hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コーヒー摂取習慣関連遺伝子多型と2型糖尿病に関する分子疫学研究

空腹時血糖値(SE)はそれぞれ99.1 (0.5)、97.8 (0.6)及び95.6 (1.3)であり、統計学的に有意の差が認められた(P = 0.04)。しかしながら、これらの遺伝子多型と飲酒との交互作用は見られなかった。結論として、日本人男性に限り、ALDH2遺伝子多型は飲酒習慣を介して空腹時血糖値と関連していることを示したものである。名古屋大学大学院医学研究科予防医学教室の分担研究者である内藤先生のご協力で、実験が順調に進み、データの収集ができ、論文作成も順調であった研究対象者は2008年6月から2009年5月の期間に面接調査方法で募集した35-69歳の名古屋市一般住民で、生活習慣要因資料、生体試料及びDNA試料が収集され、遺伝子多型解析の同意が得られた男女である。遺伝子多型解析と成果の取りまとめ:平成27-28年度は最近のGenome-Wide Association Studyにより報告されたコーヒー摂取習慣と関連する候補遺伝子多型AHR (rs4410790)、CYP1A2 (rs2472304)及び飲酒関連遺伝子多型ADH1BとALDH2の解析を行った。ADH1BとALDH2遺伝子多型と2型糖尿病リスク(空腹時血糖値Iとの関連を解析し、これらの遺伝子多型とコーヒー摂取、飲酒摂取量との交互作用を検討し、それを論文にまとめた(Nagoya J Med Sci. 2016 May;78(2):183-93)。また、CYP1A2遺伝子多型と2型糖尿病リスクとの関連について、統計解析をし、論文作成中である。この研究では、日本多施設共同コホート研究(Japan Multi-Institutional Collaborative Cohort Study)のデータセットを用いて横断解析を行った。研究対象者は2008年6月から2009年5月の期間に面接調査方法で募集した35-69歳の名古屋市一般住民で、生活習慣要因資料、生体試料及びDNA試料が収集され、遺伝子多型解析の同意が得られた男女である。コーヒー摂取習慣と関連する候補遺伝子多型AHR (rs4410790)、CYP1A2 (rs2472304)、NCALD (rs16868941), PAPSS1 (rs3733633)、GRIN2A (rs4998386) CAB36L、LBMA4及び飲酒関連遺伝子多型ADH1BとALDH2の解析を行った。平成27ー28年度は実験が順調に進み、データの収集ができ、論文作成も順調であった。ADH1BとALDH2遺伝子多型と2型糖尿病リスクとの関連を解析し、これらの遺伝子多型とコーヒー摂取、飲酒摂取量との交互作用を検討し、それを論文にまとめた(Nagoya J Med Sci. 2016 May;78(2):183-93)。具体的には、コーヒー摂取量はADH1B遺伝多型やALDH2遺伝子多型により違いが見られた。男性では飲酒量が多くなるほど、空腹時血糖値が上昇した(傾向性P = 0.02)が、女性では見られなかった。男性では、ALDH2遺伝子多型と空腹時血糖値との関連が見られた。
メソスコピック系における永久電流の研究

本研究の目的は、メソスコピック系で実験的に観測されている大きな永久電流の値と、これまでの理論で予測されている小さな永久電流の値の矛盾を、電子間の相互作用を取り入れることによって、解決しようとするものであった。このための手法としては、既に我々によって開発された自己無矛盾平均場法をできる限り大きな系に適用して、計算機シミュレーションを行い、さらに大きな系である実際のメソスコピック系での振る舞いを推測するという方法を用いた。計算は8×8×20までの大きさのサイトを持つアンダーソン・モデルに電子間のクーロン相互作用をとりいれたものに対して行った。この結果、1.電子のスピンを考慮しないモデルにおいては、小さい系では、電子間相互作用は永久電流を小さくする効果があったのに対し、大きな系では永久電流値を多少増加させる効果があること、2.このことは電子に対する不純物効果が相互作用によって増強されるにもかかわれず起こること、3.電子のスピンを取り入れたモデルにおいては電子間相互作用によって永久電流の増加が見られること、4.ただしこれは不純物効果の遮蔽効果に起因すること、を明らかにすることができた。4.の結果はスピンを取り入れたモデルでは通常の電気伝導度の増大ももたらされてしまい、実験と理論の矛盾の解決にはならないことを示しており、スピンが永久電流の増大に本質的であるという一部の人達による主張が正しくないことを明らかにしたものである。一方、1.,2.の結果は、スピンのないモデルによる永久電流の増大の可能性を明らかにしたものである。現在、結果の詳細についての論文を準備中である。
小天体衝突による地球型惑星大気散逸についての実験的研究

