hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高次生体系における多重遺伝子の発現制御

リンパ球に見られるV(D)J組み換えは、抗原受容体遺伝子の多様化と相互排他的活性化に重要な役割を担っている。当グループでは過去5年間、V(D)J組み換えの基質であるRSSと組み換え酵素の基本コンポーネントであるRAG1/RAG2タンパク質とを用いて、1)RAG/RSS高次複合体の単離及びそのフットプリント解析、2)DNA湾曲タンパク質HMG1の組み換えにおける新たな役割の解明、3)RSS切断後の3'-OH端のリン酸化の発見など、いくつかの研究成果を挙げてきた。当グループではV(D)J組み換えがトランスポゾンの切り出し反応を利用したものである事を以前から指摘してきたが、実際RSSの切り出し産物、即ちsignal end(SE) complexに、In vitroでトランスポジション活性の有る事が示された。我々は最近、RAG/RSS高次複合体において、7mer切断端の3'-OH基がRAGタンパク質によってリン酸化される事を見出した。今回発見されたRSS切断端の3'ーリン酸化は、SE complexが染色体の他の場所へトランスポーズする事を抑止するので、in vivoでは挿入変異の誘発を防ぐ様に働くと考えられる。これらの観察は、V(D)J結合がトランスポソンの組み換え反応を遺伝子再構成に利用しつつ、同時に、切り出し産物のもつ有害なトランスポジション活性を抑える様にシステムを機能させている事を示唆するものである。本研究ではまた、フットプリント法によるRSS DNAの解析により、pre-cleavage複合体では9merがHinホメオドメインとの相互作用に関わるのに対し、post-cleavage複合体では、7merがRAGタンパク質との複合体の維持に重要であることが明らかになった。この高次複合体では、7merを起点に、12/23ルールを満たす位置に9mer配列があるかどうかをRAGタンパク質がスキャンしているらしい事が示され、12/23ルールを確認する分子機構の一端が初めて明らかにされた。抗原受容体遺伝子の再構成は、同じ組み換え酵素と共通のシグナル配列を用いているにもかかわらず、組織特異的、さらには分化段階特異的に厳密に制御されている。当グループでは、トランスジェニックの系を用いて、免疫グロブリンκ軽鎖遺伝子のV-J結合を抑制的に調節するDNAエレメントを、3′エンハンサー領域(E3′)に見出した(Hiramatsu et al.,Cell83,1113,1995)。このエレメントは負に働くユニークな制御因子であるため、基質の検定は、すべてトランスジェニックマウスを用いて行われた。その結果、E3′領域内のPU.1結合部位が、Vκ-Jκ結合のB/T特異性の制御に抑制的に働いていることが明らかにされた。即ち、PU.1結合モチーフGAGGAAを変異させるだけで、抗体κ遺伝子の再構成がB細胞のみならずT細胞でも生じることが示された。但しPU.1は正の調節因子である為、それそのものがVκ-Jκ結合の抑制因子であるとは考えにくい。当グループでは現在、ETSファミリーのメンバーでPU.1の働きと拮抗する抑制性のタンパク因子を検索している。本研究により、E3′はVκ-Jκ結合の分化段階特異性の制御にも関与していることが示された。即ちE3′領域を欠失させると、通常preBの段階で生じるκ遺伝子の再構成がproBの段階でも生じる。現在、組み換えのproB/preB特異性を制御するE3′内のDNAエレメントを検索中である。当グループでは最近、上記のPU.1結合領域が抗体κ遺伝子における体細胞突然変異の導入にも重要な働きを担っている事を見出した。

現在、この領域に含まれるどの塩基配列が、高頻度突然変異導入の制御に関わっているかを検定している。本研究では、抗原受容体遺伝子の再構成機構及びその調節を中心に、トランスジェニックマウスを用いた解析を進めている。抗体遺伝子が、同じリンパ球でも、何故T細胞ではなくてB細胞で再構成を行うのかについては、昨年度当グループの平松らによって一応の結論を出し報告した(Cell,83,1113)が、今年度は抗体重鎖遺伝子とκ軽鎖遺伝子が、何故同じB細胞でもそれぞれ別の分化段階で再構成を行うかについて研究を行った。当グループではすでに、κ遺伝子の3′エンハンサー領域内に制御エレメントがあるとの予備結果を得ていたが、最近になってそのエレメントが、B/T特異性の制御の場合と同様、PU.1結合配列(GAGGAA)であるとの結論に達した(投稿準備中)。即ち、この配列を変異させた抗体κ遺伝子は、通常のκ遺伝子が再構成されるPrBの段階のみならず、重鎖遺伝子が再構成されるproBの段階においても組み換えを起こす事が判明した。結論として、このPU.1結合配列は、抗体遺伝子の再構成に関して、組織(B/T)特異性のみならず、分化段階(proB/preB)特異性についても、シスに働く制御エレメントとして機能しているのである。このPU.1配列は、転写の制御に正の調節因子として働くことが知られているが、今回の解析から、組み換えにおいてはレプレッサー分子との結合を介して抑制的に働く事が示された。現在このレプレッサー分子とその遺伝子の単離を急いでいる。興味深いことに、PU.1結合配列は転写制御の場合、それに隣接するNFEM5結合配列(GAAAAC)と協調する形で調節を行うが、今回解析した組み換え制御の場合、単独で働く事が判明した。即ち、NFEM5配列を変異させても、抗体遺伝子の再構成は影響を受けなかったのである。当グループでは、ここに述べたPU.1結合配列を介した組み換え制御が、いわゆる“対立形質排除"のkeyメカニズムではないかと考え、その可能性について検討している。リンパ細胞にみられるV(D)J組み換えは、抗原受容体遺伝子の多様化と活性化に重要な役割を担っている。このDNA組み換えに関しては、RAG遺伝子(recombination activating genes)の関与が議論されて来たが、その組み換えに於ける具体的役割については不明な点が多かった。しかし近年、ようやくin vitroの系が動く様になり、RAGタンパク質と組み換えシグナル配列(recombination signal sequences:RSS)との相互作用も解析可能になってきた。当グループでは最近、長年困難とされていたRSS-RAG複合体をフットプリント法によって検出する事に成功した(Mol.Cell.Biol.,18,655-663,1998)。その結果、RAG-RSSの結合は、基本的にはRAG1タンパク質のHinドメイン(102アミノ酸残基)と、RSS中の9merとの相互作用によって支えられている事が判明した。
新しいバイオセンサー技術を駆使した新規情報伝達経路の探索

