hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
軸索のサブセルラー機能解析システムと最適化モデルの構築

本研究では、例外的にパッチクランプ法による直接記録が可能な大型の軸索終末を有する海馬苔状線維に着目して、軸索のサブセルラー機能解析システムを構築し、軸索膜のイオンチャンネルの特性や分布について定量的な実験データを集積することと、これらの実験データに基づいた精緻な中枢軸索の興奮性に関する最適化モデルを構築することを目的とした。軸索終末からの活動電位の測定を可能とし、活動電位に引き続く後脱分極についてナトリウムチャンネルの関与を明らかにした。また、既存の苔状線維の活動電位モデルを改良し、後脱分極を再現する軸索モデルを構築した。本研究では、例外的にパッチクランプ法による直接記録が可能な大型の軸索終末を有する海馬苔状線維に着目して、軸索のサブセルラー機能解析システムを構築し、軸索膜のイオンチャンネルの特性や分布について定量的な実験データを集積することと、これらの実験データに基づいた精緻な中枢軸索の興奮性に関する最適化モデルを構築することを目指している。本年度は、まず、マウス海馬スライス標本における苔状線維終末からの直接記録法の妥当性について、苔状線維軸索がGFP蛍光標識されたトランスジェニックマウスを用いて検証した。これまでは、大きさや形状と局在などの形態的な特徴と、起始細胞である顆粒細胞の刺激で活動電位を発生する応答性を指標に、近赤外線微分干渉顕微鏡下で未染色の苔状線維終末を同定してきたが、トランスジェニックマウスで蛍光を指標に同定した苔状終末からも同様に顆粒細胞刺激により全か無かの法則に従う活動電位が記録できることから、従来の記録法の妥当性を確認した。また、ルースパッチクランプ法を用いた単一軸索終末からの細胞外活動電位記録に加えてホールセル記録を可能にし、膜電位やイオン電流の詳細な解析も可能となった。苔状線維軸索では活動電位に引き続き、持続の長い後脱分極が記録された。この後脱分極成分は、今後予定している苔状線維軸索における活動電位の数理モデルの構築に際し、従前のモデルでは検討されていない軸索に特徴的な新知見であり、引き続きそのイオン機構や生理的意義について解析を進めている。当初計画通りに、研究期間の前半で海馬苔状線維軸索の電気生理学的解析法を確立し、また苔状線維を可視化したトランスジェニックマウスを用いてその妥当性を確認した。また、ルースパッチクランプ法による細胞外活動電位記録に加えて、ホールセルクランプ法による単一軸索終末記録を確立した。以上から、おおむね順調に研究が進捗していると考える。本年度は、苔状線維終末の活動電位に引き続く後脱分極の発生にNaチャンネルが関与することを示した。また、活動電位に引き続く後脱分極応答をシミュレーションで再現する数理モデルの改良を行った。海馬苔状線維では、中枢軸索としては例外的に、その形態的特徴と実験で計測された軸索膜のイオンチャンネルに関する特性に基づいた活動電位の定量的なモデルが提唱されてきた。しかしながら、これまでのモデルでは軸索での活動電位に特徴的な後脱分極応答を加味しておらず、シミュレーションと実験データが乖離していた。そこで、細胞体での後脱分極応答に関与する持続型NaチャンネルとリサージェントNaチャンネルを既存のモデルに組み込み、後脱分極を再現できるかについて検討した。このうち、リサージェントNaチャンネルを組み込むことで、苔状線維終末からのパッチクランプ実験で記録されるものと類似した時間経過を示す後脱分極応答を再現することができた。多くの実験データが蓄積する海馬苔状線維を用いて、皮質軸索に特徴的な典型的な通過型軸索の精密な最適化モデルを構築した。今後は、実験的解析を推進して軸索活動電位の後脱分極のイオン機構と生理的意義の解明を進めるとともに、本研究のもう一つの目標である苔状線維軸索の興奮伝播に関する数理モデルの構築と最適化を推進する。実験データに基づいた中枢軸索の数理モデルは多くないが、パッチクランプ法による電気生理学的解析が進み、軸索膜のイオンチャンネルに関する実験データが蓄積する海馬苔状線維では例外的にいくつかのリアルな興奮伝導モデルが発表され、実験的知見の集積に伴い改良されてきた。これまでにモデルデータベース上の最新のモデルに基づいた活動電位シミュレーションを当研究室でも再現し、これまでのモデルでは検討されていない後脱分極成分の導入を含め、モデルの改良を行う。この新規モデルの妥当性について、実験で得られた知見を定量的に再現できるかについても検証する。

生理学当該年度は、単一軸索終末からのサブセルラー記録の手法を確立し、手技的な難易度の高いホールセルクランプ法の条件検討を行うために基礎的な実験に時間を費やし、スライス電気生理実験のための消耗品を中心に、予定より少額の出費となり、次年度使用額が生じた。サブセルラー解析のためのuncaging実験などの高額な薬物を用いる実験が次年度に持ち越したため、次年度使用額が生じた。サブセルラー解析のためにuncagingによる局所刺激実験を進め、caged化合物など高額な試薬の購入を予定している。また、シミュレーションを効率化するためのコンピューター購入や、成果発表のための旅費などに使用する予定である。
代数多様体の双有理幾何に関する総合研究

