hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小児の肥満およびインスリン非依存型糖尿病におけるインスリン作用に関する研究

糖尿病に対する新しい経口治療薬の可能性を探るために、タングステン化合物がラット遊離脂肪細胞でブドウ糖輸送を促進させるかどうかをまた促進させるならどんな特性があるのかを調べた。WCl_6には有意な促進作用を認めず、1030mMのNa_2WO_4に有意な促進作用を認めた。20mM Na_2WO_4の作用はインスリン最大効果の30%くらいであった。20mM Na_2WO_4とインスリンの2者を同時添加してもその効果はインスリン単身の効果と同レベルであり、相加性を示さなかった。この作用がATP依存性か否かを見るためにKCN処理してATPを枯渇させた細胞で試してみると、インスリンの効果も20mM Na_2WO_4の効果も認められなかった。すなわちこれらの作用はATP依存性であった。以上のことより、Na_2WO_4の作用はインスリン作用と同様の機序で発現しているのだろうと推察できた。Na_2WO_4の作用をもっと低濃度で発現させえないものかと考え、H_2O_2を添加して過酸化物(pW)に変えてみたところ、低濃度で強力な作用を示すようになった。Na_2WO_4もH_2O_2もほとんどインスリン様作用を持たない1mMという濃度で実験すると、相乗効果(おそらくpWの作用と思われる)が認められ、その効果(1mM pWの効果)はインスリン最大効果の76%くらいであった。1mM pWの効果とは相加的でなく、また両者の効果ともATP依存性であった。以上のことより、pWの作用もやはりインスリン作用と同様の機序で発現しているのだろうと考えられた。このように新しいインスリン様作用物質を見出すことができたが、これらの物質を糖尿病動物に投与してみて血糖を低下させることができるのかどうかを調べることが、今後の課題である。
集団ダイナミクスと液体構造解析によるタンパク質水和水の液体-液体相転移の研究

構造とダイナミクスの両方の情報が得られるX線・中性子散乱の利点を活かして、水和タンパク質、水和ポリペプチドについて、298 Kから180 Kまでの水和構造と集団ダイナミクスを明らかにした。さらに、細孔内に閉じ込めた水やイオン液体が作るナノドメイン領域に溶解しているタンパク質・アミノ酸の水和状態について調べた。タンパク質のダイナミクスと水の構造との関連を明らかにし、生体分子の機能発現における水の役割について考察した。室温から180Kまでにおいて水和タンパク質の熱的挙動ならびに水和構造を調べた。タンパク質粉末(リゾチーム、ウシ血清アルブミン、β-ラクトグロブリン、ミオグロビン)およびポリペプチド粉末(ポリグリシン、ポリアラニン、ポリリシン)に水を吸着した試料を調製した。電解質飽和水溶液の飽和蒸気圧下に乾燥タンパク質粉末を放置する方法と乾燥タンパク質粉末に水を滴下し、密封状態で保持する方法の二種類の方法で水吸着試料を調製した。水和タンパク質の水和率(乾燥タンパク質1gに対する水のg数)は0から0.8に調整した。これら水和タンパク質試料について、室温から180Kまでの示差走査熱量測定を行った。水和率が0.4以下では凍結水に起因するピークは見られなかった。一方、0.4を超える水和率の試料では、0.4を超える分の水和水が凍結することがわかった。タンパク質分子を一層分の水分子が過不足なく覆う水和率はタンパク質の種類によらず約0.4であり、以上の結果からタンパク質の第一層水和水は不凍水であることが明らかになった。次に、水和率が約0.4の水和タンパク質粉末のX線回折を行った。福岡大学に既設のイメージングプレート型迅速溶液X線回折装置を用いた。水和タンパク質では、乾燥状態では観られない3Å付近、5Å付近、7.8Å付近のピークが現れた。これらは水和水の構造を反映しており、それぞれ水の第1、第2および第3配位圏にある水分子に相当していると考えられる。温度が低下すると、5Å付近のピークは大きくなり、7.8Å付近のピークはやや短距離側に移動した。このことはタンパク質水和水のネットワーク構造が低温で強化されることを示唆している。一方、平成26年度以降の計画であった、不凍タンパク質の集団ダイナミクスの研究を行った。220K付近の温度を境に集団ダイナミクスの変化が示唆された。タンパク質水和水の構造とダイナミクスを調べるために水を吸着したタンパク質粉末についてX線回折ならびにX線非弾性散乱を測定した。両者とも測定温度範囲は298Kから180Kで、水の液液臨界点が位置していると思われる230K前後での変化に注目した。(1)福岡大学既設のイメージングプレートX線回折装置を用いて、0から1までの水和率の範囲で、水和したリボヌクレアーゼ、不凍タンパク質粉末の回折を測定した。乾燥状態の試料の散乱も測定し、水和状態の試料の散乱から差し引くことにより水和水の動径分布関数を求めた。前年度に測定した牛血清アルブミン、ラクトグロブリンらの結果と合せてタンパク質水和水の構造の温度依存性について考察した。結晶構造解析による温度因子が小さいタンパク質では水和構造の温度依存性が小さく、一方、温度因子の大きなタンパク質では水和構造が温度により大きく変化した。タンパク質の構造の揺らぎやすさと水和構造の温度依存性の相関が確認された。(2)SPring-8に設置されている高分解能X線非弾性散乱ビームラインBL35XUを用いて、不凍タンパク質、ポリペプチド(ポリリシン、ポリグリシン)のX線非弾性散乱測定を実施し、水和タンパク質の集団ダイナミクスを明らかにした。水和状態と乾燥状態ではタンパク質のダイナミクスに大きな変化が見られた。また、ポリペプチドの結果から、ペプチドの側鎖ならびに二次構造の違いにより水和水のダイナミクスが異なることが示された。不凍タンパク質では220K前後に集団ダイナミクスの動的転移が見られた。ポリグリシンなどポリペプチドではそのような傾向は見られず、タンパク質の機能との水和水のダイナミクスの間の相関が示唆された。(1)様々な水和率において水を吸着させたリボヌレアーゼAについて、タンパク質水和水の構造を示差走査熱量(DSC)測定およびX線回折により室温から180 Kまでの温度範囲で調べた。タンパク質の第1層の水は不凍水であり、第2層以降の水は過冷却状態にあることが明らかになった。さらに、室温から240 Kまでは温度低下によりこれら水和水の正四面体類似構造が強化されることが明らかになった。(2)水を吸着させたリゾチームの中性子回折データについて解析を行った。解析方法の検証として、重水ならびに電解質重水溶液の測定結果に対して非弾性散乱補正ならびに逆フーリエ変換を行った。その結果、妥当な構造関数が得られることが明らかになった。しかし、水和タンパク質試料では軽水素原子による非弾性散乱効果が大きく、リゾチーム水和水の構造決定までには至らなかった。(3)メソポーラスシリカにグリシンなどアミノ酸水溶液を閉じ込め、室温から180 K付近までの温度範囲で、DSC測定ならびにX線回折測定行った。グリシン分子は細孔壁付近に位置しているのに対して、アルギニン分子は細孔壁から離れて溶存していることが示された。細孔内での両者の水和構造の違いについて考察した。