本研究は小惑星や彗星などの小天体が地球型惑星に衝突した際の大気散逸を明らかにすることを目的としている。主に次の2つのポイントで研究を進めた:1)レーザー照射実験による衝突蒸気雲運動の観測、2)探査機の直接観測による小天体の力学進化の解明。蒸気雲の可視化のためにシュリーレン法を用いた高速度観測装置の開発を行なった。衝突閃光や感度の問題があり、改良が必要である。地球型惑星への主な衝突体である小さな小惑星の質量分布を明らかにするため、衝突実験を行い小さな小惑星の質量損失率を求めることができた。さらに、はやぶさの探査画像から小惑星帯から地球近傍への小惑星の移動の観測的証拠を発見することができた。本研究では小惑星や彗星の衝突による大気散逸の影響を評価することを目的としている。小惑星・彗星による衝突により地球型惑星の表層で高温・高圧の蒸気雲が発生することが実験や数値計算から知られている。この蒸気雲の運動を明らかにしたいと考えている。本年度は主にシュリーレン観察装置の開発のために光学系の設計と調整を行なった。さらに、必要な高速度カメラの性能を評価し、選定を行った。静止画ではシュリーレン方による密度分布を得られることが確認できた。また、本研究では特に衝突頻度がオーダーで大きいと考えられる、小さな小惑星(<1km)の衝突に着目している。小惑星メインベルトにおけるこのサイズの小惑星の分布は観測が難しく明らかになっていない。本研究遂行にあたって、重要な要素である小惑星インパクターのサイズ分布を明らかにするために、小惑星の質量変化に着目した。具体的には小惑星の質量損失率を明らかにし、小さな小惑星のサイズ分布へ議論を広げる。小惑星はサイズにより表面や内部の様相が大きく異なることが近年の探査より明らかになってきた。小さな小惑星はラブルパイル天体である可能性が高く、はやぶさ探査機が訪れた小惑星イトカワ(直径約300m)のように表面に多くの岩塊が存在する可能性が高い。そのような場合におけるクレーターの掘削効率は小惑星へのインパクターのサイズと表面岩石のサイズ比に依存し、小さなインパクターでは掘削効率が低下することを示した。つまり、ラブルパイル小惑星はこれまで思われていたよりも比較的長い衝突寿命をもつ可能性が示唆された。本研究成果について学会発表及び学術誌に論文投稿を行った。シュリーレン装置開発において、当初想定していた機種の性能では光量が不足し、適正な観測ができないことがわかった。そのため、機能追加を行ったり光量の調整方法を工夫したりした。本研究ではシュリーレン観測をすることがメインであるが28年度内に実験装置が完成できなかった。しかし、この研究の一部である小惑星質量の進化を議論する実験においては高速度カメラを有効活用することができ、成果を出すことができた。小惑星は微惑星の生き残り、またはその破壊破片と考えられている。小惑星自体の進化や、小惑星が地球はじめとする固体惑星に及ぼしてきた影響を知ることは太陽系形成や進化を理解するために非常に重要である。大きな小惑星>10kmが惑星進化に与える影響については、K-Pg衝突やジャイアントインパクトなど研究が進んでいるが、小さな小惑星が惑星進化に与える影響については多くの研究はなされていない。しかし、小惑星の個数分布は直径の-3乗則で急速に増えるので、衝突頻度はオーダーで大きくなる。本研究では小さな小惑星に着目し、小さな小惑星がどのように進化し、惑星に衝突するのかを明らかにすることとした。小さな小惑星の多くはラブルパイル天体であることが近年明らかになっている。ラブルパイル天体の表層進化、起動進化はこれまであまり明らかになっていない。本研究では、衝突実験とはやぶさ探査機で初めて直接観測されたイトカワの画像からラブルパイル天体の表層進化、寿命、起動進化について議論している。衝突実験からラブルパイル表面でのクレーター形成機構について明らかにし、新しいクレーター則(インパクタとクレーターサイズ)提案した。ここから、ラブルパイル小惑星での非常に高い質量損失率を予測した。さらに画像解析より表面のクレーターの年代を計測し、小惑星が小惑星メインベルトから地球近傍にやってくる証拠を発見した。これまで提起されていた小惑星メインベルトから地球近傍への起動変化を観測事実に基づいて直接的に示す初めての結果である。高速度現象を捉えるためにシュリーレン装置の改良が必要である。特に、CCD感度及び露光時間の最適化が必要である。また、もしそれでも機材の能力が不足である場合には高性能な機材のレンタルも視野に入れる。現状ではシュリーレン装置によって蒸気雲の観測まで達成されていないため、今後はシュリーレン装置開発を進めていくと同時に、確実に成果を出せると考えられるインパクター小惑星の質量進化についての実験も進めていきたいと考えている。

小惑星の質量進化を明らかにするためには、小惑星から放出されるイジェクタ観測が重要となる。固体イジェクタ観測観測には本年度購入した高速度カメラは十分な性能を持っており、詳細な観測が可能である。29年度が最終年度であるため、記入しない。宇宙惑星科学29年度が最終年度であるため、記入しない。
イニシヤトリンとそのインヒビターによる精子運動制御機構の解明

"イニシャトリン"は、カイコガ前立腺から分泌されるセリン型エンドペプチターゼで、蛋白質のアルギニンのC側でポリペプチド鎖を切断する。リジン及びアルギニンのC側で切断する哺乳類膵臓由来のトリプシンは、作用の類似を利用して、イニシャトリンのモデルとして代換え出来る。イニシャトリンは、カイコガの無核精子のみならず、他の蛾の無核精子、そしてバッタの有核精子の運動性を獲得させる。また、カイコガ有核精子束を解離し、アルギニン・カルボキシペプチダーゼの前駆体を活性化する。それと共に、アルギニン分解カスケードを作動させ、精子にエネルギーを与える。この精製標品は、前立腺では30kDaで、少量の29と26kDaのも見出された。前立腺分泌液を含む精液で雌交尾襄内に構築される、精包由来精製イニシャトリンは29と26kDaであった。これらは、前立腺由来30kDa標品を免疫原とする抗体に基く、免疫学的解析によって確認された。イニシャトリンの極めて強い自己分解性を考え合わせると、前立腺では、まず30kDaイニシャトリンが分泌され、それが29kDaと26kDaに自己分解するように思われる。精包由来精製29kDaイニシャトリンは、無核精子賦活作用が弱いが、前立腺由来30kDaイニシャトリンは強く、N末20以外のアミノ酸配列がこの作用に関係する事を示唆する。その上、このイニシャトリンは、上記"イニシャトリン"としての条件を全て満足した。前立腺にイニシャトリンと共に存在するそのインヒビターは、約1万の分子量を待ち、耐熱性を有する。恐らく細胞保護のため、イニシャトリンと結合した状態で細胞内に存在し、分泌後、射精によって、イニシャトリン分子から離れ、活性化させると思われる。イニシャトリンを貯精襄液内精子と共に雌交尾襄内へ注入すると、卵を受精せしめる事が出来た。イニシャトリンは単なるエンドペプチダ-ではなくて、受精に不可欠の因子である。カイコガ無核精子は、精巣脱出前後では動いているが、精管膨大部、及び貯精嚢では静止する。この動かない精子は、射精により雌に移送される際、イニシャトリンと混じ、再び、精包内で活発な回転運動を起こす。この事から、イニシャトリンと共に、その阻害剤の存在が推定され、協同して精子の活動を制御している事が示唆された。イニシャトリンの分子量は、前立腺を出発材料として、ABA-affinityカラムを具えたFPLCで精製したものが、30kDaであったのに、精包を材料として、疎水性及び陽イオン交換カラムで精製したものは、29kDaであった。前立腺由来精製イニシャトリンを抗原として兎に注射し、抗イニシャトリン抗血清を得た。これを更に精製し、SDS-PAGE後、イムノブロットしたところ、前立腺抽出物では57kDaと52kDa、及び30kDaと29kDaの4本のバンドが検出された。30kDaのは太いが、29kDaのは細い。これに対し、精包抽出物では、57kDaと52kDaの他に、太い29kDaと細い30kDaの4本が見出された。

