hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心臓におけるミネラルコルチコイド受容体(MR)作用の分子機構の検討

ミネラルコルチコイドであるアルドステロンは、正常食塩摂取下では、腎臓の皮質部集合管細胞に作用して、ナトリウム、カリウムの調節を主に行う生体に不可欠なホルモンであるが、高食塩摂取下では、血管の炎症や心臓線維化などを惹起することが知られている。そこで、本研究では、心臓におけるミネラルコルチコイド受容体(MR)結合蛋白から心臓リスクホルモンとしての役割を明らかにすることを目的とした。まずヒト心臓mRNAよりGal4 activation domainとligationさせたヒト心臓cDNAライブラリーを作製した。次に前記ライブラリーを用い、Yeast two-hybrid systemを用いてMR結合蛋白のスクリーニングを行った。約20種類のクローンが得られたが、DNA sequenceの結果、それらは全て同一の既報蛋白のC末端部分を含むクローンであることが明らかになった。その中でも最も長い部分を含むC末端のクローン(MRP-1と命名)は、イースト内ではホルモン非存在下ではMRと結合を認めず、アルドステロン、コルチゾール、スピロノラクトン存在下でMRと特異的な結合を認めた。またmammalianTwo hybrid法の結果、哺乳類細胞HEK293細胞およびCOS-7細胞において、ホルモン非存在下でMRとの強い結合を認め、アルドステロン、コルチゾール存在下では強い結合が持続し、スピロノラクトン存在下では結合が減弱することが確認された。さらにMRP-1はCOS-7細胞において3xMRE-E1b-lucレポーターおよびMRとともに過剰発現させた場合、MRによる転写活性を減弱することが確認された。また、MRP-1の組織分布は、心臓に特異的に発現することから、心臓におけるアルドステロン作用に抑制的に機能する蛋白であることが示唆された。
情報フィルタリングにおける推薦Trustに関する研究

本研究課題は,情報推薦において信頼性または発見性の高い推薦を行うためのアルゴリズム,データ,インタフェース,社会的な枠組み,そして関連するテキスト処理技術に関する研究を行うものである.昨年度は,Webを対象とした情報推薦において、より信頼性の高い推薦を行うために必要な、アンカーに関連するテキスト部分のみを抽出する技術を開発した.本年度は,協調フィルタリングにおける推薦Trustに関する研究を行った.特に,推薦の信頼性には,推薦されたアイテムがユーザの興味に合っているかだけでなく,ユーザが知らないアイテム(すなわち自分では見つけることができなかったアイテムを見つけることが重要と考え,発見性に基づく協調フィルタリングアルゴリズムの開発を行った.)提案アルゴリズムと従来の協調フィルタリングの間で最も異なる点は,従来の強調フィルタリングではユーザの嗜好のプロファイルのみを利用していたが,我々の手法ではそれに加えて,ユーザがどのようなアイテムを知っているかについてのプロファイル(以降,これを既知・不既知のプロファイルと呼ぶ)を利用することである.提案アルゴリズムでは,ユーザがアイテムにつけた既知・不既知の評価から,ユーザ間,アイテム間の類似度を計算し,その類似度を用いて未評価のアイテムの既知・不既知の予測値を計算する.嗜好の評価値からも,ユーザ間,アイテム間の類似度を計算し,その類似度を用いて未評価のアイテムの嗜好の評価値の予測値を計算する.これらを組み合わせてランキングを算出する.評価実験により,ユーザの知らない好みのアイテムがどれだけ推薦されるかを示す特性であるNoveltyを向上させることに成功した.本研究課題は,情報推薦において信頼性または発見性の高い推薦を行うためのアルゴリズム,データ,インタフェース,社会的な枠組み,そして関連するテキスト処理技術に関する研究を行うものである.本年度は,まずWebを対象とした情報推薦において,より信頼性の高い推薦を行うために,ユーザにとって価値のある文書部分だけを抽出する方法について検討した.特にWebの特徴は,ページ同士がテキスト中に埋め込まれたアンカー(リンク)によってネットワークとして構築されている点にある.そのリンクには,作り手が重要と思う情報が埋め込んであると思われる.あるいは,読み手にとって重要である,または役に立つ情報が埋め込んであると思われる.そこで,リンクにはリンク元のWeb文書とリンク先のWeb文書の2つが関連しているが,リンク元のWeb文書の全体が必ずしもリンク先のWeb文書と意味的に関連しているわけではない.1000件のWeb文書を対象にアンカーの周辺で,どの部分がリンク先のWeb文書と意味的に関連があるかを3人の評価者を招き,調査を行った.その結果,表,段落,箇条書きなどのレイアウト上の区切りと,改行の数や他のリンクの有無などが,意味の区切りと関連があることが分かった.この調査結果から,アンカー関連テキストを上記のようなレイアウト構造だけを使って抽出するヒューリスティックスを開発し,さらに抽出結果を3人の評価者を招き,評価した.その結果,抽出精度は約95%,抽出再現率は85%となり,従来手法であるアンカーテキストだけを抽出する方法や,アンカー前後25単語を抽出する手法,段落を抽出する方法,アンカー前後の3センテンスを抽出する方法,アンカーを含むDOMオブジェクトを抽出する方法,DOM構造上上位すべてのオブジェクトを抽出する方法,Royらの提案する方法のいずれよりも,良い結果となった.本研究課題は,情報推薦において信頼性または発見性の高い推薦を行うためのアルゴリズム,データ,インタフェース,社会的な枠組み,そして関連するテキスト処理技術に関する研究を行うものである.昨年度は,Webを対象とした情報推薦において、より信頼性の高い推薦を行うために必要な、アンカーに関連するテキスト部分のみを抽出する技術を開発した.本年度は,協調フィルタリングにおける推薦Trustに関する研究を行った.特に,推薦の信頼性には,推薦されたアイテムがユーザの興味に合っているかだけでなく,ユーザが知らないアイテム(すなわち自分では見つけることができなかったアイテムを見つけることが重要と考え,発見性に基づく協調フィルタリングアルゴリズムの開発を行った.)提案アルゴリズムと従来の協調フィルタリングの間で最も異なる点は,従来の強調フィルタリングではユーザの嗜好のプロファイルのみを利用していたが,我々の手法ではそれに加えて,ユーザがどのようなアイテムを知っているかについてのプロファイル(以降,これを既知・不既知のプロファイルと呼ぶ)を利用することである.提案アルゴリズムでは,ユーザがアイテムにつけた既知・不既知の評価から,ユーザ間,アイテム間の類似度を計算し,その類似度を用いて未評価のアイテムの既知・不既知の予測値を計算する.嗜好の評価値からも,ユーザ間,アイテム間の類似度を計算し,その類似度を用いて未評価のアイテムの嗜好の評価値の予測値を計算する.これらを組み合わせてランキングを算出する.評価実験により,ユーザの知らない好みのアイテムがどれだけ推薦されるかを示す特性であるNoveltyを向上させることに成功した.
角膜感染症が角膜神経と角膜血管新生に及ぼす影響

