hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトのグロビン遺伝子発現スウイッチング機構におけるε-グロビン遺伝子転写制御

当初の本研究課題は、我々が同定したヒト・ε-グロビン遺伝子のサイレンサー・シス制御因子に焦点を当てグロビン遺伝子スウッチング機構について調べる事を目的とした。しかし実験をすすめるに従い、サイレンサー部位に限定せず、さらに領域を広げる必要性を感じ5′上流及び3′下流を含む7kbを実験対象とした。先ず我々は、遺伝子発現に重要な働きを行うとされているSIヌクレアーゼ高感受性部位(S1HS)の同定を行い5′上流域に2箇所のS1HSを特定した。塩基配列の特殊性より本領域では三重鎖あるいはSlippage DNA構造をとっていると考えられた。さらに特殊DNA構造の一つである折れ曲がりDNA構造に着眼しcircular permutation法にて検索したところ、全領域にわたり約680bp間隔という規則性をもち存在していた事からゲノム構築上の一つのシグナルとして存在するのではないかと推測した。平成6年度後半には、β鎖遺伝子群のうち最も後期に発現するβ-グロビン遺伝子領域の折れ曲がりDNA構造を検索し、折れ曲がり部位を同定した。ε-及びβ-グロビン遺伝子両遺伝子領域の比較によりDNA折れ曲がり部位は周期性をもって存する事が確認され、しかもその周期性は進化上保存されている事が示唆された。平成7年度はさらにそれらの知見に基づいて、他のβグロビン遺伝子群について解析を行った。約13.3kbにわたる(Gγ-Aγ-ψβ-δ)-グロビン遺伝子領域においても同様の周期性を持ってDNA折れ曲がり部位が存在し、殊にプロモタ-領域では折れ曲がり部位の規則性はヒトβ遺伝子群のみならずマウスβmaj-グロビン遺伝子でも一致した事からこれらの部位はβグロビンファミリーとして保存されている事が解った。しかしこの規則性にも一部に乱れがあり、進化上重複遺伝子であるGγとAγの連結部位及び第2イントロンには規則性が失われていた。この事から、ゲノムDNAの構築体系においては、ヌクレオソーム位相あるいはクロマチン折りたたみのシグナルとしてのDNA折れ曲がり部位は、ゲノムの転位や遺伝子発現といったランドマークよりも劣位にランクされていると思われた。ヒトのepsilon-グロビン遺伝子は発生時に見られるbeta-グロビン遺伝子群のスウィッチングの発現制御に重要な領域を5′上流に持つ。そこで発現制御ネットワークを調べる為、サイレンサーを含む5′上流域のDNA構造の特異性に焦点をあて実験を行った。1.遺伝子発現に重要な働きを行うとされているS1ヌクレアーゼ高感受性部位(HS)を-1.4kb-2.0kb領域について特定した。HSは-1.87kbと-1.58kb域の2箇所にマップされ、前者では二重鎖のうちピリミジン配列にのみS1ヌクレアーゼが反応する事から三重鎖構造をとっている事が示唆された。後者では両者の鎖ともS1ヌクレアーゼに反応し三重鎖を含む複合的な構造か、DNAのslippage構造をとっていると考えられた。2.DNAの特殊構造の一つとしてDNAの折れ曲がりに注目し解析したところ、7kb領域にわたり約680bp毎に合計10箇所のDNA折れ曲がり部位が特定された。折れ曲がり構造は転写開始起点近傍、二つのAluファミリー配列開始部位付近、サイレンサー領域内、ポリAシグナル近辺等に存在する事を同定しえた。

非常に規則性をもって折れ曲がり構造が存在している事から、クロマチンの構造的制約に基づくシス制御への着眼からクロマチン折りたたみコードがDNAの折れ曲がり部位として塩基配列上に記されている事、そしてその折れ曲がり構造は転写制御としても重要な役割を果たしているという事が示唆された。ヒトのε-グロビン遺伝子はβ-鎖グロビン遺伝子群の発現制御に重要な領域を5'上流域に持つ。そこで、発現制御ネットワークを調べる為、当初はε-グロビン遺伝子のサイレンサーを中心とした実験計画をたてたが、以後サイレンサー領域に限定せずに5'上流域、約-2kb、のDNA構造の特異性に焦点をあてて実験をすすめた。その際得られた興味深い知見から、実験対象領域をさらに拡大しDNA構造の特異性を検索した。平成6年度までの結果では、転写開始点5'上流域約-4.5kbから3'下流域約2.5kbにわたる領域をcircularpermutation法によりDNAの折れ曲がりについて注目して解析し、全領域にわたり682.5±132.0bp毎に規則正しく折れ曲がり部位が存在する知見を得た。これは、170bp/nucleosomeで約4nucleosome毎に折れ曲がり部位が存在する事になる。これらの折れ曲がり部位はすべて翻訳コードを除く箇所にのみ存在する事から、nucleosome phasingのシグナルとして機能している事が推測された。またさらに折れ曲がり部位は、高度なソレノイド構造をとる際にも正確に折り畳む為のシグナルにも使われているのではないかと推測された。折れ曲がり部位は、転写開始点及び終止点近傍やサイレンサー領域内等に同定された事からトランス制御因子の結合領域として転写活性に影響していると思われた。さらに最近は、β鎖遺伝子群のうち最も後期に発現するβ-グロビン遺伝子領域を4.4kbにわたりDNA折れ曲がり部位を同定したところ、折れ曲がり部位は最も初期に発現するε-グロビン遺伝子と一致しており、折れ曲がり部位が約700bpあるいはその倍数にピークを持つ周期性を持って遺伝子群全座にわたり存在し、グロビン遺伝子発現の進化過程において保存されている事が示唆された。当初の本研究課題は、我々が同定したヒト・ε-グロビン遺伝子のサイレンサー・シス制御因子に焦点を当てグロビン遺伝子スウッチング機構について調べる事を目的としていた。しかし実験をすすめるに従い、発生段階に従った遺伝子発現のスウッチングという発現制御ネットワークをみる為には、ε-グロビン遺伝子サイレンサー部位に限定せず、さらに領域を広げる必要性を感じ、平成6年度後半には、β鎖遺伝子群のうち最も後期に発現するβ-グロビン遺伝子領域の特殊DNA構造(殊に折れ曲がりDNA)を検索し、折れ曲がり部位を同定した。ε-及びβ-グロビン遺伝子両遺伝子領域の比較によりDNA折れ曲がり部位は周期性をもって存在しており、しかもその周期性は進化上保存されている事が示唆され、J.Biol.Chem.に第二報として報告した。平成7年度はさらにそれらの知見に基づいて、他のβグロビン遺伝子群についても解析を行った。約13.5kbにわたる(Gγ-Aγ-ψβ-δ-β
長波長紫外線照射水溶性ビタミンの細胞障害性

