hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光受容タンパク質を用いた視覚受容野型の情報処理素子の作製と画像処理

視覚系ニューロンが反応する限られた範囲は受容野と呼ばれ,光刺激に対して極性の異なる電位応答を示す興奮領域と抑制領域で構成されている.本研究は,光合成タンパク質バクテリオロドプシンをそのまま利用し,受容野の構造だけを模倣した空間フィルターを作製してアナログ画像処理に適用した.電気化学セルが示す正負の極性反転微分応答を受容野の興奮と抑制応答に読み替えて,対向する透明電極に選択的にパターニングし,マスクパターンで覆うという非常に簡単な方法で素子を実現した.この画像演算素子を用いて,リアルタイム画像特徴検出や動物の電気生理学応答との比較を行った.視覚系ニューロンが反応する限られた範囲は受容野と呼ばれ,光刺激に対して極性の異なる電位応答を示す興奮領域と抑制領域で構成されている.本研究の目的は,生体材料をそのまま利用し,受容野の構造だけを模倣した空間フィルターを作製してアナログ画像処理に適用することである.光合成タンパク質バクテリオロドプシンセルが示す正負の極性反転微分応答を受容野の興奮と抑制応答に読み替えて,対向する透明電極に選択的にパターニングし,マスクパターンで覆うという非常に簡単な方法で空間フィルターを実現した.この一画素演算素子を用いて,動物の電気生理学応答との比較やリアルタイム画像特徴検出を行った.初年度は,一次視覚野単純型細胞の受容野構造を模倣したGaborフィルター素子を作製し,アナログ画像処理に適用した.異なる大きさの長方形パターンを互い違いに被膜したITO電極を,向い合わせに配置した光セルを作製した.セル受光部上に,透明シートにプリンターでGaborパターンを印刷したマスクを装着し,入力画像を走査する.光矩形格子の幅や間隔,方向を変えた入力画像を走査したところ,単純型細胞の応答と同様に,ある特定の空間周波数と方向に強い光電流出力が見られた.さらに電子部品の欠陥検出を想定して,線幅や間隔,方向の違い,小さな穴などの欠陥をもつ入力画像を走査したところ,欠陥のある部分のみ出力が大きく減少した.画像を走査するだけで,光電流出力プロファイルからリアルタイムで欠陥検出できることがわかった.電源や外部演算回路が不要のため,デジタル欠陥検出の前処理過程に適用すれば,演算量と消費電力の大幅な低減が期待できる.一次視覚野単純型細胞の受容野構造を模倣したGaborフィルター素子による欠陥検出の提案は,平成27年8月に,「光フィルタ素子,これを用いた欠陥検出システム,及び光センサ」の名称で特許出願受理(特願2015-165823)された.さらに,平成27年10月13日,"Protein-based optical filters for image processing"が米国国際光工学会SPIE Newsroomに掲載された(http://spie.org/x115663.xml).また,平成28年4月15日,日刊工業新聞に「画像フィルター:高度好塩菌で開発」が取り上げられた.フランスと中国で開催された2件の国際会議において招待講演を行った.学術論文も投稿,審査中である.受容野とは視覚細胞がもつ限られた視野のことで,興奮と抑制領域で構成される.それぞれの領域は光を受けると極性の異なる電位応答を示す.本研究は、視物質類似の「光合成タンパク質」を用いた視覚受容野型の情報処理素子を開発し,アナログ画像処理に適用することを目的としている.電源や外部演算回路のいらない一画素生体チップを用いることによって,現在計算機で行われているデジタル画像処理演算量と消費電力の大幅な低減をめざしている.本年度は,素子における光応答出力特性の素子サイズ依存性を調べるため,まずパターン無しの単純センサーの電極面積と電極間距離を変えて時間応答特性(出力,応答速度,帯域幅)を検討した.その結果バクテリオロドプシンセンサーは,ヒトの視覚系と同様の周波数特性を有し,セル構造でセンサーキャパシタンスを制御できることがわかった.これより神経節細胞を模倣したDOGフィルターのセル構造と電解質溶液を変えることによってX型,Y型神経節細胞受容野を両方実現できる可能性を見出した.これをふまえてまず線形素子であるX型神経節細胞を模倣した2次元2値化DOGフィルター素子を作製した.円形形状なのでこれまで成膜が難しかったが,従来のディップコート法に加えて,インクジェットプリンターにも挑戦した.空間周波数特性を確認しながらDOG関数のパラメーターを変えて受容野形状を最適化したところ,ヒトの神経節細胞受容野の興奮:抑制の直径の比1:3に非常に良く一致することがわかった.本年度は基本に立ち戻って,パターン無しの単純センサーや単純なパターンをもつセンサーの時空間基礎特性を丁寧に測定した.単純センサーセルの構造(電極面積と電極間距離)を変えて時間応答特性(出力,応答速度,帯域幅)を検討したところ,ヒトの視覚系と同様の周波数特性を示し,大きさや電極間距離を変えることによってセンサーキャパシタンスを制御できることがわかった.さらに単純なパターンをもつセンサーを用いて,たたみ込み演算特性と動画検出を行った成果が2016年10月にIP2.3の学術論文誌に掲載された.一方,複雑なパターン素子である網膜神経節細胞受容野を模倣した2次元2値化DOGフィルター素子の作製に,従来のディップコート法に加えて,インクジェットプリンターにも挑戦した.ヒトの視覚特性と非常によく一致した結果が得られたため,イギリスと日本で開催された2件の国際会議において招待講演を行った.

