hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
室温・低磁場で動作する巨大磁気抵抗材料の設計と創製

本研究では、磁気抵抗効果を示すことから磁気デバイスへの応用が期待されるMn酸化物及びFe酸化物について、材料化学的アプローチを用いた材料設計法の構築や、それに基づいた高性能CMR材料の創製を行った。以下に得られた主な研究成果を列挙する。1.TMRダブルペロブスカイト型酸化物における湿式化学合成法の確立トンネル型磁気抵抗(TMR)効果を示すBサイトオーダ型・ダブルペロブスカイト酸化物Sr_2FeMoO_6(SFMO)について、湿式法を用いて前駆体を作製することにより高品質試料の作製に成功した。試料のFe/Mo占有秩序度は95%に達し、この高い秩序度は出発原料の高い均一性によると考えられる。2.ゾルゲル法により合成したSFMO試料における低磁場MR特性の向上ゾルゲル法により合成したSFMO試料において、低磁場領域のMR特性が大幅に向上することを見出した。本試料の77Kにおけるメスバウアー分光の結果より、超常磁性(superparamagnetism)状態を確認した。この結果より、超常磁性と強磁性状態の共存が低磁場MR特性向上に効果的であることが明らかになった。3.複合材料化による低磁場MR特性の向上室温・低磁場でのMR特性向上を目指し、複合材料化の効果を調べた。TMR材料であるSFMOと絶縁体(SiO_2)及び金属(Ag)の複合体において、低磁場MR効果の向上が確認された。また、結晶粒径の異なる2種のSFMO試料を混合した"homocompositc"を作製したところ、通常のSFMO試料に比較して約2倍の低磁場MR効果が得られた。4.超高圧アニール試料の磁気及びMR特性CMR材料であるLa_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3について、5GPa,500°Cでの超高圧アニール処理により広い温度範囲で低磁場MR特性の向上が得られた。超高圧アニールに伴うMR効果の増大は、絶縁性トンネル障壁が薄くなること、及び結晶粒が小さくなることが原因であると考えられる。本研究では、室温・低磁場で動作する巨大磁気抵抗材料得ることを目的とし、様々な遷移金属酸化物及びその複合材料の作製を試みた。以下に本年度得られた研究成果を示す。1.溶液法によるFe,Co酸化物材料の作成法確立酸素センサーへの応用が期待される(La_<1-x>Sr_x)FeO_<3-δ>について、溶液法を用いた高品質試料の作製を試みた。前駆錯体の熱分解法とエチレングリコールを用いた改良型Pechiniプロセスを用いることで、様々なSr濃度(x)を持つ単一相試料の作製に成功した。また、同様の手法を応用して、巨大MRを示すことが知られているダブルペロブスカイト型BaRECo_20_<5+δ>の溶液法試料作製にも成功した。2.ダブルペロブスカイト型Sr_2FeMoO_6の複合材料化巨大なトンネル型磁気抵抗(MR)効果を示すことから磁気デバイスへの応用が期待されるダブルペロブスカィト型Sr_2FeMoO_6について、他の物質との複合材料化によるMR効果の更なる向上を検討した。本研究では、「酸素ゲッター同時封管法」を用いることでSr_2FeMoO_6の単一相試料、及びSr_2FeMoO_6/Ag複合材料の作製に成功した。3.相分離状態にあるペロブスカイトMn酸化物試料の作製ペロブスカイト型Mn酸化物におけるMR特性の更なる向上を目指し、2相分離したMn酸化物試料を作製し、その電磁気特性を評価した。ゾルゲル法を用いてLa_<0.7-x>Yb_xSr_0.3MnO_3試料を作製した。Yb含有量(x)を変えることで、強磁性転移温度Tcが変化することに成功し、化学組成制御によりTc値を自由に制御できることが明らかになった。

また、結晶粒径の異なる2種のSFMO試料を混合した"homocompositc"を作製したところ、通常のSFMO試料に比較して約2倍の低磁場MR効果が得られた。4.超高圧アニール試料の磁気及びMR特性CMR材料であるLa_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3について、5GPa,500°Cでの超高圧アニール処理により広い温度範囲で低磁場MR特性の向上が得られた。超高圧アニールに伴うMR効果の増大は、絶縁性トンネル障壁が薄くなること、及び結晶粒が小さくなることが原因であると考えられる。
反強磁性的スピン揺らぎを媒介とする銅酸化物高温超伝導機構に特有な不純物効果の研究

平成12年度の研究計画に基き、銅酸化物高温超伝導体超伝導相における、反強磁性的スピン揺らぎのスペクトルに対する非磁性不純物効果を研究した。その結果、この超伝導体で期待されているd波超伝導の場合、不純物散乱がユニタリティ極限にあると、不純物近傍に低エネルギー束縛状態が形成され低エネルギーの状態密度が増大、それに伴い、反強磁性的スピン揺らぎが超伝導状態下にあっても低温で増大することを見出した。これに対し、不純物散乱がボルン散乱で記述される場合は、不純物近傍に低エネルギー束縛状態が形成されない為、ユニタリティ極限の場合のようなスピン揺らぎの増大は見られず、反強磁性的スピン揺らぎのスペクトルは全エネルギー領域で抑えられることが分かった。ユニタリティ極限における本研究結果は、ZnをドープしたYBa_2Cu_3O_7に対する中性子散乱で観測された、反強磁性的スピン揺らぎの低エネルギースペクトルの増大の実験結果と一致する(Znによる不純物散乱はユニタリティ極限にあることが実験的に知られている。)。更に、低エネルギーのスピン揺らぎの増大により、銅サイトにおける核磁気緩和が低温で増大することをも理論的に示したが、この点についても、それを裏付ける実験結果が、最近、ZnをドープしたYBa_2Cu_3O_7、YBa_2Cu_4O_8において得られている。従って、Znをドープした銅酸化物高温超伝導に見られる反強磁性的スピン揺らぎの異常の原因は、上述した機構に因るものと考えられる。)。
南九州地方における紅斑熱リケッチア症の病原体の性状に関する研究

