hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属タンパク質の機能を再現する高機能性金属錯体の合成

これらの結果は、反応中間体4のオキソとパーオキソの3つのO原子が全く等価にエポキシドに取り込まれている事を示している。従って、4から生じる反応活性種では、3つのO原子はscrambling出来る構造を持つと考えられる。可能な反応活性種としては4のO-O結合がhomolyticに開裂したジオキソ-μ-オキソ鉄(IV)錯体[Fe_2(O)_2(μ-O)(6-HPA)]^<2+>が考えられ、この3つのオキソ酸素が相互に交換可能である事が示唆される。以上のことから、6-HPAが二核構造を安定化することによって、その二核鉄錯体は高効率高選択的エポキシ化を実現するだけでなく、sMMOのO_2活性化機構の解明に有効な高機能性sMMOモデルとなる事が示された。1)効率的な酸素運搬機能をもつ二核銅錯体の合成を目的とする銅の配位構造歪みの最適化:立体障害として6位メチル基を持つトリピリジン配位子(L1)のメチン部位にメチル基またはエチル基を導入した新規配位子(L2,L3)を合成した。これらの配位子のCu(I)およびCu(II)錯体を合成した。これらの錯体の結晶構造と溶液中の構造を詳細に検討した。L1の錯体と比べて、メチン部位にメチル基、エチル基を導入したL2,L3の錯体は、それらの構造が大きく歪んでいる事が明らかになった。この構造変化は、メチン部位のアルキル基とピリジン環の3位水素原子との間の立体反発によってピリジン環が前方に押し出されるために引き起こされる事がわかった。ここで得られた結果は、Inorg. Chem.に掲載された。さらに、立体障害を持つヘキサピリジン配位子(L4)においてもメチン部位にメチル基またはエチル基を導入した新規配位子(L5,L6)を合成した。これらの配位子のCu(I)錯体を合成し、酸素分子の可逆的吸着について検討した。メチン部位にメチル基をもつL5配位子の二核銅(I)錯体は酸素分子と反応して室温付近で安定な酸素錯体を生成した。この錯体の結晶構造を決定した。この錯体を用いて室温付近での酸素分子の可逆的吸着に初めて成功した。また、この錯体は、室温付近で、気体をO_2/COで入れ替えるだけで容易に酸素錯体と一酸化炭素錯体を定量的に生成する事が出来、ほぼ完全なO_2/COサイクルに成功した。2)基質結合部位を持つ多核金属錯体の合成:リン酸エステルの加水分解を目的として、水溶液中で特異的にリン酸エステルを結合する二核亜鉛錯体を合成した。さらに、この錯体にヒドロキシエチル基を導入することにより、リン酸エステル加水分解の特異的加速に成功した。以上の成果については、本年の日本化学会春季年会で発表するとともに、現在、論文を作成中である。可逆的酸素結合を実現する高機能性ヘモシアニンモデルの構築:立体障害として6位メチル基を持つヘキサピリジン配位子(L1)のメチン部位にメチル基を導入した新規配位子(L2)を合成した。これらの配位子のCu(I)錯体1を合成した。錯体1の結晶構造を決定し、溶液中の構造については、H NMRスペクトルにより検討した。錯体1は、酸素分子と反応して室温で安定なμ-η2:η2-パーオキソ錯体2を生成した。この錯体は、従来の錯体に比べて酸素分子の可逆的結合が非常に容易になった。さらに、CO/O_2サイクルにおいては、25°CにおいてCOとO_2のガス交換だけでパーオキソ錯体と一酸化炭素錯体を完全に可逆的に生成させる事ができた。これは、ヘモシアニンモデルとしては均一溶液中で完全に可逆に酸素の結合を実現した初めての例であり、非常に優れた高機能性ヘモシアニンモデルと言える。パーオキソ錯体2の高い機能を解明するためにその結晶構造と溶液中の構造について詳細に検討した。結晶構造からは、パーオキソ錯体2が従来の錯体に比べて非常に際立った特徴を持つ事が明らかになった。即ち、Cu-O結合距離がこれまで報告されたパーオキソ錯体の中でもっとも長く、酸素分子として放出しやすい事がわかった。
不完全な労働市場を考慮した動学一般均等モデルによるマクロ金融政策の理論、定量分

このプロジェクトでは、サーチ摩擦と労働者の異質性とを用いたフレームワークにおける最適な金融政策を研究した。そのために、まず、異なるタイプの労働者に対する失業率と賃金の重要な時系列特性を実証的に調査した。さらに、生産性ショックと金融政策ショックがこれらの変数に与える影響を評価した。そして、動学的確率的一般均衡モデルを構築し、米国のデータに基づいてこのモデルを測定した。その結果、モデルの予測結果は、我々の実証的知見とほぼ合致することがわかった。最後に、このフレームワークにおける、異なるタイプのいくつかの金融政策ルールの有効性を検討した。その結果、失業率とインフレとの両方の変動の削減に注力する金融政策が最適であることが明らかとなった。労働市場の摩擦と労働者の異質性とを考慮した動学的確率的一般均衡(DSGE)枠組みにおける最適金融政策について研究。金融政策や労働市場変動の分野におけるほとんどの既存文献は、労働者の異質性が考慮されてこなかった。そのため本研究では、政策効果の分析を行う前に、既に定型化された事実をいくつかまとめた。まず労働者を学歴によって、熟練労働者と非熟練労働者との2つのグループに分類し、Gali (1999)とChristiano, et al (2005)とにより開発された手法を用い生産性ショックと金融ショックによる労働市場変動への影響を評価した。その結果、以下2つの目立った知見を得た。1.上記2種類の労働者を比較した場合、生産性ショックは熟練労働者の賃金に大きな影響をもたらしているが、熟練労働者の失業率にはそれほど影響を及ぼしていない。2.金融ショックは、労働者の賃金と失業率との両方に同様の影響を与えている。次に上述の経験的知見を説明する理論モデルを構築し、このフレームワークに基づき最適金融政策ルールを研究した。具体的には、労働者の異質性と労働市場サーチ摩擦を標準的な金融DSGEモデルに組込んだ。米国のデータに基づきこのモデルをカルビレーションした結果、本研究のモデルは実証検証の結果と合致する予測が可能であることがわかった。このモデルでは、既存文献では説明できないような現象(例えば、ベバリッジ曲線)の予測も可能である。そして、異なる金融政策ルールの有効性を比較した。結果、インフレーション時に強く影響する政策ルールの場合、労働市場(特に非熟練労働者の労働市場)の変動が増幅されることがわかった。一方で、生じた変動に対して影響する政策ルールの場合、常に悪影響が出る結果となった。このルールでは、生じた変動を効果的に緩和することが不可能なだけでなくインフレと失業率の変動を増幅してしまうのである。労働力の不均質と労働市場摩擦のDSGE貨幣モデルを構築する。現存する理論的モデルの定量的予測と経験的証拠の間に生じる矛盾を説明する。一方、最適な金融政策はこのフレームワークのもとで分析される。金融政策について、日本及び米国の労働市場における熟練度の異なる労働者に与える影響を調べる。米国の労働市場のデータ収集と循環的特性の分析を行った。1980年2010年に未熟練労働者の失業率の変動率は、熟練労働者のそれより3倍も高かったが、賃金変動率は未熟練労働者も熟練労働者もほぼ同じであった。経験的証拠によれば、企業は未熟練労働者を短期的な生産力補充のための緩衝とする傾向がある。一方、熟練度の異なるグループ間における労働者の賃金額決定には大きな差異はないとしている。次に理論的モデルをベースにした数的分析を行うため、日本の労働市場データに基づいモモデルパラメーターを推定。宮本先生との研究で生産力及び離脱衝撃分散を伴う時間型サーチとマッチングモデルを開発し、実証的分析のためのデータ生産プロセスとしてそれを使用した。ベイズ法を用い日本における失業と求人に関するデータのモデルパラメーターを推測した。推定結果は理論モデルの校正ターゲットとして用いられる。我々は本研究結果を専門誌に提出し現在審査中である。更に、基本的DSGEフレームワークをベースにした理論的モデルを構築した。Mortensen・Pissarides(1994)を基に、労働市場摩擦を組込み、労働者の熟練度による労働力の不均質をモデル化した。高スキルを持つ労働者は、多くの仕事のオプションがあり、企業も彼らの能力を更に高めるために特別な訓練を行う必要がある。このような特徴は、高いスキルを持つ労働者は不況でも失業する確立が低いが、好景気時はスキルにあった仕事を見つけるのが難しいことを示している。このモデルを利用し数的分析を行った。上記研究概要に記載のとおり、予定通り進んでいる今後は、理論的モデルを基にした定量分析に焦点をあてる。それに加え、熟練度の異なる労働者間の日本の労働市場の循環的特性を分析するため、詳細な労働力調査(個々人の学歴及び仕事のタイプを含む)からデータを収集する。

