hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
確率論および関連解析学の研究

本研究は、確率論・エルゴード理論・微分幾何・偏微分方程式等、数学の諸分野の研究者により確率論とその関連解析学における研究を行ったものである。1.(1)ホワイトノイズ媒質の中のドリフト係数χ(正の定数)をもつブラウン運動(拡散過程)の長時間後の振舞いについて、χが小さいときは片側安定型の極限定理が、またχがある程度大きいときは殆んどすべての見本媒質に対し中心極限定理が成立することが証明された(田中)。(2)オペレーター自己相似過程の極限定理に関する種々の新しい結果が得られた(前島)。(3)大偏差原理の精密な解析において従来の結果を非対称なマルコフ過程の場合にまで拡張することに成功した(田村)。(4)1次元格子上の実数値スピン場の時間発展系の構成とその流体力学極限の問題において新しい結果が得られた(鈴木)。2.エルゴード理論関係においては、主として有限な不変測度をもたないエルゴード的変換の分類研究が進められ、とくにII型とIII型の変換の分類の不変量として現われる「整数の無限集合」の数論的構造が明らかにされた(伊藤)。3.群作用の剛性問題に対し確率解析を用いる新しい方法が金井により提唱された。またコンパクト多様体のリーマン計量全体の空間における微分同相写像の群の研究においてゼータ-関数が導入された(前田)。4.非圧縮性ナビェ・ストークスの研究において、局所解・大域解につき種々の新しい結果が得られた(谷)。5.超越数の研究において、ヤコビ・データ級数の値の代数的独立性と、フィボナッチ数を用いて定義されるある種の級数値の超越性の証明がなされ、その結果としてLiouvilleの一予想(超越数に関するもの,1851年)が解決された(塩川、他)。本研究では数学の諸分野(特に確率論,エルゴード理論,微分幾何学,偏微分方程式等)の研究者により,確率論および関連解析学の研究を行った。確率論の研究においては,(i)ドリフトを持つグラウン媒質の中の拡散過程の研究を行い,とくにその長時間後の振いの問題を,ストリングに関するKreinのスペクトル理論を用いることにより解決した。さらに,ドリフトが大きいときは中心極限定理が成り立つことが期待されていたが,(ほとんどすべての)媒質を固定した場合にも,その中の拡散過程に対し媒質依存のセンターリングを行うことにより中心極限定理が成り立つことがわかった。(ii)オペレーター自己相似過程の極限定理につき新しい結果が得られた。(iii)マルコフ過程の大偏差原理の精密な解析において,マルコフ過程の対称性を仮定して得られていた従来の結果を,非対称な場合にまで拡張することに成功した(田中,前島,田村)。エルゴード理論の研究においては,主として,有限な不変測度を持たないエルゴード的変換の分類の研究が進められた。とくに,II_∞型,III型の変換の分類の不変量として現われるある種の整数の無限集合と,整数全体の直和分解A【symmetry】Bとの間の関係が数論的考察を通して明らかにされた。さらに,異なるレベルの多重再帰性を持つII_∞型変換の例が構成された(伊藤,他)。微分幾何学の研究(とくに確率論的方法との関連において)では,多様体上の群作用の剛性定理の証明において確率微分方程式の理論の有効性が示され,新しい知見が得られた(金井)。非線型偏微分方程式,とくに流体の方程式の研究において,非圧縮性のナビェ・ストークス方程式が取り上げられ、表面張力がある場合とない場合のそれぞれについてアプリオリ評価を詳細に行うことにより,時間大域解が求められた(谷)。

本研究は、数学の諸分野とくに確率論・エルゴード理論・微分幾何学・偏微分方程式等の研究者により、確率論および関連解析学の研究を行うことであった。確率論に関しては、(i)ホワイトノイズ媒質の中においてドリフト係数κをもつブラウン運動を考えたとき、その長時間後の振舞いはκが小さいときと大きいときとでは著しく異なる。κが小さいときは安定分布型の極限定理が得られ、κが大きいときは中心極限定理が得られた。この際中心極限定理は、媒質を固定した場合とランダムとした場合に分けて議論されるが、とくに前者の方がより興味ある結果である(田中)。(i)オペレーター自己相似過程の極限定理において収束の速さに関する新しい結果が得られた(前島)。(iii)1次元格子上の実数値スピン場の時間発展を記述するマルコフ過程の構成の問題とその流体力学極限に関し新しい結果が得られた(鈴木)。塩川により超越数論の研究がなされ、とくにヤコビ・テ-タ級数の値の代数的独立性と、フィボナッチ数に関連するある種の級数値の超越性の証明を通して、Liouvilleの一予想(超越数に関するもの、1851)が解決された。微分幾何学の研究については、コンパクト多様体のリーマン計量全体の空間における微分同相号像の群の研究がなされ、その群軌道の平均曲率の定義がゼータ-関数を用いて与えられ、かつその性質が調べられた(前田)。確率論との関連においては、群作用の剛性問題に対して確立解析を用いる新しいアプローチが金井により提唱された。偏微分方程式、とくに流体の方程式の研究においては、表面張力が作用しているとき3次元非圧縮ナビェ・ストークス方程式の自由境界問題の時間局所解の一意性が証明された(谷)。
高周波領域におけるスキルミオンダイナミクスの制御とそれに伴う量子輸送現象