1.紅斑熱リケッチア症に関する血清学的調査(患者の発掘):鹿児島地方において昭和61年から62年にかけて臨床的に恙虫病が疑われたにもかかわらず恙虫病抗体陰性であった患者血清32検体について蛍光抗体法による検索を行った。抗原としては紅斑熱群リケッチアに属するRickettsia sibiricaを用いた。その結果5症例7検体でR.sibiricaに対する抗体が検出された。(抗体価3202560倍)。さらに昭和63年中に、恙虫病様症状を呈した患者12例の血清を検査した結果、1例にR.sibiricaに対する抗体が検出された。即ち、過去3年間で6例の抗体陽性者が発見された。6例とも恙虫病リケッチアに対する抗体価は20倍未満であった。発症時期は8月11月にわたっており、地域的偏りはみられなかった。症状は恙虫病に酷使しており、臨床的に両疾患を区別するのは困難と思われた。2.病原リケッチア分離の試み:患者血液をサイクロホスファミド処理マウスおよび培養L929細胞に接種してリケッチアの分離を試みた。その結果、目下観察中の1例を除き、現在までのところ紅斑熱リケッチアは分離されていない。3.患者血清のイムノブロッティング法による解析:R.sibirica感染L929細胞を密閉式超音波細胞破砕装置により破砕し、パーコール法によりリケッチアの精製を行った。精製リケッチアをSDS-PAGEにかけウエスタンブロットしたものを抗原として、患者血清中の抗体を分析した。R.sibiricaはSDS-PAGEで約10本のバンドを示したが、このうちの分子量約13.5万、12万11万、および4.7万のバンドが患者血清と反応した。陰性コントロール血清はいずれのバンドとも反応しなかった。4.本研究の遂行過程で、上述の分離システムを用いて偶然の機会からQ熱の病原リケッチアを分離することに成功した。
歯科用金属によるアレルギー発現のスクリーニングに関する研究

歯科用金属によるアレルギーの発現については、多くの症例が報告され、作用機序の解明とともに簡易なスクリーニング法の確立が望まれている。そこで今回、水銀やクロムなど歯科用金属のアレルギー性をスクリーニングする方法として、ヒトではパッチテストを、モルモットではMaximization法やBuhler法を、マウスではMouse Ear Swelling(MEST)法を検討し、以下の結論を得た。【1】健常者839名と対象として16金属と植物アレルゲンのウルシについてパッチテストを行ったところ、最も陽性率の高い水銀で7.7%であったが、ウルシの陽性率10.8%よりも低かった。陽性率の順は水銀>コバルト>亜鉛>スズ>マンガン>ニッケル>金>パラジウム>インジウム>クロムであったが、アルミニウムやイリジウム、銀、チタンで陽性率が低かった。コバルトやニッケル、亜鉛では、男性に比べて女性の陽性率は有意に高く、女性が化粧品や装飾品などにより感作の機会が多いことを示した。また花粉症や食物、薬物アレルギーなどのアレルギー経験者で金属のパッチテスト陽性率が高く、アレルギー経験者は歯科用金属にも感作されやすいことを示唆した。【2】モルモットを用いて2種の皮膚感作性試験を行ったところ、試験法により異なる結果が得られたが、いずれの金属も感作性の可能性があること、また水銀の繰り返し惹起により陽性率が高くなることを示した。【3】安価でかつ短時間にマウスを用いて感作性をスクリーニングできるMEST法を検討したところ、水銀やクロム、ニッケルでは初回で感作が成立せず、回数を重ねた感作の必要性がみられ、また皮膚の炎症が著しい場合にも感作が成立しないことを示した。以上の方法はいずれも、歯科用金属のアレルギー性のスクリーニングには有用であることを示したが、さらに試験濃度など条件の検討が必要である。そこで今回、水銀やクロムなどに加えてチタンやインジウムなど新しい歯科用金属についてヒトの多数例でのパッチテストによるスクリーニングを行うとともに、実験動物を用いた皮膚感作性試験によるスクリーニング法を検討し、以下の結論を得た。【1】健常者595名を対象者としてパッチテストを行った結果、陽性率は水銀>コバルト>亜鉛>マンガン>スズ>ニッケルの順であった。いずれの金属も試験濃度が高いとアレルギー反応に刺激性が加わり陽性率が高くなり、刺激性との判別が可能な試験濃度の設定が重要であることを示した。【2】水銀やチタン化合物では、化学形態によりパッチテストでの陽性率に差がみられ、イオン化やキャリア蛋白との結合などの抗原化のメカニズムが化学形態により異なることを示唆するものであった。【3】モルモットを用いて二種の皮膚感作性試験(Buehler法およびMaximization法)を行ったところ、水銀やクロム、ニッケル、スズ、銀のいずれの金属も感作性の可能性があることを示すとともに、銀とパラジウム、クロムとニッケルとの交差感作性を認めたが、モルモットの場合も感作濃度の設定に問題があった。【4】Buehler法とMaximization法とで感作性の結果が異なり、特にアルミニウムChamberを用いるBuehler法では試験金属とアルミニウムとの化学反応により刺激性が加わり、試験法の問題点が明らかとなった。以上のことから、ヒトに対するパッチテストやモルモットに対する皮膚感作性試験のいずれのスクリーニング法とも問題点が多く、特に刺激性との判別のためには試験濃度が重要であることがわかった。

次年度は適切な試験濃度を設定し、さらに簡易で鋭敏なアレルギー発現のスクリーニング法を検討したい。歯科用金属によるアレルギーの発現については、多くの症例が報告され、作用機序の解明とともに簡易なスクリーニング法の確立がのぞまれている。そこで今回は、健常者でのパッチテストの例数を追加するとともに、皮膚症状を呈したアレルギー患者での歯科用金属の分析や、モルモットによる皮膚感作性試験を行い、以下の結論を得た。【1】健常者734名を対象として歯科用金属15種についてパッチテストを行った結果、水銀(12.0%)や、コバルト(7.1%)、亜鉛(3.0%)、ニッケル(2.5%)で陽性率が高く、刺激性の強い銀(0.7%)、銅(1.0%)で陽性率が低く、アルミニウムで陽性者がみられなかった。また水銀やコバルト、ニッケルでの陽性率は、女性で有意に高く、感作の機会が女性に多いことを示した。【2】手足に扁平苔癬の症状を呈したアレルギー患者の口腔内金属の分析とパッチテストを行ったところ、金(13%)、銀(50%)、パラジウム(19%)、銅(14%)および亜鉛(2%)を組成とした金・銀・パラジウム合金が5歯に補綴用として使用されていた。一方パッチテストの結果では、金や銀、パラジウム、銅、水銀などは陰性で、亜鉛が陽性であったことから合金の主成分ではないが2%程度含有の金属によっても著しいアレルギー症状を呈することが示された。現在臨床的な処置を踏まえて経過を観察中である。【3】モルモットを用いた水銀の皮膚感作性試験では、惹起を繰り返すことにより陽性率が高くなったことから、水銀と繰り返し接触することにより感作性が強くなることを示した。また惹起の間隔が長くなると陽性率が低下する傾向がみられ、水銀の感作性は持続的なものではないこともうかがえた。金属との繰り返し接触によるアレルギー性への影響は今後の課題である。歯科用金属によるアレルギーの発現については、多くの症例が報告され、作用機序の解明とともに簡易なスクリーニング法の確立が望まれている。実験動物による感作性試験としては、従来よりモルモットを用いたMaximization法が用いられているが、簡易なスクリーニングの目的には不適当である。そこで今回、安価でかつ短時間にマウスを用いて金属の感作性をスクリーニングできる代替法として、Mouse Ear Swelling Test (MEST)法を検討するとともに、in vitroにおける検査法としてマウスの血液でリンパ球幼若化試験を行い、次のような結論を得た。【1】MEST法の有効性を確認するために、明らかな感作陽性物質であるDNCB(1-Chloro-2,4-dinitro benzene)で感作性試験を行った。DNCBでは初回の感作でマウスの耳は腫脹し、耳の厚さが有意に増加して感作が成立したことを示し、MEST法の妥当性を示した。【2】MEST法により、歯科用金属(水銀、クロム、ニッケル)の感作性試験を行ったところ、初回では感作が成立せず、回数を重ねた感作の必要性があった。
東南アジアにおける国家形成の論理

