hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
線虫C.エレガンスのリアノジン受容体と相互作用するタンパク質の同定

リアノジン受容体は神経後膜からの刺激を細胞質側の"足"構造で受け、筋小胞体からカルシウムを放出する。哺乳類では骨格筋型・心筋型・脳型の3種類が存在し、それぞれ発現組織と活性の制御機構が異なっている。線虫C.エレガンスのリアノジン受容体(CeRYR)は第5染色体のunc-68遺伝子がコードする一種類で、リアノジン受容体の制御機構を調べる簡単なモデル系として利用できる。運動不良のe540,x14変異と麻酔薬ケタミンに応答異常を示す変異kh30変異の変異部位が明らかにされており、このうちkh30変異はPKCによる推定リン酸化部位にアミノ酸置換が生じている。私はリアノジン受容体の活性制御に関わる新規の蛋白質を単離する目的で、CeRYRと相互作用する蛋白質を酵母の2-ハイブリッド系を用いて探索した。N末の細胞質側領域を用いた初期のスクリーニングでは、転写因子など非特異的と思われる分子が多く得られたため、スクリーニングに用いる領域をkh30変異周辺およびC末のチャネル領域に限定した。その結果、kh30変異周辺とはERM(Ezrin/Radixin/Moesin)ファミリー蛋白質の線虫ホモログが、またC末の膜貫通領域のM1/M2ループとはヒトSGT蛋白質の線虫ホモログが特異的に相互作用した。さらに線虫ERM蛋白質が、CeRYRと同じく筋小胞体に存在する、線虫カルゼケストリンとも相互作用することを明らかにした。これまでに線虫SGT蛋白質をコードする遺伝子R05F9.10について発現解析を行い、主に腸で発現することを明らかにした。現在、線虫ERM蛋白質をコードする遺伝子C01G8.5の発現解析を進めており、筋肉細胞で発現しているCeRYRとの機能的関連の有無を調べている。筋収縮において、リアノジン受容体は神経後膜からの刺激を受け、筋小胞体からCa^<2+>イオンを放出する。このCa^<2+>チャネル活性は、細胞内の様々な因子により制御されている事が最近分かってきた。線虫リアノジン受容体は第5染色体のunc-68/ryr-1遺伝子にコードされ、運動不良のe540, x14変異と麻酔薬ケタミンに応答異常を示す変異kh30変異の変異部位が明らかにされている。このうちkh30変異はPKCによる推定リン酸化部位のアミノ酸置換であり、強い親水性領域に位置している事から、kh30変異部位の周辺は他の分子と相互作用している可能性が高い。私はリアノジン受容体の活性制御に関わる新規の蛋白質を同定する目的で、酵母の2-ハイブリッド系を用いて、線虫リアノジン受容体と相互作用する蛋白質を探索した。探索に用いた領域は(1)ヒト悪性高熱症の変異が集中するN末側領域、(2)線虫kh30変異の周辺領域の2カ所で、pGBDプラスミドを用いてGAL4-DNA結合領域との融合蛋白質をそれぞれ作製した。次にGAL4転写活性化タグと融合させた線虫・cDNAの発現プラスミドライブラリーと共に宿主菌(PJ69-4A株)に導入し、栄養要求性を指標に陽性クローンを選択した。陽性クローンのDNA塩基配列を調べてコードされる蛋白質を調べた結果、(1)の領域とは核小体蛋白や転写因子様の蛋白質を含めた7種の蛋白質が相互作用することが分かった。同定した蛋白質の細胞内局在は現時点では不明であるが、筋収縮における機能的相関に興味が持たれる。(2)の領域とはEGFドメインを持つ3種の蛋白質が選択的に相互作用した。リアノジン受容体の活性制御にEGF受容体様の蛋白質が関わっているのかも知れない。現在、これらの蛋白質をコードする遺伝子の発現組織を調べている。発現パターンがリアノジン受容体のそれと一致すれば、機能的相関が期待される。これまでに線虫SGT蛋白質をコードする遺伝子R05

F9.10について発現解析を行い、主に腸で発現することを明らかにした。現在、線虫ERM蛋白質をコードする遺伝子C01G8.5の発現解析を進めており、筋肉細胞で発現しているCeRYRとの機能的関連の有無を調べている。
鱗翅目昆虫の農薬耐性獲得の分子基盤

カイコ(Bombyx mori)を対象として、生体外異物の解毒代謝に関与する解毒酵素群について研究をすすめている。代表的第二相解毒酵素であるグルタチオン転移酵素(GST)は、生体外異物ならびに内因性の求核化合物に還元グルタチオンを抱合し、体外への排出を促進する。GSTは遺伝子ファミリー(class)を形成しており、複数のアイソザイムが存在することが分かっている。本研究では、基質特異性の異なる5種のカイコGSTアイソザイムを同定した。申請者は、カイコ(Bombyx mori)を対象として、その異物代謝に関与する解毒酵素群について研究をすすめている。代表的な第二相解毒酵素であるグルタチオン転移酵素(GST)は、生体外異物ならびに内因性の求核化合物に還元グルタチオンを抱合し、体外今の排出を促進する。GSTは遺伝子ファ年リー(class)を形成しており、複数のアイソザイムが存在することが分かっている。申請者は、これまでdelta-classおよびsigma-classに属するカイコGSTを同定した。本年度は、新たにカイコより2種のGSTのクローニングに成功した。それらの中、一種のGSTの配列決定を行い、それをもとに系統樹を作製した。その結果、得られた新規GSTはzeta-classGSTに高い相同性を有していることが明らかとなった。本酵索(bmGSTZ)の組換えタンパク質の大量発現系を大腸菌を用いて構築し、さらに電気泳動的に均一になるように精製法を確立した。精製bmGSTZの基質特異性を反応速度論的に解析したところ、生体外異物1,2-ジクロ自-4-ニトロベンゼンおよび内因性の脂質過酸化物4ヒドロキシノネナルに対してGSH転移活性を有していた。また競合阻害アッセイ法によりbmGSTZは農薬フェニトロチオン、パーメスリンそしてヂルタメスリンと親和性を有することが見いだされた。以上のことより、bmGSTZは生体外異物代謝ならびに膜脂質の酸化的障害の修復に関与することが示唆された。GST酵素群の発現誘導をタンパク質レベルで解析するため、カイコ精巣ならびに皮膚中より粗タンパク質を調製し二次元電気泳動法にて解析した。泳動後、それぞれ50個のスポットを切り出した後、トリプシン消化ならびにMALDI-TOF/MS分析を行い、NCBIおよびSWISS-PROTの各データベースからタンパク質を同定した。その結果、カイコ精巣ならびに皮膚タンパク質を再現性よく分離できる方法を確立した。申請者は、カイコ(Bombyx mori)を対象として、その生体外異物の解毒代謝に関与する解毒酵素群について研究をすすめている。代表的な第二相解毒酵素であるグルタチオン転移酵素(GST)は、生体外異物ならびに内因性の求核化合物に還元グルタチオンを抱合し、体外への排出を促進する。申請者は、これまでdelta(bmGSTD)、sigma(bmGSTS)、omega(bmGSTO)そしてzetaclass(bmGSTZ)に属するカイコGSTを同定した。本年度は、新たに1種のepsilon classGSTのクローニングに成功した。ノーザン解析ならびにRT-PCR法により組織局在性について調査した結果、これらのmRNAは5齢幼虫の組織中に広く分布していることが分かった。-方、特異抗体を用いた免疫染色の結果、それぞれのGSTタンパク質は脂肪組織中においてのみ発現していることが明らかとなった。次に上記5種GSTの組換え酵素発現系を構築した。これら組換え酵素の基質特異性を反応速度論的に解析したところ、bmGSTD、bmGSTS、bmGSTOについては生体外異物1, 2-ジクロロ-4-ニトロベンゼン(CDNB)および内因性の脂質過酸化物4ヒドロキシノネナル(4HNE)に対してグルタチオン(GSH)転移活性を有しており、生体外異物代謝ならびに膜脂質の酸化的障害の修復に関与することが示唆された。bmGSTZに関しては、CDNBならびに4HNEに対して転移活性は検出されなかったため、各種基質を用いてその特異性を網羅的に解析した。その結果、塩素化合物の一種であるジクロロ酢酸へのGSH転移活性そして脱塩素化反応を触媒していることが明らかとなった。塩素化合物をカイコ幼虫に塗布したところ、脂肪組織中にbmGSTZタンパク質が過剰に発現することが免疫染色により認められた。以上のことより、bmGSTZは塩素化合物の解毒に関与することが示唆された。
チオニン生成蛍光反応を用いる硫黄の状態分析法の開発