(4)水構造に摂動を与える共溶媒としてアルキルアンモニウム系イオン液体を用いて、タンパク質の構造安定性に及ぼす影響について、主にX線小角散乱を用いて調べた。イオン液体の添加により、へリックス構造は強化されるが、完全なフォールディング状態にはならず、タンパク質の構造と溶媒中のナノドメイン構造との関連が示唆された。構造とダイナミクスの両方の情報が得られるX線・中性子散乱の利点を活かして、水和タンパク質、水和ポリペプチドについて、298 Kから180 Kまでの水和構造と集団ダイナミクスを明らかにした。さらに、細孔内に閉じ込めた水やイオン液体が作るナノドメイン領域に溶解しているタンパク質・アミノ酸の水和状態について調べた。タンパク質のダイナミクスと水の構造との関連を明らかにし、生体分子の機能発現における水の役割について考察した。J-PARC MLF施設に設置されている全散乱分光器(NOVA)を用いてリゾチーム水和水の中性子回折による液体構造解析を実施する予定であったが、施設のトラブルのため、十分な測定時間の確保ができなかった。装置グループと相談の上、試料環境を改善し、今年度の再測定を計画している。溶液化学J-PARC MLF施設に設置されている全散乱分光器(NOVA)を用いてリゾチーム水和水の中性子回折による液体構造解析を実施する。室温から180Kまでの温度範囲でタンパク質の水和構造を明らかにする。NOVA分光器は軽水素を含んだ液体の中性子回折測定に最適に設計されている分光器である。同位体により中性子散乱長が異なり、試料を同位体置換することにより、特定の原子の周囲の構造を取り出すことが可能である。本研究では、重水ならびに軽水をタンパク質に水和させ、水和水分子とタンパク質の間の水素結合の情報を選択的に得る。水の液液臨界点が生じると予想されている温度前後での水和構造の変化を調べる。パルス中性子を利用した全散乱測定では、水素原子の非弾性散乱効果により、構造関数を求めるには補正が必要である。装置グループと協力し、水素を多量に含んだ系の測定法ならびに解析方法を確立する、また、高圧下にある水は氷点以下でも氷形成は生じないため、過冷却条件下でも液体水の研究が可能である。ダイヤモンドアンビル装置を用い、ペプチド・タンパク質溶液を加圧し、高圧下での生体分子の水和構造や水の構造を室温から180Kまでの温度範囲で明らかにする。平成25年度に生じたJ-PARCハドロン実験施設における放射性物質漏えい事故の影響により中性子散乱のビームタイムが確保できなかった。平成26年度にJ-PARCに設置されているNOVA分光器を使用して中性子散乱を実施する予定である。一方、平成26年度以降の計画であった、不凍タンパク質の集団ダイナミクスの研究を前倒しで行った。J-PARC MLF施設にて、全散乱分光器(NOVA)を用いてリゾチーム水和水の中性子回折による液体構造解析を実施する予定であったが、施設のトラブルのため、十分な測定時間の確定ができなかった。また、新しく製作したクライオスタットのバックグラウンドを軽減することができなかったため、リゾチーム水和水の構造解析が完了しなかった。J-PARCに設置されているNOVA分光器を用いて、水和タンパク質の中性子回折測定を行う。NOVAは軽水素を含んだ液体の中性子回折測定に最適に設計された分光器である。
1960年代の英国における都市労働者の余暇に関する社会史研究

平成10年度には、(1)当該二次文献の収集整理とその予備的考察を終え、(2)第二次大戦後の英国社会史研究の専門家にレビューを受け、(3)追加一次史料の収集、の3点を終えることができた。現在は、これまで収集した史料の整理と分析を進めており、その結果は近日報告書の形でまとめる予定である。二次文献の整理からは、1960年代の英国は「大衆消費社会」や「寛容な社会」と呼ばれ、それまでの社会との断絶を画した時代との議論がさまざまなかたちで主張されているが、それらはいずれも断片的な諸事実にもとづいて主張されている。たとえば、テレビや自家用車の保有は1960年代に入ってたしかに大幅に伸びているが、そうした消費主義的なライフスタイルが伝統的な余暇における人びとの人的結合にどのような変化を与えたのかはかならずしも詳細に検討されていない。ただし、60年代の余暇関連の全体的な動向については把握することができた。研究経過のレビューについては、T・メイソン教授(ドモントフォート大学)とN・Tiratsoo博士(LSE/ルートン大学)から受けることができた。人びとのレジャー生活の変容については、消費財の保有量の変化や若者文化の台頭などの目立った現象の背後に、持続している生活パターンを跡付けることの必要との示唆を受けた。さらには、60年代における英国のはば広い政治的・経済的変容に関しても有益な指摘を受けた。今後は、できる限り早い時期に、口頭発表を行ない、論文にまとめて発表する予定である。平成9年度の研究計画の柱は、(1)当該二次文献の収集整理とその予備的考察、(2)当該一次資料の収集・整理とその分析、の2点にあった。(1)については、1960年代の英国社会について、レジャー動向も含め幅広く論じた二次文献を多数収集することができた。現在はその整理もほぼ終了し、その予備的考察をまとめつつあるところである。予備考察のまとめが予定より遅れているのは、二次文献を書店に発注してから入荷するまでの時間が予想以上に長くかかったことによっているが、まもなく研究ノートとしてまとめるべく作業は進んでいる。1960年代の英国は「大衆消費社会」や「寛容な社会」と呼ばれ、それまでの社会との断絶を画した時代との議論がさまざまな文献で主張されているが、はたしてそのような断絶が人びとのレジャー生活においてもみられるのかーこれが本研究の一次文献分析の際の主要論点のひとつとなろう。(2)については、(1)の作業と並行して進めてきた。各種社会調査や調査報告書などの各種一次史料の収集を行なうことができたが、なお、当時の新聞・雑誌類のレジャー関連記事の収集は完全に終わっていない。この点については平成10年度6月までに終了させ、その中間報告書をまとめることとしたい。
効果的な間欠的低酸素及び高酸素吸入プログラムに関する研究

