hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
哺乳類細胞における複製と連関して生じるDNA損傷とその修復反応系

XRCC1タンパク質の二つのBRCTモチーフに着目して、これらの各々についての変異体タンパク質を発現する細胞株を樹立した。具体的には、部位特異的突然変異をPCRを用いた方法でXRCC1 cDNAのBRCT-aと-bに相当する部位に導入し、XRCC1タンパク質を発現していない変異細胞株EM9に導入して構成的に発現する株を複数単離した。これらの細胞株を用いてBRCT-a、-bの機能を調べたところ、大変興味深い結果が得られた。1)これまでXRCC1を発現しないEM9細胞がアルキル化剤に高感受性を示すのはXRCC1と結合するDNA ligase IIIが減少しているためだと考えられてきたが、実際はDNA ligase IIIが減少しているBRCT-bモチーフの変異株はアルキル化剤に抵抗性を示した。ところが、DNA ligase IIIが正常レベル存在し、修復も正常に行われているBRCT-aモチーフの変異体はアルキル化剤に高感受性を示した。このことはDNA修復そのもの以外の機構が細胞のアルキル化剤への感受性を決めていることを示唆している。また、このDNA修復以外の機構は、BRCT-aモチーフを介して働いていることが分かった。2)XRCC1タンパク質の細胞内でのリン酸化状態を調べたところ、複数のリン酸化を受けていることが分かった。さらに興味深いことに、このリン酸化の状態はアルキル化剤処理によって変化した。また、BRCT-aモチーフ変異株ではこのようなリン酸化の調節が失われていた。昨年度得られた結果とあわせて考えると、XRCC1タンパク質はBRCT-aモチーフを介してDNA修復後のDNA複製の再開に、BRCT-bモチーフを介して効率的なDNA修復に関与していると言える。このXRCC1の複製再開への関与はXRCC1タンパク質のリン酸化が関与している可能性が高い。今後はリン酸化を受けるアミノ酸残基の決定を行うとともに、リン酸化の有無と他のタンパク質との相互作用について解析を進める予定である。申請者は平成11年度研究計画に従い、XRCC1欠損EM9細胞とその親細胞であるAA8細胞のdamage tolerance能を定量した。具体的には、それぞれの細胞をMMS処理後、一定の時間新しい培養液で培養しパルスラベルによって各時間におけるDNA合成能を調べた。その結果、MMS処理直後はEM9、AA8ともに短い新生鎖の合成はなく伸長反応のみがみられた。MMS処理後4時間にはAA8細胞では短い新生鎖の合成が回復しているのがみとめられたが、EM9細胞では伸長反応しか見られなかった。このように、EM9細胞では損傷DNA存在下でのDNA複製反応は、伸長反応には異常はないが、複製開始点からの新たな発火が遅れるということがわかった。これまで知られていなかったXRCC1タンパク質とDNA複製との関連が示唆される結果を得たので、XRCC1タンパク質に存在する二つのBRCTモチーフ(DNA修復や細胞周期に関係するタンパク質にみられる)がこのDNA合成の回復に関与しているかをXRCC1遺伝子の人為的突発変異を用いて調べた。すると、大変興味深いことに、二つのBRCTモチーフのうち一方のみがこのDNA合成の回復に関係していることが分かった。さらに、このモチーフの変異はMMSに対する感受性を決めていることも分かった。これらの結果から、XRCC1欠損細胞のMMS感受性は塩基除去修復の欠損というよりも複製回復の遅れに起因すると考えることが出来る。現在このことを確かめるために、修復能の詳細な解析や、XRCC1タンパク質のin vivoでのリン酸化について解析を進めている。
履行障害法の再構成

1履行障害法については様々問題がある。とりわけ瑕疵ある目的物が給付された場合の買主の救済について中国合同法、韓国民法および改正案、さらには台湾民法といった東アジアの民法を比較検討した。具体的には、追完請求権の要件、解除権、代金減額権、損害賠償請求権、権利行使期間制限の5点に分けて、比較法的考察をおこなった。2とくに関心を持って考察したのが、追完請求権と代金減額権との関係についてである。ドイツ新民法では、追完請求権の優越性が規定されている。すなわち、買主は、まず追完請求権を行使しなければ、代金減額権を行使できないのである。3しかし、瑕疵ある商品の給付により、買主の売主に対する信頼感は揺らいでいる。そうだとすれば、買主は、直ちに代金減額権を行使することが許されるべきではないか。つまり、追完請求権と代金減額権とは同列の(買主の)救済策と考えるべきではないか。中国契約法、韓国現行法・改正案はこの立場である。私はこの立場を支持したい。これに即して日本民法の改正を考えるべきだろう。私の調査の限りでは、この点について、台湾の通説の立場は不明である。4残された問題として、とりわけ重要なのは、ドイツ債務法現代化法のように消費者売買の特則を民法の売買の中に規定するか(ひいては消費者保護規定を民法に取り込むか)、それとも民法外の単行法に定めるかという問題である。現代においては、市民生活の基本法典としての民法は市民にとってわかりやすく、なじみやすいものであるべきだという立場をとるならば、民法典の中に消費者保護規定を取り込むという選択肢が考えられよう。しかし、民法典全体の見通しがいいこと、条数が多くならないことも重要な視点である。そうだとすると、消費者保護規定の何をどこまで民法に取り入れるかは慎重に検討されるべきである。また、民法典に消費者保護規定を取り込むならば、中国合同法や台湾民法のように、民商統一法の可能性も検討に値しよう。さらに、瑕疵ある目的物の給付は不完全履行といえるが、これを債務不履行の一類型として規定するのか、あるいはドイツ債務法現代化法のように売買の特則として規定するのかも、検討すべき課題である。今年度は、履行障害法のうち、特に法定解除の要件・効果について、以下の2点を中心に、中国合同法・韓国民法改正試案を調査・分析した(中国、韓国の研究者を招聘して研究会を開いたり、また当方が中国(吉林大学法学院、北京・清華大学)に出かけてインタビューし、あるいはシンポジウムで報告し、中国の研究者と討論した)。1.債務者の帰責事由を要件から除外する点について日本民法の改正を考えるさいに、法定解除の要件から帰責事由を除外することは1つのポイントになろう。その先駆者である中国合同法94条4号の「当事者の一方による......その他の違約行為により契約の目的実現が不可能となったとき」とは、どういう事例を念頭においているかを調査した。しかし、今回の調査で収集した事案はすべて、債務者に帰責事由が認められるものばかりであった。

