hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
性ステロイドホルモン受容体の分子進化の解析

エストロゲンはヒトを含めた脊椎動物の卵巣の分化・発達に必要なホルモンである。このエストロゲンは転写制御因子であるエストロゲン受容体を介して働く。エストロゲン受容体遺伝子の分子進化を解明するために、ナメクジウオや古代魚など様々な生物種からの遺伝子単離と機能解析を行なった。その結果、無脊椎動物であるナメクジウオは既にヒトと同じエストロゲン受容体遺伝子を持っており、その後の生物進化に伴って機能を獲得した事が推測された。ステロイドホルモンは、その受容体と結合することにより、生体の恒常性維持、内分泌器官への作用など、様々な組織で多彩な作用機構を有している。本研究では、この性ステロイドホルモンの受容体が、どのように分子進化をしてきたのか、また、ステロイドホルモンとの結合能の獲得・特異性や転写因子としての働き等、受容体としての機能獲得の進化上の段階を解明し、ステロイドホルモン受容体の分子進化を統一的に理解する事を目的としている。本年度は、これまで報告が無かった爬虫類から、エストロゲン、アンドロゲン、プロゲステロンという3種類のステロイドホルモンに対する受容体遺伝子を単離する事に成功した。さらに、各受容体がそれぞれのステロイドホルモンによって、特異的に転写活性を引き起こす事を見出した。また、爬虫類のステロイドホルモン受容体は、両生類よりもニワトリなどの鳥類の受容体にその遺伝子配列が似ている事が判明した。また、これまで解析報告がなかった古代魚から、エストロゲン受容体を単離することに成功した。ハイギョやチョウザメなどの古代魚は、他の脊椎動物と同様に2種類のエストロゲン受容体を有する事を世界に先駆けて発表する事ができた。また、エストロゲンに対する親和性を測疋する事ができた。一般的に魚類(真骨魚類)は、2種類のベーダ型のエストロゲン受容体を有しているが、古代魚は1種類のベーダ型エストロゲン受容体しか持っていない事が分かった。このことは、真骨魚で見出される2種類のベータ型は、古代魚が真骨魚へと進化した時に、出現した事を意味する。この知見は、エストロゲン受容体の分子進化にとって、新たな知見を提供しており、性ステロイドホルモン受容体の分子進化の解明に大きく貢献する研究内容である。ステロイドホルモンは、その受容体と結合することにより生体の恒常性維持、内分泌器官への作用など、様々な組織で多彩な作用機構を有している。本年度は、脊椎動物に最も近いといわれている脊索動物であるナメクジウオから2種類のステロイドホルモン受容体遺伝子の単離に成功した事が特筆される。ナメクジウオのステロイドホルモンの合成経路についてはかなり理解されているが、それらホルモンの受容体に関しては不明であった。PCR法を駆使してナメクジウオから2種類のステロイドホルモン受容体遺伝子を単離した。一つ目は、脊椎動物のエストロゲン受容体のオーソログ(ER)であると考えられ、残りの1つはアンドロゲン受容体のようなケトステロイドホルモンの受容体のオーソログ(SR)である事が判明した。機能解析を行なったところ、興味深い事にナメクジウオのERは脊椎動物のERが認識するDNA配列とは結合できるが、リガンド依存的な転写活性を持たない事が分かった。これはナメクジウオERがリガンドであるエストロゲンと結合しない事によるものである。さらにナメクジウオSRはケトステロイドではなくエストロゲンと結合し、エストロゲン受容体が認識するDNA配列と結合できる事が分かった。これらの結果は、性ステロイドホルモン受容体の分子進化を理解する上で非常に興味深い知見であり、大きなインパクトのある実験結果である。性ステロイドホルモンは、その受容体と結合することにより生体の恒常性維持や内分泌器官への作用など、様々な組織で多彩な作用機構をもつ。本研究では、この性ステロイドホルモンの受容体遺伝子がどのように分子進化をしてきたのか、また、性ステロイドホルモンとの結合能の獲得・特異性や転写因子としての働き等、受容体としての機能獲得の進化を解明し、性ステロイドホルモン受容体の分子進化を統一的に理解する事を目的としている。本年度は、これまで不明であった爬虫類のベータ型のエストロゲン受容体遺伝子の単離と機能解析・染色体マッピングを行なった。爬虫類では、アルファ型のエストロゲン受容体がベータ型よりもエストロゲンに対する感受性が高い事が判明した。また染色体上での位置関係を解析したところ、アルファ型・ベータ型とに1番染色体上に位置することが判明した。この結果は、エストロゲン受容体の遺伝子の成り立ちを解明する上で有意義な結果をもたらしている。また、これまでエストロゲン受容体の存在が不明であった軟骨魚類であるサメからエストロゲン受容体の単離に成功した。

