hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コドン縮約表現に基づくタンパク質－遺伝子モチーフ辞書システムの開発

本研究では、アミノ酸配列モチーフを原点として、その対応する遺伝子配列(コーディング領域)、およびそのタンパク質立体構造までを関連づけたタンパク質-遺伝子モチーフ辞書の構築を試みた。また、アミノ酸配列モチーフに対応するコドン重み行列をもとに、モチーフコドン縮約表現を提案するとともに、ゲノム配列の機能部位推定への応用を試みた。EF-handモチーフを例とした解析実験の結果、TNNC1中のイントロンによって隔てられた2ヶ所の機能部位を正しく検出することができた。生体高分子の構造データは分子進化や統御メカニズムの解明だけでなく、医農薬品開発の標的としても極めて重要である。遺伝子とタンパク質、すなわち、塩基配列とアミノ酸配列との関係はコドン表により定義されている。コドンとは、連続する三つの塩基(a, g, c, tの4種類から構成)のことであり、その組み合わせ(64種類)から20種類のアミノ酸が生合成される。本研究では、ワイルドカードを用いたコドン縮約表現を定義し、アミノ酸とコドンとの関係を1対1で表現した。例えば、アルギニン(R)に対応するコドンは6種類存在するが、これを'cgn | agr'と表現できる。ここで、rはプリン塩基、nは任意の塩基にそれぞれ対応する。これらをもとに、与えられたアミノ酸配列に対応するコドン縮約配列(疑似配列)を生成する。生成したコドン縮約配列をもとに、塩基配列データベースから対応するタンパク質のコーディング領域(遺伝子領域)の推定を行なう。ここでは、コドン縮約配列をクエリーとして、塩基配列データベースに対するホモロジー検索を行なう。コドン縮約表現を反映したアライメントスコアの定義を行なうとともに、ダイナミックプログラミング手法に基づくペアワイズ・ローカルアライメントを基礎とした検索プログラムの開発を行なった。既知のアミノ酸配列モチーフに注目し、機能部位の推定実験を試みた結果、途中にイントロン領域を含むような柔軟なパターンに対しても適用可能であることを確認した。また、モチーフ部分に注目したコドンの出現パターンについても調査を行ない、部位特異的な特徴パターンを得ることができた。一方、制限酵素の認識部位として知られるDNAの回文構造に着想を得て、アミノ酸配列中の回文パターンを網羅的に集積し、その特徴解析を行った。その結果、コラーゲン構造などに特徴的に出現する新たなモチーフ候補を見出すことができた。特にモチーフと呼ばれるタンパク質構造中に特定の配置で存在する局所構造特徴は、遺伝子またはゲノム配列の中でもよく保存されている部分であると考えられる。本年度研究では、コドン縮約表現を用いてアミノ酸配列モチーフに対応する遺伝子パターンを生成するとともに、これを用いたゲノム配列中の機能部位推定への応用を試みた。コドン縮約表現とは、ワイルドカード(例えば、r(プリン)、y(ピリミジン)、n(任意塩基)など)を用いて、コドンとアミノ酸の関係を表現したものである。例えば、六つのコドンが対応するアミノ酸アルギニン(R)は二つの縮約コドン`cgn|agr'で表現される。本年度研究ではさらに、Rを`mgn'(ここで、m(アミノ)は`a|c'に対応)と近似することにより、コドンとアミノ酸との関係を1対1として表した。ダイナミックプログラミング法に基づくモチーフ検索プログラムにおいて、長大なイントロン領域に対応するためギャップ伸張ペナルティを極小とし、コドン縮約表現へ対応するため置換行列の拡張を行なった。NCBI RefSeqデータベースから抽出したヒト由来のゲノム塩基配列データセットに対して、GPCRの一種である匂い受容体に存在するモチーフを例として、タンパク質コーディング領域の推定実験を試みた。その結果、クエリーに完全に一致するモチーフ部位だけでなく、類似する部位も検出することができた。一方、カルシウム結合に関連するEF-handモチーフを例とした実験では、関連するエントリ中の複数の機能部位候補が検出された。これらの多くは既知のタンパク質コーディング領域に対応しており、エクソン-イントロン領域をまたがる形で保存されているものについても正しく検出できていることが確認できた。本研究では、蓄積された大量の構造データベースを有効に活用し、構造-機能相関に関する知識獲得のための分子構造データマイニング手法の確立を目的とする。コドン縮約表現に基づく遺伝子領域の推定のための新たな方法を提案するとともに、モチーフと呼ばれる局所構造特徴に注目した遺伝子ータンパク質の配列、および対応する立体構造までを関連づけたモチーフ辞書(知識ベース)システムの構築を目指している。本年度研究では、前年度に定義したコドン縮約表現をさらに近似することにより、コドンとアミノ酸との関係を1対1として表現するとともに、タンパク質ー遺伝子モチーフの重み行列とコドン縮約表現との対応付けを提案した。また、ゲノム配列中で、エクソン-イントロン領域をまたがる形で保存されているモチーフ領域に対応するため、ダイナミックプログラミング法に基づくアライメント手法を拡張した。既知のアミノ酸配列モチーフに対応する遺伝子モチーフ情報を生成・集積するとともに、グラフィカルユーザインターフェースを含めた、ゲノム配列の機能部位推定プログラムの開発を行なった。従来の正規表現パターンに基づく検索よりも、柔軟にモチーフ部位を検出できるように工夫した。計算機実験の結果より、複雑なエクソン-イントロン構造を含むゲノム配列の解析への足掛かりとして、モチーフコドン縮約表現によるゲノムの機能部位推定の有用性を示した。以上のことから、当初計画どおり、おおむね順調に進展していると考える。

特にモチーフと呼ばれるタンパク質構造中に特定の配置で存在する局所構造特徴は、遺伝子またはゲノム配列の中でもよく保存されている部分であると考えられる。本年度研究では、タンパク質ー遺伝子の配列、および対応する立体構造までを関連づけたモチーフ辞書(知識ベース)システムの構築を試みた。NCBI RefSeqデータベースから7種類のモデル生物種ごとにタンパク質アミノ酸配列を抽出し、コドン縮約表現をもとにそのコーディング領域を推定し、対応データセットを生成した。次に、アミノ酸配列モチーフデータベースPROSITEの正規表現で定義された1,309パターンについて、モチーフの検索と集積を行なった。ヒトデータセット(約4万エントリ)の例では、907パターンについてその対応モチーフ部位が1件以上ヒットし、それぞれコドン重み行列の生成を行なった。これにより、例えば、Zinc-fingerではモチーフ中のシステインのコドン出現頻度において特徴的なパターンを見出すことができた。NoSQL型ドキュメント指向データベース管理システムMongoDBのもとで知識ベースを構築した。さらに、PDBデータベースに立体構造が登録されているタンパク質について、その対応三次元モチーフ情報を集積・利用できるように工夫した。本システムを用いて、モチーフの共起関係に注目した特徴解析を試みた結果、例えば、zinc_proteaseとcysteine_switchモチーフの二つを内包するMMPタンパク質ファミリーについて、そのアミノ酸配列距離は106残基から295残基と幅があるのに対して、空間距離(モチーフ立体構造の重心座標間のユークリッド距離)はすべて約12Åと構造的に保存されていることを示すことができた。本研究では、アミノ酸配列モチーフを原点として、その対応する遺伝子配列(コーディング領域)、およびそのタンパク質立体構造までを関連づけたタンパク質-遺伝子モチーフ辞書の構築を試みた。また、アミノ酸配列モチーフに対応するコドン重み行列をもとに、モチーフコドン縮約表現を提案するとともに、ゲノム配列の機能部位推定への応用を試みた。EF-handモチーフを例とした解析実験の結果、TNNC1中のイントロンによって隔てられた2ヶ所の機能部位を正しく検出することができた。本研究では、蓄積された大量の構造データベースを有効に活用し、構造-機能相関に関する知識獲得のための分子構造データマイニング手法の確立を目的とする。コドン縮約表現に基づく遺伝子領域の推定のための新たな方法を提案するとともに、モチーフと呼ばれる局所構造特徴に注目した遺伝子ータンパク質の配列、および対応する立体構造までを関連づけたモチーフ辞書(知識ベース)システムの構築を目指している。
創設期のEFTAとイギリス対外政策の再編、1958~63年