男子学生8名を対象とし、安静時における低酸素4分+高酸素2分を10回(計60分)繰り返す交互吸入前後のホルモン分泌応答、吸入中の自律神経活動水準および近赤外線分光法を用いた特定部位の酸素動態を明らかにすることを目的とした。低酸素吸入中はSpO2が7580%になるように酸素濃度を調節した。全対象者の全ての低酸素吸入時の酸素濃度は平均9.93 (±1.14)%、全ての高酸素吸入時の酸素濃度は32.72 (±0.32) %であり、低酸素4分+高酸素2分を10回(計60分)繰り返した結果、以下の知見が得られた。(1)交互吸入において、成長ホルモンは吸入前よりも吸入直後、吸入後30分よりも吸入直後の方が有意(p<0.050.01)に高い値を示し、交互吸入により成長ホルモン分泌が促進することが明らかになった。(2)交互吸入時において、エリスロポエチンは、脚部total-Hbとの間に有意な負の相関関係(p<0.05)が認められた。つまり、脚部total-Hbが低くなればなるほどエリスロポエチンの濃度が高くなることが考えられた。以上のことから、低酸素・高酸素の交互吸入における身体への影響としては、吸入後の成長ホルモン分泌増加および生体内の酸素化Hbの減少が刺激となってエリスロポエチン分泌の応答を促進する可能性が示唆された。本研究では低酸素吸入刺激として、低酸素吸入中のSpO2が7580%になるように酸素濃度を調節したことから、本研究で得られた効果は、SpO2の水準が身体に与える刺激としてふさわしいレベルと低酸素と高酸素の組み合わせであった可能性が考えられた。男子学生8名を対象とし、安静時における低酸素4分+高酸素2分を10回(計60分)繰り返す交互吸入の前後のホルモン分泌、吸入中の自律神経活動水準および近赤外線分光法を用いた特定部位の酸素動態を明ことを目的とした。全対象者の全ての低酸素吸入時の酸素濃度は平均9.93 (±1.14)%、全高酸素吸入時の酸素濃度は32.72 (±0.32) %であった。その結果、以下の知見が得られた。(1)交互吸入において、成長ホルモンは吸入前よりも吸入直後、吸入後30分よりも吸入直後の方が有意(p<0.05)に高い値を示し、交互吸入により成長ホルモン分泌が促進することが明らかになった。以上のことから、低酸素・高酸素の交互吸入における身体への影響としては、吸入後のGH分泌増加、生体内の酸素化Hbが減少すると、それが刺激となってエリスロポエチン分泌応答を促進することが明らかになった。これらは、60分間の低酸素連続吸入時には見られなかったことから、本研究では低酸素吸入刺激としての低酸素の濃度を規定せずに、パルスオキシメータを用いて、低酸素吸入中のSpO2が7580%になるように酸素濃度を調節した。本研究で得られた様々な効果は、SpO2の水準が身体に与える刺激としてふさわしいレベルと低酸素と高酸素の組み合わせであった可能性が考えられる。本研究で設定した低酸素・高酸素の交互吸入における身体への影響として、吸入後のGH分泌増加、生体内の酸素化Hbが減少すると、それが刺激となってエリスロポエチン分泌応答を促進することが明らかになったことから、本研究で得られた様々な効果は、SpO2の水準が身体に与える刺激としてふさわしいレベルと低酸素と高酸素の組み合わせであった可能性が考えられ、順調に進展いるということができる。これまで低酸素を用いた研究が数多くなされており、諸外国では、簡易なツールを用いて安静時に低酸素を吸入させ、高地順化や運動能力を高める試みがより積極的になされている。一方、高地トレーニング中に何度も高酸素吸入を行っても酸化ストレスの亢進は観察されずむしろ高酸素吸入を推奨していることや、高酸素吸入が心拍数、血圧やある種のホルモンの血中濃度を変化させ、脳内で自律神経の調節に関わる領域に何らかの作用を及ぼしていることなどが報告されており、これらのことから、低酸素刺激だけでなく高酸素吸入を交互に組み合わせた間欠的酸素吸入(インターバル)を行うことによってさらにトレーニング効果が高められる可能性が推察される。安静時の低酸素+高酸素の交互の反復吸入が持久能力へ与える有用性を証明することができれば、高酸素を加えた新しいかたちの低酸素トレーニング法を提示することができる。この考えに基づいて、一昨年度の本研究から得られた低酸素と高酸素の交互の繰り返し吸入プログラムを本年度は用いて4週間(3回/1週間)継続して行うトレーニング実験(対照群有)を通して、低酸素と高酸素の口語吸入が血液性状及び持久能力等へ与える効果について検討する予定であった。

しかしながら、昨年4月に所属先を異動したことに伴い、実験環境の整備、対象者の確保等がままならず、さらに一変した新しい環境の中での教育・研究活動などに大半の時間が割かれてしまったため、昨年の研究計画を遂行する実験環境の整備が進まない状態のままであったために昨年度予定した研究を遂行することができなかった。所属先を異動したことに伴い、実験環境の整備、対象者の確保等に手間取ったため研究を遂行できなかった。男子学生8名を対象とし、安静時における低酸素4分+高酸素2分を10回(計60分)繰り返す交互吸入前後のホルモン分泌応答、吸入中の自律神経活動水準および近赤外線分光法を用いた特定部位の酸素動態を明らかにすることを目的とした。低酸素吸入中はSpO2が7580%になるように酸素濃度を調節した。全対象者の全ての低酸素吸入時の酸素濃度は平均9.93 (±1.14)%、全ての高酸素吸入時の酸素濃度は32.72 (±0.32) %であり、低酸素4分+高酸素2分を10回(計60分)繰り返した結果、以下の知見が得られた。(1)交互吸入において、成長ホルモンは吸入前よりも吸入直後、吸入後30分よりも吸入直後の方が有意(p<0.050.01)に高い値を示し、交互吸入により成長ホルモン分泌が促進することが明らかになった。(2)交互吸入時において、エリスロポエチンは、脚部total-Hbとの間に有意な負の相関関係(p<0.05)が認められた。つまり、脚部total-Hbが低くなればなるほどエリスロポエチンの濃度が高くなることが考えられた。以上のことから、低酸素・高酸素の交互吸入における身体への影響としては、吸入後の成長ホルモン分泌増加および生体内の酸素化Hbの減少が刺激となってエリスロポエチン分泌の応答を促進する可能性が示唆された。本研究では低酸素吸入刺激として、低酸素吸入中のSpO2が7580%になるように酸素濃度を調節したことから、本研究で得られた効果は、SpO2の水準が身体に与える刺激としてふさわしいレベルと低酸素と高酸素の組み合わせであった可能性が考えられた。本年度に求めた低酸素と高酸素の交互の繰り返し吸入を4週間継続して行うトレーニング実験(対照群有)を通して、血液性状及び持久能力等への効果について検討する。本年度は、昨年度実施予定であった低酸素と高酸素の交互の繰り返し吸入のプログラムを4週間継続して行うトレーニング実験(対照群有)によって、血液性状及び持久能力等への効果を明らかにする実験を行う予定である。のための環境整備、対象者の確保などについては周囲の協力を得ながら遂行できるように最大限の努力をしたい。所属先を異動したことに伴い、実験環境の整備、対象者の確保等に手間取ったため研究を遂行することができず一切の支出がなかったため。
ビラジカル構造を持つDNA切断試剤の開発

