hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転写因子発現による自己免疫性関節炎の制御機構に関する解析

我々は自己免疫性関節炎の発症において中心的な役割を果たすCD4陽性T細胞の分化を決定する転写因子に注目して検討を行ってきた。動物モデルでの検討においては、Th-17分化におけるマスター転写因子であるRORγtを発現したFoxp3陽性制御性T細胞が関節炎の発症制御に関与している可能性を見出している。またヒトの末梢血から分離したCD4陽性T細胞の検討から、関節リウマチ患者では健常人と比較してCD4陽性T細胞におけるRORγt発現が亢進していることが確認された。これらの結果はT細胞における転写因子の発現制御が、自己免疫性関節炎の新たな治療標的となりうる可能性を示唆している。自己免疫性関節炎モデルの解析Th-17のマスター転写因子であるRORγtをT細胞でのみ過剰発現したRORγtトランスジェニックマウス(RORγt Tg)では野生型(WT)と比較して、抗原反応性のTh-17が増加しているにもかかわらず、コラーゲン誘導関節炎の減弱が確認された。この関節炎抑制メカニズムにおいては、Foxp3陽性制御性T細胞がRORγtおよび関節炎の炎症局所への細胞遊走に関連するケモカインレセプターCCR6の発現が亢進しており、またin vitroでの解析から細胞遊走能、細胞増殖に対する抑制能が高いことが明らかとなった。RORγt Tgマウス由来のリンパ球の移入実験によって関節炎が抑制される結果が見出されており、抑制機序の詳細について解析を継続している。ヒトRA患者検体を用いた転写因子発現の検討末梢血から分離したCD4陽性T細胞についてFACSを用いた検討から、RA患者末梢血CD4陽性T細胞において健常人と比較してRORγt陽性細胞およびIL-17陽性細胞の増加が確認された。またRAの疾患活動性指標とIL-17陽性細胞の比率が正相関することを見出した。治療介入前後でのこれらの転写因子発現やサイトカイン産生の変化について、引き続き解析を行っている。関節リウマチ(rheumatoid arthritis;RA)の病態形成におけるCD4+ T細胞の分化および機能との関連を明らかにするために、各CD4+ T細胞subsetに分化する際に必須である転写因子に注目して、(1)自己免疫性関節炎動物モデルにおける解析、(2)レトロウイルスベクターを用いたT細胞分化制御機構の解析、(3)RA患者末梢血CD4+ T細胞における解析を実施した。(1)CD4+ T細胞サブセットの一つであり、自己免疫病態との関連が注目されているTh-17の分化に重要な転写因子RORγtの発現が自己免疫性関節炎に与える影響を評価するために、野生型(Wild type;WT)およびRORγtトランスジェニックマウス(RORγt Tg)に対してコラーゲン誘導関節炎を誘導し、RORγt Tgマウスにおける関節炎の有意な抑制を確認した。in vitroにおける解析からは、RORγt Tgマウスにおいて抗原であるタイプIIコラーゲンに反応するTh-17分化が亢進を認めた。RORγt Tg由来のリンパ節細胞をWTマウスに移入することにより、WTの関節炎発症が抑制されることから、RORγt Tgマウスに関節炎に対して抑制的に働く細胞群が存在している可能性が示唆される。(2)T細胞分化制御機構の解析においては、retrovirus vectorを用いたCD4+ T細胞へのT-bet、RORγtのトランスフェクションによって、分化制御メカニズムのより詳細な解析を行っている。(3)RA患者末梢血における解析では、健常人と比較してCD4+ T細胞におけるIL-17およびRORγtの発現が亢進していることが確認され、さらにRAの疾患活動性指標であるDAS28と末梢血CD4+ T細胞におけるIL-17産生との間に有意な正の相関があることが明らかとなった。自己免疫性関節炎動物モデルおよびRA患者の末梢血を用いた解析により、CD4+ T細胞の分化および機能と自己免疫性関節炎の病態形成との関連を明らかにし、さらにそれぞれの転写因子によるT細胞分化制御機構についてレトロウイルスベクターを用いた解析を実施することにより、病態の解析において得られた知見についてより詳細は評価を行っている。自己免疫性関節炎の動物モデルを用いた解析においては、RORγt Tgマウスにおけるコラーゲン誘導関節炎の有意な抑制を確認しており、RORγt Tg由来のリンパ節細胞をWTマウスに移入することにより、WTの関節炎発症が抑制されることから、RORγt Tgマウスに関節炎に対して抑制的に働く細胞群が存在している可能性が示唆されており、現在この抑制細胞群を同定するための新たな細胞移入実験および機能解析を実施しており、RORγtの発現が病態形成に与える影響の詳細が明らかにされることが期待される。

RA患者末梢血における解析は、当初動物モデルの結果を踏まえて実施することを検討していたが、すでに解析を開始し、Th-17細胞とRAの発症および活動性との関連が示唆される結果が得られ始めており、今後の解析の継続により、より詳細な結果が得られることが期待される。retrovirus vectorを用いた各転写因子のトランスフェクションによる分化制御メカニズム解析については、CD4+ T細胞に対するretorovirus vectorの感染効率が低いという問題があり、現在実験方法の検討を行っており、今後の解析が待たれる状況にある。自己免疫性関節炎の動物モデルを用いた解析においては、RORγt Tgマウスに関節炎に対して抑制的に働く細胞群が存在している可能性が示唆されており、この抑制細胞群を同定するために、移入する細胞群を細分化したうえでの移入実験を行うとともに、抑制機構を明らかにするための機能的解析を開始しており、今後も継続して解析を行う予定である。RA患者末梢血における解析は、Th-17細胞とRAの発症および活動性との関連が示唆される結果が得られ始めており、今後は症例を蓄積することでデータの信頼性を確保するとともに、治療の有無および介入前後での評価を行う予定である。また関節炎の炎症局所におけるT細胞subsetの詳細を明らかにするために関節手術時などに摘出される炎症性滑膜からCD4+ T細胞を分離し、末梢血と同様の解析を行うことを検討している。retrovirus vectorを用いた解析においては、CD4+ T細胞への感染効率を向上させるために実験方法の見直しや、超遠心を用いたウイルスの濃縮化を予定しており、機能解析に進みたいと考えている。前年度に引き続きRORγtトランスジェニックマウスを繁殖及び交配しており、マウスの系統維持やC57BL/6マウス自体の購入に年間30万円程度の支出が必要である。また、コラーゲン誘導関節炎には抗原であるchicken type II collagen、アジュヴァンドとして結核死菌が必要であり、年間20万円程度が必要である。マウスおよびヒトにおける病態の解析等のためにサイトカインの細胞内染色に用いる抗体、サイトカイン検出に用いるELISAキット、T細胞分離のためのMACS関連試薬およびカラム、in vitroでの分化実験に用いる各種サイトカインなどが必要であり、支出として年間100万円程度を見込んでいる。本研究に関しては、日本リウマチ学会、日本免疫学会、アメリカリウマチ学会での発表を予定しており、毎年の参加で20万円を見込んでいる。
メラトニン受容体作動薬の睡眠障害治療効果判定に利用可能な唾液メラトニン測定法開発