30kDaと29kDaの2本のバンドは、それぞれ、前立腺と精包由来の精製イニシャトリンの分子量と良く一致する。従って、30kDaのインシャトリンが、精包で29kDaに減じたと推定される。前立腺イニシャトリンのN末の20のアミノ酸のシーケンスは、精包イニシャトリンのそれと全く一致した。前立腺イニシャトリンC末端部、或いはその中央部が、自己分解によって、分子量を約1,000(アミノ酸約10ケ分)欠落したと考えられる。機能的には、30kDa-前立腺イニシャトリンは、これまで明かにされていた、4つの"イニシャトリンの生理的機能"を全て満足した。また、イニシャトリンと同じく、前立腺からその阻害剤が抽出、部分的に精製された。これは、100°C10分の処理に耐性を示し、分子量1万以下のペプチドと推定された。イニシャトリンは、C側で蛋白質を切断してアルギニン・ペプチドを生ずる、セリン・エンドペプチダーゼに属し、カイコガ前立腺から分泌される。精子の成熟、即ち、無核精子の運動能獲得と有核精子束の解離は、射精後、雌交尾嚢内に精漿で作られた精包で起こるが、この作用も同じくイニシャトリンによって惹起される。前立腺からの分泌状態を、その抗体を作成し、免疫組織学的に精査した。イニシャトリンは貯精嚢から遠い側の前立腺後部より前部へと生産領域が移動しつつ、羽化1日前より盛んに生産され、管腔に放出、蓄積される。この精子成熟因子イニシャトリンが、分泌器官である前立腺、及び活動の場である精包とから別々に精製単離された。交尾嚢由来のイニシャトリンは、分子量29と26kDaの免疫学的に反応する2種が得られたが、無核精子運動誘発能は弱い。前立腺イニシャトリンは、主な30kDaの他に、微量の29と26kDaのが検出された。単離された30kDaイニシャトリンは、強い無核精子運動誘発能を示した。前立腺由来3種のイニシャトリンのN末20のアミノ酸配列は全く同一で、このプロテアーゼの高い自己分解性と、その精子成熟のための生理作用の活性部位が、分子の中央部、或いはC末側にあることを強く示唆した。また、両型の精子を含む貯精嚢内容物とイニシャトリンのみの混合物を交尾嚢に注入し、受精卵を得る事に成功した。C側で蛋白質のアルギニン及びリジンを切断する牛膵臓トリプシンも、イニシャトリンのモデルとして使用すると、卵は受精する。かくて、貯精嚢と前立腺の2器官が、射精に関与する雄生殖器官各線の中で、最も重要な器官である事、及びイニシャトリンが受精卵生産に不可欠の因子である事が立証された。前立腺内にイニシャトリンと共に検出されるそのインヒビターの存在は、この激しい作用を有するプロテアーゼの、細胞内における暴走を抑えるものであろう。
インド仏教教団の信仰活動の実態：『ウッタラグランタ』全訳と祝祭の研究

先ず、本研究の主たる研究対象である、「根本説一切有部律」(サンスクリットでその四分の一ほどが、漢訳=義浄[635-713]訳でその半分ほどが、チベット語訳で全てが現存する)という仏教の律テキストの第4番目の章で、10乃至11の小編から成り、チベット語訳でのみ現存する「ウッタラグランタ」という章の研究を更に進めた。中でも「マナピカ」という小編を集中的に研究した。具体的に言えば、「マナビカ」(チベット語訳テキスト)と、「ウッタラグランタ」との数多くの対応が指摘されている『薩婆多部毘尼摩得勒伽』という漢訳律典中の「マナビカ」該当箇所との対照テキストを作成しながら、「マナピカ」の全訳を完成するという作業である。翻訳の精度は低いものの、この作業は完遂した。また、チベットの大学匠プトン(1290-1364)が著した「根本説一切有部律」の概説書ともいうべき『律の総説』というテキストの研究をさらに進めた。その成果として、同テキストにおいて、プトンが、中世インド人律師のヴィシェーシャ・ミトラという人物が編纂した「根本説一切有部律」の綱要書である『ヴィナヤ・サングラハ(律攝)』(チベット語訳と義浄訳で現存)というテキストの正統性を疑っている点、すなわち、プトンが、『律攝』には「根本説一切有部律」の記述とは合致しない点が含まれているため、そのテキストを信頼すべきではないではないと断じている点の検証を行い、そのプトンの懐疑・主張が必ずしも妥当であるとは言い切れないことを明らかにする内容の論考を発表した。更には、『律攝』そのものについての研究も進めた。そのチベット語訳と漢訳の対照テキストを作成しながら、その全体像を把握するとともに、そこで言及されている律テキストや律理解を、現存する「根本説一切有部律」や他の律関連のテキストと照合するという作業である。この作業は未だ継続中である。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は、当初の計画通り、(1)チベット語訳の「ムクタカ」のテキスト校訂と翻訳を進め、(2)義浄訳『目得迦』の併読、および、中世インドの学僧が著した注釈書等(グナプラバ著『ヴィナヤ・スートラ注』;カリヤーナミトラ著『ヴィナヤ・サングラハ』)に見られる「ムクタカ」の引用の調査・回収を進めた。現段階で、チベット語訳のテキスト校訂と翻訳、および、義浄訳の併読に関しては凡そほぼ完了している。また、グナプラバの『ヴィナヤ・スートラ注』における「ムクタカ」の引用調査に関しては、現段階で、少なくとも32箇所の引用を同定している。(3)祝祭に関する因縁譚・規定についても、「ニダーナ」と「ムクタカ」に散見されるものに限り、全ての関連情報を収集し終えている。この収集を通じて得られた新たな知見としては、一般に「欄楯(らんじゅん)」や「塔門」と呼ばれるストゥーパ(仏塔)の周辺造物には、ブッダの生涯をモチーフにした意匠が見られることがあるが(例えば、サーンチーの第1ストゥーパの塔門[1世紀])、この意匠のことが、「ムクタカ」に見られるストゥーパにちなんだ祝祭の諸規定の中で明確に言及されている点である。管見の限り、欄楯に施された意匠が律によって規定されている事実を指摘した研究は皆無であると思われる。更に言えば「ムクタカ」には、ブッダの生涯における重要な四つの出来事にちなんだ、所謂「四大聖地」において大きなストゥーパが建立されていたことを前提とした記述が見られるが、これも仏教文献と、実際に出土しているVisual materialsとの一致を示す興味深い例の一つであり、更なる研究の端緒となりうる重要な発見であると言える。本年度は、本研究の主たる研究対象である、「根本説一切有部律」という仏教の戒律テキストの第4番目の章で、チベット語訳でのみ現存する「ウッタラグランタ」(デルゲ版で約500葉)というテキスト集成の研究を更に進めた。中でも「ウッタラグランタ」に内包されている『ムクタカ』というテキストを集中的に研究した。具体的に言えば、既に作成した和訳原稿を基に、1チベット語訳テキスト(約60葉)と、単独のテキストとして伝わる義浄訳テキスト(『目得迦』大正大蔵経で約20頁)との対照テキストを作成し、2両テキストに見られる「法要」に関する情報を収集するとともに、3「根本説一切有部律」の他章や、経典集および説話集とのテキスト上のパラレルを同定し、そして、4中世インドの学僧であるグナプラバ(5ー7世紀頃)が著した『ヴィナヤ・スートラ』(とその自註)およびヴィシェーシャミトラ(7世紀以前)が著した『ヴィナヤ・サングラハ』という「根本説一切有部律」の二大綱要書において言及される『ムクタカ』のテキストをできる限り回収する、という四つの作業である。

