hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ペプチド・蛋白質化学を基盤とするゲノム・プロテオーム情報収斂型創薬研究

当該研究プロジェクトを通じて、1)立体配座固定環状ペプチドライブラリーの構築と非ペプチド化、2)創薬標的として定評のある7回膜貫通型GPCRの化学合成を目指して膜蛋白合成法を精査した。さらに、ペプチド化学・蛋白質化学を基盤にしてゲノム科学情報を創薬研究に展開するための新たな方法論を提案した。(1)ペプチド性CXCR4拮抗剤を素材にしてtype II' β/γ構造を有する環状ペンタペプチド等を環状テンプレートとして活用することに軸足をおいて、活性Pharmacophoreの空間的スクリーニングを実行した。活性評価に際しては、構成的部分活性を有する人工受容体のLac Z-共役型酵母発現系を活用し、CART (Constitutively Active Receptor Technology)の有効性を検証した。本研究では、ペプチド結合を(E)-あるいは(Z)-アルケンユニットに変換したペプチドイソスター、さらに三置換、四置換アルケン型イソスターおよびフルオロアルケン型イソスター立体選択的合成法の開発に成功し、商活性低分子環状ペプチドの非ペプチド化、医薬品としての適合化研究を実施した。本法の特徴は、1)豊富な種類のアミノ酸のキラル源と成熟したペプチド合成化学を活用して信頼度の極めて高い薬物標的指向型Focused Libralyが構築できること、2)アルケン型イソスターの導入によりLipinski ruleに合致した化合物へ容易に誘導できること、3)環状ペプチドイソスターの立体配座解析を基に更なる低分子変換が用意であること等である。効率的創薬リード化合物の創出法になり得ると確信している。(2)本研究においては脂質二重膜を反応場とするChemical Ligationの反応条件を精査し、7TMGPCR間で保存性の極めて高い3つのCys残基の位置で極めて高効率なLigationが可能なことを明らかにし、CXCR4の3個の2回膜貫通ドメインの合成に応用して本受容体のほぼ半分のペプチド鎖の構築に成功した。本研究は蛋白質化学、有機金属化学を基盤としてゲノム情報化学に基づく医薬品化学の革新的方法論の確立を目的とする。本年度は癌、エイズ、リウマチ等の難治性疾患に対する新規化学療法剤の医薬品リードの創出も視野に入れて、αVβ3-integrin、CXCR4を創薬標的として下記の研究を実施した。1.環状ペプチドライブラリーを範とする立体配座固定ユニバーサル創薬テンプレートの構築1)Kesslerらにより報告されている特異的αVβ3-integrin拮抗剤、cyclo(RGDfV)を基盤分子として、fVペプチドに2置換、3置換、4置換型(E)-アルケンイソスターおよび3置換型(Z)アルケンイソスターを導入し、環状ペンタペプチドのコンフォメーションおよび生物活性に与える影響について精査した。その結果、高活性誘導体を見いだすとともに多置換アルケン型イソスターの立体配座制御に関する極めて有用な情報を得た。2)独自に発見したCXCR4拮抗剤T140の4種のpharmacophoreの環状ペンタペプチドテンプレート上での空間的スクリーニングを実施した。この際、立体配座ベースライブラリーと配列ベースライブラリーの直行型ライブラリーを活用した、効率的Lead Optimization法に関する新規方法論の検証を行うとともに、実際に新規の強力かつ特異的CXCR4拮抗剤を見いだした。システインライゲーション法を鍵反応とする7TM-GPCRの膜担持型合成に必要となる反応条件に詳細な検討を加え、CXCR4の完全化学合成を目的として、リポソーム上での2回膜貫通型ループ構造の構築法を確立した。また、独自に見いだした水溶性6-helical bundle構造の構築原理に関する物理化学的検証を通じて水溶性CXCR4模倣体の合成計画を立案し、合成研究を展開中である。

本研究はペプチド・蛋白質化学と独自の有機金属化学を基盤として、ゲノミクス・プロテオミクス研究により得られる創薬標的に関する情報を効率的に医薬品開発に翻訳するための医薬品化学の革新的方法論の確立を目的としている。I.ゲノム・プロテオーム情報収斂型創薬テンプレートに関する研究前年度において直交型環状ペンタペプチドライブラリーを活用して、ペプチド性高分子CXCR4拮抗剤の低分子誘導体FC131を見いだしている。本年度はFC131のNMRおよび分子動力学計算により、立体配座解析を実施し、環状ペプチドのpharmacophoreの空間的配座制御法を確立した。本法はペプチド・蛋白性生理活性物質の低分子化の一般法として、ゲノム・プロテオーム情報収斂型創薬リード創出法に展開できると判断される。癌、エイズ、リウマチの3種の難治性疾患に対する共通の創薬標的としての機能が明確になったCXCR4を素材として、膜間ヘリックスの分子認識・分子集合論に基づく7TM-GPCRの構築原理に基づいたCXCR4の化学合成研究に取り組み、独自に開発した脂質二重膜を反応場とする膜担持型ケミカルライゲーションが膜貫通ヘリックス間の縮合反応に極めて有用な手段となることを明らかにした。本年度初頭に明らかにされたSARS CORONA VIRUS(SARS CoV)のゲノム情報を基に独自のバイオインフォマティクス解析を行い。SARS CoV-ゲノム情報収斂型草薬研究を実施し、強力な抗ウイルス活性を有する3種類のペプチド性化合物を見いだした。ゲノム情報を集約して見いだされる創薬標的に対して有効性の高い医薬品を開発するためには、蛋白質化学に立脚した創薬リード創出のための効率的な"翻訳プラットフォーム"の確立が国家的視点からも急務である。本年度はケミカルプロテオミクスに立脚した創薬基盤の革新という一つの座標軸を設定し、1)環状ペプチドをリエゾンとする高分子ペプチド蛋白質の低分子化および立体配座固定創薬テンプレートへの展開、2)有機金属化学を活用したペプチドの"高活性非ペプチド化"のための精密有機合成手法の確立、3)膜貫通型レセプター構築原理の解明とレセプターの動的挙動解析、4)再構成人工受容体系の開発と創薬リードスクリーニングへの活用、という項目に分けてこれらの有機的統合のもとに"ペプチド"をリエゾンとするゲノム情報収斂型創薬研究を推進した。具体的には、癌、エイズ、リウマチ等各種の難治性疾患との関連が指摘されている7回膜貫通型CXCR4-ケモカイン受容体に対する高分子ペプチド性拮抗剤の低分子化、非ペプチド化研究を実施しており、当該研究拠点で世界に先駆けて見い出したCXCR4-ケモカイン受容体の特異的拮抗剤をケミカルプローブとして、HlV感染、固形癌の転移、血液癌の増殖、リウマチの増悪等の疾病や生理的な恒常性維持に関連する同受容体の役割を明らかにした。
教師教育における「批判的省察」の理論的・実証的研究：「省察」概念の再構築に向けて

