hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歴史的建造物を維持するための植物性資材確保に関する研究

人工林については、間伐方法をはじめとする密度管理の実態調査と生産された木材の年輪幅、品等、強度などの評価を行っている。天然ヒノキ材の流通の中心である東海地域において関係者からの聞き取りによって高品位材の流通実態の調査を行っている。6)山村地域のコミュニティ調査;宮城県石巻市における聞き取り調査を継続している。7)ホームページの機能向上は歴史的建造物の維持のために健全な森林の維持と大径材を使用する社会システム構築が必要であることを伝えるためのホームページを通じて一般社会との間で双方向の情報交換を行っている。本年度は文化的建造物の修理用資材の需要量を精度よく把握するため、解体修理現場より資料を収集した。木曽ヒノキ天然林において天然更新の環境因子の評価を行った。天然更新後およそ30年を経過した森林では、斜面傾斜は21°35°、斜面方位は北向きの環境が天然更新の成績が良い結果が得られた。その理由としては、適度な乾燥状態と積雪による寒害防除が更新を促進させると考えられる。また、上層を形成する親木の密度との関係からは、種子供給量よりもその後の光環境の方が更新状況に強い影響を与えていることが明らかとなった。長野県において百年以上経過した味噌蔵の構成部材の使用部材を顕微鏡により木片の細胞構造を観察する手法により解析した。京都府において過去に檜皮採取を行った木材の市場における評価を、過去に檜皮採取を行わなかった木材と比較することによって実施した。海外における祝物性資材の賦存状況を把握するためにスリランカにおいて、ユーカリとチークの造林地の実測調査を行い樹幹形および樹高成長に関する資料を得た。こけら葺きの屋根用資材として資源の枯渇が懸念されているサワラを対象として、スギ間伐材との比較において代替材の劣化試験よび暴露実験を行い、その評価を行った。ヒノキ天然木、ケヤキ、アカマツなど高品位材の流通実態を把握するための調査を行った。歴史的建造物の維持のために健全な森林の維持と大径材を使用する社会システム構築が必要であることを伝えるためホームページの機能向上を図った。1)歴史的建造物の修理用資材の需要量及び品質に関する調査;歴史的建造物を対象に使用部材の規格、品等、数量について調査を行った。2)使用部材樹種判定;木片の細胞構造を用いた手法による樹種判定技術の開発を進め、微量の試料からの精度向上を図った。3)代替材に夜修理技術の評価;こけら葺きの屋根資材として資源の枯渇が懸念されているサワラを対象として、スギ人工林材との比較実験を行った。4)歴史的建造物の重要性の評価;伝統的建造物群を対象に、地域全体の景観としての評価を行った。5)修理用資材の供給可能量に関する調査;木曽ヒノキ天然林において天然更新状況のサンプリング調査を実施して将来の供給可能量を評価した。以下のとおりに研究の目的は達成されつつあると考えます。」1)歴史的建造物の修理用資材の需要量及び品質に関する調査は東京都および埼玉県で現地調査を実施しており当初計画通りに進んでいる。2)使用部材樹種判定は森林総合研究所において、修理現場から採取した資料を基に木片の細胞構造を用いた手法による樹種判定技術の開発を進めている。3)代替材による修理技術の評価はこけら葺きの屋根用資材としてスギ人工林材を使用した屋根との比較実験を継続している。
メンブラントラフィックに介在する新規Rab5ヌクレオチド交換因子の機能解析

細胞膜から初期エンドソームに向けての輸送小胞によるエンドサイトーシス(ES)は、恒常的な細胞外物質の取り込みのほか、受容体の脱感作過程においても重要である。本研究では、新規のRab5-GEFであるRIN2、RIN3を中心に、Rab5の活性化機構の視点からESの制御機構を解明することを目的とした。Rab5結合蛋白質として同定したRIN2とRIN3は、H-Rasの相互作用因子として先に報告されたRIN1と一次構造上の相同性を有するが、このファミリーには酵母のRab5-GEFに相同なVps9ドメインが存在し、Rab5に対してGEF活性を有した。RIN2、RIN3はアンフィファイシンIIとも結合し、形質膜での小胞形成から初期エンドソームの融合までの経路に関与することが期待される。RINファミリーには、SH2ドメイン、SH3ドメインが結合するProに富む配列、Rabのグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)として機能するVps9ドメイン、Rasメンバーとの結合が推定されるRAドメイン等の機能領域があり、小胞の出芽と輸送の初期過程において、これらの領域を介して種々のシグナルを集積する足場的役割を果たすことを見出した。現在これらファミリーを特異的に認識する抗体の作成が進行中である。また、新規G蛋白質ファミリーの網羅的な解析から、ESへの関与が期待される分子群Di-Ras、Rhebを同定した。特に、後期エンドソームからリソソーム小胞に局在化するRhebは、グリア細胞におけるグルタミン酸トランスポーターの形質膜と細胞内小胞間の移行を制御して、神経細胞の保護に寄与することを見出した。この機構を制御する分子は多数同定されているが、中でもRab5は細胞膜からの小胞の出芽、初期エンドソームへ向けての輸送、融合といった各段階において活性化されることが必須であり、ESにおいて中心的な役割を果たす低分子量G蛋白質である。しかしながらRab5に関するこれまでの研究はエンドソームの融合に関するものが多く、ESの各段階におけるRab5の役割と活性化の分子機構については不明な点が多い。一般に低分子量G蛋白質の活性化にはヌクレオチド交換因子(GEF)が必要であり、Rab5の活性化はGEFによるRab5の時間的・空間的制御と考えられる。本研究では、申請者がこれまでに独自に単離・同定した新規のRab5-GEFであるRIN2、RIN3を中心に、Rab5の活性化機構の視点からESの制御機構を解明することを目的とした。Rab5結合蛋白質として同定したRIN2とRIN3は、H-Rasの相互作用因子として先に報告されたRIN1と一次構造上の相同性を有する。本研究では、このファミリーには酵母のRab5-GEFに相同なVps9ドメインが存在し、Rab5に対してGEF活性を有していることを明らかにした。RIN2、RIN3はアンフィファイシンIIとも結合することから、形質膜での小胞形成から初期エンドソームの融合までの経路に関与することが期待される。ここれら研究成果は、細胞内輸送に関与する新しいシグナル伝達の解明に多大な貢献をすると期待される。
血液透析患者の食事管理に対する態度尺度の開発と信頼性・妥当性の検証