長波長紫外線(UVA)は皮膚老化や発ガンの一つの原因として近年注目されてきている。UVAの作用を検討するにあたって、UVA領域に吸収を有する生体内物質である水溶性ビタミン(リボフラビン、ピリドキシン)に注目した。まず、これらの物質がUVA照射により細胞障害性を示すかどうかを検討したところ、リボフラビン、ピリドキシンの順で強い細胞障害性の出現することが判明した。更に、この細胞障害性は、照射後長時間にわたって持続することもわかったため、その原因は光照射によりビタミンから由来した安定な分解産物と過酸化水素の関与が疑われた。光照射水溶性ビタミンの細胞障害性の原因の一つの可能性である過酸化水素の産生について検討した。方法は、西洋ワサビペルオキシダーゼが過酸化水素と結合した時の吸収波長の変化で検討した。その結果、ピリドキシンでは微量の過酸化水素の産生が見られたが、細胞障害性を生じさせる程高濃度ではなかった。従って、ピリドキシンの場合の細胞障害性の原因は光分解産物の可能性が高いと判断された。一方、リボフラビンの場合は非常に高濃度の過酸化水素が産生されていた。カタラーゼで過酸化水素を分解すると細胞障害性は消失したので、光照射リボフラビンの細胞障害性はその多くが過酸化水素によるものと考えられた。UVA照射により出現する上記細胞障害性に対する酸素の関与を検討するため、酸素欠乏条件下で光線を照射した。ピリドキシン存在下では細胞障害性は減弱したが、その原因の一部は、ピリドキシンの光分解速度の減少であることが認められた。リボフラビン存在下では細胞障害性は著明に増強した。その原因は今後検討する予定であるが、短命な活性酸素種である可能性が強いと考えられた。長波長紫外線(UVA)照射リボフラビンに対する数種の皮膚繊維芽細胞の感受性を検討した。それらは、短波長紫外線に過敏な色素性乾皮症細胞2種(A群とC群)と、臨床的にUVAに過敏性を示す種痘様水疱症細胞と正常細胞である。結果は、予想をはるかに越えてUVA照射リボフラビンは細胞障害性を示した。この障害性はリボフラビン存在下の照射だけでなく、照射リボフラビン溶液を40分間暗所放置したものにも存在した。従って、障害性の因子は、安定なリボフラビン光分解産物か安定な活性酸素類が疑われた。リボフラビンには可視光線領域にも吸収波長があるので、この領域のみの光線を照射し同様の細胞障害性の出現の有無を検討したところ、やはり強い細胞障害性が出現した。しかし、短波長紫外線には細胞障害性を誘発する作用は存在しなかった。長波長紫外線と可視光線により出現する細胞障害性の相加性を検討したところ、それの存在することがわかった。長波長紫外線と可視光線照射後の吸収波長(リボフラビンの)の形は同じであるため、それら2つの光線の照射によるリボフラビンの分解産物は同じであると結論した。ピリドキシンについてもUVA照射によって強い細胞障害性が認められた。その障害性は紫外線照射後にも照射液に存在した。従って、リボフラビンと同様に、障害性はピリドキシンの光分解産物か安定な活性酸素類が疑われた。これら二つの薬物の細胞障害性は、薬物濃度と処理時間に平行した。正常細胞と除去修復欠損株である色素性乾皮症細胞とにおいて同じ強さを示したので、本障害機構は細胞の除去修復機構で修復される様なDNAへの障害ではないことがわかった。種痘様水疱症細胞も正常細胞と同じ感受性を示した。長波長紫外線(UVA)による細胞障害性機構の解明を目的とし、今年度は、それへの酸素及び活性酸素の関与の有無を検討した。

酸素欠乏条件下でUVAの照射を行うと、リボフラビン存在下では細胞障害性が増強し、ピリドキシン存在下ではそれは減弱した。この違いの生じる一つの要因は、リボフラビンの場合にはそれの光分解速度が速く、ピリドキシンの場合にはそれの光分解速度が遅いことによることが明らかとなった。上記水溶性ビタミンのUVA照射液は、照射後長時間にわたってその細胞障害性を保持するため、細胞障害原因物質は安定な光分解産物と過酸化水素が考えられた。そこで、照射液中の過酸化水素を簡便に測定する方法を検討した。西洋ワサビペルオキシダーゼ(HRP)は400nmに光の吸収ピークを有するが、これに過酸化水素が結合するとそのピークが417nm付近に移動する。これを利用し過酸化水素濃度の定量可能性を検討した。結果は、過酸化水素の濃度に依存して直線的にHRPの結合量が増加することが明らかとなった。HRPによる過酸化水素の測定方法を用い、UVA照射リボフラビン溶液中とピリドキシン溶液中の過酸化水素を測定した。前者では大量に過酸化水素の産生されていることが判明し、細胞障害性の多くにそれの関与のあることが伺われた。後者では微量の過酸化水素が産生されていたが、細胞障害性の生じる濃度ではなかった。今後、UVAの細胞障害性に他の活性酸素の関与が有るかどうかを検討していく予定である。
栄養素摂取量の推定が可能な半定量式食事調査票の開発に関する研究

秋田(横手)、岩手(二戸)、長野(佐久)、東京(葛飾北)、沖縄(石川)5保健所管内の氏名の無作為標本370名を対象に行った3日間秤量法食事調査の資料を分析し、栄養素の摂取量が推定可能な半定量食事調査票を開発した。1.調査票に含める食品項目の選択:四訂成分表に記載された1621項目の食品を154項目にまとめ、15栄養素の総摂取量に対する個別の食品項目の寄与率を算出した。寄与率の高い食品から調査票に含める項目を選択し、調査票の暫定版を作成した。2.パイロット調査:東京を除く四保健所管内の127世帯253名に、調査票の暫定版を2回記入してもらった上で、回答しやすさ、追加削除すべき項目等について聞き取りを行なった。3.調査票の確定版の作成:パイロット調査に基づき若干の修正を加え、138の食品項目からなる確定版を、mark sheet方式で作成した。食品項目による15栄養素のカバー率は概ね良好だった(中間値=83%、範囲=55-91%)が、脂質(70%)とナトリウム(55%)のカバー率は低かった。このため、調味油や食卓塩の使用頻度等に関する質問項目を追加した。4.栄養計算のためのdata baseの作成:調査票の頻度に関する回答から、栄養素摂取量を算出するためのdata baseを作成し、個人別の摂取量を計算した。調査票に基づく平均値と3日間秤量法食事調査の平均値は、概ね10%の範囲で一致していた。
足趾骨移植に伴う成長帯の生存条件に関する研究