本年度は、採用初年度に引き続き研究資料の収集と米国での現地調査を行い、おおむね予定通りに研究を実施できた。研究資料の収集として、教師の「省察」概念にかかわる基礎的文献の収集に加え、米国における教師教育施策の歴史と現状、課題にかかわる文献、調査報告書等を収集した。具体的には、米国で現在進行中の「社会正義」を志向する教員養成プログラムに関する文献を収集し、それがコミュニティ・ベースという文脈で広がりを見せる現状を把握した。また、「社会正義」を志向する教員養成プログラムとして、全米で広がりを見せる教員レジデンシープログラムについて、全米ネットワーク組織の資料や研究論文等の収集を行った。これらの研究資料の収集と並行して、2回の米国での現地調査を行った。1回目は、2018年9月中旬に、コロラド州デンバー、イリノイ州シカゴで実施した。コロラド州デンバーでは、コロラド大学デンバー校を訪問し、教員レジデンシープログラムの担当教員にインタビュー調査を行った。さらに、プログラム受講者が受講する講義も参観し、「社会正義」の実現という視点が大学での講義にいかに包含しているかを実態把握できた。イリノイ州シカゴでは、「社会正義」を志向する教員養成の現状と課題に見識の深いデポール大学の教員にインタビュー調査を行った。そのなかで、コミュニティ・ベースの視点が米国の教員養成においてより重視されている点を把握できた。2回目の調査は、2019年3月中旬にワシントン州シアトル学区で実施した。まず、学区教育委員会の教員レジデンシープログラム担当者にインタビュー調査を行った。次に、プログラム受講者が実際に学校でどのような実践を展開しているかを把握した。具体的には、プログラム受講者と出身者にプログラムの現状と課題についてインタビュー調査を行った。さらに、プログラム出身の教員が働く学校の管理職にも聞き取りができた。本年度は、研究対象として焦点化した教員レジデンシープログラムについて、文献研究と現地への訪問調査を通じて研究を進展させることができた。昨年度本年度と、教師の省察概念に関する基本的文献の収集を行い、それをもとに米国で現在進行中の教員レジデンシープログラムについて調査研究を実施することができた。これらで明らかにしたことをもとに、今後の研究では、教師の「批判的省察」概念や社会正義を重視した教師教育の施策やプログラムがどのような進展を見せているのかについて、追加の文献収集、訪問調査を実施予定である。さらに、この点については、米国以外の海外調査も視野に入れ、比較検討を進めたい。本年度は、研究課題達成のための基礎的な研究資料の収集やアメリカ合衆国(以下アメリカ)での現地調査を実施し、おおむね予定通りに研究が進展した。研究資料の収集として、教師教育における「省察」概念に関する基礎的資料の収集を行うことができた。また、研究課題に関連する学会大会や研究会に積極的に参加し、自身の研究課題に関わる研究論議とそれに関わる研究資料を収集することができた。これらの資料分析により、研究課題をより鮮明化することができ、調査対象としてアメリカで現在拡大中の教員養成プログラムである教員レジデンシー(teacher residency)プログラムに研究対象を焦点化することができた。アメリカ調査として、ワシントン州シアトルとコロラド州デンバーで調査を行った。ワシントン州シアトルでは、シアトル教員レジデンシーのプログラムディレクターと採用・在職維持担当者にインタビュー調査を行った。コロラド州デンバーでは、ベッチャー教員レジデンシープログラムのディレクター、コロラド大学デンバー校の教育学部副学部長、レジス大学教授にインタビュー調査を行った。また、コロラド州オーロラ学区にある小学校に訪問し、実態を把握した。さらには、教師教育における「省察」に関する研究論議についてコロラド大学ボルダー校教授からレクチャーを受け、同校図書館にて研究資料の収集を行った。これらのアメリカ調査により、アメリカの教師教育において「批判的省察」が強調されている実践の実態を把握するとともに、いかなる研究論議がなされているかを確認できた。特に、アメリカの都市学区では、多文化・多人種の子どもに対応できる教員の育成が「社会正義」の文脈で強調されていることが明らかとなった。本年度は、当初の研究計画の通り、アメリカにおける教師の「省察」概念に関する研究資料の収集と現地調査を行うことができた。研究を進めるなかで研究対象として教員レジデンシー(teacher residency)プログラムに焦点化することができ、プログラム関係者から聞き取り調査や資料収集を行うことができた。

2回目の調査は、2019年3月中旬にワシントン州シアトル学区で実施した。まず、学区教育委員会の教員レジデンシープログラム担当者にインタビュー調査を行った。次に、プログラム受講者が実際に学校でどのような実践を展開しているかを把握した。具体的には、プログラム受講者と出身者にプログラムの現状と課題についてインタビュー調査を行った。さらに、プログラム出身の教員が働く学校の管理職にも聞き取りができた。本年度は、研究対象として焦点化した教員レジデンシープログラムについて、文献研究と現地への訪問調査を通じて研究を進展させることができた。次年度は、教員レジデンシー(teacher residency)プログラムの追加調査および文献調査を通じて、教員養成における「臨床経験」において社会的文脈を加味した「省察」がいかに扱われ、教師の省察的実践にいかに寄与しているのかについて研究をさらに進めたい。昨年度本年度と、教師の省察概念に関する基本的文献の収集を行い、それをもとに米国で現在進行中の教員レジデンシープログラムについて調査研究を実施することができた。これらで明らかにしたことをもとに、今後の研究では、教師の「批判的省察」概念や社会正義を重視した教師教育の施策やプログラムがどのような進展を見せているのかについて、追加の文献収集、訪問調査を実施予定である。さらに、この点については、米国以外の海外調査も視野に入れ、比較検討を進めたい。
音声を用いたコウモリ捕獲装置の開発・研究

研究目的コウモリ類は分類が難しく捕獲しないと分類ができないが、捕獲自体が難しいことから調査・研究があまり進んでいない。このため森林地だけでなく、里山やその周辺部でも調査は、一部のコウモリ研究者によって細々と行われているにすぎない。このような状況を改善するために、捕獲を容易にするための装置や方法等の改善が望まれている。欧米ではこれまで日本と同じようにカスミ網による捕獲が中心であったが、10年ほど前よりハープトラップを用いた捕獲が行われるようになってきた。さちに近年、コウモリ類の音声を用いた捕獲用の装置が一部の研究者により開発され使用され始めている。そこで、昨年の調査の際に収録した音声を元にして日本産コウモリの音声を用いた日本用のコウモリ捕獲装置の開発のための研究を進めることを目的とした。研究方法以下の方法で研究を実施した。現在日本におけるコウモリ類の野外での捕獲は、ほとんどがカスミ網を用いた方法によって行われている。そこで本研究では、カスミ網とハープトラップを同時に用いたコウモリ類の捕獲を実施し、ハープトラップ使用でのコウモリ類の捕獲における特性等を調査した。さらに、現在海外で使用されているオート・トラップ(ハープトラップとコウモリ誘引音声発生機器を共動させた捕獲装置)を借用して野外で実際に使いその特性について調査した。これを基にして、コウモリ類を捕獲するための新しい捕獲装置であるオート・トラップの作成のための調査・研究を行った。研究成果今回の研究実施地は、20年以上調査を継続して行ってきた場所を中心として、石川県で3カ所と岐阜県で2カ所、長野県で4カ所の森林内で実施した。これにより、長野県では初めてが全国でも6例目となるコヤマコウモリNyctalus furvus(投稿準備中)や岐阜県では25年ぶり2例目のチチブコウモリ(印刷中)の捕獲などこれまでにない極めて重要な調査結果を得ることができた。
諸室機能と利用者のニーズからみた公共施設の体系化に関する研究

