hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
減圧気相環境における固定化酵素によるクリーンバイオプロセスの開発

本研究は、減圧気相環境において固定化アルコール脱水素酵素を触媒としたケトンからキラルアルコールの生産を行い、クリーンバイオプロセスを構築するための基礎指針を実験的に検討した。まず、減圧気相酵素反応を行うために閉鎖循環型リアクターを試作した。ついで、アルコール脱水素酵素の選定、固定化酵素の反応活性、立体選択性並びに反応収率に対する反応系内の絶対圧、水分濃度、基質濃度と反応温度の影響を明らかにした。また、固定化酵素の反応活性を速度論的に解析した。本研究は,減圧気相環境下における気相媒体での固定化酵素による新規なクリーンバイオプロセスの特徴を工学的な側面から先駆的に把握し,本法を用いるバイオプロセスを構築する上での基礎を確立することを目的とする。本研究の目的を達成するために,(1)反応活性を発現する酵素起源の検討,(2)高効率な物質生産が実現できる反応系の検討,(3)固定化酵素担体の検討,(4)最適な反応条件の確立,(5)バイオリアクターの基礎設計に取り組むものとする。平成23,24年度は,研究計画(1),(2),(3),(4)に取り組んだ。まず,研究計画の遂行にあたって,オンライン自動ガスクロマトグラフィーを接続した減圧気相環境を実現できる反応装置を試作した。また,モデル反応として,アルコール脱水素酵素を触媒とした補酵素再生反応をともなうケトン還元反応を選定した。研究計画(1)では,Parvibaculumlavamentivorans起源のアルコール脱水素酵素がケトン還元反応並びに補酵素再生反応を効果的に触媒することを見出した。研究計画(2)では,4ーメチルー2ーペンタノン及びアセトフェノンを基質とした反応系Parvibaculumlavamentivorans起源のアルコール脱水素酵素が効果的な反応活性を示すことを見出した。研究計画(3)では,固定化担体として非多孔性のガラス粒子が固定化酵素調製やハンドリングの面で最適であることを見出した。研究計画(4)では,反応器内の減圧度,水分量並びに反応温度が固定化酵素の反応活性と安定性に与える影響を評価した。また,基質濃度を指標として速度論解析も合わせて実施した。減圧気相環境における酵素の立体選択性は,液相系と同等であることを見出した。本研究は,減圧気相環境下における気相媒体での固定化酵素による新規なクリーンバイオプロセスの特徴を工学的な側面から先駆的に把握し,本法を用いるバイオプロセスを構築する上での基礎を確立することを目的とした。本研究の目的を達成するために,(1)反応活性を発現する酵素起源の検討,(2)高効率な物質生産が実現できる反応系の検討,(3)固定化酵素担体の検討,(4)最適な反応条件の確立,(5)バイオリアクターの基礎設計に取り組むものとした。本研究では、オンライン自動ガスクロマトグラフィーを接続した減圧気相環境を実現できる反応装置を試作した。研究項目(1)では,Parvibaculumlavamentivorans起源のアルコール脱水素酵素がケトン還元反応並びに補酵素再生反応を効果的に触媒することを見出した。研究項目(2)では,4ーメチルー2ーペンタノン及びアセトフェノンを基質とした反応系でParvibaculumlavamentivorans起源のアルコール脱水素酵素が効果的な反応活性を示すことを見出した。研究項目(3)では,固定化担体として非多孔性のガラス粒子が固定化酵素調製やハンドリングの面で最適であることを見出した。研究項目(4)では,反応器内の減圧度,水分量並びに反応温度が固定化酵素の反応活性と安定性に与える影響を評価した。研究項目(5)では、研究項目(1)から(4)で得られた基礎データを拡充するとともに、反応工学の手法により連続的な物質生産のためのバイオリアクターの基礎設計を行った。本研究は,減圧環境下における気相媒体での固定化酵素による新規なクリーンバイオプロセスの特徴を工学的な側面から先駆的に把握し、本法を用いるバイオプロセスを構築する上での基礎を確立することを目的とする。本研究の目的を達成するために,(1)反応活性を発現する酵素起源の検討、(2)高効率な物質生産が実現できる反応系の検討、(3)固定化酵素担体の検討、(4)最適な反応条件の確立、(5)バイオリアクターの基礎設計に取り組むものとする。平成23年度は,研究計画(1),(2),(3)を鋭意遂行した。

まず,研究計画を遂行するにあたって,減圧気相環境を実現できるガラス製の反応装置を試作し,これにオンライン自動ガスクロマトグラフィーを接続することにより生成物と未反応物の連続的な定量操作を確立した。また,モデル反応として,アルコール脱水素酵素を触媒としたケトン還元反応を通じたキラルアルコールの生産を選定した。研究計画(1)では,Parvibaculumlavamentivorans起源のアルコール脱水素酵素がケトン還元反応を効果的に触媒することを見出した。一方,パン酵母起源,Deincoccus radiodurans起源の酵素では反応の進行が認められなかった。研究計画(2)では,4ーメチルー2ーペンタノンを基質とした反応系においてParvibaculumlavamentivorans起源のアルコール脱水素酵素が効果的な反応活性を示すことを見出した。研究計画(3)では,固定化担体として非多孔性のガラス粒子が固定化酵素調製やハンドリングの面で最適であることを見出した。本研究の目的を達成するための研究項目、(1)反応活性を発現する酵素起源の検討,(2)高効率な物質生産が実現できる反応系の検討,(3)固定化酵素担体の検討,(4)最適な反応条件の確立,(5)バイオリアクターの基礎設計の中で、研究計画通り、平成23年度は研究項目(1)、(2)、(3)、平成24年度は研究項目(4)を達成した。本研究の目的を達成するための研究項目,(1)反応活性を発現する酵素起源の検討、(2)高効率な物質生産が実現できる反応系の検討、(3)固定化酵素担体の検討、(4)最適な反応条件の確立、(5)バイオリアクターの基礎設計の中で,研究計画通り,平成23年度は研究項目(1),(2),(3)を達成した。平成25年度は、平成23、24年度に得られた研究成果をもとにそれぞれの研究項目を継続して検討しつつ、研究計画(5)に着手する。研究項目(5)に関しては、研究項目(1)から(4)で得られた基礎データをもとに反応工学の手法によりバイオリアクターの基礎設計を行う。また、反応活性を向上する固定化酵素法も合わせて検討し、効率的な物質生産のためのリアクター形式のシミュレーションを行う。平成24年度は、平成23年度の研究成果の問題点を継続して検討しつつ、研究計画(4)に着手するものとする。研究計画(4)に関しては、反応活性に影響を与える因子として反応器内の減圧度、水分量、基質濃度並びに反応温度に着目し、各々の操作因子をパラメーターとして反応活性を評価する。また、固定化担体あたりの酵素濃度や補酵素濃度を指標として反応活性を評価する。一方、速度論解析を行い、速度定数を通じて固定化酵素の反応活性を定量的に評価する。加えて反応活性の安定性を評価し、長期間にわたり酵素活性が発現する操作条件を検討する。また、酵素の立体選択性も合わせて検討する。平成25年度の研究費の使用計画を次に示す。なお,次年度使用額(375814)は,平成25年度に物品費として使用する。物品費:748110(内375814(次年度使用額))旅費:400000謝金等: 50000その他: 50000平成24年度の研究費の使用計画を次に示す。
メカノケミカル現象を利用した新規無機硬化体の創製とその硬化機構

