hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規分子疫学的手法を用いたPVL陽性黄色ブドウ球菌・MRSAの蔓延状況の解明

北海道内の医療機関において外来患者に由来する多数の黄色ブドウ球菌を対象とし、メチシリン耐性菌(MRSA)の分布状況とその分子疫学的特徴を解析した。その結果、市中感染型MRSAの典型的な特徴であるPanton-Valentine Leukocidin(PVL)遺伝子を保有するMRSA(遺伝子型ST6,ST59)、米国で優勢なUSA300クローンに特徴的な遺伝性因子ACMEを持つMRSAが数株検出され、これらのMRSAの市中における拡がりが示唆された。本研究の目的は、市中感染型MRSAの特徴として知られるPanton-Valentine leukocidine(PVL)について、これを保有する黄色ブドウ球菌、MRSAの蔓延状況とその特徴を国内外の分離株について明らかにすること、加えて新規の遺伝学的型別法を開発することである。今年度はまず、新規遺伝子型別法開発のための基礎データを得るため、コアグラーゼ型I-X型およびそれらに属さない新規の型を規定すると考えられるコアグラーゼ遺伝子の全塩基配列を決定し、新規の2つの遺伝子型を同定するとともに、各型に特異的な配列を解析した。疫学調査の対象として、今年度は札幌医科大学付属病院の臨床分離株230株、札幌市の臨床検査会社において外来患者検体からの分離株550株、その他海外の病院で分離され研究用に選別された約100株の菌株を収集、保管した。それらについて、メチシリン耐性遺伝子、PVL遺伝子の分布、コアグラーゼ遺伝子型、その他の特徴について解析を進めている。海外由来の菌株のうち、バングラデシュのダッカおよびマイメンシン医科大学からの計59株については解析を完了した。MRSA26株の大半はコアグラーゼ型IVであり、PVL陽性株は検出されなかった。一方メチシリン感受性株(MSSA)33株中9株がPVL陽性であり、7株がコアグラーゼ型VI型、2株がIII型に属していた。PVL陽性株についてMLST解析を行ったところ、VI型株4株はST772またはST573に属し、これらは米国で報告されたPVL陽性MRSAのプロトタイプであるMW1と同じ系統(CC1)に属しており、PVL遺伝子が一部の限られた菌のクローンに存在していたことが示唆された。またPVL陽性MSSAはPVL陰性MRSAよりも多数のエンテロトキシンおよび病原因子遺伝子を保有していた。同様の解析は国内分離株においても進行中である。本研究の目的は、市中感染型MRSA(CA-MRSA)の特徴として知られるPanton-Valentine leukocidine(PVL)について、これを保有する黄色ブドウ球菌、MRSAの蔓延状況とその特徴を国内外の分離株について明らかにすることである。本研究の開始当初より、新規分子疫学的解析方法として、PCR法を用いたコアグラーゼ遺伝子型別法の開発に取り組み、その方法を確立し有用性を実証した。本研究における黄色ブドウ球菌の疫学調査では、すべての菌株についてこの遺伝子型別法を用いて解析を行った。今年度は本研究の最終年度にあたり、北海道を中心として行なった研究成果のまとめと、海外の共同研究先であるミャンマーでの小規模な疫学調査を実施した。北海道の外来患者に由来する黄色ブドウ球菌1017株中を対象とした研究では、約19%がMRSAで、そのうち約8割は病院感染型MRSAと似た特徴を有していた。PVL遺伝子はMRSA3株に検出され、それらはST6またはST59に属していた。ST6は国内外ともに市中感染型では稀な型であり、北海道での土着的な分布が示唆され、またST59は台湾を中心に分布拡大が報告されているCA-MRSAの型であった。ミャンマーでの調査は、同国国立保健研究所で2008年に分離された23株を対象とした。PVL陽性株は5株でST121に属し、いずれもMSSAであり皮膚感染症(膿)に由来していた。被検菌株について毒素・病原因子の分布を調べたところ、PVL陰性株やMRSAと異なり、PVL陽性株はエンテロトキシン遺伝子クラスターを有し、骨シアロ蛋白結合蛋白遺伝子を有していた。エラスチン結合蛋白遺伝子は全菌株に検出されたが、PVL陽性株の持つその遺伝子は内部に180塩基もの長い欠失が見られ、本来の蛋白よりも60アミノ酸短いことが推定された。それらの病原因子の保有および変異がPVL陽性黄色ブドウ球菌の病原性に関与している可能性が示唆された。
エネルギー吸収型ブレースによる高層架構建築の地震応答制御設計法に関する基礎的研究

申請した研究計画に基づいて、下記の研究を行った。1)エネルギー吸収ダンパーの実地震応答下における疲労寿命の予測エネルギー吸収ダンパーの定振幅繰り返しせん断力載荷による極低サイクル疲労実験を行い、次のような結果を得た。(1)エネルギー吸収ダンパーは十分な塑性変形能力を有し、多数回の繰り返し載荷を受けても急激な耐力低下は生じない。(2)定振幅疲労特性として、Manson-Coffin型の疲労関係式が良好に成立する。(3)地震応答下においても線形累積損傷が成立する。また、これに基づく累積損傷予測式を提案した。(4)激震時(地震最大速度50kine)における累積疲労損傷値は全寿命の0.01050.0279程度であり、エネルギー吸収ダンパーは十分なエネルギー吸収能力を有する。2)エネルギー吸収型ブレースのブレース部材のRCプレキャスト化に関する研究高強度コンクリートとの付着性の高い高強度非焼成セラミックス型枠の中に、建築架構の上下の梁との接続用の帯板と鉄筋を配して、高強度コンクリートを打ち込んだ鉄筋コンクリートプレキャスト部材について、その繰り返し引張力に対する亀裂強度、部材内部の帯板鋼とコンクリートとの付着応力分布、鉄筋やセラミックスパネルの協力効果等を明らかにし、ブレース材内部コンクリートの引張亀裂耐力の算定式を提案した。3)エネルギー吸収型ブレースの配置法と高層建築構造特性設定法に関する基礎資料の収集下層部にエネルギー吸収型ブレースを有する、21層のブレース付鉄骨架構について、種々の地震波に対する地震応答解析を行い、各構造特性パラメータが建物の応答性状に与える影響及びその適正値を調べ、それらの適正値を用いれば、激震時においても、建物の地震応答が構造設計上一般に認められている限界層間変形角以内に収まるような設計が可能であることを明らかにした。
追尾照射における四次元線量計算を利用した品質保証システムの開発と臨床的有効性

