hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
被災鋼構造骨組の即時損傷評価・予測システムの開発に関する基礎的研究

多自由度系の骨組構造物が地震時に崩壊機構を形成すると、系の振動特性と入力エネルギーが変化し、また塑性崩壊面の法線ベクトルに応じて変位増分(速度)分布が変化する。これらの影響により、弾性範囲では単一の振動モード成分のみが卓越すると予想される場合でも、崩壊機構形成後に他の振動モード成分の応答荷重が増加することがある。その結果、崩壊機構形成後に励起されるモード成分に敏感な崩壊モードが予想外に発生することがある。そこで本年度の研究では、崩壊機構形成後にモード成分の荷重分布が変化する可能性について検証した。地震荷重や風荷重に対する骨組構造物の弾性荷重効果の最大値分布については、継続時間とランダム変数の標準偏差のポアソン過程に従うことが知られている。しかし、多自由度系の骨組構造物における弾塑性応答系の場合は、上述のように限界状態関数の法線ベクトルによって復元力増分が変化するため、最大応答値予測は容易ではない。そこで本年度の研究では、崩壊機構形成後に振動モード成分の弾塑性応答量がどのように変化するのかを数値シミュレーションによって検討し、最大応答値分布を求めた。なお、本研究では、弾塑性最大応答値分布と関係すると予想される新たな指標として、弾塑性復元力増分に対する限界状態関数の感度を定義した。高次モード成分の弾塑性復元力増分に対して感度の高い限界状態関数を持つ構造物の場合、最大応答値分布のばらつきが大きくなる可能性があることを示した。本年度の研究成果により、多自由度系の骨組構造物の弾塑性応答予測では、複数の振動モード成分の影響を適切に考慮することが必要であることを示した。さらに、崩壊機構形成後の荷重効果の変動を考慮した弾塑性最大応答値予測法の開発に供するための統計データを作成した。地震動入力に対する鋼構造建物の地震荷重効果を評価する手法を大幅に省略化する手法を提案し、骨組模型の地震応答実験や数値応答解析の応答結果と比較し、有効性や適用性を検討した。本手法は、モード数を低減した部分モード空間を対象とすることで、解析精度を維持しつつ、計算時問を短縮させることが可能となる。また、モード復元力空間における構造物の塑性崩壊に関する安全領域を、種々の幾何学形状(凸多面体、超楕円体、平行四辺形など)の崩壊面モデルでグローバルに近似し、弾塑性応答挙動を短時間で精度良く追跡できる。崩壊面モデルは、複数の荷重分布形による弾塑性荷重増分解析を実施し、未知の崩壊面上の崩壊荷重を数点求め、これらを参照点として幾何学形状のモデルに近似して得られる。このとき採用する複数の荷重パターンは、地震時の生起確率が高く、損傷に寄与する振動モード成分を選択して組合せる規範を提案し、複数のモード成分の影響を考慮した損傷予測法の可能性を示すものである。得られた崩壊面モデルを用い、その内部では構造物は弾性挙動、荷重軌跡が崩壊面モデルに達した場合に崩壊モードが形成されると仮定することで、弾塑性復元力の更新の省力化を実現することが可能となり、地震応答実験結果や詳細な応答解析結果のグローバルな弾塑性挙動を精度良く追跡することが可能であることを確認した。さらに、部材要素のレベルでは妥当と考えられている鋼材の歪硬化特性を考慮した降伏曲面の硬化則を、骨組架構の降伏曲面モデルに対しても適用が可能かどうかを検討した。そこで、硬化則を骨組架構の降伏曲面モデルに適用するための定式化を行った。さらに、近年、新規建物のみならず既存建物の耐震補強や地震応答低減を目的として使用される履歴型ダンパーを、試験構造物模型に組み込んで地震応答実験を実施し、本提案手法は実験結果を精度良く追跡できることを確認し、その有効性を実証した。
イネMITE・mPingの転移機構解明と高効率トランスポゾタギング系の開発

イネMITE・mPingは、品種銀坊主において今なお活発に転移している。本研究において、(1)mPingは近傍遺伝子の発現に正もしくは中立な効果を付与すること、(2)銀坊主にはmPing転移を制御する遺伝的要因が存在すること、および(3)ユビキチン様タンパク質RURM1の機能喪失がmPing転移に起因する遺伝的多様性の拡大に有効であることが明らかになった。これらの成果によって、mPingを用いた高効率トランスポゾンタギング法の基盤が確立できたイネMITE・mPingは、品種銀坊主において今なお活発に転移している。これらの成果によって、mPingを用いた高効率トランスポゾンタギング法の基盤が確立できたイネトランスポゾンmPingは、動植物を通じて初めて同定された転移活性を有するMITE (miniature invertedrepeattransposable element)である。mPingを用いた高効率トランスポゾンタギング法の開発には、mPingの転移・増幅機構を明らかにする必要がある。本年度は、まず、mPingの挿入特性を明らかにするために、銀坊主24個体のゲノムDNAを用いたvectorette PCR法によってmPing隣接配列を増幅し、454高速シークエンサーに供試した。その結果、1664箇所のmPing挿入を同定するとともに、mPingは、遺伝子内部には非常に少ないのに対して、遺伝子上流1kbの領域には高い頻度で挿入していることが明らかとなった。次に、mPing挿入が近傍遺伝子の発現におよぼす影響を明らかにするために、日本晴および銀坊主の葉身から抽出したRNAを用いてマイクロアレイを行い、銀坊主において内部もしくは近傍にmPing挿入をもつ遺伝子の発現量を調査した。その結果、内部にmPing挿入をもつ遺伝子の転写が大きく減少する傾向にあったのに対して、遺伝子上流にmPing挿入をもつ遺伝子の転写量は増加する傾向がみられた。mPing配列内部には、26のストレス応答性cis配列を含む96のモチーフが存在することから、日本晴および銀坊主にストレス処理(低温、塩および乾燥)を行い、銀坊主において転写開始点より上流55bp以内にmPing挿入をもつ10遺伝子のストレス応答発現を定量PCRによって調査した。その結果、7遺伝子において、銀坊主でのみ低温および塩ストレスによって発現量の増加がみられた。これらのことは、mPingは、その挿入によって近傍遺伝子の発現に正もしくは中立な効果を付与することで、宿主ゲノム内で大量に増殖できることを示唆している。イネトランスポゾンmPingを用いた高効率トランスポゾンタギング法の開発には、mPingの転移・増幅機構を明らかにする必要がある。本年度は、まず、銀坊主が有するmPingの転移抑制を解除する遺伝因子を明らかにするため、日本晴×銀坊主の交雑F8個体別F9系統96系統を用いて各系統のmPing転移頻度に関するQTL解析を実施した。その結果、第1、2、5、7および9染色体上から計5個のQTL(qTmP1-5)が得られた。これらのうち、効果の大きいqTmP1およびqTmP5は、それぞれ銀坊主が有するPing-1およびPing-6の近傍に座乗したことから、mPing転移にmPing-1およびPing-6が大きく貢献していると考えられた。次いで、銀坊主特異的なmPing挿入に基づいて設計したmPing-SCARマーカーを用いて銀坊主におけるmPingの切り出し頻度を挿入部位ごとに調査したところ、遺伝子内のmPingは切り出されやすく、遺伝子から離れるほど切り出し頻度が低下することが明らかとなった。DNAメチル化がmPingの転移におよぼす効果を明らかにするために、バイサルファイトシーケンス法によって、mPing内部および近傍配列のメチル化程度を解析した。その結果、切り出し頻度の低い挿入部位ではmPing内部および近傍配列のマイナス鎖が高度にメチル化されていることが明らかとなった。ユビキチン様タンパク質RURM1の機能喪失によるmPing転移活性化の機構を明らかにするために、酵母ツーハイブリッド法を用いてRURM1の標的タンパク質の同定を試みたが、相互作用するタンパク質は得られなかった。そこで、RURM1の細胞機能を解析するために、大腸菌組換えタンパク質発現系を用いてRURM1タンパク質の精製系を確立した。その結果、RURM1の免疫染色に必要なRURM1抗体の作成が可能となった。イネトランスポゾンmPingを用いた高効率トランスポゾンタギング法の開発には、mPingの転移・増殖機構を明らかにする必要がある。これまでの研究から、mPingの切り出し頻度は挿入位置によって異なり、切り出し頻度の低いmPingはマイナス鎖のメチル化程度が高いことが明らかになっている。本年度は、まず、バイサルファイトシークエンス法を用いて切り出し頻度が異なる16箇所の、mPing挿入位置のメチル化程度を解析した。その結果、mPingの挿入位置から遺伝子までの距離に比例してCHGサイトのメチル化程度が上昇することが、mPingの切り出し頻度を低下させる要因であることが明らかになった。また、全く切り出しがみられなかったmPingの中にもCHGサイトのメチル化程度の低いものが含まれていたことから、mPingは宿主によるDNAメチル化の標的となり得るものの、DNAメチル化のみによって不活化されないことが明らかになった。

