hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体NMRによる7回膜貫通蛋白質複合体の構造解析

固体NMR実験で、ハロロドプシンとトランスデューサpHtrII、ペプチド・マストパランXについて解析を行った。pHtrIIでは、溶媒のバルクな水の^1Hからの距離測定を行うと同時に、二重膜両親媒性領域のアミノ酸残基を帰属した。pHtrIIの水溶性領域は、β構造とαヘリックスが観測されたが、これは天然構造と考えられた。データ解析では、帰属されていないNMR構造パラメータも構造決定に利用する方法を開発した。膜蛋白質として、7回膜貫通蛋白質であるハロロドプシンと,古細菌フォボロドプシンのトランスデューサであるpHtrIIを主に取り上げた。これら試料は、大腸菌の量発現系により最小倍地を用いて13C,15N同位体標識をおこなった。蛋白質は重水素化した脂質膜に再構成し、機能があることを確かめた。これらを固体NMR構造解析の対象とした。室温では、水溶性領域など分子運動性の高い領域と膜貫通領域など運動性の低い領域を分離して測定することができた。水溶性領域の観測はINEPT法に基ずく方法もので、貫通領域はCP法に基ずく方法を用いた。水溶性領域については特に高い分解能でNMRシグナルを測定することができた。これを、主にJ結合を用いて多次元1H,13C,15N多重共鳴NMR法で、信号を分離して測定した。H-C二次元、H-CC二次元、HN-C二次元などにより多数の残基ない相関情報を得て、これによりほぼアミノ酸残基に信号を帰属することができた。もっとも解析が進んだのはpHTrIIであった。これにより、水溶性領域はαヘリックスを主に取っていることがわかった。これは、このトランスデューサによる長い距離にわたる信号伝達には必要な構造要素であることが考えられた。さらに残基間相関を得るためにH-H双極子結合を使う方法、N-Cの弱いJ結合を使う方法、部位特異的スピンラベル法(SDSL)を使う方法の検討を開始した。NOE法では分子鎖が強固な構造を取っていないため現在まで強い分子間相関を得られていない。N-C_J結合法では、脂質二重膜に結合している分子であるため緩和が早く弱いJ結合による相関が観測できていない。そこで重水素化法、SDSL法、アミノ酸選択的標識法を検討してこの問題に取り組んでいる。固体NMRを用いて7回膜貫通蛋白質について、脂質二重膜に再構成した状態で構造決定を行うことが目的である。対象にする膜蛋白質は、光センサーであるフォボロドプシンpRとそのトランスデュサーであるpHtrIIの複合体、そしてイオンポンプであるハロロドプシンphRについて原子分解能で立体構造決定を行った。多次元13C,15N双極子相関法で残基内と残基間の双極子相関から信号帰属を行った。試料は、13C,15N完全標識試料と、(VLFY)のみ標識しない(リバース標識)試料についても行った。蛋白質内の核間距離相関、蛋白質とリン脂質の原子間距離、脂質二重膜外の水分子と蛋白質の距離相関、部位特異的スピンラベルを用いた長距離測定を行い膜蛋白質の全構造解析を行った。蛋白質内の炭素間距離を13C双極子相互作用によるスピン拡散法で測定した。これ以外に、脂質二重膜のリン原子が蛋白質に接している部分、脂質の炭化水素鎖が接している蛋白質部分を求める。また、運動性の高い水層の水分子と接している蛋白質分子部分も特定した。これら測定にも、7回膜貫通蛋白質ではスペクトル分解能を確保するためリバース・ラベル試料を必要に応じて用いる。また、炭素間距離については、原子間の直接的な分極移動による距離を求めるため、複数の混合時間についてスピン拡散スペクトルを測定して、より正確な炭素原子間距離を算出する。これら方法により、単に膜蛋白質の構造だけでなく、蛋白質間の位置関係、脂質二重膜の親水基や疎水部との相対位署関係も含めて、立体構造に関する情報を得ることができた。この研究過程で膜蛋白質に最適化した固体NMR方法論の開発も行なった。対象にする膜蛋白質は、次の大量試料調製法が確立して、脂質二重膜への再構成も可能な系である。光センサーであるフォボロドプシンpRとそのトランスデュサーであるpHtrIIの複合体、そしてイオンポンプであるハロロドプシンphRについて原子分解能で立体構造解析を行なった。また、FOF1-ATP合成酵素の膜貫通領域FOを構成している二回膜貫通のcサブユニットについて、固体NMR構造解析を行った。その核間距離情報の取得では、蛋白質内の核間距離相関、蛋白質とリン脂質の原子問距離、脂質二重膜外の水分子と蛋白質の距離相関、部位特異的スピンラベルを用いた長距離測定を行い膜蛋白質の全構造解析を行なった。

また固体NMRデータ解析による構造決定では、化学シフトから得た二面角と距離相関から得た情報を組み合わせて構造解析を行った。距離相関の帰属は、スピン対への帰属と構造決定を同時に行う方法で、構造を収束させながら、その構造情報も利用して距離相関情報のスピン対への帰属を進めた。データ解析にはCharmmなどの脂質膜環境を考慮したシミュレーテド・アニーリング法を用いた。また、蛋白質の構造をほぼ決める時には、リン脂質二重膜のリン原子と炭化水素鎖、水層の水との相対的位置関係を求めた。ハロロドプシンについては、塩素イオン結合による構造変化を解析した。フォボロドプシンとそのトランスデューサでは、脂質膜との相対関係を初めて明らかにすることより、その膜を介した信号伝達機構を議論した。サブユニットcについては、FOリング回転機構について提案されているモデルとの比較を行った。
セラミックスの熱衝撃強度評価に関する研究