本研究の目的は、維持期にある外来血液透析患者の食事管理に対する態度を測定できる尺度の開発および信頼性と妥当性を検証することである。血液透析患者の食事管理における態度を明らかとするためにエスノグラフィーを実施し、カテゴリの関係性を検討した結果、8つのテーマが明らかとなった。現在、質的研究を基に、血液透析患者の食事管理行動に対する態度尺度を開発している。尺度は、全部で39の質問項目がある。本研究の目的は、血液透析患者の食事管理に対する態度を質的研究にて明らかにし、その質的研究の知見を基に、維持期にある外来血液透析患者の食事管理に対する態度を測定できる尺度の開発および信頼性と妥当性を検証することを目的としている。また、平成22年度は維持期にある外来血液透析患者の食事管理に対する態度について明らかにすることである。結果として、平成22年度は、血液透析患者の食事管理における態度を明らかとするために、質的研究を実施した。方法はエスノグラフィーを行い、群馬県、京都府、宮城県の3県で、9名の対象に半構成的面接および調理・食事場面の参加観察を行い、データ収集を行った。現在、そのデータを分析途中であるが、504個のコードが抽出された。抽出されたコード間の関係性を検討した結果、40個のカテゴリが抽出された。さらに、そのカテゴリの関係性を検討した結果、8つのコアカテゴリが明らかとなった。8個カテゴリを図解化しているが、態度の土台として、日本の四季・季節を感じた行動と家族の意識・協力(愛)があると考えられる。現在、そのカテゴリとコアカテゴリを精選中であり、この結果を明らかにした後は論文として仕上げ、6月にある日本透析医学会で発表し、海外学会誌への投稿を行う予定である。本研究は血液透析患者の食事管理行動における態度の尺度を開発することを目指している。本研究計画は態度尺度の開発に向け、第1段階として、質的研究において血液透析患者の食事管理行動における態度とは何かを明らかにした。第2段階として、量的研究において尺度開発を行うことを計画していた。第1段階の質的研究としては、研究方法は、エスノグラフィーを使い、9名の透析患者および家族の自宅にてデータを収集して、さらに、半構成的面接も行って、参与観察および面接データを分析記録とした。その分析記録から、態度の用語の定義に基づき、コードを抽出した。その後、コード間の関係性の考察からカテゴリを抽出し、さらにコアカテゴリを抽出した。最終的なコアカテゴリは8つのカテゴリであり、態度の3成分である「感情」「認知」「行動傾向」に加え、「文化」が関係すると考えられるコアカテゴリも抽出された。今年度の研究実績としては、現在、このコアカテゴリとその前段階にあるカテゴリを参考にして、血液透析患者の食事管理行動における態度の尺度を作成している。患者様からデータ収集する尺度となるため、なるべく質問項目数を減らせるように検討している。多くても30項目を超えないように調整している。下位尺度としては、質的研究で得られた知見と態度の先行知見でも表れている「感情」「認知」「行動傾向」「文化」の4つの下位尺度とする。この下位尺度にそれぞれ約78項目を質問項目として、全部で約30項目数を血液透析患者の食事管理行動の態度尺度の試作版として検討した。尺度開発に向けた質的研究(エスノグラフィー)を終了し、その結果を論文として作成し、海外に投稿中し、採択をされ、6月にJournal of Renal Careに掲載予定である。また、沖縄で開催された日本看護研究学会学術集会およびハワイで開催されたThe 11th Annual Hawaii International Conference on Educationで発表を行った。これらの発表内容に関しても、今年度に論文として投稿する予定であり、現在この中の1本は国際学会誌に投稿している途中である。また、質的研究で得られた結果を基に、尺度項目の検討し、現在データ収集を開始している。尺度は、4つの下位尺度(感情・認知・行動傾向・文化)から構成された合計39項目となっている。さらに、妥当性の検証のために、POMSおよび批判的思考態度尺度、検査データも同時にデータ収集を行っている。調査対象者は、プレテスト、本調査、再テスト法、3つの手法で合わせて、おおよそ1000名を予定している。すでに本学およびデータ収集機関での倫理審査も通っている。データ収集機関は、群馬県、滋賀県、京都府の4透析施設である。近日中に尺度の最終的な信頼性および妥当性を検証し、最終的な「外来血液透析患者の食事管理に対する態度尺度」を開発予定である。開発後は速やかに論文を作成し、今年度および来年度に国内および国外での発表および投稿を行う予定である。研究目的にある尺度開発に向けて、第1段階の目的は達成できており、第2段階の目的も達成に向けて、質問項目の選定も現在行っている。そのため、達成度としてはおおむね順調に進展していると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。

本研究の目的は大きく分けて2つあり、その目的達成に向けて、2段階に分けて研究を遂行している。現在、第2段階を遂行中であるが、第2段階は量的研究として大規模な調査を実施する予定である。そのため、夏までには研究協力施設の選定と試作版の完成を目指していく必要がある。その後、夏にかけて大規模調査を実施する予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
オルガネラ間脂質輸送を介した細胞内脂質クオリティ・ホメオスタシス機構の解明

細胞膜やオルガネラ膜などの生体膜には、様々なクオリティを持った脂質が独自の特異性にしたがって局在する。このヘテロな脂質クオリティの分布はそれぞれの生体膜に固有の特性や機能を付与し、これによって細胞は様々な生理機能を発揮することが可能となると考えられる。したがって、「脂質クオリティのヘテロな細胞内分布」制御は極めて重要であるが、そのメカニズムは不明である。神経細胞は、軸索を伸長することでターゲットとなる細胞とシナプスを形成する。その軸索成長・伸長過程は極めてダイナミックな現象であることから、脂質クオリティ制御機構の解析において有用なモデルとなると考えられる。そこで、神経細胞の成長を司る軸索先端領域である成長円錐の脂質クオリティを明らかにするために、ラット胎児脳から生化学的に調整した成長円錐膜画分を用いて質量分析による脂質クオリティ解析を試みたところ、イノシトールリン脂質において成長円錐膜画分に顕著に濃縮されている脂質クオリティを見いだした。また、ラット胎児脳の成長円錐膜画分プロテオーム解析から得られた分子群のうち、極長鎖脂肪酸合成に関与する酵素に着目し種々の生化学的・細胞生物学的解析を行ったところ、極長鎖脂肪酸合成酵素は伸長する神経細胞の成長円錐において小胞体に局在し、伸長に伴い極めてダイナミックな挙動を示すことが判明した。さらに、極長鎖脂肪酸合成酵素のノックアウトマウスは胎生致死であることも判明した。29年度が最終年度であるため、記入しない。細胞内には、様々なクオリティを持った脂質が、それぞれ独自の特異性をもって異なる生体膜に局在する。この「脂質クオリティのヘテロな細胞内分布」は、細胞の生命維持のみならず種々の生理機能発現の基盤となる。しかし、このヘテロな細胞内脂質クオリティ分布を作り出す輸送機構、そして状況に応じて再配置を制御する感知・維持機構、すなわち、細胞内脂質クオリティのホメオスタシス機構の全容は明らかになっていない。本研究では、脂質輸送タンパク質による小胞体ー細胞膜接触部位を介した脂質交換輸送による細胞内脂質クオリティのホメオスタシス機構の解明を目指し、まず小胞体ー細胞膜接触部位に局在する新規・脂質輸送タンパク質の候補分子としてORP6を同定した。細胞膜のPI4P合成を担うPhosphatidylinositol 4-kinase IIIα(PI4KIIIα)のノックアウト線維芽細胞では、細胞膜PI4P量が著しく減少し、ORP6は小胞体ー細胞膜接触部位に局在できずに細胞質に散在した。したがって、ORP6は細胞膜PI4Pに依存して小胞体ー細胞膜接触部位に局在することが明らかになった。またORP6は神経系に比較的強く発現し、神経芽細胞腫由来NG108細胞の神経様突起の先端領域(神経細胞の成長円錐に相当すると考えられている領域)において、小胞体ー細胞膜接触部位に局在することが判明した。これらのことから、ORP6は神経細胞の成長円錐において、小胞体ー細胞膜接触部位における脂質交換輸送を介して、細胞内脂質クオリティのホメオスタシス制御の一端を担う可能性が示唆された。細胞膜PI4Pに依存して小胞体ー細胞膜接触部位に局在する新たな分子ORP6を同定できた。またORP6は神経細胞において比較的強く発現しており、神経細胞の成長をコントロールする成長円錐において、小胞体ー細胞膜接触部位に局在することも判明したことから、ORP6は神経細胞の成長を制御する分子である可能性が示唆された。ORP6のリガンドは不明であり、これを同定するための脂質結合ドメインの精製が完了した。現在リガンドを解析中である。また、試験管内脂質輸送アッセイおよび神経細胞等の細胞内における脂質輸送機構を解析し、ORP6の脂質交換輸送によって制御される細胞内脂質クオリティのホメオスタシス機構の解明を目指す。
潰瘍性大腸炎バイオマーカーと治療標的としてのＯＬＦＭ４の役割と分子基盤の解明

