hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性膵炎における知覚神経の機能的・形態的可塑性

慢性膵炎は、非逆可性に組織の荒廃が徐々に進行ずる炎症疾患で、間質増生と線維化が見られるほか、神経線維束の肥大化と増加が認められる。本疾患は頑固な痛みを伴うことから増生神経束は知覚神経と考察されているが、それらの神経の起源や性質、増生のメカニズムについては全く不明である。そこで本計画として、WBN/Kobラット(慢性膵炎モデル)をもちいて、慢性膵炎時に増生している神経束の特質について明らかにするトレーサー実験、免疫組織化学、および行動実験をおこなった。膵臓からの逆向性トレーサーと、脊髄後根神経節からの順向性トレーサーの実験の結果、膵炎進行に伴って後根神経節のニューロン脱落が起こる一方で、(おそらくはその脱落を補うためた)残存する後根神経節からの末梢神経が過剰分岐し、結果的に神経増生の起こることが明らかになった。また組織化学観察から、これらの増生末梢神経はSubstance PやCGRPと言ったニューロペプチドを持ち、脱落した後根神経節細胞は小型ニューロンであることも判明し、痛覚との関連性が疑われた。さらに脊髄後角でc-fosが過剰発現していて、痛覚神経経路の持続興奮状態が証明された。さらに行動実験もおこなって痛覚との関係を確認した。一方、分岐増生している神経束の先端には神経成長因子受容体のほか、GAP-43とう神経突起発芽マーカーにも陽性であり、シナプス部特有のタンパク質を含有しながら、膵内神経節ニューロンやその周囲のサテライト細胞に接触していた。本研究と平行しておこなっている研究では、中枢神経でも神経活動に呼応して細胞新生が活発になること、特にサテライト細胞の分裂が促されることを明らかにしている。また、消化器系他臓器での神経増生をより明らかにする目的で、神経脱落を伴うHirschsprung病に注目し、ラット腸管神経叢の正常発生過程の詳細も明らかにした。慢性膵炎時に増生している神経系を解明する研究で、本計画申請時までに、逆向性トレーサー実験をおこない、膵炎進行に応じて脊髄後根における膵支配ニューロンが脱落していくこと、しかし内臓知覚を伝える迷走神経節状神経節ではほとんど脱落がおこらないことを明らかにしていた。そこで本計画により、慢性膵炎病態モデルラットの脊髄後根に順向性トレーサー(BDA)を投与したところ、膵内で増生している神経束やそれから分かれた神経線維が陽性所見を呈していて、非病態ラットに比べてBDA陽性線維が増加していた。このことは、膵炎進行に伴う組織荒廃によって、多くの支配神経は変性するものの、残存している神経軸索の分岐数が増加したためであると考えられた。そこでBDA陽性線維に対して二重免疫組織化学をおこなったところ、Substance PやCGRPと言った後根神経系特有のペプチドと共存し、先の結果を裏付けた。また同時に、増生神経終末は、神経可塑進行中に発現するといわれているGAP-43とも共存していたほか、synaptophysinと共存しながらPGP9.5含有のサテライト様小型細胞に対して終末様の接触をしていた。来年度この細胞の特質を明らかにしていく。さらなる実験として脊髄後角におけるc-fos発現も検討したところ、膵支配レベルの知覚神経中継部位で有意に増加していた。このことは膵炎による痛み刺激が持続し、後角ニューロンが神経興奮を続けた結果c-fos発現が誘導されたものと考えられた。この膵炎の持続痛との関連を調べる目的で、行動実験による定量化を目指した実験系を確立しているところである。

また、これら慢性膵炎における増生神経線維の研究を側面から検討する目的で、ラット胎仔期腸管の神経線維発達について、全戴標本を共焦点レーザー顕微鏡で断層観察し、付属のソフトで立体再構築・定量化し、論文に発表した。昨年度までにおこなった、WBN/Kobラット(慢性膵炎モデル)をもちいた研究から、慢性膵炎時に増生している神経束の特質について次のことが明らかとなっていた。(1)膵臓からの逆向性トレーサー、および脊髄後根神経節からの順向性トレーサーの実験の結果、膵炎進行に伴って後根神経節のニューロン脱落が起こるとともに、おそらくはその脱落を補うために残存する後根神経節からの末梢神経の分岐が増えて、結果的に神経増生が起こること。(2)これらの増生している末梢神経はSubstance PやCGRPと言ったニューロペプチドを持ち、(3)小型の後根神経節細胞であること。これらの結果から膵炎の病態進行に伴って、増生している神経束を利用した炎症性痛覚反応が起こることが予想された。すなわち慢性膵炎の患者でみられる持続的な痛覚の原因に関わると考えられる。そこでまず、痛覚反応が起こっている状態の脊髄後角にc-Fosが発現していること、すなわち痛覚経路のニューロンが持続的に活動していることを確かめた。次にモデルラットをもちいた行動実験もおこない、行動学的にも、慢性膵炎の際の神経増生の程度に応じて痛覚反応行動のおこることを確認した。以上の成果は現在論文として、Pancreas誌に投稿し査読の結果を踏まえて改訂中である。これらの実験と平行し、側面から末梢臓器での神経増生をより明らかにする目的で、Hirschsprung病での神経脱落に注目し、ラット腸管神経叢の正常発生を追究した論文を発表した。また、慢性膵炎での神経増生を神経再生モデルととらえ、中枢神経系での神経再生研究もおこなった。すなわち、神経活動に呼応してニューロン新生が活発になることや、未分化ニューロンのマーカーであるdpy-19を用いた解析をおこなった。
指標微生物のＩＴＳ－ＤＮＡを用いたマイクロアレイによる土壌環境評価技術の開発

