hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
癌研病院家族性腫瘍形質・遺伝子相関データベース構築

目的:家族性腫瘍の責任遺伝子変異を同定することは遺伝子診断を可能とし、発癌のステップを明らかにするからがん予防対策研究に貢献すると考えられる(UICC Familial Cancer and Prevention Project UICCFCPP)。これを実証するため癌研附属病院に過去55年間集積された診療情報を家族性腫瘍センターで活用する方針とし、まずそのモデルとしてHNPCCのがん予防プログラムと遺伝子/形質相関DBの原型を作成することにした。方法と成果:1.後ろ向き調査:大腸癌5332例のうちrevised Amsterdam Criteria、Japanese Clinical Criteria、Bethesda Guide line適合例はそれぞれ23例(0.43%)、198例(3.7%)、1323例(24.8%)であった。関連癌では乳癌の併存頻度の増加傾向は一般集団よりも顕著であった。患者・家族に対し保存組織標本の再検査通知を行ない、同意を得た例にMSIテストを施行し、その陽性例はHNPCCの診断の下に遺伝カウンセリング後、germ line遺伝子診断(hMSH2,hMLH1)を行う計画を立案し実行を開始した。2.前向き調査:癌研家族性相談室が開設され1年間に遺伝カウンセリング施行例数は46家系(FAP、4;HNPCC、29;家族性胃がん、4;MEN2、2;家族性乳がん、3;家族性前立腺がん1;FN、1;未分類、3家系)49症例であった。遺伝子検査の結果現在までにAPC、1;hMLH1、2;hMSH2、1;RET、1個の変異が同定された。考案と結論:UICCFCPPは単一遺伝子性遺伝性腫瘍の臨床診断を基点として発端者を発見し、家系解析と遺伝子診断を併用してがん予防を目指す臨床遺伝学的手法であり少数例につき継続的に観察する。一方「ミレニアムがんゲノム計画・遺伝子多様性プロジェクト」は非特定多数の患者を対象とした網羅的ゲノム解析を基点とする集団遺伝学的解析で多因子要因を同定せんとする。両者は互いに補完して相乗的効果が上げられると考えられた。情報管理面で、匿名化出来ない事もあるから被験者の同意の尊重と秘密の保持が重要である。その面は臨床遺伝学を目的とする協同研究施設順心会家族性腫瘍研究所が担当して、研究を行ったので癌研家族性腫瘍センターは初動期の目的を達成し得た。
可視光反応型光触媒酸化物の高効率化に関する基礎的研究

可視光領域の波長を使って水を水素と酸素に一段で分解できる光触媒系化合物が報告され注目されている。そして現在、より高効率な可視光応答性光触媒の探索に向けてさまざまな酸化物が研究されている。本研究ではこのような光触媒酸化物の電子構造及び結晶構造を解明しその触媒特性との相関を明らかにしてより高性能な可視光応答型光触媒酸化物の探査を行うことを目的としている。以下に成果の概要を記す。1.可視光応答型光触媒酸化物として有望なInTaO_4の置換系であるInVO_4酸化物において同様に可視光領域で水の電気分解特性があることが明らかとなった。また同様の置換系であるMVO_4(M=ランタノイド)型酸化物ついても高圧下での物性及び結晶構造を調べた。その結果CeVO_4系で6GPa以上で構造相転移する事がわかった。2.銅系酸化物による可視光応答型光触媒特性を調べた。その中で特にR_2BaCuO_5(R=ランタノイド)型酸化物ついて多結晶体を合成しメチレンブルーを用いた光触媒特性を調べた。その結果、可視光領域ではNd_2BaCuO_5酸化物が従来の光触媒酸化物であるTiO_2を倍以上しのぐ高い特性を示すことが明らかとなった。3.光触媒酸化物探索に際して、Pr_2Ba_4Cu_7O_<15-δ>酸化物を還元処理すると超伝導が出現することを発見した。さらにこの超伝導は、従来のCuO_2面での超伝導ではなくCuO二重鎖による超伝導であることが確認でき、擬1次元超伝導体である可能性が高いことが明らかとなった。本年度は可視光応答型光触媒酸化物として有望なInTaO_4の置換系であるMVO_4(M=ランタノイド)型酸化物ついて多結晶及び単結晶を合成し高圧下での物性及び結晶構造を調べた。また光吸収実験より1.6eV付近で大きな光吸収が観測できた。また比較的触媒特性の良いSmVO_4は2.5eVに大きな光吸収が観測されるのに対し、NdVO_4では、Nd^<3+>イオンによると思われる鋭い吸収ピークが観測され、それとともに触媒特性も悪いことが明らかとなった。今後さらに他のMVO_4(M=ランタノイド)型酸化物についても調べその電子構造と触媒特性との相関を明らかにし新しい可視光応答型光触媒酸化物を探索する。また光触媒酸化物探索に際してPr系酸化物において新しい超伝導体も発見したのでこれについても研究を進める。本年度は可視光応答型光触媒酸化物として有望なMVO_4(M=ランタノイド)型酸化物ついて多結晶及び単結晶を合成しメチレンブルーを用いた光触媒特性を調べた。

またその特性向上に有効と考えられる助触媒NiOの物性も調べ光触媒特性との関係も明らかにした。その結果、光吸収実験より可視光領域で吸収端のある物質群でGdVO_4が他の酸化物に比ベメチレンブルーの分解特性が高いことが明らかになった。また助触媒であるNiOはゼーベック係数の測定よりP型であり光触媒酸化物はn型であることから、ホールー電子対のライフタイムを増加させる効果があることがわかった。また光触媒酸化物探索に際して新しく発見したPr系酔化物超伝導体は従来存在しなかった擬1次元超伝導体である可能性が高いことが明らかとなった。可視光領域の波長を使って水を水素と酸素に一段で分解できる光触媒系化合物が報告され注目されている。そして現在、より高効率な可視光応答性光触媒の探索に向けてさまざまな酸化物が研究されている。本研究ではこのような光触媒酸化物の電子構造及び結晶構造を解明しその触媒特性との相関を明らかにしてより高性能な可視光応答型光触媒酸化物の探査を行うことを目的としている。本年度は銅系酸化物を中心に可視光応答型光触媒特性を調べた。その中で特にR_2BaCuO_5(R=ランタノイド)型酸化物ついて多結晶体を合成しメチレンブルーを用いた光触媒特性を調べた。その結果、可視光領域ではNd_2BaCuO_5酸化物が従来の光触媒酸化物であるTiO_2を倍以上しのぐ高い特性を示すことが明らかとなった。これに対し紫外光領域ではSm_2BaCuO_5酸化物のほうが特性が良かった。この結果は紫外可視光光吸収スペクトルの実験結果と、良い対応があることが分かった。また光触媒酸化物探索に際して新しく発見したPr系酸化物超伝導体は、従来のCuO_2面での超伝導ではなくCuO二重鎖による超伝導であることが確認でき、擬1次元超伝導体である可能性が高いことが明らかとなった。この研究成果により2004超電導国際会議で招待講演を行った。
ミネラル強化溶液を作用させた歯垢中のミネラル分布とそのフッ素保持に関する研究

