hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
切削加工と常温接合によるヘテロフォト二クスチップに関する研究

本年度は、昨年度得られた導波路切削加工・常温接合条件の知見をベースにシリコン(Si)上でニオブ酸リチウム(LN)リング光導波路形状(半径:150ミクロン以下)の形成に成功した.作製した直線リッジ型導波路をニアフィールド測定を行った結果、基本モード伝搬までは確認できた.側壁の表面粗さや導波路形状等に加え、残留歪みをTEM観察・顕微ラマン分光から得られた評価結果も併せて、最適な切削加工条件の策定を行った.また、動力計とレーザ顕微鏡を利用することでLN結晶の方位ごとの延性モード切削加工条件(ダイヤモンド工具の切り込み深さを中心に)を明確化した.さらに昨年度に引き続き、Siプラットフォーム上への強光閉じ込めLN光導波路のヘテロ集積化に向け常温(ないし低温)接合技術の確立を進めた.大気中でも酸化しない金(Au)に着目した大気中Au-Au接合技術に加え、LNとSi熱酸化膜との極薄密着層を介した疑似的な直接接合を行った.特に後者については、密着層の材質・膜厚・堆積条件等を接合強度の観点のみならず光学解析・実験から得られた光伝搬特性を考慮し、LN導波路集積に向けた最適接合条件の策定を行った.今回は、比較的簡易なダイシング法により作製した直線リッジ型光導波路を伝搬損失評価用として利用した.カットバック法によりこの導波路伝搬損失を測定したところ約2 dB/cmとなり低損失な光伝搬(波長:1550 nm)が確認できた.本年度は、昨年度得られた知見を元にSi上でニオブ酸リチウム(LN)リング光導波路形状の形成に成功した.表面粗さ・形状等に加え、導波路加工時に加わる残留歪みをTEM観察・顕微ラマン分光から得られた評価結果も併せて、最適な切削加工条件の策定を行った.また、LN導波路-Si集積化に向け昨年度に引き続き、金を利用した大気低温接合技術の開発に加え、LNとSi熱酸化膜との極薄密着層を介した直接接合確立を目指した.密着層の材質・膜厚・堆積条件等を接合強度のみならず光伝搬特性を考慮し、LN導波路集積に向けた最適条件の策定と低損失光伝搬実証を行った.以上より、おおむね順調に進展していると判断した.今後は、これまで得られた知見をもとに、切削加工により作製されたSi上LN導波路(マイクロリング等)の光学特性評価を進めていく予定である.また、熱膨張係数が一桁異なるLNとSiの集積化に向けて金属マイクロバンプを用い大気中常温接合のみならず、低損失光導波路集積のための密着層を介した常温直接接合技術の開発を昨年度に引き続き進めていく予定である.本年度は最終年度であるため、得られた成果で学術論文誌投稿や国内外学会発表等を積極的に行う予定である.100GHz以上の高速光変調を可能とするニオブ酸リチウム(以下LN)結晶で切削加工により高Q値(=強い光閉じ込め)LNリング光導波路を作製し、従来の超高速LN光変調器の小型化・低駆動電圧化を図る。これを熱膨張係数が一桁異なるSi上へ常温接合することで、将来のLSIチップ間・内の大容量・低消費電力データ伝送に資する。LN結晶にダイヤモンド工具でナノレベルの高精度繰り返し切り込みによる延性モード切削によりマイクロリング導波路(半径300ミクロン以下)の作製に成功した。平滑な側壁かつシームレスなリング導波路作製条件についての知見が得らたことに加え、TEM観察による導波路加工時の残留歪みの調査も行った。結果として、側壁からの散乱損失が小さい強い光閉じ込め可能なリング光導波路が作製可能となることが期待される。さらに、LN-Si集積化のためには150度以下の低温接合技術が求められる。金(薄膜・電子ビーム蒸着によるマイクロバンプ構造)を利用した表面活性化低温接合技術の開発を進めるともにLNとSi熱酸化膜との直接接合の開発も試みた。直接接合には極薄密着層を利用した接合技術に着目し、導波路集積化に向けて密着材料の適用性調査を行った。その結果、現段階ではSiが接合強度や伝搬損失の観点から有効であると考えられる。いずれも、引張り試験・ダイシング試験・ブレード試験の結果、後工程プロセスに耐えうるであろう強固な接合強度が常温(ないしは低温)で得られることが分かった。本年度は、LN結晶にダイヤモンド工具で高精度繰り返し切り込みによる延性モード切削によりマイクロスケールのリング導波路の作製に成功した。平滑な側壁かつシームレスなリング導波路作製条件についての知見が新たに得らたことに加え、導波路加工時の残留歪みの調査も行った。さらにLN-Si集積化に向け、金を利用した低温接合技術の開発に加え、LNとSi熱酸化膜との直接接合に向け極薄Si密着層の利用の検討も行った。いずれも、引張り試験・ダイシング試験・ブレード試験の結果、強固な接合強度が常温(ないしは低温)で得られることが分かった。以上より、おおむね順調に進展していると判断した。

本年度は、昨年度得られた導波路切削加工・常温接合条件の知見をベースにシリコン(Si)上でニオブ酸リチウム(LN)リング光導波路形状(半径:150ミクロン以下)の形成に成功した.作製した直線リッジ型導波路をニアフィールド測定を行った結果、基本モード伝搬までは確認できた.側壁の表面粗さや導波路形状等に加え、残留歪みをTEM観察・顕微ラマン分光から得られた評価結果も併せて、最適な切削加工条件の策定を行った.また、動力計とレーザ顕微鏡を利用することでLN結晶の方位ごとの延性モード切削加工条件(ダイヤモンド工具の切り込み深さを中心に)を明確化した.さらに昨年度に引き続き、Siプラットフォーム上への強光閉じ込めLN光導波路のヘテロ集積化に向け常温(ないし低温)接合技術の確立を進めた.大気中でも酸化しない金(Au)に着目した大気中Au-Au接合技術に加え、LNとSi熱酸化膜との極薄密着層を介した疑似的な直接接合を行った.特に後者については、密着層の材質・膜厚・堆積条件等を接合強度の観点のみならず光学解析・実験から得られた光伝搬特性を考慮し、LN導波路集積に向けた最適接合条件の策定を行った.今回は、比較的簡易なダイシング法により作製した直線リッジ型光導波路を伝搬損失評価用として利用した.カットバック法によりこの導波路伝搬損失を測定したところ約2 dB/cmとなり低損失な光伝搬(波長:1550 nm)が確認できた.本年度は、昨年度得られた知見を元にSi上でニオブ酸リチウム(LN)リング光導波路形状の形成に成功した.表面粗さ・形状等に加え、導波路加工時に加わる残留歪みをTEM観察・顕微ラマン分光から得られた評価結果も併せて、最適な切削加工条件の策定を行った.また、LN導波路-Si集積化に向け昨年度に引き続き、金を利用した大気低温接合技術の開発に加え、LNとSi熱酸化膜との極薄密着層を介した直接接合確立を目指した.密着層の材質・膜厚・堆積条件等を接合強度のみならず光伝搬特性を考慮し、LN導波路集積に向けた最適条件の策定と低損失光伝搬実証を行った.以上より、おおむね順調に進展していると判断した.今後はリング形状・寸法精度の支配要因の明確化を行う。さらに、リング側壁の表面粗さをより詳細評価するため、SEMやレーザ顕微鏡に加え、白色干渉顕微鏡を利用する.また、リング光導波路の光学特性評価についても取りかかる予定である。次に、熱膨張係数が一桁異なるLNとSiの集積化に向けて常温接合技術の確立を目指す。Siチップ上の電子ビーム蒸着によるAu膜を微細加工し作製したAuマイクロバンプを、LNチップ上にはAu薄膜を成膜し、表面活性化後Au同士の常温接合を前年に引き続き行う。また、接合界面に極薄密着層を介在させることでLNとSi熱酸化膜の常温直接接合を可能とする技術の確立を進め、光導波路集積化への適用性の調査も行う予定である。今後は、これまで得られた知見をもとに、切削加工により作製されたSi上LN導波路(マイクロリング等)の光学特性評価を進めていく予定である.また、熱膨張係数が一桁異なるLNとSiの集積化に向けて金属マイクロバンプを用い大気中常温接合のみならず、低損失光導波路集積のための密着層を介した常温直接接合技術の開発を昨年度に引き続き進めていく予定である.本年度は最終年度であるため、得られた成果で学術論文誌投稿や国内外学会発表等を積極的に行う予定である.
鶏伝染性ファブリキウス嚢病ウイルスレセプターの分子解剖による感染機構の解明

