hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオマス高度利用による乳酸ポリマー生産のための次世代微生物工場の創成

独自に開発した乳酸重合酵素を駆使して乳酸ベースポリマーの微生物生産系を構築している。大腸菌を使用した系では、乳酸分率を050%の範囲で、新たにコリネ型細菌を利用した場合は、逆に100%に迫る高分率組成のコポリマーの合成が可能となった。たとえば、30%乳酸ポリマーの場合は、11g/Lまで増大することがわかった。ポリマー物性に関しては、ポリ乳酸あるいはPHBのホモポリマーと比べて、乳酸の分率に応じて柔軟性が増大した。さらに、脱リグニン処理した植物バイオマス原料をセルラーゼ入り酵素製剤によって得た酵素糖化液を利用して、微生物ポリマーの合成が可能であることを実証することができた。(1)遺伝子導入による乳酸共重合体合成のための代謝経路の構築については、まずPHBの合成遺伝子群一セット(水素細菌由来)を遺伝子導入し、確かにポリマーの合成蓄積をガスクロマトグラフィーやHPLCにて確認でき、全ての遺伝子の機能的発現を実証した。ただし、その合成量は大腸菌を利用した同生合成遺伝子群によるポリマー合成量に比べて少ないことから、プロモーターの強化やコード遺伝子のコドン最適化などの工夫をしてさらにポリマー合成量を向上させるという課題があった。次いで、コリネ菌にD型乳酸脱水素酵素(解糖系によって生成するピルビン酸から乳酸への変換酵素)をエレクトロポレーション法により遺伝子導入した。得られた形質転換株の培養液の成分分析をしたところ、野生株と比較して著量のD型乳酸が菌体外へ生産されていることがわかり、乳酸ポリマーの初発原料であるD型乳酸を本組換え株にて十分に供給できる基盤が整った。なお、元々野生株がゲノム上に保有しているL型乳酸脱水素酵素によるL型乳酸の菌体外生産量は、組換え株と比較して減少した事から、外来のD型乳酸脱水素酵素遺伝子の機能発現によるピルビン酸からの乳酸変換反応がL型からD型に大きく傾いたことが原因と考えられた。(2)乳酸重合酵素のさらなる進化については、すでに明らかにしている基質特性に関与した4つの部位における網羅的アミノ酸置換体の作製と他種ポリマー重合酵素にも拡張して、関連部位におけるアミノ酸置換効果を探索する、2つの戦略を立案した。前者に関しては、325と481の部位に集中して、天然アミノ酸20種類を考慮した計400通りの可能性が創出できる変異体作製を遺伝子工学的に行い、乳酸重合活性に優位なアミノ酸置換の組み合わせの傾向を明らかとした。一方、他種重合酵素においてもこの知見に基づいて同系統のアミノ酸置換を導入することで、一部共通の傾向を見出している。枯渇が懸念されている石油の代替として再生可能資源であるバイオマスの高度利用は世界的な重要課題である。特に市販の純粋糖質や脂肪酸から微生物によるバイオベース化学品素材を発酵生産するプロセスから実バイオマスから本格的に生産できる技術体系の構築が求められている。本研究プロジェクトでは、独自に開発した乳酸重合酵素を駆使して乳酸ベースポリマーの微生物生産系を構築している。高分子材料を設計合成する際、二元コポリマー中の乳酸分率と分子量がポリマー物性を規定する主要因である。これまで、乳酸分率の制御に影響を与える要因として、培養の通気度が重要であることを見出し、最終年度はジャーファーメンターを使用して精密制御培養を試み、試験管レベルでの知見を再現することができた。その結果、大腸菌を使用した系では、乳酸分率を050%の範囲で、新たにコリネ型細菌を利用した場合は、逆に100%に迫る高分率組成のコポリマーの合成が可能となった。分子量と生産性は、乳酸分率の向上と逆相関の関係にあり、今後解決すべき課題となった。しかしながら、30%乳酸ポリマーの場合、昨年度の生産性5g/Lから11g/Lまで増大することがわかった。ポリマー物性に関しては、乳酸分率の向上とともにガラス転移温度が向上した。また、機械的特性として顕著なのは、ポリ乳酸あるいはPHBなどのホモポリマーと比べて、乳酸の分率に応じて柔軟性が増大する結果を得た。さらに、市販グルコースから脱リグニン処理した稲わらバイオマス原料をセルラーゼ入り酵素製剤によって得た酵素糖化液を利用して、微生物ポリマーの合成が可能であることを実証することができた。(1)乳酸ベースコポリマーP(LA-co-3HB)の微生物合成系の構築・・・グルコースを炭素源とした大腸菌でのP(LA-co-3HB)コポリマー合成系の構築を大幅に進展させた。乳酸重合酵素は、Pseudomonas sp. 61由来のPHA重合酵素の改変体(STQK二重変異)を使用し、D体乳酸合成量の異なる数種の大腸菌株にモノマー供給系酵素と一緒に遺伝子導入した。

特にギ酸合成経路遮断株(JW0885)では、好気的培養条件で良好にポリマー合成ができることがわかった。現在、その再現性を確認している。(2)P(LA-co-3HB)合成大腸菌の培養工学的検討・・・上記項目の成果に基づき、JW0885株を用いて特にジャーファーメンターで通気度を精密制御することで、乳酸分率が数%から50%以上の幅で制御されたポリマーサンプルを安定的に回収できる技術基盤を確立しつつある。今後は、モノマーフラックスの解析をベースに培養液あたり5g/L以上のポリマー生産を目指す。(3)各種P(LA-co-3HB)の基礎物性解析・・・乳酸分率29%からなる二元コポリマーの熱的性質として、ガラス転移温度がP(3HB)ホモポリマーとポリ乳酸との中間を示すことがわかった。また、機械的性質としてヤング率と破壊伸びが向上し、硬質の両ホモポリマーと比べて柔軟性が増大することが分かった。しかし、乳酸分率の向上とともに分子量が低下することがわかり、今後解決すべき課題である。乳酸ポリマー合成に必要な初発原料であるD型乳酸の供給を可能にし、ポリマー自身も菌体内に合成蓄積できる実績を得られた。また、プロトタイプ乳酸重合酵素よりも乳酸重合活性が向上する変異体創出のアミノ酸置換パターンを把握できたから。25年度が最終年度であるため、記入しない。乳酸ベースコポリマーP(LA-co-3HB)の微生物合成系に関しては、当初のポリマー中の乳酸分率を6mol%から如何に向上させるかが今回の中心的課題であった。その解決戦略として、グルコースが解糖系を経て供給されるピルビン酸を起点に乳酸生成へフラックスをシフトさせることがキーであった。通常は、通気度を抑制して還元状態を生み出すことで乳酸生成を促進できるが、今回はさらにギ酸合成に関与する酵素遺伝子を破壊した代謝改変株の利用を試みた。野生株と代謝改変株を用いて、通気度を変動させることで、47mol%の乳酸分率まで向上制御できることがわかり、当初の目的を果たすことができた。また、29mol%の乳酸分率からなるポリマーを大量合成し、その熱的性質や機械的物性も調べることができ、P(3HB)やPLAなどのホモポリマーが示す硬質性に対して柔軟性を付与することに成功した。本成果も、実験着手以前に想定した設計どおりの物性発現であった。ただし、乳酸分率が向上するのにしたがい、ポリマー合成量と分子量の低下が観察され、新たなる課題が出現した。さらに乳酸分率を100mol%へ向上させたり、高分子量ポリマーを大量に合成するためにはどうしたらよいか?意欲的な課題である。コリネ菌の細胞内に人工的に供給できるようになったD型乳酸から乳酸重合酵素の基質となるD乳酸のCoA(補酵素A)体に変換する酵素であるPropionyl-CoA転移酵素の遺伝子導入を計画している。また、乳酸重合活性の向上するアミノ酸置換パータンの探索をさらに続け、細胞内に導入することで、その効果を共重合体の中の乳酸分率を測定することで検証して行く。現在までの達成度で述べたが、乳酸分率が向上するのにしたがい、ポリマー合成量と分子量の低下が観察され、新たなる課題が出現した。さらに乳酸分率を100mol%へ向上させたり、高分子量ポリマーを大量に合成するためにはどうしたらよいか?を考える必要がある。
アジア・太平洋秩序のトランスナショナル・ヒストリー－「文化国際主義」の挫折と再生