1.成人ボランティア1名の上顎臼歯頬側面に、歯垢採取装置を取り付け、3日間の歯垢形成後、A液:尿素500mM,CaCl_2 20mM,Na_2HPO_412mM,Na_2PO_3F(MFP)5mMを含むミネラル強化洗口液(Pearceら,1988)、またはB液:Aから尿素を除外した洗口液で、1日3回、4日間連続して洗口しその24時間後に歯垢を採取した。研究代表者加藤の開発した歯垢内のフッ素、リン、カルシウム分布の測定法(Archs oral Biol 42(7),521-525,1997;平成7,8年度科学研究費,課題番号07672248)を利用して、反復採取した試料から歯垢内のフッ素とミネラルの保持停滞に与えるアルカリ環境の影響を評価した。2.次に、この予備的検討の結果を参考に、A、B両液に加え、C液:AからMFPを除外した溶液、D液:AからMFP以外を除外した溶液、E液:蒸留水(対照)の5種類の洗口液を調整した。informed consentの得られた被験者11名(年齢2031歳)を対象に、同様の方法で分析を行い、歯垢のフッ素保持能におよぼす要因の推定とともに予防歯科領域で利用可能な歯垢のフッ素保持能を高める手法を検討した。3.その結果、(1)フッ素、ミネラル、尿素またはフッ素とミネラルの共存した洗口液では、洗口24時間後も歯垢内のフッ素の停滞が認められ、洗口によりフッ素保持能が調節できた。(2)ミネラルの作用した歯垢では、ミネラルとフッ素の分布に高い相関が認められた。この効果は尿素の共存で強まることから歯垢pHの上昇によって促進されると考えられた。(3)分散分析による歯垢分画中のフッ素、リン、カルシウム濃度に及ぼす因子としての洗口液と被験者の比較から、こうした歯垢のフッ素保持効果には個人差が大きく影響した。4.今後は、エナメル質表層も含めたフッ素とミネラルの動態を検討していく予定である1.成人ボランティア1名の上顎臼歯頬側面に、歯垢採取装置を取り付け、3日間の歯垢形成後、A液:尿素500mM,CaCl_2 20mM,Na_2HPO_412mM,Na_2PO_3F(MFP)5mMを含むミネラル強化洗口液(Pearceら,1988)、またはB液:Aから尿素を除外した洗口液で、1日3回、4日間連続して洗口しその24時間後に歯垢を採取した。4.今後は、エナメル質表層も含めたフッ素とミネラルの動態を検討していく予定である1.成人ボランティア1名による予備的検討エナメル質小片と歯垢の堆積を助けるナイロンリングおよび鋳造クラスプで構成される歯垢採取装置を歯面に取り付け、3日間の歯垢形成後,尿素500mM,CaCl_2 20mM,Na_2HPO_4 12mM,Na_2PO_3F (MFP) 5mMを含むミネラル強化洗口液(Pearceら,1988)、またはそれから尿素を除外したミネラル添加洗口液で1日3回、4日間連続して洗口しその24時間後に歯垢を採取した。試料採取は反復して行い、研究代表者加藤の開発した歯垢内のフッ素、リン、カルシウム分布の測定法(Archs oral Biol 42(7), 521-525,1997;平成7,8年度科学研究費,課題番号07672248)を利用して歯垢内のフッ素とミネラルの保持停滞に与えるアルカリ環境の影響を評価した。その結果、(1)尿素の有無に関わらず洗口24時間後も歯垢でのフッ素の停滞が認められ、洗口液中にフッ素とミネラルの共存することで歯垢のフッ素保持能が高まることが示された。(2)強化群と添加群の間の歯垢ミネラル量の差から、尿素代謝による歯垢pHの上昇によるミネラル析出の促進が示唆された。

(3)フッ素濃度の増加傾向は強化群で大きく、ミネラルとフッ素のプロファイルも類似したことから、歯垢内のフッ素停滞には歯垢中のミネラル量とともに歯垢pHが大きく影響すると考えられた。2.複数のボランティアからの歯垢試料の採取この予備的検討の結果を参考に、ミネラル強化洗口液とその成分を一部または全部除外した5種類の洗口液を調整した。informed consentの得られた11名の学生ボランティアを対象に、上記と同じ条件で洗口を実施した。各洗口液の影響を除外するために歯垢試料の採取は間隔を開けて行い、現在分析中である。今後この結果をもとに歯垢のフッ素保持能を高める要因を推定する予定である。予備的検討の結果を参考に、A:尿素500mM,CaCl_2 20mM,Na_2HPO_4 12mM,Na_2PO_3F(MFP)5mMを含むミネラル強化洗口液(Pearceら,1988)、B:Aから尿素を除外した溶液、C:AからMFPを除外した溶液、D:MFP溶液、E:蒸留水(対照)の5種類の洗口液を調整した。informed consentの得られた被験者11名(年齢2031歳)に、研究代表者加藤の開発した歯垢採取装置を上顎臼歯頬側歯面に取り付け、3日間の歯垢形成後、いずれかの洗口液で1日3回、4日間連続して洗口を行い、最終洗口24時間後に歯垢を採取し、直ちに凍結乾燥後樹脂包埋し分析まで保存した。洗口液を変えて試料を反復採取した。本年度は、このように前年度中に採取・処理した歯垢試料のフッ素、リン、カルシウム分布を解析するとともに、予防歯科領域で利用可能な歯垢のフッ素保持能を高める手法を検討するため、歯垢のフッ素保持能におよぼす要因の推定を行った。AE各洗口液を作用させた歯垢のフッ素、リン、カルシウムの層別分布を比較すると、フッ素は、B-E(対照)群間の中層部分、A-E群間の表中層、およびA-C群間の表層で、また、カルシウムとリンはA-E群間の表層部で有意な差がみられた。歯垢中のフッ素とミネラルの分布の関連性をみると,ミネラルを添加した溶液(A,B)の作用した歯垢では、カルシウムとリンはともにフッ素と高い相関傾向を示し,ミネラル量の増加に伴ってフッ素量も上昇する可能性が考えられた。従って、これらの所見から、フッ素、ミネラル、尿素またはフッ素とミネラルの共存が歯垢内でのフッ素停滞に必要であり、この効果は尿素の存在で強まることから歯垢pHの上昇がそれを促進すると考えられた。しかし、同一個人から反復採取した試料を用いた予備的検討の結果と異なり、歯垢内層での効果は認められなかった。一方、分散分析により歯垢分画中のフッ素、リン、カルシウム濃度に及ぼす因子としての洗口液と被験者を比較すると、共に有意であったが、寄与率は被験者因子の方が大きく、個人差が歯垢のフッ素保持効果に大きく作用すると思われた。
小児肝移植遠隔期におけるグラフト線維化の診断・治療法の確立

