hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
階層システムの生成・変動メカニズムの数理モデルによる解明

本研究は,階層システムの生成・変動メカニズムを解明する数理モデルの構築を目指すことを目的とする.本研究の課題は大きくは,(1)階層システム生成についての原理的考察,(2)階層システム変動メカニズムのモデル化・解明,の2点に分けることができる.本年度は前年度に引き続いて.(2)に関連して,人々の行為・選択の集積により次時点の階層システムが決定される局面に関するモデル化を中心に研究を進めるとともに,研究代表者が研究協力者として参加している2005年SSM調査の調査データを分析した.具体的な成果としては,任意の分配方法によって社会的資源を再分配した場合に,人々の幸福感にどのような変化が生じ,社会的幸福の総計がどう変化するかをデータ上で実際に再分配を実施することで予測するモデルを定式化した.この成果の一端であるSSM調査データを用いた分析結果を『社会学評論』誌上で発表した.また,世界価値観調査データを用いたグローバルな富の再分配分析結果を世界社会学機構研究大会において報告した.さらに,この研究プログラムに関連して,人々の幸福観の具体的諸相を探るために,幸福理由のテキスト・マイニング分析を実施した.さらに,階層システム変動メカニズムに関連する数理モデルとしては,リスクのある経済活動を前提とする社会において,人々の相対的剥奪感(不満感)が生じるメカニズムを,Boudon-Kosakaモデルを拡張し分析した.また,関連する研究としては,モデル化の前提となる戦後日本社会の階層的・社会地理学的変動の総合的研究を見据えて,まずは戦時期の日本における社会的人員配置を検討した.本研究は,階層システムの生成・変動メカニズムを解明する数理モデルの構築を目指すことを目的とする.本年度は特に,階層システムが人々の認識・意識を規定するメカニズムの解明を中心に,より広い視点からも研究を行い,次年度以降の研究の基礎作りを行った.第一に,社会システムが人々の認識・意識のあり方に影響を与える過程について多角的な検討を行った.具体的には,階層関連意識の一つである主観的幸福感と客観的社会状態との関連を,国際比較データを用いた分析によって明らかにすることを試みた.この成果の一部は国際会議において報告した.このとき分析手法の一つとしてプール代数分析を用いたが,この手法は以前から注目しており,言語権運動発生条件の解明への応用(2006年度にSocial Forces誌上で成果発表)や,人々のもつ社会的カテゴリーについての認識の分析への応用(2007年度に『ソシオロジ』誌上で成果発表)など,さまざまな応用研究を行っている.さらに,筆者が研究協力者として参加している2005年SSM調査(文部科学省科学研究費補助金(特別推進研究)『現代日本階層システムの構造と変動に関する総合的研究』研究代表者:佐藤嘉倫・東北大学文学研究科・教授)の調査データを分析し,階層帰属意識・生活満足感などの階層関連意識と階層変数との結びつきの時代的変化を分析している.第二に,階層の経験的意味を再検討するために,「潜在的な格差」をも考慮する階層枠組みについて検討を行った.この成果の一部は,大規模災害という突発的出来事についてのヴァルネラビリティを「資産ダメージ率」という指標で把握する試みとして,『先端社会研究』誌上で発表した.次年度は,これらの成果を踏まえて,意識を媒介にした階層システム変動メカニズムのモデル化に本格的に取り組む.本研究の課題は大きくは,(1)階層システム生成についての原理的考察,(2)階層システム変動メカニズムのモデル化・解明,の2点に分けることができる.本年度は特に,(2)に関連して,人々の行為・選択の集積により次時点の階層システムが決定される局面に関するモデル化を中心に研究を進めるとともに,研究協力者として参加している2005年社会階層と社会移動調査(SSM調査)の調査データを分析し,現在の階層状況についてのインプリケーションを得た.具体的な成果として,任意の分配方法によって社会的資源を再分配した場合に,人々の幸福感にどのような変化が生じ,社会的幸福の総計がどう変化するかをデータ上で実際に再分配を実施することで予測するモデルを定式化した.これは規範理論を現実に導入するための人々の反応のシミュレーションという側面だけではなく,再分配に関係する政策や政治姿勢に対する賛否という政治意識の予測という側面をもっており,階層システム変動メカニズム解明の一端を担うものである.SSM調査データを用いた分析結果を数理社会学会ならびにSSM調査報告書において発表した.また,世界価値観調査データを用いたグローバルな富の再分配分析結果をアジア太平洋社会学会において報告した.さらに,2005年SSM調査データを用いた計量的分析の成果としては,「若年層がその時点で予測できる将来所得総額の格差(見通しの格差)」を含む若年層の格差の推移分析,階層意識としての収入適正感(現在の自分の収入を適正と思うかどうか)の分析があり,それぞれSSM調査報告書において発表した.また,モデル化の前提となる戦後日本社会の階層的・社会地理学的変動の実際を探るため,高度経済成長期以降に現出した新興コミュニティの調査・資料収集も併せて実施した.最終年度は,これまでの成果を踏まえた数理モデルの構築に取り組む.本研究は,階層システムの生成・変動メカニズムを解明する数理モデルの構築を目指すことを目的とする.本研究の課題は大きくは,(1)階層システム生成についての原理的考察,(2)階層システム変動

メカニズムのモデル化・解明,の2点に分けることができる.本年度は前年度に引き続いて.(2)に関連して,人々の行為・選択の集積により次時点の階層システムが決定される局面に関するモデル化を中心に研究を進めるとともに,研究代表者が研究協力者として参加している2005年SSM調査の調査データを分析した.具体的な成果としては,任意の分配方法によって社会的資源を再分配した場合に,人々の幸福感にどのような変化が生じ,社会的幸福の総計がどう変化するかをデータ上で実際に再分配を実施することで予測するモデルを定式化した.この成果の一端であるSSM調査データを用いた分析結果を『社会学評論』誌上で発表した.また,世界価値観調査データを用いたグローバルな富の再分配分析結果を世界社会学機構研究大会において報告した.さらに,この研究プログラムに関連して,人々の幸福観の具体的諸相を探るために,幸福理由のテキスト・マイニング分析を実施した.さらに,階層システム変動メカニズムに関連する数理モデルとしては,リスクのある経済活動を前提とする社会において,人々の相対的剥奪感(不満感)が生じるメカニズムを,Boudon-Kosakaモデルを拡張し分析した.また,関連する研究としては,モデル化の前提となる戦後日本社会の階層的・社会地理学的変動の総合的研究を見据えて,まずは戦時期の日本における社会的人員配置を検討した.
動脈硬化予防において食事全体の抗酸化物質が果たす役割の検討