東南アジアの近代国家形成においては、外文明の普遍的な論理と内世界の固有論理がどのように働いていたのか。この問題を、タイのチャクリー改革を事例として解明しようとするのが本研究の目的である。昨年度に引き続き、研究組織の各メンバーが玉田は王権の変容、赤木は国家形成と文化、村嶋は政治思潮の変化、橋本は地方行政改革、池本は経済政策の変容と、それぞれの役割分担に応じて研究を行った。それと並んで、今年度は5回の研究会を開催した。研究会では、タイ人の歴史研究者や、日本人の韓国やマレーシアの研究者を招いて話題を提供してもらい、活発な討論を重ねた。昨年度来の2つの課題((1)西洋の衝撃が小さかったのはなぜか、(2)王権強化に躍起になったのはなぜか)について回答への道筋が明らかになり始めた。第一の点は、1855年の不平等条約締結にタイ側が積極的に応じたことに典型的に示されるように、タイの政治文化に由来しているようである。第二の点は、チャクリー改革前の王権が弱体という状況に強く規定されていた。それに加えて、タイの近代国家形成で固有論理がこのように強く働いていたことは、他のアジア諸国との比較から、必ずしも異例ではないことも分かってきた。さらに、近代的なstateを形成したチャクリー改革が、その後のタイのnation形成やナショナリズムにとって甚大な意味を持っていることが明らかになり始めた。2年間の研究を通じてチャクリー改革の理解が深まってきたので、その成果を平成7年度中に報告書にまとめる予定である。
科学教育の国際交流・国際協力に向けた実験教材の開発とその実践的研究

科学教育の国際交流・国際協力を目的に、マレーシアのコミュニティーセンター、小学校の以下の2機関で科学工作教室を開催した。実施テーマは、表面反射鏡を使用した本格的な「手づくりビー玉万華鏡」である。本物志向による万華鏡で、大きな感動体験を得て貰おうと選定した。期待通り、綺麗、不思議の声があがり、子ども達の好奇心あふれる反応は日本での教室と同じであった。完成後は鏡を使った反射実験を行うことで、工作と学びとの連携を図った。参加者の多くの子ども達は、ビー玉万華鏡を初めて見た、初めて作った、とのことで大きな感動体験となったようである。鏡の反射を利用した万華鏡の仕組みを理解出来、完成品は宝物となったことであろう。鏡の不思議の実物に触れて感じたことで「科学原体験」と成ってくれたものと思う。手づくりの科学教育教材の普及を願って、各会場でコミュニティーセンター職員、小学校教員の方を対象にした指導者講習会を別途実施した。ストローを使った簡単科学工作3種(ストローロケット、紙とんぼ、飛行リング)を紹介した。簡単工作であることから、実際の教材利用の手応えを感じた。MJIIT(マレーシア日本国際工科院)に訪問し、マレーシアにおける日本型工学系教育の現状について調査した。加えて、初等教育における理工系人材育成に関する情報収集を行い、今後の海外出前実験の活動に対するご意見を伺い多くの知見を得た。
低原子価な希土類元素の反応性と触媒作用

希土類元素は新しい触媒材料としての利用が注目されている。本研究では、希土類素の触媒化学的側面を明らかにすることを目的して、低原子価な希土類触媒、とりわけ希土類金属の液体アンモニアへの溶解性を利用して調製できる金属鎖体と金属コロイド、およびバイメタリックな触媒の触媒作用を検討していく。希土類金属のうちEuとYb金属が液体アンモニアに溶解することはよく知られている。このアンモニア溶液に種々のマトリックス物質を加えることにより、希土類元素はマトリックスによって様々な状態で存在した生成物を与える。そこで本年度は以下の点について検討した。(1)活性炭(AC)をマトリックスとして、希土類金属(Ln)の溶解した液体アンモニア溶液に浸漬すると活性炭上に高分散した希土類触媒(Ln/AC)が得られ、調製条件によって異なった状態に変化するためその触媒作用を調べた。(2)Pd/SiO_2などの担持遷移金属をこの液体アンモニア溶液に加えると希土類金属と容易に反応して新規な希土類系のバイメタリック触媒(Ln-Pd/SiO_2)が調製できることを見いだした。二元系にすることによって発現が期待される様々な複合効果を通して、希土類金属の触媒化学的性質を検討した。
肺癌におけるIGFBP-2の役割とバイオマーカーとしての評価