本研究では、スキルミオンと呼ばれる渦状の磁気構造が発現させる多彩な電磁気応答に注目し、スキルミオンの高効率制御方法の提案を目指している。特に、Cu2OSeO3という物質においてスキルミオンが発現するということが近年明らかになったが、この物質はスキルミオン物質の中でも唯一絶縁体であり、なおかつ磁性と誘電性が強く結合したマルチフェロイクスとしての性質をもつ。申請者は、これまでこの物質特有の性質を応用することによってスキルミオンの新奇な制御方法の開拓に取り組んできた。本年度では前年度から行っていたスキルミオンの電場制御について、バルク結晶において帯磁率測定、薄膜において軟X線散乱実験を行うことでそれぞれについてさらに詳細な知見を確立した。バルク結晶では、スキルミオン相は高温領域の狭い領域においてのみ安定化することが知られているが、電場によってスキルミオンの準安定状態を安定化させ、もとのスキルミオン相よりはるかに広い領域でスキルミオンが存在させられることを示した。その一方で、薄膜ではそれぞれの磁気相の安定性がバルク結晶とは異なるために、バルク結晶で観測された電場変化とは異なるものが観測された。またこれらの実験に加えて、マイクロ波分光や軟X線散乱を用いることで、スキルミオンの磁気共鳴やスキルミオン格子の磁気変調波数の磁場変化についてもそれぞれ調べた。これまでスキルミオン格子は磁場変化があまりないものと思われてきたが、これらによればスキルミオン格子自体にも磁場変形がある上に、低温高磁場領域においてはスキルミオンが新しい状態になっている可能性があることが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、スキルミオンと呼ばれる渦状の磁気構造が発現させる多彩な電磁気応答に注目している。特に、Cu2OSeO3という物質においてスキルミオンが発現するということが近年明らかになったが、この物質はスキルミオン物質の中でも唯一絶縁体であり、磁性と誘電性が強く結合したマルチフェロイクスとしての性質をもつため、電場による磁性の制御など、金属系では試みることのできない方法を用いることができる可能性がある。申請者は、この物質について、本年度は特に、マイクロ波領域の方向二色性を調べた。この方向二色性という現象は、マイクロ波の伝搬方向と磁場が平行になる際に、磁気共鳴の大きさが異なるというものである。マイクロ波の伝搬方向と磁場が平行という条件のもと、さまざまな配置について測定したところ、マイクロ波を[100]方向に入射したときのみ方向二色性は観測された。Cu2OSeO3は立方晶の結晶で異方性がない構造であるから、このような異方性が生じるのは全く非自明なことである。申請者は、Cu2OSeO3の電気磁気応答という観点からこの現象の起源を考察し、その振る舞いを一貫した見方で説明することに成功した。さらには、この解釈を一般の場合に拡張し、マルチフェロイクスの磁気共鳴における方向二色性の統一的な理解を与えるものに昇華させた。また、このマイクロ波領域での方向二色性の観測は本研究が初めてである。この成果について日本物理学会やアメリカ物理学会において口頭発表をし、さらには論文としてまとめた。Cu2OSeO3という物質においてスキルミオンが発現するということが近年明らかになったが、この物質はスキルミオン物質の中でも唯一絶縁体であり、さらには磁性と誘電性が強く結合したマルチフェロイクスとしての性質をもつ。そのため、電場によるスキルミオンの制御は長年の課題であった。申請者は、この物質において本年度、まず帯磁率測定によって電場によるスキルミオンの安定性の制御を行った。特に、熱力学的に安定性を制御するだけでなく、準安定状態としてより広い温度磁場領域においても安定化させることができることを示した。また、最近では、帯磁率のようなマクロな物性からだけでなく、回折実験のミクロなプローブによってもこの相転移をみることを試みている。まだ完璧なデータは得られていないものの、電場によって散乱強度がヒステリシスを描くことを確認している。また近年、(Mn,Fe)Geにおいて組成を変えることによって、新しいタイプのスキルミオン構造が形成されていることが提案されている。電子スピン共鳴はスキルミオンの磁気励起を捉えるにはよいプローブであることがわかっているが、それぞれの組成について系統的に調べることで、スキルミオンの構造変化をとらえることができると考えた。実際、相転移に対応するところで、磁気励起エネルギーが劇的に変わることを捉える事ができた。本年度は、Cu2OSeO3というマルチフェロイック物質においてスキルミオンの電場制御を磁化測定によって明らかにするということを達成した。さらには現在それを拡張し、X線散乱実験によっても観測することを試みている。また、(Mn,Fe)Geにおいては、スキルミオンの磁気励起に関する系統的な研究も行っている。このように研究成果を積み重ね、さらには論文誌にも投稿・掲載されるなど、アウトプットも着実に行っている。以上から、当初の予定以上に進展していると言える。特に、Cu2OSeO3という物質においてスキルミオンが発現するということが近年明らかになったが、この物質はスキルミオン物質の中でも唯一絶縁体であり、なおかつ

磁性と誘電性が強く結合したマルチフェロイクスとしての性質をもつ。申請者は、これまでこの物質特有の性質を応用することによってスキルミオンの新奇な制御方法の開拓に取り組んできた。本年度では前年度から行っていたスキルミオンの電場制御について、バルク結晶において帯磁率測定、薄膜において軟X線散乱実験を行うことでそれぞれについてさらに詳細な知見を確立した。バルク結晶では、スキルミオン相は高温領域の狭い領域においてのみ安定化することが知られているが、電場によってスキルミオンの準安定状態を安定化させ、もとのスキルミオン相よりはるかに広い領域でスキルミオンが存在させられることを示した。その一方で、薄膜ではそれぞれの磁気相の安定性がバルク結晶とは異なるために、バルク結晶で観測された電場変化とは異なるものが観測された。またこれらの実験に加えて、マイクロ波分光や軟X線散乱を用いることで、スキルミオンの磁気共鳴やスキルミオン格子の磁気変調波数の磁場変化についてもそれぞれ調べた。これまでスキルミオン格子は磁場変化があまりないものと思われてきたが、これらによればスキルミオン格子自体にも磁場変形がある上に、低温高磁場領域においてはスキルミオンが新しい状態になっている可能性があることが示唆された。先にあげた、マイクロ波領域の方向二色性は博士課程1年において達成するべき目標として掲げていた。実は、その他にもすでに金属系スキルミオン物質におけるマイクロ波応答や電場を用いたスキルミオンの安定性の制御などの実験にとりかかっている。前者に関しては、一般に金属のマイクロ波応答は表皮効果によって測定が難しい。申請者はすでに絶縁体スキルミオン物質においてCu2OSeO3において磁気共鳴の観測に成功しており、その経験をいかして測定を行っている。また後者に関しても、Cu2OSeO3の電気磁気応答をこれまで研究してきた背景があるため、潤滑に研究が進められている。実は、すでにこれらについて、学会発表や論文発表などは行っていないものの、すでに十分議論できるようなデータがそろいつつある。この進捗状況は申請したものをはるかに上回るものと言ってよいはずである。本年度に行っていた散乱実験の続きを行う。特に、散乱実験の長所を活かし、相転移の過程の変化を精査していきたい。また、前年度行った実験から、磁気励起はスキルミオン格子の構造に敏感であることがわかったので、通常の三角格子でないスキルミオン格子についても磁気励起を系統的に調べたい。28年度が最終年度であるため、記入しない。上記の、金属系スキルミオン物質におけるマイクロ波応答や電場を用いたスキルミオンの安定性の制御の二つのテーマについて、ともに論文にできるようなクオリティのデータをそろえる。具体的には、前者について、スペクトルのバックグラウンドが磁場依存してしまい、一見したところ、シグナルかどうか判別しにくいところがある。今後、測定系を校正、調整してよりきれいなスペクトルがとれるように努めたい。
環境化学物質がもたらす胸腺加齢化促進作用および免疫機能加齢化促進の影響