伝染性ファブリキウス嚢病ウイルス(IBDV)とその標的細胞との相互作用を明らかにするため標的細胞のウイルスレセプターとウイルス側因子につて解析を行い、以下の点を明らかにした。1)ウイルス吸着に関与する標的細胞側分子の検出ビオチン標識ウイルス粒子を用いた解析により、IBDVがBK3細胞膜画分の70,82および110kDa分子と特異的に結合することを明らかにした。2)レセプター分子に対するモノクローナル抗体の作出BK3細胞膜画分の110kDa抗原を認識するモノクローナル抗体は、IBDVのBK3細胞への吸着を阻害し、この110kDa分子がIBDVの吸着に関与する標的細胞側因子であることが示唆された。3)IBDV中和モノクローナル抗体に対する抗イディオタイプ抗体の作出IBDVアミノ酸可変領域を認識するウイルス中和モノクローナル抗体GI-11のイディオタイプに対する抗体は、標的細胞へのIBDVの吸着および感染を阻止せず、GI-11が認識するアミノ酸可変領域の親水性部位がウイルスの吸着や感染には関与していないことを示した。4)IBDVの細胞障害性に関する解析超強毒株接種時に比較して、従来株接種後の生細胞率が著しく減少することを示した.一方、抗原陽性細胞率および培養上清中のウイルス力価には、いずれの細胞を用いた場合にも株間に大きな差は認められず、超強毒型および従来型株の培養細胞に対する傷害性が異なることを明らかにした。伝染性ファブリキウス嚢病ウイルス(IBDV)の標的細胞への吸着に関与するレセプター分子決定のため、1)IBDV感染感受性のニワトリB細胞由来LSCC-BK3(BK3)細胞に対するモノクローナル抗体の作出とその性状解析、2)BK3細胞を抗原とするVirus Overlay Protein Blot Assay(VOPBA)および3)IBDV中和モノクローナル抗体に対する抗イディオタイプ抗体の作出とその性状解析を行った。作出したモノクローナル抗体は、IBDVに感受性のBK3細胞にのみ反応し、非感受性細胞とは反応を示さなかった。モノクローナル抗体は、IBDVのBK3細胞への吸着を阻害し、ウェスタンブロットにおいてBK3細胞の110kD分子と反応を示した。VOPBAでは、110kD、82kDおよび70kD分子に反応が認められた。作出した抗イディオタイプ抗体はFACS解析でBK3細胞と反応したが、BK3に対するIBDVの吸着および感染を阻害しなかった。モノクローナル抗体が反応した110kD分子は、BK3細胞においてIBDV感染におけるレセプターの役割を担う可能性が示唆された。VOPBAにおいても110kD分子が検出され、110kD分子のウイルス吸着における重要性が示唆された。しかし、それぞれの試験で検出された110kDa分子が同一の分子であるかどうかは不明である。抗イディオタイプ抗体にウイルス吸着および感染阻止活性が認められなかったことから、抗イディオタイプ抗体の作出に用いた中和モノクローナル抗体が認識するVP2アミノ酸可変領域の中和エピトープは、標的細胞との吸着や感染に直接には機能していない可能性が示唆された。伝染性ファブリキウス嚢病ウイルス(IBDV)の標的細胞への吸着に関与するレセプター分子決定のため、IBDV中和モノクローナル抗体に対する抗イディオタイプ抗体を作出し、作出抗体による中和モノクローナル抗体とIBDVの反応阻止活性、およびIBDVの吸着と感染に対する影響を解析した。作出した抗体は、免疫に用いたIBDV中和モノクローナル抗体と反応したが、サブクラスが同じ他のマウスIgGとは反応を示さなかった。また、精製IBDVと免疫に用いた中和モノクローナル抗体との反応を特異的に阻害した。このことから、作出した抗イディオタイプ抗体は、中和モノクローナル抗体のパラトープを認識することが示唆された。一方で、作出した抗イディオタイプ抗体はウイルスの細胞への吸着と感染を阻止しなかった。作出した抗イディオタイプ抗体がウイルスの細胞への吸着と感染を阻止しなかったことから、レセプター分子の決定には至らなかった。

イディオタイプ抗体の作出に用いたモノクローナル抗体は、IBDVのカプシドを構築するVP2分子上のアミノ酸可変領域を認識する。この領域の両端には親水性アミノ酸が多く存在する親水性領域とこれらに挟まれて位置する疎水性領域が存在している。中和モノクローナル抗体は親水性領域により構築される立体構造を認識することが明らかにされており、今回の成績はウイルスの吸着と感染には親水性領域が直接には関与していない可能性を示唆している。鶏伝染性ファブリキウス嚢病ウイルスの標的細胞への感染機構と病態を明らかにするため、宿主細胞によるウイルス遺伝子の変化と細胞障害性について解析を行った1.宿主細胞による伝染性ファブリキウス嚢病ウイルスVP2アミノ酸可変領域の変化超強毒型および従来型IBDVの野生株が良好に増殖するニワトリB細胞由来LSCC-BK3(BK3)細胞で2代継代したOKYM、DV86、GBF1およびJ1株とLSCC-DT40(DT40)細胞で6から7代継代したOKYM株のVP2アミノ酸可変領域の塩基配列を決定し、継代前の配列と比較した。継代により796番および966番の塩基に変異が認められ、推定アミノ酸配列では222番および279番のアミノ酸残基に置換が予測された。このことから、これらの部位が標的細胞との親和性に関与する可能性が推察された。2.超強毒型IBDVの細胞毒性解析超強毒型および従来型IBDVの野生株が良好に増殖するBK3およびDT40細胞を用い、ウイルスの増殖性と細胞傷害性について比較・解析を行った。ウイルスは超強毒株と従来株を用い、感染多重度5で各細胞に接種した。いずれの細胞でも超強毒株接種細胞に比較し、従来株接細胞ではウイルス接種後生細胞率が著しく減少する傾向が認められた。一方、抗原陽性細胞率、培養上清中のウイルス力価およびアポトーシス陽性細胞率に差は認められず、この相異はウイルス感染によるネクローシスの相異と考えられた。
観光情報学の現状と展望