分泌型IGFBP-2は癌細胞の増殖を制御することが知られているが、細胞内の機能については不明である。肺癌細胞の細胞質IGFBP-2はアポトーシス実行因子であるcaspase-3の発現を抑制する働きがあり、抗癌剤による細胞死が起きにくくなっていた。一方、抗腫瘍効果のあるPI3K阻害剤は、細胞内および分泌型IGFBP-2の発現を著明に抑制した。IGFBP-2は肺癌の腫瘍マーカーとして有用であった。我々は約20症例の肺腺癌の臨床サンプルを用いて、IGFBP-2が正常組織と比較して明らかに高発現していることをreal time PCR、免疫染色、western blotにて確認した。160例の肺癌患者のホルマリン固定パラフィン包埋標本から作製したtissue microarrayのIGFBP-2の免疫組織化学染色では、ほぼ陰性を示す症例から強陽性例まで様々な発現パターンを示すことがわかった。これらの患者の臨床病期、病理学的悪性度、予後などの臨床病理学的データをまとめた結果、IGFBP-2の発現は癌の悪性度と正の相関を示した。IGFBP-2の発現制御にはPI3K-Aktシグナルの活性化が関与していたが、グルコース濃度にも影響を受けることがわかった。tissue microarrayにおいても、p-Akt(Ser473)とIGFBP-2発現との相関がみられた。また、ELISA法にて150例の肺癌患者血清のIGFBP-2とIGFBP-3の濃度を測定し、IGFBP-3の濃度が患者によって比較的大きな変動が無いのに対して、IGFBP-2の濃度は患者によってばらつきが大きかったが、健常者よりも高値を示す傾向にあることを見出した。今回、IGFBP-2の血清レベル、原発巣の発現レベルと臨床病理学的因子との相関を詳細に調べ、肺癌の腫瘍マーカーとしての妥当性を検討した。その結果、病理学的には肺腺癌よりも予後の悪い肺小細胞癌において有意に血清IGFBP-2レベルが高いことがわかった。我々は肺腺癌の臨床サンプルを用いて、IGFBP-2が正常組織と比較して明らかに高発現していることをreal time PCR、免疫染色、western blotにて確認した。IGFBP-2の発現制御はPI3K阻害剤投与またはグルコース制限により細胞内、細胞外のIGFBP-2のタンパクレベルが減少することが判明し、PI3K-Aktシグナルにより制御されることがわかった。また、肺癌のtissue microarrayにおいても、p-Akt(Ser473)とIGFBP-2発現との正の相関もみられた。ELISA法にて150例の肺癌患者血清のIGFBP-2とIGFBP-3の濃度を測定し、IGFBP-3の濃度が患者によって比較的大きな変動が無いのに対して、IGFBP-2の濃度は患者によってばらつきが大きかったが、健常者よりも高値を示す傾向にあることを見出した。IGFBP-2の血清レベル、原発巣の発現レベルと臨床病理学的因子との相関を詳細に調べ、肺癌の腫瘍マーカーとしての妥当性を検討したところ、病理学的には肺腺癌よりも予後の悪い肺小細胞癌において有意に血清IGFBP-2レベルが高いことがわかった。血清IGFBP-2レベルが予後予測因子となるかについて統計学的解析を行っている。我々は肺腺癌の臨床サンプルを用いて、IGFBP-2が正常組織と比較して著明に発現が亢進していることをreal time PCR、免疫組織化学染色、western blotにて確認した。次に、150例の肺癌患者血清のIGFBP-2濃度をELISA法にて測定した。血清IGFBP-2濃度は患者によってばらつきを認めたが、平均値で比較すると健常者よりも有意に高値を示した。腫瘍マーカーとしての血清IGFBP-2の妥当性を検討するために、臨床病理学的因子との相関を解析した結果、血清IGFBP-2レベルは肺腺癌よりも肺小細胞癌において有意に高かった。また、血清IGFBP-2レベルはいかなる肺癌においても、病期が進行した患者で高値を示す傾向がみられた。肺癌の早期発見のバイオマーカーとしては検出感度の問題もあり、現段階では難しいと思われた。最後に、血清IGFBP-2レベルが予後予測因子となるかについて解析を行ったが、明らかな予後との相関は見られなかった。(全体のまとめ)肺癌症例において癌組織、血清中にIGFBP-2の有意な高発現を認めた。癌細胞の細胞質に発現するIGFBP

-2はアポトーシス実行因子であるcaspase-3を抑制することにより、抗アポトーシス効果を発揮していた。ヒト肺癌細胞株にPI3K阻害剤を処理すると、増殖抑制に伴って細胞内および細胞外のIGFBP-2の発現は著明に抑制された。肺癌患者全体の血清IGFBP-2レベルは病期の進行とともに高くなる傾向がみられ、腺癌よりも小細胞癌おいて顕著であった。IGFBP-2のバイオマーカーの意義としては、in vitro実験において種々の治療による肺癌細胞の増殖抑制とIGFBP-2の培地中濃度の低下がよく相関することから、肺癌の治療効果を判定する際のモニタリングマーカーとして有用である可能性が示された。
細胞分裂周期における染色体の伝達分配機構の研究

特別推進研究の期間において原著論文40編を公表した。また現在5編を投稿中である。染色体分配における主要な課題は、細胞周期制御とのカップル化がいかにおこなわれているか、分配の正確さはいかに保障されているか、の二点である。本研究ではこれらの課題について以下に述べるような重要な発見と理解の進展があった。まず染色体分配に特異的な必須なCut 2タンパク質がM期レギュレーターであるサイクリンBと同様な分解ボックス配列を必要とするユビキチン分解過程で分解されることを発見した。これによりM期完了(サイクリン分解)と染色体分配(Cut 2分解)が同時に共役して起こる制御機構の根本が明かとなった。Cut 2はCut 1と非常に大きな複合体を形成しその染色体分配における具体的な役割を鋭意研究中である。染色体分配は20 SのAPC/サイクロソームという複合体の支配下にあった。この複合体を構成するサブユニットのうち4種について詳しい研究を行なったが、特にcut4は重要でこのタンパク質は細胞内ストレス、重金属、環状AMP濃度に鋭敏に対応して、PKAキナーゼパスウエーの制御下で、染色体分配の開始を調節していることが判明した。染色体凝縮の分子機構においては凝縮に必須なCut 3とCut 4がヘテロ複合体を形成するのでこれを純化し分子活性を調べた。その結果ヘテロ複合体が極めて強いDNAアニリーング活性を有することを見出した。この活性は変異体タンパク質では減少した。これから予想される、変異体核クロマチンでの一本鎖部分の増大は実験的に証明された。この結果染色体凝縮過程ではクロマチンにおけるDNA一本鎖部分を解消することが不可欠と結論した。染色体分配の正確さを決定しているMis6が動原体タンパク質であり、中期における二方向性(Biorientation)の確立に必須であることを示した。M期とS期共役の制御機構について研究は順調に進展した。即ち、M期の染色体分配に異常を引きおこすcut5変異がDNA合成を行なわずしかも放射線感受性であった(Saka and Yanagida,1993;Cell,74;383-394)。cut5遺伝子はS期の開始に必須で、これを欠損するとM期の抑制がとれ、その結果サイトキネシスまでおこる。cut5蛋白質は核に局在しその一部の配列はヒトの修復遺伝子とガン遺伝子に類似している。この蛋白の分子機能を理解することは、クロマチン蛋白が一方でS期の開始に関与し、一方でM期開始のシグナルを抑制している点で大変興味深く、今後M期とS期の共役の解明に極めて重要であろう。しかも大変興味深いことに、この変異を抑制するものとしてあるタンパク質ホスファターゼ遺伝子の欠失があった(未発表)。それゆえ、S期の遂行とM期の共役に蛋白質ホスファターゼが深く関わることが明らかとなった。本年度は本研究課題について、約10編の関連する論文を公表した。さらにまだ未発表のものでも以下に述べるような興味深い研究が進展した。染色体分配に必須なdis2ホスファターゼがcdc2キナーゼによってC末端に於て良く保存されたスレオニンが直接りん酸化され、その結果dis2の活性が低下することを見いだした(Yamano et al.,投稿中)。この結果の意味するところは、M期開始時にcdc2キナーゼが活性化し、それによりdis2ホスファターゼは活性低下しその結果M期進入が容易になり、またcdc2/サイクリンの不活性化にともないホスファターゼ活性は回復しその結果染色体分配が正常に行なわれM期脱出が可能となる。

