hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分裂酵母のDNA修復と損傷乗り越え複製制御機構の分子遺伝学的解析

一方、紫外線損傷と同様にして修復されるDNA損傷を引き起こす化学変異原である4NQOに対する感受性は、eso1遺伝子破壊株で最も顕著であり、また塩基損傷を引き起こすMMSに対する感受性はdinB遺伝子破壊株で高いことが示された。これらのことから、損傷の種類に応じた損傷乗り越えDNAポリメラーゼの使い分け機構の存在が遺伝学的解析によって示された。現在、上記の研究をさらに発展させると同時に、異なる化学変異原に対する感受性と、それに伴う突然変異発生率の測定を行っている。(3)生化学的研究から、多様な損傷に対する損傷乗り越え複製の制御は、Rev1を中心としたTLSポリメラーゼ間の相互作用によるモデルが提唱されている。申請者は、一連のRev1P変異体をrev1遺伝子破壊株で発現させ、機能的相補実験を行った。その結果、Rev1pが正常に機能するためには、他のTLSポリメラーゼとの相互作用領域とTLS活性領域以外に、重要な役割を担う領域を見出した。この領域は、DNA修復やチェックポイント関連因子に見られるBRCTドメインを含み、今後、TLS機構とチェックポイントなどの細胞周期制御との関係を明らかにする上で貴重な情報である考えている。
遷移金属錯体の可逆的な塩素ガス取り込みとガスセンサーへの展開

本研究は、種々の(置換ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)及びその関連錯体を合成し、塩素ガスの可逆的取り込みとそれに基づく固体型塩素ガスセンサーの開発をめざすものである。(1)ピラゾール類およびビス(ポリピラゾリルボラト)ニッケル(II)錯体への臭素親電子置換の反応性ピラゾール類と臭素の反応を行うと、ピラゾリル環への臭素の親電子置換が起き、4ーブロモピラゾールの臭化水素酸塩が定量的に得られた。またビス(ポリピラゾリルボラト)ニッケル(II)錯体でもピラゾリル環4-位への親電子型臭素置換が起きた。一方、あらかじめ4-位に臭素置換した(ポリピラゾリルボラト)ニッケル(II)錯体への親電子置換反応は、まったくおきなかった。(2)各種(置換ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)錯体の合成と性質各種置換基を導入したビス(置換ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)錯体を合成した。例えば、4-位に臭素原子とかメチル基で置換したトリスおよびテトラキス(1-ピラゾリル)ボラトの一群の誘導錯体を合成し、その単結晶X線構造解析による錯体構造の特徴付け、合成ルテニウム錯体の電気化学測定による各種置換ポリピラゾリルボラト配位子の錯形成時における電子的な性格付け、ハロゲン溶媒中でのビス(置換ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)錯体の電荷移動錯体種の生成と光電子移動並びに生成ルテニウム(III)錯体種の構造と性質等の解明を行った。(3)ビス(置換ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)錯体と塩素ガスの反応4-メチル基などで置換したビス(ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)錯体の粉末試料に対し、塩素ガスの可逆的取り込み、粉末拡散反射スペクトルによる色調変化を測定し、固定型塩素ガスセンサーへの展開の可能性を明らかにした。遷移金属及び希土類元素の各種ポリピラゾリルボラト錯体を合成し、その構造と性質、化学反応性、機能性錯体材料への応用等を検討してきた。本研究では、種々の(置換ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)及びその関連錯体を合成し、塩素ガスの可逆的取り込みとそれに基づく固体型塩素ガスセンサーの開発をめざす。(1)ビス(ポリピラゾリルボラト)ニッケル(II)錯体への臭素親電子置換の反応生成物の同定ビス(ポリピラゾリルボラト)ニッケル(II)錯体の臭素処理により、ピラゾリル環4-位への親電子型臭素置換がおきたことを、またあらかじめ4-位に臭素置換した(ポリピラゾリルボラト)ニッケル(II)錯体の場合には親電子置換反応がまったくおきなかったことを、高感度の質量分析スペクトル測定で明確に確認した。(2)各種(ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)錯体の合成と性質各種置換基を導入したビス(置換ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)錯体を合成した。例えば、4-位に臭素原子とかメチル基で置換したトリスおよびテトラキス(1-ピラゾリル)ボラトの一群の誘導錯体を合成し、その単結晶X線構造解析による錯体構造の特徴付け、合成ルテニウム錯体のCV測定による各ポリピラゾリルボラト配位子の電子的な性格付け、ハロゲン溶媒中でのビス(置換ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)錯体の電荷移動錯体種の生成と光電子移動等を検討した。(3)ビス(置換ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)錯体と塩素ガスの反応

4-メチル基などで置換したビス(ポリピラゾリルボラト)ルテニウム(II)錯体の粉末試料に対し、塩素ガスの可逆的取り込み、粉末拡散反射スペクトルによる色調変化を測定し、固体型塩素ガスセンサーへの展開の可能性を明らかにした。
光合成電子伝達系のダイナミクス:未知のネットワークの解明