その成果の一つとして、『ムクタカ』の解題、蔵漢テキストを対照させたシノプシス、経典集と説話集に見られる四つのパラレル(1漢訳「中阿含」およびパーリ語「マッジマ・ニカーヤ」に収録されている「分別布施経」との完全な並行話と、2漢訳「雑阿含」およびパーリ語「サムユクタ・ニカーヤ」に収録されている「祖母経」との並行話、3『アヴァダーナ・シャタカ』中の「毒ヘビ譚」と酷似する物語、4『ボーディサットヴァ・アヴァダーナ・カルパラター』に収録されていることで知られる「シュリーグプタ長者譚」の詳細ヴァージョン)の指摘を含んだ論文を英文で発表した。これらの指摘・発見は、従来、単なる付加的文献として軽視され続けてきた『ムクタカ』の資料的価値の高さを裏付ける傍証として重要であると言える。本年度は、上記の「ウッタラグランタ」研究を進める一方で、数年前より本格的に解読を進めている、チベットの大学匠プトン(1290-1364)の「根本説一切有部律」に関する著作の研究も進めた。プトンは「根本説一切有部律」に関する著作を少なくとも六つ残しているが、本年度は、その中の一つである『'Dul ba spyi'i rnam par gzhag pa 'dul ba rin po che'i mdzes rgyan(律の総説)』という著作(全集で約70葉)を集中的に取り上げた。この著作は、チベットに伝わった「根本説一切有部律」および、その注釈書や綱要書の一つ一つに対して、プトンが解題を施したものであり、『ムクタカ』を始めとする「ウッタラグランタ」に内包されたテキストについても、興味深い説明が加えられているのである。そもそも、チベットにおける「根本説一切有部律」の伝承史は、全くと言っていいほど研究されておらず、「根本説一切有部律」に焦点を当てたチベット人の著作の存在も殆ど報告されていない。そのような中で唯一の例外とも言えるのが、仏典に普く通じ、チベット大蔵経の枠組みを創設したことで知られるプトンの「根本説一切有部律」に関する六つの著作なのである。特に『律の総説』は、律テキスト全般に対する概説的な内容であるため、「ウッタラグランタ」の全貌を解明するのに有益であるばかりか、未だ謎の多いチベットにおける戒律テキストの伝承を究明するのに役立つ、唯一無二の資料なのである。それゆえに時間をかけて念入りに解読したところ、「ウッタラグランタ」研究の進捗状況がやや遅れることになった。先ず、本研究の主たる研究対象である、「根本説一切有部律」(サンスクリットでその四分の一ほどが、漢訳=義浄[635-713]訳でその半分ほどが、チベット語訳で全てが現存する)という仏教の律テキストの第4番目の章で、10乃至11の小編から成り、チベット語訳でのみ現存する「ウッタラグランタ」という章の研究を更に進めた。中でも「マナピカ」という小編を集中的に研究した。具体的に言えば、「マナビカ」(チベット語訳テキスト)と、「ウッタラグランタ」との数多くの対応が指摘されている『薩婆多部毘尼摩得勒伽』という漢訳律典中の「マナビカ」該当箇所との対照テキストを作成しながら、「マナピカ」の全訳を完成するという作業である。翻訳の精度は低いものの、この作業は完遂した。また、チベットの大学匠プトン(1290-1364)が著した「根本説一切有部律」の概説書ともいうべき『律の総説』というテキストの研究をさらに進めた。その成果として、同テキストにおいて、プトンが、中世インド人律師のヴィシェーシャ・ミトラという人物が編纂した「根本説一切有部律」の綱要書である『ヴィナヤ・サングラハ(律攝)』(チベット語訳と義浄訳で現存)というテキストの正統性を疑っている点、すなわち、プトンが、『律攝』には「根本説一切有部律」の記述とは合致しない点が含まれているため、そのテキストを信頼すべきではないではないと断じている点の検証を行い、そのプトンの懐疑・主張が必ずしも妥当であるとは言い切れないことを明らかにする内容の論考を発表した。更には、『律攝』そのものについての研究も進めた。
玉軸受の振動のシミュレーションに関する研究

玉軸受で支持された回転体が複雑な振動を発生することは古くから知られているが,その原因は必ずしも明らかではない.玉と転走面の間に構成されるガタ付きヘルツ接触の呈する特異な非線形ばね特性およびラジアル荷重と玉配置の相互作用に基づくパラメータ励振による特異現象であろうと考えられているが発生機構は未確認である.理論的には,多自由度力学系の本質的非線形振動問題の高精度計算,実験的には工作組立て誤差による雑音的要因の分離除去が宿命的問題とされている.これらの障害を解決するため,計算機シミュレーションを基調とする組織的な解析法の完成を目指し,以下の成果を得た.1.玉に作用する遠心力の非線形ばね効果を高速高精度で計算するアルゴリズム/プログラム,その一般化として陰関数の最良多項式近似問題を完成.2.非線形力学系の定常振動解とその安定性を,微分方程式の直接数値積分を基調として数値計算するアルゴリズム/プログラムを完成.関連して, RKG法の精度向上と誤差推定法を完成.3.同じ問題に対して,調和バランス法を基調とするアリゴリズム/プログラムを完成.これら両手法を比較して利害損失を検討.4.これらの計算法の精度を検証するために厳密解既知の非線形振動問題として, Duffing系とHelmholtz系の自由振動問題を取り上げ,解の性質と数値計算上の諸問題を議論し正確な解を容易に計算する手順を完成.5.関連する数値計算問題:a)逆べき級数処理,b)第1種完全だ円積分の高精度計算, c)陰関数の反復計算法(超ニュートン・ラフソン法,超レギュラ・ファルシ法)などの問題を議論.6.玉軸受と類似の円筒ころ軸受のばね特性を詳論.7.最も簡単かつ基本的なロータ/玉軸受系について,ラジアル振動問題の計算機シミュレーションを行い,適当な条件下で,分数調波振動や不規則振動,カオス様現象が多発することを確認.玉軸受で支持された回転体が複雑な振動を発生することは古くから知られているが,その原因は必ずしも明らかではない.玉と転走面の間に構成されるガタ付きヘルツ接触の呈する特異な非線形ばね特性およびラジアル荷重と玉配置の相互作用に基づくパラメータ励振による特異現象であろうと考えられているが発生機構は未確認である.理論的には,多自由度力学系の本質的非線形振動問題の高精度計算,実験的には工作組立て誤差による雑音的要因の分離除去が宿命的問題とされている.これらの障害を解決するため,計算機シミュレーションを基調とする組織的な解析法の完成を目指し,以下の成果を得た.1.玉に作用する遠心力の非線形ばね効果を高速高精度で計算するアルゴリズム/プログラム,その一般化として陰関数の最良多項式近似問題を完成.2.非線形力学系の定常振動解とその安定性を,微分方程式の直接数値積分を基調として数値計算するアルゴリズム/プログラムを完成.関連して, RKG法の精度向上と誤差推定法を完成.3.同じ問題に対して,調和バランス法を基調とするアリゴリズム/プログラムを完成.これら両手法を比較して利害損失を検討.4.これらの計算法の精度を検証するために厳密解既知の非線形振動問題として, Duffing系とHelmholtz系の自由振動問題を取り上げ,解の性質と数値計算上の諸問題を議論し正確な解を容易に計算する手順を完成.5.関連する数値計算問題:a)逆べき級数処理,b)第1種完全だ円積分の高精度計算, c)陰関数の反復計算法(超ニュートン・ラフソン法,超レギュラ・ファルシ法)などの問題を議論.6.玉軸受と類似の円筒ころ軸受のばね特性を詳論.7.最も簡単かつ基本的なロータ/玉軸受系について,ラジアル振動問題の計算機シミュレーションを行い,適当な条件下で,分数調波振動や不規則振動,カオス様現象が多発することを確認.玉軸受で支持された回転体が複雑な振動を発生することは古く知られているが、その原因は必ずしも明らかではない。玉と転走面の間に構成されるガタ付きヘルツ接触の呈する特異な非線形ばね特性とパラメータ励振による奇現象であろうと考えられて来たが未確認である。理論的には非線形振動問題を高精度で処理すること、実験的には工作誤差による雑音的な振動の要因を完全に除去することが宿命的問題とされている。この障害を一挙に解決するために、計算機シミュレーションを基調とする組織的かつ大がかりな研究を企画した。本年度の成果は次の通りである。1.玉に作用する遠心力のばね的効果を高速高精度で計算するアルゴリズムとプログラムを完成した。2.非線形力学系の定常振動解とその安定性を、微分方程式の直接数値積分を基調として数値計算するアルゴリズムとプログラムを改良した。3.同上の問題に対して、調和バランス法を基調とするアルゴリズムとプログラムを改良拡張した。4.以上の手法の精度を検証するため、数密解が既知の非線形問題の一つとしてDuffing方程式の自由振動解をとりあげ、その数値処理上の諸問題を詳論し、正確な解を容易に数値計算する手順を完成した。5.この問題の一環として、逆べき級数展開法なる手法を開発した。6.玉軸受で支持された回転体の最も簡単かつ基本的な力学系として、一個のラジアル玉軸受の内輪に質点ロータを取り付け、それがラジアル面内でふれまわり振動を行うモデルを取扱った。