動脈硬化の発症進展において血管内皮細胞機能障害とLDL酸化が重要な役割を果たしている。食品中の抗酸化因子を効果的に取り入れることは、血管内皮細胞機能障害やLDL酸化を予防し、動脈硬化予防において有効であると考えられている。一方で、食生活に抗酸化物質を取り入れる必要性や有効性を裏付けるためには、実際の食生活では複数の種類の抗酸化物質を同時に摂取していることを考慮する必要がある。そこで、申請者はこれまでに数種類のポリフェノールの種類による効果の違いや作用機序を明らかにすることを目的とした検討を行ってきた。今年度は、血管新生促進作用を有する増殖因子であり、血管内皮機能の制御にも関与している血管内皮増殖因子(VEGF)刺激下の血管内皮細胞における4種類のカテキン類の作用を検討した。その結果、カテキン類は、VEGFによって亢進された接着分子の発現や細胞増殖を抑制することや血管新生の構築に関わるMMPsのmRNA発現を抑制することが示された。さらに、VEGF刺激下における血管炎症、血管新生の調節作用に関与するシグナル経路として、近年新たに注目されている小胞体ストレス関連因子が関与している可能性が見出された。以上のことから、動脈硬化の発症進展に対してクロストークして作用する血管炎症と血管新生を抑制することが示された。4種類のカテキン類の間の作用強度の差は標的とした因子によって異なるため、カテキン類の構造の違いによる詳細な作用メカニズムについての検討が今後の課題である。27年度が最終年度であるため、記入しない。動脈硬化の危険因子として、血管炎症やLDL酸化の関与が重要視されている。申請者はこれまでに、動脈硬化の危険因子としてLDL酸化と血管炎症に着目し、ポリフェノールが豊富に含まれる食品やビタミンC、Eによる改善作用について培養細胞を中心に研究を行ってきた。そこで本年度は、日本人において主要なポリフェノール摂取源である緑茶に豊富に含まれるカテキンを用いて健常成人男性を対象に臨床試験を行った。ヒト試験ではLDL被酸化能ならびに血管内皮機能、抗酸化酵素発現に関する検討を行った。カテキンの摂取により、健常成人において摂取1時間後に血中の濃度は最大値を示し、LDL被酸化能の改善や血中の抗酸化能の上昇が認められた。また、培養血管内皮細胞においてカテキン添加でeNOSの活性化等、血管内皮機能改善効果が示唆されたがヒト摂取試験における血流依存性血管拡張反応(FMD)測定においては、緑茶カテキン摂取による有意な変動は認められなかった。食による生活習慣病の予防について、ヒトでの有効性を実証した報告は少なく、今回得られたヒト試験の研究成果は極めて貴重である。また、実際の食生活では複数の食品を同時に摂取するため、食生活に抗酸化物質を取り入れる必要性や有効性を明らかにするには単一成分での検討に加え、各種成分の種類の違いによる作用機序の検討が重要である。そこで、抗酸化物質の種類の違いによる効果の比較としてLDL被酸化能測定(lag time測定)にて、4種のカテキンによる効果の違いを検討した。血漿にカテキンを添加しインキュベーションしたのちにLDLを分取しlagtimeを測定した。その結果、種類によるLDL被酸化能の違いが明らかとなった。食生活に抗酸化物質を取り入れる必要性や有効性を裏付けるためには、実際の食生活では複数の種類の抗酸化物質を同時に摂取しているということを考慮する必要がある。これまでに様々な食品によるLDL被酸化能や血管内皮機能改善作用について報告してきたが、種類の違いによる効果の比較などの報告は少ない。そこで、申請者は、数種類のポリフェノールの種類による効果の違いや、その作用機序を明らかにすることを目的とした検討を行った。1.緑茶カテキンによる血管内皮細胞における遺伝子発現変動の網羅的解析4種のカテキンをヒト臍帯静脈内比細胞(HUVEC)に作用させた際のmRNAの発現変動についてDNAマイクロアレイを用いて網羅的に解析した。変動した遺伝子についてパスウェイ解析を行った結果、血管新生に関与する幾つかのCanonical Pathwayとの関連性が示された。2.ポリフェノールによるLDL被酸化能改善作用の検討1年目の検討で、ガレート型カテキンを豊富に含む緑茶抽出物の摂取がLDLに対して抗酸化力を発揮する事が明らかになっている。昨年度は4種類のカテキンの血漿中での安定性を測定し、ガレート型カテキンは血漿中における安定性が高いことが示された。さらにヒトが緑茶抽出物を摂取した際のLDLに分布するカテキンの濃度測定を行った所、摂取後に顕著にLDL分画中のカテキン濃度は増加している事が示された。

その結果、カテキン類は、VEGFによって亢進された接着分子の発現や細胞増殖を抑制することや血管新生の構築に関わるMMPsのmRNA発現を抑制することが示された。さらに、VEGF刺激下における血管炎症、血管新生の調節作用に関与するシグナル経路として、近年新たに注目されている小胞体ストレス関連因子が関与している可能性が見出された。以上のことから、動脈硬化の発症進展に対してクロストークして作用する血管炎症と血管新生を抑制することが示された。4種類のカテキン類の間の作用強度の差は標的とした因子によって異なるため、カテキン類の構造の違いによる詳細な作用メカニズムについての検討が今後の課題である。当初の実験計画とは違う手法ではあるが、ポリフェノールの生体内での働きについて新たな見解を得ることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定では最終年度に抗酸化力を強化した食事に関してヒト負荷試験を行う予定であったが、数種類のポリフェノールの比較試験を実施した結果から、抗酸化物質の機能性の発揮には、安定性や作用機序など、抗酸化力に依存しない効果の違いが示唆された。長期摂取試験実施の際の重要な情報であり、これらの作用機序についてより詳細に検討することを優先事項とする。ヒトを対象とした単回摂取での臨床試験を実施することができた。その結果から本研究の目的達成に向けての課題を抽出し、今後の検討項目をより明確に設定することができた。実際の食事では数種類の抗酸化物質を同時に摂取しているため、今後は構造の違いによる効果を比較検討する。今年度実施したLDL酸化に対する影響に加え、DNAマイクロアレイを用いてそれぞれのカテキンが血管内皮細胞に及ぼす影響を網羅的に解析する。カテキンが血管内皮機能ならびにLDL酸化抑制作用に及ぼす影響について、種類による効果の違いや、作用機序が明らかとなり、複数の食品を同時に摂取した場合や、長期試験などの臨床試験の実施につながる有用な成果が得られるものと期待される。
多機能性乳タンパク質活性本体の構造解析と生理活性の応用に関する研究

