hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
CT-Perfusionによる描出不能肝腫瘍の検出

肝内の血流動態を定量化するには、様々な方法が試みられている。しかし、肝臓は動脈と門脈の二重の血流支配を受けるため、動脈血流と門脈血流を個々に測定する方法は限られている。超音波ドプラによる肝血流動態の測定は、動脈血流と門脈血流を独立して測定できるが、脈管の主幹部レベルにおける血流に限局され、組織レベルでの血流動態を定量化することはできない。近年、CT-Perfusionによる各臓器の血流測定が試みられている。CT-PerfusionはSingle Slice Cine Dynamic CTによって導き出された各組織のTime-Density Curveを数学的に処理することによって、CTの高い空間分解能に基づいた組織レベルでの血流動態を測定できる。しかしながら、肝臓については動脈血流と門脈血流を完全に分離して測定するには、従来施行されている静注法では不十分であり誤差が大きい。選択的肝動脈造影および経上腸間膜動脈的門脈造影と、CT-Perfusionを組み合わせることにより、組織レベルでの肝動脈血流および門脈血流の動態を完全に分離して純粋に測定できる。従来、CT-Perfusionは臓器レベルで計算されていたが、近年のコンピューターの処理速度の高度化に伴い、組織レベルでの計算が可能となった。我々が今回使用する逆積分法によるCT-Perfusionは、バックグラウンドに投与された造影剤の影響を受けることなく、高い精度で組織レベルの血管容積、血液流入量、組織血流平均通過時間、血管透過性を定量化することができた。本研究では、選択的動脈造影下にCT-Perfusionを施行することによって、動脈、門脈の各々の血流を純粋に測定し、肝腫瘍が及ぼす肝内血流動態の変化を解明した。本研究成果はRadiation Medicine誌、Acta Radiologica誌に発表した。
溶出波法と表面分析法の組合せによる超高純度ベースメタル中の不純物分析の開発

本研究の目的は電気化学的方法である溶出波法と表面分析法と組み合わせによる微量元素分析法の確立にある。昨年作成した電気化学セルに改良を加え、より構成が単純なものを作成した。溶出法では始めに電極に目的元素を電極に析出させるがその化学状態が明らかにする必要がある。そこで鉄鋼試料の作成過程で除去が困難で不純物元素として残る元素のうちテルルとセレンをシリコンウェファー上に作った銀薄膜上に析出させその状態を調べた。テルル溶液は臭化ナトリウム溶液と混合し、それと薄膜の反応は1000RPMの回転を加え20分行った。セレン溶液は、塩酸-硝酸-臭化ナトリウム溶液と混合し,電極を1000RPMの回転しながら-0.5V vs Ag/AgClで20分析出させた。銀表面への析出量とテルル、セレンの水溶液との関係、XPS・全反射蛍光X線分析法の感度が全く未知であったため濃度はng/mlから100μγ/mlの範囲を調べた。その結果XPS・全反射蛍光X線分析法ともに、今までに報告されているアノーディックストリッピングボルタノメトリーと同等の検出下限を持つことが分かった。XPSの内殻準位の結合エネルギーとオージェ電子運動エネルギーは、水溶液の濃度により変化した。それによると、低濃度領域ではテルル、セレンは銀表面に孤立状態にあるが、高濃度になるとその膜を作ることが分かった。そのため、ストリッピングボルタノメトリー法においては水溶液高濃度領域での検量線の直線性からのずれるものと考えられる。以上より、電気化学による析出条件の改良を加え表面分析法を用いれば高純度金属分析のための元素定量分析範囲の拡大が可能であることが分かった。そこで以下の条件を満たすように電気化学セルを作成した。通常行われている溶出波法の作用電極の大きさは直径1mm以下である。しかしながら現在の全反射蛍光X線分析法では約10×10mm^2の大きさを要求される。また分析精度を大きくするためには分析元素が試料表面に均一に分布していることが必要である。この条件を満たすべくテフロン電解セルを試作した。セルの内径は直径50mmである。予備実験として作用電極をを20×20mm^2の純金とした。作用電極はセル中央部に置き、セル外部からのコードはテフロンチューブに入れた白金である。直径約6mm参照電極と脱ガス用直径3mmテフロンチューブを除きほぼセルいっぱいの面積にした白金の網を対極とした。セル底部から15mmのテフロン棒を立て対極と作用電極間の距離が一定になるようにした。銅を析出させ、マイクロX線光電子分光法で調べたところほぼ均一な分布をしていることがわかった。全反射蛍光X線分析法では観測する試料表面が光学的平面である必要があるので、作用電極はシリコンウェファーを用いることとした。表面修飾としては、ビスマス・アンチモン等の分析用とし金蒸着膜、銀・銅等の分析用としメゾポーラスシリコン酸化膜の検討した。

テルル溶液は臭化ナトリウム溶液と混合し、それと薄膜の反応は1000RPMの回転を加え20分行った。セレン溶液は、塩酸-硝酸-臭化ナトリウム溶液と混合し,電極を1000RPMの回転しながら-0.5V vs Ag/AgClで20分析出させた。銀表面への析出量とテルル、セレンの水溶液との関係、XPS・全反射蛍光X線分析法の感度が全く未知であったため濃度はng/mlから100μγ/mlの範囲を調べた。その結果XPS・全反射蛍光X線分析法ともに、今までに報告されているアノーディックストリッピングボルタノメトリーと同等の検出下限を持つことが分かった。XPSの内殻準位の結合エネルギーとオージエ電子運動エネルギーは、水溶液の濃度により変化した。それによると、低濃度領域ではテルル、セレンは銀表面に孤立状態にあるが、高濃度になるとその膜を作ることが分かった。そのため、ストリッピングボルタノメトリー法においては水溶液高濃度領域での検量線の直線性からのずれるものと考えられる。以上より、電気化学による析出条件の改良を加え表面分析法を用いれば高純度金属分析のための元素定量分析範囲の拡大が可能であることが分かった。
システイン等の低分子化合物添加による乳タンパク質ゲル形成のリアルタイム解析