染色体分配に重要な役割をはたすdis1遺伝子についてもクローン化が成功しその産物が微小管に直接結合し、また2A型のホスファターゼ触媒単位と直接結合していることを発見した(Nabeshima et al.,submitted)。染色体分配において重要な役割をしているdis2がりん酸化タンパクであり、そのC末端に特有のcdc2キナーゼ標的配列があり、316番目のThrがM期前中期においてりん酸化され、このりん酸化によりdis2ホスファターゼ活性は強く阻害されることを明らかにした。dis2ホスファターゼの活性が染色体分配が起きる前まで強く阻害されており、染色体分配が起きる時から活性が増大しうる。cdc2キナーゼによるdis2の制御を明らかにした点でも染色体分配におけるdis2ホスファターゼの重要な役割の全面的理解に向けて重要な一歩が踏み出された(Yamano et al.EMBO J.1994)。dislタンパク質は染色体分配に必須で幾つかのドメインから成り立っている。微小管とppa2ホスファターゼとの相互作用が明かとなった。平岡泰郵政省先端研究所のグループとの共同研究により、減数分裂過程におけるセントロメァ・テロメアのダイナミック性について驚くべき知見が得られた(Chikashige et al.Science 1994)。栄養増殖においてはスピンドル極体SPBにおいては常に動原体が近傍にあり、テロメアはそれから離れたところにあるのにも関わらず減数分裂に入るとスピンドル極体の近傍にはテロメアが存在し、動原体はそこから離れたところに存在するという逆転現象が見られることである。染色体凝縮については、最近全く新たな展開が当研究室において行われた。すなわちcut3とcut14の遺伝子の変異表現型を調べたところ、これが著しく染色体凝縮に欠損を示すことが明かとなった。cut3とcut14のアミノ酸配列は類似しており、N端にヌクレオチド3りん酸結合部位を有する新しいタイプのファミリーのメンバーである。cut3、cut14の染色体の分離の原因は染色体凝縮の欠陥に由来する町能性が商い。これらのタンパクの興味深い点はXenopusの凝縮染色体中において見い出されたSCIIと相同であり、また試験管内で作製した凝縮染色体中の主要な構成タンパクである。1サイクリン様に振る舞う分配必須タンパク質の機能の研究。今年度の研究成果のうち特に重要なものは、染色体分配に必須なタンパク質として研究をしてきたCut2が染色体分配時の細胞周期M期後期に分解することを見いだし、これがサイクリンの分解を行っているユビキチン依存性プロテアーゼに依存することを明らかにしたことである。しかも大事な事は分解が起こらないと染色体分配が起こらないことである。もしも壊されないCut2を細胞内に導入すると、染色体分配は起こらないが、他の細胞周期の出来事である、複製、スピンドル形成、染色体凝縮や細胞質分裂などはおきる。さらにCut2とサイクリンの分子としての類似性は、Cut2のN端の部分が分解に必須であるが、この部分をサイクリンのN端と置き換えても機能があることで明白となった。
間質性肺炎発症におけるアミノ酸異性体化機構の役割

特発性間質性肺炎ではストレスタンパク質誘導が起こり、その原因として蛋白質高次構造の異常が挙げられる。そこで蛋白質高次構造異常を引き起こす因子として蛋白質の異性体化に注目した。加齢や酸化ストレスに伴いタンパク質中のアスパラギン酸は異性体化され高次構造の変化をもたらすが、アスパラギン酸異性体化を修復する酵素(PCMT1)も細胞は備えており、肺胞上皮由来細胞株のPCMT1遺伝子発現をノックダウンすることで上皮様細胞は線維芽細胞に変化し、上皮-間葉移行(EMT)を起こすことを見出した。小胞体ストレスマーカーであるGRP78の誘導が確認された。一方、同様の細胞をTGF β1で刺激したとき線維芽細胞への変化は認められたが、GRP78の低下が認められた。アスパラギン酸の異性体化,ラセミ化による構造異常蛋白質の蓄積は上皮-間葉移行(EMT)を起こし、線維化の新たなメカニズムを提示することが出来た。本研究によりこの分子機序は特発性間質性肺炎の病気発症の原因の一つと考えられた。自己抗原の一つとなるhistidyltRNA合成酵素を基にしたD体アスパラギン酸を含むペプチド抗原をマウスに注射し、免疫反応を検討したが、D体を含むものとL体だけのものとで有意差はなかった。そこでD体アミノ酸を含むタンパク質をL体に戻す働きのあるportein L-idopatyl methyltransferase(PIMT)の活性を遺伝子発現レベルで抑える2種類のPIMT-shRNAを検討した。またコントロールとして、PIMT-shRNAの形成ができない形のloop構造を持つものを使った。PIMT-shRNAをA549細胞(肺胞上皮がん由来の細胞、II型肺胞上皮のモデル)に導入し、安定細胞株を樹立した。これらの細胞では2種類のshRNAはヒト由来のPIMT遺伝子発現を抑え、タンパク質発現レベルも抑制できた。一方、コントロールのshRNAを導入した細胞は蛋白発現レベルに変化がなかった。そのときの形態を観察すると、本来A549細胞は上皮の形態をし、お互いに密着した形で増殖するが、PIMT-shRNAを導入した細胞は細胞同士の接着性を失い、線維芽細胞様に変化した。そこで上皮由来のマーカーであるE-cadherin,そして線維芽細胞マーカーであるvimentin,あるいはalpha-smooth muscle actin(alpha-SMA)の染色性を検討し、コントロールを導入した細胞ではE-cadherinが発現していたが、PIMT-shRNA導入細胞ではE-cadherinの染色は確認できなかった。一方線維芽細胞の形態変化したものはvimentin, alpha-SMAの染色性が増加していた。したがって、PIMT遺伝子の発現レベルを下げることで、異性体化したタンパク質が増加し、epithelial-mesenchymal transition(EMT)が起こったと考えられる。間質性肺炎、肺線維症はII型肺胞上皮のEMTが推定されていて、その分子機構としてPIMTの発現低下が異性体タンパク質を蓄積させ、さらに小胞体ストレスを介した細胞の形質の変化が起こったと考えられる。間質性肺炎、肺線維症の成因として2型肺胞上皮の機能異常が指摘されているが、本年度の研究において肺胞上皮由来の細胞株(A549;2型肺胞上皮様細胞株))を用い、D体アスパラギン酸を含む異性体化蛋白質の存在を確認できた。このことは異性体化蛋白質の集積が2型肺胞上皮に起こり、機能異常を起こすと考えられる。方法としては異性体化しやすいアミノ酸であるD型アスパラギン酸の部位を特異的に切断するエンドベプチダーゼを用い(韮澤博士より提供)細胞抽出液を処理後、2次元電気泳動にて展開し24個の強いエンドペプチダーゼ感受性蛋白質を見つけ、現在、飛行時間型質量分析計にて同定中である。また異性体化した蛋白質を修復する酵素(PIMT)遺伝子をshRNAでノックダウンしたA549細胞では上皮系細胞から間葉系(線維芽細胞様もしくは筋線維芽細胞)への移行を示し、E-adherinの発現の低下(上皮細胞のマーカー蛋白質)、そしてVimentin(間葉系のマーカー蛋白質)の誘導が確認でき、さらに異性体化した異常蛋白質の集積による小胞体ストレスマーカーの一つであるGRP78の誘導も確認できた。A549細胞はTGF betaでも上皮-間葉移行(epithelial-mesenchymal transition ; EMT)が誘導されるが、その際PIMT