国内から4名の研究分担者と本研究課題の特任研究員、加えてアメリカ合衆国本土と20世紀アジア・太平洋秩序の結節点とも言えるハワイ、また英連邦の一部としてアジア・太平洋秩序形成に深く関与したオーストラリアから、それぞれ当該主題について世界の学界を牽引する研究協力者3名を招へいして、報告および討議を行なった。具体的には20世紀アジア・太平洋秩序研究全般の視座について2本の報告(この分野の古典的研究である入江昭『極東新秩序の模索』とライシャワー/フェアバンク学説の再考)、また両大戦間期を対象にウィルソン主義と太平洋問題調査会(IPR)、スポーツとアジア・太平洋秩序、学生交流(日米学生会議、日比学生会議)、満州国承認問題とIPR、前駐日大使ウィリアム・キャッスルと日米民間関係について、5本の報告が並んだ。さらに第二次世界大戦期から戦後を視野に入れて、日本のアメリカ研究者のアジア・太平洋秩序構想、社会科学研究評議会(SSRC)比較政治委員会と近代化論についての報告2本で締めくくられた。年度末にはワークショップに提出されたペーパーを一部改稿し、海外の英文出版社に企画書を提出した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。予定どおり、研究会を3回開催した。第1回目は7月中旬に研究代表者の勤務校・大阪大学で行った。この初回の研究会では、研究代表者が全体的な方向性(主な主題、対象とする時代)を説明した後、各人の役割分担を検討した。また、当該年度の暫定的な予定について確認した。さらに各参加者から自らが取り上げたい事象や団体、人物の紹介があり、続いて議論を行った。第2回目は、オーストラリアから研究協力者を招聘して、同じく大阪大学において開催した。研究協力者の報告は、1910年代から両大戦間期にかけての国際連盟保健機関(LNHO)の東アジアにおけるガバナンスを、当該地域の専門家集団の役割にも焦点を当てるものであった。また、アメリカの社会科学研究評議会の比較政治委員会で議論された近代化論についても、報告が行われた。第3回目は、大阪大学東京オフィスにおいて開催した。研究組織外の若手研究者による日米学生会議および日比学生会議についての報告と、研究代表者による「新渡戸宗」派知識人の東アジア秩序観とアメリカについての報告が行われ、質疑応答が続いた。文献・史料の収集に関しては、各人、割り当てられた経費を用いて、関連の文献を購買し、研究分担者の一人がニューヨーク近郊のロックフェラー・アーカイブ・センターへ出張して、一次史料の閲覧・収集を行った。研究代表者も国立国会図書館憲政資料室において、鶴見祐輔関係文書等の史料を閲覧・収集した。予定どおり研究会を3回開催して、研究代表者や研究分担者、さらに研究組織外の若手研究者が報告を行ったことは、2年目に向けての順調な滑り出しとなった。本研究課題が力点を置いている海外との連携についても、オーストラリアより研究協力者を招聘できたことは大きな成果であった。また、研究分担者の一人が、アメリカ合衆国において一次史料の収集を行ったことは、今後、全体の研究にもつながるものと思われる。さらに研究代表者も国立国会図書館でいくつかの貴重な一次史料を発掘・収集でき、国内においても史料収集の道筋がついたのも収穫であった。研究会を3回開催した。第1回目の研究会では、アメリカ合衆国から招聘した研究協力者が、アジア・太平洋地域への近代スポーツの伝播、より具体的には戦前に開催された極東選手権大会について、また、研究分担者・三牧聖子氏が両大戦間期の太平洋問題調査会(IPR)の活動を非西洋世界発の学知のネットワークという側面に光を当てて報告を行い、活発な議論がなされた。2回目の研究会は、195060年代の日本の社会科学学界において、アメリカ政治学界との交流の結節点の役割を果たした石田雄・東京大学名誉教授へのインタビューを兼ねたもので、知的刺激に富むものであった。アメリカの「大財団」の助成を得て開催された日米知識人が出席した国際会議等において、ベトナム戦争のようなアジア・太平洋地域におけるアメリカの軍事介入とも密接に関係する近代化論や行動論政治学が、どのように扱われたのかについて、直接話を聞くことができた。3回目の研究会では、研究分担者・高光佳絵氏がアメリカのジャーナリスト、ロイ・ハワードが戦前の日米関係において果たした役割について、また、研究組織外から招いた研究者が、戦後初期のアメリカ大学人のソ連へのまなざしについて、詳細な報告を行い、質疑応答が続いた。資史料の収集については、研究組織の各メンバーがそれぞれ関連の文献を収集すると同時に、特任研究員・中村信之氏と研究代表者が、それぞれアメリカ合衆国に出張して、大学図書館・文書館等で関連の一次史料を収集した。予定どおり、研究会を3回開催することができた。第2回研究会において、一つのオーラル・ヒストリーとして石田雄・東京大学名誉教授にインタビューできたのも大きかった。また、組織を構成する研究代表者・研究分担者・研究協力者がそれぞれの主題で実証的な成果を報告・刊行し、今後、学会等でセッションを組織したり、研究成果をまとめる土台が提供された。関連の文献の収集や国外での一次史料の収集においても一定の成果を上げることができた。全体として、海外の研究協力者から刺激を受けつつ、研究課題への理解が深まった一年であった。

