hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
連続フロー質量分析法を用いた溶存気体の濃度・同位体比同時測定とその海洋学への応用

本研究初年度(平成16年度)に導入したガスフロー型同位体質量分析装置(GF-IRMS)の調整を進めるとともに,同装置による海洋学的研究を本格的に開始した。分析ターゲットとして海水中の溶存気体,特に溶存酸素に着目した。溶存酸素の酸素同位体比(δ^<17>O,δ^<18>O)は,大気-海洋間の気体交換と海洋内での生物過程(光合成と有機物分解)を反映して変化することが予想され,海水混合の有用なトレーサーとなることが期待される。そこで,簡便に同位体計測を行なうための真空ラインをGF-IRMSにオンライン接続し,海水約200mLに含まれる溶存酸素を船上で抽出して持ち帰り,同位体計測を行なうシステムを完成した。現在の測定精度は,δ^<17>O値について0.32‰,δ^<18>Oについて0.12‰である。淡青丸KH-05-11航海(平成17年5月16日5月26日)を利用して,日本海の海水を表面から海底直上まで各層採取し,その中に含まれる溶存酸素の酸素同位体を計測した。表層水のδ^<18>Oは大気平衡値+24.3‰より1.4‰軽い値を示し,光合成由来の同位体比の低い酸素が付加されていることを示した。また,混合層以深については,溶存酸素濃度の減少とともにδ^<18>O値は増加し,酸素消費に伴う同位体分別を示した。同様の観測と試料採取を,中部北太平洋においても白鳳丸KH-05-2航海(8月8日9月21日)を利用して実施した。一方,溶存水素ガスの安定同位体比測定についても,試料導入ラインの製作と標準ガスの測定テストを行なった。南海トラフ冷湧水域,マリアナトラフ海底熱水域,およびインド洋中央海嶺熱水域において熱水または堆積物間隙水を採取し,測定に着手した。昨年度に引き続き,海水試料中の溶存気体(酸素および水素に着目)の濃度と同位体比の同時測定を継続して行うとともに,研究の最終年度として,3年間の研究の総括を行った。酸素に関しては,白鳳丸KH-06-2航海(17年6月2日23日)の際にフィリピン海のほぼ全域にわたる9測点で採取した海水試料を分析し,フィリピン海における酸素の濃度とδ^<18>Oの分布特性を詳細に明らかにした。温度・塩分等の基礎データと併せて移行拡散モデルによる解析を行い,フィリピン海の深層循環に伴う酸素の消費速度および酸素の同位体分別係数を推定した。この成果は,18年10月24-26日にチリで開催された酸素極小層に関する国際シンポジウムで報告し,現在論文に取りまとめ中である。また,昨年度北太平洋西経160度線に沿って得られた酸素濃度とδ^<18>Oデータの解析を進め,17年9月の日本海洋学会秋季大会で成果を報告するとともに,現在国際誌に論文を投稿中である。一方,海水中の水素ガスに関しては,溶存気体中の水素をガスクロマトグラフで単離しオンラインで同位体比質量分析計に導入するシステムを完成した。海水中のバックグラウンドレベルの水素測定のため感度向上に努めるとともに,濃度の高い海底熱水試料に本法を活用した。インド洋中央海嶺や西太平洋背弧海盆熱水に溶存する水素のδD値を初めて明らかにし,熱水中の水素ガスの起源を考察する上で貴重なデータを得た。成果の一部は国際誌に論文を投稿中で,19年8月の国際Goldschmidt Conference会議においても発表を予定している。
実験動物マウス及び野生マウスの遺伝的系縉の研究

マウスはその遺伝的基礎が確立しているため、ヒトの遺伝病などのモデル実検動物として重要な位置を占めている。また、多くの遺伝子が現在クローニングされているが、それらの機能を知る上でも、マウスを用いた分子遺伝学的実験は不可欠である。しかし現在よく用いられている実験マウスは(M.m domesticuo)は実際第17番染色体上に大きな逆位を含んでおり、大変異マウスと呼ばれる変異体が逆に正常な遺伝子配列をもつことが示唆された。そこで種々の野生マウス、実験動物マウス及び、tハプロタイプマウスについて、その遺伝的系譜を調ベ、実験動物マウスの遺伝情報の基礎を与えることを目的に本研究を行なった。このようなtハプロタイプマウスは劣性致死、組換え抑制、雄性不妊などの性質をもつにもかかわらず、精子による伝達率が高いため、日本を含めヨーロッパ、アジア、アメリカ、アフリカなど世界中の野生マウスに10-43%という高頻度で存在する。このtハプロタイプの進化を調べる指標として大変異領域にあるTcp-1遺伝子の塩基配列をtハプロタイプと種々のMus musculus亜種および他の野生Mus種について調べ比較した。その結果、世界中に広がるMus musculusのtハプロタイプの間でTcp-1イントロンの配列は全く同一で、それらが同一の起源に由来することを明らかにした。またその伝播が40万年前以降つまり、Mus musculusの亜種が分岐(100-200万年前)した後であることからtハプロタイプの分岐が遺伝子浸透とよばれる亜種を越えたものであることを示した。またtハプロタイプと似たTcp-1配列をもつマウスは他の種にも見られずtハプロタイプの越源となったマウスが現存しないか、小集団であることが考えられた。
共通のタンパク質立体構造が多彩なイオン輸送を可能にする分子メカニズムの解明

光駆動型イオンポンプは、光エネルギーを利用して特定のイオンを細胞内外へと輸送するタンパク質である。イオンポンプは類似した構造、共通のトリガーによって機能するにも関わらず、多彩なイオン輸送を生み出すことができる。このことは、イオンポンプが輸送するイオンを認識・選択する機構をもつことを想起させるが、そのイオン選択性メカニズムを解明した研究例はない。そこで本研究では、1つのタンパク質で3つの異なるイオン輸送状態を示すKR2対して、部位選択的な観測が可能な時間分解共鳴ラマン分光法を適用する。スペクトル解析によって得られる機能と構造の相関から、イオンポンプの普遍的なイオン選択性メカニズムを明らかにする。
食細胞の活性酸素産生異常に起因する炎症重篤化の分子生物学的解析