1.チオニン生成反応を用いる各種金属硫化物の分離定量法を確立した。すなわち、酸可溶性金属硫化物は6maldm^<-3>の塩酸と共に加熱し、発生する硫化物イオンをアルカリ溶液に吸収してチオニン蛍光法〔山本善丈、梅田政裕、森重清利、西川泰治:分析化学、37、421(1988)〕で精度よく定量できることを明らかにした。酸難溶性の金属硫化物は金属鉄共存下で塩酸と共に加熱すると定量的に硫化物イオンが回収できる方法の状態分析法を確立するため、これら酸化態硫黄を還元して硫化物イオンとする還元法について検討した。その結果、還元剤としてHI-HCOOH-P)を用いると効率よく硫化物イオンとなり、チオニン蛍光法で定量できることを明らかにした。2.有機物中の硫黄及び窒素を酸素フラスコ燃焼法で酸化態硫黄(SO_3)、酸化態窒素(NO_2)とし、H_2O_2吸収液に捕捉してSO_4^<2->、NO_3^-とし、上記チオニン蛍光反応で硫黄を、またブルシン吸光光度法で窒素を定量する方法を開発した。吸収液に捕捉されたNO_3^<1->はチオニン蛍光反応を阻害する。そこで吸収液で捕集したSO_4^<2->及びNO_3^<1->を弱塩茎型樹脂(Muromac WGR-2)を用い、陰イオン交換分離し、それぞれをチオニン蛍光法、ブルシン吸光光度法で定量する方法を検討した。本イオン交換分離条件は次の如くである。NO_3^<1->:0.2M-HCl溶液、SO_4^<2->:0.2M-NaOH溶液を溶離剤とし各々40cm^3で(【bounded integral】:56mmxh:60mmカラム)流速:1cm^3/minで効率よく分離できた。またSO_4^<2->の還元態硫黄(S^<2->)への変換にはH_2S発生トラップ吸収法を用いた。本法を用いて含硫黄・窒素有機化合物を定量したところ、硫黄の回収率>85%(C.V:<3%)、窒素回収率>84%(CV:<4%)なる再現性のよい元素分析が可能となった。今後、本法の原理を利用した自動分析装置の開発が期待される。
FCF-8と不飽和脂肪酸を介したホルモン依存性癌増殖の分子機構

無血清培地下でアンドロゲン依存性増殖を示すシオノギ癌115由来樹立細胞株SC-3は、テストステロン(T)依存性に自己増殖因子FGF-8を分泌する。T依存性増殖におけるFGF-8の寄与を明らかにするため、SC-3にFGF-8発現ベクターを移入し恒常的にFGF-8を分泌するクローンA1を得た。A1はT非存性にDNA合成の促進を認め、これはFGF-8アンチセンス・ヘパリン・スラミンによって抑制された。この結果は、SC-3のT依存性DNA合成におけるオートクリン因子としてのFGF-8の役割を証明するものである。しかしながら、A1は無血清培地下ではその細胞増殖を持続させることができなかった。そこで、FGF-8の細胞増殖作用に必要な、血清中に含まれる因子の同定を試みた。その結果、リノール酸(LA)やパルミチン酸などの不飽和脂肪酸の存在下では、無血清培地においても、FGFによるSC-3の持続的細胞増殖を認めることが判明した。LAは、低血清培地におけるSC-3の軟寒天上コロニー形成にも必須の因子であった。さらにLA存在下では、FGFは無血清培地でのNIH3T3の細胞増殖を促進した。以上より、FGFの細胞増殖作用に不飽和脂肪酸が必須であること、この作用はSC-3に特異的な現象ではないことが判明した。次いで、無血清培地下でTがSC-3の持続的細胞増殖を誘導する機構を解析するため、T刺激SC-3の細胞抽出分画・培養液中の脂肪酸をGC-MS法により分析・定量した。その結果、T刺激による各分画の脂肪酸含量に有意の変化を認めなかった。すなわち、SC-3はT刺激により、FGF作用に必須の、不飽和脂肪酸とは異なる他の因子を誘導することが示唆された。
大気沈着窒素の特異な同位体シグナルを利用した生態系影響の評価