今回2年の研究プロジェクトを実施し、様々なことが明らかとなった。まず、日本語で観光情報という言葉を使う場合、tourism informationとtourist informationが混然として使われており、それが問題の現況になっているということが判明した。観光情報学の対象は、単に旅行者に便利な情報を提供することにとどまらず、観光を構成するステークホルダー間での情報のやりとりを分析することも重要な分析対象であるが、この部分に対する研究がほとんど進んでいないと言うことが判明した。また、観光の本質が自己実現や自己啓発にあり、情報技術によってその本質部分への到達が可能になるのではないかと感じている。特に、日本では昨年から日本各地でモバイル観光の実験が始まったこともあり、私の本研究が今後様々なシーンで参照されていくのではないかと予想している。研究の早い段階で韓国の研究者ともコラボレーションを行っているが、韓国ではKNTをはじめとする公的機関で観光情報システムの研究と開発が進んでいる。日本ではこの分野の研究が立ち遅れているため、今後、韓国の研究動向を注視し続ける必要があろう。さらに、今後コンテンツが観光に大きな影響を与えることが予測される。これは、香港理工科大学での調査や国内の映画祭の隆盛などから明らかであるが、今後ブロードバンドの進展とユビキタス社会の実現によって、単に「ロケ地に遊びに行く」という観光ではなく、より体験型観光に近いコンテンツの追体験が可能にあると思われる。観光情報学に関する体系的な研究を始めてから一年近くがすぎ、様々な新しい知見が得られるようになった。この一年間で得られたもっとも大きな収穫は、「インターネットには記録は存在するが、記憶は存在しない」という知識である。観光によって得られた経験は、写真であれ、紀行文であれ、それは記憶であって記録ではない。ある観光対象のすばらしさは、人によって感覚が異なるため、それを検索することはかなりの困難さを伴うということが分かってきた。他方、高度情報化社会の進展は、これまで難しかった"記憶"の共有を可能にする可能性を生み出していると考えられる。有史以来、観光経験の記憶は文字情報や描画によって記録され、きわめて最近になってから画像や映像で記録されるようにもなった。この観光経験の記憶については、著名人の著述ぐらいしか後世に残っておらず、時代を超えて先人の感動を共有することがきわめて難しかったのである。しかし、近年のITの発達は、誰もが情報を作り出し、簡単に保存し、そして共有さえも可能になってきている。その結果、同一地域で同じ観光対象に対して観光経験をした者同士の間で、経験の共有が行われるようになってきており、その蓄積されたデータは時空を越えた共有をも可能としている。これは、ITによって、人類史上初めて体感できた観光情報の共有といっても良い事態であろう。次年度においては、この、観光情報の共有について、より掘り下げた考察を行いたいと考えている。
障害者の一般就労における雇用形態及び賃金体系の構造把握のためのケーススタディ

障害者雇用促進法に基づく法定雇用率制度によって、雇用者数という量的な側面からは促進されてきた。しかし、就労する障害者の質的な側面、特に雇用形態と賃金体系からの検証は未だに行われていない。そこで、本研究では、障害者雇用率達成企業を対象にインタビュー調査を通じたケーススタディを実施する。主に、障害者を雇用する際の1原則的な雇用形態及び障害のない従業員との同異、21に伴う賃金体系の具体的な構成、3昇進や昇格の有無、4障害者の雇用形態や賃金体系を決定づける背景(意識)とし、各企業の雇用形態や賃金体系の基本的構造を、企業規模の差異や特例子会社か否かにも焦点を当てながら把握・分析し、理論的考察を行う。
薬物誘起性嘔吐の発現機序に関する研究

嘔吐のモデル動物フェレットを用いて,制癌剤のシスプラチンならびに硫酸銅の投与により腹部求心性迷走神経活動が嘔吐の発現時間に一致して有意に上昇した.またこの腹部求心性迷走神経活動の上昇は嘔吐を起こさないラットにおいても同様に認められた.このシスプラチンによる迷走神経活動の増加を制吐薬であるセロトニン(5-HT)_3受容体抗拮抗薬のオンダンセトロン,ならびに5-HT_3と5-HT_4受容体拮抗薬であるN-3389は有意に抑制した.この抑制効果はオンダンセトロンよりN-3389の方が大であった.さらに5-HT,5-HT_3受容体作動薬である2-メチル-5-HTならびに最近嘔吐発現に関与しているといわれている5-HT_4受容体作動薬の5-メトキシトリプタミンもその用量に依存して迷走神経活動を上昇させた.フェレットから摘出した腸管を用いた5-HT遊離実験においても,2-メチル-5-HTは用量に依存して5-HT遊離を増加させた.ラット摘出腸管を用いてもフェレット同様,2-メチル-5-HTにより5-HT遊離上昇が認められた.この5-HT遊離の増加は5-HT_3拮抗薬のグラニゼトロン同時灌流により有意に抑制した.また5-メトキシトリプタミンも2-メチル-5-HT同様,摘出腸管から用量依存的に5-HT遊離を増加させることが明らかとなった.これらの事からフェレットならびにラットにおいて,腹部求心性迷走神経活動の上昇ならびに摘出腸管からの5-HT遊離には5-HT_3受容体以外に5-HT_4受容体も関与することが示唆された.またこれらの結果から腹部求心性迷走神経活動上昇は腸管からの5-HT遊離に起因した現象であることが示唆された.嘔吐のモデル動物フェレットを用いて,制癌剤のシスプラチンならびに硫酸銅の投与により腹部求心性迷走神経活動が嘔吐の発現時間に一致して有意に上昇した.またこの腹部求心性迷走神経活動の上昇は嘔吐を起こさないラットにおいても同様に認められた.このシスプラチンによる迷走神経活動の増加を制吐薬であるセロトニン(5-HT)_3受容体抗拮抗薬のオンダンセトロン,ならびに5-HT_3と5-HT_4受容体拮抗薬であるN-3389は有意に抑制した.この抑制効果はオンダンセトロンよりN-3389の方が大であった.さらに5-HT,5-HT_3受容体作動薬である2-メチル-5-HTならびに最近嘔吐発現に関与しているといわれている5-HT_4受容体作動薬の5-メトキシトリプタミンもその用量に依存して迷走神経活動を上昇させた.フェレットから摘出した腸管を用いた5-HT遊離実験においても,2-メチル-5-HTは用量に依存して5-HT遊離を増加させた.ラット摘出腸管を用いてもフェレット同様,2-メチル-5-HTにより5-HT遊離上昇が認められた.この5-HT遊離の増加は5-HT_3拮抗薬のグラニゼトロン同時灌流により有意に抑制した.また5-メトキシトリプタミンも2-メチル-5-HT同様,摘出腸管から用量依存的に5-HT遊離を増加させることが明らかとなった.これらの事からフェレットならびにラットにおいて,腹部求心性迷走神経活動の上昇ならびに摘出腸管からの5-HT遊離には5-HT_3受容体以外に5-HT_4受容体も関与することが示唆された.またこれらの結果から腹部求心性迷走神経活動上昇は腸管からの5-HT遊離に起因した現象であることが示唆された.制癌剤ばかりでなく硫酸銅による嘔吐もセロトニンを介することが判明した.さらに,ジギタリスやドパミン作動薬による嘔吐も迷走神経求心路を経て嘔吐中枢に至ることや,これらの嘔吐もセロトニンと密接な関係をもっていることが明らかとなった.また,これらの薬物による嘔吐の発現時間と一致して,フェレットの迷走神経活動が上昇することが確認された.迷走神経を横隔膜のレベルで切離すると制癌剤誘起性嘔吐の8割が抑制され,嘔吐中枢を含む延髄最後野のセロトニン含量が正常レベルに抑えられた.これらの事実より嘔吐発現の主要な経路は腸管より迷走神経求心路を経て嘔吐中枢に至るルートであることが示唆された.制吐薬である5-HT_3拮抗薬を前投与し制癌剤を投与すると腸管のセロトニンレベルは2倍に上昇したままであったが,嘔吐中枢のセロトニン含量は有意に抑制されていた.すなわち,セロトニンが嘔吐誘発に関与する神経伝達物質であることも示唆された.セロトニンレセプターについて検討したところ,従来の5-HT_3レセプターのほかに5-HT_<1A>ならびに5-HT_4レセプターの関与が示唆されたので現在追求している.セロトニンの律速酵素であるトリプトファンハイドロキシラーゼ活性が上昇し,セロトニンの代謝酵素であるモノアミンオキシダーゼ活性が制癌剤によって抑制されることも見出している.制癌剤や硫酸銅がフリーラジカルを産生するので,嘔吐の関連性を検討しはじめた.セロトニン脱顆粒は多くの因子が関係するが,最も重要なことは,生体内に分布するセロトニンの90%を産生し遊離するエンテロクロマフィン細胞を培養し実験に供することにある.鋭意努力している.嘔吐のモデル