好中球やマクロファージなどの食細胞は、病原菌を貪食して活性酸素を放出することによって感染防御を営んでいる。これらの貪食細胞は、食細胞NADPHオキシダーゼの触媒によって酸素からスーパーオキシド(O2-)を産生し、O2-は自発的に過酸化水素(H2O2)へと代謝される。さらに好中球においては、ミエロペルオキシダーゼの触媒によって、H2O2から次亜塩素酸が生成する。本研究は、食細胞NADPHオキシダーゼのノックアウトマウス(CGDマウス)やMPOのノックアウトマウス(MPO-KOマウス)が、非感染的に重篤な炎症疾患を発症するという興味深い現象の分子メカニズムを探ることを目的とした。MPO-KOマウスやCGDマウスは、ザイモザンやカンジダ死菌に曝されるだけで非感染的に重篤な肺炎を発症する興味深い現象を発見し、MPO-KO好中球からのMIP-2過剰産生、あるいはCGDマクロファージからのKC過剰産生が、各々のマウスの肺炎重篤化の一因であることをすでに報告している。本年度はさらに、CGDマウスが野生型マウスよりも重篤なザイモザン誘発生関節炎や脾臓炎症をも発症し、患部からのKC過剰産生が炎症重篤化の一因である可能性を明らかにした。そこで、MPO-KO好中球からのMIP-2過剰産生とCGDマクロファージからのKC過剰産生の分子メカニズムを探った。その結果、ザイモザンおよびカンジダ死菌の主要パターン認識受容体である、TLR2、TLR4、dectin-1、CR3が、好中球からのMIP-2の産生にもマクロファージからのKCの産生にも寄与していること、およびそれらの受容体の主要シグナル伝達系であるp38MAPK経路、ERK経路、JNK経路の一部が過剰に活性化されていることが明らかになった。H30年度の研究成果は、国内学会にて口頭もしくはポスター発表を行った。また、MPO-KOマウス好中球からのMIP-2過剰産生の分子メカニズムに関する研究成果は、学術論文として公表すべく執筆中である。研究対象としている分子メカニズムは予想以上に複雑であるため少々の遅れがある。平成30年度の進捗にやや遅れがあるが、研究課題に関わる興味深い知見が着実に蓄積しているので、MPO-KOマウスおよびCGDマウスを対象とした研究を精力的に継続し、本研究の目的である炎症重篤化の分子メカニズムの全貌を解き、それぞれ学術論文として公表する。食細胞の一種である好中球は感染に対する初期防御を担っており、病原体を貪食して活性化するとスーパーオキシドや過酸化水素などの活性酸素が生成するだけでなく、好中球だけが保有するミエロペルオキシダーゼ(MPO)の触媒によって次亜塩素酸という好中球特有の活性酸素も産生する。MPOのノックアウトマウス(MPO-KOマウス)は、酵母の細胞膜成分であるザイモザンに曝されるだけで非感染的に重篤な肺炎を発症すること、MPO-KOマウスから単離した好中球をザイモザンで活性化させるとMIP-2を初めとする種々の炎症性サイトカインを野生型好中球よりも過剰産生すること、およびMPO-KO好中球は野生型好中球よりもザイモザン貪食能が高いことを既に報告しており、このようなMPO-KO好中球の機能異常がこのマウスの肺炎重篤化の一因であることを提唱している。本年度はMPO-KO好中球がMIP-2を過剰産生するメカニズムを知ることを目的として研究を実施した。その結果、1アクチンの重合を阻害することによって好中球のザイモザン貪食能を抑制させるとMIP-2産生量も顕著に抑えられたことから、MPO-KO好中球の貪食能の更新がMIP-2産生のための必要条件であること、および2ザイモザンで刺激された野生型好中球からのMIP-2発現量は、抗酸化物質であるアスコルビン酸の添加によって著しく促進したことから、好中球が産生する次亜塩素酸がサイトカイン産生を抑制している可能性が高いこと、などが明らかになった。平成29年度の研究課題として掲げた「MPO-KO好中球におけるMIP-2遺伝子の過剰発現機構の解析」と「MPO-KO好中球が示す高貪食能のシグナル伝達機構の解析」に関する研究成果はいずれも国内学会での口頭もしくはポスター発表を行った。これらの成果を学術論文として公表すべく執筆中であるが少々の遅れがある。

本年度はさらに、CGDマウスが野生型マウスよりも重篤なザイモザン誘発生関節炎や脾臓炎症をも発症し、患部からのKC過剰産生が炎症重篤化の一因である可能性を明らかにした。そこで、MPO-KO好中球からのMIP-2過剰産生とCGDマクロファージからのKC過剰産生の分子メカニズムを探った。その結果、ザイモザンおよびカンジダ死菌の主要パターン認識受容体である、TLR2、TLR4、dectin-1、CR3が、好中球からのMIP-2の産生にもマクロファージからのKCの産生にも寄与していること、およびそれらの受容体の主要シグナル伝達系であるp38MAPK経路、ERK経路、JNK経路の一部が過剰に活性化されていることが明らかになった。H30年度の研究成果は、国内学会にて口頭もしくはポスター発表を行った。また、MPO-KOマウス好中球からのMIP-2過剰産生の分子メカニズムに関する研究成果は、学術論文として公表すべく執筆中である。研究対象としている分子メカニズムは予想以上に複雑であるため少々の遅れがある。平成29年度の進捗にやや遅れがあるが、当初立案した研究課題に関わる興味深い知見が着実に蓄積しつつあるので、平成30年度以降は29年度に実施した研究を精力的に継続し、本研究の目的である炎症重篤化の分子機構を暴き学術論文として公表する。平成30年度の進捗にやや遅れがあるが、研究課題に関わる興味深い知見が着実に蓄積しているので、MPO-KOマウスおよびCGDマウスを対象とした研究を精力的に継続し、本研究の目的である炎症重篤化の分子メカニズムの全貌を解き、それぞれ学術論文として公表する。平成29年度の研究が少々遅延しているため、当該年度に実施予定であった実験の一部を30年度に継続実施することとなり、その実験に必要な試薬の購入を30年度に延期することにした。30年度も物品費、旅費、人件費、その他を適正に使用する。多種の高額試薬を必要とするので助成金の多くを消耗品の購入に充てる。また、得られた成果を速やかに公表するために学会参加のための旅費も計上している。50万円以上の備品の購入予定はない。学術論文を執筆中であるが、やや遅れておりH30年度中に投稿するまでには至らなかった。そのため投稿費用が次年度使用額として残された。次年度早々に投稿を完了し、そのための費用として使用する。
開発実態からみた地方都市の広域土地利用コントロール手法に関する研究

