hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プログラム細胞死を伴う種皮形成に関与するプロセシング酵素システムの機能解析

液胞フロセシング酵素(VPE)は、液胞タンパク質の成熟化に関わる新規のエンド型のシステインプロテアーゼであり,アスパラギンあるいはアスパラギン酸のC末端側のペプチド結合を切断するという高い基質特異性を持つ.これまで,シロイヌナズナの3種類のVPE遺伝子(αVPE,βVPE,γVPE)の解析から,βVPEは種子特異的,αVPEとγVPEは栄養器官特異的に発現し,それぞれ特殊化した機能を果たしていることが分かってきた.最近,シロイヌナズナの遺伝子データベースから新たなVPEホモログが見いだされ,δVPEと名付けた.δVPEのアミノ酸配列を既知の全てのVPEホモログと比較したところ,δVPEは種子型VPEs,栄養器官型VPEsとも異なるタイプであることが示唆された.この新規VPEの生理学的な機能を解明する目的で,δVPEに対する特異的抗体を作製した.イムノブロット及び蛍光抗体染色によってその局在を調べたところ,δVPEは種子の発生段階の初期に内珠皮の特定の細胞層(ii2・ii3層)に一過的に発現していることが分かった.δVPEが発現している層では種子形成の過程で細胞死が起きており,δVPE欠損株では内珠皮の細胞死に遅れがみられた.また,細胞死が起きる時期に電子密度の高い構造体が細胞膜と細胞壁の間に現れ,その新規の構造体にδVPEが局在することを見いだした.以上の結果から,δVPEが内珠皮特定層の細胞死に重要な役割を果たしていることが明らかになった.液胞プロセシシグ酵素(VPE)は、液胞タンパク質の成熟化に関わる新規のエンド型のシステインプロテアーゼであり,アスパラギンあるいはアスパラギン酸のC末端側のペプチド結合を切断するという高い基質特異性を持つ.これまで,シロイヌナズナの3種類のVPE遺伝子(αVPE,βVPE,γVPE)の解析から,βVPEは種子特異的,αVPEとγVPEは栄養器官特異的に発現し,それぞれ特殊化した機能を果たしていることが分かってきた.最近,シロイヌナズナの遺伝子データベースから新たなVPEホモログが見いだされ,δVPEと名付けた.δVPEのアミノ酸配列を既知の全てのVPEホモログと比較したところ,δVPEは種子型VPEs,栄養器官型VPEsとも異なるタイプであることが示唆された.この新規VPEの生理学的な機能を解明する目的で,δVPEに対する特異的抗体を作製した.イムノブロット及び蛍光抗体染色によってその局在を調べたところ,δVPEは種子の発生段階の初期に内珠皮の特定の細胞層(ii2・ii3層)に一過的に発現していることが分かった.δVPEが発現している層では種子形成の過程で細胞死が起きており,δVPE欠損株では内珠皮の細胞死に遅れがみられた.また,細胞死が起きる時期に電子密度の高い構造体が細胞膜と細胞壁の間に現れ,その新規の構造体にδVPEが局在することを見いだした.以上の結果から,δVPEが内珠皮特定層の細胞死に重要な役割を果たしていることが明らかになった.液胞プロセシング酵素(VPE)は、液胞タンパク質の成熟化に関わる新規のエンド型のシステインプロテアーゼであり,アスパラギンあるいはアスパラギン酸のC末端側のペプチド結合を切断するという高い基質特異性を持つ.これまで,シロイヌナズナの3種類のVPE遺伝子(αVPE,βVPE,γVPE)の解析から,βVPEは種子特異的,αVPEとγVPEは栄養器官特異的に発現し,それぞれ特殊化した機能を果たしていることが分かってきた.最近,シロイヌナズナの遺伝子データベースから新たなVPEホモログが見いだされ,δVPEと名付けた.δVPEのアミノ酸配列を既知の全てのVPEホモログと比較したところ,δVPEは種子型VPEs,栄養器官型VPEsとも異なるタイプであることが示唆された.この新規VPEの生理学的な機能を解明する目的で,δVPEに対する特異的抗体を作製した.イムノブロット及び蛍光抗体染色によってその局在を調べたところ,δVPEは種子の発生段階の初期に内珠皮の特定の細胞層(ii2・ii3層)に一過的に発現していることが分かった.δVPEが発現している層では種子形成の過程で細胞死が起きており,δVPE欠損株では内珠皮の細胞死に遅れがみられた.また,細胞死が起きる時期に電子密度の高い構造体が細胞膜と細胞壁の間に現れ,その新規の構造体にδVPEが局在することを見いだした.以上の結果から,δVPEが内珠皮特定層の細胞死に重要な役割を果たしていることが明らかになった.液胞フロセシング酵素(VPE)は、液胞タンパク質の成熟化に関わる新規のエンド型のシステインプロテアーゼであり,アスパラギンあるいはアスパラギン酸のC末端側のペプチド結合を切断するという高い基質特異性を持つ.これまで,シロイヌナズナの3種類のVPE遺伝子(αVPE,βVPE,γVPE)の解析から,βVPEは種子特異的,αVPEとγVPEは栄養器官特異的に発現し,それぞれ特殊化した機能を果たしていることが分かってきた.最近,シロイヌナズナの遺伝子データベースから新たなVPEホモログが見いだされ,δVPEと名付けた.δVPEのアミノ酸配列を既知の全てのVPEホモログと比較したところ,δVPEは種子型VPEs,栄養器官型VPEsとも異なるタイプであることが示唆された.

この新規VPEの生理学的な機能を解明する目的で,δVPEに対する特異的抗体を作製した.イムノブロット及び蛍光抗体染色によってその局在を調べたところ,δVPEは種子の発生段階の初期に内珠皮の特定の細胞層(ii2・ii3層)に一過的に発現していることが分かった.δVPEが発現している層では種子形成の過程で細胞死が起きており,δVPE欠損株では内珠皮の細胞死に遅れがみられた.また,細胞死が起きる時期に電子密度の高い構造体が細胞膜と細胞壁の間に現れ,その新規の構造体にδVPEが局在することを見いだした.以上の結果から,δVPEが内珠皮特定層の細胞死に重要な役割を果たしていることが明らかになった.
太陽風から磁気赤道領域までのエネルギー・物質流入過程に伴う宙空環境変動の研究

