hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地殻変動と地震活動に基づくスロースリップイベント像の解明

世界各地のプレート沈み込み帯を中心に、日から年の時間スケールで断層がゆっくりとすべるスロースリップイベント(SSE)という現象が知られている。本研究ではこのSSEを対象とし、測地学的な観測機器による時系列データにもとづいて、SSEの断層すべりの時空間発展を推定するインバージョン手法を、地震活動の情報も考慮できるように拡張することを当初の目標とした。研究を進めていく中で、地震活動について詳しく調べることで、これまで知られていない興味深い性質がありそうなことが分かったので、当初の目標とは少し方向がずれるが、それらについての理解も目指して研究を進めた。本年度は、SSEのすべりの時間発展に伴う、媒質中の任意の地点・震源メカニズムに対する応力変化を計算するコードを改良し、房総半島SSEとそれに伴う群発地震活動に適用した。この結果、多くのケースについて、群発地震活動が活発化する時期は計算された応力が極大値をとる時期と良い対応を示した。さらに、地震の集合としての特徴を表すパラメータである「b値」を、房総半島SSEの期間とそれ以外の期間とで算出した。その結果、ほとんどのSSEの期間中に発生した地震活動では、普段と比べて有意にb値が小さくなることを見出した。b値は地震発生場所の構造的な不均質性や、応力レベル、非地震性すべりの存在などによって変化するとされている。本研究での結果は、房総半島SSEに同期して発生する群発地震の活動様式に、SSEのすべり過程に依存する応力変化が直接的に影響を与えていることを強く示唆するものである。日から年の時間スケールで断層がゆっくりとすべるスロースリップイベント(SSE)を対象とし、測地観測時系列データにもとづいて、SSEの断層すべりの時空間発展を推定するインバージョン手法を、地震活動の情報も考慮できるように拡張する作業に着手した。これは房総半島沖で数年に一度の頻度で繰り返し発生しているSSEに代表されるような、群発地震活動をともなうSSEをターゲットとし、測地観測データが限られることによる、すべりの解像度・検知能力の不足を、地震活動の情報を併せて用いることによって向上しようとするものである。本年度は、断層すべりの結果生じる断層周囲の媒質中の応力変化によって、群発地震活動が誘発されている、との仮定に基づき、地震発生箇所において応力指標の一つである、クーロン破壊応力の変化(Delta-CFS)が負にならないような制約条件をインバージョンプログラムに組み込んだ。そして、この手法がどのような特性を持っているか・どのような場合に有用となるかを、いくつかの数値実験によって検証した。単純なケースとして、すべりを配置した小断層の周囲に、Delta-CFSが正となる制約条件を課した場合には、その制約条件を課さない場合に比べ、周囲へのすべりの染み出しが減少し、すべりを設定した場所でのすべり量は、与えたすべり量により近い解が得られた。この結果は平成29年度の日本地球惑星科学連合大会で発表する。そのための申し込みを今年度行った。当初の計画通り、Delta-CFSが負とならない制約条件を測地インバージョンに組み込むことができたため。日から年の時間スケールで断層がゆっくりとすべるスロースリップイベント(SSE)を対象とし、測地観測時系列データにもとづいて、SSEの断層すべりの時空間発展を推定するインバージョン手法を、地震活動の情報も考慮できるように拡張することを目標に研究を進めている。本年度は、そのための必要要素の一つである、SSEのすべりの時間発展に伴う、媒質中の任意の地点・震源メカニズムに対する応力変化のプログラムを開発した。そしてその計算結果の検証を行ったのちに、房総半島SSEとそれに伴う群発地震活動に適用した。具体的には、群発地震発生領域全体の中で、地震が空間的に集中して発生している「クラスター」を定義し、その平均的な位置での応力の時間変化を計算し、それとそのクラスター内の累積地震数とを比較した。その結果、暫定的ではあるが、多くのクラスターで応力変化と群発地震個数の増大との間に関連性が見られた。例えば、地震活動度のピークに先立ち、応力速度の正のピークが現れるケースが多数確認された。このような応力と地震活動との関係を系統的に調査していくことが、両者の定量化への次のステップである。地震活動の定量的な情報をいかにして測地インバージョンの手法に組み込むかは本研究の最も鍵となる部分であり、その両者の関係を探る上でのツールが当初計画通り整ったため。

この結果、多くのケースについて、群発地震活動が活発化する時期は計算された応力が極大値をとる時期と良い対応を示した。さらに、地震の集合としての特徴を表すパラメータである「b値」を、房総半島SSEの期間とそれ以外の期間とで算出した。その結果、ほとんどのSSEの期間中に発生した地震活動では、普段と比べて有意にb値が小さくなることを見出した。b値は地震発生場所の構造的な不均質性や、応力レベル、非地震性すべりの存在などによって変化するとされている。本研究での結果は、房総半島SSEに同期して発生する群発地震の活動様式に、SSEのすべり過程に依存する応力変化が直接的に影響を与えていることを強く示唆するものである。本年度はほぼ計画通りの進捗が得られたため、今後も基本的には当初計画のとおりに研究を進める。今年度開発した手法の有用性を、現実の観測条件に近い状況で検証するため、断層形状や観測点位置を房総半島などに特化した数値モデルを開発し、さらなる検証を行う。並行して、地震活動度理論を組み込む前段階として、フォワード計算プログラムの開発に着手する。今年度開発した応力計算ツールを使用して、なるべく数多くの地震クラスターに対して、応力変化と累積地震数の変化の系統的な比較を進める。その中で可能なケースには、地震活動度理論の適用を試みる。それが多くの場合に適用できるようであれば、測地インバージョンプログラムへの組み込みを検討する。一方で、地震活動度理論があまりうまく適用できない場合、先の応力変化と累積地震数の比較において、なるべく多くのケースについて成り立つような関係性を見出すことを試みる。年度内に、海外での学会で成果を報告する予定であったが、投稿締切時点ではまだ発表できるまでの結果が得られておらず、それに必要な旅費などに残額が生じた。年度内に高性能なワークステーションを調達する予定であったが、予想外に納期が必要なことが判明した。その調達を次年度に延期したため、物品費に残額が生じた。次年度が最終年度にあたるため、年度当初にワークステーションの調達を実施する。研究成果の報告のため、学会発表に必要な旅費や、論文投稿料などを支出する予定である。当初計画通り、2年目にワークステーションやストレージなどを購入するとともに、学会発表に必要な旅費を支出する予定である。
3次元音空間知覚における視覚・聴覚のマルチモダール情報処理に関する研究