本研究は、当初線引き実施都市(防府市)と当初人口10万人以上を擁したにもかかわらず非線引きのまま現在に至る都市(宇部市、山口市)の両者を対象に、昭和50年以降の開発から市街化調整区域と用途白地地域の開発の特徴と空間分布を明らかにすると同時にその開発立地に影響を与える要因を指摘すること、広域の観点から線引き都市と非線引き都市が隣接する場合の開発される可能性を「開発ポテンシャル」としてメッシュ単位で算定し、将来の土地利用コントロールに際して知見を得ること、を目的としている。結論は以下の通りである。(1)宇部市、山口市のメッシュデータを用いて数量化I類分析を行なった結果、両市の開発立地に影響を与えている要因は、ともに「人口」、「都心までの距離」、「土地利用」、「大規模店舗までの距離」であることが明らかになった。(2)非線引き都市の開発動向から導かれた開発ポテンシャルのモデル式を線引き都市である防府市に適用し、非線引き都市の山口市の開発動向が線引き都市の防府市の開発動向と類似性が高いことが明らかになった。これは、宇部市が広域に用途地域を設定し、用途地域内での分散的な開発を許容したことが精度が低くなった理由であり、一方、山口市が県庁所在都市で非線引きであること、防府市に隣接していることで防府市の市街化調整区域の開発許可運用に影響を及ぼしたことが精度が高くなった理由であると推測される。(3)防府市の市街化調整区域で開発ポテンシャルが高いメッシュに着目すると7地区が抽出でき、それぞれの地区の特徴から「沿道開発タイプ」、「市街化区域近接タイプ」、「密集集落タイプ」の3つのタイプに分類できた。平成12年の都市計画法改正に伴い、地方自治体は郊外部(線引き都市では市街化調整区域、非線引き都市では用途地域指定外の白地地域)の土地利用計画と開発コントロールを地域の実情に合わせて推進することが求められることとなった。本研究は,線引き都市(本研究では岩国市と防府市)と非線引き都市(本研究では山口市と宇部市)の両者を対象に,1970年以降の開発の立地要因を数量化理論により明らかにし、開発実態の土地本来のもつ土地条件、自然生態環境条件および人口の移動実態からみた広域的な土地利用の問題点と特徴を明らかにすることを目的としている。第一段階として、本年度は、以下3点について整理した。(1)山口県内26都市計画区域32市町の「土地利用データ」(農地面積、宅地面積、山林面積、市街化区域面積市街化調整区域面積、用途地域面積、農振地域面積)と県内全市町村の「人口データ」(人口密度、世帯数、DID人口密度、産業別入口、各区域内人口)及び「移動データ」(転入・転出、通勤・通学)を、昭和55年から平成12年の5年間隔で20年間の経年データとしてデータベース化した。以上のデータを集計し、まずマクロに県内の諸都市の土地利用変動と人口の移動について明らかにした。(2)人口10万人以上で非線引き都市である宇部市と山口市を母都市とする影響圏と、線引き都市である岩国市を母都市とする影響圏を「移動データ」から設定(宇部ゾーン、山口ゾーン、岩国ゾーン)し、ゾーンごとにデータベースより人口・事業所の移動と土地利用変動について特徴を明らかにした。そして規制の緩いエリアと規制の強いエリアが隣接する箇所(農振法による農振地域も考慮する)、即ち「白地地域と市街化調整区域が隣接するエリア」、「都市計画区域外と市街化調整区域が隣接するエリア」等(以降、「隣接エリア」と呼ぶ)を抽出した。(3)山口ゾーンについて、山口市と隣接する防府市、小郡町の開発サンプルを開発届出申請から昭和55年から平成12年の20年間のすべてのr開発データ」(年代、位置、用途、規模、路線価、用途地域内か白地地域か)

及び「アクセス条件データ」(官公庁からの距離、小中学校からの距離、主要幹線道路からの距離・駅・バス停・空港からの距離、大型店舗からの距離)をGISによりデータベース化した。これを集計し、山口ゾーンの開発実態を明らかにした。平成12年の都市計画法改正に伴い、地方自治体は郊外部(線引き都市では市街化調整区域、非線引き都市では用途地域指定外の白地地域)の土地利用計画と開発コントロールを地域の実情に合わせて推進することが求められることとなった。本研究は,線引き都市(本研究では岩国市と防府市)と非線引き都市(本研究では山口市と宇部市)の両者を対象に,1970年以降の開発の立地要因を数量化理論により明らかにし,開発実態の土地本来のもつ土地条件、自然生態環境条件および人口の移動実態からみた広域的な土地利用の問題点と特徴を明らかにすることを目的としている。本年度は、以下3点について整理した。(1)GISによりデータベース化した各種データを説明変数とする開発ポテンシャル予測モデルを構築した。このモデルを適用することにより、今後開発が起こる可能性の高い地区を抽出した。さらにその地区の特徴を現地調査と合わせて整理した。(2)合併が予定されている山口ゾーンの2市3町の都市計画区域を250mメッシュデータ化し、各メッシュから最短の施設間距離をデータ化し、距離による広域土地利用のコンパクト性を評価した。(3)以上から、今後の広域土地利用を見据えた都市のコンパクト性を実現するための整備課題を提示した。(1)非線引き都市である山口市の用途白地地域において宅地開発が連担している5地区を抽出し、開発許可にかかる技術基準をベースとして住環境評価を行った。(2)中国・四国・九州地区の開発許可にかかる技術基準及び運用方針を収集しデータベース化し、山口市の基準・運用方針について改善案を提案した。(3)線引き都市である防府市の34条8号の3にかかる開発動向をデータベース化し、農地転用のデータベースと合わせて集計考察した。
内分泌撹乱物質曝露による生殖障害発現機序とエピジェネティクス