15・16年度は、相手国の海外共同研究者の協力を得て、210度磁気子午線沿いのオーロラ帯のアラスカ、シベリア地区での電磁場・光学観測を充実し、また、赤道域のフィリピン、ミクロネシア諸島での大気電場、電磁環境の調査を重点的に行い、全地球的規模のリアルタイム予備観測を実施した。各地点での地磁気・ULF波動の観測についても、現地協力者と協議し共同観測を実施した。最終年度の17年度も環太平洋域の多点観測点と南米、アジアの経度の隔った磁気赤道沿いの多点観測点とを組織的に組み合わせた全地球的規模の環太平洋地磁気ネットワーク(CPMN)観測を実施し、太陽風-地球磁気圏相互作用により極冠域、磁気圏境界領域、そして磁気圏尾から内部磁気圏に侵入した電磁場擾乱エネルギーとプラズマ粒子が、磁気赤道領域までどのように侵入・変換されていくのかその時空間的伝播機構とその過程、極域3次元電流系と中・低緯度の電離層ダイナモ領域に発生するSq電流系との結合過程について実証論的解明を行なった。さらに、磁力線共鳴振動法による宙空プラズマダイナミクスの診断手法確立の為の観測を実施し、所期の目的を達することが出来た。これらの海外学術調査から、磁気圏境界から磁気赤道までの宙空領域で発生する様々な電磁・プラズマ環境変動を空間非均一・非定常が重要で高度に領域間結合した複合・複雑系の物理現象として捉えた新しい解釈と知見を得ることができた。また、2004年から始まったCAWSES/ILWS/IHY国際共同研究期間に、我が国を代表する「宇宙天気」研究として積極的に参画し、国際的な宇宙天気共同研究のための地上ネットワークデータの発信・貢献を果たすための観測ネットワークを構築するができた。以上の研究成果は、94編の国際学術雑誌、135編の国際会議報告、126編の国内会議報告にまとめられた。本年度は、相手国の海外共同研究者の協力を得て、210度磁気子午線沿いのオーロラ帯のアラスカ、シベリア地区での電磁場・光学観測を充実し、また、赤道域のフィリピン、ミクロネシア諸島での大気電場、電磁環境の調査を重点的に行い、全地球的規模のリアルタイム予備観測を実施した。各地点での地磁気・ULF波動の観測についても、現地協力者と協議し2004年からスタートするCAWSES国際協同研究プログラムの準備の為の年度として、以下の共同観測を実施した。(1)、ロシアのヤクーツク宇宙物理研究所やアラスカ大学と共同で、オーロラ帯のチキシー、チョコラダーク、コテルーニー島、並びにカツビューで光学・電磁環境の予備調査を行い、オーロラ嵐や太陽風変動に伴う電磁場変動、ULF波動の観測を始めた。(2)、ロシアのカムチャッツカの宇宙科学研究所と共同で、パラッンカ及びマガダンで電磁環境の調査を行い、中緯度での地磁気・ULF波動の同時観測を継続実施した。(3)、空洞共鳴振動モードの電磁場変動の特異点となるプラズマポーズ付近のシベリアのズリヤンカで電磁場観測の予備調査を行った。(4)、カムチャッカのパラッンカの磁気共役点である、オーストラリアのキャンベラ郊外地、母子里とその磁気共役点のバーズビルで地磁気変動、低周波帯電磁波、並びに高エネルギー入射粒子の同時観測を行った。(5)、オーストラリアの地磁気・ULF波動の観測点(バーズビル、ウェイパ、アデレード、ダーウィン、ダルビィ、リーマンス、カタニング)の機器点検・調整並びに更新を行うとともに、宇宙線観測を実施した。

(6)、インドネシアのビァク島、西方で同緯度のポンチィアナ、及び低緯度側のワトコセの3地点での地磁気・ULF波動の観測に加え、雷・大気電場環境の予備調査を行う。ビァク島では、地磁気長期観測をスタートさせた。(7)、西太平洋の磁気赤道付近に位置するヤップ、フィリピン(セブ、ダバオ)の赤道ジェット電流と地磁気・ULF波動の定常観測、電離層レーダ観測を実施した。(8)、磁気赤道に位置するブラジルのサンルイス、ペルーのアンコンと西太平洋の多点でのグローバルモード電磁擾乱の同時観測のための磁力計の点検と予備観測を行った。(9)、各国の人工衛星との組織的な共同観測のための打ち合わせと衛星データ収集を行った。(10)、ノルウエーなどの高緯度、オーロラ帯にて、地磁気観測・オーロラ観測・電波予備観測を行う。(11)、アメリカ地球物理学会や札幌でのIUGG国際学等に出席し、成果発表や情報交換を行う。本年度は、相手国の海外共同研究者の協力を得て、210度磁気子午線沿いのオーロラ帯のアラスカ、シベリア地区での電磁場・光学観測を充実し、また、赤道域のフィリピン、ミクロネシア諸島での大気電場、電磁環境の調査を重点的に行い、全地球的規模のリアルタイム予備観測を実施した。各地点での地磁気・ULF波動の観測についても、現地協力者と協議し2004年からスタートしたCAWSES国際協同研究プログラムの準備の為の年度として、以下の共同観測を実施した。1)ロシアのヤクーツク宇宙物理研究所やアラスカ大学と共同で、オーロラ帯のチキシー、チョコラダーク、コテルニー島、並びにカツビューで、オーロラ嵐や太陽風変動に伴う電磁場変動、ULF波動の観測を始めた。2)ロシアのカムチャッツカの宇宙科学研究所と共同で、パラッンカ及びマガダンで電磁環境の調査を行い、中緯度での地磁気・ULF波動の同時観測を継続実施した。3)空洞共鳴振動モードの電磁場変動の特異点となるプラズマポーズ付近のシベリアのズリヤンカで電磁場観測を行った。4)カムチャッカのパラッンカの磁気共役点である、オーストラリアのキャンベラ郊外地、母子里とその磁気共役点のバーズビルで地磁気変動、低周波帯電磁波、並びに高エネルギー入射粒子の同時観測を行った。5)オーストラリアの地磁気・ULF波動の観測点(バーズビル、ウェイパ、アデレード、ダーウィン、ダルビィ、リーマンス、カタニング)の機器点検・調整並びに更新を行うとともに、宇宙線観測を実施した。6)インドネシアのビァク島、西方で同緯度のポンチィアナ、及び低緯度側のワトコセの3地点での地磁気・ULF波動の長期観測をスタートさせた。7)西太平洋の磁気赤道付近に位置するヤップ、フィリピン(セブ、ダバオ)の赤道ジェット電流と地磁気・ULF波動の定常観測、電離層レーダ観測を実施した。8)磁気赤道に位置するブラジルのサンルイス、ペルーのアンコンと西太平洋の多点でのグローバルモード電磁擾乱の同時観測のための磁力計の点検と長期観測を行った。9)定常的な高精度観測の継続と合わせて、リアルタイム・デタ収集システムに関する具体的な検討を相手側共同研究者と行った。また、各国の人工衛星との組織的な共同観測のための打ち合わせと衛星データ収集を行った。10)観測研究成果の中間まとめのために、海外共同研究者を招聘した国際研究集会を開催した。本研究では、特に、シベリア、日本、東南アジア、オーストラリアの環太平洋域の多点観測点と南米、アジアの経度の隔った磁気赤道沿いの多点観測点とを組織的に組み合わせた全地球的規模の環太平洋地磁気ネットワーク(CPMN)観測を実施し、(1)太陽風-
不安定プラークの特異的イメージング：低分子人工抗体を用いた核医学診断薬の開発