β-ラクトグロブリンの相互作用に及ぼすシステインの影響を超音波分光分析、レオロジー測定及び示差走査熱量分析により調べた。超音波速度及び減衰の変化を超音波分光分析を用いてモニターし、他の手法で得られた結果と併せてゲル形成に及ぼすシステインの効果を考察した。その結果、超音波速度は54°C付近から減少し、システイン添加により54°C付近で系の圧縮率が増加していることが示唆された。また、超音波減衰の程度もおよそこの温度付近で増加した。この54°Cという温度は一般的なβ-ラクトグロブリンの加熱変性温度である7580°Cよりも著しく低く、この温度は示差走査熱量分析における相転移開始温度や動的粘弾性測定による動的弾性率の増加開始温度にほぼ一致していることがわかった。以上の結果から、システインはゲル化の初期段階における変性タンパク質の重合を促進していると結論付けた。牛のβ-ラクトグロブリンには7種類の遺伝的変異体があることが知られており個々の化学的・物理的性質を解明することは本タンパク質の利用のための基礎研究として重要である。本年度はβ-ラクトグロブリンA typeとB typeおよびそれらの混合タンパク質系を用いてこれらのタンパク質系に及ぼすL-システイン添加の影響を調べた。示差走査熱量分析、動的粘弾性測定および超音波分光分析により多面的に調べたところβ-ラクトグロブリンのタイプの別によらずいずれの場合でもL-システイン添加によりタンパク質の熱安定性が低下し変性しやすくなることが判った。更に示差走査熱量分析によりA typeとB type間では顕著にその挙動に差が見られた。すなわちA typeはB typeに比べ、より低い転移開始温度を示した。またA type+B typeの混合系における熱分析の挙動はB typeに類似していることが判った。超音波分光分析でもA typeとB type間で共通してL-システイン添加により、β-ラクトグロブリンのもともとの変性温度(約80°C)よりも20°C程度低い温度から次第に超音波減衰(Attenuation)が増大したが、A typeの方がその開始温度が8°C程度低いことがわかった。以上の事から、A typeはB typeに比べて本来熱感受性が高いが、B typeとの混合により熱に対する安定性が増加する事がわかった。また、動的粘弾性測定では示差走査熱量分析と同様の傾向が観察されA typeとB typeではBtypeのほうがややゾル・ゲル転移温度は高かったが最終的に得られた粘弾性体の弾性率はA,B間でほとんど差が認められなかった。引き続き20年度には他種タンパク質(例えば大豆ホエー等)を用いてシステイン等の低分子化合物添加によるゲル形成のリアルタイム解析を行う予定である。20年度は昨年度のβ-LGの遺伝的変異体(AタイプとBタイプ)を用いたSH化合物との反応性に関する実験に引き続く形として、AタイプとBタイプの混合物であるβ-LGABタイプを用いてα-LAやシステイン(Cys)との相互作用を調べた。即ちCys存在下でβ-LGABタイプ・α-LA混合系のゲル化現象がどのような影響を受けるのかを調べた。その結果、まずα-LAは試薬標品中に0.3%程度以下のカルシウムを含有しており、これがα-LA自体のゲル化に影響(ゲル化促進作用)することが判った。一方脱塩後のα-LA(apo-LA)は既知の通りそれ自身のゲル形成は困難であった。しかしながらβ-LG存在下ではα-LAはゲル化を疎外することなく、更にCysの共存下ではCys無添加に比べより低温(40°C付近)で系中の圧縮率に変化が生じた。即ち超音波分光分析における超音波速度の減少(即ち圧縮率の増加)や超音波減衰の増加が早期に見られた。超音波分光分析に加え、動的粘弾性測定でも上記に一致した現象が観察された。今後電子顕微鏡観察等の手法も加えて、より総合的にβ-LGのゲル化に及ぼすα-LAやCysの添加効果を把握することに努めたい。尚、本研究と平行して行っている他の低分子化合物(脂肪酸塩)を添加した場合には、用いる乳タンパク質画分の種類により効果が異なることが見出されるとともに、超音波分光分析によりカゼインミセルのような自発的会合(ゲル化と異なる現象)をもモニターすることが可能であることが判りつつある。今後更に解析する予定である。
カルシウムイオンによる高次細胞機能の調節機構

本研究は種々の生理活性物質に対する細胞機能応答における細胞内カルシウム(Ca)イオンの作用機序の解明を目的としたものである.16名の研究班員によって種々の細胞の機能とCaとの関係について総合的に研究した.以下その一部について概要を述べる.尾形班員はインスリン様成長因子(IGF)のIGF-IとIGF-IIがそれぞれ受容器を有し,異なる機序でCa流入をもたらす事を発見した.鈴木班員は軟骨由来因子(CDF)とCaの相関について研究した.この因子はCa拮抗薬存在下で肋軟骨培養細胞系に添加してもプロテオグリカン合成は阻害されなかったがDNA合成の抑制を認めた.そこでCDFによるDNA合成とプロテオグリカン合成促進作用とは異なる機序で発現すること,共にCaイオン濃度の上昇が関与することを発見した.久米班員は,イオノマイシンによる血小板フォスフォリパーゼA2(PLA2)の活性化と〔Ca〕iとの関係は明確ではないが,ジアセルグリセリド(DG)の場合はイオノマイシンと併用するとPLA2と〔Ca〕iとの間には相関があるので, DGによる蛋白キナーゼCの活性化がPLA2のCaに対する感受性を制御している可能性を示唆した.白川班員はヒト顆粒球マクロファージ前駆細胞(CFU-GM)と後期赤血球系前駆細胞(CFU-E)の増殖における蛋白キナーゼCの抑制剤であるH-7とstaurosponneの作用について検討し, CFU-GMの増殖には蛋白キナーゼCが関与し, CFU-Eの増殖にはそれ以外の調節機構が関与していることを示した.近藤班員は培養甲状腺細胞の機能制御系とCaとの関連について研究し,甲状腺刺激ホルモン(TSH)は百日咳毒素(IAP)非感受性の,そしてATPはIAP感受性と非感受性GTP結合蛋白質を介してリン脂質代謝系とCaチャンネルを作動させて細胞内Caを増加させ, cyclicAMP系と共にホルモン合成制御にも関与することを明らかにした.栗山班員は,イノシトール3燐酸(InsP3)によって活性化されるCa依存性Kチャンネルの性質について報告した.本研究は種々の生理活性物質に対する細胞機能応答における細胞内カルシウム(Ca)イオンの作用機序の解明を目的としたものである.16名の研究班員によって種々の細胞の機能とCaとの関係について総合的に研究した.以下その一部について概要を述べる.尾形班員はインスリン様成長因子(IGF)のIGF-IとIGF-IIがそれぞれ受容器を有し,異なる機序でCa流入をもたらす事を発見した.鈴木班員は軟骨由来因子(CDF)とCaの相関について研究した.この因子はCa拮抗薬存在下で肋軟骨培養細胞系に添加してもプロテオグリカン合成は阻害されなかったがDNA合成の抑制を認めた.そこでCDFによるDNA合成とプロテオグリカン合成促進作用とは異なる機序で発現すること,共にCaイオン濃度の上昇が関与することを発見した.久米班員は,イオノマイシンによる血小板フォスフォリパーゼA2(PLA2)の活性化と〔Ca〕iとの関係は明確ではないが,ジアセルグリセリド(DG)の場合はイオノマイシンと併用するとPLA2と〔Ca〕iとの間には相関があるので, DGによる蛋白キナーゼCの活性化がPLA2のCaに対する感受性を制御している可能性を示唆した.白川班員はヒト顆粒球マクロファージ前駆細胞(CFU-GM)と後期赤血球系前駆細胞(CFU-E)の増殖における蛋白キナーゼCの抑制剤であるH-7とstaurosponneの作用について検討し, CFU-GMの増殖には蛋白キナーゼCが関与し, CFU-Eの増殖にはそれ以外の調節機構が関与していることを示した.近藤班員は培養甲状腺細胞の機能制御系とCaとの関連について研究し,甲状腺刺激ホルモン(TSH)は百日咳毒素(IAP)非感受性の,そしてATPはIAP感受性と非感受性GTP結合蛋白質を介してリン脂質代謝系とCaチャンネルを作動させて細胞内Caを増加させ, cyclicAMP系と共にホルモン合成制御にも関与することを明らかにした.栗山班員は,イノシトール3燐酸(InsP3)によって活性化されるCa依存性Kチャンネルの性質について報告した.
新Kex2様プロテアーゼの同定と構造及びその生理機能の研究