(1)研究代表者酒井文雄は射影平面の巡回被覆の第1ベッチ数に関するザリスキーの定理を代数曲面の巡回被覆で被覆次数が素数べきで、分岐曲線が可約の場合に拡張した。また、奇数次の平面曲線で単純特異点のみを持つものの総ミルナ-数の評価を改良する結果を得た。(2)研究分担者奥村正文は複素射影空間に埋め込まれたCR次元(n-1)/2のCR-部分多様体のスカラー曲率について調べ、この部分多様体が奇数次元の球2個の直積のS商多様体であるための十分条件をスカラー曲率に関する不等式で与えた。(3)研究分担者竹内喜佐雄はモジュラー群SL_2(Z)の部分群Γで符号(o;e_1,e_2,e_3)を持つものをすべて分類し、各Γに対して、その標準生成系を具体的に行列の形で与えた。(4)研究分担者小池茂昭は制御集合が状態に依存する場合のBellman方程式の解の意性のための充分条件を示し、その条件が満たされない場合の反例を挙げた。また、退化した係数を持ったHamilton-Jacobi方程式の半連続粘性解の-意性と表現定理を示した。(5)研究分担者江頭信二はコンパクト多様体上のC^2級余次元1葉層の拡大度は典型的な増大度しか取らないこと、およびそれは葉のレベルと弾性葉の存在性によって分類されることを示した。本年度は,以下の研究を行った.・代数多様体の双有理不変量である不正則数(第一ベッチ数)に関して興味ある結果が得られた.研究代表者は代数曲面の巡回被覆曲面の不正則数に関する評価式の証明に成功し、応用として代数曲面上の曲線の特異点の不変量の有効な不等式を得た.・研究分担者の長瀬正義は四次元ケーラー多様体におけるSpin構造や四元数シンプレクティック構造および量子束の研究を発展させた.・研究分担者の江頭信二はコンパクト多様体上の余次元1の葉層S^1束を研究し,C^1構造はC^2構造と同様な性質を持つことを示した.・研究分担者の奥村正文は複素空間内の部分多様体の法ベクトルの平行性を持つ概接触構造の分類に成功した.・研究分担者の矢野環は概均質ベクトル空間のゼータ関数の極をある微分方程式系の相対不変式の複素べきの位数と結びつける結果を示した.研究代表者酒井文雄は射影平面の巡回被覆の第1ベッテ数に関するザリスキーの定理を代数曲面の巡回被覆で被覆次数が素数べきで、分岐曲線が既約でない場合に拡張した。この考案の応用として、平面曲線で単純特異点のみをもつものの総ミルナ-数に関する評価を改良した。研究分担者竹内喜佐雄はモジュラー群SL_2(II)の部分群Γで符号(oje_1,e_2,e_3)をまつものをすべて分類し、各Γに対して、その「標準的生成系」を具体的に行列の形で与えた。研究分担者小池茂昭は制御集合が状態に依存する場合のBellmen方程式の解の意性のための充分条件を示し、その条件が満たされない場合の反例を挙げた。研究分担者江頭信二はコンパクト多様体上のC^2級余次元イ葉層の拡大度は典型的な増大度しか取らないこと、およびそれは葉のレベルe弾性葉の存在性によって分類されることを示した。
内耳有毛細胞におけるホスホリパーゼCδ3の機能解析

本研究では細胞膜脂質代謝酵素であるホスホリパーゼCδ3とその結合タンパク質として同定したモータータンパク質ミオシンVIについて機能解析を行った。その結果、両タンパク質がマウス内耳有毛細胞において共発現すること、培養細胞の細胞膜において共局在することを明らかにした。さらにミオシンVIが機能することが知られるエンドサイトーシスや微絨毛形成にホスホリパーゼCδ3が関与することが示唆された。ホスホリパーゼCはイノシトールリン脂質代謝系においてセカンドメッセンジャー産生のトリガーとなる酵素である。δ型ホスホリパーゼ(PLCδ1、PLCδ3、PLCδ4)は進化上最も古くから存在するPLCであり、生命現象において基礎的かつ不可欠な機能を持つと考えられる。これまでに、PLCδ1、PLCδ4がそれぞれ表皮恒常性の維持、精子先体反応に必要であることが示されているが、PLCδ3の機能は全く明らかになっていない。そこで本研究では、PLCδ3の新規結合タンパク質として同定されたミオシンVIとの関連を手がかりに、PLCδ3の分子、細胞、個体レベルでの機能解明を目的として実験を行った。先ず、両タンパク質が多く存在するマウス網膜ライセートを用いて免疫沈降を行った結果、内在性の両タンパク質が結合していることが明らかになった。次に、PLCδ3の細胞内局在を検討した結果、細胞膜に多く存在し、一部ミオシンVIとの共局在が確認された。さらに、PLCδ3はエンドサイトーシス小胞に局在することが明らかになった。RNAiによるPLCδ3の発現制を行ったところ、細胞膜上のLDL受容体の減少や、クラスリン小胞によるエンドサイトーシスの低下などが観察された。以上の結果から、PLCδ3はミオシンVIと共に、細胞内小胞輸送やエンドサイトーシスに関与することが示唆された。次年度はさらに、PLCδ3遺伝子欠損マウスを用いて、ミオシンVIが関与する聴覚機能の個体レベルでの解析と内耳有毛細胞の形態について組織学的解析等を行っていく予定である。本研究では、PLCδ3の新規結合タンパク質として同定されたミオシンVIとの関連を手がかりに、PLCδ3の分子、細胞、個体レベルでの機能解明を目的として実験を行った。両タンパク質が多く存在するマウス網膜ライセートを用いて免疫沈降を行った結果、内在性の両タンパク質が結合していることが明らかになった。RNAiによるPLCδ3の発現抑制を行ったところ、細胞膜上のLDL受容体の減少や、クラスリン小胞によるエンドサイトーシスの低下などが観察された。またPLCδ3は、極性を持った上皮細胞による微絨毛形成に関与する事を明らかにした。以上の結果から、PLCδ3はミオシンVIと共に、細胞内小胞輸送やエンドサイトーシス、微絨毛形成に関与することが示唆された。
廃棄物系バイオマスのバイオエネルギー生産システムの革新と効率化

バイオマスの水素発酵またはメタン発酵によってバイオ燃料を生産できることが知られ、世界的に注目されている。本研究の目的は、水素発酵とメタン発酵を組合せて発酵液循環による無加水発酵、可溶化促進およびアナッモクス後処理などの新しい工夫により、地域で発生するバイオマスの統合的エネルギー化システムを構築しようとしたものである。具体的には次の研究項目に取り込むこととした:(1)水素・メタン循環二段発酵技術の融合最適化、(2)熱処理による消化残渣可溶化促進の最適化、(3)担体添加型一槽式Anammoxを用いた廃棄物消化液の高度処理、(4)地域バイオマスのエネルギー化センターの効率化およびLCA, LCA手法を用いたシステム評価。最終的には。低環境負荷でバイオエネルギー回収を実現する革新的廃棄物系バイオマスの燃料化システムおよびその評価手法を開発することである。平成30年度は主に都市ごみを対象とした水素・メタン循環二段発酵技術の融合最適化について実験的検討を行った。具体的には、循環式二相消化プロセスを組み立て、生ごみと廃紙を実験原料として用いて温度、容積負荷と循環率などを変化させて連続実験を行うことで、水素・メタン生成工程の状況変動を把握した。運転条件の最適化より得られた先端発酵システムは水素・メタン生成機能を備え、性状変動範囲が広く多種類の廃棄物に対して安定した水素とメタンのバイオ燃料生成状況が得られた。なお、分子生物学手法を用いてこの先端発酵システムにおける微生物群集構造と生化学反応との相互関係を解明した。本研究により、都市廃棄物の減量化を実現する同時に水素・メタンを連続的に生産できる先端システムを開発し、未来の循環型社会と低炭素/水素社会の構築に大きく寄与できるものである。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。最終的には。
オリゴロイシン型糖脂質の階層構造特性を利用した新規ナノコーティング法の創出

