hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
18世紀の英国における文体的「洗練」への指向性と次世紀の作家に与えた影響の検証

平成14年度から16年度に至る3年間の科学研究費交付期間内に,18世紀の英国の小説,劇作を資料に,sentimental novelの言語,speechの様式とその演出などのテーマを多面的に吟味・考察していった。例えば,初年度には,sentimentalismの言語を総合的に考察した数少ない研究であるErametsa(1951)を,RichardsonのPamelaを中心とする18世紀の代表的小説の電子テキストを,コンコーダンサーのソフトを用いて統計的に分析することによって,50年の時を経て客観的に再考した。次年度には,日本英文学会中国四国支部第56会大会におけるシンポジウムでの発表を依頼され,「RichardsonのPamelaを語学的に読む:否定表現を中心として」を口頭発表した。このシンポジウムは文学と語学の接点を問いかけるもので、その統一テーマは「文学作品を語学的に読む-さまざまな文体論の立場から-」であり,本研究に直結するものである。さらには,所属が教育学部という特性を生かして「英語学」と「英語教育」という2つの大きな学問領域を土台にした「英語教育内容学」の調査・研究を押し進め,その調査から得たデータを,他の英語学専門の研究者と共著で,数編の論文の形にまとめていった。これにより,今回の課題を単に「英語文献学」や「社会文体論」といった専門の研究に留めるだけではなく,広く大学教育に役立てていくことも図った。また、この英語学の知見を英語教育にどのように生かしていくか?という課題に挑戦すべく、英語学担当の他の二教官との共著で、「音声学・音韻論に基づいた英語教育内容学の構築に向けて」、「統語論・形態論に基づいた英語教育内容学の構築に向けて」、「社会言語学・語用論・コーパス言語学に基づいた英語教育内容学の構築に向けて(近刊の予定)」の3つの論文を発行し、英語学と英語教育のインターフェイスを試みた。とりわけ社会言語学やコーパス言語学の観点が、いかに英語教育に役立てていけるかという論旨で纏めている。平成15年度も、現在の所属が教育学部という特性を生かして「英語学」と「英語教育」という2つの大きな学問領域を土台にした研究を深める一方、英語学本来の枠組み、とりわけ歴史的観点から文学作品の言語を考察する「英語文献学」という専門性に重きを置いた調査・研究を精力的に押し進めていった。その調査・研究から得たデータを、平成15年8月には"The 44th Summer Seminar of the English Research Association of Hiroshima"(於:広島大学千田町キャンパス)において"Negative Expressionsas Social Markers : A Socio-stylistic Approach to Richardson's Pamela"というタイトルで口頭発表した。さらに,10月には、日本英文学会中国四国支部第56会大会(於:高知大学)のシンポジウムの発表の依頼を受け、「RichardsonのPamelaを語学的に読む:否定表現を中心として」を口頭発表した。その発表内容は、RichardsonのPamelaを否定表現の頻度や種類においてDefoeのRobinson Crusoeをはじめとする18世紀の代表的な作品数編と比較・検討したもので、Richardsonの文体的技巧の一端を探ることをねらいとしている。言葉の性差や小間使いと主人という身分による差を調べるなど社会言語学的観点からの分析法も採り入れていった。このシンポジウムは、文学と語学の接点を問いかけるもので、その統一テーマは「文学作品を語学的に読む」であり、5人の発表者がそれぞれの専門分野を生かして18世紀から20世紀に至るまでの文学作品について文体論の立場から多面的に考察し、司会者がそれらの考察をまとめていったものである。科学研究費の交付を受ける最後の年である平成16年度には、研究課題である「18世紀の英国における文体的「洗練」への指向性と次世紀の作家に与えた影響の検証」を具体的にまとめていった。まず始めに、性別・階級などの社会的要因によって言語の差が生じやすい「呼称表現」について、18世紀の代表的な劇であるGoldsmithのShe Stoops to Conquerや他の同時代の作品を資料に分析した。また、"ten,""twenty,"

"hundred,"thousand,"'million"のような数詞による誇張表現(e.g.`a thousand millions of thanks')を、18世紀のみならず古くはMEから現代に亘る作品の電子テキストをコーパスとして用いて広範囲な調査をすることによって、その歴史的発達を辿っていった。研究課題の要である18世紀から19世紀にどのような文体的な洗練の軌跡が見受けられるかという点を明らかにするために、18世紀の作家が多用した表現を19世紀への橋渡しの役を担ったJane Austenの特徴的な表現と比較しながら、その文体的技巧の発展を指摘した。さらには、所属が教育学部という特性を生かして「英語学」と「英語教育」という2つの大きな学問領域を土台にした研究を深めることによって、今回の課題を単に「英語文献学」や「社会文体論」という専門の研究に留めるのではなく、広く教育に役立てていけるようさらなる調査・研究を押し進め、その調査から得たデータを、他の英語学専門の研究者と共著で「英語史に基づいた教育実践試案」といった内容の論文の形にまとめていった。
細胞周期進行におけるストレス応答システムの役割

細胞は、温熱ストレスや放射線など様々なストレスにさらされると、細胞周期進行を止め死に至る。一部のものは、ストレスから回避されると再び細胞周期を進行させて増殖を開始する。このストレスによる細胞周期の停止と進行に熱ショック応答システムが果たす役割を明らかにするのが目的である。申請者は、ニワトリBリンパ球細胞株DT40細胞において、熱ショック応答を制御する2つの熱ショック転写因子HSF1とHSF3の遺伝子破壊を行った。その結果、正常な増殖条件で特異的にHsp90aの発現が30%程度にまで減少した。Hsp90の減少により、細胞はわずかの温度上昇にも感受性を持つようになり、主にG2期で細胞周期が止まった。一部の細胞はG1期で止まった。G2期停止の分子機構を解析したところ、Cdc2蛋白質がHsp90依存性に高温で安定化されていることがわかった。熱ショック転写因子がストレスのない状態で特定の熱ショック蛋白質の発現を制御しているかどうかは細胞依存的であると考えられる。一方、Hsp90がCdc2蛋白質の高温での安定性を規定していることは一般的な機構であると考えており、さらに検討を行っている。
スタインベック作品から見るアメリカ社会における労働観とその影響

