hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗菌性モノマーの義歯床用レジンへの応用

1種で,このうち3種のモノマーは塩素あるいは臭素で四級化したものである.抗菌活性の評価は市販の加熱重合型義歯床用レジンの液成分中に合成した抗菌性モノマーを所定の濃度で溶解混入し,通法で重合を行って試験体プレートを作製した.この試験体フレートをCandida albicansの菌液中に浸漬して付着した細菌数を計測することによって抗菌活性を評価した.四級化したモノマーおよびトリアゾール環を持つモノマーは抗菌性モノマーを含まない試験体に比べて,有意に細菌の付着数が減少し,抗菌活性がうかがえた.しかし,これら四級化したモノマーは極性が大きいために床用レジンのモノマーであるMMAなどのモノマーに対する相溶性に乏しく,単独ではきわめて低濃度しか溶解することができない.そのため,本研究では極性モノマーに溶解することによって,床用レジン中に配合した.しかし四級化モノマーはこのように使用に制約がある他,口腔内の水分による加水分解や溶出などに対する耐久性が不十分であることも懸念される.このため,抗菌性モノマーの分子設計にあたっては,非四級化構造のモノマーの選択が有望と思われる.本研究で合成した非四級化モノマーの抗菌活性については現在検討中であるが,一部のモノマーに菌増殖抑制効果が認められることから,今後より詳細な構造活性相関や濃度依存性についての検討が必要と思われる.
光位相共役を用いた超大容量波長多重光ファイバ通信システムの研究

伝送路の中点で光位相共役を行うことは,長距離光ファイバ伝送システムにおける分散および非線形性を補償する有力な方法である。光位相共役を実現するためには,分散シフト光ファイバや半導体光増幅器の四光波混合を用い,波長シフトした位相共役光を光フィルタで切り出す方法が最も一般的に用いられる。しかしEDFAの帯域を有効に活用し,WDMシステムの波長数を増加させるためには,波長シフトのない位相共役デバイスの開発が望まれる。本研究では,非線形ファイバサニャック干渉計を用いた,波長シフトおよび偏波依存性のない新しい構成の位相共役器を提案し,その原理を実験的に検証した。次にこのデバイスを用いて,位相共役光通信システムを構築した。40kmの通常分散ファイバ伝送リンクの中点に位相共役器を配置して分散補償を行い,2psのパルス伝送に成功した。伝送されたパルス幅は,ファイバの分散スロープの影響を受けていることが示された。受信端でさらに分散スロープを個別に補償することにより,ほぼ無歪みのパルス伝送が実現された。光増幅器を用いた波長多重光伝送システムでは、伝送路全長にわたって各波長チャンネルの光パワーが高いレベルに維持される。このため光ファイバの非線形光学効果によって、各波長チャンネルの伝送波形歪のみならずチャンネル間のクロストークが生じ、これによって伝送容量と伝送距離が大幅に制限される本研究では、光位相共役を波長多重光通信システムに導入することによって、光ファイバの非線形性に基づく波形歪やクロストークを完全に除去する新方式を提案する。さらにその実験的検証を行うことによって、無中継伝送距離10,000km、伝送容量数100Gbit/sの超長距離・波長多重光ファイバ通信システムの実現の可能性を示すことを目的とする。本年度はまず,波長多重光ファイバ伝送のためのシミュレータを開発し,位相共役波長多重伝送システムの設計を行ない,性能限界を明らかにした。また,半導体光増幅器における四光波混合を用いた位相共役デバイスを試作し,これを通常分散ファイバ40kmのリンクの中点に配置する構成で,2ピコ秒パルスを伝送することに成功した。
肝胆膵領域癌におけるがん代謝関連遺伝子Nrf2の機能解析と新規治療法の開発

がん細胞内では様々な代謝リプログラミングが生じ、がん細胞に有利な環境が作られている。Nuclear factorerythroid 2 related factor 2 (Nrf2)は従来、酸化ストレスや異物に対する生体防御機構を制御する転写因子とされていたが、近年がん代謝のmaster regulatorであると報告された。本研究の目的は肝胆膵領域癌において、がん代謝バイオマーカーとしてのNrf2の機能解析と新規治療法の開発であった。膵癌は様々な集学的治療を行うも予後は不良であり、さらに膵癌の大多数で見られるKras変異が、がん代謝に大きく関わっていることが知られている。これまでに我々は、In vitroの実験においてNrf2の発現が膵癌の腫瘍進展に大きく関わっていることを示し、パブリックデータベースにてNrf2高発現が予後不良であることを示した。また、がん代謝は腫瘍免疫と複雑に関連していることも知られており(Cell, 2015)、Nrf2もその制御に関わっていると報告された(Oncogene, 2018)。我々は臨床検体を用いて、膵癌においてCD8低発現・PD-L1高発現が予後不良であることを報告し(Cancer Sci, 2018)、パブリックデータベースにてNrf2とPD-L1発現が相関することを示している。今後、これらの知見に基づいてNrf2が腫瘍免疫を介して膵癌進展に与える影響について詳細に検討を行っていく予定である。臨床サンプルの発現解析、in vitro実験、in silico解析などを主に熊本大学で行っている。熊本大学では、膵癌における様々なMolecular data(KRAS変異、PIK3CA変異、BRAF変異、LINE-1 methylation level)のデータベース構築を行い、今後の更なる研究への地盤形成を行っており、それらとNrf2の相関関係の評価も可能である。さらに、これまでに膵癌が腫瘍免疫の観点から予後に与える影響を評価し、その結果を報告した。近年、Nrf2はがん代謝のregulatorだけでなく、腫瘍免疫やオートファジーとの相互作用も報告され、さらに注目を集めている(Cell 2015, Front oncol 2018)。Nrf2をがん代謝だけでなく、様々な観点から多面的に検討することでNrf2の本来の機能を理解し、治療開発に繋げることが必要と考える。また、膵癌だけでなく、胆管癌も同じく予後不良の疾患であり、有効な治療法も限られている。我々は胆管癌においても、腫瘍免疫が予後に与える影響を報告しており(Br J cancer 2018)、がん代謝との相互作用の解析も可能である。また近年、メタボローム解析や次世代シーケンサー解析も可能になったこともあり、これらを用いて肝胆膵領域癌の新規オンコメタボライトの同定を含めた統合的解析も重要であり、今後進めていく予定である。

また近年、メタボローム解析や次世代シーケンサー解析も可能になったこともあり、これらを用いて肝胆膵領域癌の新規オンコメタボライトの同定を含めた統合的解析も重要であり、今後進めていく予定である。試薬、消耗品の購入費及び研究データの管理、資料整理を行ってもらうための事務補佐員の雇用経費に充てたいと考える。
農林漁業地域における「地域の壁」形成に関する探索的研究