本研究では,器官形成期におけるエストロゲン様化学物質の曝露が,如何にして不可逆的な生殖障害を引き起こすのか,そのメカニズムの一端を解明することを試みた.本研究により,視床下部-下垂体-性腺軸一連の機能障害メカニズムにおいては,より中枢側の責任が大きいこと,また,精巣ライディッヒ細胞における側鎖切断酵素P450scc遺伝子は,ヒストン脱アセチル化を引き起こすことにより遺伝子発現が低下し,アンドロゲン産生能の低下に至ることが推察された.興味深いことに,天然エストロゲンではP450scc遺伝子のヒストン脱アセチル化が引き起こされず,エストロゲン様内分泌攪乱物質と天然エストロゲンでは,ヒストン修飾のレベルで作用機序が異なることが示された.本研究では,器官形成期におけるエストロゲン様化学物質の曝露が,如何にして不可逆的な生殖障害を引き起こすのか,そのメカニズムの一端を解明することを試みた.本研究により,視床下部-下垂体-性腺軸一連の機能障害メカニズムにおいては,より中枢側の責任が大きいこと,また,精巣ライディッヒ細胞における側鎖切断酵素P450scc遺伝子は,ヒストン脱アセチル化を引き起こすことにより遺伝子発現が低下し,アンドロゲン産生能の低下に至ることが推察された.興味深いことに,天然エストロゲンではP450scc遺伝子のヒストン脱アセチル化が引き起こされず,エストロゲン様内分泌攪乱物質と天然エストロゲンでは,ヒストン修飾のレベルで作用機序が異なることが示された.内分泌撹乱化学物質の作用メカニズムの解明は、分子生物学的知見をもとに新たな時代に入ったといえるが、器官形成・発達時期である胎仔・新生仔期での内分泌撹乱化学物質曝露が、将来的に成体の中枢神経系および生殖器系にいかなる影響を及ぼすかについては不明な点が多い。本研究では、胎仔期・新生仔期における合成エストロゲンDiethylstilbestrol(DES)の曝露、および作用点の異なる3種の内分泌撹乱化学物質、すなわち、ビスフエノールA(BPA)、フタル酸ジエステル(DEHP)、ダイオキシン(TCDD)の単独曝露、複合曝露を行い、下垂体機能ならびに中脳ドーパミン作動性神経への影響を解析した。その結果、DESの胎仔期曝露により、性成熟時のFSH、LHおよびテストステロン分泌の低下、ならびに精巣におけるエストロゲン受容体α遺伝子とステロイド産生急性調節性(StAR)蛋白遺伝子の発現低下が引き起こされ、特にゴナドトロピン分泌の制御は、生殖器よりもより低濃度のエストロゲン様物質で影響を受けることが示された、また、BPA、DEHP、TCDDの単独投与では、中脳A8、A9、A10の各領域のTH発現ニューロン数およびTH染色強度が、対照群と比較して有意に減少したが、複合投与群ではいずれの週齢においても有意な差はみられなかった。単独曝露による作用が複合曝露によって打ち消されたことから、環境中微量化学物質作用の複雑さ、ならびに複合汚染に対する新たな側面を示す重要な成果を示すことができた。下垂体のFSH、LHに特異的なβサブユニット遺伝子におけるDNAメチル化解析については再現性も含め、現在検討中である。本研究では合成エストロゲンDiethylstilbestrol(DES)がライディッヒ細胞に与える直接的な影響を解析し,エストロゲン様内分泌攪乱物質とステロイドホルモン産生系遺伝子のサイレンシングとの関連性を検討した.その結果,コレステロールをプレグネノロンへと変換する側鎖切断酵素P450scc遺伝子の発現がDESの曝露量に相関して減少し,さらにChIP assayにより,この遺伝子領域のヒストン脱アセチル化が示され,mRNAの発現低下が裏付けられた.興味深いことにDESと同等の力価を有する内因性エストロゲン17β-estradiol(E2)の曝露ではヒストン脱アセチル化が引き起こされず,ヒストン修飾への影響は,合成エストロゲンと内因性エストロゲンで異なることが示された.合成エストロゲンと内因性エストロゲンがライディッヒ細胞に与える影響の差異を詳細に検討するため,マイクロアレイ解析から遺伝子発現プロファイルを取得し,Gene Ontology(GO)による分類と機能的解析により生物学的解釈を行った.その結果,GO分類からの遺伝子セット解析(Z-test)で,『apoptosis』や『regulation of programmed cell death』に該当する遺伝子群が,E2曝露で有意に発現上昇していたのに対し,DES曝露では有意に発現減少していることが示された.また,GO分類『DNA repair』に属する遺伝子群の発現はDES曝露とE2曝露のサンプル間に有意差はみられず,これらの事象を鑑みると,細胞ストレスに対してDES曝露細胞ではアポトーシスが起こり難く,かっDNA修復機構も惹起され難い,すなわちライディッヒ細胞の癌化に繋がる合成エストロゲン特有の影響と推察された.
ピコ秒パルス光グレーティングの周期的励起によるCWコヒーレントフォノン発生の研究

モードロックYAGレーザーの第2高調波出力(532nm,パルス幅150ps、繰り返し周波数82MH_2)を二つに分け角度θをつけて試料に入射させ、光誘起グレーティングを作りフォノンを発生させた。グレーティングのピッチλ(=λ/(2sin(θ/2))λi波長)で決るフォノンの周波数ν(=ν/λ:v:音速)が光パルスの繰り返し周波数fとν=nf(n:整数)の関係にあるときには、共鳴的な増巾効果が起こり、増強されたフォノンが生成されることを確認した。試料としてはエタノール、メタノール、エチレングリコール、水、液晶等にNa-fl uorscein、Brilliant green等の色素を溶かしたもの(標準濃度10^<-2>mol/l)を用いた。フォノンの検出はνが300MHz程度以下の場合はHe-Neレーザー光をプローブ光として用い、その回折光の高周波成分を検出することにより行った。より高い周波数の場合は励起パルスレーザー光の一部を遅延させてプローブ光として用い、時間分解方式によって検出した。n=1(82MH_2)からn=13(1.06GH_2)までのフォノンの生成が種々の条件のもとで観測された。フォノン強度のθ依存性、フォノンの位相と励起パルス列の位相の相対関係を調べ、音速、減衰等に関する知見を得た。異方性を持つ試料、液晶MBBAについては、プローブ光が常光線の場合と異常光線の場合とでは、観測される音波の振舞いが著しく異なることを見出した。この相違は常光線と異常光線の屈折率の温度変化の違いによるものとして説明される。又同じ原因によって熱グレーディングの振舞いも著しく異なることを観測した。液晶DOBAMBについては相転移点における音速の変化を観測した。試料が薄い(厚さ数十ミクロン)ため特異な条件における音波が観測されているものと考えられる。前年度にひきつづきモードロックYAGレーザーの第二高周波出力(波長532nmパルス巾150ps、繰り返し周波数f=82MHz)を用いて光誘起グレーティングの周期的励起による周波数nf(ni整数)のコヒーレントフオノン生成の実験を行った。前年度はn=3まで即ち82、164、246MHzのフオノン生成を行ったが、今年度は更に周波数の高いフオノンの生成検出を行った。このような高周波フオノンは前年度のようなHeーNeレーザーによるCWプローブ方式では検出出来ないので、励起パルスレーザー光の一部を遅延させて、パルスプローブ光として用い、時間分解方式による検出を行った。Brilliaut Greenをエタノールに溶かした試料(濃度1×10^<-3>mol/l)についてn=13(1.06GHz)までのフオノンの生成に成功した。またレーザーパルス列を遅延させ重ね合せて4f=327MHZの繰り返し周波数のパルス列を作りそれを励起パルス光として用い、高周波フオノンを生成する実験も行った。発生されたフオノンを用いる研究として、異方性をもつ試料、液晶MBBA、DOBAMBCについて実験を行った。配勾させたMBBAについて82MHzの音波を発生させ観則した結果、プローブ光が常光線の場合と異常光線の場合とでは観則される音波の振舞いが著しく異なることを見出した。また同じ原因によって熱グレーティングの振舞も著しく異なる。DOBAMBについては相転移点における音速の変化が観則された。試料が薄い(厚さ数十ミクロン)という特異な条件での音速という観点からこの実験結果の解析を行いつつある。
三次元統合画像符号化の提唱と次世代画像通信への展開

