hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規な作用機序によるインスリン分泌増強剤の開発と糖尿病治療への実用化-膵β細胞ATP感受性K^+チャネルに直接作動する薬剤-

一方、Vaugham-Williams分類のIa群に属する抗不整脈剤のcibenzolineは,副作用として低血糖を生じることが知られているが、膵β細胞内での代謝障害時でもインスリン分泌促進効果を示し、K_<ATP>チャネル抑制効果も対照と差を認めなかった。したがって、この薬剤の作用機序を明らかにするとともに、より膵β細胞に特異的に作用する新たなアナログを作製することにより、新規な作用機序を有する警句血糖降下剤を開発できる可能性がある。インスリン非依存型糖尿病(NIDDM)の経口血糖降下剤として、sulfonylurea(SU)剤は広く臨床に用いられているが、かなりの症例で無効となり(二次無効)、血糖コントロールが困難となる。一方、我々はNIDDM状態下の膵β細胞では細胞内のブドウ糖代謝機構に障害が存在する事実を明らかにして来た。抗不整脈剤の1つであるcibenzolineはその副作用として低血糖発作を誘発することが知られているが、我々はこの薬剤がSU剤とは異なりSU受容体(SUR)との結合を介さずにK^<ATP>チャネル活性を抑制する事実を明らかにしている。そこで膵β細胞内糖代謝障害時におけるcibenzolineのK^<ATP>チャネル活性に及ぼす効果とともに、SURならびにK^+チャネルドメイン(Kir6.2)の発現蛋白への結合能について検討した。ミトコンドリア内での酸化的リン酸化反応のmetabolicuncouplerの2.4-dinitrophenol(DNP)を用いて人為的に膵β細胞内に糖代謝異常を導入するとSU剤のglibenclamidoのK^<ATP>チャネル抑制の低下とともに、インスリン分泌促進効果の消失を認めた。一方、cibenzolineに対するK^<ATP>チャネル抑制の感受性を検討したところ、前者とは異なりDNP存在下においても感受性に変化を認めず、明かなインスリン分泌促進を認めた。そこでSURとKir6.2の発現蛋白を用いて〔^3H〕ラベル化した各々のリガンドを用いて特異的結合を検討したところ、cibenzolineはSURではなくKir6.2直接結合することが明らかとなった。以上より膵β細胞内に糖代謝障害が存在し、SURとKir6.2間の機能的連関に障害が存在する場合であっても、Kir6.2に直接結合するcibenzolineはK^<ATP>チャンルを抑制し、インスリン分泌を増強し得ることが明かとなった。今後Kir6.2に対してより選択性の高い薬剤を開発することが、SU剤の二次無効例に対しても、有効である新たな治療法の確立につながるものと期待される。
野生由来マウス系統の混合集団を用いた従順性行動の遺伝的基盤の解明

動物が人に対して馴れる行動(従順性行動)は、家畜化の過程で人為的な選択を受けてきたと考えられる。この行動は複数の種において見られる行動であることから、種間で共通した進化を明らかにすることに適したモデルになる。また、この行動は不安と関連していることが報告されているため、この行動の分子メカニズムの解明により、哺乳類における不安に関する理解が深まることが期待できる。本研究では、哺乳類において従順性行動に関わる遺伝領域を明らかにすることを目的とした。前年度では、イヌとの比較ゲノム解析の追加実験として、マウスの候補領域内にイヌで選択圧を受けた相同領域がどの程度の確率で重なるかをシミュレーションによって明らかにした。本年度ではさらに、先行研究で明らかになっているラットの従順性の遺伝解析結果を加えて解析を行った。その結果、これまでに明らかになっていたマウスの従順性関連領域のイヌとラットの相同領域が、イヌで選択圧を受けている領域とラットで従順性に関わる領域と重なっていることが明らかになった。これらの結果は、従順性に関わる遺伝領域が種間で共通している可能性を示唆する。また、従順性に関わる遺伝子発現を明らかにするため、RNA-seq解析を行った。その結果、複数の遺伝子で、選択群と対照群の間で統計的に有意に差があることを明らかにした。さらに、これまでの選択交配と先行研究のデータをベースとした多変量解析を行い、従順性に関わる種々の行動形質間の関係を定量的に明らかにした。29年度が最終年度であるため、記入しない。この行動は複数の種において見られる行動であることから、種間で共通した進化を明らかにすることに適したモデルになると考えられる。また、この行動は不安と関連していることが報告されているため、この行動の分子メカニズムの解明により、ほ乳類における不安に関する理解が深まると考えられる。本研究では、従順性行動の分子メカニズムを明らかにすることを目的とした。本年度では、従順性に関わる遺伝子を同定するため、従順性に対する選択交配実験とコンピュータシミュレーションによるゲノム解析を実施した。選択交配は、従順性の一つである能動的な従順性(自ら人によっていく)という行動に関して行い、8世代にわたって選択を行なった。その結果、選択した群では、選択していない群と比べて、有意に高い能動的従順性を示した。選択交配実験によって得られた選択群のゲノム情報を得たのち、コンピュータシミュレーションを用いた解析を行った。このシミュレーションでは、選択圧を受けて集団内の特定の遺伝子の頻度が上昇している領域、つまり従順性に関わる領域を同定することを目指している。ここでは、集団内の遺伝子頻度がどのように変化するかをシミュレートし、頻度の上昇に対する閾値を設定した。この閾値と選択群のゲノム情報から得られた観察値を比較した結果、11番染色体の一部の領域で、その閾値を超えていた。今回特定した領域には、マウスの不安や攻撃、社会性に関わっている遺伝子が複数存在していた。また、他の種においてこの領域が従順性と関わっているかを明らかにするため、従順性を示す家畜であるイヌとの比較ゲノム解析を行った。その結果、候補領域がイヌの家畜化において選択圧を受けていたこと、また、領域内にイヌの攻撃性と関わる遺伝子が存在することを明らかにした。最初に実施したシミュレーションを用いた解析系では、まず、8系統の野生由来マウス系統を混合させたヘテロジニアス集団(WHS)を用いて従順性行動に対する選択交配を行った。選択交配により、WHSの集団内の従順性が上昇するに伴い、関連遺伝子座のアリルの頻度が上昇すると期待される。本解析系では、アリル頻度の上昇が意味のあるものかどうかを検定するために、コンピュータシミュレーションによりる閾値を設定し、実際に観察されたデータにおいて、その閾値を超えるまで頻度が上昇した遺伝子座を検出することで、従順性に関わる候補遺伝子座を特定した。本年度では、親の8系統と選択8世代目までの選択交配を実施した。また、当該世代の遺伝的多型をGigaMUGAと呼ばれるSNPアレイによって、および選択8世代目までの家系情報をもとにコンピュータシミュレーションを行い、頻度の上昇に対する閾値を設定した。この観察値と比較した結果、11番染色体上の一つのSNPが閾値を超えていた。また、当該SNPの付近についてハプロタイプを調べたところ、親系統のひとつであるMSM系統に特異的なハプロタイプが、約52Mbの大きさで頻度が上昇していた領域(SR1)を同定した。SR1は、マウスの行動に影響しうる遺伝子が複数存在しており、さらに、SR1のイヌにおけるシンテニック領域では、イヌの家畜化で選択を受けたとされる領域が含まれていた。この領域にはイヌの攻撃性に関与している遺伝子も含まれていたため、これらの結果は、従順性に関わる分子メカニズムが種間で共有していることを示唆している。これまでの研究成果については、国内での学会や国際会議で発表を行った。国際会議でポスター発表を行った際には、優秀発表賞を受賞した。また、これらの成果を論文としてまとめるため、執筆を進めており、まもなく投稿予定である。

