hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アルツハイマー病関連遺伝子群の同定

最近、常染色体優性遺伝の前頭側頭型痴呆症(FTDP-17)の原因遺伝子がタウであることが示された。タウ遺伝子の変異はPHF様の構造物の形成、神経細胞死をおこす。このことはADなどPHFの形成を特徴とする神経変性疾患においても、タウが神経細胞死に関与する可能性を強く示唆する。タウに関係する分子を明らかにするため、タウ欠損マウス(タウノックアウトマウス)をトランスクリプトーム解析した。DNA microarray法、続いてRT-PCR法による解析で12種類の遺伝子の発現がタウの欠損で変化していることが分かった。タウは微小管結合タンパク質であるので、微小管に結合し、細胞骨格系の再構成に関係する低分子GTP加水分解酵素のGem GTPaseに注目した。Gem GTPaseはタウ欠損マウスで発現が上昇していた。タウを全く発現していないCHO細胞にGem GTPaseを過剰発現するとCHO細胞が細長い形態に変化した。他方、Gem GTPaseをタウと共に発現するともとのCHO細胞の形態にもどった。Gem GTPaseの細胞伸長活性はタウの微小管結合部位で抑制された。また、MAP2、MAP4の微小管結合部位でもGem GTPaseによる形態変化は抑制された。以上のことからタウはGem GTPaseの発現レベルと細胞伸長活性を制御していることがわかった。
アルキメデスタイリング相を近似結晶にもつ準周期構造の分類

非周期タイリングの局所配置を詳細に調べることにより,アルキメデスタイリングと同じ頂点周りの局所配置から成る6回回転対称性をもつ非周期タイリングの非可算種類の族を構成した.これらの非周期タイリングは特異な頂点周りの局所配置をもつ.7回回転対称性をもつDanzerタイリングも特異な頂点周りの局所配置をもち,7回回転対称性をもつDanzerタイリングは標準的なタイリングの列の極限状態としては得られないことが分かった。研究実施計画の役割分担に従って,下記の研究成果を得た.1.フィボナッチ列は1次元の準周期タイリングである.このタイリングは射影法と呼ばれる構成法によっても得られる.タイリングの局所配置を調べることにより,構成を制御するWindowと呼ばれる有界集合はフィボナッチ列の自己相似性に対応するフラクタル構造をもつ.これがさらに2次無理数の設定の1次元の準周期タイリングまで拡張されることを示した.2.ユークリッド平面の場合と同様に,双曲平面タイリングにおいて考えられる非周期性の4つの定義の関係をフックス群に関して知られている結果を用いて完全に明らかにした。非周期双曲平面タイリングの具体例はあまり構成されていないが,これを用いてさらに数多く非周期双曲平面タイリングの具体例を環状拡大という構成法により構成した.3.分子の立体構造を調べるために,n個の環状炭化水素分子の数理モデルを与え,その配置空間のトポロジーを研究した.以前に設定した数理モデルとして満たすべき条件に見直しを行ない,配置空間の形の決定するための直接的な証明を与えた.またパラメータを単純化し,コンピュータによるシュミレーションにおける計算量を軽減することが可能になった.4.固体物理の実際の準結晶構造において回転対称性をもつものが特に重要であると考えられている.回転対称性をもつタイリングの構成法の定式化と7回回転対称性をもつDanzerタイリングがあるが,その局所配置を詳細に調べることにより,Penroseタイリングとの比較を行ない,substitutionruleという構成法のもつべき条件について調べた.研究実施計画の役割分担に従って,下記の研究成果を得た.1.固体物理の実際の準結晶構造において回転対称性をもつものが特に重要であると考えられている.7回回転対称性をもつDanzerタイリングの局所配置を詳細に調べることにより,7回回転対称性をもつDanzerタイリングはタイリングの列の極限状態としては得られないことを示した.これは5回回転対称性をもつPenroseタイリングとは異なる性質である.さらに,不純物のように捉えられる特異な局所配置を唯一箇所にだけ,Danzerタイリングは持ち得ることが判明した.2. Substitution Ruleによりタイリングを構成する定式化には2つがあるが,そのうちのひとつはあまり調べられていない。詳細を調べることにより,射影法により構成される1次元の準周期タイリングの場合と同様にタイリングの族が有界領域によりパラメータ付けされてさらにその有界領域に自己相似性のような構造を与えることが分かった.この構造は既知の力学系と関係することが期待される.3.分子の立体構造を調べるために,n個の環状炭化水素分子の数理モデルを与え,その配置空間のトポロジーを研究した.N=5,6,7の場合には多様体の構造をもち,その微分同相型も決定される.N=8の場合にはn=5,6,7の場合とは状況が異なる2つの配置をもつことが判明した.4.アメキメデスタイリングに現れる局所配置を用いて,環状拡大という構成法により6回回転対称性をもつ非周期タイリングを構成した.さらにこの手法を応用して6回回転対称性をもつ非周期タイリングの同型類を非可算無限個,構成できるのではないかと考えられる.研究実施計画の役割分担に従って,下記の研究成果を得た.1.固体物理の実際の準結晶構造において回転対称性をもつものが特に重要であると考えられている.7回回転対称性をもつDanzerタイリングの局所配置を詳細に調べることにより,不純物のように捉えられる特異な局所配置を唯一箇所にだけ持ち得ることが調べられていたが,これが境界強制性と呼ばれる性質と深く関係していることを示した.2.グリッドと呼ばれる平行線の族を準周期タイリングよりも広い対象であるパラレログラムタイリングにおいて構成する方法を定式化した.準周期タイリングの代表的な例であるペンローズタイリングではアンマン棒というグリッドが構成されることが知られているが,パラレログラムタイリングとはタイルが平行四辺形であるとい条件だけが課されており,対象を大きく広げている.定式化した方法で得られるグリッドの非周期性から元のタイリングの非周期性が導ける.また,ペンローズタイリングにおいて適用した場合にはグリッドから元のタイリングが復元されることも示された.3.分子の立体構造を調べるために,n個の環状炭化水素分子の数理モデルを与え,その配置空間のトポロジーを研究した.n=5, 6, 7の場合には多様体の構造をもち,その微分同相型も決定されるが昨年度の証明の不備を修正した.

