hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多年生植物の交配システムと花のディスプレイ戦略の進化

森林の分断化は,エッジ効果による環境条件の改変を招き,ひいては林床植物の群集構造に影響を与える可能性がある。しかし,林床植物の寿命は長いため,群集が分断後の環境に応答するまでには,かなり長い時間を要するかもしれない。また,狭い空間スケールでは,移動分散パタン("dispersal limitation")がもたらす空間構造の効果が大きく,環境の効果がもつ相対的重要性は小さいかもしれない。本研究では,北海道十勝平野の11の分断林に設置した45の調査区を対象として,林床植物の群集構造に影響を与える要因を分析した。調査林は約2.5km2の範囲に点在し,分断から約100-30年が経過している。分析では,調査区の環境条件や空間配置の効果,エッジ効果,林縁を中心に分布を拡大するミヤコザサ(オオクマザ;Sasachartacea)の役割について検討した。その結果,(1)群集の構造は,調査区の環境条件と空間配置の効果をどちらも強く受けていること,(2)環境の効果は,エッジ効果を示す光条件や腐食土層の厚さと関連づけられること,(3)調査区間の種構成の違いは,エッジからの距離やササの生育密度によって説明できるが,後者の相対的重要性が大きいことが分かった。以上から,林床植物の群集構造が分断化を強く反映し,エッジ効果によって形成された新しい環境勾配の下で再構成されたことが示唆される。また,ササの分布拡大が群集構造の変化を導く主要因として働いた可能性がある。草本植物個体群の動態は、密度依存的な個体群調節や環境変動の結果、時空間的な変動を示す。しかし、長期的な調査から草本植物の個体群動態を分析した研究例はきわめてまれである。本研究では、北海道十勝平野の落葉樹林の林床で生育する多年生草本オオバナノエンレイソウの4個体群を対象として、個体群動態の観察を行った。先行研究から、小さな個体群では実生による加入量が制限される傾向にあることが分かっている。5年間(2000-2004)のデータから、行列モデルを基礎としたPartial Life Cycle Modelを作成し、個体群増加率(λ)の時空間変動や、変動の原因となる生活史過程について解析した。λは個体群や年によって大きく変動したが、多くの場合ではλ=1(漸近的に安定)からの統計学的な差異が認められない範囲にあった。開花個体が同一段階に留まる確率(P4)と実生の加入(F)を示すパラメータが、観察されたλの分断に特に大きく寄与し、P4やFはλとの間に正の相関関係を示した。またP4とFとの間で見られた正の共分散が、λの分散の増加に寄与していた。実生の加入(F)は、幼植物の生存率と負の共分散を示し、λの分散を減少させていた。以上の結果から、Fが減少する環境下では、弾力性の大きいほかのパラメータが共に変動して、λの低下を招いたことがわかる。本研究より、個体群の長期的動態は、個体の密度依存的な死亡や環境条件の変動によって規定されていることが示唆される。一般に、花粉媒介者を誘引する器官(花弁や花冠)は、他家受粉型の植物よりも自家受粉型の植物で小さい。この現象は、花の各器官への資源配分(=性配分)を扱うモデルによって説明されてきた。しかし、過去の研究は資源配分の階層性を考慮しておらず、同一種内で行われた検証例も非常に少ない。本研究では、3次の階層的資源配分を仮定し、交配様式の異なるオオバナノエンレイソウ集団を用いた検証を行った。花弁の大きさは、自家受粉型(6.91cm^2)よりも他家受粉型(10.38cm^2)の集団で大きかったが、この大きさの差は既存の理論だけでは説明できなかった。他家受粉型の植物では、花内で多くの資源が花弁に配分されているだけでなく、花数が少なく、一花あたりの資源投資量が大きかった。この結果は、自家受粉の進化にともなう性配分パタンの進化が複数の階層で生じることを示唆する。本研究の結果は、American Journal of Botanyにおいて誌上発表された。また、生育場所の分断化が植物個体群に与える影響に関して文献調査を行った。生育場所の分断化は、生物多様性に対する最も大きな脅威の一つである。残存する植物個体群に与える影響について検証した過去約15年にわたる研究は、分断化が花粉制限による種子生産量の減少をもたらすこと、エッジ効果による環境条件の改変が、新しい個体の加入をはじめとする多くの適応度成分に影響を与えることを示した。また、分断化は遺伝的多様性の減少や、しばしば近親交配を伴う。これらは主に、幼植物の加入や制限を制限すると考えられるが、分断化が個体群の長期的存続に与える影響は、特に世代時間の長い植物で不明瞭である。このレビューは、保全生態学研究において誌上発表された。

調査林は約2.5km2の範囲に点在し,分断から約100-30年が経過している。分析では,調査区の環境条件や空間配置の効果,エッジ効果,林縁を中心に分布を拡大するミヤコザサ(オオクマザ;Sasachartacea)の役割について検討した。その結果,(1)群集の構造は,調査区の環境条件と空間配置の効果をどちらも強く受けていること,(2)環境の効果は,エッジ効果を示す光条件や腐食土層の厚さと関連づけられること,(3)調査区間の種構成の違いは,エッジからの距離やササの生育密度によって説明できるが,後者の相対的重要性が大きいことが分かった。以上から,林床植物の群集構造が分断化を強く反映し,エッジ効果によって形成された新しい環境勾配の下で再構成されたことが示唆される。また,ササの分布拡大が群集構造の変化を導く主要因として働いた可能性がある。
大腸菌のグルタチオン代謝に関する研究

培養液中に添加したgamma-グルタミナルペプチドを利用するのにGGTが必須であることを見いだした。大腸菌his^-ggt^+株は最小培地にgamma-グルタミルヒスチジンを添加すれば生育したが、his^-ggt_-株は生育しなかった。同様のことは、他のgamma-グルタミル化アミノ酸においても観察された。インタクトな菌体を用いてGGT活性を測定すると転移活性はほとんど観察せず、加水分解活性がはるかに強いことから、gamma-グルタミル化アミノ酸はペリプラズムにおいてGGTによりグルタミン酸とその構成アミノ酸に加水分解され、利用されたものと考えた。大腸菌は対数増殖期に自分で生合成したグルタチオンのいくらかを菌体外に出し、定常期にはそれを再吸収していると考えられる。グルタチオンはGGTによりgamma-グルタミル結合がまず切断され、次いでシステインとグリシンの間の結合がシステイニルグリシナーゼ(CGase)によって切断されて、3つのアミノ酸がそれぞれ利用されると考えられた。そこで、大腸菌の既知のペプチダーゼがCGase活性を持っているのか、未知のCGaseが存在するのか検討したところ、基質特異性が広いとされるペプチダーゼA,B,D,Nすべてを欠損した株はCGase活性を示さなかったが、各ペプチダーゼを1コずつ復帰させた株はいずれもCGase活性を示した。このことから、これらの4つのペプチターゼが協調し合って、グルタチオン代謝に関与しているものと考えられた。
沖縄県における地下ダムの水資源量評価モデル構築に関する研究

