hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
P_2-プリン作動性受容体による心筋遅延整流性K電流の増大反応の解析

>(E-4031感受性成分)とI_<Ks>(E-4031抵抗性成分)に分離した.次に,細胞外ATP(1,50μM)投与によりI_Kが増大したところで,同様にE-4031を作用させて,I_KをI_<Kr>とI_<Ks>とに分離し,それぞれの大きさをコントロールと比較すると,I_<Kr>の大きさはほとんど不変でI_<Ks>のみが増大していた.以上,1および2の実験結果により,P_2-受容体刺激は,緩徐活性型の遅延整流性カリウム電流(I_<Ks>)を選択的に増大させることが明かとなった.酵素処理により得られたモルモット心房筋ならびに心室筋細胞にパッチクランプ法を適用して全細胞膜電流記録(whole-cell recording)を行い,P_2-受容体刺激による緩徐活性型遅延整流性カリウム電流(I_<K8>)の増大反応に関わる細胞内情報伝達機構について検討を行った.本研究により以下の点が明らかになった.1. GTP結合蛋白(G蛋白)の関与について細胞内にG蛋白の機能を阻害するguanosine5'-O-(2-thiodiphosphate)(GDP-βS,1mM)を負荷するとATPによるIK,の増大反応はほとんど消失したため,この反応にG蛋白の関与が示唆された.また,このATPの作用は細胞の百日咳毒素処理によっては影響を受けなかったため,関与するG蛋白は百日咳毒素非感受性のものであると考えられた.なお,G蛋白の関与があることにより,P_2-受容体はG蛋白共役型であるP2Y型であることも示唆された.2.蛋白燐酸化反応の関与について(2) H-7(10μM)およびH-8(5μM)存在下においてATPの増大作用は影響を受けなかったために,AキナーゼならびにCキナーゼを介する燐酸化反応の関与は否定的であった.(3) genistein(50μM)は部分的にではあるがATPの作用を抑えたが,daidzein(50μM)は効果をおよぼさなかったため,チロシンキナーゼの関与が示唆された.以上,1および2の実験結果により,ATPはP2Y型受容体を刺激して何らかのチロシンキナーゼを介する蛋白燐酸化反応を引き起こしI_<K8>を増大させることが明らかになった.
ストレスおよび糖尿病による脳の老化促進の機構解明と食品成分によるその予防

(1)緑茶中のカフェイン量を減少させることによりテアニンのストレス軽減効果を高めた場合、マウスならびにヒトにおいて有意なストレス軽減効果が認められた。(2)エピガロカテキンガレート(EGCG)及びその代謝物について、血液脳関門透過性並びに培養神経細胞(SH-SY5Y)に対する神経突起伸長作用を検討した結果、EGCG並びにその代謝物が神経細胞の分化を誘導している可能性を見出した。(3)老化促進モデルマウス(SAMP8)では、ストレス負荷によりベータアミロイドの比率(42/40)が有意に高まっていたことから、ストレスはアルツハイマー病の進行を促進することが示唆された。高齢社会となったわが国において、老化の予防は認知症対策の重要な柱となる。一方、脳の老化を促進することが疫学的に明らかになったものとして、「ストレスの蓄積」ならびに「糖尿病の関与」がある。本研究は、われわれがこれまでにストレスならびに糖尿病に対する予防効果を明らかにしてきた緑茶成分であるテアニンおよびカテキンに着目し、脳の老化予防における作用機構解明ならびに食品成分の脳に対する機能性解明をめざし、平成27年度に下記を実施した。1.マウスに縄張り意識を確立させた後に対面飼育を行うことにより、マウスに社会心理的ストレスを負荷した。これらのマウスについて、ex vivo MRIによる脳の形態的変化の測定を行った結果、ストレス負荷1ヶ月の時点で脳の容積が有意に低下し、更に加齢に伴い脳の萎縮が進行することが明らかとなった。一方、ストレス負荷時にテアニンを摂取していたマウスでは脳萎縮が改善することが明らかとなった。2.テアニンを摂取していたマウスでは、脳内に確かにテアニンが取り込まれているとともに、興奮性神経伝達物質であるグルタミン酸が減少し、抑制性のGABAが増加していることを見出した。これらのことから、テアニンが脳内のグルタミン酸代謝に関与していることが考えられた。3.テアニンの作用はカフェインによって打ち消されることから、カフェイン量を減少させた低カフェイン緑茶を作製しストレス軽減効果を検討した結果、マウスならびにヒトにおいて有意なストレス抑制効果が認められた。4.老化促進モデルマウス(SAMP8)では、高脂肪食を摂取させることにより脳萎縮ならびに脳機能の低下が有意に促進したが、カテキン摂取によりそれらが抑制されることが見出された。一部予定通り行えなかった項目もあったが、一部は28年度に行う予定であった実験を前倒しで行うことができた。高齢社会となったわが国における認知症対策として「脳の老化予防」が重要であるが、「ストレスの蓄積」や「糖尿病」は脳の老化を促進することが疫学的に明らかになっている。本研究では、われわれがこれまでにストレスならびに糖尿病に対する予防効果を明らかにしてきた緑茶成分のテアニンおよびカテキンに着目し、脳の老化予防における作用機構解明ならびに食品成分の脳に対する機能性解明をめざし、平成28年度に下記の成果を得た。1.緑茶成分のストレス緩和作用について、緑茶成分間での相互作用を明らかにした。これまでにテアニンの抗ストレス作用に対しカフェインが拮抗することが報告されているが、ガレート型カテキンはカフェイン以上にテアニンの作用を抑制することを見出した。一方、非ガレート型カテキンはガレート型カテキンと拮抗することにより、間接的にテアニンの作用を助けることを見出した。更にテアニンに次いで緑茶中に多いアミノ酸であるアルギニンが、テアニンと同等の抗ストレス作用を示すことも見出した。これらの成果により、緑茶の成分組成を比較することによりストレス緩和作用を推定できることを明らかにした(Phytomedicine, 23, 1365-1374, 2016)。2.緑茶カテキンによる脳の老化予防作用を明らかにするため、カテキン類の血液脳関門(BBB)透過性ならびに培養神経細胞に対する分化促進作用について詳細に検討した。その結果、緑茶中に含まれるカテキンの中でエピガロカテキンガレート(EGCG)は、BBBを透過して脳内に取り込まれると推定されるごくわずかの量で神経細胞の分化を促進することを明らかにした。これにより、加齢に伴う脳機能低下が緑茶の摂取により抑制される機構の一端が明らかとなった(Biochem Biophys Rep, 9, 180-186, 2017)。28年度の研究計画として下記をの項目を予定し、以下のような成果が得られたことから、本研究課題は概ね順調に進展している。1.テアニンの抗ストレス作用について、他の緑茶成分と一緒にテアニンを摂取した場合に十分なストレス軽減効果が得られるためにはどのような組成が適しているのか、脳内の作用機構を含め検討した。その結果をまとめ論文とした(Phytomedicine, 23, 1365-1374, 2016)。また中高齢を対象として、低カフェイン緑茶のストレス軽減効果を検討した。その結果をまとめ、現在論文を作成中である。2.ストレスを負荷したマウスについて、脳内での遺伝子発現の変化、ならびにテアニンの作用機構についての解明をめざし、遺伝子発現の変化について解析を行った。その結果、重要な遺伝子発現の変化が見出されたことから、この遺伝子を鍵として研究を伸展することとした。3.高脂肪食ならびにカテキン摂取により変化する脳内遺伝子に関する研究については、現在論文を作成中である。4.雌マウスに適したストレス負荷実験系を構築することができた。超高齢社会となったわが国において、「脳の老化予防」は認知症対策の重要な柱である。

