hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高分子ナノシートを用いた光駆動型論理演算素子の作製

本年度は昨年度成功した擬固体型PNPDを応用し擬固体型のAND論理演算素子とEXOR論理演算素子の作製に関する研究を行った。擬固体型AND論理演算素子の構築ルテニウム錯体(Ru)とフェロセン(Fc)を有する高分子ナノシートを用い、ITO電極上に順次積層することでアノードPNPD電極とカソードPNPD電極を作製した。続いて1M NaClO_4と電子供与体または電子受容体をさらに光遮光剤を含むアガロースゲル(donor-gel, acceptor-gel)を作製した。これらをアノードPNPD電極/donor-gel/acceptor-gel/カソードPNPD電極の順に集積化しAND素子とした。この素子ではgel層が非透過性であるためそれぞれのPNPDを独立に駆動させることができる。そのため各々を選択的に励起した場合では一方の電極のPNPDにともなう光電流しか観測されないのに対し両方を同時に励起するとそれぞれのPNPDに伴う光電流が観測される。そのためどちらの電極を励起するかを入力信号、またその際に観測される電流を出力信号とするとonとoffの値が2倍離れた光駆動型AND論理素子として用いることができる。擬固体型EXOR論理演算素子の構築アノードPNPDを二つ作製し、これらの電極で1M NaClO_4,TEOA,1wt%グラファイトを加えたdonor-gelを挟み込み擬固体型EXOR素子とした。電極一方のみを励起した場合は3.5nAもしくは-3.5nAの光電流が観測されたのに対し同時に励起した場合の光電流値がほとんど観測されなかった。これはそれぞれの電流方向が逆方向であるために、電流が相殺されたためである。そのため電極を励起するかを入力信号、またその際に観測される電流を出力信号とする光駆動型EXOR論理素子として用いることができる。本研究は高分子ナノシートフォトダイオードを集積化し、光入出力駆動型論理演算素子の作製を目的とする。本年度はレドックス性高分子ナノシートの作製とそれらを用いた光駆動型論理演算素子の作製を試みた。以下に本年度の研究実績を示す。(1)レドックス性高分子ナノシートの作製ルテニウム錯体、フェロセン誘導体を含有するレドックス性高分子ナノシート、p(DDA/Ru),p(DDA/Fc)の合成を行った。表面圧-面積等温線よりこれらレドックス性高分子ナノシートは水面上で安定な単分子膜を形成することが明らかとなり、Langmuir-Blodgett法を用いることにより基板に一層ずつ転写することが可能であった。また転写されたナノシートは電気化学的に活性であった。(2)レドックス性高分子ナノシートのヘテロ積層による光電流制御p(DDA/Ru)とp(DDA/Fc)をヘテロ積層しルテニウム錯体の励起にともなう光電流応答について検討を行った。電極よりp(DDA/Ru),p(DDA/Fc)の順序で積層した基板ではルテニウム錯体に励起に伴いanodicな光電流が、逆にp(DDA/Fc),p(DDA/Ru)と積層するとcathodicな光電流が観測され、積層順序により光電流の制御が可能なポリマーナノシートフォトダイオード(PNPD)の作製が可能である。(3)レドックス性PNPDを用いた光駆動型AND回路の作製(2)で作製したPNPDとすでに作製に成功しているアントラセンを光吸収層とするPNPDを組み合わせてルテニウム錯体とアントラセンの励起光を入力信号、得られる光電流を出力信号とする光駆動型AND回路の作製を行った。ルテニウム錯体、アントラセンをおのおの励起波長を照射する場合と比較し、両方照射した場合、光電流が2倍増加し閾値をもうけることによりこのPNPD積層体はAND論理として働くことが示された。本研究は高分子ナノシートフォトダイオード(PNPD)を集積化し、光入出力駆動型論理演算素子の作製を目的とする。本年度はPNPDの固体化を目指し研究を行った。一般に光化学反応において光機能界面の構成材料として固相を用いた場合では、分子の拡散は極めて遅く、反応性や電荷伝搬性も小さい。一方でアガロースなどの多糖類は、らせん構造が絡み合うことで三次元網目構造中に多量の水を含んだ含水ゲルを形成する。このように多量の水を含んだ擬固体中では、分子拡散、イオン伝導などが溶液中と同様に起こることが報告されている。そこで本研究では擬固体型の電解質を用いた場合のPNPDの光電流挙動について検討した。疑固体型ゲル電解質の作製ゲル化剤にアガロースを用い1M NaClO_4および犠牲試薬として電子供与性のトリエタノールアミン(TEOA)または電子受容性のビオローゲン誘導体(V^<2+>)を所定量溶解させた。80°C以上に熱しながら2wt%のアガロース粉末を徐々に加え、攪拌し均一な溶液を得た。その後、室温に戻し硬く弾力のある擬固体型の電解質を作製した。疑固体型ポリマーナノシートの作製ルテニウム錯体、フェロセン誘導体を含有するレドックス性高分子p(DDA/Ru), p(DDA/Fc)をITO基板上にp(DDA/Ru), p(DDA/Fc)の順に所定層累積し、上記の手法で作製した固体電解質(TEOA含有)を膜が累積された電極と、bareのITOで挟むことで光活性電極を作製した。

この基板にRu錯体の吸収波長を照射するとアノード方向の光電流が観測された。一方で積層順序をp(DDA/Fc), p(DDA/Ru)と逆にし、固体電解質としてV^<2+>を含有したものを用いた場合、Ru錯体励起に伴いカソード方向の電流が観測された。これより疑固体型の電解質を用いることでポリマーナノシートフォトダイオードの作製に成功した。本年度は昨年度成功した擬固体型PNPDを応用し擬固体型のAND論理演算素子とEXOR論理演算素子の作製に関する研究を行った。擬固体型AND論理演算素子の構築ルテニウム錯体(Ru)とフェロセン(Fc)を有する高分子ナノシートを用い、ITO電極上に順次積層することでアノードPNPD電極とカソードPNPD電極を作製した。続いて1M NaClO_4と電子供与体または電子受容体をさらに光遮光剤を含むアガロースゲル(donor-gel, acceptor-gel)を作製した。これらをアノードPNPD電極/donor-gel/acceptor-gel/カソードPNPD電極の順に集積化しAND素子とした。この素子ではgel層が非透過性であるためそれぞれのPNPDを独立に駆動させることができる。そのため各々を選択的に励起した場合では一方の電極のPNPDにともなう光電流しか観測されないのに対し両方を同時に励起するとそれぞれのPNPDに伴う光電流が観測される。そのためどちらの電極を励起するかを入力信号、またその際に観測される電流を出力信号とするとonとoffの値が2倍離れた光駆動型AND論理素子として用いることができる。擬固体型EXOR論理演算素子の構築アノードPNPDを二つ作製し、これらの電極で1M NaClO_4,TEOA,1wt%グラファイトを加えたdonor-gelを挟み込み擬固体型EXOR素子とした。電極一方のみを励起した場合は3.5nAもしくは-3.5nAの光電流が観測されたのに対し同時に励起した場合の光電流値がほとんど観測されなかった。これはそれぞれの電流方向が逆方向であるために、電流が相殺されたためである。そのため電極を励起するかを入力信号、またその際に観測される電流を出力信号とする光駆動型EXOR論理素子として用いることができる。
分散ステレオマイクロフォンアレイに基づく音空間認識とその実世界応用