概日リズム睡眠障害やうつ病の治療において、新規作用機序をもつメラトニン(MT)受容体作動薬が注目されているが、治療効果判定に必要な概日リズム検査法である血中MT分泌の測定には、その汎用法であるイムノアッセイ法が適用できないと同時に、採血による負担が大きいという欠点がある。本研究では、先に開発したプレカラム蛍光誘導体化高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法を用い、MT受容体作動薬の臨床的研究に利用できる実用性の高い簡易かつ非侵襲なMT測定法の開発を行った。1)MT受容体作動薬:アゴメラチン(Ago;抗うつ薬)標準品に関する試験プレカット法を用いるMT分析条件において、Agoは容易に分離・溶出されることを確認した。MTの誘導体化反応において、25mg経口投与時の血中未変化体C_<max>レベル(10ng/mL)相当のAgo標品の添加試験を行ったところ、クロマトグラム上に新たなピークは認められず、MTの検量線は影響を受けなかった。2)唾液試料への添加試験唾液試料の採取法について検討を行い、確立した唾液MT分析の前処理条件を用いてヒト唾液試料に対するAgo標品の添加試験を行ったところ、妨害ピークは認められなかった。また、3時間毎に24時間連続で採取した唾液試料に対して添加試験を行ったところ、各時刻における内因性MT濃度にAgo添加の有無による違いは認められなかった。3)代謝物の影響確認主要代謝物の溶出挙動は未確認であるが、25mg単回経口投与後.3時間毎に24時間連続で採取した健常人唾液試料について分析したところ、妨害ピークは認められず、MT分泌リズムの測定が可能であった。以上、本研究により開発したHPLC法がMT受容体作動薬(アゴメラチン)投与患者唾液中メラトニンの簡易測定に適用可能であることが示された。被験者に負担の少ない方法で治療効果判定に有益な情報を提供できるものと期待される。
タンパク質分解によるインフラマソーム制御系の解明

インフラマソームは、マクロファージの持つ自然免疫機構の一つで活性酸素や脂質結晶などによって活性化が誘導される。インフラマソームの活性化は、様々な炎症性疾患との関連が報告されている。申請者は、インフラマソームの調節機構の解明を行うため、インフラマソームのタンパク複合体を質量分析し、新規の機能性分子の探索を行った。その結果、インフラマソームを構成する分子の一つNLRP3に特異的に結合するE3ユビキチンリガーゼARIH2を同定した。ARIH2はNLRP3のユビキチン化を誘導し、インフラマソーム活性化に対して抑制的に働くことを示した。これらの結果は、ARIH2の誘導するNLRP3のユビキチン化がインフラマソームの誘導性の炎症に対して抑制的に働く可能性を示した。本研究課題は、新規の自然炎症経路の一つであるインフラマソームの制御機構を解明することである。我々は、インフラマソームにおいて中心的な役割を果たすタンパク複合体インフラマソームを単離し、質量分析器を使ったタンパクの解析を行った。その結果、新規のE3ユビキチンリガーゼがインフラマソーム中に含まれることを明らかにした。本年度は、そのE3ユビキチンリガーゼ分子Xの機能について解析を行った。1.ヒト胎児由来腎臓細胞293T細胞株を対して、分子Xの強制発現系による機能解析を行った。分子Xは、インフラマソームの構成分子の一つに結合し、K48, K63を介したユビキチン鎖を形成することを明らかにした。2.次に、THP-1細胞の遺伝子組換株として分子Xの欠損株、分子Xの野生型と変異型の強制発現株を作成した。まず、分子Xの欠損型に関して解析を行った。分子Xの欠損株は、インフラマソームがより強く活性化することを明らかにした。具体的には、刺激によるインフラマソーム活性化細胞が増加し、サイトカインIL-1bの分泌量が増加した。また、前述の293T細胞で明らかにした分子Xの標的分子は、欠損株ではユビキチン修飾が減少していた。次に、分子Xの強制発現株について、解析を行った。分子Xの強制発現株は、インフラマソームの活性化に対して抑制的に働いた。具体的には、インフラマソーム活性化細胞が減少し、サイトカインIL-1bの分泌量が減少した。一方分子Xの変異型を強制発現させた細胞株では、インフラマソームの抑制効果が見られなかった。上記の結果より、分子Xはインフラマソーム構成分子に結合し、ユビキチン化を介して、抑制的に働くことを明らかにした。現在は、上記の結果をまとめて論文に投稿中である。今後は、インフラマソームの活性化機構において、ユビキチン修飾が、どのように調節されているかなどを明らかにしていこうとしている。初年度は、計画に従って分子Xの機能解析に関して細胞株を用いて解析を行った。分子Xの欠損株と強制発現株の作成により分子Xの機能解析が進み、論文にまとめている。細胞株を用いた実験は、計画的に進んでいると考えている。また、様々なインフラマソーム活性刺激に対する分子Xの働きについて、予備的な検討を行い、次年度も引き続き解析を行っていく。一方で、キメラマウスの作成の為に、レンチウイルスを用いたマウス骨髄細胞の遺伝子組換を行ったが、良い結果が得られなかった。マウスを使った実験に関しては、検討が必要であると考えている。我々は、インフラマソームにおいて中心的な役割を果たすタンパク複合体インフラマソームを単離し、質量分析機を使ったタンパクの網羅的な解析を行った。その結果E3ユビキチンリガーゼARIH2がインフラマソーム中に含まれることを明らかにした。当該年度は、論文執筆とリバイス実験が中心になった。最終的にJournal of immunologyにアクセプトされた。以下具体的な内容について記載する。1.ヒト胎児由来腎臓細胞293T細胞株を用いた強制発現系の実験により、ARIH2がインフラマソームの構成分子の一つNLRP3に特異的に結合し、ユビキチン化を誘導することを明らかにした。また、そのユビキチンはK48とK63分岐型ユビキチン鎖であることを明らかにした。2.次にTHP-1細胞でARIH2強制発現株とARIH2欠損株を作成し、ARIH2がインフラマソームの活性化に与える影響について検討した。その結果、ARIH2はインフラマソームの活性化に抑制的に働くことを明らかにした。インフラマソーム刺激の活性化はARIH2の結合標的であるNLRP3の脱ユビキチン化を誘導する。一方でARIH2はその活性化をNLRP3のユビキチン修飾によって抑制的に作用することを明らかにした。3.ARIH2によってNLRP3のユビキチン修飾を明らかにしたが、それは分解誘導なのか、シグナル伝達に関わるのかを決めるために、NLRP3タンパクの安定性に関して解析を行った。ARIH2の強制発現・欠損株のNLRP3の安定性に変化はなかった。一方でインフラマソームの活性化には抑制的に働くため、シグナル経路に影響を与えることを明らかにした。以上の結果をまとめ論文発表を行った。当該年度は、計画に従いARIH2の機能解析を行った。

