hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ソアトスタチンによる成長ホルモン分泌制御機構に関する研究

ソアトスタチン(SRIF)により制御されるカリウムチャネルと、GTP結合蛋白(G蛋白)との関連を調べるため、末端肥大症患者より得られたヒト成長ホルモン(GH)産生下垂体腫瘍細胞を用いて実験を行った。具体的にはパッチクランプ法の変法であるホールセルクランプ法を用いて、膜電流、膜電位の測定を行った。これまでにSRIFが細胞膜内向き整流カリウムチャネルを活性化して膜の過分極反応をおこすこと、百日咳毒素の前処理によりこの反応が消失すること、細胞内GTPγSの投与によりSRIFの存在なしにカリウムチャネルが活性化されることを明らかにしてきた。本年度の研究では、これに関与しているG蛋白のサブタイプを同定することを目的とした。当初G蛋白のサブタイプを、インサイドアウトパッチで投与して、関与するG蛋白のサブタイプを決定する予定であったが、より効率よく、また特異的にサブタイプを決められるアンチカップロンを用いる実験に変更した。アンチカップロンはG蛋白のサブタイプに特異的に結合し、レセプターからのシグナルを遮断する合成ペプチドである。このG蛋白サブタイプ特異的なアンチカップロンを、ホールセルクランプ下でパッチ電極より投与し、SRIFの反応がどの様に変化するかを検索した。その結果、アンチカップロンGi_2を投与した時にのみ、SRIFによるカリウムチャネルの活性化が抑制され、アンチカップロンGi_1 Gi_3Gi_0等の他のものでは抑制がおこらなかった。以上の事実より、SRIFレセプターはGi_2蛋白を介して内向き整流カリウムチャネルとカップルしていると結論された。ヒトGH産生下垂体腫瘍細胞において、細胞膜電位、電流と細胞内Ca^<2+>濃度を単一細胞から同時記録した。細胞膜電位、電流測定は電気生理学的手法を用いて行い、細胞内Ca^<2+>濃度はフラIIを用いて行った。電気生理学的手法としては一般に、パッチクランプ法の変法であるwhole cell clanp法が用いられている。しかしこの方法は細胞内の可溶性物質が、パッチ電刻内に拡散してしまうという弱点があった(wash out)。特に情報伝達系の検討を行う際には、細胞内のセカンドメッセンジャ-が失われてしまうことが大きな問題点である。この問題を克服するため、本研究ではナイスタチンを用いたperforated whole cell clamp法を使用した。ナイスタチンを含むパッチ電極を用いると、ギガシ-ル形成後ナイスタチンがパッチ電極の部分の細胞膜にNa^+とK^+を通過させる小穴を形成し、分子量の大きなATP,GTP等のwash outなしに安定したデ-タ-をとることが可能となる。pertorated whole cell clamp法を用いた電流固定法下で、ヒトGH産生下重体腫瘍細胞は自発性の活動電位を示した。過分極電流を与えて膜電位を過分極させると活動電位は消失し、同時に記録した細胞内Ca^<2+>濃度も低下した。このことは細胞内Ca^<2+>濃度の維持に、活動電位によって開く電位依存性Ca^<2+>チャネルを通るCa^<2+>インフラックスが重要な役割を果していることを意味する。10^<-8>Myマトスタチン投与により細胞膜は過分極し、細胞内Ca^<2+>濃度も同時に減少した。また電位固定法により膜電位を電位依存性Ca^<2+>チャネルの閾値以下に固定してソマトスタチンを投与すると、外向きK^+電流は誘発されるものの、細胞内Ca^<2+>濃度は変化しなかった。以上の事実から、(1)ソマトスタチンはK^+電流を増加させて過分極反応をおこす。(2)ソマトスタチンによる細胞内Ca^<2+>濃度の減少は、過分極反応の際のCa^<2+>依存性活動電位の抑制によることが結論された。

ソマトスタチン(SRIF)により制御されるカリウムチャネルと、GTP結合蛋白(G蛋白)との関連を調べるため、末端肥大症患者より得られたヒト成長ホルモン(GH)産生下垂体腫瘍細胞を用いて実験を行った。具体的にはパッチクランプ法の変法であるホールセルクランプ法を用いて、膜電流、膜電位の測定を行った。これまでにSRIFが細胞膜内向き整流カリウムチャネルを活制化して膜の過分極反応をおこすこと、百日咳毒素の前処置によりこの反応が消失すること、細胞内GTPαSの投与によりSRIFの存在なしにカリウムチャネルが活性化されることを明らかにしてきた。本年度の研究では、これに関与しているG蛋白のサブタイプを同定することを目的とした。当初G蛋白のサブタイプを、インサイドアウトパッチで投与して、関与するG蛋白のサブタイプを決定する予定であったが、より効率よく、また特異的にサブタイプを決められるアンチカップロンを用いる実験に考更した。アンチカップロンはG蛋白のサブタイプに特異的に結合し、レセプターからのシグナルを遮断する合成ペプチドである。このG蛋白サブタイプ特異的なアンチカップロンを、ホールセルクランプ下でパッチ電極より投与し、SRIFの反応がどの様に変化するかを検索した。その結果、アンチカップロンG_<i2>を投与した時にのみ、SRIFによるカリウムチャネルの活性化が抑制され、アンチカップロンG_<i1>、G_<i3>、G_<i0>等の他のものでは抑制がおこらなかった。以上の事実より、SRIFレセプターはG_<i2>蛋白を介して内向き整流カリウムチャネルとカップルしていると結論された。
火山噴火予知のためのマグマ供給システムの解明