一方、催告解除の場合にも帰責事由を要件とする韓国民法改正試案(現行の544条ないし546条を544条の2に一本化)をめぐる議論を調査・検討した結果、試案を支持する立場は、特に債務不履行解除の場合、帰責事由を要件としない解除と危険負担との区別があいまいになってしまうことを懸念していることが、判明した。帰責事由を不要とする解除と危険負担との並存は、近時のドイツ債務法現代化法にも見られることで、それなりの合理性があると思われる。次年度、韓国の研究者とこの点についてさらにつっこんだ議論を予定している。2.受領物が滅失した場合の解除権の可否と原状回復の範囲ドイツの判例で争われた事例を使って問題点を指摘しておく。買主が購入した中古車が不可抗力で滅失した場合でも、買主が車の事故歴を知らなかった場合には、瑕疵(事故歴)を理由に売買契約を解除できるだろう。この場合、買主は代金全額の返還請求ができるのか。それとも、車の滅失時の価値相当分の返還義務があるとして、その分を控除すべきなのか。この場合、契約の解除は認められようが(日本民法548条2項参照)、我が国の通説は、おそらく物が滅失している以上何も返還する必要がないので、時価相当分の控除は不要だ、という立場であろう(ドイツ民法346条3項3号も同旨)。この結論は売主の詐欺を理由に買主が売買契約を取り消した場合の事後処理(給付利得論によれば、不可抗力滅失の場合でも、買主は受領物の滅失時の価値相当分の不当利得返還義務がある、ということになろう)と一致しない。この点については、中国、韓国ともまったく問題意識がなく、比較の材料を集めることができなかった。次年度引き続き調査をする必要がある。今年度は、特に瑕疵ある目的物が給付された場合の買主の救済方法について調査・検討をおこなった。1.韓国民法改正試案の立場(主として金敏圭・現東亜大学校法科大学教授の報告書に基づく)特定物売買であっても原則として買主に追完請求権を認めることは、世界の趨勢である。そして、ドイツでは、履行請求権の優越性という伝統的立場を前提として、買主はまず追完請求権を行使すべきであり、それが功を奏さない場合に初めて代金減額権の行使が認められるのである。この点について、本研究代表者(岡)は、追完請求権と代金減額権の間には優劣関係はなく、買主の選択に任せるべきである、と目下のところ考えている。韓国改正試案(580条)は(試案に反対の研究者の大半がこの問題を意識していないようであるが)、私見と同様、買主の選択を認めるかのように見えて興味深い。日本の改正案を考えるに当たって、この試案の立場は参考になろう。2.中国合同法同法155条が準用する111条(不完全履行の場合の違約責任)によれば、買主は、「目的物の性質及び損失の大小に応じて、修理、交換、......減額......等の合理的な選択」をすることができることになっている。しかし、馬新彦・吉林大学法学院教授は、「最も便利で、コストも一番かからず、非常に効率的で損害も最小限に抑えられ、取引関係の安定に最も有利だ」という理由で、買主はまずは修補を請求すべきだ、と解釈している。この見解が中国でどのように評価されているか、今のところはっきりしない。目的物の性質なり損害の程度如何によっては、もちろん追完請求権(修補請求権など)をまず行使すべき場合もあろう。したがって、合同法の条文からは、馬教授のような解釈論以外の解釈の余地(例えば上記の私見)もありえよう。このような要件は、日本法でも参考に値しよう。
オリゴペプチドによる高血圧予防のための新戦略提案

本研究は、複雑な血圧調節系であるレニンーアンジオテンシン代謝系を介さずに、昇圧ホルモンAng IIの受容体であるAT1Rの阻害を標的とするARB様オリゴペプチドを設計を試みる。また、その吸収性と血管でのアンタゴニスト作用の実証を試み、新たな高血圧および関連疾病予防食品の研究の創製を提唱する。
Hippo経路が及ぼす内耳有毛細胞の聴覚機能および微細構造への影響の解析

細胞周期調節経路であるHippo経路を構成するLATS1/2キナーゼの蝸牛での役割について研究をしている。昨年度までに、LATS1キナーゼはマウスコルチ器(内外有毛細胞およびその聴毛)に局在する一方で、LATS2キナーゼはコルチ器に発現しないことと、LATS1ノックアウトマウスの成獣においては、ABRとDPOAEで閾値上昇を認める内耳性難聴を呈し、組織学的には内外有毛細胞の配列不整と聴毛の欠損・不整を認めることを明らかにしてきた。また、新生マウスの組織学的解析でも成獣と同様に内外有毛細胞の配列不整と聴毛の欠損・不整を認めたことから、Lats1ノックアウトマウスは内外有毛細胞の発生異常による先天性の内耳性難聴を伴うものと考えられた。特に聴毛の不正は角度の異常、すなわち平面内細胞極性(Planar cell polarity :PCP)異常を伴っていた。以上の研究結果を元に、本年度は、LATS1のPCP決定における役割を詳細に観察すべく、新生マウスでの有毛細胞におけるkinocillium分布の偏位やPCP関連タンパクの局在への影響を、surface preparationでの免疫染色で解析した。その結果、ノックアウト群においてはきわめて特徴的なkinocilliumの配列の乱れを認め、PCP関連タンパクであるLGNやリン酸化ERMの発現低下を見出した。以上の結果は、Hippo経路構成因子であるLATS1が、蝸牛有毛細胞の適切なPCP決定に必須の因子であることを示すと同時に、細胞極性の運命決定において、non-cell autonomousな影響というよりは、細胞内情報伝達系にcell autonomousに関与する可能性を示している。来年度以降も引き続き、関連するタンパクへの影響を解析していく。1、成体マウスにおけるLats1/2キナーゼの分布:免疫組織染色でLats1キナーゼの発現をコルチ器に認めたが、Lats2キナーゼの発現はbasal membraneにのみ認め、コルチ器には認めなかった。Lats1キナーゼは特に内外有毛細胞の基部とcuticular plateに発現を認めた。2、Lats1のノックアウトマウス(KO)における聴覚電気生理学的機能: Auditory brainstem response (ABR)とDistortion product otoacoustic emission (DPOAE)で解析したところ、KOでABR, OAEともに同腹対照群と比較し800032000Hzにおいて有意な聴覚閾値の上昇を認めた。3、Lats1 KOにおける組織学的解析: Surface preparation法による蝸牛有毛細胞の解析では、免疫染色、走査型電子顕微鏡での解析から内外有毛細胞の配列異常と不動毛の不整、欠損の所見を認め、聴覚電気生理学的機能の解析結果に合致する所見であった。以上の結果から、Hippo経路において重要な役割を担っているLats1キナーゼはマウスコルチ器に存在し、有毛細胞や不動毛の形態維持に重要な役割を果たしており、蝸牛感覚上皮の正常構造、および聴覚の獲得と聴覚機能の維持に重要な役割を果たしていることが示唆された。細胞配列の異常はPlanar cell polarity (PCP)への影響を疑う所見であり、今後は発生学的な研究も必要と思われた。免疫染色、聴覚電気生理学的解析、走査型電子顕微鏡による微細構造の解析ともに順調に進行し、当初の予定通りに研究は進行している前年度までの研究では、細胞周期調節経路であるHippo経路を構成するLats1/2キナーゼのうち、Lats1キナーゼはマウスコルチ器(内外有毛細胞および聴毛)に局在する一方で、Lats2キナーゼはコルチ器に局在しなかった。Lats1ノックアウトマウスの成獣においては、ABRとDPOAEで閾値上昇を認める内耳性難聴を呈し、組織学的には内外有毛細胞の配列不整と聴毛の欠損・不整を認めることが明らかになった。本年度は成獣で認めた表現系の原因解明の為に、有毛細胞の形態維持に関わる蛋白質であるRadixinに対するLats1による影響と、新生マウスにおける組織学的検討を行った。Lats1ノックアウトマウスとコントロールマウス両者間でのRadixinの分布に差は現れず、Lats1ノックアウトによるRadixinへの影響は否定的であった。また、リン酸化Radixin抗体を用いてRadixinリン酸化への影響も解析を行ったが、同様にノックアウトとコントロールに差を認めず、Lats1がRadixinに影響を与えることで難聴を形成する仮説は否定的であった。新生マウスの組織学的解析では、成獣と同様に内外有毛細胞の配列不整と聴毛の欠損・不整を認めた。以上から、Lats1ノックアウトマウスでは先天性の内耳性難聴を伴う可能性が示された。特に聴毛の不正は角度の異常を伴っており、内耳領域で盛んに研究されているPlannar cell polarityへの影響が疑われ、今後解析を行っていく必要がある。Hippo経路は細胞増殖調節経路であり、その構成因子の欠損による影響は細胞数の障害や細胞脆弱性などが主に起きると予想された。しかし、今年度までの研究結果からは内耳性難聴は先天性である可能性が高いことが判明した。以上の経過から、難聴の原因として細胞死の解析などを当初予定していたが、胎生マウスの内耳発生過程に与える影響に研究方針を変える必要が生じたため。

