hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
書写本・巻子を対象にしたデジタル展示のための基礎技術開発

古典資料をデジタルで展示する場合の資料の形状・見せ方などから錦絵・巻子・書写本・検索のタイプに分類し、それぞれの共通する見せ方を分析して、汎用性の高いデジタル展示のソフトウェア開発を行った。毎回新たに開発することなく展示原本を撮影したデジタル画像(・翻刻データ・調査研究データなど)を準備すればデジタル展示のコンテンツが完成することを可能にした。これにより、展示企画者である人文系研究者やキュレータなどコンピュータ非専門家が、プログラミングすることなく直接デジタル展示を作成することができる。これらの汎用的なソフトウェアを使って、国文学研究資料館の展示において具体的なデジタル展示の実証を行った。当館の3展示において、デジタル展示の開発を行った。1.特別展『鴨長明とその時代方丈記800年記念』嵯峨本『方丈記』原本画像から墨書きの文字情報を抜出し、地模様の雲英を強調して原の模様を浮かび上がらせて装飾料紙を再現した。その上に墨書きを乗せていくことにより、筆書き(筆跡)のシムレーションを行った。2.特別展『江戸の表現-浮世絵・文学・芸能-』1『扇の草子屏風』タッチモニタ1台に屏風全体像を表示、これを入力デバイスとして屏風に貼られた12枚の料紙を選択する。もう1台の高精細モニタで個々の料紙の高精細画像と描かれた和歌の翻刻も同じように散らし書きにして表示する。モニタ2台に、タッチ入力デバイスと高精細表示の機能を分担させることを実証した。2『阿不幾集』巻頭から巻尾まで全てのデジタル画像を高精細モニタで細部まで見せ、描かれた和歌の翻刻も同じく散らし書きで同期して見せる技法を開発した。3『東海道53駅鉢山図絵』原本と有名な歌川広重の「東海道五拾三次」のデジタル画像を53宿場町ごとに並べて、構図の比較対照をしながら日本橋から京都までの絵図を見せる。PCでなく軽装な機材Retina ipadだけを使い、高精細モニタを活かした高品質の展示が可能であることを実証した。3.通常展『新収品・新寄託品展古筆のたのしみ』距離のある奥に原物を掛けているケースの前で、ipadを手に取って高精細画像を拡大しながら詳細まで見ることにより、原物以上によく鑑賞ができることを実証した。更に25年度より開始する通常展のモバイルガイドシステムの開発を行った。展示物の解説ビデオを中心としたWebシステムを開発し、無線LANを展示室内に設置し、Wi-Fi経由で来館者のタブレット・スマホなどで利用できるようにした。4月1日から稼働している。以上を国立歴史民俗博物館の共同研究で報告と研究技術交流を行った。平成24年度に開発した通常展『新和書のさまざま』のWi-Fi経由で利用するモバイルガイドシステムをipadその他のタブレット、ならびに様々な種類のスマートホンでの利用・評価を重ねた。またこの通常展において、関連資料の展示として、高解像度モニタ(2560x1600 pix)3台を横に接続した形態で巻子の表示を始めて行った。昨年度までに開発・使用してきた横巻紙方式のソフトウェアをそのまま利用できることを確認した。また、再現性が高くさらに臨場感のある展示であるとの評価も得た。[書写本・巻子の提示技術]当館の研究展示『近世の和歌御会200年ー久世家文書にみる公家の文事ー』において、デジタル展示コンテンツの開発・提示を行った。具体的には、墨筆跡・紙質・色彩を再現するために、撮影解像度、画像データ加工、高解像度モニタ(2560x1600 pix)を使った表示の実験を行い、技術とノウハウの確立を行った。特に巻子については、分割撮影と画像データ上での貼り合わせが密接な関係にあり、また解像度とデータサイズ制約との関連もあり、ノウハウの蓄積を行った。準備した高精細画像を使い、全巻を効果的に見せるための提示技術を検討し、具体的な提示ソフトウェアを開発した。さらに、巻子の巻紙方式を実現する汎用的なソフトウェアに仕上げた。本展示で開発したシステムを含み、これまで当館で開発してきたデジタル展示のシステムを国立歴史民俗博物館の共同研究で紹介、画像電子学会画像ミュージアム研究会で研究報告を行い、研究技術交流を行った。人間文化研究機構主催の連携展示『都市を描くー京都と江戸ー第II部「江戸名所と風俗画」』において、国立歴史民俗博物館と連携してデジタル展示を行った。[電子ペーパーを利用した提示技術]電子ペーパーを利用した表示デバイスを購入し、試用・評価を行った。研究開発状況の情報収集を行った。申請時のH24年度分計画に従い、ほぼ実施できた。申請時のH23年度分計画に従い、ほぼ実施できた。H24年頃から4Kモニタ(3840x2160)のPCデスクトップ用もコンシューマ向け製品化されてきた。

さらに、タブレットもRetina ipad(2048x1536), Nexus 10(2560x1600)など4k destopを遥かに超える300ppiの高密度displayのタブレットが出現し、これまでになかった新しいdisplayへの技術革新の真っ最中である。H25年度は今まで以上に原本の再現性が高いモニタを活かした新しい展示技法の開発に取り組む。[巻子の提示技術と新しい入力技術の開発]巻子を巻きながら読む雰囲気を臨場感も伴い味わうことができるインタフェースとして、高解像度モニタ(2560x1600 pix)2台を横に接続した形態で巻子を表示するための表示技術を確立し、横巻紙方式のソフトウェアを開発する。巻子の超横長画像データを操作するデバイスとして、マルチタッチパネルやジョイスティクなどの新しい入力デバイスを利用し、直観的な操作インタフェースの開発にも取り組む。23年度に引き続き国立歴史民俗博物館、新たに国立民族学博物館、その他博物館・美術館・国文学関連の文学館、文書館・大学図書館などと技術交流を行い、実展示での応用に取り組む。[ポータブルビジュアルガイドシステム]展示物を見ながら携帯する装置で見えない部分を補完して見せるために、ポータブルなビジュアルガイドシステムを効率的に作成するためのツール開発に取り組む。ポータブル表示端末としては、高解像度で使い勝手のよいタッチパネル方式、かつWi-Fiによるインターネット接続、ウェブブラウザ搭載など汎用的な商用製品が普及しているのでこれを利用する。当館の実展示を題材に、コンテンツ作成、実験、評価を行う。[電子ペーパーを利用した提示技術]電子ペーパーを利用した表示デバイスの試用・評価を行う。電子ペーパーの研究開発を行っている大学研究者・企業との研究技術交流・情報収集を行う。設備備品費:次々と開発される高密度displayのタブレットを購入し、新しい見せ方など展示技法の開発・実験・評価に使用する。消耗品費:上記備品に伴う消耗品、デジタル展示コンテンツの開発に必要な消耗品を購入する。旅費:デジタル展示の提示技術・芸術文化デジタルコンテンツの提示技術・電子ペーパー技術の研究開発情報の収集・研究交流を行う。研究成果の発表に国際会議、学会研究会などに出向く。昨年度購入予定の備品が近々新型モデル発売の情報が入り、研究実施に新型モデルの方が良いと判断し今年度に持ち越したため、未使用額が生じた。研究計画の実施に変更はない。設備備品費:ポータブルビジュアルガイドシステム、電子ペーパーを利用したシステムの試用・評価のために備品を購入する。謝金等:デジタル展示コンテンツのデータ作成を補助してもらう。
分泌経路のリモデリングが上皮管腔組織形成に果たす必須の役割