現在は、現存のシステムを基にして、テストコンピュータサーバーを構築している。現存のシステムに代わる中程度の大きさのサーバーを購入する予定である。これが、次年度の主な支出である。
Leigh症候群における遺伝子検索システムの確立

Leigh症候群ではエネルギー代謝を司るミトコンドリアDNAとそれに関わる多くの核遺伝子において遺伝子変異が同定されているが、遺伝子変異の判明しないLeigh症候群患者も多数存在している。臨床的には、Leigh症候群は急速進行性の病態をとり、治療は対症療法が主体であり、非常に難渋することが多く、予後も不良である。疾患の病態の解明と治療法の確立にはheterogenousなこの疾患を遺伝子異常、臨床像などからサブグループ化し、解析することにより、病態にあった治療法の選択、確立が可能となると考えられる。そのため、本研究では臨床像、遺伝子異常からLeigh症候群の病態を解析し、急速進行性の病態をとるこの疾患において、臨床上有用となるような病因遺伝子変異め検索が短時間で効率よく行えるシステムを構築することを目的としている。1.臨床像の検討:臨床的にLeigh症候群と診断されているが、遺伝子変異の判明していない患者13名において検討行った。臨床症状からの分類は困難であるが、有効薬剤の有無、生化学的データなどに差がみられ、遺伝子解析結果とリンクすれば良い指標となると思われた。2.ミトコンドリアDNA全周解析:WAVE^<TM> DNA fragment解析装置を用いてミトコンドリアDNA全周の遺伝子変異スクリーニングを行った。今回の検索した13名には新規遺伝子変異は同定されなかった。ミトコンドリアDNAの解析については短時間でスクリーニングが可能となった。他の核遺伝子は報告の多いものから遺伝子変異検索をしたが、対象遺伝子多く、対象遺伝子を絞るための指標の検索が今後の課題と考えられた。疾患の病態の解明と治療法の確立にはhetelogenousなこの疾患を遺伝子異常、臨床像などからサブグループ化し、解析することにより、病態にあった治療法の選択、確立が可能となると考えられる。そのため、本研究では臨床像、遺伝子異常からLeigh症候群の病態を解析し、急速進行性の病態をとるこの疾患において、臨床上有用となるような病因遺伝子変異の検索が短時間で効率よく行えるシステムを構築することを目的としている。今年度は準備段階として、臨床的にLeigh症候群と診断されているが、遺伝子変異の判明していない患者13名において、インフォームドコンセントののち、末梢血を採取し、EBウイルスにて株化したのち、リンパ芽球よりDNAを抽出。既知のミトコンドリアDNA変異について検索を行った。既知の変異は13名には認められず、ミトコンドリアDNA全周の変異解析をWAVE^<TM> DNA fragment解析装置を用いて行った。変異は、各検体において数箇所認められ、直接塩基配列解析を行っている。現時点では新規遺伝子変異は同定されていない。さらに、核にコードされている電子伝達系サブユニットについて検索を行う予定である。3.核遺伝子の変異解析:SURF-1の解析を行った。また、complex-Iの遺伝子について解析中である。
多変数代数方程式のべき級数根解法の研究