伊豆諸島三宅島火山に関しては、2500年前と西暦2000年のカルデラ形成噴火に注目して、マグマ供給システムの共通点・相違点を考察した。これらの噴火は、いずれもほぼ同じ位置にほぼ同じ直径のカルデラを形成しているが、2500年前噴火では大量の本質物質を噴出しているのに対して、2000年噴火の噴出量は2500年前噴火の1/40程度にしか満たない。これらの噴出物について岩石学的研究を行ったところ、両噴火とも安山岩質マグマを噴出した後に、玄武岩質マグマが噴出し始めたことが明らかになった。また、2500年前噴火ではそれ以前に活動し続けていた安山岩質マグマが噴出後、新たに活動し始めた玄武岩質マグマが貫入してきたと考えられるのに対して、2000年噴火では安山岩質マグマ・玄武岩質マグマともそれ以前のマグマが引き続き活動したものであり、噴火中に安山岩質マグマはほぼ消費しつくされた可能性が高いことも明らかになった。伊豆諸島三宅島火山に関する一連の研究に対しては、平成18年度日本火山学会研究奨励賞を受賞した。北海道駒ヶ岳火山に関しては、約32000年前以降の先史時代噴火について、マグマ供給システムの変遷を考察した。その結果、北海道駒ヶ岳火山には500-1000年間の噴火が集中する噴火期があり、噴火期ごとにマグマの特徴が異なることが明らかになった。また、駒ヶ岳火山の全体の活動を通して、常に斑状な珪長質端成分マグマ溜まりと斑晶量の少ない苦鉄質マグマ溜まりが存在していたと考えられ、より浅部の斑状な珪長質端成分マグマは、噴火期間中に消費され休止期間中に更新されていたのに対して、斑晶量の少ない苦鉄質端成分マグマは、時間とともに分化していた可能性がある。さらに、歴史時代噴火の1つ前の噴火期である5500-6000年噴火では、SiO2=54%程度の苦鉄質マグマと980-1040°Cで晶出した輝石を含む珪長質マグマが混合したマグマが噴出しており、この混合マグマは噴火期を通じて温度を降下しながら分化していたと考えられる。平成15年度は、伊豆諸島三宅島火山の1469-1983年のマグマ供給システムの時間変化に関する論文がJournal of Petrologyに掲載された。本論文では、深部の玄武岩質マグマが次第に分化しながら周期的に上昇して浅部の安山岩質マグマ溜まりと混合したことを解明した。また、西暦2000年噴火のマグマ供給システムに関する論文をBulletin of Volcanologyに投稿し、2月には改訂原稿を提出した。本論文では、2000年噴火では、1469年以降存在し続けていた浅部の安山岩質マグマが島外へ大規模に移動して海底火口から噴出し、浅部のマグマ溜まりが空になったことにより山頂部が陥没してカルデラが形成、その後深部の玄武岩質マグマが単独で山頂火口から噴出したことを述べた。一方、北海道駒ヶ岳については、当初秋に予定していた野外調査を延期して、他の研究者より譲り受けた試料と約6,000年前と5,500年前の大規模噴火の試料について全岩化学組成分析を行った。譲り受けた試料には、約6,000年前と5,500年前の噴出物と考えられるものの他に、それらに挟まれる火砕流堆積物と5,500年前以降の火砕流堆積物がある。降下軽石・火砕流堆積物とも数層に分けて、見た目の色(白・灰・黒・縞)で軽石を分類したあと全岩化学組成分析を行った。その結果、全体としてはSiO2=57.5-60.5wt%の安山岩からなり、見た目の色とSiO2量は対応していないことが明らかになり、約6,000年前以降時間とともにSiO2量が減少する傾向が認められた。そのほか、日本国内で公表されている27火山の火山防災マップのデータベースを作成し、研究所のホームページ(http://www.gsj.jp/Hokkaido/Hazardmap/hazardmap_index.html)に公開した。掲載されているのは火山防災マップの発行年度、サイズ、発行・問い合わせ先、凡例、異常現象、通報先、非常持ち出し品、心得、ハンドブックの発行年度・サイズ・ページ数、関連するURLへのリンク集などである。自治体から許可を得たものについては防災マップのPDF判も掲載して、緊急時には誰でも防災マップの概要を見ることができるようになっている。三宅島火山に関しては、歴史時代(西暦1469-1983年)噴火におけるマグマ供給システムの時間変化から見た2000年噴火のマグマ供給システムの解明を行った研究結果について昨年度国際誌(Bulletin of Volcanology)に投稿した論文が、査読結果を終了し修正を施して2005年67巻3号に掲載された。また、北海道駒ヶ岳火山に関しては、先史時代噴出物すべてについて全岩化学組成を分析を行い、500ー1000年間に噴火が集中するような噴火期ごとに全岩化学組成が異なることを明らかにし、噴火期ごとにマグマ供給系が異なる可能性があることが判明した。

また歴史時代噴火の一つ前の噴火期である6000-5500年前噴出物についてはさらに鉱物化学組成を分析することにより、6000-5500年前のマグマ供給システムが歴史時代噴火と同様に斑晶鉱物を多量に含む珪長質なマグマと斑晶鉱物をほとんど含まない苦鉄質マグマからなること、6000-5500年前の珪長質端成分マグマは歴史時代のものよりもより高温でMgに富む斑晶鉱物を晶出していたことが明らかになった。6000-5500年前の苦鉄質端成分マグマは歴史時代のものと全岩化学組成が明らかに異なることを考え合わせると、6000-5500年前の端成分マグマはいずれも歴史時代噴火のものとは異なっていたと考えることができる。上記の結果については日本火山学会2004年度秋季大会において口頭発表をおこなった。その他、桜島火山については、昨年度採取した歴史時代噴出物のサンプルについて、全岩化学組成分析を行うための準備を行った。また昨年度作成した火山防災マップデータベースのURLを産業技術総合研究所のホームページ内で変更し(http://www.gsj.jp/database/vhazard/)、本年度公開のものについては随時更新を行った。伊豆諸島三宅島火山に関しては、2500年前と西暦2000年のカルデラ形成噴火に注目して、マグマ供給システムの共通点・相違点を考察した。これらの噴火は、いずれもほぼ同じ位置にほぼ同じ直径のカルデラを形成しているが、2500年前噴火では大量の本質物質を噴出しているのに対して、2000年噴火の噴出量は2500年前噴火の1/40程度にしか満たない。これらの噴出物について岩石学的研究を行ったところ、両噴火とも安山岩質マグマを噴出した後に、玄武岩質マグマが噴出し始めたことが明らかになった。また、2500年前噴火ではそれ以前に活動し続けていた安山岩質マグマが噴出後、新たに活動し始めた玄武岩質マグマが貫入してきたと考えられるのに対して、2000年噴火では安山岩質マグマ・玄武岩質マグマともそれ以前のマグマが引き続き活動したものであり、噴火中に安山岩質マグマはほぼ消費しつくされた可能性が高いことも明らかになった。伊豆諸島三宅島火山に関する一連の研究に対しては、平成18年度日本火山学会研究奨励賞を受賞した。北海道駒ヶ岳火山に関しては、約32000年前以降の先史時代噴火について、マグマ供給システムの変遷を考察した。その結果、北海道駒ヶ岳火山には500-1000年間の噴火が集中する噴火期があり、噴火期ごとにマグマの特徴が異なることが明らかになった。また、駒ヶ岳火山の全体の活動を通して、常に斑状な珪長質端成分マグマ溜まりと斑晶量の少ない苦鉄質マグマ溜まりが存在していたと考えられ、より浅部の斑状な珪長質端成分マグマは、噴火期間中に消費され休止期間中に更新されていたのに対して、斑晶量の少ない苦鉄質端成分マグマは、時間とともに分化していた可能性がある。さらに、歴史時代噴火の1つ前の噴火期である5500-6000年噴火では、SiO2=54%程度の苦鉄質マグマと980-1040°Cで晶出した輝石を含む珪長質マグマが混合したマグマが噴出しており、この混合マグマは噴火期を通じて温度を降下しながら分化していたと考えられる。
動的測定可能な二軸独立型摩擦力顕微鏡マイクロプローブ