イヌ腎臓上皮細胞(MDCK)をガラス基質上でコンフルエントになるまで培養し,単層上皮様の構造を形成させた。免疫蛍光染色法を用いて,ゴルジ体に局在するGRASP65の局在を解析したところ,細胞が密着結合を形成し単層上皮様の構造を形成するにともなって,GRASP65の細胞膜への移動が観察された。GRASP65は小胞繋留因子として機能し,小胞体からゴルジ体への輸送小胞の標的となり輸送を促進する働きを持つ。従って,GRASP65は単層上皮構造形成の際,細胞膜にも局在して,ゴルジ体を介さない新規な輸送経路に関与することが示唆された。GRASP65の細胞膜局在を形態学的・生化学的手法で精査したところ,リン酸化されたGRASP65が細胞表面に移行している可能性が示唆された。しかしながら,リン酸化GRASP65抗体を用いてリン酸化GRASP65のウェスタンブロッティングによる検出を試みたところ,予想される65KDaの位置にシグナルが検出されず,一方110KDaの位置に強いシグナルが検出された。共同研究によって,この110KDaのタンパク質を同定したところ,βカテニンであることが明らかとなった。この結果から,リン酸化GRASP65抗体がβカテニンと交叉反応することが強く示唆された。従って,残念ながらリン酸化GRASP65の細胞膜への特異的な移行を証明することができなかった。しかしながら,GRASP65を過剰発現させると細胞膜へ容易に移行することから,リン酸化GRASP65が細胞分化・分極にともなって細胞膜へと移行する可能性は十分残っている。逆にβカテニンとの交叉反応は,リン酸化されたGRASP65とβカテニンが共通の結合基質を持つ可能性を示しており,GRASP65とβカテニンのクロストークという画期的な可能性が示唆された。25年度が最終年度であるため、記入しない。1. GRASP65によるゴルジ体リモデリングとゴルジバイパス輸送経路の調節機構の解析イヌ腎臓尿細管上皮細胞(MDCK)が単層上皮構造を形成し,極性を持つようになる際,GRASP65が細胞膜に移動するとの予備実験結果の確認を行った。Ser277リン酸化GRASP65特異的抗体を用いた免疫蛍光染色で,細胞膜直下に有意なシグナルを認めた。一方,同じ抗体を用いたウエスタンブロッティングでは,6070kDaには弱いシグナルしか観察されず,単層上皮構造形成に伴っての有意な増加も見られなかった。一方,100kDaにブロードなバンドが確認され,単層上皮構造形成に伴って増加する傾向が見られた。意外なことに,共同研究者との共同解析によって,この100kDaのバンドがβカテニンであることが確認された。以上の結果から,予備的実験結果で予想されたGRASP65の細胞膜への移動は,抗体のβカテニンとの交差反応による誤認であることが強く示唆された。2. In vitro cyst形成実験MDCKおよびヒト気管支上皮細胞(16HBE14o-)を用いて,cystを形成させる実験を行った。報告されている実験条件での培養を行ったところ,cyst用の構造を形成させることに成功したが,cystの形成が不安定であり,実験条件の調整が必要であることが明らかとなった。3. Zebrafish原腸貫入・神経管形成・血管形成の撹乱実験まず,GARASP

65に対するモルフォリノオリゴを導入したが,現在までのところ,発生4日までコントロールと比較して異常が見られなかった。一方,GM130に対するモルフォリノオリゴを導入したところ,受精12時間後の尾芽胚時期までは有意な異常を認めなかったが,受精1220時間後の体節形成期に頭部と尾部の形成異常が確認された。研究はほぼ計画通りに遂行することができたが,GASP65キナーゼの同定とcyst形成実験については,予定していた研究担当学生の就職活動の長期化等により予定より多少の遅延があった。以上のことを勘案して,上記の達成度と評価した。Ser277リン酸化GRASP65抗体はβカテニンと交差反応することが明らかとなった。この結果は,Ser277リン酸化GRASP65とβカテニン(おそらくリン酸化されているものと考えられる)が類似のエピトープを持つ事を示唆している。この結果は,我々がその存在を予想しているSer277リン酸化GRASP65のSer277に結合タンパク質が,βカテニンにも結合することを示唆しており大変興味深く,次年度はこの可能性にも注目して研究を進める。一方,GRASP65の細胞膜への移動の証拠が失われたため,ゴルジバイパス輸送経路の調節機構の解析は重点項目からはずすことに決定した。予期せぬ実験結果によって今後の実験計画の軌道修正が必要となったが,今回の実験結果は予測の範囲であり,3つのアプローチから研究をすすめる本件研究課題にとって,致命的なものではない。次年度に残りの2つのアプローチに集中することで研究の進展を図る。GARASP65に対するモルフォリノオリゴを導入したが,現在までのところ,発生4日までコントロールと比較して異常が見られなかった。したがって,次年度はGRASP55との組み合わせなどで,異常がみられないか検証を行う。GM130に対するモルフォリノオリゴを導入で,原腸貫入に異常が現れるかどうか検証を行う。25年度が最終年度であるため、記入しない。
「訴訟上の和解」についての憲法的考察(「公正な裁定者」としての司法の位置づけ)