3年目にして、海外在住の3名の研究協力者全員を招聘し、科研費プロジェクトのメンバー以外の知見提供者らも一緒にワークショップ形式の研究会を開催することができた。また、研究代表者や研究分担者も各自、日本国内やアメリカ合衆国で一次史料や二次文献を収集し、年3回程度、研究会合を催し、個別に著書・論考を発表して、全体として当該研究課題への理解が深まっている。国内から4名の研究分担者と本研究課題の特任研究員、加えてアメリカ合衆国本土と20世紀アジア・太平洋秩序の結節点とも言えるハワイ、また英連邦の一部としてアジア・太平洋秩序形成に深く関与したオーストラリアから、それぞれ当該主題について世界の学界を牽引する研究協力者3名を招へいして、報告および討議を行なった。具体的には20世紀アジア・太平洋秩序研究全般の視座について2本の報告(この分野の古典的研究である入江昭『極東新秩序の模索』とライシャワー/フェアバンク学説の再考)、また両大戦間期を対象にウィルソン主義と太平洋問題調査会(IPR)、スポーツとアジア・太平洋秩序、学生交流(日米学生会議、日比学生会議)、満州国承認問題とIPR、前駐日大使ウィリアム・キャッスルと日米民間関係について、5本の報告が並んだ。さらに第二次世界大戦期から戦後を視野に入れて、日本のアメリカ研究者のアジア・太平洋秩序構想、社会科学研究評議会(SSRC)比較政治委員会と近代化論についての報告2本で締めくくられた。年度末にはワークショップに提出されたペーパーを一部改稿し、海外の英文出版社に企画書を提出した。次年度も同様に年3回程度、研究会を開催する予定である。初回はアメリカ合衆国から研究協力者を招聘して、6月下旬に首都圏で開催することが決定している。主題は未定だが、スポーツ(オリンピック)と国際政治を一つの候補として検討中である。第2回目、第3回目の研究会では、これまでに報告を行っていない研究分担者が自ら取り上げる主題について、報告する。アジア太平洋地域秩序の形成における国際的民間団体の役割や地域専門家への外交への参与にも光が当てられる予定である。また、アジア研究を専門とする研究組織(主としてアメリカを専門とする研究者により構成されている)外の研究者に打診して、知見の提供を受けるつもりである。文献やアメリカ合衆国等、海外における史料の閲覧・収集、および国立国会図書館憲政資料室の松本重治関係文書、樺山愛輔関係文書といった一次史料の収集についても引き続き実施していく。次年度は5月中旬にアメリカ合衆国から研究協力者を招聘して、第1回研究会を開催することが既に決定している。19世紀半ばから20世紀前半にかけて、日米の知識人がアジア・太平洋地域における現代性(modernity)の出現にどのように関わったのかが検討される予定である。12月にも海外の研究協力者の訪日に合わせて、研究会を開催する。また、昨年度、一昨年度に引き続き、研究代表者ないし研究分担者が国外に出張して、文書館等で一次史料を閲覧・収集する。今年度は12月に3名の研究協力者を海外から招聘し、研究代表者はもちろん、研究分担者も全員出席の上、2日間にわたり関西か首都圏で国際ワークショップを開催する。また、その際、全員が英文ペーパーを準備する予定である。
研究者と連携した「法教育」教材の開発

本研究は、「法教育教材」不足を背景に、現場の教員と法学研究者が連携した教材を作成することを目的とした。そして、完成した「法教育教材」が法学教育の専門家である研究者が持つ法律の専門的知識や「法教育」に関する理論と,現場の教員が持っている生徒の思考力,判断力,表現力などを高める「教材力」として完成度の高い「法教育教材」になることを目指した。具体的には、ルール作り,立憲主義などのテーマについて,東京大学,京都大学,金沢大学などの研究者から高校生を対象とした「法教育教材」向けの講義を受け,受講後,講義内容を「教材」化し,出来上がった「教材」を研究者とともに「法教育教材」として適切か検討・修正した。そして完成した「法教育教材」を,私や研究協力者の勤務校で実践し,アンケートなどで検証し,さらに改良を加えホームページなどで発表した。本研究の結果、20を超える「法教育教材」が完成し、ホームページなどで発表することにより、「法教育教材」不足に悩む多くの現場教員,そして「法教育」そのものに貢献することが出来た。また、その内容は憲法・民法・民事訴訟法・判例研究と多岐にわたり、特に、これまで実践がなかったと思われる民事訴訟法をテーマとした教材開発が行われたことは、今後の法教育教材の開発においてリーディング・ケースとなった。さらに、法学研究者により「法教育教材」にふさわしい講義を受け、その法律を授業で取り上げる際に扱うべき法の趣旨や論点、考え方を理解して教材を作成することにより、完成度の高い「法教育教材」を作成することができることを示すことが出来た。
情報化社会における教員養成での理数科教育の教育内容の研究

現在、初等教育におけるマルチメディア化教材そしてパソコン教育は特に,理科においては必須のものになっている。しかし現場の教師が,また教師予備軍である教育学部の学生もこの情報化杜会に対応できる能力を十分に身に付けているとは言いがたい。そこで、大学の教員養成課程の理数科教育のカリキュラム、教育内容を情報化社会(情報教育も含む)の視点で改善・改良を行うこと,さらにその成果をネットワーク上に開放し、地域教育情報網の構築・発信することを本研究は目的とした。部分的とはいえ,当初の自標である理科・数学教育の見直し(再検討)、観察・実験の支援を具体化、データベースを作成、教材の開発は終わっている。次いで、得られた成果をマルチメディア化し、それらをネットワーク上に載せることも試行できた。しかし、残念なことに学部内LANが未整備(法規未整備を含む)のため、その教材の開放は完全にはできていないので,(株)東洋館出版社のwww.e-sensei.ne.jpの場を借りてホームページを開設し,現職の埼玉県内理科教師に向けてアンケート調査をおこなった。アンケート調査で得られた重要な結果の一部は1.理科指導上の問題2,理科教員として孝えることであった。現職教員の悩みや要望として,リソースとしての情報については1,実験に関するものの多いこと,そして情報交換の場としては掲示板は2,意見・情報交換ができとても良いや3,自分達の実践を発表できる交流の場が欲しいというものであった。最終的にHPの提供ができたこと,アンケートを取れたことにより,地域教育情報網の構築・発信が可能となった。埼玉県内の地域教育情報網とリンクを張り、情報の発信は現段階では未完成であるが,これは我々にとり今後の課題である。"インターネットを利用した現職教員教育"に容易に発展させることも可能となったのが,本研究の最終成果である。今日、21世紀に向けて科学技術の発達による高度の情報通信社会の到来を信じない者はいない。そんな時代の変革期には教育内容の改善が要請されるのも当然である。とりわけ、理数科教育の改善が必須で、教員養成の教育内容の検討・改善は急務である。そこで本研究は、大学の教員養成過程の理数科教育のカリキュラム、教育内容を情報化社会(情報教育も含む)の視点で改善・改良を行い、さらにその効果をネットワーク上に開放し地域教育情報網の構築・発信を目的とした。本年度は以下の成果を得ている。まず、理科教育、数学教育の見直し・検討を行った。観察・実験の支援を具体化し、データベースを作成し、教材開発を始めた。当然、その教材はデジタル化、マルチメディア化(静止画だけでなく動画も取り込む)されたものである。次いで当初の計画よりも早く、得られた成果の一部をネットワーク上に載せることも部分的には試行できた。ネットワーク上に載せたものは、いまだ教育学部の学生、大学院生(特に現職教員)、また埼玉県内の小、中学校および高校の先生など一般に、利用してもらうレベルにまでは至っていない。具体的には化学実験教育に限定すると(1)実験器具、(2)実験操作、(3)安全実験、の面での指導・支援において画像情報のデジタル化、マルチメディア化ができた。その結果、HTML言語によるホームページ(http://chem1.Science.Face.Saitama-u.Ac.Jp/)が未完成ながら開設できた。平成12年度は理数科教育の見直しを、新学習指導要領に準じて行うと共に、教材のマルチメディア化も完全なものにするため再検討する。さらに開設できたホームページも埼玉県内の地域教育情報網とリンクを張り、情報の発信を完全なものにする予定である。現在、小・中学校におけるマルチメディアそしてパソコン教育は必須のものになっている。理科においてもそれらを利用するのは必然である。

