hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ウェットＧＡの分子実現に基づく高度並列型進化計算理論の構築

生命にアイデアを得た進化計算の応用を通じて培われた探索戦略を分子上に実装したウェットGAを提案し、タンパク質tyrRSの基質改変をテストベッドとして、12世代の理想的な集団分布の推移を実現した。適応度地形の特徴をモデル化し、探索が1つの局所解からはじめられる進化計算の効果的な世代交代モデルに従って実際に進化させた。各世代の変異体のシーケンスを全解読し、変異の蓄積分布を分析した。並列度の高い計算機アーキテクチャーを前提とした新しい進化計算の理論を考案した。生命にアイデアを得た進化計算の応用を通じて培われた探索戦略を、分子上に実装したウェットGAを提案し、タンパク質工学に応用してきた。タンパク質tyrRSの基質改変をテストベッドとして、12世代の理想的な集団分布の推移を実現した。改変されたタンパク質の活性は実用に耐えるレベルに達している。本研究はこれらの成果を踏まえ、スパイラルの次の段階として計算モデルを洗練化する。全世代のtyrRS変異体の遺伝子シーケンスを解読して集団中のエントロピーの推移を計算し、理論との合致を調べる。新しいモデルはネットワークなどを通じて安価に提供されるクラウドなどの並列計算資源に適しており、進化計算の新たな展開を目指した。これまでにtyrRSの基質改変の適応度地形の特徴をモデル化し、探索が1つの局所解からはじめられる進化計算の効果的な世代交代モデルを提案して、理論設計に従って実際にtyrRSを進化させた。本年度は、各世代のtyrRS変異体の遺伝子シーケンスを全解読した。各世代の変異の蓄積分布を分析してエントロピーの推移を計算した。また、パラメータ感度の意味でのモデルの正しさを検証するために、tyrRS変異体を再度進化させる追加実験に向けて世代の選択を試みた。さらに、これらの知見を発展させて、並列度の高い計算機アーキテクチャーを前提とした新しい進化計算の理論を検討中である。これまでにtyrRSの気質改変の適応度地形の特徴をモデル化し、探索が1つの局所解からはじめられる進化計算の効果的な世代交代モデルを提案して、理論設計に従って実際にtyrRSを進化させた。各世代のtyrRS変異体の遺伝子シーケンスを全解読した。各世代の変異の蓄積分布を分析した。さらに、これらの知見を発展させて、並列度の高い計算機アーキテクチャーを前提とした新しい進化計算の理論を考案した。当初計画のうち、全世代のtyrRS変異体の遺伝子シーケンスの全解読は終了し、各世代のエントロピー推移とモデルとの適合を検討した。追加のウェット実験の設計を行った。これらについては当初計画通りである。特にシーケンスの全解読データの解析には注目すべき知見が得られたが、論文として公表できる段階までは達していない。これらからおおむね順調と判断した。25年度が最終年度であるため、記入しない。

当初計画のうち、全世代のtyrRS変異体の遺伝子シーケンスの全解読は終了し、各世代のエントロピー推移とモデルとの適合を検討した。追加のウェット実験の設計を行った。これらについては当初計画通りである。特にシーケンスの全解読データの解析には注目すべき知見が得られたが、論文として公表できる段階までは達していない。これらからおおむね順調と判断した。当初計画通り、シーケンスの全解読データの解析に基づく理論的考察を論文として公表し、特定の世代についてモデルパラメータの確認のための追加実験を行う。これらの知見を発展させて列度の高い計算機アーキテクチャーを前提とした新しい進化計算の理論を提案する。25年度が最終年度であるため、記入しない。
ハイブリッド型最適化によるRNA間相互作用予測

本研究では、整数計画法と期待精度最大化原理の融合により、RNA間の相互作用予測のための結合2次構造予測法を開発した。さらに、提案手法のアイデアに基づき、単一RNA配列に対してシュードノットと呼ばれる複雑な構造を考慮した2次構造予測法を発表した。いずれも実際のデータ上で性能評価を行った結果、既存の手法と比べて予測精度は同等以上で、実行時間では圧倒的な高速性を実現した。なお、提案手法はWebサーバーに実装して一般公開している。生体内の遺伝子発現の転写後調節に関わるRNA間の相互作用が注目を集めている。生体生命情報学において、これまでいくつかのRNA-RNA相互作用予測アルゴリズムが提案されてきたが、その取り得る構造の複雑さやバリエーションの多さなどのため、1本鎖RNA配列の構造予測に関する研究ほど解析手法が確立されておらず、発展途上の研究課題と言える。本研究では、計算効率の良い動的計画法により導出されたRNAの構造に関する情報を、モデル記述能力の高い整数計画法に組み込む、ハイブリッド型の最適化に基づく相互作用予測法を提案する。本年度はまず、最適化における目的関数の設定において、予測構造の期待精度を最大化することに着目し、期待精度最大化問題が閾値カットを用いた整数計画問題として実現できることを理論的に示した。また、結合2次構造の事後確率分布を厳密に計算する際に要する計算量は大きく実用的でないため、その確率分布を個々の構造の確率分布の積で近似することを提案した。これらにより、従来整数計画問題では解けないサイズの問題も予想を覆す速さで解くことに成功した。既知のRNA-RNA相互作用データを用いて提案手法(RactIP)の評価を行ったところ、複数の最新の既存手法と比べて精度の面では同等以上の性能をあげた。特筆すべきはRactIPの計算速度であり、結合2次構造を予測する他のモデルと比較して、桁違いの高速性を実現した。また、成果を広く世界に発信するため、開発途中ではあるものの、RactIPのWebサーバーを構築し、最低限使用できるものを公開済みである。生体内の遺伝子発現の転写後制御に関わるRNA間の相互作用が注目を集めている。これまでいくつかのRNA間相互作用予測アルゴリズムが提案されてきたが、その取り得る構造の複雑さやバリエーションの多さなどのため、1本鎖RNA配列の構造予測に関する研究ほど解析手法が確立されておらず、発展途上の研究課題と言える。昨年度では、超高速かつ高精度の相互作用予測アルゴリズムRactIPの開発に成功し、初等的なWebサーバーを公開するに至っていた。そこで、今年度では2つのRNA間のループ同士の相互作用による複雑な結合2次構造は、1つのRNAが形成するシュードノットと呼ばれる複雑な2次構造に類似である点に着目し、RactIPでの方法論が1本鎖RNA配列解析でそのまま適用できないかと考えた。まず、シュードノットを含む2次構造の事後確率分布を、シュードノットを含まない2次構造の確率分布の積へ分解を行った。次に、最適化における目的関数の設定において、予測2次構造の期待精度の最大化に主眼を置き、期待精度最大化問題を閾値カット付き整数計画問題として実現した。RactIPのときと同様に、従来整数計画問題では解けないサイズの問題も圧倒的な速さで解くことに成功した。さらに、多重配列アラインメントが与えられたとき、その共通2次構造を予測するようにモデルの拡張を行った。提案手法(IPknot)の性能評価を構造既知の配列データセットを用いて行ったところ、複数の既存手法と比べて精度の点では同等以上、速度の点では桁違いの高速性を実現した。最後に、研究成果を広く世界に向けて発信するため、IPknotのWebサーバーを開発し、今年度新たに補完したRactIPのサーバーと統合することで、世界最高レベルの高速性を実現する構造解析ツールセットを公開した。
中国及びその周縁国に分布する作物資源の遺伝的評価と開発的研究(第3次)