司法がここ十数年にわたり積極的に展開してきたのが訴訟上の和解である。それは訴訟係属中に当事者双方が裁判官の面前でその主張を譲歩して訴訟を終了させることをさすが、そこには光と影がある.「光」は司法コストの削減、判決では得られない、法的解決を超えた救済の速やかな実現である。その反面、エイズ訴訟・水俣病訴訟のような、公権力が関わる大規模訴訟においては、「法による裁判」との緊張関係が生じ、さらに、司法権の役割の限界の問題(判決で下せない内容が和解によって得られることは正当化されるか)、そして裁判官の裁量が増大することから当事者の手続保障の問題等が指摘される。「公正な裁定者」としての司法という観点からこのような問題を検討するならば、「救済の緊急性」、「裁判所が法理論的に精緻な所見をだすこと」、そして「手続保障の存在」という三要件の存在が、上記ケースでの訴訟上の和解を正当化するものと解される。今回の民事訴訟法改正により弁論準備手続が創設された。それはこれまでの弁論兼和解手続に対する疑問を払拭し、その手続の透明化を狙ったものである。ところで、わが国において判決手続を担当する裁判官と和解を主宰するする裁判官が区別されない以上、和解の成立及び当事者の満足等を含む和解の質は判決の予測に関わる情報に依存するところとなる。当事者の立場からすると、「裁判官による公正な情報収集と適正な情報開示」をどのように担保するかが重要な点になるが、それを当事者の手続保障という形で構成することは、憲法三二条の解釈論の現状からして困難であろう.今回の弁論準備手続での手続保障は裁判官による手続裁量をコントロールするものとしては十分ではなく、さらに弁論兼和解の復活も予想されていることを考えると、訴訟当事者による裁判官の裁量のコントロールの根拠を憲法三二条にもとづき根元的に検討する必要があると思われる。かつては、「難しい法律論や面倒な判決起案を避けるため」に和解に逃避することが戒められたのであるが、最近では、和解は「戦後民事裁判の長所の一つ」とさえ言われるようになった。量的にも、民事事件の第一審通常訴訟事件の既済事由の32.8パーセントを占め、また、水俣病訴訟やHIV訴訟におけるように、判決では難しい救済が和解によって「超法的解決」が得られるという高い評価も得ているのである。和解の現状を分析すれば、それが裁判官にとって使い勝手のよいものであることがまず指摘される。和解期日と弁論期日をわけることなく「弁論兼和解」という方式で行われる結果、法廷を使う必要がなく、時間も自由に設定でき、裁判官も法服を着用せず、書記官も通常は立ち会わない。従って、大量の事件処理を行わねばならない裁判官にとって便利なものと言えるが、当事者にとっても、和やかな雰囲気の下で率直な協議が可能という利点がある。一方、この方式の融通無碍という特質からして、当事者及び証人からの心証は口頭弁論期日の枠の中で形成するという原則がその意味を失い、訴訟=判決手続の弛緩をもたらす可能性も存在する。また、和解手続と訴訟=判決手続は不即不離の形で同じ裁判官が関与するのだから、裁判官の公正さが保たれるのかが問題になろう。そうなると、平均的訴訟当事者が、審理の大体の流れを理解しておかねば大きな不利益を被ることになりかねない。敗訴の結果を隠すことができるなど和解は弁護士にとっても都合のようものであるから、弁護士に完全に依存してしまうこともできないのである。紛争処理に際しての和解の可能性は評価しつつも、そこでは裁判官の裁量的判断が多用されるため、訴訟当事者の手続保障がその主体性確保のためにも整備されねばならない。

それは訴訟係属中に当事者双方が裁判官の面前でその主張を譲歩して訴訟を終了させることをさすが、そこには光と影がある。「光」は司法コストの消滅、判決では得られない、法的解決を超えた救済の速やかな実現である。その反面、エイズ訴訟・水俣病訴訟のような、公権力が関わる大規模訴訟においては、「法による裁判」との緊張関係が生じ、さらに、司法権の役割の限界の問題(裁決で下せない無いようが和解によって得られることは正当化されるか)、そして裁判官の裁量が増大することから当事者の手続保証の問題等が指摘される。「公正な裁定者」としての司法という観点からこのような問題を検討するならば、「救済の緊急性」、「裁判所が法理論的に精緻な『所見』をだすこと」、そして「手続保障の存在」という三要件の存在が、上記ケースの訴訟上の和解を正当化するものと解される。今回の民事訴訟法改正により弁論準備手続が創設された。それはこれまでの弁論兼和解手続に対する疑問を払拭し、その手続の透明化を狙ったものである。ところで、わが国において判決手続を担当する裁判官と和解を主宰するする裁判官が区別されない以上、和解の成立及び当事者の満足当を含む和解の質は裁判の予測に関わる情報に依存するところとなる。当事者の立場からすると、「裁判官による公正な情報収集と適性な情報開示」をどのように担保するかが重要な点になるが、それを当事者の手続保障という形で構成することは、憲法三二条の解釈論の現状からして困難であろう。今回の弁論準備手続での手続保障は裁判官による手続裁量をコントロールするものとしては十分ではなく、さらに弁論兼和解の復活も予想されていることを考えると、訴訟当事者による裁判官の裁量のコントロールの提供を憲法三二条にもとづき根本的に検討する必要があると思われる。
低温性担子菌類の環境適応と種内分化に関する研究

雪腐病菌は好冷性あるいは耐冷性の牧草,冬作物および針葉樹実生に対して積雪下,病原性を示す菌類の総称である.本研究では雪腐病菌の種多様性,生理的および生化学的性質の解明を行った.その結果,低温耐性は,雪腐病菌の地理分布に関して重要な因子であることを明らかにした.これは雪腐病菌が積雪下,菌糸伸長を行うためであり,この結果,低温下で活性を示す酵素を生産する.担子菌に属する雪腐病菌は,細胞外に不凍タンパク質を分泌し,これにより細胞外の環境を生育に適した未凍結状態を維持するものと考えた.子嚢菌に属する雪腐病菌Sclerotinia borealisは,凍結状態での増殖が未凍結状態に比較して早く,このため不凍タンパク質の生産は認められなかった.この性質は本菌の有する浸透圧耐性によることを明らかにした.これらの結果から,雪腐病菌は分類群毎に異なる環境適応戦略を有することを明らかにした.雪腐病菌は、積雪環境下で越冬性作物に対して病原性を示す糸状菌の総称である。これら雪腐病菌は、積雪環境への適応性の差から好冷菌(20°C以上では増殖不可能)と耐冷菌(20°C以上でも増殖可能)に大別される。本研究の研究対象である低温性担子菌イシカリガマノホタケは、植物病原菌であるため病徴を生じ、さらに菌核とよばれる直径数mmの「きのこの種」を形成することから、採集地での個体識別が可能である。また、担子胞子が短命であるため風媒等によって分散することが無く、主に菌糸の栄養増殖によって、その分布を拡大しているとされる。このため一般の微生物とは異なり、遺伝的多型が多く存在し、生息地に適応した亜種を生じ易いとされる。上述のように本菌の分布拡大は、菌糸伸長に依存していることを考慮すると「遺伝子解析と生息地(菌株の採取場所の)地史情報を合わせる」これまでにない方法の導入によって、分子進化時計の設定が可能となると期待できる。この分子進化時計を北半球全域のカルチャーコレクションへ適用し、「環境適応能」と比較することによって、本菌が「いつ」、「どこで」、「どのような要因」によって分化が始まったのか、これまでに微生物では解析が行われたことのない微生物の種分化に関する貢献を目指す。これは一微生物種に限らず多くの生物種に適応可能な生物学の基盤的成果を提供できると考える。雪腐病菌は好冷性あるいは耐冷性の牧草,冬作物および針葉樹実生に対して積雪下,病原性を示す菌類の総称である.本研究では雪腐病菌の種多様性,生理的および生化学的性質の解明を行った.その結果,低温耐性は,雪腐病菌の地理分布に関して重要な因子であることを明らかにした.これは雪腐病菌が積雪下,菌糸伸長を行うためであり,この結果,低温下で活性を示す酵素を生産する.担子菌に属する雪腐病菌は,細胞外に不凍タンパク質を分泌し,これにより細胞外の環境を生育に適した未凍結状態を維持するものと考えた.子嚢菌に属する雪腐病菌Sclerotinia borealisは,凍結状態での増殖が未凍結状態に比較して早く,このため不凍タンパク質の生産は認められなかった.この性質は本菌の有する浸透圧耐性によることを明らかにした.これらの結果から,雪腐病菌は分類群毎に異なる環境適応戦略を有することを明らかにした.微生物は構造が単純で世代交代も早く、加えて容易に培養できることから、モデル生物として広く利用されている。一方、その多くは肉眼でその存在を確認できず、個体識別は容易では無い。風媒等によって栄養体・胞子が容易に移動することから、汎世界的に分布する種が多く、遺伝的多様性に乏しいとされ、化石により種分化の年代を測定することは困難なことから、微生物において分子進化時計の設定は、事実上不可能であった。このことは、進化学のモデル生物として微生物を利用する際の問題点である。雪腐病菌は、積雪環境下で越冬性作物に対して病原性を示す糸状菌の総称である。本研究の研究対象である低温性担子菌イシカリガマホタケは、菌核とよばれる直径数mmの「キノコの種」を形成することから、採取地での個体識別が可能であり、担子胞子が短命のため風媒等によって分散することが無く、主に菌糸の栄養増殖によって、その分布を拡大するとされる。このため他の微生物とは異なり、遺伝的多型が多く存在し、生息地に適応した亜種を生じ易いとされる。ユーラシア各地にて採取した菌株は、交配試験の結果、3グループに分かれ、さらに核ゲノムおよびミトコンドリアゲノム由来マーカー遺伝子を用いた解析でも同様の結果を得た。採取地情報を考慮するとこれら3グループは、それぞれを亜種レベルで記載可能と判断した。北半球各地にて採取した菌株について生息地での適応に重要と考えられる要素について検討を行なった。多様な生育ステージでの凍結耐性の比較の結果、子実体形成期に凍結耐性を著しく低下し、これを補償するために不凍タンパク質を蓄積することを見出した。この結果から、不凍タンパク質が環境適応能に密接に関連すると判断した。既に本遺伝子のクローニングは終了しているため、今後、遺伝子の分類マーカー化を試み、この遺伝子マーカーを用いた本菌の多様性解析を行う予定である。微生物は構造が単純で世代交代も早く、加えて容易に培養できることから、モデル生物として広く利用されている。