新旧住民の地域社会にたいする権利・義務関係に注目したフィールド調査の結果、以下の点が明らかとなった。(1)異質な者が関係を持とうとした時に、「地域の壁」が形成される。(2)その壁は、土地に根ざした歴史的文化的文脈に埋め込まれた価値観に支えられている。(3)時間経過が、世代という壁をつくる。(4)地域アイデンティティとコミュニティを顕在化させる「地域の壁」とは、表裏の関係にある。地域づくりという観点にたったとき、壁の内側のあり方が問われることになる。方法論の試行が本年度における主要目的であった。それを精力的に行なった結果、以下のような成果が得られ、理論構築への道筋を得ることができた。1、ダム生活再建地、入会地、合併自治体自治振興区、戦後開拓地、リゾート開発地、河川利用地、新興住宅地、都市・まち場といった地域特性を方法論的に取り入れることにより、「地域の壁」が一義的なものではなく、多義的な要素を含むものであることを発見できた。2、女性の意思決定の場への参画の有無、女性地域リーダーと男性地域リーダー、新住民と旧住民、NPOと地縁団体、農地の所有・非所有、入会・水利などの権利の有無、自治体合併経験の有無といった対比的に位置づけることができる対象・対象者の調査において、その対比性を明らかにするための方法として、まちづくり・地域自治に対する指向、世代交代、職業移動などが有効であることを発見した。3、上記の対比的関係にある両者の間にあるものとして、「壁」ではなく、「距離」であるかもしれないとの示唆を得た。そうしたときに、何と何との、それのどのような距離の大きさが、政治的意思決定の場への参画に影響するのかを考えていく必要がある。「壁」を想定すると同時に、「距離」ということも念頭に調査研究を展開することによって、理論構築の可能性を拡げることができる。4、自治体合併のあり方やそれに伴う地域自治の枠組みの変容に注目した結果、「地域の壁」を考えるときのもうひとつ重要な視点として「壁の再編」が想定できることも明らかになった。その再編によって意思決定の場への参画のあり方に変化が見られるとすれば、地域側の論理あるいは地域住民の意識レベルに壁が生じるとだけ考えることはできず、同時に外からの構造的枠組みの変化がもたらすものについても考えていく必要がある。初年度の調査研究成果をふまえ、方法論の展開を企図しながら、さらにインテンシヴな調査を実行した。その結果、以下のような知見を得ることができた。1、20年が経過したダム生活再建地では、小学校の閉校に注目した結果、50歳代後半以上の住民には地域アイデンティティの強さがみられ、若い世代ではそれが弱まっていることが確認できた。また、戦後開拓集落と、それに隣接する既存集落とのあいだにおける農業および農地の展開を比較した結果、「開拓の困難を経験したことから土地への執着が強いのではないか」という仮説とは異なり、戦後開拓集落では、土地(それに付随した家)の継承ではなく、農業経営の継承に重きが置かれていた。継承したいものの違いが、両地域間に異相をもたらしている。2、「顔見知りの人間関係」によって成り立っていた人口移動の乏しい農山村が、移住者や福島原発避難者の転入により、その地域性を変質させつつある。そのことは、高齢者にとって共同体的な関係が世代を超えて受け継がれていかないことを意味し、地域継承のあり方に課題を投げかけている。3、新旧住民間に日常的な接点があるか、ないかによって、地域共同管理作業に対する意味づけが異なることが明らかとなった。新旧住民間の壁の有無と、両者の連携の有無に連続性がないことになる。移住者の多い石垣市では、新住民が内地からの移住者と沖縄県内移住者との二層に分かれており、旧住民との壁のあり方も両者で異なることが明らかとなった。4、開拓された地域では、時の経過により周辺地域との間の境界性が薄まることを意味すると同時に、そこに重なるのは世代継承の問題である。地域性が継承されないことは、地域の壁がなくなることにもつながるが、他方で地域の解体に作用する地域アイデンティティの希薄化にもつながる。地域の壁を考えるにあたって、壁のもつ意味の多義性をさらに分析・考察する必要がある。最終年度である本年度は、事例対象地域の補足調査によって、これまでに得られた知見の検証を行ないつつ、研究成果の総合化を目指した。そのため研究会を通じて議論した内容を学会にて報告し、得られた意見を検討した結果、最終的に下記が明らかとなった。第1に、異質なものが関係をもとうとしたときに、「地域の壁」が形成されるという点である。新旧住民間の葛藤という側面は、これまでも混住化論が指摘してきた問題と同様の意味をもつ。しかし、壁をめぐっては、壁の内側にいる者と外側にいる者との両者が壁を認識する場合と、片方が認識する場合とがある。しかも、必ずしもマイノリティ側が壁を認識するばかりではないことは、注目に値する。第2に、時間が、世代という壁を形成するという点である。対立・葛藤にのみ注目して壁の概念化をはかっていた際には、とらえられなかった側面である。壁をめぐる地域住民間の関係性は、地域という空間のみならず、時間軸によってもとらえる必要がある。第3に、あえて壁をつくる場合もありうるという点である。地域の歴史的文化的文脈に埋め込まれている壁は、男女、新旧住民を問わず、壁の中にいる者にとっては価値あるものであった。

その共有されている価値観が地域アイデンティティを形成しており、そこに異質なものが関係をもとうとしたときに、「地域の壁」が立ちはだかるのである。第4に、この壁の存在は、コミュニティを顕在化させることにつながるという点である。このことは、解体的傾向にある地域社会の維持・存続という観点によれば、必ずしも壊さなくてもいい壁もあるのかもしれないという新たな課題を浮かび上がらせる。問題となるのは、壁の中のあり方なのかもしれない。意思決定の場への参画の義務化をはかるとき、このことが重要な論点になると考えられ、今後、研究を深化させることによって慎重に議論していく必要がある。新旧住民の地域社会にたいする権利・義務関係に注目したフィールド調査の結果、以下の点が明らかとなった。(1)異質な者が関係を持とうとした時に、「地域の壁」が形成される。(2)その壁は、土地に根ざした歴史的文化的文脈に埋め込まれた価値観に支えられている。(3)時間経過が、世代という壁をつくる。(4)地域アイデンティティとコミュニティを顕在化させる「地域の壁」とは、表裏の関係にある。地域づくりという観点にたったとき、壁の内側のあり方が問われることになる。初年度に、女性の政治的意思決定の場への参画を阻む「地域の壁」形成のあり方について明らかにするための方法論(農村社会における地域性・共同性への注目。その基層にある土地(農地)・米作と、それの維持・存続への責務意識)の妥当性を検証できたため、本年度はさらにインテンシヴな調査を行なった。具体的には、女性グループの活動指向、旧住民層・高齢層の意識・地域アイデンティティ、移住者の二層性などを明らかにすることができた。その成果の一部が関連学会で発表され、その場における専門的見地からの意見にもとづいた議論を研究会において行なうことによって、知見のエラボレーションにつなげることができた。さらに、兵庫県および兵庫県内の混住地域において男女共同参画関係の講演の機会を得ることができ、そこで一般市民に知見を問うことを試みることができた。現象的側面、それにたいする解釈については、男女を問わず、来場者の共感を得られ、そこに知見普遍化の可能性をみることができた。ただし、3月に予定していた共同聞きとり調査の日程調整が遅れたため学内の出張申請期限に間に合わず、4月実施となった。結果的には調査内容に支障が出なかったとはいえ、本年度計画を翌年度に持ち越したかっこうになった。また、研究メンバーの1名が産休・育休に入り、現地調査が困難となった。しかしながら、昨年度の計画どおり、文献・資料のレビューやこれまでの調査結果の整理・考察、論文化を進めることができ、次年度復帰後には当初の計画どおりの成果を出せる予定となっている。社会学最終年度においては、本研究課題において確定した主要調査地域・比較対照地域(戦後開拓地都市化地域、ダム生活再建地、伝統文化残存島嶼地域、新旧住民混住化文化変容地域、合併自治体自治振興区農業地域、都市近郊農業用水管理地域、男女共同参画先進状況変容地域)における調査結果をまとめ、調査研究成果の総合化を目指す。そのために、下記の4点を実施したい。(1)必要に応じて補足調査を行ないながら、これまでに得られた知見を検証する。
計算幾何を用いた知識発見とデータ解析手法に関する研究