1、手術時年齢に関する因子について家兎を日齢別に生後4、9、18、27、36日の5群に分け、足部内で第3第4基節骨の血行再建を伴わない遊離交叉移植を行うと、移植された基節骨は、各日齢群間に有意差なく、全て健側の90%以上の良好な成長を示した。2、移植骨の大きさに関する因子について生後2週齢の家兎において、大きさの異なった基節骨(長径4.5mm)と中足骨(10.5mm)を前腕皮下に遊離移植したが、成長度に有意差はなかった。3、移植床の条件に関する因子について力学的刺激亨受の劣る皮下や血行回復の得がたい間接腔内の移植骨の成長は、足部交叉移植群に比し、有意に劣っていた(p<0.01)。移植骨の成長終了(成長帯閉鎖)後に移植骨の変形、破壊、吸収を生じ骨形態が維持できなかった。なお、移植後の血行回復に関して、足部内、前腕皮下、膝関節内にそれぞれ移植した基節骨に微小欠陥造影を行ってSpalteholz透明標本を作成して観察し、関節内が移植骨の血行回復に不利であることを確かめた。また劣っているとはいえ、関節内でも移植骨の成長が認められ、拡散循環によっても成長帯の生存能力が維持されることが示唆された。家兎の足趾骨遊離移植において、生後436日(Heikelの報告からヒトの生後6ケ月4歳に相当)の日齢まで成長帯を有す移植骨は、全て良好な成長を示す。また、移植骨の成長には、力学的刺激を受けやすく、血行が回復しやすい母床の条件を整えることが重要である。生後4、9、18、27、36日の幼若兎を5群に分け、血行再建を伴わない足趾第3、第4基節骨の交叉移植を行った。超早期に骨端線が閉鎖した例はなく、各群間に有意差はなく、全て健側比90%以上の成長を示した。したがって成長帯を含む足趾骨移植での年齢の条件としては生後36日(ヒトでは4歳に相当)までは健側比90%の成長が期待できることが分かった。これは成長帯遊離移植実験を行っているHeikel、村岡らの報告結果(平均50%、3.268.2%)に比し、極めて良好な結果である。彼らの実験モデルとの違いは(1)移植骨が小さく、(2)移植床の収容能が移植骨の大きさに適合していたため、成長帯の血行の回復や適度な物理刺激を受けるのに有利であったためと思われる。今後、移植骨の大きさの問題、移植床の環境について検討が必要になろう。また生後36日で移植骨はすでに成長終了時の70%もの成長があり、36日を越える日齢のモデルによる実験は実験誤差を考えると評価が難しい。年齢限界に関してはこれ以上の進展が難しくなった。上記内容は第37回日本手の外科学会で発表した。一方、組織標本では実験モデルが小さく、移植後の変位、変形もあって、標本作成が難航している。特にMicroangiographyでの評価は限界があり、移植骨の生存能力の証明として、免疫染色の実験を先行させた。免疫酵素抗体法による増殖細胞マーカーの証明は条件設定、特に脱灰作業による染色低下があり、現在試行錯誤中である。足趾骨遊離移植に伴う骨端軟骨の成長に関する研究年齢条件として、生後436日の家兎では各群間に有意差なく、健側の90%以上の良好な成長を示したので、他に影響すると思われた因子につき実験を行い、次の結果を得た。

1.移植骨の大きさに関する因子について生後2週齢の家兎において、大きさの異なった基節骨(長径4.5mm)と中足骨(10.5mm)を前腕皮下に移植したが、成長度に有意差はなかった。2.移植床の条件に関する因子について力学的刺激享受の劣る皮下や血行回復の得がたい関節腔内の移植骨の成長は、足部交叉移植群に比し、有意に劣っていた(p<0.01)。移植骨の成長終了(骨端軟骨閉鎖)後に移植骨の変形、破壊、吸収を生じ、骨形態が維持できなかった。なお、移植後の血行回復に関して、足部内、前腕皮下、膝関節内にそれぞれ移植した基節骨に微小血管造影を行ってSpalteholz透明標本を作成して観察し、関節内が移植骨の血行回復に不利であることを確かめた。また関節内でも移植骨の成長が認められ、拡散循環によっても骨端軟骨の生存能力が維持されることが示唆された。
3次元超音波エコーを用いた摂食・嚥下器官の評価方法の開発

本研究では,舌の機能訓練を行う際の客観的な指標を得ることを目的として,自由嚥下時及び指示嚥下時の舌圧地図と超音波矢状断面像より得られた舌運動とを同一画面上で同期させることにより,嚥下口腔期の舌運動動態について解析を行った。対象は、若年成人男性8名で、7か所に圧センサを埋入した口蓋床を装着した状態で,指示嚥下と自由嚥下の条件下で3mlの水を嚥下する際の舌圧を測定すると同時に舌のUS矢状断面像を描出し,舌圧波形とUS描出像をPC画面上で同期させて録画した。正中前方部は自由嚥下,指示嚥下ともに陽圧開始時間が有意に早く,自由嚥下で舌圧積分値が有意に大きかった。最大舌圧到達時間,舌口蓋接触総時間は指示嚥下の方が有意に短かった。本研究では,嚥下時の舌や舌骨の運動と舌圧との経時的な関係を観察することができた。我々は水分嚥下時における咽頭部の超音波(以下US)検査法について検討し,その結果,水分嚥下時における喉頭蓋,食道入口部の描出可能率について報告している(2009).今回は,その結果を基に増粘食品を付加した水分嚥下時における食道入口部の開大程度,通過時間について検討した,対象は顎口腔系に異常の認められない健常成人10名(男性8名,女性2名,平均年齢24.2±2.39歳)である.増粘食品を加えた冷水と加えていない冷水を各々3ml, 6ml指示嚥下させた時の食道入口部の開大量,通過時間をMモードを用いて測定した.被験食品は増粘食品を加えない冷水と,粉液比を冷水100mlに対し増粘食品1g(試料1),2g(試料2),3g(試料3)をそれぞれ添加したものの計4種類である.描出する画像はM/Bモードで矢状断とし,コンベックス型プローブ(6.0MHz)を用いた.エコーウインドウは顎下部とし,矢状方向に35度傾斜,前額方向へ30度傾斜させた.喉頭運動を阻害しない様にプローブには厚さ1cmの超音波エコー用ジェルパッドを介した.Mカーソルは食道入口部を通過する様に設定した.結果、食道入口部開大量は試料3の6ml嚥下時が最も大きく,冷水3ml嚥下時の約1.4倍の開大量であった.最も開大量が小さかったのは試料1の3ml嚥下時であり,冷水3ml嚥下時の約0.9倍であった。食道入口部通過時間は冷水6ml嚥下時が最も長く,試料3の3ml嚥下時が最も短かった.食道入口部開大量は増粘性が増す程,開大する傾向にあった.これは増粘食品の付加により嚥下時のbolus形成がしやすくなり一塊となり食道入口部に流入するため開大量が大きくなったと考えられた。また食道入口部通過時間は一回嚥下量が多く,bolusとなりにくい冷水6mlの嚥下時が最も長くなったと考えられた.以上よりUSを用いた嚥下時の食道入口部の描出の有用性が示唆された.本研究では、舌の機能訓練を行う際の客観的な指標を得ることを目的として、自由嚥下時及び指示嚥下時の舌圧地図と超音波矢状断面像より得られた舌運動とを同一画面上で同期させることにより、嚥下口腔期の舌運動動態について解析を行った。対象は、顎口腔系の機能に異常の認められない若年健康成人男性9名(平均年齢22.5歳±2.65)である。個人別に口蓋床を2個作製し、センサを埋入していない口蓋床を1週間装着してもらい、順化を行った。規定の7か所に圧センサを埋入した口蓋床を装着した状態で指示嚥下と自由嚥下の条件下で3mlの水を嚥下する際の舌圧を測定し、同時に舌のUS矢状断面像をUS装置とコンベックスタイプのプローブにより描出し、舌圧波形とUS描出像をPC画面上で同期させて録画した。測定回数は各7回で、そのうち安定した5回について計測を行った。