肝臓病の状態を正確に知るためには、肝生検や内視鏡検査といった苦痛を伴う検査が必要である。今回我々は、肝移植を含む小児慢性肝疾患患者において、患者に負担の少ない超音波検査を用いて肝・脾硬度を測定し、肝生検や内視鏡検査の結果と対比する研究を行った。その結果、肝・脾硬度測定が肝生検における肝線維化や内視鏡検査における食道静脈瘤の予測に役立つことが分かった。また、原因不明の肝線維化が小児肝移植後に起きることが以前から知られている。今回ドナー(肝臓を提供した人)の協力を得て研究を行い、抗ドナー抗体が肝線維化の原因の一つとなっていることを突き止めることができた。慶應義塾大学医学部小児外科、小児科において慢性肝疾患のために診療を行っている患者を対象として、ARFI imagingによる肝脾硬度の測定を行う臨床研究を平成25年5月より開始している。3年連続で測定を行う計画であり、平成26年度は対象患者に2年目の測定を行った。これまでの結果として、脾硬度測定が門脈狭窄・肝静脈狭窄といった肝移植後合併症の評価に有用な可能性がある、というデータが得られ、パイロット研究としてPediatric Radiology誌に論文投稿し、平成26年12月に論文掲載となった。他の研究付随データとして胆道閉鎖症術後患者の肝線維化や食道静脈瘤の予測に役立つという結果も得られており、日本小児外科学会や日本胆道閉鎖症研究会で発表を行った。小児肝疾患の肝・脾硬度のデータは世界的にも数えるほどしか論文発表されておらず、貴重なデータが得られている。小児肝移植後のグラフト線維化の原因に迫る研究として、「小児肝移植遠隔期におけるグラフト線維化と抗ドナー抗体の関係解明」と題して施設倫理委員会に臨床研究実施の許可を得て、平成26年10月より同意が得られた小児肝移植後の患者・ドナーから血液の提供を受けて現在までに14例の抗ドナー抗体測定を行っている。これまでの結果では、T細胞フローサイトクロスマッチで14名中5名、B細胞フローサイトクロスマッチで14名中9名の陽性反応が出ている。これらの患者にはいずれも針肝生検を施行しており、F2以上の門脈域線維化を3名に、中等度以上の類洞周囲線維化を7名に認めているが、まだ症例数が少ないため抗ドナー抗体との明確な関連性は示すことができない状態である。3年連続で測定を行う計画であり、平成26年度は対象患者に3年目の測定を行った。これまでの結果として、胆道閉鎖症患者において肝脾硬度測定が肝線維化・食道静脈瘤といった病変の非侵襲的評価に有用な可能性がある、というデータが得られ、パイロット研究としてPediatric Radiology誌に論文投稿中である。小児肝移植後のグラフト線維化の原因に迫る研究として、「小児肝移植遠隔期におけるグラフト線維化と抗ドナー抗体の関係解明」と題して施設倫理委員会に臨床研究実施の許可を得て、平成26年10月より同意が得られた小児肝移植後の患者・ドナーから血液の提供を受けて現在までに42例の抗ドナー抗体測定を行っている。これまでの結果では、抗ドナーB細胞抗体・抗HLA Class II抗体は小児生体部分肝移植後グラフト肝の肝細胞周囲性線維化と強く関連していることが示唆されており、日本小児外科学会で結果を発表する予定となっている。いずれの臨床研究も特にトラブルなく症例数・計測データを順調に増やしている。結果も予測通りの関連性を示している。慶應義塾大学医学部小児外科において慢性肝疾患のために診療を行っている患者を対象として、ARFI imagingによる肝脾硬度の測定を行う臨床研究を平成25年5月より開始し、3年連続で測定を行った。これまでの結果として、胆道閉鎖症患者において肝脾硬度測定が肝線維化・食道静脈瘤といった病変の非侵襲的評価に有用な可能性がある、というデータが得られ、パイロット研究としてPediatric Radiology誌に論文投稿し、平成28年6月に論文掲載となった。平成28年度は肝移植後患者において3年連続測定データの解析を行なった。その結果、患者内での肝硬度測定値はばらつきが大きく、肝線維化の変化を正確に反映しているとは言えないことが明らかとなった。平成29年5月に開催される日本小児外科学会で結果を発表する予定となっている。小児肝移植後のグラフト線維化の原因に迫る研究として、「小児肝移植遠隔期におけるグラフト線維化と抗ドナー抗体の関係解明」と題して施設倫理委員会に臨床研究実施の許可を得て、平成26年10月より同意が得られた小児肝移植後の患者・ドナーから血液の提供を受けて47例の抗ドナー抗体測定を行った。抗HLA抗体のドナー特異性は、これまでの報告ではHLAタイピングと照合する、いわゆるVirtual crossmatchで行なわれている。本研究ではVirtualではなく、ドナーリンパ球を用いて実際にクロスマッチを行なった(Actual crossmatch)点がユニークである。その結果、抗ドナーHLA抗体の陽性率は既報に比べて高い値を示した。

