hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境シグナルによるウェルシュ菌遺伝子発現調節の解析

平成17年度の研究計画に従って,ウェルシュ菌の病原性発現へのヒト体内などの常在菌による影響を調べるため,大腸菌,黄色ブドウ球菌などの培養上清をウェルシュ菌菌体に加えて,RNAを抽出し,マイクロアレイを用いて遺伝子発現の変化を検討した。その結果,このような条件では良質なRNAを調製することが困難である事が判明し,現在RNA抽出の条件を再検討中である。しかしながら予備的な実験から,多数の遺伝子が異種の菌の培養上清により発現誘導される事が確認され,これからの実験に期待が持てると思われた。一方,ウェルシュ菌培養液にヒト血清を加えると,病原因子であるシアリダーゼを含む多数の遺伝子の発現が変化することがマイクロアレイ解析により明らかになり,この血清中の誘導因子は分子量10万以上でタンパク性のものと推測された。さらに,すでに作製した28の二成分制御系遺伝子破壊株すべてに対して血清による刺激を行ったところ,4種の二成分制御系欠損株においてシアリダーゼ遺伝子発現の誘導が減弱していた。これらの株の詳細な解析により,二成分制御系TCS12とTCS16の双方が共同して血清中の誘導因子を感知することが明らかになった。現在この血清中因子の分離、精製を精力的に試みており,この血清因子が同定されれば,血清因子のアンタゴニストや二成分制御系に対する阻害剤などの開発を通じて,将来的な予防、治療の標的となることが期待される。
無顎類ゲノム情報を利用した魚類ミオシン重鎖遺伝子の解析

1.ヤツメウナギミオシン重鎖遺伝子の網羅的解析ウミヤツメのゲノム情報を使用し、網羅的なミオシン重鎖遺伝子のin silicoクローニングを行った。その結果、ウミヤツメには少なくとも速筋型3種類、遅筋/心筋型3種類のミオシン重鎖遺伝子が存在していることがわかった。このうち、速筋型3種類および遅筋/心筋型2種類については、カワヤツメのゲノムにおける存在をPCR法により確認した。2.ヤツメウナギミオシン重鎖遺伝子クラスターの解析ウミヤツメゲノムデータベースを独自に解析した結果、3種の速筋型ミオシン重鎖遺伝子は、MYH2-MYHx-MYH1の順にタンデムクラスターを形成していた。また、ゲノムDNAを鋳型として用いたロングPCR法によって、カワヤツメにおける同ミオシン重鎖遺伝子クラスターの存在を確認した。3.脊椎動物に共通する筋発生機構の解析カワヤツメミオシン重鎖遺伝子の上流領域56kbを、蛍光タンパク質遺伝子GFPあるいはRFPを含むレポーターベクターにクローニングした。速筋型3種類および遅筋/心筋型1種類、合計4種類のレポーターベクターを作製した。このうち、速筋型3種類のレポーターベクターをゼブラフィッシュ受精卵に顕微注入し、胚での発現を観察した結果、MYH1およびMYH2においては速筋での発現が確認できた。これより、無顎類のミオシン重鎖遺伝子プロモータは真骨魚で正しく認識されることが明らかとなった。
レンズと鼻腔の形成から迫る熱ショック転写因子群を介する情報発現機構

哺乳類には3種類の熱ショック転写因子(HSF)が存在し、標的遺伝子のプロモーター領域にあるHeat shock element (HSE)に結合し転写調節を行っている。これまでに、HSF1とHSF2は卵成熟や精子形成のような発生過程において必要であることがわかっており、HSF1とHSF4はFGFの転写調節などを介してレンズの発生に関与している。今回、HSF1とHSF4の欠損マウスの外胚葉由来の感覚器について解析を行ったところ、HSF1欠損マウスでは鼻において、嗅神経上皮の萎縮と鼻汁の貯留が認められた。嗅神経上皮の解析を行ったところ、生後4週以降に嗅神経細胞のネクローシスとアポトーシスの混在した細胞死を認めた。また、嗅上皮と接する骨の萎縮も認めた。その他の骨の異常はないので、嗅上皮の異常に由来する骨の萎縮と考えられた。さらに、酢酸をしみ込ませた綿球に対して忌避行動をとらないことから嗅覚異常があることが示唆された。その分子機構を明らかにするために、熱ショック蛋白質と嗅上皮の形成に係るサイトカイン遺伝子の発現を調べた。その結果、生後4週以降に熱ショック遺伝子群の誘導とLIFの発現低下を認めた。前者から予想されるように、HSF1の活性化を生後4週以降の嗅上皮で認めた。驚いたことに、マウスのLIF遺伝子のプロモーター領域には多数のHSE配列が存在しており、この領域にHSF1が結合していることがChIP解析により示された。さらに、LIFの発現が、FGFと同様にHSF1とHSF4により拮抗的に転写調節されていることがわかった。レンズと嗅上皮はともにPax6に依存した外胚葉由来のプラコードに由来し、たえず、外界からのストレスを受けている。これらの感覚器の発生過程にストレスが密接に関わることを明らかにした。
カルシトリオールの糖尿病性潰瘍患者の皮膚バリア機能の調節と創傷治癒に対する効果

カルシトリオールは活性型ビタミンD3であり、その欠乏は糖尿病、結核等の多数の疾患と関連している。カルシトリオールが角化細胞において抗菌ペプチドの産生を誘導すること、腸管上皮と眼のタイトジャンクション(TJ)の構造を調節することが報告されている。従って、糖尿病性潰瘍患者等の創傷治癒遅延患者の皮膚にカルシトリオールを使用することは、感染を防御し、創傷治癒を促進することを示唆している。しかし、現在までにカルシトリオールが皮膚のTJ構造を調節しているかは不明である。本研究ではカルシトリオールが皮膚バリア機能を強化するか否かを検討する。また、糖尿病性潰瘍の治療法として、カルシトリオールの使用を検討する。
江戸時代韻学書の研究

全国各地の図書館に収められている江戸時代の韻学書群を収集・整理するに当って、まず国会図書館の亀田文庫に蔵される資料の目録を作り、そのうち重要と思われるものから何点かのマイクロフィルムを取り寄せて、書誌をとるべく調べ始めたが、調べて行くうちに中国の韻学書の影響の強いことに改めて気付いたので、中国の韻学書についても押えておく必要を感じた。そこで国立公文書館内閣文庫に蔵される中国の韻学書のうち、あまり他で見ることの出来ないもののマイクロフィルムを取り寄せることとした。内閣文庫には中国韻学書がよく集められており、また日本に渡来したものであることからも、日本韻学史のために調査が必要となるものである。中国韻学書は1点あたりの量が膨大である為に、マイクロフィルムの撮影・取り寄せにも時間が懸り、また費用も少なからずかかるためにここにかなりの部分を裂かれてしまった。中国の韻学書も一つの書でも版により内容が異なることも多く、日本韻学史に与えた影響を考察する際にもそうした部分を考慮に入れねばならない為、より多くの資料を見ねばならぬことに気付かされた。一方、大谷大学図書館に足を運び、『韻鏡序解』等の重要な書籍を調査することが出来た。書誌・目録作りの作業としては、現物やマイクロフィルムに当って作るものの他に、『国書総目録』『古典籍総合目録』岡井慎吾『日本漢字学史』といったもの等からも関連する資料を抜き出す作業を行なった。
逆解析手法を用いた薄膜接着強度推定法