さらに従来の結果を拡張して,n=5, 6, 7, 8の場合に配置空間として球面をもつためのボンドアングルの十分条件を調べた.4.3次元のタイリングである空間充填について,等面菱形多面体による空間充填の分類問題に取り組み,等面菱形多面体の空間充填不可能な組み合わせを調べ上げ,さらに等面菱形多面体と平行六面体による空間充填を含めて,周期的なタイリングについて,等面菱形多面体が一番密に配置される空間充填を調べた.
歩行環境が認知症高齢者のQOLに及ぼす影響

本研究においては、歩行運動を行う歩行環境(場所・相手)の違いがグループホームに入居している認知症高齢者の行動的側面および心理面に及ぼす影響についてアクティブトレーサーを用いて検討した.その結果、歩行運動を行う歩行環境によって、それぞれの認知症高齢者の心拍反応に違いがみられたことから、認知症の重症度や特性に合わせた歩行運動を行う環境を設定し、実施することが重要であると考えられた。本研究においては、歩行運動がグループホームにおける認知症高齢者の日常生活のQOLに及ぼす影響について検討した。グループホームに入居している認知症高齢者を対象に、歩行運動実施日の生活行動について行動観察を行うことにより、介護者や他の入居者とのコミュニケーションや日常生活の生活行動について詳細に記録した。同時に、アクティブトレーサーを用いて長時間の測定を行い、心電図のR-R間隔を計測し、スペクトル解析を行うことにより、交感神経および副交感神経の活動バランスについて評価した。また、歩行環境が認知症高齢者の行動的側面および心理面に及ぼす影響について検討するために、歩行運動を実施する場所、歩行運動を行う相手が異なる歩行環境条件を設定し、各条件下において歩行運動を実施した。行動観察およびアクティブトレーサーの結果をもとに、対象者にみられた生活行動をカテゴリー化し、それぞれの心拍反応について分析を行った。その結果、心拍数の反応では、同程度の数値を示している場合であっても、歩行環境条件によって交感神経および副交感神経機能の指標の反応が異なる傾向がみられた。歩行運動における心拍反応と生活行動における心拍反応の結果から、ボランティアや職員が1対1の関わりを行う状況下で副交感神経が有意となる傾向がみられたことから、認知症高齢者は、1対1の関わりにより、リラックスを得ることが推察された。今後、歩行運動前後の変化についての分析を行うと同時に、生活行動ごとの心拍反応の特徴についても検討を行うことにより、認知症高齢者の心拍反応に影響を与える要因について検討し、歩行運動がグループホームにおける日常生活のQOLに及ぼす影響について明らかにし、個々の認知症高齢者に適した歩行環境および支援方法について検討する。認知症高齢者4名を対象に、歩行運動実施日の生活行動について行動観察を行うことにより、職員や他の入居者との関わりや日常の生活行動について詳細に記録した。また、歩行運動を行う環境の違いが認知症高齢者の行動的側面および心理面に及ぼす影響について検討するために、歩行運動を実施する場所(グループホームの周辺、商店または初めて訪れる場所)、歩行運動を行う相手(職員、ボランティア)が異なる歩行環境を設定し、各環境において歩行運動を実施した。その結果、認知症レベルが重度である対象者1名は、グループホーム周辺を職員またはボランティアと歩行運動を行った時に、副交感神経機能の指標であるHFの値が高い傾向が示された。一方、認知症レベルが軽度中等度である3名の対象者は、グループホーム周辺をボランティアと歩行運動を行った時にHFの値が高かった。また、運動強度の指標である心拍数と副交感神経機能の指標であるHFとの関連について検討した結果、心拍数が同程度であっても、歩行運動を行う歩行環境の違いによってHFの傾向が異なっていたことから、歩行運動を行う相手や場所が認知症高齢者に影響を与えていることが示唆された。本研究の結果、歩行運動を行う歩行環境によって、認知症高齢者の心拍反応に違いがみられたことから、認知症の重症度や特性に合わせた歩行運動の条件を設定し、実施することが重要であると考えられた。
植物のインドール酢酸生合成経路が有する新しい機能に関する研究

オーキシンは植物の生長や分化などに重要な植物ホルモンである。本研究では、これまで生理的機能が未知のままであった天然オーキシン、フェニル酢酸(PAA)がインドール-3-酢酸(IAA)生合成経路の律速酵素であるYUCCAフラビン含有モノオキシゲナーゼによってフェニルピルビン酸から生合成される事を明らかにした。さらにPAAはIAA受容体TIR1/AFBファミリーに結合することで下流へとシグナルを伝達するが、IAAの極性移動を司るトランスポーターに輸送されないことが明らかとなった。植物がIAAとPAAの2種類のオーキシンを利用して、その生長や分化を制御している可能性が示唆された。オーキシンは植物の生長・分化に必須なホルモンであり、インドール酢酸(IAA)を主要な活性型オーキシンとして研究が進められている。一方、植物はIAAと化学構造が異なるいくつかのオーキシンを有するが、それらの生理機能は未知のままである。本研究は、植物体内にIAAよりも多く含まれるオーキシン、フェニル酢酸(PAA)の生合成経路、情報伝達経路を明らかにする事でPAAの生理作用を解明するものである。本年度は、IAAとPAAの化学構造の類似点から、植物はIAAと独立した経路でPAAを生合成/代謝しているのか、それとも同じ経路を用いて生合成/代謝しているのかという疑問点について検討した。まず、PAA及びPAAの代謝物と想定されるPAAアミノ酸結合体のLC-ESI-MS/MSを用いた高感度分析法の確立とエストラジオール誘導型のIAA生合成・代謝関連遺伝子の一過的な過剰発現植物体の作製を行った。続いて、上記の一過的な過剰発現体及びIAA生合成遺伝子の欠損変異体を用いてPAAとPAAアミノ酸結合体内生量の分析を行い、IAA生合成酵素YUCCAがPAA生合成に、IAA-アミノ酸結合体合成酵素GH3がPAA代謝に大きく寄与していることを明らかにした。これらの結果から、IAA生合成/代謝経路は、IAAだけではなく、PAAの生合成/代謝にも寄与しているという新規な知見が得られた。来年度は、様々な変異体などを用いたPAAの生理試験や本年度のPAA内生量分析から考察されたPAA特異的な生合成遺伝子の過剰発現による植物体内でのPAA過剰生産を行い、PAAの生理作用を明らかにするための研究を実施する。昨年度はインドール-3-酢酸(IAA)の生合成酵素と考えられているYUCCAフラビンモノオキシゲナーゼがフェニル酢酸(PAA)の生合成にも大きく寄与していることを明らかにした。そこで本年度は、まずYUCCAタンパク質を用いた酵素反応試験によりYUCCAがPAA生合成に関与する直接的な証明を試みた。本研究に先行して、LC-ESI-MS/MSによるIAAの生合成中間体分析からYUCCAがインドール-3-ピルビン酸(IPA)をIAAへ変換する過程で働いている可能性が示唆されたため、本実験ではYUCCAの想定基質としてIPAとフェニルピルビン酸(PPA)を使用した。その結果、大腸菌で作製したYUCCAタンパク質はIPAとPPAをNADPH依存的にそれぞれ直接IAAもしくはPAAに変換することが明らかとなった。これまで長い間不明だったYUCCAタンパク質の酵素機能を明らかにすると同時に、IAA生合成の律速酵素がPAA生合成の律速酵素として機能しているという新しい知見を示すことができた。次にシロイヌナズナのオーキシン受容体TIR1/AFBファミリーの機能喪失変異体を用いて、PAAの情報伝達経路がIAAと同様であるか否かを検討した。PAAによる根の伸長阻害に対する感受性を指標に評価を行ったところ、tir1変異体とtir1 afb2二重変異体にPAAに対する感受性の大幅な低下が認められた。TIR1ファミリーの下流で機能するAXR1遺伝子の変異体(axr1)でもPAAに対する感受性の低下が認められることや、PAAがIAA同様にDR5::GUSの発現を強く誘導することから、PAAはIAAと同様にTIR1/AFB受容体を介したシグナル伝達経路を有していると推察された。来年度は、マイクロアレイを用いた網羅的な遺伝子発現解析によりPAA独自の情報伝達経路の有無を検討したい。本年度は(1)YUCCA(YUC)タンパク質ファミリーの基質特異性、(2)IAAとPAAの輸送機構、(3)PAAのシグナル伝達経路に関する調査を行い、以下の結果が得られた。なお(2)、(3)については研究協力者によって実施された。(1)まずYUC(YUC6)の酵素反応機構の詳細を解析し、YUCがFADとNADPHを補酵素にしてインドール-3-ピルビン酸(IPA)やフェニルピルビン酸(PPA)の酸化的脱炭酸反応を触媒するタイプのフラビン含有モノオキシゲナーゼであることを明らかにした。

