hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ケキシンファミリー,PACE4アイソフォームの生成機構と細胞機構制御

(1)PACE4遺伝子構造の解析(辻)PACE5アイソフォームの生成を明らかにするためにはその遺伝子を調べる必要があるが,現在までにヒトゲノムライブラリーをアイソフォーム特異プローブや触媒部位のプローブでスクリーニングした結果,ヒトPACE4遺伝子は約150kbの長さを有し,同一遺伝子上に触媒部位,ホモB領域,各アイソフォーム特異的領域をコードするエクソンが並んでいることが判明しつつある.本年度は,さらに詳細な解析を進め,選択的スプライシングの仕組みを明らかにした.(2)PACE4遺伝子5′-上流域の構造解析(辻)(1)の結果をもとに,PACE4遺伝子の5′-上流域をコードするDNA断片をクローニングし,プライマーエクステンション法を用いて,各種培養細胞及び各種臓器より分離したpoly(A)+RNAを鋳型として転写開始点の決定を行い,各アイソフォームの転写開始点に違いが見られるか明らかにした.(3)PACE4遺伝子5′-上流域の機能解析(松田)5′-上流域DNA断片をレポタ-ジーンであるルシフェラーゼ発現ベクターに組み込み,培養細胞にトランスフェクションを行い,発現したルシフェラーゼ活性を測定することにより,プロモーター領域,発現調節を行うシスエレメントを同定した.(4)PACE4アイソフォームの細胞特異的発現(長浜)各アイソサフォームに対する特異抗体は,合成ペプチドまたはGSTとの融合タンパクを抗原としてウサギ抗体を作製している.また,共通して存在する触媒部位に対する抗体もGST融合タンパクを抗原としてその抗体を作製している.これらの抗体を用いて,ラットの各種臓器内でのPACE4アイソフォームの分布を明らかにした.また,各アイソフォーム共通cRNAプローブ,アイソフォーム特異cRNAプローブによってin situ hybridizationを行い,免疫染色で得られた結果を再度確認し,生理活性ペプチド産生細胞との比較を行った.(1)PACE4遺伝子構造の解析(辻)PACE5アイソフォームの生成を明らかにするためにはその遺伝子を調べる必要があるが,現在までにヒトゲノムライブラリーをアイソフォーム特異プローブや触媒部位のプローブでスクリーニングした結果,ヒトPACE4遺伝子は約150kbの長さを有し,同一遺伝子上に触媒部位,ホモB領域,各アイソフォーム特異的領域をコードするエクソンが並んでいることが判明しつつある.本年度は,さらに詳細な解析を進め,選択的スプライシングの仕組みを明らかにした.(2)PACE4遺伝子5′-上流域の構造解析(辻)(1)の結果をもとに,PACE4遺伝子の5′-上流域をコードするDNA断片をクローニングし,プライマーエクステンション法を用いて,各種培養細胞及び各種臓器より分離したpoly(A)+RNAを鋳型として転写開始点の決定を行い,各アイソフォームの転写開始点に違いが見られるか明らかにした.(3)PACE4遺伝子5′-上流域の機能解析(松田)5′-上流域DNA断片をレポタ-ジーンであるルシフェラーゼ発現ベクターに組み込み,培養細胞にトランスフェクションを行い,発現したルシフェラーゼ活性を測定することにより,プロモーター領域,発現調節を行うシスエレメントを同定した.(4)PACE4アイソフォームの細胞特異的発現(長浜)各アイソサフォームに対する特異抗体は,合成ペプチドまたはGSTとの融合タンパクを抗原としてウサギ抗体を作製している.また,共通して存在する触媒部位に対する抗体もGST融合タンパクを抗原としてその抗体を作製している.これらの抗体を用いて,ラットの各種臓器内でのPACE4アイソフォームの分布を明らかにした.また,各アイソフォーム共通cRNAプローブ,アイソフォーム特異cRNAプローブによってin situ hybridizationを行い,免疫染色で得られた結果を再度確認し,生理活性ペプチド産生細胞との比較を行った.
口腔の不使用性シンドロームに対する看護介入プログラムの構築

本研究は、口腔の不使用性シンドロームを予防するための看護介入プログラムを開発することを目的とした。臨床看護師は、口腔機能を刺激して廃用を予防することの重要性と口腔ケアの方法や器具の選択に対する理解が不十分であった。効果的な口腔リハビリテーションを展開するためには、その医療チームにおいて看護師が専門職同士や主治医、患者との調整を中心的に担う必要がある。看護師によって行われる口腔機能を改善する口腔ケアを学習プログラムとして、1口腔ケアの意義と目的、2口腔の構造と解剖、3口腔トラブルと高齢者の口腔の特徴、4口腔の状態に合わせた用具の選び方と使い方、5専門職連携を含んで構成することを提案する。平成25年度は、国内における口腔ケアの現状と課題を明らかにするための実態調査に向けて国内外の口腔ケアに関する文献検討を行い、質問紙の内容を検討した。1)質問紙作成に向けての文献検討医中誌Web(ver.5)を用い「口腔ケア」「看護」をキーワードに2008年以降の原著論文に限定して検索すると336件あり、口腔ケアに焦点があたっていない、看護師が対象ではないもの等を除くと29件となった。看護師による口腔ケアの研究で最も多かった着目点は、肺炎・感染防止(野澤,2013;門田ら,2011)で20件、次に口腔ケアの実態を把握(横塚ら,2012;堀河ら,2012;大辻,2011)が5件であった。また、CINAHLおよびMEDLINEを用いて「oral care or mouth care」と「nurse」をキーワードに2003年以降の文献に絞り、重複文献を除き、看護師が行う口腔ケアの実践に焦点を当てた文献は28件であった。看護師が行う口腔ケアを行う対象は、成人・高齢者に対するものが大半を占め、急性期的な変化を伴う患者を対象とする研究は12件でventilator associated pneumonia(VAP)や口腔の感染源の除去(Chanら,2012;Turkら,2012)に着目していた。口腔の廃用予防に着眼した口腔ケアはあまり積極的に行われていない可能性があり、質問紙の内容を修正する必要が生じた。2)病院に勤務する臨床看護師に対する聞き取り調査開口保持が困難などの理由から、スワブやジェルの使用した口腔ケアで十分だろうと考え、口腔機能に対する刺激やリハビリテーションを加味した口腔ケアに消極的であった。口腔ケアの既存の実態調査では、看護師によって全介助で口腔ケアを受ける者に対する方法に特化して調査を行う必要があると考え、調査方法を修正・変更して実施することとした。本研究の目的は、口腔機能低下を予防するために口腔リハビリテーションを加味した看護介入プログラムを提案することである。平成24年度は、口腔ケアの援助方法とその効果、不使用性シンドローム(Disuse Syndrome)の文献検討を行った。さらに、臨床場面での口腔ケアの現状を把握するために病院で研修を行い、フィールドワークを実施した。口腔ケアの援助方法とその効果の文献検討では、国内における口腔ケアの実態とその動向を把握するために、医学中央雑誌Wed版Ver.5を使用し、2002年以降に出版された文献とした。キーワードは「口腔ケア」とし、かつ原著で抄録があるものとし、調査の対象が国外であるもの等を削除した結果、対象文献は295となった。文献の内容は、援助方法そのものやケア物品・ケア補助具の効果に関する内容は少なく、口腔ケアの実態、口腔ケアのニーズ、口腔ケアを行うことによる口腔内環境の改善の症例報告が多かった。また、口腔リハビリテーションの視点を持った口腔ケアの方法の検討はほとんどなかった。Disuse Syndromeの文献検討では、MEDLINEおよびCINAHLのデータベースを使用し、2012年9月までに出版された文献を対象とした。キーワードは「Disuse Syndrome」で原著を対象とした。日本語もしくは英語で記載され、抄録でDisuse Syndromeに関する内容であるかを選別した結果、分析対象は23となった。Disuse Syndromeは、不必要な安静や疼痛、呼吸状態の悪化によっても引き起こされ、運動療法をはじめとする介入が必要であることが述べられていた。取り上げている具体的な症状は、詳細に述べていないまたは定義していないことが多く、Disuse Syndromeと関連した状況に四肢の運動機能低下、臓器機能低下、免疫機能低下があった。平成26年度は、病院で口腔機能リハビリテーションを実施している医療従事者に対して質問紙調査を行うために、質問紙の内容をさらに検討し、調査に向けての調整を行った。1)医療従事者に対する聞き取り調査特に嚥下障害のある患者(利用者)に対する口腔機能リハビリテーションを実施している医療従事者に対して、口腔機能の廃用を予防するために臨床においてどのような工夫をしているのか聞き取り調査を実施した。医師、歯科医師、歯科衛生士、栄養士、看護師、言語聴覚士など多職種に対して個別にインタビューしたところ、各職種とも口腔機能の廃用を防ぐことは非常に重要であることを感じながらも、単独で活動している場合に、活動の広がりに限界を感じていることが多かった。チームとして活動し、そのメンバー間において連携が密にとれていた場合には、医療従事者の満足感も伴うことが多いが、チームを形成していながらも他の職種との連携が円滑ではない、リハビリテーションの方向性の共有が十分にできていない場合には、チームとしてだけではなく各職種の立場ににおいて不全感が伴っていることがあった。調査にあたっては、看護師だけを対象とするのではなく、口腔機能リハビリテーションにかかわるチームやそこに属する職種に関する調査が必要であることがわかった。2)口腔機能リハビリテーションに関する実態調査