マウスの角膜に代表的な緑膿菌株を用いて角膜炎を安定的に生じさせることにより、緑膿菌角膜炎モデルを作成し、角膜神経との関連性について研究を行った。本モデルでは安定的に角膜炎を生じさせることができたので、経時的なマクロでの観察、免疫染色、クリニカルスコア、病理像が得られた。本モデルにおいては角膜炎発症後から24時間以内に角膜神経が完全に消失することが判明し、また角膜上皮厚も減少していることが確認された。また、角膜における血管新生は数日後から発生しており、角膜神経消失と比較して遅れて生じることが判明した。マウス(C57BL/6)の角膜に緑膿菌角膜炎を安定的に生じさせることにより、緑膿菌角膜炎モデルを作成し、角膜神経との関連性について研究を行った。角膜炎を生じさせるため、緑膿菌において最も一般的な菌株であるPseudomonas aeruginosa PAO-1を用いた。本モデルは安定して角膜炎を生じさせることができるため、経時的な角膜神経の観察が可能となった。今回、経時的な角膜神経の観察を実施したが、長期的にはもちろんのこと、角膜炎発症から翌日にはほとんどの角膜神経が消失していることが判明した。当初の計画通りである。角膜炎モデルの作成に成功し、経時的な角膜神経の観察という目標が達成された。マウス(C57BL/6)の角膜に代表的な緑膿菌株であるPAO-1を用いて角膜炎を安定的に生じさせることにより、緑膿菌角膜炎モデルを作成し、角膜神経との関連性について研究を行った。本モデルでは安定的な角膜炎を生じさせることができたので、経時的なマクロでの観察、免疫染色、クリニカルスコア、病理像が得られた。本モデルにおいては角膜炎発生後から24時間以内に角膜神経が完全に消失することが判明し、また角膜上皮厚も減少していることが確認された。また、角膜における血管新生は数日後から発生しており、角膜神経と比較して遅れて生じることが判明した。今後更なる免疫組織化学的な検索を実施し、更なる神経消失のメカニズムを探っていく予定である。眼科学実験の進捗が順調であったため。マウスの購入。
地域における軽度認知障害および軽度認知症者の家族に対する心理教育支援

本研究の目的は,在宅居住の軽度認知障害者(MCI)および軽度認知症者の家族介護者に対して,地域における心理教育プログラムを開発・実施し,その介入効果を検証することである.効果の指標は1認知症疾患の特性やこれから起こりうる症状(予後)へ理解,2介護に対する内発的な力,3認知症の行動・心理症状(Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia:以下BPSD)への対処技術,4問題解決能力,5家族の対応力向上よるBPSDの軽減および認知症の進行予防とする.心理教育プログラムは,セッション1(介護実態調査),セッション2(座学・グループワーク),セッション3(座学・グループワーク),セッション4(座学・実演練習)を1クールとして構成される.第1研究は心理教育プログラムの標準モデル確立と介護実態調査とし,第2研究として心理教育プログラムの効果を検証する予定である.初年度は第1研究実施に向け,大阪府吹田市片山・山手地区の住民(福祉委員),近隣施設,地域包括支援センターに対して研究協力の同意を求め,研究計画案が了承された.これを受け,心理教育プログラムを2クール実施した.また心理教育プログラムの効果を測定する尺度として,介護状況,介護負担感,被介護者の認知症重症度などの介護実態調査をもとに,エンパワーメント評価尺度の開発に取り組んだ.エンパワーメント評価尺度は心理的側面からみた内発的な力や介護に関する対処技術を測定する尺度である.信頼性と妥当性を確認し,論文として投稿中である.地域の福祉委員,近隣施設,地域包括支援センターから協力を得て,運営を通し,標準的な心理教育モデルを確立した.また介護実態調査から効果指標となる尺度開発へとつながり,介護負担肯定感,自己効力感,対処技術など包括的な効果検証が可能となった.第1研究である心理教育プログラムの標準モデル確立と介護実態調査はほぼ終了したため,2年目以降は第2研究として,心理教育プログラムの効果検証を行う.標準モデルを他地区でも実施し,家族介護者のエンパワーメント,介護負担感,被介護者のBPSD重症度をアウトカムとし,効果を検証していく.本研究の目的は,在宅居住の軽度認知障害者(MCI)および軽度認知症者の家族介護者に対して,地域における心理教育プログラムを開発・実施し,その介入効果を検証することである.効果の指標は1認知症疾患の特性やこれから起こりうる症状(予後)へ理解,2介護に対する内発的な力,3認知症の行動・心理症状(Behavioral and Psychological Symptoms of Dementia:以下BPSD)への対処技術,4問題解決能力,5家族の対応力向上よるBPSDの軽減および認知症の進行予防とする.心理教育プログラムは,セッション1(介護実態調査),セッション2(座学・グループワーク),セッション3(座学・グループワーク),セッション4(座学・実演練習)を1クールとして構成される.第1研究は心理教育プログラムの標準モデル確立と介護実態調査とし,第2研究として心理教育プログラムの効果を検証する予定である.初年度は第1研究実施に向け,大阪府吹田市片山・山手地区の住民(福祉委員),近隣施設,地域包括支援センターに対して研究協力の同意を求め,研究計画案が了承された.これを受け,心理教育プログラムを2クール実施した.また心理教育プログラムの効果を測定する尺度として,介護状況,介護負担感,被介護者の認知症重症度などの介護実態調査をもとに,エンパワーメント評価尺度の開発に取り組んだ.エンパワーメント評価尺度は心理的側面からみた内発的な力や介護に関する対処技術を測定する尺度である.信頼性と妥当性を確認し,論文として投稿中である.地域の福祉委員,近隣施設,地域包括支援センターから協力を得て,運営を通し,標準的な心理教育モデルを確立した.また介護実態調査から効果指標となる尺度開発へとつながり,介護負担肯定感,自己効力感,対処技術など包括的な効果検証が可能となった.第1研究である心理教育プログラムの標準モデル確立と介護実態調査はほぼ終了したため,2年目以降は第2研究として,心理教育プログラムの効果検証を行う.標準モデルを他地区でも実施し,家族介護者のエンパワーメント,介護負担感,被介護者のBPSD重症度をアウトカムとし,効果を検証していく.会議が1回中止となったため,旅費を計上できなかった.
歯周組織におけるシンデカンの発現および変動に関する研究