スタインベック作品研究については、中期の作品、特にスタインベック作品のテーマの多くを見出すことが出来る1930年代後半から1940年代の作品を中心に行い、同時代の他の作家の作品との比較考察を行った。また、これまで出版されていない書簡等のマニュスクリプトについても、資料収集と分析を行った。スタインベック作品研究と平行して、アメリカ社会における労働状況と労働に関する概念について、さまざまの資料の収集を行い、それらの資料に基づいて、社会の変遷とともに労働の実態がどのように変化したのかについて、また、それに伴って労働観はどのように変化したのか、あるいはどのような点が変化せずに維持されたのかについて、考察を行った。さらに、19世紀末から20世紀初頭の世紀転換期におけるアメリカ西部地方、特にカリフォルニアの労働状況に着目し、性別、人種、年齢等さまざまな労働者の状況が記載されている当時の新聞記事や統計データ等を中心に、資料収集と分析を行った。資料収集に非常に多くの時間がかかり、収集した資料は相当な量になった。現在その整理と分析を鋭意進めているところであり、その分析結果を基にスタインベック文学と「労働」について論文にまとめる計画である。従来のスタインベック研究において行われてきた移動農業労働者の描写や大恐慌時代の労働市場の状況についての研究に加えて、もっと長い歴史的時間と幅広い社会的コンテクストにおいて、アメリカ文学の中の労働者の姿やスタインベック作品に描かれた「労働」をとらえることが、本研究の目的であるので、文学や文化の領域だけでなく、視野を広げて、歴史や経済など多分野にわたって幅広く資料収集を行ったことが特徴であり、重要な点である。資料については、日本国内で入手できたものもあったが、入手不可能なものについては、カリフォルニア大学などアメリカにおける研究機関が所蔵する資料を利用した。スタインベックによる文献資料の調査に関しては、出版された小説やエッセイだけではなく、公表されてない文献も調査対象とした。こうした調査では、スタインベックが、当時のカリフォルニアやアメリカの社会情勢および労働者たちをとりまく状況について、どのような見方をもっていたのかを探った。出版されていない書簡やメモなどは、日本での調査が非常に困難なため、これらの文献資料を所蔵するアメリカの研究機関での調査を行った。主な機関は、ナショナル・スタインベック・センター、サンノゼ大学、スタンフォード大学である。アメリカにおける労働者の実態についての調査については、19世紀から20世紀初めのカリフォルニアを中心とするアメリカ西部地方に見られる移動労働従事者の調査を主に行い、こうした人々についての記述が見受けられる文献の収集、調特に査を行った。さらに、20世紀前半のアメリカ社会における女性の労働に着目し、記録やデータの収集を行った。スタインベック作品研究については、当該年度は、特に、作家による創作活動の初期に執筆された作品を中心とし、その結果を"Elisa's Garden : Space, Moving, and Women"という論文にまとめた。これは、スタインベックによって1930年代初めに発表された短編「菊」を中心として、初期に書かれたいくつかの作品を分析しながら、アメリカの社会と文化が持つ大きな特徴のひとつである「移動性」と、「労働」と「所有」をめぐる問題意識について、考察したものである。この論文では、世紀転換期のカリフォルニアの農村における女性たちに着目し、社会経済における「生産」や「流通」といった「労働」と、「消費」活動に対する、男性と女性の関わり方が、どのように作品に描かれており、それがアメリカ社会におけるどのような面を反映しているのかについて、考察を行った。
癌で高発現するヒストン脱アセチル化酵素活性化因子によるヒト卵巣癌発症機序の解析

癌遺伝子ガンキリンは卵巣癌で高発現し、pRbの分解促進、p16INK4aのcdk4への結合阻害、p53の分解促進、NFkBにヒストン脱アセチル化酵素SIRT1をリクルートし、NFkBの活性を抑制する。HSCO遺伝子は卵巣癌で高発現し、p53にヒストン脱アセチル化酵素HDAC1をリクルートし、p53の機能を抑制させる。ガンキリンやHSCOによるHDACの活性化は癌細胞の増殖や浸潤、転移能を亢進させた。この際、nicotinamideやTSA(trichostatin A)でHDAC活性を抑制した場合、癌細胞の増殖や浸潤、転移能は抑制された。癌遺伝子ガンキリンは卵巣癌で高発現し、pRbの分解促進、p16INK4aのcdk4への結合阻害、p53の分解促進、NFkBにヒストン脱アセチル化酵素SIRT1をリクルートすることによりNFkBの活性を抑制する。これら卵巣癌で高発現し、ヒストン脱アセチル化酵素の活性化因子であるガンキリンとHSCOに注目し、HDAC activationと卵巣発癌、進展との関係をin-vitro、in-vivo(トランスジェニックマウス)実験で解析し、卵巣癌に対する新しい抗癌剤ヒストン脱アセチル化酵素インヒビターを開発することを本研究の目的とする。卵巣癌細胞株SK-OV3にHDAC1 activatorであるHSCOを高発現した場合、細胞増殖能は亢進した。細胞周期はG1-S期の進行が増加した。抗癌剤に対する抗アポトーシス活性が亢進した。soft agar中でのanchorage-independent cell growthには変化がなかった。cell scratch assay、transwell assayによる細胞運動能にも変化はなかった。HSCO siRNAで内因性HSCOをknockdownした場合、細胞増殖能は抑制された。細胞周期はGl cell cycle arrestを示した。癌細胞へのアポトーシスの誘導が見られた。抗癌剤に対するアポトーシス感受性が亢進した。SIRT1 activatorであるガンキリンを高発現した場合、細胞増殖能は亢進した。NIH/3T3細胞のsoft agar中でのanchorage-independent cell growthは亢進した.cell scratch assay、transwell assayによる細胞運動能は亢進した。ガンキリンsiRNAで内因性ガンキリンをknockdownした場合、細胞増殖能は抑制された。抗癌剤に対してアポトーシス感受性が亢進した。soft agar中での癌細胞のanchorage-independent cell growthは抑制された。cell scratch assay、transwell assayによる癌細胞の運動能は抑制された。卵巣癌細胞株SK-OV3にHSCOを高発現、HSCO siRNAで内因性HSCOをknockdownした場合、ガンキリンを高発現、ガンキリンsiRNAで内因性ガンキリンをknockdownした場合、細胞のmRNA発現の変動をDNA microarrayで評価する。HSCO、ガンキリンを高発現した細胞でmRNA発現がより低下しているいくつかの遺伝子を同定した。その中には癌抑制遺伝子も含まれていた。siRNAで内因性のHSCO、ガンキリンをknockdownした細胞でmRNA発現がより亢進しているいくつかの遺伝子を同定した。これら卵巣癌で高発現し、ヒストン脱アセチル化酵素の活性化因子であるガンキリンとHSCOに注目し、HDAC activationと卵巣発癌、進展との関係をin-vitro、in-vivo(トランスジェニックマウス)実験で解析し、卵巣癌に対する新しい抗癌剤ヒストン脱アセチル化酵素インヒビターを開発することを本研究の目的とする卵巣癌細胞株SK-OV3にHDAC1 activatorであるHSCOを高発現した場合、細胞増殖能は亢進した。