動脈硬化の診断においては、“破綻しやすいプラーク"を的確に把握することが重要である。本研究では、プラーク破綻とそれに伴う血栓形成に関与する組織因子(Tissue Factor, TF)を標的とし、血中や非標的組織から速やかに消失する低分子化抗体を母体骨格とする核医学診断剤の創製を目指した。すなわち、TFを認識する抗体より低分子化抗体“TF-Fab"を作製した後、99mTcで標識し、99mTc-TF-Fabを得た。また、99mTc-TF-Fabはマウス血漿中にて安定に存在した。本研究により、99mTc-TF-FabがTF発現に基づく動脈硬化イメージング剤としての特性を有することを示した。動脈硬化の臨床画像診断においては、早期治療を必要とする“破綻しやすいプラーク(不安定プラーク)"を的確に診断することが重要であり、不安定プラークを特異的に検出可能なイメージング剤の開発が切望されている。本研究では、動脈内のプラーク破綻とそれに伴う血栓形成に深く関与する組織因子(Tissue Factor, TF)を標的とし、血中・非標的組織からの速やかな消失を示す低分子化人工抗体を母体骨格とした核医学分子イメージング剤を創製することにより、投与後早期に不安定プラークの特異的なイメージングを達成することを目的とする。上記の目的を達成するため平成25年度は以下の項目について検討した。1、低分子化抗体の123/125I標識前駆体の合成:低分子化抗体と迅速に123/125I標識するため、標識前駆体である1-(3-[123/125I]iodophenyl)maleimide ([123/125I]IPM)の合成を行った。具体的には3-bromoanilineを出発原料としてヨウ素標識前駆体であるN-[m-Tri-(n-butyl)stannylphenyljmaleimideを3段階反応、総収率13.2%で得た。さらに[125I]NaIとN-chlorosuccinimide存在下反応することにより[125I]IPMを得た。2、抗TF低分子化抗体作製のためのスクリーニング系の確立:TFに対して特異的認識能を有する低分子化抗体を選別するため、低分子化抗体を作製する際にTF結合能評価(パニング)を行う必要がある。本研究ではまずパニングに必須であるTF recombinant Proteinの作製を目指し、TF recombinant Protein配列を有するベクターの構築を行った。現在大腸菌発現系を用いて本ベクターより目的タンパク質の発現並びに精製検討を行っている。本研究の目的は、動脈内のプラーク破綻とそれに伴う血栓形成に深く関与する組織因子(Tissue Factor, TF)を標的とし、血中・非標的組織からの速やかな消失を示す低分子化抗体を母体骨格とした核医学分子イメージング剤を創製することにより、投与後早期に不安定プラークの特異的なイメージングの達成することにある。平成26年度は1前年度に引き続きTFイメージング剤のTFに対する認識能の評価系を構築するとともに、2核医学分子イメージング剤の母体骨格となる低分子化抗体の作製に取り組んだ。具体的には、1表面プラズモン共鳴法によるTF認識能を測定するため、平成25年度に作成したTF recombinant proteinをセンターチップ(CM5)に固相化するための条件について検討した。その結果、pH5.0以下において十分固定化されることを見出した。2イメージング剤の母体骨格となる低分子化抗体として抗TF抗体のTF認識部位を含むFabフラグメント化抗体(TF-Fab)を選択した。TF-Fabは抗TF抗体(TF-mAb)をPapain消化することによりを得た。得られたTF-Fabの分子量は約50kDaであり、これまでの検討に用いてきたTF-mAb(150 kDa)と比べて低分子化に成功した。また、得られたTF-Fabについて、ニ官能性キレートであるHYNICを導入することにより99mTc標識が可能であることを見出した。医歯薬学低分子化抗体のSPECTイメージングプローブ化に必須となる放射性ヨウ素標識前駆体、[123/125I]IPMの合成に成功した。また、TFに対して特異的認識能を有する低分子化抗体のスクリーニングを行うための実験系の立ち上げをほぼ完了しており、抗TF低分子化抗体の作製並びにSPECTイメージングプローブ化を迅速に行うことが可能であることから、本研究はおおむね順調に進展しているものと考えられる。

平成26年度は低分子化抗体のライブラリーを作製すると共に、大腸菌発現系を用いた低分子化抗体の作製、並びに平成25年度に立ち上げたTF結合能評価のためのパニング実験系を用いてTFに対して高い親和性を示す低分子化抗体の作製を目指す。さらに、得られた抗TF低分子化抗体を[123/125I]IPMと反応させることによりSPECT用TFイメージングプローブ化すると共に、本プローブの不安定プラークイメージングへの有効性について評価する。平成25年度では、279,638円の未使用額が発生した。これは平成25年度末に購入した物品の支払が、平成26年4月に支払われることになったため生じたものである。平成26年5月現在では、未使用額はない。平成26年5月現在、未使用金はない。
すべり流の理論における新しい試み

本研究は,軽度に微小な系あるいは低圧な系を流体力学的に記述する一般すべり流理論で記述できる現象の範疇の拡大と,同理論に付随するデータベースの充実化により,理論の一層の普及を試みるものである.初年度はまず,Shakhovの分子間衝突モデルに対して,一般すべり流理論内の数値データを求めるための問題の定式化,プログラムコード開発,数値データの取得を完了した.この成果は日本流体力学会年会および国際希薄気体力学シンポジウムにて発表した.これにより,これまでの研究で得られている二,三の模型の場合のデータとあわせて,分子気体力学の分野で用いられる代表的なモデルに対する一般すべり流理論における数値データを完備できた.データは利用しやすい形にまとめ,京都大学学術情報リポジトリ(http://hdl.handle.net/2433/199811)で公開している.また,従来の一般すべり流理論は主に気体の粘性や熱伝導性が支配的な拡散現象に対して確立されているが,波動の現象に関するすべり流理論を構築すべく,振動する剛体のまわりを占める希薄気体を考え,問題の設定を行った.波を誘起するような物体面の自身に垂直な方向の動き(物体が気体に対してせり出したり退いたりする)を考える部分が従来とは異なり,この点の取り扱いをどうするかが解析に先立って問題となったが,これについて理解することができた.これにより,次年度に波動の現象に関するすべり流理論の構築にとりかかる準備が整ったといえる.Shakhovの分子間衝突モデルに対する一般すべり流理論における数値データを完備できたため.また,次年度に向けて,波動の現象に関するすべり流理論の構築の準備も整ったため.波動の大域的な振舞いを記述する流体力学的方程式,粘性境界層内の方程式系,これらに対する適切な境界条件をボルツマン方程式の系統的漸近解析により導出することに集中する.本研究は,軽度に微小な系あるいは低圧な系を流体力学的に記述する一般すべり流理論で記述できる現象の範疇の拡大と,同理論に付随するデータベースの充実化により,理論の一層の普及を試みるものである.初年度はまず,Shakhovの分子間衝突モデルに対して,一般すべり流理論内の数値データを求めるための問題の定式化,プログラムコード開発,数値データの取得を完了した.この成果は日本流体力学会年会および国際希薄気体力学シンポジウムにて発表した.これにより,これまでの研究で得られている二,三の模型の場合のデータとあわせて,分子気体力学の分野で用いられる代表的なモデルに対する一般すべり流理論における数値データを完備できた.データは利用しやすい形にまとめ,京都大学学術情報リポジトリ(http://hdl.handle.net/2433/199811)で公開している.また,従来の一般すべり流理論は主に気体の粘性や熱伝導性が支配的な拡散現象に対して確立されているが,波動の現象に関するすべり流理論を構築すべく,振動する剛体のまわりを占める希薄気体を考え,問題の設定を行った.波を誘起するような物体面の自身に垂直な方向の動き(物体が気体に対してせり出したり退いたりする)を考える部分が従来とは異なり,この点の取り扱いをどうするかが解析に先立って問題となったが,これについて理解することができた.これにより,次年度に波動の現象に関するすべり流理論の構築にとりかかる準備が整ったといえる.Shakhovの分子間衝突モデルに対する一般すべり流理論における数値データを完備できたため.また,次年度に向けて,波動の現象に関するすべり流理論の構築の準備も整ったため.波動の大域的な振舞いを記述する流体力学的方程式,粘性境界層内の方程式系,これらに対する適切な境界条件をボルツマン方程式の系統的漸近解析により導出することに集中する.性能・費用を再検討した結果,当初の予定とは別の計算機を導入したこと,旅費が見込みよりも安価だったことによる.次年度使用額は計算機資源の増強にあてる計画である.
補中益気湯による気道粘膜免疫系制御ネットワーク調節候補分子の変化の網羅的解析

