hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
競合するプロセスグループに分割可能な資源を配分する分散アルゴリズムとその応用

資源の割り当て問題は分散処理環境における重要な問題の一つとして知られており、多くの研究がなされています。また、ネットワーク環境の劇的な発展に伴い、様々な分散協調型のアプリケーションが開発されています。分散協調型のアプリケーションの上では、協調して動作するプロセスやユーザが一つのグループとして、動作するものとみることができます。複数のグループが同時にそれぞれなんらかの動作を行う場合、異なるグループに属するプロセス同士の間で資源競合が生ずる場合があり、そこで資源の割り当てが不適切に行われた場合、いくつかのグループの動作に支障がきたす危険性があります。そういった新たな形態の資源競合は、古くからある解決の手法では、十分に対処することができず、またその解決法に関する研究は、あまり十分には行われていませんでした。私どもは、従来の資源割り当て問題を拡張した「プロセスグループに対する資源割り当て問題」という問題を提起し、その分散的解決法に関する研究を行って参りました。本研究では、今までの研究結果を踏まえて、まず、資源の容量を超えない範囲で複数のプロセスによる資源の共向利用の時に、有効な割り当て手法として、割り込まれたプロセスに悪い影響を与えなく、全体的な効率が向上できる割り込みによる資源割り当て方法を提案しました。そして、予約済みや使用中の資源を他のプロセスに譲り合うために、別の利用可能な資源を予約・使用するという譲り合いによる資源割り当ての方法を提案し、資源を要求する複数プロセスの平均待ち時間を短縮する研究を行いました。さらに、複数のプロセスグループがあるタスクを平行に実行することを想定するグループ間の資源割り当てモデルを提案しました。最後に、提案された手法を実際のアプリケーションにどのように適用するかを検討するために、携帯電話のチャンネルの割り当てについて考察しました。開発された割り込み手法や譲り合い手法をプロセスグループに関するモデルに導入するために、いろいろと試みましたが、まだ十分な結果が得られていません。将来の課題として残されております。近年、ネットワーク環境の発展に伴うグループ協調型のアプリケーションの需要の増大が顕著に見られます。その反面、その様なアプリケーションの増加に伴い必要となるであろう、分散プロセスグループ間での資源共有と共有資源の有効利用のための技術の研究は、国内外でも未だ十分になされていないのが現状です。本プロジェクトは、以下の研究を目的としています。これまでの研究準備をふまえて、グループ単位での資源予約・資源の種別・容量を考慮した資源割当てといった新しくより実用的な資源割当てモデルを開発する。モデル上で、新たに生ずる諸問題に適応できる新しい資源割当てアルゴリズムを開発する。特に、空き容量をなるべく減少し、プロセスの平均の待ち時間を減らすアルゴリズムを考案する。開発されたアルゴリズムにもとづいて、資源割当てシステムを開発する。開発されたシステムをアプリケーションに応用・実装し、その有用性を検証する。14年度の研究実績概要として、私どもはまず(1)新しい資源割当てモデルの設定を行った、(2)そのモデル上で生ずる問題を検討し、解法を考案した。(1)においては、現実の(分散協調型)アプリケーションにおいて生ずるであろう資源競合の構図の定式化を行った。そのモデル上に配されるプロセスやグループの動作、資源要求の形態などを従来の資源割当て問題のモデルと比較しつつ検証した。特に、資源の種別・容量・品質を考慮したグループ単位の資源の予約と配分のモデルをより実用的にするように定式化した。(2)その上で発生する(従来の資源割当て手法では解決できない)新たな問題(グループ間のデッドロック、グループの飢餓状態等)について検討した。そして、メッセージの複雑度だけではなく、資源の実際の利用の効率を向上させるアルゴリズムを開発した。

具体的に、資源の種別・容量・品質を考慮した場合の、他のプロセスの資源獲得を阻害しない割り込み手法やプロセス間の互いな譲り合い手法を導入することによって、資源の空き容量や空いている資源の数を減少し、資源を要求するプロセスの平均待ち時間を減らす方法を考案した。資源の割り当て問題は分散処理環境における重要な問題の一つとして知られており、多くの研究がなされています。また、ネットワーク環境の劇的な発展に伴い、様々な分散協調型のアプリケーションが開発されています。分散協調型のアプリケーションの上では、協調して動作するプロセスやユーザが一つのグループとして、動作するものとみることができます。複数のグループが同時にそれぞれなんらかの動作を行う場合、異なるグループに属するプロセス同士の間で資源競合が生ずる場合があり、そこで資源の割り当てが不適切に行われた場合、いくつかのグループの動作に支障がきたす危険性があります。そういった新たな形態の資源競合は、古くからある解決の手法では、十分に対処することができず、またその解決法に関する研究は、あまり十分には行われていませんでした。私どもは、従来の資源割り当て問題を拡張した「プロセスグループに対する資源割り当て間題」という問題を提起し、その分散的解決法に関する研究を行って参りました。本年度では、前年度までの研究結果を踏まえて、資源の譲り合う方法をさらに考察しました。予約済みや使用中の資源を他のプロセスに譲り合うために、別の利用可能な資源を予約・使用するという譲り合いによる資源割り当ての方法を提案し、資源を要求する複数プロセスの平均待ち時間を短縮する研究を行いました。そして、提案された手法を実際のアプリケーションにどのように適用するかを検討するために、譲り合い手法のセルラー電話のチャンネル割り当てへの適用について考察しました。複数の基地局のチャンネルが利用できる電話は、利用の要求が増えて混雑になった基地局から他の基地局へハンドオフをアクティブに行って、混んでいるエリアの混雑を緩和する方法を考察しました。開発された割り込み手法や譲り合い手法をプロセスグループに関するモデルに導入するために、いろいろと試みましたが、まだ十分な結果が得られていません。将来の課題として残されております。
遺伝子改造法とX線結晶解析法を用いた制御蛋白質のドメイン構造と機能の解析