シンデカンは、1988年にBernfieldらのグループによって発見された新規のプロテオグリカンで、ヘパラン硫酸やコンドロイチン硫酸を側鎖にもつ細胞膜貫通型のコア蛋白質である。口腔組織において、ヘパラン硫酸は歯肉、歯根膜、歯槽骨の細胞外マトリックスの構成成分であり、歯周疾患において、炎症時の歯周ポケットからの浸出液中にコンドロイチン硫酸鎖や、ヘパラン硫酸鎖が検出されるなど、組織の炎症とも密接に関連している。今回、歯周疾患の発症に関わる基礎的な知見を集積することを目的として、ヒト歯根膜細胞培養系での各種シンデカンの発現について検討した。実験には4人の患者の歯周組織から単離した歯根膜由来線維芽細胞(PDL)培養系を用いた。PDLにおけるシンデカンの発現を検討するために、ヒトシンデカンの翻訳領域を認識する特異的プライマーを設計し、RT-PCR法によってシンデカン遺伝子を検出した。クローニングしたPCR産物は塩基配列を確認した後、ノーザンブロット法のプローブとして用いた。PDLは25日間培養し、5日毎に総RNAの抽出を行い、シンデカンおよびFGFRの発現をノーザンブロット法によって検出して、以下の結果を得た。1) RT-PCR法によってPDLでのシンデカン-1、-2および-4の発現を検出した。しかしノーザンブロット法では、2.3kbのシンデカン-2、2.6kbのシンデカン-4mRNAが検出できたが、シンデカン-1mRNAの発現は確認できなかった。2) PDLのALPase活性は培養20日まで経時的に増加し、その後は高レベルを維持した。培養5日目、10日目ではFGERおよびシンデカン-2、-4mRNAが高レベルに発現していたが、20日目、25日目でそれらの発現レベルは低下した。以上の結果から、PDLはシンデカン-2、-4を高レベルに発現していることが判明した。さらにPDLの増殖と分化に関連して、これらの発現レベルが変動することが明らかとなった。したがってシンデカン-2および-4は歯周組織の発生と修復において重要な役割を果たしていると推察される。ヘパラン硫酸やコンドロイチン硫酸は歯肉、歯根膜、歯槽骨の主要な細胞外基質成分で、歯肉溝滲出液中にも見い出されている。現在シンデカンは4種のサブタイプが知られているが、ヒトにおいてはシンデカン-1、-2および-4の3種の塩基配列が明らかにされている。今回、ヒト歯周組織から単離した培養歯根膜細胞培養系から総RNAの試料を用いてヒトシンデカンmRNAの発現をRT-PCR法およびノーザンブロット法にて検出し、その発現を比較検討した。さらに分化過程でのシンデカンの変動を検討するため細胞を25日間培養し5日毎に総RNAの抽出を行い、シンデカンの発現をノーザンブロット法によって検出した。同時に細胞分化の指標としてアルカリホスファターゼ活性の測定も行った。RT-PCR法によって2.3kbのシンデカン-2、2.6kbのシンデカン-4mRNAが検出できたが、シンデカン-1mRNAの発現は確認できなかった。歯根膜細胞はアルカリホスファターゼ活性を経時的に増加させ20日後最高に達した。これらの細胞から逐次総RNAを抽出しノーザンブロット法を行うと培養5、10日目の細胞はシンデカン-2、-4を高レベルに発現していたが、20、25日目ではそれらの発現レベルが低下していた。以上の結果から、歯根膜細胞はシンデカン-2および-4を高レベルに発現していることが判明した。さらに細胞分化に関連して、これらの発現レベルが変動することが明らかとなった。これらの結果は歯根膜細胞の機能を追求する上で新たな展開を示すものと思われる。

しかしノーザンブロット法では、2.3kbのシンデカン-2、2.6kbのシンデカン-4mRNAが検出できたが、シンデカン-1mRNAの発現は確認できなかった。2) PDLのALPase活性は培養20日まで経時的に増加し、その後は高レベルを維持した。培養5日目、10日目ではFGERおよびシンデカン-2、-4mRNAが高レベルに発現していたが、20日目、25日目でそれらの発現レベルは低下した。以上の結果から、PDLはシンデカン-2、-4を高レベルに発現していることが判明した。さらにPDLの増殖と分化に関連して、これらの発現レベルが変動することが明らかとなった。したがってシンデカン-2および-4は歯周組織の発生と修復において重要な役割を果たしていると推察される。
コプト黙示録から見たマムルーク朝エジプトにおける非ムスリムの実態

本研究の目的は、マイノリティーの視点から、中世イスラム社会を捉え直すことにある。14世紀半ばエジプトでは、コプトに対する大規模な弾圧により、コプト人口は激減した。また、コプト教会の文芸活動が途絶えた。その中で黙示録は14世紀以降も著されている。申請者は、この黙示録に、コプトが改宗を選択しなかった者の覚悟が現れているのではないかと考えた。2008年5月18日に早稲田大学にて開催された、2008年度歴史学研究会大会の合同部会では、本研究の予備的発表を行った。タイトルは「黙示録から見たイスラム支配下のコプト」で、黙示録に見られる記述から、エジプト社会のアラブ化がコプト教会に与えた影響について考えた。夏休み中は、黙示録資料、の情報整理をした。また、International Coptic Congressの第9回大会(エジプト・カイロ、9月14-20日)に参加し、海外のコプト史研究の専門家らと本研究に関する情報収集・情報交換を行った。10月には歴史学研究会大会の報告文が『歴史学研究増刊号』第846号に掲載された。1月末から2月にかけてロンドン・オックスフォードにて写本調査を行った。新しい黙示録を発見するには至らなかったが、マムルーク朝期の教会史や聖人伝の写本を見ることにより、黙示録を補完するような情報を得ることができた。2009年2月21日にはイスラーム地域研究の研究会にて、「コプト黙示録におけるイスラーム政権像の変遷」と題し、イスラム征服期からマムルーク朝に至るまでの様々な時代に著された黙示録に、その時代の為政者がどのように描写されているかということを発表した。これにより、マムルーク朝期の黙示録記述の意図をより明らかにすることができた。この報告に関しては、2009年度中に研究ノートとしてまとめる予定である。
原子核構造の統一的模型の構築と中性子過剰核への適用

