hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
確率的アルゴリズムにおける乱数の果たす機能と効果の究明

本研究課題では,計算における乱数の機能の解明に向け,「乱択アルゴリズムの設計」と「脱乱択化の新理論の構築」の両研究を推進した.この目的に沿って,確率構造および離散構造の理解の深化と応用の研究も並行して進めた.とくに脱乱択化の新技法の構築に向けて,決定性ランダムウォークの設計と解析技法の開発に取り組み,成果を得た.また当初の想定を超える成果として,自律分散ロボットの対称性を解消する決定性アルゴリズムの開発に成功し,乱数の機能のひとつである対称性の解消が決定性計算で置き換え可能であることを示した.本課題では,計算における乱数の機能の究明に向け,「乱択アルゴリズムの設計」と「脱乱択化の新理論の構築」の両研究を進めている.本年度は特にランダムウォークの脱乱択化に関して大きな進展があった.ランダムウォークはネットワーク上をランダムに推移する確率モデルで,インターネットクローラーやマルコフ連鎖モンテカルロ法に基づく数値積分法などに応用をもつ.ロータールーターモデルは,ランダムウォークを模倣する決定性の過程で,隣接頂点に決定性の推移を行う.ランダムウォークの脱乱択化に関する従来モデルのロータールーターモデルでは,有理数の遷移確率しか扱えなかったのに対し,本研究では無理数の遷移確率をも扱うことのできる関数ルーターモデルを開発し,その解析を行った.数え上げ困難な対象(#P完全問題)のランダム生成に用いられるマルコフ連鎖に対して,入力サイズの多項式で押さえられる頂点誤差保証をもつ脱乱択化の設計は重要な未解決問題であったが,これを肯定的に解決した.この成果を用いて,0-1ナップサック解や半順序の線形拡大などに対して,頂点誤差の保証を持つ決定性のサンプリングに対する多項式時間アルゴリズムを与えた.これは数え上げ困難な問題に対する決定性の近似アルゴリズム設計の新たな理論に向けた大きな1ステップと考える.より一般の誤差保証については今後の課題である.乱択アルゴリズムの設計に関しては,離散構造に着目したアルゴリズム設計に取り組んだ.疎性マトロイドは組合せ剛性理論におけるグラフの剛性に対する特徴づけを与える.疎性マトロイド基の判定に用いられるペブルゲームについて,得られる向き付けの離散構造について研究した.この離散構造を用いて疎性マトロイド基のランダム生成法の設計を行った.このほか,ストリーム中の頻出アイテム検知法の開発を行った.本課題では,計算における乱数の機能の究明に向け,「乱択アルゴリズムの設計」と「脱乱択化の新理論の構築」の両研究を進めている.ランダムウォークの脱乱択化に関して,25年度に関数ルーターモデルを開発し,その頂点誤差評価を行ったが,本年度はこの研究を発展させた混交時間(mixing time)を用いた頂点誤差ならびに計算量の解析の成果を国際会議にて発表した.さらに,数え上げ困難問題に対するマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた乱択近似アルゴリズムの脱乱択化の汎用技法の開発に向け,頂点誤差解析の研究を発展させ,部分集合の誤差解析の研究を現在進めて成果を得つつある.特に総変動誤差の上界を与えた一方で,下界も証明し,総変動距離を小さくすることが一般には難しいことを示した.現在はマルコフ連鎖モンテカルロ法を用いた乱択近似アルゴリズムの脱乱択化に必要な部分集合に特化した解析を進めているところである.乱択アルゴリズムの設計に関しては,省領域のオンライン乱択数え上げアルゴリズムの成果を発展させ,頻度分布を求める高効率な近似計算の新しい技法を設計した.提案手法は,乱択数え上げと極値分布を応用した技法であり,確率不等式を用いた精度保証を与えている.この他,現実問題に起因する安定結婚問題における最適選好マッチングについて,離散構造の解明に取り組んだ.最大最適選好マッチングの端点集合の不変性を示すと共に,解構造と戦略的操作性に関する成果を得た.グラフや順序構造に関する問題などにも取り組み,成果を得ている.本課題では,計算における乱数の機能の究明に向け,「乱択アルゴリズムの設計」と「脱乱択化の新理論の構築」の両研究を進めている.ランダムウォークの脱乱択化に関して,H26年度までに関数ルーターモデルを開発し,混交時間(mixing time)を用いた頂点誤差ならびに計算量の解析を行ったが,本年度はこの研究を発展させた総変動距離の上下界の解析を行い国際会議ANALCOにて発表した.改良した解析結果をまとめ,ジャーナルへの投稿を準備中である.乱択アルゴリズムの設計に関して,組合せ計算の複雑さのベンチマーク的な問題である正方格子上の経路数え上げ(フカシギの数え方としてyoutubeの動画が知られる)に対するMCMC法を設計した.まだヒューリスティクスではあるものの200x200格子まで計算して,nxn格子の個数の10進桁数が約0.2415*(n**2)である実験結果を得た.アルゴリズムの精度保証について,モンテカルロ法部分については十分精度の解析を与えており,マルコフ連鎖のmixing timeの理論解析に現在取り組んでいる.新たな展開としては,3次元空間中の自律分散ロボットの対称性解消に対する決定性のアルゴリズムを設計し,同期モデルでの平面形成問題に対する可解性の必要十分条件を得た.

