hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酵母 Asna-1 ATPase の立体構造解析

本年度は、酵母AsnalATPaseの単体及びADPとの複合体の結晶構造を決定した。酵母Asna1は二量体を形成しており、二量体の相互作用界面に、一つの亜鉛イオンが結合していた。ICP-MSを用いた亜鉛イオンの定量を行ったところ、Asna1:亜鉛=2:1の比で結合していることが分かり、結晶構造と完全に一致した。亜鉛は保存されたシステイン残基からなるモチーフで結合されており、このシステイン残基への変異により、亜鉛イオンが結合しなくなること、及び酵母Asna1の二量体形成が阻害されることが分かった。次に、酵母Asna1とTA proteinとの相互作用を簡便に調べるために、大腸菌を用いた共発現を行ったところ、両タンパク質が安定な複合体として精製されることが分かった。この系を用いて、酵母Asna1のTA proteinに対する相互作用領域を調べたところ、2本の長いヘリックスからなる領域が相互作用領域として同定された。酵母Asna1の立体構造は、そのホモログも含めて世界に先駆けての結果である。亜鉛イオンの二量体形成への役割も今回初めて明らかになったことである。また、Asna1とTA proteinとの複合体の形成と精製は以前までは困難な実験であったが、我々が新たに開発した共発現を用いた系は、安定な複合体が簡便に得られる系として今後の発展が期待される。この系と得られた立体構造を併せることにより、TA proteinとの相互作用領域を初めて明らかにした。現在、これらの結果をまとめて論文投稿の準備中である。C末端に一回膜貫通ヘリックスを持つ膜タンパク質(TA protein)の膜挿入は、Get3 ATPaseによってエネルギー依存的に行われる。Get3による膜挿入メカニズムの解明を目指して当研究では大きく4つの研究を計画、実行した。1、X線結晶解析によるGet3の立体構造解析ADP結合型Get3と非結合型Get3の結晶構造を決定した。両構造とも開いた二量体構造を取り、二量体間に一個の金属イオンが結合していた。2、Get3の結合金属種の同定結晶構造解析における多波長異常分散法の利用と、ICP-AESを用いた解析により結合している金属イオンが亜鉛イオンであることが分かった。また亜鉛イオンと結合しているシステイン残基に変異を入れると、2量体が形成されず、亜鉛イオンとも結合できなくなることを示した。共発現法によってTA proteinの一種であるSec22とGet3が安定な複合体を形成することを見いだした。さらに変異体を用いた解析により、Get3のhelical domainと呼ばれる部位にTA proteinが特異的に結合することが分かった。4、ATP依存的な構造変化の解析人為的に導入したシステイン残基を用いた架橋実験により、Get3がATP加水分解依存的に2量体構造を閉じる構造変化を起こすことを示した。
非共同性眼球運動における脳の可塑性と斜視眼球運動障害に対する中枢性修復機構

計画では、まず両眼の眼球運動を計画できるシステムを作成することが最初の目標であった。特殊カメラを購入し、それに種々の接眼レンズを当てはめ、最も良好に眼球運動が捉えられる条件を定めた。そしてこれで良好なlinealityをもって非共働性眼球運動も計測できることを、平成3年11月第29回日本神経眼科学会にて発表した。つぎに単に眼球運動が計測できるだけでなく眼球運動の持つさまざまな側面(ex.振幅と速度)が定量的に評価できるようにプログラムを作成した。4名の正常者の非共働性眼球運動の定量的な評価を行った。振幅10度の輻輳・開散運動速度は、各々平均86度/秒、78度/秒であった。これは従来の標準的な知見よりも速い速度である。従来の実験が融像刺激の少ない人工的な視環境下で行われていたことと関係があるか確認するため、視標以外は殆ど見えない状態下での輻輳・開散運動と比べた。両者に殆ど差異を認めなかったことより、実空間上と人工的な視空間上での眼球運動の差を確認できたと考えている。またこの結果は逆に融像刺激は1つあるだけで輻輳開散運動を発生させるのには充分であることを示している。輻輳開散運動は日常生活上では、単独で発生することは稀で衝動性眼球運動と一諸に行われるのが常である。この輻輳開散+衝動性眼球運動に際しては、純粋の輻輳開散運動よりも速い輻輳開散運動が行われることが判った。特に垂直衝動性眼球運動にともなう時は、開散運動はそれほど変わらないが、輻輳運動はかなり速くなった。間欠性外斜視患者においては、純粋の輻輳刺激に対しても、まず衝動性眼球運動が発生しその後輻輳運動が行われる。純粋の開散刺激に対しても同様であり、本症における輻輳開散運動系の機能異常を示すものと考えられた。これらの結果は平成4年日本眼科学会で発表の予定である。
短編的な観測情報を利用した長期水文再解析データの作成