また、抗ドナーHLA Class II抗体が小児生体部分肝移植後グラフト肝の肝細胞周囲性線維化と有意に関連していることが示された。平成29年6月に開催される日本肝移植研究会で結果を発表する予定となっており、論文発表に関しては投稿準備中である。肝臓病の状態を正確に知るためには、肝生検や内視鏡検査といった苦痛を伴う検査が必要である。今回我々は、肝移植を含む小児慢性肝疾患患者において、患者に負担の少ない超音波検査を用いて肝・脾硬度を測定し、肝生検や内視鏡検査の結果と対比する研究を行った。その結果、肝・脾硬度測定が肝生検における肝線維化や内視鏡検査における食道静脈瘤の予測に役立つことが分かった。また、原因不明の肝線維化が小児肝移植後に起きることが以前から知られている。今回ドナー(肝臓を提供した人)の協力を得て研究を行い、抗ドナー抗体が肝線維化の原因の一つとなっていることを突き止めることができた。いずれの臨床研究も特にトラブルなく症例数・計測データを順調に増やしている。抗ドナー抗体やグラフト肝線維化の陽性率は研究前に予測された範疇であり、統計解析で結論を出すのに十分な症例数になると考えられる。ARFI imagingによる肝脾硬度の測定を行う臨床研究は、3年分の結果を収集し、解析する予定である。抗ドナー抗体の測定は患者のリクルートを終了し、ドナーの血液を用いたフローサイトクロスマッチに加えて、既知のHLAパネルを用いた抗HLA抗体の同定を行ったのち、学会発表や論文発表を行う予定である。小児外科ARFI imagingによる肝脾硬度の測定を行う臨床研究は、引き続き3年目の測定を行う予定である。付随的に得られた肝脾硬度測定のデータに関しても、随時学会発表や論文発表を行っていく予定である。抗ドナー抗体の測定は順調に症例数を増やせており、今年度中に患者のリクルートを終了する予定である。ドナーの血液を用いたフローサイトクロスマッチに加えて、既知のHLAパネルを用いた抗HLA抗体の測定を開始する。これに用いる患者血清は順次保存している。結果が揃い次第、免疫抑制療法の施行状況など必要なデータを集めて結果解析を行う予定である。未使用額の発生は、効率的な物品調達を行った結果である。また、最も費用のかかる抗HLA抗体の測定をまだ行っていない。抗HLA抗体の測定を、プールした検体で集中的に行うことで、効率的に研究を進めていく計画である。
三次元微細構造離散解析システムの拡張によるRC内部鉄筋腐食分布の逆推定への展開

渡航先であるカリフォルニア大学デービス校のBolander教授と,研究計画や渡航期間について議論を継続している。これまで双方で行われてきた離散解析手法による研究について情報交換し,本渡航前にも2回,米国にて打ち合わせを行う予定となった。また渡航期間を大きく2回に分けることで,より長期的に共同研究を行い成果を出せる枠組みとすることとした。日本で実施する実験の計画を具体化した。鉄筋コンクリートのパネルに腐食を導入した際の,表面ひび割れの計測と,腐食後の鉄筋形状を計測するシステムを導入した。先方と円滑に連絡を取り合い,効果的に研究を進める体制を整える準備を進めている。2019年度に本渡航を行うにあり,事前準備を確実に進める。内定年度:2018渡航先であるカリフォルニア大学デービス校のBolander教授と,研究計画や渡航期間について議論を継続している。
畏敬の念の負の側面に関する研究ー個体と環境の相互作用の観点からー

満点の星や大自然の絶景のように,これまで経験したことのない刺激に対する感情反応を「畏敬」と呼ぶ。先行研究では,畏敬が他者への援助行動を促すなど,畏敬のポジティブな側面に着眼されてきたが,ネガティブな側面については明らかになっていない部分が多い。本研究では,ネガティブ感情としての畏敬が東アジアで頻繁に報告されるという知見に基づき,畏敬のネガティブな側面の形成過程にかかる遺伝・環境(文化)的要因について,心理・神経科学的観点から総合的に検討する。
平安前期漢文書簡の表現受容に関する史的研究

本研究課題は、平安朝前期の漢文書簡を基礎資料として、中国文学を中心とした表現受容の実態を明らかにしようとしたものである。以上のような課題意識から導かれた成果として、以下の4点が挙げられる。(1)文学研究・受容史研究の立場から、空海書簡の表現を検証することによって、その特色・独創性ある表現が同時代人と較べて豊かであることを実証的に示した。(2)語彙索引と校訂本文を私家版ではあるが、完成の目途を示すことができた。(3)文学研究の観点から分析・検証することにより、従来見落とされてきた表現から新たな書簡内容をあきらかにできた。(4)受容史研究の観点から書簡表現に分析を加えることにより、表現受容の実態と空海独自の表現形成を跡づけることが可能となった。本研究課題遂行にあたり,まず取り組んだ基礎作業は空海の書簡文本文の集成である。これまでに重ねられてきた校訂本文を集成し,書簡毎に諸校訂本文を一覧化した。その上で本文異同の所在を明らかにすることが可能となった。この作業と並行して,書簡表現の中で書儀に見られる表現との関連で考察すべき語彙・表現の抽出も進めることが出来た。また,書儀関係の基礎作業としては,中国で出版されている研究書・中古漢語辞典での書儀語認定の状況とその用例について一覧化をおこなった。研究書からの抽出は十分ではないが,中古漢語辞典からの抽出はほぼ終えることができ,用例の入力と本文確認の作業を進めた。以上が平成19年度前期における成果内容である。引き続き,19年度後期においては,前期での作業精度をより一層高めるために,校訂本文や注釈などの集成を継続した。特に空海の書簡表現の抽出は書儀語の抽出と連動するため,出来る限り広範囲での語彙抽出をおこなった。そのため,抽出資料を一覧にまとめる作業までには至らなかった。19年度後期の作業は20年度前期に引き続きおこない,「書簡語彙索引(稿)」「書儀語彙索引(稿)」の作成と校訂本文の完成に向けて研究と作業を進める。これらの基礎作業によって得た知見を,本研究課題の中間報告の一つとして,「奈良朝後期漢文書簡の表現一萬葉集所載の書簡表現を中心に-」と題して上代文学会1月例会(於:二松学舎大学)で口頭発表をおこなった。また「奈良朝漢文書簡表現攷-「謹上」と「謹状」の用法を中心に-」と題する論文を長野県国語国文学会「研究紀要」第七号(刊行未定)に掲載予定である。平成20年度は研究課題遂行にあたり,前年度後半期で取り組んだ「書儀語彙索引(私家版)」の増補作業を継続した。この作業の過程において写本間での異同認定に時間を要し,当初予定の6割程度を完成させることが出来た。同様に「弘法大師空海の書簡(本文と索引)」の作成作業は,書簡語彙(書儀語彙)の認定についての検討に時間を要したため,当初予定の5割程度の作成にとどまっている。しかしながら,校訂本文の作成がひとまずの完成をみているので,引き続き書簡語彙(書儀語彙)の認定と語彙索引作成の作業を継続している。以上が平成20年度前期の成果である。引き続き,平成20年度後期については,昨年度と今年度前期での作業成果を踏まえた考察と成果報告を中心におこなった。本研究課題の成果報告と位置付けることができる論文として,書簡表現(書儀表現)の受容史的観点からの考察として「書儀・尺牘の受容-起筆・擱筆表現を中心に-」と題して『萬葉集研究』第30集(塙書房,2009年6月刊行予定)を執筆し,公開する予定である。また本研究課題の成果報告として,「吉田宜の歌と書簡文-「片紙」に記された思い-」と題して美夫君志会全国大会(於:中京大学)と「萬葉集の書簡表現-贈答の次第を表す表現を中心に-」と題して筑波大学日本語日本文学会大会(於:筑波大学)で口頭発表をおこなった。なお,関連研究課題の成果として「萬葉後期の狩りの歌-家持の「詠白大鷹歌」をめぐって-」と題する論文を,高岡市万葉歴史館編『四季の万葉集』(笠間書院,2009年3月)に掲載した。
蛍光イメージングによるスクリーニング系の確立と天然物探索

