hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
データ同化による黒潮大蛇行の長期変動の実態解明

海洋データ同化システムを用いた感度実験、および海洋再解析データの解析から、黒潮大蛇行の長期変動のメカニズムを明らかにした。感度実験から、大蛇行は、低流量ほど長期間持続し、大蛇行の安定性が黒潮流量に強く依存することが分かった。また、流量に加えて、黒潮続流および台湾沖の渦活動の状態の3つの要素を考慮することにより、過去の大蛇行の履歴が概ね説明されることが分かった。1.データ同化実験に先立って、黒潮等による海洋フロント構造をより良く再現するための新たなデータ同化スキームを開発した。異なる水塊が近接する海洋フロント域では、誤差が非ガウス的な振舞いをするため、ガウス分布の誤差を仮定した多くの同化手法では、フロント構造や水塊特性の再現性を悪化させることが分かった。そこで、誤差の非ガウス性を考慮した拘束条件を用いた3次元変分法を開発し、そのインパクト実験を行った。その結果、非ガウス性を考慮することにより、フロント域における海洋構造の再現性が向上した。また、本スキームを用いて、1993年から2007年の期間における同化再解析実験及び2004年大蛇行期間における予報実験を行い、概ね良好な再現性を有していることを確認した。2.上記同化予報実験結果を用いて2004年黒潮大蛇行の消滅機構を調べた。伊豆海嶺上の黒潮流軸に着目すると、2005年1月と2005年6月頃に流軸位置が変化していた。その流軸変化は、黒潮上を伝播してきた小規模な擾乱によりもたらされていた。さらに、2005年1月の変化以降、大蛇行内側域の冷水渦が弱化していたことが分かり、この事がその後の大蛇行消滅のトリガーとなったと考えられる。また、これと同期するように日本南岸の水位が低下していることが潮位計データから明らかになった。この潮位低下は、伊豆海嶺上の流路遷移の結果、黒潮内側域の冷水渦が海嶺上に移動することにより励起された沿岸補足波によりもたらされ、この沿岸補足波が冷水渦の弱化およびその後の蛇行の消滅に寄与した可能性が示唆された。本研究成果は、大蛇行流路の安定性において、流路と伊豆海嶺の位置関係の重要性を示唆するものであり、今後、感度実験等を通じて詳細に調べていく予定である。黒潮大蛇行の安定性と黒潮循環系の強度との関係について、海洋データ同化システムを用いた以下の感度実験により調べた。まず、大気再解析値から作成した風応力気候値、及び、その風応力を2割増加または減少させた3種類の風応力場の下でモデルを25年スピンアップし、基本場を作成する。各基本場に対して、同化システムにより2004年の大蛇行の海面高度観測値をアノマリ成分のみを同化し、九州沖の小蛇行の状態を再現する。その後、19か月間同化なしでモデルを積分し、大蛇行の生成過程や継続期間等を調べた。風応力を2割減じた、黒潮循環系の強度が弱い状態に同化した場合、大蛇行は、紀伊半島の南付近に形成され、その後1年以上日本南岸に定在する。一方、循環強度が強い場合、黒潮による移流の効果が大きくなり、蛇行路は、伊豆海嶺に接するように形成される。また、形成後、定在することはなく、数か月で伊豆海嶺を通過し、その後蛇行の振幅が弱まり蛇行路は解消する。すなわち、大蛇行の安定性は、黒潮循環系の強度と密接な関係があり、循環強度が弱いほど安定して蛇行が存在できることが分かった。また、同化システムによる再解析結果から日本南岸の黒潮流量を見積ると、2004年の黒潮大蛇行の解消時期に黒潮流量が増大していることが確かめられた。さらに、風応力場から見積もられるスベルドラップ流量は、大蛇行が長期間(約5年)安定して存在した1970年代は低流量の状態であったことを明示した。これらは、いずれも上記感度実験結果を支持している。昨年度までに実施した感度実験から、黒潮大蛇行は、黒潮流量が低流量時ほど長期間維持されやすく、大蛇行の安定性は、黒潮流量に強く依存することが明らかとなった。今年度は、この関係を現実の黒潮の変動と対応させるために、大気再解析データの風応力場を用いて、線形渦度モデルから、黒潮域におけるスベルドラップ流量の時系列を作成した。この流量と現実の大蛇行を対応させると、やはり流量が少ない時期ほど、大蛇行が長期間維持されていることが分かった。また、過去の多くの大蛇行事例において、大蛇行期間の後半に流量の増大が見られ、このことが大蛇行の解消に寄与したと推察される。しかしながら、過去の大蛇行事例は、必ずしも低流量期に発生しているわけではなく、大蛇行の発生条件には、流量以外の要因も考慮する必要が分かった。

そこで、大蛇行の発生条件として、黒潮流量に加えて、黒潮続流の状態および黒潮上流域(台湾沖の渦活動)の状態の3つの要素を考慮して、過去の大蛇行の履歴の説明を試みた。このうち、黒潮流量の特に短周期(経年変動)成分および台湾沖の渦活動は、大蛇行に先立って発生する九州沖小蛇行の発生のしやすさを決める。また、黒潮続流流路の状態(安定・不安定)と伊豆海嶺上の黒潮流路の南北位置に密接な関係があり、続流流路が安定して、伊豆海嶺上の流路が北側に固定されていることが、大蛇行の発生条件の1つと見なせることが分かった。上記3つの要素を用いて、大蛇行の発生ポテンシャルの指標となる「大蛇行インデックス」を定義し、海洋再解析データから、長期時系列を作成したところ、過去の大蛇行の履歴と良く対応することが分かった。
身体機能障害を抱える脳卒中患者の生活の再構築に向けた看護支援システムの開発

