hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ポリイリデン酸エステルの高密度側鎖を利用したマテリアル創成

これまでのビニル系高分子では,困難であった高い側鎖密度を,本研究での対象となるポリイリデン酸エステルでは容易に達成できることから,従来以上の側鎖効果や主鎖の剛直性を活かした機能・性能が期待できる。前年度までに,高分子量を有するポリイリデン酸エチルの合成を達成するとともに,側鎖にパーフルオロ基を有するポリイリデン酸エステルや側鎖のエステル部位を加水分解したポリイリデン酸の合成を行い,それらの表面物性を明らかにしてきた。結果,側鎖にエチルエステルを有するものでは,側鎖に運動の制限による低い表面自由エネルギーが確認でき,さらにパーフルオロ基を有する高分子では,同じ側鎖を持つ従来のビニル基では達成困難であった10mJ/m2以下の低い表面自由エネルギーを達成している。さらに,加水分解をした高分子では,対応するポリアクリル酸をはるかに凌ぐ,高い表面自由エネルギーを有することを解明した。今年度では,まずパーフルオロ基を有する高分子のブロック共重合化に着手した。結果,エチルエステル基とパーフルオロアルキル基を9:1の割合で有するポリイリデン酸エステル共重合体の合成に成功した。また,同じ組成比を有するランダム共重合体も同時に合成し,表面物性を評価したところ,ブロック共重合体の方が低い表面自由エネルギーを有することが確認できた。これにより,ブロック共重合体では,パーフルオロアルキル基のセグメント部分が薄膜の表面に偏析していることが明らかとなった。昨年度にパーフルオロ基やカルボン酸を有する高分子の合成に成功したことから,より効率的に側鎖効果を発現するために,ブロック共重合体の合成に取り組んだ。パーフルオロアルキルエステルを疎水ユニットとして,さらに汎用有機溶媒への溶解性付与のためにエチルエステル基を別のセグメントとして設計した。組成としては,パーフルオロ基の溶解性が乏しいことから,パーフルオロ基とカルボキシ基の比率が1:9となるように,ブロック高重合体とランダム共重合体を合成した。また,そのブロック性を評価するために,重合過程における合成されていく高分子の組成比や分子量を逐次追跡した。結果,先にエチルエステル部のセグメントを重合し,パーフルオロアルキル基のモノマーを添加したところ,添加後に重合度が徐々に増加するとともに,組成比においてもパーフルオロアルキル基部分の比率がそれに対応して増加していくことが確認できた。得られたそれぞれの高分子から薄膜を作製し,その表面自由エネルギーを評価したところ,ブロック共重合体の方が,低い表面自由エネルギーを示すことが確認でき,パーフルオロアルキル基の表面偏析が,ブロック共重合体の方がより顕著に起きていることが強く示唆された。以上のことから,計画以上に進展したと判断した。今後は,側鎖にカルボン酸を有するポリイリデン酸に着目し,各種カチオンとのイオン会合性能や,水分子と側鎖の相互作用の解明・さらにはその高分子の界面活性能や水の不凍性付与効果についても評価を進める。さらに,来年度が最終年度となるため,国際学術論文誌への論文投稿や国内外の学術会議においてこれまで以上に積極的に参加し,発表していく。従来のビニル系の高分子では,側鎖の高密度化には限界があった。本研究では,高い側鎖密度のポリイリデン酸エステルを合成し,その基礎物性・構造を明らかにするとともに,得られた基礎的知見を活かして,ポリイリデン酸エステルの材料展開を目指す。側鎖が密集しているため,通常のビニル系高分子と比較して主鎖の運動が大幅に抑制され,バルク状態においてもその物性は大きく異なると考えられる。その物性の違いを活用して,多方面への新規材料化を展開する。汎用的な従来のビニル系の高分子では見られない物性を,側鎖の密度を大幅に向上させるという独自の切り口から見出す。また,単純な側鎖の高密度化が諸物性に与える影響について解明する点において,基礎高分子物性の観点からも大変興味深い研究であるといえる。本年度は,一年目のため,主に合成に注力した。結果,重量平均分子量30万を超える高分子の合成を達成した。また,自立膜の成形にも成功し,比較対象の従来のポリアクリル酸エチルと比較して,高い耐熱性や力学強度を示した。また,X線繊維図形より回折に由来するデバイ・シェラー環が観察され,周期構造を有していることが確認できた。表面特性を評価するため,スピンコート法により薄膜をシリコンウエハ上に作成し,動的接触角により表面自由エネルギーを算出した。結果,疎水性高分子として知られているテフロンに迫る疎水性を有しているとともに,その疎水性は極性成分に由来していることを見出し,分散成分により疎水性を示すテフロンとは,大きく疎水性のメカニズムが異なることを解明した。また,側鎖のエチル基の加水分解に成功し,側鎖にカルボン酸が高濃度に凝集したポリイリデン酸の合成も達成し,赤外分光法によりその高分子の合成を確認している。当初予定していた合成法の検討にと止まらず,高分子反応により数種の誘導体高分子の合成を成功するに至った。また,薄膜の表面物性にも特異性が見いだされ,来年度の詳細に評価する基礎的知見を見出した。