胸腺を萎縮させる作用が報告されている環境化学物質であるdi-(2-ethylhexyl)-phthalate (DEHP)およびperfluorooctanoic acid (PFOA)に着目し、その胸腺委縮作用に胸腺の脂肪化が関与しているか検討を行った。その結果、DEHPおよびPFOA投与により脂肪重量が上昇し、PFOA投与により胸腺の重量が減少した。DEHPおよびPFOA投与により胸腺のaP2、PPARgamma mRNA発現量の上昇が認められた。また、これらの結果から、DEHPおよびPFOAがPPARgammaを介して胸腺機能の加齢化を促進する可能性が示唆された。これまでに我々はトリフェニルスズ(TPT)が核内受容体であるPPARgammaを介して胸腺の脂肪化を促進する事で免疫の加齢化を促進する可能性を明らかにしている。本研究ではTPTと同様に、免疫機能の加齢化促進作用を促進する環境化学物質の探索を試みた。被験物質としてはTPTと同様にPPARgammaアゴニスト活性を有することが知られており、胸腺萎縮作用を示すことが知られているperfluorooctanoic acid (PFOA)およびdi-(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP)を用いた。これらの化合物を20週齢のメスマウスへ2週間経口投与を行い、胸腺を摘出して重量を測定し、胸腺萎縮作用が認められるか確認を行った。検討の結果、PFOA投与により胸腺重量の減少傾向が認められたものの、有意な変化ではなかった。また、DEHP投与においても、胸腺重量の減少は認められなかった。また、脂肪細胞の分化マーカーであるaP2 mRNA発現量をリアルタイムRT-PCRを用いて検討を行った。TPT投与により胸腺におけるaP2 mRNA発現の上昇が確認されているため、PFOA、DEHP投与によってもaP2発現が上昇することが予想されたが、いずれも発現の上昇傾向が認められたが、有意な変化ではなかった。これらの結果からPFOA、DEHP共に免疫の加齢化を促進する可能性が示唆されたが、さらなる検討が必要であると考えられる。これまでに我々はトリフェニルスズ(TPT)がPPARγを介して胸腺の脂肪化を促進する事で免疫の加齢化を促進する可能性を明らかにしている。被験物質としてはTPTと同様にPPARγアゴニスト活性を有することが知られているperfluorooctanoic acid (PFOA)およびdi-(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP)を用いた。これらの化合物を16週齢のメスマウスへ2週間経口投与を行い、体重および臓器重量を測定した。また、PPARγおよび脂肪細胞の分化マーカーであるaP2のmRNA発現量を測定することで、免疫加齢化促進作用が認められるか確認を行った。検討の結果、DEHP 50 mg/kg/day投与群においては、脂肪、胸腺重量の上昇、500 mg/kg/day投与群においては、肝臓、脂肪重量の上昇が認められた。また、PFOA 2 mg/kg/day投与群においては、肝臓重量の増加、胸腺重量の減少、20 mg/kg/day投与群においては、体重減少、肝臓重量の増加、胸腺、脂肪重量の増加が認められた。これらの結果から、DEHPおよびPFOAが免疫の加齢化を促進する可能性が示唆された。分子毒性学2013年度の研究によりトリフェニルスズと同様に免疫機能の加齢化促進作用を促進する環境化学物質の候補として、perfluorooctanoic acid (PFOA)およびdi-(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP)を見いだした。しかし、被検物質の最適な投与濃度、投与期間を決定するのに予定よりも時間がかかり、獲得免疫機能に与える影響に関する検討が検討途中となってしまったため、達成度はやや遅れていると判断した。被検物質の最適な投与濃度、投与期間を決定するのに予定よりも時間がかかったことに伴う研究進行の遅れたことにより、獲得免疫機能に与える影響に関する検討が検討途中となったため、実際の支出額が当初計画より下回ったため。途中となっている獲得免疫機能に与える影響に関する検討にかかる費用に充当する予定である。
不動産市場とリスク:地震および犯罪リスクと不動産市場の相互関係に関する実証分析

本研究課題では、(1)自然災害リスクとしての地震発生確率が、不動産価格へ与える影響の検討、(2)地域における持ち家率の高さが、住人の周辺環境改善に対するインセンティブを高め、犯罪リスクを引き下げるという仮説の検証、という2点に焦点を当てて分析を行った。(1)の研究課題については、地震発生リスクの社会的コストの定量的な分析を行い、その地域間格差を議論した。(2)の研究課題については、地域の持ち家率と犯罪発生率の間に一定の関係があることが、暫定的な結果として得られている。平成19年度の研究実績:本年度は、当初計画に沿って、分析に用いる統計・資料の収集とデータセットの構築を行った。分析に用いる主要なデータセットとしては、慶應義塾家計パネル調査(KHPS)を用いた。焦点となる地震発生リスクに関する統計は、独立行政法人防災科学研究所による、地震ハザードマップの資料を入手し、GISソフトウェア(ArcView9.0)を用いてKHPSへの接続を行った。また、周辺環境の地震災害に対する脆弱性に関する指標としては、「住宅・土地統計調査」(国土交通省)による市町村別データを整備した。そのうえで、構築したデータセットを用いて、本年度の研究課題である地震発生リスクと不動産価格形成に関する分析を研究論文としてまとめた。これらの分析結果は、日本経済学会春季大会、ヨーロッパ不動産学会、アジア不動産学会、日本経済学会秋季大会、全米経済学会等で報告され、うち1本はJournal of Property Research(2007,24(4),pp.313-334)に掲載された。当該論文はヨーロッパ不動産学会賞を受賞した。また、他の論文についても書籍、ディスカッションペーパーとして公表され、現在学術誌への投稿準備中である。また、上記の分析結果の一部を拡張したものは、申請者の学位論文に收録され、2007年2月に慶應義塾大学大学院経済学研究科に提出された。来年度の研究課題である犯罪リスクと住宅所有の相互関係の分析に関しては、基礎となる国勢調査メッシュデータを入手し、現在データ構築を行っている。平成20年度の研究実績:本年度は、当初計画に沿って、犯罪リスクと住宅所有の相互関係の分析に関するデータセットの構築を行った。分析対象である地域の住宅所有に関する指標としては、地域別持ち家率(3次メッシュ単位)を国勢調査メッシュデータから構築した。一方、犯罪リスクの指標としては、公刊資料である「防犯マップ」(朝日新聞社)から得られる町丁目単位での犯罪発生件数を利用した。そのうえで、構築したデータセットを用いた基礎的な分析を行い、現在、学会での報告および投稿準備を行っている。これらに加え、近隣における実際の地震発生が家計の地震リスクに対する評価に与える影響を分析した研究(Naoi, Seko and Sumita, 2009b)、および地震保険への加入に関する地理的な差異を分析した研究(Naoi, Seko and Sumita, 2009c)をそれぞれ執筆し、現在査読付き学術誌に投稿中である。
成長期におけるスポーツ外傷・障害予防