しかし現場の教師が依然としてそれらを十分に活用しているとは言いがたい。当然、教師予備軍である教育学部の学生でもこの情報化社会に対応できる能力を得ているとは言いがたい。そこで、大学の教員養成課程の理数科教育のカリキュラム、教育内容を情報化社会(情報教育も含む)の視点で改善・改良を行う。さらにその成果をネットワーク上に開放し、地域教育情報網の構築・発信するこを本研究の目的とした。本年度、2年目の成果を以下に記す。理科・数学教育の見直し・検討は化学領域ではほぼすみ、観察・実験の支援を具体化し、データベースを作成し、教材の開発もかなり終わっている。次いで、得られた成果をネットワーク上に載せることも試行できたが、学部内LANが未整備(法規未整備を含む)のため、その教材の開放は未だできていない。具体的に化学実験教育に限定すると、(A)小・中学校、(B)高校レベルにおける(1)実験器具、(2)実験操作、(3)安全実験、の面での指導・支援において画像情報のデジタル化、マルチメディア化ができているので、準備は整っている。平成13年度は理数科教育の見直しは当然のこととし、教材のマルチメディア化も完全なものにするため再検討する。さらに開設できるホームページも学内LANとの関係問題をクリアして埼玉県内の地域教育情報網とリンクを張り、情報の発信を完全なものにする。現在、初等教育におけるマルチメディア化教材そしてパソコン教育は特に,理科においては必須のものになっている。しかし現場の教師が,また教師予備軍である教育学部の学生もこの情報化社会に対応できる能力を十分に身に付けているとは言いがたい。そこで、大学の教員養成課程の理数科教育のカリキュラム、教育内容を情報化社会(情報教育も含む)の視点で改善・改良を行うこと,さらにその成果をネットワーク上に開放し、地域教育情報網の構築・発信することを本研究は目的とした。最終年度、3年目の成果を以下に記す。理科・数学教育の見直し(再検討)は化学領域でほぼ済み、観察・実験の支援を具体化し、データベースを作成し、教材の開発も終わっている。次いで、得られた成果をマルチメディア化し,それらをネットワーク上に載せることも試行できたが、残念なことに学部内LANが未整備(法規未整備を含む)のため、その教材の開放は完全にはできていない。具体的に化学実験教育に限定すると、(A)小・中学校における(1)実験器具、(2)実験操作、(3)安全実験、そして(B)高校の化学では周期律に始まり,教材,挿話集,実験装置,実験,薬品という指導・支援を画像情報化,デジタル化,マルチメディア化した教材ができているので、(株)東洋館出版社のwww.e-sensei.ne.jpの場を借りてホームページを開設し,現職の埼玉県内教師に向けてアンケート調査を行なった。その結果の詳細は我々が提出した研究成果報告書(冊子)を参照してほしい。埼玉県内の地域教育情報網とリンクを張り、情報の発信は現段階では未完成であるが,これは我々にとり今後の課題であると考えている。
日本における絵画・彫刻・工芸各分野のモチ-フの交流に関する調査研究