新素材としてのセラミックスは耐熱性,耐腐食性,耐摩耗性などに優れており,高温部材への応用が期待されている.しかし,ぜい性材料であるために衝撃に弱く,特に高温での使用を目的とする場合は耐熱衝撃性に難点があり,強度部材として実用に供するためには耐熱衝撃性を評価する必要がある.本研究は,一般にばらつきが大きいセラミックス材料の耐熱衝撃強度について,液中急冷法による実験と理論解析により耐熱衝撃強度に及ぼす各種因子の影響について研究したもので,研究内容は以下の通りである.1.熱衝撃試験装置を製作し,耐熱衝撃強度のばらつきの原因となる因子について実験による検討を行なった.(1)試験片を単体で自由落下させると冷却媒体中での落下方向が定まらず,耐熱衝撃温度がばらつく.(2)試験片の形状や落下高さ,および冷却媒体の粘性などによっては,冷却媒体突入時に雰囲気ガスの取り込みが起き,耐熱衝撃温度差が大きく評価される傾向がある.(3)冷却媒体の沸点が低い場合には試験片落下時に媒体が沸騰を起こし,耐熱衝撃温度差にばらつきが生じる.(4)冷却媒体の熱伝導率が高くなると,耐熱衝撃温度差が小さくなる傾向がある.2.試験片の冷却曲線の測定結果から冷却媒体と試験片との間の非定常熱伝達率を同定し,これに基づいて有限要素法による熱衝撃応力解析を行なって,理論的な面から熱衝撃強度に及ぼす各種因子の影響について検討した.(1)試験片落下時の雰囲気ガスの取り込みは,冷却媒体と試験片との間の熱伝達に極めて大きな影響を及ぼす.(2)本研究で使用した試験片の熱衝撃時の応力は,冷却媒体突入後数十msecで最大値に達する.(3)試験片表面の熱衝撃時の軸方向応力と円周方向応力は,ほぼ同程度の引張応力になる.3.セラミックスの熱衝撃試験法に関する技術指針を得た.新素材としてのセラミックスは耐熱性,耐腐食性,耐摩耗性などに優れており,高温部材への応用が期待されている.しかし,ぜい性材料であるために衝撃に弱く,特に高温での使用を目的とする場合は耐熱衝撃性に難点があり,強度部材として実用に供するためには耐熱衝撃性を評価する必要がある.本研究は,一般にばらつきが大きいセラミックス材料の耐熱衝撃強度について,液中急冷法による実験と理論解析により耐熱衝撃強度に及ぼす各種因子の影響について研究したもので,研究内容は以下の通りである.1.熱衝撃試験装置を製作し,耐熱衝撃強度のばらつきの原因となる因子について実験による検討を行なった.(1)試験片を単体で自由落下させると冷却媒体中での落下方向が定まらず,耐熱衝撃温度がばらつく.(2)試験片の形状や落下高さ,および冷却媒体の粘性などによっては,冷却媒体突入時に雰囲気ガスの取り込みが起き,耐熱衝撃温度差が大きく評価される傾向がある.(3)冷却媒体の沸点が低い場合には試験片落下時に媒体が沸騰を起こし,耐熱衝撃温度差にばらつきが生じる.(4)冷却媒体の熱伝導率が高くなると,耐熱衝撃温度差が小さくなる傾向がある.2.試験片の冷却曲線の測定結果から冷却媒体と試験片との間の非定常熱伝達率を同定し,これに基づいて有限要素法による熱衝撃応力解析を行なって,理論的な面から熱衝撃強度に及ぼす各種因子の影響について検討した.(1)試験片落下時の雰囲気ガスの取り込みは,冷却媒体と試験片との間の熱伝達に極めて大きな影響を及ぼす.(2)本研究で使用した試験片の熱衝撃時の応力は,冷却媒体突入後数十msecで最大値に達する.(3)試験片表面の熱衝撃時の軸方向応力と円周方向応力は,ほぼ同程度の引張応力になる.3.セラミックスの熱衝撃試験法に関する技術指針を得た.
本邦における院外心停止患者に対するECPRに関する多施設後ろ向き観察研究

院外心停止患者の転帰は不良であるが、体外式膜型人工肺を組み合わせた心肺蘇生法(ECPR)では、救命率、神経学的転帰の改善が期待されている。しかし、ECPRは相当量の医療資源を必要とする複雑な処置であり、施行可能な施設は限られる。これまで十分な研究はなく、ガイドラインにおいても明確な適応基準や管理方法は決まっていない。本研究は、院外心停止に対してECPRが施行された患者を対象としたレジストリを構築し、本邦での診療実態を明らかにする多施設共同研究である。過去に世界的にもないECPRに特化した大規模データで、ECPRの適応や転帰改善に寄与する因子、介入限界を検討することを目的とする。
大脳皮質神経回路の自己組織化における調整因子としての抑制回路の解明

本研究課題は、皮質神経回路の入力応答特性と自己組織化における抑制回路の動的な役割を明らかにすることを目的としており、当該年度は主に、CRESTの矢崎陽子博士、ハーバード大のヘンシュ貴雄博士らとともに視覚野局所回路に関する研究を行った。両博士は、マウス一次視覚野両眼性領域の興奮性細胞における生体内細胞内記録を行い、特に細胞内ピクロトキシン注入による抑制シナプスのオンオフ状態それぞれにおける活動を比較することによって、興奮性細胞の眼優位性活動に対する抑制回路の役割が、単眼遮蔽期間の長短に応じて動的に変化することを明らかにした。代表者は、その実験データに基づいた視覚野回路モデル研究を行うことによって、抑制回路の機能変化に必要となるシナプス結合強度を明らかにするとともに、複数タイプの回路モデル間比較から、眼優位性シフトを実現する局所回路の様式を明らかにした。具体的には、介在している抑制細胞への興奮性シナプスにおける可塑性が必要であることと、そのシナプス投射が両眼性であること、さらにはそれらシナプス強度の眼優位性が双方向的に変化する必要があることを明らかにした。実際に、矢崎博士による抑制細胞への生体内細胞内記録を通じて、抑制細胞の応答が両眼性であり、その眼優位性活動が双方向的に変化することが確認された。さらに研究代表者は、近年明らかになっている新皮質抑制細胞への興奮性シナプスにおけるスパイクタイミング依存可塑性と、長期遮蔽に伴ったシナプス減弱が組み合わさることによって、抑制細胞の双方向的な眼優位性シフトを実現できることを明らかにした。これらの結果は、臨界期可塑性のメカニズムに抑制回路の役割という視点から迫るものであり、弱視の治療などへの応用が期待されるものである。以上の研究成果は、国際学術誌を通じて誌上発表が行われた。本研究課題は、理論と実験の融合によって、大脳皮質における抑制回路が個別錐体細胞に対する単純な活動抑制だけでなくむしろ積極的に大脳皮質局所回路の自己組織化に関与し、それらを調整しているということを明らかにすることを目的としている。特に、再帰結合回路内における抑制入力の結合様式が、抑制を受ける錐体細胞の応答特性と自己組織化にもたらす影響を明らかにすることを目指す。本年度は、入力情報の分離・統合と関連した海馬CA1領域細胞群の理論モデルに関する研究を行った。この研究は東京大学の池谷裕二博士、理研の木村梨絵博士との共同研究によって進められた。海馬CA1領域から多細胞同時カルシウムイメージングによって得られた集団神経活動と理論モデルを組み合わせることによって、この領域における論理演算子様の活動を示す神経細胞の分布が、どのような回路結合によって実現され、どのような可塑性によって分布変化を実現させるのかを調べた。CA3興奮性細胞間およびCA3興奮性細胞からCA1興奮性細胞へのシナプスにはスパイクタイミング依存可塑性を、CA3興奮性細胞およびCA1興奮性細胞からCA1抑制性細胞へのシナプスにおいては、それぞれシナプス後細胞の発火頻度に依存したHebbian/anti-Hebbian可塑性を導入し、このような神経回路モデルにおいて、論理演算子様の分布の刺激時間間隔依存性と可塑性誘導実験の結果をよく再現できるシナプスパターンと可塑性ルールの組み合わせを調べ、特に抑制細胞と関連したシナプスが、情報の統合・分離を実現する回路の形成にどのように関与するのかを明らかにした。
各種刺激による脊髄内一酸化窒素産生調節に関する研究