身体障害を抱えた脳卒中患者の生活の再構築を支援するために、すでに自宅退院している患者にどのように生活を立て直していったのか聞き取った結果、他者に自分の心情を説明しながら一度見失った自分の将来を立て直していた。そこで患者が自分の身体状況と折り合いをつけて生活できるよう、その時々の思いを語る機会を提供する介入手続きを作成し介入した。この看護介入は脳卒中患者の新たな生活の見通しを促進していた。平成20年度は主に脳卒中患者の生活の再構築に関連する要因を分析し、入院中の看護介入方法の検討を行った。研究対象なったのは70歳以下の初発の脳卒中により後遺症として麻痺をもつ患者で、認知に障害が無く言語的コミュニケーションが可能な者で研究の主旨、方法、匿名性の保護等について承諾を得た7者である。データ収集は、半構成的面接法で、分析方法は対象者の語りを逐語録にし、意味のまとまりを整理しながら個々のストーリーを構成し、「病気体験の意味付け」とそれに関与した要因に焦点をあてて分析・解釈を行った。その他、全体の傾向として同一医療機関を1年以内に退院した同様の条件を満たす対象者に郵送にて心理的適応状況(NAS-J)、ADLおよびIADLの状況を調査した。結果として全体の傾向としては約1年以内には身体の機能低下を受け入れてはいるものの、個別のインタビューではこのままの身体状況で生きていくのだと認識した時期はそれぞれ異なっており、全員がその時期に「ショック」や「落ち込み」などと言う表現で、これまで通りの生き方はできない自分の状況を悲観したり悩んだりする体験をしている。また、回復の過程においてこれまでの自分の生き方(あるいは健康管理の仕方)と照らし合わせながら人生における発症の意味を自分なり整理してその後の生き方を方向付けており、その意味づけは、各自の身体の回復状況、性格特性やそれまでの生活史や健康管理方法などと深く結び付いていることが明らかになった。以上より患者が自分の病気(障害)体験をどのように意味づけているのかとその時期を把握することは、脳卒中患者のよりその人らしい生活の再築を支援する看護介入に有用であると考えられた。この結果から、現在、定期的に今後の生活をその時点でどう考えているのか聞き取るという介入を検討・実施し評価する予定である。平成21年度は、前年度の脳卒中患者の生活の再構築に関連する要因とそのプロセスの分析をもとに、考案した看護介入を実施した。具体的には発症から脳浮腫が改善し意識が清明になった時期、バイタルサインズが安定し、本格的リハビリが開始になった時期、行動拡大が図れる時期、退院の目途がついた時期(身体機能としてプラトーが予測される時期)にそれまでの回復の過程と今後どのような生活を考えているかを自由に「語る」場を提供するという介入を試みた。研究対象は、70歳以下の初発患者で発症前に認知症の徴候がなく、発症時点で認知機能に障害がないかまたは軽度で病識がある者とした。さらに失語症により言語的コミュニケーションが不可能な者を除いた。データ収集は、各時期ごとにその時点での思いや今後の生活に対する考えを聞き取った。データの分析は、対象者の語った内容をGiorgiの分析方法を参考にした現象学的アプローチで行った。現在4名の対象者に介入を終了している。対象者は何度も自分の退院後の身体状況を想定しながら生活の状況をイメージし、退院に向けて生活の修正を検討していっていた。また、それを定期的に語ることにより心の整理をつけており、「語り」を取り入れた看護介入は有用と思われる。現在引き続き介入対象者を増やすと共に複数の施設や、複数の看護師による看護介入を試み、その再現性を検討していく予定である。平成22年度は前年度までの調査で明らかになった脳卒中患者の「病い」の意味づけ過程を参考に、潜在的意識における生活の再構築を支援するプロトコルを作成し、看護介入を実施しその評価を行った。研究対象なったのは75歳以下の初発の脳卒中により後遺症として麻痺をもつ患者で、認知に障害が無く言語的コミュニケーションが可能な者で研究の主旨、方法、匿名性の保護等について承諾を得た7者である。データ収集は、看護介入時の会話記録とカルテ、リハビリ記録などの記録物とした。分析方法は経時的に対象者の病に対する意味づけと将来の展望を構成し直してその変化を検討した。結果、介入に同意が得られた7名は全員男性で年齢は4972歳であった。介入方法は、入院後定期的に「語る」場を提供した。介入の時期は1)点滴治療が終了し、本格的なリハビリテーションを開始する時期、2)リハビリテーションが順調に進み急速な回復の時期、3)退院の目途がつき始める時期とした。「語り」の内容には[その時点までの回復についての捉え][現在の思い][今後の見通しについて]を話す内容を含んだ。入院中一人35回の「語り」を取り入れた。

対象者は、いずれも本各的なリハビリテーションが始まる時期には、完全な身体の回復とほぼ完全な社会復帰を描いているが、退院近くなり身体機能がプラトーを迎えるころ、人生の再編成を描きはじめるようになっていた。また、この過程で自分の考えを誰かに話したり、自分でノートに記載するなど外部に表出できる場があることで今後の生活への心の整理がついたと語っており、本介入は有効であると考えられた。今後は、本研究で有効とされるプロトコルの臨床活用に向けてさらに様々な施設の看護師に活用してもらいながらさらに再評価と繰り返していく予定である。
最終氷期における日本列島のダスト・フラックス変化と古環境

1日本列島の風成塵フラックスをみると、最終氷期に多く完新世に減少する。また最終氷期中のstage2のほうがstage4よりも多く堆積し、それは最終氷期以降の気候変動、とくに乾湿の違いや卓越風の強弱、大陸氷床からもたらされるレスの量的変化などの古環境変動を示唆するものである。2酸素同位体ステージ2に堆積した中国、韓国、日本の黄土、古土壌、泥炭層などに含まれる微細石英(≦20μm)の同定と、その供給源を明らかにする目的でESRの酸素空格子信号量(任意単位)を測定した。3タクラマカンやツアイダムの石英は6.28.2、この風下に堆積し、stage2に対比される馬蘭黄土上部の微細石英は5.88.3、韓国の低位段丘上の古土壌は6.07.4であった。韓国の古土壌中の微細石英はいずれも中国黄土の数値域にあり、韓国の土壌が中緯度乾燥地域のタクラマカンやゴビなどの風成塵の影響を強く受けていることが明らかとなった。4与那国島は9.8、沖縄福島県が5.88.5、青森県以北が1012.7であり、日本列島の風成塵石英はESR値によって与那国島以南、沖縄福島県、青森県以北の3地域に区分される。沖縄福井県の石英は韓国と同じく中緯度コースを通る風によって、青森県以北の石英は東アジア北部の先カンブリア紀の岩石地域から、与那国島以南の石英は中国南部、あるいは南アジアの先カンブリア紀岩石分布地域から飛来した可能性が高い。宮古島や鳥取・網野両砂丘地、秋田砂丘地の古土壌石英はstage2に陸化した陸棚から飛来したものと考えられる。本年度は、現地調査によって試料の採取と露頭観察を行い、室内にて試料の粒度組成、X線回折、ESR分析などを行った。本年度に得られた結果はつぎのようである。(1)現地調査は、北九州、山口県、島根県、広島県、鳥取県の海岸砂丘地、海岸段丘、石灰岩台地上の土壌調査を実施し、分析用試料を採取した。(2)すでに採取している試料も含めて多数の試料について粒度分析を行い、<20μm画分についての堆積量を求め、最終氷期における時期別のダスト・フラックスを明らかにしつつある。これまでの結果は成瀬(1993)の結果に調和的である。(3)ESR分析のための試料調整を行うとともに、試料中の石英含有量を求めるためにX線回析(ステップスキャン法)を行っている。(4)大阪大学池谷研究室でESR分析を行い、すでに分析結果の一部が得られた。その結果、中国黄土・韓国のレス中の石英、福井県の黒田泥炭層(最終氷期全般にわたる暑さ40mの泥炭層)中の石英の酸素空格子信号強度は、ともに6-10(任意単位)であり、ESR分析による広域風成塵同定が可能であることが判明した。これに対して、プレカンブリアの風化層中の石英信号強度は1112であり、また日本列島の流水堆積層中の石英は<5であり、広域風成塵起源の石英とは明瞭に識別できることが明らかとなった。この結果は今春の日本地理学会で発表する。(5)このESR分析結果を踏まえ、さらに日本列島全域(宮古島北海道)の試料をはじめ、世界の主要なレス試料についても試料を調整を済ませ、大阪大学でESR分析を実施中である。