潰瘍性大腸炎(UC)の発症及び関連腫瘍発生機序解明のための網羅的解析で同定されたUCで発現上昇する分子olfactomedin-4(OLFM4)の解析を行った。今回、UC特異的なバイオマーカーであることを示した。(1) OLFM4発現はUC及びクローン病に特異的に認められ、炎症性腸疾患特異的なバイオマーカーであると共に、(2)NF-kBによる転写誘導、(3) UCとクローン病での異なる発現機序、(4)腸上皮細胞でのOLMF4の向アポトーシス機能が示された。以上から、炎症性腸疾患では腸内細菌異常に伴ってOLMF4発現による腸上皮細胞のアポトーシスが誘導され、バリア機能喪失が生じると考えられる。本研究課題では、研究者の潰瘍性大腸炎(UC)及び関連腫瘍に対するこれまでの研究成果から、UCの継続的炎症抑制が関連腫瘍発生抑制に極めて重要であるという前提に基づき、UC患者大腸粘膜における網羅的解析によって、非活動性UC患者及び健常者粘膜に比して活動性UCで有意に発現上昇する分子として同定したolfactomedin4(OLFM4)の解析を行うもののである。本研究では、UCにおけるOLFM4発現誘導と機能解析を通じて、UC特異的なバイオマーカーとしての可能性を明らかにすると共に、UCの抗炎症・抗腫瘍発生の治療標的としての可能性を追求する。平成24年度には(1)OLFM4発現解析-1:OLFM4発現のUC特異性、(2)OLFM4発現機序解析を行い、(1)OLMF4発現がUC及びクローン病の炎症性腸疾患(IBD)に特異的に認められることを示すとともに、(2)NF-kBによるOLFM4の転写誘導を腸上皮細胞においても確認した。平成25年度は(3)OLFM4発現解析-2:OLMF4のバイオマーカーとしての可能性、及び(4)OLFM4の機能解析を行った。(3)において、OLFM4はUC及びクローン病(CD)において発現上昇が認められ、IBD特異的な炎症バイオマーカーであることが改めて示された。その際、UCとCDでは異なる発現機序・シグナル系を介する可能性が示され、引き続き解析を進めることとした。また、(4)においてこれまでの知見と反して、腸上皮細胞におけるdoxorubicin誘導アポトーシスにおいてOLMF4はpro-apoptosis機能を有することが示唆された。これは、OLFM4発現がUCの活動性炎症において発現上昇し、関連異形成・腫瘍病変においては発現が低下することを併せると、OLFM4が炎症巣において抗腫瘍発生作用を有している可能性も考えられた。ひきつづき解析を進める。本研究課題では、研究代表者の潰瘍性大腸炎(ulcerative colitis; UC)及び関連腫瘍に対するこれまでの研究の結果から、UCの継続的炎症抑制が関連腫瘍発生抑制に極めて重要であるという前提に基づき、UC患者大腸粘膜組織における遺伝子発現プロファイルの網羅的解析によって、非活動性UC患者及び健常者粘膜に比して活動性UCで有意に発現上昇する分子として同定したolfactomedin4(OLFM4)の解析を行うものである。本研究では、上記実験結果を発展させ、UCにおけるOLFM4発現誘導機構とその機能解析を通じて、UC特異的なバイオマーカーとしての可能性を明らかにするとともに、UCの抗炎症・抗腫瘍発生の治療標的としての可能性を追求する。平成24年度では、研究計画に基づき、(1) OLFM4発現解析-1: OLFM4発現のUC特異性、(2) OLFM4発現機序解析を行った。(1)では、OLMF4発現は、UCの炎症活動性と密に相関することを明らかにし、クローン病、虚血性腸炎、アメーバ腸炎、過敏性大腸炎と比較しても有意に高発現することが明らかとなった。特に炎症性腸疾患内でクローン病との差異が認められたことは興味深い。(2)ではLPS刺激によるNF-kB核内移行に伴ったOLFM4発現誘導や、抗TLR中和抗体によるTLR抑制による、その発現誘導抑制を確認し、また、OLFM4のプロモータアッセイによるNF-kBによるOLFM4発現誘導を確認した。これらにより、UC炎症巣においてNF-kB亢進によるOLFM4発現誘導が改めて確認され、それは腸内細菌叢の変化によるものであることが示唆された。次年度以降は、さらに解析を進め、UC特異的バイオマーカーとしての可能性、及びOLFM4発現と腫瘍発生機序の関連を明らかにしていく。