本研究班を構成する下記5グループがのべ22回にわたって現地調査を行い,中国及び周縁国における作物の進化・遺伝的多様性を検討した.その概要は下記の通りである.1.オオムギ・コムギグループ;ヒマラヤ周辺地域におけるムギ類の多様性を明らかにする目的で,インド北部(2003),中国雲南省・貴州省(2004,2005)において現地調査を行い,いずれの地域においてもムギ類の在来品種を見ることができた.中国西南部の標高3000m以上の地域では春播栽培されており,チベットとの共通性が認められたが,3000m以下の地域では秋播栽培されおり,異なるタイプの遺伝資源を導入できたと考えている.2.イネグループ;インド,タイ,ラオス,カンボジア,ベトナムと中国周縁国のイネ遺伝資源を調査し,在来種の相互関係,雑草イネの発生状況と遺伝子流動の関連,野生種の分布に関する知見を集積した.これらの調査報告を各地域の研究機関に提出し,今後の遺伝資源解析体制の確立を行った.3.ダイズグループ;栽培ダイズと野生ダイズの進化的関係ならびに両者の遺伝子流動の実態を明らかにする目的で,分布密度の高い韓国東部の同所的サイトで,開花の動態と遺伝構造の解析を行った.野生集団には,遺伝子流動の結果と考えられる中間型の存在や栽培型遺伝子の混入は認められなかったが,野生個体間で他家受精が行われており,栽培および野生個体間の遺伝子流動の可能性が示唆された.4.メロングループ;南・東アジアに固有のノーネット型メロンの起源と多様性を明らかにする目的で,ミャンマー(2003),インド東北部(2004,2005),中国雲南省(2005)において現地調査を行った.いずれの地域においても在来メロンはノーネットであったが,アッサム地方においては3種類の変種が栽培されていた.また,ミャンマーでは雑草メロン,中国雲南省ではマクワ・シロウリ系の在来メロン遺伝資源を収集した.本研究班を構成する下記5グループがのべ22回にわたって現地調査を行い,中国及び周縁国における作物の進化・遺伝的多様性を検討した.その概要は下記の通りである.1.オオムギ・コムギグループ;ヒマラヤ周辺地域におけるムギ類の多様性を明らかにする目的で,インド北部(2003),中国雲南省・貴州省(2004,2005)において現地調査を行い,いずれの地域においてもムギ類の在来品種を見ることができた.中国西南部の標高3000m以上の地域では春播栽培されており,チベットとの共通性が認められたが,3000m以下の地域では秋播栽培されおり,異なるタイプの遺伝資源を導入できたと考えている.2.イネグループ;インド,タイ,ラオス,カンボジア,ベトナムと中国周縁国のイネ遺伝資源を調査し,在来種の相互関係,雑草イネの発生状況と遺伝子流動の関連,野生種の分布に関する知見を集積した.これらの調査報告を各地域の研究機関に提出し,今後の遺伝資源解析体制の確立を行った.3.ダイズグループ;栽培ダイズと野生ダイズの進化的関係ならびに両者の遺伝子流動の実態を明らかにする目的で,分布密度の高い韓国東部の同所的サイトで,開花の動態と遺伝構造の解析を行った.野生集団には,遺伝子流動の結果と考えられる中間型の存在や栽培型遺伝子の混入は認められなかったが,野生個体間で他家受精が行われており,栽培および野生個体間の遺伝子流動の可能性が示唆された.4.メロングループ;南・東アジアに固有のノーネット型メロンの起源と多様性を明らかにする目的で,ミャンマー(2003),インド東北部(2004,2005),中国雲南省(2005)において現地調査を行った.いずれの地域においても在来メロンはノーネットであったが,アッサム地方においては3種類の変種が栽培されていた.また,ミャンマーでは雑草メロン,中国雲南省ではマクワ・シロウリ系の在来メロン遺伝資源を収集した.本研究班を構成する下記の5グループが中国周縁国を訪問し,のべ6回にわたり現地調査を行った.その概要は下記の通りである.1.オオムギ・コムギグループ;ヒマラヤ南麓地域におけるムギ類の多様性を明らかにする目的で,3月7-20日にわたり,シッキム州,ウッタランチャル州,ヒマチャルプラデシュ州のムギを調査した.いずれの地域においてもムギ類の在来品種を見ることができ,特にオオムギは皮麦が多く,裸ムギが多いヒマラヤ北麓と傾向が異なった.また,インドのNBPGRなどを訪問し,遺伝資源をめぐるインドの情勢を調査した.2.イネグループ;インド東部における在来イネの多様性を明らかにする目的で,11月2-11日にわたり,西ベンガル州ならびにシッキム州のイネを調査した.シッキム州では標高1300m地帯においても棚田により水稲稲作が行われていた.この周辺のイネは日本型が優占種であったが,一部にインド型がみられた.なお,成果の一部が東奥日報に連載された(12月16日-22日)