近年注目されている地下ダムは、貯留した水を循環利用するために,水資源を有効に利用できるという利点がある一方で,硝酸負荷が高まる可能性がある.さらに,地下ダムは放流機能を持たないことから、汚染が進んだ場合には,水質の回復が難しい。そのため、水質を含めた定量的な水資源評価が可能な、地下ダムを対象とした地下水モデルの開発が求められている。農地を持つ流域での汚染源は主に地表近くであるために,水質評価には、不飽和域での物質移動を考慮する必要がある.しかし,完全3次元浸透流解析では、計算規模が大きすぎ効率的でない。そこで本研究では、小さな規模で不飽和域と飽和域を3次元的に計算できる浸透流計算モデルを検討し、物質移動解析には、飽和域と不飽和域を統一的に扱える、粒子追跡法を組み込むことを試みた。具体的には,不飽和部では水平方向の流れを無視し,鉛直一次元で,飽和部では鉛直方向の流れを無視し水平に次元で地下水流れを計算するモデルを構築した.その結果,本研究で構築したモデルにより、小さな計算規模でも、不飽和域と飽和域を3次元的に計算できることが示せた。また物質移動解析に粒子追跡法を用いた結果,本研究で構築したモデルと組み合わせることが容易で,効率よく地下水流動と物質移動を解析できることが認められた.沖縄県のような島嶼地域では、大きな河川がなく河川ダム建設による水資源開発はあまり期待できない。特に離島部では水資源を天水および地下水に依存している場合が多い。そのような地下水利用の形態の一つとして地下ダムがある。地下ダムは、地中にコンクリートを注入し不透水遮断壁をつくることにより地下水を貯蓄したものである。沖縄県では、1979年に宮古島において実験用の皆福地下ダム(約70万トン)が造られたものを皮切りに、1993年には同じ宮古島に砂川地下ダム(950万トン)が完成し、現在では本島南部、久米島、伊是名島など河川による水資源開発の難しい地域において建設がおこなわれている。地下ダムは、河川のない地域においては有効な水資源開発法である。特に、その水利用形態から水の循環利用は容易であり、無駄のない水利用が可能であるといえる。しかし、貯水形態が完全に閉鎖されたものであるために循環利用の過程において水質悪化の可能性が高く、水質悪化が起こった場合にはその回復は難しい。宮古島では1988年頃から地下水の硝酸負荷の増大が問題視され始めた。その水質悪化の原因として農業開発があげられており、地下水開発による農業開発が地下ダムを駄目にしてしまう可能性がある。そのような現状において、地下ダムが地下水の循環利用やそれによる水質問題も含めてどれほどの水資源開発効果があり、さらにどのような土地利用や農業開発が地下ダムによる水資源開発をより有効なものにするのかについての評価が求められている。そこで、本研究では宮古島における既存の地下ダムにおいて水質を含めた水資源量評価モデルを構築し、その水資源量の評価および有効な土地利用形態や農業開発について検討する。本年度は、地下水流出モデルを構築し地下ダムモデルでの定常計算を行った。また物質移動解析に粒子追跡法を用いた結果,本研究で構築したモデルと組み合わせることが容易で,効率よく地下水流動と物質移動を解析できることが認められた.
内生細菌を操ることで腐生菌であるMortierella属菌を共生菌に変える！

近年、菌類に内生する細菌の報告が増加しており、その機能についても研究が進められている。土壌に普遍的に存在する腐生性菌類であるMortierella属菌にも内生細菌が存在するが、植物との相互作用の詳細は明らかになっていない。植物根部から分離された6菌株4種のMortierella属菌を供試菌株とし、トマトへの接種試験を行ない地上部乾燥重量を最も増加させたM. humilis S2を選抜した。また、供試菌株すべてに内生細菌が存在することが確認された。選抜菌株にも内生細菌が存在したため、抗生物質処理により、内生細菌除去株M. humilis S2BF2を作成した。トマトを用いてスクリーニングと同様に接種試験を行った。Mortierella humilis S2を接種したトマトは明らかな病徴を示すこと無く生育し、地上部の乾燥重量が対照区と比較して1.3倍に増加した。一方、M. humilis S2BF2を接種したトマトでは、10個体中7個体で根部先端の褐変、側根の未発達あるいは葉の褐変が認められた。同内生細菌がM. humilis S2の植物への生育促進効果に影響していることが示唆された。さらに、菌類との共生関係が強固になると考えられている宿主植物のストレス条件下において、M. humilis S2およびS2BF2のトマト生育に対する影響を検証した。高温条件では、M. humilis S2を接種した場合、トマトの地上部乾燥重量は対照区と比較して有意に増加した。一方、M. humilis S2BF2を接種した場合、生育不良が確認された。栄養ストレス条件では、M. humilis S2およびS2BF2接種区で地上部乾燥重量の増加が確認された。一方、M. humilis S2BF2接種区では枯死個体も確認された。トマトの生育を促進するM. humilis S2の選抜に成功した。また、同菌株から内生細菌を除去し、M. humilis S2BF2を作成した。そこで、両菌株をトマトに接種し、比較した結果、どちらも生育促進能を示すが、M. humilis S2BF2では根および葉に褐変部位が確認された。以上より、同内生細菌の存在の有無により、植物共生性や病原性などの性質が変化することが示唆された。本年度の結果を受け、今後は、M. humilis S2近縁種がトマトの生育に与える影響について調査する。また、M. humilis S2の植物根部における存在場所を調査し、さらに土壌を用いた接種試験を行う。さらに植物根への影響を確認するため、真菌の代謝分泌物を調査する。また、同菌の内生細菌による宿主真菌および植物への影響を解明するため、内生細菌の培養および再導入を検討する。

さらに植物根への影響を確認するため、真菌の代謝分泌物を調査する。また、同菌の内生細菌による宿主真菌および植物への影響を解明するため、内生細菌の培養および再導入を検討する。分離を試みている内生細菌が、新種の可能性が高い。そのため、培養に今まで以上の時間が必要となり、ゲノム解析用の経費が未使用となった。2019年度、培養に成功次第、ゲノム解析を行ない、経費を使用する予定である。
当期純利益と包括利益の「利益の質」の比較