ペプチド基を含むグルコンアミド誘導体を新規に合成し,鉄表面に対する防錆効果を調べた。このグルコンアミド誘導体の防錆効果は、同じペプチド基を有するアンモニウム両親媒性分子よりも優れていた。この結果はグルコン酸が複数の水酸基によって鉄表面に強く結合することを意味している。これまで金属の防食を目的とした表面処理は鉱油や塗料によって行われてきた。このような方法と比較して,ここで用いたグルコンアミド誘導体のような超分子による防食は,大面積には不向きであるもののマイクロスケールやナノスケールの防錆に向いている。非常に規則的な分子配列が理論的には分子一層の厚さで達成できるからである。本研究は,水素結合と分子ジッパーで形成された二次元稠密構造を,糖基の接着力で基材に固定することによるナノコーティングを実現するのが目的である。そのため,1オリゴロイシン型糖脂質の合成,2フィルム中の分子配向解析,3コーティング方法・条件の確立が研究を構成する3本の柱である。1では,撥水・撥油・低摩擦の特性を備えたパーフルオロアルキル鎖を導入したオリゴロイシン型糖脂質の合成に力点を置く。2では,二次元稠密構造の根幹である水素結合と分子ジッパーの検出を主目的とし,優れた表面処理効果と稠密構造形成の相関を実証する。3では,二次元稠密構造を維持したコーティング法の開発を行うが,特に糖基と基材の間に働く相互作用を分光学的に検討する。上の研究目的に鑑み,本年度は糖鎖を親水基,パーフルオロアルキル鎖を疎水基とするヘキサロイン誘導体(D-glu-Leu6OC2C8F)を合成し,単分子膜の表面形態観察を行ってコーティング剤としての可能性を検討した。この分子は糖基による接着効果に加え,ヘキサロイシン基による水素結合-分子ジッパー階層構造形成で二次元稠密性,パーフルオロアルキル基で撥水・撥油性や防汚性を期待した構造になっている。観察の結果,D-glu-Leu6O-C2C8Fの表面形態は海島構造であル事が明らかになった。島の部分は微結晶に相当すると考えられ,ヘキサロイシン基が結晶性を向上させた結果,気水界面に試料溶液を展開した後,溶媒の蒸発過程で部分的な結晶化が進行したと推察される。オリゴロイシン基を有する両親媒性分子は,親水基にグルコン酸を有するとき,アンモニウム基やカルボキシ基を親水基とする分子よりも防錆能力に優れていた事から,グルコン酸基は基板に対する分子の吸着に寄与することがわかったが,ロイシンの連鎖数が多すぎると,広範囲にわたる稠密な分子配列が形成されにくくなる事が明らかになった。これらのうち1については,撥水・撥油・低摩擦の特性を備えたパーフルオロアルキル鎖を導入したオリゴロイシン型糖脂質の合成に力点を置く。2は,二次元稠密構造の根幹である水素結合と分子ジッパーの検出が主目的で,優れた表面処理効果と稠密構造形成の相関を実証する。3は,二次元稠密構造を維持したコーティング法の開発を行うが,特に糖基と基材の間に働く相互作用を分光学的にモニターすることで検討していく。当初ロイシン残基数は多い方が薄膜の稠密性に優れると考えていたが,結晶性が向上する結果,単分子膜は海島構造となって欠陥を生じることがわかった。また,撥水・撥油性といったフルオロアルキル鎖のマクロ物性は,フルオロアルキル鎖の鎖長によって変わることも明らかとなった。特に後者は研究協力者の長谷川が双極子アレイモデル(フルオロメチレン基が一定のねじれ角をもって連鎖する結果,鎖長によってパッキング構造が変化するというもの)を提唱して論理的解釈を与えた(2014年)。双極子アレイモデルはこれまで解釈の難しかったフルオロアルキル鎖を有する化合物のマクロ物性を説明できる斬新なモデルであり,本研究のコーティングを実践する上でも実際に用いるフルオロアルキル化合物を用いた理論との整合性を確認する必要があった。そこで,平成27年度にはフルオロメチレン基数が7個と9個のフルオロアルキル鎖型界面活性剤を合成し,長谷川の理論にほぼ合致したパッキング構造の形成を示唆する分光学的データー(IRよよびUV・vis)を得ることができた。βーシートと分子ジッパーの階層構造を薄膜コーティング剤に応用使用とする当初の研究計画から見れば,研究は予期しなかった方向に展開している。具体的に言えば,分子ジッパー形成を確かなものとするためにロイシン残基数を増やすと結晶性が向上して薄膜の二次元稠密性が損なわれる。また,オリゴロイシン基にフルオロアルキル鎖を結合させるとオリゴロイシン基のかさ高さによってフルオロアルキル鎖のパッキングが阻害されて疎水性などフルオロアルキル鎖の有するマクロ物性が発現されなくなるようである。