乳中の塩基性タンパク質であるラクトフェリンの多様な生理作用が、ラクトフェリンと特異的に結合している生理活性成分に由来するという仮説のもとに、生理作用の活性本体を明らかにすることを目的に研究を行った。プロテオーム解析で明らかとなったラクトフェリン結合成分を、多段階クロマトグラフィーで単離精製し、免疫調節作用や骨代謝改善作用について調べた。動物細胞培養系および疾患モデル動物実験系で検討した結果、免疫調節作用と骨芽細胞増殖作用をもつ複数のラクトフェリン結合成分が同定された。ラクトフェリン(LF)結合成分を網羅的に明らかにするため、レーザーイオン化飛行時間型質量分析計(MALDI/TOF/MS)でプロテオーム解析を行った。その結果、塩基性の等電点をもつタンパク質およびペプチドが51種類、酸性の等電点をもつタンパク質およびペプチドが43種類検出された。これらの中には、各種酵素活性、免疫調節活性、細胞増殖活性、細胞分化促進活性、抗菌活性、酵素阻害活性などの生理作用がすでに報告されている成分が含まれていた。生理作用に関する報告のないペプチド数種類を含有する画分について、LF自体の作用と比較しながら、培養細胞実験系で免疫調節活性を調べた。OVA特異的TCRを発現するトランスジェニックマウスの脾臓細胞をOVAで刺激し、ペプチド画分を添加して培養し、産生されたサイトカインをELISAで定量した。その結果、ペプチド画分添加でIL-4、IFN-gamma、およびIL-10の産生が抑制されたが、IL-6の産生は影響されなかった。また、BALB/c系マウスの脾臓細胞を抗CD3抗体で刺激し、ペプチド画分を添加して培養したところ、CD4+T細胞の存在比率が低下することがフローサイトメーターの結果から明らかとなった。さらに、BALB/c系マウスの脾臓細胞からCD4+T細胞を単離し、ペプチド画分の存在下において抗CD3抗体で刺激し、培養上清中のサイトカイン産生量を測定したところ、ペプチド画分添加によって、IL-4、IFN-gamma、およびIL-10の産生が抑制された。以上の結果より、本ペプチド画分には、TCR刺激で活性化されたCD4+T細胞の応答を抑制する成分が存在することが明らかとなった。一方、高度に精製したLFには、上記に示したような活性は見出されなかった。無作為化二重盲検プラセボ対照ヒト試験で明らかにしたラクトフェリンの免疫機能調節作用のメカニズムを解明するために、LC/MS/MS等で判明しているラクトフェリン結合成分の中から、現在までに構造決定してきた28成分について、ラクトフェリン自体の作用と比較しながら、培養細胞実験系で生理活性を明らかにすることを目標に研究を進めた。免疫不全症モデルマウスや食物アレルギーモデルマウス等から分離した各種免疫細胞(T細胞、B細胞、樹状細胞、NK細胞、好中球等)、および株化培養マスト細胞を用いたルシフェラーゼアッセイで、それぞれの成分の免疫機能調節作用を調べた。免疫不全モデルマウスでの結果から、分子量10kDa以下の成分に、免疫反応抑制活性のあることが確認できた。また、マスト細胞株によるルシフェラーゼアッセイでは、アレルギー反応抑制活性のある成分が見出された。T細胞、B細胞、樹状細胞、NK細胞、好中球、マスト細胞を用いた実験で、活性化状態にないT細胞やB細胞等には細胞毒性を示さなかったが、抗原やサイトカインで刺激を受けたT細胞に対しては、細胞増殖やサイトカイン産生に影響を及ぼす成分がみつかった。一方、高度に精製したラクトフェリンには、上記に示したのような生理活性は見出されなかった。したがって、今回の培養細胞実験系で評価した生理作用に関しては、活性本体がラクトフェリンではなく、ラクトフェリン結合成分にあることが明らかとなった。ラクトフェリン(LF)およびLF結合成分の免疫機能調節作用を解明するために、レーザーイオン化飛行時間型質量分析計(MALDI/TOF/MS)でプロテオーム解析したLF結合成分94種類の中から、免疫機能調節作用が現在までに報告されていないペプチド画分を中心に、動物細胞培養系で免疫細胞調節活性を調べた。ヒト骨髄球系白血病細胞株HL60細胞を用いて、好中球様細胞外トラップ形成に及ぼす作用を探索した。トロンボキサン受容体アンタゴニストで前処理したHL60細胞に、各ペプチド検体試料を作用させ、トロンビン受容体活性化ペプチドで活性化させた血小板で刺激した後、培養上清中のDNA量をdsDNAアッセイ試薬で測定し、HL60細胞からのDNAの放出量を調べた。その結果、分子量1,0005,000の範囲に含まれる3種類のペプチドを作用させた際に、濃度依存的に培養上清中のDNA濃度が減少し、好中球様細胞外トラップ形成によるDNAの放出が抑制された。一方、卵白アルブミン(OVA)であらかじめ免疫したBALB/c系マウスのリンパ節細胞を、抗CD3抗体あるいはOVAとともにペプチド画分を加えて培養したところ、抗CD3抗体やOVAによって誘導されるT細胞増殖応答が完全に抑制された。さらに、上記マウスの脾臓細胞を、抗CD3抗体あるいはLPSとともにペプチド画分を添加して培養し、その際に産生されるサイトカインを測定したところ、IL-17の産生が抑制された。以上の結果より、これらペプチドには、好中球様細胞外トラップ形成、およびTCR刺激で活性化されたCD4+T細胞の応答を抑制する作用があることが明らかとなり、LF結合成分の中に免疫機能調節作用を有するペプチドの存在が見出された。

ラクトフェリン(LF)およびLF結合成分の免疫調節作用を明らかにするために,MALDI/TOF/MSでプロテオーム解析したLF結合成分の中から,これまでの研究でT細胞応答調節作用が示唆されたペプチド画分(PF)について,動物細胞培養系でその作用機作を調べた。BALB/cマウスのnaive脾臓細胞をPFとともに培養した後,卵白アルブミン(OVA)で感作したBALB/cマウスのリンパ節細胞と混合培養したところ,OVA特異的なT細胞応答は抑制されなかった。また,OVAで感作したBALB/cマウスのリンパ節細胞をPFで作用させて培養した後,抗CD3抗体あるいはOVAで刺激したところ,T細胞応答は完全に抑制された。さらに,鶏卵アレルギーモデルOVA-IgEマウスにOVAを腹腔内投与し,脾臓細胞を調製してOVAとともに培養するとT細胞応答が観察されたが,PFを作用させると完全にT細胞応答は抑制された。抗原刺激で誘導されるサイトカインの中で,特にTh2系サイトカインであるIL-4およびIL-10の産生が,PFの作用で顕著に抑制された。したがって,PFは制御性T細胞などを誘導してT細胞応答抑制作用を発揮するのではなく,T細胞に直接作用したものと考えられた。また,T細胞はPFの作用で抗CD3抗体や抗原刺激に不応答状態になると考えられた。以上の結果から,LFに特異的に結合しているペプチドに,T細胞応答抑制作用があることが明らかとなった。乳中の塩基性タンパク質であるラクトフェリンの多様な生理作用が、ラクトフェリンと特異的に結合している生理活性成分に由来するという仮説のもとに、生理作用の活性本体を明らかにすることを目的に研究を行った。プロテオーム解析で明らかとなったラクトフェリン結合成分を、多段階クロマトグラフィーで単離精製し、免疫調節作用や骨代謝改善作用について調べた。動物細胞培養系および疾患モデル動物実験系で検討した結果、免疫調節作用と骨芽細胞増殖作用をもつ複数のラクトフェリン結合成分が同定された。HPLC精製の際に構造変化が起こり生理活性を維持した状態で分離できなかったLF結合成分に、生体成分精製装置で分離して活性を維持できるものと、維持できないものがあった。市販の試薬を活用することを検討したが、動物種が異なるなどの理由から独自に精製が必要となった。農学構造が明らかになった成分の中で市販品を入手できないものについては、LFから独自に精製するために他の分離方法を検討する。プロテオーム解析で判明したLF結合成分の中で、精製時に構造変化が起こり生理活性を維持した状態で分離できなかった成分を生体成分精製装置で分離したが、高分子タンパク質に関しては、未変性かどうかの活性確認までには至っていないものがいくつかある。LC/MS/MSによるプロテオーム解析で判明したラクトフェリン結合成分の中で、精製時に構造変化が起こり生理活性を維持した状態で分離できなかった成分を生体成分精製装置で分離したが、未変性かどうかの活性確認までには至っていないものがいくつかある。分離操作の際に使用する溶媒を除去するための遠心濃縮装置を購入する予定であったが、学内の購入事務手続きの関係で年度明けの4月に購入することとなったため。構造が明らかになった成分に関しては、LFから単離するだけでなく、市販の試薬を活用して評価することも考慮する。
室内音場の解析的研究