水ガラスと水酸化アルミニウムとの反応を利用して無機硬化体を合成するためには,水酸化アルミニウムに強い機械的応力を加えメカノケミカル現象を引き出すことが有効であり,その硬化現象は水ガラスへのアルミニウムイオンの溶出,さらにそのイオンによる水ガラスのポリメリゼーションの促進に起因していることが明らかになった.その過程で水酸化アルミニウムの反応性の向上にはアルミニウムの低配位状態が重要な役割を果たしていることが立証でき,水酸化アルミニウムの活性化機構も解明された.これらの結果に基づいて,より実用可能な材料あるいはプロセスを開発するために,メカノケミカル処理の前に新たに熱処理を組み合わせることを提案し,工学としての本研究の可能性を検討した.粉砕前の熱処理が水酸化アルミニウムの脱水反応を促進させ,それに伴い粉体の多孔質化が起こり,短時間のメカノケミカル処理で非晶質化を発生させることが可能になり,より低エネルギーの粉砕処理でも粉体を活性化できることが明らかになった.この活性化された粉体を用いて作製した無機硬化体の曲げ強度,圧縮強度,耐水性は,通常のモルタルに比べ優れた特性を示した.さらに,このプロセスを天然鉱物であるカオリナイトに適用することによって,より優れた特性を持った硬化体を作製することができ,実用部材として十分に使用できることが明らかになった.本研究を通して,メカノケミカル処理によって起こる固体中の物理・化学的変化が周囲の気体・液体・固体との相互作用を促進して,従来,極限状態だけでしか起こらなかった現象を容易に起こさせ,化学反応を著しく促進させることが明らかになった.すなわち,カノケミカルプロセスが材料設計や粉体合成に有効であることが認められ,メカノケミカルプロセスを単に粉砕処理ととらえるだけではなく,粉体自身に機能性を持たせることの出来るプロセスとして,今後の材料開発に応用できるという知見を得たことは本研究の大きな成果である.水ガラスと水酸化アルミニウムとの反応を利用して無機硬化体を合成するためには,水酸化アルミニウムに強い機械的応力を加えメカノケミカル現象を引き出すことが有効であり,その硬化現象は水ガラスへのアルミニウムイオンの溶出,さらにそのイオンによる水ガラスのポリメリゼーションの促進に起因していることが明らかになった.その過程で水酸化アルミニウムの反応性の向上にはアルミニウムの低配位状態が重要な役割を果たしていることが立証でき,水酸化アルミニウムの活性化機構も解明された.これらの結果に基づいて,より実用可能な材料あるいはプロセスを開発するために,メカノケミカル処理の前に新たに熱処理を組み合わせることを提案し,工学としての本研究の可能性を検討した.粉砕前の熱処理が水酸化アルミニウムの脱水反応を促進させ,それに伴い粉体の多孔質化が起こり,短時間のメカノケミカル処理で非晶質化を発生させることが可能になり,より低エネルギーの粉砕処理でも粉体を活性化できることが明らかになった.この活性化された粉体を用いて作製した無機硬化体の曲げ強度,圧縮強度,耐水性は,通常のモルタルに比べ優れた特性を示した.さらに,このプロセスを天然鉱物であるカオリナイトに適用することによって,より優れた特性を持った硬化体を作製することができ,実用部材として十分に使用できることが明らかになった.本研究を通して,メカノケミカル処理によって起こる固体中の物理・化学的変化が周囲の気体・液体・固体との相互作用を促進して,従来,極限状態だけでしか起こらなかった現象を容易に起こさせ,化学反応を著しく促進させることが明らかになった.すなわち,カノケミカルプロセスが材料設計や粉体合成に有効であることが認められ,メカノケミカルプロセスを単に粉砕処理ととらえるだけではなく,粉体自身に機能性を持たせることの出来るプロセスとして,今後の材料開発に応用できるという知見を得たことは本研究の大きな成果である.本研究は二酸化炭素による地球環境負荷を低減するために、メカノケミカル現象を利用した新規無機硬化体の可能性を明らかにすると共に、その反応機構を解明することを目的とする.本年度は水酸化アルミニウムへの機械的処理がメカノケミカル現象に及ぼす効果および水ガラスとの反応性について検討した.出発原料にはメカノケミカル効果を顕著に示すことが明らかになってきた水酸化アルミニウムに注目し、媒体攪拌式ミルで乾式粉砕することにより、メカノケミカル処理を行なった.このメカノケミカル処理によりX線回折強度は著しく低下し、水酸化アルミニウムが短時間で微粒子化・アモルファス化することが分かった.さらにNMR分析から、本来六配位であるべきアルミニウムがわずかであるが四配位状態に変化して行くことも分かった.このような物理的変化に伴い化学的性質も大きく変化し、例えば種々のpH水溶液への溶解性は大きく向上した.特にアルカリ性溶液への溶解性の向上が著しく、1000倍以上高くなることが明らかになった.さらに熱的挙動も大きく変化した.このように活性化させた水酸化アルミニウムをカリ系水ガラスと反応させることにより,硬化体の作製を試みた.粉砕する前の水酸化アルミニウムを用いた場合には、室温で数日放置しても硬化は起こらず粘度のような粘性を示していた.一方、粉砕により活性化させることにより、短時間で容易に硬化現象の発生することが観察された.