研究1では,高校女子バスケットボール選手を対象に前十字靭帯損傷予防プログラムを実施し,実際に前十字靭帯損傷の発生率がどのように変化するかを調査した.対象者を予防プログラム介入群,非介入群の2群に分け,介入群には予防プログラムを1年間実施した.そして両群における1年間の外傷発生率の調査を行った.その結果,予防プログラムを実施した介入群では非介入群に比べ,前十字靭帯損傷を含む重度膝外傷の発生率が約80%減少することが示された.前十字靭帯損傷予防プログラムは,前十字靭帯損傷のリスクとされる下肢動作を改善させ,さらには前十字靭帯損傷の発生を予防する効果が認められることが明らかとなった.研究2では,中学生および高校生女子バスケットボール選手を対象にし,予防プログラム介入前後における下肢動作の変化を各群で比較した.その結果,中学生の時期には,膝内側変位量が発育とともに増大するが,予防プログラムの実施により,その変化が抑制される可能性が示唆された.一方,高校生では,介入群においてプログラム実施後に膝内側変位量が有意に低下したが,非介入群においては変化が認められなかった.したがって,高校生の時期には発育に伴う動作変化が少なくなり,予防プログラムを実施することによって動作を改善させ易くなる可能性が示唆された.研究3では,前十字靭帯損傷予防プログラムを行うことによって,膝関節周囲の筋活動がどのように変化するのかを明らかにすることを目的とした.本研究では,多数の筋による複雑な運動の神経回路を間接的に調査するために,通常の筋電図解析ではなく,複数の表面筋電図パターンから数理的に運動モジュールを抽出する筋シナジーの解析法を用いる.本研究では,前十字靭帯損傷予防プログラムによって,この筋シナジーがどのように変化するのか検討を行う.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は,成長期女子選手における効果的な膝前十字靭帯(ACL)損傷予防法を検討することであった.初年度は,以下の3つの研究を実施した.研究1では,効果的にACL損傷を予防するために,予防介入の内容の検討を行った.ACL損傷は接地後約40 msで発生することが明らかとなっており,予防介入ではこの時点でいかに危険肢位を回避することに焦点を当てる必要がある.そこで,接地後40 msでの膝外転角度に影響を及ぼす因子を明らかにし,ACL損傷の危険肢位を回避するためには何をトレーニングするべきか検討を行った.その結果,ACL損傷の危険肢位を回避するためには,接地前・接地時に大腿内側の予備筋活動を高め,膝外転角度を予め抑制しておくことが必要であると考えられた.研究2では,着地準備動作に焦点を当てたトレーニングプログラムを作成した.そして,このトレーニングを実施することによって着地後40 msにおける膝外転角度を抑制することができるのか,またその時に筋力,筋活動,動作にはどのような変化が生じるのか実験室レベルで検討を行った.その結果,3ヶ月間の動作トレーニングによって接地後40 msの膝外転角度を抑制することができ,筋力および筋活動にも変化を生じさせる可能性が示唆された.研究1及び2の結果をもとに,研究3では思春期の女子選手に対して6ヶ月間の動作トレーニングを実施し,トレーニングが発育に伴う動作変化およびACL損傷のリスク増加にどのような影響を及ぼすか,現場レベルでの評価を行った.その結果,思春期女子選手に動作トレーニングを実施することによって,発育に伴う動作変化を抑制しACL損傷リスクを軽減させる可能性が示唆された.研究1では,高校女子バスケットボール選手を対象に前十字靭帯損傷予防プログラムを実施し,実際に前十字靭帯損傷の発生率がどのように変化するかを調査した.対象者を予防プログラム介入群,非介入群の2群に分け,介入群には予防プログラムを1年間実施した.そして両群における1年間の外傷発生率の調査を行った.その結果,予防プログラムを実施した介入群では非介入群に比べ,前十字靭帯損傷を含む重度膝外傷の発生率が約80%減少することが示された.前十字靭帯損傷予防プログラムは,前十字靭帯損傷のリスクとされる下肢動作を改善させ,さらには前十字靭帯損傷の発生を予防する効果が認められることが明らかとなった.研究2では,中学生および高校生女子バスケットボール選手を対象にし,予防プログラム介入前後における下肢動作の変化を各群で比較した.その結果,中学生の時期には,膝内側変位量が発育とともに増大するが,予防プログラムの実施により,その変化が抑制される可能性が示唆された.一方,高校生では,介入群においてプログラム実施後に膝内側変位量が有意に低下したが,非介入群においては変化が認められなかった.したがって,高校生の時期には発育に伴う動作変化が少なくなり,予防プログラムを実施することによって動作を改善させ易くなる可能性が示唆された.研究3では,前十字靭帯損傷予防プログラムを行うことによって,膝関節周囲の筋活動がどのように変化するのかを明らかにすることを目的とした.本研究では,多数の筋による複雑な運動の神経回路を間接的に調査するために,通常の筋電図解析ではなく,複数の表面筋電図パターンから数理的に運動モジュールを抽出する筋シナジーの解析法を用いる.本研究では,前十字靭帯損傷予防プログラムによって,この筋シナジーがどのように変化するのか検討を行う.研究課題の目的を達成するために,3本の研究を実施した.研究のデータ収集および解析が終了し,現在その成果をまとめる段階に入っている.研究課題であるACL損傷の予防法について、新たな可能性を提示することができそうである.27年度が最終年度であるため、記入しない。

当初の計画では,トレーニングによるACL損傷の発生率の変化について調査を実施する予定であった.しかしながら発生率を算出するために統計学的に必要な人数の被験者の確保が困難であったため,トレーニングによる身体機能の変化を詳細に評価することに変更した.今後は,初年度に収集したデータをまとめる.更に,今年度はオタワ大学にて研究課題に関連する追加実験を実施する.27年度が最終年度であるため、記入しない。
シリコン集積センサ構造リポソームインタクト固定化バイオセンサ技術の安定化・高度化