.3.ダイズグループ;ダイズの品種分化過程における野生祖先種ツルマメの役割を明らかにする目的で,8月下旬と10月中旬に両者が同所的に分布する韓国南部のダイズ在来種の特徴とダイズとツルマメの生態的な関係を現地調査した.両者が同所的に生育する複数のサイトから個体別に種子を収集し,その一部について葉緑体SSRの多型を調査した.晩生でツル性を有する小粒の在来種が発見され,その葉緑体SSRの型は中国北部を中心に観察される型であった.4.メロングループ;南・東アジアに固有のノーネット型メロンの起源と多様性を明らかにする目的で,12月3-17日にわたり,ミャンマーのメロンを調査した.ヤカイン州において在来メロンを収集するとともに,マンダレー管区を中心に雑草メロンの自生,採集及び利用を観察することができた.本研究班を構成する下記の5グループが中国周縁国を訪問し,のべ6回にわたって現地調査を行った.その概要は下記の通りである.1.オオムギ・コムギグループ;中国雲南省におけるムギ類の多様性を明らかにする目的で,8月3-17日にわたり,北西部の四川省およびチベット自治区の境界地域および西部のムギを調査した.いずれの地域においてもムギ類の在来品種を見ることができた.特にオオムギは裸麦が多く,三叉芒や着色粒も認められた.2.イネグループ;ベトナム北部から中国南縁部における陸稲の変異を明らかにするために,11月6日-19日までハノイから昆明にかけて調査を行った.近代品種と在来種の交雑による雑草イネやF1ハイブリッド品種の後代系統の雑草化がみられ,関係機関へのレポートとして提出し注意を促した.また,3月4日-3月16日までタイ,ラオス南部,カンボジアへの栽培,野生種の調査を行った.一部成果が東奥日報に掲載される予定である.3.ダイズグループ;ダイズとツルマメの遺伝子流動の実態を明らかにするため,韓国東部の安東市周辺について,ツルマメの開花初期にあたる8月下旬と,種子登熟期にあたる10月中旬に各々1週間現地調査を行った.両者の同所的サイトは珍しくなく,ツルマメはダイズ畑の縁に頻繁に生育し,ダイズ個体にからみつく個体も観察された.また調査サイトの一つで,有限性で開花の早い中間型と思われる個体がツルマメ集団の中に認められ,両者の間で遺伝子流動が生じていると推察された.4.メロングループ;インド東部におけるメロンの多様性を明らかにする目的で,9月上旬にミゾラム,メガラヤ,アッサム州の在来メロンを調査した.いずれの地域においてもノーネットメロン及び雑草メロンを見ることができ,特に前者はマクワ・シロウリとの関連が示唆された.下記の5グループが中国周縁国を訪問し,のべ9回にわたって現地調査を行った.その概要は下記の通りである.1.オオムギ・コムギグループ;中国西南部におけるムギ類の多様性を明らかにする目的で,9月上旬に雲南省北西部および雲南省東部・貴州省西部を訪問し,ムギ類の遺伝資源調査を行い,種子を収集した.いずれの地域においてもムギ類は秋播栽培されており,チベット周辺で春播栽培されているムギ類とは異なるタイプの遺伝資源を収集できたと考えている.2.イネグループ:野生イネ遺伝資源の継続的調査のため,フィリピン,ロスバノスのマイニュータ集団を調査した.昨年よりも集団サイズが増大していたが,これは環境の保護による一時的なものと推定された.一方,インドで出土した6000年前の野生・栽培イネと推定される遺物種子を確認した.栽培イネとの交雑後代と考えられるイネが採種されていたため,野生イネが利用されていたと考えられる.3.ダイズグループ;韓国東部の安東市周辺のダイズとツルマメの同所的サイトで,8月上旬、下旬および9月中旬に開花と登熟の動態を調査し、またSSR標識に基づいて集団の遺伝構造を解析した。その結果、ダイズとツルマメの間で遺伝子流動の可能性があること、ツルマメ個体間で他家受精が行われていることが示唆された。
脊椎動物の性決定システム進化

脊椎動物の性決定システムを比較解析し、考察として2つの新規進化仮説の提唱を行った。(1)脊椎動物の雌雄化の基本には、DMRT1駆動型オス決定システムが存在するが、哺乳類進化過程で脱構築され、SRY-SOX9駆動型に再構築された。(2)種分化過程では、性染色体の未分化あるいは分化状態によって、性決定遺伝子が変化あるいは固定化される傾向にある、という性決定遺伝子と性染色体の共進化仮説を提唱した。本研究は、脊椎動物の性決定システムを分子レベルで比較解析し、性決定・性分化におけるシステム進化を議論・提案する事を目的とし、以下の計画で研究を展開している。(1)アフリカツメガエルでは、DMファミリー遺伝子に属するDM-Wが卵巣形成遺伝子発現ヒエラルキーの頂点に位置する性決定遺伝子であるという仮説の検証.(2)アフリカツメガエルDM-W遺伝子の分子進化の解析.(3)DMファミリー遺伝子に属するDMRT1の脊椎動物進化過程における分子進化・機能進化の解析.(4)哺乳類(真獣類)性決定遺伝子Sryが属するSoxファミリー遺伝子の分子進化の解析.(5)DMRT1主導からSRY主導の性(雄)決定へのシステム進化の解析.脊椎動物の性決定システムを比較解析し、考察として2つの新規進化仮説の提唱を行った。脊椎動物の性決定遺伝子に関しては、XX/XY型の哺乳類及び魚類メダカにおいてのみ、そのY染色体上にそれぞれSRY、DMYが、♂を決定する遺伝子として同定されている。研究代表者らは最近、ZZ/ZW型様式を持つアフリカツメガエル(X.laevis)において、♀ゲノム特異的(W染色体リンク)遺伝子DM-Wを発見し、発現及び遺伝子導入個体の解析等から、DM-Wが性(♀)決定遺伝子である事を強く示唆する結果を得ていた(PNAS,2008gFeb.)。本研究は、脊椎動物の性決定システムを分子レベルで比較解析し、そこから性決定・性分化におけるシステム進化を議論し、新たな性進化モデルを提案する事を目的として、初年度である本年度は、その足掛かりとして以下の解析を行った。1、X.laevisではDM-Wが卵巣形成遺伝子発現ヒエラルキーの頂点に位置するという仮説の検証:DM-W発現トランスジェニック幼生の解析を行った所、ZZ(遺伝的♂)生殖巣で、Fox12遺伝子、アロマターゼ遺伝子Cyp19(性決定期から初期性分化期にZWの生殖巣で特異的に発現する)の上方制御が認められた。すなわちDM-WはFox12、Cyp19の♀特異的発現を誘導する事が示唆された(Okadaeettal. Sex. Dev. innpress)。2、DM-W遺伝子の分子進化:X.laevissDMRT1のゲノムクローンを単離後、DM-W遺伝子構造と比較した所、DM-WはDMRT1の第13エクソンの重複と新たな第4エクソンの創出によって誕生(分子進化)したと考えられた。3、DMRT1遺伝子進化・機能進化:DMRT1遺伝子のプロモーター進化を論ずるために、まず魚類、両生類、鳥類、哺乳類の各種において、転写開始点を同定した。また遺伝子導入動物の解析から、X.laevisにおいてDMRT1が精巣形成上位遺伝子である事が示唆された。本研究は、脊椎動物の性決定システムを分子レベルで比較解析し、性決定・性分化におけるシステム進化を議論・提案する事を目的としている。2年目である本年度は、初年度の成果を受け、以下の解析・考察を行った。1.脊椎動物の性決定システム進化に関して、以下の仮説を提唱した(比較内分泌学2009)。脊椎動物の性決定様式は遺伝的(雄ヘテロ型の性染色体構成のXX/XY型、雌ヘテロ型のZZ/ZW型など)と環境依存的があり、多様であるが、哺乳類(真獣類)以外の脊椎動物種には、性決定システムの基盤としてDMRT1依存性の雄化システムが存在する(種分化過程で例外がある可能性はある)のに対し、哺乳類(真獣類)では、その進化過程でシステムの脱構築・再構築が起った。2.研究代表者らがZZ/ZW型種の性決定遺伝子として初めて発見したアフリカツメガエルDM-W遺伝子(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 2008)に関して、以下の事がわかった。DM-Wは、Fox12、Cyp19遺伝子のZW(遺伝的雌)未分化生殖巣での特異的発現を誘導する(Sex Dev.2009)。DM-Wは、精巣形成上位遺伝子DMRT1の機能を阻害することにより卵巣形成を導く可能性がある(論文リバイス中)。3.哺乳類(真獣類)のY染色体上の性決定遺伝子Sryと同様にSox3の重複進化で生じたSox15遺伝子は、真獣類進化過程で筋再生・胎盤形成のために新機能付加(neofunctionalization)された遺伝子である可能性を考察する等、プロモーター進化を含む遺伝子進化と遺伝子発現および機能との連関性についての考察を報告した(Int.J.Biochem. Cell Biol. 2010)。