最終年度にあたり、関連史料の調査収集を進めるとともに各個テ-マの集中化を計り、時代・分野を通して総合的に討議しながら研究のまとめを行なった。1.古代中世第一班は仏教美術について、絵画では仏伝図・仏涅槃図など仏伝表現における変容をモチ-フの整理によって検討し、彫刻ではこれまで収集してきた鎌倉時代に至る阿弥陀如来の来迎像の現存作品、関連記録を整理し、彫刻における来迎表現が来迎図と緊密な関連をもちながら、しかも如何に三次元独自の表現を加味しながら展開していったかを考察した。(今年度調査作品大阪・四天王寺、京都国立博物館、京都・常照皇寺、和歌山・光台院、栃木・地蔵院、愛媛・宗光寺の各阿弥陀三尊像)2.古代中世第二班は肖像画・伝記絵、扇面画をとりあげた。肖像画に関しては早雲寺蔵北条早雲像、京都国立博物館の高僧画像などを調査し、中世の祖師像が顔の表現以外は大陸の祖師像を手本として図像的骨格を作り上げていることを明かにし得た。扇面画研究については、工芸研究と協力して東京国立博物館蔵扇面散らし蒔絵手筥、MOA美術館蔵山水図蒔絵手筥を調査し、モチ-フの伝播に関する研究資料を収集したほか、日本においては珍しい画題の作品(三教合面図紙本墨画淡彩個人蔵)を調査した。3.近世近代班のうち、近世研究においては宗達派作品と古典モチ-フとの関係を昨年に引続いて検討するため、ニュ-ヨ-ク・バ-クコレクション所蔵作品を調査し、宗達派絵画に表わされた古典文学の主題を明らかにすることを試みた。近代研究においては、歴史画・構想画の成立と展開を黒田清輝の画業について研究したが、今後さらに西洋美術のみならず日本の伝統美術のモチ-フが如何に生かされたかを研究することが重要と思われる。本年度(第一年次)は個々の作品の細部を調査することにより研究の基礎資料を充実させることにした。1.古代中世研究班・第1班は、仏教尊像の着衣に施された文様と、人間が着た衣服に表現された文様との関連を探る目的で資料収集を始めた。彫刻については、本研究の視点からなる調査が従来はあまり行なわれなく資料が乏しいため、第1班の重点を仏像彫刻調査に置くこととし京都・清凉寺の釈迦如来像、阿弥陀三尊像、兜跋毘沙門天像、同・教王護国寺の講堂諸尊、兜跋毘沙門天像、五大虚空蔵像、同・長講堂の阿弥陀三尊像、同・甘露寺の十一面観音像、奈良・来迎寺の善導大師像、さらに福島・勝常寺の薬師如来像、日光菩薩像、月光菩薩像、十一面観音像その他を調査した。仏画に関しては京都・教王護国寺の両界曼茶羅、五大尊像、京都国立博物館の十二天像など平安仏画の基準作について文様を比較検討し、染織に関しては宮城、片倉家伝来の染織品類を調査することができた。2.古代中世研究班・第2班は、仏画以外の絵画作品や染織以外の工芸作品におけるモチーフを研究する。第1班が人体および人体を形どる仏像に施こされた文様の研究に重点を置いたことに対応させて、高僧像ー俗人と仏像との間に位置する人体像ーに用いられるモチーフを中心に研究を進めるー方、群馬・泉竜寺の白崖宝生禅師像ほかを調査した。金工・漆工については既に公表された多数の作品に関しモチーフの使い方という視点から改めて比較検討を行なった。3.近世近代研究班は、作家研究を深めるにともない主題及びモチーフの意味がより一層明らかにされるという見通しのもとに、洋画家では久米桂一郎、国沢新九郎、鹿子木孟郎、日本画家では橋本雅邦、狩野芳崖等の作品を調査した。各研究班とも基礎資料を更に集めることが必要となったので次年度の前半までは調査研究を続ける予定である。本年度は、モチ-フ研究のうちその典拠の問題に注目し、作品に即した具体的検討を三つの研究班によって試みた。1.仏教美術研究を主とする古代中世第一班は、菩薩像の着衣形式、十一面観音・如意輪観音の表現と経典の関係に関する研究については研究資料の不足を補うため奈良法華寺、同普門院、同東大寺、京都平等寺、三重瀬古区、岡山明王寺、島根鰐渕寺、福岡長谷寺、同如意輪寺、福島大蔵寺等の諸像を調査した。仏伝図表現に関しては香川極楽寺の仏涅槃図を調査するとともに仏涅槃図約40点に描かれたモチ-フを検討した。それにより、以前に調査した作品についても報告をまとめることができた。2.中世絵画・工芸研究を主とする古代中世第二班は、高僧伝絵におけるテキストと表現の関係を検討するために岡山県立博物館の伝法絵を、また肖像画の図様の伝播・変容を検討するため佐賀万歳寺の頂相二幅をそれぞれ調査し資料の補充につとめた。さらに扇面画の存在に着目し根津美術館蔵扇面画巻を調査するとともに文献資料により室町時代における扇面の制作工房・値段・用途などを窺わせる部分の収集につとめた。3.近世以降の美術を対象とする近世近代班では、近世絵画における古典モチ-フの典拠について岩佐又兵衛関係の作品を検討することにより追求した。

近代美術に関しては近代絵画史における歴史画・構想画研究の基礎的研究として久米桂一郎の在仏時代を研究し、また西洋美術との接触によって新たに登場する風景画につき黒田清輝の作品を中心に調査し、近代の主題として注目された光線画についても検討を加えた。また、近代日本画については画題・技法のすりかえの問題を近代水墨画を対象として検討を加え、いずれもその成果の一部を発表した。最終年度にあたり、関連史料の調査収集を進めるとともに各個テ-マの集中化を計り、時代・分野を通して総合的に討議しながら研究のまとめを行なった。1.古代中世第一班は仏教美術について、絵画では仏伝図・仏涅槃図など仏伝表現における変容をモチ-フの整理によって検討し、彫刻ではこれまで収集してきた鎌倉時代に至る阿弥陀如来の来迎像の現存作品、関連記録を整理し、彫刻における来迎表現が来迎図と緊密な関連をもちながら、しかも如何に三次元独自の表現を加味しながら展開していったかを考察した。(今年度調査作品大阪・四天王寺、京都国立博物館、京都・常照皇寺、和歌山・光台院、栃木・地蔵院、愛媛・宗光寺の各阿弥陀三尊像)2.古代中世第二班は肖像画・伝記絵、扇面画をとりあげた。肖像画に関しては早雲寺蔵北条早雲像、京都国立博物館の高僧画像などを調査し、中世の祖師像が顔の表現以外は大陸の祖師像を手本として図像的骨格を作り上げていることを明かにし得た。扇面画研究については、工芸研究と協力して東京国立博物館蔵扇面散らし蒔絵手筥、MOA美術館蔵山水図蒔絵手筥を調査し、モチ-フの伝播に関する研究資料を収集したほか、日本においては珍しい画題の作品(三教合面図紙本墨画淡彩個人蔵)を調査した。3.近世近代班のうち、近世研究においては宗達派作品と古典モチ-フとの関係を昨年に引続いて検討するため、ニュ-ヨ-ク・バ-クコレクション所蔵作品を調査し、宗達派絵画に表わされた古典文学の主題を明らかにすることを試みた。近代研究においては、歴史画・構想画の成立と展開を黒田清輝の画業について研究したが、今後さらに西洋美術のみならず日本の伝統美術のモチ-フが如何に生かされたかを研究することが重要と思われる。
海馬神経回路シータリズム発現による関係記憶の生成機構

海馬が担う記憶は、陳述記憶や空間認知に関連しており時間的には近時記憶であるとされ、外来シグナルに対して主体的な編集を伴う記憶形成の問題となっている。本研究では、このような海馬固有の関係性としての記憶生成機能を、知覚情報と内的情報の相互循環的な作用として捉え、次のような作業仮説を導入した。1)海馬では少なくとも2種の情報をリアルタイムに関係を付けていくことが必須の機能である。その一つは種に知覚に関連したマルチモードの「知覚」情報、他は動機付けやコンテキストや内的状態に依存した「仮説」情報である。2)これら2種の情報は海馬神経回路はシータリズムの集合的な同期性に依存してリアルタイムに関係的に統合または分離される。1)と2)より、「仮説」と「知覚」の2種の情報がシータリズムの同期/脱同期によって統合分離される情報処理過程のモデルを構築し、情報処理機能をしらべるのが本研究の目的である。振動神経ユニットの記述のために、神経活動とその相互作用方式について新たな位相記述方程式を提案した。この方程式は、神経振動子の数学的記述としては最も簡単なものでありながら、神経固有のさまざまな性質を再現でき、さらに複雑な回路を組む上で解析上便宜的な性質を持つ。海馬体神経回路のリズムの基本的な性質としては、シータリズムに2種のパターンがあることが実験的に知られているが、モデル神経回路においても、まずこれら2種のパターンを再現できた。この神経記述を基本として、回路内シータリズムのタイプI、IIにより神経回路上での処理機能が大きく変化することを示し、さらに1)近時性を有する情報の統合、2)獲得された仮説情報の新奇な状況での適用について、それぞれに必要とされる基本回路を示した。これらの情報処理様式について検討を進めている。
私的感情のなかの潜在的世論：清水幾太郎のパーソナリティ論のメディア論的再解釈