HSCO siRNAで内因性HSCOをknockdownした場合、細胞増殖能は抑制された。細胞周期はG1 cell cycle arrestを示した。癌細胞へのアポトーシスの誘導が見られた。抗癌剤に対するアポトーシス感受性が亢進した。soft agar中でのanchorage-independent cell growthには変化がなかった。cell scratch assay、transwell assayによる細胞運動能にも変化はなかった。SIRT1 activatorであるガンキリンを高発現した場合、細胞増殖能は亢進した。細胞周期はG1-S期の進行が増加した。抗癌剤に対する抗アポトーシス活性が亢進した。NIH/3T3細胞のみsoft agar中でのanchorage-independent cell growthは亢進した。cell scratch assay、transwell assayによる細胞運動能は亢進した。ガンキリンsiRNAで内因性ガンキリンをknockdownした場合、細胞増殖能は抑制された。抗癌剤に対してアポトーシス感受性が亢進した。soft agar中での癌細胞のanchorage-independent cell growthは抑制された。cell scratch assay、transwell assayによる癌細胞の運動能は抑制された。卵巣癌細胞株SK-OV3にHSCOを高発現、HSCO siRNAで内因性HSCOをknockdownした場合、ガンキリンを高発現、ガンキリンsiRNAで内因性ガンキリンをknockdownした場合、細胞のmRNA発現の変動をDNA microarrayで評価する。HSCO、ガンキリンを高発現した細胞でmRNA発現がより低下しているいくつかの遺伝子を同定した。その中には癌抑制遺伝子も含まれていた。siRNAで内因性のHSCO、ガンキリンをknockdownした細胞でmRNA発場がより亢進しているいくつかの遺伝子を同定した。癌遺伝子ガンキリン、HSCO遺伝子は悪性度の高い卵巣癌で高発現する。ガンキリンはpRbの分解促進、p16INK4aのcdk4への結合阻害、p53の分解促進、NFkBにヒストン脱アセチル化酵素SIRT1をリクルートすることによりNFkBの活性を抑制する。HSCO遺伝子はNFkB活性を抑制したり、p53にピストン脱アセチル化酵素HDAC1をリクルートし、p53の機能を抑制させる。
呼吸上皮に存在する新規CO_2受容体の単離と機能解析

マウス鼻腔上皮細胞において一部の細胞がCO_2に応答し細胞内カルシウム濃度の上昇を引き起こした。この細胞は、水素イオンにはそれほど応答せず、水素イオンに応答する陽イオンチャネルである一過性受容体電位型チャネルバニロイド1(TRPV1),酸感受性イオンチャネル(ASIC) 1a, 1b, 2a, 2bおよび3の発現は認められなかった。低pHよりもNaHCO_3に応答する細胞が多いことから、重炭酸イオンによる活性経路が示唆された。1)嗅覚系CO_2受容細胞の解析システムの構築ラット嗅上皮から単離した細胞を用い、CO_2濃度を0%-18%に変化させていった時の細胞のカルシウム応答を観察できるようになったが、反応細胞の割合は少なく、現在解析システムの再構築を行っている。電気生理学的な手法は研究分担者の鵜川がパッチクランプ法にて行っているが、現在までにコンスタントな応答は観察できておらず、さらに条件を検討している。2)CO_2受容細胞に発現する遺伝子の解析CO_2受容細胞はcarbonic anhydrase (CA)を含有していることが報告されており、我々も免疫染色して本年度その事実を確認した。CAIIはある特定の嗅覚上皮細胞に発現し、この細胞にはphosphodiesterase 2A (PDE2A)やguanylyl cyclase D (GC-D)に対する免疫陽性反応も見いだされた。これら嗅覚上皮のCO2受容細胞候補は、嗅覚系、すなわち前脳の嗅球に投射されることから、情動や思考に影響を及ぼすものと考えられるこれまで報告のない経路である。一方、この免疫組織学的検索により嗅覚系とは別のCO2に対する呼吸反射に関わるCO2受容機構が存在することが示唆されたので、今後我々は本解析を鼻腔の呼吸部にまで拡大しCAの分布などについて詳細に検討していく予定である。1)嗅覚系CO_2受容細胞の解析システムの構築ラット嗅上皮でみられたCO_2に対するカルシウム応答は、マウス嗅上皮においても観察されたものの、その頻度や再現性に問題があり、現在さらに解析システムの再構築を継続して行っている。2) CO_2受容細胞に発現する遺伝子の解析CO_2受容細胞はcarbonic anhydrase II(CAII)を含有していることが報告されており、我々も免疫染色をしてその事実を確認した。加えてこの細胞にはphosphodiesterase _<2A>(PDE_<2A>)やguanylyl cyclase D(GC-D)に対する免疫陽性反応も見いだされた。一方、CAIIは鼻腔上皮細胞に発現しCO_2から水素イオンを発生させることから、水素イオンもCO_2受容において重要な要素であることが示唆された。水素イオンに感受性のある受容体遺伝子として、transient receptor potential vanilloid type1(TRPV1)やacid-sensing ion channel(ASIC)が知られており、我々はTRPV1遺伝子の発現についてin situハイブリダイゼーション法や免疫組織化学により検討を重ねている。今後はCAIIやTRPV1に加えて、ASICや他の水素イオン感受性受容体の発現と分布についても詳細に検討していく予定である。マウス鼻腔上皮のCO_2に対する応答をEOG(嗅電図)で観察することは困難であったので、単離した細胞におけるカルシウム応答をカルシウムイメージング法により観察した。鼻腔上皮を酵素処理により単細胞にしたあとの解析では、頻度は少ないもののCO_2に応答する細胞が観察された。パッチクランプ法による電気生理学的解析は、発現している細胞が少ないせいか、十分解析できるだけのデータが取れず、その電気生理学的性質については未だ不明である。CO_2受容細胞にはcarbonic anhydrase II(CAII)やguanylyl cyclase D(GC-D)に対する免疫陽性反応が見いだされた。従って、CAIIにより産生される水素イオンまたは重炭酸イオンがこの分子基盤に関わっている可能性が示唆された。水素イオンに応答する受容体遺伝子としてtransient receptor potential vanilloid subtype 1(TRPV1)やacid-sensing ion channel(ASIC)がよく知られている。我々はTRPV1,ASIC1,ASIC2,ASIC3の遺伝子の発現についてin situハイブリダイゼーション法や免疫組織化学により検索したが、すべての遺伝子ともにその発現は粘膜上皮にはみられず、三叉神経節から投射している知覚自由神経終末に局在していた。さらにマウス鼻腔上皮細胞のCO_2に対するカルシウム応答は、TRPV1のブロッカーであるカプサゼピンでは抑制されなかった。ASICのブロッカーとしてはアミロライドがよく知られているが、カルシウムイメージングでは使用できず効果は不明である。以上の結果より、CO_2受容細胞でのCO_2に対するカルシウム応答にTRPV1やASICは関与しないことが明らかとなり、他の水素イオン感受性受容体、あるいは重炭酸イオンによる活性化経路が支持された。
定値2次形式の最小値と表現問題