この成果は国際会議DISCにて発表した.本プロジェクトの構想時には,対称性解消に対する乱数の役割は本質的に不可欠と漠然と予想していたが,この予想を覆す成果である.アルゴリズムのアイデアは比較的素朴であり,この成果に基づく応用発展は今後の課題である.この他,現実問題に起因する安定結婚問題における最適選好マッチングについて,解構造と戦略的操作性に関する成果を得て,安定マッチングに関する国際会議MATCH-UPで成果を発表した.グラフや順序構造に関する問題などにも取り組み成果を得ている.上述の通り,確率的アルゴリズムにおける乱数の機能と効果の究明に向け,順調に研究を遂行できている.本課題では,計算における乱数の機能の究明に向け,「乱択アルゴリズムの設計」と「脱乱択化の新理論の構築」を両輪として研究を行った.ランダムウォークの脱乱択化に関して,これまでに関数ルーターモデルを開発し,その頂点誤差評価を行ってきたが,本年度はこの研究を発展させた総変動誤差に関する混交時間(mixing time)を用いた解析の結果をジャーナル投稿し,採録が決定した.本研究の成果をもって一般の関数ルーターの解析は一応の決着となり,今後は目的に特化した決定性ランダムウォークの解析が課題となる.ランダムウォークの脱乱択化に関しては,このほか頂点誤差の下界や長周期をもつインスタンスの設計などの成果も得られ,上記の課題に向けた予備的な知見も得られている.想定外の展開として,対称性の解消における乱数の機能について,自律分散ロボットの対称性を解消する決定性のアルゴリズムの開発に成功した.すなわち,ある種の対称性の解消には乱数を必要としないことを示している.この成果はとくに分散計算論においては画期的な結果として高い評価を受けており,計算機科学のトップジャーナルのJounal of the ACMに論文採録が決定している.このほか,湊ERATOプロジェクトのおねえさん問題としてyoutube動画でも著名な格子上の単純経路数え上げに対する乱択近似アルゴリズムを設計し,現在厳密解の知られる最大サイズの26x26格子を大きく上回る100x100格子に対して経路数の近似値を得た.また,離散構造の活用を動機とする研究としては,有効グラフ上のパリティハミルトン閉路問題に取り組み,ブール方程式に基づく特徴づけを得て,効率的なアルゴリズムを設計した.本研究課題では,計算における乱数の機能の解明に向け,「乱択アルゴリズムの設計」と「脱乱択化の新理論の構築」の両研究を推進した.この目的に沿って,確率構造および離散構造の理解の深化と応用の研究も並行して進めた.とくに脱乱択化の新技法の構築に向けて,決定性ランダムウォークの設計と解析技法の開発に取り組み,成果を得た.また当初の想定を超える成果として,自律分散ロボットの対称性を解消する決定性アルゴリズムの開発に成功し,乱数の機能のひとつである対称性の解消が決定性計算で置き換え可能であることを示した.上述の通り,確率的アルゴリズムにおける乱数の機能と効果の究明に向け,順調に研究を遂行できている.27年度までの成果を受け,継続して研究を発展させる.上述のとおり,ランダムウォーク脱乱択化は順調に成果を得てきており,継続して研究を進めつつ新たな展開も図る.また,3次元対称性解消の決定性アルゴリズムに関する新たな展開について,原理の解明と新たな応用への展開に向けた研究を継続する.乱択アルゴリズムの設計に関しては,特に順序構造を中心とする離散構造に着目した実用・理論の研究を進めており,これを継続する.並行して成果の国際会議発表や雑誌論文投稿を進める.28年度が最終年度であるため、記入しない。情報学基礎理論26年度までの成果を受け,継続して研究を発展させる.
転写因子ＩＲＦ８とｃＡＭＰ経路に共通するマクロファージ分化基本分子機構の解析

細胞分化には、各系譜に特異的な転写因子による適切な遺伝子発現が必須であり、その破綻が免疫不全やがんなどの疾患を引き起こしうる。転写因子IRF8は単球を含む血球細胞分化に必須であり、慢性骨髄性白血病の重要な制御因子と考えられている。本研究ではIRF8の機能解析を通じて血球細胞の分化機構を明らかにし、ひいては白血病の新規治療法の可能性を探ることを目標とした。IRF8の遺伝子導入等の複数のマクロファージ分化系で遺伝子発現を網羅的に解析した。その結果、共通に発現が誘導される転写因子を同定し、それらの遺伝子導入によりIRF8を介さないマクロファージ分化を達成した。造血系細胞を含む、多細胞生物の細胞分化においては、各系譜に特異的な転写因子によってしかるべき下流遺伝子の転写の活性化、あるいは抑制が行われていることが必須であり、そしてその制御機構が破綻するとがんなどの疾患を引き起こしうる事が知られている。インターフェロン系転写因子IRF8はマクロファージを含む複数の血球細胞系譜において細胞分化を促進する。一方、その発現は慢性骨髄性白血病(CML)患者の血球細胞にて著減しており、またその欠損マウスはCML様病態を示す事から、IRF8がCML病態の重要な制御因子である可能性が示唆されていた。本研究においては、IRF8の機能解析を通じて血球系の分化機構を明らかにし、ひいてはIRF8をバイパスする白血病治療法の可能性を探ることを目標としている。平成23年度は、マクロファージ分化の分子機構を解析する目的で、IRF8遺伝子欠損マウスより樹立したミエロイド前駆細胞株Tot2細胞のin vitroマクロファージ分化系を用い、複数の経路から誘導したマクロファージの網羅的な遺伝子発現解析を行った。平成24年度においては、次世代シーケンサーを用いたChIP-seq法によりIRF8のゲノム上の結合部位を網羅的に解析し、さらにはマイクロアレイとの統合解析をにより、IRF8を起点としたマクロファージ分化における転写因子カスケードを同定した。今後、これまでに同定されてきた候補遺伝子の機能解析、プロモーター上流の制御因子の解析を通じて、マクロファージ分化への関与を検討し、さらにはIRF8をバイパスするし白血病治療に応用可能な分化経路の探索を行う。本研究においては、IRF8の機能解析を通じて血球系の分化機構を明らかにし、ひいてはIRF8をバイパスする白血病治療法の可能性を探ることを目標とした。まず、マクロファージ分化の分子機構を解析するために、IRF8遺伝子欠損マウスより樹立したミエロイド前駆細胞株のin vitro分化系を用い、IRF8の遺伝子導入を含む複数の経路からの分化誘導を行った。それらの遺伝子発現をマイクロアレイを用いて網羅的に解析し、特にIRF8の遺伝子導入によるマクロファージ分化においては、ChIP-seq法によりIRF8のゲノム上の結合部位を網羅的に解析した。このIRF8のChIP-seq解析と遺伝子発現との統合解析により、IRF8を起点とした転写因子カスケードを同定することができた。さらにIRF8下流の転写因子を明らかにでき、この転写因子の遺伝子導入は外来からのIRF8遺伝子の導入なしにマクロファージへの分化誘導が可能であった。今後、これまでに同定されてきたIRF8により制御される遺伝子の機能解析を行い、cAMP経路との共通性を明らかにすることを予定している。これらによりマクロファージ分化の解明を進め、さらにはIRF8をバイパスする白血病治療に応用可能な分化経路の探索を行う。