本年度は、主に3つの領域の研究に取り組んだ。第1に、1930年代前半期の清水幾太郎の思想に関する研究である。昨年度の研究では、清水の世論研究の関心が、個人の内部に生じている社会的矛盾の隠蔽や抑圧といった事態にあったことを明かにした。これを受けて、今年度はそうした関心それ自体がいかにして清水に芽生えてきたのかを検討するため、彼がもっぱら社会学に対するイデオロギー的批判に取り組んでいたとされる1930年代前半の思想史的著作や時論を総合的に読解した。その結果、すでに1933年後半期に発表した著作のうちに、社会をより高次の段階に進化させようとする運動と、文化を通じてそれに歯止めをかける運動という、2つの異なる歴史のダイナミズムの相剋を市民社会における個人という単位のうちに見出そうとする関心が芽生えていることが明らかになった。第2に、清水および彼の師である戸田貞三を取り巻く社会史的なコンテクストの研究に取り組んだ。とりわけ重要視したのが、戸田貞三の社会学・家族研究の背景をなす、太平洋戦前期における社会学と教育政策との関係である。具体的には、東京帝国大学の社会学が、明治後半期以来道徳教育政策と密接な関係を結んできたこと、またデモクラシーの社会的浸透が進んだ大正期には、その関係が社会学と公民教育との接近へと展開したことを明かにした。また同時に、こうした社会学と教育政策との接近こそ、上述した1930年代前半の清水の社会学批判の重要な対象であったことを明らかにした。第3に、清水の著作を対象とするテキストマイニングである。今年度は、一般に清水の1930年代後半におけるアメリカ社会心理学の受容と結び付けて語られる諸概念が、実際にはどの時期から用いられているのかを、語の用例に着目して検討した。その結果、幾つかの心理学的概念が、すでに1930年代初頭から持続的に用いられていることが明らかになった。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、主に3つの領域の研究に取り組み、順調な成果を挙げた。第1に、社会学者清水幾太郎の「輿論」論の理論的研究である。主に『流言蜚語』(1937)というテクストに関して、『社会と個人』(1935)や『青年の世界』(1937)といった、『流言蜚語』以前に清水が執筆した著作との内容の整合性や、清水が参照したワイマール期ドイツの世論研究との関係を学説史的に検討した。その結果、これまで先行研究では大きな飛躍があるとして理解されてきた清水の議論が、少なくとも1935年以降の一貫した展開を見せていること、またその際に清水が世論の表明を規定する感情的条件に関する分析を行っていることが明らかになった。第2に、清水幾太郎の指導教官であった家族社会学者・戸田貞三の理論的著作の歴史的意義の検討である。清水の1940年代初頭における研究関心の展開を理解する上で、先行する戸田の社会学の業績の理論的パースペクティブとの関連性を検討する必要があった。そのため『社会学』(1932)を初めとする戸田の社会学の歴史的意義を、戸田の主な研究領域とされる家族研究との関係も視野に入れつつ解明する作業に取り組んだ。その結果、同時期の社会学においては「集団」という一般的な概念を設定することにより、個人が社会から与えられる影響や社会に対し発揮する作用を局面ごとに分節化しようとする問題意識があったことが明らかになった。第3に、清水幾太郎の著作を対象としたテクストマイニングである。特に清水の著作集に関して、各時代において清水が重視していた用語のテクストマイニングを行い、清水の「転向」をめぐる先行研究の理解を検証し、今後の研究を進めるに当たっての手がかりを得た。とりわけ戸田において重要な意義を有していた「集団」という語への着目が、清水にも通底していることが明らかになった。昨年段階で予定していた研究計画である、1清水幾太郎の世論観の研究、2戸田貞三の社会学の研究、この2つのそれぞれについて一定の成果を挙げることができた。また、それぞれの研究対照・領域の間に研究開始以前に想定していた問題意識や関心の有機的関連性を捉えることができた。さらに、手法としての応用可能性を探りつつあったテクストマイニングについても、時代毎の用語の分布という観点から一定の意義を見出すことができた。以上の点より、研究計画はあらかじめ想定していた通り順調に推移していると評価することができる。

第2に、清水および彼の師である戸田貞三を取り巻く社会史的なコンテクストの研究に取り組んだ。とりわけ重要視したのが、戸田貞三の社会学・家族研究の背景をなす、太平洋戦前期における社会学と教育政策との関係である。具体的には、東京帝国大学の社会学が、明治後半期以来道徳教育政策と密接な関係を結んできたこと、またデモクラシーの社会的浸透が進んだ大正期には、その関係が社会学と公民教育との接近へと展開したことを明かにした。また同時に、こうした社会学と教育政策との接近こそ、上述した1930年代前半の清水の社会学批判の重要な対象であったことを明らかにした。第3に、清水の著作を対象とするテキストマイニングである。今年度は、一般に清水の1930年代後半におけるアメリカ社会心理学の受容と結び付けて語られる諸概念が、実際にはどの時期から用いられているのかを、語の用例に着目して検討した。その結果、幾つかの心理学的概念が、すでに1930年代初頭から持続的に用いられていることが明らかになった。第1に、清水幾太郎と戸田貞三という二人の社会学者が共有していた思想史的・社会学史的なコンテクストの解明が挙げられる。現在の想定では、第1次世界大戦終了以後の日本で中等教育を中心に導入された、公民科教育の設置運動と社会学との関係が重要である。公民教育は日本におけるデモクラシーの普及と市民生活との乖離の克服を図ることをめざす思想的な動向であり、戸田貞三など主要な社会学者が学問を通じて基礎づけを与えようとしたという点でも重要であるとともに、清水に代表される1930年代にキャリアをスタートさせた社会学者の批判対象となったという点でも、見落とせない文脈であると考えられる。今後は、公民教育論という歴史的動向がいかなる思想的な布置の下におかれていたのかを、戸田や清水のみならず、それ以前の社会学者の教育論や、同時代の教育実務家・倫理学者・政治学者の議論との比較も通じて、より広範に検討することが必要であると考えられる。第2に、海外の研究動向との比較研究も重要である。とりわけ1年目の研究を通じて、戸田と清水の念頭においていた社会学や社会制度の背後に、同時期のアメリカの存在感が見逃せないものであることが明らかになった。例えばそのことは戸田・清水が共通して理論的な考察対象として扱っている家族の問題にも現れており、2人は共通してアメリカの家族研究を重要な参照項として自らの社会集団論を展開している。また、先述の第1の課題で述べた公民教育論についても、戸田はアメリカの公民科(civics)と社会学との親近性に強い影響を受けていたことはこれまでも度々指摘がある。こうした論点を単なる個々のエピソードとして捉えるのではなく、同時代において1925年の男子普通選挙の導入を目前とし、様々なバリエーションを伴って展開された公民論の受容の一つの思想的文脈として真剣な検討を与える必要があると考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
反応集積化によるフッ素系中分子化合物の高選択的合成と新機能開発

