hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成長促進細菌を利用した高生産性・高CO2削減性ウキクサバイオリファイナリーの開発

水生植物ウキクサはデンプンを蓄積する新たなバイオ燃料植物資源として期待されている。本研究では、ウキクサの増殖を2倍以上促進する植物成長促進細菌(PGPB)を数多く分離することに成功し、その増殖促進作用機構の一部を解明することができた。さらに、実排水を用いたウキクサ培養実証試験において、PGPBを利用したウキクサ培養によって、ウキクサのバイオマス生産性を2倍以上高めることに成功した。また、そのバイオマスからエタノールとメタンなどの燃料を効率的に生産することにも成功した。これらの結果から、PGPBを利用したウキクサ培養は、ウキクサバイオリファイナリーによる燃料生産の効率を高められることが示された。本研究は、未開学なウキクサ科植物PGPBの基礎と技術を開発するとともに、「PGPB技術」×「デンプン生産ウキクサ栽培」によるエネルギー生産性とCO2排出削減性を徹底的に高めたデンプンバイオマス生産システムを創出することを目的としている。平成27年度は、ウキクサ科植物PGPBの探索とその特徴づけと、ウキクサ科植物PGPBの成長促進効果の定量的評価を行った。ウキクサ科植物PGPBの探索とその特徴づけ:この実験では5種類のウキクサ科植物からPGPBの探索を試み、合計220株以上のPGPBを獲得することができた。そのうちの半数がウキクサ科植物のバイオマス生産を2倍以上促進するPGPBであった。中には、バイオマス生産を4倍以上促進するPGPBも見出された。ウキクサ科植物PGPBの成長促進効果の定量的評価:分離したPGPBを管理された培養条件でウキクサ科植物とともに共培養し、成長促進を定量評価した。さらに、その成長促進効果の持続性についても評価し、高い成長促進効果を持続的に発揮するPGPBをグルーピングした。この定量評価を60菌株のPGPBで終了した。ウキクサ科植物PGPBの探索とその特徴づけでは、5種類のウキクサ科植物から合計220株以上のPGPBを獲得することができた。当初の達成目標は、ウキクサの成長を2倍以上促進するPGPBを30株分離することであった。その目標は達成することができた。ウキクサ科植物PGPBの成長促進効果の定量的評価では、60菌株のPGPBでその評価を終了した。当初の達成目標は、30株のPGPBで評価を終えることであった。これらの一連の実験成果を国際会議で2件、国内学会発表で1件報告した。これらを総合的に判断し、「おおむね順調に進展している」と評価した。本研究は、未開拓なウキクサ亜科植物PGPBの基礎と技術を開発するとともに、「PGPB技術」×「デンプン生産ウキクサ栽培」によるエネルギー生産性とCO2排出削減性を徹底的に高めたデンプンバイオマス生産システムを創出することを目的としている。平成28年度は、PGPBによるウキクサ亜科植物バイオマス生産促進を種々の条件で定量評価した。その結果、Spirodela polyrhiza, Lemna minor, Lemna gibba, Landoltia punctataの4種類のウキクサのバイオマス生産を2倍以上促進するPGPBを20株以上特定することができた。これらのPGPBによるウキクサバイオマス生産促進効果は、栄養塩濃度や温度に依存せず、異なる培養条件のウキクサに対して確認された。さらに、下水二次処理水や養豚排水などの実排水を用いたウキクサ栽培においてもPGPBは、ウキクサバイオマス生産を2倍以上促進することが確認された。これらの結果から、PGPBはウキクサバイオマス生産の促進に有効であり、その適用範囲は広いことが示唆された。また、平成28年度は、PGPBによるウキクサ亜科植物バイオマス生産促進のメカニズムをメタボロミクス解析、トランスクリプトーム解析や特定遺伝子の発現解析などを駆使して解明することを試みた。その結果、PGPBは(1)水中からの窒素取り込み、(2)窒素固定・アミノ酸合成、(3)光合成の光化学系、(4)クロロフィル合成、(5)カルビンサイクルの複数の代謝・反応を活性化することが分かった。このような種々のプロセスが活性化され、最終的にウキクサのバイオマス生産が促進することが強く示唆された。平成28年度は、PGPBによるウキクサ亜科植物バイオマス生産促進の定量評価と、PGPBによるウキクサ亜科植物バイオマス生産促進のメカニズム解明に取り組んだ。これまでに分離・獲得した250株以上の分離菌株に対してバイオマス生産促進の定量実験を行い、2倍以上の促進効果を示す20株以上のPGPBを特定することができた。さらに、それらのPGPBのウキクサ成長促進効果が幅広いウキクサ栽培条件で発揮されること、また、実用条件に近いウキクサの排水栽培条件でも発揮されることを突き止めた。さらに、PGPBはウキクサの窒素取り込み・固定、光合成、クロロフィル合成などの複数の代謝反応を活性化させ、最終的にウキクサのバイオマス生産を促進するという分子機構の一部を明らかにすることができた。これらの一連の実験成果を学術論文発表1報、国際会議発表4報、国内学会発表3報を発表・報告した。

本研究は、未開拓なウキクサ亜科植物PGPBの基礎と技術を開発するとともに、「PGPB技術」×「デンプン生産ウキクサ栽培」によるエネルギー生産性とCO2排出削減性を徹底的に高めたデンプンバイオマス生産システムを創出することを目的としている。平成29年度は、Spirodela polyrhiza, Lemna minor, Lemna gibba, Landoltia punctataの4種類のウキクサと、それぞれのウキクサの生育を促進するPGPBを組み合わせた水耕栽培システムを構築した。そのシステムに下水二次処理水、養豚排水、し尿嫌気性消化脱離液と食品工場排水の4種類の排水を流入してウキクサデンプンバイオマスの生産性を調べた。その結果、いずれのウキクサ-PGPBシステムにおいても各種排水から窒素とリンを効率的に吸収し、光合成によってデンプンバイオマスを生産した。その生産速度はPGPBなしのウキクサ栽培システムに比べて2倍程度高いものとなった。また、パイロットスケールのウキクサ(Spirodela polyrhiza)-PGPBシステムを試作して下水二次処理水100Lを流入した。そのパイロット実証実験においても、PGPBによってウキクサデンプン資源生産がPBPGなしの野生ウキクサに比べて2倍以上高まった。さらに、そのウキクサバイオマスを原料として同時糖化・エタノール発酵することによって高い収率(0.16-0.17 kg-エタノール/kg)でエタノール生産できること、また、嫌気性消化汚泥と混合してメタン発酵することによって480NL-メタン/kgの高収率でメタンガスを生産することに成功した。このウキクサのエタノール生産収率とメタン生産収率は、他のエネルギー作物や微細藻類と同等以上であった。水生植物ウキクサはデンプンを蓄積する新たなバイオ燃料植物資源として期待されている。本研究では、ウキクサの増殖を2倍以上促進する植物成長促進細菌(PGPB)を数多く分離することに成功し、その増殖促進作用機構の一部を解明することができた。さらに、実排水を用いたウキクサ培養実証試験において、PGPBを利用したウキクサ培養によって、ウキクサのバイオマス生産性を2倍以上高めることに成功した。また、そのバイオマスからエタノールとメタンなどの燃料を効率的に生産することにも成功した。これらの結果から、PGPBを利用したウキクサ培養は、ウキクサバイオリファイナリーによる燃料生産の効率を高められることが示された。現在の研究進捗状況は、「おおむね順調に進展している」と判断できたことから、当初の計画通りに今後の研究を推進する。平成28年度は、ウキクサ科植物PGPBの成長促進効果の定量的評価を様々な気象・栽培条件で実施する。また、ウキクサ科植物PGPBの成長促進効果のメカニズム解明を実施する。ウキクサのメタボローム解析、トランスクリプトーム解析と機能遺伝子の発現解析などを駆使して、分子レベルのメカニズムを解明する。
ピクセル型放射線検出器を用いた動的適応小線源治療システムの開発