高等脊椎動物のエストロゲン受容体とは事なり、ベータ型の1種類のみが単離された。軟骨魚類にはアルファ型のエストロゲン受容体が無い可能性を示す。このことは、もともとエストロゲン受容体遺伝子はベータ型が出現し、その後の生物進化に伴った遺伝子重複により、アルファ型とベータ型にわかれたという仮説をたてる事ができる。今後さらに詳細な解析が必要である。これらの結果は、性ステロイドホルモン受容体の分子進化を理解する上で非常に興味深い知見であり、大きなインパクトのある実験成果である。
熱帯林再生基盤としてのアカシア早生樹の大量増殖および不稔化技術の開発

熱帯林木として重要なAcaciamangiumおよびそのA.auriculiformisとの種間雑種数系統に関して、組織培養によりカルス及び多芽体を経由した効率よい苗の大量増殖法を開発した。ついでこの培養系を用いて、アグロバクテリウムを用いて遺伝子導入を行い、形質転換したカルスと不定芽原基を誘導することが出来た。また、invitro苗の腋芽を数種の倍加剤で処理することにより、4倍体を作出することができた。1.熱帯林木として重要なAcaclamanglumおよびその近縁種であるA.aurlculifomisとの種間雑種の優良系統を用いて、茎頂組織からの苗の大量増殖条件を検討した。その結果、thidiazuronとオーキシン類を組み合わせた条件で培養することにより、いずれの系統においても、カルスを経由した植物体再生や、茎頂からの多芽体あるいは苗条原基様集塊を誘導することが可能となった。苗条原基様集塊は、液体培地で回転培養することにより、再分化能を維持したまま増殖が可能であり、植物ホルモンを含まない培地に移すことで、シュートの伸長がみられた。これらのシュートを個々に分離し、低濃度のオーキシンを含む培地に移すことで、容易に発根することが確認できた。以上により、アカシアの優良系統の苗生産をin vitroで効率よく行えることが明らかとなった。2. A.mangiumの実生組織や、培養で得られたカルスや苗条原基集塊を対象に、Agrobacterium tumefaciensのEHA101(pIG121Hm)菌株を用いて形質転換の可能性を検討した。その結果、A.mangiumにおいて、胚軸組織切片を接種材料にした場合に、GUS遺伝子を導入したカルスが得られた。しかし、多芽体や苗条原基を対象にした場合には、まったく形質転換組織を得ることができなかった。また、形質転換カルスからの植物体再生には現在のところ成功していない。3. in vitroで継代しているシュートや苗条原基集塊をコルヒチンおよびアミプロフォスメチルで処理し、倍加の可能性を検討した。その結果、30-60mg/lのアミプロブォスメチルを含む液体培地で72-120時間処理し、その後通常の培地で伸長した腋芽で、完全に倍加した4倍体のシュートを得ることができた。1.Acacia mangiumとA.auriculiformisの種間雑種優良系統数種を用いて、茎頂組織からの無菌植物育成条件を検討した。その結果、WPM培地にthidiazuron 0.1-1mg/lを添加した培地で、正常なシュート形成がみられた。これらのシュートは同組成の培地で節ごとに切って継代することにより、増殖が可能であった。増殖したシュートは、形質転換および倍加の実験材料として用いた。2.A.mangiumの実生組織や、培養で得られたカルスや苗条原基集塊を対象に、Agrobacterium tumefaciensのEHA101(pIG121Hm)菌株を用いて形質転換の可能性を検討した。その結果、A.mangiumにおいて、実生の腋芽の付いた茎切片を接種材料にした場合に、ハイグロマイシン抵抗性でGUS遺伝子を導入したカルスが得られた。