変動する環境下で光阻害を回避しつつ最大の光合成活性を維持するため、植物は様々な光合成の調節機構を有している。我々は遺伝学と生化学により、光化学系Iサイクリック電子伝達(PGR5タンパク質およびNDH複合体依存経路)、葉緑体内のレドックス制御、銅イオン欠乏に対する応答の分子基盤について、多くの遺伝子情報を得て、タンパク質の機能を明らかにし、さらに制御系の生理的機能を明らかにした。本研究は光化学系Iサイクリック電子伝達の経路を解明することを一つの目的とする。高等植物の光化学系Iサイクリック電子伝達は、PGR5という機能未知のタンパク質に依存する経路とNDH複合体に依存する経路からなる。PGR5経路については電子伝達にかかわる遺伝子の情報がほとんどない。本年度は、シロイヌナズナのPGR5過剰発現体を作成し、その表現型を解析した。その結果、PGR5の量とサイクリック電子伝達活性に強い相関があることが明らかになった。この結果はPGR5がサイクリック電子伝達の活性化因子であることを示唆しており、電子伝達ネットワーク制御の新規で重要な因子である可能性が示された。一方、久堀のグループは、組換え体PGR5を抗原とし抗体を得、これを用いてPGR5の葉緑体内局在を明らかにした。また緑葉から精製したPGR5を用いて、PGR5N末端の決定を行った。さらにPGR5が結合するタンパク質の探索を行っている。光化学系Iサイクリック電子伝達もう一つの経路はNDH複合体に依存する。NDH複合体は14のサブユニット遺伝子が解明されているが、電子供与体との結合サブユニットの同定には生化学的手法では限界がある。我々は遺伝学手法を用いて、NDH複合体の安定化に必須なCRR1、CRR6、CRR7の解析を行った。CRR7はNDH複合体の最も不安定な部分のサブユニットである可能性が示された。CRR1およびCRR6はNDH複合体の安定化に機能する新規のタンパク質であることが明らかになった。高等植物の光化学系1サイクリック電子伝達は、PGR5依存経路とNDH織合僚に依存する経路からなる。PGR5依存経路の活性をチラコイド膜で測定する系を確立する目的で、電子伝達活性に及ぼす種々の因子の影響を調べた.その結果、PGR5依存経路の活性は光により活性化され、光照射下ではリニア電子伝達の存在下でも十分な活性を検出できた。またPGR5依存サイクリック電子伝達は、リニア電子伝達の電子受容僚であるNADP^+と競合することを示した。その結累、光合成定常状態でも、PGR5依存サイクリック電子伝漣が十分に機能し得ることが明らかになった。この結累は、pgr5変巽樵の表現型とよく一致する。NDH織合僚活性を欠くcrr3変異株の詳細な解析を行い、CRR3はNDH複合体の膜結合サブユニットの候補であることを明らかにした。CRR3は禁緑体NDH複合体が由来すると考えられるラン藻には保存されておらず、葉緑体特異的に存在する。プロテオミクス解析により示唆されたチオレドキシンと相互作用する候補タンパク質のうち、細胞質型リンゴ酸脱水素酵素について生化学解析を行い、その活性調節が二量体間のジスルフィド結合の形成によることを明らかにしいた。葉緑体で活性酸素除去に機能するSODには銅/亜鉛SODと鉄SODが存在する。両者の遺伝子発現は銅膿度を感受して行われる。細胞質と葉緑体の銅/亜鉛SODの発現調節は、microRNAであるmiR398を介して行われることを示した。光化学系Iサイクリック電子伝達に必須なPGR5タンパク質について生化学解析を行ない、このタンパク質がチラコイド膜ルーメン側に存在することを明らかにした。PGR5は最近同定されたPGRL1のルーメン側に結合すると考えられる。また、ショ糖密度勾配遠心で、PGR5がPSIと挙動をともにすることを明らかにした。PGR5/PGRL1はPSIとともにサイクリック電子伝達に必須な超複合体を形成することが示唆された。PGR5の欠損が、PTOXの変異(斑入りの表現型を示す)を部分的に相補することを明らかにした。チラコイド膜分化過程におけるPGR5の発現を調べ、PSIサイクリック電子伝達が、葉緑体分化のごく初期にPTOXとともに葉緑体におけるレドックスバランス維持に機能することを明らかした。シロイヌナズナのアンチマイシンA耐性株をクロロフィル蛍光イメージングにより多数単離した。一部の候補株で、サイクリック電子伝達がチラコイド膜レベルでアンチマイシンAに対して弱い耐性を示すことを明らかにした。サイクリック電子伝達のもう一つの経路を触媒するNDH複合体が、PSIと超複合体を作ることを明らかにした。エチオプラストでは、NDHは単体として存在するが、光照射後48時間で、NDH/PSI超複合体の形成が確認された。シロイヌナズナの銅イオン恒常性維持に関するマスター遺伝子を単離した。

この転写因子は、銅イオンの取り込みや組織間輸送に関わる遺伝子の発現を低銅濃度下で活性化する。一方、多数の銅タンパク質遺伝子の発現をmicroRNAの発現を介して抑制する。高等植物の光化学系Iサイクリック電子伝達は、PGR5タンパク質に依存する経路とNDH複合体に依存する経路からなる。我々は、これらの電子伝達が光合成と葉緑体の光阻害回避の両方に必須であることを示した。残る重要課題は、PGR5経路に関しては電子伝達経路の全貌解明であり、NDH複合体については電子供与体結合部位の同定である。我々は、PGR5が光化学系Iに結合することを明らかにした。この超複合体においてサイクリック電子伝達が行われると考えられる。アンチマイシンAはPGR5依存のサイクリック電子伝達を特異的に阻害する薬剤であるが、我々は、アンチマイシンAの作用機作を示唆する重要な遺伝学的結果を得た。一方、NDH複合体も光化学系Iと超複合体を作ることを明らかにした。この超複合体のプロテオミクス解析を行い、超複合体を構成するタンパク質の詳細な情報を得た。この結果は、この超複合体内で電子伝達が完結している可能性を示唆している。我々の発見は、光化学系Iがリニア電子伝達に関わるもの、PGR5依存とNDH依存のサイクリック電子伝達にそれぞれ関わるものの三種類からなることを示している。サイクリック電子伝達の成果に加えて、葉緑体のストロマからルーメンにチラコイド膜を介して還元力を輸送する経路について生化学的な解析を行った。また、シロイヌナズナにおいて銅イオン恒常性維持のマスター因子SPLを同定し、その生理機能を明らかにした。SPL7は、転写因子であり、銅濃度感受の最上流に位置し、様々な低銅濃度ストレスに対する反応を制御する。
心臓CTを用いた心室内腔および血管内プラーク表面凹凸の臨床応用に関する検討

本研究は、心筋梗塞の重症度や心筋viabilityを評価するため心室内腔の表面凹凸、ならびに急性冠症候群に関する不安定プラークを予測するため血管内プラークの表面凹凸を、心臓CTを用いて自動解析による定量評価すること、また臨床的有用性を検討することであった。まず心臓CTで心室内腔の表面凹凸の解析を試みたが、心室内腔は肉柱構造で正確に心内膜を描出することが困難であり、誤差が著しく評価することができなかった。冠動脈内にプラークに関する表面凹凸においても、CTの解像度の問題で評価困難であった。そこで、プラークが多量に検出できる胸部大動脈内のプラークの表面凹凸を定量評価できるか、またそれが不安定プラークの指標になり得るか検討を行った。胸部大動脈内のプラークの表面凹凸は、血管全体ならびに動脈硬化のプラーク部位の凹凸を、自動的にトレースし定量解析する解析が可能であり、目標を達成することができた。また、その臨床的有用性について、プラークの凹凸度合いを、虚血性心疾患と非虚血性心疾患と比較検討したところ、虚血性心疾患にて凹凸度合いが高い傾向が示され、リスク因子になり得る可能性が示唆された。今後、さらに症例数を増やし、本研究の信頼度を上昇させたうえで、論文作成へ進める予定である。本研究で示したプラークの凹凸は、新たな知見であり、虚血性心疾患のリスク因子として、臨床診療を行ううえで、有用性が高いと考えられる。また、評価した箇所が胸部大動脈であるため、心臓CTだけではなく、通常の造影CTでも評価することが可能であり、汎用性が高いと考えられる。さらに、脂質異常症、糖尿病などを治療するうえでの効果判定するうえでも、臨床的意義が高いと考える。今後、プラーク凹凸を3次元的にカラーマッピングし、視覚的に理解しやすくさせるなど、さらに臨床上、役立つよう活用できる可能性があると考えられる。心筋梗塞では心内膜側心筋の壊死により、筋束や肉柱が減少し心内膜表面が平滑化するため、心室内腔の表面凹凸は病変の重症度の評価に重要と考えられる。また急性冠症候群はプラーク破綻によって生じるため、プラークの表面凹凸の評価は不安定プラークを特定するうえで重要と考えられる。しかし、これまで非侵襲的に心内膜や血管内プラークの表面凹凸を評価する方法はない。本研究は、心臓CTを用いて心室内腔や血管内プラークの表面凹凸を自動解析により定量評価し、臨床的有用性を検討することである。新しいアプローチである表面凹凸を定量化することで、心筋梗塞の重症度や心筋viability、不安定プラークの指標になり得る可能性があり、治療戦略を検討するうえで臨床的に意義があると考えられる。平成29年度、心臓CTを用いて心室内腔の表面凹凸を自動解析するアルゴリズムを、大動脈プラークに応用して、血管内プラークの表面凹凸を自動的に定量化することを臨床的に実現した。なお、心室内腔の表面凹凸は、心臓が3次元であることや心臓CTで十分な解像度を得ることできないなど、現時点では技術面で評価困難であり、差異を検討するまでに至っていない。今後、自動解析により定量化された大動脈プラークの表面凹凸が、不安定プラークの指標になる得る可能性について、急性冠症候群例、安定狭心症例、正常例などと比較し検討を進めている。また、冠動脈プラークの表面凹凸の評価に関しても、自動的に定量化できるよう、研究を進めている。当初に計画していた心室内腔の表面凹凸の評価は、3次元の問題や心臓CTの解像度の問題などで現時点では評価することが実現できていない。そのため、心室内腔の表面凹凸を用いた臨床的有用性については検討できていない。しかし、表面凹凸を自動解析で定量化するアルゴリズムは確立することができ、その技術を大動脈プラークに応用し血管内プラークの表面凹凸を評価することを実現している。