側鎖が密集しているため,通常のビニル系高分子と比較して主鎖の運動が大幅に抑制され,バルク状態においてもその物性は大きく異なると考えられる。その物性の違いを活用して,多方面への新規材料化を展開する。汎用的な従来のビニル系の高分子では見られない物性を,側鎖の密度を大幅に向上させるという独自の切り口から見出す。また,単純な側鎖の高密度化が諸物性に与える影響について解明する点において,基礎高分子物性の観点からも大変興味深い研究であるといえる。前年度,分子量が10万を超えるポリイリデン酸エチルの合成を達成し,側鎖の加水分解に成功した。本年度はさらに,側鎖にフッ素基を有する高分子を合成することにも成功した。得られた高分子からフィルムを作製し,種々の溶媒の液滴の動的接触角を測定することで,表面自由エネルギーを算出し,各々の合成した高分子において側鎖の効果が,ビニル系高分子と比較してより顕著に表れていることが分かった。側鎖にカルボン酸を有する高分子では,より高い親水性が,また側鎖にフッ素基を有する高分子ではより高い疎水性を示し,特に表面自由エネルギーが10mJ/m2以下になるなど,ビニル系高分子では達成が困難な低い表面自由エネルギーを有していることが確認できた。当初予定していたアルキル側鎖の高分子の表面物性に留まらず,側鎖がカルボン酸やパーフルオロアルキルを有する高分子の合成に成功したばかりか,その側鎖密度の高さに由来した表面物性を見出した。側鎖にカルボン酸を有する高分子は,側鎖の加水分解がヨウ化水素酸を用いることで進行することを見出し,合成した。この高分子を用い薄膜を作製した所,その表面自由エネルギーがポリアクリル酸よりも大きくなっておりことが判明し,高分子としては非常に高い親水性を有することを見出した。さらに,側鎖にパーフルオロアルキル基を有する高分子は,パーフルオロアルキル基を有するモノマーを合成し,重合することで得た。その際にフッ素部分は炭素数が6の側鎖を選択したが,通常のビニル系の炭素数が6の高分子では,側鎖の折れ曲がりにより十分な疎水性が得られないことが多い。しかし,本研究の高分子においては,表面自由エネルギーが10mJ/m2以下の値を示し,予想に反し非常に高い表面自由エネルギーを示すことが明らかとなった。以上のことから,計画以上に進展したと判断した。これまでのビニル系高分子では,困難であった高い側鎖密度を,本研究での対象となるポリイリデン酸エステルでは容易に達成できることから,従来以上の側鎖効果や主鎖の剛直性を活かした機能・性能が期待できる。前年度までに,高分子量を有するポリイリデン酸エチルの合成を達成するとともに,側鎖にパーフルオロ基を有するポリイリデン酸エステルや側鎖のエステル部位を加水分解したポリイリデン酸の合成を行い,それらの表面物性を明らかにしてきた。結果,側鎖にエチルエステルを有するものでは,側鎖に運動の制限による低い表面自由エネルギーが確認でき,さらにパーフルオロ基を有する高分子では,同じ側鎖を持つ従来のビニル基では達成困難であった10mJ/m2以下の低い表面自由エネルギーを達成している。さらに,加水分解をした高分子では,対応するポリアクリル酸をはるかに凌ぐ,高い表面自由エネルギーを有することを解明した。今年度では,まずパーフルオロ基を有する高分子のブロック共重合化に着手した。
Diamond Blackfan貧血患者由来iPS細胞を用いた赤芽球分化異常解析

Diamond Blackfan貧血(DBA)は、100万人出生あたり約5人程度に生後1年以内に発生する極めて稀な貧血である。これまで試験管内または実験動物で遺伝子操作技術により、その病態が研究されてきたが、患者での発症メカニズムの実態は不明のままであった。本研究では、DBA患者と遺伝的背景は完全に一致する患者由来iPS細胞を樹立し、患者背景での発症メカニズムを研究できるよう検討した。その結果DBA患者4例からiPS細胞の樹立に成功した。またDBAの発症にオートファジーを伴う細胞内代謝の活性化と赤芽球分化細胞表面マーカーの代謝が関係することが明らかになった。これまでDiamond Blackfan貧血(以下DBA)の赤芽球分化異常メカニズムについて培養細胞やヒトCD34+造血前駆細胞を使ったin vitro培養モデルで解析してきた。In vitroでの解析結果がどの程度患者の状態を反映したものかを調べるには、患者の骨髄CD34+細胞の赤芽球分化解析について解析することが必須であるが、極めて稀少な疾患であることから研究用に患者検体の入手することは困難を極め、最終的な結論は不明のままであった。そこで本研究では患者の末梢血からiPS細胞を樹立し、in vitroで無限に増殖可能な疾患iPS細胞を用いた解析システムの構築を第1に目指した。これまでにDBA患者の遺伝子変異解析等を通じてDBA患者・医師との研究協力体制を構築し、熊本大学発生医学研究所の協力を得て、平成25年度末までに4例のDBA患者からセンダイウイルスを用いて疾患iPS細胞の樹立に成功した。よって平成25年度はiPS細胞からの赤芽球分化系を用いて、患者の遺伝的背景を加味したDBAの発症メカニズム解析の検討を開始することが出来た。特にDBA患者iPS細胞と正常iPS細胞の血球分化との差異についてCD71発現等を指標にin vitroで詳細な解析を推進中である。またこれまでに培養細胞やCD34+造血前駆細胞でのDBAのin vitro培養モデルで、DBA原因遺伝子のRPS19をshRNAで抑制すると細胞内のタンパク質代謝活性に大きな変化が起きることを見い出しており、特にオートファジー活性化を伴うリソソーム分解系のタンパク質代謝活性化とDBAの発症機構との関わりについて焦点を絞り、DBA疾患iPS細胞を用いた解析を進めている。これまでDiamond Blackfan貧血(以下DBA)の赤芽球分化異常の発生メカニズムについてin vitro培養モデルで解析してきたが、実際の患者の骨髄CD34+細胞の分化異常について、極めて稀少な疾患である点から研究用に患者検体の入手することは困難であり、in vitroの解析結果がどの程度患者の状態を反映したものか不明のままであった。平成25年度までに4例のDBA患者からセンダイウイルスを用いて疾患iPS細胞の樹立に成功した。最終年度の平成26年度はDBA iPSの樹立件数が増えなかったが、最終的に4例のiPS細胞が樹立できたことは、大変意義深い成果と考えられる。また最終年度はiPS細胞からの赤芽球分化系を用いて、DBAの発症メカニズム解析を進めた。平成25年度までに、培養細胞やCD34+造血前駆細胞でのin vitro培養モデルでは、DBA原因遺伝子のRPS19の発現を抑制するとオートファジー活性化を伴うリソソーム分解系のタンパク質代謝の活性化が起ることを見出した。平成26年度は、DBAの特徴的な現象である細胞表面のCD71 (Transferrin受容体)の発現減少がin vitro細胞モデルで再現できることを見出した。そこで、これまでの結果と照らし合わし、CD71の減少とオートファジー活性化との関わりについて解析したところ、DBA細胞モデルではCD71はリソソームで積極的に分解されて減少するとが判明し、タンパク質分解活性化がDBAの病態へ密接に関与することが示唆される結果を得た。樹立したDBA由来iPS細胞2株を用いて、同様の事象が確認できるか解析するための条件検討を進めた。血液学、ウイルス学平成25年度の研究計画では、DBA疾患iPS細胞からのin vitro赤芽球分化誘導解析を進めることとしていた。期間内に熊本大学発生医学研究所からのDBA iPS細胞を受け入れ、ヒトiPS細胞の培養技術を習得し、培養を開始することができた。また当初の計画の通り、DBA疾患iPS細胞のin vitroで赤芽球分化誘導の解析系の構築に取り組み、赤芽球分化に関わる複数の細胞表面マーカーをターゲットとし、野生型iPS細胞および疾患iPS細胞の分化誘導後の分化マーカーの変化について経時的解析を進め、発症に関連すると考えられる分化のポイントを探索し、発症メカニズム解析を進めている。さらに引き続きDBA患者からのiPS細胞の作製を取り組みを続けており、平成25年度末で1症例のDBA iPS細胞株を追加することができた。

