hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膜タンパク質の構造解析用新規ナノディスクの創成

脂質二分子膜と似たアシル鎖配向で膜タンパク質周囲を被い可溶化できるような新規可溶化剤の開発を行った。リン脂質ファスファチジルコリンのアシル鎖のうち1本を界面活性剤に置換した可溶化剤を合成した。膜タンパク質バクテリオロドプシンを可溶化でき、従来の界面活性剤より変性作用が少ない事がわかった。また、可溶化剤がタンパク質周囲を一層だけ覆う場合に予想される、30分子程度の少ない分子数で可溶化体を形成することがわかり、構造解析研究に有用な膜タンパク質可溶化剤の初期開発を行うことができた。高分解能NMRに適した小さいサイズの脂質ー膜タンパク質ナノディスクの創成を目指して、リン脂質をベースにした新規可溶化剤のデザイン・合成を行った。フォスファチジルコリンの2本のアシル鎖のうち1本をポリエチレングリコール(PEG)で置換した分子(PEG-PC)の合成を行い、膜貫通ヘリックス(AALALAA)3を可溶化できるか検討した。可溶化剤/ペプチド混合物を凍結乾燥後水和し、一時間後、膜貫通ヘリックスに標識したCy5蛍光を測定したが、PEG-PCをペプチドの3200倍加えた場合も蛍光強度がプラトーに到達せず、原料のlyso-PCより可溶化能が低いことがわかった。そこで次にPEG部分をコール酸に置き換えた化合物(Cholic-PC)を合成した、この可溶化剤も(AALALAA)3に対する可溶化能は高くなかった。そこで、7回膜貫通型のバクテリオロドプシン(bR)に対する可溶化能および構造保持力を、レチナール部位の吸収を利用して検討した。Lyso-PCの他に、界面活性剤Triton-X100, DDM, CHAPSとの比較を行った。可溶化能はTritonX-100 > DDM = Lyso-PC = Cholic-PC>>CHAPSであった。またCholic-PC中では40°C程度までbRの構造が保たれる一方、Lyso-PC, TritonX-100, DDM中では35°Cまたはそれ以下の温度で変性が始まることから、Cholic-PC中に可溶化したbRは高い熱安定性を持つことが明らかになった。本研究の目標の一つは、膜タンパク質を安定に可溶化させる可溶化剤を見出すことであった。フォスファチジルコリンの2本のアシル鎖のうち1本をコール酸に置き換えることで、バクテリオロドプシンを安定に可溶化できる可溶化剤が実現可能であることがわかった。本研究の主な目標は、NMR測定に適した小さい可溶化体を得ることである。可溶化剤ーバクテリオロドプシン複合体のサイズを調べるため、蛍光標識したバクテリオロドプシンのFCS測定を行う。また、PCのアシル鎖部位は現在18:1のものを使用しているが、他の鎖長でより良い性質が見られる可溶化剤があるか検討する。サイズが小さい可溶化体が見つかれば、バクテリオロドプシンを安定同位体標識し、溶液NMRによる測定を試みる。リゾリン脂質等合成関連試薬、蛍光標識試薬、NMR用安定同位体培地、タンパク質精製関連試薬等に用いる、またバクテリオロドプシン遺伝子を委託合成する。さらに、タンパク質や可溶化剤の構造や配向に関する情報を得るため、フーリエ変換赤外分光光度計を購入する。
10年間のフォロー成績からみた歯の喪失リスクに関する研究

1.兵庫県N町における昭和58年以降成人の歯科健診の結果の推移から、個別指導により歯周疾患の著しい改善がみられたが、「硬いものがたべにくい」「歯ならびが気になる」等の自覚を訴えている人には、歯周疾患の健診・指導による効果があらわれにくく、これらの所見を有する人々には特に綿密な指導が必要であることが示唆された。2.大阪府M市で昭和61年から実施された成人歯科健診結果は、DMFTの年齢に応じた増加が喪失歯の増加と対応していることを裏付けた。また、多変量解析により「ブラシを選ぶ」「早期治療に心がける」の2つの保健行動が喪失歯数・DMFTを減少させることが示唆され、「歯磨時の出血」「温水・冷水痛」「固いものがかみにくい」という自覚症状が喪失歯数と有意の関連を示した。3.大阪府下S市における昭和62年度以降の成人歯科健診結果から、連続受診することによる歯周病の所見の変化について,異常なしの割合は、初回18%、2回目21%、3回目30%と増加し、要医療と判定された者の割合は、初回56%、2回目50%、3回目45%と減少している。また、一人平均未処置歯率は、初回1.8本、2回目0.8本、3回目0.4本と減少している。4.ロンドンの日系企業の従業員の口腔診査、問診結果の分析から、口腔清掃状態および口腔衛生に関する保健行動の実施者の割合ともに、日本人男性より英国人男性に高く、とくに「小児期の定期受診」「現在の定期受診」を実行している者に口腔清掃状態が高く、定期的な歯科受診が口腔衛生に良好な影響をもつことが示唆された。兵庫県N町の1983年から1987年までの5年間に成人歯科健診を受診した実人数は953名であった。同じく1993年度の受診者は413名、1994年度は411名であった。口腔検査結果から4059歳における歯周炎の有病者の割合を推測すると、1983,1984,1985年度の初回受診者においてそれぞれ87%,74%,87%であったのに対して、1993,1994年はそれぞれ69%,52%であった。4049歳,5059歳の一人平均現在歯数はそれぞれ25.1本、23.5本(1994年度)であったのにたいし、6069歳,70歳以上ではそれぞれ15.8本,9.0本であり、初回受診時と1993年以降の最新受診年の間で平均27本の歯の喪失を比較するべく、データファイルを作成しているところである。職場に従事する在英日本人386人および英国人337名を対象とする口腔診査の結果からは、4559歳における歯周炎の有病者の割合は在英日本国人20%、英国人41%であったのに対して、3544歳ではそれぞれ15%、7%であった。う蝕経験歯数(DMFT)は、4059歳の在英日本国人11.6、英国人14.7であったのに対して、3039歳ではそれぞれ10.5、10.6%であった。小児期に定期的な歯科受療習慣をもっていた者の割合は在英日本国人11%、英国人76%で、現在も定期的に歯科受療する者の割あはそれぞれ19%、60%であった。口腔診査結果と保健行動との関連をみると、在英日本人と英国人の双方において、現在および小児期、10歳代、2039歳のそれぞれにおいて定期的に受診していた者よりもあまり受診していない者のほうがDMFTが低い結果であった。