本研究では、農耕地土壌における適切な肥料および農薬施用のための土壌管理システムの構築を目標とし、土壌微生物を指標生物とした土壌環境モニタリング法開発の基盤研究を行った。指標生物として、農耕地土壌などを含めた自然環境中に普遍的に存在する、アンモニア酸化微生物に着目した。定量PCRの結果、強酸性茶園土壌ではAOBと比較してAOAが圧倒的に優占していることから、アンモニア酸化は、ほぼAOAによると示唆された。T-RFLP解析およびクローンライブラリー解析の結果、強酸性茶園土壌では一般土壌と比較して特異的な群集構造が形成されており、酸性環境に適応したAOAが特異的に生息していることが示された。本研究では、農耕地土壌における適切な肥料および農薬施用のための土壌管理システムの構築を目標とし、土壌微生物を指標生物とした土壌環境モニタリング法の開発を行う。特に茶園土壌などの強酸性環境下では分布量が高く、生物指標として適していると考えられる。まず、本大学近隣地域に散在する茶園から土壌を採取した。また茶園近傍の農地、大学敷地内の一般土壌を比較対象として採取した。これらを用い、pH、含水率、有機物量、塩素酸塩阻害法を用いた亜硝酸塩の比色定量によるアンモニア酸化活性(PNR: potential nitrification rate)の測定を行った。さらに、採取した土壌試料からDNA抽出を行い、アンモニア酸化微生物である、アンモニア酸化アーキア(AOA)とアンモニア酸化バクテリア(AOB)の各アンモニアモノオキシゲナーゼαサブユニット(amoA)遺伝子を標的としたプライマーセットを用い、定量PCR、T-RFLP解析、さらにクローンライブラリー解析を行った。採取した茶園土壌のpHは2.8から4.8であり酸性傾向にあった。PNRは0.24から0.83μg NO2--N dry soil g-1 h-1であり、茶園土壌中でアンモニア酸化が行われていることが示された。また、土壌pH、PNRともに採取地点による相違があったが、両者に相関関係は観られなかった。本研究では、農耕地土壌における適切な肥料および農薬施用のための土壌管理システムの構築を目標とし、土壌微生物を指標生物とした土壌環境モニタリング法の開発を行った。指標生物として土壌に普遍的に存在する、アンモニア酸化微生物に着目した。これらを用い、pH、含水率、有機物量、塩素酸塩阻害法を用いた亜硝酸塩の比色定量によるアンモニア酸化活性(PNR)の測定を行った。さらに土壌試料からDNA抽出を行い、アンモニア酸化微生物である、アンモニア酸化アーキア(AOA)とアンモニア酸化バクテリア(AOB)の各アンモニアモノオキシゲナーゼαサブユニット(amoA)遺伝子を標的としたプライマーセットを用い、定量PCR、T-RFLP解析、さらにクローンライブラリー解析を行った。PNRは0.24から0.83μg NO2--N dry soil/g/hであり、茶園土壌中でアンモニア酸化が行われていることが示された。本研究結果は、アンモニア酸化微生物を指標とした土壌環境モニタリング法の開発に極めて重要な知見をもたらすと考えられる。

特に茶園土壌などの強酸性環境下では分布量が高く、生物指標として適していると考えられる。まず、本大学近隣地域に散在する茶園から土壌を採取し、pHと塩素酸塩阻害法によるアンモニア酸化活性の定量分析を行った。また、採取した茶園土壌試料からDNA抽出を行い、アンモニア酸化微生物である、アンモニア酸化アーキア(AOA)とアンモニア酸化バクテリア(AOB)の各アンモニアモノオキシゲナーゼαサブユニット(amoA)遺伝子を標的としたプライマーセットを用い、PCR-DGGE解析を行った。さらに、AOAおよびAOBのamoA遺伝子を標的としたクローンライブラリー解析を行った。茶園土壌のpHは2.8から4.8、アンモニア酸化活性は0.03から0.22μg NO2-_N wet soil g-1 h-1であり、両値とも採取地点によって著しい違いがあった。PCR-DGGE解析の結果、AOA-amoA遺伝子のDGGEプロファイルは、茶園土壌で大きく3つのパターンに分かれた。クローンライブラリー解析では、AOA-amoA遺伝子クローンの約85%が、強酸性土壌由来のクローンおよび好酸性アンモニア酸化アーキアであるNitrosotaleadevanaterraによって構成される"Acidic soil group"のクラスターに含まれた。一方、AOB-amoA遺伝子クローンの約85%がNitrospira属細菌によって構成されるクラスターに含まれた。これらの結果より、茶園土壌には、酸性環境に適応したAOAおよびAOBが優占する可能性が示された。土壌微生物を生物指標とした、実用的な土壌環境モニタリング法の開発を行うにあたり、当初は指標微生物として土壌微生物全般を対象とする予定であった。しかし土壌環境は、通常の自然環境と比較して、微生物多様性、特に細菌の多様性が非常に大きくなると考えられる。そのため、特定の系統群か特定機能に焦点を絞ることで、研究の方向性がより明確になり、得られる結果もより信頼性が高くなると期待した。今年度は前年度と同様に、硝化プロセスの中のアンモニア酸化能を持つ、アンモニア酸化アーキア(AOA)およびアンモニア酸化バクテリア(AOB)を標的とし、研究を行った。アンモニア酸化は、窒素化合物の地球規模の循環経路の一部で、農耕地土壌における施肥窒素の損失、窒素酸化物(NOX)による大気汚染および硝酸塩による地下水汚染の原因となっている。特に茶園では、アンモニア態窒素の多量施肥が慣行されており、硝化による土壌の強酸性化および硝酸塩による地下水汚染が深刻となっている。硝化の律速であるアンモニア酸化は、アンモニア酸化アーキア(AOA)とアンモニア酸化バクテリア(AOB)が行っている。これらは様々な土壌に分布しており、近年生態学的知見が蓄積されつつある。しかし、酸性土壌においては未だ不明な点が多い。そのため、本研究は土壌微生物学的見地から考察しても、非常に興味深いと考えられる。前年度は茶園土壌の物理化学的環境パラメータのうち、アンモニア酸化活性の測定法の条件検討で労力が必要であったが、測定条件を確立したため、今年度は実際の土壌試料を用いて測定行った。
光導波路分光法による有機固体の紫外可視吸収スペクトル