さらに、脂質異常症、糖尿病などを治療するうえでの効果判定するうえでも、臨床的意義が高いと考える。今後、プラーク凹凸を3次元的にカラーマッピングし、視覚的に理解しやすくさせるなど、さらに臨床上、役立つよう活用できる可能性があると考えられる。心室内腔の表面凹凸は現時点では評価することができず、心室内腔の表面凹凸の有用性の検討は実現できていない。しかし、表面凹凸を自動解析で定量化するアルゴリズムは確立することができ、その技術を大動脈プラークに応用し血管内プラークの表面凹凸を評価することは実現できている。今後、大動脈プラークの表面凹凸を、急性冠症候群例、安定狭心症例、正常例で比較し、プラークの表面凹凸が新たな不安定プラークの指標になり得る可能性について検討を進める。また冠動脈プラークにおいても表面凹凸の評価が可能か検討を進める。初年度予定していた画像解析用のパソコン、ソフトウェアは現有のもので代用ができたため購入しなかった。次年度、画像解析用のパソコン、ソフトウェア等の購入に当てる予定である。
インタラクティブ生産システムの提案と理論構築に関する研究

本研究課題においては,インタラクティブ生産システムの理論構築を目指し,研究を推進した.研究成果は以下の通りにまとめることが可能である.1.インタラクティブ生産システムの基本フレームの構築現在の生産システムが抱える問題の困難さを3つのクラスに分類し,最も解決するのが困難となるクラスIIIの問題に対する解決方法の1つとして,インタラクティブ生産システムを提案した.インタラクティブ生産システムを実現する方法として仮想空間を利用することを提案し,仮想空間と現実空間の役割について理論的に考察した.2.仮想空間を利用したインタラクティブ生産環境の構築仮想空間を利用したインタラクティブ生産環境実現方法として,自己組織化生産システムと仮想空間を結合する手法を提案した.提案手法に基づき構築した計算機実験においては,仮想空間に参入した人および人工物間の相互作用の実現を確認し,提案手法の有効性を確認した.3.強化学習を利用した人工物による自律的秩序生成過程インタラクティブ生産環境においては,人と人工物を含んだ相互作用を実現するために,人や環境からの作用に対して柔軟に適応できる人工物が必要である.そこで,強化学習を利用することで,システムを構成する要素間の相互作用を通じ,環境の状況に適した行動を自律的に生成する生産システムを提案した.提案手法に基づいて行った計算機実験において,システムの目的である納期ずれ最小とスループット最大が達成される過程を確認し,提案手法の有効性を確認した.本研究課題においては,インタラクティブ生産システムの理論構築を目指し,研究を推進した.研究成果は以下の通りにまとめることが可能である.1.インタラクティブ生産システムの基本フレームの構築現在の生産システムが抱える問題の困難さを3つのクラスに分類し,最も解決するのが困難となるクラスIIIの問題に対する解決方法の1つとして,インタラクティブ生産システムを提案した.インタラクティブ生産システムを実現する方法として仮想空間を利用することを提案し,仮想空間と現実空間の役割について理論的に考察した.2.仮想空間を利用したインタラクティブ生産環境の構築仮想空間を利用したインタラクティブ生産環境実現方法として,自己組織化生産システムと仮想空間を結合する手法を提案した.提案手法に基づき構築した計算機実験においては,仮想空間に参入した人および人工物間の相互作用の実現を確認し,提案手法の有効性を確認した.3.強化学習を利用した人工物による自律的秩序生成過程インタラクティブ生産環境においては,人と人工物を含んだ相互作用を実現するために,人や環境からの作用に対して柔軟に適応できる人工物が必要である.そこで,強化学習を利用することで,システムを構成する要素間の相互作用を通じ,環境の状況に適した行動を自律的に生成する生産システムを提案した.提案手法に基づいて行った計算機実験において,システムの目的である納期ずれ最小とスループット最大が達成される過程を確認し,提案手法の有効性を確認した.本研究では,不完全目的・不完全環境問題(クラスIII)問題の一解決法として,仮想空間を用いて人がシステムに直接的に参入し,システムと相互作用することによりそれらを補完することを可能とするインタラクティブ生産を提案するとともに,その理論構築と性能評価を目的とし,以下の研究を行った.1.インタラクティブ生産システムの概念提案と基本フレームの構築(上田)設計・製造・運用・消費といった生産における各段階における要素が,交互作用を伴いながら生産を行なうインタラクティブ生産の有用性,それを実現する際に用いる仮想空間と実空間の関係性などをシステム論的な立場から基本的検討を行った.2.仮想空間を用いたインタラクティブ生産システム構築(ワーリオ・鳩野・藤井)現在までの研究を進めてきた要素間の局所的相互作用を用いた生産システムの自己組織化過程に対して,人工現実感を用いて仮想空間を構築して結合することにより,製造フロアレベルにおけるインタラクティブ生産環境の一例の構築を行った.3.創発的計算論へのインタラクティブ機能付与の為の基礎的研究(シビニン・大倉)進化型計算および強化学習を,インタラクティブ生産を構築する上での基礎論として利用するための基礎的研究を行なった.本研究課題においては,インタラクティブ生産システムの理論構築を目指し,研究を推進した.研究成果は以下の通りにまとめることが可能である.1.インタラクティブ生産システムの基本フレームの構築現在の生産システムが抱える問題の困難さを3つのクラスに分類し,最も解決するのが困難となるクラスIIIの問題に対する解決方法の1つとして,インタラクティブ生産システムを提案した.インタラクティブ生産システムを実現する方法として仮想空間を利用することを提案し,仮想空間と現実空間の役割について理論的に考察した.2.仮想空間を利用したインタラクティブ生産環境の構築仮想空間を利用したインタラクティブ生産環境実現方法として,自己組織化生産システムと仮想空間を結合する手法を提案した.提案手法に基づき構築した計算機実験においては,仮想空間に参入した人および人工物間の相互作用の実現を確認し,提案手法の有効性を確認した.3.強化学習を利用した人工物による自律的秩序生成過程インタラクティブ生産環境においては,人と人工物を含んだ相互作用を実現するために,人や環境からの作用に対して柔軟に適応できる人工物が必要である.そこで,強化学習を利用することで,システムを構成する要素間の相互作用を通じ,環境の状況に適した行動を自律的に生成する生産システムを提案した.提案手法に基づいて行った計算機実験において,システムの目的である納期ずれ最小とスループット最大が達成される過程を確認し,提案手法の有効性を確認した.
アメリカの社会科における法的参加に基づく学習の研究

