hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サツマイモの塊根肥大を促進する新たなエンドファイトの機能解明

昨年度までに、エンドファイト細菌を接種したサツマイモでは、塊根の初期肥大が非接種のサツマイモに比べ促進されることを明らかにした。そこで今年度は、エンドファイトの接種が塊根形成関連遺伝子の発現に及ぼす影響を明らかにするため、遺伝子発現の検出条件について検討した。これまで報告されているサツマイモの塊根形成に関連する遺伝子情報から、塊根形成初期に働く遺伝子を複数個抽出し、PCRによる遺伝子発現解析に適したプライマーを合成した。塊根形成初期のサツマイモサンプルからRNAを抽出し、合成したプライマーを用いて塊根形成関連遺伝子の発現をRT-PCRにより検討した結果、いくつかの候補遺伝子の発現が認められた。そこで、エンドファイト接種および非接種のサツマイモについて、接種により塊根肥大に差が認められた時期のRNAサンプルを用いて、塊根形成関連遺伝子の発現について予備的な検討を行った。今後これらのサンプルを用いて、定量的PCRにより塊根形成関連遺伝子の発現に対するエンドファイト接種の影響について、詳細な解析を行う予定である。これまでの検討により、サツマイモ塊根からのRNAの抽出方法を確立するとともに、サツマイモの塊根形成関連遺伝子の検出条件を明らかにした。初年度計画に若干の遅れが生じたが、本研究の解析に必要な実験手法が確立されたことから、当初計画に沿って研究が進められている。エンドファイト接種により塊根の初期肥大が異なるサンプルがすでに得られているため、これまでに確立した手法を用いて塊根形成遺伝子の発現解析を進め、研究目的である塊根形成に対するエンドファイト接種の影響を明らかにする。また、RT-PCR法により塊根形成遺伝子の発現に差が確認されたサンプルについては、遺伝子発現の網羅的解析を行うことで、さらに詳細なメカニズムの解明を行う予定である。これまで分離したエンドファイト細菌の菌株をサツマイモ無菌苗に接種し、サツマイモの地上部、根の生育および塊根形成に対する影響を観察した。エンドファイトを接種したサツマイモの地上部では、今回の栽培期間においては菌接種の影響は認められなかった。一方、地下部においては、細根の発達には影響が見られなかったが、塊根の初期肥大がエンドファイトの接種により促進される傾向が認められた。そこで、この現象を遺伝子発現の面から解析するため、菌接種および非接種のサツマイモについて、塊根形成初期のサンプルを採取しRNAの抽出を行った。今後、これらのサンプルを用いて、塊根形成遺伝子の発現について検討を行うとともに、遺伝子発現の網羅的解析に向けた準備を進める予定である。今年度は、エンドファイトの接種がサツマイモの塊根形成に及ぼす影響について、遺伝子発現の面から解析を進める計画であった。しかし、採取した塊根からのRNA抽出において、当研究室で従来用いている方法では収量および純度が著しく低く、解析に必要な試料が得られないことが判明した。そこで、貯蔵組織からのRNA抽出に適した新たな手法の確立を図ったため、当初計画に対して若干の遅れが生じた。遺伝子抽出に関わる手法的な問題が解決したため、研究の推進に必要なサンプルを得ることができた。今後、計画していた遺伝子の網羅的解析を進め、エンドファイトの感染がサツマイモの塊根形成に及ぼす影響を明らかにする。今年度は、RNA抽出手法の確立に時間を要したため、計画していた遺伝子の網羅的発現解析が未実施となり、残額が生じた。手法的な問題が解決したため、これらの解析を行うとともに、得られた成果を学会等で発表するための経費として使用する予定である。今年度計画していた国際学会への参加経費について、2019年度に開催予定の学会が、より本研究の発表に適していると考えられたため、次年度に繰り越した。また、いくつかの消耗品類について、当初予定より安価に購入できたため残額が生じた。次年度は、国際学会への参加
リボゾームDNA解析による病原真菌の同定型別と遺伝子診断に関する研究

病原真菌遺伝子の核型および塩基配列の決定として、充分な塩基配列データが得られていないアスペルギルス症起因菌および、本邦に特異的な夏型過敏性肺臓炎起因菌をはじめとした、形態学的に同定困難な菌種菌株の基準株・臨床分離株(100-200株程度)を用意し、パルスフィールド電気泳動法による核型解析を行なうと共に、菌種特異的な塩基配列(28S,ITS1 rDNA)の塩基配列を決定しつつある。また、遺伝子塩基配列データベースの開発と、本データベースを用いた分子生物学的菌種・菌株の同定・型別法を開発するとともに、本研究によって決定した塩基配列解析と、現在迄に得られた信頼できる塩基配列と共にデータベース化し、クラスター解析を加えることによって、主要病原真菌およびその近縁菌種に関してgenospeciesを定義しつつある。この結果得られるgenospecies rDNA塩基配列(標的配列)を用いた実用化研究として、設計が容易なPCR、簡便であるがプライマーの設計が困難なLAMP法による検出同定システムを併せて作成する。このシステムによって実用性が高く、臨床的応用に足りる分子生物学的菌種・菌株の同定・型別法を研究開発しつつある。また、本研究の実施例として、これらの検討によるCandida属酵母の型別法を用いて、緊急に解析する必要のある本菌感染症例の疫学的事例を解明し、院内感染管理に寄与することが可能であった。研究代表者は外国人特別研究員との共同研究課題として、独自の遺伝子塩基配列データベースを用いた菌種・菌株の同定・型別法の開発を計画した。当該研究は、現在微生物検査室で利用されている資化性による同定システムに代わる、迅速・正確な同定・型別システムの実用化を志向した基礎的研究であり、分子生物学的菌種同定技術とその研究分野の展開に繋げることを目的とするものである。パルスフィールド電気泳動法による核型解析:本年度は、研究分担者が用いてきた遺伝子解析法としてのパルスフィールド電気泳動法を用いた病原酵母の同定および型別法を、本邦菌株に適応可能な条件に調整し、チェコ分離株との比較を行った。これらの検討と本研究で得られた菌種菌株特異的な塩基配列から、分子生物学的な"種"としてgenospeciesの定義を行うことを併せて提唱する。病原真菌遺伝子塩基配列の決定:従来的な病原真菌同定法は限界に達しており、また、疫学的解析のために求められる、菌株の識別(型別)技術も十分に確立されているとは言い難い。日和見真菌症として臨床的に大きな問題となっていながら、充分な塩基配列データが得られていないアスペルギルス症起因菌および、本邦に特異的な夏型過敏性肺臓炎起因菌をはじめとした、形態学的に同定困難な菌種菌株の基準株・臨床分離株(100-200株程度)を用意し、菌種特異的な塩基配列(28S, ITS1 rDNA)の塩基配列を決定しつつある。この結果と、上述の核型解析との関連から、より精度の高い病原真菌同定型別法を開発することが可能となった。
2変量生存時間データのセミパラメトリック分析法とその医学データへの応用