風媒等によって栄養体・胞子が容易に移動することから、汎世界的に分布する種が多く、遺伝的多様性に乏しいとされ、化石により種分化の年代を測定することは困難なことから、微生物において分子進化時計の設定は、事実上不可能であった。このことは、進化学のモデル生物として微生物を利用する際の問題点である。雪腐病菌は、積雪環境下で越冬性作物に対して病原性を示す糸状菌の総称である。本研究の研究対象である低温性担子菌イシカリガマホタケは、菌核とよばれる直径数mmの「キノコの種」を形成することから、採取地での個体識別が可能であり、担子胞子が短命のため風媒等によって分散することが無く、主に菌糸の栄養増殖によって、その分布を拡大するとされる。このため他の微生物とは異なり、遺伝的多型が多く存在し、生息地に適応した亜種を生じ易いとされる。本菌では、その変異を別種レベルあるいは別品種レベルが混在し、分類上混乱している。北半球各地で採取した菌株は、交配試験・遺伝子解析の結果、3グループに分かれ、それぞれを亜種レベルで記載可能と判断した。このため、基準標本の形態・遺伝子解析を行い、北半球に広く分布するgroup IはT.ishikariensisと同じであり、group IIはT.idahoensisおよびT.ishikariensis var.canadensisと同じであった。北極圏を中心に分布するgroup IIIは、これらの標本と異なり、現在廃棄名であるT.hyperboreaの記載に形態的特徴が合致した。今後、更に複数の遺伝子マーカーを用いた本菌の多様性解析を行い、地理的分布を反映した遺伝子の選出を行う予定である。このため分類学的には卵菌類・子嚢菌類・担子菌類の多種にわたる。本研究ではこれまでに担子菌イシカリガマホタケ交配型の分布が凍結耐性によって異なることを明らかとした。本菌では凍結によって菌糸成長が抑制されるため不凍タンパク質を細胞外に分泌することを報告し、他の雪腐病担子菌においても同様である。一方、他の分類群では凍結耐性が異なり、Pythium iwayamaiなど卵菌類では、凍結によって菌糸は容易に死滅すること、卵胞子・遊走子嚢など耐久性細胞の凍結耐性が高いこと、また、これら耐久細胞の凍結耐性は種レベルで大きく異なり、寒冷地適応した種が高い凍結耐性を示すことを明らかにした。また、Sclerotinia borealisに代表される子嚢菌類では、上記2分類群とは大きく異なり、凍結環境下では菌糸成長が促進された。この現象は、本菌の持つ浸透圧耐性と密接に関連しており、凍結環境下に存在する水分活性の低い未凍結水およびこれに含まれる栄養素を利用可能なためと推定した。これらの結果より、雪腐病菌の有する環境適応能は、分類群毎に異なることを初めて明らかにした。さらに極地より採集した雪腐病菌以外の低温適応菌類に研究対象を広げた際、南極産ツボカビ類・卵菌類・子嚢菌より新たに不凍活性を見出し、不凍タンパク質が菌類に広く分布することを明らかにした。さらに子嚢菌より精製した不凍タンパク質は、担子菌類のものとは生化学的・免疫学的性質が異なり、収斂進化の結果獲得したものと推定した。雪腐病菌は,積雪環境下で越冬性作物に対して病原性を示す糸状菌の総称である.このため分類学的には卵菌類・子嚢菌類・担子菌類の多岐にわたる.
ラピッドローテーション鏡面研削によるナノ表面構造の創成