口腔機能リハビリテーションに関わっている医療従事者に対する聞き取り調査をもとに、リハビリテーションの実態だけではなく、リハビリテーションにかかわるチームの連携状況や活動内容、リハビリテーションを開始する判断やチームとしての医療安全に関する内容を含める必要があることがわかった。その内容を吟味し、平成27年度に調査を実施することとした。最終年度には、病院で口腔機能リハビリテーションを実施している医療従事者に対する質問紙調査、および、これまでの研究成果を踏まえた看護介入プログラム(案)の作成を行った。質問紙調査の結果から、口腔リハビリテーションにを行っているチームの中心的なメンバーは看護師であり、専門職同士の調整や、主治医、患者との調整をすることの必要性が示唆された。また、そのリハビリテーションを積極的に推進していくためにも、看護師自身が機能的口腔ケアを習得するためのプログラムが重要であると考える。1)医療従事者を対象とした口腔機能リハビリテーションに対するチームとしての取り組み口腔リハビリテーションを実施しているチームのある病院の医療者を対象に、無記名自記式の質問紙を配布した。1530通配布し、259件(回収率16.9%)の回答があった。そのリハビリテーションを実施するチームで最も多いのはNST 112名(43.2%)、次に摂食嚥下リハビリテーションチーム88名(34.0%)であり、参加している職種は、看護師78.4%、医師71.0%、言語聴覚士67.2%、栄養士65.6%であった。摂食機能療法開始の判断基準を有しているのは、108件(41.7%)、摂食機能訓練のプロトコールは100件(38.6%)、経管栄養開始の判断基準では、76件(29.3%)と半数に至らなかった。対象者に、摂食機能療法において経口摂取、または直接訓練を開始することに影響を与える意向の1番に強い者は、主治医123名(47.5%)、患者90名(34.7%)、家族15名(5.8%)の順であった。2)看護師を対象とした口腔ケアプログラム(案)の作成口腔の構造と解剖をはじめとした機能の理解、口腔機能の廃用を予防するケアの方法と適応、多職種連携をするための方略で内容を構成した。本研究は、口腔の不使用性シンドロームを予防するための看護介入プログラムを開発することを目的とした。臨床看護師は、口腔機能を刺激して廃用を予防することの重要性と口腔ケアの方法や器具の選択に対する理解が不十分であった。効果的な口腔リハビリテーションを展開するためには、その医療チームにおいて看護師が専門職同士や主治医、患者との調整を中心的に担う必要がある。看護師によって行われる口腔機能を改善する口腔ケアを学習プログラムとして、1口腔ケアの意義と目的、2口腔の構造と解剖、3口腔トラブルと高齢者の口腔の特徴、4口腔の状態に合わせた用具の選び方と使い方、5専門職連携を含んで構成することを提案する。当初の調査内容については、口腔ケアを中心とした実態調査を行う予定であった。
内向き整流性K^+チャネルと機能相関する膵B細胞蛋白のクローニング

ROMK1 cDNAをプローブとして、ヒト膵ラ氏島cDNAライブラリーから新たな内向き整流性K^+チャネル(RKL)を発見した。RKLは376アミノ酸残基からなり、ROMK1とのsimilarityindexは50.1%を示した。ノザン法ではすべての組織においてRKL mRNAの発現が認められたので、このクローンは組織特異性のないチャネルをコードすると考えられた。Human/Rodent Cell Hybrid Panel #2 DNA/PCR法とFISH法により、RKL遺伝子は21番染色体上にマップされた。RKLのチャネル機能を解析するために、RKL cRNAをXenopus oocyteにおいて過剰発現させて電気生理学的解析を試みた。しかしながら、Xenopus vectorの使用など種々の工夫を試みたにもかかわらず、チャネル活性は全く認められなかった。一方、B細胞K_<ATP>チャネルはSU剤レセプターと連関することによってチャネル機能が発揮されることが報告されたので、我々も同様の連関機構を想定してRKLとSU剤レセプターの共発現を試みたが、RKLのチャネル活性は検出されなかった。従って、RKLは未知分子と連関してチャネル機能を発揮するものと想像された。現在、ROMK1とRKLのN端を介して機能連関する分子を同定するためにtwo hybrid systemを用いた検索を行なっているが、この方法はバックグラウンドが非常に高い点が問題であった。そこで我々は、この点を克服するために、本法とmRNA differential displayを併用するスクリーニングを開始した。さらに、効率良いスクリーニングを行なうために、mRNA differential displayの改良法を開発した。すなわち、^<33>Pによるプライマー末端標識により、検出感度と配列認識の特異性が向上することを発見した。
自己組織化高分子単分子膜による金表面の二次元構造制御とタンパク質の表面認識挙動