本研究は、疼痛刺激による一酸化窒素産生状態を観察し、刺激の部位と一酸化窒素産生量を定量的に評価することを目的とした。一酸化窒素測定装置(インターメディカル社NO-501)微小一酸化特異的電極を用いて脊髄内一酸化窒素の基礎的産生量を測定した。基礎的一酸化窒素産生量は個体による差がみられたが、疼痛刺激により一酸化窒素の産生が増加した。この変化量は、腰部脊髄レベルでは両下肢および尾の疼痛刺激のほうが上肢の刺激よりも上昇の程度は大きかった。ピンチによる疼痛のようなAδファイバーを介する刺激に対し一酸化窒素が関与する程度は明らかではないが、何らかの疼痛伝達に関与している可能性を明らかにしたと考えられる。下肢足底部に対するフォルマリン疼痛刺激はピークまで30分を要するようにゆっくりとした反応ではあったが変化量は大きく、Cファイバーを介する疼痛伝達に関与していることが示唆された。一酸化窒素産生を抑制するL-NAMEの投与は、基礎産生量は大きな変化がみられなかった。これは、電極法による基礎電流の発生は一酸化窒素のみによらないことが示唆される。刺激の無い状態では産生がみられない可能性があると考えられる。この状態下での各部位への疼痛刺激は大きな産生量の変化が得られなかった。各部位の変化量は小さく、L-NAME投与がこの変化を抑制している可能性を示唆した。今回の結果は、各部位の疼痛刺激が神経支配領域に応じた脊髄に一酸化窒素の発生を生じることを示した。さらに一酸化窒素合成酵素阻害薬を用いることでその反応が抑制されることを示した。疼痛伝達に一酸化窒素が直接的に関与していることが示唆された。さらに疼痛刺激のみならず各種刺激を行い、反応を観察する事が有用であると思われた。SDラット雄24匹を対象に以下の研究を行った。1、ラットをペントバルビタールを腹腔内投与し気管切開調節呼吸とした。2、腰部脊髄硬膜内に微小電極を挿入し一酸化窒素電極測定装置を用いて電極法による一酸化窒素濃度を測定した。これをベースとして、疼痛刺激を両下肢、尾、両上肢に加え、この刺激に対する一酸化窒素の発生量を測定した。1,一酸化窒素合成阻害薬であるL-NAMEを40mg/kg投与し一酸化窒素産生阻害を観察した。2、ラット右下肢にホルマリンを注入し疼痛モデルを作成した。3、腰部脊髄硬膜内に微小電極を挿入し一酸化窒素電極測定装置を用いて電極法による一酸化窒素濃度を測定した。結果、疼痛刺激による脊髄腔内一酸化窒素産生を認めた。L-NAMEは一酸化窒素産生を抑制したが、完全ではなかった。ホルマリン疼痛モデルの研究は現在進行中である。本研究者は、脊髄において各種疼痛刺激により一酸化窒素合成酵素が誘導されことを発表したが、これらの酵素が一酸化窒素を明らかに放出しているという明確な根拠を得ることはできなかった。そこで、本年度は、微量な一酸化窒素を直接的に測定できる装置(平成10年度購入済み)を用い脊髄における一酸化窒素産生の状態を観察した。本研究は、疼痛、温熱等の各種刺激による一酸化窒素産生状態を観察し、刺激の種類とその程度と産生量を定量的に評価することを目的とした。一酸化窒素測定装置(インターメディカル社NO-501)を用いて脊髄内一酸化窒素の基礎的産生量を測定した。

1.ラット24匹をペントバルビタールを腹腔内投与し麻酔下に脊髄を露出し、硬膜内に一酸化窒素特異性微小電極を挿入し一酸化窒素電極測定装置を用いて電極法により一酸化窒素濃度を測定した。これをベースとして、各種刺激を加えた。1.ラット下肢に疼痛刺激を加えたモデルを作成した。2.ラット下肢に温熱刺激を加えた温熱刺激モデルを作成した。3.ラット下肢にドライアイスを用いた冷却刺激モデルを作成した。上記各モデルに対し、電極法で脊髄から放出する一酸化窒素濃度を測定した。結果:ベースに対し、1、両下肢、尾のピンチによる刺激で98-127pmの上昇がみられ一酸化窒素産生を観察できた。この反応は一酸化窒素合成酵素阻害薬であるL-NAME投与で抑制された。2,3,の刺激による温熱、冷却モデルでは反応は観察されなかった。
異なる目的関数の同時最適化に基づく任意解像度画像生成アルゴリズムの確立