本研究では,流量再解析データを作成するために,Kinematic Wave流出モデル,Tankモデル,Artificial Neural Network(人工神経網)モデルをそれぞれ作成しテストを行った.その中で,ANNモデルが非常に高い応用性を示したため,研究のではANNモデルを用いた長期間流量データおよび水位データ作成を集中的に行った.奈良俣ダム流域における融雪流出を考慮した長期流出量データの作成,韓国のGeum川の上流水位データを用いた下流水位テータを作成した.ANNモデルにより高い精度の再計算流量および再計算水位データを作成することが可能であった.本研究の目的は,断片的に存在する水文データを最大活用し,また様々なデータ活用レベルを想定し,水文モデルと水理モデルを用いたモデル再解析により,利根川流域に対して長期間の流量再解析データ(本研究では1984年から2013年)を構築することである.研究1年目である今年度は利根川流域に対して長期間の流量データを作成するために(1)観測データの収集(2)水文モデルの作成およびパラメーター同定を行った.(1)観測データの収集:国土交通省水文水質データベースから利根川流域(八斗島地点上流域)の19個の水位流量観測地点を選択し,1984年度から2013年度の間で取得可能な日水位・日流量・時間水位・時間流量のデータを収集・整理した.降雨データとしてはアメダース観測データを中心に長期日雨量データであるAPHRODITHE_JPデータを整備し,対象流域での30年間の雨量入力データを準備した.また,利根川上流域での積雪量,ダム放流量,各種取水量,蒸発推定量などのデータを日単位または月単位で収集・整理した.(2)水文モデルの作成およびパラメーター同定:利根川流域に対して分布型水文モデルを作成した.水文モデルでは,19個の水位流量観測地点を基準として19個の部分流域を構成し,それぞれの部分流域に対してモデルパラメーターを同定した.パラメーター同定には,1996年から1998年の3年間,そして2004年から2006年の3年間の二つの期間に関してパラメーターの同定と検証を交差適用した.ある程度安定できたパラメーターセットが準備できたと判断し,長期流量解析に進むところである.本研究では,断片的に存在する水文データを活用し,また様々なデータ活用レベルを想定し,水文モデルと水理モデルを用いたモデル再解析により,利根川流域に対して長期間の流量再解析データ(本研究では1984年から2013年まで)を構築することである.研究2年目である今年度は利根川流域に対して長期間の流量データを作成するために(1)活用可能データをすべて用いた水文モデルパラメータの同定およびパラメータ特性の分析,(2)長期流量再解析データの実験的作成を行った.(1)活用可能データをすべて用いた水文モデルパラメータの同定およびパラメータ特性の分析まずは活用可能なすべてのデータを用いて19ヶ所の流量観測点に対して水文モデルのパラメータ同定を行った.パラメーター同定の際には,部分流域ごとに分類したパラメータセットと土地利用別に分類したパラメータセットの2種類を作成した.また,季節的な流域特性の変化を考慮するため,各パラメータセットは夏季(7月から10月まで)と非夏季(夏季を除いた全季節)の2種類に再び分類し用意した.前年度と同様に1996年から1998年の3年間,2004年から2006年の3年間,二つの期間に対してパラメータ同定と検証を交差適用した.(2)長期流量再解析データの実験的作成水文モデルの最適化パラメータを用いて利根川流域の19個の対象地点にで1984年から2013年まで30年間の流量再解析データを実験的に作成した.作成された流量再解析データは入手可能期間の観測データと比較を行い再現性の検証を行った.また,複数のパラメータセットによる計算流量の変化を分析して再解析データの特性を調べた.対象流域の19ヶ所部分流域に対して4セットのパラメータ同定を成功的に行い,各パラメータセットによる30年間の流量再解析データを実験的に作成することができた.作成された流量再解析データを比較検証するに計画以上の時間が必要だったが,意味のある分析結果を蓄積することが可能であった.本研究では,断片的に存在する水文データを最大活用し,また様々なデータ活用レベルを想定し,水文モデルと水理モデルを用いたデータ再解析を行った.利根川流域を対象として1984ー2013年度に対する長期間の流量再解析データを事件的に構築した.流量再解析データは,既存の流域基準点のみならず,水位データのみ観測されている観測点,短編的流量データしか存在しない観測点,そして観測データが存在しないが,水工計画などで流量データが望ましい地点に対してデータの活用度を考慮しつつ構築した.作成した水文モデルと最適化されたパラメータを用いて利根川流域の観測データが存在する地点を中心に再解析データの再現性を確認し,複数のパラメータによる計算流量の変化を分析して再解析データの不確実性を分析した.平成28年度は特に以下の2点に着目して研究を行った.1)制限された観測データを用いて水文モデルのパラメータ同定および再解析データの作成:観測データを制限し,利根川流域を貧弱観測流域レベルとして想定した上で水文モデルのパラメータを新たに推定した.新たなパラメータを用いて流量再解析データを作成し,観測データを十分活用して作成された別の再解析データと比較を行った.2)各活用データレベルによる再解析データの精度比較:対象地域の観測データ活用レベルを十分観測レベル,一般観測レベル,貧弱観測レベルと想定して作成された水文モデルおよび再解析データの精度を分析して信頼性を持った再解析データを作成するための最低限必要な条件を検討した.

本研究では,流量再解析データを作成するために,Kinematic Wave流出モデル,Tankモデル,Artificial Neural Network(人工神経網)モデルをそれぞれ作成しテストを行った.その中で,ANNモデルが非常に高い応用性を示したため,研究のではANNモデルを用いた長期間流量データおよび水位データ作成を集中的に行った.奈良俣ダム流域における融雪流出を考慮した長期流出量データの作成,韓国のGeum川の上流水位データを用いた下流水位テータを作成した.ANNモデルにより高い精度の再計算流量および再計算水位データを作成することが可能であった.対象流域に対して観測データの収集および水文モデルの作成とパラメーター同定が一時的に完了し,流量の長期再解析データを実験的に作成している.利根川流域を対象として長期間の流量再解析データを作成する際に,様々な観測データ活用レベルを想定し,今後の他流域への適用可能性を調べる.特に観測データが極めて不足な流域に対しても適用可能な水文モデルの構成およびパラメータ同定手法を開発する.本研究の対象である利根川流域で,一部の観測データを省略することで「一般観測流域」および「貧弱観測流域」の条件を想定し,それぞれ条件に対して信頼性の高い再解析データの作成手法を模索する.水工学利根川流域を対象として長期間の流量再解析データを作成する際に,様々な観測データ活用レベルを想定し,今後の他流域への適用可能性を調べ,特に観測データが極めて不足な流域に対しても適用可能な水文モデルの構成およびパラメーター同定手法を開発する.本研究の対象である利根川流域は観測データが十分あることで信頼性が高い長期再解析データを作成することが可能である,本研究ではその内一部の観測データを人為的に省略して「一般観測流域」および「貧弱観測流域」の条件を想定し,それぞれ条件に対して信頼性が高い再解析データの作成手法を模索する.詳細なパラメータ同定と実験的な再解析データ作成に検討を続いたことで計画より計算量が少なかったため,計算作業補助に設定した人件費の支出ができなかった.また成果発表に設定した旅費の支出もできなかった.初年度の研究は観測データの収集,水文モデルの作成,パラメーター同定を中心に行い計算量が多くなかったことで購入計画であった追加計算機の購入を次年度に延期した.計画に従い,計算作業補助に設定した人件費と成果発表に設定した旅費として使用する.追加計算機を購入する.また今までの研究成果をまとめ国内・国外の学会で発表する.
肝内免疫プロテアソームプロファイル変化の解析による自己免疫性肝炎再燃機序の検討