細胞がさまざまな刺激を情報として受け取り応答するメカニズムを明らかにするため、代表的なPASドメイン蛋白質で、紅色光合成細菌の光センサーとして機能するPhotoactive yellow protein(PYP)や、動物網膜に存在する代表的なGPCRであるロドプシンの光反応を、新しいバイオセンサー技術である過渡回折法を用いて解析した。初年度にPYPのN末端部のアミノ酸を変異させると光による拡散係数の増加度が変化することを示したが、さらに円二色性やフーリエ変換赤外分光法の結果とあわせてPYPの光反応メカニズムを詳細に検討した。その結果、αヘリックス部(ヘリカルコネクタ)、βシート部、およびN末端部の構造変化は、それぞれ独立に起こりうることを示した。また、ヘリカルコネクタの拡散係数変化に対する寄与は小さく、拡散係数の増加は主にN末端部の変化に由来することを示した。次に、過渡回折法をさらに複雑な系に応用するため、視細胞の情報伝達系に応用することを試みた。光を吸収し、リン酸化されたロドプシンは、アレスチンと特異的に結合する。そこで、界面活性剤で可溶化したロドプシンを用い、アレスチンとの結合を拡散係数の変化として検出することを試みた。さまざまな可溶化条件や励起条件を検討したが、有意なシグナルは得られなかった。しかしながら、測定や試料調製の方法に関して貴重な経験が得られたので、今後発展させて行きたい。PASドメインは、ヒトからバクテリアまで幅広い生物種に存在する構造モチーフで、その多くは光、酸素、電圧など、さまざまな刺激に対するセンサーとして機能している。しかしながら、PASドメイン蛋白質は広範にみられるにも関わらず、それが受容した信号の細胞内情報伝達経路はまだ十分に解明されていないため、その解明が待たれている。本研究では、代表的なPASドメイン蛋白質で、紅色光合成細菌の光センサーとして機能するPhotoactiveyellow protein(PYP)に着目し、PASドメイン蛋白質に始まる信号変換メカニズムの解明を目指している。PYPの光による構造変化のメカニズムを明らかにするため、構造変化に関与すると考えられているアミノ酸残基に対する部位特異的変異体を数種類調製した。光反応サイクル中の過渡中間体における構造変化を実時間で観測するため、過渡回折法によって拡散係数の変化を測定し、構造変化の指標とした。まず、その負電荷が構造変化の引き金となると考えられているGlu46をGlnに置換した変異体では、光反応サイクル中での拡散係数の変化は小さく、わずかな構造変化し起こさないというこれまでの知見が確認された。次に、N末端部の6位とβシートの121位をシステインに置換し、ジスルフィド結合で架橋した変異体で同様に測定したところ、わずかな構造変化しか観測できなかった。しかし、N末端部を切断すると大きな構造変化が起こったことから、Phe6近傍の相互作用の変化がPYPの構造変化に関与していると考えられた。
PMSG誘起連続発情ラットの特性の確立, 成因の解明, 性周期回帰機構モデルへの応用

PMSG誘起連続発情ラットの成立要因,連続発情時の内分泌学的特性,治療法の確立並びに性周期回帰機構への応用を目的として種々の処置による性周期回帰の回復が可能か否かを検討した.PMSG投与による連続発情誘起機序の成立要因を明らかにするために, PMSG投与直後のゴナドトロピン及びステロイドホルモン分泌変化を調べた.PMSG投与に伴いLH分泌の上昇, FSH分泌の低下が招来されてLH/FSH比が上昇した.ステロイドホルモン分泌はPMSG投与直後からテストステロンが増加し始めてday23にかけて急増した.エストラジオール分泌もday2からday3にかけて極めて高値になった.連続発情時のゴナドトロピン分泌は対照群に比べてLH濃度が低く, FSH濃度が高かった.卵巣摘出後のLH, FSH分泌のネガティブフィードバック機構にも反応遅延及び反応低下がみられた.PMSG連続発情ラットに対して種々の処置を試みたところ,雄との1週間の同居では交尾行動がみられなかった.更に,子宮頚管の刺激によっても連続発情状態が中断されず性周期回帰の回復がみられなかった.しかし,絨毛性性腺刺激ホルモン(HCG)及びプロジェステロン投与により,排卵が誘起されて性周期回帰の回復がみられた.以上から, PMSG投与により多数の卵胞の発育が促進され,同時に招来されたホルモンの不均衡が排卵のためのLHサージの分泌を障害して連続発情をもたらし,それが持続するものと考えられる.この連続発情ラットでは,交尾行動に関連する中枢性の障害が考えられるが,適切な処置により性周期回帰の回復が〓られることから,この連続発情は可逆的現象であることが明らかになった.人の多嚢胞卵巣症候群の動物モデルとしてこのPMSG連続発情ラットの応用が考えられる.PMSG誘起連続発情ラットの成立要因,連続発情時の内分泌学的特性,治療法の確立並びに性周期回帰機構への応用を目的として種々の処置による性周期回帰の回復が可能か否かを検討した.PMSG投与による連続発情誘起機序の成立要因を明らかにするために, PMSG投与直後のゴナドトロピン及びステロイドホルモン分泌変化を調べた.PMSG投与に伴いLH分泌の上昇, FSH分泌の低下が招来されてLH/FSH比が上昇した.ステロイドホルモン分泌はPMSG投与直後からテストステロンが増加し始めてday23にかけて急増した.エストラジオール分泌もday2からday3にかけて極めて高値になった.連続発情時のゴナドトロピン分泌は対照群に比べてLH濃度が低く, FSH濃度が高かった.卵巣摘出後のLH, FSH分泌のネガティブフィードバック機構にも反応遅延及び反応低下がみられた.PMSG連続発情ラットに対して種々の処置を試みたところ,雄との1週間の同居では交尾行動がみられなかった.更に,子宮頚管の刺激によっても連続発情状態が中断されず性周期回帰の回復がみられなかった.しかし,絨毛性性腺刺激ホルモン(HCG)及びプロジェステロン投与により,排卵が誘起されて性周期回帰の回復がみられた.以上から, PMSG投与により多数の卵胞の発育が促進され,同時に招来されたホルモンの不均衡が排卵のためのLHサージの分泌を障害して連続発情をもたらし,それが持続するものと考えられる.この連続発情ラットでは,交尾行動に関連する中枢性の障害が考えられるが,適切な処置により性周期回帰の回復が〓られることから,この連続発情は可逆的現象であることが明らかになった.人の多嚢胞卵巣症候群の動物モデルとしてこのPMSG連続発情ラットの応用が考えられる.生殖機能の中枢性調節機構を研究するために、視床下部の調節中枢に障害を有する実験動物を作成し、その動物をモデルとして用いて実験的解析を行うことは有効な方法である。この種の方法に、アンドロゲン不妊と連続照明がある。これらの動物では、周期的な排卵のためのLHサージを欠くために連続発情が誘起される。本年度は、妊馬血清性性腺刺激ホルモン(PMSG)による連続発情誘起の機序を解明する一環として、PMSG投与直後における下垂体および卵巣ホルモンの血清レベルを追究した。規則正しい4日周期を回帰しているラットの発情期(day0)の16時にPMSGを皮下投与して、以後day0の18時,day13の12時に断頭屠殺して血液を採取した。LH,FSH,prolactinはNIDDKから提供されたキットを用い、エストラジオール,プロゲステロン,テストステロンは【^(125)I】標識ホルモンを用いて、夫々ラジオイムノアッセイにより測定した。FSHはいずれの時期においても対照群に比べてやや低値で推移した。LHはday12にかけて、対照群よりもやや高値を示した。Prolactinおよびプロゲステロンには顕著な変化はみられなかった。他方、エストラジオールおよびテストステロンは著明に変化した。即ち、エストラジオールはday2から急増して、対照群と比較してday2には5.8倍,day3には4.8倍の値となり、テストステロンはPMSG投与直後から増加し始め、day23には、対照群の夫々24.9,6.6倍になった。以上の事から、PMSG投与により刺激された卵胞からのテストステロンおよびエストラジオールの上昇が、膣垢の発情期像を誘発すると同時に、視床下部・下垂体に作用し、性周期を消失させ、連続発情状態を持続させるものと考えられた。
金属内包ナノチューブの合成とスピンエレクトロニクスデバイスへの応用