本研究は,日本の法化社会の進展に伴う現代の社会科教育の課題に応えるために,市民の法的参加を促す教育のあり方を考える基礎的研究である。本研究は,アメリカの社会科教育において研究・実践が進められている「法教育」(Law-Related Education)を思考モデルとして,市民の法的参加に必要な意識・能力の育成を目指した日本の法教育の内容構成の理論的枠組を考える視点を提出することを目的としている。本年度は,これまでの研究成果を踏まえて,日本の司法システムの特質と比較し,日本の法文化論の知見から分析を行い,日本における市民の法的参加に必要な意識・能力を育成するための課題を解明した。本年度の研究成果は,具体的には,以下の通りである。(1)研究成果の公表日本社会科教育学会,日本公民教育学会の研究大会で研究発表を行い,これまでの研究成果を報告した。法教育の意義や可能性について考察するとともに,日本における市民の法的参加に必要な意識・能力を育成するため法教育の今後の課題を提出した。(2)専門家からの意見聴取,情報収集(追跡調査)収集した資料の分析及び集録した授業の分析結果について,アメリカの法教育および司法教育研究の専門家に意見を求めた。同時に,資料を追加収集し,分析結果の精緻化を図った。本研究は,アメリカの社会科教育において研究・実践が進められている「法教育」(Law-Related Education)を思考モデルとして,市民の法的参加に必要な意識・能力の育成を目指した日本の法教育の内容構成の理論的枠組みを考える視点を提出することを目的としている。本年度は,法教育,司法教育および合衆国憲法に関する基礎的資料の収集を行い,アメリカの法教育における市民の法的参加の意識・能力の育成の理念を解明した。本年度の研究の成果は,具体的には,以下の通りである。(1)法教育,司法教育,合衆国憲法学習に関する基本的文献の収集,データベース化国内外における法教育,司法教育,合衆国憲法学習に関する基本的文献,先行研究,実践事例報告を広く検索,収集し,物品費で請求したパソコン・ディスプレイを用いてデータベース化を図った。ここから得られた知見を,日本社会科教育学会において報告した。(2)ERICデータの調査・分析アメリカ合衆国における法教育,司法教育,合衆国憲法学習を取り扱った先行研究,実践を明らかにするために,アメリカ教育省の外郭団体であるEducational Resource Information Centerのデータベースの文献データの収録状況の調査・分析を行った。(3)アメリカの州社会科フレームワーク,カリキュラムの収集特に,法教育,司法教育,合衆国憲法学習を重視したいくつかの州の社会科フレームワーク,様々な関連財団・団体の開発したカリキュラムを収集した。(4)専門家からの意見聴取・情報収集アメリカの法教育および司法教育研究の専門家から研究状況についての意見を聞き,カリキュラムや教材を分析する視点を抽出した。本研究は,アメリカの社会科教育において研究・実践が進められている「法教育」(Law-Related Education)を思考モデルとして.市民の法的参加に必要な意識・能力の育成を目指した日本の法教育の内容構成の理論的枠組を考える視点を提出することを目的としている。本年度は,法教育司法教育および合衆国憲法に関する基礎的資料の分析を行いアメリカの法教育における法的参加に基づく学習の実態を解明した。(1)アメリカの州社会科フレームワーク,カリキュラム,教科書,教材,学習指導案の分析(1)収集したいくつかの州のフレームワークを調査し,その中に法的参加に基づく学習についてどのような内容構成で学習形態が位置づけられているか分析した。特に,テキサス州,ミズーリ州等の州を取り上げた。(2)収集した関連財団・団体の開発したカリキュラムの内容構成を,「法教育」「法的参加」の視点から分析した。(3)収集した法的参加に基づく学習の学習指導案を分析した。特に,市民の法的参加に必要な意識・能力を育成するための学習方法や活動を分析した。このことは,これからの日本の市民の法的参加に必要な意識・能力を育成するための具体的な学習方法を考える上でも有効であると考える。(2)専門家からの意見聴取・情報収集(追跡調査)収集した資料の分析及び集録した授業の分析結果について,アメリカの法教育および司法教育研究の専門家に意見を求めた。同時に,資料の追加収集し,分析結果の精緻化を図った。

法教育の意義や可能性について考察するとともに,日本における市民の法的参加に必要な意識・能力を育成するため法教育の今後の課題を提出した。(2)専門家からの意見聴取,情報収集(追跡調査)収集した資料の分析及び集録した授業の分析結果について,アメリカの法教育および司法教育研究の専門家に意見を求めた。同時に,資料を追加収集し,分析結果の精緻化を図った。
議会制民主主義における立法・行政関係の歴史的・比較政治学的研究