1-ピレニルボロン酸がDNAにインターカレートし,可視光照射下でラジカル機構でDNAの一本鎖を切断することをすでに見いだしている。そこで,エンジイン型抗がん抗生物質エスベラミシンの作用メカニズムと同様のビラジカル構造を可視光照射で生成すると期待される芳香族ジボロン酸の分子設計を行った。1-ピレニルボロン酸が可視光照射下でラジカル機構でDNAの一本鎖を切断することをすでに見いだしていることから,まずジボロン酸修飾ピレンの分子設計を行った。効率良くビラジカルを発生させるために対称的な位置にボロン酸を導入することを念頭におき,1位および6位にボロン酸を導入することにし、合成を行った。1,6-ピレニルボロン酸は,supercoilcddoublestrandcircularDNAplamidC0lEl(colDNA)に1-ピレニルボロン酸より強く結合した(Scatchardplotより求めた結合定数は, 1に対して1.6×10^6M^<-1>,l-ピレニルボロン酸に対して1.3×10^5M^<-1>)。次に水-アセトニトリル混合溶媒中において光による分解反応をコントロール実験として行ったところ,ピレンが65.3%の収率で生成した。colDNA(1×10^<-6>M)を含む水溶液中に化合物1(5×10^<-6>M)を加え30°Cで光切断反応を種々の条件下で行ったところ以下のことが明かとなった。(1)暗所では全くDNA切断反応が進行しないこと、(2)光照射下ではFormIからFormIIあるいはFormIIIへと変換された、(3)一重項酸素トラップ剤であるNaN,は全く影響を与えない、(4)ラジカル阻害剤であるTEMPO存在下では、切断活性が39%に減少した。ただし、TEMPOは化合物の励起状態に影響を与えない、(5)ボロン酸と相互作用するD-frLuctose存在下では、反応が進行しない(これは錯形成に伴いボロン酸がボロネートアニオンに変換されるため)。以上の結果は、DNAの切断機構がラジカルメカニズムであることを示している。モノボロン酸化合物との比較から、化合物1は、FormIII/FormII比がモノボロン酸より大きく、ビラジカルメカニズムでDNAを切断することが示唆された。そこで,エンジイン型抗がん抗生物質エスペラミシンの作用メカニズムと同様のビラジカル構造を可視光照射で生成すると期待される芳香族ジボロン酸の分子設計を行った。効率良くビラジカルを発生させるために対称的な位置にボロン酸を導入することを念頭におき,1位および6位にボロン酸を導入することにした。まず,選択的にピレンの1,6位に臭素化を行い,1,6-ジブロモピレンを得た。まず始めに、1,6-ジブロモピレンを一気にジリチオ化しボロン酸を導入する合成ルートを採用した。ジリチオ化は進行したが,ボロン酸が2つ導入された化合物は得られず,モノボロン酸修飾ピレンが主生成物であった。そこで合成ルートをジリチオ化の後,ジトリメチルシリル化し,さらに三臭化ホウ素を用いる求核置換反応に変更し,ジブロモボウ素基を1,6位に導入することに成功した。さらに,アルカリ加水分解をおこない目的生成物(1)を得た。化合物1は,supercoiled double strand circular DNA plamid ColEl(colDNA)に1-ピレニルボロン酸より強く結合した(Scatchard plotより求めた結合定数は,1に対して1.59X10^6M^<-1>,1-ピレニルボロン酸に対して1.27X10^5M^<-1>)。現在,DNAの光切断反応を詳細に検討中である。1,6-

ピレニルボロン酸は,supercoilcddoublestrandcircularDNAplamidC0lEl(colDNA)に1-ピレニルボロン酸より強く結合した(Scatchardplotより求めた結合定数は, 1に対して1.6×10^6M^<-1>,l-ピレニルボロン酸に対して1.3×10^5M^<-1>)。次に水-アセトニトリル混合溶媒中において光による分解反応をコントロール実験として行ったところ,ピレンが65.3%の収率で生成した。colDNA(1×10^<-6>M)を含む水溶液中に化合物1(5×10^<-6>M)を加え30°Cで光切断反応を種々の条件下で行ったところ以下のことが明かとなった。(1)暗所では全くDNA切断反応が進行しないこと、(2)光照射下ではFormIからFormIIあるいはFormIIIへと変換された、(3)一重項酸素トラップ剤であるNaN,は全く影響を与えない、(4)ラジカル阻害剤であるTEMPO存在下では、切断活性が39%に減少した。ただし、TEMPOは化合物の励起状態に影響を与えない、(5)ボロン酸と相互作用するD-frLuctose存在下では、反応が進行しない(これは錯形成に伴いボロン酸がボロネートアニオンに変換されるため)。以上の結果は、DNAの切断機構がラジカルメカニズムであることを示している。モノボロン酸化合物との比較から、化合物1は、FormIII/FormII比がモノボロン酸より大きく、ビラジカルメカニズムでDNAを切断することが示唆された。
アフリカ地域社会における音楽・芸能の継承と変容に関する映像人類学的研究