原子核は通常、シェル模型に代表されるように、陽子や中性子が独立に一体ポテンシャル中を運動しているが、4He原子核(alpha粒子)は特別に結合の強い原子核であり、軽い核では4核子相関(alphaクラスター相関)は重要な役割を果たす。しかし単純なクラスター模型では、原子核系において重要な非中心力の効果を取り入れることができない。この研究では、シェル模型とクラスター模型の競合を分析し、原子核系では非常に強いことが知られるスピン・軌道力と呼ばれる非中心力が、alphaクラスター相関を壊し核子の独立運動を促進する役割を果たすことを明らかにした。原子核は通常、シェル模型に代表されるように、陽子や中性子が独立に一体ポテンシャル中を運動しているが、4He原子核(α粒子)は特別に結合の強い原子核であり、軽い核では4核子相関(αクラスター相関)は重要な役割を果たす。これまで我々は、シェル模型とクラスター模型の競合を分析し、原子核系では非常に強いことが知られるスピン・軌道力と呼ばれる非中心力が、αクラスター相関を壊し核子の独立運動を促進する役割を果たすことを議論してきた。昨年度までに、たとえば炭素12原子核をとりあげ、波動関数の中の3つのα粒子を崩す事により、シェル模型の閉殻状態へと変換できる事を示したが、今年度は、閉殻の状態から励起したシェル模型状態の記述を行った。これによって、クラスター模型から出発してシェル模型への移り変わりを記述し、クラスターとシェルの競合を議論できる統一的模型を構築するという当初の予定はほぼ達成できたと考えられる。また、原子核の励起状態に現れるクラスター構造とは、通常はクラスターへの分離敷居値近傍のガス的な状態を指す。しかしながら、いくつかのクラスターが幾何学的な配位を持ったクラスター構造を安定化させることが可能であることを示した。特に、3つ、あるいは4つのαクラスターが直線上にならんだリニア・チェイン構造は、1次元系としては安定であるが、これが折れ曲がる運動に対しては非常に不安定であるとされてきた。この系を安定化させる方法として、中性子を付加し、対象を中性子過剰核へと拡張することが有効である。同時に、高い角運動量を与えることによって、遠心力ポテンシャルによって原子核の大きな変形状態を安定化させることも可能である。今の場合、これら2つのエキゾチックな幾何学構造を安定化するメカニズムは協調的に作用するだけではなく、新しいメカニズムを生み出すことを示した。これらについて精力的に議論し、論文を作成した。原子核は通常、jj-couplingシェル模型に代表されるように、陽子や中性子が独立に一体ポテンシャル中を運動しているが、4He原子核(alpha粒子)は特別に結合の強い原子核であり、軽い核では4核子相関(alphaクラスター相関)は重要な役割を果たす。これまで、シェル模型とクラスター模型の競合を分析し、原子核系では非常に強いことが知られるスピン・軌道力と呼ばれる非中心力が、alphaクラスター相関を壊し核子の独立運動を促進する役割を果たすことを議論してきた。現在までに、波動関数内に、クラスター間の距離R、クラスターの崩れLambdaという2つのパラメータを導入することで、クラスター状態からjj-couplingシェル模型波動関数への転移を記述可能な模型を提案した。これまではこの模型のかなり軽い原子核への適用に限定されてきたが、今年度は、原子核の魔法数が3次元調和振動子のそれからずれるN=28, N=50などに対応した56Niや100Snの基底配位や、そこから核子が励起した状態が、同じ模型で記述可能であることがわかった。これによって、クラスター模型から出発して、シェル模型への移り変わりを議論するという当初の予定はほぼ達成しつつある。また、クラスター・シェルの競合とE0遷移確率の関係を16O、20Neを中心に議論した。さらに、いくつかのクラスターが幾何学的な配位を持った構造を安定化させることが可能である。それには、系を中性子過剰核へと拡張し、さらに系に回転を与えることが有効である。相対論的平均場模型であるCovariant Density FunctionalTheoryを用い、C同位体を例に、これら2つの安定条件、すなわち、高いアイソスピンと高い回転を同時に取り入れた。上で述べた安定化の2つのメカニズムにさらに相乗効果があることがわかった。現在までに、クラスター構造とシェル構造を含めた原子核構造の統一的記述を目指した模型の構築は着実に進展している。この模型が幅広い原子核へと適用可能なことが既に示されている。現在この方法論を示した論文を投稿中であり、レフェリーとのやりとりを行っている段階である。この模型を用いて、現実の実験観測量との比較を行っている。原子核の励起状態におけるクラスター構造の存在の実験的根拠として、最近基底状態からのアイソスカラー単極子遷移確率が注目を集めている。そのため、今の模型を用いて、実験で観測される遷移確率を16Oや20Neなどを例に計算し、シェル状態とクラスター状態の混合が実験値の説明に必要であることを示した。これらの結果についてはいくつかの会議で報告の後、論文を投稿したところである。また、観測量との比較という意味で、今の模型で得られた原子核構造の波動関数を用いて、原子核反応計算を行い、観測される散乱断面積と比較する研究も順調に進行している。この結果については国内学会では報告済であるが、今年度の大きな国際会議において報告する予定である。

しかし単純なクラスター模型では、原子核系において重要な非中心力の効果を取り入れることができない。これまで我々は、シェル模型とクラスター模型の競合を分析し、原子核系では非常に強いことが知られるスピン・軌道力と呼ばれる非中心力が、αクラスター相関を壊し核子の独立運動を促進する役割を果たすことを議論してきた。現在までに、波動関数内に、クラスター間の距離R、クラスターの崩れΛという2つのパラメータを導入することで、クラスター状態から、原子核の標準的な見方であるjj-coupling的なシェル模型波動関数への転移を記述可能な模型を提案し、さまざまな原子核に適用してきた。これまではこの模型のかなり軽い原子核への適用に限定されてきたが、今年度は、原子核の魔法数が3次元調和振動子のそれからずれる陽子・中性子数Z=N=28, Z=N=50などに対応した56Niや100Snの基底配位が、同じ模型で記述可能であることがわかり、論文にまとめた。さらに、有限レンジ3体力を用いたクラスター・シェル競合の記述を開始した。計算に、有限レンジ3体力項を持つTousaki力を用いることで、微視的クラスター模型の長年の課題であった、12Cと16Oのコンシステントな理解も得られ、論文にまとめた。さらに、もうひとつの非中心力であるテンソル力がクラスター・シェル競合に与える影響について考察を始めた。我々は既に、αクラスター模型を拡張し、テンソル力の効果を取り入れることができる模型を提案しているが、従来の模型を上回る、効果的なテンソル力の効果の取り込みが可能となった。原子核は通常、シェル模型に代表されるように、陽子や中性子が独立に一体ポテンシャル中を運動しているが、4He原子核(alpha粒子)は特別に結合の強い原子核であり、軽い核では4核子相関(alphaクラスター相関)は重要な役割を果たす。この研究では、シェル模型とクラスター模型の競合を分析し、原子核系では非常に強いことが知られるスピン・軌道力と呼ばれる非中心力が、alphaクラスター相関を壊し核子の独立運動を促進する役割を果たすことを明らかにした。当初の予定である、クラスター模型とシェル模型の競合を扱える、原子核構造を統一的に記述する模型の発展については、ある程度完成の目処が立った。クラスター模型の波動関数から出発し、スピン・軌道力によるクラスター構造の溶解やシェル構造の出現を議論できるだけではなく、シェル模型の閉殻からひとつ、あるいはふたつの核子が励起した軌道へと転移した配位についても、同じ模型を用いるころで記述可能なことがわかったからである。クラスター構造、シェル模型の閉殻構造、そこからいくつかの核子が励起した配位などが、統一的に記述可能である。現在、この成果についての論文を準備中である。一方、密度汎関数法を用いた原子核のエキゾチックな状態の記述に関しては、いくつかの興味深い成果が得られ、論文発表。投稿などを行うことができた。
アカパンカビの相同的組み換えにかかわる遺伝子のクローニングとその構造解析

