hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バクテリオロドプシンの構造のゆらぎと機能

バクテリオロドプシン(bR)は、光駆動プロトンポンプ活性を有する代表的な光受容蛋白質である。bRの野生株および種々の部位特異変異体について、[3-^<13>C]Alaおよび[1-^<13>C]Val標識蛋白質を調製し、主要な残基の^<13>CNMR信号の帰属を行い以下の結果を得た。(A)金属イオン結合サイトbRは金属イオンの除去によりプロトンポンプ活性を消失する。この間の色の変化を、蛋白骨格のコンホメーション変化と、膜表面のpH低下であることを明らかにした。金属イオンは特定残基に結合せず、細胞質、細胞外にあるサイト間の速い化学交換状態にある。特に、2価イオンが最も強く相互作用をするサイトはF-GループのAla196付近と特定した。(B) M様中間体bRのM中間体を室温でトラップできる変異株、D85Nの^<13>CNMRスペクトルから、Asp85のプロトン化によりレチナールとの相互作用が著しく減少し、ループのみならず膜貫通へリックス領域に生じるコンホメーション変化と、ms-μsオーダーの揺らぎが新たに生じるダイナミックスの変化が誘起された。(C)プロトン移動経路におけるコンホメーションカップリング光反応にともなって起こる細胞外側へのプロトンの放出、細胞質側でのプロトンの取り込みの各ステップは、プロトンが移動する経路に関与するアミノ酸残基の局部的なコンホメーション変化として捉えることが出来る。実際、Asp96-Thr46-Val49-Asp85ドメインのT46V,D96Nなどの変異株から、それぞれのステップにおいて起こる構造変化の“スナップショット"を室温で見ることにより、水素結合あるいはその他の相互作用により、内部、細胞質、外側にある残基間の構造のクロストークすなわちコンホメーションカップリングを直接観測することが出来た。
脳室周囲器官は炎症情報を脳実質に伝える窓口である－血管周囲免疫細胞の役割－

脳は血液脳関門によって血中の有害な物質から守られているが、血中のエンドトキシンは発熱や摂食量や飲水量の低下といった脳を介する反応を引き起こす。しかし、エンドトキシンを前投与しておくとこれらの反応は抑制される。この現象はエンドトキシン耐性と呼ぶがメカニズムは不明である。脳弓下器官は脳の中でも血液脳関門を持たず、エンドトキシンを含む様々な血中分子の受容体を持つ。エンドトキシンのリポ多糖を末梢から投与すると、脳弓下器官において炎症性サイトカインIL-1βが産生されるが、リポ多糖を繰り返し投与すると産生が抑制されることから、脳弓下器官がエンドトキシン耐性に関与していることが示唆される。この研究は脳弓下器官におけるIL-1β産生細胞の特徴をエンドトキシン耐性のあるマウスと無いマウスで比較することを目的として行った。リポ多糖に反応してIL-1βを産生したのは、ミクログリアではなく血管周囲腔に限局する血管周囲マクロファージであった。末梢から投与したリポ多糖は脳弓下器官の血管周囲腔に認められた。血管周囲マクロファージを除去するとリポ多糖投与後のIL-1βの発現は抑制された。エンドトキシン耐性のあるマウスでは脳弓下器官の血管周囲マクロファージにおけるリポ多糖投与後のIL-1βの発現レベルが低下した。これらの結果は脳弓下器官において血中のリポ多糖に反応してIL-1βを産生するのは血管周囲マクロファージであることを示す。脳弓下器官は血液脳関門を持たないことで知られているが、この結果はリポ多糖の受容が血管周囲腔に限局して行われていることを示唆する。さらに、脳弓下器官でIL-1βを産生しないことがエンドトキシン耐性の原因であるかもしれない。全身の炎症情報は脳に伝わり、発熱や倦怠感等の生命維持に重要な生体防御反応を引き起こす。しかし、炎症情報が伝達される脳部位と機構は不明である。感知系脳室周囲器官(sCVOs)は、炎症情報に対し脳の中でもいち早く炎症性サイトカインを産生するので、炎症情報伝達脳部位の有力候補であるが、その機構は不明である。本研究ではsCVOsに集積する免疫細胞に着目し、炎症情報伝達における役割の解明を目指している。これまでにこの免疫細胞が末梢の骨髄細胞に由来すること、血中の物質を貪食すること、M2マクロファージ様の性質を持つことなどを明らかにした。またグラム陰性菌の細胞壁外膜成分であるリポ多糖投与による炎症モデルマウスではsCVOsの免疫細胞で炎症性サイトカインIL-1βが発現することがわかった。近年、血中の免疫細胞やサイトカインが脳内に侵入するという報告が相次いでいる。この侵入部位やメカニズムを解明しようとする研究は一般的な全身炎症を来たす感染症はもとより、自己免疫疾患、神経変性疾患や一部の精神疾患にも応用が可能であり、研究が活発化している。例えば多発性硬化症では白血球による神経細胞の傷害がある。このような状況にあるも、sCVOsは微小な部位であるために研究が進んでいない。本研究最大の特色は、sCVOsの血管とその周辺の微小環境、特に血管周囲腔の免疫細胞を主軸に置いた新しいアプローチで、全身の炎症情報の脳への伝達機構の解明に迫るという点である。申請者は、28年度5月より3月末まで産前産後休暇及び育児休暇のため研究に従事できませんでした。成果はありましたが、計画と比較するとやや遅れています。脳は血液脳関門によって血中の有害な物質から守られている。翻せば、血中に有害な物質が存在しても、脳のすべての部位で感知できるわけではない。しかし血中のエンドトキシンは発熱や食欲不振といった脳を介する反応を引き起こす。脳弓下器官は脳の中でも血液脳関門を持たず、エンドトキシンを含む様々な血中分子の受容体を持つので、血中の分子が自由に侵入する部位であると考えられてきた。本研究は、なぜ一般的な脳部位は血液脳関門により保護されているのにもかかわらず、脳弓下器官は血液脳関門を持たなくてもさしつかえないのか、脳弓下器官におけるエンドトキシン感知機構に着目して遂行した。脳弓下器官でも、血中のエンドトキシンLPSは神経細胞が存在する脳実質に拡散せずに、血管周囲に限局することを認めた。血管周囲には末梢骨髄細胞由来のマクロファージが集積し、LPS投与により炎症性サイトカインIL-1βを発現した。LPS前投与によりその後のLPSに対する全身反応が減弱する「エンドトキシン耐性」状態においては、脳弓下器官の骨髄由来マクロファージ数が増加するとともにIL-1β発現が減衰した。これらの結果は血液脳関門がない脳弓下器官でも血中のエンドトキシンは神経細胞が存在する領域からは隔絶されていること、このエンドトキシンの感知には末梢由来のマクロファージが役割を持つことが示唆された。つまり、脳弓下器官は血液脳関門を持たないからというよりは末梢由来のマクロファージが集積しているからエンドトキシンを感知できるのではないかと考えられる。平成28年度は産前産後休暇並びに育児休暇のために研究をほとんど遂行できなかった。しかし、平成29年度には、平成28年度分の研究に加えて、平成30年度に繰り越した分の研究も一部行うことができた。