大気沈着窒素の負荷により生ずる森林の窒素過剰化に伴い、ヒノキの葉の窒素安定同位体比(δ^(15)N)が顕著に低下すること、さらに、それが生ずる土壌・植物間の機構を解明した。一方、高標高域における大気沈着由来の窒素は特異に低い同位体シグナルを持つことが明らかになった。地衣類、植物ならびにニホンザルの体毛のδ^(15)Nも低標高域に比較し有意に低下しており、大気沈着窒素が高標高生態系に重大な物質的インパクト加えている実態が明らかになった。1)環境中のNO_3-に含まれるOの安定同位体比を測定するシステムの構築と検討を行った。熱分解・分離装置を質量分析計と接続してNO_3-の超微量窒素・酸素同位体比測定システムを構築、予備的検討を行い、この測定法をほぼ確立し、実サンプル測定のための準備が整った。2)イオン交換樹脂を用いる方法により、北アルプス山頂付近を含む数標高の山岳地域、および都市近郊の森林についてNO_3-およびNH_4+の窒素安定同位体比を測定することに成功した。その結果、NO_3-のδ15Nは都市近郊で3.3±1.8‰であったのに対して北アルプスでは-4.3±1.4‰であり、後者が画然と低い特徴を持つことが判明した。3)窒素安定同位体比を、山岳地域で採取した他種類の地衣類について測定した。その結果、δ15N値は-12+1‰の範囲にあり、総じて低値を持つことが明らかとなった。着生形態による違いも見出され、サルオガセ類は常にとくに低く(-10‰程度)、大気中窒素化合物の存在形態により同位体比が異なる可能性が示された。4)山岳生態系に負荷される窒素沈着物の総量の情報を得る等の目的のため、積雪を回収するサンプラーを中央アルプス山頂に設置し、回収を開始している。また、積雪自体を深度別に掘削採取し、今後各種同位体比、化学成分の挙動を解析する予定である。野生動物の試料も得られている。(意義・重要性)窒素沈着物が高標高域で低値を示すことがこれまで例のない沈着物の測定、地衣類の測定を通じて明確になった。これは、従来世界でも知られていない知見である。大気沈着窒素のδ15N値が明確になったことで、今後生態系影響の解析を行う基礎が固まった。1) NO_3^-を定量的にN_2Oに変換する脱窒菌と生成したN_2Oを濃縮導入するシステムの組み合わせによりさまざまな試料中のNO_3^-を超高感度で測定できる窒素・酸素同位体比測定システムを確立し、これを用いて以下の測定を行った。2)中央アルプス山頂付近において全層積雪試料を回収し、高標高山岳域の冬期間における窒素沈着物の窒素および酸素安定同位体比の測定を行った。その結果、NO_3^-のδ^<15>Nは平均値-3.3±0.3‰、δ^<18>Oは平均値75.7±0.8‰であり、高標高域には冬季においても窒素安定同位体比の低い沈着物が負荷されていることが判明した。3)標高に伴う大気中窒素化合物の窒素安定同位体比変動を解明するため、霧水を採取する装置および大気中のエアロゾルを採取する装置を異なる標高に設置し、回収を開始している。4)一方、窒素過剰程度の異なる数地域の森林地帯について樹木葉ならびに土壌の全窒素、NO_3^-、NH_4^+、溶存有機窒素の窒素安定同位体比の測定を行った。その結果、窒素過剰の程度の高いほど土壌のNO_3^-含量は増加、樹木葉ならびに土壌のNO_3^-の窒素安定同位体比は低下する系統的変化が見出され、高標高域とは別の機構により、森林の窒素過剰に伴う窒素安定同位体比変動が生じていることが明確に示された。5)さまざまな地域に生息するニホンザル、ニホンシカ、ツキノワグマの体毛試料を取得し、それらの窒素ならびに炭素安定同位体比の基礎データを集積した。(意義・重要性)窒素沈着物が高標高域で低値を示す事実、一方、より低標高の森林域で窒素過剰に伴って窒素安定同位体比が変動する事実が明確になった。これらは互いに逆方向の同位体比変化である。このような二つの変動機構を分離できたことはこれまで例がなく、世界で始めての知見である。この成果は、同位体比を用いた窒素沈着物負荷の陸域生態系影響の理解の点でブレークスルーとなるものであり、極めて有益である。
磁気圏におけるプラズマ波動の包括的研究

平成10年度から11年度にかけて行われた本研究課題の成果をまとめると概要は以下のようになる。まず電磁波動の共同研究では、Geotail衛星によって発見されたAMR(Auroral Myriametric Radiation)について観測とレイトレイジングによる数値解析が行われその発生領域を特定したほか、Chorusエミッションでは、電子との高時間分解能観測によりその発生メカニズムに関する裏付けが得られた。そのほか、Kilometirc continuum,TypeIIISolar radio burst,Lion roarsなどの研究も行われた。次に、地球磁気圏構造と磁気圏活動に関する共同研究では、Geotail衛星によって磁気圏低緯度に太陽風プラズマが今までにないメカニズムで侵入してきている証拠をつかんだほか、Geotail,Equator-Sとの共同研究によりスブスドーム時におけるプラズマシートの構造の変化を実際に観測することに成功した。また、Geotail,Polar,WIND衛星の観測と地磁気の観測によりサブストームの発展とそれに伴うAKR(Auroral Kilometric Radiation)の放射の様子の変化を同時に観測することに成功した。また、やはり磁気活動に関係するCopntinuum enhancementの発生領域の時間変化についてもGeotail、Wind衛星の共同観測で明らかにすることができた。静電波に関する共同研究では、静電孤立波の統計解析を行いその定量的な評価が計算機実験で提唱される発生メカニズムとよく合うことを示したほか、NEN(Narrowband Electrostatic Noise)では、これまで議論されてこなかったPolar rain electronとの関係が密接であることを示すことにも成功した。平成10年度は、GEOTAIL/POLAR/WIND/AKEBONO/FASTの各衛星との共同観測とそのデータ解釈に対する計算機実験との共同研究を行った。具体的には、GEOTAIL衛星で発見された静電孤立波について議論を行っている。静電孤立波は、GEOTAIL衛星での発見以来、POLAR/FAST/AKEBONO/WIND衛星でも確認されしかも、それらが異なるプラズマパラメータをもつ領域で観測されていることがわかった。そして計算機実験との共同研究の結果、それらの静電孤立波は、電子ビームまたはイオンビームで共通的に励起されるものの、それぞれの領域での磁場強度などのパラメータに依存してその非線形発展が変化してそれぞれの観測される静電孤立波が形成されることがわかった。また、太陽風内における衝撃波についての研究では、GEOTAIL/WIND衛星での観測結果を踏まえて、計算機実験のモデルを設定し、フル粒子による計算機実験を行い、衛星で観測されているようなフラットトップな電子の分布関数がショック遷移領域で形成されるポテンシャルとExBドリフトによる影響で形成されることがわかった。そこで発生するプラズマ波動についての解析には、更に高精度の計算機実験が必要であり、それは来年度以降の課題である。極域で発生していると考えているAKR,AMR等の波動については、WIND/POLAR/GEOTAIL衛星との共同観測を行った他、レイトレイシングによる波動の伝搬解析も同時に行った。また、AKRの発生とオーロラの発生タイミングについての研究も同時に行っており、POLAR衛星のカメラによるオーロラ観測とAKR発生タイミングとの比較観測をスタートさせた。平成11年度は、まず電磁波に関しては、Geotail衛星で頻繁に観測される奇妙なスペクトル構造をもつType III Solar radio burstに関する到来方向探査から、そのスペクトル構造が惑星間空間での密度の非一様性を反映している証拠であるとの結論を得た。また、サブストームの時間発展とともにAKR(Auroral Kilometric Radiation)のスペクトル構造がどのように変化するかをGeotail、Polar、Wind衛星によって地上の地磁気観測と比較しながら解析を行い、AKRのスペクトル構造から極域への降りこみ粒子によるAKRの発生領域の時間変化をモニタすることができた。一方、Geotailで初めて観測されたKilometric continuumについても解析を行い、磁気赤道付近で頻繁に観測される事実についても明らかになった。一方、静電波に関しては、静電孤立波(ESW:Elctrostatic Solitary Waves)の統計解析を行い、そこから得られる波動の定量的な性質が計算機実験から提示されていた発生メカニズムから予測されるポテンシャルの深さ、およびその幅などの物理量と非常によく一致することが明らかになった。