このカルスを継代している間に、不定芽原基が形成されたが、その伸長には至っていない。3.1で増殖した4系統の種間雑種に由来するシュートをアミプロフォスメチルで処理し、倍加の可能性を検討した。その結果、1系統において60mg/lのアミプロフォスメチルを含む液体培地で120時間処理した場合に、完全に倍加した4倍体のシュートを得ることができた。1.前年度で確立したAcacia mangiumとA.auriculiformisの種間雑種の増殖条件を複数の優良系統の茎頂培養に適用が可能であることを確認した。また、茎頂組織からのカルス誘導およびカルスからのシュート形成条件を確立した。さらにこのシュートの二次的な増殖を茎節切片による継代培養を行って、得られたシュートにDNA含量のレベルで変異のないことを、フローサイトメーターで確認した。2.前年度に引き続き、A.mangiumの実生由来のカルスや苗条原基集塊を対象に、Agrobacterium tumefaciensのEHA101(pIG121Hm)菌株を用いて形質転換の可能性を検討した。その結果、腋芽の茎切片を接種材料にして得られたハイグロマイシン抵抗性でGUS遺伝子の発現したカルスから発生した不定芽原基は発達せずに褐変枯死した。その結果を受けてさらに、同様な手法でハイグロマイシン抵抗性カルスを作出したが、不定芽原基を得るには至っていない。しかし、同時並行で行っていた近縁種のA.gonocladaでは形質転換カルスからシュートが1本得られた。

3.前年度アミプロフォスメチル処理で作出した4倍体について、茎節切片培養による増殖が可能なことを確認した。また、2倍体シュートの培養物について、笑気ガスによる倍加条件を検討した結果、現在までに2倍体と4倍体のキメラ個体が得られており、さらに完全な倍加条件を検討中である。なお、本研究開始時にすでに得られていた4倍体をマレーシアの植林地に試験栽培しているが、まだ開花は確認されていない。1.前年度までに作出し、増殖したA. mangiumとA. auriculiformisの雑種系統由来の苗条原基集塊を対象に、Agrobacterium tumefaciensのEHA101(pIG121Hm)菌株を用いて形質転換の可能性を検討した。その結果、ハイグロマイシン抵抗性でGUS遺伝子の発現したカルスが得られたものの、このカルスからの不定芽原基は形成されなかった。2.倍加剤として前年度まで未検討であったオリザリンおよびブタミフォスについて、in vitro植物の茎節切片を10 mg/lブタミフォスで24時間振とう浸漬処理することによりその倍加効果をコルヒチンと比較した。その結果、供試した3種類の倍加剤で倍加効果は認められたものの、コルヒチンおよびオリザリンでは2倍体と4倍体のキメラが大半であるのに対し、ブタミフォスはキメラでない4倍体が20%得られた。この4倍体の一部は順化することが出来た。なお、前年度に引き続き笑気ガスによる倍加条件を検討したが、今回は4倍体だけでなくキメラ個体も得られず、有効な処理条件を明らかにすることは出来なかった。3.本研究開始以前にマレーシアに植林した4倍体を、4年目に現地で生育調査した。その結果、4倍体クローンは同時に植林したもとの2倍体系統とほぼ同様な生育を示し、成長に優位性は認められなかった。また、2倍体の大部分がすでに開花しているのに対し、4倍体では依然として未開花の状態であった。従って、当初の計画である2倍体と4倍体の交配による3倍体の作出に関しては今後の課題として残されることになった。アカシアの大量増殖に関する技術開発は順調に進行し、不稔の3倍体を作出するための前提である4倍体の作出も行われ、すでに現地に植栽してあるが、同時に植えた2倍体に比較して開花が遅れており、交配するまでに至っていない。また、遺伝子組換えによる不稔化遺伝子の導入に関しては、遺伝子導入には成功したものの、形質転換組織から得られた不定芽原基はその後の発達が見られず植物体再生が困難であり、研究期間内における不稔化遺伝子の導入個体作出は困難と思われる。24年度が最終年度であるため、記入しない。遺伝子組換えに関する研究が、不定芽再生の困難性という点で行き詰まっているが、形質転換の効率自体も極端に低い。