hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
事故・災害イメージの類型化に関する研究

本研究では、人々が災害・事故・事件に対して抱くイメージを、イメージの形成・変容・定着過程の視点から検討した。研究計画申請後に勃発した「阪神・淡路大震災」「地下鉄サリン事件」を具体的な事例としてとりあげた。とりわけ、前者については、研究代表者自身が被災したこともあって、複数のボランティア団体においてボランティア活動に実際に従事しながら参与観察的な研究も併せて実施した。主たる研究成果は以下の通りである。1.災害・事故・事件に対するイメージにおける「相互干渉現象」に関する分析:阪神・淡路大震災に関する新聞報道を災害後、半年間追跡した。その結果、震災の約2カ月後の地下鉄サリン事件後、震災報道量が「風化予測線」(矢守(1996a)に詳しく報告されている)を大きく下まわることが明らかとなった。このことは、人々にとっては、地震災害と毒物を使用した人為事件は、必ずしも異質な存在ではなく、そこに一種の近似性(代替性)が存在すること、言い換えれば、これらの災害・事件が、矢守(1995)の言う〈現相的存在〉であることを示唆している。2.災害・事故・事件に対する記憶(イメージ)の風化に関する研究:従来の常識的風化論を発展させ、「内の風化」「外の風化」の概念を導入し、被災地の「内」で生活する被災者、ボランティアと、被災地の「外」から災害を見つめる人々との風化のあり方(の違い)を参与観察研究によって検討した。特に重要な点として、「内」、すなわち、被災地において、現実に多くの生命が奪われ、事物が破壊されたという圧倒的な世界現相(〈現相的イメージ〉)に拘泥し、これを直線的に体験していない者は「所詮、何もわからない」という感情が支配的になるとき、被災地におけるさまざまな教訓、ノウハウが言語的メッセージ(〈概念的イメージ〉とならず、いっそう風化が促進されてしまう危険性を指摘した(矢守,1996b)。
石灰質ナンノ化石の寒冷種からみた過去400万年間の海況変動

北大西洋,北極海,赤道太平洋,中部北太平洋などで,深海底コアの採取が進められている.本研究ではこれら試料を使って石灰質ナンノ化石の解析を行い,その生物地理区の変遷から過去400万年の古海洋変動の復元を行った.最初に,カリブ海のバハマバンク,北極海域,パナマ地峡を挟む東西海域などから採取された試料の石灰質ナンノ化石調査から,急激な海水準の低下,地球の急激な寒冷化,およびパナマ地峡の成立がいずれも275万年前に発生したことを改めて提示した.これに基づいて,寒流系石灰質ナンノ化石Coccolithus pelagicusの地理的分布変化を詳細に解析した.その結果,275万年前を境に太平洋と大西洋で全く異なる群集変化をすることを明らかにした.これは,パナマ地峡の成立に伴い,大西洋を起源とする暖流が赤道太平洋に流入していたのが,パナマ地峡の成立に伴いその暖流が北大西洋に北上し,一方で太平洋では北カリフォルニアから南下する寒流が赤道太平洋に流入し始めたことを示唆している.また,太平洋海域のみで詳細にCoccolithus pelagicusの分布変化を解析した結果,以下のような変化が判明した.すなわち,北緯40度付近を境に明瞭な生物地理区境界が存在し,それより高緯度海域では寒流系種Coccolithus pelagicusの多産で特徴付けられる.ただし,低緯度海域でも2.78Ma以降でも同種の増加があり,汎地球的な気侯変動を示唆している.この生物地理区境界は寒冷化が発生した2.78Maを境に若干の南下が認められるものの,大きな変化ではない.このことは気侯変動と海流変化との関連から興味深い結果と言える.北大西洋,北極海,赤道太平洋,中部北太平洋などで,深海底コアの採取が進められている.本研究ではこれら試料を使って石灰質ナンノ化石の解析を行い,その生物地理区の変遷から過去400万年の古海洋変動の復元を行った.最初に,カリブ海のバハマバンク,北極海域,パナマ地峡を挟む東西海域などから採取された試料の石灰質ナンノ化石調査から,急激な海水準の低下,地球の急激な寒冷化,およびパナマ地峡の成立がいずれも275万年前に発生したことを改めて提示した.これに基づいて,寒流系石灰質ナンノ化石Coccolithus pelagicusの地理的分布変化を詳細に解析した.その結果,275万年前を境に太平洋と大西洋で全く異なる群集変化をすることを明らかにした.これは,パナマ地峡の成立に伴い,大西洋を起源とする暖流が赤道太平洋に流入していたのが,パナマ地峡の成立に伴いその暖流が北大西洋に北上し,一方で太平洋では北カリフォルニアから南下する寒流が赤道太平洋に流入し始めたことを示唆している.また,太平洋海域のみで詳細にCoccolithus pelagicusの分布変化を解析した結果,以下のような変化が判明した.すなわち,北緯40度付近を境に明瞭な生物地理区境界が存在し,それより高緯度海域では寒流系種Coccolithus pelagicusの多産で特徴付けられる.ただし,低緯度海域でも2.78Ma以降でも同種の増加があり,汎地球的な気侯変動を示唆している.この生物地理区境界は寒冷化が発生した2.78Maを境に若干の南下が認められるものの,大きな変化ではない.このことは気侯変動と海流変化との関連から興味深い結果と言える.近年,東赤道太平洋と大西洋海域から得られた深海底コアの石灰質ナンノ化石調査から,パナマ地峡の成立が約275万年前であることが明らかになった.このことに基づいて本年は秋田大学に保管中の深海底コアの中から,パナマ地峡の成立に伴う海流変化の影響を直接受けたと考えられる北西太平洋の地点883,882,881,577,北東太平洋の地点887,中部赤道太平洋の地点577,292,806,847,大西洋海域の地点999,1006,606,608,609,611,北極海域の地点911の深海底コアを選び出し,石灰質ナンノ化石用のプレパラート作成した.作成したプレパラートは,3000枚以上に達する.最初にこれらプレパラートのデータベースを作成したあと,石灰質ナンノ化石の調査に取りかかった.調査では,最初に詳細な地質年代の決定をし,引き続いて寒冷種Coccolithus pelagicusの産出頻度変化を抽出する.これらの結果から古海洋変動の解析を行うが,本年の調査では6地点の解析を終了した.この中間結果では,太平洋,大西洋,インド洋,それぞれにおいて寒冷種Coccolithus pelagicusの産出頻度変化が海域によって異なることが明かとなった.特に2.75Maを境とした太平洋と大西洋での極端な対立が注目されるが,これはパナマ地峡の成立と関連した海流変化に起因しているものと推定される.したがって,当初の予想通りCoccolithus pelagicusの産出頻度変化が,古海流の変遷を解明するうえで極めて有効であることが示唆された.北大西洋,北極海,赤道太平洋,中部北太平洋などで,深海底コアの採取が進められている.本研究ではこれら試料を使って石灰質ナンノ化石の解析を行い,その生物地理区の変遷から過去400万年の古海洋変動の復元を行った.最初に,カリフ海のバハマバンク,北極海域,パナマ地峡を挟む東西海域などから採取された試料の石灰質ナンノ