この時,硬化体中のアルミニウムは四配位状態が著しく増加し,アルミニウムがガラスのネットワークを形成していることが明らかになった.すなわち,活性化されたカオリン粉末が水ガラスと反応し,アルミニウムが溶出,水ガラスのポリメリゼーションを促進させたものと推察された.得られた硬化体の耐水性・機械的特性はコンクリートより優れ,より実用的な新規無機硬化体を作製できる可能性が明らかになった.昨年度の研究で水ガラスと水酸化アルミニウムとの反応を利用して無機硬化体を合成するためには,水酸化アルミニウムに強い機械的応力を加えメカノケミカル現象を引き出すことが有効であり,その硬化現象は水ガラスへのアルミニウムイオンの溶出,さらにそのイオンによる水ガラスのポリメリゼーションの促進に起因していることが明らかになった.その過程で水酸化アルミニウムの反応性の向上にはアルミニウムの低配位状態が重要な役割を果たしていることが立証でき,水酸化アルミニウムの活性化機構も分かった.本年度は,これらの結果に基づいて,より実用可能な材料あるいはプロセスを開発するために,メカノケミカル処理の前に新たに熱処理を組み合わせることを提案し,工学としての本研究の可能性を検討した.粉砕前の熱処理が水酸化アルミニウムの脱水反応を促進させ,それに伴い粉体の多孔質化が起こり,短時間のメカノケミカル処理で非晶質化を発生させることが可能になり,より低エネルギーの粉砕処理でも粉体を活性化できることが明らかになった.この活性化された粉体を用いて作製した無機硬化体の曲げ強度,圧縮強度,耐水性は,通常のモルタルに比べ優れた特性を示した.さらに,このプロセスを天然鉱物であるカオリナイトに適用することによって,より優れた特性を持った硬化体を作製することができ,実用部材として十分に使用できることが明らかになった.本研究を通して,メカノケミカル処理によって起こる固体中の物理・化学的変化が周囲の気体・液体・固体との相互作用を促進して,従来,極限状態だけでしか起こらなかった現象を容易に起こさせ,化学反応を著しく促進させることが明らかになった.すなわち,カノケミカルプロセスが材料設計や粉体合成に有効であることが認められ,メカノケミカルプロセスを単に粉砕処理ととらえるだけではなく,粉体自身に機能性を持たせることの出来るプロセスとして,今後の材料開発に応用できるという知見を得たことは本研究の大きな成果である.
酸化亜鉛薄膜-電極薄膜界面及び酸化鉛薄膜の子欠陥と構造に関する研究

酸化亜鉛の結晶性は下地となる層によって変わる事は知られている。よりよい結晶性の膜を得るために酸化亜鉛の構造に近い格子定数を持った下地層が用いられる。一方で前年度までの結果より、ITO電極上においてはよい結晶性のスパッタZnO薄膜の形成が困難であることがわかった。本年は、デバイス作成の応用面をにらみつつ、ITO電極上及びSi系アモルファス絶縁膜上でのZnO薄膜の物性評価をXRD、AFM、オージェ電子分光などの装置を用いて行った。その結果、絶縁膜上のZnO薄膜形成については連続膜形成のおこる膜厚は10nm程度であることに変わりはないにも関わらず、酸化亜鉛の結晶性はアモルファスな材料であっても石英ガラス>SiOx>SiOxNy>無アルカリガラス>SiNxの順に酸化亜鉛のXRDによって得られた結晶性が変わるという結果が得られた。この結果を論文として投稿した。スパッタZnO薄膜は、三価の金属イオンを注入することによって結晶性が向上することを見出し、その注入量依存性、熱による変化について実験を行った。スパッタZnO薄膜は、Al〈Ga〈Inの順でXRDによって得られる結晶性が向上するという結果が得られた。また、その抵抗率はイオン注入量が増加するのにしたがって低下することがわかった。アンドープ酸化亜鉛の抵抗は、熱によって低下することは知られているが、イオン注入を行うことによって熱による抵抗の低下は向上する。以上の結果を国際会議にて発表及び、論文として投稿した。今後は薄膜の格子欠陥の評価を行っていきたい。本研究は近年半導体として注目を浴びている酸化亜鉛をデバイスとして用いる際に重要となる酸化亜鉛-電極界面の物性を明らかにする事を目的としている。酸化亜鉛についてはこの数年で高移動度TFTの活性層として有効性が実証され、アクティブマトリックス液晶ディスプレイ用のTFTアレイとそれを用いた液晶表示装置の原理実証が行われている。一方で金属をドーピングされた酸化亜鉛は透明導電膜としても注目をあびており、Agura et al., (2003)によって8.5×10E-5Ω・cm程度の抵抗率を実現したとの報告がある。しかし酸化亜鉛系透明導電膜についての報告の多くは膜厚が厚かったり、基板としてサファイアを使っていたり、大面積化に課題のある方法で成膜したりしており、実際のデバイスとして必要とされるようなガラス基板上における膜厚50100nm程度での研究はまだ十分ではない。本年度はZnOを用いた高移動度トップゲート型TFTの活性層として使用可能なZnO薄膜をRFマグネトロンスパッタリングによってガラス基板上に成膜し、主にXRD及びホール測定によって評価を行った。同時にAlをドーピングしたZnO(AZO)もRFマグネトロンスパッタリングを用いてガラス基板上に成膜し、300nmも膜厚で1×10E-3Ω・cm程度の抵抗率を得ている。今後、格子欠陥などの微細な構造も含めた酸化亜鉛の構造及び酸化亜鉛の表面また金属等との界面に関して研究を進めていく。参考文献酸化亜鉛についてはこの数年で高移動度TFTの活性層として有効性が実証され、アクティブマトリックス液晶ディスプレイ用のTFTアレイとそれを用いた液晶表示装置の原理実証が行われている。しかし、rfマグネトロンスパッタリング法によるZnO薄膜について、液晶ディスプレイなどを含めたデバイスとして必要とされるようなガラス基板上における膜厚50100nm程度での研究はまだ十分ではない。本年度はITO電極上とガラス上に成膜されたZnOの結晶性をX線回折によって比較を行った。その結果、ZnO薄膜の結晶性はガラス上に成膜された場合の方が良好であるということがわかった。にもかかわらず、オージェ電子分光、二次イオン質量分析法により、ZnOの初期成長過程におけるアイランド成長-連続膜成長の変化が、膜厚5nm-10nmの領域においておこることがわかった。また、その結晶性は、AFM画像によって得られた粒径が小さい方が良いという結果が得られた。以上の結果を2006年春季応用物理学会で発表を行った。その成果を論文としてまとめ、投稿準備している。今後も、酸化亜鉛の下地層上の結晶成長過程を詳細に評価する必要がある。ZnO薄膜のESRを含めた詳細な評価に対しては、基板の選定を行い、室温20Kの温度域でESR測定を行った。測定されたESR信号の分離を試みている。今後、格子欠陥などの酸化亜鉛の構造及び酸化亜鉛の表面また金属等との界面に関して研究を進めていく。参考文献酸化亜鉛の結晶性は下地となる層によって変わる事は知られている。

