hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
葉緑体Stromuleの細胞内3次元構造の構築と塩ストレス耐性との関連性の解明

(2)陥入構造の形成を引き起こす要因植物に対する塩ストレスの影響は、イオンストレスと浸透圧ストレスの複合である。そこで、ポリエチレングリコール(PEG)を用いて、これまで葉緑体陥入構造が観察された塩濃度(100 mM NaCl)と同程度の浸透圧ストレスをイネに処理した。その結果、PEGによる浸透圧ストレスだけでも陥入構造が観察されたことから、塩ストレスによる陥入構造の形成は、浸透圧の影響が強いことが示唆された。クロロフィル蛍光測定装置を用いて様々な値を示す部位を固定し、ウルトラミクロトームで連続切片を作製して葉緑体を観察した。最大量子収率の値が低下するほど葉緑体突起構造が大きくなる傾向にあったが、陥入構造の形成数が増える傾向は観察されなかった。昨年度の研究において、FIB-SEMによって迅速に良質な連続画像を取得と立体像の構築の手法を確立することができた。本年度は、その技術を用いて陥入構造を持つ葉緑体の撮影に成功し、立体像の構築まで終えることができた。これまでは、Stromuleがミトコンドリアやペルオキシソームなどのオルガネラを取り囲んで陥入構造が形成されると予想されていた。しかし、本研究により、葉緑体はシート状構造を構築し、その構造を利用して他のオルガネラを取り囲むことが判明した。この構造は、未だ報告されていない新規の葉緑体突起構造であると考えられ、大きな成果を得ることができた。これまで、葉緑体突起構造であるProtrusionやStromuleは、他のオルガネラとの協調関係を強化する役割が提唱されている。本研究で発見されたシート構造は、他のオルガネラを取り囲む役割をしていることから、これまで提案されている葉緑体突起構造の役割を裏付ける一つの証拠が得られたと考えられる。陥入構造が形成される条件を調べたところ、ポリエチレングリコールによる浸透圧ストレスだけでも構造が形成されたことから、浸透圧による影響が陥入構造の形成に深く関与していることが示唆された。クロロフィル蛍光測定装置を用いて、葉緑体内のエネルギー状態と陥入構造の形成との関係を調べたところ、最大量子収率が大きくなると葉緑体突起構造であるProtrusionの形成程度が大きくなったが、陥入構造の形成との関係は得られなかった。今後、他のパラメーターとの関係を調べ、葉緑体内のエネルギー状態と陥入構造の形成との関係を明らかにしていく必要がある。以上のことから、予定していた研究を十分に遂行することができ、「おおむね順調に進展している」とした。(1)塩ストレス下におけるポケット形成と耐塩性との関係イネ品種日本晴に100 mMのNaClを4日間処理し,対照区と塩処理区の葉肉細胞をFIB-SEMで観察した。各処理区から3細胞を取り出し、細胞全体とその中に含まれる全ての葉緑体をトレースして3次元立体像を構築した。対照区では, 3細胞内に合計44個の葉緑体が観察されたが,突起構造や葉緑体ポケット構造は観察されなかった。一方,塩処理区では, 3細胞内に葉緑体が37個含まれており,多数の葉緑体がシート構造を作っていた。葉緑体ポケットは51.9%の葉緑体が有しており,対照区と比較してその数が有意に増加していた。このことから,非耐塩性イネ品種では,塩ストレス下でポケット構造を有意に増加させ,オルガネラ間の協調関係の強化を行っていることが推察された。
質量分析機－反応科学TEMによる新しい原子レベル触媒反応オペランド測定法の開発

本研究は,ガス化学反応をリアルタイム原子レベル観察でその場観察すると同時に反応に関与する供給ガス及び生成ガスを検出する新たなオペランド測定システムを構築し,触媒反応研究における議論の中心の一つである反応活性点の特定とそのダイナミクスの解明を目指すものである.触媒反応の観察に実績を持つ名古屋大学超高圧電子顕微鏡施設所有の反応科学超高圧走査透過型電子顕微鏡(RS-HVSTEM)に高感度四重極質量分析計を装着して原子分解能で触媒粒子を観察すると同時にガス分子を検出するのみならず,電子エネルギー損失分光データにインフォマティクス技法応用によって表面ガス吸着分子のイメージングを行う.本研究は,ガス化学反応をリアルタイム原子レベル観察でその場観察すると同時に反応に関与する供給ガス及び生成ガスを検出する新たなオペランド測定システムを構築し,触媒反応研究における議論の中心の一つである反応活性点の特定とそのダイナミクスの解明を目指すものである.触媒反応の観察に実績を持つ名古屋大学超高圧電子顕微鏡施設所有の反応科学超高圧走査透過型電子顕微鏡(RS-HVSTEM)に高感度四重極質量分析計を装着して原子分解能で触媒粒子を観察すると同時にガス分子を検出するのみならず,電子エネルギー損失分光データにインフォマティクス技法応用によって表面ガス吸着分子のイメージングを行う.
GIP受容体ノックアウトマウスの作成及び解析