パラミクソウイルスであるニューカッスル病ウイルス(NDV)のエンベロープ結合タンパク質で、NDVが宿主細胞に感染するときに必須の膜融合タンパク質Fの前駆体F_0が宿主細胞のトランスゴルジ膜で膜結合能をもったF_1+F_2にプロセスされることを明らかにした。一方、オルトミクソウイルスの一種であるインフルエンザウイルスではやはり外膜に結合していることを報告してきた。これらのプロセッシングはラット肝のトランスゴルジ膜で効率よく行われているが、ある種の培養細胞(Nalm6)では両者とも殆どプロセスされない。しかし、サル腎由来のLLCMK_2株ではほぼ完全なプロセシングが見られる。最近我々は、ペプチドホルモンであるカルシトニンのプロセシングの研究を行っており、その途上、カルシトニン前駆体はLLCMK_2株では殆どプロセスされないことを見出した。おそらく小胞体-ゴルジ体におけるプロセシングには細胞特異性が存在すると考えられる。前駆体タンパク質として、ウイルスのF_0、血清アルブミン、プロカルシトニンを用いて、種々の培養細胞の系において現在それぞれのプロセシングが起こるかどうかを検討中であるが、前駆体の切断部位の一次構造に類似点があるにもかかわらず、前駆体タンパク質相互でプロセスのされ方に大きな差が認められることから、本年度は細胞毎のプロセシングのシステムの多様性とそれぞれに関与するプロテアーゼの同定を行い、小胞体-ゴルジ系でのプロセシングの詳細とタンパク質の細胞内移行の関わりを明らかにした。
人間型ロボットの自律的全身運動に関する研究

本研究課題では,リーチング動作を例に取り,全身を用いたヒューマノイド・ロボットの自律的な学習運動の実現を目指す.具体的には,視覚的に認識可能な対象物にヒューマノイド・ロボットが手を伸ばしたり,掴んだりする動作(リーチング動作,グラスピング動作)を自律的に身に付ける学習戦略を開発することを目的とする.本提案手法では,ロボットの正確なモデルや対象物の情報を事前に与えずに,原始反射に想起されるような限られた運動技能に基づいて学習運動の実現を目指す点に特徴がある.人間の反射運動と同じく,視覚や触覚の情報を活用し,時間に連続的にセンサ情報を更新するとともにロボット自身のモデルを更新する.なお学習はオンラインで行われる.本提案モデルは,手にドライバーやドリルなどの工具を持ち,その先端部を対象物に近づけるなどの,様々な状況のリーチング動作に応用できる.前年度までに,ロボットがどこまで到達可能であるか(リーチング可能か)を示す到達可能空間マップの生成手法を開発したため,平成24年度は,それを2足ヒューマノイド・ロボットKOBIANに実装し,評価実験を行った.提案手法は従来手法と異なり,到達可能かどうかという情報だけでなく,右手や左手,さらには両手での到達可能性の情報も含んでいるため,片手だけでなく,両手でのリーチング動作の到達性評価も可能になる.また提案する到達可能空間マップを応用することで,対象物が腕部だけを動かしたのでは到達できない位置にあった場合には,体幹部(例:腰を曲げる)や脚部(例:対象物に向かって歩いて近づく)を使うことで,全身を用いたリーチング動作が可能になると期待される.実験の結果,全身でのリーチング動作を実現し,提案手法の有効性を確認した.本研究課題では,2足ヒューマノイド・ロボットのリーチング動作を例に取り,全身を用いた自律的な学習運動の実現を目指す.具体的には,視覚的に認識可能な対象物にヒューマノイド・ロボットが手を伸ばしたり,掴んだりする動作(リーチング動作,グラスピング動作)を自律的に身に付ける学習戦略を開発することを目的とする.従来研究では,事前に腕となるマニピュレータの運動学的特性や力学的特性を与えたり,対象物の位置や形状・硬さ・重さなどの情報を事前に与えたりし,問題を簡略化していた.本研究のアプローチとしては,事前にそのような情報は与えず,オンラインでの学習を通して,自律的に感覚運動学習を行うことが特徴である.このような方法を取れば,リンク長や関節配置などのロボットの運動学モデルが変わったとしても,随時更新が可能である.また,対象物に到達するために,腕を伸ばすだけで届くのか,上半身を曲げなければ届かないのか,また歩いて近づかなければ届かないかなどの判断も自律的に可能になると考えられる.対象物に到達後は物理的なインタラクションを開始し,対象物の操作方法についてロボットに搭載している力センサや触覚センサなどの情報を集める,これらの情報はロボットに記憶され,同様の対象物を再度操作する際には,学習された情報を再利用することができる.平成22年度は予備実験としてシミュレーション環境を構築し,シミュレーション上でロボットが自律的にオンラインでリーチング動作に必要な運動力学モデルを獲得できることを確認した.さらに,リーチング動作の試行を通して,運動情報に基づいた到達可能空間マップを構築可能なことも確認した.本研究課題では,2足ヒューマノイド・ロボットのリーチング動作を例に取り,全身を用いた自律的な学習運動の実現を目指す.具体的には,視覚的に認識可能な対象物にヒューマノイド・ロボットが手を伸ばしたり,掴んだりする動作(リーチング動作,グラスピング動作)を自律的に身に付ける学習戦略を開発することを目的とする.従来研究では,事前に腕となるマニピュレータの物理モデルや対象物の位置や形状の特性を与え,リーチング動作やグラスピング動作が行われることが多かった.本研究では,事前にそのような情報は与えず,オンラインでの学習を通して自律的に感覚運動学習を行うことに特徴がある.このような方法を取れば,リンク形状や関節配置などのロボットの運動学モデルが変わったとしても,随時更新が可能である.平成23年度はリーチング動作の学習中に記録された運動情報に基づいた到達可能空間マップの生成手法を開発した.従来手法と異なり,本提案手法の到達可能空間マップは到達可能かどうかという情報だけでなく,右手や左手,さらには両手での到達可能性の情報も含んでいる.そのため,片手だけでなく,両手でのリーチング動作の到達性の評価も可能になった.また提案手法の情報を使うことで,リーチングを行う前にロボットの位置や上半身の角度などを調整することで,リーチング動作の効率を上げることが可能になった.さらに,シミュレーション環境でリーチング動作の予備学習実験を通し,安定したグラスピング動作の学習が可能なことを確認した.以上の成果を公開するための論文作成も行った.また提案手法を平成24年度に実機に実装するが,そのために必要なソフトウェアも開発を進めている.本研究課題では,リーチング動作を例に取り,全身を用いたヒューマノイド・ロボットの自律的な学習運動の実現を目指す.具体的には,視覚的に認識可能な対象物にヒューマノイド・ロボットが手を伸ばしたり,掴んだりする動作(リーチング動作,グラスピング動作)を自律的に身に付ける学習戦略を開発することを目的とする.