電子ペーパーでは,電池による長時間駆動や,目に優しい低輝度発光等の特性が求められ,これらを満たすデバイスの性質上,表現できる色数が制限される.本応募研究では,電子ペーパー上で,画質を保ちつつ画像の解像度を実時間で自由に変更可能な限定色画像向けの新しい画像拡大アルゴリズムを開発することを目的として,指定された色数による適応的な色量子化(減色)と,量子化された色情報のみを用いた拡大画像の生成を同時に実現するアルゴリズムを開発した.また,開発したアルゴリズムをタブレットに実装し,その性能を評価した.具体的には,少数色の保存性を考慮することを目的とした色量子化アルゴリズムを新たに提案した.提案した色量子化アルゴリズムでは,量子化の性能が画像中に含まれる画素数の出現頻度に依存することに着目し,少数色の出現頻度を適応的に高めることで,少数色の保存性を向上させることができた.また,その保存性を定量的に評価するための指標を新たに導入し,従来の評価指標と比較して,その有効性とともに色量子化アルゴリズムの終了条件として使用できることを確認することができた.次に,提案した色量子化アルゴリズムを基盤として,実数倍を含めた任意解像度の画像を拡大し,減色するアルゴリズム(限定色画像拡大アルゴリズム)への拡張を行った.提案した限定色画像拡大アルゴリズムを既存のタブレットに実装し,性能評価を行った結果,画質の劣化を抑えつつ,タブレット上において実時間で処理可能な画像拡大が実現できることを確認することができた.色量子化や色変換の専門家である車教授と,各種最適化手法の基礎研究と応用で実績がある久保田教授の協力を得て基礎アルゴリズムの構築を双方から進めた.離散的な色空間での画像拡大については,画像の先鋭性を左右するエッジ成分の推定で実績がある事前定義コードブックによる画像拡大を出発点とし,限定色画像のパレットを用いた画像拡大に関する基礎検討を行う.具体的には,色情報のクラスタリングによって生成されたパレットと,事前コードブックを生成する際に用いる基本パターンとの関連性を,拡大画像におけるエッジの先鋭性を評価指標として定式化し,限定色画像に対する拡大アルゴリズムの性能を定量的に測るための評価(コスト)関数を検討する.事前定義コードブックの生成は34種類の基本画素パターンのそれぞれに各種操作(反転・回転・濃淡)を加えることで様々なエッジパターンに対する高周波・低周波の関係を事前コードブックとして得ることが可能であり,濃淡のパターン生成の際に,クラスタリングされた色情報を用いる.このコードブックを利用することで,ぼやけた画像拡大(低周波成分)に対応する高周波成分を推定・重畳することにより,エッジの尖鋭な出力画像を得ることが可能であることを確認した.なお画像空間における視認性を考慮した色量子化については研究で用いる色情報のクラスタリング手法を開発する.具体的には,視認性を考慮した限定色画像の色表現性能を定量的に測るための評価(コスト)基準を明らかにする.色量子化においては,単純に量子化誤差のみに基づいてクラスタリングを行うと,画像中に疑似輪郭が生じてしまうため,色表現性能による画質の評価のみでは不十分である.疑似輪郭の生成を抑制し,視認性を向上させるためには,誤差拡散法などのディザリング手法を併用する必要があるため,ディザリングを適用することを前提とした評価基準の設計を検討した.アルゴリズム構築グループによって得られた評価基準をもとに,同時最適化アルゴリズムの開発の取り組みの目途が立ったので,次年度へ向けたハードウェア化による高速化に必要なワークステーション及びFPGAボードを準備し,ハードウェア化への対応実験が可能となった.しかし,ハードウェア化における様々な制約を考慮し,同時最適化アルゴリズムを検討中である.ある程度のアルゴリズムの最適化手法は構築したが,まだハードウェア化に向けての問題点についてはこれからの課題として残っている.さらに,事前定義コードブックの生成については,クラスタリングされた色情報を持つものが出来た.画像空間における視認性を考慮した色量子化については,色情報のクラスタリング手法を開発し,その評価基準を検証した.ただし,疑似輪郭が生じないアルゴリズムに関しては,さらなる検討が必要である.また,視認向上のための誤差拡散法等のディザリング手法についても検証している.これまで検証したアルゴリズムによりコスト関数とクラスタリングされたコードブック情報により,高精度の高周波成分の推定手法を用いることを前提として,アルゴリズム構築グループは,前年度に得られた評価基準をもとにして,同時最適化アルゴリズムの開発に取り組み,パレットとコードブックの同時獲得を実現する.基礎アルゴリズムが固まり始める.アルゴリズムの高速化とデジタルハードウェア化の専門家である田向准教授と共に携帯端末向けの実装をブロック単位で行い,画質に加えて省電力性と実時間演算性に関する検討を行っており,アルゴリズムの一般性とシステムの実応用性という観点から総合的な評価を行った.その際に必要なハードウェア環境を整備・使用して実験・実証を行い,本研究の目的である,画質を保ちつつ画像の解像度を実時間で自由に変更可能な「限定色画像向けの新しい画像拡大アルゴリズム」を開発した.具体的には,「色空間における最適な色量子化」と「量子化された色情報を用いた画像空間における最適な画像拡大」という互いに探索空間の異なる二つの最適化問題を同時最適化問題として統合し,その求解アルゴリズムを開発した.開発したアルゴリズムの高速化とハードウェア化を行うために,小型端末上での処理の実時間化を目指した.限定色画像のパレットと拡大

アルゴリズムのための事前定義コードブックは,色数や諧調数の限られた携帯端末での利用を目的としているため,アルゴリズムの高速化を行うことで,非力な端末での実時間性を向上させる.また,携帯端末内のSystem on Chipに搭載されているGraphic Processor Unitや再構成可能領域などを用いたハードウェアアクセラレータを開発する.アルゴリズム構築グループは,前年度に得られた評価基準をもとにして,同時最適化アルゴリズムの開発に取り組み,パレットとコードブックの同時獲得を実現している.基礎アルゴリズムが固まったことにより,アルゴリズムの高速化とデジタルハードウェア化の専門家である田向准教授と共に携帯端末向けの実装をブロック単位で行い,画質に加えて省電力性と実時間演算性に関する検討を行っている.アルゴリズムの一般性とシステムの実応用性という観点から総合的な評価を行った.これらを踏まえ,国際会議等での他研究の情報収集を確実に行い,オリジナル性の高い研究内容の構築を進めている.電子ペーパーでは,電池による長時間駆動や,目に優しい低輝度発光等の特性が求められ,これらを満たすデバイスの性質上,表現できる色数が制限される.本応募研究では,電子ペーパー上で,画質を保ちつつ画像の解像度を実時間で自由に変更可能な限定色画像向けの新しい画像拡大アルゴリズムを開発することを目的として,指定された色数による適応的な色量子化(減色)と,量子化された色情報のみを用いた拡大画像の生成を同時に実現するアルゴリズムを開発した.また,開発したアルゴリズムをタブレットに実装し,その性能を評価した.具体的には,少数色の保存性を考慮することを目的とした色量子化アルゴリズムを新たに提案した.提案した色量子化アルゴリズムでは,量子化の性能が画像中に含まれる画素数の出現頻度に依存することに着目し,少数色の出現頻度を適応的に高めることで,少数色の保存性を向上させることができた.また,その保存性を定量的に評価するための指標を新たに導入し,従来の評価指標と比較して,その有効性とともに色量子化アルゴリズムの終了条件として使用できることを確認することができた.次に,提案した色量子化アルゴリズムを基盤として,実数倍を含めた任意解像度の画像を拡大し,減色するアルゴリズム(限定色画像拡大アルゴリズム)への拡張を行った.提案した限定色画像拡大アルゴリズムを既存のタブレットに実装し,性能評価を行った結果,画質の劣化を抑えつつ,タブレット上において実時間で処理可能な画像拡大が実現できることを確認することができた.アルゴリズム構築グループは,前年度に得られた評価基準をもとにして,同時最適化アルゴリズムの開発に取り組み,パレットとコードブックの同時獲得を実現する.基礎アルゴリズムが固まり始める.アルゴリズムの高速化とデジタルハードウェア化の専門家である田向准教授と共に携帯端末向けの実装をブロック単位で行い,画質に加えて省電力性と実時間演算性に関する検討を行っていく.アルゴリズムの一般性とシステムの実応用性という観点から総合的な評価を行う.その際に必要なハードウェア環境を整備・使用して実験・実証を行い,本研究の目的である,画質を保ちつつ画像の解像度を実時間で自由に変更可能な「限定色画像向けの新しい画像拡大アルゴリズム」を開発する.
時価主義会計情報が株価形成に及ぼす影響に関する実証的研究