本研究では,室内における音声を代表とするような音響現象について,検討を行った.初めに,人間が通常聞いている音環境をシミュレーションするためには,音波がどのように耳介に到達するかを測定もしくは測定し,分析を行う必要がある.このような音源から聴取者までの音波の伝播特性を頭部伝達特性関数(Head Related Transfer Function)とよび,立体音響再生技術の根幹を成している.このようなHRTFを推定するに当たっては,特に聴取者が1名の場合については,さまざまな考察がなされており,その成果は民生用機器などへの応用が図られている.しかし,聴取者が複数並んで存在する場合,お互いが存在することによる影響が音波に及ぶため,各聴取者の耳に届く音波を推定することは単一の聴取者の場合と比較してより複雑な問題となる.従来の研究では,頭部を単純な球モデルで扱うことが多かったが,実測の結果には一致しないことが多い.そこで本研究では頭部を3つの層(それぞれ皮膚,骨,頭内と仮定)からなる球とみなし,3層と仮定することにより音波の伝播がどのように変化するのかHelmholz方程式をもとに物理的に解くことにより,複数聴取者が存在する場合の,聴取者のHRTFを推定することを試みた.単純な球を用いた解析結果と比較した結果,最大3dBのひずみが得られ,詳細な頭部のモデルを用いることによる特性の変化が確認された.続いて,室内で話された音声には,音声以外に室内で発生する雑音が混合される.この雑音の混入は,音声の伝送や認識に大きな影響を与えるため,雑音成分を除去もしくは低減することが望まれている.実験では,雑音と音声のスペクトル情報を統計的に処理することで,雑音を低減することを試みた.その結果,音声の明瞭度などと対応があると言われるセグメント毎の信号対雑音比が,5から11dB改善することができ,雑音の低減を図ることが達成できた.物体が薄膜でつつまれた楕円体でモデル化される場合を中心にして,音波の物体による散乱現象,特に後方散乱現象(back scattering)の解析手法を検討し,その厳密解の計算を行った。計算法は一部確率的な手法を取り入れた極めて独自な方法である。さらに,当該解析結果を人間の頭部における音波の回折・散乱の計算に応用するための基礎的な検討を行った。人間頭部における音波の散乱現象の厳密なモデル化を行うことで,精密な頭部音響伝達特性(Head Related Transfer Function : HRTF)の生成が可能となる。HRTFを用いて仮想的な空間音響呈示を行うシステムでは,通常多くの計測点においてHRTFを計測・蓄積する必要があるが,人間頭部における音波の詳細な解析手法を確立することで,簡便かつ高性能な空間音響呈示システムを実現することが可能となる。現在のところ,境界面として人間頭部特に耳介周辺のような,複雑な形状を下境界面における反射・散乱の計算に関する正当性は確認されていない。そこで今後は,頭部と胸部を複数の楕円対を用いてモデル化・解析した結果と,実際に測定されたHRTFとの誤差を解析することで,HRTFの詳細な計算モデルを構築していく。本研究では,室内における音声を代表とするような音響現象について,検討を行った.初めに,人間が通常聞いている音環境をシミュレーションするためには,音波がどのように耳介に到達するかを測定もしくは測定し,分析を行う必要がある.このような音源から聴取者までの音波の伝播特性を頭部伝達特性関数(Head Related Transfer Function)とよび,立体音響再生技術の根幹を成している.このようなHRTFを推定するに当たっては,特に聴取者が1名の場合については,さまざまな考察がなされており,その成果は民生用機器などへの応用が図られている.しかし,聴取者が複数並んで存在する場合,お互いが存在することによる影響が音波に及ぶため,各聴取者の耳に届く音波を推定することは単一の聴取者の場合と比較してより複雑な問題となる.従来の研究では,頭部を単純な球モデルで扱うことが多かったが,実測の結果には一致しないことが多い.そこで本研究では頭部を3つの層(それぞれ皮膚,骨,頭内と仮定)からなる球とみなし,3層と仮定することにより音波の伝播がどのように変化するのかHelmholz方程式をもとに物理的に解くことにより,複数聴取者が存在する場合の,聴取者のHRTFを推定することを試みた.単純な球を用いた解析結果と比較した結果,最大3dBのひずみが得られ,詳細な頭部のモデルを用いることによる特性の変化が確認された.続いて,室内で話された音声には,音声以外に室内で発生する雑音が混合される.この雑音の混入は,音声の伝送や認識に大きな影響を与えるため,雑音成分を除去もしくは低減することが望まれている.実験では,雑音と音声のスペクトル情報を統計的に処理することで,雑音を低減することを試みた.その結果,音声の明瞭度などと対応があると言われるセグメント毎の信号対雑音比が,5から11dB改善することができ,雑音の低減を図ることが達成できた.
三次元がん組織モデルの構築とがん幹細胞の貪食回避機構の解明