紫外可視吸収スペクトルは,溶液試料については透過法によって簡単に得られるが,粉末試料については試料表面で光が散乱してしまうため透過法が利用できない.このため,通常,粉末試料の紫外可視吸収スペクトルは,拡散反射法を用いる.試料の吸収が十分に小さい場合には,拡散反射スペクトルのKubelka-Munk変換すれば吸収スペクトルが得られる.この方法は簡便であるが,有機化合物のように強い吸収をもつ試料については適用できず,通常は,試料化合物を希釈剤によって希釈した試料を用いなければならない.しかし,希釈剤と試料化合物とが相互作用をすることがあり,また,希釈の濃度によってもスペクトルが著しく変化することがある.このため,信頼できる吸収スペクトルを得ることは容易ではない.それに対し,当研究室では,光導波路分光法を用いると,粉末試料をそのまま用いても,固体の吸収スペクトルが簡単に測定できることが見出された.そこで,本研究では,光導波路分光法による有機粉末試料の紫外可視吸収スペクトル測定の一般性を確立することを目的として,様々な有機粉末試料について光導波路スペクトルを測定した.その結果,光導波路分光法を用いると,様々な有機化合物の粉末試料について,試料化合物の希釈をすることなく,試料化合物そのままの状態の紫外可視吸収スペクトルが,容易に得られる場合のあることがわかった.しかし,化合物によっては吸収スペクトルが得られない場合もあることがわかった.紫外可視吸収スペクトルは,溶液試料については透過法によって簡単に得られるが,粉末試料については試料表面で光が散乱してしまうため透過法が利用できない.このため,通常,粉末試料の紫外可視吸収スペクトルは,拡散反射法を用いる.試料の吸収が十分に小さい場合には,拡散反射スペクトルのKubelka-Munk変換すれば吸収スペクトルが得られる.この方法は簡便であるが,有機化合物のように強い吸収をもつ試料については適用できず,通常は,試料化合物を希釈剤によって希釈した試料を用いなければならない.しかし,希釈剤と試料化合物とが相互作用をすることがあり,また,希釈の濃度によってもスペクトルが著しく変化することがある.このため,信頼できる吸収スペクトルを得ることは容易ではない.それに対し,当研究室では,光導波路分光法を用いると,粉末試料をそのまま用いても,固体の吸収スペクトルが簡単に測定できることが見出された.そこで,本研究では,光導波路分光法による有機粉末試料の紫外可視吸収スペクトル測定の一般性を確立することを目的として,様々な有機粉末試料について光導波路スペクトルを測定した.その結果,光導波路分光法を用いると,様々な有機化合物の粉末試料について,試料化合物の希釈をすることなく,試料化合物そのままの状態の紫外可視吸収スペクトルが,容易に得られる場合のあることがわかった.しかし,化合物によっては吸収スペクトルが得られない場合もあることがわかった.粉末試料の紫外可視吸収スペクトルは,化学や材料科学など固体を扱う広い分野において,きわめて重要であるにも関わらず,これまでその測定は困難であった.私たちはごく最近,試料界面の吸収スペクトル測定法として注目されている光導波路分光法を用いると,粉末試料の紫外可視吸収スペクトルが,溶液の吸収スペクトルに匹敵する高品質のものとして,容易に得られることを見出した.しかも,試料は数mgで済み,1秒以内の測定も可能である.このことは,光導波路分光法が,粉末試料の紫外可視吸収スペクトル測定のための有力な方法となりうることを示唆している.本研究の目的は,光導波路分光法による粉末試料の紫外可視吸収スペクトル測定を一般的な方法として確立させることにある.さらに,本方法を固体化学反応機構解明に適用するため,温度変化測定の方法も開発する.そのうえで,有機固体中のフォトクロミズムおよびサーモクロミズムの機構の解明を目指す.光導波路分光法は,粉末試料について,非常に容易に,ほぼ瞬時に,きわめて良質の吸収スペクトルを与えてくれる.しかし,吸収スペクトルをまったく与えない場合もある.本法を一般的な測定法として確立させるためには,試料を問わず吸収スペクトルが得られるようにする必要がある.このため,本年度は,様々な有機化合物について,粒径および形状を変えて測定を行った.その結果,スペクトルが得られるか否かは,試料の化学構造とはほとんど関係しないことがわかった.粉末試料の紫外可視吸収スペクトルは,化学や材料科学など固体を扱う広い分野において,きわめて重要であるにも関わらず,これまでその測定は困難であった.私たちはごく最近,試料界面の吸収スペクトル測定法として注目されている光導波路分光法を用いると,粉末試料の紫外可視吸収スペクトルが,溶液の吸収スペクトルに匹敵する高品質のものとして,容易に得られることを見出した.しかも,試料は数mgで済み,1秒以内の測定も可能である.このことは,光導波路分光法が,粉末試料の紫外可視吸収スペクトル測定のための有力な方法となりうることを示唆している.本研究の目的は,光導波路分光法による粉末試料の紫外可視吸収スペクトル測定を一般的な方法として確立させることにある.そのうえで,有機固体中のフォトクロミズムおよびサーモクロミズムの機構の解明を目指す.光導波路分光法は,粉末試料について,非常に容易に,ほぼ瞬時に,きわめて良質の吸収スペクトルを与えてくれる.しかし,吸収スペクトルをまったく与えない場合もある.本法を一般的な測定法として確立させるためには,試料を問わず吸収スペクトルが得られるようにする必要がある.このため,本年度は,様々な有機化合物について,粒径および形状を変えて測定を行った.

その結果,スペクトルが得られるか否かは,試料の化学構造とはほとんど関係しないことがわかった.また,観測される吸収スペクトルは,固体そのもののスペクトルであることを明らかにすることができた.紫外可視吸収スペクトルは,溶液試料については,透過法によって簡単に得られるが,粉末試料については,試料表面で光が散乱してしまうため透過法が利用できない。このため,粉末試料の紫外可視吸収スペクトルの測定は,一般に困難を伴うことが多い。それに対し,当研究室において光導波路分光法を用いると,粉末試料をそのまま用いても,固体の吸収スペクトルが簡単に測定できることが見出された。そこで,本研究では,光導波路分光法による有機粉末試料の紫外可視吸収スペクトル測定の一般性を確立することを目的として,様々な有機粉末試料について光導波路スペクトルを測定した。その結果,光導波路分光法によって様々な有機化合物の粉末試料について,紫外可視吸収スペクトルが得られることがわかった。
後シナプスでのタンパク質代謝とミクログリアによる監視機構