本研究の目的は医療テータマイニンクにおける、特に、医療画像データ検索における、現在の精度限界を打破するための可視化知識抽出モテルの提案である。医療テータには膨大な属性の数値テータと膨大な画像テータかある。ところか、現在の手法では画像テータにはノイスか多く、また膨大なテータ容量であるため、解明か困難であり、テータマイニンク適用に期待か寄せられている。本研究ては医療テータの数値テータと画像テータを数値テータ集合として幾何学的に扱い、計算幾何学を用いて巨大数値テータヘースを効率的に処理する新しい最適化アルコリスムを与え、上記の精度限界を超える精密な手法の提案を行う。本研究ではイメーシ検索モテルの構築と、知識抽出への応用を行い、知識抽出手法における精度限界を超える精密な手法の提案か本研究の目的である。本年度は、前年度に引き続き医療画像テータから知識抽出理論を確立とその精度を上げるためにデータから知識獲得の概念を数理モデル化し、複数の数値属性に関しての高次元高速アルゴリズム設計と解析を行い、最適なデータ近似手法に関する研究と、階層化ルールを決定木のエキスパートとして用いるアイディアに対する理論的な裏付けとしてオンライン学習理論アルゴリズム設計と計算理論確立を行った。階層化ルールをエキスパートに用いた決定木の構築を行った。具体的に階層化ルールをエキスパートとした決定木の最適化問題を中心に取組、エキスパート付き決定木構築アルゴリズムを実装し,ベイズ統計を用いた現在のシステムとの比較実験を行った。構築したエキスパートの挙動に関するパラメタ設定について検討を行い,パラメタチューニングを行い提案システムの改善を行い、その結果の比較実験を行った。さらに非決定性を持つ決定木システムに関してさらに精度を上げる為にアルゴリズム設計を行った。医療画像テータから知識を発見するために、医療画像データ検索におけるオフシェクト高品質画像切り出しの最適化アルゴリズム設計と階層化ルールを決定木のエキスパートとして用いた決定木の構築を行った。本研究で提案した理論を論文としてまとめて国際会議で発表を行い、高い評価を得た。よって、本研究は計画通り順調に進んでいる。本研究の最終目的は、提案する数値テータに対する階層的セクメンテーション理論アルコリスムの高速化と改良、画像テータを数値テータ集合として幾何学敵に扱い、計算幾何学手法を用いた数値テータと画像テータから診断の高速科とその診断精度の向上と改良、学習において階層的セクメンテーションルールのエキスハートを用いたオンライン学習理論の研究を行い、学習における過学習回避と現在の予測システムの予測精度限界を他はすると共に、診断過程を明示的に示す可視化システムの構築である。テータから知識獲得の概念を数理モテル化し、複数の数値属性に関して高次元高速アルコリスム設計と解析を行い、最適なテータ近似手法の計算理論を確立する。提案する医療知識発見システムの総合的実装と性能評価を行う。視覚化機能を充実したシステム構築を目標とし、わかりやすく柔軟なデータマイニングシステムの構築を行う。最終的に本研究で提案する理論を総合的に実装し、計算アルゴリズム理論・学習アルゴリズム理論の確かさを明らかにする。本研究の目的は医療テータマイニンクにおける、特に、医療画像データ検索における、現在の精度限界を打破するための可視化知識抽出モテルの提案てある。ところか、現在の手法ては画像テータにはノイスか多く、また膨大なテータ容量てあるため、解明か困難てあり、テータマイニンク適用に期待か寄せられている。本研究てはイメーシ検索モテルの構築と、知識抽出への応用を行い、知識抽出手法における精度限界を超える精密な手法の提案か本研究の目的てある。この目的を達せするために、数値テータに対する階層化ルール理論に関する研究、計算機科学手法を用いて医療画像テータから知識抽出理論に関する研究、実験用の医療テータのテータヘース構築の3つのテーマて実施した。本年度は、計算機科学手法を用いて医療画像テータから知識抽出理論を確立するために、医療画像テータを数値テータ集合として幾何学的に扱い、計算幾何学を用いて巨大数値テータヘースを高膣的に処理する最適化アルコリスムの設計を行った。その結果を論文にまとめて国際会議3編にまとめ、研究発表を行った。医療画像テータから知識を発見するために、医療画像データ検索におけるオフシェクト高品質画像切り出しの最適化アルコリスムの設計を計算幾何手法を用いて行った。切り出されたオフシェクトから知識を抽出するための、高速マッチンク手法についてアルコリスムを設計を行い、提案手法の実装実験を行い、提案手法の精度をを調へた。提案した理論を論文としてまとめて国際会議て発表を行い、高い評価を得た。よって、本研究は計画通り順調に進んている。