本研究課題では、UCの継続的炎症抑制が関連腫瘍発生に極めて重要であるという前提に基づき、UC患者大腸粘膜における網羅的解析によって、非活動性UC患者及び健常者粘膜に比して活動性UCで優位に発現上昇する分子として同定したolfactomedin-4(OLFM4)の解析を行うものである。本研究では、UCにおけるOLMF4発現誘導と機能解析を通じて、UC特異的なバイオマーカーとしての可能性を明らかにすると共に、UCの抗炎症・抗腫瘍発生の治療標的としての可能性を追求する。平成24年度には(1)OLFM4発現解析-1:OLMF4発現のUC特異性、(2)OLFM4発現機序解析を行い、(1) OLMF4発現がUC及びクローン病(CD)の炎症性腸疾患(IBD)に特異的に認められることを示すと共に、(2)NF-kBによるOLFM4の転写誘導を腸上皮細胞においても確認した。平成25年度は(3)OLMF4発現解析-2:OLMF4のバイオマーカーとしての可能性、及び(4)OLMF4の機能解析を行った。(3)において、OLMF4はUC及びCDにおいて発現上昇が認められ、IBD特異的な炎症バイオマーカーであることが改めて示された。その際、UCとCDでは異なる発現機序・シグナル系を介する可能性が示された。(4)において、これまでの知見と反して腸上皮細胞におけるdoxorubicin誘導アポトーシスにおいてOLMF4はpro-apoptosis機能を有することが示唆された。平成26年度は(5)OLMF4の機能解析を進め、OLMF4の強制発現系及びsiRNAによるノックダウン系によって、OLMF4のpro-apotosisi機能が確認されるともに、UC炎症巣においてOLFM4とTUNEL陽性細胞数の相関が確認された。(6)UCにおけるOLMF4発現誘導の外的刺激因子として、TLRの関与が示され、腸内細菌刺激によるNF-kBを介したOLFM4発現誘導が示された。以上により、IBD炎症巣においては、腸内細菌異常により、腸上皮細胞でNF-kBを介したOLMF4発現によるアポトーシスが誘導、それに伴うバリア機能喪失が生じると考えられる。人体病理学昨年度及び本年度の実施計画に沿った進展が得られている。交付申請書内の研究計画に概ね則った進展が得られており、上記の評価とした。今後は、実施計画に基づいた解析を進めると共に、本年度明らかになった、(1)OLFM4のUCとCDでの異なる発現誘導機序の解明、(2)腸上皮細胞におけるOLFM4のpro-apoptosis作用の可能性、についても精力的に解析を進めていく。(3)OLFM4発現解析-2:バイオマーカーとしての可能性.潰瘍性大腸炎患者血清におけるOLFM4あるいは抗OLFM4自己抗体の検索を行い、バイオマーカーとしての可能性を探る。(5)NF-kB -OLMF4阻害に腸炎発症・発癌抑制効果.培養細胞を用いたDHMEQ等のNF-kB阻害剤のOLFM4発現抑制効果の検証。DSS腸炎マウスにおける上記NF-kB阻害剤の腸炎抑制効果。(6)NF-kB系以外のOLMF4発現誘導系の検討.Notch1によるOLFM
Parameter Sweep型GRID計算のスケジューリングに関する研究

計算グリッドを対象に,グリッド中の各マシンの計算パワーの動的変動を考慮したParameter Sweepアプリケーションの動的スケジューリング問題に対して以下の結果を得た:実行時間の最小化問題に対する近似アルゴリズムは一般には存在しないことの証明;実行時間に代わるスケジュールの評価基準として,アプリケーションが消費するグリッドの計算パワー(TPCC)を用いることの提案;各タスクが粗粒度で,かつ,大きさが等しい場合に,TPCCを最小化する動的スケジューリング問題に対する$1+m(\log_e(m-1)+1)/n$-近似アルゴリズム($m$はグリッドのマシン数,$n$はタスク数).またタスクグラフが一般の場合に対して提案アルゴリズムの拡張を行い,TPCCを最小化する動的スケジューリング問題に対する$1+L_{cp}(n)\cdot m(\log_e(m-1)+1)/n$-近似アルゴリズム($L_{cp}(n)$はタスクグラフのクリティカルパス長)を得た.上記の近似率は$n$が$m$に対して十分大きいならば,ほとんど最適(すなわち$1$)となる.提案アルゴリズムは計算パワーの動的変動の予測なしに上記の近似率を必ず達成する.本研究の成果である上記の近似アルゴリズムは,グリッドのスケジューリング問題に対する世界で最初の近似アルゴリズムである.TPCCと実行時間の間には以下の強い関係がある:TPCCの大小と実行時間の大小は一致する;特に,TPCC最小のスケジユールの集合と実行時間最小のスケジュールの集合は一致する;TPCCが小さくとも実行時間が大きい場合,その実行時間の大きさは使用し得たグリッドの総計算パワーに対して適性である.このため本研究の成果は,実行時間最小化問題に対しても有効であると考えられる.計算グリッドを対象に,グリッド中の各マシンの計算パワーの動的変動を考慮したParameter Sweepアプリケーションの動的スケジューリング問題に対して以下の結果を得た:実行時間の最小化問題に対する近似アルゴリズムは一般には存在しないことの証明;実行時間に代わるスケジュールの評価基準として,アプリケーションが消費するグリッドの計算パワー(TPCC)を用いることの提案;各タスクが粗粒度で,かつ,大きさが等しい場合に,TPCCを最小化する動的スケジューリング問題に対する$1+m(\log_e(m-1)+1)/n$-近似アルゴリズム($m$はグリッドのマシン数,$n$はタスク数).またタスクグラフが一般の場合に対して提案アルゴリズムの拡張を行い,TPCCを最小化する動的スケジューリング問題に対する$1+L_{cp}(n)\cdot m(\log_e(m-1)+1)/n$-近似アルゴリズム($L_{cp}(n)$はタスクグラフのクリティカルパス長)を得た.上記の近似率は$n$が$m$に対して十分大きいならば,ほとんど最適(すなわち$1$)となる.提案アルゴリズムは計算パワーの動的変動の予測なしに上記の近似率を必ず達成する.本研究の成果である上記の近似アルゴリズムは,グリッドのスケジューリング問題に対する世界で最初の近似アルゴリズムである.TPCCと実行時間の間には以下の強い関係がある:TPCCの大小と実行時間の大小は一致する;特に,TPCC最小のスケジユールの集合と実行時間最小のスケジュールの集合は一致する;TPCCが小さくとも実行時間が大きい場合,その実行時間の大きさは使用し得たグリッドの総計算パワーに対して適性である.このため本研究の成果は,実行時間最小化問題に対しても有効であると考えられる.
環境ストレス時の生体内窒素酸化物の産生源の同定