1.舌骨の挙上は舌圧の第2ピーク時に最高点に到達することが共通して観察された。2.正中前方部は正中後方部と比べて自由嚥下、指示嚥下ともに陽圧開始時間が有意に早く、自由嚥下で舌圧積分値が有意に大きかった。他の解析項目で部位間に有意な差は認めなかった。3.最大舌圧到達時間、舌口蓋接触総時間は指示嚥下の方が自由嚥下に比べ有意に短かった。最大舌圧は指示嚥下と自由嚥下で有意差を認めなかったが、舌圧積分値では指示嚥下の方が自由嚥下に比べて有意に小さかった。陽圧開姶時間において正中前方部と正中後方部との間に有意差がみられた結果は他の先行研究と一致した。今回、最大舌圧到達時間、舌口蓋接触総時間はいずれも指示嚥下の方が有意に短く、舌圧積分値においては指示嚥下の方が有意に小さく、舌骨上筋群筋活動と舌圧との間に高い相関があることを考慮すると、自由嚥下に比べて指示嚥下の方が舌運動を効率化して嚥下動作を行うことが可能であると推察された。【目的】一般に摂食・嚥下リハビリテーションでは,指示嚥下が多く用いられるが,指示嚥下と自由嚥下の舌機能を比較検討した研究は少ない。本研究では,舌の機能訓練を行う際の客観的な指標を得ることを目的として,自由嚥下時及び指示嚥下時の舌圧地図と3次元超音波矢状断面像より得られた舌運動とを同一画面上で同期させることにより,嚥下口腔期の舌運動動態について解析を行った。【対象と方法】対象は、顎口腔系の機能に異常の認められない若年成人男性8名(平均年齢22.62±2.82歳)である。個人別に口蓋床を2個作製し,センサを埋入していない口蓋床を1週間装着してもらい順化を行った。規定の7か所1)に圧センサを埋入した口蓋床を装着した状態で,指示嚥下と自由嚥下の条件下で3mlの水を嚥下する際の舌圧を測定すると同時に舌のUS矢状断面像を描出し,舌圧波形と3DUS描出像をPC画面上で同期させて録画した。【結果】舌骨挙上は舌圧の第2ピーク時に最高点に到達することが自由嚥下と指示嚥下ともに観察された。正中前方部は正中後方部と比べて自由嚥下,指示嚥下ともに陽圧開始時間が有意に早く,自由嚥下で舌圧積分値が有意に大きかった。最大舌圧到達時間,舌口蓋接触総時間は指示嚥下の方が自由嚥下に比べ有意に短かった。最大舌圧は指示嚥下と自由嚥下で有意差を認めなかったが,舌圧積分値では指示嚥下の方が自由嚥下に比べて有意に小さかった。【考察】陽圧開始時間において正中前方部と後方部との間に有意差がみられた結果は3mlの水を使用した先行研究と一致した。最大舌圧到達時間,舌口蓋接触総時間はいずれも指示嚥下の方が有意に短く,舌圧積分値においては指示嚥下の方が有意に小さく,舌骨上筋群筋活動と舌圧との間に高い相関があることを考慮すると,自由嚥下に比べて指示嚥下の方が舌運動を効率化して嚥下動作を行うことが可能であると推察された。平成22年度に3次元での咽頭部の画像解析が終了し、平成23年度は舌圧との比較検討が順調に遂行された。当初の計画ではプローブの違いを検討する予定であったが、4次元エコーの登場により、3次元での計測がより容易になっている。次年度は4次元エコーを利用しながら計測を口腔・咽頭領域に広げたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画では3次元エコーのプローブの違いを検討する予定であったが、平成23年度に本学に4次元エコーが共同研究機器として導入された。本装置により、3次元での計測がより容易になっている。次年度は共同研究機器の4次元エコーを利用しながら計測を口腔・咽頭領域に広げたい。
軌道系公共交通機関の整備が商業地形成に与える影響分析

本研究では、軌道系公共交通機関の整備が商業地形成に影響を与えているとの仮説の下で、その影響を、近年軌道系公共交通機関であるLRTが導入されたマニラ首都圏を対象に、土地利用モデルを用いて定量的に抽出することを目的として行ったものである。研究は、大きくLRT導入前後の土地利用関連データ(人口、就業者数、道路のサービス水準等)の収集、整理と、これらの諸データを用いて土地利用モデルを作成し、これを用いて影響の分析を行うことに分けられる。前者から得られた主な知見として、次の2点が挙げられる。1.研究当初想定していたLRTの導入によってアクセシビリティーが向上した地区で人口や雇用者数の変化が大きく、かつ中心地区で雇用者数が増加、周辺地区で人口が増加という現象が見られない事2.人口分布をはじめ、様々な社会・経済活動の空間的分布が非常に変化しているマニラ首都圏で、調査時点を整えて、全てのデータを収集することが想像以上に難しい事また、後者から得られた主な知見として次の2点が挙げられる。1.軌道系公共交通機関の導入は、商業地形成に影響を及ぼしているが、その程度は、人々の所得の向上による影響(より環境の良い場所に住宅を求める、低所得の人々が多い時には、成立しなかった新しい種類の商業が発生する等)や、検討対象としている公共交通機関以外の公共交通機関のサービスの向上(例えば、高速バス)による影響の分離の仕方によって大きく変化してしまう事2.商業地形成への影響を、二重制約型重力モデルを用いて分析あることが可能である事本研究では、軌道系公共交通機関の整備が商業地形成に影響を与えているとの仮説の下で、その影響を、近年軌道系公共交通機関であるLRTが導入されたマニラ首都圏を対象に、土地利用モデルを用いて定量的に抽出することを目的として行ったものである。1.軌道系公共交通機関の導入は、商業地形成に影響を及ぼしているが、その程度は、人々の所得の向上による影響(より環境の良い場所に住宅を求める、低所得の人々が多い時には、成立しなかった新しい種類の商業が発生する等)や、検討対象としている公共交通機関以外の公共交通機関のサービスの向上(例えば、高速バス)による影響の分離の仕方によって大きく変化してしまう事2.商業地形成への影響を、二重制約型重力モデルを用いて分析あることが可能である事
ホウレンソウ根腐れ病菌の生活環展開と情報伝達系に関わる分子機構の解明