大腸菌のRecA蛋白質は相同な塩基配列を持つDNA分子同士を相互作用させて、普遍的組換えを行うだけでなく、DNA障害発生時には障害修復遺伝子の共通りプレッサーを切断不活化して、それらを一斉に発現させる働きを持つ多機能蛋白質である。分子量約4万の1本のポリペプチド鎖の蛋白質が、どのようにしてこのような多機能を発揮するのか、その分子機構は大変興味のあるところである。蛋白質の機能はその構造によって荷なわれているが現在までのところX線結晶構造解析に適した結晶を得ることは、どこの研究室でも成功していない。そこでわれわれは、分子遺伝学的手法を駆使して、RecA蛋白質の構造に関する情報を得る方法論の開発を試みた。先づrecA遺伝子の変異を組織的に分離し、それらの変異位置が遺伝子全体に散らばるようにした。各変異の遺伝的な諸性質を調べた結果、機能ドメインや構造を解析する上で重要な手掛を与えるものが多数えられていることがわかった。その中でも特に重要と思われるものについて蛋白質を精製し、生化学的、物理化学的諸性質を詳細に解析した。これらの知見をもとに、大まかな機能ドメインを明らかにした。その中でも特記すべき成果として、1.RecA蛋白質のC末端は、この蛋白質の活性化を制御し、機能上はN末端とも関連がある。2.リプレッサーの特異性を識別するのはC末端から全体の1/3の位置にある部位である。3.ヌクレオチド(ADP)結合部位は、N末端から全体の1/3の位置にある、ということがわかった。更に1つのドメインの中に起きた変異から、その抑制変異を多数分離し、それらの位置関係や抑制変異単独の性質などを調べ、機能ドメインモデルをより明確にし、またドメイン間の関係を明らかにすることができるようになった。また詳細なX線結晶解析が可能な良質の結晶を得る努力が、現在も変異蛋白質を含めてRecA蛋白質についてなされている。
身体活動・運動による大腸がん発症予防機序に関する研究

疫学的研究により明らかとなっている運動・身体活動量による大腸がん発症の機序において、本研究では、その生物学機序を明らかにすることを目的とした。従来、低い強度の長時間運動が、発がん物質による大腸がんの初期の細胞変異(aberrantcryptfoci(ACF)の発生を抑制することが明らかにされていたが、本研究ではさらに、高強度・短時間・間欠的運動でも同様なACF発生抑制効果があることが明らかになった。また、それに、運動・身体活動により動員される骨格筋における強度依存性の機序があることが示唆された。大腸がんは、がんの初期段階である異常腺窩巣[aberrant crypt foci (ACF)]から腺腫となり、さらにがん腫に変化するという多段階発がん機構を経ることが知られている。本研究では、ラットを対象として、高強度・短時間・水泳トレーニングが「大腸がん」の初期段階であるACFの発生を予防しうるかについて検討を加えた。Fisher系雄性ラットに体重1kg当り20mgの1,2-Dimethylhydrazine (DMH)を1週間に1回を2回投与した後、ラットに高強度・短時間・水泳トレーニングを実施した。水泳トレーニングは体重の18%の錘を装着した水泳運動20秒を10秒間の休息を挟み8回実施するものであった。このトレーニングは血中乳酸濃度等からほぼ疲労困憊に至る強度である。コントロール群では、トレーニングを一切行わなかった。その結果、トレーニング群の大腸の全ACF数(122±47個)は安静コントロール群のACF数(47±22個)に比べて有意に少なかった(p<0.05)。この結果より、低強度の水泳トレーニングと同様に、高強度水泳トレーニングはDMHによって誘発されたACFの発現を抑制する可能性がある。これらの結果は、大腸がんの一次予防としての低強度及び高強度身体運動トレーニングの重要性を示唆しているものと考えられる。身体活動・運動による大腸ガン発症予防作用は多くの疫学的研究により明らかにされている。しかし、その機序は未だに明らかになっていない。そこで我々は、多段階発症過程で発症する大腸ガンの最初の過程であるACF発生に、有酸素性走運動、水泳運動が抑制効果を持つことを明らかにした。さらに我々は、従来、あまり注目されていなかった短時間・高強度・間欠的水泳運動トレーニングが、中等度運動トレーニングと同様にDMH誘発性のACF発生を抑制することを明らかにした。これは、活動筋から運動強度依存性(たとえばAMPK)に放出される分子が大腸内皮細胞に直接働いていることを示唆している。そこで、今年度は、ACFを構成する内皮細胞と正常内皮細胞を単離して、そこに発現しているタンパク質を網羅的に分析するショットガン方式によるプロテオミクス法の開発を行うことを目的に、高強度・短時間・間欠的水泳運動トレーニングによるラット骨格筋のタンパク質発現を網羅的に分析する技術の確立のための実験・研究を行った。その結果、従来、我々が報告した2D DIGE法による網羅的なタンパク質発現分析とは異なるタンパク質の発現が見られた。特に骨格筋の細胞膜に発現するタンパク質に新規性のあるタンパク質が見られた。またmicrodisection法によるACF単離については、現在、鋭意、手技の習得中である。また、剖検後にプロテオミクスにかけるための最適前処理法についてもほぼ明らかとなっている。本邦では、がんの発生、特に男女とも大腸ガンの発生頻度が急上昇している。これは、大腸がんが生活習慣の変化により発症していること示唆している。生活習慣としての身体活動・運動との関連では、ヒトを対象とした疫学研究により、身体活動・運動の実施が大腸がんの発症抑制に働いていることが明らかとなっている( Kato I, Jpn J Cancer Res,1990)。しかし、身体活動・運動の強度、時間、頻度をどの程度行えば、大腸がんの予防に最も有効かというような研究報告や、運動によるガン予防の機序に関する研究は世界的にない。そこで、本申請では、研究を発展させ初年度では、強度の差(低強度運動と中等度運動)や運動時間(短時間と長時間)の差,運動方法(自発運動と強制運動)が大腸内皮細胞ACFの発生抑制効果に与える影響を観察し、次年度からには、その機序を明らかにするための生化学及び分子生物学的研究を行い、身体活動・運動量増加による大腸がん発症抑制に関する機序の研究を行った。その結果、1時発運動では大腸ガンの発症の初期段階である大腸内皮細胞ACFの発生抑制効果は見られないこと、2従来、考えられているような低強度・超時間運動トレーニングに加えて短時間・高強度・間欠的水泳トレーニングにおいても大腸ガンの発症の初期段階である大腸内皮細胞ACFの発生が抑えられることが明らかとなった。また、これは、強度依存性に活動筋内で発現するタンパク質が、血中にでてマイオカインとして働き、大腸においてACFの発生を抑制している可能性を示唆するものである。

また、骨格筋内で強度依存性に発現するタンパク質の発現機序に活動筋の活動強度により活性化する骨格筋内のシグナルが影響を与えていることが示唆された。ACF細胞を単離して、正常細胞との差を見ることや、ショットガン法によるプロテオミクス法の分析方法について、ほぼ解決することができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。新しい測定・試験系である腸管上皮細胞の3-D培養系を用いて今後、研究を行う予定であり、どのような未知の生体内シグナルが、身体活動・運動による大腸ガン発症予防機序に関連しているかを網羅的に明らかにする。
メディア環境における水俣病事件の構築と記憶

