hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
接触角構造を伴う界面ダイナミクスに対する幾何解析的研究

本研究では,ある領域内の曲面が,その領域の境界において与えられた接触角を生成しつつ,時間発展するモデルとして記述される,接触角条件付きの曲面の発展方程式を研究対象とする.また,その曲面の発展を記述す偏微分方程式については,平均曲率流方程式,表面拡散方程式,及び体積保存型平均曲率流を研究対象とする.本研究では,上記のモデルに対し,領域の境界付近での特異性を伴う動く曲面の時間大域的な挙動解析と,時間遠方での解の漸近挙動解析を目標とする.特に,漸近挙動に関しては,領域の境界の形状や,接触角条件の違法性の影響が現れうるため,その解明を行うことが目標である.本研究では,ある領域内の曲面が,その領域の境界において与えられた接触角を生成しつつ,時間発展するモデルとして記述される,接触角条件付きの曲面の発展方程式を研究対象とする.また,その曲面の発展を記述す偏微分方程式については,平均曲率流方程式,表面拡散方程式,及び体積保存型平均曲率流を研究対象とする.本研究では,上記のモデルに対し,領域の境界付近での特異性を伴う動く曲面の時間大域的な挙動解析と,時間遠方での解の漸近挙動解析を目標とする.特に,漸近挙動に関しては,領域の境界の形状や,接触角条件の違法性の影響が現れうるため,その解明を行うことが目標である.
マラリアのジヒドロ葉酸還元酵素の構造解析と超分子形成に基づく選択的阻害剤の研究

マラリアはマラリア原虫(以下P.f.と略す)による熱帯病で、世界で最も患者と死者の多い病気である。ジヒドロ葉酸還元酵素DHFRの阻害剤がこれまで特効薬として用いられてきたが、薬剤耐性株が蔓延し、有効な治療薬がなくなってきた。本研究はこれら耐性株に有効な特効薬を開発するため、P.f.DHFRの結晶解析を行い、当研究者らが長い間開発してきたコンピュータ薬物設計の方法論により、P.f.DHFRの新規阻害剤を論理的に設計することを目的として行われた。まず阪大微研の堀井教授らにより遺伝子工学的に生産されたP.f.のDHFRの結晶化を行った。しかし、P.F.のDHFRは原虫体内でチミジル酸合成酵素TSと30残基ほどのペプチド鎖で連結したDHFR-TSとして存在する。この連結部を切断して作ったDHFRは安定性に問題があり、さまざまな結晶化条件を検討したが、結晶化できなかった。そこで、既に解析されている他の種のDHFR(大腸菌やヒト)の立体構造と1次構造のホモロジーに基づいて、基質結合部位のモデリングを行った。一方、分子内にグアニジノ基やアミジノ基をもち、リガンドとなる可能性の高い20化合物を市販化合物リストから選び出して購入し、マラリア野生株と耐性株、及びヒトとの選択性をみるためウシのDHFRに対する阻害活性を調べた。その結果活性のあった化合物をもとに若干の構造修正を行って3種の化合物の合成を行った。これらは阻害剤として新規であったが、活性・選択性ともに従来の特効薬ピリメタミンには及ばなかった。そこで、ドッキングスタディによりこれら化合物の結合様式を推定し、上記のモデイリング構造の妥当性を確かめるとともに、活性を改良するべく構造修正を行ってその合成を検討している。
音響振動連成数値解析に基づく窓システムの遮音性能予測手法及び高性能サッシの開発

従来,窓システムの遮音性能予測はエネルギーベースの評価や,種々の部材を簡単な理論モデルに置き換え,音響透過損失の性能予測が行われてきた。しかし,現象の簡略化により性能の予測精度が低くなることに加え,問題に応じてモデルを構築する必要があるため必ずしも効率的でなく,相互比較が難しいことが課題であった。本研究では窓システムの音響透過損失の予測,設計のための音響振動連成解析技術の開発,及びその妥当性・有効性の検証を行った。特に,材料設置,端部支持,周辺隙間,サッシ枠振動のモデル化に注目し,各種の要素について解析手法の構築を行うとともに音響透過現象のメカニズムを整理した。本研究はサッシ・板硝子から構成される窓システムを対象とし,音響振動連成数値解析による音響透過損失の数値予測システムの構築及び窓システムの音響性能の向上を目標としている。初年度は窓システムの各部位のモデル化に関する課題群の内,プログラムを新規に実装する必要性がある課題を優先的に執り行った。具体的に,設定した課題の中から,シェル要素の実装,隙間の考慮の方法,粘弾性の考慮の順で課題を行い,概ね解析プログラムを完成させた。シェル要素については解析精度上重要となる曲げ板要素について,近年の先行研究から,いくつかの精度の良い要素を実装した。実装後,三次元弾性体要素と解析結果を比較し,いずれの要素でも単純な形状では十分な精度が得られていることを確認している。実際のサッシ枠形状における解析精度の検証については当初の予定通り,第2年度に行う。隙間の考慮については隙間の形状に応じた流れ抵抗の理論的算出法を整理した。これについては解析に先立って流れ抵抗を算出する必要があるが,通常の音場に対するFEMへの入力パラメータとして反映できるため,実装は非常に単純である。ここで整理した隙間モデルは共鳴器のモデル化にも応用でき,第2年度のサッシの高性能化への検討にも利用可能である。また,支持材の粘弾性の考慮についても,同様に通常の弾性体解析のFEMへの入力パラメータの変更で対応可能であった。適切な粘弾性モデルの選択については第2年度のモデル構築にて行うこととした。初年度の,音響透過損失の実測における変動要因のひとつであるニッシェ効果について,JIS/ISOで規定される開口内に段差を有するスタガードタイプを取上げ,詳細な数値解析的検証を行った。その結果,段差のないニッシェタイプと比較し,スタガードタイプではランダム入射値ではニッシェ効果が緩和されるものの,入射角依存性が大きいことが示された。初年度では次年度での検討の基盤となる解析プログラムを概ね完成させることができた。当初設定した課題の内,隙間のモデル化及び粘弾性モデルについては基本的な妥当性の検証に留まった。これらは次年度に計画しているサッシの解析モデルの構築においてまとめて行うこととした。一方,次年度に予定していた遮音メカニズムの把握に向けた分析・可視化方法の指針を定めることができており,現在までの達成度はおおむね順調といえる。研究成果の一部は2編の学会発表論文として公表しており,今年度は学術誌の査読付きとして投稿予定である。本研究はサッシ・板硝子から構成される窓システムを対象とし,音響振動連成数値解析による音響透過損失の数値予測システムの構築及び窓システムの音響性能向上のための知見の取得を目標としている。第二年度は実装したプログラムを用い,各部のモデル化に関する検証を進めた。特に端部支持モデルの有効範囲及び隙間のモデル化の方針を明確化し,振動・音響透過メカニズムに関する知見を取得することが出来た。端部支持を機械・モーメントインピーダンスによりモデル化する簡易かつ効率的な手法について,支持部材内部の最低次固有モード以下の周波数においては十分に解析精度が保たれることを明らかにした。これらの特性は原理的に粘弾性体でも同様の傾向にあるものと考えられる。隙間については,隙間部分の境界面における粘性境界層を考慮した解析手法を整備した。その中で,隙間部分の側壁だけでなく,隙間周辺の構造体の表面での減衰も比較的大きいことが確認された。これは,隙間を充填する空気に減衰を与えるだけでは十分に現象を表せないことを意味しており,隙間透過音のモデル化においても重要なものと考えられた。最後に,サッシ枠を含めた構造の振動については低周波音域に限定して行った。シェル要素を用いた解析では回転剛性の影響が見られ,固定支持に近くなる傾向が示唆された。第2年度では解析モデルの構築及び,サッシの高性能化を課題として設定している。サッシ音響性能の向上については,遮音メカニズムの把握が重要となる。遮音メカニズムは解析モデルの妥当性検証の過程で,同時に把握することができる。従って,初年度に残した課題及び次年度に設定した課題の内,解析モデルの構築が最重要となる。