化石調査から,急激な海水準の低下,地球の急激な寒冷化,およびパナマ地峡の成立がいずれも275万年前に発生したことを改めて提示した.これに基づいて,寒流系石灰質ナンノ化石Coccolithus pelagicusの地理的分布変化を詳細に解析した.その結果,275万年前を境に太平洋と大西洋で全く異なる群集変化をすることを明らかにした.これは,パナマ地峡の成立に伴い,大西洋を起源とする暖流が赤道大平洋に流入していたのが,パナマ地峡の成立に伴いその暖流が北大西洋に北上し,一方で太平洋では北カリフォルニアから南下する寒流が赤道太平洋に流入し始めたことを示唆している.また,大平洋海域のみで詳細にCoccolithus pelagicusの分布変化を解析した結果,以下のような変化が判明した.すなわち,北緯40度付近を境に明瞭な生物地理区境界が存在し,それより高緯度海域では寒流系種Coccolithus pelagicusの多産で特徴付けられる.ただし,低緯度海域でも2.78Ma以降でも同種の増加があり,汎地球的な気候変動を示唆している.この生物地理区境界は寒冷化が発生した2.78Maを境に若干の南下が認められるものの,大きな変化ではない.このことは気候変動と海流変化との関連から興味深い結果と言える.
双極性障害の原因における視床室傍核の役割についての研究

カナダのケベックブレインバンクおよび国内の福島医科大学ブレインバンクより供与を受けた、双極性障害患者および対照群死後脳由来視床ブロックより作成した脳切片の解析を進めた。抗カルレチニン抗体染色を用いて視床室傍核を同定し、抗COX(チトクロームc酸化酵素)抗体および抗SDH(クエン酸脱水素酵素)抗体を用いた二重染色により、ミトコンドリアDNA由来蛋白質が減少している細胞を同定した。その結果、試料のpHが高い場合には検討が可能であったが、試料のpH低下に伴ってCOX陰性細胞が増加することが示唆された。そこで、抗8-OHdG抗体を用いて、酸化ストレスについても検討を行うこととし、染色を行った。8-OHdG様免疫反応性は細胞質に局在し、主にミトコンドリアDNAの酸化を反映していると考えられた。染色の結果、患者の視床室傍核において見出されたCOX陰性細胞は8-OHdG強陽性である一方、試料pHの低下に伴って見られるCOX陰性細胞は8-OHdG陰性または弱陽性であった。COX陰性・8-OHdG陽性細胞が、ミトコンドリア機能障害を反映する可能性が考えられた。また、視床室傍核特異的にCreを発現するトランスジェニックマウスの作成を進めた。また、mtDNA変異蓄積によって神経細胞の形態がどのように変化するかについて調べるため、ミトコンドリア移行シグナルを持つ制限酵素を発現させ、これを発現させることによりmtDNA欠失が生成されることを確認した。ほぼ目標を達成した。今後は、これまでに確立した抗COX抗体および抗SDH抗体を用いた二重染色、および抗8-OHdG抗体を用いた免疫染色を併用することにより、COX陰性・8-OHdG陽性細胞の同定を行う。COX陰性・8-OHdG陽性細胞の分布および疾患特異性について検討を進めるため、患者、および対照群において、視床室傍核に加え、対照領域(大脳皮質3領域、海馬、被殻)についてもこの方法を用いた染色を進める。現在、作成したマウスにおいてCreが発現している領域が視床室傍核であるかどうかを確認するため、リポーターマウスとの掛け合わせにより、Cre発現部位を確認する準備を進めた。また、変異mtDNAが蓄積した神経細胞の機能変化を検討する。カナダのケベックブレインバンクおよび国内の福島医科大学ブレインバンクより、双極性障害患者および対照群死後脳由来視床ブロックの供与を受け、これらのブロックを用いて、パラフィン包埋を行い、切片を作成した。作成した切片について、ヘマトキシリンーエオジン染色等の基本染色を行った後、バーチャルスライドスキャナーを用いて、切片全体の構造を把握し、これらの切片内に含まれる脳構造について、アトラスと比較して把握した。更にこれらの切片について、抗カルレチニン抗体染色を用いて、カルレチニン陽性細胞を同定し、既報の人視床に関する論文、マウスにおけるカルレチニン染色、マーモセットISHデジタルアトラス等と比較することによって、人視床室傍核の形態、位置を検討した。更に、これらの切片を用いて、抗COX(抗チトクロームc酸化酵素)抗体および抗SDH(クエン酸脱水素酵素)抗体を用いた二重染色により、ミトコンドリアDNA由来蛋白質が減少している細胞を同定する方法を用いて、検討を開始した。また、変異Polg1トランスジェニックマウスにおいて、視床室傍核のc-fos免疫染色を行い、この領域の神経細胞の活動性が状態に応じて変化するかどうかの検討を開始した。さらに、視床室傍核特異的にCreを発現するトランスジェニックマウスの作成を開始した。また、mtDNA変異蓄積によって神経細胞の形態がどのように変化しているかについて、検討を開始した。今後、これらの方法を総合して、視床室傍核の病変が双極性障害と関係しているかについて、更に検討を進める予定である。予定された実験を進めており、順調に進展していると言える。ほぼ目標を達成した。

今後、患者視床室傍核における病態についての検討を進めていくと共に、視床室傍核特異的にCreを発現するマウスの作成、mtDNAを蓄積した神経細胞における機能的・形態学的変化についての検討を進める。今後は、これまでに確立した抗COX抗体および抗SDH抗体を用いた二重染色、および抗8-OHdG抗体を用いた免疫染色を併用することにより、COX陰性・8-OHdG陽性細胞の同定を行う。COX陰性・8-OHdG陽性細胞の分布および疾患特異性について検討を進めるため、患者、および対照群において、視床室傍核に加え、対照領域(大脳皮質3領域、海馬、被殻)についてもこの方法を用いた染色を進める。現在、作成したマウスにおいてCreが発現している領域が視床室傍核であるかどうかを確認するため、リポーターマウスとの掛け合わせにより、Cre発現部位を確認する準備を進めた。また、変異mtDNAが蓄積した神経細胞の機能変化を検討する。
酸化チタン光触媒の表面特性の新展開と高機能油水分離フィルターの開発