本研究は、打ち切りのある2変量生存時間データ解析のためのセミパラメトリックモデルを構築し、そのモデルに基づく分析手法を開発することを目的とした。また、癌の再発時間データや透析患者のカテーテル感染時間データなど、様々な実際の医学データにそれを適用することによって、その医学データへの応用上の有効性や問題点を明らかにすることを目的とした。本年度は、前年度までに行った理論的(漸近論的)推測効率評価を精密化し、推測効率に関する数値的検討を行った。応用上は、必ずしも十分大きな標本数が得られるとは限らないため、開発手法が実用的なものとなるためには、小標本のもとでの推測効率を数値的に検討することは非常に重要である。また、構築されたセミパラメトリックモデルの妥当性に関して、医学データ解析の立場から検討した。実際の医学データに開発手法を適用し、その応用上の問題点などを明らかにするとともに、手法の改良・拡張を行った。具体的には、以下の項目を遂行した。〓理論的効率評価の精密化セミパラメトリック推定量のノンパラメトリック推定量に対する漸近相対効率を精密に計算することにより、小標本のもとで、どのようなモデルを導入することにより、どの程度効率が改善されるかを明らかにした。〓数値シミュレーションによる推測法の効率比較2変量指数分布などを仮定した数値シミュレーションにより、推定量の推定誤差などを数値的に評価し、様々な推定法の望ましさに関して比較検討した。医学データへの応用実際の医学データに対して開発手法を適用し、分析結果の解釈の仕方やその表示法について検討を行った。特に、2変量生存関数や変量間の従属性の視覚的に表示法を開発した。なお、ここで扱う医学データは、医学・統計学関連の学術雑誌・図書において既に公表されているものであり、被験者の同意や社会的コンセンサスを必要とするものではない。〓医学的立場からの有効性の検証分析結果の解釈・表示法を含めて、開発手法の有効性や問題点を医学的見地から検証した。本研究は、打ち切りのある2変量生存時間データ解析のためのセミパラメトリックモデルを構築し、そのモデルに基づく分析手法を開発することを目的としている。また、癌の再発時間データや透析患者のカテーテル感染時間データなど、様々な実際の医学データにそれを適用することによって、その医学データへの応用上の有効性や問題点を明らかにすることを目的としている。今年度は、2変量生存時間データに対するセミパラメトリックモデルとそのモデルのもとでの推測法を定式化した。また、15年度以降に行う予定である数値シミュレーションと医学データへの応用のための準備を行った。具体的に以下の成果を得た。(1)多変量生存時間データの解析法に関する既存の研究成果を統計的推測効率の観点から再検討した。特に、2変量生存関数に対するノンパラメトリック推定量の推定効率に関して検討した。(2)既存研究に関する検討結果をうけて、新たなセミパラメトリックモデルの構築とそれに基づく分析手法の定式化を行った。また、このセミパラメトリックモデル基づく分析手法が従来のノンパラメトリック手法に比べて効率的であることを、漸近相対効率の観点から明らかにした。(3)医学関連研究者から得た専門的知識をもとに、2変量医学データにおいてどのようなメカニズムで観測値の打ち切りが起こるかについて検討した。その結果に基づいて、2変量打ち切りに関する確率モデルを再構築した。(4)実際の2変量医学データ(打ち切りのある)を入手し、そのデータの背景(実験の方法など)、分析の目的などについて、調査・整理した。(5)打ち切りデータという不完全データを扱うことから、EMアルゴリズムに類似した繰り返し計算が必要となる。そこで、高速処理が可能な計算機を導入し、解析に用いるソフトウェアを含めた計算機環境を整備した。本年度は、前年度に開発された推測法の推測効率に関する理論的・数値的検討を行った。実際の医学データに開発手法を適用し、その応用上の問題点などを検討し、分析手法の改良・拡張を行った。◇理論的効率評価セミパラメトリック推定量のノンパラメトリック推定量に対する漸近相対効率を計算することにより、どのようなモデルを導入することにより、どの程度効率が改善されるかを明らかにした。◇数値シミュレーションによる効率評価2変量指数分布などを仮定した数値シミュレーションにより、推定量の推定誤差などを数値的に評価した。◇医学データへの適用実際の医学データに対して開発手法を適用し、分析結果の解釈の仕方やその表示法について検討した。特に、2変量生存関数や変量間の従属性を視覚的に表示する手法について検討した。ただし、ここで扱った医学データは、医学・統計学関連の学術雑誌・図書において既に公表されているものであり、被験者の同意や社会的コンセンサスを必要とするものではない。

また、癌の再発時間データや透析患者のカテーテル感染時間データなど、様々な実際の医学データにそれを適用することによって、その医学データへの応用上の有効性や問題点を明らかにすることを目的とした。本年度は、前年度までに行った理論的(漸近論的)推測効率評価を精密化し、推測効率に関する数値的検討を行った。応用上は、必ずしも十分大きな標本数が得られるとは限らないため、開発手法が実用的なものとなるためには、小標本のもとでの推測効率を数値的に検討することは非常に重要である。また、構築されたセミパラメトリックモデルの妥当性に関して、医学データ解析の立場から検討した。実際の医学データに開発手法を適用し、その応用上の問題点などを明らかにするとともに、手法の改良・拡張を行った。具体的には、以下の項目を遂行した。〓理論的効率評価の精密化セミパラメトリック推定量のノンパラメトリック推定量に対する漸近相対効率を精密に計算することにより、小標本のもとで、どのようなモデルを導入することにより、どの程度効率が改善されるかを明らかにした。〓数値シミュレーションによる推測法の効率比較2変量指数分布などを仮定した数値シミュレーションにより、推定量の推定誤差などを数値的に評価し、様々な推定法の望ましさに関して比較検討した。医学データへの応用実際の医学データに対して開発手法を適用し、分析結果の解釈の仕方やその表示法について検討を行った。特に、2変量生存関数や変量間の従属性の視覚的に表示法を開発した。なお、ここで扱う医学データは、医学・統計学関連の学術雑誌・図書において既に公表されているものであり、被験者の同意や社会的コンセンサスを必要とするものではない。〓医学的立場からの有効性の検証分析結果の解釈・表示法を含めて、開発手法の有効性や問題点を医学的見地から検証した。
未利用バイオマスとしての稲わらの活用促進と産業化の課題に関する研究