1)ホウレンソウ根腐れ病菌の宿主特異的遊走子誘引物質cochliophilin Aに対するレセプターを特定するための、光アフィニティー部位とビオチン結合型のプローブを用いた実験で、遊走子の膜画分からプローブとの結合蛋白質として約40および70KDaの電気泳動バンドを検出した.フラボノイドに対する初めての特異的な受容体蛋白質である可能性が十分にある.これらの蛋白質を分離、アミノ酸配列を部分的に決定し、遺伝子を特定する方向性が定まった.2)各種顕微鏡技術を駆使し、ホウレンソウ根腐れ病菌遊走子の細胞内情報伝達系の解析を試みた.微細形態の経時的変化の観察や細胞内成分の選択的蛍光染色法などを併用して、細胞内で生起する事象の可視化に努めた.その結果、nicotinamideによる被嚢化の初期の段階から遊走子再生への過程と被嚢胞子成熟への分岐が、繊維状アクチンの顕著な構造上の違いを伴うことを発見した.この過程は、根腐れ病菌の生活環展開のキーポイントと目されており、研究展開への重要な手懸かりになると思われる.3)特異的な情報伝達物質あるいは情報伝達系をターゲットとした卵菌類の生物合理的な制御法の検討を行った.根腐れ病菌の宿主あるいは非宿主植物の根圏から分離した150種のバクテリアのうち約5%が根腐れ病菌の増殖菌糸に形態異常を惹起し、さらに、顕著な形態変化を誘起するものはサトウダイコンの根腐れ病発現を効果的に抑制することを見いだした.この方法論は土壌病原菌の微生物制御資材をスクリーニングする際に極めて有効なものであると提案した。4)遊走子の挙動、形態変化を指標に生理活性物質の探索と作用様式の解明を試みた.ホウレンソウ根腐れ病菌の宿主特異的遊走子誘引物質cochliophilonAは、アカザ科ホウレンソウ、サトウダイコン、シロザにのみ存在が知られていた.今回、罹病性のヒユ科ケイトウ(Celosia cristata)の芽生えにcochliophilon Aが存在することを、初めての発見した.ギンナン未熟果皮のアナカルド酸関連化合物やLannea coromandelicaの縮合タンニンが遊走子の遊泳を阻害し、細胞膜を破壊させる作用を見いだし、その作用特性を検討した.1)ホウレンソウ根腐れ病菌の宿主特異的遊走子誘引物質cochliophilin Aに対するレセプターを特定するための、光アフィニティー部位とビオチン結合型のプローブを用いた実験で、遊走子の膜画分からプローブとの結合蛋白質として約40および70KDaの電気泳動バンドを検出した.フラボノイドに対する初めての特異的な受容体蛋白質である可能性が十分にある.これらの蛋白質を分離、アミノ酸配列を部分的に決定し、遺伝子を特定する方向性が定まった.2)各種顕微鏡技術を駆使し、ホウレンソウ根腐れ病菌遊走子の細胞内情報伝達系の解析を試みた.微細形態の経時的変化の観察や細胞内成分の選択的蛍光染色法などを併用して、細胞内で生起する事象の可視化に努めた.その結果、nicotinamideによる被嚢化の初期の段階から遊走子再生への過程と被嚢胞子成熟への分岐が、繊維状アクチンの顕著な構造上の違いを伴うことを発見した.この過程は、根腐れ病菌の生活環展開のキーポイントと目されており、研究展開への重要な手懸かりになると思われる.3)特異的な情報伝達物質あるいは情報伝達系をターゲットとした卵菌類の生物合理的な制御法の検討を行った.根腐れ病菌の宿主あるいは非宿主植物の根圏から分離した150種のバクテリアのうち約5%が根腐れ病菌の増殖菌糸に形態異常を惹起し、さらに、顕著な形態変化を誘起するものはサトウダイコンの根腐れ病発現を効果的に抑制することを見いだした.この方法論は土壌病原菌の微生物制御資材をスクリーニングする際に極めて有効なものであると提案した。4)遊走子の挙動、形態変化を指標に生理活性物質の探索と作用様式の解明を試みた.ホウレンソウ根腐れ病菌の宿主特異的遊走子誘引物質cochliophilonAは、アカザ科ホウレンソウ、サトウダイコン、シロザにのみ存在が知られていた.今回、罹病性のヒユ科ケイトウ(Celosia cristata)の芽生えにcochliophilon Aが存在することを、初めての発見した.ギンナン未熟果皮のアナカルド酸関連化合物やLannea coromandelicaの縮合タンニンが遊走子の遊泳を阻害し、細胞膜を破壊させる作用を見いだし、その作用特性を検討した.植物病原性卵菌のひとつホウレンソウ根腐れ病菌(Aphaomyces cochlioides)は、宿主特異的な化学物質によって、卵胞子の発芽、遊走子の走化性による宿主植物へのアクセス、被嚢化、出芽して宿主への侵入・増殖などが支配されている。生活環展開に関わる化学的要因の解明と、病原菌と宿主あるいは非宿主植物との情報交換、遊走子のシグナル物質受容から挙動や形態の変化に至る情報伝達機構研究を推進した。1)卵菌の遊走子を用いた生物検定により、宿主ならびに非宿主植物成分中の生理活性物質を探索する。2)宿主特異的遊走子誘引物質であるcochliophilin Aに対する受容体を特定し、その実態を究明する。