平成21年度は、エチオピア無形文化遺産を対象にした多数の民族誌映画制作で知られるエチオピア・ゴンダール出身のサムソン・ギオルギス氏(パリ在住)や、ユネスコ無形文化局局長のデュベル氏をはじめとするスタッフ等へ、保護・振興すべき「無形文化遺産」の認識、映像作品の管理・活用に関する聞き取り調査を行った。同時に、以上の点について、自らの経験を踏まえて、積極的な提言を行った。さらに、エチオピア音楽・芸能に関する民族誌映画を国際学会や各種のセミナー、大学講義の場で公表し、音楽・芸能を支える技や知識の、将来にむけた望ましい伝承法、そしてその記録方法論をテーマにした討論を積み重ね、映像記録した。以上で得られた見解や問題点を、論文にまとめ公表した(研究発表を参照)。また、第11回英国王立人類学協会国際民族誌映画祭(英国リーズメトロポリタン大学)において開催された無形文化映像コンペティションにおいて審査委員を務め、世界各地の無形文化を対象にした民族誌映画を批評し、制作者、参加者と広く意見交換を行った。国際映像人類学理事会(IUAES, Commission on Visual Anthropology)理事として、理事会ウェブサイト構築に着手した(http://www.cva-iuaes.com。本ウェブサイトは今後、無形文化遺産を対象にした民族誌映画投稿の場となるのみならす、記録、表象の方法論をめぐるインタラクティブな議論のプラットフォームとして発展していく予定である。無形文化を対象にした映像記録を一方向的に実践するのではなく、映像の送り手、受け手、管理者等との重層的かつ、インタラクティブな意見交換を行うことは、国際的な動向の中で、映像実践をとらえ、映像人類学研究をひろく社会に開かれた応用的学問として昇華させうる可能性を持つ。平成19年度の上半期は、日本アフリカ学会第44回学術大会(於:長崎大学、5月)、第41回日本文化人類学研究大会(於:名古屋大学、6月)、英国王立人類学協会主催映画祭"Beyond Text"(於:マンチェスター大学、6月)、第16回国際エチオピア学会(於:トロンダイム大学、ノルウェー、7月)に参加し、自ら制作した民族誌映画を発表すると共に、映像を活用したフィールド調査法に関し、映像人類学研究の最先端で活躍する研究者たちと徹底した議論を行った。英国王立人類学協会主催映画祭においては拙作が王立人類学協会賞にノミネートされた。また、国際エチオピア学会においては、ハンブルグ大学のWolbert Smidt博士とともにFilm Panelの主催者としてエチオピアに関する人類学映画、歴史映像を収集し、上映、批評し、オーディエンスとの積極的な議論を行った。映像を通した発表に重点を置く企画は、本学会においては初の試みであったが、各国の研究者より高い評価を得た。8月にはユネスコの委託プロジェクトとして2006年より従事してきたエチオピア音楽・芸能の世界無形遺産登録にむけた映像記録を40分の映像作品としてまとめ、ユネスコアジスアベバに提出した(本作の一部映像は以下のサイトにおいて確認できるhttp://www.itsushikawase.com/dance.html)。さらに九月中旬には、その作品をワシントンDCの米国議会図書館の中東・アフリカ部門において米国東部のアフリカ研究者、議会図書館職員等に対して公表し、無形文化遺産の映像記録の必要性とその課題に関して討論を行った。平成20年度は、学会および民族誌関係の映画祭等において自作の民族誌映画を上映する一方で、日本アフリカ学会や日本文化人類学会において映像セッションを企画するなど、きわめて精力的に活動し、人類学・民族誌関係の映像作品製作の方法論や問題点について活発な議論を主導してきた。特に、文化人類学会研究大会においては、分科会「映像実践にもとづくフィールドワーク論の構築に向けて」(座長:川瀬慈)を開催し、フィールドワークにおける映像活用の可能性と諸問題について、動物行動学、生態人類学、宗教学、民俗学、映像人類学の異なる分野の発表者たちと領域横断的な議論を行った。イタリアのニョーロ市にて行われたサルデーヤ国際民族誌映画祭には研究作品を出品した。本映画祭は人類学映画祭機構に属する14の学術映画祭の中で最も厳しい作品審査基準を有する難関とされていたが、報告者の制作手法は、コンペティジョンにおいて一定の評価を受け、最も革新的な映画賞を受賞した。本受賞を契機に、10月にはライデン大学に本部を置く国際映像人類学理事会より、同会メンバー就任の指名を受け、受諾した。論文についても、エチオピアの芸能集団アズマリに関する論攷、並びに映像制作方法論に関する内容を現在複数執筆中である。

国際映像人類学理事会(IUAES, Commission on Visual Anthropology)理事として、理事会ウェブサイト構築に着手した(http://www.cva-iuaes.com。本ウェブサイトは今後、無形文化遺産を対象にした民族誌映画投稿の場となるのみならす、記録、表象の方法論をめぐるインタラクティブな議論のプラットフォームとして発展していく予定である。無形文化を対象にした映像記録を一方向的に実践するのではなく、映像の送り手、受け手、管理者等との重層的かつ、インタラクティブな意見交換を行うことは、国際的な動向の中で、映像実践をとらえ、映像人類学研究をひろく社会に開かれた応用的学問として昇華させうる可能性を持つ。
結び目の体積予想とポテンシャル関数

結び目の体積予想とは、結び目のジョーンズ多項式の極限に、結び目の補空間の体積が現れるという予想であり、ジョーンズ多項式に代表される量子不変量の幾何的背景の謎に迫る、重要な予想です。ジョーンズ多項式の積分表示に現れるポテンシャル関数の幾何的・解析的性質が証明の鍵となりますが、これまでの研究により、ポテンシャル関数の臨界方程式及び臨界値が、構造方程式及び体積を与えることがわかっていました。この研究では、交代結び目の補空間の測地線の研究及び臨界方程式の解の存在証明を行うと同時に、ポテンシャル関数の高次偏導関数を用いて、結び目のA多項式を数値計算を通じて計算する手法の開発を行いました。結び目の体積予想とは、結び目のジョーンズ多項式の極限に補空間の双曲体積が現れる、という予想で、多様体の幾何構造と量子不変量・量子群を結びつける重要な研究テーマである。本研究で扱うポテンシャル関数は、ジョーンズ多項式の積分表示における被積分関数の主要項に現れる複素多変数関数のことをさすが、その臨界方程式、臨界値、ヘッセ行列式等が、結び目補空間の双曲幾何学と深く関係していることが知られている。本研究の目標は、ポテンシャル関数と結び目補空間の双曲幾何学の関係をさらに掘り下げ、幾何的な側面から、結び目の体積予想の一般化の解決に貢献することである。平成27年度の研究では、計画を前倒しして、平成29年度に予定していた、ノイマン・ザギエ級数とA多項式の関係に関する研究を行った。ノイマン・ザギエ級数とは、双曲結び目の緯線のホロノミー表現族の定める固有値関数のテイラー級数として、結び目補空間の基本群の各パラボリック表現に対応する形で定義することができる。前年度までの研究で、ポテンシャル関数のヘッセ行列の高階微分を用いてノイマン・ザギエ級数を計算する公式を得ていたが、本年度の研究では、A多項式の各係数多項式を、各パラボリック表現に対応するノイマン・ザギエ級数を用いて記述することに成功した。一般には計算が困難な不変量として知られるA多項式であるが、この方法により、数値計算的な手法で求めることができる可能性が開かれたといえる。平成29年度に予定していた研究は、前倒しにより順調に推移しているが、平成27年度に予定していたライデマイスター・トーションに関する研究、平成28年度に予定しているカスプ間距離に関する研究には、未だ着手できていない。また、平成28年度前半は、予定になかったテーマに取り組むため、上記のテーマに着手するのが、平成28年度後半以降になる。結び目の体積予想とは、結び目のジョーンズ多項式の極限に、結び目補空間の双曲体積が現れる、という予想で、3次元多様体の幾何構造と量子不変量・量子群を結びつける重要な研究テーマである。本研究で扱うポテンシャル関数は、量子二重対数関数によるジョーンズ多項式の積分表示における被積分関数の主要項に現れる複素多変数関数を指し、その臨界方程式、臨界値、ヘッセ行列式等が、結び目補空間の双曲構造と深く関係していることが知られている。本研究の目標は、この関係をさらに掘り下げ、幾何学的な側面から、結び目の体積予想及びその一般化の解決に貢献し、新しい視点を提供することである。平成28年度の研究では、広島大学の作間誠氏との共同研究により、交代結び目のキューブ分解を用いて、その補空間の四面体分割の既約性を証明した。最初の研究計画にはなかったテーマであるが、体積予想の理論的・一般的な証明には不可欠な命題であり、交代結び目の体積予想における幾何学的な問題点はすべてクリアされた。一方で、3次元多様体のキューブ分解を用いた証明は明快であり、体積予想の幾何的側面の研究に、新しい視点を提供できた。この研究の応用として、前年度の研究でも扱った、カスプ・シェイプの一般化として定式化されるノイマン・ザギエ級数の数論的な性質があげられる。交代結び目のノイマン・ザギエ級数は、そのホロノミー表現が定める不変トレース体に属する、という事実である。当初計画になかった、交代結び目のキューブ分解に関する研究を行ったため、平成27年度に予定していたライデマイスター・トーションに関する研究、平成28年度に予定していたカスプ間距離に関する研究には、未だ着手できていない。しかし、交代結び目の体積予想における幾何学的な問題点がすべて解決できた意義は大きい。結び目の体積予想とは、結び目のジョーンズ多項式の極限に、結び目補空間のグロモフ体積が現れるという予想であり、3次元多様体の幾何構造と量子群・量子不変量を結びつける重要な研究テーマである。本研究で扱うポテンシャル関数とは、量子二重対数関数を用いたジョーンズ多項式の積分表示の主要項に現れる複素多変数関数であり、その臨界方程式、臨界値、ヘッセ行列式等が結び目補空間の幾何構造と深く関係していることが、これまでの研究で知られている。本研究の目標は、この関係をさらに掘り下げ、幾何学的な側面から、結び目の体積予想及びその一般化の解決に貢献するとともに、新しい視点を提供することである。平成29年度の研究では、平成28年度に実施した、交代結び目の補空間の四面体分割の非退化性に関する研究の応用として、結び目補空間の幾何構造の変形空間に関するノイマン・ザギエ理論を用いることで、ポテンシャル関数のヘッセ行列式が常に非退化であることを証明することができた。これは、ジョーンズ多項式の積分表示に鞍点法を適用する際に必須の条件であり、結び目の最も重要なクラスである交代結び目について、この課題がクリアされた意味は大きい。この結果は、平成30年度に東京で開催される国際研究集会で発表する予定である。