○昨年度(2006年45月)実施した多摩市内公共施設18館を対象とした利用者アンケート調査の結果をまとめ,日本建築学会大会にて口頭により発表をした.論文タイトル:「利用者ニーズから見た公共施設利用の実態-公共施設利用者アンケートより-」○上記論文の中では,(1)公共施設整備時の利用者像,利用目的などの想定と,実際の利用者が求める公共施設利用に関する条件,選定方法などは大きく異なっていること,(2)利用者が施設を利用する目的によって,施設および貸室を選ぶ際の選択条件がことなること,(3)利用者は,貸室をそれらにつけられた室名称により選択しているのではなく,ここの活動内容に合わせた室のスペックが満たされているかどうかを基準に選定していると思われること,等が把握できた.○その他地域における公共施設を建築資料図書,雑誌などから抽出し,それら公共施設の室構成,用途,名称,管轄などを整理した.○本課題研究期間中および準備期間までに得た研究成果を,他の関連研究における成果と合わせてパンフレット「これからの地域公共施設整備-自己恒常型地域公共施設ネットワークの創成を目指して-」としてまとめ,全国全自治体(1819箇所)へ配布した.これにより,研究成果の社会への環元を果たすと共に,各自治体に対して公共施設の有効利用の喚起,提案が出来たと考えている.○研究成果の普及,我が国の状況を海外へ報告することなどを目的として上記パンフレットの英語版を作成した.○これら研究成果の発信の結果,これまでに数件の自治体より問い合わせ,相談などの連絡を受けている.○準備期間より継続的に続けてきた多摩市公共施設を対象とした利用者ニーズの把握研究を実施した.この一環として,2006年45月にかけて多摩市内公共施設18館を対象とした利用者アンケートを実施した.○他地域の公共施設実態を把握するため,以下の視察調査を行った.1)下関市立豊北中学校:学校の統合を機に地域図書館を複合し,開放施設を充実させた地域開放型学校施設2)西合志町保健福祉センター:児童館,保健センター,高齢者デイサービス施設などによる複合施設3)西陵公民館:老朽化した施設建築の改修により,近代的な施設へとリニューアルした例4)博多小学校:統合を機に,幼稚園,学校と併せ公民館を同一敷地内に設置した例○利用者の活動・ニーズから施設空間を選択可能なシステムを採用している自治体へのヒヤリング調査:福岡市公共施設貸出利用システムに関するヒヤリングを実施した○本年度の研究成果を,2007年日本建築学会大会梗概としてまとめ日本建築学会に投稿した.論文タイトル:「利用者ニーズから見た公共施設利用の実態-公共施設利用者アンケートより-」○昨年度(2006年45月)実施した多摩市内公共施設18館を対象とした利用者アンケート調査の結果をまとめ,日本建築学会大会にて口頭により発表をした.論文タイトル:「利用者ニーズから見た公共施設利用の実態-公共施設利用者アンケートより-」○上記論文の中では,(1)公共施設整備時の利用者像,利用目的などの想定と,実際の利用者が求める公共施設利用に関する条件,選定方法などは大きく異なっていること,(2)利用者が施設を利用する目的によって,施設および貸室を選ぶ際の選択条件がことなること,(3)利用者は,貸室をそれらにつけられた室名称により選択しているのではなく,ここの活動内容に合わせた室のスペックが満たされているかどうかを基準に選定していると思われること,等が把握できた.○その他地域における公共施設を建築資料図書,雑誌などから抽出し,それら公共施設の室構成,用途,名称,管轄などを整理した.○本課題研究期間中および準備期間までに得た研究成果を,他の関連研究における成果と合わせてパンフレット「これからの地域公共施設整備-自己恒常型地域公共施設ネットワークの創成を目指して-」としてまとめ,全国全自治体(1819箇所)へ配布した.これにより,研究成果の社会への環元を果たすと共に,各自治体に対して公共施設の有効利用の喚起,提案が出来たと考えている.○研究成果の普及,我が国の状況を海外へ報告することなどを目的として上記パンフレットの英語版を作成した.○これら研究成果の発信の結果,これまでに数件の自治体より問い合わせ,相談などの連絡を受けている.
太平洋域大気エアロゾルの気候影響評価

今年度は、昨年度までに得られた海洋上のエアロゾル観測の実測結果を基に、人工衛星リモートセンシングにより、光学的厚さの広域分布を算出した。さらに、それらの結果を用いてエアロゾルの気候への直接効果を評価した。人工衛星Terraに搭載されているMODISセンサーの輝度データと実測で得られたエアロゾル光学特性から、光学的厚さτの推定を行い、一ヶ月の光学的厚さの広域分布を求めた。2002年2月および7月の赤道から北緯40°、東経130°から160°の外洋の解析(波長530nm)では、北緯30°以北において、それぞれ0.24および0.17というτの高い領域が見られた。また、2001年5月の解析(波長870nm)では、北緯25°以北の海域全域にわたって、平均でτ=0.35と厚いエアロゾル分布域が得られた。また、2002年8月にはカリマンタン島、スマトラ島で森林火災が起きていたが、そのときのインドネシア周辺の解析(波長680nm)では、南シナ海、マラッカ海峡などの、森林火災の発生源に近い海域で、τの値が0.24と高い領域が見られた。次に、放射強制力を算出し、エアロゾルの気候への直接効果を評価した。2002年2月の化石焼料燃焼の影響がみられた北緯30°以北の海域におけるΔF_<TOA>の平均値は-9.4Wm^<-2>であった。この値は、北米東岸沖の大西洋や冬季のインド洋において実測されたものとほぼ同程度の大きさである。また、2001年5月および2002年8月については、観測されたエアロゾルが存在することにより、地表が受け取る放射量が低下し(月毎の平均値が-92Wm^<-2>から-95Wm^<-2>)、かつ大気の受け取る放射量が増大していた(90Wm^<-2>)。これは大気層が、より安定となることを示している。その結果、対流が起こりにくくなり、雲がより生成されにくい状況を作り出していると考えられる。エアロゾルの気候への直接効果を評価するためには、単一散乱アルベド(ω)と光学的厚さ(τ)の広域分布が必要となる。そこで2002年23月、68月、2003年12月に地球観測船「みらい」に乗船し、エアロゾルの光学特性および化学組成を観測した。それらの航海で得られた清浄な海洋の状況では、ωが0.9以上、非海塩起源硫酸エアロゾル(NSS-<SO_4>^<2->が0.5μgm^<-3>以下、黒色純炭素(EC)は検出限界以下となった。23月に測定した東経140°、北緯20°以北の海域では、大陸からの気塊の流入があり、このときのωの値は0.8、NSS-<SO_4>^<2->は2.25μgm^<-3>、ECは0.35μg-Cm^<-3>となった。また8月にはインドネシアの周辺でバイオマス燃焼の影響を受けたと考えられる気塊に遭遇し、そのときのωは0.7となり非常に低い値を得た。またECは0.87μg-Cm^<-3>、有機炭素は1.00μg-Cm^<-3>となり、炭素成分が非常に多く含まれていることが分かった。ωの値および化学組成に関して、海域毎に特徴づけた。τの広域分布の推定には、人工衛星のリモートセンシングが有効である。その準備として海洋上の光学特性および化学組成の測定結果をもとにエアロゾルの光学モデルを作成し、人工衛星terraに搭載されたMODISのデータを用いて、船周辺のτの推定を行った。410,490,530,680,870nmの5波長について、船上でスカイラジオメータによって測定しているτの値と比較したところ、波長530nm以下のτに関しては、両者の値がおおむね一致したが、680nm以上では人工衛星の値の方が3.5倍以上系統的に大きくなった。この点は今後の検討が必要である。次年度では、海洋上のωの実測データとτのリモートセンシングによって得られる広域データを用いて、エアロゾルの直接効果の評価を行う予定である。