当初の研究計画に沿って、2次形式の最小値に関する研究,研究発表を代数的側面,幾何学的側面(主としてグラフ理論的アプローチ)の両面より実施した。1.代数的側面。ある特定の2元2次形式,即ち(x^2-DY^2)の形,の種々の値については解明された。これは1995年11月1316日に東京都立大学に於て開催された「代数学と計算」の中で「最短連分数とEisensteinの問題」と題して発表したものである。尚、この結果はKaplanとMimuxaによる共著論文として既にActa Axithmeticaに受理されている。更に,ここに含まれる一般化の可能性により,我々の研究計画は一層の発展が期待出来ることになった。2.幾何学的側面。グラフ理論との関係で重要な成果が2つあった。第一は対象となるグラフの視覚的表現方法の開発とその代数的取扱い,記述手法を確立したことである。これにより,図形的処理と計算が融合することが出来て非常に精密な議論が可能になった。第2はこれらのグラフを非常に特殊な対称性を有するグラフに変形するアルゴリズムを発見したことである。これにより,この方向性は大きな可能性を持つことが示された。現在,論文とするための準備中である。研究目的をすべて達成することは出来ていないが,上に述べた通り,順調に進行中であります。1.代数的側面。2.幾何学的側面。
大豆に含まれるオカラミン生合成促進因子に関する研究

Penicillium simplicissimum ATCC 90288株をオカラで培養すると生産される殺虫性物質okaramine類は特異な構造を有するインドールアルカロイドである。非常に珍しいokaramine類の構造に興味を持ち、その生合成経路の解明を目的に研究を進めている過程で、オカラおよび大豆のメタノール抽出物中にokaramine生合成促進因子(大豆因子)の存在することを見い出した。そこで、この促進因子を明らかにするために、まず生合成されるokaramineのHPLCによる定量法を確立した。次にこの定量法を用いて大豆因子の精製を行なった。予備実験の結果から、大豆因子が水溶性の物質であることが推定されたのでオカラ抽出物をイオン交換カラムクロマトグラフィーで分画精製し、活性物質としてuridineを単離・同定した。さらに、他の活性成分を探索したところ、陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂にそれぞれ吸着される両性物質画分にも活性が認められた。そこで、メタノール抽出物をDowex 1x8およびDowex 1x50カラムで順次精製した後、得られた活性画分をSephadex LH20カラムを用いて分画したところ、30ppmで活性を示す粗精製画分を得ることが出来た。本画分にはニンヒドリン試薬に陽性なスポットが少なくとも3個あり、現在さらに精製を継続している。Penicillium simplicissimum ATCC 90288株をオカラで培養すると生産される殺虫性物質okaramine類は特異な構造を有する新規インドールアルカロイドである。非常に珍しいokaramine類の構造に興味を持ち、その生合成経路の解明を目的に研究を進めている。その過程でオカラおよび大豆のメタノール抽出物中にokaramine生合成促進因子(大豆因子)の存在することを見いだした。まず生合成されるokaramineのHPLCによる定量法を確立した。次に生合成促進活性検定法の検討を行なった。その結果、12.5mgのオカラ抽出物を加えた25mlのツアベック培地でATCC90288株を25°C、14日間培養後、合成されたokaramine AおよびBを定量することにより促進活性を検定することが可能となった。この方法を用いて大豆因子の精製を行なった。予備実験の結果から、大豆因子が水溶性物質であることが推定されたのでオカラ抽出物を陰イオン交換カラムクロマトグラフィーで分画したところ、0.06Nおよび0.08N HCl溶出画分に促進活性が認められた。0.06N HC1溶出画分をさらに精製し、活性物質としてuridineとphenylalanineを単離・同定した。一方、0.08N HCl溶出画分を陽イオン交換カラムクロマトグラフィーで分画し、二つの活性画分(画分Iおよび画分II)を得た。興味あることに画分Iおよび画分IIはそれぞれokaramine AおよびBの合成を顕著に促進した。
乱流素過程のモデリングに関する研究