本研究では、複数のステレオマイクを分散配置して連携させる「分散ステレオマイクアレイ理論」を提案し、同理論に基づく音空間認識技術の確立を目指す。そこで、具体的には次の項目について研究を行う。1)多数のステレオマイクを連携させた目的音源強調を最適化問題として定式化、新たなビームフォーミング技術の開発、2)音の波形情報ではなく、到来方向情報の推定値のみを用いたステレオマイクと音源座標の同時推定理論の確立。以上により、広い空間においても目的の音のみを強調し、かつ、その位置情報も推定することで、空間上における統一的な音情報の利用を実現する枠組み、音空間認識技術を検討する。
肝不全治療に対する経腸栄養を利用した遺伝子治療の試み

本研究は、遺伝子治療における遺伝子ベクターの経口投与の可能性と肝不全治療の応用を考え、ラット肝不全モデルを使用し実験を行った。研究成果は以下の3つの項目に大別できる。95%肝切除肝不全モデルにおいて5日生存率を未処置群、10%ブドウ糖経静脈的投与群、各種経腸的投与群と比較すると、経腸栄養群はすべて5日生存率は60%以上で生存率の延長を認めたがその投与成分では差が認められなかった。2、遺伝子ベクターの経口(腸)投与は可能かどうか?3、肝不全モデルでの遺伝子投与により効果は発現するか?肝不全という特殊な環境下にてHGF遺伝子の投与が生存率の向上に有効であるかどうかを検討したが、遺伝子ベクター単独および経腸栄養併用投与は肝不全モデルにおける生存率の延長に寄与しなかった。以上より、経口投与により投与遺伝子の蛋白発現がみられ、経口投与の可能性が期待できると考えられたが、実際の治療遺伝子では治療効果は認められず、有効となる発現量に達していなかったと推測された。今後、経口投与の隙の吸収と発現を促進する遺伝子本体や薬剤の開発、発見が急務であると考えられた。色素発現遺伝子を使用したベクターの経口投与における消化器での発現方法)Beta-galactosidaseを含んだadenoviralvectorをH2ブロッカー投与後,全身麻酔下に開腹し,胃内及び小腸内に投与した.48時間後,肝,胃,上部小腸,下部小腸での発現をみた.さらに,gulutamic acid投与下での吸収,発現を比較した.臓器別では胃,肝臓,上部小腸,下部小腸の順に発現が高かった.結語)以上より多く,adenoviralvectorの経口投与によってある程度の肝での発現がみられ,H2ブロッカーおよびgulutamic acidの併用によりさらに吸収,発現が増加した.平成13年度交付申請書研究実施計画のとおり施行した.1.HGF遺伝子を含むadenoviral vectorを利用して,経腸投与における発現を測定した.Beta-galactosidase遺伝子での結果に基づき,胃内投与を施行し,48時間後に血清濃度および肝,胃,上部小腸,下部小腸でのHGFの組織内濃度を測定したが,肝にわずかに認められるのみであった.2.Beta-galactosidase遺伝子を含むadenoviral vectorを肝不全モデルへ胃内投与し,臓器分布を検索した結果,正常ラットと同様,胃,上部小腸,下部小腸の順に発現がみられたが,肝では認められなかった.なお,このモデルは10%グルコースを定時的に与えない限りは,全例3日以内に死亡した.3.肝不全モデルへのHGF遺伝子を含むadenoviral vectorの投与は,1.のコントロール実験においてさらにadenoviralvectorの濃度をあげて投与しており,血清内にて検出できるレベルになり次第開始する予定である.1.HGF遺伝子を含むadenoviral vectorの至適投与量の決定HGF遺伝子を含むadenoviral vectorを使用して、経腸投与における各臓器における発現と毒性を検討した。10^7pfuから10^<10>pfuまで投与したが、10^7,10^8では、胃、小腸、肝にHGFは認められず、10^9,10^<10>で胃、小腸、肝に発現が認められ,10^9と10^<10>で差を認めなかった.また,死亡ラットは存在しなかった.よって10^9pfuを至適投与量とした.2.肝不全モデルの確立と経腸栄養の有効性10%グルコースを定時的に与えない限りは全例3日以内に死亡する95%肝不全モデルを作成した.肝臓切除後,胃管チューブを留置した.術後胃管チューブより,10%グルコースのみ,分岐鎖アミノ酸のみ,10%グルコース+分岐鎖アミノ酸を投与すると生食のみ投与に比べ,生存率がいずれも上昇した.3.治療実験肝不全モデルへのHGF遺伝子を含むadenoviral vectorの経腸投与を行い,生存率,死因,各臓器へのHGF濃度の測定を行った.生食投与群,lacZ-adenovirus群HGF-adenovirus群で生存率に有意差を認めなかった.3日生存率は,それぞれ20%,0%,20%で,胃,小腸にlacZ, HGFの発現認められたが,肝には認めなかった.血清からもHGFは検出されなかった.

4.本研究での結論と課題(1)肝不全時の経腸栄養の有用性は証明されたが,HGF遺伝子導入のみでは生存率を改善させられなかった.(2)さらなる経腸投与による遺伝子導入効率の向上と,経腸栄養+HGF遺伝子導入にて肝不全モデルの成績を検討する.本研究は,遺伝子治療における遺伝子ベクターの経口投与の可能性と肝不全治療の応用を考え,ラット肝不全モデルを使用し実験を行った.本年度は過去3年間の実験の結果,経腸栄養の肝不全モデルへの有用性は証明できたため,HGF遺伝子を含むadenoviral vectorの投与が肝不全における生存率を向上させるかの最終段階の実験を行った.95%肝切除モデルに,術後5%グルコースを経口であたえると5日間生存率は25%であった.本モデルに以下の実験群を設定し,生存率を比較した.生理的食塩水を経胃的に投与した群は5日生存率は10%であった.LacZ-adenovirusを経胃的に投与した群は,5日生存率は20%であった.HGF-adenovirusを経胃的に投与した群は,5日生存率は20%であった.10%グルコースを経胃的に投与した群は,5日生存率は70%であった.HGF-adenovirus+10%グルコースを経胃的に投与した群は,5日生存率は60%であった.また,HGF-adenovirus投与ラットの血中にはHGFは検出されなかった.結論として,HGF-adenovirusの単独投与および併用投与は成績を向上させなかった.このことにより,今後遺伝子治療を遂行する上では,経腸栄養が有効であることは証明されたが,HGFなどの遺伝子導入による治療効果をえるためには,adenovirusの吸収,感染効率の向上の努力と,至適の治療濃度の設定が必要であると考えられた.
熱力学的視点によるBayes予測の新展開