本研究においては、IRF8の機能解析を通じて血球系の分化機構を明らかにし、ひいてはIRF8をバイパスする白血病治療法の可能性を探ることを目標としている。本年度は、マクロファージ分化の分子機構を解析する目的で、IRF8遺伝子欠損マウスより樹立したミエロイド前駆細胞株Tot2細胞のin vitroマクロファージ分化系を用い、複数の経路から誘導したマクロファージの網羅的な遺伝子発現解析を行った。特に、これまでにマクロファージ分化を誘導することが判明している転写因子IRF8およびそのファミリー分子であるIRF4、IRF8を導入することなくTot2細胞を成熟マクロファージに分化誘導できるサイクリックAMP経路を活性化する薬剤、さらには新たに同定したマクロファージ分化に関わる転写因子による分化誘導系を解析した。マイクロアレイによる遺伝子発現解析により、これらの複数の経路に共通して発現が変動する遺伝子群を同定した。今後、これらの候補遺伝子の機能解析、プロモーター上流の制御因子の解析を通じて、マクロファージ分化への関与を検討し、さらには白血病治療に応用可能なIRF8をバイパスする分化経路の探索を行う。平成23年度は、IRF8を介したマクロファージ分化の分子機構を解析する目的で、IRF8遺伝子欠損マウスより樹立したミエロイド前駆細胞株Tot2細胞のin vitroマクロファージ分化系を用い、複数の経路から誘導したマクロファージの網羅的な遺伝子発現解析を行った。Tot2細胞を成熟マクロファージに分化誘導できることが判明している転写因子IRF8およびそのファミリー分子であるIRF4、IRF8を導入することなくTot2細胞を成熟マクロファージに分化誘導できるサイクリックAMP経路を活性化する薬剤、さらには新たに同定した新規の転写因子による分化誘導系を解析した。平成24年度においては、マクロファージ分化に関わる遺伝子群の抽出をより効率よく進めるために、マイクロアレイによる遺伝子発現解析だけではなく、ChIP-seq法を用いてIRF8の標的遺伝子の同定を試みた。これらを統合解析により、IRF8の標的遺伝子のみならず、マクロファージ分化に関わる遺伝子、さらにはIRF8が関与する遺伝子ネットワークの理解が進んだ。特にIRF8を起点とした転写因子カスケードを同定する事が出来た。昨年度は、IRF8を介したマクロファージ分化の分子機構を解析する目的で、IRF8遺伝子欠損マウスより樹立したミエロイド前駆細胞株Tot2細胞のin vitroマクロファージ分化系を用い、複数の経路から誘導したマクロファージの網羅的な遺伝子発現解析を行った。Tot2細胞を成熟マクロファージに分化誘導できることが判明している転写因子IRF8およびそのファミリー分子であるIRF4、IRF8を導入することなくTot2細胞を成熟マクロファージに分化誘導できるサイクリックAMP(cAMP)経路を活性化する薬剤、さらには新たに同定したマクロファージ分化に関わる転写因子による分化誘導系を解析した。
五胡十六国から北魏時代の出土陶俑に関する基礎研究

五胡十六国時代から北魏時代は、文化芸術や諸制度が著しく成熟した時代であり、重要な研究領域である。しかし,当該時期の出土資料は数が限られていたため,考古学的研究は遅れていた。今回の研究では,近年になって発掘報告が相次いだ十六国時期と認定された出土陶俑について,研究を行った。その結果,4世紀末葉に画期がみられる事を明らかにした。その画期は、この時期の、北方諸政権の自立機運の高まりと関係していることが明らかとなった。拓跋鮮卑が5世紀初頭に建てた北魏王朝の制度や文化に関して、当時の主要副葬品目である陶俑に着目して調査研究を行った。本研究は、俑の制作技法や組合せ、服制などから分類を試み、当該時期の年代基準として資料化を図り、五胡十六国から北魏が華北を統一するに至る過程を考古学的に検証しようとするものである。平成21年度は、山西省考古研究所及び陜西省考古研究院の協力のもと、五胡十六国から北朝期にかけての出土資料の調査を実施した。主として陶俑や陶製動物模型の熟覧を通して、製作技術の記録を行うとともに、発掘現場視察や研究者との意見交換を行った。調査地は、山西省考古研究所、山西省博物院、太原市文物管理所、大同市考古研究所、大同市博物館、陜西省考古研究院、陜西歴史博物館、咸陽市文物考古研究所、西安市文物保管所、西安市博物院。これまで当該時期の陶俑や陶製模型については、きわめて概略的な理解にとどまっていたが、今回の資料熟覧を通して、当該時期の陶俑や動物模型の制作技法に関して、その手順を明らかにし得る知見が得られた。また、発掘現場視察によって、陶俑等の具体的な出土状況について理解を深めることができた。さらに北魏領内における製作技術の地域性の存在について、従来認識されていた以上に細分し得る可能性が出てきた。これについては、次年度に予定している寧夏回族自治区での調査研究をふまえてより理解が進むと期待される。なお、調査研究の一環として、2度の研究発表を実施した。拓跋鮮卑が5世紀初頭に建てた北魏王朝の制度や文化を明らかとするためには、その前史である五胡十六国時期の諸政権との関係を明らかにする必要がある。そこで本研究では、当時の主要副葬品目である陶俑に着目することとした。特に俑の制作技法や組合せ、服制などをもとに分類を試み、編年体系を確立することにつとめる。この作業を通して、五胡十六国から北魏が華北を統一するに至る過程を、考古学的に検証するのが本研究のねらいである。22年度は寧夏回族自治区および内蒙古自治区において資料調査を実施した。寧夏回族自治区では、五胡十六国時期から北魏時期の過渡的様相を示す資料群を熟覧し、製作技法や俑の地域性と時代性に関する知見を得た。また内蒙古自治区では、北魏時期と考えられる画像資料や鉄製武器などを熟覧し、北魏が盛楽に都を置いた時期の文化について知見を深めた。夏には九州国立博物館において特別展「馬アジアを駆けた二千年」を開催した。ここでは、江蘇省、河南省、遼寧省、湖南省、山西省、山東省、陝西省、内蒙古から本研究とも関わる資料を展観し、研究成果の一部をひろく一般に公開した。年度末には2ヵ年に及んだ研究成果の主要部分をまとめるべく、論文「出土陶俑からみた五胡十六国と北魏政権」を執筆し投稿した。研究の結果、五胡十六国時期の俑の変容が、〓水の戦いにおける前秦の敗北と華北の再動乱を契機としていると考えるに至った。この変容は、鼓吹騎馬俑の登場などを大きな特徴とし、〓水の戦い後における五胡諸族の自立機運の高まりを具体的に示す事象と判断した。そして北魏政権は、これら五胡十六国時期後半期の諸政権の文化や志向を受け継いでいると判断するに至った。
熟考を促す手書きレポートの良さを残した実験管理システムの開発

この研究は、手書きレポートの持つ教育的利点を生かすため、最新のIT技術を活用し従来の手書きレポートの事務処理上の問題や保存の問題を解決するレポート管理システムを開発するものである。本システムでは、まず学生は作成した手書きレポートをスマートフォンやスキャナなどでPDF化する。次にレポート管理システムにログインし、レポート提出一覧表画面より提出したい実験項目を指定し、ファイルを送信することで提出が完了する。これにより、学生は、自宅や深夜でもレポートの提出が可能となる。提出した時間が記録されるため教員は提出や遅刻の状況のチェックが簡単になる。また、複数の教員での採点や、より細かな指導が可能となる。レポートはPDFデータとしてサーバに保管されるため、保管の問題もクリアでき、いつでも簡単に取り出すことができる。レポート管理システムは、メールでの提出方法や単なるファイルサーバへの提出と違い、スケジュール機能も合わせ持つ。PDF以外のファイルも扱うことができるため、座学での提出物も登録することで、学生はいつまでに何を提出すればよいか知ることができ学習計画をたてやすくなる。また、未提出の警告や再提出の督促メールなどの自動連絡機能も備える。以上の機能を備えたレポート管理データベースシステムをPHPとMySQLによりサーバ上に構築した。また、スマートホンからの提出時に使用するPDF化アプリを試用、評価した結果、無料アプリのCamScanneを利用してレポートをPDFすることとした。学生はレポートを撮影し、このアプリによりPDF化した後システムにログインし、提出作業を行う。ただし、この方法はスキャナに比べ撮影条件などにより見易さが左右されるため、学生の慣れが必要である。このため自宅にスキャナを持たない学生用に、市販のスキャナを使用する提出用端末も学内に用意することとした。
大腸癌の高度危険度群マウスにおけるFusobacteriumの役割