しかし、エンドトキシンを前投与しておくとこれらの反応は抑制される。この現象はエンドトキシン耐性と呼ぶがメカニズムは不明である。脳弓下器官は脳の中でも血液脳関門を持たず、エンドトキシンを含む様々な血中分子の受容体を持つ。エンドトキシンのリポ多糖を末梢から投与すると、脳弓下器官において炎症性サイトカインIL-1βが産生されるが、リポ多糖を繰り返し投与すると産生が抑制されることから、脳弓下器官がエンドトキシン耐性に関与していることが示唆される。この研究は脳弓下器官におけるIL-1β産生細胞の特徴をエンドトキシン耐性のあるマウスと無いマウスで比較することを目的として行った。リポ多糖に反応してIL-1βを産生したのは、ミクログリアではなく血管周囲腔に限局する血管周囲マクロファージであった。末梢から投与したリポ多糖は脳弓下器官の血管周囲腔に認められた。血管周囲マクロファージを除去するとリポ多糖投与後のIL-1βの発現は抑制された。エンドトキシン耐性のあるマウスでは脳弓下器官の血管周囲マクロファージにおけるリポ多糖投与後のIL-1βの発現レベルが低下した。これらの結果は脳弓下器官において血中のリポ多糖に反応してIL-1βを産生するのは血管周囲マクロファージであることを示す。脳弓下器官は血液脳関門を持たないことで知られているが、この結果はリポ多糖の受容が血管周囲腔に限局して行われていることを示唆する。さらに、脳弓下器官でIL-1βを産生しないことがエンドトキシン耐性の原因であるかもしれない。現時点では28年度の実験計画自体に問題点は見当たらないので、28年度の実験計画を綿密に遂行するとともに、所属大学の女性研究者支援制度を利用して基本的な実験は委託し、29年度の実験計画も迅速に遂行する。平成29年度に引き続き、所属大学の女性研究者支援制度を利用して基本的な実験は委託し、残りの実験計画も迅速に遂行する。申請者は28年度5月より3月末まで産前産後休暇並びに育児休暇のため研究を遂行できませんでした。その結果次年度使用額が生じました。29年度に28年度実験計画も併せて遂行予定のため、この物品購入費に使用する計画です。
生き物らしさ認知の心的過程とその応用

ヒトは(∵)のような、ただの点の集まりでも顔を認識してしまう。本研究では「生き物らしさ認知」に焦点を当て、実験心理学的な手法により生き物らしさ認知に関する諸現象について実証的研究を行った。多数の点群が同期して運動することで、感じられる生き物らしさが大幅に減少すること、点群に対して顔という認識が生じたときのみ視線との共同注意が生じ、検出感度が向上することなど、生き物らしさ認知が生じるための条件、生き物らしさ認知が生じた結果として起こる認知変容について、興味深い知見が数多く得られた。平成25年度は、「知的・情的生き物らしさのマッピングと体系化」に関して、主に視覚刺激を用いて知的・情的生き物らしさの検討を行った。基本的な実験パラダイムとして、複数のドットがパーリンノイズに従いランダムに画面上を動き回るというセッティングで、被験者にはそのドットの意図の強さや生き物らしさの強さを評価するという実験を実施した。ドットの移動速度やドット群の相互作用など、様々なパラメータを操作して、第一に意図の強さと生き物らしさの強さが異なる要因の影響を受け得るということを示した。このような複数ドットモーション刺激は知的・情的生き物らしさの乖離を生じさせることが可能であり、次年度以降の応用研究の基盤となる基礎的データを得ることができた。また、この実験刺激を利用して生き物らしさに対する順応の効果(ベイズ的順応)や生き物らしさから時間知覚への影響などといったデータを得ている。これらの研究成果は次年度以降国際学会や論文誌で発表を行う。触覚刺激に関してはデバイスの選定を行い、実験に用いる触覚刺激デバイスを決定した。またこのデバイスにより呈示する振動波形パターンについて探索的に検討を重ねた。その他発展的な研究として、パレイドリア現象を用いて、オブジェクトに対してアニマシーが生じた状態(物体を顔とみなした状態)で注意移動や視覚検出に対してモジュレーションが生じるといったことを示し、次年度以降に生き物らしさ認知による行動変容を研究する上での足がかりとなる知見を得ている。2015年2月には複数の研究者を招聘してパレイドリア研究会を行うなど、生き物らしさ認知に関する脳・工学・心理・文化人類学などの研究者ネットワークの構築が順調に進んでいる。また生き物らしさ認知に関する研究についての招待講演を行った(生理学研究所研究会・認知科学会サマースクール)。本年度は主に【A】知的・情的生き物らしさのマッピングについての行動実験と論文・学会発表、【B】の行動変容について、新規課題の選定及びパイロット実験の実施、【C】の工学応用について、プロトタイプ作成の準備、【D】の神経基盤の検討については具体的な実験計画の作成を進めた。【A】に関しては2年目までに得られた結果を論文として出版し(i-Perception、Journal of Vision、Frontiers in Psychologyなど)、また国内外の学会発表も多数行った。【B】に関しては、新規課題として視覚探索課題を採用し、写真やイラストなどの刺激を作成した上で、実験を実施した。この成果は2016年度の国際会議(ECVP2016)にて発表することが決定している。個人差についてはオンライン大規模調査の実施の準備として、主に【A】で得られた知見にもとづいて、調査に適した実験課題の選定を行った。2016年度には調査を実施する予定である。【C】の工学応用については、実際にプロトタイプを作成するには至っていないが、その元となるアイデア及び実験結果に関して国際会議(IMRF2015)でデモとポスター発表を行い、多くの研究者の興味を引き付けた。【D】の神経基盤については、個人差研究と同様に、脳波計測及びfMRI計測のために最適な刺激条件の検討を行った。アウトリーチ活動として2015年の日本心理学会総合大会にて「第2回パレイドリア研究会」として公募シンポジウムを開催し、臨床医学、工学、霊長類学者という異分野の研究者に講演を依頼し、好評を博した。総合的に考えると「生き物らしさ」という、本研究課題開始当初には非常にマイナーだった単語がある程度の認知を得たように感じており、今後の研究がますます期待されているとも感じている。【A】知的・情的生き物らしさのマッピングについては当初予定に比べても順調に行動データが蓄積されており、論文発表、学会発表も多数行っている。【B】の行動変容についても、視覚探索などの新しい課題を通して新奇な知見をえることができている。【C】の工学応用はプロトタイプ作成の準備に時間を要している。【D】の神経基盤の検討については実験計画を練っている最中であり、次年度には実施できる予定である。総合的にみて、順調に進展している。全体の概要として本年度は主に【A】知的・情的生き物らしさのマッピングについては、引きつづき行動実験を実施しつつ、昨年度までに得られた結果を国内外の学会で発表した。【B】の行動変容については、比較的等質な実験参加者サンプルを大量に検討できるという研究機関の特性を活かして、本格的な個人差相関研究を実施した。ここではパレイドリア現象を取り入れ、各種性格指標や生き物らしさ感受性との相関を検討している。70人程度のサンプルから、意味のある指標を見出すべく解析を行っており、次年度には結果を公表できる見通しである。【C】の工学応用については、急速に世の中に普及が進みつつあるVR技術を取り入れて、生き物らしさの認知がVR空間にどのような影響をもたらすかと言った点についての予備的検討を進めた。【D】の神経基盤の検討については新たに脳波計測を用いた研究の検討を進めた。