また、英国人では夕食後の刷掃を行わない者、日本人では就寝前に刷掃を行う者、日英両者においてデンタルフロスを使う者において、DMFTが高かった。(1)兵庫県N町における昭和58年以降成人の歯科健診の結果の推移から、個別指導により歯周疾患の著しい改善がみられたが、「硬いものがたべにくい」「歯ならびが気になる」などの自覚を訴えている人には、歯周疾患の健診・指導による効果があらわれにくく、これらの所見を有する人々には特に綿密な指導が必要であることが示唆された。(2)大阪府M市で昭和61年から実施された成人歯科健診結果は、DMFTの年齢に応じた増加が喪失歯の増加と対応していることを裏付けた。また、多変量解析により「ブラシを選ぶ」「早期治療に心がける」の2つの保健行動が喪失歯数・DMFTを減少させることが示唆され、「歯磨時の出血」「温水・冷水痛」「固いものがかみにくい」という自覚症状が喪失歯数と有意の関連を示した。(3)大阪府下S市における昭和62年度以降の成人歯科健診結果から、連続受診することによる歯周病の所見の変化について、異常なしの割合は、初回18%、2回目21%、3回目30%と増加し、要医療と判定された者の割合は、初回56%、2回目50%、3回目45%と減少している。また、一人平均未処置歯率は、初回1.8本、2回目0.8本、3回目0.4本と減少している。(4)ロンドンの日系企業の従業員の口腔診査、問診結果の分析から、口腔清掃状態および口腔衛生に関する保健行動の実施者の割合ともに、日本人男性より英国人男性に高く、とくに「小児期の定期受診」「現在の定期受診」を実行している者に口腔清掃状態が高く、定期的な歯科受診が口腔衛生に良好な影響もつことが示唆された。
有機分子を用いた磁気応答性複合誘電体の開発

外場(特に磁場)応答性を有する新しい型の複合系誘電体を得る目的で、本研究では、電子機能性を担う電子供与体と特徴ある対イオンを組みあわせた錯体結晶の構築を試みた。本年度は昨年度に引き続き、まずTTFおよびフェロセンのカルボン酸誘導体とそのリン酸塩の合成の試みをおこなった。さらに、同様に磁性と誘電応答が共存する可能性のある系として、TTF誘導体と種々の電子受容体との錯体を合成し、それらの構造・磁性に関して系統的に検討をおこなった。まず、カルボキシル基とTTF骨格との間にメチレンおよびチオメチレンを導入した化合物を対照として合成を試みた。その結果、前駆体であるアミド体の合成まで至っているが、その加水分解によりカルボン酸を得る反応が困難であることが判明した。また、フェロセンカルボン酸およびジカルボン酸を合成し、リン酸塩を電解質として種々の条件下で電解結晶化を試みた。その結果、電解合成によって黒色固体が得られることが判明した。但し、得られた固体は結晶性がきわめて悪いことが明らかとなった。一方、磁性・誘電性の双方の観点から興味がもたれる系として、TTF誘導体と有機アクセプターとの種々の組みあわせについて検討した。その結果、BEDTおよびBEDSe-TTF誘導体と、フッ素置換TCNQの組み合わせにおいて交互積層錯体が実現し、それらが反強磁性を示すことが明らかとなった。このような系において分子の弱い2量化が生じた場合には、誘電応答を示すことが知られているため、磁性と誘電性の競合が出現しうると予想される。これらの知見を元に、現在より分子間相互作用の強い(平面性の強い)化合物について検討を継続中である。外場応答性を有する新しい型の複合系誘電体を得る目的で、本研究では、電子機能性を担う電子供与体と、水素結合ダイナミックスに基づく誘電応答を担うりん酸・ひ酸の水素結合鎖を連結した結晶の構築を試みた。構成分子としては、カルボキシル基を有し、かつ1電子酸化状態で脱炭酸がおこりにくい安定な電子ドナーを用いることが必要である。本年度はまずその試みとして、1)TTFカルボン酸系、およびフェロセンカルボン酸系の化合物を電子ドナーとして選択し、それらの合成、および錯体作成を重点的に行った。1)TTFにカルボン酸が直結した化合物は数種類知られているものの、一電子酸化によって分解する傾向がある。そこで、カルボキシル基とTTF骨格との間にメチレンおよびチオメチレンを導入した化合物を対象とし、その合成を試みた。現在異なる経路を用いて継続検討中である。2)フェロセンカルボン酸およびジカルボン酸を合成し、クラウンエーテル存在下、りん酸2水素カリウム等を電解質として、種々の条件下で電解結晶化を試みた。その結果、適切な溶媒種を選択した場合に、電解合成によって黒色固体が得られることが判明した。ただし、得られた固体は結晶性がきわめて悪いことが明らかとなったため、さらにフェロセン部分の化学修飾を通じた検討を継続中である。
最先端の惑星物質分析システムが紐解く新しい太陽系史

2020年後半に「はやぶさ2」探査機が小惑星リュウグウから試料を持ち帰る予定である。リュウグウは無機鉱物だけではなく、有機物と含水鉱物に富むことが分光学的な観測から明らかになっている。これらの物質には、低温の分子雲であった最初期の情報、小惑星上の熱変成・水質変成過程や高温期に起きたと考えられる非平衡化学反応の痕跡が残っており(Alexander et al., 2007)、その複雑な物質科学的情報を微小な鉱物や有機物から読み取るためには、ナノ領域における新しい分析・試料加工システムが必須となる。さらに地球由来の物質からの汚染を防ぐ大気非曝露の環境下での極微小試料取り扱い、試料搬送ー加工ー分析システムを同時に組み合わせることで、地球外物質から「地球とは異なる物質科学的特徴」を取り出すことが可能となる。その実現のために、地球惑星化学の分野において初の試みとなる「大気非曝露ナノ領域試料加工・分析システム」を構築する。2018年度では、南極微隕石をはやぶさ2の模擬試料として、多機関間での試料搬送ー加工ー分析システムの構築を行った。CTスキャンによる内部構造の可視化ののち、FIBにて特異的な領域を切り出し、続いてSTXM-XANES法を用い有機物中の炭素と官能基毎の空間分布を可視化した。そしてNanoSIMSの同位体イメージング法により軽元素同位体比の測定し、最後にTEMにより高解像度組織観察、結晶構造同定を行なった。この分析システムにより、希少な試料から一気通貫で物質科学的情報を網羅的に取得することが可能となった。また大気非暴露搬送機構の導入をNanoSIMSについて検討を行った結果、次年度に試作を実施する段階である。大気非曝露ナノ領域試料加工・分析システムの構築のうち、最も検討が必要であったNanoSIMSに関しての大気非曝露搬送機構に目処がついたため。また、大気非暴露なしの場合のナノ領域試料加工・分析システム「SPring8(CT, 3D-XRD)ー分子研UVSOR(STXM-XANES)ー高知コア研究所(NanoSIMS, TEM, FIB)」の確立は順調に進展し、南極微隕石を用いた実証実験に進みつつあるため。2020年度は、検討したNanoSIMSの大気非曝露搬送機構を実際に試作し、その機構の有用性を確認する。そのために、他研究費用でグローブボックスを導入し、大気中の酸素、二酸化炭素、あるいは水蒸気に鋭敏に反応し変質する物質を用いたテスト測定を実施する。当該年度に実施した大気非暴露機構設計と検討の予算を節約することができたため、次年度の試作品の作成と運用に使用することとした。
線虫C.elegansプレキシン遺伝子変異体の単離と解析