テーマ1)シグナル伝達スクリーニング系の構築と分子機構評価1ーii)Grb2分解の分子機構の解析を昨年度に引き続き継続した結果次のことを明らかにできた。1)Grb2は細胞内量が一定に保たれる機構を備えており、これによって、EGF刺激後のシグナル伝達が非常に効率よくかつ素早く行える仕組みになっている。2)刺激後、EGF受容体とともに内在化し、輸送系によって細胞内を移動した後、特定の部位で分解を受けていること、3)分解速度は、複数のプロテアーゼのバランスによって決まっている。またこれに基づいて、途中のステップの生物学的活性を検出できるイメージング実験系を樹立し、スクリーニングによって見いだされた新規化合物の標的部位を絞り込むための解析系を構築できた。テーマ2)海綿抽出ライブラリーからの天然リガンド探索2ーi)EGF依存的Grb2分解調節を指標にしたスクリーニング:26年度の一次スクリーニングで見いだした粗抽出物の中から、活性が顕著で濃度依存性も明らかな4つの粗抽出物について分画を行い、2次スクリーニング、さらに活性を含む画分をより詳細に分画し3次スクリーニングを実施した結果、5種類の化合物を同定した。このうちステロイド骨格をもつ化合物、TW02216はすでに分子構造については報告があるが、生物学的活性については未知な化合物であった。2ーii)新規天然物リガンドの分子機構の解明:TW02216の詳細な分子機構を解析した結果、1)TW02216は、EGFの刺激後のEGFRの活性化と内在化を遅延させるが、完全に阻害する活性は示さないことが明らかとなった。2)TW02216は、細胞周期をG1期からS期への移行の段階で停止させる活性を持つことが明らかとなった。3)TW02216によるGrb2分解抑制にも細胞周期依存性があり、特にG1期において、強く阻害している可能性が示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。テーマ1)シグナル伝達スクリーニング系の構築と分子機構評価1ーi)Grb2分解調節に依存したスクリーニング系の構築:蛍光タンパク質と融合させたGrb2タンパク質の分解を指標にスクリーニング可能であることは、試験的なパイロット実験でも確認済みであるが、存在量の少ない化合物をも網羅的に探索するためには、高感度化が必要である。そこで、細胞間での蛍光強度の差が少なく、かつEGF処理による分解の程度がより大きい安定細胞株を樹立した。1ーii)Grb2分解調節の分子機構の解明:Grb2分解の分子機構については、これまでまったく報告がなかったため、上記のように複数の阻害剤で分解を抑制できることは分かったが、それらが何を意味しているのか?どのようなタンパク質群が関わっているのか、詳細は不明である。そこで、26年度中に、分解抑制活性を示す各種阻害剤によって解析をおこない、分解酵素の特性について明らかにした。テーマ2)海綿抽出ライブラリーからの天然リガンド探索2ーi)EGF依存的Grb2分解調節を指標にしたスクリーニング:26年度中に、およそ500種類の海綿類由来抽出物ライブラリーに対して一次スクリーニングを実施した。さらに活性の見られたものをさらに分画を進めた結果、複数の分子について同定することができた。2ーii)新規天然物リガンドの分子機構の解明:探索の結果見いだされてきた新規天然物リガンドについて、細胞の増殖を抑制する分子機構について、解析を進めている。

実験系の高度化、新規化合物の同定など、予定していた内容を順調に達成できたから。27年度が最終年度であるため、記入しない。順調に推移しているので、今後も検出系の更なる高感度化を図るとともに、見いだした新規分子の作用する分子機構の解明と、そのためのイメージングツールの拡充を進めることに重点をシフトしていくことも必要である。
前立腺癌検診におけるシアリダーゼ遺伝子検査の有効性

前立腺癌の一次検診として、現在、血清PSA(前立腺特異抗原)値によるスクリーニングが実施されている。しかし、PSA値は必ずしも癌に特異的ではない為、偽陰性あるいは偽陽性を示すことがあり、より正確な前立腺癌の鑑別診断法が望まれている。本研究では、我々が研究を進めてきた形質膜シアリダーゼ遺伝子を利用し、癌診断の向上をめざした。我々はこれまで、シアリダーゼ遺伝子(NEU3)の単離およびモノクロナール抗体の作成に世界で初めて成功したので、これをツールとして、癌組織の免疫染色や癌患者血清のシアリダーゼ定量を試みた。前立腺癌を疑われた患者から針生検により採取した前立腺組織、および前立腺癌患者の手術摘出標本について、mRNAレベルを解析すると、癌部では非癌部に比べて、有意にNEU3レベルが上昇していた。また、シアリダーゼモノクロナール抗体による免疫組織染色を行うと、癌組織ではグリソンスコアに比例する形で悪性度が高いほど強陽性に染色された。そこで、患者血清中にNEU3蛋白が検出されるかどうかを調べるため、ELISA法を開発した。患者血清においては健常者血清に比べて、高値を示した。今後は癌患者血清中のシアリダーゼ蛋白の同定を行い、ELISA法の検出感度の向上を試みて、癌診断への応用を図りたい。近年増加している前立腺癌の一次検診として、現在、血清PSA(前立腺特異抗原)値によるスクリーニングが実施されている。しかし、PSA値は必ずしも癌に特異的ではない為、偽陰性あるいは偽陽性を示すことがある。がんの見逃しや不必要な生検を減らすために、より正確な前立腺癌の鑑別診断法が望まれている。本研究では、我々が研究を進めてきた形質膜シアリダーゼ遺伝子(国際特許登録)を利用し、癌診断の向上を図ろうとするものである。我々はこれまで、シアリダーゼ遺伝子(NEU3)の単離およびモノクロナール抗体(国内特許登録)の作成に世界で初めて成功し、さらにこのNEU3が前立腺癌で過剰発現していること,および癌の浸潤や運動能と相関していることを明らかにしてきた。これらをツールとして、新しい前立腺癌診断法の開発を目指し、シアリダーゼモノクロナール抗体による免疫組織染色やPCRによるmRNAレベル解析などを行った。前立腺癌を疑われた患者から針生検により採取した前立腺組織、および前立腺癌患者の手術摘出標本について、mRNAレベルを解析すると、癌部では非癌部に比べて、有意にNEU3レベルが上昇していることがわかった。さらに、シアリダーゼモノクロナール抗体による免疫組織染色を行うと、非癌部ではほとんど染色されなかったが、分化度が低い癌ではより強く染色された。グリソンスコア等と合わせて検討している。今後は前立腺癌においてNEU3が高発現する意義をさらに明らかにする一方、シアリダーゼ活性や酵素蛋白の微量検出など、その検出感度の向上を試み、癌診断への応用を図る。さらに、シアリダーゼモノクロナール抗体による免疫組織染色を行うと、非癌部ではほとんど染色されなかったが、グリソンスコアに有意に関連していた。また、抗体によって、患者血清中にNEU3蛋白が検出されるかどうかを生体分子相互作用解析装置によって解析を試みたが、混在蛋白の除去が不完全ではっきりした結果を得ることが出来なかった。

