hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RNA自己複製系の形成と維持機構

QβファージはF繊毛を有する大腸菌に特異的に感染するleviviridaeに属するRNAウィルスである。Qβファージのゲノムは非常に単純な一本鎖RNAで4種のタンパク質をコードしており、そのうちの1つが、自身のゲノムを特異的に複製するRNA複製酵素(Qβレプリカーゼ)を構成するタンパク質であり、鋳型RNAの特異性や活性発現にもっとも重要なサブユニットである。本研究の目的のためには、この酵素の働きの大腸菌内維持とともに、その活性維持自体がRNA複製活性に依存する関係、つまりRNA自己複製系の大腸菌内持続存続系の構築を要する。その第一歩として、大腸菌内のRNA複製酵素活性を評価できるか少なくとも存在を容易に判定できる実験系の導入が急務であった。主に、以下の2項目について研究を段階的に遂行した。(1)プラスミドDNAによるQβレプリカーゼの大腸菌内導入を用いて、プラスミドのreplication origin関連に基づくRNA複製酵素反応の持続存在を保証し、その上でレプリカーゼ活性を保持した大腸菌を選択できる実験系を構築した。レプリカーゼ活性の供給が大腸菌生育に不可欠である関係を大腸菌に導入した。現在、このシステムの特性を変異レプリカーゼの活性スクリーニングに適用し、大腸菌内で活性を有することが保証されたレプリカーゼ変異体の選別などを導入した一連の研究が進行している。(2)一方、1960年代に報告のあるQβファージと大腸菌の持続感染系、及び、擬似溶原化(メタファージ)状態の確立を目指し、再感染阻害の意味を持つ抗Qβ血清存在下で、大腸菌(A/λ、F+)とQβファージとによる持続感染培養系を導入している。これにより、ファージRNAゲノム自身が有するRNA自己複製系としての性質に加えて、持続存在が狙える。ゲノムRNA由来のレプリカーゼ機能の判定は、(1)で導入したシステムを保有する大腸菌にファージを持続感染させることで判定できる。
パラミクソウイルスの膜融合における機能的および物理的HN-F相互作用の解析

パラインフルエンザウイルスのエンべロープ蛋白HNの頭部領域は細胞膜上の受容体に結合すると構造変化を起こし,それまで隠されていたストーク領域がウイルス特異的にエンべロープ蛋白Fの頭部領域と相互作用して活性化することで,Fが膜融合の誘導そして細胞へのウイルス侵入を媒介する。このHN-F相互作用における特異性は異なるウイルス間でのHNストーク領域とF頭部領域の一時構造の相同性によって一義的に決まるものとされてきた。しかし本研究により,HN頭部領域およびFストーク領域がそれぞれHNストーク領域およびF頭部領域の立体構造に影響をおよぼすことでHN-F相互作用の特異性を修飾していることが明らかになった。1. PIV5のHN(PIV5 HN)とSV41のHN(SV41 HN)の頭部領域を互いに交換したキメラHN(CH5-41およびCH41-5)を作製した。CH5-41のStalk領域はPIV5 HNに、頭部領域はSV41 HNに由来するが、PIV5のF(PIV5 F)と特異的に相互作用して(発現開始後12時間で)細胞融合を誘導することを見出した。一方CH41-5の場合、誘導された細胞融合は小規模でF特異性も不明瞭であった。2.既報のように、PIV5 Fの頭部領域の21個のアミノ酸をSV41 Fの対応アミノ酸で置換したキメラF(No.36)はSV41 HNと特異的に相互作用して細胞融合を誘導するが、発現開始後24時間まで観察したところ、No.36がPIV5 HNとの共発現でも明瞭な細胞融合を誘導することが新たに判明した。そこでさらに追究した結果、No. 36のStalk領域の3つのアミノ酸をSV41 Fの対応アミノ酸で置換するとPIV5 HNとの相互作用能は著明に低下すること、しかしSV41 HNとの相互作用能は維持されることを明らかにした。3.頭部領域を欠いたPIV5 HNにFLAGタグを付加した短縮型HN(PIV5 HN HL-FLAG)PIV5 Fとの同時発現で細胞融合を誘導し、SV41 FやNo.36との相互作用は認められなかった。しかしFLAGタグを除くと、No.36とも相互作用するようになった。一方、SV41HNHL-FLAGはそのstalk領域にGCN4配列を付加することによってようやく機能を発揮し、SV41 Fとの特異的な相互作用能を示したが、PIV5 FやNo. 36との相互作用は認められなかった。また, HPIV2 HN HL-FLAGはGCN4配列を付加してもHPIV2 Fとの相互作用は認められず、予想に反してNo. 36との相互作用が認められた。(1) HPIV2 HNのStalk領域をSV41 HNの当該領域で置き換えたキメラHN(CH1-94)がHPIV2 FとではなくPIV41 Fと特異的に機能的相互作用をする(細胞融合を誘導する)ことをすでに報告した(Virology, 1995)。一方、PIV5 Fの頭部(Head)領域の21個のアミノ酸をSV41 Fの対応アミノ酸で置換したキメラF(No.36)がSV41 HNと特異的に機能的相互作用をすることを近年報告した(J Virol, 2013)。以上の結果から、CH1-94とNo.36はSV41特異的なキメラHNとキメラFであると考えられたので、本研究においてこれらのキメラ同士の機能的相互作用能を調べたところ、予想に反して細胞融合は全く誘導されなかった。(2)上記の予想外の現象を追究した結果、CH1-94のHead領域(HPIV2 HN由来)の2量体境界部近傍に位置する13個のアミノ酸をSV41HNの対応アミノ酸で順次置換することにより作製した20種のキメラHNが様々なF特異性を示すこと、さらに、そのうち2つのキメラHNがSV41HNと同様のF特異性を示すことを見出した。なお、Native PAGE解析の結果、これら20種のキメラHNの安定性は同程度であったがいずれもCH1-94よりも低いことが判明した。すなわちHNの安定性とF特異性との関連は認められなかった。(3) MuV HNはHPIV2FやPIV5 Fとも機能的相互作用をするが、HPIV2HNやPIV5 HNはMuV Fとは機能的相互作用をしない。そこでこれらのStalk領域のアミノ酸配列の比較解析を行ったところ、このようなHNの互換性の有無を説明できるようなアミノ酸は存在しないことが判明した。(4)以上の結果から、HNのF特異性はそのStalk領域の一次構造だけではなく、Head領域の相違等に起因するStalk領域の立体構造によって規定されていることが強く示唆された。HNのStalk領域はFとの物理的相互作用に関わっており、F特異性を規定する領域と考えられてきたが、本年度の研究によりHNのHead領域の一部(Region II)のアミノ酸群がStalk領域の立体構造に影響を与え、そのF特異性を修飾することを強く示唆する結果が得られたため。(1)既報(Virology, 1995)のとおり, HPIV2 HNのStalk領域をSV41 HNの当該領域で置き換えたキメラHN (CH1-94)はHPIV2 FとではなくSV41 Fと特異的に(機能的)相互作用をする。一方, PIV5 Fの頭部(Head)領域の21個のアミノ酸をSV41 Fの対応