本研究課題は、創設期の欧州自由貿易連合(EFTA)を事例として、1950年代後半から60年代前半におけるイギリス対外政策の再編(帝国=コモンウェルス、英米関係、ヨーロッパ統合といういわゆる「三つのサークル」との関係の再編)の試みの意義と限界について分析を行うものである。その結果、2008年に名古屋大学出版会から出版した著書『イギリス帝国からヨーロッパ統合へ-戦後イギリス対外政策の転換とEEC加盟申請-』をはじめとする研究成果が得られた。本研究は、創設期のヨーロッパ自由貿易連合(EFTA)を通して、1950年代後半から60年代前半におけるイギリス対外政策の再編(帝国・コモンウェルス、英米関係、ヨーロッパ統合のいわゆる「三つのサークル」の再編)の試みの意義と限界について分析を行うものである。その際、特に、イギリスとEFTA諸国、ヨーロッパ経済共同体(EEC)諸国の関係と並んで、イギリスとコモンウェルス諸国の関係にも焦点をあてることにより、創設期のEFTAとコモンウェルスの相互関係という、これまでの先行研究でほとんど扱われてこなかった側面についても分析を行うことが目指される。3年間の研究計画の初年度にあたる平成18年度においては、基礎的な作業として、上記のテーマに関する二次文献や報告書・パンフレットなどの収集・分析を進めるとともに、(1)イギリス国立公文書館、(2)マレーシア国立公文書館とトゥンク・アブドゥル・ラーマン・プトラ記念館図書館、(3)ヨーロッパ連合歴史文書館において、各国政府や国際機関の一次文書、政治家の発言記録などの閲覧・収集を行った。また、上記のテーマを補足する形で、コモンウェルス自体の制度的変遷やイギリスとコモンウェルス諸国の政治外交・安全保障、経済の両面における関係についての研究も実施した。それらの研究の中間的な成果については、以下の学会・研究会での報告の中で言及した。(1)Comments on N. Piers Ludlow, The European Community and theCrises of the 1960s : Negotiating the GaullistChallenge, London, Routledge,2006,欧州統合史拡大研究会第1回研究会(慶應義塾大学)2006年5月27日、(2)「スエズからコソボ・東ティモールまで-PKOをめぐるイギリス・コモンウェルス関係-」日本国際政治学会2006年度研究大会(かずさアカデミアホール)2006年10月15日、(3)「『旧コモンウェルス』から『新コモンウェルス』へ-第二次世界大戦後における拡大と制度変化、1945-73年-」イギリス帝国史研究会第35回例会(芝蘭会館)2006年12月2日、(4)「EEC第一次加盟交渉とその挫折、1957年1963年」『イギリスとヨーロッパ』研究会第1回研究会(京都大学)2007年3月24日。本研究は,創設期のヨーロッパ自由貿易連合(EFTA)を事例として,1950年代後半から60年代前半におけるイギリス対外政策の再編(帝国・コモンウェルス,英米関係,ヨーロッパ統合の「三つのサークル」との関係の再編)の試みの意義と限界について分析を行うものである。その際,特に,イギリスとEFTA諸国,ヨーロッパ経済共同体(EEC)諸国との関係と並び,イギリスとコモンウェルス諸国との関係にも焦点をあてることで,創設期めEFTAとコモンヴェルスの相互関係という,これまでの先行研究でほとんど扱われてこなかった側面についても明らかにすることが目指される。3年間の研究計画の2年目にあたる平成19年度には,基礎的な作業として,上記のテーマに関する二次文献や報告書・パンフレットなどの収集・分析を進めるとともに,(1)イギリス国立公文書館,(2)EFTA文書館,(3)オーストラリア国立公文書館おまびオーストラリア国立図書館,(4)香港公文書館において,各国政府や国際機関の一次文書,政治家の私文書などの閲覧・収集を行った。それらの研究の中間的な成果については,以下の学会・研究会での報告の中で言及した。(1)「《国際関係へのアプローチの再検討》外交史の立場から-戦後ヨーロッパ外交史を中心に-」日本国際政治学会2007年度研究大会(福岡国際会議場)2007年10月27日,(2)「第一次EEC加盟申請とその挫折,195964年-「三つのサークル・ドクトリン」の段階的変容-」『イギリスとヨーロッパ』研究会第3回研究会一(京都大学)2008年3月29日。本研究は、創設期のヨーロッパ自由貿易連合(EFTA)を事例として、1950年代後半から60年代前半におけるイギリス対外政策の再編(帝国=コモンウェルス、英米関係、ヨーロッパ統合の「三つのサークル」との関係の再編)の試みの意義と限界について分析を行うものである。その際、特に、イギリスとEFTA諸国、ヨーロッパ経済共同体(EEC)諸国との関係と並び、イギリスとコモンウェルス諸国との関係にも焦点をあてることで、創設期のEFTAとコモンウェルスの相互関係という、これまでの先行研究でほとんど扱われてこなかった側面についても明らかにすることが目指される。

3年間の研究計画の最終年度にあたる平成20年度には、前年度までに続き、上記のテーマに関する二次文献や報告書・パンフレットなどの収集・分析を進めるとともに、オタワのカナダ国立図書館・公文書館において、カナダ政府の一次文書、カナダの政治家の個人文書などの閲覧・収集を行った。そして、具体的な研究成果として、「イギリス帝国からヨーロッパ統合ヘ-戦後イギリス対外政策の転換とEEC加盟申請-』(名古屋大学出版会、2008年9月)を刊行するとともに、2008年7月には、名古屋大学で開催された中部政治学会において、研究発表「ハロルド・マクミランとイギリス政府のヨーロッパ統合政策、1957年1963年」を行った。
地域移動が職業的キャリアに与える影響について