GIPはインクレチンとして膵β細胞からのインスリン分泌を促進する。糖尿病患者ではGIPに対するインスリン分泌障害が認められ、GIPの糖尿病発症への関与が注目されている。GIPのシグナルを遮断すべくGIP受容体欠損マウス(-/-マウス)を作成した。グルコース8.3mM存在下GIP100nM刺激での単離ラ氏島よりのインスリン分泌は、野生型マウス(+/+マウス)ではGIP刺激非存在下に比べて2.9倍に増強するのに対し、-/-マウスではGIPに対する反応は全く認められず、-/-マウスのGIP受容体の機能消失を確認した。空腹時血糖、体重は12週齢まで両群間で有意差を認めなかった。IPGTTでは空腹時血糖、頂値共に+/+マウス、-/-マウス間に有意な差を認めなかった。18時間の絶食後のOGTTでは、負荷前血糖は両群問で有意差を認めなかったが、糖負荷後の頂値は-/-マウスで有意の高値を示したことから、この-/-マウスは耐糖能異常を来していることが明らかとなった。次に3週間高脂肪食にて飼育し、食餌負荷試験を行った。+/+マウスでは、通常食飼育群、高脂肪食飼育群共に血糖曲線に有意な差を認めず、血中インスリンは高脂肪食飼育群において有意に高値であり、高脂肪食飼育によりインスリン抵抗性とそれを代償するインスリン分泌の亢進が惹起されたものと考えられる。一方、-/-マウスでは、通常食飼育群に比し高脂肪食飼育群で血糖はより上昇し、血中インスリンは+/+マウスで認められたインスリン抵抗性を代償するインスリン分泌の亢進がほとんど認められなかった。GIPシグナル伝達の障害は、インスリン分泌を促進することができないため高脂肪食飼育によるインスリン抵抗性は代償されず、血糖恒常性の破錠につながることを明らかにした。すなわち、消化管と膵β細胞間のクロストークの破錠により糖尿病が発症しうることを示した。ラット膵ラ氏島のcDNAを用いて、PCR方によりラットGIP受容体の部分cDNAを増幅し、これをプローブとして129SVJマウス由来のgemomic library約50万個をスクリーニングした。その結果、合計4つのGIP受容体遺伝子の一部を含むクローン(λmCIPR1、λmCIPR2、λmCIPR3、λmCIPR4)を得た。そのうち、λmCIPR1に含まれるマウスGIP受容体部分遺伝子をプラスミドに挿入した。このクローンにはマウスGIP受容体の108bpのエクソン3と104bpのエクソン4が存在し、これらのエクソン部分を除去し、同部位にポジティブ選択マーカーであるneomycin耐性をコードするPGK-neo遺伝子で置換した。さらにネガティブ選択マーカーであるherpes simplex virusthymidinekinase遺伝子を付加し、ターゲティングベクターを完成した。得られたターゲティングベクターを大量調整後、制限酵素Sal 1で直線化し、エレクトロポレーション法によりES細胞へ遺伝し導入した。24時間後から薬剤選択用のメディウムに交換し、8日後に残存クローンを単離した。サザンブロッティング法によって相同組み換えが確認されたES細胞クローンを、妊娠中のC57BL/6マウスから採取した胚盤胞に注入し、仮親ICRマウスの子宮へ移植した。

得られた子のうち、ES細胞寄与率80%以上の雄性キメラマウスが2匹認められた。次に、得られた雄性キメラマウスを雌性C57BL/6マウスと交配し、ES細胞由来の毛色を持つマウスを得た。変異対立遺伝子の伝達をサザンブロッティングにより確認し得たヘテロマウスの作成にすでに成功している。今後、このヘテロマウス同士を交配しノックアウトマウスを作成し解析に供する予定である。GIPはグルカゴン、セクレチンファミリーに属する消化管ホルモンでGLP-1とともにインクレチンとして膵β細胞からのインスリン分泌を促進することが知られている。糖尿病患者やGKラットではGIPに対するインスリン分泌障害が認められ、GIPの糖尿病発症への関与が注目されている。前年度は、GIP受容体欠損キメラマウスおよびヘテロマウスの作成に成功したことを報告したが、今年度は、そのGIP受容体欠損ノックアウトマウス(-/-マウス)の作成に成功し、これを用いて、GIPのインスリン分泌および糖代謝における役割の解明を試みた。まず、バッチインキュベーション法を用いて、単離ラ氏島からのインスリン分泌におけるGIPの影響を検討した。グルコース8.3mM存在下GIP100nM刺激での単離ラ氏島よりのインスリン分泌は、野生型マウス(+/+マウス)ではGIP刺激非存在下に比べて4.6倍に増強するのに対し、-/-マウスではGIPに対する反応は全く認められず、-/-マウスのGIP受容体の機能消失を確認した。次に、+/+マウスと-/-マウスの空腹時血糖、体重を週齢を追って観察したが、12週齢まで両者とも有意差は認められなかった。さらにOGTT,IPGTTを行い、glucose homeostasisに対する影響を検討した。GTTは、18時間の絶食後に、グルコースを2g/kgを投与した。OGTT時の空腹時血糖は+/+マウス98±5mg/dl,-/-マウス93±5mg/dlと両群間で有意差を認めなかった。しかし、糖負荷後の頂値は+/+マウス312±24mg/dl(10分)、-/-マウス406±28mg/dl(20分)と-/-マウスで有意な高値を示した。IPGTTでは空腹時血糖、頂値共に+/+マウス、-/-マウス間に有意な差を認めなかった。以上のことから、この-/-マウスは耐糖能異常を来していることが明らかとなった。今後、さらに、加齢、高カロリー食、ストレス等による影響や、GLP-1との比較を分子レベルで検討する予定である。GIPはグルカゴン、セクレチンファミリーに属する消化管ホルモンで、インクレチンとして膵β細胞からのインスリン分泌を促進することが知られている。我々は、GIPのシグナルを遮断すべくGIP受容体欠損マウスを作成し、このマウスはOGTTにて耐糖能異常を認めることを既に報告した。今年度は特に、高脂肪食飼育によるインスリン分泌および血糖への影響について検討した。野生型マウスおよびGIP受容体欠損マウスに3週間高脂肪食で飼育し、食餌負荷試験を行った。野生型マウスでは、通常食飼育群、高脂肪食飼育群共に血糖曲線に有意な差を認めず、血中インスリンは高脂肪食飼育群において有意に高値であった。
生命科学の計測・観察データ相互利用のための情報技術の高度化