減衰が少く、ラジアルすきまが大なる場合に広い回転数域でカオス様振動が多発することが判明した。7.次年度以降は、上記1.,6.を結合した問題を集中的に追及し要因と現象の因果関係と現象形態を解明する。
p38MAPキナーゼを標的としたアレルギー性疾患の成因分子機構の解明

我々は、以下の2点に関して研究を進めてきた。I)アレルギー性皮膚疾患の新たな分子発症機構の解明を目指し、p38MAPキナーゼ(p38)とFK506結合蛋白との直接的な分子間相互作用によるp38活性調節機構の有無の検討。II)アレルギー性肺疾患の分子発症機構の解明を目的として、p38αノックアウトマウスおよび新たに作成した肺特異的p38常時不活性型遺伝子導入トランスジェニックマウスを用い、間質性肺炎の分子発生機序の検討II)に関しては、野生型(WT)、p38αノックアウトマウス(p38αKO)、新たに作製した肺特異的にp38活性を低下させたトランスジェニックマウス(p38-d.n.TG)をブレオマイシン誘導性間質性肺炎モデルに供し解析を行なった。その結果、p38αKOおよびp38-d.n.TGは、ブレオマイシンによる間質性肺疾患の発症に抵抗性を示した。この事実は、p38αが間質性肺疾患の発症に深く関与するとともに、p38をターゲットとした治療ストラテジーの有用性を示唆した。現在、以下の2つの研究テーマに沿って研究を進めている。1)アレルギー性皮膚疾患の新たな分子発症機構の解明を目指し、p38MAPキナーゼ(p38)とFK506結合蛋白との直接的な分子間相互作用によるp38活性調節機構の有無を検討している。大腸菌にて発現・調製したp38とFKBPの融合蛋白を試験管内の生理的液性条件下で反応させ、プルダウン法にてp38とFKBPの結合能の有無を、両者の結合がp38の活性化状態に依存するかを、通常のp38とp38の活性型フォーム(p38を常時活性型MKK6(p38の細胞シグナルの上流に位置する特異的リン酸化酵素)によりリン酸化したもの)および不活性型フォーム(p38のリン酸化部位を遺伝子の点変異により構成的に不活性としたもの)を用いて比較検討している。同時に、発現系哺乳類細胞にそれぞれ異なるタグ標識したp38とFKBPを導入・発現させ、細胞を溶解後、それぞれの抗タグ抗体で免疫沈降し互いに共沈されてくることを検討している。この際、常時活性型MKK6の共発現で活性化状態のp38を、p38不活性型フォーム遺伝子の発現により不活性化状態のp38をそれぞれ演出し、それらp38とのFKBPの結合依存性を検討し、試験管内結合解析結果との整合性を検討している。現時点では、ポジティブな結果は得られておらず、実験条件、特に、FK506の存在下・非存在下の影響を含めて再検討している。2)アレルギー性肺疾患の分子発症機構の解明を目的として、p38-d.n. (p38の活性阻害を促す変異体遺伝子:p38自身を点変異により常時不活性型としたものにタグを付加しヒト・サーファクタント蛋白(SP)-Cプロモーターの下流に配したトランスジーンを作製・受精卵に導入し、肺胞特異的にp38不活性型遺伝子を発現したトランスジェニックマウスを得た。そこで、これを用いて、ブレオマイシン誘導性間質性肺炎の発症頻度を検討している。
人工物画像と自然物画像の分離に関する研究