1)有機シラン単分子膜による電極表面の二次元構造制御水面上に有機シラン化合物の溶液を展開し縮合重合することにより水面上に高分子化有機シラン単分子膜を調製し、水酸基を表面に有する平滑で清浄な基板に単分子膜をLangmuir法で固定化した。基板としては原子間力顕微鏡(AFM)観察用の基板としてSiウエハーあるいは表面プラズモン共鳴分光法(SPR)用の金薄膜の上にメルカプトプロピルトリエトキシシランを化学吸着した基板を用いた。結晶性の有機シラン化合物と非晶性の有機シラン化合物の混合単分子膜のAFM観察により混合単分子膜中でのメゾスコピックスケールでの相分離構造を確認した。さらに末端に二重結合を有する有機シラン単分子膜を酸化し、親水性のCOOHを表面に有する単分子膜を構築した。2)固定化単分子膜表面と生体成分の相互作用の直接解析単一成分系および相分離構造を形成した固定化単分子膜表面への牛血清アルブミン(BSA)及び免疫グロブリン(IgG)の吸着挙動をAFM観察あるいは表面プラズモン共鳴分光法(SPR)を用いて解析した。SPRによるBSAの吸着量の測定結果は疎水性の高い表面でタンパク質が強固に吸着されることを明らかにした。またAFM観察により、相分離構造を有する表面では疎水性ドメインに選択的にBSAが吸着することを明らかにした。一方、疎水性の強いIgGの場合、IgG吸着のドメイン識別は低下した。
劣化するサーバーを持つ待ち行列システムの研究

劣化するサーバーの保全政策について本年度は定式化とその最適政策の構造について研究をおこなった。サーバーの劣化状態(新品、少し壊れている、かなり壊れている、といった区分わけ)を考え、サーバーの故障は劣化状態に依存して発生するといったモデルを取り扱った。サーバーが故障した後の修理(事後修理)や故障する前の修理(事前修理)には時間がかかり、修理開始時に待っていた客および修理中に到着した客はすぐに失ってしまうといったシステムに対して、どのような時に事前修理を行うのが最適かということを調べた。従来の信頼性理論で扱われている劣化状態だけを見て保全をおこなうことはこの場合適切ではない。なぜなら、ある劣化状態において事前修理をすると、そのとき並んでいたすべての客に影響が及ぶため、劣化状態だけでなく、待ち行列長をも考慮に入れて事前修理をするかどうかを決定しなければならないからである。本研究の目的は、待ち行列長と、劣化状態の組に対して事前修理を行うのがよいかどうかを判定することである。本年度は最適政策の性質について、いくつかの条件のもとで次のような理論的結果が得られた。すなわち、ある劣化状態と待ち行列長の組において事前修理が最適ならば、それより進んだ劣化状態と短い待ち行列長のときにも事前修理が最適であるということである。また、事前修理が最適となる待ち行列長の上限を得ることができ、これによって本来ならば無限の政策を対象としなければならないところを、有限の政策を対象とすればよいことがわかっている。上記のような特性をいかした数値計算法をこれから開発する必要がある。
ミクログリアからのプリオン放出機構に関する研究

病原体"プリオン"が感染細胞から近隣の非感染細胞へ細胞間を伝播するメカニズムは未解明である。本研究では、脳内でのプリオン拡散に重要な役割を持つミクログリアに注目し、ミクログリアで多く発現しているATP受容体サブタイプP2X7受容体とプリオン放出との関連について検討した。その結果、プリオンを貪食したミクログリアではP2X7受容体活性化に伴いプリオンが細胞外に放出されることがわかった。また、P2X7受容体アンタゴニストとしても知られるBrilliantblueG(BBG)がプリオン感染細胞及びマウスにおいてプリオン蓄積を抑制することがわかった。本研究では、脳内でのプリオン拡散に重要な役割を持つミクログリアに注目し、ミクログリアで多く発現しているArp受容体ファミリーの1つP2×7受容体とプリオン放出機構との関連性に焦点を絞って検討する。本年度は、培養ミクログリアに異常プリオン蛋白質(PrP^<Sc>)を貧食させた細胞モデル系を作製し、P2×7受容体活性化に伴うPrP^<Sc>放出及びそのメカニズムについて解析した。不死化ミクログリア細胞株(MG6)にマウススクレイピーME7株脳乳剤を1時間暴露後洗浄し、1晩培養した後PrP^<Sc>放出実験に用いた。培養上清中のPrP^<Sc>はseprion ELISA法を用いて検出した。P2×7受容体アゴニストであるATPを用いてPrP^<Sc>貪食ミクログリアを刺激すると緩衝液中へのPrP^<Sc>放出が観察された。P2×7受容体機能を阻害するMg^<2+>を緩衝液から除去すると、さらに顕著なPrp^<Sc>放出が観察された。この放出はCa^<2+>除去およびP2×7受容体アンタゴニスト(oxATP)添加により減弱したことから、P2×7受容体活性化に伴う細胞内へのCa^<2+>流入が、Prp^<Sc>放出に関与すると考えられた。Prp^<Sc>を含む膜小胞には誘導性の放出機構に加えて、定常レベルでの持続的な放出機構の存在が推測される。そこで、無刺激のPrp^<Sc>貪食ミクログリアをP2×7受容体アンタゴニストのみで処理することによって、定常的なPrP^<Sc>放出機構へのP2×7受容体の関与について調べた。その結果、oxATP添加により定常的なPrp^<Sc>の放出量が低下することがわかった。よって、定常レベルでの持続的なPrP^<Sc>放出機構にもP2×7受容体の関与が示唆された。本研究では、脳内でのプリオン拡散に重要な役割を持つミクログリアに注目し、ミクログリアで多く発現しているATP受容体ファミリーの1つP2X7受容体とプリオン放出機構との関連性に焦点を絞って検討する。本年度はプリオン持続感染ミクログリア細胞(ScMG20)からのP2X7受容体活性化による異常プリオン蛋白質(PrP^<Sc>)放出について検討した。P2X7受容体アゴニストであるATPでScMG20細胞を刺激した後、培養上清中のPrP^<Sc>をseprion ELISA法を用いて検出した。ところが、ATP刺激後も有意なPrP^<Sc>放出は検出されなかったことから、昨年度示した貪食されたPrP^<Sc>と異なり、ミクログリアで持続感染しているPrP^<Sc>はP2X7受容体活性化によって積極的に放出されないことが分かった。一方、ScMG20細胞をP2X7受容体アンタゴニスト(A438079、Oxidized-ATP,Brilliant blue G(BBG))で処理したところ、BBGによってのみ持続感染しているPrP^<Sc>量の有意な減少が観察された。これはBBGによるPrP^<Sc>量の減少がP2X7受容体を介した効果では無い可能性も示唆している。さらに、試験管内でのPrP^<Sc>増幅実験を行ったところ、BBGにはPrP^<Sc>複製を直接阻害する効果は無かったことから、細胞内でのPrP^<Sc>増幅に関わるメカニズムがBBG処理で影響を受けることによってPrP^<Sc>量が減少したと考えられた。病原体“プリオン"が感染細胞から近隣の非感染細胞へ細胞間を伝播するメカニズムは未解明である。