本研究は、稲わら・もみ殻などの農産「未利用バイオマス」の活用促進と産業化が我が国を含むアジアの稲作農業および農村経済の発展、さらには廃プラスチック等による環境汚染を防止するために極めて重要であるという基本認識から、我が国において未利用バイオマスとしての稲わら利用の拡大と稲わら関連産業が発展するための方策と課題を、(1)流通構造、(2)産業構造、(3)環境問題対策の3つの視点から解明し、その課題解決策を提案することである。
ロンサールの語彙構造

本報告書は第1部,第2部および第3部(添付CD)に分かれている。第1部は研究成果の一部として発表された論文を収録したものである。第2部は科研費を使用した本研究の研究過程で作成されたデータベースについて記述している。データベースはインターネット上で成果の一端として公開されており(http://www.okayama-u.ac.jp/user/rons-ard/index.htm),本報告書末尾に添付されたCDは公開されたデータベース本体を収録している。第1部ではロンサールRonsardのオード集5部作中4部作を対象に同一表現の検索を行った結果を論じている。ロンサールの多用するよく似た表現は、具体的な検索手段の欠如により,その実体は明らかではない。論文では『オード集第1の書』から『オード集第4の書』までの4詩集を対象に作成したデータベースから同一表現の検索を行い,m'envoie en la barque de perdurableexilとm'envoyez en la barque del'avare nautonnierの二つのよく似た表現を見い出した。ward indexを使用して全作品内での同様な表現を探すことにより、他にも3例を発見した。これらの表現は原典批評版を編集したローモニエLaumonier.P.も、関連する表現としては捉えていない。さらにはロンサールの同時代人であるデュ・ベレーDu Bellayにも同様な表現を探すことによって新たに5例を発見した。これらの表現またデュ・ベレーの原典批評版の編者であるシャマールChamard.E.も関連あるものとはしておらず、これらの表現の間にある関連性は指摘されないままになっていた。さらに、第1部では、これらのよく似た表現は二人の詩人の間でも、作品内においても、出現時期が特定の数年間に限られていることを示している。これらの表現には古典作品からの影響があることは否定し得ないが、本稿では上記のようにこれまで注目されることのなかった一つの表現形式が存在していることを示した。第2部では論文発表の課程および科研費補助を受けた研究に伴って構築され,公開を開始した10万件規模のデータベース(上記URL参照)の概要について述べている。ロンサールのデータベースの現状,Webとの関連,本公開データベースの作成経過,規模,収録データ,データ分類コード,検索エンジン,使用法,必要とされる機器等について述べたものである。第3部は公開されたロンサールのデータベースをCDの形で添付している。本来はWeb用に開発されたものだが,CDを使用することにより,ネットに接続せずともデータベースを利用することができる。本年度は論文一本を発表している。論文ではロンサールRonsardのオード集5部作中4部作を対象に同一表現の検索を行った結果を論じている。

一般にロンサールは同様な表現を多用するが、当研究のように作品を機械可読なテキストの形に変換しないと検索等を行うことが出来ないため、その実体は明らかではない。『オード集第1の書』から『オード集第4の書』までの4詩集を対象に作成したデータベースから同一表現の検索を行った。その結果、m'envoie en la bar que de perdurableexilとm'envoyez en la barque del'avare nautonnierの二つのよく似た表現を見つけだすことができた。ロンサールのward indexを使用して全作品内での同様な表現を探すことにより、他にも3例を発見することができた。これらの表現は原典批評版を編集したローモニエLaumonier.P.も、関連する表現としては捉えていない。さらにはロンサールの同時代人であるデュ・ベレーDu Bellayにも同様な表現を探すことによって新たに5例を発見することができた。デュ・ベレーにおけるこれらの表現は、これもまたデュ・ベレーの原典批評版の編者であるシャマールChamard.E.も関連あるものとはしておらず、これらの表現の間にある関連性は指摘されないままになっていた。さらに、論文では、これらのよく似た表現は二人の詩人の間でも、作品内においても、出現時期が特定の数年間に限られていることを示している。二人の詩人に見られるよく似た表現には古典作品からの影響があることは否定し得ないが、本稿では上記のようにこれまで注目されることのなかった一つの表現形式が存在していることを示した。なお、2001年度にはロンサールの作品集全20巻全てをスキャンして画像化した。画像資料はCD2枚になり、画像ファイル総数は3200ファイルを越えている。画像からテキストヘの変換は順次行って行く予定である。検索プログラムは自己開発したものであり,移植性を最大限に考慮したためにJavascripteでの記述となった。これにより,現段階では制限があるものの,Javascriptが動作するほとんどのコンピユーターでの利用が可能であり,InternetExplorerなどのインターネットブラウザでの利用(検索・表示)が可能となった。その一方で実行速度の点で難点が有り,この点に関しては検索プログラムの改良,変更を予定している。語彙研究,電子化されたテキスト,検索プログラム,結果表示,という一連の流れをまとめたものとして,平成13年度の論文発表,平成14年度のデータベース公開という実態のある形で結果を示すことが出来た。語彙研究のための検索プログラムおよび表示プログラムの作成,テキストの電子化と参照情報の付加に関して論文での発表を準備中である。
解析的偏微分方程式の形式的中級数解のジュブレイ性と斬近解析