また最終氷期中のstage 2のほうがstage 4よりも多く堆積し、それは最終氷期以降の気候変動、とくに乾湿の違いや卓越風の強弱、大陸氷床からもたらされるレスの量的変化などの古環境変動を示唆するものである。2酸素同位体ステージ2に堆積した中国、韓国、日本の黄土、古土壌、泥炭層などに含まれる微細石英(≦20μm)の同定と、その供給源を明らかにする目的でESRの酸素空格子信号量(任意単位)を測定した。3タクラマカンやツアイダムの石英は6.28.2、この風下に堆積し、stage 2に対比される馬蘭黄土上部の微細石英は5.88.3、韓国の低位段丘上の古土壌は6.07.4であった。韓国の古土壌中の微細石英はいずれも中国黄土の数値域にあり、韓国の土壌が中緯度乾燥地域のタクラマカンやゴビなどの風成塵の影響を強く受けていることが明らかとなった。4与那国島は9.8、沖縄福井県が5.88.5、青森県以北が1012.7であり、日本列島の風成塵石英はESR値によって与那国島以南、沖縄福井県、青森県以北の3地域に区分される。沖縄福井県の石英は韓国と同じく中緯度コースを通る風によって、青森県以北の石英は東アジア北部の先カンブリア紀の岩石地域から、与那国島以南の石英は中国南部、あるいは南アジアの先カンブリア紀岩石分布地域から飛来した可能性が高い。宮古島や鳥取・網野両砂丘地、秋田砂丘地の古土壌石英はstage 2に陸化した陸棚から飛来したものと考えられる。
大規模データを使った因果推論のためのミクロ計量経済分析とEBPMへの応用

統計的因果推論は、データを用いて科学的に因果関係を明らかにするための統計手法で、近年経済学を含めて社会科学で幅広く用いられている。しかし、現状ではこの分野おいては、特定化の正当性を調べたり、複数の特定化を比較して良し悪しを明らかにする方法に関する研究はほとんど手付かずである。本研究はそのような点で統計分析の理論面での貢献を目指す。また、そこで提案する手法を実際のデータに適用して、実証研究の枠組みや特定化を検証しつつ、公共交通システムの整備政策の効果、工業製品の省エネ指標にの添付効果、観光産業における様々な観光客誘致政策の効果の測定を行う。
歯周病細菌の病原プロテアーゼ・アドヘジンの膜輸送・分泌機構の全容解明

口腔嫌気性細菌ポルフィロモナス・ジンジバリスは歯周病原性に関係の深いジンジパインというプロテアーゼを菌体表面および菌体外に分泌する。比較ゲノム解析および遺伝学的解析により、ジンジパイン分泌に必要なタンパク質を新たに発見した。それらはフラボバクテリウム・ジョンソニエの滑走運動に関与するタンパク質とアミノ酸配列において類似性があった。フラボバクテリウム・ジョンソニエのporT類似遺伝子の変異株は滑走運動性がなく、キチン分解酵素の分泌を欠くことがわかった。これらの結果はバクテロイデーテスフィラムに位置する細菌には滑走運動と関連する新規なタンパク質分泌系があることを示唆している。歯周病細菌であるグラム陰性嫌気性細菌Porphyromonas gingivalisは強力なプロテアーゼであるジンジパインを産生・分泌する。ジンジパインにはArg-gingipain (Rgp)とLys-gingipain (Kgp)の2種類あり、それらの遺伝子や機能については多くの知見が得られているが、これらのタンパクの菌体外への輸送・分泌機構はほとんど解明されていない。私たちはジンジパインの菌体外への輸送・分泌機構に異常を示す変異株を分離し、その変異遺伝子porTを同定していた。P. gingivalisの遺伝子のもっとも類似性のあるorthologは近縁種であるBacteroides fragilisなどに見つかることが多いが、porT遺伝子についてはBacteroidesには存在せず、Phylum Bacteroidetes中の少し離れた菌種であるCytophaga hutchinsoniiやFlavobacterium johnsoniaeに見つかる。そこでP.gingivalisの遺伝子でC. hutchinsoniiにはorthologが存在するが、Bacteroides種のいずれかにはないもの、67遺伝子(porTを含む)を同定し、その内の37遺伝子の変異株を作製したところ、11遺伝子の変異株がジンジパインの輸送・分泌機構に異常を示した。そのなかにC. hutchinsoniiやF. johnsoniaeの滑走運動に関わる遺伝子群のorthologが含まれていた。そこでF. johnsoniaeのporT orthologの変異株を作製したところ、その変異株は滑走運動に異常を示した。今回、同定されたジンジパイン輸送・分泌機構に関与するタンパクはいままでに報告のある輸送・分泌機構に含まれるタンパクとは類似性がないものであり、新規のタンパク輸送・分泌機構を構成しているものと考えられる。Porphyromonas gingivalisは口腔、とくに歯周病患者の歯周局所から分離されるグラム陰性嫌気性細菌である。本菌はヘミン存在下で旺盛な増殖を示し、血液寒天培地上で発育すると菌体表面でのヘム誘導体の蓄積により特徴的な黒色集落を形成する。赤血球凝集能および血小板凝集能をもつ。本菌はエネルギー源として炭水化物を利用できず、もっぱら菌体表面および菌体外プロテアーゼでタンパクを分解し、ペプチドを摂取してエネルギー源とする。必然的に強力なプロテアーゼを産生・分泌するが、その大部分を占めるプロテアーゼがジンジパインである。ジンジパインはいろいろな生体タンパクを分解し、多彩な生物活性を誘導する。ジンジパインにはArg-gingipain(Rgp)とLys-gingipain(Kgp)の2種類があり、RgpはrgpA,とrgpBの2つの遺伝子、Kgpはkgp遺伝子にコードされる。rgpAとkgp遺伝子は3'側にアドヘジンドメインをコードしており、本菌の赤血球凝集能および血小板凝集能に寄与する。このようにジンジパイン遺伝子群のコードするタンパクの機能については多くの知見が得られている一方、これらのタンパクの菌体外への分泌機構はほとんど解明されていない。私たちはジンジパインの菌体外への分泌機構に異常を示す変異株を分離し、その変異遺伝子porTを同定した。P.gingivalisの遺伝子のもっとも類似性のあるhomologは近縁種であるBacteroides属菌に多く見つかるが、porT遺伝子についてはBacteroidesには存在せず、Phylum Bacteroidetes中の少し離れた菌種であるCytophaga hutchinsoniiやFlavobacterium johnsoniaeに見つかる。そこでP.gingivalisの遺伝子でC.hutchinsoniiにはhomologが存在するが、Bacteroides thetaiotaomicronにはないもの、55遺伝子(porTを含まない)を同定し、その内の46遺伝子の変異株を作製したところ、10遺伝子の変異株がジンジパインの輸送・分泌機構に異常を示した。そのなかにC.hutchinsoniiやF.johnsoniaeの滑走運動に関わる遺伝子群のhomologが含まれていた。F.johnsoniaeのporT homologの変異株を作製したところ、その変異株は滑走運動に異常を示した。同定されたジンジパイン分泌機構に関与するタンパクはいままでに報告のある分泌機構の構成タンパクとは類似性がなく、新規のタンパク分泌機構を構成するものと思われる。