本研究では、当期純利益を維持しつつ、包括利益を開示することにより、投資意思決定有用性および利害調整機能の両面から、会計情報の有用性を高めることができる可能性を、先行研究の成果を援用することで確認した。わが国の財務会計基準委員会が公表した包括利益の開示に係る基準案は、こうした先行研究の成果から得られる知見と整合するものである。本研究の目的の第一点は,会計研究で用いられてきた「利益の質」を構成する特性を明らかにすることである。本年度は「利益の質」に関連する文献研究を行い,多様な「利益の質」の定義およびその測定尺度の違いを確認し,特に,利益の質を規定する特性として取り上げられることの多い,利益持続性に関連する先行研究の整理を行った。会計利益の質は会計研究において従来から議論されながらも,それを規定する特性は何かについて特定の定義があるわけではなく,研究に応じて様々な定義と測定方法が用いられている。例えば,先行研究は,利益の時系列特性(持続性,予測可能性,変動性),会計発生高やキャッシュフローとの対応関係,株価関連性(利益反応係数),収益と費用との対応関係などを用いて利益の質を測定している。また,先行研究で用いられている利益の質を規定する特性の中には,持続性と予測可能性のように,条件によっては相互に矛盾する特性も存在する。利益持続性についてみてみると,利益がpermanentな要素とtransitoryな要素から構成されると認識されている点は,多くの研究に共通する。しかしながら,その定義と測定方法はひとつではない。本研究では,利益持続性の測定方法は,1)時系列モデルを用いて測定する,2)時系列モデルから推定した係数と資本コストを用いて測定する,3)財務指標などの代理変数を用いて測定する,4)株価との統計的関連性から測定する,の4つの方法があることを確認した。本研究の主たる目的は、当期純利益と包括利益の「利益の質」を比較することである。そこで、本年度は当期純利益と包括利益の価値関連性やその他の利益属性の違いを分析することに焦点を当てている先行研究の内容を検討した。当期純利益と包括利益の価値関連性に関する先行研究の結果は、当期純利益の方が包括利益よりも珠価やリターンとの関連性が高いことを報告するもの(Dhahwal, et.al., 1999 ; Lin, et.al., 2007)がある一方で、逆に、包括利益の方が当期純利益よりも株価やリターンとの関連性が高いことを報告するもの(Biddle and Choi, 2002 ; Kanagaretnam, et.al., 2008)が混在している。わが国のデータを用いた分析でも、若林(2001, 2002)は、包括利益に比べて当期純利益の方が株価形成に反映されていることを報告しているのに対し、井手(2004)は、(製造業の場合には)純利益に比べて包括利益の方が価値関連性が高いことを報告している。さらに、純利益と包括利益の利益属性を検討している研究にChang and Lin(2008)、大日方(2009)がある。Chang and Lin(2008)は、将来のキャッシュフローに対する説明力は純利益の方が高いが、資本コストとリターンのボラティリティに対する説明力は包括利益の方が高いことを報告している。また、大日方(2009)は、疑似的に計算された包括利益を用いることの問題点を指摘し、報告された包括利益を用いて、持続性や適時性・保守性などを比較している。今後は、大日方(2009)が指摘する点を考慮した上で、収益性とリスクの観点から当期純利益と包括利益の比較を行う。当期純利益を重視する立場と当期純利益を廃止して包括利益のみを業績指標とする立場との間でいかに調整を図るかは、会計基準のコンバージェンスをめぐる重要な論点のひとつである。こうしたことから、当期純利益と包括利益を比較する目的で、これまでに多くの実証研究が行われてきた。本研究では、先行研究が明示あるいは暗黙のうちに前提としてきた、業績指標としての利益が備えるべき望ましい特性(利益の質)を検討した上で、それがどのような方法で検証されてきたのかを整理した。すなわち、利益の質およびその判断基準が先行研究ではどのように捉えられ、またどのような分析方法により測定されてきたのかを整理し、その上で、当期純利益と包括利益の利益特性の違いが財務報告の目的に対してどのような意味を持つのか、現在までに明らかにされてきた点を確認した。先行研究では、多様な「利益の質」の定義およびその評価基準が存在するものの、それを考慮しても、分析の結果は、投資意思決定における有用性のみならず、利害調整機能の点からも、包括利益が当期純利益よりも「質の高い」業績指標であると主張するに足る首尾一貫した証拠を示していない。先行研究の結果は、その他包括利益項目の有用性は認めつつも、当期純利益を廃止し、包括利益のみを業績指標とする主張は妥当ではないことを示唆している。

そのため、当期純利益を廃止するのではなく、リサイクリングを通じた当期純利益の維持を前提としたうえで、包括利益を開示することが求められる。また、これまでの研究では利益、すなわちフロー情報の分析に焦点が当てられてきたが、ストック情報どの連携を考慮してフロー情報の有用性を検討することも、今後の車要な研究課題である。
左右半球の独立性と選択的注意に関する検討