この研究では,日本を含む議会制民主主義諸国における立法と行政のあり方を体系的に理解し,歴史的・比較政治学的視座に基づいて日本の国会および議院内閣制を理論的・実証的に分析している.とくに,国会に関する未公開史料の保存・整理を進めるとともに,代議制民主主義の発展過程,二院制と立法・行政関係の制度構造,議会制度と選挙制度の相互連関を歴史的・比較政治学的に検証している.この研究では,日本を含む議会制民主主義諸国における立法と行政のあり方を体系的に理解し,歴史的・比較政治学的視座に基づいて日本の国会および議院内閣制を理論的・実証的に分析している.とくに,国会に関する未公開史料の保存・整理を進めるとともに,代議制民主主義の発展過程,二院制と立法・行政関係の制度構造,議会制度と選挙制度の相互連関を歴史的・比較政治学的に検証している.本研究の目的は,日本を含む議会制民主主義諸国のデータを体系的に収集・整理し,日本の国会および議院内閣制を歴史的・比較政治学的視座にもとついて理論的・実証的に分析することである.(1)研究代表者と海外研究協力者は平成18年7月に福岡で開催された世界政治世界大会の「比較議会」分科会において論文を報告し,その機会を活用して海外研究協力者との国際的な共同研究を開始した.また,研究分担者の飯尾は「政策過程アプローチの再考」部会を企画し,以下の論文を報告し,同じく分担者の竹中も論文を報告した.(3)研究代表者および研究分担者の待鳥は,議題設定と政策的帰結に関する空間モデルや米国政治における議会制民主主義に関する研究動向をまとめ,それらを論文として政治学専門誌『レヴァイアサン』特集号に掲載する予定である.(4)国会事務局関係者と月例研究会を開き,研究代表者および分担者の坂本,村井,奈良岡それぞれは国会改革の論点整理,公明党研究,戦前の政党内閣制の成立,加藤高明と政党政治にっいて報告するとともに,世界の議会制民主主義諸国の議会制度や日本の国会に関する保存史料整理に着手した.本研究の目的は,日本を含む議会制民主主義諸国のデータを体系的に収集・整理し,日本の国会および議院内閣制を歴史的・比較政治学的視座にもとづいて理論的・実証的に分析することである.(1)国会事務局関係者と月例研究会を開き,事前承認などの立法手続き,また2007年参議院選挙による衆参ねじれ状況における両院協議会や衆議院による再議決,問責決議について情報収集・意見交換を行った.(2)世界の議会制民主主義諸国の議会制度や日本の国会に関する保存史料整理を進めた.とくに憲政資料館所蔵の衆議院事務局秘書課関係資料および衆議院事務局保有の警務関係資料の整理を進め,それらの分析に着手した.(3)研究代表者は二院制の論点整理を試み,第二院と行政権の間に「信任関係」を制度化する方策を検討し,二院制の存在理由に新たな視点を提示した「二院制と行政権」と題する論文を報告した(平成19年6月9-10日,東北大学,日本公共政策学会).また研究分担者の竹中も日本選挙学会の年次大会(平成19年5月19-20日於神戸大学)において,「参議院『封じ込め』」と題する報告を行い,二院制に関する議論を展開した.(4)研究代表者は日本比較政治学会の年次大会(平成19年6月23-24日於同志社大学)において,代議制民主主義が確立する歴史的過程における公選勢力と世襲勢力の相克を比較政治史的に検証する「君主制と政党政治:比較政治史的検証」と題する分科会を企画し,研究分担者の村井が「元老西園寺公望と日本政党政治」と題する報告を行った.(5)研究代表者は海外研究協力者のチャールズ・シパン(ミシガン大学政治学部教授)を招いた研究会を開催し(平成19年10月8日於慶應義塾大学),The Mechanisms of Policy Diffusionと題した,アメリカにおける自治体の禁煙条例採択がいかなる要因によって促進・抑制されるのかという報告を通じて,政策伝播に関する情報収集・意見交換を行った.(6)研究代表者は,議題設定と政策的帰結に関する空間モデルや米国政治における議会制民主主義に関する研究動向や,首相の議会内外の権力基盤が首相在任期間に及ぼす作用を検証した論文を公刊し,また研究分担者の飯尾は日本の政治体制を分析した書籍,待鳥は地方自治体における二元代表制を分析した書籍を出版した.本研究の目的は,日本を含む議会制民主主義諸国のデータを体系的に収集・整理し,日本の国会および議院内閣制を歴史的・比較政治学的視座にもとづいて理論的・実証的に分析することである.(1)国会事務局関係者と月例研究会を開き,衆参ねじれ状況における両院協議会や衆議院による再議決,問責決議について情報収集・意見交換を行った.(2)日本の国会に関する保存史料整理を進めた.とくに憲政資料館所蔵の衆議院事務局秘書課関係資料および衆議院事務局保有の警務関係資料の整理を進めた.(3)研究代表者は二院制の論点整理を試み,第二院と行政権の間に「信任関係」を制度化する方策を検討し,「日本における二院制の意義と機能」と題する論文を公刊した.また,衆参ねじれ状況について,参議院議長と務めた斉藤十朗氏にインタビューし,それを専門誌に掲載した.さらに,日本における内閣不信任案の動向を整理し,専門誌に掲載する論文の執筆を進めた.

(4)研究代表者は,日本選挙学会の2008年度研究会の企画委員長として,海外研究協力者のByoung Kwon Sohn(韓国中央大学校教授)を招聘し,韓国大統領選に関する研究報告を含む「東アジアの選挙」分科会を企画し,また「マニフェスト型選挙の行方」と題するシンポジウムにおいて,研究分担者である飯尾が司会を務め,石原伸晃(衆議院議員・自民党),福山哲郎(衆議院議員・民主党),古川康(佐賀県知事),清水真人(日本経済新聞経済解説部編集委員)をパネリストとして招いた.研究代表者は,Sohn教授との共著論文として,小泉首相と盧武鉱大統領の外交政策を比較した分析をまとめている.(5)研究分担者である待鳥は2007年に地方自治体における二元代表制を分析した書籍を出版しており,研究代表者と待鳥は,共著者である曽我謙吾(神戸大学准教授)と討論役として伊藤修一郎(筑波大学教授)を招いた座談会を開催し,それを専門誌に掲載する準備を進めた.
分子性導体の新奇圧力誘起量子相転移の探索と高圧交流比熱法による精密圧力相図の決定