アカパンカビのDNA修復欠損株のうち、遺伝学的な解析により組み換え修復に異常があると考えられている株を、プラスミドによる形質転換にともなう組み換え率を測定することで調査したところ、2つの変異株で相同組み換え率が著しくし低下していた。そのうちの一つ、mei-3は多くの変異原に感受性で、減数分裂時に異常があり、また、染色体の異常を起こしやすい。この遺伝子はニューメキシコ大学のグループによりクローニングされたが、ORFの判定を誤っていた。そこで我々はこの遺伝子のcDNAを単離し塩基配列を決定した。その結果、mei-3遺伝子は3つのイントロンを含み、分子量38kDの蛋白質をコードしていた。この配列は酵母のRad51によく似ており、両者の突然変異株の表現型もよく似ていることから、これらは細胞内でよく似た働きをしているものと思われる。もう一つの株mus-25株はMMSに高感受性であるので、これを指標にして遺伝子のクローニングを行った。連鎖群Vllのmet-7からun-10までの領域はすでにコスミドライブラリーによってカバーされているのでこれを用いてmus-25を取り出した。ゲノムおよびcDNAの塩基配列からこの遺伝子のコードする蛋白質は93kDの大きさで、酵母のRad54によく似た配列をもち、特に7つの部位からなるヘリケースドメインはよく保存されていることが明らかになった。mei-3およびmus-25はともに紫外線やMMS処理により転写量の増加がみられた。現在5'上流域の検索をおこなっている。本年度中に行った実験の結果は以下のとおりである。アカパンカビのDNA修復欠損株のうち、相同組み換えに欠陥のある突然変異体のスクリーニングを行ってきた結果、非相同的組み換えにはそれほど影響を与えないが、相同的組み換えがほとんど見られない株を3株同定した。それらはmei-3,mus-20,mus-25変異をもつ株であった。これらの相同組み換えに欠陥のある株の変異原感受性を相補するDNA断片をアカパンカビのゲノムライブラリーから分離する方向で実験を行った。mus-25変異体はメチルメタンスルプォン酸(MMS)に高い感受性を示すので、これを指標にクローニングを試みたが成功しなかった。そこでmus-25遺伝子が第VII連鎖群のmet-7とwc-1の間にあることを利用し、この間のコスミドライブラリーをつかったクロモソームウオ-キングからmus-25遺伝子をクローニングすることを試みた。その結果、ひとつのコスミドがmus-25のMMS感受性を相補した。現在、このDNAをサブクローニングし、制限酵素地図の作成、RFLPマッピング、cDNAおよびゲノムDNAのシークエンスなどをおこなっている。2.mei-3遺伝子のクローニング;mei-3遺伝子はアメリカのChengのグループによりクローニングされた。報告されたDNAシークエンスから予想される遺伝子はこれまでのものと異なっているため、われわれはこの遺伝子について再調査を行っている。3.mus-20遺伝子似ついては現在実験を行っていない。(1)mei-3遺伝子の解析:mei-3遺伝子を大腸菌中で高発現させ、MEI-3タンパク質を精製し、これを抗原としたMEI-3抗体を作成した。ウエスタン解析を行ったところ、MEI-3タンパク質はこれまでの報告とは異なりかなり高分子であった。そこで、アカパンカビのcDNAライブラリーからmei-3のcDNAを単離し、シークエンスしたところmei-3のORFは5'上流に伸びており353のアミノ酸をコードしていることが明らかになった。予想される分子量とウエスタン解析の結果も一致した。MEI-3タンパク質は出芽酵母のRad51タンパク質と70%の相同性を示したが、Rad51とは異なりC末にグルタミン酸の繰り返し配列は存在しない。mei-3のm-RNAは紫外線およびアルキル化試薬による処理で誘導される。

また、子襄中にMEI-3タンパク質の存在することが抗体を使うことで明らかになった。(2)mus-25遺伝子の解析:単離したmus-25遺伝子のゲノムDNAおよびcDNAをシークエンスしたところ834のアミノ酸をコードするORFがひとつ含まれていた。このMUS-25タンパク質は出芽酵母のRad54タンパク質と高い相同性を持つ。特に7つのヘリケースドメインは非常によく保存されていた。この遺伝子もまたmei-3遺伝子と同様に、紫外線やMMSなどの処理により誘導されることが明らかになった。mei-3遺伝子とmus-25遺伝子がともに変異原で誘導されることから、それぞれの遺伝子の上流域には共通のシスエレメントが存在するものと思われるので、欠失実験によりその領域を確認する実験を進めている。
プローブ顕微鏡による細胞間力学的相互作用の時空間揺らぎの研究