近年、電子部品や工業製品には金属の薄膜をコーティングしたり、薄膜を多層に積層して作製されるものが多くある。特に、電子部品にはさまざまな材質の基板にナノメータオーダーの極めて薄い膜を接着した構造を有するものが多い。このような構造を有する部品が熱および外力を受けた場合、膜と基板あるいは膜と膜の剥離が問題となる。しかし、これらの極微小な接合体の接着強度を測定するに際して解決すべき多くの問題がある。これまでの接着強度の評価方法は、膜が剥離したときの荷重を剥離した面積で除して平均の接着強度を求めている。これらの値から、真の接着強度を推定することは非常に難しい。本研究は、接着力の物理的モデルを考案して、実験および数値逆解析手法によりそのモデルのパラメータを同定し、真の剥離応力を推定しようとするものである。平成4年度の当初の研究計画に従って以下の研究を行った。1、薄膜を作製するステージの設計および製作を行った。本研究の目的である剥離強度を推定するための剥離端における薄膜の表面変位データを精度良く求めることができるようにステージの形状を工夫した。2、電子天秤および圧電素子を用いた微小荷重負荷装置を試作した。3、レーザー測長器を用いて薄膜の表面変位を測定するための実験装置を試作した。4、薄膜と基板あるいは薄膜間に仮想の接着力を導入した解析モデルを構築し、境界要素法に定式化した。以上の研究を進めるに際し、さらに薄膜の弾性特性のデータが必要となり、逆解析により薄膜の弾性係数の推定を行うことが新に生じた。
液相エピタキシャル成長法による機能調和酸化物単結晶膜の作製

本研究は、反強磁性半導体La_2CuO_4のバルク単結晶の表面上に反磁性超伝導体La_<2-x>Sr_xCuO_4の単結晶膜を液相エピタキシャル法(LPE法)により成長させて良質な機能調和酸化物単結晶を合成することによって、反強磁性半導体と超伝導体の2種類の機能を組み合わせた機能調和酸化物の単結晶を創製して、新しい機能性を探索することを目的としている。本研究成果の概要は以下の通りである。(1)赤外線集光加熱炉を用いた新しい液相エピタキシャル成長(IR-LPE)法を考案し、同方法により反強磁性Zn置換La_2CuO_4、単結晶基板上に膜厚10250μmのa軸配向La_<2-x>Sr_xCuO_4単結晶膜を成膜させることに成功した。(2)La_<2-x>Sr_xCuO_4結晶のデバイス特性を劣化させる原因となっている双晶を除去する方法として基板接着熱収縮差法を考案した。その結果、厚さ0.8mm以下のLa_<2-x>Sr_xCuO_4バルク結晶を酸素中でアニールしたのちアルミニウム金属板にエポキシ系接着剤で固定することによりマイスナー分率が約90%に達することが明らかになり、双晶によると思われるピニングセンターをほとんど除去することができた。(3)非超伝導性の化学量論組成La_<2-x>CuO_4単結晶の表面をKMnO_4水溶液中で化学酸化させて超伝導性の酸素過剰La_2CuO_4単結晶層を形成させる研究を実施した。過剰酸素の導入は結晶全体にわたっておりCuO_2面に平行な方向に過剰酸素が導入されやすいことがわかった。(4)La_<2-x>Sr_xCuO_4単結晶膜の超伝導特性は、膜厚に強く依存し、膜厚80μm以上で優れた超伝導特性を示したが、それ以下では超伝導転移がブロードになることが明らかになった。また、La_<2-x>Sr_xCuO_4単結晶膜を1x6x15μm^3のブリッジに加工することによって層間ジョセフソン効果を観測することに成功した。Srの添加によって反強磁性半導体から超伝導体に変化するLa_2CuO_4を目的材料に選び、反強磁性半導体La_2CuO_4のバルク単結晶の表面上に反磁性超伝導体La_<2-x>Sr_xCuO_4の単結晶膜を液相エピタキシャル法(LPE法)によりホモエピタキシャル成長させて良質な機能調和酸化物単結晶を合成することによって、反強磁性半導体と超伝導体の2種類の機能を組み合わせた機能調和酸化物の単結晶を創製して、新しい機能性を探索する。本年度は、La_2CuO_4基板単結晶の育成,La_<2-x>Sr_xCuO_4単結晶膜の作製,基板単結晶中の双晶の除去および基板単結晶と成膜単結晶の超伝導特性の測定を行った。1.La_2CuO_4基板単結晶の育成は、赤外線集光加熱炉を用いてTSFZ法により行った。

その際、La_2CuO_4のCuサイトをZnやNiで置換固溶させることによりLa_2CuO_4基板単結晶を非超伝導化させることができた。2.LPE成長実験においては、赤外線集光加熱炉と抵抗加熱炉を用いてLa_2CuO_4単結晶基板上にLa_<2-x>Sr_xCuO_4単結晶膜を成膜させた。その結果、抵抗加熱炉を用いてアルミナルツボ内で製膜実験を行ったところ、成膜中にルツボ材であるAlがCuサイトに固溶して成膜の超伝導性が破壊あるいは低下させることがわかった。赤外線集光加熱炉を用いてTSFZ法を応用した新しい方法で製膜実験を行っているが、成膜中のクラック発生や成膜表面に残余溶媒が付着するという問題が残されており、来年度にも継続して実験を遂行する必要がある。3.基板単結晶の強弾性測定および双晶除去実験を行うため、今年度は精密万能試験機を設備備品として購入した。現在、それらの実験用の単結晶試料を育成し加工するとともに精密万能試験機に取り付ける治具を製作している。来年度早々には、基板単結晶の強弾性測定および双晶除去実験を行う予定である。本年度は、La_2CuO_4基板単結晶上へのLa_<2-x>Sr_xCuO_4単結晶膜の作製,La_<2-x>Sr_xCuO_4結晶中の双晶の除去および成膜単結晶の電磁気的特性の測定を行った。1.赤外線集光加熱炉を用いた新しい液相エピタキシャル成長法を考案し、同方法によりLa_2CuO_4単結晶基板上に膜厚10250μmのa軸配向La_<2-x>Sr_xCuO_4単結晶膜を成膜させることに成功した。しかし、膜厚の制御が困難であるため、来年度も継続して実験を行う必要がある。2.La_<2-x>Sr_xCuO_4結晶中の双晶の除去は、一軸加圧徐冷法と新たに考案した基板接着熱収縮差法により行った。一軸加圧徐冷法では、La_<2-x>Sr_xCuO_4バルク結晶を万能試験機を用いて100MPaまで応力を印加したが、双晶除去およびピニングセンターの除去には効果がなく、それ以上の応力印加では結晶が破壊されることがわかった。また、基板接着熱収縮差法では、厚さ0.8mm以下のLa_<2-x>Sr_xCuO_4バルク結晶を酸素中でアニールしたのちアルミニウム金属板にエポキシ系接着剤で固定することによりマイスナー分率が約90%に達することが明らかになり、双晶によると思われるピニングセンターをほとんど除去することができた。3.合成したLa_<2-x>Sr_xCuO_4単結晶膜の電磁気的特性を測定するため、結晶の加工など測定試料の作製法について検討し、1x6x15μm^3のブリッジを作製することができた。しかし、単結晶膜と基板との識別が困難であるために、測定用試料中の単結晶膜の膜厚を制御することができなかった。来年度も継続して測定試料作製法を検討するとともに、電磁気的特性を調べる必要がある。本研究では、Srの添加によって反強磁性半導体から超伝導体に変化するLa_2、CuO_4、を目的材料に選び、反強磁性半導体La_2CuO_4のバルク単結晶の表面上に反磁性超伝導体La_<2-x>Sr_xCuO_4、の単結晶膜を液相エピタキシャル法(LPE法)により成長させて良質な機能調和酸化物単結晶を合成することによって、反強磁性半導体と超伝導体の2種類の機能を組み合わせた機能調和酸化物の単結晶を創製して、新しい機能性を探索することを目的とした。本年度は、前年度の研究を継続して行い、そのうち、特に赤外線加熱エピタキシャル成長(IR-LPE)法によりLa_<2-x>Sr_xCuO_4単結晶膜をZn置換La_2CuO_4単結晶基板上に作製し、その成膜単結晶のデバイス特性評価を行った。
ウオ-タ-フロント開発地域における地震危険度の予測に関する研究