次いで、ユビキチン様タンパク質RURM1の機能喪失によるmPing転移活性化の機構を明らかにするために、タンパク質一過性発現系を用いてRURM1の機能喪失がタンパク質翻訳におよぼす効果を解析した。その結果、RURM1の機能喪失によってコドン特異的に翻訳効率が低下することが明らかになった。このことは、RURM1の機能喪失によるmPingの活性化はmPingの転移を制御する因子の翻訳異常に起因する可能性があることを示唆している。申請者らはこれまでに、mPing転移頻度に関する5つのQTLが同定されている。本年度は、これらQTLの候補領域を絞り込むために、日本晴×銀坊主の交雑F9系統230系統を用いて高密度連鎖地図を作製した。この連鎖地図を用いることで、次年度はQTL領域に座乗する候補遺伝子を迅速に同定できると期待される。次いで、銀坊主においてmPingが転移する時機を明らかにするために、個体発生過程におけるmPingの転移およびPingの発現を解析した。同一親個体に由来する自殖後代の胚乳、種子根、および第1-5葉からDNAを抽出し、トランスポゾンディスプレイ法を用いて各組織におけるmPingの新規挿入を調査した結果、胚乳特異的な挿入および種子根と地上部に共通した挿入はほとんど得られなかった。このことから、mPingは、生殖細胞ではほとんど転移せず、茎頂分裂組織と根端分裂組織が分化した直後の胚細胞で最も活発に転移していることが明らかになった。また、受精後の雌蕊におけるPingの経時的発現を調査したところ、Pingの発現は、銀坊主においてのみ、受精後3日に顕著に上昇することが明らかになった。これらのことから、受精胚におけるPingの時期・組織特異的な活性化がmPing転移を制御する大きな要因であると考えられた。交付申請書に記載した研究計画を概ね遂行できた。このことは、申請者らが、日々、研究結果について議論し、綿密に連携することで、円滑に実験を行ったためである。しかし、平成23年に計画していた、mPing転移頻度に関するQTLの候補遺伝子の調査は実施できなかった。これは、供試した系統数が多く(200系統)、トランスポゾンディスプレイを用いたmPing転移頻度の解析が終了しなかったためである。すでに高密度連鎖地図は作成済みであり、次年度は候補遺伝子を同定できる見込みである。24年度が最終年度であるため、記入しない。次年度は、平成24年度科学研究費助成事業交付申請書に記載した計画に従って、mPingの転移・増殖機構を解明し、mPingを用いた高効率のトランスポゾンタギング法の開発を目指す。まず、mPing転移頻度に関するQTL解析を再度行い、QTLの候補遺伝子を同定する。高密度連鎖地図はすでに作成済みであることから、QTLが得られれば、迅速に候補遺伝子が同定できると期待される。これまでの研究から、mPingはDNAメチル化のみによって不活化されないことが明らかになっている。
ナノ微結晶ダイヤモンド膜の光・電子物性制御と光電変換素子への応用