これらのことから、交付申請時の計画を概ね順調に進めることが出来ていると判断できると考えられる。本研究計画に関する交付申請書の計画・方法に従い、DBAの赤芽球分化抑制メカニズムについて疾患iPS細胞を用いて解析を進める。具体的には、DBA疾患iPS細胞からの赤芽球前駆細胞の誘導とタンパク質代謝活性の関係の解析を進める。以下のように、1細胞内タンパク質代謝系の解析:細胞内タンパク質分解の活性についてオートファジーを一つの指標にしLC-3の発現と局在をIF法やWB法で解析する。2タンパク質代謝と赤芽球分化特異的分子の発現の関係の解析を進める。申請者はRPS19のshRNA発現によりK562でCD71等の赤芽球特異的分子の発現が減少することをFACSおよびWBで見出しており、この点についても重点的に疾患iPS細胞で解析を試みる。また、分化誘導された赤芽球前駆細胞のCD71など赤芽球分化に重要な因子群のターンオーバーとタンパク質の分解系の活性化がどのように関与するか経時的に解析する予定である。特にリソソーム阻害剤E64d, PepstatinAやタンパク質合成阻害剤シクロヘキシミドでタンパク質分解あるいは合成を停止させた場合に、CD71等のタンパク質発現量がどのように変化するかウエスタンブロット法やフローサイトメーターで観察し、DBA患者由来細胞においてこれら分子が合成レベルと分解レベルでどのように発現調節されているか明らかにする。研究期間の平成26年の3月時点において、培養細胞を使用して経時的にサンプリングを繰り返していたため、状況によっては大至急で研究試薬を購入する必要があった。よって研究の進捗状況によって最低限度必要になる使用額を次年度使用額として未使用にし、年度変更のタイミングによって研究の進捗が阻害されないよう対策をこうじた。平成26年度のはじめに次年度使用額の約2千円分について、細胞培養培地を購入し使用する予定。
垂直磁気記録システムの高密度化に関する研究

本研究は、ハードディスク、ディジタルVTR等のディジタル磁気記録システムの高密度化を、垂直磁気記録にPRML方式と呼ばれる信号処理方式を適用することにより達成することを目的として、複合膜主磁極型単磁極ヘッドによる垂直磁気記録に適合したPR方式を組織的に検討した。また、このようにして見出されたPR方式に対するML方式の一種であるビタビ復号法として、復号器入力雑音の相関も考慮に入れた誤り率特性を求め、従来方式と比較検討した。まず、非磁性膜の膜厚が主磁極自身の厚みの(p-1)倍であるとしたときの孤立再生波形を、pTb(Tb:ビット間隔)だけ離れた2つのローレンツ形波形で近似した。このとき、従来のPR方式の伝達特性を一般化した(1+D^p)(1-D^q)(1+D^l)^mであるようなPRML方式のSN比を求め、良好な特性を示すPRML方式をいくつか見出した。その結果、p=4、q=3、l=1、m=2であるようなPRML方式が最良のSN比を示し、規格化線密度Kが3のときで、従来のp=3、q=2、l=m=0のPRML方式に比べて約5dBのSN比改善が得られることが明らかとなった。次いで、ビタビ復号器の簡単化を考慮して、良好なSN比特性を示すPRML方式の内では、最も状態数の少ないp=3、q=3、l=1、m=1であるPRML方式を選び、ビタビ復号器の簡単化について検討した。その結果、復号器の状態数を128状態から僅か3状態に大幅に削減することができ、しかも6つのビタビ復号器を並列処理することにより、クロックレートをビットレートの1/6にすることができることが明らかとなった。また、このようなPRML方式について、シミュレーションにより復号器の入力雑音の相関も考慮に入れた誤り率特性を求め、誤り率10^<-4>を達成するのに要する読み出し点の所要SN比を求め、従来のPRML方式の場合と比較検討した。その結果、K≧3の高密度記録において、本方式は従来のPRML方式に比べ良好な特性を示すこと、更にK>2.5の高密度記録においては、通常の単磁極ヘッドによるPRML方式よりも良好な特性を示すことが明らかとなった。
順序化した確率伝播に基づく復号アルゴリズムとそれに適する誤り訂正符号構成の研究

インターネット,携帯電話をはじめとする情報通信システムがさらに高度な形態に発展しつづける中,信頼のおけるデータ伝送を実現する誤り訂正符号の技術もまた,新しい方式への変りつつある.しかし実用に即した方式の研究はまだ不十分である.そこで本研究では,こうした軟入力軟出力復号のアルゴリズムの解析と最適化,とそれに適する符号クラスの解析,検討を行った.本研究における成果は以下の通りである.低密度パリティ検査符号の復号アルゴリズムに対する検討として,閾値制御により性能の向上を実現した,特にバースト誤りを発生するような通信路において復号誤り率,繰り返し回数(計算量)が大幅に改善した.ターボ符号においてはRS符号との直列連接するシステムを想定し,両者を一体化し,なおかつRS符号の復号は従来の復号アルゴリズムを利用する新しいターボ復号アルゴリズムを提案した.限界距離復号,誤り消失復号の2通りの簡易な複合処理の元で復号誤り率を下げ,復号繰り返し回数を減らしている.さらに最尤復号であるビタビアルゴリズム,最大事後確率復号のBCJRアルゴリズムの両者を高速に実現するテーグルルックアップ法についても様々な対象に対して実用性を評価した.また,符号構成に関しては不均一誤り保護LDPC符号を構成しそれに基づくLDPC符号の解析を行った.符号長の短いとも性能の良いランダムライクなLDPC符号を代数的な符号から導出する手法,低符号化率の符号の構成方法として非対称ターボアダマール符号を提案した.非対称ターボアダマール符号の研究は電子透かしを対象とした方式の検討をしたものであり,そのため電子透かしの埋め込み方式についても基礎的な研究を加えた上で評価している.新しい分野への応用を検討した成果である.インターネット,携帯電話をはじめとする情報通信システムがさらに高度な形態に発展しつづける中,信頼のおけるデータ伝送を実現する誤り訂正符号の技術もまた,新しい方式への変りつつある.しかし実用に即した方式の研究はまだ不十分である.そこで本研究では,こうした軟入力軟出力復号のアルゴリズムの解析と最適化,とそれに適する符号クラスの解析,検討を行った.本研究における成果は以下の通りである.低密度パリティ検査符号の復号アルゴリズムに対する検討として,閾値制御により性能の向上を実現した,特にバースト誤りを発生するような通信路において復号誤り率,繰り返し回数(計算量)が大幅に改善した.ターボ符号においてはRS符号との直列連接するシステムを想定し,両者を一体化し,なおかつRS符号の復号は従来の復号アルゴリズムを利用する新しいターボ復号アルゴリズムを提案した.限界距離復号,誤り消失復号の2通りの簡易な複合処理の元で復号誤り率を下げ,復号繰り返し回数を減らしている.さらに最尤復号であるビタビアルゴリズム,最大事後確率復号のBCJRアルゴリズムの両者を高速に実現するテーグルルックアップ法についても様々な対象に対して実用性を評価した.また,符号構成に関しては不均一誤り保護LDPC符号を構成しそれに基づくLDPC符号の解析を行った.符号長の短いとも性能の良いランダムライクなLDPC符号を代数的な符号から導出する手法,低符号化率の符号の構成方法として非対称ターボアダマール符号を提案した.非対称ターボアダマール符号の研究は電子透かしを対象とした方式の検討をしたものであり,そのため電子透かしの埋め込み方式についても基礎的な研究を加えた上で評価している.新しい分野への応用を検討した成果である.低密度パリティ検査符号の実用性をかためるため、復号の順序を制御するSum-Product復号の検討を進めた。この復号順序制御の基本となる方式はビットごとに計算を進めるSum-Product復号で、ハワイ大マーク・フォッソーリエ教授らのShuffled BP復号と関連があり、それを発展させたアルゴリズムといえる。低密度パリティ検査符号の実用は多くの研究者が注目しており、関連する研究がなされている米国シカゴで行われたISIT2004において関連の研究の情報収集を行い、フォッソーリエ教授らとも情報交換を行った。なお、2004年7月には、フォッソーリエ教授の電気通信大学来訪を受けてさらに深い情報交換などを行った。国内研究会での発表の後、2004年10月イタリア・ビアレッジオで開催された第4回アジア・ヨーロッパ情報理論ワークショップおよび、イタリア・パルマで行われた2004年情報理論とその応用国際会議において復号の順序を制御のアルゴリズムとその結果および、その解析を報告した。現在アルゴリズムのさらに改良を進め、バースと誤り通信路にもよく適合する方式の結果が得られており、その結果は2005年5月発表予定である。本研究では、低密度パリティ検査符号とSum-Product復号の組み合わせや、ターボ符号とターボ復号といったランダムライクな符号の設計とそのための復号アルゴリズム特に確率伝播の制御方法を対応させて設計することで、さらに優れた符号化復号方式の検討を目指すものである。本年度は前年の結果に引き続き低密度パリティ検査符号とSum-Product復号をはじめとする確率伝播に基づく復号法の組み合わせに関して詳細な検討を進め、符号の解析と復号制御方式について評価を進めている。その中で、硬入力軟出力復号の新しい理論を発表している。その具体的な例としてターボ符号と2重誤りリード・ソロモン符号の直列連接符号化について優れた性能を有することを確認した。また電子透かしや、OFDM等の新しい応用にも関連して、低符号化率の新しい符号構成とその復号法に関して検討を行った。ターボアダマール符号の新しい符号構成とLDPCを連接させた新しい符号構成を導き、それに対する新しい復号アルゴリズムを利用することで、少ない計算量で優れた性能を有する復号結果を得られることができた。