平成16年度に引き続き,基板バイアス印可プラズマ化学気相成長法により,強磁性金属内包多層カーボンナノチューブ(MWCNTs)の基板配向性の制御,基板バイアスが内包金属へ与える影響を明らかにした.MWCNTsに内包する金属として,予めSi基板に積層したPd/Co金属薄膜を用いて,チューブ内にMWCNTsを成長すると同時に強磁性金属を内包させた.Si基板に垂直に配向したPd/Co内包MWCNTs基板を用い,試料振動型磁力計(VSM)で磁性体の磁気特性の評価を行い,磁気ヒステリシス曲線(B-H曲線)より保磁力,飽和磁束密度,残留磁束密度時期特性の評価を行った.Pd/Co内包MWCNTsに平行および垂直に磁化することで,容易磁化方向はMWCNTsに平行であることが分かり,デバイス開発に必要な情報を得ることが出来た.基板に配向したPd/Co内包MWCNTs試料を,高角度まで傾斜させながら連続的にTEM像を取得し,得られた一連の連続傾斜像からその切片の三次元情報を再構築する電子線トモグラフィを用いて,強磁性金属内包CNTsの形状の詳細な分析を行った.金属はチューブ内に一様に内包されていることを確認した.この他,TEMを用いた電子線ホログラフィにより内包した単一の金属の評価から,ナノ領域での磁束分布や磁化の様子を明らかにした.平成16年平成17年で行った本研究結果から,Pd/Co内包MWCNTsを用いた新規な物質やスピンエレクトロニクスデバイスなどの広範な応用が期待できると考えている.平成16年度は,マイクロ波化学気相成長法(MPCVD)を用いてカーボンナノチューブ(CNTs)に強磁性金属を内包する強磁性体金属内包ナノチューブ(MF-CNTs)の作製と透過型電子顕微鏡(TEM)による微細評価を行った.従来,非磁性金属であるがPdやPt金属を内包したMF-CNTsの報告している.しかし,巨大磁気抵抗効果が期待されるCoなどの強磁性金属をCNTsへ直接内包することは不可能であった.本研究では,CNTsを成長する際に用いる触媒金属として内包が確認出来ているPd薄膜と,3d遷移金属Co薄膜を基板に積層して,成長中に触媒金属を積極的にCNTs中に内包させ内包金属に強磁性を持たせることでMF-CNTsの合成を行った.MF-CNTsの合成は,MPCVDを用いて基板バイアスを印可する方法で行った.走査型電子顕微鏡(SEM)による観察から,高密度に基板に垂直に配向したCNTsに内部に金属が一様に充填されていることが確認できた.エネルギー分散形X線分析装置(EDX)による微少領域の元素分析から,内包された金属はPdとCoが検出され,チューブ内部はPdとCoで充填されていることが確認できた.電子線回折により,Coは単結晶で面心立方晶(fcc)構造を有することを明らかにした.また,ローレンツ電子顕微鏡により,磁区構造(強磁性磁区、磁束等)を明らかにした.平成16年度に引き続き,基板バイアス印可プラズマ化学気相成長法により,強磁性金属内包多層カーボンナノチューブ(MWCNTs)の基板配向性の制御,基板バイアスが内包金属へ与える影響を明らかにした.MWCNTsに内包する金属として,予めSi基板に積層したPd/Co金属薄膜を用いて,チューブ内にMWCNTsを成長すると同時に強磁性金属を内包させた.Si基板に垂直に配向したPd/Co内包MWCNTs基板を用い,試料振動型磁力計(VSM)で磁性体の磁気特性の評価を行い,磁気ヒステリシス曲線(B-H曲線)より保磁力,飽和磁束密度,残留磁束密度時期特性の評価を行った.Pd/Co内包MWCNTsに平行および垂直に磁化することで,容易磁化方向はMWCNTsに平行であることが分かり,デバイス開発に必要な情報を得ることが出来た.基板に配向したPd/Co内包MWCNTs試料を,高角度まで傾斜させながら連続的にTEM像を取得し,得られた一連の連続傾斜像からその切片の三次元情報を再構築する電子線トモグラフィを用いて,強磁性金属内包CNTsの形状の詳細な分析を行った.金属はチューブ内に一様に内包されていることを確認した.この他,TEMを用いた電子線ホログラフィにより内包した単一の金属の評価から,ナノ領域での磁束分布や磁化の様子を明らかにした.平成16年平成17年で行った本研究結果から,Pd/Co内包MWCNTsを用いた新規な物質やスピンエレクトロニクスデバイスなどの広範な応用が期待できると考えている.
野生から導入したマウスリボソームRNA遺伝子の発現制御

日本産野生マウス由来の近交系MOAとヨーロッパ産由来とされるBALB/cを用いて、交配による銀染色(Ag-NORs)パターンへの影響及び遺伝子マッピング等の解析を行なった。1.特定のリボソームDNA(rDNA)クラスターが仁形成に参与しない現象があることは有名であるが、その遺伝的支配システムはまったく解明されていない。その解明の端著として、Ag-NORパターンがN_2マウスでどのように変化するのかを調べた。MOAのAg-NORsは染色体12、15、16、17そして19に存在し、一方BALB/cは染色体12、15、16そして18に存在した。8匹のN_2[(MOA×BALB/c)×MOA〕の染色体構成はCバンド及び、rDNAの制限酵素断片長の多型を利用し推定した。rDNAの多型性領域(Vr)はBALB/cの場合、染色体毎に分化しており、既にマップされている。N_2のAg-NORのパターンは親のそれから期待されるものと大きな差異はなかった。したがって片親由来のrDNAクラスターがすべて不活化されてしまうようないわゆるNucleolar dominanceは観察されなかった。しかし、N_2雄一匹に於て、調べた細胞の50%でYに銀粒子がのるという異変も認められた。今後、rDNAのコピー数のさらなる増減を求めてバッククロスを重ね、それらの個体でAg-NORのパターンに変化が認められるか否かを検討していく予定である。
サルコペニアのメカニズム解明と治療可能性の検討