シリコン集積バイオセンサの構成要素としてリポソーム微小液滴保持、超分子形状のインタクト固定化、固定化後の各センシング原理の実証を行ってきたリポソームバイオセンサデバイス、同センシング技術の精度・性能を一層向上、安定化するために、新たな技術考案を行い検討した。また新たに電子デバイス工学技術に基づく検知原理によるリポソームバイオセンサ技術(インピーダンスセンサ技術、蛍光アレイデバイス技術・同検出技術)の開発を進めた。その結果、リポソーム液滴保持検出部での定量性を向上でき、漏れ電流センサ、カンチレバー歪みセンサの感度等性能向上、インピーダンスセンサにて100 nLオーダーでのリポソーム-ターゲットタンパク質間相互作用検知、蛍光アレイセンサでのターゲット分子識別に至る蛍光信号検出を実現することができた。本年度申請研究では前回科研(基盤B2007-2009)から進めてきたリポソームバイオセンシング技術・センサの精度・性能を一層向上、安定化させるとともに、リポソーム系バイオ材料を基盤としたタンパク質等重要バイオ分子の検出・動的挙動の評価を一層進展させてきた。さらに、新しい検知原理(特に電子デバイス工学観点に基づく)を構築していくことにも注力した。その結果、特にリポソーム固定化漏れ電流センサにて、1)タンパク質変性剤の新規適用によりリポソーム・タンパク質間相互作用を1-2桁強増大(感度向上)できた。2)センサ出力の各種依存性(固定化リボソーム液滴体積、リポソーム濃度、対象タンパク質濃度)と検知安定性の関係、安定性最適化の指針が得られた。3)科研費新規導入設備によるセンサ検出部固定化バイオ液滴形成用プロセスの開発-液滴の定量制御(μLオーダー)、液滴形状格段安定化に着手、進展できた。さらに新しい検知原理としてリボソーム固定化バイオ(高周波:0.1G-数十GHz帯)インピーダンスセンサ(複数構造)の考察設計、試作、評価を行った結果、0.1M-100MHz(0.1GHz)までのインピーダンスセンサではCole-Coleプロット評価が有効であり上記各種依存性(固定化リポソーム液滴体積、リポソーム濃度、対象タンパク質濃度)をRC(抵抗-容量)電気等価回路解析から半定量的に検出する状況に至った。0.1G-20GHzの領域ではプレーナ線路構造での高周波線路透過損失、位相シフト量がバイオ液滴の誘電率変化に対応して変化することが3次元電磁界解析とSパラメータ実測から判明し、両者は定量的にもほぼ対応した。本年度申請研究では、(1)リポソームバイオセンシング技術・センサの精度・性能を一層向上、安定化、(2)リポソーム系バイオ材料を基盤としたタンパク質等重要バイオ分子の検出・動的挙動の評価を一層進展させ、(3)新しい検知原理(特に電子デバイス工学観点に基づく)として(1)リポソーム固定化バイオ(高周波:0.1G-数十GHz帯)インピーダンスセンサを試作、評価、さらに(2)リポソーム固定化蛍光センサアレイ手法の構成に着手した。その結果、(1)では用いるリポソーム系バイオ溶液自体の化学特性を検討し特性安定化・再現性向上を図った。特に漏れ電流センサでの実験、測定数を増やし各種依存性における測定結果再現性を十分高められた。またカンチレバーセンサ上リポソームインタクト固定化状態の保持安定化の検討を各種評価手法で進め、ナノ構造制御表面上でのインタクト性も含めて検討した。(2)では後述の高周波インピーダンスセンサと関係するが、上記周波数帯高周波誘電分散解析によるリポソームーターゲットバイオ分子間相互作用の各種依存性解析により、リポソーム表面水和水挙動が前記相互作用の特徴、強度の定量的指標になりうる可能性が示唆された。(3)(1)従来一般的に検討されてきた数10MHz以下とは異なる0.1G-数十GHz帯インピーダンスセンサの設計、試作をさらに進め、特に微小定量バイオ溶液の供給固定化のための保持構造をSU-8厚膜誘電材料で導入した結果、高周波等価回路定数の変動に伴う共振特性が検知周波数領域に発生したため保持構造条件を検討中であるが、保持構造を小さくすると共振特性も小さくなり、超純水液滴測定でのSパラメータを変換導出した容量特性(誘電率特性に対応)は上記誘電分散特性と対応することを確認した。(2)蛍光分子封入リポソームとターゲットバイオ分子の相互作用により漏出する蛍光分子の発光経時特性の計測システムを新たに考案、試作、評価した。本年度は本科研最終年度にあたり、申請計画最終部に予定した(1)リポソームカンチレバーセンサ技術の向上と同センサ評価、(2)リポソーム固定化蛍光センサ

アレイ技術の向上と同センサ評価、そして(3)前年度作製技術を検討したリポソームインピーダンスセンサ(高周波:0.1G-数十GHz帯)の基本特性解析、センサ評価を行い、各々将来に向けてリポソーム集積デバイスセンシング性能向上が図れる有効な結果が得られた。上記結果として、(1)では静的検出での高感度化を実現しうるカンチレバー歪抵抗変化時の低雑音化が可能なNiCr薄膜歪ゲージの導入とバイオ液滴保持構造の安定化を行い、昨年度のSiゲージに比べ抵抗変化10-100ppmオーダーのより安定した検出が可能となり、リポソームとの相互作用特性が異なるターゲット蛋白質(CABとAβ)のリポソーム固定化カンチレバー上への導入により、歪抵抗経時変化特性が定性的に異なることが分かり、相互作用動特性が検知できると示唆された。(2)では各画素ごとにリポソーム条件(リポソーム種)、バイオターゲット条件(種類)を変化させた蛍光センサアレイデバイス(3x3, 700ミクロン角液滴保持構造)、蛍光像測定解析システムを完成し、全画素同時計測で各画素内546nm波長付近(緑)の蛍光強度解析の結果、2次元蛍光強度プロットにてバイオターゲット種を同濃度とともに十分識別できた。(3)ではセンサ構造の寸法、材料定数に依存するインピーダンス特性を考慮して形成液滴(100nL:約700ミクロン角)での誘電緩和特性を検出するが、本センサで測定したターゲット蛋白質(CAB)との相互作用によるリポソーム水和水の誘電緩和特性は従来装置構成の開口プローブ法(試験管内溶液中5-7mm径)による同特性の結果を再現できた。即ちセンサデバイスの高周波特性から誘電緩和特性を定量的に検出できた。申請当初研究調書に記載した研究項目にはおおむね着手できており、各々それぞれに進捗できていると考えているため。特に本研究におけるリポソームバイオセンサは電子デバイス工学観点に基づく種々の検知原理実現の可能性を示し得ており、複数の展開実現性を示し得ている点では計画以上に進展していると考えている。最終年度はこれら各々の特性理解、性能向上を一層進めて行きたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記各々のリポソームバイオセンサ個別技術については、最終年度それら各々の特性理解、性能向上を着々と進展させて行く。一方で、電子デバイス工学的には最終目的となるリポソームバイオセンサの集積技術化としての信号処理技術検討は遅れている。申請当初研究調書に記載したように、本研究全体としては基盤技術としての各センサ技術の向上を実現することを最後の信号処理技術検討よりも優先したいとしており、その意味で順調に進展してきたと認識しているが、前年度進みだした蛍光センサアレイ計測システムを出発点として、集積後信号処理技術につき有意義な構成方法の提案当具体的実施を行いたい。
虚血性難聴に対する内耳低温療法の基礎的研究