昨年度までに、LATS1キナーゼはマウスコルチ器(内外有毛細胞およびその聴毛)に局在する一方で、LATS2キナーゼはコルチ器に発現しないことと、LATS1ノックアウトマウスの成獣においては、ABRとDPOAEで閾値上昇を認める内耳性難聴を呈し、組織学的には内外有毛細胞の配列不整と聴毛の欠損・不整を認めることを明らかにしてきた。また、新生マウスの組織学的解析でも成獣と同様に内外有毛細胞の配列不整と聴毛の欠損・不整を認めたことから、Lats1ノックアウトマウスは内外有毛細胞の発生異常による先天性の内耳性難聴を伴うものと考えられた。特に聴毛の不正は角度の異常、すなわち平面内細胞極性(Planar cell polarity :PCP)異常を伴っていた。以上の研究結果を元に、本年度は、LATS1のPCP決定における役割を詳細に観察すべく、新生マウスでの有毛細胞におけるkinocillium分布の偏位やPCP関連タンパクの局在への影響を、surface preparationでの免疫染色で解析した。その結果、ノックアウト群においてはきわめて特徴的なkinocilliumの配列の乱れを認め、PCP関連タンパクであるLGNやリン酸化ERMの発現低下を見出した。以上の結果は、Hippo経路構成因子であるLATS1が、蝸牛有毛細胞の適切なPCP決定に必須の因子であることを示すと同時に、細胞極性の運命決定において、non-cell autonomousな影響というよりは、細胞内情報伝達系にcell autonomousに関与する可能性を示している。来年度以降も引き続き、関連するタンパクへの影響を解析していく。今年度の学会発表費につき、科研費からの支出としなかったため次年度使用額が生じた。予想外の結果を得たことに伴い、追加実験のセットアップや、国際学会での発表などの予定が遅延したため。次年度においては、研究実費のほか、学会発表および論文作成・投稿に使用する。
預貸率低下に対応する地方銀行経営

本研究は銀行経営モデルのうち特に地方銀行の新しい収益構造モデルを探求することにある。日本の預貸率が約62%まで急落しており,このままでは金融不安発生をもたらすため社会的に避けなければならない重大な課題の一つである。本研究では,1量的緩和政策の恒常化,2キャッシュレス化,3フィンテックによる他業種参入,この3点を外部環境とし,預貸率低下の解消を実現させるための収益構造モデルについて他国の成功例を日本のパラメータで組み直してベストミックスを導出する。本研究の特徴は,預貸率の上昇に成功しているスカンジナビア諸国を研究対象にする点,内生的貨幣供給理論をベースに進める点,この2点にある。
微分概念の拡張と非可換不変式論・母函数論

昨年度に引き続き、高階のCayley-Hamilton型定理とこれが生成元の関係式を記述する不変式論について研究した。とくに今年度は、Pfaffian版のCayley-Hamilton定理の高階版とこれが関わる不変式論について整理した。問題となる不変式の空間には、多項式環と対称群のwreath積の自然な作用が考えられ、この環の上の加群として単一生成である。この生成元の関係式を論じたいのだが、多項式環と「有限集合のパーフェクトマッチング全体の集合」のあいだの一種のwreath積を考えて、ここからの全射準同型の核を記述するというかたちでまとめた。この核が結局Pfaffian版のCayley-Hamilton定理の高階版で生成されるのである。今年度はまた日高昌樹氏との共同研究でSchur多項式の特殊値の研究を行った。主結果は「自然数nが2以外の素因数を高々2個しかもたないとき、1の原始n乗根におけるSchur多項式の値は1, 0, -1のみ」というものである。nの条件は比較的ゆるく(たとえば105未満の自然数はすべて該当)、分割には何の条件もない。非常に多くの自然数nと分割に対して、この値が1, 0, -1にかぎられるのは興味深い。本結果は(1^k)と(k)という分割の場合には既知の結果だった。(1^k)の場合は「条件をみたす自然数nに対して、n次の円分多項式の係数は1, 0, -1のみ」という19世紀から知られている有名な事実に当たる。また(k)の場合は、本結果は円分多項式の逆数の係数の性質に言い換えられるが、これは10年ほど前にP. Moreeが与えた結果がある。このような特別な分割の場合に知られていた結果を、一般の分割に拡張したのが今回の結果である。想定内の進展として、Pfaffian版のCayley-Hamilton定理の高階版とこれが関わる不変式論については、一応の整理がついた。また想定外の進展として、日高氏との共同研究でSchur多項式の特殊値に関する興味深い結果を得た。行列式版、およびPfaffian版の高階のCayley-Hamilton定理について、これらで記述される不変式論はひとまず整理できた。同じようなタイプの不変式論を調べていると、行列式やPfaffianが融合したものが登場する高階のCayley-Hamilton型定理が必要になる場面がある。この定理も視野に入れて考察したい。Schur多項式の特殊値に関する研究については、表現論との関係を探りたい。阿賀岡芳夫によって与えられた高階のCayley-Hamilton定理について研究を進めた。このCayley-Hamilton型定理は不変式論で重要な役割を果たすが、この役割が浮き彫りになるような代数構造を与えた。高階のCayley-Hamilton定理は、様々な不変式環において生成元の関係式を記述する際に役立つ。これは多項式環における不変式論の話であるが、多項式環ではなく「高階の行列環」における不変式論を考えれば、より直接的に、このCayley-Hamilton型定理自体が生成元の関係式の記述そのもの(すなわち不変式論の第二基本定理)と見なせる。この見方が自然でわかりやすい。この理解をするために新しい代数の概念を導入した。すなわち「wreath代数」と「トレースつきwreath代数」という概念である。これらの代数は、言わば無限対称群とのwreath積を抽象化したもので、自然に準同型写像や部分代数、イデアル、T-イデアルなどの概念も定義できる。この枠組みの下で、高階のCayley-Hamilton定理の位置付けがわかりやすく整理できた。つまり「最も高階のCayley-Hamilton定理の生成するT-イデアル」という形で、「高階の行列環」における不変式環の生成元の関係式が捉えられるのである。さらにこの高階のCayley-Hamilton定理のPfaffian版を与えた。これもまたいくつかの不変式環の生成元の記述に役立つ。そしてこのPfaffian版の高階のCayley-Hamilton定理について、定理の位置付けを理解するための基盤作りを進めた。具体的には、wreath代数の加群版である。現在は、このような概念の導入によって、このPfaffian版の定理自体をある加群における不変式論の第二基本定理と見なすことについて考えている。位置付けがわかりにくかった高階のCayley-Hamilton定理について、wreath代数やトレースつきwreath代数という概念の導入で綺麗に整理できた。同様の方針で、Pfaffian版の高階のCayley-Hamilton定理についてもうまく整理できそうである。このように研究はおおむね順調に進んでいる。前年度は高階のCayley-Hamilton定理の位置付けについて研究を進めた。このCayley-Hamilton型定理はいくつかの不変式論で第二基本定理としての役割を果たすが、この状況を整理する代数構造として「wreath代数」と「トレースつきwreath代数」という概念を与えた。この枠組みの下で「高階の行列環」における不変式環の生成元の関係式が「最も高階のCayley-Hamilton定理(すなわち単なる交代化作用素)の生成するT-イデアル」という形で捉えられるのである。今年度は、この結果について論文執筆を進めるとともに、この高階のCayley-Hamilton定理のPfaffian版について、その位置付けを同様に理解することを目指した。