まず、20Sプロテアソームを精製方法の確立を行った。マウスAIHモデルの融合細胞投与前、肝炎誘導時、肝炎収束時、IL-12投与による肝炎再燃時にそれぞれ肝臓を採取し、採取後すぐの肝臓をホモジナイズしフィルター処理後の上清をDEAEセファセルに供し、得られたプロテアソームを含むタンパク分画をショ糖密度勾配遠心に供し、プロテアソーム分画をMonoQカラムにより精製を試みプロテアソーム分画が得られることが明らかとなった。この方法を用いて得られたプロテアソーム分画を二次元電気泳動により展開し、得られた各スポットを切出しトリプシン処理後にMALDI-MS解析を行ないプロテアソームのサブユニットプロファイルを解析する技術の開発、この方法によるAIHの発症、再燃時の肝内免疫プロテアソームのサブユニットプロファイルの比較を試みた。AIHの発症時、再燃時のプロテアソーム分画の二次元電気泳動パターンは、ほとんど同一であったが、発症時にみられ再燃時にはみられないスポットが2個、逆に発症時にみられないが再燃時にはみられるスポットが1個認められた。この計3個のスポットのMALDI-MS解析によるプロテアソームのサブユニットプロファイル解析を試みたが、今回試みたプロテインチップ解析方法では、3個のスポット間での差異は認めなかった。以上より、AIHの発症時、再燃時には、肝内で発現する免疫プロテアソームサブユニットプロファイルがわずかに異なっており、発症時と再燃時では提示される自己抗原の性状が変化し、それにより再燃が生じる可能性が示唆された。本研究の目的は、自己免疫性肝炎(AIH)の初発時と再燃時の免疫学的病態の差異、特に病態形成の根幹を成す自己抗原の性状の差異を明らかにするために、"AIHの経過中に肝内の免疫プロテアソームの構成が変化し、抗原提示される自己抗原の性状が変化し再燃が生ずる"という仮説をもとに、ポリエチレングリコールにより樹状細胞と高分化型肝癌細胞株を融合した細胞の皮下投与とIL-12の投与により肝内にリンパ球浸潤を伴う炎症、肝障害が生じるAIHモデルを用い、融合細胞投与前、肝炎誘導時、収束時、IL-12投与による肝炎再燃時の肝内免疫プロテアソームプロファイルの経時的解析を行い、抗原提示される自己抗原の性状の差異を検討することである。今年度は20Sプロテアソームを精製方法の確立を行った。融合細胞投与前、肝炎誘導時、肝炎収束時、IL-12投与による肝炎再燃時にそれぞれ肝臓を採取、凍結した肝臓または採取後すぐの肝臓をホモジナイズしフィルター処理後の上清をDEAEセファセルに供し、得られたプロテアソームを含むタンパク分画をショ糖密度勾配遠心に供し、プロテアソーム分画をMonoQカラムにより精製を試みた。その結果、この方法により凍結肝臓からはプロテアソーム分画が得られないが、採取後すぐの肝臓を用いればプロテアソーム分画が得られることが明らかとなった。現在はこの方法を用いて得られたプロテアソーム分画を2次元電気泳動により展開し、得られた各スポットを切出しトリプシン処理後にMALDI-MS解析を行ないプロテアソームのサブユニットプロファイルを解析する技術を確立中で、この方法によりAIHの発症、再燃時の肝内免疫プロテアソームのサブユニットプロファイルを比較する予定である。
ピロリ菌CagAによるがんタンパク質SHP2脱制御機構の構造生物学的解析

本研究において、ピロリ菌CagAタンパク質由来のEPIYA-DペプチドとSHP2のN-SH2との複合体の結晶が得られ、X線回折実験を行った。データを解析した結果、この結晶はEPIYA-DペプチドとN-SH2の複合体であることが確認された。本研究を通して、EPIYAペプチドとN-SH2の複合体結晶が取得できたことは、今後、CagAによるSHP2活性化の分子基盤を解明するために非常に有用であると考えられる。胃がんは世界部位別がん死亡数の第二位を占める。近年の大規模疫学調査ならびに動物モデルを用いた研究からピロリ菌cagA遺伝子陽性株感染と胃がんとの密接な関連が明らかとなり、胃がん発症機序への理解や胃がん治療への応用にCagAの生物活性発現における分子機構の解明が重要な意義を持つものと期待される。これまでの研究から、ピロリ菌CagAを介する胃がんの発症においてCagA-SHP2複合体形成によるSHP2チロシンホスファターゼの機能的脱制御が重要な役割を果たすことが示されている。本研究ではX線結晶構造解析によりCagA-SHP2複合体の立体構造を解析することで、CagAによるSHP2活性化の分子基盤を解明することを目的としている。本年度の研究実施計画として初めに予定していた組換え型チロシンリン酸化CagAおよび組み換え型SHP2の調整を行った。CagAには分子多型があり、本研究では標準的なCagAである欧米型(EPIYA-CおよびEPIYA-CC)ならびにSHP2結合能の強い東アジア型(EPIYA-D)を比較する計画である。本項目に関しては、予定通り全ての変異体の発現・精製が完了した。本年度の研究実施計画の2項目であるチロシンリン酸化CagAペプチド-SHP2複合体の結晶構造解析はEPIYA-Dペプチド-SHP2複合体の結晶化スクリーニングから開始した。嫌気チャンバー内でのスクリーニングの結果、結晶が得られる条件が見つかったが、得られた結晶は非常に脆くX線回折実験に用いることができなかった。その他のCagAペプチドに関してはこれから結晶化スクリーニングを開始する予定である。本年度の最後に予定していた全長CagA-全長SHP2複合体の結晶構造解析に関してはゲルろ過クロマトグラフィーにより複合体の試験管内再構成が確認されたため、順次、結晶化スクリーニングを開始する予定である。当初の計画では初年度までにX線回折実験を行う予定であったが、現時点では結晶化条件のスクリーニングを行っている段階である。しかし、回折実験に用いるには質的に不十分ではあるが、結晶が得られる結晶化条件が見つかっているため、その条件を基に結晶化条件の最適化を行うことで回折データを収集できる結晶が得られると考えている。以上のように当初の計画からは多少の遅れがあるが、結晶が得られる条件の決定が本研究における最も大きな障壁であると考えられるため、現状としては大きな遅れではないと考えている。ピロリ菌CagAタンパク質は胃がんの発症に重要な役割を担う。これまでの研究から、CagAはSHP2チロシンホスファターゼと複合体を形成することで宿主細胞内シグナルを撹乱し、胃がんを引き起こすと考えられている。本研究ではX線結晶構造解析によりCagA-SHP2複合体の立体構造を解析することで、CagAによるSHP2活性化の分子基盤を解明することを目的としていた。本研究では、初めに組換え型チロシンリン酸化CagAおよび組み換え型SHP2の調整を行い、全ての変異体の発現・精製が完了した。次に、SHP2結合能が高い東アジア型CagAのEPIYA-Dペプチド-SHP2複合体の結晶化スクリーニングを行なった結果、結晶が得られる条件が見つかったが、得られた結晶は非常に脆くX線回折実験に用いることができなかった。そこで、結晶化条件の最適化を行なったが、再現性良く結晶が得られなかったため、SHP2をCagAとの結合部位である2つのSH2ドメインのみに変更してEPIYA-Dペプチドとの共結晶化を行なったが、結晶が得られなかった。そこで次に、SHP2の2つあるSH2ドメインを1つにしたNSH2ドメインとEPIYA-Dペプチドとの複合体の結晶化を試みたところ、結晶が得られたため、X線回折実験を行った。構造解析の結果、EPIYA-DペプチドとNSH2の複合体であることが確認された。CagAペプチドとSHP2との結晶を得るまでに多くの時間を費やしたため、本研究期間中に当初の目的であったCagA分子多型のSHP2活性化機構の違いを解析することはできなかったが、本研究を通して、これまで困難であった組換え型チロシンリン酸化CagAタンパク質の発現・精製法の確立ならびにEPIYAペプチド-NSH2複合体結晶が取得できたことは、今後のCagAによるSHP2活性化機構研究において非常に有用であると考えられる。