本研究では、地形の不規則さによる地震道の局所的な違いをウォ-タ-フロント開発地域を対象として現象を解明し、開発地域におけるマイクロゾ-ニングを行って、適切な対策を可能にした。臨海部では埋め立て地盤が傾斜しており軟弱地盤であることから、地盤の不整形性や不均質性を考慮できる動的応答プログラムの開発を図った。それを観測の行われているウオ-タ-フロント開発地域の地形モデルに適用し、実地震観測記録と比較検討した。又、地形の局所的な不規則性が地震動に及ぼす影響を把握し、その対策を考察した。この不規則性が地盤内震動分布、特にひずみや応力、ならびに地中線状構造物の耐震性に影響する相対変位分布に及ぼす影響を調べ、影響を大きく受けるものと受けないものを明らかにし、地震動強度に及ぼす不規則性の影響を表す指標を示した。開発したプログラムを用いて対象都市の地震応答解析を行い、地形図、地質図をもとにした地震危険度マップを作成した。このために、まず、ウオ-タ-フロント開発計画、開発地域の現状を把握し、耐震上・防災上の問題について検討し、地震遭遇時を仮定して解析対象地点の入力地震動を設定した。次に、既存の震動解析に関する各種の解析手法を結合させ、不規則な地下構造を有する地域の地震動解析プログラムを開発し、不整形性を有する地盤や軟弱地盤上の観測記録を収集し、不規則性を考慮した地盤の震動解析を行って、観測から得られる地震動特性と解析結果との比較を行った。さらに、地盤の不規則性が地盤内の応力分布、ひずみ分布、変位分布に及ぼす影響について調べ、地盤を伝播する波動の性質を明らかにした。とくに長周期地震動や地盤変状を受け易いライフライン系の地震時挙動との関連を明確にした。また、大阪などの特定のウオ-タ-フロント開発地域を対象として、地形図、地質図を基に地震危険度マップを作成した。
砕波による多相流体場の高精度数値計算手法の開発とその数理モデル化に関する研究

本研究は,固気液共存場における物理現象を一つの集合体として統一的に取り扱うことが有効であるとの立場から,非圧縮性・圧縮性流体場を同時解法し,多相流体場を統一的に取り扱うことが可能なC-CUP法に基づく高精度な3次元数値計算手法を開発したものである.さらに,この手法に高精度なDynamic LES乱流モデルを組み込み,気液混相乱流場の数値計算手法へと拡張を行ったものである.以下に具体的な結果を示す.(1)本論文で開発した数値計算手法は,現在最も有力な統一解法として考えられているC-CUP法をベースに数値アルゴリズムを構築した.これに加えて,非線形項(移流項)の差分には高精度なCIP法,各相の界面の捕獲には密度関数法を適用し,高密度比,高粘性比を有する固気液3相が共存する流体場を追跡することが可能となった.この他,界面の不安定現象などへの適用も考慮して表面張力モデル(CSF Model)の導入した.(2)モデル定数の決定に任意性・不確定性を極力排除できるDynamic LESモデル.(乱流モデル)を併用できる数値モデルに拡張した.(3)自由表面解析モデルの典型的な検証問題として良く用いられる2次元および3次元の水柱崩壊,3次元液滴落下(ミルククラウン現象)問題に適用し,気相と液相の運動の精度検証を行った.さらに,単一気泡の上昇,複数気泡の合体・分裂などの流れ場解析に適用した.(4)本数値計算手法を用いて,砕波後の大規模ジェットにより生成される気液混相流体場のスプレイアップサイクル過程に対する数値解析を行った.これによって,砕波帯における連行気泡を含めた流速場の3次元構造および組織的渦構造について明らかにした.また,スプレイアップサイクル過程における気液混相流体場の乱流諸量(レイノルズ応力,乱流エネルギー,乱流散逸など)について検討を加え,砕波後の連行気泡を含めた乱流場の3次元的な発達過程を明らかにした.(5)実流体場における気液二相界面の代表的な不安定問題である風波の発生・発達現象について,その力学機構の解明を行う第一段階として,砕波を伴う気液界面で行われる界面相互作用現象への本数値計算手法の適用性を検討した.本研究は,これまでの数値計算手法では不可能とされていた非圧縮および圧縮性を伴う固気液混相(多相)流体場の同時解法を可能とする高精度直接数値シミュレーション手法を新たに開発し,砕波現象に代表される移動境界(相界面)を伴う複雑系の実態解明とその数理モデル化を行うものである.今年度の研究計画は,1)非圧縮性・圧縮性流体の同時解法を可能にする2次元多相流体数値計算スキームの開発,2)PTV,PIV法による砕波時および砕波後の気液混相流体場の運動機構の解明であった.数値計算に関しては,非圧縮・圧縮性流体の特性を有する固気液3相からなる流体場に対して,各計算セルごとに局所的音速を定義し,圧力に関するポアソン方程式を高速解法(不完全コレスキー分解付き双共役勾配法)することで,多相流体場を統一的に扱うことが可能な数値スキームの開発が進展し,3次元流体場への拡張および適用(当初の計画では平成11年度のもの)も終了している,その結果,自由界面の不安定問題から砕波を伴うような複雑な移動境界問題まで幅広い応用分野に適用でき,異相間の相互作用を厳密に計算することが可能であることが分かった.また,気液界面における粘性作用は界面に対して非常に強い影響を及ぼすものと考えられ,気液界面で活発となる相互作用を検討する場合は,両相の流体場を統一的に扱うことが重要であることがわかった.また,PIVおよびPTV法による画像解析アルゴリズムおよびそのプログラミングによる水粒子自動追跡システムの開発もほぼ終了しており,砕波を伴う実流体場への適用と検証を残すのみとなっている.現在,気液界面を通して行われる物質・熱交換量に対して,自由界面の乱れが及ぼす影響を解明するために,バロトロピ一流体としての取り扱いを修正した支配方程式系を構築中である.今後は,この枠組みを発展させ,砕波を伴う気液界面を通しての運動量,顕熱,潜熱,物質等の交換過程の厳密な力学的機構を解明し,自由界面乱流モデルの構築を図る予定である.本研究は,固気液共存場における物理現象を一つの集合体として統一的に取り扱うことが有効であるとの立場から,非圧縮性・圧縮性流体場を同時解法し,多相流体場を統一的に取り扱うことが可能なC-CUP法に基づく高精度な3次元数値計算手法を開発したものである.さらに,この手法に高精度なDynamic LES乱流モデルを組み込み,気液混相乱流場の数値計算手法へと拡張を行ったものである.以下に具体的な結果を示す.(1)本論文で開発した数値計算手法は,現在最も有力な統一解法として考えられているC-CUP法をベースに数値アルゴリズムを構築した.これに加えて,非線形項(移流項)の差分には高精度なCIP法,各相の界面の捕獲には密度関数法を適用し,高密度比,高粘性比を有する固気液3相が共存する流体場を追跡することが可能となった.この他,界面の不安定現象などへの適用も考慮して表面張力モデル(CSF Model)の導入した.(2)モデル定数の決定に任意性・不確定性を極力排除できるDynamic LESモデル.(乱流モデル)を併用できる数値モデルに拡張した.