本研究ては医療テータの数値テータと画像テータを数値テータ集合として幾何学的に扱い、計算幾何学を用いて巨大数値テータヘースを効率的に処理する新しい最適化アルコリスムを与え、上記の精度限界を超える精密な手法の提案を行う。本研究ではイメーシ検索モテルの構築と、知識抽出への応用を行い、知識抽出手法における精度限界を超える精密な手法の提案か本研究の目的である。本年度は、前年度に引き続き医療画像テータから知識抽出理論を確立とその精度を上げるためにデータから知識獲得の概念を数理モデル化し、複数の数値属性に関しての高次元高速アルゴリズム設計と解析を行い、最適なデータ近似手法に関する研究と、階層化ルールを決定木のエキスパートとして用いるアイディアに対する理論的な裏付けとしてオンライン学習理論アルゴリズム設計と計算理論確立を行った。階層化ルールをエキスパートに用いた決定木の構築を行った。具体的に階層化ルールをエキスパートとした決定木の最適化問題を中心に取組、エキスパート付き決定木構築アルゴリズムを実装し,ベイズ統計を用いた現在のシステムとの比較実験を行った。構築したエキスパートの挙動に関するパラメタ設定について検討を行い,パラメタチューニングを行い提案システムの改善を行い、その結果の比較実験を行った。さらに非決定性を持つ決定木システムに関してさらに精度を上げる為にアルゴリズム設計を行った。医療画像テータから知識を発見するために、医療画像データ検索におけるオフシェクト高品質画像切り出しの最適化アルゴリズム設計と階層化ルールを決定木のエキスパートとして用いた決定木の構築を行った。本研究で提案した理論を論文としてまとめて国際会議で発表を行い、高い評価を得た。よって、本研究は計画通り順調に進んでいる。本研究の最終目的は、提案する数値テータに対する階層的セクメンテーション理論アルコリスムの高速化と改良、画像テータを数値テータ集合として幾何学敵に扱い、計算幾何学手法を用いた数値テータと画像テータから診断の高速科とその診断精度の向上と改良、学習において階層的セクメンテーションルールのエキスハートを用いたオンライン学習理論の研究を行い、学習における過学習回避と現在の予測システムの予測精度限界を他はすると共に、診断過程を明示的に示す可視化システムの構築てある。テータから知識獲得の概念を数理モテル化し、複数の数値属性に関して高次元高速アルコリスム設計と解析を行い、最適なテータ近似手法の計算理論を確立し、次の3つのテーマて研究を進める。(1)数値テータに対する階層化ルールの理論に関する研究(2)計算幾何学手法を用いて医療画像テータから知識抽出理論に関する研究(3)実験用の医療テータのテータヘース構築本研究の最終目的は、提案する数値テータに対する階層的セクメンテーション理論アルコリスムの高速化と改良、画像テータを数値テータ集合として幾何学敵に扱い、計算幾何学手法を用いた数値テータと画像テータから診断の高速科とその診断精度の向上と改良、学習において階層的セクメンテーションルールのエキスハートを用いた
ｅラーニングにおける組織的学習支援のモデル化とシステム開発

本研究では、eラーニングにおけるeメンタの負担軽減を図るために、組織的学習支援活動のモデル化と支援システムを開発した。結果的に、1)SECIモデルからみたeメンタの活動を整理、2)組織的学習支援をモデル化、3)これらを踏まえたeメンタ支援システムが開発・評価された。本システムによってeメンタの負担軽減効果が見られた。本研究は、学習支援活動の平準化、eメンタ1人あたりの負荷軽減のために、組織的学習支援活動のモデル化と支援システムを開発、評価することを目的としている。モデル化およびシステム開発をするためには、1、eメンタが実際に活動した際のログをSECIモデルの観点からの分析、2、eメンタに対するヒアリングによるSECIモデルの各フェーズの展開状況の調査、3、これらの調査結果からの従来の学習支援方法によるSECIモデルとのマッチング、4、1から3の結果を踏まえた、SECIモデル表出化・結合化フェーズの支援システムの要件定義に関する研究が必要となる。これら各研究分野において平成24年度は次のような成果を残した。第一の成果として、eメンタの学習支援活動のSECIモデル全体(表出化フェーズ・結合化フェーズ・内面化フェーズ・共同化フェーズ)のモデル化したうえで、支援システムの設計を行った。第二の成果として、支援システムの機能について、機能開発を行い、開発した機能のうち、表出化フェーズ・結合化フェーズの支援にかかわる機能に関する形成的評価を現役のeメンタも交えて行った。さらに改善点についても現役のeメンタと意見交換を行い、方向性を導きだした。第三の成果として、これまでの成果の一部について、国内外の学会にて報告を行った。平成25年度はこれらの結果を踏まえ、内面化フェーズ・共同化フェーズの支援システムの評価・改善および表出化フェーズ・結合化フェーズの支援システムに関する改善を行う。モデル化およびシステム開発をするためには、1、eメンタが実際に活動した際のログをSECIモデルの観点からの分析、2、eメンタに対するヒアリングによるSECIモデルの各フェーズの展開状況の調査、3、これらの調査結果からの従来の学習支援方法によるSECIモデルとのマッチング、4、1から3の結果を踏まえた支援システムの要件定義に関する研究が必要となる。平成25年度の主な成果は次のとおりである。1)eメンタの学習支援活動の形式知から暗黙知の変換(内面化)フェーズおよび暗黙知から暗黙知の変換(共同化)フェーズの検討、モデルの確立および支援システム要件定義、システム構築を行った、2)eメンタに実際に開発した支援システムを利用してもらい形成的評価を実施した。3)2)における形成的評価および国内外の学会等への調査における、最新の学習支援の動向に関する調査の結果も踏まえ、改善をおこなった。具体的には、eメンタへのヒアリングと支援システムの要件定義に至る過程において、1)eメンタはSECIモデルスパイラルのいろいろな場所におり、2)eメンタの行動状況はSECIモデルスパイラルのいろいろな場所で起きている、ことがわかった。そこで支援システムは各フェーズの推進機能を集中的に検討し、eメンタが学習ログを一元的に管理する機能、eメンタと学習者間でしか共有されなかった支援のための情報のやりとりを、別のeメンタも共有可能な機能、支援のためのメッセージをデータベース化する機能を開発した。開発機能については、実際に現役eメンタにおける形成的評価を実施した。おおむね高い評価であったが、機能の一部については改善点も見られたため、評価結果をもとに改良も実施した。これら各研究分野において平成23年度は次のような成果を残した。第一の成果として、これまでのeメンタの活動(社会人に対する学習支援のログを分析)をSECIモデルの観点から分析を行った結果、従来の学習支援方法では、SECIモデルの共同化フェーズに相当する活動は見られたが、表出化以降の活動はごく一部しか見られず、結合化・内面化フェーズについては、全く見られないことが分かった。第二の成果として、eメンタへのヒアリングの結果でも、学習支援のログとほぼ同じ結果となった、ただし、表出化フェーズは、学習支援ログでは残らない部分で、その特徴がみられる活動も存在した。第一および第二の結果については、齋藤ほか(2011)で発表を行った。第三の成果として、eメンタの学習支援活動の表出化・結合化フェーズの検討および支援システムの要件定義を試みた結果、他のフェーズとの関連性が強く、単独で2フェーズの支援システムの要件を詳細に検討することが難しいことが分かった。