超ナノ微結晶ダイヤモンド膜による金属-半導体-金属(MSM)構造,Siとのヘテロpn接合,およびホモpn接合素子を作製した.ホウ素ドープUNCD膜のMSM構造は銅電極によるコンタクトが最も高い接触抵抗を示し,暗電流の抑制により,光導電型で受光特性の評価が可能であることを実証した.また,電流スペクトルにおける紫外光と可視光域の光応答をそれぞれがUNCD結晶粒と結晶粒界に起因する可能性が高いことがわかった.p型膜と金属コンタクト間におけるショットキー障壁高さを,紫外光電子分光法とX線光電子分光法により見積もり,ショットキーとオーミックコンタクトの形成が自在に作製可能であることを示した.同軸型アークプラズマ堆積(CAPD)法によるp型超ナノ微結晶ダイヤモンド/水素化アモルファスカーボン混相(UNCD/a-C:H)膜の成膜を通じて,膜の電子特性の制御,キャリア生成機構の解明,および光電変換素子応用のための基盤技術の確立に取り組んだ。具体的な成果は以下の通りである。(1)CAPD法により作製したUNCD/a-C:H膜は,ホウ素あるいはアルミニウムのドーピングによりUNCD粒径が増大することを明らかにした。これは,ドーピングがUNCD膜中の欠陥を誘起し,結晶成長を促していることを示唆するものと考えられる。(2)ホウ素ドーピングによるUNCD/a-C:H膜のp型化の機構,およびキャリア濃度の広域制御を実現した。具体的には,p型化を裏付けるフェルミ準位の価電子帯側へのシフトを観測するとともに,ホウ素ドープ膜におけるキャリア伝導は局在化準位間のホッピング伝導によることを明らかにした。さらに,ホウ素は水素と置換してUNCD粒界あるいはa-C:Hマトリクスに取り込まれ,キャリアの生成・伝導に寄与している可能性が高いことを示した。(3)水素化していないUNCD/a-C膜は約103 S/cmの高電気伝導率を有し半金属的に振る舞うのに対して,UNCD/a-C:H膜は半導体的に振る舞うことを見出した。さらに,この水素化は混相膜中のsp2結合形成を抑制するだけでなく,p型ドーパントであるホウ素を活性化する可能性が高いことを明らかにした。(4)ホウ素ドープUNCD/a-C:H膜とn型ケイ素から構成されるヘテロ接合ダイオードを試作し,ヘテロ接合に由来する整流性とともにダイオードの動作を実証した。さらに,深紫外域および近赤外域における光電流が,それぞれUNCD自身およびUNCD粒界またはa-C:Hを起源とすることを明らかにした。ホモpn接合形成に向けた基盤技術,具体的には同軸型アークプラズマ堆積法における超ナノ微結晶ダイヤモンド/水素化アモルファスカーボン混相膜へのボロンドーピングを科学的根拠を含めて実現した。超ナノ微結晶ダイヤモンド/水素化アモルファスカーボン混相(UNCD/a-C:H)膜は,a-C:Hマトリクス中に10 nm以下のUNCD結晶が無数に分散している構造をもつ.このUNCD/a-C:H膜は,可視から紫外域にわたって大きな光吸収係数を示し,光電変換材料としての応用が期待される.これまでに化学気相成長法とパルスレーザー堆積法により作製されるUNCD/a-C:H膜に関して,ホウ素と窒素のドーピングによるpとn型化が報告されている.しかし,そのドーピングやキャリア伝導の機構にはまだ不明な点が多い.また,本研究で用いられる同軸型アークプラズマ堆積(CAPD)法は大面積化が容易で膜堆積制御性に優れるが,UNCD/a-C:H膜のn型伝導化のためのドーピングは未開拓である.CAPD法によって作製したn型UNCD/a-C:H膜に関して,膜の電気特性と微細構造との相関を種々の分光法により明らかにした。具体的には以下の通りである。窒素ドーピングによるn型伝導化とドープ量に対する大幅な電気伝導度の増加を実証した.異なるドープ量の膜の化学結合状態を光電子分光,X線吸収端近傍微細構造およびフーリエ変換赤外分光測定により詳細に調べることで,UNCDの粒界に偏在する水素原子が窒素原子によりC=NとC-N結合を形成することで置換されること,およびsp2結合の割合が増加することが,n型化と電気伝導度の向上に寄与すると考えられる.また,キャリア伝導は局在する準位間のホッピング伝導が優勢であることを電気伝導度の温度依存性から明らかにした.理論計算によりダイヤモンドの有望なn型ドーパントとされるリチウムとリンの共ドーピングを,Li3PO4が添加されたグラファイトターゲットを膜作製に用いることで行った.このドーピングによりn型伝導化できる一方で,膜の酸化が著しく起こってしまうことを示した.ホモpn接合形成の基盤となる知見と技術が着実に得られた。少数キャリアのライフタイムの研究も宮崎大学福山教授のグループと研究を進め,少数キャリアのライフタイムに大きな影響を及ぼす構造的ファクターが明らかになりつつある。UNCD/a-C:H膜を用いた金属-半導体-金属(MSM)構造,Siとのヘテロpn接合およびホモpn接合の作製,受光デバイスの試作とそれらの光電変換特性の評価,さらには,少数キャリア寿命測定と放射光を用いた光電子分光法による金属コンタクトにおける界面状態の詳細な解析により,以下の示す光電変換素子の創製に向けた多くの知見を得た:i)ホウ素ドープUNCD/a-C:H膜の光導電特性をMSM構造により調査した.銅電極によるコンタクトが最も高い接触抵抗を示し,暗電流の抑制により,光導電型で受光特性の評価が可能であることを実証した.

電流スペクトルが紫外光と可視光の波長領域で明確な光応答を示し,それぞれがUNCD結晶粒と結晶粒界に起因する可能性が高い; ii)p型UNCD/a-C:H膜とn型Si基板により構成されたヘテロpn接合ダイオードを,深紫外線フォトダイオードとして評価した.低温下で受光能に大幅な改善がみられなかった.その一因として,伝導帯におけるバンドオフセットに起因するヘテロ接合界面に現れるスパイクが,低温環境下においては顕在化し,UNCD/a-C:H層からSi層へのフォトキャリアの輸送を妨げていると考察している;iii)マイクロ波光導電減衰法により少数キャリア寿命を調べ,水素化により少数キャリア寿命が明確に増加することを明らかにした.トラップセンターとして作用する未結合手が原子状水素によって終端された可能性が高い;iv)p型UNCD/a-C:H膜と金属コンタクト間におけるショットキー障壁高さを,シンクロトロン光を用いた紫外光電子分光法とX線光電子分光法により見積っている.仕事関数の値を考慮して電極金属を選定することで,ショットキーとオーミックコンタクトの形成が自在に作製可能である.超ナノ微結晶ダイヤモンド膜による金属-半導体-金属(MSM)構造,Siとのヘテロpn接合,およびホモpn接合素子を作製した.ホウ素ドープUNCD膜のMSM構造は銅電極によるコンタクトが最も高い接触抵抗を示し,暗電流の抑制により,光導電型で受光特性の評価が可能であることを実証した.また,電流スペクトルにおける紫外光と可視光域の光応答をそれぞれがUNCD結晶粒と結晶粒界に起因する可能性が高いことがわかった.p型膜と金属コンタクト間におけるショットキー障壁高さを,紫外光電子分光法とX線光電子分光法により見積もり,ショットキーとオーミックコンタクトの形成が自在に作製可能であることを示した.予定通り研究を遂行する。ホモ接合の試作はすでに着手している。ホモpn接合としての動作を疑いなく実証することにまずは注力する。したがって,横型でのon接合の形成をまずは目指している。実証後は,通常の縦型へのホモpn接合に移行する予定である。少数キャリアのライフタイムの結果等をもとに,光電変換特性の改善を目指していく。29年度が最終年度であるため、記入しない。薄膜工学29年度が最終年度であるため、記入しない。
MRI分子イメージングによる分子標的薬における反応性の早期評価と肝機能の可視化

