ、P、A両部位でtRNAのCCA末端を固定する23SrRNA中のPループのG2251とG2252、AループのG2553、ペプチド合成反応の触媒中心に位置すると考えられているA2451、アンチSD配列などは強固に保存された塩基として検出されたので、これらの塩基の重要性が確認された。本研究は翻訳過程における未解決の根本問題を、動物ミトコンドリア(mt)の翻訳装置の特殊性を活用することにより解明しようとするものである。本年度は、ミトコンドリアtRNAの最小必須構造を明らかとするため、大腸菌発現系を用いたミトコンドリアtRNAの大量発現系を構築した。固相化DNAプローブ法を用いた精製法を確立し、最終的に6Lの培養液から約6mgのミトコンドリアtRNAS^<Ser>UGAを得た。ミトコンドリアセリルtRNA合成酵素との複合体の結晶化を検討したところ、硫酸アンモニウムを沈殿剤として用いた系で針状の結晶が得られた。SDS-PAGEで確認したところ、tRNAと酵素の複合体であることを確認した。今後は更なる結晶化の条件検討を継続し、構造解析に適した結晶を得る事を目標にする。また、ミトコンドリアのセリルtRNA合成酵素の単体に関しては、デンマークのNyborg博士との共同研究により、良質の結晶を得る事に成功した。放射光を用いた構造解析によって1.6Åの高分解能で反射が得られた。位相に関しては、分子置換法を用いて決定した(解析には産総研つくば生物情報解析研究センター原田一明博士と北大田中勲教授にお世話になった)。現在1.8Åの解像度で立体構造が得られている。この結果は、ミトコンドリアのARSとしては初めての結晶構造であるだけでなく、在解かれているアミノアシルtRNA合成酵素の中で最も解像度の高い解析結果となった。分子約5万Daのホモダイマーで、C末の触媒中心には基質であるセリンとATPが反応したセリルアデニレートがはっきりと観測することができた。このことはSerRSがtRNAとの相互作用とは無関係にアデニレートを形成できることを示している。また、興味深いことに、アミノ酸配列レベルではホモロジーの低かったN末のドメインに、すでに構造が解明されている好熱菌の酵素と同様、特徴的な長いαヘリックスが存在していた。