酸化チタン光触媒は高機能油水分離フィルター材料として適した素材であると期待し、酸化チタン表面の水中での撥油性の起源を明らかにするとともに、水中での撥油性のさらなる向上を目的とした。比較的平滑な酸化チタン表面を用いて、紫外線および超音波処理が水中での油の濡れ性に与える影響を調査したところ、水中での油の濡れ性を紫外線照射と超音波照射とによる外部刺激でリバーシブルに変換できることが明らかにされた。酸化チタン光触媒表面の水中における油の濡れ性に対する紫外線照射と超音波照射の影響に関する研究を行った。実験には、セルフクリーニング材料用コーティング手法として一般的に用いられるゾルゲル法により作製された比較的平滑な試料が用いられた。紫外線を試料に照射することで、試料表面を光誘起超親水状態(水接触角が5度以下)にした際の水中での油の濡れ性は、超撥油性(油接触角が150度以上)であった。その後、水中で超音波を試料に照射し、水中での油の濡れ性を測定したところ、油接触角は150度未満へと減少した。また、再び紫外線を照射すると、超撥油性に変化した。紫外線照射と超音波照射とによる、油の濡れ性の変化はリバーシブルであったことから、酸化チタン光触媒表面の水中における油の濡れ性を外部刺激により制御できることが分かった。高性能油水分離フィルターの開発を目的として、ステンレスメッシュにシリカ・チタニア複合膜がコーティングされたものが作製された。水中における油の濡れ性、酸化チタンによるセルフクリーニング特性、コーティング膜の密着性の評価を行ったところ、油水分離フィルターとして適した特性を有していることが分かった。油と水の効率の良い分離技術の開発は、環境保全および水処理の省エネルギー化において、極めて重要である。そこで、本研究では、酸化チタン光触媒表面の水中における撥油性を活用した油水分離技術の革新を目指した新規フィルターの作製および各種酸化チタン表面処理が油の濡れ性に与える影響の調査を行った。新規フィルターの作製に関しては、前年度に引き続き、ステンレスメッシュにシリカ・チタニア複合膜をコーティングしたものにより、油水分離フィルター特性の基礎評価を行った。その結果、本研究で作製されたシリカ・チタニア複合膜がコーティングされたフィルターにより、脂肪酸系の油と水との分離できることが分かった。また、各種酸化チタン表面処理が油の濡れ性に与える影響の調査に関しても、前年度に引き続き、紫外線照射と超音波照射とによる外部刺激が油の濡れ性に与える変化に関して詳細に検討した。その結果、比較的平滑な酸化チタン光触媒表面において、水中における油の濡れ性を紫外線照射と超音波照射とによる外部刺激により制御できることが分かった。一方、粗い酸化チタン表面では、外部刺激による水中における油の濡れ性の制御は困難であることが判明した。さらに、本年度は、上記研究に加えて、酸化チタン表面へのシランカップリング剤を用いた表面処理による油の濡れ性に与える影響調査に関する研究にも着手した。その結果、酸化チタン表面にSiOH基を導入することで水中における撥油性を向上できる可能性が示唆された。本研究で作製されたシリカ・チタニア複合膜がコーティングされたフィルターにより、脂肪酸系の油と水との分離できることが分かった。また、比較的平滑な酸化チタン光触媒表面において、水中における油の濡れ性を紫外線照射と超音波照射とによる外部刺激により制御できることが分かった。さらに、酸化チタン表面にSiOH基を導入することで水中における撥油性を向上できる可能性が示唆された。油水分離技術の高効率化や省エネルギー化は、産業のさらなる発展や環境保全の立場から、極めて重要な課題であると考えられる。例えば、タンカー事故による油の海域での流出が起きた際には、できるだけ速やかに油を回収する必要があり、そのような際には高効率の油水分離技術が求められる。また、オイル資源の採掘においても、できるだけシンプル・省エネルギーの高効率油水分離技術である必要がある。さらに、各種事業所における様々なプロセスにおいても、油水分離は極めて重要なプロセスの一つである。このような背景において、本研究では、酸化チタン光触媒表面が水中で発現する超撥油性を活用した新しい油水分離技術の開発を行っている。化学的に処理された酸化チタン表面の水中における油の濡れ性の調査を行ったところ、シリカ・チタニア複合膜をコーティングした試料表面が、優れた撥油性を示し、上記表面で構成されるフィルターにより、高い油水分離特性を示すことを明らかにしている。また、外部刺激(紫外線照射および超音波照射)が酸化チタン表面の撥油性に与える影響を調査したところ、比較的平滑な酸化チタン光触媒表面において、紫外線照射が水中において油が付着しない状態(超撥油性)へ表面を誘起させ、超音波照射が表面に油が付着する通常の状態(撥油性)へ変換することが分かった。さらに、酸化チタン表面へSiOH基を導入することで水中における撥油性が向上し、酸化チタンフィルターに適用したところ、油水分離特性が向上することが示唆された。

本研究により、酸化チタン光触媒表面の水中における油の濡れ性を紫外線照射と超音波照射とによる外部刺激により制御できることが分かった。このような酸化チタン光触媒表面の濡れ性に関する新知見は、酸化チタン光触媒分野の新規応用技術開拓にとって重要な知見であると考えられる。また、新規高性能油水分離フィルターとして有望なシリカ・チタニア複合膜がコーティングされたフィルターの作製にも成功している。以上のことから、本研究課題は、その研究目的に向かって、概ね順調に進展していると判断される。これまでにシリカ・チタニア複合膜がコーティングされたフィルターの油水分離特性評価を行ってきたが、さらに作製が簡便で高性能なフィルターの開発に取り組む予定である。今年度の研究で酸化チタン表面にSiOH基を導入することが水中における撥油性を向上できる可能性が示唆されたため、この手法を活用したフィルター作製に関する研究を行い、分離フィルターの高性能化を図る。また、酸化チタン板試料においてもSiOH基の導入が水中における撥油性に与える影響を精査する。無機材料化学これまでに作製されたシリカ・チタニア複合膜がコーティングされたフィルターの油水分離特性評価を行う。その際には、送水ポンプを使用して、連続通液時の分離性能評価も行う予定である。また、得られた分離性能と試料の諸特性(水中における油の濡れ性、酸化チタンによるセルフクリーニング特性、コーティング膜の密着性)の相関を精査し、分離フィルターの高性能化を図る。また、メッシュ素材としては、ステンレスに加えてチタンメッシュを用いた実験も計画している。海域へ流出した油の回収などへの分離フィルターの応用を想定し、水中における油の濡れに対する不純物の影響(イオン種、イオン濃度、pH、懸濁物質など)を明らかにする。本年度は、消耗品(油水分離フィルター作製および評価に関する研究で使用するステンレスフィルターなど)を予定よりも消費しなかった。そのため、消耗品費が予定よりも少なくなり次年度使用額が生じた。平成26年度は当初計画していたチタンメッシュを用いたフィルター作製ではなく、主に安価でメッシュ目開きサイズバリエーションに豊富なステンレスメッシュを用いて実験を実施した。そのため、主に消耗品費が予定よりも少なくなり次年度使用額が生じた。また、設備購入を計画していたが、購入予定であった設備を用いた実験に至らなかった。そのため、設備備品費が予定よりも少なくなり次年度使用額が生じた。次年度は、酸化チタン表面処理剤として各種シランカップリング剤を使用した実験を計画しており、それら実験に関する各種薬品および消耗品費(ガラス器具等)として使用する予定である。次年度は、ステンレスメッシュに加えてチタンメッシュを用いた実験も計画しており、消耗品費として使用する予定である。また、フィルター作製条件が試料の諸特性(水中における油の濡れ性、酸化チタンによるセルフクリーニング特性、コーティング膜の密着性)および油水分離特性に与える影響を精査する実験を行うため、実験に必要な設備備品費として使用する予定である。
タンパク質立体構造におけるイオウ原子の動的および静的電子効果の解明