近年の脳虚血に関する研究によれば、わずか数°Cの低体温が虚血・再灌流による神経細胞障害に対して著明な保護効果を示すことが証明されている。そこで本研究では虚血性難聴の動物モデル(スナネズミ)を用いて、低体温(32°C)下に15分間の内耳虚血負荷を行い、常温との比較で低体温の内耳保護効果を蝸電図や組織学的手法を用いて検討し、さらに内耳障害の主因と考えられるグルタミン酸の外リンパ中濃度推移を測定して、以下の結果を得た。1)CAPは虚血中には消失したが、血流再開通により徐々に回復した。しかし常温群ではCAP域値の回復は限られ7日後においても16.8±8.3dBと域値上昇がみられたのに対し、低体温群では再開通後30分にはすでに虚血前値にまで回復し、7日後においても変化はなかった。2)有毛細胞の脱落割合は、虚血7日後において常温群で内有毛細胞が31.1±8.4%、外有毛細胞が2.4±0.7%であった。一方、低体温群では内、外有毛細胞ともに0.3%以下であり有意に低かった。3)電子顕微鏡による観察では、常温群では内有毛細胞の求心性シナプスに空胞変性がみられたが、低体温群ではこのような変化はなかった。4)グルタミン酸濃度は常温群では虚血開始と同時に上昇し始め、虚血終了時には虚血前の約19倍にまで上昇した。再開通後は徐々に低下し120分後には虚血前の約2倍であった。一方、低体温群では虚血中のグルタミン酸濃度上昇は強く抑制され、再開通後も全く変化はみられなかった。本研究の結果、低体温療法は虚血性難聴の有力な治療手段となりうることが示された。この治療法は耳科手術における内耳障害防御にも有効であろうと推察した。虚血性難聴の動物モデルを用いて、低体温による虚血性内耳障害の防御メカニズムを研究した。実験動物にはスナネズミを用い、両側の椎骨動脈を15分間遮断・再開通することにより一過性内耳虚血を負荷した。虚血の開始20分前から120分後までの間、常温群では直腸温を37度に、低体温群では32度に維持した。その結果、1)蝸牛神経複合活動電位(CAP)は両群ともに虚血開始直後に消失し、最大刺激音圧(11OdBSPL)にても反応は認められなかった。再開通後、両群ともCAP閾値は徐々に回復したが、低体温群では常温群と比べ回復は速やかであった。虚血開始後120分での常温群におけるCAP閾値上昇は約35dBであったが、低体温群では約12dBであり、内耳低体温によりCAPの閾値上昇は有意に抑制された。2)外リンパ中のグルタミン酸濃度は常温群では虚血開始と同時に上昇し始め、虚血終了直前には虚血前の約19倍にまで上昇した。再開通後は徐々に減少し120分後には虚血前の約2倍にまで低下した。一方、低体温群では虚血中のグルタミン酸濃度上昇は強く抑制され、再開通後も虚血前と比べ変化はなかった。3)組織学的には常温群では内有毛細胞を取り囲む蝸牛神経樹状突起の腫脹、空胞変性が認められ、徐々にクロマチン凝集などのアポトーシス様の細胞変性もみられたが、低体温群ではこのような所見は認められなかった。本研究の結果、低体温には虚血性神経細胞障害の原因と考えられるエネルギー欠乏、神経細胞内へのCa2+流入、フリーラジカルやNOの産出、細胞外へのグルタミン酸遊離などを抑制することにより内耳障害を防御する機能のあることが確かめられた。薬剤の投与ではこれら全ての機序に作用させることは不可能と思われ、効果は部分的・断片的とならざるを得ない。これに対し内耳低温療法は非特異的に作用するので広範な治療効果が期待できる。

4)グルタミン酸濃度は常温群では虚血開始と同時に上昇し始め、虚血終了時には虚血前の約19倍にまで上昇した。再開通後は徐々に低下し120分後には虚血前の約2倍であった。一方、低体温群では虚血中のグルタミン酸濃度上昇は強く抑制され、再開通後も全く変化はみられなかった。本研究の結果、低体温療法は虚血性難聴の有力な治療手段となりうることが示された。この治療法は耳科手術における内耳障害防御にも有効であろうと推察した。
細胞分裂に伴う非対称分配の解析

発生過程で細胞の多様性を作り出すための基本的なプロセスは非対称な細胞分裂である。その典型のひとつは神経幹細胞の分裂であり、非対称分裂に伴って転写因子prosperoとmirandaが神経幹細胞の姉妹細胞に不等分配される。本研究では、このmirandaの不等分配を手がかりに、神経幹細胞の細胞分裂に伴う分化因子の非対称分配が神経の運命決定に果たす役割、その非対称分裂を制御する細胞極性の分子的実体を明らかにすることを目的とする。そのために、神経幹細胞の細胞分裂に伴うMirandaの明確な非対称分布を指標として、神経幹細胞の分裂の非対性に異常を来す突然変異の検索を行った。まず、ショウジョウバエのゲノムのおよそ70%をカバーする約300系統の染色体欠失のセット抗Miranda抗体によって染色し、その欠失に含まれる遺伝子が、Mirandaの局在に必要とされるかどうかを検討した。全欠失系統の1割程度の系統でmirandaの局在異常が検出された。その表現型はおおよそ次の3通りに分類される。(1)極性の方向異常、(2)不完全不等分配(3)完全に対称分配。この中で、symmetric cell division(scd)変異と名づけたこの突然変異では、Mirandaが等分配されるだけではなく、野生型ではMiranda同様不等分配されるNumbタンパクも等分配されてしまう。則ち、この遺伝子産物の機能は、運命決定因子の局在の上位に位置する。現在、この原因遺伝子を同定することに成功し、その機能の解析を詳細に進めた。
造血幹細胞の分化増殖の生物学的解析