本研究では、地域の差異が仕事やキャリアに与える影響について考察せんとしたが、何分研究に時間的余裕がなかったため、当初の予定を少し変えて出来る所から順番に手をつけて、順番に範囲を拡げてゆく方法を採った。まず、(1)短大生調査において、全国2800名余の短大生を対象に、就職と地域移動に対するイメージを調査した。その結果、まず仕事を行う能力と、地域移動の経験は、職務の移動(ジョブ・ローテーション)や会社の移動(転職を含む)以上に能力に影響すると感じていることがわかった。しかし、自らすすんで地域を移動して仕事をしようという意欲には欠ける事がわかった。他の質問との関係から、地域には地域ごとに「コンテクスト」とも言うべき人間関係パターンが存在し、そのコンテクストの変更は、生活そのもののパターン変化につながると意識し、コンテクストの改変を恐がるのではないか、との仮説を立てる事ができた。(この事に関しては、共著の論文で、詳しく編じた。)つづいて、(2)大学生調査では、短大生の場合圧倒的に女子が多いためこのような事が起ったと考えていたが、男子の場合も総じて同じ傾向があることがわかった。また、コンテクストの改変をこわがらない事と、地域移動の経験は、明らかに関係があることが統計的に導き出された。このようなfactfindingをふまえて、現在(3)短大・大学卒業生(入社後主に35年の者)の調査を行ない、集計中である。今後、このような若手のむしろエリート・サラリーマンと、予定している(4)パート・タイマーの調査を比較し、地域移動の職業的キャリアに与える影響を明らかにして行きたい。いづれにしても、「転勤」を単に社会病理としてとらえるだけでは、問題は解決されない、という点が少しづつ明らかになり始めている。
ラン色細菌の水素生産性の向上

本株は、所属研究室によるヘテロシスト形成糸状ラン色細菌15株の水素生産性評価実験において、比較的高い水素生産活性を示したものである。水素代謝に関係する酵素にはニトロゲナーゼとヒドロゲナーゼがあり、前者の反応を利用して水素を生産することを目標としている。後者は放出した水素の再吸収に働くので,遺伝子を破壊することにより生産性の向上を目指している。後者は、機能的に双方向型(Hox)と取込型(Hup)に分けられる。本株のhox遺伝子群の塩基配列については、既に所属研究室で配列決定がなされている。hup遺伝子群の塩基配列決定に取り組み、hupS, hupL5',xisC, hupL3'の配列を明らかにした。hupL3'にはまだ40bp程度の未解読の部分があるものと予想され、その部分と更に下流の配列決定を続けている。hupL解読部分アミノ酸配列の他のラン色細菌のものとの一致度は、Anabaena7120に対しては87%、Nostoc73102に対しては91%であった。決定した塩基配列情報を基に、hupL遺伝子の挿入破壊に取り組み、抗生物質耐性をマーカーに選抜を行った。既に挿入破壊株の候補となる耐性株を複数個分離しており、その確認のための分子生物学的および生化学的研究を行っている。(研究成果は、日本植物生理学会大会(2003年3月、奈良)で発表)・AnabaenaPCC7120ヒドロゲナーゼ遺伝子破壊株の光エネルギーの水素への変換効率測定所属研究室で作出した3種のヒドロゲナーゼ突然変異株について、光エネルギーの水素への変換効率を測定した。・上記株のヒドロゲナーゼの成熟に関係する遺伝子の挿入破壊hypF, hypDを破壊した株の作成に取り組み、既に候補となる抗生物質耐性株を分離している。
ウシ尿中における心房性ナトリウム利尿ペプチドの存在様式に関する研究

1.心不全牛の尿中ANP濃度健康牛の尿中ANP濃度は10.3±0.8pg/mlだったのに対し、心不全牛では38.4±15.4pg/mlと高値を示した。血漿中ANP濃度との間との間に有意な相関は認められなかったが、クレアチニン・クリアランスと有意に正相関が認められた。2.心不全牛の尿中ANPの分子型健康牛ではα-ANPのみが検出されたが、心不全牛ではβ-ANPがα-ANPと共に検出された個体があった。3.24時間尿中のANP濃度一貫して心不全牛の尿中ANP濃度が高値を示したが、特に尿中排泄が多くなる時間帯はなかった。
ナノトポグラフィー制御による超平滑加工面の均一性向上

研削面の最大高さ粗さが数十nmと良好になると,これまで粗さの中に埋もれていた微小な振幅のうねりが顕著になる.このうねりをナノトポグラフィーと名付けた.ナノトポグラフィーは形状精度と研削面粗さには大きな影響を与えない.しかし研削模様として目視が可能となる.そのため超精密研削により高い形状精度と平滑さを有する研削面が得られた場合であっても,ナノトポグラフィーが研削面上に存在すると,品位が劣るため不良品として扱われる.このナノトポグラフィーの原因は主に砥石アンバランスに起因する砥石・工作物間の相対振動であることが明らかになっている.この振動を吸収するためにゴムをボンド剤とするゴム砥石を新たに開発した.このゴム砥石を使用することにより,ナノトポグラフィーを抑制することに成功した.しかしゴム砥石は変形し易いため,高い形状精度を得ることが難しい.そこでゴム砥石の弾性変形を考慮した新たな砥石送り軌跡算出プログラムを作成した.またゴム砥石のドレッシングに応用することも可能な,レーザコンディショニング法を提案し,装置の開発を行った.これまでの結論を以下に記す.1.ゴム砥石を開発し,ナノトポグラフィーを抑制した均一な表面の研削加工を実現した.2.研削中に発生するゴム砥石の弾性変形を考慮した砥石送り軌跡算出プログラムを作成した.3.ゴム砥石へ適用することが可能なドレッシング法を開発した.このように,本研究の目的である超精密研削面の均一性向上は達せられた.研削面の粗さが数十nmになると,これまで粗さの中に埋もれていた微小な振幅のうねりが顕著になる.このうねりをナノトポグラフィーと呼ぶ.たとえ超精密研削を行い,形状精度50100nm,最大高さ粗さ10nmが達成されたとしても,研削面にナノトポグラフィーが発生していると品位に劣り不良品として扱われる.このナノトポグラフィーの原因は砥石・工作物間の相対振動であることが明らかとなっている.そこでこの振動を吸収するためにゴムをボンドとするゴム砥石を新たに開発した.一般的に工具がやわらかい場合,高い形状精度を得ることは難しい.そこで砥石の弾性変形を考慮した砥石送り軌跡算出プログラムの開発が必要である.そこで前加工面の形状誤差曲線と砥石の弾性変形を考慮し,最適な砥石送り軌跡を算出するプログラムを作成した.これまでの結論を以下に記す.1.砥粒を顆粒状にしてゴム内に分散させることにより,埋没を防ぐことが可能である.2.ダイヤモンド砥粒の電着砥石を用いることにより,ゴム砥石をツルーイング・ドレッシングできる.3.ゴム砥石を用いて研削を行うことによりナノトポグラフィーの発生を抑制することができる.4.ゴム砥石は研削中に弾性変形するため,高い形状精度を得ることが難しい.弾性変形により発生する形状誤差を予測し,適切な砥石送り軌跡を与える必要がある.来年度は引き続きゴム砥石によるナノトポグラフィーの抑制を試みると共に,研削面の均一性の評価法を開発しナノトポグラフィーの抑制を定量的に評価する.研削面の最大高さ粗さが数十nmと良好になると,これまで粗さの中に埋もれていた微小な振幅のうねりが顕著になる.このうねりをナノトポグラフィーと名付けた.ナノトポグラフィーは形状精度と研削面粗さには大きな影響を与えない.しかし研削模様として目視が可能となる.そのため超精密研削により高い形状精度と平滑さを有する研削面が得られた場合であっても,ナノトポグラフィーが研削面上に存在すると,品位が劣るため不良品として扱われる.このナノトポグラフィーの原因は主に砥石アンバランスに起因する砥石・工作物間の相対振動であることが明らかになっている.この振動を吸収するためにゴムをボンド剤とするゴム砥石を新たに開発した.このゴム砥石を使用することにより,ナノトポグラフィーを抑制することに成功した.しかしゴム砥石は変形し易いため,高い形状精度を得ることが難しい.そこでゴム砥石の弾性変形を考慮した新たな砥石送り軌跡算出プログラムを作成した.またゴム砥石のドレッシングに応用することも可能な,レーザコンディショニング法を提案し,装置の開発を行った.これまでの結論を以下に記す.1.ゴム砥石を開発し,ナノトポグラフィーを抑制した均一な表面の研削加工を実現した.2.研削中に発生するゴム砥石の弾性変形を考慮した砥石送り軌跡算出プログラムを作成した.3.ゴム砥石へ適用することが可能なドレッシング法を開発した.このように,本研究の目的である超精密研削面の均一性向上は達せられた.
肺サーファクタント・アポ蛋白の感染防御機能発現の分子機構と医学的応用