本研究では、計算代数(数式処理)において、多変数代数方程式のべき級数根を求める記号的Newton法を取り上げ、まず、すべてのべき級数根を同時に計算する、より収束次数の高い反復公式を構築した。次に、記号的Newton法を計算する際の初期因子に現われることのある(近似)重複因子を除去するために、係数に微小な摂動を加えることによって近似共通因子を実用的な精度と効率で計算する算法の研究を行い、非線形最適化法の一つである勾配射影法に基づいて、1変数多項式の近似最大公約子(GCD)を安定かつ効率的に求める算法を構築した。本年度は、数値計算における反復解法に基づき、記号的Newton法において、以下の同時反復公式を与えた。1)Aberthによる3次収束の同時反復公式を用いることにより、記号的Newton法における3次収束の同時反復公式を与えた。2)櫻井らによる、Pade近似を用いた任意の収束次数をもつ同時反復公式を用いることにより、記号的Newton法の意味で等しい次数の収束次数をもつ同時反復公式を与えた。なお、2)任意の収束次数をもつ同時反復公式にっいては、1)3次の同時反復公式を含む。後者の任意の収束次数をもつ同時反復公式を求める際には、与えられたある有理式のm階微分、m+1階微分をそれぞれ計算しなければならないが、これを、与えられた有理式の分母、分子それぞれを用いた多項式上の反復計算で求めることにより、実際的な算法を提案した。計算量解析では、上記2算法の時間計算量を算出した結果、数係数同士の乗算を単位にした計算量が、漸化式の反復回数、与えられた多項式の主変数に関する次数の2乗、べき級数の展開次数の2乗に比例することを導いた。これは、多項式の乗算に古典的な(次数の2乗に比例する)算法を用いた揚合の結果であり、多項式やべき級数の種々の効率的算法を用いることにより、改善する可能性がある。今後の研究課題としては、上記算法の実験による検証が挙げられる。また、より実際的な問題へ本算法を用いるためのステップとして、係数に誤差を含むような多項式において、本算法の初期因子を計算するために、微小な摂動を加えることによって近似共通因子を実用的な精度で計算する算法の研究も挙げられる。本年度は、前年度の研究の際に生じた新たな課題として、本算法の初期因子に現われる(近似)重複因子を除去するために、係数に微小な摂動を加えることによって近似共通因子を実用的な精度と効率で計算する算法の研究を中心に行った。本研究で主題にしているべき級数根の計算に当たっては、まず、与えられた方程式に対して、従変数に関する展開点を代入し、与えられた方程式を主変数に関する1変数代数方程式にする。そして、その代数方程式の根を求めることにより、初期因子を計算したのち、べき級数展開を行う。この初期因子の計算において、重根を分離する必要があり、厳密に重複した因子(重根)は厳密な無平方分解(GCD計算)で除去可能である。しかし、近接根に対応するような因子は厳密なGCD計算では除去できない場合がある。このような場合の算法として、近似GCDを計算するためのさまざまな算法が提案されている。本年度の研究では、与えられた2つの1変数多項式(一方の多項式がもう一方の多項式の導関数でないようなもの)に対し、それぞれの多項式の係数に摂動を加えることにより、互いに共通因子をもつようにし、近似GCDを求める算法を研究した。その結果、非線形最適化法の一つである勾配射影法に基づいて、安定かつ効率的に近似GCDを求める算法の開発に成功した。計算機実験により、同様に最適化法のアプローチをとる既存の方法と比較し、計算速度で最大約30倍のスピードアップが達成されることを示した。本年度は、前年度同様、与えられた2つの1変数多項式(一方の多項式がもう一方の多項式の導関数でないようなもの)に対し、それぞれの多項式の係数に摂動を加えることにより、互いに共通因子をもつようにし、近似GCDを求める算法を研究した。本年度の研究では、前年度までに構成した、制約つき最適化法の一つである勾配射影法を用いた近似GCD算法を「GPGCD法」(GPは勾配射影法のGradient-projectionの頭文字)と命名し、以下の成果を得た。●最適化問題の解法として、オリジナルの勾配射影法と、田邉による一般化の一つである修正Newton法を比較し、計算機実験により、両者が本質的に同様の収束性を示すこと、ならびに、修正Newton法が効率面でより優れていることを示した。よって、GPGCD法では、最適化問題の解法として、修正Newton法を採用した。●昨年度開発した算法は、2つの実係数多項式に対するものだったが、本年度の研究で、2つの複素係数多項式に対する算法の拡張を開発した。

本拡張では、複素数の係数を実部と虚部にわけ、実数上の最適化問題に帰着させている。計算機実験により、複素係数に対する拡張についても、最適化法のアプローチをとる既存の算法と比較して、最大30倍程度の効率化が図られることを示した。●GPGCD法の実装を数式処理システムMaple上に行い、プログラムを公開した。今後は、算法の収束性の理論/実験両面からの解析、計算量の理論/実験両面からの解析およびより効率化を図るための工夫、3つ以上の入力多項式に対する近似GCD算法への拡張などに焦点を当てて研究を進める予定である。
長期環境要因負荷動物でのグルココルチコイド受容体の病態的意義に関する研究

臨床で用いられている既存の抗うつ薬では治療抵抗性の患者が30-50%という高い割合で存在することが報告されており、従来の抗うつ薬とは異なる作用点をもつ新規うつ病治療薬の開発が望まれている。本研究ではうつ病態の解明や新規治療標的分子の発見を目指し、グルココルチコイド受容体の機能を破綻させた「グルココルチコイド長期負荷マウス」を用いて、グルタミン酸神経系に着目した検討を行った。視床下部-下垂体-副腎皮質系(HPA系)の機能異常は一部難治性うつ病態に関与していることが示唆されているが、本研究ではこれまでに、グルココルチコイド長期負荷マウスのうつ様行動が三環系抗うつ薬デシプラミンによっては改善されないことを見出している。さらに、選択的セロトニン再取り込阻害薬(SSRI)であるフルオキセチンやセルトラリンも本マウスのうつ様行動に対して改善作用を示さないことを見出し、本モデルマウスが一部治療抵抗性うつ病態を反映している可能性を見出した。一方で、代謝型グルタミン酸2/3受容体拮抗薬が本マウスのうつ様行動を改善することを見出し、グルタミン酸神経系を標的とした治療戦略が有効である可能性が示唆された。さらに、mGluR2/3拮抗薬はグルココルチコイド長期負荷マウスにおいて認められる脱分極刺激による大脳皮質DA遊離上昇の増強を、抗うつ様作用を示す用量において有意に抑制することを見出した。一方、本マウスに対して抗うつ様作用を示さなかったデシプラミンやフルオキセチンでは、このような大脳皮質DA遊離上昇の抑制作用は認められなかった。以上の結果から、コルチコステロン慢性投与マウスの大脳皮質DA神経機能の亢進とmGluR2/3拮抗薬による抑制作用が、本モデルマウスのうつ様行動発現とその改善に関与していることが示唆された。これまでのうつ病関連研究の多くはモノアミン系の神経機能評価に集中していることから、本研究ではうつ病態の解明や新規治療標的分子の発見を目指し、グルタミン酸神経系に着目した検討を行った。実験実施計画に基づき、本研究では、環境要因を加味したうつ病モデル動物として長期隔離飼育マウスを用いた。具体的には、長期隔離飼育マウスの代謝型グルタミン酸2/3受容体結合能、並びにうつ様行動に対する本受容体リガンドの作用について検討した。長期隔離飼育マウスの前頭前野、大脳皮質IIII層、海馬分子層において、代謝型グルタミン酸2/3受容体アンタゴニスト[^3H]LY341495の結合が有意に増加していることを見出し、特に海馬においては、代謝型グルタミン酸2/3受容体の密度が隔離飼育マウスで増加していることが明らかとなった。このような状況下、強制水泳試験における長期隔離飼育マウスの無動時間の増加は、代謝型グルタミン酸2/3受容体アンタゴニストにより有意に抑制された。本成績は長期隔離飼育マウスにおける代謝型グルタミン酸2/3受容体の発現変化がうつ様行動発現と関与している可能性を示唆するものである。ごく最近、大うつ病患者の前頭前野において、代謝型グルタミン酸2/3受容体の発現が増加していることが報告された(Prog.Neuropsychopharmacol.Biol.Psychiatry, 2010)。これは本受容体とうつ病態との関連を示唆するものであるが、前臨床レベルにおいて、代謝型グルタミン酸2/3受容体の発現増加を認めるうつ病モデルマウスは、長期隔離飼育マウスが初めての報告となる。すなわち、本マウスを用いてうつ病態における代謝型グルタミン酸2/3受容体の役割を明らかにし、そのリガンドの有効性、妥当性を評価していくことで、従来のモノアミン関連創薬とは異なる新しい抗うつ薬の開発、治療戦略の構築に貢献できるものと考えられる。