理論研究として,前年度に引き続き,α-ダイバージェンス損失関数の下でのBayes予測を研究している.これは東京大学の丸山祐造教授との共同研究である.推定問題の拡張である,確率分布の推定問題は予測問題と呼ばれる.これをBayes統計学の枠組みで行うのがBayes予測問題である.α-ダイバージェンスと呼ばれる確率分布間の乖離度を用いて予測の良さを測るとき,優れたBayes予測分布を導くための条件を調べた.この研究成果はジャーナルに投稿中であり,現在,リバイスしたものが査読されている.もう1つの理論研究として,Jeffreys事前分布を用いた共役解析を研究している.これは統計数理研究所の柳本武美名誉教授との共同研究である.Jeffreys事前分布は,事前情報がないときに仮定される代表的な事前分布である.事前分布と事後分布が同一の関数形をもつとき,その事前分布は共役事前分布と呼ばれ,役事前分布を用いたBayes解析が共役解析である.この研究では,Jeffreys事前分布の特徴づけを行うとともに,尤度を用いた推論への含意を明らかにしている.研究成果を国際研究集会で発表した.応用研究として,Tweedie分布における経験Bayes推定を行った.これはサンシャインコースト大学(オーストラリア)のPeter Dunn准教授との共同研究である.Tweedie分布は降水量などのデータ解析に用いられる確率分布である.原点において離散的であり,正の領域において連続的という特徴をもち,応用上非常に有用である.確率密度の計算が難しいことで知られるが,Dunn准教授が開発した優れたパーケージソフトにより,高い精度での計算が可能となっている.事前分布に含まれる超パラメータをデータから推定するのが経験Bayes推定法であり,今年度はTweedie分布においてこの推定法を考案した.管理職(経済工学科長)に就いているため学内業務が多く,研究に集中できる時間がなかなか確保できない.また,入試業務など避けられない業務のために例年参加している研究集会に参加できなかった.理論研究については,1α-ダイバージェンス損失関数の下で,Jeffreys事前分布を用いたBayes予測分布を優越するようなBayes予測分布を導出すること,および,2対応する事後分布を用いてJeffreys事前分布の特徴づけを行うことに取り組みたいと考えている.応用研究については,今年度考案した「Tweedie分布における経験Bayes法による推定法」の性能を数値シミュレーションによって明らかにしたいと思っている.理論研究として,「α-ダイバージェンス損失関数の下でのStein現象」についての研究を行った.これは東京大学の丸山祐造教授との共同研究である.Kullback-Leiblerダイバージェンスを損失関数として採用するとき,2種類の双対な損失関数を考えることができる.これらを一般化したのがα-ダイバージェンス損失関数である.この損失関数の下でBayes予測問題を考える.確率密度関数の推定問題が予測問題であり,パラメータ推定問題の一般化である.Stein現象とは,improperな一様事前分布に基づくBayes予測分布を頻度主義の意味で改善できることを意味する.分散に関する一定の条件の下で,この改善が可能であることを証明した.また,αの値が+1または-1に近いとき,それぞれ+1または-1のときの状況と連続的につながっていることも明らかにした.研究成果をジャーナルに投稿した.応用研究として,Tweedie分布における経験Bayes推定について研究を行った.これはオーストラリアのサンシャインコースト大学のPeter Dunn准教授との共同研究である.将来的にはTweedie分布をベースにした一般化線形モデルにおける経験Bayes推定を考察したいと考えている.今年度は第1ステップとして回帰構造のないモデルにおける経験Bayes推定を考察した.Tweedie分布は指数型分布族に属し,共役事前分布が存在する.研究代表者の以前の研究により,Tweedie分布の尤度関数はlocation familyのそれと似ていることが分かっている.また,このlocation familyは曲指数型分布族に属し,かつ,共役事前分布をもつことが分かっている.これらの事実を上手く利用して経験Bayes推定量を構成することに取り組んでいる.管理職(経済工学科長)になったため学内業務が多く,研究に集中できる時間がなかなか確保できない.また,入試業務など避けられない業務のために例年参加している研究集会に参加できなかった.理論研究として,前年度に引き続き,α-ダイバージェンス損失関数の下でのBayes予測を研究している.これは東京大学の丸山祐造教授との共同研究である.推定問題の拡張である,確率分布の推定問題は予測問題と呼ばれる.これをBayes統計学の枠組みで行うのがBayes予測問題である.α-ダイバージェンスと呼ばれる確率分布間の乖離度を用いて予測の良さを測るとき,優れたBayes予測分布を導くための条件を調べた.この研究成果はジャーナルに投稿中であり,現在,リバイスしたものが査読されている.もう1つの理論研究として,Jeffreys事前分布を用いた共役解析を研究している.これは統計数理研究所の柳本武美名誉教授との共同研究である.Jeffreys事前分布は,事前情報がないときに仮定される代表的な事前分布である.事前分布と事後分布が同一の関数形をもつとき,その事前分布は共役事前分布と呼ばれ,役事前分布を用いたBayes解析が共役解析である.

この研究では,Jeffreys事前分布の特徴づけを行うとともに,尤度を用いた推論への含意を明らかにしている.研究成果を国際研究集会で発表した.応用研究として,Tweedie分布における経験Bayes推定を行った.これはサンシャインコースト大学(オーストラリア)のPeter Dunn准教授との共同研究である.Tweedie分布は降水量などのデータ解析に用いられる確率分布である.原点において離散的であり,正の領域において連続的という特徴をもち,応用上非常に有用である.確率密度の計算が難しいことで知られるが,Dunn准教授が開発した優れたパーケージソフトにより,高い精度での計算が可能となっている.事前分布に含まれる超パラメータをデータから推定するのが経験Bayes推定法であり,今年度はTweedie分布においてこの推定法を考案した.管理職(経済工学科長)に就いているため学内業務が多く,研究に集中できる時間がなかなか確保できない.また,入試業務など避けられない業務のために例年参加している研究集会に参加できなかった.理論研究については,「α-ダイバージェンス損失関数の下でのStein現象」の「完全な」(分散に関する一定の条件を取り除いたという意味)証明を与えることを目指したい.応用研究については,Tweedie分布における経験Bayes法による推定手法の開発を行い,数値シミュレーションによってその性能を明らかにしたいと思っている.理論研究については,1α-ダイバージェンス損失関数の下で,Jeffreys事前分布を用いたBayes予測分布を優越するようなBayes予測分布を導出すること,および,2対応する事後分布を用いてJeffreys事前分布の特徴づけを行うことに取り組みたいと考えている.応用研究については,今年度考案した「Tweedie分布における経験Bayes法による推定法」の性能を数値シミュレーションによって明らかにしたいと思っている.管理職(経済工学科長・経済工学専攻長・経済工学部門長)に就いているため,管理運営業務が多かった.また,入試業務を担当し,以前参加していた研究集会を欠席せざるを得なかった.これらが次年度使用額が生じた理由である.ただ,勤務先である九州大学の会計ルールのため,年度をまたぐ出張(2019年3月4月)の経費を2018年度に計上できていない.金額が70万円超になったのはこのためであり,実質的な次年度使用額は30万円程度である.
中世ロシアの国家・教会関係の緊密化の人的研究