また、その伝搬方向解析から、ESWの発生ポイントが、Near earth neutral line付近に存在する有力な手がかりを得た。また、狭帯域静電波(NEN:Narrowband Electrostatic Noise)についてもその発生がPolar rain electronであるとの観測結果も得ることができた。
ＡＬＭＡ観測と宇宙論的理論モデルで明らかにする銀河形成

昨年度に引き続き、今年度も概ね年次計画の通りに研究を実行することができた。まず1つ目の大きな成果として、新たな宇宙論的銀河形成モデルを構築し、それを論文としてまとめ出版することができた。このモデルは宇宙初期から現在に至るまでの銀河形成史を統一的に取り扱うもので、他の同種のモデルと比べて空間解像度が高く、また大きな空間スケールにわたって計算できることがひとつの特徴となっている。またこのモデルの発展形として、星からの放射が星間ダストによって吸収・再放射される機構も取り入れた。これにより、赤外線から電波領域での銀河の観測的性質を理論的に予言することが可能になった。実際、最新の電波干渉計であるALMAで得られた観測データと私が開発した理論モデルの比較を行ったり、またALMAを用いた新たな観測提案を行うなどの成果を上げることができた。その中で、銀河の性質や形成史を真に理解するためには、星に由来する放射成分だけでなく、星間ガスやダストといったその他の成分についても系統的に調べることが重要であることを示すことができた。その他に、私の開発したモデルを使って、銀河中心に存在する超巨大ブラックホールや、そのブラックホールの活動に由来する活動銀河核といった天体の形成史についても研究を行った。その中で、宇宙初期に形成され、現在観測されている超巨大ブラックホールの種になったと考えられている"種ブラックホール"の性質に制限を与えるなどの成果を挙げることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は概ね年次計画の通りに研究を実施することが出来た。まず一つ目の成果として、星形成に関する新たなフィードバック機構を導入した新たな宇宙論的銀河形成モデルの構築を行い、その研究結果を論文としてまとめた。この論文は既にMonthly Notices of the Royal Astronomical Society誌に受理されており、来年度早々に出版される予定である。来年度以降はこの研究成果について国内外の研究会などで講演を行い、研究成果を広くアピールするとともにより洗練されたモデルの構築を行う予定である。上記の研究と並行して、私の持つ宇宙論的銀河形成モデルを赤外線・サブミリ波領域にまで拡張する研究を行い、このモデルを用いて、新世代のサブミリ波望遠鏡であるALMAに対する理論予測を行った。特に、ALMAへの観測プロポーザル作成の際には私のモデルを他の研究者へ広く提供し、結果として多数の観測プロポーザルに共同提案者として参加させて頂いた。来年度以降はそれらの観測から得られたデータを用いて、よりモデルを現実的かつ有用なものにしていく予定である。また、ALMAの初期観測で既に得られているデータと私のモデルとの比較も多数行い、これまで殆ど理解が進んでいなかった、ダストに隠された宇宙の星形成史について、ある程度の理解を得られつつある。この研究については来年度中の出版を目指して、論文の執筆を開始したところである。以上述べたように、今年度は事前に立てた年次計画を概ね実現することができた。またそれだけでなく、受入研究機関やその近隣の国立天文台でのセミナー等に多数参加し、他の研究者と議論させて頂くことで、これまでにない新たな研究のアイディアも数多く得られ、それによって研究テーマを大きく広げることが出来た。昨年度に引き続き,今年度も概ね年次計画の通りに研究を実施することが出来た。今年度の研究内容は主に二つに分けられる。まず一つ目に,新たな宇宙論的銀河形成モデルを構築する仕事を行った。これは,すばるHSCやPSFなどの最新の観測装置や, TMTといった次世代の大型望遠鏡で得られるであろう高精細かつ大規模な観測データとの比較に耐えうるようなモデルを構築すべく,我々の持つ銀河形成モデルを大幅にアップデートしたものとなっている。モデルの開発はほぼすべて終了しており,現在私が筆頭著者として論文にまとめているところである。この研究が完成次第,我々はモデルを広く一般に公開する予定である。また,上記のモデルのさらなる発展型として,銀河形成モデルにダスト放射機構を組み込む研究も並行して行った。この研究が完成すれば,我々のモデルを赤外線・サブミリ波領域での観測データと直接比較することができるようになる。すでにモデルの構築はある程度完了しており,私は新世代のサブミリ波望遠鏡であるALMAで得られた観測データとモデルとの比較を行った。それにより,ダストに隠された宇宙の星形成史についてある程度の理解を得られつつある。今後は観測データから得られたフィードバックをもとに,モデルを更に発展させていく予定である。また,我々のモデルのさらなる応用として, SPICAをはじめとする次世代の観測装置に対する理論予測を行った。その過程では,観測研究者や装置開発者とも幅広く議論を行い,私のモデルの有用性をひろく示すことができた。