これについては大学院生による計算補助を1名増員し,解析モデルの構築に関する複数の課題を並行して集中的に取り組むこととする。建築音響学本年度では当初の予定として計算環境としてデスクトップPCや計算用ワークステーションを計上したが,研究の基本となるプログラムの開発において,小規模な問題設定である程度妥当性を確認することができた。これらは,補助に当たった大学院生の私物のラップトップPC程度で行うことが出来た。また,計算機性能は現在でも年々向上している現状を踏まえ,今年度は計算機の購入を控えることとした。次年度ではサッシの実態に即した形状や物性を反映した問題設定を行うため,計算の規模はかなり大きくなることが予想される。従って当初の予定通り,比較的大きな規模の計算機を購入する予定である。
政治経済情勢の変化と社会階層別の教育格差－民主化するミャンマーを事例に－

採用1年目である昨年度は、研究対象国のミャンマー連邦共和国の国立大学へ9ヶ月間留学し、ヤンゴン管区域およびモン州において現地調査を実施した。そして、主に学校記録データや、個々の子どもたちの留年や退学に至った理由ならびに個別の家庭背景に関する情報などの収集を行った。採用2年目である平成30年度は、上記で示した採用初年度の活動をベースとし、主に、(1)データベースの構築、(2)本研究課題の初等教育段階における分析、(3)学会や研究会における研究成果の発表、(4)書籍の執筆およびその出版、(5)英語論文の執筆およびその投稿などを行った。(1)については、本研究課題の遂行に必要となるデータの入力は、おおよそ完了させることができた。(2)については、平成30年度は、主に本研究課題の初等教育段階を中心に、ヤンゴン管区域およびモン州の対象校における分析対象の子どもたちの修学状況の推移に関して分析を進めた。その結果、Socio-economic status(SES)が高いグループでは社会経済の状況に関わらず修学状況は一貫して良好であったが、SESの低いグループでは、社会経済が悪化すると修学状況も同様に悪化するといった傾向などが明らかとなった。(3)については、主に上記の(2)で得られた研究成果を、国内で開催された4つの学会および研究会にて発表した。(4)については、主に上記の(2)で得られた研究成果の一部を、書籍の一章分として取りまとめて公表した。(5)については、主に上記の(2)で得られた研究成果の一部を英語論文として取りまとめ、現在それを国際ジャーナルへ投稿している段階である。昨年度の現地長期滞在によるフィールド調査で収集したデータを基に、今年度は、主に、(1)データベースの構築、(2)本研究課題の初等教育段階を中心とした分析、(3)学会や研究会における研究成果の発表、(4)研究成果の書籍化(学術書の一章分)および論文化を行った。とりわけ(1)については、本研究課題で取り扱うデータは個々人の修学状況を示した縦断的データであり、かつその数も数万人分と膨大であったことなどから、そのデータベースの構築や分析作業には予定より少し時間を要したものの、おおよそ完了させることができた。したがって、上記の通り本研究課題の進展が伺えたため、現在までの進捗状況を「おおむね順調に進展している」とした。論文執筆に必要となるデータはほぼ収集し終えているため、採用最終年度である次年度(令和元年度)には、論文執筆過程で必要となった若干の補足情報のみ、夏季頃に短期間の調査を実施して収集できればと考えている。また、ヤンゴン管区域およびモン州の対象校における中等教育段階の分析も進め、本研究課題をより一層進展させる。加えて、論文投稿や学会発表等も積極的に行い、その研究成果を広く公表できるよう努めていきたい。採用初年度である平成29年度は、研究対象国のミャンマー連邦共和国の国立大学へ9ヶ月間留学し、ヤンゴン管区域およびモン州において現地調査を実施した。平成29年度は、主に、1)学校記録データの収集、2)個々の子どもたちの留年や退学に至った理由ならびに個別の家庭背景に関する情報の収集、3)ヤンゴン管区域の対象校における初等教育および中等教育に在籍する子どもたちの修学軌跡の分析を行った。1)については、当初から計画していたヤンゴン管区域の社会経済状況の異なるタウンシップに位置する対象校9校および新規対象地域のモン州の社会経済状況の異なるタウンシップに位置する対象校6校において、個々の子どもたちの入学(登録)から進級や留年を経て修了あるいは退学等に至るまでの修学軌跡が記録されている学校記録データを収集した。収集した学校記録データの期間は、同国の軍事政権時代から民政移管以降(2016年度まで)である。2)については、ヤンゴン管区域の対象校を中心に、対象校の教職員を対象とした半構造化インタビュー調査を実施し、個々の子どもたちの留年や退学に至った理由ならびに個別の家庭背景に関する情報を収集した。3)については、1)や2)の作業と並行し、ヤンゴン管区域の各対象校の初等教育および中等教育における修学軌跡の分析を進めた。分析の結果、「社会経済的地位の高い家庭の子どもたちが集まる対象校ほど、全修了者および留年無しのストレート修了者の割合が高い」「社会経済的地位の高い家庭の子どもほど、退学後もインターナショナルスクールや海外の学校で修学を継続している可能性が高い一方で、社会経済的地位の低い家庭の子どもほどその可能性は低い」「個々人の留年に至った理由に着目すると、社会経済的地位の違いによってポジティブな理由による留年とネガティヴな理由による留年に分かれ得る傾向がある」などといったことが明らかとなった。日本学術振興会特別研究員(DC1)申請時の年次計画では、1年目の留学中に、これまで収集したデータの更新作業に加えて、ヤンゴン管区域の2つのタウンシップから合計4校(中学校2校、高校2校)のデータ収集を予定していた。しかしながら、研究対象国特有の政治事情から、2年目以降は長期間にわたる調査実施許可の取得が難しい可能性が高まったため、申請時の予定を変更し、1年目の平成29年度は本研究課題に必要なデータ収集を可能な限り完了させることを目指した。その結果、当初からの対象地域であるヤンゴン管区域において、必要なデータの更新および収集を対象校9校(小学校5校、中高併設校3校、小中高併設校1校)でほぼ完了することができた。