本研究の目的は、肺サーファクタント蛋白質A(SP-A)の生体防御機能を明らかにすることである。昨年度では、SP-Aがエンドトキシン(リポ多糖体)に結合すること、SP-Aがエンドトキシン受容体CD14に結合することによって、マクロファージにおけるエンドトキシン誘導TNFαの発現を調節することを見い出した。平成11年度では、SP-Aだけでなくサーファクタント蛋白質D(SP-D)もエンドトキシンに結合すること、SP-DもCD14に結合するが、その結合はSP-Aと異なりマンノースを加えることで抑制されカルシウム依存性であることを明らかにした。また、SP-AがCD14とR型のリポ多糖体と3者による複合体を形成し得ることを、放射性ラベルしたリポ多糖体を使用して証明した。更に、SP-Aが、エンドトキシン誘導によるサイトカインの発現を調節する作用について、より生理的な条件での作用をみることを目的に、人工肺サーファクタント(S-TA )の在在下で実験を行った。S-TAはその濃度依存性に、マクロファージ様細胞においてS型およびR型リポ多糖体刺激によるTNFαの発現を抑制した。SP-Aを同時に存在させると、S-TA単独下と比較して、S型リポ多糖体誘導TNFαの発現は更に著しく抑制されたがR型リポ多糖体誘導TNFαの発現は変化しなかった。このことから、サーファクタント脂質とサーファクタント蛋白は、それぞれ異なる機構で盛染に対する細胞応答を調節していることが示唆された。肺サーファクタント蛋白質SP-AおよびSP-Dは、C末端側に糖鎖認識領域(CRD)を有するC型レクチンのコレクチン・サブグループに属する。コレクチンは、肺の生体防御において重要な役割を果たしている。本研究は、コレクチンとエンドトキシンとの相互作用、および、その受容体に着目し、肺コレクチンによる生体防御の分子機構を解明することを目的として遂行された。以下に結果を要約する。2. SP-Aは、smooth LPSにより惹起されたTPA分化誘導U937細胞からのTNFα分泌およびTNFαmRNA発現を阻止したが、rough LPS誘導細胞応答を抑制できなかった。3. U937細胞とSP-Aを培養後、SP-Aを除去してLPSと細胞を反応させても、smooth LPSによるTNFα分泌は阻止されたが、rough LPSによる細胞応答はむしろ増強した。ラット肺胞マクロファージにおいても同様の結果が得られた。4. SP-Aアフィニティーカラムによる解析でU937細胞可溶化画分のSP-A結合蛋白質の一つとしてLPS受容体であるCD14が同定された。5.リガンド結合法により、SP-Aが精製組換えCD14に結合することが証明された。6. smooth LPSに結合するCD14はSP-A存在下で減少し、rough LPSに結合するCD14はSP-Aによりむしろ増加することが示された。以上の結果より、SP-AはCD14と相互作用を有することによってエンドトキシンによる細胞応答を制御していることが示された。
PACAPの精巣特異的生合成調節機序とその生理的意義の解明

多機能神経ペプチドPituitary adenylate cyclase-activating polypeptide(PACAP)は、中枢神経系以外に、精巣に比較的高濃度に存在しており、その特異的レセプターと共に発現が精子形成のステージにより周期的に変化する事から、生殖細胞の増殖、分化あるいは生存への関与が示唆されている。我々は、ヒト精巣におけるPACAP遺伝子発現調節機構を解明する目的で、ヒトPACAP遺伝子の精巣特異的プロモーター領域の同定と解析を行った。ヒトゲノムデータベースにおいて、すでに報告されたラット精巣特異的エクソンに対する相同配列を探索したところ、ヒトPACAP遺伝子の翻訳開始点から10.9kb上流に精巣特異的エクソン(hTE)を同定した。RT-PCRによりヒト精巣において、hTEを含むmRNAの発現を確認し、hTE上流領域の約1kbをクローニングした。この領域の様々な長さの欠失変異体を作成し、そのプロモーター活性を、非生殖細胞株(swiss-3T3とPc12)と生殖細胞株(F9とCHo)において、ルシフェラーゼアッセイにより比較評価した。その結果、約80bpの領域において、顕著な転写活性が精巣由来細胞であるF9においては観察されたが、非生殖系細胞株のSwiss-3T3とPC12では見られなかった。この領域のプローブとF9及びマウス初代精巣細胞の核抽出蛋白を用いてゲルシフトアッセイを行ったところ、複数の結台蛋白の存在が確認された。この領域にはC/EBPとAML-1a配列が存在するが、これら単独ではプロモーター活性を示すという報告がないことから、PACAP遺伝子の精巣特異的発現調節に未知の転写因子の関与が示唆された。多機能神経ペプチドPituitary adenylate cyclase-activating polypeptide(PACAP)は、中枢神経系に分布する他、精巣にも比較的高濃度に存在しており、PACAPおよびそのレセプター発現が精子形成のステージにより周期的に変化する事から、生殖細胞の分裂増殖、分化あるいは生存への関与が示唆されている。我々は、ヒト精巣におけるPACAP遺伝子発現調節機構を解明する目的で、ヒトPACAP遺伝子において、精巣特異的PACAPプロモーター領域の同定と解析を行った。ヒトゲノム配列データベースにおいて、最近報告されたラット精巣特異的エクソンに対する相同配列を探索したところ、PACAP遺伝子の翻訳開始点から10.9kb上流に精巣特異的エクソン(hTE)を同定した。この領域には、GATA、SRY、C/EBP、Oct-1、AML-1aや、TBP結合配列、そしてcapシグナルが含まれていた。この領域の様々な長さの欠失変異体を作成し、そのプロモーター活性を、非生殖細胞株(Swiss-3T3とPC12)と生殖細胞株(F9とCHO)において、ルシフェラーゼアッセイにより比較評価した。その結果、414589bpのTSP8領域において、非生殖系細胞株であるSwiss-3T3とPC12では見られなかったが、生殖系細胞株であるF9とCHOに、特に精巣由来細胞であるF9においては顕著な転写活性が観察された。この領域にはC/EBPとAML-1a配列が存在するが、これまで精巣特異的発現調節に関係する報告がないことから、未知の転写因子の関与が示唆された。今後ヒト精巣細胞において、同様に転写活性を検討、さらにエレメントを絞り込むとともに、ヒト精巣細胞より核蛋白を調製し、精巣特異的エレメント結合因子の性状解析をゲルシフトアッセイにて行う。前年度にクローニングしたヒトPACAP遺伝子の精巣