走査型プローブ顕微鏡の一種である摩擦力顕微鏡は,マイクロ・ナノトライボロジー現象解明の中核的計測法である.本研究では,動的測定や探針位置制御を可能とする静電駆動機構を付与したプローブを提案し作製することに成功した.本プローブでは,水平力を平行板ばねで,鉛直力をねじり梁で検出することにより,水平・鉛直力をお互いの干渉なく検出する.平行板ばねに対向する電極部をマイクロマシン技術を用いて作製することで,プローブを水平方向に駆動可能な静電駆動機構を実現した.走査型プローブ顕微鏡の一種である摩擦力顕微鏡は,マイクロ・ナノトライボロジー現象解明の中核的計測法である.本研究では,動的測定や探針位置制御を可能とする静電駆動機構を付与したプローブを提案し作製することに成功した.本プローブでは,水平力を平行板ばねで,鉛直力をねじり梁で検出することにより,水平・鉛直力をお互いの干渉なく検出する.平行板ばねに対向する電極部をマイクロマシン技術を用いて作製することで,プローブを水平方向に駆動可能な静電駆動機構を実現した.走査型プローブ顕微鏡の一種である摩擦力顕微鏡は,マイクロ・ナノトライボロジー現象解明の中核的計測法である.本研究では,申請者が開発してきた摩擦力顕微鏡用プローブに,新たに駆動機構を付与することで,動的測定及び探針位置の制御を可能とし,動的トライボロジー特性計測法へと発展させることを目的とする.本年度は,プローブ作製法を確立することを試みた.本プローブでは,静電駆動のために,プローブ部とマイクロ電極部の対向した側面を電極部とし,この対向面に電極膜を形成する必要がある.そして,十分な静電力を得るために,このすきまは100μm以下の微少すきまが必要となる.微小すきまを介した対向面に電極膜を形成することは困難であるため,一体作製でなく,プローブ部とマイクロ電極部を別々に作製し,組み合わせるものとした.具体的には,基板としては面方位{100}のシリコン単結晶基板を用い,基板上面からの結晶異方性化学エッチングにより,垂直側面({010}面)を形成し,対向面とした.結晶異方性エッチングを利用しているので,側面は結晶学的な精密さで対向面の平行度を確保することができる.この際,プローブ部には位置合わせ用の微小突起構造の作製,マイクロ電極部には微小穴構造の作製に成功した.そして,位置合わせ用微小構造をガイドとしてプローブ部とマイクロ電極部を組み合わせ,接着剤を用いて固定した.さらに,電極膜成膜装置でマイクロ電極部の側面や基板下面を金などの電極材料で被膜する電極膜形成法の開発に着手した.走査型プローブ顕微鏡の一種である摩擦力顕微鏡は,マイクロ・ナノトライボロジー現象解明の中核的計測法である.本研究では,申請者が開発してきた摩擦力顕微鏡用プローブに,新たに駆動機構を付与することで,動的測定及び探針位置の制御を可能とし,動的トライボロジー特性計測法へと発展させることを目的としている.本年度は,昨年度にひきつづきプローブ作製法の改良を進めた.本プローブでは,静電力で駆動するために,プローブ部とマイクロ電極部の対向した側面を電極部とし,この対向面に電極膜を形成する必要がある.真空蒸着装置を用いて,金などを電極材料として電極膜の形成を試み,さらなる膜品質の向上が必要であることが判明した.また,本プローブでは,水平方向に働く摩擦力を平行板ばねのたわみで測定し,鉛直方向の力を平行板ばね支持部を支えるねじり梁部のねじれによって独立に測定する.プローブ先端の鉛直方向の変位は通常の光てこ法で検出する.そして,水平方向の変位については,プローブ先端部に作製した微小溝に光てこ用レーザを集光し,溝の像(光が反射しない部分)を位置検出器に投影し,像の変位を検出して得ていたが,再現性に優れず,開発中のプローブの性能評価に支障が出ることが判明した.そこで,光を検出器と異なる方向へ反射する斜面型の変位測定用パターンを考案し,さらに化学エッチング法での作製に成功し,この課題を解決した.走査型プローブ顕微鏡の一種である摩擦力顕微鏡は,マイクロ・ナノトライボロジー現象解明の中核的計測法である.本研究では,申請者が開発してきた摩擦力顕微鏡用プローブに,新たに駆動機構を付与することで,動的測定及び探針位置の制御を可能とし,動的トライボロジー特性計測法へと発展させることを目的としている.本年度は,昨年度まで研究を進めてきたプローブ作製法の改良を進め,さらに試作した駆動機構付きプローブを用いて,動的な摩擦力顕微鏡測定を試みた.本プローブでは,静電力で駆動するために,プローブ部と駆動部の狭いすきま(10μmのオーダ)を介して対向する面に電極膜を形成し,静電駆動機構を構成する必要がある.10μmのオーダのすきまを介して電極膜を形成することは容易でなかったので,プローブと駆動部を別々に作製し,組み合わせる構造とした.この際,組み合わせの精度が重要となるが,組み合わせのための微小な凹凸構造を設けることにより,10μm程度の組み合わせ精度を実現した.また,水平方向の変位検出については,前年度までに確立した,プローブ先端に作製した斜面型の微小構造を用いて行った.

そして,紫外線照射処理により作製したラインアンドスペース(10μm幅,20μm周期)状にパターン化した,約2nm厚さの潤滑膜を試料とし,作製したプローブにより局所的な動的摩擦特性の取得が可能であることを示した.以上,動的特性と探針位置制御を可能とする駆動機構付きプローブの実現に成功した.
歯科用金属の溶出と局所免疫クロストークの相関性に関する研究