本研究では,コンテキスト依存性の記述や視点転換に対応しうるデータ構造に基づく大規模データを効率的に作成,編集,メンテナンスを効率的に行う目的で、オントロジーに基づいて構造化されたデータを表インターフェースで取り扱うデータ編集支援ツールを実現した。今後,オープンデータの大規模化・多様化が進み、多種多様なデータを用いた知識抽出のニーズが高まると考えられるが、本ツールは、異なる視点で作成されたデータを統合し、知識の相互利用をさらに推進するためにのツールの一つとなると期待される。本研究は,生命科学で日々生産される様々な計測・観察データを,生物種,実験観察の方法論や視点,コントロール値の違いなどの壁を超えて,普遍的に取り扱うための相互利用技術の創出を目指している。先行研究で開発した,哺乳類表現型を対象とした表現型データの共有システムをさらに汎用化し,生命科学データ全般への対応を目指して,生物種や時系列データなど,さらに多様な生命計測データへの対応を可能にするためのデータの構築支援方法を確立する。H27年度は、大規模な暗黙知識および視点管理用データの構築支援方法の確立を行うために、方法論および、テストアプリケーションの開発を行った。本アプリケーションは、既に記述された分類体系をテンプレートとした同型(相似形)のグラフ構造の自動作成を行うものである。その具体的な方法は、オントロジー記述言語である法造形式のデータを読み込み、その概念定義を参照しながら、下位概念およびインスタンスの作成を、大規模データの扱いに適した表型のインターフェースを持つエディタによって行うものである。表型にすることで、MSエクセル等のソフトウェアで作成したスプレッドシート形式のデータを取り込むことが可能になり、概念/インスタンスの一括入力が可能になるとともに、一般に公開されている科学データの取り込みを可能にする狙いがある。方法論開発にあたっては、視点(コンテキスト)に応じた科学データの概念の構造をいかに表形式に落とし込むかを検討し、表形式でのデータインポートを可能にするソフトウェア開発を、業務委託によって行った。関連して、本アプリケーションのための準備データの作成を、パートタイマー1名によって行った。また、本研究で用いているデータ形式を、国際的なマウス表現型データ連携との調整を一部行った。大規模な暗黙知識および視点管理用データの構築支援方法の確立に予想外のエフォートがかかり、当初予定していた、グラフ型データからの知識抽出/提示技術の洗練化の検討がやや遅れている。ただし、視点管理データの検討において、表を視点と考えてコンテキスト変換を行うという基本的な検討を行うことができた。H27年度は視点(コンテキスト)に応じた科学データの概念の構造をいかに表形式に落とし込むかを検討し、その基本ソフトウェアを試作した。H28年度は、多様な生命計測データの対応のためのデータ基盤拡張を試みた。しかし、当初の想定に反し、H27年度開発のテストアプリケーションの不具合、関連して、計測データを柔軟に構築するためのデータの持たせ方が想定より複雑であることが判明した。よって、アプリ修正及び、複雑化問題を解決するアルゴリズム考案を行った上で再度データ基盤拡張アプリケーション設計を行う必要が生じた。そのため、予算の繰越申請を行うとともに、複雑化問題のアルゴリズム検討を行った。この複雑化の問題の検討において、高度に構造化されたデータ記述において、視点依存のクラス構造を定義するプロセスよりも、複雑なクラス構造に準じたインスタンスを大規模に作成する煩雑さが大きな障壁となっていることが判明した。しかも,インスタンス作成時に、クラス構造側のエラーや、洗練化を行わねばならない場面も多く見られた。従って、この複雑化問題の解決のためには、クラスレベルの修正と洗練化と,インスタンス作成を行き来しながら、大規模データを作成できるような支援ツールが必須であると結論した。平成28年7月、多様な生命計測データの対応のためのデータ基盤拡張を行ったところ、当初の想定に反し、H27年度開発のテストアプリケーションの不具合、関連して、計測データを柔軟に構築するためのデータの持たせ方が想定より複雑であることがことが判明したため、アプリ修正及び、複雑化問題を解決するアルゴリズム考案を行った上で再度データ基盤拡張アプリケーション設計を行う必要が生じた。そのため、繰越申請を行った。H28年度は、計測データを柔軟に構築するためのデータの持たせ方が想定より複雑である問題に直面し、予算の繰越申請を行うとともに、複雑化問題のアルゴリズム検討を行った。H29年度は、1)H28年度の繰越作業として、H28年度の検討に基づいたデータ支援方法の確立、および提示技術の洗練化を目指し、測定データの構築/可視化ツールの基本設計および、データ基盤アプリケーション開発を行った。この結果、生命科学の計測・観察データの相互利用と言う枠を超えて、視点依存など、高度に構造化されたオープンデータ全体に関して、大規模記述の支援ができる可能性が示唆された。この成果に基づいて、本研究ではさらに2)生命測定データ構築支援ツールの開発を行った。本ツールは、高度に構造化されたデータ記述において、クラスレベルの修正と洗練化と,インスタンス作成を行き来しながら、大規模データをバルクで編集できる。

オントロジーに基づくデータ構造を表型式に落とし込み、その上で、読み出し、データ追加、編集、保存を整合性を持って行うことができる。本支援ツールは、上位概念で定義されたスロットが整合性を持って下位概念に継承されるように編集を促す洗練化を目で確認しながら編集できた。しかも、表計算ソフトのように複数セルへのコピーペーストが可能なので、継承関係のみならず、各スロットに記入する文言レベルでの整合性を容易にとることが可能であった。オープンデータの大規模化・多様化が進むと考えられるが、本ツールは、異なる視点で作成されたデータを統合し、知識の相互利用をさらに推進するためにの有効なツールの一つとなると期待される。本研究では,コンテキスト依存性の記述や視点転換に対応しうるデータ構造に基づく大規模データを効率的に作成,編集,メンテナンスを効率的に行う目的で、オントロジーに基づいて構造化されたデータを表インターフェースで取り扱うデータ編集支援ツールを実現した。今後,オープンデータの大規模化・多様化が進み、多種多様なデータを用いた知識抽出のニーズが高まると考えられるが、本ツールは、異なる視点で作成されたデータを統合し、知識の相互利用をさらに推進するためにのツールの一つとなると期待される。平成28年度に可視化アルゴリズムの確立と、大規模な暗黙知識および視点管理用データの構築支援方法を同時に行う。繰越申請により、H28年度の検討に基づいたデータ支援方法の確立、および提示技術の洗練化を目指して、測定データの構築/可視化ツールの基本設計および、それに基づく、多様な計測データの対応を可能にするためのデータ基盤アプリケーション開発を行い、この成果に基づいて生命測定データ構築支援ツールの開発を行う。本ツールは、高度に構造化されたデータ記述において、クラスレベルの修正と洗練化と,インスタンス作成を行き来しながら、大規模データをバルクで編集できる。本ツールは、異なる視点で作成されたデータを統合し、知識の相互利用をさらに推進するためにのツールの一つとなると期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。バイオインフォマティクス29年度が最終年度であるため、記入しない。
ジーンターゲティングマウスを用いた心筋ATP感受性K^+チャネルの個体機能解析