以上の結果から、コルチコステロン慢性投与マウスの大脳皮質DA神経機能の亢進とmGluR2/3拮抗薬による抑制作用が、本モデルマウスのうつ様行動発現とその改善に関与していることが示唆された。
ヒトの免疫系活性化におけるリピドAの動的機能解析

リピドAはグラム陰性菌の細胞表層の構成成分リポ多糖の末端部分構造で、リポ多糖がヒトなどの高等動物に対して示すエンドトキシン活性の本体である。この生理活性は、リピドA部分が血中の大食細胞の表層のレセプターに認識されることで免疫系が活性化されて引き起こされる。リピドAはリン酸化されたグルコサミン二糖に脂質が縮合した構造を有しており、その脂質部分の疎水性の相互作用と糖部分のリン酸基を介した相互作用によって自己会合体を形成する。私たちは人工合成類縁体を用いた活性や機能に関する研究を通じて、リピドAが形成する超分子がその活性発現に重要な役割を果たしていることを提案している。そこで本研究では、リピドAの自己会合体の機能解析をさらに進めるために、蛍光標識体と完全^<13>C標識体の合成に取り組んだ。私たちは1999年にグリシンをリンカーに持つ蛍光(BODIPY)標識化リピドAを合成し、それが生物活性を示す濃度範囲で自己会合していることを明らかにしている。本研究では、リンカーにより親水性の高いヘキサエチレングリコール(HEG)を採用したリピドAの蛍光標識体を、新しいリンカー導入法を開発して合成した。リピドAの標的細胞上での挙動の観察は、水溶性に優れたこの蛍光標識体を用い蛍光顕微鏡やフローサイトメトリー法によって行う予定である。また、天然リポ多糖においてリピドAに結合する酸性糖(Kdo)を有する化合物BODIPY-HEG-Kdo-リピドAの合成も行った。私たちはKdo残基がリピドAの活性を約10倍強めることを化学合成により明らかにしている。今回合成した蛍光標識リピドAをさらに用いれば、リピドAの会合性などの物理化学的な性質に対してKdo残基の存在が及ぼす影響を解析することが可能になるため、それによって会合性と生物活性との関係が間接的に明らかになる。完全^<13>C標識体の合成は、入手が可能なU-^<13>C-グルコースを出発原料に用いて行う。現在は合成経路の中でもっとも難度の高いグルコサミンへの高収率変換法の開発に取り組んでいる。標識化脂肪酸やエチレングリコール部などはすでに調製してあるため、各コンポーネントの縮合を行えば合成は完成する段階にある。リピドAはグラム陰性菌の細胞表層の構成成分リポ多糖の末端部分構造で、リポ多糖が示すエンドトキシン活性の本体である。リピドAが人に対して示す生理活性は、血中の大食細胞の表層のレセプターに認識されることで免疫系が活性化されて引き起こされる。リピドAはグルコサミン二糖に脂質が縮合した構造を有しており、その脂質の長さや数を変化させると生物活性が大きく影響を受けることを私たちはすでに見いだしている。異なる性質の脂質を有する化合物は、水溶液中では互いに異なる分子コンホメーションを有しているに違いないと考え、本研究では脂質の長さと生物活性だけが異なる2種類のリピドA類縁体の1^1-^<13>C標識体をNMRを用いたコンホメーション解析のために合成した。出発原料としては(1-^<13>C)グルコースを用い、それを保護グルコサミンに収率よく変換し、目的とする標識体へと全26段階で導いた。これらをSDSミセル重水溶液に溶解してNMRを測定し、糖残基間のC-Hスピン結合定数(^3J_<C1・.H6>)を求めて配座解析を行った.この結果とすでに6-^<13>C標識体によって明らかとなっている他の結合の配座情報と組み合わせて、これらリピドA類縁体のコンホメーションを明らかにすることに成功した。それらは予想通り全く異なるコンホメーションで存在しており、その違いが生物活性に影響を及ぼしていることが示唆された。すでに私たちは生物活性を有する天然型の類縁体は主に脂質の相互作用によって自己会合をしていることも見いだしており、この研究で明らかになったりピドAの超分子モデルはグラム陰性菌の表層に普遍的に存在して、その細胞の構造を維持しているリピドAの細胞表層でのコンホメーションを示すものでもあると考えられる。私たちはマウスマクロファージ上のリピドA結合タンパク質をリピドAのトリチウム標識体を用いて検出することにも成功しており、本研究で明らかとなったリピドAの活性型分子コンホメーションはそのタンパク質との相互作用を解析するうえでも重要と思われる。そのために必要な完全13C標識化リピドAに合成経路も本研究において確立しており、両者の相互作用を分子レベルで解析するための端緒が招かれたことになる。

そこで本研究では、リピドAの自己会合体の機能解析をさらに進めるために、蛍光標識体と完全^<13>C標識体の合成に取り組んだ。私たちは1999年にグリシンをリンカーに持つ蛍光(BODIPY)標識化リピドAを合成し、それが生物活性を示す濃度範囲で自己会合していることを明らかにしている。本研究では、リンカーにより親水性の高いヘキサエチレングリコール(HEG)を採用したリピドAの蛍光標識体を、新しいリンカー導入法を開発して合成した。リピドAの標的細胞上での挙動の観察は、水溶性に優れたこの蛍光標識体を用い蛍光顕微鏡やフローサイトメトリー法によって行う予定である。また、天然リポ多糖においてリピドAに結合する酸性糖(Kdo)を有する化合物BODIPY-HEG-Kdo-リピドAの合成も行った。私たちはKdo残基がリピドAの活性を約10倍強めることを化学合成により明らかにしている。今回合成した蛍光標識リピドAをさらに用いれば、リピドAの会合性などの物理化学的な性質に対してKdo残基の存在が及ぼす影響を解析することが可能になるため、それによって会合性と生物活性との関係が間接的に明らかになる。完全^<13>C標識体の合成は、入手が可能なU-^<13>C-グルコースを出発原料に用いて行う。現在は合成経路の中でもっとも難度の高いグルコサミンへの高収率変換法の開発に取り組んでいる。標識化脂肪酸やエチレングリコール部などはすでに調製してあるため、各コンポーネントの縮合を行えば合成は完成する段階にある。
哺乳類細胞を用いたオートファゴソーム形成機構の解析