本研究に関して、細胞株を用いたデータがまとまったので論文投稿を行った。本研究で発見したARIH2のユビキチン化に関して、さらなる詳細な検討を行っている。現在までの進捗状況は、ほぼ計画通り進展していると判断している。インフラマソームは、マクロファージの持つ自然免疫機構の一つで活性酸素や脂質結晶などによって活性化が誘導される。インフラマソームの活性化は、様々な炎症性疾患との関連が報告されている。申請者は、インフラマソームの調節機構の解明を行うため、インフラマソームのタンパク複合体を質量分析し、新規の機能性分子の探索を行った。その結果、インフラマソームを構成する分子の一つNLRP3に特異的に結合するE3ユビキチンリガーゼARIH2を同定した。ARIH2はNLRP3のユビキチン化を誘導し、インフラマソーム活性化に対して抑制的に働くことを示した。これらの結果は、ARIH2の誘導するNLRP3のユビキチン化がインフラマソームの誘導性の炎症に対して抑制的に働く可能性を示した。分子Xの細胞解析の結果をまとめて論文投稿を行っている。また、解析の過程で、インフラマソームの活性化刺激によって分子Xの異なる働きが見られており、その点について細胞株を用いて解析を行っている。レンチウイルスを使った組換マウスの作成については、難航しており計画の変更なども含めて検討をしている。今後の研究推進方策は、計画通りインフラマソームとユビキチンリガーゼARIH2の関係について詳細な解析を行っていく。また、今後さらに発展させるため、インフラマソームのユビキチン修飾に関して分子探索やNLRP3以外のインフラマソーム構成分子に対する働きについての解析を行っている。23,793円という軽微な残額であり、ほぼ計画通りに失効している。次年度使用額は少額である。その為、使用計画に関しての変更はない。次年度も計画に沿って予算の執行に努める。
カーボンナノチューブにおけるカイラリティの精密制御

カーボンナノチューブの光学的性質を精密に制御するために、カーボンナノチューブのカイラリティ制御を試み、さらに、極めて狭いカイラリティ分布を有するカーボンナノチューブの作成を試みた。また、実験的に明らかにされた(6,5)の指数で特徴付けられる特定カイラリティのチューブが選択的に生成する機構を理論的アプローチにより解明することを試みた。カーボンナノチューブの作成法として、レーザー蒸発法を用いた。レーザー蒸発法によるカイラル制御においては、用いる金属触媒の種類を変化させ、最適の触媒を探索した。また、Rh/Pd2元金属触媒系におけるPd添加効果をあきらかにした。その結果、Rh/Pd混合触媒において、(6,5)チューブのカイラリティに著しく偏ったチューブの作成に成功した。ついで、(6,5)チューブが何故成長しやすいか、等の成長機構について、ab initio計算により、(6,5)チューブの成長過程を追跡した。カーボンナノチューブ成長機構の成果として、実験、理論両面からの成果として、ナノチューブの成長過程にはカイラリティに依存した反応障壁があり、反応障壁を制御することにより、単一カイラリティチューブの作成が可能になることが明らかになった。カーボンナノチューブの作成法として、CVD法およびレーザー蒸発法を用いた。本研究成果として、上記したように実験、理論両面からチューブ成長におけるカイラリティ制御の原理が明らかになった。
圧電素子の高周波振動を利用した超高精度アクティブスクイーズ空気軸受の開発

圧電素子により振動パッドを励振させることによって発生するスクイーズ空気膜を利用して,回転軸を非接触で支持すると同時に,その駆動電圧を調整することで回転軸の位置・姿勢を制御できるアクティブスクイーズ空気軸受を提案した.回転軸を支持する前段階として,1自由度にのみ滑らかに変位する物体の両側に振動パッドを配置したプロトタイプモデルを試作,実験を行い,以下の結論を得た.(1)半径15mmの振動パッドを駆動周波数800Hz,振幅3μmで励振した場合,外部からの負荷荷重4.9Nを受けている物体が,発生したスクイーズ空気膜によって5.5μm浮上した.スクイーズ運動にともなう物体の微振動は0.2μmであった.(2)空気膜は9.8Nの荷重を受ける物体を非接触で支持できた.空気膜厚さの減少に伴ってばねが硬くなる非線型ばね特性が確認され,測定範囲内での平均的な剛性は1.8N/μmであった.(3)圧電素子を振動させている正弦波状の印加電圧パターン上に,任意のオフセット電圧を重ねることで,浮上している物体を非接触で移動できることを確認した.(4)浮上体の位置を測定して,簡単なフィードバック系を構築した結果,浮上体を立ち上がり時間10msで位置決めできた.以上の結果,回転軸を非接触で支持するスクイーズ空気軸受実現の可能性が見いだされた.今後の課題として,より高い駆動周波数に対する実験を可能にするために,静電容量の小さい圧電素子への変更,駆動用電源の改良を行い,さらに回転軸を支持するラジアルスクイーズ軸受へと発展させる.本研究では,軸受面を圧電素子で高周波振動させることにより,回転軸-軸受面間にスクイーズ空気膜を発生させる.この結果,外部からの圧縮空気の供給を必要とせず,軸が回転していない場合でも負荷容量を有する新形式のスクイーズ空気軸受を開発する.また,圧電素子の駆動パターンを調整することで,回転軸の非接触位置決めが可能になる.この結果,回転軸の運動誤差(例えば心振れ)を実時間で検出し,圧電素子をアクティブ制御して誤差補正を行うことで,回転軸の超高精度化と高剛性化を実現させる.これまでに回転軸を支持する前段階として,簡易モデルを用いた実験を行い,スクイーズ空気軸受の特性を考察した.実験装置は非常に柔軟な板ばねによって支持されている浮上体に対し,圧電素子と振動パッドとで構成される励振装置が浮上体を挟み込むように配置される.圧電素子によりパッドを振動させることでスクイーズ空気膜が発生し,負荷容量が得られた.実験の結果,外部から負荷荷重4.9Nを受けている浮上体が,発生したスクイーズ空気膜によって5.5mum浮上した.また空気膜は9.8Nの荷重に対しても浮上体を支持でき,その剛性は1.8N/mumであった.スクイーズ運動のための交流電圧と位置決めのための直流電圧を圧電素子に印加することで,浮上体を非接触で移動できた.さらに浮上体の位置を測定して簡単なフィードバック系を構築した結果,整定時間10msで浮上体の位置決めが可能となった.これより,アクティブスクイーズ空気軸受実現の可能性が見出された.次の段階として,回転軸とその周囲に配置された4枚の振動パッドで構成されるラジアルスクイーズ空気軸受の設計・試作を行った.圧電素子により振動パッドを励振させることによって発生するスクイーズ空気膜を利用して,回転軸を非接触で支持すると同時に,その駆動電圧を調整することで回転軸の位置・姿勢を制御できるアクティブスクイーズ空気軸受を提案した.回転軸を支持する前段階として,1自由度にのみ滑らかに変位する物体の両側に振動パッドを配置したプロトタイプモデルを試作,実験を行い,以下の結論を得た.(1)半径15mmの振動パッドを駆動周波数800Hz,振幅3μmで励振した場合,外部からの負荷荷重4.9Nを受けている物体が,発生したスクイーズ空気膜によって5.5μm浮上した.スクイーズ運動にともなう物体の微振動は0.2μmであった.(2)空気膜は9.8Nの荷重を受ける物体を非接触で支持できた.空気膜厚さの減少に伴ってばねが硬くなる非線型ばね特性が確認され,測定範囲内での平均的な剛性は1.8N/μmであった.(3)圧電素子を振動させている正弦波状の印加電圧パターン上に,任意のオフセット電圧を重ねることで,浮上している物体を非接触で移動できることを確認した.(4)浮上体の位置を測定して,簡単なフィードバック系を構築した結果,浮上体を立ち上がり時間10msで位置決めできた.以上の結果,回転軸を非接触で支持するスクイーズ空気軸受実現の可能性が見いだされた.今後の課題として,より高い駆動周波数に対する実験を可能にするために,静電容量の小さい圧電素子への変更,駆動用電源の改良を行い,さらに回転軸を支持するラジアルスクイーズ軸受へと発展させる.
高温超伝導体の磁束量子ダイナミクスとテラヘルツ波放射デバイス応用