この行動は複数の種において見られる行動であることから、種間で共通した進化を明らかにすることに適したモデルになると考えられる。また、この行動は不安と関連していることが報告されているため、この行動の分子メカニズムの解明により、ほ乳類における不安に関する理解が深まると考えられる。本研究では、従順性行動に関わる遺伝領域を明らかにすることを目的とした。本年度では、前年度に特定した候補遺伝領域が存在する11番染色体がMSM系統に置き換わっているコンソミックマウスを用いて、従順性に対する候補遺伝領域の効果の検証を行った。行動実験を行ったところ、コンソミックマウスは、対照となるB6系統と比較して、従順性が有意に上昇した。このため、MSM系統の11番染色体をもつ場合、対照群と比較して従順性が高くなることがわかった。また、前年度に行ったイヌとの比較ゲノム解析の追加実験として、マウスの候補領域内にイヌで選択圧を受けた相同領域がどの程度の確率で重なるかをシミュレーションによって明らかにした。さらに、ゲノム全体の遺伝子の発現量の変化を選択群と対照群で比較するため、RNA-seqのためのサンプリングおよび実験を行った。現在、取得したRNAのデータの解析を行っているところである。さらに、これまでの選択交配の結果と、先行研究をベースとして、従順性行動のより詳細な解析を行った。その結果、従順性には雌雄差は見られなかった。また、多変量解析を応用することで、従順性における2つの要素である、能動的従順性と受動的従順性の関係を定量した。解析の結果、能動的従順性の値によって、平均して受動的従順性の17%が説明できることを明らかにした。この結果は、能動的従順性と受動的従順性の共通した遺伝的基盤が存在することを示唆している。昨年度に実施したシミュレーションを用いた解析系では、まず、8系統の野生由来マウス系統を混合させたヘテロジニアス集団(WHS)を用いて従順性行動に対する選択交配を行った。選択交配により、WHSの集団内の従順性が上昇するに伴い、関連遺伝子座のアリルの頻度が上昇すると期待される。本解析系では、アリル頻度の上昇が意味のあるものかどうかを検定するために、コンピュータシミュレーションによる閾値を設定し、実際に観察されたデータにおいて、その閾値を超えるまで頻度が上昇した遺伝子座を検出することで、従順性に関わる候補遺伝子座を特定した。昨年度では、親の8系統と選択8世代目までの選択交配を実施した。また、当該世代の遺伝的多型をGigaMUGAと呼ばれるSNPアレイによって、および選択8世代目までの家系情報をもとにコンピュータシミュレーションを行い、頻度の上昇に対する閾値を設定した。この観察値と比較した結果、11番染色体上の一つのSNPが閾値を超えていた。また、当該SNPの付近についてハプロタイプを調べたところ、親系統のひとつであるMSM系統に特異的なハプロタイプが、約52Mbの大きさで頻度が上昇していた領域(ATR)を同定した。ATRは、マウスの行動に影響しうる遺伝子が複数存在しており、さらに、ATRのイヌにおけるシンテニック領域では、イヌの家畜化で選択を受けたとされる領域が含まれていた。
戦略的意思決定における複雑度理論

「ゲーム理論における『戦略の複雑度』が現実の経済現象における人間行動にどのように影響しているかを明らかにする」という目的を達成するため、次の2つの研究を行った。1.多人数の戦略的(非協力的)交渉モデルにおいて、多くの研究で均衡選択の必要性からad hocに仮定されてきた「戦略の定常性」は、「経済主体はより単純な戦略を好む」という自然な仮定から導出されるものであることを示したChatterjee and Sabourian(2000)の結果を拡張し、より一般的な交渉環境の下で同様の結論が得られることを示した。さらに、強い意味での定常性をみたす条件下での均衡利得集合が、提携形ゲームにおけるコアと一致するための十分条件を、交渉手続きの構造を指定する形で与えた。コアに含まれる交渉結果は効率的であるため、本研究の十分条件は交渉結果が非効率にならないための一つの条件を明らかにしたとも言える。2.メカニズム・デザインの文脈で、パートナーシップを解消する際に効率的な配分を行えるための条件について幅研究した。1つの不可分財をn人(nは2以上)で共有しているとき、最も高く評価する者がその財を独占するのが最も効率的である。しかし、評価額が私的情報の場合は、虚偽の評価額を伝えることで非効率になることがありうる。本研究では、下記の環境の下で、事後的に効率的な配分を実現するメカニズムを提案した。(1)各個人は財を等分で所有している。(2)他者の評価額が低いほど、自身の評価額は高くなると仮定した。(3)従来は配分が決定する前にしかメカニズムを脱退できないと仮定したのと対照的に、本研究では事後的な参加制約を仮定した。さらに、上記の(1),(2)の条件がをい場合でも、Mezzetti(2007)による二段階メカニズムを応用することによ以って、効率的な半分が実現できることを示した。1.多人数の戦略的(非協力的)交渉モデルにおいて、多くの研究で均衡選択の必要性からad hocに仮定されてきた「定常性」は、「経済主体はより単純な戦略を好む」という自然な仮定から導出されるものであることを示したChatterjee and Sabourian(2000)の結果を拡張し、より一般的な交渉環境の下で同様の結論が得られることを示した。さらに、この仮定の下での均衡利得集合が、提携形ゲームにおけるコアと一致するための十分条件を、交渉手続きの構造を指定する形で与えた。コアに含まれる交渉結果は効率的であるため、本研究の十分条件は交渉結果が非効率にならないための一つの条件を明らかにしたと言える。2.メカニズム・デザインの文脈で、パートナーシップを解消する際に効率的な配分を行えるための条件について研究した。1つの不可分財をn人(nは2以上)で等しく共有しているとき、最も高く評価する者がその財を独占するのが最も効率的である。(1)他者の評価額が低いほど、自身の評価額は高くなると仮定した。(2)従来は配分が決定する前にしかメカニズムを脱退できないと仮定したのと対照的に、本研究では事後的な参加制約を仮定した。
石灰化酵素モデル錯体によるバイオミネラリゼーション機構の再現