がん細胞やiPS細胞に損傷を与えたときの,細胞の損傷度を定量的に評価する手法を開発し,本手法がScience and Technology of Advanced Materials誌に掲載された.本手法を種々の細胞種に適用し,さらに分子レベルでの解析に発展させた内容で現在論文を作成している.本論文では,これまでのデータを元にさらに定量的な計算手法を用いており,よりインパクトを与えることが期待できる.細胞の損傷度を計測する手法は,ミトコンドリアやベシクルなどの細胞内運動から評価する独創性の高い手法であり,基礎生物学やがん治療,再生医療への応用が期待できる.また,がん細胞の損傷度を計測しつつ,どの程度の損傷を受けたときに貪食細胞によって貪食されるのかを評価した.がん細胞には,IR700-EGFR複合体を用いて損傷を与え,損傷度は光ゆらぎ解析法によって評価した.貪食細胞は,ミクログリア細胞株であるMG6と,マウスから採取した腹腔マクロファージを使用した.まず,損傷を与えていないがん細胞と貪食細胞の相互作用を評価した.その結果,がん細胞と貪食細胞を共培養しただけでは,貪食などの細胞間相互作用が観察されないことがわかった.これは,がん細胞の膜タンパク質CD47が貪食細胞に結合することで,貪食を回避していると考えた.そこで,がん細胞へ抗CD47抗体を添加したところ,貪食細胞によるがん細胞への貪食行動を観察することができた.しかし,多くのがん細胞は貪食細胞の貪食に対して,回避運動によって回避していることが観察された.そこで,IR700をがん細胞に添加し,細胞死を起こす損傷を与えたところ,貪食細胞によって徐々に貪食される様子が観察された.本結果より,損傷によってがん細胞の貪食回避運動を抑制することが,貪食によるがん細胞の除去に重要であることを明らかとした.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。がん細胞の損傷度と貪食細胞による貪食を評価するために,本年度は主にがん細胞の損傷度を評価する手法の開発を行なった.細胞は機能の維持のためベシクルやミトコンドリア等の細胞内小器官を輸送しており,このような運動の変化から細胞の損傷を評価することが可能であると考えた.そこで,細胞の損傷度を細胞内運動の変化から評価する光ゆらぎ法を開発した.本手法を用いて,赤色蛍光色素IR700による損傷前後の細胞内運動を評価したところ,損傷後の細胞内運動は低下することがわかった.さらに,細胞に与える損傷度を制御することによって,損傷が大きいとより細胞内運動が低下することを明らかとした.このような損傷による細胞内運動の低下は,脳がん細胞,乳がん細胞,子宮頸がん細胞,ヒト臍帯静脈内皮細胞,iPS細胞などの複数の細胞種で観察された.そのため,細胞内運動の低下は細胞損傷の指標となる可能性が示された.このような細胞内運動の低下は,IR700を内包しているリソソームの損傷による細胞質中へのIR700の拡散と,拡散したIR700による輸送分子キネシン,ダイニンや細胞内骨格である微小管への損傷によって引き起こされていることがわかった.光ゆらぎ法に関しては,2016年にScience and Technology of Advanced Materials誌に採択され,複数の細胞種での検討や細胞内運動低下のメカニズムに関する内容の論文投稿準備を行なっている.光ゆらぎ法によって,細胞の損傷度を計測することに成功した.来年度は,本手法を用いて,研究目的であるがん細胞の損傷度と貪食細胞による貪食を明らかとする研究を行う.がん細胞やiPS細胞に損傷を与えたときの,細胞の損傷度を定量的に評価する手法を開発し,本手法がScience and Technology of Advanced Materials誌に掲載された.本手法を種々の細胞種に適用し,さらに分子レベルでの解析に発展させた内容で現在論文を作成している.本論文では,これまでのデータを元にさらに定量的な計算手法を用いており,よりインパクトを与えることが期待できる.細胞の損傷度を計測する手法は,ミトコンドリアやベシクルなどの細胞内運動から評価する独創性の高い手法であり,基礎生物学やがん治療,再生医療への応用が期待できる.また,がん細胞の損傷度を計測しつつ,どの程度の損傷を受けたときに貪食細胞によって貪食されるのかを評価した.がん細胞には,IR700-EGFR複合体を用いて損傷を与え,損傷度は光ゆらぎ解析法によって評価した.貪食細胞は,ミクログリア細胞株であるMG6と,マウスから採取した腹腔マクロファージを使用した.まず,損傷を与えていないがん細胞と貪食細胞の相互作用を評価した.その結果,がん細胞と貪食細胞を共培養しただけでは,貪食などの細胞間相互作用が観察されないことがわかった.これは,がん細胞の膜タンパク質CD47が貪食細胞に結合することで,貪食を回避していると考えた.そこで,がん細胞へ抗CD47抗体を添加したところ,貪食細胞によるがん細胞への貪食行動を観察することができた.しかし,多くのがん細胞は貪食細胞の貪食に対して,回避運動によって回避していることが観察された.そこで,IR700をがん細胞に添加し,細胞死を起こす損傷を与えたところ,貪食細胞によって徐々に貪食される様子が観察された.本結果より,損傷によってがん細胞の貪食回避運動を抑制することが,貪食によるがん細胞の除去に重要であることを明らかとした.

がん細胞の損傷度を計測しつつ,貪食細胞との相互作用の観察を行う.そして,貪食される損傷を受けたがん細胞の,CD47等貪食関連膜タンパク質の発現や動態の観察を行う.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
焼結低合金鋼の超強靭化に向けた拡散特性の解析とメゾヘテロ組織制御