本年度の研究では,ヒトの3次元音空間知覚における視覚と聴覚の相互作用について調べるために,視覚情報の変化(方向や距離)に追従して,音源から人間の両耳までの聴覚情報を実時間で変化させることができる視覚情報と聴覚情報の実時間提示システムの構築を行った.また,構築したシステムを用いて視覚情報が音空間知覚に及ぼす影響を聴覚情報と同時に視覚情報を与えることにより,3次元音空間知覚がどのようになされるかについての基礎実験を行った.その結果,本年度に行った研究では、以下のような成果を挙げることができた。1.音像定位伝達関数を音源の動きに対応して実時間で切り替えるシステムを構築するため,聴取者の頭部伝達関数の測定を行った.2.視覚情報の変化に追従して,音像定位伝達関数を実時間で切り替え,高精度の3次元音像定位を実現する3次元音空間合成システムを構築した.3.2項で構築されたシステムを用い,音像定位伝達関数のみを与えた場合と聴覚情報に視覚情報を与えた場合とで,3次元空間知覚がどのように変化するかを検討した.4.上記第13項の検討を基に,視覚情報を,音像定位伝達関数の変化に反映させるための基礎資料を作成した.本年度の研究では,ヒトの3次元音空間知覚における視覚と聴覚の相互作用について調べるために,視覚情報の変化(方向や距離)に追従して,音源から人間の両耳までの聴覚情報を実時間で変化させることができる視覚情報と聴覚情報の実時間提示システムの構築を行った.また,構築したシステムを用いて視覚情報が音空間知覚に及ぼす影響を聴覚情報と同時に視覚情報を与えることにより,3次元音空間知覚がどのようになされるかについての基礎実験を行った.その結果,本年度に行った研究では、以下のような成果を挙げることができた。1.音像定位伝達関数を音源の動きに対応して実時間で切り替えるシステムを構築するため,聴取者の頭部伝達関数の測定を行った.2.視覚情報の変化に追従して,音像定位伝達関数を実時間で切り替え,高精度の3次元音像定位を実現する3次元音空間合成システムを構築した.3.2項で構築されたシステムを用い,音像定位伝達関数のみを与えた場合と聴覚情報に視覚情報を与えた場合とで,3次元空間知覚がどのように変化するかを検討した.4.上記第13項の検討を基に,視覚情報を,音像定位伝達関数の変化に反映させるための基礎資料を作成した.
ホスホジエステラーゼ阻害薬は筋萎縮性側索硬化症の新たな治療薬となりうるか?

我々は、cGMPアナログが急性ラジカル毒性から脊髄運動ニューロンを保護すること、及び、ホスホジエステラーゼ(PDE)阻害薬が慢性グルタミン酸毒性による運動ニューロン死を抑制することを見出している。本研究では、ラット脊髄初代培養系を用いて各種PDEアイソザイム選択的阻害剤の運動ニューロン保護効果を解析し、筋萎縮性側索硬化症(ALS)治療の可能性について検討した。培養脊髄ニューロンを低濃度のグルタミン酸とグルタミン酸トランスポーター阻害薬に24時間曝露し選択的運動ニューロン死のモデルを作製した。培地中にアイソザイム非選択的PDE阻害剤であるアミノフィリンを加えると濃度依存性にこの運動ニューロン死が抑制された。同様の保護効果はPDE5,6,7,8,10,11の選択的阻害薬ジピリダモールやPDE5,6選択的阻害薬ザプリナストにも認められたが、PDE1の選択的阻害薬ビンポセチン、PDE2の選択的阻害薬EHNA、PDE3の選択的阻害薬ミルリノン,PDE4の選択的阻害薬ロリプラムには認められなかった。PDEのアイソザイム選択的阻害薬を用いた実験結果から運動ニューロン保護に関係すると思われるアイソザイムがPDE5または6であると予測された。PDE6は網膜に特異的に発現する酵素であるので運動ニューロン保護効果にはPDE5もしくは未同定の新規アイソザイムが関与していることが示唆された。以上の結果より、PDE阻害剤には運動ニューロン保護効果があり、ALS治療薬としての可能性がある。この保護効果にはPDEのアイソザイムのうち、PDE5もしくは未同定の新規アイソザイムが関与していることが示唆された。今後、in vivo ALSモデルでの検証が必要である.筋萎縮性側索硬化症(ALS)に対する有効な治療法が切望されている。我々はすでにcGMPアナログが急性ラジカル毒性から運動ニューロンを保護すること、及び、ホスホジエステラーゼ(PDE)阻害薬の投与により慢性グルタミン酸毒性による運動ニューロン死が抑制されることを見出し、PDE阻害薬によるALSの新たな治療法の可能性を提案している。本研究では、ラット脊髄初代培養系を用いて各種PDEアイソザイム選択的阻害剤の運動ニューロン保護効果を解析し、より選択的なALS治療の可能性について検討する。培養脊髄ニューロンを低濃度(30μM)のグルタミン酸とグルタミン酸トランスポーター阻害薬に24時間曝露すると、選択的運動ニューロン死が認められた。このとき培地中にアイソザイム非選択的PDE阻害剤であるアミノフィリンを加えておくと、濃度依存性に、この運動ニューロン死が抑制された。以上の結果から、PDE阻害剤には運動ニューロン保護効果があり、ALS治療薬としての可能性が示唆された。この保護効果にはPDEのアイソザイムのうち、PDE5もしくは未同定の(新規の)アイソザイムが関与していることが示唆された。今後、in vivo ALSモデルでの検証が必要である.
数学教育における数と計算体系における「見積もり」指導に関する日米共同研究

本研究は、以下の3点を目的として研究した。1)各分担者により計算見積もり・暗算・筆算の電卓の利用等の具体的研究の検討をした。2)問題解決における見積もり・暗算・電卓の利用により、情報処理過程の有効性を究明した。3)今後の数と計算の体系についての討議と将来のカリキュラム研究方向を明確にする。具体的な成果としては、各自の研究成果を日本数学教育学会で発表した。なお、現在、日米で進められようとしている学校数学カリキュラム改革の一つの強調点として、本研究の主題である「見積もり」は、情報化社会における問題解決の有効な意思決定と伝達の手段として、世界的にその重要性が認められているものである。これについて、日米の研究者が、上記の学会で発表するとともに、奈良で集まり研究かいをもった。そこでは、筆算にだけを強調するのではなくて、見積もり・暗算・電卓(コンピュ-タ-)の調和的展開に関して共同で研究を進め、討議を行った。現在、各研究者がそれぞれ行ってきている開発的研究をもとにして、研究の成果をまとめ、その総合的知見を、NCTMのモノグラフに投稿しているところである。つまり、以下に示す6項目をモノグラフにまとめて投稿した。a)見積もりに関する認知モデルの開発と評価法の開発b)暗算能力の実態把握と調査法の開発c)電卓等の計算補助器具の数学教育における役割の同定d)見積もり・暗算・電卓と筆算の調和的展開をめざす指導体系e)以上の諸点を踏まえた数感覚育成のためのカリキュラム開発f)ニュ-メディアを駆使する情報処理過程における見積もりの役割本研究は、以下の3点を目的として研究した。a)見積もりに関する認知モデルの開発と評価法の開発b)暗算能力の実態把握と調査法の開発c)電卓等の計算補助器具の数学教育における役割の同定d)見積もり・暗算・電卓と筆算の調和的展開をめざす指導体系e)以上の諸点を踏まえた数感覚育成のためのカリキュラム開発f)ニュ-メディアを駆使する情報処理過程における見積もりの役割
局所的フォーススペクトル法による単原子物性計測手法の確立