遺伝子のダウンレギュレーションが確認され、EMT誘導のプロセスに異性体化蛋白質の集積と修復機能の低下が関与すると考えられた。ヒト型PIMT遺伝子の3'非翻訳領域には多くmicro RNA結合サイトが存在するので、3'非翻訳領域をルシフェラーゼアッセイにて検討中である。特発性間質性肺炎の原因の一つにストレスタンパク質の関与が指摘されている。遺伝性の間質性肺炎ではSFTPC、ABCA 3の遺伝子異常が指摘されているが特発性間質性肺炎の原因を説明できない。そこでタンパク質の異性体化に注目した。とくにアスパラギン酸はL-体からD-体への変化が起こりやすく、高次構造異常を起こしたタンパク質が細胞内に蓄積し、小胞体ストレスを誘発し、上皮-間葉系移行(EMT)を起こすとの仮説を立てた。アスパラギン酸が異性体化は修復酵素(PCMT1)によってD-体化したものをL-体に戻る。A549細胞(肺胞上皮由来細胞株)を用い、PCMT1-shRNAによって遺伝子発現をノックダウンし、細胞の形態変化、生化学的性質を検討した。上皮様の形態を示すA549細胞は細胞相互の接着性を失い、線維芽細胞様に変化し、PCMT1、E-cadherinの発現は低下した。一方、間葉系のマーカーVimentinは発現が認められた。小胞体ストレスマーカーGRP78の有意な増加が認められた。コントロール対照としてshRNAのヘアピンループの塩基配列にポリメラーゼIIIの終結シグナルを導入したものを遺伝子導入した。アスパラギン酸異性体化タンパク質の同定のためにD-体のアスパラギン酸特異的に切断するエンドペプチダーゼ(paenidaseI)を用い、酵素未消化と酵素消済みのA549細胞抽出液を2次元電気泳動で分析し、異性体化タンパク質の増加が確認できた。ヒトの肺線維症及びその他の疾患での肺凍結標本をウエスタンブロット解析し、PCMTIの低下、小胞体ストレスマーカーGRP94の上昇が確認できたが、GRP78の上昇傾向が認められるものの有意ではなかった。PCMT1の発現低下、小胞体ストレスの誘導が確認され、特発性肺線維症の原因の一つと考えられた。
植物RNAポリメラーゼIII依存in vitro転写系の確立

RNAポリメラーゼIII(Pol-III)は、5S rRNA、tRNAや一群のsnRNAを合成する重要な転写装置である。しかし、植物におけるPol-IIIの転写機構の研究は皆無と言ってよい。そこで、タバコBY-2培養細胞の核より再現性のよい高活性のPol-III依存in vitro転写系を確立した。本年度は、このPol-III依存in vitro転写系に、イントロンを持つ遺伝子からのtRNA前駆体のスプライシング活性も有することを明らかにしたので、反応系の改良を進め、活性の高い系の確立に成功した。転写とスプライシングはマグネシウム濃度を変化させることにより人為的にコントロールすることを見出したので、各々を個別にあるいは連動した系として反応の解析が可能となった。低濃度のマグネシウム(1mM)ではtRNA前駆体のみが蓄積されるので、これにより正確な転写開始と停止部位を決定できることになった。またスプライシング部位もプライマー伸長法を用いることにより正確に同定できることを示した。RNAポリメラーゼIII(Pol-III)は、5SrRNAやtRNAや一群のsnRNAを合成する重要な転写装置である。しかし、植物に於けるPol-IIIの転写機構の研究は皆無と言ってよい。そこで、本研究では、タバコBY-2培養細胞の培養条件(培地組成、温度、光、時間など)を組織的に検討し、Pol-III活性の最も高い細胞を得て、さらに、核抽出液の調整法をステップごとに検討し、再現性よくPol-III活性の高い系の一般的調整法を確立することに成功した。この系は、タバコU6snRNAやU3snRNAの遺伝子を効率的に転写する。また、高等植物の各種tRNA遺伝子を高い活性で転写することを示した。今後、さらに長時間の保存性を検討し、また、転写活性とプロセシング活性を分けるべく部分精製を試みる。植物tRNA遺伝子につき、我々の開発したin vitro転写系を用いて、以下の解析を行った。a)インゲンマメのロイシンtRNA遺伝子の上流域に存在する「TATA」配列は転写量に大きな作用することを明らかにした。次に下流域のTクラスターが転写終止のシグナルであることを示した。さらに、「TATA」配列は転写の再開始に必須であることを明らかにした。b)In vitro tRNA遺伝子の転写系の反応条件を変化させることにより、転写とプロセシングの反応を区別することを可能とした。そこで、タバコのイントロンを持つチロシンtRNA遺伝子を用いて、in vitroのtRNA前駆体のスプライシングを行う系の開発に成功した。
リポソームによる酵素包括と反応特性

1リポソームの調製、WOlWエマルションの調製などに利用される比較的操作の簡単な2段階乳化法に基き、リポソーム調製した。リポソーム構成成分として大豆レシチンとspan80を用いた。位相差顕微鏡による観察の結果、本法によるリポソームは直径が約515μmの球形で、通常の調製法によるリポソームよりも100400倍大きいものが得られた。またレシチンとspan80の重量比を変化させて、リポソームを調製した結果その比によりリポソームの生成率や形状が変化した。その比が大きくなるほど凝集し、小さくなるほど良く分散する傾向を示した。また、比が1対1の近傍で生成率が最大となった。さらに、このリポソームの水透過係数を測定したところ、(15)×10^<+3>cm/secの値を得た。2リポソーム内の酵素反応反応系として膜酵素であるマレイトデヒドロゲナーゼ(MDH)およびイーストアルコールデヒドロゲナーゼ(ADH)による右図のようなNAD再生反応を選択した。この再生反応の速度式はYADH側でdead-end complex mechanism、MDH側でTkeorell-chonce mechanismの速度式で表わせた。これらの速度式中の種々の反応動力学定数を決定した。一方、リポソーム膜内で上記の再生反応実験を行い、膜外に浸透してくる生成物アセトアルデヒドを測定した。初速度反応より有効係数を算出すると約0.3の値を得た。また、YADH単独でのエタノール酸化反応実験を行い、NADのミカエリス定数を求めた結果、膜糸の方が均相糸よりも約30倍ぼど大きい値となった。このことから、酵素とリポソーム成分との相互作用が考えられる。今後さらに膜糸における他の反応動力学定数を求め均相糸のそれらと比較し、またリポソームの最適調製条件にも検討を加える予定である。
放射性物質の効果的な吸着法を確立するための研究