アミノ酸で置換したキメラF (No.36)はPIV5 HNとではなくSV41 HNと相互作用する(J Virol, 2013)。しかし昨年度の本研究により, CH1-94はNo.36と相互作用しないが,そのHead領域(HPIV2 HN由来)の2量体境界部近傍に位置する特定のアミノ酸群(201位と202位)をSV41HNの対応アミノ酸群で置換したキメラHN (IM18)がNo.36と相互作用できることを見出した。(2)本年度の本研究により,発現後12時間ではNo.36とPIV5 HNとの相互作用は認められないが(J Virol, 2013),発現後24時間では弱いながらも両蛋白の相互作用が検出できることを見出した。しかし, No.36のStalk領域をSV41 Fの当該領域で置換したキメラF (No.37)は発現後24時間でもPIV5 HNとは相互作用せず, SV41 Fに特異的であることが判明した。さらに, IM18はNo.37と相互作用できないが,その2量体境界部近傍に位置するアミノ酸群(518位, 520位, 522位, 529位, 533位, 537位,および538位)をSV41HNの対応アミノ酸群に置換したキメラHN (R-19Z)はSV41 HNと同様にSV41 F, No.36,およびNo.37と相互作用できることを見出した。(3)以上の結果から, HNのHead領域とFのStalk領域構造の相違が(HNのStalk領域とFのHead領域を介した)HN-F相互作用の特異性に劇的な影響を及ぼすことが明らかとなった。パラインフルエンザウイルスのエンべロープ蛋白HNの頭部領域は細胞膜上の受容体に結合すると構造変化を起こし,それまで隠されていたストーク領域がウイルス特異的にエンべロープ蛋白Fの頭部領域と相互作用して活性化することで,Fが膜融合の誘導そして細胞へのウイルス侵入を媒介する。このHN-F相互作用における特異性は異なるウイルス間でのHNストーク領域とF頭部領域の一時構造の相同性によって一義的に決まるものとされてきた。しかし本研究により,HN頭部領域およびFストーク領域がそれぞれHNストーク領域およびF頭部領域の立体構造に影響をおよぼすことでHN-F相互作用の特異性を修飾していることが明らかになった。FのHead領域の一部(Middle Region)のアミノ酸群が、そのHN特異性を規定することをすでに発表したが、一昨年度の本研究により、Fのtalk領域がこのHead領域のHN特異性に影響を与えることが判明している。本年度は、このFに関する知見と昨年度得られたHNに関する知見の整合性をキメラ解析により追究する。ウイルス学・分子生物学平成26年度の結果から, F蛋白との機能的相互作用を規定しているとされているHN蛋白のStalk領域の機能に対して,その頭部領域が重要な関与をしていることが示唆されたため、この問題の追究を平成27年度の計画に加える予定である。
傾斜エリプソメトリーによるその場精密3次元形状計測法の開発

円偏光照明による2次元偏光解析で試料の3次元形状を精密計測できる傾斜エリプソメトリーの高精度化と高速化を目指して、LEDを光源とした円偏光度97%以上の疑似ドーム型照明装置を作製した。また、高速4検出器型ポラリメーターを開発して液晶可変リターダーの較正法を考案した。作製した円偏光照明装置を用いて、2つの波長で計測した異なる偏光画像から同一傾斜角及び傾斜方位角が得られ、傾斜エリプソメトリーの高感度特性が実証できた。本研究は、一般に平面試料に用いられるエリプソメトリーを立体試料に拡張し、物体表面の法線ベクトルを直読する傾斜エリプソメトリー技術を用いた3次元形状計測法の確立と、これを用いた実時間精密3次元形状計測装置を開発することを目的とする。これまでの研究で、ネマティック液晶による可変リターダーを用いたエリプソメーター及びイメージングエリプソメーターでは、1回の位相切り替え時間に数100ミリ秒の時間を要するため、実時間の偏光イメージングは困難であることを明らかにした。そこで、本年度は高分子安定化液晶を用いた可変リターダーを新たに導入して高速偏光イメージングの実現を目指した。具体的には、1.可変リターダーとして高分子安定化液晶と駆動用の高電圧アンプを、検出器にフォトダイオードを用いた通常配置のエリプソメーターとこれを制御するソフトウエアの作製、2.直交ニコルの偏光子間に挿入した液晶の透過光強度測定から、液晶への印加電圧と位相の関係を取得するための制御・計測ソフトウエアの作製、3.光学平面ガラス上の金属厚膜とガラス、シリコンを標準試料とした開発したエリプソメーターの性能評価、を実施した。また、液晶の印加電圧を変化させたときの透過強度の立ち上がり及び立下り時の応答時間を計測したところ、両者とも数100マイクロ秒であることを確認した。デジタルフーリエ変換法で反射偏光の2次元分布を得るためには少なくとも液晶による4回の位相変化が必要である。位相変化量を細かくして計測枚数を増やすほど計測精度が向上するが、実測した液晶の応答時間は実時間計測を実現し得る性能であることが明らかとなった。今後は、液晶駆動周波数と動作温度の最適化によって計測の再現性を向上させ、イメージングエリプソメーターに実装する。平成26年度はイメージングエリプソメーターと円偏光照明装置をそれぞれ開発してその場精密3次元形状計測装置の完成を目指した。具体的には、1.液晶可変リターダーを用いて高精度偏光計測を行うために、新たに4検出器法によるその場計測ポラリメーター(FDP)を開発した。規定した偏光を液晶素子に入射し、液晶を駆動する印加電圧を変えながら出射光の偏光楕円をその場計測した。計測した偏光は液晶素子の設置誤差に起因する進相軸の方位角のズレによって所望の偏光状態ではないことが明らかとなった。そこで、回転ステージ上に液晶素子を保持して方位角を精密調整できるホルダーを作製した。2.偏光イメージング計測に使用する大面積フィルム偏光子の消光比を考慮して14ビットのダイナミックレンジを持つCCDカメラを検出器として回転検光子法及び液晶位相変調法によるイメージングエリプソメーターを構築した。3.コリメート光を用いて金厚膜平面試料の2次元偏光画像を計測し、通常のエリプソメトリー計測と同等の精度で偏光計測できることを確認した。4.目標とする傾斜角度の測定精度から円偏光度97%以上の照明を実現するために、指向角が狭い高輝度LEDを光源とし、出射部に円偏光フィルムを配置した円偏光照明装置を作製した。装置の形状は試料の全方位から照明するため半球の一部を多角形近似した多角形ドーム状とした。5.傾斜エリプソメトリーの人体応用を目指して、人体による光の垂直反射率を簡便に計測できる光学系の作製を開始した。最終年度は、傾斜角の計測精度0.1度を目指して円偏光度97%以上の円偏光装置の開発と傾斜エリプソメトリーの人体応用を検討するために人体の直入射分光反射率計測を行った。具体的な成果は次の通りである。1市販の右回り円偏光フィルムの分光及び入射角特性を評価し、530 nmを中心に480-600 nmの範囲で、また、入射角45度まで円偏光度97%以上を実現できることを明らかにした。2円偏光フィルムの特性から、半値角15度の高指向性LED前面に右回り円偏光を貼り付け、これを3次元的に配置することで全方位から試料を照明する構成とした。3金厚膜多角形を試料として干渉フィルターによって波長532 nmと540 nmでそれぞれ偏光イメージングを行った。4波長差は僅か8 nmであるが、得られた楕円率角には明確な違いがあり、両者の楕円率角はともに同一の傾斜角を示したことから改めて傾斜エリプソメトリーの有用性が示された。5Siウエハーを参照