前年度に引き続いて,3つベンズイミダゾールのベンゼン環上にスルホン酸基を導入したtris(2-benzimidazolylmethyl)amine型の水溶性配位子を用い,その亜鉛酵素モデルによるCO_2の水和について,changein pHindicator法によって水溶液中でのCO_2水和の速度定数を明らかにし,さらに酵素と同様に陰イオン性の阻害剤の効果も併せて検討した.その結果,本研究で得られた速度定数は,これまで報告されたCO_2水和の最も大きい速度定数を約3倍上回るものであることが明らかになった.この高い活性は,分子設計によって酵素中の亜鉛と同様の3つのイミダゾールと1つの水による四面体型構造と配位水の周囲に酵素同様の疎水的環境を再現したことによるものであると考えられる.阻害剤としては酵素系において代表的な阻害剤であるNCS^-とCl^-を用い,酵素系と同様に阻害剤としての効果はNCS^->Cl^-であることを明らかにした.また,本研究で用いた亜鉛錯体は,その水溶液にCO_2をバブルすると白濁しゲル状となる.固体^<13>C NMR,ガスクロマトグラフィー等の結果から,このゲル状物質はスルホン酸基と水分子によって形成された水素結合ネットワークにCO_2が包接された包接型水和物であることを明らかにすることができた.今後,この高い活性をもつCO_2水和酵素モデルにCa^<2+>との反応を担当するカルボキシル基(-COOH)を多く含む部分を付け加え,CO_2からCaCO_3を形成する石灰化酵素のモデルとして発展させる予定である.貝類やサンゴでは酵素を用いてCO_2から貝殻やサンゴの骨格であるCaCO_3を形成している.酵素反応をモデルとして,活性中心に類似したモデル化合物を用いて人工的にCO_2をHCO_3^-,CO_3^<2->とし,さらにCa^<2+>によって固体のCaCO_3へ穏和な条件でスムースに変換することが本研究の目的である.酵素に関する研究から,この酵素はCO_2の水和を行う部分(Zn^<2+>を含みCO_2水和機能をもつ酵素carbonic anhydraseの活性中心と類似した部分)とCa^<2+>との反応を相当するカルボキシル基(-COOH)を多く含んでいる部分から成る事が明らかになっている.モデル錯体に用いる配位子としては,carbonic anhydrase活性中心との類似性を保つためこれまで申請者がcarbonic anhydrase活性中心のモデルのために用いてき3つベンズイミダゾールをもつ配位子を基本とし,Ca^<2+>結合サイトとして配位子の一方の端にカルボキシル基を導入したものを設計・合成した.さらに,得られた配位子の酸解離定数およびZn^<2+>との錯生成定数を求めるためにpH滴定を行なった.また,^1HNMR滴定による化学シフトの変化から,酸解離する部位を特定した.この配位子による亜鉛錯体は水および有機溶媒に対して溶解度が極めて小さく,種々の測定には困難が予想される.溶解度の問題を解決するために現在,3つベンズイミダゾールのベンゼン環上にスルホン酸基を導入したtris(2-benzimidazolylmethyl)amine型の配位子を合成し,その亜鉛錯体によるCO_2の水和について,HCO_3^-の生成およびその速度論に展開しつつある.前年度に引き続いて,3つベンズイミダゾールのベンゼン環上にスルホン酸基を導入したtris(2-benzimidazolylmethyl)amine型の水溶性配位子を用い,その亜鉛酵素モデルによるCO_2の水和について,changein pHindicator法によって水溶液中でのCO_2水和の速度定数を明らかにし,さらに酵素と同様に陰イオン性の阻害剤の効果も併せて検討した.その結果,本研究で得られた速度定数は,これまで報告されたCO_2水和の最も大きい速度定数を約3倍上回るものであることが明らかになった.この高い活性は,分子設計によって酵素中の亜鉛と同様の3つのイミダゾールと1つの水による四面体型構造と配位水の周囲に酵素同様の疎水的環境を再現したことによるものであると考えられる.阻害剤としては酵素系において代表的な阻害剤であるNCS^-とCl^-を用い,酵素系と同様に阻害剤としての効果はNCS^->Cl^-であることを明らかにした.また,本研究で用いた亜鉛錯体は,その水溶液にCO_2をバブルすると白濁しゲル状となる.固体^<13>C NMR,ガスクロマトグラフィー等の結果から,このゲル状物質はスルホン酸基と水分子によって形成された水素結合ネットワークにCO_2が包接された包接型水和物であることを明らかにすることができた.今後,この高い活性をもつCO_2水和酵素モデルにCa^<2+>との反応を担当するカルボキシル基(-COOH)を多く含む部分を付け加え,CO_2からCaCO_3を形成する石灰化酵素のモデルとして発展させる予定である.
社会科における多文化教育の比較研究

本研究は、今日の国際化時代にあって急速に多民族化が進展してきているわが国において、これからの大きな教育課題になると予想される「多文化教育(Multicultura Education)」の社会科における意義と課題を考える基礎的研究である。本研究では、すでに多民族社会を経験している欧米において研究が進められている多文化教育を思考モデルとして、これからの多文化時代の日本の社会科のあり方を考える視点を提出することを目的に研究を進めてきた。最終研究年度に当たる本年度は、昨年度に収集した資料をもとに、特にアメリカ、イギリス、日本を取り上げ、分析・検討を行った。それにより、次の諸点を明らかにした。第一に、「多文化教育」とそれに関する用語の基本的概念を明確にするとともに、アメリカを中心に今日の多文化教育の現状について、ERICのデーターベースの計量的分析を通して明らかにした。第二に、多文化教育が社会科のカリキュラムの中にどのように具体的に反映されているかをカリフォルニア州の社会科フレームワークの分析を通して明らかにした。第三に、アメリカの歴史教科書とイギリスの地理教科書における「マイノリティ」の取り扱いについての代表的な研究で取り上げ、そこから日本の社会科教科書のあり方への示唆を得た。第四に、日本の中学校の社会科教科書を対象に、そこに描かれた「女性」のイメージについて分析した。最後に、まとめとして、今日の日本における多民族社会の到来の現状を明らかにするとともに、そのような状況の中で社会科において多文化教育を実践する場合の課題とそのあり方について提案した。最終的に、本研究の成果を、「研究成果報告書」(別冊)という型でまとめた。本研究は、今日国際化時代にあって、近い将来多民族社会の到来が予想される我が国において大きな課題となる多文化教育・多民族教育(Multicultural/MultiethnicEducation)、特に社会科におけるその意義と実践可能性を考える基礎的研究である。本研究では、すでに多民族国家を経験している欧米において研究が進められている多文化教育を思考モデルとして、これからの国際化時代の日本の社会科のあり方を考える視点を提出することを目標に研究を進めてきている。多文化教育に関する研究は、我が国においては着子されたばかりで,本的研究や実践すら紹介されていないのが現実である。そこで今年度は、後続する研究に供するためにも、多文化教育に関する基本文献・教材及び国内における先行研究を検索・収集し、それらのデ-タ-ベ-スを作成することで中心に研究を行ってきた。具体的には、アメリカ合衆国、イギリス、カナダ、オ-ストラリア、旧西ドイツを中心に、国会図書館、国立教育研究所図書館,及びその他いくつかの国立大学図書館において,集中的に多文化教育に関する文献検索を行った。そして現在は、購入を認められたパソコンを利用して、検索しん文献のデ-タ・ベ-ス氏を行っている。科学研究費補助金の交付決定が、平成3年11月末であったため、検索した文献の十分な分析・検討は、来年度の課題であるが、本年度の研究の分部的成果を裏の「研究発表」欄に載せた論文において発表した。本研究は、今日の国際化社会の進展にともなって多民族化が進行しつつある我が国において、今後大きな教育課題となると予想される多文化・多民族教育(Multicultral/ethnic Education)の社会科における意義と実践可能性を考える基礎的研究である。本研究では、すでに多民族国家を経験し、多文化主義を政策としている欧米において研究と実践が進められている多文化教育を思考モデルとして、これからの多民族社会日本における「民族共存」の課題に応える教育のあり方を考える視点を、社会科を例に考察することを目的に研究を進めてきた。特に、研究の第二年目である本年度は、次の二点を中心に研究を行った。(1)事例としてアメリカ合衆国とイギリスを取り上げ、昨年収集した多文化教育に関する基本的文献をもとに、多文化教育の理論的・歴史的検討を行い、その特色や展開を明らかにした。(2)昨年収集した社会科のフレームワーク、教科書をもとに、それらに多文化教育の視点が具体的にどのような形で反映されているかを明らかにした。