人工物画像と自然物画像を分離できれば、例えば移動ロボットのビジョンとして、季節によって変化しない建造物等の情報を利用して経路を容易に見い出せるし、複雑な構造物中の割れの検出の容易となる。本研究では、画像のフラクタル次元が、自然物では非整数次元、人工物では整数次元を取ることが多いことから、その点に注目して自然物、人工物画像を分離する手法を開発し、ASIC化を可能とした。開発した手法の概要は次の通りである。(1)フラクタル次元はボックス次元法で求める。(2)次の2種類の画像分離法をまず2値画像に対して開発した。[静的分離法]対象画像を細分化する。この細分化されたローカルなセグメントごとにフラクタル次元を求める。フラクタル次元の相違により、ローカルセグメントを取捨選択し、目的の画像を得る。[動的分離法]上記のローカルセグメントをx軸方向、y軸方向へ微小量dx,dy移動しながらフラクタル次元を測定してゆく。ローカルセグメントのサイズと、dx,dyの関係により重複して測定される部分が出てくる。この重複部分についてはピクセル単位でフラクタル次元を取り、その平均をそのピクセルでのフラクタル次元とする。この平均したフラクタル次元をもとにピクセル単位で取捨選択を行い目的の画像を得る。(3)上記の手法をさらにカラー画像へと拡張した。カラー画像に対して、その画像に含まれるHSL(Hue:色相、Saturation:色彩、Lightness:明度)についてのヒストグラムを作成する。ヒストグラムからピークのある区分ごとに色を区切る。区切った区分ごとに2値画像と同様のフラクタル次元による分離処理を行い、目的の画像を得る。(4)上記の手法がASIC化可能であることを確認した。本研究はフラクタル次元を利用して、人工物と自然物の画像を分離しようとする研究である。フラクタル次元は自然物では非整数値を取り、人工物では整数値をとる例が多い。本研究では対象画像に対して、格子状に細分化した部分ごとにフラクタル次元を測定するボックスカウンティング法を基礎にフラクタル次元を測定し、それを基礎に画像を弁別する。本方法は例えばコンクリート中の割れの検出、あるいは季節によって変化する木々の中の道を検出する等に役立つ。すなわち、これまでの画像処理においては対象が明確ではないと、その処理方法も決定できない短所があったが、本方法では対象についてまったく事前の知識を必要とせずに、おおまかに人工物と自然物を弁別できる点が最大の特徴であり、非破壊検査における目視検査に相当する作業や、ロボットのビジョンシステムにおけるプリプロセッサとして大いに期待される。本年度実績としては、(1)基本的な方法論の有効性を確認した。(2)フラクタル次元は産出方法によって変化するので、どの方法が適当か検討を行なった。これまでのところボックスカウンティング法が簡単で、しかも信頼性がおけるとの結論を得ている。(3)ボックスカウンティング法により算出されるフラクタル次元が、条件によりどのように変化するかをより詳細に検討し、適切な算出方法を開発した。(4)画像の種類と、入力機器による影響を検討した。(5)ICチップ化するために、その基本的な手順と必要な条件をハードウェアの観点から検討した。

すなわち、これまでの画像処理においては対象が明確ではないと、その処理方法も決定できない短所があったが、本方法では対象についてまったく事前の知識を必要とせずに、おおまかに人工物と自然物を弁別できる点が最大の特徴であり、非破壊検査における目視検査に相当する作業や、ロボットのビジョンシステムにおけるプリプロセッサとして大いに期待される。平成6年度実績として(1)基本的な方法論の有効性を確認した。(2)フラクタル次元は算出方法によって変化するので、どの方法が適当か検討を行った。これまでのところボックスカウンティング法が簡単で、しかも信頼性がおけるとの結論を得ている。(3)ボックスカウンティング法により算出されるフラクタル次元が、条件によりどのように変化するかをより詳細に検討し、適切な算出方法を開発した。(4)画像の種類と、入力機器による影響を検討した。本年度は、この昨年度の実績を基礎に、手法をICチップ化するための基本的な検討を行い、それに基づき概念設計、さらに回路設計を、シミュレーションを基礎に行った。人工物画像と自然物画像を分離できれば、例えば移動ロボットのビジョンとして、季節によって変化しない建造物等の情報を利用して経路を容易に見い出せるし、複雑な建造物中の割れの検出も容易となる。本研究では、画像のフラクタル次元が、自然物では非整数次元、人工物では整数次元を取ることが多いことから、その点に注目して自然物、人工物画像を分離する手法を開発し、ASIC化を可能とした。開発した手法の概要は次の通りである。(1)フラクタル次元はボックス次元法で求める。(2)次の2種類の画像分離法をまず2値画像に対して開発した。[静的分離法]対象画像を細分化する。この細分化されたローカルなセグメントごとにフラクタル次元を求める。フラクタル次元の相違により、ローカルセグメントを取捨選択し、目的の画像を得る。[動的分離法]上記のローカルセグメントをx軸方向、y軸方向へ微小量dx,dy移動しながらフラクタル次元を測定してゆく。ローカルセグメントのサイズと、dx,dyの関係により重複して測定される部分が出てくる。この重複部分についてはピクセル単位でフラクタル次元を取り、その平均をそのピクセルでのフラクタル次元とする。この平均したフラクタル次元をもとにピクセル単位で取捨選択を行い目的の画像を得る。(3)上記の手法をさらにカラー画像へと拡張した。カラー画像に対して、その画像に含まれるHSL(Hue:色相、Saturation:色彩、Lightness:明度)についてのヒストグラムを作成する。ヒストグラムからピークのある区分ごとに色を区切る。区切った区分ごとに2値画像と同様のフラクタル次元による分離処理を行い、目的の画像を得る。(4)上記の手法がASIC化可能であることを確認した。
肉用牛飼養における経営構造の革新と地域飼養システムの形成に関する実証的研究

肉用牛経営は、牛肉輸入自由化による収益条件の悪化、過疎・高齢化や農業生産の全体的縮小等の影響をうけ、大変厳しい環境にある。筆者は、以前、中国中山間地域の肉用牛飼養の経営構造分析を行ない、飼養頭数と戸数の激減の基本的要因は、飼養農家の技術と基盤の後進性・零細性にあることを指摘した。今日、この対応として、JA・市町村や生産者組織等が中心となって、飼養農家の飼養基盤の補強、生産過程の一部代行等を目的とした地域飼養システムの形成の動きが見られる。本研究は、肉用牛経営構造の革新に地域飼養システムがどのような役割と機能を果たしているかを考察する事が課題である。その主たる内容は、(1)飼養規模別の戸数、頭数の動向から、今日の産地問題を考察。(2)小規模農家の飼養中止要因と大規模農家の形成条件を考察。(3)各地で見られる地域飼養システムの形態と機能を市町村、JAレベル及び生産者組織等レベルで分析。(4)地域飼養システムの形成により、肉用牛飼養の経営構造がどのように革新されたか、その意義と課題を考察。(5)(3)と(4)の事例から、地域飼養システムの機能と諸指標を提示した。得られた結論は、(1)近年、産地の飼養頭数は飼養農家の減少を規模拡大でカバー出来なくなり、産地維持のためにも地域飼養システムの形成が必要。(2)地域飼養システムの形成により、飼養農家の経営基盤が補強され、小規模農家の存続、大規模農家・担い手農家の形成効果が期待できる。(3)飼養農家の保全や担い手の育成のための飼養基盤の整備は、地域単位としたものが資源利用、コスト低減、飼養技術の革新等の点から望ましい。(4)市町村、JAレベルと生産者組織等レベルの重層的なシステムの形成が望ましい。(5)地域飼養システムは飼養農家を直接サポートする機能、間接的にサポートする機能、地域合意形成機能からなる。1995年センサスによると肉用牛飼養農家はさらに一段と減少し、中山間地域とりわけ島根県では、この10年間に飼養戸数は半減している。その要因には、中山間地域のもつ不利性の他、家族農業経営の空洞化に対応した経営構造と地域飼養システムの再編の遅れ、および飼養技術の革新の漏れも指摘できる。8年度は(1)肉用牛飼養と飼料生産の分離、(2)牛舎構造の革新、それに(3)地域飼養システムの確立問題を加えて、技術と収益性に関する第一次の実態調査を実施した。調査地は先進事例として鹿児島県菱刈町、中山間地域事例として島根県日原町・津和野町・三隅町・羽須美村・大和村などである。菱刈町では集団転作で飼料生産を行い高齢者飼養農家に良質飼料を供給し、また子牛育成を生産農家から分離している。中山間地域では地域農業の維持、(コメ)コスト低減に向けて生産組織の形成に取り組む事例が増えているが、それに関連して飼料生産の共同化、飼料生産用機械の共有・共用化がみられる。今年度の調査から得られた知見は、(1)飼料生産の分離あるいは集団化は、イ、労働集約的飼料生産技術体系から省力的飼料生産技術体系への変革を実現し、ロ、コスト低減、増頭効果等がみられる。(2)給与飼料の変化は、イ、給餌を含む飼養技術体系の変革を実現し、ロ、労働の質的軽減と飼養管理技術の集約化を可能にした。