また、2002年8月にはカリマンタン島、スマトラ島で森林火災が起きていたが、そのときのインドネシア周辺の解析(波長680nm)では、南シナ海、マラッカ海峡などの、森林火災の発生源に近い海域で、τの値が0.24と高い領域が見られた。次に、放射強制力を算出し、エアロゾルの気候への直接効果を評価した。2002年2月の化石焼料燃焼の影響がみられた北緯30°以北の海域におけるΔF_<TOA>の平均値は-9.4Wm^<-2>であった。この値は、北米東岸沖の大西洋や冬季のインド洋において実測されたものとほぼ同程度の大きさである。また、2001年5月および2002年8月については、観測されたエアロゾルが存在することにより、地表が受け取る放射量が低下し(月毎の平均値が-92Wm^<-2>から-95Wm^<-2>)、かつ大気の受け取る放射量が増大していた(90Wm^<-2>)。これは大気層が、より安定となることを示している。その結果、対流が起こりにくくなり、雲がより生成されにくい状況を作り出していると考えられる。
オミクス解析による低エネルギー密度の日本食の長所と短所を解明する先端食卓科学研究

日本人は世界で最も長寿であり、日本食は秀逸な食事である。実験的過剰量ではなく、日常的普通量を摂取することにより、生体ではどのような反応になるかを検討した。日常生活に反映するため、特殊食品ではなく日常的な商品を用いて試験を行った。低GI・高GI食摂取後の血清代謝物の変化を検討し、食事摂取が生体へ及ぼす影響を検討した。エネルギー密度(カロリー密度)に注目し、低エネルギー密度の日本食として、低カロリーでも満腹度・満足度の高い食事の基準に沿って、デンシエット(Densiet)弁当を事業化した。また、雑誌、講演会、テレビ、新聞、インターネットによっても普及活動を行った。日本食は世界的に注目され長寿を支える秀逸な食事と考えられる。しかし、日本食のよさを示す科学的エビデンスは少ない。近年、1滴の血液から網羅的に代謝物の評価ができるメタボローム解析が開発され、今まで評価できなかった1回の食事が生体に与える影響を網羅的に検討し、日本食のよさを提案できる可能性が示された。我々は、日本食のよさを評価することにおいて、エネルギー密度(ED)に注目した。EDは、エネルギーを重量で除したkcal/gで示され、水分の多い野菜やスープは低EDで、少量でエネルギーの高い脂質は高EDとなる。野菜が多いほど低EDとなるが、多ければ多いほどよいわけではない。また、単品野菜は飽きるので野菜量を多く食べられず、多種類の野菜は自然に摂取量が増加することが知られている。単品野菜で摂取量を検討する事で、野菜の必要最低量を決定できると考え、野菜や脂質量の違う食事で、満腹度・満足度を得るのに必要な野菜の必要最低量を検討した。対象は、健常女性40名。同じ環境で検討を行うために、毎回同じ部屋で摂取を行い、6種類の低ED食と6種類の高ED食の計12食を、1週間毎の同じ曜日に昼食として摂取する無作為交差試験とした。食前、食後0.5、1、2、3、4、5時間毎に、VAS試験により満腹度・満足度について経時的に試験した。低ED食において、満腹度は、食後30分において、野菜量80gに比し200gと280gが有意に高値を示した。また、満足度は、食後4時間において、野菜量80gに比し200gと280gが有意に高値を示した。高ED食の満腹度は、食後30分、1時間において、野菜量80gに比し240gと280gで有意に高値を示した。満足度は、有意な差はなかった。本検討より、約500kcal、米飯150gの昼食において、野菜200g以上、ED1.1kcal/g以下の低ED食は、満腹度・満足度が高いことが示された。低カロリー密度(CD)/エネルギー密度(ED)食の日本食の食事組成基準に沿った献立の開発を行っている。低CDでも満腹度・満足度の高い食事組成範囲内で、機能性の高い献立を展開をするため、血糖値やインスリン反応の異なる食事が、生体へどのような影響を与えるのか検討することを目的とした。同じ低グリセミック・インデックス(GI)でも、1.日本食型の繊維や粘性食(納豆、オクラ、長芋等)を含み消化吸収がゆっくりで、低GIのため低インスリンである食事と、2.西洋食型のインスリンを分泌させる脂質や栄養成分(乳清:ホエイ)を含み、高インスリンのため低GIである食事について負荷試験を行った。血清代謝物の測定は、CE-TOFMSを用いた。血清は、負荷前(0)、負荷後(30、45、60、120、240分)に採取した。食事の種類によって代謝物の変動に差がみられた。なかでも、ピルビン酸と乳酸については、試験食間の差が大きかった。血糖値上昇が緩やかな粘性食は、ピルビン酸が4時間後も高値を維持した。ホエイを含む西洋型食は、乳酸が45分から60分にかけて、急激に低下を示した。このように、同じ糖質の食事でも、代謝物の変動に違いがみられた。低カロリー密度(CD)/エネルギー密度(ED)に注目した食事組成に関するサンプリングや解析を、おおむね計画に沿って行えている。サンプルを測定後は、インフォマティクス解析を行う必要がある。様々なデータベース、ソフトを活用し、文献から意義付けを行っているところである。食後高血糖は心血管疾患の危険因子である。肥満者を対象にグリセミックインデックス(GI)の異なる食事を摂取させ、食後の血糖及びインスリン反応を検討した。肥満者15名(年齢46.1±1.74歳、BMI 30.8±1.18 kg/m2)を対象とし、各試験食の無作為クロスオーバー試験を行なった。試験食は、1Control食(米飯+ゆで大豆・じゃがいも・ブロッコリー/エネルギー455kcal)2粘性食(米飯+納豆・長芋・オクラ/エネルギー457kcal)3ヨーグルト食(米飯+ヨーグルト・卵白・レンコン・ブロッコリー/エネルギー445kcal)4チーズ食(米飯+リコッタチーズ・イチゴジャム・レンコン・ブロッコリー/エネルギー509kcal)を用い、一晩絶食後の早朝に試験を開始した。空腹時及び試験食摂取後、血糖値、血清インスリン濃度、血清C-ペプチド濃度、血清遊離脂肪酸濃度、血清中性脂肪濃度を測定した。また、採血直前に視覚的評価法による満腹度、空腹度調査を行った。