またそれらについての先行研究の検討も行った。以上の検討を通して、日本の社会科において多文化教育を実践する場合の可能性と課題を提出した。研究の過程において、本研究の成果の一部を、日本社会科教育学会第42回研究大会(於愛知教育大学、1992年9月27日)のシンポジウムにおいて「多民族社会の到来と課題としての多民族教育」と題して提案した。また、本研究の最終的な成果を報告書として作成した。
スピン集積体の磁気的局所構造と機能発現メカニズムの解明

1.反強磁性体ナノ粒子の表面スピン:反強磁性体NH_4MnF_3ナノ粒子の表面スピンの状態をND4^+イオンの固体重水素核および窒素核NMRスペクトルにより見分けることに成功した。30nmの粒子では粒子内部の反強磁性秩序はバルク結晶とほぼ変わらないが表面スピンには磁気秩序はほとんどなく、さらにポリマー(PVP)で被覆し10nmまで小さくすると内部の磁気秩序もほとんど失われることが解った。また、表面スピンには0.11000Hzでの緩和現象があり、これは粒子サイズおよび表面被覆の有無で大きく変化することを明らかにし、粒子のコアと表面、粒子と粒子の相互作用など磁性ナノ粒子のスピン構造解明の道を開いた。2.金ナノ粒子超格子結晶のメカニズム:領域内共同研究(木村)として、メルカプトコハク酸で被覆された金ナノ粒子の表面有機分子と水分子の結合状態を、固体高分解能^<13>C-NMR、重水素核NMR、TG-DTA-質量分析同時測定などにより研究した結果、有機分子および水分子の一部は硬く金表面に結合し、室温でもほとんど運動がなく、これが金ナノ粒子の外形を保つため、ナノ粒子が超格子結晶をつくると考えられる。3.スピン・電荷ゆらぎ相関系:温度変化により有機配位子間および有機配位子・金属イオン間で電子移動を起こし且つそれぞれのスピン状態が変化する一連の「セミキノン・カテコラトCoやMn系」における、結晶中でのスピン変換ダイナミクスの詳細を固体高分解能NMRや誘電率測定により初めて微視的に解明した。4.その他にも、酵素活性中心に類似した磁性金属錯体などのd-電子スピン(酸化還元活性軌道)の有機配位子への空間的広がりを、固体高分解能^1H,^2H,^<13>C,^<15>N-NMRなどにより詳細に決定した。また、様々なシアノ磁性体の磁気的局所構造、強磁性と誘電性の共存、プロトン伝導などを固体NMRなどで解明した。1.π共役系複素環分子を介した歪んだ配位構造を持つ磁性金属イオン間の磁気的相互作用:π共役系複素環分子は磁性金属イオン間の磁気的相互作用をになう配位子として分子スピン系において注目されると同時に、歪んだ配位構造を持つ錯体の研究を行うことにより、歪んだ配位構造を持つ金属酵素の得意な電子状態研究の基礎ともなる。今回はこの例として、ピラゾール配位子(pz)で架橋された[Cu(pz)_2]_n(1)とCu_2(NO_3)(pz)_2(phen)_2]NO_3(2)に注目し、pz配位子の固体高分解能^2H-および^<13>C-NMRスペクトルによりCu^<2+>からpz配位子上に誘起された超微細結合定数(電子スピン密度分布)を決定した。この結果と量子化学計算による分子軌道の解析から、Cu^<2+>イオンどおしの磁気的相互作用を支配するのはπ軌道ではなくσ軌道由来であることを見出した。(1)と(2)では歪んだ配位構造が大きく異なるにも関わらず、磁性金属イオンがCu^<2+>の場合には磁気的相互作用にはσ軌道が重要であることを見出した。今後より金属酵素と近い構造を持つ錯体へと研究を展開していく。2.シアノ錯体の磁気的局所構造と磁性制御:Mo(CN)_8を構成要素とした三次元Cu^<2+>錯体は光照射により低温で強磁性体になることが知られている。