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
乳幼児の音声・視覚コミュニケーションにおける話者-聴者関係の発達

本研究は911年度の間に複数の観察実験を通して、個人性、感情、言語情報の相互関係を年齢との関係で明らかにすることを目的にした。言語発達研究はさまざまな観点から行われうるが、個人性情報検出能力は当然視され、検討されることが少ない。しかし実際には話者にしろ行為者にしろ、個人の同定は、人の社会的カテゴリーを形成する能力や、自他の分化とも関わる重要な認知能力である。生後すぐから経験し始める話者-聴者関係は、個人性情報検出の基礎となり、発達に伴ってきまざまなレベルでの個人性認識が形成されるものと思われる。先行研究で声質、社会的役割、性別、年齢、母語、既知性などを扱ったので、今回は話者-聴者のマイクロな相互作用行動における話者属性、聴者属性の表出と理解を分析する。話者属性・聴者属性の表出と理解の分析の変数は多様であるが、今回は「人を示す指示のことばreference to person」を規定する要因を検討する。話者の指示表現選択課題に関わる要因として、(1)カテゴリ化と個別化の機能、(2)指示対象領域、(3)個別言語の指示体系、(4)話者/聴者の言語能力、(5)固有名詞優先原理、(6)参与者構造と認知・情報処理上の制約、などが考えられる。子ども集団における指示表現選択課題の特性を、予想される3種の規定因((1)普遍的認知的制約、(2)個別言語の指示システム要因、(3)個人の好みの傾向)について検討した。結果から3要因それぞれの寄与が示され、話者のもつ複数の特性(日本語習得レベル、年齢、好みなど)の相互関係の検討が検討課題として残された。
日本語方言の終助詞の意味の類型に関する研究

本研究では,日本語方言の終助詞の意味を分析的に記述するための枠組みの構築を目標に次の2つのことをおこなった。(1)過去の方言終助詞研究に関する情報(終助詞の語形・意味記述,地域,例文,出典,標準語訳)を概観できるデータベース(方言終助詞研究総覧)の構築。(2)終助詞の意味に関する方言間の比較,特に類似の意味を表す終助詞の比較。本研究は,日本語方言の終助詞に関する先行研究の成果を一般言語学的な観点から整理し,終助詞の意味を分析的に記述する一般的な枠組みを整備するとともに,終助詞の意味の方言間比較をおこない,日本語方言の終助詞の意味がどのように類型化されるかを明らかにすることを目的としている。平成21年度は次のことをおこなった。・メーリングリストおよび研究会(2010年2月27-28日)において,方言終助詞に関する研究情報を集積した「方言終助詞研究総覧」の構成・内容について検討をおこなうとともに,代表者・分担者の終助詞研究における「終助詞の意味のとらえ方」「意味記述の方法」「データ」について情報交換をおこない,方言の終助詞の意味を分析的に記述するための枠組みの可能性について検討した。・国立国語研究所において,「方言終助詞研究総覧」作成のための先行研究の収集と情報の整理をおこなった。・得られた知見を論文,口頭発表の形で発表した(論文1,口頭発表4)。重要な知見として,終助詞の意味の体系を考える際の基本指針が得られたことがある。(1)「他の終助詞と組み合わせて使える終助詞」の意味は,方言の違いに関係なく,<話し手が判断をおこない,それを外部に出して評価を受ける>という判断の形成・処理の過程の中でとらえる。(終助詞の順序はその過程の反映と考える。)(2)「単独でしか使えない終助詞」は,方言ごとに意味的な傾向性について考える。本研究は、日本語方言の終助詞に関する先行研究の成果を一般言語的な観点から整理し、終助詞の意味を分析的に記述する一般的な枠組みを整備するとともに、終助詞の意味の方言間比較をおこない日本語方言の終助詞の意味がどのように類型化されるかを明らかにすることを目的としている。平成22年度は次のことをおこなった。・麗澤大学言語研究センターと共催でワークショップ「終助詞-その体系性と多様性-」を開催し、本研究の成果を公開するとともに、本研究でカバーできていない観点から終助詞の研究をおこなっている研究者と知見の交換をおこなった(2010年9月11日,国立国語研究所)滝浦真人(麗澤大学)「終助詞の体系性をどうとらえるか?」井上優(国立国語研究所)「終助詞の多様性をどうとらえるか?」定延利之(神戸大学)「発話行為のフルな記述をめざして」千葉庄寿(麗澤大学)「終助詞カ/ヨ/ネおよびその連接形の意味・機能とその使用実態」・半公開の研究会を開催した。特に富山方言の「チャ」,山口方言の「イネ」,博多方言の「タイ」の意味の比較について検討した(2010年12月11・12日,大阪大学)・国立国語研究所において、「方言終助詞研究総覧」作成のための先行研究の収集と情報の整理をおこなった。平成22年度は主に先行研究で示されている例文の整理をおこなった。・得られた知見を論文の形で発表した(論文4件)。いずれも終助詞のみを扱ったものではないが、終助詞の意味に関する研究の成果が含まれている。平成23年度は次のことをおこなった。・以下の研究会(非公開)を開催した。・疑問終助詞の日中対照,終助詞とジェスチャー,青森方言の「ビョン」(2012年2月26日,麗澤大学)・富山方言の「チャ」,山口方言の「イネ」,博多方言の「タイ」の意味比較(2012年2月21・22日,神戸女子大学)・砺波方言・高岡方言の「テヤ」(2012年3月12日,広島大学)・全国方言の確認要求の終助詞(2012年3月13日,滋賀大学)・「方言終助詞研究総覧」作成のための先行研究の収集と情報の整理をおこなった。いずれも終助詞のみを扱ったものではないが,終助詞の意味に関する研究の成果が含まれている。
溶質-溶媒相互作用の微視的動態解析