本研究では、脳内でのプリオン拡散に重要な役割を持つミクログリアに注目し、ミクログリアで多く発現しているATP受容体ファミリーの1つP2X7受容体とプリオン放出機構との関連性に焦点を絞って検討する。本年度はプリオンを脳内接種したマウスにP2X7受容体アンタゴニストとして知られるBrilliant blue G (BBG)を投与して、プリオン病発症に対する効果について検討した。プリオン接種後、発症直前のマウスにBBGを1週間に3回の割合で3週間腹腔内投与した結果、脳内に蓄積する異常プリオン蛋白質量は有意に減少することがわかった。また、プリオン病発症に伴い脳のP2X7受容体発現量が増加するが、BBGの投与によってその増加が有意に抑制されることもわかった。しかしながら、プリオン病の病態を反映するシナプスの脱落あるいはアストロサイト・ミクログリア細胞の増殖(グリオーシス)は抑制されなかった。加えて、プリオン接種後のマウスの生存日数も延長されないことがわかった。これらの結果から、BBGには異常プリオン蛋白質蓄積を阻害する効果はあるが、少なくとも今回の実験条件においてはプリオン病に対する治療効果を認める事は出来なかった。プリオン病の病態進行におけるP2X7受容体の役割の解明には、BBGの投与条件のさらなる検討あるいは他のP2X7受容体アンタゴニストを用いたin vivoでの検討を継続する必要があると考えられた。計画書に従って実験が進んでいる。当初の予測とは異なるデータも得られたが、P2X7受容体アンタゴニストであるBBGによるPrP^<Sc>蓄積抑制という新しい知見も得られた。24年度が最終年度であるため、記入しない。予想に反して、プリオン持続感染ミクログリア細胞ではP2X7受容体を介した積極的なPrP^<Sc>放出が起きないことが明らかになり、ミクログリアに貪食されたPrP^<Sc>とは細部内での挙動が異なることが示唆された。一方でP2X7受容体アンタゴニストのBBGにはPrP^<Sc>蓄積を抑制する効果があることが明らかになり、今後は計画書に従ってその作用機構の解明とマウスのプリオン病発症に対する効果について検討を進める。
沙漠緑化樹種Populus simoniiの埋砂・退砂環境における適応戦略

中国半乾燥地の移動砂丘固定において、埋砂条件下で高い萌芽性と生存率を維持する小葉楊は重要な緑化樹種である。本研究では小葉楊が高い萌芽性と生存率を維持できる生理・生態的特性の検討を行い、以下の結果を得た。(1)小葉楊の萌芽発生は土壌深±15cmに集中した。(2)萌芽原基の発達は暗条件でも確認されたが、萌芽シュートの発達は明条件下が必須である。以上のことから、小葉楊が高い萌芽性を示すには他のPupulus属樹種と同様に、土壌深の低下が必要である。中国の乾燥地砂丘緑化の主役である小葉楊(Populus simonii)は埋砂(堆砂)環境では成長の急増、退砂環境では根萌芽による分布域の拡大という特異な成長反応を示す。しかし根萌芽による栄養繁殖について、生態学的な研究成果に重心が置かれており、生理学的なメカニズムは未解明のままである。本研究課題では、課題1:半乾燥地・移動砂丘周辺の微地形条件と萌芽性の関連性;課題2:根萌芽発生の内的制御;課題3:長期的な土壌水分変動の違いが萌芽シュートの水分生理に与える影響の3課題を設定し、小葉楊の萌芽特性の解明と本種の更新特性に基づいた緑化最適条件を明らかにする。本年度は課題1として、移動砂丘周辺の小葉楊を対象とした根系調査と萌芽頻度を調査し、萌芽性と土壌深度との関係性を検討した。課題2として、課題1で調査した小葉楊萌芽根を対象に萌芽誘発実験を行って、萌芽に関わる生態的要因の検討を行った。調査では中国内蒙古自治区オルドス高原にて、10×20mの方形調査区を移動砂丘上部、平坦地および傾斜地の3地点に9か所設置した。小葉楊の樹高と地際直径、胸高直径(DBH)と萌芽個体のサイズ、およびそれらすべての位置を測定した。また隣接する植栽地から10個体をランダムに選定し根系調査を行った。以上の結果、調査地内の植栽木数当たりの萌芽数は砂丘上部で最も多く、傾斜地、平坦地の順に少なくなった。根萌芽発生根は土壌深度-150cm地表+10cmの深さに伸長していたが、根萌芽の発生は土壌深度約-10 -5cmで最も多かった。地表に露出した根系からの萌芽も多く認められた。萌芽発生根の深度と萌芽サイズに有意な相関は認められなかったが、萌芽発生根の太さと発生した萌芽サイズには相関が見られた。このことは浅深度、かつ成熟した根系から発生した萌芽個体の生存率が高いという既報の結果と一致する結果となった。調査予定としていた小葉楊植栽地におけるメガソーラー建設のため、調査地の再選定と生態調査区の再設置が余儀なくされた。しかし、研究課題の検討に適した小葉楊調査地を近隣の移動砂丘地で設置できたため、調査課題1を順調に遂行することが出来た。一方で、課題2および課題3に関わる萌芽生理特性の調査については、初年度から野外における予備調査を行う予定であったが、上記の理由で遂行困難だったため、国内での圃場実験と新規に設置した生態調査区での実験を開始した。国内圃場の実験準備も進めており、おおむね順調である。本研究では小葉楊の萌芽促進に影響する環境要因と萌芽性維持にかかわる形態的特性の特定を目的に以下の調査を行った。砂丘植林地での萌芽頻度と根系分布を調査し、移動砂丘面での萌芽性と土壌深度との関係性を検討した。昨年度から中国内蒙古自治区クブチ沙地砂丘植林地での現地調査を行った。調査地は砂丘中部(斜面)、砂丘上(凹凸地)、砂丘下部(平坦地)の三地点で設置した。発生した萌芽シュートサイズおよび発生数を従属変数とし、根系深度、萌芽発生根の直径、根長、母樹からの距離、母樹サイズを説明変数として一般化線形回帰モデルによる変数選択を行った。その結果、萌芽サイズおよび萌芽発生について母樹サイズと根長、土壌深に影響されることが示唆された。萌芽シュートの生存・発達と埋砂による環境変化との関わりを検討するため、根系への遮光処理が萌芽発達に及ぼす影響を検討した。異なる埋砂環境で萌芽していない根系をランダムに選定し、環状剥皮とサイトカイニン(BAP)処理によって萌芽誘導を試みた。冠状剥皮、BAPと遮光を組み合わせた処理区を設定し、萌芽発生数と発生した萌芽数を比較した。その結果、環状剥皮およびBAPによって誘導された葉芽および萌芽シュート発達は、遮光処理によって抑制される傾向を示した。以上の結果、小葉楊の萌芽は浅深度に広範囲に分布した根系から発達すること、サイトカイニン優勢になった根系から葉芽発達が促進されるが、弱光環境ではシュート発達に抑制されることが示された。小葉楊の高い萌芽は移動砂丘周辺の退砂による偶発的な根系の露出によって促進されると考えられるが、そのためには浅深度に広範囲に発達した根系が不可欠であることが示唆された。