分泌型IgA抗体は粘膜における最も重要な防御因子の一つであることから、鼻腔における抗原特異的なIgA産生に及ぼす補中益気湯および十全大補湯の作用について検討を行った。その結果、補中益気湯が鼻腔における抗原特異的なIgA産生を増強させる作用を有し、一方、十全大補湯の本作用は弱いことが示唆された。腸管内の抗原に対する抗原特異的IgA抗体産生におよぼす補中益気湯エキスの影響について卵白アルブミン(OVA)内包微粒子を用いて検討を行った。腸管および鼻腔において抗OVA IgA抗体の産生が観察され、補中益気湯エキスの投与は本IgA抗体の産生を増強した。これらの結果から、補中益気湯エキスは、粘膜面における抗原特異的なIgA抗体産生を促進する作用を有することが示された。補中益気湯エキス投与後のパイエル板細胞の遺伝子発現をDNAマイクロアレイにより解析を行った結果、L-セレクチン遺伝子を含む数種の遺伝子の発現に変化が観察された。この結果より、補中益気湯エキスによるIgA抗体の産生促進作用、特に免疫部位である腸管から離れた鼻腔などの上気道粘膜組織における抗体産生促進作用にはリンパ球ホーミングに対する調節作用の関与が示唆された。腸上皮細胞は、近年、腸管免疫系の重要な免疫担当細胞の一つであることが明らかとなってきた。そこで、腸上皮細胞のサイトカイン類発現に及ぼす補中益気湯の作用について網羅的に解析することを目的として、結腸上皮細胞株を用いプロテインアレイにより検討を行った。その結果、補中益気湯エキスおよびその多糖成分は腸上皮細胞からのG-CSF産生を促進する作用を有することが示された。G-CSFは、各種免疫担当細胞に対してその機能の調節作用を有することから、補中益気湯の免疫調節作用の一部には、多糖成分による腸上皮細胞からのG-CSF産生促進作用が関与する可能性が示唆された。補中益気湯の鼻腔粘膜免疫系に対する作用について経鼻接種インフルエンザワクチンを用いて2次免疫したマウスの鼻腔内の抗原特異的および総IgA抗体価について検討を行い、補中益気湯が抗原特異的IgAとともに総分泌型IgA抗体価を上昇させた。さらにcyclophosphamideにより上気道粘膜免疫系を抑制したマウスにおいても補中益気湯の経口投与は鼻腔の総IgA抗体価を上昇させ、補中益気湯が上気道粘膜免疫系における分泌型IgA産生の基礎レベルを増強する作用を有することが示唆された。また、補中益気湯はメソトレキセートを投与した腸管免疫系抑制マウスに対し腸管内の総分泌型IgA抗体価を上昇させる作用を有することも明らかとなった。上気道および腸管の局所粘膜免疫機構に対する補中益気湯の作用を解析するため鼻咽頭関連リンパ組織(NALT)、腸管パイエル板および腸管上皮間のリンパ球などのサブセットやサイトカイン遺伝子の発現に対する補中益気湯の影響について検討を行い、パイエル板ではTGF-β、IL-4やIFN-γの発現が増強するとともに腸管上皮間ではαβTリンパ球の増加が観察された。また、NALTではTNF-αやTGF-βの発現増強とともにL-selectin陽性Tリンパ球の増加が観察され、これらの各局所粘膜免疫系において分泌型IgAへのクラススイッチに関与するサイトカイン産生の増強が補中益気湯の経口投与により起こったことが推定された。