(3)自由表面解析モデルの典型的な検証問題として良く用いられる2次元および3次元の水柱崩壊,3次元液滴落下(ミルククラウン現象)問題に適用し,気相と液相の運動の精度検証を行った.さらに,単一気泡の上昇,複数気泡の合体・分裂などの流れ場解析に適用した.(4)本数値計算手法を用いて,砕波後の大規模ジェットにより生成される気液混相流体場のスプレイアップサイクル過程に対する数値解析を行った.これによって,砕波帯における連行気泡を含めた流速場の3次元構造および組織的渦構造について明らかにした.また,スプレイアップサイクル過程における気液混相流体場の乱流諸量(レイノルズ応力,乱流エネルギー,乱流散逸など)について検討を加え,砕波後の連行気泡を含めた乱流場の3次元的な発達過程を明らかにした.(5)実流体場における気液二相界面の代表的な不安定問題である風波の発生・発達現象について,その力学機構の解明を行う第一段階として,砕波を伴う気液界面で行われる界面相互作用現象への本数値計算手法の適用性を検討した.
ルーメンプロトゾアのトリプトファン合成に関する微生物生態論的研究

本研究の焦点は、ルーメン微生物生態系におけるトリプトファン(Trp)合成の面でルーメンプロトゾアがどの程度の役割果たしているかを知ることであった。そのために、平成2年度は、まず、プロトゾア単独系(P系)のTrp合成能を検討し、平成3年度は比較のためにバクテリア単独系(B系)の、そして、平成4年度は全体としての量を比較するためにプロトゾアとバクテリア共存系(BP系)のTrp合成量を検討した。なお基質としてインドールピルビン酸(IPA)及びインドール酢酸(IAA)を用いたので、同時に、それらの基質を添加した場合のTrp以外の代謝産物についても比較した。以下、3年間の研究結果を総合的に比較しながら、特に、Trp合成に関する成果を報告する。P系では12時間の培養でIPA(lmM)からその約12%相当のTrpが合成され、培地に蓄積した。P系は増殖系ではないので、合成されたTrpがこのように培地中に蓄積する。この点を^<14>C-IPAにより証明しようとしたが、これは現在製造されていないため、断念せざるを得なかった。なお、P系では、IAAからのTrp合成はゼロであった。B系及びBP系では、これらが増殖系のため、培地中に遊離の形ではTrpが蓄積しなかった。これらの系では、^<14>C-IAAを用いてそれからのTrp合成量を検討した。その結果、12時間の培養で、B系では明らかに菌体内Trpに放射能が検出され、その量は、5.7nmol/mlであった。これはIAAが還元的にカルボキシル化され、アミノ基転移反応が起こったことを示す。BP系でも微生物体内Trpに放射能が検出され、その量は、10.4nmol/mlであり、B系よりも約80%も多くの放射性Trpが合成された。従って、BP系内ではプロトゾアが明らかに特技のアミノ基転移反応によりTrp合成を促進したと考えられた。バクテリアによるIAAの還元的カルボキシル化反応の速度は、プロトゾアとバクテリア両者を合わせたアミノ基転移反応速度に対応すると考えられた。平成2年度の研究計画に沿って、ル-メンプロトゾア単独系によるトリプトファン合成を検討した。しかし、HPLCによるトリプトファンおよび関連インド-ル化合物の定量法を、本年度の科研費で購入したカラムオ-ブンを使用した安定した定量法として確立するのに予想外に多くの時間を費やしたため、研究は当初計画通りには進まなかった。本研究は、3年間継続の研究なので、次年度以降にこの遅れを取り戻す予定である。以下、本年度に得られた結果を報告する。まず、上述したように、カラムオ-ブンを使用したHPLCによる定量法を確立した。続いて、ヘイキュ-ブと濃厚飼料(3:1)を給与している山羊のル-メン内容物からプロントゾアを集め、その懸濁液を用いて、まず、インド-ルピルビン酸からのトリプトファン合成量を検討した。その結果、トリプトファン合成量は、経時的に増加し、また、0.252.0mMの範囲内では、インド-ルピルビン酸濃度の増加に伴って増加した。