また、シアリダーゼモノクロナール抗体による免疫組織染色を行うと、癌組織ではグリソンスコアに比例する形で悪性度が高いほど強陽性に染色された。そこで、患者血清中にNEU3蛋白が検出されるかどうかを調べるため、ELISA法を開発した。患者血清においては健常者血清に比べて、高値を示した。今後は癌患者血清中のシアリダーゼ蛋白の同定を行い、ELISA法の検出感度の向上を試みて、癌診断への応用を図りたい。
無限群と多様体

多様体の幾何学的性質は,その多様体の基本群の性質と密接に関係しています。多様体の基本群の構造を研究し,それが多様体の幾何的性質をどのように決定するかを研究することが目的でした。本年度は,主に3次元多様体,特に結び目とその補空間の幾何的性質を,代数的,解析的およびグラフ理論や数学基礎論等を用いて研究しました。まず結び目補空間の研究においては結び目が三次元球面内で張る非圧縮Seifert膜に注目しました。この膜により結び目補空間の基本群のHNN分解が得られます。垣水の論文においては,まず一般的にあたえられた群のHNN分解の仕方のちがいに関する考察をしました。HNN分解の共役類の集合の上に距離関数を定義し,そのさまざまな性質を研究しました。さらにつぎの論文においては,結び目群の場合に,その群のHNN分解と結び目の非圧縮Seifert膜の同値類の間の対応が距離をたもつものであることを示し,それにより結び目の性質を考察しました。解析的側面からの研究として,古谷がHilbert空間上の作用素に関して,P-hyponormal作用素の研究,およびSlice map Problemを研究し,鈴木が代数的側面からの研究として,ある種の方程式の整数解について考察をおこなった。さらに基礎論的側面からの研究として高野が様相論理における部分式特性をもつ体系について一般的な形での考察をおこなった。また吉岡がグラフ理論的側面から,長谷川が複素多様体論的側面からの研究をおこなった。
SCS方式とWEB方式をハイブリット化した遠隔教育システムの開発

この研究は、リアルタイムアシストツ-ルによる授業補元の一環として、研究指導補完のための「プレゼンテーション評価ツール」の有用性について検証するものである。2001年に実施したサマーゼミナールの際、学生11人の研究発表に対して実験を行った。サマーゼミナール参加者全員はコンピュータを持ち込みLANによって相互接続を行った。発表者の発表はリアルタイム評価ツールにより聴講者により評価され、評価結果はサーバコンピュータにより瞬時に集計され、集計結果を教師と発表者用提示モニタにリアルタイムで提示されるシステムとした。評価ツールはリアルタイムで行う「アイテム評価」、「感覚評価」、と「アンケート評価」の3つの評価方法を用いた。「アイテム評価」は発表者のプレゼンテーション、研究方法、研究内容、努力度、総合評価等のアイテムについて21のカテゴリに対して採点を行うものであり、「感覚評価」は発表に対する感覚を時間軸に沿って評価するものである。実験より下記の結果が得られた。1)他人の研究に対しての集中力と関心が高まった。他人の発表に全員がリアルタイム評価者として参加することにより、発表者は評価されていることを意識し、評価する側と評価される側に適度の緊張感を生み出し、結果的に「積極的に参加できた」、「他人の研究を評価することで集中した注意を払うことが出来た」ことがアンケ-トの結果示された。2)学習効果を高めることができた。評価ツールには研究方法、研究内容、及びプレゼンテーションに対しての具体的な評価項目を設定しており、評価項目に沿って評価することにより研究の方法や、論文の評価基準などを学習することができる。また、アンケートにも「他人の研究を評価することで研究の方法、評価基準などが勉強になった」ことが示された。3)プレゼンテーション能力を高めることができた。発表する際に、評価状況をディスプレイによりリアルタイムで客観的に発表者に提示することにより、発表者はコンテンツの変更や、説明の水準等について調整することを可能とした。普段の学生間の発表等は、この様なツールを使うことにより、プレゼンテーションの能力を予行的にトレーニングし、正式な発表へ向けての訓練とすることができる。4)研究に対して自信を確認する事ができた。研究テーマの着眼点や、研究としての発展性など、学生の場合は多くの不安を持っていることが今回の調査からわかった。アンケートから「自分の研究、論文に対して他人はどのように評価するか」が最も知りたい。リアルタイム評価することによって「多くの人の意見を同時に伺うことができる」、「リアルタイムで評価を知ることにより、客観的な批評を知ることが出来た」、「自分に対する評価をリアルタイムで知ることが出来て良かった」、「聞いている自分自身を客観的に見ることができた」のような意見があった。「アイテム評価」と感覚評価」の結果から論理的評価結果と感性的評価結果を得ることができ、二つの評価データを照合することにより、時系列的に発表者の特徴を探る事が可能になった。この実験により対面教育に於けるネットワーク技術の利用可能性を検証することができた。

リアルタイム評価することによって「多くの人の意見を同時に伺うことができる」、「リアルタイムで評価を知ることにより、客観的な批評を知ることが出来た」、「自分に対する評価をリアルタイムで知ることが出来て良かった」、「聞いている自分自身を客観的に見ることができた」のような意見があった。「アイテム評価」と感覚評価」の結果から論理的評価結果と感性的評価結果を得ることができ、二つの評価データを照合することにより、時系列的に発表者の特徴を探る事が可能になった。この実験により対面教育に於けるネットワーク技術の利用可能性を検証することができた。
精密電子制御したシリコン系ナノ結晶の立体集積構造作成と光電子融合デバイス応用