次にシロイヌナズナのYUCファミリー(11個)のうち異なるグループに属する5個のYUCの基質特異性を調査し、全てのYUCがIPAとPAAに高い親和性を示し、両者に対する酵素反応速度パラメーターに大きな違いが認められないことを明らかにした。(2)トウモロコシ幼葉鞘やシロイヌナズナを用いたIAA及びPAA内生量分析により、PAAがIAAと異なり極性輸送されないタイプのオーキシンである事が明らかとなった。(3)シロイヌナズナを用いたDNAマイクロアレイ解析を行い、IAAとPAAの応答性遺伝子に大きな違いが見られないことを明らかにした。前年度得られたIAA受容体TIR1/AFBファミリーにPAAが認識されている可能性を支持する結果であった。以上の結果より、PAAは植物体内でYUCによりIAAと同じ部位で生合成され、IAAと同じ受容体により認識されている可能性が示唆された。一方、PAAはPINタンパク質などの極性輸送体を介したオーキシン作用には関与しない可能性が示唆された。今後、PAAの生合成や代謝経路を完全解明し、内生PAAが欠損した植物体を作製することがPAAの生理機能を理解する上で重要な課題である。本研究は、PAAの生合成経路の解明を軸に、PAAの情報伝達や輸送機構に関する研究も実施することで、植物がなぜIAAとPAAという2つのオーキシンを生合成しているのかということを明らかにすることを目標としている。本年度までにPAAの主要な生合成経路の解明に成功し、PAAの情報伝達に関する研究も予定通りに進行している。また、YUCCAの酵素機能を明らかにする際に、活性を有するYUCCAタンパク質の調製法や酵素反応試験の系を確立したため、今後YUCCAの基質特異性の解析などといった生化学的な研究もさらに進展すると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は順調に進行しているものの、これまでのところIAAとPAAという2つのオーキシンの間に違いは見出されていない。次年度は、(1)IAAとPAAの輸送機構に関する調査、(2)PAA独自のシグナル伝達経路に関する調査、(3)YUCCAタンパク質ファミリーの基質特異性の解析を実施する予定である。これらの実験によりPAAが植物体内でIAAと全く同じ場所で生合成され、IAAと全く同じように機能しているのか、それとも両者の間に何かしらの違いがあるのかということが明らかにされ、PAAの機能を解明する上で重要な情報になると考えている。
圧電高分子フィルムを用いたひずみ測定法

圧電高分子フィルム(ポリフッカビニリデン、略称PVDF)は、力を加え変形させると大きな出力電圧を発生する。この性質を圧電性と呼び、ポリフッカビニリデン(PVDF)フィルムは、圧電性の性質をもっている。本研究は、この圧電性を利用してひずみ測定が可能かどうか実験的に調べた。すなわち圧電高分子フィルムを一定の大きさに切りたし、ひずみゲージのような使い方が可能か、以下に示すようにゲージを試作し実験的に調べた。平成15年度の研究は、下記の研究を実施した。1.圧電高分子フィルムを前年よりも小さく(3×3mm)して、ひずみ分布の精度を詳細に測定できるかどうか、試みた。その結果、前年度(5×5mm)よりも精度的に良好の結果が得られた。このことから、フィルムを小さくすることにより、精度のよいひずみ分布測定が可能であることが立証された。(日本非破壊検査協会・応力ひずみ強度評価シンポジウム発表2004年)2.圧電高分子フィルムは、フィルムの製作過程で圧延をする。その圧延方向により出力電圧が異なる。ひずみ解析をする場合、2方向の電圧を測定する必要がある。そのためフィルムを重ね合わせゲージを試作した。昨年度よりも小さな重ね合わせ試作ゲーシ(5×5mm)を使い実験を行った。精度のよいひずみ分布の実験結果が得られた。(日本非破壊検査協会・2003年秋季大会発表)3.圧電フィルムの片面のみに電極が蒸着されているフィルムを使い、広い面積(10×5mm)と小さい面積(5×5mm)のゲージについてひずみ分布測定精度の比較実験を行った。小さい面積のフィルムが精度のよいことが、比較実験から検証された。(日本機械学会・2003年材料力学部門講演会発表)圧電高分子フィルム(ポリフッカビニリデン、略称PVDF)は、力を加え変形させると大きな出力電圧を発生する。この現象は、フィルムが圧電性を有するために自分自身で電圧を生じる現象である。発生電圧と外力との関係は、非常に線形性がよいために、従来のひずみゲージと同じ形で使うことが可能と考えられる。しかも従来のひずみゲージのように電源と増幅アンプを必要としない有利な利点をもっている。本研究は、上記に示した圧電高分子フィルムの利点を生かし、ひずみ測定に利用できるよう下記に示す研究テーマを設定して今年度(平成14年度)実施した。1.電フィルムをひずみゲージモデルとして設定し解析式の誘導を行った。導いた解析式の有効性を確認するために実験を行い、精度よい結果が得られた。(平成14年度日本機械学会全国大会で発表、2002年)2.圧電フィルムは異方性があるため、圧延方向(1)とそれに直角方向(2)の2方向の電圧を測定する必要がある。そのため(1)と(2)の2方向を同時に測定できるよう、フィルムを重ね合わせたひずみゲージを試作し実験を行った。実験の結果、試作重ね合わせフィルムの精度が確認でき有効性の確認が得られた。(日本非破壊検査協会・第34回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演発表2003年)3.圧電フィルムを用いてのせん断ひずみ測定式の誘導と誘導式の正当性を実験で確認した。(日本実験力学会2002年度年次講演会発表、日本非破壊検査協会第34回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演発表)4.主ひずみ測定用の3軸方向ひずみ測定用のロゼットゲージを、圧電フィルムを使って試作した。試作した圧電フィルムロゼットゲージの検証を実験で行った。(日本非破壊検査協会・第34回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム講演発表