培地中へのデンプン添加は、培地中の遊離のトリプトファン量を低下させる傾向が見られたが、差はそれほど大きくなかった。次に、インド-ル酢酸を基質とした場合のトリプトファン合成量を検討した結果、インド-ル酢酸からの合成量は微量と考えられ、基質濃度やデンプン添加の影響も認められなかった。続いて、放射性同位元素の使用によるトリプトファン合成の確認のための実験の予備段階として、濾紙クロマトグラフィ-によるトリプトファンのRf値を検討した。その結果、溶媒(1)酸:水:tertーブタノ-ル(10:295:695)および溶媒(2)フェノ-ル:水(775:215)(使用直前に、この溶媒94mlに対して、アンモニア水1mlを添加)で、それぞれ、0.88および0.79であった。平成3年度の研究計画に沿って、ル-メンバクテリア単独系によるトリプトファン(Trp)合成を検討した。まず、無標識基質からのTrpの合成量及びその他の代謝産物の生成量を検討した結果、インド-ルピルビン酸(IPA)からは、培養12時間目で基質添加量の3.3%に相当するTrpが培地上清液中に増加した。これは、ル-メンプロトゾア単独系の4分の1に相当した。IPA添加時は、バクテリア単独系では、12時間目でその約20%がインド-ル酢酸(IAA)に転化したが、インド-ルやスカト-ルの生成はゼロであった。したがって、ル-メンバクテリアは、IPAを一部Trp合成に使い、残りの多くをIAAに変えてしまうと思われる。ただし、Trp合成については、菌体加水分解物中のTrpを定量していないので、真の合成量はまだ抑えられていない。この点は、今後さらに検討する必要がある。デンプン添加の影響はそれほど大きくはなかった。IAAを基質とした場合は、バクテリア単独系では12時間後約20%がスカト-ルに変わり、その以外の化合物の増減は見られなかった。Trpの合成も見かけ上はなかった。しかし、この場合も、今後、歯体加水分解物の分析が必要と考えられる。^<14>C標識化合物としては、IAAのみしか入手できなかった。標識IPAは、平成3年度調書の反省の項にも記したように、現在製造されておらず、これを作らせると、34百万円もかかるとのことで、断念せざるを得なかった。入手した^<14>CーIAAによる実験は、現在も進行中で、これまでの結果では、IAAは確かに菌体内に取り込まれていると考えられた。これは、IAAがTrpになったことを裏書するものである。この点は、まもなく、濾紙クロマトグラフィ-で確認する予定である。平成4年度の研究計画に沿って、ルーメンプロトゾア及びバクテリア共存系(BP系)によるトリプトファン(Trp)代謝の検討を行なうと共に、前年度完遂できなかったルーメンバクテリア単独系(B系)により^<14>C-インドール酢酸(IAA)からのTrp合成についても検討したので、それらの結果を合わせて報告する。まず、BP系における無標識基質からのTrpの合成量及びその他の代謝生物の生成量を検討した結果、インドールピルビン酸(IPA)からは培養6時間目で添加基質の3.9%に相当するTrpが培地上清液中に増加したが、12時間目ではゼロになった。IAAからば、培地上清液中にTrpの蓄積は見られなかった。B系及びBP系とも増殖する系であるから、Trp合成量は菌体タンパク質中のTrp量を検討しないとはっきりしないが、この点は、^<14>C-IAAによる結果からある程度考察することができた(後述)。IPA添加時は、BP系では、それぞれ約13%のIAAとスカトール(Skt)が生成された。Sktが生成された点は前年度の結果のB系と異なる点である。
温湿領域におけるCFRP複合材料の損傷進展プロセスのその場観察による解明

本研究では、各種温度環境下及び吸湿状態におけるCFRP複合材料の微視的損傷進展挙動を負荷中のその場観察により解明した。その結果,以下の知見が得られた。1.クリープ負荷中のトランスバースクラック進展挙動の解明:CFRPクロスプライ積層板におけるトランスバースクラックの発生を考慮した時間依存変形モデルを構築した。すなわち,粘弾性理論とシアラグモデルを用いて,変形量を時間及び応力の関数として求めた。またトランスバースクラック密度を確率的破壊概念を用いて時間及び応力の関数として求めた。次に,クリープ負荷及び応力速度一定負荷下におけるき裂密度とひずみ応答を測定し,モデルによる予測値と比較することによりモデルの妥当性を考察した。トランスバースクラックの発生はその場観察システムとひずみ応答の両方から確認された。2.層間破壊靭性に及ぼす温度の効果の解明:眉間破壊靭性試験を各種温度環境下(低温,室温,高温)で行い,その場観察によって直接き裂長さを測定することによってコンブライアンス法によって破壊靭性を求めるとともに,試験中の剥離先端の観察により層間剥離進展の様子を明らかにした。低温では剥離初期の破壊靭性(K_<IC>)は他の温度に比べ高いものの剥離進展に伴う破壊靭性(剥離抵抗K_R)の増加は見れらなかった。一方,高温になるにつれ,K_<IC>は低下するものの大きなK_Rの増加が見られた。この増加はその場観察により繊維のブリッジングによるものであることが確認された。今後,吸湿させた複合材料積層板を用いて上記1と2を行う必要がある。1.その場観察録画システムの確立各種温度環境下及び吸湿状態における複合材料試験片の負荷中の微視的損傷進展をその場観察すると同時に動的な映像としてビデオに録画できるシステムを確立した。すなわち,試験片を試験機に取り付けて恒温槽に入れた状態のまま,実体顕微鏡を用いて恒温槽の外から微視的損傷を観察し,さらに,実体顕微鏡にCCDカメラを取り付けてビデオデッキ及びビデオモニタに接続することにより動的な映像として観察・録画できることを確認した。2.各種温度環境下における微視的損傷進展のその場観察上記その場観察録画システムを用いて,以下の成果が得られた。2.1擬似等方性積層板の損傷過程:高温(110°C)及び室温におけるCFRP擬似等方性積層板の単調負荷中の微視的損傷進展を調べ,以下の知見を得た。応力ーひずみ応答における非線形性は自由縁から発生・進展する大開口変位の層間剥離に起因する。高温,吸湿により損傷進展順序は影響を受けないが,吸湿による残留応力の緩和のため損傷の発生応力は高くなり,高温による強度低下のため損傷の発生応力は低くなる。乾燥試験片では層間剥離が内部へ進展する応力は発生応力より高いが,吸湿試験片では両者は同じ応力である。なお,有限要素法による応力解析も同時に行い,残留応力と観察された損傷過程との関係が明らかにされた。2.2クリープ負荷中のトランスバースクラック発生挙動:高温(110°C)におけるCFRPクロスプライ積層板のクリープ変形中のトランスバースクラック密度の変化を調べ,クリープ荷重下で2つの時間段階でトランスバースクラックが発生することが観察された。
新規歯周組織形成細胞マーカーによる歯周組織再生過程