本研究により、交代結び目に対する体積予想の解決へのモチベーションが大きく高まった。今後は、解析的な側面からのアプローチにシフトし、この問題の解決を目指す。結び目の体積予想とは、結び目のジョーンズ多項式の極限に、結び目の補空間の体積が現れるという予想であり、ジョーンズ多項式に代表される量子不変量の幾何的背景の謎に迫る、重要な予想です。ジョーンズ多項式の積分表示に現れるポテンシャル関数の幾何的・解析的性質が証明の鍵となりますが、これまでの研究により、ポテンシャル関数の臨界方程式及び臨界値が、構造方程式及び体積を与えることがわかっていました。この研究では、交代結び目の補空間の測地線の研究及び臨界方程式の解の存在証明を行うと同時に、ポテンシャル関数の高次偏導関数を用いて、結び目のA多項式を数値計算を通じて計算する手法の開発を行いました。平成28年度前半は、体積予想の提唱者であるカシャエフ氏が来日するため、研究計画に組み込んでいなかった、ジョーンズ多項式の極限計算に関する研究を実施する予定である。このため、ライデマイスター・トーションに関する研究は、平成28年度後半平成29年度前半に、カスプ間距離に関する研究は、平成29年度に、それぞれシフトして実施する予定である。平成29年度は、前半にライデマイスター・トーションに関する研究、後半にカスプ間距離に関する研究を行う。ただし、8月の国際研究集会で、ジュネーブ大学のカシャエフ氏と情報交換を行う予定であり、交代結び目の体積予想における解析的な問題点をテーマとする可能性もある。位相幾何学海外からの講演依頼がなく、海外出張を行わなかったため。海外で予定されていた研究集会が、国内で開催されたため平成28年度の使用計画に、研究支援ソフトウェアの更新費用を上乗せする。8月にドイツで開催される国際ワークショップに付随する出張旅費として使用する
超音波周波数変調を利用した診断技術に関する研究

本研究では,一般的な超音波検査で用いられる超音波パルス波形に対して,各時刻での振動数を表す瞬時振動数に着目し,波形の振動数変化を詳細に捉える高精度な超音波検査法の構築を目指している.今年度は,接触境界面の状態評価を試みた.接触境界面は超音波が透過する境界面であり,通常の超音波検査法であるパルス反射法,音速や振幅による評価は難しい.接触境界面の評価法として非線形超音波法の研究が提案されているが,周波数解析で確認できる程度の非線形励起するためには大振幅や連続的な超音波を要し,機器などに関するいくつかの制限がある.そこでまず,接触境界面が有する非線形性の影響を超音波パルス波形の瞬時振動数変化として捉えるため,複素ウェーブレットの位相情報を用いた高精度の瞬時振動数計算法を考案した.その後,基礎的な実験として,境界面をコントロールしやすいゴム部材で試験体を作成した.超音波投射実験を行い,内部境界面を通過した超音波パルスに考案した手法を適用した.内部境界面を透過した超音波パルスの瞬時振動数は,透過しない場合と比較して全体的に低くシフトし,内部境界面の存在を捉えることができた.また,境界面の密着度や表面状態の違いにより,透過超音波パルスの瞬時振動数の時間的パターンが変化することも示した.これらの現象を説明するため,一次元の集中系モデルを用いた超音波パルスの波動伝播シミュレーションを行った.その結果,境界面を局所的な線形および非線形的な剛性の変化としてモデル化でき,剛性変化を瞬時振動数の全体的なシフトや時間パターンの変化として捉えていることを示した.さらに,金属材料中のき裂に対しても,き裂透過後の超音波パルスの瞬時振動数は低くシフトするととともに,その時間的パターンも変化し,同様の現象が生じることを確認した.本研究では,高精度かつ実行容易な超音波診断の実現のため,汎用の超音波探傷器から発生される超音波パルスの瞬時振動数を用いた診断技術の開発を行っている.今年度は,複数の超音波パルスが重なり混在する事象に対して瞬時振動数による評価を試みた.複数の超音波パルスが重なると測定される超音波はそれらの合成波となり,波形が複雑に変化するため,振幅変化など通常の診断方法からは物体内部の状態を見出せないことが多くある.このような事象に対しても,本研究の手法が検査対象の物体内部の状態を精度良く推定できることを示した.実験は食品梱包用ヒートシールの接着強度評価とボルトの微小トルク変化検出の二種類を行った.ヒートシールの実験では接着面に,ボルトの実験ではねじ山側面に超音波パルスを投射し,反射波を受信した.両方の実験において超音波パルスが多数反射・干渉し,振幅変化などによる評価は困難であった.一方,得られた波形に本手法を適用し瞬時振動数を求めると,波が重なり合っていない超音波パルスの瞬時振動数と比較して,大きく変化し極値が生じることが分かった.そこで,瞬時振動数の極値の挙動(極値の振動数の高さや極値が生じる時間)に着目したところ,極値がヒートシールの接着強度やボルトのトルク変化に対して敏感に反応し,物体内部の状態を精度良く推定できることを見出した.また,波の干渉モデルを作成し,波の干渉度合いが瞬時振動数の極値の変化として表されることを示した.上記の実験について波形の再現を行い,物体内部で生じる物理現象の解明など理論的な検証を行った.以上の結果から,波の干渉という通常の超音波診断においては波形を複雑にし,評価を困難とさせる要因を,本手法では瞬時振動数の変化として捉えることで物体内部の状態推定に利用できることが分かった.本研究では,一般的な超音波検査で用いられる超音波パルス波形に対して,各時刻での振動数を表す瞬時振動数に着目し,波形の振動数変化を詳細に捉える高精度な超音波検査法の構築を目指している.今年度は,接触境界面の状態評価を試みた.接触境界面は超音波が透過する境界面であり,通常の超音波検査法であるパルス反射法,音速や振幅による評価は難しい.接触境界面の評価法として非線形超音波法の研究が提案されているが,周波数解析で確認できる程度の非線形励起するためには大振幅や連続的な超音波を要し,機器などに関するいくつかの制限がある.そこでまず,接触境界面が有する非線形性の影響を超音波パルス波形の瞬時振動数変化として捉えるため,複素ウェーブレットの位相情報を用いた高精度の瞬時振動数計算法を考案した.その後,基礎的な実験として,境界面をコントロールしやすいゴム部材で試験体を作成した.超音波投射実験を行い,内部境界面を通過した超音波パルスに考案した手法を適用した.内部境界面を透過した超音波パルスの瞬時振動数は,透過しない場合と比較して全体的に低くシフトし,内部境界面の存在を捉えることができた.また,境界面の密着度や表面状態の違いにより,透過超音波パルスの瞬時振動数の時間的パターンが変化することも示した.これらの現象を説明するため,一次元の集中系モデルを用いた超音波パルスの波動伝播シミュレーションを行った.その結果,境界面を局所的な線形および非線形的な剛性の変化としてモデル化でき,剛性変化を瞬時振動数の全体的なシフトや時間パターンの変化として捉えていることを示した.