本年度は,ナノドット形成メカニズム解明およびシリサイドナノドットとSi量子ドット積層構造フローティングゲートに着目し、下記3点に力点をおいて研究を推進した。1.リモートプラズマ支援による金属ナノドット形成メカニズムSi-OH終端した膜厚3.5nmのSiO_2膜上に、Arスパッタにより極薄Pt膜を形成し、外部加熱無で、Ar、H_2、ガスおよびそれらの混合ガスのリモートプラズマ(RP)処理を5分間施した。また、Pt箔で覆った熱電対をSi基板上に固定し、同条件でRP処理した際の表面温度を計測した。純Ar RP処理では、表面温度は約50°Cであるのに対して、H_2を混合するとH_2濃度の増加に伴い、表面温度が顕著に増加し、純H_2 RP処理で、約500°Cに達する。RP支援によるPtナノドットの形成は、Pt表面における原子状水素の再結合に起因した局所加熱によるPt原子の凝集であることが分かった。2.高密度Si量子ドット/SiO2の核密度制御p-Si(100)基板上に1000°C、2%O_2で膜厚3.6nmのSiO_2を形成後、0.1%HF処理によりSiO_2表面をOH終端し、その後、室温でHe希釈10%GeH_4に暴露した。圧力、暴露時間はそれぞれ0.2100Torr、1.010minで変化させた。その後、同一チャンバー内でSi_2H_6-LPCVD(400°C)によりSi量子ドットを自己組織化形成した結果、GeH_4照射することにより、ドット密度が未照射のSiO_2上に比べ約40倍に増加した。Si_2H_6-LPCVD直前にOH終端した熱SiO_2表面に室温、100Torrで10min GeH_4を吸着させることで、面密度1.2×10^<13>cm^<-2>で均一サイズ(半値幅**nm)のSi量子ドットを形成できた。3.NiSiドット/Si量子ドットハイブリドフローティングゲートMOSキャパシタにおける電荷注入特性多段階電子注入および安定電荷保持の両立が期待できるNiSiドット/Si量子ドット積層ハイブリッドフローティングゲートMOSキャパシタにおいて、多数電子および正孔注入が反映して、最大印加ゲート電圧の増加に対して線形に増大することが分かった。また、パルスゲート電圧印加においては、電子注入レートが段階的に変化することからNiSiナノドットへの電子注入がSi量子ドットの離散化したエネルギー状態を反映することが明らかとなった。本年度は,PH_3(あるいはB_2H_6)を微量パルス添加してSi-Ge系量子ドット内にP(あるいはB)をデルタドーピングした価電子制御SiドットをSiO_2膜上に形成し,電荷注入・保持・放出特性をAFM/ケルビンプローブにより評価した.さらに,価電子制御したSi量子ドット立体集積構造において観測された発光特性について調べた.1.AFM/ケルビンプローブによる不純物添加Si量子ドットの帯電評価個々の量子ドットにおける荷電状態を直接評価するために,p-Si(100)基板上に1000°Cで膜厚約4nmのSiO_2膜を形成後,半球状のSi量子ドットを自己組織化形成した.PあるいはBの添加は,Siドットの自己組織化形成の際に,PH_3あるしはB_2H_6を微量パルス導入して行った.真性Si量子ドットから価電子1個の放出に伴う正帯電は探針電圧+1Vで起こるのに対して,P及びBをデルタドーピングした場合では,1個の電子放出に相当する正帯電は探針電圧+0.2V及び+2.0Vで観測される.PドープSi量子ドットは,デルタドープしたPドナーから生じた伝導電子が引き抜かれ,Pドナーの正電荷が顕在化したと解釈できる.2.不純物添加がGeコアSi量子ドットの帯電状態に及ぼす影響Geコアを持つSiドットの形成は,Si量子ドット上にGeを選択成長し,引き続いてドット上にSiを減圧CVDして,GeコアをSiクラッドで覆った.GeコアSi量子ドットへの不純物添加は,Geコア形成時のパルス添加により行った.P及びBをデルタドーピングしたGeコアを有するSi量子ドットにおいても,離散的なエネルギ準位を反映した多段階的な電位変化が観測され,真性GeコアSi量子ドットからの1個の電子放出・保持による正帯電及び負帯電はそれぞれ探針電圧+2.0V及び-1.5Vで起こるのに対して,Pをデルタドーピングした場合電子放出による正帯電は+0.5V,Bをデルタドーピングしだ場合,電子保持による負帯電は-0.5Vで観測される.これらの結果は,プローブ電位とGeコアSi量子ドット/SiO_2/Si(100)スタック構造のエネルギーバンド構造の関係から理解できる.すなわち,PデルタドーピングではPドナーから生じた伝導電子が引き抜かれ,Pドナーの正電荷が顕在化し,Bデルタドーピングにおいては正孔への電子注入によってBアクセプターの負電荷が顕在化すると考えられる.3.不純物添加Si量子ドット/SiO_2多重集積構造からの発光不純物添加Si量子ドット/SiO_2多重集積構造を活性層とするAuゲート発光ダイオードを作製し,ドット内にデルタドーピングしたP及びBが発光に及ぼす影響を調べた.Si量子ドットへのP添加によって,室温発光が抑制され,非発光再結合パスが生じていることが分かった.Bドープの場合はドット内量子準位間の発光再結合遷移は著しく減少するものの,Bアクセプター準位等のより深い局在準位を介した発光再結合が支配的となることが分かった.