しかしながら,これらの結果を踏まえれば,フルオロアルキル鎖のマクロ物性を最大限に発揮できるアミノ酸残基を必要数組み込むことで当初考えていたよりも簡単な構造の分子で表面コーティングが可能になる可能性があることを示唆している。本研究は,水素結合と分子ジッパーで形成された二次元稠密構造を,糖基の接着力で基材に固定することによるナノコーティングを実現するのが目的である。そのため,1オリゴロイシン型糖脂質の合成,2フィルム中の分子配向解析,3コーティング方法・条件の確立が研究を構成する3本の柱である。1では,撥水・撥油・低摩擦の特性を備えたパーフルオロアルキル鎖を導入したオリゴロイシン型糖脂質の合成に力点を置く。2では,二次元稠密構造の根幹である水素結合と分子ジッパーの検出を主目的とし,優れた表面処理効果と稠密構造形成の相関を実証する。3では,二次元稠密構造を維持したコーティング法の開発を行うが,特に糖基と基材の間に働く相互作用を分光学的に検討する。本年度は,本研究課題のとりまとめを行う年であったことから,これまでに得られた成果を整理し,今後の展開をまとめた。詳細は成果報告書に譲るが,本年度は,まず糖脂質の防錆剤としての有効性の再検証を行い,糖基はアンモニウム基や新たに合成したカテコール基などの親水基を有する両親媒性分子よりも確実に防錆効果を示すことがわかった。この成果は新規ナノコーティング法の実用化を念頭に置いたものであるため,防錆の専門雑誌にその結果を公表した。本研究では,オリゴロイシン基やパーフルオロアルキル基の防錆能が予想外に悪かったが,それに関連していくつかの有用な知見を得ることができた。前者については,新たにオリゴグリシン基を導入した分子を合成し,オリゴグリシン基部分がPGII構造を形成することを確認し,今後その二次元稠密構造による防錆効果の向上を検討することとした。後者のパーフルオロアルキル鎖については,フルオロアルキル鎖の軸不斉によって,生ずる微結晶がヘリックス超構造体になることを新たに見出した。今後化学進化における不斉の発生に新たな知見を与える成果と考え研究を続けているペプチド基を含むグルコンアミド誘導体を新規に合成し,鉄表面に対する防錆効果を調べた。このグルコンアミド誘導体の防錆効果は、同じペプチド基を有するアンモニウム両親媒性分子よりも優れていた。この結果はグルコン酸が複数の水酸基によって鉄表面に強く結合することを意味している。これまで金属の防食を目的とした表面処理は鉱油や塗料によって行われてきた。このような方法と比較して,ここで用いたグルコンアミド誘導体のような超分子による防食は,大面積には不向きであるもののマイクロスケールやナノスケールの防錆に向いている。非常に規則的な分子配列が理論的には分子一層の厚さで達成できるからである。単分子膜の表面形態は,欠陥の多い海島構造であった。この海島構造は,オリゴロイシン基中のロイシン残基数が6個になると,結晶化しやすくなることが原因と考えられる。そこで,オリゴロイシン中のロイシン残基数を34個程度にしたロイシン誘導体を合成し,再度表面形態を観察しなければならないが,ロイシン数を減じた分子の合成はロイシン数が多い分子よりも容易である。上で述べた,現在までの進捗状況に鑑み,アミノ酸にグリシンを用いてフルオロアルキル鎖を導入し,コーティング剤としての性能を検討する予定である。すでにグリシンを用いた単純な界面活性剤を合成して分子集合構造や水素結合構造を赤外スペクトルから評価したが,アミド基が120°ずつ位相を変えて水素結合をした3(1)-ヘリックス構造を確認し報告した(高分子論文集)。
DlkとEsl1の相互作用による細胞分化・組織の発生を制御する機構の解析

前年度までにEsl1ノックアウトマウスが誕生後に死亡し、成育遅延も示すことを明らかにしていたが、さらにその表現型を詳細に解析した。Esl1ヘテロマウス同士をかけ合わせ、その各遺伝型の仔の割合を胎生9.5日目から生後3週間目までの各時点で観察した。その結果、出生直前の胎生18.5日目まではメンデルの法則に従った遺伝型の分布が認められたが、出生後から次第にEsl1ノックアウトマウスの割合が減少し、生後2日目には約90%のノックアウトマウスが死亡することが明らかとなった。その後は生後3週間目までに遺伝型の割合に大きな変動は認められなかったことから、Esl1ノックアウトマウスのほとんどは誕生後から生後2日目までに死亡するということが明らかとなった。また、誕生したノックアウトマウスの約20%に腹部に空気が溜まることによる膨張が認められた。この表現型は口蓋裂が起きた際に頻繁に観察されることが知られているため、口蓋を観察したところ、約30%のEsl1ノックアウトマウスが口蓋裂を発症していることが明らかとなった。さらに、胎生18.5日目や新生児のEsl1ノックアウトマウスでは尾の形成異常が認められた。アリザリンレッドとアルシアンブルー染色による骨格の標本を作製したところ、この異常は尾の脊椎骨の並び方が乱れているために起きていることが明らかとなった。これらの結果から、Esl1が正常な発生に必須の役割を果たしている分子であることが示された。DlkとEsl1の結合を免疫沈降実験により、より詳細に解析した。Dlkの細胞外領域とEsl1の細胞外領域からC末端の1/4程度を欠失させたタンパク質をCOS7細胞に発現させ、培養上清からDlkを免疫沈降したところ、Esl1の共沈が観察された。コントロールとして用いたCD4の細胞外領域を免疫沈降しても共沈は観察されなかったことから、やはりDlkとEsl1は細胞外領域で特異的に結合しており、それに必要な領域はEsl1のN末側の3/4に含まれていることが明らかとなった。さらに、Esl1の生体での機能を解析するために、Esl1欠損マウスを作製した。129Ola由来のES細胞を用い、C57BL/6の野生型マウスに戻し交配を行いながらEsl1欠損マウスの表現型を観察した。その結果、Esl1欠損マウスは3/4が誕生後間もなく死亡することが明らかになった。Esl1欠損マウスは胎生期から成体に至るまで、野生型マウスに比べて身体が小さいという表現型も観察された。これらの結果からEsl1は、個体の正常な発生に必要な遺伝子であることが示された。また、Esl1の発現を成体組織由来のRNAを用いノーザンプロットにより解析したところ、全身の組織で発現が観察された。胎児期の発現も同様に全身で観察された。これらの結果から、Esl1は全身で普遍的な役割を持つことが予想される。今後は、作製したEsl1欠損マウスのより詳細な表現型の観察と、Esl1欠損マウス由来の細胞を用いた実験を行い、DlkとEsl1の相互作用の生物学的意義を明らかにしていく予定である。Esl1のより詳細な解析のため、抗Esl1血清を作製した。Esl1のN末端側からシグナルシークエンス配列を除いた28から256アミノ酸残基を、マルトース結合タンパク質タグと融合させたタンパク質を大腸菌に発現させ精製した。精製したタンパク質の溶媒をPBSに置換した後、ウサギに4回にわたり免疫を行った。その後全採血により血清を得た。精製したタンパク質を用いたウェスタンブロット解析により血清の活性を検討したところ、特異的にEsl1を認識することが明らかとなった。さらに、得られた血清は内在性のEsl1もウェスタンブロット解析により効率よく検出することが確認された。また、免疫染色と免疫沈降にも使用することができ、非常に有用な血清であることが示された。得られた抗Esl1血清を用いてマウス胎児繊維芽細胞の免疫染色を行ったところ、以前からの報告の通りEsl1はゴルジ体に特異的に局在することが確認された。さらに抗Dlk抗体との二重染色により、Dlkも細胞膜表面に加えてゴルジ体に強い局在が認められ、ゴルジ体でEsl1と共局在することが明らかとなった。同様の局在様式は、脂肪前駆細胞株である3T3-L1細胞でも認められた。以上の結果から、DlkとEsl1が機能的にも関連を持っていることが強く示唆される。今後は、得られた血清や前年度に作製したEsl1欠損マウスを用いてDlkとEsl1の相互作用の生物学的意義およびその分子的機能を引き続き解析していく予定である。