我々は新たに咬合性外傷、歯の矯正移動のラット臨床実験モデルを開発し、アクアポリンを指標にして、実験的咬合性外傷、歯の矯正移動において歯周組織構成細胞の動態を明らかにした。咬合性外傷では、アクアポリン陽性細胞は硝子様変性部位の処理および歯根膜の再生時に、矯正移動時では、歯根膜線維芽細胞の運動性活性が上がったときに一過性に細胞膜上に発現していた。これらの結果から、アクアポリンは歯根膜細胞の運動性に関与している可能性が示唆された。<研究の目的>我々は歯周組織形成に関わる細胞群が、水分子チャネルの一つであるアクアポリン1(AQP1)を特異的に発現していることを明らかにし、AQP1陽性細胞がセメント質、固有歯槽骨の形成に関与することを明らかにした。また近年、AQP1は細胞の形態変化、移動に関与することが報告され、単なる水輸送にとどまらない細胞に普遍的な役割が報告されている。本研究の目的は我々が同定した新規歯周組織形成細胞マーカーであるAQP1を指標にして、咬合性外傷や歯の矯正移動およびアンキローシス等の実験的病態下からの再生過程における歯周組織形成細胞の動態を追求し、歯周組織再生過程の特異性を明らかにすることである。<結果>今年度は、実験的咬合性外傷モデルを用いて、咬合性外傷時におけるセメント芽細胞の動態および歯根膜細胞におけるAQP1陽性細胞の発現変化について明らかにした。実験的咬合性外傷モデルにおける歯周組織の組織学的変化をAQP1を指標にして歯周組織細胞における発現の変化、および,陽性細胞の細胞動態について観察した。咬合挙上1日後に、歯根膜の一部にAQP1陽性細胞を認めたことから、外傷刺激により歯根膜細胞の運動性が上がりAQP1免疫活性が上昇した可能性が示唆された。また、咬合挙上3日で硝子様変性が出現し、硝子様変を取り囲むようにAQP1陽性線維芽細胞が密集していたことは、AQP1陽性線維芽細胞が変性物質の処理に何らかの関与をしている可能性が示唆された。また、咬合挙上14日では硝子様変性像が消失し歯根膜幅が回復したにもかかわらず、歯根膜全体にAQP1陽性細胞が存在したことは、歯根膜線維の再生にAQP1陽性歯根膜線維芽細胞が関与している可能性が示唆された。<研究の目的>AQP1は細胞の形態変化、移動に関わっているとされ、単なる水輸送にとどまらない細胞に普遍的な役割が示唆されている。我々は歯周組織形成に関わる細胞群が、水分子チャネルの一つであるアクアポリン1(AQP1)を特異的に発現していることを明らかにし、AQP1陽性細胞がセメント質、固有歯槽骨の形成に関与することを明らかにした。本研究では、新規歯周組織形成細胞マーカーであるAQP1を指標にして、咬合性外傷や歯の矯正移動のラット臨床実験モデルにおいて歯周組織構成細胞の動態を明らかにした。咬合性外傷では、咬合性外傷一日後では歯根膜線維芽細胞全体のAQP1免疫活性が上がっていた。三日後には硝子様変性の形成が起こり、硝子様変成部に向かってAQP1陽性細胞が遊走する像が観察された。五日後には硝子様変性部の被胞化が起こり、AQP1陽性細胞は硝子様変性部を取り囲むように局在していた、七日後には硝子様変性部の内部に向かってAQP1陽性細胞が突起を伸ばす像が観察された。微細形態学的には免疫電顕所見では、硝子様変性部に遊走する線維芽細胞が糸状仮足を伸ばす像が観察され、糸状仮足の先端部分にAQP1免疫反応が観察された。また、歯牙矯正移動実験モデルでは炎症性変化を伴わない至適矯正力実験モデルを開発し、歯牙移動における歯根膜組織でのAQP1発現変化を解析した。5cNの矯正力では矯正移動した実験群で、矯正移動開始一日後には、歯根膜線維芽細胞のAQP1免疫陽性反応が上昇し三日後には歯槽骨表面の線維芽細胞様細胞が強い免疫陽性反応を示した、五日後には歯槽骨表面にAQP1陽性線維芽細胞とAQP1陰性骨芽細胞が観察されるようになり、矯正移動七日後にはAQP1の免疫反応は対照群レベルまで戻った。これらの結果から、AQP1は咬合性外傷や、矯正移動時の歯根膜線維芽細胞の運動性活性が上がったときに一過性に細胞膜上に発現する可能性が示唆された。
有機セレンおよびテルル化合物と一酸化炭素の反応による液晶性物質の簡便合成

ステンレススチール製オートクレーブ中、テフロン容器にジフェニルジセレニド(1ミリモル)と金属カルボニルあるいは遷移金属塩(0.050.5ミリモル)ならびに溶媒(5ml)を加えCOを5100気圧圧入した後、100200°Cで10分12時間撹拌した。ガスクロマトグラフ内部基準法により生成物の検索を行ったところ、予期した液晶性物質であるベンゾイルフェニルセレニドの生成が認められた。溶媒としてはベンゼン,テトラヒドロフラン,メタノール,アセトニトリルの内アセトニトリルが最も良いことが分かった。金属カルボニルとしてはRh,Mn,Co,Moを用いたところ【CO_2】【(CO)_8】が最良であることが明らかとなり、また、遷移金属塩であるPt【Cl_2】,【Li_2】Pd【Cl_4】,Ru【Cl_3】,Pdblack,Co【Cl_2】・6【H_2】Oなどはほとんど活性を示さなかった。Coの触媒濃度を高くするにつれベンゾイルフエニルセレニドの収率は高くなり、40mol%で最高となった。この条件下、200°C,1h,100atm COで行うと96%の収率を示した。【Co_2】【(CO)_8】は生成したベンゾイルフェニルセレニドとさらに反応するため反応時間は短かい方が好結果を与えること、CO圧は反応は遅くなるものの5atmでも進行すること、反応温度も100°C迄下げてもある程度進むことなども明らかとなった。また、ジフェニルセレニドが常に少量(4%以下)生成した。出発物質としてp-位にメトキシ基を持つジ(4-メトキシフェニル)ジセレニドを用いた場合、反応性は少し低下したが対応するセレニド、つまり4-メトキシベンゾイル-4-メトキシフェニルセレニドが生成した。一方、ジフェニルジテルリドとCOの反応により予期した生成物ベンゾイルフェニルテルリドの生成をみた。その収率は対応するセレンの場合よりも低く、例えば【Co_2】【(CO)_8】(40mol%),125°C,1h,50atm COで34%、一方、セレンからは57%で生成した。
近代ギリシャ語新約聖書校訂本の異同識別に関する数理的比較研究