同様な分泌機構は他の歯周病細菌のTannerella forsythiaやPrevotella intermediaにも存在することがゲノム情報から明らかであり、P.gingivalisを始めこれらの歯周病細菌の制圧にこの新規のタンパク分泌機構を標的とする戦略が考えられる。Tannerella forsythiaはP.gingivalisと同じく重要な歯周病細菌であり、Treponema denticolaを加えて最もビルレンスレベルの高いRed Complexを形成している。T.forsythiaは遺伝学的手法がある程度確立している細菌であり、部位特異的変異導入が可能である。T.forsythiaはPor分泌機構(PorSS)関連遺伝子のすべてを有しており、PorSSを有することが示唆される。そこで表1に記載したすべての遺伝子についてそれらの変異株を作製する。PorSS関連遺伝子変異株について培養上清および膜画分についてタンパク質の二次元ゲル電気泳動法による解析を行う。すでにいくつかの変異株を分離している。分離したスポットについて質量分析にてタンパク質の同定を行った。複数のタンパク質スポットにおいて野生株とは異なった、すなわち分子量あるいは等電点が異なった位置に位置するタンパク質を発見している。そのなかにはT.forsythiaの菌体表層にあるS layerを構成するタンパク質(TfsAとTfsB)があった。この2つはともにC-terminal domain (CTD)を有するタンパク質であり、本菌の病原性に関与する。この結果はT.forsythiaにおいてもPorSSが機能しており、重要な病原タンパク質の分泌を行っていることを示唆する(2010年度歯科基礎医学会学術大会P-216にて発表)。Prevotella intermediaは中等度歯周病原性を示す細菌に位置付けられる。本菌にも表1に示す通り、PorSSの存在が強く示唆される。P.intermediaはいまだ遺伝学的手法が確立されていなかったが、最近、当研究室にて約30株の臨床分離株を調べたところ、変異導入可能な株を1株発見している。この株でのPorSS関連遺伝子変異株の作製を今後試みる予定である。
超好熱菌・古細菌を用いた組換え機構の分子進化的研究

DNAには様々な傷害が生じている。その傷害を直ちに修復してDNAの遺伝情報を維持するために,細胞内には様々なDNA修復系が存在する。原核生物の場合,DNA修復には約50種類の酵素が関与するが,これまでに,組換え修復系のRecA,RuvA,RuvB,RuvC,ssb,等の他,塩基除去修復系のMutM,MutY,EndoIII,EndoV,ヌクレオチド除去修復系のUvrA,UvrB,UvrC,UvrD等,ミスマッチ修復系のMutS,MutL等についても,好熱菌由来の遺伝子についてクローニング・蛋白質の量産化・精製を行い,組換え修復との関係の包括的理解を試みつつある。その中でもとくに,RecA蛋白質は組換え修復の中心的役割を果たしているが,そのRecAホモログを超好熱性古細菌や高度好熱菌からクローニングし,それら組換え修復に関与する酵素群の構造機能相関について解析した。その結果,それらホモログはいずれも,ATP加水分解,一本鎖DNA結合,さらに相同的DNA鎖交換活性を示し,機能発現機構は似かよっていた。しかし,超好熱菌酵素には構造的な特徴がみられ,ATPase活性の温度依存性のアーレニウスプロット,一本鎖DNA結合能やDNA鎖交換反応などが,75°Cを境に顕著な増大を見せた。そこで,溶液中における蛋白質の立体構造を円二色性スペクトルや蛍光スペクトルで調べたところ,やはり75°Cを境に立体構造変化が生じていることが確かめられた。それらの結果から,超好熱菌酵素は75°C以上でDNA結合部位を含む領域のコンフォメーション変化を起こすことによって,至適生育温度の100°Cで高い触媒効率を発揮していることが示唆された。DNAの相同的組換えは,ほとんどすべての生物にみられる基本的な生命現象であり,中でもRecAおよびその相同蛋白質は,遺伝的組換えの中心的な役割を果たしている。近年,RecA/RAD51のホモログ,すなわちRadA蛋白質が原核生物から真核生物,さらに古細菌(Archaea)にも発見され,DNA相同的組換えのパラダイムは全生物界に広がってきた。しかし,X線結晶解析やNMRによる立体構造解析が難しく,蛋白質工学的に良く研究されている蛋白質などと比較すると,いずれの生物種のRecAホモログについても,立体構造に基づく分子機能解析はあまり進んでいない。そこで,そのような立体構造解析・分子機能解析に適した蛋白質を検索するとともに,これまでの分子機能解析をさらに推進することを試みている。RadAホモログの中でも,古細菌の相同的組換えや組換え修復のメカニズムについてはほとんど研究されていないので,radA遺伝子を超好熱性フル細菌Pyrobaculum islandicumからクローニングし,そのRadA蛋白質の性質および活性について調べた。P.is.RadAは,RecA/RAD51と同様に,ATP加水分解,一本鎖DNA結合,さらに相同的なDNA間でのストランド交換反応の活性を示した。興味深いことに,P.is.RadAのDNA依存性ATPase活性の温度依存性を調べたところ,そのアーレニウスプロットは75°C以上のときより高いという結果が得られた。さらに,一本鎖DNA結合能やDNA鎖交換反応も,75°Cを境に顕著な増大を見せた。P.islandicumの最適生育温度が100°Cであることと考えあわせると,P.is.RadAは75°C以上でDNA結合部位を含む領域のコンフォメーション変化を起こすことによって,生育温度でより高い触媒効率を発揮しているのではないかと考えられる。DNAには様々な傷害が生じているが,その傷害を直ちに修復してDNAの遺伝情報を維持するために,細胞内には様々なDNA修復系が働いている。