本研究システムの線量計算エンジンと非剛体レジストレーションエンジンの高速化および実装を開始した。最終ゴールは線量計算や非剛体レジストレーションのエンジンはGPU高速計算できるよう設計および開発を行うことである。当施設独自で作成した線量計算アルゴリズムであるが、水等価物質内での一致は良好であったが、肺野内不均質物質内の計算結果がVarian製EclipseのAcurosXBと大きくずれた。原因の特定が困難となったため、任意メーカが独自で開発しているアルゴリズムを利用することとした。いまだ、そのアルゴリズムは開発中のため、比較評価はしていない。非剛体レジストレーションのエンジンは昨年同様開発が遅れているが、四次元線量計算のパラメータの入力インターフェースについては設計は完了しているので線量計算エンジンと非剛体レジストレーションの開発から完了後、実装を行う。当施設独自で作成した線量計算アルゴリズムであるが、肺野内不均質物質内の計算結果がVarian製EclipseのAcurosXBと大きくずれた。以上から、やや遅れている。任意メーカが独自で開発しているアルゴリズムは今年度5月中には開発が完了するときており、その後評価を行う。また非剛体レジストレーションエンジンは、これまで我々が研究報告したエンジンのGPU版が利用可能であることから、これを採用し実装する予定とする。これを7月までには完了する。その後、10月を目標に四次元線量計算のパラメータの入力インターフェースと統合する。その後、臨床データを利用し評価する。最終ゴールは線量計算や非剛体レジストレーションのエンジンはGPU高速計算できるよう設計および開発を行ことである。今年度の開発はこれまでの橘の線量計算アルゴリズムは開発経験を用い、特任研究員である黒澤知征がプログラムの実装を行なった。計算アルゴリズムはCollapsed Cone Convolutionを採用することとした。GPUでの高速計算の前にまずはCPUでの実装を行った。その後、実装した計算結果とVarian社製Eclipse治療計画装置に実装されており、モンテカルロ法相当であるAcurosXBの計算結果と比較した。その結果、不均質領域で誤差が大きくなった。そこで、Geant4モンテカルロシミュレーションツールキットを利用し、研究開発プログラムの誤差要因を調査することとした。非剛体レジストレーションのエンジンは開発が遅れているが、採用するアルゴリズムは近年の非剛体レジストレーションのアルゴリズムでしばしば利用されているFree form registrationとした。四次元線量計算のパラメータの入力インターフェースについては設計は完了しているので、線量計算エンジンと非剛体レジストレーションエンジンの開発が完了後、実装を行う。本研究はこれまでの科研費でサポートされた研究の継続のものであり、今年度、欧米の学術雑誌で、査読あり採択論文数が4本であったことから、本研究の新規性や有用性の立証を促進できる結果になったと考えている。線量計算エンジンをCPUで実装し、精度を確認した後、GPUで実装する予定であったが、実装したプログラムを起動し、計算した結果が、AcurosXBの計算と不均質領域で誤差が大きくなった。その原因を調査するため、Geant4モンテカルロシミュレーションツールキットを利用することとしたが、この実装にも時間がかかっている。線量計算エンジンと非剛体レジストレーションエンジンは本研究の核であるため、丁寧に開発する予定である。まずはGeant4モンテカルロシミュレーションツールキットを利用し、誤差要因を策定し、CPUでのプログラムを修正する。その後、GPU実装の専門家と相談し、場合によっては痛く研究を行い、開発スピードを速めることも考える。非剛体レジストレーションエンジンの開発は特任研究員である宮川真に依頼し、開発スピードを高める。

計画通り利用できたが、端数分の621円が余ったため。線量計算エンジンの独自開発を延長したため、測定関連の予算で若干利用しなかった。その結果、85350円となった。本年度では、任意企業の線量計算アルゴリズムを利用して、検証をするため、本予算は利用する予定である。
交尾型魚類における繁殖様式の多様性創出機構―交尾の外適応としての多回産卵の評価―

本研究は,交尾卵生種と非交尾卵生種が混在するカサゴ目カジカ上科魚類を対象に,交尾の外適応としての多回産卵など繁殖形質および精子の機能形態など、父性の決定に関わる要素について、生態学、生理学的な比較研究を行った。その結果,以下の事柄が明らかとなった。・周年にわたる生殖腺の組織観察から,本属のヤセカジカ,キマダラヤセカジカは潜在的な多回産卵性を有するが,産卵する回数を調べる飼育実験を行ったところ,卵保護を孵化まで続けた雌は1回しか産卵しなかった。このことから,本種の部分同時発生型による2つ目以降の卵群は,卵保護中に卵を捕食されたときなどの補償であろうと推定された。・生殖腺の組織観察および水槽内での行動観察の結果から,本属が産卵期の数か月前から交尾期に入る交尾型カジカであることが示された。また,精子貯留に適応した精巣付属器官および卵巣薄板をヤセカジカ属2種で比較し,それら器官の特化機構を組織学的に解明した。・本属はカジカ類で特異的な雌保護,1回産卵の交尾種であった。このような繁殖様式は,近縁のホホウロコカジカ属でも同様であったが,同じく近縁のオットセイカジカ属は雄卵保護であった。これらの小型カジカ類を交尾の進化モデルとして,非交尾雄保護から雌卵保護が進化した可能性を示した。・キマダラヤセカジカの精子間競争の実態について父子判定により解明するための実験を現在進めている。本年度は以下の事柄が明らかとなった。・周年にわたる生殖腺の組織観察から本属のヤセカジカ,キマダラヤセカジカは,いずれも部分同時発生型の卵巣卵の発達様式を示し,本種が潜在的な多回産卵性を有することが明らかになった。しかし,水槽内で一繁殖期に産卵する回数を調べる飼育実験を行ったところ,雌が卵をふ化まで保護し,その間の約1か月間新たな産卵をすることがなかった。この観察結果から,本種の部分同時発生型による2つ目以降の卵群は,卵保護中に卵を捕食されたときなどの補償であろうと推定された。・ヤセカジカ属は魚類でも稀で,カジカ類では初めての報告となる雌が卵保護を行うカジカであることが明らかとなり,卵保護に適応した雌の口唇部の二次性徴,卵発生に伴う卵保護行動の経日変化などが観察された。また,精子貯留に適応した精巣付属器官および卵巣薄板の特化機構の組織学的に解明した。・本属は,カジカ類で特異的な雌保護,1回産卵の交尾種であった。このような繁殖様式は,非交尾,雄保護交尾を経て進化してきたと予想されるが,次年度,近縁なセトカジカ属を含めて比較研究を進め,この仮説を検証する。・周年にわたる生殖腺の組織観察から,本属のヤセカジカ,キマダラヤセカジカは潜在的な多回産卵性を有するが,産卵する回数を調べる飼育実験を行ったところ,卵保護を艀化まで続けた雌は1回しか産卵しなかった。

このことから,本種の部分同時発生型による2つ目以降の卵群は,卵保護中に卵を捕食されたときなどの補償であろうと推定された。・生殖腺の組織観察および水槽内での行動観察の結果から,本属が産卵期の数か月前から交尾期に入る交尾型カジカであることが示された。また,精子貯留に適応した精巣付属器官および卵巣薄板をヤセカジカ属2種で比較し,それら器官の特化機構を組織学的に解明した。・本属はカジカ類で特異的な雌保護,1回産卵の交尾種であった。このような繁殖様式は,近縁のホホウロコカジカ属でも同様であったが,同じく近縁のオットセイカジカ属は雄卵保護であった。これらの小型カジカ類を交尾の進化モデルとして,非交尾雄保護から雌卵保護が進化した可能性を示した。・キマダラヤセカジカの精子間競争の実態について父子判定により解明するための実験を現在進めている。
キノコ毒の法医学的検査法の確立