現在、このアルゴリズムに関する詳細な検討および、理論的解析を進めている。上記の方針は,新しい制御方式である硬入力軟出力復号アルゴリズムおよび、無入力軟出力復号方式というアルゴリズムの有効性を示しており。これは、これまでの確率伝播による復号アルゴリズムの拡張した概念を示唆している。シャノン限界に迫る性能を実現する,ターボ符号とターボ復号の組み合わせや低密度パリティ検査符号とSum-Product復号の組み合わせに対して,その実用化も考慮して軟入力軟出力復号のアルゴリズムの解析と最適化,とそれに適する符号クラスの解析,検討を行うことが目的である.低密度パリティ検査符号の復号アルゴリズムに対する検討としてSum-Product復号などの信頼度伝播について解析検討を加えた.その信頼度に基づいてアルゴリズムを制御し復号性能を向上する方法を実現した.特にバースト誤りを発生するような通信路において復号誤り率,繰り返し回数(計算量)が大幅に改善することが示された.上記のSum-Product復号法にも適する低密度パリティ検査符号の符号化方法の検討として,検査行列の設計手法として不均一誤り保護能力のあるLDPC符号を提案し,理論的解析,および実験によってその性能を確認している.また,代数的な符号を元にランダムライクな符号へと変形し性能を向上させる手法を実現した.ターボ符号においては従来の代数的な符号として幅広く用いられているRS符号との直列連接するシステムを想定し,両者を一体化し,なおかつRS符号の復号は従来の復号アルゴリズムを利用する新しい.RS符号の復号アルゴリズムとして,誤り消失復号を利用する方式に拡張し性能の向上させた.電子透かしへの適用を意識し,前年度作成した,低符号化率で高い誤り訂正能力を期待する非対称アダマール符号を電子透かしシステムに応用し,その結果を考察した.ターボ原理を利用することができることを示した.MCISなどで発表した.電子透かしへの適用を考えるにあたりその準備研究として電子透かし方式にそのものに対する問題も関連する周辺問題として検討を行った.本研究により,実用の側面から,計算量や繰り返しの少ない復号法,応用に適した性能を実現しうる符号構成が実現でき,その一部については理論的な面からの解析も行うことができた.
変異型エピジェネティクス制御因子による高分化型リンパ腫発症の機構解析