今後はまず、EPIYA-DペプチドとSHP2との複合体の結晶化条件の最適化を行う。結晶化条件が決定した場合、その条件を基に他のCagAペプチドを用いたSHP2との共結晶化を行う。さらに、全長CagAを用いて同様の結晶化条件における結晶化を行う。なお、それぞれの結晶化の際には最初に得られた複合体の結晶を用いたヘテロマイクロシーディングも試みる。結晶が得られた場合には随時X線回折実験を行う。回折データが収集でき次第、各種複合体の結晶構造の決定を目指す。結晶構造解析により立体構造情報が得られた場合、当初の計画通り、CagA-SHP2複合体形成を阻害するCagA変異体分子の作製および立体構造解析より得られたCagA変異体分子の生物学的機能の解析を開始する。生化学、構造生物学本年度の研究計画では結晶化から回折データの取得、さらに構造解析を行う予定であった。しかし、現状として結晶化条件のスクリーニングを行っている段階であり、やや遅れが生じている。従って、研究の遅れに伴い本年度使用額が次年度に持ち越された。以上の事由から次年度使用額が発生した。上記のように当初の研究計画からやや遅れが出ているために次年度使用額が発生しているが、次年度の早い段階で結晶が得られ、回折データが収集できる見通しである。従って、本年度に計上していた解析用PCも早い段階で購入する予定である。さらに、現段階では1種類のペプチドを用いて結晶化スクリーニングを行っているが、結晶化条件が決定し次第すぐに複数種類のペプチドを購入し結晶化スクリーニングを開始する予定である。実験の進行に伴い、本年度に使用する予定であった試薬も購入する。それ以降は2年目の研究計画通りに進行すると考えられるため、次年度使用計画に従って使用していく。
カラビ・ヤウ多様体の退化とミラー対称性

昨年度までの研究で,完全交叉型のカラビ・ヤウ多様体とそのミラー族の退化に関して幾つかの新しい観察を行った.特に,ミラー族において退化の理論と共に定義されるnomodromy coneが,双有理幾何学におけるmovable coneと呼ばれる錐に対応する様子が具体例において明確に観察された.一般に族のモノドロミー行列は,族に特有な関係式を満たすが,この関係式に基づいて隣接するmonodromy coneが張り合う.この張り合わせのメカニズムが双有理幾何における双有理射によるケーラー錐の貼り合わせに一致する様子を具体的な例を構成して示すことが出来た.構成した例は,非常に具体的なもので,成果を幾つかの(国際)研究集会で発表し,また,論文にまとめて発表した.モノドロミー行列の計算は,一般に容易なものではない.そこで,族の幾何学が比較的容易になる,複素2次元カラビ・ヤウ多様体の場合で,かつ,モノドロミー行列が完全に決定されている一例に着目した.この場合,モノドロミー行列は1990年代に決定されていたが,族が最大退化する場所が分かっていなかった.このため族のパラメーター空間の幾何学の解析を,高木寛通氏(学習院大),Bong Lian氏(米国,Brandeis大),S.-T. Yau氏(米国,Harvard大)と共に開始して,最大退化に関して明快な結論を得ることが出来た.最大退化の様子が分かるとその近傍でミラー写像を構成できるが,着目した例の場合,ミラー写像をテータ関数と呼ばれる特徴的なモジュラー関数で表示することが出来た.また,結果を共著論文(プレプリント)として発表した.当初の計画にそって具体的な例に基づく解析を進めたところ,完全交叉型から視野が拡がって二重被覆型のカラビ・ヤウ多様体の族を含む形で発展しているが,カラビ・ヤウ多様体の族の幾何学に関する新しい知見の蓄積が得られている.成果の発表と合わせて,当初の計画に従って,これまでの具体例の蓄積に基づいてBCOV正則アノマリー方程式の数学的構造の解明を手がけ,同時に高次種数のグロモフ・ウイッテン不変量の計算への応用を行う.また,この研究分野における海外の研究者を招聘して相互に議論を深めて研究を実施する.当初の研究計画に従って,完全交叉型のカラビ・ヤウ多様体に観察される双有理幾何学とミラー対称性に関する研究を実施し,幾つかの興味深い事例を見つけることが出来た.また,国内外の研究集会で発表を行い,研究者との討論を行った結果,理論的な定式化の概要が明らかになり,結果を整理した論文の発表に向けて取り掛かっている段階にある.完全交叉型のカラビ・ヤウ多様体の中に,特に古典的な射影幾何学においてReye合同と呼ばれる幾何に関連するものがある.このカラビ・ヤウ多様体は,3つの双有理モデル(双有理であるが双正則でないカラビ・ヤウ多様体)を持つことが分かっている.一方で,このカラビ・ヤウ多様体にミラー対称なカラビ・ヤウ多様体の族(ミラー族)を構成すると,最大退化と呼ばれる多様体の退化が3箇所で実現することが観察され,3つの双有理モデルと対応する.このような,対応はミラー対称性で度々観察されるものであるが,本年度の研究では,この対応関係を数学的により深く調べることを行い,以下の新しい視点を得ることが出来た:双有理幾何学では,射影埋め込みに関係するケーラー錐を少し大きい錐(movable cone)に拡張して考えることが出来る.ケーラー錐はミラー対称のもとで,ミラー族の退化点で定義されるモノドロミー冪零錐に対応する.この対応関係を念頭に,Reye合同に関するカラビ・ヤウ多様体とそのミラー族を考察してみると,ミラー族の3つの退化点それぞれで定義されるモノドロミー冪零錐が自然な形でつながって一つの大きな錐を定めることが明らかになった.1例を詳しく解析した結果であるが,類似の別の例でも同様な構造を確認することが出来て,一般性を持った定式化が可能であることの示唆を得ることができた.予定した1つの完全交叉型カラビ・ヤウ多様体とそのミラー族の幾何学の解析を概ね完了することが出来た.加えて,類似の例が見つかり,双有理幾何学とミラー族の幾何学について更に深めていく手がかりを得ることが出来たため.カラビ・ヤウ多様体のミラー対称性は,カラビ・ヤウ多様体の変形族の幾何学の研究に一つの主要な動機を与えている.本研究では,初年度から継続して完全交叉型のカラビ・ヤウ多様体の変形族と,その退化を手がかりに観察できるミラー対称性を具体的に,また,詳細に調べる手法で研究している.その結果,これまでに,完全交叉型の複素3次元カラビ・ヤウ多様体にみられる双有理幾何学と,対応するミラー族のホッジ構造についていくつかの興味深い観察を行うことが出来た.とくに,無限位数の双有理変換を持つような完全交叉型のカラビ・ヤウ多様体の具体例を調べることによって,この場合に無限個の錐の和集合で表される双有理幾何学における可動錐(movable cone)が,対応するミラー族においてはモノドロミーに関する冪零錐の自然な無限貼りあわせとして現れることを示しすことが出来た.可動錐は複素3次元以上のカラビ・ヤウ多様体で非自明な構造を持って現れるが,複素2次元のK3曲面の場合に見られる同様な構造と対比することによって,冪零錐の貼りあわせの違いを際立たせることが出来た.今年度は,これまでの結果を整理して論文として発表した.