研究代表者および22名の研究分担者は、5グループに分れてそれぞれの役割に従って研究を行った。中西,岡田,片岡は溶液の分子動力学シミュレーションに関する研究を分担し、ブチルアルコール水液液や簡単な水模型についてシミュレーションを行い、水和構造模型に検討し、水の熱力学量や輸送係数の異常性を分子論的に説明したほかハロゲン化アルカリ溶融塩におけるself-exchange velocityを計算機シミュレーションにより求め、これを実験値と比較してChemla効果などを説明した。大瀧,谷口(一),池田,渡辺は局所構造とゆらぎに関する研究を分担し、EXAFS法、X線・中性子回折法等を用いて、水溶液中に存在する銅(【II】)錯体の構造や種々の非水溶媒中に存在する銅(【II】)、カドミウム、亜鉛などのハロゲノ錯体、チオシアナト錯体などの構造を明らかにした。高木,千原,中村,山寺,飯田,益田,野村は、分子間力の動的構造の研究を分担し、核磁気共鳴、ラマン・ブリュアン散乱法、超音波スペクトロスコピーなどの方法により、溶液ならびに柔粘性結晶相における緩和過程を調べ、イオンや分子の動的構造を明らかにした。山本,岩本,冨永,田中,齋藤,大木は、イオン対および錯体生成反応の機構の研究を分担し、拡散係数の測定からイオン対生成を明らかにし、核磁気共鳴、光スペクトルなどの手段を用いて種種の反応の機構を解析した。鈴木,谷口(吉),中原は高温高圧における溶液構造の研究を分担し、溶液中の分子およびイオンの微視的動的構造への温度・圧力効果やイオンの輸送機構についての新しい知見を得た。以上のほか、班全体の公開シンポジウム、分子動力学シミュレーショングループの研究会(9回)、高温高圧グループのセミナー、他の三つのグループを中心とする若手研究者による研究会を開催し、班員間の、また班員以外の関係研究者との交流につとめた。また各分担者は64の論文・著書を発表し、内外で148件の口頭発表を行った。
ドラム型試料固定装置を用いた、不揮発性高分子試料の気相分光

本研究では、不揮発性試料の質量スペクトル測定と、その気相分光を目標として研究を行った。昨年までに、ドラム型の試料固定装置を用いて、シクロペンタジエニル-バナジウムクラスターの質量分析を行ったが、この研究の際、もう少し質量分析に特化した試料固定装置の開発の必要性が生じた。すなわち、従来のドラム型では試料の交換に数時間かかる上、残留試料の影響が避けられない状況であった。複数の試料の質量スペクトルを数分の交換時間で測定できるよう、試料固定部の改良を行った結果、これまでの約10分の1程度の時間で質量スペクトルを観測することが可能となった。次に我々はこの装置を用いて、溶液中で生成すると考えられている炭化コバルト(CoC_2)の質量分析を試みた。この炭化化合物の合成は、アセトニトリルを溶媒として、塩化コバルト(CoCl_2)と炭化カルシウム(CaC_2)の混合物を200°Cで12時間加熱して得られる。得られた固体の反応物を水洗することにより未反応のCoCl_2とCaC_2を除去し、100°Cで乾燥させた。このようにして得られた試料は、EXAFS等の実験によりCoC_2クラスターを含有することが確認されている。質量分析によりそのサイズ分布を明らかにしたいと考え、測定を行ったが、これまでのところCoC_2クラスターの信号の観測には至っていない。質量スペクトルには、この反応における副生成物であるアモルファスカーボンの信号が検出されている。観測を成功させるためには、レーザーイオン化を促進させるためのマトリックス剤を測定する系に合わせて適宜選択する必要があり、現在このクラスターの観測のための促進剤を検討しているところである。また本研究では、上記の実験に加え、不揮発性固体試料に適用予定の光解離分光法の有用性を検討するために、気相分子に対してこれを適用し、基礎データの収集を行った。本研究では、不揮発性試料のための質量スペクトルの測定を目標として、試料導入システム及び飛行時間型質量分析装置の設計と製作を行った。この装置を用い、まず、ジクロロメタン中で生成する、シクロペンタジエニル(Cp)-バナジウム(V)-酸素(O)混合クラスターの質量スペクトルの測定を試みた。この試料は融点および沸点が非常に高温であるため、ガス化を必要とする従来の質量分析計での測定は困難である。このサンプルをメタノールに溶解させ、それを直接本研究で開発した質量分析装置へと導入して、このクラスターの質量スペクトルの測定に世界で初めて成功した。質量スペクトルによると、(CpV)_4O_4、(CpV)_5O_6、(CpV)_6O_n(n=6-8)等のクラスターが非常に多く生成していることがわかる。また、これらのクラスターに、(CpV)ユニットが複数個付加したサイズの大きいクラスター種も多数観測されている。これらの結果についてはThe Journal of Physical Chemistry Bにて既に報告した。上記の実験は、レーザー蒸発-レーザーイオン化により行ったが、イオン化法の違いによる、観測されるクラスターサイズ分布の影響を調べるために、レーザー蒸発-電子衝撃イオン化による実験も試みた。試料はCo_4(CO)_<12>を用い、レーザーイオン化と電子衝撃イオン化による質量スペクトルの違いを検討した。この結果によると、レーザーイオン化よりも、電子衝撃イオン化の方がクラスターの破壊が少ない、つまりよりソフトなイオン化法であることが明らかとなった。現在、この質量分析計の感度向上を目指して装置を改良中である。
治療抵抗性気分障害における動脈硬化因子の影響に関する包括的検討