実際、最新の電波干渉計であるALMAで得られた観測データと私が開発した理論モデルの比較を行ったり、またALMAを用いた新たな観測提案を行うなどの成果を上げることができた。その中で、銀河の性質や形成史を真に理解するためには、星に由来する放射成分だけでなく、星間ガスやダストといったその他の成分についても系統的に調べることが重要であることを示すことができた。その他に、私の開発したモデルを使って、銀河中心に存在する超巨大ブラックホールや、そのブラックホールの活動に由来する活動銀河核といった天体の形成史についても研究を行った。その中で、宇宙初期に形成され、現在観測されている超巨大ブラックホールの種になったと考えられている"種ブラックホール"の性質に制限を与えるなどの成果を挙げることができた。現在のところ研究は当初の計画通りに進んでおり、おおむね順調に進展していると言える。まず主な成果として、研究計画にある通り、ALMAやSPICAといった新世代の赤外線/電波観測装置と比較すべく、我々の持つ銀河形成モデルを赤外線/電波領域にまで拡張する研究をこれまでに行ってきた。このモデルはすでに実用的なレベルにまで完成しており、モデルを用いての観測データの理論的解釈の検討や、新たな観測提案の立案を行うなど、大きな成果をあげることが出来ている。またそれだけでなく、上記のモデルのベースとなる宇宙論的銀河形成モデルそのものをアップデートする仕事も並行して行うことができた。これについてもすでに結果はほぼまとまっており、大きな成果をあげられたと評価している。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題はこれまでのところ順調に進展しており、来年度も大きな成果をあげられるだろうと考えている。まず喫緊の課題として、昨年度までに構築した新たな銀河形成モデルについて論文にまとめる。そののち、完成したモデルをベースに、最新の観測データからもフィードバックを得ながら、さらにモデルを発展させていく予定である。すでに具体案はいくつかあり、例えば星間空間におけるダスト形成について、最近の観測から得られた新たな知見を私のモデルに適用し、宇宙全体で星間塵がいつ・どのようにして生成されてきたのかを明らかにする研究を行う予定である。今年度はおおむね計画の通りに研究を進めることができた。具体的には、私の持つ銀河形成モデルに新たな星形成機構を導入する研究を行い、この研究についての論文が学術誌に採択された。またそれと並行して、銀河形成モデルを赤外線領域まで拡張する研究も順調に進展し、サブミリ波望遠鏡ALMAへの観測プロポーザル作成など具体的な成果につなげることができた。今後も当初の研究計画の通りに研究を進めていく。次年度以降は、理論モデルの構築だけでなく具体的な観測結果との比較も重点的に行う予定である。
RFIDを用いた自律作業システム構築法の研究

次の4項目について研究成果が得られた。(1)RFIDを用いた移動ロボットのガイダンスの研究オドメトリーによる自己位置同定は累積誤差が生じ実用に耐えない。そこで天井に設置した複数のIDタグと通信し、そのタグを同定するとともに、検出時刻の差分を用いて、ロボットの位置と姿勢の推定を行った。誤差のある初期状態から始め、前後移動と誤差修正動作を繰り返すことにより10cm程度の誤差で収めることができた。ロボットにセンシング軌道の計画機能をもたせることにより、タグの検出領域の自動計測を行った。Bayesの理論などの確率的手法に基づき、RFIDの電波の不安定性などに起因する誤差の分析を行い、操作性と信頼性に優れたガイダンス方式を導いた。(2)RFIDとTVカメラを用いた移動ロボットのガイダンスの研究IDタグを部屋の数箇所に設置することにより、建物内部でのロボットガイダンスを行う実験を行った。カメラを用いることにより、2cmオーダーの位置同定を実現した。また、曲がり角や直線移動区間の中間点にIDタグを配置することにより、部屋内でのガイダンスが可能であることを示した。(3)ピックアップ作業のためのRFIDを用いた環境認識の研究RFID情報を、Bayesの理論に基づき統計処理し、対象物の存在する領域を精度良く推定する方法を与え.実験でその有効性を確認した。(4)ピックアヅプ作業の研究RFIDで粗く位置検出された対象物を、ステレオカメラで認識し、精度の良い位置推定を行う方法を開発した。IDタグには、それが貼付されている対象物の識別番号だけでなく、その対象物のプロパティ、すなわち、形、色、寸法などの情報を書き込んでおく。これにより、画像認識するための有用な情報を得て、効果的に処理を進めることが出来ることを実験的に示した。計測原理は次のとおりである。2つのタグの検出可能領域を円であるとすると、タグリーダを搭載したロボットがその円を横切ることにより、タグの検出開始位置の相対関係から移動軌道の傾きと中心点からのずれを算出することができる。実際にはタグの検出可能領域はきれいな円にはならず、その形状は実験的に求める。RFIDを使わない場合と使った場合のガイダンス精度の比較検証実験を行った。前者は誤差0の初期状態から前後移動を繰り返すことで位置、姿勢ともに誤差は発散状態になる。後者は誤差のある初期状態から始めているにもかかわらず、前後移動と誤差修正動作を繰り返すことにより10cm程度の誤差で収まっている。(2)RFIDとTVカメラを用いた移動ロボットのガイダンスの研究天井にIDタグを設置することにより10cm程度の精度で自己位置同定を行うことが可能であるが、位置精度と信頼性をさらに高めるため、TVカメラを移動ロボットに搭載し、天井のIDタグ(またはIDタグ近傍のマーク)を認識することで、位置同定の精度を1桁向上させるための方法を研究した。IDタグを部屋の数箇所に設置することにより、建物内部でのロボットガイダンスを行う実験を行った。また、曲がり角や直線移動区間の中間点にIDタグを配置すろことにより、部屋内でのガイダンスが可能であることを示した。

従来の視覚情報による環境認識では、環境中に分布する対象物の同定が困難であった。これを解決するため、RFID技術により、対象物にIDタグを貼付することにより対象物同定する方法を与えた。タグリーダの検出範囲のどこにIDタグが存在するかを知るために、RFID単独による方法とRFIDと視覚情報の組合せによる方法を提案した。本研究では、環境中の必要な物体にIDタグを貼付することにより、自律作業システムにとって不可欠な環境認識機能を実現することを試みた。具体的な作業として非整備環境での移動とピックァップ作業を取り上げ、提案する環境認識手怯に基づく自律作業システム構築法を示した。平成18年度はRFIDを用いたピックアップ作業に関する次の研究を行った。1.ピックアップ作業のためのRFIDを用いた環境認識の研究ピックアップ作業は移動に比べると繊細な動作であり、要求される位置精度も高いものとなる。これを実現するために、RFID情報を、Bayesの理論に基づき統計処理し、対象物の存在する領域を精度良く推定する方法を与え、実験でその有効性を確認した。2.ピックアップ作業の研究対象物にピックアップ作業を適用するには、RFID情報のみでは十分な精度が得られない。そこで、RFIDで粗く位置検出された対象物を、ステレオカメラで認識し、精度の良い位置推定を行う方法を開発した。IDタグには、それが貼付されている対象物の識別番号だけでなく、その対象物のプロパティ、すなわち、形、色、寸法などの情報を書き込んでおく。これにより、画像認識するための有用な情報を得て、効果的に処理を進めることが出来ることを示した。RFIDにより対象物のラフな位置そしてプロパティを得て、視覚システムで詳細に認識するという提案方法が有効であることを実験で示した。
多臓器障害症候群における臓器連関メカニズムの解明と治療法の開発

多臓器障害症候群は救急・集中治療領域において高頻度に発生する致死的病態であり、新たな治療法の開発が求められている。一方、集中治療室に入院する患者は高齢化が進み、心・腎・肝の慢性疾患を有している。本研究は、敗血症・急性臓器障害モデルマウスを作製し、多臓器連関のメカニズムを明らかにすることを目的とする。さらに、心・腎・肝の慢性疾患のモデルマウスに敗血症、急性臓器障害を惹起させた場合、慢性背景疾患が多臓器連関に及ぼす影響も検討する。以上を踏まえ、多臓器連関を司るエフェクター分子、細胞を標的とした抗炎症薬の、遠隔臓器障害発生に対する抑止効果を検証し、敗血症・多臓器障害に対する新たな治療法開発を目指す。
生理活性分子で被履された樹木状高分子に基づく生体模倣材料