来年度はこれらの結果を踏まえ,PN結合したSi量子ドット集積構造を作成し,その発光特性および誘電特性の評価により,高効率発光および高速光応答の指針を得る.本年度は,価電子制御ノードとしてシリサイドドットに着目し、下記4点に力点をおいて研究を推進した.1.リモート水素プラズマ支援によるNiおよびPdナノドットの形成Si-OH終端した膜厚3.5nmのSiO_2膜上に、電子線蒸着法により極薄NiおよびPd膜を形成し、室温でリモート水素プラズマ処理(60MHz-ICP:350W,260mTorr)を5分間施した結果、面密度6.5x10^<11>cm^<-2>の金属ナノドットの形成が認められ、サイズ分布から見積もった平均ドット高さは2nmであった。この結果は、水素ラジカル照射により金属原子の表面拡散が促進され、金属原子の凝集が進行したためであると考えられる。各々の金属ナノドットが電気的に絶縁分離していることは、AFM/KFMによる帯電電位評価から確認した。さらに、SiO_2膜上に形成したSi量子ドット上に形成した金属膜に対して、同様の処理を施すことにより電気的に絶縁されたシリサイドドットが形成できることも明らかにした。2.リモート水素プラズマ支援により形成したNiシリサイドナノドットの化学結合状態および電子状態評価Si量子ドット上に、EB蒸着により厚さ1.8nmのNi膜を形成した後、室温でリモート水素プラズマ処理を施し、その後HF処理による表面自然酸化膜除去と、HCI処理による未反応Ni除去を行った。XPS測定した価電子帯スペクトルを、Ni層および組成の異なるNiSi層の価電子帯スペクトルと比較した結果、リモートH_2プラズマ処理によりシリサイド化したSiドットはモノシリサイド(NiSi)組成になっていることが分かった。さらに、Ni2p3/2およびSi2p信号の角度分解XPS測定の結果から、大気暴露によってNiSiドット表面にはSi酸化層の形成が認められるものの、SiOx/NiSi界面においても、Ni-O結合は検知できなかった。3. NiSiドット/Si量子ドット積層ハイブリドフローティングゲートMOSキャパシタにおける電子注入・放出特性多段階電子注入および安定電荷保持の両立が期待できるNiSiドット/Si量子ドット積層ハイブリッドフローティングゲートMOSキャパシタを作製し,電子注入・放出特性を調べた結果,NiSiドット/Si量子ドット積層ハイブリッドフローティングゲートにおける電子電子注入および放出レートがパルスバイアス印加時間に対して段階的に変化することから,NiSiドットの電子注入・放出がSi量子ドットの離散化したエネルギー状態を反映して制限的に進行することが示唆された.4. Siドット量子ドットへの不純物添加が発光特性に及ぼす影響不純物添加したSi量子ドット/SiO_2多重集積構造を作製し、ドット内にデルタドーピングしたP及びBが発光に及ぼす影響を調べた結果、Si量子ドット内へのPおよびBのデルタドーピングによって、顕著な発光閾値電圧の低下および発光強度の増大が明らかになった。不純物添加による電流-電圧(I-V)特性変化から、Pデルタドーピングの場合は、電子輸送効率の向上が、Bデルタドーピングの場合は、正孔注入効率の向上が示唆された。
酢酸菌の不活性型アルコール脱水素酵素の生成機構とその生理学的意義

酢酸発酵に関与するアルコール脱水素酵素(ADH)は細胞質膜外表面に局在し内在するユビキノンに電子を流すことで呼吸鎖を形成して機能している。従来の活性型ADHとは別の不活性型ADHがGluconobacter属酢酸菌に見だされ、サブユニット構成や補欠分子族において活性型と何ら変わらない不活性型ADHが分離精製された。本研究計画においては、この不活性型ADHの生成機構とその整理学的意義に関して研究をすすめ、以下のことを明らかにした。1)Gluconobacter属酢酸菌と同様、Acetobacter属酢酸菌においても、その培養時の炭素源の変化にともなって不活性型酵素が生成されることが示された。2)Gluconobacter属酢酸菌の休止細胞に呼吸基質を添加すると不活性型から活性型への変換が生じるが、スフェロプラストにするとその反応が起こらなくなることを明かにした。3)メタノール資化性酢酸菌のサブユニットIIとGluconobacter属酢酸菌のサブユニットI/III複合体からハイブリッド酵素を作成し、その反応キネティクスと酸化還元電位を検討し、ADHに含まれる4つのヘムcのうちの一つヘムcII3サアイトがハイブリッド酵素で大幅に変化することを明かにした。4)Gluconobacter属酢酸菌の不活性型酵素で1つのヘムcの酸化還元電位が大幅に低下していること、またAcetobacter属酢酸から精製された不活性酵素の反応キネティクスからも、一つのヘムcサイトの性質が大幅に変化していることが示された。5)Gluconobacter属酢酸菌の活性型と不活性型酵素にアルコールからのユビキノンへの電子伝達反応に加え、ユビキノール酸化活性が存在し、この活性は不活性型酵素で増加することを明かにした。酢酸菌の酢酸発酵に関与するアルコール脱水素酵素(ADH)は、他の糖質酸化系脱水素酵素と同様に、細胞膜外表面(ペリプラズム側)に局在し内在するユビキノンに電子を流すことで呼吸鎖を形成して機能している。最近、Gluconobacter属酢酸菌に従来の活性型ADHとは別の不活性型ADHが存在することを見だされ、サブユニット構成や補欠分子族において活性型ADHと何ら変わらない不活性型ADHが分離精製された。申請者は、本年度の研究において、この不活性型ADHの生成機構とその生理学的意義に関連して、以下のことを明らかにした。1)Gluconobacter属酢酸菌では、低pHもしくは高通気条件で培養すると不活性型ADHが生成され、生成された不活性型酵素は培養液のpHを高めて更に培養することで活性型に転換されることが明らかとなっているが、今回、Acetobacter属酢酸菌であるAcetobacter acetiとAcetobacter methanolicusにおいても、培養時の炭素源を変えることで、不活性型酵素が生成されることが明かにした。2)Gluconobacter suboxydansの休止細胞においても、エネルギー源(呼吸基質)を添加することで不活性型から活性型への変換が生じるが、本菌をスフェロプラストにすると、その変換反応が起こらなくなり、ペリプラズム成分がこの反応に必須であることが示した。3)活性型と不活性型酵素の酸化還元電位とユビキノール酸化反応を比較検討し、不活性型酵素では1つのヘムの電位が大幅に低下するとともにユビキノール酸化活性が増加することを明らかにした。本研究計画の最終年度にあたる本年度は、酢酸菌の酢酸菌発酵に関与するアルコール脱水素酵素(ADH)にみられる不活性型酵素の生成機構とその生理学的意義に関連して、以下のことを明らかにした。1)Gluconobacter属酢酸菌の活性型と不活性型酵素の酸化還元電位と比較検討し、不活性型酵素では1つのヘムcの電位が大幅に低下していることが明らかになった。

2)メタノール資化性酢酸菌から活性型酵素とサブユニットIIを分離精製するとともに、精製されたサブユニットIIを別のGluconobacter属酢酸菌から精製されたサブユニットI/III複合体と再構成し、ハイブリッド酵素を作成した。両酵素の種々の電子受容体に対する酵素反応キネティクスとその酸化還元電位を比較検討することで、ADHに含まれる4つのヘムcのうちの一つ(ヘムcII3サイト)がハイブリッド酵素で大幅に変化していることが明かとなった。3)Acetobacter属酢酸菌を酢酸存在下で生育すると不活性酵素が蓄積される。これを分離精製し、その酵素反応キネティクスを比較検討した結果、一つのヘムcサイト(ヘムcII3)の性質が大幅に変化していることが示された。また、この不活性型酵素の増加にともなって、呼吸鎖の酸化活性が著しく増加していることも明かになった。4)Gluconobacter属酢酸菌の活性型と不活性型酵素にアルコールからのユビキノンヘの電子伝達反応に加えて、ユビキノール酸化反応が存在することを明かにした。さらに、この活性は不活性型酵素で増加すること、この部位を介した電子伝達反応が本菌のバイパスオキシダーゼ活性に関与することを示唆する結果を得た。