1970年代のマス・メディアの報道の多くは、水俣病事件を水俣の闘いとしてメディア環境に構築し、この時代を象徴する出来事として水俣病事件を描き出した。しかし、メディア環境に構築された水俣病事件には、患者の救済と補償と認定を等価とする図式が形成された。テレビドキュメンタリーの患者の映像は、テレビが形成してきた水俣の記録の一つであり、広範な人びとにとっての水俣の記憶を形成し、そのアーカイブは、テレビ映像が水俣病を生きる患者の生活とその時間を表象することを可能にしている。2010年度は次の研究を推進した。1.1960年代後半から70年代における水俣病事件史上の重要な出来事として、患者家族による運動の始まり、それを支援する市民運動、労働運動をめぐるメディア言説、および当時の政治経済的状況、社会文化的状況、ドミナントな世論や価値観の動向の分析を行った。具体的には、熊本水俣病第1次訴訟の提訴、自主交渉などの患者家族の運動、それを支援する水俣病市民会議、水俣病を告発する会、新日本窒素労働組合などをめぐるメディア言説の分析と検討を行った。2.同じ時期の重要な出来事として、第3水俣病事件をめぐるメディア言説の編制過程に注目し、当時の新聞報道とそれに関連した資料収集を水俣と熊本において行い、この出来事が社会問題として構築されるプロセスの分析に着手した。3.同じ時期に制作、放送されたテレビドキュメンタリーの収集、分析を行った。とりわけ、熊本放送が制作したドキュメンタリー番組は、そのすべての提供を受け、アーカイブ化の作業とともに分析にも着手した。また、NHKアーカイブスの学術利用のためのトライアル研究にも参加し、当該期間の「水俣」をめぐるテレビ番組のアーカイブ研究も進めた。4.ドキュメンタリー映画や報道写真の収集を行った。5.これらの研究成果の一部は、日本コミュニケーション学会の招待講演で発表したほか、研究代表者、連携研究者による学術論文として2011年度に公刊する。本年度は、次の研究を推進した。(1)水俣病事件をめぐる新聞報道に加えて、ノンフィクション文学なども含めた広範なメディア言説の分析を進めた。同時に、ドキュメンタリー映画、報道写真などの分析、公害事件、環境問題をめぐる政策文化の分析を行った。(2)テレビドキュメンタリーの収集を進め、それらの分析、インデキシングを行った。(3)上記(1)(2)の結果を定例の研究会で報告し、研究成果と課題の検討を行った(研究会2回)。(4)8月期に佐世保市、長崎市に在住の水俣病患者と家族、および被爆者を対象に、「認定制度」についての比較検討を目的としたインタビュー調査を実施した。(5)3月期に熊本学園大学水俣学現地研究センター、熊本放送において資料収集も行った。(6)これまでの研究成果に基づいたドキュメンタリー番組のインデキシングを進め、テレビドキュメンタリーのアーカイブを暫定的に構築し、同時にアーカイブの課題の検討を重ねた。これらの研究から、1970年代の「水俣」をめぐるメディア言説とメディア表象の特徴が明らかになりつつある。テレビドキュメンタリーの収集とアーカイブの構築作業をつうじて、同じ時期のテレビドキュメンタリーにおいて、テレビ映像としての「水俣」を記憶の参照系が形成されていることが見出された。また、そうした参照系を形成するドキュメンタリー番組のシーンが、他のドキュメンタリー番組に引用されることで、テレビドキュメンタリーの映像が、水俣病事件の歴史的時間を表象する時間イメージを生成していることも明らかになった。本年度は、これまで収集した諸資料を基に研究成果のとりまとめを行った。「異議申し立て」の時代といわれる1970年代における水俣病事件報道のなかでも、とりわけテレビニュースは、「水俣」の闘いを繰り広げる患者とその家族、そして支援者たちの映像によって、この時代を象徴する水俣病事件を描き出していたことを明らかにする諸論稿をまとめた。また、患者補償協定が締結される1973年7月に至るまでの間に、患者の「救済」と「補償」を等価に位置づけ、さらにその結果として患者の「認定」と「補償」とを等価に語るメディア言説が編制されていたことにも注目した論稿を公表した。これはとくに、患者認定制度と認定基準が水俣病を医学的に定義するものではなく、補償金の受給資格者を決定するという政治性を備えていることを見失わせるメディア言説の編制を明らかにするものとして重要である。本助成事業をつうじて収集を進めてきた「水俣」のドキュメンタリー番組については、熊本放送制作の全番組の収集と基本的なインデキシングの作業を終えて、教育研究利用を目的とした「水俣」のテレビ・アーカイブの一部としての供用を開始した。このほかにも、NHKアーカイブス・トライアル研究として推進した「水俣」のテレビ/アーカイブ研究の成果を、NHKアーカイブス、およびNHK放送文化研究所との連携のもとで、法政大学社会学部における正規授業の一つで利用する準備を進めた。これはNHKが制作した「水俣」のドキュメンタリー番組を十数編選定して、インターネットを利用して随時視聴可能な環境を整備することで、「テレビドキュメンタリー史としての水俣病事件」をテーマにした大学教育を展開しようとする他に類例のない試みである。

この授業は、2013(平成15)年度秋学期に実施することが決定している。テレビドキュメンタリーのアーカイブは暫定的な構築が完了し、平成24年度には試行的公開の一環として、これを利用した公開研究会の実施が可能な状態になった。また、こうした研究成果が、平成23年度中にNHKアーカイブス、放送ライブラリーなどとの共同のシンポジウム、公開研究会で発表され、さらに学術論文として公表された。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究遂行上の、とくに大きな問題点はない。平成24年度は、研究成果のとりまとめを進め、学術論文、共著書としての公表する準備を進める。また、暫定的構築が完了した「水俣」のテレビドキュメンタリーを利用した公開研究会を実施し、ドキュメンタリー制作者、ジャーナリストなどからの助言を仰ぎながら、テレビドキュメンタリーのアーカイブ研究の実践的展開を図る。
子ども達の睡眠習慣の改善が心身の健康やＱＯＬの改善に及ぼす効果