さらに、教育省からの調査実施許可および現地研究協力者の厚いサポートが得られたことから、ヤンゴン管区域の比較対象となる少数民族から成るモン州においても調査を実施し、必要データを対象校6校(小学校3校、中高併設校2校、小中高併設校1校)で収集することができた。他方、今回は9ヶ月間と長期間の現地滞在であったため、日本と比較し生活環境が厳しくネット環境等の設備も十分でないなか、現地調査と並行して研究成果の取り纏め作業を行うことはなかなか容易ではなかった。それゆえ、国際学会で2度にわたり研究成果を報告することができたが、論文等の取り纏めは期待以上の進展が得られなかった。以上の点を勘案し、現在までの進捗状況を「おおむね順調に進展している」と判断した。採用1年目である昨年度は、研究対象国のミャンマー連邦共和国の国立大学へ9ヶ月間留学し、ヤンゴン管区域およびモン州において現地調査を実施した。そして、主に学校記録データや、個々の子どもたちの留年や退学に至った理由ならびに個別の家庭背景に関する情報などの収集を行った。採用2年目である平成30年度は、上記で示した採用初年度の活動をベースとし、主に、(1)データベースの構築、(2)本研究課題の初等教育段階における分析、(3)学会や研究会における研究成果の発表、(4)書籍の執筆およびその出版、(5)英語論文の執筆およびその投稿などを行った。(1)については、本研究課題の遂行に必要となるデータの入力は、おおよそ完了させることができた。(2)については、平成30年度は、主に本研究課題の初等教育段階を中心に、ヤンゴン管区域およびモン州の対象校における分析対象の子どもたちの修学状況の推移に関して分析を進めた。その結果、Socio-economic status(SES)が高いグループでは社会経済の状況に関わらず修学状況は一貫して良好であったが、SESの低いグループでは、社会経済が悪化すると修学状況も同様に悪化するといった傾向などが明らかとなった。(3)については、主に上記の(2)で得られた研究成果を、国内で開催された4つの学会および研究会にて発表した。(4)については、主に上記の(2)で得られた研究成果の一部を、書籍の一章分として取りまとめて公表した。(5)については、主に上記の(2)で得られた研究成果の一部を英語論文として取りまとめ、現在それを国際ジャーナルへ投稿している段階である。昨年度の現地長期滞在によるフィールド調査で収集したデータを基に、今年度は、主に、(1)データベースの構築、(2)本研究課題の初等教育段階を中心とした分析、(3)学会や研究会における研究成果の発表、(4)研究成果の書籍化(学術書の一章分)および論文化を行った。とりわけ(1)については、本研究課題で取り扱うデータは個々人の修学状況を示した縦断的データであり、かつその数も数万人分と膨大であったことなどから、そのデータベースの構築や分析作業には予定より少し時間を要したものの、おおよそ完了させることができた。したがって、上記の通り本研究課題の進展が伺えたため、現在までの進捗状況を「おおむね順調に進展している」とした。1年目(平成29年度)に本研究課題に必要なデータ収集はほぼ完了させることができている。
KIRおよび抗KIR自己抗体と膠原病における高γグロブリン血症との関連性の研究

近年、NK細胞がB細胞との細胞間接触によりT細胞の関与なしにB細胞の抗体産生を増強する可能性や、逆に、NK細胞由来のTGF-βがT細胞を介してB細胞の抗体産生を抑制する可能性が示され、抗体産生を制御する因子としてNK細胞も重要であることが指摘されるようになった。一方、自己免疫疾患では種々の自己抗体が産生される。本研究ではNK細胞レセプターに対する自己抗体について、関節リウマチ、強皮症、全身性エリテマトーデス、あるいはシェーグレン症候群など全身性自己免疫疾患で検索し、これらの疾患でみられる高γ-グロブリン血症との関連性を検討した。すなわち、Killer cell Immunoglobulin like Receptor分子のうち、KIR2DLについてリコンビナント蛋白を作成し、ウエスタンブロットおよびenzyme-linked immnosorbent assay(ELISA)で自己抗体を測定した。その結果、抗KIR2DL自己抗体陽性者は高γ-グロブリン血症を呈する率が高いことが判明した。また、この抗KIR2DL自己抗体のNK細胞機能に対する影響をみるため、細胞障害活性との関連を検討した。さらに全身性血管炎患者においても抗KIR2DL自己抗体を検出したため、同様に細胞障害活性を測定したが、明らかな関連は認められなかった。少なくとも細胞障害性に関しては抗KIR2DL自己抗体の影響は明らかでなかった。今後、NK細胞の他の機能に対する影響も検討する必要がある。本研究で解析した抗KIR2DL自己抗体は抗リンパ球抗体の一部で、抗リンパ球抗体は、その対応抗原により、自己抗体の組み合わせにより、また、エピトープにより影響は様々に変化する可能性があり、対応抗原の同定とともに病態に対する役割を詳しく評価していくことが望まれる。慢性関節リウマチ(RA)、強皮症(SSc)、全身性エリテマトーデス(SLE)、シェーグレン症候群(SjS)など全身性自己免疫疾患では高頻度に高γ-グロブリン血症が認められる。高γ-グロブリン血症は一般に非特異的B細胞活性化の結果と考えられているがその機序は明らかでない。一般にB細胞活性化にはT細胞の補助が必要であるが、NK細胞もT細胞とは独立してB細胞活性化の制御に関与している報告がある。我々はNK細胞上のとされるが、我々はNK細胞が細胞障害性を発揮する場合に標的細胞のMHCクラス1分子を認識し、自己非自己の区別を行う分子群であるKiller cell Immunoglobulin-like Receptor (KIR)のうち、p58.1、p58.2に対する自己抗体を検索した結果、RA患者の30%、SLE患者の23%、べーチェット病患者の27%にKIRに対する自己抗体を検出した。そして、その3疾患すべてにおいて抗KIR自己抗体陽性例の血清IgG値は抗KIR自己抗体陰性例のそれに比べ明らかに高いことが判明した(RA;1740+/-184 vs 1193+/-74,p=0.014,SLE;1900+/-185 vs 1280+/-108,p=0.009ベーチェット病;1489+/-74 vs 1116+/-66)。このことから、上述した非特異的B細胞活性化に対するNK細胞の関与において、KIRがなんらかの役割を担っている可能性が示された。現在、さらに、他のKIR分子に対する自己抗体の検出、KIR阻害によるB細胞活性化への影響を検討している。これまでいわゆる抗リンパ球抗体について調べてきたが、本研究ではNK細胞レセプターについても自己抗体を検索した。