本研究では、脳の老化予防に対する食品成分(テアニン、カテキン等)の作用機構解明、ならびに脳老化に対するストレスの関与について下記の成果を得た。(1)緑茶に含まれる主要なアミノ酸であるテアニンは優れた抗ストレス作用を示すが、テアニンの抗ストレス作用は緑茶の主要な成分であるカフェインやカテキンの共存によって阻害される。緑茶中のカフェイン量を減少させた低カフェイン緑茶では、テアニンのストレス軽減効果が高まることがマウスならびにヒトにおいて確認された。低カフェイン緑茶の摂取は睡眠の質も高めたことから、高齢者に適した飲料であることが明らかとなった。またテアニンを多く含む抹茶について、ストレス軽減作用が期待される抹茶の成分組成の基準を明らかにし、その基準がヒトに適用できることを示した。(2)緑茶カテキンを摂取することにより加齢に伴う脳機能の低下を予防できることを、これまでにマウスを用い明らかにしてきた。エピガロカテキンガレート(EGCG)及びその代謝物について、血液脳関門透過性並びに培養神経細胞(SH-SY5Y)に対する神経突起伸長作用を検討した結果、脳内に取り込まれるEGCG並びにその代謝物が、直接的に神経細胞の分化を誘導している可能性が見出された。(3)アルツハイマー病モデル動物の一つである老化促進モデルマウス(SAMP8)では、ストレス負荷により脳内のベータアミロイドの比率(42/40)が有意に高まっていたことから、ストレスはアルツハイマー病の進行を促進することが示唆された。(1)緑茶中のカフェイン量を減少させることによりテアニンのストレス軽減効果を高めた場合、マウスならびにヒトにおいて有意なストレス軽減効果が認められた。(2)エピガロカテキンガレート(EGCG)及びその代謝物について、血液脳関門透過性並びに培養神経細胞(SH-SY5Y)に対する神経突起伸長作用を検討した結果、EGCG並びにその代謝物が神経細胞の分化を誘導している可能性を見出した。(3)老化促進モデルマウス(SAMP8)では、ストレス負荷によりベータアミロイドの比率(42/40)が有意に高まっていたことから、ストレスはアルツハイマー病の進行を促進することが示唆された。脳老化を促進する要因として「ストレスの蓄積」ならびに「糖尿病の関与」に焦点を当て、脳老化促進の機構解明ならびに食品成分の機能性解明をめざし、下記の項目を実施する。1.テアニンの抗ストレス作用について、他の緑茶成分と一緒にテアニンを摂取した場合に十分なストレス軽減効果が得られるためにはどのような組成が適しているのか、脳内での作用機構を含め検討する。また中高齢者等を対象として、低カフェイン緑茶のストレス軽減効果を検討する。2.ストレスを負荷したマウスについて、脳内での遺伝子発現の変化、ならびにテアニンの作用機構についての解明をめざし、脳内の遺伝子発現の変化について解析を行う。また、ストレス負荷が長期間となった場合の血中のグルココルチコイドの概日リズムの変化を測定する。3.高脂肪食摂取ならびにカテキン摂取により変化する脳内遺伝子を探索する。
東日本大震災と福島第一原発事故の被災地域における環境復興まちづくりに関する研究

本研究では、“環境創造"という観点から、東日本大震災に伴う地震・津波被災地域における復興まちづくりの実態、“環境回復"という観点から、福島第一原発事故に伴う放射能汚染地域における復興まちづくりの実態を明らかにした上で、それぞれの復興まちづくりに関する課題を明らかにした。特に、後者の放射能汚染地域における復興まちづくりについては、その実態と課題を体系的に明らかにした。研究の成果については、論文や図書などとして発表した。本研究は、福島県を中心とする東日本大震災および福島第一原発事故の被災地域を対象として、「スマートシティ」や「再生可能エネルギー」などの“環境創造"と、「除染」などの“環境回復"の両面から、“環境復興まちづくり"の実態や課題を総合的に明らかにするものであり、今後の被災地域における復興まちづくりのあり方、そして、我が国の環境まちづくり政策のあり方を検討する上で重要な意義を有するものと考えられる。本研究の初年度にあたる2015年度には、主として、以下のような調査・研究を実施した。1.“環境創造"に関しては、特に、環境未来都市に選定されている福島県の南相馬市と新地町、宮城県の岩沼市と東松島市、岩手県の釜石市と大船渡市・陸前高田市・住田町の6都市を重点的な対象として、アンケート調査、ヒアリング調査、現地調査などを実施し、環境未来都市計画の進捗状況や問題点を詳細に把握した。また、福島県内の市町村を中心として、防災集団移転促進事業や防災緑地整備事業などの復興まちづくりとあわせた環境復興まちづくりの実態や課題に関する分析・考察を行った。2.“環境回復"に関しては、除染特別地域に指定されている福島県内の11市町村、汚染状況重点調査地域に指定されている39市町村等を対象として、アンケート調査、ヒアリング調査、現地調査を実施し、福島の復興の起点であり基盤であるとの位置づけのもとに進められている除染の実績と課題、除染の政策的な位置づけの妥当性や合理性などについて体系的に分析した。また、いわゆる福島12市町村における復興拠点等の実態と課題、福島県内の各地区における農業復興の実態と課題などについて分析・考察を行った。3.以上で得られた研究成果については、それぞれ論文としてまとめて発表した。研究目的に即して、ほぼ研究実施計画の通りに調査・研究を達成することができているため、「おおむね順調に進展している」との評価でよいように思われる。本研究の2年度目にあたる2016年度には、主として、以下のような調査・研究を実施した。1.“環境創造"に関しては、昨年度の成果を発展させつつ、特に、環境未来都市に選定されている福島県の南相馬市と新地町、宮城県の岩沼市と東松島市、岩手県の釜石市と大船渡市・陸前高田市・住田町の6都市を重点的な対象として、アンケート調査、ヒアリング調査、現地調査などを実施し、環境未来都市計画の進捗状況や問題点を詳細に把握した。また、被災3県における観光復興とあわせた環境復興まちづくりの実態や課題に関する分析・考察を行った。2.“環境回復"に関しては、除染特別地域に指定されている福島県内の11市町村、汚染状況重点調査地域に指定されている39市町村等を対象として、アンケート調査、ヒアリング調査、現地調査を実施し、除染の実態と課題について体系的に分析した。また、福島市大波地区を対象として、除染・復興まちづくりに関する住民意識を整理・分析した。さらに、避難指示区域内の地域における復興拠点の実態、避難指示解除地域における買い物などの生活実態、避難指示区域内の地域からの避難者の居住実態などについて、環境回復の観点を含めて分析・考察を行った。東日本大震災および福島第一原発事故の被災地域は、我が国の中でも人口減少・高齢化・経済停滞が深刻であった地域であり、被災者が早期に安定的な日常生活を取り戻すこと、そして、それが同時に環境、経済、社会の面でのレジリエンスを高め、持続可能な地域の形成につながること、およそこのような道筋にそって復興が進むことが求められている。特に、環境面でのレジリエンスと持続可能性を高めることは、折からの低炭素社会の実現、省エネルギー化の推進、資源の循環利用・消費効率化に加えて、原子力政策の見直しに伴う再生可能エネルギーの普及促進という新たな社会的要請に鑑み、被災地域の復興を進める上で重要な課題である。本研究は、こうした背景のもとに、1“環境創造"という観点から、東日本大震災に伴う地震・津波被災地域における復興まちづくりの実態と課題を体系的に明らかにするとともに、2“環境回復"という観点から、福島第一原発事故に伴う放射能汚染地域における復興まちづくりの実態と課題を体系的に明らかにすることを目的とするものであり、今後の被災地域における復興まちづくりのあり方、そして、我が国の環境まちづくり政策のあり方を検討する上で重要な意義を有するものと考えられる。