近年の子ども達の睡眠には量的・質的な問題があり、その原因が著しい生活環境の変化であることを指摘した。特に夜間のマスメディアとの接触による光環境の影響が大きいことを調査や実験で明らかにした。子ども達の夜更かしの助長で寝つきや熟眠感が悪化し、起床時の気分が悪化すると、学業や日常生活の質も低下する。本研究では特に就寝時刻の遅延が睡眠覚醒リズム、心身の健康、学業などのQOLに大きな影響を及ぼすことを明らかにした。さらに睡眠習慣の改善策として、睡眠の科学的理解を深めるインターネットコンテンツ「子ども向けチャレンジ25」と「大人への提言7箇条」を作成した。また起床時気分の改善策についても提案した。平成21年度までの科学研究費補助金では、小学生を対象に睡眠習慣と学力との関連や、起床前漸増光照射による起床困難の改善が日中のパフォーマンスを向上する可能性について報告を行ってきた。本年度からは発達段階に応じた睡眠習慣改善プログラムを作成する目的で研究を進展させる。そこで今年度は、小学生で検証した起床困難改善の試みが、心身の発達の重要な時期である幼児にも効果が認められるのかをまず検証することとした。富山県において日照時間の短い冬至前後(11月1月)に起床前漸増光照射による起床方法の検証実験に理解と承諾を得られた保育所と家庭において、睡眠調査・記録・実験を行った。結果の分析により、起床予定時刻の30分前からの漸増光照射照明を使用することで、就寝時刻(10時以降37.9%→28.4%)、起床時刻(7時以降59.3%→53,2%)が早まる有意な改善と、自立起床が有意に増加(15.6%→31.5%)し、起床直後(「良い」が429%→58.3%)と起床1時間後の気分(「良い」が47.3%→58.0%)を有意に改善することがわかった。しかし小学校4,5年生で認められた日中のパフォーマンスの有意な改善は認められず、実際に改善が認められないのか、記録者が家庭では保護者であるのに対し、日中は保母であったことの違いによるものかについては、今後さらなる検討が必要な課題として残った。しかし、夕食時の食欲は有意に改善(「良い」が5a6%→664%)したことから、日中のQOLの改善効果は否定はできない。また、各被験者の平均起床時刻から「7時前早起き群3名」と「7時以降遅起き群7名」に分類し、漸増光照射照明使用による改善傾向を検討したところ、「早起き群」では3名とも起床時の気分に変化はみられなかったが、「遅起き群」では7名中3名に起床時の気分が有意に改善されたことから、漸増光照明は「遅起き群」でより効果が認められることが推察できた。1990年代以降の子ども達の睡眠習慣の乱れに着目して、心身の健康や学力、生きる力(社会適応力、コミュニケーションカ、他者理解、学習意欲、集中力など)との関連について、子ども、家庭や学校での生活の実態調査をしながら研究を進めてきた。しかし、未だ子ども達の心身の健康改善のための生活習慣改善に対応できている家庭や学校、地域はほんの一部でしかない。そこで、汎用性のある生活習慣改善マニュアルを作成し、子どもの発達段階(乳幼児期、小学校低学年、小学校高学年、中学生期、高校生期、大学生、社会人)に応じて使用できる教材モデルを作成したいと考えている。平成22年度は、全発達段階で課題となっている起床困難を改善するための方策を検証する目的で、起床前漸増光照射照明による改善効果を、小学生と幼児を対象に実験観察し、比較検討した。平成23年度は、生活の制約が少なく起床困難が学業やQOL、に大きく影響している大学生を対象に同様の検証を行い、幼児、小学生との比較も行った。その結果、起床前漸増光照射は大学生で、幼児、児童ほどの改善効果は認められなかったが、「起床時刻の前進」、「目覚ましアラーム後の離床時間短縮」、「夕食時の食欲改善」には有意差が認められた。しかし、幼児、小学生に見られた「起床時、起床後、朝の気分の改善」、「就寝時刻の前進」、「睡眠時間の延長」は認められなかった。また、睡眠習慣の乱れの最も大きい大学生において、ヒーマンエラー(単純計算問題)との関連についても検証実験を行った結果、午前10時と、深夜2時の脳機能低下が、主観的にも客観的にも大きく、就寝時刻が午前3時を過ぎると、一層日中の脳機能の低下が起こることが明確になった。これらのことから、睡眠習慣の改善は乳幼児期や小学生期などの早い段階で行うことが、より効果的であることが示唆された。今後はさらに発達段階に応じた睡眠習慣改善プログラムを作成したい。

社会や家庭環境の影響を受けて子どもたちの夜更かしが一層進んでおり、日常生活に様々な弊害がみられる。そこで本年度は小・中学生の睡眠習慣と詳細な生活状況の関連を分析する目的の実態調査と、一方で不登校等の誘因ともなっている起床時気分の改善のための起床前漸増光照射の効果を検証した。生活調査は富山県と石川県の小学校5校、及び中学校3校で実施し、小学生1583票、中学生968票の計2551票を分析した。また起床時気分改善効果の実験は、富山市内の小学校46年生とその保護者3050代の男女を対象に、夏の実験で68名、冬の実験で54名の睡眠・生活記録を分析した。その結果、小学1年から中学3年まで漸次有意に平日の就寝時刻が遅くなり、睡眠時間も短縮した。寝つきが最も悪いのは6年生、ついで5年生で、中学生よりも睡眠時間が長くても質の低下が始まっていると推察できる。中途覚醒も5、6年生が有意に多く、熟眠感も小学5年生から有意に低下した。起床困難は小学1年から3割近くにみられ、中学生では4割が起床時気分が悪いという結果である。これを反映して、中学生の昼間の眠気は8割以上に、居眠りは中学2、3年で7割前後に体験されている。学習に関する項目との関連では、「楽しく学習できるか」は発達段階とともに「よくできる」と答える割合が有意に減少した。これを学年ごとに見ると、小学1、2年では10:00以降就寝、3年では11:00以降就寝、5年でも10:00以降就寝、中学1、2年では0:00以降就寝で「楽しく学習できる」割合が有意に減少した。睡眠時間でも、小学生は10時間以上が「楽しく学習できる」傾向が見られ、中学生では就寝時刻が遅くなるほど楽しく学習できず、集中力が有意に低下していた。起床時の気分改善実験では、年代や性別、照射条件により結果が異なったが、全体的には睡眠習慣に問題がある場合により効果が認められた。平成23年度までの研究では、睡眠習慣が子ども達の心身の健康や学力、生きる力(社会適応力、コミュニケーション力、他者理解、学習意欲、集中力など)にまで影響を及ぼすことが、徐々に明らかになってきた。さらに生活の質を向上させるためには、睡眠習慣の改善をできるだけ乳幼児期や小学生期などの早い段階で行うことが、より効果的であることも示唆された。そこで平成24年度は、乳幼児や小学校低学年の子ども達の睡眠環境を左右する保護者や地域等のおとな達が配慮すべき事を「7箇条」にまとめ、さらに小学生にできる生活の見直し項目を「チャレンジ25」として、日々時系列で確認できる生活改善および睡眠改善マニュアルを作成した。この「チャレンジ25」は、1回目に出来ることをチェックした後、学期毎などの一定期間ごとに、出来ることが少しずつでも増えていく実感が持てるように工夫し、現在、富山県教育委員会とも連携して、多くの保護者や学校現場で使用を試みている。また教育委員会では、働く人のためのインターネット家庭教育講座「子どもの眠り足りていますか?」として配信し、「子どもの眠り」についても動画で分かりやすく解説している。最終的には、子ども自身が生活や睡眠習慣を自己管理できるようにし、睡眠習慣への改善介入が児童本人と、保護者、教員が共通理解してできるように作成した。その介入効果については、平成25年度により多くのデータを収集し、分析していく予定である。一方で、子ども達の睡眠習慣を運動習慣や、食生活習慣からも改善する方策を見いだすために平成24年度から10000万人規模の調査を富山県を中心に石川県の学校にも協力してもらい、継続的に調査を実施している。
固体NMRによる含ケイ素ポリマーの構造と機能発現のメカニズムの研究