高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_8(Bi-2212)固有ジョセフソン接合は,大強度テラヘルツ波発振デバイスへの有望な候補である。本研究では,(1)固有ジョセフソン接合の磁束量子フロー特性に及ぼすアンテナ集積の効果,(2)磁束フローによる固有ジョセフソン接合におけるプラズマ共鳴モード励起現象を解明するとともに,(3)電流注入した固有ジョセフソン接合からのテラヘルツ・プラズマ共鳴放射を実証した。上記の成果に加えて,Bi-2212固有ジョセフソン接合の接合特性を左右するBi-2212単結晶のキャリア制御に関する広範な調査研究を行った。その結果,Bi-2212のCaサイトの一部をYで置換することによりT_C低下させることなく,キャリア濃度を制御できることを明らかにした。Bi_2Sr_2CaCu_2O_8(Bi2212)高温超伝導体固有ジョセフソン接合(Intrinsic Josephson Junction : IJJ)を作製し,その電圧-電流特性,外部磁場応答,高周波応答など接合の基礎特性を評価すると共に,ヘテロダイン検出法によりテラヘルツ波放射の検出を試みた。その結果,本研究で提案した共振器と集積化したIJJにおいて磁束量子のフロー速度が集積化前に比べて高速化することを見出した。高速化の原因は未だ明らかでないが, IJJ内の磁束量子の運動が外部に集積した共振器構造の影響を受けることを実証できたことは,本研究の目的を達成する上で重要な成果である。また,磁束量子フロー状態にあるIJJの高周波応答特性を様々な外部磁場条件下で測定した結果,金属系トンネル型ジョセフソン接合と同じようにBi-2212 IJJが高周波導波路として機能することを示唆する高周波励起ゼロ交差ステップを観測することに成功した。これは, Bi-2212 IJJを高周波デバイスに応用する上で極めて重要な知見である。王は低温レーザー走査顕微鏡(LTSLM)を用いて磁束量子フロー状態にあるIJJの直接観測を行った結果, IJJ上にホットスポット列が発生することを見出した。ホットスポット列は, Bi-2212 IJJのキャビティ共振状態を反映しているものとして説明できる。このことは, Bi-2212 IJJが高周波導波路として機能することを直接観測したものであり,高周波励起ゼロ交差ステップの観測と併せて極めて重要な知見である。平成21年度は,本研究の目標である積層ジョセフソン接合からの高周波(テラヘルツ波)放射を実証する上で解明すべき課題として取り組んできた(1)積層ジョセフソン接合中の磁束量子フローによる高周波励振(2)積層ジョセフソン接合と共振器/アンテナ構造集積による高周波放射の効率化について大きな進展があった。具体的には,課題(1)に関して,接合に印加する外部磁場に対する電流-電圧特性の変化を詳細に調べた結果,低磁場領域で磁束量子の速度が接合中を最も高速に伝播する電磁波モードに速度整合して同相で集団運動することを見出した。課題(2)関して,接合がマイクロストリップライン共振器の端に位置するデバイスを新たに作製し,マイクロストリップラインが接合の磁束量子フロー特性に与える影響を評価した。その結果,磁束量子フロー電圧がマイクロストリップラインの1/4波長共振周波数に相当する電圧に一致した部分に明瞭な変化を見出した。接合のトンネル特性を変化させること無くマイクロストリップラインを付加し,再び除去する実験により,この変化がマイクロストリップラインの1/4波長共振にともなう放射抵抗が接合をシャントした結果であることを明らかにした。王は,Argonne研究所,筑波大学のグループが報告したメサ型積層ジョセフソン接合へ電流注入によるテラヘルツ波放射の追試に成功した。電流注入によるテラヘルツ波放射のメカニズムには未解明な点が数多く残されている。特に重要な論点は積層ジョセフソン接合のキャビティ共鳴のモードである。王はLTSEMを用いてキャビティ共鳴モードを直接観測し,共鳴モードがArgonne/筑波大のグループの主張と異なっている可能性を示唆した。Bi-2212に代表される異方性の強い高温超伝導体のc軸方向に積層した超伝導(Cu-O)層/絶縁(Bi-Sr-O)層構造をジョセフソン接合として利用する固有ジョセフソン接合は,原子スケールで均一に積層したトンネル接合が得られることや,高温超伝導体の大きなエネルギーギャップを活用できることから,テラヘルツ波発振器への応用が期待できる。平成22年度は,21年度までの研究で明らかにした固有ジョセフソン接合のボルテクスダイナミクスと高周波特性(中島),固有ジョセフソン接合のテラヘルツプラズマ励起(王),Bi-2212のキャリア濃度と固有ジョセフソン接合トンネル特性(渡辺)の成果を踏まえ,キャリア濃度を最適に制御したアンテナ集積型および接合共鳴型固有ジョセフソン接合におけるボルテクスダイナミクスの解明とテラヘルツ放射の実現に取り組み,次の成果を得た。

固有ジョセフソン接合に磁場を印加したとき接合に導入される磁束量子が接合の電磁場と強く相互作用し,磁束量子フローによって接合をキャビティとするテラヘルツジョセフソンプラズマ共鳴を励起できることを明らかにした。これは筑波大学の門脇らと研究分担者の王らが電流注入した固有ジョセフソン接合において観測したテラヘルツ波放射を引き起こすプラズマ共鳴が磁束フローによっても励起できることを示しており,より強いテラヘルツ波を放射するための磁束フロー励起型固有ジョセフソン接合テラヘルツ波放射デバイスを実現する上で極めて有用な知見である。
人体内におけるUWB通信の伝送路特性と最適化に関する研究