2003年)圧電高分子フィルム(ポリフッカビニリデン、略称PVDF)は、力を加え変形させると大きな出力電圧を発生する。この性質を圧電性と呼び、ポリフッカビニリデン(PVDF)フィルムは、圧電性の性質をもっている。本研究は、この圧電性を利用してひずみ測定が可能かどうか実験的に調べた。すなはち圧電高分子フィルムを一例として5×5mmの大きさに切りだし、ひずみゲージのような使い方ができるか、実験的に調べた。平成15年度の研究は、下記の研究を実施した。1.圧電高分子フィルムを前年よりも小さく(3×3mm)して、ひずみ分布の精度を詳細に測定できるかどうか、試みた。その結果、前年度(5×5mm)よりも精度的に良好の結果が得られた。このことから、フィルムを小さくすることにより、精度のよいひずみ分布測定が可能であることが立証された。(日本非破壊検査協会・応力ひずみ強度評価シンポジウム発表2004年)2.圧電高分子フィルムは、フィルムの製作過程で圧延をする。その圧延方向により出力電圧が異なる。ひずみ解析をする場合、2方向の電圧を測定する必要がある。そのためフィルムを重ね合わせゲージを試作した。昨年度よりも小さな重ね合わせ試作ゲージ(5×5mm)を使い実験を行った。精度のよいひずみ分布の実験結果が得られた。(日本非破壊検査協会2003年秋季大会発表)3.圧電フィルムの片面のみに電極が蒸着されているフィルムを使い、広い面積(10×5mm)と小さい面積(5×5mm)のゲージについてひずみ分布測定精度の比較実験を行った。ちいさい面積のフィルムが精度のよいことが、比較実験から検証された。(日本機械学会2003年材料力学部門講演会発表)
超臨界流体によるタキソ-ルの効率的な抽出方法に関する研究

北海道内で植栽されている16年生のイチイ葉を原料とし、超臨界流体抽出は、サンプルは、イチイ葉を各100.00gを用いた。試料(100.00g)を超臨界流体抽出装置(サーモインストルメントシステム社製超臨界ガス抽出スクーリング装置X-10-05型)に付しCO_2ガスを用い、抽出圧力50気圧、100気圧、200気圧、300気圧、抽出温度40°C、抽出時間2時間により抽出を行った。また、種々のエントレーナーを用い効率的な抽出方法の検討を行った。溶媒抽出は、メタノールを用い、120時間、室温で抽出を行った。得られた抽出物についてはメタノールとクロロホルム各1mlで溶解後、高速液体クロマトグラフィーで分析を行った。超臨界抽出において、CO_2ガスの圧力が高くなるほど、抽出率及び抽出物に占めるタキソ-ル及びバッカチンIII、10-デアセチルバッカチンIIIの組成が高くなり、溶媒抽出に比べ、選択的に抽出が行われた。メタノールなどのエントレーナー(被抽出物と親和力の強い物質)を用いることにより、溶解度が増加した。エントレーナーの添加は、有機溶剤を用いるため、超臨界流体抽出の大きな特徴である無害な二酸化炭素を用いるという利点が失われるなどの問題も生じるものの、300気圧以下での超臨界CO_2ガスだけでは、タキソ-ル等の溶解度が低いことから、これらの溶解度を高め、プロセス化のため抽出圧力を低くするのに、有効であるということが分かった。超臨界抽出は、溶媒抽出と比べ、抽出率が低いことから、乾燥重量に占める含有率は低くなることから、高圧域による抽出を検討する必要がある。また、液体CO_2抽出法(50気圧)において、タキソ-ルをはじめて抽出することができ、エントレーナーを添加することにより、抽出効果をさらに高めることができた。溶媒抽出と超臨界抽出を組み合わせた場合、超臨界抽出に比べ抽出率及び組成量が高くなったが、添加する保持材の量、エントレーナーの使用量、溶媒中での超臨界抽出を検討する必要がある。
XP-A細胞の紫外線高感受性の原因となる二つめの修復遺伝子

色素性乾皮症相補性A群(XP-A)患者由来細胞の紫外線高感受性の原因がXPAC遺伝子に加えてRinaldyの修復遺伝子も関連するかを明らかにするために、二つの遺伝子の内、片方づつおよび両方の遺伝子(あるいは染色体)を導入したXP-A細胞の樹立をRinaldyグループに依頼し、成功した。しかしながら、これらの細胞は日本国内では増殖しないことが判明した。現在、新たに京大グループに細胞樹立を依頼しているが、現時点では未だ成功していない。一方、食物の焼焦げ中に生成されるTrp-P-1は突然変異性・発がん性を示すことが知られているが、下位らは大腸菌において、Trp-p-1が自らは突然変異性を示さない濃度で、紫外線誘発突然変異率を増強することを見つけた。私は早速、紫外線誘発DNA損傷の修復に及ぼす薬剤の影響についてモノクローナル抗体法を用いて検討した結果、Trp-P-1はシクロブタン型ダイマーと(6-4)型ダイマーの両方を濃度依存的に修復阻害することが明かとなった。また、大腸菌は哺乳類細胞と同様に、(6-4)型ダイマーの方を素早く修復することも判った。また、Trp-P-1はチャイニーズハムスター由来培養細胞においても修復阻害作用を示すことが明かとなったが、阻害のために大腸菌の場合の10倍の濃度を必要とした。また、予備的段階だがシクロブタン型ダイマーの方が阻害され易い傾向がみられた。ところで、Cleaverらが樹立したXP-A revertant細胞は(6-4)型ダイマーはほぼ正常に修復するが、シクロブタン型ダイマーは部分的にしか修復できない。また、XP-A revertant細胞はXPAC蛋白が正常の3割しか産生されていないことが知られている。これらの結果は、修復阻害や修復蛋白量の減少によって細胞の修復力が減少した場合、(6-4)型ダーマーがシクロブタン型ダイマーに比ベて優先的に修復される事を示唆している。
腹膜透析における腹膜機能不全の病態解明及び新規治療法に向けての基盤技術の開発