受容野とは視覚細胞がもつ限られた刺激応答範囲のことで,興奮と抑制領域で構成される.本研究は,視物質類似の「光合成タンパク質」を用いた視覚受容野型の情報処理素子を開発し,アナログ画像処理に適用することを目的としている.最終年度は,神経節X細胞を模倣した2値化DOGフィルターに注目し,空間だけでなく,時周波数特性を検討し,マッピングを試みた.2枚ののITO基板にbRをディップコートし,入射側ITOに直径5 mmの円形パターン,出射側ITOに内径5 mm,外径15 mmの円環状パターンを残してピールオフして,それぞれ興奮領域,抑制領域に対応させた.ITO電極間に電解質溶液(KCl 500 mmol/L, HEPES 0.2 mmol/L, pH 8.2)を封入し,抑制領域をネガフィルムで覆って出力を拮抗させた.フィルター素子上に,空間周波数(1 mm当たりの格子の周期数)0.020.25 mmー1の正弦波格子画像を走査速度4400 mm/sで走査した.光電流出力のピーク値をプロットした空間周波数特性は,2値化bR-DOGフィルター構造を高速フーリエ変換(FFT)した結果とよく一致し,神経節細胞と同様に受容野構造にのみ依存することが分かった.さらに走査格子の時間周波数依存性を確かめるため,時間周波数=空間周波数×走査速度を一定(18 Hz)としてプロットしたところ,時間周波数に関わらず,常に0.0949 mmー1(波長10.54 mmに対応)をピークとする同様のプロファイルを示した.これらを時空間周波数特性としてマッピングしたところ,フィルター構造に由来する空間周波数特性と,bR光検出器の応答速度に由来する時間周波数特性に分離できることが明らかとなった.視覚系ニューロンが反応する限られた範囲は受容野と呼ばれ,光刺激に対して極性の異なる電位応答を示す興奮領域と抑制領域で構成されている.本研究は,光合成タンパク質バクテリオロドプシンをそのまま利用し,受容野の構造だけを模倣した空間フィルターを作製してアナログ画像処理に適用した.電気化学セルが示す正負の極性反転微分応答を受容野の興奮と抑制応答に読み替えて,対向する透明電極に選択的にパターニングし,マスクパターンで覆うという非常に簡単な方法で素子を実現した.この画像演算素子を用いて,リアルタイム画像特徴検出や動物の電気生理学応答との比較を行った.初年度作製した,一次視覚野単純型細胞の受容野構造を模倣したGaborフィルター素子は,cos型のフィルターである,今後は同様の手法を用いて,sin型フィルターの作製およびそれを用いた欠陥検出に取り組む.cos型,sin型の組み合わせで,より高度な画像処理ができると予想している.さらに,網膜神経節細胞の受容野構造を模倣したフィルター素子を作製する.これは中心周辺拮抗型同心円状で,DOG (Difference Of Gaussian)関数で表される.円形なので成膜に困難が予想されるが,新規な成膜方法やパターニング方法の発案を課題とし,ON中心DOGフィルター素子を作製する.受容野形状から任意の時空間刺激パターンに対するニューロンの時間応答を定量的に予測できることから,本研究で提案する生体を用いた視覚ハードウェアは画像工学分野だけでなく,神経生理学分野にも何らかの貢献ができるよう研究を推進する.今年度は基本型センサーと網膜神経節細胞受容野を模倣した2次元2値化
観光行為の哲学的基礎づけによる観光美学の構築

観光とは快のための旅である。ところが従来の観光研究において、個人を観光に駆り立てる快の本性については、論じられなかった。その結果、社会的行動としての観光の重視と個人的行為としての観光の蔑視との間の齟齬が解消されずにいる。本研究では、観光者の写真撮影、旅先での美食とショッピングについて観光学の成果を踏まえた美学的考察を行ない、観光の快が美的=感性的(aesthetic)なものであることを確かめた。昨年(平成20年)6月に,観光美学の基本方針を示す論文「感性的営為としての旅:観光美学の構築に向けて」が美学会の機関誌『美学』に掲載された.ここでは,観光が感性の営みとして美に向かうものであること,また観光は消費とは言えないこと,これらのことを明らかにすることで,観光者のよりよい自己認識に貢献するだけでなく,観光行為の社会的位置づけについても,観光美学として貢献するところが大きいことを論じた.同年7,8月にはスウェーデン,ストックホルムのドロットニングホルム劇場についての論文集(Willmar Sauter編,アイオワ州立大学から出版予定)に関する打ち合わせ会議に出席し,論文集全体の基本方針とその中での私の論文のテーマを定めた,それに従って執筆したのがCatalyzinga Fusion of Horizons: The Drottningholm Court Theatreas a Tourist Objectである.この中で私は,歴史的に保存された当劇場がガダマーの言う「地平融合」を引き起こす理想的な場であることを明らかにし,当劇場を観光対象と見てこそ,劇場の存在価値も聴衆の体験も一層明確なものになることを論じた.平成21年3月の二度目の打ち合わせ会議において大筋の了解が得られたので,平成21年6月末の最終稿締め切りに向けて,現在鋭意改稿中である.これら個別の論文と並行して,観光美学を1冊の著書にまとめるべく,春秋社との打ち合わせも行っている.この本では,上の論文で示した基本線に則って,ドロットニングホルムのような事例をいくつか挙げて,観光美学という研究分野の学問的,社会的重要性を明らかにするはずである.交付申請書に記載された本研究の目的は次の通りであった.「観光とは快のための旅である。その快を美的=感性的なものととらえ、美の快について美学の中で積み重ねられてきた知見を観光に応用するとともに、観光研究の成果を美学に適用し、以って両分野に跨る新たな研究領域を確立することが、本研究の具体的目的である。これは人々の観光観の変革という最終目的を実現するための理論的前提をなす。」本年度の研究では,この目的を達成すべく,写真及び美食という,観光と関わりの深い感性的行為を分析するという計画に沿って,まず作業を進めた.その結果,写真については,Crawshaw, Urryらの観察を踏まえつつ,フレームを定める行為自体が感性的であることを指摘し,美食についても,Annals of Tourism Research掲載論文を中心とする諸先行研究による事例報告の分析から,観光者による土地のあじわいの最たる方法であることを確かめることができた.実際の研究ではこれらに加え,「ショッピング」も写真や美食と同様に,観光者が観光先をあじわう有力な方法であることを明らかにし,また,劇場が観光対象と見られることで,より多くのものを来場者に提供しうることを,スウェーデン,ストックホルム近郊のドロットニングホルム劇場の調査を通じて実証することができた.さらに,観光者による土地のあじわいが,その土地の地形,経済,政治,文化についての理解を深めることによって一層深まることを,調査から実践的に明らかにし,Carlsonが自然の感性的鑑賞について言うscientific cognitivismに倣って,cultural cognitivismと命名される可能性があるという見通しを得た.交付申請書に記載された本研究の目的は次の通りであった。「観光とは快のための旅である。」当年度の研究では、この目的を達成すべく、感性判断の理論モデルの構築と、実際の観光行為におけるその検証とに取り組んだ。すなわち、前者に関しては、美学の創始者バウムガルテンの美の定義「感性的認識の完成」をもとに、新たに「感性的認識への完成」という概念を提示し、感性判断のより広い射程を確保することができた。これにより、観光行為においても、純粋な感性的行為とは言いがたい「ショッピング」や美食が感性体験へと昇華する我々の経験を説明することができた。このことを検証するのが、当年度の研究のもう一つの課題であった。そのために沖縄県渡名喜村とヨーロッパの歴史的劇場という対照的な2つの対象を選び、そこに観光行為の感性化がいかに仕組まれているかを調査した。

その結果、みやげ物とsouvenirが大きな役割を果たしていることが突き止められた。このような成果を、単著『あじわいの構造:感性化時代の美学』にまとめることができた。すなわち、第1章「感性的認識への完成バウムガルテンから現代へ」および第2章「言葉の感性化その構造と歴史」が理論部門であり、第5章「観光世界を感性化するメガネ」および「第6章真正性というあじわいづけドロットニングホルム宮廷劇場の場合」が検証部門である。
超長ストロークロール金型加工機運動誤差の精密測定に関する研究