その後は生後3週間目までに遺伝型の割合に大きな変動は認められなかったことから、Esl1ノックアウトマウスのほとんどは誕生後から生後2日目までに死亡するということが明らかとなった。また、誕生したノックアウトマウスの約20%に腹部に空気が溜まることによる膨張が認められた。この表現型は口蓋裂が起きた際に頻繁に観察されることが知られているため、口蓋を観察したところ、約30%のEsl1ノックアウトマウスが口蓋裂を発症していることが明らかとなった。さらに、胎生18.5日目や新生児のEsl1ノックアウトマウスでは尾の形成異常が認められた。アリザリンレッドとアルシアンブルー染色による骨格の標本を作製したところ、この異常は尾の脊椎骨の並び方が乱れているために起きていることが明らかとなった。これらの結果から、Esl1が正常な発生に必須の役割を果たしている分子であることが示された。
先天性全身性脂肪萎縮症の根治療法を目指した脂肪組織発生メカニズムの解明

先天性全身性脂肪萎縮症の根治療法の開発を目指した脂肪組織発生メカニズムの解明を脂肪萎縮症モデルラットを用いて行う先天性全身性脂肪萎縮症の根治療法の開発を目指した脂肪組織発生メカニズムの解明を脂肪萎縮症モデルラットを用いて行う
中国語の構文及び文法範疇形成の歴史的変容と汎時的普遍性-中国語歴史文法の再構築-

現代中国語に存在するさまざまな文法範疇や文法装置の意味的および構造的特質は、言うまでもなく、そのすべてがそれ以前の中国語に存在したわけではない。それらのうちのあるものは古代中国語の時代から現代まで汎時的に継承されているが、あるものは多様な変容を遂げて現在に至っている。本プロジェクトの目的は、5名の研究者が、近年の現代中国語の研究を通して得られた各種の文法範疇や文法装置の意味と構造に関する有益な知見を参照しつつ、各時代における様相を詳細に検討し、その成果を共同討議し、それらの作業を通して各時代間の差異とそれを生み出すメカニズムを明らかにし、同時に、古今を通じて不易の中国語としての普遍的特質や、汎時代的に有効に機能している文法的および意味的範疇の存在を明らかにし、それらの範疇化を動機づける関与的なパラメータを究明することにある。平成16年に始動した本プロジェクトでは、上記の目的を共有する5名の研究者が、各自が分担する時代分野を対象に、語順、ヴォイス、アスペクトなど複数の問題を取り上げ、一次資料の綿密な分析を通して、それぞれの時代の中国語の状況を明らかにした。成果報告書に収めた論考をはじめとする一連の成果は、中国語の文法事象の歴史的変容における多様性と汎時代的な普遍性を究明する上で、極めて重要な記述的資料と理論的基礎を提示するものであり、中国語歴史文法の再構築に大きく寄与するものである。それぞれが分担する時代分野を対象に、資料の収集と分析を通して基礎的研究の充実を図ると同時に、漢語の汎時的普遍性を視野に収めつつ、以下のような研究を行った。木村は現代の普通話および方言に関するヴォイス研究の一環として、有標ヴォイス構文の体系を、「広義使役事態」に対応する構文カテゴリーとして捉え、その意味的・構文的特徴を明らかにした。また、授与動詞の文法化の問題にも焦点を当て、授与と受動の構文ネットワークに関する方言類型論的考察を行った。大西は古代中国語のヴォイス研究の一環として、動詞「為」(である、となる)と取り上げ、その項構造を解明した上で、「為」を含む動詞句において能動文(使役文)と受動文とが表面的には同一句型で表現される現象を考察し、その共時的レベルでの句構造の相違と歴史的な成立過程とに一定の合理的解釈を与え得ることを明らかにした。玄は、本プロジェクトのための基礎作業として、近代中国語コーパス(Corpora)構築に着手した。基づく史料の真偽問題を考察する視点から昨年9月に浙江省博物館に所蔵される敦煌文書原資料の実見調査を行った。また、明代口語の研究の一環として、『朴通事諺解』に現れる言語史料についての分析を継続的に行い、昨年は4度にわたって名古屋・大阪で開催された朴通事研究会にも参加した。松江は、早期漢訳仏典を主資料に、古漢語における疑問代名詞目的語の語順変化メカニズムについて研究を進め、その変化を促した主要な要因は、目的語の前置によって生ずる統語的曖昧性を軽減しようとする欲求であることを指摘した。同時に、当該の述語動詞が如何なる構文をとる動詞であるのかという共時レベルにおける差異が、目的語の語順変化という通時レベルでの振る舞いに影響を与えていることを明らかにした。昨年度に引き続き、それぞれが分担する時代分野を対象に、資料の収集と分析を通して基礎的研究の充実を図ると同時に、漢語の汎時的普遍性を視野に収めつつ、以下の研究を行った。木村は、昨年成果を上げた現代北京方言の授与動詞の文法化に関する研究をさらに発展させ、北京方言と上海方言との対照研究を試み、<授与>と<受動>の間に成立する意味的および構文的ネットワークのメカニズムの方言類型論的な差異を明らかにした。また、新たに現代中国語の「主語」カテゴリの構文論的分析にも取り組んだ。大西は、昨年に続き、古代中国語を対象に、主としてヴォイスの研究に取り組み、助動詞「可」と「可以」の主語の意味役割の違いが、助動詞の付かない他動詞構文における目的語の意味役割(可)と主語の意味役割(可以)とに規則的に対応していることを明らかにし、古代中国語にヴォイス範疇が成り立ちうる検証を進めた。