本研究は、脊椎動物の性決定・性分化システムを分子レベルで比較解析し、そのシステム進化を議論・提案する事を目的としている。3年目である本年度は、2年間の成果を受け、以下の解析・考察を行った。1.雌ヘテロ(ZZ/ZW)型の性決定様式を持つアフリカツメガエルの解析:遺伝子導入動物の解析から、ZZ個体ではDMRT1遺伝子が雄決定に、ZW個体ではW染色体上のDM-W遺伝子が雌決定に関わることがわかった(Development 2010)。2.性(雌)決定遺伝子DM-Wの分子進化の考察:構造解析および分子進化等の解析から、DM-W遺伝子は、アフリカツメガエルの祖先種において、ZZ/ZW型性決定機構を確立させるために、DMRT1遺伝子の重複によって新たに生まれた新機能付加型遺伝子と考えられる(Development 2010)。3.脊椎動物の性決定システム進化の考察:性決定システムの基盤として、脊椎動物種の多くにDMRT1依存性の雄化システムが存在するのに対し、哺乳類進化過程で、SRY-SOX9依存性の雄化システムに再構築された可能性が考えられる(Deve lopment 2010)。3.脊椎動物におけるDMRT1遺伝子の考察:DMRT1遺伝子は、体細胞における雄決定と、雄生殖細胞における幹細胞維持、という大きく2つの機能に関与すると考えられるが、前者の機能は、哺乳類(真獣類)進化過程で寄与が薄れてきた可能性がある(FEBS J.2011)本研究は、脊椎動物の性決定システムを分子レベルで比較解析し、そのシステム進化を議論・考察、さらに新規の進化仮説の提唱を行うことが目的である。最終年度の本年度は、現在までに同定された脊椎動物の性決定遺伝子(魚類メダカDmy、両生類アフリカツメガエルDm-W、あるいは哺乳類Sry)、及び、Dmy,Dm-WあるいはSryのプロトタイプ遺伝子Dmrt1あるいはSox3に注目し、その遺伝子進化の解析、更に性染色体と性決定遺伝子に関する考察を行った。以下にその詳細を列挙する。1.3つの性決定遺伝子の塩基配列の置換速度はすべて、対応するプロトタイプ遺伝子より高かった。これは、性決定遺伝子が性決定機能を担うために新たに進化した新機能付加型遺伝子であるという考え方と一致する。2.Dmrt1およびSox3のDNA結合ドメイン(それぞれDM、HMGドメイン)をコードする領域は、それ以外の領域に比べ保存性が高かった。これに対し、DmyはDMドメインの置換率がより高いが、Dm-Wでは有意な差は認められなかった。また、SryはSox3と同様の傾向にあった。3.これまでの研究および他研究の知見から、性決定遺伝子と性染色体における共進化仮説を提案した。すなわち、メダカ、アフリカツガエル、およびその近縁種のように、性染色体が未分化な場合、性染色体は性決定遺伝子の運び屋として機能するのみなので、性決定遺伝子は固定化されず、新性決定遺伝子の誕生の可能性が大きいが、哺乳類のように、性染色体の分化が明瞭な場合、性染色体が性決定以外の意味を持つので、性決定遺伝子は固定化される、という仮説である。この仮説に妥当性があれば、性染色体の分化が明瞭な鳥類では、進化過程で性決定遺伝子は固定化されると想像される。最近、これらの結果・考察・仮説の提唱を論文として発表した(Chromosome Res 2012)。
電子コミュニケーション環境におけるソーシャル・キャピタルに関する実証的研究