この大きな原因はアグロバクテリウムの感染が困難というよりも、感染後早期に導入遺伝子が不活化されており、それが選抜されてくるカルスの率を低くしている。現在、プロモーターを従来のCaMV35SからrolC等数種のプロモーターに変更したもので形質転換を試みている。また、選抜に用いているハイグロマイシンが不定芽の分化と発達を阻害している可能性が高いため、選抜薬剤としてビスチリパックを用いるため、専用のプラスミドを構築し、形質転換実験を開始している段階である。研究期間内での不稔化遺伝子の導入は困難であっても、アカシアにおける効率の良い形質転換方法を確立すべく今後の研究を展開していきたい。
終神経ペプチドニューロン系の生理機能の解明-神経修飾システムとしてのはたらき-

本年度の研究では、昨年度の結果を踏まえて終神経ペプチドニューロン系の集団活動に関して電気生理学的な解析を継続して行った。従来のペプチドニューロンは比較的広範囲に散在的に存在するが、私が実験に用いた硬骨魚ドワーフグーラミーの終神経ペプチドニューロン系はきわめて限局された部位に局在し、密な細胞塊を形成して存在している。このような実験系の特長を活かして、ペプチドニューロン系を構成するニューロン同士の相互結合、およびそれに基づく集団活動の解析を通じて、これらの神経系の作動原理を考察した。本研究は、GnRHを産生するペプチドニューロンが電気シナプスにより機能的に結合し、.数ミリ秒の時間スケールでその神経活動が同調する現象を電気生理学的に観察した初めての研究である。この成果は世界的にも権威のある国際学術誌Endocrinology誌への掲載に向け、現在改定作業を進めているところである。当初の年次計画に沿った研究遂行にはいたらなかったが、確実に成果に結びつく研究にすることができた点は評価されるべきである。このようなチャレンジングな課題に対して、学生の段階で自由に取り組むことができた点は大変によい経験であったと考えている。当初予定していた実験が全て成功したわけではないが研究計画は着実に進行している。初年度の計画として申請していた、以下の二つの点についてその実施状況を報告する。まず、1.感覚入力が終神経の活動に及ぼす影響について調べるにあたり、in vivo標本の作製に着手した。麻酔方法および個体不動化の手法について検討し、生体内に近い状態の終神経の神経活動を直接記録する実験形の確立を試みた。現状では感覚刺激の方法および記録の不安定性などの点で改善の必要があるものの、生体内に近い状態の終神経の神経活動の記録に成功し、予備的な実験ではあるが光刺激への応答を確認している。これに関連して人工的な刺激で終神経系の活動を制御する手法を検討していたところ、これらの神経集団が数ミリ秒の時間差を伴って逐次的に発火していることを示唆する結果が得られた。この成果は本研究材料の利点を活かした独自のものであり、すでに二つの学会と研究会で研究報告を行っている(学会発表1および2)。また、2.終神経が標的神経系に及ぼす影響について調べるために、脳内の広範囲に分布する標的神経系を形態学的手法で同定することを計画した。当初は初期応答遺伝子の発現変動を指標として用いることを提案していたが、過去に行われた終神経の形態学的解析を改めて検討したところ個々の終神経細胞の投射領域の不均一性を明らかにする必要があると判断したためである。現在詳細な形態学的解析を行っているところであるが、この研究成果は神経修飾系の広範な軸索投射と個々の神経細胞の軸索投射との関係について新しい特徴を提案することにつながるものと期待している。
マルチモーダルイメージングによるパーキンソン病新規診断法の開発

本研究では次世代定量MRI技術やドパミントランスポーターイメージングを組み合わせたマルチモーダル解析により、パーキンソン病(PD)脳の微細病理変化に対して多面的なアプローチを行い、PD病態の神経基盤を解明し、客観的PD診断評価法を開発を目指す。
漂白歯に対する有効な接着方法の検討