これまでに我々は、反応性カルボニル化合物(RCOs)によって蛋白修飾が亢進する状態をカルボニルストレスと提唱し、腹膜透析合併症の発症の進展に深く関与することを報告してきた。一連の研究により、除水機能不全の主要因である腹膜の有効血管面積増大(血管新生、血管拡張)にNOS、VEGF、FGF2等が関与しており、それらの産生亢進にはCAPD患者腹腔内カルボニルストレスが重要であることが示された。これら事実は、次世代のCAPD療法を探索する上で極めて意義深い基盤成果である。新たな治療法へ向けても幾つかの新知見が得られた。まず、RCOsの消去に関与するグリオキサラーゼ(GLO)とその補酵素であるグルタチオンを組み合わせたカルボニルストレス消去システム(グリオキサラーゼシステム)について検討を行った結果、GLO系の亢進により生体内カルボニルストレスの軽減が認められた。また、CAPD療法における外因性のRCOs、つまり透析液中のRCOsを完全に取り除く方法として、カルボニルトラップビーズを作製し、トラップデバイスとしての製材設計につき検討を行った。吸着ビーズ処理により、反応性カルボニル化合物の減少と共にA431細胞、又ヒト腹膜中皮細胞に対する腹膜透析液の細胞障害性が減弱することが確認された。さらに、pHも中性に補正することから、生物学的適合性の向上を示し、腹膜機能低下の改善に有効であることが示された。PD effluentの総カルボニル量も減少させた。腹膜透析の長期継続は腹膜の形態学的及び機能的変化の進行とともに困難となる。その原因の1つとして、腹膜透析患者腹腔内における、腹膜透析液および血液由来のカルボニルストレスの亢進が考えられる。カルボニルストレスの軽減化を目的として、カルボニル化合物の消去に関与するグリオキサラーゼ(GLO)とその補酵素であるグルタチオンを組み合わせたカルボニルストレス消去システム(グリオキサラーゼシステム)について検討を行った。GLO遺伝子を導入したGLO-l過剰発現培養細胞(Chinese hamster ovary細胞)を確立し、培養液中に添加したα-ジカルボニル化合物に対してカルボニルストレス抑制効果を確認した。また、GLO-lを過剰発現する動物モデル(トランスジェニックマウス)を作製したところ、各臓器においてGLO-lが高発現しており、各種臓器の細胞ライセートについても同様のカルボニルストレス抑制効果を確認した。これらのことから、GLO系の亢進によりカルボニルストレスの軽減化が期待できることが示唆された。また、カルボニル化合物トラップデバイスの開発に向けて、種々のリガンドをビーズに結合させたカルボニルトラップビーズを作製し、基礎的検討を行った。その結果、腹膜透析液中の種々のカルボニル化合物を効率良くトラップするビーズの開発に成功した。今後、さらにトラップ能の向上を目指して改良を図る。さらに、腎不全における合併症にカルボニルストレスが関与していることから、AGE(advanced glycation end products)阻害剤の有用性が期待される。我々は、副作用の少ないAGE阻害剤の開発を目指して各種の化合物について検討した。その結果、既存のAGE阻害剤より強いAGE抑制作用を有し、さらに、ヒドロキシラジカルやカーボンセンターラジカルの消去能を有しピリドキサールは捕捉しない化合物を見いだした。CAPD患者腹膜におけるAGEsの検出、及びその局在を検討したところ、透析期間に比例して腹膜中皮や血管壁に検出された。興味あることに、AGEsの検出部位に一致してVEGF発現が認められ、腹腔内RCOsが腹膜中皮や血管壁の蛋白異常修飾し、それによりVEGF等の血管作動性物質が産生、最終的に除水機能不全を引き起こす可能性が示唆された。この仮説は、in vitroの実験で支持された。

生体の反応性カルボニル化合物の制御機構を明らかにする目的で、カルボニル消去酵素遺伝子改変動物であるグリオキサラーゼIのトランスジェニックマウス・ラットを作製し、反応性カルボニル化合物であるGO、MGO、3-DGの混合溶液・又腹膜透析液中に、カルボニル化合物の代謝酵素であるグリオキサラーゼI(GLO-I)、又はヒトGLO-I高発現マウス臓器破砕液を、各種還元型グルタチオン(GSH)存在下でジカルボニル消去能を比較検討したところ、GLO-IはGSH存在下で、GO、MGOが効率よく消去された。反応性カルボニル化合物の除去を目的とした、カルボニル化合物吸着ビーズを作製し、基礎的検討を行った結果、吸着ビーズ処理により、反応性カルボニル化合物の減少と共にA431細胞、又ヒト腹膜中皮細胞に対する腹膜透析液の細胞障害性が減弱することが確認された。さらに、pHも中性に補正することから、生物学的適合性の向上を示し、腹膜機能低下の改善に有効であることが示された。PD effluentの総カルボニル量も減少させた。
海洋で繰り広げられるウイルス対宿主の分子生態学的チェイスゲームに関する研究