反射試料とした入射光スペクトルの取得によって、Y分岐バンドルファイバーを用いた垂直分光反射率計測法を確立した。6人体の肌表面の分光反射率を再現性良く計測するために反射プローブホルダーを設計・製作して分光反射率を計測した。7人体の可視分光反射率計測から、素肌の正反射光成分の反射率は1-3%程度であり、16名の全被験者に共通して波長610 nmが最も反射率が高いことがわかった。8これらの結果から、人体は可視光波長の全領域でエリプソメトリー計測可能な正反射光が得られることを明らかとした。円偏光照明による2次元偏光解析で試料の3次元形状を精密計測できる傾斜エリプソメトリーの高精度化と高速化を目指して、LEDを光源とした円偏光度97%以上の疑似ドーム型照明装置を作製した。また、高速4検出器型ポラリメーターを開発して液晶可変リターダーの較正法を考案した。作製した円偏光照明装置を用いて、2つの波長で計測した異なる偏光画像から同一傾斜角及び傾斜方位角が得られ、傾斜エリプソメトリーの高感度特性が実証できた。次年度に研究を計画した人体の光反射率計測を前倒しするなど研究計画は順調に進展した。応用光学最終年度は、様々な材質と形状を対象として3次元形状を計測し、傾斜エリプソメトリーによる形状計測技術を確立する。偏光イメージング装置については、回転検光子法と液晶位相変調法を併用して同一試料を計測し、両者の性能及び計測精度の評価を行う。照明装置については、半球ドームに円偏光フィルム付LED光源を組み込み、全方位から照明できる装置の完成を目指す。また、本計測法の応用展開を検討するための評価実験を行う。具体的な計測試料は次の通りである。1.面精度が良く、表面粗さが小さなガラス平面試料や金属厚膜を成膜した試料。干渉計測法の計測結果と比較し、測定精度について検討する。2.ガラス、プラスティック、金属製で面粗さが比較的小さな平面試料。本手法の得手不得手とする材質を評価する。3.機械加工部品など表面粗さが大きく反射光の非偏光成分が多い試料。計測法の実用性について検討する。4.これらの試料に加えて、人体への応用展開を検討するため評価計測を行う。分光反射率計やエリプソメーターを用いて屈折率などの光学特性を評価する。反射光量が不足して偏光画像計測が困難な場合には、油やカラースプレーの塗布や密着するゴムなどを装着し計測する。これらを実現して傾斜エリプソメトリーによる高精度3次元形状計測法を確立する。次年度に推進予定の研究を前倒しして開始したため、作製した液晶変調エリプソメーターの性能評価にやや遅れがあるものの、研究計画は順調に進展した。研究を効率的に推進したため僅かな未使用額が発生した。平成26年度はイメージングエリプソメーターと円偏光照明装置をそれぞれ開発してその場精密3次元形状計測装置の完成を目指す。具体的には、1.前年度に導入した高速液晶可変リターダーの動作周波数と動作温度を最適化してより高速な駆動と高い再現性を目指す。2. 2次元偏光イメージング計測に使用する大面積フィルム偏光子の消光比を考慮した4桁以上のダイナミックレンジを持つ高速撮像可能な2次元検出器を用いてイメージングエリプソメーターを構築する。3.高速液晶可変リターダーの位相変調と同期して反射偏光イメージングする制御・計測ソフトウエアを自作する。
植物試料分析による放射性核種の動態に関する研究

紙は、植物を原料として製造されるパルプを主な成分としている。紙類に含まれる放射能のレベルや紙類をめぐる放射性核種の動態を明らかにするため次のような研究を行った。1書籍中の^<137>Cs濃度の発行年に伴う変化は、^<137>Csフォールアウト降下量の年変化のパターンによく似ている。その原因を明らかにするために、国内で1960年代に印刷された書籍について、中身と表紙に分けて^<137>Csの含有量を測定した。中身はほとんど^<137>Csを含んでいなかった(0.2 Bq kg^<-1>以下)。表紙については、芯材の板紙が稲わらを原料とする黄ボールのものは^<137>Cs濃度が高く(1.0-5.7 Bq kg^<-1>)、チップボールのものには^<137>Csは検出されず、半黄ボールのものは両者の中間の濃度を示した(0.2-1.0 Bq kg^<-1>)。このことから書籍に含まれる^<137>Csは、ほとんど稲わらから来たことがわかった。書籍中の^<137>Cs濃度と^<137>Csフォールアウト降下量の年変化の類似は、稲わらの^<137>Cs含有量の年変化および1960年代半ばからの表紙の板紙の種類の変化により説明できる。2国内で1990年代に発行された新聞および情報用紙について、天然放射性核種(^<226>Ra、^<228>Ra、^<228>Th、^<40>K)およびフォールアウト核種(^<137>Cs)の放射能を定量した。新聞試料中の天然放射性核種の濃度は低かった。情報用紙の一つには、30 Bq kg^<-1>もの濃度の^<228>Raおよび^<228>Thを含んでおり、これらの核種は、填料のカオリナイトによってもたらされたと推定された。^<137>Csは、情報用紙においては検出されなかったが、新聞については全試料において検出された(0.1-0.2 Bq kg^<-1>)。新聞用紙については、使用されている機械パルプに原料木材に含まれていたフォールアウトの^<137>Csの一部が残っているため、^<137>Csが検出されたと推定された。紙類に含まれる放射能の測定データをもとに、紙類の燃焼に伴いごみ焼却場から排出される放射能の影響について、石炭との比較により考察した。本年度は、書籍等紙類に含まれる放射能のレベルや紙類をめぐる放射性核種の動態を明らかにするため次のような研究を行った。1書籍に含まれるフォールアウト核種