脱ユビキチン化酵素USP15ノックアウトマウスを用いて、神経細胞内におけるRNA-タンパク質の代謝異常が脳神経系にどのような影響を与えるか、またその際、ミクログリアを始めとする周辺細胞がどのように感知するのか解析を行った。USP15は脳神経系を含む様々な組織で発現する脱ユビキチン化酵素で、炎症応答や酸化ストレスのシグナリングに関与することが報告されている。昨年度までに本申請者は、USP15がRNAスプライシング因子であるU4/U6 snRNP複合体と相互作用すること、USP15の異常がグローバルなRNAスプライシング変化を引き起こすことを見いだした。結果的に、USP15欠損が小脳の形態以上、プルキンエ細胞の脱落、骨格筋の萎縮などを引き起こし、月齢依存的に運動失調様の表現型を示すことを見いだした。本年度は、GeneChip Exon arrayを用いて、USP15のRNAスプライシング標的候補遺伝子をスクリーニングし、神経変性疾患に関連する複数の候補遺伝子を同定した。また、USP15によって脱ユビキチン化を制御される候補タンパク質も見いだした。さらに組織や部位特異的に周辺のグリア細胞の活性が亢進することが示唆された。以上の結果は、ユビキチン化反応とRNAスプライシング制御のカップリングが運動機能制御に重要であることを示唆するものである。近年、RNAの代謝異常が筋萎縮性側索硬化症や脊髄生筋萎縮症をはじめとする様々な神経疾患と密接に関連することが示唆されている。本研究の成果は、RNA代謝制御と神経変性疾患を結びつける上での重要な分子メカニズムの起点になることが期待できる。25年度が最終年度であるため、記入しない。シナプス領域でのタンパク質代謝異常は、シナプスの恒常性維持に支障をきたし、その結果シナプスを監視していたミクログリアが静止型から活性型へと変化させ様々な反応を引き起こす。それゆえ、シナプス領域での局所的なタンパク質代謝とそれを監視するミクログリアは、高次脳機能の維持に必須であり、このシステムが破綻すると、様々な疾患発症の原因となる。本研究では、ユビキチンリガーゼ、脱ユビキチン化酵素などがシナプスでのタンパク質代謝制御にどのように関与するか、またミクログリアがどのようにこれらの変化を監視するか明らかにすることを目的とした。本研究では、脱ユビキチン化酵素USP15のシナプス制御機能を明らかにしていく過程で、USP15がスプライシング制御に関与すること、またUSP15の機能異常が運動失調を引き起こすこと発見した。またタンパク質代謝異常によるミクログリア活性化の制御因子を同定するため、いくつかアッセイ系を構築することができた。いくつかのプロジェクトで、当初考えていた仮説とは異なる結果が得られ、軌道修正をしながら研究を進めてるため。・ユビキチンシステムの機能制御とスプライシング異常による運動失調症との関連性昨年度はUSP15の機能解析を行っていく過程で、USP15がスプライシング制御に関与すること、またUSP15のノックアウトマウスでは運動失調症様の表現型を呈することを見出した。本年度は、ノックアウトマウスを用いて、神経系におけるUSP15の分子メカニズムの解析を中心に行なっていく。・シナプス領域におけるタンパク質分解異常とミクログリアの関連性昨年度はミクログリアの実験系の立ち上げ、ならびにアッセイ系の構築を行なってきた。本年度は、タンパク質分解異常の示すマウス脳神経からミクログリアの活性化因子の同定を試みる。またこれら因子がミクログリアをどのように活性化するか、ミクログリア内のシグナル伝達系を明らかにしていく。
複合極端条件を用いた強相関電子系化合物の物性研究

本研究が目指した目標は,物質の基本量を,低温・強磁場・高圧およびそれらを組み合わせた複合極端条件下で測定する実験技術を確立して,それを強相関fおよびd電子化合物の異常な性質を制御し,また,電子論的観点から異常特性の理解することである。本研究を実施した3年間に,関連する研究も含めて計34編の論文を公表した.以下にその概要をごく簡単にまとめてみる。1)整備できた実験技術は,12Tまでの磁場中で,15mKの体までの広い領域で,電気抵抗磁化率の測定。14Tまでの磁場中で60mKの低温までの比熱および弾性率測定。最高8GPaの圧力をかけた状態で最低1.5Kまでの低温で電気抵抗測定。さらに,3つの極端条件を組み合わせて,温度100mK,磁場8T,圧力2GPaの条件下で比熱・電気抵抗の測定が可能となった。2)これらの条件下のもとで,次のような物質の研究を行った。3)これらの物質は多様で個性的な性質を示す。観測した秩序状態は次のとおり。反強磁性,強磁性,2次元d波超伝導,p波常伝導,フェロ的四重極子秩序,アンチフェロ的四重極子秩序,価数転移と価数揺動状態等々。本研究では,物質の基本量を低温・強磁場・高圧など複合極端条件下で測定できる装置を整備し,強相関f電子系化合物やd電子系化合物のバラエティに富む異常物性を電子レベルから理解することを目標とする。本年は初年度として,1K以下の比熱測定装置を整備することに重点をおいた。まず,老朽化していた希釈冷凍機を更新し,準備していた1GPaまでの高圧セルを取り付け温度・圧力の構成を行った。その間,もとの希釈冷凍機をもちいて,CeNiSnの磁場中低温比熱を測定した。その結果,これまで近藤半導体と言われていたこの物質の基底状態は,多体効果に支配された異常な金属状態であることを提唱した。43Kで異常な複合相転移を示す物質UNiSnの電気抵抗に対する磁場-圧カ-温度依存性を丹念に調べ,相図を作成した。磁場-圧カ-温度3軸相図の各領域は,常磁性半導体相・強四重極子秩序相・強四重極子反強磁性相と暫定的に仮定し,それぞれの相の性質を引き続き調べている。われわれの研究室で見いだした高温超伝導体銅酸化物と同じ結晶構造のルテニウム酸化物sr_2RuO_4の低温比熱精密測定から異方的超伝導に対応して,異常な残留電子比熱が観測され,他の測定結果と併せて,軌道依存型のp波超伝導体である可能性が高くなってきた。この物質の常伝導状態における輸送現象も異常であり,高温では2次元性の強い金属であり,150K以下の低温では異方性が強いながらも3次元金属と考えられる。圧力によって,全体的に3次元性が強くなる傾向が観測され,伝導機構の詳細な解析を行った。その他にも,La_<2-x>Sr_xCuO_4の超伝導転移やUNiAlの低温磁気秩序に対する圧力効果の研究も進展し,部分的にはすでに論文公表している。平成11年度に実施した研究は,次の3項目に大別できる。1)極端条件下の測定系の整備,2)銅酸化物高温超伝導体に対する圧力効果,3)ウラン化合物の磁気秩序と四重極子秩序の制御。1)極端条件下の測定系の整備昨年度組み立てた比熱測定用高圧セルを希釈冷凍機に取り付け,温度・圧力の較正に次いで,測定のバックグランドになる圧力セルを含むアデンダーの熱容量を各圧力・各温度で測定した。今後,実際の試料の圧力下低温比熱の測定が可能になった。2)銅酸化物高温超伝導体に対する圧力効果銅酸化物La_<2-x>Sr_xCuO_4(LSCO)の単結晶試料の超伝導転移温度Tcを,8GPaまでの圧力Pの関数として調べた。TcはPの静水圧からのずれに極めて敏感なことを見つけた。