近年,ディスプレイ部品や燃料電池・エネルギー部品,超精密金型などに多く使われる大面積3次元微細加工製品の需要が急増している.また,急速に大面積化しているLCD TVなどの効率性および生産性向上のため,加工の大面積化が急進展している.この大面積加工の要望に応えるため,生産性が高い次世代超長ストロークロール金型加工機が要求されている.この超長ストロークロール金型加工機の加工精度の保証が重要な課題となっているため,超長ストロークに渡って運動誤差を10nmの精度で計測できるシステムの開発が必要不可欠である.一方,超長ストロークロール金型加工機は、往復台(スライド)と主軸(スピンドル)で構成されている.工具の動きが加工物に転写されるのが加工の基本原理であるため,超精密加工を行うためには超長ストロークロール金型加工機のスライド運動誤差とスピンドル運動誤差を精密に測定し,補正することが必要である.研究実施計画に従い,第一課題として2メートル級の超長ストロークロール金型加工機のスライド運動誤差測定システムの開発を行った.精密なスライド運動誤差の測定を行うためには,直線からの偏差である真直度誤差他にも,スピンドル軸を基準にしたときのスライドの平行度誤差を正確に測定しなければならない.真直度誤差と平行度誤差両方を2メートルにわたって測定できるシステムを開発を行い,その測定結果に基づいて機械の運動補正を行った.また,第二課題であるスピンドルの運動誤差の測定システムの開発を行った.金型ロールを加工するときにはまず鏡面加工を行いそのうえに微細形状の加工を行う.このとき,鏡面加工時の回転速度ど微細形状の加工時の速度が異なるため,速度変化によるスピンドル運動誤差の変化を精密に測定する必要がある.異なるスピンドル回転速度条件下での,ロール加工領域全範囲におけるスピンドル運動誤差測定を実施して,スピンドル回転速度によるスピンドル運動誤差の挙動変化を明らかにした.また,加工対象である大型加工ロールをそのまま用いてスピンドルの運動誤差を精密に測定することによって,実際のロール金型加工環境下において,高精度でのスピンドル運度誤差測定を可能とする新たな方法を開発した.近年,ディスプレイ部品や燃料電池・エネルギー部品,超精密金型などに多く使われる大面積3次元微細加工製品の需要が急増している.また,急速に大面積化しているLCD TVなどの効率性および生産性向上のため,加工の大面積化が急進展している.この大面積加工の要望に応えるため,生産性が高い次世代超長ストロークロール金型加工機が要求されている.この超長ストロークロール金型加工機の加工精度の保証が重要な課題となっているため,超長ストロークに渡って運動誤差を10mの精度で計測できるシステムの開発が必要不可欠である.一方,超長ストロークロール金型加工機は、往復台(スライド)と主軸(スピンドル)で構成されている.工具の動きが加工物に転写されるのが加工の基本原理であるため,超精密加工を行うためには超長ストロークロール金型加工機のスライド運動誤差とスピンドル運動誤差を精密に測定し,補正することが必要である.研究実施計画に従い,第一課題として2メートル級の超長ストロークロール金型加工機のスライド運動誤差測定システムの開発を行った.精密なスライド運動誤差の測定を行うためには,直線からの偏差である真直度誤差他にも,スピンドル軸を基準にしたときのスライドの平行度誤差を正確に測定しなければならない.真直度誤差と平行度誤差両方を2メートルにわたって測定できるシステムを開発を行い,その測定結果に基づいて機械の運動補正を行った.第二課題としてスピンドルの運動誤差の測定システムを開発した.金型ロールを加工するときにはまず鏡面加工を行いそのうえに微細形状の加工を行う.このとき、鏡面加工時の回転速度ど微細形状の加工時の速度が異なるため,速度変化によるスピンドル運動誤差の変化を精密に測定する必要がある.本研究では速度変化によるスピンドル運動誤差変化測定システムを開発を行い,異なる回転速度でのスピンドル運動誤差変化測定を行った。近年,ディスプレイ部品や燃料電池・エネルギー部品,超精密金型などに多く使われる大面積3次元微細加工製品の需要が急増している.また,急速に大面積化しているLCD TVなどの効率性および生産性向上のため,加工の大面積化が急進展している.この大面積加工の要望に応えるため,生産性が高い次世代超長ストロークロール金型加工機が要求されている.この超長ストロークロール金型加工機の加工精度の保証が重要な課題となっているため,超長ストロークに渡って運動誤差を10nmの精度で計測できるシステムの開発が必要不可欠である.一方,超長ストロークロール金型加工機は、往復台(スライド)と主軸(スピンドル)で構成されている.工具の動きが加工物に転写されるのが加工の基本原理であるため,超精密加工を行うためには超長ストロークロール金型加工機のスライド運動誤差とスピンドル運動誤差を精密に測定し,補正することが必要である.研究実施計画に従い,第一課題として2メートル級の超長ストロークロール金型加工機のスライド運動誤差測定システムの開発を行った.精密なスライド運動誤差の測定を行うためには,直線からの偏差である真直度誤差他にも,スピンドル軸を基準にしたときのスライドの平行度誤差を正確に測定しなければならない.真直度誤差と平行度誤差両方を2メートルにわたって測定できるシステムを開発を行い,その測定結果に基づいて機械の運動補正を行った.また,第二課題であるスピンドルの運動誤差の測定システムの開発を行った.金型ロールを加工するときにはまず鏡面加工を行いそのうえに微細形状の加工を行う.このとき,鏡面加工時の回転速度

ど微細形状の加工時の速度が異なるため,速度変化によるスピンドル運動誤差の変化を精密に測定する必要がある.異なるスピンドル回転速度条件下での,ロール加工領域全範囲におけるスピンドル運動誤差測定を実施して,スピンドル回転速度によるスピンドル運動誤差の挙動変化を明らかにした.また,加工対象である大型加工ロールをそのまま用いてスピンドルの運動誤差を精密に測定することによって,実際のロール金型加工環境下において,高精度でのスピンドル運度誤差測定を可能とする新たな方法を開発した.本研究は「超長ストロークロール金型加工機運動誤差の精密測定に関する研究」を目的としている。研究内容として、機械のスライド運動誤差の精密測定とスピンドル運動誤差の精密測定の二つの研究で分けられる。すでに、スライド運動誤差およびスピンドル運動誤差測定はほぼ完了し、スライドの運動誤差の補正、また、スピンドル運動誤差測定のほかに回転ロールの挙動解析まで進んでいるため、当初の計画以上に進展している。現在「超長ストロークロール金型加工機運動誤差の精密測定に関する研究」の研究課題で、金型用ロールの加工を行うとき影響するスライド運動誤差の測定とスピンドル運動誤差の測定はほぼ完了している。しかし、金型用ロール自体のアンバランスによる誤差の影響はまだ解明できていない状態である。実際にロール金型で使用されるロールは重さ3トンで直径1.5メートル、長さ2メートルまで必要とされるため、ロールのアンバランスが誤差要因として大きく影響すると考えられる。この課題を解決するため、加工時に影響する方向(水平方向)での測定だけではなく2軸(水平方向と垂直方向)で測定を行い、金型用ロールのアンバランスによる影響を明らかにする予定である。
トリ神経発生に関与すると考えられる遺伝子NanとRNA不安定化の関連の解析