筆者らはこれまでに金属粉末射出成形(MIM)法によるFe-6Ni-0.5Mo-0.4C(mass%)合金の熱処理材において,引張強度が約2000MPaで伸びは5%を示すなど超強靭な特性を示すことを報告した.これは基地自体が固溶強化したことに加え,NiやMoの偏析による白色部組織を網目状に焼戻しマルテンサイト相が取り囲んだ微細な不均質(メゾヘテロ)組織に起因したものであった.従って,このメゾヘテロ組織の最適化を図れば,さらなる高強度化,高性能化につながるものと考えられる.本研究では,不均質組織を担う白色部組織が基地中に均一に分散するように,新たに粉末の製造,混合および合成方法を取り入れるとともに白色部組織内における各種合金元素の拡散特性の制御を行うことで超強靭な焼結材料の創製を試みた.研究結果を以下に示す.(1)添加合金元素であるNiならびにMoを基地中へより拡散させるため,各種元素粉末にメカニカルアロイングを施してMIM材を作製した結果,白色部組織内に流出孔は形成せず,引張強度1756MPa,伸び2.2%とMo粉末を単独で添加したMIM(2%Mo添加)材(引張強度1563MPa,伸び2.6%)と比較して優れた値を示した.しかしながら,粉末の酸化による密度の低下ならびに残留オーステナイト量の増加により,上記0.5%Mo添加材の高性能化にはつながらなかった.(2)高密度化を達成するため,微細なカーボニル鉄粉(平均粒径:1.8μm)を用いてMIM材を作製した結果,相対密度が約1%上昇し,引張強度1965MPa,伸び4.9%と優れた特性を示した.本試料は相対密度が96%と高密度であることから,焼結材料にとって重要な指標である疲労特性に優れるものと期待できる.以上のことから,焼結低合金鋼のさらなる高強度化・高性能化には,メゾヘテロ組織を構成する元素の種類,濃度勾配および分散度合を制御するとともに焼結密度を上昇させる等,組織制御に関する基本指針が得られた.近年,高速焼結法として脚光を浴びているプロセスの一種にパルス通電加圧焼結(Pulse Current Pressure Sintering)法がある.本焼結法は低温・短時間焼結が可能で,しかも高密度な焼結体を作製できることから粒成長が抑制され,かつ各種素粉末の拡散特性も従来の焼結法とは異なるものと考えられ,それらは機械的性質に多大な影響をおよぼすものと予想される.ところで筆者らはこれまでに,金属粉末射出成形(MIM)法による熱処理したFe-Ni-Mo系焼結低合金鋼において,引張強度が約2000MPaで伸びは5%を示すなど超強靭な特性を示すことを報告した.これは基地自体が固溶強化したことに加え,NiやMoの偏析による白色部組織が増加し,それらを網目状に焼もどしマルテンサイト相が取り囲んだ微細な不均質(メゾヘテロ)組織に起因したものであった.従って,この白色部組織の最適な寸法,形態,分散度合を求めるなどのメゾヘテロ組織の最適化を図れば,さらなる高強度化,高性能化につながるものと考えられる.本研究では混合粉末を用いてPCPS法によりFe-Ni-Mo系焼結低合金鋼を作製し,それらの組織と機械的性質の関係を調査するとともに,特性向上の担い手であるNiの拡散特性についても調査することで,より高性能な特性発現のための組織の最適化について検討した.H14年度の研究成果を以下に示す.(1)焼結温度の上昇に伴い焼結密度は上昇し,焼結温度(型壁温度)1173K,保持時間300s,加圧力30MPaの条件で相対密度約98%の優れた値が得られた.またそれら熱処理材の引張強度は1716MPaで,伸びは4.1%と良好な値を示した.(2)熱処理材の基地組織は焼もどしマルテンサイト組織であり,所々にNiやMoの偏析による白色部組織が点在する微細な不均質組織を呈していた.ただ,低温・短時間焼結のためにNiの基地中への拡散が進行せず,白色部組織の大部分は残留オーステナイト相であった.(3)オーステナイト化処理時間を長くして,Niを基地組織中へ拡散させることで,引張強度は伸びを損なうことなく約100MPaも上昇した.しかしながら,長時間保持しすぎると結晶粒が粗大化し,引張強度は低下した.筆者らはこれまでに金属粉末射出成形(MIM)法によるFe-6Ni-0.5Mo-0.4C(mass%)合金の熱処理材において,引張強度が約2000MPaで伸びは5%を示すなど,超強靭な特性を示すことを報告した.これは基地自体が固溶強化したことに加え,NiやMoの偏析による白色部組織を網目状に焼戻しマルテンサイト相が取り囲んだ微細な不均質(メゾヘテロ)組織に起因したものであった.

従って,この白色部組織の最適な寸法,形態,分散度合などのメゾヘテロ組織の最適化を図れば,さらなる高強度化,高性能化につながるものと考えられる.ところで白色部組織一つであるMoリッチ相は種々の炭化物から構成され,Niリッチ相や基地組織より高硬度であることがこれまでに確認されている.本研究ではさらなる高強度化を図るため,それらMoリッチ相に着目し,Moの添加量を0.52mass%と増加させるとともに,より高性能な特性発現のための組織の最適化についても検討した.研究結果を以下に示す.(1)Mo添加量の増加に伴い白色部組織は増加したが引張強度・伸びはともに低下した.これは焼結前時に位置するMo粉末の周辺に形成された粗大な気孔による焼結密度の低下ならびに炭化物形成による基地組織の炭素量の低下に起因したものと考えられる.(2)2%Mo添加材において,1473K焼結材の方が1523K焼結材より低密度であるにもかかわらず優れた引張特性を示した.これは焼結温度の低下により液相が生成しないこと,すなわち粗大な気孔を抑制できたためである.しかしながらFe-6Ni-0.5Mo-0.4C合金の特性向上にはつながらなかった.以上のことから,メゾヘテロ組織を利用したMo添加量の増加による超強靭な焼結低合金鋼のさらなる高性能化にはMo粉末の種類や添加方法,さらにはMoの拡散特性を考慮する必要があるとともに,メゾヘテロ組織の最適化としては単に硬質相を微細に分散させるのではなく,白色部組織内での元素の濃度勾配ならびに基地組織との整合性を考慮する必要性がある等,組織制御に関する指針が得られた.筆者らはこれまでに金属粉末射出成形(MIM)法によるFe-6Ni-0.5Mo-0.4C(mass%)合金の熱処理材において,引張強度が約2000MPaで伸びは5%を示すなど超強靭な特性を示すことを報告した.これは基地自体が固溶強化したことに加え,NiやMoの偏析による白色部組織を網目状に焼戻しマルテンサイト相が取り囲んだ微細な不均質(メゾヘテロ)組織に起因したものであった.従って,このメゾヘテロ組織の最適化を図れば,さらなる高強度化,高性能化につながるものと考えられる.本研究では,不均質組織を担う白色部組織が基地中に均一に分散するように,新たに粉末の製造,混合および合成方法を取り入れるとともに白色部組織内における各種合金元素の拡散特性の制御を行うことで超強靭な焼結材料の創製を試みた.研究結果を以下に示す.(1)添加合金元素であるNiならびにMoを基地中へより拡散させるため,各種元素粉末にメカニカルアロイングを施してMIM材を作製した結果,白色部組織内に流出孔は形成せず,引張強度1756MPa,伸び2.2%とMo粉末を単独で添加したMIM(2%Mo添加)材(引張強度1563MPa,伸び2.6%)と比較して優れた値を示した.しかしながら,粉末の酸化による密度の低下ならびに残留オーステナイト量の増加により,上記0.5%Mo添加材の高性能化にはつながらなかった.(2)高密度化を達成するため,微細なカーボニル鉄粉(平均粒径:1.8μm)を用いてMIM材を作製した結果,相対密度が約1%上昇し,引張強度1965MPa,伸び4.9%と優れた特性を示した.本試料は相対密度が96%と高密度であることから,焼結材料にとって重要な指標である疲労特性に優れるものと期待できる.以上のことから,焼結低合金鋼のさらなる高強度化・高性能化には,メゾヘテロ組織を構成する元素の種類,濃度勾配および分散度合を制御するとともに焼結密度を上昇させる等,組織制御に関する基本指針が得られた.
日仏雑誌にみる子育て観とジェンダー観―妊娠・出産・育児をめぐる言説分析を通して