本研究では、人間関係における信頼、規範、ネットワークであるソーシャル・キャピタルが企業やネット・コミュニティにもたらす影響を左右する要因を明らかにすることを目的とし、企業従業員や一般のネット・コミュニティ参加者に対してアンケート調査を実施し、分析を進めた。その結果、企業の知識創造のプロセスによって有効なソーシャル・キャピタルが異なること、企業やネット・コミュニティでの知識共有には、内発的動機や、内部の関係だけではなく外部との関係が重要であることなどが明らかにされた。本研究は、顔の見えない電子コミュニケーション環境において、人間関係に埋め込まれた信頼、互酬性などのソーシャル・キャピタルがもたらす影響を左右する要因を明らかにすることを目指す。具体的には3回のアンケート調査を実施し、その影響を実証的に検証していく。本研究は、顔の見えない電子コミュニケーション(CMC:Computer-Mediated Communication)環境において、人間関係に埋め込まれた信頼、互酬性などのソーシャル・キャピタルがもたらす影響を左右する要因を、アンケート調査を中心に実証的に明らかにすることを目指している。19年度は上記の目的に従い、文献調査を進め、得られた知見を「ナレッジ・マネジメントとソーシャル・キャピタル」(中京経営研究第17巻第1・2号)との表題の論文にまとめて発表した。ソーシャル・キャピタルには結束型と橋渡し型のものがあるが、それぞれがナレッジ・マネジメントの共同化、表出化、連結化、内面化のプロセスに与える影響にについて仮説を提案した。仮説においては結束型が共同化に、橋渡し型が表出化、連結化、内面化に強く影響すると想定されている。現在、これらの関係を検証するために調査と分析を進めている。これらの仮説を検証することにより、ソーシャル・キャピタルのナレッジ・マネジメントへの效果が明らかにされることが期待される。また、企業におけるナレッジ・マネジメントにはCMCが活用されることが多く、かつCMCは橋渡し型のソーシャル・キャピタルと関係が強いとされることから、CMCがもたらすソーシャル・キャピタルと、ナレッジ・マネジメントの各プロセスとの関係を検証するための理論的土台が提供されることが期待される。本研究は、顔の見えない電子コミュニケーション(CMC: Computer-Mediated Communication)環境において、人間関係に埋め込まれた信頼、互酬性などのソーシャル・キャピタルがもたらす影響を左右する要因を、アンケート調査を中心に実証的に明らかにすることを目指している。20年度は上記の目的に従い、19年度に得られたデータを分析した。具体的には、結束型と橋渡し型のソーシャル・キャピタルが、ナレッジ・マネジメントの共同化、表出化、連結化、内面化のプロセスに与える影響にについて検証した。その結果、社内の関係か社外の関係化によって、またCMCか対面かによって各プロセスに与える影響が異なり、ソーシャル・キャピタルが知識創造プロセスに与える影響は、その種類によって異なることが示された。これらの結果は「企業組織における従業員のネットワークと知識創造プロセスとの関係」(経営情報学会2008年度春季全国研究発表大会)及び「企業組織におけるソーシャル・キャピタルと知識創造プロセスとの関係」(経営情報学会誌第17巻第4号)との表題で発表した。さらに、従業員の動機がCMC及び対面コミュニケーションを介して知識創造プロセスに与える影響を検証した。その結果、動機によってCMCを介するのか対面を介するのかが異なることが示された。これらの結果は「企業における従業員の知識提供動機がコミュニケーションと知識創造に与える影響」(経営情報学会2008年度秋季全国研究発表大会)との表題で発表した。以上の知見は、職場におけるソーシャル・キャピタルの影響を細分化して明らかにしており、研究、実践、双方において有益であると思われる。本研究は、顔の見えない電子コミュニケーション(CMC : Computer-Mediated Communication)環境において、人間関係に埋め込まれた信頼、互酬性などのソーシャル・キャピタルがもたらす影響を左右する要因を、アンケート調査を中心に実証的に明らかにすることを目指している。21年度は上記の目的に従い、19年度と20年度に得られたデータを分析した。19年度のデータを通して従業員の動機がCMC及び対面コミュニケーションを介して知識創造プロセスに与える影響や、信頼や人間関係などに関連する組織の特性が知識創造プロセスに与える影響を明らかにした。また、20年度のデータを通して、代表的なネット・コミュニティであるセカンドライフ、ミクシィ、2ちゃんねるにおいて、参加者の動機や人間関係がコミュニティ参加を通しての個人の行動などに与える影響について検討した。上記の研究を通して、企業内やインターネット上で情報や知識の流通を促進するためには、個人の動機や個人を取り巻く人間関係などが重要であることが示された。以上の研究成果は、2件の紀要論文と2件の国内学会での発表を通して外部に公表した。本研究は、顔の見えない電子コミュニケーション(CMC : Computer Mediated Communication)環境において、人間関係に埋め込まれた信頼、互酬性などのソーシャル・キャピタルがもたらす影響を左右する要因を、アンケート調査を中心に実証的に明らかにすることを目指している。これまでの研究から、CMC環境の知識や情報共有においては、CMC以外の事前の関係や環境が重要であることが示された。

これに基づき22年度は、CMC環境そのものよりも、その背後にある人的ネットワークや組織特性が情報や知識共有に与える影響を明らかにするために、19年度と21年度に得られたデータを分析した。19年度に得られたデータを分析した結果、特に結束型のソーシャル・キャピタルの組織特性は知識創造の共同化プロセスに強い影響を、橋渡し型の組織特性は知識創造のプロセス全般に一定の影響を与える傾向が明らかにされ、知識創造のどのプロセスを重視するかで必要とされる組織特性が異なることが示された。さらに21年度のデータを分析することで、仕事のネットワークとともに私生活のネットワークが知識提供を促進する傾向がみられ、またその影響は、企業や個人の利他性によって左右されることが示され、職場におけるソーシャル・キャピタルの影響を考慮する際には、社内だけでなく社外の関係も考慮に入れる必要が示された。以上の研究成果は、1件の紀要論文と1件の国内学会での発表を通して外部に公表した。
初期エンドソームのダイナミクスとシグナル伝達制御