現在Nac遺伝子3'非翻訳領域については幾つかの断片を作成してレトロウイルスベクターRCASに組み込み、ニワトリ初代培養線維芽細胞にトランスフェクションを試みている。さらにNeu遺伝子の3'UTRがRNA不安定化と関連するならその機能予測をするために5'領域の構造を解析することが不可欠である。そこで我々は5'RACEをおこない今までクローニングされていなかったNau遺伝子の上流部構造をあきらかにすることを試みた。その結果今までの仮定していた翻訳領域より上流にもう一つ仮想翻訳領域が存在することが見いだせた。塩基配列の相同性比較解析からこの配列はマイクロチューブル安定化因子STOP^★Stable tubule only peptide中央部と部分的に似ていることがわかった。クローンによって翻訳相当領域上流部の配列が異なり、STOPとよく一致するものとまったく相同性がない領域を含むものがあった。いずれのクローンもSTOPとは3'非翻訳領域が全く異なっている。Nau遺伝子はその発生における発現部位からある種の神経細胞の軸索形成初期過程と関連していると予想していたのでSTOP類似遺伝子としても機能的に矛盾はない。現在このNau遺伝子がSTOP遺伝子とどのような関係か知るためにウズラGenomic DNAでサザンブロット解析をしている。またこの二つの翻訳領域が現実に存在するならばそれが長大な3'非翻訳領域とどのような関係があるか検討している。以前から予想しているCys繰り返し配列のある仮想翻訳領域とこのSTOP相同領域が実際に蛋白に翻訳されるかどうか知るために抗体作成を検討しており、大腸菌発現ベクターpGEXで融合蛋白を作成中である。
聾重複障害児の「個別の指導計画」作成をめぐるディスコース研究

本研究は,聾重複障害児の「個別の指導計画」作成をめぐる教員間のディスコースがどのように構成されているのかを分析することにより,重複障害児の「個別の指導計画」作成をめぐる課題について明らかにすることを目的とする。本研究の研究機関は3年間であり,本年度はその最終年度にあたる。これまでの2年間は文献調査をもとに,聾重複障害児への対応に関して全国的に特徴的な聾学校,養護学校を抽出し,主としてインタビューによる調査を実施してきた。その結果として,聾重複障害児の個別の指導計画作成の仕方について,類型化することができるということ,そしてそれは聾重複クラスと単一障害クラスのそれぞれで用いられているコミュニケーション手段との関わりがあることが示唆された。そこで本年度は,これまでインタビューの結果をもとに検討してきた聾学校における重複障害児への対応に関する仮説的な構造について,さらにインタビューを行いつつ,実証的に明らかにすべく,全国の聾学校の小・中学部で重複障害児クラスを担当している教員を対象に,アンケートを実施した。あわせて,各聾学校の重複障害児の個別の指導計画に使用されている書式を送付頂いた。「合わせた指導」を中心に教育課程を編成するなど,単一障害クラスと教育課程が異なる場合,個別の指導計画の書式自体も変更が求められる。その際に,同じ聾学校よりも,近隣の養護学校の書式を参考にするケースが見られる一方で,単一障害児と重複障害児のコミュニケーション手段が共通している場合には,教育課程上の相違はあっても,同じ学部の教員同士で相談しあえる関係が築かれているケースも見られた。このように,用いられるコミュニケーション手段の違いが,手段の違いだけにとどまらず,個別の指導計画作成における重複障害担当教員の負担感や孤立感にも影響を与えていることが示された。1)質的調査を中心としたデータ収集主に,G県立聾学校の重複クラス担当の教員,A県立I養護学校で聾重複児を担当している教員,G県内の聾重複児をもつ親の会の会員である聾重複児をもつ保護者の方々にインタビューを行った。聾学校の場合,コミュニケーション環境が比較的良好な状態で保障されるメリットがある反面,「個別の指導計画」の作成に焦点を当てると,聴覚の単一障害の児童生徒とは教育課程の編成が全くことなるため,重複クラスの担任だけで不安を抱きながら試行錯誤しつつ作成している現状が見られた。その一方,養護学校の場合は聴覚障害についてやコミュニケーション環境の保障については十分ではない場合がしばしば見られる中で,I養護学校のように,聾重複児以外の知的障害のみの子どもも交え,クラス全体で手話を取り入れて授業を行っており,「個別の指導計画」作成についても,学部全体で協同的に行っている先駆的な実践も見られた。こうした取り組みがI養護学校において実現した経緯について今後明らかにしていきたい。2)先行研究の整理聾重複児の個別の指導計画の作成に絞った研究は見られないため,(1)個別の指導計画の作成を巡る課題等についての文献と,(2)聾重複児への教育的対応に関する課題についての文献に分けて整理を進めた。個別の指導計画の作成については,知的障害養護学校において活発な議論がなされているものの,聾教育においてはほとんど議論がなされていなかった。その一方で,聾重複児への教育的対応については,個人の教員等による事例研究の範囲にとどまり,組織的に取り組まれた研究も少なく,また,学校あるいは学部全体での協同的な取り組みとして行われた研究もほとんど見られなかった。1)文献資料等によるデータ収集平成14年度に行った調査から,聾学校における単一障害児への指導方針と聾重複児への対応についての関連性が示唆されたことを受け,全国の聾学校のコミュニケーションモードに関する方針について,聾教育関連の研究大会資料やインターネット等を用いて整理した。その上で,1)手話を積極的に取り入れており,そのことを積極的に公表している学校と,2)公的には「聴覚口話法による指導を行っている」としながらも,内実として手話を取り入れた指導を行っている聾学校を,質的調査を行うための対象として抽出する作業を行った。2)質的調査を中心としたデータ収集文献資料等による検討をもとに,1)手話を積極的に取り入れており,そのことを積極的に公表している学校として,H県立ろう学校,N県立ろう学校への調査を,2)公的には「聴覚口話法による指導を行っている」としながらも、内実として手話を取り入れた指導を行っている学校として,Tろう学校,N県立N聾学校,O市立聾学校への調査を実施した。全体を通じて,コミュニケーションモードが単一障害児と重複障害児とで共通しているため,教員と子ども,あるいは子ども同士でのやりとりがスムーズになされている点が共通していた。さらに,1)の2校とO市立聾学校の共通点として,主に以下の2点があげられた。(1)単一障害のクラスと重複障害のクラスとが最初から分断されているのではなく,授業の内容によって,合同で授業が行われたり,分かれて授業が行われたりしており,柔軟な教育課程の編成がなされていた。(2)個別の指導計画の立案,作成が,重複障害児を担当する教員だけでなく,学部全体の共通認識のもとに行われていた。また,2)の3校からO市立聾学校を除いた2校の共通点として,以下の2点があげられた。(1)単一障害のクラスと重複障害のクラスの授業は基本的に分かれて行われていた。