線虫C.elegansのプレキシン遺伝子の生体内での機能を解析するため、トランスポゾンによる変異作成系を用いて、翻訳開始点および上流領域を欠失した2系統のcep-2変異株(nc36,nc37)を単離した。nc36,nc37はともに、雄成虫尾部の感覚神経であるray 1の位置が野生型に比べて前方にずれるという異常を示した。実体顕微鏡レベルでは、産卵数の減少、陰門の形態異常(低頻度)の表現型を示した。GFPを用いた発現解析から幼虫雄の尾部上皮組織でのcep-2の発現が示唆された。ray 1は第3齢幼虫期に尾部の上皮組織から産生され、この時期、尾部の上皮細胞は分裂・融合を行いながら再配置される事が知られている。第3齢幼虫のcep-2変異体では多くの個体で上皮中のray 1の前駆細胞が野性型に比べ前背側方向に位置していた。また、体側の表皮を形成する上皮細胞であるseam cellの形態・配置にも異常が見られた。以上の結果から、cep-2は幼虫雄の尾部での上皮組織の形態形成に関わることが明らかになった。一方、神経系では、陰門付近のventral cord運動神経細胞体に位置異常が認められ、また、行動レベルでは運動パターンの軽微な異常が観察された。C.elegansには分泌型(Sema2a)と膜貫通型(Sema1a,Sema1b)の3種のセマフォリンが存在し、Sema-2aをコードするmab-20の変異体でも雄尾部の形態が異常であることが知られている。しかし、cep-2変異体ではmab-20変異体に見られるrayの融合が全く見られず、mab-20変異体ではray 1の前方方向への位置異常が見られないというように、両者の表現型はオーバーラップせず、また、cep-2とmab-20の二重変異体は両者の異常を併せ持つことがら、cep-2蛋白質はSema2aではなく膜結合型セマフォリンと相互作用する可能性が高い。
水蒸気前処理による圧縮木材の寸法安定化

水蒸気前処理による圧縮木材の寸法安定化について実験を行い、処理条件を確立すると同時に、処理材の顕微鏡観察、横圧縮試験、粘弾性実験によってその機能発現のメカニズムを考察した。さらに、本処理を応用し、連続式ロールプレスによる圧縮木材の製造、木質ボード類の試作を行った。得られた結果は以下の通りである。1.水蒸気前処理温度、時間の増加に従い、回復度が低下し、10分間の処理では、210220°Cの処理で、変形はほぼ固定された。回復度(SR)と重量減少率(WL)には、相関が認められ、両者の関係は、SR=-10.8WL+80.6で近似された。処理材の吸湿性、吸水性は、処理温度の上昇とともに低下し、220°C処理材のそれらは無処理材の50%以下、FSPは約15%であった。2.横圧縮試験およびそれに引き続く応力緩和試験から、水蒸気前処理の程度が増すに従い、木材の横圧縮性が増加することが確認された。処理材を電子顕微鏡観察したところ、180°C以上で処理試験片の一部で、木材細胞壁の切断、はく離などの細胞構造の崩壊が確認された。クリープおよびクリープ回復試験から、処理条件の増加に従い、木材の流動成分が増加することが確認された。従って、水蒸気前処理による圧縮木材の回復抑制の機構は、ミクロフィブリルが低分子化し木材が脆弱となるため、細胞壁は大変形に伴って塑性破壊を受けやすくなること、マトリックス成分の三次元ネットワーク構造の一部崩壊によって、木材成分の粘性流動が増加することなとであると考えられた。3.ロールプレスによる圧縮木材の製造では、圧締時間が短いため、ロール直後の変形回復が問題となるが、水蒸気前処理は、これを緩和するための有効な手段であることが分かった。4.木質小片を水蒸気前処理することによって、寸法安定性に優れたOSB、パーティクルボードが得られた。処理による強度劣化は、素材の揚台より小さかった。本研究は、加熱処理に関する研究から得られた成果を応用し、水蒸気前処理によって変形の固定を試み、さらに、本処理を連続式ロールプレスを用いた実用的生産に適応するための基礎的研究を行うものである。今年度の研究では、特に、水蒸気前処理による圧縮木材の寸法安定化について実験を行い、処理条件を確立すると同時に、処理材の顕微鏡観察、横圧縮試験、粘弾性実験によってその機能発現のメカニズムを考察した。水蒸気前処理温度、時間の増加に従い、回復度が低下し、10分間の処理では、210220°Cの処理で、変形はほぼ固定された。変形回復抑制効果と処理による重量減少率との間に明確な相関関係が確認された。横圧縮試験およびそれに引き続く応力緩和試験から、水蒸気前処理の程度が増すに従い、木材の横圧縮性が増加することが確認された。処理材を電子顕微鏡観察したところ、180°C以上で処理試験片の一部で、木材細胞壁の切断、はく離などの細胞構造の破壊が確認された。以上の結果から、水蒸気前処理による圧縮木材の寸法安定化のメカニズムは、処理によってミクロフィブリルが低分子化し、木材が脆弱となるため、細胞壁は大変形に伴って塑性破壊を受けやすくなること、マトッリクス成分の三次元架橋によるネットワーク構造の一部崩壊によって、木材成分の粘性流動が増加することなどであると考えられた。
作用記憶におけるチャンキングの脳活動に関するfMRI/EEG研究