細胞に働く力学的相互作用は、細胞システムの構造・機能の安定性に決定的な役割をする。多数の細胞からなる細胞システムに内在する時空間揺らぎを実験的に抽出するためには、個々の細胞の揺らぎを精密に計測し、その物性を理解することが重要である。本年度はは、単一細胞から細胞集団として初期胚の発生過程の細胞物性の時空間挙動の原子間力顕微鏡・イオンコンダクタンス顕微鏡計測を行った。細胞弾性率の時空間挙動を計測した結果、細胞間接触がない細胞孤立系において、細胞弾性率の空間平均と時間平均とが良い一致を示すことを明らかにした(論文投稿準備中)。また、細胞機能の時間変化として特徴的な細胞周期と力学物性との関係を調べた。その結果、同じ細胞周期であっても細胞力学物性には大きなばらつきが存在することが分かった。このことは、個々の細胞の細胞周期変化を追跡することの重要性を示した。さらに、初期発生胚を構成する細胞集団の弾性率の時間発展を細胞単位レベルで追跡することに成功した。細胞弾性率の不均一構造の計測に成功した。そして、その力学構造がアクチン線維構造と密接に関係することを明らかにした(論文投稿準備中)。27年度が最終年度であるため、記入しない。細胞に働く力学的相互作用は,細胞システムの構造・機能の安定性に決定的な役割をする.多数の細胞からなる細胞システムに内在する時空間揺らぎを実験的に抽出するためには,個々の細胞の揺らぎを精密に計測し、その物性を理解することがまず必要である。単一細胞の複素弾性率において、その貯蔵弾性率およびその揺らぎ(偏差)の定量化は可能である。そこで、本研究では、異なる細胞サンプルにおいて見られる揺らぎの計測精度を調べた。細胞サンプルごとに、揺らぎは大きく変化し、同じ細胞種であっても大きく変化することが分かった。一方で、周波数(logf)に対して揺らぎが単調に減少する性質は常に見られた。空間依存性は常に中心位置において揺らぎが大きいことなり、細胞骨格構造に依存しない弾性率と周波数は、細胞サンプルにより大きく変化するが、測定位置に対しては不変であることが分かった。そして、揺らぎの周波数依存成分を抽出することにより、サンプルに依存せずに揺らぎの位置依存性を定量化できることが分かった。以上より、単一細胞の複素弾性率の細胞間揺らぎの普遍性と特異性が明らかになった(論文掲載)。また、細胞間接着がある細胞サンプルを用いた細胞力学特性の揺らぎ計測が可能になった(論文投稿準備中)。走査プローブ顕微鏡技術を用いた単一細胞および多数細胞の時空間揺らぎ計測結果が得られており、現在、それらの成果は論文投稿準備中である。従って、本研究はおおむね順調に進展している。予定通り、正常細胞とがん細胞間力学相互作用の定量計測、および正常細胞とがん細胞間力学相互作用の定量計測を推進する。
生体触媒による脱エステル化反応を用いる新規不斉合成の開発研究

1.各種β-ケトアミノエステルの合成とパン酵母による脱アルコキシカルボニル化反応:グリシン誘導体と4-ベンジルオキシブタナ-ルから誘導して得られたβ-ケトアミノエステル類のパン酵母による反応を行ったところ、ケトンの不斉還元よりもエステルの脱アルコキシカルボニル化反応(加水分解に続く脱炭素反応)が優先するという事実を見出した。すなわち、アミノ基をアセチル、カルボン酸をエチルエステルとした基質において72%の高収率で反応が進行した。原料から見ると本反応はアルデヒドのアミノメチル化反応であり、合成的に有用である。しかし、本反応は基質のα-位にさらに置換基を導入したβ-ケトアミノエステル類においては酵素の基質特異性が働き全く反応が進行しないため、その不斉合成法の開発を断念せざるを得なかった。2.リパーゼを用いる光学活性α,α-二置換α-アミノ酸の合成:2-ペンズアミド-2-ヒドロキシメチル-3-ヒドロキシプロピオン酸メチルエステルのビニル酢酸を用いたリパーゼによる不斉アセチル化反応およびそのジアセチル体のリパーゼによる不斉加水分解反応を検討した結果、前者の反応では収率91.3%,62.2%ee,後者の反応では収率17.6%,4.9%eeと満足のゆく結果は得られなかった。しかしながら上記基質の合成中間体であるオキサゾリン誘導体のリパーゼによる光学分割を検討し、95%ee以上の選択性で収率良く得ることに成功した。生成物の立体配置はL-(2S,3R)-スレオニンから同一化合物に誘導することにより決定した。3.上記リパーゼによる光学分割法によって合成した99%eeの(R)-(-)のアルコールを用いて、近年冬虫夏草から単離された強力な免疫抑制物質であるMycestericin E,Fの不斉全合成に有用な合成中間体である光学活性α,α-二置換α-アミノ酸ユニットを有するアルデヒドを合成することに成功した。
坑井利用探査技術の高分解能化に関する研究

坑井間地震探査データの反射波ならびに散乱波処理による地下反射面構造イメージングに関する研究を行った。1.CDP重合法と錯乱重合法の比較入射波に対して鏡面反射波のみを励起する反射面構造に対しては、鏡面反射波のみを解析対象とするCDP重合法が一般的に行われてきた。一方、錯乱重合法の考え方は、『地層は散乱体の集合であると仮定し(すべての点で入射波は錯乱波を発生すると仮定)、ある点で共通散乱する波を選び出しそれらを重合する』である。したがって鏡面反射波のみを励起する反射面構造に対しては散乱重合法に比べてCDP重合法が有利であるかのように思われる。地熱フィールドにおいて実際に取得されたデータに対して両手法を適用した。その結果、散乱波重合法によって良好と思われる結果を得た。この点に関して数値実験により定量的な考察を行い、散乱重合法の方がCDP重合適用よりS/N比が高い重合記録が得られることを結論づけた。この際に得られた知見は、反射面を正確にイメージングする作業の根本は散乱点を正確にイメージングする作業と考えることができる、という点である。2.分解能に関する考察坑井間地震探査データに対するCDP重合方および散乱重合法によって形成される分解能を詳細に検討した結果、以下の知見を得た。(1)分解能の考え方は、等走時面同士が打ち消し合いを行い、そのうち消し効果の善し悪しで『視覚的な』像が表現される事に基づく。このような分解能の概念は工学的に見れば、非常にあいまいな概念である。(2)重合処理によって形成される分解能の支配要因として、NMO補正におけるストレッチ効果と発振・受振点の幾何的配置とに着目してそれぞれの影響の評価を行い、最適な発振・受振点の幾何的配置の定性的知見を得た。地下構造、地熱鉱床の坑井を利用した高精度探査技術に関し、地震探査法データおよび高温岩体地域の水圧入試験データを対象に研究を行った。1.地震探査法で最も基本となる地震探査データの信号と雑音の分離に関して、Tau-P領域での分離手法について検討を行った。はじめに通常用いられるF-K領域でのフィルタリングを、室内模型実験データ、並びに実際の陸上、海上における野外データに適用し、次いでTau-P領域での分離手法の適用を試み、従来の手法との比較から、その有効性について評価、検討を行った。その結果、Tau-P領域では、コヒーレントなイベントが独立に強調され、F-K領域より信号と雑音との分離が容易で、特に海上のデータには大変効果のある分離手法であることが判明した。問題点としては、エリアジングや波形変化が起こりやすいため、安定条件式に十分留意して処理する必要があり、今後の研究の展開としては、Tau-P領域とF-K領域を併用した分離手法技術が考えられる。これによリF-Kフィルタリング及び双曲線速度フィルクリングより簡単に、且つエリアジングの影響を避け、波形情報を損なうことなくS/N比の向上が可能となるものと考えられる。2.地熱高温岩体地域において水圧入実験に伴う蒸気、熱水生産データをもとに、貯留層内での熱流体の流動、抽熱量の評価を目的とし、熱流体解析ソフトTOUGH2を使用して、高温岩帯地域(山形県大蔵村肘折)の貯留層モデルのシミュレーションを行った。今年度対象としたモデルは、層全体を1つの多孔質媒体と仮定した場合と浸透率や孔隙率の異なるフラクチヤー部とマトリックス部に分けるMINCモデルについても取り扱い、それぞれの評価、検討を行った。その結果、対象とした杭井におけるPTS検層による計測温度とシミュレーションによるフラクチャー部の温度がよく一致し、この地域の貯留層のモデル化の妥当性と各種パラメータの妥当性が検証できた。本年度では生産井における坑底温度のみを対象としたが、今後は圧入・生産ブロックに円筒座標系のモデルを組み込むことにより、坑底圧力データとの比較も行うことが可能になるものと考えられ、より高精度の物性値が求められることになるであろう。