「中世ロシアの国家・教会関係の緊密化の人的研究」の研究において、昨年に一応のまとめの成果(「14世紀後半から15世紀初頭のモスクワの国家と教会ー府主教宮廷と大公宮廷との人的関係を中心に」)をだしたが、これらを全てまとめて刊行する意図を実現するために、今年度はこれまでやり残してきた緊密化の研究を法的側面から深めた。具体的には、全ルーシ的な緊密化ではなく、特定の地域のみで見られる緊密化現象が対象であり、13ー15世紀のものとされる「ノヴゴロドのフセヴォロド大公の教会規定」の研究を進めた。これはまだ原稿の提出にはこぎ着けていないが、既に最終段階に入っている。また、教会における緊密化の具体的実態を探るために「府主教ヨアン2世の教会規定」の研究も進めた。他には刊行した成果として、時期はやや課題より後になるが、近世のロシア、ウクライナ、ポーランドにおける教会合同の研究動向をまとめて発表した(「フィレンツェ合同のロシア、ウクライナ、ポーランド地域への波及」)。その他は近世ロシアの聖俗関係について、「第三ローマ」論についても原稿を提出した。こうした成果は、その一方で、夏期のモスクワ渡航時にモスクワのステパノーヴィチ博士より受けた貴重な助言を受けてのものでもある。博士とはとりわけ本科研課題についての検討を縁にして、今年、或いは来年度にも来日を要請しており、研究会等で更に本研究に関する議論を深めていきたい。昨年度は丁度、所属機関より海外研修の機会を得て、ロシア、ウクライナにおいて本研究を進める機会を得た。研究計画に記載したА・В・クジミンの近著『モスクワへの道』において進められている人的関係の研究を批判的に受容しながら、「府主教宮廷」と「大公宮廷」における勤務人の人的関係を分析した。その結果、事前の想定通り、14世紀末から15世紀半ばまでの時期について、同族中に府主教宮廷に勤める者と大公宮廷に勤める者が存在する事例、あるいは大公宮廷から府主教宮廷に勤務替えをした(或いは勤務替えを命じられた)事例を見いだすことができた。現在はこれを文章にまとめる段階にある。その他、ウクライナのキエフ及びリヴィウにおいて、本研究課題に関わる資料を入手できた。とりわけ、ロシア革命以前のウクライナ語資料は日本国内で入手のできないものが多く、今後の研究に活用できる。とりわけ『キエフ大学紀要』には、15世紀の教会内の人事に関わる研究が三点ほど存在していたため、その入手は今後の研究に役立つ。またこの方面については、多くのロシア人(A・ホロシケーヴィチ博士ら)、ウクライナ人研究者(В・ウリヤノフシキー教授ら)から多くのアドヴァイスを得ることができた。またこの時期のロシア教会に関する研究書(J・フェンネル『ロシア中世教会史』。原題A History of Russian Church)の邦訳を教文館より出版した。それにより、この時期の教会史に関する知見を高めるとともに、市井に研究を公開することができた。海外研修で当初の予定とは変わったものの、運良く研究場所を提供され、また資料を見いだすことができたため、概ね順調に進展している。残された課題は成果をまとめ上げることである。これまでの成果につき、所属大学紀要にて発表した(拙稿「14-15世紀モスクワの国家と教会ー府主教宮廷と大公宮廷との人的関係を中心に」『岐阜聖徳学園大学教育学部紀要』)。すなわち、府主教フェオグノスト以前の時期において、人的結合関係の増加を論じたクジミンに対し、筆者はそれが殆ど、府主教宮廷との人的関係の増加とは確定できないことを論じた。代わって、府主教アレクシー時代以降の緊密化について、これまでよりも早い時期にその開始を設定できることを論じた。更にヴャコント家の他にも代々ほぼ世襲で府主教ボヤーレを務める諸家門の各々について検討した。1392年の「聖俗ボヤーレの交換」の検討が課題として残ったことを結びで述べた。更に諸史料の調査のため(特にリトアニア大公国の聖俗ボヤーレの関係について)、リトアニアのヴィルニュス大学図書館で調査した。この成果の一部については『西洋中世研究』の依頼を受け、これに投稿した。その他は長期的な課題(中世ロシア国家の聖俗関係の解明)の一部として、モスクワ第三ローマ論について発表した(『ロシアを知る事典』)。プスコフの修道士フィロフェイの第三ローマ論に関する最新の研究に依拠して、ロシア中世宗教史のイデオロギーが当初は国家とは全く無縁だったものの、次第にこれが政治イデオロギーとして使用されていくこと、また写本伝統上の操作により、多くがフィロフェイのものにされてしまった過程を論じた。基本的には計画通り進んでいる。今期はクジミンの研究の後半部を再検討する作業を進める。

また、教会における緊密化の具体的実態を探るために「府主教ヨアン2世の教会規定」の研究も進めた。他には刊行した成果として、時期はやや課題より後になるが、近世のロシア、ウクライナ、ポーランドにおける教会合同の研究動向をまとめて発表した(「フィレンツェ合同のロシア、ウクライナ、ポーランド地域への波及」)。その他は近世ロシアの聖俗関係について、「第三ローマ」論についても原稿を提出した。こうした成果は、その一方で、夏期のモスクワ渡航時にモスクワのステパノーヴィチ博士より受けた貴重な助言を受けてのものでもある。博士とはとりわけ本科研課題についての検討を縁にして、今年、或いは来年度にも来日を要請しており、研究会等で更に本研究に関する議論を深めていきたい。15世紀半ば以降の時期におけるロシアの府主教座と国家との人的関係を探っていく。ここはクジミンの研究がカバーしていない時期であるので、丹念な史料の研究が必須である。具体的にはラズリャードなどの史料と、С・ヴェセロフスキーの古典的研究との摺り合わせが課題となろう。リトアニア地域の聖俗勤務関係について、クジミンの研究の再検討を継続する。その他時期を16世紀に移して検討する。また前稿でで明らかになった「ボヤーレの交換」について考察する。リトアニア地域の考察については、ウクライナにて史料集め、研究者との交流を図る予定。大学の海外研修で一年間ロシア・ウクライナに滞在していたため、科研研究費の使用可能な用途が限られていたため、使い切ることが出来なかった。初年度に海外研修で使い切れなかったことが原因である。ただ昨年度については、調査費用をはじめ、当該年度分を使用できた。今年度は通常の生活に戻ったため、早速研究費で図書の購入、また国内及び海外への出張に使う予定がある。
ＭＥＭＳ駆動型電磁誘起透明化メタマテリアルによる動的光制御