この結果を論文として投稿した。スパッタZnO薄膜は、三価の金属イオンを注入することによって結晶性が向上することを見出し、その注入量依存性、熱による変化について実験を行った。スパッタZnO薄膜は、Al〈Ga〈Inの順でXRDによって得られる結晶性が向上するという結果が得られた。また、その抵抗率はイオン注入量が増加するのにしたがって低下することがわかった。アンドープ酸化亜鉛の抵抗は、熱によって低下することは知られているが、イオン注入を行うことによって熱による抵抗の低下は向上する。以上の結果を国際会議にて発表及び、論文として投稿した。今後は薄膜の格子欠陥の評価を行っていきたい。
インド共和国マヘート(舎衛城)遺跡の研究-市街区域の調査を中心として-

平成9年度の調査では遺跡南半部西側に位置するヒンドゥー寺院丘と呼ばれる遺丘において,遺丘の性格を特定することを目的として,発掘調査を行いました。その結果,遺丘は68世紀頃のヒンドゥー教寺院であり,都市が完全に衰退・廃絶した後に造営されたものであることが明らかになりました。平成10年度にはヒンドゥー寺院丘の西側の平坦地において発掘調査を行い,ヒンドゥー寺院に先行する段階の建物遺構の検出を行いました。その結果,この区域では紀元前5世紀頃から人の居住が開始され継続的に居住活動が展開したものの,4世紀頃に居住範囲の縮小が著しくなり5世紀頃には完全に居住活動が停止している状況が明らかになりました。したがって,ヒンドゥー寺院が造営される前の段階に都市が衰退していた状況を明確にすることができました。平成11年度にはさらに遺跡南半部での状況を確認するため,南半部東側に位置する大型遺丘の測量調査を行いました。このマウンドはその規模から王宮址である可能性を持つもので,都市構造の理解の上,きわめて重要な意義を持つものです。遺丘表面の観察から,13世紀頃に造営された建物が埋蔵されている可能性が高いと考えられます。3年間の調査によって,遺跡南半部では北半部と比較してやや新しい時期から居住が開始され,かつ北半部よりも長期にわたって,居住活動が維持されたことが明らかになりました。すなわち,遺跡北半部では紀元前6世紀には居住が開始されていたのに対し南半部では前5世紀まで遅れ,かつ北半部では3世紀頃には居住が停滞する一方,南半部では4世紀頃まで続いています。一つの都市遺跡の中で区域によって居住の存在時期が異なる状況は,都市としての消長を考える上できわめて重要な意味を持つもものと考えられます。昨年度において、遺跡中央部西半部に大形の遺丘が存在し、この遺丘の頂部に3基の略方形の煉瓦積遺構の上面が地表面に露出している状況を確認していました。また、表面観察により、この遺構はその一部を以前に発掘されていたことおよびその構造から寺院であることを理解していました。この遺丘は1908年に、J.Ph.フォーゲルが作成したマヘ-ト遺跡全体平面図に「ヒンドゥー寺院」として記載されていますが、その発掘がいつの時期に調査されたのか不明であり、したがってその全体的な構造に関してはいっさいの記録もない状況にありました。露出部分の観察から、この寺院がかなり大型かつ他に例をみない構造を有していることが理解でき、遺跡後半期の建物として遺跡理解に重要であることを認識した上で、寺院の全体構造を再度明らかにし、記録を作成することを目的として、本年度の調査対象としました。発掘調査の結果、以前に発掘されたのは遺丘の頂部に並ぶ3基の遺構(以下寺院本堂と呼称します)のみであり、3基の本堂の周囲には煉瓦積みの周壁がめぐり、東側に玄関部をもつことが明らかになりました。寺院の造営には大きく分けて前後2つの時期があり、それぞれで構造が異なっています。前期には3基の本堂を周壁が取り囲み、寺院内陣は本堂に対して礼拝を行う空間となっています。後期になると、前期寺院本堂の上に内部空間を有する建物が新たに構築され、周壁の内部には煉瓦片や土が充填され、寺院本堂の高さまで床面が上昇します。この段階では、内部空間を形成するという周壁の本来の目的は失われ、寺院の外観は煉瓦積の高まりの上に寺院本堂が並ぶという構造に改変されています。

調査前に想定したとおり、こうした寺院構造は遺跡内の同時期の建物にはみられず、都市の衰退期にある西暦78世紀の建物構造およびこの区域の状況を理解する上で重要な資料を得ることができました。1998年度の発掘調査(1999年2月3月)は、マヘート遺跡の東南部に遺存する大形遺丘「ヒンドゥー寺院」の周辺部において実施しました。今年度の調査は、1997年度に発掘したヒンドゥー寺院(ポスト・グプタ朝期;紀元78世紀)に先行する煉瓦積み遺構を確認すると共に、この地区の歴史的な展開過程を明確にすることを主目的にしました。発掘区はヒンドゥー寺院の西方、東西50m、南北75mの範如に設定し、主としてトレンチ法で発掘を進めました。その結果、クシャン朝期グプタ朝期に及ぶ、遺跡衰退期の重複・積層した居住を主目的とする煉瓦積建造物を検出しました。全般的に、グプタ朝期の世俗的な建造物は床面を伴っていることが判明しましたが、その遺存状況は不良である事例が多数を占めています。また、これらの建造物(層位)からは日常的な石製・鉄製の調理用具や農耕具などが出土しましたが、同時に土製の人形土偶なども共伴しています。このように、ヒンドゥー寺院の周辺地域は、当遺跡における最も濃密な居住空間の一つであり、その発掘調査の推進は当該時期における遺跡全体の変遷を検証・考究する上で、必要不可欠な各種の情報を将来するものと推断できます。なお、発掘調査に先行する夏期(1998年7月9月)には、既往の調査で出土した各種遺物の実測調査を保管場所であるASI支局(パトナー市所在)で実施しました。また、これと併せてマヘート遺跡で検出・確認した各種の遺構と関連する諸事例の踏査・研究を、主として南インド地域で実施すると共に、各地の博物館・研究所等に所蔵される関連遺物の調査・研究を実施しました。平成11年度は,マヘート遺跡の南半部東側に位置する大型遺丘の表面観察調査を実施しました。従来より,この遺丘は王宮趾である可能性が指摘されてきたもので,都市としての遺跡の構造を考える上で,きわめて重要な意義を持つものと考えられます。西側には20世紀初頭の発掘調査で市場跡に比定された区域があり、南には都市の主要な城門の一つであるカーンド・バーリー門が控えていることから,その立地の上からも,遺跡内部に存在した施設の中で傑出して重要な位置を占めるものであることが明らかです。地表面に散在する煉瓦片や遺物片などから判断すると、この遺丘は紀元13世紀ごろに造営されたものと考えられます。1998年度の調査によって遺跡南半部における居住が北半部よりも新しい時期,すなわち24世紀頃まで盛んであったことが明らかになっていますが,この遺丘はこの新しい時期の建物であると推定できます。遺跡北半部では2世紀頃には居住活動の衰退が認められますが,南半部では同時期においても盛んな建物の造営活動が認められるとともに,遺跡南端には煉瓦積擁壁をともなう大規模なカーンド・バーリー門が築造されており,少なくとも4世紀頃までは都市としての居住活動が維持されています。したがって,今年度に表面観察調査を実施した遺丘は当該時期における都市の中枢を構成する施設である可能性が高く,都市としての消長過程の後半時期における遺跡構造を考える上で重要なものであることが明らかになりました。加えて,これまでの発掘調査で出土した遺物の整理作業を実施しました。これまでの調査で多量の遺物が出土していますが,いずれも遺跡を評価する上で重要であるだけでなく,マヘート遺跡が所在する北インドの物質文化の展開を考える上で大きな意義をもつ資料です。調査成果を速やかに公表できるよう,実測・写真撮影を含めた記録調査を行いました。
転写における人工塩基対の選択性と効率に影響を及ぼす鋳型DNA塩基配列の網羅的解析