漂白剤の種類や接着システムの種類、および抗酸化剤処理を有無によって、エナメル質への接着強さに与える影響の違いを検討した。すべての接着システムおよび漂白剤で、漂白直後は接着強さが低下するものの、2週間水中浸漬または抗酸化剤処理(アスコルビン酸20wt%またはトコフェロール10wt%)によって接着強さが回復した。また漂白剤の種類によるエナメル質への形態学的影響について検討し、走査型電子顕微鏡での観察ではすべての漂白剤で明確な変化は認められなかった。漂白剤の種類、接着システムの種類によって、エナメル質への接着強さに与える影響の違いについて検討した。最初に、現在国内で主に用いられている漂白剤3種類(SHOFU Hi-Lite:松風、SHOFU Hi-Lite Shade Up:松風、Pyrenees:三菱ガス化学)による影響を、1種の接着システム(CLEARFIL MEGA BOND:クラレメディカル)を用いて検討した。その結果、未切削エナメル質への接着強さはいずれの漂白剤でも処理直後は接着強さが低下するものの、2週間水中浸漬することによって接着強さが回復した。また、続けて抗酸化剤(アスコルビン酸ナトリウム)による処理で、接着強さが変化するかを検討した結果、漂白剤の種類に関わらず、漂白直後でも10%アスコルビン酸ナトリウム溶液に10分間浸漬することによって、未漂白エナメル質と同等またはそれ以上の接着強さが得られた。また、接着システムの種類による影響に関しても検討した。漂白剤にはSHOFU Hi-Liteのみを用い、接着システムはCLEARFIL S3 BOND:クラレメディカル、CLEARFIL MEGA BOKD:クラレメディカル、Single Bond : 3M ESPEの3種類を、それぞれに酸処理の有無も加えて比較した。その結果、未研削エナメル質に接着を行う際には、漂白処理を行った場合も酸処理を行う方がより高い接着強さが得られた。また、接着システムの違いによる影響は、漂白処理後2週間水中保管した場合には、ほとんど認められなかった。今後、漂白処理されたエナメル質表面の詳細な観察を行い、漂白の有無による接着強さへの影響の原因を解明していくとともに、抗酸化剤を利用した漂白処理後の歯面への有効な接着方法の開発を行う予定である。本年度は、漂白剤の種類によるエナメル質への形態学的影響に関して検討および、各種接着システムを用いて、漂白処理後、抗酸化剤処理を行うことでエナメル質への接着強さがどのように変化するかについて検討した。最初に、現在国内で主に用いられている漂白剤3種類(SHOFU Hi-Lite:松風、SHOFU Hi-Lite Shade Up:松風、Pyrenees:三菱ガス化学)による漂白処理がエナメル質表層の形態へ与える影響について検討した。走査型電子顕微鏡による表面形態の観察を行ったが、その結果、3種の漂白剤すべてで明確な変化は認められなかった。前年度の結果から、何らかの変化が起こっている可能性は高いため、より詳細に検討する必要性が生じた。また、形態学的変化のみならず、成分変化なども検討する必要もあると考えられた。また、抗酸化剤処理による接着強さの変化に関して検討した。漂白剤にはSHOFU Hi-Liteを用い、接着システムはCLEARFIL S3 BOND:クラレメディカル、CLEARFIL MEGA BOND:クラレメディカル、Single Bond : 3M ESPEの3種類を、抗酸化剤はアスコルビン酸、トコフェロールの2種類を用いた。その結果、各接着システムで接着強さの変化に多少の相違は認めるものの、アスコルビン酸20wt%あるいはトコフェロール10wt%で前処理を行うことによって良好な接着強さを得られる傾向が認められた。このことから、漂白歯への接着を行う際の前処理として上記抗酸化剤は有効であると考えられ、また、漂白歯への有効な接着システムの開発の一助となる可能性が示された。さらに、本年度は前年度の研究成果の雑誌論文による発表を行い、現在は本年度研究成果の雑誌論文発表を準備している。
環境依存的なイネの分げつ形成におけるストリゴラクトンの機能の解析