(3)、牛舎構造の変革は、イ、省力的飼養管理と労働の質的軽減を実現し、ロ、生産率の向上をもたらしている。さらに、(4)肉用牛をめぐる地域飼養システムの形成あるいは組織化は、飼養農家の経営基盤を補完し、イ、経済的効果(コスト低減、過剰投資回避、収益性の向上等)、ロ、技術的効果(省力的な飼養管理・飼料生産、飼養技術の平準化等)、それと、ハ、高齢者・女性の飼養とその継続を容易にしている。などである。9年度は、本研究の地域飼養システムの体系化問題を(1)コントラクタ、(2)子牛生産→育成→肥育の一貫化に絞りより詳細な実態調査を行った。また、これにつけ加え(3)和牛ヘルパー制度についての資料収集も行った。調査内容は以下の通りである。菱刈町では、コントラクタ、子牛育成から肥育までの一貫化、ヘルパー制度など地域飼養システムが整備されているが、その飼養システムの機能とその効果について受益農家を中心に調査した。地域飼養システムの先行事例である綾町(菱刈町のモデルといわれる)では導入に伴う技術的・経済的な具体的成果について行政・JA等で調査した。胆沢町では和牛青年部によるコントラクタの収益性や飼養農家への効果について行政と担い手農家から調査した。さらに島根県内町村では、農業生産組織やJA等で飼料生産の組織化と地域ヘルパー制度等について調査した。ヘルパー制度については全国的な動向とその事業内容について全国肉用牛協会等から資料収集し、その先進事例として兵庫県で聞き取り調査を実施した。今年度の成果は、前年度に明らかにした知見、(1)コントラクタ導入に伴う受益農家の技術的・経済的効果。(2)給与飼料の変化(野草中心からの脱皮)による飼養技術体系の変革。(3)肉用牛飼養の地域一貫化による地域及び個別農家の技術的・経済的効果等を各種調査から実証化出来たことである。なお、地域飼養システムは行政・JAの他、和牛青年部員等の担い手農家が積極的な役割を果たしているが、彼らの個別経営部門との競合問題等があり、彼らに対する経済的・技術的支援体制をどのように整備していくか、次年度に残された課題(とくに定休型ヘルパー制度とその成立の可能性)である。10年度は、前年度で残された課題となっていた地域飼養システムについて、調査と分析を中心に行った。岐阜県朝日村・清見村において地域飼養システムの機能と役割、とりわけ、個別農家の補完機能と経営・技術革新機能について調査・分析した。鹿児島県菱刈町では、担い手農家の地域飼養システムへの関わりのなかから、担い手農家がどのような役割を果たしかつメリットを受けているか調査・分析を行った。また、兵庫県温泉町、岡山県津山市、広島県美土里町、山口県日置町等では、中国中山間地に立地する担い手農家層が地域農業(集落営農、共同機械利用等)とどのような連携の中で成立しているかについても調査・分析を行った。今年度得られた成果は、(1)、各地で形成されつつある地域飼養システムは、従来の産地形成(論)とは機能・領域が異なり、飼養農家の保全や担い手形成に直接的な支援機能を果たしている。(2)、また、肉用牛生産・経営という枠内だけでなく、地域農業や地域資源との関わり、さらには地域全体との関わりなど広域的連携が重視されたものとなっている。なお、この点についてはさらなる検証が必要である。いずれにしても、現在導入されつつある各地の地域飼養システムには、飼養農家の経営基盤の補強機能が内包されたものが多く、飼養継続や規模拡大さらには技術の革新に一定の役割を果たしている。しかし、小規模飼養農家の存続については延命機能は果たしているが、その再生産機能は乏しい。
自発的な空間的視点取得に着眼したASD児の模倣の特性解明と指導法開発

自閉スペクトラム症(autism spectrum disorder;以下, ASD)児において、“逆さバイバイ(手のひらを自分の方に向けてバイバイと手を振る)"のように目に映ったままの他者の動作を模倣することが報告されている。それでは、なぜASD児は自己の視点からの見えに基づいて模倣する傾向がみられるのだろうか。本研究では他者が何を見ているかを推測する能力とされる「空間的視点取得」に着眼し、その特性を解明することと、指導法を開発することを目的とした。平成30年度は、模倣特性の解明ならびに指導法開発の前提となる、ASD幼児児童における空間的視点取得の成立条件を検討した。少数事例研究計画法、定型発達児との群間比較法、ならびに眼球運動解析などの方法を用いて、知的障害のないASD児童幼児は自発的に他視点からの見えを推測することに困難さがあるという仮説を検証した。その結果、いくつかの制限はあるものの仮説が実証され、空間的視点取得の成立を促進する条件の一端が明らかにされた。具体的には、ある対象物を実際に見ながら、他視点からの対象物の見えを判断する状況では、a)他視点へ自己視点を移動する、またはb)他視点を明示的に教示することが成立条件として示唆された。また、対象物を思い浮かべて(i.e.,対象物が撤去されて)、他視点からの対象物の見えを推測する状況では、c)対象物を注視し続けながら他視点に移動する、かつd)他視点からの見えの表象を保持することが条件として示された。そのうち、条件c)は眼球運動の解析によってその有効性が実証された。平成30年度では、模倣特性の解明ならびに指導法開発の前提となる、ASD幼児児童における空間的視点取得の成立条件を検討した。その結果、成立条件の一端が明らかにすることができた。以上のことから、研究はおおむね順調に進展していると評価した。平成30年度の成果をふまえ、第一に、ASD児と定型発達児に対して他者の動作を模倣させ、そのときの対象児の手の動作・形と視線パターン、他者の視点方向に頭や体を傾ける行動を分析する。第二に、他者の視点から他者の動作を観察することの効果を検討する。
食細胞の活性化に関与するイノシトールリン脂質3−キナーゼの活性化機構