砥石周速度と工作物周速度の両方を高速化し,トランケートツルーイング・マイクロドレッシングを施した粗粒cBNホイールを用いる研削方法としてラピッドローテーション鏡面研削(RRMG)法を考案した.RRMG実験装置を開発し, RRMG法によるナノ表面構造創成の可能性を検討した.その結果,高い加工能率で良好な表面性状をもち,緻密化したナノ表面構造をもつ鏡面の研削が可能であることを明らかにした.砥石周速度と工作物周速度の両方を高速化し,トランケートツルーイング・マイクロドレッシングを施した粗粒cBNホイールを用いる研削方法としてラピッドローテーション鏡面研削(RRMG)法を考案した.RRMG実験装置を開発し, RRMG法によるナノ表面構造創成の可能性を検討した.その結果,高い加工能率で良好な表面性状をもち,緻密化したナノ表面構造をもつ鏡面の研削が可能であることを明らかにした.本研究は,砥石周速度200m/s超の超高速研削領域において,工作物周速度を高速回転させて高能率研削を行うラピッドローテーション研削に,粗粒cBNホイールのトランケート・ドレッシングを組み合わせて鏡面研削を行う「ラピッドローテーション鏡面研削」により,焼入れ鋼表面にナノ結晶表面構造を創成しようとするものである.平成セ21年度は,本実験の主要装置である超高速平面研削盤の立上げ,超高速ツルーイング装置の開発および工作物高速回転装置の製作を目的として研究を遂行した.さらに,超高速研削用cBNホイールおよび超高速ツルーイング装置用ダイヤモンドドレッサの設計・製作も併せて行うこととした.研究結果を要約すると次のようになる.年式が古くなった超高速平面研削盤の修理,立上げを行い,超高速スピンドル等の主要素の基本機能の確認を行うことができた.また,超高速ツルーイング装置の仕様検討を行い,メーカーの協力を得て設計・製作し,超高速平面研削盤のテーブル上に設置し試験運転を行った.本装置は直径110mmのダイヤモンドドレッサを用いて最高使用周速度180m/sで回転可能である.砥石周速度200m/sに対して,周速度比0.9が可能であり,目的としているラピッドローテーション鏡面研削の実験に必要な条件を満足するものである.しかしながら,設計・製作に要した費用が計画金額を超過し,工作物高速回転装置の準備に至らなかった.この点については,平成22年度で対策を実施する予定である.さらに,超高速鏡面研削用cBNホイールの仕様を決定し,試験用ホイールとして,砥石粒度#200,集中度175,のビトリファイドボンドcBNホイールを製作した.ダイヤモンドドレッサについては,超高速ツルーイング装置用に専用設計中である.以上,研究初年度として,実験装置の準備を中心として研究を行い,主要素としての超高速平面研削盤,超高速ツルーイング装置等の準備を行うことができた.本研究は,砥石周速度200m/s超の超高速研削領域において,工作物周速度を高速回転させて高能率研削を行うラピッドローテーション研削に,粗粒cBNホイールのトランケート・ドレッシングを組み合わせて鏡面研削を行う「ラピッドローテーション鏡面研削」により,焼入れ鋼表面にナノ結晶表面構造を創成しようとするものである平成22年度は,超高速平面研削盤を改造したラピッドローテーション研削盤の性能を確認し,超高速鏡面研削における粗粒cBNホイールのTTMドレッシングの原理及び研削特性との関係を解明することを目的として研究を遂行した.研究結果を要約すると次のようになるラピッドローテーション研削盤の性能確認に対しては,超高速鏡面研削盤本体の位置決め精度などの性能試験,超1高速砥石軸の回転性能試験等を実施し,実験に供すことができる基本性能を有していることを確認した.また,超高速砥石軸に予備実験用の160m/s仕様のビトリファイドボンドcBNホイールを取付け,最高使用周速度までの回転試験を実施した.合わせて動バランス測定装置を用いて動バランス修正を行い,所望の動バランスを確保することに成功した.さらに,cBNホイールが超高速回転する際に問題となる,研削液の供給不足の対策として,cBNホイール外周のつれ回り空気流遮断方式の巻付けノズルを設計,製作したTTMドレッシングの原理及び研削特性との関係の解明については,ダイヤモンドドレッサの設計,製作を行い,超高速ツルーイング装置にダイヤモンドドレッサを取り付けて回転試験を行い,最高使用周速度160m/sまで回転可能なことを確認した.また,ドレッシング実験における砥粒切れ刃の解析のために,アセチルセルロースフィルム転写によるミクロ観察法,印象剤によるマクロ観察法,および砥石回転時の断面状態を解析する砥石回転時の凹凸評価法の3種類の解析法を用いて切れ刃の特性化をはかることとして,これらの解析に必要な準備を行った.今後,TTMドレッシング実験を行い,砥粒切れ刃の特性化と研削性能の関係を解明する予定である平成23年度は研究最終年度として,超高速鏡面研削における粗粒cBNホイールのTTMドレッシング現象の解明および研削特性との関係を明らかにするとともに,RRMG法において各種研削条件が研削後の表面構造に及ぼす影響を解明し,ナノ結晶構造をもつナノ鏡面を実現することを目的として研究を遂行した.研究結果を要約すると次のようになる.TTMドレッシング現象の解明および研削特性との関係の解明においては,砥石周速度200m/s

用チタン合金製コアのビトリファイドボンドcBNホイールを製作し,TTMドレッシング特性を検討した.すなわち,ドレッシング後の砥粒逃げ面のフィルム転写面を非接触3次元表面微細形状測定機により観察し,TTMドレッシング条件と砥粒表面状態特性値および研削後の表面粗さとの関係を解明した.その結果,ドレッシング条件により砥粒切れ刃逃げ面の表面トポグラフィが変化し,その微小破砕の方向性および破砕の大きさが研削後の表面粗さを支配することがわかった.また,RRMG法によるナノ結晶構造をもつナノ鏡面の創成に関しては,TTMドレッシングを施した上記のcBNホイールを用いて,周速度比(砥石周速度/工作物周速度)100の単純超高遠研削領域と周速度比25のRRMG領域を比較し,工作物の表面粗さおよび表面構造の観察を行った.その結果,周速度比25のRRMG条件で,加工変質層が観察できないくらいに小さくなり,極表面層に結晶組織が微細化された層が形成されていることが観察できた.切込みステップを最適化することによって,従来の2倍以上の加工能率で,加工変質層が極めて小さく,表面粗さRa0.05μm程度の鏡面を得ることが可能であった.すなわち,極表面層に微細な結晶組織をもつナノ鏡面が創成できる可能性を実証できた.今後は,得られたナノ鏡面の極表面層の詳細観察を行い,結晶構造を解明しながら,耐摩耗性や摩擦特性の向上に寄与できる高機能ナノ鏡面の創成を目指す.
モバイルロボティックネットワークの3次元位置・姿勢協調制御