植物の枝分かれ(分げつ)は、さまざまな内的・外的因子により複雑に制御されている。本研究では、腋芽の成長を抑制する新たなホルモンとして最近明らかにされたストリゴラクトンが、種々の環境因子による枝分かれの制御にどのように関与するのかを解明することを目的としている。昨年度までに、ストリゴラクトン欠損変異体を用いた実験から、ストリゴラクトンは塩ストレスによる分げつ数の低下には必須ではないことが示された。また、イネの内生ストリゴラクトンである2'-エピー5-デオキシストリゴールの根における内生量は、塩ストレス処理によっても大きくは変化しなかった。一方、最近の研究により、イネには2'-エピー5-デオキシストリゴール以外にも多様なストリゴラクトン分子種が存在することが報告された。そこで本年度は、塩ストレス時におけるストリゴラクトンの動態をより詳細に解析するため、広範なストリゴラクトン分子種の検出が可能な根寄生植物の種子発芽刺激活性を指標とした生物検定法を用いた。その結果、塩ストレス処理はストリゴラクトン総体の内生量を大きく変化させることはないこと、また既知のストリゴラクトン生合成酵素遺伝子の発現は、分げつを抑制するような塩ストレス条件下においても大きくは変動しないことが確認された。一方、同じ水耕栽培条件において、無機栄養分の低下によって引き起こされる分げつ抑制には、ストリゴラクトンが重要な役割を果たすことが示された。以上の実験から、塩ストレスによる分げつ抑制は、無機栄養飢餓時のそれとは異なるメカニズムで引き起こされることが示された。地上部の枝分かれ(分げつ)は、まず葉の付け根に腋芽が作られ、次にそれが成長して形成される。本研究では、腋芽の成長を抑制する新たなホルモンとして最近明らかにされたストリゴラクトンが、種々の環境因子によるイネの分げつ制御にどのように関与するのかを解明することを目的としている。本年度はまず、塩ストレスによる分げつ抑制を調べるための栽培条件の検討から開始した。その結果、発芽後のイネを寒天培地で1週間、その後水耕栽培に移行し23週間生育させる際に、水耕液にNaClを添加することにより分げつの抑制が再現性よく観察されることを明らかにした。塩ストレスによる分げつ抑制にストリゴラクトンが関与する可能性を追究する目的で、ストリゴラクトン生合成欠損変異株であるdwarf10(d10)のとd17およびストリゴラクトン非応答性変異株であるd3を同じ条件で栽培したところ、いずれの変異株においても塩ストレスによる分げつ能の低下が認められた。したがって、ストリゴラクトン生合成は、塩ストレス下における分げつ抑制に必須ではないことが示唆された。次に、塩ストレスがストリゴラクトン内生量におよぼす影響を明らかにするため、液体クロマトグラフー質量分析計(LC-MS)を用いてイネの主要なストリゴラクトンの一つである2'-エピー5-デオキシストリゴールの定量分析を行なった。同物質の安定同位体標識化合物を内部標準物質として用いた。その結果、根における2'-エピー5-デオキシストリゴールの内生量および根滲出液中の濃度は、塩ストレスの有無に関わらずほぼ同レベルであることが明らかになった。また、地上部における同物質の定量分析のための精製方法の検討を行なった。
高温超伝導体量子コンピュータの理論

ナノ構造の高温超伝導体ジョセフソン接合における巨視的量子トンネル現象(MQT)および量子コンピュータへの応用に関する理論研究を行った。今年度は、以下のテーマについて研究を行った。[1]絶縁障壁/超伝導体界面に形成されるゼロエネルギー束縛状態(ZES)が巨視的量子ダイナミクスに及ぼす影響について解析を行った。その結果、ZESが絶縁障壁の両側に形成される接合においては、ZES-to-ZESの準粒子トンネルのために非常に強いオーミック散逸が生じることを明らかにした。そのため、このような接合においては実験的にMQTを観測するのが困難であることが明らかとなった。[2]BCS超伝導体と高温超伝体のハイブリッドジョセフソン接合における巨視的量子ダイナミクスの理論を構築し、高温超伝体接合に比べて、低エネルギー準粒子散逸の影響が著しく弱くなることを示した。これによりハイブリッド接合は量子コンピュータとして高いコヒーレンス性を有することを明らかにした。[3]Bi2212固ジョセフソン接合のMQTに関して、産総研の実験グループと共同研究を開始した。そして、0.5K程度の非常に高いクロスオーバー温度のMQTの観測に成功した。[4]強磁性絶縁体及びマルチフェロイック材料から構成されるジョセフフソンπ接合の巨視的量子ダイナミクス理論を構築した。そして、π接合から構成される超伝導リングにおいては、自発的に量子二準位系が形成され、外場の揺らぎ及び準粒子散逸の影響をうけない理想的な量子ビットが実現可能になることを示した。