2017年度には、2015年度および2016年度に実施した研究の成果、すなわち、“環境創造"についての被災3県における環境復興まちづくり、“環境回復"についての福島県における除染・復興まちづくりに関する研究の成果を踏まえつつ、本研究全体のとりまとめを行い、論文の発表や書籍の出版作業などを実施した。研究期間全体を通じて、福島県を中心とする東日本大震災および福島第一原発事故の被災地域を対象として、“環境創造"と“環境回復"の両面から、“環境復興まちづくり"の実態や課題を総合的に明らかにすることができたと考えられる。本研究では、“環境創造"という観点から、東日本大震災に伴う地震・津波被災地域における復興まちづくりの実態、“環境回復"という観点から、福島第一原発事故に伴う放射能汚染地域における復興まちづくりの実態を明らかにした上で、それぞれの復興まちづくりに関する課題を明らかにした。特に、後者の放射能汚染地域における復興まちづくりについては、その実態と課題を体系的に明らかにした。研究の成果については、論文や図書などとして発表した。本研究の2年度目にあたる2016年度には、2015年度の成果を活かしつつ、環境復興まちづくりに関する住民の評価を明らかにするとともに、国内外の先進事例調査を行いたいと考えている。本研究の最終年度である2017年度には、環境復興まちづくりにかかわる海外の先進事例調査を行うとともに、本研究全体のとりまとめを行い、本研究の最終成果の出版化に向けた作業を進めたいと考えている。都市計画・まちづくり
保型形式及び保型L関数の研究

1.保型形式に付随する大域的L関数の関数等式の決定について一般の古典群上の保型形式に対し、L関数の解析接続・関数等式を行列サイズに関して機能的に証明するプログラムを我々は既に提示していた。今年度、定値ユニタリ群に対してこのプログラムを実行し、完全に閉じた形の関数等式を得た。また、ユニタリ群上の正則保形式についても多少の技術的条件下で結果を得ている。2.局所新谷関数についてunipotent radicalの作用をも込めたWhittaker-Shintani関数について、存在・一意性を示した。応用として、直交群上の保型形式とGL(n)とのテンソルL関数のRankin-Selberg型の積分表示が得られる。3.直交群上の正則Eisenstein級数Jacobi尖点形式から直交群上の正則尖点形式への持ち上げ(Oda's lifting)を、Eisenstein級数に対しても構成した。既に知られているJacobi Eisenstein級数のexplicit Fourier展開から、直ちに直交群のEisenstein級数の展開式が得られる。4.U(1,n+1)上の正則保型形式実素点でのランクが1であるユニタリ群上の正則尖点形式に対し、Fourier-Jacobi展開を考察した。そこに現れるJacobi型の保型形式の空間に作用するHecke環を導入し、ユニタリ群上の保型形式に付随するL関数のゼータ積分表示を得た。
シクロデキストリンによる元素選択的貴金属回収メカニズムの解明

シクロデキストリンはグルコースがつながって環状構造をとった「環状オリゴ糖」の一種である。環の外側は親水性、内側は疎水性となっていて疎水性の分子やイオンを包接して水に溶かすことが出来る。この特徴を生かして廃材などから特定の貴金属のみを選別して回収する方法が考案され実用化も視野に入れられている。本研究ではこのメカニズムを明らかにして金属元素選択的包接反応を行うための道筋をつけることを目標としている。
グラウンドワーク型まちづくり組織の成立条件に関する研究