RecA蛋白質は組換え修復の中心的役割を果たしているが,そのRecAホモログの中で,古細菌の相同的組換えや組換え修復に関与しているradA遺伝子を昨年度,超好熱性古細菌Pyrobaculum islandicumからクローニングしたが,そのP.is.RadAは,RecA/RAD51と同様に,ATP加水分解,一本鎖DNA結合,さらに相同的DNA鎖交換活性を示し,ATPase活性の温度依存性のアーレニウスプロットは75°Cを境として二相性を示した。一本鎖DNA結合能やDNA鎖交換反応も,75°Cを境に顕著な増大を見せた。そこで,溶液中における蛋白質の立体構造を円二色性スペクトルや蛍光スペクトルで調べたところ,やはり75°Cを境に立体構造変化が生じていることが確かめられ。P.is.RadAは75°C以上でDNA結合部位を含む領域のコンフォメーション変化を起こすことによって,至適生育温度の100°Cで高い触媒効率を発揮していることが示唆された。
遺伝子多型と代謝プロファイルの関連解析に基づく高尿酸血症の予防医学研究

鶴岡市民を対象としたコホート研究における大規模血漿メタボロミクス・プロファイルを用いて、尿酸関連遺伝子多型-血漿メタボローム-血清尿酸値の関連を検討した。血漿メタボロームと血清尿酸値は広範に関連していることが日本人において初めて示唆された。またABCG2は本集団においても血清尿酸値と関連しており、ABCG2の多型によって、一部の代謝物と血清尿酸値の関連が、異なる傾向を示すことが示された。特にジメチルグリシンは男女共通で、ABCG2遺伝子型により尿酸値との関連が逆方向になることが示唆された。今後のさらなる追跡調査により、遺伝子多型によるオーダーメイド予防医療につながる可能性がある。生活習慣病領域でのオーダーメイド予防医療の実現のためには、遺伝子型と疾患発症の間にある、発症機序の疫学的解明が重要である。そこで、2012年より地域コホートで集積済の3154名の既存メタボロームデータと抽出済DNAを活用し、高尿酸血症関連遺伝子の多型を測定してゲノム-メタボロームワイド関連解析により遺伝子型別の網羅的代謝動態の解明を進めている。これまでに、「鶴岡市民を対象とした地域コホート研究」の参加者で、血液・尿メタボローム測定が完了し、DNAが抽出済である3154名に対し、SNPtype法により高尿酸血症関連遺伝子(関連が強く、日本人でのリスクアレル頻度の高いABCG2、SLC2A、SLC22A12、ALDH2)のSNPジェノタイピングを完了させた。得られた遺伝子多型情報と既存のメタボロームデータを組み合わせて、ゲノム-メタボロームワイド関連解析を実施し、中間解析結果を得た。複数の尿酸関連ゲノム-メタボローム-バイオマーカー候補が同定され、特に、尿酸を介した腎機能低下とメタボロームの間に強い関連が認められた。これらの関係は尿酸に関連する遺伝子型によって異なる可能性が示唆された。上記の中間解析結果が良好と考えられたことから、これらの結果が別集団でも再現されることを確認するために、バリデーションコホートのDNA抽出およびSNPジェノタイピングを開始、現在進行中である。また、本研究は時間断面研究であり、健康に関する生体情報が真にcausalであるかどうかは明確にはならない。そのため、健康状態の変化を把握する追跡・継続調査へ向けた基盤整備も同時に進めており、健康診断結果や疾患罹患の情報を得る体制が充分に整いつつある。平成27年度は1オリジナルコホートに対する高尿酸血症遺伝子多型のジェノタイピング、2遺伝子多型の分布ならびに血清尿酸値の関連についての中間解析、3コホートとしての継続調査・追跡調査への基盤整備、の3点を行う予定としていた。1のジェノタイピングが研究協力者の多大な貢献により、当初の計画以上に順調に進展したことから、2中間解析を早いタイミングで行うことが可能となった。また、中間解析の結果も有望であったことから、計画の見直しが必要ないことが確認され、平成28年度に実施予定としていた、バリデーションコホートのDNA抽出およびジェノタイピングを前倒しで開始することができた。3のコホート基盤整備も、関連する自治体および医療機関等の協力を得て、順調に進展している。そこで、2012年より地域コホートで集積済の3154名の既存メタボロームデータと抽出済DNAを活用し、高尿酸血症関連遺伝子の多型を測定してゲノム-メタボロームワイド関連解析により遺伝子型別の網羅的代謝動態の解明を実施した。「鶴岡市民を対象とした地域コホート研究」の参加者を、discovery cohortとvalidation cohortに分け、前年度の中間解析で尿酸関連ゲノム-メタボロームバイオマーカー関連解析において良好なモデリングを得たdiscovery cohortの結果の再現性を検討するため、validation cohortのSNPジェノタイピングを実施した。対象とした高尿酸血漿関連遺伝子は、ABCG2、SLC2A、SLC22A12、ALDH2である。Validation cohortにおいても、discovery cohortと同様のゲノム-メタボロミクス関連解析を実施し、概ね結果が再現されることが示された。特に、尿酸を介した腎機能低下が、血漿メタボロミクス・プロファイルと強く関連することが認められた。この結果は、尿酸値をターゲットとした予防において、遺伝子型を考慮するのみならず、メタボロミクス・プロファイルも参照することにより、より個人に即した効果の高い介入が可能になることを示唆する。そのため、健康状態の変化を把握する追跡・継続調査に向けた基盤整備も同時に進め、健康診断結果や疾患罹患の情報を得る体制を整えた。