本研究課題では,複数の移動可能なロボットで構成されるモバイルロボティックネットワークに対して,3次元空間上の位置・姿勢協調制御問題を考察した.特に,研究代表者によってこれまで得られていた成果に対して,新たに(i)力・トルク入力モデル,(ii)劣駆動性を有するモデル,(iii)システム外乱,(iv)離散時間システム表現を導入することで,より工学的応用を考慮した発展を試みた.これらの問題に対して,新規の制御則の提案および収束性解析を行い,さらに実験システムを新たに構築し,提案制御則の有効性を実機検証により示した.2015年度は,提案制御則の有効性検証のための実験システムの構築において目覚ましい発展を遂げている.まず,研究代表者がこれまでに考察してきたロボティックネットワークの位置・姿勢協調制御問題は3次元空間を対象としているが,3次元空間上で位置・姿勢制御を行う実験システムを構築していなかった.これに対して,複数台のモーションキャプチャカメラを導入した3次元空間の観測システムを新たに構築し,1台のクアッドロータを用いた3次元位置・姿勢制御実験を実現している.さらに,複数台のクアッドロータを扱うことができるように本実験システムの改良を進めている.また,これまでの研究成果では各ロボットが全駆動性を有する,つまり任意の方向に理想的に移動・回転できることを仮定していたが,これを実現する実機を所持していなかった.これに対して,本研究期間では全駆動性を保証する6つのロータからなるヘキサロータシステムの設計手法を提案し,実機の製作にも着手し始めている.一方,これまでの全駆動ロボットを仮定している位置・姿勢協調制御問題に対する制御理論の発展として,車両や飛行体モデルに見られる非ホロノミック拘束を有するロボットに対する協調制御問題を新たに考察している.具体的には,横方向に直接移動不可能な2輪車両モデルを導入し,これに対して前方位置は前後運動と回転運動のみで任意の方向に移動できることに着目した位置協調制御則を提案している.さらに,非線形制御理論で用いられているいくつかの解析手法を新たに導入することで,姿勢の協調についても解析している.また,各ロボットがカメラによる2次元視覚情報しか得られない状況に対しても同様の取り組みを行い,制御則の提案や収束性解析,シミュレーション検証を行っている.さらに,本研究についても実機の製作に取り組んでいる.2015年度は,新たな実験システムの構築において目覚ましい発展を遂げている.また,当初の計画にはなかった全駆動なヘキサロータシステムの開発に取り組み,実機製作も進めている.さらに,制御理論の発展に対しても当初の計画では2016,2017年度に取り組むべき課題としていた課題の一部を前倒しして着手することができ,順調に成果が得られている.したがって,本研究は当初の計画以上に進展しているといえる.2016年度は,3次元位置・姿勢協調制御について,当初の計画にあった主要な3つの課題に対して順調に成果を挙げた.まず,位置・姿勢協調制御の発展として,これまでは制御対象として任意の速度・角速度入力が生成可能な全駆動な剛体を仮定していたことに対して,現在注目されているクアッドロータのモデルを新たに導入し,ダイナミクスを陽に考慮した位置・姿勢協調制御則を提案した.さらに,複数台のクアッドロータを用いた実験システムを新たに構築し,提案制御則の検証実験にも成功した.2つ目の課題として,より実用的なロボットを意識した非ホロノミック拘束を有する位置・姿勢協調制御について,代表的な対象である2輪車両系に対して様々な制御手法を提案した.また,2輪車両系の前方位置に着目することで制御が容易となるLook-ahead Controlという概念を導入することで,複数の2輪車両に対する位置・姿勢協調制御則を新たに提案した.3つ目の課題として,制御則の実装まで着目した視覚情報に基づく位置・姿勢協調制御の準備として,2輪車両系に対して上記のLook-aheadControlを応用した視覚情報に基づく制御手法を新たに提案した.以上の成果は,複数の学術論文や多くの会議論文に採択され,学術的に意義が認められている.さらに,上記の主要課題に加えて,2016年度より新たに2種類の課題に取り組んでいる.1つ目として,これまで考察してきた視覚情報に基づく位置・姿勢協調制御問題に対して,新たに確率の概念を導入し,確率外乱を含むシステムに対して安定性解析を行った.2つ目は,3次元上の全駆動な剛体を実現するために,全駆動ヘキサロータの開発を行い,実機の製作や飛行実験に成功した.また,製作したヘキサロータに対して新規の制御則を提案した.これらの成果についても,学術論文や会議論文に採択され,その意義が認められている.2016年度は,当初の計画の通りモバイルロボティックネットワークの3次元位置・姿勢協調制御に関する3つの主要な課題に対してそれぞれ順調に成果を挙げており,また当初の計画では2017年度に取り組むべき課題としていた一部を前倒しして着手することができている.さらに,当初の計画にはなかった確率の概念の導入や全駆動飛行体の製作・飛行実験も行っていることから,本研究は当初の計画以上に進展しているといえる.平成29年度は,モバイルロボティックネットワークの3次元位置・姿勢協調制御について,当初の計画にあった主要な課題に対して順調に成果を挙げた.まず,これまで対象としていた各剛体のモデルとして,速度入力を仮定する運動学モデルからより実用的な力・トルク入力を扱う動的モデルへと拡張した.具体的には,新たにスライディングモード制御と呼ばれる制御手法を従来の速度同期則に融合させることで,収束性を保証する新規の制御則の提案を行った.

つぎに,劣駆動性を有するモバイルロボットの位置・姿勢協調制御について,複数のクアッドロータを用いた実験環境を大きく改良した.具体的には,安全性を考慮したドローン専用の実験場を新たに構築し,新たな実験環境下において従来よりも良好な実験結果を得た.他方,全駆動な剛体を実現するための全駆動ヘキサロータ型飛行体の開発についても目覚しい発展を遂げた.具体的には,対象とするロータ配置構造のクラスの拡張や,ロータを立体的に配置する新たな構造を有する実験機の製作・実験を行った.さらに,飛行時の未知ダイナミクスを学習する研究にも着手した.また,新たに当初の予定になかった2つの課題にも取り組んだ.1つ目として,各剛体のモデルに外乱が生じる場合を考慮し,これに対して外乱を抑制する積分機構を導入した新規の制御則の提案,および収束性解析を行った.2つ目として,本研究の今後の発展に向けて,各剛体の連続時間モデルを離散化し,離散モデルに対する新規の位置・姿勢協調制御則の提案,収束性解析およびクアッドロータを用いた実験検証を行った.本成果は,平成30年度より開始する科研費研究課題「ドローンネットワークの学習型位置・姿勢協調制御理論の構築と実験検証」に引き継がれる.以上の成果は,複数の学術論文や多くの会議論文に採択されることで,学術的に意義が認められている.本研究課題では,複数の移動可能なロボットで構成されるモバイルロボティックネットワークに対して,3次元空間上の位置・姿勢協調制御問題を考察した.特に,研究代表者によってこれまで得られていた成果に対して,新たに(i)力・トルク入力モデル,(ii)劣駆動性を有するモデル,(iii)システム外乱,(iv)離散時間システム表現を導入することで,より工学的応用を考慮した発展を試みた.これらの問題に対して,新規の制御則の提案および収束性解析を行い,さらに実験システムを新たに構築し,提案制御則の有効性を実機検証により示した.今後は,2015年度で得られた各成果の発展を目指す.まず,提案制御則の実験検証について,複数台のクアッドロータを用いた位置・姿勢協調制御実験を行う.さらに,2輪車両を複数台用いた2次元平面上の実験システムを新たに構築し,非ホロノミック拘束を有するロボットの協調制御実験を行う.また,全駆動なヘキサロータの製作も引き続き行う.つぎに,非ホロノミック拘束を有するロボットの位置・姿勢協調制御問題に対して,引き続き協調制御則の提案および収束性解析を行う.ここでは,現在得られている2次元平面上の2輪車モデルに対する成果を3次元空間上の飛行体モデルに拡張することを目指す.収束性解析では,これまでの研究では用いていなかったゼロダイナミクス解析や中心多様体理論などの非線形システム解析ツールを新たに導入することを試みる.
細胞融合による有用海藻の育種に関する研究