3)遊走子の誘引・被嚢化・被嚢胞子の発芽を触発過程に機能している細胞内情報伝達の分子機構を解明する。これらの研究項目に関する知見の拡大や研究ツールとなる化学物質として、nicotinamideやcondenced tanninを見い出した。これらは、遊走子の遊泳停止活性や細胞膜溶解活性を示し、遊走子の被嚢化や細胞死を起こした。これら遊走子の挙動や形態変化を誘導する植物成分は、今後の研究にも重要で、有効に使うことにより確かな研究展開が図れるものと期待される。ホウレンソウ根腐れ病菌遊走子は(A)均質な遊走子を容易に調製できる。(B)化学物質に対して、極めて高感度で応答する。(C)生活環展開のシグナル物質を含め多様な化学物質に形態変化や遊泳挙動による応答を示す。(D)形態変化は電子顕微鏡で、挙動変化は光学顕微鏡で観察でき、可視化に適している。(E)遊走子の遊出や化学物質に対する応答は、数秒から数分、被嚢化から発芽までは数分から数10分で観察される、など、細胞内情報伝達の分子機構研究のためにも、優れた研究材料となることが確信された。その応用として、まだ予備的段階ではあるが、宿主特異的誘引物質のアゴニストとして機能する受容体修飾型のプローブを設計し、遊走子の膜蛋白質画分との相互作用を検出する実験を進めている。ホウレンソウ根腐れ病菌Aphanomycescochlioides遊走子を用い、その形態変化の過程を透過型電顕によって追跡した。その結果、被のう胞子形成過程では、膜内部に隣接する小胞体様のオルガネラからプロティオグリカンらしき物質が放出され、外部を外膜状に被うことが分かった。また、いくつかの抗生物質に晒された遊走子は、被のう胞子形成初期にミトコンドリアの盛んな分裂と変形が見られた。ホウレンソウやテンサイなどに付く機能性根面細菌との共接種によって、A. cochlioidesの菌糸伸長が停止する現象を見いだした。この際、菌糸の伸長部先端は、菌糸の異常な多枝分岐によるカリフラワー様構造への形態変化や菌糸末端やノッドの異常膨張など、様々な形態変化誘導を受けていた。興味あることに、数十の分岐菌糸からなるカリフラワー様構造の菌糸末端それぞれには、蛍光染色ではっきりと染まる核が存在していた。遊走子を加水分解性タンニンで処理すると、遊走子は多量の顆粒を放出して破裂するが、その機構はアポトーシスとは異なり核の崩壊を伴わないことが分かった。Aphanomycescochlioides遊走子の宿主認識因子としてテンサイから得られたcochliophiline Aをベースにしたビオチン化フラボンフォトアフィニティラベル試薬を用いたcochliophiline A認識レセプターの検出を目指し、ビオチンを認識するストレプトアビジンゴールド(金粒子を結合させストレプトアビジン)を反応させた場合、膜表面のみに金粒子を検出することができた。従って、生体膜上にビオチン化フラボンと特異的結合する、cochliophiline A受容性膜結合タンパクが存在することが示唆された。植物病原性卵菌のホウレンソウ根腐れ病菌(Aphanomyces cochlioides)は、宿主特異的な化学物質により、卵胞子の発芽、遊走子の走化性による宿主植物へのアクセス、被嚢化、出芽・宿主への侵入・増殖などが制御されている。引き続き、生活環展開に関わる化学的要因の解明と、病原菌と宿主あるいは非宿主植物との情報交換、遊走子のシグナル物質受容から挙動や形態の変化に至る情報伝達機構研究を推進した。
超局所解析と擬微分作用素論

1.微分方程式関係(内田素夫、岩崎千里、杉本充)(1)局所指数定理の一般化をリーマン多様体だけでなく境界のある多様体、ケーラー多様体にまで拡張できることを、熱方程式の基本解の擬微分作用の表象計算を通じて明らかにした。(2)ヘルマンダーの強擬凸条件を一般の微分方程式系に対して定式化し、ヘルマンダーの一意性定理に新しい幾何学的な証明を与えた。(3)分散型方程式の平滑化作用に関する研究:定係数の場合に正準変換により単純な標準形の場合の考察に帰着する新しい方法論を考案した。さらに平滑化作用がおきる方向を制限すれば臨界指数においても成立するが、この現象を古典軌道の言葉を用いて定式化した。2.微分方程式の数値解析及び擬微分作用素の応用(芦野隆一)(1)特異値分解やウェーブレットを使った画像処理(画像圧縮と雑音除去):特異値分解とウェーブレット変換と組み合わせることにより、与えられた行列の持つどの情報にアクセスできるかを研究した。(2)ウェーブレットのシステム同定への応用:線形システムとウェーブレット変換の相互作用から、線形システムの特性を決定することを研究した。3.確率論関係(磯崎泰樹、小谷眞一)(1)揺動理論の定理を拡張し、3つの確率変数を含む形の定理を得、二次元ランダムウォークの半直線への到達時刻・位置の同時分布の漸近評価に応用した。(2)ランダムな初期値を持つBurgers方程式について解が作るクラスターの確率分布の性質について最終的な結果を得た。(3)3次元のランダムシュレーディンガー方程式についてグリーン関数によりリヤプーノフ指数に相当する量を導入し状態密度関数との関係式を示した。一次元の場合、佐藤理論により無限次元グラスマン多様休上に定義されたKdV方程式の可積分系階層に付随したflowによる不変確率測度の特徴づけについて研究し予想を得た。(4)1次元拡散過程がマルチンゲールになるための必要十分条件を与えた.(5)Krein理論で、スピード測度とスペクトル測度の対応の連続性を境界が正則でない場合にも示した.1.微分方程式関係(内田素夫、岩崎千里、杉本充)(1)局所指数定理の一般化をリーマン多様体だけでなく境界のある多様体、ケーラー多様体にまで拡張できることを、熱方程式の基本解の擬微分作用の表象計算を通じて明らかにした。(4)1次元拡散過程がマルチンゲールになるための必要十分条件を与えた.(5)Krein理論で、スピード測度とスペクトル測度の対応の連続性を境界が正則でない場合にも示した.本研究の計画に従い、初年度は研究分担者の海外派遣(具体的には、スウェーデン、チリ、香港などでの偏微分方程式あるいはウェーブレット理論に関する研究集会)および国内での偏微分方程式論の研究集会への積極的参加などにより、擬微分作用素論と超局所解析の現状に関する情報収集あるいはこれまでの研究分担者たちによる研究成果の発表などを行った。また、アメリカコネチカット大学のグレシェニッヒ教授を招待して、超局所解析の一部でもある時間周波数解析に関するこれまでの研究成果について、講義形式でのセミナーを行い基礎理論から信号解析への応用に至るまでの最近の動向についての情報を得た。さらに本研究の海外分担者の一人であるカナダオタワ大学のヴァイアンクール教授の訪問を受けて、超局所解析の応用としてのウェーブレット理論の研究を行った。ウェーブレット理論の応用研究には計算機の使用は欠かせないものであり、画像解析や信号解析などへの応用を念頭において高性能のノートブックパソコンおよびデスクトップコンピューター各1台の購入を行った。これにより本研究の2年度となる次年度も、時間周波数解析やウェーブレット理論の応用研究への活発な研究が期待される。本研究の課題の1つである擬微分作用素のL^p理論については、若干の進歩はあったが最終的な結果である磁場

