hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖脂質硫酸転移酵素の活性発現機序

1.糖脂質硫酸転移酵素(GST)を、EGF処理したヒト腎癌細胞(SMKT-R3、2.5X10^9個)から、基質アナローグをリガンドとするアフィニティークロマトグラフィーを用いて均一にまで精製した。精製GSTは還元状態のSDS-PAGE上、分子量54,000であった。比活性は1.2μmol/min/mgで、これまでラット腎および精巣、マウス脳から精製したと報告されているGSTの比活性よりも約200倍以上高く、完全精製標品と思われた。精製GSTを用いた基質特異性実験で、GSTは脂質と結合した糖鎖の非還元末端β結合糖を認識することがわかった。同様の培養及び精製を5回繰り返し約10μgの精製標品を得、リシルエンドペプチダーゼで消化し、逆相HPLCにかけペプチド断片の分離を行ない、6つの断片について部分アミノ酸配列を決定した。得られたアミノ酸配列について既存のアミノ酸配列データベースを用いてホモロジー検索を行ったところ新規配列であるので、cDNAクローニングに着手した。2.SMKT-R3細胞の粗画分を用いてGg3Cerの硫酸転移反応を調べると、その産物はガラクトースに硫酸基のついたSM2aではなくて、末端N-アセチルガラクトサミンに硫酸基のついたSM2bであった。さらに、SM2aを基質としてSB2が合成された。このことから、SB2の合成経路はLacCer→SM3→SM2a→SB2であることが示唆された。3.ピリドキサルリン酸(PLP)は、GSTのPAPS認識部位近傍のリジン残基を修飾することにより、GST活性を非可逆的に不活化することを示した。チロシンキナーゼ阻害剤Genisteinを用いた検討で、SMKT-R3細胞ではEGFレセプター以外の内在性のチロシンキナーゼが活性化されており、これが自律増殖とGST発現の両者に働いている可能性が示唆された。
ソフトマターを対象とした液体論的マルチスケール解析手法の開発とその応用

本研究では,液体の密度汎関数理論(DFT)に基づくマルチスケールシミュレーション法の,高分子-水溶液系への適用において必要な自由エネルギー汎関数を開発と,1.蛋白質の高圧変性機構の解析,2.過冷却水中での液-液相転移近傍での疎水性高分子挙動の解析への応用を行った.1.蛋白質の高圧変性機構蛋白質の高圧変性は古くから知られているにも関わらず,その分子機構は現在も論争中の問題である.本研究では,水の水素結合ネットワークによる寄与を考慮した自由エネルギー汎関数に基づくマルチスケールシミュレーション法を水中での疎水性高分子鎖に適用し,圧力上昇に伴うunfolding転移および負の体積変化ΔVの再現に成功した.Unfoldingに伴うギブスの自由エネルギー変化ΔGの圧力依存性が非線形である事から,水和水の圧縮率変化が重要な役割を果たしている事を示した.さらに,ΔVの圧力依存性(ΔGの非線形性)は,unfoldingにおける露出用面積の増大に伴う周期が短く隙間の少ない高密度水和層の形成に帰着し,表面誘起の水素結合ネットワークの破壊に起因した水和特性である事を示した.2.過冷却水中での液-液相転移近傍での疎水性水和物性水の4°Cでの密度極大や温度低下に伴う疎水性物質の溶解度の増加等は,過冷却領域において存在する可能性が示唆されている水の液-液相転移による影響ではないかと指摘されている.そこで本研究では,水4000分子によるバルク水の分子動力学シミュレーションを実行し,過冷却水の液-液相転移の相図を完成させると共に,過冷却水中での疎水性高分子鎖のマルチスケールシミュレーションを実行し,その水和物性の解析を行った.高圧下での高密度液体(HDL)側への冷却では,顕著な変化は見られなかったが,低密度液体(LDL)側への冷却では,高分子鎖のunfolding転移が観測された.このLDL側でのunfolding転移は,高分子表面によって誘起される周期が長くて密度の高い安定なネットワークを有する低エントロピー水和殻の形成に起因する事が明らかと成った.温度-圧力面上での蛋白質の変性における熱力学的変化は,Hawleyが提案した楕円型相図モデルによって,定性的に理解する事が出来る.しかしながら,これらの熱力学的変化を説明する分子論的機構に関する理解は十分とは言えない.本研究では,温度および圧力変化に伴う蛋白質の変性における水和自由エネルギー面の変化を解析し,コンパクトな天然構造の安定化およびグロビュールーコイル(G-C)転移によって出現する変性構造の安定化における水の本質的役割を明らかにする事を目的とする.その第一歩として,凝集性液体の普遍的な性質(表面張力や気-液相転移等)に着目したLennard-Jones(LJ)溶媒を水の粗視化分子モデルとして用いた疎水性高分子鎖のマルチスケールシミュレーション解析を行った.その結果,高温・低圧領域での蛋白質の変性は,蒸気圧曲線に近づく際に,蛋白質の表面によって誘起される水のdewettingに起因したG-C転移として説明出来る事が示された.これまで,大気圧以下の低圧領域での変性の相図はほとんど議論される事はなかったが,我々は本研究の結果に基づき,蒸気圧曲線近傍の低圧領域において,常に変性状態が出現する形へ,相図が修正される可能性を指摘した.一方で,低温・高圧領域における高圧および低温変性に対応したG-C転移は,LJ溶媒モデルでは再現出来ない事から,水の水素結合ネットワークに起因した疎水性相互作用の重要性が示唆される.我々は,水分子間の水素結合ネットワークによる寄与を考慮するために,水の分子モデルTIP4P/2005を溶媒として用いた疎水性高分子鎖のマルチスケールシミュレーションを行い,圧力誘起のG-C転移の再現に成功した.解析の結果から,G-C転移に伴う体積減少ΔV<0は,タンパク質内部の空孔へ水が浸透する従来の局所的描像とは異なる"タンパク質表面による水素結合ネットワークの切断によって誘起される高密度界面水和層の形成"に起因する新たな物理的メカニズムを見いだした.本研究では,液体の密度汎関数理論(DFT)に基づくマルチスケールシミュレーション法の,高分子-水溶液系への適用において必要な自由エネルギー汎関数を開発と,1.蛋白質の高圧変性機構の解析,2.過冷却水中での液-液相転移近傍での疎水性高分子挙動の解析への応用を行った.1.蛋白質の高圧変性機構蛋白質の高圧変性は古くから知られているにも関わらず,その分子機構は現在も論争中の問題である.本研究では,水の水素結合ネットワークによる寄与を考慮した自由エネルギー汎関数に基づくマルチスケールシミュレーション法を水中での疎水性高分子鎖に適用し,圧力上昇に伴うunfolding転移および負の体積変化ΔVの再現に成功した.Unfoldingに伴うギブスの自由エネルギー変化ΔGの圧力依存性が非線形である事から,水和水の圧縮率変化が重要な役割を果たしている事を示した.さらに,ΔVの圧力依存性(ΔGの非線形性)は,unfoldingにおける露出用面積の増大に伴う周期が短く隙間の少ない高密度水和層の形成に帰着し,表面誘起の水素結合ネットワークの破壊に起因した水和特性である事を示した.2.過冷却水中での液-液相転移近傍での疎水性水和物性水の4°Cでの密度極大や温度低下に伴う疎水性物質の溶解度の増加等は,過冷却領域において存在する可能性が示唆されている水の液-液相転移による影響ではないかと指摘されている.