中国半乾燥地の移動砂丘固定において、埋砂条件下で高い萌芽性と生存率を維持する小葉楊は重要な緑化樹種である。本研究では小葉楊が高い萌芽性と生存率を維持できる生理・生態的特性の検討を行い、以下の結果を得た。(1)小葉楊の萌芽発生は土壌深±15cmに集中した。(2)萌芽原基の発達は暗条件でも確認されたが、萌芽シュートの発達は明条件下が必須である。以上のことから、小葉楊が高い萌芽性を示すには他のPupulus属樹種と同様に、土壌深の低下が必要である。本研究課題では以下の三つの課題を設定している。課題1:半乾燥地・移動砂丘周辺の微地形条件と萌芽性の関連性;課題2:根萌芽発生の内的制御;課題3:長期的な土壌水分変動の違いが萌芽シュートの水分生理に与える影響。今年度は主に課題2および課題3について計画を遂行する。具体的には以下の通りである。<課題2>萌芽の内的制御:萌芽の内的制御に関わる生理的生態的要因の特定として、現地・小葉楊植栽地における萌芽発生実験と国内圃場ポット苗を用いた萌芽誘発実験を行う。昨年度、生態調査区内の萌芽調査個体を対象として、萌芽誘発実験を開始した。本年はその結果の調査と発生した萌芽シュートを対象として先行研究で提示された生態的・形態的特性と小葉楊の萌芽性の関連を検討する。<課題3>長期的な土壌水分変動の違いが萌芽シュートの水分生理に与える影響:萌芽シュートの成長に影響する要因として、母樹からの同化産物と無機養分の配分や、水資源の獲得が挙げられている。既に、萌芽性と水分通導性との網羅的調査が行われているが、その駆動力となる蒸散特性や浸透調整能を定量的に評価した事例はない。本申請では乾燥条件で衰弱した母樹と萌芽との間での物質配分がどのような樹体内の浸透圧差条件で行われているかに注目し、これらの資源獲得に重要な器官別水分生理特性を明らかにする。調査は昨年度の萌芽実験個体と国内圃場におけるポット苗を対象とした小葉楊萌芽の乾燥実験を通じて行う。樹木生理生態課題1に関わる調査予定地の変更を余儀なくされたため、海外調査(2回目)を1年目から2年目へ延期した。そのため、調査に関わる旅費、および消耗品、人件費等を繰り越しとした。今年度は海外調査を2回行う予定である。それに関わる旅費、人件費、調査にかかわる器具および実験用消耗品の計上を行う。
フラクタル上のラプラシアンとそのスペクトル分析

1.フラクタル上のラプラシアンのスペクトルにたいするワイルの定理有限分岐的な自己相以集合の上のラプラシアンはharmonic strutureと集合上の測度によって決まることが解かっていた。このラプラシアンの固有値のカウンテング関数(実数xに対してx以下の重複度もこめた固有値の数)がある種の自己相以性を持つことを示し、それを利用して、xが無限大に近ずく時のカウンテング関数の増大の漸近挙動を明かにした。2.フラクタル上のDirichlet形式にたいする固有な距離フラクタル上定義されたDirichlet形式から2点間の有効抵抗が定義できることが解かる。本研究ではこの有効抵抗が距離の性質を持つことを示して、この距離がDirichlet形式に対する固有な距離であることを明かにした。さらにこの有効抵抗から決まる距離の特徴付けを行ない、有効抵抗からDirichlet形式が再現できることを示した。また有限分岐的な自己相以集合の場合、この有効抵抗から決まる距離についての集合のハウスドルフ次元を計算して、ラプラシアンとから決まるスペクトル次元とこのハウスドルフ次元の関係を明かにした。3.樹状集合上のラプラシアンの構成とそのスペクトル樹上集合(ループを全く含まない集合)上の道を測地線とするような距離が与えられたとき、そこからDirichlet形式が構成できることを示した。更にこのDirichlet形式から決まるラプラシアンのスペクトル次元と集合のハウスドルフ次元のあいだの関係を求めることに成功した。
スキッドマウス皮膚再構築モデルを用いた皮溝・皮丘形成メカニズムの探求

免疫不全マウスC.B-17/Icr-scidJcl、オス8週から12週の背部に直径8皿の皮膚全層欠損層を作成し、ここにC57bl/6Jマウスの胎生17日の胎仔のそれぞれ表皮と真皮をディスパーゼで分離し、トリプシン処理でそれぞれ細胞を浮遊させた後、1x10^7個ずつ背部皮膚全層欠損層に表皮細胞と真皮細胞を混合移植し、テフロンキャップで被服した。4週後に皮膚表面をダーマスコープで観察するとともに、組織像で皮膚の再生の有無を観察した。発生過程の胎仔正常皮膚および混合移植皮膚を4%パラフォルムアルデヒドで固定し、これらの物質につき、免疫染色、in situ hybridizationを用いて発現の差異を解析した。胎生17日の表皮ならびに真皮細胞を組み合わせたモデルで、siRNAが効率的に導入できるかを、真皮細胞側にリポゾームを用いてlamin A/Cを導入した後に、表皮細胞、真皮細胞の混合移植を行った。またGFP発現ベクターをリポフェクション法により真皮細胞に導入し、遺伝子導入の効率を観察した。また真皮細胞にエラスチン、fiberillinなど、これまでに皺の形成に関係していると考えられている物質につき、やはりsiRNAで発現をブロックし、混合移植を行い皮膚の性状を観察した。混合移植後28日目に再構築された皮膚表面の形状を、ダーマスコープで観察し、遺伝子操作を加えていない皮膚再構築モデルの皮溝、皮丘の形成状況とを比較した。皮溝、皮丘の構造がどのように出来るかを調べるため、免疫不全マウスC.B-17/Icr-scidJcl、オス8週から12週の背部に直径8mmの皮膚全層欠損層を作成し、ここにC57bl/6Jマウスの胎生17日の胎仔のそれぞれ表皮と真皮をディスパーゼで分離し、トリプシン処理でそれぞれ細胞を浮遊させた後、1x10^7個ずつ背部皮膚全層欠損層に表皮細胞と真皮細胞を混合移植し、テフロンキャップで被服した。コントロールとしては胎仔の表皮細胞と筋膜細胞を混合移植したものを用いた。移植後、連日で組織を採取し、正常の皮膚発生との相違を形態的に、またインボルクリン、ケラチンなど様々な表皮角化マーカーで正常皮膚発生との差異を観察した。その結果正常皮膚の発生と比較して、胎仔表皮細胞と真皮細胞を組み合わせたものでは皮膚は再生されたが、毛包形成期のplacodeが形成されず、表皮の肥厚は見られなかった。このように、正常皮膚発生と混合移植では形態形成に差異があったが、胎仔表皮、真皮細胞を組み合わせて移植した群では真皮構造、皮溝、皮丘が移植後14日で正常皮膚と比較して、同様の構造が出来ていた。また、皮膚弾性繊維も正常皮膚と同様に形成されていた。しかし筋膜細胞と表皮細胞を混合移植したものでは毛根、皮溝、皮丘、真皮の構造、弾性繊維の形成ともに正常皮膚とは異なり、瘢痕様の組織になった。
細菌から出芽酵母へのドメイン間水平遺伝子伝達に働く正と負の因子