本研究は左右半球に独立した処理資源を想定して,視覚情報選択性の機構について2つの点を明らかとした。1つは,無関連情報を排除する視覚情報選択性が各半球で独立に行われることを明らかとした。2つめは,視覚情報選択性の調整が,ブロックレベルの競合頻度によって変化し,この変動は左右視野呈示時に顕著にみられることが明らかとなった。これは,左右半球で独立に視覚情報選択性の調整が行われている可能性を示唆した。本研究は左右半球に独立した処理資源を想定し,視覚情報の選択が左右半球で独立して行われる可能性を検討することを目的としている。まず無関連情報の排除の効率性と左右半球の処理資源との関連性について検討した。4つのアルファベット文字を左右視野に1文字(低負荷視野)と4文字(高負荷視野)に分けて呈示し,その中からターゲット(K,N)を同定することを求めた。このとき,文字列の外側にディストラクター(K,N)が呈示され,それを無視するように求めた。注目したのは適合性効果が,ディストラクターの呈示視野(低/高負荷視野)でどのように変動するかであった。その結果,低負荷視野にディストラクターが呈示された事態で適合性効果が大きくなった。これは,知覚的負荷の低い半球にディストラクターが呈示された時には,各半球の処理資源が潤沢に余っており,それがディストラクターの処理をすすめ,ディストラクターを効率的に排除できなかったことの反映であると推察された。しかしこの結果は,ディストラクターの顕著性の点からも解釈できたため,この文字列を左右半球に冗長に投入されるような呈示布置(上下視野呈示)で,再検討した。その結果,先の左右視野呈示の結果とは大きく異なり,適合性効果の変動は見られなかった。以上の結果から,処理資源の左右半球での独立性が,無関連情報の排除を決定することが示唆された。次に,左右半球での認知的制御の独立性について検討した。Eriksen課題を応用して,5文字からなる文字列を左右一側視野に呈示し,文字列の中心の文字の同定を要求した。ブロック内で一致試行の出現確率を操作し,一致試行の出現確率が適合性効果に与える影響を検討した。その結果,一致試行が多く出現する視野での適合性効果が,一致試行が少ない視野のそれより大きくなった。このことは,左右視野で視覚情報の選択性(認知的制御)が独立に行われている可能性を示唆した。トップダウン的な制御に関する機構が,左右半球に独立して存在するかを明らかにするために,フランカー刺激文字列(ターゲットと周辺のフランカー刺激)を左右各半球に投入して,コンフリクト(不一致試行)の出現確率を各半球で操作した。これまで,一致試行が多い場合,つまりコンフリクトが少ないブロックの場合には,適合性効果(不一致試行の成績-一致試行の成績)が,コンフリクトの多いブロックよりも大きくなるという,競合適応効果が観察されている。もしこれが各半球で行われるとすれば,左右視野で一致試行の出現確率(コンフリクトの多寡)が操作されればそれに応じた視野間の競合適応が予測された。実験1では仮説をおおむね支持する結果が得られた。実験2では,実験1での結論を確認するために,左右両半球に冗長に文字列が導入されるような布置,つまり上下視野に刺激を呈示し,実験1同様に一致試行の出現確率を視野毎に操作した。その結果,予想に反して,上下視野においても視野間競合適応効果がみられた。おもしろいことにこの効果は,試行が進む実験後半に顕著にみられた。この点については次年度の研究課題となった。今年度のもう1つの成果は,競合適応効果の生起には,競合経験自体が重要であることが示唆された点であった。先の実験1と同様の実験を数字列(例"44644")を用いて,呈示位置ごとに一致試行の出現確率を操作した。予想通り競合適応効果が観察された。その直後の実験後半では,一致試行の出現確率を50%に変更すると共に,漢数字のフランカー刺激(四四六四四)にかえて適合性効果を観察した。その結果,一致試行の出現確率が50%に変更したにも関わらず,先の視野間競合適応効果は観察された。このことは,競合経験に依存した認知的制御が,刺激の違いを超えても保持されることを示唆した。視覚情報選択性の調整(認知的制御)が,左右半球で独立に行われ,さらに課題文脈によって変動することを明らかにすることが本課題の目的であった。本年度の成果は3点であった。1つは,他者との共同行為事態でも,他者の行為の観察が観察者の視覚情報選択性に影響することであった。サイモン課題を二人で役割を分けて実施している際に,他者の競合体験を観察すると,観察者の視覚情報の選択性は次試行で強化され,適合性効果が小さくなることを明らかにした。

2つめは,昨年度の知見(蔵冨・吉崎,2010)を確認するために行われた。フランカー課題において,呈示位置に競合頻度によって視覚情報選択性は調整されることを示した。特に,左右視野に呈示した際(左右各半球)は上下視野(左右両半球に冗長に投入)よりも,競合頻度による視覚情報選択性の調整(競合適応効果)が顕著にはたらくことを示した。この結果は,視覚情報選択性の調整機構に,呈示位置に依存したものと,左右各半球が介在する機構を想定すると比較的うまく説明できた。つまり,左右視野に呈示された事態では,呈示位置の制御だけでなく左右半球での制御が重畳して働いたと推察された。3つめは,この呈示位置に依存した競合適応効果の加齢効果を明らかにしたことであった。高齢者を対象にフランカー課題を用いて呈示位置に依存した競合適応効果を観察したところ,若齢者と同様に調整が行われた。しかしながら,呈示位置と競合頻度の関係を逆にした際には,若齢者と異なり,高齢者は競合頻度に応じた調整が認められなかった。これは保続と似た現象だとも捉えられた。このような現象は,前頭葉機能低下に伴う,認知的制御機能の加齢だとも考えられた。
超新星ニュートリノ・重元素合成とニュートリノ振動

Shen等による有限温度高密度物質の新しい状態方程式を使い、重力崩壊型超新星爆発をおこす重い星のコアの一般相対論的球対称断熱重力崩壊のシミュレーションと、中心に形成される原始中性子星の準静的進化のシミュレーションを行なった。断熱崩壊のシミュレーションでは、従来のLattimer and Swestyの状態方程式を使用した場合に対してコアの組成分布が異なること、軽いコアでしか(断熱的)prompt explosionは起こり得ないことなどが確認できた。また、この断熱prompt explosionによって吹き飛ばされる物質中でr過程重元素合成が進行し、prompt explosionが重元素(特に質量数>100)の起源たり得、比較的軽い重元素を作りやすい原始中性子星周りのニュートリノ風と相補的な関係にあることを見出した。一方、原始中性子星の準静的進化に関しては、従来からのMultigroup Flux Limited Diffusion schemeによるニュートリノ輸送コードの核子制動輻射過程の近似の整合性を高め、状態方程式、レプトンやエントロピーの初期分布を変えて、放出されるニュートリノバーストの平均エネルギーなどを調べた。超新星1987Aで観測された電子型反ニュートリノの平均エネルギーが非電子型ニュートリノの平均エネルギーの理論値よりも低く、ニュートリノ振動モデルに制限がつくと言う指摘があるのに対して、我々の計算は、超新星ニュートリノの後半にしか対応していないので、限定的なことしか言えないが、非電子型ニュートリノの平均エネルギーが観測値と矛盾することはない。さらにシミュレーション結果と観測データを詳しく比較できるようにするため、星の外層を伝播する際のニュートリノ振動を数値的に追うコードも開発し、いろいろな振動パラメーターに対するエネルギースペクトルの変形を調べているが、我々のモデルではもともと放出される非電子型ニュートリノの平均エネルギーがあまり高くないため、劇的な変形は見られない。重力崩壊開始からの一貫した数値シミュレーションは、テスト計算を始めたところであり、今後の課題である。重力崩壊型超新星爆発の際、中心に形成された原始中性子星の表面近傍の物質が、強いニュートリノフラックスによって吹き飛ばされていくいわゆるニュートリノ風のダイナミクスを、一般相対論的hydrodynamicsの計算コードを用いて計算し、重元素合成特にr過程元素合成が起こる条件を調べた。従来の定常流モデルに比べ膨張速度が速くなるなど、観測されているr過程元素の存在量を説明するために好都合な傾向が見られる一方、今回使用した簡略化したニュートリノフラックスのモデルでは、重くて小さい中性子星の場合でしか、観測を再現することが難しいこともわかった。一方、Shen等に作成してもらった新しい状態方程式のテーブルを使い、野本グループとWoosleyグループ双方の星の進化モデルによる星のコアの一般相対論的球対称断熱重力崩壊のシミュレーションを実行した。その結果、コアの元素分布などが、従来のLattimer and Swestyの状態方程式を使用した場合と異なることが明らかになった。また、軽いコア(太陽質量の約1.4倍以下)では(断熱的)prompt explosionが起こり得るが、重いコアでは難しいことが確認できた。さらに共同研究で、この断熱prompt explosionによって吹き飛ばされる物質中でおこる元素合成のネットワーク計算も行った。その際、電子捕獲による電子数の変化はダイナミクスとは独立に計算したが、以前行なわれた研究のように時間変化を仮定するような手法はとらなかった。その結果、観測に合うようなr過程元素が合成され、prompt explosionがr過程元素合成の候補地であることを示すことができた。今後は、これらに対するニュートリノ振動の影響を調べていかなければならない。
トキソプラズマ原虫の糖代謝調節機構の研究(経路酵素の性質調査)