本研究では,生命現象の中で中心的役割を担うタンパク質を取り上げ,タンパク質の立体構造が形成する原理(動的側面)と安定化の仕組み(静的側面)を,有機化学的な視点からの様々なアプローチをとおして徹底的に解明することを試みた。中でもタンパク質中に存在するイオウ原子の役割に焦点を絞って研究を進めた結果,これまで知られてこなかったイオウ原子の構造生物学的および遺伝学的な新機能の存在を示唆することができた。本研究では4つのサブテーマを設定した。1.タンパク質におけるイオウ原子の静的役割の解明2.タンパク質におけるイオウ原子の動的役割の解明3.タンパク質中のイオウ原子の化学修飾4.分子シミュレーションによる理論的アプローチサブテーマ1では,タンパク質構造データベース(PDB)を用いてボスホリパーゼA2の分子構造を詳しく調べた結果,複数のS...0およびS...N相互作用の存在を明らかにした。これらの相互作用はボスホリパーゼA2の酵素活性(機能)や進化とも関連していることが,系統樹解析の結果などから示された。サブテーマ2では,ジスルフィド結合(SS結合)を4つもつリボヌクレアーゼAの酸化的リフォールディング過程を,独自に合成した水溶性セレノキシド化合物を用いて詳しく解析した。その結果,立体構造形成におけるSS結合の組み換え反応の重要性が明らかになった。サブテーマ3では,タンパク質中のイオウ原子をセレン原子に置換することを考え,イオウを含むアミノ酸であるシスティンをセレノシスティンに変換する反応を開発することに成功した。サブテーマ4では,研究代表者が考案した単一アミノ酸ポテンシャル力場(SAAP力場)の開発を進め,ペプチドの分子シミュレーションソフトウェアを独自に開発し,これを用いてペプチド分子中のイオウ原子と隣接するヘテロ原子との相互作用の解析を試みた。本研究は,タンパク質中に存在するイオウ原子の構造生物学的および遺伝学的な新機能を明らかとするために,タンパク質の立体構造が形成する原理(動的側面)と安定化の仕組み(静的側面)を有機化学的な視点からの様々なアプローチをとおして徹底的に解明することを目的としている。平成16年度は,研究初年度であり,主として研究環境の整備とデータベース解析を中心に研究を進めた。その結果,以下の研究成果が得られた。1.タンパク質フォールディング試剤として新たに4種類の水溶性セレン試剤を合成し,これらの化合物がチオール基(SH基)に対して高い酸化活性をもつことが確認された。2.セレン試剤を用いたリボヌクレアーゼ(RNaseA)のリフォオールディング実験を行い,SS結合の形成がほぼランダムに起きていることが確認された。これより,フォールディング初期の中間体には安定な立体構造は存在しないことが示唆された。3.タンパク質構造データベース(PDB)の解析から,ホスホリパーゼA_2には58個のS...OおよびS...N相互作用が存在し,これらは進化的にもよく保存されていることがわかった。4.タンパク質の新しい化学修飾法を開発するために,アミノ酸のモデル分子としてシスタミン中のイオウ原子をセレン原子に置換する手法を開発した。5.タンパク質立体構造の高速分子シミュレーションのためのSAAP力場の開発を進め,非経験的分子起軌道算により各アミノ酸のRamachandran型のポテンシャルマップを真空中(気相中に対応)でほぼ完成させた。これらの研究成果をベースとして,平成17年度は,タンパク質フォールディン過程の詳細な検討,タンパク質中のイオウが関与する非結合性相互作用の詳細な解析,イオウを含むポリペプチドフラグメントの分子シミュレーションなどを計画している。本研究は,タンパク質中に存在するイオウ原子の構造生物学的な新機能を明らかとするために,タンパク質の立体構造が形成する原理(動的側面)と安定化の仕組み(静的側面)を有機化学的な視点から解明することを目的としている。

平成17年度は,主として以下に挙げる4つの具体的な課題に取り組んだ。1.水溶性セレン試剤を用いたリボヌクレアーゼ(RNase A)の酸化的リフォールディング過程の解析。SS結合を4つもつRNase Aの還元体Rに対して水溶性セレノキシドを3当量加えたところ,SS結合が素早く定量的に生成した。観測されたフォールディング中間体は,特定の立体構造をもたないランダムコイル状態であった。しかし,中間体を長時間放置すると,SS結合の組み換え反応が進行し安定な天然型の立体構造へと転移した。セレン試剤を用いることによってSS形成反応とSS交換反応を分離して観測することが可能となった。2.タンパク質中のジスルフィド(SS)結合をジセレニド(SeSe)結合へと化学変換するための手法の開発。アミノ酸であるシスチンをセレノシスチンへと変換することに成功した。セレノシスチンは,様々な酸化還元酵素の活性中心に存在し,第21番目のアミノ酸としても注目されている。3.タンパク質構造データベース(PDB)を用いたS...X相互作用の機能解析。ホスホリパーゼA_2のS...OおよびS...N相互作用を詳しく解析したところ,これらの相互作用はホスホリパーゼA_2の分子進化や機能と何らかの相関があることが明らかとなった。4.単一アミノ酸ポテンシャル力場SAAPを用いたポリペプチド分子の分子シミュレーション。SAAP力場用のモンテカルロシミュレーションプログラムを作成し,エンケファリン(5つのアミノ酸からなる抗腫瘍性プペチド)の水中の分子シミュレーションを行った。エンケファリン中のイオウ原子の相互作用について解析を進めている。本研究は,タンパク質中に存在するイオウ原子の構造生物学的な新機能を明らかとするために,タンパク質の立体構造が形成する原理(動的側面)と安定化の仕組み(静的側面)を有機化学的な視点から解明することを目的としている。平成18年度は,主として以下に挙げる4つの具体的な課題で研究成果を得た。1.SS結合を4つもつリボヌクレアーゼ(RNase A)の酸化的フォールディング過程の解明.独自に開発した水溶性セレン化合物をタンパク質フォールディング試剤として用いることにより,SS結合の形成過程とSS結合の組み換え過程を分離して観測することに成功し,SS結合組み換えに伴うネイティブ構造の形成を観測することに成功した。SS結合の組み合わせが正しくなることがネイティブ構造の形成には必要であることが確かめられた。2.タンパク質中のSS結合をSeSe結合へと変換する手法の開発.システィンをセレノシスティンに化学変換する新規手法を開発した。この反応を応用して,セレノシスティンを含むペプチドおよびタンパク質の新しい合成戦略を立て,具体的な検討を進めている。3.タンパク質構造データベース(PDB)を用いたS...OおよびS...N相互作用の解析
バクテリアべん毛モータ分子揺動利用型潤滑・自己組織化機構のナノマシンへの応用