さらに,金属材料中のき裂に対しても,き裂透過後の超音波パルスの瞬時振動数は低くシフトするととともに,その時間的パターンも変化し,同様の現象が生じることを確認した.複数の超音波パルスが重なり振幅変化など通常の方法からは物体内部の状態を見出せない事象に対して,本手法の有効性を示した.また,その理論的な検証を行い,瞬時振動数の変化の要因に波の干渉度合いがあることを見出した.食品梱包用ヒートシールの接着強度評価やボルトの微小トルク変化検出など,実用的な対象の診断・評価を実現した.以上の点から,研究目的に対しておおむね順調に進展していると言える.これまでの研究から,複数の超音波パルスの干渉度合いにより瞬時振動数が変化することを見出した.波の干渉によって瞬時振動数に極値が生じ,その極値の挙動から物体内部の状態を精度良く推定する可能性を示した.そこで,極値の挙動等を含めた瞬時振動数変化と検査対象の状態との関係を詳細に明らかにし,スポット溶接などより実用的な対象の診断を試みる.また,本研究では超音波パルスから瞬時振動数を精度良く同定するための信号解析法を提案したが,複数の波が重なる波形においては,その同定精度が十分でない場合もあることが分かった,そこで,複数の波に対して瞬時振動数の推定精度向上のため,ウェーブレット変換等を援用し信号解析法の改良を行う.
海馬CA3-CA1路の神経解剖学的左右非対称性の機能的意義

本研究は、海馬CA3-CA1経路に備わる構造的左右非対称性が海馬関連ネットワークの構築・維持とその記憶形成機能において果たす役割を明らかにすることを目的としていた。そのために、海馬CA3-CA1路の構造的左右非対称性を持つ野生型マウスと左右非対称性を喪失したivマウスとを用いて各マウスの空間記憶形成機能、海馬と海馬関連ネットワーク内の神経活動を検討した。まずivマウスの空間記憶形成機能、海馬と海馬関連ネットワーク内の神経活動を検討するため、野生型コントロールマウスとiv/+コントロールマウス、iv(iv/iv)マウスの記憶機能と記憶課題中や休息中の海馬と海馬関連領域の局所集合的な細胞外神経活動を調べた。記憶課題として、物体探索課題と聴覚性オドボール課題を用いた。結果、ivマウスは物体探索課題において活動性が低く空間認識記憶に障害を示した。また、ivマウスは、聴覚性オドボール課題において、音刺激提示後の海馬θ波の活動が、他のコントロールよりも亢進した。これらのivマウスの記憶障害や神経活動の異常は、海馬機能において、海馬CA3-CA1経路の左右非対称性が重要であることを示す。更に海馬関連ネットワークの非対称性の構成要素が欠けた場合にどのような記憶障害が起きるか検討するため、固有海馬のCA3とCA1を左右の区別をして損傷し、その時のコントロールマウスとivマウスの記憶機能を調べた。その結果、iv(iv/iv)マウスはいずれの損傷でも空間記憶障害を示し、野生型(+/+)マウスではいずれの損傷においても空間記憶機能は保持されていた。この記憶機能保持は、左右の海馬の機能補償作用によると考えられる。しかし、iv/+マウスは右CA1および左CA3を損傷した際に空間記憶障害がみられた。これは、海馬回路非対称性が保たれているとされるiv/+マウスに機能補償を妨げる異常があることを予測させる。本研究は、海馬CA3-CA1経路に備わる構造的左右非対称性が、海馬関連ネットワークの構築・維持とその記憶形成機能において果たす役割を明らかにすることが目的である。そのために、海馬CA3-CA1路の構造的左右非対称性を持つ野生型マウスと、左右非対称性を喪失したivマウスとを用いて、各マウスの空間記憶形成機能、海馬と海馬関連ネットワーク内の神経活動を記憶形成過程や刺激呈示からの時系列に沿って検討することにした。25年度は、ivマウスの空間記憶形成機能、海馬と海馬関連ネットワーク内の神経活動を検討するため、野生型コントロールマウスと、ヘテロ型コントロールマウス、ホモ型ivマウスの記憶機能と記憶課題中や休息中の海馬と海馬関連領域(嗅内皮質、前頭皮質、帯状皮質)の局所集合的な細胞外神経活動(主にLFP)を検討した。記憶課題として、物体探索課題(Save et al., 1992)と聴覚性オドボール課題(Brankack et al., 1996)を用いた。検討の結果、左右非対称性を喪失したivマウスは、物体探索課題において、他のコントロール群と比べて、活動性が低く、空間認識記憶に障害を示した。また、ivマウスは、聴覚性オドボール課題において、音刺激提示後の海馬θ波の活動が、他のコントロールと異なる様子を示した。これらのivマウスの記憶障害や神経活動の異常は、海馬機能において、海馬CA3-CA1経路の左右非対称性が重要であることを、動物の行動と海馬の神経活動の2つの側面から示すものである本研究は、海馬CA3-CA1経路に備わる構造的左右非対称性が海馬関連ネットワークの構築・維持とその記憶形成機能において果たす役割を明らかにすることを目的としていた。