論文は,2018年度中に査読雑誌に掲載の見込みである.以上の成果と並行して,完全交叉型のカラビ・ヤウ多様体の変形族の幾何学,特にモノドロミー性質の解析手法について技術的な蓄積をなすことが出来た.解析的手法は,多変数微分方程式の解析を中心に行うが,変数空間のコンパクト化の問題が常に問題となる.具体的な変形族の解析をしていて,グラスマン多様体上の多変数微分方程式が登場する例に遭遇することが出来た.コンパクト化と局所解の構成・変形族の退化に関して,新しい知見に結びつく確かな手がかりが得られており,次年度以降に継続発展させることを計画している.当初の計画に従ってカラビ・ヤウ多様体の変形族を具体的に調べ,退化点近傍で可動錐とモノドロミー冪零錐の対応に関して新しい知見にまとめて発表することが出来,研究計画は概ね順調に進展していると判断している.昨年度までの研究で,完全交叉型のカラビ・ヤウ多様体とそのミラー族の退化に関して幾つかの新しい観察を行った.特に,ミラー族において退化の理論と共に定義されるnomodromy coneが,双有理幾何学におけるmovable coneと呼ばれる錐に対応する様子が具体例において明確に観察された.一般に族のモノドロミー行列は,族に特有な関係式を満たすが,この関係式に基づいて隣接するmonodromy coneが張り合う.この張り合わせのメカニズムが双有理幾何における双有理射によるケーラー錐の貼り合わせに一致する様子を具体的な例を構成して示すことが出来た.構成した例は,非常に具体的なもので,成果を幾つかの(国際)研究集会で発表し,また,論文にまとめて発表した.モノドロミー行列の計算は,一般に容易なものではない.そこで,族の幾何学が比較的容易になる,複素2次元カラビ・ヤウ多様体の場合で,かつ,モノドロミー行列が完全に決定されている一例に着目した.この場合,モノドロミー行列は1990年代に決定されていたが,族が最大退化する場所が分かっていなかった.このため族のパラメーター空間の幾何学の解析を,高木寛通氏(学習院大),Bong Lian氏(米国,Brandeis大),S.-T. Yau氏(米国,Harvard大)と共に開始して,最大退化に関して明快な結論を得ることが出来た.最大退化の様子が分かるとその近傍でミラー写像を構成できるが,着目した例の場合,ミラー写像をテータ関数と呼ばれる特徴的なモジュラー関数で表示することが出来た.また,結果を共著論文(プレプリント)として発表した.当初の計画にそって具体的な例に基づく解析を進めたところ,完全交叉型から視野が拡がって二重被覆型のカラビ・ヤウ多様体の族を含む形で発展しているが,カラビ・ヤウ多様体の族の幾何学に関する新しい知見の蓄積が得られている.ミラー族に見られる退化の幾何学と双有理幾何学の対応を,視野を広めて「双有理ではないが導来同値である」場合を含めて発展させていく.また,ミラー族のモジュライ空間のケーラー幾何学の大域的性質とグロモフ・ウィッテン不変量の母関数の研究とも関連させていく.これまでの視点に,今年度新たに見えてきた微分方程式の変数空間のコンパクト化と言う視点を加えて,発展させていく.このコンパクト化の問題は,以前に国外の研究者と行った共同と深く関連しており,再び共同研究を実現し発展させていく.成果の発表と合わせて,当初の計画に従って,これまでの具体例の蓄積に基づいてBCOV正則アノマリー方程式の数学的構造の解明を手がけ,同時に高次種数のグロモフ・ウイッテン不変量の計算への応用を行う.また,この研究分野における海外の研究者を招聘して相互に議論を深めて研究を実施する.
液状化地盤の側方流動とライフライン施設の被害予測システムの開発

液状化地盤の側方流動は,一般的に100m四方の広範囲の地域にわたって生ずることから,地盤・地形条件および護岸条件などの大量の情報を効率的かつ統一的に処理してデータベースを構築し,これをもとに広域に及ぶ地盤変位を精度よく推定することが必要である.本研究では,1)既存の研究成果を発展させて地盤変位の予測手法と側方流動が構造物や埋設管路に与える影響の予測手法の確立を図るとともに,2)地盤変位の予測およびライフライン施設の予測に向けて広域に亘る地盤・地形情報,護岸構造に関する情報および構造物や埋設管路等の位置と種別に関する情報の統一的データベースの構築方法に関する研究を行った.さらに神奈川県防災局の協力を得て川島市の埋立人工島3島の地盤条件と護岸構造情報のデータベース化を行い,液状化と側方流動の予測を行った.地盤変位の予測手法に関しては,傾斜地盤における流動および護岸移動に起因する流動の双方について側方流動発生のメカニズムを重力場および遠心載荷場における模型地盤の流動実験により明らかにした.既往地震における流動地震における流動事例に分析結果と実験結果を統合することにより,側方流動量の予測手法を開発した.側方流動による地盤変位と地盤ひずみに対する埋設管路の被害予測システムを開発した.兵庫県南部地震等の既往地震において実測された地盤変位と分布および水道管路の被害状況と予測システムによる推定結果を比較することによりシステムの有効性を検証した.液状化地盤の側方流動は,一般的に100m四方の広範囲の地域にわたって生ずることから,地盤・地形条件および護岸条件などの大量の情報を効率的かつ統一的に処理してデータベースを構築し,これをもとに広域に及ぶ地盤変位を精度よく推定することが必要である.本研究では,1)既存の研究成果を発展させて地盤変位の予測手法と側方流動が構造物や埋設管路に与える影響の予測手法の確立を図るとともに,2)地盤変位の予測およびライフライン施設の予測に向けて広域に亘る地盤・地形情報,護岸構造に関する情報および構造物や埋設管路等の位置と種別に関する情報の統一的データベースの構築方法に関する研究を行った.さらに神奈川県防災局の協力を得て川島市の埋立人工島3島の地盤条件と護岸構造情報のデータベース化を行い,液状化と側方流動の予測を行った.地盤変位の予測手法に関しては,傾斜地盤における流動および護岸移動に起因する流動の双方について側方流動発生のメカニズムを重力場および遠心載荷場における模型地盤の流動実験により明らかにした.既往地震における流動地震における流動事例に分析結果と実験結果を統合することにより,側方流動量の予測手法を開発した.側方流動による地盤変位と地盤ひずみに対する埋設管路の被害予測システムを開発した.兵庫県南部地震等の既往地震において実測された地盤変位と分布および水道管路の被害状況と予測システムによる推定結果を比較することによりシステムの有効性を検証した.広域に亘って液状化地盤の側方弗動量を予測するシステムのプロトタイプを構築した.プロトタイプによる側方流動量予測の手順は以下の通りである.1.対象とする地域内で既存ボーリングデータ(土質分類,N値,粒度分布)をGISを用いてデータベース化する.2.検討の対象とする地震のマグニチュード,震央位置,震源深さをインプットし,流動予測地域における地表面加速度を推定する.3.1の土質データおよび2)の地震動データを用い,液状化層の三次元的分布等を判定する.4.護岸の移動量を,護岸水深,液状化の有無等により算定する.5.国土地理院の標高データ(50mメッシュ)より地表面の傾斜,方向を算定する.6.15のデータより地表面における水平変位量の方向を算定し,これをGIS上に表示する.・離散的な位置に存在する複数のポーリング資料を用いて,連続的に2次元平面で液状化の度合(PL値),液状化層厚,地盤の水平・鉛直変位および地盤のひずみを推定するシステムを構築した。・上記のシステムを用い,1995年兵庫県南部地震で側方流動が発生した神戸市の埋立地の液状化の度合(PL値),液状化層厚,地盤変位量を行い,実測値との比較を行った良好な一致が得られた。・さらに開発されたシステムを川崎市の三つの埋立人工島(浮島地区,水江地区および千鳥区)に適用し,護岸の移動量,液状化の度合および地盤の水平・鉛直変位の推定を行った。・重力場および遠心載荷場での模型護岸の移動実験により,護岸の移動量に及ぼす液状化の度合および地震加速度の影響を明らかにした。この実験結果をもとに護岸の移動量を推定する手法を開発した。・重力場および遠心載荷場での模型地盤の流動実験により、流動量と流動範囲に与える液状化層厚および地震加速度の影響を明らかにした。この実験結果をもとにして護岸の移動に起因する側方流動量の予測手法を開発した。(1)護岸の移動に起因する側方流動の予測手法の開発護岸の移動に起因する側方流動発生のメカニズムを重力場および遠心載荷場における模型地盤の流動実験により明らかにした.既往地震における流動事例の分析結果と実験結果を統合することにより,側方流動量の予測手法を開発した.平成14年度までの研究により開発された傾斜地盤における側方流動の予測手法と併せて総合的な側方流動の予測手法を構築した.(2)地盤変位・ひずみと側方流動による管路被害予測システムの開発