本年度は,8名の研究者が,互いに連絡を取りながら,各々が基礎的な乱流の素過程を取り上げ,異なる手法を用いてデータベースの構築,モデル化のための研究を行った.鉛直あるいは水平方向浮力を伴う壁乱流,回転を伴う壁乱流,特殊な境界条件を有する壁乱流のDNSデータベースを構築した.スカラーフラックスの輸送方程式モデルの拡張,修正を行い,ステップ剥離流に対してその評価を行った.(笠木伸英)(2)3次元離散渦法において渦要素の挙動に粘性効果を取り込む方法を総合的に検討し,渦要素の核半径を時間的に成長させるモデルおよび渦粘性のSGSモデルが適切であることを明らかにした.軸対称およびヘリカル撹乱を与えたときの円形噴流における渦構造の発展過程を対象に評価が行われた.(木谷勝)(3)直接数値シミュレーションのデータベースに基いて,レイノルズ応力輸送において最も重要な素過程である再分配のモデリングを行った.開発されたモデルは,複雑境界乱流への適用を阻害する壁面効果項を含まず,かつ底層領域にも適用できるという点で一般性が高い.また,レイノルズ応力に関して準線形であるという点で簡明なものである.(島信行)(4)乱流モデルに非局所と間欠性のモデル化を組み込む提案を行った.具体的には2方程式モデルに空間積分型モデルを乱流応力並びに輸送項に適応し非局所性を表現した.ステップ剥離流,異種剪断流の干渉する複雑乱流などに適応して検証した.(中山昭彦)(5)波数空間での乱流の直接シミュレーション結果を基に,逆カスケードをも表せるエネルギー伝達関数モデルを新たに構築した.また,応力と歪みの非線形関係式を組み込んだ2方程式モデルを構築し,種々の複雑剪断乱流の計算を可能とした.更に,スカラー・圧力勾配相関のモデリングを基に非線形スカラー2方程式モデルを構築し,スカラー輸送を伴う複雑乱流解析の道を拓いた.(長野靖尚)(6)軸対称衝突噴流のよどみ領域を対象とした高解像度の速度場測定を行い,乱流応力の各成分の収支を求め,運動量輸送に係わる乱流素過程を調べた.圧力歪相関項のモデリングについて,既存モデルの予測性能を評価した.(西野耕一)(7)Kolmogorovの相似仮説を検証し,相似変数が散逸に依存せず,ほぼガウス分布に従うことを確認した.散逸のマルチフラクタルモデルと連合させて,速度変動のスケール則と統計理論を完成した.(細川巌)(8)ヘリカルな曲がり円管内定常流の線形安定性を検討した.支配パラメーターは管の曲率と捩率で,曲率は安定化に働き,捩率は値が小さいときには不安定化の作用を持つことを明らかにした.(柳瀬眞一郎)本年度は,4名の研究者が,互いに連絡を取りながら,各々が基礎的な乱流の素過程を取り上げ,異なる手法を用いてデータベースの構築,モデル化のための研究を行った.1.浮力効果,壁面吹き出し・吸い込み効果,磁場効果を伴う剪断乱流の直接シミュレーション(DNS)を行い,乱流統計量のデータベース化を達成し,今後のモデリング研究に備えた.また,相関係数を基盤とする応力・熱流束輸送方程式モデルの開発・評価を行った.さらに,乱流熱流束の散逸率の輸送方程式モデルの検討に着手した.(笠木)2.3次元離散渦法による渦運動の数値解析コードを開発し,渦輪の3次元変形とエネルギスペクトルの発展,楕円渦輪の変形過程,楕円噴流および円板後流の発達過程を計算した.これらの計算による渦構造の発達過程は,実験結果とよく対応しており,3次元離散渦法の乱流モデルとしての可能性が示唆された.今後は乱流の種々の統計量と計算結果との定量的な対比によって,離散渦法の乱流モデルとしての評価を行う.(木谷)3.研究分担者が先に提案し種々の流れで検証した応力方程式モデルを,DNSのデータベースを用いて,レイノルズ応力の収支のレベルで検討した.その結果,特に応力の再分配モデルについて,改良すべき点が明らかにされた.DNSデータに基づいてより精巧なモデルを開発する研究を開始した.第一段階として,厳密な壁面漸近挙動を既存のモデルより高次まで満たす新しい散逸および再分配モデルを提案した.(島)4.各種プラントル数流体の伝熱解析用2方程式乱流モデルを開発した.その際,速度場2方程式モデルは,DNSデータベースを参考にして方程式中の項対項の比較により素過程のモデル化を試みた.波数空間での乱流モデルの構築も重要であるために,DNSデータを独自に作成し,それを用いエネルギ伝達関数のモデル化を行った.更に,乱流熱流束モデルの素過程である温度・圧力勾配相関のモデル化の研究に着手した.(長野)本年度は,6名の研究者が,互いに連絡を取りながら,各々が基礎的な乱流の素過程を取り上げ,異なる手法を用いてデータベースの構築,モデル化のための研究を行った.(1)等方性乱流中の熱輸送の直接シミュレーション(DNS)を行い,速度場の計算解像度を増加せずに高プラントル数流体のDNSが可能であることを初めて確認した.浮力効果を伴う水平及び鉛直チャネル内の乱流,あるいは壁面吹き出し・吸い込み,磁場,特異な体積力効果などを伴う剪断乱流のDNSデータベース化を達成し,今後のモデリング研究に提供した.また,熱流束輸送方程式モデルの評価,非平滑面にも適用できる一般化k-ε

乱流モデルの検討に着手した.(笠木)(2)乱流モデルとしての3次元離散渦法の挑戦的な研究課題は粘性効果の取り込みである.本研究では円形噴流の発達領域における乱流渦構造を対象として,数種類の粘性モデルの妥当性を検討した.この結果,渦要素の核半径を時間の関数として増加させる方法が有効であることがわかった.また,円形噴流の3次元渦構造の形成には,下流側にある渦による撹乱が上流に伝播して,ノズルの出口で受容されることが本質的な役割を果たすことがわかった.(木谷)(3)レイノルズ応力方程式における散逸項に対し,一般性を阻害する要因である壁面法線ベクトルを除外しながらも,厳密な壁面漸近挙動を既存のモデルより高次まで満たす新しいモデルを開発した.再分配項についても,壁面法線ベクトルと壁からの距離を用いないモデリングを検討した.すなわち,最近提案された楕円型モデルの有望性に着目し,その壁面境界条件の設定方法の問題点を指摘し,その弱点を克服するモデルを提示した.(島)(4)自由乱流と壁乱流の速度場を一つのモデルで解析するために,スペクトルの違いを考慮した多重スケールモデルと圧力歪み相関の効果を組み込んだものを異なった素過程の観点から構築した.また,剥離・再付着を伴う熱伝達を解析するための温度場乱流モデルも構築した.再に,エネルギーの逆カスケードを伴う複雑乱流を解析するために,波数空間乱流モデルの構築に着手した.(長野)(5)軸対称衝突噴流乱流を対象として,画像処理流速計を用いた3次元速度場測定を行い,よどみ領域の乱流特性に関するデータベースを構築した.高解像度測定による乱れの散逸率分布の評価によって,乱流素過程の収支を明らかにした.有限体積法による熱流動解析コードを作成し,k-ε乱流モデルによる予測性能を検討した.(西野)(6)スパン方向に周期的な吹き出し・吸い込みを有する平板間乱流の直接数値シミュレーションを行い,吹き出し強さとスパン方向周期が壁近傍乱流場に与える影響について考察を加えた.DNSデータベースを利用して,スペクトルスキームと差分スキームの比較を行い,両者の差が遷移層において最大となること,対流項の差は拡散項の差と比べて1桁以上大きいことを確認した.(黒田)本年度は,8名の研究者が,互いに連絡を取りながら,各々が基礎的な乱流の素過程を取り上げ,異なる手法を用いてデータベースの構築,モデル化のための研究を行った.鉛直あるいは水平方向浮力を伴う壁乱流,回転を伴う壁乱流,特殊な境界条件を有する壁乱流のDNSデータベースを構築した.スカラーフラックスの輸送方程式モデルの拡張,修正を行い,ステップ剥離流に対してその評価を行った.(笠木伸英)(2)3次元離散渦法において渦要素の挙動に粘性効果を取り込む方法を総合的に検討し,渦要素の核半径を時間的に成長させるモデルおよび渦粘性のSGSモデルが適切であることを明らかにした.軸対称およびヘリカル撹乱を与えたときの円形噴流における渦構造の発展過程を対象に評価が行われた.(木谷勝)(3)直接数値シミュレーションのデータベースに基いて,レイノルズ応力輸送において最も重要な素過程である再分配のモデリングを行った.開発されたモデルは,複雑境界乱流への適用を阻害する壁面効果項を含まず,かつ底層領域にも適用できるという点で一般性が高い.また,レイノルズ応力に関して準線形であるという点で簡明なものである.(島信行)(4)乱流モデルに非局所と間欠性のモデル化を組み込む提案を行った.
日・比の比較による、人間の発達とライフコースに関する学際的な研究