この研究テーマは解析的な偏微分方程式における発散級数解の意味付けを与えることにある。常微分方程式の特異点の研究においては、発散級数解は漸近展開の立場から詳しく研究されて来た。また最近では、発散級数解の発散の程度を計る物差しとしてジュブレイ指数を導入し、ボレル総和法の立場から新たな試みがなされている。偏微分方程式において、特性的な初期値問題の解は一般に発散級数解となることが知られているが、その意味付けについては組織的な研究がなされていないのが現状である。この研究では、常微分方程式における研究の類似がどの様になされるのか、また偏微分方程式における固有の困難がどの様に現れるのかを追求することが、その大きな目的である。この研究で得られた第一の成果は、偏微分方程式の発散級数解のジュブレイ性の研究、さらには一般のグルサ-問題のジュブレイ族空間における可解性の問題がテプリッツ作用素のスペクトル理論に帰着される事を明らかにしたことであり、偏微分方程式の解析的理論において関数解析的理論の適用が可能になった事は大きな親展である。また、常微分作用素に対する指数定理がテプリッツ作用素の指数定理に他ならないことも明らかになった。もう一つの大きな成果は、熱方程式の発散級数解のボレル総和可能性の必要十分条件を与えたことである。常微分方程式においては、全ての発散級数解はボレル総和可能であるのに対して、偏微分方程式においては初期データについて条件が科されること、しかもその条件は古くから知られている解の一意性を保証するものに他ならないことが明らかになった。また、ボレル和は熱核による積分表示で与えられること、即ち、古典的な解と一致することが明らかになった。本研究の目的は、解析的偏微分方程式の発散形式的巾級数解のジュブレイ性を特徴付けること、及びその漸近解析の基礎を与えることである。本年度は、2年継続の研究計画の初年度に当り研究の端緒となる基礎理論の確立を目指し、以下の様な研究を行った。特異点を持つ常微分方程式の研究において、形式巾級数解の収束、発散の問題は、確定特異点、不確定特異点の分類の問題と関係して重要な問題であった。この問題は偏微分方程式においても非常に重要であるが、今までの所、オイラー型の特異点を持つ場合には、常微分方程式との類似が比較的簡単に得られること、一般の場合には柏原・河合・ショストランドによる形式解の収束の問題が分かっているにすぎなかった。研究代表者の三宅正武は吉野正史(中央大学)と共同で、2変数の場合ではあるがかなり一般の特異型偏微分作用素に対して形式ジュブレイゾク空間におけるフレッドホルム性(指数が零の場合)を特徴付ることに成功した。この結果、形式巾級数解の収束性に関して、柏原・河合・ショストランドとは違った形の十分条件を与える事が出来た。また、証明のために、ハ-ディ空間上のテプリッツ作用素の議論を援用すると言う、この種の問題では今までに用いられなかった新しい方法論を展開した。この方法は、一般の常微分方程式系の場合の指数定理の証明にも有効で、指数公式がテプリッツ表象の指数公式と一致することを証明する事が出来た。漸近解析に関しては、典型的なモデルとして熱方程式を取り上げ、初期値問題の形式解がボレル総和可能である為の必要十分条件を与えることに成功した。また、ボレル和の解析接続にり、熱核の新しい導出法を与えた。平成7年度に行った研究成果のもとに、平成8年度においても偏微分方程式における形式的巾級数解とボレル総和可能性についての研究を行い、以下に述べるような研究成果を挙げると共に、新たな課題が問題提起された。

偏微分作用素とテプリッツ作用素とのとの対応関係を明らかにすることにより、一般の偏微分方程式のグルサ-問題のジュブレイ族空間における可解性の問題がテプリッツ作用素のスペクトル理論に帰着される事を示した。これにより、従来知られていた最も一般的な、スペクトル半径の条件下での可解性の条件を大幅に改良できることが明らかになった。これは、解析的な偏微分方程式の研究において従来では最も基本的であると考えられてきた優級数の方法では適用出来なかったスペクトル理論の適用を可能にしたもので、将来のこの方向での研究の出発点になるものと考えられる。さらに、発散級数解のボレル総和性について、最も典型的であると共に数理物理学で重要な熱方程式の発散級数解について研究を行った。この結果、常微分方程式においては、全ての発散級数解はボレル総和可能であるのに対して、偏微分方程式においては初期データについて条件が科されることが明らかになった。熱方程式の場合においては、その条件は古くからから知られている解の一意性を保証するものに他ならないことが明らかになった。また、ボレル和は熱核による積分表示で与えられること、即ち、古典的な解と一致することが明らかになった。この研究を通して偏微分方程式における新たな問題が提起された。それは、偏微分方程式の発散解のボレル総和可能性の問題は局所的な問題ではなく、局所解の無限遠への解析接続可能性の問題である。
データベース支援による 『フィネガンズ・ウェイク』 研究

本研究の目的は、ジェイムズ・ジョイス『フィネガンス・ウェイク』のテクスト生成に関する基礎資料であるバッファロー・ノートブック、および初稿から最終稿にいたるまでの全レベルのマニュスクリプトをデータベース化し、難解といわれるこの作品を正確に理解・解釈するための確固たる土台を築きことにある。今日′′genetic studies ′′ないし′′geneticcriticism′′と呼ばれるようになった、テクスト生成に関わる具体的かつ詳細なデータを収集・分析する研究・批評の方法は、ジョイス研究史のうえでは最も新しく、また、最も有意義な進展が期待される研究領域である。しかしながら、膨大な量のノートブックとマニュスクリプトを地道に判読・分析し、それらが作品に形成されていく過程を詳細に辿る作業は、並外れた根気とデータ処理能力を必要とするため、実動できるだけの時間と能力を兼ね備えた専門的研究者の数は、今日においても、日本においては皆無であり、世界的に見ても、30名前後しかいないという状況である。このような先駆的かつ高度に専門的な分野における研究課題を設定するにあたって、計画当初は多分に野心的かつ暗中模索の要素があったことは否めず、実際、「全資料のデータベース化」とい広大な目標は、研究開始からそれほど時を経ない時点で、本研究期間内の達成は不可能であることが判明した。しかし、何よりもまず、この分野の研究の重要性と必要性についての揺るがぬ確信が支えとなり、また、海外の専門家・愛好家たちとの交流が、近年のインターネット・サービスの充実および普及に伴って、当初の予想以上に展開したこともあって、結果的には有意義な研究を中・長期的に継続・展開していくための基盤を望ましい形で堅固に固めることができた。
ビール、納豆、炒めもやし、その色、香り、安全性とメイラード反応