超高真空・室温で動作する周波数変調方式原子間力顕微鏡(FM-AFM)を用い、AFM探針先端の原子1つと、測定試料表面の所定の原子1つの間に働く原子間力の距離依存性を測定するフォーススペクトロスコピーの手法を確立した。この手法を用いて、フォーススペクトロスコピーによる原子識別、フォースマッピングによる原子識別、原子識別画像化測定手法、原子ペンによる原子レベル構造物の作成とフォーススペクトロスコピーへの応用、フォースマッピングによるFM-AFMの画像化機構の解明を行えるようになった。1.アトムトラッキング技術とフィードフォーワード技術を組み合わせることで、室温における原子間力顕微鏡(AFM)を用いたフォーススペクトロスコピーの熱ドリフトによる測定の限界を改善した。具体的には、これまで(アトムトラッキングのみ)は熱ドリフト速度が2Å/分程度でなければ、再現性のあるフォーススペクトロスコピー測定が困難であったが、フィードフォワード技術を導入することで10Å/分程度の大きい熱ドリフト速度でも可能になった。2.フォーススペクトロスコピーを2次元に拡張した測定方法(フォースマッピング法)を開発した。その結果、相互作用力の2次元分布を視覚的にとらえることが可能となり、(Pb,Sn)/Si(111)-(√3x√3)表面の3元素を同定できることを示した。3.カンチレバーを第2共振周波数で振動させフォーススペクトロスコピーを行えることを示した。さらに、測定時のカンチレバー振動振幅によらず、探針先端に働く短距離力が一定であることを示した。小振幅化を行うことで、単原子間相互作用力の算出に不要な長距離力を取り除くことができることを実験的に示した。4.Si(111)-(7x7)表面上で周波数シフトマッピングを行うことによって探針先端の異方性を評価する手法を開発した。Siアドアトム上でのフォースカーブの最大引力値を与える距離よりも探針を試料に近づけると、表面の対称性を破るマッピングが得られ探針先端の異方性を評価できることがわかった。この探針先端の異方性はフォーススペクトロスコピーやフォースマッピングのデータを考察する際に考慮する必要がある。5.上記技術を、フォーススペクトロスコピーやフォースマッピングだけでなく、室温における原子操作に利用できることを実証した。1.アトムトラッキング技術とフィードフォーワード技術を組み合わせることで、室温における非接触原子間力顕微鏡を用いたフォーススペクトロスコピーおよび原子操作実験の精度を向上させた。さらに、表面の力の場を可視化できるフォースマッピングの精度を向上させることに成功した。2.フォースマッピング法を原子識別実験に適用した。具体的には、(Si,Pb,Sn)/Si(111)-(√3×√3)表面の3元素を識別することに利用した。原子間力顕微鏡凹凸像では、あたかも2種類しかないように見えるが、フォースマッピングによって、相互作用力の2次元分布を視覚的にとらえることが可能となり、3腫類の原子が存在することが実証できた。3.上記2.の手法を応用して、原子の識別を画像として得ることに成功した。具体的には、探針-試料間距離を変調し得られた応答は原子間結合力に相当することから、その応答の振幅を画像化した。その結果、フォーススペクトロスコピーやフォースマッピングでは時間と技術が必要であった原子識別実験を、簡単に高速に行えることが可能になった。4.原子間力顕微鏡の探針先端に存在する原子を、ペンのインクのように試料表面に埋め込む技術を開発した。再現性を実証するために、シリコン製探針をもちいてスズの表面にシリコン原子を埋め込んでいき、文字を書いた(描いた)。5.フォースマッピングによって、非接触原子間力顕微鏡の画像化機構の解明を行った。具体的には、Si(111)-(7×7)表面上で周波数シフトマッピングを行うことによって、力のマップ、さらにポテンシャルマップ、水平力マップを算出し、カンチレバーの振動振幅によって、得られるコントラストが変わることを実証した。
EGS4を応用した体内放射能の高精度算定に基づいた内部被曝線量評価法に関する研究

本研究では、Nal検出器が1個でジオメトリがベット型の場合について、種々の形状、サイズのファントム測定とシミュレーション計算を行い、全身カウンタ測定の校正において重要な役割を果たす要因分析を行い、シミュレーション計算による校正方法の妥当性・適用性の検討を行った。1.ファントム測定実験:Nal検出器を体幹部上方(ベット表面から検出器下面までの距離:28cm)におき、ボックスファントム、BOMABファントムの各々につき、成人サイズ、幼児サイズの計4種類の測定を行い、検出効率に関する実験データを収集した。なお、測定した放射性核種はCs-137,K-40,Co-60およびY-88である。測定効率はBOX成人型→BOMAB成人型→BOX幼児型→BOMAB幼児型の順で測定効率が高くなるが、検出器がファントムを見込む立体角が、成人型よりも幼児型の方が、BOXよりもBOMABの方が、それぞれ小さいことと一致した。2.EGS4計算結果の比較:シミュレーション計算コードEGS4内に、ボックスファントム、BOMABファントムを数学ファントムとして入力し、東大全身カウンタのジオメトリを再現した計算結果は、測定結果と数%の誤差でよく一致した。3.身体部位別体内負荷量の算定方法の検討:被験者の体格とファントムの形状が異なる場合には、体格補正の必要性があり、体重、身長などの基本的な体格パラメータによる補正が有効である結果が得られた。しかし、成人型ファントムで幼児型ファントムを校正する場合のように、体格のずれがある程度以上大きい場合は、補正の精度が低下した。実際の被験者(人体)を校正する場合に、数学ファントムの設定方法(数式表現が可能な形状か、被験者の身体計測学的な特徴の把握方法および反映方法)が、今後の検討課題である。
低分子量GTP結合蛋白質,Rab,の心房筋細胞における局在と機能