今年度は、当研究室で開発された、転写と複製で機能する人工塩基対(Ds-Pa、Ds-Pn)を用いて、転写で人工塩基取り込み選択性に効率に影響を及ぼす人工塩基近傍のDNA塩基配列の網羅的解析に取り組んだ。Dsの両側4塩基をランダムにした塩基配列を含むDNAライブラリーを調製し、(1)蛍光基(FAM)を結合したPa(FAM-Pa)の基質存在下で転写を行い、(2)得られた転写産物からFAM-Paを含むRNAを抗FAM抗体により単離し、(3)このRNAをDs-Pnの基質存在下でRT-PCRを行って(1)に必要な鋳型を調製する、というセレクションを繰り返した。その結果、最初のDNAライブラリーから転写された産物中へのFAM-Paの取り込みは、その蛍光強度から判断して効率良く進行したが、2ラウンド目の転写でFAM-Paの取り込みが大きく減少し、3ラウンド目以降で再び効率は上がるが最初のラウンドの取り込み効率の高さまで濃縮されていないことがわかった。これは人工塩基が天然型塩基に置き換わった核酸断片が混入した結果と考えられた。そこで、天然型塩基のみの核酸断片を確実に除くステップを加えることにより、実験系を改善することにし、今年度後半は、天然型塩基のみのDNA断片が過剰に存在するDNAライブラリーから、FAM-Pnを含むDNA断片を効率よく選択する条件の確立に重点的に取り組んだ。一方、3ラウンドのセレクションを行った後に得られたDNAの塩基配列を解析した結果、昨年度実施した複製でのセレクションと異なったDs近傍の配列が得られた。本研究課題で実施した以上の結果より、人工塩基対近傍の天然塩基の配列が、複製や転写における人工塩基対の取り込みの選択性に大きく関与していることがわかってきた。当初、転写で機能するs-y塩基対を用いて、y誘導体をRNA中に効率よく取り込む鋳型DNAの塩基配列の解析を計画していたが、転写と複製の両方で機能する人工塩基対(Ds-Pa、Ds-Pn)の開発に当研究室が成功したため、計画を変更した。予備実験として、この人工塩基対を用いたPCR増幅において、人工塩基取り込みの選択性と効率に影響を及ぼす人工塩基近傍のDNA塩基配列の網羅的解析に取り組んだ。次いで、転写での実験を現在進めている。Ds-PaとDs-Pn塩基対は、(1)これら人工塩基対を含むDNAのPCR増幅が可能、(2)ビオチンを結合した人工塩基Paの基質誘導体が、転写により鋳型DNA中の人工塩基Dsに相補してRNA中に取り込まれ、長鎖RNA中への取り込みの選択性とその効率を調べることが可能、という利点があり、来年度に計画していた実験に着手できた。予備実験では、Dsの両側3塩基をランダムにした塩基配列を含む合成DNAライブラリーを調製し、(1)Dsの基質と蛍光基(FAM)を結合したPn(FAM-Pn)の基質存在下でDNAのPCR増幅を行い、(2)得られたPCR産物からFAM-Pnを含むDNAを、抗FAM抗体を用いて単離し、再び(1)のPCRで増幅する、というセレクションを繰り返した。5ラウンドのセレクションを行った後に得られたDNAの塩基配列を解析した結果、Pnの基質誘導体を効率よく取り込む鋳型DNAにおけるDsの前後配列を得ることができた。転写実験では、Dsの両側4塩基をランダムにした塩基配列を含む合成DNAライブラリーを調製し、(1)FAM-Paの基質存在下で転写を行い、(2)得られた転写産物からFAM-Paを含むRNAを、抗FAM抗体を用いて単離し、(3)このRNAをDs、Pnの基質存在下でRT-PCRを行って(1)に必要な鋳型を調製する、というセレクションを進めている。
火山噴火の様式を支配する脱ガス率の定量化:マグマ中の気泡の変形とその効果