エピジェネティクスの異常による遺伝子発現の制御破綻はがん化に密接に関与すると考えられてきた。本研究では成熟型悪性リンパ腫で変異が報告されたヒストン修飾を制御する因子Ezh2及びMEF2Bを解析した。変異型Ezh2はヒストンH3K27のトリメチル化を亢進したが、胚性中心B細胞へ発現してもリンパ腫の傾向を示さなかった。MEF2Bにおいてもリンパ腫の傾向を示さなかった。一方、リンパ腫で高発現が見られるc-Mycはリンパ腫を直接誘導できることを見出した。これらの結果から変異型エピジェネィクス因子はリンパ腫の直接的なドライバー因子ではなく、リンパ腫形成に間接的に寄与する可能性が示唆された。変異型エピジェネティクス制御因子が胚性中心B細胞由来の非ホジキンリンパ腫の形成にどのように関与するか明らかにするため、本年度は腫瘍モデルの構築及び変異型遺伝子の導入実験を行った。まず脾臓より胚性中心B細胞(CD43陰性細胞)をMACSにてソートし、バーキットリンパ腫の原因遺伝子と考えられているc-Mycをレトロウイルスベクターにて発現させた後に移植を行った。その結果、がん抑制遺伝子であるInk4a/Arf遺伝子を欠損した胚性中心B細胞を腹腔内へ移植した時のみヒトバーキットリンパ腫様のリンパ腫をおよそ2か月で発症することが分かった。一方、野生型の胚性中心B細胞及び尾静脈移植をしたマウスはリンパ腫を発症しないことが分かった。つまり、c-Myc発現及びInk4a/Arf遺伝子欠損に加えて腹腔内への移植がB細胞の生着に重要であることが分かった。さらに、形成したリンパ腫は移植前に高発現していたFAS発現が消失していることが分かった。FASはBリンパ球の分化段階におけるセレクション時にアポトーシスへと働く膜タンパク質であるため、この分子の発現低下は腫瘍免疫機構の回避に重要な役割を果たすことが示唆された。さらに濾胞性リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫に高頻度で変異が報告されているヒストンメチル化酵素のEzh2やHDAC制御因子であるMEF2Bの変異型をsite-directed mutagenesis法にて作成し、レトロウイルスベクターを構築した。上記同様に胚性中心B細胞に発現して移植を試みた。しかしながら、5か月以上経過しても腫瘍形成が見られなかった。この結果から遺伝子変異は単独では腫瘍形成せず、c-MycやBcl2, Bcl6など高分化型リンパ腫で高発現が報告されている分子と協調的に働くことが考えられた。非ホジキンリンパ腫で見出された変異型エピジェネティクス因子が胚性中心B細胞のリンパ腫形成にどのように関与するのか胚性中心B細胞へ遺伝子導入を行い、マウスへ移植することで検討を行った。その結果、変異型Ezh2あるいはMEF2B単独では腫瘍形成できないことが分かった。そこで、リンパ腫形成の抑制因子であるInk4a/Arf遺伝子を欠損させた細胞へ両変異型因子を導入し、移植を行ったが、結果的に腫瘍形成できないことが分かった。一方、リンパ腫で頻繁に異常が見られるc-Mycは単独でリンパ腫を形成させることができた。これらの結果から、変異型エピジェネティクス因子はがんを直接誘導するドライバーとしての能力を有さず、他のドライバー遺伝子の作用を補助する役割を担っている可能性が示唆された。さらに、c-Mycによって誘導されたリンパ腫を解析するとアポトーシス誘導因子であるFasの発現がリンパ腫において抑制されていることを見出した。そこでFasをshRNAによって発現抑制させたところ、高頻度にリンパ腫を形成した。つまり、Fasの発現抑制はリンパ腫発症に必須である可能性が示唆された。ヒトのリンパ腫の細胞株においてFasの発現抑制がどの程度で見られるのか調べたところ、84%においてFasの発現レベルが低いことが分かった。この発現抑制にエピジェネティクスが関与するのか阻害剤を用いた検討を行ったところ、幾つかの細胞株においてはDNAのメチル化及びヒストンの脱アセチル化の解除によりFasの発現が回復することが分かった。しかしながらEzh2の阻害剤ではFasの発現抑制を回復できなかった。このことからリンパ腫発症に伴うFas発現抑制の制御には少なくともEzh2によるヒストンメチル化は関与していない可能性が示唆された。今後、他の変異型エピジェネティクス因子についてもFas発現抑制への関与を解析していくことで高分化型リンパ腫の発症機構にいかに寄与するのか明らかにする必要がある。分子腫瘍学これまで難しいとされていた成熟B細胞である胚性中心B細胞の培養及び遺伝子導入のシステムを構築し、さらにヒトバーキットの原因遺伝子であるc-Mycと高頻度に遺伝子欠損が見られるInk4a/Arfの欠損より、バーキットリンパ腫様のリンパ腫を発症することを改めて本研究にて証明した。

この培養、遺伝子導入のシステムを用いれば、変異型エピジェネティクス制御因子であるEzh2やMEF2B、MLL2の発がんへの影響を解析する基盤が整ったといえる。変異型エピジェネティクス制御因子を他の発癌因子とともに胚性中心B細胞へ導入し、移植することで発がんへの影響を調べる。またヒト培養細胞への導入実験及びその影響の解析を行う。発癌や悪性化への関与が認められた場合、ヒストン修飾のChip-seqやマイクロアレイ解析によってどの遺伝子が影響を受けたのかゲノムワイドに調べる。さらにリンパ腫を発症したマウスを用いて阻害剤やshRNAを用いた検討を行う。
開発プロセスからの時系列データを利用したソフトウェア最終品質の推定と改善

本研究では実用性,特に開発現場への導入の容易さを重視した,ソフトウェア最終品質の推定モデルの開発を追求した.特に実用性を考えた上で次の3点に特に配慮して研究を行った.1.推定を行うタイミングに注目する.遅くともテスト工程が始まる時点で推定が行えることを目指す.2.使用する時系列データは開発現場で容易に収集可能であり,推定モデルの適用もできる限り分かりやすいものとする.3.推定結果をソフトウェア開発プロセスの改善につなげることにも挑戦する.これを踏まえ,本研究では次に示す3つのサブテーマを実施している.[S1:]設計・コーディング工程でのメトリクスデータを利用した最終品質の推定と改善まず,コーディング工程からのデータ収集に基づいて,最終品質の推定と改善手法を提案した.具体的には発券された不具合数の時間的な推移を開発フェーズごとに記録したデータから,プロジェクトを4つにクラス分けし,各クラスでの最終品質を推定する手法を提案した.[S2:]開発計画の妥当性や開発計画からのずれの大小を利用した最終品質の推定S1の結果をふまえ,設計開始時点でのデータを取り入れることで,さらなる精度向上を目指した.具体的にはベイジアンネットワークを用いて開発の進行に影響を与える要因をモデル化し,最終品質の良し悪しを確率的に推定する手法を提案した.[S3:]プロジェクトシミュレータを利用した最終品質改善手法の提案最後に,開発プロセスの進行に応じて変化するリスク要因をモデル化し,各段階でのプロジェクトの品質を評価する手法を提案した.この手法では,開発のフェーズごとにベイズ識別器を用いることでプロジェクトの最終品質の良し悪しを評価できる.本手法を用いることで,開発の途中からでもリスク要因の変動を試験的に入力することで,開発終盤のプロジェクト品質を予測可能になることを確認した.本研究では実用性,特に開発現場への導入の容易さを重視した,ソフトウェア最終品質の推定モデルの開発を追求した.特に実用性を考えた上で次の3点に特に配慮して研究を行った.1.推定を行うタイミングに注目する.遅くともテスト工程が始まる時点で推定が行えることを目指す.2.使用する時系列データは開発現場で容易に収集可能であり,推定モデルの適用もできる限り分かりやすいものとする.3.推定結果をソフトウェア開発プロセスの改善につなげることにも挑戦する.これを踏まえ,本研究では次に示す3つのサブテーマを実施している.[S1:]設計・コーディング工程でのメトリクスデータを利用した最終品質の推定と改善まず,コーディング工程からのデータ収集に基づいて,最終品質の推定と改善手法を提案した.具体的には発券された不具合数の時間的な推移を開発フェーズごとに記録したデータから,プロジェクトを4つにクラス分けし,各クラスでの最終品質を推定する手法を提案した.[S2:]開発計画の妥当性や開発計画からのずれの大小を利用した最終品質の推定S1の結果をふまえ,設計開始時点でのデータを取り入れることで,さらなる精度向上を目指した.具体的にはベイジアンネットワークを用いて開発の進行に影響を与える要因をモデル化し,最終品質の良し悪しを確率的に推定する手法を提案した.[S3:]プロジェクトシミュレータを利用した最終品質改善手法の提案最後に,開発プロセスの進行に応じて変化するリスク要因をモデル化し,各段階でのプロジェクトの品質を評価する手法を提案した.この手法では,開発のフェーズごとにベイズ識別器を用いることでプロジェクトの最終品質の良し悪しを評価できる.本手法を用いることで,開発の途中からでもリスク要因の変動を試験的に入力することで,開発終盤のプロジェクト品質を予測可能になることを確認した.本研究では実用性,特に開発現場への導入の容易さを重視した,ソフトウェア最終品質の推定モデルの開発を追求している.実用性を考える上で次の3点に特に配慮している.まず1.推定を行うタイミングに注目する.遅くともテスト工程が始まる時点で推定が行えることを目指す.次に2.利用する時系列データは開発現場で容易に収集可能であり,推定モデルの適用もできる限り分かりやすいものとする.さらに,3.推定結果をソフトウェア開発プロセスの改善につなげることにも挑戦する.平成15年度は,設計・コーディング工程での時系列データを利用した最終品質の推定と改善について研究を進めた.具体的には,設計工程とテスト工程での作業属性の間の関係を,ソフトウェアメトリクスを用いて明らかにすることを目指した.設計工程はソフトウェアの実現手段を決める工程であるが,気付かない間に不具合を作り込んでしまっていることも事実である.そこで,設計工程で不具合が作り込まれる状況とテスト工程で不具合が検出される状況の関連を調べた.一般には,良いレビューが行われるとテスト工程では混乱が発生しにくいので,不具合の検出は理想的な状況になる.具体的には,レビューに関するメトリクスを中心にして統計的分析を行った.分析では次の3種類のメトリクスのデータを分析の対象として考えた.1.レビュー作業の量を測る「コードレビュー比率(設計工程に必要な工数に対するレビュー工数の比率)」,2.レビュー作業の質を測る「単位規模あたりのレビューで発見した不具合数」,3.レビュー作業の効率を測る「単位レビュー工数あたりの発見不具合数」である.まず,これらのメトリクスで測定される時系列データを利用して,良いレビューを定量的に定義した.次に,本研究で利用したプロジェクトデータを良いレビューを行ったものとそうでないものの2つのグループに分類した.