側方流動による地盤変位と地盤ひずみに対する埋設管路の被害予測システムを開発した.兵庫県南部地震等の既往地震において実測された地盤変位と分布および水道管路の被害状況と予測システムによる推定結果を比較することによりシステムの有効性を検証した.(3)予測システムを用いた広地域にわたる側方流動の予測と地域防災計画への活用平成14年度では神奈川県川崎市の3つの埋立人工島において本システムを用い側方流動量の予測を行った.平成15年度は静岡県清水市の埋立コンビナートを対象に,本予測システムを用いて広地域にわたる側方流動の予測とライフライン埋設管路の被害予測を行い,予測結果を地域の地震防災計画に活用する方法についての検討を行った.
産錐斜面の形成機構に関する地形学的研究

本研究は,野外調査と室内実験の両面から崖錐斜面物質である砂礫の安息角と内部摩擦角との計測を行い,両者の関係を明確にすることにより,崖錐の勾配を力学的安定問題としてとらえ,その勾配が何によって決まっているかを明らかにすることを目的として始められた.安息角の計測のための傾斜箱(ティルティング・ボックス)を作製した.傾斜箱は砂礫用の大型のものと,アルミ丸棒用の小型のものがつくれらた.一方,せん断抵抗角の計測は大型一面せん断試験機を用いて行った.安息角およびせん断抵抗角の計測対象材料としては,主に採石,ガラスビ-ズ,砂,アルミ丸棒などを使用した.得られた成果の主な結論は以下のようにまとめられる.1.「崖錐」および「安息角」に関する従来の研究をレビュ-し,それらの問題点を明らかにした.2.安息角の計測をする場合には,実験試料の粒径のおよそ60ー70倍以上の斜面長を必要とする.3.均一粒径から成る斜面の安息角は大きいが,異種粒径の粒子が混合すると安息角が急激に低下する.4.斜面勾配が安息角を超えた時に発生する崩れの深さは斜面構成粒子の径の約8倍程となる.5.粒状体斜面の崩れは表層の不安定粒子が回転することによって引き起こされたのに対し,せん断抵抗角は従来からに知見のとおり,粒子間の滑りが重要であることがわかった.さらに,安息角とせん断抵抗角との間には等しいという関係が認められないことから,それらをコントロ-ルしているメカニズムが異なり,両者は別な物理量である.本研究は,野外調査と室内実験の両面から崖錐斜面物質である砂礫の安息角と内部摩擦角との計測を行い,両者の関係を明確にすることにより,崖錐の勾配を力学的安定問題としてとらえ,その勾配が何によって決まっているかを明らかにすることを目的として始められた.安息角の計測のための傾斜箱(ティルティング・ボックス)を作製した.傾斜箱は砂礫用の大型のものと,アルミ丸棒用の小型のものがつくれらた.一方,せん断抵抗角の計測は大型一面せん断試験機を用いて行った.安息角およびせん断抵抗角の計測対象材料としては,主に採石,ガラスビ-ズ,砂,アルミ丸棒などを使用した.得られた成果の主な結論は以下のようにまとめられる.1.「崖錐」および「安息角」に関する従来の研究をレビュ-し,それらの問題点を明らかにした.2.安息角の計測をする場合には,実験試料の粒径のおよそ60ー70倍以上の斜面長を必要とする.3.均一粒径から成る斜面の安息角は大きいが,異種粒径の粒子が混合すると安息角が急激に低下する.4.斜面勾配が安息角を超えた時に発生する崩れの深さは斜面構成粒子の径の約8倍程となる.5.粒状体斜面の崩れは表層の不安定粒子が回転することによって引き起こされたのに対し,せん断抵抗角は従来からに知見のとおり,粒子間の滑りが重要であることがわかった.さらに,安息角とせん断抵抗角との間には等しいという関係が認められないことから,それらをコントロ-ルしているメカニズムが異なり,両者は別な物理量である.本研究は,野外調査と室内実験の両面から,崖錐斜面物質である砂礫の安息角と内部摩擦角との計測を行ない,両者の関係を明確にすることにより,崖錐の勾配が何によって決っているかを明らかにすることを目的としている。当初の計画では,砕石場のストックパイルを用いて,安息角の計測を行なうつもりであったが,砕石場では上方からの砕石供給量が多いため常に崩れの発生する状況となり,本研究が狙っているようなデ-タが得難いことがわかった。また,砕石のような三次元の形状をもつ材料では,崩れの観察が困難なため,よりシンプルな形状をもつ材料による実験が必要なことも判った。そこで,本年度は,まず小型のティルティングボックスの実験装置を作成した。そしてアルミニウムの丸棒(長さ50mm)を積重ねた二次元的な斜面を用いた安息角実験を行なった。デ-タの集積とデ-タの解析を進めているところであるが,現在までのところでは,崩れの発生する角度(すなわち安息角)は,斜面構成材料のせん断(すなわちすべり摩擦)によるものではなく,回転(すなわちころがり摩擦)によるものではないかという結果が得られつつある。アルミ丸棒を用いた安息角実験によって得られた結果は,従来の見解と全く異なるものであり,もしこの見解が,これから行なう実験により,砂礫などの三次元材料から構成される崖錐斜面に対してもあてはまるとすれば,極めて興味深いものとなろう。本研究は,野外調査と室内実験の両面から崖錐斜面物質である砂礫の安息角と内部摩擦角との計測を行い,両者の関係を明確にすることにより,崖錐の勾配を力学的安定問題としてとらえ,その勾配が何によって決まっているかを明らかにすることを目的として始められた.安息角の計測のための傾斜箱(ティルティング・ボックス)を作製した.傾斜箱は砂礫用の大型のものと,アルミ丸棒用の小型のものがつくられた.一方,せん断抵抗角の計測は大型一面せん断試験機を用いて行った.