これまでに哺乳類オートファゴソーム形成に関わるAtg因子を多数同定してきた。そこで、本年度はそれらを5つのモジュールに分類してその遺伝学的階層構造を決定した。その結果、ULK1-Atg13-FIP200-Atg101複合体が小胞体の一部にまず局在化し、それに依存してクラスIIIPI3キナーゼ複合体であるAtg14-Beclin 1-Vps34-Vps15がリクルートされることが判明した。その下流では、PI3Pのエフェクターと考えられるDFCP1、WIPI-1、さらに膜伸長因子であると考えられるAtg12-Atg5-Atg16L複合体とLC3-PEがリクルートされる。さらに小胞体膜タンパク質であるVMP1の解析結果を踏まえて、オートファゴソーム形成部位は小胞体の微小ドメインであることを提唱した。さらにこれらの関連をもとにして、オートファジーの選択的基質であるp62がどのステップでオートファジー関連構造体にリクルートされるかを検討した。従来はp62がオートファゴソーム膜のLC3と直接結合することがその認識機構であると考えられてきたが、今回の解析からp62はLC3を含むほとんどのAtg因子に非依存的にオートファゴソーム形成部位に集積しうることが明らかとなった。さらに哺乳類Atg9もこの部位に一過的に集積することを見いだした。各因子の変異細胞の電子顕微鏡解析を含めながら、オートファゴソーム形成部位の超微形態学的・生化学的解析を進めている。哺乳類オートファゴソーム形成初期過程に必要なULK1-Atg13-FIP200複合体に結合する新たな因子としてAtg101を同定した。Atg101はオートファゴソーム形成に必須であり、Atg13の安定性やリン酸化レベルの維持に重要であることを明らかにした。この、ULK1-Atg13-FIP200-Atg101複合体を含めて、哺乳類Atg因子は5つのモジュールに分類することが可能であり、それぞれのモジュールの機能欠損細胞を用いてその階層構造を解析したところ、ULK1-Atg13-FIP200-Atg101複合体が小胞体の一部にまず局在化し、それに依存してクラスIII PI3キナーゼ複合体であるAtg14-Beclin 1-Vps34-p150がリクルートされることが判明した。ここまでの過程はPI3キナーゼに非依存的であった。その後、PI3Pのエフェクターと考えられるDFCP1、WIPI-1がリクルートされ、最終的にAtg12-Atg5-Atg16L複合体とLC3-PEが加わってオートファゴソーム形成が完了するというモデルを作るに至った。その過程で、PI3キナーゼ阻害剤を用いてオートファゴソーム形成を初期ステップで止めると、そこに小胞体タンパク質であるVMP-1が共存することを見いだした。このことはオートファゴソーム形成にはVMP-1を含む微小ドメインが重要な役割を果たしていることを示唆する。このドメインは小胞体のExit siteやERGICなどの既存の構造体とは直接関係無いため、新規の特殊なドメインである可能性が考えられた。またこの解析には含まれなかったAtg2の哺乳類ホモログとしてのAtg2-1、Atg2-2の同定にも成功しそれらがオートファゴソーム形成に必要であることも明らかにした。
構造変化のマクロ経済分析

本研究では、経済の構造変化が長期的経済成長と景気変動のパターンに及ぼす影響について、理論的および数量的に分析を行った。特に、(1)消費の外部性がもたらす家計の選好の内生的な変化が産業構造の転換に与える影響、(2)需要構造の内生的な変化が景気変動のパターンに及ぼす効果、および(3)貿易構造の変化と経済の安定性の関係、という3つの問題に焦点を当ててモデル分析を実行した。その際、これまでの研究では注目されてこなかった新しい仮説のもとでモデルを設定し、既存研究では得られていないいくつかの新しい分析結果を導くことに成功した。平成24年度は主として以下の2つのトピックについて研究を行った。まず家計の選好の非相似性が各消費財に固有の外生的習慣形成により発生するという仮説のもとにモデルを設定し、理論分析と数量的評価を行った。基本モデルは平成23年度の研究で作成していたが、本年度はモデルをより一般化し、数量的な分析も行い、経済成長と産業構造の変化の関係についてより現実説明力が高い分析結果を得た。この研究成果については論文(Takeo Hori, Masako Ikefuji and Kazuo Mino, “Conformism and Structural Change" 2012)にまとめ、学会やセミナー等で報告した後、現在査読誌に投稿中である。平成25年の研究では、まず2部門および3部門の内生的成長モデルを設定し、各部門が生産する消費財ごとに異なる程度の外生的習慣形成が付随するという仮定のもとで、需要構造の変化が経済の構造変化と長期的成長に与える効果を分析した。その結果、モデルに含まれるパラメタの値を現実的な値に設定をすると、現実に多くの国でみられる産業構造のの変化のパターンがうまく説明できることを確認した。また25年度に引き続き、開放経の構造変化についても研究を続け、貿易構造の変化と経済成長の関係についていくつかの新しい理論的結果を得た。23年から25年までの期間全体を通じて得た成果の主要なものは以下の3点である。(1)消費の外生的習慣形成を含む非相似型の効用関数がもたらす需要構造の変化が、経済構造と長期的成長に与える効果の分析。(2)貿易構造の違いが構造変化に及ぼす長期的な影響の検討。(3)需要構造の変化が経済の安定性に及ぼす効果の分析。(1)については、消費の外部性の存在を仮定することにより、実証的に確認されている構造変化のパターンが数値的に再現できることが確認できた。また(2)については、貿易構造、特に国際間の資本移動の程度が経済構造の決定に与える影響が極めて大きいことを理論的に示した。(3)に関しては、選好構造の特定化の仕方が、生産部門間の資源配分と経済の動学的振る舞いに本質的な影響を与えることを明らかにした。以上の3年間の研究で得られた主要な成果は、いずれも論文のかたちにまとめ、各種の学会や研究集会で報告してコメントを得た。それらの論文はいずれも査読誌に投稿をしたが、それらの多くは採択されて既に掲載されたか、あるいは掲載予定になっている。構造変化のマクロ経済分析をめぐるこれまでの主要な研究を展望し、特に以下の重要な点に関して、既存研究では十分な分析がなされていないことを確認した。(1)構造変化の主要因である非相似型の選好をアドホックに仮定している。(2)構造変化のもう一つの要因である部門間の生産性上昇率の格差に関しても、多くの場合外生的な仮定が置かれている。(3)集計されたマクロデータが示すカルドアの定型化された事実と構造変化の実証的事実を整合させるために、モデルに特殊な制約を課す場合が多い。(4)大半の研究が閉鎖経済を対象としており、開放経済の構造変化に関する研究はごく少数である。本年度は主として上記の(1)と(4)に関して、既存研究とは異なるモデルを構築し、具体的な分析を行った。まず、問題(1)に対応するために、私的消費については相似形であるが、異なる財ごとに消費の外部効果の程度が異なるために、社会的な選好は非相似形になるという仮定のもとで、効用関数の非相似性の大きさが内生的に変化すというモデルを設定した。このモデルでは、外部効果が相対的に強い財を生産する部門が経済成長の過程でより速く拡張し、構造変化が引き起こされる。モデルを分析した結果、生産技術に関する仮定をごく簡単なものにしても、(3)で指摘をした問題を回避したうえで、カルドアの定型化された事実と構造変化についての実証的事実を同時に説明できることを明らかにした。次に問題(4)に対応して、小国開放経済モデルの構造変化を検討した。具体的には、非相似型選好を仮定する3部門ヘクシャー・オーリンモデルを設定し、各部門の生産性の上昇がどのような構造変化を引き起こすかを調べた。