本提案手法では,ロボットの正確なモデルや対象物の情報を事前に与えずに,原始反射に想起されるような限られた運動技能に基づいて学習運動の実現を目指す点に特徴がある.人間の反射運動と同じく,視覚や触覚の情報を活用し,時間に連続的にセンサ情報を更新するとともにロボット自身のモデルを更新する.なお学習はオンラインで行われる.本提案モデルは,手にドライバーやドリルなどの工具を持ち,その先端部を対象物に近づけるなどの,様々な状況のリーチング動作に応用できる.前年度までに,ロボットがどこまで到達可能であるか(リーチング可能か)を示す到達可能空間マップの生成手法を開発したため,平成24年度は,それを2足ヒューマノイド・ロボットKOBIANに実装し,評価実験を行った.提案手法は従来手法と異なり,到達可能かどうかという情報だけでなく,右手や左手,さらには両手での到達可能性の情報も含んでいるため,片手だけでなく,両手でのリーチング動作の到達性評価も可能になる.また提案する到達可能空間マップを応用することで,対象物が腕部だけを動かしたのでは到達できない位置にあった場合には,体幹部(例:腰を曲げる)や脚部(例:対象物に向かって歩いて近づく)を使うことで,全身を用いたリーチング動作が可能になると期待される.実験の結果,全身でのリーチング動作を実現し,提案手法の有効性を確認した.当初の計画通り運動情報に基づいた到達可能空間マップが構築され,その有効性がシミュレーションで確認できており順調に進展している.平成23年度までに提案手法の有効性がシミュレーション上で確認できているため,平成24年度は2足ヒューマノイド・ロボットに実装し評価を行う.平成23年度に実機に実装する際に必要なソフトウェア開発も進めているため,当初の計画通り研究が遂行できるものと考える.
アジア産農林害虫・有用昆虫の種情報の体系化・ネットワーク化と分散検索システム

アジアでの昆虫類の種情報センターAIIC(Asian Insect Information Center)の基礎を確立させることを目的として、全国の大学・国立研究機関・地方自然史系博物館等に所蔵されている、アジア産昆虫類タイプ標本のデータベース化を行い、また、これまで個々の研究者が蓄積してきたアジア産昆虫類に関する種情報を集積、体系化して、URL(AIIC : http://aiic.jp)を立ち上げた。アジアにおける昆虫種情報の体系化とネットワーク化を推進し、インフラの充実をはかった。また、個々の研究者が専門とする昆虫群の分類学的研究を実施し、約50編の論文を出版した。本研究では、すでに膨大に蓄積されつつある日本を含む東アジア、太平洋地域産の昆虫種情報の体系化とネットワーク化を推進し、アジアでの昆虫類の種情報センターAIIC (Asian Insect Infornmation Center)の基礎を確立させることを目的としている。具体的には、全国の大学・国立研究機関・地方自然史系博物館等に所蔵されている、アジア産昆虫類タイプ標本のデータベース化を行う。これにより、アジアで最も重要な昆虫情報資源の体系化を行う。次に、これまで個々の研究者が蓄積してきたアジア産昆虫類に関する種情報を集積、体系化してネットワークを介して国外を含む一般研究者に広く公開し、アジアにおける昆虫種情報インフラの充実をはかることがねらいである。18年度の実績は、下記の通りである。1.アジア産タイプ(基準)標本データペースの構築九大、北大、国立科学博物館、農業環境技術研究所、愛媛大、大阪府大、東京農業大等日本の主要な昆虫類タイプ標本所蔵機関がタイプ標本データペースの構築継続または構築を開始した。主としてタイプ標本を扱い、実体顕微鏡、生物顕微鏡、走査電子顕微鏡等からの画像をとりこみ、書式に従って文字情報とともにファイル化し、画像処理した上で文字情報とリンクさせる。19年度中には一部データをインターネット上に公開する。2.アジア産農林害虫、有用昆虫類のデータベース化と分類学的研究研究代表者・各分担者は、タイプ標本以外にも、アジア産昆虫類の種情報データベースを構築し、一部公開済みのものもある(HANABACHI, TOBIKOBACHI他)。代表者・各分担者はそれぞれの専門とする分類群のデータベースの構築を開始した。熱帯アジア産ハナバチ類データベース、熱帯アジア産シロチョウ科データベース、シロアリデータベース、ゾウムシデータベース、ヨコバイデータベース、熱帯産アリ類データベースなど。本研究では、すでに膨大に蓄積されつつある日本を含む東アジア、太平洋地域産の昆虫種情報の体系化とネットワーク化を推進し、アジアでの昆虫類の種情報センターAIIC(Asian Insect Information Center)の基礎を確立させることを目的としている。平成19年度は、九州大学、北海道大学、愛媛大学等に所蔵されている、アジア産昆虫類タイプ標本のデータベース化を行った。また、これまで個々の研究者が蓄積してきたアジア産昆虫類に関する種情報のデータベース化を進め、分担者の専門の分類学的研究を行い、学会誌に発表した。19年度の実績は、下記の通りである。1.アジア産タイプ(基準)標本データベースの構築九大、北大、農業環境技術研究所、愛媛大、大阪府立大、東京農業大等日本の主要な昆虫類タイプ標本所蔵機関がタイプ標本データベースの構築を行った。20年度中にはこれまで入力の終わったデータをインターネット上に公開する。2.アジア産農林害虫、有用昆虫類のデータベース化と分類学的研究研究代表者・各分担者は、それぞれの専門とするアジア産昆虫類の種情報データベース構築を行い、代表者・分担者の専門の分類学的研究を行い、学会誌に発表した。データベースは、熱帯アジア産ハナバチ類DB、熱帯アジア産ジロチョウ科DB、アジア産アリヅカムシ類DB、ヤガ科キンウワバ亜科DB、日本産アリ類画像DB、シロアリDB、アジア産ゾウムシDB、ヨコバイDBなど。すでに膨大に蓄積されつつある日本を含む東アジア、太平洋地域産の昆虫種情報の体系化とネットワーク化を推進し、アジアでの昆虫類の種情報センターAIIC(Asian Insect Information Center)の基礎を確立させることを目的としている。20年度の実績は、下記の通り。1,アジア産タイプ(基準)標本データベースの構築九州大学(昆虫学教室所蔵の全タイプ標本のデータベース化が完成);北海道大学(アブラムシタイプ標本および松村松年コレクションの中のヨコバイ科);愛媛大学(未登録のタイプ標本,および故佐藤正隆博士のタイプ標本、石原コレクションの中のヨコバイ科);