発がん要因の一つとしてHelicobacter pyloriやB型・C型肝炎ウイルスなどの微生物感染が挙げられる。近年,グラム陰性嫌気性細菌F. nucleatumが,大腸がんの発生や治療に重要な影響を与えている可能性が指摘され注目されている.本研究は,マイクロサテライト不安定性から大腸がんを自然発生するマウスにF. nucleatumを感染させたモデルマウスを作製し、F. nucleatumが大腸がんの進展や治療反応性にどのように関連しているかについて、特に免疫学的見地を踏まえつつ明らかにする。さらに、F. nucleatumの排除が大腸がんの予防や治療の新たな標的となりうるか検討する.発がん要因の一つとしてHelicobacter pyloriやB型・C型肝炎ウイルスなどの微生物感染が挙げられる。さらに、F. nucleatumの排除が大腸がんの予防や治療の新たな標的となりうるか検討する.
貝殻に住む矮小シクリッドが平行進化した遺伝機構の解明

本研究は、タンガニイカ湖に固有なシクリッドTelmatochromis temporalisにおける、矮小型の平行進化の遺伝的機構を明らかにしようとするものである。具体的には、矮小型を発現する対立遺伝子が普通型集団に低頻度で存在し、矮小型に好適な環境(シェルベッド)が出現した際に、自然選択によってその頻度が増加して矮小型が進化すると考えている。この機構を解明するため、初年度である本年度は、普通型と矮小型を親とするF2世代の作出を行った。その結果、オス35個体とメス72個体を得た。オスは死亡率が高く、サンプルに偏りが見られる。一方メスは比較的死亡率が低く、今後のQTL解析に適していると考えられる。F2の作出は今後も引き続き行い、十分な個体数を得る。またQTL解析の次には、野生個体を用いた責任遺伝子の絞り込みや、他種における同遺伝子の動態を調べる予定である。そのときは大量サンプルの遺伝子型を特定する必要があるため、リアルタイムPCR装置を購入した。さらに本年度はタンガニイカ湖での潜水調査を行い、これまで公表されていない新たな型を採集した。これまでは、沿岸の岩場に生息する普通型と沖合のシェルベッドに生息する矮小型のみが公表されていた。しかし今回の調査によって、沖合の岩場に生息する新たな型が形態的に特徴的で、また近隣に生息する他の型と遺伝的に異なることが示された。いまのところ、新しい型の形態的特徴がどのような自然選択の結果であるのかは不明であるが、今後の課題として興味深い。この型については、引き続きデータを取得して、研究2年目にあたる次年度中に論文として投稿したい。以上のほか、T. temporalisの体色に関する論文を出版した。また、T. temporalisの解析にddRADを用いた集団解析が必要であるが、その有効性を日本産淡水魚で確認し、論文を投稿した。QTL解析に必要なF2世代の作出は順調に進んでおり、体サイズにも十分な変異が見られる。体サイズが平行して進化した機構を考えると、責任遺伝子の数は少数であることが予想される。このため、まずは100個体未満の個体数でQTL解析を行う予定である。来年度には必要数を満たす可能性が高い。現地(ザンビア)での採集調査も予定通り行うことができた。T. temporalis矮小型が平行進化した他の場所として、タンザニア沿岸がある。タンザニアでの調査における難点の一つに、調査許可と在留許可の取得がある。しかし、本年度はこれらを取得することもできた。このため、来年度には予定どおり、タンザニアでの調査も可能となった。また、ddRADを用いた集団解析がとても精度が高く、経済的にも有利であることを示すことができた。このため、今後は平行進化の解明(とくにタンザニアを含む新たなデータセットの解析)にddRADを用いる目処がついた。F2の作出を終了し、体サイズに関するQTL解析を行う。その次には、野生個体を用いて矮小型の責任遺伝子を絞り込む。さらに、他種でのこの遺伝子の動態について調べ、なぜT. temporalisだけが矮小型を平行進化し得たのか、調べる。このほか、タンザニアでの採集を行い、平行進化の例数を増やして、仮説がどの程度支持されるのかを調べる。本研究は、タンガニイカ湖シクリッドの適応放散機構を解明するという大きな流れの一部である。このため、現地に赴いた際には本研究課題に限らず、他の現象や他の種についても幅広く調べる。

体サイズが平行して進化した機構を考えると、責任遺伝子の数は少数であることが予想される。このため、まずは100個体未満の個体数でQTL解析を行う予定である。来年度には必要数を満たす可能性が高い。現地(ザンビア)での採集調査も予定通り行うことができた。T. temporalis矮小型が平行進化した他の場所として、タンザニア沿岸がある。タンザニアでの調査における難点の一つに、調査許可と在留許可の取得がある。しかし、本年度はこれらを取得することもできた。このため、来年度には予定どおり、タンザニアでの調査も可能となった。また、ddRADを用いた集団解析がとても精度が高く、経済的にも有利であることを示すことができた。このため、今後は平行進化の解明(とくにタンザニアを含む新たなデータセットの解析)にddRADを用いる目処がついた。F2の作出を終了し、体サイズに関するQTL解析を行う。その次には、野生個体を用いて矮小型の責任遺伝子を絞り込む。さらに、他種でのこの遺伝子の動態について調べ、なぜT. temporalisだけが矮小型を平行進化し得たのか、調べる。このほか、タンザニアでの採集を行い、平行進化の例数を増やして、仮説がどの程度支持されるのかを調べる。本研究は、タンガニイカ湖シクリッドの適応放散機構を解明するという大きな流れの一部である。このため、現地に赴いた際には本研究課題に限らず、他の現象や他の種についても幅広く調べる。
高速分光・測光観測による降着円盤の可視化、及び短時間変動現象の解明