この研究の目的はナノマシンの駆動及び潤滑機構のモデルとして,機械と似た構造を有し,生きているナノマシンというべきバクテリアべん毛モータの潤滑・駆動機構及び自己組織化機構を解明することにある.我々のこれまでの研究によって,ナノマシンの世界では,徒来の機械工学において非常に有効であると考えられた流体潤滑が,ナノマシンの世界では効率的な潤滑法ではないことを示した.しかしバクテリアべん毛モータの軸受部の構造は,従来のジャーナル軸受と同じ構造をしているように見える.(この構造はPLリングと呼ばれている)この外見的一致が偶然なのか必然なのか,我々はこの問題の答えを見出すことがナノマシン潤滑技術を開発するためのキーポイントと考え,バクテリアべん毛モータの潤滑機構を解明するためにまず理論的な解析を行った.結果最初に流体滴滑理論を用いてべん毛モータ軸受部の解析を行った.この解析の結果からやはり,バクテリアべん毛モータの軸受は従来の機械の軸受と構造的には類似しているが,実際は物理的に異なった潤滑機構を利用している可能性が高いことが示した.そこで,この軸受け構造によって十分な負荷容量を生じる新しい潤滑機構として,従来の流体潤滑に替わり疎水コロイドの安定性の原因である拡散電気二重層の効果を用いた潤滑機構(DVLO理論)の負荷容量計算の定式化を行った.そしてこの拡散電気二重層の効果によってPLリングに要求される負荷容量を生成できることを示した.また電荷の非対称性の影響についても調べ対称な電荷分布が効率の良い負荷容量を生成することがわかった.この数値計算により,バクテリアべん毛モータはラジアル方向に拡散電気二重層の効果によって,またアキシャル方向には分子間力によって負荷容量を生成していることがわかった.このような効果の使い分けは,即ち潤滑機構と潤滑機構に拮抗する分子間力の役割を検討しなおすことにより,べん毛モータが自発的に組立てられる機構,即ち自己組織化機構に関する知見を得たまたプロトンチャンネル及びナトリウムチャンネルを有するべん毛モータ駆動機構を比較を行った.この研究の目的はナノマシンの駆動及び潤滑機構のモデルとして,機械と似た構造を有し,生きているナノマシンというべきバクテリアべん毛モータの潤滑・駆動機構及び自己組織化機構を解明することにある.我々のこれまでの研究によって,ナノマシンの世界では,徒来の機械工学において非常に有効であると考えられた流体潤滑が,ナノマシンの世界では効率的な潤滑法ではないことを示した.しかしバクテリアべん毛モータの軸受部の構造は,従来のジャーナル軸受と同じ構造をしているように見える.(この構造はPLリングと呼ばれている)この外見的一致が偶然なのか必然なのか,我々はこの問題の答えを見出すことがナノマシン潤滑技術を開発するためのキーポイントと考え,バクテリアべん毛モータの潤滑機構を解明するためにまず理論的な解析を行った.結果最初に流体滴滑理論を用いてべん毛モータ軸受部の解析を行った.この解析の結果からやはり,バクテリアべん毛モータの軸受は従来の機械の軸受と構造的には類似しているが,実際は物理的に異なった潤滑機構を利用している可能性が高いことが示した.そこで,この軸受け構造によって十分な負荷容量を生じる新しい潤滑機構として,従来の流体潤滑に替わり疎水コロイドの安定性の原因である拡散電気二重層の効果を用いた潤滑機構(DVLO理論)の負荷容量計算の定式化を行った.そしてこの拡散電気二重層の効果によってPLリングに要求される負荷容量を生成できることを示した.また電荷の非対称性の影響についても調べ対称な電荷分布が効率の良い負荷容量を生成することがわかった.この数値計算により,バクテリアべん毛モータはラジアル方向に拡散電気二重層の効果によって,またアキシャル方向には分子間力によって負荷容量を生成していることがわかった.このような効果の使い分けは,即ち潤滑機構と潤滑機構に拮抗する分子間力の役割を検討しなおすことにより,べん毛モータが自発的に組立てられる機構,即ち自己組織化機構に関する知見を得たまたプロトンチャンネル及びナトリウムチャンネルを有するべん毛モータ駆動機構を比較を行った.この研究の目的は生きているナノマシンというべきバクテリアべん毛モータの潤滑・駆動機構及び自己組織化機構を解明し,現在開発の基礎研究が着手され始めたナノマシンの駆動及び潤滑機構のモデルとして応用することにある.我々のこれまでの研究によって,ナノマシンの世界では,従来の機械工学での潤滑戦略が有効でないことがわかってきた.即ち従来非常に有効であると考えられた流体潤滑が,ナノマシンの世界では効率的な潤滑法ではないことが判明した.ところがバクテリアべん毛モータ及びモータ軸受部の構造は,従来の機械式モータおよびジャーナル軸受と同じ構造をしているように見える.(軸受け部はPLリングと呼ばれている)またこのべん毛モータは高等生物のように分化によって形成されるのではなく,細胞内で作られた部品が自動的に組み立てられる,即ち自己組織化によって自発的に形成される.このべん毛モータの潤滑・駆動機構および自己組織化機構解明がナノマシン技術を開発するためのキーポイントと考え,まずバクテリアべん毛モータの潤滑機構を解明するためにまず理論的な解析を行った.結果最初に流体潤滑理論を用いてべん毛モータ軸受部の解析を行った.この解析の結果からやはり,バクテリアべん毛