そこで本研究では,水4000分子によるバルク水の分子動力学シミュレーションを実行し,過冷却水の液-液相転移の相図を完成させると共に,過冷却水中での疎水性高分子鎖のマルチスケールシミュレーションを実行し,その水和物性の解析を行った.高圧下での高密度液体(HDL)側への冷却では,顕著な変化は見られなかったが,低密度液体(LDL)側への冷却では,高分子鎖のunfolding転移が観測された.このLDL側でのunfolding転移は,高分子表面によって誘起される周期が長くて密度の高い安定なネットワークを有する低エントロピー水和殻の形成に起因する事が明らかと成った.
1492年前後の新大陸の人々を探る : コロンブス到来による遺伝的多様性への影響

中米の現代および古代先住民集団の遺伝的多様性の解明を目的として、メキシコ中央高原のテオティワカン遺跡、および中米各所の古代遺跡から出土した古人骨試料(計100余体の骨片・歯牙)を入手し、そこからDNAを抽出後PCR法によりミトコンドリアDループ領域のDNAを増幅し、その全塩基配列を決定した。さらにそれらの塩基配列データをもとにして、中米の古代先住民の集団遺伝学的系統分析を行った。中米遺跡由来の人骨試料については、これまでに我々の研究グループが経験している日本(縄文・弥生)や中国(股王朝)の試料に比べて、DNAの質的な劣化が進み、その分析には予想以上に困難を極めた。そのため、DNAの抽出精製方法やPCRの条件などを再検討することにより、約30個体のDNA型判定を行うことができた。その結果、テオティワカン集団の個体の中に、コーカソイドにその起源を有すると考えられており、新大陸では北米の先住民に数パーセントの頻度で見られるに過ぎないハプログループXが僅かながら存在していることが明らかになった。これは古代の中米地域にアジアの系統の先住民が入り込んでいたことを示す画期的な知見と考えられた。一方、メキシコの遺伝的に保存性の高い現代先住民の3集団からDNAを採取し、性行為などの接触感染を主経路とする病原ウイルスとして代表的なB型肝炎ウイルス(HBV)の検出を行った。そのうちの1集団である、マサウア族25個体では5個体からHBV-DNAが検出された。また、これらのHBVの遺伝子型を決定したところ2個体がGenotypeA、3個体がGenotypeCのクラスターに分類された。マサウア族におけるHBVの陽性率(20%)はメキシコ国内の感染率(3.3%)に比べても有意に高く、また遺伝子型も中米に圧倒的に多いGenotypeFではなく、欧州やアジアで多頻度のGenotypeAおよびCが認められたことは集団遺伝学的に興味深い知見と考えられた。中米の現代および古代先住民集団の遺伝的多様性の解明を目的として、メキシコ中央高原に位置し紀元350-650年に繁栄したテオティワカン遺跡から出土した既存の(本研究開始段階でパイロットスタディー用に入手していた)古人骨試料(100余体の骨片・歯牙)よりDNAを抽出後、PCR法によりミトコンドリアDループ領域のDNAを増幅し、その全塩基配列を決定した。さらにそれらの塩基配列データをもとにして、メキシコの古代先住民の集団遺伝学的系統分析を行った。同遺跡の人骨試料については、これまでに我々の研究グループが経験している日本(縄文・弥生)や中国(股王朝)の試料に比べて、DNAの質的な劣化が強く、また未知の夾雑物が混入している状況もあり、その分析には予想以上に困難を極めた。そのため、DNAの抽出精製方法やPCRの条件などを再検討することにより、約20個体のDNA型判定を行うことができた。これは古代の中米地域にアジアの系統の先住民が入り込んでいたことを示す画期的な知見であり、我々はこの事実を重要視し、新大陸先住民の動向に関する情報や研究データが揃っているカナダのブリティッシュコロンビア大学(人類学部門)の協力を得て、同大学における資料収集や情報交換を行った。平成21年度にはこれらのデータを基に、さらにメキシコ現代および古代民族の検体収集を行い研究を進めていく方針である。

(なお、平成20年度の繰越金の使用について、その多くを21年度の旅費として使用するという内容で承認を得たものであるが、21年度の初頭に新型インフルエンザの流行が起こり、予定していたメキシコ渡航の見込みが立たなかったこと、および本研究を行う上で重要なDNA解析用の機器(シーケンサー)の修理に予定外の出費が必要となったことから、やむを得ず機器の点検費および部品購入費として振り替えたことを申し添える。)平成20年度に引き続き、中米の現代および古代先住民集団の遺伝的多様性の解明を目的として、メキシコ中央高原のテオティワカン遺跡、およびメキシコ中西部に位置する複数の古代アステカ、トルテカ、マヤ遺跡から出土した古人骨試料(総計80余体の骨片・歯牙)よりDNAを抽出後、PCR法によりミトコンドリアDループ領域のDNAを増幅し、その全塩基配列を決定した。これら古人骨試料については、DNAの質的な劣化が強く、また未知の夾雑物が混入している悪条件もあり、その分析には平成20年度と同様に困難を極め、予定していた分析期間を大幅に超えてしまったが、DNAの抽出精製方法やPCRの条件などを再検討することにより、約20個体のDNA型判定を行うことができた。さらに、メキシコ中西部の2つの現代先住民族併せて36個体から得られた生体試料(口腔粘膜等)よりDNAを抽出し、古人骨と同様にミトコンドリアDループ領域の塩基配列を決定した。それらの塩基配列データをもとにして、メキシコの古代および現代先住民について集団遺伝学的系統分析を行った。その結果、古代テオティワカン集団と現代メキシコ中西部の先住民族の個体の一部に、コーカソイドにその起源を有すると考えられており、新大陸では北米の先住民に数パーセントの頻度で見られるに過ぎないハプログループが僅かながら存在していることが明らかになった。これにより、古代テオティワカン民族とメキシコ中西部の現代先住民族が遺伝的に近縁であり、かつこれらの集団がコーカソイド由来の系統である可能性が示唆された。なお、このハプログループの中米地域における分布状況を解明するため、平成22年度にはメキシコ周辺国(グアテマラ、ホンジュラス)の古代マヤ遺跡出土古人骨および現代先住民族に分析対象を広げて試料収集を行い、研究を進めていく方針である。中米の現代および古代先住民集団の遺伝的多様性の解明を目的として、メキシコ中央高原のテオティワカン遺跡、および中米各所の古代遺跡から出土した古人骨試料(計100余体の骨片・歯牙)を入手し、そこからDNAを抽出後PCR法によりミトコンドリアDループ領域のDNAを増幅し、その全塩基配列を決定した。さらにそれらの塩基配列データをもとにして、中米の古代先住民の集団遺伝学的系統分析を行った。中米遺跡由来の人骨試料については、これまでに我々の研究グループが経験している日本(縄文・弥生)や中国(股王朝)の試料に比べて、DNAの質的な劣化が進み、その分析には予想以上に困難を極めた。そのため、DNAの抽出精製方法やPCRの条件などを再検討することにより、約30個体のDNA型判定を行うことができた。その結果、テオティワカン集団の個体の中に、コーカソイドにその起源を有すると考えられており、新大陸では北米の先住民に数パーセントの頻度で見られるに過ぎないハプログループXが僅かながら存在していることが明らかになった。
唇顎口蓋裂患者の生下時組織欠損量と成長発育の関係-ワイヤーフレームモデルを用いて-