有機フッ素化合物は、フッ素原子が醸し出す特異な性質により、医薬・農薬、並びに液晶等の機能性材料として注目を浴びている。トリフルオロメチル基などの含フッ素官能基の有機化合物への導入は、有機フッ素化合物合成における基幹技術である。特に、「求核的、およびラジカル的含フッ素官能基導入反応」は、合成化学的に汎用性が高いため、多岐に渡るフッ素化合物の合成に対し強力な手法である。一般的に、α位にフッ素を有するカルバニオン種は、発生が困難であり、不安定である。フフッ素系中分子化合物の新しい合成法の開発を目指して,含フッ素カルボアニオン種,ラジカル種の反応を開発する.シリル基によって安定化された含フッ素カルボアニオンの発生とその反応を研究している.フッ化ベンジルにより容易に得られるα-シリルフッ化ベンジルに,塩基存在下で塩化トリエチルシリルを作用させると,ベンジル位に異種のシリル基(TMSとTES)を有する含フッ素化合物が得られた.α-フルオロ-α-シリルベンジルアニオン種とヨウ化イソプロピルとの反応が進行し,その結果,フルオロメチルベンゼンのベンジル位に複数の置換基を導入することが可能となった.さらに、フッ素化リン脂質骨格を有する中分子化合物の高選択的合成への応用を目指し,マイクロフロー法による高効率的ラジカル付加反応を進めている。実際に、ヨウ化ペルフルオロアルキルのアルケンへの付加反応において、反応の高速化、および制御の観点からフローマイクロリアクターの利用が非常に有効であることがわかった。29年度が最終年度であるため、記入しない。例えば、フッ素原子の電気陰性度の大きさ(電子的効果)や炭素ーフッ素結合の強さから、フッ素を含まない系と比較した場合の生物活性の飛躍的向上、代謝の阻害、材料としての強度増加などの様々な機能が期待できる。しかしながら、有機フッ素化学の分野では、「含フッ素アルキル基の求核的導入」が多くの問題を抱えていることが知られている。これは、含フッ素アルキルカルバニオン種の化学的性質に起因するものである。特に、α位にフッ素を有するカルバニオン種は、発生が困難であり、不安定である。フッ素系中分子化合物の高選択的合成と新機能開発を目指して,含フッ素カルバニオン種,ラジカル種の反応を調査した。α-フルオロベンジルアニオン種と塩化トリメチルシリルとの反応によりα-フルオロベンジルシランの合成を試みたところ,過剰量のLTMP塩基とMe3SiClを使用した場合にビスシリル体が良好な収率で得られた。生成物のビスシリル体のジアニオン等価体としての可能性を探索している。さらに、集積型精密反応制御法を活用して,β-位にフッ素を有するカルバニオン種の非破壊的的発生と,種々の求電子剤との反応に成功した。α-フルオロベンジルアニオン種の反応で、新しい知見が得られた。これらは、フルオロアルキル基の新しい導入法の一種であるため、本研究目的に沿って研究が進んでいる。多様なフルオロアルキル基の導入が望まれるため,今後はマイクロフロー法による効率的なフルオロアルキル化反応の利用を積極的に検討する。
チフス菌の食細胞内増殖に関連した45kDa外膜蛋白質のクローニング

チフス菌は通性細胞内寄生菌でマクロファージ内で増殖できると考えられている。細胞内で発現する菌側の遺伝子産物を同定するためにオプソナイズしたチフス菌を培養細胞(THP-1)に感染させ24時間培養した。シクロヘキシミドTHP-1細胞の蛋白質合成を完全に停止させた後[^<35>S]メチオニンで細菌蛋白のみを標識しSDS-PAGEによって分離し、フルオログラフィーで標識蛋白を検出した。THP-1細胞に取り込まれたチフス菌では分子量72、70、62、48、40、34、29、16、15kDa蛋白の発現増加が観察された。これらのうち72と62kDa蛋白はイムノブロティングならびにその分子量からGroEとDnaKであると考えられた。またネズミチフス菌との比較から70と40kDaの蛋白はチフス菌においてのみ観察されたが、THP-1細胞内で両者が示す蛋白プロファイルは極めて類似しており感染24時間後には両病原体はTHP-1細胞内の共通したストレス環境下に存在すると思われた。またTHP-1細胞内から菌を回収し外膜蛋白を解析した結果、食細胞内ではOmpAやOmpCの主要外膜蛋白の産生は抑制され代わって45kDa蛋白の産生が顕著であった。継続してこの外膜蛋白遺伝子のクローニングを試みている。また食細胞内で主に利用されるシグマ因子を同定するためチフス菌を感染させたTHP-1細胞からRNAを抽出しRT-PCRを行った結果、シグマ38、54、70は検出できたがシグマ32はできなかった。現在定量的な解析を試みている。
植物細胞の分化を支える液胞の機能発現