英国発祥の地域住民・企業・行政のパートナーシップによって地域再生を図るまちづくりのしくみ・組織であるグラウンドワークが日本で発展するためには、組織特性的な観点からは、(1)パートナーシップによる運営体制の構築、(2)組織仕様の標準化、(3)フランチャイズ的手法によるネットワーク運営、(4)パートナーシップ政策の導入を目指した組織活動が必要であり、事業特性的な観点からは、(5)社会再生を目指した段階的な事業内容、(6)協働を広げる中間支援型の事業手法、(7)事業調整力の高いスタッフ雇用と資金源多角化の事業体制、(8)総合的・包括的取り組みを意識した事業戦略が必要であることが明らかとなった。日本のまちづくりNPOの分野において、先駆的に市民・企業・行政のパートナーシップという概念を取り入れて実践的なまちづくり活動を展開してきた全国各地のグラウンドワーク(以下、GWと言う)活動団体(約20団体)と、それらの全国的な普及啓発を推進する日本GW協会の取り組みをとおして、日本のGWの全体像を概観するとともに組織的な観点からみた発展の方向性について考察した。また、GWのオリジナルである英国GWの発展経緯と近年の発展動向について整理・分析した。GWのオリジナルである英国GWとの比較からは、日本のGW活動団体の特徴として、(1)自発的組織による連絡型の全体組織構造、(2)大都市地域に少ない設立地域、(3)環境再生指向の設立背景、(4)市民主導による草の根型組織、(5)限定型の活動組織の存在、(6)外縁的・部分的な各セクターの関与、(7)多様な組織による連携交流ネットワークがあげられた。これらの特徴をもとに、今後の日本のGWの方向性として、GW活動団体の(1)パートナーシップによる運営体制の構築、(2)組織仕様の標準化、(3)フランチャイズ的手法によるネットワーク運営が導きだされた。本研究は、GW活動団体のもつ設立背景や発展経緯を概観して、今後の日本のGWの組織的なあり方について考察したものである。まちづくり組織の分析の視点としては、組織の財政構造、事業内容、人的資源など組織の総合的な運営手法からの分析が必須である。したがって、それらの観点からみた日本のGWの分析と今後のあり方についての考察が、次年度の検討課題である。本研究は、英国発祥の地域住民・企業・行政のパートナーシップによって地域再生を図るまちづくりのしくみ・組織であるグラウンドワークの我が国での展開方向について、日英のグラウンドワークの比較をとおして考察したものである。英国のグラウンドワークは1980年代初頭の設立以来、政府の政策に柔軟に対応し、まちづくりに総合的・全体的に取り組むしくみを構築してきた。とくに英国グラウンドワークの設立当初からの基本戦略でもあるが、誰も取り組んでいない社会課題である「隙間のマーケット」に果敢に挑戦する能力の高さや、地域コミュニティの抱える課題や資源活用へのホリスティックな対応を目指した事業の開発や社会的企業の設立は、日本のまちづくりNPOに大いに参考になるものである。これら英国グラウンドワークの活動を見据え、今後、日本のグラウンドワークが発展するためには、組織特性的な観点からは、(1)パートナーシップによる運営体制の構築、(2)組織仕様の標準化、(3)フランチャイズ的手法によるネットワーク運営、(4)パートナーシップ政策の導入を目指した組織活動が必要であり、事業特性的な観点からは、(5)社会再生を目指した段階的な事業内容、(6)協働を広げる中間支援型の事業手法、(7)事業調整力の高いスタッフ雇用と資金源多角化の事業体制、(8)総合的・包括的取り組みを意識した事業戦略が必要であることが明らかとなった。グラウンドワーク活動団体をはじめ日本のまちづくりNPOにとっては総合的・包括的な取り組みが今後期待されるところであるが、その具体的な構築方策に関する検討は、今後の研究課題としたい。
電子波照射によるバレー分極

本研究は、電磁波と電子波の、物質との角運動量の相互作用における等価性、について実験的に明らかにすることを目的としている。透過電子顕微鏡法と電子エネルギー損失分光法(EELS)を基軸として、必要な理論や解析手法の確立を目指している。H30年度は、計測プローブである電子ビームに角運動量を持たせることで対象材料との角運動量相互作用の検出を可能にする目的で、軌道角運動量を持つ電子ビームを発生するための、スリット作製と透過電子顕微鏡へのスリット取り付けを行った。その後、スリットを通過した電子波が作る干渉パターンを取得し、先行研究と同様に、ドーナツ状の強度分布を持つスポットが一列に並ぶパターンを実計測で得られることを確認した。これは軌道角運動量を持つ電子ビームができていることを示唆し、ようやく計測プローブ側を準備することができた。具体的には、電磁波照射による角運動量に依存した物理現象(バレー分極に着目する)の発現が電子波照射でも同様に起きるかどうか、を検証するための基盤技術の構築とその検証実施を目指している。特に、透過電子顕微鏡法と電子エネルギー損失分光法を基軸として、目的達成のために必要な理論や解析手法の確立を目指している。また、バレー分極検出の対象材料として、単層構造の遷移金属ダイカルゴゲナイドに着目する。H28年度は、計測用の単原子層試料の作製と予備的な計測技術の検証を実施した。単原子層試料に関しては、転写プロセスを確立するまでに至らなかったため、次年度の課題として継続する。そのため予備的な計測技術の検証に関しては、計測技術が一部共通する点(線運動量移送依存計測)について、他の層状材料を用いて実施した。そのなかで、エネルギーと線運動量移送の両方を高分解能で計測することに成功した。この計測技術はバレー分極と関係のある励起子の分散関係の計測等に応用できるため重要である。さらに、単原子層試料への前段階としてバルクの遷移金属ダイカルゴゲナイドで計測技術の検証をすることを目的として、高純度結晶から薄膜試料を作製した。この薄膜試料に関しては、計測までには至らなかったため、次年度の課題として継続する。当初は本年度中に単原子層の電子エネルギー損失分光計測まで行う予定だったが、計測用の単原子層を作製するまでに至らなかった。そのため、計測技術として一部共通する点(線運動量移送依存計測)に関しては他の層状材料を用いて技術的な検証を実施した。以上の点から、やや遅れていると判断した。H29年度は、H28年度に引き続き、目標とする計測に必要な遷移金属ダイカルゴゲナイドの単原子層試料と高純度結晶を用いた良質な薄膜試料の作製を実施した。理想とする両試料の作製には至っていないものの、他の層状材料を用いて、共通する計測・解析技術に関して(特に低エネルギー域における信号検出が関して)、改善と開発を進めた。また、並行して、角運動量の相互作用を検出するためのスリット作製を実施した。試料作製に予想外の時間を要しており、対象材料におけるデータ取得は進んでいない。そのなかで、計測技術に関しては、別途並行して開発を進めている。以上の点から、遅れていると判断した。計測用の単原子層試料に関しては、引き続き各種プロセス条件を最適化して転写技術の確立を目指す。並行して、電子線照射によるバレー分極に関する理論と計測手法の考察も進める。引き続き、良質なバルク薄膜試料と単原子層試料の作製と、EELS計測を実施する。並行して、スリットを用いた電子波の性質の検証を行い、応用を目指す。
日本型市民社会の変容と政治過程への影響