モータの軸受は従来の機械の軸受と構造的には類似しているが,軸と軸受けに働く大きな分子間力を相殺する為に実際は物理的に異なった潤滑機構を利用している可能性が高いことが示された.そこで,従来の流体潤滑に替わり疎水コロイドの安定性の源泉である拡散電気二重層の効果を用いた潤滑機構(DVLO理論)の負荷容量計算の定式化を行った.そしてこの拡散電気二重層の効果によってPLリングに要求される負荷容量を生成できることを示した.また電荷の非対称性の影響についても調べ対称な電荷分布が効率の良い負荷容量を生成することが分かった.この研究によって生物の潤滑機構をナノマシンの潤滑機構に応用できる可能性を示すことが出来た.べん毛モータには,この他にも機械のユニバーサルジョイントの役目を果たすフックと呼ばれる機構が存在する.このフックが如何にしてユニバーサルジョイントの役目をしているかについての基礎研究及び,プロトンチャンネル及びナトリウムチャンネルを有するべん毛モータ駆動機構の比較を行った.またこの潤滑機構と潤滑機構に拮抗する分子間力の役割を肯定的に検討し,べん毛モータが自発的に組立てられる機構,即ち自己組織化機構に関する知見を得た.本年度の研究においてはバクテリアべん毛モータの潤滑・駆動機構及び自己組織化機構の解明を,主に理論的方面から,べん毛モータの揺動散逸機構に着目し,現在開発の基礎研究が着手され始めたナノマシンの駆動及び潤滑機構のモデルとして応用する手がかりを見つけることを行った.前年度までのこれまでの研究によって,ナノマシンの世界では,従来の機械工学での潤滑戦略が有効でないことがわかってきた.即ち従来非常に有効であると考えられた流体潤滑が,ナノマシンの世界では効率的な潤滑法ではないことが判明した.ところがバクテリアべん毛モータ及びモータ軸受部の構造は,従来の機械式モータおよびジャーナル軸受と同じ構造をしているように見える.そして,べん毛モータは高等生物のように分化によって形成されるのではなく,細胞内で作られた部品が自動的に組み立てられ自己組織化によって自発的に形成されていることが明らかになった.このべん毛モータの潤滑・駆動機構および自己組織化機構解明がナノマシン技術を開発するためのキーポイントと考え,まずバクテリアべん毛モータの潤滑機構を解明するためにまず理論的な解析を前年度に引き続き行った.前年度の解析から,バクテリアべん毛モータの軸受は従来の機械の軸受と構造的には類似しているが,軸と軸受けに働く大きな分子間力を相殺する為に実際は物理的に異なった潤滑機構を利用している可能性が高いことが示された.そこで,従来の流体潤滑に替わり疎水コロイドの安定性の源泉である拡散電気二重層の効果を用いた潤滑機構(DVLO理論)の負荷容量計算の定式化を行い,軸受部(PLリング)に要求される負荷容量を定量的に計算することに成功した.また生物の潤滑機構をナノマシンの潤滑機構に応用可能性を示した.この他にも機械のユニバーサルジョイントの役目を果たすフックと呼ばれる機構が存在する.このフックが如何にしてユニバーサルジョイントの役目をしているかについての基礎研究及び,潤滑機構と潤滑機構に拮抗する分子間力の役割を肯定的に検討し,べん毛モータが自発的に組立てられる機構,即ち自己組織化機構に関する知見を定量的に得た.
建築壁体の液水移動領域における吸放湿履歴に関する基礎的研究

本研究では,液水移動領域における吸放湿履歴が材料の結露性状・吸放湿性状に及ぼす影響を実験・解析により明らかにすることを目的としている。材料内の熱水分移動の基礎理論として確立された熱水分同時移動方程式において、物性値の持つ履歴特性については、未だ十分に分かっていない。これまで、ALCの平衡含水率及び水分伝導率の測定を行い、平衡含水率だけでなく水分伝導率にも吸放湿履歴が存在することを示し、独立領域理論により平衡含水率の吸放湿履歴の逐次予測が可能であることを示した。しかし、水分伝導率の履歴をどのように取り扱うべきかについては、実験と解析の対応がとられておらず、分かっていない。ここでは、ALCを用いて結露・蒸発を繰り返す場合の実験室実験を行い、ガンマ線含水率測定装置による含水率挙動・水分移動性状を明らかにし、次に実験について履歴を考慮した解析を行い、その影響を検討した。解析には熱水分同時移動方程式を用いた。解析に用いた物性値の中で、平衡含水率、水分伝導率、熱伝導率、湿気伝導率については、別途測定を行っており、他は既存データから推定して用いた。平衡含水率については独立領域理論を基礎とした分布ダイアグラムを用いて履歴を考慮し、水分伝導率については、吸湿と放湿については2曲線のみを用いて履歴を考慮した。検討の結果、以下の結論を得た。1)結露実験、蒸発実験では、平衡含水率の履歴の考慮に加え、水分伝導率の値にも履歴を考慮すべきである。2)結露・蒸発を繰り返す実験では、平衡含水率の履歴を考慮し、吸湿時の水分伝導率を用いれば実験結果と比較的よく一致する解析結果が得られた。3)結露実験、蒸発実験、結露・蒸発を繰り返す実験の全てについて整合性が得られる水分伝導率は吸湿・放湿の2曲線のみで表すことでは不十分であり、履歴の過程によってその値を適切に変更する必要がある。本研究では,液水移動領域における吸放湿履歴が材料の結露性状・吸放湿性状に及ぼす影響を実験・解析により明らかにすることを目的としている.1.実験ALCの平衡含水率及び含水率勾配水分拡散係数(以下水分拡散係数)の測定を行い,平衡含水率だけでなく水分拡散係数にも吸放湿履歴が存在することを確認した.平衡含水率は95%RH以下では,デシケータ法を,それ以上では土壌PF測定器を用いて行っている.平衡含水率については,高湿度域で吸放湿を繰り返す場合に、独立領域理論により相対湿度-平衡含水率関係が逐次追跡可能であることを確認した.2.解析水分拡散係数の吸放湿履歴については,松本らはALCの結露後の蒸発過程つまり過渡的条件での予測において,平衡含水率だけでなく水分化学ポテンシャル勾配水分伝導率(以下水分伝導率)にも吸放湿履歴を考慮する必要性を指摘しているが,吸放湿を繰り返す周期的条件下においては十分明確になっていない,この水分伝導率の履歴の影響を検討することを目的として,まず測定されたALC水分拡散係数の測定値を用いて,独立領域理論により水分伝導率の吸放湿履歴を考慮する方法を提案し,この方法を用いて,液水移動領域における過渡的条件下と,周期的条件下での解析を行い,水分伝導率の履歴の影響について検討を行った.そして以下の結果を得た.1)過渡的条件では,平衡含水率と水分伝導率両方の履歴を考慮することで,定常状態に達する時間が遅くなり,定常状態での含水率は高くなる.これは,水分伝導率の履歴を考慮しないと蒸発速度が過大になるという,松本らの行った解析結果と同様であった.2)周期的条件では,平衡含水率の履歴を考慮することで,相対湿度の振幅が大きく高い含水率を維持し,さらに水分伝導率の履歴を考慮することで,相対湿度の平均値も大きくなり,より高い含水率を維持する.本研究では,液水移動領域における吸放湿履歴が材料の結露性状・吸放湿性状に及ぼす影響を実験・解析により明らかにすることを目的としている。