本研究の主たる目的は、心房性Na利尿ホルモンを分泌する心房筋細胞,及び他の内分泌・外分泌細胞における低分子量GTP結合蛋白質,Rab,の発現を調べ、それらの細胞内局在を明らかにすることである。ノザン解折及びRT-PCR解折によって、ラット心房組織にはyeastのSec4近縁のrab6,rab10,rab12及びrab13 isoformsの発現が認められた。rab6,rab8,rab10,rab12に対する抗ペプチド抗体を作製し、仏ノブロットを行なった所、心房筋組織から精製した分泌顆粒分画に、抗rab6抗体で24kDaの蛋白が、抗rabに抗体で28kDの蛋白が検出された。^<32>P-GTP overlagアッセイによってこれらの蛋白質は低分子量G蛋白であることが確認された。ラット心房組織の凍結切片を作製し、蛍光抗体法及び免疫電顕法によってrab6とrab12の細胞内局在を調べた所、rab6は心房筋細胞のゴルジ装置及び分泌顕粒膜、rab12は分泌顕粒膜にassociateしていることが判明した。またアガロースに包埋した分泌顆粒を用いimmunodiffusion法による免疫電顕によっても同様の所見を得た。さらにラット膵外分泌・細胞より精製した分泌顆粒にrab6がassociateしていることもわかった。これらrab蛋白質の機能について現在研究を進めている。
水生動物における左右性の動態と分子機構

全ての魚類が左右性を持つことを実証するために、魚類の全62目から代表1種を選び、各10個体について下顎の左右差および頭骨の角度を測定した。その結果、これら全ての魚種に左右性の二型が存在することを確認した。魚類群集の左右性の動態と種分化・生物多様性に及ぼす影響については、琵琶湖とタンガニイカ湖を調査地として選び、年1回の現地調査を実施した。主に定置網とスキューバ潜水によるサンプリングを行い、各魚種について左右性の比率を算出できるだけの個体数を得た。またスキューバ潜水による行動観察も行った。その結果、タンガニイカ湖では全種について左右性の振動が明らかとなり、その振幅は約0.3、周期は約5年であることが示された。琵琶湖では比率の年変化はまだ数種の魚種でしか追跡できていないが、やはり振動しており、その振幅は約0.3、周期は約6年であることが明らかとなった。この2つの湖における周期の違いは、主に捕食者の成熟までの年数によると考えられた。また、タンガニイカ湖の捕食魚の胃内容分析から、各利きの捕食者は逆の利きの捕食者を多く捕食しており、この「交差捕食の卓越」が左右性の振動を生む主動因と考えられた。この予測を確かめるために、数理モデルを使ったシミュレーションを行ったところ、確かに交差捕食がなければ比率の振動は生じないこと、また左右性という種内二型の存在は捕食者-被食者の系を安定させ、両者の共存を導くことが示された。無脊椎動物の左右性をコウイカ類・ザリガニ・ヌマエビ・カニ類について検討し、いずれにも形態上の左右性が個体群内二型として維持されていることが確認された。うちザリガニとヌマエビについては交配実験から、左右性が遺伝形質であることの証拠を得た。タンガニイカ湖および琵琶湖の魚類群集において、過去10年間の調査結果を解析し、全種の左右性の比率が約5年周期で振動していること実証した.その駆動力として反対称捕食が重要であることを明らかにした.また,イカ類の甲羅を使うことで,イカ類の左右性を判定する手法を開発し,イカ類にも全て左右性があることを実証した.そして,フィリッピン海において,コウイカ類の現地調査を行い、コウイカにおいても,左右性の比率は明瞭に震動していることを明らかにした.また,高知市の水族館と共同で,飼育下におけるコウイカの捕食行動を高速でのビデオ撮影を行って解析した.その結果,捕食行動においても,各個体の左右性に応じて,獲物への接近と触腕の伸ばし方に明瞭な左右性が発揮されていることを実証した.さらに,イソガニ類を用いて,カニ類の左右性を判定する手法を開発し,ハサミだけからでは左右性の明瞭でないカニ類においても、全ての種で左右性が存在することを実証した.そして,伊勢湾に調査定点を設け,イソガニ類を捕食しているカサゴ類2種の定期採集を行い,カサゴの左右性の比率とイソガニ類の左右性は,魚類における被食者-捕食者の関係と同様の関係をもって震度している可能性を示した.また,カサゴ類の胃内容分析を行い,胃中から得られるイソガニの左右性を捕食者の左右性と対応させたところ,この系においても,魚類と同様の交差捕食の関係がみられることを実証した.1)タンガニイカ湖の沿岸魚類群集の11年間の調査結果を解析し、全種の左右性の比率が約5年周期で振動していること、その駆動力としての反対称捕食の重要性について数理モデルを用いて明らかにした。2)同様に、琵琶湖の沿岸域魚類群集においても、過去9年間の調査結果を解析し、全種の左右性の比率が6年周期で振動していることを解明した。特に、被食者のアユが捕食者であるハスとブルーギルの振動を,1年遅れの周期で振動することを示し、この動態か捕食-被食関係で駆動されていることを明らかにした。3)イカ類の左右性を判定する形態的手法を開発し、イカ類にも左右性があることを実証した。そして、フィリッピン海においてコウイカ類の現地調査を行い、コウイカにおいても左右性の比率は明瞭に振動していること示した。また、飼育下におけるコウイカの捕食行動のビデオ撮影を行い、各個体の捕食行動に左右性が発揮されることを実証した。さらに、その遺伝様式を調べるために水槽内でのコウイカの交配・産卵実験を開始した。4)カニ類の左右性を判定する形態学的手法を開発し,全ての種で左右性が存在することを実証した。そして、野外でイソガニ類を捕食しているカサゴ類2種の牢期採集を行い,カサゴの左右性の比率とイソガニ類の左右性も被食者-捕食者の関係と同様に振動している可能性を示した。また、カサゴ類の胃内容分析によって、イソガニの左右性を捕食者の左右性と対応させ、魚類と同様の交差捕食の関係がみられることを実証した。5)ザリガニを使ってエビ類の左右性を行動実験と繁殖実験を行い、エビ類の行動学的・形態学的な左右性を実証し、その遺伝様式の解明を進めている。6)左右性を表出させる遺伝子を、ゼブラフィッシュを用いた遺伝子マッピングの手法により探索した。しかし明瞭なlinkage groupは特定できなかった。そこで材料をメダカに切り替え、詳しい遺伝様式をみるための交配実験を開始した。タンガニイカ湖の沿岸魚類群集の12年間の調査結果を解析し,全種の左右性の比率が約5年周期で振動していることを示した。