本研究課題では、三次元統合画像符号化の実現へ向けた先駆的な研究、並びにその次世代画像通信への展開を目的として、以下の検討を行なった。1.3次元統合画像通信のビジョンと3次元画像符号化技術の課題に関する調査・検討従来の3次元画像技術が入出力技術の各々における個別的な検討が主であったのに対して、入出力方式に依存しない統一的な記述・伝送技術を開発するために必要な検討課題を洗い出し、整理を行なった。2.3次元画像の記述形式の検討多様な撮像系から得られた3次元画像の中立的な記述方式として「光線記述方式」に関する詳細な検討を加えた。特に、平面記録・円筒記録・球面記録なる3通りの光線情報の記述方式を定式化し、それぞれの特徴を整理した。3.3次元画像の入力方式の検討3次元画像の入力方式を、光線情報のサンプリング方式として捉え、逐次的に3次元空間の情報を取得していく手法を提案した。また、3次元画像のカメラパラメータ推定方式についても検討を加えた。4.3次元画像の情報圧縮の検討3次元空間の光線情報に対して統計的冗長圧縮符号化を適用し、これをリアルタイム復号することにより、3次元画像を圧縮・伝送した上でインタラクティブに表示するシステムを開発した。5.3次元画像の構造化の検討「被写体の構造抽出」および「光線情報の構造的記述」と言う2つの側面から3次元画像の構造化に関する検討を行なった。6.3次元画像の表示方式の検討平面的なディスプレイのみならず、没入型仮想環境における3次元画像の表示方式について検討を加えた。本研究課題は、3次元統合画像符号化の実現へ向けた先駆的な研究、並びに、次世代画像通信への展開を目的としている。今年度は以下の検討を行なった。1.3次元統合画像通信のビジョンと3次元画像符号化技術の課題に関する調査・検討従来の3次元画像技術に関する研究が、入力・出力技術の各々における個別的な検討が主であったのに対し、入出力方式に依存しない統一的な記述・伝送技術を開発するために必要な検討課題を洗い出し、整理を行なった。また、光線空間による3次元情報の効率的記述に関し、基礎的な理論解析を行なった。特に、光線空間の平面、円筒、球面の各々への射影方法を定式化した。2.統計的冗長圧縮符号化の3次元多眼画像への適用2次元画像におけるDCTベースの符号化や動き補償技術の多眼動画像、3次元レンジ画像の情報圧縮への適用について検討した。3.3次元画像の構造的記述に関する基礎検討多眼画像に対して、テクスチャや視差情報を用いて領域分割を行ない、奥行きの異なる複数のレイヤ(各レイヤは凹凸を有する)に分ける方法、及び、この結果に基づいて実写の3次元物体に対して対話的に操作を加える方法を開発した。4.3次元画像のモデル記述に関する基礎検討光線空間から実空間の3次元物体像を再構成するためには、光線空間から、観測者の視点の位置で決定される平面上の点を読み出してくれば良いことを明らかにした。このことを利用して、光線空間を介して3次元物体に対する回転、平行移動、相貫等の操作を施す方法を開発した。この際に問題となる垂直方向の拡大率の取り扱いへの対処方法を考案し、自然な画像を得る方法を開発した。三次元統合画像符号化の実現へ向けた先駆的な研究、並びに、その次世代画像通信への展開を目的として、本年度は、前年度に引き続き、統計的画像圧縮符号化の三次元多眼画像への適用、三次元画像の構造的記述とモデル記述に関する基礎検討を進めるとともに、新たに次の検討をおこなった。1.三次元画像の記述形式の検討多様な撮像系・入力系から得られた三次元画像の中立的な記述方式として先に提案した「光線パラメータ情報記述方式」に関して詳細な検討を加えた。特に、平面記録、円筒記録、球面記録なる3通りの光線情報の記述方式を定式化し、それぞれの特徴を整理した。

2.三次元画像の構造抽出の検討空間に対する物体の移動や変形などの操作を目的として、空間の光線情報を操作しやすい形に構造化する手法を提案した。具体的には、K平均アルゴリズムを用いて、多次元情報空間の領域分割を行う手法を提案し、さらに、この領域分割結果を用いて、各領域毎に構造モデルを当てはめる手法を提案した。三次元画像の符号化と表示の検討光線情報を効率的に圧縮・伝送することを目的として、視差補償予測符号化、フラクタル符号化、構造抽出符号化について検討を加えた。また重要度の高い情報から階層的に伝送して表示する手法を提案して、その階層化の手順によって生じ得る歪みについて検討し、光線情報の階層的伝送・表示に向けた指針を示した。本研究課題では、三次元統合画像符号化の実現に向けた先駆的な研究、並びにその次世代画像通信への展開を目的としている。本年度は、前年度に引き続き、三次元画像の記述および符号化方式、構造抽出手法、表示方式などに関する検討を進めるとともに、新たに次の検討を行った。1.三次元画像の入力方式の検討三次元空間の情報を、三次元画像もしくは光線情報として、いかに効率的に取得(撮影)すべきかという問題について基礎的な検討を行なった。具体的には、既に撮影済みの情報から、光線情報の予測が困難と考えられる視点位置を推定し、カメラをコンピュータ制御して逐次的に撮影を繰り返してゆくことにより、三次元空間の情報を効率的に取得する手法を提案した。2.三次元画像のカメラパラメータ推定方式の検討三次元画像を光線情報に交換する際に必要となるカメラパラメータの推定手法について検討し、被写体の構造が未知の場合でも適用可能なアルゴリズムを提案した。そして、提案手法を適用して三次元画像からカメラパラメータを求め、仮想的な視点位置における画像合成を行うことにより、提案手法の有効性を確認した。3.三次元画像の符号化とリアルタイム復号の検討光線情報の効率的な圧縮・伝送を目的として、多次元DCTを用いる符号化手法を提案した。そして観察者の視点位置に応じて、必要な光線情報だけをリアルタイムで復号・展開する手法について検討し、三次元空間情報を圧縮・伝送した上でインタラクティブに表示するシステムを開発した。4.没入型仮想環境における三次元画像の表示方式の検討三次元スクリーンで観察者を取り囲む「没入型仮想環境」を対象として、光線情報による三次元空間情報の表示を行うアルゴリズムについて検討した。そして、従来のポリゴンモデルによる表示に対して、実画像に基づく提案手法の有効性を示した。
北土山地に旧石器時代人類化石を探る・・・アバクチ、風穴洞窟の発掘