^<137>Csの源を明らかにするために、日本国内で1960年代後半に印刷された書籍について、製造原料が異なると考えられる中身と表紙に分けて^<137>Csの含有量をガンマ線スペクトロメトリーにより測定した。中身の^<137>Cs濃度は低く、最高でも0.21Bq kg^<-1>であり、試料による違いは小さかった。それに対し、表紙の^<137>Cs濃度は、0-5.7Bq kg^<-1>で、試料による違いが大きかった。書籍に含まれる^<137>Csの大部分は、表紙にあることが判明した。2わが国において1990年代に発行された新聞および情報用紙について、天然放射性核種(^<226>Ra、^<228>Ra、^<228>Th、^<40>K)およびフォールアウト核種(^<137>Cs)の放射能をガンマ線スペクトロメトリーにより定量した。新聞試料中の天然放射性核種の濃度は低かったが、情報用紙の一つは、30Bp kg^<-1>もの濃度の^<228>Raおよび^<228>Thを含んでいた。この情報用紙に含まれるトリウム系列核種は、この紙に使用されている填料のカオリナイトによってもたらされたと推定された。^<137>Csは、情報用紙においては検出されなかったが、新聞については全試料において検出された(0.1-0.2Bq kg^<-1>)。新聞に使用されているパルプは、主として木材から作られる機械パルプである。機械パルプには、原料の木材に含まれていたフォールアウトの^<137>Csの一部が残っているため、新聞試料に^<137>Csが含まれていると推定された。本研究で得られたデータは、廃棄された紙の燃焼によりゴミ焼却場から環境に放出される放射能の見積のために役立つと考えられる。1これまでのわれわれの研究により、書籍の^<137>Cs濃度と発行年の関係は、1960年代半ばにピークがあるパターンを示し、^<137>Csフォールアウト降下量の年変化のパターンによく似ていることがわかっている。その原因明らかにするために、国内で1960年代に印刷された書籍について、中身と表紙に分けて^<137>Csの含有量を測定した。また、表紙の芯材として使用されている板紙の種類を調べた。その結果、板紙の種類は、1960年代半ばまでは稲わらを主原料とする黄ボールであるが、それ以降は半黄ボール(黄ボールとチップボールの中間)、さらに古紙を主原料とするチップボールに切り替えられたことがわかった。中身はほとんど^<137>Csを含んでいなかった。表紙については、芯材が黄ボールのものは^<137>Cs濃度が高く、チップボールのものはほとんど^<137>Csを含まず、半黄ボールのものは両者の中間の濃度を示した。このことから1960年代発行の書籍に含まれる^<137>Csは、ほとんど稲わらから来たことがわかった。書籍中の^<137>Cs濃度パターンと^<137>Csフォールアウト降下量のパターンの類似は、(1)1960年代半ばまでは表紙の芯材が稲わらであり、書籍の^<137>Cs濃度は稲わらの^<137>Cs濃度を反映すること、(2)1960年代後半は表紙の芯材が半黄ボール、チップボールに切り替わったため、書籍の^<137>Cs濃度が減少すること、により説明できる。2今日わが国では、紙類は多量に捨てられ、その大部分はごみ焼却場において焼却処分されている。われわれの研究で得られた書籍、新聞および情報用紙に含まれる放射能の測定データをもとに紙類の燃焼に伴いごみ焼却場から排出される放射能の影響について考察した。すでにこのような研究が行われている石炭との比較すると、紙類は、燃やされる量、放射能濃度のどちらについても少ないと見積られ、焼却に伴い排出される放射能の影響は石炭より小さいと推定された。
水撃の流体―構造連成におけるバンドギャップ効果の検証

ポンプの急停止や弁の急閉鎖により管内の圧力が上昇することを水撃作用とよび,管の弾性率,直径,肉厚が水撃波の伝播速度が変化することが知られている.本研究では,水撃波の被害低減を目指して管の肉厚や材質を繰り返し変化させてバンドギャップ効果(特定波長の波が伝播できず遮断される効果)に類似した現象が現れることを期待して,実験と数値解析を行った.飛翔体を液面に衝突させて水撃波を生成し,波面の周波数成分はウェーブレット解析で分析した.ポリカーボネート製円管に鋼鉄製クランプを設置して繰り返し構造を構築した結果,水撃波面の高周波成分が減衰するとともに最大値が20%程度減衰することを確認した.ポンプの急停止や弁の急閉鎖により,流体運動が圧力に変換されて管内の圧力が上昇する現象を水撃という.水撃による配管損傷が生じると有害物質が漏えいする恐れがある.水撃現象では,管壁中のたわみ波と流体中の圧力波が連成しながら伝播し,管の弾性率,直径,肉厚が水撃波の伝播速度を変化させることが知られている.水撃波の被害を低減するため,本研究では管の肉厚や材質を繰り返し変化させる方法を提案し,その有効性を検証した.水撃波の伝播速度が繰り返し変化することから,水撃波が伝播する媒体の音響インピーダンスが繰り返し変化することになり,水撃波が反射・透過を繰り返すことで,水撃波面が緩やかになる効果が期待できる.さらに近年,半導体分野で研究が進んでいるバンドギャップ効果(特定波長の波が伝播できず遮断される効果)が現れることを期待して,実験,数値解析を行った.本実験で用いた実験系は,流体を管内に流して弁を閉じるものではなく,水中爆発における圧力履歴を模擬するための方法として開発された飛翔体を液面に衝突させる方法を採用した.また,水撃波面の周波数成分を詳しく分析するため,ウェーブレット解析を行った.ポリカーボネート製の円管(全長1 m,外径60 mm,内径52 mm)に鋼鉄製のクランプを設置して水撃波を伝播させた結果,クランプ(7個)を設置すると水撃波面の高周波成分(3-5 kHz)が減衰して波面が緩やかになる効果と水撃波ピークが20%程度減衰することを確認した.流体構造連成を考慮した数値解析の結果から,繰り返し構造を有する円管に水を充てんした管において水撃波が伝播する際のひずみ応答は,クランプ間隔をスカラクの理論から予想される波面の平均周波数に基づく波長程度(88 mm)とすることで実験と同様の減衰効果を確認した.また,クランプ間隔が88 mm以下のときには減衰率は低下することを確認した.ポンプの急停止や弁の急閉鎖により管内の圧力が上昇することを水撃作用とよび,管の弾性率,直径,肉厚が水撃波の伝播速度が変化することが知られている.本研究では,水撃波の被害低減を目指して管の肉厚や材質を繰り返し変化させてバンドギャップ効果(特定波長の波が伝播できず遮断される効果)に類似した現象が現れることを期待して,実験と数値解析を行った.飛翔体を液面に衝突させて水撃波を生成し,波面の周波数成分はウェーブレット解析で分析した.ポリカーボネート製円管に鋼鉄製クランプを設置して繰り返し構造を構築した結果,水撃波面の高周波成分が減衰するとともに最大値が20%程度減衰することを確認した.配管内爆発の被害低減を目指し,爆発を模擬した水撃実験を行った.ピストンを水面に衝突させることで水撃波動を生成し,ポリカーボネート円管を用いて水およびスラリー(水と固体粒子の混合液)における水撃波動の伝播挙動を観測した.測定したデータから水撃波動の周波数特性および分散特性をウェーブレット解析により明らかにし,過去に他の研究者により提唱されている理論モデル式との詳細な比較から,水を充填した場合において理論モデルと実験データが比較的よく一致することを明らかにした.さらに,ポリカーボネート円管と金属製クランプを用いて,水撃波動におけるバンドギャップ効果の実験を行い,水撃波動のピークが減少すること,および波動の立ち上がりが緩やかになることを確認した.さらに,はり理論による繰り返し構造の理論式を導出し,実験結果との比較を行った.水撃波動における周波数特性,分散特性について測定データをウェーブレット解析することにより,過去の他の研究者により提唱された理論モデルと実験結果が比較的よく一致することを確認した.また,ポリカーボネート円管に水を充填した場合に対してスラリーを充填した場合には,分散特性が強くなることを確認した.以上の結果により水撃波動における周波数特性と分散特性について既存の理論モデルで概ね評価できることを確認した.次に,ポリカーボネート円管に鋼製のクランプを設置して繰り返し部を設けることで,バンドギャップ効果の検証を行い,期待された効果を直接的に観察することはできなかったが,被害低減の効果があることを確認した.水撃波動におけるバンドギャップ効果の物理モデルは存在していないため,入手可能な円管とその円管に設置可能なクランプを用いた繰り返し部による実験を行ったが,水撃波動の伝播による円管の衝撃ひずみ応答は繰り返し存在するクランプ部を通過するにつれて小さくなった.