研究代表者の山田は,2006年度において「2005年衆院選における自民党投票と政治的情報量」という論文を執筆,公表し,小泉純一郎首相によるポピュリズム戦略が政治的に無知な有権者を自民党への投票に導いたとする見方に対して,否定的な結論を導いた.また,2007年度においては全国的なサーヴェイ・データ分析から,日本ではエリート挑戦型の参加が増加していないこと,個々の参加手段相互の結びつきが時期によって変化していること,また参加における性差,所得差が減少していることなどを明らかにした.研究分担者の竹中は,日本人のイデオロギー分析の視点から以下の発見を得た.第1に自民党一党優位体制崩壊後も,イデオロギーがわからない有権者は増えておらず,また保守化や中道化も進んでおらず,有権者の間にイデオロギー対立がまったくなくなったわけではないこと.第2に争点に対する拘束力に関しては弱まる傾向を見せつつも,とくに安全保障に関する争点を中心に保革イデオロギーは争点態度に対する拘束力をいまだに有している.第3に投票行動との関連において保革イデオロギーは,自民党と野党第1党とを弁別するよりも,自民党と社民,共産両党とを弁別する度合いが強い.同じく研究分担者の森は,これまでの得票構造分析の集大成たる水崎節文との共著書において,小選挙区比例代表並立制という現行制度への変化が得票構造にどのような影響を与えたのかを分析している.その中で森は,中選挙区時代の得票地盤が効果的に再編されていること,自民党が従来強かった農村部において得票を減少させていることなどを発見している.研究代表者の山田は,2006年度において「2005年衆院選における自民党投票と政治的情報量」という論文を執筆,公表し,小泉純一郎首相によるポピュリズム戦略が政治的に無知な有権者を自民党への投票に導いたとする見方に対して,否定的な結論を導いた.また,2007年度においては全国的なサーヴェイ・データ分析から,日本ではエリート挑戦型の参加が増加していないこと,個々の参加手段相互の結びつきが時期によって変化していること,また参加における性差,所得差が減少していることなどを明らかにした.研究分担者の竹中は,日本人のイデオロギー分析の視点から以下の発見を得た.第1に自民党一党優位体制崩壊後も,イデオロギーがわからない有権者は増えておらず,また保守化や中道化も進んでおらず,有権者の間にイデオロギー対立がまったくなくなったわけではないこと.第2に争点に対する拘束力に関しては弱まる傾向を見せつつも,とくに安全保障に関する争点を中心に保革イデオロギーは争点態度に対する拘束力をいまだに有している.第3に投票行動との関連において保革イデオロギーは,自民党と野党第1党とを弁別するよりも,自民党と社民,共産両党とを弁別する度合いが強い.同じく研究分担者の森は,これまでの得票構造分析の集大成たる水崎節文との共著書において,小選挙区比例代表並立制という現行制度への変化が得票構造にどのような影響を与えたのかを分析している.その中で森は,中選挙区時代の得票地盤が効果的に再編されていること,自民党が従来強かった農村部において得票を減少させていることなどを発見している.今年度は,初年度ということで研究の方向性について議論する研究会を2回持った.8月の研究会において,研究の方向性と役割分担,最終的なアウトプットの構想について議論するとともに今後の進め方を確認した.2006年3月の研究会ではメンバー個々の研究の進捗状況に関して報告をするとともに,2名のゲスト・コメンテーター(今井亮佑氏(首都大学東京都市教養学部准教授),奥田修一氏(東京大学出版会))を招いてコメントを頂戴し,それを受けて企画内容の調整,最終的なアウトプットの構成変更,今後の課題についての整理を行った.この2回の研究会によって,アウトプットの構成をさしあたり以下のように定めた.仮タイトル『ポスト55年体制の政治過程』序第1章細川政権以降の行財政改革第2章政官関係の変容と団体第3章日本人のイデオロギーと新自由主義第4章政界再編以後の選挙と政治第5章制裁再編以後の選挙における有権者の意識と投票行動第6章参加とポピュリズム第7章マス・メディア,インターネットと日本の市民社会第8章比較政治学的視点から見た日本の政治体制第9章日本政治の方向性次年度以降の計画として,2006年度は7月12日,9月30日,12月2日に研究会を行うことが確認された.また,第1稿の提出期限を2007年1月31日とし,同年3月にそれを検討する全体会議を持つこと,2007年秋の入稿を目指すことなどもあわせて確認した.研究代表者の山田真裕は,2005年の衆議院総選挙における自民党への投票が,政治的に無知な有権者をポピュリスト戦略により動員したものであったかどうかを全国的な調査データにより確認することをこころみた.用いたデータは東北大学21世紀COEプログラム「男女共同参画社会の法と政策」(拠点リーダー辻村みよ子東北大学大学院法学研究科教授)によって2005年9月18日から10月20日までの期間でなされた全国的規模の面接調査である.このデータを用いて,有権者の政治的情報量を測定し,その多寡が自民党への投票を説明するかどうかを確認した.その際,政治的情報量を示すための代理変数として争点の重要性に対する評価,保革自己認知,政党の保革位置認知に関する質問に対する「わからない」という回答(DK回答)を利用した.

これらの設問について「わからない」と答える有権者は年齢的には60代以上になると多くなり,男性よりも女性に多く,また主婦がそれ以外の人々よりも多くなる傾向にあった.このDK回答を用いた指標を分析したところ,政治的情報量の多寡は投票する政党の選択に対しては,ほとんど影響がないことが明らかになった.この結果は,小泉自民党によるポピュリスト的な選挙戦略により政治的に無知な有権者を動員した結果,自民党が2005年総選挙における勝利を勝ち取ったとは言いがたいことを意味する.また,これまでの日本政治研究においては有権者の政治的知識に関する研究蓄積が乏しいが,この研究はその空隙を埋めることを企図するものでもあった.研究代表者の山田は,日本人の政治参加のあり方が長期的にどのように変化してきたのかを,全国的なサーヴェイ・データを分析することで明らかにした.その結果,日本ではエリート挑戦型の参加が増加していないこと,個々の参加手段相互の結びつきが時期によって変化していること,また参加における性差,所得差が減少していることなどが日明らかとなった.研究分担者の竹中は,(1)イデオロギー対立はなくなったのか,(2)イデオロギーの争点に対する拘束力はなお低下を続けているのか,(3)イデオロギーの投票行動に対する規定力はなお保たれているのか,といったリサーチ・クエスチョンを掲げ,以下のような発見を得ている.第1に自民党一党優位体制崩壊後も,イデオロギーがわからない有権者は増えておらず,また保守化や中道化も進んでおらず,有権者の間にイデオロギー対立がまったくなくなったわけではないこと.第2に争点に対する拘束力に関しては弱まる傾向を見せつつも,とくに安全保障に関する争点を中心に保革イデオロギーは争点態度に対する拘束力をいまだに有している.第3に投票行動との関連において保革イデオロギーは,自民党と野党第1党とを弁別するよりも,自民党と社民・共産両党とを弁別する度合いが強い.同じく研究分担者の森は,これまでの得票構造分析の集大成たる共著書において,小選挙区比例代表並立制という現行制度への変化が得票構造にどのような影響を与えたのかを分析している.その中で森は,中選挙区時代の得票地盤が効果的に再編されていること,自民党が従来強かった農村部において得票を減少させていることなどを発見している.
顎矯正手術シミュレーションへの応用を視野とした術前後軟組織変化様相の解明