このような分解能の概念は工学的に見れば、非常にあいまいな概念である。(2)重合処理によって形成される分解能の支配要因として、NMO補正におけるストレッチ効果と発振・受振点の幾何的配置とに着目してそれぞれの影響の評価を行い、最適な発振・受振点の幾何的配置の定性的知見を得た。
植物の葉状器官形成におけるAS1,AS2遺伝子の機能解明

植物の重要な器官の一つである葉の発生・分化の制御機構を解明することは、植物の形づくりとその多様化の仕組みを理解する上で極めて重要である。葉は主軸であるapical-basal軸に対して新たに形成される側生器官であり、基部先端部軸、向背軸、中央側方軸の3つの軸にそって成長する。葉はこのような3つの軸にそった細胞分裂の結果、扁平で、中肋を中心としたおおよそ左右相称な側生器官として形成される。シロイヌナズナのAS1、AS2遺伝子は、幹細胞の未分化状態の維持にかかわっていると考えられるclass 1KNOX遺伝子の発現抑制を通して、葉の分化状態を維持し、左右相称的な葉の形造りに関与している。AS1、AS2遺伝子の変異体では、本来、茎頂メリステムにおいて幹細胞の未分化な状態を維持していると考えられているclass 1KNOX遺伝子であるBP, KNAT2,KNAT6が葉で異所的発現しており、葉の3つの軸方向の成長と分化に多面的な異常を示しているが、これらの異常がclass 1KNOX遺伝子群の異所的発現の結果であるかを調べるために多重変異体を作成した。bp knat2 knat6 as1とbp knat2 knat6 as2の2つの四重変異体の表現型の解析から、3つの軸方向のうち、少なくとも、基部先端部軸方向の成長において、AS1、AS2によるclass 1KNOX遺伝子詳の発現抑制が重要であることがわかった。また、葉の中央側方軸にそった成長には、class 1 KNOXは関与していないと考えられた。次に、AS1とAS2と遺伝的に関連している因子を同定するために、as1とas2変異をそれぞれ亢進する変異体を単離した。そのうちの一つは、RDR6(RNA-dependent RNA polymerase RDR6)の変異であった。また、クロマチンの構造変換に関与する遺伝子が複数同定された。AS1, AS2遺伝子は、葉の表側の側方方向の成長の微調整をし、クロマチン構造関連遺伝子と関わりながら、葉の向背軸性の確立にも機能していると考えられた。葉は発芽後地上部の幹細胞である茎頂メリステムから発生分化する。また、葉は、主軸に対して新たに形成される側生器官であり、基部先端部軸、向背軸、中央側方軸にそって成長し、左右相称的で扁平な形になる。ASYMMETRIC LEAVES1(AS1)とASYMMETRIC LEAVES2(AS2)は、茎頂メリステムで特異的に発現しているclass1 knoxホメオボックス遺伝子(BP,KNAT2,KNAT6)の発現を抑制し、葉の発生分化の初期過程で、葉原基細胞を分化状態に維持する機能をもつ。本年度は、AS1とAS2がどのように共同して機能しているかを調べるために、第一に、詳細な発現パターンの解析を行った。AS1、AS2は、共に葉原基形成の初期過程で発現し、葉原基形成が進むとAS1は葉原基の内側の領域で、AS2は葉原基の全体で弱く発現していた。またAS2は葉原基の向軸側でわずかに強い発現が認められた。第二に、AS1,AS2タンパク質の細胞内局在を解析するために、それぞれ蛍光タンパク質と融合し、蛍光シグナルを解析したところ、核内の特定の領域に局在することがわかった。また、as1,as2変異体においては、葉が向軸側にカールしているのに対して、AS2の過剰発現体では葉の向軸側の細胞数が減少し、葉が背軸側にカールしたことからAS1とAS2は扁平な葉の形成にも関わっている可能性があると考えられた。以上の結果からAS1とAS2は、茎頂メリステムから本葉が分化する葉原基の細胞で、核内において複数の遺伝子の発現制御に関与し、葉の細胞の分化状態を保ちつつ、3つの軸に沿った葉の成長過程で細胞増殖の微調整をしていると考えられた。これまでの解析から、AS1とAS2が同じ経路で共同して機能していると考えられるが、細胞内で同じ反応機構に関わっているかどうかは、まだ、現在のところ結論できてはいない。bp knat2 knat

6 as1とbp knat2 knat6 as2の2つの四重変異体の表現型の解析から、3つの軸方向のうち、少なくとも、基部先端部軸方向の成長において、AS1、AS2によるclass 1KNOX遺伝子詳の発現抑制が重要であることがわかった。また、葉の中央側方軸にそった成長には、class 1 KNOXは関与していないと考えられた。次に、AS1とAS2と遺伝的に関連している因子を同定するために、as1とas2変異をそれぞれ亢進する変異体を単離した。そのうちの一つは、RDR6(RNA-dependent RNA polymerase RDR6)の変異であった。また、クロマチンの構造変換に関与する遺伝子が複数同定された。AS1, AS2遺伝子は、葉の表側の側方方向の成長の微調整をし、クロマチン構造関連遺伝子と関わりながら、葉の向背軸性の確立にも機能していると考えられた。
カオスニューラルネットワークを用いた類似画像検索に関する研究