1.ポリジエチルシロキサン(PDES)は、硬いメソゲンをもたないにもかかわらず、室温(25°C)付近で主鎖型の液晶構造を形成することが知られているが、そのメカニズムの詳細は明らかでない。昨年度に合成に成功した^<17>OラベルPDESを用いて、本年度は、^<17>O NMR及びab initio MO計算によってPDESの主鎖の構造とダイナミックスを調べることで、PDESの液晶構造形成メカニズムの解明を試みた。^<17>O NMR及びab initio MO計算の結果から、PDESの低温結晶、高温結晶、液晶、アモルファスの、それぞれの状態で、不動(熱運動は除く)、一軸周りの秤動、一軸回りの回転、等方的な運動という、ダイナミックスの違いがあることを明らかにした。特に液晶状態では、それぞれのSi-O-Si平面から約50度の角をなす軸を中心にヘリックス構造を形成しながら、その分子軸周りに回転運動をしていることを明らかにした。これらの結果は、NMR討論会や高分子討論会等で発表し、現在、論文投稿中である。また、磁場勾配NMR法により、PDESの拡散過程の研究も同時に行った。この結果は、高分子年次大会、NMR討論会等で発表し、すでに論文掲載済みである。3.当研究室では上記研究課題以外のテーマをも扱っている。私も研究室の一員として、NMR測定やディスカッションに加わり、それらの研究をサポートした。いくつかは、論文発表されている。1.ポリジエチルシロキサン(PDES)は液晶性、耐熱性などから注目を集める無機高分子である。分子量5万程度のPDESならば、室温(25°C)付近で主鎖型の液晶構造を、5°C付近で結晶構造を、40°C付近で等方相を形成し、室温付近の比較的狭い温度範囲で興味深い相転移を示す。しかし、PDESの相転移とコンホメーション変化との相関は解明されていない。本研究は、PDESのコンホメーションの熱的変化を固体NMR法により解明することを目的としている。特に^<17>O NMRスペクトルからは核四極子定数、非対称パラメータなど、^<13>C,^<29>Si NMRスペクトルにはない情報が得られるため、本研究のキーとなることが期待される。しかし、^<17>O核は天然存在比が0.037%と極端に低く、本研究の遂行のためには^<17>OラベルされたPDESを合成する必要があった。^<17>OラベルPDESの合成には、^<17>O水から合成を出発する新規の合成経路の開発が必要であり、また、PDESが液晶を形成するには3万以上の分子量が必要なため、その合成は大変困難であったが、本年度はその合成に成功。偏光顕微鏡、DSC、^<29>Si NMRスペクトルにより、室温(25°C)にて液晶形成をしていること、^<17>O NMRシグナルも容易に得られることも確認した。アイオワ州立大学エイムズ研究所のPruski博士は、^<17>O NMRをはじめとする四極子核のNMRの測定、解析ではトップクラスの研究者である。2月4日から3月26日(現地時間)の間、彼の研究室で^<17>O NMRスペクトルの測定、解析を行った。2.積水化学(株)が開発したカルボラン複合含ケイ素高分子の熱架橋構造を同社との共同研究により固体NMRを用いて解明し、論文発表した。
ヒト細胞の化学発がん抵抗性の克服と新規な化学発がんin vitro評価系の開発

各種化合物のin vivoがん原性試験は、ラットで2年以上、マウスで18ヶ月と、長期間を要し使用する動物数も多い。in vivo試験の前にもう1段階の試験を組み合わせることで、in vivo試験を行う化合物を絞り込むことができれば、一連の試験にかかる延べ日数の削減、使用動物数の削減、経済的負担の削減等多くのメリットが生じる。in vitro transformation評価系は、げっ歯類細胞を用いて研究レベルで使用されてきた。ヒト細胞を用いる系が組めるならその優位性は高い。ヒト細胞はがん遺伝子導入によるtransformationや化学発がん感受性が低いことが知られており、ヒト細胞を化学発がん剤でがん化させる試みは、組織培養研究の初期から行われたが、今日でもげっ歯類細胞と比較して極端に低いヒト細胞の反応は改善されていない。昨年度の検討で、in vitro transformation試験の基本的な設定を確認し、ヒト由来細胞にいくつかの遺伝子改変を行なうことで、transformation感受性が上昇することを認めた。また、transformation感受性に影響する可能性のある遺伝子/因子として、がん遺伝子やがん抑制遺伝子、及びそれらの産物には分類されないものを見いだし、本年度はその因子の細胞がん化における役割も含めて解析した。この遺伝子/因子を改変してのin vitro transformation試験ではまだ結論が出ていないものの、本因子の機能と発がん化学物質(Cr等)処理細胞での挙動/機能変化から推定すると、本目的にかなった特性を細胞に付与してくれるものと期待される。本年度の検討で、in vitro transformation試験の基本的な設定を確認すると共に、ヒト由来細胞にいくつかの遺伝子改変を行なうことで、transformation感受性が上昇することを認めた。新たにtransformation感受性に影響する可能性のある因子/遺伝子を見出すと共に、その因子を人為的に操作した細胞も作成中であり、これら細胞を用いての検証等を次年度に行なう準備も進行中である。用いたヒト由来細胞が軟寒天内コロニー形成試験に使用できることを認めたが、フォーカス形成試験には適さないことも明らかとなった。放射線によるtransformationに関しては、照射室の温度環境の制御等が満足でなく、現時点でいくつか問題を認めているものの、次年度の検討で改善できなくても主要な目的の達成に支障はないと考えられる。
組み換えDNA修復に及ぼすP53蛋白質の作用