本研究は、日本とフィリピンの生涯学習に関する総合的な実態調査を基に、両国の特徴や問題点を明らかにし比較することによって、人間の生涯にわたる発達とライフコースの関わりが持つより原理的な問題と意義を解明しようとするものである。本研究で当初予定した調査項目は、下記のとおりである。1.全般的な人間発達の条件2.生涯学習関連スタッフの意識3.事例研究4.都道府県レベルの生涯学習関連施策の比較。これらの調査は前年度内にほぼ終了していたため、今年度はそれらのまとめに取り組んだ。その結果と成果は、下記のとおりである。1.14の調査事項を総合し、日・比の比較をしながらそれぞれの生涯学習の特徴と課題を整理した。その結果、生涯学習に関する政策や施設等に関しては日本が先進的な事例としてフィリピンの今後のモデルとなるが、逆にフィリピンの生涯学習が高等教育を軸にした職業や労働分野を中心に展開している点は、日本の新しいモデルとして重要である点が明らかになった。また昨年度の共同調査から明らかになった、元新人民軍兵士の帰順後の学習保障はフィリピンで初めての問題提起となった。2.研究の成果を英語の報告書としてまとめた。3.研究成果を、共同で日本の社会教育学会で報告した。4.ネヘマは、研究成果をフィリピン国内を含む英語圏のジャーナル等で公表するための原稿を執筆中である。5.神戸大学発達科学部のHCセンターの研究会で明らかになった成果の報告会を開催し、人間の生涯にわたる発達とライフコースの関わりについての討論を行った。また、フィリピンにおける生涯学習の課題と今後の日本との交流についての、意見交換を行った。本研究の目的は、日本とフィリピンの生涯学習に関する総合的な実態調査を基に、その両国のおける特徴や問題点を明らかにしながら、人間の生涯にわたる発達とライフ・コースの持つより原理的な意義を解明しようとすることである。予定した比較研究のうち、今年度中に行うことができたのは、以下の事柄である。1.「全般的な人間発達の条件」に関する、基本的なデータの収集。2.「生涯学習関連スタッフの意識」に関する調査票の作成と、調査地の選定。3.「事例研究」に関する候補地の選定。4.「都道府県レベルの生涯学習関連施策の比較」については、未着手である。昨年10月に来日して移行、ネヘマ・ミソラは末本が主催する神戸大学発達科学部ニューマンコミュニティ・創成研究センター(HCセンター)の「労働・成人教育部門」の研究活動に参加し、11月に「フィリピンの成人女性に関する学習支援」をテーマとした報告を行った。また、大阪・神戸・尼崎各市の成人教育・生涯教育関連施設を訪ね、日本におけるこの領域の活動の実情を実地に調査した。こうした活動を基に、調査項目を立て末本と打合わせながら、日比の比較調査のための調査票を策定した。フィリピンに関しては、ミソラの勤務するフィリピン西ヴィサヤ大学の関係者を通じて調査票を配布し、現在回収を待っているところである。日本に関しては、末本が協力しながら調査施設を特定する作業を進め、社会教育施設、企業内教育施設、職業訓練機関、大学などで予備的な調査を開始している。日本での調査の見通しとしては、HCセンターに上記の社会教育・生涯教育・職業訓練関連の教育担当者が部門研究員として加わっているため、協力を得やすい状態にある。本研究では、日本とフィリピンの生涯学習に関する総合的な調査を基に、両国における生涯学習の特徴と問題点を明らかにしながら、比較研究の観点から人間の教育と学習に関するより原理的な問題を究明しようとする。具体的には(1)全般的な人間発達の条件(2)生涯学習関連のスタッフの意識(3)事例研究(4)都道府県レベルの生涯学習関連施策を、内容として予定した。(1)は昨年度実施したので、今年度は(2)(3)に取り組んだ。(4)は次年度の課題とする。(2)については日本とフィリピンにおいて、同一内容で大学・短大・企業・職業訓練機関・社会教育関係施設の受講者に対するアンケート調査を実施し、その結果の量的な解析を行った(一部途中)。また、同上の機関の管理者に対する聞き取り調査を実施し、政策決定段階での課題についての問題点の集約を行った。(3)については、学習と成人のライフ・コースにおける変化との関わりを明らかにすることを目的に、「学習権」の観点から対象を絞った研究を実施した。日本では被差別部落の住民の学習要求、フィリピンにおいては帰順した元新人民軍兵士の社会復帰に関わる学習要求について、インテンシブな聞き取り調査を実施した。フィリピンの調査には、末本も参加した。これらの調査結果は、(2)については2006年11月28日30日に香港で開かれた「アジア・パシフィック教育調査協会(Asia-Pacific Educational Research Association : APERA)」の年次研究大会で、ネヘマが報告した。また2007年2月21日に綜合人間科学研究科付設のヒューマン・コミュニティ創成研究センター(HCセンター)の研究会において、(2)と(3)についての調査結果の途中報告を行い、HCセンターの研究員と合同で論議した。

これらの調査は前年度内にほぼ終了していたため、今年度はそれらのまとめに取り組んだ。その結果と成果は、下記のとおりである。1.14の調査事項を総合し、日・比の比較をしながらそれぞれの生涯学習の特徴と課題を整理した。その結果、生涯学習に関する政策や施設等に関しては日本が先進的な事例としてフィリピンの今後のモデルとなるが、逆にフィリピンの生涯学習が高等教育を軸にした職業や労働分野を中心に展開している点は、日本の新しいモデルとして重要である点が明らかになった。また昨年度の共同調査から明らかになった、元新人民軍兵士の帰順後の学習保障はフィリピンで初めての問題提起となった。2.研究の成果を英語の報告書としてまとめた。3.研究成果を、共同で日本の社会教育学会で報告した。4.ネヘマは、研究成果をフィリピン国内を含む英語圏のジャーナル等で公表するための原稿を執筆中である。5.神戸大学発達科学部のHCセンターの研究会で明らかになった成果の報告会を開催し、人間の生涯にわたる発達とライフコースの関わりについての討論を行った。また、フィリピンにおける生涯学習の課題と今後の日本との交流についての、意見交換を行った。
慢性関節リウマチおよびその関連疾患における病変の活動性とMRI所見との比較検討