被験者を血糖値及び血清インスリン濃度に着目して分類し検討した。粘性食摂取後でControl食と比較して食後の血糖は有意に低値を示し、血清インスリン濃度は低い傾向を示した。インスリン抵抗性群において、チーズ食摂取後で血糖値ではControl食と比較して有意に低値を示し、血清インスリン濃度では粘性食と比較して有意に高値を示した。インスリン抵抗性群において、粘性食摂取後はControl食と比較して血糖値、血清インスリン濃度ともに低値を示しているが、同程度の低い血糖値でもチーズ食は食後にインスリン分泌することにより、低GIを示すインスリン反応の異なった。乳酸はインスリン抵抗性群において、チーズ食摂取後急激に上昇し低下した。食品の成分の違いだけでなく脂質量の違いが影響している可能性もあり、さらなる解析が必要である。サンプリング血清について、メタボローム解析を行っている。解析は、経験のある共同研究者と連携し方法の検討を重ねている。肥満はエネルギー摂取とエネルギー消費のインバランスによって引き起こされる。満腹かつ満足は、低エネルギー食の継続の重要な因子である。我々は、エネルギー密度(ED)(カロリー密度(CD))に注目し、低カロリーでも満腹度・満足度が高い食事の組成を検討し、密度(density)に注目した食事(diet)という意味のデンシエット(Densiet)という造語とロゴマークを商標登録し、事業化した。デンシエットの食事基準は、1)エネルギー約500kcal(480-520kcal)、2)米飯150g、3)エネルギー密度1.0kcal/g以下、4)野菜重量(芋類除く、海藻、キノコ類含む)200-240g、5)食塩3.0g未満とした(Zhou,et al. J Acad Nutr Diet. 2013)。この基準を低エネルギーでも満腹度・満足度の高いデンシエット弁当とした。献立、食材の選択、調理方法、販売価格は各お弁当販売業者と検討し販売を行った。食材や調理法も既存の各会社の特徴を生かし、献立内容や油の少ない調理方法を工夫することで基準に適応させた種々の弁当が作成できた。米飯をセットにし提供するお弁当タイプと、冷凍の副菜に購入者が米飯を150g合わせて食べる冷凍弁当タイプが作成できた。販売形式は、店頭販売、宅配、通販など、会社ごとに選択し、企業の特徴を生かした販売方法が可能であった。野菜が多く低エネルギーの食べ方のコツについて、様々な場面で情報を得ることは多いが、1食でも実際に食べることによって、量や調理法の工夫や、満腹度・満足度を経験することで、消費者への良い伝達ツールとなっていると考えられた。低エネルギーでも満腹度・満足度の高いデンシエット弁当は、消費者が実際に食べることによって、バランスの取れた食事を経験できる食育ツールとしても活用できると考えられ、付加価値を付けて販売できた。日本人は世界で最も長寿であり、日本食は秀逸な食事である。実験的過剰量ではなく、日常的普通量を摂取することにより、生体ではどのような反応になるかを検討した。日常生活に反映するため、特殊食品ではなく日常的な商品を用いて試験を行った。低GI・高GI食摂取後の血清代謝物の変化を検討し、食事摂取が生体へ及ぼす影響を検討した。エネルギー密度(カロリー密度)に注目し、低エネルギー密度の日本食として、低カロリーでも満腹度・満足度の高い食事の基準に沿って、デンシエット(Densiet)弁当を事業化した。
リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性に生じる渦層に関する研究

本研究では、リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性に生じる渦層の非線形発展が調べられた。リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性は密度の違う2つの流体の境界面が初期に凹凸を持っていることによって生じる不安定性である。境界面の凹凸は渦度の非一様性を引き起こし、それによって境界面はマッシュルーム状に巻きあがる。このマッシュルームは初期に境界に沿って法線方向速度と接線方向速度の両方が存在することによって形成されるもので、初期に一様な接線方向速度のみが存在するケルビン・ヘルムホルツ不安定性や法線方向のみが存在するレーリー・テイラー不安定性とは異なる不安定性である。これらの不安定性は時間に関して指数関数的な増大を示すのに対し、リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性は時間に関して線形に成長していくことにもその違いがあらわれている。本研究では、ケルビン・ヘルムホルツ不安定性およびレーリー・テイラー不安定性とリヒトマイヤー・メシュコフ不安定性との違いが明らかにされ、境界面を渦層として扱うことによって、その非線形安定性が調べられた。リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性にはこれまで重力場の存在や衝撃波の存在が不可欠であると信じられてきたが、上記非線形解析の結果、それは必ずしも必要ではなく、初期に境界面に非一様な渦度がありさえすれば、リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性は生じ得るということが解析的にも数値計算においても確かめられた。また、線形領域の解析では記述できない精密な時間発展の様子が調べられ、境界の幾何学的形状の時間的変化の様子、渦度の集中等の時間発展の様子が解析的なものと数値的なものとの両方に関して調べられた。その結果、境界面のどの部分がマッシュルームの中心部分になり、どの部分が茎や傘に変化していくか等の具体的な変化を追いかけることが可能となった.実験との比較検討を行った結果、ここでの解析はマッハ数が非常に大きい(M=15-20)場合にも適用できることが確かめられた。密度の異なった2種の流体の境界を衝撃波が通過すると、初期に凹凸のあった境界面は擾乱を受け、やがてマッシュルーム状に巻き上がる。この現象はリヒトマイヤー・メシュコフ不安定性として知られ、高速流体やプラズマ物理の分野で近年多くの研究者の興味を引いている。その理由の一つに、リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性はレイリー・テイラー不安定性やケルビン・ヘルムホルツ不安定性と違って、指数的な成長を示さない、ということが挙けられる。本研究では、このリヒトマイヤー・メシュコフ不安定について、非線形解析を行ってその成長の様子や境界における渦度の分布等を詳しく調べている。従来、リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性を引き起こす為には、衝撃波の存在が不可欠であると考えられてきたが、ここでは、衝撃波は必ずしも必要ではなく、初期に非一様な渦度分布が境界上にありさえすれば、この不安定性が生じることが示された。このことに関して、衝撃波が存在するとき、初期に非一様な渦度が存在するときの2つの場合におけるシミュレーション結果と理論解析の結果が比較検討され、以上3つの場合に安定的な差異は認められないことが示された。理論解析は初期における非一様な渦度分布の存在を仮定して計算されているので、以上の結果からもリヒトマイヤー・メシュコフ不安定性は衝撃波を必要としないことが確かめられる。境界の成長率とアトウッド数及び初期振幅依存性が議論され、アトウッド数が大きいほど、また初期振幅が大きいほど、成長速度が大きくなることが示された。さらに、あるアトウッド数以上では、解が発散することも示された。
糸状菌におけるリボソーマルペプチド生合成経路の合理的探索