トキソプラズマの糖代謝経路は非常に単純である。最初にできるグルコース6-リン酸が遠く離れたピルビン酸キナーゼのフィードフォアワードのアロステリックエフェクターとなり経路の流れを決定する。その他の経路の重要な酵素と思われるヘキソキナーゼとフォスフォフラクトキナーゼは調節的な機能を持たない。これは非常に驚くべきことで、宿主である我々ヒトの経路のような非常に複雑な活性調節機構はほとんど持っていない。我々はこの研究の過程で生理的機能が不明なピルビン酸キナーゼを発見した。この酵素はADPの代わりにGDPを基質にする。そして至適pH領域が高く、ミトコンドリアとアピコプラストに存在する。現在のところミトコンドリアに存在するピルビン酸キナーゼはどの生物でも知られていない。この酵素がトキソプラズマの糖代謝とどのような関連があるのかは全くわからないのが現状である。ミトコンドリアとアピコプラストへの存在については、酵素のN-末端のデリーションミュータントを作製して詳細な分布を報告した(J.Biol.Chem.in press)。機能に関する解析は今後の課題である。トキソプラズマの糖代謝経路ではグルコース6-リン酸が重要であることが判明したことから、グルコース6-リン酸を基質とするボスホグルコムターゼの遺伝子組換体を作製してその性質を調べた。この酵素は植物と相同性が高く、バクテリアや近縁のマラリア原虫の酵素との相同性は低い。酵素活性はそれほど特異な性質は見られないが、2価のイオンに対する感受性が他の生物の酵素とはかなり違っていた。この酵素の性質に関しては現在論文を作成中であり近日中に投稿予定である。細胞内寄生性であるトキソプラズマには解糖経路上のピルビン酸キナーゼの他に、同じ反応を触媒する酵素がもうひとつゲノムデータベース上に存在することを我々は見いだした。当初この酵素は解糖系酵素のアイソザイムであると推測した。トキソプラズマ生活史上の別の形態においてまた違った解糖経路調節機構の存在が考えられた。しかし系統樹解析の結果、我々がすでに性質を調べた解糖系酵素は植物の酵素と近縁であったが、問題の酵素は遠くはなれた位置にあるプロテオバクテリアを起源とすると推定されることから、このアイソザイムと思われた酵素は解糖経路に関与するのでは無く、全く別の代謝経路のメンバー酵素である可能性も考えられた。この酵素の遺伝子よりリコンビナント酵素を大腸菌で発現させ、精製してその性質を調べたところ、明らかに解糖系酵素のそれとは異なっていた。具体的には、この酵素はGDPを主な基質として利用し、高pH環境(pH 8.5-9)で作用するという、他種生物には存在が知られていない新規酵素であった。間接蛍光抗体法による解析で、トキソプラズマの新規酵素はミトコンドリアおよびアピコプラストに局在していた。ミトコンドリアに存在するピルビン酸キナーゼは今までどの生物にも知られていない。現在のところミトコンドリアにおけるGTPの供給に重要な役割を演じているものと推測している。一方アピコプラストでは脂肪酸合成のためのピルビン酸供給を行っていると推測される。これらの結果を現在論文にまとめ投稿中である。GDPを基質とする特異なピルビン酸キナーゼIIに閨する投稿中の論立は、N-末端の塩基配列がどのようにアピコプラストとミトコンドリアへの酵素の移行に関与するのか決定しろとの指摘があり、現存そのための実験を継続しており、再投稿の準備中である。またマラリア原虫のピルビン酸キナーゼIIに関しても投稿準備中である。昨年までの我々の研究で、トキソプラズマの解糖系はその調節機構がとても単純であることが判明している。

ヘキソキナーゼの産物であるグルコース6-リン酸が遠く離れた後方の酵素であるピルビン酸キナーゼをアロステリックに活性化することが知られている。我々哺乳類では中間の酵素であるホスホフラクトキナーゼが多彩な調節を受けるが、トキソプラズマではその反応が両方向性の何らを受けない酵素である。グルコース6-リン酸の濃度が全体の流れを規定する要員になっている。そこで我々はグルコース6-リン酸の関与する酵素で、糖新生の重要な役割をはたすヘスホグルコムターセに注目した。遺伝子のデータベース上には2種類のホスホグルコムターゼが登録されている。そこでmRNAのサンプルより両酵素遺伝子をクローニングし、エックスプレッションベクター(pGEX)に挿入した。得られた蛋白質の一方はホスホグルコムターゼの活性を示すが、もう一方の蛋白は活性を示さなかった。活性を示した酵素は現在単一に精製中であり、詳細な性質はすぐに明らかになると思われる。活性を示さない蛋臼に関しては基質の違い、生活史上の発現の時期について検討を行う予定である。本年度はトソプラズマのピルビン酸キナーゼ-IIの細胞内分布とホスホグルコムターゼの性質について特に研究を行った。ピルビン酸キナーゼ-IIはADPの代わりにGDPを基質にする。そして至適pH領域が高く、ミトコンドリアとアピコプラストに存在する。現在のところミトコンドリアに存在するピルビン酸キナーゼはどの生物でも知られていない。N-末端に基本的な酵素配列の前に350個ものアミノ酸配列が存在する。この配列にはミトコンドリアピコプラストへの分布を予想する配列と5個ノメチオニンが観察される。この酵素がトキソプラズマの糖代謝とどのような関連があるのかは全く分からないのが現状である。ミトコンドリアとアピコプラストへの存在については、酵素のN-末端のデリーショウンミュータントを作製して詳細な分布を報告した。(J.Biol.Chem.in.press)。機能に関する解析は今後の課題である。トキソプラズマの糖代謝経路ではグルコース6-リン酸が重要であることが判明したことから、グルコース6-リン酸を基質とするホスホグルコムターゼの遺伝子組換体を作製してその性質を調べた。この酵素は植物と相同性が高く、バクテリアや近縁のマラリア原虫の酵素との相同性は低い。酵素活性はそれほど特異な性質は見られないが、2価のイオンに対する感受性が他の生物の酵素とはかなり違っていた。この酵素はマグネシウム以外の2価イオンの存在下ではほとんど活性を示さない。この酵素の性質に関しては現在論文を作成中であり近に日中に投稿予定である。
必須元素ヨウ素を含む揮発性有機化合物の海洋バクテリアによる生成に関する研究