カオスニューラルネットワークの持つ動的な想起能力と連想記憶モデルの持つノイズやデータの欠損に対するロバスト性に着目し、これらの性質を利用した大まかなスケッチの入力やサンプル画像からの類似画像検索を実現することを目的として研究を行った。また、自己組織化特徴マップに不応性の項を導入することで、入力データに類似した複数のデータに対応するニューロンが発火できるようなモデルを提案し、それを用いた類似画像検索を実現した。これらのモデルにおいて、色情報や形状情報などの画像の特徴量からだけでなく、印象語やキーワードによる検索と組み合わせた検索が実現できることを確認した。印象語やキーワードによる検索と組み合わせることで、よりユーザの要求にあった画像の検索を実現できるようになることを確認した。また、一部の特徴量のみを用いた検索も行えることを確認した。さらに、今年度の研究では、検索対象として、風景画像だけでなく、白黒のイラスト、カラーイラストなどを対象とした実験も行い、いずれの場合にも類似画像検索が実現できることを確認した。現時点では、検索対象とする画像の種類によって用いる画像の特徴量が異なるため、様々な種類の画像を1つのシステムとして扱うことはできていない。これらを1つのシステムとして扱うためには、キーとして入力されたデータから適切な特徴量をシステム内で判断し、それらを用いて検索が行えるような仕組みを考えていく必要があると考えられる。風景画像のような画像を対象とした検索では色情報のみからでもある程度検索を行えるが、特定のオブジェクトと含む画像を検索するような場合にはオブジェクトの形状情報を考慮して検索が行えることが望ましいと考えられる。今年度の研究では形状情報を利用した画像検索システムを作成し、色情報の場合と同様に類似画像検索が行えることを確認した。また、検索システムとして利用できるようなユーザインターフェースの作成も行った。形状情報としては、オブジェクトの外接円から輪郭までの距離の情報を用いている。今後は、より柔軟な検索を実現するために、色情報と形状情報を組み合わせた検索を検討していく。また、本システムではカオスニューラルネットワークを用いて類似画像検索を実現しているが、カオスニューロンのパラメータによりカオスニューラルネットワークの動作は大きく異なると考えられる。今年度は、カオスニューロンのパラメータと検索能力に関する検討を行った。その結果、本システムの検索能力は、従来のカオスニューラルネットワークと同様に不応性のパラメータ(減数定数、スケーリングファクタ)の値によって大きく変化することが確認できた。また、本システムでは、画像をシステム内では分散表現パターンに変換して蓄積しているが、その分散表現パターンのサイズが変化しても検索能力には大きな影響を与えないことが確認された。しかし、分散表現パターンのサイズが極端に大きい場合や小さい場合にはニューラルネットワークの学習に時間がかかってしまうため、学習にかかる時間などを考慮して分散表現パターンのサイズを決める必要があると考えられる。本年度は,複数の特徴量を用いた類似画像検索に関する検討を行った.昨年度は,色情報をキーとして検索を行うシステムと画像中に含まれるオブジェクトの形状情報(オブジェクトの外接円から距離)をキーとして検索を行うシステムを構築したが,今年度はこれらを組み合わせ,色情報と形状情報を組み合わせて入力とした場合について検討を行った.色情報のみ,形状情報のみをキーとした場合には,昨年度作成した複数勝者自己組織化ニューラルネットワークとカオスニューラルネットワークを用いた類似画像検索システムで類似画像の検索が行えるが,色情報と形状情報を組み合わせて検索を行った場合には,必ずしも望ましい検索が行われないことがあることが分かった.これは,システム内で画像間の類似度を反映している分散表現パターンをモジュールごとに作成していることに原因があると考えられる.すべての画像間の類似度を正しくシステムに反映させるためには,分散表現パターンをモジュールごとに生成するのではなく,システム全体で一度に生成することが望ましいが,分散表現パターンの生成に用いている複数勝者自己組織化ニューラルネットワークでは,記憶させる画像の数が多くなると複数の画像に対して同じ分散表現パターンが生成されてしまうという問題があり,実現は難しい.そこで,複数勝者自己組織化ニューラルネットワークの代わりに自己組織化特徴マップを用いて分散表現パターンを生成するモデルを構築した.このモデルでは,色情報のみ,形状情報のみをキーとした場合だけでなく,色情報と形状情報の両方をキーとして用いた場合にも類似画像検索が行えることを確認した.カオスニューラルネットワークの持つ動的な想起能力と連想記憶モデルの持つノイズやデータの欠損に対するロバスト性に着目し、これらの性質を利用した大まかなスケッチの入力やサンプル画像からの類似画像検索を実現することを目的として研究を行った。
細胞表層の改良によるレアメタル選択的吸着・回収能をもつ資源リサイクル細胞の創製

本研究では、細胞表層を金属吸着の場とし、「細胞表層工学」によりレアメタル選択的吸着能をもつペプチドやタンバク質を細胞表層にディスプレイすることで、レアメタル選択的吸着・回収能をもつ資源リサイクル酵母の創製を目的とし、レアメタルの中でも近年、国際価格が高騰しているモリブデンをターゲットとした。レアメタル選択的吸着・回収能をもつ資源リサイクル細胞を創製するにあたり、最初にこれまでにレアメタル選択的吸着能をもつことが知られているタンバク質の細胞表層提示を行った。微量金属の中には、生体中で補因子として様々な酵素反応の進行に欠くことのできない必須微量金属が存在する。微量金属を含む金属タンバク質は金属を特異的に認識して取り込むことによって正常な機能を発揮しており、このような金属タンバク質のもつ金属認識・結合能力をうまく利用する。実際に、2004-05年で価格が10倍に高騰しているモリブデンも必須微量金属の1つであり、ヒトや植物をはじめとして、生体中にはモリブデンを補因子として機能するモリブデン酵素の存在が知られている。本年度においては、DNAポリメラーゼを用いたPCRにより、大腸菌由来のモリブデン酵素、ModEのモリブデン結合ドメインをコードする塩基配列を取得し、DNAリガーゼを用いて細胞表層提示を行うためのカセットベクターに組み込み、融合遺伝子の構築に成功した。構築した融合遺伝子により、モリブデン結合ドメインのN未端にα-ファクターの分泌シグナルを、C未端には酵母の細胞表層においてアンカリングドメインとして機能するα-アグルチニンのC未端側320アミノ酸を融合した状態で発現させ、蛍光抗体を用いた染色によって、モリブデン結合ドメインが細胞表層上へ集積していることを確認することができた。このようにして創製した新規酵母を用いて、水圏中のモリブデンを効率よく吸着させることに成功した。
スーパー抗原反応における抗原提示細胞としての表皮細胞の役割

細菌性スーパー抗原であるstaphylococial enterotoxinB(SEB),exfoliative foxin(ExT)に対するT細胞増殖反応において,表皮ランゲルハンス細胞および主要組織適合抗原複合体classII分子陽性ケラチノサイトの両者とも有効な抗原提示細胞となり得た。ランゲルハンス細胞を中波長紫外線(UVB)で照射後、T細胞とSEBの培養液に加えたところ,その抗原提示能は,他のハプテン蛋白抗原提示能に比し,UVB抵抗性であった。このことはランゲルハンス細胞の抗原提示能が従来言われているようにUVB感受性であることは,スーパー抗原提示に関しては当てはまらないことを示唆した。低量中量のUVB照射に対してランゲルハンス細胞のスーパー抗原提示能は抵抗性であったが,高量のUVB照射により同細胞のスーパー抗原提示能は約50%減少した。この減少レベルは化学的固定処理の場合と同等であり,ランゲルハンス細胞上の接着分子が損われることに起因すると考えられた。