同様に、琵琶湖の沖帯魚類群集においても、過去10年間の調査結果を解析し、全種の左右性の比率が約6年周期で振動すること、特に被食者のアユとブルーギルが捕食者であるハスの振動を1年遅れの周期で追いかけることを示し、その駆動力は捕食-被食関係であることを明らかにした。各捕食者は自分と逆の利きの被食者を多く捕食しており、数理モデルによる検討によって、この交差捕食は群集の多様性を高めるが、種分化に対しては抑制的に働くことを示した。イカ類の左右性を判定する形態的手法を開発し、イカ類にも左右性があることを実証した。そして、フィリッピン海においてコウイカ類の現地調査を行い、コウイカにおいても左右性の比率は明瞭に振動していること示した。カニ類の左右性を判定する形懸学的手法を開発し,全ての種で左右性が存在することを示した。そして、野外でイソガニ類を捕食しているカサゴ類2種の採集を行い,カサゴ類の胃内容分析から魚類同士で見られたものと同様の交差捕食がみられることを実証した。ザリガニを使ってエビ類の左右性を行動実験と繁殖実験を行い、エビ類の行動学的・形態学的な左右性を実証し、その遺伝様式の解明を進めている。魚類の左右性の遺伝様式についてはメダカを用いた交配実験で解析を進めている。その表現型比率は左右性がメンデル遺伝することを示唆しており、これまでの予測を裏付ける結果を得つつある。近縁種の共存機構を探るため、混群を形成するシクリッド科魚類を対象に野外観察を行い、またその遺伝的近縁度と種分化パターンをAFLP法により解析した。その結果、共存種の近縁度は低く、色彩の類似は収斂であること、そしてそれぞれの種の雄が同種の雄を排斥することで近縁種の共存が達成されることが示唆された。魚類群集の左右性の動態と種分化・生物多様性に及ぼす影響については、琵琶湖とタンガニイカ湖を調査地として選び、年1回の現地調査を実施した。主に定置網とスキューバ潜水によるサンプリングを行い、各魚種について左右性の比率を算出できるだけの個体数を得た。またスキューバ潜水による行動観察も行った。その結果、タンガニイカ湖では全種について左右性の振動が明らかとなり、その振幅は約0.3、周期は約5年であることが示された。琵琶湖では比率の年変化はまだ数種の魚種でしか追跡できていないが、やはり振動しており、その振幅は約0.3、周期は約6年であることが明らかとなった。この2つの湖における周期の違いは、主に捕食者の成熟までの年数によると考えられた。また、タンガニイカ湖の捕食魚の胃内容分析から、各利きの捕食者は逆の利きの捕食者を多く捕食しており、この「交差捕食」が左右性の振動を生む主動因と考えられた。この予測を確かめるために、数理モデルを使ったシミュレーションを行ったところ、確かに交差捕食がなければ比率の振動は生じないこと、また左右性という種内二型の存在は捕食者-被食者の系を安定させ、両者の共存を導くことが示された。無脊椎動物の左右性の動態と種分化・生物多様性に及ぼす影響についても、高知大学海洋研究教育センター周辺の海域とフィリッピン国パナイ島のフィリッピン大学水産学部周辺の海域で、定置網および巻き網による、コウイカ類・カニ・エビ類を主体とする動物群集の定期調査を行った。無脊椎動物については振動の周期が不明であったので、年4回のサンプリングを行い、実際にコウイカ類の左右性の比率は野外で振動しており、その振幅は約0.4、周期は約2年であることが示された。
がんゲノム解析で蓄積する機能未知遺伝子変異の臨床活用にむけた変異機能推定法の構築

がんゲノム解析で検出された腫瘍特異的遺伝子変異の大部分は、機能的意義が不明な遺伝子変異として放置されており、この現状は患者のゲノム情報が有効に利用されているとは言い難い。この放置された遺伝子変異の中から、増殖経路の活性化や薬剤感受性の変化を引き起こす「機能獲得型遺伝子変異」を見つけ出し、新たな治療標的の同定や薬剤の適応症例の拡大につなげるための新たな手段を確立することが、「がんゲノム医療」の実効性をさらに高めるうえで必要不可欠である。本研究では、日本人がん患者の腫瘍特異的遺伝子変異について「がん種横断的な網羅的機能評価」を行い、その結果に基づき予測精度の高い「遺伝子変異機能推定法」を構築する。
大強度衝突型加速器実験用シリコン・ストリップ検出器用信号読み出しLSIの開発

本研究は、シリコン検出器用信号読み出しVLSIの放射線耐性の向上、トリガー機能を持たせること、暗電流補償回路を実現することを目的とする。本年度は、前年度設計したVLSI回路に基づき、試作品を製作しその性能を検証した。今回の試作品では、トリガー回路導入に伴って複雑化した回路の検証を重点に置いた。最初に、トリガー回路導入に伴い、バイアス電圧・電流生成回路を内蔵することによる影響を検証した。これは、トリガー回路関係の信号用パッドの増加に伴い、信号パッドの数が増えすぎたため、今まで外部からバイアス電圧・電流を供給してきたパッドを省略できるようにするための措置であった。試作品において、バイアス電圧・電流がほぼ設計通り生成されていることを確認した。若干のずれが見られるので、最終設計では、それを考慮した設計変更を行う。次に、トリガー回路自身の性能を測定し、これもほぼ設計通りの性能を達成していることを確認した。ただし負の信号に対して、トリガーできる信号の範囲がずれていることが判明したので、その原因をシミュレーションによって特定した。現在、その修正方法をシミュレーションによって検討している。本年度は主に基礎データ収集・回路設計・回路検証を行った。放射線耐性に関しては、ゲート酸化膜を薄くしたMOS-FETサンプルを放射線照射し基礎データの変化を測定し、放射線耐性の向上を確認した。また、瞬時の大量の放射線によってLSIが破壊されるラッチアップの現象に注目し、その対策を検討した。MOS-FETをガードリングで囲う構造を検討したが、設計に時間がかかる上、回路規模が大きくなるため採用しなかった。ラッチアップは、MOS-FETの下の基板部分の抵抗を低くするか無限大にすることで避けられることがわかっている。SOI基板では、MOS-FETの下は絶縁体の酸化シリコンなので、抵抗は無限大であるためラッチアップは原理的に起きない。しかしSOI基板は入手眼困難である上、FETを再設計する必要がある。それに対してエピタキシャル成長させた基板では、MOS-FETの下の基板部分の抵抗は低くラッチアップの耐性を向上させることができる。また、エピタキシャル成長させた基板でLSIを製作することは、特別な再設計を必要としないため、エピタキシャル成長させた基板を用いることでラッチアップ対策をとることにした。瞬時の大量の放射線では、ディジタル回路での保持している値が反転してしまう現象も問題となる。これに対しては、エラー補正回路を導入し対策をとった。トリガー回路に関しては、shaping time・trigger bit数・pulse幅の最適化を行った。またトリガー回路導入に伴い信号用パッドの数が増えすぎたため、バイアス電圧・電流生成回路を内蔵することによって、今まで外部からバイアス電圧・電流を供給してきたパッドを省略することでパッドの数を実用可能な数まで減らした。暗電流補償回路に関しては、試作品を製作し実際のシリコン検出器に接続しその性能を確認した。また、放射線を照射し、照射後の暗電流増加にも対応できることを検証した。
軟体動物アメフラシにおける多種同族体ペプチド生理機能に関する研究