本年度も引き続き、日本とフランスの育児雑誌における子育て観とジェンダー観を調べるべく、妊娠・出産・育児をめぐる言説分析を行った。具体的には、1.記事・広告内容の分類とカウント、2.フランスの育児雑誌に特徴的な言説の収集と分析である。1.については、すでに入力済みのフランスの育児雑誌ParentsとFamili.magicmamanの雑誌見出しに、さらに広告ページも含めたデータベースを作成し、天童睦子編(2016)『育児言説の社会学ー家族・ジェンダー・再生産』の記事内容別分析のテーマ分類を当てはめたうえで、ページ比率を調査した。本作業には膨大な時間がかかっており、引き続き、継続予定である。なお、広告については別途、独自の分類により、広告内容別比率を分析している。2.については、記事・広告内容の中からフランスの育児雑誌に特徴的なステレオタイプ的言説を抜き出し、それらについて言語学的、比較文化学的な観点から分析を加えているが、こちらも引き続き作業を続ける予定にしている。研究発表としては、本研究の研究手法となるフランス学派言説分析の第一人者であるソルボンヌ大学教授ドミニク・マングノー氏による『コミュニケーションテクスト分析』の翻訳書を出版することができた。まず、対象コーパスであるフランスの育児雑誌の翻訳作業、広告ページを含む全ページのカウント、その内容テーマ分類について、予定以上の時間が必要となった。また、分類にあたり、当初予定していた以外の枠組みを採用する必要が生じたため、分析方法の設定に時間がかかった。既に上記で述べた、雑誌見出しと広告について、内容別分析を引き続き行いたい。また、記事や広告において、出産・妊娠・育児についての社会的価値観や通念を内包するようなフランスの育児雑誌に特徴的な言説を抜き出し、日本の育児雑誌と比較し、言語学的、比較文化学的視座から分析を行う。言語学的観点としては、フランス学派言説分析の手法、概念を用いていく。調査途中で、フランスにおける育児雑誌の出版状況と、フランスにおいて「ポジティブ教育」や「好意的教育」と呼ばれているポジティブ・ディシプリンによる育児(書)の普及状況を調べる必要性が表れてきたため、現地調査を希望している。平成28年度は、本研究の目的である、日本とフランスのマタニティ・育児雑誌における妊娠・出産・育児をめぐる言説を分析し、それぞれの国での子育て観、ジェンダー観を比較検討するという目標設定をふまえ、研究基盤となる1.資料収集、2.分析枠組みの検討、3.雑誌見出し内容のデータ化、翻訳、テーマ別構成分析を実施計画とした。まず、1.資料収集については、予定していた通り、各国において発行部数の多い雑誌を対象とし、平成28(2016)年1月ー12月発行分の収集を行った。フランスの雑誌としてはParents(月刊誌)、Famili(隔月刊誌)をデジタル版で入手した。日本の雑誌では、『ひよこクラブ』(月刊誌)、『たまごクラブ』(月刊誌)、『Baby-mo』(季刊誌)、『Pre-mo』(季刊誌)を入手したが、日本ではデジタル版が直近2か月のものしか購入できないことから、長期間にわたって紙媒体のバックナンバーを探し、入手した。2.分析枠組みについては、まだ検討中であり、これは3.のより詳細なデータ分析が進んだのち、より具体的な方策、決定が可能になると考える。また、平成29年度には、本研究の方法論として使用するフランス学派言説分析の著書の翻訳書刊行を目指しており、共同翻訳者(筆者と同じく言説分析者でジェンダー学研究者)との翻訳作業、議論を通じて方法論について検討、考察することができた。3.雑誌見出しのデータ作成、翻訳、分析に関しては、見出しのデータベース構築はすでに完了している。ただ、1.に述べたように調査雑誌の入手に時間がかかった結果、全体的な作業が遅れ、フランス雑誌コーパスの翻訳と内容のテーマ別分類については引き続き作業を進める予定である。調査対象雑誌の入手に時間がかかったため。フランスの対象雑誌については、デジタル版を容易に入手できたが、日本の対象雑誌はデジタル版が直近2か月のものしか購入できないことから、長期間にわたって紙媒体のバックナンバーを探し、入手した。そのため、全体的な作業に遅れが生じ、フランス雑誌コーパスの日本語翻訳と内容のテーマ別分類については次年度に行うこととなった。本研究の目的は、日本とフランスのマタニティ・育児雑誌における妊娠・出産・育児をめぐる言説分析を通じたそれぞれの国での子育て観、ジェンダー観の比較検討である。平成29年度は、前年に引き続き、1.雑誌コーパスのフランス語翻訳と、2.分析枠組みの検討とテーマ別構成分析を行った。まず、1.については、昨年度すでに入力済みのフランス育児雑誌Parents(月刊誌)とFamili.magicmaman(隔月刊誌)の雑誌見出しデータベースを邦訳した。しかし、翻訳作業をする過程で、特集記事の見出しだけではなく、広告ページを含めた雑誌の全ページを対象に、その内容を分類する必要が生じたため、本作業を追加しながらの翻訳に、膨大な時間が必要となった。ちなみに、日本雑誌については本作業は行っていない(これについては次に述べる)。2.については、日本の育児雑誌分析で、社会学的研究ではあるが、天童睦子編『育児言説の社会学ー家族・ジェンダー・再生産』が平成28(2016)年に出版され、ここで採用されていた記事内容別分析が非常に参考になることから、援用を考えている。

また、同書が日本の育児雑誌の記事構成分析を詳細に行なっているため、筆者の研究では、日本とフランスの比較研究の観点は取りつつも、フランス育児雑誌言説の分析により多くの力を注ぎ、その特徴を明らかにしていくことで、日本とフランスの育児雑誌言説の共通・相違点を浮き彫りにしていけるよう、研究方法を多少修正することとした。翻訳済みの記事見出しと広告の内容分析については、すでに作業済みである。今後これらをどのようにテーマ別に分類するかについては、天童編(2016)を参考に確定させ、分類作業を進めていく。なお、本研究の土台となるフランス学派言説分析の第一人者、D.Maingueneau氏の翻訳書『コミュニケーションテクスト分析』を平成30年度に出版予定である。フランス育児雑誌の翻訳作業をする過程で、特集記事の見出しだけではなく、広告ページを含めた雑誌の全ページを細かくカウントし、その内容分類を行う必要が生じたため、予定以上に膨大な時間が必要となった。また、雑誌記事内容のテーマ分類に際して、当初は筆者独自の分類を作成しようと考えていたが、日本育児雑誌を詳細に分析している天童編(2016)が出版されたことから、これを参考に枠組みを考慮することに変更したため、分析方法の設定に時間がかかっている。本年度も引き続き、日本とフランスの育児雑誌における子育て観とジェンダー観を調べるべく、妊娠・出産・育児をめぐる言説分析を行った。具体的には、1.記事・広告内容の分類とカウント、2.フランスの育児雑誌に特徴的な言説の収集と分析である。1.については、すでに入力済みのフランスの育児雑誌ParentsとFamili.magicmamanの雑誌見出しに、さらに広告ページも含めたデータベースを作成し、天童睦子編(2016)『育児言説の社会学ー家族・ジェンダー・再生産』の記事内容別分析のテーマ分類を当てはめたうえで、ページ比率を調査した。本作業には膨大な時間がかかっており、引き続き、継続予定である。なお、広告については別途、独自の分類により、広告内容別比率を分析している。2.については、記事・広告内容の中からフランスの育児雑誌に特徴的なステレオタイプ的言説を抜き出し、それらについて言語学的、比較文化学的な観点から分析を加えているが、こちらも引き続き作業を続ける予定にしている。研究発表としては、本研究の研究手法となるフランス学派言説分析の第一人者であるソルボンヌ大学教授ドミニク・マングノー氏による『コミュニケーションテクスト分析』の翻訳書を出版することができた。まず、対象コーパスであるフランスの育児雑誌の翻訳作業、広告ページを含む全ページのカウント、その内容テーマ分類について、予定以上の時間が必要となった。また、分類にあたり、当初予定していた以外の枠組みを採用する必要が生じたため、分析方法の設定に時間がかかった。まずは平成28年度の作業を継続していく。特にデータのフランス語翻訳とテーマ別分類を完了させる。次に、平成29年度の実施計画である雑誌内容の詳細分析に入っていきたい。具体的には、1.雑誌見出しデータベースに出現する社会的価値観、通念を内包するステレオタイプ的発話を分析し、その頻度調査、テーマ別分類を行う。このステレオタイプ的発話の分析は、日本とフランスで類似のテーマを扱った記事をいくつか選択し、それらにおいても同様に実施する。
繋留因子群の立体構造解析による膜融合制御機構の解明