本研究の目的はMRIを用い分子標的薬における反応性の早期評価および手術支援肝機能画像の開発を行うことである。磁化移動効果を利用したEquivalent cross-relaxation rate imaging(ECRI)を用い,大腸癌肝転移症例における分子標的薬の早期評価を実施した。治療開始前における腫瘍のECR値はresponders groupで有意に高値を示し,治療開始2週間後のECR値は有意に低下した。肝切除前に肝切除後の残肝機能を形態的・機能的に予測するために,肝細胞相における肝細胞特異性造影剤の造影率を画像化(RLEI)した。RLEIは手術支援肝機能画像として有用であった。本研究の目的は,臨床用高磁場MRIを用い,これまでに構築してきた細胞密度を可視化する「細胞密度イメージング」および肝機能を可視化する「肝機能イメージング」を臨床応用し,分子標的薬における反応性の早期評価および手術支援肝機能画像の開発を行うことである。本年度は1息止め撮像に対応した細胞密度イメージングの開発。2術後肝障害を予測し得る手術支援肝機能画像の開発。31H-MRIを用いて19F,31Pを検出するための手法を開発するための基礎実験を主目的とした。【具体的内容】細胞密度イメージング:一度の息止めで磁化移動効果を検出し得る撮像シーケンスを開発した。手術支援肝機能画像:肝切除後の残肝機能を肝切除前に予測する肝予備能評価法として,肝細胞相における肝細胞特異性造影剤(Gd-EOB-DTPA)の造影率を画像化したrelative liver enhancement (RLE)を臨床応用した。RLEを用いることにより,従来予測不可能であった術後肝障害を予測できる可能性を示唆した。1H-MRIを用いた19F,31Pの検出:NMRを用いて基礎実験を行った。化学交換による飽和の伝達およびデカップリングを誘起することにより, 1H-NMRで19F,31Pを検出することが可能であった。【意義】息止め撮像に対応した細胞密度イメージングの開発により,細胞密度画像の精度が向上した。肝機能イメージングを術後肝障害の予測に臨床応用することにより,術前に残肝機能を評価できる可能性がある。1H-NMRにおける19F,31Pの検出結果は,1H-MRIを用いた19F,31Pの検出を行うための基礎データとして有用であった。【重要性】本研究は肝機能イメージングの臨床応用を推進するとともに, MRI分子イメージングにおける新たな手法の開発が期待できる。本研究の目的は,臨床用高磁場MRIを用い,「細胞密度イメージング」および「肝機能イメージング」を臨床応用し,分子標的薬における反応性の早期評価および手術支援肝機能画像の開発を行うことである。本年度は1術後肝障害を予測し得る手術支援肝機能画像の臨床応用と2分子標的薬における反応性の早期評価を実施した。【具体的内容】1肝機能イメージング:肝切除後の残肝機能を肝切除前に予測する肝予備能評価法として,肝細胞相における肝細胞特異性造影剤(Gd-EOB-DTPA)の造影率を画像化したrelative liver enhancement (RLE)を臨床応用した。手術適応となるChild-pugh A群のみを対象とした場合, RLE値よりもRLE値の変動係数が残肝機能の術前予測に有用であることを明らかにした。2細胞密度イメージング:転移性肝腫瘍に対する化学療法症例について,分子標的薬における反応性の早期評価を実施した。磁化移動効果を利用したEquivalent cross-relaxation rate imaging(ECRI)により,化学療法開始2週間後に早期評価が可能であった。【意義】肝機能イメージングを術後肝障害の予測に臨床応用することにより,術前に残肝機能を予測することが可能であり,術後肝障害を予測することが可能であると考えられる。ECRIは分子標的薬における腫瘍細胞の壊死を早期に検出し,分子標的薬における反応性の早期評価に有用な手法である。【重要性】本研究は肝機能イメージングの臨床応用を推進するとともに,分子標的薬における反応性の早期評価に細胞密度イメージングが新たな手法となりうることを明らかにした。計画していた1術後肝障害を予測し得る手術支援肝機能画像の開発および2細胞密度イメージングの臨床応用を実行した。肝機能イメージングの臨床応用を推進するとともに, ECRIは分子標的薬における腫瘍細胞の壊死を早期に検出し,分子標的薬における反応性の早期評価に有用な新たな手法であるという成果を得た。本研究の目的は,臨床用高磁場MRIを用いた「細胞密度イメージング」および「肝機能イメージング」を臨床応用し,分子標的薬における反応性の早期評価および手術支援肝機能画像の開発を行うことである。本年度は細胞密度イメージングによる分子標的薬における反応性の早期評価を実施した。【具体的内容】細胞密度イメージングは磁化移動効果を利用したEquivalent cross-relaxation rate imaging(ECRI)を用いた。対象は初回治療として血管新生阻害薬であるベバシズマブ治療を施行した7例の大腸癌肝転移症例である。治療開始前と開始2週間後にECRIを実施し,腫瘍のサイズおよびECR値を計測した。治療効果判定はRECIST ver.1.1に基づき8週間後のCTにより実施し,分子標的薬における反応性の早期評価を行った。