人体を信号伝送路とみなす人体通信は,複数のウェアラブル情報機器を人体上に分散配置し,人体上でネットワークを構成するBAN(Body Area Network)の構想の実現に不可欠である.また,人体通信により,人体内埋め込み型医療デバイスと外部医療機器との無線通信が可能となれば,生体情報の監視や遠隔治療などへの医学的応用も広がる.本研究では,低電力,高速なUWB(Ultra-Wideband)通信を人体伝送路への適用を目指し,人体表面及び人体内外でのUWB伝送路特性のモデリング及び変復調特性の検討を行った.まず,人体表面でのUWB伝送路特性及び人体体内埋め込み通信機器から体外へのUWB伝送路特性の解明を実施した.人体表面の電気定数をUWB帯域で測定し,それを用いて人体表面伝送路及び体内伝送路におけるUWB伝送の周波数特性(振幅特性,群遅延特性)を数値解析した.その結果,人体表面伝送の最適周波数帯を約100MHz以下と明らかにし,1070MHzの周波数特性を有する2次微分ガウスパルスを人体表面UWB伝送用に提案した.次に,人体表面UWB通信のための変復調方式に関する検討を行った.人体UWB伝送路特性を元に,Bi-Phase,PPM(Pulse Position Modulation)変調を用いたUWB-IR方式の人体伝送路における通信特性を計算機シミュレーションにより検討し,その結果,提案したUWB伝送パルスの最適化により,人体表面伝送によるビット誤り率の劣化は僅か0.1dBであり,Mbpsの高速通信が十分可能であることを明らかにできた.さらに,人体埋め込み型UWBアンテナの最適化とUWB通信による体内電磁吸収量についても検討し,医療用埋め込み型UWBアンテナによる人体外への無線通信の人体安全性を確認できた.人体を信号伝送路とみなす人体通信は,複数のウェアラブル情報機器を人体上に分散配置し,人体上でネットワークを構成するBAN(Body Area Network)の構想の実現に不可欠である.また,人体通信により,人体内埋め込み型医療デバイスと外部医療機器との無線通信が可能となれば,生体情報の監視や遠隔治療などへの医学的応用も広がる.本研究では,低電力,高速なUWB(Ultra-Wideband)通信を人体伝送路への適用を目指し,人体表面及び人体内外でのUWB伝送路特性のモデリング及び変復調特性の検討を行った.まず,人体表面でのUWB伝送路特性及び人体体内埋め込み通信機器から体外へのUWB伝送路特性の解明を実施した.人体表面の電気定数をUWB帯域で測定し,それを用いて人体表面伝送路及び体内伝送路におけるUWB伝送の周波数特性(振幅特性,群遅延特性)を数値解析した.その結果,人体表面伝送の最適周波数帯を約100MHz以下と明らかにし,1070MHzの周波数特性を有する2次微分ガウスパルスを人体表面UWB伝送用に提案した.次に,人体表面UWB通信のための変復調方式に関する検討を行った.人体UWB伝送路特性を元に,Bi-Phase,PPM(Pulse Position Modulation)変調を用いたUWB-IR方式の人体伝送路における通信特性を計算機シミュレーションにより検討し,その結果,提案したUWB伝送パルスの最適化により,人体表面伝送によるビット誤り率の劣化は僅か0.1dBであり,Mbpsの高速通信が十分可能であることを明らかにできた.さらに,人体埋め込み型UWBアンテナの最適化とUWB通信による体内電磁吸収量についても検討し,医療用埋め込み型UWBアンテナによる人体外への無線通信の人体安全性を確認できた.複数のウェアラブル情報機器を人体上に分散配置し,人体上及び人体周囲でネットワークを構成するPAN(Personal Area Network)の構想に加え,人体内埋め込み型医療デバイスと外部医療機器との生体情報の無線通信や遠隔治療に対する期待も高まっている.しかし,人体表面や体内での信号伝送機構や伝送路特性についてはほとんど未解明の状態にあり,通信方式の最適化も大きな課題である.本研究では,低電力,高速なUWB(Ultra-Wideband)通信を人体伝送路への適用を目指し,(1)人体のUWB伝送路特性のモデリング,(2)伝送可能な周波数帯でのUWB通信のためのインパルス形状,アンテナ種類及び変復調方式の最適化を行う.平成17年度では,まず,人体表面でのUWB伝送路特性と人体内でのUWB伝送路特性の解明を実施した.人体組織の電気定数をネットワークアナライザと誘電体プローブにより測定し,UWB全帯域をカバーできる人体表面伝送のための人体数値モデル及び人体体内と外部との無線伝送をするための人体数値モデルを構成した,これらの数値モデルに対して,人体表面伝送では電極型アンテナ,人体内部と外部との無線伝送では楕円型ディスクダイポールアンテナを想定し,UWB伝送路の周波数特性(振幅特性,群遅延特性)の数値解析を行った.なお,数値解析法としては,人体組織の周波数分散性をデバイの分散式で表し,それを時間領域でFDTDアルゴリズムに組み込むように,いわゆるFrequency-Dependent FDTD法を用いた.解析結果により,人体表面での伝送では,帯域50200MHzのUWBパルスを用いれば,20cmの距離で-20dBの減衰と1.5ns前後の群遅延という平坦な伝送特性,人体内部から外部への伝送では,帯域3.15GHzのUWBパルスの採用で,-50dBの減衰と0.6nsの群遅延という平坦な伝送特性が得られることを明らかにした.また,UWB-1R(Impulse Radio)伝送を想定し,代表的な変調方式を採用したときの誤り率特性を導出した.

その結果,何れの場合においても,相関係数が0,85以上で,十分に通信が可能であることを示すことができた.平成18年度では,17年度の成果を踏まえ,人体UWB通信のためのアンテナと変復調方式の最適化を行う.人体を信号伝送路とみなす人体通信は,複数のウェアラブル情報機器を人体上に分散配置し,人体上でネットワークを構成するBAN(Body Area Network)の構想の実現に不可欠である.また,人体通信により,人体内埋め込み型医療デバイスと外部医療機器との無線通信が可能となれば,生体情報の監視や遠隔治療などへの医学的応用も広がる.本研究では,低電力,高速なUWB(Ultra-Wideband)通信を人体伝送路への適用を目指し,人体表面及び人体内外でのUWB伝送路特性のモデリング及び変復調特性の検討を行った.まず,人体表面でのUWB伝送路特性及び人体体内埋め込み通信機器から体外へのUWB伝送路特性の解明を実施した.人体表面の電気定数をUWB帯域で測定し,それを用いて人体表面伝送路及び体内伝送路におけるUWB伝送の周波数特性(振幅特性,群遅延特性)を数値解析した.その結果,人体表面伝送の最適周波数帯を約100MHz以下と明らかにし,1070MHzの周波数特性を有する2次微分ガウスパルスを人体表面UWB伝送用に提案した.次に,人体表面UWB通信のための変復調方式に関する検討を行った.人体UWB伝送路特性を元に,Bi-Phase, PPM(Pulse Position Modulation)変調を用いたUWB-IR方式の人体伝送路における通信特性を計算機シミュレーションにより検討し,その結果,提案したUWB伝送パルスの最適化により,人体表面伝送によるビット誤り率の劣化は僅か0.1dBであり,Mbpsの高速通信が十分可能であることを明らかにできた.さらに,人体埋め込み型UWBアンテナの最適化とUWB通信による体内電磁吸収量についても検討し,医療用埋め込み型UWBアンテナによる人体外への無線通信の人体安全性を確認できた.
非軸対称/非球面ミラーの超精密鏡面研削加工技術の開発に関する研究