目的:慢性関節リウマチ(以下RA)およびRA疑い症例の手関節について,造影剤注入後のdynamic MRIを行い,dynamic curveの解析,炎症の活動性評価における有用性を検討した。対象と方法:RAおよびRA疑いの患者38名を対象にした.臨床所見からRAの活動性(+)群(n=29),RAの活動性(-)群(n=5),RAが否定された群(n=4)に分類した.MRIは,頭部用のコイルを使用し,手関節に平行な2cm厚の1スライスを設定し,造影剤投与直後から34秒おきの撮像(fast-SPGR法)を行った.滑膜のエンハンス効果がみられる部位に関心領域を設定し,その部位のdynamic curveについて立ち上がりから60秒後の時点まで直線を引き,この直線とdynamic study curveとの間の面積(positive enhancement integral)に計測した(これをPEI-60とする).さらにこの指標をもとにしたfunctional imageを作製した.結果:RAの活動性(+)群はRAの活動性(-)群と比較して造影効果のより急峻な立ち上がりがみられ,PEI-60はRAの活動性(-)群で14.3±12.8,RAの活動性(+)では34.6±18.6を示し,両者に有意差を認めた(p<0.01).CRPとの相関では,相関係数0.45で有意の相関を認めた(p<0.01).PEI-60に基づくfunctional imageでは,活動性の比較が視覚的に可能であった.結論:造影剤投与後のdynamic study curveを数値化した基準を用いることで,RAの活動性をより客観的に判定することが可能となった.多発性関節炎であるRAをひとつの関節で判定する転に問題が残るが,RA早期の手関節病変について治療効果を判定するひとつの基準になりうると考えられた.目的:慢性関節リウマチ(以下RA)およびRA疑い症例の手関節について,造影剤注入後のdynamic MRIを行い,dynamic curveの解析,炎症の活動性評価における有用性を検討した。対象と方法:RAおよびRA疑いの患者38名を対象にした.臨床所見からRAの活動性(+)群(n=29),RAの活動性(-)群(n=5),RAが否定された群(n=4)に分類した.MRIは,頭部用のコイルを使用し,手関節に平行な2cm厚の1スライスを設定し,造影剤投与直後から34秒おきの撮像(fast-SPGR法)を行った.滑膜のエンハンス効果がみられる部位に関心領域を設定し,その部位のdynamic curveについて立ち上がりから60秒後の時点まで直線を引き,この直線とdynamic study curveとの間の面積(positive enhancement integral)に計測した(これをPEI-60とする).さらにこの指標をもとにしたfunctional imageを作製した.結果:RAの活動性(+)群はRAの活動性(-)群と比較して造影効果のより急峻な立ち上がりがみられ,PEI-60はRAの活動性(-)群で14.3±12.8,RAの活動性(+)では34.6±18.6を示し,両者に有意差を認めた(p<0.01).CRPとの相関では,相関係数0.45で有意の相関を認めた(p<0.01).PEI-60に基づくfunctional imageでは,活動性の比較が視覚的に可能であった.結論:造影剤投与後のdynamic study curveを数値化した基準を用いることで,RAの活動性をより客観的に判定することが可能となった.多発性関節炎であるRAをひとつの関節で判定する転に問題が残るが,RA早期の手関節病変について治療効果を判定するひとつの基準になりうると考えられた.慢性関節リウマチ(以下RA)の手関節について,脂肪抑制造影MRIによる炎症性滑膜の評価を検討した.今回の検討では,造影静注後数分かけて撮像される従来の脂肪抑制併用造影MRI(static study)に加えて,静注直後からの経時的変化を観察するdynamic studyを行った.この方法は炎症性滑膜の血流増加を反映するものと考えられる.対象と方法:RAおよびRA疑いの患者16名を対象とした.従来の方法では5インチのコイルを用いていたために,手関節全体を十分に抽出できなかったが,今回は頭部用のコイルを用いることで均一な脂肪抑制が得られた.手関節に対して平行な2cm厚の1スライスを設定し,造影剤投与直後から5秒おきの撮像を行った.造影剤投与前後の差分画像について滑膜,骨間筋,血管に関心領域を設定し,それぞれのtimeintrnsity curveを作成した.考察および今後の検討課題:手関節を1断面でscanし,さらに差分画像を用いることで,enhanceされる領域を抽出することが容易となった.enhanceされた領域を自動抽出し,その面積を評価する方法を現在検討中である.臨床的指標については,血液検査だけではなく自覚症状および他覚的所見をスコア化したものを用いて比較する必要があるものと思われた.慢性関節リウマチ(以下RA)およびRA疑い症例の手関節について,脂肪抑制造影MRIおよび造影剤注入後のdynatmic studyを行い,病変の活動性評価における有用性について検討を行った.対象と方法:RAおよびRA疑いの患者30名を対象にした.臨床所見からRAの活動性(+)群(n=18),RAの活動性(-)群(n=8),RAが否定された群(n=4)に分類した.

結果:RAの活動性(+)群はRAの活動性(-)群と比較して,動脈出現からdynamic curveの立ち上がりまでの時間の短縮,立ち上がりからピークに達する時間の短縮を認めた.これらのパラメータをfunctional imageに表現することにより,活動性の比較が視覚的に可能であった.考察および今後の課題:造影剤投与後のdynamic studyはRAにおける炎症の活動性を判定するのに有用と考えらえた.dynamic studyの結果をfuntional imageとして解析することにより,視覚的な判定が可能になった.今後は,早期症例における治療効果判定への応用を試みる予定である.昨年度までの研究で,造影剤入後のdynamic MRIが慢性関節リウマチ(以下RA)における滑膜炎の活動性評価に有用であることを明らかにした.今年度はdynamic curveの客観的評価のための数値化を行い,炎症の活動性評価における有用性を検討した.対象と方法:RAおよびその関連疾患の患者34名を対象とし,RAが否定された群は除外した.dynamic studyの方法およびfunctional imageの作製法は昨年度の報告書に記載した通りである.functional imageにおいて,活動性が高いと判断される部位のdynamic study curveについて,立ち上がりから60秒後の時点まで直線を引き,この直線とdynamic study curveとの間の面積(positive enhancement integral)を計測した(これをPEI-60とする).dynamic curveの立ち上がりが早く,ピークに達する時間が短いほどこの値は増加する.結果:dynamic curveのPEI-60は全体で22.4±19.1を示した.RAの活動性(-)群で14.3±12.8,RAの活動性(+)群では34.6±18.6を示し,両者に有意差を認めた(pく0.05).CRPとの相関では,相関係数0.45で有意の相関を認めた(p<0.05).考察および今後の課題:造影剤投与後のdynamic study curveをfunctional imageで視覚的に判定するだけでなく,数値化した基準を用いることで,RAの活動性をより客観的に判定することが可能となった.多発性関節炎であるRAを単関節で判定する点に問題が残るが,治療効果判定のひとつの方法になりうると考えられた.
極限環境生物由来ヘムタンパク質の構造および機能解明