ビール中の色素の分析。前年度に塩基性画分に色素を見出し、それを各種クロマトグラフィーにより単離した。予想構造を推定したが、少量であったため本年度は想定化合物を合成し、同定した。本化合物は、perlolyrineというトリプトファン由来のメイラード反応色素であり、各種ビールに存在した。ビール中から同定したのはこの研究が初めてであった。納豆菌によるピラジン類の生成。ピラジン類は通常ストレッカー反応(メイラード反応の部分反応)により形成される加熱香気成分であるが、納豆製造中に形成されることが知られている。しかしその生成機構は不明である。分析法がほぼ確立できたので、納豆菌を様々な条件で培養し、ピラジン類の生成条件を調べた。合成培地ではほとんど生成されなかったが、栄養成分が豊富な天然培地では生成された。アクリルアミド(アスパラギンと糖のメイラード反応により生成する遺伝毒性発がん物質)の分析と生成条件。炒めもやし中のアクリルアミドをLC-MS法で分析した。炒めの程度が強くなるにつれて生成量が増加した。ペントース存在下タンパク質を酸加水分解すると形成される色素を見出していたが、長年この色素の構造は不明であった。この化合物を還元し、還元体の構造を決定することで本色素の構造を決定できた。構造にちなみ、furpenthiazinateと命名した。また、チアミンとグルコースのメイラード反応溶液中に形成される色素化合物を各種機器分析で同定した。構造にちなみ、pyrizepineと命名した。チアミンとグルコースのメイラード反応溶液中に形成される新規色素の構造を決定できた。本成果は、Biosci. Biotechnol. Biochem.誌に掲載された。予定通り、継続していく。メイラード反応は食品の色、香り、安全性に大きく関わっていて、食生活上重要な化学反応であるが、複雑で多くの反応が同時に進行するためその統一的理解は困難であり、研究は進んでいない。ここでは身近な食品を用い、ビールの塩基性画分に存在する色素などメイラード色素の同定、チーズの貯蔵褐変現象の解析、納豆ピラジンの存在由来、炒めもやしにおけるアクリルアミドの制御法、モデル系によるメイラード色素の同定などについて明らかする。本年は、ビール中には塩基性画分に色素が存在する可能性が示唆されたので、本色素を黒ビールより各種クロマトグラフィーによりを単離した。この黄色色素を各種機器分析に供し、部分構造を推定した。1mg以下と極微量しか単離できなかったため、現在、想定化合物を合成中である。また、チェダーチーズなどを用い、チーズのの貯蔵褐変について詳細な解析を行い、ガラクトース濃度がチーズの貯蔵褐変の律速因子であることを明らかにした。現在モデルチーズを作成して、その組成をコントロールすることで、さらに詳細な解明を行っている。チアミンはアミノ基を有し、メイラード反応の基質となりうるがチアミン由来のメイラード色素は知られていない。そこでチアミン由来のメイラード色素を探索した結果、チアミン、グルコース、リシン系で色素が形成されることを認めた。そこで、その色素を各種クロマトグラフィーを用いて単離・精製した。安全性に関する研究として、安定同位体を用いた内部標準法によるアクリルアミドのLC-MSによる分析法を確立した。また、キシロース-リシンのモデルメイラード反応系における褐変を解析し、反応中間体として4-ヒドロキシ-5-メチル-3(2H)-フラノンを同定し、その褐変に対する影響を明らかにした。黒ビールより色素を単離でき、その部分構造を推定できた、チーズの貯蔵褐変の律速因子がガラクトースであることを証明した、キシロース-リシンのモデルメイラード反応系における褐変を解析し、反応中間体として4-ヒドロキシ-5-メチル-3(2H)-フラノンを同定し、その褐変に対する影響を明らかにした等、計画通り実験が進行している。投稿論文も出版できた。チアミンとグルコースのメイラード反応
環境貢献の展開と測定可能性

本研究は、エコプロダクト等の売上拡大を通じて、環境保全に貢献しながら、収益の獲得を目指す考え方(環境貢献)に焦点をあて、わが国における環境貢献の普及の状況を明らかにすることを目的にしている。企業の環境経営に対する考え方は、企業が自発的に開示する報告書に反映されるとの前提に立ち、本研究においては、日本企業の環境報告書・CSR報告書を分析の対象とした。分析の方法としては、テキストマイニングの手法を使用し、特定のトピックに関連する用語の出現回数をカウントした。本研究は、エコプロダクト等の売上拡大を通じて、環境保全に貢献しながら、収益の獲得を目指す考え方(環境貢献)に焦点をあて、わが国における環境貢献の普及過程を明らかにすることを目的にしている。企業の環境経営に対する考え方は、企業が自発的に開示する報告書に反映されるとの前提に立ち、本研究においては、日本企業の環境報告書・CSR報告書を分析の対象とした(東証1部上場企業の過去20年分の環境・CSR報告書)。出現回数は、報告書のページ数で標準化することとし、経年、業種、企業間比較が可能になるように集計した。トピックとしては、「温暖化問題」「有害物質」「水質汚染」「廃棄物」ならびに「環境貢献」である。「環境貢献」に関連する用語としては、「エコプロダクト」「環境配慮型製品」「戦略」「共通価値」「企業価値」などを設定した。結果は、「温暖化問題」等のトピックについては、2005年ころがピークとなり、その後、減少に向かう傾向が全体としてみられたのに対し、「環境貢献」に関連する用語については、2011年まで、一貫して伸びていることが確認された。業界別に集計すると、とりわけ素材系、機械系および金融系の業界について、この傾向が顕著であった。また、本研究では、環境貢献型のビジネスの一例として下水道整備をとりあげ、環境貢献の視点から、わが国の現状についても論じた。1.わが国の主要業種・企業を網羅したインデックスである日経225社につき、環境報告書を収集し、環境貢献の視点から分析を実施した。企業活動が環境負荷の削減に直接的につながる事例として、エネルギーならびにモビリティが代表例であることを確認した。また、その成果達成の指標として使用される「削減貢献量」の事例をスクラップし、その計算手法についての比較分析を実施した。環境報告書の収集プロセスについては、わが国上場企業1600社余りについて現在も実施中である。2.上記1.の作業を通じ、環境貢献の事例から今後重要になると思われる産業として「水」ビジネスが浮上した。そこで、水道・下水等関係の資料を収集し、環境経営の視点から分析を行った。その結果を、(11th International Symposium on Public Sector Management(2011年10月16日・17日、日本大学)において発表した。3.現在注目されている環境貢献のもう一つの事例として、ブルームバーグ社やトムソン・ロイター社が実施している投資家向けのESG情報提供がある。両社は、環境報告書やサステナビリティ報告書に公開された情報を網羅的に収集したうえで、データベース化し、投資家に提供している。本研究では上記1.で収集した報告書を用いて、両社のデータベース作成過程を実施した。これにより、現在、投資家向けに提供されているESG情報の問題点を明らかにした。この研究を国際基督教大学宮崎修行氏との共同で、Environmental Accounting and LCA inAsia for Greening the Supply Chain(2012年12月3日、神戸大学)において発表した。英語論文としてまとめた原稿は、英国の学術雑誌に投稿し、現在、レビュープロセス中である。環境報告書の収集プロセスについては、国内上場1600社について、現在も進行中である。また、当初予定していた海外企業の環境報告書収集については、まだ現在も着手できていない状況である。収集のプロセスに限定してみれば、当初の計画は達成されていない。しかし、23年度中の研究中には、環境報告書の収集プロセスにおいて、当初予想していなかった重要な発見があり、研究を新たな方向に大きく展開することができた。第1には、水分野における研究である。水ビジネスにかかわる企業は、必然的に環境保全に積極的でなければならない。飲用水を提供するためには水源を保護せねばならないし、下水処理に携わる企業のビジネスは環境保全そのものである。水ビジネスでは、事業展開と環境保全の両立が至上命題であり、したがって、環境貢献の格好の事例である。23年度の研究においては、本分野において知見を広げ、また、水道・下水をこれまで経営学の視点から扱ってきた歴史のある公共経営の学会において発表することができたことは、重要な成果であったと考えている。第2には、ESG分野における研究である。これまで日本の環境報告書の発行状況は、世界の中でも先進的であるとの高評価であった。