心筋細胞膜に存在するATP感受性K^+チャネルは、Kir6.2という膜二回貫通型のポア成分とABC蛋白の一種であるsulfonylurea受容体(SUR2A)が合わさり機能することが明らかとなっている。ジーンターゲティング法によって作成したKir6.2ノックアウトマウス(Kir6.2^<-/->)を用いその病態生理学的役割を検討した。野生型マウス(Kir6.2^<+/+>)の心室筋細胞インサイドアウトパッチではATP感受性K^+チャネルの単一チャネル電流が記録されたが、Kir6.2^<-/->心室筋細胞では認められなかった。また、Kir6.2^<+/+>の心室筋細胞ではK^+チャネル開口薬、および代謝阻害で外向き電流の活性化と活動電位幅の短縮が認められたが、Kir6.2^<-/->の心室筋細胞では認められなかった。Kir6.2^<+/+>マウスで長時間(45分)の冠動脈閉塞に先立ち短時間の虚血負荷を与えると心筋梗塞巣が減少するというischemic preconditioningという現象が観察されたが、Kir6.2^<-/->マウスでは認められなかった。Kir6.2^<+/+>およびKir6.2^<-/->マウスの摘出灌流心において左室内圧を持続的に測定しながら灌流の短時間停止後再灌流を行い、心収縮能の回復度を検討した。Kir6.2^<-/->心ではKir6.2^<+/+>心に比べて虚血時の拡張期圧の上昇がより早期にまた高度に認められ、再灌流後の収縮機能の回復も悪かった。Kir6.2^<+/+>心ではdiazoxideで収縮機能の回復が促進したが、その作用は細胞膜ATP感受性K^+チャネルの特異的遮断薬であるHMR1098で消失し、ミトコンドリアATP感受性K^+チャネルの特異的遮断薬とされる5-hydroxydecanoateでは拮抗されなかった。これらの実験結果より心筋細胞膜ATP感受性K^+チャネルのポア成分としてKir6.2は必須であり、細胞膜ATP感受性K^+チャネルはischemic preconditioningの成立および虚血・再灌流の収縮機能の回復に重要な働きを果たすことが明らかとなった。心筋細胞膜にはATP感受性K^+チャネルが存在し、その分子構造がKir6.2という膜2回貫通型の基本構造を持つポア部分にABC蛋白の一種であるsulfonylurea受容体体が合わさって機能する事が明らかとなっている。そこでジーンターゲティング法により作製した細胞膜K_<ATP>チャネル(Kir6.2チャネル)欠損マウスを用い、その病態生理学的役割を明らかにする事を目的に本研究を行った。Kir6.2^<-/->マウスより単離した心室筋細胞のインサイドアウトパッチにおいて、野生型の心室筋細胞と異なり細胞内側のATPを低下させてもK_<ATP>チャネルの活動は観察できなかった。

ホールセルクランプモードで全細胞膜電流を記録し、pinacidil等のK^+チャネル開口薬あるいは無グルコース、代謝阻害薬のdinitorophenolを与えると、野生型の心室筋細胞では外向きK^+電流が著明に活性化し、カレントクランプモードで記録した活動電位は短縮した。しかしながらKir6.2^<-/->の心室筋細胞においてはK^+チャネル開口薬の投与あるいは代謝阻害によっても外向き電流は活性化せず、活動電位幅も短縮しなかった。一方、これらの摘出心において左心室内圧を測定しながらランゲンドルフ法で灌流し、15分の虚血、30分の再灌流を行うとKir6.2^<-/->心ではKir6.2^<+/+>心に比べ拡張期圧の上昇が高度であり、収縮機能回復度が悪かった。これらの実験結果より細胞膜K_<ATP>チャネルは虚血再灌流時の心筋収縮機能維持に重要な役割を果たす事が明らかとなった。Kir6.2^<+/+>およびKir6.2^<-/->マウスにおいて麻酔下45分間冠動脈閉塞、120分再灌流を行い、ischemic preconditioningが梗塞巣を減少するか否かについては現在検討中である。心筋細胞膜に存在するATP感受性K^+チャネルは、Kir6.2という膜二回貫通型のポア成分とABC蛋白の一種であるsulfonylurea受容体(SUR2A)が合わさり機能することが明らかとなっている。ジーンターゲティング法によって作成したKir6.2ノックアウトマウス(Kir6.2^<-/->)を用いその病態生理学的役割を検討した。麻酔下の野生型(Kir6.2^<+/+>)マウスで、長時間(45分)の冠動脈閉塞に先立ち短時間の虚血負荷を与えると心筋梗塞巣が減少するischemic preconditioningという現象が観察されたが、Kir6.2^<-/->マウスでは認められなかった。Kir6.2^<+/+>およびKir6.2^<-/->マウスの摘出灌流心において左室内圧を持続的に測定しながら灌流の短時間停止後再灌流を行い、心収縮能の回復度を検討した。Kir6.2^<-/->心ではKir6.2^<+/+>心に比べて虚血時の拡張期圧の上昇がより早期にまた高度に認められ、再灌流後の収縮機能の回復も悪かった。Kir6.2^<+/+>心で細胞膜ATP感受性K^+チャネルの特異的遮断薬であるHMR1098存在下に虚血・再灌流を行うとその収縮機能の回復は悪かったが、ミトコンドリアATP感受性K^+チャネルの特異的遮断薬とされる5-hydroxydecanoate存在下ではその悪化は軽微であった。Kir6.2^<+/+>心ではdiazoxideで収縮機能の回復が促進したが、その作用はHMR1098で消失し、5-hydroxydecanoateでは拮抗されなかった。このことは、diazoxideはミトコンドリアATP感受性K^+チャネルよりも細胞膜ATP感受性K^+チャネルを活性化して心収縮能改善作用を示したと考えられる。これらの実験結果より細胞膜ATP感受性K^+チャネルはischemic preconditioningの成立および虚血・再灌流の収縮機能の回復に重要な働きを果たすことが明らかとなった。
制御された膜内タンパク質切断(RIP)の分子メカニズム