これまで申請者のグループでは、光異性化能を有するアゾベンゼン分子を複数個側鎖に導入した、枝分かれ構造を有するシリンダー状高分子「ポリマーブラシ」を、大面積かつ3次元的に一挙に配向させる革新的手法の開拓に成功した。ポリマーブラシは、これまで多くの研究が行われてきた複雑な分岐構造を有する樹木状高分子「デンドリマー」と類似の構造であり、側鎖官能基の機能を分子全体に拡張することができる。そして、ポリマーブラシはその構造異方性により、異方的配向特性を有する集積体を形成できることから、高度に指向性を持った機能性ソフトマテリアルの創成が期待される。そこで本研究では、上記手法を用いた新規生体模倣材料の開発に取り組んだ。特に、分子機能の異方的集積化に着目し、神経細胞や酵素の伝遠・運搬といった異方的機能発現の実現を目指し研究を展開した。24年度は、前年度に合成したポリマーブラシの集合構造をSPring-8の放射光を用いた小角X線散乱(SAXS)測定により詳細に検討した。これらのポリマーは、メソゲン数が増えると二次元格子であるレクタンギュラー構造およびヘキサゴナル構造を形成した。これは、側鎖メソゲン数の増加に伴い、ポリマーの形状が平板状からシリンダー状に変化したことに起因する。その結果から、得られたシリンダー分子の周辺部位に機能団が集積することが示唆された。以上の研究を通じて、シリンダー構造を形成するポリマー側鎖には、複数のメソゲンの導入が不可欠であることを証明し、それらのポリマーブラシの周辺部位に様々な機能団が配置できることを明らかにした。次に、ホットプレス法により、シリンダー状ポリマーブラシが異方的に集積したフィルムの作成に成功した。これは、異方的に機能発現するポリマーフィルムの開発に対する新たなアプローチになり得る。これらの成果は、生理活性部位を側鎖にもつポリマーブラシからなる、生体模倣材料の開発への足場を作ったと言える。これまでの研究を通じて、側鎖に複数個のメソゲンを有するシリンダー状ポリマーブラシは、その周辺部位に様々な機能団を配置することで、位置選択的な機能発現を実現できることを明らかにした。さらに、ホットプレス法により三次元に分子配向制御されたポリマーフィルムの作成に成功した。これらの結果は、生理活性基の導入による生体模倣分子の創製に関する研究展開への大きなアドバンテージであり、本研究は当初の計画どおりに順調に進展しているといえる。また、これらの研究成果を高分子学会年次大会で発表し、外部からも高い評価を得た。今後は、シリンダーの外側を生理活性分子で被覆したポリマー材料の創製と物性解価を通じて、新規生体模倣材料の開発とともに、それらの集合形態を制御するための方法論の確立を目指す。本研究は、生体分子を高密度に集積化し、その協同作用を利用した材料機能発現を目的としている。そして、本手法によって得られたポリマーブラシフィルムは、光照射によって誘起される微小なアゾベンゼンユニットの構造変化が階層的に伝搬することで、大きく変形した。この研究成果は人工筋肉などの機能性有機材料の新たな設計指針をもたらすと期待される。そこで本研究では、上記手法を用いた新規生体模倣材料の開発に取り組んでいる。本年度は、研究初年度であることから、高密度集積材料の合成とそれらを大面積に配向させるアプローチの一般性の検証を中心に研究を展開した。ポリマーブラシの合成に関しては、シリンダーの中心付近に一般的な棒状メソゲンを組み込み、その周りを液晶性機能団で被覆するという新しい分子設計戦略を考案した。液晶性機能団には電子機能を有する棒状メソゲンを用いた。配向部位である棒状メソゲンの数を変えることによる、ポリマーフィルムの熱挙動と分子集積構造の検討から、これらのポリマーは中間相を発現し、さらにホットプレス法により側鎖が配向したフィルムを与えることに成功した。以上を通じて、大面積分子配向フィルムを形成するポリマー側鎖には、液晶性発現部位であるメソゲンとして働く機能団の導入が有効であることが明らかになった。次年度には、安定なシリンダー構造の形成と3次元分子配向制御の研究を精力的に進め、シリンダーの外側を生理活性分子などの機能団で被覆した材料の開発と物性評価を行う予定である。これまで申請者のグループでは、光異性化能を有するアゾベンゼン分子を複数個側鎖に導入した、枝分かれ構造を有するシリンダー状高分子「ポリマーブラシ」を、大面積かつ三次元的に一挙に配列させる革新的手法の開拓に成功した。そこで申請者は、上記手法を用いた新規生体模倣材料の開発に取り組んでいる。まず始めに、機能団を選択的に導入した高密度ポリマー材料の合成とそれらを大面積に配向させるアプローチの一般性の検証を中心に研究を展開した。ポリマーブラシの合成に関しては、シリンダーの中心付近に一般的な棒状液晶発現基(メソゲン)であるビフェニル、スチルベン、トランを複数個組み込み、その周りを液晶性機能団で被覆するという新しい分子設計戦略を考案した。