証券取引法の適用会社は、1991年3月決算期より、保有有価証券の時価評価額を開示することになったが、銀行はこれより1年早くから、この情報を開示している。本研究は、東京証券取引所第1部上場の銀行が、1990年3月決算期に関して公開した保有有価証券の時価評価額の情報を取り上げ、この時価情報と当該銀行自身の株価動向との関連性を実証的に分析した。会計情報項目と株価形成の実証的関連性の研究においては、株価変化を従属変数とし、会計情報項目を独立変数とするクロスセクション回帰分析を実施し、株価変化が会計情報項目で説明されるか否かを統計的に判定する方法が広く用いられている。本研究でもこの方法に従い、伝統的な原価主義利益情報と時価主義会計情報(すなわち有価証券の未実現保有利得)の2項目で株価変化の説明を試み、原確主義利益情報を所与としても、時価情報が統経的に有意な追加的説明能力を有するか否かを調査した。調査の結果、(1)一般企業と同様、銀行についても、原価主義利益で測定した経営成績が良好である企業ほど、株価上昇率も大きいこと、および(2)この関係に加えて、銀行保有証券の時価評価額から算定される未実現保有利得の情報は、原価主義利益を所与としてもなお、銀行間の株価変動のバラツキを追加的に説明するのに十分な能力を有することが判明した。したがって保有有価証券の時価評価額を企業に開示させるこという新しいディスクロ-ジャ-制度は、適正な株価形成を促進するうえで、当初の目的を達成しつつあると考えることができる。
前白血病状態としての発作性夜間血色素尿症(PNH)の分子病態

発作性夜間血色素尿症(PNH)は造血幹細胞の後天性変異に起因し、溶血や造血不全に加え白血病を高率に発生し「造血細胞に遺伝子変異が発生しやすい」ことを我々は提唱している。そこで高感度の変異率測定法が確立されているHypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase (HPRT)遺伝子を用いて好変異環境を実証すると共にその原因解明を試みた。結果、6チオグアニン(6TG)耐性を指標にしたHPRT遺伝子変異Tリンパ球の検出率はPNH患者で8人/12人(67%)、健常人で3/17(18%)であった。変異コロニー数は10^7コロニーあたり各々40367(平均149)と116(平均7)であった。変異の易発生で有名なataxia telangiectasia患者は43であった。つまり、PNH患者ではHPRT変異が発生しやすいことが判明した骨髄細胞コロニー解析もこれを支持していた。罹病期間や治療内容との相関はなかった。HPRTcDNA解析は6TG耐性を支持し、変異はそのほぼ全領域にみられ集中部はなく塩基欠損が多く健常人にみられた1塩基置換とは異なっていた。これらの特徴はPNH患者のPIG-A遺伝子変異とも似ており、PNH特有の変異原が存在すると思われた。なお、HPRT変異細胞はCD59陽性でPIG-A変異はなく、変異発生は特定の細胞に集中していなかった。また造血不全や白血病化を共有する再生不良性貧血でも好変異を示し、変異発生機序の追究の方向性が得られた。これらの前白血病状態の特徴付は白血病発生機構の解明に寄与すると思われる。本研究により、白血病をよく発生するために前白血病状態として注目されている発作性夜間血色素尿症(PNH)において、血液細胞に後天性の遺伝子変異が極めて高率に発生することが判明した。方法としてHPRT遺伝子変異を検出する指標としての6TG耐性、クローン毎に形成されるコロニー培養法を併用し、HPRT遺伝子変異を有するT細胞クローンの検出および発生割合の算出法をまず確立した。6TG非存在下のコロニー形成は良好で、6TG耐性クローンの出現も健常人例では10^6に1個と従来の報告と一致し、またHPRT変異も確認できた。この方法を用いて、PNH患者群では健常人群に比べてT細胞のHPRT遺伝子変異が高率に発生していた。その頻度は遺伝子不安定性の陽性指標となるAT患者の場合よりも顕著に高く、また骨髄細胞の解析でもPNHにおけるHPRT高変異が示された。遺伝子解析では、PNHに塩基欠損が多く健常人では一塩基置換のみで、また変異好発部位は見つからなかった。なお、6TG耐性T細胞コロニーのCD59発現は正常で、HPRT変異はPNHクローンに発生したのではないと考えられた。このようにPNHではPIG-A遺伝子に加えHPRT遺伝子にも変異が発生し、しかも変異は別個のクローンに生じていた。今後、この変異好発機序を明らかにすることにより、PNHの病因、PNHクローンの拡大機序、さらに白血病の易発生の機序などに迫れると期待される。発作性夜間血色素尿症(PNH)ha造血幹細胞変異に起因し、溶血や造血不全に加えて白血病を高率に発生する。これまでの研究成果から我々は「造血細胞に遺伝子変異が発生しやすい」ことを提唱している。そこで本研究では高感度の変異率測定法が確立されているHypoxanthine-guanine phosphoribosyltransferase (HPRT)遺伝子を用いて好変異を実証すると共にその原因解明を試みた。その結果、6チオグアニン(6TG)耐性を指標にしたHPRT

遺伝子変異Tリンパ球の検出率はPNH患者で8人/12人、健常人で3/17であった。変異コロニー数は10^7コロニーああり各々40367と116で、変異の易発生で有名なataxia telangiectasia患者は43であった。つまり、PNH患者ではHPRT変異が高率に発生していた。骨髄細胞コロニー解析も同じ結果を示していた。罹病期間や治療内容との相関はなかった。HPRTcDNAの塩基配列解析は6TG耐性を支持し、変異はほぼ全領域にみられ集中箇所はなく、また塩基欠損が多く健常人に検出された1塩基置換おは違いがあった。これらの特徴はPNH患者のPIG-A遺伝子変異と似ており、PNH特有の変異原が存在する可能性がある。なお、HPRT変異細胞におけるCD59発現は正常でPIG-A変異は否定的であり、変異発生は特定の細胞に集中していないと思われた。また造血不全や白血病化を共有する再生不良性貧血でも好変異を示し、変異発生機序の追究の方向性が得られた。これらの成果は白血病発生機構の解明に役立つと期待される。
中心体を構成するG蛋白質(微小管形成シグナル蛋白質)の分子細胞生物学的研究