激変星の高速分光観測による降着円盤可視化、ブラックホール連星候補天体の時間分解高分散分光観測、時間分解測光観測のための小口径望遠鏡とCCDカメラを用いた観測システムの構築を行った。食のある短周期の激変星Z ChaとOY Carの高速分光観測データに対してドップラー・トモグラフィー法を行って得られた速度場における2次元輝度分布から、ホットスポット(伴星から流入するガスと降着円盤が衝突する計部分)の放射が非等方であることが強く示唆されている。ホットスポットと非ケプラー回転の効果を見積もるための降着円盤のモデル構築を行った。本年度4月に可視光での増光が発見され、増光の光度曲線や直後の分光観測からブラックホール連星かもしれないと思われた天体(ASAS150946-2147.7)の可視高分散分光観測を、すばる望遠鏡を用いて行った。小口径望遠鏡による増光初期の分光ではA型星の伴星を持つブラックホール連星の可能性があったが、実際には伴星はF型星で、主星はかなり重い中性子星であると思われる。連星中のブラックホールと中性子星の質量ギャップに位置する可能性もあり、連星進化の上からも興味深い天体である。ガンマ線バーストやX線新星、激変星の爆発活動など、予測困難で持続時間が数十秒から数日と極めて短い可視域での突発現象は、降着円盤の活動に起因するものや未知の新天体の活動であることも多く、即時観測によるデータ取得が重要である。増光時の明るさは小中口径望遠鏡でも高速測光観測が可能な場合も多い。日本やアメリカ大陸では突発現象の観測を目的とした小中口径望遠鏡が複数運用されているが、その間に位置するハワイにはそのような望遠鏡がなく観測の空白時間の原因となるため、30cm望遠鏡とCCDカメラによる観測システムを構築した。降着円盤は、宇宙の様々なスケールの天体に存在し、降着円盤に起因した様々な活動現象が観測されている。銀河系内に多数存在し、短いタイムスケールで降着円盤の活動現象を示す激変星やブラックホール連星の時間分解分光・測光観測から、降着円盤の速度分布と短時間変動の機構を解明することが、本研究の目的である。降着円盤のスペクトルは、速度場を反映したダブルピークの輝線を示す。前年度までの研究から、輝線を100km/s程度の速度幅に分割して速度成分毎の食の光度曲線を作り、エクリプス・マッピング法を用いてそれぞれの輝度分布を求めることで、2次元の速度分布を得られることが示されている。本年度は、2005年春にチリのVLTで観測された食のある短周期の激変星OY Carの高速分光観測のデータ解析を行った。同時観測の測光データがないため光度補正が十分に行えなかったという問題が残るものの、速度幅毎の光度曲線に対してエクリプス・マッピングを行って、速度場の2次元の輝度分布を求める手法は確立できた。この結果をまとめた論文を現在作成中である。また、激変星の降着円盤にガスを供給している伴星についての観測も行った。降着円盤の状態は、伴星からの質量輸送率に大きく影響される。すばる望遠鏡を用いて伴星の寄与が大きくなる近赤外での観測を行い、活動現象の特徴と伴星のスペクトル型に関係があることを明らかにした。この結果は日本天文学会で発表し、論文を投稿中である。時間分解測光観測を行うための高速CCD及びその制御ソフトがイギリスでほぼ完成し、来年度以降、試験観測を経て降着円盤の短時間変動現象の観測が可能になった。1.マイクロクェーサーGRS1915+105の短時間変動GRS1915+105は銀河系内のブラックホール連星で、相対論的ジェットを噴出していることが知られている。ジェットと降着円盤の状態変化の関係を調べ、ジェットの生成機構を解明するためには多波長同時観測がもっとも有効な手段である。GRS1915+105多波長同時観測に参加し、すばる望遠鏡による近赤外時間分解測光観測を行った。そのデータ解析の結果、近赤外のデータではX線でも見られる10分程度の周期変動に加えて、数秒のタイムスケールでも光度変化が見られることが明らかになった。また、近赤外での光度変化はX線とは逆相関であることから、降着円盤の物質が一気に落ち込んだときにその一部がジェットをして放出されるというシナリオがほぼ確かめられた。2.食を示す激変星Z ChaとOY Carの降着円盤可視化昨年度から行っている食のある短周期の激変Z ChaとOY Carの高速分光観測のデータ解析について以下の改良を行った。同時観測の高時間分解測光データがないため光度補正が十分に行えなかったという問題を解決するため、食の光度曲線はほぼ一定の形を示すことから過去の論文から高速測光観測のデータを取得して光度補正に用いて。降着円盤可視化の過程で、連続光成分だけでなく白色矮星の吸収線の影響も無視できないことが明らかになったため、モデルスペクトルを用いて白色矮星の成分を分離し、吸収線の影響を取り除いた。3.惑星状星雲の中心天体連星が激変星へと進化する途中では、惑星状星雲の段階を経ると考えられている。すばる望遠鏡を用いて中心天体が白色矮星を含む連星系であると考えられている惑星状星雲についての可視分光観測を行い、現在X線のデータとも併せて解析中である。

激変星の高速分光観測による降着円盤可視化、ブラックホール連星候補天体の時間分解高分散分光観測、時間分解測光観測のための小口径望遠鏡とCCDカメラを用いた観測システムの構築を行った。食のある短周期の激変星Z ChaとOY Carの高速分光観測データに対してドップラー・トモグラフィー法を行って得られた速度場における2次元輝度分布から、ホットスポット(伴星から流入するガスと降着円盤が衝突する計部分)の放射が非等方であることが強く示唆されている。ホットスポットと非ケプラー回転の効果を見積もるための降着円盤のモデル構築を行った。本年度4月に可視光での増光が発見され、増光の光度曲線や直後の分光観測からブラックホール連星かもしれないと思われた天体(ASAS150946-2147.7)の可視高分散分光観測を、すばる望遠鏡を用いて行った。小口径望遠鏡による増光初期の分光ではA型星の伴星を持つブラックホール連星の可能性があったが、実際には伴星はF型星で、主星はかなり重い中性子星であると思われる。連星中のブラックホールと中性子星の質量ギャップに位置する可能性もあり、連星進化の上からも興味深い天体である。ガンマ線バーストやX線新星、激変星の爆発活動など、予測困難で持続時間が数十秒から数日と極めて短い可視域での突発現象は、降着円盤の活動に起因するものや未知の新天体の活動であることも多く、即時観測によるデータ取得が重要である。増光時の明るさは小中口径望遠鏡でも高速測光観測が可能な場合も多い。日本やアメリカ大陸では突発現象の観測を目的とした小中口径望遠鏡が複数運用されているが、その間に位置するハワイにはそのような望遠鏡がなく観測の空白時間の原因となるため、30cm望遠鏡とCCDカメラによる観測システムを構築した。
六朝税財政史の研究