本研究では、「環境ストレス時の生体内窒素酸化物の産生源の同定」を目指した。その結果、初期の目的を達成すると同時に窒素酸化物と正の相関を示す遺伝子の酸化的損傷評価法を発明するに至った。その要点まとめると以下のようになる。(1)生体内で産生・遊離されるNOx及び80HdGを合理的に且つ簡便に測定できるシステムを確立する事が出来た。(2)生体内で遊離される窒素酸化物は、尿>>血漿=回腸>肝臓>脳の順であった。(3)ラットやマウスを使ったLPS投与実験では、血漿NOxは、LPS投与2時間以降に有意に増加し、翌日も高値が持続した。IL-1 KOやHO-1抑制モデルでは、NOxの誘導が抑制された。(4)ラットやマウスを使った脳虚血実験では、海馬領域のNOxや8OHdGの発現量は、遅延性の細胞死の発現時期と一致して上昇した。(5)ヒトの脳血管外傷時に起こる髄液中のサイトカイン、NOx、8OHdG濃度上昇はCOX抑制剤投与で減弱し、予後が改善した。(6)尿中のNOx濃度と8OHdG濃度には正の相関が見られ、どちらも細胞や生体の総合的な酸化ストレス指標として大変有用であると考えられた。(7)生体内窒素酸化物濃度が、(i)NOSに依存したNOの総遊離量を反映するばかりでなく、(ii)NOは生体内で産生される活性酸素種の受取手となり最終的にNO3となって尿などから体外に排泄され、(iii)遺伝子の酸化損傷の指標とも相関すること、等がわかり、(iv)活性酸素による細胞障害や遺伝子損傷の有力な指標となり得るものと推測された。(8)本研究過程で開発された、8OHdG/dG同時測定システムを使って、種々の人工及び天然化学物質の遺伝子変異源性の毒性評価などにも応用できる事がわかった。本研究の目指すところは、非炎症性ストレス時の生体内窒素酸化物の産生源の同定とその産生メカニズムの検討である。我々はこれまでに、(1)拘束ラットで、肛門脈血中のLPS濃度が静脈血よりも大きく増えること、(2)Polymyxine BなどでLPS活性を生体内で中和してやると拘束ストレス時の末梢血IL-6増加反応が消失すること、等を明らかにしてきており、非炎症性ストレス時の末梢臓器におけるNO産生に腸管由来のLPSが重要な働きをしている事が予測されている。そこで初年度である本年は、(1)窒素酸化物(NOx)測定システムの確立と、(2)肝におけるNOの産生・遊離に腸管由来LPSが引き金となっている可能性を検討した。その結果、(i)覚醒ラット肝実質のマイクロダイアリシスの潅流派にてNO2及びNO3が検出可能であること、(ii)LPSの静脈投与90分以後より有意に潅流液中のNOx濃度が上昇することが分かった。さらに、(i)回腸にカテーテルを慢性留置したラットを用い、FITCでラベルしたLPS(1mg/5ml)を回腸内へ注入し、1時間の拘束ストレスを加えると、肝臓クッパー細胞及び類洞内皮細胞にFITCが取り込まれ、蛍光強度は非ストレスラットのそれの5.8倍となること、また、(ii)FITC陽性細胞の約80%は抗IL-6抗体で染色されること、(iii)

拘束ストレスにより、競合的RT-PCRでみたIL-6mRNAが肝臓で増え、脾臓では変化しないこと、(iv)フットショックやケージ交換ストレスにより肛門脈血IL-6が増加し、その反応もLPSの生物活性の中和により消失すること、等を見出した。以上より、LPSが肝におけるNOの産生・遊離に重要な役割を果たしていることが明らかとなったが、これが、非炎症ストレス時における末梢NO産生の主たる機序か否かは次年度以降の研究結果を待たなくてはならない。本研究の目指すところは、非炎症性ストレス時の生体内窒素酸化物の産生源の同定とその産生メカニズムの検討である。本年度は、初年度に立ち上げた高感度のNOx測定システムを使い様々な生体サンプル中のNOx濃度を測定した。その結果、(1)健常人のヒトの尿中NO2及びNO3濃度(μM)はそれぞれ16.8±4.1(n=12)、1271±940(n=18)で、特にNO3は尿濃縮の程度に依存して大きな濃度のばらつきが見られた。一方、(2)健常人のヒトの血漿中のNO2及びNO3濃度はそれぞれ0.22±0.17(n=7)、11.8±7.4(n=7)で、尿に比較して約1/100の濃度だった。さらに、(3)脳外傷患者の髄液中のNO2及びNO3濃度はそれぞれ0.26±0.09(n=8)、11.3±1.8(n=8)でほぼ血漿と同じレベルだった。また、(4)C3Hマウスを使ったパイロット実験での組織NO2濃度は、0.31(plasma)、3.72(Ileum)、0.78(liver)、2.06(Brain)、NO3濃度は、43.6(plasma)、42.4(Ileum)、28.3(liver)、15.4(Brain)で、血漿中のNOx濃度が実質臓器中のNOx濃度よりも高い傾向が見られた。また、(5)ラットのLPS腹腔投与(100ug/rat)後の血漿中のNOx濃度は投与4時間後に約10倍に、24時間後に約30倍に増加した。一般に、NOは血管拡張や神経伝達物質などの生理活性以外に活性酸素のスカベンジャーとしての役割も大きいといわれている。我々も、今回NOxを測定した同じサンプルでDNAの酸化損傷の指標といわれる8OHdGをHPCL法を使って高感度定量したところNO3と8OHdG産生量が相関することを見いだしている。今後は、各種のストレス負荷時における生体サンプル中の窒素酸化物濃度の測定と同時に、NOxの値が生体の酸化ストレスの指標となることを、8OHdG産生との相関を検討することによって検証していく方針である。本年度は、3年計画の3年目に当たり、以下の成果を挙げることが出来た。1.随時に採血した健常のヒトの尿サンプルで、硝酸イオン濃度と遺伝子の酸化損傷指標である8-ハイドロキシ2'-デオキシグアノシン(8OHdG)と2'-デオキシグアノシン(dG)の濃度比の対数値が正の相関を示した(n=14,R2=0.441)。2. 5分間心停止した後に蘇生したマウスの脳の海馬組識のNOx濃度を測定したところ、脳虚血による遷延性の細胞死が生ずる24時間後から48時間後に海馬組識中のNOx及び8OHbG濃度が共に上昇した。3.生体内の代表的なストレス蛋白質であるヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)は、ヘム蛋白をビルベルジンと2価の鉄イオンとに分解する。この時生ずるビルベルジンおよびその還元型であるビリルビンは強力な抗酸化物質であり、生体内で生成する活性酸素を解毒する事が出来る。
低温大気中接合によるウエハスケール3次元集積化に関する研究