[5]経路積分量子モンテカルロ法を用いて、高温超伝導体量子ビット素子のコヒーレンス評価を行った。高温超伝導体接合においてはノード準粒子によってスーパーオーミック散逸が生じるが、散逸を強くしていくとコヒーレント相からインコヒーレント相にクロスオーバーを起こすことを大規模数値計算により示した。同時に、高温超伝導体量子ビット素子がコヒーレントに動作する温度領域を明らかにした。面内高温超伝導体ジョセフソン接合においては、絶縁障壁/超伝導体界面に多重アンドレーフ反射の効果によってゼロエネルギー状態(ZES)が形成される。有効場の理論およびインスタントン理論を用いてこのような接合の巨視的量子ダイナミクスに関して理論的に解析を行った。その結果、ZESが形成されない接合(d0/d0接合)の場合弱いスーパーオーミック散逸が出現し、MQTはほとんど抑制されないことがわかった。一方、ZESが形成される接合(d0/d_{π/4}接合)においては、オーミック散逸が出現し、MQTが強く抑制されることが明らかとなった。さらに、超伝導体をc軸周りに回転させることによりその強さおよび型(オーム型、非オーム型)を人工的に制御可能であることも示した。単一の物理系で散逸の型を制御できた例はこれまで知られておらず、高温超伝導面内接合は量子摩擦を系統的に研究する上で格好の舞台となることが分かった。さらに、実験グループ(東北大、物材機構)との共同研究も開始し、世界で初めてBi2212固有ジョセフソン接合におけるMQTの観測に成功した。これらの結果をもとに、高温超伝導体ジョセフソン接合を利用した位相量子ビットの理論提案を行った。固有接合や交差ヒゲ結晶接合のようなc軸接合を用いることにより、従来型のBCS超伝導体量子ビットに比べて高フィデリティの読み出しが可能になることを理論的に示した。
近世武家社会における名前に関する基礎的研究

本研究の成果としては、(1)名前に関する新たな史料を発掘し整理することができたこと、(2)さまざまな藩の名前に関する法令の存在を明らかにすることによって、仙台藩に見られたような法による人名統制という問題が単なる個別藩レベルに止まらない近世社会全体の特質であることを確認できたこと、(3)列島各地における具体的な人名の把握に努めることにより、名前をめぐる慣行の地域差が浮き彫りになったこと、(4)近世の武士身分が置かれた社会的な状況の変化について、名前、身なり、供連など、身分を表象する事柄を切り口に描き出すことができたこと、(5)本研究を通して新しい研究テーマが見つかったことの5点が挙げられる。筆者は、これまで仙台藩伊達家を主たる対象に3つの観点から名前研究を進めてきた。第一に、同藩における禁字法令の創出過程とその歴史的背景を探ることで藩主家と家臣団との関係について考察した研究、第二に、身分・階層と名前との関係性について官途・受領名をめぐる問題から迫った研究、第三に、武家の家内秩序と呼び名との関係についての研究である。本研究では、こうした法による人名統制という問題を単なる個別藩レベルに止まらない近世社会全体の特質として描き出すため、仙台藩に見られるような名前をめぐる諸法令の存在を全国規模で確認しその概要把握を行うとともに(課題(1))、より多くの大名家等について個別具体的な検討を行うことを最終的な課題(課題(2))として研究を進めてきた。筆者は、仙台藩伊達家を主たる対象に、禁字の問題、官途・受領名の問題、呼び名の問題の3つの観点から名前研究を進めてきた。本研究では、まず、仙台藩に見られるような武家の名前をめぐる諸法令の存在を全国規模で確認し、その概要把握を行うとともに(課題(1))、出来るだけ多くの大名家等について個別具体的な検討を行うことを最終的な課題(課題(2))としており、1年目にあたる平成20年度は、専ら課題(1)に関する作業を行った。その結果、禁字の問題については、新たに、八戸藩、会津藩、松山藩でも禁字政策が見られることが判明し、相互の違いも明らかとなった。また、官途・受領名の問題に関しては、16世紀末17世紀前半の法令や分限帳・検地帳等を調査したところ、秋田藩、盛岡藩、庄内藩、米沢藩、三春藩、平藩、福島藩、会津藩などでも大名家臣だけではなく領民たちもが官途・受領名や下司なしの省名・寮名・国名を名乗っている様子が窺え、少なくとも東北各地で、仙台藩の場合と同じように、17世紀前半まで人名における兵農未分離状態が続いていたことが徐々にわかってきている。