本研究は、新約聖書正文批判研究におけるキリシャ語写本、および校訂本の類似性に関する研究を行った。テキストの読みの違い(異読)を数量化して表された文書間の距離計算手法について注目し、それぞれの異読距離が持つ特徴、および、文書間の類似・相違性について分析を行った。同時に、読みの違いをインタラクティブに比較するためのWebアプリケーションの開発を行い、異読の特徴について視覚的な把握が可能になった。H25年度は、分析対象の校訂本数を限定し、数理分析の方法論研究に重点をおいたプロトタイプ的研究を行った。具体的には、先攻研究において顕著な違いが知られている4つの校訂本に限定して、テキストの差異を計る計量分析の手法研究に重点をおいた。扱う校訂本は、Nestle-Aland27版の他に、Aland(1995)らの本文批評研究をもとに、Nestle-Aland版に共通する箇所を最も多く持つWestcott-Hort(1881)版、逆に、最も多くの異本箇所があるvonSonden(1913)版、さらに、本文批評研究ではあまり取り上げられることは少ないが、翻訳聖書に多大な影響を及ぼした校訂本であるScrivener(1894)版を選定した。テキストの異同箇所を特定する計量分析に関しては、ミクロ・マクロ的な視点から、共通性の多い文章に埋もれている差異を効率よく抽出するための方法論についての調査を行った。ミクロな視点の分析には、対数尤度比検定などの手法を適用して、校訂本の特徴語彙の抽出を試みた。個々の特徴語彙は、出現する本文を逐次参照しながら語彙の使用傾向の違いを観察し、校訂本間の比較を行う。他方、節やn-gram単位などで小単位に区分されたテキスト情報から、単語の類似度計算を行った。分析結果に基づいた校訂本の違いを視覚化するために、R言語のShinyパッケージを使用して、Webアプリケーションの構築に着手した。H26年度は、前年度に引き続いて、校訂本の類似度計算に基づきながら、校訂本間の差異について比較を行った。分析対象とするテキストは、前年度と同様に、ギリシャ語の校訂本として、Nestle-Aland第27版、Westcott-Hort(1881)版、von Soden(1913)版、Scrivener(1894)版を使用した。さらに、欽定本KJVなどの英語版についても類似度計算を行った。その結果、ギリシャ語の校訂本においては、大半の部分が共通している文章から、わずかな差異の部分を抽出する手法が求められたのに対して、英語版においては、語彙のバリエーションや解釈の違い等から生じられる、圧倒てきな差異の多さが確認された。今後の課題として、翻訳版のテキストを扱う際の統計手法についての検討を行う予定である。また、校訂本のテキスト間の差異を視覚化するWebアプリケーションの開発も進めた。テキスト間の類似度を分析する手法は、編集距離から測る方法と、単語のベクトル空間モデルから計算する方法を実装した。類似度計算はRで行っているため、RのWebアプリケーション用のパッケージであるShinyを利用して開発を行った。テキストの類似度比較にあたっては、文(節)単位の比較を行い、テキスト全体の類似度を俯瞰的にみることのできるマクロ的な機能と、一文内をngramで区切って小さな範囲においてテキストの違いを動的に確認する機能の2種類を用意し、マクロ的・ミクロ的な分析を可能にしている。H27年度は、前年度のギリシャ語新約聖書の校訂本間の差異についての研究の対象をさらに拡張して研究を進めた。分析対象には校訂本が参照したギリシャ語写本の異読情報を利用し、諸写本・校訂本の差異を調査を行った。近代聖書学の正文批判研究で重要視されている大文字写本・小文字写本群の23写本の他に、異読情報を参照した新約聖書文献研究センターの新約聖書正文批評アパラトゥス(CNNTS NT Critical Apparatus)で扱われた4種類の校訂本を分析に追加した。使用した校訂本は、正文批評版とテクストゥス・レセプトゥスに種別することができ,正文批評版には,世界聖書協会連合(United Bible Societies)によるUBS第3版、および、米国聖書文学学会発行のSBL版(Society of Biblical Literature,2010)を使用した。テクストゥス・レセプトゥス版には、オックスフォード1873版、および、Robinson & Pierpont(2005)が編纂したテキストをもとにしたマジョリティ・テキスト版(Robinson,2005)を使用した。異読箇所の文字情報を直接反映させる方法として,基準本のSBL版と各文書との読みの異なり程度を測るために正規化レーベンシュタイン距離を計算し、多次元尺度構成法を適用して,2次元平面上に可視化された写本の位置情報を観察しながら、諸写本・校訂本の違いを考察した。異読データには、正文批判研究で作成された異読コード、ならびに、文字列の異なり程度を表す指標である編集距離の2種類の尺度を利用し、両者における多次元尺度図の結果について比較を行った。今年度は分析テキストの拡張を行い、前年度の進度が遅れを取り戻した。最終年度のH28年度は、前年度に行った、ギリシャ語新約聖書の写本・校訂本間の写本の読みの違い(異読箇所)をもとに数量化した写本間写本間の類似・相違性に関する調査結果を踏まえて、異読距離計算の手法の妥当性について分析を行った。

分析対象のテキストには、本研究の写本・校訂本では、適応する異読距離法の精度を計算することが不可能であるため、写本の系統研究において,ベンチマークデータとして広く浸透している「人工写本」テキストを対象として,異読から作成された異読距離行列による写本の系統樹推定を行った。人工写本データには,系統解析法の適用を目的として人為的に作成された、Spencer et al.(2004)のParzivalを使用した。異読箇所の比較として、校合様式の異なる2種類のデータセットを使用した。そして、読みのアラインメント(並行箇所)の違いによる系統樹の推定結果の相違点を確認した。同時に、異読距離については、異読の並行箇所の文字の不一致度から測る手法、異読の文字の違いに基づいた計算法の2つの手法を適用した。これらの校合様式と異読距離計算法を組み合わた距離行列データセットを作成し、Roos& Heikkila (2009)のベンチマークテストを参考にして系統樹推定を行った。そして、本当の系統関係(正解系統樹)と推定系統樹とを比較しながら、系統樹の精度を調べ、それぞれの異読距離が持つ特徴について考察した。系統樹推定には、階層的クラスター分析と近接結合による系統樹推定を行い、正解系統樹と比較しながら精度を求めた。精度の結果から、異読並行・距離計算法に関わらず、ベンチマークテストの報告と同様に、近接接合法の適用が高い精度であること確認した。編集距離による異読距離行列に関しては、異読並行様式により精度が大きく変化することを確認した。本研究は、新約聖書正文批判研究におけるキリシャ語写本、および校訂本の類似性に関する研究を行った。テキストの読みの違い(異読)を数量化して表された文書間の距離計算手法について注目し、それぞれの異読距離が持つ特徴、および、文書間の類似・相違性について分析を行った。同時に、読みの違いをインタラクティブに比較するためのWebアプリケーションの開発を行い、異読の特徴について視覚的な把握が可能になった。H26年度は、テキスト間の差異を視覚化するWebアプリケーションの開発に集中したため、当初の予定であった分析テキストの拡張まで進むことができなかった。最終年度であるため、分析の結果と分析ツールとして開発中のWebアプリケーションを連動して、研究報告を行う予定である。計算言語学H27年度は、類似度比較分析のテキストの範囲を拡大し、福音書以外のジャンルにおいての校訂本間の差異について調査を行う。当初の予定では、Nestle-Alandの最新版(28版)を使用する予定であったが、分析対象のテキスト範囲において、その一つ前の27版との違いが確認されなかったため、H25年度は27版を使用して分析を行った。第28版のテキストデータは、H26年度に行う予定である。計画当初購入を予定していた書籍の値段が変更されたため、予算が足りず、結果的に予算が余る形になった。当初購入予定だった図書の変更のために差額が生じた。今年度の残額と次年度の予算を合算させて、前年度の購入ができなかった書籍を購入する予定である。H26年度は、初年度の分析で扱った校訂本から数を分析対象全体に拡張して、校訂本間の類似度を計算する。
円錐角膜における遺伝子発現変動の解析

我々はこれまでに自然発症円錐角膜マウスの系統化に成功し、発症が男性ホルモン依存性であることや角膜病理所見がヒト円錐角膜に酷似していること、角膜上皮細胞に男性ホルモンのレセプターが存在することなどを確認している。さらにモデルマウスの連鎖解析を行い主要組織適合抗原(MHC)を含むマウス17番染色体17cM-21cMに連鎖を認めた。今年度、マウス17番染色体17cM-21cMに含まれる約170遺伝子とこれまでにヒト円錐角膜で発現の変動が報告されている種々の遺伝子について円錐角膜マウスと正常マウスで量的比較を行った。手法としてRT-PCRや免疫組織化学を用いた。その結果、マトリックスメタロプロテアーゼ1(MMP-1)やc-fos蛋白の増加が認められた。円錐角膜患者においてはHLAタイピングを行い、疾患とHLAの関連性を調べた。当科円錐角膜外来で円錐角膜と診断された患者90人(男性63人、女性27人)の末梢血からDNAを採取しHLAclass I (HLA-A, B, C)およびclass II (HLA-DR, DQ)抗原とその他の臨床因子(性別、発症年齢、家族歴、アレルギーの有無)について解析した。その結果、HLA-A26,B40,DR9を有する者が発症年齢の若い群で有意に多かった。また男性は女性よりも有意に発症が早かった。円錐角膜は白人に比べてアジア人に多い疾患で、しかも男性に多いとの報告がある。HLA-A26,B40,DR9は古来日本人に多いと言われるハプロタイプで、今回の結果より、これらのハプロタイプが男性患者の多い発症年齢の若い群と関係していると考えられ、前述の報告を支持する結果であった。
オルガネラ間脂質交換輸送の再構成