東京農業大学(ハネカクシ科,サシガメ科とアザミウマ目、海外の博物館に所蔵されるアジア産ゾウムシ上科のタイプ標本);大阪府立大学(所蔵の昆虫タイプ標本約100点);大阪市立自然史博物館(所蔵の昆虫類タイプ標本)2.アジア産農林害虫、有用昆虫類の種情報データベース化と分類学的研究山口大学(森津孫四郎アブラムシコレクション);国立科学博物館(アジア産アリヅカムシ類);農業環境技術研究所(ヤガ科キンウワバ亜科);代表者、各分担者はそれぞれの専門分野の分類学的研究を学会誌に発表した(30編)。3.柔軟性のある検索システムの開発に関する研究
非線形モデルに基づく統計解析とモデル評価法の研究

近年のコンピュータの発展と利用環境の飛躍的な向上は、データの蓄積と分析の過程を格段に進展させたばかりでなく、計算機上で柔軟な発想のもとで新たな手法開発に取り組むことを可能とした。これに伴って、自然科学、社会科学の諸分野における複雑な現象解明のための種々の非線形モデリングの研究が集中的に行われるようになってきた。本研究は、統計的モデリング、非線形時系列解析、大規模非線形モデリング、数理計算機技法、精度保証付き数値計算法、有限要素法、非線形力学系、最適計画法、計算アルゴリズムなどの様々な非線形数理手法を融合することによって、複雑な現象分析に有効に機能する非線形モデリングの理論と応用の研究を推進し、以下のような研究実績を挙げた。1.現象発生の確率的メカニズムを捉える非線形モデリングについて研究し、核関数、スプライン、ニューラルネットワークなどに基づくモデルの構築法を開発した。また、情報量の観点からモデル評価規準を構成するための理論研究を推進し、非線形モデルの評価を可能とする情報量規準を提唱した。2.非線形時系列データの解析手法について研究し、カオスを生み出す可能性をもつ非線形度の強い時系列データから、埋め込み次元、遅れ時間およびLyapunov指数を推定する理論・方法論を開発した。3.偏微分方程式およびそれから派生する問題の厳密解を計算機による数値計算によって捉えるための数学的理論と計算アルゴリズムの開発研究を進めた。4.地球マントル対流現象を記述する非線形熱対流問題の数理モデルの構築、有限要素法による計算手法の開発、モデルの精度を上げるための流速の粘性係数に温度依存性を導入した有限要素コードなどを開発した。5.粘性流体中の渦管の運動速度を計算するための高次漸近展開法を開発し、粘性流体中の渦輪の渦度分布や大半径の拡がりを正確に計算することができた。6.漸近U-統計量のエッジワース展開に基づいて正規化変換の理論を研究し、新しい近似法を提唱した。重み付きブートストラップ法を活用して、膨大な計算量を軽減する方法を提唱した。自然科学の諸分野における複雑な現象を捉えるための有効な非線形モデル、数理モデルの構築とその評価法の開発を目的として、本年度は以下のような研究実績を上げた。1.非線形構造を有する高次元データから、内在する情報を有効に抽出するための手法として、スプライン、B-スプラインに基づくノンパラメトリックモデルについて研究を行い、情報量の観点からモデル評価法を開発した。現在、開発した手法の有効性を実際問題への適用、シミュレーションを通して検証中である。2.用量・反応関係の分析において、反応が3個以上のカテゴリーで観察される場合に拡張して非線形反応をモデル化し、拡張した非線形反応モデルに情報量規準を適用して無影響量を決定する方式とその数理を開発した。3.偏微分方程式およびそれから派生する問題の厳密解を計算機による数値計算によって捉えるための数学的理論と計算アルゴリズムの開発研究を進め、楕円型境界値問題、発展方程式に関する結果を、より実用度の高いものに改良・拡張した。また、適用対象を楕円型作用素の固有値問題、Stokes方程式あるいは変分不等式の問題にまで広げ、それらについて基本的結果を得ることができた。4.地球・環境データの一環として,プレートテクトニクスに関わる地殻変動解析モデルを作成し,その数値計算コードを作成した。

すなわち,地球マントル対流を記述する非線形熱対流問題の数学モデルを作成し,その数値シミュレーションを行うために,有限要素法による計算手法の開発を行い,計算機プログラムの作成を行った。5.無限自由度非線形力学系である自然界の流れを、相互作用する多数の集中渦の集まりとしてモデル化するアプローチをとることによって、(1)他の渦が作る背景流の中におかれた渦糸の3次元形を,局所誘導近似のもとで計算する効率のよい方法を見つけ、(2)粘性流中の渦管の運動速度を計算するための高次漸近展開法を開発した。複雑な現象を捉えるために有効な非線形モデル,数理モデルの構築とその評価法の開発を目的として,本年度は以下のような研究実績を上げた.1.データから非線形構造を有効に抽出するための統計手法の開発を目的として,B-スプライン,階層型ニューラルネットワークに基づく非線形回帰モデルについて研究した.これらの非線形モデルの評価規準を情報量の観点から研究し,種々のモデルの比較を可能とする手法を提案した.2.生存時間データの分析手法について研究を行い,線形性の仮定を必要としない方法としてMantel-Haenszel型によるハザード比の推定法を開発し,これを一般化した.3.偏微分方程式およびそれから派生する問題の厳密解を計算機による数値計算によって捉えるための数学的理論と計算アルゴリズムの開発について研究を進めた.今年度は,(1)変分不等式の解に対する数値的検証法の定式化と数値例,(2)高次多項式近似の最良誤差評価定数の算定などの研究結果を得た.4.無限プラントル数ブシネスク方程式に対して,混合型有限要素スキームを提案し,その解の収束性,誤差評価を示した.さらに,流体中に置かれた物体の抗力係数の数値計算に誤差評価を与え,球の正確な抗力係数を求めた.5.粘性流体中の渦管の運動速度を計算するための高次漸近展開法を開発し,粘性の効果で渦輪の半径が拡がることを明らかにした.非粘性流体中の渦糸に対する非線形発展方程式を導出し,これが完全可積分系と密接な関係があることを見出した.6.非線型時系列モデルの漸近理論の開発のため,Chaos力学系,その初期値依存性を定量化するLyapunov Exponent,Markov Chainの既約性等について研究した.平成11年度は,複雑な自然現象・社会現象を有効に捉えるための非線形数理の研究を行い,以下のような研究成果を挙げた.1.情報量の観点からモデル評価規準を構成するための理論研究を継続・発展させると共に,複雑な非線形構造を有するデータから内在する情報を有効に抽出するための手法の開発研究を行った.特に,核関数,ニューラルネットワークモデルなどについて研究を行いモデル構築に有効な手法を開発した.2.カオスを生み出す可能性をもつ非線形度の強い時系列データから,埋め込み次元,遅れ時間,およびLyapunov指数を推定する理論および方法論を開発した.3.関数方程式の解に対する精度保証付数値計算法について研究し,定常Navier-Stokes方程式の解に対する精度保証付数値計算の定式化を行い,低レイノルズ数領域に於ける検証実現例を示した.4.流脈線を近似曲線としての精度を求め,コストと精度の点から最適な計算法を求めた.
NMDA受容体ノックアウトマウスを用いた海馬長期増強の誘導閾値の解析