しかし、情報の利用目的が明確でなかったことが一要因となり、優れた開示情報が利用されない状況が存在した。ブルームバーグ社やロイター社が提供するESG情報の大きな部分を日本企業が占めているのは、それだけ日本企業の環境報告が優れていることの証左でもある。環境報告とESG分野の連携は、今後、日本から世界に対して発信できる有望な分野に展開する可能性があると考えている。1.継続している国内上場企業の環境報告書収集プロセスを2012年8月をめどに完了させる計画である。また、これまでの作業を通じ、環境報告書のほとんどは、PDF形式で公表されていることが分かった。そこで、分析手法として、PDFファイルの検索機能を利用する予定である。国内1600社・過去10年に渡る環境報告書を調査対象とし、環境貢献に関連するワード(たとえば、削減貢献量、競争力、共有価値など)を検索する。どの業種において、どの時期から、どのようなワードが用いられるようになったか、を観察することにより、国内における環境貢献の展開を数値で可視化する。2.ESG情報ベンダーの環境貢献事例を調査する。ブルームバーグ、ロイターならびにMSCIといった大手に加え、TrucostやEIRISといった小規模のベンダーについて、提供する情報ならびにそのインパクトの観点から比較する。とりわけ、提供している情報が実際にどのように投資家に利用されたのか、その結果、社会全体の環境保全に貢献しているのかという観点に焦点をあてる。3.エコツーリズムに関する研究。環境保全と事業活動を両立させることが至上命題となるもう一つの事例としてエコツーリズムがある。国内の屋久島や小笠原諸島をとりあげて、企業経営とのかかわりを明らかにしたうえで、環境保全と事業活動の両立に焦点をあてて、その計数化の事例を調査する。4.ドイツにおけるEモビリティの研究。ドイツにおいては、再生可能エネルギーと電気自動車の普及が環境政策的に統合して展開されている。当該分野にかかわる企業にとっては、事業展開と環境保全が両立仕組みが担保されている。本分野における日独比較を実施する。当初、環境報告書の収集に人員が必要となると考え、30万円の予算を謝金として計上したが、作業を実施しているうえで、その予算が必要ないことが判明した。そのための金額は、物品費ならびに旅費として使用する計画である。23年度の予算使用により、パソコン、モニターならびに資料といった物品を購入し、基礎的な研究環境はすでに整備されている。そこで、24年度の予算は、以下のものに使用する計画である。「収集した環境報告書の分析に使用するPDF検索のためのソフトウェア」「必要に応じて追加のハードディスク」「インタビュー調査を実施するための国内旅費(ブルームバーグ、ロイターへのインタビュー調査。屋久島エコツーリズムの視察・インタビュー調査など)」
雲下洗浄過程における降雨の化学組成の実測

大気中に存在する物質は乾性沈着あるいは湿性沈着によって除去されて地上に沈着する。降雨が落下する間に大気中にある物質を取り込むウオッシュアウトを野外で実測する試みが国内外で様々なされてきたが、実測された例はなかった。そこで、中国四川省峨眉山に降雨採取容器を設置して降雨の試料を採取し、化学分析を行うと共に分析結果の解析を行った。降雨に含まれる成分は高度が下がるに伴って増加する。両者の関係を数式化した。本研究の目的は雲下洗浄過程における降雨の化学組成の変化を実測することである。今年度は3年の研究期間の初年度にあたることから、試料採取地点の確保と試料採取を開始することに主眼をおいて研究を行った。峨媚山に降雨採取地点をもうけて試料採取を行うとともに、峨媚山周辺域など四川盆地内の各所で降雨や河川水・地下水の採取を行ってきた。試料を相互に比較することで、大気汚染物質がどの様にして降雨に取り込まれていくのかを検討している。この結果、高度が下がるにつれて降雨に含まれている硫酸イオンや硝酸イオン等の濃度が増加することが明らかとなった。そこで、雨滴と落下高度との関係を数式化する試みを行っているところである。また、雲下洗浄過程で降雨に取り込まれるエアロゾルの動態を明らかにするため、成都市にハイボリュームエアサンプラーを設置して試料採取を開始した。ハイボリュームエアサンプラーと同じ場所に設置されているアンダーセンサンプラーによって粒径毎の試料採取も始めたところである。分析は19年度に行う予定である。また、分別過程を検討するため降雨の水素・酸素同位体比を、大気汚染物質の動態を明らかにするためイオウ同位体比の測定を行っている。現在は、分析結果について解析を行っているところである。中国四川省峨眉山に降雨採取容器を設置して降雨の試料を採取している。採取した試料について化学分析・同位体分析を行うと共に、分析結果の解析を行っている。このため、高度と濃度の関係の数式化を試みている。一方、降雨に取り込まれる大気汚染物質であるエアロゾルを、成都市に設置したハイボリュームエアサンプラーで採取している。一部の試料について分析を始めたところである。これまでに、通常時と降雨時で、硫酸塩の存在化学形態が異なっていることが明らかになってきている。研究成果の一部について学会で発表を行った。また、研究成果を(社)日本雪氷学会発行の学会誌「雪氷」に投稿し、論文が掲載された。なお、培風館より2007年12月に発行された地球環境講座第7巻「環境の地球化学」(日本地球化学会編)の第8.1章「酸性雨」の項に、本研究の成果の一部を執筆した。本書は地球化学の教科書として出版されているものである。中国四川省にある峨媚山は世界遺産にも指定されている名山であるが、山麓から山頂まで寺が点在しており年間を通じて人が常駐している。また、峨媚山には標高2500mまで道路があり山頂までロープウェイが設置されていることから、年間を通じて山頂まで登頂可能である。峨媚山の標高2000-2500m付近には常時、雲がかかっており降雨が降っている。峨媚山は第四紀の断層活動によって生じた山であり、垂直変位が大きく、山道に沿って降雨の採取地点を確保すれば、年間を通じてほぼ同一地点で山麓から山頂まで任意の高度で降水を採取可能である。このように、峨媚山は、四川盆地内に滞留している高濃度の大気汚染物質がウオッシュアウトによって降雨に取り込まれる状況を明らかにできる絶好の地点である。本研究では、峨媚山に高度200m毎に降雨採取地点をもうけて試料採取を行うと共に、峨媚山周辺や成都市内に降雨採取地点をもうけて試料採取を行い、降雨試料を相互に比較することで、大気汚染物質の降雨への取り込まれ方を検討した。その結果、高度が下がるにつれて降雨に含まれている硫酸イオンや硝酸イオン、カルシウムイオン等の濃度が増加することが明らかとなった。雨滴の落下距離に対する汚染物質濃度の増加量は、硫酸イオン、硝酸イオンおよびカルシウムイオンのおのおのについて雨滴が100m落下する毎にそれぞれ2.18, 1.36および4.76mol/Lであった。各イオン成分の濃度増加量の違いは、大気中での各成分の存在形態や物理・化学的性質の違いを反映していると考えられる。
変形量子化による非可換関数等式とその応用