ポテンシャルを持つ表象のクラスに対する有界性やスペクトル理論特にスペクトルのLp空間での安定性については満足すべき結果は得られず予想が正しいかどうかは未知のままに終わった。1.国内出張・招聘立澤一哉助教授(北大)を招聘し擬微分作用素の研究について打ち合わせた。内田素夫助教授(阪大)、岩崎千里教授(姫路工大)、楳田登美男教授(姫路工大)を擬微分作用素の研究集会に出席させた。2.外国人招聘Toft, Joachim【スウェーデン・カールスクローナ大学助教授】を8日間招聘し、超局所解析について共同研究。Ruzhansky, Michael(イギリス・ロンドン大学・講師)を13日間招聘し超局所解析、擬微分作用素について共同研究した。3.小谷眞一教授(阪大)は平成15年9月にグルジアでのコルモゴロフ生誕100年シンポジウムで「ソリトンと確率論」について研究発表を行った。この他長瀬教授(前代表者)は芦野分担者とウェーブレットについて共同研究を行い雑誌に発表した(研究発表リスト参照)。1.研究実績の概要本研究は物理学にあらわれる基本的な微分作用素(シュレーディンガー作用素など)の擬微分作用素論を用いた研究であるが、本年度は解の平滑化、星の理論に現れる作用素の極限吸収性を示した。また応用的な側面として離散マルチウェーブレット解析に関して、ニューラルネットワークを使ってデータに依存して行う方法を提案した。2.国際研究集会発表杉本充小谷眞一岩崎千里芦野隆一微分方程式の研究1.分散型方程式の平滑化作用に関する研究・定係数の場合:正準変換により単純な標準形の場合の考察に帰着する新しい方法論を考案した。これにより、今まで知られていた結果のほとんどが簡単に証明されることが示され、さらには同じ原理で未知の結果も簡単に示されるようになった。・臨界指数に関する場合:平滑化作用は臨界指数においては成立しないことが知られているが、平滑化作用がおきる方向を制限すれば臨界指数においても成立する。この現象を古典軌道の言葉を用いて定式化した。・変数係数の場合:以上の結果を変数係数の場合へ拡張することを試みた。2.ヘルマンダーの一意性定理の幾何学的な証明ヘルマンダーの強擬凸条件を(多重特性的な場合も許す一般の)微分方程式系に対して定式化した。そこに現れる2次形式が、実は、方程式系の一般化されたレビ形式のある(幾何学的に意味のある)パラメータに関する変形として得られるものに他ならないことに注意して、ヘルマンダーの一意性定理に新しい幾何学的な証明を与えた。3.散乱問題Mirror対称性の応用として、狭義凸な障害物により回折する高周波のふるまいがどのように解析されるのかを説明した。4.スペクトル理論Kreinのストリング理論は片側が特異性を持たない場合のストリングとスペクトル測度の1対1対応の理論であったが、片側が特異である場合にもそれが成り立つことを示した。5.確率論揺動理論の定理を拡張し、3つの確率変数を含む形の定理を得た。これを2次元ランダムウォークの半直線への到達時刻・位置の同時分布の漸近評価に応用した。
サツマイモ体内でのBradyrhizobium属細菌の共生的窒素固定機構の解明

サツマイモより分離したBradyrhizobium属内生窒素固定菌は、植物体内に存在する有機酸類をエネルギー源にして、酸素濃度の低い条件で窒素固定を行うことを明らかにした。また、根より感染した菌は、地上部全体に移行し定着することが示された。これらのことから、Bradyrhizobium属内生窒素固定菌は、サツマイモ組織内の低酸素部位で窒素固定活性を発現できる可能性が示唆された。サツマイモの節より無菌的に苗を育成し、体内に細菌が感染していない無菌苗を選抜した。増殖した無菌苗の根に、サツマイモ体内より窒素固定遺伝子(nifH)の保有を指標に分離したBradyrhizobium属細菌、およびジーンバンクより分譲を受けたBradyrhizobium属根粒菌を液体培地で培養し接種した。植物体内における窒素固定は、培地より重窒素ラベルの窒素肥料を供給し、同位体希釈法により評価した。非接種のサツマイモにくらべて、Bradyrhizobium属細菌を接種したサツマイモでは、地上部生育が促進する傾向にあった。また、茎における接種菌の菌数は、新鮮重あたり10^3から10^4CFUのレベルであり、根より感染したBradyrhizobium属細菌は、茎に移行し定着することが明らかになった。また、Bradyrhizobium属細菌のnifH遺伝子を増幅するプライマーを用いて、PCRにより植物体から接種菌の検出を行なったところ、目的とする遺伝子断片の増幅が確認された。一方、非接種のサツマイモからは、複数の培地を用いた培養法でもコロニー形成は認められず、またPCRを用いた方法によっても菌の感染は検出されなかった。これらの一連の研究により、無菌サツマイモを用いた、Bradyrhizobium属内生細菌の接種系が確立された。接種したサツマイモの葉の重窒素同位体比は、非接種のサツマイモにくらべて低下する傾向にあったが、菌を接種した処理区では個体間の変動が大きかった。これらのことから、サツマイモに接種したBradyrhizobium属細菌は容易に感染・定着するが、体内での窒素固定能の発現には一定の条件が必要である可能性が考えられた。サツマイモより分離した、Bradyrhizobium属およびPscudomonas属内生細菌の窒素固定活性発現機構を、培養条件で検討した。Bradyrhizobium属およびPscudomonas属内生細菌ともに、炭素源に糖および有機酸を添加した半流動培地で窒素固定活性が認められた。一方、ダイズ根粒菌(Bradyrhizobium japonicum)では、この条件下では窒素固定活性は認められなかった。Bradyrhizobium属およびPscudomonas属内生細菌の窒素固定活性は、培地から有機酸を欠如することにより低下したことから、これらの菌の窒素固定活性の発現には、有機酸が寄与しているものと考えられた。また、これらの菌の窒素固定活性は、培地へのアミノ酸の添加により抑制された。Bradyrhizobium属、Pscudomonas属内生細菌ともに、窒素固定活性は好気的な条件に比べて、嫌気的な条件で高い傾向にあった。これらの菌を無菌サツマイモの根より接種したところ、Bradyrhizobium属内生細菌は、葉、葉柄、茎および根を含む全身において菌の定着が認められた。一方、Pscudomonas属内生細菌では、葉への感染は検出できなかった。また、植物の窒素栄養状態は、これらの内生細菌の感染・定着には大きな影響を与えないものと考えられた。これらのことから、試験に用いたBradyrhizobium属とPscudomonas属細菌では、植物体内への感染・定着機構に違いがあるものと推定された。本年度は、サツマイモ抽出液中に含まれる、Bradyrhizobium属内生細菌に窒素固定活性を誘導する物質を検討した。サツマイモ植物体中に含まれる有機酸類のうち、モノカルボン酸およびジカルボン酸類は、微好気的な条件でBradyrhizobium属内生細菌に窒素固定活性を誘導した。一方、トリカルボン酸は同様の条件で案素固定活性を誘導しなかった。このことから、Bradyrhizobium属内生細菌は、サツマイモ体中に存在する有機酸の内、モノカルボン酸およびジカルボン酸を利用して窒素固定を行っているものと推定された。一方、グルタミンなどの窒素化合物はBradyrhizobium属内生細菌の窒素固定活性を阻害した。植物体内で窒素固定の制御因子となる酸素濃度について検討した結果、サツマイモより分離した内生細菌は、酸素濃度約5%以下の微好気的な条件で窒素固定活性を発現することが明らかになった。微小酸素電極を用いて、サツマイモ器官内の酸素濃度を測定したところ、根、茎および葉、それぞれの器官内に内生細菌が窒素固定可能な低酸素領域があることが確認された。

Bradyrhizobium属内生細菌をサツマイモの根に接種すると、植物全体に感染が進行することから、地上部においても窒素固定が行われる可能性が示唆された。そこで、Bradyrhizobium属内生細菌を接種したサツマイモでアセチレン還元活性を指標に窒素固定を測定したところ、茎において活性が検出された。これらのことから、サツマイモに感染する内生窒素固定細菌は、植物体中に含まれる有機酸類をエネルギー源として、組織中の低酸素領域において窒素固定を行うものと推定された。
チラコイドにおける機能分子の量的構成の調節による光合成機能の維持