さらに補中益気湯の経口投与がリンパ球の上気道粘膜へのホーミング受容体の発現を増強したことから、補中益気湯が他のホーミング受容体の発現も変化させることが推定された。補中益気湯の気道粘膜免疫系の賦活化機序として、補中益気湯が腸管免疫系に作用し、共通粘膜免疫機構を介して気道粘膜免疫系を賦活化する可能性が示唆されている。しかしながら、補中益気湯の腸管免疫系に対する調節作用については殆ど明らかではない。そこで、補中益気湯の腸管免疫系に対する調節作用を明らかとする目的で、腸管免疫系におけるIgA誘導組織であるパイエル板細胞の機能および粘膜免疫系を構築する共通粘膜免疫機構(CMIS)におけるリンパ球ホーミングの観点から末梢血リンパ球の機能に対する調節作用について検討を行った。さらに、腸管における最も重要な生体防御機能の一つである抗原特異的分泌型IgA抗体産生に対する補中益気湯の影響について検討を行った。その結果、補中益気湯エキスは粘膜免疫系の賦活化作用を有し、粘膜面における抗原特異的な分泌型IgA抗体の産生を促進する作用を有することが示唆された。さらに、パイエル板細胞および末梢血リンパ球の表面抗原の発現について検討した結果、末梢血リンパ球およびパイエル板のB細胞画分においてCD62L陽性細胞の増加が観察された。一方、マイクロアレイを用いた検討においてパイエル板細胞でCD62LおよびCCR6遺伝子の発現増加が観察された。CD62Lは、高内皮細静脈のmucosal vascularadhesion molecule-1(MAdCAM-1)への接着反応を介し、パイエル板や腸管の粘膜固有層へのリンパ球のホーミングを誘導する接着因子である。また、CCR6はパイエル板のFAE直下に多く発現しているケモカインCCL20のレセプターであることを考え合わせると、粘膜下組織やパイエル板組織などの粘膜免疫系へのB細胞のホーミングが補中益気湯エキスの薬効に関与するものと考えられた。そこで、腸管における最も重要な生体防御機能の一つである抗原特異的分泌型IgA抗体産生に対する補中益気湯の影響について検討を行った。ポリ乳酸・グリコール酸共重合体を基材として卵白アルブミン(OVA)を抗原とするOVA内包微粒子を作成し、経口投与した。一定期間後、腸洗液および鼻腔洗液を調製し抗体価を測定した。その結果、補中益気湯エキスは粘膜免疫系の賦活化作用を有し、粘膜面における抗原特異的な分泌型IgA抗体の産生を促進する作用を有することが明らかとなった。次に、補中益気湯エキスの各種免疫調節作用発現における腸上皮細胞の役割を明らかとする目的で、腸上皮細胞のサイトカイン類発現に及ぼす補中益気湯エキスの作用について検討を行った。腸上皮細胞株MCE301細胞を補中益気湯エキスで刺激した結果、granulocyte colony stimulating factor(G-CSF)産生が濃度依存的に促進されることが明らかとなった。次に、補中益気湯エキスの分画画分について検討を行った結果、高分子性粗多糖画分(F5画分)に補中益気湯エキスと同程度の活性が認められた。この結果より、F5画分がG-CSF産生を促進する主要な活性画分であることが示唆された。G-
超高速TDMA移動通信用インサ-ビス多重波遅延時間測定器の試作研究

本研究では,従来極めて広い周波数帯域と複雑な送受信器が必要と考えられていた多重波遅延時間差の測定が、通信品質に直接関係する遅延分散(delay spread)に限定すれば、インサ-ビスで、即ち特別な送信信号を必要とせずに、従来のディジタル受信機の復調出力に着目するだけで、極めて容易に測定可能で,装置の試作も簡易なことを明らかにした.以下に、本研究の主要な成果をまとめる。1.BPSKのQーch(直交チャネル)出力,あるいはQPSKの“IーchとQーchの出力絶対値の差の絶対値"すなわち,||I|ー|Q||を観測すれば遅延分散が推定可能であることを明らかにした。2.簡易なディジタル信号処理回路により,測定回路が容易に試作可能なことを示した.3.セルラ-方式特有の同一チャネル干渉が全く同じ測定回路により測ることができ,C/Iが推定可能であることを明らかにした.4.多重波遅延分散と同一チャネル干渉が共存するときには,測定器出力からは原因を特定できない.しかしながら,このような場合でもビット誤り率とは依然として良い対応関係にあることが判明した.5.よって,どのような伝搬環境下であれ、BPSKのQーch出力,あるいはQPSKの||I|ー|Q||を観測することにより、通信品質の監視が可能なことが明らかとなった.今後本手法を、例えばセル内あるいはセル間のハンドオフ(hand off)を行なう際の判定基準として利用するなど、幅広い応用が期待される。本研究では超高速TDMA移動通信を対象として、情報伝送中のインサ-ビスで多重波遅延時間が極めて容易に測定可能で、かつその測定情報をフェ-ジング対策に利用可能な多重波遅延時間測定器に試作することを目標として理論的実験的検討を行い、以下のような研究成果を得た。1.インサ-ビス多重波遅延時間推定法では多値変調方式に拡張する方法:(1)QPSK信号を2逓倍してBPSK信号に変換して従来法を適用する方法、(2)QPSK信号から受信デ-タを基にBPSK信号に相当する位相変化のみを取り出しBPSK信号として従来法を適用する方法、(3)直交検波器の出力同相成分と直交位相成分の絶対値の差を検出する方法について検討した。その結果、(1)の方法は帯域制限に非常に弱く実用的でないことが分かった。(2)の方法は(1)の方法に比べて帯域制限に強いが誤り率が大きく(10^<ー2>)なると、判定誤りのために測定結果の誤差が大きくなることが分かった。一方、(3)の方法はπ/4shift QPSK(時期ディジタル自動車電話に採用が見込まれる)にだけ適用できるが、帯域制限や誤差などの問題を(1)、(2)に比べて克服し易く最も実用的な方法であることが分かった。2.そこで、上述の(3)の方式についてハ-ドウェアを試作し、種々の2波多重遅延波レイリ-フェ-ジング下で室内実験を行い、実験的に特性を検討した。その結果、理論的に予測された結果と良い一致を示す結果を得られた。また、試作回路はそのほとんどの部分をディジタル論理回路で構成できるため、調整部分が少なく、将来のIC化が容易と考えられる。3.多重遅延波による伝送誤り率劣化の改善法として指向性ダイバ-シチ受信を用いるときの枝選択のアルゴリズムとして遅延分散測定結果を利用する方式を市街地実験結果を基に計算機シミュレ-ションにより検討した。その結果、従来の信号強度最大の枝を選択するよりも遅延分散測定値が最小となる枝を選ぶ方が誤り率の改善効果が大きいことが分かった。昨年度は、π/4シフトQPSK高速TDMA移動通信を対象とした、インサ-ビス多重波遅延分散測定器を試作した。本年度は、より広範囲の多重波伝搬条件下で特性の評価を行なった。

その結果、帯域制限フィルタの帯域幅がシンボルレ-トの2倍位広い場合には問題がないが、シンボルレ-トよりも狭くした、例えばロ-ルオフ率50%のナイキストフィルタによる狭帯域伝送時には、測定器出力のダイナミックレンジが相当劣化することが明らかとなった。その対策として、受信機再生クロックに同期してアイパタ-ンの中央でサンプルし、その値を平均化する操作を測定器に追加することにより解決した。次に、本試作装置が、セルラ-方式移動体通信固有のもう一つの重要な干渉源である、同一周波数を繰り返し利用している他局からの干渉すなわち同一チャネル干渉の検出にも使えることに気づき、C/I(所望信号対同一チャネル干渉比)検出特性に関する詳細な検討を行なった.その結果、極めて良好な検出特性が確認出来た。従来、C/Iの検出が難しかっただけに、本手法の意義は大きい。また、より一般的な条件として、多重波伝搬遅延と同一チャネル干渉が共存する場合の特性についても検討を行ない、測定器出力の観測だけから、どちらの原因か特定することは困難であるが、測定器出力とビット誤り率との間にはきわめて良い相関が存在し、試作装置出力によりビット誤り率の監視が可能であることを明らかにした.遅延多重波や同一チャネル干渉による伝送誤り率劣化の改善法としてダイバ-シチ受信を用いるときの枝選択アルゴリズムとして、本試作測定器出力を利用する方式を、市街地実験で以前に取得したデ-タに基づいて、計算機シミュレ-ションにより検討した。その結果、従来の信号強度最大の枝を選択するよりも本試作測定器出力が最小となる枝を選ぶ方が誤り率の改善効果が大きいことが分かった。
エンドセリン受容体により直接活性化される新規シグナル分子群の網羅的検索