これはMO^<4+>からCu^<2+>に電子が移動するためだが、錯体の構造とこの現象との関係は不明である。常磁性相における^<13>C-NMRスペクトルによりCu^<2+>周りのCNの配位構造が異なる2種類のCu^<2+>イオンがあることが示唆された。構造が解っている類似物質についての同様の研究から、この2種類は平面4配位型と三方両錐型に歪んだものであると考えられ、この歪んだCu^<2+>イオンが優先的に還元されることが光誘起強磁性の原因と思われる。また、Mo(V)(CN)_8とMn^<2+>CNイオンで結ばれた一次元数珠型の錯体は低温でフェリ磁性体となる^<13>C-NMRスペクトルによりMo^<5+>とMn^<2+がそれぞれCNイオンの炭素原子に誘起する超微細結合定数を別々に決定することに成功し、Mo(V)(CN)_8の特異性と磁気的相互作用についての基礎的知見を得た。3.Mn/カテコール/セミキノン系のスピン・電荷ゆらぎと原子価互変異性:固体高分解能NMRにより、この系の配位子上のスピン変化とMn^<4+>とMn^<3+>のスピン変化を微視的視点から見分け、またカテコール/セミキノン間の速い状態交換を見出した。今後長距離のスピン伝達系へと発展させたい。磁性金属イオンから複素環配位子へのスピンの染みだし酵素活性中心に見られる磁性金属の配位構造の特徴を表すキーワードとして(i)「アミノ酸に含まれるイミダゾール配位子」や(ii)「SやN原子を配位原子とする配位子」などが挙げられる。今年度は(ii)を念頭に置いてCu(II)イオンにイミダゾール分子(Him)が配位した[Cu(II)(Him)_2Cl_2](1)に注目し、また(ii)を念頭に置いてSとN原子でCu(II)イオンにキレート配意するAMTTOを持つ[Cu(II)(AMTTO) Cl_2](2)などに注目し、それぞれの配位子の固体高分解能^2H-および^<13>C-NMRスペクトルによりCu(II)イオンから配位子上に誘起された超微細結合定数(電子スピン密度分布)を決定した。量子化化学計算ともあわせ、S原子上に電子スピンが大きく流れ込んでいることが解った。Co,Mn/カテコール(Cat)・セミキノン(SQ)系のスピン・電荷ゆらぎ[Co(dpa)(3,5-di(t-Bt)-o-benzoquinone)_2]の固体状態における「原子価互変異性」を固体高分解能NMRにより調べたところ、得られた物質ではCo(II)リッチの相とCo(III)リッチの相が混在すること、420Kで発熱を伴ってさらにCo(III)リッチの相が増加する状態になること、さらにどちらの相でも「原子価互変異性平衡」が成り立っていることを見出した。[Mn(bpy)(3,6-di-(t-Bt)-o-benzoquinone)_2]では固体高分解のNMRにより、Mnとbenzoquinoneのスピン状態変化を独立に観測し、微視的な視点で「原子価互変異性平衡」のメカニズムを捕らえることに成功した。反強磁性体ナノ微粒子のコアおよび表面近傍スピンの状態の解析ネール温度70Kを示す反強磁性体ND_4MnF_3のナノ微粒子(30nm)の中心部分の電子スピン状態と表面近傍の電子スピン状態とを重水素化したアンモニウムイオンの重水素核をプローブとしたNMRスペクトルにより見分けることに成功した。30nmでも表面の影響を受ける部分は体積比で約6%あることも見出した。アンモニウムサイトで見たナノ微粒子の中心部分の内部磁場は4.2Kではバルク試料のそれと一致するが、ネール温度近傍では、バルクとは異なる臨界現象を引き起こすことも見出した。
振動台実験による都市直下型地震の破壊特性の評価に関する研究

本研究では,兵庫県南部地震でも被害が特に多くみられた鉄筋コンクリート造建物を主な対象として,都市直下型地震動のどの特性が動的破壊力として有効なものであるかを明らかにすることを目的としている。そのため,まず記録地震動の破壊特性を再整理することが必要であり,地震動が及ぼす繰返し効果による累積的な破壊力と,瞬間的な過大入力による破壊力の両者を定量的に比較できる指標として,本研究ではエネルギー応答の概念を用いている。ここでは履歴ループ1/2サイクルの時間における瞬間的なエネルギー入力を定義し,地震動による構造物へのエネルギー入力過程を検討することによって地震特性の違いをよく評価できたといえる。また瞬間的なエネルギー入力とそのときの構造物の応答ループ形状を対応づけることによって,瞬間的な大変形を与える直下型,共振的な応答を励起する海洋型などの,地震動の破壊力特性を考慮して地震時応答変形を推定する一手法を示した。さらに、以上の検討に基づいて,直下型地震と海洋型地震の特性を反映した模擬地震動を作成し、鉄筋コンクリート柱の縮小模型試験体による振動実験を行った。これは4本の柱,剛な梁,頂部重量からなる同一の試験体を3体作成し,1体は静的載荷実験,2体は異なる特性を持つ模擬地震動による動的振動台実験を行ったものである。慣性力-変形関係などの実験結果の検討によって,地震動の破壊特性に関するいくつかの知見が得られ,解析的検討結果も併せて総合的に評価し,地震動の破壊特性と都市直下型地震に対する耐震設計に用いるべき設計地震力に対する考察を行った。
歯周病原細菌由来の新しい病原関連分子パターンの構造学的・免疫分子生物学的研究

Porphyromonas gingivalisは,慢性歯周炎(成人性歯周炎)患者の歯肉縁下歯垢より高頻度に分離されるグラム陰性嫌気性桿菌であり,同菌体表層由来の種々の病原因子が知られている.これらのなかで,細胞壁外膜に存在する内毒素性リポ多糖(LPS)は,歯周病巣局所において歯槽骨の吸収などを惹起することで重要であるとされる.これまでにP.gingivalis LPSやその活性中心であるリピドAは,大腸菌由来LPSやリピドAの受容体であるToll様受容体(TLR)4とは異なりTLR2を介して細胞を活性化することが報告されている.本研究において,P.gingivalis LPS画分からTLR2リガンドである成分を分離・精製することに成功し,その化学構造がPG1828遺伝子にコードされるトリアシル型リポタンパク質(Pg-LP)であることを明らかにした.さらに,本年度はPG1828リポタンパク質遺伝子欠損菌株を樹立し,同温水フェノール抽出物(LPS画分)の性状や生物活性について検討した.その結果,同欠損菌株由来LPS画分は,野生型菌株由来LPSと同様の銀染色パターンやリムルス活性を示した.しかしながら,これら欠損菌株由来LPS画分は,TLR2を介した細胞の活性化やマウス致死活性については,野生型のそれと比較して著しく低下した.以上の結果から,これまでに報告されているTLR2を介するP.gingivalis由来LPS画分中に含まれる活性分子は,トリアシル型リポタンパク質であることが強く示唆され,主たる歯周病原細菌であるP.gingivalis由来の新しい病原因子として注目される.本研究は,歯周病原細菌P.gingivalis由来LPS画分中に含まれるToll様受容体(TLR)2リガンドに注目し、本菌体成分の分離・精製,構造解析を行うことにより,P.gingivalis由来の新しい病原関連分子パターン(PAMPs)を明らかにしようとするものである.本年度は以下の結果が得られた.1)Pg-LPSを疎水性クロマトグラフィーを用いて分画し,TLR2依存的細胞活性化成分の分離を試みた.リンおよびヘキソース含量の定量からPg-LPSの溶出パターンを調べると,2つのピークがみられた.SDS-PAGEの泳動パターンから,ピーク2画分にLPSが含まれていた.しかしながら,ピーク2画分のなかでTLR2を介してNF-κBを活性化するのはLPSを含有する画分とは異なっていたため,同画分をPg-LPS活性画分(Pg-AF)とした.2)Pg-AFを解析すると,分子量16kDaのCBB染色バンドにTLR2を介したNF-κBの活性化がみられた.さらにPg-AFを分取SDS-PAGEにより分離し,16kDa成分の性状について検討した結果,トリプシン消化では活性が1/10に減弱し,リポプロテインリパーゼ消化により同活性はほとんど消失した.以上の結果から,本成分はリポタンパク質(Pg-LP)であることが示唆された.3)Pg-LPのアミノ酸配列を解析した結果,P.gingivalis W83ゲノムにコードされる推定リポプロテインPG1828と高い相同性があった.現在,Pg-LPの脂質部分の構造解析を進めるとともに,宿主細胞認識機構をはじめとする種々の免疫生物学的活性について検討を進めている.Porphyromonas gingivalisは,慢性歯周炎(成人性歯周炎)患者の歯肉縁下歯垢より高頻度に分離されるグラム陰性嫌気性桿菌であり,同菌体表層由来の種々の病原因子が知られている.これらのなかで,細胞壁外膜に存在する内毒素性リポ多糖(LPS)は,歯周病巣局所において歯槽骨の吸収などを惹起することで重要であるとされる.これまでにP.gingivalis LPSやその活性中心であるリピドAは,大腸菌由来LPSやリピドAの受容体であるToll様受容体(TLR)4とは異なりTLR2を介して細胞を活性化することが報告されている.本研究において,P.gingivalis LPS画分からTLR2リガンドである成分を分離・精製することに成功し,その化学構造がPG1828遺伝子にコードされるトリアシル型リポタンパク質(Pg-LP)であることを明らかにした.さらに,本年度はPG1828リポタンパク質遺伝子欠損菌株を樹立し,同温水フェノール抽出物(LPS画分)の性状や生物活性について検討した.その結果,同欠損菌株由来LPS画分は,野生型菌株由来LPSと同様の銀染色パターンやリムルス活性を示した.しかしながら,これら欠損菌株由来LPS画分は,TLR2を介した細胞の活性化やマウス致死活性については,野生型のそれと比較して著しく低下した.以上の結果から,これまでに報告されているTLR2を介するP.gingivalis由来LPS画分中に含まれる活性分子は,トリアシル型リポタンパク質であることが強く示唆され,主たる歯周病原細菌であるP.gingivalis由来の新しい病原因子として注目される.
放牧草地の生物多様性が家畜糞尿中窒素の再吸収・利用に及ぼす影響