本研究ではMEMS(微小電気機械システム)駆動可変構造による電磁誘起透明化(Electromagnetically induced transparency-like:EIT)メタマテリアルの動的光制御の実現を目的とする。また、MEMS駆動可変構造に適し、かつ高効率なメタマテリアル構造を探求するために、MEMS駆動の前段階として基板上に静的なメタマテリアルを製作し、理論および実験の両面から光学特性を調べることを目的とする。なお、対象波長は光領域およびテラヘルツ領域とする。本年度は、以下のデバイスを試作評価した。(1)光領域で動作するMEMS駆動EITメタマテリアルの試作を行った。波長800nm帯を設計波長とし自立構造上にメタマテリアルを製作することに成功した。透過スペクトル測定から共鳴によるディップを波長800nm付近で確認することができた。また、MEMSアクチュエータのみの動作に成功し36Vの駆動電圧で97nmの変位特性を得ることができた。(2)テラヘルツ領域で動作するMEMS駆動EITメタマテリアルの試作を行った。シリコンの自立構造上にEITメタマテリアルを製作し、MEMS駆動によるEITメタマテリアルの可動に成功した。(3)光メタマテリアルの屈折率、位相変調量を評価するための顕微干渉計を開発し、光領域で動作する静的なEITメタマテリアルの位相制御特性評価を行った。(4)テラヘルツ領域で動作する静的なEITメタマテリアルを再試作し、明瞭なEIT応答の観察に成功した。(5)非対称性を導入したFano共鳴型Asymmetric double bars(ADB)メタマテリアルの提案と実証を行い、波長1300nm近辺でFano共鳴の観察に成功した。また、ADBメタマテリアルのユニットセルの配列を変化させることによるFano共鳴のQ値向上に成功した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究ではMEMS(微小電気機械システム)駆動可変構造による電磁誘起透明化(EIT)メタマテリアルの動的光制御の実現を目的とする。本年度は、(1)光領域および(2)テラヘルツ領域で動作するMEMS駆動EITメタマテリアルの1次試作を行った。また、MEMS駆動を想定した静的なEITメタマテリアル構造を光領域およびテラヘルツ領域においてそれぞれ設計・製作し、光学特性の評価を行った。以下にそれぞれの成果を示す。(1)光領域で動作するEITメタマテリアルMEMS駆動EITメタマテリアルの試作を行った。ガラス基板に成膜した材質を電子線描画、エッチングにより加工し、最後にXeF2ガスでシリコンを除去して自立構造を作製する。今年度、メタマテリアルの自立構造を実現した。また、MEMSアクチュエータ部分の駆動を確認した。メタマテリアル構造に形成されたギャップをMEMSアクチュエータで精密位置決めして光の動的制御を行う。そこで、ギャップの異なる静的なEITメタマテリアル構造を高精度に製作し、光学特性とギャップの関係を調べた。同時に、サイズや材質の影響も調べた。ギャップに依存して光学特性が変化することが確認でき、ギャップの調整で光学特性を制御できることを明らかにした。また、サイズや材質を適切にすることで波長462832nmでEIT特性を確認した。(2)テラヘルツ領域で動作するEITメタマテリアルMEMS駆動EITメタマテリアルの試作を行った。また、基板上に静的なEITメタマテリアルを製作し、周波数約1.55THzにおいてEIT特性を確認した。光領域で動作するMEMS駆動EITメタマテリアルに関して、デバイスの構造設計、光学設計を予定通り行うことができた。

さらに1次試作に着手し、MEMSアクチュエータの駆動実証およびメタマテリアルの自立構造の製作に成功した。したがって、おおむね順調に進展している。さらに、静的なEITメタマテリアルを高精度に製作し、可視波長での明確なEIT特性を世界で初めて実現したことは、特筆すべき成果である。テラヘルツ領域で動作するMEMS駆動EITメタマテリアルに関して、デバイスの構造設計、光学設計を予定通り行うことができた。また、1次試作に着手するに至った。また、静的なEITメタマテリアルを高精度に製作し、周波数約1.55THzにおいてEIT特性を実験により確認し、数値計算との良好な一致を得た。今後、1次試作で明らかとなったプロセスの問題を解決し、引き続き試作を行い、デバイスの完成を目指す。現在明らかとなっているプロセスの問題点の多くは、実験の条件だしまたは軽微なマスクパターンの修正で解決できると考えている。試作したデバイスの駆動特性や光学特性を調べる。駆動特性は駆動周波数や位置決め精度を評価し、光学特性は共鳴の波長や帯域、動的制御による変調量を評価していく。
科学衛星観測による粒子デ-タの解析のための粒子トレ-サの開発

地球磁気圏で生起する物理現象を解明するために、科学衛星「あおぞら」と「あけぼの」に低エネルギ-粒子分析器を搭載した。この分析器で観測されたデ-タには、極域における興味深い粒子の特性が見いだされている。例えば、イオン・コニックスにおける質量分散、カスプ領域におけるエネルギ-分散、上昇イオンに伴う電子ビ-ムやピッチ角分布の異方性など数多くの例があげられる。これらの現象のメカニズムを解明するために、統計的処理や他の観測デ-タとの比較検討は当然必要ではあるが、単なる観測デ-タの処理だけでは説得力のある解釈はなかなか難しい。そこで、観測された粒子をトレ-サ-とし、その軌道を計算することにより、粒子の起源、加速プロセスや分散過程を検討することが容易に可能となる。本研究では観測された粒子をトレ-サ-とするテスト粒子シミュレ-タを開発した。特に、衛星デ-タのハンドリングやデ-タ表示の点から、ワ-クステ-ションでの処理を目指した。開発した粒子トレ-サを用いて、1989年7月24日に観測されたイオン・コニックスにおける質量分散過程の解明をおこなった。このイオン・コニックスではイオンの質量分散とピッチ角分散が同時に観測されている。粒子トレ-サ-による検討結果は、dawnーtoーdusk電場による質量の大きいイオンほど低緯度側へE×Bドリフトされたため、質量分散が起こることを定量的に示した。また、ピッチ角分散はイオンが加速された高度に依存することも明かとなった。さらに、イオン・コニックスの生成過程に電場加速の可能性を示唆する結果を得ている。以上示すように、本研究で開発された粒子トレ-サ-は、従来のモデルだけのシミュレ-ションではなく、実際に観測された粒子をトレ-サ-に用いた点が大きな特徴で、今後各種の現象での成果が期待される。
宿主免疫細胞から攻撃されアポトーシスに陥った細胞を組織学的に同定する方法の開発