動物フェレットを用いて,制癌剤のシスプラチンならびに硫酸銅の投与により腹部求心性迷走神経活動が嘔吐の発現時間に一致して有意に上昇した.このシスプラチンによる迷走神経活動の増加を制嘔吐薬であるセロトニン(5-HT)_3受容体拮抗薬のオンダンセトロン,ならびに5-HT_3と5-HT_4受容体拮抗薬であるN-3389は有意に抑制した.この腹部求心性迷走神経活動の上昇は嘔吐を起こさないラットにおいても同様に認められた.さらに5-HT, 5-HT_3受容体作動薬である2-メチル-5-HTならびに最近嘔吐発現に関与しているといわれている5-HT_4受容体作動薬の5-メトキシトリプタミンもその用量に依存して迷走神経活動を上昇させた.フェレットから摘出した腸管を用いた5-HT遊離実験においても,2-メチル-5-HTは用量に依存して5-HT遊離を増加させた.ラット摘出腸管を用いてもフェレット同様,2-メチル-5-HTにより5-HT遊離上昇が認められた.この5-HT遊離の増加は5-HT_3拮抗薬のグラニゼトロン同時灌流により有意に抑制した.また5-メトキシトリプタミンも2-メチル-5-HT同様,摘出腸管から用量依存的に5-HT遊離を増加させることが明らかとなった.これらの事からフェレットならびにラットにおいて,腹部求心性迷走神経活動の上昇ならびに摘出腸管からの5-HT遊離には5-HT_3受容体以外に5-HT_4受容体も関与することが示唆された.またこれらの結果から腹部求心性迷走神経活動上昇は腸管からの5-HT遊離に起因した現象であることが示唆された.
遺伝性認知症関連蛋白群とユビチキンシステムの関与による神経変性メカニズム

タウ蛋白分解機構にユビキチンシステムがどのように関与しているかに関して検討をおこなうため、培養細胞にプロテアーゼに対する各阻害剤を添加してタウ蛋白の分解過程の検討をおこなったところ、ピューロマイシンのみに分解抑制効果が認められた。さらに、FTDP-17にて報告されたV337MとR406W変異タウに関して検討をおこなったところ、分解の遅延が認められた。ピューロマイシン感受性ペプチダーゼと強制発現タウはどちらも細胞質内に局在し、変異タウ蛋白はリン酸化が亢進していたことより、変異タウの分解遅延はリン酸化亢進にともなうプロテアーゼ抵抗性によることが示唆された。高齢化社会を迎えた現在、認知症の病態メカニズムの解明とそれにもとづく早期診断・治療法の開発は緊急の課題である。その中で、前頭側頭型認知症(Frontotemporal dementia:FTD))は頻度も少なくないことが判明し、その対応への重要性は増大している。FTDでは1998年に17番染色体に関連するものはタウ遺伝子変異によって発症していることが判明してから、神経変性性認知症疾患の原因としてタウ蛋白の重要性があらためて位置づけられた。さらに、ここ数年の研究において、第3,9,14、17番染色体に存在する家族性FTDについても精力的に精力的に検討されてきた。この家族性FTDに関与しているタウ、TDP-43はユビキチン化産物であり、またCHMP2B、VCPはユビキチン結合蛋白あるいは結合複合体に関与するものであることから、ユビキチン化された基質が適切に処理されないことがこれらの疾患における神経変性のメカニズムであると推定される、そこで、まずタウ蛋白の分解機構にユビキチンシステムがどのように関与しているかに関して検討をおこなった。神経系細胞SH-SY5Yを培養し、プロテオソーム、カテプシン、カルパイン、ピューロマイシシ感受性ペプチダーゼのそれぞれに対する阻害剤を培地に添加したところ、プロテオソーム阻害剤を添加しても分子量の増大したユビキチン化タウの増加は確認できず、またユビキチン化修飾を受けないタウ蛋白量も有意な増加が認められなかった。使用した阻害剤の中で有意に蛋白がタウ蛋白が増大したのはピューロマイシンのみであった。実験の結果およびピューロマイシン感受性ペプチダーゼはエクソペプチダーゼであることから、タウ蛋白の分解には複数の経路が存在し、1つの経路を抑制すると他の経路が分解を代償し、律速段階として寄与する経路はピューロマイシン感受性ペプチダーゼによるものであることが示唆された。前頭側頭型認知症(Frontotemporal dementia: FTD))は認知症の中で頻度も少なくないことが判明し、その対応への重要性は増大している。FTDでは1998年に17番染色体に関連するもの(FTDP-17)はタウ遺伝子変異によって発症していることが判明してから、神経変性性認知症疾患の原因としてタウ蛋白の重要性があらためて位置づけられた。一般に神経細胞内異常蓄積蛋白はユビキチン化産物であることから、ユビキチン化された基質が適切に処理されないことがこれらの疾患における神経変性のメカニズムであると推定される。そこで、まずタウ蛋白の分解機構にユビキチンシステムがどのように関与しているかに関して検討をおこなった。神経系細胞SH-SY5Yを培養し、プロテオソーム、カテプシン、カルパイン、ピューロマイシン感受性ペプチダーゼのそれぞれに対する阻害剤を培地に添加したところ、プロテオソーム阻害剤を添加しても分子量の増大したユビキチン化タウの増加は確認できず、またユビキチン化修飾を受けないタウ蛋白量も有意な増加が認められなかった。そこで、パルスチェイス法によってタウ蛋白の分解過程の検討をおこなったところ、阻害剤の中でタウ蛋白の分解遅延を呈したのはピューロマイシンのみであった。さらに、FTDP-17にて報告されたV337MとR406W変異タウに関しても検討をおこない、変異タウにおいては分解の遅延が認められた。変異タウの分解遅延に関しても検討をおこない、ピューロマイシン感受性ペプチダーゼと強制発現タウはどちらも細胞質内に局在すること、変異タウ蛋白はリン酸化が充進していることを見いだした。これより、変異タウの分解遅延はリン酸化亢進にともなうプロテアーゼ抵抗性によることが示唆された。
遷移金属酸化物にドープしたアニオンの電子状態とそれに及ぼす酸素欠陥の影響