高階のCayley-Hamilton定理にはPfaffian版を考えることができ、これもまたいくつかの不変式論において第二基本定理としての役割を果たす。このことは前年度までの研究でわかっていたが、この状況を簡潔に整理する代数構造として、(トレースつき)wreath代数の加群版を導入した。しかし、これは実現はできたものの、転置、対称元、交代元などの様々な概念が関係することもあり、(トレースつき)wreath代数の枠組みよりずっと複雑なものになってしまった。定式化も複数可能であり、どれが自然かということもわかりにくい。理解は進んだものの、結果的によく整理できたとは言い難い状況である。前年度は、高階のCayley-Hamilton定理の位置付けがwreath代数やトレースつきwreath代数という概念の導入でうまく整理できた。同様の方針で、Pfaffian版の高階のCayley-Hamilton定理を整理することを目指したが、意外と複雑になってしまって、うまく整理できたとは言い難い。理解は進んだが、期待していたとおりの進展とは言い難い。昨年度に引き続き、高階のCayley-Hamilton型定理とこれが生成元の関係式を記述する不変式論について研究した。とくに今年度は、Pfaffian版のCayley-Hamilton定理の高階版とこれが関わる不変式論について整理した。問題となる不変式の空間には、多項式環と対称群のwreath積の自然な作用が考えられ、この環の上の加群として単一生成である。この生成元の関係式を論じたいのだが、多項式環と「有限集合のパーフェクトマッチング全体の集合」のあいだの一種のwreath積を考えて、ここからの全射準同型の核を記述するというかたちでまとめた。この核が結局Pfaffian版のCayley-Hamilton定理の高階版で生成されるのである。今年度はまた日高昌樹氏との共同研究でSchur多項式の特殊値の研究を行った。主結果は「自然数nが2以外の素因数を高々2個しかもたないとき、1の原始n乗根におけるSchur多項式の値は1, 0, -1のみ」というものである。nの条件は比較的ゆるく(たとえば105未満の自然数はすべて該当)、分割には何の条件もない。非常に多くの自然数nと分割に対して、この値が1, 0, -1にかぎられるのは興味深い。本結果は(1^k)と(k)という分割の場合には既知の結果だった。(1^k)の場合は「条件をみたす自然数nに対して、n次の円分多項式の係数は1, 0, -1のみ」という19世紀から知られている有名な事実に当たる。また(k)の場合は、本結果は円分多項式の逆数の係数の性質に言い換えられるが、これは10年ほど前にP. Moreeが与えた結果がある。このような特別な分割の場合に知られていた結果を、一般の分割に拡張したのが今回の結果である。想定内の進展として、Pfaffian版のCayley-Hamilton定理の高階版とこれが関わる不変式論については、一応の整理がついた。また想定外の進展として、日高氏との共同研究でSchur多項式の特殊値に関する興味深い結果を得た。
アルツハイマー病の臨床診断を目指したβ蛋白分子種のELISAによる分別定量-アルツハイマー病脳に沈着するβ蛋白分子種と髄液や血小板に含まれるβ蛋白あるいはアポリポプロテインEアイソフォームとの相関性について-