すでに作成を終えて公刊準備をしていた「占田・課田の系譜--晋南朝の税制と国家的土地所有--」(中国中世史研究会編『中国中世史研究続編』京都大学学術出版会)が出版された。この論文では、占田・課田制の基礎をなした戸調・田税制度が六朝末まで堅持されたこと論じた。本研究は、そこでは充分にふれることができなかった漢末魏初における戸調制の成立過程と南朝への展開過程を、史料整理を中心にあとづけることを試みた。その結果、形成期以来、戸調制は戸等制度をともなって実施されたもので、魏から南斉までは財産基準、梁・陳時代は丁数を基準として賦課されたことが分かった。さらに北朝期についても同様の分析を試みたが、基本的には南朝と同様の傾向を示すことが分かった。南朝と異なるのは、大和年間にあいついで施行された俸禄制と均田制とが、夫婦単位の戸調を実現し、より安定的で公平な収取と財政運営をもたらす契機となった点である。また、この戸調制の実態把握に基づいて、北魏大和年間の財政収支表を作成し、北魏の財政構造と運営実態を考察する基礎づくりをおこなった。本研究によってもたらされた知見は、今後より精密な検討をへたのちいくつかの論文にまとめて公刊する予定である。さらには南北朝を総合した税財政の特質の考察をおこない、それが隋唐期へどのように展開していゆくのか、概括的な見通しが立てられるよう努力したい。
女性の出産行動の意識の変化に関する実証的研究

平成6年度補助(05610174)により実施した調査研究は、平成5年度につづき現代社会における出産と医療の問題にかんする文献研究、および妊娠・出産を契機に構成された女性たちの集団がまとめた出産に対するさまざまな見解を検討し、そのうちとくに陣痛促進剤の使用をめぐり、出産への医療介入を産む側はどのように捉えているかに焦点をおいて行った。分析はインダビュー資料を参考に、主としてぐる-ぷ・きりんによる資料を用いた。前年度の補助により行った研究から、産む側がなぜ会陰切開に対し比較的高い適応をみせるのかについて説明を行った。すなわち、〈会陰切開への適応〉にとって(1)会陰切開合理化認識(2)会陰切開合理化条件(3)切開と痛みの関連認識、の3つが説明要因として析出され、とりわけ(1)会陰切開合理化認識の相対的重要性を指摘した。この合理化認識は二つの基盤にまたがり、一つは複数の合理化要因、産む側が医学的根拠を内面化した結果「会陰切開はなぜ自分にとって必要だったか」に説明を与えている。他の一つは「みんながするもの」という常識であり、同世代の友人と雑誌・本がこの常識形成の媒体になっていることを指摘した。この図式を参考にしながら、会陰切開と同様、出産に現場「病院による差はあるが)ではルーティン化している陣痛促進剤使用に対する態度と意識についての分析を進めた。その結果、(1)陣痛促進剤使用をなぜ納得しているか(2)陣痛促進剤使用決定にみる医師-産む側の関係(3)陣痛促進剤に対する基本的態度(4)陣痛促進剤がもたらす痛みと、他の副作用に対する不安、の4つの項目が立てられた。そして会陰切開同様に、医学的根拠の内面化によって生まれた(1)が促進剤使用合理化認識が重要であることが確認された。医学的根拠の内面化による促進剤使用合理化が生まれるのは、それに代わる経験的情報の不足であり、その伝達の場がないことである。また(2)について出産の場において支配的な相互作用のパターンの存在を指摘し、このパターンを双方向的関係にしていくことが出産の経験的情報の共有と同様重要であることを明らかにした。平成5年度補助(0561074)により実施した調査研究は、現代社会における出産と医療の問題に関する文献研究、および妊娠・出産を契機に構成された自発的なグループの女性(「自然育児友の会」「ぐるーぷ・きりん」「陣痛促進剤の被害を考える会」)とこれらの会を支援する助産婦に対しインタビューを行った。これらの資料と「ぐるーぷ・きりん」によって収集された490名あまりの出産経験者のアンケート結果のうち、とりわけ記述された言葉をそのまままとめたコメント集をデータとして検討した結果、次のような示唆を得るにいたった。すなわち、現代社会における出産は「産む側」からみた場合、いくつかの局面に分節化できるということ。出産が女性にとってはどのように体験され受け止められていくのかをみる上で、これらの局面を構成する複数の要因が存在し、それらが条件として働いたときに、出産の現場で体験されたことがらが受容されたり、あるいは納得のいかないものとして問題視される、ということである。出産への医療介入の中で会陰切開を一例に挙げると、母子の安全性という目的をどの程度内面化しているか、産婦側の医師観、医療者-産婦の相互作用、痛みの程度、出産に先だって産婦がもっていた会陰切開観などが挙げられる。さらに分娩台、陣痛促進剤の使用、誰が立会うか、産後の母子の距離といった局面においても、同様な形で要因の析出が行われた。これらの分析をもとに、次年度の調査研究では病院出産経験者と助産院出産経験者に対しインテンシブ・インタビューを試み、これらの要因の関連をさらに検討していく。

そして会陰切開同様に、医学的根拠の内面化によって生まれた(1)が促進剤使用合理化認識が重要であることが確認された。医学的根拠の内面化による促進剤使用合理化が生まれるのは、それに代わる経験的情報の不足であり、その伝達の場がないことである。また(2)について出産の場において支配的な相互作用のパターンの存在を指摘し、このパターンを双方向的関係にしていくことが出産の経験的情報の共有と同様重要であることを明らかにした。
原子間力顕微鏡を用いたディスク記憶装置の試作

本研究では、走査型プローブ顕微鏡を用いた高密度記録の研究を行った。特に静電容量型記録について研究した。シリコン窒化膜・酸化膜・シリコン構造の電荷蓄積メモリ用試料を作製した。プローブへの電圧印加によりサブミクロンサイズの電荷蓄積を行い、電圧しきい値の測定、消去などの特性を測定した。電荷蓄積による半導体空乏層の広がりによる静電容量の変化を電圧に対して測定し、記録のヒステリシス特性を明らかにした。静電記録の特性を高い精度で測定するため、新しくタッピング型静電容量顕微鏡を開発した。この装置ではプローブをタッピング動作させて静電容量変調と近接制御を同時に実現している。高い精度の静電容量測定により記録ビットの形状を評価した。記録の読み出し、書き込みには高速に信号を入出力できるプローブの製作が欠かせない。本研究ではシリコンマイクロマシン加工により高速プローブを作製した。表面凸凹のピッチから記録を読み出す方式には共振周波数の高いプローブが要求される。ねじれ振動子型プローブと片持ちはり型プローブを比較検討し、ねじれ振動子の先端に片持ちはり型プローブをつけた2段型プローブが有効であることを理論計算により示した。ねじれ振動子型プローブをシリコンのマイクロマシンニングにより製作した。いくつかの形状を製作し、その共振周波数を測定し、1MHzオーダの高い共振周波数が得られることを示した。これらの研究により本研究の目的の主要部分を達成することができた。平成7年度は計画に従い,原子間力顕微鏡の開発と改良を行った.信号処理回路の設計,製作を行い,計算機のインターフェイスを製作した.原子間力顕微鏡のプローブに静電気力により衝撃力を印加する装置を製作した.インジウムを試料として,提案する第1の方法により微小ピットの書き込み実験を行った.パルス静電気力により衝撃力を発生し,微小ピットを高速に発生することができた.ピットの大きさは数nm径でプローブ先端の形状を示した.従来はステージの上昇によりピットを発生させていたが,発生力が小さく,応答速度も小さい.発生力を大きくするためにはステージの移動量を大きくする必要があるが、プローブ先端のズレが発生し,ピットが細長く変形する.本研究で提案する方法においては,これまでにない強い衝撃力が得られることが明らかになった.また,プローブのたわみが少ないのでピットの変形も最小にできることが示された.これらの結果は米国論文誌に投稿した.本年度の研究目的は装置の開発と提案する第1の方法に関する実験が主な課題である.本年度の目的の大部分を達成できたと考えられる.静電引力を利用した衝撃加圧の手法は構造が簡単であるにもかかわらず,高いピット発生能力を持っている.プローブの移動量は小さいので,機械的な表面加工でありながら高速応答が得られる.メモリーの開発においては速度が最も重要な課題の一つであるので本手法の開発により書き込み速度の改善が期待できる.研究の遂行上に生じた学術上の問題は表面摩擦である.ナノメートル領域の動摩擦が提案する手法の達成に重要な作用を及ぼしていることが明かとなった.これまで,この領域での動摩擦の測定は報告されていない.本研究の手法を応用することで動摩擦を測定できることが明かとなり,基礎研究的側面においても新しい知見が得られた.平成8年度は誘電体の分極変化や電荷蓄積効果を用いたデータビットの記録方法について研究した.第1に誘電体薄膜を圧電性材料のスパッタ法により製作した.PZT系のターゲット材料を用いた.原子間力顕微鏡のプローブに電圧を印加することで圧電薄膜の分極反転の実験を行った.圧電変位の発生を測定することで分極反転できることを確認した.しかし,圧電変位を検出する方法では応答速度が低く,また圧電薄膜の膜質が荒く,信号とノイズの比が小さかった.またゾルゲル法により溶液からスピンコートにより成膜を行ったが,表面が粗く,ピンホームが存在するためよい書き込み特性は得られなかった.