初期エンドソームは細胞が外部から取り込んだ物質の選別を行う細胞内小器官であり、その動態によって膜受容体からのシグナル伝達が制御されることがわかってきた。初期エンドソームの異常は多くの疾患に関与していることから、その分子機構の理解が急務である。本研究では初期エンドソームにおける選別を担う分子の同定とその機構解明に取り組んだ。その結果、脂質の形態形成を担うダイナミン、細胞骨格アクチンやその関連分子であるコルタクチンといった一連の分子を同定した(Mesaki et al., 2011, Ohashi et al., 2011, Tanabe et al., 2011)。これら細胞内輸送の制御に関わるタンパク質の局在化には、一般的にリン脂質が重要な役割を果たしていると考えられている。そこで我々は初期エンドソームにおける選別輸送を担うリン脂質の同定に取り組んだ。阻害剤や遺伝子発現抑制による輸送解析の結果、PI(4)Pとその産生を担うPI4キナーゼが初期エンドソームに局在し、その発現が初期エンドソームでの輸送に必要であることを見出した。PI(4)Pはゴルジ体に豊富に存在することが知られているが、初期エンドソームにはゴルジ体とは異なるPI4キナーゼのアイソフォームが使われており、それぞれに異なる制御機構が存在すると考えられる。本研究成果は、脂質リン酸化と細胞内膜輸送の新たな制御機構を解明する重要な一歩になると期待される。本年度は、リン脂質とその結合タンパク質がどのように輸送を制御しているのか、詳細な分子機構について解析を進めている。25年度が最終年度であるため、記入しない。初期エンドソームからの選別輸送は様々なシグナル伝達の調節を行っていると考えられるが、その分子メカニズムは多くの謎が残っている。なかでも輸送の最終段階である膜の変形、切断については関与する分子も含めてほとんどわかっていない。本研究は初期エンドソームからの選別輸送に着目し、その分子メカニズム解明を通して細胞レベルでのシグナル伝達機構の調節機構に迫ろうとするものである。我々は、細胞内輸送に必須のタンパク質として知られているダイナミンについて、新たな役割を発見・報告したが(Ishida et al., Cell Struct. Funct. 2011, Henmi et al., PLoSONE 2011, Takei and Tanabe Peripheral Neuropathy 2012)、その一方でダイナミンが初期エンドソームからの輸送にも必須であることを見出した(Mesaki et al., PLoS ONE 2011)。本報告では、選別輸送の完了がエンドソームの移動能や酸性化のトリガーになっていることを見出し、そのカスケード機構を提唱した。さらに、細胞骨格アクチンとその制御因子であるコルタクチンも初期エンドソームで働いていることを見出し(Ohashi et al., PLoS ONE 2011, Tanabe et al., Commun. Integr. Biol. 2011)、長い間謎に包まれていた選別輸送機構のメカニズムが明らかになってきた。以上の報告では膜変形に関わるダイナミンや切断の張力となるアクチン・コルタクチンを同定し、報告してきた。我々は更なる阻害剤スクリーニングによって、脂質リン酸化酵素の同定を行い、初期エンドソームに特異的に局在するリン脂質を世界で初めて見出した。更に、そのリン脂質に結合し、細胞内輸送に必須と考えられるタンパク質も同定し、その制御メカニズム解明が進んでいる(論文投稿中)。23年度に計画していた輸送関連タンパク質の同定/解析や複合体形成の解析はほぼ順調に進んでおり、変異体作成についても現在まで200種類以上のライブラリーを作成済みである。一方、電子顕微鏡を用いた微細構造の解析については未だ問題が残されており、実験系が完全に確立したとは言えない。業績面・材料の面からは予定以上に進展しているが、一部の実験系が確立できていないことから(2)の評価とした。

25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに同定したタンパク質の活性調節機構の解析および膜形態形成の解析を中心に進める。実験系はほぼ順調に確立できているが、唯一、電子顕微鏡を用いた細胞内の膜形態形成が充分に観察できていない。本問題については細胞固定法・透過処理の検討を進めており、予備実験段階では問題なく進んでいる。処理条件等の検討が必要な可能性はあるものの、実験遂行は可能と考えられる。組み換えタンパク質も充分に発現/精製できており、問題点は少ない。一方、細胞を用いたシグナル伝達の解析については、タンパク質のリン酸化等の解析は充分に確立/進行できているが、細胞移動については再現性に問題がある場合があるため、測定条件の再検討を行う予定である。
スパースモデリングによる革新的な自然科学データ解析技術の開発と実用化

今年度は,前年度に引き続きプラズマ波動の到来方向推定手法の提案と,その推定結果の信頼性の評価方法について検討を行った.あらせ衛星搭載PWEデータから,絶対方向推定を行うための方法と複数のプラズマ波動が同時に到来する場合の伝搬方向推定結果の信頼性の擬似データを用いた評価を行った. Means法を用いてあらせ衛星の実観測データから時間-周波数ごとの波動伝搬方向を計算し,安定して伝搬方向が推定できているを確認した.また,ポインティング・ベクトルを計算した結果,コーラスの理論的解析から得られる事実と一致していることを確認した.以上の解析結果は, 2017年10月の学会で発表した.また,ジオスペースのプラズマ分布を把握するためには,伝搬方向推定解析(逆問題)と波動伝搬シミュレーション(順問題)を組み合わせる必要がある.VLF波動の伝搬シミュレーションでは,レイトレーシング法が主に用いられる.電子密度モデルにGCPM v2.4,国際電離層標準IRI2016を,また背景磁場モデルとして12世代のIGRFとTsyganenko (TS05)の組み合わせを利用可能なように,従来研究で開発されたレイトレーシングプログラムの改良し,それを活用して観測事例を理論的に説明するための基礎的な検討を行った.さらに,自然科学データ解析技術の中で特に重要である高精度な判別器の設計に取り組んだ.具体的には,鉛直ドップラーレーダデータによる高精度な降水強度推定を目指し,降水種別の分類を行う判別器をAutoEncoderと3層NNを用いて構築した.本システムは降水粒子を6分類するものでF値91.5%となっており非常に高い判別性能を示した.種別ごとの物理特性や,予測性能についても検証した.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、自然現象解明に関する有効な知見を得るための、科学衛星データ解析技術の開発および実用化を目指している。複数のプラズマ波動に対応した到来方向の推定は、解を一意に定めることができない逆問題となる。既存研究では、恣意的なモデルの仮定のもとで点推定を用いた推定解の評価が行われてきた.今年度は、複数波動の到来方向推定手法の一種である波動分布関数法について、1.少数のデータサンプル数の場合における点推定の有効性、および2.推定解の客観性の保証についての検討を行った。まず、入力データの従う確率分布を波動分布関数法の仮定より導出し、ベイズ推定により推定解の事後確率分布を得る評価手法を開発した。一例としてスパース性を有するモデルを付加した場合に到来方向推定が有効に機能するのかを事後確率分布の統計量から評価した。この評価結果をもとにERG衛星でのデータ処理および伝送方法を検討した。次に、本手法においては、事後確率分布を厳密に得ることが困難であったため適した近似推論法についての検討を行った。結果としてハミルトニアンモンテカルロ法により効率的に計算できることが分かったが、現在までに蓄積されている膨大な衛星データを処理するためには、推定時間の短縮方法をさらに検討する必要がある。本手法は、点推定では解析が困難な無情報に近いモデルにおける推定解の統計的性質を知る上でも有用である。さらに、波動分布関数法の仮定である推定解の非負値性からは、モデルを付加せずとも解集合が有界になるという性質が得られる。この性質から、本手法が様々なモデルを統一的かつ客観的に評価できることを示した。波動分布関数法のモデルに依らない性質を客観的に評価するために、無情報モデルを与えた場合の推定評価を擬似データに対して行った。また、あけぼの衛星のPFXデータに対して本手法を適用し、その有効性を確認した。逆問題として推定結果の評価が困難であった波動分布関数法に対して評価基盤の構築をほぼ終えることができ、評価結果をERG衛星でのデータ処理仕様の検討に活かすことができたため、おおむね順調に進展しているといえる。しかし、既存モデルやスパース性を有するモデル間の優位性の評価や、評価手法のさらなる効率化は課題として残っている。本研究課題は,自然現象の解明において重要な知見を得ることを目的として,主に科学衛星データの解析技術の開発とその実用化を目指している.今年度は,前年度と同様に地球磁気圏内を伝搬するプラズマ波動の到来方向推定手法の改良および評価手法の開発を行った.なお,本課題では,電磁界波形データのクロススペクトルから成るスペクトルマトリクスを入力データとする到来方向推定手法を研究対象とした.到来方向推定手法は,簡易かつ高速に一意に解が得られる手法(Means法やSVD法など)と,複数波源の到来方向を表す波動のエネルギー方向分布(波動分布関数)を推定する波動分布関数法に大別される.波動分布関数法では推定解を一意に定めるために恣意的な仮定(モデル)の付与が必要になるが,これまでモデルの妥当性は十分に検証されておらず,どのような到来方向推定手法が有効であるかを判断する客観的な評価方法の確立が重要である.前年度は,恣意的なモデルを排除するために推定解の不確実性を適切に取り扱うベイズ推定を用いた波動分布関数法の評価手法の開発を行っており,今年度は,さらに信頼性が高く効率的な推定アルゴリズムを開発し,その評価を行った.また,スペクトルマトリクスの分類方式を統計的モデル選択基準に基づき提案した.この方式を用いることで,入力データのタイプ(波動なし/単一平面波/複数波源)に合わせた最適な到来方向推定手法を選択することができ,データ解析の質の向上や効率化に貢献できる.