アルツハイマー病(AD)の特徴の一つは脳内にβ蛋白(Aβ)が広範に沈着することであるが,このAβにはC末端のことなる2種類の分子種Aβ40とAβ42/43が存在し,AD脳の最初期変化である瀰漫性老人斑は主にAβ42/43から成っていることが知られている.本研究では,血漿や髄液中のAβ分子種をELISAにより分別定量し,AD患者群において対照群と比べて有意な変化がみられるか否かを検討することにより,ADの臨床診断を確立することを目的とした.ELISAにはサンドイッチ法を用い,Aβ1-40とAβ1-42/43を、あるいはAβX-40とAβX-42/43を分別定量した.血漿に関してはAβ1-40とAβ1-42/43のみを検討したが,両者ともにAD,対照群との間で有意差はみられなかった.血漿の各リポ蛋白分画においても,これらの有意差は認められなかった.また,アポリポ蛋白EのアイソフォームとこれらのAβ分子種との相関は特に明らかではなかった.一方,髄液の測定では,Aβ1-40やAβX-40はAD群と対照群との間で有意な差は認められなかったが,Aβ1-42/43とAβX-42/43は両者ともADにおいて有意な減少がみられた.また,AβX-40/Aβ1-40はADと対照との間で有意差はなかったが,AβX-42/43/Aβ1-42/43はADでは対照の数倍の増加がみられた.これらの結果は,AD髄液中のAβ分子種,特にAβ42/43が,脳内のAβ42/43の変化より何らかの影響を受けていることを示唆するものと考えられた.本研究の結果,ADにおいて髄液中のAβ42/43が減少し,N末端の切断などの修飾も増加することが明らかになった訳であるが,Aβ42/43値のオーバーラップはAD,対照群間で大きく,これのみではADの臨床診断は困難であり,その他の検査を併用し,総合的に判断する必要があると考えられた.アルツハイマー病(AD)の特徴の一つは脳内にβ蛋白(Aβ)が広範に沈着することであるが,このAβにはC末端のことなる2種類の分子種Aβ40とAβ42/43が存在し,AD脳の最初期変化である瀰漫性老人斑は主にAβ42/43から成っていることが知られている.本研究では,血漿や髄液中のAβ分子種をELISAにより分別定量し,AD患者群において対照群と比べて有意な変化がみられるか否かを検討することにより,ADの臨床診断を確立することを目的とした.ELISAにはサンドイッチ法を用い,Aβ1-40とAβ1-42/43を、あるいはAβX-40とAβX-42/43を分別定量した.血漿に関してはAβ1-40とAβ1-42/43のみを検討したが,両者ともにAD,対照群との間で有意差はみられなかった.血漿の各リポ蛋白分画においても,これらの有意差は認められなかった.また,アポリポ蛋白EのアイソフォームとこれらのAβ分子種との相関は特に明らかではなかった.一方,髄液の測定では,Aβ1-40やAβX-40はAD群と対照群との間で有意な差は認められなかったが,Aβ1-42/43とAβX-42/43は両者ともADにおいて有意な減少がみられた.また,AβX-40/Aβ1-40はADと対照との間で有意差はなかったが,AβX-42/43/Aβ1-42/43はADでは対照の数倍の増加がみられた.これらの結果は,AD髄液中のAβ分子種,特にAβ42/43が,脳内のAβ42/43の変化より何らかの影響を受けていることを示唆するものと考えられた.本研究の結果,ADにおいて髄液中のAβ42/43が減少し,N末端の切断などの修飾も増加することが明らかになった訳であるが,Aβ42/43値のオーバーラップはAD,対照群間で大きく,これのみではADの臨床診断は困難であり,その他の検査を併用し,総合的に判断する必要があると考えられた.
核内に存在する成熱体tRNAの生理的意義の解析III

本年度は、核内の成熟体tRNAの生理的機能の解明と、tRNAの核内輸送の機構解明に向けて、核内輸送に関わる因子の同定を中心に研究を展開した。特に、遺伝学的にtRNAの核内輸送関連因子を探索する目的で、Δlos1 Δmsn5二重変異株の示す核への成熟体tRNAの蓄積を軽減する抑圧変異の単離、tRNA-Metの不安定化を引き起こすtRNAメチル化酵素遺伝子変異trm6-504とΔlos1変異とが示す合成致死性を抑圧する変異の単離を行った。この中で、前者のスクリーニングからΔlos1 Δmsn5株におけるtRNAの核内蓄積が低減する温度感受性変異株が2株、trm6-504 Δlos1合成致死性の抑圧変異株が4株取得できた。後者の4株の内にはΔlos1変異であるにもかかわらず、核内の成熟体tRNA-Pro量が明らかに野生型レベルまで下がっている株が3種含まれていることがFISH解析で明らかとなった。これらのことは、単離された変異株においてtRNA-Metの分解回避による生育の回復と、tRNAの核への輸送量の低下・核外への輸送の亢進に密接な関連があることを示唆している。現在、こうした表現型を引き起こす変異原遺伝子の同定を進め、tRNA分解とtRNAの核内輸送の関連について解析を進めている。本年度は、(1)tRNAの核内輸送機構のエネルギー依存性や基質特異性について明らかにする、(2)核内の成熟体tRNAの生理的機構に関して、tRNAの品質管理と核内翻訳との関わりを明らかにする、の2点を中心に研究を展開した。(1)については、ヘテロカリオンアッセイやΔlos1 Δmsn5二重変異株を用いた転写阻害実験より、tRNAの核内輸送過程がエネルギー(ATP)に依存するが、多くの核-細胞質間輸送に必要とされるRan GTPaseの核-細胞質間勾配には依存しないことを明らかにした。また、核内輸送機構はアミノアシル化されたtRNAのみならず、3'-末端の短縮化したtRNAを輸送しうることを、cca1変異を用いた解析などから明らかにした。こうした結果は、酵母の核が細胞質からバルクでtRNAを取り込み、翻訳に機能するtRNAのみを核外へ再輸送するという品質管理モデルを支持している。さらに、細胞質でアミノアシル化されたtRNAと複合体を形成し、翻訳時にtRNAをリボソームに運ぶeEF1Aが、酵母においても核-細胞質間をシャトルしていること、その局在がeEF1A自身のGTP結合部位の変異や、tRNA核外輸送変異で影響を受けることを明らかにした。(2)に関しては、ヌクレオシド修飾不全によってtRNA-Metの不安定化を引き起こすtrm6変異が核外輸送変異Δlos1と合成致死となることを明らかにし、tRNAの核-細胞質間動態と品質管理の関係を解析する端緒を得た。現在、遺伝学的解析を中心に、次年度に成果を得るべく研究を展開している。こうして成果のうち、(1)に関するものの一部は、次ページに挙げた学術論文や国際学会において報告した。
孔あき鋼板ジベルの包括的設計強度式の策定