本研究では,海産有害赤潮藻ヘテロカプサとそれを宿主とする1本鎖RNAウイルスHcRNAVの感染現象を巡る変異様態を精査することで,海洋環境中において両者がいかなる戦略を展開しているかを分子生物学,構造生物学,および生態学的といった側面から解明した。様々なタイプのウイルス株および宿主株の解析の結果,宿主-ウイルスが繰り広げてきた分子レベルでの追いかけっこ(チェイスゲーム)の様態の一部が明らかとなった。本研究では、海産赤潮プランクトンとウイルスの感染現象を巡る変異の様態を精査することで、海洋環境中において両者がいかなる(感染現象を巡る)戦略を展開しているか、さらには両者の共進化がどのように推移してきたかを分子生物学、構造生物学、および生態学的といった側面から解明することを目的とする。赤潮原因藻ヘテロカプサ・サーキュラリスカーマ株と同種を宿主とするプラス鎖RNAウイルスHcRNAV株の間で感染交差試験を行い、ウイルス複製の指標となるマイナス鎖の合成の有無、異常核保持細胞率の変化、増殖阻害の有無について測定した。その結果、ウイルス株によって宿主範囲は大きく異なり、これはウイルス株間でのカプシドタンパク質立体構造の差異を反映しているものと推察された。とくに、これまでにウイルス感受性という点で大きく異なると考えられてきたUA型およびCY型のヘテロカプサ株に対し、両方に感染するウイルス株(HcRNAV659)が発見された点は予想外であった。HcRNAV659のカプシドタンパク質は、UA型特異的な感染を示すウイルス株HcRNAV34とわずか7残基のアミノ酸が異なっているのみであり、今後、ウイルスの多様陛拡大の戦略を調べるための好材料になるものと考えられた。また、HcRNAVのコートタンパク質遺伝子をpET・pCold・pGEX等のベクターに組み込み大腸菌細胞内に導入することで形質転換系での発現を試みたが、目的タンパク質の産生は検出されなかった。そこで、コートタンパク質遺伝子に高頻度(約15%)で含まれるすべてのレアコドンを発現に適したコドンヘ置換した遺伝子を全合成し、pCold-GSTベクターに組み込んだところ、最終的にコートタンパク質の発現に成功した。発現タンパク質は不溶性画分に得られたが、リフォールディングおよびGSTの除去により可溶化することができた。この結果は、渦鞭毛藻と大腸菌のtRNA分子の割合の顕著な差を反映したものと考えられた。このブレークスルーにより、来年度のHcRNAV特異的抗体の作製の目途が立った。赤潮原因藻ヘテロカプサ・サーキュラリスカーマ株とを宿主とするプラス鎖RNAウイルスHcRNAV株のコートタンパク質遺伝子を大腸菌で発現させたところ、目的タンパク質は不溶性の融合タンパク質として発現された。そこで、SDS-PAGEで分離したコートタンパク質を電気的にゲルから抽出し、さらに有機溶媒で脱SDS化およびリフォールディングを試みることで、可溶性コートタンパク質の精製に最終的に成功した。精製したコートタンパク質の分子サイズは、動的光散乱法では粒径分布2050nmと推算され、ウイルス様粒子を再構成している可能性が示唆された。現在、この粒子の形状を電子顕微鏡で精査するとともに、収量の向上を試みている。また現在、得られた発現タンパク質をウサギに対して接種することで得られた抗血清の活性・特異性について測定中である。さらに、これまでにウイルス感受性という点で大きく異なると考えられてきたUA型およびCY型のヘテロカプサ株の両方に感染するウイルス株を探索した結果、従来株とは異なる感染特異性を持つHcRNAV群の存在が明らかとなった。すなわち、大まかに言うとHcRNAVは少なくともCY型とUA型の2タイプから構成され、さら細かくみるとUA型は3群(以上)に分けられる可能性が示唆された。これらの結果は、現場環境中のヘテロカプサとウイルスの関係が従来考えられていたものよりもかなり複雑である可能性を示す重要な知見である。今後、これら計4群のコートタンパク質のアミノ酸配列、さらに立体構造を推定・比較することで、ウイルス対宿主の進化的チェイスゲームに関する新たな知見が得られるものと期待される。本年度は、赤潮原因藻ヘテロカプサ,サーキュラリスカーマとこれに感染するプラス鎖RNAウイルスHcRNAVを材料とし、主にウイルス側の変異の様態について精査した。昨年度、大腸菌による発現系が構築されたHcRNAVコートタンパク質を自己凝集させ、透過型電子顕微鏡観察を行った結果、天然由来のHcRNAV粒子と形態学的にきわめて類似した粒子(粒径約30nmの球形ウイルス様粒子)の形成が確認された。この発現タンパク質に反応する十分な力価を持ったウサギ抗血清の作製に成功し、今後のレセプター探索に用いることとした。このコートタンパク質のN末端領域には、塩基性残基に富む領域(2247残基)が存在し、in vivoでRNAと相互作用することが予想された。そこで、典型的なウイルス構造モチーフ(ジェリーロール)を維持させた状態で、N末端領域を段階的に削除した変異タンパク質の発現を試みた。

その結果、いずれもGSTとの融合(不溶性)タンパク質として発現させることができたが、明らかなウイルス様粒子の形成は観察できなかった。現在、全配列を用いた発現コートタンパク質の大量精製を行い、結晶化試験およびX線構造解析試験の準備を行っている。また、過去の研究において、HcRNAVは相補的な株特異性を持つUA型およびCY型の2グループからなると考えられてきたが、日本各地から集めた様々なウイルス株対宿主株間でのクロスアッセイの結果、より詳細にはUA型はその株特異性から3群以上に群別されることが再確認された。さらに系統学的解析の結果、各群のコートタンパク質のアミノ酸配列は、UA型の大きなクラスターの中で微妙に異なるクレードに分かれることが示された。これらの結果から、現場環境中のヘテロカプサとウイルスの関係の複雑性が改めて示された。本年度は主に、赤潮原因藻ヘテロカプサ・サーキュラリスカーマに感染するプラス鎖RNAウイルスHcRNAVの構造解析、ウイルスカプシドタンパク質の多様性の検討、ならびに最終年度にあたっての考察に取り組んだ。クライオ電顕による画像解析の結果、ウイルス粒径は34mmでありT=3の対称性をもつこと、ならびにカプシドは180分子のHcRNAV-ORF2産物が水素結合的に集合して構成されているものの、従来知られているRNAウイルスとはその配置ならびに隆起様態が大きく異なると推察された。硫安塩析およびゲル濾過により精製したウイルス粒子の結晶化に最適な条件は、0.2%PEG4000,0.1M酢酸ナトリウム,0.1M塩化マグネシウム(pH4.5)であった。得られた結晶を回析X線測定に供した結果、約20オングストロームの分解能までのスポットが得られた。さらにPEG沈殿およびクロロホルム三層分配により精製度を高めたところ、分解能は約6オングストロームまで改善した。カプシド表面の微細構造から宿主株識別機構の比較解析を行うには、この2倍程度の分解能が求められるものと思われる。2009年に始めてヘテロカプサが検出された佐渡島加茂湖で新たに採取したウイルス株を含めたカプシドタンパク質アミノ酸配列に基づく系統解析の結果、HcRNAVはUA型とCY型に大別されるものの、前者がUA-1およびUA-2の2つのサブクラスに群別されることが明らかとなった。ヘテロカプサとHcRNAVは、種内で大きく分化した複数のグループがそれぞれ優占しているが、それらの変異はおそらく連続であり、さらに天然海水中における各宿主タイプの存在様態を反映した量的質的変化と共進化を繰り広げながら、共存し続けているものと推察された。
先天性代謝病モデル動物における脳内移植の治療的意義に関する基礎的研究