今回われわれは、気分障害において遷延化を引き起こしている生物学的要因を調べるため、双極2型障害患者を急速交代型と非急速交代型に分類したうえで、局所大脳灰白体積とインスリン抵抗性についての比較検討を行った。22歳から57歳までの双極2型障害患者31名(うち、急速交代型群14名、非急速交代型群17名)、および年齢・性別を一致させた健常対照群84名を対象に、採血検査とMRIを施行し、全脳を対象とした局所大脳灰白体積の比較にはVoxel-Based Morphometry(VBM)を用いた。さらに、ブロードマン分類10,11,47領域に焦点をあてた解析には、Wake Forest University Pickatlasを用いた。急速交代型群と健常対照群の全脳比較を行った結果、前部帯状回前頭前野腹側内側部、海馬傍回、島において、急速交代型群に有意な灰白質体積の減少が見られた。非急速交代型群と健常対照群の比較では、小脳および橋において、非急速交代型群に有意な灰白質体積の減少が見られた。ブロードマン分類10,11,47領域に焦点を当てた検討では、前頭前野腹側内側部において、急速交代型群の有意な灰白質体積の減少が見られた。今回の検討により、急速交代型を示す双極2型障害患者は、非急速交代型に比べて、前頭前野腹側内側部において、有意な灰白質体積の減少を認めることが明らかになった。このことから、前頭前野腹側内側部の障害が、頻回の気分障害エピソードの生成に、深く関与している可能性が示唆された。一方で、末梢採血検査では、血糖値や血漿インスリン濃度などインスリン抵抗性指標と治療抵抗性との関連は見出すことができなかった。気分障害を対象に、採血によるインスリン抵抗性関連指標の精査、頭部MRI検査、神経心理学的検査を試行することで、精神科的加療に対しても治療反応の得られない患者群から治療抵抗性の形成に関連している因子を抽出することを目的としている。初年度は、健常ボランティアを対象とした基礎データベースを作ることを中心として、約160人に対して検査を施行した。患者群については、約50人に対して検査を行った。中間データの解析では、頻回の気分障害エピソードを示す患者群では、治療反応性の良好な患者群とくらべて、前頭前野および前頭葉内側面を中心に広範な皮質体積の減少が確認された。また、神経心理学的にも、社会適応と作動記憶の間に有意な関連性を認めた。年齢による分布を調べたところ、全脳体積では、加齢に伴う減少率は健常群と気分障害群で有意な差は認められなかったのに対して、脳局在体積の減少率では、扁桃体、前部帯状回などで、患者群の減少率が有意に高いことが示された。さらに、健常人データを解析したところ、養育体験に対する主観的な回想の定量評価において、過干渉な両親の養育を体験したと述べる個人では、抑うつ指標・不安指標ともに高く、また前頭前野背外側部の体積も有意に小さいことが示された。このことは、神経発達と養育態度の関連性を検討する上での、先駆的知見になると考えられる。今後も対象数を増やすことで、より精度の高いデータを抽出して行く。気分障害の治療を巡っては、新規抗うつ薬の開発や非定型抗精神病薬の併用療法など、多様な選択肢が出現したにも関わらず、寛解率そのものは必ずしも向上しておらず、依然として約20%が薬物治療に対して治療抵抗性を示している。治療抵抗性気分障害の病態メカニズムに関する研究は、大きく立ち遅れていると言わざるおえないのが現状である。

本研究では、治療経過中の双極障害例を急速交代型、非急速交代型に分けて、脳MRI検査と併せて、動脈硬化因子の定量評価を行うことで、治療抵抗性気分障害の病態生理学的背景について検討を行った。先ず、得られたMRIデータについて、Voxel-Based Morphometry (VBM)を用い、治療経過中の双極障害例を急速交代型、非急速交代型に分けて、健常群と局所灰白質体積に関し比較検討を行った。急速交代型群と健常対照群の全脳比較を行った結果、前部帯状回前頭前野腹側内側部、海馬傍回、島において、急速交代型群に有意な灰白質体積の減少が見られた。非急速交代型群と健常対照群の比較では、小脳および橋において、非急速交代型群に有意な灰白質体積の減少が見られた。ブロードマン分類10,11,47領域に焦点を当てた検討では、前頭前野腹側内側部において、急速交代型群の有意な灰白質体積の減少が見られた。今回の検討により、前頭前野腹側内側部の障害が、頻回の治療抵抗性気分障害エピソードの生成に、深く関与している可能性が示唆された。また末梢採血検査では、血糖値や血漿インスリン濃度などインスリン抵抗性指標と治療抵抗性との関連は見出すことができなかったが、対象数も限られていることから、今後さらに症例を増やして検討を行ってゆく必要がある。
気分障害の時間生物学的治療とその作用機序に関する研究

うつ病患者に対する断眠療法は、その高い有効性が古くから知られているが、効果が持続しにくく、断眠療法後の回復睡眠で逆戻りしてしまうことが多いこと等から、今日までわが国では普及してこなかった。しかし、断眠療法の効果を持続させる方法はいくつか知られており、その研究はヨーロッパを中心に行われている。本研究では、うつ病性障害あるいは双極性障害で現在大うつ病エピソードにある薬剤抵抗性患者を対象として、断眠療法(全断眠)を行い、その効果を維持させる目的で睡眠位相前進と高照度光療法を併用した。治療効果の評価は、HAM-D(17項目および6項目)、SDS、VAS、SF-36を用いた。大うつ病エピソードの患者12名(うつ病性障害9名/双極性障害3名)を研究プロトコールに導入した。本研究の治療後、HAM-D、SDS、VAS、SF-36において統計的有意な改善が認められた。薬剤抵抗性うつ病患者が数日以内に改善を示したことから、本研究で行った治療法は臨床で応用していくことに大きな期待を持つことができると言える。うつ病エピソードの患者8名(男性6名、女性2名;単極性6名、双極性2名)を研究プロトコールに導入した。平均年齢40.4±13.1歳、平均発症年齢35.1±15.4歳、現在のうつ病エピソードの平均期間18.5±21.8週間、これまでのうつ病エピソードの平均回数5.4±3.3回、全罹病期間の平均70.3±50.6ヶ月、ベースライン(day-1)のHAM-D score(17項目)平均19.0±4.2点であった。対象者金員が抗うつ薬およびベンゾジアゼピン系薬物を服用していた。他に、炭酸リチウムを2名、抗精神病薬を2名、甲状腺ホルモン剤を2名が服用していた。薬剤抵抗性について、ThaseとRushの基準に当てはめると1名がStae II、6名がStae III、1名がStage IVであった。治療前後のHAM-D(6項目)得点推移に有意な低下がみられた(df=9, F=6.30, p<0.0001)。ベースライン(day-1)と比較して統計的有意差(p<0.05)を認めたのはday2、day3、day4、day5、day6であった。治療前後のHAM-D(17項目)得点推移に有意な低下がみられた(df=3, F=22.65, p<0.0001)。ベースライン(day-1)と比してday6、day13 day20で統計的有意差(p<0.05)を認めた。HAM-D得点改善率50%以上をResponse、50%未満への逆戻りをRelabseと定義すると、8名中7名がday6でResponse、そのうち1名がday13でRelapseとなった。8名中1名がday13でResponseとなった。最終的(day20)に8名中7名がResponseを維持した。治療中断例はなかった。治療前後のVAS得点推移に有意な改善がみられた(df=7, F=3.76, p=0.0021)。ベースライン(day-1)と比較してday3、day4、day5、day6で統計的有意差(p<0、05)を認めた。治療前後のSDS得点推移に有意な改善がみられた(df=9, F=2.59, p=0.0124)。ベースライン(day-1)と比較してday3、day4、day6、day13、day20で統計的有意差(p<0.05)を認めた。本研究では、薬剤抵抗性、遷延性、反復性、難治性といった特徴を有する大うつ病エピソード患者において全断眠とそれに睡眠位相前進および高照度光療法を併用した治療を行い、他覚的評価、自覚的評価ともに有意な改善を示した。明らかな有害事象も認められず、有効性および安全性の高い治療と考えられた。うつ病患者に対する断眠療法は、その高い有効性が知られているが、効果が持続しにくいことから、今日までわが国では普及してこなかった。本研究では、大うつ病エピソードの患者に全断眠を施行し、その効果を増強・維持する目的で睡眠位相前進と高照度光療法を併用し、その治療効果を評価した。