RECIST ver.1.1による治療効果判定は8週間後のCT検査時に腫瘍サイズが30%以上縮小したresponders group 4例, 30%未満のnon-responders group 3例であった。治療開始前と開始2週間後の腫瘍サイズは全ての症例で変化は見られなかった。治療開始前における腫瘍のECR値はresponders groupで有意に高値を示した(p=0.01)。また, responders groupにおける治療開始2週間後のECR値は有意に低下した(p=0.04)。【意義】ECRIは分子標的薬における腫瘍細胞の壊死を早期に検出し,分子標的薬における反応性の早期評価に有用な手法である。【重要性】本研究は分子標的薬における反応性の早期評価に細胞密度イメージングが新たな手法となりうることを明らかにした。計画していた細胞密度イメージングの臨床応用を実行した。ECRIは腫瘍サイズが変化する以前に分子標的薬における腫瘍細胞の壊死を早期検出し,分子標的薬における反応性の早期評価に有用な新たな手法であるという成果を得た。本研究の目的は,臨床用高磁場MRIを用いた「細胞密度イメージング」および「肝機能イメージング」を臨床応用し,分子標的薬における反応性の早期評価および手術支援肝機能画像の開発を行うことである。本年度は肝機能イメージングを応用したrelative tumor enhancement (RTE)による分子標的薬における反応性の予測を実施した。【具体的内容】RTEイメージは,肝細胞相における肝細胞特異性造影剤(Gd-EOB-DTPA)の造影率を画像化し,肝腫瘍のRTE値を計測するための画像である。対象は初回治療として血管新生阻害薬であるベバシズマブ治療を施行した17例の大腸癌肝転移症例である。治療開始前に肝細胞イメージングを実施し,腫瘍のRTE値を計測した。治療効果判定はRECIST ver.1.1に基づき8週間後のCTにより実施し,分子標的薬における反応性の早期評価を行った。RECIST ver.1.1による治療効果判定は8週間後のCT検査時に腫瘍サイズが30%以上縮小したresponders group 8例, 30%未満のnon-responders group 9例であった。responders groupの治療開始前における腫瘍のRTE値は40.3±13.6%であり, non-responders groupの14.7±8.5%と比較して有意に高値を示した(p=0.01)。【意義】RTE値は腫瘍細胞の不均一性やトランスポーターに基づくパラメータであり, RTEイメージは分子標的薬における反応性の予測に有用である。【重要性】本研究は分子標的薬における反応性の予測にRTEイメージングが新たな手法となりうることを明らかにした。本研究の目的はMRIを用い分子標的薬における反応性の早期評価および手術支援肝機能画像の開発を行うことである。
分子イメージングとハイビジョン撮影の同時記録によるマウス受精モデルの再考

ほ乳類の受精現象をリアルタイムで観察するため、顕微鏡および撮影装置を作製し、その顕微鏡システムを用いて精子先体反応のタイミングを明らかにした。微分干渉観察と蛍光観察を連続的に行えるようにするため、ハロゲン光源と水銀ランプ光源のそれぞれの光路にメカニカルシャッターを入れた。このシャッターを交互に作動させることで10msec以下の作動時間で光源の切り替えが行えるようになった。動く精子の頭部の先端に発現する緑色蛍光蛋白質(GFP)の蛍光を捉えるため、超高感度カラーカメラを顕微鏡に搭載した。その結果、素早く動く精子を微分干渉観察により克明に撮影しながら、その時点での精子先体反応の状態(先体胞にGFPを発現したもの)を蛍光観察に切り替えて判断することができるようになった。これまでマウスの精子先体反応は卵の透明帯上で誘起されると考えられてきた。しかし、この新しいリアルタイム観察顕微鏡を用いて観察したところ、精子先体反応が既に完了している精子が透明帯へ結合し、それらの精子が卵細胞膜へ融合することがわかった。これはこれまでの定説を覆すものであり、関連する複数の知見もまた見直される必要があることを意味する。すなわち、これまで透明帯糖蛋白質が精子先体反応の誘起物質と考えられてきたが、それ以外に真の誘起物質が存在することが想像される。さらに、先体反応前の精子が透明体へ接着することが受精に必須プロセスと考えられてきたが、これも再考される必要がある。それに伴って、反応前の精子細胞膜に局在する受容体分子が透明帯接着に関与するべきであるという根拠が失われたことにより、先体胞内部に存在する分子も透明帯接着のプライマリー因子として考え直されるべきであろう。現代の社会構造と相まって、年々高齢出産の割合が増加し、それに伴い生殖医療の重要性が増してきている。本研究の目的は、この時代背景に加え、最近目覚ましい進歩を遂げている「観察」するという技術を融含させ、ほ乳類の受精現象を根本から問い直すことを目的とした。本来なら女性の体内で起るべき受精現象を顕微鏡下で再現させるためには、体内により近い環境を作り上げることが重要である。さらに観察時に与える損傷(光や蛍光)を極力減らすために、青色発光ダイオードによるパルス照射、および高感度カメラを設置した。青色発光ダイオードによる照射は1000分の1秒間の照射を、1秒間に繰り返し行ない、これまで懸念されていた運動精子への活性酸素生成による機能傷害を極力軽減することに成功した。さらに高感度カメラは、本来人間の目でほとんど捉えることに出来ない光さえ感知できるもので、これによって微弱な光の照射によって観察が可能となった。このように顕微鏡下の体外受精が、容易に観察できるようになり、このシステムを使ってマウス受精時の精子先体反応のタイミングの観察、および精子-卵の融合時のカルシウムイメージングに成功した。精子先体反応がいつどこで起るかという疑問は、受精成立の分子メカニズムを明らかにしてゆく以前に知るべき根本的なものであるため、私は先体胞に緑色蛍光タンパク質を発現するトランスジェニックマウスを用いて、先体反応誘起=先体の蛍光消失を指標に受精観察をおこなった。その結果、受精した精子は、卵透明帯に接着する以前に先体反応を起こしている可能性が最も高いことがわかった。この観察結果をもとに、1)透明帯に接着する以前に先体反応を誘起した精子だけが受精できるのか、また2)人工的に先体反応を誘起した精子だけを顕微受精して受精が成立するのかを調べている。本研究により、これまで一般に考えられてきた受精のプロセスが正しいかを検証するシステムを構築することができた。今後、このシステムを用いてこれまで困難であったほ乳類の受精、初期発生のより詳細な細胞生物学の研究が可能であろう。
波の侵食作用に起因する斜面崩壊機構の解明とその安全性評価法の提案