本年度は風穴洞穴遺跡に重点をおいた発掘調査を行った。第1次調査でオオツノジカないしヘラジカの化石が確認された第4層を引き続き発掘した。大型哺乳動物としてはゾウの幼獣の大腿骨(ナウマンゾウの可能性が高い)、中型動物としてはアナグマ、ニホンザル、小型動物としてはニホンモグラジネズミが確認された。ゾウとニホンモグラジネズミは明らかに更新世絶滅動物であり、第4層はまぎれもなく更新世の地層であることが判明した。第4層の下に第5層を確認し、堆積がなお続いていることも明らかになった。しかし残念ながら、まだ、人骨と人工遺物の発見には至っていない。昨年度の調査で第4層から検出された哺乳動物化石の鑑定結果が愛知教育大学の川村善也助教授から報告されたが、確認された哺乳類は、シカ、サル、カモシカ、ウサギ、テン、ムササビ、モモンガ、エゾヤチネズミ、ハタネズミ、ヒメネズミ、ヤマネ、シント-トガリネズミ、モグラ属、コキクガシラコウモリ、テングコウモリ等、多種に及んでいる。このような第4層の動物組成は、当時の風穴洞穴周辺の環境が現在より寒冷で、より森林性に富んでいたことを物語っている。アバクチ洞穴については、昨年の調査区をさらに下層まで掘り下げ、第27層を確認した。24層までは少量の土器片と石器が確認されたが、それ以下は無遺物層となり、第27層に至ってようやく保存良好なクマの膝蓋骨と中手骨が検出された。現在、このクマの骨を用いた第27層の年代を測定中である。昨年度の予備調査に続いて、アバクチ、風穴洞穴遺跡の第1次調査を平成8年7月21日から31日までの11日間にわたって実施した。アバクチ洞穴遺跡では、昨年度の試掘溝に隣接して2m^*2mの拡張区を設定して発掘を開始した。7月25日に表土から約30cm下層において、墓壙を発見し、中から左側臥屈葬のきわめて保存状態の良い幼児人骨を発見した。墓壙の掘り込み面、墓壙中の土器片、幼児骨の右手首に装着された貝製平玉から判断して、この人骨が弥生時代中期のものであることが判明した。これまでの乳歯と永久歯の計測値の分析から、この弥生人骨は予想と大きく異なり、渡来系弥生人に近縁であるという結果が得られている。一方風穴洞穴では、縄文後期の土器片が出土し、遺跡であることが確認された。しかも縄文後期の文化層の下部の粘土質土壌中からは多くの動物化石を検出した。その中の4点の化石骨はこれまでに貝塚等で見つかっている例には見られないものでてあったので、愛知教育大学の古生物学教室の鑑定を受けたとろころ、絶滅大型動物であるオオツノジカあるいはヘラジカの化石骨の一部であることが明らかになった。
外国人交換留学高校生の日本語習得と異文化適応

平成18年度の研究では、前年度までに行った「外国人交換留学高校生の日本留学に対する印象」(岡部2005)での分析結果をもとに、外国人交換留学生に対するアンケート調査と、インタビュー調査を実施した。アンケートの質問項目は、岡部(2005)で得た、日本留学に対する4つの印象項目(I.異文化を知り、様々な体験をした)、「II.異文化の中で、苦労しながら人間関係を築いた」、「III.留学プログラムの制度・行事を通じての体験」、「IV.留学に対する肯定的な評価」から34問を作成した。インタビューでは、アンケート調査の内容をフォローアップすると同時に、日本語の口頭表現能力も調査をした。その結果、すべての留学生が「留学してよかった」「学校に行ってよかった」「ホームステイをしてよかった」と留学体験とプログラムを肯定的に評価していた。差が見られたのは、「日本の習慣に驚きましたが、だんだん慣れました」、「日本にすんで、日本の社会は悪いと思いました」(「II.異文化の中で、苦労しながら人間関係を築いた」に関する質問項目)、「ことばがわからなくて大変でした」(「III.留学プログラムの制度・行事を通じての体験」に関する項目)であった。インタビュー調査で人間関係・言語面で苦労した点について尋ねると、「日本ではいつも集団行動をしなければならない」「みんな同じ意見や行動をしている」といった集団性、同一性に対する違和感、「自分の日本語の意図が誤解されてしまう」「同じ高校生なのに、先輩・後輩で言葉を使い分けなければならない」という、意図の解釈の違いや敬語に対する違和感が聞かれた。これらの原因は、日本語能力というよりは、社会や言語行動に対する価値観に起因する面が大きいと思われる。交換留学高校生の受け入れにあたっては、日本社会における「前提」を丁寧に説明し、価値観の<摺り合せ>をしていくことが必要だと考える。平成16年度には、以下3点の研究活動を行った。(1)高校交換留学生の留学経験に対する印象調査『東京都高校生留学事業<第12回受入>の記録』<(財)東京国際交流財団、2002年>は、6カ国・24名の留学生による、1年間の留学生活の感想を収めた作文集である。この文集をKJ法を用いて分析し、留学生の留学経験に対する印象を調査した。その結果、印象は、「I.異文化を知り、様々な体験をした」、「II.異文化の中で、苦労しながら人間関係を築いた」、「III.留学プログラムの制度・行事を通じての体験」、「IV.留学に対する肯定的な評価」という4つの主たる要素に分類できた。特に留学生が人間関係を構築していくためには日本語の口頭表現能力が重要な役割を果たし、実際の意思伝達だけでなく、コミケーションを行う上での態度や考え方にも関係していることがわかった。(2)年少者日本語教育の先行研究調査日本語教育学会が主催するオンライン研究コース「外国人児童・生徒のための日本語教育」に参加し、関連文献のレビューを行った。岡部は特に児童・生徒の日本語能力の評価を中心にレビューを担当したが、現存するテスト法にはや評価対象とする技能、調査方法、評価結果の安定性、児童生徒の心理状態に対する配慮等の問題が存在することを改めて確認した。これらの問題点をいかに解決し、調査方法を確立していくかが今後の課題である。(3)九州・沖縄、及び東京都の高等学校の交換留学生の受け入れ状況調査九州・沖縄499校、東京都330校、計829校のホームページ掲載情報を参考に、交換留学生の受入状況を調査した。その結果、九州・沖縄では48校、東京都では60校が受け入れていた。今後はこのデータを更に分析し、調査協力校を検討する予定である。平成17年度の研究では、昨年度行った『東京都高校生留学事業<第12回受入>の記録』<(財)東京国際交流財団、2002年>を対象に、留学生の留学経験に対する印象の調査分析の継続と論文執筆、次年度の調査準備を行った。その結果、「I.異文化を知り、様々な体験をした」、「II.異文化の中で、苦労しながら人間関係を築いた」、「III.留学プログラムの制度・行事を通じての体験」、「IV.留学に対する肯定的な評価」という4つの主たる要素に印象を分類できたことに加え、(1)楽しい経験・つらい経験を含め、留学経験全体を肯定的にとらえていること、(2)母国との生活と異なる習慣の体験、友人やホストファミリーとの交流・学校行事や部活動への参加など、新しい体験を通じて精神的に成長をすることに意義を見いだしていることがわかった。この結果をさらに国別に分析すると、英語・西洋文化圏であるオーストラリア出身の留学生は、他の中国・マレーシア・インドネシア・タイ・ブラジルの5力国の留学生と比べ、人々との交流の機会が多く得ている傾向がみられた。これは英語が日本社会で普及している分、コミュニケーション上有利な立場にあることが推測される。一方、ブラジル人留学生は英語も日本語も理解せず、コミュニケーションの手段が限られるため、不便な生活をしていることがわかる。また、今回の研究の対象に中国・タイ・マレーシア・インドネシアなどのアジア諸国が4力国含まれていたが、留学生活の中で異なる習慣への驚きは、マレーシア・インドネシアの学生のほうが、中国・タイの学生に比べて多く感じていることがわかった。これにはイスラム圏・非イスラム圏という宗教の違い、所得水準や教育制度の違い等、様々な要因が推測される。従来の研究では、これらの国々は同一の「アジア」として処理されることが多かったが、留学生それぞれの母語や文化に配慮した細かな分析が必要であると思われる。