その異方的圧力効果の解析から,LSCOにおいては斜方晶歪み,すなわち,CuO_2面の波打ちは超伝導を抑制する。一方,CuO_2面間距離が増大するとTcが上昇することを見いだした。その結果を用いて,形状から生じる異方的圧力を利用することにより,LSCOでは最高のTc=51.6Kを達成した。また,Ndを添加したLSCOにおける1/8異常における結晶構造のゆがみと比較して,LSCO(x=1/8)でも低温の斜方晶歪み(Pccn)が生じていることを確認した。この歪みが,Tcの低下にも関連している。その他にも酸素欠陥とc軸電気伝導との関係を調べた。(発表論文6編)3)ウラン化合物の磁気秩序と四重極子秩序の制御昨年に引き続き,強磁場および超高圧をかけてUNiSnの43Kにおける相転移の変化を追跡し,反強磁性転移とフェロ四重極子秩序転移に分離した。その結果を圧力-磁場-温度に対する相図としてまとめた。UNiAlの磁性と伝導に対する圧力効果においても興味深い振る舞いを見いだした。(発表論文2編)平成12年度に実施した研究を大別すると,1)極端条件を用いた4fおよび5f電子系金属間化合物の電子状態の研究と2)極端条件を使ったd電子系酸化物における超伝導-磁性-格子の研究に分かれる。1)極端条件を用いたf電子系金属間化合物の電子状態の研究4f電子系(発表論文5編)本プロジェクトで整備した高圧低温比熱測定装置を用いて,YbInCu_4の比熱を150mK以下までの低温,100mKまでの圧力下で測定した。常圧でのYbInCu_4は,40Kで1次の価数転移を起こす。その転移に関わるエントロピーの変化から価数の変化分を見積もることができた。圧力印加により転移点は下がる。価数転移が消える量子臨界点近傍で,超伝導の出現が期待されたが,実験した圧力範囲ではまだ臨界点に到達することができず,したがって,超伝導もまだ見つかっていない。セルをさらに改良して,圧力を3GPa程度まで上げる必要がある。異常な金属的基底状態を示すCeNiSnにCuを添加して見られる磁気秩序,YbB_<12>の参照物質となるLuB_<12>のフェルミ面の決定,さらに,CeTe_2,CeFe_2,CeSbにおける低温状態を実験的に明らかにした。5f電子系(発表論文5編)昨年度に引き続いて,UCu_2Snの四重極子秩序転移を磁場中弾性率測定で追跡し,温度-磁場相図を作成し,結晶場基底状態が2重項Γ_5であること示した。また,UNiAlの反強磁性に対する8GPaまでの圧力効果,URhGeの単結晶試料の15Tまでの磁場中低温比熱などの実験で,ウラン化合物の低温秩序構造の詳細を明らかにした。2)極端条件を使ったd電子系酸化物における超伝導-磁性-格子の研究(発表論文2編)8 GPaまでの異方的圧力で結晶格子の対称性を制御して,高温超伝導体La_<2-x>Sr_xCuO_4(LSCO)の超伝導に対する結晶格子の役割を明らかにした。とりわけ,平坦な2次元CuO_2面が超伝導発現には重要な役割を演じ,それを乱すような変形に対して,超伝導は抑制されることを明らかにした。これらをまとめて,正方晶相のLSCOに対する相図をはじめて描くことに成功した。低ドープで見られる超伝導の消失は,正方晶相では,不連続的様相を示し,1次の超伝導-絶縁体転移を示唆するものであった。電子ドープ系の正方晶Nd_<2-x>Ce_xCuO_4における超伝導体-反強磁性絶縁体転移についての予備的知見も得られた。
コヒーレント輸送領域での相転移が及ぼす断熱ポンピングへの影響

物理系が相転移を起こす場合、系の緩和時間が無限大に発散してしまう現象が知られている。系の緩和時間が無限大に発散することは系に対して準静的操作が行えないことを意味する。相転移によって起きる緩和時間の発散は各論的には理解されつつも、その関係に普遍性があるかは数理的に明らかにされていない。相転移の有無と準静的操作が可能であるかの関係性を数理的に明らかにすることは、量子アニーリング等の量子計算分野などにおいても重要な課題である。本研究では相転移によってもたらされる緩和時間の発散の数理的な構造を、解析手法・数値計算手法を駆使して明らかにすることを目指す。
ペプチドとナノ材料によるバイオアクティブ細胞界面の創製