平成24年度はこれらの結果を踏まえ、SECIモデルの4つのフェーズに従い、組織的学習支援のモデル化およびその支援システムの要件定義・設計・開発を行う。平成24年度研究計画で予定されていた研究項目は、1)eメンタの学習支援活動のSECIモデル全体(表出化フェーズ・結合化フェーズ・内面化フェーズ・共同化フェーズ)のモデル化および支援システムの設計・開発、2)開発した支援システムのうち、表出化フェーズおよび結合化フェーズの活動に対する支援を行う機能の評価である。平成24年度の研究項目のうち、1)については、これまでの研究を踏まえ、仮説となるモデル化を行い、そのうえで、支援システムの設計を行い、機能開発を行った。結果、SECIモデルの書くフェーズを可視化するための支援機能(特にこれまで可視化が全く行われてこなかった受動的支援・能動的支援の具体的アクションに関する可視化を行う機能)と受動的支援・能動的支援の暗黙知を形式知とするための支援機能などを開発した。2)については、現役のeメンタを交えて、開発した機能に関する形成的評価を行った。その結果、各フェーズのeメンタの学習支援に関する可視化方法や、暗黙知を形式知へとする際の知識のデータベースの構造やその表現方法について、改善の方向性を導きだすこととなった。全体的には研究計画通りに研究課題に取り組んでおり、期間全体からみるに、おおむね順調に進捗している。平成23年度研究計画で予定されていた研究項目は1)eメンタの学習支援活動とSECIモデルとの対応、2)eメンタの学習支援活動の表出化・結合化フェーズの検討および支援システムの要件定義・設計・開発である。平成23年度の研究項目のうち、1)については、従来の学習支援方法によって行われたeメンタの学習支援活動について、学習支援ログとヒアリングからSECIモデルとの対応を行った。結果、共同化、表出化フェーズへの対応は見られたが、残りの2フェーズに該当する活動はほとんどなかった。この点を踏まえ2)の研究活動を取り組んだ。計画では、表出化フェーズ、結合化フェーズの支援システムの設計・開発まで行う予定であったが、研究を遂行するに従い、平成24年度に行う予定であったSECIモデルにおける共同化フェーズにて発生する情報を利用することを前提とした支援システムの要件が多数存在することが明らかになった。そのため平成23年度の研究遂行を行う上で、当初予定されていた計画内容と共に共同化フェーズのモデル化および要件定義を併せて行う必要が発生した。そこで、平成24年度に行う予定であった共同化フェーズのモデル化および要件定義の一部先行して研究活動をスタートさせたため、共同化・表出化フェーズの設計・開発までには至らなかったが、期間全体からみるに、おおむね順調に進捗している。従来の研究計画では、平成25年度は1)eメンタの学習支援活動の形式知から暗黙知の変換(内面化)フェーズおよび暗黙知から暗黙知の変換(共同化)
生体分子を模倣した人工微小アクチュエータの作製

ナノメートルサイズの微小アクチュエータの作成は工学、医学、理学など広い分野にインパクトをもたらす研究であり、その実用化に向けて各分野で研究が行われている。しかしながら分子レベルまで物質を小さくすると界面による効果が顕著となることや、アクチュエータ周囲の分子の熱揺動などにより現行の機械をそのまま小さくするのでは機能しなくなるという問題がある。一方で我々の体内には高い完成度を達成した分子モーターと呼ばれる生体分子が存在し、実際に機能している。本研究では生体分子がどのようにして微小な空間に適応し機能しているか解明し、その特性を模倣した人工微小アクチュエータを開発することを目的とした。このためモーター蛋白質が周囲の分子の揺動が存在する環境下で機能する際に重要であると考えられるレール蛋白質に注目し、レール蛋白質の運動能への関与について解析を行った。前年度までにモーター蛋白質がレール蛋白質上を運動する様子を直接観察できる顕微鏡を作り上げ、モーター蛋白質が機能している様子を観察した。またモーター蛋白質のレール蛋白質へ結合頻度を指標としてレール蛋白質とモーター蛋白質の親和性を求めた。さらに運動中のモーター蛋白質前後のレール蛋白質の親和性を比較し、モーター蛋白質の前方でモーター蛋白質とレール蛋白質の結合が起こりやすくなることを明らかにした。これらのことからレール蛋白質はモーター蛋白質と共同して働き、レール蛋白質とモーター蛋白質の親和性が変調することにより運動がおこると考えられた。本年度は解析を自動的に行うコンピュータアプリケーションの開発を行い、解析の精度を向上させた。その結果モーター蛋白質がレール蛋白質に結合するとレール蛋白質が約70ナノメートルにわたって状態変化することがわかった。これらのことから一方向に状態変化が伝播する性質を持つ材料を開発することにより微小アクチュエータが実現できると考えられる。ミオシン滑り機構の解析ミオシンは筋肉や細胞運動といった生体運動に関与し、その動力を供給する生体分子モーターである。ミオシン分子一個は10数ナノメータ程度の大きさであり、生体分子アクチンが重合してできたレール上を運動する。ミオシンはその大きさのため溶液の熱揺らぎや物質界面の影響を大きく受けながら機能することが予想されるが、ミオシンの運動は100%近いエネルギー変換効率である。このためミオシンは人工の機械とは根本的に異なる動作原理を持っていると考えられる。本研究では分子機械の動作原理を明らかにし、生体分子の持つ特徴を模倣した微小な人工機械を作成するため、生体分子の特徴を明らかにすることを試みた。ミオシンの観察には一分子直視の方法を用いて機能中の分子を直接観察し、その挙動を調べた。その結果、運動中のミオシンの前方ではアクチンとミオシン分子間の親和性が上昇していることが明らかとなった。このことからアクチンとミオシンは相互作用するとミオシン前方のレールの性質が変わってミオシンと結合しやすくなり、その結果ミオシンが前方へ引き寄せられて運動が起こると予想された。ミオシン分子の150ナノメートル前方のアクチンがミオシンと結合しやすくなり、ミオシン分子の後方のアクチンと比較して4倍結合が起こりやすくなっていることが明らかとなった。これらのことから生体分子モーターは水溶液の熱揺らぎの影響を排除するのではなく、水溶液の熱運動を利用して運動し、熱揺らぎのランダムな運動から一方向性の運動を取り出す過程にはレールタンパク質が関与することが明らかになった。
脳の中の機械学習：回帰性ニューラルネットワークによる報酬の計算機構の解明

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
SIRSおよびCARSの観点からみた急性膵炎の重症化機序の解析