脳移植は将来的には先天的代謝病の治療にまで応用されえる可能性を持っている。我々は特に異種間での脳移植に注目し、マウス脳をラット第【III】脳室内に移植するという実験系において、移植された組織の生存発育を免疫組織化学的に検索した。出生直後のマウス大脳皮質をラット第【III】脳室内に移植し、その後継時的に移植組織の生存をヘマトキシリン染色で検索した。移植後1週目および2週目ではラット第【III】脳室内に大きな移植組織が認められ、これはThy1・2抗体による免疫組織化学的検索の結果、マウス脳であることが確められた。しかしながら3週目では移植組織はその大きさを減じ、4週目に至ると索状の組織が認められるのみであった。このことは、異種間での脳移植では移植された組織は4週目までには拒絶されることを示している。そこで、免疫抑制剤であるサイクロスポリンAを手術後2週間にわたり連日ラットに投与し、4週目の時点で移植されたマウス脳の生着につき検索した。ヘマトキシリン染色では第【III】脳室内に大きな移植組織が観察され、しかもThy1・2染色でも強陽性であったことから、サイクロスポリンAの投与により異種間の脳移植が可能であることが明らかとなった。次にこのサイクロスポリン投与群の移植組織内でニューロン、アストログリア、及びオリゴデンドログリアが生存発育しているかを検討するため、Neurofilament,GFAPおよびCNPaseの抗体を用い免疫組織化学的染色を行ってみた。その結果、移植組織中にはそれぞれの抗体で染め出される細胞が存在しており、3種の細胞とも生存、発育していることが示唆された。以上のことから異種間脳移植においてもサイクロスポリンAを投与すれば移植組織は生存可能であり、更にはニューロン、アストログリア、オリゴデンドログリアが正常に発育することが示された。
登熟優先度調節系からのアプローチによるイネの高登熟、安定多収栽培の試み

イネには登熟優先度調節系が存在し、低source/sink比下では優先度が低い弱勢な穎果の内生ABAが低下し、その初期成長が遅延、そして胚乳細胞数の減少と胚乳におけるデンプン合成能力の低下により登熟・品質が悪化することをポット実験により明らかにしてきた。本研究では、ポットではなく圃場レベルで穂の登熟優先度調節が弱く、高登熟、安定多収となるような栽培の構築を目指す。普及品種の「ひとめぼれ」を用い、圃場における登熟優先度調節の強さのスコア化を確立するとともに、栽植密度と幼穂形成期の多窒素追肥により穂の大きさを変化させた場合の登熟優先度調節の強さと登熟の関係を調査した。栽植密度が疎になるほど穂が大きく籾数が増加し2次枝梗籾の割合も増加した。幼穂形成期の多窒素追肥により同様な効果が得られたが、その程度は栽植密度ほど大きくなかった。出穂後16日の穂について、穎果の幅が籾殻の半分に達していない穎果の比率を求めスコア化したところ、穂が大きいほど登熟優先度調節が強いこと、これは主に2次枝梗穎果の初期成長の遅延によることが示された。登熟歩合は2次枝梗籾で低く、穂の大きさと登熟優先度調節の強さとは負の関係となった。以上より、穂が小さい方が登熟優先度調節が弱く、登熟には有利であることが示された。したがって、さらなる多収を得るためには、栽培により穂数型のイネにする必要があるが、倒伏などの危険性が生じてくる。そこで穂が大きくても登熟優先度調節が強くならない方法を開発することが重要となる。そこでポット栽培で内生ABAを高める処理(水不足処理)を行った。登熟初期から土壌のマトリックスポテンシャルがおよそ-25kPaに達した段階で灌水する処理を成熟期まで行った結果、とくに遮光区において登熟優先度調節が処理により弱まり、登熟が良くなる傾向が認められた。今後、水不足処理の程度や長さについて検討が必要である。H30年度の目標の1つは、圃場におけるイネの登熟優先度調節の強さを評価する方法を確立することであった。そのために、極端な日照不足であった前年度に検討した方法を一部修正し、Stage T(籾殻の先端に穎果が達した段階)ではなく、stage H(穎果の幅が籾殻の半分に達した段階)に達していない穎果の比率を出穂後16日の穂について求めスコア化した結果、登熟優先度調節の強さを表すことができることがわかった。当初の予定では対照区(出穂期から孤立個体)に対する比率を考えたが、孤立個体では穂の大きさに関係なく登熟優先度調節の強さが非常に小さかったので、わざわざ対照区を設ける必要が無いことも示された。初年度(H28)は交付は秋だったために、またH29年度は移転したばかりの水田の縁からの漏水がひどかったために、登熟優先度調節の強さの評価法を確立するのに3年も費やしてしまった。圃場における栽培方法の違いにより穂の大きさを変化させた場合の登熟優先度調節の強さや登熟に対する効果については概要に記したような結果が得られ、穂が大きくても登熟優先度調節の強さが大きくならず、とくに2次枝梗籾の登熟が悪化しないようにする技術が必要で、本研究の重要なポイントになることが示された。ポット実験の結果から、この栽培技術として登熟初期からの水不足処理が有力である可能性が示された。今年度は圃場においても水不足処理を試みたが、大学移転に伴い移転した圃場の排水対策工事が間に合わなかったことにより、登熟初期に水不足処理を行うことができなかった。以上の理由から、現在までの進行状況は「やや遅れている」と判断した。H30年度同様、一般普及品種で登熟優先度が強い品種「ひとめぼれ」を用い、圃場で栽植密度と施肥量(とくに窒素)を変えて栽培し、穂の大きさが異なる群落をつくる。登熟優先度調節の強さをスコア化し、登熟との関係を追試し、H30年と同様、小さな穂の方が登熟に有利であるという結果が得られるか、再確認する。登熟初期からの水不足処理は、登熟優先度調節の強さを弱め、登熟向上に有効であることがH30年度のポット実験で示され、本研究の重要なポイントと考えられる。そこで、栽培技術への導入のために登熟初期からの水不足処理に着目し、その程度、処理期間に関するポット実験を「ひとめぼれ」を用いてファイトトロン内で行い、登熟優先度調節の強さと登熟形質を調査し、登熟向上効果の高い処理方法を探る。排水対策工事が完了した水田を用い、圃場レベルで登熟初期からの水不足処理(田干し)を行い、登熟優先度調節の強さをスコア化するとともに、登熟との関係を調査する。そして、登熟優先度調節が弱く、高登熟、安定多収となるような栽植密度、施肥量、田干しに関する栽培法を構築し、実証、提唱する。イネには登熟優先度調節系が存在し、低source/sink