アグロバクテリウムが真核生物にT-DNAを注入する現象と大腸菌が酵母にプラスミドを注入する生物界間接合現象は、原核生物がtype 4分泌系に依存して能動的に真核生物へDNAを注入する興味深い現象である。本研究で出芽酵母が受容細胞として高い能力を発揮するのに重要な遺伝子を探索した結果、vATPase酵素サブユニット遺伝子を中心とした遺伝子が生物界間接合能力に重要であること、DNA修復組換え遺伝子RAD52、遺伝子を抑制する遺伝子SRS2等の遺伝子がT-DNA輸送での形質転換に重要であることを明らかにした。2つの現象の両方が低下する変異体がみられないことから、上記遺伝子は受容機構の中で共通部分とは異なり互いに特化した部位で機能しているものと考えられた。これらの現象の研究に必要なプラスミドならびに供与菌株と操作技術開発を行い、高頻度かつ容易な形質転換ならびに高精度かつ容易な加工を可能にした。(1)正の因子の普遍性(接合遺伝子機構での低下株のT-DNA輸送機構に示す表規型分析)大腸菌との生物界間接合効率が低い酵母変異体が、アグロバクテリアのT-DNA輸送機構によっても効率低下が見られるか検討した。アグロバクテリアのT-DNA輸送を出芽酵母変異体シリーズ(BY4742株を野生型親株として構築されている)で検出するために、YACベクターを既存のバイナリーベクターのRBとLBの間に挿入して酵母用バイナリープラスミドを作成した。現在までに見出している大腸菌との生物界間接合効率が低い酵母変異体のうち、これまでに試みた各種の条件下でいずれも低い接合効率を示した欠失型変異体を用いて酵母の形質転換効率を測定した。その結果、vma変異体は野生型と同等か数倍高い効率を示した。sph1△とcsg2△も同様であったが、zuol△、ccr1△、not5△とgon7は顕著に低い値を示した。従って、後者の4遺伝子は2つの輸送系で共通に重要で普遍性が高いと考えられる。今後は共通と共通でない遺伝子を基に分子機構を考察する必要がある。(2)負の因子の探索(効率が上昇する変異体をスクリーニング)生物界間接合効率低下変異株とは逆に、効率が上昇する変異体をスクリーニングした。5000株の酵母欠失変異体をひとつづつ吟味したところ、野生型株と比較して22株の変異体が15倍以上の高い効率を示した。これらの変異体にはミトコンドリア機能に必要な遺伝子の破壊株が複数含まれているという傾向が見られた。今後はそれぞれの変異が生物間接合効率上昇に直接に関与するかを検証する必要がある。(1)正の因子の普遍性(T-DNA輸送機構に対して効率低下をもたらす変異体のスクリーニング)前年度に、大腸菌との生物界間接合効率が低い酵母変異体が、アグロバクテリアのT-DNA輸送機構によっても効率低下が見られるか検討し、調べた変異体の大部分はアグロバクテリアのT-DNA輸送機構では顕著な効率低下が見られなかった。出芽酵母変異体シリーズ(BY4742株を野生型親株として構築されている)でT-DNA輸送を検出するために作成した新規酵母用バイナリープラスミドをアグロバクテリアに入れたものをドナーとして多数の酵母株へのT-DNA輸送を評価するための条件を検討した。第一次スクリーニングで多数の変異体を扱うために固体培地で前培養し固体倍地上でドナーと共存培養し固体培地でT-DNAを受取った細胞を検出することにした。ドナーと酵母の各細胞数、ならびに共存培養時間を検討して、最終的に10^<-4>前後の効率で検出できるようになった。このシステムを用いてスクリーニングをすすめる。(2)負の因子の探索(効率が上昇する変異体をスクリーニング)生物界間接合効率低下変異株とは逆に効率が上昇する変異体を前年度にスクリーニングし、野生型株と比較して22株の変異体が15倍以上の高い効率を示した。ミトコンドリア機能の異常を示したものでは、変異体の中には破壊されている核遺伝子とは無関係に細胞質のミトコンドリアDNAの欠損あるいは異常で呼吸能を欠いて該上昇形質を示すものと、核遺伝子の欠失変異で呼吸能を欠いて該上昇形質を示すものが見られた。また、この他にSSD1遺伝子の欠失変異で該上昇形質を示した。

アグロバクテリアを供与体とした酵母への遺伝子伝達における正の因子の探索前年度までに、アグロバクテリアのT-DNA輸送機構による遺伝子の水平伝達を出芽酵母変異体株BY4742で高感度かつ簡便に検出する実験系を確立し、10^<-4>前後の効率で形質転換体を検出できるようになった。この系を用いて受け取る能力の低い変異体をスクリーニングを行った結果、変異体を14株得た。更に、水平伝達の結果を検出する選抜マーカーをURA3をTRP1に換えた選抜や、供与菌と受容菌の細胞数を変化させるなどの実験を行い、どの条件でも野生型親株に比して明瞭に効率が低い変異体を選出した。3変異体株(Δrad52、Δsrs2、ならびにΔsmil)が該当した。このスクリーニングではT-DNAに酵母の自律複製遺伝子と動原体ならびにテロメアを搭載している。これらの染色体機能遺伝子を全て欠き選抜マーカー遺伝子と酵母染色体遺伝子の一部を持つT-DNAに換えて形質転換効率を測定すると、Δrad52では先と同様に低く、一方、Δsrs2では野生型より高いことがわかった。T-DNAの染色体への組み込みでは相同組換え時にRad52が要求され、相同組換えを機能的に抑制するSrs2が無いと高効率となり、染色体機能単位をもつT-DNAでは過剰な相同組換えが阻害的と解釈できる。Rad52とSrs2がどの段階でどの部位に作用するのか更に理解する必要がある。アグロバクテリアのT-DNA輸送装置としてTiプラスミドをRiプラスミドに換えたところ大幅な効率低下がみられた。低下の原因を分析したところ、RiプラスミドのコードするGALLSタンパクが酵母で機能しないためであり、TiプラスミドのもつvirEオペロンで機能相補できることがわかった。
シスタチオニンγ-シンターゼ遺伝子の新生ポリペプチドを介した翻訳停止機構の研究