ゾルゲル法により作成した高濃度窒素ドープTiO2粉末では、単結晶と同様、可視紫外分光から2.9eV付近に吸収帯を持つこと、ESR測定から窒素のHFSに起因するシグナルが観測されることを見出した。粉末の熱処理により、高窒素ドープ粉末においても、窒素の化学的環境が保たれていることを明らかにした。この粉末のN1sのXPS測定から、酸化、還元熱処理により窒素の原子価が変動することを見出した。スパッタリングで作成したZrON薄膜は、酸素流量の増加に伴い、ZrNからZr2ON2、Zr8O7N4、ZrO2のように結晶相が変化し、XPS測定でZr周囲の酸素/窒素比を反映したZr3dピークのシフトを観測した。初年度は窒素ドープ遷移金属酸化物試料の作成について重点的に研究を行ってきた。ゾルゲル法による二酸化チタン薄膜の作成ついては、光学測定のために透過率が高い、充分な膜厚を有する試料作成に取り組んでいる。膜厚を稼ぐためにディップコーティングを繰り返す手法をとっているが、膜厚を大きくすると透明度が低下し、均一ではなくなる傾向があることが判った。透明度を優先するためには、膜厚の目安が200nm程度であることが見出せた。二酸化チタンの粉末を出発原料とし、粉末を成形したペレットをアンモニア気流中650°Cで熱処理することでdark blueに呈色した粉末を得た。これは、アンモニアによる還元作用で、酸素欠陥が導入されたことに起因する。さらに空気中400°Cで熱処理し、2.9eV付近に吸収帯を持つyellowに呈色することで、窒素がドープされていることを確認した。この粉末を酸素中で加熱処理することで、酸素欠陥の少ないcolorlessの状態となるが、この際、用いた粉末の粒度が小さいときにrutile相への転移が比較的低温から生じることが明らかとなった。相転移温度の低下は水素の存在下でしばしば観測できる。このcolorlessの粉末に、水素による還元処理、Tiによる還元処理を施した後に酸素雰囲気下で熱処理することで、2.9eV付近の吸収帯が再度現れ、ドープした窒素が粉末中に留まること、還元時に水素が必要でないことが明らかとなった。つまり、窒素ドープした二酸化チタンに酸化還元処理を施すことで、窒素の電子状態を変化させ、2.9eVの吸収帯の生成消滅を制御することが出来たが、その変化に水素が関与していないことが明確となった。既存のマグネトロンスパッタリング装置を用いた酸窒化ジルコニウム薄膜の作成を石英ガラス基板上に行った。ヒーター温度を500°C以上とすることで酸窒化ジルコニウムのX線回折線が現れた。概ね研究は順調であると考えている。初年度は様々な方法による窒素ドーピング試料の作成を行い、以下に示すような方法によるドープ試料を得ることに成功している。窒素ドーピング二酸化チタンの粉末を用いた熱処理条件の模索は概ね目処がついたといえる。単結晶の水素以外の還元方法として、Tiを用いた方法を試み、水素還元によるものとの差が明確に出来ると思われる。単結晶育成には既に成功しているので、入手でき次第、ドーピングを施し、物性測定に進む。ゾルゲル法では、光学的に均一で透過率の高い薄膜の作成に目処が立ち、アニオンドープの準備が出来たと考えられる。ゾルゲル法による二酸化チタン薄膜作成では、最終焼成温度が低くなるため、ドープした窒素・イオウの熱分解・脱離が抑制され、比較的多量のドーピングが可能になる可能性があり、期待が持たれる。ゾル形成中にアニオン源を添加する手法や、粉末や単結晶と同様に薄膜作成後にアンモニア気流中での熱処理によるドーピングなどを検討する準備が出来た。また、既存のマグネトロンスパッタリング装置を用いた酸窒化ジルコニウム薄膜を石英ガラス基板上に作成することに成功し、窒化ジルコニウムから、酸化ジルコニウムまで、ガスの流量調節のみで幅広く窒素量を変化させた試料を入手できることが明らかになったことで、非常にこの研究を大きく進展させる可能性が拡がったと考えている。中間年度なので、窒素ドープ遷移金属酸化物試料の作成とともに、窒素の電子状態制御とその評価を中心に研究を行った。高純度二酸化チタンの粉末を出発原料として育成したanatase型単結晶を450°Cで熱処理する事で、2.9eV付近に吸収帯を持つyellow結晶を得たことで、単結晶中に輸送材の塩化アンモニウム由来の窒素がドープされていることを確認した。さらに高温で加熱処理することで、酸素欠陥の少ないcolorlessの状態とした単結晶試料に対して、Tiによる還元処理を施し、酸素雰囲気下で熱処理することで、2.9eV付近の吸収帯が再度現れることが判った。2.9eVの吸収帯を有する窒素ドープした二酸化チタンyellow結晶の状態から、酸化、還元の処理を施すことで、窒素の電子状態を変化させ、2.9eVの吸収帯の生成消滅を制御できる事が明確になった。この変化はラジカル、原子価といった窒素原子単独の電子状態の変化では説明し難く、NHや、NOのような複数原子の欠陥が要因であるモデルを検討しているが、2.9eVの吸収帯のその変化に水素が関与していないことが明確となった。現在は、結晶中の窒素ドープ量を増やすため、アンモニア加圧処理を行う準備をしている。一方、酸窒化ジルコニウム薄膜を石英ガラス基板上に反応性スパッタリングで作成した。