さらに,同方式を用いることで可能になる,あらせ衛星データから絶対方向を推定する方法の検討を行った.最後に, Means法と波動分布関数法との関係性について検討した.その結果,ホイスラーモードの場合にMeans法の推定方向は波動分布関数の重心方向を近似的に指していることが判明した.本課題の取り組みにより,スペクトルマトリクスを用いた到来方向推定手法の推定解の性質について知見を得ることができ,推定解の妥当性や信頼性を客観的に評価可能となった.また,提案手法の適用により実データへの適用に際する問題の解決や方向解析の効率化が可能となった.あらせ衛星データの解析に本手法を適用するための体制をほぼ構築し終えることができたため,おおむね順調に進展しているといえる.今年度は,前年度に引き続きプラズマ波動の到来方向推定手法の提案と,その推定結果の信頼性の評価方法について検討を行った.あらせ衛星搭載PWEデータから,絶対方向推定を行うための方法と複数のプラズマ波動が同時に到来する場合の伝搬方向推定結果の信頼性の擬似データを用いた評価を行った. Means法を用いてあらせ衛星の実観測データから時間-周波数ごとの波動伝搬方向を計算し,安定して伝搬方向が推定できているを確認した.また,ポインティング・ベクトルを計算した結果,コーラスの理論的解析から得られる事実と一致していることを確認した.以上の解析結果は, 2017年10月の学会で発表した.また,ジオスペースのプラズマ分布を把握するためには,伝搬方向推定解析(逆問題)と波動伝搬シミュレーション(順問題)を組み合わせる必要がある.VLF波動の伝搬シミュレーションでは,レイトレーシング法が主に用いられる.電子密度モデルにGCPM v2.4,国際電離層標準IRI2016を,また背景磁場モデルとして12世代のIGRFとTsyganenko (TS05)の組み合わせを利用可能なように,従来研究で開発されたレイトレーシングプログラムの改良し,それを活用して観測事例を理論的に説明するための基礎的な検討を行った.さらに,自然科学データ解析技術の中で特に重要である高精度な判別器の設計に取り組んだ.具体的には,鉛直ドップラーレーダデータによる高精度な降水強度推定を目指し,降水種別の分類を行う判別器をAutoEncoderと3層NNを用いて構築した.本システムは降水粒子を6分類するものでF値91.5%となっており非常に高い判別性能を示した.種別ごとの物理特性や,予測性能についても検証した.平成27年度に得られた結果をもとにして、平成28年度は波動分布関数法のモデル間の優位性評価および雑音による推定への影響について検討を行う。また、波動分布関数法が仮定する定常ガウス過程が成り立たないデータの場合に推定が有効に機能するのかについて検討を行い、到来方向解析環境の構築を進めERG衛星の打ち上げに備える。今年度までに本課題において開発した手法と,既存の到来方向推定手法の客観的な評価基準に基づく評価をさらに進めていく.また,逆問題として推定するパラメータを到来方向のみに留まらない媒質情報に拡張し,より有益な情報を推定可能かどうかについても合わせて検討を行う.本提案手法を前年に打ち上がったあらせ衛星の実観測データに適用し,その有用性を確認する.29年度が最終年度であるため、記入しない。
LAMP-2のアセンブリ制御を利用した塗布式口腔ケアによる癌治療患者のQOL改善