p53蛋白質は、DNA損傷時にp21やGADD45などの遺伝子の転写を活性化し細胞周期を停止させ、損傷DNAが修復されるための時間を供出するため、間接的にDNA修復に関与していると考えられている。本研究では、p53蛋白質が、組み換え修復反応を担う機能分子と相互作用をし、直接組み換え修復反応の効率や程度を制御できるかどうかを調べ、ゲノムの安定化に寄与するp53蛋白質の生理的意義を明らかにすることを目的としている。本年度の実験によって以下の事実が明らかとなった。Hisタグをつけ精製したマウスRad51およびRad52蛋白質と、網状赤血球溶解液中で翻訳したp53蛋白質を用いたプルダウンアッセイおよび、マウス初代培養細胞抽出液を用いた免疫沈降反応法によって、Rad51およびRad52蛋白質がp53蛋白質に結合できることが判明した。また、精製蛋白質を用いたin vitro実験および組み換えアデノウイルスを用いた紫外線照射後の生存率計測実験によって、p53蛋白質は、組み換え修復を担う重要な分子種であるRad51およびRad52蛋白質の機能を抑制できることが明らかになった。今後さらに、Rad51およびRad52蛋白質の各素反応に及ぼすp53蛋白質の作用を解析することによって、p53蛋白質の組み換え修復におよぼす生理的意義が明らかにしたい。
動物の行動文法の定量化とその構造特性の解明

本研究では、動物の「行動文法」(行動の規則)の構造特性を複数の動物種を対象として比較分析し、複雑な行動を生み出す計算能力の特徴を定量的に明らかにした。具体的には、オオムジツグミモドキのさえずり(歌)の構造がスモールワールド構造を持つこと、チャバライカルの歌の地域差が音要素の共有ネットワークのクラスターを形成することを示した。また、キンカチョウとジュウシマツの歌の系列構造の発達は、新生児の喃語の発達過程と類似性があることを明らかにした。平成25年度は、海外の共同研究者のもとで収集した鳥類のさえずりのデータ解析を中心に研究を進めた。まず、カリフォルニア大学ロサンゼルス校のTaylor教授のもとで採取したチャバライカル(Black-headed Grosbeak)の複数個体のさえずりデータを前処理し、複雑ネットワークの手法を用いてさえずりの系列構造の地域差を定量化する研究を行った。この手法を用いると、地域差が異なるサブネットワーク・クラスターとして表現されることが分かった。この解析は現在も進行中である。また、ニューヨーク市立大学ハンター校のTchernichovski教授のもとを訪れた際に、ジュウシマツのさえずりのリズム発達の解析に関して議論をおこなったが、その方針にもとづき、さえずりの時間構造が発達過程で学習される様子を定量化した。その成果に関して論文をまとめて投稿し、現在、審査中である。さらに鳥類の行動系列データ以外に、京都橘大学の上北准教授のもとでげっ歯類のデグー(Octodon degus)の行動データをビデオ撮影し、解析方法の検討を開始した。しかしデグーの場合、通常の飼育状態ではアクティブな活動が見られなかったため、今後、求愛活動など特定の行動文脈において、どのような解析が可能かを検討した。平成24年度は2名の共同研究者のもとを訪れ、鳥類のさえずりのデータ採取と予備的な解析を行った。平成24年9月には、カリフォルニア大学ロサンゼルス校のTaylor教授のもとに滞在し、オオムジツグミモドキ(California Thrasher)のさえずりの野外録音を行った。さらに平成25年の8月に予定していた野外録音を3月に前倒しして行い、複数地域の複数個体のオオムジツグミモドキからさえずりを採取することができた。また、新たにチャバライカル(Black-headed Grosbeak)の複数個体のさえずりも録音することができた。複雑ネットワークを用いてこれらのデータの予備的な解析を行った結果、異なる地域のさえずりがネットワークのクラスターに分かれて表現され、異なる個体間で音要素がどのように共有されているのかを可視化することができた。これまでに採取したデータは、Taylor教授らを中心としてデータベース化の準備が進められている。さらに平成24年11月には、ニューヨーク市立大学ハンター校のTchernichovski教授のもとを訪れ、ジュウシマツのさえずりのリズム発達に関するデータ解析を行なった。その結果、ジュウシマツのさえずりのリズムが、時間モードの分岐と水路化を伴って発達することがわかった。これはワディントンの発達理論が予測する特徴と一致する。これらの結果について、現在投稿論文を準備中である。最終年度は、これまでに共同研究者のもとで収集した鳥類のさえずりのすべてのデータを、新たに確立した複雑ネットワークの手法を用いて分析を行った。特に、カリフォルニア大学ロサンゼルス校のTaylor教授のもとで採取したチャバライカル(Black-headed Grosbeak)の異なる地域の個体のさえずりデータを中心的に分析し、生息地域が異なっていても音要素レベルでは高い割合で共有されるのに対して、音要素間の遷移はほとんど共有されないという性質を明らかにした。この結果については、International Symposium on Artificial Life and Roboticsの招待セッションBird song as self-organized systemsにおいてExploring Birdsong Structure Using Networksというタイトルで講演を行った。また、鳥類のさえずりの解析手法に関して分担執筆を担当した論文(A. Kershenbaum et al. 2014)はBiological Reviewsで出版された。情報行動学平成25年度は、鳥類のさえずりのデータ解析において大きな進展があった。まず、チャバライカル(Black-headed Grosbeak)の複数個体のさえずりのデータ解析において複雑ネットワークの手法を適応することに成功し、さえずりの系列構造の地域差を定量化することが可能であることが分かった。ただし今後、ケーススタディーを重ねて、適切なデータの前処理やパラメーターの設定を決定する必要がある。また、ジュウシマツのさえずりのリズム発達の解析に関しては、リズムランドスケープという新しい手法を開発し、これを用いてデータ解析をおこなった。この手法の有効性を示す結果に関して論文をまとめて投稿し、現在、審査中である。一方、鳥類のさえずり以外に、げっ歯類のデグー(Octodon degus)の行動データのビデオ撮影を行い、解析手法について検討を行った。しかし、通常の飼育状態では当初予想していた階層的な行動があまり観察されないことが明らかとなり、行動系列のモデル動物として適切かどうかは再検討する必要がある。