分析の結果、閉鎖経済の場合とはかなり異なる構造変化のパターンが現れることが明らかになった。以上の結果については、それぞれ英文の論文を作成し、学会報告と査読誌への投稿を準備している。選好の非相似性と構造変化の関係については、平成23年度の研究において基本的な分析のフレームワークを設定し、24年度には基本モデルを一般することにより、現実のデータの説明力をより高めることができた。この結果は、23年度に基本モデルを作り、24年度に一般化するという当初の研究計画に沿っている。また研究成果を学会やセミナー等で得たコメントに基づき改善し、査読誌に投稿する段階までもっていけたことも、当初の計画に沿っている。開放経済の構造変化の問題についても、平成23年度に検討した小国開放経済モデルをより完成度の高いかたちに改善し、査読誌に投稿可能なかたちにすることができた。さらに2国モデルについては、完成論文を査読誌に投稿して採択された。投稿先のJournal of International Economicsは国際経済学の分野におけるトップ誌であり、経済学全分野におけるインパクト・ファクターのランキングでも10位以内にある。したがって研究成果の一部は、国際的にも一定の評価を得たと判断できる。この結果も当初の計画に沿うものである。「研究実績の概要」で示したように、平成23年度は、消費の外部性が生起する構造変化と小国開放経済の構造変化についてそれぞれ論文を作成した。いずれも既存研究では示されていない結果を導出することができ、一定の具体的な成果を上げることができたと評価される。また平成23年度の研究成果は、交付申請書に記した当初の研究計画にほぼ適応していると判断される。ただし、23年度に作成したいずれの論文も、解析的な議論を可能にするために、いくつかの簡単化の仮定が置かれている。したがって具体的なデータと正確に対応させることは難しい。今後はこれらの理論モデルで置かれた制約のいくつかを緩め、数値的な分析を行うことも計画している。本年度は最終年度なので、これまでの研究結果の改善とともに、当初の研究計画に掲げていたがまだ明確な研究結果を得ていない金融市場の不完全性と構造変化の関係について研究を進める。具体的には、担保制約の存在を前提にした閉鎖経済および開放経済のモデルを設定し、これまでの研究で行ってきた選好の非相似性と貿易パターンが経済の構造変化に与える影響を再検討する。金融市場の不完全性の効果については、2008年秋のリーマンショック以降研究が急増しているが、現在のところ景気循環への影響を調べる研究が大半である。本年度の研究では、最近の研究成果を参考にしつつ、既存研究があまり注目していない長期的な構造変化と金融市場の不完全性の関係を検討する。過去2年間と同様に、研究成果を論文のかたちにまとめ、セミナーや学会で報告をしてコメントを受けた後、専門の査読誌への投稿ができるようにする。平成24年度は以下の研究を予定している。(1)世界経済モデルを用いた構造変化の検討:平成23年度に作成した小国開放経済の構変化の分析は、他国の構造変化を所与とした部分均衡分析である。本年度は世界経済モデル(2国モデル)を使い、ある国の構造変化が貿易や資本移動を通じて外国の構造変化をどのようなかたちで引き起こすかについて分析をする。
一卵性双生児不一致例iPS細胞由来脳オルガノイドを用いた精神疾患の病態解明

1.双極型失調感情障害に関して不一致な一卵性双生児より樹立したiPS細胞由来神経幹・前駆細胞(NSPCs)のトランスクリプトーム解析から示唆された罹患双生児におけるWntシグナル経路の異常が、よりin vivoに近い細胞間相互作用を再現した脳オルガノイドにおいても確認できるかについて検討した。オルガノイドの凍結切片を作製し、内部構造について神経幹細胞マーカーや細胞増殖マーカー等に対する各種抗体を用いた免疫染色により評価した結果、罹患双生児由来オルガノイドでは大脳皮質様の内部構造が、非罹患双生児と比較して顕著に小さいことを見出した。GSK3β阻害剤(LiCl、CHIR99021)またはWnt3a処理によってWntシグナル経路を活性化した場合、この内部構造の異常が改善したことから、脳オルガノイドにおいても罹患双生児におけるWntシグナル経路の異常が確認された。2.双生児間で認められたiPS細胞由来NSPCにおける差異がエピジェネティックな差異に起因するのかについて、培養8、24日目のNSPCsからゲノムDNAを抽出し、バイサルファイト処理の後、DNAメチル化アレイ解析による検討を実施した。双生児間でメチル化レベルに差のあったCpGサイトのうち、トランスクリプトーム解析において発現差異を見出していた遺伝子上にあるものに着目しパスウェイ解析を行った結果、8日目にはWntシグナル関連遺伝子、24日目にはGABA作動性ニューロン関連遺伝子のエンリッチメントが認められた。このことから、双生児間におけるiPS細胞由来NSPCsの遺伝子発現や細胞表現型の差異にエピジェネティックな要因(DNAメチル化の差異)が関与することが示唆された。
酵素触媒を利用した不斉非対称化反応による光学活性トリプチセン誘導体の合成