変形が収束べき級数であるような変形量子化を研究した。得られた変形量子化代数における非可換指数関数の性質を詳しく調べた。この指数関数を用いて様々な非可換関数等式を考察した。その応用として、具体的なMICケプラー問題の固有値問題、シンプレクティック簡約化を詳しく調べた。さらにこれをもとに、作用する群が可換である時の収束べき級数のS1非可換簡約化の一般的な公式を得た。非可換指数関数の応用として真空元から変形量子化代数の表現が得られることをそのアルゴリズムも含めて明確にした。具体的な力学系に対する変形量子化の応用として、古典力学系がリー群作用の簡約化により与えられる場合を研究した。配位空間が単位円周のリー群を構造群とする主ファイバー束の構造を持つとき、そのリー群作用は相空間に拡張される。このリー群作用で不変な相空間上のハミルトン関数は、いわゆるMarsdenーWeinsteinの簡約化(reduction)理論により簡約化シンプレクティック多様体上の力学系を誘導する。これは古典力学系の理論であるが、変形量子化理論を用いて対応する量子系に対して簡約化を行う、いわばMarsdenーWeinsteinの簡約化理論の量子化を具体的な系に対して研究し結果を得た。配位空間として4次元ユークリッド空間、リー群は単位円周のリー群、リー群作用で不変な力学系は8次元相空間上の自由度4の調和振動子を考える。対応する簡約力学系は水素原子を特殊な場合として含むMIC-Kepler problemである。この8次元相空間上に自然にモイアル積による非可換代数を考えることが出来る。簡約化シンプレクティック多様体上の関数により生成された部分代数に対し、リー群作用の運動量写像により生成される両側イデアルによる同値類をとることにより、簡約化シンプレクティック多様体上の非可換代数が得られる。この非可換代数から簡約化シンプレクティック多様体上の変形量子化を得た。この方法は、形式的べき級数を用いる従来の議論とは本質的に異なるものであり、形式的べき級数ではない変形量子化に対する量子的簡約化はこの結果が初めてであるといえる。得られた結果は専門誌に受理され、掲載予定である。平成25年6月にブルガリアで研究会を共同主催し、本研究計画にかかわりのある海外の研究者と研究討論、情報交換を行った。この研究会をとおして、それぞれの研究者により得られた科学的な知見を論文集にまとめた。研究計画に従い2点の研究を行った。第一に、変形量子化を用いてアイゼンシュタイン級数の拡張に関する研究を行った。アンドレ・ヴエイユの著書でアイゼンシュタイン級数について記述されているが,それらを一つ一つ変形量子化により拡張する作業を行っている。著書の前半で説明されている三角関数の級数表示の拡張に成功した。変形量子化を用いることにより、アンドレ・ヴエイユの与えた分数式の無限和による方法がそのまま直接的に拡張できることが分かった。第二に、磁場のかかった水素原子のエネルギー固有値とその重複度の研究を行い予定通り結果に到達した。変形量子化により運動量写像を用いて古典的な簡約化と並行に議論を進めることが可能であると判明した。研究計画に従い下記の研究会を開催し、本研究計画に関係する国内外の研究者の参加により、情報交換・研究打ち合わせを行った。ブルガリア科学アカデミーのムラデノフ教授と共同で国際研究集会を開催し、本研究計画に関係する古典力学の可解性について研究している多くの参加者たちと情報交換と研究打ち合わせを行った。進行中の本研究計画の研究結果について報告し、その際の質疑応答を通して多くの参加者から有益な情報を得ることが出来た。ポーランドにあるビアリストク大学数学科のオズジェビッチ教授主催の国際研究会に参画し、計画に従い非可換幾何学、数理物理学の専門家と合同で、現在世界で進行中の研究の流れを幾何学の側面から統一的に眺める作業を行った。ここでも本研究計画の研究結果について報告し、その際の質疑応答を通して多くの参加者から有益な情報を得ることが出来た。早稲田大学の本間准教授,慶雁義塾大学の宮崎教授と共同で幾何学の研究集会を開催し、国内の関連する研究者を広く招聴し分野横断的に情報の交換,研究討論を行った。変形のパラメータが形式的べき級数をあたえる形式的パラメータではなく、収束べき級数を与える実数の場合に、量子シンプレクティック簡約化の一般論は作られていない。一方、形式的べき級数の枠組みでは、すでにFedosovらによってアルゴリズムが作られている。これに対し、変形パラメータが実数、作用する群が単位円周である可換リー群、シンプレクティック多様体がファイバーが単位円周のリー群である主ファイバー束の余接束である場合に量子シンプレクティック簡約化のひとつの構成法を与えた。