我々は、酵母ツーハイブリッド法を用いて成人ヒト心臓cDNAライブラリーから新規エンドセリンA型受容体C末端領域(ETAR C-tail)結合蛋白質としてJab1を単離・同定した。Jab1はETARのユビキチン化、リソソームでの蛋白質分解を亢進させてETARレベルを調節していることを明らかにした。さらに、アゴニストであるET-1でETARを刺激するとアゴニスト誘導性の蛋白質分解が引き起こされ、ETARレベルは時間依存的に減少していく一方、ETARに結合しているJab1量が増加すること、またETARより代謝回転が速いエンドセリンB型受容体(ETBR)では、ユビキチン化が亢進し、より多くのJab1と結合していることが明らかになった。これらの結果より、Jab1とエンドセリン受容体との結合様式とエンドセリン受容体の蛋白質分解に強い関連性が認められた。Gタンパク質共役型受容体(GPCR)であるエンドセリン受容体は、その細胞質ドメインにおいてヘテロ三量体Gタンパク質と結合し、それらを介してシグナル伝達を行っているが、ヘテロ三量体Gタンパク質以外のエンドセリン受容体結合タンパク質を介したシグナル伝達については、ほとんど明らかにされていない。本研究においてエンドセリンA型受容体またはB型受容体のC末端領域に結合する新規タンパク質分子を得るために、酵母ツーハイブリッド法を用いてエンドセリンA型受容体またはB型受容体のC末端領域をベイトとしたヒト心臓cDNAライブラリーのスクリーニングを行った。その結果、11種類のエンドセリンA型受容体のC末端領域に結合するタンパク質分子、16種類のエンドセリンB型受容体のC末端領域に結合するタンパク質分子が得られた。それらの中には、エンドセリンA型受容体と結合するタンパク質として既に報告されているヒストンアセチルトランスフェラーゼであるTip60をはじめ、CDK(cyclin dependent kinase)インヒビターであるp27Kip1と結合し、その核外移行および蛋白質分解を誘導するJab1、筋収縮に関与しているtriadin等が含まれていた。現在、我々はJab1に注目し、解析を進めているが、エンドセリンA型受容体とJab1とのタンパク質間相互作用をGST pull-down assayおよび免疫沈降法によって確認し、細胞膜上において共存していることを明らかにした。今後、エンドセリンA型受容体に対するJab1の作用を検討するため、Jab1過剰発現およびJab1ノックダウンにより引き起こされるエンドセリンA型受容体を介したシグナル伝達への影響を検討していきたいと考えている。酵母ツーハイブリッド法を用いて、エンドセリンA型受容体(ET_AR)のC末端領域(ET_AR C-tail)に結合する新規蛋白質分子としてJab1を得た。まず、ET_ARとJab1との蛋白質間相互作用をGST pull-down assayおよび免疫沈降法によって確認するとともに、細胞膜上において共存していることを明らかにした。次にJab1過剰発現によるET_ARレベルの変化を検討したところ、ET_ARレベルの低下が認められ、さらに蛋白質合成阻害剤であるシクロヘキシミド処理後のET_AR分解速度がJab1過剰発現下で促進することが明らかとなった。また、リソソームおよびプロテアソームの蛋白質分解酵素阻害剤であるクロロキンおよびMG-132で処理をしたところ、クロロキン処理細胞においてJab1過剰発現下でET_ARの蓄積が増大したが、MG-132処理細胞では変化がみられなかった。このことから、Jab1によりET_ARのリソソームでの分解が促進されていると考えられた。さらに蛋白質分解に関わる翻訳後修飾として知られるユビキチン化を検討したところ、ET_ARは恒常的にユビキチン化を受けており、それはJab1過剰発現によって増加することが明らかとなった。以上の結果から、Jab1はET_ARのユビキチン化を促進することによりリソソームでの分解を亢進すると考えられた。今後、心不全、高血圧や動脈硬化症などの病態モデル動物を用いて、Jab1によるET_ARレベル調節の病態学的意義を明らかにしていく予定である。我々は、酵母ツーハイブリッド法を用いて成人ヒト心臓cDNAライブラリーから新規エンドセリンA型受容体C末端領域(ET_AR C-tail)結合蛋白質としてJab1を単離・同定した。Jab1はET_ARのユビキチン化、リソソームでの蛋白質分解を亢進させてET_ARレベルを調節していることを明らかにした(Biochemical Journal投稿中)。

さらに、アゴニストであるET-1でET_ARを刺激するとアゴニスト誘導性の蛋白質分解が引き起こされ、ET_ARレベルは時間依存的に減少していく一方、ET_ARに結合しているJab1量が増加すること、またET_ARより代謝回転が速いエンドセリンB型受容体ET_BRでは、ユビキチン化が亢進し、より多くのJab1と結合していることが明らかになった。これらの結果より、Jab1とET受容体との結合様式とET受容体の蛋白質分解に強い関連性が認められた.ET受容体のJab1結合部位として、ET-1刺激によってリン酸化ざれるセリン、スレオニンが豊富に存在する部位やET_ARには存在しない(もしくは似たモチーフが存在する)が、ET_BRに存在するモチーフが関与する可能性が考えられる。これらの条件を満たすモチーフとしてET_BR C-tailに存在るセリンクラスターが挙げられる(ET_AR C-tailには類似したモチーフが存在)。今後、セリンを変異させたmutamtを作製し、Jab1との結合様式やET受容体の蛋白質分解速度の変化について検討していく予定である。また、Jab1によるET_ARレベル調節の病態学的意義を明らかにするため、ET_ARレベルが亢進している病態(心不全、高血圧、動脈硬化症)のモデル動物を作製し、ET_ARレベルの亢進にJab1が関与しているかどうか検討する予定である。
極低温リングで実現する孤立分子イオンの輻射冷却リアルタイム観測