安息角およびせん断抵抗角の計測対象材料としては,主に採石,ガラスビ-ズ,砂,アルミ丸棒などを使用した.得られた成果の主な結論は以下のようにまとめられる.1.「崖錐」および「安息角」に関する従来の研究をレビュ-し,それらの問題点を明らかにした.2.安息角の計測をする場合には,実験試料の粒径のおよそ60ー70倍以上の斜面長を必要とする.3.均一粒径から成る斜面の安息角は大きいが,異種粒径の粒子が混合すると安息角が急激に低下する.4.斜面勾配が安息角を超えた時に発生する崩れの深さは斜面構成粒子の径の約8倍程度となる.5.粒状体斜面の崩れは表層の不安定粒子が回転することによって引き起こされのに対し,せん断抵抗角は従来からの知見のとおり,粒子間の滑りが重要であることがわかった.さらに,安息角とせん断抵抗角との間には等しいという関係が認められないことから,それらをコントロ-ルしているメカニズムが異なり,両者は別な物理量である.
近現代アジアにおける地域形成と言語文化に関する比較史的研究

本研究は「近現代アジアにおける地域形成と言語文化に関する比較史的研究」という課題のもとに、アジア諸地域に固有の文化的条件との関連を手がかりとして、地域言語とそれに付随する社会的変容の地域的特質を歴史的に解明し、さらにそれらの成果を諸地域相互に比較検討することによって、上記の課題に対する一定の展望を探求することを目的とした。まずアジア諸地域の近代言語と社会統合・国民形成との関連を、それぞれの地域の特殊性を考慮しながら、相互に比較することが可能となるように、情報の整理を行うことが第一の作業であり、ついでそのような研究を基盤として綜合的な分析を加え、固有文化の持続の側面と現在顕著に進行しつつある国境・民族を超えた文化的融合現象の意義、およびその将来像について、展望をえようとした。研究課題の実施期間において、当該研究課題に関する研究条件の整備と情報の収集整理に力を入れるとともに、研究成果のとりまとめを行った。ただし、東アジアから中東にいたる広大なアジア地域には、多様な地域文化と地域言語が存在し、それらの言語で表現された情報が存在する。これらの情報を収集しデータベース化を進め、可能な限り多言語同時使用のもとで運用できるようつとめたが、なお、情報機器の言語環境には大きな制約があるなどの理由により、データの運用については今後に課題を残した。研究課題の初年度であり、研究条件の整備と情報の収集整理に力を入れた。東アジアから中東にいたる広大なアジア地域には、多様な地域文化と地域言語が存在し、それらの言語で表現された情報が存在する。それらの多様な言語で表現された情報をデータベース化するためには、能力の高いコンピュータと多言語応用ソフトが必要であり、それらのハード、ソフトの整備を重点的に進めた。そのうえで、東アジアおよび東南アジア諸地域の言語に関する情報の収集と入力を開始した。このデータベースは、多言語同時使用のもとで運用できるよう、残された研究期間にさらに充実をはかる。研究対象地域の研究機関に所属する研究者から直接情報を入手することは、本研究の大きな目標であり、本年度は中国およびモンゴル国の近代史研究者、国際関係研究者を招いて、研究会・講演会を開催し、専門知識の提供を受けた。研究課題に密接に関連した研究会を開催し、研究分担者のあいだの情報交換と調整を行ったが、その上で各研究分担者および研究代表者の役割分担にしたがって研究を進めた。その成果は、研究発表の欄に記した通りである。研究課題の2年度であり、初年度に引き続いて研究条件の整備と情報の収集整理に力をいれた。これらの情報を収集したデータベース化を進め、可能な限り多言語同時使用のもとて運用できるようにつとめた。この作業は残された研究期間にさらに充実をはかる。なお、情報機器の言語環境にはなお制約があるので、データを画像として処理することも試みている。また、研究対象地域の研究機関に所属する研究者から直接情報を入手することは、本研究の大きな目標であり、本年度も主に中国などの近代史研究者、国際関係研究者を招いて、研究会、講演金などを開催し、専門知識の提供を受けた。研究課題に密接に関連した研究会を開催し、研究分担者のあいだで情報交換と調整を行い、その上で各研究分担者および研究代表者の役割分担にしたがって研究を進めた。その成果は、研究発表の欄に記した通りであるが、そこでは近代アジア諸地域における地域統合や国家形成の過程に言語文化の果たした役割について、多様な事例が検討され、言語の社会性・歴史性についての問題提起がなされている。これらの成果の上にたって、研究課題最終年の平成10年度には、研究成果をとりまとめた報告書を作成する。研究課題の最終年であり、初年度・二年度に引き続いて、当該研究課題に関する研究条件の整備と情報の収集整理に力を入れるとともに、研究成果のとりまとめを行った。

これらの情報を収集しデータベース化を進め、可能な限り多言語同時使用のもとて運用できるようつとめたが、なお、情報機器の言語環境には大きな制約があるなどの理由により、データの運用については今後に課題を残した。また、本年度も研究対象地域の研究者から直接情報を入手することにつとめ、主に中国などの近代史研究者、国際関係研究者を招いて、研究会・講演会を開催し、専門知識の提供を受けた。研究課題に密接に関連した研究会を開催し、研究分担者のあいだの情報交換と調整を行い、その上で各研究分担者および研究代表者の役割分担にしたがって研究を進めた。研究課題最終年にあたり、これらの成果の上にたって、研究成果をとりまとめた報告書を別に作成した。報告書のほかにも関連した研究成果は多彩で、その一部は研究発表の欄に記した通りであるが、総じて近現代アジア諸地域における地域統合、国家形成の過程に言語文化の果たした役割について、多様な事例が検討され、言語の社会性・歴史性についての重要な問題提起がなされたと考える。
増殖細胞核抗原(PCNA)とDNA複製・修復因子との相互作用の解析