p53遺伝子欠損マウス(以下p53KO)の皮膚,脾臓より樹状細胞(以下DC)を採取し、骨髄よりGM-CSFおよびIL-4にてDCを誘導した.得られたDCを用いて長期培養を試みたところ,継代に耐えうるものではなかった.そこで,C57BL/6Jマウス(以下B6)より同様にDCを採取し,p53KO由来DCと金属抗原に対する各種反応性を比較検討したところ,抗原特異的増殖反応,FACSによる細胞表面マーカー発現,およびサイトカイン産生能に著明な差は認められなかった.そこで歯科用金属抗原に対する反応性の検討には,B6由来DCを用いることとした.歯科用金属材料に含まれるNi, Co, Cr, Tiについて,PBSと生理食塩水中での溶出条件を検討した後,T細胞に対する細胞刺激能をMTT法と[^3H]サイミジンの取り込みにより検討した.T細胞の金属に対する増殖能とIL-2産生能は,Niに対して最大値を示し,Tiに対して最小値を示した.また,DCとT細胞の共培養実験においても同様の結果が得られた.さらに,金属刺激時のDC表面に発現する活性化マーカーを調べたところ,Niに対するCD80,CD86の発現上昇が認められた.なお, DCの臓器由来別では骨髄および皮膚由来DCの反応性が高いことが判明した.そこで局所免疫のクロストークの関与を検証するため,細胞移動・遊走を調節する因子の1つであるE-カドヘリンの発現パターンをウエスタンブロット法で検討した.その結果,耳介にNiアレルギーを発症させたB6の頚部リンパ節でE-カドヘリンタンパクの発現上昇が認められ,逆に耳介皮膚で発現減少が観察された.脾臓ではE-カドヘリン発現に変化は認められなかった.すなわち,皮膚のDCあるいはランゲルハンス細胞上のE-カドヘリン発現を減弱させ,DCを所属リンパ節へ遊走させる因子としてNiが機能していることが明らかとなった.全身臓器から樹状細胞(DC)を樹立するため,p53遺伝子欠損マウスおよび正常C57B1/6マウス由来細胞を用いてin vitroでの解析を試みた.両マウスの肝臓,脾臓,皮膚より細胞を採取し,マグネットビーズにてDEC-205陽性細胞を分離,抽出した後,10%FCS添加RPMI1640培地中で1週間培養した.また両マウス大腿骨骨髄細胞にGM-CSF,IL-4を加えin vitroで1週間培養し,樹状細胞(BMDC)を分化誘導した.培養1週間後,細胞活性をMTT法にて検討し,細胞表面活性化分子(CD80,CD86,E-cadherin,MHC class II)発現をフローサイトメーター(FACS)により解析したところ,両マウス由来DC間に差はみられなかった.さらに,Niによる抗原刺激を両マウスBMDCに対して加えた後,細胞表面活性化マーカー発現を検討し,培養上清中のサイトカイン(IL-12,IFN-γ)量をELISA法にて測定したところ,p53遺伝子欠損マウス特有の結果は得られなかった.そこで歯科用金属抗原に対する反応性の検討には,まず,正常C57B1/6マウス由来BMDCを用いることとした.歯科用金属材料に含まれるNi,Co,Cr,Tiについて,BMDCとT細胞に対する細胞刺激能をMTT法と[^3H]Thymidineの取り込みにより検討した.in vitroで感作したT細胞の金属に対する増殖能とIL-2産生能は,Niに対して最大値を示し,Tiに対して最小値を示した.また,感作BMDCと感作T細胞の共培養実験においても同様の結果が得られた.今後,この培養条件におけるBMDCおよびT細胞上のケモカイン・ケモカイン受容体の発現を検討した後,肝臓,脾臓,皮膚由来DCについても同様の解析を加えることにより,局所免疫のクロストークの関与を検証する予定である.p53遺伝子欠損マウス(以下p53KO)の皮膚,脾臓より樹状細胞(以下DC)を採取し、骨髄よりGM-CSFおよびIL-4にてDCを誘導した.得られたDCを用いて長期培養を試みたところ,継代に耐えうるものではなかった.そこで,C57BL/6Jマウス(以下B6)より同様にDCを採取し,p53KO由来DCと金属抗原に対する各種反応性を比較検討したところ,抗原特異的増殖反応,FACSによる細胞表面マーカー発現,およびサイトカイン産生能に著明な差は認められなかった.そこで歯科用金属抗原に対する反応性の検討には,B6由来DCを用いることとした.歯科用金属材料に含まれるNi, Co, Cr, Tiについて,PBSと生理食塩水中での溶出条件を検討した後,T細胞に対する細胞刺激能をMTT法と[^3H]サイミジンの取り込みにより検討した.T細胞の金属に対する増殖能とIL-2産生能は,Niに対して最大値を示し,Tiに対して最小値を示した.また,DCとT細胞の共培養実験においても同様の結果が得られた.さらに,金属刺激時のDC表面に発現する活性化マーカーを調べたところ,Niに対するCD80,CD86の発現上昇が認められた.なお, DCの臓器由来別では骨髄および皮膚由来DCの反応性が高いことが判明した.そこで局所免疫のクロストークの関与を検証するため,細胞移動・遊走を調節する因子の1つであるE-カドヘリンの発現パターンをウエスタンブロット法で検討した.その結果,耳介にNiアレルギーを発症させたB6の頚部リンパ節でE-カドヘリンタンパクの発現上昇が認められ,逆に耳介皮膚で発現減少が観察された.脾臓ではE-カドヘリン発現に変化は認められなかった.

すなわち,皮膚のDCあるいはランゲルハンス細胞上のE-カドヘリン発現を減弱させ,DCを所属リンパ節へ遊走させる因子としてNiが機能していることが明らかとなった.
ガンマ線バーストジェットからの放射に関する理論的研究

ガンマ線バーストは、数秒から数百秒程度の間、主にガンマ線の波長で明るく輝く突発天体現象である。近年の観測、理論の進展よりその一部が重力崩壊型超新星爆発を伴う相対論的な流速を持ったジェット状のアウトフローからの放射であることが分かってきた。しかし、ジェットの形成機構、即時放射の放射機構は解明されていない。親星の内部から外層を突き破って星周物質空間へ伝播する相対論的ジェットの流体シミュレーシヨンを行い、光球面からの熱的放射による光度曲線、スペクトルの特性を調べ、熱的成分が見えたといわれるガンマ線バースト(GRB090902B)との比較を行った。親星外層を突き破り、星周物質へ伝播していく相対論的ジェットの流体シミュレーションの各時刻でのトムソン散乱に対する光球面(光学的厚みが1となる面)を求め、熱的放射強度を相対論的ブースト効果を考慮して求め、それを重ね合わせることによって、光度曲線、スペクトルを導出した。ジェットは開き角数度のジェットであるため、観測者が見る方向によってジェットからの放射は異なってくる。光度曲線は見込み角が0度では、非常に明るく10^{53}erg/s程度の光度でかつ、数秒程度の時間変動が見られた。これは光球面がジェット内部に達し、ローレンツ因子分布の不連続構造によって光球面の位置の変動が急激に光速より遅れることによって生じる。見込み角4度を超えると振るまいが変わり光球面は不連続構造に達せずフレア状のタイプとなり。光度も見込み角が大きくなるにつれ低くなり、10度では10^{50}erg/s程度となる。GRB090902Bの観測の解析で得られた光球面での温度、ローレンツ因子め時間変動は、今回求められた見込み角0度の場合と非常に酷似しており、初期にローレンツ因子200程度の成分からの放射を受け、その後、さらにジェット内部のローレンツ因子400以上の成分を受けており、これがジェットの内部構造を反映していると考えると観測をよく説明できることを示した。
ハチ毒を用いた海馬長期増強機構の分子生物学的解析