作業内容に関して、熟練者はタスクの要素の重要な関係を認めそのものを記録するキャパシティが未熟者とは違っている。そのため関係を表すことの学習は物事を記憶する事にとって重要な要素である。したがってこのプロジェクトは、学習することと関連づける記憶の導きの相互作用について調査した。以前の研究で、敏感な上前頭葉は働いている記憶において関連的な記録の蓄えてある量によって異なっていることを確認している。(Phillips & Nik 2002;2003)今回のプロジェクトでは、経験をイメージする脳は、上前頭葉において高い関連的情報と低い関連的情報の違いが学習の量によって調整されるということを明らかにした。高い関連的情報と低い関連的情報の間の大きな違いは新しい関係より学習された関係の記憶によることが確認された。これらの結果は上前頭葉が関連のある記憶を確立するのに重要なものであることを示唆している。我々は、4ヶ月を超える期間、被験者に二つの認識課題を「新しい形の「対の形状」を集中的に学習」してもらいながら、学習する前、しているとき、そしてその後の、計4回についてfMRIで被験者をスキャンして調べたことがある。その4ヶ月の期間、被験者は「対の形状」の具体的な集中的な訓練を施される。認識課題のそれぞれの試行のために、被験者は「対の形状」のリストを与えられる。(今までに知っているものか、またはまったく新しいもの)そして、そのすぐ後にリストの中に前出の「対のもの」があるかどうか判断するように言われる。さまざまな経験に基づく状態における脳の働きの対比は3つの主だった観察を明らかにした。1.「対の形状」の学習を増加させることによる側頭葉の働きの増加があった。2.「対の形状」の学習を増加させることによる前頭葉の働きの減少があった。3.前の学習の介在する間に「対の形状」の学習の追加をすることなしに、第3のセッションに関連付けて、第4のセッションにおいて、側頭の働きの増加があった。これらの結果は側頭葉における「視覚からの学習の証拠」として、説明される。更に、その結果は長い期間の学習はその後のあきらかな学習の欠乏にさえ上回って残るということまで示唆する。NeuroImage.(brain imaging journal)に、これらの結果のレポートは載っている。このデータは我々の以前の脳イメージング研究(Pillips & Niki,2002;2003)において確立された、関連的複雑性の"Index Length"計測によって再分析されたものである。我々の以前の結果と矛盾の無い、高い関連的複雑性と低い関連的複雑性の保持による上前頭葉の活動の増加を分析は立証した。しかし、学習したペアと新しいペアでは結果の差違が大きいことに我々は気が付いた。同時に我々は上側頭回と中側頭回における長期学習効果の影響も見つけた、このことは関連する断片が長期記憶へと移行することを示唆している。これらの結果は、明白な複合体(つまりタスクによって指定された複合体)よりむしろ関連のある複合体(すなわち被験者に理解された複合体)に上前頭葉は敏感であり効果的に反応することを意味する。熟練した被験者は関連的複雑性をタスクの要素を関連づけることで軽減した。したがって、これらの結果から被験者に熟練のレベルを直接テストする方法を試してみるべきであることがわかる。この研究報告は国際雑誌(Human Brain Mapping)に発表され、現在は審査中である。
可能性理論と動学モデルによるコンフリクト解析

"Fair Cost Sharing of Network Maintenance"では、ネットワークの維持費用を公平に負担する問題を検討し、協力ゲーム理論におけるShapley値の考えを適用しその計算方法を示した。『高松琴平電鉄の経営破綻と行政支援』では上記の理論を基にして、「高松琴平電鉄」の経営破綻時の香川県・沿線自治体による行政支援の負担金額の公平性を検証した。これは道路や鉄道あるいは通信ネットワークの建設・維持における費用負担について、公平性の判断に理論面・実用面で有用である。"Policystablestates in the graphmodel for conflict resolution"ではコンフリクト解析のためのグラフ・モデルによる政策分析の新しい枠組みを定式化した。政策安定状態の性質を研究し、精緻化において意思決定者の政策で重要なことは意思決定者の直接的な利害に限定されることが示唆されている。コンフリクト解析のためのグラフ・モデルにこれまでの安定の概念との比較も行った。"The Second-Price Bidding System under Uncertainty"では、公共土木工事における入札問題を考察した。地盤条件など工事に不確実性がある場合の入札では期待値を用いることは発注者・受注者の両社にとって好ましくない。優れた入札方式と言われる二位価格制で不確実性を含む状況にも対応できる入札方式を提案した。"Newsvendor problems based onpossibility theory"では、顧客の潜在的な購入意識の曖昧さに起因する需要の不確実性を可能性分布で表し、この可能性情報を用いて、新たな意思決定モデルを提案した。これにより、ライフサイクルの短い商品の最適発注量を決めることができた。以上の研究により、現実のコンフリクトを解決するいくつかの提案をすることができた。"Fair Cost Sharing of Network Maintenance"においては、ネットワークの利用者が複数いる場合に利用量に応じてネットワークを維持するための費用を公平に負担する問題を検討している。この問題に対して、ゲーム理論におけるShapley値の考えを適用しその計算方法を示した。通常、Shapley値を計算する場合、プレイヤー(利害関係者)の数がnであれば、提携の数は2のn乗、Shapley値を求めるために必要な順列の数はn!(nの階乗)であり、nの増加とともに計算の手間が急激に増加する。本論文で提案している方法では1人のプレイヤーについてnに比例し、したがってすべてのプレイヤーのShapley値でもnの2乗のオーダで計算でき、実用的でもある。『高松琴平電鉄の経営破綻と行政支援』では上記の論文の理論を基にして、香川県の私鉄「高松琴平電鉄」の経営破綻に際して、香川県および沿線自治体である1市8町が行政支援を行ったときの負担金額の比率が適切であったかどうかを検証している。この考え方は、今後道路や鉄道の建設・維持あるいは、Internetに代表される通信ネットワークの設置や維持における費用負担について、公平性を考えるのに理論的に明快であるだけでなく実用性も有しており有用である。"Newsvendor problems based onpossibility theory"では、顧客の潜在的な購入意識の暖昧さに起因する需要の不確実性を可能性分布で表し、この可能性情報を用いて、新たな意思決定モデルを提案した。"Fair Cost Sharing of Network Maintenance"では、ネットワークを維持費用を公平に負担する問題を検討し、ゲーム理論におけるShapley値の考えを適用しその計算方法を示した。

政策安定状態の性質を研究し、精緻化において意思決定者の政策で重要なことは意思決定者の直接的な利害に限定されることが示唆されている。コンフリクト解析のためのグラフ・モデルにこれまでの安定の概念との比較も行った。"The Second-price Bidding System under Uncertainty"では、公共土木工事における入札問題を考察した。地盤条件など工事に不確実性がある場合の入札では期待値を用いることは発注者・受注者の両社にとって好ましくない。優れた入札方式と言われる二位価格制で不確実性を含む状況にも対応できる入札方式を提案した。"Newsvendor problems based onpossibility theory"では顧客の潜在的な購入意識の曖昧さに起因する需要の不確実性を可能性分布で表し、この可能性情報を用いて、新たな意思決定モデルを提案した。これにより、ライフサイクルの短い商品の最適発注量を決めることができた。以上の研究により、現実のコンフリクトを解決するいくつかの提案をすることができた。
新しいIL-6/12関連サイトカインIL-27による造血幹細胞の増殖・分化の制御