(諸言)口唇裂口蓋裂は口腔・顎・顔面領域に発生する最も頻度の高い先天異常である。障害の発生原因は先天的な要因と後天的な要因に大別することができる。先天的な要因として、一次口蓋および二次口蓋における実質欠損に起因する上顎の劣成長が考えられる。今回の研究の目的はこの実質欠損に着目しその後の成長発育との関係を探ることにある。(方法)研究対象として、初回口唇形成術より全ての治療および管理を本学口蓋裂診療班にて行なっており、診断用の資料の完備が確認された片側性唇口蓋裂患者を条件とし53名を抽出した。口唇形成術直前資料は口唇形成術直前の上顎石膏模型を、4歳時資料は矯正科初診時の診断用側面セファログラムを用いた。石膏模型の情報はレーザーデジタイジングシステムによるワイヤーフレームモデルを介して計測を行ない、通法によるセファロ分析と比較した。(結果)計測により得られた値から歯槽裂幅径が広い症例において上顎骨の深さに劣成長の傾向を見るものとなった。(考察)本研究の目的は歯槽裂幅径によるその後の顎発育の予測である。初回形成術前の裂部の観察により顎発育による症例の難易度が少しでも予測できれば治療に有益であるのは言うまでもない。本研究の結果からも裂部の幅径が広いものほど成長発育が芳ばしくないことが示された。これにより難易度の詳細は予測までは難しいものの、裂部幅径広い症例では顎発育に関わる後天的要因を可及的に好条件に整える等の応用には値するものと結論付けられる。本研究により得られた以上の結果は第20回日本口蓋裂学会に『片側性唇顎口蓋裂患者の初回口唇形成術時の歯槽裂幅径と顎顔面の成長発育に関する研究』として口頭発表を行なった。更に同研究の一部成果は昭和歯学会誌第16巻3号に発表した『唇顎口蓋裂患者の口腔形態および機能に関する研究』、東京矯正歯科学会誌第16巻1号に発表した『鼻上顎複合体の形態と機能の関係』に報告した。本研究の目的は顎裂部の組織欠損から推測される障害の程度とその後の顎発育の関係を明かにすることにある。平成7年8月より開始した患者登録の中より本研究の条件に叶った者、すなわち、初回口唇形成術ならびに4歳時の両者とも資料検索可能であり、資料から得られた情報をを研究目的に使用することの同意を得られた標本約50例を抽出した。分析については平成8年2月の時点で計測機器にて座標データとして順次測定作業中であるが、測定に用いるレーザーデジタイジングシステムは制度を求めるあまり操作が煩雑であり、全症例に対して同方法を実施するのは時間的に制約が大きい。従って口腔内石膏模型の分析は接触型の測定装置を併用して行っている。得られた二種類のデータは相関関係を評価し有意な結果を得た物について一応の考察をまとめた。その概略を述べると、顎裂部分の裂隙が広いものは顎発育のデータのうち劣成長を示す項目を有すると言うものであった。上記結果ならびに考察は平成8年度日本口蓋裂学会に発表すべく抄録を口蓋裂学会事務局へ提出した。

研究最終年度に当たる平成8年度は上記手法を継続し標本数の増加を図ると伴に考察を進め論文化する予定である。(緒言)口唇裂口蓋裂は口腔・顎・顔面領域に発生する最も頻度の高い先天異常である。障害の発生原因は先天的な要因と後天的な要因に大別することができる。先天的な要因として、一時口蓋および二次口蓋における実質欠損に起因する上顎の劣成長が考えられる。今回の研究の目的はこの実質欠損に着目しその後の成長発育との関係を探ることにある。(方法)研究対象として、初回口唇形成術より全ての治療および管理を本学口蓋裂診療班にて行なっており、診断用の資料の完備が確認された片側性唇顎口蓋裂患者を条件とし53名を抽出した。口唇形成術直前資料は口唇形成術直前の上顎石膏模型を、4歳時資料は矯正科初診時の診断用側面セファログラムを用いた。石膏模型の情報はレーザーデジタイジングシステムによるワイヤーフレームモデルを介して計測を行ない、通法によるセファロ分析と比較した。(結果)計測により得られた値から歯槽裂幅径が広い症例において上顎骨の深さに劣成長の傾向を見るものとなった。(考察)本研究の目的は歯槽裂幅径によるその後の顎発育の予測である。初回形成術前の裂部の観察により顎発育による症例の難易度が少しでも予測できれば治療に有益であるのは言うまでもない。本研究の結果からも裂部の幅径が広いものほど成長発育が芳ばしくないことが示された。これにより難易度の詳細な予測までは難しいものの、裂部幅径広い症例では顎発育に関わる後天的要因を可及的に好条件に整える等の応用には値するものと結論付けられる。本研究により得られた以上の結果は第20回日本口蓋裂学会に「片側性唇顎口蓋裂患者の初回口唇形成術時の歯槽裂幅径と顎顔面の成長発育に関する研究」として口頭発表を行なった。更に同研究の一部成果は昭和歯学会誌第16巻3号に発表した「唇顎口蓋裂患者の口腔形態および機能に関する研究」、東京矯正歯科学会誌第6巻1号に発表した「鼻上顎複合体の形態と機能の関係」に報告した。
DNAインピーダンスを利用したDNA分解酵素センサの開発