MCDペプチドは4個のCys残基を含み、分子内で2個のSーS結合を形成しているペプチドで長期増強(LTP)様の現象を引き起こす。我々は、4個のCys側鎖に対して、2種類の保護基を導入し、空気酸化及びヨ-ド酸化の2段階の操作によってSーS結合を選択的に生成させ全合成に成功した。海馬スライス切片にMCDペプチド(1μM)を投与し、CA1錐体細胞の集合電位振幅増加を継時的に測定した。MCDペプチドを5分間投与後、4分後にはresponseが漸増していき約15分で反応はplateauに達し、それが40分以上持続した。以上の結果から、化学合成したMCDペプチドは天然のハチ毒から精製したものと同様にLTP誘発活性を有することが明らかとなった。LTPは高頻度の電気刺激(テタヌス刺激)によっても誘導されることが知られているが、MCDによる誘導と機構上差があるかどうか検討した。テタヌス刺激で誘導されるLTPは、グルタミン酸のレセプタ-の一種であるNMDAレセプタ-のブロッカ-でその誘導が阻害されることが知られている。しかし、MCD投与時にNMDAブロッカ-であるAP5やMK801を加えてもLTP誘導は抑制されなかった。MCDは脳内のある種のKーチャンネルと結合することが知られているが、われわれは今回MCDにはこの他にも肥満細胞においてGTP結合蛋白の活性化させること、またそのものでイオンチャンネルを形成する能力が存在することを見いだした。さらに、MCDの誘導体や類似のペプチドを調整し、どの活性がLTP誘導能に最も深く関与しているのかを検討した。MCDと同じくハチ毒であるアパミンはやはりそのもの自身でイオンチャンネル形成能を有した。またMCDの全構成アミノ酸をD体に置換した光学異性体はGTP結合蛋白を活性化したが、これらの物質はLTPを誘導しなかった。へび毒デンドロトキシンはMCDと同じ脳内結合部位と結合し、かつLTPを誘導することができた。以上の結果はMCDの種々の活性のうち、脳内高親和性結合部位であるKーチャンネルへの結合がLTP誘導に必須であることを示している。しかし、LTPを誘導する全ての物質はGTP結合蛋白を活性化したのでGTP結合蛋白の活性化がLTP誘導に不要かどうか明かにすることはできなかった。MCDペプチドは4個のCys残基を含み、分子内で2個のSーS結合を形成している。しかし現在までこの構造は合成的に決定されていない。MCDペプチドの合成は既に報告されているものの、SーS結合を選択的に形成させず、遊離の4個のSH基を空気酸化させることにより合成し、ヒスタミン遊離作用をもってその生成を確認しているのみである。そこで、我々は、4個のCys側鎖の対して、2種類の保護基を導入し、空気酸化及びヨ-ド酸化の2段階の操作によってSーS結合を選択的に生成させた。生成物をYMC ODSーAM逆相カラム、およびAsahipak逆相カラムを用いて精製後、凍結乾燥して生理活性測定のための標品とした。

海馬スライス切片にMCDペプチド(1μM)を投与し、CAI錐体細胞の集合電位振幅増加を継時的に測定した。MCDペプチドを5分間投与後、4分後にはresponseが漸増していき約15分で反応はplateauに達し、それが持続した。コントロ-ルレベルに大して集合電位振幅は約180%まで増加し、40分以上持続した。以上の結果から、化学合成したMCDペプチドは天然のハチ毒から精製したものと同様にLTP誘発活性を有することが明らかとなった。また、天然のMCDペプチドを用いて決定された構造の正しいことが合成的にも認められた。LTPは高頻度の電気刺激(テタヌス刺激)によっても誘導されることが知られているが、MCDによる誘導と機構上差があるかどうか検討した。テタヌス刺激で誘導されるLTPは、グルタミン酸レセプタ-の一種であるNMDAレセプタ-のブロッカ-でその誘導が阻害されることが知られている。しかし、MCD投与時にNMDAブロ-カ-であるAP5やMK801を加えてもLTP誘導は抑制されなかった。以上のことから海馬のCA1領域においては2種類の異なる経路でLTP誘導の起きることが明らかとなった。ハチ毒MCDペプチドは海馬CAl領域で長期増強(LTP)様の作用を引き起こすことが知られているが、われわれもMCDを合成し、そのことを確認している。その機構としてMCDが脳内にある種のKーチャンネルと結合することが考えられているが、われわれは今回MCDにはこの他にも肥満細胞においてGTP結合蛋白の活性化させること、またそのものでイオンチャンネルを形成する能力が存在することを見いだした。すなわち、ラットの肥満細胞のカルシウム濃度を細胞に取り込ませたFura2により測定するとMCD投与により上昇した。また、この上昇は百日咳毒素処理により抑制された。さらに、MCDの誘導体や類似のペプチドを調整し、どの活性がLTP誘導能に最も深く関与しているのかを検討した。MCDと同じくハチ毒であるアパミンはやはりそのもの自身でイオンチャンネル形成能を有した。またMCDの全構成アミノ酸をD体に置換した光学異性体はGTP結合蛋白を活性化したが、これらの物質はLTPを誘導しなかった。へび毒デンドロトキシンはMCDと同じ脳内結合部位と結合し、かつLTPを誘導することができた。以上の結果はMCDの種々の活性のうち、脳内高親和性結合部位であるKーチャンネルへの結合がLTP誘導に必須であることを示している。しかし、LTPを誘導する全ての物質はGTP結合蛋白を活性化したのでGTP結合蛋白の活性化がLTP誘導に不要かどうか明かにすることはできなかった。
分散表現テキストマイニングによる製品評価枠組みの変化の可視化

本研究では、製品評価枠組みの変化の全体像を可視化する。特定の製品カテゴリー(例えば「スマートフォン」や「カメラ」)に関するインターネット上のクチコミを分析し、どの製品が従来とは製品評価枠組みを変えたものと言えるのか、どの製品が従来の製品評価枠組みの中に留まっていたものなのか、を明らかにする。所謂、「画期的な新製品」や「製品改良」という曖昧な存在について、定量的に明確化を試みるものである。
社会的ジレンマ:理論の再構築と実験による検証