1.海馬での長期増強(LTP)の誘導閾値がどのようにして決定されるかを検討するため、LTPが減弱することが知られている、NMDA受容体ε1サブユニットを欠損したノックアウトマウスを用いて、LTP減弱を回復させる条件を調べた。2.野性型およびミュータントのマウスにより海馬スライスを作製し、細胞外記録法により興奮性シナプス電位を記録した。この際、記録電極の操作には、備品として購入した一次元アクチュエーターシステムを用いた。また、電位記録は購入したメインフレームのフィルターで処理し実験中はチャートレコーダでモニターした。3.100Hz1秒の高頻度刺激を与えると、ミュータントのスライスでは以前に報告したとおり、LTPの減弱が観察された。4.LTP誘導のための高頻度刺激を、刺激強度を2倍にして与えるとミュータントでのLTPが野性型と同程度まで回復した。したがって、強い脱分極によりNMDA受容体をより強く活性化させるとLTPが回復することから、NMDA受容体の活性化レベルによりLTPの大きさが決定されると考えられる。5.ミュータントのスライスで高頻度刺激を繰り返し与え、LTPを飽和させたところ、飽和レベルは野性型と差がなく、シナプス後細胞へのカルシウム流入以降のLTP発現機構にはNMDA受容体ノックアウトの影響がないことがわかった。さらに、NMDA受容体を介するカルシウム流入が少なくても、繰り返し流入を引き起こせばLTP発現の機構を十分活性化させることができることが明らかとなった。以上を総合すると、LTPの誘導閾値はNMDA受容体を介するカルシウムの流入量により決定されると結論される。6.さらに実験を発展させて、ε1サブユニットを欠損し、かつε2サブユニット蛋白を半量だけ発現するマウスでLTPの誘導を試みたところ、LTPがほとんど消失し、上記の結論がさらに確認された。
付着性状の異なる各種緊張材を配置した高強度PRC部材の力学的性状

プレストレスの導入率を50%と80%の2種類に変えたポストテンション方式でPCグラウトの圧縮強度を20, 50, 80MPaの3種類とPCグラウトを注入しないプレストレスト鉄筋コンクリート(PRC)はりの曲げ載荷試験を行い、緊張材の付着特性がPRCはりの曲げ性状に及ぼす影響について実験的に検討した。またPRCはりには、プレテンション方式とPC鋼より線の代わりに連続繊維補強材を用いたものも含めた。本研究により、以下のことが明らかになった。(1)プレストレスの導入率を通常用いる80%にした場合、高強度グラウトを用いれば高強度のPRCはりの曲げ性状を改善できた。特に、ひび割れやたわみは、顕著に改善できた。(2)プレストレスの導入率を50%と低く設定した場合や連続繊維補強材を用いた場合、80MPaの高強度グラウトを用いても緊張材とグラウトの一体化が不十分で、通常グラウトを用いたときと曲げひび割れやたわみには大きな差は認められなかった。しかし、曲げひび割れ発生荷重や最大荷重などは大きくなった。(3)緊張材とPCグラウトが不完全な付着状態の場合、付着のレベルを表す補正係数αの概念を用いることにより、PRCはりの曲げ性状の算定は可能である。(4)アンボンドのPRCはりの曲げ性状は、従来のアンボンドPCはりの解析で用いられている部材長の全長にわたるPC鋼材とPC鋼材位置におけるコンクリートの変形の適合条件を適用することにより、精度よく予測できる。
マイクロクエーサーの多波長観測による宇宙ジェット生成機構の解明

2006年に取得したすざく衛星によるSS 433の観測データのうち、HXD/PIN検出器のデータの再解析を行った。これにより初めてSS 433の5.0-40 keV広帯域X線スペクトルが得られた。X線ジェットの温度を求めるには2つの方法がある。ひとつはジェット由来のFe 25 Ka/Fe 26 Ka輝線比を利用する方法、もう一つはX線スペクトルの連続成分から求める方法である。二つの方法でX線ジェットの温度を測定したところ、蝕内のデータでは両者がほぼ一致したのに対し、蝕外では連続成分がはっきりと高い温度を示した。これはX線スペクトル中にジェットにさらに加えて硬い成分が含まれていることを示唆している。この結果とX線における「ジッター」の検出とを合わせて論文にまとめた。この論文は2010年4月にPublications of the Astronomical Society of Japanに掲載された。さらに3年間の研究を博士論文としてまとめた。これにより2010年3月23日に京都大学で博士号(理学)を取得した。昨年度に引き続き、2006年4月に行った「すざく」を中心としたSS433多波長観測で得られたデータの解析を行った。「すざく」衛星で得られたX線スペクトルの時間変化を詳細に調べたところ、観測時間中にジェットのドップラーシフトが急激に変化していたことがわかった。このドップラーシフトの短時間変動は「ジッター」と呼ばれる現象で、可視光分光では度々とらえられていたが、X線スペクトルで観測された例はこれ以前には発表されていない。また、X線スペクトルでとらえられた変動開始時刻と可視光分光でとらえられた変動開始時刻の差から、可視光ジェットの長さを詳細に求めることに成功した。これはX線観測と可視光分光観測が同時に行われたことによってはじめて得られた成果であり、本研究独自のものである。この成果は現在論文に執筆中である。2007年10月5-8日にハワイ島マウナケア山山頂にあるすばる望遠鏡でSS433の可視光分光観測を行った。本観測の目的は、SS433の伴星の吸収線の軌道運動によるドップラーシフトを検出し主星の質量を測定することで、この天体が中性子星かブラックホールかを決めることである。2007年11月に、本データの解析方法を学びデータについて議論するために、ロシアのSpecial Astrophysical ObservatoryのS.Fabrika教授の元へ出張した。現在も引き続きこのデータの解析を行っている。昨年に引き続き、2007年10月にすばる望遠鏡で取得したSS433の可視光分光データの解析を行った。また、本データの解析とGemini望遠鏡で取得されたSS433のアーカイブデータの解析、議論のために、2008年9月18日から11月5日までロシアのSpecial Astrophysical ObservatoryのFabrika教授のもとへ出張した。本研究により、その発見から30年近くにわたつたって大きな謎であった「SS433の正体」が「ブラックホール」であることがわかった。この結果を2008年3月に行われた日本天文学会春季年会で口頭発表した。さらに2つの国際学会で発表する予定である。加えて、一昨年から行っている2006年4月に行った「すざく」衛星を中心とした多波長同時観測で得たデータを使用した研究も引き続き行っている。2008年9月にトルコで行われた7th Microquasar Workshopにて、本研究のうち「X線のスペクトルと可視光スペクトルを使用し、可視光ジェットの長さを求めることに成功した」という内容をポスター発表した。上記研究と並行して、「すざく」GRB ToOチームの一員としての活動も行ってきた。これらの結果は観測グループのメンバーによって学会や論文誌などで発表されている。
新規糖鎖制御遺伝子による糖転移酵素mRNAの制御メカニズム