本研究では開発した円弧ツルアにより高精度に円弧ツル-イングされた極微粒ダイヤモンドホイールにより、SiC製X線集光ミラーの鏡面研削を行うための円弧包絡研削法を提案した。研削実験では凹型放物面(本実験では軸の一つを通る断面を直線)の研削加工を行い、その時の研削抵抗,形状精度,ホイール摩耗について調べた。(1)ツル-イング精度ツル-イングはすべてホイールの精密動バランスをとった後に,開発した精密円弧ツルアにより機上で行った、粗研削,中仕上げ,仕上げ用の3種類のホイールについて,形状誤差はSD600Bでは±2μm,SD1500B,SD3000Bでは±1μm以内であった.また半径誤差はSD600Bでは設定値+10μm,SD1500B,SD3000Bではそれぞれ-300μm,-900μmであったが、本研削法では、NC装置にホイールの断面半径の測定値を入力するため,半径誤差による影響はない.(2)研削方法と条件本研究では,円弧断面を有する幅広ダイヤモンドホイールによる円弧包絡研削法を提案した.この場合ホイール断面上を研削点が順次移動するため,ホイール全幅を有効に利用することができ,従来の曲面研削法の問題点の解決を図っている.幾何学計算によれば,研削時のトラバースピッチΔz,ホイール断面の円弧半径rが一定の場合は,工作物の幅方向の形状誤差が工作物の端部ほど大きくなるが,その差が僅かで幅方向に一定と見なして良い.またrが大きいほど、Δzが小さいほど工作物の幅方向の形状誤差形状長が小さくなる.本実験ではr=50mm,Δz=0.3mmで,理論形状誤差が0.2μm以下である.(3)実験結果研削抵抗については、研削初期に僅かの増加が観察されたが、その後はほぼ定常状態になった.2分力比も約3.0と一定で良好な研削が行われた.しかし、SD3000Bの場合は研削回数に伴う研削抵抗の増加割合がSD600B,SD1500Bと比較すると大きかった.これは切り残し量の累積により発生するものと考えられており、今後の検討課題の一つである.またホイール形状については,SD600B,SD1500Bホイールの場合では±1.5μm,SD3000Bホイールの場合では±1.0μmの形状精度が得られた.どのホイールの場合も幅中央部において,プラスの偏差となっているが,これは研削中のホイールヘッド移動方向で下降から上昇に転じた直後の位置の値である.これは実際の研削点とホイールヘッド位置測定用スケール(CNC装置のフィードバック用)の設置個所が離れているために,研削点の動きに遅れが生じているためである.この点も今後の検討課題である.仕上げ面粗さについては,SD600Bでは0.5μmRmax,SD1500Bでは0.55μmRmax,SD3000Bでは0.2μmRmaxが得られた.最後にホイールの半径磨耗は、幅に均一で,約2μmであった.本研究では開発した円弧ツルアにより高精度に円弧ツル-イングされた極微粒ダイヤモンドホイールにより、SiC製X線集光ミラーの鏡面研削を行うための円弧包絡研削法を提案した。(1)ツル-イング精度ツル-イングはすべてホイールの精密動バランスをとった後に,開発した精密円弧ツルアにより機上で行った、粗研削,中仕上げ,仕上げ用の3種類のホイールについて,形状誤差はSD600Bでは±2μm,SD1500B,SD3000Bでは±1μm以内であった.また半径誤差はSD600Bでは設定値+10μm,SD1500B,SD3000Bではそれぞれ-300μm,-900μmであったが、本研削法では、NC装置にホイールの断面半径の測定値を入力するため,半径誤差による影響はない.(2)研削方法と条件本研究では,円弧断面を有する幅広ダイヤモンドホイールによる円弧包絡研削法を提案した.この場合ホイール断面上を研削点が順次移動するため,ホイール全幅を有効に利用することができ,従来の曲面研削法の問題点の解決を図っている.幾何学計算によれば,研削時のトラバースピッチΔz,ホイール断面の円弧半径rが一定の場合は,工作物の幅方向の形状誤差が工作物の端部ほど大きくなるが,その差が僅かで幅方向に一定と見なして良い.またrが大きいほど、Δzが小さいほど工作物の幅方向の形状誤差形状長が小さくなる.本実験ではr=50mm,Δz=0.3mmで,理論形状誤差が0.2μm以下である.(3)実験結果研削抵抗については、研削初期に僅かの増加が観察されたが、その後はほぼ定常状態になった.2分力比も約3.0と一定で良好な研削が行われた.しかし、SD3000Bの場合は研削回数に伴う研削抵抗の増加割合がSD600B,SD1500Bと比較すると大きかった.

これは切り残し量の累積により発生するものと考えられており、今後の検討課題の一つである.またホイール形状については,SD600B,SD1500Bホイールの場合では±1.5μm,SD3000Bホイールの場合では±1.0μmの形状精度が得られた.どのホイールの場合も幅中央部において,プラスの偏差となっているが,これは研削中のホイールヘッド移動方向で下降から上昇に転じた直後の位置の値である.これは実際の研削点とホイールヘッド位置測定用スケール(CNC装置のフィードバック用)の設置個所が離れているために,研削点の動きに遅れが生じているためである.この点も今後の検討課題である.仕上げ面粗さについては,SD600Bでは0.5μmRmax,SD1500Bでは0.55μmRmax,SD3000Bでは0.2μmRmaxが得られた.最後にホイールの半径磨耗は、幅に均一で,約2μmであった.
近代仏教建築の展開とアジア／亜細亜の形成・離散