キノコによる中毒は毎年のように繰り返されており、稀には死亡例も報告されている。比較的軽い中毒を起こすクサウラベニタケによる中毒は秋田県においてはかつてはかなりの数になっていたが、近年は教育・宣伝により減少した。しかし、皆無となったわけではなく、中毒の機会がますます増加する危険性もある。クサウラベニタケと食用のウラベニホテイシメジとの判別は、慣れればそれほど難しくはないが、中には両者の中間に位置されるような食毒の判断に苦労するものもあり、簡易な科学的判定法の確立が待たれている。本研究は、発色試薬による方法、分光光度計による吸収スペクトルの差異による方法、高速液体クロマトグラフィによる方法などの判定法への利用の可能性を探るとともに、ラットを用いin vitro、in vivoでの両キノコの投与による脳内セロトニン代謝への影響を検討した。発色試薬による判定法は、大木らの方法が発表されているが、両者ともに全ての反応が陽性となってしまい判定不可能であった。分光光度計による吸収スペクトルの差異による判定法は、吸収を示すものもあるが、今後更に検討する必要がある。高速液体クロマトグラフィによる方法では電気化学検出器の利用により、Sep-Pak C_<18>カラムによりメチルアルコ-ルで溶出し検査を行なうと大きなピ-クを示した。サンプルによりピ-クの位置・大きさに差があり、判定の一方法として有効な可能性を示唆した。ラットを用いたin vitro実験では、セロトニン代謝の著しい促進が観察された。しかし、セロトニン代謝の抑制はいずれの群でも観察されなかった。また、in vivo実験では両キノコの投与により、5-HTとdopamineの著しい増加が両群共に観察された。5-HTの増加はMAOによる5-HT代謝が抑制された結果と考えられる。dopamineの増加はクサウラベニタケ中のムスカリンの作用とも考えられるが、このメカニズムの解明は今後の研究課題である。日本人は世界でも有数のキノコ好き民族であるが、それにともない毒キノコによる中毒も毎年繰り返されている。食用にできるキノコは300種を越えるが、日本に見られる毒キノコはわずか30余種、このうち中毒を起こしたことのあるキノコは20種弱に過ぎない。これら毒キノコの中には、十数本で大人100人を致死させる能力を持つものがあり、犯罪に使われる危険性も存在する。しかし、それらの毒成分や中毒のメカニズムの解明は成されておらず、また、法医中毒学的検査法も確立されていない。本研究は、毒キノコの毒成分を明らかにし、毒作用のメカニズムを解明するとともに、キノコ毒の法医学的検査法を確立することを目的とする。初年度は毒キノコとしてクサウラベニタケ、コイイロクサウラベニタケ、ツキヨタケ、コタマゴテングタケ、コレラタケを、そして対照として用いるため食用のウラベニホテイシメジの採取を行なった。各キノコをアルコールで脱水後凍結乾燥し、乾燥品について定色反応と、薄層クロマトグラフィによる検査法について検討を加えている。また、食用のウラベニホテイシメジとよく混同する毒キノコのクラウラベニタケについて、ラットの脳および肝臓のモノアミンオキシグーゼ活性へのこれらキノコの影響をセロトニンを用いてin vitroで検討している。脳ホモジネート700G上清とキノコ抽出物を15分間振盪後セロトニンを添加し、60分後のセロトニン含量を電気化学的検出器付高速液体クロマトグラフィで測定した。その結果、食用のウラベニホテイシメジ、毒のクサウラベニタケ共に著しいセロトニン代謝の促進が観察された。

しかし肝臓では逆にセロトニン代謝の抑制が観察されており、この差がいったい何を意味するものかを含めて更に検討を加えたい。キノコによる中毒は毎年のように繰り返されており、稀には死亡例も報告されている。猛毒キノコの多いテングタケ類についてはかなりの研究が報告されているが、比較的かるい中毒を起こすクサウラベニタケについてはようやくその成分の一部が明らかになってきたにすぎない。本研究は、発色試薬による方法、分光光度計による吸収スペクトルの差異による方法、高速液体クロマトグラフィによる方法などの毒キノコ判定法への利用の可能性を探るとともに、初年度行ったラットを用いたin vitro実験に引き続き、今年度はin vitroでのサクラベニタケとウラベニホテイシメジの投与による脳内セロトニン代謝への影響を検討し、生理的差異を明らかにすることを試みた。発色試薬による判定法は、大木らの方法が発表されているが、本研究による追試では、サクラベニタケ、ウラベニホテイシメジ両者とれに全ての反応が陽性となってしまい、判定不可能であった。分光光度計による吸収スペクトルの差異による判定は、260nn付近に吸収を示すものもあるが、量的な差の可能性もあり今後更に検討する必要がある。高速液体クロマトグラフィによる方法では電気化学検出器の利用により、電気生理的に活性を持つ物質をとらえることを試みた。Sep-Pak C_<18>カラムによりメチルアルコ-ルで溶出し検査を行うと大きなピ-クを示した。サンプルによりピ-クの位置・大きさに差があり、判定の一方法として有効な可能性を示唆した。今年度はin vivo実験を行なった。クサウラベニタケ、ウラベニホテイシメジの投与により5-HTとdopamineの著しい増加が両群共に観察された。5-HTの増加はMAOによる5-HT代謝が抑制された結果と考えられる。dopamineの増加は近年クサウラベニタケ中に証明されたムスカリンの作用とも考えられるが、このメカニズムの解明は今後の研究課題である。
コルゲート型モーフィング翼構造の設計解析手法の構築と実証