急性膵炎では、膵プロテアーゼの活性化に伴う組織破壊をひきがねにして、サイトカインが産生される。サイトカインは、血球増多反応や急性相タンパクの産生を誘導するとともに、全身の血管内皮細胞と好中球を活性化し、好中球の血管外への浸潤、遠隔臓器への集積を引き起こす。このサイトカインによって起こる全身性の炎症病態がSIRS(systemic inflammatory response syndrome)である。サイトカインにより過度の炎症反応(SIRS)が起こると好中球による遠隔臓器の組織破壊が生じる。一方、急性膵炎に伴う組織破壊は、サイトカインの産生を誘導するだけではなく、抗炎症性サイトカイン、レセプターアンタゴニスト、可溶性レセプター、などのサイトカイン拮抗物質の産生をも誘導する。その結果、SIRSに引き続いて、サイトカイン産生が抑制されたCARS(compensatory anti-inflammatory response syndrome)の状態が出現する。CARSでは、大量のサイトカイン拮物質が産生された結果、新たなサイトカイン産生が抑制されることから易感染状態が惹起される。その際、感染の結果血中に流入したエンドトキシンが臓器障害を惹起するメデイエータとなる。エンドトキシンは遠隔臓器に集積した好中球を刺激し、好中球エラスターゼなどの臓器障害性メデイエータを放出させる。すなわち、SIRSではサイトカインの産生に基づく過度の炎症反応から、CARSではサイトカイン産生が抑制された結果生じる易感染性から臓器障害を生じる可能性があると言える。急性膵炎の診療においてはSIRSとCARS、両側面への対策が肝要である。炎症性サイトカインによって起こる全身性の炎症病態がsystemic inflammatory response syndrome(SIRS)である。一方、炎症性サイトカインが産生されSIRSとなると、同時にSIRSを遷延させないようにサイトカイン拮抗物質が誘導される。このサイトカイン拮抗物質が大量に産生されている時期をcompensatory anti-inflammatory response syndrome(CARS)と呼ばれる。SIRS時には、サイトカインにより全身の血管内皮細胞、好中球が活性化され、その相互作用の結果、全身の遠隔重要臓器に好中球が集積する。強い侵襲反応時(severe attack)や、感染などによるサイトカインの再誘導(second attack)時には、遠隔臓器に集積した活性化好中球から好中球エラスターゼなどの中性プロテアーゼや活性酸素が放出され、遠隔重要臓器の障害が引き起こされることが判明した。一方、大量のサイトカイン拮抗物質の産生によりサイトカイン反応が抑制されているCARSの時期に、盲腸の結紮穿刺(cecal ligation & puncture: CLP)による細菌性腹膜炎を惹起すると、無処置ラットにCLPを行った場合に比して、CLP24時間後の致死率が有意に上昇した。サイトカイン反応が抑制されたCARSの時期には感染防御能が減弱していることが判明した。以上のように、本研究により、SIRSは過度の炎症反応から、CARSは感染から、臓器障害へと伸展しうることが明らかとなった。このサイトカインによって起こる全身性の炎症病態がSIRS (systemic inflammatory response syndrome)である。

その結果、SIRSに引き続いて、サイトカイン産生が抑制されたCARS (compensatory anti-inflammatory response syndrome)の状態が出現する。CARSでは、大量のサイトカイン拮抗物質が産生された結果、新たなサイトカイン産生が抑制されることから易感染状態が惹起される。その際、感染の結果血中に流入したエンドトキシンが臓器障害を惹起するメデイエータとなる。エンドトキシンは遠隔臓器に集積した好中球を刺激し、好中球エラスターゼなどの臓器障害性メデイエータを放出させる。すなわち、SIRSではサイトカインの産生に基づく過度の炎症反応から、CARSではサイトカイン産生が抑制された結果生じる易感染性から臓器障害を生じる可能性があると言える。急性膵炎の診療においてはSIRSとCARS、両側面への対策が肝要である。
毘沙門天像の成立と展開　―唐・宋・元から平安・鎌倉へ―

本研究「毘沙門天像の成立と展開ー唐・宋・元から平安・鎌倉へー」は、東アジアの仏教において大変重要視された毘沙門天が、7から14世紀においてどのように信仰され、また関連する美術作品を生み出してきたかという問題について考察するものである。第三年次は昨年度に引き続き慶派による造像に注目し、鎌倉時代に制作された伝快慶作・毘沙門天像(京都・青蓮院所蔵、以下青蓮院像)を中心に調査研究を行った。29年10月に東京文化財研究所で研究発表を行い、青蓮院に伝来した二体の毘沙門天立像について論じた。ここでいう二体の毘沙門天像とは、現在青蓮院に安置されている青蓮院像、そして個人蔵を経て京都・泉屋博古館に収蔵された博古館像を指す。青蓮院では、13世紀の初めころ、建永元年(1206)に熾盛光堂、そして承元二年(1208)に大懺法院、という二つのお堂が造営され、そこにそれぞれ毘沙門天像が祀られたと考えられる。青蓮院像、博古館像がそれぞれどちらのお堂に安置されたのか、という問題が近年議論の焦点となっている。上記の問題は、鎌倉時代の神将形彫刻の造形上の展開を考える上で、また同時代の毘沙門天信仰と造像を辿る上で非常に重要である。発表ではこの問題点等を念頭に置きながら、造形上の特質に関して同時代の神将形像と比較を行った。加えて、青蓮院吉水蔵聖教中の青蓮院毘沙門天像に関する新史料を紹介した。当時青蓮院での供養を担当した慈円(11551225)の毘沙門天信仰と造像についても確認し、二体の毘沙門天像の制作背景について考察した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究「毘沙門天像の成立と展開ー唐・宋・元から平安・鎌倉へー」は、東アジアの仏教において大変重要視された毘沙門天が、7から14世紀においてどのように信仰され、また関連する美術作品を生み出してきたかについて考察するものである。27年度は、毘沙門天信仰とその造像の全容を把握することを目標とした。なかでも先行研究でも手薄であり、また申請者自身も今後の課題としてきた13・14世紀及び中央アジア諸国に考察の対象を広げた。具体的には鎌倉時代の神奈川・清雲寺像などの慶派による造像、中国河北省・居庸関像などチベット系の四天王像を中心的な研究対象としている。資料や経典の収集・分析、作品調査を踏まえた上で、造形的特質と思想背景・人的環境という三点から個々の作品の史的意義を実証的に位置づけようと試みた。本年度(4月12月)における具体的な研究実施状況は以下の通りである。1、日本・アジア・欧米各地に所蔵される毘沙門天像(14世紀までに制作された彫像・画像)に関するデータベース作成。データベースフォーマットの作成、作品情報の抽出、画像スキャンなどの作業を含む。FileMakerで作成中。2、元代の毘沙門天像に関する資料収集・整理。元代の毘沙門天像を含む仏教美術作品に関して、河北省・居庸関および浙江省・飛来峰造像を中心に画像や書籍等の資料を収集し、整理を行った。来年度以降の現地調査を経て考察結果を論文にまとめ、発表予定。3、鎌倉時代の毘沙門天像に関する資料収集・整理。なかでも神奈川・清雲寺像について調査後に考察結果を論文にまとめ、発表予定。4、博士論文の出版に関する準備。博士論文の出版・書籍化に向け、博士論文で触れた作品について、重要なものを抽出し、さらに考察を掘り下げた。なかでも単独の刊行論文として未発表である京都・鞍馬寺像、奈良・信貴山寺像、滋賀・善水寺像について再検討を行っている。6月に妊娠が判明したため、当初予定していた海外滞在および国内外の調査を今後に延期した。ただし、東京で行うことのできる資料収集・調査やデータベース作成などの作業は順調に進んでいる。本研究は、東アジアの仏教において大変重要視された毘沙門天が、7から14世紀においてどのように信仰され、また関連する美術作品を生み出してきたかという問題について考察するものである。第二年次は、1慶派による造像に注目し、鎌倉時代に制作された伝快慶作・毘沙門天像(京都・青蓮院所蔵、以下青蓮院像)を中心に調査研究を行った。2北宋の真宗朝に制作された南京・大報恩寺址出土七宝阿育王塔(大中祥符四年・1011)に注目し、中原では元時代に受容されたと考えられているインド・チベット風の四天王図像が、北宋時代すでに用いられていた可能性について考察した。本年度における主な研究実施状況は以下の通りである。(1)京都・青蓮院毘沙門天像の調査・研究および関連作品の調査・研究。28年47月、青蓮院像に関する文献史料および先行研究の収集・分析、関連作品についての資料の収集、造形の分析、青蓮院聖教中の関連史料の翻刻を行った。8月、青蓮院像の熟覧および写真撮影。醍醐寺霊宝館・不動明王像の熟覧を行った。9月、アメリカ・メトロポリタン美術館にて青蓮院伝来不動明王像の熟覧・写真撮影。