全海岸域の80%を占めると言われている海岸崖の侵食及びそれに起因する被害が世界的にも数多く報告されている。今後,温暖化によって生じるとされる海面上昇や地下水位の上昇を考慮すれば,この問題は深刻化する可能性があり,早急に検討する必要がある。本研究では,1g場模型実験と実海岸崖の現地調査を行い,波の侵食に起因する海岸崖(Soft cliff)の崩壊機構と侵食現象の特徴を調べている。得られた結論を総括すると,次の通りである。(1)北海道東部の海岸斜面よりサンプリングした不撹乱試料の力学特性は,比較的密な砂の強度-変形挙動を示し,強い構造異方性を示す。(2)波の侵食作用による斜面崩壊は,液状化現象ではなく,ノッチの形成後,すべりの発達によって,引き起こされる可能性がある。また,その崩壊は斜面強度,波高,波の作用回数に影響を受ける。(3)斜面内ノッチの進行は周期的に生じる小規模崩壊によってさらに拡大され,最終的に斜面崩壊に至る。また,構造異方性の影響はノッチの進行方向,侵食速度に影響を及ぼす。(4)波の侵食による侵食距離ならびに堆積構造異方性の影響を考慮した斜面安定の簡易解析法は,1g場の模型実験結果を良く表現する。それゆえ,波の侵食作用にともなう種々の堆積構造をもつ斜面の安定性を評価する上では,本解析のような手法は有用である。全海岸域の80%を占めると言われている海岸崖の侵食及びそれに起因する被害が世界的にも数多く報告されている.今後,温暖化によって生じるとされる海面上昇や地下水位の上昇を考慮すれば,この問題は深刻化する可能性があり,早急に検討する必要がある.本研究では,1g場模型実験と実海岸崖の現地調査を行い,波の侵食に起因する海岸崖(Soft cliff)の崩壊機構と侵食現象の特徴を調べている.上記の現象を把握するために,新たに試作したFlap式の造波水路が用いられている.まず,Chapmanら(2002)が報告している海岸崖の強度定数(Soft cliffの内部摩擦角φ'=29.3°31.2°,粘着力c'=2.428.4kN/m^2)とほぼ同値になるように,斜面の一軸圧縮強さq_uを決定している.さらに,模型と実物のスケール比を1/30とするため,その強度q_uを1/30にした模型斜面(傾斜角60度)を作製している.模型斜面は,均一性を考慮し,早強ポルトランドセメントと豊浦砂の混合試料を用いている。また,斜面高の違いが結果に影響を及ぼさないように,限界高さが採用されている.波の作用による影響を定量的に評価するために,波浪周波数を0.1Hz(実換算),重複波条件下で,波高を3種類変化させた実験を実施している.併せて,北海道東部にある海岸崖の現地調査ならびに物理試験を実施し,実海岸斜面の示標特性を把握している.これまでに得た結論は次の通りである.(1)1g場模型試験においても斜面の力学的相似条件及び圧力レベル依存性を考慮すれば,波の侵食による斜面崩壊を評価可能である.(2)波の侵食による斜面崩壊はノッチの発達によって起こる可能性があり,またそのすべり形状は斜面強度に依存している.(3)波浪特性と斜面強度特性を考慮すれば斜面安定の指標を提案可能である.(4)北海道東部にある海岸線には,比較的軟弱な海岸崖が存在しおり,その斜面下層には比較的ゆるい土層が存在していた.全海岸域の80%を占めると言われている海岸崖の侵食及びそれに起因する被害が世界的にも数多く報告されている.今後,温暖化によって生じるとされる海面上昇や地下水位の上昇を考慮すれば,この問題は深刻化する可能性があり,

早急に検討する必要があある.本研究では,lg場模型実験と実海岸崖の現地調査を行い,波の侵食に起因する海岸崖(Soft cliff)の崩壊機構と侵食現象の特徴を調べている.上記の現象を把握するために,今年度は,北海道東部に位置する海食崖から採取した不撹乱試料(標津土と称する)に対して三軸圧縮(CU, CD, UU)試験を実施し,海食崖の非排水・排水変形一強度特性を明らかにしている.なお,不撹乱試料は,ブロックサンプリング法によって採取されている.特に,以下に示す2種類の不撹乱三軸供試体が準備されている.(1)BV供試体:供試体の軸方向が原地盤の鉛直軸と一致したもの.(2)BH供試体:BV供試体を90°回転させたもの.これまでに得た結論は次の通りである.(1)標津土の強度-変形特性は密な砂が示す硬化一軟化型の挙動と類似している.(2)BV供試体はBH供試体より変形抵抗が大きく,高いせん断強度を有している.(3)排水,非排水試験のせん断抵抗角φ_δ,φ'と破壊時の平均有効主応力p_f'との関係では,破壊時の平均有効主応力p_f'の増加に伴い,φが減少傾向を示す.また,BH供試体のφ'とBV供試体のものとの差は約3°である.これらのことから,本試料においては拘束圧依存性と構造異方性の適切な評価は原地盤(斜面)の安定性を評価する上では極めて重要な要因となることが明らかにされた.全海岸域の80%を占めると言われている海岸崖の侵食及びそれに起因する被害が世界的にも数多く報告されている.今後,温暖化によって生じるとされる海面上昇や地下水位の上昇を考慮すれば,この問題は深刻化する可能性があり,早急に検討する必要がある.本研究では, 1g場模型実験と実海岸崖の現地調査を行い,波の侵食に起因する海岸崖(Soft cliff)の崩壊機構と侵食現象の特徴を調べている.上記の現象を把握するために,今年度は,斜面の構造異方性が侵食特性に及ぼす影響を明らかにし, 3年間で得られた結果の総括を行った.これまでに得た結論を総括すると次の通りである.(1)北海道東部の海岸斜面よりサンプリングした不撹乱試料の力学特性は,比較的密な砂の強度-変形挙動を示し,強い構造異方性を示す.(2)波の侵食作用による斜面崩壊は,液状化現象ではなく,ノッチの形成後,すべりの発達によって,引き起こされる可能性がある.また,その崩壊は斜面強度,波高,波の作用回数に影響を受ける.(3)斜面内ノッチの進行は周期的に生じる小規模崩壊によってさらに拡大され,最終的に斜面崩壊に至る.また,構造異方性の影響はノッチの進行方向,侵食速度に影響を及ぼす.(4)波の侵食による侵食距離ならびに堆積構造異方性の影響を考慮した斜面安定の簡易解析法は, 1g場の模型実験結果を良く表現する.それゆえ,波の侵食作用にともなう種々の堆積構造をもつ斜面の安定性を評価する上では,本解析のような手法は有用である.
電極パルス現象の電磁界解析

送電線路を伝搬するサ-ジの特性を有限要素法・モ-メント法を使用して解析し、その結果を従来の回路解析法(格子図法、Electro Magnetic Transients Program(EMTP)等)と比較して、3次元解析に必要な回路定数を各種機器の幾何学的デ-タ・材質定数(誘電率・抵抗率・透磁率)から直接求める方法を新しい開発した。解析手法の精度を検討するために分布定数線路に応用して、線路の入力インピ-ダンスを求めたところ理論解と良く一致した。ただし、線路の時間応答に関しては数値解析結果は誤差が比較的大になり今後の問題である。実験室で測定できるように約2mの電磁パルス実験用線路構成し、電流パルスをこれに印加して電圧・電流分布を測定した。その結果は解析的に求まる理論解に近いが数ns以下の速い過渡現象については差が大になることが明らかになった。その原因として2つ考えられ、第一に従来の理論が電流一定とする仮定のために実際のインピ-ダンスより高くなることがわかった。また第二の原因として測定法があり、これまで実施されてきた各種測定法の測定結果の関係について調べ、Bergeron法に基づくEMTPなどの回路解析法に使用する回路定数を求めることができた。これらの方法を使用して急峻波サ-ジが伝搬する鉄塔を含む送電線線路解析への応用を試みた。しかし、送電線鉄塔が存在する場合、電磁界が単純なTEM波でなくなり、有限要素法で解析した結果は誤差が大になるため、解析手法の改善が必要であることが明らかになった。本研究で開発した手法は電力機器の急峻波過電圧分布の解析はもちろん各種電子機器のインピ-ダンス解析に応用することが可能である。
神経回路形成の分子機構