2)結露・蒸発を繰り返す実験では、平衡含水率の履歴を考慮し、吸湿時の水分伝導率を用いれば実験結果と比較的よく一致する解析結果が得られた。3)結露実験、蒸発実験、結露・蒸発を繰り返す実験の全てについて整合性が得られる水分伝導率は吸湿・放湿の2曲線のみで表すことでは不十分であり、履歴の過程によってその値を適切に変更する必要がある。
河口域における水循環と塩水遡上を予測する包括的フレームワークの開発

ベトナムのように海岸線から低平地が広がる地域では,網状の河道網が形成されることが多く,その水源を利用して米作などの農業が進む傾向にある.一方で,海に面し低平地であることから,潮位の変化に敏感に反応した塩水の遡上が存在し,その海水を利用したエビの養殖も盛んとなることが多い.米作には塩水の進入は抑制しなくてはならない問題であり,農業および水産業の両者を良好な状態に保つためには,どの程度の淡水が網状河川内を流れており,どれくらいの距離だけ塩水が進入するかを理解する必要がある.また,河道内の塩水遡上の変化は,農業・水産業的な問題だけではなく,周辺の植生をはじめとした生物環境を大きく変化させるため,適切な現象の評価が望まれている.そこで本研究では,河川河口域で生じる塩水遡上現象を簡易的に診断するフレームワークの構築を目的としている.容易に利用できるようにするため,工夫されたベルヌイに基づいた塩水遡上モデルを利用し,網走川,太田川,およびベトナムのRed Riverを対象とした解析を実施した.網走川においては,河川水位や潮位データを利用した塩水遡上距離に関するモデルの適用性の検討を行い,その再現性の高さを示すことができた.Red Riverにおいても同様な検討を行い,網走川同様に高い再現性を確認することができた.一方で,網状河川における淡水流量の推定に関しては,広島を流れる太田川のデルタおよびMekong Riverを対象とした再現計算を実施,よい再現性を得ることができた.以上の成果により,新たな塩水遡上管理手法(フレームワーク)を提案することを出来たと考える.このフレームワークは,日本のみならず,発展が遅れている後進国においても容易に利用できるツールであると言える.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。河川河口域で生じる塩水遡上現象を簡易的に診断するフレームワークの構築を目指して研究を遂行している.Nguyen氏の開発した塩分分布に基づいた塩水遡上モデルに基づき,河口域の塩水遡上管理を容易にするフレームワークを構築するため,訪問初年度は網走川を利用した現地観測の実施と解析を中心に研究を進めた.その結果,塩水の遡上を大きく抑制する可能性がある,一般的に知られている二次流とは逆方向の回転の鉛直循環が発生していることを発見した.現在, Estuarine Coastal and ShelfScienceに投稿する準備を行っている.さらに, Nguyen氏の開発したモデルの信頼性を検証するため,ベトナムにおける網状河川のデータおよび広島の扇状地におけるデータを入手し,現在,解析を進めている.河道内の塩水遡上距離の変化は,農業・工業的な取水の問題だけではなく,周辺の植生をはじめとした生物環境を大きく変化させるため,適切な現象の評価が望まれており,本成果により新たな河口における河川管理手法の提案が可能となると考える,解析的モデルにおいて必要とされるのは,地形データと数箇所の塩分モニタリングのみで,適用河川の特性パラメーターを抽出し,地形の影響を考慮した河道内の塩分分布形と淡水流入量を正確に予測することが可能となる.Nguyen氏のアイディアと現在,新たに開発中の数値モデルを組み合わせて,今までにない塩水遡上管理手法(フレームワーク)を提案することを本年度の目標とする.このフレームワークの構築が実現すれば,日本のみならず,発展が遅れている後進国においても容易に利用できるツールを提案できることになる.ベトナムのように海岸線から低平地が広がる地域では,網状の河道網が形成されることが多く,その水源を利用して米作などの農業が進む傾向にある.一方で,海に面し低平地であることから,潮位の変化に敏感に反応した塩水の遡上が存在し,その海水を利用したエビの養殖も盛んとなることが多い.米作には塩水の進入は抑制しなくてはならない問題であり,農業および水産業の両者を良好な状態に保つためには,どの程度の淡水が網状河川内を流れており,どれくらいの距離だけ塩水が進入するかを理解する必要がある.また,河道内の塩水遡上の変化は,農業・水産業的な問題だけではなく,周辺の植生をはじめとした生物環境を大きく変化させるため,適切な現象の評価が望まれている.そこで本研究では,河川河口域で生じる塩水遡上現象を簡易的に診断するフレームワークの構築を目的としている.容易に利用できるようにするため,工夫されたベルヌイに基づいた塩水遡上モデルを利用し,網走川,太田川,およびベトナムのRed Riverを対象とした解析を実施した.網走川においては,河川水位や潮位データを利用した塩水遡上距離に関するモデルの適用性の検討を行い,その再現性の高さを示すことができた.Red Riverにおいても同様な検討を行い,網走川同様に高い再現性を確認することができた.一方で,網状河川における淡水流量の推定に関しては,広島を流れる太田川のデルタおよびMekong Riverを対象とした再現計算を実施,よい再現性を得ることができた.以上の成果により,新たな塩水遡上管理手法(フレームワーク)を提案することを出来たと考える.このフレームワークは,日本のみならず,発展が遅れている後進国においても容易に利用できるツールであると言える.26年度が最終年度であるため、記入しない。国際雑誌への投稿は,現在,作成中であり数ヶ月以内に投稿できる予定であるが,昨年度中に投稿できなかった.その点は計画以上に進展しているとはいえない.しかし,国際会議3本に投稿し採択されており,成果の好評については順調に進んでいる.