プロトプラストの融合試験では,紅藻アマノリ属のスサビノリ(養殖種)とウップルイノリ(野生種),緑藻アナアオサとスジアオノリを主な研究対象とした。アマノリ類ではノリ病原細菌の培養ろ液から調製した粗酵素を,またアオサ,アオノリでは市販セルラ-ゼとアワビ,サザエ消化酵素を用いて,それぞれの葉体からプロトプラストを分離した。プロトプラスト融合には,ポリエチレングリコ-ル法の適用が可能であったが,電気融合法による場合が融合率が高く,融合細胞の生残率も高かった。電気融合法では,スサビノリ(YE)とウップルイノリ(PS)の場合,高周波30ー40V,15ー20S,直流パルス250ー300V,30ー40μS,アナアオサ(UP)とスジアオノリ(EP)の場合,高周波20V,10ー15S,直流パルス250V,25μSの印加条件がそれぞれの融合に適した。また,電気融合用の緩衝液に15mMのCa^<++>とMg^<++>を添加すると,融合及び融合細胞の球状化が促進された。プロトプラストから再生体を得るための培養条件(光,温度,培養液など)を検討した結果,YE×PS,UP×EP間での融合細胞からいくつかの再生体を得ることができた。これらの再生体については,形態,稔性,染色体数,成長などの性状と共に,光合成色素,脂質,脂肪酸組成および酵素活性などが調べられた。その結果,YE×PSの再生体には,フィコビリン色素含有量において,また,UP×EPの再生体には,形態,成長及び8,11ーヘプタデカジエナ-ル(海藻香気成分の一つ)の生成活性において,それぞれの両親株と異なる株が存在した。これらの株は,染色体数が両親のいずれかと同数であることから,いずれも細胞質雑種であると判断された。これらの結果は細胞融合法による有用海藻の育種が可能であることを示しているが,細胞質のみならず核の融合を共う細胞融合法の確立をめざして研究を継続実施している。
浮稲における光合成産物の動態と伸長の調節機構

浮稲は主として節間を伸長させることで深水に対応している.この急激な節間伸長の開始と同時に,光合成産物のシンクとソースのバランスを個体の生長に有利になるように変化させていくことが必要になる.本研究では,深水下における同化産物の転流と分配のの変化を明らかにするため,特定の葉に供与した安定同位体炭素の部位別の経時的変化と数種の転流関連の酵素活性を調べた.また,浮稲の節間伸長の機構を探る目的で,明暗両条件下での深水による節間空隙内のガス組成の変化を調べた.5時間の同化期間中にラベルされた炭素は供与した葉と最上位の伸長中の葉に最も多く分布するが,深水下の24時間後には伸長し始めた最上位の節間部に多く分配された.また,これらの部位のシュクロース/デンプン比が深水下で大きくなり,葉のシュクロースホスフェイトシンターゼ活性と伸長中の節間を含む茎部のシュクロースシンターゼ活性も深水により増加した.これらの結果から,深水下の浮稲において,シンクである伸長中の節間の同化産物の要求量が高まると同時にソースである葉身のシュクロース形成率が高くなり,同化産物の転流が増大するものと考えられた.浮稲茎切片を用いて明暗両条件下で深水処理した結果,明条件下では節間伸長するが暗条件下では伸長しなかった.明条件下では酸素と二酸化炭素濃度はほとんど変化せず,エチレン濃度は顕著に上昇した.暗条件下では酸素濃度が低下し,二酸化炭素とエチレン濃度は上昇した.また,暗条件下で酸素を供給すると節間の伸長が認められた.以上の結果から,従来から考えられてきた節間空隙内のエチレン濃度の上昇に酸素濃度の低下は必要なく,むしろ旺盛な節間伸長には多量の酸素の供給が不可欠であることを明らかにした.浮稲は主として節間を伸長させることで深水に対応している.この急激な節間伸長の開始と同時に,光合成産物のシンクとソースのバランスを個体の生長に有利になるように変化させていくことが必要になる.本研究では,深水下における同化産物の転流と分配のの変化を明らかにするため,特定の葉に供与した安定同位体炭素の部位別の経時的変化と数種の転流関連の酵素活性を調べた.また,浮稲の節間伸長の機構を探る目的で,明暗両条件下での深水による節間空隙内のガス組成の変化を調べた.5時間の同化期間中にラベルされた炭素は供与した葉と最上位の伸長中の葉に最も多く分布するが,深水下の24時間後には伸長し始めた最上位の節間部に多く分配された.また,これらの部位のシュクロース/デンプン比が深水下で大きくなり,葉のシュクロースホスフェイトシンターゼ活性と伸長中の節間を含む茎部のシュクロースシンターゼ活性も深水により増加した.これらの結果から,深水下の浮稲において,シンクである伸長中の節間の同化産物の要求量が高まると同時にソースである葉身のシュクロース形成率が高くなり,同化産物の転流が増大するものと考えられた.浮稲茎切片を用いて明暗両条件下で深水処理した結果,明条件下では節間伸長するが暗条件下では伸長しなかった.明条件下では酸素と二酸化炭素濃度はほとんど変化せず,エチレン濃度は顕著に上昇した.暗条件下では酸素濃度が低下し,二酸化炭素とエチレン濃度は上昇した.また,暗条件下で酸素を供給すると節間の伸長が認められた.以上の結果から,従来から考えられてきた節間空隙内のエチレン濃度の上昇に酸素濃度の低下は必要なく,むしろ旺盛な節間伸長には多量の酸素の供給が不可欠であることを明らかにした.
抑制性シナプス可塑性におけるGABA(A)受容体の変化