翼の一部分がシームレスに自在変形可能な可変キャンバーモーフィング翼構造を対象とし、柔軟性と剛性を併せ持つコルゲート構造を用いたモーフィング翼構造の設計解析技術の確立を目的として研究を実施した。最適な形状および変形を実現するため、駆動機構を考慮したコルゲート構造の構造解析モデルと翼型空力性能解析モデルを併用し、構造パラメータを変化させた場合の空力性能を指標として、モーフィング翼構造の最適化を行った。航空機の飛行性能や飛行特性を向上させる構造可変技術を検討するため、前縁・後縁部の自在変形を可能とするモーフィング翼構造の設計技術の確立に向けた解析的検討を実施した。コルゲート構造は、翼コード方向に波方向を一致させて使用することで、空力的に可変性が有効な翼コード方向の柔軟性と、構造強度的に求められるスパン方向の剛性を併せ持つモーフィング翼構造として利用することが可能であり、自在な変形性能と耐荷性能を両立可能な構造様式として、本研究でも採用した。コルゲート構造を均質な特性とみなし構造モデルに取り入れ、駆動機構と大変形を考慮した構造解析と空力特性解析を併用・連成させた設計解析モデルを構築するための研究を実施した。具体的には、翼断面の構造を大変形考慮可能な梁モデルでモデル化し、2次元翼型解析による空力特性解析と連成させた、モーフィング翼構造の構造・空力解析モデルを構築した。連成モデルを用い、最適な空力特性が得られる構造パラメータ(コルゲート形状など)を得るためのパラメトリックスタディを行い、構造パラメータの調整により、空力特性を向上させることができることを示した。得られた解析結果から、後縁部のみをワイヤー駆動により可変可能な構造とした小型のモーフィング翼構造の試作を行い、大変形可能なモーフィング翼構造が実現可能なことを実証した。また、駆動後や繰り返し駆動後に有害な変形は生じず、構造強度的に問題なく設計が行えていることを確認した。平成27年度は、モーフィング翼構造の設計に必要な、構造強度・空力特性を考慮した簡易解析モデルを構築し、小型モデルの試作による確認を行うことが目標であり、予定した計画通りに達成できたと判断している。一層の解析モデルの高度化などの余地があるため、引き続きモデルの検証、拡張を実施していく予定である。航空機の効率化のため、従来のフラップや舵面と異なる不在変形可能なモーフィング翼構造の実現のため、翼型空力解析と構造解析を連成させた設計解析モデルを構築し、モーフィング翼構造の最適化を試みる研究を実施している。空力荷重への耐荷性と自在変形を両立しうる構造コンセプトとして、コルゲート構造を採用し、翼コード方向とコルゲートの波方向を一致させて使用し、空力荷重と駆動機構を考慮した構造変形解析を行うことで、最適な空力特性が得られるモーフィング翼構造を実現するための設計解析手法の構築を主目的としている。垂直尾翼のモーフィング化を対象として、対称翼の駆動に関し、コルゲート構造を適用した最適なモーフィング翼に関する最適化解析を実施し、形状パラメータ(可変部コード長、コルゲート形状、厚みなど)を見出した。コルゲート構造を柔軟梁とみなして構造解析を行うこととし、コルゲート構造の有効均質特性のモデル化と、空力荷重を受ける大変形柔軟梁の変形・応力を解析するための空力ー構造連成解析手法の構築を行った。詳細な有限要素解析との比較により、簡易モデルは、精度よく短時間で変形形状を得られていることを確認でき、モーフィング翼に関する簡易設計解析手法を確立した。得られた最適モデルの検証のため、3Dプリンティングにより最適可変構造を出力・製作し、駆動機構を組み込み、変形確認試験を行った。変形形状は解析結果と良い一致を示し、解析手法と妥当性を確認した。平成28年度は、空力・構造解析の高度化と、具体的な適用構造を想定した最適化解析を実施した。また、製造性まで踏み込んで、小型モーフィング翼モデルを製作し、駆動機構を組み込んだ駆動試験により、設計解析の妥当性を確認できており、予定通りに成果が達成できたと判断している。航空機構造の形状を任意に変化させ、飛行性能や飛行特性を向上させる技術(モーフィング技術)が注目を集める中、揚力等による主要な荷重を伝達し、形状を保持しながらも自由な変形が求められるという、一見矛盾した構造を成立させるために、コルゲート型モーフィング構造に焦点をあて、モーフィング翼の開発に必要な設計解析手法に関する研究を実施した。翼の後縁部分がシームレスに自在変形可能な可変キャンバーモーフィング翼構造を対象とし、コルゲート構造を有するモーフィング翼構造の空力・構造連成解析による簡易設計手法の確立を実施した。モーフィング翼は空力荷重により形状が変化するため、構造解析と空力解析を連成させて解析する必要がある。解析時間の短縮化のため、空力と構造の簡易解析モデルとして、XFLR5と柔軟梁モデルを用い、連成させることで、モーフィング翼の変形形状を予測手法を構築した。その手法を用い、空力的に最適な形状および変形を実現するため、駆動機構を考慮したコルゲート構造について、構造パラメータ(コルゲート構造パラメータ)を変化させた場合の空力性能を指標として、モーフィング翼構造の最適化を行った。コルゲート構造パラメータを変化させることで、モーフィング翼構造の設計が可能であることを示した。最終年度においては、最適化したモーフィング翼構造の試作を行った。駆動試験を実施し、その変形評価を通じて、構築した設計解析手法の妥当性を検証した。

翼の一部分がシームレスに自在変形可能な可変キャンバーモーフィング翼構造を対象とし、柔軟性と剛性を併せ持つコルゲート構造を用いたモーフィング翼構造の設計解析技術の確立を目的として研究を実施した。最適な形状および変形を実現するため、駆動機構を考慮したコルゲート構造の構造解析モデルと翼型空力性能解析モデルを併用し、構造パラメータを変化させた場合の空力性能を指標として、モーフィング翼構造の最適化を行った。平成27年度は後縁部を可変構造とした解析モデルの構築を行ったが、前縁部をモーフィング構造とすることで一層の性能向上が見込まれるため、前縁部も可変構造とする解析モデルの構築を実施していく予定である。最終的には風洞モデルや実構造モデルの製作を目指すため、駆動機構や実装のために製造性を考慮した構造設計を行う必要があり、今後、検討予定である。平成28年度までの成果により、設計解析手法・最適化手法の確立が概ねできたといえる。今後は、モーフィング翼の最適構造の探索のため、構造パラメータの修正、空力モデルの高度化を検討予定で、最終的には模型製作による実証までを予定している。航空宇宙工学本年度は小型模型を製作するにあたり、駆動機構の組み込みを行わず、手動での駆動により実証を行った。当初購入予定であった、駆動用アクチュエータの購入を見送ったため、残額が生じた状況である。次年度において、残額と次年度分の助成金を用いて、アクチュエータ購入及び改良版模型製作を行う予定である。
ＤＰＰ－４阻害薬の薬動力学的解析に基づく個人差の要因解明

DPP-4阻害薬は忍容性が高く血糖改善効果も良好であることから、2型糖尿病治療薬の中心として広く臨床で使用されている。本邦では現在7種類のDPP-4阻害薬が臨床的に使用されており、各薬物の物理化学的もしくは動態学的特性は大きく異なっているが、いずれの薬剤においてもHbAlc低下作用は同程度と報告されている。しかしDPP-4阻害薬による有用な治療効果が示される一方、無効例も多く報告されている。DPP-4阻害薬の効果もしくは抵抗性はインスリン分泌能やBMIでは予測できないことが報告されており、またインクレチンによる血糖降下作用は多くの生体内プロセスを介していることから、その効果の個人差もしくは抵抗性の原因は十分に解明されていない。また、臨床上使用できる7種類のDPP-4阻害薬の使い分けについても、その根拠が確立しているとは言い難い状況である。そこで本研究では、DPP-4阻害薬に対する抵抗性および薬効の個人差が生体内プロセスのどの過程で生じているかを明らかにし、また抵抗性因子に関する各薬剤の違いを評価することでDPP-4阻害薬の使い分けに関するエビデンスを構築することを目的とし、DPP-4阻害薬に関する薬動力学的解析を行うこととした。本研究では代表的なDPP-4阻害薬であるシタグリプチンの血中濃度解析を行うためにLC-MSを用いた測定系について検討し、ホウ酸緩衝液および酢酸エチルを用いて薬物を血清から抽出することで、5 ng/mLまで測定できることを確認し、ヒト血中濃度を測定するために十分な精度および感度を有していることを確認した。現在は、LC-MSを用いた血中DPP-4濃度の測定系を検討しており、今後、DPP-4阻害薬の効果や抵抗性発現に対する因子を血中DPP-4阻害薬濃度、DPP-4濃度および活性型インクレチン濃度の関係から評価する予定である。
舌扁平上皮癌の組織型と放射線治療の適性に関する研究