我々は、独自に開発した顔面歯列硬軟組織三次元モデルを用いて、顎矯正手術前後の顔面軟組織形態の変化様相の三次元解析を行った。解析には、軟組織変化量を目的変数とする重回帰分析を用い、有効な説明変数の検索を行った。5症例の結果、選択された説明変数について、すべての領域で硬組織変化量が、多くの領域で術前軟組織厚みが選択された。鼻下部では上唇緊張量が、上唇部、下唇部では下唇緊張量が選択された。自由度調整済寄与率(R2乗)は上部4領域で0.100.39、下部4領域で0.510.60で、すでに報告している、単回帰分析の結果と比較し、寄与率の向上がみられた。本研究の目的は、将来的な顎矯正手術後の軟組織形態の正確なシミュレーションを目標とし、顎矯正手術前後の硬組織変化に伴う顔面軟組織の三次元変化様相について明らかにすることである。我々の今までの研究から、術前の顔面軟組織は、頭蓋骨、顎骨の形態的特徴、咬合状態などの影響を受け、個々で筋肉の緊張度合いや軟組織の形態が異なること、軟組織の変化の解析には、硬組織の移動量だけではなく、術前の硬組織、軟組織の形態的特徴を考慮する必要があることがわかってきている。これらのことから、我々は、軟組織変化量を目的変数とする重回帰分析を行い、硬組織移動量、術前軟組織厚み、Overbite、正中偏位量から重回帰式の説明変数を検討し、硬組織変化量以外の説明変数を加えることで、軟組織変化量と硬組織変化量の関係のみを検討した過去の結果と比較し、回帰式の寄与率が高くなることを明らかにしている。これらの研究成果を踏まえ、本研究では、回帰式の寄与率の向上のため、説明変数としてさらに術前の頭蓋骨、顎骨の形態的特徴、咬合状態、軟組織形態を検討することとした。まずは、術前の軟組織形態の影響について、軟組織の緊張度合いによる影響を検討するため、咬合し、口唇閉鎖した状態と口唇をリラックスさせた状態の側面セファログラムにおける口唇周囲軟組織の形態の差を上唇ひずみ量(Z値、Y値)、下唇ひずみ量(Z値、Y値)、軟組織A点ひずみ量、軟組織B点ひずみ量として計測し、以前検討した説明変数に加え、重回帰分析の説明変数として検討した。その結果、新たに加えた項目では、下唇ひずみ量、軟組織B点ひずみ量がほとんどの領域で選択された。自由度調整済寄与率は偏位側下頬部で0.719、他の領域は0.2670.647で、0.7以下であった。軟組織の形態的特徴の項目を加えることで自由度調整済み寄与率は向上した。我々は今までの研究で、術前後での顔面軟組織の変化には、頭蓋骨、顎骨の形態的特徴、咬合状態、筋肉の緊張度合い、軟組織の形態といった個々で異なる術前の硬組織、軟組織の形態的特徴を考慮する必要があることを明らかにした。そこで、本研究では、顎矯正手術前後での軟組織変化量を目的変数とする重回帰式の有効な説明変数について検討を行った。すでに、硬組織移動量、術前軟組織厚み、Overbite、正中偏位量は、説明変数としての有効性を確認している。昨年度は、術前の軟組織形態、緊張状態を表す項目として、咬合し、口唇閉鎖した状態と口唇をリラックスさせた状態の側面セファログラムにおける口唇周囲軟組織の形態の差を上唇ひずみ量(Z値、Y値)、下唇ひずみ量(Z値、Y値)、軟組織A点ひずみ量、軟組織B点、ひずみ量として計測し、説明変数として検討し、下唇ひずみ量、軟組織B点ひずみ量がほとんどすべての領域で選択され、その有効性を明らかにした。本年度は、さらに頭蓋骨、顎骨の形態的特徴、咬合状態の項目で有効な説明変数を検索した。我々の研究グループの西野は、10例の術前後X線CTデータから本研究と同じく軟組織変化様相を重回帰分析で解析し、上顎骨、頬骨領域ではU1-SN、SNA、Gonial angle、Gonial ratio(左右Gonionまでの距離の比率)が有効な説明変数として選択されたことを明らかにした。この結果で選択された項目を、昨年度検索した軟組織形態、緊張状態を表す項目、すでに有効性を明らかにしている、硬組織移動量、術前軟組織厚み、Overbite、正中偏位量といった項目に加え、現在、症例の解析、有効な説明変数の検索を行っている。

三次元分析資料採取は継続的に行ってきており、研究資料は現在約30例で十分であると考える。症例分析では、回帰式に有用な説明変数を検討中である。これまで軟組織の形態的特徴について変数の検討を行ってきたが、さらに頭蓋骨、顎骨の形態的特徴などの項目についても検討を行っている。また、新たに採取した資料の統合、分析作業は遅れているが継続中である。昨年度後半は出産、育児のため、研究を行う時間がとれず、研究の進行状況はやや遅れている。重回帰式の寄与率向上の目的から、説明変数として軟組織の緊張度合いについては検討を行ったが、今後は、他の術前の頭蓋骨、顎骨の形態的特徴、咬合状態、軟組織形態について検討を行っていく。また、本研究の重回帰式の将来的な顎矯正手術術後シミュレーションへの応用を考えた時には、顎偏位を有する症例においても求めた重回帰式で軟組織変化様相を説明できる必要がある。よって、顎偏位に関する項目も、正中偏位量以外を検討する。セファログラムを用いて顎矯正手術後の鼻部・上唇部軟組織側貌変化の予測に関する研究をした河内らは、術後の変化様相は、硬組織計測項目以外に、軟組織厚み、nasolabial angleが関与しているとし、Techalertpaisarnらは、上唇点部は上顎骨や上顎切歯の支持による影響を受けると報告している。これらを参考に、nasolabial angle、SNA、U1 to SNを説明変数として検討する。また、顎偏位に関する項目として下顎角の位置の左右差などを項目として検討する。研究計画時に予定していた海外の学会への参加、資料収集を行わなかったため。研究結果を学会発表する際の旅費、論文の投稿料として使用を計画している。
複数目的を考慮したネットワーク最適化法の構築と機械学習への応用