本年度より研究代表者が研究機関を異動したことにより、使用できる実験機材などに変更が生じ、質の高い脳波計測が可能な環境となった。これに伴い、研究期間を1年延長することで、より質の高い脳波研究を実施することとして、研究計画を一部変更した。アウトリーチ活動として、認知心理学会、VR心理学研究会、認知科学会分科会他、多数の招待講演を行った。これは「生き物らしさ認知」に関する昨年度までの研究成果が、新しい認知研究のテーマとして多くの研究者の興味を引いたためであると考えている。今後も研究者、一般の人々問わず、新しい認知の概念を提唱し、アウトリーチ活動を進めていく。これまでの進捗状況として、【A】知的・情的生き物らしさのマッピングについては各種行動実験、研究成果の論文発表、多数の招待講演など、当初の想定以上に研究が進んでいる。特に、研究自体の進捗に加えて、「生き物らしさ認知」に関する研究成果が、新しい認知研究のテーマとして多くの研究者に受け入れつつあることは特筆すべき点である。【B】の行動変容については、視覚探索を利用した行動変容の実験を実施して、論文を執筆中である。加えて、比較的等質な実験参加者サンプルを大量に検討できるという研究機関の特性を活かして、本格的な個人差相関研究を実施した。ここではパレイドリア現象を取り入れ、各種性格指標や生き物らしさ感受性との相関を検討している。70人程度のサンプルから、意味のある指標を見出すべく解析を行っており、今後結果を公表できる見通しである。【C】の工学応用については、VR技術に代表される工学的応用技術の急速な進歩の中で、少しでも意義ある成果を出すためにさまざまな手法を検討している。直近では、HMDを利用したVR空間内での生き物らしさについての予備的検討などを行っており、今後の発展が見込まれる。【D】の神経基盤の検討については、研究代表者が研究機関を異動したことにより、使用できる実験機材などに変更が生じ、これに伴い、研究期間を1年延長することで、より質の高い脳波研究を実施することとして、研究計画を一部変更した。アウトリーチ活動として、シンポジウムの開催や多数の招待講演など、研究開始当初はマイナーだった「生き物らしさ認知」というテーマがある程度認知されてきたことを感じる。研究の進捗に関しては、【A】が当初の計画以上、【B】が計画通り、【C】【D】が計画修正中、アウトリーチに関しては計画以上、ということで全体としては計画通りのレベルにあると考えている。1年間の延長期間として研究成果の取りまとめ及び実験研究の実施をすすめた。【A】知的・情的生き物らしさのマッピングについては、2017年9月に行われた認知科学会でオーガナイズドセッション(「過剰に意味を創り出す認知:ホモ・クオリタスとしての人間理解へ向けて」)を開催した。2件の招待講演と3件の一般講演をオーガナイズし、生き物らしさ認知研究から得られた知見の報告とその発展についての提案を行った。本セッションの講演が学会優秀発表賞を受賞するなど、好評を博した。
アピクラレンAの全合成研究

アピクラレンAはがん細胞に対してナノモルレベルの濃度で殺細胞毒性を有する数少ない強力な抗がん活性天然化合物であり、多くの科学者の注目を集めてきた。その構造は12員環マクロライド化合物であり、サリチル酸部分とおよびトランステトラヒドロピラン環を環構造内に有する極めて特異で堅牢な構造をもつ化合物である。その全合成における研究代表者のアプローチは、PdCl_2(CH_3CN)_2を触媒に用いるエンド型環化反応を用いるジヒドロピラン環形成であり、この反応では完壁な立体制御で進行させる事が出来た。次にジヒドロピラン環上のアルケンをα側から位置選択的に水酸基を導入する必要があった。この立体および位置選択的反応は水銀トリフラートを用いるオキシ水酸化続く還元反応により達成することができた。N-アシルジエナミド部分の構築は、過去に報告された全合成で最も大きな問題で、非常に収率の悪いステップであったが、これをヨウ化銅を等量使用する事で90%の収率で目的を達成する事ができた。そして最終的にアピクラレンAの全合成を完成する事が出来た。アピクラレンAの構造活性相関はこれまでNicolaouおよびMaierらの各グループによりいくつか行なわれて来たが、C-11位周辺の構造活性相関は行なわれてこなかった。本研究でその誘導体を別途合成し、がん細胞に対する殺細胞毒性を測定来た結果、その中でC-10およびC-11位間が不飽和結合でつながれている誘導体が、アピクラレンAと同等もしくはやや高い活性を示す傾向を見出した。アピクラレンAは12員環マクロライドの環中にトランステトラヒドロピラン環を有する特異で堅牢な構造をもつ化合物であり、血管内皮細胞における血管新生阻害作用に基づき強力な抗がん活性作用を呈する。既にK.C.Nicolaouをけじめ6つのグループにより全合成が報告されているが、そのトランステトラヒドロピラン環合成法にはまだまだ改良の余地がある。申請者は、アピクラレンAの全合成を達成すると共に、構造活性相関を視野に入れてピラン環の修飾と芳香環上のフェノール水酸基の修飾やラクトン環の加水分解を促進するまたは妨げる置換基を芳香環上5位に導入する目的で研究に取り組んだ。以上の目的に沿った本年度の実施計画は順調に進行し、(-)-apicularenの15の炭素鎖を有するマクロラクトン前駆体の合成まで行う事が出来た。以下研究実施計画に基づいた具体的な成果は次の通りである。1、既知の鎖伏立体化学の制御方法にもとづいてテトラオール部分を合成する事が出来た。2、芳香環部分はヒドロキシサリチル酸からStille反応により導入し、高井反応によりヨードアルケンに変換した。3、これら二つのパートを不斉野崎-檜山-岸カップリングにより結合させアリルアルコールを含む全炭素鎖を作り出した。4、ここで、2価Pdを用いた立体特異的エンド型閉環反応を行い、トランスジヒドロピラン環を構築した。そして、次に相当する官能基変換によりセコ酸に導く事が出来た。アピクラレンAは12員環マクロライド化合物であり、サリチル酸部分とおよびトランステトラヒドロピラン環を環構造内に有する極めて特異で堅牢な構造をもつ化合物である。その全合成における研究代表者の鍵アプローチは、PdCl_2(CH_3CN)_2を触媒に用いるエンド型環化反応を用いるジヒドロピラン環形成であり、この反応は完璧な立体制御で進行させる事が出来た。続いてエステルを加水分解しセコ酸に導き、マクロラクトン化を行った。最初に、山口法を用いたところ高収率でマクロラクトン環が形成された。末端のベンジルエーテルの脱保護、酸化、高井反応によるヨードアルケニル化を行った後、ヨウ化銅をもちいるアミド化に取り組んだ。このアミド化反応は注意深く行わなければZ,Z-ジエンが一部異性化したが、温和な条件下に長時間行なう事で保護されたアピクラレンAの骨格が完成した。続く、シリル基とメトキシ基の脱保護で全合成が完成するが、実際はメトキシ基の脱保護がうまく行かず、ゴールー歩手前で停滞する事になった。そこで、当初サリチル酸部分の原料にメトキシ基を用いず、ベンジルオキシ基に置き換える事にした。そして、最初の段階から合成を組み直して、ヨードアルケンに導くことができた。そしてZ,Z-ヘプタジエニルアミドとカップリング反応をおこない、フェノールがベンジルエーテル基で2級水酸基がシリルエーテル基で保護されたアピクラレンAを高収率で得る事に成功した。