鋼コンクリート複合構造のずれ止めとして用いられる孔あき鋼板ジベルについて,貫通鉄筋がある場合,ない場合のせん断抵抗メカニズムを,独創的な押抜き試験体を用いた実験により詳細に検討した.また,ジベル孔を複数有する場合において,各ジベル孔のせん断力分担特性を明らかにした.さらに,貫通鉄筋がない場合について,孔径,コンクリート強度に加えて,押抜き試験体のコンクリートブロックの大きさを考慮した適用性の高い孔あき鋼板ジベルの耐力評価式を新たに提案した.鋼コンクリート複合構造のずれ止めとして用いられる孔あき鋼板ジベルについて,貫通鉄筋がある場合,ない場合のせん断抵抗メカニズムを,独創的な押抜き試験体を用いた実験により詳細に検討した.また,ジベル孔を複数有する場合において,各ジベル孔のせん断力分担特性を明らかにした.さらに,貫通鉄筋がない場合について,孔径,コンクリート強度に加えて,押抜き試験体のコンクリートブロックの大きさを考慮した適用性の高い孔あき鋼板ジベルの耐力評価式を新たに提案した.鋼コンクリート複合構造のずれ止めとして用いられる孔あき鋼板ジベルの強度評価式は種々提案されているが,強度式算定の基になる試験は,スタッドの押抜き標準試験に基づくものであるので,近年の複合構造として適用例が増えている複合ラーメン橋などに用いられる孔あき鋼板ジベルの強度を適切に評価しているとは言えない.そこで本研究では,スタッドの押抜き標準試験よりも拘束度の高い押抜き試験に基づく孔あき鋼板ジベルのせん断力-ずれ変位関係やせん断耐力を明らかにするための実験を行った.その結果,以下のような結論を得た.押抜き試験体のコンクリートブロックの大きさを変化させた実験を行い,押抜き試験時にひび割れが生じない,基準となるコンクリートブロックの大きさを決定した.また,コンクリートブロックの大きさが大きくなるほど孔あき鋼板ジベルのせん断耐力が大きくなり,また,せん断耐力が試験体のコンクリートブロックの側面積と強い相関があることを確認した.同じパラメータを有する押抜き試験時のせん断耐力やせん断力-ずれ変位関係にはかなりのばらつきが生じるが,試験後の試験体を切断して,ジベル孔内の骨材分布を確認することによって,ジベル孔内の骨材分布が孔あき鋼板ジベルの押抜き試験時のせん断耐力やせん断力-ずれ変位関係に影響することを確認した.本研究で用いた拘束度の高い押抜き試験に基づく結果から,孔径やコンクリートの圧縮強度の影響を考慮した新しい強度評価式およびそのせん断力-ずれ変位関係を定式化した.これらは,既往の強度評価式よりも,複合ラーメン橋の剛結部等に用いられる孔あき鋼板ジベルの強度評価に適していると考えられる.本研究では,スタッドの押抜き標準試験よりも拘束度の高い押抜き試験に基づく孔あき鋼板ジベルのせん断力-ずれ変位関係やせん断耐力を明らかにするための実験を行った.前年度は,貫通鉄筋がない場合について,押抜き試験のコンクリートブロックの寸法,コンクリート強度,ジベル孔径をパラメータとした実験を行ったが,本年度は,それに引き続く実験を行い,耐力評価式作成のためのデータ数を増やし,ジベル孔径やコンクリートの圧縮強度に加えて,コンクリートブロックの寸法を考慮した新しいせん断耐力評価式を作成した.そして,その結果をまとめて土木学会の年次講演会で発表するとともに,査読付き論文および国際会議論文に投稿中である.さらに本年度は,孔あき鋼板ジベルの貫通鉄筋の効果を確かめるために,ジベル孔径と貫通鉄筋の径が相対的に異なる押抜き試験体による実験を行った.具体的には,貫通鉄筋径を10mm,ジベル孔径を30mm,60mm,90mmとして一連の実験を行い,せん断力-ずれ変位関係やせん断耐力を明らかにするとともに,特に,貫通鉄筋の挙動を詳細に調べた.貫通鉄筋径とジベル孔径の相対的差が小さい場合には,貫通鉄筋の中央部のひずみが局所的に大きく,貫通鉄筋が折れ曲がり破断するようなモードを示した.これに対して,貫通鉄筋径とジベル孔径の相対的差が大きい場合には,貫通鉄筋の中央部のひずみはあまり大きくならずに,弾塑性曲げにより耐力に至るという興味深い知見を得た.また,貫通鉄筋径とジベル孔径の相対的な差により,ジベル孔内のコンクリート部分のせん断耐力も同じではないことがわかった.今後はこれらの結果をまとめて,貫通鉄筋がある場合のせん断耐力評価式の作成を行う予定である.鋼コンクリート複合構造のずれ止めとして用いられる孔あき鋼板ジベルのせん断耐力評価式は種々提案されているが,これらの耐力評価式は,近年の複合構造として適用例が増えている複合ラーメン橋などに用いられる孔あき鋼板ジベルの耐力を適切に評価しているとは言えない.そこで本研究では,スタッドの押抜き標準試験よりも拘束度の高い押抜き試験に基づく孔あき鋼板ジベルのせん断力ーずれ変位関係やせん断耐力を明らかにするための実験を行った.実験においては,コンクリート強度,ジベル孔径,ジベル鋼板板厚,コンクリートブロック寸法,貫通鉄筋径などをパラメータとした試験体を用いた.そして,拘束度の高い孔あき鋼板ジベルの押抜き試験に基づく実験結果から,ジベル孔径,コンクリートの圧縮強度に加えて試験体のコンクリートブロックの寸法の影響を考慮した適用性の高いせん断耐力評価式を定式化した.また,貫通鉄筋ありの孔あき鋼板ジベルでは,ジベル孔内コンクリートの2面せん断抵抗に加えて,貫通鉄筋のダウエル効果でせん断に抵抗すると考えられている.本研究の実験結果を通して,このせん断抵抗メカニズムをさらに詳細に説明することを試みた.

その結果,実験に際して詳細に計測したせん断力ーずれ変位関係および貫通鉄筋のひずみ挙動から,貫通鉄筋を有する孔あき鋼板ジベルのせん断抵抗メカニズムが詳細に説明できるようになった.今後,さらに補完的な実験を加えることによって,これらのせん断抵抗メカニズムに基づいた上で,貫通鉄筋を有する孔あき鋼板ジベルのせん断耐力評価式を構築していくことが可能になると考えている.さらに,ジベル孔が1個に加えて,2個から5個のジベル孔が長手方向に配置されている場合について,各孔あき鋼板ジベルのせん断力分担についても実験的に検討し,ジベル孔を複数有する場合の孔あき鋼板ジベルの設計を行うための重要な知見を得ることができた.貫通鉄筋がない場合に孔あき鋼板ジベルのせん断耐力評価式を構築し終わっている,また,貫通鉄筋を有する場合の基本的な挙動を把握しており,せん断耐力評価式の作成に取り掛かっている.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,貫通鉄筋を有する場合のせん断耐力評価式を作成する.また,複数のジベル孔を有する場合の実験を行い,複数のジベル孔径を有する場合のせん断力分担を考慮したせん断耐力評価式を構築して本研究をまとめる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
多様な形態のデータに対する分位点回帰モデルと内生性についてのベイズ解析