「膜内部におけるタンパク質切断(RIP)」に関わるプロテアーゼは、様々な生体プロセスに重要な役割を果たしている。本研究で、我々は大腸菌に存在する二種類のRIPプロテアーゼGlpG(Rhomboidファミリー)とRseP(site-2ファミリー(S2P))の構造と機能について研究を行った。GlpGについては、活性部位環境を解析して、活性部位が親水性cavity内部にあることを示した。また、RIP酵素として初めて明らかになったGlpGの結晶構造から、その第1及び第2膜貫通領域(TM1とTM2)の間に存在するペリプラズムループL1が酵素の本体から外側へ大きく突き出した特異な構造を持つことを示し、また、L1が部分的に膜に埋もれており、L1に存在する保存性の高いWRモチーフがGlpGのプロテアーゼ活性発現に重要であることを明らかにした。L1ループやWRモチーフの具体的な機能については明らかではないが、L1ループが脂質との相互作用を通じて、GlpGの活性調節に関与する可能性を考えている。RIPに関わるプロテアーゼの中でも、S2Pファミリーはその機能や調節に関する研究が特に遅れている。RsePについても、活性部位の環境を調べ、それがGlpGとは異なって、蛋白質ドメイン中に隔離されていることを示した。これまでRsePの基質認識・結合メカニズムについては、ほとんどが不明であったが、我々は基質TM内のヘリックスブレーカー残基がRsePとの結合に重要であること、RsePのTM3が基質と相互作用に直接関わることを見出した。これらの知見は最近明らかとなった古細菌S2Pの構造とも良く一致している。構造情報も利用してさらに解析を進めることで、これらのプロテアーゼの働きを分子レベルで明らかにしていきたいと考えている。大腸菌の表層ストレス応答に関わる転写因子σ^Eは、通常は一回膜貫通蛋白質RseAの細胞質領域と結合して不活性状態に保たれている。細胞が表層ストレスに曝されると、RseAはまずDegSプロテアーゼによりペリプラズム領域で切断を受ける。我々は、RseAが、DegSに続いて膜プロテアーゼRsePにより2段階目の切断を受けること、この切断が表層ストレス応答(σ^Eの活性化)に必須であることを示した。RsePはRIPに関わるS2P蛋白質ファミリーの一員である。異常外膜タンパク質等は表層ストレスとなってDegSを活性化し、RseAの切断を誘導してストレス応答をトリガーする。通常、RsePは完全長のRseAには働くことはできず、DegSによる切断を受けたRseAの「分解中間体」を切断する。RsePによる完全長RseA切断の抑制は、ストレスに応答した遺伝子発現のために重要な機構である。RseP(4回膜貫通タンパク質)は、TM2とTM3の問にPDZドメインを含む大きなペリプラズム領域を持つ。我々は完全長RseA切断の抑制に、RsePペリプラズム領域の二つのPDZドメインが重要であることを明らかにした。また、精製蛋白質を用いて、DegS、RsePによるRseA由来モデル基質の2段階切断を再現する事に成功した。精製系ではRsePは完全長RseAペリプラズム領域を持つモデル基質を切断できず、基質がDegSによる切断を受けて始めて切断したが、PDZ変異体は、DegSに依存せずにこのモデル基質を切断した。これらの結果は、RsePの活性抑制機能はRsePが本来持つものであり、他のタンパク質因子を必要としないことを示している。さらに、大腸菌のrhomboidプロテアーゼホモログ、GlpGが膜タンパク質切断活性を持つことも明らかにした。

RIPプロテアーゼは複数の膜貫通領域で膜に組み込まれたpolytopic型膜タンパク質で、基質となる膜タンパク質をその膜貫通領域内部で切断するという興味深い機能を持っており、真核生物から原核生物まで様々な生物で多様な細胞機能に関わっている。大腸菌にはS2Pプロテーゼファミリーに属するRsePとRhomboidファミリーに属するGlpGという2種類のRIPプロテアーゼが存在する。RIPプロテアーゼの活性部位は膜内部に存在すると推測されている。これは、RIPプロテアーゼが基質を膜貫通領域内部で切断することとも話が合うが、一方、基質切断が膜内部で起こるとすれば、水を必要とするペプチド結合の加水分解が如何にして疎水的な膜内環境で起こるのかと言う問題が起こる。本年度、我々は、生化学的手法を用いて、GlpGの活性部位周辺の環境を調べ、活性部位が、細胞質外の可溶性スペース(ペリプラズム)に開いた「溝(cavity)」の内部に存在すること、従って、水が自由に近づけることを見出した。最近、RIPプロテアーゼとして初めてGlpGの結晶構造が明らかにされたが、その構造は、私達の解析結果と良く符合しており、GlpGが生理的な、膜に組み込まれた状態でも、結晶構造と同様な構造を持つことが分かった。一方、我々はRsePにっいても同様に活性部位周辺の環境を調べた。RsePでは、活性部位が折りたたまれたタンパク質ドメイン内部に存在することがわかり、RIPプロテアーゼはその種類によって、異なる方法で「膜内切断」を行っていることが推測される。「膜内部におけるタンパク質切断(RIP)」に関わるプロテアーゼは、様々な生体プロセスに重要な役割を果たしている。本年度の研究で、我々は大腸菌に存在する二種類のRIPプロテアーゼGlpG (Rhomboidファミリー)とRseP (site-2ファミリー(S2P))の構造と機能について研究を行った。GlpGについては、RIP酵素として初めて明らかになったGlpGの結晶構造から、その第1及び第2膜貫通領域(TM1とTM2)の間に存在するペリプラズムループL1が酵素の本体から外側へ大きく突き出した特異な構造を持つことが示された。我々はL1が部分的に膜に埋もれており、L1に存在する保存性の高いWRモチーフがGlpGのプロテアーゼ活性発現に重要であることを示した。L1ループやWRモチーフの機能については明らかではないが、L1ループが脂質との相互作用を通じて、GlpGの活性調節に関与する可能性を考えている。一方、RsePに付いては、RIPに関わるプロテアーゼの中でもその機能や調節についての研究が特に遅れており、これまでRsePの基質認識・結合メカニズムについて、そのほとんどが不明であった。我々は基質TM内のヘリックスブレーカー残基がRsePとの結合に重要であること、RsePのTM3が基質と相互作用に直接関わることを見出した。これらの知見は最近明らかとなった古細菌S2Pの構造とも良く一致している。構造情報も利用してさらに解析を進めることで、これらのプロテアーゼの働きを分子レベルで明らかにしていきたいと考えている。
再灌流治療に併用可能な心筋虚血領域標的ペプチドを用いた心筋保護治療法の開発

我々の発見した心筋虚血領域標的ペプチドは海外の研究室で応用され、動物モデルにおいて心筋保護薬との結合によって心筋梗塞領域縮小効果が報告されている。しかし、受容体物質に関する報告はなされておらず、その虚血心筋に特異的に集積する機構が明らかになっていない。前述のごとく、ペプチドの受容体物質が解明されなければ、その臨床応用に不安が残る。このため、ペプチドと受容体物質との結合機序の解明が待たれている。心筋保護作用のある薬剤との結合によって新規治療薬を開発する。
生体分子のダイナミクスにおける量子効果の基礎理論と生体機能への応用