次にジヒドロピラン環上のアルケンをα側から位置選択的に水酸基を導入する必要があった。この立体および位置選択的反応は水銀トリフラートを用いるオキシ水酸化続く還元反応により達成することができた。N-アシルジエナミド部分の構築は、過去に報告された全合成で最も大きな問題で、非常に収率の悪いステップであったが、これをヨウ化銅を等量使用する事で90%の収率で目的を達成する事ができた。そして最終的にアピクラレンAの全合成を完成する事が出来た。アピクラレンAの構造活性相関はこれまでNicolaouおよびMaierらの各グループによりいくつか行なわれて来たが、C-11位周辺の構造活性相関は行なわれてこなかった。本研究でその誘導体を別途合成し、がん細胞に対する殺細胞毒性を測定来た結果、その中でC-10およびC-11位間が不飽和結合でつながれている誘導体が、アピクラレンAと同等もしくはやや高い活性を示す傾向を見出した。
う蝕リスクを考慮した初期う蝕における客観的再石灰化評価ならびにう蝕細菌叢分析

エナメル質初期むし歯を保有し、本研究参加に同意を得られた8名において、ホームケアによる再石灰化療法を試みた。来院時毎に、口腔内写真、むし歯表層pH測定、唾液緩検査を行い、むし歯リスクが再石灰化に及ぼす影響について検討を加えた。その結果、全症例において、観察1ヶ月後よりむし歯表層pH値の上昇を認めた。一方、カリエスリスクと再石灰化との関連性は認められず、再石灰化療法中の唾液中むし歯にも顕著な変化を認めなかった。本年度は、昨年度より株)堀場製作所と共同開発を進めてきた臨床用小型pHセンサーを完成させ、同センサーの測定能力を評価するため、ヒト抜去う蝕象牙質における表層pHについて、光走査型pH顕微鏡との比較測定を行った。その結果、新たに開発した針状小型pHセンサ(ISFETセンサー)は、測定応答部分が直径0.8mmにもかかわらず、過去にう蝕表層pH測定に有効であると報告されている走査型pH顕微鏡と同等のpH測定能を有していることが判明し、臨床活用の可能性が示唆された。そこで、東京医科歯科大学歯学部附属病院むし歯外来に来院し、本研究の研究参加に同意を得られた患者の口腔内にて、う蝕治療を必要としないエナメル質White spot表層のpH測定を、同臨床用小型pHセンサーを用いて開始した。この際に、同被験者から刺激唾液を採取し、唾液緩衝能を評価を実施してう蝕リスク評価を行い、患者個々のう蝕リスクとエナメル質white spot発生頻度との関連性について検討を加えた。測定後、ホームケア用品として、再石灰化促進剤CPP-ACP配合のMIペースト(歯磨き後に使用)を配布し、各自家庭にて日々使用してもらい、次回来院時に再度同whitespot表層部のpH測定を行い、臨床におけるpH値を指標としたう蝕活動性評価の可能性について検討を開始した。さらに、real-time PCRを用いて、刺激唾液中のう蝕原因菌叢について検討を開始した。東京医科歯科大学歯学部附属病院むし歯外来に来院し、本研究の研究参加に同意を得られた患者8名の口腔内にて、う蝕治療を必要としないエナメル質white spot表層のpH測定を、臨床用微小pHセンサーを用いて開始した。この際に、同被験者から刺激唾液を採取して唾液緩衝能評価を行い、患者個々のカリエスリスクとエナメル質white spot発生頻度との関連性について検討を加えた。再石灰化療法は、ホームケア用品として、再石灰化促進剤CPP-ACP配合MIペーストおよび同ペースト用の全額トレーを配布し、日々使用する様指導した。次回来院時に、white spot表層部のpH測定を再度行って、臨床におけるpH値を指標とした再石灰化評価の可能性について検討を加えた。さらに、Real-time PCRを用いて、刺激唾液中のう蝕原因菌叢を遺伝子学的に分析した。その結果、全8症例において、white spot部の顕著な色調回復は認められなかったものの、white spot表層部におけるpH値の上昇を認めた。これにより、同微小pHセンサーを用いたwhite spot表層pH測定が、口腔内における微細な再石灰化現象を評価する上で有効であることが確認されたとともに、このpH変化が患者のモチベーション維持にも有効であることが示唆された。また、現在のごく限られた症例数では、カリエスリスクとwhite spot発生頻度との関連性は認められず、再石灰化療法中の唾液streptococci比率にも顕著な変化を認めなかった。東京医科歯科大学歯学部附属病院むし歯外来に来院した患者で、エナメル質white spotを保有し、本研究の研究参加に同意を得られた8名の口腔内にて、再石灰化促進剤CPP-ACP配合MIペーストによる再石灰化療法を試みた。即ち、対象歯を含む全顎印象を採特してMIペースト用の個人トレーを作製し、同トレー内にペーストを注入して、日々30分間装着するホームケアを行う様に指示した。観察期間は最低9カ月最大24ヵ月間とし来院時毎に、口腔内写真とエナメル質white spot表層のpH測定を行った。また、同被験者から刺激唾液を採取して唾液緩衝能評価を行い、患者個々のカリエスリスクが再石灰化に及ぼす影響について検討を加えた。その結果、全8症例において、観察期間の長い症例においてwhite spot部の顕著な色調回復を認めた。また、全症例において観察1ヶ月後よりwhite spot表層部におけるpH値の上昇を認めた。一方、カリエスリスクと再石灰化との関連性は認められず、再石灰化療法中の唾液中う蝕原因菌叢変化にも顕著な変化を認めなかった。
三日熱マラリアのオーキネート表面蛋白を用いたワクチン開発