最後に,それらの分類結果とテスト工程での不具合検出傾向との関係をベイジアンネットと呼ばれる確率的手法を用いて明らかにした.本研究では実用性,特に開発現場への導入の容易さを重視した,ソフトウェア最終品質の推定モデルの開発を追求している.実用性を考える上で次の3点に特に配慮している.1.推定を行うタイミングに注目する.遅くともテスト工程が始まる時点で推定が行えることを目指す.2.利用する時系列データは開発現場で容易に収集可能であり,推定モデルの適用もできる限り分かりやすいものとする.3.推定結果をソフトウェア開発プロセスの改善につなげることにも挑戦する.平成16年度は,平成15年度に行った成果を踏まえて,開発の初期計画の妥当性が設計工程でのメトリクスの値に及ぼす影響を調べる.すなわち,計画作成・要求分析工程での作業内容と設計・コーディング工程での作業内容との間の関連を分析する.具体的には開発プロセスの全体をBayesian Belief Networkを用いてモデル化し,開発の初期段階から出荷までに不具合が推移する過程を表した.これにより,設計段階での工数のかけ方や各工程での不具合の発見度合いがソフトウェア中に残存する不具合数にどう影響するかを可視化できるようになった.また,このモデルに対して実際の開発現場から得られたメトリクスデータを当てはめ,最終品質についての精度を評価したところ,十分実用的な精度であることが確認できた.これまでの成果をまとめた研究論文は,平成15年度の内容については国際論文誌Software Quality Journalに採録が決定した.また,今年度の内容については電子情報通信学会論文誌に投稿し,こちらも採録が決定している.本研究では実用性,特に開発現場への導入の容易さを重視した,ソフトウェア最終品質の推定モデルの開発を追求している.実用性を考える上で次の3点に特に配慮している.1.推定を行うタイミングに注目する.遅くともテスト工程が始まる時点で推定が行えることを目指す.2.利用する時系列データは開発現場で容易に収集可能であり,推定モデルの適用もできる限り分かりやすいものとする.3.推定結果をソフトウェア開発プロセスの改善につなげることにも挑戦する.これを踏まえ,本研究では次に示す3つのサブテーマを実施している.S1:設計・コーディング工程でのメトリクスデータき利用した最終品質の推定と改善S2:開発計画の妥当性や開発計画からのずれの大小を利用した最終品質の推定S3:プロジェクトシミュレータを利用した最終品質改善手法の提案本年度は,平成16年度までの研究の成果を受け,サブテーマS3を実施することにより本研究としての完成を目指す.本研究で目指したのはソフトウェア開発計画からのずれを定期的に(つまり動的に)修正していってプロジェクトを可能な限り計画通りに進めることにより,最終品質の改善を図ることである。ずれの修正(すなわち,計画の修正)に当たっては,プロジェクトシミュレータを用いて変更に伴う効果が予測できるので,複数の変更の中から常に最良のものを選ぶことになる.
赤外線照射による次世代光ディスク基板樹脂への情報転写成形の高効率化に関する研究

本研究で提案している成形方法では、一括成形が不可能な次世代光ディスクの製品の生産を、基板概形形成と精密転写成形とに分割し、後者、すなわち熱可塑性樹脂の再加熱可塑化および冷却固化を、金型の外部から金型を透過させて赤外線ふく射を樹脂転写表面に行う加熱手法と金型内の熱伝導現象との組合せで高効率化している。今回の検討では、情報転写の版元型に、レーザー透過率の異なる3種の材料高透過のセレン化亜鉛(ZnSe)、中透過のシリコンとしては炭酸ガスレーザーを用いた。Niはレーザー不透過のため、転写裏面となるレーザー照射側表面に黒色塗料を塗布してエネルギー吸収促進をさせた。まず、数値解析によりシステム内の温度分布を見積り、加熱冷却の妥当性を判断した。金型の透過率の影響としては、透過率の高い場合ほど、樹脂に投入されるエネルギー密度が大きいため、加熱速度は早い。逆に、不透過型では、樹脂への熱伝導の割合が金型外部への逃げに比べて小さいため、加熱効率は劣るが、型自体の発熱で、樹脂表面の加熱の寄与は見込める。ただし、熱伝達スケールの時間・空間的縮小、すなわち、加熱対象となる樹脂は極表面近傍のみの加熱で転写は満足されることから、転写型の厚みをより薄いものとすることとし、熱伝導の時間スケールを凌駕する高エネルギーの短時間投入で、透過率の差異があっても精密転写の目的を達成できるという指標が得られた。また、実験によっても上記の検討を加え、125ミクロンのPMMAフィルムに対し、40W-1msのレーザー照射によって8ミクロンの転写が可能で、冷却も瞬時に行われることを確認した。一連の実験を通して、実際に型材として使用する材料は微細構造の加工性と耐久性の面から、Siが有力であるという知見も得られた。
セラミックモノリス固定化酵素反応器によるシクロデキストリンの生成に関する研究