さらに転送行列理論によるはりの繰り返し構造におけるたわみ波のバンドギャップ効果の式を円管に適用して周波数特性を調べたところ,実験で観察されている周波数に対して非常に小さい周波数においてバンドギャップ効果を生じる可能性を確認した.幅広い周波数成分の圧力波動に対してバンドギャップ効果を検証するため,水撃波動だけでなく,平成24年度に購入した加振器一式による圧力変動を入力波動として用いて,周波数を幅広く変化させて繰り返し構造部分を伝播させ,入力と反対側の圧力変動を出力として測定する実験を行う.また,平成24年度に構築した理論モデルにおいて実験で観察された水撃波動の主要な周波数帯を遮断する繰り返し構造を検討し,厚肉軟鋼管を切削加工することで厚肉部と薄肉部からなる繰返し構造を有する円管を作成する.この円管を用いた加振器による周波数応答を明らかにするとともに水撃波動を伝播させることで繰り返し構造におけるバンドギャップ効果の検証を実施する.該当なし
金属電析反応と電気化学振動とのカップリングによるナノ秩序構造形成法の開拓

金属の電析反応に於いてみられる、電気化学振動とそれに同期した樹枝状結晶の振動成長の機構を明らかにした。また、上記の振動現象を誘起する表面不安定化現象が半導体の溶解現象に適応できることを見出した。1.電気化学振動とそれに同期した樹枝状結晶の振動成長による高規則化構造の自己組織化形成拡散律速条件下、電流規制条件で金属の電析反応を行うと自発的な電位振動が観測されることを昨年度明らかにしてきた。本年度は位相差顕微鏡を使用し、結晶の振動成長に同期した成長先端濃度の振動現象の観測に成功した。また、走査型電子顕微鏡と電子線後方散乱パターンから結晶の振動成長の方位を同定した。更に、数値シミュレーションを行い、提案したモデルにより、電位振動と結晶の振動成長が生じることを明らかにした。また、ナノスケールでの結晶の振動成長は光学顕微鏡では観測することが困難であったことから、結晶表面上での表面増強ラマン散乱効果の利用を試みた。プローブ分子であるビピリジンの吸収強度が電位振動に同期して振動することを見出した。この時に振動成長した金樹枝状結晶の構造はex-situで走査型電子顕微鏡により観察した。その結果、ナノスケールでの結晶の振動成長を初めて見出した。2.樹枝状結晶成長をもたらす表面不安定性の半導体溶解への適応電気化学反応の拡散律速条件は、金属電析反応のみならず、溶解反応においても過電圧を大きく設定するだけで容易に達成される。拡散律速条件下では溶解した表面の形状が特異な形状になることが予想される。n-TiO_2の光エッチング反応に於いてみられる周期的なナノグルーブの形成機構を拡散律速条件下における表面不安定性を用いて数値解析したところ、このTiO_2の光エッチングにおいてみられる特異な周期構造が表面不安定性により引き起こされていることを明らかにした。電気化学振動現象は分子系の動的な自己組織化現象の一つの表れであり、電極表面上に自発的に時空間パターンを形成することが知られている。このような自発的に形成される時空間パターンは自己組織化を利用した材料創成の観点から非常に興味深い現象である。これまでに、我々は自発的な振動現象を伴うスズ(Sn)の電析反応(振動電析反応)において、高度に規則化した格子状の3次元微細周期構造が自己組織化形成されることを見出してきた。この知見を元に、本研究において振動電析反応の一般性や、それにより自己組織化形成する微細周期構造の構造変調について検討を行った。振動電析反応は、既に我々により報告されているSnの電析以外にもZnやPbで観測されることを新たに見出した。そこで、Znの振動電析反応に焦点を当てて、その機構の一般性を明らかにすることに成功した。これにより様々な金属電析反応において微細周期構造を自己組織化形成できることを示すことが出来た。また、Snの振動電析反応により自己組織化形成する格子状の微細周期構造について更に詳しく検討を行い、振動電析反応時に観測される周期的な電位振動が設定電流や溶液の濃度などにより変調可能であることが明らかとなった。さらに、電位振動が変調できたことから同時に自己組織化形成される微細周期構造も変調できることが明らかとなり、本手法による微細構造形成法の制御性を確立することに成功した。更に、自己組織化現象の現われである電気化学振動現象の基礎的な理解のために、電極触媒系で自発的に現れる時空間パターンについても検討を行い、2つの振動子のカップリング挙動を同位相や逆位相というようにコントロールできることを明らかにした。
全人類のゲノム変異を包括的に扱うリファレンス・ゲノム・グラフのデータ構造の研究