各人が自己の私益を優先する行動をとっているために,結果として社会全体にとっての共益が損なわれてしまっているような状況は「社会的ジレンマ」と呼ばれる.例えば,大気中のオゾン層を破壊するフロン,車の排気ガスに含まれる窒素酸化物や浮遊粒子状物質,ダイオキシン,地球温暖化を引き起こす温室効果ガスなどの削減問題といった社会的ジレンマは,早急に解決を求められている.自分だけ排出しても影響は少ない,自分だけで削減しても効果がないと考えるため,全員が環境破壊を導く行動をとってしまうのである.これまでの社会的ジレンマに関する理論的研究は,実際の問題を解決する有効な社会制度・メカニズムを提示するには至っていないと思われる.なぜなら,問題解決のために従来提唱されてきたメカニズムでは,全員が参加することが暗黙のうちに仮定されており,自発的参加の問題が十分に考慮されていなかったからである.そこで,社会の構成員全員が自発的に参加するか否かを決定できる状況を考え,参加のインセンティブを常に持つようなメカニズムを作ることは不可能であることを示した.さらに,この参加のインセンティブに関する理論を実験室で検証した.参加ゲームに関する実験で,被験者たちは理論予測とは異なる行動を取った.実験では,メカニズムに参加した被験者の多くが,自己の利得を犠牲にしてまでも,不参加を選択した人の利得が下がるような戦略を選んだのである.このような報復的な行動により,不参加によって大幅な利得を得ることを阻止するメカニズムが自然に発生し,これが引きがねとなり協力が生まれたのである.各個人(あるいは各国)が,自己の私益を優先する選択を行った結果,社会全体にとっての共益が損なわれてしまっているようなパラドキシカルな状況は「社会的ジレンマ」と呼ばれている.現代社会において早急に解決が求められているエネルギー危機の問題や環境汚染問題などは社会的ジレンマの典型的な例である.自分だけなら大丈夫,自分だけでは効果がないと考えるため,みんなが浪費的行動や環境破壊に繋がる行動をとってしまうのである.従来の社会的ジレンマに関する研究は,なぜジレンマがおこるかについては綿密に分析されてきたが,現実の問題を解決する有効な社会制度・メカニズムを提示するには至っていないと思われる.これまで考案されてきたメカニズムには,「自発的参加」の問題が十分に考慮にいれていなかったり,メカニズム自身が複雑すぎるといった問題点があるためである.本研究では,これらの従来のモデルに関する問題点を克服するような,新たな理論モデルの構築に関する研究を行った.社会的ジレンマ問題の内,特に地球温暖化ガス問題と共有地の悲劇の問題への応用を念頭においた.効率的でかつ公平な社会的状態を達成するためには,どのような社会制度・メカニズムが望ましいかについて,ゲーム理論,社会的選択理論,メカニズム・デザイン論などを応用して分析した.また,理論どおりメカニズムが機能するのかどうか,しないならばなぜなのかについて検討を行うため,コンピューター・シミュレーションや経済実験に関する基礎研究も行った.各人が自己の私益を優先する行動をとっているために,結果として社会全体にとっての共益が損なわれてしまっているような状況は「社会的ジレンマ」と呼ばれる.例えば,大気中のオゾン層を破壊するフロン,車の排気ガスに含まれる窒素酸化物や浮遊粒子状物質,ダイオキシン,地球温暖化を引き起こす温室効果ガスなどの削減問題といった社会的ジレンマは,早急に解決を求められている.自分だけ排出しても影響は少ない,自分だけで削減しても効果がないと考えるため,全員が環境破壊を導く行動をとってしまうのである.これまでの社会的ジレンマに関する理論的研究は,実際の問題を解決する有効な社会制度・メカニズムを提示するには至っていないと思われる.なぜなら,問題解決のために従来提唱されてきたメカニズムでは,全員が参加することが暗黙のうちに仮定されており,自発的参加の問題が十分に考慮されていなかったからである.そこで,社会の構成員全員が自発的に参加するか否かを決定できる状況を考え,参加のインセンティブを常に持つようなメカニズムを作ることは不可能であることを示した.さらに,この参加のインセンティブに関する理論を実験室で検証した.参加ゲームに関する実験で,被験者たちは理論予測とは異なる行動を取った.実験では,メカニズムに参加した被験者の多くが,自己の利得を犠牲にしてまでも,不参加を選択した人の利得が下がるような戦略を選んだのである.このような報復的な行動により,不参加によって大幅な利得を得ることを阻止するメカニズムが自然に発生し,これが引きがねとなり協力が生まれたのである.
自動車の遠隔操縦における視覚情報の運転への影響評価と影響補償の為の車両制御の開発

自動車の遠隔操縦において、カメラの条件や映像の条件などが低速域での運転に与える影響を明らかにし、評価結果に基づき遠隔操縦車両およびその制御を構築した。視覚情報の影響評価により、カメラの視野角の影響が大きく、フレームレートや解像度などの無線通信の性能に依存する条件の影響は相対的に小さいことを明らかにした。さらに遠隔操縦と直接運転の比較においては、体感情報の欠如の影響が小さく、視覚情報に配慮した遠隔操縦にシステムにより、直接運転に近い遠隔操縦を実現できることを明らかにした。本研究は、自動車の遠隔操縦について、カメラ映像の無線通信の遅れや劣化が操縦に与える影響を補償し、安全な遠隔操縦を実現するための車両側制御系の構築およびその有効性の確認と、遠隔操縦に必要な無線通信の性能を明確化することを目的とする。第一段階として、カメラからの映像に基づく情報を利用した自動車の運転を評価し、カメラの撮影範囲、解像度、遅延時間等が運転に与える影響を実車実験により明らかにする。第二段階として、評価結果に基づき、各影響をモデル化し、遠隔操縦時の操作者-自動車系のモデルを構築し,この系を安定化し、安全な遠隔操縦を実現するための車両側の制御系の構築を行ない,実車実験により、その有効性を明らかにする。平成20年度は、この第一段階の研究を実施した。具体的には、小型電気自動車の前面に液晶ディスプレイとカメラを搭載し、液晶ディスプレイに表示されるカメラの映像を見て、車両を運転できるものとした。カメラ映像については、画角の変更や、フレームレートの変更、表示位置の変更等、様々な視覚情報の条件に対応できるようにした。この車両に、車間距離計測装置、速度センサ、ヨーレートセンサ、操舵角センサ、RTK-GPS等を搭載し、直接目視による運転とカメラ映像による運転の差異を定量的に評価できるものとした。この車両を用い、車両追従動作(車間距離の維持)、およびレーンチェンジにおける運転実験を行い、カメラの画角、フレームレート、画像サイズ、解像度が運転に与える影響を定量的に評価した。平成21年度は、カメラ映像による運転評価における条件の拡張と、遠隔操縦が運転に与える影響の評価および、評価結果に基づく遠隔操縦系の構築を行った。カメラ映像による運転評価における条件の拡張では、前年度に構築した視覚情報の影響評価のための実験車両による実験をさらに細かい視覚情報条件に拡張し、運転評価も縦方向の運転操作(車両追従、停止)に加え、横方向の運転操作(レーンチェンジ)に拡張し、データの取得、解析を行った.これにより、視覚条件(カメラ視野角、映像フレームレート、映像解像度、表示サイズ)が運転に及ぼす影響を明らかにし、時速20km以下の速度域において、カメラ映像越しの運転であっても、目視運転と差異の少ない運転が実現できる視覚情報条件を明らかにした。遠隔操縦が運転に与える影響評価としては、実験車両に搭載した操作系で、自車あるいは別の車両を操作できる実験システムを構築し、自車を操作した場合と他車を操作した場合の比較により、遠隔操縦における体感情報の欠如が運転に与える影響を評価可能とした。実験により、操作系による直接運転と、操作系による遠隔操縦において、縦方向の運転操作、横方向の運転操作を比較し評価することで、体感情報の欠如の影響は、視覚情報の影響に比べて運転に与える影響は相対的に小さいことを明らかにした。さらに、視覚情報の評価結果、遠隔操縦の評価結果に基づき、遠隔操縦系を調整して再構築することで、目視による直接運転と差異の少ない遠隔操縦系を構築し、一般被験者による評価実験においても、遠隔操縦によりコース内を走行できることを確認した。
顎口腔系の状態と全身状態との関連に関する研究(サーモグラィ法による検討)