本研究では,蓄積リングRICEにおける分子イオン蓄積および,中性粒子検出システムの開発,分光用レーザーのセットアップを行い,分子イオンの回転分光を行った。N2O+分子のA2Σ+←X2Π2/3 (000)-(200)遷移にともなう中性解離片を検出することで回転分光スペクトルが計測され,時間とともに回転状態分布が刻々と変化する様子を観測することに成功した。電子サイクロトロン共鳴(ECR)イオン源にN2Oガスを導入し、10-20W程度のマイクロ波を導入することで分子状のN2O+ビームを安定に引き出すことに成功した。また、10keVに加速したN2O+ビームを蓄積リングRICE内へ入射し、蓄積パラメータの最適化を行った。UVレーザー光と同軸に飛行してくる中性粒子を検出するため、鏡面研磨アルミ電極を用いたダリー型検出器を開発し、OPOレーザーを用いてUV光への応答をテストした。電極形状および研磨面の最適化の後、蓄積リング内へとインストールし、N2O+ビームの中性解離フラグメントの観測を行った。従来のマイクロチャネルプレートを用いた検出器と同等の検出効率を確保しつつ、バックグラウンド信号レートは数分の1に抑制された。また、分光用光源として、峡線幅色素レーザー(SIRAH Cobra-Stretch)のセットアップを行った。Nd:YAGレーザーの2倍波(532nm)でDCM色素を励起して660nm付近のレーザー光を発振し、倍波の330nm光を蓄積ビームのバンチ構造に同期させて照射した。蓄積時間250マイクロ秒において、N2O+イオンのA2Σ+←X2Π2/3 (000)-(200)遷移を励起したところ、前期解離にともなう中性N原子フラグメントが検出された。レーザー波長をスキャンすることで回転スペクトルの観測に成功し、シミュレーションと比較することでN2O+分子の回転温度を見積もった。当初予定していた分子イオンビームの蓄積、中性検出器の開発は全て完了した。研究開始以前にイオン源のR&D、および検出器設計・シミュレーションを入念に行っていたために、順調に開発を進めることができた。さらに、次年度に予定していたレーザー分光実験を前倒しして開始することができており、計画以上に進捗している。前年度に引き続き,理化学研究所の極低温型イオン蓄積リングRIKEN Cryogenic Electrostatic ring (RICE)内に,電子サイクロトロン共鳴(ECR)イオン源で生成したN2O+イオンを蓄積し,峡線幅色素レーザーによる回転分光を実施した。回転分光スペクトルは,N2O+分子のA2Σ+←X2Π2/1 (000)-(200)遷移にともなう前期解離フラグメントをレーザー波長の関数として計測することで観測した。真空中に孤立した分子の回転状態がどのように緩和するかをリアルタイムに観測するため,レーザー照射のタイミングを入射直後(250マイクロ秒)から200秒程度まで変化させ,回転スペクトルの形状を比較した。また回転スペクトルのシミュレーションソフトウェアpgophorを用い,分子の内部温度を見積もることを試みた。イオンを長時間リング内に閉じ込めた測定を行う際には,測定時間が長くなるだけでなく,リング内のイオン数も減少するためにS/N比が格段に悪化する。これを軽減するため,色素励起用のNd:YAGレーザー(532 nm)を従来のフラッシュランプ式10 Hz繰り返しから,ダイオード励起式100 Hz繰り返しへとアップグレードした。これにより計測レートを10倍に向上することに成功し,長時間蓄積データを安定的に取得できるようになった。以上のように,孤立分子の振動回転状態分布をレーザー分光により刻々と追跡して観測するという目的を達成し,ミリ秒から分オーダーの超低速時間分解分光という手法を実現することができた。結果の解釈についてはより統計精度の向上および長時間蓄積データの取得が必要となるが,このための手法改良についても期間内に完了している。これらの研究成果については国際会議招待講演等で発表したほか,プロシーディングス1報が投稿済みである。初期計画に沿って、より長時間蓄積したN2O+イオンの回転スペクトルを観測していく。時間とともにリング内のビーム量は減少するため、より長い計測が必要となることが予想される。効率的に測定を行うために、高繰り返しポンプレーザーの導入を検討している。原子分子物理中性フラグメント検出によるレーザー分光実験において当初計画以上に進捗があったため、回転スペクトルの観測を優先的に進めている。そのため、親イオン検出器の開発を次年度に行うこととした。次年度に、延期した親イオン検出器の開発を行う。繰越予算は、イオン検出に用いる信号増幅器の購入および周辺回路の製作に使用する。
超伝導量子干渉素子を用いた高温超伝導酸化物に電磁破壊・クエンチ現象の基礎的研究

酸化物高温超伝導体を工学的に利用するにあたっては、酸化物特有の脆性挙動に対する理解が不可欠である。時に大電流負荷が使用条件として期待されるため、必然的に大きな電磁力負荷が必須となり、機械的破損の予知、予測技術の開発が不可欠である。本研究はそのために微視き裂の発生、伝播を非破壊時に検出・評価し破壊の予知を行うものである微視き裂の発生、伝播は、3点曲げ試験及びブラジリアン試験を用いて行い、負荷と垂直方向に通電を行いつつSQUIDにより磁場計測を行った。き裂の発生、伝播とともに電流経過に変化が生じ、それによる微小磁場の検出を行う。負荷とともに、SQUIDの出力が徐々に増加し、さらにそれに伴いステップ状に出力の変化が見られた。この出力がき裂に対応する事をカイザ-効果を利用し検証した。詳細な信号解析の結果、そのステップ状出力に正負の特徴がある事が見いだされ、そのメカニズムを解明した。これはき裂の発生位置と深くかかわっているものであり、試料へ中央部でのき裂発生と負荷部でのき裂発生に対応している。この事は、き裂発生位置を種々変化させた場合の電流分布、磁場解析により明らかとなった。以上の成果より1.超伝導体における微視き裂の発生、成長は、SQUIDによる磁場計測により検出可能であり、その位置の推定も可能である。2.酸化物高温超伝導体は、負荷に伴い、安定な微視き裂の発生、成長があり、それらの合体として最終破断に至る。3.温度上昇過程におけるクエンチに伴い、大きな磁場変化がかなり初期に検出され、クエンチの検出に有効である。4.酸化物高温超伝導体についてもカイザ-効果が認められ、負荷りれきの推定に有効である。本研究は起伝導酸化物の超伝導特性に及ぼす力学的効果に関する基礎的研究であり、高温超伝導材料を新しいエレクトロニクス分野のみならず、応用超伝導機器に応用する上で核心となる研究である。従来の金属間化合物のNb_3、Sn、Nb、Ti等の経験からも明らかなようにエレクトロニクスあるいは応用超伝導特性の安定性保持には機械的あるいは電磁気的負荷による変形、破壊、発熱等の評価が極めて重要である。本年は、Y系高温超伝導酸化物を超伝導及び常伝導状態満おいて強度並びに破壊靱性試験及び温度上昇計測を実施し、微視破壊あるいは局部的クエンチ発生の評価と、それにより誘起される磁場の変動を超伝導量子干渉素子(SQUID)を用いて連続計測する手法について検討した。これまでの研究をもとにY系の超伝導材料をバルク状で形成し、又それらを精度よく加工し、円板を用いた圧裂ブラジリアン試験並びにラウンドコンパクトテンション試験片、角柱試験片を加工し、引張強度、破壊靱性値の評価及び圧縮負荷による超伝導特性評価を行った。(1)これからの材料について同様な圧裂並びに破壊靱性試験を超伝導状態下で実施し、4端子法によりき裂発生、伝播に伴う端子電圧の上昇を監視し超伝導から常伝導への遷移と材料内の微視破壊プロセスの対応関係を明らかにした。(2)超伝導量子干渉素子電場計システムによる微弱磁場検出システムの検討及び設計を行い、装置を作製しその性能を評価した。本研究は、超伝導酸化物の超伝導特性に及ぼす力学効果に関する基礎研究の2年目であり、初年度において得られた破壊特性評価結果及び超伝導量子干渉素子磁場計システムを用いて酸化物超伝導体の微視破壊プロセスの解明を試み、以下の知見を得た。(1)超伝導状態通電下で、4点曲げ試験を行い、負荷に伴う微小き裂の発生をSQUIDによって検知する事を試み、破壊前に微視き裂と考えられる信号の検出に成功した。(2)得られた信号を理論的磁場解析により解析し、本測定法によれば、位置と割れの大きさの関係図が得られた。