(2)個別の指導計画の立案,作成は重複障害児を担当する教員同士での話し合いを中心に進められていた。本研究は,聾重複障害児の「個別の指導計画」作成をめぐる教員間のディスコースがどのように構成されているのかを分析することにより,重複障害児の「個別の指導計画」作成をめぐる課題について明らかにすることを目的とする。本研究の研究機関は3年間であり,本年度はその最終年度にあたる。これまでの2年間は文献調査をもとに,聾重複障害児への対応に関して全国的に特徴的な聾学校,養護学校を抽出し,主としてインタビューによる調査を実施してきた。その結果として,聾重複障害児の個別の指導計画作成の仕方について,類型化することができるということ,そしてそれは聾重複クラスと単一障害クラスのそれぞれで用いられているコミュニケーション手段との関わりがあることが示唆された。そこで本年度は,これまでインタビューの結果をもとに検討してきた聾学校における重複障害児への対応に関する仮説的な構造について,さらにインタビューを行いつつ,実証的に明らかにすべく,全国の聾学校の小・中学部で重複障害児クラスを担当している教員を対象に,アンケートを実施した。あわせて,各聾学校の重複障害児の個別の指導計画に使用されている書式を送付頂いた。「合わせた指導」を中心に教育課程を編成するなど,単一障害クラスと教育課程が異なる場合,個別の指導計画の書式自体も変更が求められる。その際に,同じ聾学校よりも,近隣の養護学校の書式を参考にするケースが見られる一方で,単一障害児と重複障害児のコミュニケーション手段が共通している場合には,教育課程上の相違はあっても,同じ学部の教員同士で相談しあえる関係が築かれているケースも見られた。このように,用いられるコミュニケーション手段の違いが,手段の違いだけにとどまらず,個別の指導計画作成における重複障害担当教員の負担感や孤立感にも影響を与えていることが示された。
高活性ヘテロポリ酸フラグメント触媒の新展開

一次構造中にニオブが存在するKeggin型およびDawson型ヘテロポリ酸の熱分解過程において,極性溶媒に対して不溶性の固体酸触媒が形成されることを見出した.本触媒はFriedel-Crafts反応アルキル化およびカルボン酸をアシル化剤としたアシル化反応に対して高活性・再利用性を示すことが分かった.構造に関するキャラクタリゼーションの結果,熱分解過程において一次構造が崩壊したヘテロポリ酸が形成しているものと考えられた.一次構造中にニオブが存在するKeggin型およびDawson型ヘテロポリ酸の熱分解過程において,極性溶媒に対して不溶性の固体酸触媒が形成されることを見出した.本触媒はFriedel-Crafts反応アルキル化およびカルボン酸をアシル化剤としたアシル化反応に対して高活性・再利用性を示すことが分かった.構造に関するキャラクタリゼーションの結果,熱分解過程において一次構造が崩壊したヘテロポリ酸が形成しているものと考えられた.リン酸-酸化タングステン・酸化ニオブの原料からなる混合酸化物触媒がFriedel-Craftsアルキル化反応に高活性を示すことを見出した。^<31>P NMRによる解析の結果から、Nbを1原子含んだKeggin型のヘテロポリ酸であるH_4PNbW_<11>O_<40>が調製時に自発的に生成し、これが熱分解する際に、WO_3-Nb_2O_5上で一次構造の一部が崩壊し、活性種が形成されていることが分かった。さらにH_4PNbW_<311>O_<40>を合成し、WO_3-Nb_2O_5と混合したのち、500°Cで熱分解させることで活性を2倍に高めることに成功した。NH_3-TPDによる酸性質の解析の結果、Keggin構造のフラグメント化に伴い新たな強酸点が発現していることがわかった。この触媒は通常は困難な反応であるカルボン酸を使ったFriedel-Craftsアシル化反応にも高活性を示し、環境調和型の反応にも適用できることが示された。一方、Dawson型ヘテロポリ酸であるH_6P_2W_<18>O_<62>・24H_2Oを焼成すると、一部が水に不溶性の固体が生成することを見出した。焼成前の表面積は2m^2g^<-1>程度であるが、260-300°Cで焼成し水で洗浄すると、20-30m^2g^<-1>まで表面積が増大することが分かった。XRDなどの結果より、焼成における結晶水の脱離に伴って不溶化されていることがわかった。この触媒はカルボン酸を使ったFriedel-Craftsアシル化反応に高活性・再利用性を示し、新しい触媒として期待される。Keggin型混合ヘテロポリ酸であるH_4PNbW_11O_40をWO_3-Nb_2O_5酸化物と混合し、500°Cで焼成することにより、部分的にKeggin構造が熱分解されたヘテロポリ酸フラグメント触媒を調製した。この触媒はさまざまなカルボン酸をアシル化剤としたFrfeael-Craftsアシル化反応に高活性・再利用性を示した。アニソールとドデカン酸による反応では、固体触媒を分離することで反応は完全に停止し、固相中で反応が進行していることが確かめられた。焼成温度とアシル化反応活性の関係を調べたところ、本触媒の活性は焼成温度に対して敏感に変化し、500°Cで焼成した場合に最大活性を示すことがわかった。アンモニア昇温脱離法により酸性質を調べたところ、焼成にともなって新たなブレンステッド酸点が発現しており、焼成温度に対する酸量の変化と触媒活性の傾向が一致していたことから、この新たな酸点が触媒活性点である例と考えられた。500°Cで焼成したH_4PNbW_11O_40-WO_3-Nb_2O_5触媒を用い、流通式反応装置により連続的にアニソールとドデカン酸によるFriedel-Craftsアシル化反応をおこなったところ、この触媒は少なくとも1週間にわたって安定した活性を示し、液相流通反応にも使用できることが確かめられた。一方、通常よく利用されるベータ型ゼオライトいて同条件で流通反応を行うと、O-アシル化されたエステルであるドデカン酸フェニルが主生成物として得られ、ケトンであるp-メトキシドデカフェノンの収率は低かったことがら、H_4PNbW_11O_40-WO_3-Nb_2O_5が従来の触媒に比べ、優れたアシル化性能を示すことが確かめられた。リン酸-酸化タングステン-酸化とオブからなる酸化物触媒を、リン酸、シュウ酸ニオブ、タングステン酸アンモニウム水溶液を混合し、蒸発乾固体・焼成することによって調製した。この触媒はフリーデル・クラフツ反応に高活性を示した。その触媒活性および再利用性は焼成温度に強く依存し、773Kで焼成した場合に最も優れた触媒性能を示すことが分かった。構造と酸性質に関する種々の検討により、触媒調製時にニオブ原子を含んだケギン型ヘテロポリ酸(H_4PNbW_<11>O_<40>)が生成し、これが773Kで部分的に熱分解することにより高活性な触媒が形成されることが分かった。NH_3-TPDにより酸性質を調べたところ、比較的強い新たな酸点が形成し、この酸点の量は触媒活性とよく対応した。H_