物体探索課題と聴覚性オドボール課題を用いて、海馬CA3-CA1路の構造的左右非対称性を持つ野生型マウスと、左右非対称性を喪失したivマウスとの空間記憶形成機能、海馬と海馬関連ネットワーク内の神経活動を記憶形成過程や刺激呈示からの時系列に沿って検討することができたため。25年度の検討により、海馬の左右非対称性を喪失したivマウスが海馬依存型の記憶障害やや海馬の神経活動の異常を示し、海馬機能において、海馬CA3-CA1経路の左右非対称性が重要であることが示唆された。今後は、海馬関連ネットワークの非対称性の構成要素が欠けた場合にどのような記憶障害が起きるか検討する。さらにその時、ネットワーク内の神経細胞の活動がどのように変化し、その結果として当該ネットワークの構造がどのように変性するのかを検討する。これらにより、海馬CA3-CA1経路に備わる左右非対称性が海馬の関与する認知機能や神経ネットワークの活動・変性において果たす役割を明らかにする。まず、26年度は、構造的非対称性の基となる投射を個別にイボテン酸損傷し、海馬関連ネットワークの非対称性の構成要素が欠けた場合にどのような記憶障害が起きるか検討するため、固有海馬(CA1からCA3のアンモン角部分)、海馬CA3とCA1を左右の区別をして損傷し、その時のコントロールマウスとivマウスの記憶機能と神経活動を調べる。固有海馬やCA3を左右別に損傷すると、構造的非対称性を構成する各要素をそれぞれ残した神経回路を持たせることができ、海馬の構造的左右非対称性や海馬と他の脳領域との関係性を考察することができる。CA1を左右別に損傷すると、コントロールマウスでは左右非対称性を保持したまま、CA3-CA1経路の同側投射と対側投射の機能を調べることができる。その実験結果から、どの非対称成分が記憶に関与しているのか、あるいはどの非対称成分が海馬関連ネットワークの特徴的な神経活動に関与しているのかを、投射経路ごとに分離することを試みる。
植物に高凍結ストレス耐性をもたらす細胞膜修復の分子メカニズムの解明

複数の植物で細胞膜修復による凍結耐性が存在し、その機構にSYT1タンパク質が関与することが示された。免疫沈降およびショットガンプロテオーム解析により、SYT1相互作用分子には細胞膜マイクロドメインタンパク質が多数存在し、また、チューブリンアイソフォームやアクチンアイソフォーム、小胞輸送に関与するRABが低温馴化後に特異的に現れることが明らかとなった。欠損株実験からは、VAMP721およびSYP122が膜修復に関与する可能性が示された。まず、研究計画通りに、低温馴化前後のシロイヌナズナより、細胞膜マイクロドメイン画分の単離を行った。次に、既存のanti-SYT1抗体を用いて、マイクロドメイン画分に対し免疫沈降を行い、沈殿した画分に対し1次元電気泳動を行った。その結果、この免疫沈降により取れてきたタンパクは全くなく、細胞膜マイクロドメイン画分に対しanti-SYT1抗体が反応できないことが判明した。そこで、界面活性剤としてはリゾフォスファチジルコリンよりは弱いがTX-100よりも強力なオクチルチオグルコシドを用いて、できるだけマイクロドメインタンパクがSYT1より離れないような条件で細胞膜画分より可溶化を行い、anti-SYT1抗体を用いた免疫沈降を試みた。その結果、数十種類のみのバンドが得られた。低温馴化前後でのバンドパターンはほぼ同じであることが明らかとなった。一方、本研究計画と同時並行して、コムギ、ライムギ、オートムギにも細胞膜修復による凍結耐性が存在し、その機構にSYT1タンパク質が関与することを明らかにした。そこで、データベースが利用できるコムギに対し、オクチルチオグルコシドを用いた細胞膜画分からの可溶化、および、anti-SYT1抗体を用いた免疫沈降を試みた。その結果、コムギでも数十種類のみのバンドが得られたが、興味深いことに、低温馴化前後においてバンドパターンは異なった。シロイヌナズナおよびコムギで得られた免疫沈降画分のバンドに対し、それぞれ、LC-MS/MS解析にかけたところ、アクアポリンやV-ATPaseなどのマイクロドメインタンパク質が同定された。今後、それぞれ免疫沈降画分に対しショットガン解析を行い、凍結耐性向上に関係するものを解析していく予定である。本研究課題では、細胞膜マイクロドメイン領域におけるSYT1の分子相互作用と、凍結下における細胞膜修復との関係を明らかにすることを目的とする。昨年度は、比較的強力な界面活性剤であるオクチルグルコシド(OTG)を用いて細胞膜画分に対し可溶化およびanti-SYT1抗体による免疫沈降を行い、1次元電気泳動後、それぞれのバンドに対しLC-MS/MSにかけた。しかしコンタミネーションが多く信頼性の欠ける結果となった。本年度は、OTGよりも強力な界面活性剤であるリソフォスファチジルコリン(LPC)も加えて解析を行った。低温馴化前後のシロイヌナズナより細胞膜画分を回収した後、OTGもしくはLPCを用いて可溶化を行い、その後、anti-SYT1抗体による免疫沈降を行った。次に、コンタミネーションを避けるため、LC-MS/MSによるショットガン解析を行った。その結果、マイクロドメインタンパク質が多数同定された。さらに、低温馴化後のLPC画分のみに見られたタンパク質として、チューブリンやアクチンなどの細胞骨格や小胞輸送に関与するRABが存在していた。一方、細胞膜修復には必ず膜の融合装置であるSNAREタンパク質が必要となるが、プロテオーム解析においては、SNAREタンパク質は検出されなかった。そこで、これらの関与も考察するために、VAMP721、VAMP722、VAMP723、および、SYP122のT-DNA欠損株を用いて、カルシウム依存的凍結耐性および植物体レベルでの凍結耐性を測定した。その結果、VAMP721およびSYP122に関しては、細胞膜修復に関与する可能性を示す結果が得られた。次に、凍結下における細胞膜修復を明らかにするためには、細胞内における凍結動態を明確に観察できる系が必要となる。そこで、細胞観察の行いやすいネギでカルシウム依存的凍結耐性を確認した後、観察系を確立した。