本研究組織は、重点領域研究「神経回路形成の分子機構」の4つの研究組織(1)ニューロン間選択的結合の分子機構、(2)ニューロン・グリア間認識の分子機構、(3)シナプス機能発現の分子機構、(4)神経系機能蛋白質の超微量検出と同定、を総括するため、下部組織として計画委員会(全班長より構成される)を設け、以下の運営を行った。(1)総括班会議:63年6月11日、11月24日それぞれ東京都立大学および東京ガーデンパレスで開催し、本重点領域研究の運営について、計画委員会案を検討し、その実施状況等につき助言を与えた。(2)計画委員会:委員会を5回開催し、以下の会合を企画運営し、3回News Letterを発行した。(3)研究班会議(合同):各研究項目間の研究、知識の交流は、本重点領域にとって極めて重要であることから、研究班会議は合同で行うこととし、6月11日(東京都立大学)、11月24日(東京ガーデンパレス)で開催した。(4)公開シンポジウム:11月25日東京ガーデンパレスに於て、下記の演者、演題で行った。1.糖鎖のバイオシグナルーガングリオシドと脳研究の接点を探るー永井克孝、2.神経突起伸展因子とその受容体ー三木直正、3.シナプス機能と燐酸化蛋白質ー宮本英七、4.超微量定量法による単一ニューロンの分析ー加藤尚彦、5.(招待講演)チロシンモノオキシゲメーゼの分子生物学ー永津俊治。(5)ワークショップ:初年度に当り、本研究遂行上必要な新しい技術と概念の導入のため、5つのワークショップ(1)蛋白質の超微量測定法と検出法(8月1,2日)、(2)神経組織の移植と再生(8月3,4日)、(3)神経細胞の培養とシナプス形成(8月8,9日)、(4)Xenopus oocyteへの脳mRNAの注入と受容体発現(8月11,12日)、(5)Transgenic mouseとchimera mouse(平成元年3月13,14日)。
D-セリン－デルタ受容体シグナリングを介する新規グリア－ニューロン相互作用の解明

D-セリンは、神経活動依存的にグリア細胞から放出される代表的なグリオトランスミッターのひとつである。これまで、D-セリンはNMDA受容体のコアゴニストとして作用し、記憶・学習や神経細胞死に関与することが知られている。近年、我々は、小脳プルキンエ細胞に発現するデルタ2型グルタミン酸(デルタ2)受容体にD-セリン結合が結合し、運動記憶・学習を調節することを見出した(Kakegawa et al., Nature Neurosci, '11)。そこで本研究では、この新規D-セリンシグナリングの分子機構と機能的役割を明らかにすることを大きな目標としている。デルタ2受容体は、D-セリンだけでなく、自然免疫系補体C1qの機能ドメインである球状C1qドメインを有する分泌性C1qファミリー分子のCbln1にも結合する。興味深いことに、D-セリンはデルタ2受容体のリガンド結合領域に結合するのに対し、Cbln1はデルタ2受容体の最N末端領域に選択的に結合し、デルタ2受容体が発現する小脳平行線維ープルキンエ細胞シナプスの形成・維持機構を制御する(Matsuda et al., Science, '10; Kakegawa et al., J Neurosci, '09)。そこで、今回、デルタ2受容体最N末端領域へのCbln1結合がD-セリンーデルタ2受容体シグナリングを調節しうるかどうかを、デルタ2受容体欠損マウスへの外来性デルタ2受容体遺伝子導入による表現型レスキュー実験をもとに検討した。その結果、Cbln1結合能を欠いた変異型デルタ2受容体は、細胞表面に局在し、D-セリンと結合しうるものの、細胞内D-セリンシグナリングを活性化できず、結果として、シナプス可塑性や協調運動に障害をもたらした。このことから、グリア細胞から放出されるD-セリンとニューロンから分泌されるCbln1が、デルタ2受容体に対して協同的に作用することにより、新規D-セリンシグナリングを精密に調節していることが示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。グルタミン酸、ATPおよびD-セリンをはじめとする「グリオトランスミッター」は、グリアーニューロン相互作用の中核的機構を担う。その中でも、D-セリンは、NMDA型グルタミン酸(NMDA)受容体のコアゴニストとして働き、記憶・学習や神経細胞死に深く関与することが知られている。しかしながら、D-セリンの産生・放出機構など未解明な点が多く、とりわけ、ニューロンへの作用様式については、NMDA受容体を介する経路以外にほとんど分かっていない。これまで我々は、D-セリンの新規受容体として、小脳プルキンエ細胞に発現するデルタ2型グルタミン酸(デルタ2)受容体に着目し、デルタ2受容体へのD-セリン結合がシナプス可塑性や運動記憶・学習を調節することを明らかにした(Kakegawa et al., Nature Neurosci, '11)。また、デルタ2受容体と同族分子であるデルタ1受容体は大脳・海馬・線条体・小脳など様々な脳部位に特異的に発現し、D-セリンとも結合することが報告されている。そのため、D-セリンーデルタ受容体シグナリングは、脳全域で観察される普遍的かつ新しいグリアーニューロン相互作用を制御している可能性が示唆される。本研究では、この新規D-セリンシグナリングの分子機構と機能的役割について解析を続けている。これまでの期間において、我々はおもにD-セリンが作用するデルタ2受容体の構造と機能との相関について追究してきた。具体的には、デルタ2受容体の細胞外最N末端領域に点変異を加え、多量体形成能を低下させた変異型デルタ2受容体では、D-セリンに結合するものの、その後の細胞内シグナリングが効率よく駆動されなかった。したがって、細胞外N末端領域と、D-セリンが結合するリガンド結合領域との相互作用が新規D-セリンシグナリングを駆動させるために重要であることが示唆された。