我々は近年、糸状菌で初めてリボソームペプチド生合成経路を見出した。本経路の特徴に基づくゲノム情報探索と代謝物LC-MS分析等により、今回、同種の糸状菌リボソームペプチド生合成(ust-RiPS)経路と化合物のセットを新たに2つ見出した。これら2つの化合物はいずれも、最初の例であるustiloxin同様、前駆体コアペプチド配列を骨格構造とする環状ペプチドだが、その構成アミノ酸と構造は大きく異なる。ゲノム上でust-RiPS経路はfungiに広く保存されている。今回の結果により、本経路が多様な構造の環状ペプチドを生合成する二次代謝経路のクラスであることが強く示唆された。糸状菌は生理活性を有する多くの低分子天然化合物を産生することで知られる。これら化合物は二次代謝経路によって生合成されるが、我々は、ゲノム情報と発現情報を組み合わせた手法によって、これまで糸状菌では知られていなかった種類の二次代謝経路であるリボソームペプチド生合成(RiPS)経路を見出した(Umemura et al., Fungal Genetics and Biology, 68, 23-30, 2014)。本経路では、化合物の骨格構造がそのまま前駆体遺伝子に書き込まれているため、ゲノム情報からの新規生合成遺伝子探索および化合物のデザインがより容易であると考えられる。この知見に基づき、本研究ではより広範に同種の経路を糸状菌に見出し化合物と生合成遺伝子のペアを同定することを目的とする。初年度である本年度は、上記新規経路を見出したAspergillusflavusを中心に、遺伝子情報および代謝物の探索を行った。上記最初の糸状菌RiPS経路の例であるustiloxin生合成遺伝子群の特徴を元に、可能性のある遺伝子を複数種類破壊し、代謝物をLC-MS測定にかけた。その結果、新規なRiPS経路である可能性のある遺伝子群を1つ見出した。すなわち、他の糸状菌二次代謝経路と同様RiPS経路もゲノム上でクラスターをなして協同的に発現すると考えられるが、そのクラスター中の3種類の異なる遺伝子を破壊することで共通して消失する1つのMSピークを見出すことができた。アミノ酸成分解析の結果、このピーク画分は破壊した前駆体遺伝子に対応したリボソームペプチドである可能性が高い。その他、他のAspergillus属の株を10種類購入または譲受し、生育条件等の基礎的な挙動を観察するとともに、来年度以降の探索に向けて23種類の温度条件下での代謝物を測定した。糸状菌は多くの生理活性物質を産生することで知られる。その生合成経路は、医薬品等になりうる化合物の合成・生産において重要な遺伝子資源である。近年、糸状菌Aspergillusflavusにおいて、二次代謝物質ustiloxinの生合成経路が同定された。代謝物中間体および遺伝子アミノ酸配列の詳細な解析により、本経路は、化合物の骨格構造がペプチド鎖として前駆体タンパク質に直接書き込まれた糸状菌で初めてのリボソームペプチド生合成経路の例であることが明らかとなった。そこで本研究課題では、他にも存在するであろう同種の経路をAspergillus属を中心に探索し、遺伝子破壊と代謝物測定から、生合成経路と該当化合物を同定することを目的とする。初年度であるH26年度は、10種類のAspergillus属菌株を入手して生育条件などの基礎データを取得するとともに、ustiloxin生合成経路を見出したA. flavusにおいて、新たに一つの同種のリボソームペプチド生合成経路および化合物のセットの候補を見出した。H27年度は、該当前駆体タンパク質を中心に、複数の培養条件下で取得された遺伝子発現情報から生合成経路に含まれるその他の遺伝子を推定し、遺伝子破壊により確認した。また該当化合物が新規な構造を持つ環状ペプチドであることを同定した。またA. flavusにおいて、遺伝子破壊により新たにもう一つ新規該当生合成経路を見出した。平行して、A. flavus以外の10種類のAspergillus属菌株のゲノム解析と遺伝子発現情報からいくつかの生合成経路候補を選択し、遺伝子破壊および高発現により該当化合物を探索した。計画通り糸状菌新規リボソームペプチド生合成経路および生合成される新規環状ペプチドを同定した。これまで10万種類以上の天然化合物が同定されているにもかかわらず、新規化合物ペプチドとその生合成経路を同定できたことは、本研究課題の目的に沿った結果である。糸状菌は多様な生理活性物質を産生することで知られる。その生合成経路は、医薬品や農薬となりうる化合物の合成と生産に役立つ重要な遺伝子資源である。近年申請者により、糸状菌Aspergillus flavusにおいて、二次代謝物質ustiloxinの生合成経路が同定された。代謝物中間体および遺伝子配列の詳細な解析により、本経路は、化合物の骨格構造がペプチド鎖として遺伝子に直接書き込まれた、糸状菌で初めてのリボソームペプチド生合成(ust-RiPS)経路の例であることが明らかになった。本研究課題では、同種の経路をAspergillus属を中心に探索し、遺伝子破壊と代謝物測定から当該生合成経路と化合物のセットを同定することを目的とする。H26およびH27年度には、10種類のAspergillus属菌株を入手して当該経路の探索を進めた。結果、ustiloxin生合成経路を見出したA. flavusにおいて、新たに2つのust-RiPS経路および化合物のセット候補を見出した。さらにうち1つについて構造同定を行った結果、予想通り、前駆体ペプチド配列が環状になった新規リボソームペプチドであった。