(対象と方法)対象患者は北大医学部付属病院放射線科にて根治的組織内照射を行い、かつ病理組織標本の保存されていた、1980年より1990年までの舌の偏平上皮癌(T1-2,N0)患者20名(うち女性11名、平均年齢49.9才)である。2、T1(n=11)とT2(n=9)の5年生存率の比較、T1=100%とT2=66.7%両者に有意差あり(p<5%)(まとめ)今回の分析では、Tstageにより予後に差がみられたため、組織型による予後の差は判然としなかったが、結果3、4においてgrade2が、grade1よりloco-reginal controlが悪い。これらは、未分化な腫瘍ほど頚部リンパ節転移が多い可能性を示唆しており、今後症例数を増やしてさらに検討を重ねたい。
分裂酵母におけるユビキチン経路全体像の把握とプロテオーム構築

分裂酵母でのE2、E3分子種をゲノムデータと連動させながら系統的にサーベイし、ユビキチン経路を全体的に検証し、細胞機能を制御するユビキチン経路の把握を拡大、再構築することを目的とした。・UbcP3ユビキチン経路の欠損により遺伝的組換えの頻度が極端に高くなっていることが判明した。さらにヘテロクロマチン相当領域でのgene silencingがUbcP3の欠損で解除されることがわかった。クロマチン構造とその機能の制御にユビキチンも深く関与し、それを通じて遺伝的組換えを抑制する機構があることを示唆している。・UbcP7の欠損は、UbcP2(Rad6ホモログ)のepistasisに属する紫外線感受性を示すことが判明した。このユビキチン経路はnon-canonical E2であるMms2と共役している。Mms2と相互作用する蛋白質としてCpc2を同定した。Cpc2はmeiosisの開始因子Ran1、Cキナーゼ、転写因子GCN4などの負の調節因子として作用していると考えられ、UbcP7/Mms2経路に対しても同様の作用が期待される。Cpc2の欠損はG2遅延を起こすのでチェックポイントに関係していると思われ、UbcP2/UbcP7の複製修復系と周期チェックポイントとのクロストーカーであるとのモデルを検証している。・UbcP1とUbcP4の二つのユビキチン経路によるM期制御:UbcP4は分裂後期促進因子と共役的に働く蛋白質分解経路であることを証明している。UbcP1の変異は分裂期の異常を呈し、UbcP4と全く同じ表現型を示すことが判明した。SecurinとM期サイクリンの分解には2種のE2経路が関与することを示唆している。UbcP4が最初のモノユビキチン化に、UbcP1がその後のポリユビキチン化に働くとの作業仮説を検証している。
日本思想における聖性の表徴としての〈物語〉と〈景観〉をめぐる倫理学的基礎研究

上原は、まず神に関する<景観>(神体山など)の成立を、記紀神話をもとに存在論的に明らかにした。そして古代における都市仏教と山岳仏教の対比をもとに、仏教者が必要とした<景観>(都市・山岳)について考察し、神に関する<景観>との関係を明らかにした。<物語>については、神話・本生譚をめぐって考察を深めた。また、神に関する<景観>の一般的構造を、出雲を含む全国の主な聖地のデータから明らかにしつつある。柏木は、『今昔物語集』諸菩薩・諸天霊験譚および『神道集』物語的縁起を採り上げ、菩薩・天と人々との交わりの成立、人が神への超脱を遂げる契機、仏・菩薩の申し子が有縁の人々を随伴しつつ神として顕れる過程、等を検討し、聖・俗交渉をめぐる古代末期中世日本思想の一端について、<物語>との関連における解明を試みた。木村は、<景観>の意味付けの<物語>的表象は、「自然」を五感を通じて認識する人間的身体の位置と言語的特性が「聖なるもの」をどのように経験し、表象するかと密接に関係する問題であることを明らかにしつつある。古代人の空間認識は言語資料を通じてしか分からないが、特定の場における文化的な宗教経験が<物語>的表象の背後にあると考えても良いであろう。その宗教経験とは特定の<景観>の経験を通じて神的出来事を想起し、そこに神の臨在を感じることのできる場と言っても良いであろう。豊澤は、古代日本の<物語>の中世的解釈を基に近世的主体が成立する経緯を明らかにしつつある。その成立の際の、対抗するものとしての仏教と、依拠するものとしての儒学(その「天」「人倫」)という二契機の重要性を考察した。本年度は、共同研究者各自が自らの従来のテーマを発展・深化させることに主として専念しつつ、それらを相互理解の場に提供した。また,出雲地方の現地調査を行い,フィールド・ワークの一端に理解を深め,<景観>研究のあり方を模索した。以下は,個別の具体的な研究経過である。豊澤は、近世初期の儒家神道に隠然たる影響を及ぼしたのではないかとされるキリシタン思想をめくる問題に関する研究ノートを発表した。また,儒家神道である垂加神道を創始した山崎闇斎の尊貴なる「自己」と,出雲神話の<物語>(『日本書紀』)との関係について考察を進めた。上原は、日本の神についての<物語>が,『古事記』以降どのような変遷を辿りつつ現代まで影響を及ぼしているのかを「悪」というキーワードを軸に考察し,その成果を公開講座で講義し,その概要を紀要に発表した。また蒐集した文献を参考にして,最澄の思想における比叡山という<景観>と『法華経』という<物語>の倫理思想的役割について,原理的な考察を進めた。柏木は、『今昔物語集』巻第十六及び第十七を採り上げ,諸菩薩・諸天霊験譚,すなわち,菩薩や天と人々とが出会い,のちに別れる出来事を再構成する<物語>のうちに,聖と俗との交渉をめぐる古代末期の思想の一様相を探った。木村は、『古事記』『出雲風土記』に見られる出雲の<景観>にまつわるエピソード(<物語>)と場所との関連について考察を行った。特に,大国主命の傷を癒すという病気治療に関わり、出雲地方が古代から薬草文化な豊かな地域であるという点に着目し,植物との関連について特に検討している。本年度も、引き続き、共同研究者各自が自らの従来のテーマを発展・深化させることに主として専念しつつ、また、出雲地方の現地調査を続行した。聖なる景観についての仮説が徐々にできあがりつつある。