中間解析で良好な結果を得たが、より科学的な妥当性を担保するために、複数の統計学的解析手法を用いて、さらに詳細な解析を進める。また、得られた尿酸関連バイオマーカー候補について、腎機能に加え、肥満・高血圧・耐糖能異常等の心血管疾患リスク因子との関連を仔細に検討し、尿酸値が独立して関連する代謝物質・経路と、心血管疾患リスク因子と関連して増減する代謝物質・経路を特定する。これにより、高尿酸血症バイオマーカーおよび、心血管疾患リスクバイオマーカーを高尿酸血症関連遺伝子多型ごとに個別的に明らかにする。次に、メタボロームの多変量解析はover-fittingとなる危険性があるため、コホート内の他サンプルを使用してバイオマーカーの妥当性を検証する。検証に必要なバリデーションコホートについて、バフィーコートからのDNA抽出およびSNPジェノタイピングは既に順調に進行中である。また、平成27年度から進めているコホート基盤整備もそのまま推進する。メタボロミクス疫学バリデーションコホートのバフィーコートからのDNA抽出を行なうために前倒し申請を行ったが、委託先のキャパシティが当初の予定より縮小されたために、平成27年度内の委託件数が減ったため。当初の計画通り、バリデーションコホートのバフィーコートについて、委託によるDNA抽出を進めるとともに、DNA解析、コホートの基盤整備を引き続き実施する。また、国際学会における成果発表を行なう。
沖縄県における年少者日本語教育研究

沖縄県は他府県とは異なる外国人受入れの状況を持ち、日本語指導が必要な児童生徒が分散している傾向がある。特に、沖縄県では日本語を母語としない児童生徒(特に英語以外の母語話者)にとって、公立学校の存在意義が大きいことが明らかになった。また、本研究の実践研究を通して、大学はその専門的な知見や大学生ボランティアという人材を公立学校教育の場における日本語教育で活用することができる可能性を見出せた。研究課題の遂行へ向けて、平成18年度は学校現場への量的調査を行うための調査項目を決定する上で必要な質的調査を中心に行った。特に、沖縄県内の市町村の中でも外国人児童生徒の受入数の多い宜野湾市と那覇市の中学校を中心に、教員養成系の大学がどのように外国人児章生徒の在籍している学校現場に関わることができるのか、多角的な立場の人への縦断的なインタビュー調査により行った。調査対象者は、教員養成系大学の日本語教育コースの大学生ボランティア、中学校の校長先生・教頭先生、中学校の外国人生徒担当の担任の先生、外国人生徒(中学生)である。調査者である高橋自身は中学校の日本語指導担当者の指導助言者として、平成18年5月から平成19年3月(現在も進行中)まで中学校に出入りし、調査対象者にインタビューを行った。その結果、これまでのところ次のような観点について考えていく必要があることが分かった。1.初対面時に実施する外国人生徒の日本語能力調査とレディネス調査の仕方2.外国人生徒を取り出し授業で行う場合のカリキュラムの組み方3.外国人生徒にとっての大学生ボランティアの位置づけ4.沖縄県特有の外国人児童生徒への日本語教育のあり方5.外国人児童生徒に接したことのない教科担任の授業作りへのアドバイス今年度の調査を通じて、調査対象者それぞれの立場に応じた外国人児童生徒教育についてのビリーフスが存在していることが明確になった。そして、それらのビリーフスは現在の学校という枠組みが定められていることによることが多く、その枠組みの中で外国人児童生徒を位置づけていくことがいかに難しいことなのかが明らかになった。上記の調査結果以外に、量的調査遂行に向けたアンケート作成なども行ったが、これらについてはいずれ報告書で詳しく報告したい。研究課題の遂行へ向けて、平成19年度は昨年度に引き続き、外国人児童生徒が在籍する中学校で、日本語指導担当者、外国人生徒、大学の教育学部に在籍する日本語指導ボランティアなどに対して、沖縄県の年少者日本語教育の実態を明らかにするための聞き取り調査を行なった。さらに、県内の公立学校における外国人児童生徒および帰国児童生徒に関する問い合わせ業務を行なっている沖縄県教育委員会義務教育課の担当者にも聞き取り調査を行なった。今年度は、こうした聞き取り調査を通じて、これまでに沖縄県内で行なわれてきた公立学校における年少者日本語教育関連の統計資料や調査データ、さらには各学校で作成されてきた報告書、教材、研究論文等の収集を主に行い、これらの資料を巨視的な視点から分析し、現在の沖縄県の年少者日本語教育における現状と課題を明らかにした。特に明記すべきは、日本語指導の必要な児童生徒の現状把握は、児童生徒が外国籍を保有しているか否かで区別されることが多く、重国籍や日本国籍を有する日本語指導が必要な児童生徒の現状把握は特に十分であるとは言いがたい現状があった。また、沖縄県では法制度の改正などによって一時的に公立学校における日本語指導が必要な児童生徒が急増したときには、何らかの教育措置や支援の動きが見られたが、それらは一過性のものにとどまっており、継続されているとは言いがたい現状があることも分かった。今後の課題として、沖縄県のように日本語指導が必要な児童生徒の受入れが流動的であり、各学校での受入れが(さらには市町村単位で見ても)少人数である場合における継続して行なえる支援の方法を考えていく必要があるであろう。平成20年度は昨年度に引き続き、沖縄県内の日本語指導を必要とする児童生徒を中心に、関係者らに対して、沖縄県の年少者日本語教育の実態を明らかにすべく聞き取り調査を行った。さらに、その結果を踏まえて、教員養成学部の教師教育における年少者日本語教育学のカリキュラム提案を試みる目的で、教育学部日本語教育コースの「日本語教育実習」クラスで、県内の小学校に在籍する日本語指導が必要な児童を対象とした日本語教室を実施し、年少者日本語教育の実践研究を行なった。その結果、(1)実習前に必要であり、なおかつ可能な年少者日本語教育に関する知識や技能、(2)小学校と大学・教育委員会・日本語指導員との連携の試みによる課題、(3)JSLカリキュラム実践の試みによる課題、(4)県内の教員養成学部としての役割が主な研究成果としてあげられる(詳細は、実習報告書を参照されたい)。本研究を通じて、県内では日本語指導が必要な児童生徒が分散している地域が大半であること、また児童生徒の日本語力、背景、母語などは多様であり、さらには児童生徒が少数で流動的であることから、県内の児童生徒を受け入れている学校現場で、継続した支援体制を整えることは難しい現状が明らかになった。

よって、未来の教員を育てる大学という場と教育委員会が中心となって、継続した実態把握や支援体制を整え、地域と学校と連携したネットワークを築くことが重要であり、そのためにもまずは、教育学部は各教科専門との連携や知識・必要性の共有を学部内でとること、さらに児童生徒を担当する現場教員には、学部の知識や人員(学生ボランティアや専門教員)を活用することの有効性を訴えることが重要であることが分かった。
Goldreich-Kylafis効果による星間磁場の測定