IL-27は、最近同定されたIL-6サイトカインファミリーに属するサイトカインの1つで、STAT1とSTAT3の両方を効率良く活性化し、炎症を誘導する作用と炎症を抑制する両作用を有している。IL-27は、そのレセプターであるgp130とWSX-1を介して、T細胞、B細胞やマクロファージなどの多くの細胞に作用するが、IL-27の造血幹細胞への効果は未だ報告されていない。今回、我々は、IL-27が、Stemcellfactor (SCF)と共に直接造血幹細胞に作用し、in vitroおよびin vivoにおいて造血幹細胞の初期分化誘導の制御に関与していることを明らかにした。まず、マウス造血幹細胞であるCD34^<-/low>c-Kit^-Sca-1^+Lineage marker^-(CD34^-KSL)細胞が、IL-27のレセプターであるgp130とWSX-1を共に発現していることを見出した。この造血幹細胞をIL-27とSCFでin vitroで培養すると、短期間で再構築する細胞を含むミエロイド系の造血前駆細胞が増幅し、そのいくつかは長期間の再構築活性も保持していた。次に、in vivoでの効果を調べるために、IL-27を高発現するトランスジェニックマウスを作製した。このマウスは、骨髄においてミエロイド系細胞の生成が充進し、B細胞生成が低下し、脾臓において骨髄外造血の亢進が見られた。さらに、IL-27はヒト膀帯血由来のCD34^+造血幹細胞に対しても同様に作用した。以上より、IL-27は、造血幹細胞の制御に関与する数少ないサイトカインの一つであることが明らかになった。平成18年度は、IL-27を血中に高濃度産生しているトランスジェニックマウス(Tg)マウスを2系統樹立し、これらマウスを用いて、IL-27の造血幹細胞の増殖・分化における作用について検討を行った。いずれのマウスも血中に導入したIL-27を1ng/ml弱位発現していた。まず、これらのマウスの性別や週令毎に各臓器の重さを測定したところ、2系統とも約2倍の脾臓の増大が見られた。さらに各組織での組織学的解析を行ったところ、脾臓において髄外造血と巨核球の増加が、さらに骨髄においても巨核球の増加が見られた。そこで、次にFACSを用いて各種の抗体で染めて解析した結果、胸腺においては、若干の全細胞数の減少が見られたがDN, DP, CD8SP, CD4SPの細胞の割合はほとんど変わらなかった。脾臓では、全細胞の増加と、B細胞を除く他の細胞の数の増加が見られたが、細胞の割合ではMyeloid細胞とCD41陽性細胞が増加し、逆にB細胞の割合が減少していた。骨髄では、全細胞数の若干の減少し、Myeloid細胞とCD41陽性細胞では細胞数と割合とも増加し、各分化ステージのB細胞の細胞数と割合ではいずれも減少していた。末梢血では脾臓と同様に、B細胞の割合の減少が見られ、腹腔内では特にB1細胞の割合が減少していた。次に、寿命を比較したところ、IL-27Tgの2系統で生後10ヶ月でそれぞれ約50%と約10%の死亡率であり、いずれも早死であった。死ぬ間際には、貧血と体重減少が見られるマウスが多かった。そこで、次に、骨髄での造血幹細胞の割合を比較すると、いわゆるCD34^-/c-kit^+/Sca-1^+/Lin^-のCD34^-KSL細胞の割合は約50倍に増加していたが、SP陽性の細胞の割合はほとんど変わらなかった。以上より、IL-27は造血幹細胞へ直接作用して増殖分化の制御に関与している可能性が示唆された。昨年度のIL-27Tgマウスを用いた実験結果より、IL-27がマウス造血幹細胞CD34^-KSL(CD34^-/c-Kit^+/Sca-1^+/Lin^-)細胞の増殖と分化の制御に関与している可能性が示唆された。そこで、今年度は野生型マウス骨髄より精製したCD34^-KSL細胞を用いてin vitroでのIL-27の効果について検討した。まず、RT-PCRおよび抗TCCR(IL-27R)抗体を用いた免疫染色により、CD34^-KSL細胞でIL-27R(WSX-1/TCCRとgp130)の発現が見られることがわかった。そこで、CD34^-KSL細胞を無血清培地でSCF存在下IL-27と共に培養すると、細胞数が顕著に増加し、2週間後にFACS解析を行うと、Mac-1およびGr-1を若干発現するミエロイド系の未成熟細胞と、細胞表面マーカーはCD34^-KSLのままの細胞が増えていた。そこで、次に同様にCD34^-KSL細胞をIL-27とSCFで1週間培養した細胞と、精製してきたばかりのCD34^-KSL細胞を、野生型マウス由来の骨髄細胞をCompetitorとして、放射線照射したマウスに移植する競合的骨髄再構築法により再構築した細胞を解析すると、IL-27とSCFで増えた細胞は、短期間の自己増幅能を有していることがわかった。また、IL-27Tgマウス由来の骨髄細胞と野生型マウス

由来の骨髄細胞の自己増幅能を競合的骨髄再構築法により比較すると、IL-27Tgマウスの骨髄細胞は、CD34^-KSL細胞の割合が著明に増えているにもかかわらず、自己増幅能には両者で差がほとんど見られなかった。以上の結果より、IL-27は、CD34^-KSL細胞の細胞増殖を誘導し、細胞表面マーカーはCD34^-KSLとほとんど変わらないが自己増幅能はほとんど消失した細胞や、ミエロイド系に若干分化した未成熟な細胞を増やしていることが明らかになった。IL-27は、最近同定されたIL-6サイトカインファミリーに属するサイトカインの1つで、STAT1とSTAT3の両方を効率良く活性化し、炎症を誘導する作用と炎症を抑制する両作用を有している。IL-27は、そのレセプターであるgp130とWSX-1を介して、T細胞、B細胞やマクロファージなどの多くの細胞に作用するが、IL-27の造血幹細胞への効果は未だ報告されていない。今回、我々は、IL-27が、Stemcellfactor (SCF)と共に直接造血幹細胞に作用し、in vitroおよびin vivoにおいて造血幹細胞の初期分化誘導の制御に関与していることを明らかにした。まず、マウス造血幹細胞であるCD34^<-/low>c-Kit^-Sca-1^+Lineage marker^-(CD34^-KSL)細胞が、IL-27のレセプターであるgp130とWSX-1を共に発現していることを見出した。この造血幹細胞をIL-27とSCFでin vitroで培養すると、短期間で再構築する細胞を含むミエロイド系の造血前駆細胞が増幅し、そのいくつかは長期間の再構築活性も保持していた。次に、in vivoでの効果を調べるために、IL-27を高発現するトランスジェニックマウスを作製した。このマウスは、骨髄においてミエロイド系細胞の生成が充進し、B細胞生成が低下し、脾臓において骨髄外造血の亢進が見られた。さらに、IL-27はヒト膀帯血由来のCD34^+造血幹細胞に対しても同様に作用した。以上より、IL-27は、造血幹細胞の制御に関与する数少ないサイトカインの一つであることが明らかになった。
誘導型AmpCのシグナルとなるムロペプタイド伝達に関与する遺伝子解析