比下では優先度が低い弱勢な穎果の初期成長が遅延、そして胚乳細胞数の減少と乾物蓄積期の胚乳におけるデンプン合成能力の低下により登熟・品質が悪化すること、また弱勢な穎果の初期成長が遅延しにくく、穂内の穎果が一斉に登熟する登熟優先度調節が弱いイネの方が強いイネよりも高登熟・高品質であることがポット実験により明らかにされている。そこで、本研究では、ポットではなく圃場レベルで登熟優先度調節が弱く、高登熟、安定多収となるような栽培の構築を目指す。そのために、本年度は主に圃場における登熟優先度調節の強さを評価する方法を予備的に検討した。一般普及品種で登熟優先度が強い(ポット実験で判定)「ひとめぼれ」を用い、本学の圃場で標準栽培した。出穂期から寒冷紗により50%の光を削減する遮光区を設けた。遮光を開始した日に出穂した穂にラベルし、登熟初期に当たる出穂後15日の穂を切り取り、50%エタノールで固定した。水洗後、野菜水切り器を用いて脱水し、透視法により各穂上位置における各穎果の初期成長程度を調査した。そして籾殻の先端に穎果が達した段階(Stage T)に達していない穎果の比率を求めたところ、遮光区は対照区よりも小さい値を示したことから、遮光区の対照区に対する比率を登熟優先度の強さを示す指標としスコア化できる可能性が示唆された。しかし、栽植密度など栽培法の影響を見るためには、出穂後に周りの株を間引いた孤立株を対照区とするのが良いと考えられた。また、遮光区は登熟中期に倒伏したために登熟特性を比較することができなかったので、遮光程度の検討も必要であると考えられた。H28年度は、交付内定が10月、決定が11月であったために、標準栽培したイネを用いての予備的な実験となったが、前述したように遮光区と対照区の出穂後15日における穂の穎果の成長を調査することにより、圃場におけるイネの登熟優先度調節の強さをスコア化して評価できる可能性が示された。さらに、様々な栽培による登熟優先度調節の強さを比較するためには、出穂後に周りの株を間引いた孤立株を対照区とするのが良いと考えられた。また、遮光区が登熟中期に倒伏したために登熟特性は非常に悪く、対照区と比較することができなかった。したがって、その時の日照にもよるが遮光程度は50%よりも弱くした方が良いことが示唆され、翌年度の研究計画に非常に参考になる結果が得られた。したがって、おおむね順調に進展していると判断した。イネには登熟優先度調節系が存在し、低source/sink比下では優先度が低い弱勢な穎果の内生ABAが低下し、その初期成長が遅延、そして胚乳細胞数の減少と乾物蓄積期の胚乳におけるデンプン合成能力の低下により登熟・品質が悪化することをポット実験により明らかにしてきた。本研究では、ポットではなく圃場レベルで登熟優先度調節が弱く、高登熟、安定多収となるような栽培の構築を目指す。前年度の結果を参考に、圃場におけるイネの登熟優先度調節の強さをスコア化する方法の確立を試みた。また、ポット栽培で内生ABAを高める処理(水不足処理)を行い、登熟優先度調節の強さと登熟・品質を調査した。登熟優先度調節が強い(ポット実験で判定)「ひとめぼれ」を用い、本学の新圃場で標準栽培した。出穂期に株を間引いて孤立個体を作り出し、これを対照区とした。さらに、寒冷紗による50%遮光区を設けた。出穂後、16日の穂について、前年度に検討した方法で、すなわち籾殻の先端に穎果が達した段階(Stage T)に達していない穎果の比率を求め、その対照区に対する比率を登熟優先度調節の強さを示す指標としてスコア化したが、新圃場の水漏れ、土壌の不均一性などの問題でイネが均一に成長しなかったこと、さらに出穂直後からほぼ1ヶ月間が雨天のため、穎果の成長がすべての区で遅すぎたことから、正確なデータが得られなかった。水不足処理のポット実験に関しても、夏期の天候不順によりデータが得られなかったので、ファイトトロン栽培のイネ(出穂はH30年1月)で行った。
複雑な境界を有する軟質表層地盤と構造物基礎の動的相互作用の簡便な評価手法の検討

構造物基礎と地盤との動的相互作用の解析にあって、上下動無視の仮定のもと地盤の深さ方向の振動モードを三角級数で表現し基礎と地盤との境界条件を満たすよう未定係数を決定することで地盤剛性を求めた田治見の方法を用いて地盤深さ方向の振動モードについて検討した。その結果、第1次のモードの影響が支配的であり、2次以降の高次モードの影響は無視しても解析上ほとんど問題がないことがわかった。また剛体基礎に対する有効地震動入力を考えても高次モードの影響が非常に小さいことが明らかになった。そこで本研究で用いる擬似3次元モデル(ウインクラ-モデル上の2次元平面)の振動モードについて、前述の第1モードを仮定した。また地表面での応力解放の影響を擬似的に考慮するため、同モデルの2次元平面に対して平面応力状態を仮定した。以上の仮定のもと水平表層地盤中の剛体基礎のロッキングに対する地盤剛性を求めた結果、厳密なアプローチによって得られた解と非常に近い結果が得られた。そこで同様な仮定のもと、同モデルを地盤が層状構造をなしている場合に対して適用した。その結果、剛性を若干低く見積もる傾向があるもののやはり厳密解と非常に近い結果を得ることができた。さらにこのモデルを基盤が傾斜しているような不整形地盤と基礎との相互作用解析に適用したところ、表層地盤の共振振動数付近における地盤剛性の急激な変化や共振振動数を越えた高次振動の領域における地盤剛性のゆらぎが観察された。このことは基礎からの逸散波動が表層地盤の不整形部分に逸散し反射を繰り返している様子を示すものである。今後は同モデルを複数の基礎構造物が不整形地盤中に埋設されている場合やフレキシブルな基礎と地盤との相互作用解析に適用し、モデルの改良をはかっていく予定である。