小脳プルキンエ細胞に形成される抑制性シナプスでは、プルキンエ細胞が強く脱分極するとGABA(A)受容体を介する応答が長時間にわたり増強される。本研究は、その脱分極依存性増強において、GABA(A)受容体応答の増強が受容体の特性変化によるのか、或いは細胞膜表面の受容体数が増加することによるのかを明らかにすることを目的としている。平成18年度における研究により、GABA(A)受容体および微小管と結合するGABARAP分子が、増強の発現に重要な役割を果たす可能性が示唆された。そこで、平成19年度はGABARAPがいかにしてGABA(A)受容体応答を増強するかを詳細に明らかにするために、分子生物学的手法、電気生理学的手法および蛍光タンパク質を用いた蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)イメージングを組み合わせて培養プルキンエ細胞に適用し、研究を展開した。FRET実験により、プルキンエ細胞が脱分極するとリン酸化酵素CaMKIIの活性化を介して、GABARAP分子のコンフォメーションが持続的に変化することが分かった。そして、脱分極依存的な構造変化の感受性を喪失した変異GABARAPを分子生物学的に作出し、GABA(A)受容体応答の増強にGABARAPのコンフォメーション変化が必須であることを明らかにした。また、免疫細胞化学法により、脱分極やGABARAPの活性変化に応じて、プルキンエ細胞の細胞膜上のGABA(A)受容体の局在や量が変化しないことが示唆された。以上の結果から、脱分極に依存して構造変化したGABARAP分子がGABA(A)受容体に直接結合し、個々の受容体の機能特性を変化させることにより抑制性シナプス伝達の増強がもたらされると考えられる。この目的達成のために、平成18年度はまずBrefeldin Aによりゴルジ体での受容体輸送を阻害することで、増強誘導時にGABA(A)受容体の細胞膜への新たな組み込みが出来ないようにしたプルキンエ細胞で脱分極依存性増強が起こるか否かを検討したところ、増強誘導に影響は無かつた。したがって、細胞膜表面の受容体数の増加が増強誘導のメカニズムである可能性は低いと考えられた。次に、GABA(A)受容体に直接結合してその機能的特性や細胞内輸送を調節するGABARAP分子に着目し、その脱分極依存性増強への関与を検討した。GABARAPとGABA(A)受容体との結合を競合阻害すると、脱分極依存性増強が障害された。また、GABARAPは微小管を構成するチューブリンとも結合することが報告されているが、そのチューブリン結合部位を欠失させた変異GABARAPをプルキンエ細胞に遺伝子導入すると、脱分極依存性増強が抑えられた。さらに、一度脱分極依存性増強を起こした後にGABARAPとGABA(A)受容体の結合を阻害すると、増強されたGABA(A)受容体応答が急速に減弱し、元の大きさに戻る結果を得た。この結果は、GABA(A)受容体にGABARAPが結合することが、増強状態の維持に本質的役割を果たすことを示唆する。以上の結果から、微小管・GABARAP・GABA(A)受容体の相互作用が巧妙に制御されることにより、GABA(A)受容体応答の長期増強が発現すると考えられる。
中性スフィンゴミエリナーゼの構造と機能

1.B.cereus菌由来スフィンゴミエリナーゼ(SMase)のHis151とHis296をAlaに置換した変異体(H151AとH296A)について種々の実験を行った結果,H296Aには加水分解作用がなかったがH151Aには僅かに残っていた.そこでH151Aの酵素反応パラメーターに及ぼすpHの影響を調べた結果,His296とHis151はそれぞれ一般塩基触媒と一般酸触媒として作用する可能性が示唆された.また,Zn^<2+>は本酵素の活性を強く阻害することが知られていたが,非常に低濃度では,SMaseを強く活性化することが明らかになり,Zn^<2+>によるSMaseの活性調節の可能性が示唆された.2.リン酸アナログとして知られているフッ化ベリリウム(BeF_x)はホスホジエステラーゼの酵素活性を阻害する.そこで,SMaseの酵素作用に及ぼすBeF_xの影響を調べた結果,SMaseはBeF_xによって非競合的に阻害され,その阻害にはMg^<2+>が必要であることがわかった.さらに^<19>F-NMRによってBeF_xの分子種と阻害との関係を調べた結果,阻害に関わる分子種はBeF_2であることが明らかになった.3.SMaseによって加水分解されるスフィンゴミエリンのリン酸エステル結合の酸素原子を硫黄に置換した基質アナログはSMaseによって加水分解されることが明らかになった.この反応で得られた加水分解産物はSH基を持つ.そこで,SH基の定量を利用してSMaseの酵素活性を測定した結果,連続測定が可能な活性測定法を確立することができた.1.B.cereus菌由来SMaseのHis151をAlaに置換した変異体には酵素活性が僅かに残るが,他のアミノ酸に置換した場合にはまったく活性が消失する.そこで,His151の役割を調べるために,H151Aの酵素反応パラメーターのpH依存性を調べた結果,His151は一般酸触媒として作用している可能性が示唆された.また,Zn^<2+>は本酵素の活性を強く阻害すると考えられてきたが,非常に低濃度では,SMaseを強く活性化することが明らかになり,Zn^<2+>によるSMaseの活性調節の可能性が示唆された.2.SMaseによって加水分解されるリン酸エステル結合の酸素原子を炭素,窒素,および硫黄に置換した基質アナログを合成し,酵素活性に及ぼす影響を調べた結果,いずれのアナログも0.1mMで50%程度の阻害を示すことがわかった.また,硫黄アナログはSMaseによって加水分解されることも明らかになり,SH基の定量を利用して,酵素活性を測定できることがわかった.3.これまで,SMaseの活性測定には市販で反応生成物が可視吸収を持つ合成基質を用いてきた.本研究では,本来の基質であるSMを用い,過酸化水素の定量を利用した簡便な活性測定法の開発に成功した.本法はSMaseのもう一つの基質であるリゾレシチン(Lyso-PC)を用いた活性測定にも応用できることから,Lyso-PCを用いた実験をこれまでの結果と比較し,基質特異性の詳細について明らかにする予定である.また,本法の発色試薬の検討を行うことにより,高感度な活性測定法を開発する予定である.4.哺乳類由来中性SMaseについては,マウス由来のmRNAから増幅した遺伝子を発現ベクターへに組込み済である.今後は,これらの発現タンパク質の精製方法を検討する予定である.1.B.cereus菌由来スフィンゴミエリナーゼ(SMase)のHis151とHis296をAlaに置換した変異体(H151AとH296A)について種々の実験を行った結果,H296Aには加水分解作用がなかったがH151Aには僅かに残っていた.そこでH151Aの酵素反応パラメーターに及ぼすpHの影響を調べた結果,His296とHis151はそれぞれ一般塩基触媒と一般酸触媒として作用する可能性が示唆された.また,Zn^<2+>は本酵素の活性を強く阻害することが知られていたが,非常に低濃度では,SMaseを強く活性化することが明らかになり,Zn^<2+>によるSMaseの活性調節の可能性が示唆された.2.リン酸アナログとして知られているフッ化ベリリウム(BeF_x)はホスホジエステラーゼの酵素活性を阻害する.そこで,SMaseの酵素作用に及ぼすBeF_xの影響を調べた結果,SMaseはBeF_xによって非競合的に阻害され,その阻害にはMg^<2+>が必要であることがわかった.さらに^<19>F-NMRによってBeF_xの分子種と阻害との関係を調べた結果,阻害に関わる分子種はBeF_2であることが明らかになった.3.SMaseによって加水分解されるスフィンゴミエリンのリン酸エステル結合の酸素原子を硫黄に置換した基質アナログはSMaseによって加水分解されることが明らかになった.この反応で得られた加水分解産物はSH基を持つ.そこで,SH基の定量を利用してSMaseの酵素活性を測定した結果,連続測定が可能な活性測定法を確立することができた.