Enterobacter cloacaeやPseudomonas aeruginosaなどの臨床から分離されるグラム陰性桿菌では、基本的に染色体性遺伝子支配のAmpC型β-ラクタマーゼの存在は耐性との関係や治療面で極めて重要である。グラム陰性桿菌での酵素AmpCの転写を抑制または活性化する調節因子としては、AmpRが挙げられる。AmpRによるAmpC調節で特徴的なことは、このAmpRが細胞壁ペプチドグリカン構成成分由来の断片であるムロペプタイドの作用によってリプレッサーとなる反面、細胞壁損傷成分によって蓄積するペプチドグリカン断片であるムロペプタイド量が高濃度になるとAmpRの転写を活性化することにある。しかも、AmpRの変異率が10^<-6>と高い頻度であることから、臨床分離菌でもAmpDやAmpRの変異が多いと考えられる。事実、21株の臨床分離AmpC多量産生E.cloacaeを調べると、AmpD(19株)またはAmpR(2株)変異であった。次いで、大腸菌から検出したAmpCをコードするプラスミドpKU601はampR変異であり、AmpCは構成型産生であった。E.cloacaeからβ-ラクタム薬感受性変異株を分離した株を親株にしてセフェム系薬超感受性変異株を分離し、ampG点変異株を分離した。さらに、PBP2ないし3変異株でのAmpCを比較すると酵素量は2倍程度の減少に過ぎなかった。また、このampR-ampCを含むCitrobacter freundii由良の巨大な染色体性DNA断片を含む100kbpを超えるDNA断片がコードする遺伝子の機能については現在解析中である。1.1)先にEscherichia coliK12pKU403から分離した3株のampR変異セフェム系薬高度耐性株は、1種のシグナル伝達に関与するAmpG株保有株に比べてAmpG欠損株でもclass C型酵素が低下するものの十分量産生することが判った。また、自然界から分離したclass C型酵素を全く生産しないセファロスポリン系薬感受性E. cloacaeにこの変異型ampR DNA断片を共存させると誘導型class C型酵素活性が著しく増えたことから、野生型AmpRと変異型AmpRが共存すると酵素活性が増加した。この結果は、変異型AmpRがシグナル非存在下でもclass C型酵素を産生し得ることを示すものと判断された(投稿準備中)。2)臨床分離Enterobacter cloacae ampD変異株KU3(class C型酵素活性は約30u/mg protein)からセフェム系薬超感受性変異株KU69を分離した。KU69のclass C型酵素量は0.05u/mg proteinであり、ampC-ampR遺伝子に何らかの変異も認められなかった。そこで、KU69は、E. cloacaeのampG全領域を含むプラスミドpGKS171-3を形質転換させたときにのみその酵素活性が約30u/mg proteinに復帰した。この結果からKU69はampG変異と結論され、ampG遺伝子についてprimer workingによりDNA塩基配列を行った。その結果、KU69のAmpGの132番目のトリプトファン(TGG)が点変異によって終止コドン(TAG)点変異であった。そこで、132番目のアミノ酸領域のペプチド抗体を作製し、KU3とKU69をレーザー顕微鏡で観察し、細菌内のAmpG局在を観察したところ、KU69から何らの反応が検出できず、AmpGは、耐性化を防ぐと一つの方法となり得る可能性が考えられた(登校準備中)。

2.同様にStaphylococcus aureusのβ-lactamaseやmecA遺伝子についても染色体性遺伝子による調節を受けていることが判り、本テーマとの関連性も含めて次年度から検討する予定。1.E.cloacaeから分離したKU69は、ampG点変異によるセフェム系薬超感受性菌であり、その復帰株は10^<-7>頻度で分離される。復帰株の殆どは、ampGの復帰株であるが、中には10^<-8>頻度でAmpGは依然として点変異であるが、AmpRAsp135Ala,Asp135Asn,Asp135Tyrの3種類の変異株が分離され、AmpR変異株はいずれも構成的にAmpCを産生し、その酵素量も<0.05が18u/mg proteinと著しく増加した。この結果は、ampR変異によりAmpCの発現が構成型となるため、それに伴って近い将来AmpCをコードするプラスミドの拡散について危惧すると考察したわれわれの報告した論文結果を支持するものであった(投稿準備中)。2.臨床分離のAmpCを数ユニット産生するセフェム系薬耐性E.cloacae 24株について、その野生型AmpD^+またはAmpR変異をそれぞれの株に形質転換させ、AmpC量の増減から変異部位の特定を行った。その結果、21株はampD^+との共存によってAmpC量が著しく減少し、それに伴ってセフェム系薬に対するMICも感受性化した。残りの2株は、クラスBおよびAmpR変異株と考えられた(投稿準備中)。3.この結果から、既に臨床分離のE.coliから検出した伝達性プラスミ支配のセフェム耐性について解析した結果、この遺伝子はCitrobacter freundiiのampC-ampRと97%以上の相同性を示し、かつampRが変異していた。これをクローニングしてE.coliK12ampD^+およびampD^-を宿主として形質転換させたところ、その発現はほぼ同程度の酵素量、耐性値を示し、AmpC量も構成的に産生することが判明した(論文掲載)。1.上記の結果から、ampR変異がAmpCを多量に産生することから、臨床分離のE.coliから検出したtra^+ ampC解析した結果Citrobacter freundii ampC-ampRと97%の相同性、かつampR変異によりampD^+とampDいずれの宿主でもAmpCを構成的に産生した。この結果は、セフェム系薬の使用量、期間がAmpC産生プラスミド選択の要因として重要となる(論文報告)2.明らかな量のAmpC産生臨床分離E(E.cloacae24株に野生型AmpD^+またはAmpR変異を形質転換させ、AmpC変異部位の特定を行った結果、21株はampD^+との共存によりAmpCの優位な低下とセフェム系薬に対するMICの感受性化、2株は、クラスBおよびAmpR変異株を確認し、AmpC調節遺伝子の優先的なin vitro変異が臨床現場でも反映していることを確認した(論文印刷中)。3.AmpC産生のシグナルとなるムロペプタイドム(MuP)の取り込みに関与するAmpGの機能を明らかにした(論文投稿中)。野生型ampGを用いて、モデリングによるって推定された内膜を境に内と外に局在する蛋白部位に相当するDNA変異株を分離し(論文投稿中)、その上でサイト・ダイレクト変異法により分離し、その塩基配列を特定した。
X線・中性子解析による「埋もれた」界面の科学に関する調査