特異的エクソン(hTE)の上流1kBにおける転写調節領域の様々な長さの欠失変異体を作成し、そのプロモーター活性を、非生殖細胞株(Swiss-3T3とPC12)と生殖細胞株(F9とCHO)において、ルシフェラーゼアッセイにより比較評価した。その結果、約80bpの領域において、非生殖系細胞株であるSwiss-3T3とPC12では見られなかったが、生殖系細胞株であるF9とCHOに、特に精巣由来細胞であるF9においては顕著な転写活性が観察された。この領域の3カ所のプローブを合成し、F9及びマウス初代精巣細胞の核抽出蛋白を用いてゲルシフトアッセイを行ったところ、複数の結合蛋白の存在が確認された。この領域にはC/EBPとAML-la配列が存在するが、これら単独ではプロモーター活性を示すという報告がないことから、PACAP遺伝子の精巣特異的発現調節に未知の転写因子の関与が示唆された。
固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスに関する理論的研究

固体表面及び表面吸着種の励起ダイナミックスは、光触媒、光エネルギー変換、半導体材料の製造など多くの応用分野において、また、これらの電子論的理解という点では基礎研究としても多いに注目されている。しかしながら、これらは励起状態における表面一分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全課程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこの様な表面励起ダイナミックスの電子過程を明らかにすることを目指した。具体的には、(1)固体表面の触媒作用、(2)表面吸着種のSTM像、(3)金属錯体の励起状態と光化学反応に関して、これらを取り扱う理論や方法論の構築および各現象の電子的マカニズムの解明を試みた。(1)では、銀触媒によるエチレンの部分酸化反応を対象とした。本研究により、これまで未解決であった活性酸素種の特定に成功した。また、触媒設計の観点から、そもそも銀なのか、銀以外の金属では触媒と成り得ないのか、また、エチレンなのか、他のオレフィンではどうなのか、などについても検討した。(2)では、Bardeenの摂動論を分子軌道法に適用し、STMの分子軌道モデルを提案した。さらに、この手法を吸着ベンゼンに適用し、吸着構造の違いによって炭素の6個のピークが見られる場合と3個のピークしか現われない場合があることを理論的に示した。(3)では、高い対称性を持つ金属錯体の励起状態に関して系統的に研究し、その結果からこれらの励起状態のエネルギー準位や分裂幅に一般則があることを見いだした。さらに、この規則は金属錯体に限らず、縮退軌道間の遷移に基ずく励起状態に関する一般則であり、直線分子やベンゼン錯p-p^*励起状態、正20面体構造のC_<60>の励起状態などにも適用できることを確認した。白金およびイリジウム錯体が示す光異性化や光分解などの光化学反応についても理論的に検討した。しかしながら、これらは励起状態における表面-分子系の構造変化、エネルギー移動、電子移動などを含んでおり、実験的に全過程を理解することは非常に困難である。本研究では、理論的な立場からこのような表面励起ダイナミックスの電子過程を明らかにすることを目指した。具体的には、表面吸着種のSTM像、Mo(CO)_6の光分解反応、表面-分子系の多光子吸収過程に関して、これらを取り扱う理論の構築から各現象の電子的メカニズムの解明に至るまで研究した。1.表面吸着種のSTM像:Ag(111)面の場合、ベンゼンはthree-fold hollowサイトに吸着することが知られているが、その構造は2通りある。この2通りの吸着ベンゼンに対して、我々が先に提案したSTMの分子軌道モデルを適用した。その結果、一方は炭素の6個のピークが見られるが、もう一方は3個のピークしか現われなかった。これは、表面-分子間の相互作用が大きいことを示しており、実験的に観測されているピークとも対応する。このようにSTM観察とその理論シミュレーションの両方を用いることにより、より多くの情報が得られることがわかる。2.Mo(CO)_6の光分解反応:Mo(CO)_6は、気相中及び表面上において光分解することが知られている。本研究では、CO分子が1個あるいは2個同時に解離する過程について、基底及び励起状態のポテンシャル面を検討した。

その結果、1個解離する過程は、低エネルギーの光学許容な励起状態から導かれ、一方、2個同時に解離する過程は、高エネルギーの光学禁制な励起状態から導かれることがわかった。表面吸着種の場合、後者も表面場の影響により遷移モーメントを持つため、より起こりやすくなることも明らかとなった。3.表面-分子系の多光子吸収過程:Pt表面からCO分子が光刺激脱離する場合、入射光強度に対して非線形の応答をする脱離が観測されている。つまり、多光子吸収した状態が関与している。このように気相分子ではみられない(起こりにくい)多光子吸収が、なぜ表面吸着種でみられるのかを本研究では検討した。その結果、CO分子のn-π^*励起の場合、気相分子では基底状態とn-π^*励起状態の間に中間状態が存在しないのに対し、Pt表面ではCO-Pt間の電子移動状態がちょうど中間状態として働くことが示された。さらに、いくつかの固体表面についても調べた結果、常に多光子吸収が増強されるとは限らないことも明らかとなった。本研究では、理論的な立場から表面励起ダイナミックスの電子過程を明らかにすることを目指した。以下に具体的な研究成果を報告する。1.[V_4O_<12>]^<4->上に担持されたアリル-ロジウム錯体によるC-Cカップリング反応:分子性酸化物[V_4O_<12>]^<4->上に担持されたアリル-ロジウム錯体は、C-Cカップリング反応を引き起こしヘキサジエンを生成することが知られている。本研究では、この反応過程における構造変化と触媒活性の関係を明らかにすることを目指した。その結果、C-Cカップリング反応が起らないアセチルアセトナート上に担持されたアリル-ロジウム錯体に比べて、遷移状態に大きな差異が見られた。この違いは、ロジウム錯体部位への電子移動の違いに由来していることが明らかとなった。構造面では、フリーな酸化バナジウム錯体はV_4O_4という8員環はπ共役により平面構造を有しているが、ロジウム錯体がこれに配位すると平面構造は崩れることが示された。2個のロジウム錯体が配位する場合、V_4O_4の8員環を通した長距離相互作用が働き、これがC-Cカップリング反応をサポートしていることも明らかとなった。2.縮退軌道間励起の励起準位と分裂幅に関する一般則:多くの金属錯体は高い対称性を持つため、二重・三重に縮退した分子軌道を持つ。それらの縮退軌道間の遷移に基づく励起状態は、複数個現われる。我々は、これら励起状態の順序や分裂幅に次のような一般則があることを見い出した。『同じ主配置を持つ複数の励起状態のうち、許容遷移に相当する状態は最も高いエネルギー準位に位置し、しかも他の準位との分裂幅も最も大きい。』さらに、この規則は金属錯体に限らず、縮退軌道間の遷移に基づく励起状態に関する一般則であることも確認した。例えば、直線分子やD_<6h>構造のベンゼンのπ-π^*励起状態、正20面体構造のC_<60>やB_<12>H_<12>^<2->の励起状態などである。このように、この規則が任意の分子について成り立つのは、エネルギー準位や分裂幅が分子の性質には関係なく、遷移に関係する分子軌道の重なりにのみ依存するためである。
チョウの食草選択的産卵行動を制御する高次情報処理機構の解明