上原は、出雲の景観調査をもとにして、神社の立地条件のパターン化を試み、神体山というランドマークのペア性についての仮説を立て、それを実証すべく景観データ分析を行った。また、紀要論文で『古事記』の三輪山神話を取りあげ、神話という<物語>と神体山というく景観>の相互関係について論じ、神の観念がどのような自然観と自然環境を生み出していたのかを考察した。柏木は,神仏習合思想に基づく説話を採り上げ,聖なる存在をめぐる思索,またその形式としての<物語>について検討した。『神道集』のいわゆる物語的縁起のうち,とくに主人公が神や仏・菩薩の申し子でない場合について,人から神への超脱を促す資質・経験,超脱以後の変容を貫く動機を抽出し,説話を媒介とする神・人相互関係についても考察を試みた。木村は、ランドスケープと物語の関係がどのように取り上げられてきたかを調べるために、今までの日本の宗教学研究における神話研究の位置を考察した。その成果を「What are outside and inside myth : the Japanese study of myths」と題する論文にまとめ、11月にアメリカ合衆国アトランタ市で開催されたアメリカ宗教学会で口頭発表を行った。引き続き、出雲神話における景観や場所の記述に仕方について研究を進めるとともに、昨今の空間論、景観論の研究も行っている。豊澤は、研究全体を統括しつつ、出雲神話が中世・近世においてどのように理解されたかの考察を進めた。柏木は、昨年度に続き、神仏習合思想に基づく説話を採り上げ、聖なる存在をめぐる思索、またその形式としての<物語>を検討した。『神道集』物語的縁起のうち、とくに主人公が申し子である場合について、申し子を含んで成り立つ物語世界の全体構造、申し子という存在が担う機能、申し子の辿る一連の過程や物語の終極がもつ意味、等を考察した。上原は、神の観念が生み出した<景観>が仏教移入によってどのような変化を遂げ、新しい<景観>を生むに至ったのかについて、経典の<物語>性にも着目しつつ考察し、その成果を単著『最澄再考』(ぺりかん社)の一部に組み入れた。また、神に関わる聖地<景観>における一般的構造の一側面を、出雲を含む全国の主な聖地<景観>のデータから明らかにした。木村は、<景観>の意味付けの<物語>的表象は、「自然」を五感を通じて認識する人間的身体の位置と言語的特性が「聖なるもの」をどのように経験し、表象するかと密接に関係する問題であることを明らかにしつつある。古代人の空間認識は言語資料を通じてしか分からないが、それらの<物語>表象は特定の場において、特定の場を想定して語られていることからも分かる通り、特定の場における文化的な宗教経験が<物語>的表象の背後にあると考えても良いであろう。その宗教経験とは特定の<景観>の経験を通じて神的出来事を想起し、そこに神の臨在を感じることのできる場と言っても良いであろう。豊澤は、古代日本の<物語>の中世的解釈を基に近世的主体が成立する経緯を明らかにしつつある。その成立の際の、対抗するものとしての仏教と、依拠するものとしての儒学(その「天」「人倫」)という二契機の重要性を考察した。
ピロリ菌の病原性発現へのファージの関与機構の解明とその殺菌力を用いる除菌法の開発

本研究では、バクテリオファージ(ファージ)KHP30、KHP40を利用する、薬剤耐性ピロリ菌の胃内からの効果的除菌法の開発を行うために必要な、菌保有のファージ排除機構である制限ー修飾系に関する情報の収集を目指した。その結果、ファージの感染効率を著しく減衰させる制限ー修飾系が、ピロリ菌には複数存在していることが明らかとなった。そのため、本ファージを含むピロリ菌ファージを除菌に使用するためには、これらの制限-修飾系に適応したファージセットの構築をする必要性があることが明らかとなった。ピロリ菌は、慢性胃炎、胃潰瘍の原因菌であり、胃がんのリスクファクターとして知られている。しかし、日本国内の50歳以上の成人の50%以上がが本菌を保菌しているにもかかわらず、上記疾患を発症している人の割合は僅かである。これは本菌による発症に、バクテリオファージ(ファージ)等の菌外因子が関与している可能性を強く示唆している。我々は、最近、新しいタイプのピロリ菌ファージKHP30を見出した。本研究では、KHP30ファージの病原性およびピロリ菌遺伝子の水平伝播へのへの関与を検討することを主目的としている。本実験を遂行するにあたり、KHP30のピロリ菌株依存的な感染能の変動の様式を十分検討する必要があることが明らかになった。KHP30を複数のピロリ菌株に感染させたとき、プレートあたりプラーク数が数個から1,000,000ほどの桁で変動した。しかし、数個しかプラークを形成しない場合でも、その株で増殖したKHP30は、その株に適応しプラーク形性能が著しく改善された。しかしこの現象は可逆的であり、制限修飾系に類似するシステムが、ピロリ菌には複数存在することが示された。それに加え、制限修飾系のように可逆的なシステムではなく、遺伝子変異を伴うKHP30の適応現象が存在することも明らかとなった。以上から、ピロリ菌においては、ファージ感染に対する非遺伝的および遺伝的な複雑な防御システムが存在すると予想された。本知見により、KHP30のピロリ菌の病原性発現への関与、およびピロリ菌遺伝子の水平伝播に関する実験を遂行するために必要な情報を得るることができた。我々はこれまで、ピロリ菌NY43株とKMT83株が、新規ファージであるKHP30様ファージ(それぞれKHP30、KHP40)を菌内に保有していることを報告してきた。本研究の主要な目的の一つは、ピロリ菌の胃腸上皮細胞へ付着時における、これらのファージの当該上皮細胞関への影響の解明である。これまでNY43株細胞中では、本ファージがエピソームとして存在することを明らかにしているが、KMT83株ではの存在状態は未確定であった。そのため、本研究では、KMT83株におけるKHP30様ファージの存在状態を検討した。また、NY43およびKMT83の両者の全ゲノム解読を行ない、最終確認を行なった。ピロリ菌KMT83株のDNAをパルスフィールド電気泳動により分離後、ファージビリオン主要タンパク質遺伝子を標的にサザン解析を行なったところ、本ファージゲノムは細菌染色体中にはなく細胞質にエピソームとして存在することが予想された。また、NY43株を単一コロニー分離を行なうと、ファージKHP30エピゾームがかなりの頻度(約80%程度)で脱落したが、KMT83株からのKHP40エピゾームの脱落は低頻度にとどまった。また、NY43株およびKMT83株のゲノムDNA塩基配列の解読を行なった結果、ファージのDNAが菌ゲノムから独立した状態で存在することを、最終的に確認した。これにより、日本国内で分離された活性を有するピロリ菌ファージはすべて、宿主菌の中でエピソームとして存在していることが確認された。しかし、これらのファージの単一コロニー分離の際のファージエピソームの保持率が異なることから、宿主菌における細胞環境やエピゾームの構造、遺伝子産物の機能等は、相互に異なっていると予想された。KHP30様ファージを保有うるピロリ菌株における当該ファージの存在状況の確定は、これらの菌株と胃および腸管細胞の相互作用を検討するための基礎となるため重要である。そのため、この点をさらに確定する作業を行なった。これまで、当該菌株の1株NY43についてはビリオンタンパク質遺伝子を標的にしたサザン法により、KHP30ファージのゲノムがエピソームとして存在していることを報告していたが、他の1株MKT83においては未確定であった。本研究を通して、同様の方法によりKMT83株においても,内在するファージKHP40ゲノムがエピゾームとして存在していることを確認した。さらに、これら両株のゲノム解読を行ない、これらのファージゲノムが菌ゲノムには存在せず、独立したエピソームとして存在することを最終的に確認した。これにより、菌と細胞との相互作用に関する実験を行う基盤が確立された。本研究では、ファージを利用する薬剤耐性ピロリ菌(Helicobacter pylori)の胃からの除菌システム構築のために必須な、ピロリ菌保有のファージ排除システムである、制限-修飾系の分布状況、強度、種類について、更に検討を進めた。制限-修飾系の存在は、各菌株で増殖させたKHP30を、増殖株および他の菌株でプラーク形成を行わせ、増殖株におけるプラーク数と、試験株のプラーク数の相違により検討した。