リソソームは加水分解酵素を含むオルガネラであり、細胞内での分解反応に中心的な役割を果たす。Lysosome-associated membrane protein-1/2 (LAMP-1/2)はリソソーム膜に豊富に存在するI型膜貫通タンパク質であり、高度に糖鎖付加されている。LAMP-1, LAMP-2は遺伝子の発現調節・機能において多くの違いがあり、LAMP-2欠損マウスは、LAMP-1欠損マウスより重篤な表現系を示す。またLAMP-2はダノン病の責任遺伝子である。しかしLAMP-1とLAMP-2は共通した構造上の特徴を示し、タンパク質の大部分は内腔側に存在し相同な二つのbeta-prism構造を持ち(内腔側ドメイン)、それに膜貫通領域と短い細胞質領域がつながっている。本研究に先立ち私たちは、LAMP-1とLAMP-2では複合体の形成様式に差があることを報告している[BBRC 479:489-495 (2016)]。本研究課題では部位特異的な光架橋反応を利用してLAMP-2同士の複合体の形成様式を解析し、LAMP-1同士の複合体形成の場合と比較した。その結果二つの複合体形成では、架橋が観察される部位に差があることがわかった。予想外なことに、LAMP-2の場合にはLAMP-1には見られない特殊な架橋が形成されることも見出された。また複合体はLAMP-2タンパク質が生合成されてからリソソームに運ばれるまでのどの段階で形成されるのかを調べるために、光照射によりLAMP-2に架橋を形成させた細胞の細胞分画を行なった。さらに解析結果に基づく変異によりLAMP-2同士の複合体の形成を抑制できる可能性が示唆された。またLAMP-2の複合体形成の機能評価を行う目的でLAMP-2欠損細胞を作成し、LAMP-2欠損によるオートファジーへの影響を解析した。これらの結果はLAMP-2の複合体形成の構造基盤に関する初めての知見であり、LAMP-2の機能改変を介してリソソームによる細胞内分解を標的とした新たな創薬に貢献すると考えられる。LAMP-1/2の内腔側ドメインはいずれも膜に近いC-ドメイン(C末端に近い)と膜から遠いN-ドメイン(N末端に近い)から形成されている。C-ドメインとN-ドメインはいずれも相同なbeta-prism構造を持ちリンカーで連結されている。内腔側ドメインだけを膜貫通ドメインから切り離したタンパク質は水溶液中では複合体を形成しない(ゲル濾過カラムクロマトグラフィーの結果から)という知見を共同研究者から得たので、今までに文献で報告されてきたLAMP-1/2の複合体はタンパク質同士の直接相互作用に加えて膜の上に存在する、という状況に依存して形成されると考えられた。このようなLAMP-1/2の複合体形成の解明には拡張遺伝暗号を用いた部位特異的架橋の導入がきわめて有効な手段と考えられる。LAMP-1/2の完全長のC-ドメイン, N-ドメイン(およびN-ドメインを欠失させた場合)の相当する約10箇所に架橋をそれぞれ導入したものを細胞に発現させ、光照射して架橋を形成させ、複合体形成の部位特異性を比較した。その結果マウスLAMP-2はLAMP-1とは異なる複合体形成を示すことを見出した。また複合体形成の接触面を同定するために、架橋を形成した相手側の部位を特定するための方法の開発に着手した。さらに架橋実験の結果に基づき変異体の作成を進め、複合体形成を抑制する変異体の作成に成功した。これらの結果について投稿論文の準備を進めた。これまでLAMP-2を中心に解析を進めてきたが、LAMP-1の複合体形成についても解析を進める。また架橋の相手側の部位を同定する新たな方法論を確立する。LAMP-1/2複合体形成を促進・抑制する変異体を複数作成し、それらを組み合わせてオートファジー、シャペロン依存性オートファジーに対する影響を調べる。その結果をもとにリソソームによる細胞内分解反応の効率を制御する低分子化合物の設計を行う。がん治療に用いられる抗がん剤は口腔内の感染症リスクを増加させる。感染症にともなう口腔組織の障害は「食べる能力」を低下させ、全身への感染の引き金となる。したがってがん治療時の口腔組織の生体防御機能の維持は治療の成否を決める重要な問題である。生体防御の最終段階では、加水分解酵素を含むリソソームとファゴソームやオートファゴソームとの融合が中心的な役割を果たす。Lysosome-associated membrane proteins 1/2 (LAMP-1, LAMP-2)はリソソーム膜の主要な膜タンパク質である。LAMP-1, LAMP-2の単量体の構造は酷似しているにもかかわらず機能的には大きく異なり、LAMP-1欠損マウスは顕著な表現型を示さないのに対して、LAMP-2欠損マウスではリソソームとファゴソームの融合が低下することが示唆されている。本研究に先立ち、LAMP-1, LAMP-2では複合体の形成様式に差があることを報告しており、この知見を糸口として、本研究では両者の複合体の構造を明らかにすることによりLAMP-2がリソソームとファゴソームの融合にどのように関与するかを明らかにしたいと考えた。そしてリソソームの融合を亢進する低分子化合物を探し口腔ケアの開発に貢献する創薬の基盤となる知見を得ることをめざす。

今年度は部位特異的な架橋反応を利用してLAMP-1複合体、LAMP-2複合体の複合体形成に関与する接触面の解析をおこなった。その知見にもとづき、複合体形成に影響を生じる変異の部位を探索した。また変異体が得られた場合の機能解析のためにCRISPR-Cas9システムを用いたLAMP-2欠損細胞の作成に着手した。LAMP-1, LAMP-2はどちらもタンパク質の大部分はリソソームの内側に向いており、二つの相同なドメイン(N末側-ドメインとC末側-ドメイン)がリンカーで連結された部分、膜貫通領域、短い細胞質側領域から形成される。LAMP-1複合体の形成にはN末側-ドメインが重要であるが、LAMP-2複合体の形成にはC末側-ドメインが重要であることをすでに報告している。結晶構造解析の結果から、各ドメインは相同なβ-プリズム構造をしていることが予想される。そこでLAMP-1のN末側-ドメインと、LAMP-2のC末側-ドメインのそれぞれ対応する分子表面の部位に光反応性アミノ酸を導入し、光照射依存的な架橋の形成の有無を調べた。その結果、両者では異なる部位で架橋が起こることを見出した。さらにLAMP-1のC末側-ドメインと、LAMP-2のN末側-ドメインについても解析を進めて、両者の接触面を同定する予定である。複合体形成能の異常のある変異体を作成するために、架橋部位の近傍のアミノ酸の変異をおこなった。この解析の過程で、架橋の相手側の部位を同定する新たな方法論を開発することの必要性を認識した。リソソームは加水分解酵素を含むオルガネラであり、細胞内での分解反応に中心的な役割を果たす。Lysosome-associated membrane protein-1/2 (LAMP-1/2)はリソソーム膜に豊富に存在するI型膜貫通タンパク質であり、高度に糖鎖付加されている。LAMP-1, LAMP-2は遺伝子の発現調節・機能において多くの違いがあり、LAMP-2欠損マウスは、LAMP-1欠損マウスより重篤な表現系を示す。またLAMP-2はダノン病の責任遺伝子である。しかしLAMP-1とLAMP-2は共通した構造上の特徴を示し、タンパク質の大部分は内腔側に存在し相同な二つのbeta-prism構造を持ち(内腔側ドメイン)、それに膜貫通領域と短い細胞質領域がつながっている。本研究に先立ち私たちは、LAMP-1とLAMP-2では複合体の形成様式に差があることを報告している[BBRC 479:489-495 (2016)]。本研究課題では部位特異的な光架橋反応を利用してLAMP-2同士の複合体の形成様式を解析し、LAMP-1同士の複合体形成の場合と比較した。その結果二つの複合体形成では、架橋が観察される部位に差があることがわかった。予想外なことに、LAMP-2の場合にはLAMP-1には見られない特殊な架橋が形成されることも見出された。