PCNAは,DNAポリメラーゼδ(pol δ)のprocessive DNA合成の補助因子であり,真核細胞のDNA複製,および,ヌクレオチド除去修復に必須のタンパク質である.さらには,p21,GADD45,FEN-1,CAF-1,Dnmt1等に結合することが報告され,DNA上で起こる各種反応の制御機構に重要な役割を果たしていると考えられている.このPCNAが関与するDNA修復の分子機構の解明を目的として,組換え型ヒトPCNA変換体およびFEN-1変換体を用いて,その直接の相互作用を調べた.2本鎖から1本鎖が枝分かれしたブランチ構造を持つDNA(5'flap DNA)をテンプレートとして,PCNAとFEN-1直接相互作用をGel Mobility ShiftアッセイおよびDNase Iフットプリンティング実験により解析した.その結果,Gel Mobility Shiftアッセイでは,PCNAの存在によりFEN-1はDNA上に安定に存在できることが分かった.また,DNaseIフットプリンティング実験により,PCNAは5'flap DNAの5'側から相互作用している可能性が示唆された.さらに,PCNAの21番目のアスパラギン酸をグルタミン酸,アスパラギンまたはアラニンに置換したPCNA変換体を用い,5'flapDNAを基質として,FEN-1のヌクレアーゼ活性を解析したところ・グルタミン酸変異体では野生型同等の活性促進効果がみられたものの,アスパラギンならびにアラニン変異体では野生型の1030%の活性促進効果しか見られなかった.この結果から,FEN-1のエンドヌクレアーゼ活性促進にはPCNAの21番目のアスパラギン酸の持つ負電荷が重要である可能性が示唆された.PCNAは,DNAポリメラーゼδ(pol δ)のprocessive DNA合成の補助因子であり,真核細胞のDNA複製,および,ヌクレオチド除去修復に必須のタンパク質である.さらには,p21,GADD45,FEN-1,CAF-1,Dnmt1等に結合することが報告され,DNA上で起こる各種反応の制御機構に重要な役割を果たしていると考えられている.このPCNAが関与するDNA修復の分子機構の解明を目的として,組換え型ヒトPCNA変換体およびFEN-1変換体を用いて,その直接の相互作用を調べた.2本鎖から1本鎖が枝分かれしたブランチ構造を持つDNA(5'flap DNA)をテンプレートとして,PCNAとFEN-1直接相互作用をGel Mobility ShiftアッセイおよびDNase Iフットプリンティング実験により解析した.その結果,Gel Mobility Shiftアッセイでは,PCNAの存在によりFEN-1はDNA上に安定に存在できることが分かった.また,DNaseIフットプリンティング実験により,PCNAは5'flap DNAの5'側から相互作用している可能性が示唆された.さらに,PCNAの21番目のアスパラギン酸をグルタミン酸,アスパラギンまたはアラニンに置換したPCNA変換体を用い,5'flapDNAを基質として,FEN-1のヌクレアーゼ活性を解析したところ・グルタミン酸変異体では野生型同等の活性促進効果がみられたものの,アスパラギンならびにアラニン変異体では野生型の1030%の活性促進効果しか見られなかった.この結果から,FEN-1のエンドヌクレアーゼ活性促進にはPCNAの21番目のアスパラギン酸の持つ負電荷が重要である可能性が示唆された.PCNAは真核細胞のDNA複製に関与するDNAポリメラーゼδ(polδ)のprocessive DNA合成に必須の補助因子であり,複製因子C(RFC)のDNA依存性ATPase活性を促進することが知られている.また,紫外線照射により損傷を受けたプラスミドを鋳型とした無細胞ヌクレオチド除去修復系による実験から,ヌクレオチド除去修復因子の1つとしても示唆されている.さらに,サイクリン依存性キナーゼの阻害因子であるp21やGADD45,DNA複製および修復の両方に関与するFEN-1等に結合することが報告される等,PCNAはDNA上で起こる各種反応の制御機構に重要な役割を果たしていると考えられている.本研究の代表者は,PCNAが関与するDNA修復の分子機構の解明を目的として,組換え型ヒトPCNA変換体を用いて,特にFEN-1との相互作用の解析を行っている.以下に,今年度得られた新たな知見等の成果を示す.PCNAとFEN-1直接相互作用を解析するため,部位特異的変異導入法によりエンドヌクレアーゼ活性を除いたFEN-1変換体を調製した.2本鎖から1本鎖が枝分かれしたブランチ構造を持つDNA(5'flapDNA)をテンプレートとして,PCNAとFEN-1直接相互作用をGel Mobility ShiftアッセイおよびDNase Iフットプリンティング実験により解析した.その結果,Gel Mobility Shiftアッセイでは,PCNAの存在によりFEN-1はDNA上に安定に存在できることが分かった.また,DNase Iフットプリンティング実験により,PCNAは5'flap DNAの5'側から相互作用している可能性が示唆された.PCNAは,真核細胞のDNA複製に関与するDNAポリメラーゼδ(polδ)のprocessive DNA合成に必須の補助因子であり,複製因子C(RFC)のDNA依存性ATPase活性を促進することが知られている.また,紫外線照射により損傷を受けたプラスミドを鋳型とした無細胞ヌクレオチド除去修復系による実験から,ヌクレオチド除去修復因子の1つとしても示唆されている.さらに,サイクリン依存性キナーゼの阻害因子であるp21やGADD45,DNA複製および修復の両方に関与するFEN

-1,クロマチンアセンブリーファクターCAF-1,維持型DNAメチル化酵素として知られているDnmt1等に結合することが報告される等,PCNAはDNA上で起こる各種反応の制御機構に重要な役割を果たしていると考えられている.本研究の代表者は,PCNAが関与するDNA修復の分子機構の解明を目的として,組換え型ヒトPCNA変換体を用いて,特にFEN-1との相互作用の解析を行っている.以下に,今年度得られた新たな知見等の成果を示す.部位特異的変異導入法によりPCNAの21番目のアスパラギン酸をグルタミン酸,アスパラギンまたはアラニンに置換したPCNA変異体を用い,2本鎖から1本鎖が枝分かれしたブランチ構造を持つDNA(5′flap DNA)を基質として,FEN-1のヌクレアーゼ活性を解析したところ,グルタミン酸変異体では野生型同等の活性促進効果がみられたものの,アスパラギンならびにアラニン変異体では野生型の1030%の活性促進効果しか見られなかった.この結果から,FEN-1のエンドヌクレアーゼ活性促進にはPCNAの21番目のアスパラギン酸の持つ負電荷が重要である可能性が示唆された.