4PNbW_<11>O_<40>をあらかじめ合成し、これとNb_2O_5-WO_3と混合し、773Kで焼成した触媒はさらに高い活性を示し、一週間にわたる流通式の連続反応も可能であった。ニオブを含むドーソン型ヘテロポリ酸(H_9P_2Nb_3W_<15>O_<62>)を原料とし、これをシリカに担持した触媒では、活性および耐熱性がさらに向上することを見出した。特に743Kで焼成した試料では温水に対しても耐溶解性を示すことが分かった。IR, EXAFS, ^<31>PNMRに検討により、ヘテロポリ酸を担持した際にNb原子がドーソン型構造から外れ、構造の一部が欠損したヘテロポリ酸がシリカ上で形成しているものと考えられた。以上のようにニオブ原子を含むヘテロポリ酸を前駆体として使用することで、熱分解過程においてフリーデル・クラフツに活性な触媒が形成されることがわかった。
植物葉緑体におけるチラコイド膜を介した新たな還元力伝達機構の解明

チラコイド膜を介した還元力供給過程に関連すると考えられるシステムを明らかにするため、本研究ではこれに関連することが予想されるタンパク質の抗体作成およびそれらの抗体を用いたin vitroアッセイ系の構築を目指してin vitroでの還元力伝達アッセイ実験を行った。その結果、関連することが予想されるタンパク質の抗体を用いてin vitro還元力伝達アッセイ系を行った結果、チラコイド膜を介した還元力の伝達に膜因子が関与する可能性が示唆された。植物のチオレドキシン(Trx)は、外から還元力(つまり電子)を受け取り、自身のジスルフィド結合を用いて、標的タンパク質を還元し、標的タンパク質の酵素活性を調節している。つまり、Trxが細胞内で機能するためには、還元力(電子)が必須である。植物の葉緑体では、光合成反応で還元力をつくりだし、葉緑体ストロマ側にNADPHなどの形で還元力を蓄積している。ストロマ側に蓄積した還元力の一部は、葉緑体ストロマに局在するTrxに受け渡され、Trxが機能する。このように、光合成が行われるような条件下のストロマにはTrxが機能するのに必要な還元力が十分に存在している。これに対して、チラコイド膜を隔てたチラコイド内腔では還元力の蓄積は知られておらず、そこには、酸化還元による調節機構が存在するか否かすら、明らかになっていない。近年、チラコイド内腔のような還元力の蓄積のないコンパートメントでもチオレドキシン(Trx)様タンパク質が存在し機能していることが明らかになってきた(J. Biol. Chem. 281,35039-35047 (2006))。この内腔のTrx様タンパク質が機能するためには、還元力の供給が必須であるが、私はこれまでにその供給源の候補は葉緑体ストロマにあるTrxであることを明らかにしてきた。その還元力供給過程に関連すると考えられるシステムを明らかにするため、今年度はこれに関連することが予想されるタンパク質の抗体作成、in vitroアッセイ系の構築を目指して実験を行ってきた。その結果、いくつかのタンパク質については抗体作成を終了し、in vitroでの還元力伝達アッセイを行うことを可能になってきた。これに対して、チラコイド膜を隔てたチラコイド内腔では還元力の蓄積は知られておらず、そこには、酸化還元による調節機構が存在するか否かすら、明らかでない。最近の私の研究からチラコイド内腔のような還元力の蓄積のないコンパートメントでもチオレドキシン(Trx)様タンパク質が存在し機能していることが明らかとなった(J. Biol. Chem. 281, 35039-35047 (2006))。この内腔のTrx様タンパク質が機能するためには、還元力の供給が必須であり、私はこれまでにその供給源の候補は葉緑体ストロマにあるTrxであることを明らかにしてきた。その還元力供給過程に関連すると考えられるシステムを明らかにするため、今年度はこれに関連することが予想されるタンパク質の抗体を用いて、この抗体がin vitro還元力伝達アッセイ系に与える影響に関して評価を行った。その結果、in vitroでの還元力伝達アッセイ系に膜因子が関与する可能性が示唆された。
核面積変異係数を指標とする口腔癌の頚部リンパ節転移予測法の確立

本研究は、パパニコロウ染色を行った口腔癌細胞診標本を画像解析し、核面積変異係数を指標とし、口腔癌の頚部リンパ節転移の予測法を確立する目的で実施した。まず、既に当科で手術を行った舌扁平上皮病症例28例の初診時細胞診標本を画像解析し、核面積、周囲長、円形度、針状比、核面積変異係数をコンピュータ上で算出し、頸部リンパ節転移の有無、レベル、個数などをretrospectiveに検索した。その結果、核面積と周囲長はリンパ節転移症例で大きく、円形度はリンパ節転移症例で小さく、針状比はリンパ節転移症例で大きい値を示した。さらに、核面積変異係数はリンパ節転移症例で大きい値を示した。これらはいずれも統計学的に有意差を示し、本手法が口腔癌の頚部リンパ節転移の予測法の一助となることが示された。本法は、日常診断に用いる染色標本をデジタルカメラでコンピュータに取込み画像解析を行うが、取込みから結果の算出までおよそ15分で済み、特殊な器具等一切不要であるため、時間的・経済的に極めて有用である。現在は、扁平平上皮癌新鮮症例において同様の検索を行い、頸部リンパ節転移の有無を予測し、適切な頸部郭清術の選択に役たてるべく、症例数を増やしているところである。私は、舌扁平上皮癌の生検時組織標本における核異型度を画像解析し、頸部リンパ節転移との関連性について評価し、本法が頸部リンパ節転移の予測に有用であることを既に報告した。その後、生検時の細胞診標本を用いて同様の解析を行った。また、組織標本における結果との相関についても検討した。画像解析ソフト(MACSCOPE;三谷社製)を用いて、1症例あたり100個の腫瘍細胞の核について、核の大きさの指標として平均核面積と周囲長を、また核形態の指標として円形度(4π核面積/(周囲長)^2)および針状比(絶対最大長/対角比)を求めた。さらに大小不同性の客観的指標として核面積変異係数=核面積標準偏差/平均核面積x100(%)を算出した。細胞診標本における結果は、組織標本の結果と相関しており、リンパ節転移症例において、平均核面積と周囲長は高値を示した。また、円形度は非転移症例において高値を示した。針状比とNACVにおいては、リンパ節転移症例において高値を示した。以上より、細胞診標本を用いた核異型度解析は頸部リンパ節転移の予測に有用であることが示唆された。本研究は、パパニコロウ染色を行った口腔癌細胞診標本を画像解析し、核面積変異係数を指標として、口腔癌の頸部リンパ節転移の予測法を確立することを目的に実施した。まず、既に当科で手術を行った舌扁平上皮癌症例30例の初診時細胞診標本を画像解析し、核面積、周囲長、円形度、針状比、核面積変異係数をコンピュータ上で算出し、頸部リンパ節転移の有無、レベル、個数などをretrospectiveに検索した。これらはいずれも統計学的有意差を示し、本手法がリンパ節転移の予測法の一助となることが示唆された。現在は、舌扁平上皮癌新鮮症例において同様の検索を行い、頸部リンパ節転移の有無を予測し、適切な頸部郭清術の選択に役立てるべく、症例数を増やしているところである。以上の研究実績は、すでに国内学会で数回にわたって発表し、現在欧文誌に投稿中である。
実践的プローブ分子開発のためのクリックケミストリーの新展開