平成18年度の研究では、前年度までに行った「外国人交換留学高校生の日本留学に対する印象」(岡部2005)での分析結果をもとに、外国人交換留学生に対するアンケート調査と、インタビュー調査を実施した。アンケートの質問項目は、岡部(2005)で得た、日本留学に対する4つの印象項目(I.異文化を知り、様々な体験をした)、「II.異文化の中で、苦労しながら人間関係を築いた」、「III.留学プログラムの制度・行事を通じての体験」、「IV.留学に対する肯定的な評価」から34問を作成した。インタビューでは、アンケート調査の内容をフォローアップすると同時に、日本語の口頭表現能力も調査をした。その結果、すべての留学生が「留学してよかった」「学校に行ってよかった」「ホームステイをしてよかった」と留学体験とプログラムを肯定的に評価していた。差が見られたのは、「日本の習慣に驚きましたが、だんだん慣れました」、「日本にすんで、日本の社会は悪いと思いました」(「II.異文化の中で、苦労しながら人間関係を築いた」に関する質問項目)、「ことばがわからなくて大変でした」(「III.留学プログラムの制度・行事を通じての体験」に関する項目)であった。インタビュー調査で人間関係・言語面で苦労した点について尋ねると、「日本ではいつも集団行動をしなければならない」「みんな同じ意見や行動をしている」といった集団性、同一性に対する違和感、「自分の日本語の意図が誤解されてしまう」「同じ高校生なのに、先輩・後輩で言葉を使い分けなければならない」という、意図の解釈の違いや敬語に対する違和感が聞かれた。これらの原因は、日本語能力というよりは、社会や言語行動に対する価値観に起因する面が大きいと思われる。交換留学高校生の受け入れにあたっては、日本社会における「前提」を丁寧に説明し、価値観の<摺り合せ>をしていくことが必要だと考える。
植物の新規アクチン結合ドメインとアクチンの複合体の結晶構造解析

植物の葉緑体は強光があたると光を避けるように細胞内を移動する。その際葉緑体上にアクチン微繊維が形成される。このアクチン微繊維形成は葉緑体の移動を担うと考えられている。葉緑体上でのアクチン微繊維形成はchloroplast unusual positioning1 (CHUP1)と呼ばれるタンパク質が担う。CHUP1はC末端側に保存領域を保持するが、研究代表者らはこれまでに、この保存領域がアクチン重合促進モジュールであるFH2ドメインと類似した一部構造を含み、この領域を含むフラグメントがアクチンと相互作用することを見いだしている。本研究課題はCHUP1のC末端領域とアクチンの複合体の構造決定により、葉緑体上でのアクチン微繊維形成の構造的基盤を解明することを目的とする。今年度はまず昨年度得た、アクチンに結合するCHUP1のC末端領域の最小ユニットであるCHUP1CL (716-982残基)と重合能の低下したアクチン誘導体の複合体結晶の構造決定を行ったが、この結晶はCHUP1CL単独の結晶であることが判明した。そのためCHUP1CLとアクチンの複合体結晶化に向くアクチン試料の検討を種々の分析手法により行い、CHUP1CLはアクチン重合阻害剤であるlatrunculin B (LatB)と結合したアクチンには未処理のアクチンと同程度の解離定数と結合比で結合するが、他のアクチン誘導体には結合しないことを見いだした。このことからCHUP1CLとLatBに結合したアクチンとの複合体の結晶化スクリーニングを集中的に行い、今年度中には構造決定に至らなかったが、複数の異なる条件で新規の微結晶を得た。また今年度はCHUP1CL単独の結晶構造の分解能を3.0オングストローム分解能まで向上することに成功し、アクチンとの結合に必須なCHUP1CLの二量体化を担う相互作用をより詳細に解明した。26年度が最終年度であるため、記入しない。植物の葉緑体は強い光があたると光を避けるように細胞内を移動する.その際,葉緑体上にアクチン微繊維が形成される.アクチン微繊維ができない葉緑体は移動しないことから,葉緑体はアクチン微繊維を利用して移動すると考えられる.葉緑体上でのアクチン微繊維の形成に重要な役割を果たすタンパク質であるchloroplast unusual positioning1 (CHUP1)はC末端側に保存領域を保持している.研究代表者らは最近,この領域を含むCHUP1フラグメント(CHUP1_C_short; 757-982)の構造決定により,この領域が既知のアクチン重合促進モジュールであるFH2ドメインと類似した一部構造を保持していることを見いだした.またこの領域を含むフラグメントはアクチンと相互作用することが判明している.本研究課題はCHUP1のC末端ドメインとアクチンの複合体の立体構造を決定することにより,葉緑体上でのアクチン微繊維形成の構造的基盤の一端を解明することを目的とする.今年度はまずアクチンに結合できるCHUP1のC末端領域の最小ユニットであるCHUP1_C_long (716-982残基)の3.4オングストローム分解能での構造決定に成功した.これによりCHUP1_C_longが,N末端側αヘリックスとC末端側サブドメインの相互作用により,アクチン重合促進モジュールであるFH2ドメインと類似したフレキシブルなドーナツ型の二量体を形成してアクチンと相互作用することを示唆する結果を得た.またCHUP1_C_longが単量体型アクチンと約4 μMの解離定数で結合することを見いだした.さらにCHUP1_C_longと重合能の低下した異なるアクチン誘導体試料との複合体の結晶化を行い,複数の異なる結晶を得たが,得られた結晶は全てCHUP1_C_long単独の結晶であることが後に判明した.植物の葉緑体は強光があたると光を避けるように細胞内を移動する。