植物のシスタチオニンγ-シンターゼ(CGS)遺伝子では,新生ペプチドが作用して翻訳中のリボソームが一時的に停止し,それと共役してmRNAが分解される.このような翻訳停止に伴うmRNA分解による制御は他に例がない.そこで,本研究では翻訳停止とmRNA分解の分子メカニズムを明らかにすることを目的としている.今年度得た結果は次の通りである.1.翻訳停止時にリボソームのP部位,A部位に位置するアミノ酸は,翻訳の停止に重要であることが示されているが,ヒメツリガネゴケとシロイヌナズナではこの位置のアミノ酸配列は異なっている.リボソームやその他の翻訳因子が両者の系で異なることが,この違いを生んでいるのではないかと考え,シロイヌナズナの一過的発現系と試験管内翻訳系,ヒメツリガネゴケの一過的発現系を用いた解析を行い,系による違いを比較した.その結果,P部位,A部位に位置するコドンだけではなく,その前後のコドンも制御の強さに影響を与えることが示唆され,現在詳細な解析を行っている.2.一般的なRNA分解やRNA品質管理を行う場としてP bodyという構造体が知られているが,CGS mRNA分解にP bodyが関与するかを調べるためにバイオイメージング法によるアプローチを試みている.Pbodyの構成因子とCGS mRNAを可視化させるための形質転換株の作出を行った.薬剤耐性や導入した蛍光プローブを指標とした選抜を行い,PCRによる導入遺伝子の確認を行っている.導入遺伝子は過剰発現プロモーターを用いる設計としたが,過剰発現プロモーターよりもネイティブプロモーターによる制御の方が細胞内観察が容易にできる可能性を示唆する結果を得たため,内在の遺伝子に蛍光タンパク質遺伝子をノックインする方法も同時に行うこととした.植物のシスタチオニンγ-シンターゼ(CGS)遺伝子では,新生ペプチドが作用して翻訳が停止し,それに伴ってmRNAが分解される.このような翻訳停止と共役したmRNA分解による制御は他に例がない.これまで,新生ペプチドがリボソーム内部と相互作用し翻訳を停止させる可能性が示唆されている.そこで,本研究では翻訳停止時の新生ペプチドとリボソームの関係を明らかにすることを目的としている.今年度は以下の成果を得た.1.翻訳停止時,リボソームのP,A部位に位置するコドンはヒメツリガネゴケとシロイヌナズナでは異なっている.それぞれのCGS遺伝子は他方のリボソームでは翻訳停止が起こりにくくなったことから,それぞれのリボソームでは構造が異なり,翻訳停止にはこれらの配列が適合するのではないかと考えた.しかし,その配列を置換して翻訳停止の効果を解析すると,どちらの遺伝子の場合もシロイヌナズナ型の配列で強く翻訳停止が起こることがわかった.2.遺伝学的アプローチに関しては,突然変異を誘起する形質転換体の作出に向け,導入遺伝子の構築を行っている.当初,CGSの前後に蛍光タンパク質をもつ融合遺伝子を用い,蛍光を指標として翻訳停止が不全になった株を分離する予定であった.しかし,この融合遺伝子は非常に長いため翻訳に時間がかかり,翻訳停止の状態を蛍光が正確に反映しないことが疑われた.そこで上流の蛍光タンパク質を,低分子量の分子プローブ結合サイトに置換することによって,問題を解決するに至った.3.翻訳停止の分子機構の解明には,試験管内での解析が不可欠である.そこで,ヒメツリガネゴケの脱液胞化プロトプラスト抽出液の無細胞翻訳系の開発を行った.パーコールを用いた密度勾配遠心法によって,脱液胞化プロトプラストの分離に成功した.植物のシスタチオニンγ-シンクーゼ(CGS)遺伝子では,新生ペプチドが作用して翻訳が一時停止し,それに伴ってmRNAが分解される.このような翻訳停止と共役したmRNA分解による制御は他に例がない.そこで,本研究では翻訳停止の詳細な分子メカニズムを明らかにすることを目的としている.今年度に得た成果は以下の通りである.1.翻訳停止時にリボソームのP site,A siteに位置するアミノ酸は,翻訳の停止に重要であることが示されているが,シロイヌナズナとヒメツリガネゴケではこの位置のアミノ酸配列は異なっている.ての違いは両者のリボソームの構造の違いに起因するのではないかと考え,ヒメツリガネゴケの一過的発現系を用いてアミノ酸置換などの効果を解析した.しかし,この系では置換による有意な違いを検出できなかった.原因として,この系は翻訳停止後のmRNA分解による発現の減少をより強く反映しており翻訳停止を正確に評価できないからであると考えられるため,今後は翻訳停止のみを詳細に解析できる試験管内翻訳系をヒメツリガネゴケから調製し解析を行う.2.遺伝学的アプローチに関しては,突然変異誘起処理を行うヒメツリガネゴケの形質転換体を作出している.また,突然変異株のスクリーニングは導入遺伝子に由来する蛍光強度を指標として行う予定であるが,そのための条件検討(蛍光色素の選択,ヒメツリガネゴケの栽培条件など)を行っている.3.シロイヌナズナCGSは主に転写後の段階で発現が制御されている.しかし,CGS mRNA量の経時的解析により,ヒメツリガネゴケではシロイヌナズナよりも強く転写段階で制御されている可能性を示唆する結果を得た.植物のシスタチオニンγ-シンターゼ(CGS)遺伝子では,新生ペプチドが作用して翻訳中のリボソームが一時的に停止し,それと共役してmRNAが分解される.このような翻訳停止に伴うmRNA分解による制御は他に例がない.