研究プロトコールは、day0;全断眠、day1;17:0024:00睡眠+0:002:00高照度光療法、day2;19:002:00睡眠+2:004:00高照度光療法、day3;21:004:00睡眠+4:006:00高照度光療法(day24:睡眠位相前進)、day56;23:006:00睡眠+6:008:00高照度光療法。治療効果は、他覚評価としてHamilton Depressive Rating Scale(HAM-D)、自覚評価としてSelf-Rating Depression Scale(SDS)およびVisual AnalogScale(VAS)、QOLの評価としてSF-36を用いた。評価期間はday20までとした。抗うつ薬は対象患者間で統一せず、研究導入前のものを継続使用した。薬剤抵抗性の大うつ病患者12名(男性7名、女性5名;単極性9名、双極性3名;平均年齢41.5±11.1歳)を研究プロトコールに導入した。全断眠後、HAM-D、SDS、VASにおいて有意な改善が認められた。統計的有意な変化に達したのはいずれの評価尺度においても断眠直後のday1ではなく、睡眠位相前進施行中のday2以後であった。HAM-D得点改善率50%以上をResponse、50%未満への逆戻りをRelapseと定義すると、12名中8名がday6までにResponse、そのうち1名がday13でRelapse、12名中1名がday13でResponseとなった。12名中3名がResponseに至らなかった。最終的(day20)に12名中8名がResponseを維持した。著しい有害事象は認められず治療中断例は0名であった。SF-36では、day-1と比較してday20で「全体的健康感」「活力」「日常役割機能(精神)」の3つの下位尺度において有意な改善が認められた。本研究の治療によって、薬剤抵抗性の大うつ病患者において高い改善率を示したことから、断眠療法は薬剤への反応が乏しい難治性遷延性のうつ病に有効な治療法であると考えられた。睡眠位相前進及び高照度光療法を併用した方法は治療効果を増強・維持するうえで有効であると示唆された。
手術用ナビゲーションシステムを用いた術者の技能評価と手術教育プログラム

耳鼻咽喉科の手術教育プログラムを作成する目的で、基本となる解剖知識、手技の客観的評価法を開発することを試みた。アイマークレコーダーによる画像の視線軌跡解析では、個人の思考過程ならびに的確度を算出することができ、能力に応じた指導が必要であることが明らかとなった。一方、実モデルとナビゲーションシステムを用いた手技の評価では、繰り返す練習だけではない個人の感性を考慮した指導法の必要性が明らかとなった。今後は、行動工学にもとづく適切な教育プログラムの完成と、内視鏡手術に重要な脳中枢のHand-Eye coordination(visuomotor skill)のメカニズムを解明していきたい。本研究は、耳鼻咽喉科の手術の中で基本となる解剖知識、手術器具の取り扱い、術中操作などについて実習を行い、その過程を手術用ナビゲーションシステムで追跡し、結果を客観的、科学的に解析して研修医にフィードバックするプログラムを開発することを目的とする。ナック社製のアイマークレコーダーEMR8Bを使用し、研修医5年目の耳鼻咽喉科医、6年目から20年目の耳鼻咽喉科専門医を対象に以下の実験を試みた。一般的な耳、鼻、頭頸部領域の単純レントゲン写真やCT、MRIの画像を提示し、指示された部位を目で確認するタスクを与え、瞳孔の動きを録画すると同時にナビゲーションシステムのワークステーションに入力し、被検者の目の動き、視線、凝視した部位が画像上のどの部位を見ているかを描出した。視線軌跡を標的部位、その周辺、その他の部位に分け画像として描出することで、被検者の思考過程を追跡することができた。視点分布・凝視時間では、係数を設定し、上記の座標部位別にその点数の総和で点数化し、個人の的確度を算出することができた。これらから経験年数、手術経験により差がみられ、また反復練習することによる学習効果が客観的に評価できることが明らかになった。これらの結果を被検者にもフィードバックし、個人の弱点、問題点を認識した上で教育、指導の方針を立てることが可能と考えられる。次年度は、産業技術総合研究所開発の精密鼻腔モデルを用い、同じ対象者に対して、内視鏡、鉗子、ドリル類の扱い方、操作時間、骨削開の操作、またその際にかかる圧荷重などの計測を行なうと同時に、手術操作中における視線停留点・軌跡分析および停留点時間分析を測定し、経験による差、学習効果に伴う差についても検討したい。本年度は、産業技術総合研究所開発の精密鼻腔モデルを用い、平成19年度に行った同じ対象者に対して、内視鏡、鉗子、ドリル類の扱い方、操作時間、骨削開の操作、またその際にかかる圧荷重などの計測を行なうと同時に、手術操作中における視線停留点・軌跡分析および停留点時間分析を測定し、経験による差、学習効果に伴う差についても検討した。その結果、内視鏡、鉗子、ドリル類の扱い方は回数を経るごとに上達し、操作時間も減少した。しかしその際にかかる圧荷重をみると必ずしも回数のみでは改善されず、対象者自身の器用さ、手術に対する感性が関与している傾向がみられた。また手術操作中における視線停留点・軌跡分析および停留点時間分析では、操作に慣れてくると1点に集中する傾向がみられた。今回は手術手技の正しい教育プログラムまで完成させることはできなかったが、今後、このトレーニングシステムを有効に活用し、対象者の性格や能力も加味したステップ形式のプログラムと評価を完成できたらと考えている。また基礎的研究として手術手技の中枢制御機構の解明も更に進めていきたい。
データ集約型科学研究における探索的過程を支援する即興的知識フェデレーション技術