ヨウ素は甲状腺ホルモンの構成元素として,人類や動物にとって必須な微量元素であり,ほとんどが海洋に存在している.海洋由来の主なヨウ素はヨードメタンであり(CH_3I),その生成源の特定は遅れている.本研究では新たな生成源として,海洋中に大きなバイオマスを有するバクテリアに着目し,CH_3I生成における海洋バクテリアの関与について検討した.海洋バクテリアはAlteromonas macleodii(IAM 12920)を用いた.ヨウ化カリウムによりI^-濃度を調製したMarine Broth 2216培地を滅菌し,A.macleodiiを植菌した.その後、(1)I^-(1mM)添加,無添加の培地においてCH_3Iの生成量の経時変化を測定した.(2)I^-(0.11000μM)添加培地におけるCH_3I生成量の変化を測定した.(3)対数後期まで10,15,20,25,30°Cの温度環境の下,前培養を行った.この培養液を本培養用培地に添加し振とう培養した.各培養温度におけるCH_3Iの生成量を経時的に測定した.測定はパージ&トラップGC-MSを用い,生菌数は吸光度(OD_<600>)からコロニー計数法により算出した.結果:(1)A.macleodiiの増殖曲線から,I^-の添加はバクテリアの増殖速度には影響を与えなかった.CH_3Iの濃度を経時的に測定したところ,1mM I^-添加培地において時間依存的なCH_3Iの濃度増加が見られた.しかし,I^-無添加培地では,濃度増加が見られなかった.(2)CH_3I生成量を測定した結果,CH_3I濃度はI^-の濃度依存的な増加が見られた.また,添加したI^-濃度と生成したCH_3I濃度からCH_3Iの変換率を算出したところ,I^-が低濃度な程,変換率が高いことが確認された.(3)また各培養温度(1530°C)において,I^-存在下で明らかなCH_3I生成を確認した.最も生成量が高かった培養温度は25°Cだった.表層海洋中のI^-濃度(約0.4μmol/L)におけるCH_3I生成量を見積もると約0.19nmol/Lとなった.本実験から観測されたCH_3I濃度を実際の海水表層中のバクテリア密度当たりで換算すると,海水中の2から20%の濃度が説明でき,このことから海洋バクテリアがCH_3I生成に関与していることが示唆された.ヨウ素は甲状腺ホルモンの構成元素として,人類や動物にとって必須な微量元素であり,ほとんどが海洋に存在している.海洋由来の主なヨウ素はヨードメタンであり(CH_3I),その生成源の特定は遅れている.本研究では新たな生成源として,海洋中に大きなバイオマスを有するバクテリアに着目し,CH_3I生成における海洋バクテリアの関与について検討した.海洋バクテリアはAlteromonas macleodii(IAM 12920)を用いた.ヨウ化カリウムによりI^-濃度を調製したMarine Broth 2216培地を滅菌し,A.macleodiiを植菌した.その後、(1)I^-(1mM)添加,無添加の培地においてCH_3Iの生成量の経時変化を測定した.(2)I^-(0.11000μM)添加培地におけるCH_3I生成量の変化を測定した.(3)対数後期まで10,15,20,25,30°Cの温度環境の下,前培養を行った.この培養液を本培養用培地に添加し振とう培養した.各培養温度におけるCH_3Iの生成量を経時的に測定した.測定はパージ&トラップGC-MSを用い,生菌数は吸光度(OD_<600>)からコロニー計数法により算出した.結果:(1)A.macleodiiの増殖曲線から,I^-の添加はバクテリアの増殖速度には影響を与えなかった.CH_3Iの濃度を経時的に測定したところ,1mM I^-添加培地において時間依存的なCH_3Iの濃度増加が見られた.しかし,I^-無添加培地では,濃度増加が見られなかった.(2)CH_3I生成量を測定した結果,CH_3I濃度はI^-の濃度依存的な増加が見られた.また,添加したI^-濃度と生成したCH_3I濃度からCH_3Iの変換率を算出したところ,I^-が低濃度な程,変換率が高いことが確認された.(3)また各培養温度(1530°C)において,I^-存在下で明らかなCH_3I生成を確認した.最も生成量が高かった培養温度は25°Cだった.表層海洋中のI^-濃度(約0.4μmol/L)におけるCH_3I生成量を見積もると約0.19nmol/Lとなった.本実験から観測されたCH_3I濃度を実際の海水表層中のバクテリア密度当たりで換算すると,海水中の2から20%の濃度が説明でき,このことから海洋バクテリアがCH_3I生成に関与していることが示唆された.必須元素ヨウ素はほとんどが海洋中に存在し、生物によりメチル化されヨードメタン(CH_3I)等となって大気中へ放出される。