サルコペニアは全身の筋量と筋量減少を呈する症候群で、高齢者に多く見られるが、そのメカニズムは明らかになっておらず、治療法も確立されていない。我々は炎症と筋萎縮の関連に着目し、HMB (ロイシンの代謝産物),ビタミンD、補中益気湯の効果を検討した。HMBとビタミンDには、筋萎縮モデルマウスの筋萎縮を軽減し、筋萎縮関連因子の上昇を抑制し、血中インターロイキン6の上昇を抑制する効果を認めた。また補中益気湯が過酸化水素による筋細胞の炎症、障害を抑えることを示した。HMB,ビタミンD,補中益気湯が炎症抑制効果を介してサルコペニア治療に有益である可能性が示唆された。補中益気湯を加齢男性性腺機能低下症候群の男性高齢者に投与すると血中遊離テストステロン濃度が上昇することが報告されている。これを踏まえ、補中益気湯が骨格筋に与える影響をin vitroで検討した。C2C12細胞のseedingを行うと同時に補中益気湯を投与し、80-90%confluentになった状態でメディウムを2% horse serumに置換、その2日後に回収した。RNAを抽出しReal-time PCRを施行したところ、筋分化マーカーであるmyogeninが補中益気湯の濃度依存性に上昇した。同様の系において、テストステロンはC2C12細胞のAR (Androgen Receptor)発現を増加させた。補中益気湯も濃度依存性にC2C12細胞のAR発現を増加させた。SAMP8, SAMR1マウスにHMB,ビタミンD、補中益気湯を投与し、骨格筋に対する効果を検討する実験においては、いずれの群においても対照群と比較して測定項目で有意差を認めなかった。また耐糖能においても有意差を認めなかった。先行研究では高齢マウスに抗myostatin抗体を投与することで骨格筋量や耐糖能の改善を認めている。高齢マウス(12または18ヶ月齢程度)を用いて同様の研究を行うことも検討しているが、臨床業務が想定外に多く、まだ着手できていない。以上のように、現時点で研究目的であるサルコペニアの治療や改善の可能性を示すデータを得られていない。SAMマウスでは補中益気湯により骨格筋量の有意な増加を認めなかったため、我々は後肢懸垂マウスを用いた。若齢マウスに後肢懸垂を行い、筋委縮を誘導した。ビタミンD, HMB投与ではヒラメ筋重量の低下、筋線維断面積の低下が有意に抑制された。IL-6モノクローナル抗体投与でも、ヒラメ筋重量の低下が抑制された。しかし補中益気湯投与したマウスでは明らかな効果を認めなかった。ヒラメ筋のRNAの解析では、筋関連委縮因子、筋分化マーカー、筋肥大抑制因子、炎症性サイトカインのいずれにおいても、有意な変化を認めなかった。腓腹筋から抽出したタンパク質を用いた検討でも、タンパク合成系、タンパク分解系、ミトコンドリア関連タンパクに有意な変化を認めなかった。耐糖能にも有意な変化を示せなかった。サルコペニアのin vitroモデルとして、マウス筋芽細胞C2C12にH2O2を投与し、酸化ストレスを与えた。炎症サイトカイン発現が上昇し、アポトーシスが誘導されたが、テストステロンは両者を有意に抑制した。我々は補中益気湯を1蒸留水2エタノール3DMSOのいずれかを用いて抽出し、抽出物の効果を検討した。すると3にのみ、テストステロンと同様の効果があることがわかった。3に含まれると考えられる物質に、Astragaloside-IV(As-IV)が挙げられる。As-IVの効果をin vitroで検討したところ、炎症サイトカイン発現抑制効果、筋分化マーカーの増加効果を認めた。今後は補中益気湯に含まれる成分の中から、テストステロン様作用を持つ化合物の同定を目指す。さらにその化合物を高齢マウスまたは老化モデルマウスに投与することで、サルコペニアに対する改善効果およびそのメカニズムを検証する。サルコペニア
大環状π共役系配位子錯体の階段状積層構造と電子機能

軸配位子をもつ大環状π共役系配位子錯体を構成単位とした導電性結晶は、(1)軸配位子の立体効果による多様なπ-π相互作用ネットワーク、(2)積層構造による導電物性の多様な変化、(3)磁気モーメントの導入による伝導電子の運動の変調(π-d相互作用)と外部磁場への応答(巨大な負の磁気抵抗)、といった特徴を持つ。本研究では、主にフタロシアニンを対象に、化学修飾、電子相関、次元性についての研究を行い以下の成果を得た。軸配位子の交換について、新規single-step法を開発した。この手法で一連の同形一次元系結晶を得、物性の比較を行った。中心金属が非磁性のCoの場合、軸配位子は単純にπ-π相互作用の大きさを変化させるが、磁性イオンであるFeの場合、軸配位子は不対電子が収容されたd軌道のエネルギー準位を変調し、π-d相互作用が変化することが見出された。π-d相互作用を制御する方法は全く未開拓であったが、本成果は有力な指針を提供するものとなる。一次元導電体の場合、結晶構造から求められる電子構造は金属的であるが、導電挙動は熱活性型である。この点について、Co系について低温でNQR測定を行い、電子相関による電荷の不均化が起こっていることが分かり、熱活性の起源が判明した。さらに、電流-電圧特性を詳細に測定し、高電場による不均化の融解に対応する非線形挙動を観測した。また、Fe系では非線形性がさらに顕著になり、巨大な負の磁気抵抗が、不均化状態への磁場の印加によるスピン配向の変化に伴う低抵抗化であることが判明した。また、対カチオン成分の交換により、等方的な二次元電子構造を持つ部分酸化塩結晶が得られた。Co系では高圧下で低温まで金属的な挙動が観測されたが、Fe系では20K付近から急激な抵抗増加が観測された。二次元系では、磁気秩序化のない一次元系とは異なるπ-d相互作用が現れていると考えられる。平成15年度は以下のような研究成果を得ている。(1)階段状積層構造を形成する大環状π共役系配位子錯体の[Co(Pc)(CN)_2]^-(Pc=phthalocyaninato)の部分酸化塩として、[PXX]_2[Co(Pc)(CN)_2](PXX=6,12-dioxaanthanthrene)の単結晶を電解法で得た。以前に同じ電解法でPc unitが梯子状に並んだ[PXX][Co(Pc)(CN)_2]という結晶を得ているが、今回の結晶は生成物の中に微量成分として含まれていることが分かった。構造はPc unitが二次元的なπ積層構造で配列し、それぞれのPc環は0.5e酸化された部分酸化塩である。電気伝導度は室温で1000Scm^<-1>にも達し、温度変化は金属的だが80K付近で極大を示し、それ以下で徐々に低下するが、5Kでも室温と同程度の高伝導性を示す。この伝導度の向上は二次元的な積層構造に由来しているが、二次元面内での相互作用は異方的で、反射スペクトルは一次元方向にのみプラズマ端を示した(2)Fe(Pc)(CN)_2を成分とする部分