今回我々は、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)による高圧・磁場中での測定を試みた。我々はDACを用いて、6GPa程度の超高圧下で(TMTTF)_2SbF_6のゼロ抵抗を観測することに成功した。この技術を用いて、各圧力で磁場方向を変えて磁場中電気抵抗を測定し、そのオンセットから上部臨界磁場を決定した。電流方向はすべてa軸(カラム方向)に流した。(TMTTF)_2PF_6に対しても同じ条件で行った。上部臨界磁場は、すべての軸方向で大きな異方性を示すことがわかった。一方、(TMTTF)_2PF_6ではH//a, b'方向ではほとんど同じ依存性を示した。これは、LeeらのTMTSF塩の報告とよく一致している。これらのP-T相図では、(TMTTF)_2SbF_6が非常に広い圧力範囲に超伝導相が存在し、(TMTTF)_2PF_6や(TMTTF)_2AsF_6ではTMTSF塩と同様に絶縁体相の消失点近傍の狭い範囲に存在していた。上部臨界磁場の異方性のこの違いは、P-T相図で違いの超伝導相の広がりのに対応している可能性がある。やはりここでも(TMTTF)_2SbF_6がこの系の中で特異な存在であることが明らかになった。今後さらにキュービックアンビル高圧装置の技術開発を進め、電気抵抗以外の物理量測定やさらなる小型化を進めることで低温磁場下での測定が可能になり、新奇な物性探索がより簡便に行える環境を整えることで、この分野に貢献していきたいと考えている。今回我々は(TMTTF)_2SbF_6の特異性の検証のために、unit cellがPF_6塩よりも大きく、SbF_6塩より小さなAsF_6塩を、キュービックアンビル高圧装置を用いてこれまでと同様な加圧実験を行った。まず、この塩でも圧力誘起超伝導相は存在するのか?という疑問もあった。また、もし存在するなら、従来型のPF_6塩と同様な結果になるのか、SbF_6塩と同様またはPF_6塩とSbF_6塩の中間的な結果が得られるのか興味を持って、検証した。他の塩と同様に常圧では200K付近でのなんらかの相境界と思われる急激な抵抗の増加が観測され、2GPaに加圧すると室温近傍では金属的伝導に変化し、30K付近でMI転移を示した。加圧とともにMI転移温度は減少し、全体の電気抵抗も大きく抑制されていった。4.5GPaでは、超伝導転移の前駆現象と思われる抵抗の急激な減少が2K付近に観測されるようになる。4.65GPaでは、ゼロ抵抗を観測し、それは5GPaまで続いた。しかし、それ以上加圧すると超伝導状態は消失し、10GPaまでの測定で、6GPa以上は全温度領域で金属的伝導状態であった。結果的にAsF_6塩は、臨界圧、超伝導転移温度、超伝導相の圧力領域共に、PF_6塩と同様な結果になった。益々、SbF_6塩の特異性が明らかになったが、前述のとおり、それを明らかにする方法はまだ見つかっていない。その理解のためには、まず、高圧下の各相の詳細を明らかにすることが必要である。そのために、高圧下X線構造解析や高圧下帯磁率測定の準備を進めている。有機導体の超高圧実験には、高い静水圧性が重要であることは以前に述べたが、それを満たす高圧容器は、キュービックアンビル高圧装置である。しかし、加圧部が約60kgもあり、巨大であるがためにその熱容量が非常に大きく、低温にするのはかなり難しい。現在のところ2K程度が限界である。しかし、圧力誘起超伝導体の探索や超伝導特性を調べるには、より低温が必要になるケースが多い。我々は、超高圧低温実験用に、従来のキュービックアンビルセルに対して、使用するガスケットサイズは変えずに、重量比で16分の1の手のひらに載る「Palm-Cubicアンビルセル」の開発に成功した。8GPaの圧力発生も確認している。その小型キュービックアンビルセル用の循環型^3Heクライオスタットを開発し、最低温度0.58Kを長時間維持することに成功した。今後、この装置を用いて、超伝導探索や高圧下比熱測定などを進めていく予定である。

上部臨界磁場の異方性のこの違いは、P-T相図で違いの超伝導相の広がりのに対応している可能性がある。やはりここでも(TMTTF)_2SbF_6がこの系の中で特異な存在であることが明らかになった。今後さらにキュービックアンビル高圧装置の技術開発を進め、電気抵抗以外の物理量測定やさらなる小型化を進めることで低温磁場下での測定が可能になり、新奇な物性探索がより簡便に行える環境を整えることで、この分野に貢献していきたいと考えている。
内視鏡手術支援ロボットアームの開発

平成13年度において腹腔鏡下胆嚢摘出術、幽門側胃切除術、大腸切除術を対象として電動アームの木型を下記の仕様で作成した。1.曲座標系(r、θ、φ)の3自由度(3軸モーター)とし、カメラの回転はない。2.水平軸の底板アームの曲率半径は200mmとし、カメラの回転はない。3.Z軸の可動角度も30度とする。4.電動アームを水平多関節系の補助アームに取り付けて使用する。5.補助アームは原則として手動とするが、Z軸(上下方向)はモーターを使用する。平成14年度は上記仕様のプラスチック型を作成して、ガス滅菌の後、ヒトでも手術操作前に腹腔内の想定移動視野の検討を行った。その結果、下記の仕様のほうが術中視野の確保が広くとれることが判明した。1.Z軸の可動角度を30度より大きくして40度とする。2.水平多関節系の補助アーム関節は一つ増やして3関節にする。その方が体側に沿った頭尾側方向への内視鏡追随性が良好となり、胃切除術、右(左)半結腸切除術などのように可動域の広い手術に対応できる。その結果、幽門側胃切除術のように腹腔内の左右を広く観察したい場合と、直腸切除術でZ軸の可動域が小さいことが問題であったのが、解決されることになった。モーターの取り付け位置の検討はした。しかし滅菌に対するモーターの耐久性、実際の手術に使用する際の被覆袋などの検討も行いたかったが、予算上の問題もあって行えなかった。また第1助手を代行できる鉗子保持アームについては着手できなかった。腹腔鏡補助下手術の内視鏡可動域を胆嚢摘出術、胃切除術、大腸切除術で測定した結果を基にして以下の仕様で電動アームの木型を作成して運動性の確認を行った。1.極座標系(γ、θ、φ)の3自由度(3軸モーター)とし、カメラの回転はない。2.水平軸の底板アームの曲率半径は200mmとし、可動角度は30度とする。3.z軸の可動角度も30度とする。5.補助アームは原則として手動とするが、z軸(上下方向)はモーターを使用する。以上の仕様の木型で腹腔鏡保持アームを試作し、豚を用いて運動性について確認試験を平成13年10月20日に行った。胃亜全摘については視野を十分にカバーできることが判明した。手術台に取り付ける補助アームの強度と重量のバランスについて平成14年3月現在検討中であるが、結論が出ていない。平成14年度に臨床に応用可能な試作アームを作る予定である。助手用の鉗子保持アームについては未着手である。

1.Z軸の可動角度を30度より大きくして40度とする。2.水平多関節系の補助アーム関節は一つ増やして3関節にする。その方が体側に沿った頭尾側方向への内視鏡追随性が良好となり、胃切除術、右(左)半結腸切除術などのように可動域の広い手術に対応できる。その結果、幽門側胃切除術のように腹腔内の左右を広く観察したい場合と、直腸切除術でZ軸の可動域が小さいことが問題であったのが、解決されることになった。モーターの取り付け位置の検討はした。しかし滅菌に対するモーターの耐久性、実際の手術に使用する際の被覆袋などの検討も行いたかったが、予算上の問題もあって行えなかった。また第1助手を代行できる鉗子保持アームについては着手できなかった。
パラレルメカニズムにおけるジョイント回転誤差・熱変位補正フィードバックシステム