多くの脂質は小胞体で合成されるが、最終的にその生理機能を発揮するために細胞内を移動しなければならい。脂質は細胞内を正しく輸送されることではじめてその生理機能を発揮することが可能となる。細胞内脂質輸送には、小胞輸送を介する小胞依存的なメカニズムと、小胞輸送を介さない小胞非依存型なメカニズムとが存在する。小胞非依存型の輸送の多くの場合においては、脂質輸送タンパク質と呼ばれるタンパク質群が、細胞膜やオルガネラ膜などの生体膜同士が接触する「膜接触部位」と呼ばれる特殊な領域で脂質輸送を制御している。我々は、脂質輸送タンパク質であるオキシステロール結合タンパク質ファミリーのORP5およびORP8が、小胞体膜と細胞膜が近接する「小胞体ー細胞膜接触部位」において、ホスファチジルセリンとイノシトールリン脂質PI4Pを交換輸送することを見いだした。本研究では、脂質輸送タンパク質群による脂質輸送を構成的手法によりin vitroで再構築することで、その詳細な分子メカニズムの解明およびその定量的な理解を目指している。本年度は、オキシステロール結合タンパク質ファミリータンパク質、およびイノシトールリン脂質合成・代謝酵素群を精製し、これを用いて昨年度の成果にもとづき、オキシステロール結合タンパク質ファミリーによる脂質輸送活性の検出を試みた。オキシステロール結合タンパク質ファミリーによる脂質輸送アッセイ系を樹立し、その解析を種々のリガンド脂質を用いて行ったところ、確かに脂質輸送活性を検出することができた。一方、イノシトールリン脂質合成・代謝酵素群は、その生化学的特性のため高純度の精製タンパク質を得ることが困難であり時間を要している。現在、酵素活性を保持しながら比活性の高い高純度の精製タンパク質の調整が可能な条件を検討している。オキシステロール結合タンパク質ファミリーによる脂質輸送アッセイ行ったところ、脂質輸送活性を検出することができた。一方、イノシトールリン脂質合成・代謝酵素群の高純度の精製タンパク質を得ることに時間を要している。まずは、タンパク質精製を優先して行い、高純度の組換えタンパク質を精製するプロトコルの確立を目指す。精製が終了しだい、順次、当初の計画に従って輸送アッセイの樹立・解析を進める。細胞内には、独自の機能を持った細胞小器官が独立して存在する。しかし近年になり、細胞小器官や細胞膜は、互いに近接・接触することで物質や情報を交換しながら細胞機能を維持していることがわかってきた。細胞膜やオルガネラ膜などの生体膜同士が接触する部位は、「膜接触部位」と呼ばれ、2つの膜がわずか10 nm - 30 nmの距離で近接している。中でも小胞体は、細胞内全体に広く分布することで、ほとんどのオルガネラ膜や細胞膜と膜接触部位を形成していることがわかってきた。我々は、膜接触部位において、2種類の異なる脂質(ホスファチジルセリンとホスファチジルイノシトール4ーリン酸)が交換輸送される仕組みを解明した。これは、オキシステロール結合タンパク質ファミリーのORP5およびORP8が、小胞体膜と細胞膜が近接する「小胞体ー細胞膜接触部位」で制御する脂質交換輸送である。本研究では、このような脂質交換輸送を構成的手法により解析することで、その詳細な分子メカニズムの解明や統合的な定量的理解を目指している。本年度は、人工脂質二重膜(リポソーム)を用いた脂質交換輸送アッセイ系を樹立するために、まずリポソーム作成プロトコルの確立を行い、大きさ及び生化学的性質の異なる2種類のリポソームを作成した。また、脂質交換輸送タンパク質およびイノシトールリン脂質脱リン酸化酵素の精製プロトコルをそれぞれ確立することに成功し、脂質交換輸送アッセイを開始した。人工脂質二重膜(リポソーム)作成プロトコルの確立を行い、大きさ及び生化学的性質の異なる2種類のリポソームを作成した。また、脂質交換輸送タンパク質およびイノシトールリン脂質脱リン酸化酵素の精製プロトコルをそれぞれ確立し、脂質交換輸送アッセイを行うことが可能な精製度を有する精製タンパク質を得た。

現在、酵素活性を保持しながら比活性の高い高純度の精製タンパク質の調整が可能な条件を検討している。オキシステロール結合タンパク質ファミリーによる脂質輸送アッセイ行ったところ、脂質輸送活性を検出することができた。一方、イノシトールリン脂質合成・代謝酵素群の高純度の精製タンパク質を得ることに時間を要している。今後は、アッセイに必要となるタンパク質をさらに精製するとともに、順次、脂質交換輸送アッセイ検出系の樹立を行いながら、当初の計画に従って進める。まずは、タンパク質精製を優先して行い、高純度の組換えタンパク質を精製するプロトコルの確立を目指す。精製が終了しだい、順次、当初の計画に従って輸送アッセイの樹立・解析を進める。アッセイ系を樹立するための人工脂質二重膜(リポソーム)作成、および精製タンパク質の調整が想定以上にスムーズに進展したため。次年度は基本的には当初の計画に従って使用するとともに、研究の進展状況に応じた効率的な経費の使用を心がける。組換えタンパク質の精製に時間を要したことが主な理由である。今後は精製タンパク質の調整を優先して行い、その後当初の計画に沿って経費を使用できるよう努める。
頭部動作の調節特性

本研究の目的は、頸・肩・背部の筋を主働筋とする頭部動作の調節特性を解析することである。1.データの記録表面筋電図は、頭部動作の主働筋の一つと考えられる胸鎖乳突筋上部、同筋下部、僧帽筋後頸部、同筋肩部、同筋背部と、頭部動作時の顎筋の活動様相を観察することを目的として、咬筋、側頭筋、顎二腹筋からそれぞれ両側性に導出する必要がある。これら筋電図の記録に必要な器具の一部である、磁気テープ(日本光電社製SONY SIT 80W)、記録紙(日本コダック株式会社製リナグラフNF7300)を購入した。2.頭部動作の調節特性の検索負荷運動は、頭部の等尺性屈曲、後屈、側屈運動とする。等尺性運動のモニターを兼ねた筋力の測定は、ストレンゲージ法が最適と考えられる。筋力測定装置製作にとって必要な、ストレンゲージ(西村商会製KFC-03-C1)、ストレンゲージ用コーティング剤(共和産業製PROTECTIV CORTING FOR STRAIN GAGE C-5ブチルゴム系)、およびシールド線(日本光電社製0.08KQV)をすでに購入してある。3.データの解析4.被験者被験者は、長崎大学歯学部職員および学生の中から募り現在実験実施日の調整中である。