酸化塩で見出された巨大な負の磁気抵抗の起源を探る目的で、Fe(Pc)(CN)_2 unitの分子レベルでの磁気的な性質を調べた。その結果、大きな磁気異方性が存在し、これがFeのd軌道を主とする縮退したNHOMOに由来することを見出した。(3)PXXをカチオン成分とする板状晶の[PXX]_2[Co(Pc)(CN)_2]・CH_3CNではPc環も部分酸化状態であることが見出された。この結晶中でもPc環は二次元的な積層構造を形成しているが、より等方的な電子構造を持つことから、真の二次元系への展開が可能となった。平成16年度は以下のような研究成果を得ている。(1)階段状積層構造を形成する大環状π共役系配位子錯体の[Co(Pc)(CN)_2] (Pc=phthalocyaninato)の部分酸化塩として、板状晶の[PXX]_2[Co(Pc)(CN)_2]・CH_3CN (PXX=6,12-dioxaanthanthrene)の単結晶を昨年度得ているが、この結晶中ではPc環が等方的な二次元積層構造を形成している。部分酸化状態についての情報が無かったが、新たに得られた類似構造をもつ[PXX]_4[Co(Pc)(CN)_2]・CH_3CNとの比較により、Pc環はほぼ0.5e酸化されていることが示唆され、また電子スピン共鳴の測定により、Pcのπラジカルによる信号を明確に観測した。常圧下での伝導度は小さな活性化エネルギーをもつ半導体的な挙動を示すが、高圧下では金属的な振る舞いが現れ、5Kまでこの挙動が維持されることが見出された。現在、電子状態と物性の詳細について調べている。(2)磁気モーメントを導入したFe(Pc)(CN)_2を成分とする部分酸化塩でも、Co塩と同形の[PXX]_2[Fe(Pc)(CN)_2]・CH_3CNの作成を目指した。結晶成長条件を調節することでこの塩の作成に成功し、構造を決定した。一次元系ではFe塩の伝導度はCo塩よりも必ず低かったが、この系では室温で同程度であることが見出され、次元性の増加の効果であると考えられる。現在圧力下伝導度と磁気抵抗、磁気物性の測定に取りかかっている。(3)メリト酸アニオンを用いることで特殊な螺旋構造をもつπラジカルカチオン塩が得られ、水素結合ネットワークを用いることで特殊な構造を実現できることが明らかになった。平成17年度は以下のような研究成果を得ている。(1)π拡張型フタロシアニンとして1,2-naphthalocyanine(1,2-Nc)の合成とC_<4h>体の単離、CNを軸配位子としたCo錯体の部分酸化塩TPP[Co^<lll>(1,2-Nc-C_<4h>)(CN)_2]_2の作成に成功し、中間生成物を含め全ての化学的特性、構造、物性の決定を完成させた。部分酸化塩は1,2-Ncの階段状積層により一次元的な伝導経路を形成しているが、類似構造のphthalocyanine部分酸化塩と比べると、π拡張によってπ電子系の重なり積分が逆に減少することが判明した。伝導バンドの電子構造は金属的と予想されるが、電気伝導度の温度変化は熱活性の挙動を示し、熱電能測定から電荷担体が静電相互作用によって局在化していることが示唆された。また、一連の一次元フタロシアニン導電体の低温での熱活性型の伝導挙動が不純物効果であるかを確認するため、純度を変えた試料を準備し物性測定を行ったが、物性は不純物濃度に鈍感であり、伝導挙動は電子相関効果によって支配されている可能性がこの実験からも示唆された。(2)二次元電子系を持つ導電体、[PXX]_2[M^<lll>(Pc)(CN)_2]・CH_3CN,M=Co,Feの圧力下での伝導度の比較を行った。両者ともに常圧では半導体的な挙動を示すが、圧力下では金属的な挙動へと変化する。
口臭原因物質産生酵素の機能解析

口臭の原因物質としてメチルメルカプタンや硫化水素といった揮発性硫化物が注目されている。これらの揮発性硫化物は口腔内細菌がメチオニンを基質としてメチルメルカプタンを、またシステインを基質として硫化水素を産生することが分かっている。特に、歯周病患者からは歯周ポケットの深さに比例して呼気中から高い濃度の揮発性硫化物が検出される。本研究では歯周病患者の歯肉縁下プラーク中の細菌であるPorphyromonas gingivalis, Fusobacterium nucleatum,およびTreponema denticolaに着目し、揮発性硫化物産生酵素をコードする遺伝子をクローニングし、これらの酵素学的な性質を解析した。現在までに、P.gingivalis, F.nucleatumおよびT.denticolaのメチオニン分解酵素、F. nucleatumのシステイン分解酵素を単離精製した。メチオニン分解酵素の性質としては、P.gingivalisとT.denticolaのメチオニン分解酵素のKm値を比較した結果、メチオニンに対する親和性はT.denticolaが極めて高いことが分かった。また、菌体から産生するメチルメルカプタン量をガスクロマトグラフィーで比較した結果、T.denticolaが口腔内に存在する程度の低濃度のメチオニンからメチルメルカプタンを高産生することが分かった。また、揮発性硫化物の発生を抑制するという報告のある塩化亜鉛について、P.gingivalis, F.nucleatumおよびT.denticolaの揮発性硫化物産生に対する抑制効果を解析した。まず、全菌体をから産生されるメチルメルカプタン量をガスクロマトグラフィーで測定した結果、産生されるメチルメルカプタン量は塩化亜鉛量に依存して抑制され、P.gingivalis, T.denticolaは10ppm, F.nucleatumは100ppmでメチルメルカプタン産生が完全に抑制された。つぎに、P.gingivalis, F.nucleatumおよびT.denticolaの組換えメチオニン分解酵素を用いて塩化亜鉛による酵素活性の抑制をみたところ、すべての酵素ともに、100ppmの塩化亜鉛でメチオニン分解酵素が完全に阻害されることから、塩化亜鉛によるメチオニン分解酵素の阻害がおこりメチルメルカプタンが産生されなくなることが明らかになった。口臭の原因物質として注目されているメチルメルカプタンや硫化水素などの揮発性硫化物は、口腔内細菌がメチオニンやシステインといったアミノ酸を基質として分解し、産生することが分かっている。これまでにPorphyromonas gingivalis, Fusobacterium nucleatumのメチオニン分解酵素、システイン分解酵素の単離精製に成功した。種々の口腔内細菌のメチルメルカプタン産生能をガスクロマトグラフィーで比較した結果、P.gingivalisに続き歯周病原細菌であるTreponema denticolaがメチルメルカプタンを高産生することが分かった。そこで、既知のP.gingivalis, F.nucleatumのメチオニン分解酵素遺伝子の塩基配列をもとにT.denticolaの塩基配列データベースとホモロジー検索した結果P.gingivalisのメチオニン分解酵素と68%,F.nucleatumのメチオニン分解酵素と56%と相同性の高い1206bp、分子量43.5kDaのORFを得た。T.denticolaの染色体DNAをテンプレートとしてPCRを行い、増幅した断片を発現ベクターpGEX6P-1(GSTfusion)にサブクローニングした。結果、得られたプラスミドを保持する大腸菌はメチオニン分解活性をもつようになり、このORFがメチオニン分解酵素であることを確認した。T.denticolaのメチオニン分解酵素の性質として、P.gingivalisのメチオニン分解酵素とKm値を比較した結果、メチオニンに対する親和性はP.gingivalisより極めて高いことが分かった。つぎに、P.gingivalis, F.nucleatumおよびT.denticolaの組換え