動物の系列行動の一般的特性を調べるためには、まず、様々な動物種から十分な量の行動データが必要となる。平成24年度は、鳥類のさえずりを中心としてデータを採取することができた。現在のところ、系列行動のモデル化に利用できるデータは、オオオムジツグミモドキ、チャパライカル、ジュウシマツ、キンカチョウの4種類の鳥類のさえずりがある。それぞれの鳥類のさえずりは複雑の性質が異なることから、これらのデータは行動系列のモデル化手法を検討するための重要な基礎となる。したがって、鳥類のさえずりデータに関しては、ほぼ予定通りに取得することができた。また、行動文法の形式化のためのヒントを得るべく、これらのデータの予備的な解析を行った。平成26年度は、鳥類のさえずりに加えてげっ歯類のデグー(Octodon degus)の行動データも検討したが、通常の飼育状態では当初予想していた階層的な行動があまり観察されないことが明らかとなったため、求愛活動など行動文脈を固定して行動を観察するなどの対策を検討する。また、鳥類のさえずりの系列データ解析では大きな進展があったため、平成26年度はこちらを中心にさらに研究を進める。特に、現在解析中のチャバライカル(Black-headed Grosbeak)とジュウシマツのさえずりの系列構造の複雑さは質的にも量的にも異なるため、これらを比較するための解析手法について取り組む。また、これらの構造比較を通じて、複雑な系列行動を可能にするメカニズムとその生物学的基礎について調査する。平成25年度は鳥類のさえずりに加えて、げっ歯類のデグー(Octodon degus)の行動データも解析対象とする。デグーには階層的な行動がしばしば観察されるため、これまでの提案手法が適用できない可能性がある。階層的な行動とは例えば、大、中、小のカップが1つずつあってこれらを重ねる動作をするとき、小カップを中カップに入れて1つの大きな要素とし、それをさらに大カップの中に入れる、というような入れ子的な行動である。このような行動は、埋め込みを表現できないこれまでの提案手法では、適切に分析することが出来ない。そこで、確率文脈自由文法を使った手法に新たに取り組む予定である。これは文脈自由文法の各生成規則に確率が割当てられたもので、チョムスキー階層においてN-gramモデルや隠れマルコフモデルよりも能力が1ランク上のモデルある。確率自由文脈文法はRNA配列の二次構造のモデル化に応用されている例がある。提案手法を用いて、デグーの行動文法の構造特性を定量化する。当初2014年3月に予定していた海外の共同研究者への訪問の時期を2014年4月以降に遅らせたため。渡米の予定が数ヶ月ずれただけなので研究遂行には問題はない。
高齢不妊の革新的治療法開発のための胚の老化誘導因子CXCL5の解明と妊娠率の改善

現在、本邦における最も多い不妊原因は高齢不妊であり、晩婚化の傾向が著しい現代の少子高齢化社会において大きな社会問題となっている。その主な原因は卵子、受精卵の質の低下と考えられており、これまでも様々な研究が行われているが、未だ効果的な治療方法は確立されておらず高齢患者が自らの卵子で妊娠することは非常に困難である。そこで本研究では、受精卵の老化を誘導する候補因子の1つであるCXCL5に着目し、受精卵の内部でそのシグナルを抑制することによって、高齢患者の受精卵における質改善効果を明らかにし、高齢不妊患者への臨床応用を目指す。本研究では、着床前期胚の老化誘導因子CXCL5を抑制することによる胚の質改善効果の検証を目的として研究を行なっている。予備実験ではCXCL5を作用させた若齢マウス胚の妊娠率が低下することを確認しているが、まずはその原因の解明をin vitroの実験系を用いて行った。胚盤胞を3%のFBSを添加した培養液で培養するとディッシュの底面に接着した後、トロホブラストが伸展するが、CXCL5を作用させた若齢マウス胚は、ディッシュ底面へ接着した胚数と、トロホブラストが伸展した胚数の減少は見られなかった。しかし、伸展したトロホブラストの細胞数および伸展面積は対象群と比較して有意に低下することを確認したため、CXCL5を作用させた胚では接着後の細胞増殖と子宮内膜への浸潤に影響が現れると考えられた。また、老化マーカーの発現量の上昇も認められた。細胞増殖能およびミトコンドリア機能の評価に関しては、次年度に行う予定である。次に、高齢マウスの胚を用いてCXCL5シグナルを抑制することで着床能が改善するか否かの検証を行った。4353週齢のマウス胚をCXCL5の中和抗体を添加して培養した場合の妊娠率改善効果はすでに確認しているので、本年度はCXCL5の中和抗体に加え、そのレセプターであるCXCR2を抑制する低分子化合物を用いて妊娠率改善効果を確認した。その結果、CXCR2を抑制した場合もCXCL5の中和抗体と同程度の妊娠率改善効果が認められた。また、移植胚数に対する生産仔の獲得率も向上していた。当研究は高齢マウスを用いた研究であり、研究の遂行には多数の高齢マウスが必要である。使用予定の週齢の高齢マウス(4353週)の確保のためには動物施設における長期間の飼育が必要であるが、当学の動物飼育施設の稼働が大幅に遅れているため、長期間飼育が難しく研究が遅れている。これまでの研究により、CXCL5シグナルを抑制することで高齢マウスでも妊娠率の改善が認められた。今後は、さらなる成績の改善のために、抑制に使用する抑制剤の検討や抑制濃度の検討を行う。また、将来的な臨床応用に向けて、シグナル抑制の安全性に関しての評価を若齢マウス、高齢マウス胚を用いて行う予定である。

これまでの研究により、CXCL5シグナルを抑制することで高齢マウスでも妊娠率の改善が認められた。今後は、さらなる成績の改善のために、抑制に使用する抑制剤の検討や抑制濃度の検討を行う。また、将来的な臨床応用に向けて、シグナル抑制の安全性に関しての評価を若齢マウス、高齢マウス胚を用いて行う予定である。
テラスケール新物理と初期宇宙の進化とのつながりに関する理論的研究