データ集約型の科学研究法を支える次世代科学研究支援IT基盤システムに関する従来研究の中で、従来のワークフロー技術では支援が満足に行えていない探索的研究過程の研究段階の支援技術に焦点を定め、膨大なデータの蓄積の中から分析対象データ集合を自在なビューを介して即座に取り出すことができ、予め用意した対象分野における多様な分析・可視化処理ツール群/サービス群のライブラリを用いて、断片的アイデアの検証に必要な分析可視化処理を即座に合成・適用して結果を見ることができる探索的可視化分析とこれを支える即興的フェデレーション技術を確立し、これを、ガン治験研究とバイオ情報学研究の現場に適用して実証的に評価した。基盤システム技術に関する研究では、Ruby、Python、IntelのOpen CVライブラリ、Ushahidiに関してジェネリックラッパーを開発し、これらで開発されたツールを、相互に連携可能な部品として、オープン・ツール/サービス・ライブラリに登録した。同時に、オープン・ツール・サービス・ライブラリの管理検索システムの基盤技術をRDFデータベース技術に基づいて研究開発した。ライブラリに登録された公開ツールやサービスに対する即興的フェデレーションのミドルウェア・システムをWebトップ知識メディアWebbleWorldを基盤技術として確立した。RDFデータベース技術に基づいて、フェデレーション・サーバ技術の試作開発を行い、セキュリティ・トークンを用いたセキュリティ・サーバ技術の試作開発を行い実装した。データ集約型科学への応用に関する研究に関しては、ガン臨床治験統合支援IT基盤への応用を目指して、EUのp-medicineプロジェクトから提供された治験データと患者遺伝子データに関する擬似データセットをデータウェアハウスに試作実装した。VPHーShareの中から選出したツール群を、ツールライブラリに格納し管理時検索可能にした。TOB(Trial Outline Builder)を拡張し、仮想診断イベントを実装し、その内部分析処理を、ワークフロー・ツールと即興的フェデレーションによって定義可能にした。オントロジーを管理するオントロジー・サービスをRDFデータベース技術に基づいて試作実現した。バイオ情報学研究基盤への応用に関しては、基本ツール群を、オープン・ツール・サービス・ライブラリ基盤技術を用いたツールライブラリに格納し管理時検索可能にした。ウェブポータル上の即興的フェデレーション技術を用い、ワークフロー構築と即興的フェデレーション構築のフレームワークを試作実現した。分析ツールの間のデータ交換の基盤となるオントロジーを管理するオントロジー・サービスを試作実現した。基盤システム技術に関しては、R、Ruby、Python、Octaveなどの言語で開発されたツールと、IntelのOpen CVライブラリ、ArcGIS、Ushahidiを対象にジェネリック・ラッパーの基礎研究を行い、RとOctave、ArcGISに関してジェネリックラッパーを開発した。RとOctave、ArcGISのオープンライブラリのツール群を、相互に連携可能な部品にラッピングし、オープン・ツール/サービス・ライブラリを構築し、管理検索に関する理論基盤を確立した。オープン・ツール/サービス・ライブラリに登録された公開ツールやサービスに対する即興的フェデレーションのミドルウェア・アーキテクチャを確立した。即興的フェデレーションで組み合わされた各サービスとツールの実行ならびにその間のデータ交換をすべてサーバ側で行うフェデレーション・サーバ技術の基盤技術を確立した。ガン臨床治験統合支援IT基盤への応用においては、p-medicineプロジェクトから提供される擬似治験データと擬似患者遺伝子データをデータウェアハウスに実装し、オープン・ツール・ライブラリであるVPHーShareの中からガン臨床試験分析に必要となるツール群を選んでフェデレーション可能な部品にラッピングした。TOB(Trial Outline Builder)を拡張し患者の遺伝子情報をTOB環境から利用できるようにした。分析ツールの間のデータ交換の基盤となるオントロジーの基礎モデルを確立した。バイオ情報学への応用に関しては、この分野における基本ツール群を相互にフェデレーション可能な部品にラッピングし、バイオ情報学研究におけるデータ集約型アプローチを支えるワークフロー構築と即興的フェデレーション構築の支援ポータル環境の設計と試作をおこなった。A.基盤システム技術に関する研究HTML5に準拠したWebbelWorldを基盤システムとして実装し、ジェネリック・ラッパー技術、オープン・ツール・サービス・ライブラリ基盤技術、データウェアハウスによる自在なデータアクセスを実現し、ウェブポータル上の即興的フェデレーション技術を確立するとともに、セキュアなフェデレーションを保証するためのトラストサービス機能を持ったサーバサイド技術を完成させ、両者をオープンソースとしてGitHubにも登録し公開した。このシステムはHTML5に完全準拠のため、PCやスマートフォンなど、プラットフォームの違いを超えて利用でき、ウェブ上の知識メディア技術に準拠していることから、複数のウェブ・ポータルからデータサービスへのアクセス部品や、ツールやサービス・アクセス部品を自在にコピーして、これらを自在に組み合わせてセキュアにフェデレーションを定義し、新しいウェブ・ポータルを簡便に構築し公開することが可能である。B.データ集約型科学への応用に関する研究ガン臨床治験統合支援

IT基盤への応用と、バイオ情報学研究基盤への応用に関して開発してきた技術を統合し、これまで開発してきた拡張TOB(Trial Outline Builder)に、患者の臨床治験データの統合分析機能のみならず、同じ患者の遺伝子発現データ、マイクロRNA発現データと、手術前化学療法の前後での腫瘍サイズの変化のデータをも関連付け、さらにはバイオ情報学分野における各種の公開データベースとも自在に連携可能な探索的統合可視化分析処理の環境を構築した。これらの新しい機能のTOBへの付加は、即興的フェデレーション機能によって簡便に実現された。この環境を用いて、手術前化学療法の効果が得られない患者のバイオマーかとして使えそうな、特有なマイクロRNA発現パターンを見つけるなどの実応用を行い、基盤技術の有用性を示した。26年度が最終年度であるため、記入しない。知識メディア26年度が最終年度であるため、記入しない。基盤システム技術に関する研究では、ジェネリックック・ラッパー技術を確立し、Ruby、Pythonで開発されたすべての応用プログラム、IntelのOpen CVライブラリ、Ushahidi等を、相互に連携可能な部品としてオープン・ツール・サービス・ライブラリに登録可能とした。オープン・ツール・サービス・ライブラリの管理検索システムの基盤技術もRDFデータベース技術に基づいて研究開発した。ウェブポータル上の即興的フェデレーション技術の確立に関しても、オープン・ツール/サービス・ライブラリに登録された公開ツールやサービスに対する即興的フェデレーションのミドルウェア・システムをWebトップ知識メディアWebble Worldを基盤技術として確立した。これらのデータ集約型科学への応用に関する研究に関しては、ガン臨床治験統合支援IT基盤への応用を目指して、EUのp-medicineプロジェクトから提供された治験データと患者遺伝子データに関する擬似データセットをデータウェアハウスに試作実装し、VPHーShareの中から選出し、相互にフェデレーション可能な部品にラッピングしたツール群を、オープン・ツール・サービス・ライブラリに格納し管理時検索可能にし、探索的可視化分析環境を含む統合支援システムである拡張TOB(Trial Outline Builder)の基盤部分の試作を完了した。バイオ情報学研究基盤への応用に関しては、バイオ情報学における基本ツール群を、オープン・ツール・サービス・ライブラリ基盤技術を用いたツールライブラリに格納し管理時検索可能にした。
自己組織的パターニングを応用した人工血管足場表面構造の最適化