DNAをセンシング材料として用いるために,その電気的な特性について,交流インピーダンス法を用いることにより評価した.まず,ガラス基板上に間隔15μmだけ隔てて2つのアルミ製薄膜電極を形成し,その上にPDMS製のマイクロ流路を構築した.そして,静電配向(交流電界下のDNAの分極作用に基づいた力が生じる現象)を利用することで電極間にDNAを伸長しつつ固定化した.このとき,電極は先鋭鋭利型とし,電界が集中した点においてDNAが再現性良く伸長固定されるような形状とした.蛍光色素YOYO-1によって長さ16μmのλDNAを標識し,その混合溶液を流路内に満たした.そして,電極間に1MHz,20Vp-pの交流電圧を印加することで,λDNAを電界方向に伸長させるとともに電極上へ静電的に固定化し,これを蛍光観察により確認した.そして,交流インピーダンス法を用いて電極間の周波数特性を調べ,複素インピーダンスプロットを作成した.周波数を100Hzから5MHzまで掃引したところ,電極間に固定化されたDNAの複素インピーダンスプロットは大きな半円(低周波域:1005kHz)と小さな半円(高周波域:5k5MHz)から成る形状を有することが確認された.その結果から,DNAが固定化された電極間の等価回路は,RC並列回路が2つ直列に連なった形になると推測された.さらに,電極の先鋭数を変更することで固定化されるDNAの本数を変更し,固定化本数と電極間のインピーダンスとの関係を求めた.プロット上に現れた高周波域の小さな半円の直径の大きさは,DNAの固定化本数に依存することが確認され,電極の先鋭数の増加に応じてインピーダンスが減少する相関を得ることに成功した.交付申請書の研究実施計画に記載した先端鋭利型の電極の設計及び作製,電極間に固定化したDNAの電気的特性評価,DNAの等価回路モデルの構築など,全ての計画内容を実施し,当初目標としていた成果を得ることができたため.本デバイスをDNA分解酵素検出デバイスへと応用するために,以下のようにしてDNAを利用した計測法を構築する.まず,DNAを微小電極間に伸長固定した後に,マイクロ流路を通じてDNA分解酵素を導入する.すると,電極間に到達したDNA分解酵素は,酵素反応により電極間のDNAを切断する.これにより,DNAの断片は欠落し,電極間のインピーダンスは増加する.このとき,電極間に多数のDNAを固定化しておけば,DNA分解酵素の濃度や活性に応じて切断されるDNAの本数が異なり,それに応じたインピーダンスの変化が生じると予想される.このように,DNAの切断に伴うインピーダンス変化により,DNA分解酵素を検出することが可能となる.今後はまず,上記手法を用いて,高濃度のDNA分解酵素溶液を導入した際の電極間の特性の変化を複素インピーダンスプロットにより評価する.これにより,DNAの断片は欠落し,電極間のインピーダンスは増加する(高周波域の小さな半円の直径が大きくなる)と考えられるため,この評価実験を通じて,DNAインピーダンスと導入するDNA分解酵素濃度との相関を求める.DNAをセンシング材料として用いるために,その電気的な特性について,交流インピーダンス法を用いることにより評価した.まず,ガラス基板上に間隔15μmだけ隔てて2つのアルミ製薄膜電極を形成し,その上にPDMS製のマイクロ流路を構築した.そして,静電配向(交流電界下のDNAの分極作用に基づいた力が生じる現象)を利用することで電極間にDNAを伸長しつつ固定化した.このとき,電極は先鋭鋭利型とし,電界が集中した点においてDNAが再現性良く伸長固定されるような形状とした.蛍光色素YOYO-1によって長さ16μmのλDNAを標識し,その混合溶液を流路内に満たした.そして,電極間に1MHz,20Vp-pの交流電圧を印加することで,λDNAを電界方向に伸長させるとともに電極上へ静電的に固定化し,これを蛍光観察により確認した.そして,交流インピーダンス法を用いて電極間の周波数特性を調べ,複素インピーダンスプロットを作成した.周波数を100Hzから5MHzまで掃引したところ,電極間に固定化されたDNAの複素インピーダンスプロットは大きな半円(低周波域:1005kHz)と小さな半円(高周波域:5k5MHz)から成る形状を有することが確認された.その結果から,DNAが固定化された電極間の等価回路は,RC並列回路が2つ直列に連なった形になると推測された.さらに,電極の先鋭数を変更することで固定化されるDNAの本数を変更し,固定化本数と電極間のインピーダンスとの関係を求めた.プロット上に現れた高周波域の小さな半円の直径の大きさは,DNAの固定化本数に依存することが確認され,電極の先鋭数の増加に応じてインピーダンスが減少する相関を得ることに成功した.交付申請書の研究実施計画に記載した先端鋭利型の電極の設計及び作製,電極間に固定化したDNAの電気的特性評価,DNAの等価回路モデルの構築など,全ての計画内容を実施し,当初目標としていた成果を得ることができたため.本デバイスをDNA分解酵素検出デバイスへと応用するために,以下のようにしてDNAを利用した計測法を構築する.まず,DNAを微小電極間に伸長固定した後に,マイクロ流路を通じてDNA分解酵素を導入する.すると,電極間に到達したDNA分解酵素は,酵素反応により電極間のDNAを切断する.これにより,DNAの断片は欠落し,電極間のインピーダンスは増加する.

このとき,電極間に多数のDNAを固定化しておけば,DNA分解酵素の濃度や活性に応じて切断されるDNAの本数が異なり,それに応じたインピーダンスの変化が生じると予想される.このように,DNAの切断に伴うインピーダンス変化により,DNA分解酵素を検出することが可能となる.今後はまず,上記手法を用いて,高濃度のDNA分解酵素溶液を導入した際の電極間の特性の変化を複素インピーダンスプロットにより評価する.これにより,DNAの断片は欠落し,電極間のインピーダンスは増加する(高周波域の小さな半円の直径が大きくなる)と考えられるため,この評価実験を通じて,DNAインピーダンスと導入するDNA分解酵素濃度との相関を求める.参加を予定していた学会の内,一つの国内学会において学会参加費及び旅費が不要となったため.生じた次年度使用額に関しては,引き続きDNA試薬やDNA分解酵素関連試薬が必要となるため,それらの購入に充てる.
Er : YAGレーザーによる根管内殺菌作用の増強法の開発