生命機能の発現機構を分子レベルで理解し、効果的に制御するための新しい方法論の開拓が求められている。これに対して、本研究では、最近我々が見いだした、各種アジド基が示す特異な反応性、環状アルキンの反応性制御法を利用した逐次連結法を大きく高度化し、疾患に関わる機構解明に役立つ研究手法の開発に取り組んでいる。平成30年度は、主に、以下の2つのテーマに取り組んだ。(1)まず、プラットフォーム分子の創製と逐次クリック反応の開発に関して、詳しく検討した。その結果、アジド基とベンゼン環との共鳴禁止効果に加え、アミノ基による電子的な影響も併せて利用することで超高速クリック反応の開発に成功した。さらに、アジドと環状アルキンとの反応と組み合わせて利用できる電子不足ジエンに着目して研究を行った結果、チオフェンジオキシド類と環状アルキンとの反応が有用であることを明らかにし、2種のアジド基とチオフェンジオキシド部位を有するプラットフォーム分子の開発にも成功した。(2)次に、アジドと環状アルキンとの反応を制御する手法に関して検討した結果、アジド基を導入したタンパク質をはじめとする幅広い「機能性部位を有するアジド」を「機能性部位を有する環状アルキン」へと転換する手法を確立できた。具体的には、銅塩との錯形成を利用した環状アルキンの反応性制御を発展させることで、広範な機能性アジドを環状アルキン部位へと転換できる手法開発に成功し、抗体の修飾などにも利用できることを明らかにした。超高反応性アジドの開発やアジドを環状アルキンへと転換する手法開発に関して、当初の計画を実現できただけでなく、選択的変換や生体分子の化学修飾に関して期待以上の成果が得られ、それぞれを論文として報告できたことから、当初の計画以上に進展していると判断した。今後、複数モダリティでのイメージングを同一分子で行えるプローブ開発の網羅的検討や、抗体ー薬物複合体の迅速合成を実現できるマルチクリックケミストリーの創成により、未知の生体分子機能解明に利用するための基盤技術として確立するため、多彩な機能性分子の変換に本手法を利用することで適用範囲を明らかにする。
Cryo-fixationによる腸管グリア細胞の3D微細構造解析

本研究課題の基課題では、消化管機能制御機構の不明点を明らかにするため、集束イオンビーム走査型電子顕微鏡(FIB/SEM)を用い、腸管グリア細胞(EGC)などの三次元微細構造の形態解析を目指している。特に、中枢でよく知られている、シナプス結合前膜-後膜-グリアの三者間シナプス構造と呼ばれる機構が腸管神経系にも存在するのかに注目し、特定の神経線維や受容体を標識した上での電顕解析が効率的な解析に必要であると考えられた。また、注目している構造では特に細胞外間隙の形態の維持が重要である。そこで、GFPなどの標識蛍光の維持およびよりnativeな形態の維持を担保するため、従来のアルデヒド固定を用いない高圧凍結固定cryo-fixationを施した組織での3D電顕解析法の確立を目的とし、神経組織での3D解析およびcryo-fixationを先駆的に進めている海外研究者との共同研究を行った。具体的には、マウスなどの生体組織に対するcryo-fixationの適用は未だほとんど報告がないため、マウス脳組織を用いて最適な固定法改善に取り組み、さらに、三次元電子顕微鏡解析、得られた形態データの定量解析法など、最新の方法を取り入れた解析手法確立のための共同研究を行った。その結果、樹状突起スパイン頸部の形態において、従来のアルデヒド固定とcryo-fixationとの間に差が見られ、定量化の結果、有意差も見られた。ここで得られた定量データを基に、スパインをケーブルとして見做した際のその部位の電気抵抗を算出し、生体での機能をより近く反映しうるデータであることを示唆した。本研究内容は、研究会にて発表したとともに、現在論文投稿準備中である。生体組織での適用がまだあまりなされていない方法であるため、この分野のパイオニアである研究者との共同研究で最適な方法を模索し、研究成果をまとめるに至っている。本年度の研究で明らかになった改善点を参考にし、さらに腸管組織の特性への適用も勘案し研究を進めると共に、得られた形態データから新たな機能を見出せた場合、生理学分野の研究室との共同研究の展開も期待している。内定年度:2017本研究課題の基課題では、消化管機能制御機構の不明点を明らかにするため、集束イオンビーム走査型電子顕微鏡(FIB/SEM)を用い、腸管グリア細胞(EGC)などの三次元微細構造の形態解析を目指している。
ヒストンアセチル化酵素Hbo1 によるエストロゲン受容体のユビキチン化促進の解析