放射性物質の除染についての技術は確立されていない.このことを踏まえ,小型装置を作製し,電気泳動法によりセシウム,ストロンチウムを電気的に移動させ,吸着材へ移行させる研究を行ってきた.吸着材としては,広範囲にわたる地域全体を除染するには,優れた吸着性能を有しかつ,極力廉価な材料を選ぶ必要があり,ゼオライトやヒドロキシアパタイトを使用した.結果,電解質としては酢酸アンモニウムを,吸着材としてヒドロキシアパタイトを用いた結果, 48時間以上通電を行うと,そのほとんどが吸着材へ移動していることがわかった.しかしながら,実験室内での小型装置による条件下であるため,実際の現場では同様の吸着効果が得られるかどうかは不明であった.そこで本研究では検証するために,吸着材の粒径や種類を替えたり,装置形状を変えるなどして,吸着性能を証査し,より効率的な方法を検証していくことを目的とした.研究を始めるに際し,問題点を整理し既出論文等で情報の収集を行った.次に電解質溶液の濃度,通電時間,電極の素材を変化させて試験を行った.その際,装置内の配置を横から縦に変更し,現場に即した形とした.試験後は原子吸光分析装置およびICP(誘電結合プラズマ分析装置)を用い,吸着材中のセシウム,ストロンチウムの定量評価を実施した.電気泳動試験により,電極材料や,泳動試験に用いる溶液の選定,電流値,通電時間,分析法について様々な条件下での実験を行い,最も合理的かつ経済的な実験方法の確立を計った.研究の結果,通電時間は48時間程度,吸着材の粒径は1mm程度,試料はベントナイトと吸着性能は大差がなかったが,より安価な材料であるハイドロキシアパタイトが最も効率がよいことがわかった.しかしながら,再現性や溶液の濃度による違い,また最大の問題点の現場での検証されていない.まずは最も取り組みやすい再現性について引き続き検討を行っていく必要がある.放射性物質の除染についての技術は確立されていない.このことを踏まえ,小型装置を作製し,電気泳動法によりセシウム,ストロンチウムを電気的に移動させ,吸着材へ移行させる研究を行ってきた.吸着材としては,広範囲にわたる地域全体を除染するには,優れた吸着性能を有しかつ,極力廉価な材料を選ぶ必要があり,ゼオライトやヒドロキシアパタイトを使用した.結果,電解質としては酢酸アンモニウムを,吸着材としてヒドロキシアパタイトを用いた結果, 48時間以上通電を行うと,そのほとんどが吸着材へ移動していることがわかった.しかしながら,実験室内での小型装置による条件下であるため,実際の現場では同様の吸着効果が得られるかどうかは不明であった.そこで本研究では検証するために,吸着材の粒径や種類を替えたり,装置形状を変えるなどして,吸着性能を証査し,より効率的な方法を検証していくことを目的とした.研究を始めるに際し,問題点を整理し既出論文等で情報の収集を行った.次に電解質溶液の濃度,通電時間,電極の素材を変化させて試験を行った.その際,装置内の配置を横から縦に変更し,現場に即した形とした.試験後は原子吸光分析装置およびICP(誘電結合プラズマ分析装置)を用い,吸着材中のセシウム,ストロンチウムの定量評価を実施した.電気泳動試験により,電極材料や,泳動試験に用いる溶液の選定,電流値,通電時間,分析法について様々な条件下での実験を行い,最も合理的かつ経済的な実験方法の確立を計った.研究の結果,通電時間は48時間程度,吸着材の粒径は1mm程度,試料はベントナイトと吸着性能は大差がなかったが,より安価な材料であるハイドロキシアパタイトが最も効率がよいことがわかった.しかしながら,再現性や溶液の濃度による違い,また最大の問題点の現場での検証されていない.まずは最も取り組みやすい再現性について引き続き検討を行っていく必要がある.
打撃動作の巧みさの計算科学的方法による解析

スポーツ動作の解析は,高速度カメラ,筋電図,加速度計などを用いて行われてきた.しかし,その手法は比較研究が中心であり,「熟練者の動作」=「巧みな動作」という主観的・経験的議論にとどまることが多い.そこで本研究では,スポーツ動作としてテニスのサーブを選択し,画像の固有パターン認識手法を用いて,「巧みな動作」を科学的・客観的に判断することを試みた.その結果,テニスのサーブ・フォームにおける上級者と初級者の本質的相違が,画像の固有パターン認識手法によって抽出可能である,ということが明らかになった.方法,結果,考察の要点をまとめると次のようになる.「方法」スポーツ動作の中の不変量を,画像の固有パターン認識手法を用いて定量化することを検討した.被検者は,上級者として男子テニス選手1名,初級者としてテニス歴半年未満の男子1名の合計2名とした.各被検者は,縦状に緑,赤,青の3色に色分けされたウェアを着装し,最大努力のフラット・サーブを行った.サーブ動作を測方に設置したデジタルビデオカメラを用いて毎秒30コマで撮影した.「結果と考察」テニスのサーブにおいては,フォワード・スウィングの際の脊柱を中心とした身体の回旋速度を大きくするために,テイクバック時に上体をいったん後方に捻り,"タメ"を作ることが重要であるとされている.上級者初級者とも,赤・青・緑の色の部分のみを取り出した画像を解析した結果,3次元空間画素分布表示の場合は色の少ない部分はグラフ上に表示されず,こうした動きの本質的な相違のみを表示できるということが分かった.このことは,画像の固有パターン認識手法が,従来主観により論じられてきた「巧みな動作」を客観的に検討する手法として有効である,ということを示している.スポーツ動作の解析は、高速度カメラ、筋電図、加速度計などを用いて行われてきた。しかし、その手法は比較研究が中心であり、「熟練者の動作」=「巧みな動作」という経験的・主観的議論にとどまることが多い。そこで本研究では、スポーツ動作としてテニスのサーブを選択し、フーリエ・ウェーブレット変換法を用いて、「巧みな動作」を科学的・客観的に判断することを試みた。フーリエ・ウェーブレット変換法による相違点抽出には基準画像を必要とする。本研究では、テニスサーブ動作時の動画像で、直前の画像を基準画像として採用した。すなわち、5フレームからなる動画像では、第1フレームを基準として第2フレームの相違点が抽出される。従って、全体として、4個の相違点画像が得られる。被験者は、上級者として男子テニス選手1名、初級者としてテニス歴半年未満の男子1名の合計2名とした。各被験者は最大努力のフラットサーブ動作を、側方に設置したデジタルビデオカメラを用いて毎秒30コマで撮影した。テニスに限らず打撃動作において、中枢側のsegmentの動きが先行し、末梢側のsegmentの動きがあとに続くというパターンが、望ましい動作であるとされている。本研究では、サーブ動作におけるインパクト直前の5フレームからなる動画像へ、フーリエ・ウェーブレット変換法を適用した。上級者は身体全体を弓なりにそらし、インパクトに向けて、下半身→体幹の順に大きく動かしているのに対し、初級者は、上級者のような時間差を伴う動作が無く、上肢を中心に前方に動かしているのみであることが確認でき、テニスにおける「巧みな動作」を検討する方法として、本研究の手法が有効であることが判明した。スポーツ動作の解析は,高速度カメラ,筋電図,加速度計などを用いて行われてきた。しかし,その手法は比較研究が中心であり,「熟練者の動作」=「巧みな動作」という主観的・経験的議論にとどまることが多い。そこで本研究では,スポーツ動作としてテニスのフォアハンド・グラウンド・ストロークを選択し,画像の固有パターン認識手法を用いて,「巧みな動作」を科学的・客観的に判断することを試みた。その結果,テニスの上級者と初級者の本質的相違が,画像の固有パターン認識手法によって抽出可能である,ということが明らかになった。方法,結果,考察の要点をまとめると,次のようになる。「方法」スポーツ動作の中の不変量を,斉藤らにより提案・発表されている画像の固有パターン認識手法を用いて定量化することを検討した。そのための第一段階として,今回は赤,緑,青の3本の縦のラインが入ったテニス・ウェアをテニスコーチにつけてもらい,様々な打法の固有パターンを抽出することを試みた。フォアハンド・グラウンド・ストロークにおける,フォワード・スウィング開始直前のフォーム2種類(上級者の典型的なフォーム,初級者の典型的なフォーム)をデジタルカメラで撮影し,赤,緑,青の色の部分のみを取り出した画像を解析して比較した。「結果と考察」テニスのフォアハンド・グラウンド・ストロークにおいては,フォワード・スウィングの際の脊柱を中心とした身体の回旋速度を大きくするために,テイクバック時に上体をいったん後方に捻ることが重要であるとされている。したがって,フォワード・スウィング開始時点では,一番右側の縦の線である緑の部分が他の色よりも少なく見える方が,より巧みな動作であるということができる。実際、固有値を解析すると、上級者の場合は緑色の部分が表示されないという結果であった。このことは,画像の固有パターン認識手法が,テニスにおける「巧みな動作」を検討する手法として有効であるということを示すものである。スポーツ動作の解析は,高速度カメラ,筋電図,加速度計などを用いて行われてきた.しかし,その手法は比較研究が中心であり,「熟練者の動作」=「巧みな動作」という主観的・経験的議論にとどまることが多い.