メチオニン分解酵素を用いて塩化亜鉛による酵素活性の抑制をみたところ、すべての酵素ともに、100ppmの塩化亜鉛でメチオニン分解酵素が完全に阻害されることから、塩化亜鉛によるメチオニン分解酵素の阻害がおこりメチルメルカプタンが産生されなくなることが明らかになった。
大規模コンピュータシステムに対する次世代信頼性評価技術の実用化に関する研究

平成10年度文部省科学研究費基盤研究(B)(1)(展開)の成果に基づき,大規模コンピュータシステムに対する次世代信頼性評価技術の体系化を行った.コンピュータシステムを構築する7つの異なる研究専門グループによって多角的に新しい信頼性技術を検討した.コンピュータ技術については福岡,紀,菅澤,山田,データ保全技術については中川,三道,ネットワーク設計技術については木村,コンピュータ保全技術および基礎数理については河合,海生,木島,統計的信頼性については土肥,田中がぞれぞれ担当となり,全体の取りまとめは尾崎が担当した.また,大規模なシンポジウムを開催し,異なる分野の幅広い研究者層から意見を収集した.さらに,新しい信頼性評価技術を実現するために,多くの民間企業の協力も得られた.特に,専門グループによって協議された指針やシンポジウムにおいて抽出された信頼性評価技術に関する成果を民間企業に所属する技術者にフィードバックし,次世代コンピュータシステムの実用化を検討した.平成10年度文部省科学研究費基盤研究(B)(1)(展開)の成果に基づき,大規模コンピュータシステムに対する次世代信頼性評価技術の体系化を行った.コンピュータシステムを構築する7つの異なる研究専門グループによって多角的に新しい信頼性技術を検討した.コンピュータ技術については福岡,紀,菅澤,山田,データ保全技術については中川,三道,ネットワーク設計技術については木村,コンピュータ保全技術および基礎数理については河合,海生,木島,統計的信頼性については土肥,田中がぞれぞれ担当となり,全体の取りまとめは尾崎が担当した.また,大規模なシンポジウムを開催し,異なる分野の幅広い研究者層から意見を収集した.さらに,新しい信頼性評価技術を実現するために,多くの民間企業の協力も得られた.特に,専門グループによって協議された指針やシンポジウムにおいて抽出された信頼性評価技術に関する成果を民間企業に所属する技術者にフィードバックし,次世代コンピュータシステムの実用化を検討した.(1)第1回研究準備委員会の開催:(i)コンピュータハードウェア(電子材料)(ii)コンピュータソフトウェア(iii)データ伝送技術,(iv)ネットワーク設計,(v)コンピュータ保全技術,(vi)信頼性基礎数理,(vii)統計的信頼性試験の7つの研究グループによる専門委員会を開催した.特に,各専門領域において現在までに得られた理論的かつ実証的地検を整理し,信頼性理論の歴史的変遷とコンピュータテクノロジーとの関連について資料をまとめた.また,(iv)ネットワーク設計委員会と(vi)信頼性基礎数理委員会を軸に,大規模コンピュータの信頼性評価に関する基本方針をまとめた.(2)第2回研究準備委員会の開催:(i)で決定された基本方針ならびに現在収集しているデータを用いて,大規模コンピュータシステムのトップダウン的信頼性評価技術の草案を作成した.この段階においては,シュミレーションテストを除いた全ての理論的モデルの解析を完了した.各委員間の調整は,E-mailを使って行った.各専門小委員会で決定された研究方針を下に,7つの研究グループによって独自に研究を実施した.各専門委員会に参加する研究者はおおむね56名とし,各専門委員会代表者(分担者)がその調整を行った.(3)平成10年度信頼性技術研究シンポジウムの開催:7つの専門委員会による個別領域における研究調査の報告,ならびに研究準備委員会全体でまとめられたトップダウン的信頼性評価技法についての報告を行った.シンポジウムへの参加資格は特に定めないものとし,学会,大学関連企業からの参加を呼びかけた.最終的に,本報告会でまとめられた成果は,印刷製本され,シンポジウムへの参加および学会などに無料送付された.また,国際共同研究の企画として,英語版の報告書を作成し,世界各国に配送した.シンポジウムでの講演者は,各専門小委員会において委託された大学研究者ならびに民間の研究者であった.また,シンポジウムでの発表に対する自由応募も並行して行い,我が国における信頼性評価技術の発展に寄与するような学会研究集会が開催できたものと考えている.平成10年度文部省科学研究費基盤研究(B)(1)(展開)の成果に基づき,大規模コンピュータシステムに対する次世代信頼性評価技術を体系化を行った.つまり,コンピュータシステムを構築する7つの異なる研究専門グループによって多角的に新しい信頼性技術を検討した.コンピュータ技術については福岡,紀,菅沢,山田,データ伝送技術については中川,三道,ネットワーク設計技術については木村,コンピュータ保全技術および基礎数理については河合,海生,木島,統計的信頼性試験については土肥,田中がそれぞれ担当となり,全体の取りまとめは尾崎が担当した.また,大規模なシンポジウムを開催し,異なる分野の幅広い研究者層から意見を収集した.さらに,新しい信頼性評価技術を実現するために,多くの民間企業の協力も得られた.特に,専門グループによって協議された指針やシンポジウムにおいて抽出された信頼性評価技術に関する成果を民間企業に所属する技術者にフィードバックし,次世代コンピュータシステムの実用化を検討した.(1)第3,4回研究準備委員会の開催:平成10年度に開催された準備委員会とシンポジウムで議論された内容を吟味することによって,平成11年度に開始されるべき研究分野の内容を調整し,研究組織を再構築した.また,各専門分野における現在までの研究成果を整理・統合することにより,信頼性技術シンポジウムの準備を行った.(2)平成11年度信頼性技術研究シンポジウムの開催:前年度のシンポジウムに引き続き,大規模コンピュータシステム信頼性に対する学術研究発表会を実施した.ここでは,前年度までの問題を克服し,次世代信頼性技術に対する具体的なイメージを定量化することに主眼を置き,意見交換を行った.