乳がんの3分の2は、エストロゲンホルモンの影響で増殖し、そのホルモン作用の阻害薬が、乳がん治療に効果を挙げてきた。しかしながら、その薬が効かなくなることがあり、乳がんの治療の妨げとなっている。エストロゲンホルモンの作用は、細胞内のエストロゲン受容体がその増殖シグナルを細胞内に伝える。乳がんを分子的に理解するためには、エストロゲン受容体が細胞内でどのように産生され、分解されるか、細胞内での局在を変えるのか、徹底的に解明する必要がある。エストロゲン受容体がHbo1というクロマチンを修飾する酵素によって、直接ユビキチン化されて分解を受けるという、新しい分子機構を今回発見した。DNA複製開始初期に働くヒストンアセチル化酵素であるHbo1が、ユビキチン化を介してエストロゲン受容体のタンパク質分解を促進する機構を明らかにし、エストロゲン受容体陽性乳がんがホルモン療法に抵抗性を獲得する機構を理解するのに役立てることが目的である。3年の研究の具体的な目標として、(1)エストロゲン受容体の欠失変異体、点突然変異体の作製、(2)Hbo1によるエストロゲン受容体のアセチル化およびユビキチン化の部位の決定と機能解析、(3)エストロゲン受容体のアセチル化リシン特異的抗体の作製、新規に同定されたアセチル化のエストロゲン受容体の転写活性化能に与える影響の検討、エストロゲン受容体のアセチル化とリン酸化の関係の検討の3つを設定した。1年目の研究が終了した時点で、目標(1)は、ほぼ終了した。その結果、(1)エストロゲン受容体のカルボキシル末端に位置するリガンドドメインが、Hbo1によってユビキチン化の促進を受けること、(2)そのリガンドドメイン(アミノ酸:304-554)の中の11か所すべてのリシン残基をアルギニンに置換した変異体でもHbo1によってユビキチン化が促進されることが判明した。N末端はFLAGのタグがあり、ユビキチン化されるとは考えにくい。従って、Hbo1は、エストロゲン受容体の典型的なリシン残基ではなく、それ以外のシステイン、セリン等の残基がユビキチン化されることが示唆された。エストロゲン受容体のリシン以外の残基のユビキチン化は今までに報告がなく新規であり、さらに追究していきたい。DNA複製開始初期に働くヒストンアセチル化酵素であるHbo1が、ユビキチン化を介してエストロゲン受容体(ER)のタンパク質分解を促進する機構を明らかにし、ER陽性乳がんがホルモン療法に抵抗性を獲得する機構を理解するのに役立てることが目的である。1年目(2014年度)から2年目(2015年度)の前半では、ERの欠失変異体、点突然変異体を作製し、Hbo1によるERのユビキチン化部位の決定を試み、以下のことが明らかとなった。(1) ERのカルボキシル末端に位置するリガンド結合ドメイン(LBD;アミノ酸:304-554)が、Hbo1によってユビキチン化の促進を受ける。(2) LBD内の11か所すべてのリシン残基をアルギニン残基に置換した変異体でもHbo1によってユビキチン化が促進される。さらに、4か所のシステイン残基をアラニン残基に置換した変異体でもHbo1によってユビキチン化が促進された。以上から、ERのLBDの特定のアミノ酸残基にユビキチン化が起こるというよりむしろ、あるアミノ酸残基にユビキチン化が起こらなければ、別のアミノ酸残基にユビキチン化が生ずるようなメカニズムが働いているように見える。2年目(2015年度)の後半では、試験管内でERのLBDをHbo1によってユビキチン化する系を構築した。その結果、以下のことが明らかとなった。(1) Hbo1の組換えタンパク質が、ユビキチンE3結合酵素(リガーゼ)活性を持つ。(2)試験管内で、Hbo1組換えタンパク質が、ERのLBD組換えタンパク質をユビキチン化する。(3)ERのリガンドであるベーターエストラジオール存在下で、Hbo1によるユビキチン化反応は阻害される。ユビキチン化部位のマッピングは不首尾に終わったことは当初の予定と違ってしまった。試験管内でHbo1によるユビキチン化をする実験系が構築できた意義は大きい。今回の研究で、以下のことが明らかとなった。ERのカルボキシル末端に位置するリガンド結合ドメイン(LBD;アミノ酸:304-554)が、Hbo1によってユビキチン化の促進を受ける。Hbo1の組換えタンパク質それ自体が、ユビキチンE3結合酵素(リガーゼ)活性を持つ。試験管内で、Hbo1組換えタンパク質が、ERのLBD組換えタンパク質をユビキチン化する。ERのリガンドであるベーターエストラジオール存在下で、Hbo1によるユビキチン化反応は阻害される。[以下は最終年度の成果]転移性乳がん由来の転写活性化能が亢進したER変異体は、Hbo1によって野生型ERよりもユビキチン化を受けやすい。Hbo1の発現抑制によって、エストロゲンの有無にかかわらず、ERの発現が上昇する。

以上の知見をまとめ、論文投稿中である。このように、ヒストンアセチル化酵素Hbo1が直接にエストロゲン受容体(ER)をユビキチン化し、タンパク質分解を促進することを見出した。この新たなERタンパク質分解の機構は、ER陽性乳がんがホルモン療法抵抗性の理解を深める上で役立つ知見である。今後は、ヒストンアセチル化酵素Hbo1がアセチル化酵素活性とユビキチン化酵素活性をどのように使い分けて、細胞内での機能を発揮しているのか解明するのが次に必要な課題である。乳がんの3分の2は、エストロゲンホルモンの影響で増殖し、そのホルモン作用の阻害薬が、乳がん治療に効果を挙げてきた。しかしながら、その薬が効かなくなることがあり、乳がんの治療の妨げとなっている。エストロゲンホルモンの作用は、細胞内のエストロゲン受容体がその増殖シグナルを細胞内に伝える。乳がんを分子的に理解するためには、エストロゲン受容体が細胞内でどのように産生され、分解されるか、細胞内での局在を変えるのか、徹底的に解明する必要がある。エストロゲン受容体がHbo1というクロマチンを修飾する酵素によって、直接ユビキチン化されて分解を受けるという、新しい分子機構を今回発見した。エストロゲン受容体のユビキチン化の部位が、予期に反して、典型的なリシン残基でなかったことが判明したため、変異導入に余計に時間がかかってしまった。試験管内でHbo1によるユビキチン化をする実験系を駆使して、ユビキチン化を介してエストロゲン受容体のタンパク質分解を促進する機構を明らかにし、エストロゲン容体(ER)陽性乳がんがホルモン療法に抵抗性を獲得する機構を理解するのに役立てるよう努めたい。生化学分子腫瘍学クロマチンリシン11か所すべてをアルギニンに変異した変異体を解析したことで、エストロゲン受容体のユビキチン化の部位の候補はかなり絞れたため、計画通り進捗が期待される。次年度使用額が生じたのは、消耗品の購入が少しく時期的に遅れたためであると考える。予想に反して、エストロゲン受容体遺伝子の変異体を作製することになり、より金額を要する細胞培養やタンパク質精製の実験が先送りになったため。試験管内ユビキチン化を用いて、エストロゲン受容体のユビキチン化の分子機構を探るための消耗品の購入(例えば、ユビキチンタンパク質、ユビキチン化結合酵素などの組換えタンパク質や組換えタンパク質精製のための試薬)に充てたい。近い将来、変異体作製の実験が終了するので、計画通りの支出が期待される。