1)アフリカツメガエル卵の抽出液と哺乳動物培養細胞由来の単離中心体を用いたin vitroの星状体形成解析系を確立し、精製MPFが中心体の成熟(中心子の周りに機能的な中心子外周物質の集積と活性化)に必須であることが明らかになった。また、MPFと同じくMAPキナ-ゼも間期の微小管ダイナミクスを分裂中期型に変換させる能力があるが、MAPキナ-ゼが直接MAPsをリン酸化するのではなく、介在する別のキナ-ゼが存在することを証明した。2)51KDa蛋白質はGTP結合蛋白質でありGTPアフィニティ-カラムに結合する。51kDa蛋白質が主要な成分である中心体可溶化分画をGTPアフィニティ-カラムにかけGTPで溶出したところ51kDaと45KDa蛋白質が複合体として分離することが証明された。この45kDa蛋白質はそれ自身ではGTP結合能を持たないことが8azidoーGTPによるアフィニティ-標識からわかった。この45kDa蛋白質を抗51KDa蛋白質モノクロ-ン抗体を用いて精製すると、30kDa蛋白成分がほぼ等量含まれ、両者が複合体を形成していることが明らかになった。3)51kDa蛋白質のGTP結合能に対する45/30kDa複合体の効果を検討したところ、この複合体は51kDa蛋白質のGTP結合能を強めることが証明された。つまり、この51kDaG蛋白質のGTP/GDP交換反応の調節因子であることが強く示唆された。4)中心体を構成するG蛋白質が結合するGTP/GDPにより微小管形成中心としての活性制御をうけるかどうか、GTP/GDPの結合により微小管との相互作用が異なるかどうか、中心体の活性化にMPFがどのように関与するが詳細な機構に関しては今後の課題として残された。
大規模盛土宅地造成地補強のための拡翼型アンカー工法に関する研究

アースアンカー工や鉄筋挿入工をはじめとする地中アンカー工は,盛土法面や既設擁壁の補強に広く利用されている。これらは,地中のグラウトと周面地盤の摩擦力により造成する定着部と地表付近の構造物または地山を,鉄筋等の高強度の引張材で連結させ,引張力を利用して安定させるシステムである。しかし、この工法は経年的に地山との連結部が緩み、所定の引っ張り強度を発揮しなくなることが知られている。そこで、本研究ではアンカーの先端部が翼型に拡張する拡翼アンカーを提案している。拡翼アンカーは物理的に地山との一体化を果たすため、経年的な引き抜き抵抗低下がみられないという特徴を有する。本研究では,構造解析により鉄筋挿入工の改良工法としての拡翼アンカーの最適な構造を明らかにし,具体的な状況を想定し鉄筋挿入工と拡翼アンカー工の許容引抜き抵抗力の比較を行った。また,鉄筋挿入工の設計基準の中でも,許容引抜抵抗力の算出の部分に着眼し,鉄筋挿入工の許容引抜抵抗力と拡翼アンカーの許容引抜抵抗力の比較を行い,既存の鉄筋挿入工の許容引抜抵抗力の算出式の中に拡翼アンカー独自の基準を組み込めるかの検証を行った。最適な拡翼アンカーの形式ははめ込み型と呼ぶもので、構造的に強く、また現場でも組み立てやすいという特徴を有するものとなった。また、具体的な引き抜き抵抗式としては、勝見・西原(土木学会論文集、第276号、1978年)により提案されたモデルを拡張したもので、拡翼アンカーの引き抜き抵抗を予測することが可能であることを、深さ50-100cm程度ではあるが、現地盤での拡翼アンカー引き抜き試験を実施することによって明らかにした。当初予定では2018年度までに1拡翼部の最適構造の決定、2拡翼アンカーの引き抜き抵抗のモデル化を達成することとしていたが、「研究実績の概要」のところで述べたように、ほぼこの目的を達成している。ただ、実際の地盤を対象とした拡翼アンカー引き抜き試験の実施例がまだ十分ではないため、(2)の区分を選択している。今年度は当初の予定通り以下のような項目について研究を進める予定である。(1)実際の地盤を対象とした拡翼アンカー引き抜き試験の実施:【現在までの進捗状況】のところで述べたように、実際の地盤を対象とした拡翼アンカー引き抜き試験の実施数が不十分であった。ここでは、実際の地盤における実施例をさらに増やしていく。昨年度の実績では、現地におけるボーリングに若干の難があったため、今年度は日鉄住金建材のオペレータの支援を得ながら、さらに深い地盤での実施例も増やしていく。(2)引き抜き抵抗に及ぼす降雨条件および振動条件の影響把握:ここでは、人工降雨装置(現有;降雨面積1.5m×1.5m)の下、あるいは振動台(現有)上にモデル土槽を設置し、降雨後、あるいは振動後に拡翼アンカーおよび比較のための従来型アンカーによる引き抜き抵抗試験を実施し、さらに両アンカーの盛土全体の安定性向上に対する寄与度を評価する。具体的には、モデル土槽中に幅1m、高さ70cm、斜面傾斜角40度程度のモデル斜面を設置する。モデル斜面では明確な基盤部がある場合とない場合を想定し、前者では相対密度90%で締め固めた基盤部の上に相対密度60%程度の厚さ10cmの表層部を設定する。後者の場合はすべて相対密度60%で斜面を作成する。拡翼アンカーおよび従来型アンカーは実物の1/10サイズの模型を製作し、斜面上にセットする。

当初予定では2018年度までに1拡翼部の最適構造の決定、2拡翼アンカーの引き抜き抵抗のモデル化を達成することとしていたが、「研究実績の概要」のところで述べたように、ほぼこの目的を達成している。ただ、実際の地盤を対象とした拡翼アンカー引き抜き試験の実施例がまだ十分ではないため、(2)の区分を選択している。今年度は当初の予定通り以下のような項目について研究を進める予定である。(1)実際の地盤を対象とした拡翼アンカー引き抜き試験の実施:【現在までの進捗状況】のところで述べたように、実際の地盤を対象とした拡翼アンカー引き抜き試験の実施数が不十分であった。ここでは、実際の地盤における実施例をさらに増やしていく。昨年度の実績では、現地におけるボーリングに若干の難があったため、今年度は日鉄住金建材のオペレータの支援を得ながら、さらに深い地盤での実施例も増やしていく。(2)引き抜き抵抗に及ぼす降雨条件および振動条件の影響把握:ここでは、人工降雨装置(現有;降雨面積1.5m×1.5m)の下、あるいは振動台(現有)上にモデル土槽を設置し、降雨後、あるいは振動後に拡翼アンカーおよび比較のための従来型アンカーによる引き抜き抵抗試験を実施し、さらに両アンカーの盛土全体の安定性向上に対する寄与度を評価する。具体的には、モデル土槽中に幅1m、高さ70cm、斜面傾斜角40度程度のモデル斜面を設置する。モデル斜面では明確な基盤部がある場合とない場合を想定し、前者では相対密度90%で締め固めた基盤部の上に相対密度60%程度の厚さ10cmの表層部を設定する。後者の場合はすべて相対密度60%で斜面を作成する。拡翼アンカーおよび従来型アンカーは実物の1/10サイズの模型を製作し、斜面上にセットする。
情報教育のための日本語プログラミング言語Mindの実用化に関する研究