また秦漢時代における語彙的使役と文法的使役の相違に関しても初歩的分析を行った。玄は、近代中国語コーパス(Corpora)構築に継続して取り組み、『華音啓蒙』など朝鮮資料の電子コーパスを完成した。また近代口語研究の一環として、『老乞大』諸資料に現れる言語分析を継続的に行い、現代中国語文法化理論を応用した近世語の分析に関する論考を発表した。更に、基づく史料の真偽問題を考察する視点から昨年11月に唐代文化学術研討会(於台北大学、台湾)において《佛説天地八陽神咒經》に関する研究発表を行い、資料の言語特徴についての論考を公にした。松江は、早期漢訳仏典を主資料として、疑問代詞目的語の語順変化の問題についての研究をすすめ、禅母系・匣母系・影母系の三系列の疑問代詞の語順変化のメカニズムを包括的に論じた。そして、それぞれの系列の語順変化が、"統語的曖昧性を解消しようとする欲求"と"名詞目的語への類推"という語順変化を引き起こした二要因と関わる程度の違いにより、疑問代詞目的語の語順変化の先後に差異が生じた諸相を明らかにした。さらに、上古漢語の形態論という難問と直接的に関わる上古人称代詞の格屈折の問題を取り上げ、重要な先行研究の内容を整理し、解決のために今後とるべき研究の方向性を提案した。なお、3月には中国と台湾から歴史文法の専門家3名を招聘し、国際シンポジウム『中国語における文法構造と文法範疇の歴史的変容と普遍性』を開き、今年度の研究成果についての討論と意見交換を行った。昨年度に引き続き、それぞれが分担する時代分野を対象に、資料の収集と分析を通して基礎的研究の充実を図ると同時に、漢語の汎時的普遍性を視野に収めつつ、以下の研究を行った。木村は、北京官話において従来アスペクト助詞とみなされてきた複数の形式について考察し、それらが、事柄や事物に時空間的な実存性を付与し、それによって事柄や事物を具体化し、個別化する機能を本務とするものであることを明らかにし、併せて、現代中国語において「実存相」なる機能範疇を設定することの重要性を提示した。大西は、上古中国語における語彙的使役と文法的使役の相違に関する研究をさらに進化させるべく、先秦時代の使役構文とその意味の変容を追跡した。その結果、動詞「使」による使役構文の拡張の一つが、被使役の出来事における述語動詞の自主性の低下によって被使役者の無生化が引き起こされ、文法的使役でありながら意味的には直接使役に接近してゆく過程として分析しうるという見通しが得られた。また先秦出土資料の解読と整理も平行して進めた。玄は、『亜細亜言語集』などの早期中国語テキストを対象に、近代中国語コーパスのデジタル化に継続して取り組んだ。また、近代中国語(口語)研究の一環として唐代宋代口語資料である敦煌文書の原資料調査をロンドンBLおよびパリBnFに於いて行い、その成果の一部を昨年6月敦煌学国際シンポジウム(南京)に於いて発表した。松江は、上古中期中国語における疑問代名詞体系の統語分布に注目し、この時期の統語的曖昧性の高い文型においては、「孰」が主語、「誰」が目的語としてのみ生起する傾向があることを指摘し、さらにこのような相補的統語分布の生成過程について論じた(松江崇「上古中期禅母系疑問代詞系統中句法分布的互補現象」)。同時に、疑問代名詞目的語を含む各文型が、述語動詞の項構造の種類によってどのような統語的曖昧性が生ずるのかについて考察を加えた。
超高速データストリームのためのオンライン型半構造情報変換システムの開発

本研究では,半構造データに対する高速なXPath処理法を提案した.これまでに,データを効率的に圧縮する手法として知られている算術符号化を半構造データの検索に応用した,逆算術符号化が提案されている.これは,木構造データ上のパスの依存関係を,データを圧縮したまま復号化することなく検査できる手法であり,この関係性を利用することで,パスによる問い合わせを高速に処理できる.しかしながら,この問い合わせで利用可能なパスの形式は限定されているため,一般のXPathの問い合わせは処理が困難である.そこで本研究では,このような逆算術符号化にノード間の先祖子孫関係を判定可能な範囲ラベルを導入することにより,より複雑な問い合わせ処理を高速に実現するための手法を提案する.評価実験の結果,300MB程度のXMLデータに対してテキストを直接処理する既存の手法と比較し,数十から百倍の高速化を達成した.また,本研究では,畳み込みカーネルのアイディアに基づいた,ラベル付き順序木に対するこれまでにない新しいカーネル関数を提案した.まず,畳み込みカーネルの枠組みにおいてラベル付き順序木に対して任意の部分グラフを部分構造として用いた場合の,効率の良いカーネル計算のアルゴリズムを提案し,曖昧なラベルや構造を取り込むような拡張を行った.さらに,より一般的な木構造として,順序のないラベル付き根付き木に対するカーネルを考えた場合には,カーネルの計算が#P-完全問題であることを示した.平成16年度は,次のように研究を行った.1.半構造データストリーム変換の定式化:インターネットにおける現在の半構造データストリームの利用形態を分析し,オンライン型半構造情報変換システムに必要な半構造データ処理機能を洗い出し,Xquey pathパターンの部分族であるXmatch言語を設計した(有村・坂本).また,半構造データに対する圧縮法や索引に必要な機能の洗い出しもおこなった(坂本).2.ストリーム指向半構造パターン変換技術の開発:このXmatch言語を対象に,テキストの一方向逐次走査に基づくパターン照合技法に基づいたXmatchシステムを開発した.これにより,データストリームを左から右へ一方向逐次走査しながら,与えられたXPathパターンの出現を検出し,変換テンプレートを用いたオンライン再構成を行なう高速な軽量パターン変換を実現した.また,このために,ASAX (Alternative SAX)と呼ぶ,新しいXMLテキスト走査技術を開発した.結果として,実際の大規模XMLデータをもちいた従来の主記憶にデータ木を展開するタイプのXpath処理系に対して10数倍以上の高速化と著しい記憶効率の改善を得た.さらに,ASAX技術の導入により,同種のストリーム指向Xpathパターン照合システム(XSQ)に対しても2倍から4倍程度の高速化を達成した.本技術はその独自性と有効性を高く評価され,本グループによる和文発表の第一著者が情報処理学会山下記念研究賞をH16年11月に受賞した(有村).3.最適化技術を用いた高効率圧縮アルゴリズムの開発:最適圧縮率に対して,理論的に性能評価をもつ線形時間文法圧縮アルゴリズムを開発した.この種の圧縮アルゴリズムは,Sequiturアルゴリズム等,半構造データからの情報抽出や圧縮と密接な関係をもつ.また,半構造データに対する検索可能な圧縮索引についても成果を得た(坂本).本研究では,半構造データに対する高速なXPath処理法を提案した.これまでに,データを効率的に圧縮する手法として知られている算術符号化を半構造データの検索に応用した,逆算術符号化が提案されている.これは,木構造データ上のパスの依存関係を,データを圧縮したまま復号化することなく検査できる手法であり,この関係性を利用することで,パスによる問い合わせを高速に処理できる.しかしながら,この問い合わせで利用可能なパスの形式は限定されているため,一般のXPathの問い合わせは処理が困難である.そこで本研究では,このような逆算術符号化にノード間の先祖子孫関係を判定可能な範囲ラベルを導入することにより,より複雑な問い合わせ処理を高速に実現するための手法を提案する.評価実験の結果,300MB程度のXMLデータに対してテキストを直接処理する既存の手法と比較し,数十から百倍の高速化を達成した.また,本研究では,畳み込みカーネルのアイディアに基づいた,ラベル付き順序木に対するこれまでにない新しいカーネル関数を提案した.まず,畳み込みカーネルの枠組みにおいてラベル付き順序木に対して任意の部分グラフを部分構造として用いた場合の,効率の良いカーネル計算のアルゴリズムを提案し,曖昧なラベルや構造を取り込むような拡張を行った.さらに,より一般的な木構造として,順序のないラベル付き根付き木に対するカーネルを考えた場合には,カーネルの計算が#P-完全問題であることを示した.
発語のない重度言語発達遅滞児の実用的伝達スキルの開発-図形シンボルと会話エイドの応用-