基板ヒーター温度900°Cで作成した薄膜のX線回折から、ZrN、Zr2ON2、ZrO2の混合相で構成され、酸素流量の増加に伴いZrNから、Zr2ON2、ZrO2と結晶相が変化すること、光学吸収端はがブルーシフトすることを見出した。二酸化チタンと同様に窒素ドープの影響はバンドギャップ直下に現れたが、結晶相変化から判断すると、アニオンサイトの占有率によるシフトと考えられる。XPS測定から、Zrの3dピークのシフトが観測され、Zr周囲の酸素/窒素比を反映しているものと考えている。概ね研究は順調であると考えている。今年度も様々な方法による窒素ドーピング試料の作成を行い、以下に示すような方法によるドープ試料を得ることに成功している。窒素ドーピング二酸化チタン単結晶の水素以外の還元方法として、Tiを用いた方法を試みたが、水素還元によるものとの差が明確に出ず、ラジカル、原子価といった窒素原子単独の電子状態の変化では説明し難いため、NHや、NOのような複数原子の欠陥が要因であるモデルを検討するべきとの考えに至ったが、今年度の研究成果で水素の関与は否定できたと考えている。今後は、XPSを中心に窒素の電子状態を明らかにするべきと考え、窒素をより多く含んだ試料の作成を検討する。ゾルゲル法では、光学的に均一で透過率の高い薄膜の作成に目処が立ち、窒素の高濃度ドープに期待が持たれる。ゾル形成中にアニオン源を添加する手法や、粉末や単結晶と同様に薄膜作成後にアンモニア気流中での熱処理によるドーピングなどを検討する準備が出来た。また、既存の反応性マグネトロンスパッタリング装置を用いた酸窒化ジルコニウム薄膜を石英ガラス基板上に作成することに成功した。今年度にガス導入系の見直しにより、ZrNから、Zr2ON2、ZrO2と結晶相をガスの流量調節のみで幅広く窒素量を変化させた試料を入手できることが明らかになったことで、非常にこの研究を大きく進展させる可能性が拡がったと考えている。XPS測定から明らかとなった、Zrの3dピークのシフトの原因について明確にするとともに、ZrO2へのNの微量ドープに依る二酸化チタンとの違いについても検討するため、真空紫外分光器を導入する。ゾルゲル法により作成した高濃度窒素ドープTiO2粉末では、単結晶と同様、可視紫外分光から2.9eV付近に吸収帯を持つこと、ESR測定から窒素のHFSに起因するシグナルが観測されることを見出した。粉末の熱処理により、高窒素ドープ粉末においても、窒素の化学的環境が保たれていることを明らかにした。この粉末のN1sのXPS測定から、酸化、還元熱処理により窒素の原子価が変動することを見出した。スパッタリングで作成したZrON薄膜は、酸素流量の増加に伴い、ZrNからZr2ON2、Zr8O7N4、ZrO2のように結晶相が変化し、XPS測定でZr周囲の酸素/窒素比を反映したZr3dピークのシフトを観測した。概ね当初の計画に沿って研究を進める方針である。試料作成については、期待の大きなスパッタリング装置の改良を中心に行い、酸窒化ジルコニウム系薄膜の作成を行ってゆく。二酸化チタン系のゾルゲル、粉末による窒素以外のアニオンドープに関しては、二酸化硫黄を用いた気流中の熱処理、あるいは、粉末硫黄を用いた直接混合加熱など、硫黄を中心としたドーピングを試みる。二酸化チタンの窒素ドープ量の評価、ESRシグナル強度とドープ量の関係などに興味が持たれる。
古代ギリシア建築の意匠と構造に関する研究－カリア地方の磨崖墓の意匠と構造との関係

前年度までの研究により、ファサード型の磨崖墓では、「通常、墓室が小さくなるほど、墓室内の最大主応力は減少するが、墓室の奥行きのみを短くした場合には、かえって墓室の最大主応力が応化する」ということを明らかにした。そして、この理由が「ファサードの施工によって生じる応力と、墓室の施工によって生じる応力の均衡が崩れたため」だということを明らかにした。これに対し、H30年度は、「独立型の磨崖墓の屋根形状が構造特性に与える影響」、すなわち独立型の磨崖墓には、墓の背部側の屋根の高さが減じられているものがあるが、この屋根の高さを減じることの効果について分析を行った。独立型の磨崖墓は、細かな装飾や規模、プロポーションの違いはあるものの、その多くはイン・アンティス様式を採用している。そこで、解析結果がより多くの磨崖墓に適用できるよう、各磨崖墓の各部寸法の中央値付近に位置する磨崖墓を解析モデルのモデルとして選択することとした。そして、この解析モデルを基準モデルと位置づけて、屋根の高さを減じる位置や量を変えながら構造解析を行った。その結果、屋根は、墓のより後方側で、少しだけ高さを低く抑えた場合に、最大主応力の発生を最も小さく抑えることができるということがわかった。実際、カウノスのB1号墓では、一見すると構造的な効果があるとは思えないほどに、屋根の背部側が少しだけ高さが減じられており、B1号墓の設計者は、屋根の構造特性を把握して墓を設計した可能性があるといえることが明らかとなった。磨崖墓は、岩壁を掘り込んで作成される墓であり、一般的に考えれば、屋根等の上部の荷重を減らすことは、構造的に望ましいものだと想像される。しかし、先の「研究実績の概要」に記した通り、本研究により、独立型の磨崖墓では、屋根の高さを減じるほど最大主応力が減少するわけではなく、墓のより後方で、少しだけ高さを減じた場合に最大主応力を減じることができることがわかった。そして、実際にカウノスのB1号墓のように、そうした構造特性を把握して設計した可能性がある墓が存在していることが明らかにされた。このような構造特性を検討しなければ分からない事実が明らかにされることは、研究計画を立案した際に期待した成果そのものだといえるため、本研究の進捗状況は順調だといえる。研究実績の概要に記したとおり、本研究により、独立型の磨崖墓では、屋根の高さを減じるほど最大主応力が減少するわけではなく、墓のより後方で、少しだけ高さを減じた場合に最大主応力を減じることができることがわかった。ただ、これまでの解析に使用した解析モデルは、次のような種類の磨崖墓に対応したものとはなっていない。つまり、例えば、ファサード型の磨崖墓には、墓室に石棺が備え付けられたものが存在するが、この点をこれまでの解析結果には反映しできていない。また、磨崖墓の規模が変わった場合にも同様の結論が得られるのかについても明らかにされていない。今後は、これらの違いが、磨崖墓の構造特性に与える影響を明らかにする予定である。ヘレニズム期の墓には、墓以外の古代ギリシア建築には見られない特殊な建築形態を持つものがある。このような墓の建造においては、古代地中海世界の建築技術者が構造をどのように捉えて建造したのかが大変興味深い。そこで、H28年度の研究では、古代人の構造に対する認識を明らかにすることを最終目的とし、カリアの岩壁を彫りこんで造られた墓(以下、磨崖墓)に着目し、磨崖墓の「掘り出し方の違い」や「墓室の規模や形状の違い」が磨崖墓の構造特性に与える影響を明らかにすることを目的に研究を行った(なお、墓の掘り出し方の違いとは、磨崖墓は岩壁を掘り込んで作成するが、その中には、岩壁から完全に切り離して丸彫りしたものと、ファサードのみを岩壁に施工するものがある。本研究では、前者を独立型、後者をファサード型と呼んでいる)。磨崖墓は、独立型もファサード型も、細かな装飾や規模、プロポーションの違いはあるものの、その多くはイン・アンティス様式を採用している。そこで、解析結果がより多くの磨崖墓に適用できることと、独立型の磨崖墓とファサード型の磨崖墓の比較を可能にするため、まずは独立型の各磨崖墓の各部寸法の中央値付近に位置する磨崖墓を解析モデルのモデルとして選択することとした。そして、この独立型の磨崖墓の周囲通路を埋めたものをファサード型の磨崖墓の解析モデルのモデルとすることとした。この解析モデルを基準モデルと位置づけて、磨崖墓の掘り出し方や墓室の規模や形状を変えながら構造解析を行った結果、ファサード型の磨崖墓では、「通常、墓室が小さくなるほど、墓室内の最大主応力は減少するが、墓室の奥行きのみを短くした場合には、かえって墓室の最大主応力が応化する」ということを明らかにした。なお、この理由は「ファサードの施工によって生じる応力と、墓室の施工によって生じる応力の均衡が崩れたため」だと推察された。磨崖墓は、岩壁を掘り込んで作成される墓であり、簡単に言えば、トンネルのような構造をしている。従って、通常、墓室を大きく掘り込めば、応力解放によって応力は増加することが予想される。