教育用Mind5.5版のうちの対話モードをいきなり子供達に使用して、その効果を調査するつもりでいたが、実際に予備的に使用してみると、なお困難な点が数多くあることが明かとなった。そのために、より使用しやすいようなユティリティ・プログラムを開発する必要に迫られた。Mind言語のプリミティブ命令だけの使用であると、描画なども全て言語による命令として記述しなければならない。そうすると表現したい図形を自由に描くためには、かなりのプログラミング能力と時間とが要求される。中学生段階では、描画にたいして強い興味を示すが、従来の「お絵描ソフト」では、単なる描画に終わってしまい、コンピュータの機能を理解することができない。そこでこの両者を統合するために文章を作成するワープロ機能と、図形を作成するためのソフトを開発し、作成された文章や図形を操作するためにプログラムを作成するという枠組みを開発した。その結果として「Mind WAVE」のパッケージが市販されることとなった。しかし、開発したシステムでは、文章画面や図形画面をプログラムで操作できるようになっていたが、プログラミングをする過程が複雑であった。教師による教材作成には適していても、生徒が使うには不便である。平成4年度では、中学生でも簡単に扱えるように画面を樹状構造にあらかじめ作成し、それを挿入、削除、移動、復写など柔軟に編集できるように統合化したシステム「Mind TREE」を開発した。また、中学校において簡単なプログラミングを実施して、BASIC言語の使用と比較した結果、日本語によるプログラミングの方が親しみやすいとの結果が得られた。今後の課題としては、この「Mind TREE」を中学生に使用しやすいように改善しそのときの効果についての研究が必要である。本研究は、すでに開発されていたMind5.1版を教育用Mindとして改善し、学校現場において使用して実用化試験を行うことを目的としている。現在までの進捗状況は次の通りである。1.平成3年7月に教育用Mind5.5版として、市販するに至ったが、教育的観点からみるとなお問題があった。そこで、教育用の用語として「共通語」のライブラリを設けて用語の精選を行った。その結果を元に平成4年3月末に改訂を行った。2.中学校、高等学校での適用可能性を調べるために、中学校技術・家庭の「電気」において子どもが使える用語を開発した。また高等学校レベルについては、数学での教材開発を行った。その結果、「関数対話」というライブラリが開発され、画面上での座標軸を任意の位置に任意の大きさで表示できるようになった。3.平成4年3月26日から29日までの4日間にわたって、18名の現職教員を対象とした公開講座を開き、実用化にたいする教員の研修を行ったが、反応は良好であった。また、中学生用のテキストが開発された。4.ライブラリを管理するための木構造のデ-タベ-スの基本的な部分の開発が完了し、さらに実用化に向けての開発段階へ進んだ。5.中学校での使用については、附属学校において一部試みたが、カリキュラムとの関係で、本格的な実験は平成4年度に繰り延べられた。平成5年度から中学校技術・家庭科の選択科目「情報基礎」が実施されることとなっているが、コンピュータの機能ならびにコンピュータ制御を理解させるために、なんらかの言語を扱う必要に迫られている。現状ではBASICが扱われているが、中学校の入門段階でBASICが最適であるとはいえない。そこで、従来、コンピュータ専門家の一部で使用されていた日本語プログラミング言語Mindについて、教育的に利用するための実用試験研究を実施した。平成3年度までに、まず、言語仕様を検討することから始め、学校教育に適するように、数学座標に合致した座標ならびに実数と整数の数値を統一的に扱うことができるようにした。

中学校段階では生徒は描画に強い関心を示すが、従来のプリミティブな命令だけを使用すると複雑な描画はできないし、プログラミングにも難解なところがあるので、図形と文章とが同一画面で扱え、しかもそれを言語で操作できるようにするためのシステムとして「Mind WAVE」を開発・実用化して市販できるまでになった。しかし、この段階でも文章、図形、プログラムは別々の編集機能を使用しなければならず、素材の作成とそれを操作するアルゴリズムの記述が独立していて操作が複雑であった。平成4年度では、さらに中学生でも簡単に扱えるように画面を樹状構造にあらかじめ作成し、それを挿入、削除、移動、複写など柔軟に編集できるように統合化した「Mind TREE」を開発した。また、中学校において簡単なプログラミングを実施して、BASIC言語の使用と比較した結果、日本語によるプログラミングの方が親しみやすいとの結果が得られた。成果報告書では、主として開発した「Mind TREE」のプログラムについて報告している。
脳海馬が合成する性ホルモンは急性的に記憶学習を改善し、新規の神経成長因子である