本研究は、養護学校に在籍する発語のない重度言語発達遅滞児の学内日常環境における実用的伝達スキルを開発し、その効果的指導法について実験的に検討することが目的である。特に、図形シンボルによる伝達行動の獲得と般化・維持の過程、および社会的妥当性の変化について縦断的に分析するための事例研究を行うものである。今年度は、昨年度から開始した予備研究を継続して行った結果、事例研究の対象児5名の抽出と発達評価、および、図形シンボル用会話エイドの開発を済ませた。開発した会話エイドは市販のパソコン(Macintosh)上で利用可能なソフトウェアとして提供され、機能の異なる2つのページ(シンボルページとユ-ティリティーページ)で構成されている。シンボルページは図形シンボルを使用するためのページで、(1)選択されたシンボルの音声フィードバックを出力する、(2)選択されたシンボルをウィンドウに表示する、(3)音声モードを切り替える、ことができる。ユ-ティリティーページは使用環境を設定し使用者を支援するためのページで、(1)シンボルの使用データを記録し出力する、(2)シンボルを修正または新規作製する、(3)音声データをシンボルに割り当てる、(4)新しい音声データを新規に登録する、(5)音声モードを設定する、ことができる。なお、事例研究の対象児2名について、会話エイドを学内環境で使用するためのインストール作業(図形シンボルと音声フィードバック用データの登録、入力用デバイスの設定、会話エイドと併用する会話ボードの作製、など)を終了した。
抽象表現主義の再検討

本研究は、絵画を中心に次の三点をめぐってなされた。1技法的側面抽象表現主義の代表的作品は、ポロックをはじめ地塗りの施されていない綿布=支持体を床に置き、それに顔料を浸透させる技法で描かれている。これは伝統的な日本・中国の技法-没骨法(線を用いないで形を作る技法)など-に近い。この画法による表現がいかなるものになるかを、日本・中国の絵画との類似、そして相違を検討しつつ、数名の画家の制作=助力を得て調査した。2形式的側面(1)との関連において、抽象表現主義は、線や色面などの諸要素が画面を同質的におおい全体的統一としてのシングル・イメージの空間構造をもつというのが一般的見方である。しかし、これら諸要素は、もはや全体を作り上げない諸イメージの現前として存在する時間構造として捉えられる。それは、連続する時間でも循環する時間でもなく共存する時間から成っていること、日本・東洋的とはいえないものの、西洋の伝統表現とは異質な構造を有していることを解明した。3社会的側面抽象表現主義者たち、とくにその批評家たちは、青年時代、マルクス主義の洗礼を受けたが、スターリン主義の台頭後は芸術に集中する。それゆえ、そのメッセージをもたぬ抽象性が、冷戦文化として時の政治と結びつけられたという批判が起こっている。しかし、彼らが政府の文化事業に参加することはあっても、それは芸術的、倫理的に問題となるものではない。これについは関係者たちからいくつかの証言を得ており、その反批判を準備中である。本研究は抽象表現主義についての理論的な考察を目的としているが、それを支える実証的な調査として、アフリカン・アメリカン(黒人)ゆえに長らく等閑視されてきたノーマン・ルイスという抽象表現主義者の絵画が実現でき、かつその遺族の好意によって資料を入手することができたのは貴重な収穫であった。本年度の研究は、この画家を通して、またこの画家を始めとして後に抽象表現主義と称されることになる美術が、主として1930年代の大恐慌の時期に如何に社会的な問題と向かい合ったか、そしてこの問題を単に作品に反映するのではなく如何に芸術的に昇華させていったかという面での検討に集中した。これにはアフリカ美術、ネイティヴ・アメリカン(インディアン)美術、メキシコの壁画、シュルレアリスムが関わっており、現在、これに関する論文の執筆中である。本年度の研究中、抽象表現主義の主要な画家、マーク・ロスコの大規模な展覧会(東京都美術館、1996年2月3月)が開催されたが、それはロスコ芸術の軌跡を知る上で有意義であった。とりわけ、会期中に本研究者もパネリストとして参加した「マーク・ロスコ展記念シンポジュム」(同美術館1996年2月18日)は、この画家のみならず抽象表現主義全般にわたる色彩表現、絵画構造とその意味についての新たな手がかりを与えてくれるものであった。これについては、本研究の最終段階において改めてより緻密に論究されよう。15EA02:最後に、この「実績報告書」の「研究発表」欄に挙げ得るほどのものではないが、かって執筆したロスコと並ぶ抽象表現主義の代表作家、バ-ネット・ニューマン論を修正を施して本研究者の新著『現代芸術の不満』(1996年2月、東信堂)に収録したことを付記しておく。今日、美術の世界においては、社会の変動に応じてか芸術と社会の関係を特殊なイデオロギーに左右されずに再考しようとする傾向が強まっている。しかし、それが必ずしも公正であるとは言い難いものがある。本研究の課題であるアメリカの抽象表現主義も重要な芸術であるがゆえに、その批判の対象になってきた。それは抽象的な芸術で社会派のように直接的なメッセージをもたないこと、1950年代の米ソの冷戦とマッカーシズムの時期に認められ始めたことなどからして、当時の社会の趨勢に阿ねたという見解も出されている。

今回の研究は、主としてこの問題に向けられたもので、抽象表現主義はそのリベラルな精神において反国家的ではなかったが、マッカーシズムに協力する類のナショナリズムでは決してなく、問題視されている時期以前にもっとも芸術的、質の高い作品を生み出し、それが抽象的である意味についての考察を行なった。そして、これが可能となったことは、近代以降、芸術と社会がどのような繋がりをもってきたかという歴史的背景を探求させるものであって、そのためには抽象表現主義を支えてきた美術批評家はもとより、その周辺にいた文芸批評家の言説が重要な意義をもっていた点について考察されることを付記しておく。
パネル調査による専門職意識形成過程の研究