平成10年度文部省科学研究費基盤研究(B)(1)(展開)の成果に基づき,大規模コンピュータシステムに対する次世代信頼性評価技術の体系化を行った.コンピュータシステムを構築する7つの異なる研究専門グループによって多角的に新しい信頼性技術を検討した.コンピュータ技術については福岡,紀,菅澤,山田,データ保全技術については中川,三道,ネットワーク設計技術については木村,コンピュータ保全技術および基礎数理については河合,海生,木島,統計的信頼性については土肥,田中がぞれぞれ担当となり,全体の取りまとめは尾崎が担当した.また,大規模なシンポジウムを開催し,異なる分野の幅広い研究者層から意見を収集した.さらに,新しい信頼性評価技術を実現するために,多くの民間企業の協力も得られた.特に,専門グループによって協議された指針やシンポジウムにおいて抽出された信頼性評価技術に関する成果を民間企業に所属する技術者にフィードバックし,次世代コンピュータシステムの実用化を検討した.(1)平成10,11年度の研究成果の発表の場として平成12年3月29,30日,京都ガーデンパレス(京都市)において国際会議を開催した.この国際会議には,ほぼ全員の研究分担者と海外からの7名の有名研究者を中心に50名ほどの参加者があった.コンピュータシステムの次世代信頼性技術に関する数々の発表とそれに対する活発な討論があった.そして,その報告集としてASSM2000を出版した.(2)平成10,11,12年の3年間にわたる科学研究費基盤研究の総括として平成12年12月7,8,9日の3日間のシンポジウムがKKR鳥羽いそぶえ荘(鳥羽市)で開催された.研究分担者のほぼ全員とその他の有志も参加した.3年間の研究成果のまとめと今後の研究動向について熱心に討論した.
日本の科学史研究における碩学からのヒアリングと画像記録による資料収集

1日本科学史学会は太平洋戦争が始まった年に創立された.この創立期の事情を知る碩学へのヒアリングや資料収集は分担者の菊池俊彦が従来から進行させてきたものを補強するかたちで調査を進めた.これによりわが国の科学史学と科学史学会の形成過程がある程度あとづけられた.2科学史学と日本科学史学会の成立は,わが国において最初の総合的・学際的学問と学会の成立であったといえる.したがってこの成立過程の分析は,1960年代後半から始まる今日の学問の総合化,学際的協力の潮流を先取りしていた点で,今後の総合的・学際的諸学問と諸学会の展開のための諸問題検討に重要な示唆を与えるものであった。(1)新分野の学会には新学問の権威者がはじめは存在しなかったこと(2)新分野の専門職が存在しなかったこと(3)しかし総合的・学際的分野であることが、時々の時代の社会的背景と深く係わりをもつこととなり徐々に客観的な科学の方法を確立させ,それが新たな職業分野の創出を生み出してきた.3収集した資料類の画像データ処理はハイパーカードで静止画像によるデータ・ファイル化を実施し,また写真のフォトCD化も試みた.さらにビデオ化(SVHS方式)を試み,マルチメディア的手法の萌芽的段階だが多元的な歴史資料保存の方法論を見きわめることができた.4存命する関係者のヒアリングには記憶錯誤も含まれ,なおクロスチェックや他の関係者への配慮も必要なので,調査対象者名を含めて全てを公表する状況にはない.5ここで開発された手法による歴史資料の記録は,さらにリアルタイムに体系的に活用されれば新しい後世への歴史伝達となる.学問としての新分野が期待される.【1】高品質画像等ハードシステムのセットアップ高品質画像・録音・編集システム技術導入と調整にに思わぬ時間がとられ,2月末ようやく稼動段階にこぎつけた.また文献史料類の光ディスク化を導入してコンピュータ処理化を準備した.さらにフォトCD化による映像取り込みも可能となり,ハードのシステム化がようやく完成した.【2】ハードシステムの調整と技術習得NHKの元ディレクターやクリエイティブネクサスのディレクターらVTR製作者の協力を得て,システム運用の技術習得に力を注いだ.歴史研究における高品質画像・録音技術の導入という試みは,ハード面の調整とともに技術習得も必要でこの訓練に多大の時間を費やさざるを得なかった.【3】史料収集の試行調査対象者の基本データの入力,基本史料の確認,日程調整などを実行した,また史料収集のための試験的試みを行い,写真や資料をかなり満足できる仕方で,フォトCD化とVTR取り込みが可能となった.また,ヒアリングの対象者が高齢なために,日程調整通りには進行せず,また長時間のヒアリングも困難で本年度は実際のヒアリングは実施できなかった.しかし,平成5年度の本格的データ収集のための基礎は出来上がった.補助金の第三次配分という極めて時間的制約の多い条件の中で,もっとも効率的な成果をあげるため,本年度は予備調査の徹底とシステムのセットアップに集中したので,最終年度に実質的研究が展開される.1日本科学史学会は太平洋戦争が始まった年に創立された.この創立期の事情を知る碩学へのヒアリングや資料収集は分担者の菊池俊彦が従来から進行させてきたものを補強するかたちで調査を進めた.これによりわが国の科学史学と科学史学会の形成過程がある程度あとづけられた.2科学史学と日本科学史学会の成立は,わが国において最初の総合的・学際的学問と学会の成立であったといえる.したがってこの成立過程の分析は,1960年代後半から始まる今日の学問の総合化,学際的協力の潮流を先取りしていた点で,今後の総合的・学際的諸学問と諸学会の展開のための諸問題検討に重要な示唆を与えるものであった。(1)新分野の学会には新学問の権威者がはじめは存在しなかったこと(2)新分野の専門職が存在しなかったこと(3)しかし総合的・学際的分野であることが、時々の時代の社会的背景と深く係わりをもつこととなり徐々に客観的な科学の方法を確立させ,それが新たな職業分野の創出を生み出してきた.3収集した資料類の画像データ処理はハイパーカードで静止画像によるデータ・ファイル化を実施し,また写真のフォトCD化も試みた.さらにビデオ化(SVHS方式)を試み,マルチメディア的手法の萌芽的段階だが多元的な歴史資料保存の方法論を見きわめることができた.4存命する関係者のヒアリングには記憶錯誤も含まれ,なおクロスチェックや他の関係者への配慮も必要なので,調査対象者名を含めて全てを公表する状況にはない.5ここで開発された手法による歴史資料の記録は,さらにリアルタイムに体系的に活用されれば新しい後世への歴史伝達となる.学問としての新分野が期待される.1.ヒアリングと資料収集日本科学史学会は太平洋戦争が始まった年に創立された.この創立期の事情を知る碩学へのヒアリングや資料収集は分担者の菊池俊彦が従来から進行させてきたものを補強するかたちで調査を進めた.また戦後「科学史料研究」が復刊された前後の事情の調査も各分野別に実施した.個人的なノートやメモ類,ヒアリングによる資料収集などを通じて,第一線の自然科学者が歴史に深い関心を示していたこと,特に科学の社会的役割との関係で科学・技術の歴史に深い関心を示していたことが知れた.2.資料類の画像記録