この研究の目的は,パルス波レーザー照射による根管内洗浄作用のメカニズムを解明することである。高速度カメラを用いてEr:YAGレーザーを照射した際の蒸気泡とキャビテーション気泡を,水中内およびガラス製模擬根管内で可視化した。さらに,ガラスビーズのトレーサーの動きを根管モデル内で捉えた。円錐型と平坦型のチップでは,蒸気泡の形状と存続期間が異なっていた。根管模型内では,蒸気泡は根管壁に沿って上下に大きく変化し,その後に多数のより小型のキャビテーション気泡の形成と崩壊が繰り返し観察された。トレーサーを用いた解析では,レーザー照射によって根管内には急速な撹拌作用が生じることが明らかとなった。以上の結果は、Er:YAGレーザーによる根管内洗浄のメカニズムは気泡の形成・崩壊による高速の液体の動きに依存している可能性を示唆している。円錐型チップを装着したEr:YAGレーザーは,根管内洗浄法として有望であると考えられる。根管治療において、根管拡大の途中および終了後に行なう化学的洗浄操作は、壊死物質や象牙質削片などの根管内容物の洗浄、根管拡大用インスツルメントが接触できない部位の清掃、更には、機械的拡大操作によって根管壁に形成されるスミヤー層の除去、を主な目的として実施される。一般的には、これらの化学的清掃剤は専用シリンジを用いて根管内に応用されるが、その洗浄効果は、使用する洗浄針の形状や洗浄液の作用時間・量・温度などによって大きく影響されると考えられる。そこで、根管内殺菌・洗浄を目的として使用されるNaOC1などの化学的清掃剤の作用をレーザーを用いて増強させることが可能かどうか検索した。効果的な洗浄には、根管内においてレーザーを照射することで生じる対流パターンを解析する必要があるため、模擬根管模型を用いた実験モデルを構築した。すなわち、実体顕微鏡(Stemi2000C : Carl Zeiss社製,ドイツ)に高速度デジタルカメラ(HAS-220M : DITECT社製)を装着し、出力端子をPC(Workstation T3400 : Dell社製, USA)に接続した。更に、カメラのレンズから10cmの位置にガラス製セルを設置し、Er : YAGレーザーに、根管内照射用円錐型チップ(内径400μm)(R400T :モリタ社製)、または、う蝕除去用の先端が平坦なチップ(内径400μm)(C400F :モリタ社製)を装着し、チップ先端がセルの底部から10mmの位置になるように固定した後、対流パターンのトレーサーとして直径約50μmのガラスビーズを含む蒸留水をセル底部から15mmの位置まで注入した。レーザー照射条件として、注水およびエアー無しで、30mJ、60mJ、120mJの各表示出力、10ppsおよび20ppsの繰り返し速度で照射を行った。照射中にチップ先端周囲に生じる対流パターンを動画で撮影記録した。-その結果、チップの形状と出力エネルギーの違いによって異なる対流パターンが生じることが分かった。今後さらに、拡大・形成済みの象牙質根管内においてレーザー照射を行い、洗浄効果が増強されているかを走査型電子顕微鏡にて観察する必要がある。そこで、根管内殺菌・洗浄を目的として使用されるNaOClなどの化学的清掃剤の作用をレーザーを用いて増強させることが可能かどうか検索した。すなわち、実体顕微鏡(Stemi2000C : Carl Zeiss社製,ドイツ)に高速度デジタルカメラ(HAS-220M : DITECT社製)を装着し、出力端子をPC (Workstation T3400 : Dell社製,USA)に接続した。

更に、カメラのレンズから10cmの位置にガラス製セルを設置し、Er:YAGレーザーに、根管内照射用円錐型チップ(内径400μm)(R400T:モリタ社製)、または、う蝕除去用の先端が平坦なチップ(内径400μm)(C400F:モリタ社製〉を装着し、チップ先端がセルの底部から10mmの位置になるように固定した後、トレーサーとして直径約50μmのガラスビーズを含む蒸留水をセル底部から15mmの位置まで注入した。レーザー照射条件として、注水およびエアー無しで、30mJ、50mJ、70mJの各表示出力、10ppsおよび20ppsの繰り返し速度で照射を行った。照射中にチップ先端周囲に生じる流体を動画で撮影記録した。その結果、チップ形状と出力エネルギーの違いにより流体および流速が異なることが分かつた。今後さらに、拡大・形成済みの象牙質根管内においてレーザー照射を行い0洗浄効果が増強されているかを走査型電子顕微鏡にて観察する必要がある。
強磁性超微粒子のコロイドーSEM法による磁気的挙動の研究と永久磁石への応用

コロイドーSEM法によるNd_2Fe_<14>B化合物単磁区微粒子の研究本年度はNdーFeーB系高性能永久磁石の主成分Nd_<>Fe_<14>B化合物の単相微粒子を作製し,単磁区微粒子の存在およびその臨界寸法を求めることを目的とした.アーク溶解と熱処理の条件を種々検討した結果,,秤量形成Nd_<13.99>Fe_<60.13>B_<5.88>をアーク溶解し,1000°C,336h真空加熱した後水冷することにより,Nd_2Fe_<14>B化合物の単相試料が得られ,次にヘプタン中で6hのボールミル粉砕により微粒子を作製した.2.単磁区微粒子の観察樹脂中に分散したNd_2Fe_<14>B微粒子の研磨面の磁区をコロイドーSEM法により観察した結果,粒子直径の減少と共に磁区数が減少し,遂には単磁区粒子となることが明らかとなった.図1(a),(b)に2磁区粒子,単磁区粒子の例を示す.図2は単磁区粒子の粒度分布の測定結果である.単磁区粒子の臨界直径として,研磨面において1.2μmの値を得た.本研究の目的は、本研究者らによって開発された微細磁区観察法、コロイド-SEM法を用いて1μm以下の強磁性超微粒子の磁区を観察し、高保磁力発生の基本である単磁区微粒子を求め、高性能磁石開発の指針を得ることである。昭和60年度では超高分解能走査型電子顕微鏡を購入整備し、これを用いて高性能永久磁石材料であるSm-Co系化合物Sm【Co_5】および【Sm_2】【Co_(17)】微粒子の磁区観察を行い、両者の単磁区微粒子の臨界寸法を決定することができた。実験における困難は単一相のSm【Co_5】および【Sm_2】【Co_(17)】微粒子を作製することであったが、グリーンコンパクトの配合比および焼結温度の調製により純粹存単一相の微粒子を得ることに成功した。Sm【Co_5】の単磁区微粒子については484個、【Sm_2】【Co_(17)】の単磁区微粒子については502個の粒径分布を測定して臨界寸法を求めた。その結果、研磨面における測定値の場合、Sm【Co_5】:5.2μm【Sm_2】【Co_(17)】:2.2μm.球形とした時の計算値の場合、Sm【Co_5】:7.7μm【Sm_2】【Co_(17)】:3.3μmの値を得た。右図には【Sm_2】【Co_(17)】の結果の例を示した。(1)【Sm_2】【Co_7】単相資料の作製【Sm_2】【Co_7】には高温相(【Ce_2】【Ni_7】型六方構造)と低温相(【Gd_2】【Co_7】型菱面体構造)があり、1080°Cに相変態をもつ。本研究では磁性に重要な高温相試料を作製し、実験を行った。種々の組成についてアーク溶解,熱処理を試みた結果、仕込み組成48.59wt%Sm-Co合金粉末を1200°C,100時間焼結したの、シリコンオイル中に急冷することにより、単相試料を得ることができた。酸化を防ぐ為に粗粉碎などは、自製の真空グローブボックス中にアルゴンガスを送り、この中で行った。(2)磁区観察ボールミル粉碎した【Sm_2】【Co_7】微粒子を樹脂中に埋めこみ、研磨を行った面の磁区観察をコロイド-SEM法により行った。図1に観察例を示す。(a)は2磁区粒子,(b)は単磁区粒子である。図2(b)の様な単磁区粒子の粉度分布の測定結果を図2に示す。研磨面での臨界粒径は3.8μmである。この値から球状粒子の単磁区臨界直径5.6μmを得た。コロイドーSEM法によるNd_2Fe_<14>B化合物単磁区微粒子の研究本年度はNdーFeーB系高性能永久磁石の主成分Nd_<>Fe_<14>B化合物の単相微粒子を作製し,単磁区微粒子の存在およびその臨界寸法を求めることを目的とした.アーク溶解と熱処理の条件を種々検討した結果,,秤量形成Nd_<13.99>Fe_<60.13>B_<5.88>をアーク溶解し,1000°C,336h真空加熱した後水冷することにより,Nd_2Fe_<14>B化合物の単相試料が得られ,次にヘプタン中で6hのボールミル粉砕により微粒子を作製した.2.単磁区微粒子の観察樹脂中に分散したNd_2Fe_<14>