このため、全身性自己免疫疾患でみられる高γ-グロブリン血症との関連に有用であると考えたからである。本研究においては、関節リウマチ、強皮症、全身性エリテマトーデス、あるいはシェーグレン症候群など、全身性自己免疫疾患でみられる高γ-グロブリン血症とNK細胞レセプターに対する自己抗体との関連について検討した。Killer cell Immunoglobulin likeReceptor分子のうち、KIR2DLについてリコンビナント蛋白を作成し、ウエスタンブロットおよびenzyme-linked immunosorbent assay(ELISA)で自己抗体を測定した。抗KIR2DL自己抗体陽性者は高γ-グロブリン血症を呈する率が高いことが判明した。この抗KIR2DL自己抗体のNK細胞機能に対する影響をみるため、細胞障害活性との関連を検討したが、明らかな関連は認められなかった。さらにNK細胞の他の機能に対する影響も検討する必要がある。本研究で解析した抗KIR2DL自己抗体は抗リンパ球抗体の一部で、抗リンパ球抗体は、その対応抗原により、自己抗体の組み合わせにより、また、エピトープにより影響は様々に変化する可能性があり、対応抗原の同定とともに病態に対する役割を詳しく評価していく必要がある。
HTLV-1感染と関節炎の関連

対馬住民では、ATLの原因ウイルスであるHTLV-1の抗体陽性率が、26,1%もあり全国平均に比して著しく高いことが報告されている。このHTLV-1感染と関節炎との関連を知るために対馬住民の抗体陽性者と陰性者を対象にして以下のことを調査することにした。1、慢性関節リウマチ(RA)と変形性関節炎(OA)の有病率の比較、2、臨床症状、X線学的所見および予後の比較、3、血清サイトカイン、白血球接着分子の発現および末梢血リンパ球の自然増殖能の比較、4、関節液および血清の副甲状腺ホルモン関連蛋白の比較、対馬に出かけて患者の診療を行うと共に、対馬にある三国公立病院の協力を得て末梢血、関節液また手術例に対しては滑膜の摂取を行った。抗体陽性者のRA発生率は、2.17%であったのに対し陰性者のそれは1,32%であり陽性者の発生率が有意に高かった。RAの発症年齢は、陽性群が53,0歳、陰性群が49,8歳であった。症状の程度を比較すると、スタインブロッカーのステージI、II、IIIは陽性群が多く、ステージIVは陰性群に多く見られた。末梢血リンパ球の自然増殖能は抗体陽性群に強い増殖能を示した。血清中のサイトカシンは、OA群とRA群との間で1L-1β、TNF-αでは差を認めなかったが1L-2で差を認めた。以上のことは、HTLV-1感染がRAの発生になんらかの関与をしており、また病態の形成にある役割を演じていることが示唆された。しがし抗HTLV-1抗体陽性者のRAが非陽性者のRAと、どう異なるのか、ひいてはHTLV-1assosiated arthropathyという疾患概念がありうるのか、など多くの問題点が残されている。その解明のためには対馬における患者の病態や予後を明らかにし、さらに分子生物学的な研究の裏ずけが必要と思われる。
ダウン症関連遺伝子の網羅的同定を目指した実験系の確立と候補遺伝子の単離

ダウン症と最も強い関連が示唆されている21q22.2上のダウン症候群領域(DSCR)から得たコスミドDNAを材料に、エキソントラッピング法によって163種類のエキソンを単離した。それらの中にはショウジョウバエにおいて中枢神経系の発生に重要な機能を果たす転写調節因子の遺伝子single-minded 2(SIM2)や脳の形態形成に関与するセリン/スレオニンキナーゼの遺伝子minibrainのヒト相同遺伝子が含まれており、それらのcDNAをマウスおよびヒト胎児cDNAライブラリーから単離し構造解析を行った。またヒトSIM2遺伝子全長を含むBACクローンを単離し(110kb)、その全塩基配列を決定した。これらの遺伝子は胎児期に発現し、形態形成に関与していることからダウン症との関連が強く示唆される。ダウン症関連遺伝子はDSCR以外にも21番染色体上に広く分布していることが示唆されているが、特にFurrowed Tongueがマップされている21q21.3および遺伝子密度の特に高い21q22.3に重点をおいてBAC、コスミドDNAの単離を進めた。21q21.3についてはマーカーAPP-D21S93間からBACクローン13個を得た。また21q22.3についてはD21S19-D21S171間からBACクローン27個および200個以上のコスミドクローンを得ており、同領域を約1.5Mbにわたりカバーした。これらの材料を順次用いてエキソントラッピングを進行中であり、すでに16個の新規遺伝子由来エキソンを単離した。現在エキソントラッピングをさらに進めると共に、得られたエキソンを含むcDNAの単離とそれらの発現様式の解析を進めている。
銅タンパク質の電子メディエーター機能の解明

パイロリティックグラファイト電極(PGE)および金電極を用いて銅タンパク質亜硝酸還元酵素(NIR)の電子移動特性を調べた。メトキシPMSをメディエーターに用いた場合、亜硝酸イオンが存在しない時のサイクリックボルタモグラムはメトキシPMSだけが存在する時のサイクリックボルタモグラムと同等のものであった。またメトキシPMSがほぼ可逆な電気化学反応を示すことがわかった。亜硝酸イオン濃度の上昇と共に、還元電流の増加(カタリティック電流)と酸化ピーク電流の減少が見られた。このことから、EC^1C^1系が成立していると考えられる。メトキシPMS以外のメディエーターを用いてもカタリティックな電流を得ることができた。種々の合成メディエーターを用いてNIRの反応性について検討した。1-メトキシPMS、メルドラブルー、メチレンブルーはNIRと反応して基質に依存したカタリティック電流を観測できた。PQQ、フェリシアンイオン、p-ベンゾキノンはNIRと反応しなかった。1-メトキシPMS、メルトラブルー、メチレンブルーはともに複素環の電子移動に基づく酸化還元反応を起こす電子キャリヤーである。酸化状態では1+の電荷を持っており水溶性である。NIRの酸化還元電位は、電極に吸着した状態で最低450mV程度と考えられる。またNIRと細胞内で共役しているブルー銅蛋白質(AfBP)を用いたところ、メディエーターとして機能することが明らかとなった。最初にNIRは酸化型で存在し還元型が酵素活性を持つから、メディエーターの酸化還元電位が低いほどNIRとの反応速度は速く、エネルギー的に有利であると考えられる。しかし、酸化還元電位からは、PQQは反応可能性がありながらNIRとは反応しなかった。このことからNIRの酸化還元部位が親水的な環境にあるということが予想される。また正の電荷を持ったメディエーターとの反応性から酸化還元部位は正に荷電していないということが示唆された。
アモルファス酸化物強磁性体の創製