最終年度は、ウエハの金属薄膜を介した接合を、大気中低温での接合に適用することを検討した。Au、Sn、Cuの薄膜のうち、Auを用いて接合面のパターン化を行い、平面状の接合面では応力集中がコーナー、エッジ部にあること、これを解消するために、接合面を微細なパターンに分割することが有効であることを実験的に示した。具体的には、Siウエハにシード層としてTi膜、その上にAuのEB蒸着膜を100nm形成したもの、および3μm厚のAuの電解メッキ膜をエッチングにより、バンプ状パターンにしたものを用いた。その結果、バンプピッチが広いほど、バンプサイズを10μmから5μmへと小さくするほど、エッジ部の不均一性が解消し、応力分布がなだらかとなることがわかった。これらの結果を検証するため、応力集中の2次元計算を有限要素法を用いて計算し、パターンの分割周期やパターン幅がどのように接合面の応力の均一性に寄与するかをさらに定量的に示した。その結果、接合における不均一性は接合加圧時の応力分布に比例して増加していることも判明した。また、シリコンの大気中低温接合については、150°C程度の低温加熱であれば、Au、Snについてはアルゴンプラズマでの活性化後、接合可能であることが明らかとなった。これらの成果は、Geウエハの直接接合に適用された。ドープの程度の異なるしたGeウエハの接合では、界面には5nm程度のアモルファスは形成されるものの、通常のエピタキシャル成長で形成される界面と比べると格段にシャープなプロファイルの界面が形成された。これは、界面での光電変換素子機能を使う場合においては重要な要件であり、この手法の有効性が示された。本研究では、150°Cの低温、かつ大気中ないしは不活性ガス雰囲気中での金属薄膜を介したウェハ接合の可能性を検証し、具体的な例について、プロセス条件の確立することを目的としている。本年度は、そのためにAu、Cu薄膜を対象としたSiウェハの接合実験、およびそれと比較対照するためにSiの接合実験を行った。接合は、真空中でアルゴンビーム照射による表面活性化を行ったのち、圧接することにより実現した。その結果、Siについては、表面活性化の前の真空度が接合に大きな影響を及ぼすこと、それに対して、Auの場合は、真空度はあまり接合に影響しないことが明らかとなった。また、接合温度については、200°Cまでの加熱で、Auの場合は顕著な影響があり、温度が高いほど、強度が大きくなるのに対し、Siではほとんど影響が見られなかった。これらの結果は、従来知られていなかったものであり、接合のメカニズムがこれにより明らかになった。すなわち、前者は、真空中に残留する水とSiの反応が影響することにより、親和性が変化するのに対し、Auは水との反応が小さい。また後者は、Siが変形しないのに対し、Auについては塑性変形が接合に大き<影響していることを反映しているものと解釈される。これらの結果は、今後、ウェハスケールの3D集積化プロセスの基盤技術を確立する上で重要な指針を与えるものである。本研究では、150°Cの低温、かつ大気中ないしは不活性ガス雰囲気中での金属薄膜を介したウエハ接合の可能性を検証し、具体的な例について、プロセス条件の確立することを目的としている。具体的な研究は、これらの金属の酸化過程の詳細な解析および実験的な比較検証から構成する。さらに具体的には、XPS分光分析による酸化過程の評価、およびこれらの薄膜を用いた4インチSiウエハの接合実験を行う。以上の結果から、ウエハスケールの3D集積化プロセスの基盤技術を確立することを目指すものとする。本年度は、ウエハの接合にあたり、応力の分布に応じた接触を確保するための金属薄膜のパターニングを検討した。これにより、周辺部の不均一な応力分布が緩和され、一様な接合が可能になる可能性が示された。そのためのシミュレーションをFEM解析によって行い、金属薄膜の厚さの影響、微細バンプパターンの影響を定量的に検証した。実験はAuの薄膜を対象として行い、めっきバンプ、およびスパッタ膜のエッチングパターンの2種について行い、接合実験については、前年度の知見による最適な接合条件で検証を行った。また、この際の塑性変形の影響をあわせて解析した。これらの実験を通じて、ウエハの金属薄膜を介した接合のプロセス条件を確定し、低温接合や大気圧条件下での接合の可能性の検討を始めている。

その結果、接合における不均一性は接合加圧時の応力分布に比例して増加していることも判明した。また、シリコンの大気中低温接合については、150°C程度の低温加熱であれば、Au、Snについてはアルゴンプラズマでの活性化後、接合可能であることが明らかとなった。これらの成果は、Geウエハの直接接合に適用された。ドープの程度の異なるしたGeウエハの接合では、界面には5nm程度のアモルファスは形成されるものの、通常のエピタキシャル成長で形成される界面と比べると格段にシャープなプロファイルの界面が形成された。これは、界面での光電変換素子機能を使う場合においては重要な要件であり、この手法の有効性が示された。
神経伝達物質の化学的研究

脳神経組織中の新活性物質の検索として、脳中にも心房性Na利尿ペプチドが存在することがわかり、このペプチドがなんらかの神経作用を有することが示唆された。この脳ペプチドはANP4-28,ANP5-28であり、心房中の物より低分子であった。このことから脳では別のプロセシングの可能性があることがわかった(井村)。ブタ脊髄中から平滑筋収縮活性、血圧降下活性をもつペプチドを発見し、構造解析を行ったところ塩基性ミエリン蛋白111-129に対応するペプチドであった(宗像)。脳TCAホモゲナイズ後の沈澱物中に強い溶血活性が認められ、その本態を調べたところ、ドコサヘキサエン酸を脂肪酸部にもつプラズマローゲンのリゾ体であることを確認した(中嶋)。化学合成による活性発現様式の解明としては、走化性ペプチド、ニューロキニンA,B,CCK-8等につき検討した。走化性ペプチドICPは顆粒球からの脱顆粒作用はないが、【Pro^7】→【Lys^7】に変換するとヘリックス性が高まると同時に脱顆粒活性を獲得した。その機序はPro→Lysにより脱結合性GTP含有蛋白に作用するようになり、その機能を高めることにより脱顆粒を起こすことを証明した(中嶋)。ニューロキニンA,Bについては【Gly^8】にAlaあるいはPro,Ser等を導入したものを合成しヘリックス含量と平滑筋収縮活性の相関を検討した(宗像)。一方CCK-8の誘導体を各種合成し、脳および膵での受容体との結合を検討したところ、CCK-8に対する態度は脳と膵では異なることが示された(矢内原)。またヘロデルミンについては活性発現部位が1-27位に存在することを合成的に確かめた(矢内原)。ベンゼン環上に種々置換基を有するセロトニン誘導体を合成した(山中)。
免疫系細胞におけるインフルエンザウイルス不完全増殖の解析

インフルエンザウイルスはヒトに呼吸器性疾患を引き起こす代表的なウイルスであり、時に老齢者や小児において肺炎の様な重篤な症状を引き起こす。しかし、ウイルス感染だけによる肺炎はまれで、細菌感染等の合併でおこるのが普通である。この様な細菌の合併感染を引き起こす原因としてインフルエンザウイルス感染による宿主免疫機構の抑制が示唆されている。この様な免疫抑制状態を引き起こす機構として、我々は、インフルエンザウイルスの免疫系細胞への感染とウイルス増殖による細胞の破壊を想定し、研究を進めてきた。そこで、我々は199293年のA型インフルエンザ流行期に患者抹消血単核球からウイルスゲノムRNAの検出をR-PCR法により試みた。小児14名23例中2例でゲノムRNAが検出され、増幅DNAの塩基配列の解析により流行ウイルスと類似していることを明らかにした。(第41回日本ウイルス学会総会で報告、投稿準備中)また、試験管内に於けるインフルエンザウイルスの各種リンパ系培養細胞および初代抹消血単核球への感染実験の結果、各感染細胞から感染性ウイルスが小量産性されること、感染により細胞が死滅することを見いだした。さらに、リンパ系培養細胞においては、上皮系の許容細胞とほぼ同程度のウイルス蛋白質が合成されているにもかかわらず、感染性粒子が産生が非常に低く、粒子形成過程に障害があることが示唆された。
樺太における文化史研究