本研究ではパラレルメカニズムとそれを支持するフレームの両方の変形を補正する方法を提案している.一般にこれらの変形は稼働中の熱や,内外力により引き起こされる.まず,球面ジョイントや回転ジョイントの回転振れや変形を上述のジョイント内に組み込んだ9台の変位計や直動リンクに内蔵したリニアスケールによって計測・補正する.次に,直動ジョイントの長手方向の変形は,リニアスケールユニットとジョイントを連結するスーパーインバー製のロッドにより機械的に補正する.さらに,9台の変位計と9本のスーパーインバーロッドを用いることにより,定盤と3つの球面ジョイント支持台との間の距離の変動を測定する.したがって以上の計測されたデータから稼働中のメカニズムの位置と姿勢はヘキサポツド機構の順運動学式より求めることができる.最後にエンドエフェクターの座標値がこれらの位置と姿勢によって補正される.実験結果は測定値のばらつきと温度変動の影響が小さくなったことを示した.結論は以下の通りである.(1)ジョイント内の変位センサあるいはリニアスケールユニットでジョイントの運動誤差とリンクの熱的伸縮を測定できる.(2)スケールユニットとジョイントをスーパーインバーロッドで連結することにより、リンクの弾性変形と熱的伸縮の両方を補正できる.(3)定盤とジョイント支持台の間の距離の変化を測定することにより,室温変動によるフレームの変形を補正することができた.本研究ではパラレルメカニズムとそれを支持するフレームの両方の変形を補正する方法を提案している.一般にこれらの変形は稼働中の熱や,内外力により引き起こされる.まず,球面ジョイントや回転ジョイントの回転振れや変形を上述のジョイント内に組み込んだ9台の変位計や直動リンクに内蔵したリニアスケールによって計測・補正する.次に,直動ジョイントの長手方向の変形は,リニアスケールユニットとジョイントを連結するスーパーインバー製のロッドにより機械的に補正する.さらに,9台の変位計と9本のスーパーインバーロッドを用いることにより,定盤と3つの球面ジョイント支持台との間の距離の変動を測定する.したがって以上の計測されたデータから稼働中のメカニズムの位置と姿勢はヘキサポツド機構の順運動学式より求めることができる.最後にエンドエフェクターの座標値がこれらの位置と姿勢によって補正される.実験結果は測定値のばらつきと温度変動の影響が小さくなったことを示した.結論は以下の通りである.(1)ジョイント内の変位センサあるいはリニアスケールユニットでジョイントの運動誤差とリンクの熱的伸縮を測定できる.(2)スケールユニットとジョイントをスーパーインバーロッドで連結することにより、リンクの弾性変形と熱的伸縮の両方を補正できる.(3)定盤とジョイント支持台の間の距離の変化を測定することにより,室温変動によるフレームの変形を補正することができた.本研究では,能動対偶を出力節に対して並列に配列した機構つまりパラレルメカニズムにおいて,その静・動的運動精度および熱安定性を向上させることを目的としている.まずメカニズムの精度・剛性に大きく影響するジョイントの回転誤差および弾性変形のインプロセス計測を行い,静・動的な弾性変形や回転誤差の補正を行う.さらに,リンクの熱的変形の補償,静的構造物であるフレーム部の弾性変形および熱的変形の補償を行う.本年度は,主にジョイント運動誤差の補正を行い,効果を実証した.(1)球面ジョイントへの変位センサの組込み球面ジョイントの運動誤差はリンク方向の並進変位のみが重要である.したがってこの部分に変位センサを組み込んだ.球面ジョイントの円錐内面部分にスピンドルタイプのプローブを組込むことにより,ジョイントの並進回転誤差を直接測定した.得られた並進変位はストラットの長さの誤差と等価であり,ストラットの長さの補正を行う.(2)回転ジョイントヘの変位センサの組込み回転ジョイントの運動誤差のうち,リンク方向の並進変位および2軸回りの回転誤差が重要となる.この運動誤差を測定した.回転ジョイントを二つの球を用いて構成する.この2球の並進変位を4本のプローブで測定し,並進1自由度の回転を算出した.(3)繰返し測定精度の評価ジョイントの持つ回転誤差の補正を行い,測定精度の向上を確した.座標測定時に各ジョイントの回転誤差をPCにて取得し,順運動学計算を用いて測定座標値の補正を行った.測定は繰返し測定を行い,誤差の減少を確認した本研究では,能動対偶を出力節に対して並列に配列した機構すなわちパラレルメカニズムにおいて,その静・動的運動精度および熱的安定性を向上させることを目的としている.まず,メカニズムの精度・剛性に大きく影響するジョイントの回転誤差および弾性変形のインプロセス計測を行い,リンクを含めたメカニズム部分の弾性変形と熱的変形の補正を行う.さらに,メカニズムを支持している静的な構造物であるフレーム部の弾性変形および熱的変形をインプロセス計測し,補正を行う.(1)ジョイント回転誤差補正と熱変位補正パラレルメカニズムではジョイントの運動誤差は機構の運動誤差の大きな原因であると考えられる.また,高精度の測定機では室温変動などによる熱変位の補正を行う必要がある,ここでは,変位計や温度計を用いずに,直動ジョイントの両端に設置する球面ジョイントの回転誤差の補正および直動リンク自体の熱変位を補正するための機構を組み込んだ.さらに,これらの補償がうまく作動しているかチェックするための実験装置を設計した.以上の装置を組み込み室温を2°変化させた場合,補正なしでは1.3μmの伸びが観察されたのに対して,補正を行った結果では0.25μm以下であった.

これはリンク全体の熱膨張係数が12.2ppm/Kから2.38ppm/K(19.5%)まで減少したことと等価である.また荷重を掛けた際の弾性変形を結果,みかけの剛性は,0.72N/μmから14.8N/μmへ約21倍向上した.(2)フレームの弾性変形と熱変形の補正パラレルメカニズム型機械では,メカニズムを支持するフレームやベースにおける外力による弾性変形や室温変動による熱変形も精度悪化の大きな要因である.本研究では,9台の変位計を用いて,フレーム上のメカニズム取付点の位置と姿勢をインプロセスで測定する方法により,上記の変位の補正を行う.9台の変位計の測定値から6自由度パラレルメカニズムの順運動学によりメカニズム取付点の位置と姿勢6自由度を計算し,メカニズムのエンドエフェクタの座標値を補正した結果,室温変動を与えた場合のz方向誤差が33.7μmから6.1μm(18%)へと減少した.
ブドウ球菌エンテロトキシンの新たな機能－神経毒作用とその分子メカニズムの解明