星間分子の回転遷移線の直線偏波面から星間磁場の構造を求める。磁場中でゼーマン分裂した励起状態からの遷移線は磁場方向に到来する円偏波成分(ゼーマン効果)と磁場と垂直方向に到来する直線偏波成分を生じる。熱的な束縛遷移に対する後者をGoldreich-Kylafis(GK)効果と呼ぶ。本研究では、星形成過程で予想されるGK効果を近似的方法(ソボレフ近似)と第一原理(モンテカルロ)シミュレーションで求め、観測と比較し、磁場構造を決定する。これは星間塵が磁場に沿って整列するという経験論的効果によらず磁場構造が決められるという大きなメリットがある。
評価写像モデルによるリー群の可視化問題とシンプレクティック類の拡張に関する研究

階数1の等質空間をあたえる単純リー群に対して,その有理可視化問題を考察し,その問題を解決した。さらにシンプレクティックファイバーを持つファイブレーションにおいて,そのファイバーから2次元トーラスが有理ホモトピー論的に分離可能である場合を考察する。この時,ファイバーのシンプレクティック類が全空間の2次コホモロジー類に拡張可能であるための必要十分条件を得た。これら研究のための主な道具はBrownとSzczarbaによる写像空間のSullivanモデルと評価写像の有理モデルである。1970年代に現れたQuillen,Sullivanによる有理ホモトピー論は,可換微分代数が作るモデル圏での対象,射の具体的表記を用いて幾何学及びトポロジーの問題を代数的問題に帰着させ,例えば測地線の無限存在問題等,多くの問題を解決してきた。また一方,写像空間によるホモトピー論は値域空間に内在する性質を効果的に捉える術を提供してきた。実際Lie群の分類空間の自由ループ空間のコホモロジー環は,Lie群の特性類間に在るSteenrod作用素による相互関係を強く反映し決定される。本研究においては有理ホモトピー論を駆使することで,今まで取り扱いが困難だった写像空間のトポロジー的考察を進展させ,多様体のトポロジー的性質の解明に力点が置かれる。具体的な目標は,Brown,Szczarbaによる写像空間の有理モデル(B-Sモデル)と研究代表者により構成された評価写像モデルを用いて次の3つの問題を考察することである。(1)連結な等質空間M=G/H上の自己ホモトピー同値写像のつくるモノイドの恒等射連結成分aut_1(M)を考える。このときGのaut_1(M)における有理可視化問題。すなわちGのMへの標準的作用が誘導するGからモノイドaut_1(M)への写像が有理ホモトピー群上でどのような場合に単射になるかの考察。(2)c-シンプレクティック多様体Mに対して得られる分類空間Baut_1(M)の特性類であるKedra-McDuff類のB-Sモデルによる解釈。(3)シンプレクティック多様体(M,w)をファイバーにもつファイブレーションにおけるシンプレクティック類[w]の全空間のコホモロジー類への拡張問題階数1の等質空間をあたえる単純リー群に対して,その有理可視化問題を考察し,その問題を解決した。空間M上のホモトピー同値写像全体が作るモノイドの恒等写像連結成分をaut_1(M)と表す.本研究の20年度の目的は以下のとおりである:Gを連結リー群,Hをその部分群とするとき,Gの等質空間G/Hへの作用の随伴が与えるモノイド写像h:G→aut_1(G/H)が有理ホモトピー群上で単射を誘導するかという問題(可視化問題)を考察すること.具体的には与えられた等質空間に対してその可視化次元を決定する方法を与える.目的を達成するため,Brown-Szczarbaによる写像空間の有理モデルを経由し研究代表者により既に構成されている評価写像のモデルを用いて,まず先のモノイド写像の有理モデルm(h)の構成を行い完成させた.結果として可視化問題に対する認識原理を確立した.それはGの等質空間G/Hへの作用の有理モデルが明らかになった場合,可視化次元をm(h)の性質で完全に記述出来ることを保障している.研究の後半では,Gの等質空間G/Hへの作用のモデルを一般的に考察し,そのいくつかの性質を明らかにした.これにより認識原理から比較的扱い易い可視化の基準を導き,さらにOniscikにより分類されている階数1の等質空間に対して,可視化問題をすべて解決した.有理モデルm(h)を用いて,Kedra-McDuffによる一般旗多様体に関する可視化定理とSasao, Yamaguchiによる射影空間Mに対するモノイドaut_1(M)とあるLie群との有理ホモトピー同値性定理の別証明を与えることに成功した.こうした結果はこの研究で得られた我々の有理モデルの有用性を示しているといえる.有理モデルm(h)はシンプレクティク多様体Mに対してaut_1(M)の分類空間のKedra-McDuff mu-類を有理ホモトピー論的に解析する術を与える.従ってそのモデルは21年度研究において重要な役割を果たすことが期待される.空間M上のホモトピー同値写像全体が作るモノイドの恒等写像連結成分をaut_1(M),また,空間Xの有理コホモロジー環をH*(X)と表す.21年度は,コホモロジーシンプレクテク多様体Mから得られる分類空間Baut_1(M)の特性類である,Kedra-McDuff mu-類の付けに関する研究を進めた.研究遂行のための鍵は一昨年までの研究により,その具体的な形が解明されてきた,モノイドaut_1(M)のBrown-Szczrba写像空間モデルである.結果として,Mが複素射影空間,またはある実Grassmann多様体のようにそめ(有理)