そこで,本研究では翻訳停止とmRNA分解の分子メカニズムを明らかにすることを目的としている.今年度得た結果は次の通りである.1.翻訳停止時にリボソームのP部位,A部位に位置するアミノ酸は,翻訳の停止に重要であることが示されているが,ヒメツリガネゴケとシロイヌナズナではこの位置のアミノ酸配列は異なっている.リボソームやその他の翻訳因子が両者の系で異なることが,この違いを生んでいるのではないかと考え,シロイヌナズナの一過的発現系と試験管内翻訳系,ヒメツリガネゴケの一過的発現系を用いた解析を行い,系による違いを比較した.その結果,P部位,A部位に位置するコドンだけではなく,その前後のコドンも制御の強さに影響を与えることが示唆され,現在詳細な解析を行っている.2.一般的なRNA分解やRNA品質管理を行う場としてP bodyという構造体が知られているが,CGS mRNA分解にP bodyが関与するかを調べるためにバイオイメージング法によるアプローチを試みている.Pbodyの構成因子とCGS mRNAを可視化させるための形質転換株の作出を行った.薬剤耐性や導入した蛍光プローブを指標とした選抜を行い,PCRによる導入遺伝子の確認を行っている.導入遺伝子は過剰発現プロモーターを用いる設計としたが,過剰発現プロモーターよりもネイティブプロモーターによる制御の方が細胞内観察が容易にできる可能性を示唆する結果を得たため,内在の遺伝子に蛍光タンパク質遺伝子をノックインする方法も同時に行うこととした.
産業における窒素の高効率循環とゼロエミッションのキーテクノロジー

(a)アンモニアの吸着剤の開発:アンモニア濃度0.15%程度、50100°Cで排出されたものを選択吸着し、濃縮貯蔵して、NOx還元用など別の用途に用いるべく、硫酸処理活性炭やゼオライトを修飾し脱離も容易な吸着剤を開発した。Y型ゼオライトが吸着能が高いことが分かったので、イオン交換金属種の効果、交換量の効果などを調べ、アンモニアがどのようなサイト(プロトン、金属イオン、置換前のNaイオン)と相互作用しているか調べた。(b)アンモニウムイオンの湿式酸化の反応機構及び触媒の役割の研究:通常の工場排水レベルと考えられる1500ppm程度の希薄アンモニウムイオンを空気で酸化分解し,NO3-に転化させず,全てN2にまで分解するための触媒を開発する。昨年までに、Ru/Al2O3,Pd/活性炭を用いると170°C,15気圧(空気)程度で1500ppmのアンモニウムイオンを夫々98%,100%N2へ分解できることを見出している。また、水溶液をpH12以上にして初めて活性が大幅に増加する、すなわち、アンモニウムイオンが中性NH3分子となって触媒上で酸素と反応していることを明らかにした。触媒の条件としては水(液)よりも気体との親和性の高いことが好ましいと予想され,"撥水性の担体を用いる,活性金属を非親水性の部分に配する"等の考え方に基づいた触媒設計を行った。更に触媒活性種、Pdなど、の溶解機構を研究し、それらが水中に溶解しない条件を明らかにした。(c)N2O分解還元の研究:今後、低温燃焼によりN2Oの発生が問題となる。環境条件下(0.1%濃度レベル)でのN2Oの分解反応の機構は十分研究されておらず、高活剤Co-MgO系はそのモデルとして適当である。酸素同位体を触媒に吸着させ、N2Oの分解時に生成O2中に入るかどうかを質量分析装置で調べた。これにより活性点上の配位座が1つか2つかなど、有効な触媒の活性点構造を明らかにした。(d)産業におけるN循環調査:窒素循環のルートを既存の資料から調査する。定量化したチャートを作成すると共に、その結果から考えられる問題点を技術の視点から評価した。
大腸菌エンドヌクレアーゼIIIの哺乳類ホモローグの遺伝子クローニングと性状解析

細胞のDNAは、物質代謝、環境化学物質、放射線等で生じたフリーラジカルでたえず損傷を受け、多様な損傷塩基を生じている。これらの損傷が正しく修復されないと突然変異、発がんにつながる。本研究は、フリーラジカルで損傷されたDNAに多く見られる損傷ピリミジン塩基の修復開始に主役を演じていると推定される大腸菌のエンドヌクレアーゼIIIの哺乳類ホモローグ(以下NTH1と略記)について研究することを目的とした。今年度の研究成果は以下のように要約できる。1.ヒト及びマウスNTH1のcDNAと遺伝子をクローニング(単離)し塩基配列を決め、DNAデータベースに登録した(登録番号:ヒトとマウスのcDNAはそれぞれAB001575、AB006812)。2.得られたcDNAを用い、エンドヌクレアーゼIIIを欠く大腸菌で組み換えタンパク質を発現し、これから精製した発現タンパク質(マウスのエンドヌクレアーゼIII同族体)の酵素学的性状を解析した。3.発現タンパク質はエンドヌクレアーゼIIIと同様に、チミングリコールDNAグリコシラーゼ活性、ウレアDNAグリコシラーゼ活性、APリアーゼ活性などを示した。4.NTH1は損傷ピリミジン塩基を除いたのちに3′側に一本鎖切断を入れるが、その結果生じた5′ブロックは我々がすでに報告しているAPEXのようなAPエンドヌクレアーゼで除かれて修復されると推定された。5.マウスとヒトのNTH1遺伝子をクローニングし、塩基配列を決めた(マウス遺伝子のデーターベース登録番号:AB009371)。ヒト、マウスともに、そのNTH1遺伝子は約6000塩基対で、6つのエキソンから構成されており、その上流に結節性硬化症に関係する遺伝子の一つTSC2遺伝子が5′-5′の配置できわめて近接して存在していることが明らかになった。今後、本酵素(異常)の遺伝情報維持機能や発がんとの関係を究明したい。
世界海洋観測システム(GOOS)構築のための基礎研究

本研究は閉成5年度空5年計画で発足した海洋観測国際協同研究計画(GOOS)の研究連絡を目的とする。今日の人類が抱えている気候変動、人工増加に伴う食料資源、沿岸部の居住人工の集中に伴う沿岸域管理、等を解消するために、長期にわたる定常的な海洋会則とそのデータを活用することが必要である。ユネスコ政府間海洋学委員会(Unesco/IOC)は世界海洋観測システムの構築を推進している。本国際協同研究計画は、海洋のどこで、何を、どのように観測することが最も有効であるかを明らかにし、国際協同により全球的に実施することを目的としている。北太平洋の海洋循環の流量と熱輸送の評価、人工衛星データ利用による海洋情報抽出、数値シミュレーションによる海洋変動の予報、炭素循環の解明のための化学分析法の確立、音響的手法による海流と生物量の航走評価法など新しい手法の確立、の5つの課題で構成されている。平成6年度は、淡青丸(1994年4月11-19日、1995年1月18-30日)、白鳳丸(1994年9月2-23日)による研究航海が実施された。時空間的に密な海洋海洋観測を実現するために官庁船による協力体制を連絡調整した。また、海底ケーブルによる津軽海峡の流量観測の開始、その他について連絡調整を行った。11月7、8日に研究計画参加者全員、ならびに関係者が出席するシンポジウムを東京大学海洋研究所で開催し、各研究班の進捗状況と研究成果を発表した。GOOSに関する国際的な動向、I-GOOS計画委員会(4月)、J-GOOS委員会(5月)、NEAR-GOOS(8月)等の報告があり、国際協同研究としての取り組みをはかった。11月にインドネシアで開催されたWESTPAC科学シンポジウムで、研究成果を発表するとともに国際協同研究を呼びかけた。閉成6年度の研究成果をニュースレターにまとめ、関係の機関ならびに個人に配付した。