本研究によって、成熟ラットの海馬においてニューロステロイドとしての性ステロイドの合成を実証し、その経路を決定することに成功した。海馬での17β-エストラジオールの合成能に性差は見られず、その合成経路においては「DHEA→テストステロン」の合成にかかる主経路はアンドロステンジオールを介する経路であり、精巣での主経路「DHEA→アンドロステンジオン→テストステロン」とは異なっていた。エストラジオールの合成に必須の酵素であるチトクロムP45017αとチトクロムP450 aromatase、及びエストラジオールの作用媒介分子ERαは、ともに海馬CA1-CA3領域の錐体神経細胞に存在し、核や小胞体に存在するのみならずシナプス部位の小胞状の膜構造上やシナプス前後膜上にも存在していた。エストラジオールは海馬神経細胞の情報伝達を急性的に制御し、30分以内にLTP及びLTDを変化させた。以上より、海馬の神経細胞において、エストラジオールはシナプスにおいても合成され、そのシナプス又はその近傍のジナプスにおいて膜上エストロゲン受容体を介して急性的な神経作用を発揮しているものと考えられた。さらにエストラジオールを2時間程度海馬スライスに作用させるとCA1領域の神経細胞に対して領域ごとに異なった様態でスパインの成長とスパイン密度の増加がもたらされた。この神経成長因子様の作用によって、エストラジオールは長期作用としての神経情報伝達修飾を実現しているのではないかと考えられる。本年度は、「脳自身が合成する性ホルモンによる記憶学習の増進」という新しい機能について研究を進めた。1)ラット脳より急性的に調製した海馬スライスにおいて、各種の^3H-基質ステロイドを海馬スライスと5時間インキュベーションし、その代謝物をHPLC解析によって検討することによって、チトクロムP450scc→P45017α→P450arom系によるニューロステロイドの合成経路が働いて、エストラジオールを合成していることを確認した。2)電気生理測定で、エストラジオールは4週齢ラット海馬のCA1の長期増強を抑制した。3)この、エストラジオールの急性作用を媒介する神経シナプス膜上エストラジオール受容体の探索を進めた。古典的エストロゲン受容体ERαに対するC末端抗体MC-20にょるウェスタンブロットにおいて、子宮や卵巣では67-kDaの古典的ERαのみが検出されたが、海馬、大脳皮質より調製したシナプトソーム膜画分では、60-kDaのErα類似の新規蛋白質のみが検出された。視床下部のシナプトソーム膜画分では67-kDa古典的ERαと60-kDa新規蛋白質が同時に検出された。また、初代培養海馬神経細胞でも60-kDa蛋白質のみが検出された。4)一方、光学顕微鏡を用いた抗体組織染色で、P45017α,P450aromのみならずERα類似蛋白も、海馬の錐体神経細胞や顆粒神経細胞に分布することを確認した。グリアにはほとんど存在しなかった。5)更に、電子顕微鏡で金抗体染色法を用いることで、P45017α,P450arom, ERα類似蛋白が、海馬CA1錐体神経細胞のシナプスに局在することを、ついに発見した。本年度は以下の進展を得る事に成功した。(1)海馬神経細胞における性ホルモン合成経路の解明本年度は、海馬神経細胞における性ホルモン合成経路において難問として残されていた未決定部分、即ちDHEAからその下流のステロイドへの代謝経路の確定を目指し代謝実験を行った。DHEAからテストステロンが合成される経路には、アンドロステンジオールを介する経路とアンドロステンジオンを介する経路の2通りの可能性が考えられた。ラット精巣(末梢ステロイドホルモン合成器官)においては、「DHEA→テストステロン」における主要な代謝経路は「DHEA→アンドロステンジオン→テストステロン」であるが、海馬でも同じか否かが不明であったため、その決定を目指して代謝実験を遂行した。

成獣ラット脳より新鮮な海馬組織スライスを調製し、放射性標識されたDHEAを代謝基質として加えてインキュベーションの後、ステロイドを抽出・精製して順相及び逆相HPLCによる代謝産物の決定を行った。その結果、アンドロステンジオール、アンドロステンジオン、テストステロンが合成されることが確認されたが、アンドロステンジオールはアンドロステンジオンの20倍以上合成されており、海馬においては、DHEA→テストステロンの合成にかかる主経路はアンドロステンジオールを介する経路であることが示された。「DHEA→アンドロステンジオール」の反応は酵素17β-HSDの特異的阻害剤であるRM352-26によってはっきりと抑制された。更に、海馬ステロイドの質量分析測定を行うことにより、海馬においてエストラジオールが合成されていることを最終的に確定することに成功した。(2)海馬神経伝達に対する性ホルモンの急性作用の解明昨年度検討したエストラジオールのラット海馬神経細胞のLTPへの影響に引き続き、シナプス伝達の長期抑制(long-term depression; LTD)への作用を検討した。その結果、エストラジオールはNMDAによって誘導されるLTD強度を減少させることが判明した。(3)性ホルモンの長期作用-シナプス後部(スパイン)の成長を促す女性ホルモンエストラジオールの神経成長因子としての機能を解明するため、海馬スライスに短期的に作用させ、単一神経細胞に微小電極を刺入して蛍光色素(Lucifer Yellow)を単一神経細胞に導入してスパインの形状を可視化し、スパインの形態につき詳細な解析を行った。その結果、エストラジオールを2時間作用させるだけで、CA1領域においてmashroomタイプの短いスパインがfilopodiaタイプの長いスパインに変化することが観察された。方、グルココルチコイド(ストレスステロイド)受容体のアゴニストであるデキサメサゾンを投与すると、異常な形態(正常な状態では見られない尖った形態)のスパインが現れることが観察された。(4)以上の結果を総合すると、成獣ラットの脳海馬においてエストラジオールが合成され、これは急性的に神経シナプス伝達を改善し、神経成長因子として機能することが示された。本研究はその目的を達成することができた。
高性能コンパクト太陽熱海水淡水化装置の開発

多重効用型太陽熱海水淡水化装置用に、テフロンネットをスペーサーとして利用する蒸留ユニットを考案した(図1)。実験と数値解析によりその特性を調べた。淡水収量は、風速や空気温度には強く依存しないが、海水供給量およびその温度に依存し、特にネットの空間面積比(1-Atef)に強く依存した(図2)。10段の構造についてテフロンネット使用のものは従来型より40120%の収量増加が期待できる(図2)。これらの結果は、新しいユニットを使用した海水淡水化装置の設計および開発に重要な知見となるものである。以上の結果をすでに日本の学会で発表しており(文献1、2)、現在英文誌に投稿中である。
PHドメインを含むGタンパク質共役型受容体キナーゼの機能解析

本研究では、Gタンパク質共役型受容体キナーゼ(βARK)のPHドメインを介した膜移行の生理的意義を分子レベルで解析するため、PHドメイン内の部位特異的変異株を作り、PHドメインリガンドであるGBγとPIP2のβARK活性に対するin vivoでの必要性を調べた。すなわち、βARKはPHドメインを介してPIP2とGβγに結合することがin vitroの系では示されているが、これらの相互作用が生理的に意味があるかは不明である。そこで、上記のin vitroでのPHドメインの機能を失ったβARK変異体が、培養細胞内in vivoでも機能を失うかを検索した。すでに報告ずみのPHドメインのfusion蛋白質での解析結果をもとに、PHドメイン内のアミノ酸を部位特異的に変異させたβARKの発現ベクターを作製した。エピトープタグをつけたムスカリン受容体とアドレナリン受容体を用い、細胞を[^<32>P]リン酸とアゴニストの有無で保温し、受容体を可溶化後エピトープに対する抗体を用いて沈降させ受容体のリン酸化を調べた。Gβγへの結合に重要な部位を変異させたβARKは、アゴニスト依存性のレセプターのリン酸化能力を失ったが、PIP2の結合部位の変異はなんらin vivoでの影響を認められなかった。そこで、私は、PIP2以外のリン脂質の関わりを推定し、PS(phosphatidylserine)の効果をin vitroで調べたところ、Gβγの存在下でPSはβARKの膜移行を促進した。このことは、PIP2のPHドメインへの結合による膜移行は唯一の機構ではないことを示している。以上の結果より、PHドメインにGβγが結合することはβARKの活性化に不可欠で、PIP2やPSといったリン脂質が関わっていることが示唆された。