グラフェンなどの2次元ナノ材料は、高速かつ高感度にシグナルを取得できる次世代エレクトロニクス材料として注目されている。本研究では、2次元ナノ材料における界面形成分子としてペプチドに注目し、ナノ材料および細胞に親和性を示す二機能性ペプチドによる細胞界面の創製を目的とした。グラフェンと同様の表面構造をもつ薄層パイロリティックグラファイトを用いて解析した結果、ペプチドの自己組織化により細胞親和性の高いペプチド界面を構築できた。グラフェンなどの2次元ナノ材料は、高速かつ高感度にシグナルを取得できる次世代エレクトロニクス材料として注目されています。しかし、従来のマクロ電極における化学修飾法を2次元ナノ材料に適用すると電極特性を損なうことが多いため、高感度に細胞などからのシグナルを取得するには生体適合性の高い小分子を用いた新しい界面設計が必要となります。そこで、ナノ界面形成分子としてペプチドに注目し、ペプチドとナノ材料を駆使した細胞界面の創製を目的として研究を進めました。初年度は、細胞として乳酸菌を用いて、乳酸菌に対して親和性をもつペプチド配列とグラフェン結合性ペプチドを融合した二機能性ペプチドによる細胞の固定化について検討しました。グラフェンと同様の表面をもつ薄層グラファイト上に探索したグラフェン結合性ペプチドを滴下し、原子間力顕微鏡で観察したところ、ペプチドがグラファイト構造を認識して自己組織化膜を形成することがわかりました。また、探索した乳酸菌親和性ペプチドとの融合ペプチドの溶液を薄層グラファイト上に滴下した後に、乳酸菌の固定化培養を行ったところ、融合ペプチドはグラファイト結合性と乳酸菌親和性の2つの機能を示し、グラファイト上で乳酸菌の固定化培養ができました。これより、乳酸菌及びグラフェン結合性の二機能性ペプチドを用いることで、ペプチドの自己組織化により二次元ナノシート上に細胞親和性の高いペプチド界面を構築できることが示されました。乳酸菌及びグラフェンに対して親和性をもつペプチドを融合したペプチドが、それぞれの親和性を保持した二機能性を示したことは、2次元ナノ材料上でのペプチド自己組織化膜形成による細胞界面構築において大きなステップとなります。薄層グラファイト上にペプチド溶液を滴下するだけで細胞毒性のない安定した細胞界面を構築できたことは、ナノメートルスケールの分解能を有する細胞機能計測や制御に関する研究を展開する上で重要であり、初年度としてよい成果が得られました。平成28年度は、細胞としてNIH-3T3を用いて、細胞膜に対して親和性をもつペプチド配列とグラフェン結合性ペプチドを連結した二機能性ペプチドによる細胞界面を設計しました。細胞膜イオンチャネルの高感度検出に向けて、電極表面に細胞膜を安定に固定化するため、細胞膜透過性ペプチドおよびウイルス膜融合ペプチドに着目し、細胞膜結合性ペプチドを探索しました。セルロース膜に多種類のペプチドをスポット合成後、細胞を播種し、インテグリンが発現しないPBS条件下において結合試験を行い、細胞膜親和性ペプチドを探索しました。この細胞膜結合性ペプチドをアレイ上に合成し、細胞を培養したところ、インテグリン親和性のRGDペプチドと同様に細胞増殖がみられました。そこで、グラフェンと同様の表面をもつ薄層グラファイト上に探索した細胞膜およびグラファイト結合性ペプチドを連結した機能性ペプチドを添加し、ペプチドによる細胞界面を形成させ、細胞を培養しました。また、培養した細胞を浸透圧ショック法により細胞膜を破砕して細胞膜を蛍光染色したところ、グラファイト基板上に細胞膜が固定化されていることが確認できました。これより、ペプチドはグラファイト結合性と細胞膜結合性の2つの機能を発揮し、薄層グラファイトに細胞膜を安定に固定化できるペプチド界面を構築できました。本年度は、薄層グラファイト上にペプチド自己組織化膜形成による細胞界面を構築しました。薄層グラファイト上にペプチド溶液を滴下するだけで細胞毒性のない安定した細胞界面を構築できたことは、ナノメートルスケールの分解能を有する細胞機能計測や制御に関する研究を展開する上で重要であり、よい成果が得られました。平成29年度は、グラフェンと同様の表面をもつ薄層グラファイトを用いて、前年度までに探索した細胞膜親和性ペプチド配列を融合した二機能性ペプチドによる細胞の固定化について検討しました。細胞界面を形成する上では、足場となるペプチド界面の安定性が課題であったため、βシート構造形成ペプチドに着目し、自己組織化による界面形成について検討しました。表面剥離をしてすぐの薄層パイロリティックグラファイト面に複数の候補ペプチド溶液をスポッティング後、PBS中に2日間浸漬する濡れ性試験などによりペプチド結合安定性性を評価し、安定した界面形成が可能なグラフェン結合性ペプチドを選定しました。次に、細胞膜親和性ペプチド配列を融合した二機能性ペプチドを作製し、薄層グラファイト上でペプチド界面形成および細胞培養について検討しました。

また、培養後に浸透圧ショック法により細胞膜を破砕したところ、細胞膜がグラファイト上に固定化されていることを確認しました。さらに、ペプチド界面の電気化学応答性を調べるため、フェリシアン溶液中でサイクリックボルタンメトリーを行ったところ、電流ピークのシフトはほとんど起きず、電極としての応答性を有することが確認された。以上のことから、グラフェン上に本ペプチド細胞界面を形成することで、生体膜内のイオンチャネルの計測等が可能になるものと期待される。グラフェンなどの2次元ナノ材料は、高速かつ高感度にシグナルを取得できる次世代エレクトロニクス材料として注目されている。本研究では、2次元ナノ材料における界面形成分子としてペプチドに注目し、ナノ材料および細胞に親和性を示す二機能性ペプチドによる細胞界面の創製を目的とした。グラフェンと同様の表面構造をもつ薄層パイロリティックグラファイトを用いて解析した結果、ペプチドの自己組織化により細胞親和性の高いペプチド界面を構築できた。本年度は、微生物に対して親和性を有する融合ペプチドを作製し、2次元ナノ材料の細胞界面を構築しました。次年度以降は、動物細胞を用いた細胞界面構築への展開を図り、ペプチドによる2次元材料表面への生体膜の結合とナノ空間設計や細胞接着イメージングを行う予定です。次年度は、2次元ナノ材料上でのペプチド自己組織化膜形成による細胞界面の設計によりナノメートルスケールでの分解能を有する細胞機能の計測および細胞イメージングを行う予定です。29年度が最終年度であるため、記入しない。生物機能・バイオプロセス29年度が最終年度であるため、記入しない。
ミオグロビン遺伝子導入による肝癌に対する集学的治療法の開発

肝虚血再灌流障害は、肝臓外科の手術手技上避けられない問題であり、特に、高度肝障害を有する症例や、血行再建を伴う肝切除症例においては、術後肝不全の原因となりえ、虚血再灌流障害を軽減する方法の開発が望まれる。我々は、ミオグロビンの酸素リザーヴァーとしての働きに着目し、ミオグロビン遺伝子を肝に遺伝子導入する事により肝虚血再灌流障害を軽減しうるか否かを検討した。ミオグロビンは主に骨格筋及び心筋に存在する酸素結合蛋白質で、虚血時には酸素のりザーパーとしての機能を発揮する。しかし肝臓にはミオグロビンは存在しない。そこで我々はラット肝臓にミオグロビン遺伝子導入を行い、虚血再灌流モデルにおける肝臓保護効果について検討した。アデノウィルスベクターにミオクロビン遺伝子を組み込んだAdCMVMyoベクターをラット尾静脈より静注後3日目に20分間の全肝虚血を行い、再灌流後の血清GOT,GPT,LDH値および肝組織変化について検討した(AdMyo群)。対照は、AdCMVlacZ遺伝子を同様に投与した群(AdLacZ群)と、いずれのウィルスベクターも投与しない群(NT群)とした。AdMyo遺伝子導入によるミオグロビン蛋白質の発現は免疫組織染色法およびWestern Blotting法にて確認した。虚血再灌流後の血清GOT,GPT,LDH値の上昇はAdLacZ群、NT群に比してAdNyo群で抑制される傾向にあった。組織学的にはAdLacZ群では中心静脈領域を中心に広範な肝細胞変性を認められたが、AdMyo群では肝細胞変性はほとんど認められなかった。これらの結果から、肝臓へのAdMyo遺伝子導入により肝虚血再灌流障害が抑制される事が判明し、肝臓外科における手術適応の拡大及び手術手技の安全性の向上に貢献する可能性が示唆された。
沖縄島におけるヒト渡来最初期の人類史を探る