その結果、(1)KHP30に対し、何ら制限-修飾が認められない菌株、(2)典型的な制限-修飾現象が認められる株ペア、すなわちKHP30に対して2つの異なる制限-修飾系を1個づつ保有している、そして(3)1つの菌株に、2ー3個の制限集所化有していると想定される菌株群が検出された。次に、制限-修飾系を保有することが予想された各菌株で増殖させたKHP30からDNAを抽出し、4塩基認識の制限酵素で反応させ、切断の有無を検討した。その結果、大多数の制限-酵素は、増殖菌株の違いによるファージDNAの切断パターにはほとんど違いがみられなかったが、1種の制限酵素が全く切れなくなっている事例と、制限-酵素の断片の一部に変化が起きている事例が認められた。これらは、ピロリ菌保有の制限-修飾系の認識部位を示している可能性があり、現在更に検討を続けている。以上から、ピロリ菌には複数の機能的な制限ー修飾系が存在しており、ファージによるピロリ菌の効果的除菌のためには、ファージをこれらすべての制限-修飾系に適応しておく必要があることが、強く示唆された。本研究では、バクテリオファージ(ファージ)KHP30、KHP40を利用する、薬剤耐性ピロリ菌の胃内からの効果的除菌法の開発を行うために必要な、菌保有のファージ排除機構である制限ー修飾系に関する情報の収集を目指した。その結果、ファージの感染効率を著しく減衰させる制限ー修飾系が、ピロリ菌には複数存在していることが明らかとなった。そのため、本ファージを含むピロリ菌ファージを除菌に使用するためには、これらの制限-修飾系に適応したファージセットの構築をする必要性があることが明らかとなった。本研究で使用するピロリ菌ファージKHP30について、宿主菌株に大きく依存してその感染能を変動させるという適応現象が存在することが明白になった。それゆえ、KHP30感染ピロリ菌の胃培養細胞への感染実験、およびピロリ菌株間における遺伝子の水平伝播実験を遂行するにあたり、KHP30のピロリ菌株に対する本現象の解明を行なうことが必須であると考えられ、そのための時間を要した。しかし、ここで得られた情報を元に、次年度の実験を速やかに遂行できると期待される。KHP30様ファージ(KHP30、KHP40)をエピソームとして保有するピロリ菌NY43、KMT83株とそれから本ファージエピソームが脱落した, NY43-1、KMT83-1株使用し以下の実験を行う。(1)これら4株の胃腸上皮細胞への付着状況の比較、(2)付着後の胃腸上皮細胞の形態的、生理的変化の確認、(3)付着後の当該上皮細胞内へのKHP30様ファージゲノムおよびインテグラーゼ遺伝子産物の移動の有無の確認、そして(4)in vitroでのEpstein-BarウイルスDNAとの相互作用の有無の検討を行なう。以上を通して、上記ピロリ菌ファージの胃腸における機能を推定する。本年度は、KHP30感染ピロリ菌株の胃上皮細胞へのin vitro感染実験、およびピロリ菌間における遺伝子の水平伝播に関する研究を行なう。(1)KHP30保有ピロリ菌株を胃上皮の培養細胞に付着させ、形態学的変化を検討する。(2)KHP30保有ピロリ菌株の細胞質から、KHP30DNAあるいはそれから産生されたタンパク質の、胃上皮細胞への移行について検討する。(3)ファージ自体を胃の上皮細胞に添加し、上皮細胞の形態学的生理学的変化を検討する。
蛋白質結晶を用いた多細孔材料の創成

金属イオンと蛋白質の複合化によって誘起される化学反応は、金属酵素による触媒反応だけでなく、骨や歯等のバイオマテリアル創成の観点からも非常に興味深いターゲットである。蛋白質やペプチドを足場とした自発的な金属材料の形成はバイオミネラリゼーションと呼ばれ、高機能・低環境負荷・省エネルギー性の新しい機能性マテリアルの合成法として、近年非常に注目されており、ファージディスプレイ法等の分子生物学的手法を用いて、多くの金属材料へ高い親和性をもつペプチ・ドフラグメントも見いだされている。しかしながら、蛋白質への金属イオンの選択的集積過程や金属表面へのペプチド吸着過程を原子レベルで解明した例はない。本研究では、このような生体分子が関わる化学反応を原子レベルで直接観測する分子鋳型として、多孔性蛋白質結晶に着目した。例えば、卵白リゾチーム(HEWL)は、結晶内に20A程度の細孔を有する事が知られている。従来の多孔性材料との大きな違いは、蛋白質結晶の細孔が有機基で構成されていることに加えて、pHなどの外部刺激により、細孔表面のアミノ酸残基のコンホメーションが変化する点である。つまり細孔形状とサイズの多様性に、アミノ酸側鎖による細孔表面の多彩な花学環境変化を組み合わせることによって、様々な化学反応を実現できる。本研究では、細孔内でのRhイオンの特定のアミノ酸残基への結合過程を単結晶X-線構造解析によって直接追跡した。X線結晶構造解析による金属イオン集積過程の観察蛋白質と金属イオンが相互作用して金属化合物が形成されてゆく過程(バイオミネラリゼーション)のX線結晶構造解析を用いた直接観測法を確立する。この利点は、初期に予想される低分解能での解析でも構造の決定が容易であり、異常分散効果を利用することによって、異種核の金属イオンを見分けることが可能な点である。本年度は、蛋白質結晶細孔内に金属が結合する条件を見出し、実験系のX線解析装置を用いて、金属の結合やその集積過程を目指した。さらに、スプリング8での各金属ピーク波長による結晶データ収集により、金属イオン配位挙動についての多くの情報を得られる事を確認した。金属集積過程のスナップショット観察法の確立Hen Egg White Lysozyme(HEWL)の正方晶に沈殿材と金属塩を含んだ緩衝溶液中にソーキングした後に結晶構造解析を行った。Rhクラスター形成の結晶内での再現性確認,Ruクラスター形成の追跡、さらには、Mn, Pd, Pt, Coイオンのチャネル内の結合を実験系のX線解析装置を用いた構造解析により確認した。特に、PtイオンとCoイオンを逐次含侵した結晶では、含浸する順序をかえる事によって、異なる金属の結合様式を示した。年度末にSPring-8での測定を行い、最適条件の洗い出しを進行中。さらに、ミオグロビンの結晶化もおこない異なる結晶細孔内での金属イオンの挙動解析も進めている。
β-クロロアラニンの有用アミノ酸への酵素的転換に関する研究