本年度は強化学習の一つである多腕バンディット問題に取り組んだ.道路ネットワークや通信ネットワークにおける経路は,グラフとして数学的に表現することでグラフ上の「木」や「パス」といった組合せ構造として捉えることができる.本研究ではこのように実用上でも重要な応用を持つ組合せバンディットにおける最適腕識別問題に取り組んだ.既存研究では単一の腕を一つずつ探索することを許すなど応用上では実現が難しい仮定を置いていたが,本研究では腕集合を直接探索しその報酬のフィードバックのみから最適な腕集合を求める画期的なアルゴリズム設計に成功し,サンプル数の上界を証明した.このアルゴリズムを得るために,サイズ制約付きの0-1二次計画問題に対する近似アルゴリズムを新たに提案し,バンディット問題で生成されうるインスタンスの良い性質を利用することで,この問題に対する理論的な精度保証を与えた.以上の研究と並行してハブネットワーク設計問題に対する近似アルゴリズムの研究に取り組んだ.ハブネットワーク設計問題は総輸送費用を最小にするようにハブと非ハブの割当を決定する問題であり,数学的にはメトリックラベリング問題と呼ばれる画像分割におけるエネルギー最小化問題とも等価である.この問題は一般にはO(log |ハブの数|)近似が近似の限界として示されているが,どのような特殊クラスが定数近似アルゴリズムを認めるかは未解決であった.本研究ではハブのネットワーク形態が通信ネットワークで現れる特殊な形態を仮定することで,定数近似アルゴリズムが存在することを証明し,多項式時間定数近似を認める新たなクラスを発見した.本年度提案したバンディット組合せ最適腕識別へのアルゴリズムはあらかじめ引く腕集合を決め打ちする静的な戦略に基づくものであった.フィードバックの情報をもとに最適な腕集合と近い腕集合を探索するような適応的な戦略に基づくアルゴリズムを提案することでより効率の良いアルゴリズムを構築することが期待される.また,本研究では最適な腕集合を求めるのに必要なサンプル数の上界を与えたが,サンプル数の下界については未解明であるので,下界の証明にも取り組む予定である.さらに実社会での通信ネットワークへの応用を考慮すると,複数のプレイヤーが同時に最適な割当を探索する設定がより現実的なモデルと言える.このモデルに対してプレイヤーに関する公平性が保たれるような効率的なアルゴリズムを提案することを目指す.本年度は強化学習の一つである多腕バンディット問題に取り組んだ.道路ネットワークや通信ネットワークにおける経路は,グラフとして数学的に表現することでグラフ上の「木」や「パス」といった組合せ構造として捉えることができる.本研究ではこのように実用上でも重要な応用を持つ組合せバンディットにおける最適腕識別問題に取り組んだ.既存研究では単一の腕を一つずつ探索することを許すなど応用上では実現が難しい仮定を置いていたが,本研究では腕集合を直接探索しその報酬のフィードバックのみから最適な腕集合を求める画期的なアルゴリズム設計に成功し,サンプル数の上界を証明した.このアルゴリズムを得るために,サイズ制約付きの0-1二次計画問題に対する近似アルゴリズムを新たに提案し,バンディット問題で生成されうるインスタンスの良い性質を利用することで,この問題に対する理論的な精度保証を与えた.以上の研究と並行してハブネットワーク設計問題に対する近似アルゴリズムの研究に取り組んだ.ハブネットワーク設計問題は総輸送費用を最小にするようにハブと非ハブの割当を決定する問題であり,数学的にはメトリックラベリング問題と呼ばれる画像分割におけるエネルギー最小化問題とも等価である.この問題は一般にはO(log |ハブの数|)近似が近似の限界として示されているが,どのような特殊クラスが定数近似アルゴリズムを認めるかは未解決であった.本研究ではハブのネットワーク形態が通信ネットワークで現れる特殊な形態を仮定することで,定数近似アルゴリズムが存在することを証明し,多項式時間定数近似を認める新たなクラスを発見した.バンディット組合せ最適腕識別に関する研究成果は現在機械学習分野の国際会議に投稿中である.また,ネットワーク設計に関する研究成果は論文誌Journal of Graph Algorithms and Applicationsに採択された.本年度提案したバンディット組合せ最適腕識別へのアルゴリズムはあらかじめ引く腕集合を決め打ちする静的な戦略に基づくものであった.フィードバックの情報をもとに最適な腕集合と近い腕集合を探索するような適応的な戦略に基づくアルゴリズムを提案することでより効率の良いアルゴリズムを構築することが期待される.また,本研究では最適な腕集合を求めるのに必要なサンプル数の上界を与えたが,サンプル数の下界については未解明であるので,下界の証明にも取り組む予定である.さらに実社会での通信ネットワークへの応用を考慮すると,複数のプレイヤーが同時に最適な割当を探索する設定がより現実的なモデルと言える.このモデルに対してプレイヤーに関する公平性が保たれるような効率的なアルゴリズムを提案することを目指す.
Cu双結晶の疲労破壊のその場SEM-ECP観察による研究

軟らかい金属の疲労き裂は固執すべり帯(PSB)から発生することはよく知られている。しかし、PSBの形態と疲労挙動との関係は必ずしも明らかではない。本研究ではエレクトロンチャネリングパターン(ECP)法を取り入れて銅単結晶および双結晶の静的変形および疲労挙動について考察した。1.引張りの予ひずみを与えた銅単結晶について、引張り-圧縮の疲労試験を行ない、疲労挙動について検討した結果、以下の事実が明らかになった。(1)予ひずみにより疲労寿命は増大した。(2)予ひずみはPSBの分散を引き起こした。(3)疲労き裂の発生と成長速度は予ひずみによって著しく減少した。(4)疲労特有の転位組織の形成は予ひずみによって阻害された。2.制限視野エレクトロンチャネリングパターン(SACP)法により静的変形に及ぼす粒界の影響について検討した。その結果以下のことが明らかになった。(5)本手法により粒界近傍での塑性変形挙動を評価することができた。(6)粒界の影響域は粒界でのひずみの適合性に強く依存していた。(7)粒界の影響域は引張り変形量の増加とともに増大した。本研究課題に関して得られた結果は以下のとおりである。1.高純度Cu単結晶に、せん断ひずみで4%の引張の与ひずみを与えた後、±0.4%の引張ー圧縮の疲労試験を行なった。1)与ひずみによってPSBの発生は著しく抑制された。その時発生したPSBは細く、その分布は均一であった。2)与ひずみを与えることにより、き裂の発生と成長は著しく抑制された。その理由として、PSBが均一に分散することによって、応力とひずみの集中が避けられるからであると推察された。3)引張試験において、ひずみの増加とともにECPは消衰したが、疲労試験においては蓄積ひずみが増加してもECPの消衰はわずかであった。これは、疲労過程において、結晶構造上の変化が少なかったことを意味している。2.結晶粒界が応力軸に平行な〈123〉等軸双結晶の疲労試験を行なった。1)疲労硬化挙動は粒界での適合性を反映していた。2)粒界き裂の規模は適合性に強く依存した。3)粒界き裂の発生は、疲労寿命に間接的影響をもたらすものと推察された。
鞭毛タンパク質フラジェリンの機能解析による細菌細胞表層構造の構築原理と鞭毛進化