我々はポロゲン抽出による足場造形法を用いて作製した多孔質人工血管足場の再生医療への応用に関する研究を行っている.以下,それぞれの研究成果について述べる.1.複雑形状人工血管足場上全表面でのヒト血管内皮細胞の培養内壁・外壁において孔密度に傾斜を有するY字形状人工血管足場(ポロゲンとしての塩微粒子溶出法を用いて作製)上へのヒト血管内皮細胞の全表面への回転播種システムを構築した.この回転播種システムは,2軸のステッピングモーターにより,Y字足場の全表面が底面となるような回転をする.本デバイスにより,ヒト血管内皮細胞の複雑足場全表面への接着を実現した.次に,同足場に接着したヒト血管内皮細胞の成長を促すための循環型システムを構築した.同循環型培養システムによる培養液循環型培養により、ヒト血管内皮細胞が接着した足場の静置培養と比較し,多数のヒト血管内皮細胞の足場への接着維持が実現された.同循環培養システムは,テーラーメイド人工血管足場内でのヒト内皮細胞の培養において有効である事を確認している.2.生体内毛細血管系を模倣したバイオリアクターの構築マイクロスケールの流路の一部壁面にシート状人工血管足場を組み込み,生体内血管系の環境(流れによるせん断応力,圧力)を模倣したバイオリアクターを構築した.シート状足場部にあらかじめヒト血管内皮細胞,血球系細胞を播種した後,培養液循環型培養と評価を行った.この結果,構築したバイオリアクターによれば,生体内と同程度の活発な細胞間相互作用を再現できる事を確認した.同バイオリアクターは,生体内毛細血管と同様の環境下での細胞共培養が可能であり,生理学的研究へのシーズとして有効である.我々はポロゲン抽出により形成される孔密度の分布に着目し, 2種類のポロゲンを用いて足場造形法に関する研究を行っている.以下,それぞれの研究成果について述べる.1.塩微粒子をポロゲンとした足場造形法(臨床に最適な強度・孔密度を有する小口径人工血管足場の構築)ポロゲンとしての塩微粒子濃度をポリマー中で制御し,塩微粒子の溶出により内壁・外壁において孔密度に傾斜を有する人工血管足場を造形した.同造形法を用いて,ポリマー濃度に対する塩微粒子濃度を調節することにより,生体内血管と同程度のヒステリシス特性を有する足場を造形できることを確認した.なお、人工血管足場のヒステリシス特性は,生体内の血圧を再現する拍動ポンプを用いることにより評価した.生体内血管と同じ力学特性をもった足場は,生体内に移植した際,血栓形成・狭窄を防ぐことに有効であることを確認している.2.磁性果糖ビーズをポロゲンとした足場造形法磁力を用いて磁性果糖ビーズを自己集積させる事で、孔密度の高い孔配列を持つ直筒状小口径人工血管を造形した. RP加工を元に作製した直筒状の鋳型をヘキサン中に浸漬し,同鋳型内に磁場を発生させることにより磁性果糖ビーズを直筒状に誘導し,パターニングを行った.同造形法は,乳化作用を用いて造形したポロゲンを初めて3次元に応用した手法であり,上記の塩微粒子をポロゲンとして用いる手法比べて球形状の孔を形成できた.また,足場全体の高密度を均一化できることを確認した.本造形法は生体内へ移植する足場の造形法としてだけではなく,その均一性から細胞分化に関する研究へのシーズとしても有用であることを確認した.我々はポロゲン抽出による足場造形法を用いて作製した多孔質人工血管足場の再生医療への応用に関する研究を行っている.以下,それぞれの研究成果について述べる.1.複雑形状人工血管足場上全表面でのヒト血管内皮細胞の培養内壁・外壁において孔密度に傾斜を有するY字形状人工血管足場(ポロゲンとしての塩微粒子溶出法を用いて作製)上へのヒト血管内皮細胞の全表面への回転播種システムを構築した.この回転播種システムは,2軸のステッピングモーターにより,Y字足場の全表面が底面となるような回転をする.本デバイスにより,ヒト血管内皮細胞の複雑足場全表面への接着を実現した.次に,同足場に接着したヒト血管内皮細胞の成長を促すための循環型システムを構築した.同循環型培養システムによる培養液循環型培養により、ヒト血管内皮細胞が接着した足場の静置培養と比較し,多数のヒト血管内皮細胞の足場への接着維持が実現された.同循環培養システムは,テーラーメイド人工血管足場内でのヒト内皮細胞の培養において有効である事を確認している.2.生体内毛細血管系を模倣したバイオリアクターの構築マイクロスケールの流路の一部壁面にシート状人工血管足場を組み込み,生体内血管系の環境(流れによるせん断応力,圧力)を模倣したバイオリアクターを構築した.シート状足場部にあらかじめヒト血管内皮細胞,血球系細胞を播種した後,培養液循環型培養と評価を行った.この結果,構築したバイオリアクターによれば,生体内と同程度の活発な細胞間相互作用を再現できる事を確認した.同バイオリアクターは,生体内毛細血管と同様の環境下での細胞共培養が可能であり,生理学的研究へのシーズとして有効である.
生細胞内(insitu)でタンパク質間の相互作用を解析・同定する新規な方法の開発