造血幹細胞の分化増殖と造血因子の作用機序について,分子レベルでの研究が進められた.第1年目として予想を上回り順調に経過した.総括班は平成2年8月3日および10月17日に班会議を開き,研究全体の方針につき協議した.計画研究と共に一般公募により選択した研究課題を加え研究を行い,その成果は10月17日,18日の両日に合同班会議,および公開シンポジウムとして班員全員が発表を行った.内容はきわめて斬新で充実していた.各研究班には概略次のような進歩があった.A01班・造血幹細胞の単離,濃縮については,幹細胞表面に表現される各種の抗原に対する抗体と細胞分離装置を利用した研究が進み,各種造血因子によって,これらの表面形質が出現消退する有様がとらえられた.又この研究により幹細胞を実体ある細胞として扱えるようになった.細胞表現に発現するcーkit遺伝子産物が,造血幹細胞に発現されるチロシンキナ-ゼ受容体であり,そのリガンドは造血支持細胞より分泌される幹細胞因子(SCF)であることがわかり,A04班とともに研究が新しい段階に入っている.A02班では各班員の単離した造血因子に対する受容体がクロ-ンされ,その分子構造には互いに共通の分子構造があり,造血因子受容体ファミリ-という新しい概念が作られた.更に,各受容体には刺激伝達に必要な第二の分子が存在することも一部で解明された.A03班では骨髄性白血病株細胞分化誘導因子の遺伝子,フレンド白血病細胞の細胞内分化因子の精製と作用機序,cーmyc遺伝子との関係,ガングリオシド分子種の同定と作用機序の解析が進行し,又新たにチロジンキナ-ゼ型レセプタ-遺伝子(ltk)産物の作用等の解析が行われた.A04班ではA01班との共同研究による造血支持細胞のcーkit遺伝子とそのリガンド,プロテオグリカンとの関係等についての研究が行われた.造血幹細胞の分化増殖と造血因子の作用機序について,分子レベルでの研究が進められた.第1年目として予想を上回り順調に経過した.総括班は平成2年8月3日および10月17日に班会議を開き,研究全体の方針につき協議した.計画研究と共に一般公募により選択した研究課題を加え研究を行い,その成果は10月17日,18日の両日に合同班会議,および公開シンポジウムとして班員全員が発表を行った.内容はきわめて斬新で充実していた.各研究班には概略次のような進歩があった.A01班・造血幹細胞の単離,濃縮については,幹細胞表面に表現される各種の抗原に対する抗体と細胞分離装置を利用した研究が進み,各種造血因子によって,これらの表面形質が出現消退する有様がとらえられた.又この研究により幹細胞を実体ある細胞として扱えるようになった.細胞表現に発現するcーkit遺伝子産物が,造血幹細胞に発現されるチロシンキナ-ゼ受容体であり,そのリガンドは造血支持細胞より分泌される幹細胞因子(SCF)であることがわかり,A04班とともに研究が新しい段階に入っている.A02班では各班員の単離した造血因子に対する受容体がクロ-ンされ,その分子構造には互いに共通の分子構造があり,造血因子受容体ファミリ-という新しい概念が作られた.更に,各受容体には刺激伝達に必要な第二の分子が存在することも一部で解明された.A03班では骨髄性白血病株細胞分化誘導因子の遺伝子,フレンド白血病細胞の細胞内分化因子の精製と作用機序,cーmyc遺伝子との関係,ガングリオシド分子種の同定と作用機序の解析が進行し,又新たにチロジンキナ-ゼ型レセプタ-遺伝子(ltk)産物の作用等の解析が行われた.A04班ではA01班との共同研究による造血支持細胞のcーkit遺伝子とそのリガンド,プロテオグリカンとの関係等についての研究が行われた.
マツタケの香りを特徴づける香気成分桂皮酸メチルの生合成機構の解明

保存によるマツタケの香り消失と桂皮酸メチル生合成機構の解明を研究目的とした.マツタケの子実体と菌糸体でのフェニルアラニンアンモニアリアーゼ(PAL)活性,PAL遺伝子(TmPAL1とTmPAL2)発現と桂皮酸メチルとの関係を調べた.PAL活性,TmPAL2発現量と桂皮酸メチルは,子実体のひだで最も多かった.また,Phe添加培地で培養した菌糸体では,PAL活性,TmPAL2発現量と桂皮酸メチル量の増加が見られた.これらの結果より,TmPAL2が主に桂皮酸メチルの生合成に関与していると考えられた.また,4°Cで6日間保存した子実体のPAL活性と桂皮酸メチル量は,保存による顕著な影響は見られなかった.香りは食品の価値を決める重要な要素の一つである.マツタケは,その独特の香りが日本人にたいへん好まれているキノコである.しかし,マツタケの香りは保存により消失する.その原因は,収穫後の香気成分の揮発と生合成酵素の活性低下に伴う香気成分合成量の減少と考えられている.マツタケの香りを特徴づけているのは,主に桂皮酸メチルであることが分かっているが,マツタケの香りの消失に桂皮酸メチルがどこまで寄与しているのかは明らかにされていない.平成25年度において,保存によるマツタケの香り消失と桂皮酸メチル生合成のメカニズムを解明するため,マツタケ子実体(長野産,岩手産)の各部位(傘,ひだ,柄)における桂皮酸メチル生合成酵素Pheアンモニアリアーゼ(PAL)の活性と桂皮酸メチル量の関係を調べた.その結果,長野産及び岩手産マツタケ子実体において共に,ひだでPAL活性と桂皮酸メチル含量が高く,続いて傘,柄の順であり,PAL活性と桂皮酸メチル量の間に相関関係が見出された.また,PALをコードする2つの遺伝子(TmPAL1とTmPAL2)のcDNA及びゲノムDNAを各種PCR法で増幅した後,それらのDNA配列を決定した.次に,これらの遺伝子のマツタケ子実体(長野産,岩手産,中国産)の各部位(傘,ひだ,柄,石づき)における発現様式を調べた.その結果,TmPAL1は石づきと柄において高い発現量を示したのに対して,TmPAL2はひだと傘において高い発現量を示した.また,産地の違いによる発現量の違いは若干見られたが,発現様式は類似していた.これらの結果より,産地の違いに関わらずマツタケ子実体において,TmPAL1とTmPAL2は異なる機能を果たしている可能性が見出された.マツタケの香りは収穫後,保存することにより消失する.その原因は,収穫後の香気成分の揮発と生合成酵素の活性低下に伴う香気成分合成量の減少と考えられている.マツタケの香りを特徴づけているのは,主に桂皮酸メチルであることが分かっているが,マツタケの香りの消失に桂皮酸メチルがどこまで寄与しているのかは明らかにされていない.平成26年度において,保存によるマツタケの香り消失と桂皮酸メチル生合成のメカニズムを解明するため,マツタケ子実体(長野産)の生長過程(ころ,小つぼみ,中つぼみ,開き小,開き大)における桂皮酸メチル生合成酵素Pheアンモニアリアーゼ(PAL)の活性と桂皮酸メチル量の関係を調べた.PAL活性は小つぼみ,開き小,開き大において,高い傾向にあり,桂皮酸メチル含量は開き小と開き大で高かった.これより,PAL活性と桂皮酸メチル量の間に相関関係は見出せなかった.また,同じサンプルを用いて,マツタケの2つのPAL遺伝子(TmPAL1とTmPAL2)の生長過程における発現様式を調べた.TmPAL1の発現量は,開き小で低かったが,その他ではほぼ一定であった.一方,TmPAL2の発現量は,ころから開き小までほぼ一定であったが,開き大で増加した.これらの結果より,TmPAL1とTmPAL2は子実体中で異なる機能を果たしている可能性が見出された.TmPAL1とTmPAL2のcDNAを用いて,大腸菌発現系pETシステムにより活性を有する組換えタンパク質を産出した.現在,タンパク質の誘導と精製の条件を検討している.マツタケ菌糸体を液体培地で静置培養し,最大生長が60日目である生長曲線を作成した.また,45日目にPheを添加し,60日目でのPAL活性と桂皮酸メチル量を測定した.その結果,PAL活性と桂皮酸メチル量は共に増加した.これより,Pheが桂皮酸メチルの材料であると考えられた.マツタケの香りは収穫後,保存することにより減少・消失する.その原因は,収穫後の香気成分の揮発と生合成酵素の活性の低下に伴う香気成分合成量の減少と考えられている.マツタケの香りを特徴づけているのは,主に桂皮酸メチルであることが分かっているが,マツタケの香りの減少・消失に桂皮酸メチルがどこまで寄与しているのかは明らかにされていない.