胎児・胎盤は母体にとり異物であるが、免疫学的胎児許容機構が働き、胎児は拒絶されない。この機構が破錠すると母体免疫細胞は胎児を攻撃し流産が起こると推定されるが、これまでにヒトでは母体免疫細胞が直接胎児組織を攻撃した証拠を得ることができていなかった。そこで、本研究では細胞傷害性T細胞(CTL)や活性化NK細胞の細胞傷害に関与する顆粒内蛋白であるPerforin (P)、GranzymeB (GrB)、Granulysin (GL)の発現を流産検体で検討したところ、流産例の胎盤付着部(着床部)においてGL陽性のリンパ球が有意に増加していた。一方、P、GrB陽性細胞数には差を認めなかった。Flow cytometryにてGL陽性細胞はCD16^-CD56^<bright>NK細胞であることが判明した。脱落膜CD16^-CD56^<bright>NK細胞を分離後、IL-2で活性化させヒト絨毛外トロホブラスト(EVT)細胞株を共培養させたところ、12時間後にGLはEVT細胞の細胞質に発現し、24時間後にGLはEVT細胞の核に移行し、その後、EVT細胞はアポトーシスに陥った。この反応は細胞接触を必要とし、Pの発現も必要であることを確認した。GL発現ベクターにGFPを連合させたベクターをEVT細胞に発現させても同様の現象が認められた。GFP遺伝子をタンデムに2分子連合したベクターを用い単純拡散で核膜を移行できなくしても、GLは核に移行したことからGLは能動的に核内に移送され、その後アポトーシスを引き起こすことが判明した。次に免疫組織学的に流産胎盤の核にGLが発現していないかを検討したところ、流産例のEVTでは正常妊娠例に比し核内GL陽性細胞数が有意に多かった。また、核内GL陽性EVT細胞はTUNEL陽性でアポトーシスに陥っていた。今回の成績はヒト流産症例において宿主免疫担当細胞(NK細胞)がEVTを攻撃してアポトーシスを引き起こすことを初めて証明したものである。今後、妊娠高血圧腎症の胎盤や癌組織での応用が期待される。異物である胎児や、癌精巣抗原を持つ癌細胞を宿主は認識しており、着床不全・流産や癌細胞の排除に働いていることは実験動物では証明されてきたが、ヒトにおける疾患レベルでは未だに直接的に証明されていない。これは宿主免疫細胞から攻撃されて死に至った細胞を同定する良い指標がないからである。我々は活性化NK細胞や細胞傷害性T細胞に発現する顆粒内蛋白で、標的細胞をアポトーシスに至らしめるGranulysin(Gr)に着目し、まず流産症例で、絨毛細胞が宿主免疫細胞から産生されるGrで傷害されるかを検討した。免疫組織染色法で流産症例基底脱落膜中のGr、Granzyme B, Perforin発現細胞を検討すると、Gr陽性細胞のみが正常妊娠例に比して増加していた。さらにFlow cytometry法にてGr発現細胞がCD16^-CD56^<bright>NK細胞であることを同定した。脱落膜リンパ球をIL-2で24時間培養するとNK細胞はGrを発現するようになり、絨毛外トロホブラスト(EVT)のcell lineであるHTR8細胞をアポトーシスに陥らせた。活性化NK細胞とHTR8細胞の共培養12h後ではHTR8細胞の細胞質にGrを認め、24h後にはGrは核に移行し、その後アポトーシスが生じた。GFPにGrを連結したプラスミッドをHTR8細胞に遺伝子導入しても、細胞内のGrが核内に移行した後にアポトーシスが生じた。アポトーシスは種々のカスパーゼ阻害剤を使用しても減少せず(カスパーゼ非依存症)、核内にGrが移行してからapoptosis induce factor(AIF)が核内に集積することも見出した。以上より、標的細胞の核内へのGr集積が、宿主細胞の攻撃によるアポトーシスの一指標となる事が判明した。EVTならびに自由絨毛細胞の核内のGr染色を検討すると、流産症例の基底脱落膜のEVT核内にGr染色が認められ、本細胞ではTUNEL染色陽性であった。以上より、宿主細胞により攻撃されアポトーシスに陥った細胞をヒト疾患レベルで初めて同定できた。今後、癌症例においても検討を予定している。胎児は母体にとって異物であるため、母体免疫細胞により攻撃されれば流産となる可能性がある。事実、流産例で絨毛外トロホブラスト(EVT)にアポトーシスが生じることは、これまで多く報告されてきたが、これが免疫細胞の攻撃によるものかは証明されていない。我々は、まず免疫組織学検討で、CTL、NK細胞から産生され細胞死を引き起こすGranzyne B(Gr)、Perforin (Perf)、Granulysin (Grn)につき検討したところ、流産症例の基底脱落膜中にGrn陽性の細胞が多数存在することを見い出した。一方、Perf陽性細胞、GrB陽性細胞数には差を認めなかった。そこでGrn陽性細胞を二重免疫組織法ならびにflow cytometry法にて検討したところ、CD56^bright NK細胞にGrnが強発現していることが判った。さらに流産症例でアポトーシスを起こしているEVT細胞の核にGrnが存在することを免疫蛍光染色法で見い出した。そこで脱落膜CD16^-CD56^+NK細胞を純化し、IL-2で刺激してからEVT cell lineと共培養させると、EVT細胞の細胞質内にまずGrnが局在し、やがて核に移行するに従いアポトーシスが生じた。