糖鎖は、発生・分化、免疫、神経機能など様々な生理現象に重要な役割を果たしている。しかし、そのように重要な糖鎖の生合成がどのように制御されているかについては、未知の部分が多く残されている。そこで、私達は、ショウジョウバエのRNAiライブラリーを用い、糖鎖に関与する遺伝子の大規模なスクリーニングを行い、同定された新規遺伝子の解析を通じて、糖鎖合成にmRNAレベルの重要な制御があることを新たに見出した。細胞外に分泌または細胞膜上に提示される蛋白質の多くは、糖鎖修飾を受けることによって正しい機能を発揮する。そのような糖鎖修飾のメカニズムを明らかにするために行ったゲノムワイドスクリーニングから、我々は、新規に122種類の糖鎖制御遺伝子を同定することに成功した。これらの遺伝子間の相互作用について、in silicoで解析したところ、いくつかの機能的なネットワーク構造が見出された。糖鎖修飾におけるネットワーク構造が、世界ではじめての報告である。さらに、同定した遺伝子産物のドメイン検索を行ったところ、RNA結合ドメインをもつものが18種類見つかった。そこで本研究では、同定した糖鎖制御遺伝子の中から特にRNA結合ドメインをもつ遺伝子について解析を進めた。特に、神経細胞特異的な糖鎖修飾を制御する遺伝子としてSwmを選び、その機能解析を行った。その結果、神経特異的な糖鎖を合成する酵素FucTAのmRNAに直接結合し、その発現量を選択的に制御していることがわかった。また、Swmと遺伝学的相互作用が報告されている細胞外シグナル因子、Hedgehog(Hh)についても解析を進めたところ、神経特異的な糖鎖修飾がHhによって負に制御されていることも明らかにできた。SwmもHhも哺乳動物でも保存されている遺伝子であるので、このような神経特異的な糖鎖修飾を制御するメカニズムは、広く生物界で保存されている可能性があると考えている。私達は、ショウジョウバエの光受容細胞に必須な糖蛋白質であるChaopitin(Chp)の糖鎖修飾に必要な遺伝子群をスクリーニングし、約100種類の遺伝子を同定することに成功した。その中から、RNA結合蛋白質をコードするSecond mitoticwave missing(Swm)という遺伝子が、Chpの糖鎖に存在するα1-3 fucoseの付加に必須であることを見出した。そこで、α1-3 fucoseを付加する糖転移酵素FucTAのmRNAに着目してSwmの機能解析を行った。その結果、Swmは(1)FcuTAmRNAに直接結合すること、(2)FcuTAmRNAの転写と核外への輸送に関与すること、(3)FcuTAmRNAの安定性には関与しないことがわかった。さらに、他のタイプの糖鎖を付加する糖転移酵素群(Mgat1など)についても調べたところ、SwmはFucTAを選択的に制御していることがわかった。また、α1-3 fucoseは神経系特異的な糖鎖なので、その生理的な役割を明らかにするために、fucTA変異体の神経系を調べた。その結果、幼虫期の神経節(ventral nerve cord)の形態が異常になることを見出し、α1-3 fucoseが神経節の形態形成に重要であることを見出した。以上の結果は、神経特異的な糖鎖修飾が、それを生合成する糖転移酵素のmRNAレベルで制御されていることを示しており、新しい糖鎖制御のメカニズムが明らかになった。Glycophosphoinositol(GPI)アンカー型蛋白質は、糖鎖を介して脂質と蛋白質が結合することによって形成される。私達はGPIが付加される蛋白質であるDally-like protein(Dlp)の測Aが核膜近傍の小胞体に局在することを見出した。本研究では、DlpのmRNAが核膜近傍の小胞体に局在することが、その遺伝子産物の機能に重要な役割を果たしているかを検討した。そのために、DlpのmRNAを、本来の領域以外の場所に局在させ、そこで翻訳された産物が正しい機能を獲得するかを検討した。まず、3'UTRを改変したDlp mRNAを発現させるキメラ遺伝子を作成し、そのキメラ遺伝子をもつトランスジェニックショウジョウバエを作成した。それらのキメラ遺伝子から転写されたmRNAの局在を調べたところ、本来の核膜近傍の小胞体とは異なる小胞体領域に局在することが確認できた。Dlp蛋白質を強制発現させると、正常な発生を阻害することがすでに知られている。そこで、私達が作成したキメラ遺伝子を用いてDlp蛋白質を強制発現させ、正常発生がどの程度阻害されるかを調べた。本来の核膜近傍の小胞体で翻訳されたDlp蛋白質は、強く正常発生を阻害したが、それ以外の小胞体で翻訳されたDlp蛋白質は、それほど強くは阻害しなかったという予備的実験結果を得た。このことは、Dlp蛋白質は、核膜近傍の小胞体で翻訳されること、言い換えると、Dlp mRNAの局在はその産物の機能に重要な役割を果たしていることを示唆している。
仕事の熟達化における知識構造と処理過程の変化と転移の検討