沖縄島における人類渡来最初期の人類史を解明することが、本研究の目的である。そこで、沖縄島南部に所在するサキタリ洞遺跡において、更新世堆積層の発掘調査を実施した。2018年度には、特に3万3万5千年前の地層を調査し、分層して詳細な記録をとるとともに、年代測定の材料となる炭化物等の回収に努めた。これらの地層から動物遺骸等の遺物を回収し、その整理作業を進めた。また、発掘した堆積物の水洗選別作業も一部実施し、微細動物骨等の回収も行った。これらの動物遺骸は、当時の周辺環境を推測するための材料となるほか、一部は旧石器人の食料であった可能性があるため、今後、詳細な分析を進めることで、島環境における旧石器人の食料開拓の過程が明らかになると期待される。発掘調査と平行して、サキタリ洞遺跡で2014年に発掘して沖縄県立博物館・美術館で保管している9000年前以前の埋葬人骨の保存処理作業を進めた。主要な骨については保存処理をほぼ完了し、形態分析を進める準備が整った。今後、人骨の形態分析を進めることで、沖縄島の旧石器時代完新世初頭の人類の形態情報を得ることができ、さらに周辺地域の先史時代人骨と比較することで、この地域の人類史を解明していくことができる。また、人骨の年代を推定する目的で、埋葬遺構周辺の堆積層調査も進め、現地で回収した炭化物等の年代測定によって人骨の年代を推測するために必要な年代情報も得た。計画当初に予定していたとおり、発掘作業を実施し、沖縄島への人類渡来最初期に相当する3万5千3万年前の地層から期待していた十分な量の動物遺骸等の遺物を得ることができた。ただし、動物遺骸の大半を占めるのは小型動物が大半をしめており、絶滅シカ類の出土は予想していたよりも少なかった。この理由として、岩盤の存在によって、特に下位の堆積層が期待していたよりわずかしか発掘できなかったことが影響している。2019年度に区画を拡張して下位の地層をより多く発掘することで、この課題に対応する必要がある。人骨の保存処理作業は予定どおり順調に進行し、形態分析を進める準備が整った。発掘作業を継続してさらに動物遺骸を回収するとともに、遺物の整理作業、分析を進め3万5千3万年前のこの地域における人類の動物資源利用を明らかにする。また、人骨の形態分析を進めて旧石器時代人の形態情報を得て、周辺地域の先史人骨との比較研究を進めていく。「その他」として発掘調査で得た出土遺物の年代測定委託費を計画していたが、調査の結果特に最下層の堆積物が期待していたより少なく年代測定を見送ったために余剰金が生じた。次年度に区画を広げて調査を進める計画であるため、次年度に得られる遺物を用いて年代測定を実施する計画である。
学習者自己評価文章に基づく学習行動と学習状況の推定に関する研究

学習者本人が記述した授業の感想,自己評価記述文章に基づいて,学習行動や学習状況の把握を試みた。以前は手作業で実施してきた分析を、本研究で自動化した。その際、PCNスコアという新たな指標を導入し、実際に最終成績グレードを推定した。その結果、推定精度は、PCNスコアのうちのPスコアを用いた場合の0.71が最高値であった。さらに推定精度向上のため,様々な機械学習手法を試し,95%近くのF1値の獲得ができることを示した。PCNを元に理解度、協調性、予習・復習への努力など別の項目を設定し、成績グレードに応じた学習者の学習属性とその値の特徴などを解明した。研究目標:当該年度は、「PCN法適用のために評価作業の自動化」という目標に向けて研究する。研究方法:分析を自動化するために、評価に利用する語句を定義し、点数化の基準を明確化するとともに、抽出規則を定義する。この定義に基づいて、評価作業を自動化する分析システムを試作し、評価作業の負荷を減らし、これまでの評価判断を踏襲可能とする点数化のバランスについて検討する。分析素材となる学習者の自己評価記述文は、自然言語で書かれているため、システム化の際には、フリーの形態素解析器や構文解析器などを活用する。研究成果: 4つの成果1)自動化に向けた基準を策定した。自動化のために自己評価文の評価4項目(P,C,N,O)について各々適合した内容をきちんと書いているかどうかを示す指標:PCNスコアを導入し、自己評価文章を自動的に数値化できるようになった[1]。2)PCNスコアの妥当性の検証1:PCNスコアから最終成績グレードを推定し、推定精度はPの0.71が最高値であった[1]。3)PCNスコアの妥当性の検証2:成績グレードの推定精度とPCNスコアとの相関を求め、最上位グレードでは、Cスコアとの相関が最高値で, 0.79であった[2]。4)Cスコアの妥当性の詳細な確認:PCNスコアのうち、特にCスコアのみを用いてクラスタ分析により最終成績グレードを推定した。その結果、5つの成績グレードに対して上位から順に0.54, 0.61, 0.43, 0.45, 0.53という精度を得た。ノイズデータを検出して除去すると、すべてのグレードに対して改善できた。また、授業回ごとに推定精度の推移を求めた。これらの成果は査読付き国際会議論文として発表した。研究目標:当該年度は,前年度の試行結果・分析結果に基づき,同傾向学習者の分類と,分類された学習者グループの意味付け・分類結果の検討を行う.研究方法:同傾向学習者を分類するために最終成績によるグレード(S,A,B,C,Dがそれぞれ秀,優,良,可,不可で,以下グレード)を用いた.本研究で提案するPCNスコアを用いてグレードを推定した.PCNスコアは記述を要求されたPCNの各項目に適合する内容を適切に書いたかどうかを示す指標である.研究成果: PCNスコアを用いて,グレードとの相関を求めると,相関がないという結果に終わった.そのため,PCNスコアに関して,上位・中位・下位の学生に分けて,それぞれグレードの推定を実施したところ,PCNスコアが高いほどグレードの推定精度が高くなった.また,最終成績に関して,上位の学生についてはPCNスコアの高低とグレード推定精度との相関があり,下位の学生ではグレード推定精度との相関がなかった.つまり,PCNの項目ごとに指示された内容を確実に書くことでグレード推定精度が向上する.PCNスコアを高める表現や語句は,それぞれの項目に対応した学習者の行動や授業への取り組みなどの学習態度を示すといえる.研究目標:最終年度は,前年度までの分析結果に基づき,同傾向学習者として分類された学習者グループの意味付け,分類結果の検討を行うとともに改善に向け,問題点を抽出する.特に,分類結果を改善するために新しい観点を導入したり,分析方法の改良をする.特定指導内容に適合する学習者群の抽出なども引き続き検討する.研究方法:本研究で提案したPCNスコアを用いて学習者の最終成績グレード(S, A, B, C, Dがそれぞれ秀,優,良,可,不可,以下グレード)を推定した.PCNスコアは記述を要求されたPCNの各項目に適合する内容を適切に書いたかどうかを示す指標である.学習に関するコメントについて,要求された各項目に適合する内容で,一定の分量を書けば,高い得点が与えられる.このように高い得点が与えられる学習者は最終成績が上位に終わりそうな学習者だと考えられるし,逆にそうでない学習者は,最終成績が上位以外,あるいはコメント記述が得意でない学生であると考えられる.研究成果:(1)PCNスコアの計算の基礎となる観点,事前学習(P),授業中(C),事後学習(N)という観点を少し別の切り口で整理し直して,理解度や協調性,予習・復習への努力度といった新しい観点を導入した.(2)推定精度を改善するべく,SVMをはじめ様々な機械学習手法を試した.(3)学習態度や理解度,協調性,予習・復習への努力度など,学習に関連する観点を導入し,コメント中の単語とその属性との対応を取ることで,成績のグレードに応じた学習者の学習属性とその値の特徴などを解明した.学習者本人が記述した授業の感想,自己評価記述文章に基づいて,学習行動や学習状況の把握を試みた。