安定同位体窒素を標識とする尿中窒素の牧草による吸収利用効率を測定した。採取した牛尿に99.9atm%の安定同位体窒素(^<15>N)を含む尿素態窒素を添加し、尿中^<15>Nの存在率比を約1.9atm%に調整した。その結果、牧草による尿中窒素の回収率は、オーチャードグラス草地での尿50cc施用区で78.5%、150cc施用区で50.2%であり、ペレニアルライグラス草地での50cc施用区で22.9%であった。多くの尿中窒素が吸収されずに土壌中に残留したり揮発や脱窒による大気中への移動や地下水とともに流亡したものと考えられる。採食圧の違いが被食植物の種類組成に及ぼす影響の解明を目的として、放牧地の植生調査を行い、草種構成の変化や種多様性の高さに放牧圧が大きく関係していることを見いだした。放牧圧の異なる管理が行われてきた酪農家の放牧草地の植生を調査した結果、放牧圧が高い管理がなされてきた草地では短草型草種の放牧圧が比較的低い管理の草地では長草型草種の優占が認められた。また適正な放牧管理を行っている草地では、長草型草種と短草型草種が安定的に共存し、高い種多様性を示すことを明らかにした。さらに、低投入酪農方式を採用する酪農家が存在することが確認され、その方式の是非を検討した結果、それらの放牧草地は、生物多様性を高く保ちながら牛乳生産効率が高いことが明らかとなった。さらに、酪農家レベルでの窒素収支を算出し、放牧利用への依存度が高い酪農家では、窒素の循環利用の効率が高いことを見いだした。さらに、低投入酪農家の放牧草地で観察された高い種多様性と環境保全性の理由を知るために検証実験を試みた。人工草地の安定性・持続性と種多様性および施肥管理との関係について野外実験を行った結果、放牧草地への長年の施肥によって草地の持続性が低下し種多様性が低下する場合があることを明らかにした。さらに、長草型の半自然草地において、種多様性の違いが、家畜糞尿中の安定同位体窒素で標識した尿素態窒素の回収率に与える影響を検討しており、種多様性の高い草地ほど窒素の回収率が高いことが明らかになりつつあるが、結果についてはさらなる吟味が必要であると考えている。種の多様性は草地生態系の生産性と持続性と安定性に影響を及ぼすと言われている。種多様性の問題は群集生態学上の重要なテーマの一つであると同時に応用生態学的にも重要なテーマである。管理状態の違いが植物の種類組成と窒素吸収効率に及ぼす影響の解明を目的として、放牧地の植生と生産力の調査を行った。その結果、草種構成の変化や種多様性の高さに放牧圧が大きく関係していることを見いだした。

放牧圧の異なる管理が行われてきた酪農家の放牧草地の植生を調査した結果、放牧圧が高い管理がなされてきた草地では短草型草種の放牧圧が比較的低い管理の草地では長草型草種の優占が認められた。また適正な放牧管理を行っている草地では、長草型草種と短草型草種が安定的に共存し、高い種多様性を示すことを明らかにした。さらに、低投入酪農方式を採用する酪農家が存在することが確認され、その方式の是非を検討した結果、それらの放牧草地は、生物多様性を高く保ちながら牛乳生産効率が高いことが明らかとなった。さらに、酪農家レベルでの窒素収支を算出し、放牧利用への依存度が高い酪農家では、窒素の循環利用の効率が高いことを見いだした。人工草地の安定性・持続性と種多様性および施肥管理との関係について野外実験を行った結果、放牧草地への長年の施肥によって草地の持続性が低下し種多様性が低下する場合があることを明らかにした。さらに、長草型の半自然草地において、種多様性の違いが、家畜糞尿中の安定同位体窒素で標識した尿素態窒素の回収率に与える影響を検討した結果、種多様性の高い草地ほど窒素の回収率が高いことが明らかになりつつある。安定同位体窒素を標識とする尿中窒素の牧草による吸収利用効率を測定した。採取した牛尿に99.9atm%の安定同位体窒素(^<15>N)を含む尿素態窒素を添加し、尿中^<15>Nの存在率比を約1.9atm%に調整した。その結果、牧草による尿中窒素の回収率は、オーチャードグラス草地での尿50cc施用区で78.5%、150cc施用区で50.2%であり、ペレニアルライグラス草地での50cc施用区で22.9%であった。多くの尿中窒素が吸収されずに土壌中に残留したり揮発や脱窒による大気中への移動や地下水とともに流亡したものと考えられる。採食圧の違いが被食植物の種類組成に及ぼす影響の解明を目的として、放牧地の植生調査を行い、草種構成の変化や種多様性の高さに放牧圧が大きく関係していることを見いだした。さらに、低投入酪農家の放牧草地で観察された高い種多様性と環境保全性の理由を知るために検証実験を試みた。さらに、長草型の半自然草地において、種多様性の違いが、家畜糞尿中の安定同位体窒素で標識した尿素態窒素の回収率に与える影響を検討しており、種多様性の高い草地ほど窒素の回収率が高いことが明らかになりつつあるが、結果についてはさらなる吟味が必要であると考えている。
広い可視光領域をカバーする光デバイス用材料の開拓