マグマの上昇中に起こる脱ガス率を決定することは,火山噴火の多様性の原因を解明するために重要である.これまでに,天然試料を用いた研究が行われてきたが,それらはマグマの変形や圧密など様々なプロセスを経た結果を表わしていて,マグマ上昇中の情報だけを引き出すことは原理的に難しい.一方で,マグマの上昇を模擬した実験から得られている結果は,地球化学的・地球物理学的な観測研究の結果と一致しない点が挙げられている.特に,マグマが脱ガスを開始する予想深度について不一致が見られる.これらの問題点を解決すべく,申請者はマグマが流動しているという事実に着目し,これまでほとんど検討されていないせん断応力下における気泡組織の進化に注目した.過去2年間の実験,分析と考察の結果から,せん断変形によりマグマ中の気泡合体が促進され,それに伴いマグマの脱ガス率が上昇する可能性が示された.今年度は主に,浸透率の実測とその結果を用いた物理モデルの構築,そしてマグマの脱ガスと噴火様式の多様性の関係について考察した.まず浸透率の測定結果から,せん断変形により浸透率が2-4桁程度も上昇する可能性が見出された.そして,この結果を組み込んだ物理モデルからは,噴火様式を支配する要因の一つとして火道の形状(火道半径と長さ)が挙げられた.つまり,半径が大きく長さの短い火道ほど爆発的噴火になりやすく,半径が小さく長い火道では比較的穏やかな噴火になると予想される.これらの結果からは,噴火様式を予測する方法の一つとして,地球物理学的な方法などを用いて火道形状を計測する方法が提案される.マグマ上昇中に起こる脱ガスの効率を決定することは,火山噴火の多様性の原因を理解するために重要である.特に,これまでほとんど検討されていない剪断応力下における気泡組織の進化を検討することは,脱ガスメカニズムを理解するために必要不可欠である.本研究の目的は,剪断変形に伴う気泡組織の進化を明らかにし,その結果を基に脱ガス率を定量化することである.本年度の主要な研究成果としては,以下の3点が挙げられる.第一に,高温高圧下において実際の発泡したマグマを剪断変形させることに成功した点である.この実験のために,実験装置およびセル構成などについて多くの工夫を行った.第二に,上記の実験とX線マイクロトモグラフィ法を利用することで,剪断変形による気泡組織の進化について検討した点である.特に,気泡量の少ない条件でも剪断変形によってマグマ中の気泡合体が進行することを世界で初めて示し,この結果を国際誌にて発表した.第三に,気泡量および剪断変形量の増加に伴い気泡合体が進行したマグマ中では,ネットワーク上のガス相が形成されることを上記の実験から見出した.このネットワークはこれまでの想定よりも深い部分で形成されている可能性があり,今後,噴火様式の多様性との関係を検討する必要がある.この成果については国際誌に発表準備中である.上記の成果を踏まえて,来年度は勢断変形に伴う気泡組織の進化と脱ガスとの関係に注目して研究を進める予定である.マグマ上昇中に起こる脱ガス率を決定することは,火山噴火の多様性の原因を解明するために重要である.特に,これまでほとんど検討されていないせん断応力下における気泡組織の進化を検討することは,脱ガスメカニズムを理解するために必要不可欠である.本研究の目的は,実験的にせん断変形に伴う気泡組織の進化を明らかにし,またその進化に伴うガス浸透率の変化を定量化することで,マグマ脱ガス率に対するせん断変形の効果を検討することである.昨年度の研究成果として,せん断変形によりマグマ中の気泡合体が促進されることが示された.今年度は,この気泡合体の促進をさらに広い条件下(大きな歪領域)で確認した.この実験では,申請者らが独自に開発したピストンシリンダー型の高温高圧変形装置を用いて行った.また,気泡組織の観察は大型放射光施設SPring8のX線CTを用いて行った.この成果は国際誌に投稿し,まもなく受理される予定である.さらに,実験試料の浸透率を測定するために浸透率測定装置を自作し,実際に測定を開始した,その結果,せん断変形により浸透率が2-4桁程度も上昇する可能性が見出された.この結果は,火山ガスの観測などから提案されていた火道深部からの脱ガスのメカニズムとして,せん断変形に伴うマグマのガス浸透率の上昇の可能性を示唆する.この成果については国際誌に発表準備中である.上記の成果を踏まえて,来年度は噴火様式に対する脱ガスの効果について考察を行っていく予定である.マグマの上昇中に起こる脱ガス率を決定することは,火山噴火の多様性の原因を解明するために重要である.これまでに,天然試料を用いた研究が行われてきたが,それらはマグマの変形や圧密など様々なプロセスを経た結果を表わしていて,マグマ上昇中の情報だけを引き出すことは原理的に難しい.一方で,マグマの上昇を模擬した実験から得られている結果は,地球化学的・地球物理学的な観測研究の結果と一致しない点が挙げられている.特に,マグマが脱ガスを開始する予想深度について不一致が見られる.これらの問題点を解決すべく,申請者はマグマが流動しているという事実に着目し,これまでほとんど検討されていないせん断応力下における気泡組織の進化に注目した.過去2年間の実験,分析と考察の結果から,せん断変形によりマグマ中の気泡合体が促進され,それに伴いマグマの脱ガス率が上昇する可能性が示された.今年度は主に,浸透率の実測とその結果を用いた物理モデルの構築,そしてマグマの脱ガスと噴火様式の多様性の関係について考察した.

まず浸透率の測定結果から,せん断変形により浸透率が2-4桁程度も上昇する可能性が見出された.そして,この結果を組み込んだ物理モデルからは,噴火様式を支配する要因の一つとして火道の形状(火道半径と長さ)が挙げられた.つまり,半径が大きく長さの短い火道ほど爆発的噴火になりやすく,半径が小さく長い火道では比較的穏やかな噴火になると予想される.これらの結果からは,噴火様式を予測する方法の一つとして,地球物理学的な方法などを用いて火道形状を計測する方法が提案される.
GABAニューロン及びそのシナプスにおけるカルシウム結合蛋白の定量解析

神経細胞内でのカルシウム結合蛋白parvalbuminPVの局在を明らかにするため海馬PV含有細胞を、コロイド金(直径15nm)標識二次抗体を用いた、いわゆるコロイド金免疫電顕で解析した。電子顕微鏡に設置したTVカメラにより直接倍率1万5千倍、最終倍率9万倍でパーソナルコンピューターに画像を取り込み、モニター上でPV細胞及び他の細胞の各部位を同定し、単位面積(1mum^2)当たりのコロイド金粒子数を測定した。コロイド金免疫電顕におけるコロイド金密度と抗原密度との相関について調べる目的で、既知量のPVを含有している標準試料を作製した。ラットの筋肉からHPLCを用いてPVを精製し、牛血清アルブミンに一定量の精製PVを溶解し、固定液(グルタールアルデヒド)を混合して固定した。固定した標準試料は脳組織と全く同様の方法でLowicryl樹脂包埋し、電顕レベルでの包埋後免疫細胞化学を行なった。コロイド金密度(粒子数/mm^2)は細胞体及び樹状突起で9-14、軸索及び軸索終末23-27であり、以前解析した小脳Purkinje細胞と同様に、明らかに細胞内におけるPVの濃度差があった。PV標準試料のCalibration curveに基づいてPV濃度を細胞体樹状突起では約25muM、軸索及び終末部では約75muMであろうと推定した。PVは小脳Purkinje細胞及び今回の海馬PV含有GABA細胞での解析から、ニューロンの出力部である軸索及び軸索終末に、より高濃度存在していることが示唆された。このことはPVの発現が発生的にはニューロンの成熟と平行して増加してくることも含めて、その機能を考える上で重要な意味を有していると思われる。
衣服や旗など形状変形する物体を映像検索するための構造化特徴抽出・照合手法の研究