生物の好気呼吸において、電子伝達系の果たす役割は非常に大きい。電子伝達系について近年多くのことが明らかにされてきているが、まだ分子論な問題が多く残されている。実際、膜貫通タンパク質に汲み上げられた後、プロトンは膜間部に3次元的に拡散するのか内膜に沿った2次元的拡散をするのか論争が続いている。本研究ではまず、生体膜面付近でのプロトンの統計的振る舞いの一面を明らかにした。ここでは、広い位相空間をサンプルするバイアス有りのシミュレーションと長時間(4ナノ秒)のバイアス無しのシミュレーションをWHAM法で効率的に組み合わせ、自由エネルギー曲線を計算した。実際、膜の深部では運動が遅くなるため、従来のような各ウィンドウ領域で短時間(300ps)のMD計算をするバイアス有りのシミュレーションだけでは不十分である。従来の方法で計算すると2kcal/molしか安定化しないが、長時間のシミュレーションでサンプルを補うと5kcal/molもの安定化を示す。5kcal/molの安定化は濃度に換算すると308Kでバルク水領域の3500倍であり、pHに換算すると3.5に相当する。これは今までの理論予想より桁違いに多くのプロトンが生体膜表面に局在していることを示している。ここで見られるプロトンのトラップ状態の振動スペクトルは前年度開発した量子古典混合法により予測できると考えている。また、ここで取り扱っている脂質に含まれるリン酸基のpKaはおよそ2と小さくが、膜面では非常にプロトン濃度が高くなっているため、脂質へのプロトン付加が無視できない可能性がある。pKaを再現するのにプロトンの量子効果は無視できるものではないが、量子効果を有効ポテンシャルの形で取り込んだ古典シミュレーションが良い結果を与える。本研究では、リン脂質のモデル分子としてジメチルリン酸(DMP)を用いて、pKaを再現するEVB力場を開発した。本研究は生体分子が機能を発現するメカニズムを微視的観点から理解することを目的としている。特に、ダイナミクスの量子性がどのように影響を及ぼしているかに注目している。しかし、従来の量手動力学計算法は小分子系にしか適用できないため、(1)重要な自由度のみ量子力学で扱い他の自由度は古典力学で済ます量子古典混合法(2)古典トラジェクトリーの情報のみから量子効果を導く半古典量子化法の2つが有効であると考えられる。よって、本年度は、主にこれらのプログラムを作成し大自由度系への適用可能性を調べた。(1)量子古典混合法まず断熱近似に基づき、新たに基礎方程式を導出し、それに従ってプログラムを作成した。ここで構築したプログラムはab initio法によりポテンシャルを計算するので汎用的なものになった。現段階では、QM/MM法と組み合わせることで生体分子に適用するのは可能になると予想している。さらに、典型的な水素結合系であるフェノール・水クラスターへの応用をおこなった。その結果から、有限の温度が赤外スペクトルに与える効果と水素結合の強さの関係を明らかにした。この知見は、水素結合を多く含む生体分子にとっても重要である。(2)半古典量子化法ここではamplitude-free quasi-correlation(AFC)法という効率的な方法を採用したが、生体分子へそのまま適用するのはまだ収束速度の面から困難であることが分かった。しかし、半古典法の収束はFilinov変換により10倍程度加速できることを発見した。このような改善によって半古典論の適用範囲を広がったが、生体分子に応用するにはさらに収束を加速する方法が必須であることが分かった。しかし、従来の量子動力学計算法は小分子系にしか適用できないため、(1)重要な自由度のみ量子力学で扱い他の自由度は古典力学で済ます量子古典混合法(2)古典トラジェクトリーの情報のみから量子効果を導く半古典量子化法の2つが有効であると考えられる。昨年度までの成果に基づき、本年度は(1)量子古典混合法を水素結合系の赤外スペクトル計算に応用を試みた。今回は気相中のフェノール水クラスターカチオンに適用した。このクラスターは水素結合を1つ持っており、生体分子のダイナミクスで重要な振る舞いをする水素結合の特徴を調べるのに最適の系である。実際、近年多くの理論的・実験的研究の結果が報告されているが、有限の温度が赤外スペクトルに与える効果については全く議論されてきていない。生体分子における水素結合との類似性を考える際には、生体でのダイナミクスが有限温度で行われるので、このクラスターでも有限温度の効果を調べることは有意義である。このような有限温度でのダイナミクスやスペクトルを調べることが出来る点が、作成した量子古典混合法のプログラムの重要な利点の1つである。得られた計算結果の解析より、プロトンドナーOHの赤外スペクトルの広がりと水素結合の距離の強い相関を明らかにした。この相関の強さは水素結合の強さに依存して変わることも分かった。また、時間分解スペクトルを行うと、分子間振動のダイナミクスについての情報を得ることができることを理論的に示した。

本研究ではまず、生体膜面付近でのプロトンの統計的振る舞いの一面を明らかにした。ここでは、広い位相空間をサンプルするバイアス有りのシミュレーションと長時間(4ナノ秒)のバイアス無しのシミュレーションをWHAM法で効率的に組み合わせ、自由エネルギー曲線を計算した。実際、膜の深部では運動が遅くなるため、従来のような各ウィンドウ領域で短時間(300ps)のMD計算をするバイアス有りのシミュレーションだけでは不十分である。従来の方法で計算すると2kcal/molしか安定化しないが、長時間のシミュレーションでサンプルを補うと5kcal/molもの安定化を示す。5kcal/molの安定化は濃度に換算すると308Kでバルク水領域の3500倍であり、pHに換算すると3.5に相当する。これは今までの理論予想より桁違いに多くのプロトンが生体膜表面に局在していることを示している。ここで見られるプロトンのトラップ状態の振動スペクトルは前年度開発した量子古典混合法により予測できると考えている。また、ここで取り扱っている脂質に含まれるリン酸基のpKaはおよそ2と小さくが、膜面では非常にプロトン濃度が高くなっているため、脂質へのプロトン付加が無視できない可能性がある。pKaを再現するのにプロトンの量子効果は無視できるものではないが、量子効果を有効ポテンシャルの形で取り込んだ古典シミュレーションが良い結果を与える。本研究では、リン脂質のモデル分子としてジメチルリン酸(DMP)を用いて、pKaを再現するEVB力場を開発した。
細胞極性の形成における細胞膜張力の役割