高野山大学図書館にて青蓮院聖教写本の閲覧・複写。京都・泉屋博古館にて青蓮院伝来の毘沙門天像の調査・撮影を行った。10月12月、89月に収集した写真資料・文献資料の整理および分析。(2)北宋時代元時代の毘沙門天像に関する調査・研究。29年1月3月、北宋時代(真宗朝)に制作された南京・大報恩寺址出土阿育王塔にあらわされた毘沙門天像に関する考察を行った。2月、河北省で仏教文物の調査をし、北宋時代前期に制作された舎利塔や碑石、彫刻作品の熟覧および写真撮影を行った。大報恩寺址出土阿育王塔について、真宗朝で制作された宗教文物全体における位置づけを明らかにしようと試みている。本研究は1314世紀の毘沙門天信仰と造像について、その実態を具体的な作品から明らかにすることを目的としている。第二年次は、対象作品として青蓮院像、大報恩寺址出土像に注目し、造形的特質の分析や現地調査、制作背景の考察を順調に進めている。本研究「毘沙門天像の成立と展開ー唐・宋・元から平安・鎌倉へー」は、東アジアの仏教において大変重要視された毘沙門天が、7から14世紀においてどのように信仰され、また関連する美術作品を生み出してきたかという問題について考察するものである。第三年次は昨年度に引き続き慶派による造像に注目し、鎌倉時代に制作された伝快慶作・毘沙門天像(京都・青蓮院所蔵、以下青蓮院像)を中心に調査研究を行った。29年10月に東京文化財研究所で研究発表を行い、青蓮院に伝来した二体の毘沙門天立像について論じた。ここでいう二体の毘沙門天像とは、現在青蓮院に安置されている青蓮院像、そして個人蔵を経て京都・泉屋博古館に収蔵された博古館像を指す。青蓮院では、13世紀の初めころ、建永元年(1206)に熾盛光堂、そして承元二年(1208)に大懺法院、という二つのお堂が造営され、そこにそれぞれ毘沙門天像が祀られたと考えられる。青蓮院像、博古館像がそれぞれどちらのお堂に安置されたのか、という問題が近年議論の焦点となっている。上記の問題は、鎌倉時代の神将形彫刻の造形上の展開を考える上で、また同時代の毘沙門天信仰と造像を辿る上で非常に重要である。発表ではこの問題点等を念頭に置きながら、造形上の特質に関して同時代の神将形像と比較を行った。加えて、青蓮院吉水蔵聖教中の青蓮院毘沙門天像に関する新史料を紹介した。当時青蓮院での供養を担当した慈円(11551225)の毘沙門天信仰と造像についても確認し、二体の毘沙門天像の制作背景について考察した。今後は、14世紀までのアジアの毘沙門天造像に関する作品研究の充実と、舎利信仰と関連する美術作品についての研究に着手する。インドから西域を経て中原から伝えられた仏教思想・信仰と、それを表象する仏教文物の図像・様式というかたちが、いつ、どのように受け入れられ、各地域で変容したのか、毘沙門天という一つの視点を通して具体的に位置づける。27年度に行うことのできなかった国内外の作品調査を進めるとともに、論文公表と学会発表を行う。具体的な研究計画は以下の通りである。28年46月、神奈川・清雲寺像の作品調査、および奈良・朝護孫子寺蔵毘沙門天像に関する作品調査を行う(奈良国立博物館にて特別展『国宝信貴山縁起絵巻朝護孫子寺と毘沙門天王信仰の至宝』開催のため、見学予定)。滋賀・善水寺像を中心とした天台系毘沙門天像についての論考を『仏教芸術』に投稿。同79月、杭州・飛来峰や河北省・居庸関など中国での現地調査を予定。中国・長干寺址出土舎利塔に関する論考を『MUSEUM』に投稿。同1012月、中国・法門寺地宮の毘沙門天像に関する論考を『仏教芸術』に投稿。29年13月、山形・上杉神社蔵毘沙門天画像に関する論考を『美術史論叢』に投稿。
DNAポリメラーゼβとFEN1ヌクレアーゼの二重破壊株による塩基除去修復の解析