まず、酵素シクロデキストリングルカノトランスフェラーゼによる可溶性澱粉からのシクロデキストリン(CD)生成反応に及ぼす有機溶媒(ブタノール,デカノール)添加の効果を調べるために、種々の条件下、長時間加水分解反応を行った。その結果、有機溶媒の添加は、生成するα-CDの長時間後の濃度増加に寄与することがわかった。とくに、ブタノール添加によるα-CDの濃度増大が顕著であった。一方、β-CDの濃度は有機溶媒の添加によって若干減少した。γ-CDを含む全CD濃度の長時間後の値は有機溶媒の添加に伴って若干増大したが、ブタノール添加系では約5%、デカノール添加系では約3%の有機溶媒濃度において最大値を示した。さらに、α-CDと酵素を含む混合水溶液を長時間放置した場合、α-CDは著しく分解転移を受けβ-CDが生成するが、予めデカノールを加えておくとこの転移がある程度阻止されること、またブタノールを添加した場合にはα-CDはまったく転移を受けないことがわかった。以上より、有機溶媒の添加によるα-CDの増収効果は、α-CDが有機溶媒分子との包接化合物を形成し、酵素による分解転移が阻止されるためと推定される。次に酵素のセラミックモノリス担体への固定化法について検討した。その結果、基本的には、従来より当研究室において種々のアミラーゼの固定化に用いてきた方法が適用可能であった。そこで、固定化酵素量の一層の増大を計るため、架橋剤グルタルアルデヒドの濃度,固定化手順,酵素の精製法などについて検討を重ね、当初のものより約10倍比活性の高い固定化酵素を調製することができた。現在、この固定化酵素モノリスを装填したカラム型バイオリアクターを用いて、有機溶媒の添加を伴う澱粉からの連続的なCD生成を行い、生産速度の増大を計るとともに、本反応器の性能向上を検討している。
印章と刻印のメタファー:西洋中世におけるイメージと視覚性に関する研究

13世紀後半にイギリスで制作された『グルベンキアン黙示録』の挿絵に描かれた、神が持つ印章のモティーフの意味を三位一体とヴェロニカとの関係から解き明かすした。また、ペトルス・ロンバルドゥスやライヒャースベルクのゲルホーなどのプレ=スコラ学者による詩編第4編7節の註解のテクストと関連させながら、聖顔が個々の信徒の内面に形成する聖顔のヴィジョンを印章とそれによってロウに生みだされる刻印というモデルにより理解する可能性を提案した。本研究は、印章(seal)の母型(matrix)とその刻印(imprint)という比喩を通じて、西洋中世における「視覚性(visuality)」、すなわち社会的・歴史的・文化的に形成された多様な「視」のあり方について考察しようとするものである。本年度は、古代から中世盛期にかけて、「機械的複製手段」としての刻印のさまざまな例を探り、この時期の諸テクストに現れる「印章とその刻印」というメタファーについても概観した。古代ギリシアにおいてプラトン『テアイテトス』、アリストテレス『魂について』、ストア派では認識や記憶のモデルとして多用される。こうした状況は古代の印章と刻印が実際にどのように使用され、社会の中でどのような価値をになったのかと関係する点について言及した。それがキリスト教に持ち込まれて、神が信徒に施すキリスト教徒としての徴と見なされる点、不可視の原型と模像(イコン)との関係を説明するモデルとなる点などについても考察を行った。さらに、リスボン、グルベンキアン美術館所蔵の『ヨハネ黙示録』写本挿絵で画面左上部でマンドルラに包まれた神が両手で抱え持つ金色の印章と、画面右に配されたエルサレムの神殿の垂れ幕に奇跡的に転写されたキリストの聖顔(ウェロニカ)との関係について考察を進めた。本研究課題に関連して、平成21年度には以下のような研究成果をあげた。(2)とくに、具体的な作例として13世紀半ばにイギリスで制作されたヨハネ黙示録写本『グルベンキアン黙示録』(リスボン、グルベンキアン美術館所蔵MS L. A. 139)に含まれる子羊が第6の封印を解く場面に関するベレンガウドゥスによる黙示録註解のテクストに施された挿絵に見られる印章のモティーフに関する考察を行い、平成22年3月20目に日仏美術学会例会で研究発表を実施した。従来の研究ではこの印章のモティーフはその図像的意味が解き明かされていなかったが、この発表では、印章のメタファーとの関連から、三位一体の父と子および神とその僕である信徒の関係、キリストの受肉と受難の証拠、終末における神との「顔と顔とを合わせての」出会いの約束と結びつく要素としての新たな解釈を提示した。本研究課題に関連して、平成22年度には以下のような研究成果・実績をあげた。(1)具体的な作例として13世紀半ばにイギリスで制作されたヨハネ黙示録写本『グルベンキアン黙示録』(リスボン、グルベンキアン美術館所蔵MS L.A.139)に含まれる挿絵に見られる印章のモティーフに関する考察を行い、研究論文として刊行した。印章のメタファーとの関連から、三位一体の父と子および神とその僕である信徒の関係、キリストの受肉と受難の証拠、終末における神との「顔と顔とを合わせての」出会いの約束と結びつく要素としての新たな解釈を提示した。(2)ウェロニカなどの聖顔が媒介物(メディア)として多様な機能を果たしていたことに注目し、そうした機能と西洋中世社会で印章がになっていたメディアとしての機能とを関係づけた考察を行い、印章がロウに残す痕跡と聖顔が信徒の内面に形成するヴィジョンとの関係に言及して西洋中世学会大会で発表を行うとともに、研究論文として刊行した。(3)三位一体における父と子の相同性を印章と刻印のメタファーで説明するプレ・スコラ学のテクストに着目し、13世紀イギリス写本に多数見られる詩編109(110)編冒頭のイニシャルDに関して図像学的考察を行い、父なる神の顔が不可視の状態で提示される作例を取り上げ、その成果を新約聖書図像研究会で発表した。(4)聖顔と向かい合う信徒が形成する内的認識において神との「顔と顔を合わせて」の出会いがどのような内的ヴィジョンの質と関わるかという問題を、ライヒャースブルクのゲルホーのテクストとの関係で考察し、「イメージとヴィジョン」と題されたシンポジウムのパネラーとして発表した。
互いに異なるGTP結合蛋白が介在する細胞内情報伝達系の電気生理学的研究