本研究では、素粒子物理学の標準理論を超えた新しいテラスケール模型と初期宇宙の進化シナリオの間のつながりに関して研究を行ってきた。具体的には、これらのテラスケール模型の存在を仮定したときに予言される物理量の間の相関関係を調べてきた。また稼働中のラージ・ハドロン・コライダー(LHC)、計画中の国際リニアコライダー(ILC)に代表される各種高エネルギー物理学実験や、暗黒物質検出実験、重力波干渉計等の宇宙観測で得られる実験データと比較し、多角的な観点から模型を解析することにより、テラスケールで実現されている真の物理理論に迫ることを目指してきた。本年度は主として、宇宙のバリオン数非対称性を説明する有力なシナリオの一つである電弱バリオン数生成シナリオの謎に迫ることを念頭に起き、強い1次的電弱相転移を実現する様々なテラスケール模型を取り上げ、この相転移から発生する重力波に関する研究を行った。まず、強い1次的電弱相転移を実現し、且つ暗黒物質候補粒子も合わせ持つU(1)Xゲージ模型の現象論的解析を行った。そして、現在のLHC実験や暗黒物質直接検出実験からの制限が非常に強く、将来の宇宙空間で行われる重力波観測干渉計LISA及びDECIGOで観測できるほど重力波の振幅が大きくなる可能性は低いことを指摘した。また、これらの将来の重力波観測を使ったテラスケール模型のパラメータの決定精度を調べる研究も行った。その結果、重力波観測により決定できるパラメータの精度は、将来の高輝度LHCやILCを使ったパラメータの決定精度に比肩し、重力波観測と加速器実験はテラスケール模型を探索する上で相補的な役割を果たせることがわかった。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、素粒子物理学の標準理論を超えたテラスケール新物理模型と初期宇宙の発展の間のつながりに関する研究を行っている。テラスケール新物理模型が予言する各種高エネルギー実験での兆候と宇宙観測でのそれとの間の相関関係を調べ、得られる実験データと比較し、多角的な観点から様々な模型を選別することで真の物理理論に迫ることを目的としている。本年度は主に、拡張されたヒッグスセクターを持つ模型において、強い1次的電弱相転移由来の重力波に着目した研究を行った。まず、付加的に導入された複数のアイソスピン1重項スカラー粒子が古典的スケール不変性を持つ模型において予言される重力波スペクトルを計算した。そして、同じヒッグス3点結合を予言する古典的スケール不変性のない同様の模型と本模型とを将来宇宙空間で行われる重力波観測により区別できる可能性があることを指摘した。また、付加的アイソスピン1重項ヒッグス粒子を導入した模型においても重力波スペクトルを計算し、加速器実験における各種ヒッグス結合の測定と将来の重力波観測を組み合わせることで、この模型を多角的に検証できることを示した。その他に、アイソスピン1重項と2重項の複素スカラーが混合した粒子が熱的暗黒物質になる模型の現象論的解析を行った。現在の実験データから許される本模型の典型的なパラメータ領域を3種求め、これらのパラメータ領域は今後の暗黒物質直接検出実験、ヒッグス粒子の不可視崩壊幅の測定で探索できることを示した。重力波研究に関しては、以前は古典場が1個しかない模型でのみ重力波スペクトルの計算を行っていたが、古典場が2個ある模型でもこの計算が可能になった。また、暗黒物質研究に関しては、複素スカラー粒子が熱的暗黒物質となるシナリオについての予備的研究を遂行し、同じ粒子が非対称暗黒物質となるシナリオと比較するための下地ができた。このように本研究課題は順調に進行している。平成28年度に得られた研究成果を今後深く発展させていく。重力波研究に関しては、これまで簡単のため無視してきたCP対称性を破る効果を取り入れた研究を行う。

そして、重力波と電弱バリオン数生成シナリオとの関連や電気双極子能率測定実験から得られる制限などについて調べていく。暗黒物質研究に関しては、ユニバーサル余剰次元模型が予言する加速器実験や暗黒物質探索実験で期待される兆候について探っていく。また、非対称暗黒物質シナリオが実現される模型においても同様の現象論的解析を行っていく。29年度が最終年度であるため、記入しない。
SODをアセチル化するミトコンドリアの酵素のハイスループット探索

ミトコンドリアに局在するSuperoxide dismutase(SOD)は酸化ストレスへの耐性に重要である。SODはリジン残基でアセチル化されており、その生理的意義や分子機構を明らかにすることを目的に研究を行なった。その結果、代謝に関連する二つの遺伝子が分裂酵母のSODのアセチル化に重要であった。アセチル化の低下したSODは酵素活性がやや上昇していたものの、同定したアセチル化部位を変異しても酵素活性は変化しなかった。真核生物のミトコンドリアに局在するSuperoxide dismutase (SOD)は酸化ストレスヘの耐性や老化の防止に重要な役割を担っている。本研究の目的は、ミトコンドリアSODのアセチル化の生理的意義や機構を明らかにすることである。本年度はまず、SODのコードする18のリジン残基をグルタミン・アルギニン残基にそれぞれ置換した変異株を作成した。これらの変異酵母株の酸化ストレス耐性を調べたが、野生株に比べて顕著な表現型の変化は見られなかった。Superoxideは呼吸と関連して発生するので、発酵ではなく呼吸によって増殖するグルコース以外の培地での表現型も今後は調べた方がいいかもしれない。またSODはミトコンドリア内でアセチル化されると示唆されているが、ミトコンドリアに局在するアセチル化酵素は知られていない。SODをアセチル化するミトコンドリアの酵素をスクリーニングするために、ミトコンドリアに局在するタンパク質をコードすると知られている約500のORFを過剰発現する分裂酵母株から粗抽出液を調製した。これらの約500の細胞粗抽出液をSODのアセチル化部位を特異的に認識する抗体(本年度に作成した)でハイスループットにウエスタンブロットした。その結果、SODのアセチル化を亢進している株は見つからなかった。原因としては、ORFを過剰発現しても必ずしも発現量は大幅に増加しないことや、アセチル化酵素を過剰発現してもアセチル化レベルは上昇するとは限らないことなどがある。今後は過剰発現株のみならず、遺伝子欠損株ライブラリーもスクリーニングする方が有効であると考えられる。分裂酵母のミトコンドリアに局在するSuperoxide dismutase(SOD)は酸化ストレスへの耐性に重要だが、リジン残基でアセチル化されることも明らかになっている。本研究の目標は、ミトコンドリアSODのアセチル化の生理的意義を明らかにすることおよび、ミトコンドリアタンパク質をアセチル化する酵素や制御機構を分裂酵母のSODをモデル基質として明らかにすることである。まず第一に、SODのアセチル化部位の変異酵母株の表現型を様々な培地や条件で調べたが顕著な違いは見つからなかった。ただしアセチル化レベルは酸化ストレス下でやや上昇するようであった。アセチル化によるSOD活性の変化は微小であるか、酵素活性以外の制御や調節に関与している可能性がある。もしくは特殊な条件下でのみ顕著な表現型として現れるのかもしれない。第二に、ミトコンドリアに局在するタンパク質を欠損する数百の分裂酵母株から、SODのアセチル化が減少している株をスクリーニングした。その結果、アミノ酸代謝に関連する二つの遺伝子がSODのin vivoでのアセチル化に重要であった。二つの遺伝子はヒトホモログを持ち、病気にも関連している遺伝子であった。これらの遺伝子のコードするタンパク質がSODのアセチル化反応に直接関与している可能性はあるものの、間接的に作用している可能性もある。例えばミトコンドリアへのアセチルCoAまたはその前駆体の輸送に関連しているかもしれないし、あるいはアミノ酸代謝がグローバルなタンパク質アセチル化に影響する未知の機構が存在するのかもしれない。このようにミトコンドリアのタンパク質アセチル化とアミノ酸代謝を結ぶ未知の経路が存在することが示唆された。