トリプチセンは,ビシクロ[2.2.2]オクタンに三つのベンゼン環が縮環した堅牢な骨格構造をもち,置換基間の空間的位置関係の明確な種々の誘導体を設計可能である点で魅力的である。しかし,光学活性なトリプチセン誘導体を合成素子として利用する研究は例が無い。それは,偏に,トリプチセン誘導体を光学活性体として合成する効率的手法が欠如していることによる。本研究では,光学活性トリプチセン誘導体の中でも,特に,1,8,13位に化学変換可能な異なる三つの置換基をもつ誘導体に着目し,酵素触媒を用いた不斉非対称化反応によるエナンチオ選択的合成法を開発することを目指す。また,それら三つの置換基の選択的変換方法を開発し,様々な不斉反応剤の設計を可能にする,多用途で新しいタイプのキラルテンプレート分子の創成を図る。本年度は,まず,合成容易な(13位に置換基をもたない)1,8-置換トリプチセン誘導体をモデル化合物として利用し,その不斉非対称化を検討した。その結果,単純な1,8-ジアシルトリプチセンの反応については,アシル基の構造および酵素(リパーゼ)を適切に選択することにより,対応するモノアシル体を最高で収率90%,エナンチオ選択性>99%で得ることに成功した。そもそも酵素触媒が,トリプチセン誘導体のような剛直な三次元構造をもつ芳香族化合物を基質として受け入れるのかどうか,そして不斉非対称化が実現する可能性があるのかどうかという懸念に対して,有望な答えを得ることとなった。一方,1,8,13位に置換基をもつσ対称トリプチセンを簡便に合成する方法を検討し,二つの有効な合成経路を確立した。本研究は,光学活性トリプチセン誘導体の中でも,特に,1,8,13位に化学変換可能な異なる三つの置換基をもつ誘導体に着目し,酵素触媒を用いた不斉非対称化反応によるエナンチオ選択的合成法を開発すること,さらには,それら三つの置換基の選択的変換方法を開発し,様々な不斉反応剤の設計を可能にする,多用途で新しいタイプのキラルテンプレート分子を創成することを目的としたものである。研究上の重要な課題点の一つは,そもそも酵素触媒が,トリプチセン誘導体のような剛直な三次元構造をもつ芳香族化合物を基質として受け入れるのかどうか,そして不斉非対称化が実現する可能性があるのかどうかという点にあった。それに対して,本年度,単純化されたモデル化合物とはいえ,1,8-ジアシルトリプチセンの反応については,アシル基の構造および酵素(リパーゼ)を適切に選択することにより,対応するモノアシル体を最高で収率90%,エナンチオ選択性>99%で得ることに成功した。この結果により,当初懸念していた根本的な疑問点に対して,有望な答えを得ることとなった。一方,実際の反応の基質となる1,8,13位に置換基をもつσ対称トリプチセン誘導体がいかに選択的,かつ簡便に合成できるかも,研究全体の成否の鍵を握る。それに対して,本年度,二つの有効な合成経路を確立し,以降の研究を推進する上での土台が整った。13位に種々の置換基をもつσ対称1,8-ジアシル置換トリプチセンの不斉非対称化を検討する。反応条件に様々な角度から検討を加え(使用する加水分解酵素,反応溶媒,添加物,pH,温度,反応操作法等),反応基質として満たすべき要件,各々の反応基質に適用すべき最適条件を明らかにし,合成手法として確立する。また,上記の方法で得られた光学活性トリプチセンについて,そのフェノール性水酸基,アシルオキシ基および13位の置換基を選択的変換する方法を開発する。各種の選択的保護/脱保護のテクニックを活用し,また,トリフラート等の擬似ハライドを経由するカップリング反応なども取り入れることによって,1,8,13位に種々の置換基を自在に導入できる方法を開発する。その後は,トリプチセンのキラリティーだけに基づき,その他の不斉要素(側鎖上に導入された不斉中心など)に拠らない,不斉反応剤の開発を目指す。

そもそも酵素触媒が,トリプチセン誘導体のような剛直な三次元構造をもつ芳香族化合物を基質として受け入れるのかどうか,そして不斉非対称化が実現する可能性があるのかどうかという懸念に対して,有望な答えを得ることとなった。一方,1,8,13位に置換基をもつσ対称トリプチセンを簡便に合成する方法を検討し,二つの有効な合成経路を確立した。本研究は,光学活性トリプチセン誘導体の中でも,特に,1,8,13位に化学変換可能な異なる三つの置換基をもつ誘導体に着目し,酵素触媒を用いた不斉非対称化反応によるエナンチオ選択的合成法を開発すること,さらには,それら三つの置換基の選択的変換方法を開発し,様々な不斉反応剤の設計を可能にする,多用途で新しいタイプのキラルテンプレート分子を創成することを目的としたものである。研究上の重要な課題点の一つは,そもそも酵素触媒が,トリプチセン誘導体のような剛直な三次元構造をもつ芳香族化合物を基質として受け入れるのかどうか,そして不斉非対称化が実現する可能性があるのかどうかという点にあった。それに対して,本年度,単純化されたモデル化合物とはいえ,1,8-ジアシルトリプチセンの反応については,アシル基の構造および酵素(リパーゼ)を適切に選択することにより,対応するモノアシル体を最高で収率90%,エナンチオ選択性>99%で得ることに成功した。この結果により,当初懸念していた根本的な疑問点に対して,有望な答えを得ることとなった。一方,実際の反応の基質となる1,8,13位に置換基をもつσ対称トリプチセン誘導体がいかに選択的,かつ簡便に合成できるかも,研究全体の成否の鍵を握る。それに対して,本年度,二つの有効な合成経路を確立し,以降の研究を推進する上での土台が整った。13位に種々の置換基をもつσ対称1,8-ジアシル置換トリプチセンの不斉非対称化を検討する。反応条件に様々な角度から検討を加え(使用する加水分解酵素,反応溶媒,添加物,pH,温度,反応操作法等),反応基質として満たすべき要件,各々の反応基質に適用すべき最適条件を明らかにし,合成手法として確立する。また,上記の方法で得られた光学活性トリプチセンについて,そのフェノール性水酸基,アシルオキシ基および13位の置換基を選択的変換する方法を開発する。各種の選択的保護/脱保護のテクニックを活用し,また,トリフラート等の擬似ハライドを経由するカップリング反応なども取り入れることによって,1,8,13位に種々の置換基を自在に導入できる方法を開発する。その後は,トリプチセンのキラリティーだけに基づき,その他の不斉要素(側鎖上に導入された不斉中心など)に拠らない,不斉反応剤の開発を目指す。
磁気流体力学および運動論に基づくヘリカル系プラズマ閉じ込めの研究