前年度までの色素注入実験から,前脚に存在する神経細胞の一部が脳(食道下神経節)へ投射していること,当該投射パターンを示す神経細胞がふ節先端に存在するものに限られることが明らかとなっている。また,初期応答遺伝子Hr38を神経活動のマーカー遺伝子として用いる「IEGマッピング」がアゲハチョウにおいても適用可能である。これらを踏まえ,2018年度は,ミカン葉抽出物に応答する脳領域の探索に注力した。刺激の強度を鑑み,「産卵刺激物質に対する味覚応答」以外の脳内神経活動を可能な限り除去した条件で実施した。羽化翌日に交尾,その翌日にスクロース水溶液を充分に飲ませ,触角・口吻・中脚・後脚を切除する。体と前脚を台に固定し,前脚先端をシリコンチューブ内に刺入した。ミカン葉抽出物の提示にあたっては,ガを対象とした研究例を参考に,ペリスタルティックポンプに繋いで自動化を試みた。結果,食道下神経節のうち後方寄りの領域に10個未満の明瞭なHr38発現細胞が観察された。非提示個体では観察されなかったが,水提示個体ではミカン葉抽出物水溶液の提示個体より少ないものの数個のHr38発現細胞が観察された。産卵刺激物質提示時には溶媒である水に対する応答も生じるため,水提示個体でもHr38発現細胞が観察されたことは妥当である。前脚ふ節で受容された産卵刺激物質が,食道下神経節のごく限られた細胞(味覚の二次ニューロン)で処理されることを示唆する重要な結果と考えている。特定の行動や刺激処理に寄与する神経回路のIEGマッピングを用いた同定は,哺乳類において多数の先例が存在する。しかし,対象とされる感覚刺激は視覚・嗅覚・聴覚・触覚が大多数であり,脱感作しやすい味覚刺激に対する神経応答をIEG発現を指標として解析した例は極めて少ない。「しつこい割に飽きの来ない」刺激提示法の検討に予想以上に手間取ったことが主因である。産卵刺激物質に対するナミアゲハ前脚ふ節の味覚感覚子の応答自体は常に観察される。一方で,産卵行動は光条件や飛翔量,交尾経験といった複数の要因が整ったうえで産卵刺激物質を提示して初めて観察される。そこで,まず初めに,産卵刺激物質が「意味ある情報」として処理されると考えられる条件で実施した。産卵刺激物質を感知できないよう両前脚を切除した個体との比較を行ったところ,前脚の有無にかかわらず,視葉・触角葉・食道下神経節・キノコ体を含んだ脳の広範な領域でHr38発現細胞が観察された。広範囲におけるHr38の発現は,強光条件下で提示することによる視覚入力(視葉),ミカン葉抽出物の匂いによる嗅覚入力(触角葉),翅や脚への運動出力(食道下神経節),それらの統合的な処理(キノコ体)に関わる神経活動を反映したものと考えられる。こうした多数のHr38発現細胞の存在により,前脚非切除個体特異的と予想される産卵刺激物質による味覚入力を反映したHr38発現細胞の探索は,自然状態に近い条件下の提示では極めて困難と判断した。以上のような経緯で,前項記載の手法を確立するまで半年以上かかってしまった。1. IEGマッピングの完了確立した自動味覚提示実験系を利用し,ミカン葉抽出物のみならず,各種産卵刺激物質の単独や組み合わせ提示を実施し,その際のHr38発現細胞の分布の違いを検討する。その際に,catFISHと呼ばれる時系列解析を適用する。刺激からの経過時間の違いでIEG転写産物の細胞内局在箇所が異なることを指標に,応答した刺激を判別する手法である。アゲハチョウは脳内を通る気管がかなり丈夫であり,RNA probeの非特異結合による非特異的な発色が解析の際に邪魔になる。近年開発された特異性の非常に高いin situ HCR法の導入を試みることで,Hr38発現細胞のみを明確に可視化することができるのではないかと考えている。2.トランスクリプトーム解析未交尾メスはミカン葉を提示しても産卵行動を示さない。一方で,交尾済みメスが日齢を経ると,ミカン葉以外を提示しても産卵することがある。前脚ふ節の応答には明確な差が見られないことから,より高次(すなわち脳)の情報処理に違いが生じているためと考えられる。これらの行動の異なる個体の脳を対象にトランスクリプトーム解析を行うことで,食草情報の高次情報処理を担う未知の分子・神経機構に迫る糸口を得たい。3.ゴイシシジミのゲノム解析(準備)チョウ目昆虫としては極めて珍しい「ほぼ完全肉食性」を示すゴイシシジミの安定した発生地が大阪府内に存在する。ナノポア社のシーケンサーMinIONを使用したゲノム解析の準備として,実験室での安定した飼育を試みる。