塩基除去修復(BER)は、DNAの脱塩基や修飾塩基部位を修復する経路であり、DNAポリメラーゼ(Pol)βが関与するショートパッチ(SP)経路と、Polβに加えてPolδ/εとPCNA、FEN1が関与するロングパッチ(LP)経路がある。我々は、すでにニワトリDT40細胞からFEN1破壊株、Polβ破壊株およびその2重破壊株を作製した。本研究は、これら破壊株の表現型、および異なる塩基損傷の修復におけるSP BERとLP BERの役割分担の解析を目的に行い、次の結果を得た。(1)2重破壊株は上記2経路の重要酵素が欠損しているにも関わらず生存可能なことは、代替酵素ないし新修復経路の存在を示唆した。(2)各破壊株の増殖能は野生株より低く、FEN1破壊株及び2重破壊株でアポトーシス細胞が増加した。(3)MMSに対しPolβ破壊株とFEN1破壊株は同程度の高感受性、H_2O_2に対してFEN1破壊株と2重破壊株は高感受性、Polβ破壊株は野生株と同程度の感受性を示した。(4)細胞から核抽出液を作製し、またウラシル(U)ないし8-オキソグアニン(8OG)を含むアッセイ基質を作製し、BER活性の測定条件を確立した。(5)この系を用いて、U基質を用いると野生株とPolβ破壊株のBER活性に差がないが、FEN1破壊株と2重破壊株の活性は著しく低下していた。(6)8OG基質では全BER活性はU基質と同様の結果を得たが、LP BER活性ではPolβ破壊株は野生株より高い活性を示した。(7)これら結果は、野生株とPolβ破壊株がH_2O_2に対して同程度の感受性を示し、FEN1破壊株と2重破壊株が高感受性を示す結果と一致した。塩基除去修復(BER)は、細胞内外の要因によって起こるDNAの脱塩基や修飾塩基部位を修復する経路である。BERにはDNAポリメラーゼ(Pol)βが関与するショートパッチ経路と、Polβに加えてPolδ/εとPCNAが関与しフラップエンドヌクレアーゼ(FEN)1によりフラップ塩基を除くロングパッチ経路がある。我々は、ジーンターゲティングによりニワトリDT40細胞からFEN1破壊株、Polβ破壊株およびPolβとFEN1の2重破壊株を作製した。本研究は、これら破壊株の表現型の解析、および異なる塩基損傷の修復におけるショートパッチBERとロングパッチBERの役割分担を解析することを目的として行い、次の結果を得た。(1)2重破壊株は上記2経路の重要酵素が欠損しているが生存可能なことは、代替酵素の存在ないし新修復経路の存在を示唆した。(2)各破壊株の増殖能は野生株より低く、破壊株でアポトーシス細胞が増加した。(3)MMSに対してPolβ破壊株とFEN1破壊株は同程度の高感受性、H_2O_2に対してFEN1破壊株と2重破壊株は高感受性Polβ破壊株は野生株と同程度の感受性を示した。(4)酵母において、FEN1とPolβホモローグが組換えに関与することが知られている。Polβ破壊株は、ベクターの非相同組換えによる染色体挿入頻度が有意に低下しており、逆にβ-アクチンターゲティングベクターの相同組換えによるターゲティング効率が有意に増加していた。(5)各細胞株から核抽出液を作製し、また1ヶ所ウラシルを含む2重鎖オリゴヌクレオチド基質を作製して、ウラシルをシトシンに修復するin vitro活性を測定する条件を確立した。現在、各細胞株のBER活性を測定している。また、今後、8-オキソグアニン等の酸化塩基部位を持つ基質を作製して、in vitroのBER活性を解析・比較する。塩基除去修復(BER)は、DNAの脱塩基や修飾

塩基部位を修復する経路であり、DNAポリメラーゼ(Pol)βが関与するショートパッチ(SP)経路と、Polβに加えてPolδ/εとPCNA、FEN1が関与するロングパッチ(LP)経路がある。我々は、すでにニワトリDT40細胞からFENT破壊株、Polβ破壊株およびその2重破壊株を作製した。本研究は、これら破壊株の表現型、および異なる塩基損傷の修復におけるSP BERとLP BERの役割分担の解析を目的に行い、次の結果を得た。(1)2重破壊株は上記2経路の重要酵素が欠損しているにも関わらず生存可能であり、これは代替酵素ないし新修復経路の存在を示唆した。(2)各破壊株の増殖能は野生株より低く、破壊株でアポトーシス細胞が増加した。(3)MMSに対してPolβ破壊株とFEN1破壊株は同程度の高感受性、一方H_2O_2に対してFEN1破壊株と2重破壊株は高感受性、Polβ破壊株は野生株と同程度の感受性を示した。(4)Polβ破壊株は、非相同組換えによるDNAの染色体挿入頻度が有意に低下し、逆に相同組換えによるターゲティング効率が有意に増加していた。(5)細胞から核抽出液を作製し、またウラシル(U)ないし8-オキソグアニン(80G)を含むアッセイ基質を作製し、BER活性の測定条件を確立した。(6)この系において、U基質を用いると野生株とPolβ破壊株のBER活性に差がなく、一方FEN1破壊株と2重破壊株の活性は著しく低下していた。(7)80G基質では全BER活性はU基質と同様の結果を得たが、LP BER活性ではPolβ破壊株は野生株より高い活性を示した。(8)これら結果は、野生株とPolβ破壊株がH_2O_2に対して同程度の感受性を示し、FEN1破壊株と2重破壊株が高感受性を示す結果と一致していた。
ヘムを基礎とする高機能複合たんぱく質の創製とその支援研究

膜蛋白質複合体の発現系構築:ヘムを基礎とする高機能複合たんぱく質の創製とその支援的研究の一環として、ミトコンドリア(mt)のウシチトクロム酸化酵素の発現系を構築した。本酵素は、核とmtにそれぞれエンコードされる多数のサブユニットからなる。最大サブユニットであるmt由来サブユニットI(SI)が本酵素機能に必須だが、ヒトHeLa細胞核に、強力なプロモーター支配下のウシSI遺伝子を組み込み、細胞質で発現したSIをmtに輸送させ、ウシSIとヒト由来サブユニットからなる雑種チトクロム酸化酵素発現系を開発した。雑種酵素はヒト本来の酵素と遜色ない酸素還元活性と、それに共役したプロトンポンプ活性をもつ。宿主内には、純粋のヒト酵素が共存するが、雑種酵素が圧倒的に多く発現する。本発現系を用い、プロトンポンプの鍵アミノ酸残基を見いだすとともに、ポンプ能のみ失活した酵素を作製し、二つの機能が分離可能なことを実証した。今回開発した方法は、mt由来膜蛋白質変異に起因したミトコンドリア機能障害の治療に適応可能なため、新規ミトコンドリア病の遺伝子治療法の開発に発展する。また大腸菌の無細胞タンパク合成系で、外来的に補欠分子族ヘムを加え、土壌細菌Paracoccus denitrificansチトクロム酸化酵素を機能発現させた。本発現系により、高度に疎水的な膜蛋白質に外来性ヘム導入が可能となった。化学修飾ヘムを用いた高機能触媒体の創製:ミオグロビン(Mb)の活性中心ヘムを特定の機能を発揮するように化学修飾をデザインし、酸素保存体であるMbにmonooxygenase活性、peroxygenase活性、peroxidase活性をそれぞれ付与できた。また活性中心ヘムを非天然ポルフィセン(ポルフィリン鉄錯体の構造異性体)に置換し、酸素親和性を1000倍に増大させとともに、蛋白部分の改変と組み合わせ、非常に高い酸化活性を発揮させた結果、環境ホルモンをきわめて効率よく酸化分解した。以上の成果は、高機能触媒体の創製に化学修飾ヘムなど非天然ヘム導入が極めて有効であることを示す。今回の研究成果は、本研究グループによる蛋白質改変と非天然ヘム導入を組み合わせた高機能触媒体の創製法が、高度に疎水的膜蛋白質複合体を基礎とする新規触媒体開発研究に適応可能なことを示した。島田らは、P450のオーダーメイド化に平行してP450の触媒反応機構の解明に努めている。P450においては、反応に必要な2等量の水素イオンが活性部位に供給される仕組みがまだよく解明されていない。そこで数多くのP450の中で最もよくその構造と機能の関連が明らかになっているカンファー水酸化反応を触媒するP450camを対象とし、水素イオン供給系を研究した。本酵素においては、すでに内部の活性部位から分子表面近くに延びた水素結合のネットワークの存在と、それを介しての水素イオンの供給を我々は提唱している。本年度、酵素分子表面のアスパラギン酸残基を介して水素イオンがそのネットワークに輸送されることをほぼ明らかにした。