本研究はパネル・データを利用し、教師の職業的社会化過程の解明を試みることである。1984年と1986年に実施した学生調査と、1991年の第1回パネル調査のデータを利用し、2011年2月に第2回のパネル調査を実施した。学生調査、第1回パネル調査と今回のパネル調査データを統合して分析が実施された。確証的因子分析を利用して分析した結果、教師の職業的社会化は専門的知識の習得といった側面ではなく、より対人的・性格的な側面でなされていることが明らかにされた。本研究の目的は教師を対象としたパネル調査を実施し、教師の職業的社会化過程の解明を行うことである。このプロジェクトは1984年に開始された。具体的には、1984年と86年に茨城大学の在学生を対象として調査を実施し、1024名から回答を得た。その後、1991年にこれらの対象者の中で教職に就いている人803名を対象として、第1回のパネル調査を実施した。第1回のパネル調査の回収数は592名であった。今回の第2回パネル調査は、最初の対象者の名簿(1024名)を利用して、対象者が現在教職に就いているかどうかの確認作業をまず実施した。この作業の結果、598名が教職に就いていることが明らかとなった。2011年2月10日に調査票を発送し、3月18日までに返送してもらうよう、調査対象者に依頼した。3月11日に東北・関東大地震が発生し、研究室が機能不全に陥ってしまい、最終的な回収数は確定できていないが、3月9日現在での回収数は270となっており、今回のパネル調査は成功したと判断できる。データ入力と分析は次年度の課題である。今回のパネル調査と併行して、教師の職業的社会化過程をretrospectiveに解明するために、茨城県内の公立の小・中学校の管理職者(校長、教頭・副校長)全員を対象とした調査を、2011年1月に実施した。回収数は829(有効回収率50.5%)であり、回収率は中程度であり、調査は成功したと判断できる。この調査はデータ入力が済み、単純集計結果を出した段階であるが、今後はより詳細な分析を実施する。このデータはパネル調査のデータとともに使用する。本研究はパネルデータを利用して、教師の職業的社会化過程の解明を試みるものである。本研究の独創性は、以下の点にあると考えられる。(1)職業的社会化の研究に限らず、日本においては個人の発達理解に必要とされるパネル調査がほとんど実施されていない。この調査では、学生時代から20年以上経過した対象者を追跡調査しているという点で独創的である。こうしたパネル調査は日本ではほとんどないものであり、パネル調査自体を実施したことが評価できる。(2)調査の回収率も50%を超えており、調査の質も確保できたと判断できる。パネル調査の場合には回収率も悪くなるのが通常であるが、回収率が良いことで、データの質は良いと判断できる。(3)データは学生時代、1991年の第1回パネル調査、今回(2011年)の第2回パネル調査より、構成されているため、多様な分析が可能である。(4)個人の過去に関して同じ質問を第1回パネル調査と第2回パネル調査で使用しているため、その回答の変化を分析することによって、回顧的回答の変化を分析することが可能である。こうした試みは世界的にも、少ないものであり、貴重な研究と判断できる。(5)回顧的回答の変化を分析する中で、自尊感情バイアスが存在していることを明らかにした。この自尊感情バイアスは新たな発見である。本研究はパネル調査を利用して教師の職業的社会化過程の解明を目的とするものであった。最初の調査は1984年と1986年に実施され、同じ対象者に対して第1回のパネル調査が1991年に実施された。今回は同じ対象者に対して第2回のパネル調査を実施した。パネル調査は日本ではあまり実施されておらず、データは貴重であると考えられる。第1回パネル調査と第2回パネル調査に回答した人を対象とした分析結果では、教師の職業的社会化過程においては、教師の資質としてより専門的な知識の重視から、対人的・性格的な側面が重視されるようになってきていることなどが明らかにされた。こうした点は、確証的因子分析などによっても確認された。本研究では、パネル調査を利用して回顧的回答の安定性・不安定性の研究も実施した。同じ質問に対する回答の変化をみることによって、回答の変化を測定することが可能となった。分析の結果では、満足度(パネル調査では過去の事柄に対する満足度)は年数が経過するにつれて大きく変化していることが明らかにされた。

しかしながら、そうした変化も急激に意識が変化するというものではなく、漸進的に変化していることが明らかにされた。ここでは選択的回答傾向が存在していることが明らかにされた。パネル調査を利用して、調査での回答者と無回答者の比較研究も実施した。その結果、回答者と無回答者の間には特別顕著な差は認められなかった。このことは意識調査で問題となる無回答について新たな見解を付け加えたこととなる。第2回パネル調査が成功したことによって、学生時代から現在にかけての個人の職業意識の変化をより正確に把握できることが明らかになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は最終年度であるために、分析をすすめ報告書を作成する。分析には多様な多変量解析を中心とする分析方法を使用する。分析結果については学会などでの発表を予定している。
糖脂質の糖鎖解析に有用な微生物酵素の生産とその応用

我々が土壌中より単離同定したCorynebacterium属の一菌株はスフィンゴ糖脂質の糖鎖を脂質(セラミド)との結合部で特異的に切断し遊離する酵素であるエンドグリコセラミダーゼを主として細胞膜結合酵素として生産する。本研究では本酵素を用いることによって糖脂質の糖鎖分析法を開発するとともに、細胞膜上の糖脂質糖鎖の機能解析に応用した。1.酵素の精製とN-末端アミノ酸の解析:グルコース培地で培養した本菌を界面活性剤の存在下で超音波処理することにより可溶化した酵素標品について、イオン交換カラムクロマトグラフィーや疎水性ゲルクロマトグラフィーなどにより単一タンパクに精製した。精製過程における酵素反応には微量遠心機を活用した。精製酵素についてN-末端ペプチドの分析を試みたところ、N-末端アミノ酸がブロックされていることがわかった。2.HPLCによる糖脂質糖鎖の2次元マップの作成:種々の糖脂質に本酵素を作用させて、遊離した糖鎖を2-アミノピリジンで蛍光標識した後、順相および逆相カラムを用いたHPLCを行うことによって2次元糖鎖マップを作成した。その結果、このマップに基づいて分析することにより、類似した構造を持つ酸性糖脂質ガングリオシドの糖鎖や中性糖脂質の糖鎖をそれぞれ区別することができた。3.細胞膜上の糖脂質糖鎖の機能解析:コレラ毒素は細胞膜上の酸性糖脂質ガングリオシドGM1を受容体として細胞内に感染する。そこでHeLa細胞をブチル酸ナトリウムで処理して細胞膜上のGM1を多量に発現させた後、本酵素を作用し、次いでコレラ毒素を感染させたところ、酵素末処理の細胞に比べて細胞内のcAMPの蓄積が著しく減少した。この結果は細胞膜上の糖脂質が毒素の受容体になっていることが確認された。