正常有歯顎者を被験者として、実験的咬合干渉板を付与したところ、その24時間後、自律神経系の機能的障害がサーモグラムにおいて皮膚温異常にみられた。これは干渉板付与による咬合の異常により歯根膜の受容器や、咀嚼筋や顎関節の受容器が刺激されこれらの異常な求心性インパルスが三叉神経を経て自律神経系に機能的変化をもたらせたものと思われる。次に、ElectroAcuscopeにより皮膚温異常部位に一定の出力を流したところ皮膚温異常部位において改善傾向が見られた。これは、導子から発射され、異常部位において反射された異常波をキャッチし、これによって患部の正確な情報を把握し、この異常波に対して180度位相をずらした同形の波を送り出してその異常波を打ち消し、さらに健康な人間の細胞が持っている電気的特性の均衡値がインプットされているコンピュータから正常波を取り出し、出力して共鳴同調した結果によるものと思われる。今後、さらにこれらの関連について検討するとともに咬合と全身機能との関係について探求していく所在である。
原子操作を用いた新物質創世のための原子サイズ反応場の構築

本研究では、原子操作を用いた新物質創世を行うことを目標として、原子サイズの反応場を実現し原子操作実験によってナノクラスタを作成し、その性質を探ることを目的とした。具体的には、Si(111)-(7x7)のハーフユニットセルを原子サイズの反応場として利用し、AuやAg、Pbなどの金属を蒸着させ、原子操作によってクラスタを作成した。1種類の元素だけでなく、2種類の元素から合金状のクラスタを作成することに成功した。また、ハーフユニットセル内で作成できるAgやAuクラスタを構成する原子数の上限も明らかにした。Si(111)-(7x7)表面において、ハーフユニットセルを微小な反応場(シャーレのようなものと考える)として、原子操作によりナノ構造体の作成を行った。Au原子1つがハーフユニットセル内で熱拡散しているSi(111)-(7x7)表面をつくり、Au原子を隣接する別のハーフユニットセルへ移動させる実験を室温環境で行った。導電性AFM探針をAu原子が存在しているハーフユニットセルに隣接する別のハーフユニットセル(ここにはAu原子が存在しない)に近づけると、Au原子がジャンプして移ることがわかった。このとき、(1)探針ー試料間に流れるトンネル電流だけでなくAu原子を経由するトンネル電流も存在すること、(2)ジャンプしてきたAu原子を経由して探針ー試料間に共有結合力が働くこと、Au原子は探針先端にその位置をトラップされていることがわかった。さらに、同様の実験をAg原子を用いて行った。同様の方法で1つのハーフユニットセルにAg原子を移動させていきAgクラスタを作成した。Agが12個のクラスタ(Ag12)をつくり実験を行った。Ag12からさらにAg原子やAg2を加えて大きいクラスタを作ることを試みたが、そのAg原子は周辺のハーフユニットセルを動きまわるだけでクラスタの中に入らないことがわかった。これはAg13やAg14が不安定であることを示唆している。クラスタの安定性実験をAuでも行った。Au11は隣接するハーフユニットセルにAu原子が1つあるとAu10に戻りやすく、Au10からAu2を加えてAu12が作れることも確認した。Au11はエネルギー的に準安定であると思われる。このように原子の種類によってクラスタの安定な個数がことなることを見出した。FM)の高性能化を行い、半導体表面において原子操作を室温環境下で成功した。さらに、Si(111)-(7x7)に、AuやAg、Pbなどの金属を蒸着させ、原子操作によって、一つのハーフユニットセル原子を集め、3次元のナノクラスタを作成し、1次元もしくは2次元、3次元のクラスタを作製し、物性評価を行うことを目的としている。そのためには、さらに多くの原子を閉じ込める必要があり、Si(111)-(7x7)のハーフユニットセルよりも大きい反応場が必要となる。そこで、本研究のもう一つの目的として、原子操作を用いた新物質創世を行うために、任意の大きさの原子サイズの反応場を実現することに挑戦する。今年度は、Si(111)-(7x7)のハーフユニットセル内で、クラスタ合金を作製することに成功した。原子レベルの反応場では、基板試料との相互作用によっても、クラスタ生成の条件が異なってくると考えられる。また、クラスタ安定に存在する原子数も、基板材料とクラスタを構成する原子種によって異なるはずである。さらに、条件によっては、1次元もしくは2次元、3次元のクラスタが作られる場合もある。そこで、いくつかの条件下で、安定なクラスタの存在する場合を見出した。イオン結晶の電子脱離実験に関しては、イオン結晶の原子分解能を確認し、脱離実験の準備を進めている。24年度の目標であった「半導体表面における相境界領域の作成」および「電子線脱離による表面ナノピット作成」に関しては、少し遅れが生じている。一方、25年の課題に関しては前倒しで実験を行い、成果を得た。したがって、概ね順調に進展していると判断した。研究計画書のとおり実験を進めていく予定である。約35万円程度の繰越が発生している。本年度は実験を本格的に進めるために、試料ホルダ等の真空部品を購入する。
生体防御を担う活性酸素生成型食細胞NADPHオキシダーゼの活性化制御の分子機構