酸素発生を伴う光合成の光エネルギ-変換系は2種の光化学反応中心たん白複合体,PSIとPSIIにより駆動される。従って,PSIとPSIIの反応バランスがエネルギ-変換効率を決める。この効率維持のためのチラコイドの調節能の一つとして,チラコイド電子伝達状態がモニタ-され電子伝達末端で働くPSI量がその合成調節を通じて調節されて,PSIとPSII量比が光合成条件に適するようになることを我々は見出した。この調節のしくみを明らかにするために,(1)信号となる電子伝達反応,(2)信号変換・伝達,(3)PSI形成の制御部位を明らかにすることを行った。(1)については,PSI形成の調節変化の前後の電子伝達状態を内光分光法で詳細に検討し,シトクロムb_6酸化反応が検知されていること,そしてこの反応はQcサイト阻害剤で阻害されることを明らかにした。(2)及び(3)については,PSI形成に必要なアポたん白合成とChla合成の二面について,シトクロムb_6酸化との関連を含めて解析を行った。アポたん白合成の速度が信号により2倍まで促進されること,この促進と同時にChla合成も加速され,その両者の時間的変化が一致することが判った。また,Chla合成は,PSI形成が抑制されている時に抑制され,信号を阻害するHQNOによりその解除が阻害されることも判った。これらの検討から,(i)Chla合成調節がPSI形成調節の主要なしくみであり,(ii)この調節は,シトクロムb_6酸化の信号により誘起され,Chla合成末端での抑制的調節が信号により解除されることによりPSI形成が促進されるものとの推定をえた.また,この信号変換・伝達には少なくとも2種の回転の早いたん白が働いているとの推論もえた.酸素発生を伴う光合成の光エネルギ-変換系は2種の光化学反応中心たん白複合体,PSIとPSIIにより駆動される。これらの検討から,(i)Chla合成調節がPSI形成調節の主要なしくみであり,(ii)この調節は,シトクロムb_6酸化の信号により誘起され,Chla合成末端での抑制的調節が信号により解除されることによりPSI形成が促進されるものとの推定をえた.また,この信号変換・伝達には少なくとも2種の回転の早いたん白が働いているとの推論もえた.ラン藻Synechocystis PCC6714を用いて、光合成光条件による光化学系Iの形成調節について、(1)調節と電子伝達との関係、(2)形成調節が起る反応段階の特定に焦点をおき解析を行い以下の結果をえた。(1)光化学系I形成が促進される光条件のもとでの電子伝達状態を閃光分光法で解析し、チトクロムb_6ーfが著しく還元状態となると形成が促進されることを見出し、その時のチトクロムfの閃光による酸化・還元パタ-ンの解析からチトクロムb_6の還元状態が光化学系I形成調節の信号となるとの推定をえた。(2)光化学系I形成の調節とクロロフィルa合成との関係をクロロフィルa合成阻害剤を用いてのモデル実験系により調べ、クロロフィルa合成経路の活性制御により光化学系I形成が選択的に調節されることを証明した。この活性制御の効果と光誘起調節との関連の解析から、クロロフィルa合成の調節が光化学系I形成の調節に働いているとすると、その制御部位はクロロフィルa分子の合成段階ではなく、クロロフィルaが光化学系I形成が起る膜部位へ供給される過程であることを示唆する事実をえた。(3)チラコイド電子伝達系の光化系I以外の末端因子であるチトクロム酸化酵素について、その活性調節を調べ、光化学系Iと同様に光条件などによる電子伝達状態に対応した調節がおこることを示す事実をえた。従って、ラン藻のチラコイドでは、電子伝達状態により2種の末端因子の形成調節がおこり、電子伝達効率の維持が果されているものと考えられる。

ラン藻<Synechocystis>___ーPCC6714を用いて,光條件による光化学系工複合体の形成調節機構の解析を(1)調節信号とシトクロムb__ー_6-f__ーとの関係,(2)形成調節誘導信号とクロロフィルa__ー(Chl a__ー)合成の関係を以下のように解析した.(1)昨年の研究よりシトクロムb__ー_6-f__ーの酸化還元状態が調節と密接に関係がある事がわかった.この関係を更に詳細に調べるために,シトクロムb__ー_6の酸化を阻害しその還元型を蓄積するHQNOを用いてその光化学系I形成への効果を調べた.その結果,HQNOは光誘起による光化学系Iの形成抑制には効果がなく,形成促進を著しく阻害する事がわかった.この結果は,シトクロムb__ー_6ーf__ーの還元レベルではなく,シトクロムb__ー_6を経由するQサイクルの電子束が形成促進を誘起する事を示唆する.(2)Chla合成と形成調節との関係をChla__ー合成の中間体であるプロトクロロフィリドa__ー(Pchlide a__ー)の存在量と光條件との関連を調べた.光化学系I形成が抑制される光條件へのシフトによりPchlide a__ーが急速に蓄積され,促進條件へのシフトは急速な減少を誘起した.この時,クロラムフエニコ-ルにより光化学系Iたん白の合成を阻害してもPchlide a__ーレベルの光による増減がおこった.この事は,Pchlide a__ーより光の過程が光條件により調節を受けている事を示唆する.その過程は,たん白合成と関係なく,おそらくChl a__ー合成の最終ステップあるいはその輸送段階である可能性が高い.(3)光化学系Iのアポたん白合成過程での調節の可能性を調べるため,psa A,Bの転写産物レベルの光條件による変化を調べる試みを行った.予備的な結果の段階であるが,そのレベルに変化はおこらないらしい結果をえつヽある.ラン藻synechocystis PCC6714を用いて,光条件による光化学系I複合体の形成調節機構の解析を(1)形成調節信号にかゝわるシトクロムb_6とChla合成の関係,(2)Chla合成とPSIアポたん白合成との関係を以下のように解析した。(1)Pchllideレベルの変動を指標として,この変動がChla合成の末端での抑制的な調節であることを先ず明らかにし,PSI合成が促進される時,その抑制が解除されることを見出した。シトクロムb_6酸化反応によりこの抑制解除が誘起され,従って,HQNOにより,シトクロム酸化が阻害されると,同時に抑制解除も阻害された。このChla合成の抑制は,制御信号とはかゝわりなく,たん白合成阻害剤(Translation inhibitor)により解除され,回転の早いたん白が抑制機構に関与していることが判った。また,たん白合成阻害剤は,HQNO存在下で,Chla合成を一尸強く抑制する効果を示した。これらの結果より,(i)Chla合成がシトクロムb_6信号により調節されること,(ii)信号はChla合成の抑制を解除すること,(iii)この信号伝達・制御系には少くとも2種の回転の早いたん白が働いていることの推論をえた。(2)PSIのアポたん白(psaA/Bペプチド)をタ-ゲットとして^<35>Sーメチオニンによるパルスラベル法から同ペプチドの合成速度を測室する系を確立して,PSI合成速度の調節とChla合成調節とを比較検討した。その結果,ci)