B微粒子の研磨面の磁区をコロイドーSEM法により観察した結果,粒子直径の減少と共に磁区数が減少し,遂には単磁区粒子となることが明らかとなった.図1(a),(b)に2磁区粒子,単磁区粒子の例を示す.図2は単磁区粒子の粒度分布の測定結果である.単磁区粒子の臨界直径として,研磨面において1.2μmの値を得た.
EUとその加盟国における多様な社会的包摂政策の展開とシティズンシップに関する研究

研究代表者とその分担者たちは2010年に「欧州福祉レジーム研究会」を立ち上げ、欧州の福祉レジーム、社会的排除/包摂、アクティベーション、そしてシティズンシップについて研究を進めてきた。その成果は、2冊の編著書としてとりまとめている。今回の研究は、こうした成果を踏まえつつ、最低所得保障のあり方の二極化、すなわちベーシックインカムの実験的導入とその対極にある「条件付き最低所得給付における条件の強化」の結果を検証し、排除された人々に対する最低所得保障のあり方を問うことにある。あわせて、各国におけるこのような政策の違いをもたらしているシティズンシップの違いにも、分析を深めていく。
BICDによる微小管依存的な逆行性輸送制御の構造的基盤

本研究は、微小管のプラス端からマイナス端方向に小胞膜やタンパク質複合体を輸送するダイニンに積荷分子群との相互作用を仲介するアクセサリータンパク質BICDの活性調節機構と積荷分子認識の分子機構の解明を目的とする。本年度は、BICDのC末端コイルドコイル領域(CC3)のX線結晶解析およびダイニンに連結される小胞膜上に局在する低分子量Gタンパク質Rab6、核膜孔構成蛋白質Ran結合蛋白質2(RanBP2)の積荷分子との相互作用について、変異体を用いた検討をおこなった。また、BICDのCC3がN末端コイルドコイル領域CC1の結合による自己阻害状態の形成機構についても検討した。上記の検討の結果、BICD1 CC3は、2本のαヘリックスによって平行コイルドコイル構造を形成しており、N末端の塩基性領域でRanBP2を認識し、一方で、C末端側の酸性領域でRab6および自身のCC1と相互作用することを明らかにした。本研究成果は、国際科学雑誌に論文発表をおこなった(Terawaki et al., 2014, Acta F; Terawaki et al., 2015, BBRC)。26年度が最終年度であるため、記入しない。Bicaudal-D(BICD)は、微小管のプラス端からマイナス端方向へ移動する分子モーターであるダイニンと積荷分子群の相互作用を仲介するアクセサリータンパク質として機能することで、輸送小胞などの逆行性輸送を制御する。BICD3のN末端300残基の領域は、ダイニンと結合し、そして、中央領域でGlycogen synthase kinase3β(GSK3β)などと相互作用する。C末端領域は、ダイニンに連結される小胞膜上に局在する低分子量Gタンパク質Rab6や核膜孔構成蛋白質Ran結合蛋白質2などの積荷分子、および、ダイナクチンサブユニットと結合する。また、BICDは、N末端領域とC末端領域が相互作用して自己阻害型を取ることが知られており、これによってC末端ドメインと積荷分子との相互作用は抑制される。本研究では、BICD1自己抑制型、BICD1-Rab6複合体、BICD1-ダイナクチン複合体についてX線結晶構造解析をおこない、モータータンパク質が輸送分子を選別する分子機構の理解を目指す。今年度は、BICD1のC末端領域単独とRab6複合体、N末端領域との自己阻害型の結晶化を進めた。BICD1-Rab6常時活性化型変異体複合体の試料をもちいて、結晶化を進めたところ、MPDを沈殿剤とする条件で、立方晶が得られた。SDS-PAGEによる組成分析の結果、この条件で得られた結晶は、BICD1 C末端領域単独であることがわかった。しかしながら、BICD1 C末端領域単独の立体構造情報も報告例がなかったことから、単波長異常分散法による位相決定をおこない、分解能1.50オングストロームでの構造決定をおこなった。さらに、BICD1-Rab6複合体の結晶化を進め、硫酸アンモニウムを沈殿剤とする条件で結晶がえられ、分解能2.5オングストロームのX線回折データを収集した。現在、構造解析を進めている。BICD1-Rab6複合体については、おおむね順調に進行している。しかしながら、ダイナクチン複合体、自己阻害型については、結晶化スクリーニングの実施、見出した結晶化条件の検証など、必要な実験が多い。現在、順に検討を進めているところであるが、クロマトグラフィー装置などタンパク質調製の効率化をはかる必要性を感じている。BICD1 C末端ドメイン単独の構造解析の結果から、特徴的な分子表面(荷電性または疎水性)を形成するアミノ酸残基について、変異を導入し、N末端領域または積荷分子群(Rab6、RanBP2)などとの結合実験をおこない、結合領域について解析をおこなう。これによって、BICD C末端領域の機能について構造的観点から考察をおこなう。ダイナクチン複合体と自己阻害型については、結晶化条件のスクリーニングを進めると共に、得られている結晶については、X線回折実験をおこない、立体構造解析を進める
ｕＯＲＦペプチドによる翻訳制御の新たな役割と機構の解明