当研究では、多数のゲノムをグラフ構造として束ねることにより、今後大幅に増加する個人ゲノムの解析の効率化や、個人差・個体差の大きいゲノム領域やリファレンス配列にない領域を扱えないといった問題を解決するため、ゲノムグラフのデータ構造と、そのデータベースとの連携のための仕組みの開発に取り組んだ。ゲノムのアノテーション情報とゲノムグラフの構造をどちらもセマンティック・ウェブ技術のResource Description Framework (RDF)で表現するための仕組みを開発し、これを用いたアノテーショントランスファーなどの実験を行うことで実用性の検証を行った。平成28年は、リファレンス・ゲノム・グラフを構築するツールvgをサーバのDocker環境で構築し、必要に応じて最新版のソフトウェアに更新しながら実行できる環境を整備した。これをもとに、サンプルデータを用いた基本的なゲノム・グラフ構築とその可視化手順を検証した。6月には、ライフサイエンス統合データベースセンターの主催で国際開発者会議BioHackaton 2016を日本で開催し、海外から参加したvgの開発チームと連携してリファレンス・ゲノム・グラフをセマンティック・ウェブで用いられるResource Description Framework (RDF)のデータにシリアライズする方法を検討し、vgツール内に内部データ構造からRDF形式への変換機能を実装した。8月にはvgを開発しているカリフォルニア大学サンタクルツ校を訪問し、開発者の1人であるBenedict Paten博士らとミーティングを行って、vgの最新の開発状況や今後の方針について情報収集を行った。さらに、ヒトの全ゲノム配列と、公開されている1000人ゲノムのVCFデータでリファレンス・ゲノム・グラフを構築し、できあがったグラフをRDF化したものをVirtuosoデータベースにロードする実験を行った。このデータは5時間弱で前述のトリプルストアに格納され、このデータに対するSPARQLクエリが実行できることを確認した。また、10月にはバンクーバーを訪れ、米国人類遺伝学会(ASHG)と併催されたGlobal Alliance for Genomics and Health (GA4GH)の会議に参加して開発の進捗を確認するとともに、RDF化されたグラフに対するSPARQLクエリを検証、今後GA4GHとのRDFでの連携について協力体制を協議した。国際学会や相互訪問などによりvgの開発チームと国際連携ができる信頼関係と体制を構築することができた。これにより、リファレンス・ゲノム・グラフのRDF化がvgの開発チームとともに進められたことで、標準となるグラフをvgで構築し、それをもとにRDFを生成して、SPARQLクエリで検索できることまで検証できた。さらに、vgの実行環境をサーバ上に構築し、ヒトゲノム全体についてもグラフを生成できることを検証した。一方で、完全版のリファレンス・ゲノム・グラフの構築にはデータの標準化、グラフの標準化、ツールの改良などいくつか課題が残っていることが分かったため、当面は現状での公開データと開発バージョンのツールを用いて、データ構造とアプリケーション開発のノウハウを検討している。とくに、当初想定していたGA4GHのGenomicsAPIのデータ構造とvgのデータ構造は、複雑さや内容に差異があることが分かり、ここではvgのデータをRDFで表現し、それを扱う検索クエリを開発対象とすることにした。とくに、これまで構築してきた、ゲノムのアノテーション情報をセマンティック・ウェブ技術のResource Description Framework (RDF)で統合したグラフデータベースとの連携を目指した。初年度にはゲノムグラフを構築する代表的なツールであるvgについて、ゲノムグラフの構造をRDFで表現するためのデータモデルを国際連携のもとで開発した。この結果、vgコマンドにRDF形式でゲノムグラフ構造を出力する機能が取り込まれた。最終年度となる次年度では、RDFで構築されたゲノムデータベースのアノテーションをゲノムグラフと共に扱うことで、アノテーションの充実した生物種のゲノムと、近縁種ながらアノテーションの少ないゲノムを同時に扱い、アノテーション情報の近縁種へのマッピングが効率的に行えることを確認した。これらはライフサイエンス統合データベースセンターの主催する国際開発者会議BioHackathonやRDF summitを通じて、国内外のvgやデータベース開発者と合宿形式で開発を行うとともに、Global Alliance for Genomics and Health (GA4GH)のゲノムグラフ開発グループとの連携を推進した。この結果、今後ヒトゲノム等への利活用につながる基盤技術開発ができたと考えられる。また、国内の若手研究者とともに日本ゲノムグラフ研究会を発足し、これらの技術の発展と研究を促進するための活動を開始することができた。ヒトの染色体レベルで複数のリファレンスを1つのグラフとして扱えるかどうかという大規模な実験はまだ研究段階にあるため、平成29年に公開された日本人のリファレンスゲノムもグラフ化の対象とし、従来のリファレンスゲノムと日本人のリファレンスゲノムをグラフによって統合的に扱うことができるかどうかを検証する。

さらに、このようにして構築したリファレンス・ゲノム・グラフに内在するゲノムの変異情報と、外部データベースに含まれるゲノム変異とそれに関連する疾患などの情報をセマンティック・ウェブによって統合するための技術開発を進める。これらがうまく扱えるようであれば、RDFで統合したデータから必要な情報を取得できるAPIの開発と公開を行い、最終的にはその結果を可視化するアプリケーションの開発に取り組む。バイオインフォマティクス当初予定では研究開発のための高性能パソコンを購入予定であったが、リファレンス・ゲノム・グラフの開発には大規模なメモリが必要であり、共同利用のサーバがこのために利用できることになったため、購入を見送ったから。本研究の執行には国際連携が重要であるため、訪問・招聘費用として活用することで研究の促進を行うほか、成果公開のためのソフトウェア開発費などに使用することを予定している。
分子雲コアの中心でダストの成長を探る