そこでGrnを可視化するためGFP-Grnベクターを作製し、EVT細胞株にトランスフェクションしたところ、細胞質から核へGrnが移行するにつれ、EVT細胞がアポトーシスになることが判明した。また40KD以上のGFP・GFP-Grnベクターを作製し単純拡散で核に移行できないGrnを発現させてもGrnは核に移行したことから、Grnは能動的に核へ移行し、細胞をアポトーシスに陥らせることを証明した。以上、流産症例のEVT細胞の核に認められたGrnは、母体由来の子宮NK細胞に由来し、これらNK細胞が児のEVT細胞を攻撃しアポトーシスを起こしていることを初めて証明した。胎児・胎盤は母体にとり異物であるが、免疫学的胎児許容機構が働き、胎児は拒絶されない。この機構が破錠すると母体免疫細胞は胎児を攻撃し流産が起こると推定されるが、これまでにヒトでは母体免疫細胞が直接胎児組織を攻撃した証拠を得ることができていなかった。そこで、本研究では細胞傷害性T細胞(CTL)や活性化NK細胞の細胞傷害に関与する顆粒内蛋白であるPerforin (P)、GranzymeB (GrB)、Granulysin (GL)の発現を流産検体で検討したところ、流産例の胎盤付着部(着床部)においてGL陽性のリンパ球が有意に増加していた。一方、P、GrB陽性細胞数には差を認めなかった。Flow cytometryにてGL陽性細胞はCD16^-CD56^<bright>NK細胞であることが判明した。脱落膜CD16^-CD56^<bright>NK細胞を分離後、IL-2で活性化させヒト絨毛外トロホブラスト(EVT)細胞株を共培養させたところ、12時間後にGLはEVT細胞の細胞質に発現し、24時間後にGLはEVT細胞の核に移行し、その後、EVT細胞はアポトーシスに陥った。この反応は細胞接触を必要とし、Pの発現も必要であることを確認した。GL発現ベクターにGFPを連合させたベクターをEVT細胞に発現させても同様の現象が認められた。GFP遺伝子をタンデムに2分子連合したベクターを用い単純拡散で核膜を移行できなくしても、GLは核に移行したことからGLは能動的に核内に移送され、その後アポトーシスを引き起こすことが判明した。次に免疫組織学的に流産胎盤の核にGLが発現していないかを検討したところ、流産例のEVTでは正常妊娠例に比し核内GL陽性細胞数が有意に多かった。また、核内GL陽性EVT細胞はTUNEL陽性でアポトーシスに陥っていた。今回の成績はヒト流産症例において宿主免疫担当細胞(NK細胞)がEVTを攻撃してアポトーシスを引き起こすことを初めて証明したものである。今後、妊娠高血圧腎症の胎盤や癌組織での応用が期待される。
p97/p37新規膜融合経路に関する研究-SNARE複合体の同定と機能解析

p97/p37経路は細胞周期問期におけるゴルジ体と小胞体の維持に必須であるが、本研究ではゴルジ体を対象としてSNARE分子の同定を試みた。CHAPSにより可溶化することで、ショ糖密度勾配塵心分離により、p97, p37, SMRE分子よりなると考えられる複合体を維持したまま高密度側に分離し、低密度画分のGS15やp37分子と分離することに成功した。また、CHAPSにより可溶化したゴルジ体よりp97/p37ビーズに特異的に結合する分子量約30, 28, 23, 18kDaの因子を見出した。p97/p37膜融合経路に関して、必須SNARE分子はこれまでGS15しか明らかになっていないが、膜融合が進行するためにはこれ以外のSNARE分子も必要である。そこで、本研究では、p97/p37膜融合経路に必要なSNARE複合体の同定と機能解析を目指す。p97/p37経路は細胞周期間期におけるゴルジ体と小胞体の維持に必須であるが、本年度はゴルジ体を対象としてSNARE分子の同定を試みた。間期細胞のゴルジ体を1M KCLで処理し塩に感受性を示す結合因子を除去したゴルジ体(swG)を調製した。swG上のにSNARE複合体を維持するために、すでにp97/p37/GS15を含む複合体を解離しないことが明らかなCHAPSを用いて可溶化した。これを、ショ糖密度勾配遠心分離により分画しGS15の分布を調べると、GS15は分子量約15kDaと小さくGS15のみでは複合体を形成することはないと考えられているにも関わらす、その分布は非常に重い分子量の画分に存在していることが明らかとなった。つまり、この条件においてGS15を含む複合体(他の必須SNARE分子を含む)は解離することなく維持されていると考えられ、この条件でゴルジ体を可溶化することにより、SNARE複合体の同定が可能であると考えられた。そして、p97/p37を結合させたswGも同様に分画したところ、p97の分布にp97/p37のみで見られるピークよりも重い画分に新たなピークが確認された。また、この画分には、GS15も存在していることから、p97/p37/SNARE複合体(GS15を含む)が存在していると考えられ、この画分に含まれるSNARE分子を同定することによりp97/p37経路に必須なSNARE複合体を明らかに出来ると考えられる。今後は、この画分を対象に、抗p37抗体による免疫共沈殿を行い共沈される因子の同定を行う。p97/p37経路は細胞周期間期におけるゴルジ体と小胞体の維持に必須であるが、ゴルジ体を対象としてSNARE分子の同定を試みた。当初予定していたショ糖密度勾配遠心分離により分画したp97/p37/GS15複合体を含む画分を対象とした抗p37抗体による免疫共沈殿では、抗体に由来するバンドの影響等で目的とする因子を見出すことが出来なかった。そこで、抗体を用いないために、ビオチン化したp37をアビジンビーズに結合しp37ビーズを作製した。そして、このp37ビーズをp97とインキュベートすることによりp97/p37ビーズを作成した。間期細胞のゴルジ体を1M KCLで処理し塩に感受性を示す結合因子を除去したゴルジ体(sw-Golgi)を調製し、これをCHAPSにより可溶化しp97/p37ビーズとインキュベートし、p97/p37ビーズに結合したsw-Golgi成分をSDS-PAGEにより分離したところ、p97/p37ビーズに特異的に結合する分子量約30kDaのタンパク質が得られた。この結合因子の同定を行うために、スケールアップして同様の操作を行い、目的とする因子を含む領域を切り出しこのゲル断片に含まれるタンパク質をマススペクトロメトリーにより解析した。解析結果は、十分量の目的因子が得られていなかったためケラチンのシグナルしか得られず、その同定には至らなかった。現在、このコンタミネーションを抑え目的因子の同定を行うために再度解析を行っているところである。
蛋白質摂取に対する生体エネルギーの応答ー細胞生理学的解析ー