我々はこれまで小型嘔吐動物モデル・スンクスを用い,ブドウ球菌エンテロトキシン(SE)の催吐活性とそのメカニズムを検討してきた.本研究では,SEの新たな機能ー神経毒作用について検討した.SEはスンクス実験において,嘔吐活性を示したが,下痢活性を有さないことを明らかにした.また,神経細胞受容体のアンタゴニストを投与することによりスンクスの嘔吐を抑制した.さらに,毒素と神経培養細胞との結合性,細胞内5-HT等の産生と放出を検討した,SEは神経細胞に毒性を示さなかったが,神経細胞に結合し,細胞シグナル伝達物質を刺激し,神経細胞内シグナル調節機能を有することを明らかにした.ブドウ球菌エンテロトキシン(SE)は,代表的なスーパー抗原毒素である一方,重要な食中毒原因毒素である.本毒素による食中毒は世界各国で細菌性食中毒の第2位または第3位を占めている.しかし,SEの催吐メカニズムについては,まだ明らかにされていない.本研究者らは,SEAが新たな機能ー神経毒作用を示すデーターを得られており,さらにその分子メカニズムを解明するために,SEA及びSEA分子上の嘔吐活性部位を欠損させた複数変異毒素mSEAを作製・精製した.これらSEAとmSEAを用いて,スンクス及び神経培養細胞におけるSEAの神経毒性,嘔吐誘導活性及び毒素の細胞受容体を解析・同定を行った.本年度では,具体的に以下の実験を遂行した.1.SEAの神経毒性と催吐シグナル受容体分子の解析・同定:SEAと結合する神経細胞から結合タンパク質を精製し,Mascot Searchにより受容体タンパクを解析・同定した.さらに,受容体の生化学・生物学的特性を検討し,SEAの神経毒性と特異的な催吐シグナル受容体を解析した.現在,複数な分子が関与していることを示唆されている.2.SEA刺激による神経細胞の分子シグナル伝達経路の解明に関する研究:今後さらに,SEA刺激による神経毒作用とその分子メカニズムを動物生体内において,組織学的と行動学的(嘔吐反応)の変化について解析し,SEAの神経毒性と催吐分子メカニズムを解明する.我々はこれまで小型嘔吐動物モデル・スンクスを用い,ブドウ球菌エンテロトキシン(SE)の催吐活性とそのメカニズムを検討してきた.本研究では,SEの新たな機能ー神経毒作用について検討した.SEはスンクス実験において,嘔吐活性を示したが,下痢活性を有さないことを明らかにした.また,神経細胞受容体のアンタゴニストを投与することによりスンクスの嘔吐を抑制した.さらに,毒素と神経培養細胞との結合性,細胞内5-HT等の産生と放出を検討した,SEは神経細胞に毒性を示さなかったが,神経細胞に結合し,細胞シグナル伝達物質を刺激し,神経細胞内シグナル調節機能を有することを明らかにした.SEAの神経毒作用とその分子メカニズムを解明するために,SEA及びSEA分子上の嘔吐活性部位を欠損させた複数変異毒素を作製・精製し,SEAとmSEAを用いて,嘔吐動物モデル・スンクス及び神経培養細胞におけるSEAの神経毒性,嘔吐誘導活性及び毒素の細胞受容体を解析・同定する.さらに,SEA刺激による神経毒作用とその分子メカニズムを解明する.今年度の研究では:1.SEA及び各種SEA変異タンパク(mSEA)の作製と大量精製.本年度では,これまで作製したリコンビナントSEAとmSEAの基に,さらにSEA分子上の二種類のアミノ酸を同時に変異させ,double mutant SEAを作製する.また,deleted mutation法により嘔吐活性への関与が推測される部位を変異させ,合せて4つの新しいmSEAを作製し,さらに各種のmSEAを大腸菌発現系により大量発現・精製した.2.嘔吐動物モデル・スンクスに対するSEAと新規作製したmSEAの毒素活性の比較検討.SEAとスーパー抗原活性を欠損させていたmSEAをスンクスに腹腔内投与し,スンクスの嘔吐反応の有無,嘔吐回数,潜伏時間などを観察・記録した.SEAとdouble mutant SEAの嘔吐活性を比較検討した.3.in vivoにおけるSEAの嘔吐活性と神経毒性に関連細胞の検索・解析.SEAとmSEA投与後,定時的に採取した胃・腸管・脳などについて組織切片を作製し,抗SEA抗体と免疫蛍光染色により, SEAと腸管神経細胞,腸管上皮細胞等との結合活性をin vivoにおいて経時的に観察・解析した.本研究では,神経培養細胞を用いたSEAの神経毒性と催吐シグナル受容体の検索・解析を行った.先ずは,PC12及びENStem-Aの2種類神経細胞を用い,SEAとの結合性と細胞の反応性を調べた.また,作製したSEAと各種の変異体mSEAを用い,2種類の神経細胞をそれぞれ刺激し,細胞エフェクター分子の発現,神経伝達物質(特に5-HT,Substance P)の産生と放出を比較検討した,さらに,神経細胞のSEAとの結合分子をFar-Western Bloting法とPull-Down Assayにより解析した.SEAと結合した神経細胞から結合タンパク質を精製し,Mascot Searchにより受容体タンパクを解析し,SEAの神経毒性と特異的な催吐シグナル受容体を検討した.これらの結果により,SEAは神経細胞のVanilloid receptorと結合し,神経伝達物質(5-HT)の産生と放出を促進することにより,嘔吐を誘導することが示唆された.また,スンクスを用いたSEAの細胞受容体及びその分子シグナル伝達経路について,生体レベルで検討した.SEAを経口投与後,スンクスの胃,腸管及び脳組織をサンプリングし,組織切片を作製すると同時にタンパク質の精製を行なった.これらの組織・細胞中の関連受容体分子の発現を遺伝子とタンパク質レベルで解析し,神経培養細胞から得られた結果と比較検討し,in vivoにおいて検証した.

一方,SEAの神経細胞に対する毒性について検討したところ,SEAは神経細胞と共培養では,細胞の形態や増殖には顕著なダメージや細胞死などを観察されなかった.これらの結果から,SEAは神経細胞に直接的に外観的な変化を起こさないが,神経細胞のシグナル伝達に影響を与えることを明らかにした.医歯薬学今年度は,チームワークの努力により,概ね研究計画とおりに進んでいる.また,興味深い新たな現象も発見している.今年度の研究は,変異毒素の作製とその生物活性を解析するとともに,各変異毒素のスーパー抗原活性,嘔吐活性,免疫反応性を比較検討した.また,スンクスと培養細胞を用いた実験も立ち上がり,現在,さらなる解析を進めている.新年度は,これらの成果と新知見を踏まえ,さらに詳細なシグナル伝達経路と分子メカニズムの解明を進めて行きたい.今後の研究では:1.各変異毒素のスンクスと神経培養細胞に対する神経毒性についてさらなる解析を進めていく.2.SEAの神経毒性と催吐シグナル受容体分子を解析・同定する.3.SEA刺激による神経細胞の分子シグナル伝達経路を解明する.4.スンクスを用いたSEAの神経毒性に関連する細胞受容体及びその分子シグナル伝達経路の生体レベルで解明する.当該年度には,研究室にこれまで保管している試薬を優先的に使用したため,新たな試薬の購入を控えていました.研究進展には何ら影響はありません.次年度に,新たな実験内容を計画しているため,それに関連する試薬を購入する予定です.次年度は,神経培養細胞を用いたSEAの神経毒性と催吐シグナル受容体の検索・解析を行い,作製したSEAと各種のmSEAでそれぞれ神経細胞を刺激し,5-HT等神経伝達物質の産生と放出を比較検討するため,高価な試薬と抗体などの使用が予想される.また,次年度にこれまでの研究成果を社会に発信・還元するため,国内外での学会発表も予定している.次年度の研究費は,これらの試薬等の物品費と学会旅費に使用することを計画している.