人工のアミノ酸であるβ-クロロアラニンはいくつかのB_6酵素の自殺基質となり酵素の活性中心近傍を攻撃する親和標識試薬としてB_6酵素の研究に用いられてきた.一方B_6酵素の中でもα1β-脱離やβ-置換反応を触媒する酵素群にとっては反応に際し,酵素の自殺は起こらず, β-クロロアラニンが大変良い基質となる.また最近β-クロロアラニンの工業的レベルでの安価な生産が可能となりつつある.そこで本研究においてβ-クロロアラニンを有用アミノ酸に酵素的に転換することを試みた.我々が土壌より分離したβ-クロローL-アラニン耐性菌Bacillus sphaericusL-118のO-アセチルセリンスルフヒドリラーゼは培地中にβ-クロローL-アラニンを添加することによって数倍に増大生成された.本酵素はβ-クロローL-アラニンを良好な基質とし,サルファイドの存在下でそれをL-システインに転換した.本反応の最適化を試みたところ, 30゚C, 2時間の反応で80%の転換率で70g/LのL-システインが合成された.本酵素はL-システインの分解反応は触媒しないためL-システイン合成に適している.またβ-クロローD-アラニン耐性菌Pseudomoras putidaCR1-1を土壌より分離した.本菌はβ-クロローD-アラニン添加によって誘導的にその分解酵素β-クロローD-アラニンクロリドリアーゼを生成することを見いだした.本酵素はサルファイドの存在下でβ-置換反応をも触媒しD-システインの合成反応をも触媒した.最適反応条件下で100%の転換率で22g/LのD-システインが合成された.またサルファイドのかわりに種々のチオール類を添加することにより,各種D-システインの誘導体を酵素合成することが可能であった.D-システイン誘導体は半合成セファロスポリン合成にたいへん有用である.このようにβ-クロロアラニンをL-システイン, D-システインおよびその誘導体に酵素的に転換する方法を確立した.人工のアミノ酸であるβ-クロロアラニンはいくつかのB_6酵素の自殺基質となり酵素の活性中心近傍を攻撃する親和標識試薬としてB_6酵素の研究に用いられてきた.一方B_6酵素の中でもα1β-脱離やβ-置換反応を触媒する酵素群にとっては反応に際し,酵素の自殺は起こらず, β-クロロアラニンが大変良い基質となる.また最近β-クロロアラニンの工業的レベルでの安価な生産が可能となりつつある.そこで本研究においてβ-クロロアラニンを有用アミノ酸に酵素的に転換することを試みた.我々が土壌より分離したβ-クロローL-アラニン耐性菌Bacillus sphaericusL-118のO-アセチルセリンスルフヒドリラーゼは培地中にβ-クロローL-アラニンを添加することによって数倍に増大生成された.本酵素はβ-クロローL-アラニンを良好な基質とし,サルファイドの存在下でそれをL-システインに転換した.本反応の最適化を試みたところ, 30゚C, 2時間の反応で80%の転換率で70g/LのL-システインが合成された.本酵素はL-システインの分解反応は触媒しないためL-システイン合成に適している.またβ-クロローD-アラニン耐性菌Pseudomoras putidaCR1-1を土壌より分離した.本菌はβ-クロローD-アラニン添加によって誘導的にその分解酵素β-クロローD-アラニンクロリドリアーゼを生成することを見いだした.本酵素はサルファイドの存在下でβ-置換反応をも触媒しD-システインの合成反応をも触媒した.最適反応条件下で100%の転換率で22g/LのD-システインが合成された.またサルファイドのかわりに種々のチオール類を添加することにより,各種D-システインの誘導体を酵素合成することが可能であった.D-システイン誘導体は半合成セファロスポリン合成にたいへん有用である.このようにβ-クロロアラニンをL-システイン, D-システインおよびその誘導体に酵素的に転換する方法を確立した.人工のアミノ酸であるβ-クロロアラニンはいくつかの【B_6】酵素の自殺基質となり酵素の活性中心近傍を攻撃する親和標準試薬として【B_6】酵素の研究に用いられてきた。一方【B_6】酵素の中でもα,β-脱離やβ-置換反応を触媒する酵素群にとっては反応に際し、酵素の自殺は起こらず、β-クロロアラニンが大変良い基質となる。また最近β-クロロアラニンの工業的レベルでの安価な生産が可能となりつつある。そこで我々はβ-クロロアラニンを有用アミノ酸に酵素的に転換することを目的とした試みを行ってきた。我々は既に土壌より分離したβ-クロロ-L-アラニン耐性菌Bacillus sphaerus L-118の細胞抽出液がサルファイド存在下でβ-クロロ-L-アラニンをL-システインに変換する酵素活性を見出し本酵素を精製し結晶状に単離している。諸性質の検討から本酵素は【O!-】-アセチルセリンスルフヒドリラーゼであること、また本酵素は培地中にβ-クロロ-L-アラニンを添加することによって数倍に増大生成されることを明らかにした。次に本酵素反応を用いてβ-クロロ-L-アラニンをL-システインに効率よく転換させるための反応条件を検討した。

本反応の至適pHは10.5付近にあり30°Cで2時間の反応で80%の転換率で70g/lのL-システインが合成された。生成したシステインを反応系外に除くためのアセトン添加は生産性を高めた。以前、我々はL-システインデスルフヒドラーゼのβ-置換反応を用いたL-システイン合成法を検討しているが、これと異り本酵素はスルフィドに特異的であり種々のメルカプタン類は基質とならなかった。本酵素はシステインデスルフヒドラーゼとは異り生成したL-システインの分解反応を触媒しないので反応条件のコントロールがより容易であった。次にβ-クロロ-D-アラニンのD-システインやその誘導体への酵素的変換を目的としてβ-クロロ-D-アラニン耐性菌Pseudomonas putidaを分離し本菌が強いD-システイン合成活性を示すことを明らかにした。
IRF発現調節とステルス化による有効な抗腫瘍T細胞輸注療法の開発

遺伝子改変T細胞輸注療法は、がん抗原に特異的な受容体遺伝子を導入した腫瘍特異的T細胞を体外で増殖させ、患者に輸注することでがんを特異的に攻撃する治療法であるが、疾患や患者により有効性が不十分であり、輸注するT細胞の分化、メモリー形成能、エフェクター機能が治療成績へ大きな影響を与えることが明らかになりつつある。本研究では、T細胞の機能・分化・増殖に関連する因子であるとされるIRFファミリーの発現を人為的に調節して有効性が高い腫瘍特異的T細胞を作製し、我々が開発をすすめる非自己T細胞利用を可能とするステルスT細胞技術と組み合わせ、多くのがん患者に適用可能な抗腫瘍T細胞輸注療法を開発する。