オルガネラ間の物質輸送は小胞を介して行われる.目的の部位に到達した小胞は,標的膜と融合することによって積荷を受け渡す.繋留因子は,膜融合の初期段階で,小胞とその標的膜とを特異的に繋留することによって輸送の特異性を保証する.繋留因子は,3-8個のサブユニットから構成されるタンパク質複合体であり,低分子量GTPaseとの相互作用によってヌクレオチド依存的に制御されている.本研究では,開口放出で働くExocyst複合体の立体構造をX線結晶構造解析あるいは電子顕微鏡によって決定し,繋留の物理的機構とその制御機構を明らかにする.さらに,変異体をつかって細胞レベル,in vitroでの解析を行い,機能の面からの裏付けを行う.今年度は,ほ乳類のExocyst複合体の電子顕微鏡による解析と,酵母のExocyst複合体と結合するSec4のGEFであるSec2のX線結晶構造解析を行なった.Exocyst複合体は,ブタ脳あるいはラット脳から精製し,電子顕微鏡をつかって,酢酸ウラニルによる負染色像を観察した.当初は,粒子の均一性に問題があったが,調製方法を改善することにより,Exocyst複合体全体と考えられる約150Åの大きさの粒子を多く観察できるようになった.しかしながら,解離した複合体と考えられる約60Åと120Åの大きさの粒子が依然として残っており,解析の妨げとなっている.粒子の均一性を高めることにより,単粒子解析が可能な試料調製法を確立することが,今後の課題である.また,Exocyst複合体と相互作用するRalのGTPase活性化タンパク質を新規に同定した.in vitroでの活性測定を終え,現在は,細胞レベルでの解析を行なっている.一方,Sec2については,Sec4との相互作用領域の結晶構造を3.0Å分解能で決定した.Sec2のSec4結合領域は,200Åの長さをもつトロポミオシン様のcoiledcoilを形成していた.現在,立体構造にもとついてin vitroでの機能解析を進めている.膜小胞を介するオルガネラ間の物質輸送では,最終的に,膜小胞が目的のオルガネラと融合することによって,積荷が受け渡される.脂質二重膜の融合は,小胞膜と標的膜とが可逆的に「ゆるく」繋ぎ留められる「繋留」と呼ばれる段階を経た後,小胞膜上のSNAREタンパク質と,それと対になる標的膜上のSNAREタンパク質が,特異的な複合体を形成し,膜と膜とが近づけられることによって不可逆的に進行すると考えられている.本研究課題では,開口放出で働く繋留因子であるexocyst複合体と液胞の融合で働くHOPS複合体に注目し,繋留の物理的機構と,RabやRho/Racなどのsmall GTPaseの結合によるGTP依存的な繋留の制御機構を解明することを目的として,X線結晶構造解析および低温電子顕微鏡によるexocyst複合体,HOPS複合体,および,それらと相互作用するsmall GTPase群の立体構造決定を計画した.現在までのところ,昆虫細胞Sf9とバキュロウイルスの発現系をもちいて,exocyst複合体の二つのサブユニットを含む複合体の大量発現に成功しており,精製条件の検討を行っている.量,質ともに,結晶化に適する試料が調製できることを期待している.並行して,GTP結合型Ralをbaitとして,ヒト血小板からのexocyst複合体の精製を小スケールで行った.今後,精製スケールを上げて,低温電子顕微鏡による解析が可能な量の調製を行う.また,酵母のSec6/8複合体の制御因子であるSec4と,そのGTP-GDP交換因子(GEF)であるSec2について,Sec2のGEFドメインおよびSec4・Sec2 GEFドメイン複合体の予備的な結晶化に成功している,特にSec2の結晶については,回折測定に十分な大きさの結晶を得ており,今年度中に構造を決定できると考えている.オルガネラ間の物質輸送は小胞を介して行われる.目的の部位に到達した小胞は,標的膜と融合することによって積荷を受け渡す.繋留因子は,膜融合の初期段階で,小胞とその標的膜とを特異的に繋留することによって輸送の特異性を保証する.繋留因子は,3-8個のサブユニットから構成されるタンパク質複合体であり,低分子量GTPaseとの相互作用によってヌクレオチド依存的に制御されている.本研究では,開口放出で働くExocyst複合体の立体構造をX線結晶構造解析あるいは電子顕微鏡によって決定し,繋留の物理的機構とその制御機構を明らかにする.さらに,変異体をつかって細胞レベル,in vitroでの解析を行い,機能の面からの裏付けを行う.今年度は,ほ乳類のExocyst複合体の電子顕微鏡による解析と,酵母のExocyst複合体と結合するSec4のGEFであるSec2のX線結晶構造解析を行なった.Exocyst複合体は,ブタ脳あるいはラット脳から精製し,電子顕微鏡をつかって,酢酸ウラニルによる負染色像を観察した.当初は,粒子の均一性に問題があったが,調製方法を改善することにより,Exocyst複合体全体と考えられる約150Åの大きさの粒子を多く観察できるようになった.しかしながら,解離した複合体と考えられる約60Åと120Åの大きさの粒子が依然として残っており,解析の妨げとなっている.粒子の均一性を高めることにより,単粒子解析が可能な試料調製法を確立することが,今後の課題である.また,Exocyst複合体と相互作用するRalのGTPase活性化タンパク質を新規に同定した.

in vitroでの活性測定を終え,現在は,細胞レベルでの解析を行なっている.一方,Sec2については,Sec4との相互作用領域の結晶構造を3.0Å分解能で決定した.Sec2のSec4結合領域は,200Åの長さをもつトロポミオシン様のcoiledcoilを形成していた.現在,立体構造にもとついてin vitroでの機能解析を進めている.