昨年度,現地観測を行い解析した結果をEstuarine Coastal and ShelfScienceと呼ばれる国際雑誌に投稿する予定である.また,広島大学等の他機関から関連する観測データをいただき,共同研究として成果をまとめる予定である.今年度は,現地観測は行わず,理論解析などを中心とした取りまとめに集中したい.これまで順調に計画が進められており,特に問題点はない.研究タイトルであるフレームワークの構築に向け,順調に進めることが出来ていると考える.
ウニ胚発生過程でのDNAメチル化・脱メチル化反応調節と細胞分化に関する研究

ウニ胚初期発生過程で、〔メチル^3H〕メチオニンを投与した胚でDNAメチル化率をDNA画分での放射活性によって測定すると、メチル化率は816細胞期からモルラ期に増加し、その後減少して孵化後に再び増加し、原腸形成期に最高値を示す。このメチル化率の発生過程での変化は、単離核に〔メチル^3H〕Sアデノシルメチオニンを投与して測定しても再現される。ウニ胚でのDNAメチル化はSーアデノシルメチオニンの誘導体であるSIBAで阻害される。一方、ウニ胚ではDNAの脱メチル反応もおこっており、脱メチル反応はモルラ期を中心とする時期と、孵化後から間充織胞胚期までの時期にさかんであり、原腸形成後には極めて低い。DNAのメチル化される部域もモルラ期と原腸胚期では異っている可能性を示す結果を制限酵素によって得られたDNA断片の解析で得ている。原腸胚期直前から原腸形成期を含む時期にSIBA処理をおこなうと、濃度依存的に外胚葉性器官形成が阻害され、高濃度での内胚葉性器官形成が阻害される。DNAメチル化は、単離外胚葉細胞で内胚葉細胞より高い。動物極化胚で正常胚より高く、植物極化胚で低い。動物極化予定胚をSIBAで処理すると、正常胚に近い胚が多くなる。原腸形成期ではDNAメチル化が主に外胚葉細胞でおこり外胚葉分化に貢献していると考える。一方、モルラ期でのDNAメチル化のSIBAによる阻害は、メチル化阻害が高い場合には胚の死亡をまねくが、細胞運命決定には関与しないように見える。DNAメチル化率の発生過程での変化は基本的には転写制御によるものではあるが、核タンパク質のADPリボシル化、CaMキナ-ゼによるタンパク質のリン酸化もDNAメチル化促進に貢献していることを阻害剤を用いた実験で示した。ウニ胚の初期発生過程で、DNAメチル化率の高い時期は桑実胚期であり、その間のフ化後の胞胚期では極めて低いことを胚に[メチル-^3H]メチオニンを投与し、DNAの^3Hラベル率によって明らかにした。単離した核画分でも[メチル-^3H]S-アデノシルメチオニン投与によって測定したDNAメチル化率の発生過程での変化は、胚で測定したそれと同じであった。なお、核では、DNA画分の放射活性は[メチル-^3H]メチオニン投与ではみられず、1の位置がラベルされたS-アデノシルメチオニン投与でも、ほとんどないことを明らかにした。メチル化されたDNAのHindIII断片の電気泳動によると、桑実胚では分子量の小さな断片で、原腸胚では分子量の大きな断片にメチル化が多く、メチル化されるDNA部域は、発生過程で異なる可能性が高いことを見出した。又、核でのDNAメチル化は核タンパク質のADPリボシル化と深く関連していることを見出した。核でのDNAメチル化率の発生過程での変化は、ADPリボシルトランスフェラーゼ活性化と一致している。桑実胚でのDNAメチレーション又は核タンパク質の〔ADP〕リボシル〕化を阻害すると、多くの胚は原腸形成期直前で死亡する。原腸形成期でこれらを阻害すると、死亡することなく生存するが、特に原腸形成が強く阻害される。これらの時期以外ではDNAメチル化も、〔ADP〕リボシル〕化も低く、DNAメチル化又は〔ADP〕リボシル〕化を阻害しても、胚は死亡することなく正常に発生する。これらの結果は、DNAメチル化はたん白質の〔ADP〕リボシル〕化で制御され、原腸形成、多分内胚葉分化の機構と深く関連していることを示唆している。

なお、モルラ期は植物極化をおこし得る時期であり、植物極化との関連を検討する準備をしている。ウニ胚初期発生過程で、DNAメチル化率の高い時期は、受精後6時間目のモルラ期と24時間目の原腸胚期であり、この間のふ化から間充織胞胚期にかけて、メチル化率は極めて低い。DNAメチル化のSIBA阻害による異常形態胚形成から、DNAメチル化の役割はすでに推定しているが、この2つのメチル化率の高い時期におけるメチル化されるDNA部域がことなることを示す結果を得た。単離核で〔^3Hーメチル〕Sーアデノシルメチオニングメチル供与体としてDNAをメチル化し、EcoRI,HindIIIなど4種の制限酵素によるDNA断片を電気泳動すると、電気泳動パタ-ン上でモルラ期と原腸期では放射活性の分布がちがっていた。脱メチル化率を測定したところ、モルラ期を含むフ化前の発生段階ではDNAは短時間で脱メチルされるが、脱メチルは古くメチル化されたDNAで盛んであることを示す結果を得た。ふ化前の発生期でも発生段階ごとにDNAのメチル化部域がちがう可能性がある。ふ化直後ではメチル化率は低いが、間充織胞胚期では高くなり、ふ化前に〔^<14>Cーメチルコメチオニンをメチル供与体としてメチル化されたDNAは、この時期にほとんど脱メチル化されてしまう。その後メチル比率は高くなり、脱メチル化率は遅くなる。この時期にSIBAでメチル化を阻害すると原腸形成異常などがおこるので、この時期のメチル化は、細胞分化と関連すると考えられる。DNAメチル化を支持する機構として、核タンパクのADPーリボシル化、リン酸化などがあり得ることを示す結果も得ている。又、原腸胚期に生ずる特定タンパク質のうち、本研究室で得られているNa^+,K^+ATPaseのcDNAをプロ-ブとして、情報発現とメチル化の関連の研究を開始した。ウニ胚初期発生過程で胚にメチル基にラベルしたメチオニンを投与するか、胚からとり出した核にラベルしたSーアデノシルメチオニンを投与すると、DNAがラベルされ、ウニ胚でDNAメチル化がおこることを示す。DNAのメチル化率は、ふ化前のモルラ期及びふ化後の原腸形成期で高い。胚でメチル化されたDNAは、ふ化前の胚では高率で脱メチル化されるが、ふ化後では脱メチル化は低い。ラベルされたDNAをもつ単離核では、ふ化前の胚の核でもふ化後の胚の核でもほゞ同一速度で脱メチル化がおこる。単離核での脱メチル化は、NAD存在下で促進され、3ーアミノベンザアミドで阻害される。ADPリボシルトランスフェラ-ゼによる核タンパク質のADPリボシル化とDNA脱メチル化の関連を予測させる。メチル化されたDNAを各種の制限酵素で部分分解したDNA断片の電気泳動パタ-ン上で、ふ化前にチメル化したDNAとふ化後にメチル化したDNAでは、メチル化されたDNA断片の位置が異なっている。発生過程でふ化前とふ化後ではメチル化されるDNAの位置が異なっている可能性が高い。ふ化前の胚でDNAメチル化を阻害した場合、胚の死亡率は増加するが、生存している胚では形態形成の異常はおこならい。一方、ふ化後の胚ではDNAメチル化阻害は死亡率の増加を引き起さないが、原腸形成を中心として胚の形態形成を強く阻害する。ふ化前の胚でDNAメチル化が阻害されれば、胚発生の停止、そして胚の死亡を引き起すが、ふ化後ではDNAメチル化の阻害は、特定細胞の分化の阻害をおこすと考えられる。