本研究の目的は,初心者が仕事の熟達化過程において,獲得する知識,技能とその構造の変化を明らかにすることである.第一に,仕事場面における現実の認知活動と,それを支える外的な支援(他者,道具)の構造を明らかにした.第二に,活動を支えている知識や方略などを明らかにした.第三に,初心者と熟達者の処理過程や知識構造の差異,他の仕事への転移を検討した.飲食店や販売店などのアルバイトをおこなっている大学生54名に対して,自己報告,フィールド観察,インタビューに基づいて,新しい職場に入った初心者が,訓練を受け,仕事に熟達化していく過程と獲得された技能やや技能の構造を検討した.指標は,技能に関しては,速さ,正確さなど,知識に関しては,カテゴリ的知識,スクリプト的知識の量や構造などであった.熟達化による知識や技能の獲得とその構造の変化の過程は,大きくつぎの3段階に別れた.1.知識・技能の集積:熟達者と学習者が一組になり(従弟制),コーチングとフィードバックにより学習が徐々に進行する.また,学習者は,熟達者や道具の支援を得ながら,周辺的な仕事(片付けなど)から参加する.2.知識・技能の構造化:学習者の意図的な練習や暗記によって,必要な事柄(例:メニュー)や手順(例:オーダーのスクリプト)を覚えたり,要領を得たりする.そして,スキルの自動化が進み,高原状態に達する.また,類似したスクリプトをもつ仕事間には,学習を促進する正の転移が生じる.3.知識・技能の状況に応じた調節:学習者は,自分のうまくいかない点に関して,熟達者の技能を観察学習によって取り入れる.また,スキルの自動化によって余裕が生まれ,自分なりの工夫ができるようになる.本研究の目的は,初心者が仕事の熟達化過程において,獲得する知識,技能とその構造の変化を明らかにすることである.第一に,仕事場面における現実の認知活動と,それを支える外的な支援(他者,道具)の構造を明らかにした.第二に,活動を支えている知識や方略などを明らかにした.第三に,初心者と熟達者の処理過程や知識構造の差異,他の仕事への転移を検討した.飲食店や販売店などのアルバイトをおこなっている大学生54名に対して,自己報告,フィールド観察,インタビューに基づいて,新しい職場に入った初心者が,訓練を受け,仕事に熟達化していく過程と獲得された技能やや技能の構造を検討した.指標は,技能に関しては,速さ,正確さなど,知識に関しては,カテゴリ的知識,スクリプト的知識の量や構造などであった.熟達化による知識や技能の獲得とその構造の変化の過程は,大きくつぎの3段階に別れた.1.知識・技能の集積:熟達者と学習者が一組になり(従弟制),コーチングとフィードバックにより学習が徐々に進行する.また,学習者は,熟達者や道具の支援を得ながら,周辺的な仕事(片付けなど)から参加する.2.知識・技能の構造化:学習者の意図的な練習や暗記によって,必要な事柄(例:メニュー)や手順(例:オーダーのスクリプト)を覚えたり,要領を得たりする.そして,スキルの自動化が進み,高原状態に達する.また,類似したスクリプトをもつ仕事間には,学習を促進する正の転移が生じる.3.知識・技能の状況に応じた調節:学習者は,自分のうまくいかない点に関して,熟達者の技能を観察学習によって取り入れる.また,スキルの自動化によって余裕が生まれ,自分なりの工夫ができるようになる.
シナプス小胞融合の分子機序

シナプトタグミンの機能の解明前年に続いて、シナプトタグミン変異体を用いて微小シナプス電流の頻度にたいするカルシウムの作用を調べた。シナプトタグミンがカルシウム・センサーであるとすると、その欠失株においては、微小シナプス電流の頻度のカルシウム依存性がなくなるのではないかと考えた。しかし予想に反して、その頻度はカルシウムに依存して増大した。また、シナプトタグミンの一部(C2Bドメイン)に点変異のあるアリール(AD3)では欠失株よりも微小シナプス電流の頻度が低いことがわかった。このことはシナプトタグミンが自発性の小胞融合を抑制している可能性を示唆している。現在この点をさらに追求している。G蛋白欠失株におけるシナプス伝達ショウジョウバエ幼虫の神経筋シナプスのシナプス前終末には代謝型グルタミン酸受容体があり、アデニリルシクラーゼとポジティブに結合している。すなわちこの受容体を賦活化するとシナプス前終末におけるcAMPの濃度が上昇しシナプス伝達の促通がおこる。この経路にGsαサブユニットが関与しているか否かを調べたところ、Gsα欠失株においても代謝型グルタミン酸受容体応答は正常であることが分かった。したがって、代謝型グルタミン酸受容体はアデニリルシクラーゼとは直接結合してはいないことが分かった。また、Gsα欠失株幼生においては、シナプス伝達がシナプス前性に欠陥があり、高頻度刺激による促通がおとらず、微小シナプス電流の振幅も小さいことがわかった。このプロジェクトは終了し現在投稿中である。シナプトタグミン蛋白の機能の解明神経誘発シナプス電流のカルシウム依存性シナプトタグミン蛋白はカルシウム結合部位があることからカルシウム・センサーであると考えられている。しかしシナプトタグミンを欠失した突然変異株であっても神経誘発シナプス電流が残存することから別のカルシウム・センサーがあることになる。そこで我々はシナプトタグミン欠失株において、この第二のカルシウム・センサーのカルシウム依存性を調べた。シナプス電流の量子量を測るためにポアソン分布を仮定して、神経刺激に応じない頻度(不応答率)を計算した。その結果神経刺激直後の不応答率は高く、微小シナプス電流がその間に出る確率と変わらなかった。したがってこの第二のカルシウム・センサーは微小シナプス電流の際のカルシウム・センサーと考えて良いと思われる。この結果からシナプトタグミンは神経誘発シナプス電流の唯一のカルシウム・センサーと考えられる。G蛋白欠失株におけるシナプス伝達Gsα欠失変異体は幼生致死でほとんど動かないことから、神経筋シナプスに異常があると考えられる。Gsα蛋白は受容体とアデニルサイクラーゼをつなぎ、cAMPを増加させる。ショウジョウバエ幼生においては代謝型グルタミン酸受容体の活性化がcAMPの増加につながることを我々は以前に見出していることから、Gsα蛋白がこの経路に関与しているのではないかと考えた。現在この仮説を検討中である。シナプトタグミン蛋白の機能の解明前年に続いて、シナプトタグミン変異体を用いて微小シナプス電流の頻度にたいするカルシウムの作用を調べた。

この経路にGsαサブユニットが関与しているか否かを調べたところ、Gsα欠失株においても代謝型グルタミン酸受容体応答は正常であることが分かった。したがって、代謝型グルタミン酸受容体はアデニリルシクラーゼとは直接結合してはいないことが分かった。また、Gsα欠失株幼生においては、シナプス伝達がシナプス前性に欠陥があり、高頻度刺激による促通がおこらず、微小シナプス電流の振幅も小さいことがわかった。このプロジェクトは終了し現在投稿中である。