平成27年度において,保存によるマツタケの香りの減少・消失と桂皮酸メチル生合成のメカニズムを解明するため,マツタケ子実体(長野産)を4°Cで保存(0,3,6日間)した後,傘,ひだ,柄の各部位における桂皮酸メチル生合成酵素フェニルアラニンアンモニアリアーゼ(PAL)の活性と桂皮酸メチル量の関係を調べた.PAL活性と桂皮酸メチル量は,保存による顕著な影響は見られなかった.しかし,桂皮酸メチルと同時に測定できるマツタケのもう一つの主な香気成分1-オクテン-3-オール量は,全ての部位において,保存により減少した.これより,保存によるマツタケの香りの減少・消失には,桂皮酸メチルより1-オクテン-3-オールの方が大きく関与していると考えられた.TmPAL1とTmPAL2のcDNAより大腸菌発現系を用いて活性を有する組換えPALタンパク質を産出した.TmPAL1においては,精製の条件を検討中であり,TmPAL2においては,精製が成功している.桂皮酸メチルの材料であるフェニルアラニンを添加した培地で培養したマツタケ菌糸体における,TmPAL1とTmPAL2の発現を調べた.その結果,TmPAL1に変化が見られなかったのに対して,TmPAL2の発現量は増加した.これまでの子実体と菌糸体におけるPAL遺伝子の発現解析の結果より,TmPAL2が主に桂皮酸メチルの生合成に関与していると考えられた.保存によるマツタケの香り消失と桂皮酸メチル生合成機構の解明を研究目的とした.マツタケの子実体と菌糸体でのフェニルアラニンアンモニアリアーゼ(PAL)活性,PAL遺伝子(TmPAL1とTmPAL2)発現と桂皮酸メチルとの関係を調べた.PAL活性,TmPAL2発現量と桂皮酸メチルは,子実体のひだで最も多かった.また,Phe添加培地で培養した菌糸体では,PAL活性,TmPAL2発現量と桂皮酸メチル量の増加が見られた.これらの結果より,TmPAL2が主に桂皮酸メチルの生合成に関与していると考えられた.また,4°Cで6日間保存した子実体のPAL活性と桂皮酸メチル量は,保存による顕著な影響は見られなかった.平成26年度の研究実施計画4『PALとCCMTの遺伝子の転写量測定』において,PALの転写量測定に関しては,マツタケ子実体の各部位及び生長過程による転写量の違いを明らかにした.一方で,一定期間保存した子実体及び菌糸体における転写量測定は,サンプル入手に時間を要したため,次年度に行うことに計画を変更した.また,CCMTの転写量測定に関しては,CCMTのcDNAが単離されていないため,未着手のままとなっている.計画5『PALとCCMTの組換えタンパク質の産出と精製』において,既に単離された2つのPAL遺伝子に関しては,PAL活性を有する組換えタンパク質の産出がなされている.組換えタンパク質の誘導条件の設定に予定より時間がかかったため,精製条件の検討を次年度に行うことに計画を変更した.CCMTに関しては,CCMTのcDNAが単離されていないため,未着手のままとなっている.食品生化学保存によるマツタケの香り消失と桂皮酸メチル生合成のメカニズムを解明するため,平成27年度においては,PAL遺伝子の子実体及び菌糸体における発現様式を明らかにする.また,PALの桂皮酸メチル生合成に関する機能を明らかにするため,各遺伝子の組換えタンパク質の酵素化学的諸性質を調べ,それらの機能を明らかにする.これらの目的を達成するため,以下の4,5,6の研究の実施を予定している.計画4『PALとCCMTの遺伝子の転写量測定』においては,保存したマツタケ子実体・菌糸体の各種サンプルよりトータルRNAを抽出した後,PAL遺伝子の転写量をリアルタイムRT-PCR法で測定する.計画5『PALとCCMTの組換えタンパク質の産出と精製』においては,組換えPALタンパク質の精製方法を確立する.計画6『PALとCCMTの組換えタンパク質の酵素化学的性質の解明』においては,精製した組換えPALタンパク質を用いて,基質特異性,生成物,最適pH,阻害剤等を調べる.またこれと同時に,酵素の活性化剤・安定化剤を探索する.平成25年度の研究実施計画