本研究は衣服や旗など形状変形する非剛体物体を映像検索するための技術開発に取り組んだ。変形物体例として国旗を用い、撮影映像から検索に適したフレーム画像選択および画像内の国旗領域検出を行う手法を開発した。機械学習手法であるDeformable Part Model(DPM)を用いて学習した識別器による評価実験を行い、その有効性が確認された。また、国旗領域に対し小領域分割を行い色平均値ベクトルを特徴量として用いる国旗特徴抽出・照合手法を開発した。形状変形を伴う国旗画像に対する検索評価実験により、その有効性が確認された。本研究では、衣服や旗のような形状が変形する非剛体被写体の映像から物体認識・検索を行う技術の開発を最終目的とする。研究期間内では平面状非剛体(特に国旗)に対し、形状変形頑健性を持つ特徴抽出手法および形状変形に適応可能な特徴照合手法を明らかにする。まず、従来研究で有効であった領域色特徴および局所特徴を用い、形状変形に対する識別性評価を実施した。5種類の形状変形に対する152国旗からの検索ランキング評価より、1.小変形時における領域色特徴の有効性、2.国旗種類に依存する局所特徴の有効性、3.国旗領域抽出の重要性、が判明した。1に関しては、更に形状変形に伴う国旗内のテクスチャ配置ずれに対する識別性評価を行い、領域の隣接関係が保たれていれば領域色特徴が有効であることが判明した。また、国旗領域分割数による性能の違いから、領域分割設計への指針も明らかになった。これらにより、形状変形に有効な特徴量への示唆が得られた。2に関しては、特徴照合時における領域色特徴と局所特徴の自動選択・統合処理の重要性が示唆された。更に、局所特徴点数に基づく特徴選択処理を開発し識別性評価を実施した結果、本処理だけでは局所特徴が有効に利用されないことが判明した。研究計画時の想定通り、照合結果を踏まえた抽出処理・特徴選択へのフィードバックに関する重要性が確認され、次年度以降着手予定である。3に関しては、国旗領域を正しく抽出しある程度の形状補正を行った後に特徴抽出・照合を行う過程の重要性が判明した。入力映像に対しエッジ抽出・輪郭追跡を行って閉領域を取り出し、一定以上の面積領域を国旗領域とする処理を開発・評価した結果、動きの激しい変形被写体に対する処理としては不十分であることが判明した。映像フレーム間の領域位置追跡なども加えた処理が必要であると考えられる。当初の研究計画である、1.形状変形に対する局所特徴の不変性評価、および、2.形状変形に対する頑健性を持つ領域特徴手法評価、に対し、それぞれ順調に評価を実施した。1に関しては、5種類の形状変形に対する領域色特徴および局所特徴に対する評価を行い、特徴選択の必要性に関する示唆を得た後、選択基準に関する実験評価を実施した。2に関しては、上記形状変形および形状変形に伴う国旗内のテクスチャ配置ずれに対する領域色特徴の有効性を確認し、構造化特徴設計のための領域分割指針も明らかになった。一方で、国旗領域抽出の重要性に関する示唆が得られ新たな課題となっているが、その課題に対する実験も併せて進展している。前年度までの研究により、対象被写体内の複数小領域間における隣接関係が保たれていれば、領域色特徴が有効であることが判明している。その一方で、被写体領域抽出自身の困難性も判明している。そこで本年度は、1.領域色特徴の考え方をベースに指定小領域間の特徴照合を行う手法の検討、2.変形に関わらず被写体領域を推定する手法の検討、を実施した。まず1.に関しては、クラス識別の分野で用いられるグリッドサンプリングにより画像内で色特徴を取得する箇所を定め、各グリッドにおける色情報を用いる照合手法の評価を行った。反対色空間に変換した色情報を用い、幾何変形に対応するため色空間局所特徴量を用いた。152国旗からの検索ランキング評価より、反対色空間における特徴量の有効性が判明した。一方、特に単純なデザインの国旗の場合には適切な小領域(グリッド)が選択されず、識別能力の低い特徴量しか得られない場合が多いことも判明した。これらにより、照合に利用する小領域取捨選択に関する重要性が示唆され、次年度検討予定である。一方2.に関しては、高速度カメラを用いて国旗変形状況を撮影した映像データ蓄積を実施し、またDeformable Part Model手法を用いた画像からの領域抽出実験を実施した。その結果、一連の高速度撮影映像フレームの中で変形の少ないフレームを対象に安定した領域推定を実現できる可能性が示唆され、次年度大規模映像データの準備および評価実験を行う予定である。当初の本年度研究計画である、1.領域特徴位置間の配置関係記述手法評価、および、2.配置関係照合に基づく被写体識別・位置推定手法評価を実施するためには、画像内の被写体領域を推定する必要がある。現状、変形に依らず被写体領域推定を実施するための手法検討・評価がやや遅れている。この点に対しては、次年度で映像データを増やした評価実験を実施する予定である。なお1に関しては、一連の撮影映像フレーム中で変形の少ないフレームを対象にすれば大きな配置関係変動がないことが想定されるため、小領域の隣接関係が変わらないことを前提とした手法検討・評価を実施することで研究の加速を図る。