本研究の目的は,生細胞内の目的タンパク質にケミカル(低分子化合物)を導入し,それを利用して近傍の生体分子を同定するという新しい相互作用因子解析法を開発することであり,そのためにまずin vitroのモデル系で検討を行った.転写伸長因子HDAgに,Cys残基を介して光活性化型クロスリンカーAETを導入し, RNAポリメラーゼIIのHDAg結合表面の決定を試みた. RN AポリメラーゼIIは12個のサブユニットからなる.解析の結果,HDAgはRNAポリメラーゼIIのRpblサブユニットのN末端およびRpb2サブユニットのむ末端と特異的にクロスリンクされることが分かった.これらの領域はRNAポリメラーゼIIの立体構造の中でクランプと呼ばれるドメインに相当することから, HDAgはRNAポリメラーゼIIのクランプに結合すると考えられ,転写伸長因子の作用を理解する上で重要な知見が得られた(Yamaguchiら2007).引き続いてin vivoの検討を行なったが,技術的な困難に直面し,期間内に有意義な成果を挙げることができなかった.そこで,これと平行して進めた研究の成果を代わりに報告する.アトラジンは世界で最も多く使われる除草剤の1つだが,植物だけでなく動物に対しても生殖器系などに悪影響を及ぼすことが指摘されている.アトラジンのこうした作用の分子機構を理解するため,アフィニティクロマトグラフィーの手法によりアトラジン結合タンパク質を探索したところ,ミトコンドリアのFIFO-ATP合成酵素が同定された.アトラジンは精子の運動性低下を引き起こすことが知られていたので,それについて調べたところ,アトラジンはFIFO-ATP合成酵素を阻害し,細胞内のATPプールを減少させることで,精子の運動性低下を引き起こすことは判明した(Haseら2008)本研究の目的は,生細胞内の目的タンパク質にケミカル(低分子化合物)を導入し,それを利用して近傍の生体分子を同定するという新しい相互作用因子解析法(INSPIC法)を開発し,その有用性を検討することである.当初の計画では初年度に,諸パラメーターの条件検討と最適化を行ない,系を確立することを目標に設定したが,それ以前の問題として,そもそも部位特異的に導入したクロスリンカーが近傍の分子を同定する上で有効であるかどうかを検討する必要があったので,in vitroのモデル系を用いた解析をまず行なった.具体的には転写伸長因子HDAgに,Cys残基を介して光活性化型クロスリンカーN-((2-pyridyldithio)ethyl)-4-azidosalicylamide(AET)を導入し,RNAポリメラーゼIIのHDAg結合表面の決定を試みた.RNAポリメラーゼIIは12個のサブユニットからなり,そのX線結晶構造がすでに得られている.解析の結果,HDAgはRNAポリメラーゼIIのRpb1サブユニットのN末端およびRpb2サブユニットのC末端と特異的にクロスリンクされることが分かった.これらの領域はRNAポリメラーゼIIの立体構造の中でクランプと呼ばれるドメインに相当することから,HDAgはRNAポリメラーゼIIのクランプに結合すると考えられる.この知見は,転写伸長因子の作用の分子メカニズムを理解する上で重要であろうと考えられる(Yamaguchi et al.2007).部位特異的クロスリンク法の有効性をin vitroで確認することができたので,次に当初の計画に従って,細胞内でのクロスリンクを効率的に行なわせるための条件検討を行なった.まだ条件検討の途中で,明確な結論は得られていないので,2007年度も引き続き条件検討を行なう予定である.本研究の目的は,生細胞内の目的タンパク質にケミカル(低分子化合物)を導入し,それを利用して近傍の生体分子を同定するという新しい相互作用因子解析法を開発することであり,そのためにまずin vitroのモデル系で検討を行った.転写伸長因子HDAgに,Cys残基を介して光活性化型クロスリンカーAETを導入し, RNAポリメラーゼIIのHDAg結合表面の決定を試みた. RN AポリメラーゼIIは12個のサブユニットからなる.解析の結果,HDAgはRNAポリメラーゼIIのRpblサブユニットのN末端およびRpb2サブユニットのむ末端と特異的にクロスリンクされることが分かった.これらの領域はRNAポリメラーゼIIの立体構造の中でクランプと呼ばれるドメインに相当することから, HDAgはRNAポリメラーゼIIのクランプに結合すると考えられ,転写伸長因子の作用を理解する上で重要な知見が得られた(Yamaguchiら2007).引き続いてin vivoの検討を行なったが,技術的な困難に直面し,期間内に有意義な成果を挙げることができなかった.そこで,これと平行して進めた研究の成果を代わりに報告する.アトラジンは世界で最も多く使われる除草剤の1つだが,植物だけでなく動物に対しても生殖器系などに悪影響を及ぼすことが指摘されている.アトラジンのこうした作用の分子機構を理解するため,アフィニティクロマトグラフィーの手法によりアトラジン結合タンパク質を探索したところ,ミトコンドリアのFIFO-ATP合成酵素が同定された.アトラジンは精子の運動性低下を引き起こすことが知られていたので,それについて調べたところ,アトラジンはFIFO-ATP合成酵素を阻害し,細胞内のATPプールを減少させることで,精子の運動性低下を引き起こすことは判明した(Haseら2008)
新規光合成細菌がもつ生理活性作用の解析と増強

我々が石川県から分離した光合成細菌Ml株について、以下のような解析を行った。まず、M1株の同定を行った。菌学的な性質と16SrRNAの塩基配列を検討したところ、本菌は絶対嫌気性の緑色硫黄細菌Chlorobium limicolaに極めて近縁であることが明らかとなった。また、光合成細菌にはその含有する色素によって、それぞれの種に特徴的な吸光スペクトルを有するが、単離したM1株の生菌体懸濁液の吸光スペクトルは333,459,756nmに吸収極大を持ち、緑色硫黄細菌のC.limicola SMG245株と非常に類似した吸光スペクトルを示した。以上の結果よりM1株はC.limicolaと同定され、C.limicola M1株と命名した。M1株は絶対嫌気性であったので、次にその炭酸固定系および基本代謝系について調べた。様々な培地条件を検討した結果、M1株は水の代わりに硫化水素を電子供与体として利用し、二酸化炭素を還元していることが示唆された。硫化水素はエビなどに毒性を示すので、M1株の硫化水素を除去する性質が養殖エビなどの増殖促進の1つの要因である可能性がある。M1株の炭酸固定系に関しては、生成するアセチルCoAをヒドロキシルアミンと反応させ塩化第二鉄で発色させた後、比色定量する方法で活性測定を行ったところ、本菌に顕著なATP:citrate lyase活性が存在することが確認できた。ATP:citrate lyaseは還元的TCA回路の鍵酵素であることから、本菌は同回路を利用して光独立栄養生育を行っていることが示唆された。C.limicolaのATP:citrate lyaseの完全精製が未だに報告されていないことから、さらに本酵素の精製を試みた。無細胞抽出液を粗酵素液として硫安分画、陰イオン交換、疎水クロマト、ゲル濾過など各種カラムクロマトに供し、本酵素の精製を行った。その結果、本酵素は約72kDaのサブユニットからなるホモテトラマーであることが判明した。また、精製された本酵素のATP及びクエン酸に対するKm値はそれぞれ2.6mM、1.9mM、反応最適温度は30°C、反応最適pHは89のややアルカリ側であった。