(3)さらにより詳細な検討を加えた結果、SQUIDを試料表面近くでスキャニングする事により、位置と大きさを独立に評価できる事を明らかにした。又そのための基準となる評価線図を作成した。(4)微視き裂の発生、伝播は破壊まで極めて限定されており、破壊直前まで、クエンチ現象は観察されなかった。この事は、クエンチの前兆を計測する事によるクエンチ検知は困難であり、微視破壊による変動磁場の検知が重要である事を示している。(5)Bi系の酸化物超伝導のテ-プ材についての負荷装置の設計及び超伝導特性付与熱処理を行い、その最適化計った。又熱処理過程における体積膨張抑制圧力について検討を加えた。微視き裂の発生、伝播は3点曲げ試験及びブラジリアン試験を用いて行い、負荷と垂直方向に通電を行いつつSQUIDにより磁場計測を行った。き裂の発生、伝播とともに電流経過に変化が生じ、それによる微小磁場の検出を行う。負荷とともに、SQUIDの出力が徐々に増加し、さらにそれに伴いステップ状に出力の変化が見られた。この出力がき裂に対応する事をカイザ-効果を利用し検証した。詳細な信号解析の結果、そのステップ状出力に正負の特徴がある事が見いだされ、そのメカニズムを解明した。これはき裂の発生位置と深くかかわっているものであり、試料へ中央部でのき裂発生に対応している。この事は、き裂発生位置を種々変化させた場合の電流分布、磁場解析により明らかとなった。以上の成果より1.超伝導体における微視き裂の発生、成長は、SQUIDによる磁場計測により検出可能であり、その位置の推定も可能である。2.酸化物高温超伝導体は、負荷に伴い、安定な微視き裂の発生、成長があり、それらの合体として最終破断に至る。3.温度上昇過程におけるクエンチに伴い、大きな磁場変化がかなり初期に検出され、クエンチの検出に有効である。4.酸化物高温超伝導体についてもカイザ-効果が認められ、負荷りれきの推定に有効である。
大腸菌および酵母tRNase Zの細胞内における機能の解明

tRNAの3'プロセシングに関与するtRNaseZは、大腸菌において、他種のtRNase Zと異なり、成熟tRNAの3'末端CCA配列を分解した。また、大腸菌tRNase ZSは、アミノアシルtRNAの3'末端を切断し、その切断により生育を制御している可能性も考えられた。ドメイン構造が大腸菌と異なる酵母tRNase ZLは、成熟tRNAを基質とせず、前駆体tRNAをディスクリミネーター塩基で切断した。ドメイン構造の違いが、基質認識及び切断に関与するかもしれない。tRNase Zは真核生物、古細菌、一部の真正細菌においてtRNAの3'端プロセシングに関与するendoribonucleaseで、前駆体tRNAの3'伸長配列をdiscriminator塩基で切断する酵素である。様々な生物種のtRNase Z活性がin vitroで証明されたが、in vivo解析はほとんど行われておらず、tRNase Zの生理学的意義、機能を正確に把握するためにはin vivo解析が必須課題である。大腸菌では、全てのtRNA遺伝子にCCA配列がコードされていて、主に複数のexoribonucleaseが3'プロセシングに関与している。大腸菌tRNase Zはin vitroでCCA配列を持たない前駆体tRNAを切断する活性を持つが、生育に必須ではなく、その生体内における役割については全くわかっていない。そこで我々は大腸菌tRNase Zの生体内における役割を解明することを目的として様々な解析をおこなった。E.colitRNase Zは、in vitroにおいて前駆体tRNAだけでなく、成熟tRNAも効率よく切断した。また、大腸菌内でtRNase Zを過剰発現させたとき生育が悪くなった。ノーザン解析の結果、これはtRNAの3'末端が欠けたため、生育に必要な機能するtRNAが減少したためであると考えられた。増殖中の大腸菌内のtRNAはほとんどがアミノアシル化されていることから、アミノアシルtRNAがtRNase Zの基質となっていることが推測された。実際に、in vitro及びin vivoにおいて大腸菌tRNase ZがアミノアシルtRNAをCCA配列の内部で切断することが示唆された。これらの結果は、大腸菌tRNase ZがアミノアシルtRNAの3'末端配列を切断し、アミノアシルtRNAからアミノ酸を除去することにより翻訳を制御するという新たな遺伝子発現調節機構の存在を示唆している。tRNaseZは真核生物、古細菌、一部の真正細菌においてtRNAの3'プロセシングに関与するエンド型リボヌクレアーゼで、前駆体tRNAの3'トレーラー配列をdiscriminator塩基で切断する酵素である。tRNaseZが生育に必須であるという理由もあり、特に真核生物におけるin vivo解析はあまり行われず、tRNaseZの生理学的意義、機能を正確に把握できていないのが現状である。そこで生育必須遺伝子でも解析可能なツールが揃っている酵母Saccharomyces cerevisiaeを題材に解析を行った。まず、大腸菌で組換え酵母RNaseZを生産・精製し、in vitroにおける酵母前駆体tRNAの3'プロセシング実験を行った。酵母tRNAには、イントロンを含むものと含まないものが存在するが、その存在が、前駆体tRNAの3'プロセシングに与える影響について調べたところ、tRNaseZの前駆体tRNA切断効率にほとんど影響を与えなかった。すなわち、酵母tRNaseZは、イントロン以外の部分を認識して、前駆体tRNAを切断していると考えられた。また、前駆体tRNAの5'リーダー配列の影響についても解析を行った結果、5'リーダーが存在すると3'トレーラーとの間で水素結合を介して、新たにステムを形成し、2次構造が異なることから切断効率が大きく減少した。これは、酵母tRNaseZは、アクセプターステム付近を認識して、切断している可能性を示唆する結果である。また、酵母tRNaseZの前駆体tRNAの切断部位について調べたところ、5'リーダー配列、イントロンの有無、切断効率、tRNAの種類に関係なく、前駆体tRNAはすべてdiscriminator塩基で切断されていた。酵母tRNaseZは、エンド型リボヌクレアーゼであり、非常に特異性の高い酵素であることが分かった。