高等植物の液胞は,貯蔵器官にみられるタンパク質蓄積型液胞と栄養器官の分解型液胞の2つに大別されている.両液胞は明確に区別されているにも関わらず,相互に変換が起こっている.この液胞の相互変換機構を解析するために,脂肪性種子のタンパク質蓄積型液胞に特異的に出現する膜タンパク質MP73の構造解析及び生合成の機構を解析した.MP73は,登熟期の中期に種子のタンパク質蓄積型液胞膜に集積されるが,種子の発芽期には、タンパク質蓄積型液胞が分解型液胞へ転換するのと並行して,消失していく.成熟型MP73ドメインの後半はGlu/Arg richの繰り返し配列が存在し,架橋実験から,MP73は液胞膜上で未知の分子と複合体を形成していることが分かった.タンパク質蓄積型液胞へのタンパク質の細胞内輸送に関与する小胞の単離に成功し,PAC(Precursor-Accumulating)小胞と命名した.PAC小胞の解析から,新規の液胞タンパク質の細胞内輸送の経路が見つかった.これまで植物の液胞タンパク質は粗面小胞体で合成された後に,ゴルジ体を経て液胞へ輸送されると考えられてきたが,本研究から,ゴジル体を経由しない経路の存在が明らかになった.また,このPAC小胞依存的な経路を栄養器官の細胞において誘導させることにも成功した.小胞輸送によって運ばれる液胞タンパク質の前駆体を成熟型に変換する酵素の実体を解明し,液胞プロセシング酵素(VPE,Vacuolar processing enzyme)と命名した.その後,高等植物には,貯蔵器官型と栄養器官型のVPE homologuesが存在すること及び,それぞれが,タンパク質蓄積型液胞と分解型液胞で機能していることを明らかにした.前者のVPEは,貯蔵タンパク質の成熟化や生体防御因子の一つであるTrypsin inhibitorの活性化を担っていることを示し,一方,後者のVPEは,細胞死,ストレス,過敏感反応などにより誘導される分解酵素やPRタンパク質の活性化に関与している可能性を示した.以上の結果は,高等植物の分化した液胞はそれぞれの液胞機能タンパク質の活性発現系を有すること,及び液胞機能分子の細胞内輸送のための新規の輸送系を発達させていることを示している.高等植物の液胞は,貯蔵器官にみられるタンパク質蓄積型液胞と栄養器官の分解型液胞の2つに大別されている.両液胞は明確に区別されているにも関わらず,相互に変換が起こっている.この液胞の相互変換機構を解析するために,脂肪性種子のタンパク質蓄積型液胞に特異的に出現する膜タンパク質MP73の構造解析及び生合成の機構を解析した.MP73は,登熟期の中期に種子のタンパク質蓄積型液胞膜に集積されるが,種子の発芽期には、タンパク質蓄積型液胞が分解型液胞へ転換するのと並行して,消失していく.成熟型MP73ドメインの後半はGlu/Arg richの繰り返し配列が存在し,架橋実験から,MP73は液胞膜上で未知の分子と複合体を形成していることが分かった.タンパク質蓄積型液胞へのタンパク質の細胞内輸送に関与する小胞の単離に成功し,PAC(Precursor-Accumulating)小胞と命名した.PAC小胞の解析から,新規の液胞タンパク質の細胞内輸送の経路が見つかった.これまで植物の液胞タンパク質は粗面小胞体で合成された後に,ゴルジ体を経て液胞へ輸送されると考えられてきたが,本研究から,ゴジル体を経由しない経路の存在が明らかになった.また,このPAC小胞依存的な経路を栄養器官の細胞において誘導させることにも成功した.小胞輸送によって運ばれる液胞タンパク質の前駆体を成熟型に変換する酵素の実体を解明し,液胞プロセシング酵素(VPE,Vacuolar processing enzyme)と命名した.その後,高等植物には,貯蔵器官型と栄養器官型のVPE homologuesが存在すること及び,それぞれが,タンパク質蓄積型液胞と分解型液胞で機能していることを明らかにした.前者のVPEは,貯蔵タンパク質の成熟化や生体防御因子の一つであるTrypsin inhibitorの活性化を担っていることを示し,一方,後者のVPEは,細胞死,ストレス,過敏感反応などにより誘導される分解酵素やPRタンパク質の活性化に関与している可能性を示した.以上の結果は,高等植物の分化した液胞はそれぞれの液胞機能タンパク質の活性発現系を有すること,及び液胞機能分子の細胞内輸送のための新規の輸送系を発達させていることを示している.高等植物の液胞は,貯蔵器官にみられるタンパク質蓄積型液胞と栄養器官の分解型液胞の2つに大別されている.両液胞は明確に区別されているにも関わらず,種子の成長の過程をみると,相互に変換が起こっている.この液胞の相互変換機構を解析するために,脂肪性種子のタンパク質蓄積型液胞に特異的に出現する膜タンパク質MP73の構造解析及び生合成の機構を解析した.MP73は,登熟期の中期に種子のタンパク質蓄積型液胞膜に集積されるが,種子の発芽期には,タンパク質蓄積型液胞が分解型液胞へ転換するのと並行して,消失していく.MP73のcDNAを単離し,その構造解析を行うと共に,抗体を作製して,その生合成の機構を解明した.cDNAがコードするMP73の前駆体は,3kDのシグナルペプチド,24kDのプロペプチド,54kDの成熟型MP73ドメインからなっている.54kDの成熟型MP73ドメインの後半は約25kDのGlu/Arg richの繰り返し配列が存在し,この特徴的な構造のためにSDS-PAGE上の見かけの分子質量が73kDになると考えられる.

架橋実験から,MP73は液胞膜上で複合体を形成していることが分かった.MP73を含めて,これまでにタンパク質蓄積型液胞に特異的な5種類の膜タンパク質の構造解析と抗体作製が完了したので,これらを用いて,タンパク質蓄積型液胞と分解型液胞の相互変換の機構の解析を次年度も引き続き進める予定である.高等植物の2種類の液胞の機能転換は,上記の種子の形成及び発芽・成長の過程の他,花粉の成熟過程でも起こることが分かってきた.花粉の成熟過程において,貯蔵器官タイプと栄養器官タイプの2種類の液胞プロセシング酵素の遺伝子発現がみられることから,2種類の液胞がそれぞれ機能分担して働いていることが考えられた.シロイヌナズナの花粉の成熟過程における液胞(空砲)の形成と変換を電子顕微鏡観察で詳細に解析した.高等植物の液胞は,貯蔵器官にみられるタンパク質蓄積型液胞と栄養器官の分解型液胞の2つに大別されている.両液胞は明確に区別されているにも関わらず,種子の成長の過程をみると,相互に変換が起こっている.私達は,未熟種子のタンパク質蓄積型液胞内で貯蔵タンパク質の成熟化に関与する酵素の実体を解明し,液胞プロセシング酵素(VPE,Vacuolar processing enzyme)と命名した.その後,高等植物には,貯蔵器官型と栄養器官型のVPE homologuesが存在すること及び,それぞれが,タンパク質蓄積型液胞と分解型液胞で機能していることを明らかにした.前者のVPEは,貯蔵タンパク質の成熟化や生体防御因子の一つであるTrypsin inhibitorの活性化を担っていることを示し,一方,後者のVPEは,細胞死,ストレス,過敏感反応などにより誘導される分解酵素やPRタンパク質(Pathogen-related proteins)の活性化に関与している可能性を示した.登熟期の種子細胞にはタンパク質蓄積型液胞が存在するが,この液胞へのタンパク質の輸送機構を明らかにし,この細胞内輸送に関与する小胞をPAC(Precursor-Accumulating)小胞と命名した.PAC小胞の解析から,新規の液胞タンパク質の細胞内輸送経路が見つかった.これまで酵母の液胞タンパク質の液胞選別輸送とのアナロジーから,植物の液胞タンパク質も粗面小胞体で合成された後に,ゴルジ体を経て液胞へ輸送されると考えられてきたが,高等植物においては,ゴルジ体を経由しない経路が存在することが明らかになった.また,このPAC小胞依存的な経路を栄養器官の細胞において誘導させることにも成功した.上記の解析から,高等植物の分化した液胞はそれぞれの液胞機能タンパク質の活性発現系を有すること,及び液胞機能分子の細胞内輸送のための新規の輸送系を発達させていることが分かった.