羽化翌日に交尾,その翌日にスクロース水溶液を充分に飲ませ,触角・口吻・中脚・後脚を切除する。体と前脚を台に固定し,前脚先端をシリコンチューブ内に刺入した。ミカン葉抽出物の提示にあたっては,ガを対象とした研究例を参考に,ペリスタルティックポンプに繋いで自動化を試みた。結果,食道下神経節のうち後方寄りの領域に10個未満の明瞭なHr38発現細胞が観察された。非提示個体では観察されなかったが,水提示個体ではミカン葉抽出物水溶液の提示個体より少ないものの数個のHr38発現細胞が観察された。産卵刺激物質提示時には溶媒である水に対する応答も生じるため,水提示個体でもHr38発現細胞が観察されたことは妥当である。前脚ふ節で受容された産卵刺激物質が,食道下神経節のごく限られた細胞(味覚の二次ニューロン)で処理されることを示唆する重要な結果と考えている。特定の行動や刺激処理に寄与する神経回路のIEGマッピングを用いた同定は,哺乳類において多数の先例が存在する。しかし,対象とされる感覚刺激は視覚・嗅覚・聴覚・触覚が大多数であり,脱感作しやすい味覚刺激に対する神経応答をIEG発現を指標として解析した例は極めて少ない。「しつこい割に飽きの来ない」刺激提示法の検討に予想以上に手間取ったことが主因である。産卵刺激物質に対するナミアゲハ前脚ふ節の味覚感覚子の応答自体は常に観察される。一方で,産卵行動は光条件や飛翔量,交尾経験といった複数の要因が整ったうえで産卵刺激物質を提示して初めて観察される。そこで,まず初めに,産卵刺激物質が「意味ある情報」として処理されると考えられる条件で実施した。産卵刺激物質を感知できないよう両前脚を切除した個体との比較を行ったところ,前脚の有無にかかわらず,視葉・触角葉・食道下神経節・キノコ体を含んだ脳の広範な領域でHr38発現細胞が観察された。広範囲におけるHr38の発現は,強光条件下で提示することによる視覚入力(視葉),ミカン葉抽出物の匂いによる嗅覚入力(触角葉),翅や脚への運動出力(食道下神経節),それらの統合的な処理(キノコ体)に関わる神経活動を反映したものと考えられる。こうした多数のHr38発現細胞の存在により,前脚非切除個体特異的と予想される産卵刺激物質による味覚入力を反映したHr38発現細胞の探索は,自然状態に近い条件下の提示では極めて困難と判断した。以上のような経緯で,前項記載の手法を確立するまで半年以上かかってしまった。1. IEGマッピングの完了確立した自動味覚提示実験系を利用し,ミカン葉抽出物のみならず,各種産卵刺激物質の単独や組み合わせ提示を実施し,その際のHr38発現細胞の分布の違いを検討する。その際に,catFISHと呼ばれる時系列解析を適用する。刺激からの経過時間の違いでIEG転写産物の細胞内局在箇所が異なることを指標に,応答した刺激を判別する手法である。アゲハチョウは脳内を通る気管がかなり丈夫であり,RNA probeの非特異結合による非特異的な発色が解析の際に邪魔になる。近年開発された特異性の非常に高いin situ HCR法の導入を試みることで,Hr38発現細胞のみを明確に可視化することができるのではないかと考えている。2.トランスクリプトーム解析未交尾メスはミカン葉を提示しても産卵行動を示さない。一方で,交尾済みメスが日齢を経ると,ミカン葉以外を提示しても産卵することがある。
粗微動機構の最適位置制御系設計

本研究では,広可動範囲の粗動機構と,高精度な微動機構よりなる粗微動機構の特長を生かした最適位置制御系を実現することを目的に,下記のことを行った.なお,購入したデータ出力装置はデータ解析に,ディジタルマルチメータは,機構のモデル化,パラメータ同定に使用した.(1)最適な位置制御方法の評価法粗微動機構に最適な制御方法を明らかにするために,10mmステップ入力に対する応答波形についてコントローラの設計基準を定め,その条件を満たすコントローラが,ステップ高さの変化等に対してどの程度ロバスト性を示すか検討し,評価することとした.(2)試作機構のモデル化と同定機構をモデル化し,購入した備品を利用してモデルパラメータを同定した.(3)制御方法の理論的,実験的検討PID制御法と最適制御法に関し,粗微動機構への有効性を理論的,実験的に検討し,次の知見を得た.(A)PID制御法に関しては,粗動機構用にPI-Dコントローラを,微動機構用にPIコントローラを用い,微動機構用コントローラは,制御対象であるテーブルが微動機構により偏差除去可能となる場合のみ稼働させた.この結果,設計基準を満たす応答波形が得られ,ステップ高さの変化に対し高いロバスト性が示された.(B)最適制御法に関しては,数種類の評価関数の設定,コントローラの構成をシミュレーションを用いて検討したが,設定した設計基準を満たすことができなかった.その主な理由としては,(I)粗動機構のモータ駆動アンプの飽和特性の影響が大きいこと,(II)PID制御法に比べ,最適制御法では飽和特性を加味することが困難であったこと,が挙げられる.今後はこれらの問題を解決する方法を検討する必要がある.本研究では,広可動範囲の粗動機構と,高精度な微動機構よりなる粗微動機構の特長を生かした最適位置制御系を実現することを目的に,下記のことを行った.なお,購入したデータ出力装置はデータ解析に,ディジタルマルチメータは,機構のモデル化,パラメータ同定に使用した.(1)最適な位置制御方法の評価法粗微動機構に最適な制御方法を明らかにするために,10mmステップ入力に対する応答波形についてコントローラの設計基準を定め,その条件を満たすコントローラが,ステップ高さの変化等に対してどの程度ロバスト性を示すか検討し,評価することとした.(2)試作機構のモデル化と同定機構をモデル化し,購入した備品を利用してモデルパラメータを同定した.(3)制御方法の理論的,実験的検討PID制御法と最適制御法に関し,粗微動機構への有効性を理論的,実験的に検討し,次の知見を得た.(A)PID制御法に関しては,粗動機構用にPI-Dコントローラを,微動機構用にPIコントローラを用い,微動機構用コントローラは,制御対象であるテーブルが微動機構により偏差除去可能となる場合のみ稼働させた.この結果,設計基準を満たす応答波形が得られ,ステップ高さの変化に対し高いロバスト性が示された.(B)最適制御法に関しては,数種類の評価関数の設定,コントローラの構成をシミュレーションを用いて検討したが,設定した設計基準を満たすことができなかった.その主な理由としては,(I)粗動機構のモータ駆動アンプの飽和特性の影響が大きいこと,(II)PID制御法に比べ,最適制御法では飽和特性を加味することが困難であったこと,が挙げられる.今後はこれらの問題を解決する方法を検討する必要がある.
ニュータウンにおける居住構造の時系列分析

国勢調査の国勢調査区集計結果を用いて、住宅の構造別・所有関係別にみた人口増減と人口高齢化との関係を分析した.分析対象地域は、大阪府吹田市と豊中市にまたがる千里二ュ-タウンである。分析の結果、千里ニュータウンでは、住宅の構造(低層・中層・高層など)による人口増減や人口高齢化の進展に差は相対的に小さいが、所有関係別にみた場合は人口増滅や人口高齢化の進展に著しい差異のあることが確認された。人口高齢化の進展には、非高齢人□の地区外転出が大きく作用しているが、とりわけ結婚適齢期に相当する20歳代半ば30才代前半の転出が著しく、これが非高齢人口の滅少と比率の低下を招き、同時に高齢人口の比率増大に寄与している.なかでも、公営・公団の賃貸住宅では、2世代居住が実質的に不可能なため、結婚適齢期層の転出が顕著である。しかし、これらの住宅では、転出によって生じた空家に新たな非高齢者が入居する。したがって、公団・公営の賃貸住宅における人□高齢化の進展では、残存した壮年層が高齢人口に組み込まれていくことの作用を見逃せない.一方、持家としての戸建住宅や公団の共同住宅では、当初からの居住者の年齢が公団や公営の賃貸住宅よりも高かったため、人口高齢化がより早期に生じている.加えて、賃貸住宅ほど居住者の入れ替わりが多くないため、残存した壮年層が次々と高齢人□に組み込まれており、人口高齢化が急激に進展している。戸建住宅と公団の共同住宅を比較すれば、同じ持家であっても、前者の人口高齢化が顕著である。戸建住宅における高齢人口比率は、1990年時点で20%前後にまで及んでいる。以上の点を踏まえると、バランスの良い年齢構成が実現できる政策が不可欠である。賃貸住宅にあっては、親子近接居住を実現させるために、地区内居住者が世帯分離する際の優先入居などの方策を取る必要があろうし、持家の共同住宅(多くは中層)で建替えの際に高層化を前提とした容積率の緩和も必要であろう.また戸建住宅についても、快適な2世代・3世代居住を実現すべく、建替えの際に必要最低限の建ぺい率・容積率の緩和が要請される。
糖ヌクレオチド輸送体を介する糖鎖リモデリングの基礎研究