その結果、Cbln1結合能を欠いた変異型デルタ2受容体は、細胞表面に局在し、D-セリンと結合しうるものの、細胞内D-セリンシグナリングを活性化できず、結果として、シナプス可塑性や協調運動に障害をもたらした。このことから、グリア細胞から放出されるD-セリンとニューロンから分泌されるCbln1が、デルタ2受容体に対して協同的に作用することにより、新規D-セリンシグナリングを精密に調節していることが示唆された。本研究の大きな目標のひとつである「小脳シナプスにおけるグリオトランスミッター・D-セリンの機能的制御機構の分子解明」について、いくつかの有益な所見を得ることができた。今現在、上記結果を確証付けるための実験を行っており、データが揃い次第、迅速に論文投稿へと進めていきたい。また、これまでに得られた小脳シナプスにおけるD-セリンーデルタ受容体シグナリングの新所見が、海馬シナプスを標的とした次年度の研究にも有益な情報となりうることからも、本研究課題は、現時点で「おおむね順調に進展している」と言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、小脳シナプスに発現するデルタ2受容体機能に加え、海馬シナプスに発現するデルタ1受容体機能と、そのD-セリン結合による修飾作用についてさらに追究していきたい。
HTML文書からの輪理構造自動推定に関する研究

Web文書の文書構造を表現するモデルとして、前年度提案した「ヘッダ木」と呼ばれる木構造を採用し、これを精度良く推定するためのアルゴリズムについて研究を行った。アルゴリズムは、HTML文書を文字列のリストに変換し、文字列リスト中の各要素間の関係を推定することにより、ヘッダー木の抽出を行う。そのための手法として、「リストの隣り合う要素間の関係のEMアルゴリズムによる推定」と、「文法によるレイアウト構造の解析」という2つの方針を検討し、それらについて詳細な検討を行った。前者については、各種ヒューリステイクスに関係するパラメータの設定や、学習データ量の増加、適切な後処理のアルゴリズムの設計等を行い、精度が向上することを確認した。また、後者については、従来の自然文の構文構造解析にヒントを得、Probabilistic Context Free GrammarsやProbabilistic Tree Adjoining Grammars等の文法枠組に従って、レイアウト構造に関する統一的な確率モデルを構築した。さらに、通常のコーパスと比べノイズの多いWeb文書を適切に取り扱うための前処理に関しても、アルゴリズムの改良を行った。応用システムに関しては、「解析されたヘッダ木に基づき、検索語の文書構造内の位置を把握し、上位ヘッダ、並列要素、等を文脈として表示する」という新たな検索システムについて実装を進めた。それに伴い、検索語の曖昧性を解消するための手法についても研究を行った。Web文書の文書構造を統一的に捉えるために、タイトルや属性といった様々な要素を包含する「ヘッダ」という概念を提案した。また、その概念を応用し、XML Treeを参考にした「ヘッダ木」と呼ばれるデータ構造を考案した。ヘッダ木は、Web文書内でレイアウトによって表現される意味的階層構造を統一的に扱うためのモデルであり、これにより、Web文書を扱う様々なシステムへの応用が期待できる。Web文書からそのヘッダ木を抽出するために、HTMLファイルを文字列のリストに変換し、それにより得られたリストを確率モデルによりモデル化することで、リストの隣り合う要素の関係をEMアルゴリズムにより推定するという方針を採用し、その具体的な確率モデルを検討した。文字列のリストを通じてWeb文書を1次元的に捉えることで、2次元情報を扱うよりも少ない計算量で学習を行うことができる。1次元的な扱いで捉えられない関係については、クラスタリングを応用した手法により補完する。これらの手法を実際に実装し、小規模な実験により、ベースライン手法と比較して精度向上に効果があることを確認した。また、アプリケーションとして、Web文書のレイアウトを表・リスト・木構造等、様々な形式に変換するためのシステムを考案し、その試作を行った。また、文書構造の必要な部分だけを抜き出すことによる、文書検索結果の効果的な表示方法確立の可能性についても検討を行った。
線虫における減数分裂機構の解析

本研究では,線虫より単離された2つの新しいWee1様タンパク質をコードすると考えられるcDNAについて解析を行い,以下の新しい知見を得た.<線虫Wee1,Myt1遺伝子の配列決定,遺伝子座決定>DNAデータベースの情報を元に,線虫より2種のWee1様タンパク質をコードすると考えられる全長cDNAを単離し,全塩基配列を決定した.他の生物のWee1との比較を行ったところ,タンパク質リン酸化酵素活性部位では,Wee1ファミリータンパク質リン酸化酵素に特異的に保存されているアミノ酸が全て保存されていた.片方のクローン(クローン8)は活性部位のC末に膜結合領域と考えられる部位が存在し,Wee1ファミリーに属するT14/Y15キナーゼMyt1のホモログであると考えられるものであった.他方のクローン(クローン6)は膜結合領域と考えられる領域は存在しないものの,活性部位が比較的N末に存在することなどこれまでに知られるWee1ファミリーキナーゼとは異なる構造を取っていることが予想された.遺伝子座に関してはゲノムプロジェクトの情報をもとに決定した.<線虫Wee1,Myt1タンパク質のin vitro系での発現,活性解析>これらのcDNAをバキュロウイルスの系で発現させ,サイクリンB・Cdc2を基質とするタンパク質リン酸化反応で活性を解析した.Myt1のホモログと考えられたクローン8には,実際,Cdc2のT14,Y15をリン酸化する活性が確認できた.クローン6はT14のみをリン酸化する活性が検出され,これまで知られていない新しいタイプのWeelファミリーキナーゼであることが明らかになった.本研究では,線虫より単離された2つの新しいWee1様タンパク質をコードすると考えられるcDNAについて解析を行い,以下の新しい知見を得た.<線虫Wee1,Myt1遺伝子の配列決定,遺伝子座決定>DNAデータベースの情報を元に,線虫より2種のWee1様タンパク質をコードすると考えられる全長cDNAを単離し,全塩基配列を決定した.他の生物のWee1との比較を行ったところ,タンパク質リン酸化酵素活性部位では,Wee1ファミリータンパク質リン酸化酵素に特異的に保存されているアミノ酸が全て保存されていた.片方のクローン(クローン8)は活性部位のC末に膜結合領域と考えられる部位が存在し,Wee1ファミリーに属するT14/Y15キナーゼMyt1のホモログであると考えられるものであった.他方のクローン(クローン6)は膜結合領域と考えられる領域は存在しないものの,活性部位が比較的N末に存在することなどこれまでに知られるWee1ファミリーキナーゼとは異なる構造を取っていることが予想された.遺伝子座に関してはゲノムプロジェクトの情報をもとに決定した.<線虫Wee1,Myt1タンパク質のin vitro系での発現,活性解析>これらのcDNAをバキュロウイルスの系で発現させ,サイクリンB・Cdc2を基質とするタンパク質リン酸化反応で活性を解析した.Myt1のホモログと考えられたクローン8には,実際,Cdc2のT14,Y15をリン酸化する活性が確認できた.クローン6はT14のみをリン酸化する活性が検出され,これまで知られていない新しいタイプのWeelファミリーキナーゼであることが明らかになった.