1.アメフラシ神経節細胞にアセチルコリン、ヒスタミン、ド-パミン、ペプチドのFMRFamideの何れかを投与した静止膜でK^+チャネルが開いて過分極応答を発生する細胞がある。2.これらの受容体の型はそれぞれM_2、H_2、D_2、F_2型の受容体である。3.これらの受容体刺激による応答は、悉く百日咳毒素に感受性をもつG蛋白が活性化してK^+チャネルを開く。4.静止膜で単に温度をあげただけでも同じG蛋白が活性化してこのK^+チャネルは開く。5.これらの応答はG蛋白の活性化以降のphospholipase Cが活性化し、その結果細胞内Ca^<2+>が増大して発生するのではない。6.叉、phospholipase A_2、それに続く酵素(lipoxygenase等)が活性化してその代謝産物がK^+チャネルを開くのではない。7.細胞内cAMPの減少がK^+チャネルを開く原因でないことも確かめている。8.目下のところ、活性化したG蛋白(G_1またはG_0)が直接K^+チャネルを開くとするモデルがあてはまる。9.一方、ド-パミン、セロトニン、FMRFamideの何れかの投与により静止膜でゆっくりとした脱分極応答を示す細胞がある。10.これらの受容体はそれぞれD_1、D_2、F_1型の受容体の活性化による。11.これらの応答は電圧に依存した、しかしTTX非感受性ののNa^+チャネルが開いて発生する。12.この型の応答は、悉くコレラ毒素に感受性を持つG蛋白が活性化して発生する。13.この種の応答は上記G蛋白の活性化以降adenylatecyclaseが活性化した結果生ずる細胞内cAMPが主な原因ではない。10.この応答を媒介するG蛋白はいわゆるGsではない事が示唆される。海産軟体動物のアメフラシ神経節を用いて、アセチルコリン、ヒスタミン、ド-パミン、またはペプチドのFMRFamideの何れかを投与したときK^+チャンネルが開き過分極応答を示す細胞を同定した。これらの細胞にGDPアナログのGDPβSを細胞内注入すると応答は抑制された。百日咳毒素の投与でも上記伝達物質の応答を不可逆的に抑制した。以上の事からこれらの応答の発現では百日咳毒素に感受性をもつG蛋白がイオンチャンネルと受容体間を媒介している事が示された。更にこれらのK^+チャンネルは受容体刺激をしないときではG蛋白の活性化を介して温度を上げると開き、逆に温度を下げると閉じる事を見つけた。また上記のうち、FMRFamide受容体刺激による過分極応答の発現では、G蛋白の活性化以降、細胞内のCa^<2+>濃度の上昇や細胞内アデニレ-トサイクレ-ス活性の変化及びそれに引き続いて起こる細胞内cAMPの濃度変化が原因でない事が示された。一方、ド-パミン、セロトニン、FMRFamideの何れかの投与により上と異なる型の受容体を介してゆっくりとした脱分極応答を示す細胞を同定した。これらの応答のイオン機構は、電圧依存性のNa^+、Ca^<2+>-チャンネルの開閉による事を示した。次にGDPアナログのGDPβSを細胞内に注入すると抑制される事、コレラ毒素を細胞内に注入しても抑制される事からこれらの応答は悉く、Gs様G蛋白が媒介している事を示した。目下、セロトニン投与により上記応答を示す細胞を用いてGs様蛋白の活性化以降果たして細胞内アデニレ-トサイクレ-スの活性化及びそれに引き続く細胞内cAMPの増大がイオンチャンネルの開く原因になっているか否かを調べている。

アセチルコリン、ヒスタミン、ド-パミン、またはペプチドのFMRFamideの何れかの投与でK^+チャネルが開いて発生する過分極応答の発現では、百日咳毒素に感受性をもつG蛋白がK^+チャネルと受容体間を媒介している。また、同じ型の細胞には静止膜で温度をあげただけでG蛋白の活性化を介して開くK^+チャネルがある。今年度の研究ではこれらのK^+チャネルの電流電圧特性やキネテクスを調べたり、GTP誘導体や、K^+チャネルブロッカ-のTEAやバリュウム等を用いて、上記二つのK^+チャネルが電気生理学的にも薬理学的にも全く同じ性質を持つ事を示した。従ってこのK^+チャネルと連関したG蛋白は常温で受容体刺激をしなくても常にいくらか活性化していると考えられる。目下、各種G蛋白に対する抗体を用いて受容体と連関したG蛋白がどの型のものか試すと共に、受容体刺激の応答と温度応答に関与するG蛋白が果たして同じ型のG蛋白であるかどうかを調べている。一方、ド-パミン、セロトニン、FMRFamideの何れかの投与により上と異なる型の受容体を介して発生するゆっくりとした脱分極応答の発現ではコレラ毒素に感受性を持つG蛋白が活性化して、電圧依存性のNa^+ーチャネルが開く。今年度はセロトニン投与により上記応答を示す細胞で、cAMPホスホジエステラ-ゼ阻害剤のIBMXの存在下でもセロトニン応答が増大しないことを確かめた。また、アデニレ-トサイクレ-スやAカイネ-ス阻害剤等でもこの応答は影響を受けなかった。従ってこの応答は細胞内cAMPの増加が主な原因ではない。さらにこの応答を媒介するG蛋白は従来のGsではない事が示唆される。目下、ド-パミン応答でも同様の事が成り立つかを調べている。アメフラシ神経節細毆にアセチルコリン、ヒスタミン、ド-パミン、ペプチドのFMRFamideの何れかを投与した時には百日咳毒素に感受性をもつG蛋白が活性化してK^+チャネルを開く。静止膜で単に温度をあげただけでも同じG蛋白が活性化してこのK^+チャネルを開く。今年度は上記の受容体刺激によるG蛋白の活性化以降何らかの酵素が活性化して作られる代謝産物がK^+チャネルを開いているかどうか試した。その結果、1)細胞内にEGTAを注入しても、細胞外をCa^<2+>freeで還流しても各受容体刺激による応答は影響されなかった。2)細胞外をphospholipase C(PLC)抑制剤のNCDCで還流しても応答は変化しなかった。3)phospholipase A_2(PLA_2)抑制剤のMepacrine、lipoxygenase抑制剤のNDGAも無効であった。これらの事からG蛋白の活性化以降PLCやPLA2が活性化してそれらの産物がK^+チャネルを開くモデルはあてはまらない。細胞内cAMPの減少がK^+チャネルを開く原因でないことも確かめている。したがって目下のところ、活性化したG蛋白が直接K^+チャネルを開くとするモデルがあてはまると考えている。一方、ド-パミン、セロトニン、FMRFamideの何れかの投与により上記と異なる型の受容体を刺激した時、コレラ毒素に感受性を持つG蛋白が活性化して、電圧依存性のNa^+チャネルが開く細胞群がある。1)これらの受容体刺激で発生する応答は、cAMP phosphodiesterase(PDE)阻害剤(IBMX)の存在下でも応答が増大しない事を確かめた。