19世紀に南アジア、東南アジアから日本を含む東アジアまでを横断的に接合する思想的媒体へと成長した近代仏教に着目し、その思想を物理的に体現した寺院や仏教協会施設などの近代仏教建築の形成と今日的展開をアジア大のスケールで跡付けた。コロンボ、コルカタ、ヤンゴン、バンコク、シンガポール、京都を中心に、近代仏教運動の拠点となった都市ごとの、近代仏教建築の建設とそれをつうじた都市景観の変容を明らかにし、加えて、同時代的交流をつうじた都市間相互の影響関係を明らかにした。さらに、それぞれの都市ごとに近代仏教建築をつうじて目指された方向は異なったことを示し、アジアの各都市の今日的動態の中での京都の位置を論じた。本年度は、コロンボ、コルカタ、バンコク、チェンマイ、において調査をおこない、京都で資料収集をおこなった。コロンボにおいて、19世紀以降現在にかけて建設された主要な近代仏教寺院を対象として、建設年代、立地、建設者、伽藍構成、建物様式、壁画様式、彫像様式について調査をおこなった。また、コロンボ近郊の主要な仏教寺院、遺跡をまわり、近代仏教以前の寺院についても踏査をおこなった。加えて、コルカタを拠点として、仏教を通じたアジア諸国の連携を唱えたスリランカの仏教者ダルマパーラの日記の一部複写をおこなった。調査をつうじて、近代仏教建築の建設をつうじた都市景観の形成と国民国家の形成とが連動しながら進展する様を明らかにすることができた。スリランカの近代仏教運動がキリスト教からの再改宗からはじまったことを反映して、初期の近代仏教建築は植民地建築の空間構成と意匠を有する。ナショナリズムの台頭、国家形成とともに、島内に現存するより時代の古い仏教建築、遺跡の意匠が参照規範として確立してゆく。コルカタでは、19世紀末から20世紀初頭当時に当地で活動した仏教者ダルマパーラ、日本の仏教者堀至徳の日記をもとに、活動拠点となった主要施設や交友関係のあった家について、その立地と残存状況、建築的特徴を調査し、それぞれの日常活動の広がりを地図上に跡付けた。加えて、当時の国際的仏教雑誌"マハー・ボーディ"の複写をおこなった。調査をつうじて人々の具体的交友関係とそれに対応する場所が把握された。2人の仏教者は同時期に活動したがその交友範囲は必ずしも重なりあっていない。また、仏教を介した国際交流の象徴として、インドの古代仏教様式が20世紀初頭頃から用いられたことが明らかとなった。バンコク、チェンマイでは19世紀末以降に建設された仏教寺院の様式について調査を行い、現地の研究協力者と今後の研究の進め方について検討をおこなった。4-7月におこなった打合せに基づき、研究協力者の協力を得て、8月から2月にかけてコロンボ、バンコク、コルカタ、京都で、近代仏教建築と近代仏教運動に関わった人々について、臨地調査をおこなった。コロンボでは、1850年代から1920年代にかけて建設された近代仏教建築の補足調査、および、国民国家形成以後に都市中心部に建設された近代仏教建築の調査をおこなった。調査をつうじて、都市景観の変遷をより体系的、包括的に把握することができた。これまで、建造物や人々に焦点を当てて、人工物としての1都市景観の変容、と2社会的側面、との関係を中心に考察をおこなってきた。今回の調査で、具体的樹木としての菩提樹や地名に着目することにより、考察の射程を3生態・自然へ拡張し、都市景観の変容を、社会と生態・自然との関わりから考察する視野が拓けたことは収穫であった。また、近代仏教運動の1つの源流であるセイロン島北西沿岸部の調査をおこない、コロンボへと至るその展開を確認することができた。同時にもう一方の源流である内陸部における近代仏教運動とその建築の展開を検討する必要性が認識された。また、バンコク、コルカタ、京都での臨地調査を踏まえて、それぞれの近代仏教運動とその建築の共通点と差異を考察するための要素の検討をおこなった。本年度は、コロンボにおける近代仏教建築の建設の歴史を、スリランカという文脈に位置づけて把握するために、コロンボの近代仏教建築に大きな影響を与えた、内陸の歴史的都市キャンディの寺院の調査をおこなった。また、コロンボにおける寺院の補足調査をおこなった。調査をつうじて、キャンディの寺院は建築様式、祀られる像などの点において、仏教とヒンドゥとの混淆を特徴としていることが明らかとなった。コロンボの寺院は、19世紀後半からの近代化の過程で、建築様式としてはキャンディの様式を多用するようになったことが前年度までの調査で明らかとなっている。今回の調査では、祀られる像に着目すると、コロンボの寺院では、ヒンドゥの神像が姿を消し、ブッダの像が中心となるという、キャンディとは異なる動きがみられることを明らかにした。祀られる像の変化は、混淆していた仏教とヒンドゥとが、異なる宗教として分化していったことを示唆しており、コロンボの寺院が、キャンディの寺院の単なる写しではなく、シンハラナショナリズムという政治的動向と連動しながら成立してきたことを示している。加えて、多様な信仰の混淆と、その今日に至るまでの変化に着目しながら、コルカタ、ヤンゴン、バンコク、京都についても、寺院建築と祀られる仏や神の像について調査をおこない、比較の視点を得た。本年度が最終年度にあたることから、スリランカ、タイから研究協力者を招へいし、これまでの研究成果の集成となる国際会議を年度末に開催した。あわせて、論文、著書、学会発表をつうじて研究成果の公開をおこなった。

19世紀に南アジア、東南アジアから日本を含む東アジアまでを横断的に接合する思想的媒体へと成長した近代仏教に着目し、その思想を物理的に体現した寺院や仏教協会施設などの近代仏教建築の形成と今日的展開をアジア大のスケールで跡付けた。コロンボ、コルカタ、ヤンゴン、バンコク、シンガポール、京都を中心に、近代仏教運動の拠点となった都市ごとの、近代仏教建築の建設とそれをつうじた都市景観の変容を明らかにし、加えて、同時代的交流をつうじた都市間相互の影響関係を明らかにした。さらに、それぞれの都市ごとに近代仏教建築をつうじて目指された方向は異なったことを示し、アジアの各都市の今日的動態の中での京都の位置を論じた。主要な対象としコロンボ、コルカタ、バンコクにおいて補足調査をおこない、それぞれの都市において近代仏教建築の建設された背景について把握した。また、ダルマパーラ、E.R.グーナラトナ、釈宗演をはじめとする主要な人物の日記の収集と分析をつうじて、仏教を媒介として都市を横断する人々の具体的な結びつきを把握することができた。都市の景観に着目することで、南アジア・インド洋世界を舞台とした、同時代の他宗教における近代化の運動との関連性と相違についても考察の可能性が開けてきた。研究成果は随時、学会、研究会で発表してきた。地域研究、地域生活空間計画研究会と打合せをつうじて、連携研究者、協力研究者と成果のまとめ方について調整する。成果の取りまとめとして連携研究者を招へいした国際会議の開催を予定している。また、京都とキャンディを中心に近代仏教建築の補足調査をおこなう。最終年度であるので、成果の発表を積極的におこなう。その1つとして、既におこなった調査をまとめ近代仏教建築のデータベースを作成する。データベースは将来に公開することを検討している。研究の知見を反映させた著書も出版予定である。日程は次のとおり予定している。4-6月調査資料の取りまとめ、7-9月補足調査、10-11月補足調査の取りまとめ、12月国際会議での最終成果の発表、1-3月最終成果の取りまとめ。臨地調査をつうじて、主要な対象都市であるコロンボ、コルカタ、バンコクにおける近代仏教建築の立地状況を把握することができた。また、寺院を結節点とする人の具体的交友関係や活動の背景となった思想を分析するための教団機関誌などの文字資料の収集も順調に進んでいる。研究成果は随時学会、研究会で発表してきた。購入を予定していた資料を写真で複写することとなり、物品費の支出が抑えられた。また、調査データの収集が予定より早く、人件費、謝金の支出が抑えられた。研究会、打合せをつうじて連携研究者、研究協力者と視点、手法の共有を図る。教団機関誌を中心に、寺院、教団関連の史料を引き続き収集するとともに、これまで収集をおこなった機関誌の分析をおこない、近代仏教の成立と展開、都市間の関係性、都市における人々の交流と近代仏教建築建設との関わりを把握する。また、前年度の調査で得られた知見を踏まえて、コロンボ、バンコク、京都、を中心に臨地調査をおこなう。今年度は下の日程を予定している。研究の進展により若干の変更もある。4月研究打合せ会(京都大学)において以下をおこなう。
放線菌の形態分化と二次代謝の多面形質発現に機能する遺伝子の解析