しかし、上記の研究概要に記した通り、本研究により、ファサード型の磨崖墓では、ファサードの形状と墓室規模や形状のあり方によっては、墓室を小さくしてしまうとかえって応力が増加してしまうことがわかった。このような成果は、研究計画を立案した際に期待した成果そのものだといえるため、本研究の進捗状況は順調だといえる。H28年度の研究により、ファサード型の磨崖墓では、「通常、墓室が小さくなるほど、墓室内の最大主応力は減少するが、墓室の奥行きのみを短くした場合には、かえって墓室の最大主応力が応化する」ということを明らかにした。そして、この理由を「ファサードの施工によって生じる応力と、墓室の施工によって生じる応力の均衡が崩れたため」だと推察した。これを受けてH29年度は、ファサード型の磨崖墓の「ファサードの規模」と「墓室の規模や形状」との関係が、磨崖墓の構造特性に与える影響を明らかにすることを目的に研究を行った。ファサード型の磨崖墓は、細かな装飾や規模、プロポーションの違いはあるものの、その多くはイン・アンティス様式を採用している。そこで、解析結果がより多くの磨崖墓に適用できるよう、各磨崖墓の各部寸法の中央値付近に位置する磨崖墓を解析モデルのモデルとして選択することとした。そして、この解析モデルを基準モデルと位置づけて、ファサードの規模や墓室の規模や形状を変えながら構造解析を行った。その結果、解析モデルのモデルとして選ばれたカウノスのC2号墓が、最大主応力の発生を最も小さく抑えることのできる形状の墓であることがわかった。上述の通り、C2号墓は、多くの磨崖墓の中央値に位置しており、多くの磨崖墓に類似した形状を持つものだといえる。よって、現時点での成果に基づけば、磨崖墓は構造的に合理的な形状で作られたものが多いといえる。磨崖墓は、岩壁を掘り込んで作成される墓であり、簡単に言えば、トンネルのような構造をしている。従って、通常、墓室を大きく掘り込めば、応力解放によって応力は増加することが予想される。しかし、上記の研究実績の概要に記した通り、本研究により、ファサード型の磨崖墓では、ファサードの形状と墓室規模や形状のあり方によっては、墓室を小さくするのではなく、ある程度の大きなものとした方が応力を減じることができることがわかった。そして、ファサード型の磨崖墓の多くが、応力の発生を小さく押さえられる形状のものとなっていることが明らかにされた。この成果は、研究計画を立案した際に期待した成果そのものだといえるため、本研究の進捗状況は順調だといえる。前年度までの研究により、ファサード型の磨崖墓では、「通常、墓室が小さくなるほど、墓室内の最大主応力は減少するが、墓室の奥行きのみを短くした場合には、かえって墓室の最大主応力が応化する」ということを明らかにした。そして、この理由が「ファサードの施工によって生じる応力と、墓室の施工によって生じる応力の均衡が崩れたため」だということを明らかにした。これに対し、H30年度は、「独立型の磨崖墓の屋根形状が構造特性に与える影響」、すなわち独立型の磨崖墓には、墓の背部側の屋根の高さが減じられているものがあるが、この屋根の高さを減じることの効果について分析を行った。独立型の磨崖墓は、細かな装飾や規模、プロポーションの違いはあるものの、その多くはイン・アンティス様式を採用している。そして、この解析モデルを基準モデルと位置づけて、屋根の高さを減じる位置や量を変えながら構造解析を行った。その結果、屋根は、墓のより後方側で、少しだけ高さを低く抑えた場合に、最大主応力の発生を最も小さく抑えることができるということがわかった。
医療における高度技術の実態と再評価

助産所で分娩を希望した1107人のロウリスクの女性と、病院での分娩を希望した1320人のロウリスクの女性の妊娠中から出産後6日目までの結果を比較した。その結果、周産期死亡率を初めとしてすべての項目で助産所のグループの方が良い結果がでた。項目ごとの数値は最初の方が助産所で、2番目の方が病院である。周産期死亡率(1.8、3.8)、帝王切開(1.17%、6.97%)、早産(2.2%、4.3%)、低体重(3.9%、5.8%)、弛緩出血(4.3%、16%)、児の異常(4.16%、8.9%)。助産所は正常な出産のみを扱い、異常なケースを病院へ転送するのであるが、今回の調査で妊娠中に異常がでて病院へ転医となった率は2.89%であり、分娩中に搬送された率は2.72%、また分娩後児が病院へ搬送された率は3.2%であった。妊娠中異常と診断されて転送になった女性の内53%は自然に出産し、28%は帝王切開になっている。それに対して分娩中に搬送された女性は70%が自然に生まれ、13%が帝王切開になった。また児の異常に関しては、妊娠中転送された女性の内68.8%は児に異常がなかったのに対し、分娩中に転送になった人たちでは90%の児に異常がなく、さらに分娩を助産所で終了した場合、96.8%の児に異常がなかった。このようなことから、助産所では妊娠中に正常と異常の見極めを的確に行い、正常産のみを扱うように心がけていることが分かる。また2件の周産期死亡も、妊娠中に異常と判断されて病院へ転送されたケースの中で生じており、このような結果からロウリスクの妊娠に関しては、助産所は病院と比べても安全な出産場所であるといえる。助産所が病院より良い結果がでた理由としては、助産婦によるケアの継続性、出産を急がせないこと、自由な分娩姿勢をあげることができよう。
黄色ブドウ球菌細胞表面の巨大蛋白質EbhAの構造機能解析