研究課題「アモルファス酸化物強磁性体の創製」を目指し、研究を遂行した。申請者はこれまでに、Eu^<2+>イオンを含む非晶質酸化物は、そのガラス系・組成に関わらず、正のワイス温度を示すことを明らかにしてきた。このことは、Eu^<2+>イオンの磁気モーメント間には強磁性的相互作用が支配的に働いていることを示唆している。しかし、Eu^<2+>イオンを含む非晶質酸化物が低温において、どのような磁気秩序を示すのかということについては明らかにされていない。ランダム系特有の興味深い磁気秩序相が現れることが期待される。そこで、高濃度のEu2+イオンを含む酸化物ガラスを溶融急冷法により作製し、その低温における磁気特性を超伝導量子干渉計(SQUID)により詳細に調べた。60.0EuO・11.0Al_2O_3・19.5B_2O_3・9.5SiO_2(mol%)の組成をもつガラスの磁化の温度依存性は、3K以下で急峻な立ち上がりを示した。これは常磁性相から強磁性相への転移を示唆している。また、2.2K以下において磁化はプラトー様の挙動を示し、零磁場冷却過程および磁場冷却過程で測定した磁化に差が現れた。これは、強磁性相からスピングラス相への転移、すなわちリエントラントスピングラス転移を示唆している。スピングラス特有のメモリー効果を示すことを確認しており、このガラスがリエントラントスピングラスであることが強く示唆された。絶縁体酸化物における磁気的相互作用の強さおよび符号は、磁性イオン間の局所的な構造に大きく依存するため、非晶質酸化物では磁気的相互作用の強さと符合は広い分布をもつ。Eu^<2+>系非晶質酸化物では、正のワイス温度から強磁性的相互作用が支配的に働いていることが明らかであるが、反強磁性的相互作用が働くような局所構造も存在すると考えられる。低温では、そうした磁気的相互作用の競合が顕著になる結果として、リエントラントスピングラス転移が観察されることが、本研究から明らかにされた。申請書における研究題目である「アモルファス酸化物強磁性体の創製」を目指し、研究を遂行した。申請書において述べた、酸素欠損にトラップされた不対電子を介して磁性イオン間に強磁性的相互作用が実現するというモデル、つまり、束縛磁気ポーラロンモデルに基づいた物質設計指針によるアモルファス酸化物強磁性体の実現の可能性を検討した。今回はアモルファス酸化チタンPLD薄膜における磁気的性質を調べた。パルスレーザー堆積(PLD)法により、酸素欠損が比較的生成されやすいと考えられる低酸素分圧(P(O2)=10-210-4Pa)の条件下で、シリカガラス基板上にアモルファス酸化チタン薄膜を成膜した。X線回折測定および透過型電子顕微鏡観察の結果から、10nm以下の微結晶が観察されたが大部分が非晶質相で形成されていることがわかった。Ti-K端nにおけるX線吸収微細構造および光吸収スペクトル測定により、酸素分圧の低下に伴い、Ti3価の割合が上昇していることが明らかになった。超伝導量子干渉計により室温における薄膜の体積当たりの磁化の温度依存性を測定したところ、いずれの酸素分圧下で成膜しか薄膜も室温で強磁性的挙動を示すことがわかった。しかし、磁化は酸素分圧について系統的な変化が見られなかった。これについては、この系の磁化がレーザー密度などの様々な成膜条件に敏感なためであると考えられる。最適な成膜条件を見つけて、磁化の酸素分圧あるいは膜厚依存性などを統計的に評価し、束縛磁気ポーラロンモデルとの対応を考えていくことが、今後の課題である。

絶縁体酸化物における磁気的相互作用の強さおよび符号は、磁性イオン間の局所的な構造に大きく依存するため、非晶質酸化物では磁気的相互作用の強さと符合は広い分布をもつ。Eu^<2+>系非晶質酸化物では、正のワイス温度から強磁性的相互作用が支配的に働いていることが明らかであるが、反強磁性的相互作用が働くような局所構造も存在すると考えられる。低温では、そうした磁気的相互作用の競合が顕著になる結果として、リエントラントスピングラス転移が観察されることが、本研究から明らかにされた。
対数的ホッジ・ドラームスペクトル列の退化と混合ホッジ構造の研究