(1)マグネシウムに応答した翻訳制御機構の解析前年度までの研究により、主要ORFの翻訳を抑制するペプチドをコードするuORFの中から、Mgに応答した翻訳制御に関与するものを見出した。平成30年度は、その翻訳制御機構の解析を行った。uORFペプチドがMgに応答して主要ORFの翻訳を抑制する機構としては、細胞内Mg濃度が高い場合にuORFの翻訳開始効率が上昇するという可能性と、Mgに応答してuORFペプチドがリボソームを停滞させるという可能性が考えられる。一過的発現系と試験管内翻訳系を用いた解析によりこれらの可能性を検証したところ、Mg濃度はuORFの翻訳開始効率ではなく、リボソームの停滞効率に影響を与えることが明らかになった。また、Mg濃度は翻訳終結効率に影響を与えることが知られていることから、Mg濃度が高いとuORFの終止コドンにおける翻訳終結効率が低下し、uORFペプチドとの協働的な効果によりリボソームが停滞する可能性が考えられた。そこで、この翻訳制御がuORFの終止コドンに依存するかを調べたところ、終止コドンを削除してもMgに応答した翻訳制御が見られたことから、Mg濃度の翻訳終結効率への影響はこの翻訳制御には関与しないことが明らかとなった。(2)核小体ストレスに応答した翻訳制御機構の解析前年度の研究により、核小体ストレスに応答したANAC082タンパク質の発現誘導にuORFが関与することを見出した。平成30年度はその機構について解析し、核小体ストレスを誘導する試薬でシロイヌナズナの幼植物を処理した場合に、5'非翻訳領域にuORFを含まないスプライスバリアントの蓄積量が増加することを見出した。このことから、核小体ストレス条件では、選択的スプライシングによってuORFが除去されることにより、主要ORFからのタンパク質発現が誘導されることが示唆された。(1)試験管内翻訳系において翻訳アレストを起こすuORFペプチドの探索被子植物において翻訳制御に関与するペプチドをコードする新規のuORFを同定する目的で、進化的に保存されたアミノ酸配列を持つuORF (conserved peptide uORF: CPuORF)のうちの未解析のものの中から、試験管内翻訳系においてペプチド配列依存的にリボソームの停滞(翻訳アレスト)を引き起こすものを探索した。uORFペプチドによって翻訳アレストが引き起きた場合は、翻訳が正常に完了せずにペプチドとtRNAが解離しないと考えられる。試験管内で翻訳した際にペプチジルtRNAの蓄積がみられるCPuORFをウエスタン解析により探索したところ、ペプチド配列依存的に翻訳アレストを起こす新規のCPuORFが3つ同定された。さらに、CPuORFの終止コドンの位置を変えた変異体を用いたウエスタン解析およびトープリント解析により、それらの3つのCPuORFのうちの2つは翻訳伸長過程で翻訳アレストを起こし、他の1つは翻訳終結過程で翻訳アレストを起こすことが明らかになった。また、シロイヌナズナ培養細胞から調製したプロトプラストを用いた一過的発現解析により、それらのCPuORFがペプチド配列依存的に下流の主要ORFの翻訳を抑制することを見いだした。(2) uORFペプチドが関与する遺伝子発現制御機構の解析これまでに見いだした翻訳制御に関与するCPuORFについて、制御機構を遺伝学的に解析するために、その準備として変異の影響をモニターするためのレポーター遺伝子を導入した形質転換シロイヌナズナを作出した。そのために、それぞれの遺伝子のCPuORFを含む5′非翻訳領域に様々な変異を導入し、その下流にルシフェラーゼ遺伝子をつないでシロイヌナズナに導入した。当初の計画通り、試験管内翻訳系において翻訳アレストを引き起こすCPuORFを探索し、ペプチド配列依存的に翻訳アレストを起こすCPuORFを新規に3つ同定することができた。さらに、それらのCPuORFにおける翻訳アレストの位置を決定し、3つのCPuORFのうちの2つは翻訳伸長過程で翻訳アレストを起こし、他の1つは翻訳終結過程で翻訳アレストを起こすことを見いだした。それに加えて、当初の計画には含まれていなかったが、それらのCPuORFがペプチド配列依存的に下流の主要ORFの翻訳を抑制することを見いだした。また、uORFペプチドが関与する遺伝子発現制御機構の遺伝学的解析に用いるための形質転換植物の準備も予定通りに進んでいる。以上のように、当初の目標としていた成果が得られており、また当初の計画通りに順調に研究が進んでいると言うことができる。(1) uORFペプチドによる翻訳抑制の生理的役割の解析前年度の試験管内翻訳系を用いた解析において翻訳アレストを起こすことが示されたuORFの中で、下流の主要ORFがMg輸送に関与するタンパク質をコードするものについて、細胞内Mg濃度に応じた翻訳制御にuORFペプチドが関与する可能性を検証した。その結果、一過的発現系においてMg濃度に比例してuORFペプチドによる主要ORFの翻訳抑制が強くなったことから、このuORFペプチドはMgに応答して主要ORFの翻訳を抑制することが示された。また、核小体ストレス応答に関与する転写制御因子をコードする遺伝子の5'非翻訳領域に存在するuORFについて、核小体ストレスに応答した翻訳制御に関与する可能性を検討した。その結果、核小体ストレスを誘導する薬剤で幼植物を処理した場合に、uORFペプチドによる主要ORFの翻訳抑制が解除され、このuORFが核小体ストレスに応答した翻訳促進に関与することが明らかになった。