多種同族体ペプチドを構成するペプチドファミリーは無脊椎動物に多数存在すると思われるが、本研究では、その生理機能を解析することにより多種同族体ペプチドの生物学的意義を明らかにすることを目的としている。二年計画の本課題研究では次の成果を得た。1.アメフラシ中枢神経系から3ファミリーの消化管運動抑制性多種同族体ペプチド(AIPファミリー、MIPファミリー、MIP関連5残基ペプチド)を単離した。2.消化管の各部位をはじめとするアメフラシの種々の組織に対する生物活性を検討した結果、全ての同族体ペプチドが必ずしも同じ活性を示さないこと、及び、その活性の序列は組織間で異なることを明らかにした。3.各ファミリーペプチドに対するポクローナル抗体を用いたペプチド含有細胞の免疫組織化学的検索の結果、中枢神経系のみならず、消化管各部にも免疫陽性細胞及び線維が観察された。4.本ファミリーペプチドを実際に消化管組織からも単離した。5.各ファミリーペプチドをコードするcDNAの解析により、MIPファミリー前駆体中には14種26コピー、AIPファミリーでは20種33コピー、MIP関連5残基ペプチドでは6種37コピーのペプチド配列がそれぞれ存在していることを明らかにした。6.in situハイブリダイゼーション法により各ファミリーペプチド遺伝子の発現細胞を解析した結果、その陽性細胞の分布は免疫陽性細胞のそれとよく一致した。7.受容体解析の目的で、^<125>I-標識した合成アナログペプチド数種について、アメフラシ消化管組織から調製した粗膜標本との結合実験を行ったが、現時点で特異的結合は検出できていない。これらの結果は、今回注目した多種同族体ペプチドの機能の一つは、消化管運動の抑制的制御であることを示唆している。また、多種同族体ペプチドは大部分機能的冗長性を示すと考えられるが、一部は分化した機能を有する可能性も示している。本研究は、我々がアメフラシ中枢神経系から消化管運動抑制ペプチドとして単離・同定した新規の多種同族体ペプチドAplysia inhibitory peptides(AIP)の生理機能を明らかにすることを目標として行っている。今年度の研究による新たな知見は以下の通りである。1,アメフラシ中枢神経系から消化管運動抑制活性をもつペプチド数種を新たに単離し、アミノ酸配列分析、質量分析、合成ぺプチドとの比較等を通して構造決定した。これらのペプチドはAIP族と構造上関連があり、Mytilus Inhibitory Peptides(MIP)およびMIP関連5残基ペプチド(MIP-RP)に分けられた。これまでにAIP11種、MIP6種、MIP-RP1種を同定している。2,これらAIPファミリー、MIPファミリー、MIP-RPの各ペプチドを化学合成し、食道、砂嚢、素嚢等の消化管各部位に対する自動収縮抑制効果を検討した結果、ぺプチドファミリー間で消化管各部に対する効果が異なること、また、ある消化管部位に対して同一ファミリーに属すペプチド間で効果に差があることなどを見出した。3,AIPファミリーペプチドおよびMIPファミリーペプチドを特異的に認識するポリクローナル抗体を作製し、免疫組織化学的手法によりこれらペプチドの局在を解析した結果、中枢神経系では各神経節に免疫陽性細胞が観察されたが、抗AIP抗体と抗MIP抗体に対する陽性細胞はほとんど重複しなかった。また、消化管の各部位にもこれら抗体に対する陽性細胞と線維が存在した。4,実際にアメフラシ消化管組織から数種のAIPおよびMIPを単離した。現在、これらペプチドのアミノ酸配列をもとに、中枢神経系由来のcDNAライブラリーからPCR法によりペプチド前駆体タンパク質をコードする遺伝子をクローニングし、cDNAの塩基配列を解析しているところである。

多種同族体ペプチドを構成するペプチドファミリーは無脊椎動物に多数存在すると思われるが、本研究では、その生理機能を解析することにより多種同族体ペプチドの生物学的意義を明らかにすることを目的としている。昨年度は、アメフラシ中枢神経系から単離した3ファミリーの消化管運動抑制ペプチド(AIPファミリー、MlPファミリー、MlP関連5残基ぺプチド)について、1消化管の各部位をはじめとするアメフラシの種々の組織に対する生物活性の検討、2各ファミリーペプチドに対するポリクローナル抗体を用いたペプチド含有細胞の免疫組織化学的検索、3本ファミリーペプチドの消化管組織からの単離、などを行った。本年度は、1各ファミリーペプチドをコードするcDNAの解析により、MIPファミリー前駆体中には14種26コピー、AlPファミリーでは20種33コピー、MlP関連5残基ペプチドでは6種37コピーのペプチド配列がそれぞれ存在していることを明らかにした。2 in situハイブリダイゼーション法により各ファミリーペプチド遺伝子の発現細胞を解析した結果、その陽性細胞の分布は免疫陽性細胞のそれとよく一致した。3昨年度に引き続き、個々の同族体ペプチドの活性を種々の組織間で比較した結果、一部のペプチド種については活性の序列が組織間で異なっていた。4受容体解析の目的で、^<125>I-標識した合成アナログペプチド数種について、アメフラシ消化管組織から調製した粗膜標本との結合実験を行ったが、現時点で特異的結合は検出できていない。これらの結果は、今回注目した多種同族体ペプチドの機能の一つは、消化管運動の抑制的制御であることを示唆している。また、多種同族体ペプチドは大部分機能的冗長性を示すと考えられるが、一部は分化した機能を有する可能性も示している。
ヒト腸内フローラを構成する難培養性細菌集団の解析