申請者らは、三日熱マラリア伝搬阻止ワクチン開発を行うために、先ず三日熱マラリア原虫オーキネート表面の分子量25kDa(Pvs25)及び28kDa(Pvs28)の遺伝子をクローニングし、これらの蛋白の一次構造を明らかにすること、またそれに成功した後、ワクチン抗原となる組み換え蛋白を発現させることを目的として本研究を実施した。平成9年度の本研究において、申請者らは三日熱マラリア原虫オーキネートの表面蛋白の一つであるPvs28の遺伝子クローニングに成功した。また平成10年度には、2つめの三日熱マラリア原虫オーキネート表面蛋白の遺伝子(Pvs25)をクローニングした。既に他種のマラリア原虫から報告されているオーキネート表面蛋白がP25とP21/28の2つのsubfamilyに分かれることが知られていたので、まず三日熱マラリア原虫Sal1ストレインからクローニングされたPvs25及びPvs28について、その塩基配列から類推されるアミノ酸配列をデータベースを用いて比較検討した。Pvs25は他種のマラリア原虫のP25subfamilyと、またPvs28は他種のマラリア原虫のP21/28 subfamilyとそれぞれ約4割一致していたが、他方のsubfamilyとの相同性はいずれも低かった。中でもPvs28の4番目のEGF-like domainとC末端の疎水領域の間に、GSGGEまたはDが6回繰り返しているリピート配列の存在が特徴的であった。今後三日熱マラリア伝搬阻止ワクチン開発に向けて、これらの蛋白を酵母を用いて発現させるとともに、これらの蛋白が他種のマラリアワクチン抗原で問題となっている抗原変異を持つかどうかを、流行地の三日熱マラリア原虫分離株を用いて検討する予定である。申請者らは、本年度は三日熱マラリア原虫(Plasmodium vivax)オ-キネート表面の分子量25kDa(Pvs25)及び28kDa(Pvs28)の蛋白の一次構造を明らかにすることを目的として本研究を実施した。P.vivax gametocyteをオ-キネート培養培地(Munderloh & Kutti,1987)を用いて培養し、この虫体から抽出したmRNAを用いてcDNAライブラリを作成した。次に塩基配列のデータベースを用いて、現在までに判明している全てのオ-キネート表面蛋白の一次構造の間で保存的な領域を同定し、その部位の塩基配列をもとに新たな三日熱マラリア原虫オ-キネート表面蛋白遺伝子を同定するための、縮重したオルゴヌクレオチドPCRプライマーを合成した。上記cDNAライブラリを鋳型として、このプライマーを用いてPCRを行ったところ、予想されたサイズのDNAフラグメントが増幅された。そこでこのPCR産物をプラスミドにクローニングした後ジデオキシ法にて塩基配列を決定した。得られたた塩基配列の解析から、この遺伝子は、システイン残基に富む上皮細胞増殖因子様の配列が4回繰り返しており、マラリア原虫オ-キネートの表面蛋白に特徴的なものと考えられた。特に、4番目の上皮再坊増殖因子様の配列中のシステイン残基の数が4個であることより、この遺伝子は、熱帯熱マラリア原虫オ-キネートのPfs28、トリマラリア原虫のPgs28、ネズミマラリア原虫のPys21及びPbs21と類似した一次構造であることが判明した。したがって、今回三日熱マラリア原虫オ-キネートからクローニングされた遺伝子をPvs28と名付けた。来年度はPvs28の組み換え蛋白を酵母を用いて発現させるとともに、もう1種類の遺伝子であるPvs25のクローニングを継続する。

申請者らは、三日熱マラリア伝搬阻止ワクチン開発を行うために、先ず三日熱マラリア原虫オーキネート表面の分子量25kDa(Pvs25)及び28kDa(Pvs28)の遺伝子をクローニングし、これらの蛋白の一次構造を明らかにすること、またそれに成功した後、ワクチン抗原となる組み換え蛋白を発現させることを目的として本研究を実施した。平成9年度の本研究において、申請者らは三日熱マラリア原虫オーキネートの表面蛋白の一つであるPvs28の遺伝子クローニングに成功した。また平成10年度には、2つめの三日熱マラリア原虫オーキネート表面蛋白の遺伝子(Pvs25)をクローニングした。既に他種のマラリア原虫から報告されているオーキネート表面蛋白がP25とP21/28の2つのsubfamilyに分かれることが知られていたので、まず三日熱マラリア原虫Sal1ストレインからクローニングされたPvs25及びPvs28について、その塩基配列から類推されるアミノ酸配列をデータベースを用いて比較検討した。PvS25は他種のマラリア原虫のP25subfamilyと、またPvs28は他種のマラリア原虫のP21/28subfamilyとそれぞれ約4割一致していたが、他方のsbufamilyとの相同性はいずれも低かった。中でもPvs28の4番目のEGF-like domainとC末端の疎水領域の間に、GSGGEまたはDが6回繰り返しているリピート配列の存在が特徴的であった。今後三日熱マラリア伝搬阻止ワクチン開発に向けて、これらの蛋白を酵母を用いて発現させるとともに、これらの蛋白が他種のマラリアワクチン抗原で問題となっている抗原変異を持つかどうかを、流行地の三日熱マラリア原虫分離株を用いて検討する予定である。
植物における性表現の揺らぎを成立させる進化機構

「性別」は動植物を問わず、種内多様性を保つ最重要機構である。植物では個体中の花という単位に独立した性表現を持つことが出来るため、多様な性表現を「潜在的に」有している。しかし、植物の性別決定因子は近年ようやく同定されたものであり、第一発見例となったカキ属を含めて、未だわずかな種でしか同定されていない。本研究ではこれまで、カキ属の性決定因子OGI/MeGIの倍数化に伴うエピジェネティック制御によって性表現の可塑化が生じる機構を解明しており、ここでは1.OGI/MeGIのエピジェネティック制御に関わる遺伝因子の同定、2.倍数体に特異な両全花発生機構の解明、を目指す。
境界領域における民俗芸能の教授・創生に関する研究：奄美諸島の高等学校を中心に