立方体的方法を用いて、ログ・デフォメーションの相対対数的ドラーム・コホモロジー群上に混合ホッジ構造およびその偏極を構成した。単体的方法から立方体的方法へと修正を行うことにより、一般の対数的スムース退化の研究にも役立つものと期待される。一方、対数的スムース退化の一典型例である、多重円板上のセミステイブルな射に関して、一般ファイバーから得られる純ホッジ構造の退化の様子を研究した。この純ホッジ構造を部分的に退化させる、すなわち多重円板の座標関数の幾つかだけを0にとばした極限を考察するとき、その極限混合ホッジ構造が、座標超平面の幾つかの交わりの上に混合ホッジ構造の許容変動を与えることを証明した。まず最初に、対数的スムース退化の特別な場合である、ログデフォメーション(log deformation)に関して、平成23年度の研究を論文にまとめる作業から行った。平成23年度の研究により数学的な内容は既にはっきりしていたものの、かなり複雑な計算を必要とする内容であるため、慎重に執筆にあたると共に、より良いプレゼンテーションを目指してかなり時間を掛けて取り組んだ結果、満足すべき状態に仕上がり、現在投稿先を検討中である。一方、実際の研究においては、対数的スムース退化を研究する手掛かりの一つとして、ログデフォメーションとは対極にある、多重円板上のセミステイブル(semistable)な射について調べることを試みた。京都大学の藤野修氏との共同研究(これは、元々、本研究とは独立に別の研究目的で行っていた)の過程で得られた着想が、このセミステイブルな射に対するホッジ構造の退化を調べる上でも役に立った。すなわち、混合ホッジ構造の許容(admissible)変動を研究するために、その背後にある相対対数的ドラーム複体の順像をフィルトレーション付きの複体として考察するという着想である。この着想をセミステイブルな射の場合にも適用することで、全体の見通しが良くなることが分かって来た。これにより、セミステイブルな射が引き起こすホッジ構造の退化の様子を明確に定式化することができ、さらにその証明もほとんど完成に近づいている。また、その副産物として、モノドロミーウェイトフィルトレーションと代数幾何的に構成されたウェイトフィルトレーションが一致することを多重円板上のセミステイブルな射の場合にも証明することができる。現在証明の細部を確認しながらプレプリントを執筆中である。前年度から引き続き、多重円板上のセミステイブル(semistable)な射に対するホッジ構造の退化について研究した。混合ホッジ構造の許容変動を研究するために、その背後にあるフィルトレーション付きの複体を考察するという昨年度に得られた着想に基づき、ホッジ構造の退化の様子を明確に定式化し、さらにモノドロミーウェイトフィルトレーションと代数幾何学的に定義されたウェイトフィルトレーションとが一致することの証明を完成させることができた。しかし、多重円板上の退化を考察の対象としているため、退化の「方向」を指定して議論する必要があり、証明の各ステップはかなり複雑なものとなる。そのため論文執筆が進まず、完成には至らなかった。完成に向けて引き続き執筆に取り組む予定である。一方、被約でない対数的スムース退化の相対対数的ドラームコホモロジー群に自然な混合ホッジ構造を構成するという本来の研究課題に対し、平成23年度、24年度に得られた知見を用いてアタックすることを試みた。被約ではないがモノドロミー作用がべき単であるという場合が考察すべき最初の設定であると考え、この設定の下で研究を進めようとしたが、ログデフォメーションとは比較にならない程状況は複雑であることが判明した。一方、多重円板上のセミステイブル射との類似で云えば、対数的スムース退化は必ずしも平坦ではない射に相当する。射が平坦であるという代数幾何学における基本的な仮定が満たされない対象を扱うため、手掛かりとなる手法に乏しく、現時点では明確な結果を得ることができなかった。今後の研究課題としたい。被約でない対数的スムース退化の相対対数的ドラームコホモロジー群に関して、モノドロミー作用がべき単(unipotent)である場合について考察するという目的の第一段階として、その特別な場合であるログデフォメーションについてさらに考察を深めた。平成22年度までの研究により、すでに積、トレース射および偏極を構成することに成功していたが、その際に用いた(semi)simplicial methodをさらに詳しく分析することにより、より基本的かつ一般的なcubical methodへと拡張することに成功した。従来の方法では、ログデフォメーションの既約成分の集合上に一つの全順序を定めた上で、semi-simplicialな多様体、あるいはco-semi-simplicialな複対を用いていたが、cubical methodへと一般化したことにより、このような全順序を必要としない形で混合ホッジ構造、積、トレース射および偏極を定式化することが可能になった。

そのためには、外積代数という非常に基本的な対象を改めて考察することが必要であった。この一般化は、本来の考察対象である対数的スムース退化に対しても、より強力な研究手法を与えるものと期待している。ログデフォメーションの偏極に関して、数理解析研究所講究録の別冊に既に報告を提出済みであるが、上記のより精密化されたcubical methodに基づいて、この報告を一般化した論文を現在執筆中である。先に研究実績の概要に記した様に、ログデフォメーションや多重円板上のセミステイブルな射に対して成果が得られているものの、被約でない対数的スムース退化の相対対数的ドラームコホモロジー群上にホッジ理論を建設するという本来の目的に関しては、残念ながら研究が進展したとは言い難い状況である。その原因の一つとして、ログデフォメーションの相対対数的ドラームコホモロジー群の研究で得られた成果が、非常に複雑な計算に基づいており、それを対数的スムース退化へと拡張することが容易ではないことが挙げられる。他方、セミステイブルな射に関する研究成果を対数的スムース退化の場合にも適用可能な形に修正しようとする場合、対数的スムース退化が平坦でない射をも対象に含んだ概念であることが、問題を予想以上に難しくしていることが明らかになってきた。一般の対数的スムース退化という対象を考察するための、より有効な手法を発見することが求められている。対数的スムース退化の相対対数的ドラームコホモロジー群を研究する前段階として、ログデフォメーションの偏極についてより詳しく調べることが、将来の研究を見通し良くするためにも、必要であると判断した。そのため、対数的スムース退化の偏極、あるいは双対性にまで研究が進捗しなかった。構成した双線形形式が偏極であることを証明する、すなわちある種の正値性を示すためには、計算の各ステップにおいて正負の符号を厳密に取り扱う必要がある。平成22年度までにsemi-simplicial methodによってすでに結果は得られているものの、cubical methodへと修正するにあたり、やはり符号について慎重に考慮した上で定式化し証明する必要があった。そのため、cubical method、ギジン射、トレース射等を扱うすべてのステップが整合的になるように符号を決定していく過程に多大な労力を必要としたことが、当初考えていたよりも研究が進捗しなかった原因であると考えている。しかし、ログデフォメーションに関して得られた成果は、対数的スムース退化の研究にも重要な役割を果たすと考えており、ここで精密にログデフォメーションについて調べておくことが、今後の研究を進める上で大きな手掛かりを与えるものと期待される。まず、多重円板上のセミステイブルな射に関して得られている結果を論文として執筆し、その過程で証明の細部に再検討を加える。一般の対数的スムース退化を考察することの難しさに鑑み、第一段階として平坦な射のみに対象を限定して考察を進めることを検討したい。この場合、上述のセミステイブルな射に関する研究成果を適切に修正・改変することが可能であるものと期待できる。
アミロイドβオリゴマー顕微解析によるアルツハイマー病薬効候補物質の役割の解明

アミロイドβタンパク(Aβ)が凝集した多量体(オリゴマー)は、神経細胞毒性をもつことからアルツハイマー病(AD)に深く関連すると考えられ、その構造や凝集メカニズムが注目されている。しかし、Aβオリゴマーの構造は十分に理解されているとは言えない。本研究では、各種極微顕微鏡を駆使して、1nm以下の分解能でAβオリゴマーを直接観察するための方法論を確立する。さらに、これをベースに、自ら有機合成したMRI用Aβイメージング物質が、Aβと1)どの位置に結合し、2)なぜ結合できるのかを、イメージング物質の添加前後のAβオリゴマーの構造変化と可視ー近赤外光照射時の応答、の両面から分析し薬剤開発の一助とする。
ペプチドホルモン前駆体蛋白質を標的とした分子進化と生理活性成熟化機構の解明