ヒトの外界に接する部位には無数の細菌が常在しており、常在菌叢と呼ばれる生態系を形成している。ヒトにおける最大の常在菌叢は腸内菌叢であり1,000種に近い細菌が約100兆個も存在している。腸内菌叢は食物の消化、ビタミンなどの微量栄養素の合成や病原細菌の腸管への定着阻害など宿主にとって有益な生理作用を及ぼしている。しかしながら腸内菌叢の大部分は難培養性細菌で構成されており、腸内菌叢の持つ宿主への有益作用の分子メカニズムを解明するためにはこれら難培養菌の生物性状を明らかにする必要がある。本研究ではsegmented filamentous bacteriaと呼ばれる腸内難培養性細菌の全ゲノム塩基配列を解読した。ヒト常在菌叢の全体像は未だ明らかにされていない。特に常在菌叢の大半を占めると考えられている難培養菌の実体はさらに不明である。本研究は、ヒト最大の常在菌叢である腸内フローラを題材として、この中に含まれる難培養菌の実体を明らかにすることを目的としている。本年度は、3人の健常者より提供された便検体に含まれる細菌をゲルマイクロドロップに包埋し、フローサイトメトリーにより培養可能菌と難培養菌の2つの集団に分類した。難培養性細菌と考えられる集団を分取した後、ゲルマイクロドロップ中の菌体からDNAを精製して16S rDNAライブラリーを作製し、現在シークエンス解析を行っている。また、難培養の要因を探るため、腸内培養不能菌としてよく知られているsegmented filamentous bacteria(以下SFB)の高純度ゲノムDNAの取得に関する検討を行った。SFBは極めて長い連鎖を形成し、特徴的な形態を示すことから、顕微鏡観察下にマイクロマニピュレーターを使用して本菌を選択的に採取することを試みた。SFBは小腸粘膜に強く付着しているため、マウス回腸から粘膜上皮を採取した後、クロロホルムとDNase処理後に25μm径のガラスキャピラリーを使用し、マイクロマニピュレーターで10個から100個の連鎖菌体を回収した。これら回収菌体を鋳型としてrolling circle ampli fication法によりゲノムDNAを増幅したところ、十分量のDNAが増幅された。このDNAを用いて16S rDNAをPCR増幅後、ダイレクトシークエンスを行った結果SFBの16S rDNA配列が得られた。ダイレクトシークエンスによりシングルピークが得られたことから、純度の高いSFBゲノムが取得できたと考えられる。現在このDNAを用いてショットガンライブラリーを作製し、ゲノム配列決定を進めている。近年マウスにおいて腸内難培養菌であるsegmented filamentous bacteria(SFB)が、腸管におけるCD4陽性T細胞のTh17サブセットを特異的に誘導することが報告され、本菌の生物性状に大きな関心が寄せられている。本年度はマイクロマニピュレーターを用いて顕微鏡観察下に回収したSFBからmultiple displacement amplification(MDA)法によって増幅したゲノムDNAを使用し、ショットガンライブラリーを作製した。テストシークエンスによりライブラリーの品質評価を行った結果、平均GC含量は31%であり、SFBがlow GC含量の細菌群に分類されることと一致していた。また、ショットガンリード中にSFBの16S rDNA配列が見出されたため、SFBゲノムに由来するDNA断片が挿入されたショットガンライブラリーが作製できていると判断した。このライブラリーを用いてSFBの全ゲノム配列解読を進めている。また、マウス由来のSFBは無菌マウス腸管内で増殖させることが可能なため、SFBのノトバイオートマウスを作製した。このノトバイオートマウスの盲腸内容物よりDNAを抽出した。このDNAを用いて16S rDNAをPCR増幅した後ダイレクトシークエンスを行った結果、SFBの16S rDNA配列と99.4%の相同性を示した。ダイレクトシークエンスにより得られたクロマトグラムはシングルピークであり、純度の高いSFBゲノムが取得できたと考えられる。現在このDNAも使用してショットガンライブラリーを作製し、全ゲノム配列決定を行っている。Segmented filamentous bacteria (SFB)は回腸粘膜に強固に付着する難培養菌である。近年、SFBの腸管への定着が腸管粘膜固有層におけるTヘルパーリンパ球サブセットのひとつであるTh17の分化誘導に密接に関連することが報告され、一本難培養菌の生物性状に大きな関心が寄せられている。本年度の研究では純化されたSFBを得るため、SFBノトバイオートマウスを作製し、その回腸内容物よりDNAを抽出した。

抽出したDNAを用いてショットガンシークエンス行い、SFBの全ゲノム塩基配列を決定した。その結果、SFBのゲノムは1.6Mから成る1本の環状染色体により構成されており、GC含量は28.8%であった。染色体上には1,515個の遺伝子が同定され、代謝経路を解析した結果、アミノ酸、核酸、ビタミンや補酵素の合成に関与する多くの遺伝子群が欠損しており、SFBは多くの栄養素を宿主に依存していると考えられた。このような多くの栄養素に関する要求性が難培養性に密接に関連していると考えられた。また、SFBのゲノム上には走化性と運動性に関わる遺伝子領域が存在し、鞭毛の構成蛋白質であるフラジェリンをコードする遺伝子が4個同定された(Fla1-4)。これらのフラジェリンのうちFla1を除く3つについてはTLR5を介して細胞内にシグナルを伝達し、NF-κB出経路を活性化した。これらの結果から、SFBの栄養要求性に起因する宿主への強固な付着と定着部位への遊走に関わる分子の発現が腸管粘膜固有層におけるTh17の分化誘導に密接に関連していると考えられた。
脂質誘起電子状態変化における偶奇効果

本研究では申請者が発見したアルキル鎖の炭素数が偶数の場合と奇数の場合で色が異なる[Ni(dmit)_2]錯体系について、この偶奇性が発現する機構を分子論的に解明することを目的とした。特にこの系は発色団である錯体自体の分子構造は変わらず、対カチオンとして組み合わせる無色のアルキルアンモニウム塩の鎖長が偶数であるか奇数であるかで、それぞれ桃色と緑色の間で変化する性質を持っていることから結晶中の分子配置を解析し、錯体分子の分子会合構造を解明することを主眼に実験を行った。まず、従来行ってきた単結晶育成法(濃縮法、徐冷法)では単結晶を得るのが困難であったが、反応法(拡散法)の条件を検討することにより、この系で容易に多種類の単結晶を得る方法を確立した。この手法は、他の系でも十分に応用できる優れたものである。結晶構造解析の結果、アルキル鎖長n=118までの錯体について構造を決定することに成功した。このようなシリーズがすべて解析された例としては初めてのものである。n=8のみが単斜晶系、他は三斜晶系であった。この違いは、n=8のカチオン分子が、[Ni(dmit)_2]^<2->と同程度の長さであることに起因している。また、アルキル鎖の長さに因らず、カチオンのアルキル鎖がアニオン錯体の長軸と平行に伸びる形で錯アニオンの上下に存在していた。結晶構造を詳細に検討したが、吸収スペクトルに大きく影響する[Ni(dmit)_2]^<2->アニオンの硫黄原子間の相互作用には大きな変化が見られなかった。しかし、Niと電荷を持つNの距離が最大吸収波長とよい相関を示すことが分かった。成果については、錯体化学討論会で一部発表し、本年7月の国際会議(メキシコ)にて最終的な報告の予定である。dmit (=2-thioxo-1,3-dithiole-4,5-dithiolate)のニッケル錯体[Ni(dmit)_2]とDABCO (=1,4-diaza-bicyclo[2,2,2]octane)に長鎖アルキル基を付けたカチオンとの塩では、アルキル鎖長が偶数の場合と奇数の場合で結晶の色が異なる偶奇性が見出されていた。本年度の研究では、さらにピリジン系カチオンでも同様の現象が見出された。このような現象が起こる理由を解析するために、X線構造解析を行い、結晶中の会合構造を解析した。粉末X線回折から、偶数の場合と奇数の場合とで結晶構造が異なっていることが判明した。そこで、アルキル鎖長が奇数であるC_7から得られた結晶のX線構造解析を行ったところ、二核錯体の(C_7DABCO)_2{tto[Ni(dmit)]_2}(tto=Tetrathiooxalate, C_2S_4^2)が生成していることを確認した。二核アニオンはほぼ平面構造であり、分子内に広く共役したπ電子系を持つが、他のdmit錯体で見られる分子間S-S相互作用は確認できなかった。アルキル鎖長が奇数の場合でも、元素分析からは単核の錯体であることが分かっているので、結晶化の過程でdmitが一部分解し、結晶性のよい二核錯体が結晶化したものと考えられる。一方、X線構造解析用には小さ過ぎる結晶を核として利用したところ、アルキル鎖長が偶数のC_<10>の錯塩については単結晶を得ることができた。この場合は単核錯体の(C_<10>-DABCO)_2[Ni(dmit)_2]であった。偶奇性の解明にはアルキル鎖長が奇数である錯塩の結晶構造解析が必要であるので、さらにdmitの分解を抑制する条件にて結晶の育成を行う予定である。なお、ピリジン系についてもいくつかの鎖長についてX線構造解析に成功している。