レクチンの一種であるコンカナバリンA(ConA)を単球系細胞株であるTHP-1細胞に添加すると、活性酸素産生や貪食等の細胞応答が引き起こされた。THP-1細胞をConAで刺激するとイノシトールリン脂質3-キナーゼ(PI3-キナーゼ)が活性化され、PI3-キナーゼの細胞内生成物であるホスファチジルイノシトール3,4,5-三リン酸(PIP3)の産生が観察された。細胞を予め、PI3-キナーゼの特異的阻害剤であるワ-トマニンで処理すると、ConAによる活性酸素産生及び貪食が抑制された。このことから、PI3-キナーゼはConA刺激による活性酸素と貪食に関与していることが示唆された。細胞を、Gタンパク質(Gi)を介する情報を遮断する百日咳毒素(PT)で処理すると、ConAによるPIP3産生と活性酸素産生が抑制された。このことからConA刺激による活性酸素産生にはGiによって仲介されるPI3-キナーゼの活性化が必要であることが示唆された。興味深いことに走化性因子fMLPのアンタゴニストであるt-Boc MLPをConA刺激時に共存されると、活性酸素とPIP3の産生は共に抑制された。つまりConAはfMLP受容体を介して、活性酸素とPIP3の産生を引き起こしていると考えられた。ConA刺激による活性酸素産生には、Giによって仲介されるPI3-キナーゼの活性化が必要であることはこのことからも支持される。一方細胞をConAで刺激すると癌現遺伝子産物であるCblがチロシンリン酸化され、チロシンリン酸化されたCblはPI3-キナーゼに会合し、活性化した。しかしPT処理やt-BocMLP処理によってCblのチロシンリン酸化は影響を受けなかったが、前述の通りConA刺激によるPIP3産生は抑制されたので、ConA刺激によってチロシンリン酸化されたCblが活性化するPI3-キナーゼは、ConA刺激によるPIP3と活性酸素の産生には寄与しないと考えられた。以上の知見より、ConA刺激によって、Giとチロシンキナーゼを介する少なくとも2つの経路でPI3-キナーゼが活性化され、活性酸素産生にはGiを介したPI3-キナーゼの活性化が重要であることが示唆された。
糸状菌と細菌のエチレン生成酵素の反応機構に関する研究

1.エチレン生成酵素の触媒反応の化学量論式昨年度の知見を総合して、次式のような化学量論式を構築した。ここで、α-KG=α-ケトグルタール酸、Arg=L-アルギニン、Ethy=エチレン、Suc=サクシネート、Gua=グアニジウムイオン、P5C=L-Δ^1-ピロリン-5-カルボン酸を表す。2.エチレン生成酵素の推定反応機構この酵素は、Fe^<2+>とシッフ塩基を介してα-KGとL-アルギニンの結合した1つの中間体を出発物質として、α-KGからエチレンを生成する反応と、同時に、α-KGからコハク酸を生成する反応と、L-アルギニンからグアニジウムイオンとP5Cを生成する反応を、それぞれ触媒し、その比率は2対1であった。3.総括的な結論P.syrinagae pv.phaseolicola PK2のエチレン生成酵素は、その酵素的諸性質、触媒する反応の化学量論式、および、推定反応機構などを総合して、既知のものと異なる、全く新しい酵素であると結論した。αーケトグルタール酸よりエチレンを生成するpenicillium digitatumとPseudomonassyringaepv. phaseolicolaPK2の2つの菌株よりエチレン生成酵素(EFE)を大量精製する方法を開発した。本年度はそのうち,Ps. syringaeのEFEについて調べた。精製されたPs. syringaeのEFEは比活性660nmol/mg protein/minを持ち,分子量はゲル濾過法で36kDa,SDS-PAGEで42kDaであった。等電点と最適pHは5.9と7.07.5で,これらの性質は以前我々によって精製されているP. digitatumのEFEのものと大差がなかった。しかし,両者のN-末端アミノ酸配列は全く異なっていたことより,両者のタンパク質は全く異なっているものと考えられる。ついで,Ps. syringaeからの精製酵素標品を用いて,エチレン生成反応の化学量論式を構築した。その結果,エチレン生成酵素はα-ケトグルタール酸をエチレンにする反応とコハク酸を生成する反応を同時に触媒しており,その比は約2:1であった。主反応において,α-ケトグルタール酸はオキシゲネーションを受け,1分子のエチレンと3分子のCO_2を生産した。もう1つの反応では,α-ケトグルタール酸とL-アルギニンはそれぞれモノオキシゲネーションされ,コハク酸とCO_2とL-△^1-ピロリン-5-カルボン酸を生成した。これら2つの反応の共通の中間体として,L-アルギニンとα-ケトグルタール酸はSchiff-baseを形成しているとするdual-Circuitモデルを堤案した。Pseudomonassyringaepv.phaseolicolaPK2のエチレン生成酵素によって触媒される反応の化学量論式を構築し、さらに、この酵素による反応の機構を解析する目的で研究した結果、つぎのような結論を得た。1.エチレンとコハク酸の生成比率この菌のエチレン生成酵素によってalpha-ケトグルタール酸(KG)からエチレンとコハク酸を同時に生成し、その比率は2対1であった。2.コハク酸生成反応とL-アルギニン分解反応の比率この菌のエチレン生成酵素は、alpha-KGからコハク酸を生成する反応と、同時にL-アルギニンを分解する反応、つまり、全く新しいタイプのalpha-KG依存性ジオキシゲナーゼ反応を触媒した。alpha-KGからコハク酸を生成する反応と、L-アルギニンの分解反応の比率は1対1であった。3.エチレンとCO_2の生成比率この菌のエチレン生成酵素は、alpha-KGからエチレンと炭酸ガスを生成し、同時に、alpha-KGからコハク酸と炭酸ガスを生成した。このエチレンと炭酸ガスの生成比率は約1対3.5であった。4.エチレン生成反応における酸素消費この菌のエチレン生成酵素は、alpha-KGからエチレンとコハク酸を生成する反応、そして、同時にL-アルギニンを分解する反応を触媒し、これらの反応には、すべて酸素が必須と考えられていた。そこで、実際に酵素反応時にどの程度の酸素が消費されるかを調べたところ、Fe^<2+>だけの溶液でも少量の酸素消費が起こるが、完全な反応混液では、明らかに多量の酸素消費が認められた。