ナノサイエンス・ナノテクノロジーの研究では、表面に露出しているものばかりではなく、何がしかの物質によって覆われた「埋もれた」ナノ構造を扱う必要がある。また人工的に形成された積層構造の各層や各界面は、常に上層に「埋もれた」状態にある。こうした「埋もれた」界面には、半導体、磁性体デバイス、ソフトマテリアルの薄膜はもとより、さまざまなコーティングにおける界面、接着界面、さらには一般的に異種物質を接合させた際の界面等、非常にいろいろなものを挙げることができる。そこには、それぞれに学術的、産業応用的に重要な課題が多くありながら、研究対象が「埋もれた」状態にあり表面に露出していないために、ほとんどの場合その観察には破壊せざるを得ないという困難さがあった。この困難さゆえに、物質の種別や材料としての応用の違いを超え、主として原子・分子のスケールでの構造の理解から「埋もれた」界面を破壊せずに研究しようとする広い横断的研究分野が成立する。本企画調査では、2日制のミニ国際ワークショップを含む3度のシンポジウムと4回にわたる会合を通じ、「埋もれた」界面に関連する27の研究課題についての調査を実施した。その結果、「埋もれた」界面の科学を新規な学問領域として確立することが、学術的、技術的および社会的観点から見てぜひとも必要であり、そのような新領域の形成をめざそうとする際には、研究場所や基盤である共通施設・機器、物質・材料の違いを超えた科学的な切り口での共通課題、あるいは高度化・ブレークスルーを求める共通技術を軸とすることが有望であるとの結論を得た。
セレンゲティにおける後期石器時代サバンナ狩猟採集社会の復元的研究

今日のアフリカ狩猟採集社会は原初的人類社会の理解に不可欠の情報源である。だがこれらの社会は農耕・牧畜社会と接触し変容してきた歴史があり、原初的社会のモデルにすることに疑いがある。本研究は農耕・牧畜以前のサバンナ狩猟採集社会を復元することでこの問題に解答する。またこの目的を果たすため、タンザニアのセレンゲティ国立公園の地表面に散乱している後期石器時代の石器の分布状況を把握することから約1万年前の狩猟採集社会の空間と資源利用パターンを復元する方法を開発する.3年間の調査でおよそ10000平方キロの範囲を踏査し、50メートル四方の方形区を126ヶ所、それ以外のポイントを約200ヶ所設定し、位置をGPS測量し、地表の石器を採集し、地形、植生、土壌特性を記録した。採集した石器約1万点を筑波大学に持ち帰り分析中である。諸データをGISデータベースに入力中である.すでに把握した点は以下のとおり。1)公園の地表面には前期石器時代から金属器時代までの数十万年にわたる文化遺物が散乱しており、中期および後期石器時代石器の密度が高い。2)前期および中期石器時代石器には公園内に産出するクオ-ツァイトが、後期石器時代石器には黒曜石とクオ-ツが主に使われている。黒曜石の原石は公園内になく、大地溝帯の火山帯から運ばれたと推定できる。3)後期石器時代の石器の分布密度は平方kmあたりおよそ1万点である。4)石器密度は調査方形区により0点から500点以上まで大きく変化する。5)特に高密度に分布する場所を4カ所発見した。いずれも大きな岩に囲まれた場所であり頻繁に人の訪れるキャンプサイトと予想できる。6)河川や池に近い場所の石器密度は比較的高い。7、地表水から遠く離れた場所にも比較的低い密度の分布がある。以上の点を手がかりにGIS上でさらに解析を進め初期の目的を達成する。本年度は、調査全体の基盤整備と調査手順の確立に重点をおき調査した。GPSによる位置測定の原点の設置などの作業を終えるとともに、石器分布調査を50m四方の方形区を設定して行なうなど、調査手順の一部に変更を加えて確定した。平行してリモートセンシングによる植生図作成のための地上調査を実施し、また調査地の主な道路の精密な位置測定を実施した。88ヶ所の方形区を調査し2.652点の石器を採集した。採集した石器を10数種に分類して数量化し、石材の同定を行なった。各方形区の石器点数は0から242点までの幅があり、0点であったのは16ヶ所である。このことから方形区のサイズは程度であると判断した。さらに、高い密度で石器が分布する地点は、現在でも乾季に地表水のある所に近いという傾向がつかめた。これらか、後期石器時代の活動が水辺の近くに集中すること、後期石器時と現在の地表水分布に大きな違いがないことが推定できる。各方形区あたりの平均石器点数は33点であり、これから概算すると、調査予定地400平方kmの範囲には約500万点程度の石器が、セレンゲティ国立公園にはおよそ2億点の石器が散乱していると予想できる。これにより、石器の分布状況の把握によって後期石器時代社会のキャンプ移動と資源利用の復元をめざす本研究にとって、この調査地が極めて良好な研究フィールドであることが具体的に確認できた。現在GISシステムによる解析手順の構築を急いでおり、まもなく初期的な解析結果を出せる予定である。96年の7月から9月にかけてタンザニア、セレンゲティにおいて現地調査を実施した。