本研究で明らかになった点は、次の二点である。まず一つ目は、学校教育が民俗芸能の新たな継承の場として加わりながら、学校で教授された芸能が地域における伝統芸能の一つとして展開していた。二つ目は、実践的な意味合いで、複数の共同体的な枠組みが相互浸透し合う現象が学校と地域の狭間を往復するなかで起こっており、従来のアイデンティティ形成の議論のみでは可視化できない境界領域の中で新たな民俗芸能が学校で生まれていた。平成26年度は、奄美諸島の学校教育における民俗芸能の教授が、現代奄美諸島の人々の日常における文化的実践のなかでどう位置づけられているかについて、奄美諸島内の高校を卒業した生徒たち(奄美大島、与論島、徳之島、喜界島)を対象に聞き取り調査を行った。沖縄本島北部にある名桜大学が2010年度に公立大学に変わり、奄美諸島地域からの入学生の増加がみられることが確認された。これは、大学の公立化に伴う変化である。このような変化は、奄美出身の大学生を対象にした一部の調査であるが、少なからず奄美の民俗芸能に対する捉え方にも影響を与えていることが確認された。つまり、このような教育機関や教育制度による影響は、奄美諸島出身の学生の進路選択だけでなく、奄美諸島の民俗芸能が創作される背景にも見られた。また、平成26年度は、かつて南米移住した沖縄系日系人(3世の学生)を考察の対象に加えたことによって、奄美諸島内部の教育機関で行われている民俗芸能の取り組みを、より詳細に分析することができた。このような移民社会を分析の対象としたのは、奄美における民俗芸能の継承とその教育に関わる実体を把握する際、沖縄および八重山、宮古の事例と比較するだけでなく、沖縄系日系移民社会も比較の対象に加えることによって、より現代奄美社会を理解することが可能になると考えたからである。本研究の目的は、「鹿児島/沖縄」の境界に位置する奄美諸島の高等学校における民俗芸能の教授と創生に着目し、境界領域であるが故に生じる民俗芸能の新しい継承過程の様相を明らかにすることである。本研究の大きなリサーチクエスチョンは1奄美諸島の学校教育における民俗芸能の教授は、現代奄美諸島の人々の日常における文化的実践のなかでどう位置づけられ、境界領域で見られる「複数の文化的アイデンティティ」とどのように関係しているのか、2地域社会と学校の双方が協力し、民俗芸能の継承に力が注がれるとき、そこでは何が重要とされ、どのような取り組みが行われているのか。その一方で、3学校教育で実践される民俗芸能が複雑なアクターと関わることによって、指導者の教授内容やその方法が取捨選択され、芸能が変容・持続する過程にどのような影響を与えているのか、の3点である。平成27年度は、主に奄美高校の郷土芸能部の活動に注視しながら、奄美高校とそれを取り巻く地域社会の視点から学校という「場」の捉え直しを行った。その結果、次の2点が明らかになった。一つは、八重山諸島と同様、奄美諸島でも学校で教授された民俗芸能が地域における民俗芸能の一つとして展開し、かつ地域社会に受容されていることが確認できた。もう一つは、一見「伝統的」と思われる民俗芸能である一方で、近代的な制度や考え方がその成立の根本に関わるほどに影響を受けていることが明らかになった。今年度の成果は、学校教育で実践される民俗芸能の教育や民俗芸能の継承に力が注がれるとき、地域社会だけでなく、県・市教育委員会と学校(とくに、民俗芸能の教育を担当する指導者)の関係を再検討する必要があることを発見した点にある。平成27年度は、奄美諸島の民俗芸能が学校教育に積極的に導入された経緯に関する資料を収集し、八重山諸島と比較しながら奄美諸島の状況を整理することによって、本研究課題によって得られる成果の方向性を定めることができた。今年度の成果は、一見「伝統的」と思われる民俗芸能である一方で、近代的な制度や考え方がその成立の根本に関わるほどに影響を受けていることを発見した点にある。しかし、現地調査については、当初予定していた調査地と調査日程があわず、結果当初の計画よりもやや遅れることとなった。以上より(3)の評価をするに至った。本研究は、「鹿児島/沖縄」の境界に位置する奄美大島に所在する鹿児島県立奄美高等学校で実践している奄美の民俗芸能に着目し、「学校芸能」の概念から新たなに創造される奄美の民俗芸能の様相について調査研究を行った。奄美諸島の各地域は、鹿児島県や沖繩県の影響を認めつつも、どちらか一方に帰属することはないという重層的でマージナルな文化的特徴を有している。これは、奄美諸島が琉球弧の文化圏に属する一方で、歴史的政治的背景において薩摩の直接支配下に組み込まれたことに起因している。当然、こうした状況は奄美諸島で育まれている民俗芸能にも大きく影響を与えていた。本研究の事例として取り上げる鹿児島県立奄美高等学校の郷土芸能部は、1993年に誕生し、現在、奄美大島内外において積極的に成果発表を行っている。特に、鹿児島県立高等学校文化連盟が主催する鹿児島県高等学校郷土芸能大会の「伝承芸能部門」では、その演舞が高く評価され、鹿児島県代表として全国大会にも出場している。こうした奄美高等学校の郷土芸能部の活動は、奄美大島と鹿児島を移動する中で行われていると同時に、地域の文化的文脈を理解しつつも、その多くは複雑なアクター(政治性、文化・歴史性)からの条件や要求などの影響を少なくとも受けている。以上、本研究で明らかになった点は、次の二つである。