平成19年度前半までに、近赤外線のデータペースである2 Micron All Sky Survey (2MASS)を利用した分子雲コア探査のプログラム開発を完了した。このプログラムを用いて、全天の減光量マップを数分角の分解能で描き出した。この計算には半年程度の計算時間がかかったため、全天の減光量マップを得だのは、平成19年末頃であった。平成20年5月現在、この減光量マップを用いて、全天の分子雲コア探査を遂行中である。また、分子雲コアの探査と平行して、平成18年度中に東京大学所有の60cm電波望遠鏡(VST鏡)を用いて取得したLDN134、LDN1251、LDN1235、および、IC5146領域にある複数の分子雲コアのデータ解析を行った(^<13>CO・^<12>CO分子輝線、回転遷移J=2=1による)。また、一部の分子雲コアについては、名古屋大学理学部4m電波望遠鏡による^<13>CO(J=1-O)によるデータも入手し、解析を行った。その結果、これらの分子雲コア内の速度構造や質量・密度といった物理的パラメータを推定することができた。特に、L1251については、2MASSによる減光量との比較の結果、ガスが特に濃密な部分で、ダストが成長していることが、強く示唆される結果が得られた(通常3程度の値を持つRVが6程度になっていた)。さらに、本研究では、2MASSのデータを利用して、我々の銀河系に最も近い系外銀河である大マゼラン銀河内部での分子雲探査を実現するための研究手法の開発にも取り組み、インパクトのある成果を得ることができた。平成18年度前半中に、近赤外線のデータベースである2 Micron All Sky Survey (2MASS)のデータを入手した.これを解析し、本研究の基礎となる分子雲コアのサンプルを得るためのプログラム開発に取り組んだ。プログラムについては、平成18年度内にほぼ完成し、平成19年5月現在、最終的なデバック作業を行っている状況にある。このプログラムについては今後、すみやかにデバック作業を終え、平成19年度前半中に、分子雲コアの全天探査を本格的に開始する予定である。平成19年度後半より、LDN134、LDN1251、LDN1235、および、IC5146領域にある複数の分子雲コアに対してこ東京大学所有の60cm電波望遠鏡(VST鏡)を用いて^<12>CO(J=2-1)および^<13>CO(J=2-1)分子輝線によるミリ波分子分光観測を遂行した。得られたデータは現在解析中であるが、少なくともこれら4領域の分子雲コアについては、研究を遂行するための充分なデータを得ることができた。この分子ガスのデータの解析と平行しで、2MASSによる近赤外線データの比較解析も、天体毎に進めている状況にある。なお、分子分光観測に先立ち、東京大学および大阪府立大学の電波天文学グループと協力してVST鏡のリニューアルに取り組んだ。我々東京学芸大学のグループは、大学院生の教育も兼ねて、同望遠鏡のアンテナ温度較正用の回転チョッパーおよび2台の電波分光計の開発・作製を担当した。
下咽頭食道癌切除、再建手術における嚥下機能改善のための食道内圧測定

食道がんおよび下咽頭がんの再建患者について、申請した機器(ソリッドステート高解像度マノメーター)を用いて内圧測定を行った。対象となった手術は喉頭温存食道切除+遊離空腸再建、喉頭温存食道切除+遊離空腸パッチ、喉頭温存下咽頭部分切除+遊離空腸パッチ、喉頭温存下咽頭部分切除+遊離皮弁パッチ、咽頭喉頭切除+遊離空腸再建、咽頭喉頭食道全摘+遊離空腸再建+胃管挙上、喉頭全摘+咽頭部分切除+皮弁再建であった。咽頭部分切除+遊離皮弁あるいは遊離空腸パッチの患者においては、健常人とほぼ同等の内圧変化が観察され、同時に患者自身の嚥下困難症状も軽度であった。しかしながら、術後の化学放射線治療や体力の低下により誤嚥性肺炎などを引き起こしている症例も認められた。喉頭全摘+咽頭部分切除+遊離皮弁再建の患者においては、クリアランスが保てているものの、下咽頭部分での食物停滞が軽度認められたが、食道入口部に到達した食物は比較的速やかに食道蠕動運動により胃方向に運ばれた。咽頭喉頭全摘+遊離空腸再建を行った患者では重力による緩慢な食物の咽頭通過があり、さらに食道入口部では若干のタイムラグの後に食道蠕動運動が開始されていた。嚥下造影検査ではクリアランスが保てている患者においても、しばしば嚥下困難症状が現れることがあり、その原因として上記の状態が強く関連していると考えられた。手術所見と比して内圧検査を検討すると、遊離空腸移植時の緊張は大きくは作用していないような印象であった。上記の結果および考察は2018年12月6日に開催された「第45回日本マイクロサージャリー学会学術集会」において「再建手術後の下咽頭食道内圧測定」として発表した。データ集めおよび発表など概ね順調に進展している。2018年12月の学会発表については自費で捻出し、次回の発表および英文校正や消耗品に科研費を有効に活用することとした。引き続き収集したデータの検討を重ね、次回の発表に備える。2019年6月イタリアにおいて、「10th Congress of World Society for Reconstructive Microsurgery」が開催されるが、これに本課題の演題がaccept済みである。また、この発表ののち、論文作成を行う予定である。直接経費が50万であるため、有効活用の必要が生じた。2018年度は自費により旅費等を捻出した。2019年度は説明パンフレットや用紙、消毒材などの消耗品費および、国際学会、論文作成のために研究費を使用する予定である。
予防填塞法に関する研究-各種填塞材pHの経時的変化-

研究計画調書に記載した方法の通り、試料は市販されている小窩裂溝填塞材を用いて研究を行った。先ず、試料作製器にてそれぞれ材料を直径10mm、厚さ5mmの円型の試料を作製し、測定方法は生理食塩水をしみこませたろ紙を試料上にのせ、東亜電波工業社製ガラス電極(GST-54263)により、同社製pHメーター(HM-50V)を用いpH測定を行った。そしてその間隔は重合・硬化直後より各1分毎に行った。ティースメイトFの場合は、重合直後の測定値pH4.81から15分後pH2.74と急激な定下を示し、90分後pH2.69に低下したままの状態であった。ティースメイトSの場合は、ティースメイトFのような急激な変化は見られず、重合直後のpH4.42から15分後最小値pH4.02で、以後緩やかな上昇を示し、90分後pH4.13であった。カルボプラスの場合は、硬化直後のpH4.93から1分後最小値pH4.83、以後徐々に上昇し、90分後pH5.10であった。アパタイトシ-ラントとして今回使用したユ-ビ-シ-ラントの場合は、硬化直後pH4.93から10分後最小値pH4.74、以後徐々に上昇し、90分後pH5.09であった。pH測定終了後、試料は、生理食塩水(pH6.2)で保温器(37°C)にて保存し、1日毎にpH測定を継続した。その結果では、アパタイト系シ-ラントは直後では高い値を示し、1日後最小値となり、2日目よりpHは上昇し以後経時的に安定していた。しかし、レジン系シ-ラントは、アパタイト系と比較してpHが経時的にもやや不安定であることが観察された。
カルコパイライト系材料を光吸収層に用いた薄膜太陽電池の高効率化に関する研究