H28年度は、もう1つの経路ー化合物候補について精製を進め、構成アミノ酸同定およびNMR測定により、こちらもやはり前駆体ペプチド配列が環状になった新規リボソームペプチドであることを同定した。その他、複数の培養条件下で取得した遺伝子発現情報から、機能している当該経路候補を絞り込み、化合物探索を行った。さらなる該当化合物の発見には至らなかったが、骨格構造の全く異なる新規RiPS経路および化合物のペアをustiloxinに加えて2つ見出したことにより、ust-RiPS経路が多様な環状ペプチドを生合成する1つの大きな糸状菌二次代謝経路のクラスであることを示した。我々は近年、糸状菌で初めてリボソームペプチド生合成経路を見出した。本経路の特徴に基づくゲノム情報探索と代謝物LC-MS分析等により、今回、同種の糸状菌リボソームペプチド生合成(ust-RiPS)経路と化合物のセットを新たに2つ見出した。これら2つの化合物はいずれも、最初の例であるustiloxin同様、前駆体コアペプチド配列を骨格構造とする環状ペプチドだが、その構成アミノ酸と構造は大きく異なる。ゲノム上でust-RiPS経路はfungiに広く保存されている。今回の結果により、本経路が多様な構造の環状ペプチドを生合成する二次代謝経路のクラスであることが強く示唆された。新規二次代謝物質を同定することは一般に非常に困難だが、新たに1つのリボソームペプチド候補を見出した点は、大きな進歩であるといえる。新たに見出したA. flavusにおける候補化合物およびその生合成経路について、該当前駆体タンパク質および生合成に関わる因子の破壊により消失するLC-MSピークを分取し、化合物の構造を決定する。該当前駆体タンパク質周辺の遺伝子を網羅的に破壊して、生合成経路を同定する。他のAspergillus属の複数の株について、候補遺伝子を破壊し、消失LC-MSピークを探索する。応用微生物学新たに見出したRiPS経路内の各遺伝子について、周辺も含めた遺伝子(20程度を予定)をそれぞれ破壊して代謝物を測定し、生合成クラスターを明確に同定する。それを元に、各クラスター内遺伝子の機能を推定する。また新たに準備した10種類のAspergillus属菌株について、ゲノムおよび遺伝子発現解析とともに代謝物をMSおよびMS-MS測定し、新規リボソームペプチド化合物を探索する。H27年度は見つかった目的LC-MSピークに対応する化合物分取と同定、および情報収集とディスカッションのための学会参加が主な活動となった。H27年度は計画通りに進んだためほぼ当初の申請額を使用したが、前H26年度学会参加のため前倒し請求を行ったものの他予算との関係上使用しなかった未使用分が繰り越されることになった。予定を超えて早期に対象化合物が見つかったため、実験実証を進めるとともに学会発表とディスカッションのための出張を中心に行った。そのため外国旅費が不足すると考えられたのでH27年度予算の前倒し請求を行ったが、他事業との兼ね合いにより学会出張費を按分するなどの調整を行った結果、最終的に残差が生じた。
新興感染症起因細菌の感染宿主細胞内環境維持に関与する分子機構の解明

新興感染症「ヒト顆粒球アナプラズマ症」を引き起こすAnaplasma phagocytophilum (Ap)は、偏性寄生性細菌で、その感染過程は宿主細胞へ侵入する感染初期、寄生性小胞を形成して増殖する感染中期、およびアポトーシスを誘導して細胞外へ脱出する感染後期に分けることができる。本研究では、感染中期から後期におけるApの感染維持分子機構について解析した。その結果、Ap感染では小胞体の構造自体が変化しており、IRE-alpha、PERKおよびATF-6の3種の小胞体ストレスセンサーすべてが活性化し、宿主細胞内でのApの増殖や感染維持に有効的に機能していることが判明した。新興感染症「アナプラズマ症」起因細菌のAnaplasma phagocytophilum (Ap)は、偏性寄生性細菌であり、その細胞内感染過程は、初期、中期、後期の3段階に分けることができる。感染初期は宿主細胞への侵入とそれに続く増殖開始までの期間で、細胞内へ侵入したApは独自の寄生性小胞を形成してリソソームとの融合を阻止し、宿主細胞のアポトーシスを遅延させ、Apの増殖時間を確保する。感染中期では宿主細胞質内の寄生性小胞内で増殖する。この増殖形態は「モルラ」と呼ばれる。さらに、感染後期では、モルラは宿主細胞質のほとんどを占めるまでに成熟し、今度は宿主細胞のアポトーシスを誘導して、細胞外へ脱出し新たな細胞へと感染を繰り返す。これまでの研究では感染初期に関するものが多く、本研究ではモルラ形成から細胞外脱出までの感染後期におけるApの分子感染維持機構について解析を進めている。我々のこれまでの研究で、マイクロアレイ解析などにより、Ap感染で宿主細胞側の発現量が変動するCTSG、DEPDC6、ERp29、XBP-1、NLRP12、c-Srcを見出した。本年度は、主に、これまで見出したAp感染に関与する可能性の高いこれら宿主細胞側のタンパク質分子について、リアルタイムRT-PCR法を用いて、感染時および非感染時における遺伝子発現の相対比較解析を行った。その結果、Ap感染が中期から後期へ移行するにつれて、これらの遺伝子の発現量が変動することが確認された。一方で、我々はテトラサイクリン系抗生物質が感染後期の寄生性小胞内のApに対して静菌的ではなく、殺菌的に作用することも見出しており、上述した宿主細胞側のタンパク質分子について、リアルタイムRT-PCR法により、この薬剤処理前後の感染細胞における遺伝子発現を解析したところ、薬剤処理前後においてもこれらの遺伝子発現が変動することを見出した。新興感染症「アナプラズマ症」の起因細菌であるAnaplasma phagocytophilum (Ap)は、顆粒球、特に好中球に感染する偏性寄生性細菌で、その細胞内感染過程は、初期、中期、後期の3段階に分けることができる。Apは感染初期から中期にかけて宿主細胞のアポトーシスを遅延させ、Apの増殖時間を確保する。さらに、感染後期ではモルラが宿主細胞質内をほとんど占めるまでに成熟し、今度はアポトーシスを誘導して、細胞外へ脱出し新たな細胞へと感染を繰り返す。我々のこれまでの研究で、マイクロアレイやリアルタムRT-PCR解析により、Ap感染で宿主細胞側の発現量が変動する種々のタンパク質分子を見出しており、本年度は、その中で特にAp感染によりその遺伝子発現が減少するXBP-1(小胞体ストレス応答調節因子)に着目し、Ap感染と小胞体ストレスとの関連性について分子レベルで探求した。その結果、XBP-1が関連する小胞体ストレスセンサーのIRE1αは、Ap感染により活性化され、Casepase-2を介して、Ap感染後期におけるアポトーシスを誘導している可能性が示唆された。また、別の小胞体ストレスセンサーであるPERKもAp感染により活性化され、その下流にあるCHOPを介したBcl-2発現抑制により、宿主細胞のアポトーシスを誘導する可能性があることが判った。新興感染症「アナプラズマ症」起因細菌のAnaplasma phagocytophilum (Ap)は、偏性細胞内寄生性細菌である。Apの感染過程は、初期、中期、後期の3段階に分けることができる。感染初期は宿主細胞への侵入とそれに続く増殖開始までの期間で、細胞内へ侵入したApは独自の寄生性小胞を形成し、リソソームとの融合を阻止し、宿主細胞のアポトーシスを遅延させて、Apの増殖時間を確保する。感染中期には宿主細胞質内に桑の実状のモルラと呼ばれるApに特徴的な増殖形態を形成し、感染後期では、モルラは宿主細胞質のほとんどを占めるまでに成熟し、今度は宿主細胞のアポトーシスを誘導して、細胞外へ脱出し新たな細胞へと感染を繰り返す。