我々は、分子進化において、ペプチドホルモンの生理活性構造が如何に保たれ、高い生理活性を獲得したのかを前駆体の立体構造形成との関連から開明することを目的とし、プロウログアニリンあるいはその他の種々の前駆体について、立体構造形成反応を調査した。その結果、i)成熟ペプチドホルモンの生理活性は前駆体の立体構造形成反応レベルで品質管理が行われていること、ii)分子進化を促進する立体構造部位が存在すること、iii)分子進化を抑制する立体構造部位が存在すること、iv)天然型の立体構造と異なる反応中間体を経由することにより、より高度な品質管理機構を発展させたことを明らかにした。平成25年度は、平成24年に得られた結果を踏まえ、研究計画に基づいて研究を遂行し、当初の予定通りあるいは、下記のように、部分的には想定以上の成果を得ることができた。1)進化促進部位の機能評価:ウログアニリンの生理活性部位の熱力学安定性と前駆体蛋白質の正しい立体構造形成との相関を得るため、生理活性に直接関与しない部位への変異を施した様々な前駆体を調製し、それらのin vitroでの立体構造および構造形成を調査した。その結果、生理活性(受容体と直接結合する部位)部位以外での変異は前駆体プロウログアニリンの立体構造形成には殆ど影響しないことが分かり、我々の提唱する仮説を支持する結果となった。また、これら変異体をヒト細胞によっても同様な結果が得られ、細胞内における分子進化への相関を得ることができた。ただし、細胞を用いた場合では、より顕著な現象が得られた。2)分子進化抑制因子の機能評価:平成24年度に遺伝子組み換え法と化学ライゲーション法を組合せた手法を確立することができたため、その条件により、種々なD-アミノ酸変異を施した前駆体プロウログアニリンを調製し、それらの立体構造形成について検討した。その結果、予想通り、いずれのD-アミノ酸変異体も,全て天然型の正しいジスルフィド結合をもつ立体構造を形成できることが分かり、分子進化の礎を築くことができた。今後、これら前駆体より得られる成熟体の立体構造解析と生理活性評価について検討を行い、人工的な分子進化の促進を図る。3)POMC、ヘプシジン、ANPについて、前駆体蛋白質およびそれら成熟ペプチドの立体構造形成と機能について検討を行った。その結果、特に、POMCとANP前駆体について、これまでの常識を覆すような新たな機能を見出すことができた。現在、それらについて、論文を作成するため、詳細にデータを収集しているところである。研究計画に基き、以下について検討し、下記の成果を得た。また、幾つかの点については、予想以上の結果・進行が得られている。1)進化促進部位の機能評価:ウログアニリンの生理活性部位であるAsn残基を種々のアミノ酸に変異した前駆体蛋白質について、in vitroおよびヒト293T細胞内での立体構造形成を検討した。その結果、in vitroでは効率よく立体構造形成が進行する変異体でも、細胞内では立体構造形成効率が著しく低下する場合が観察された。即ち、細胞内では、さらに厳密な立体構造制御機構が働いており、分子進化における品質管理機構の高い精度を示しており、その中心理論として、我々が提唱する局部的な生理活性部位の構造安定化と前立体構造の熱力学的安定化が相関することを示すものであった。2)分子進化抑制因子の機能評価:ウログアニリンの進化抑制因子と予想される、C末端領域のII型ベータ-ターン構造の安定化のため、GlyをD-Ala, D-Valに置換したペプチドを化学合成し、その立体構造を評価した。その結果、それら置換体はいずれも野生型ウログアニリンよりもrigidな立体構造を有することが分かり、局部構造の安定化による前立体構造の安定化、即ち、分子進化を促進することに成功した。3)前駆体の立体構造解析:生理活性部位のAsnをAlaに置換した前駆体を調製することができ、現在、結晶化を行っている。また、上記研究成果に加え、前駆体蛋白質の立体構造形成に関し、天然型の正しいジスルフィド結合を形成させる機構の理論的考察を行い、反応中間体のジスルフィド交換反応を加速することに成功した。本研究の基盤をなす予想以上の好結果であった。平成26年度は、これまでに得られた成果を踏まえ、分子進化と立体構造形成の構造的要因について追及し、以下の成果を得た。1)生理活性部位の-Asn-Val-Ala-部位の機能と分子進化について、Asn79をAlaに変異した変異体の立体構造解析を行った。その結果、前駆体の立体構造中では、ウログアニリンのAla81の主鎖は生理活性が強い耐熱性エンテロトキシンとほぼ同じ構造をもち、AsnをAlaに置換しても、このAla81の主鎖構造は殆ど変わらなかった。しかし、Ala変異体の立体構造形成効率の低下および成熟体のみでは生理活性が極端に低下することから、分子進化上、生理活性構造の成熟化は前駆体の安定性と最終的な生理活性の両者により制御されてきたと結論した。2)ウログアニリンの生理活性構造の形成には天然型のジスルフィド(SS)結合位置が必須である。我々は、前駆体の局部helixの形成を制御することにより、そのSS結合の組合わせを制御することに成功した。即ち、そのhelixの安定化とSS結合の異性化が分子進化にとって重要であることをつきとめた。

この知見は、SS結合含有蛋白質の分子進化において重要な意味を持ち、当初の研究目的よりも遥かに進んだ成果を得られることが期待される。3)分子進化抑制因子の機能評価:これまで、進化抑制因子を見出し、それを利用して人工進化させた変異体を作成した。本年度は、それらの結晶化実験を行った。現在、回折測定に適した結晶は得られていないが、今後さらなる結晶化条件の検索を行う。4)その他のペプチドホルモン前駆体の生理活性構造と立体構造形成の評価:POMC,pro-ANP,およびヘプシジンについて研究を行った。pro-ANPについては、昨年見出した血中結合蛋白質との相互作用を光散乱法に評価し、その相互作用を明らかにした。また、本年度は、特に、これまで困難とされていたヘプシジンについてジスルフィド結合の形成反応を制御することに成功した。我々は、これまでに、ペプチドホルモン前駆体のX線結晶構造解析および部位特異的変異体の立体構造形成反応の詳細な分析から、ペプチドホルモン前駆体蛋白質の立体構造形成が、成熟体であるペプチドホルモンの局部的な生理活性部位の立体構造の安定化と直接関係することを明らかにした。これは、分子進化にとって重要な意味を持つ。そこで、本申請課題は、分子進化において、ペプチドホルモンの生理活性構造が如何に保たれ、高い活性を獲得したのかを明らかにすることを目的として研究を行った。平成26年度までに、分子進化促進因子に関する立体構造情報および分子進化抑制因子に関する制御機構について検討を行ってきた。進化促進因子については、立体構造解析が予定通り進行し、その解析についてほぼ終了することができた。進化抑制因子に関しては、一時構造上の相関を明らかにし、その存在を証明することができたが、立体構造解析について、生理活性との関連から今後さらなる検討が必要である。以上の検討課題を遂行する過程で、下記のように、本研究で更なる重要な発見をすることができた。すなわち、分子進化と抑制因子の複合系である品質管理機構の存在である。我々は、ペプチドホルモン前駆体の立体構造形成機構に、生理活性を発現するための品質管理機構が備わっていることを提唱するにいたった。これは、分子進化の過程で、ペプチドホルモンの生理活性がいかに保たれ、効率を上昇させてきたのかを説明できる現象と考えられる。またそのスイッチは、ペプチドホルモン前駆体中のプロ領域と成熟体領域とのつなぎ目に存在し、2次構造変化により、スイッチのオンとオフが制御されている。今後、本科学研究費により得られた成果をさらに発展させ、世界をリードする新たな分野の開発、人類に有用な生理活性ペプチドの創作を引き続き行っていく予定である。我々は、分子進化において、ペプチドホルモンの生理活性構造が如何に保たれ、高い生理活性を獲得したのかを前駆体の立体構造形成との関連から開明することを目的とし、プロウログアニリンあるいはその他の種々の前駆体について、立体構造形成反応を調査した。その結果、i)成熟ペプチドホルモンの生理活性は前駆体の立体構造形成反応レベルで品質管理が行われていること、ii)分子進化を促進する立体構造部位が存在すること、iii)分子進化を抑制する立体構造部位が存在すること、iv)天然型の立体構造と異なる反応中間体を経由することにより、より高度な品質管理機構を発展させたことを明らかにした。
有用物質高生産性麹菌の造成を目指したカーボンカタボライト抑制関連因子の機能解析