大気中に放出されたCH_3Iは、陸上生物へのヨウ素の供給源である。そのため内陸部ではヨウ素欠乏症になりやすい。植物プランクトンや海藻によるCH_3I生成量は、年間0.0110Ggと見積もられている。しかし地球規模では年間100400Ggの生成量が概算されており、他の生成源の特定が望まれている。本研究では、新たな生成源として大きなバイオマスを有する海洋バクテリアに着目し、CH_3I生成について検討した。海洋中に広く分布するAlteromonas macleodii(IAM 12920)とVibrio splendidus(IAM 14411)を用いた。バクテリアをオートクレープ滅菌済みのヨウ化カリウム添加(01000μM)Marine Broth 2216培地に植菌し、対数後期まで前培養した。この培養液を12000rpmで3分間、遠心分離し、上澄み除去後、同量の培地を添加する集菌・洗浄操作を2回行った。この菌液を本培養用培地に1%となるように添加し、25°Cで振とう培養した。その後、(1)I^-(1mM)添加、無添加の培地においてCH_3Iの生成量の経時変化を測定した。(2)24時間培養後、I^-(0.11000μM)添加培地におけるCH_3I生成量の変化を測定した。測定はパージ&トラップGC-MSを用い、生菌数は吸光度(OD_<600>)からコロニー計数法により算出した。実験結果:(1)A.macleodiiとV.splendidusの増殖曲線から、I^-の添加はバクテリアの増殖速度には影響を与えなかった。C_H31の濃度を経時的に測定したところ、1mMI^-添加培地において時間依存的なCH_3Iの濃度増加が見られた。しかし、I^-無添加培地では、濃度増加が見られなかった。(2)24時間培養後、I^-(0.11000μM)添加培地におけるCH_3I生成量の変化を測定した結果、CH_3I濃度はI^-の濃度依存的な増加が見られた。また、添加したI^-濃度と生成したCH_3I濃度からCH_3Iの変換率を算出したところ、I^-が低濃度な程、変換率が高いことが確認された。次年度は、培養温度による海洋バクテリアのCH_3I生成に与える影響について検討を行う予定である。ヨウ素は甲状腺ホルモンの構成元素として,人類や動物にとって必須な微量元素であり,ほとんどが海洋に存在している.海洋由来の主なヨウ素はヨードメタンであり(CH_3I),その生成源の特定は遅れている.本研究では新たな生成源として,海洋中に大きなバイオマスを有するバクテリアに着目し,CH_3I生成における海洋バクテリアの関与について検討を行った.海洋バクテリアはAlteromonas Macleodii(IAM 12920)を用いた.ヨウ化カリウムによりI^-濃度を調製したMadne Broth 2216培地を滅菌し,A.Macleodiiを植菌した.これを対数後期まで10,15,20,25,30°Cの温度環境の下,前培養iを行った.この培養液を本培養用培地に添加し振とう培養した.各培養温度におけるcH_3Iの生成量を経時的に測定した.またI^-濃度0.11000μMで培養し,各濃度におけるCH_3I生成量を測定した.測定はパージ&トラップGC-MSを用い,生菌数は吸光度(OD_<600>)からコロニー計数法により算出した.結果から,I^-添加,無添加による経時的な生菌数の変化は,ほとんど差が見られなかった.また各培養温度(1530°C)において,I^-存在下で明らかなCH_3I生成を確認した.最も生成量が高かった培養温度は25°Cだった.
遠隔制御代理ロボットにおける自己投射性と被自己投射性の実現法とその効果の定量化

操縦者がロボットの身体を自分の身体であると感じる,代理ロボットへの「自己投射性」について,人と代理ロボットの身体の形状や動特性の差異による影響を調べ,差異の整合手法を提案した.また,対面相手にとって,代理ロボットの容姿や仕草を通して操縦者の存在を感じられる「被自己投射性」について,人と代理ロボットの容姿や仕草の差異の影響を調べ,差異の整合手法を提案した.加えて,「自己投射性」と「被自己投射性」が満たされる代理ロボットの設計指針を求めた.1.研究項目(A)代理ロボットの「自己投射性」における身体の形状や動特性の差異の影響と,その整合手法について、“代理ロボットの形状が人と異なっても,操縦者と代理ロボットの動特性の感覚的整合により「自己投射性」が達成される"という仮説を立証するため,下記の細目について研究を進めた.(1)細目(A1)の、Virtual Reality空間を実験環境としたバーチャル代理ロボットの構築;(2)細目(A2)の自己投射性における操縦者と代理ロボットの身体形状の差異の影響の定量化;(3)細目(A3)の自己投射性における操縦者と代理ロボットの動特性の差異の影響の定量化2.研究項目(B)代理ロボットの「被自己投射性」における容姿や動特性の差異の影響と,その整合手法について、“代理ロボットの容姿が人と異なっても,動特性の整合により代理ロボットを通して操縦者の感情や個性が遠隔地の他者に伝わる「被自己投射性」が成立する"という仮説を立証するため,以下の細目について研究を進めた.(1)細目(B1)の被自己投射性における対面者から見た代理ロボットの容姿と動特性の影響の定量化(A)代理ロボットの「自己投射性」における身体の形状や動特性の差異の影響と,その整合手法について,“代理ロボットの形状が人と異なっても,操縦者と代理ロボットの動特性の感覚的整合により「自己投射性」が達成される"という仮説を立証するため,下記の細目について研究を進めた.(A4)自己受容感覚の知覚特性に基づく動特性の感覚的整合手法の開発:前年度に実施した(A3)自己投射性における操縦者と代理ロボットの動特性の差異の定量化に結果を受けて,自己投射性の成立に支配的な動特性パラメータにおいて,人の動特性をロボットの動特性に合わせることを試みた.(B)代理ロボットの「被自己投射性」における容姿や動特性の差異の影響と,その整合手法について,“代理ロボットの容姿が人と異なっても,動特性の整合により代理ロボットを通して操縦者の感情や個性が遠隔地の他者に伝わる「被自己投射性」が成立する"という仮説を立証するため,以下の細目について研究を進めた.(B2)操縦者と対面者のインタラクションにおける自己投射性と被自己投射性の変容:昨年度実施した(B1)被自己投射性における対面者から見た代理ロボットの容姿と動特性の定量化においては,操縦者の容姿や行動は記録されたものであったが,本年度の本項目では,操縦者と対面者が同時にVR環境に没入し,操縦者はバーチャル代理ロボットの眼をとおして対面者のリアルタイム3D映像を視認し,対面者は操縦者をバーチャル代理ロボットの姿として視認する状況を構築し,その環境下で,被自己投射性の度合いを変化させることで,自己投射性と被自己投射性の相互作用の効果を調べた.VR空間内に、代理ロボットの操縦者に加えて、対面者も入り情報空間を共有するシステムの構築を行い、自己受容感覚の知覚特性に基づく動特性の感覚的整合手法の開発や操縦者と対面者のインタラクションにおける自己投射性と被自己投射性の変容など、研究計画の各項目について、研究項目を実施した。(B)代理ロボットの「被自己投射性」における容姿や動特性の差異の影響と,その整合手法について,“代理ロボットの容姿が人と異なっていても動特性の整合により代理ロボットを通じて操縦者の感情や個性が遠隔地に伝わる「被自己投射性」が達成する"という仮説を検証するため,以下の細目について研究を進めた.(B3)被自己投射性を操縦者自身が観測した際の自己投射性の変容:自己投射性と被自己投射性の相互作用は,鏡を用いて操縦者が自分の身体(=代理ロボットの身体)を観測させることにより,操縦者自身が感じる被自己投射性から操縦者自身の自己投射性への相互作用としても発生しうる.この現象を観察することで,人が自分の身体をどう認識するか,という身体性の形成過程の解明に対する工学的なアプローチが可能となる.本検証実験においては,一昨年度実施した(A1)Virtual Reality(VR)空間を実験環境としたバーチャル代理ロボットの構築において開発されたVR実験環境を用いて,代理ロボットの操縦者がロボットの姿をバーチャルミラーで観察する実験状況を作り,その際の主観的印象を生理計測指標で客観化することで,自己投射性と被自己投射性の相互作用による身体認識の変容を調べた。(C)「自己投射性」と「被自己投射性」を両立した代理ロボットの設計と実証(A)(B)においてはVR環境を用いて検証を行ってきたが,これらの知見が実際の代理ロボットの設計において有用であることを確かめるため,これまでの結果に基づいてTELESAR Vの代理ロボットを改変し,“自己投射性と被自己投射性"を両立した代理ロボットを構築し,これを運用することで,本研究の仮説の有効性の実証を試みた.また建設関連企業などとの共同研究を行い,実際の遠隔操縦型の作業機械等に本手法を導入し,その有用性を実証することを試みた.