(2) uORFペプチドが関与する遺伝子発現制御機構の解析上述のMgに応答した翻訳制御において、細胞内Mg濃度に応じてuORFの翻訳開始効率が変化する可能性とuORFペプチドによる翻訳アレストの効率が変化する可能性が考えられた。試験管内翻訳系を用いたuORF配列の変異解析により、後者の可能性が正しいことを明らかにした。また、維管束形成を制御する転写因子の発現がuORFペプチドによってサーモスペルミンに応答して抑制されることをこれまでに見いだしたが、試験管内翻訳系を用いた変異解析によりuORFの終止コドンにおいて翻訳アレストが起こることを示した。さらに、遺伝学的解析により、サーモスペルミンに応答してuORF配列依存的にNonsense-mediated RNA decay (NMD)によるmRNA分解が誘導されることを明らかにした。平成29年度の研究により、uORFペプチドによる翻訳制御の生理的役割として、Mgに応答した翻訳抑制と核小体ストレスに応答した翻訳促進という2つの新たな生理的役割を見いだした。さらに、uORFペプチドが関与する遺伝子発現制御機構の解析においても、順調に研究成果を挙げることができた。維管束形成を制御する転写因子のサーモスペルミンに応答した発現制御において、uORFペプチドによってuORFの終止コドンで翻訳アレストが引き起こされ、それと連携してNMDが誘導されることを明らかにした。また、uORFペプチドが関与するMgに応答した翻訳制御において、Mgに応答してuORFペプチドが翻訳アレストを起こすことを明らかにした。これまでuORFペプチドによる翻訳アレストを誘導するエフェクター分子としてこれまでに報告されていたものはいずれも低分子化合物であったが、本研究により無機イオンに応答してuORFペプチドが翻訳アレストを起こす例が初めて見いだされた。以上のような当初の予想を上まわる研究成果が得られたことから、当初の計画以上に研究が進展しているといえる。(1)マグネシウムに応答した翻訳制御機構の解析前年度までの研究により、主要ORFの翻訳を抑制するペプチドをコードするuORFの中から、Mgに応答した翻訳制御に関与するものを見出した。平成30年度は、その翻訳制御機構の解析を行った。uORFペプチドがMgに応答して主要ORFの翻訳を抑制する機構としては、細胞内Mg濃度が高い場合にuORFの翻訳開始効率が上昇するという可能性と、Mgに応答してuORFペプチドがリボソームを停滞させるという可能性が考えられる。一過的発現系と試験管内翻訳系を用いた解析によりこれらの可能性を検証したところ、Mg濃度はuORFの翻訳開始効率ではなく、リボソームの停滞効率に影響を与えることが明らかになった。また、Mg濃度は翻訳終結効率に影響を与えることが知られていることから、Mg濃度が高いとuORFの終止コドンにおける翻訳終結効率が低下し、uORFペプチドとの協働的な効果によりリボソームが停滞する可能性が考えられた。そこで、この翻訳制御がuORFの終止コドンに依存するかを調べたところ、終止コドンを削除してもMgに応答した翻訳制御が見られたことから、Mg濃度の翻訳終結効率への影響はこの翻訳制御には関与しないことが明らかとなった。
害虫カミキリムシが特異的に利用している因子を組み合わせた行動制御システムの構築

カミキリムシは果樹などの各種永年作物の幹の内部を食害し枯死させるため、農業上大変重要であるにもかかわらず防除が難しいものが多い。カミキリムシの行動を解明し、様々な手法を組み合わせることで、行動制御を行うことを目的としている。ゴマダラカミキリはカンキツ類など世界的重要害虫であるが,その効率的な防除法はないに等しい。これまでにオスを誘引する物質は見つけていたがメスを誘引することができていなかった。昨年,近縁種においてオスが放出し,オス・メス両方を誘引する揮発性フェロモンが報告されたため、本種でも調べたところ、オスが近縁種と同じ物質を放出しており、その物質に対してオスメス成虫ともに触角が応答することが明らかとなった。さらに新たに既報にはない雌雄成虫両方から揮発する物質で、触角が応答する物質も見つけ出した。また,オスはメス体表上の接触性のコンタクトフェロモンを認識することによってそこに定着する。必須成分であるゴマダラクトン群は3-オキサビシクロ[3.3.0]オクタン骨格を有する複雑な化学構造であるため合成が困難であった。平成30年度は,この特異的なフェロモン物質のゴマダラクトンA、B、Cおよびそのジアステレオマーの全合成に成功し、ゴマダラカミキリオス成虫に提示して交尾行動を指標としたアッセイを行った。合成物が天然のゴマダラクトン類に匹敵する活性をもつことが明らかとなり、複数成分にまたがるコンタクトフェロモン成分の全容が解明できた。揮発性フェロモン候補物質については本種も近縁種と同じ物質を放出していることが明らかとなり、さらに新規に既報ではない成虫の揮発性物質に対しても触角が反応することが明らかとなった。また、コンタクトフェロモンについては当初の予定通り、合成類縁体を複数合成しているが、平成30年度はこれまで困難であったゴマダラクトンAおよびBの全合成に成功したので、合成物が天然のゴマダラクトン類に匹敵する活性をもつことが明らかとなり、複数成分にまたがるコンタクトフェロモン成分の全容が解明できたことは予想を上回る成果であった。近縁種と同じ2種の揮発性フェロモン候補物質と新たにもう1種の物質の触角反応は確認できたので、今後は生きた本種成虫を用いた行動アッセイを行い、活性を確認する。また、コンタクトフェロモンについては当初の予定通り多くのゴマダラクトン類縁体を合成し、オスに提示するアッセイを行って、構造と活性に関するデータを蓄積して活性発現の基本的構造を明らかにする。さらに、本種の性質を利用した総合防除法についてもたとえば昆虫病原糸状菌等を含めて利用する方法を試す予定である。ここで得た知見は遅れている害虫カミキリムシ類の行動制御へ応用できることも期待され,近年大問題となっている侵入害虫クビアカツヤカミキリの制御法の開発に資する予定である。ゴマダラカミキリはカンキツ類など各種永年作物の幹を食害し枯死させる世界的重要害虫であるが,その効率的な防除法はないに等しい。これまでにオスを誘引する物質は見つけていたがメスを誘引することができなかった。昨年,近縁種においてオスが放出し,オス・メス両方を誘引する揮発性フェロモンが報告された。本種も同様な活性物質を持つことが示唆される。そこで,平成29年度は本種オスが近縁種と同じ物質を放出しているか合成物と比較して確かめた。また、ガスクロマトグラフィー-触角電位法により、その物質に対してゴマダラ成虫の触角が応答するか確認した。その結果、本種オスが近縁種と同じ物質を放出していることが明らかとなり、その物質に対しオスメス成虫ともに触角が応答することが明らかとなった。防除資材として実用化に向けた研究開発を行うためには,同化合物群をリード化合物とした,より単純化された化学構造をもつ新規化合物の発明,およびその合成法の確立が望まれている。平成29年度は,この特異的なフェロモン物質のうちゴマダラクトンC類縁体アナログを10以上合成し、ゴマダラカミキリオス成虫に提示して交尾行動を指標としたアッセイを行った。天然のゴマダラクトンCに匹敵する活性をもつものも発見できた。活性に関与する化学構造を特定して構造-活性相関を明らかにするためのデータの蓄積を行った。揮発性フェロモン候補物質については当初の予想通り本種も近縁種と同じ物質を放出していることが明らかとなった。また、コンタクトフェロモンについても当初の予定通り、合成類縁体を複数合成し、オスに提示して、天然のゴマダラクトンCに匹敵する活性をもつものも発見できた。