チオストレプトン(TSP)生産菌S. azureus PK100C株の染色体ライブラリーよりの2.5kb挿入断片を保持した組換えプラスミドpSAB931を分解した。本pSAB931を保持した形質転換株BalA1は以下に示す特異的性質を有していた。本研究ではBalA1株の特性を詳細に検し、さらに2.5kb DNAの構造と機能を解析した。BalA1株は気菌糸形成能を欠失していたが、TSP感受性の枯草菌に対しPK100C株の3倍以上の抗菌力を示し、TSP耐性である親株PK100C、野生型株PK0やTSP生産性でかつ耐性のS. laurentiiの生育を阻害した。また、S. coelicolorの赤色抗生物質の生産を早期誘導する物質を産生した。一方、BalA1株はPK0株、PK100C株、S. laurentii等の菌株とのcrossfeedingによって気菌糸着生能が回復した。次に、pSAB931中の2.5kbの挿入断片をプローブとして、多数の細菌類の全DNAに対して相同配列の存在を検討した。PK0株、PK100C株をはじめ、S. laurentii、S. lividans等の検した20種の全てのStreptomyces属放線菌で本断片と相同遺伝子の存在を確認したが、その他の属の菌種には存在しなかった。この結果は、本遺伝子がStreptomyces属放線菌で広く存在し、分化に機能する重要遺伝子であること示唆するものである。さらに、2.5bp DNA断片の塩基配列と構造を解析した。本断片は2498bpの塩基配列を有し、843bpのORFと489bpのORFの存在が確認された。前者は癩菌のPhosphoserine phosphatase遺伝子(psp)と後者は枯草菌のセプタ位置決定遺伝子(minD)とアミノ酸レベルで相同性が認められた。最後に、BalA1株が示す特性とこれら2遺伝子の機能との関連性、また形態分化と代謝分化に及ぼす機能を考察した。チオストレプトン(TSP)生産菌S.azureus PK100C株の染色体ライブラリーよりの2.5kb挿入断片を保持した組換えプラスミドpSAB931を分離した。本pSAB931を保持した形質転換株BalA1は気菌糸形成能を欠失していたが、TSP感受性の枯草菌に対しPK100C株の3倍以上の阻害を示した。さらに、本菌株はTPS耐性であるS.azureus野生型株PKOやTSP生産性でかつ耐性のS.laurentiiの生育も阻害するTSP以外の抗菌物質を産生し、S.coelicolorの抗生物質undecylprodigiocinの生産を早期誘導する物質を産生した。これらの物質は低分子であるが、拡散性は余り大きくなかった。一方、BalA1株はPKO株やS.laurentii等の菌株とのcross-feedingによって気菌糸着生能が回復した。これらの結果は、本菌株が気菌糸形成に関与する低分子物質産生を欠失した変異株であることを示している。次に、pSAB931中の2.5kbの挿入断片の構造を検討した。

まず、2.5kbの挿入断片をプローブとして、PKO株をはじめ、S.cyaneus、S.laurentii等の多くのStre-ptomyces属放線菌で本遺伝子と相同な遺伝子の存在を確認した。この結果は、本遺伝子がStreptomyces属放線菌で広く存在すことを示し、S.azureus中では休眠状態もしくは低コピーで発現していたたものが、ベクターに挿入されたため、その機能が高発現して強く顕在化したものと推察された。本挿入断片をpUC119中にサブクローニングし、Exonuclease IIIを用いてディレーションを行なった。ディレーションサンプルをTTH polymeraseを用いたdideoxy法によって塩基配列の決定を行なった。本挿入断片は2495bpの塩基配列を有し、そのG+C含量は70.18%であった。また、ORFの検索を行なったところ、900bpからなるORFの存在が確認されたが、報告されている遺伝子及びアミノ酸配列に有意な相同性は見いだせなかった。チオストレプトン(TSP)生産菌S. azureus PK100C株の染色体ライブラリーよりの2.5kb挿入断片を保持した組換えプラスミドpSAB931を分離した。本pSAB931を保持した形質転換株BalA1は以下に示す特異的性質を有していた。本研究ではBalA1株の特性を詳細に検し、さらに2.5kbDNAの構造と機能を解析した。BalA1株は気菌糸形成能を欠失していたが、TSP感受性の枯草菌に対しPK100C株の3倍以上の抗菌力を示し、TSP耐性である親株PK100C、野生型株PKOやTSP生産性でかつ耐性のS. laurentiiの生育を阻害した。また、S. coelicolorの赤色抗生物質の生産を早期誘導する物質を産生した。一方、BalA1株はPKO株、PK100C株、S. laurentii等の菌株とのcrossfeedingによって気菌糸着生能が回復した。次に、pSAB931中の2.5kbの挿入断片をプローブとして、多数の最近類の全DNAに対して相同配列の存在を検討した。PKO株、PK100C株をはじめ、S. laurentii、S. lividans等の検した20種の全てのStreptomyces属放線菌で本断片と相同遺伝子の存在を確認したが、その他の属の菌種には存在しなかった。この結果は、本遺伝子がStreptomyces属放線菌で広く存在し、分化に機能する重要遺伝子であることを示唆するものである。さらに、2.5bp DNA断片の塩基配列と構造を解析した。本断片は2498bpの塩基配列を有し、843bpのORFと489bpのORFの存在が確認された。前者は癩菌のPhosphoserine phosphatase遺伝子(psp)と後者は枯草菌のセプタ位置決定遺伝子(minD)とアミノ酸レベルで相同性が認められた。最後にBalA1株が示す特性とこれら2遺伝子の機能との関連性、また形態分化と代謝分化に及ぼす機能を考察した。