本研究では、広い可視光領域をカバーする光デバイス材料の開拓を目指してInP基板上MgZnCdSe/BeZnTe及びZnTe基板上ZnCdSeTe/MgZnSeTeII-VI族半導体に着目し、材料開発及び発光デバイスへの応用を検討した。1.黄緑色域の発光材料としてInP基板に格子整合するBeZnSeTe四元混晶を新たに提案し、分子線エピタキシー(MBE)法を用いて材料開拓を行った。Be組成を0.11から0.29に変えることで15Kにおけるフォトルミネッセンス(PL)測定より、ピーク波長が506から471nmの単峰性の良好な発光が得られた。また、BeZnSeTeの反射率測定から屈折率を見積もったところ、先に開発したMgZnCdSe材料よりも高い屈折率を有することが示された。これよりBeZnSeTeを半導体レーザの活性層に用いることで光閉じ込めにも効果的であることが分かった。2.活性層にBeZnSeTe、nクラッド層にMgSe/ZnCdSe超格子、pクラッド層にMgSe/BeZnTe超格子を用いた発光ダイオード(LED)を試作した。活性層の組成を変えることで、室温においてピーク波長が594、575、542nmの燈色から黄緑色の良好な単峰性発光が観測された。575nm帯黄色LEDを室温において比較的高い直流電流(130A/cm^2)で連続動作を行ったところ2500時間以上、殆ど劣化のない長寿命特性が得られた。これより、従来のII-VI族デバイスにおける最大の問題である寿命特性を改善し、信頼性の高いII-VI族可視光デバイス実現の可能性が示唆された。3.ZnTe基板上のZnCdSeTe及びMgZnSeTeII-VI族材料を作製し、禁制帯幅や屈折率等の特性を評価した。活性層にZnCdTe、クラッド層にMgZnSeTeを用いたLEDを試作し、室温においてピーク波長583nmの黄色発光を得た。本研究では、広い可視光領域をカバーする光デバイス材料の開拓を目的としてII-VI族半導体やIII-V窒化物半導体新材料の開発を目指した。特に本年度は最も材料開発が進んでいるInP基板上II-VI族半導体に焦点を絞り、MgZnCdSe/BeZnTe系超格子材料の開拓及び発光ダイオード(LED)/レーザの開発を行った。得られた成果を以下に述べる。1.ZnCdSe/BeZnTe超格子及びMgSe/BeZnTe超格子を分子線エピタキシー(MBE)法により作製し特性を評価した。ZnCdSe/BeZnTe超格子のフォトルミネッセンス(PL)測定では、超格子の層厚比を変えることで507nm(青緑)から740nm(赤)の広い可視光領域において発光ピークが観測された。また、ZnCdSe/BeZnTe、MgSe/BeZnTe超格子の反射率測定より屈折率を明らかにし、これら超格子により構成されたレーザ構造において光閉じ込めを得るための十分な屈折率段差があることが示された。2.活性層をZnCdSe/BeZnTe超格子、pクラッドを窒素(N)ドープMgSe/BeZnTe超格子、nクラッドを塩素(Cl)ドープMgSe/ZnCdSe超格子としたLEDを作製し評価した。活性層の超格子構造を変えることで554nm(黄緑色)から644nm(赤色)の良好な単峰性発光が得られた。さらに、3500時間以上の連続動作を達成し、この材料系/デバイスの高信頼性を示した。3.活性層を10nm厚ZnCdSe、nクラッド及びn側光閉じ込め層をClドープMgSe/ZnCdSe超格子、pクラッド及びp側光閉じ込め層をNドープMgSe/BeZnTe超格子としたレーザを作製した。77Kでのパルス電流駆動によりこの材料で世界初の560nm帯黄緑色レーザ発振を得た。しきい値電流(密度)は270mA(2.5kA/cm^2)であった。2.活性層にBeZnSeTe、nクラッド層にMgSe/ZnCdSe

超格子、pクラッド層にMgSe/BeZnTe超格子を用いた発光ダイオード(LED)を試作した。活性層の組成を変えることで、室温においてピーク波長が594、575、542nmの燈色から黄緑色の良好な単峰性発光が観測された。575nm帯黄色LEDを室温において比較的高い直流電流(130A/cm^2)で連続動作を行ったところ2500時間以上、殆ど劣化のない長寿命特性が得られた。これより、従来のII-VI族デバイスにおける最大の問題である寿命特性を改善し、信頼性の高いII-VI族可視光デバイス実現の可能性が示唆された。3.ZnTe基板上のZnCdSeTe及びMgZnSeTeII-VI族材料を作製し、禁制帯幅や屈折率等の特性を評価した。活性層にZnCdTe、クラッド層にMgZnSeTeを用いたLEDを試作し、室温においてピーク波長583nmの黄色発光を得た。
音響放射圧による液面形状変化を利用した超音波プローブ評価システムの開発

超音波プローブの新たな評価方法の確立を目的を目指す.超音波診断・治療おいて,使用される超音波プローブの出力評価は重要な検査項目である.特に安全面から,プローブから放射された音響エネルギーが「どの位置にどのくらい集中しているか」を測定することが重要である.本研究では,超音波が液面に入射するときに生じる,音響放射圧による液面形状変化を光学的に測定し,さらに音響放射圧分布・音圧分布・音響パワーを推定する方法の確立を目指す.超音波プローブの新たな評価方法の確立を目的を目指す.超音波診断・治療おいて,使用される超音波プローブの出力評価は重要な検査項目である.特に安全面から,プローブから放射された音響エネルギーが「どの位置にどのくらい集中しているか」を測定することが重要である.本研究では,超音波が液面に入射するときに生じる,音響放射圧による液面形状変化を光学的に測定し,さらに音響放射圧分布・音圧分布・音響パワーを推定する方法の確立を目指す.
蛍光新技術を用いた蛋白-蛋白および蛋白-DNA相互作用の動的解析