本研究では,社会的な問題となっている病原性細菌である黄色ブドウ球菌由来のホスト細胞への接着に関与する蛋白質を対象とし,立体構造解析を通して,黄色ブドウ球菌のホスト細胞への接着機構を理解し,さらに創薬のための情報基盤を実用可能な規模へと拡張することを最終的な研究目標とする.具体的には,心内膜炎への関連性が指摘されている超巨大蛋白質, EbhAの立体構造を,X線結晶構造解析,小角X線散乱,分光学的解析,電子顕微鏡解析により解析し,EbhAのホスト細胞への結合戦略,並びに疾患への関連性を理解することを目指した.平成18年度は,2つのドメインの連結蛋白質(Ebh-R7-8)のX線結晶構造解析と小角X線散乱,CDスペクトル解析により,各ドメインがアルファヘリックスバンドル構造を有し,それらがタンデムにつながっていることが提案された.平成19年度は,更に電子顕微鏡解析を行い,Ebhの全体構造に関する知見を得た.10個のドメインが連結した蛋白質(Ebh-R10-19)の電子顕微鏡解析から,Ebh-R10-19が約500Aのひも状の分子であることが明らかになった.この構造は前年度までに得られた結果とよく一致するものであった.次に,Ebh-R7-8の結晶構造からドメイン同士のらせんパラメータを算出し,得られた値を基に全体分子のシミュレーションを行った.その結果,全長のEbhは約320Aのひも状の分子であり,また,ドメイン間のフレキシビリティにより非常に柔軟性に富むことが示唆された.これらの知見を考え合わせ,Ebhは黄色ブドウ球菌表面に存在し,細胞の強度を補強するための骨格蛋白質として機能していることが提案された.本研究では,社会的な問題となっている病原性細菌である黄色ブドウ球菌由来のホスト細胞への接着に関与する蛋白質を対象とし,立体構造解析を通して,黄色ブドウ球菌のホスト細胞への接着機構を理解し,さらに創薬のための情報基盤を実用可能な規模へと拡張することを最終的な研究目標とする.具体的には,心内膜炎への関連性が指摘されている超巨大蛋白質, EbhAの立体構造を,X線結晶構造解析,小角X線散乱,分光学的解析,電子顕微鏡解析により解析し,EbhAのホスト細胞への結合戦略,並びに疾患への関連性を理解することを目指した.平成18年度は,2つのドメインの連結蛋白質(Ebh-R7-8)のX線結晶構造解析と小角X線散乱,CDスペクトル解析により,各ドメインがアルファヘリックスバンドル構造を有し,それらがタンデムにつながっていることが提案された.平成19年度は,更に電子顕微鏡解析を行い,Ebhの全体構造に関する知見を得た.10個のドメインが連結した蛋白質(Ebh-R10-19)の電子顕微鏡解析から,Ebh-R10-19が約500Aのひも状の分子であることが明らかになった.この構造は前年度までに得られた結果とよく一致するものであった.次に,Ebh-R7-8の結晶構造からドメイン同士のらせんパラメータを算出し,得られた値を基に全体分子のシミュレーションを行った.その結果,全長のEbhは約320Aのひも状の分子であり,また,ドメイン間のフレキシビリティにより非常に柔軟性に富むことが示唆された.これらの知見を考え合わせ,Ebhは黄色ブドウ球菌表面に存在し,細胞の強度を補強するための骨格蛋白質として機能していることが提案された.本研究では,社会的な問題となっている病原性細菌である黄色ブドウ球菌由来のホスト細胞への接着に関与する蛋白質を対象とし,立体構造解析を通して,黄色ブドウ球菌のホスト細胞への接着機構を理解し,さらに創薬のための情報基盤を実用可能な規模へと拡張することを最終的な研究目標とする.具体的には,心内膜炎への関連性が指摘されている超巨大蛋白質,EbhAの立体構造を,X線結晶構造解析法および小角X線散乱法の2つ手法を用いて解析し,次いで各ドメインの結合因子を同定し,得られる情報からEbhAのホスト細胞への結合戦略,並びに疾患への関連性を理解することを目指す.この目的のために平成18年度は,結晶化に成功したEbhAのドメインのうち,2つのドメインの連結蛋白質(EbhA-7-8(7番目のドメインと8番目のドメインがつながったもの))について回折データを収集,構造解析を実施した.その結果,この2つのドメインは,どちらもアルファヘリックスバンドル構造からなり,それが連続的につながっている構造をとっていることを明らかにした.さらに,新たにEbhA5-7,7-8,5-8,6-9,5-10,11-13,10-13,フラグメントの調製を試み,このうち,EbhA5-7,7-8,5-8,6-9,11-

13,10-13の発現に成功した.EbhA5-7,5-8,11-13,10-13については結晶として得られており,4つのドメインを連結させた蛋白質(EbhA-5-8,492残基,約60kDa)については回折も確認した.小角散乱実験では,EbhA5-8はEbhA-7-8様の繰り返し構造がさらにタンデムにつながったものであることを示唆している.本研究では,社会的な問題となっている病原性細菌である黄色ブドウ球菌由来のホスト細胞への接着に関与する蛋白質を対象とし,立体構造解析を通して,黄色ブドウ球菌のホスト細胞への接着機構を理解し,さらに創薬のための情報基盤を実用可能な規模へと拡張することを最終的な研究目標とする.具体的には,心内膜炎への関連性が指摘されている超巨大蛋白質,EbhAの立体構造を,X線結晶構造解析,小角X線散乱,分光学的解析,電子顕微鏡解析により解析し,EbhAのホスト細胞への結合戦略,並びに疾患への関連性を理解することを目指した.昨年度までに,2つのドメインの連結蛋白質(Ebh-R7-8)のX線結晶構造解析と小角X線散乱,CDスペクトル解析により,各ドメインがアルファヘリックスバンドル構造を有し,それらがタンデムにつながっていることが提案された.当該年度は,更に電子顕微鏡解析を行い,Ebhの全体構造に関する知見を得た.10個のドメインが連結した蛋白質(Ebh-R10-19)の電子顕微鏡解析から,Ebh-R10-19が約500Åのひも状の分子であることが明らかになった.この構造は前年度までに得られた結果とよく一致するものであった.次に,Ebh-R7-8の結晶構造からドメイン同士のらせんパラメータを算出し,得られた値を基に全体分子のシミュレーションを行った.その結果,全長のEbhは約320Åのひも状の分子であり,また,ドメイン間のフレキシビリティにより非常に柔軟性に富むことが示唆された.これらの知見を考え合わせ,Ebhは黄色ブドウ球菌表面に存在し,細胞の強度を補強するための骨格蛋白質として機能していることが提案された.