また2に関しても上記と同様に、隣接関係が変わらないことを前提とした上でテクスチャ配置ずれに対する色特徴の有効性を活用する本年度検討手法を推し進めることで、研究の加速を図る。本研究では、衣服や旗のような形状が変形する非剛体被写体の映像から物体認識・検索を行う技術の開発を最終目的とする。研究期間内では平面状非剛体である国旗に対し、形状変形に適応可能な特徴抽出・照合手法を明らかにする。前年度までの研究により、対象国旗領域内の複数小領域色特徴が特徴照合に有効であることが判明した一方、その小領域選択手法の重要性が示唆された。また、国旗領域抽出そのものが困難であることに対し、映像の中から国旗形状変形の少ないフレーム画像を対象にすれば安定した領域抽出可能であることが示唆された。そこで本年度は、1.照合すべき小領域選択手法および領域色特徴による最適照合手法の検討、2.映像からの検索対象画像選択および国旗領域抽出手法の検討、を実施した。1.に関して、4パターンの小領域選択手法を提案し、各々色空間2種類・特徴量2種類を用いた照合性能評価を実施した。その結果、国旗領域に対し3×3の小領域分割を行いRGB色空間での色平均値ベクトル距離を用いた照合手法が、最も良い性能を示した。検索対象国旗を1/5程度に絞り込めるため、後段に局所特徴量照合等を用いて更なる性能向上が期待できる。本内容に関し、電子情報通信学会において研究発表を実施した。2.に関して、Deformable Part Modelと呼ばれる機械学習手法を用いて国旗特徴を学習し、映像からの検索に適したフレーム画像選択および画像からの国旗領域抽出手法を提案した。大規模映像データを用いた画像選択・領域抽出性能評価を行い、70%程度の平均正答率を示した。本性能は特徴学習対象となる国旗画像を増やすことで向上することが判明しており、学習データの大規模化・多様化などが課題である。本内容に関し、情報処理学会において研究発表を実施した。また、全体を通じて実施した研究成果に関し、論文発表を実施した。本研究は衣服や旗など形状変形する非剛体物体を映像検索するための技術開発に取り組んだ。変形物体例として国旗を用い、撮影映像から検索に適したフレーム画像選択および画像内の国旗領域検出を行う手法を開発した。機械学習手法であるDeformable Part Model(DPM)を用いて学習した識別器による評価実験を行い、その有効性が確認された。また、国旗領域に対し小領域分割を行い色平均値ベクトルを特徴量として用いる国旗特徴抽出・照合手法を開発した。形状変形を伴う国旗画像に対する検索評価実験により、その有効性が確認された。今後は引き続き研究計画に則り、これまでの評価内容をベースに、3次元形状変形に適応可能な構造化特徴照合手法の検討を開始する。具体的には、1.領域特徴位置間の配置関係記述手法評価、および、2.配置関係照合に基づく被写体識別・位置推定手法評価を行う。1では、領域特徴の位置関係を記述する手法を検討する。多くの利用例が報告されているDeformable Part Modelの知見を活用する。また、国旗領域抽出手法の改良を併せて実施する。
神経細胞におけるCDK5活性化サブユニットp35の分解制御機構の解析

サイクリン依存性キナーゼ群(CDKs)は細胞周期進行に関わる最も重要な因子である。ただし、CDK5のみは分裂を停止した神経細胞で活性が検出される特異なCDKsである。遺伝子欠損マウスを用いた研究から、CDK5は脳皮質における神経細胞の層形成に関与していることが判明している。CDK5の活性制御については、活性化サブユニットp35が必要であるということ以外殆ど判っていない。我々の最近の研究で、制御サブユニットp35の蛋白量はプロテアソームによる分解で調節されていること、p35のp25への限定分解がカルパインによっておこなわれること、酵母のtwo-hybridsystemを用いてp35に結合する新規なチロシンキナーゼを分離したことなどが新たな結果として得られている。本研究では、以上の結果を更に発展させ、p35のin vitroにおける分解はATPとフォスファターゼ阻害剤であるmicrocystin存在下で誘導されることを見つけた。この分解誘導はラットの胎児脳ではみられたが、成体脳では分解が起こらず、一旦リン酸化されても、p35は脱リン酸化されてしまった。胎児脳と成体脳の分解活性を調べたところ、分解活性に加えて分解されるp35にも性質の違いがあることが判明した。p35のカルパインによる認識機構を検討した。p35をあらかじめリン酸化しておくと、カルパインに対する抵抗性が現れた。このリン酸化はCdk5による自己リン酸化であることが、キナーゼ活性を持たないCdk5を用いた実験から明らかとなった。但し、リン酸化部位は(S/T)PのCdk5のコンセンサスリン酸化部位以外にあることが、リン酸化されない変異体を用いた実験によって判明した。CDK5の活性制御については、活性化サブユニットp35が必要であるという以外殆ど判っていない。我々は最近の研究で、(a)制御サブユニットp35の蛋白量はプロテアソームによる分解で調節されていること(BBRC、1998)(b)p35のp25への限定分解がカルパインによっておこなわれること(JBC、2000)、(c)酵母のtwo-hybrid systemを用いてp35に結合する新規なチロシンキナーゼを分離したことなどの新たな結果を得ている。本研究では、(a)と(b)の結果を更に発展させ、p35の分解を介したCDK5の活性調節機構について検討した。p35のCDK5による自己リン酸化が、p35のプロテアーゼによる分解またはカルパインによる限定分解かを選択調節していた。自己リン酸化部位のコンセンサス配列をリン酸化されないアラニンに変異し、自己リン酸化させて調べたところ、The138が分解シグナルになっていることが推測された。一方、カルパインによる限定分解はリン酸化により抑制された。p35の異なるプロテアーゼによる分解はラット脳の成熟に伴い変化していた。プロテアソームによる全分解は成熟に伴い減少し、カルパインによる限定分解は起こりやすくなっていた。この変化もp35のリン酸化によって制御されていることが判明した。サイタリン依存性キナーゼ群(CDKs)は細胞周期進行に関わる最も重要な因子である。

遺伝子欠損マウスを用いた研究から、CDK5は脳皮質における神経細胞の層形成に関与していることが判明している。CDK5の活性制御については、活性化サブユニットp35が必要であるということ以外殆ど判っていない。我々の最近の研究で、(a)制御サブユニットp35の蛋白量はプロテアソームによる分解で調節されていること、(b)P35のp25への限定分解がカルパインによっておこなわれること,(c)酵母のtwo-hybrid systemを用いてp35に結合する新規なチロシンキナーゼを分離したことなどが新たな結果として得られている。本研究では、(a)と(b)の結果を更に発展させた。(a)p35のin vitroにおける分解はATPとフォスファターゼ阻害剤であるmicrocystin存在下で誘導された。この分解誘導はラットの胎児脳ではみられたが、成体脳では分解が起こらず、一旦リン酸化されても、p35は脱リン酸化されてしまった。胎児脳と成体脳の分解活性を調べたところ、分解活性に加えて分解されるp35にも性質の違いがあることが判明した。(b)p35のカルパインによる認識機構を検討した。p35をあらかじめリン酸化しておくと、カルパインに対する抵抗性が現れた。このリン酸化はCdk5による自己リン酸化であることが、キナーゼ活性を持たないCdk5を用いた実験から明らかとなった。但し、リン酸化部位は(S/T)PのCdk5のコンセンサスリン酸化部位以外にあることが、リン酸化されない変異体を用いた実験によって判明した。