本研究では、まず、a)蛋白質摂取にともなう小腸粘膜や骨格筋の酸化的リン酸化能の変化を調べ、ATP合成系が肝臓や心臓以外の臓器でも修飾を受けるか否かを確認するため、プロイラー雛に蛋白質含量な異なる試験飼料を14日間自由摂取させ、小腸粘膜および骨格筋ミトコンドリアの酸化的リン酸化能を測定した結果、深胸筋、大腿二頭筋のいずれにおいても、STATE3、STATE4およびADP/0比の増減は認められなかったが、小腸粘膜のSTATE4は、61%区で7%、25%、43%区と比較して有意に増加した。次に、b)蛋白質摂取にともなう肝臓の酸化的リン酸化能の低下の基質依存性を調べたところ、基質として、電子伝達複合体1に電子を供与するピルビン酸+リンゴ酸、あるいはグルタミン酸を用いた場合、肝臓ミトコンドリアのADP/0比が蛋白質レベルの増加にともない有意に低下したが、電子伝達複合体III、IVにそれぞれ電子を供与するコハク酸、アスコルビン酸を用いた場合には有意な変化は認められなかった。さらに、C)蛋白質摂取にともなう肝臓の酸化的リン酸化能の低下に、ミトコンドリア内膜に内在するF_0F_1-ATPaseの関与の可能性があるか否かを調べたところ、F_0F_1-ATPaseの活性は、単離直後ミトコンドリアでは、蛋白質レベルの増加により有意に増加したが、凍結融解処理後のミトコンドリアでは、変化は認められなかった。このことから、F_0F_1-ATPaseの関与より電子伝達複合体1のプロトンポンプ能の低下とミトコンドリア内膜のプロトンの透過性の増大による可能性が考えられた。最後に、c)この蛋白質レベルが各種主要臓器の細胞内のNa^+/K^+-ATPase活性に影響を及ぼすか否かを調べたところ、腎臓・小腸粘膜とは異なり、肝臓や特に筋肉で低蛋白質レベルで低下した。今後、蛋白質摂取にともなう肝臓の脱共役反応や筋肉におけるATP利用の促進反応の作用機構をさらに解明する必要があることが解った。
高度好熱菌house‐cleaning酵素群の立体構造解析および分子機能解析

Nudix蛋白質は,細胞にとって有害なヌクレオチドや過剰に増加したヌクレオチド代謝産物を分解するヒドロラーゼの総称であり,その働きからhouse-cleaning酵素とも呼ばれる。その基質はいずれもヌクレオチドニリン酸に何かが結合した(nucleoside diphosphate-linked X)化合物である。Nudix蛋白質はそれらを分解することによって,遺伝情報の維持,細胞増殖やシグナル伝達の制御などに関わっている。本研究では,高度好熱菌Thermus thermophilus HB8のNudix蛋白質群(Ndx18)を大腸菌体内で大量発現させ,立体構造解析および分子機能解析を行って,各種ヌクレオチドの認識および分解機構を,原子レベルで詳細に解明することを目的としている。Ap6Aを分解するNdx1については,基質複合体の結晶構造を決定した。これに基づいて作製した変異体を解析することによって,基質であるジアデノシンポリリン酸の認識には,アデニン塩基からγ位までの部分が重要であること,さらに二価金属イオンに配位するグルタミン酸残基が触媒に必須であることを明らかにした。次に,ADP-riboseを分解するNdx4については,金属イオンや基質,生成物などをそれぞれ含む6種類の結晶構造を決定し,さらに変異体解析の結果にもとづき,従来提唱されていた反応機構(特に触媒残基)は誤りであり,Nudixモチーフ内の2つのグルタミン酸残基が触媒に必須であることを明らかにした。また,他のNdx蛋白質においても,オリゴマー状態や基質特異性などが大きく異なるものの,活性部位で重要な残基や反応機構は非常によく似ていた。これらのことから,基質認識を担う部分は多様性だが,触媒反応を担う部分は共通であるという,多様なNudix蛋白質の機能発現機構を明らかにした。その基質はいずれもヌクレオチド二リン酸に何かが結合した(nucleoside diphosphate-linked X)化合物である。本年度は,Ndx1とNdx4を中心に解析を行った。まずNdx1については,基質複合体の結晶構造を決定した。次に,Ndx4については,金属イオンや基質,生成物などをそれぞれ含む6種類の結晶構造を決定し,さらに変異体解析の結果にもとづき,従来提唱されていた反応機構(特に触媒残基)は誤りであり,Nudixモチーフ内の2つのグルタミン酸残基が触媒に必須であることを明らかにした。また,Ndx1とNdx4は,オリゴマー状態や基質特異性などが大きく異なるものの,活性部位で重要な残基や反応機構は非常によく似ていた。このことは,多様なNudix蛋白質の触媒反応を担う部分は共通で,基質認識を担う部分に多様性があることを示している。

その基質はいずれもヌクレオチド二リン酸に何かが結合した(nucleoside diphosphate-linked X)化合物である。Nudix蛋白質はそれらを分解することによって,遺伝情報の維持,細胞増殖やシグナル伝達の制御などに関わっている。本研究では,高度好熱菌Thermus thermophilus HB8のNudix蛋白質群(Ndx18)を大腸菌体内で大量発現させ,立体構造解析および分子機能解析を行って,各種ヌクレオチドの認識および分解機構を,原子レベルで詳細に解明することを目的としている。Ap6Aを分解するNdx1については,基質複合体の結晶構造を決定した。これに基づいて作製した変異体を解析することによって,基質であるジアデノシンポリリン酸の認識には,アデニン塩基からγ位までの部分が重要であること,さらに二価金属イオンに配位するグルタミン酸残基が触媒に必須であることを明らかにした。次に,ADP-riboseを分解するNdx4については,詳細な変異体解析の結果にもとづき,昨年度,触媒残基の同定を中心に提唱した反応機構は誤りであり,Nudixモチーフ内の2つのグルタミン酸残基およ金属イオンに配位した水分子が触媒に必須であることを明らかにした。また,他のNdx蛋白質においても,オリゴマー状態や基質特異性などが大きく異なるものの,活性部位で重要な残基や反応機構は非常によく似ていた。これらのことから,基質認識を担う部分は多様性だが,触媒反応を担う部分は共通であるという,多様なNudix蛋白質の機能発現機構を明らかにした。
ヒト細胞傷害性T細胞が認識するHIV-1エピトープの解析

(1)前年度に明らかにしたHLA-A^*2402が提示する12種類のHIV-1 CTLエピトープペプチドを用いて、12人のHLA-A24陽性、HIV-1感染者末梢血単核球を刺激して、これらのCTLエピトープに対するCTL活性能を調べた。その結果、8種類のエピトープがこれらの患者で強く認識されるエピトープである事が明らかになった。今後、これらの免疫学的に強く認識されるエピトープ上の抗原変異を調べるとともに、この変異がCTLの認識にどのように影響を与えるかを検討する予定である。(2)HLA-B51をもっているHIV-1感染者は、AIDSを発症するまでの期間が長い事が知られている。そこで、HLA-B51(B^*5101)が提示するHIV-1 CTLエピトープを、リバース・イムノジェネティックス法を用いて同定することを試みた。その結果、6種類のHIV-1 CTLエピトープを同定できた。さらにこれらのエピトープを認識するCTLクローンを作製し、抗原認識を詳細に解析した。またこの6種類のエピトープに対するCTL活性を、12人のHLA-B51陽性、HIV-1感染者で調べたところ、3つのエピトープに対するCTL活性は少なくとも6人以上でみられ、これらのCTLエピトープが、免疫学的に強く認識されるエピトープであると考えられた。今後、これらのエピトープの変異が、実際の患者がもっているウイルスでどのようにおきているかを解析する予定である。