本年は200ヶ所に調査方形区を設定して石器分布調査を実施する予定であったが、実施できたのは30ヶ所に留まった。例年乾期には草が枯れ地表観察が容易であるが、95年末からの雨期に雨量が多く、その後乾期に入ってもしばしば降雨があり、調査地は深い草原に覆われ地表観察が困難であったからである。このため調査の主力を昨年度に採集した石器資料の整理作業に向けるとともに、予定していたGPS測量のための基準点の設置、リモートセンシングのための地上調査を実施た。これにより、すでに調査した101ヶ所の調査区で採集した1404点の石器について、種類、石材、重量、採集地点などについてデータベース作成を終えた。これを予備的に集計したところ、調査方形区の約60パーセントに石器が分布していること、方形区で採集した石器の数量は150点から0点までの分布を示すこと、水晶と黒曜石製の石器が全体の70パーセントを占めていること、黒曜石製の平均石器重量は約1グラムであり、水晶製に比べ1/2であること、などが明らかになった。水晶はセレンゲッティ地域に産出するが、黒曜石は遠隔地から持ち込まれた石材である。黒曜石製の石器が小さなことは、この石材が効率的に利用されたことを示している。また、各調査方形区の石器点数は連続的な変化を示し、並外れて高密度な地点はない。この時期の社会が活動の拠点をもたない遊動社会であったことを示しているものと推測できる。現在、これまでに得られた資料についてGISを用いたデータ解析手順の確立を急いでいる。今日のアフリカ狩猟採集社会は原初的人類社会の理解に不可欠の情報源である。だがこれらの社会は農耕・牧畜社会と接触し変容してきた歴史があり、原初的社会のモデルにすることに疑いがある。本研究は農耕・牧畜以前のサバンナ狩猟採集社会を復元することでこの問題に解答する。またこの目的を果たすため、タンザニアのセレンゲティ国立公園の地表面に散乱している後期石器時代の石器の分布状況を把握することから約1万年前の狩猟採集社会の空間と資源利用パターンを復元する方法を開発する。3年間の調査でおよそ10000平方キロの範囲を踏査し、50メートル四方の方形区を126ヶ所、それ以外のポイントを約200ヶ所設定し、位置をGPS測量し、地表の石器を採集し、地形、植生、土壌特性を記録した。採集した石器約1万点を筑波大学に持ち帰り分析中である。諸データをGISデータベースに入力中である。すでに把握した点は以下のとおり。1)公園の地表面には前期石器時代から金属器時代までの数十万年にわたる文化遺物が散乱しており、中期および後期石器時代石器の密度が高い。2)前期および中期石器時代石器には公園内に産出するクオ-ツァイトが、後期石器時代石器には黒曜石とクオ-ツが主に使われている。黒曜石の原石は公園内になく、大地溝帯の火山帯から運ばれたと推定できる。3)後期石器時代の石器の分布密度は平方kmあたりおよそ1万点である。4)石器密度は調査方形区により0点から500点以上まで大きく変化する。5)特に高密度に分布する場所を4カ所発見した。いずれも大きな岩に囲まれた場所であり頻繁に人の訪れるキャンプサイトと予想できる。6)河川や池に近い場所の石器密度は比較的高い。7、地表水から遠く離れた場所にも比較的低い密度の分布がある。
角結膜上皮における特異的遺伝子の解析および疾患関連遺伝子の同定に関する研究

角膜上皮、結膜上皮の遺伝子発現プロファイル(Bodymapプロジェクト)から角膜特異的新規遺伝子としてカテプシンV、ウロプラキンIb、カルシウム依存性Clチャンネルを同定した。カテプシンVについては、弱酸性下で働くシステインプロテアーゼの機能を持つことを証明した。またウロプラキンIbについては従来から知られているカテプシンIbとは3'末端配列の異なるアイソフォームであった。新規のClチャンネルは染色体1p32に位置し、角膜上皮細胞で他のClチャンネルよりも100倍高発現していることから角膜上皮で重要な機能を持つ可能性が示唆された。同じくDNAチップによる羊膜上培養角膜の検討では、羊膜上培養角膜上皮細胞は正常角膜上皮細胞に比べて、IL-6、IL-13、IL-4などの遺伝子の発現が減少し、IGF結合蛋白、emmprin, CD27リガンドなどの遺伝子の発現が上昇していた。またTT-PCRによる結膜上皮細胞のシェーグレン症候群と正常者との遺伝子発現比較では、ケラチン6,16、SPRR2A、kauikrein、IL-6,MIG, amphiregulin、HLA-DR、デイフェンシンβ2、フィプロネクチン、c-fosの発現が亢進していた。これらのことからシェーグレン症候群の病態には、上皮の角化および細胞分裂の亢進、創傷治癒反応の誘導といった乾燥による影響とMIG、HLA-DR、ディフェンシンの発現といった炎症による影響の二つの因子が関与していることが示唆された。角膜上皮、結膜上皮におけるmRNA遺伝子発現プロファイル(expression profile)をもとに角膜特異的な遺伝子としてカテプシン(カテプシンV)やウロプラキンIb、Clチャンネルを同定した。カテプシンVはヒトカテプシンLとアミノ酸レベルで77%の高い相同性を示す新規のカテプシンで、作成した組み換え蛋白はシステインプロテアーゼの性質を有していた。RT-PCR法で各組織におけるカテプシンLとの発現量を比較すると角膜上皮のみでカテプシンVが優位であり、角膜上皮において重要な機能を果たしていると推測された。FISH法によりヒト染色体9q22.2にマッピングされ、カテプシンLと15cMの距離にあることが判明した。両者は進化の過程で同一遺伝子の重複により生じた可能性が示唆された。ウロプラキンIbは4回膜貫通型の膜蛋白で既知のものと3'末端の異なるアイソホームであった。RT-PCR法で従来から知られている移行上皮だけでなく眼表面上皮にも高発現していることが確認された。ペプチド抗体を用いた免疫組織化学では角膜上皮、輪部上皮、結膜上皮の細胞膜に発現がみられ、特に角膜上層上皮に強い染色がみられた。新規のClチャンネルは943アミノ酸からなり、ヒト染色体1p32に位置していた。角膜上皮に存在する他のClチャンネルと比較して約100倍多く発現していることから、角膜の透明性維持に関連する最も主要なClチャンネルであると想像された。慢性期スティーブンス・ジョンソン症候群患者2名と正常コントロール3名の末梢血からT細胞を分離しRNAを抽出、DNAマイクロアレイ(Gene Chip Affymetrix)を用いて、遺伝子発現の同時大量解析を行った。5600個の遺伝子発現の増減を比較した結果、これまでに報告のないMTCP1の発現増加、LIMの発現減少など癌関連遺伝子に発現変化を認めた。角膜上皮、結膜上皮の遺伝子発現プロファイル(Bodymapプロジェクト)から角膜特異的新規遺伝子としてカテプシンV、ウロプラキンIb、カルシウム依存性CIチャンネルを同定した。

新規のC1チャンネルは染色体1p32に位置し、角膜上皮細胞で他のC1チャンネルよりも100倍高発現していることから角膜上皮で重要な機能を持つ可能性が示唆された。同じくDNAチップによる羊膜上培養角膜の検討では、羊膜上培養角膜上皮細胞は正常角膜上皮細胞に比べて、IL-6、IL-13、IL-4などの遺伝子の発現が減少し、IGF結合蛋白、emmprin, CD27リガンドなどの遺伝子の発現が上昇していた。またTT-PCRによる結膜上皮細胞のシェーグレン症候群と正常者との遺伝子発現比較では、ケラチン6,16、SPRR2A、kallikrein7、IL-6、MIG、amphiregulin、HLA-DR、ディフェンシンβ2、フィブロネクチン、c-fosの発現が亢進していた。これらのことからシェーグレン症候群の病態には、上皮の角化および細胞分裂の亢進、創傷治癒反応の誘導といった乾燥による影響とMIG、HLA-DR、ディフェンシンの発現といった炎症による影響の二つの因子が関与していることが示唆された。