また今年度はCHUP1CL単独の結晶構造の分解能を3.0オングストローム分解能まで向上することに成功し、アクチンとの結合に必須なCHUP1CLの二量体化を担う相互作用をより詳細に解明した。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はCHUP1_C_longの構造決定に成功し,またCHUP1_C_longと単量体型アクチンの解離定数も決定するなど,今後のアクチンとの複合体の構造解析の基礎となるデータを蓄積することができた.一方,複合体の結晶化に関しては,得られた結晶が全てCHUP1_C_long単独の結晶であることが判明したため,今後複合体試料の調製において,他のアクチン試料を用いるなど,さらなる検討が必要であると考えられる.このようなことから,達成度をやや遅れているとした.今後はこれまでと同様のアプローチによる複合体結晶作製と並行して,アクチンとの結合能の上昇したCHUP1_C_long変異体のスクリーニングや,他の重合能の低下したアクチン誘導体試料の検討を行い,CHUP1とアクチンの複合体の結晶化を目指す.複合体形成に使用する他のアクチン試料として,ショウジョウバエのアクチン変異体を計画している.ショウジョウバエのアクチンは,Sf9細胞を用いたバキュロウィルスによる発現系により効率よく発現精製可能である.この系を用いることの利点は,アクチン変異体を発現精製できることである.実際これまでにこの手法で調製された重合能の低下したアクチン変異体とアクチン結合タンパク質の複合体の結晶構造が報告されている.この発現系を確立することで,CHUP1_C_longとの複合体形成に向くアクチン変異体試料が得られることが期待される.さらに植物アクチンの調製など,他の方法も検討する.次年度の交付申請書に構造決定予定と記載した新規のCHUP1とアクチン誘導体の複合体結晶に関しては,現在までにCHUP1単独の結晶であることが判明したため,この計画を除き,上記の計画を推進する予定である.
生体防御を担う活性酸素生成型食細胞NADPHオキシダーゼの活性化の分子機構

NADPHオキシダーゼは活性酸素を生成する酵素であり、生成された活性酸素は生体防御において極めて重要な役割を担う。活性酸素生成型NADPHオキシダーゼのプロトタイプは食細胞に豊富に存在することから食細胞NADPHオキシダーゼとも呼ばれるが、その酵素本体は膜蛋白質gp91^<phox>であり、p22^<phox>と会合してシトクロムb_<558>を形成している。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>,p67^<phox>,とp40^<phox>:各々がSH3ドメインをもつ)が刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してシトクロムb_<558>と相互作用する必要がある。私共はオキシダーゼの活性化機構を研究し、以下のような成果を得た。(1)p47^<phox>-p22^<phox>間の結合様式について詳細に検討し、p47^<phox>の2つのSH3ドメインがp22^<phox>の1つのプロリン・リッチ領域を挟み込むように認識し、この認識様式がオキシダーゼ活性化に必須であることを明らかにした。(2)p47^<phox>のPXドメインのホスホイノシチド結合能が、p47^<phox>の膜移行及びオキシダーゼ活性化に必須であることを明らかにした。(3)p67^<phox>はそのC末側SH3ドメインを用いてp47^<phox>と結合するが、この結合が新しい様式のものであることを示し、複合体の立体構造を決定した。(4)p40^<phox>がp67^<phox>に結合してp67^<phox>(更にはp47^<phox>)の膜移行を促進することにより、オキシダーゼ活性化を正に制御していることを明らかにした。(5)p41^<nox>(p47^<phox>のホモログ)及びp51^<nox>(p67^<phox>のホモログ)を同定・クローニングし、これらがgp91^<phox>と新規オキシダーゼNox1を活性化できることを示した。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>,p67^<phox>,とp40^<phox>:各々SH3ドメインをもつ)が刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してシトクロム

b_<558>と相互作用する必要がある。私共はオキシダーゼの活性化機構を研究し、平成14年度は以下のような成果を得た。(1)p47p^<phox>のPXドメインのphosphoinositides結合能が、p47^<phox>の膜移行及びオキシダーゼ活性化に必須であることを明らかにし、更に、この脂質結合能はp47^<phox>のリン酸化により誘導されることを示した。(2)もう1つのオキシダーゼ活性化に必須の蛋白質p67^<phox>はそのC末側SH3ドメインを用いてp47^<phox>と結合するが、この結合が新しい様式のものであることを示し、複合体の立体構造を決定した。(3)p67^<phox>に恒常的に結合している蛋白質として知られていたp40^<phox>の役割は不明であったが、p40^<phox>はp67^<phox>に結合してp67p^<phox>(更にはp47^<phox>)の膜移行を促進することにより、オキシダーゼ活性化を正に制御していることを明らかにした。(4)新規なオキシダーゼ調節蛋白質であるp41^<nox>(p47^<phox>のホモログ)及びp51^<nox>(p67^<phox>のホモログ)を同定・クローニングした。更に、これらがgp91^<phox>ばかりでなく新規オキシダーゼNox1を活性化できることを示した。NADPHオキシダーゼは活性酸素を生成する酵素であり、生成された活性酸素は生体防御において極めて重要な役割を担う。活性酸素生成型NADPHオキシダーゼのプロトタイプは食細胞に豊富に存在することから食細胞NADPHオキシダーゼとも呼ばれるが、その酵素本体は膜蛋白質gp91^<phox>であり、p22^<phox>と会合してシトクロムb_<558>を形成している。本酵素の活性化には、特異的アダプター蛋白質(p47^<phox>,p67^<phox>,とp40^<phox>:各々がSH3ドメインをもつ)が刺激依存性に細胞質から細胞膜に移行してシトクロムb_<558>と相互作用する必要がある。私共はオキシダーゼの活性化機構を研究し、平成15年度は以下のような成果を得た。(1)p47^<phox>は、1つには、刺激依存性にp22^<phox>と結合してオキシダーゼ活性化に関与する。このp47^<phox>-p22^<phox>間の結合様式について詳細に検討し、p47^<phox>の2つのSH3ドメインがp22^<phox>の1つのプロリン・リッチ領域を挟み込むように認識し、この認識様式がオキシダーゼ活性化に必須であることを明らかにした。(2)p47^<phox>のPXドメインのホスホイノシチド結合能が、p47^<phox>の膜移行及びオキシダーゼ活性化に必須であることを明らかにし、更に、このホスホイノシチド結合能はp47^<phox>のリン酸化により誘導されることを示した。(3)新規な活性酸素生成型NADPHオキシダーゼの1つであるNox1の活性化