1、CreAによる液体培養時の菌糸形態の制御:野生株は液体培養すると菌糸が絡まり合ったペレット状の菌糸形態を示すのに対し、creA破壊株は菌糸が培地中に拡散したパルプ状の形態を示し、さらに野生株よりも菌体量が増加することが観察された。菌糸形態が変化した要因として、Aspergillus nigerにおいてα-1,4-glucanotransferse活性を有するAgtAのオーソログであるAmyDの遺伝子発現量がcreA破壊により大幅に増加しており、その結果細胞壁中のα-グルカン内のα-1,4結合のグルコース鎖が過剰に切断され、菌糸間の接着性を失った短鎖のα-グルカンが合成されたことが示唆された。以上の結果から、CreAは液体培養時の菌糸形態の制御に関与し、creA破壊はCCRの解除に加えて液体培養時の菌体量の増加に効果があることを明らかにした。2、CreAの有機酸生産制御への関与:creA破壊株は完全培地では野生株よりも高いα-アミラーゼ活性を示すのに対し、0.1%ポリペプトンを窒素源とした最小培地ではα-アミラーゼ活性が顕著に低下した。その要因として、creA破壊株ではピルビン酸などの有機酸の生産量が野生株よりも増加したことで培養上清のpHが4以下になり、α-アミラーゼが失活したことが示唆された。培養上清のpHの低下はポリペプトンと同様にアミノ酸を多量に含むカザミノ酸培地でも観察されたのに対し、硝酸ナトリウム培地では観察されず、さらにマイクロアレイ解析の結果creA破壊株ではアミノ酸の代謝分解に関与する遺伝子の発現量が野生株よりも増加していたことから、creA破壊株では培地中のアミノ酸に応答して有機酸の生産が誘導される可能性が見出された。29年度が最終年度であるため、記入しない。麹菌におけるカーボンカタボライト抑制(CCR)関連因子である広域制御型転写因子CreA及び脱ユビキチン化酵素CreBの機能解析により、新規CCR制御機構の解明を目指した。これまでにcreA遺伝子破壊により液体培養時にパルプ状又は小さなペレット状に菌体形態が変化し、菌体量が野生株よりも増加することを明らかにした。菌体量の増加は酵素高生産化において大変重要である。そこで、CCR関連因子遺伝子破壊株における形態変化の要因を解析することで、液体培養時の形態制御におけるCreA及びCreBの機能を解析した。まず、細胞壁構成多糖の成分解析を行い細胞壁の構造変化を解析した結果、野生株と比較してα-1,3-グルカンの量がΔcreAでは増加し、一方ΔcreBでは形態は変化しないものの減少していた。また、α-1,3-グルカン合成酵素遺伝子クラスターを形成するagsB及びamyD遺伝子の発現量がΔcreAにおいて野生株及びΔcreBよりも大幅に増加していた。以上の結果から、CreAとCreBは細胞壁合成の制御に関与しており、さらにこれまでα-グルカン量の減少により形態が変化すると報告されていたが、本研究より形態変化にはα-グルカン以外の新規形態制御因子が関与する可能性を見出した。また、麹菌は多数の二次代謝産物生合成遺伝子クラスターを有している。二次代謝産物の生産はCCRの制御を受けることが知られているものの、CreAとCreBが関与しているかは不明である。そこで、二次代謝産物の高生産化を目指して、creA及びcreB遺伝子破壊による二次代謝産物生産制御への影響を解析した。二次代謝産物のコウジ酸とペニシリンの生産性を解析した結果、野生株と比較してΔcreBとΔcreAΔcreBではコウジ酸の生産性が低下し、一方ΔcreAΔcreBペニシリンを高生産した。以上の結果より、CreAとCreBは麹菌における二次代謝産物の生産制御に関与しており、二次代謝産物によってその制御機構は異なることが示唆された。カーボンカタボライト抑制の制御メカニズムを解明するために、CreA及びCreBの機能解析を行った。本年度は液体培養時の菌体形態の制御機構及び二次代謝産物の生産制御機構におけるCreA及びCreBの機能解析を行った。これまでにCreAとCreBはアミラーゼやキシラナーゼなどの多糖類分解酵素の生産制御に関与していることは明らかになっているものの、細胞壁構成成分の制御や二次代謝産物の生産制御に関与しているという報告は今までにない。そのため、本研究においてCreAとCreBの新たな機能を初めて明らかにすることができた。また本研究の結果からもわかるように、CreAとCreBは様々な因子の制御に関与している。そのため、CreAとCreBの新規制御下因子を同定するためにマイクロアレイ解析により網羅的に探索を行った。その結果、creA遺伝子を破壊することで野生株やcreB破壊株と比較して多くの遺伝子の発現パターンが変動しており、その中でCreAの新規機能に関与すると考えられる因子を見出すことができた。今後はこれらの因子の破壊株や高発現株を作製することで、より詳細なCreAの機能解析を行うことができると考えられる。麹菌Aspergillusoryzaeにおけるカーボンカタボライト抑制(CCR)制御機構の解明を目指して、以下の研究を行った。1、CCR制御における脱ユビキチン化酵素CreB及びWD40リピートタンパク質CreCの機能解析:野生株及びcreC破壊株におけるCreBの遺伝子発現量及び安定性を解析した。その結果、CreBはCCR条件下と比較して脱CCR条件下において遺伝子発現量の増加及び安定性の向上が認められた。