【研究背景】温泉のような高温・酸性環境から見出される生物由来の蛋白質は、安定性が高く、高温・酸性条件で効率よく機能する。蛋白質が安定性を獲得するためには、内部をより密にして、相互作用等を増やすことが一般的である。しかしそれは同時に、ヘモグロビンのようなガス結合能を有するヘム蛋白質にとっては酸素親和性の低下に繋がるため、安定性とガス親和性は言わば天秤の関係にある。【研究目的】当研究では、温泉環境に棲む生物の好熱菌や、酸耐性ユスリカ幼虫由来のヘム蛋白質に着目し、安定性とガス親和性の関係を明らかにすることとした。本研究の目的は、様々な極限環境生物由来のヘム蛋白質に着目し、それらの安定性とガス親和性に関する環境適応戦略を明らかにすることである。【方法および結果】また、酸耐性ユスリカChironomus sulfurosus幼虫は、pH 2.0の酸性環境でも正常に生育する。この幼虫をpH 2.0およびpH 7.0の条件で飼育し、mRNA次世代シーケシングによって酸性条件下で特異的に発現する遺伝子を探索した。その結果、34,964個の遺伝子を同定し、1,204個の遺伝子がpH 2.0で発現量が増加した。目的とするヘモグロビン遺伝子に関して、21種類のヘモグロビンの立体構造予測から、安定性の向上とガスへの親和性の向上を各ヘモグロビンが役割分担していることを見出した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、「極限環境生物由来ヘム蛋白質の構造および機能解明」を目的とする。好熱菌由来シトクロムcプライムや、酸性ユスリカ幼虫由来ヘモグロビン等のガス結合ヘム蛋白質を対象とし、ヘム蛋白質の安定な構造や二原子ガス結合機能が由来する生物の生育環境に応じてどのように変化しているのかを調べ、蛋白質レベルで生物の環境適応性の解明を目指した。好熱菌由来シトクロムcプライムに関して、X線結晶構造解析によって1.89Åの分解能で構造を決定した。常温菌由来の相同蛋白質と比較すると、相互作用がヘム周辺およびサブユニット間で多くなっている特徴を見出した。好熱菌由来シトクロムcプライムは非常に安定性が高いが、常温菌由来のものにアミノ酸配列近づけた変異体を作製して、安定性を大きく下げることに成功た。なお安定性の測定には円偏向二色性スペクトルの温度変化を用いた。好熱菌由来シトクロムcプライムが高温環境で機能できるためのメカニズムを解明した。本研究結果を踏まえ、日本農芸化学会中四国支部第43回講演会等の学会にて発表を行った。酸性ユスリカ由来ヘモグロビンに関して、1個体あたり20種類以上あるヘモグロビン遺伝子を同定する必要があった。pH2とpH7でユスリカを生育させ、全RNAを抽出した。mRNAを用いた次世代シーケンサーによって、全ての遺伝子の発現量の変化を観測した。中でも、F型ATPaseやクチクラ層蛋白質、GABA合成酵素等が耐酸性に寄与することを明らかにした。同時にヘモグロビン遺伝子の配列の同定と、酸性環境で発現量が増加するヘモグロビン遺伝子を同定した。現在この遺伝子配列をもとに大腸菌での異種発現系を構築しており、蛋白質が調製でき次第、ガス結合に伴う吸収スペクトル変化を様々な溶媒条件で測定することで、酸性環境適応に寄与するヘモグロビンを明らかにする。「PHCPのX線結晶構造解析と変異体解析」大阪大学・大久保忠恭教授のご協力のもと、X線回折実験によりPHCPの立体構造を決定した。PHCPとAVCPの立体構造を比較することで、安定化に大きく寄与するアミノ酸残基を推定し、変異導入実験によりこれを証明した。以上の研究結果を、申請者が第一著者である査読付き原著論文として執筆中である。また、低温菌Shewanellalivingstonensisや他の常温菌Shewanella amazonensis由来シトクロムc′(SLCP、SACP)の安定性を明らかにし、その変性温度が菌の生育温度と相関することを見いだした。この結果を、第二著者として査読付き原著論文として発表した(Kato, Fujii et al., Biosci. Biotechnol. Biochem. 2015)。「酸性環境に適応したヘモグロビンの探索」広島大学・河合幸一郎教授のご協力のもと、酸性ユスリカ幼虫をpH 2およびpH 7の環境で飼育した。第4齢の幼虫から全RNAを抽出し,mRNA次世代シーケシングによってpH 2で特異的に発現する遺伝子を探索した。34,964個の遺伝子を同定し、1,208個の遺伝子がpH 2で発現量が増加することを見いだした。【研究目的】

当研究では、温泉環境に棲む生物の好熱菌や、酸耐性ユスリカ幼虫由来のヘム蛋白質に着目し、安定性とガス親和性の関係を明らかにすることとした。本研究の目的は、様々な極限環境生物由来のヘム蛋白質に着目し、それらの安定性とガス親和性に関する環境適応戦略を明らかにすることである。【方法および結果】また、酸耐性ユスリカChironomus sulfurosus幼虫は、pH 2.0の酸性環境でも正常に生育する。この幼虫をpH 2.0およびpH 7.0の条件で飼育し、mRNA次世代シーケシングによって酸性条件下で特異的に発現する遺伝子を探索した。その結果、34,964個の遺伝子を同定し、1,204個の遺伝子がpH 2.0で発現量が増加した。目的とするヘモグロビン遺伝子に関して、21種類のヘモグロビンの立体構造予測から、安定性の向上とガスへの親和性の向上を各ヘモグロビンが役割分担していることを見出した。PHCPのX線結晶構造および変異導入解析のデータを踏まえ、国際雑誌「J. Biol. Chem.」への投稿を行う。また、変異導入によってそのダイマー構造に変化があるかどうか、超遠心分析等によってそのダイマー形成状態を確認する。RNA-seqによって同定した遺伝子のうち、21種類のヘモグロビン遺伝子配列を明らかにした。この配列を元に発現用ベクターを作製し、大腸菌での発現系を構築している。蛋白質が調製でき次第、円偏光二色性スペクトル変化による安定性測定や、吸収スペクトル変化によるO2親和性測定を行う。また、これらヘム蛋白質を用いてNOセンサー蛋白質を設計する。案として、AVCPのN末端にCFP(水色蛍光蛋白質)を、C末端にYFP(黄色蛍光蛋白質)を融合した蛋白質を考案している。AVCPがダイマー状態の時、436 nmの励起波長でYFPを励起すると、FRETによってCFPに励起エネルギーが移り、535 nmの波長で蛍光を発する。AVCPがNOを結合してモノマーになるとき、近くにCFPがないのでFRETが起こらず、480 nmの蛍光を発すると期待される。その他、AVCPのサブユニット同士を鎖長の長いリンカーペプチドで連結し、その両末端にCFPとYFPを融合した蛋白質を考案している。これら遺伝子のクローニングと大腸菌での発現系構築を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。