コホモロジー環が一つの元で生成される,すなわち単生成の場合に,コホモロジー環H^*((Baut_1(M))はKedra-McDuff mu-類のみで生成されるという事実を得た.mu-類は,先のモノイドが作る普遍ファイブレーションのファイバーに沿う積分により定義されるため,この構造定理はBaut_1(M)のコホモロジー環の全体像を解明したたけではなく,その生成元のより幾何学的な意味を解明したことになる.実際,コホモロジー環が単生成であるGrassmann多様体である場合は,微分同相写像がつくるモノイドおよび,その部分モノイドのc-シンプレクティック類を固定する微分同相写像がつくるモノイドの分類空間に関するmu-類はすべて代数的に独立していることも判明した.この意味でシンプレクティック多様体のトポロジー研究において,写像空間モデルの有用性を示した意義は大きい.普遍ファイブレーションの全空間のコホモロジー環も重要な研究対象である.実除その環の元はmu-類を作り出す源となっているからである.このコホモロジー環をBrown-Szczrba写像空間モデルとEilenberg-Mooreスペクトル系列を用いてH*(Baut_1(M))上の代数として生成元を明らかにすすと共にその積による関係式の解明を行った.これはコホモロジー環のスペクトル系列という近似の空間モデルによる近似,すなわち「近似の近似」がうまく仕事をした例といって良いであろう.Brown,Szczarbaによる写像空間の有理モデル(B-Sモデル)と研究代表者により構成された評価写像モデルを用いて,研究計画で述べられた3つの問題を考察してきた。21年度までの2年間の考察が実り,c-シンプレクティック多様体Mに対して得られる分類空間Baut_1(M)の特性類であるKedra-McDuff類に対してB-Sモデルによる解釈が与えられた。これによりMのコホモロジー環が単生成である場合はBaut_1(M)の有理コホモロジーはKedra-McDuff類で生成される多項式環であるという定理を得た。さらにファイバーが完全交叉代数である場合にファイブレーションのLeray-Serreスペクトル系列が第2項で潰れるというHalperin予想に関連した結果も得た。具体的にはこの予想が肯定的に解決されるための必要十分条件をB-Sモデルの言葉で記述することことにより,コホモロジーが完全交叉代数である空間Mをファイバーにもつ普遍ファイブレーションの全空間のコホモロジーをBaut_1(M)のコホモロジー環上の代数として決定した。これらの結果は論文として出版された(研究成果参照)。これにより研究目的の1つが達成できたことになる。さらに,本研究過程で得たアイディアをもとに,連結な等質空間M=G/H上の自己ホモトピー同値写像のっくるモノイドの恒等射連結成分aut_1(M)を考え,Lie群Gのaut_1(M)における有理可視化問題を熟考した。その結果,Gが可視化可能であるための必要十分条件が得られ,この認識原理に基づき具体的な等質空間に関して可視化次元を決定した。これらの結果は論文[K1]においてまとめられた。これにより第2の研究目的も達成できたことになる。Brown, Szczarbaによる写像空間の有理モデル(B-Sモデル)と研究代表者により構成された評価写像モデルを用いて,研究計画で述べられた3つの問題を考察してきた。
アントシアニン合成制御の分子基盤：新規抑制因子の制御機構と生理機能の解明

花や果実などの色を決める色素の合成が植物体内でどのように制御されているかは、古くから多くの人の興味の対象であると同時に、農業経済上の関心事でもある。植物の最も主要な色素であるアントシアニンの合成制御は、合成酵素遺伝子の転写誘導により調節されることが明らかにされてきた。本研究では、イネの遺伝子を過剰発現する形質転換シロイヌナズナのライブラリ中から見出されたアントシアニン抑制変異体を調べることで、アントシアニン合成の新しい制御機構とその生理機能を解析した。結果、アントシアニン合成経路の初発段階の酵素はF-boxタンパク質によりタンパク質レベルでの制御を受けていることが強く示唆された。大規模に作成したイネの完全長cDNA過剰発現シロイヌナズナ(イネFOXシロイヌナズナ)の一つであるアントシアニン抑制変異体R10933に着目し、解析を行っている。挿入されているイネF-box遺伝子の過剰発現がフラボノイドを抑制することが明らかになっており、同遺伝子の作用機構を解析している。酵母2-ハイブリッド法およびin vitro pull-down法によりカルコン合成酵素(CHS)との相互作用が検出されたことから、CHSのユビキチン化の検出を試みた。しかし、プロテアソーム阻害剤投与後に回収した幼苗由来のタンパク質に対し抗CHS抗体を用いたウエスタンハイブリッドを行ったものの、ユビキチン化されたと想定されるサイズにシグナルは検出できなかった。そこで、さらに鋭敏な検出を行うため、免疫沈降させたCHSタンパク質に対して抗ユビキチン抗体を用いてウエスタンを行うこととした。しかしながら、現在入手可能な抗CHS抗体では免疫沈降ができなかった。そこで、タグ(GFP)付きCHS遺伝子を発現する形質転換シロイヌナズナを作成した。今後、抗GFP抗体を用いて免疫沈降を行う予定である。一方、幼苗ではF-box遺伝子の働きが弱い可能性も考えられることから、環境条件の変動によるCHSタンパク質の量的変化を調べたところ、強光・低温・高ショ糖ストレス下で増加し、通常条件に戻すと減少することが確かめられた。アントシアニンは植物のさまざまな組織に含まれる主要天然色素である。植物体内のアントシアニン量は、合成酵素遺伝子の欠損や転写制御により抑制されることが変異体の解析等により明らかにされてきた。イネ由来完全長cDNAを過剰発現する形質転換シロイヌナズナの大規模ライブラリに見出されたアントシアニン抑制変異体R10933は、合成酵素遺伝子群の発現量に影響を及ぼさない優性変異体であり、新規のアントシアニン変異体と考えられた。R10933の変異形質は、イネのF-box遺伝子の過剰発現により引き起こされる。このF-boxタンパク質と合成酵素タンパク質を酵母内で発現させたところ、カルコン合成酵素(CHS)と相互作用を示した。in vitro pull downassayによっても両者の結合を検出することができた。さらに、R10933ではCHSタンパク質が極端に抑制されていることが明らかになった。これらの結果から、R10933ではCHSタンパク質の抑制によりフラボノイドが制御されていると考えられた。また、このF-box相同遺伝子の発現をシロイヌナズナで調べたところ、フラボノイド合成が抑制される、環境ストレス(強光、低温、高ショ糖)条件下から通常条件下への復帰時や種子成熟時に、CHS遺伝子の発現低下に合わせて一過的に誘導されることが明らかとなり、フラボノイド合成の抑制に生理条件下で機能していると考えられた。一方、イネのF-box遺伝子をトマトで発現させると胚軸のアントシアニンの抑制が観察されるものの、アントシアニンを多量に蓄積するタバコの花弁では十分な色の変化が認められておらず、分子育種への応用にはさらなる工夫が必要と考えられる。イネの完全長cDNAを過剰発現する形質転換シロイヌナズナ(イネFOXシロイヌナズナ)の大規模ライブラリに見出された新規優性アントシアニン抑制変異体R10933の原因遺伝子であるイネF-box遺伝子は、これまでの予備試験で、カルコン合成酵素(CHS)と結合することが酵母2-ハイブリッド法により示唆されている。そこで、F-boxタンパク質がCHSを分解することでアントシアニン合成を抑制するという可能性を検証するため、イネF-box遺伝子を過剰発現するR10933でのCHSタンパク質量を抗CHS抗体を用いたウエスタンハイブリダイゼーションにより調べたところ、R10933では野生型と比べてCHSタンパク質量が極端に少ないことが明らかとなった。シロイヌナズナのF-box相同遺伝子を過剰発現させても葉柄や花茎基部のアントシアニン量が減少することを見出しているが、この形質転換植物でもやはりCHSタンパク質の量は強く抑制されていた。