本研究では、細胞膜にかかる物理的パラメータである「膜張力」に着目し、細胞の形態形成と生理機能に必須の役割を担う「細胞極性」の成立を司るメカノシグナリングの分子実体を明らかにする。特に、頂底方向への明確な細胞極性をもつ上皮細胞を対象に、癌化に伴い活発な細胞運動能を獲得する「上皮間葉転換」における細胞膜張力の制御因子とセンサー因子を同定し、その作用機序解明を目指す。本研究によって得られる成果は、細胞極性の形成と制御に関わる全く新しい分子メカニズムの発見につながり、腫瘍悪性化の主因である浸潤・転移を引き起こす「上皮間葉転換」の新たな理解と、その予防・治療戦略に向けた従来にない分子基盤をもたらすことが期待される。本年度も引き続き、細胞膜張力のマスターレギュレーターであるイノシトールリン脂質に焦点を絞り、研究を推進した。昨年度までに樹立した2種類のイノシトールリン脂質分子種を同時にモニターするMDCK細胞株を用いて、がん遺伝子発現に伴う極性崩壊における脂質動態を観察した。がん遺伝子としてRasの恒常的活性化型変異体(RasV12)を選択し、MDCK細胞株に遺伝子導入を行った。その結果、細胞は上皮間葉転換を起こしながら基質面方向へ活発に運動する様子が認められた。高倍率観察を行うと、細胞膜が激しく波打つラッフル形成が認められるとともに、PIP3およびPI(3,4)P2が集積した。遺伝子発現から48時間後には、RasV12を発現するMDCK細胞は既報通り上皮細胞層から逸脱したが、その際、細胞辺縁の細胞膜にはPI(4,5)P2が高度に集積することが明らかとなった。一方で、PIP3およびPI(3,4)P2は細胞内部のマクロピノソーム膜上に特異的に蓄積しており、細胞膜上からは失われていた。これまで上皮細胞のアピカル膜、バソラテラル膜にイノシトールリン脂質が偏在していることが知られていた。また、がん化に伴う細胞運動においてもイノシトールリン脂質の偏在が観察されていた。それに対して、がん細胞が上皮層から逸脱する現象においてイノシトールリン脂質の特異的な局在パターンが観察されたのは本研究が初めてであり、新たな知見をもたらすものと期待できるため。今後、アピカル面へのがん細胞の逸脱現象におけるイノシトールリン脂質の役割を明らかにするため、PTENのノックダウンおよび遺伝子破壊を行う。また、PIP3およびPI(3,4)P2の細胞内小胞への取り込み現象の意義を理解するため、RasV12によるマクロピノソームを阻害する実験を行い、がん細胞の挙動を検証していく。本年度はまず、細胞膜張力のマスターレギュレーターであるイノシトールリン脂質に焦点を絞り、その細胞内局在を可視化する上皮細胞株の樹立を行った。まず、PI(4,5)P2を認識するPLCδ1のPHドメインにmCherryタグを付加した配列、およびPI(3,4,5)P3を認識するAktのPHドメインにGFPタグを付加した配列を、P2A配列を挟んでタンデムに持つコンストラクトを構築した。piggybacトランスポゾンを用いて、このインサートをイヌ腎由来の上皮細胞であるMDCK細胞に安定的に導入し、2種類のイノシトールリン脂質分子種を同時にモニターするMDCK細胞株を樹立することに成功した。この細胞を共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、従来の報告に合致するように、PI(4,5)P2はアピカル面の細胞膜に、PI(3,4,5)P3はバソラテラル面の細胞膜に選択的に局在している様子が認められた。現在、この細胞株を用いて種々の処理を行いながら、癌化シグナルによる上皮細胞の極性変化に応じたイノシトールリン脂質分子種の動態を詳細に観察している。当初、二種類のイノシトールリン脂質を同時にモニターする細胞株の樹立法として、レトロウィルス発現系を用いていたが、二種類の蛍光タンパク質タグを同時に発現する細胞株を得ることが出来なかった。そこで、トランスポゾンを用いた遺伝子導入法に切り替えたところ奏功し、困難な段階を克服することができたため。

本研究によって得られる成果は、細胞極性の形成と制御に関わる全く新しい分子メカニズムの発見につながり、腫瘍悪性化の主因である浸潤・転移を引き起こす「上皮間葉転換」の新たな理解と、その予防・治療戦略に向けた従来にない分子基盤をもたらすことが期待される。本年度も引き続き、細胞膜張力のマスターレギュレーターであるイノシトールリン脂質に焦点を絞り、研究を推進した。昨年度までに樹立した2種類のイノシトールリン脂質分子種を同時にモニターするMDCK細胞株を用いて、がん遺伝子発現に伴う極性崩壊における脂質動態を観察した。がん遺伝子としてRasの恒常的活性化型変異体(RasV12)を選択し、MDCK細胞株に遺伝子導入を行った。その結果、細胞は上皮間葉転換を起こしながら基質面方向へ活発に運動する様子が認められた。高倍率観察を行うと、細胞膜が激しく波打つラッフル形成が認められるとともに、PIP3およびPI(3,4)P2が集積した。遺伝子発現から48時間後には、RasV12を発現するMDCK細胞は既報通り上皮細胞層から逸脱したが、その際、細胞辺縁の細胞膜にはPI(4,5)P2が高度に集積することが明らかとなった。一方で、PIP3およびPI(3,4)P2は細胞内部のマクロピノソーム膜上に特異的に蓄積しており、細胞膜上からは失われていた。これまで上皮細胞のアピカル膜、バソラテラル膜にイノシトールリン脂質が偏在していることが知られていた。また、がん化に伴う細胞運動においてもイノシトールリン脂質の偏在が観察されていた。それに対して、がん細胞が上皮層から逸脱する現象においてイノシトールリン脂質の特異的な局在パターンが観察されたのは本研究が初めてであり、新たな知見をもたらすものと期待できるため。今後、さまざまなシグナル伝達異常による上皮細胞のがん化を模したアッセイ系を推進していく。上皮細胞のがん化に伴い、細胞極性の大幅な変化が観察されており、この過程におけるイノシトールリン脂質の質的及び量的な変化と、それによって制御される細胞膜張力の役割を明らかにしていく。今後、アピカル面へのがん細胞の逸脱現象におけるイノシトールリン脂質の役割を明らかにするため、PTENのノックダウンおよび遺伝子破壊を行う。また、PIP3およびPI(3,4)P2の細胞内小胞への取り込み現象の意義を理解するため、RasV12によるマクロピノソームを阻害する実験を行い、がん細胞の挙動を検証していく。
イギリス工学教育機関発展史におけるアカデミック技術者問題