本研究では,内生変数を含むベイズ分位点回帰モデルとその推定方法の開発を行った.提案するモデルは通常の操作変数法と同様に2本の式からなり,一段回目の回帰残差を二段階目にコントロール変数として導入することにより,内生性によるバイアスの除去を可能とした.また,内生変数の非線形の効果の推定も試みた.非線形分位点回帰は各分位点を柔軟に推定することができるが,サンプル数が小さい場合や分布の裾にあたる分位点を推定する場合には,推定結果が不安定になる.よって本研究では,データの分布としては形状に大きな制約がある非対称ラプラス分布の代わりに一般化非対称ラプラス分布を導入し,新たなモデルの定式化を行った.平成27年度は連続内生変数を含む打ち切りデータに対して,コントロール変数を用いた軽量モデルの開発を行った.内生性に対処するために,コントロール変数を導入し,打ち切りのある変数に対して潜在変数を導入した階層モデルを考えた.まずは一段階目の回帰モデルの誤差分布のα分位点がゼロであるパラメトリックな分布(非対称なラプラス,正規,指数べき乗分布)を導入し,簡便なパラメトリックモデルを作成した.非対称ラプラスや非対称正規と行った分布は裾の形状に柔軟性を欠くため,柔軟性を向上するためにディリクレ過程混合モデル用いたセミパラメトリックモデルもこれらの分布を基に考えた.αはモデル特定化の一部であり事前にこの値についての情報はないため,本研究ではデータから推定するパラメータとして扱った.上記の分布を用いたモデルではα分位点と分布のモードが一致するため,本研究での一段回目の回帰モデルはモード回帰モデルとしても見ることができる.二段階目の分位点回帰モデルでは,一段回目の回帰モデルの残差を説明変数(コントロール変数)として導入し,その回帰係数によって内生性の度合いを推測することがでるようにし,誤差分布は通常のベイズ分位点回帰モデルに従い非対称ラプラス分布を用いた.提案するモデルに対し,マルコフ連鎖モンテカルロ法による推定方法を提案した.様々な設定を用いた数値実験により,本研究で提案するモデルは多くの状況で関心のあるパラメータをうまく推定することができ,セミパラメトリックモデルのパフォーマンスが比較的よいことがわかった.また,推定結果は事前分布の設定に対して頑健であり,提案する推定方法も効率的であることがわかった.既婚女性の労働参加に関する実証分析も行い,労働時間の打ち切りのある周辺の分位点において,妻以外による家計収入が妻の労働時間に対して内生的な影響があることがわかった.本研究により従来の問題に対してある程度解決策を提案することができた.ここまでの研究の内容を国際学会において報告し,国際査読付雑誌に掲載採択された.内生的な共変量がモデルに含まれる際の,被説明変数の条件付分布を柔軟に推定するために,操作変数法を用いたノンパラメトリック回帰モデルを考案し,ベイズ推定の枠組みでマルコフ連鎖モンテカルロ法に基づいたモデルの推定方法を開発した.具体的には位置尺度モデルを考え,一段回目と二段階目の回帰モデルに操作変数と内生変数の非線形な関数を導入し,さらに二段階目の回帰モデルの誤差の分散に対しても共変量の非線形な関数を導入した.そして誤差分布を柔軟にモデル化するために,誤差分散にコレスキー分解を適用し,ディリクレ過程によって二変量正規分布のディリクレ過程混合モデルを考えた.提案するモデルには複雑であるが,ディリクレ過程に関する変数をサンプリングするスライスサンプラーと,分散関数に関する変数をサンプリングする混合サンプラーからなるマルコフ連鎖モンテカルロ法を適用することによって,効率的にモデルを推定することが出来る.提案するモデルは戦前の日本の各都道府県の死亡率と医師数に関するデータに対して適用した.ここで,医師数は各都道府県の観測することができないウェルスとの相関を持っていることが考えられるので内生変数として扱う.操作変数は各都道府県の面積を用いることにした.医師が増えるに従って死亡率が減少するという結果が得られた.またDICやWAICなどの情報量基準に基づき,医師の死亡率に対する効果が非線形的であるモデルが支持されるという結果も得られた.数値実験により提案するモデルが既存の分散関数のないモデルよりも条件付き分布の推定においてよりよいパフォーマンスを持つことがわかった.モデルが複雑なため一回の数値実験にかかる時間がかなり長いが,研究はおおむね順調に進んでいると考えられる.今年度は,被説明変数の分位点に非線形な効果をもつ分位点回帰モデルを取り上げた.非線形なコンポネントを持つ分位点回帰モデルは,通常の線形分位点回帰のように非対称ラプラス分布を誤差項に仮定することで定式化することが可能であるが,サンプル数が少ない場合や,分布の裾にあたる分位点を推定する場合には,過適合などにより推定結果が不安手になってしまい,分位点の単調性を満たさなかったり解釈可能性に欠けたりしてしまうことが起きる.本研究課題て取り上げるような内生変数を含むモデルにおいては,これは大きな問題である.よって,本研究ではデータの分布としては形状に大きな制約がある非対称ラプラス分布の代わりに,誤差項をより柔軟な一般化非対称ラプラス分布を分位点回帰モデルによって,また非線形コンポネントはガウス過程によって新たな非線形分位点回帰モデルの定式化を行った.またガウス過程を用いた非線形関数の形状制約の導入も分位点回帰モデルの枠組みで試みた.数値実験の結果より,提案するモデルのほうが非対称ラプラス分布を用いたモデルよりも安定的に分位点を推定できることがわかった.また労働・環境・所得などの実データへの適用から,提案するモデルからはより安定的で解釈可能性が高い推定結果が得られることがわかった.

ここまでの研究結果は,国際学会EcoSta2017での招待講演で報告を行った.また本研究結果を所得分布の小地域推定への応用を考え,観測された頻度分布から各地域の平均所得推定を行うことを試みた.これに関する研究結果はSAE2017において報告された.数値実験において期待していたよりもかなり長く時間がかかったため,一般化非対称ラプラス分布を用いた分位点回帰の内生変数モデルは今後引き続き研究を行っていく.本研究では,内生変数を含むベイズ分位点回帰モデルとその推定方法の開発を行った.提案するモデルは通常の操作変数法と同様に2本の式からなり,一段回目の回帰残差を二段階目にコントロール変数として導入することにより,内生性によるバイアスの除去を可能とした.また,内生変数の非線形の効果の推定も試みた.非線形分位点回帰は各分位点を柔軟に推定することができるが,サンプル数が小さい場合や分布の裾にあたる分位点を推定する場合には,推定結果が不安定になる.よって本研究では,データの分布としては形状に大きな制約がある非対称ラプラス分布の代わりに一般化非対称ラプラス分布を導入し,新たなモデルの定式化を行った.前年度の研究結果より,コントロール変数を用いて誤差分布に制約条件を導入するアプローチは制約的でパラメータの推定がうまくいかない場合があるということもわかった.本年度はより柔軟なモデルの構築についても研究を行っていく.また,同時に本年度からは空間データに対する分位点回帰モデルの開発も並行して行う.空間データを分析するにあたっては,階層モデルにどのように空間的相関構造を導入するかが重要であり,柔軟性とパラメータの解釈の容易さのバランスを取る必要がある.本研究では混合モデルを導入することでモデルに柔軟性と解釈の容易さの両方を担保することを狙いとする.近年では混合モデルの構築,その推定,そして推定後のポストプロセッシングに関する手法について多くの研究が蓄積されてきている.本研究ではそれらの手法を精査し,あらたな計量モデルの開発を行う.上記のモデルは柔軟ではあるが,いわゆる内生変数の被説明変数の条件付分布の分位点に関する因果効果を被説明変数への全体の効果から分離することができないため,因果効果そのものを推定するために別のアプローチを取る必要があると考えられる.具体的には本研究課題の初年度に提案したコントロール変数を用いた分位点回帰モデルをより柔軟なものに拡張することが考えられる.ベイズ統計学学会にかかる渡航費等が計画していたものより上回ったのと,研究が早く進んだことで論文投稿のための英文校正を利用したことなどにより,当初の予算の使用計画と異なった.研究の進捗に合わせ,データ整備の人件費などで丁度額使用できるようにする.
膜結合性蛋白のcDNAを単離するための新しいベクターの開発