NADPHオキシダーゼは活性酸素を生成する酵素であり、生成された活性酸素は生体防御において重要である。オキシダーゼの1つで生体防御に必須の「食細胞NADPHオキシダーゼ」の酵素本体は、膜蛋白質gp91^<phox>であり、p22^<phox>と会合してシトクロムb_<558>を形成している。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>,p67^<phox>とp40^<phox>:各々がSH3ドメインをもつ)が刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してシトクロムb_<558>と会合する必要がある。私達はオキシダーゼ活性化機構を研究し、以下のような成果を得た。(2)gp91^<phox>活性化に必要なもう1つの結合であるp47^<phox>-p67^<phox>相互作用が、p47^<phox>のSer-379のリン酸化により負に調節されていることを示した。(3)p47^<phox>のSH3よりN末の3アミノ酸が、gp91^<phox>に作用してそれを活性化することを示した。(4)Noxファミリー(gp91^<phox>ホモログ)の1つNox1(大腸上皮細胞で局所感染防御に関与)の活性化に、低分子量G蛋白質Racが直接関与すること、RacはNoxa1(p67^<phox>のホモログ)の膜移行を促進しその活性型への構造変化を促進することで働くことを示した。また、Nox3はp22^<phox>とヘテロダイマーを形成すること、その活性はp22^<phox>を介して働くp47^<phox>やNoxo1(p47^<phox>ホモログ)、あるいはp67^<phox>によって促進されることを明らかにした。NADPHオキシダーゼは活性酸素を生成する酵素であり、生成された活性酸素は生体防御において極めて重要な役割を担う。活性酸素生成型NADPHオキシダーゼのプロトタイプは食細胞に豊富に存在することから食細胞NADPHオキシダーゼとも呼ばれるが、その酵素本体は膜蛋白質gp91^<phox>であり、p22^<phox>と会合してシトクロムb_<558>を形成している。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>,p67^<phox>,とp40^<phox>:各々がSH3ドメインをもつ)が刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してシトクロムb_<558>と相互作用する必要がある。私共はオキシダーゼの活性化機構を研究し、以下のような成果を得た。(2)p47^<phox>のSH3よりも更にN末に存在する3アミノ酸が、p47^<phox>のp22^<phox>との結合や膜移行には必要ではないが、gp91^<phox>の活性化に必須であることを明らかにした。(3)NADPH

オキシダーゼ(Nox)ファミリー(gP91^<phox>ホモログ)の1つNox1(大腸上皮細胞において局所感染防御に関与すると考えられる)の活性化において、低分子量Gタンパク質RacがNoxa1(私共が同定・クローニングした新規p67^<phox>のホモログ)に結合することでNox1を正に調節することを示した。(4)Nox3(Noxの1つ)は、p22^<phox>とヘテロダイマーを形成して恒常的にスーパーオキシドを生成すること、その活性にはRacは必要でないことを明らかにした。NADPHオキシダーゼは活性酸素を生成する酵素であり、生成された活性酸素は生体防御において必要である。オキシダーゼのプロトタイプは食細胞に豊富に存在する食細胞NADPHオキシダーゼであるが、その酵素本体は膜蛋白質gp91^<phox>であり、p22^<phox>と会合してシトクロムb_<558>を形成している。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>,p67^<phox>とp40^<phox>:各々がSH3ドメインをもつ)が刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してシトクロムb_<558>と会合する必要がある。私達はオキシダーゼ活性化機構を研究し、平成17年度は以下のような成果を得た。(1)gp91^<phox>活性化に必要なp47^<phox>-p22^<phox>相互作用がp47^<phox>のSH3ドメインによる新規な認識様式によるものであることを、生化学的および構造生物学的な解析により明らかにした。(2)gp91^<phox>活性化に必要なもう1つの結合であるp47^<phox>-p67^<phox>相互作用が、p47^<phox>のSer-379のリン酸化により負に調節されていることを示した。(3)p47^<phox>のIle-152が、gp91^<phox>に直接的に作用してその活性化に与ることを明らかにした。(4)p40^<phox>のファゴソームへの集積が脂質結合能により調節されていることを示した。(5)Noxファミリー(gp91^<phox>ホモログ)の1つNox1(大腸上皮細胞で局所感染防御に関与)の活性化において、低分子量G蛋白質Racが、Noxa1(p67^<phox>のホモログ)の膜移行を促進しその活性型への構造変化を促進することで働くことを示した。また、Nox3はp22^<phox>とヘテロダイマーを形成していること、その活性にはp47^<phox>やNoxo1(p47^<phox>ホモログ)がp22^<phox>と結合する必要があることを明らかにした。
RNA配列の選択的認識能を保持する新規タンパク質の作製

HnRNP D0タンパク質には、二つのRNA結合ドメイン(RBD)と、そのC末端側にグリシンに富む領域、という3つのRNA結合領域が存在し、UUAGGG繰り返し配列を有するRNAと特異的に結合するが、繰り返し配列中で一塩基置換されたRNAとは有意な結合活性を示さないという、厳密なRNA塩基配列特異的結合能をを特徴とするRNA結合タンパク質である。平成10年度は、前年の研究に引き続き、In vitro Amplification and Selection法を用いて、hnRNP D0タンパク質のC末端側RBD(D2)が特異的に認識するRNA配列について検討を行った。その結果、D2タンパク質が認識するRNA配列中には、4nt程度の短い共通配列がいくつか見出された。これらの配列は、N末端側RBDが特異的に認識するRNA配列に含まれるものとは異なることから、hnRNP D0タンパク質全体のRNA認識能の特異性に関して考察するためには、RBDのどのRNA認識能を優先して機能するか、など、さらに詳細な検討を行う必要があることが明らかとなった。また、これらのRBDと他の活性を有する酵素と組み合わせることにより、多機能を有するRNA結合タンパク質を作製したときに、これが高いRNA認識能を保持するかどうかを確認するために、これらのドメインとGFPとの融合タンパク質の、大腸菌または動物細胞による大量発現系を作製した。現在大腸菌発現系により得られたタンパク質を用いて、SELEX法により見出された共通配列を有するRNAや、UUAGGG配列を含むRNA、またその他のRNAとの結合活性を検討するとともに、HeLa細胞内でこれらの融合タンパク質を発現させることによるタンパク質の局在化や細胞機能への影響について検討中である。hnRNP D0タンパク質はUUAGGG繰り返し配列を有するRNAと特異的に結合するが、繰り返し単位中で一塩基置換されたRNAとは有意な結合活性を示さないという、厳密なRNA塩基配列特異的結合能を特徴とするRNA結合タンパク質である。またhnRNP D0には一次構造の中央部に二つのRBDとそのC末端側にグリシンに富む領域、の3つのRNA結合領域が存在すること、アミノ末端側のRBDには、変異スプライシングによると考えられる19アミノ酸フラグメントを含まないもの(D1L)と、含むもの(D1H)の2種類のタンパク質が存在し、これらはC末端側RBD(D2)とともに単独でRNA配列特異的な結合を示すことなどを明らかにしてきた。そこでhnRNP D0タンパク質の個々のRNA結合ドメイン、特に平成9年度はアミノ末端側RBDの挿入・欠失フラグメントの有無に着目し、これらが最も特異的に認識するRNA配列を、In vitro amplification and selection法を用いて検討した。その結果N末端側のRBDについて、RNA結合ドメイン中の19アミノ酸の挿入・欠失フラグメントの有無により、最も配列特異的に結合するRNA配列が異なることが明らかとなった。すなわちD1L蛋白質に結合するRNA配列中には(U/A)AG(U/A))A配列を含むRNAが多く見いだされ、D1H蛋白質に結合するRNA中にはD1Lと異なるGAAA配列が多く見いだされた。これらはD1LとD1Hとで異なる配列であり、N末端側RBDの配列特異的結合に関与し、ドメインのN末端領域と相互作用をする可能性があると考えられる。