ポリマー主鎖は、これまでの研究で用いたポリメタクリレートのみならず、より高い立体規則性を有するポリフェニルアセチレンを検討した。また、側鎖末端の機能団には液晶性棒状メソゲンとして用いられているオリゴチオフェンを選定した。これらのポリマー鎖長は、重合濃度を制御することで自在に作り分けることができた。配向部位である棒状メソゲンの数を変えることで、ポリマーフィルムの熱挙動と分子集積構造を検討し、側鎖メソゲン数が多くなると中間相の温度領域が狭くなることを明らかにした。一方、ポリマーブラシの集積構造をSPring-8の放射光を用いた小角X線散乱測定により検討したところ、側鎖メソゲン数が増えると二次元格子であるレクタンギュラー構造およびヘキサゴナル構造を形成することを見出した。これは、側鎖メソゲン数の増加に伴い、ポリマーの形状が平板状からシリンダー状に変化したことに起因すると考えられ、結果として、得られたシリンダー分子はその周辺部位に機能団が集積することが予想される。また、ホットプレス法により、シリンダー状ポリマーブラシが集積したフィルムの作成に成功した。以上の成果は、特異な集合形態を有するポリマーブラシ形成の一般性への重要な知見を与えている。そして、今後に予定する生体機能分子への展開への足がかりを築く研究成果といえる。これまで申請者のグループでは、光異性化能を有するアゾベンゼン分子を複数個側鎖に導入した、枝分かれ構造を有するシリンダー状高分子「ポリマーブラシ」を、大面積かつ3次元的に一挙に配向させる革新的手法の開拓に成功した。ポリマーブラシは、これまで多くの研究が行われてきた複雑な分岐構造を有する樹木状高分子「デンドリマー」と類似の構造であり、側鎖官能基の機能を分子全体に拡張することができる。そして、ポリマーブラシはその構造異方性により、異方的配向特性を有する集積体を形成できることから、高度に指向性を持った機能性ソフトマテリアルの創成が期待される。そこで本研究では、上記手法を用いた新規生体模倣材料の開発に取り組んだ。特に、分子機能の異方的集積化に着目し、神経細胞や酵素の伝遠・運搬といった異方的機能発現の実現を目指し研究を展開した。24年度は、前年度に合成したポリマーブラシの集合構造をSPring-8の放射光を用いた小角X線散乱(SAXS)測定により詳細に検討した。これらのポリマーは、メソゲン数が増えると二次元格子であるレクタンギュラー構造およびヘキサゴナル構造を形成した。これは、側鎖メソゲン数の増加に伴い、ポリマーの形状が平板状からシリンダー状に変化したことに起因する。その結果から、得られたシリンダー分子の周辺部位に機能団が集積することが示唆された。以上の研究を通じて、シリンダー構造を形成するポリマー側鎖には、複数のメソゲンの導入が不可欠であることを証明し、それらのポリマーブラシの周辺部位に様々な機能団が配置できることを明らかにした。次に、ホットプレス法により、シリンダー状ポリマーブラシが異方的に集積したフィルムの作成に成功した。これは、異方的に機能発現するポリマーフィルムの開発に対する新たなアプローチになり得る。
明治期以降の北海道における枠内構法の民家の歴史的展開過程

本研究は、北海道内の枠内構法の民家遺構について、実測調査により建築形式を特徴を検討して、地域的、年代的な類似点、相違点を明らかにし、入植者の出身地である富山県砺波地方における枠内構法の民家遺構の実測調査を行ない年代的な建築的特徴を明らかにした。道内と富山県砺波地方の枠内構法の民家遺構の建築形式の特徴を年代的な変遷を比較しながら、道内と入植者の出身地である富山県砺波地方における枠内構法の民家遺構の建築形式の関係を明らかにした。平成25年度の研究実績を道内の調査・研究と道外の調査・研究でまとめる。道内の調査・研究は、明治23年(1890)屯田兵制度改正に伴い入植した平民のなかで、現在までの調査・研究で遺構が複数確認された富山県の砺波地方特有の枠内構法(北海道内においても芦別市のように越中造、越中建と呼称する地域もある)の民家について、所在確認を行なった。1栗沢町、芦別市、厚真町の一部における枠内構法の民家の現状調査、2厚真町、帯広市、幕別町、清水町、本別町における枠内構法の民家の確認、3厚真町における枠内構法の民家については保存活用の基礎調査も行った。道外の調査・研究は、砺波地方(現在の砺波市、小矢部市、福光市、南砺市)等の民家との建築形式、建築的特徴の類似点・相違点の比較検討を行うために、砺波地方の民家遺構の確認を行った。1あわら市における枠内構法の民家の確認(旧根尾家住宅)、2砺波市における枠内構法の民家の確認(入道家住宅、散居村ミュージアム、かいによ苑(旧金岡家住宅)、3富山市における枠内構法の民家の確認(富山市民俗民芸村)を行った。以上を踏まえ、平成26年度に現状調査と痕跡調査を行ない、当初の建築形式を復原しながら、道内の枠内構法における建築的特徴(間取り、室内意匠、梁組、使用樹種、関わった大工等)を検討し、その上で、北海道内の枠内構法の地域ごと年代ごとの変容、地域間の関連性を検討して北海道内の枠内構法の歴史的展開過程を検討する。初年度の平成25年度に行なった所在確認、現状調査と痕跡調査に基づいて、2年度の平成26年度は道内の枠内構法における建築的特の検討、北海道内の枠内構法の地域ごと年代ごとの変容と地域間の関連性を検討、道内遺構と入植者や大工の出身地である砺波地方の民家形式との比較を行うための基本資料の収集と整理を行なった。研究内容は以下の3点である、1.北海道内の枠内構法における建築的特徴の考察(実測調査と復原した建築形式から、間取り、ヒロマとザシキの室内意匠、ヒロマの梁組、柱と梁の使用樹種、関わった大工等を調査した。)、2.北海道内の枠内構法の建築的特徴の地域ごと年代ごと、地域間の関連性の考察(地域ごとに建築年代順の枠内構法の建築的特徴の変容過程を検討し、地域間にみられる建築的特徴の関連性を調査した。)、3.北海道内の遺構と入植者や大工の出身地である砺波地方(現在の砺波市、小矢部市、福光市、南砺市)の民家形式との類似点・相違点の調査(確認された道内遺構の多くは、出身地から大工を呼び寄せて建築しているため、実測調査時に入植者と大工の出身地を確認して、道内遺構の平面・立面・断面の建築形式と間取り、ヒロマとザシキの室内意匠、ヒロマの梁組、柱と梁の使用樹種、関わった大工等の建築的特徴と出身地域における伝統的な枠内構法の民家との建築形式、建築的特徴の類似点・相違点を比較するための資料を収集した。)。初年度(平成24年度)に行なった1既に現状調査を行なった枠内構法の民家の建築調査、2現在確認中の枠内構法の民家の建築調査、2年度(平成25年度)に行なった1北海道内の枠内構法における建築的特徴の考察、2北海道内の枠内構法の建築的特徴の地域ごと年代ごと地域間の関連性の考察、3北海道内の遺構と入植者や大工の出身地である砺波地方(現在の砺波市、小矢部市、福光市、南砺市)の民家形式との類似点・相違点の調査、を踏まえ最終年度(平成26年度)の調査研究を行なった。平成26年度は、1富山県の民家の北海道における適応過程の考察として、北海道内の遺構と砺波地方(現在の砺波市、小矢部市、福光市、南砺市)の民家との建築形式、建築的特徴の類似点・相違点の比較検討を行ない、2富山県の民家の北海道における農村景観の形成過程の考察として、砺波地方の枠内構法の民家を積雪寒冷地の北海道に適応させながら、散居村の農村景観をどのように継承していたのかを検討し、最終報告を作成した。