1.ゾーナルフローの時間発展の線形ジャイロ運動論的シミュレーションを行った結果、LHDの内側シフト配位におけるゾーナルフローの減衰速度が標準配位の場合に比べて低下することが、理論予想通りに確認された。また、シミュレーションから得られた速度空間上のイオン分布関数の構造を調べた結果、リップル捕捉粒子の小半径方向ドリフト速度が大きな標準配位では、捕捉粒子速度空間領域に振動構造が見られ、これがゾーナルフロー減衰を促進するのに対し、捕捉粒子ドリフトが遅い内側シフト配位ではこのような振動構造が現れるのが遅れ、従ってゾーナルフロー減衰も遅くなることが検証された。線形ITGモードのジャイロ運動論的シミュレーションの結果、標準配位に比べ内側シフト配位では磁気丘成分の増加するが、安全係数の減少・磁気シアー強度の増加により、ITGモード成長率の増加は僅かであることが確認された。またこの線形ITGモード解析結果の精度の妥当性は、他の線形ジャイロ運動論的シミュレーションコードとのベンチマークテストにより検証された。以上の研究成果は、査読付き学術論文[S.Ferrando-Margalet,H.Sugama,and T.-H.Watanabe,Physisics of Plasmas 14,122505(2007)]として発表された。2.電磁波入射は、標準的なプラズマ加熱方法の一つである。複雑な3次元磁場構造を持つへリカル系装置におけるプラズマ加熱を効率的に行うため注目されている電磁波(正常波・異常波)と電子バーシュタイン波の間のモード変換を、CHSやヘリオトロンJ装置の磁場配位を用いた光線追跡シミュレーションを実行することにより解析した。ブートスラップ電流や外部電流の効果を含めて、ヘリカル系プラズマの磁気流体力学(MHD)平衡を決定するための数値計算コードシステムを開発した。このシステムを用いた計算により、外部から適量の電流を駆動することにより、MHD平衡及び安定性に悪影響をもたらすブートスラップ電流を相殺あるいは制御できることが示された。このようなブーストラップ電流制御のための外部電流駆動に必要な電子サイクロトロン波(あるいは電子バーンシュタイン波)の量、方向及び性質を評価するための手法を構築した。この数値解析手法を準対称ヘリカル系プラズマに適用することにより、少量の外部電流駆動により安定な磁場配位が維持できる例を示した。現在、核融合科学研究所及び京都大学エネルギー理工学研究所の研究者との研究協力により、ヘリオトロンJプラズマにおける電子サイクロトロン波・電子バーンシュタインとブートスラップ電流の相互作用の詳細な解析を行うため、数値計算コードシステムの移植・整備の作業を進めている。また、上記の研究と並行して、ヘリカル系プラズマにおける微視的不安定性・乱流に対して、ブートスラップ電流や外部電流による磁場配位の変化がもたらす効果を調べることを目的として、ジャイロ運動論を用いた微視的不安定性の線形解析の研究を開始し、イオン温度勾配モードの安定化やゾーナルフロー生成によるプラズマ閉じ込め改善のための電流駆動の応用の可能性についても検討している。1.核融合科学研究所のコンパクトヘリカルシステム(CHS)における高密度プラズマ実験では電子サイクロトロン波(ECW)の入射時に蓄積エネルギーの増大が観測されている。しかし、ECWは高密度ではカットオフにより伝搬できないため、プラズマ加熱は電子バーンシュタイン波(EBW)の吸収によるものと推測されている。EBWはECWのモード変換により生じ、高密度でもカットオフを持たない。本研究では、波動軌道追跡、モード変換、プラズマ加熱のシミュレーションを行い、EBWによるプラズマ加熱過程を調べ、CHSの実験結果に説明することに成功した。また同様のシミュレーションを大型ヘリカル装置(LHD)やヘリオトロンJ装置におけるプラズマ実験に対しても応用することを現在計画している。2.LHDのプラズマ実験では標準磁場配位に比べて磁気軸内寄せ磁場配位においてプラズマ閉じ込め性能が向上することが確認されている。LHDの標準配位と磁気軸内寄せ配位に対応する磁場強度スペクトルを用いて線形ジャイロ運動論的シミュレーションを行い、標準配位から磁気軸内寄せ配位に磁場構造が変わる場合に、ITGモード成長率が磁気丘成分・安全係数・磁気シアーの変化によりどのような影響を受けるかを調べ、またサイドバンド・ヘリカル成分によりゾーナルフロー減衰率がいかに低下するかを明らかにした。これらの線形ジャイロ運動論的シミュレーションの結果は、ITG乱流・ゾーナルフローの非線形ジャイロ運動論的シミュレーションの実行パラメーターの決定に用いられた。

2.電磁波入射は、標準的なプラズマ加熱方法の一つである。複雑な3次元磁場構造を持つへリカル系装置におけるプラズマ加熱を効率的に行うため注目されている電磁波(正常波・異常波)と電子バーシュタイン波の間のモード変換を、CHSやヘリオトロンJ装置の磁場配位を用いた光線追跡シミュレーションを実行することにより解析した。
イソロイシルtRNA合成酵素が持つロスマンフォールド構造の分子解剖

大腸菌イソロイシルtRNA合成酵素は、N末ドメインとしてロスマンフォールド構造をもち、このドメインがATPによるイソロイシンのアデニル化と、それに続く、tRNAのイソロイシル化反応の触媒活性を担う。このロスマンフォールドを形成する第1α鎖に注目し、この鎖を形成する17残基の各位置で酵素を2断片化した。この第1α鎖のN末端領域とそれに先立つループ領域は、ATPの結合に関与する残基や、触媒活性そのものに関わる残基が存在することが知られている。また、各種生物を通じて、非常に良く第1α鎖の1次構造が保存されている。分解した2つの酵素断片は2つのプラスミドから別々に発現させ、大腸菌イソロイシルtRNA合成酵素遺伝子ノックアウト株を用いた、in vivoでの酵素活性再構成能力アッセイを行った。その結果、調べた17対の断片化実験の全てで、活性の再構成を示す結果は得られなかった。第1α鎖は分断に関して非常に感受性が高いことが分かるタンパク質の分解単位としてのミニ遺伝構造とエクソン・イントロン構造の関係は興味を引く点である。このため、ヒトの細胞質型、ミトコンドリア型イソロイシルtRNA合成酵素cDNAから出発し、これらの2つの酵素のエクソン・イントロン構造を決定し、細胞質型酵素は34のエクソンから、また、ミトコンドリア型酵素は23のエクソンからなることを明らにした。他のグループから報告されているテトラヒメナ細胞質型同酵素遺伝子の3者の間でイントロンの位置の保存性に注目すると、唯一、ヒト細胞質型酵素と、テトラヒメナ酵素の間で1箇所のイントロン位置が完全に一致していた。少なくともこの保存されたイントロンの起源は、テトラヒメナの出現した時期にまで遡ることができる。興味深いことに、この保存されたイントロン位置で、大腸菌イソロイシルtRNA合成酵素がその活性を失うことなく2断片化される。