1.新規糖ヌクレオチド輸送体のcDNAクローニングと発現(1) UDP-Gal輸送体関連遺伝子一つであるUGTrel2cDNAについて、その全長の配列を確定した。さらに、これを出芽酵母Saccharomyces cerevisiae細胞中で発現させることに成功し、UGTrel2 cDNA産物がUDP-GlcNAcを特異的に輸送すること、すなわち、UGTrel2がヒトUDP-GlcNAc輸送体遺伝子であることを明らかにした。このcDNAを発現ベクターpMKIT-neoに挿入してCHO細胞に導入することにより、輸送体タンパク質はゴルジ膜に局在化することが明らかになった。UDP-GlcNAc輸送体mRNAは、各種の臓器に普遍的に発現していることが示された。(2)分裂酵母SchizosaccharomycespombeのUDP-Gal輸送体遺伝子が2個のexonから構成されていることを明らかにし、RT-PCRによってUDP-Gal輸送体cDNAのコード領域全長の配列を明らかにした。さらに、このコード領域をpMKIT-neoに挿入してUDP-Gal輸送体欠損Lec8細胞中で発現させ、変異表現型の相補を利用して、cDNA産物がUDP-Gal輸送機能をもつことを証明することができた。2.糖ヌクレオチド輸送体の機能領域の解析UDP-Gal輸送体とCMP-シアル酸輸送体のキメラ分子を種々構築し、その発現およびUDP-Gal輸送機能について検討した結果、N末およびC末の推定ループ部分には互換性が認められた。これは、delektionの導入による機能解析の結果ともconsistentであった。一方、N末端に最も近い推定膜貫通へリックスの置換は、UDP-Gal輸送活性を失わせるとともに、輸送体タンパク質の細胞内における安定性を大きく損なうことが示された。
脳腫瘍モデルにおける放射線感受性プロモーターを用いた免疫遺伝子療法

マウスグリオーマ細胞に副シグナルであるB7-1ならびにICAM-1をそれぞれまたは両者を遺伝子導入させ、遺伝子発現腫瘍細胞を作成した。これらの細胞の増殖能を調べるために同系マウス(B10.A)ならびにSCIDマウスの皮下に接種したところ、いずれも同系マウスでは拒絶されたが、SCIDマウスでは親株とほぼ同じ発育を示した。これらの細胞の抗腫瘍効果を比較すると、マウス皮下腫瘍モデルにおいてはICAM-1単独遺伝子導入細胞の抗腫瘍効果が最も低く、B7-1ならびにICAM-1両者を遺伝子導入した腫瘍細胞が最も強い抗腫瘍効果を示した。しかし脳腫瘍モデルにおいてはB7-1ならびにICAM-1遺伝子導入細胞だけでは不十分であり、インターロイキン12の腹腔内投与を併用することにより明らかに生存期間を延長させることができた。この抗腫瘍効果のエフェクター細胞はCD8陽性T細胞であった。インターロイキン12腹腔内投与単独では抗腫瘍効果は認められなかった。次にこれらの遺伝子を放射線感受性プロモーターの下流につなぎ、放射線照射による遺伝子発現のオンオフを可能とするシステムを検討した。用いた放射線感受性プロモーター(EGR-1)はプロモーター活性が低く、また完全なオンオフができなかったため結局これは用いなかった。副シグナル以外にも樹状細胞を刺激することができるCD40Ligandもマウスグリオーマ細胞に遺伝子導入し現在その抗腫瘍効果を樹状細胞との併用も含めて検討中である。マウスのグリオーマ細胞(SR-B10A)にマウスB7,マウスICAM-1を発現するプラスミドをリポフェクチ法を用いて導入し強制発現させた。膜抗原の発現状態をフローサイトメトリーを用いて確認し数十個のクローンを得た。両者の発現が確認されたクローンを皮下に接種し生着実験とワクシネーション実験を施行した。この結果、B7,ICAN-1それぞれ単独での皮下生着実験ではすべてのマウスで拒絶を確認することが出来た。また、皮下におけるワクシネーション実験では長期にわたり腫瘍増殖抑制を得ることが出来たが最終的には腫瘍の再増大により全例腫瘍死した。さらに抗CD4、抗CD8、抗NK抗体をマウス腹腔内に投与し、それぞれの成分を抑えることにより抗腫瘍作用に違いがでるかどうかを調べ、どのリンパ球が抗腫瘍作用の主体をなしているかを検討した。この結果からは、抗CD8投与したマウスのみ有意に腫瘍細胞に対する免疫応答が低下した。このことより本実験での抗腫瘍効果にCTLが関係している可能性が示唆された。さらに、CTLの誘導が行なわれているかどうかを確認する意味で親株及びB7遺伝子導入細胞脳内接種モデルの脾細胞を用いて^<51>Cr releasing assayを行いB7発現細胞で有意なCTL活性の上昇を確認した。次に同様の細胞を定位的に1x10^4個を同系マウス右前頭葉内に接種した。この結果、B7,ICAN-1それぞれ単独での脳内生着実験ではすべてのマウスで拒絶を確認することが出来た。しかし、脳内におけるワクシネーション実験では腫瘍増殖抑制を得ることが出来たず生存期間の延長は認められなかった。このことから、B7,ICAM-1単独では、脳内モデルにおいては免疫賦活能力が不十分であると考えられた。マウスのグリオーマ細胞(SR一B10A)にマウスB7,マウスICAM-1を発現するプラスミドをリポフェクチ法を用いて導入し強制発現させた。この細胞を用いてマウス脳腫瘍モデルにおいてワクシネーション実験を施行したところ,治療モデルにおいては腫瘍増殖抑制を得ることが出来ず生存期間の延長は認められなかった。そこで次にこの抗腫瘍作用を増強させるためにインターロイキン12との併用療法を行った。まずグリオーマ細胞を脳内に接種5日後皮下に放射線照射した遺伝子導入グリオーマ細胞を接種した。次にインターロイキン12を隔日に14日間腹腔内投与し,生存期間を検討した。インターロイキン12