そこで本研究では,スポーツ動作としてテニスのサーブを選択し,画像の固有パターン認識手法を用いて,「巧みな動作」を科学的・客観的に判断することを試みた.その結果,テニスのサーブ・フォームにおける上級者と初級者の本質的相違が,画像の固有パターン認識手法によって抽出可能である,ということが明らかになった.方法,結果,考察の要点をまとめると次のようになる.「方法」スポーツ動作の中の不変量を,画像の固有パターン認識手法を用いて定量化することを検討した.被検者は,上級者として男子テニス選手1名,初級者としてテニス歴半年未満の男子1名の合計2名とした.各被検者は,縦状に緑,赤,青の3色に色分けされたウェアを着装し,最大努力のフラット・サーブを行った.サーブ動作を測方に設置したデジタルビデオカメラを用いて毎秒30コマで撮影した.「結果と考察」テニスのサーブにおいては,フォワード・スウィングの際の脊柱を中心とした身体の回旋速度を大きくするために,テイクバック時に上体をいったん後方に捻り,"タメ"を作ることが重要であるとされている.上級者初級者とも,赤・青・緑の色の部分のみを取り出した画像を解析した結果,3次元空間画素分布表示の場合は色の少ない部分はグラフ上に表示されず,こうした動きの本質的な相違のみを表示できるということが分かった.このことは,画像の固有パターン認識手法が,従来主観により論じられてきた「巧みな動作」を客観的に検討する手法として有効である,ということを示している.
c-Jun制御における転写抑制因子Fbl10の機能解析

癌原遺伝子産物c-Junは、様々な細胞機能を調節している転写因子AP-1の主要な構成要素であり、特に細胞周期のG1-S期遷移において重要な役割を担っていると考えられている。いくつかのヒト癌ではc-Junの発現が高くなっていることが知られている。正常細胞においてc-Junの活性は、特異的転写抑制因子によって負に制御されていると考えられている。我々が見出した転写抑制因子Fb110は、c-Junに結合すると同時にDNA結合能を持つCxxCドメインを介してo-Junプロモーターに直接結合し、転写を負に制御している。siRNAを用いてFb110の発現を抑制した細胞では、c-Junの発現量増加が観察され、それに伴いS期の細胞の割合が多くなる。HP1ファミリーはヘテロクロマチンの形成に重要な機能を持つ蛋白質である。しかし、ファミリーの中でHP1γは遺伝子を含むユークロマチンにも局在することが知られており、転写抑制への関与が示唆されている。我々は、Fb110とHP1γとの相互作用を明らかにし、HP1γがc-junの発現抑制に関与している可能性を見出した。HeLa細胞にsiRNAを導入して、HP1α, HP1β, HP1γの発現を抑制した場合のc-junの発現をRT-PCRにて観察した。その結果、HP1γの発現を抑制した細胞では、顕著なc-junの発現量増加が観察された。それに対し、HP1αおよびHP1βの発現を抑制した細胞では、c-junの発現量に有意な変化は観察されなかった。特異的siRNAの導入によってHP1α, HP1β, HP1γの発現が20%以下に抑制されていることはRT-PcRにて確認した。これらの結果と、Fb110とHP1γの特異的相互作用とを合わせると、Fb110によるc-junの転写抑制にHP1γが関与していることを示唆していると考えられる。我々が見出した転写抑制因子Fb110は、c-Junに結合すると同時にDNA結合能を持つCxxCドメインを介してC-junプロモーターに直接結合し、転写を負に制御している。しかし、ファミリーの中でHP1γは遺伝子を含むユークロマチンにも局在することが知られており、遺伝子発現調節への関与が示唆されている。実際にHP1γの発現を抑制した細胞では、顕著なc-junの発現増加が観察された。これらの結果はFb110によるc-junの転写抑制にHP1γが関与していることを示唆していると考えられる。ヒト癌ではc-Junの発現亢進が頻繁に認められることから、HP1γの発現をsiRNAにより抑制した大腸癌細胞の腫瘍形成能を観察した。予想に反して、HP1γの発現抑制は腫瘍形成を促進しないことを見出した。したがってHP1γの抑制により生じたc-junの増加は、細胞周期のG1-S期遷移の促進ではなく、細胞死誘導に関与している可能性があると考えられた。今後はHP1γがc-Junを介して制御している細胞死を解析していく。