具体的な例として今までにMICケプラー問題について量子シンプレクティック簡約化を構成したが、これを具体的な場合としてふくむ一般論ができたといえる。これを余接束から一般のシンプレクティック多様体に拡張することも考察した。非可換指数関数の特異点に関する研究を引き続き行い、さまざまな結果を得ることができた。2次形式の非可換指数関数の特異点の周りでの1周積分から真空状態と呼ばれる元がえられそれから変形量子化代数の表現がえられることを示した。その具体的応用としてMICケプラー問題の基本解のグリーン核を変形量子化から構成できることを示し、さらにこれが一般の単位円によるリー群の量子シンプレクティック簡約化により得られる系に対しても一般化が可能であることを示した。変形が形式的べき級数である場合について、ホッホシルト境界作用を用いて構成する方法、ワイル代数束を用いて交際する方法、さらに変形が形式的べき級数ではない場合の構成法など、今までにしられている構成法をまとめなおして、研究会、セミナーなどで発表および解説を行い、未解決な問題などに関して新しい視点を提示した。シンプレクティック・ポアソン幾何学、変形量子化今年度の研究により、幾何学的な簡約化の理論を変形量子化による非可換な議論に拡張する具体例を掲げることが出来た。この例はよく知られた水素原子の系を含むMIC-Kepler problemの相空間である。さらに、この方法をSU(2)-Kepler problemおよびよく知られた他の古典力学系に適用可能であると予測されるが、これを次年度に引き続き研究していく。このことから、3点の研究目的のうち、第2点目の幾何学的な視点による研究、第3点目の具体的な量子系への応用研究は、かなり達成できたといえ、さらにこれから研究を継続して達成度を高められると予想できる。第1点目の非可換指数関数による様々な関数の非可換化とその関数等式の研究は、現在までは、達成度は半分程度である。理由は、非可換指数関数の積の扱いおよび表示の変換の扱いの部分に技術的な複雑さがあるからである。しかしながら、平成25年度の研究を通じて、2次の非可換多項式の非可換指数関数の取扱いに残された不透明な部分を簡明に扱う方法が見えてきた。これが整理されると今までに行ってきた議論をまとめて達成度を上げることが出来ると思われる。本研究の主な目的は、変形量子化の完備位相代数を用いて,(1)指数関数などの初等関数,テータ関数,楕円関数,そして特殊関数の非可換化を調べること,(2)これらの満たす非可換関数等式について幾何学的な視点で研究すること,(3)これらの関数等式を具体的な量子系に応用することの3点である.現在までに、(1)に関しては、アイゼンシュタイン級数を変形量子化による拡張研究を行い、数学的に意味のある定義を与えることが出来、研究の方向性が見えてきてその基礎的部分に関して結果が得られたといえる。(2)に関しては、具体例を通じて研究を行っている。具体例をみると、非可換な指数関数が分岐特異点を持つことがわかり、この特異点の周りを点が一周した時の値のずれを調べている。非可換指数関数の特異点に関しては、一般的な幾何学的研究を行うためには、その前に多くの具体例を調べる必要がある。
微生物由来不凍タンパク質の構築原理と分子進化の解明

不凍タンパク質は氷結晶に結合しその成長を抑制する。本研究では低温環境下に生息する微生物から見出された不凍タンパク質の氷結晶結合部位を、結晶構造解析と変異体実験によって明らかにした。また、種々の微生物由来不凍タンパク質の不凍活性を詳細に解析した結果、これらの不凍タンパク質には共通した分子骨格構造が存在し、局所的なアミノ酸の置換によって生育環境に応じた不凍機能を特化させている可能性が示唆された。担子菌(Typhula ishikariensis)の不凍タンパク質の機能解析及び変異体実験を行うために、組換えタンパク質の発現系を構築した。用いる宿主及び遺伝子のコンストラクトを検討したところ、大腸菌を用いGSTタンパク質と融合させた場合に最も多くの可溶性タンパク質が得られることがわかった。また、この融合タンパク質は天然型不凍タンパク質と同程度の不凍活性を有することがわかった。この発現系を用いて、それぞれ離れた分子表面に存在する残基に変異を導入した変異体を作成し不凍活性を評価した。各変異体を不凍活性の変化の程度によって分類することによって、不凍活性に寄与している部位を同定することができた。子嚢菌Antarctomycespsychrotrophicus培養液から不凍タンパク質を精製した。得られた不凍タンパク質は分子量が約28,000Daであり、糖鎖修飾を受けていることがわかった。また、N末端のアミノ酸配列や成長する氷結晶の形状は担子菌T.ishikariensis不凍タンパク質と異なっていた。また、担子菌不凍タンパク質の抗体とは交差しなかった。これらのことから本子嚢菌不凍タンパク質は既知のものとは異なる新規な不凍タンパク質であると考えられる。珪藻(Navicula glaciei)不凍タンパク質の遺伝子を取得し、メタノール代謝酵母を用いた発現系を構築した。培地上清に分泌された不凍タンパク質の活性は、担子菌T.ishikariensis不凍タンパク質と同程度であることがわかった。担子菌(Typhula ishikariensis)はアミノ酸配列が最大で15%異なる複数の不凍タンパク質アイソフォームを分泌することが知られている。これらの不凍タンパク質アイソフォームを培養液より分画しそれぞれの不凍活性を評価したところ、アイソフォームによって不凍活性に大きな差異があることがわかった。アイソフォーム間の不凍活性とアミノ酸配列の比較から、活性に影響を与える領域が推定された。また、本不凍タンパク質の組換え発現系における宿主及び培養条件を再検討し、タグやアミノ酸置換のない天然型と同一な配列を有する組換え試料として取得した。この発現系を利用した変異導入実験、及びアイソフォーム間の活性の比較に基づき、本不凍タンパク質の氷結晶結合部位はβ-ヘリックス構造を形成した領域のうちの一つの分子表面に存在することが示唆された。珪藻(Navicula glaciei)、及びバクテリア(Colwellia sp)由来不凍タンパク質の機能解析を行い、それぞれが異なる不凍活性や氷結晶形状修飾能を有することがわかった。このことから微生物不凍タンパク質は同一の骨格構造を有するが、氷結晶への結合様式には違いがある可能性が示唆された。さらに両タンパク質の結晶化を行い、結晶化の初期条件を見出した。不凍タンパク質は氷結晶に特異的に結合し、その成長を抑制する性質を有している。本研究では低温環境下に生息する菌類や珪藻類、バクテリアなどの好冷性微生物に共通して存在している不凍タンパク質ファミリーの立体構造と不凍機能を解析することによって、氷結晶結合メカニズムと分子進化に関する知見を得ることを目的とする。本年度はバクテリア(Colwellia sp)由来不凍タンパク質を結晶化し構造解析を行った。その結果、この不凍タンパク質の骨格構造は、昨年度までに解析した好冷性担子菌イシカリガマホタケの不凍タンパク質と類似したものであることが明らかとなった。一方、これら二つの不凍タンパク質の不凍活性には大きな差異があることがわかっている。このことから分子表面に位置する残基のうち、アミノ酸配列の相同性の低い部位が不凍活性へ関与する部位であることが示唆された。また、一つの微生物には、アミノ酸配列にわずかに差異がある不凍タンパク質のアイソフォームが多種類存在することが知られている。本年度はイシカリガマホタケ不凍タンパク質の複数のアイソフォームを遺伝子組換えタンパク質として取得し、詳細な機能解析を行った。その結果、これらアイソフォーム間にも不凍活性と氷結晶への特異性に大きな差異があることが明らかになった。前述の結晶構造解析と同様に、アミノ酸配列の異なる部位が不凍活性の違いに関与していることが示唆された。以上のことから、好冷性微生物に由来する不凍タンパク質には、不凍タンパク質の基本的な性質の発現に寄与する共通した分子骨格構造が存在し、局所的なアミノ酸の置換によって生育環境に応じた不凍機能を特化させている可能性が示唆された。