METベクターを用いて脳神経系に発現している新しい膜結合タンパクを見出すことを最終目的として、マウス脳のMET-cDNAライブラリーを作成した。まずマウス胎生13日胚の大脳からpoly(A)+RNAを抽出した。リンカープライマー法を用いてmRNAから1本鎖cDNAを合成した。本リンカープライマーはcDNAが逆方向に挿入された場合、いずれかのフレームで終始コドンにあたるように工夫してある。METベクターはBstXI消化したものを用いた。次いで平滑末端の2本鎖cDNAを調製し、その両側に3'突出末端-CACAを有するアダプターをつないだ。本cDNAをMETベクターのBstXIサイト(-TGTG)に挿入後、大腸菌に挿入してcDNAライブラリーを作製した。cDNAライブラリーからランダムにクローンを選択して、プラスミドDNAを抽出後、EcoRIで消化して各クローンのインサートの鎖長をアガロース電気泳動で調べた。またT7プライマーを用いて5側からその塩基配列を決定した。さらにこれらの塩基配列をGenBankおよびESTのデーターとホモロジーサーチを行なった。cDNAライブラリーは当初予想していたよりも長さが短かく、数も数万クローンと少なく2本鎖cDNAのサイズによる分画が必要であることが明らかになった。poly(A)の長さは18個とプライマー本来の長さで、かつ正方向に挿入されたものが半数以上を占めた。プライマー内の終始コドンは残っており、cDNAが逆に挿入された場合でもこれらの終始コドンが有効に働くことが示唆された。またcDNAを方向性をつけて挿入することは意味のあるクローンの数を増やすためにも必要であることが示された。今回塩基配列を決定したクローンの内6クローンがESTにヒットした。全く未知のものが3クローンあった。このことは本格的にcDNAライブラリーをスクリーニングするときに新しい膜結合蛋白の発現を期待させる結果である。
新規酵素様糖脂質MPIaseの合成と膜タンパク質膜挿入活性の作用機構解明

適切に設計された単糖を連結し、糖鎖伸長やGlcNAc6位のAc基修飾に対応した3糖を合成した。得られた3糖をリン酸化し、リン脂質と反応させることで、MPIaseの最小単位である3糖ピロリン脂質の合成を達成した。合成した3糖ピロリン脂質(Ac基有り、無し)を用いて、膜タンパク質膜挿入活性試験を行ったところ、GlcNAc6位にAc基を持つ3糖ピロリン脂質は天然のMPIaseの4分の1程度の活性を示し、GlcNAc6位にAc基を持たない3糖ピロリン脂質はほとんど活性を示さなかった。大腸菌の膜タンパク質膜挿入には、MPIaseのある程度の糖鎖長とGlcNAc6位のAc基が重要である事が分かった。これまでの研究では、大腸菌由来のMPIaseの膜挿入活性が調べられてきたが、本研究では、化学合成したMPIaseを用いて、「タンパク質の膜挿入活性」を検証し、「MPIaseの膜中での運動性」を検証する事で、MPIaseの膜たんぱく質膜挿入機構を明らかにする事を目的としている。初年度は、MPIaseの部分構造の化学合成にむけて、「各ビルディングブロックの合成」と「構築が難しい鍵反応の検討」を行った。「各ビルディングブロックの合成」では、フコサミンドナーを2g、マンノサミンになるグルコースドナーを4g、グルコサミンアクセプターを3g、ジアシルグリセロールを4g得ることができた。「構築が難しい鍵反応の検討」では、「3糖連結部分のαグルコサミニル化反応」をグルコサミンドナーとフコサミンアクセプターを用いて検討し、高収率(90%)、高立体選択的(α>95%)なαグルコサミニル化反応の条件を見出すことができた。また、「糖鎖へのピロリン脂質の導入反応」をグルコサミンを用いて検討し、2位にアセトアミド基を持つグルコサミンを用いると、目的のαリン酸化体が得られ、モルホリンで活性エステルにしたリン脂質を導入することで、収率(80%)よく、糖ピロリン脂質が得られることが分かった。次年度は、得られたビルディングブロックや反応条件を用いて、MPIaseの部分構造の合成を達成し、構造活性相関研究を行う。MPIaseの部分構造の化学合成にむけて、「各ビルディングブロックの合成」と「構築が難しい鍵反応の検討」を行った。「各ビルディングブロックの合成」では、フコサミンドナーを2g、マンノサミンになるグルコースドナーを4g、グルコサミンアクセプターを3g、ジアシルグリセロールを4g合成し、MPIase部分構造の構築に十分量の単糖ユニットを得ることができた。「構築が難しい鍵反応の検討」では、「MPIaseの合成で最も難しいと考えられるαグルコサミニル化反応」をグルコサミンドナーとフコサミンアクセプターを用いて検討し、高収率(90%)、高立体選択的(α>95%)なαグルコサミニル化反応の条件を見出すことができた。また、「糖鎖へのピロリン脂質の導入反応」をグルコサミンユニットを用いて検討し、2位にアセトアミド基を持つグルコサミンを用いると、目的のαリン酸化体が得られ、モルホリンで活性エステルにしたリン脂質を導入することで、収率(80%)よく、糖ピロリン脂質が得られることが分かった。今後は、「合成したビルディングブロック」や「検討した鍵反応」を用いて、MPIaseの部分構造の合成を推進したい。本年度は、適切に保護された単糖ユニット(グルコサミンアクセプター、グルコースドナー、フコサミンドナー)を連結し、糖鎖伸長やGlcNAc6位のAc基修飾に対応した3糖ユニットを合成した。得られた3糖をリン酸化し、ジアシルグリセロールとBn基を持ったホスホロアミダイト試薬と反応させることで、MPIaseの最小単位である3糖ピロリン脂質の合成を達成した。合成したGlcNAc6位にAc基を持つ3糖ピロリン脂質とAc基を持たない3糖ピロリン脂質を膜タンパク質膜挿入活性試験に供したところ、GlcNAc6位にAc基を持つ3糖ピロリン脂質は、天然のMPIaseの4分の1程度の活性を示したのに対して、Ac基を持たない3糖ピロリン脂質はほとんど活性を示さない結果となった。合成した3糖ピロリン脂質を用いる事で、膜タンパク質膜挿入活性には、ある程度の糖鎖長とGlcNAc6位のAc基が重要である事が明らかとなった。また、膜タンパク質膜挿入活性試験の反応液に3糖ピロリン脂質を加えた場合も、膜挿入活性が見られた。このことは、MPIaseの糖鎖部がリボソームで合成されたタンパク質と溶液中で反応し、タンパク質の凝集を抑制するシャペロン様の効果を発揮することで、膜タンパク質の膜挿入に寄与していることを示唆している。今後、より長い糖鎖を持つMPIaseやカルボン酸、リン酸、Ac基などを改変したMPIase類縁体を合成し、MPIaseの構造と膜タンパク質膜挿入活性の相関を検証していく予定である。