鞭毛非形成のSphingomonas属細菌A1株は、細胞表層の襞分子の再編により大きな孔「体腔」を形成し、そこから高分子多糖アルギン酸を取り込む。アルギン酸存在下で細胞表層に誘導発現するタンパク質p5(40kDa)とp6(31kDa)(互いに40%の同一性)について、それらの機能と構造を解析し、以下の知見を得た。1.p5とp6は、フラジェリン(鞭毛タンパク質)と類似している。アルギン酸培地で生育遅延を示すp6遺伝子破壊株の細胞表層は、襞構造が不鮮明になり、体腔形成も不完全であった。p5とp6の二重遺伝子破壊株はアルギン酸培地での生育能を欠損するため、両タンパク質は互いに密接に連携することが示唆された。表面プラズモン共鳴法により、p5とp6はアルギン酸特異的に結合し、その解離定数はnMレベルであることが分かった。以上のことから、細胞表層タンパク質p5とp6は、鞭毛形成よりも、襞構造の構築と体腔の形成及びアルギン酸の受容に機能することが明らかになった(アルギン酸レセプター)。また、鞭毛形成細菌由来のフラジェリンもアルギン酸結合能を示すため、多糖結合と鞭毛形成との進化的相関が示唆された。2.p5のX線結晶構造は、N/C末端領域のαドメイン(α_1+α_2)と中央領域のβドメインから成る。α_1ドメインを欠失したp5変異体は、アルギン酸結合能を失う。一方、βドメインは、T4ファージの基盤と尾繊維とのヒンジ領域に位置するタンパク質gpllのフィンガードメインと似ている。フィンガードメインと基盤タンパク質gp10との結合は、尾繊維が細菌細胞表層に接着するのに重要である。フィンガードメインが他のタンパク質と相互作用を示すことから、p5のβドメインはA1株の細胞表層分子と相互作用するアンカーとして機能し、アルギン酸結合に重要なαドメインを外界に配向させていると考えられる。微生物学の歴史の中で初めて見出した細胞表層に巨大な孔「体腔」を形成する細菌(Sphingomonas属細菌A1株)は、高分子物質アルギン酸存在(体腔形成)時に2種類の鞭毛タンパク質フラジェリン(p5とp6)を細胞表層に誘導発現する。体腔は、細胞外の高分子物質を濃縮し、ペリプラズムに輸送する。一般に、フラジェリンは、細胞外で鞭毛のフィラメントを形成し、プロペラ(羽とシャフト)として機能する。しかし、A1株は鞭毛を形成しないため、アルギン酸で誘導発現する細胞表層フラジェリンホモログp5とp6は、新規な局在性と機能を示すことが予想された。また、p5とp6が互いに相同性を示し構成的に微量発現していること、及びp5とp6の二重遺伝子破壊株が育種できないことから、A1株のフラジェリンホモログは互いに機能を相補可能であるが、生育に重要なタンパク質であることが示唆された。本年度はp5とp6の機能解析を進め、以下の知見を得た。p6遺伝子破壊株は、野生株と比較して、細胞表層において、不鮮明な襞構造と不完全な体腔を示した。このことから、p6は、細胞表層において、襞構造の構築と体腔の形成に関与していることが示唆された。

p5は、免疫電顕により細胞表層に点在することが示された。p5が細胞表層に点在することから、フラジェリンホモログのアルギン酸結合能を表面プラズモン共鳴法により解析した。p5はアルギン酸と結合性を示し、そのアルギン酸との解離定数はKd=1nMと算出されたため、p5とアルギン酸との結合が強固であることが分かった。nMレベルの解離定数を示すタンパク質には、シグナル伝達に関与する細胞表層レセプターが知られている。従って、アルギン酸と高い結合性(Kd=1nM)を示すA1株の細胞表層フラジェリンホモログは、体腔形成を制御するシグナル伝達に関わるレセプターとして機能する可能性が考えられた。A1株は鞭毛形成遺伝子を持っているが、鞭毛を形成しない。運動性もない。しかも、鞭毛繊維を形成する筈のフラジェリン(P5とP6の2種類)は、外膜に発現していることを明らかにした。その場合、少なくともP5はロッド管を経由せず、細胞質から直接に外膜に輸送されていることが示唆された。また、P5或はP6の遺伝子を破壊すると細胞表層構造が劇的に変化し、体腔の形成も不完全になる。P5とP6の両遺伝子を破壊すると細胞は死滅する。これらの結果より、A1株では、フラジェリンは細胞表層構造制御タンパク質として細胞の生死を左右する重要な機能を担っていることが明らかになった。さらに、両フラジェリンは解離定数がnMレベルの極めて強いアルギン酸結合能を有し、同様な機能を大腸菌のフラジェリンにも確認した。これにより、アルギン酸結合能は、フラジェリンの普遍的な性質であることを明らかにした。何故、アルギン酸なのかに関しては、多糖アルギン酸の合成された時点まで(鞭毛が形成された時点まで)遡ることが必要であるが、それはさておき、解離定数がnMレベルであることから、フラジェリンがアルギン酸シグナルの受容体として機能している可能性が示唆された。P5の立体構造を決定した結果、α1-ドメインがアルギン酸結合に関与することを示した。また、α-1ドメインの変異体を数多く作製し、アルギン酸結合に関るペプチド部分を特定した。また、フラジェリンのβ-ドメインの構造は、T4ファージの宿主接着に必要なshort tail fiberとbaseplateを結び付けているヒンジタンパク質gp11の立体構造と重なることを明らかにした。このようなドメインの相同性やアルギン酸結合能などから、鞭毛やファージを構成する分子の起源、進化、構造、機能の理解に有用な知見が得られた。また、フラジェリンは、通常は、細胞外で鞭毛繊維を形成し、細菌の運動を可能にする。螺旋菌スピロヘータではペリプラズムに局在して、細胞の特異な運動に関っている。A1株におけるフラジェリンの外膜局在化機構の解明が今後の課題として残された。Sphingomonas属細菌A1株は、高分子多糖存在下で細胞表層の襞状物質を再構成・再編成させることにより、細胞表層に巨大な孔(体腔)を形成する。体腔は、細胞外の高分子多糖を濃縮する機能を示す。体腔形成に関わる細胞表層タンパク質について、アルギン酸レセプターとして機能するフラジェリンホモログp5が見出されている。本研究では、p5の高次構造と機能との相関を解析した。p5のX線結晶構造は、N/C末端領域のαドメイン(α1+α2)と中央領域のβドメインから成る。α1ドメインを欠失したp5変異体はアルギン酸結合能を失うことから、アルギン酸の結合にはα1ドメインが不可欠である。p5とサルモネラ菌の鞭毛由来フラジェリンとの構造比較の結果、αドメインは互いによく類似していた。
歯石形成と細胞性蛋白分解酵素の関係について

ヒト耳下腺唾液のリン酸カルシウム結晶成長阻害活性を定量化する実験条件を検討した。反応はllmMリン酸溶液2.5mlと1mg/mlハイドロキシアパタイト懸濁液0.25mlを混合したものに,24mMカルシウム溶液0.5mlとイミダゾール緩衝液で透析した唾液0.25mlを加え開始させた。この反応液を25°Cでインキュベートし,生じた沈殿物をセルロースメンブレンフィルターでろ過し,濾液中のカルシウム濃度を原子吸光分光光度計を用いて測定した。反応前後のカルシウム濃度の差をカルシウム析出量とした。1)溶存気体をN_2で置換したカルシウム溶液,リン酸溶液,イミダゾール緩衝液を使用する,2)CaCl_2をイミダゾール緩衝液に溶解したカルシウム溶液を使用する,3)イミダゾール緩衝液の濃度は125mMとする,という条件を設定した。その結果,従来の方法に比べて測定感度を1.6倍上げ,変動係数を1/17に下げることができた。その実験系を用いて,以下の結果を得た。1.ヒト耳下腺唾液試料のリン酸カルシウム結晶成長阻害活性は,反応開始後30分まで時間依存性であり,直線的な量-反応関係が得られた。2. 25°C,30分の反応における精製したカルシウム結合タンパクの阻害活性は,唾液試料を1とした時,スタセリン:17.35,PRPs:1.23,ヒスタチン:0.11であった。3.ヒト耳下腺唾液から精製したカルシウム結合タンパクのうち,PRPs,スタセリンは30分で阻害活性が最大となったが,ヒスタチンでは90分以降から阻害活性がみられた。