そこで静電容量変化により検出する方法を試みるため,静電容量顕微鏡の機能をこれまでに開発した顕微鏡装置に付加した.電圧印加によりシリコン窒化膜と酸化膜の界面に電荷を蓄積し,発生した空乏層による静電容量変化を改良装置により検出した.コントラストも良く.データビットの記録,検出が行えることを確認した.ビット形状の評価に新しくタッピングモード静電容量検出法を開発した.成膜後の界面において空乏層が発生しているため第1回目のデータビット記録のコントラストは消去後書き込んだデータビットのコントラストより低いことが明らかになった.書き込み前に消去のプロセスを行うことで高いコントラストのビットが得られた.タッピングモードの静電容量顕微鏡により表面形状と静電容量の分布が同時に測定でき,ビット形状を精度良く測定できることが明かになった.直径0.5μmビットの書き込みと消去を実現した.本研究では、走査型プローブ顕微鏡を用いた高密度記録の研究を行った。特に静電容量型記録について研究した。シリコン窒化膜・酸化膜・シリコン構造の電荷蓄積メモリ用試料を製作した。プローブへの電圧印加によりサブミクロンサイズの電荷蓄積を行い、電圧しきい値の測定、消去などの特性を測定した。電荷蓄積による半導体空乏層の広がりによる静電容量の変化を電圧に対して測定し、記録のヒステリシス特性を明らかにした。静電記録の特性を高い精度で測定するため、新しくタッピング型静電容量顕微鏡を開発した。この装置ではプローブをタッピング動作させて静電容量変調と近接制御を同時に実現している。高い精度の静電容量測定により記録ビットの形状を評価した。記録の読み出し、書き込みには高速に信号を入出力できるプローブの製作が欠かせない。本研究ではシリコンマイクロマシン加工により高速プローブを製作した。表面凸凹のピットから記録を読み出す方式には共振周波数の高いプローブが要求される。ねじれ振動子型のプローブと片持ちはり型プローブを比較検討し、ねじれ振動子の先端に片持ちはり型プローブをつけた2段型プローブが有効であることを理論計算により示した。ねじれ振動子型プローブをシリコンのマイクロマシニングにより製作した。いくつかの形状を製作し、その共振周波数を測定し、1MHzオーダの高い共振周波数が得られることを示した。これらの研究により本研究の目的の主要部分を達成することができた。
哺乳類のメチオニン合成に関与する酵素の性質に関する研究

ヒト・メチオニン合成酵素、メチオニン合成酵素還元酵素(MSR)、及びメチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素(MTHFR)の組み換え体酵素の発現・精製に成功し、解析を行った。MSR遺伝子で知られる共通遺伝子多型(66A> G)は、タンパク質機能に影響を及ぼさなかった。また、重篤なMTHFR欠損患者の遺伝子変異による酵素の性質の変化に関して生化学的な根拠を得た。さらに、好熱性細菌であるThermus thermophilus HB8由来MTHFRをモデルとして使用することで、これらの遺伝子変異の影響について構造生物学的な解釈を付け加えることに成功した。多くの疾患に関与することから、メチオニンの代謝、特にその代謝物であるホモシステインの代謝について関心が高まっているが、メチオニン代謝酵素の性質には不明な点が多くある。その中でも本研究ではビタミンB_<12>依存性メチオニン合成酵素(MS)と、その補助酵素であるメチオニン合成酵素還元酵素(MSR)の生化学的性質を明らかにすることを目的としている。はじめに研究実施計画に記載した通り、cDNAの分与を受け、MS及びMSRの発現系を構築した。ヒトMSR遺伝子では22番目のアミノ酸残基がイソロイシンからメチオニンへ置換される遺伝子変異が知られているが、このアミノ酸置換が酵素の性質に与える影響については詳細な検討は少ない。そこで本研究ではメチオニン置換体MSRの発現系も構築した。これらの酵素を精製し、目的の一つを達成した。また、MSRの新しい生理機能について探求する目的で、ホモシステインを代謝するもうひとつの酵素(ヒト・シスタチオニンβシンターゼ)のcDNAをクローニングし、バキュロウイルス・昆虫細胞培養系で発現・精製した。さらに、MSの上流の酵素であるMTHFRの性質についても若干の新知見を得た。次に、精製タンパク質を用いてMSR活性の評価方法を新規に開発することを試みた。従来の方法ではラジオアイソトープを用いているので、感度が高い一方、制約も多い。そこで酵素活性の評価を分光学的に行うことを予備的に検討した。これまでの検討ではMSRが結合しているフラビンの吸収スペクトルに妨害され、酵素活性の評価系構築は達成されていない。しかし、分光学的な実験からは反応過程における情報が得られることが多いので、さらに改良を進めて活性の評価方法を確立したい。メチオニンの代謝物であるホモシステインは、心疾患のリスクファクターであるなどヒトの疾患と密接に関わっていることから、その代謝に関心が高まっている。しかし、メチオニン代謝酵素の性質には不明な点が多くある。本研究ではメチオニン代謝に関与する酵素、特に、ビタミンB_<12>依存性メチオニン合成酵素(MS)とその補助酵素であるメチオニン合成酵素還元酵素(MSR)の生化学的性質を明らかにすることを目的としている。MSRには共通遺伝子多型が知られているが、この遺伝子変異によるアミノ酸置換が酵素の性質に与える影響については詳細な検討は少ない。昨年度に構築が成功したMSRの発現・精製系を用いて、大量にヒトMSR野生型(22番目のアミノ酸残基がイソロイシン)および、共通遺伝子多型で生成されるイソロイシン→メチオニン置換体の調製を行った。精製した野生型、メチオニン置換変異体の紫外・可視吸収スペクトルから、両者ともフラビンを含むタンパク質として得ることができたと考えられた。しかし、メチオニン変異体MSRの見かけの分子量の増加が電気泳動上で確認されたことから、変異体酵素では何らかの翻訳後修飾が起こることが推測された。また、MSとの相互作用に及ぼす変異の影響を検討する目的で、MSR依存的なMS活性の測定を、精製酵素を用いて行った。その結果、MSは、MSR野生型、メチオニン変異体の存在によって同様の活性を示した。したがって、この変異はMSの再活性化に影響を及ぼさないことが示唆された。また、MSRの新規機能を探求する目的で、昨年度までに大量発現・精製に成功したヒト・シスタチオニンβシンターゼを用い、MSRとの相互作用の可能性を検討した。しかし、これまでに両タンパク質が協調的に機能するという結果は得られていない。ビタミンなど栄養素が適切に作用するためにはタンパク質、特に酵素の働きが重要である。ビタミンB_<12>(B_<12>)は葉酸・メチオニン代謝に関与しており、近年、ホモシステイン代謝との関連からもメチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素(MTHFR)と同様、注目されている。今回、このB_<12>を補酵素とするメチオニン合成酵素(MS)とその補助酵素であるメチオニン酵素還元酵素(MSR)の性質について研究を行った。MSRの機能を明らかにする目的で、精製ヒトMSとMSRを用いて活性測定方法の確立を試みたが、本研究期間内に達成することはできなかった。最も大きな原因は、MSR単一分子が行うMSの活性化が一回で、複数回の活性化を観察することができなかったことである。