本研究では、個別の工学教育機関のアカデミック技術者の経歴研究による基礎的研究を積み上げ、それを踏まえて、イギリスのアカデミック技術者がどのように形成されていったのかを総括的に明らかにした。対象時期は、工学教育機関の設立時から第2次世界大戦頃までで、対象にしたのは、グラスゴー大学、エディンバラ大学、ロンドン・キングズ・カレッジ、ロンドン・ユニヴァーシティ・カレッジ、オーエンズ・カレッジ、マンチェスター大学技術学部、ケンブリッジ大学の計223人で、何れかの工学教育機関で教授になった83人と講師等の140人である。明治以降、技術者が高等教育機関で養成されてきた日本ではなかなか理解されないが、技術者が、工学教育機関設立以前に自生的に形成され、実地訓練による技術者養成の伝統があったイギリスの場合、初期において、工学教育機関の発展が制約された。その制約要因の1つに、優秀なアカデミック技術者(工学教員)の確保と再生産の困難の課題があるのではないかという仮説の下に、イギリス工学教育機関発展史を、アカデミック技術者問題に焦点を当てて検討することを目的としている。その際、スコットランドの大学のサンドイッチ制が果たした役割に注目している。初年度に、スコットランドのグラスゴー大学とエディンバラ大学を訪問し、その史料室で、各大学のアカデミック技術者の情報を収集したが、2年目は、それらのアカデミック技術者の内、技術者専門職団体の会員に選出された者を中心に、会員選出時の審査資料をロンドンの技術者専門職団体の史料室で収集し、彼らの教育・訓練歴等の情報を収集した。これらを分析し、論文「イギリスにおけるアカデミック技術者の歴史的形成についての基礎的研究(1)ーグラスゴー大学とエディンバラ大学の場合ー」にまとめ、2014年5月20日締め切りの富山大学人間発達科学部紀要に投稿する予定である。2年目は、上記のロンドンの技術者専門職団体(土木と機械)への訪問に加え、ロンドン大学キングズ・カレッジとロンドン大学ユニヴァーシティ・カレッジの史料室を訪問し、各大学のアカデミック技術者の情報を収集した。また、英国図書館も訪れ、関連文献・資料を閲覧し、アカデミック技術者に関わる情報を収集した。その制約要因の1つに、優秀なアカデミック技術者(工学教員)の確保と再生産の困難の問題があるのではないかという仮説の下に、イギリス工学教育機関発展史を、アカデミック技術者問題に焦点を当てて検討することを目的としている。そのため、初年度は、スコットランドのグラスゴー大学とエディンバラ大学を訪問し、その資料室で、各大学のアカデミック技術者の名前、職階、採用年、博士学位の取得年、昇進年等の情報、技術者専門職団体の会員の肩書きの有無等の情報を収集した。大学の年報等を中心とする情報収集なので、大学に誰が、何時、どのような職階に採用され、またその後、何時、どのように昇進していったか、学士学位を何時取得したか、その上の博士等の学位を何時取得したか等の情報が中心になる。教授採用人事の過程の議論の情報も1件入手できた。しかし、個人レベルでの、教育・訓練歴の情報をまとまって得ることはできないので、これについては専門職団体の会員選考資料などに当たる必要がある。これらのアカデミック技術者が、技術者専門職団体の(準)会員に何時選出されたかを調べる調査を、京都大学図書館の技術者専門職団体年報を使って行った。このデータを元に、次年度の技術者専門職団体訪問時の調査を行う予定である。その制約要因の一つに、優秀なアカデミック技術者(工学教員)の確保と再生産の困難の課題があるのではないかという仮説の下に、イギリス工学教育機関発展史を、アカデミック技術者問題に焦点を当てて検討することを目的としている。初年度のスコットランドのグラスゴー大学とエディンバラ大学訪問で収集した資料と2年目にロンドンの技術者専門職団体で収集した資料を突き合わせて分析し、論文「イギリスにおけるアカデミック技術者の歴史的形成についての基礎的研究(1)ーグラスゴー大学とエディンバラ大学の場合ー」にまとめ、富山大学人間発達科学部紀要第9巻第1号、2014年10月に発表した。3年目は、ケンブリッジ大学とロンドンの技術者専門職団体で資料を収集した。また2年目に収集したロンドン大学キングズ・カレッジとロンドン大学ユニヴァーシティ・カレッジの資料の分析を進め、現在、論文「イギリスにおけるアカデミック技術者の歴史的形成についての基礎的研究(2)ーロンドン・キングズ・カレッジとロンドン・ユニヴァーシティ・カレッジの場合ー」としてまとめる作業を進めている。

その制約要因の一つに、優秀なアカデミック技術者(工学教員)の確保と再生産の困難の課題があるのではないかという仮説の下に、イギリス工学教育機関発展史を、アカデミック技術者問題に焦点を当てて検討することを目的としている。その際、スコットランドの大学のサンドイッチ制が果たした役割に注目している。初年度のスコットランドのグラスゴー大学とエディンバラ大学訪問で収集した資料と2年目にロンドンの技術者専門職団体で収集した資料を突き合わせて分析し、論文「イギリスにおけるアカデミック技術者の歴史的形成についての基礎的研究(1)ーグラスゴー大学とエディンバラ大学の場合ー」にまとめ、富山大学人間発達科学部紀要第9巻第1号、2014年10月に発表した。3年目は、ケンブリッジ大学とロンドンの技術者専門職団体で資料を収集した。4年目は、ロンドン大学とロンドンの技術者専門職団体で資料を収集した。それまでの資料を分析し、論文「イギリスにおけるアカデミック技術者の歴史的形成についての基礎的研究(2)ーロンドン・キングズ・カレッジとロンドン・ユニヴァーシティ・カレッジの場合ー」にまとめ、富山大学人間発達科学部紀要第10巻第2号、2016年3月に発表した。現在、マンチェスター大学についての分析とケンブリッジ大学についての分析をまとめ、論文として発表する準備を進めている。4年目を終わり、ようやく対象とした工学教育機関におけるアカデミック技術者の歴史的形成についての基礎的研究作業がまとまりつつあり、残りのマンチェスター大学とケンブリッジ大学についても論文作成の準備が整った。いよいよ最終年度である来年度にそれらの総括的分析に取り組む予定になっている。技術者が、工学教育機関設立以前に自生的に形成され、実地訓練による技術者養成の伝統があったイギリスの場合、初期において、工学教育機関の発展が制約された。その制約要因の一つに、優秀なアカデミック技術者(工学教員)の確保と再生産の困難の課題があるのではないかという仮説の下に、イギリス工学教育機関の発展を、アカデミック技術者問題に焦点を当てて検討した。その際、スコットランドの大学のサンドイッチ制が果たした役割に注目した。対象としたのは、スコットランドのグラスゴー大学とエディンバラ大学、ロンドンのユニヴァーシティ・カレッジとキングズ・カレッジ、ケンブリッジ大学とマンチェスター大学の6大学・カレッジで、工学教育導入以降、第2次世界大戦頃までの工学教員(教授と講師等のスタッフ)223人の教育・訓練などの経歴研究を行った。