本研究は1905(明治38)年から1945(昭和20)年まで日本の統治下に置かれた樺太(現在はロシア連邦領サハリン州南半)における官民の文化活動、とりわけ教育活動に焦点を当てて、その具体相を明らかにすることを目的とした。3年間の研究期間では、当地の文化活動の中心を担った中等教育に関する学術論文3本の執筆と、稚内市教育委員会主催の市民講座の講師を3度担当したほか、社会教育及び先住民教育に関する資料を幅広く収集した。本研究は、日本統治期の樺太(1905-45)の通史を深化させるため、当地における官民の文化活動、とりわけ教育活動に焦点を当ててその具体相を明らかにすることを目的とする。本州以南とは異なる歴史的経緯を辿ってきた当地における人々の営為がどこへ向かったのか、また人々がどのような自画像を描こうとしたのかを、歴史認識の形成と所在、それを伝えるメディアとしての教育(学校教育及び社会教育)を主要な分析材料として描出する。樺太の文化史を明らかにすることにより、新たな北海道史の構築や北海道文化の創造、それに加えて北海道の地域振興に貢献でき得る知見を提示することを目指している。本年度においては、申請計画の通り、必要な調査研究を続行するとともに、適宜、研究成果の発信を行った。具体的には、12015年9月26日に宮城教育大学で開催された教育史学会第52回大会での研究発表(「樺太庁拓殖学校の再編」)及び投稿、2稚内市教育委員会の依頼により、2016年2月21日に稚内北星学園大学で開催された「生涯学習フェスティバル」における「稚内学」特別講座(「樺太最初の中学校と中川小十郎」)の講師を担当した。市民向けに研究成果を発信するということは、当研究の重要な柱である。当日は、樺太引き上げ者の関係者にとどまらず、稚内の隣であるサハリンに興味を抱く市民の皆さんが来場し、興味を持って参加してくださった。樺太統治の土台を築いた元文部省官吏で立命館大学の創設者でもある中川小十郎の樺太時代について、知られていないことを発掘できたため、査読誌に投稿した。現在結果待ちの状態である。これらの成果は全て構想中の論文を構成するものである。今年一年は、昨年収集したアイヌ教育関係の史料に基づき、樺太におけるアイヌ教育の端緒についてまとめることを予定している。予定通り進んでいる。昨年度は、中等教育政策を中心に検討した。今年度は、樺太の教育界で最も強い影響力を有した樺太庁豊原中学校校長の上田光義(日へんに義)の学校と博物館をまたいだ教育活動についての検討を続ける。2016年度は2本の論文を発表することができた。1本目は、「樺太庁拓殖学校の再編」で、これは9月刊行の教育史学会研究紀要『日本の教育史学』第59集に掲載された。樺太における農業教育の実相を明らかにした成果であり、今後、樺太実業教育史研究の中核となる位置づけの論文となった。当地における農業教育の方向性と制度のみならず、学校じたいの再編過程に注目することにより、同校の抱えていた矛盾点を行政の実態とともに浮かび上がらせ、それが樺太における人材養成の特質であったことを明らかにした。2本目は、「樺太最初の中学校創設ー中川小十郎の役割に着目してー」である。これは9月刊行の立命館大学社会システム研究所『社会システム研究』第33号に掲載された。領有初期、産業が未発達な状態で人口も少ない樺太において中学校を設立した意図と、その後の卒業生の状況を一定度明らかにした。この後、樺太の中等教育政策は、中学校と高等女学校の整備を中心として推移していくことになる。樺太中等教育史の重要な問題点を提示した成果である。この2本の論文は、これからの樺太中等教育史研究の中心的な成果として位置付けられる。このほかに、教示を受けたアイヌ教育関係の資料調査を行った。とりわけ成城大学に保存されている『樺太アイヌ調査報告書』は興味深い。これは2本目の論文の対象時期と同じ、平岡長官時代の樺太庁職員の出張復命書である。アイヌ民族の生活実態、教育の具体的なありさまが活写されている。これまで樺太アイヌ教育については、そうした具体的な資料が乏しく、本格的な研究対象とはなっていなかったが、この分野の実態を解明するうえで重要な資料である。この資料については、改題が1本、ほかにも1本刊行予定と聞いているが、いずれも教育史の検討ではない。この研究計画に着手した当初は、樺太教育の通史を執筆するイメージを持っていた。しかし、いざ着手してみると、それぞれのテーマが深化してゆき、到底1本の通史では収まらない問題の出現をみる結果となった。とりわけ、学校種ごとのテーマの深化は、それぞれ現代にも通じる重要な問題を含んでおり、それはひとくくりにできるものではない。初等教育、中等教育、実業教育、教員養成、女子教育、先住民教育、そして社会教育の学校教育への影響という、日本教育史にとっての縮図のような樺太教育の特質を改めて確認する結果となった。2016年度は2本の論文を発表できたわけであるが、これらはいずれも中等教育段階の成果である。このうち、中学校を軸に、今年度の女子教育が加わり、教員養成の検討が入ることによって一定のまとまりをもっていくことになると現時点では考えている。本研究は1905年から1945年まで日本の領土を構成していた樺太における官民の文化活動、とりわけ教育活動に焦点を当ててその具体相を明らかにすることを目的とした。