MSRを調節する因子が、触媒回転に必要ではないかと考え、可能性の高い物質を添加し活性の検出を試みたが、現在までに継続的触媒に寄与する因子は発見できていない。MSRは、MSの再活性化に必須であるが、触媒作用を複数回行う酵素というよりも、むしろ再活性化因子である可能性も考えられる。また、MSRはMSのB_<12>の取り込みにも関与するが、MS自体によるB_<12>の取り込み機構の解析も必要である。しかし、哺乳類MSのアポ酵素(B_<12>と結合していないMS)は非常に不安定で、精製哺乳類アポMS得ることは不可能であった。そこで一般にタンパク質が安定な好熱菌由来MSに着目し、MS類似遺伝子がThermus thermophilus HB8遺伝子に存在することを確認した(tMS)。このtMSは哺乳類MSと高いアミノ酸配列の相同性をもつ4ドメインから構成されると考えられ、良いモデルになると考えた。そこで組み換え体tMSの発現・精製系の構築を試み、成功した。予想通りtMSのアポ酵素はホロ酵素に比べて不安定であったが、アポ酵素は摂氏60度・15分の保温耐えるものであり、通常のタンパク質を取り扱う環境(常温)では非常に安定であった。このtMSの発現・精製系は、今後のB_<12>の機能を詳細に解析する上で非常に有用であると考えられる。
線虫の生殖細胞における新規小分子RNAの作用マシナリーの解析

遺伝子発現抑制の一形態であるRNA interference(RNAi)は、幾つかの内在性の遺伝子発現制御と反応経路の一部を共有している。それらの発現制御においては、小分子RNAと一緒に複合体を形成するArgonaute蛋白が制御因子として機能していることが一般的である。一部のArgonaute蛋白はRNA切断活性(Slicer)を示し、重要性が特に高い。筆者は線虫C.elegansをモデルとして、Slicer活性を示すArgonaute蛋白をこれまでに2つ同定してきた。Slicer活性を持つArgonaute蛋白の解析を通じて小分子RNAが関与する遺伝子発現制御について新たな知見を得たいと考え、それらの蛋白と相互作用する内在性小分子RNAについて解析を行った。どちらのSlicer蛋白もRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRP)産物であると考えられる内在性のトリ燐酸化siRNA(small interfering RNA)と相互作用していた。それらのSlicer蛋白と相互作用している内在性siRNAについて大規模な配列測定を本研究の初年度後期に行っており、更にコンピュータ解析を進めることによって得られた配列データに存在する特徴を抽出した。相互作用しているsiRNAの90%の5'末端がグアニンで始まっており、RdRPによってプライマー非依存的に合成されたsiRNAの特徴を反映しているものと考えられた。又、相互作用しているsiRNAの大部分は、mRNA集団に相補的な配列もしくはゲノムの非コード領域の配列に対応していた。後者に含まれるsiRNA集団には、性染色体の特定領域の配列が高頻度に確認され、ゲノム全体に分布する反復配列も中頻度に確認された。2つのSlicer蛋白を欠失した二重変異体を作製して表現型を解析してみたところ、生殖細胞における性染色体の不活化現象の顕著な異常が確認された。遺伝子発現抑制の一形態であるRNA interference (RNAi)は、幾つかの内在性の遺伝子発現制御と反応経路の一部を共有している。一部のArgonaute蛋白はRNA切断活性(Slicer)を示し、特に重要性が高い。筆者は線虫C. elegansをモデルとして、Slicer活性を示すArgonaute蛋白をこれまでに2つ同定してきた。Slicer活性を持つArgonaute蛋白の解析を通じて小分子RNAが関与する遺伝子発現制御について新たな知見を得たいと考え、それら2つの蛋白と相互作用する内在性小分子RNAについて解析することにした。免疫沈降実験によって、どちらのSlicer蛋白もRNA依存性RNAポリメラーゼ(RdRP)産物であると考えられる内在性のトリ燐酸化siRNA(small interfering RNA)と相互作用していることを確認した。相互作用しているRNAについて大規模な配列解析を行ったところ、それらSlicer蛋白と相互作用している内在性siRNAの一部はmRNA集団の一部に対して相補的な配列を示し、又一部はがゲノムの非コード領域に配列が対応していた。興味深いことに、非コード領域に対応するsiRNAの1/3程度は性染色体の一領域に由来する分子集団に相当していた。性染色体に対応するsiRNA集団の発現はRdRPの一つであるEGO-1に依存しており、Dicerには依存していないことを確認した。性染色体に対応するsiRNA集団の生理学的役割を調べる目的で、siRNAの産生領域の欠失変異体の単離を共同研究で試みており、幾つかの部分欠失を得ることができた。