これまでの研究では感染初期に関するものが多く、本研究ではモルラ形成から細胞外脱出までの感染後期におけるApの分子感染維持機構について解明を進めている。これまでのプロテオミクス解析とパスウェイ解析から、Apの感染後期における宿主応答の細胞内シグナル伝達系には、Srcタンパク質が深く関与していることが示唆された。そこで、Ap感染におけるSrcの宿主細胞内変動について詳細な解析を行い、Ap感染に伴いSrc量が細胞内で増加することを見出した。さらに、Srcと相互作用するタンパク質候補として、ユビキチンリガーゼCblを見出し、Cblやその関連タンパク質、およびTubulinなどがAp感染で細胞内に蓄積することを明らかにした。一方で、我々はテトラサイクリン系抗生物質が感染後期の寄生性小胞内のApに対して静菌的ではなく、殺菌的に作用することを見出しており、その殺菌作用の分子メカニズムを解析している。そして、薬剤処理前後の感染細胞のマイクロアレイ解析から、宿主細胞のCTSG、DEPDC6、EGR1、ERP29、およびIER3の遺伝子発現量が感染後期で変動することを見出した。新興感染症「アナプラズマ症」起因細菌のAnaplasma phagocytophilumは、偏性寄生性細菌であり、その細胞内感染過程は、感染初期は宿主細胞への侵入とそれに続く増殖開始までの初期、独自の寄生性小胞を形成してリソソームとの融合を阻止し、宿主細胞のアポトーシスを遅延させ、A. phagocytophilumの増殖時間を確保する中期、宿主細胞のアポトーシスを誘導して、細胞外へ脱出し新たな細胞へと感染を繰り返す後期の3段階に分けることができる。A. phagocytophilumの寄生性小胞内での増殖形態は「モルラ」と呼ばれ、感染後期では、モルラは宿主細胞質のほとんどを占めるまでに成熟する。本研究では感染中期から後期におけるA. phagocytophilumの感染維持分子機構について解析を進めることを目的とした。我々のこれまでの研究で、A. phagocytophilum感染で小胞体の構造自体が変化し、IRE-alpha、PERKおよびATF-6の3種の小胞体ストレスセンサーすべてが活性化しており、宿主細胞内でのA. phagocytophilumの増殖および感染維持に対して有効的に機能していることが判った。また、我々はテトラサイクリン系抗生物質が寄生性小胞内のA. phagocytophilumに対して静菌的ではなく、殺菌的に作用することも見出しているが、宿主細胞の小胞体ストレス状態は薬剤処理後も持続したことから、小胞体ストレスの誘導はA. phagocytophilumの感染そのもので起こるのではなく、A. phagocytophilumの分泌する何らかの病原性因子の宿主細胞へ作用による可能性が示唆された。微生物学研究に関しては、おおむね順調に進んでいる。マイクロアレイ解析等で見出したAp染により遺伝子発現が変動する宿主側のタンパク質分子について、本年度は、リアルタイムRT-PCR法を用いてその発現変動を確認するとともに、強制発現細胞株を用いた解析も行った。
化合物半導体基板上におけるヘテロエピタキシャル成長ダインミクスに関する研究

本研究において、我々は、透過電子回折法(TED)、反射高速電子回折法(RHEED)及びオ-ジェ電子分光法(AES)を用いて、基板InSbの表面構造決定、及びその上での金属のヘテロエピタキシャル成長過程を明らかとすることを目的とした。以下にその概要を示す。1.TED法によるInSb表面構造の解析2.金属/InSbのヘテロエピタキシ-InSb{111}、(001)基板のいずれにおいても、基板の対称性し同じ配向性を持って成長したInは、その成長初期にはバルクのInとは異なるfcc構造をとることを見出した。また、この系のエピタキシャル配向性の基板の表面構造、極性によって大きく影響を受けることを明らかとした。Auはこの基板上では、成長初期√3x√3構造をとる。この構造をTED法で解析した結果、HTーMTL(Honeycomblytrimerーmissing top layer)モデルが最も妥当であることがわかった。Agはこの基板上でStranskiーKrastanov型成長をする。その成長初期には0.4nmの膜厚まで√3x√3構造を示した。これ以上の膜厚では、Agは2種類の配向性をもってエピタキシャル成長した。Snは、InSb(111)Aー2x2基板上では室温においてもαーSnとして成長する。その表面は3x3構造を示し、合金層の形成、拡散等は見られなかった。一方、InSb(111)Bー2x2基板上ではSbの拡散が起こり、3x3構造が見出される膜厚がA面の場合に比べて大きくなった。この現象は(111)Bー2x2表面のSbーtrimer構造と密接な関係がある。当該年度は、超高真空電子顕微鏡内でInSb基板の清浄化を行い、その清浄表面の構造解析を透過電子回折法を用いて行うことを目的とした。特に、この手法を用いた化合物半導体の表面構造解析は従来例がなく、本研究において初めてなされたものである。これらの結果の概略を以下に示す。(1)試料交換機構の導入化合物半導体試料表面を原子レベルで清浄とするためには、10^<-10>Torrオ-ダ-の清浄な真空と適切な前処理が必要である。しかしながら、これを遂行するためには多大な時間を必要とする。この問題を解決するため、試料室を大気に曝すことなく、試料交換する機構をもうけた。この交換機構により、試料のチャ-ジ数は飛躍的に増大することとなった。(2)超格子反射強度の定量測定新たに導入したイメ-ジングプレ-トシステムにより、超格子反射強度の定量測定が可能となった。このため、X線回折法でも利用されているバルクの構造解析法(Patterson解析等)が表面構造解析に対しても十分な精度をもって適応できることとなった。(3)InSb(111)Aー2x2表面超構造の解析Patterson解析の結果、この構造は、従来提唱されてきたvacancy buckling modelと同様の原子配列をもつことが明らかとなった。また、最小二乗法を適応することにより、0.01nmの精度で表面の原子座標を決定することが可能であることを示した。(4)InSb(111)Bー2x2表面超構造の解析同様な解析の結果、この構造は、従来提唱されてきた、vacancyを持つ構造ではなく、Sbのtrimerを持つ構造であることが明らかとなった。この結果はSTM観察によって暗示された結果を良く説明できることからも強く支持される。