まず、一つ目は、学校教育が民俗芸能の新たな継承の場として加わりながら、学校で教授された芸能が地域における伝統芸能の一つとして展開していた。二つ目は、実践的な意味合いで複数の共同体的な枠組みが相互浸透しあう現象が学校と地域の狭間を往復する中で起こっており、従来のアイデンティティ形成の議論のみでは可視化できない境界領域の中で新たな民俗芸能が学校で生まれていた。本研究で明らかになった点は、次の二点である。まず一つ目は、学校教育が民俗芸能の新たな継承の場として加わりながら、学校で教授された芸能が地域における伝統芸能の一つとして展開していた。二つ目は、実践的な意味合いで、複数の共同体的な枠組みが相互浸透し合う現象が学校と地域の狭間を往復するなかで起こっており、従来のアイデンティティ形成の議論のみでは可視化できない境界領域の中で新たな民俗芸能が学校で生まれていた。当初予定していた学校の教員の異動や退職に伴い、初年度の調査計画に変更があったが、文献調査を充実させながら、卒業生や島の周辺にいる関係者に聞き取り調査を遂行した。新聞記事等の文献資料が不足しているため、直接、奄美研究者に資料提供を依頼しながら、不足部分を補う必要がある。鹿児島県高等学校文化連盟の資料や鹿児島県立教育委員会の資料の収集は、順調に進んでいる。教育人類学今年度は、前年度に引き続き、鹿児島を含む、奄美大島、徳之島、沖永良部を中心に、学校、地域で現地考査を行う。また、沖縄本島の琉球舞踊家から琉球芸能や沖縄民謡を習得している奄美出身者にも聞き取り調査を行う。その際、奄美だけでなく、関西地域に居住する奄美出身者も対象に、聞き取り調査を行う。鹿児島県高等学校文化連盟の関係者へのインタビュー、全国高等学校郷土芸能大会の観察も前年度に引き続き行う。その際、鹿児島(本土)の民俗芸能の教育の状況についても情報収集しながら、鹿児島内部における奄美諸島の学校の取り組みを分析していく。奄美諸島内部の学校に影響を与えるさまざまなアクター(文化庁、文化行政)の状況を分析し、それが奄美の民俗芸能の継承活動とどのような関係があるかについて明らかにする。現地調査については、当初予定していた調査地と調査日程があわず、結果当初の計画よりもやや遅れることとなった。成果発表の論文執筆の際に、ネイティブチェックが必要となるため、謝金代を残していただが、論文執筆を次年度に延長したため、謝金分を次年度予算に加えることにした。調査の日程については、今年度の反省を踏まえて調査先と綿密な調整を行い、あわせて短期間で効率的な調査を実施するために、現地における調査方法の見直しを適宜行いながら進める。論文執筆に伴う、ネイティブチェックにかかる謝金に当てる予定
ユニタリ群上の保型形式の整数論的研究

今年度は,新谷卓郎氏の導入した原始的データ関数の表現論的研究を行った.菅野孝史氏(広島大・理)との共同研究である.原始的データ関数は,3次ユニタリ群上の保型形式のフーリエ・ヤコビ展開をさらに精細にした新谷展開に現れ,3次ユニタリ群上の保型形式の研究に極めて有用である.原始的データ関数を明示的に決定する問題は重要な未解決問題であるが,そのためには原始的データ関数に対応する1次ユニタリ群の指標としてどのようなものが現れるかを決定しなければならない.今年度は主として,この問題を局所的に研究し,ほぼ完全な結果を得た.1次指標の決定は,局所的には,局所原始的データ関数のなす空間に作用するメタプレクティック表現の既約分解と同等である.解決のために,ハイゼンベルク群の無限次元既約表現のlattice modelと呼ばれる実現をとり,その上の1次ユニタリ群のメタプレクティック表現のsplittingを与えた.さらに,メタプレクティック表現の指標を跡公式を用いて具体的に計算することによって,メタプレクティック表現の既約分解を与えた.副産物として,Shintani,Glauberman-Rogawskiによって証明された,原始的テ-タ関数のなす空間の重複度1定理の別証を虚2次体の場合に得た.今後は,今年度得られた局所的結果を,大域的状況に適用する方向で研究を進めていく計画である.研究分担者の伊藤は,関連するテーマで国際研究集会を主催した.これに伴って,参加者の一部に対する謝金を科研費から支出した.今年度は,新谷卓郎氏の導入した原始的データ関数の表現論的研究を行った.菅野孝史氏(広島大・理)との共同研究である.原始的データ関数は,3次ユニタリ群上の保型形式のフーリエ・ヤコビ展開をさらに精細にした新谷展開に現れ,3次ユニタリ群上の保型形式の研究に極めて有用である.原始的データ関数を明示的に決定する問題は重要な未解決問題であるが,そのためには原始的データ関数に対応する1次ユニタリ群の指標としてどのようなものが現れるかを決定しなければならない.今年度は主として,この問題を局所的に研究し,ほぼ完全な結果を得た.1次指標の決定は,局所的には,局所原始的データ関数のなす空間に作用するメタプレクティック表現の既約分解と同等である.解決のために,ハイゼンベルク群の無限次元既約表現のlattice modelと呼ばれる実現をとり,その上の1次ユニタリ群のメタプレクティック表現のsplittingを与えた.さらに,メタプレクティック表現の指標を跡公式を用いて具体的に計算することによって,メタプレクティック表現の既約分解を与えた.副産物として,Shintani,Glauberman-Rogawskiによって証明された,原始的テ-タ関数のなす空間の重複度1定理の別証を虚2次体の場合に得た.今後は,今年度得られた局所的結果を,大域的状況に適用する方向で研究を進めていく計画である.研究分担者の伊藤は,関連するテーマで国際研究集会を主催した.これに伴って,参加者の一部に対する謝金を科研費から支出した.
電界紡糸法による高分子の完全伸びきり鎖結晶作製への挑戦