結晶構造を詳細に検討したが、吸収スペクトルに大きく影響する[Ni(dmit)_2]^<2->アニオンの硫黄原子間の相互作用には大きな変化が見られなかった。しかし、Niと電荷を持つNの距離が最大吸収波長とよい相関を示すことが分かった。成果については、錯体化学討論会で一部発表し、本年7月の国際会議(メキシコ)にて最終的な報告の予定である。
Ｏ－アシルイソペプチド法：アミロイドペプチドの効率的合成と阻害剤開発への応用

本研究は申請者らの研究グループ独自の方法論である「O-アシルイソペプチド法」を応用し、アルツハイマー病関連アミロイドペプチド(Aβ)について、その神経細胞毒性発揮メカニズムの解明と、毒性本体となるAβ分子種の形成を阻害する化合物をデザイン・合成し、その活性を評価する事を目指すものである。申請者の研究グループ独自の化合物であるO-アシルイソペプチドは、Aβの水溶性前駆体として有用なツールである.このO-アシルイソペプチド自身は水溶性かつ非凝集性であり、Aβと共存させた場合には、原子間力顕微鏡を用いた実験より、Aβの繊維形成を阻害する事が明らかとなった.アルツハイマー病の発症とAβの凝集過程は密接に関係している事が示唆されており、従ってAβの凝集を阻害する事は本疾患の治療薬開発に貢献すると考えられる。しかしながら、O-アシルイソペプチドは中性pH条件下では化学構造的に不安定であり、生理条件下でのアッセイ系に用いる事ができなかったため、中性でも安定なN-Me-β-Alaを導入した誘導体の設計・合成を行った。チオフラビンTアッセイ、蛍光アニソトロピーアッセイ、ウエスタンブロット、原子間力顕微鏡などにより評価した結果、本誘導体はAβのオリゴマー形成を遅延させ、Aβの繊維形成を阻害した。O-アシルイソペプチド及び本誘導体は、Aβのβ-シート形成領域(Aβ12-24, Aβ30-40)に着目した既存のペプチド性阻害剤とは異なる位置に修飾部位をもつため(Gly^<25>-Ser^<26>)、これまでとは異なる新たな作用機序を有する可能性があると期待される。当該年度はAβの凝集メカニズムの解明及び凝集阻害剤開発研究を行い、当研究室独自の化合物であるO-アシルイソペプチドの構造をもとに設計されたN-Me-β-Ala誘導体がAβの凝集を阻害したという内容でBioorganic & Medicinal Chemistry誌に報告した。Aβのアミノ酸配列に基づく凝集阻害剤の設計・合成に成功し、現在はその阻害メカニズムの考察を行っている段階である。従って、申請書に記載した内容に沿ってある程度の研究を進める事ができたと考えられる。今後の研究の推進方策としては、O-アシルイソペプチド及びN-Me-β-Ala誘導体がAβの凝集にどのように影響するかを調べ、阻害剤分子の構造からAβとの相互作用を予測し、"構造"に基づいた論理的阻害剤設計を目指す.そこでまず、Fmoc型固相合成を使用してAβの25位-26位の修飾に着目した環状ペプチドのライブラリを構築し、各種生化学的なアッセイを用いて、それら環状ペプチドの阻害活性を評価する。この中から阻害活性を有するものが見つかれば、次にX線結晶構造解析を行い、環状ペプチドの構造を決定する。得られた環状ペプチドの構造を基に、Aβと環状ペプチドとの結合部位及び相互作用メカニズムを推測し、構造活性相閲研究を通してさらなる阻害活性の向上を計る.本研究は我々独自の方法論である「O-アシルイソペプチド法」を応用し、アルツハイマー病関連アミロイドペプチド(Aβ)について、その神経細胞毒性発揮メカニズムの解明と、毒性本体となるAβ分子種の形成を阻害する化合物をデザイン・合成し、その活性を評価する事を目指すものである。当該年度では、以下の内容で研究を実施した。1、合成Aβの定性、及び細胞毒性の評価合成Aβの定性は、円偏光二色性試験(ペプチド二次構造の評価)、ウェスタンブロット(早期凝集過程の評価)、チオフラビンTアッセイ(後期凝集過程の評価)、原子間力顕微鏡(アミロイド線維形成の可視的評価)などを用いて評価した。アルツハイマー病の発症は、患者脳内におけるAβの異常蓄積(アミロイド仮説)が原因であると考えられており、Aβの凝集状態はその毒性と強く関連している。従って、Aβの凝集という複雑な多段階過程を理解することは本研究の目的遂行において大変重要である。また、PCIl2細胞を用いて合成Aβの細胞毒性評価も行った。これらのアッセイ系を組み合わせる事で、Aβ分子の凝集過程を多角的に評価する事が可能である。2、Aβに関する種々の誘導体の合成とそれらの化合物の定性現在までに、Aβの凝集に何らかの影響を与えるいくつかのペプチド性化合物を合成している。Aβのアミノ酸配列を基にデザインされた他の誘導体についても、Fmoc固相合成法により合成し、円偏光二色性試験や原子間力顕微鏡を用いて順次一次評価を行っていく次第である。本研究は我々独自の方法論である「O-アシルイソペプチド法」を応用し、アルツハイマー病関連アミロイドペプチド(Aβ)について、その神経細胞毒性発揮メカニズムの解明と、毒性本体となるAβ分子種の形成を阻害する化合物をデザイン・合成し、その活性を評価する事を目指すものである。1、AβのO-アシルイソペプチドがAβの凝集に与える影響を評価酸性条件下、AβとAβのO-アシルイソペプチドを共存させる事で、Aβの凝集にどのような影響を与えるかを調べる為に、チオフラビンTアッセイ(Aβ凝集の定量)、ウエスタンブロッティング(Aβオリゴマー形成の定量)、原子間力顕微鏡(繊維形態の評価)などを用いて評価を行った。AβのO-