最初の年度では、社会教育及び先住民教育に関する資料を含めた資料を収集することを心がけた。それらを使用した学術論文の執筆は2016年度から実施した。当地における文化史を考察する際に中心となるのは中等教育機関であることから、中学校、実業学校、高等女学校を題材とする論文を発表した。最初に発表したのは「樺太最初の中学校創設ー中川小十郎の役割に着目してー」と「樺太庁拓殖学校の再編」である。これらは学校史にはとどまらない地域の状況と教育機関との関係を指摘した成果であった。樺太庁長官に次ぐ第一部長という初期の植民地経営上の重要な人物である中川小十郎(元文部官僚)を中心に、樺太庁の基盤作りに中学校がどのようにかかわったのかを描いた。後者は1930年代の樺太農業への期待を担って開校した拓殖学校を題材に、樺太庁の農業政策の実像を描いた。2017年度は「樺太における女子教育(1)ー私立大泊女学校の樺太庁移管を中心にー」を執筆した。樺太の有力者が開校した私立女学校が樺太庁に移管される経緯を財政状況、人事に目配りをして検討しその実情を明らかにした。いずれも学校史にとどまらない植民地経営の一方策としての学校を捉えるものである。これらの成果を市民に還元する活動としては教育講座がある。稚内市教育委員会社会教育課主催の生涯学習フェスティバルにおける市民講座で「樺太最初の中学校と中川小十郎」(2015年度)の講師をつとめ、翌年からは「稚内学」として、「樺太初期の初等教育機関の設置」(「稚内学」第5講座、2016年度)、「樺太の女学校」(「稚内学」第3講座、2017年度)を実施した。何れも研究成果を市民にわかりやすく伝える意図から行う活動である。本研究は1905(明治38)年から1945(昭和20)年まで日本の統治下に置かれた樺太(現在はロシア連邦領サハリン州南半)における官民の文化活動、とりわけ教育活動に焦点を当てて、その具体相を明らかにすることを目的とした。3年間の研究期間では、当地の文化活動の中心を担った中等教育に関する学術論文3本の執筆と、稚内市教育委員会主催の市民講座の講師を3度担当したほか、社会教育及び先住民教育に関する資料を幅広く収集した。中等教育政策の検討と同時並行的にアイヌ教育の研究に入る。このテーマは、修士論文の際に着手して、それ以降継続できなかったテーマである。昨年度、樺太史の初期の解明に重要な役割を果たすと思われる新たな史料を北大の院生が発見した。このことで、解明が進むと思われる。2017年度は、これまで主要な対象にはしてこなかった樺太の女子教育についての調査研究を行う。校友会誌の調査、新聞雑誌、統計資料の調査に加えて豊原高等女学校の卒業生への聞き取り調査を行う。この聞き取り調査が首尾よく進めば、樺太教育のリアルな実態を多少なりとも明らかにできるのではないかと考えている。それと並行して、豊原中学校の教育についても調査を進めていく。とりわけ、樺太教育界に大きな影響力を行使した上田光(日偏に義)校長の恩師であった、「日本博物館教育の父」とも称される棚橋源太郎の思想的影響などについても調査してみたい。このテーマについては既に成果が発表されているが、ここに補足を加え、樺太の博物館と学校教育との関係を掘り下げることができるのではないかと期待している。
有機合成化学が切り拓くケミカルメチロームの新展開

本研究の目的は、合成化学・生命化学研究を有機的に結びつけることで、メチローム解析を革新させることである。具体的には、[課題1]新検出プローブの創出、[課題2]酵素及び基質選択的阻害剤の開発、[課題3]酵素/基質/メチル化サイトの同定、[課題4]階層を超えたエピゲノム制御への展開に取り組んでいる。従来のタンパク質メチル化阻害剤の開発研究では、「1酵素-1基質-1サイト」のメチル化反応を指標に、阻害剤の構造最適化が進められてきた。一方、我々の研究グループでは天然のメチル源であるS-adenocylmethionine (SAM)より設計したProSeAM (propargylic Se-adenosyl-L -selenomethionine)をプローブとして用い、タンパク質メチル化反応の網羅的検出法を開発してきた[課題1]。本年度は、この検出系を基盤として、タンパク質メチル化阻害剤が「どのタンパク質のメチル化を、どの程度阻害するのか」をプロテオームレベルで評価する新手法を開発した[課題2及び3]。即ち、syn-HyPA-ETP2は、これまで開発がほとんど報告されていない非ヒストン基質に対し、より選択的に修飾反応を阻害することを明らかとした。質量分析を用により、syn-HyPA-ETP2の標的基質についての検討を行い、syn-HyPA-ETP2はリジン(K)よりもアルギニン(R)残基に対して、より選択的にProSeAMによる修飾反応を阻害することを示すことができた。さらに、同定した非ヒストン基質候補の中から、タンパク質HNRNPK(heterogeneous nuclear ribonucleic protein K)に着目し、精製したアルギニン残基のメチル化酵素PRMT-1/基質(HNRNPK/SAM)を用いて検証実験を行った結果、syn-HyPA-ETP2は、HNRNPKのメチル化反応を濃度依存的に阻害することを示した。独自の検出系を基盤として、新規タンパク質メチル化阻害剤の標的基質/標的サイトを同定する手法を開発することができたため。LC/MS-MS解析により報告されているメチル化修飾サイトの数と比較すると、我々の手法で検出できるタンパク質は少なく未だ紐付けることのできていないメチル化反応が埋もれている可能性がある。今後は、これらの問題点を本質的に解決することを目指し、プローブの構造展開、評価系の最適化等の多角的な視点で検出感度の更なる効率化に取り組む。さらには改良型検出系を基盤として、既知のメチル化阻害剤に加え、独自に構造展開を行なっているメチル化阻害剤候補化合物についてそれぞれで活性評価を行う。更に様々なタンパク質が共存するプロテオームレベルにおいて、優れた選択性を示すメチル化阻害剤の開発を目指す。本研究の目的は、合成化学・生命化学を有機的に結びつけ、タンパク質メチル化反応の解析と制御を革新させることである。具体的には、[課題1]新検出プローブの創出、[課題2]酵素及び基質選択的阻害剤の開発、[課題3]酵素/基質/メチル化サイトの同定、[課題4]階層を超えたエピゲノム制御への展開に取り組む。それぞれの課題を相乗的に融合させ、独自の合成手法・検出・解析・阻害剤開発に立脚した分野融合型-ケミカルメチローム解析研究を提示することを目指している。我々は、生体反応ではS-アデノシルメチオニンがメチル源として用いられることに着目し、その誘導体をメチル化基質検出プローブとして用いる方法論の開拓を進めてきた。これまでに検出プローブProSeAMは、基質動物細胞抽出液を用いた場合、約300のタンパク質基質をプロパルギル化できることを示した。しかしながら、ヒトゲノムには全遺伝子の約1%を占める200以上のタンパク質メチル化酵素が存在し、また多様なタンパク質基質、官能基およびメチル化度(K, R: mono-, di, tri)が内在することを考慮すると未だ検出できないメチル化が埋もれている可能性が高い。本年度は、研究計画に従い、[課題1]新検出プローブの創出に力点を置き、様々なS-アデノシルメチオニン誘導体とその前駆体の合成を行なった。また、[課題2]酵素及び基質選択的阻害剤の開発では、これまで取り組んできたエピジチオジケトピペラジン型阻害剤に加え、[課題1]で合成するSAM誘導体型阻害剤、触媒反応を駆使した多官能基型化合物群の構築に焦点を当て、阻害剤の候補化合物群を合成することができた。研究計画に従い、[課題1]新検出プローブの創出、[課題2]酵素及び基質選択的阻害剤の開発を目指し設計した分子群の合成を進めることができたため。