本研究の最大の発見は、バクテリアにおいて初めてプリオン様の調節機構を発見したことである。この意外な発見のため、主要な努力をこのテーマに注ぎ込んだ。転写の大部分に関与する主要転写会誌因子の動態は、病原菌を含むバクテリアを制御するために重要である。大腸菌の主要転写会誌因子σ^<70>因子の細胞内の動態を観察するために、大腸菌のクロモゾーム上のσ^<70>の遺伝子(rpoD)を破壊した菌株を昨年度作製した。この株を利用して、プラスミド上の遺伝子の発現を制御することによって、野生型変異型のσ^<70>の細胞内量を調節した。この結果、σ^<70>は、高い増殖温度や増殖後期に、αヘリックスからβ構造の転移を伴うアミロイド繊維を形成して、転写の活性を低下させ、マイナーσによる転写パターンに切り替えることが明らかになった。アミロイド繊維を形成しやすい変異株、しにくい変異株に置き換えると増殖温度が変化したので、σ^<70>が大腸菌の分子温度となっている傍証を得た。また、σ^<70>の細胞内濃度を変化させながら観察すると、熱ショック遺伝子の定常的発現量と誘導的発現量はともにσ^<70>の存在量に反比例したので、熱ショックσとのスイッチングとアミロイド生成との関係を証明した。また、20年来謎であった、RNAポリメラーゼのωサブユニットの機能を明らかにした。ω欠損株は、野生株と同じ表現型を示すが、コア酵素には、シャペロニンGroELが結合していた。GroELを除いたコア酵素σ^<70>は結合することができず、活性が無かった。つまり、ωサブユニットはコア酵素の成熟因子であり、これを欠く細胞においてはGroELがその役割を代行することが明らかになった。σ^<70>のアミロイド繊維を含む封入体を可溶化する必要から、高濃度のグリセロールを用いた可溶化法を開発した。この手法を、各種生物の蛋白質を大腸菌で量産したときにできる封入体に応用し、8-200倍の改善を観察し、その一般性を証明した。蛍光を含む生物物理的手法で、大腸菌RNAポリメラーゼの転写開始を司るσ^<70>サブユニットの転写における機能を研究した。1.他サブュニツトとの接触には、他細菌類と類似するσ^<70>の4つの領域が役割を持ち、相互作用部位の広い特異なタンパク質-タンパク質相互作用を持つことを、ヒドロキシルラジカルフットプリント法で明らかにした。2.他細菌類には無いσ^<70>のNC領域にクラゲ蛍光タンパク質であるGFPを導入した活性のあるσ^<70>を作製した。3.NC領域の機能を確認するために、これを欠失したσ^<70>(delNC)を作製し、その機能が、σ^<70>の溶解度を向上させ、オリゴマー形成を阻止することが明らかになつた。領域2と3にCys残基を一つ導入した変異体delNCを、4種作製し、細胞内での活性測定を行い、3種は完全にな活性、一種は50%程度を示した。この5種のdelNCを、in vitroで活性を測定すると、プロモーターに依存して活性が変化し、NC領域は、反応にも寄与していることが明らかになった。

4.レーザーフォトリシスに適したラジカル生成試薬を合成し、変異体delNCのCys残基を修飾し他サブユニツトやDNAとの相互作用を研究する準備を行った。5.ωを欠くコア酵素は、σが結合せず活性はなく、GroELが強固に結合していることを発見した。今まで未知であったωの機能が、ポリメラーゼを活性型のコンフォーメーションに変換する機能を持つことを明らかにした。GroESとの相同性のある領域を発見、ωがGroELのATPase活性をGroESと同様に阻害することが判明、GroESの役割、GroELの放出、を担うことが示唆され、built-in shaperon analogueという新規のタンパク質であることが示唆された。σ^<70>因子は、大腸菌の主要転写開始因子であり、大腸菌の大部分の遺伝子の転写に関わっている。この因子の細胞内の動態を蛍光で観察する最も良い方法はσ^<70>と蛍光を持つように設計したσ^<70>の変異体に入れ替えるととである。このためには、大腸菌のクロモゾーム上で、σ^<70>の遺伝子であるrpoDを破壊した菌株を作製する必要がある。しかし、この試みは20年来多くの研究者によって試みられたが、失敗し続けてきた。ところが、今回我々は初めてrpoDの破壊株を作製することに成功した。成功の理由は不明である。この株を利用して、まず、20年来の懸案であったいくつかの問題を解決した。第一は、枯草菌の主要σであるSigAがこの破壊株を相補することを証明したことである。しかしやや系統の離れた結核菌の主要σは相補しなかったことから、真菌類における転写におけるプロモーター認識の共通性の範囲が特定できた。第二は、グラム陰性菌の主要σに特有な、酸性残基を含むNC領域の役割を同定したことである。この領域を削除したdelNCσ^<70>変異株は、菌内で働くことができ、昨年度の我々の研究でin Vitroでも、いくつかのプロモーターに対して働くことが明らかになっていた。しかし、共通の保存性と、酸性アミノ酸が集中した特徴ある構造から、この領域は必須であろうとの推定もなされていた。今回、delNCがrpoDの欠損を相補したことから、この領域が必須ではないことが明らかになった。しかし、この相補は、30度以下の低温でのみなされることから、高温ではこの領域が必要なことが明らかになった。第二の結果と、昨年度得たdelNCがオリゴマーを作って失活することを元に、細胞内でのσ^<70>のオリゴマー状態を調べたところ、37度以上では、野生株σ^<70>でもオリゴマーを形成していることが判明し、σ^<70>が大腸菌の分子温度計となっている可能性を示唆した。本年度の最大の発見は、バクテリアにおいて初めてプリオン様調節機構の発見である。転写の大部分に関与する主要転写開始因子の動態は、病原菌を含むバクテリアを制御するために重要である。大腸菌の主要転写開始因子σ^<70>因子の細胞内の動態を観察するために、大腸菌のクロモゾーム上のσ^<70>の遺伝子(rpoD)を破壊した菌株を昨年度作製した。この株を利用して、プラスミド上の遺伝子の発現を制御することによって、野生型変異型のσ^<70>の細胞内量を調節した。
虚血性心疾患予防のための検診項目の再評価に関する研究

虚血性心疾患(IHD)の発生前において、健康管理としての地域、職域等で実施されている検診の受診状況を把握し、その成績をもとに症例対照研究に準じて危険因子の検討を行った。対象は、大分市のO病院循環器科において、1993年10月96年7月に、初回冠動脈造影検査等でIHDと診断された217例とした。各対象者に対して、IHD発生前の検診受診状況について郵送によるアンケート調査を行った。この内、193例から検診受診の有無についての回答を得た(回収率89%)。IHD発生前5年以内に検診を受診していたものは109例(56%)であった。この受診者の割合は、男性が59%、女性が51%、と男性のほうがやや高く、また、65歳以上の高齢者では男女とも50%程であった。次に、検診受診ありと回答したものの内で検診成績が回収できた68例について、症例対照研究に準じてIHDの危険因子の検討をした。この68例の内の7割はIHD発生前1年以内の成績であった。対照は各症例につき性・年齢(±2歳)をマッチさせた199496年の大分市近郊の基本健康診査受診者の中から無作為抽出した。BMI、喫煙、飲酒、高血圧、糖尿病、総コレステロール(TCH)を説明変数とする多重ロジスティック回帰分析の結果、TCHと喫煙が危険因子として有意な関連を示した。TCHについては240mg/dlを超えるところからのオッズ比の上昇が認められ、この群では220mg/dl未満の群に比べ2.7倍(95%信頼区間1.0-6.9)のリスクの推定値が得られた。本研究ではIHDの危険因子として喫煙あるいはTCHといった因子の重要性が示唆された。TCHはIHDの危険因子としてこれまでに欧米を中心とする多くの研究で証明されてきた。日本人のTCHの平均値の上昇が指摘されており、IHDの危険因子としての位置づけが大きくなったものと考えられる。