電界紡糸法は高分子ナノファイバーの作製法としてナノテクノロジーの様々な分野より大きな注目を集めている。しかし実際には、繊維内部の構造の制御が出来ておらず、その結果、応用範囲は限られた分野に止まっている。本研究では、分子鎖が一方向に並び且つ伸びきった状態で結晶化した、伸びきり鎖結晶から成ると考えられる高配向ナノファイバーの作製法を考案し、そのために必要となる装置を開発するとともにその有効性を確かめた。今後、様々な機能性高分子に応用することで、分子鎖の一次構造から期待される機能的性質(例えば、強度、導電性、偏光特性、熱伝導性など)を維持したナノファイバーの作製が期待できる。電界紡糸法で得られる繊維の内部構造は繊維径に応じて大きく異なり、直径約200nm以下では、ほぼ伸びきり鎖結晶から成ることを報告した(Polymer 2010,51,2383)。さらに直径200nm以下の繊維を選択的に得る方法として、電界延伸法を考案し、数十ナノメートル径の伸びきり鎖結晶ナノファイバーの作製に成功した(Macromol Mater Eng 2010, 295, 1082)。本研究の目的は、伸びきり鎖結晶ナノファイバーを安定して得るための紡糸・延伸機構の構築であり、最終的には、様々な機能性高分子への応用である。コレクタに平行電極板を用いると電界が分割される。この分割電界は、溶媒で濡れた状態の繊維に作用させることで繊維の延伸作用として働く。従って、溶媒の蒸発制御が鍵となる。溶媒蒸発制御を容易にするため、高温溶液からの紡糸を検討し、シリンジからコレクタ間の距離と温度の制御を目指した。初年度は装置の開発に費やした。シリンジ部を電気的に加熱し、コレクタまでの雰囲気を赤外線ヒーターで加熱するデザインを考案した。株式会社井元製作所の協力の下、シリンジ部、シリンジ-コレクタ間の双方で、誤差温度が±1度程度となる装置を開発した。本年度は、主にポリエチレン(PE)を試料とし研究を行った。直径200nm以下の繊維を安定して紡糸することに成功し、その構造は伸びきり鎖単結晶様であることを電子線回折により確認した。高温からの紡糸でこの様に細い繊維の安定した紡糸は知る限り初めてである。また、シリンジ-コレクタ間の温度制御が分割電界の延伸作用に大きく影響をすることが、同じく電子線回折を用いた解析より示された。PEに加え、シルクフィブロインおよびポリビニルアルコールのナノファイバーの作製についても並行して行い、湿度変化による構造変化とそれに基づく応力発現機構について調べている。初年度(平成24年度)の主要課題の一つは、高温溶液からの紡糸が可能となる電界紡糸装置のデザイン(設計)およびその製作であった。当初、装置は完全に自作することを計画していたが、実際には、自らデザインしたものを業者に製作依頼することとした。装置のデザインを行う上で、本研究目的である"ナノ繊維の精密構造制御"を可能とするアイデアを盛り込む必要があった。装置が手元に無い状態で、このようなアイデアを具体化させていくことは困難であったため、国外協力研究者(ドイツ)の協力の下、種々のアイデアを既存の装置(本研究代表者が以前製作した装置でドイツに設置)を用いて検討し、得られたナノファイバーを日本で解析することで、アイデアの具体化を進めた。結果として、高温溶液からの紡糸が可能であり、且つ、ノズルからコレクターの間の紡糸雰囲気温度の勾配を制御可能となる装置の設計に至った。装置の完成は平成25年度5月下旬を予定している。当初の計画では、初年度の段階で電界紡糸装置を完成させる予定であったが、我々がデザインした装置を予算内で製作してくれる業者がなかなか見つからず、デザインから製作開始までに想定していた以上のブランクが生じた。ただし現在は、平成25年度5月中旬完成の予定で製作いただいている。一方で、国外協力研究者の下(ドイツ)に設置されている装置を用いての予備実験を既に充分行っており、装置が完成すれば、遅れは取り戻せるものと考えている。現在製作依頼中の装置が完成すれば、直ちに、紡糸実験を開始する。高温溶液からの電界紡糸に加え、紡糸雰囲気温度を制御することで、より効果的な延伸条件を模索するなど、新たな試みを持って、繊維構造の精密制御を目指す。紡糸された繊維に二次的な延伸作用を与えるため、機械的延伸および電界延伸の2つの機構に基づく延伸作用を及ぼすことが可能となる延伸機を導入し、完全伸びきり鎖結晶からなるナノファイバーの作製を目指す。得られたナノファイバーの単繊維精密構造解析を、放射光施設を利用したマイクロビームX線回折、透過型電子顕微鏡による電子線回折、および顕微分光法などにより行う。

装置の製作が次年度に持ち越したことで、そのための費用についても次年度に繰り越すこととなった。また、当初自作を予定していたところを、業者への製作委託に変更したため、装置製作に必要となる費用が当初の予定よりも大きくなっており、平成25年度研究費の一部と合せる必要がある。
細胞内ネットワークで働く多重機能蛋白質の分子遺伝学研究

特にCa_<2+>受容タンパク質/カルモデュリンと低分子量GTPase/Rholpの2つの系で、以下に述べるように細胞内ネットワークで働く多機能タンパク質の機能の一つ一つを分離分別して解き明かすことに成功した。まずカルモデュリンの遺伝生化学的研究により、カルモデュリンで見られた「遺伝子内相補」が観察される理由がカルモデュリンの多機能性のためであるという仮説が正しいことを明らかにした。実際に細胞増殖に必須な4つのカルモデュリンの機能のうち、アクチンの細胞内分布の制御と、SPBの複製制御に関しては、それぞれMyo2p(V型ミオシン)とNuflp(SPBの構造タンパク質)というターゲットタンパク質との結合が必須であることを遺伝学的、生化学的解析から明らかにした。さらに、異なるターゲットタンパク質との結合には、異なるアミノ酸残基(Phe)が関与していることを遺伝子内で相補するカルモデュリン変異を使って証明し、多機能蛋白質で見られた遺伝子内相補という遺伝現象の分子レベルでの解釈を明確にした。一方のRholpGTPaseについては、Rholpの機能の1つ1つを分離分別することに成功し、その機能発現の機構を個別に解明した。まずRholpが出芽酵母の細胞壁の主要な構成成分である1,3-β-グルカンを合成する酵素の制御サブユニットとして働くことを示した。同時にRholpがPkclpと呼ばれるタンパク質リン酸化酵素の活性化を制御していることを発見した。さらに新規のRholp結合タンパク質(Bnilp)との結合を介してアクチン繊維の動態制御に関与していることを見い出した。複雑な生命現象の解明には、生体内で鍵を握るタンパク質の「多機能性」に対する理解を飛躍的に高めることが必要であると提案し、出芽酵母を使った遺伝学的研究を全面的に展開させて、低分子量GTPase RholpとCa^<2+>受容タンパク質カルモデュリンの2つの系で、多機能タンパク質の機能の1つ1つを分離分別して解き明かすことに成功した。ヒトrhoAの構造的かつ機能的ホモログである出芽酵母のRholpが、細胞壁の主要な構成成分である1,3-β-グルカンを合成する酵素の活性化とPkclpと呼ばれるタンパク質リン酸化酵素の活性化を制御していることを発見した。その中でもグルカン合成酵素は、真菌などで特異的に存在するRholpのターゲットとして注目を集め、その活性化の機構はRholpによる酵母細胞の形態形成を明らかにする上で重要な意味を持っている。本研究では、活性を持つグルカン合成酵素複合体の生成ならびに細胞内局在化の機構を細胞生物学的に解析した。分泌異常の変異株を使って調べところ、推定上の触媒サブユニットFkslpは細胞内に蓄積し、Rholpは細胞膜全体に広がっており、野生型細胞で両者が芽の先端部分に局在しているのとは異なっていた。ERが蓄積する分泌変異株、またはゴルジ体が蓄積する分泌変異株では、グルカン合成酵素活性は著しく低下していたことから、このとき活性を持つ酵素複合体が形成していないことが判った。一方、ゴルジ体から細胞膜への輸送が止まり分泌小泡が蓄積する変異株では、グルカン合成酵素活性は低下しておらず、分泌小泡が蓄積する画分にはRholpとFkslpが検出された。以上の結果は、Fkslpは分泌経路を通って芽の先に運ばれ、分泌小泡上でRholpと会合する可能性を示唆している。出芽酵母の細胞の形態形成はRho型GTPaseなどの分子スイッチにより制御されていることを我々は明らかにしてきた。本年は、Rho型GTPaseの直接の標的酵素である、1,3-β-グルカン合成酵素の遺伝学的解析に焦点をあてて研究を行なった。