その際、PCNスコアという新たな指標を導入し、実際に最終成績グレードを推定した。その結果、推定精度は、PCNスコアのうちのPスコアを用いた場合の0.71が最高値であった。さらに推定精度向上のため,様々な機械学習手法を試し,95%近くのF1値の獲得ができることを示した。PCNを元に理解度、協調性、予習・復習への努力など別の項目を設定し、成績グレードに応じた学習者の学習属性とその値の特徴などを解明した。同傾向学習者の分類は,最終成績のグレード(S,A,B,C,Dの5段階,以下グレード)の推定という形で実現できた.推定精度については,改善の余地がある.分類結果について,分類に用いたPCNスコアとグレードとの直接の相関はなかった.しかしながらPCNスコアとグレードの推定精度との相関があることがわかった.このことから上位グレードの学生は,PCNの各項目に適合する内容を確実に書くことができる(=PCNスコアが高い)注意深い学生であると予測でき,また逆にPCNスコアが高い学生は,その内容に応じてグレード推定の精度が高くなることを示すことができた.素材となる自己評価記述文については,データ入力が進んでいる.教育工学平成26年度の分析結果に基づき,特定指導内容に適合する学習者群の抽出やその逆の特定学習者群に適合する情報の検索・選択について引き続き検討する.また,入力データおよび派生データのうち,自己評価点や文字数といった未使用の項目との組み合わせについても検討する.さらに,実施期間に得られた成果をまとめ,発表する.達成できた項目は4つある。1)評価基準の設定:評価の自動化に先駆けて評価判断基準を考案した。まず、評価に利用する単語の抽出のために、単語頻度に基づく方法に基づき分析を進め、項目ごとに特徴語を抽出できた。単語出現ベクトルをSVMに入力して正データと負データとを分割する超平面を生成し(SVMモデル)、そこからの距離を指標とすると自己評価文章の各項目に含まれる文を評価して点数化することができた。この点数をPCNOの項目名から「PCNスコア」と名付け評価判断基準とした[1]。2)評価作業の(半)自動化:評価作業は2つのフェーズからなる。第1フェーズでは、訓練データ(自己評価記述文の一部)を用いてSVMモデルを生成する。第2フェーズでは、第1フェーズで作成したSVMモデルに評価データを適用してPCNスコアを計算する。その際、訓練データも評価データも単語出現ベクトルとして与えるが、文から単語出現ベクトルへの変換は形態素解析ツールにより自動化されている。また、SVMモデルの生成やSVMモデルへの適用はSVMツールがあり自動化されている。以上から評価作業は自動化されている[2]。3)成績グレードの推定:ある成績グレードに入っているかどうかのデータを追加し、グレードを推定した。PCNの3項目ごとに推定し、最上位グレードでは、各項目に対応するPCNスコアと成績グレードのとの相関は、0.3356, 0.7956, 0.6700という結果となった[3]。4)回次ごとの推定8回分のデータの各回次ごとにグレード推定をし、正確度は63.5%から74.0%の間で各回で高低ばらつきがでた。これは記述する動機によるものと考えている[4]。これらの研究成果は、3件の査読付き国際会議論文として発表した国際会議の採択状況や人件費の執行状況によるものである.
転写因子の欠損に直接起因する発がんにおける基本転写因子TFIIEとTFIIHの役割

1.線虫TFIIEホモログの同定と解析真核生物ではRNAポリメラーゼII(PolII)が、5種の基本転写因子の助けで転写を行っている。その際基本転写因子TFIIEは、もう一つの基本因子TFIIHと協調し転写開始と伸長段階への移行に関与している。これまで、ヒトTFIIEの構造と活性の相関を欠失変異体を用いて解析し、2030アミノ酸の範囲内に活性領域を特定した。現在更に個々のアミノ酸レベルで解析を進めるため、異なる種間でホモログを取りアミノ酸配列の保存性を調べている。今回、全ゲノム配列の決定された線虫からTFIIEホモログを同定し、解析した。まず小さい方のTFIIEβサブユニットは、大腸菌で発現後、精製してヒトと転写での機能が置き換るかを調べると、完全では無いながら置き換ることが分った。一方、線虫TFIIEαは置き換らなかった。TFIIHのPolIIリン酸化のTFIIEによる促進活性について同様に調べると、転写と良く一致して線虫TFIIEβではリン酸化が進んでいるのに対し、線虫TFIIEαを用いるとリン酸化の促進は見られなかった。2. TFIIHの欠損に起因する遺伝病患者細胞に由来する欠損TFIIHの活性と機能の解析TFIIHは9個のサブユニットよりなり、転写だけでなくDNA修復にも関与する重要な蛋白質である。特に、大きい2サブユニットXPBとXPDがDNA修復に直接関わることが分っている。遺伝的にこれらに欠損を有する家系が存在し、患者は転写、DNA修復能が低下していることにより癌になりやすくなったり、発育や神経系の発達が遅れていることが明らかにされている。今回、これらのサブユニットに欠損を有する2種の細胞から欠損TFIIHを精製し、そのサブユニット構成や転写、リン酸化における活性を調べた。すると転写活性やリン酸化活性の低下と患者の病態に相関性があることが分った。