収集した資料類の画像データ処理はひとまずデータ・ファイル化したもの,フォトCD化して検索を容易にしたもの,ビデオ化したものに大別して実施したが,マルチメディア的手法の萌芽的段階なので多元的な歴史資料の保存の方法論の検討の段階に終わった.3.資料の公開準備資料収集を先行させたので,ここで収集した基礎資料の公開は,その整理,解析の後,範囲を検討し実施する.存命する関係者へのヒアリングについては記憶錯誤も含まれ,事実確認のためのクロスチェックが不十分な点も多く,また他の関係者への配慮も必要なので,調査対象者名を含めて全てを公表する状況にはない.4.ここで開発された手法による歴史資料の記録は,さらにリアルタイムに体系的に活用されれば新しい後世への歴史伝達ともなるので,今後さらに研究開発を続行し種々な検討を加える予定である.
北ユ-ラシア,アメリカ大陸における家犬の伝播とその系統について

これまでの報告書から家犬を出土した遺跡のリストを作成し、カ-ド化、そしてコンピュ-タデ-タベ-ス化を行った。その結果、家犬の起源は更新世にまで遡る可能性が強いこと、完新世の東アジアにはすでに各地で独自の形質を持つ家犬が知られ、日本列島では縄文時代の早期から小形犬が主要な系統であったことが判明した。最古のイヌは2.3万年以前から西アジアから東アジアに分布する小形のオオカミが、旧石器時代人によって馴化されたものである。また、北アメリカでも1万年以前に遡る年代の家犬の埋葬例がしられ、マンモスハンタ-がベ-リング海峡を渡ったときに連れて行ったか、独自に馴化されたものか今後に問題を残している。旧石器時代のイヌの出土例は、まだまだ少なく例外的なもので、馴化されたとしても系統を追えるものでなく、孤立的であったと考えらえれよう。現在、世界中に分布する家犬ともっとも関係が深く、かつ古いのは、西アジアの遺跡から出土する家犬で、約12000年前後の年代が与えられている。中世の草戸千軒町遺跡から出土した家犬を観察したところ、人為的な切傷、火にあぶった痕跡を持つものが多く、食犬の風習が存在したことを裏付けた。食犬の風習は、近・現代では朝鮮半島から中国大陸、そして南アジアに広がることがわかるが、歴史的には不明なことが多い。兵庫県明石城の武家屋敷跡から出土した例でも、江戸時代の後半に武家社会においても食犬風習が存在していたことを物語っている。今後、文献史に記されることの少ない食犬風習の伝統がどのような歴史的流れを持つものか、考古学的に考察するとが必要とされている。
炎症性腸管疾患の血清脂質とアポ蛋白の代謝機序を解明するための質量分析法の開発

本年度は、炎症性腸管疾患患者の代謝機序を明らかにするための分析法として、以下の1)4)に示す臨床検査に応用が可能な分析法を確立した。1)微量金属濃度と脂質、リポ蛋白代謝との関連を検索するために、ヒト血清中の生体微量金属(Zn、Cu, Se)濃度の測定系を、原子吸光計を用いた高感度分析法による簡便法を確立した。2)血清アミノ酸は生体金属と複合体を形成している一方、蛋白質の修飾に関わっている。今回、血清中の遊離アミノ酸をガスクロマトグラフィー/質量分析機(GC/MS)を用いた短時間高感度分析法を確立した。1)、2)のこれらの方法により、健常者におけるミネラル・アミノ酸の吸収についての基本的データを収集した。3)蛋白質修飾に関わるシステインとホモシステインの含硫黄アミノ酸の分析法として、蛍光物質によるポストラベルHPLC法およびMALDI-TOF-MSによる分析法を確立した。本法により、栄養アセスメントにおける短期的な蛋白代謝指標となるトランスサイレチン(TTR)の含硫黄アミノ酸修飾による物理化学的な変化を明らかにできた。また、TTRの一部は、リポ蛋白と親和性を持つことも明らかにできた。4)炎症性腸管疾患患者の血清中脂質・蛋白の臨床化学検査から、炎症性蛋白CRPと脂質濃度は直接的な関連はなかったが脂質濃度は有意に低下しており、CRPは蛋白代謝指標のTTR濃度とは関連性を持つことが明らかになった。本研究により、血清中の脂肪酸組成の異なる脂質分子種の質量分析法およびアミノ酸修飾蛋白の質量分析法とHPLC法の分析法、生体微量金属(Zn、Cu, Se)濃度の測定法を確立でき、これらの分析法から炎症性腸管疾患患者の脂質の腸管からの吸収、分布、異化についての分析が可能となり、病態変化と脂質代謝異常およびその作用機序の解明に応用ができる。本年度は、1)血清リボ蛋白中脂質の脂肪酸組成の異なる脂質分子の分析、2)リン脂質分画濃度の定量、3)血清リポ蛋白中アポ蛋白の複合体およびアミノ酸の修飾について検討した。1)血清リポ蛋白中の脂肪酸組成の異なる脂質分子の分析については、マトリック支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析装置(MALDI-TOF-MS)による質量分析法により、リン脂質、コレステロールエステル、トリグリセライドの構成脂肪酸組成の推定が短時間でできた。特に脂肪酸の異なるリン脂質の分子種は、MALDI-TOF-MSによりほぼ定量的(比率)に分析できた。リン脂質の分子種は、カイロミクロンレムナント、超低比重リボ蛋白、低比重リボ蛋白、高比重リボ蛋白で特徴的な分布を示した。2)脂肪酸の異なるリン脂質の分子種の血中濃度を測定するために、96wellマイクロプレートおよび汎用生化学自動分析装置を用いた酵素法により、血清中の主要リン脂質であるホスファチチジルコリンとスフィンゴミエリンの特異的定最法を開発した。本法は、特異性、感度、精度に優れ、ヒト血清中リン脂質および細胞膜リン脂質濃度の定量ができるようになった。1)と2)より、ヒト血清中の脂質、特に主要リン脂質分画濃度および脂肪酸組成の違いによるリン脂質の分子種のモニタリング法を開発できた。3)血清リポ蛋白と他の血漿蛋白の複合体形成をゲル濾過クロマトグラフィー、DEAクロマトグラフィー、アフィニティクロマトグラフィー、超遠心分離法にて分離精製し、この複合体をSDS-PAGE電気泳動法、等電点電気泳動法およびイムノブロッティング法により同定した。蛋白に結合したアミノ酸の分析は、蛍光物質のポストラベルHPLC法およびMALDI-TOF-MSにより分析ができた。また、アミノ酸修飾および非修飾蛋白の物理化学的性質を分析した。