平成26年度の研究目的に示した、1北海道内の枠内構法における建築的特徴、2北海道内の枠内構法の建築的特徴の地域ごと年代ごとの類似点・相違点、地域間の関連性、3道内遺構と入植者や大工の出身地である砺波地方(現在の砺波市、小矢部市、福光市、南砺市)の民家形式との類似点・相違点、を検討するための資料の収集や実測調査を行ない、1から3の考察を行なった。また、研究分担者に高嶋猛(福井大学・工学研究科)が今まで研究資料として整備されてこなかった、砺波地方の枠内構法の民家遺構の実測調査を行ない、北海道の枠内構法の民家遺構との比較が詳細に検討できる資料の作成を行なった。日本建築史3年目にあたる最終年度は、富山県の民家の北海道における適応過程を考察するために、北海道内の遺構と砺波地方(現在の砺波市、小矢部市、福光市、南砺市)の民家との建築形式、建築的特徴の類似点・相違点の比較検討を踏まえ、砺波地方の枠内構法の民家を積雪寒冷地の北海道においてどのように適応させたかを検討する。次に、富山県の民家の北海道における農村景観の形成過程の視点から、砺波地方の枠内構法の民家を積雪寒冷地の北海道に適応させながら、散居村の農村景観をどのように形成させたかを検討する。以上の2点をもって、富山県の民家の北海道における適応過程について考察を行なう。また同時に、引続き砺波地方の枠内構法の民家遺構の実測調査を行なう。研究目的に示した平成25年度の、1既に現状調査を行なった枠内構法の民家の建築形式の調査(栗沢町、芦別市)、2現在確認中の枠内構法の民家の建築形式の確認(厚真町、帯広市、幕別町、清水町)についておおむね実施できた。また富山県砺波地方の枠内構法の民家遺構の確認も行うことができ、平成26年度に計画している北海道内と富山県における民家遺構調査の対象を絞ることができた。本年度計画していた北海道内および富山県内の枠の内構法の遺構調査(実測調査)が所有者や教育委員会(指定文化財対象なもの)との調整が着かず、次年度に実施する事になったため。研究体制において平成25年度は建築調査の実施を羽深(研究代表者)と小西・那須(研究分担者)としたが、今後は北海道内の建築調査は引続き、羽深・小西・那須として、研究協力者であった高嶋(福井大学工学部講師)を富山県砺波地方における建築調査に加わってもらうために研究分担者として、本研究を推進して行く。26年度に行なわれなかった北海道内および富山県内の枠の内構法の遺構調査について、平面、断面、立面、ヒロマとチャノマの詳細について実測する。平成25年度に計画していた民家調査報告書集成、民家修理工事報告書(古書)、レイザー距離計が札幌市立大学大学院博士後期課程設置に伴う、備品整理費や図書購入費等で購入できたため、平成26年度に繰越金額が生じた。この繰越金については、研究協力者であった高嶋(福井大学工学部講師)を研究分担者にして、富山県砺波地方の建築調査を行うための旅費等に補充する。研究協力者であった高嶋(福井大学工学部講師)を研究分担者にして、富山県砺波地方の建築調査を行うための旅費等に補充する。
Yipタンパク質ファミリーの結晶構造解析

Yipファミリーは、RabからGDP解離阻害因子を解離させて脂質修飾部位を露出させ、Rabを膜に固定させる働きを担う。本研究ではYipファミリーによるRabの脂質膜への固定メカニズムを原子分解能レベルで解明することを目的としてYipタンパク質の結晶構造を決定することを目指した。出芽酵母由来の6種類のYipタンパク質のうち、イントロンを含むYip3p以外について遺伝子をクローニングした。Yip2pは報告されている配列と5'端の配列が異なっており、ORFが明確でなかったため発現の候補から除外し、最終的にYiplp, Yip4p, Yip5p, Yiflp遺伝子をPiohia pastorisの発現ベクターであるpPICZおよびpPIczαに組み込んだ。DTTとLi_2SO_4で細胞を処理することにより形質転換効率を上げ、Yiplpについて、2g/LのZeocin存在下で生育することが可能な形質転換体を得た。17の形質転換体に対してメタノール添加による発現誘導を行い、膜画分を調製してC末端に付加したHis_6タグに対する抗体をもちいたウエスタンブロッティングによる発現の確認を行ったが、発現を確認することはできなかった。そこで、GFP融合タンパク質をつかった発現を試みたところ、N末端にGFPを付加したコンストラクトで膜画分への発現をGFPの蛍光により確認することができた。一方、膜タンパク質の結晶構造解析法の開発という観点から、原核生物由来の膜透過装置の結晶構造決定を行なった。SecYE(G)複合体は膜透過のためのチャネルであり、ATPaseであるSecAが膜透過装置を駆動させてタンパク質を細胞質からペリプラズムへと輸送する。高度好熱菌由来のSecYEとその特異的抗体のFab断片との複合体の結晶構造を3.2A分解能で決定した。出芽酵母で報告されているYipタンパク質(Yiplp, Yip2p, Yip3p, Yip4p, Yip5p, Yiflp)のうち、イントロンを含むYip3p以外について出芽酵母のゲノムから遺伝子をクローニングした。Yip2pはゲノムデータベース上に発表されている配列と5'端の配列が異なっており、ORFが明確でなかったので発現の候補から除外した。最終的にYip1p, Yip4p, Yip5p, Yiflpの4種類をメタノール資化性酵母Pichiαpastorisの発現ベクターであるpPICZおよびpPICZαに組み込んだ。マニュアルに従ってエレクトロポレーション法による形質転換を行ったが、高発現に適するマルチコピーの形質転換体を得るのに十分な形質転換効率が得られなかった。そこで、DTTとLi_2SO_4で細胞を処理することにより形質転換効率を上げることを試みた。その結果、形質転換効率を大幅に改善することができ、Yip1pについては2g/LのZeocin存在下で生育することが可能な形質転換体を多数得ることができた。いくつかの形質転換体に対してメタノール添加による発現誘導を行い、膜画分を調製してHis_6タグに対する抗体を用いて発現の確認を行ったが、発現を確認できなかった。N末端にα-factorやHisタグを付加したコンストラクトでの大量発現を試みる予定である。また、pETベクターを使って大腸菌で大量発現したヒト由来のYip3pでGDF活性を測定している例が報告されているので、Pichiαの発現系を構築するのと並行して、pETベクターを用いた発現系の構築も行った。Pichiaの発現系と同様に膜画分を調製して、発現を確認する予定である。
脳刺激型補聴器の実現に向けた、時間変化する複雑音の脳内符号化機構の解明

本研究の目的は、言語音のような時間変化する複雑音の脳内情報表現様式を単一細胞レベル及び神経回路レベルの両面から解明することによって、下丘における最適な脳機械インターフェイス(BMI)刺激様式を明らかにすることである。従来のBMI研究では神経回路を構成する細胞の「個性」には頓着せず、電気刺激によって無差別に神経回路の刺激を行ってきたが、申請者の過去の研究から、局所回路を構成する細胞には「個性」があり、複雑音を脳内で再生するためには細胞種特異的な刺激法と空間に限局した刺激法の両方を考慮に入れる必要があると考えた。この点が類似研究にはない独自の着眼点である。