本年度はまず作製したCIGS膜について走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて評価を行った。またエネルギー分散型X線分析装置(EDX)によって、組成の確認を行った。組成比によって結晶粒の大きさが変化することが知られているので組成の確認は重要である。すべてのクラッキング温度において粒径1μmは以上になっており、結晶が密に成長していることが分かった。このことから、クラッキングSeを用いても、十分に良質なCIGS薄膜が作製可能であることを示した。次に、クラッキングSeを用いて作製したCIGS膜質を評価した。欠陥のピーク位置は0.29eV、0.32eVであり、通常のCIGS膜とほぼ同位置であった。これより、クラッキングSeを用いても膜内の欠陥の種類は大きく変化しないことが分かった。続いて、CIGS膜を実際に太陽電池に応用し、評価を行った。開放電圧特性において550°Cのみ電圧が低下しているが平均電圧は500mV程度になっており、クラッキング温度による依存性は明確に現れていない。同様に短絡電流特性を見てもほぼ30mA/cm^2となっている。曲線因子の依存性は、クラッキング温度の上昇と共に改善されていることが分かった。これらのことから、クラッキングSeを用いて作製したCIGS太陽電池において、Seのクラッキング温度上昇につれ、変換効率が向上するとの知見を得た。更に、クラッキングSeを原料に使用することにより、C-V法により膜内の正孔濃度が向上することを見出した。以上の知見を元にCIGS太陽電池を作製し、変換効率15.4%を達成した。
ウワバゲニンのLXRを標的とした内在性血圧調節因子としての機能解明

強心配糖体ウアバインのアグリコンであるウアバゲニンは、単なる生合成前駆体であると考えられてきた。しかしながら、本研究によってウアバゲニンが肝X受容体(LXR)のリガンドとして機能することを明らかにした。また、ウアバゲニンは既存のLXRリガンドが引き起こす脂肪肝誘導を起こさないにもかかわらず、他のLXRリガンドと同様に腎臓での上皮性ナトリウムチャネル(ENaC)の発現を抑制することが明らかとなった。ウアバゲニンは副作用の少ない降圧利尿薬として有望な開発候補であり、LXR機能解明のツールとしても期待できる。内因性因子としてのウアバインとの関係性解明にはさらなる検討が必要である。肝X受容体(LXR)のリガンド結合部位(LBD)を種々のタグとの融合タンパクとして発現させることを試み、その発現及び精製条件を精査することで可溶画分へと調製することに成功した。しかしながら、これらをセンサーチップに固定化して表面プラズモン共鳴分析(SPR)を行ったが、ウアバゲニンと結合は認められなかった。本検討は、既知のT0901317を用いても明確な結合を示すセンサーグラムが得られなかったことから、LXR-LBDの純度不足、固定化位置が不適正、LXRへの結合解析にはSPRは不向きである、などの可能性が考えられた。さらにLXRとウアバゲニンの結合解析を行うべく、等温滴定型カロリメトリー法(ITC)やSPAシンチレーションビーズを用いた方法を検討している。SPAビーズを用いる方法では、放射ラベル化されたウアバゲニンが必要となるが、既に市販のトリチウム化ウアバインから酵素反応によって糖部を切断することで、[3H]-ウアバゲニンの調製を完了している。一方、マウス腎臓集合尿細管由来細胞M-1に対してウアバゲニンを処理することで上皮性ナトリウムチャネルENaCの発現量が低下することを明らかにできた。また、その活性強度は既知のLXRリガンドとほぼ同等であった。また、LXRの2つのサブタイプ(アルファ、ベータ)について選択的なノックダウン条件を検討し、siRNAを用いてその方法を確立した。さらに、LXRベータをノックダウンすることでLXRリガンドが引き起こすENaC発現抑制効果が消失することを見出した。LXRアルファのノックダウン条件下においては、非ノックダウン条件下と同様にLXRリガンドはENaCの発現を抑制した。LXRとウアバゲニンの直接的な結合の証明にはさらなる検討が必要であるが、各種タグペプチドとの融合タンパクとすることでLXR-LDBの発現と精製方法については確立することができた。細胞を用いた実験においては、当初の計画通りENaCの発現抑制を確認することができた。また、LXRの選択的なノックダウンの検討についても、東京大学理学系研究科の程准教授に的確なアドバイスを頂き設計したsiRNAを用いることで高効率かつ高選択的なノックダウンを実現できた。これによって、目的通りLXRリガンドがベータサブユニットを経由してENaCの発現を抑制していることを明らかにできた。これらの成果の出方は、本プロジェクトが概ね計画通りに進行している証左と言える昨年度に引き続き、肝X受容体(LXR)のリガンド結合部位(LBD)とウアバゲニン(OBG)の結合を直接的に評価する検討を行った。まず、等温滴定型カロリメトリー法(ITC)を用いた検討では、LXR-LBDにOBGを滴下した際の熱量変化がほとんど観測されなかった。基質としてT0901317を用いた際には非常にわずかながら反応が認められたことから、LXRとリガンドの親和性は比較的低く、OBGはさらに低いことが推察された。一方、SPAシンチレーションビーズと[3H]-OBGの相互作用についての検討も行った。しかしながら、結合応答を示すようなLXR-LBD、ビーズ、[3H]-OBGの混合比率は見出せなかった。そこで、次の方法として蛍光偏光を利用した検出に着目した。すなわち、蛍光基を結合したco-factorあるいは蛍光を発するLXRリガンドを用いて、OBGを作用させることでの蛍光偏光の変化を追跡する。既に蛍光基連結co-factorと蛍光LXRリガンドの合成は完了した。一方、生物活性については、マウス腎臓集合尿細管由来M-1細胞に対して、上皮性ナトリウムチャネル(ENaC)の発現量を低下させる作用を見出し、また、本活性がLXRβサブタイプに依存していることを既に昨年度の時点で明らかにしている。今年度では、もともとM-1細胞内でのLXRαの発現量がβの1/100程度であることを考慮して、βノックダウンαノックイン状態のM-1細胞を使って再度検討した。その結果、αをノックインしてもENaCの発現抑制は回復しないことから、本活性にLXRαは関与していないことが示された。また、in vivoでの実験を行い、マウスに対してOBGを投与することで腎臓でのENaC発現が抑制されることを見出した。肝X受容体(LXR)とウアバゲニン(OBG)の結合を直接的に評価する検討を複数(ITC, RI-labeled ligand)の方法を用いて行ったが、現時点では芳しい結果は得られていない。しかしながら、まだ、証明する方法(蛍光偏光の変化による観測)が残されているため、それに向けた準備としてリガンドや蛍光団を結合させたco-factorの合成を完了した。