操縦者がロボットの身体を自分の身体であると感じる,代理ロボットへの「自己投射性」について,人と代理ロボットの身体の形状や動特性の差異による影響を調べ,差異の整合手法を提案した.また,対面相手にとって,代理ロボットの容姿や仕草を通して操縦者の存在を感じられる「被自己投射性」について,人と代理ロボットの容姿や仕草の差異の影響を調べ,差異の整合手法を提案した.加えて,「自己投射性」と「被自己投射性」が満たされる代理ロボットの設計指針を求めた.自由度として53自由度を有する人型テレイグジスタンスシステムTELESAR Vと同等の自由度・形状をもち,かつ,その形状や動特性を自由に改変できるようにした,バーチャルな代理ロボットをVirtualReality(VR)空間内に構築し,そのバーチャル代理ロボットの身体形状や動特性のパラメータを変更することで,検証実験可能な実験環境を構築するなど,研究計画の各項目について、研究項目を実施した.研究費が大幅に削減された状況から、(C)「自己投射性」と「被自己投射性」を両立した代理ロボットの設計と実証の項目は、別の開発予算を申請して、そこで行うこととし、この研究の中心的な研究項目である、(A)代理ロボットの「自己投射性」における身体の形状や動特性の差異の影響とその整合手法、及び、(B)代理ロボットの「被自己投射性」における容姿や動特性の差異の影響とその整合手法の研究を主軸として実施してゆく。28年度が最終年度であるため、記入しない。バーチャルリアリティ学操縦者と代理ロボットとが身体的に接続する「自己投射性」,遠隔地の対面相手に代理ロボットを通して操縦者の存在を感じさせる「被自己投射性」の両側面から,操縦者と代理ロボットとの動特性の感覚的整合手法とその効果について明らかにするため,本年度の結果を踏まえ、研究費が、削減されたことによる影響を、極力抑えながら、来年度も同様に進めてゆく.28年度が最終年度であるため、記入しない。
蛋白質間相互作用を利用した細胞内シグナル伝達分子の同定法の開発

蛋白質-蛋白質間の相互作用による細胞内シグナル伝達機構を明らかにするためにSmadに結合する蛋白質をマススペクトロメトリーで同定することを目的として実験を行った。Smad18にFla-tagをつけたコントラクトを作り哺乳類細胞にトランスフェクションした。ついでアガロースピーズに結合した蛋白質をFlag抗体を用いて免疫沈降し、共沈する蛋白質を銀染色したSDS-PAGEから切りだし、トリプシン処理したのち、マススペクトロメトリーによってペプチドの質量を測定した。その結果、Rabファミリーのタンパク質がSmad1と結合することが明らかとなった。Smad3はCAGAというモチーフに活性化された時にのみ結合することから、CAGA sequenceを用いてDNA affinity purification (DNAP)によるSmad3の回収を試みた。その結果、HaCaT細胞ではSmad3はTGF-βによって活性化されたときにのみ特異的にCAGA sequenceに結合し、さらにSmad2も共沈することが確認された。また転写共役因子であるp300やc-SkiがSmad3とともに回収できることが確認された。結合タンパク質の特異的な回収のためにはPoly d(1-C)の濃度の決定、ビーヅの洗浄の条件、DNAとの反応時間の設定などが重要であることが確認された。またダイナビーヅを用いることによって、タンパク質を銀染色で調べた場合、劇的にバックグラウンドが低くなることが明らかとなった。以上からDNAPを用いることによって細胞内に存在するSmad結合タンパク質を活性化された時に特異的に効率良く回収できることが明らかとなった。生理的な蛋白質間相互作用を反映し、さらにゲノムデータベースを利用して細胞内シグナル伝達分子を簡便に同定する方法を確立することを目的として、Smadに対する結合蛋白質を哺乳類細胞内で蛋白質-蛋白質の相互作用を用いて同定した。FRAG-tagのついたSmad17の遺伝子をそれぞれCOS細胞に導入し、FLAGに対する抗体で免疫沈降したところ、いくつかの興味深い蛋白質が得られた。そこでとくにSmad1に注目し、共沈してくる約20kDaのタンパク質をCOS細胞から大量に回収した。この蛋白質をトリプシンで分解し、マススペクトロメトリーで解析したところ、Smad1そのものの分解産物とRabファミリーのタンパク質の両者からなることが明らかとなった。このためRabファミリーのタンパク質がSmadと結合するかを調べてみたところ、少なくとも2つのRabタンパク質がSmad2とも結合し、上記の方法が有用であることが確認された。一方、COS細胞から回収したサンプルでアミノ酸のマイクロシークェンシングをこころみたが検出できず、マススペクトロメトリーで解析するほうがより微量のサンプルの同定に適していることが考えられた。さらに現在、COS細胞にSmadとRabを導入して、どのような条件で結合が起こるか、その生理的意義を検討中である。また本研究の遂行のためにはBMP(bone morphogenetic protein )に特異的に反応するレポーター遺伝子が不可欠と考えられたことから、XenopusVent2遺伝子やマウスSmad6遺伝子のプロモーターを用いてBMPに特異的に反応するレポーター遺伝子を作ることに成功した。蛋白質-蛋白質問の相互作用による細胞内シグナル伝達機構を明らかにするためにTGF-βのシグナル伝達分子であるSmadに結合する蛋白質をマススペクトロメトリーで同定しすることを目的として実験を行った。Smad18にFlagをつけたコンストラクトを作り哺乳類細胞にトランスフェクションした。ついでアガロースビーズに結合したFlagやMyc抗体を用いて蛋白質を免疫沈降し、共沈する蛋白質を銀染色したSDS-PAGEから切りだし、トリプシン処理したのち、マススペクトロメトリーによってペプチドの質量を測定した。その結果、哺乳類細胞の中ではCOS7細胞が293細胞などよりトランスフェクション効率が高く、再現性の高い結果が得られた。stableにトランスフェクションしたものよりtransientにトランスフェクションしたものの方が多くのタンパク質が得られた。こうした結果をもとにSmad1と結合するタンパク質を調べたところ、Rabファミリーのタンパク質がSmad1と結合することが明らかとなった。two-hybrid