ただし、百姓名に関しては、近世初頭の仙台藩近江領で国名を名乗る者が見られないという指摘もあり、地域的な差が検出できると思われ、今後の調査結果が期待されるところである。なお、在地の民衆名に見られた武士的要素がいつ頃から払拭されていくのかについては、各藩の名前政策も視野に入れつつ、それぞれの地域における時系列的な変化を丹念に追っていく必要があり、昨年度は手が回らなかった部分である。呼び名の問題については、藩主家成員に対する特定呼称が存在するという点で各藩に共通しているが、中でも会津藩や松山藩で仙台藩伊達家同様の呼称規定が見られることがわかった。ただし、呼称規定と家内秩序との関係性について考察を深めることができず、今後の課題である。筆者は、これまで仙台藩伊達家を主たる対象に、禁字の問題、官途・受領名の問題、呼び名の問題の3つの観点から名前研究を進めてきた。本研究では、まず、仙台藩に見られるような武家の名前をめぐる諸法令の存在を全国規模で確認し、その概要把握を行うとともに(課題(1))、出来るだけ多くの大名家等について個別具体的な検討を行うことを最終的な課題(課題(2))としており、2年目にあたる平成21年度は、専ら課題(1)に関する作業を行った。その結果、禁字の問題については、新たに、掛川藩、島原藩、対馬藩、高鍋藩、中津藩、岩村藩、忍藩、亀山藩でも禁字政策が見られることが判明した。また、官途・受領名の問題に関して、各藩における法令や分限帳・検地帳等を調査したところ、意外にも藩士たちの名および領民たちの名に官途・受領名や下司なしの省名・寮名・国名が殆どみられない藩もあり、これまでに調べた藩(東北各地に存在した藩など)との違いが見られた。

ただし、例えば尼崎藩では、在地に出された倹約令の中に「祝言・官途・元服・子ひろめ・屋移之祝儀」に関する条項が見られ、同藩の領地では人生儀礼の一環として民衆の世界で行われた官途成が江戸時代まで引き続き行われ、その祝宴の場が規制の対象と成っていることがわかる。これは各地の宮座を中心に江戸期以前から行われていた烏帽子成・官途成とも関連する問題であり、官途成の儀式で命名される名前が具体的にどのような名前であるのかも含め、これまでとは違ったアプローチの仕方が必要である。最後に、呼び名の問題については、藩主家成員に対する特定呼称が存在するという点で各藩に共通しているが、中でも鳥羽藩、掛川藩、高鍋藩で仙台藩伊達家同様の呼称規定が見られることがわかった。ただし、呼称規定と家内秩序との関係性について考察を深めることができず、今後の課題である。筆者は、これまで仙台藩伊達家を主たる対象に、禁字の問題、官途・受領名の問題、呼び名の問題の3つの観点から名前研究を進めてきた。本研究では、まず、仙台藩に見られるような武家の名前をめぐる諸法令の存在を全国規模で確認し、その概要把握を行うとともに(課題(1))、出来るだけ多くの大名家等について個別具体的な検討を行うことを最終的な課題(課題(2))としており、3年目にあたる平成22年度は専ら課題(1)に関する作業を行った。その結果、禁字の問題については、新たに、萩藩でも禁字政策が見られることが判明した。なお、各藩における禁字法令の存在および家臣たちの実名敬避行為は、藩主による重臣たちへの偏諱賜与行為の裏返しとして理解できるが、秋田藩の一門層佐竹西家では同家が佐竹宗家より代々下賜されてきた「義」字の使用を永世にわたって認めて欲しい旨を近代になってから願い出ている。藩主家と家臣家との名前をめぐる結びつきは近代社会が到来した後どのように展開されていくのか、近世社会における名前文化を歴史的に位:置づけるためにも探る必要を感じる。また、官途・受領名の問題に関しては、土浦藩における16世紀末17世紀前半の検地帳に官途名や下司なしの省名・寮名・国名を名乗っている人物が多く記載されており、仙台藩同様に17世紀前半までは人名における兵農未分離状態が続いていたことがわかる。本研究を通して得られた結果から判断するに、こうした状況は少なくとも現在の東北北関東にあたる地域に広く見られたと考えられる。呼び名の問題については、藩主家成員に対する特定呼称が存在するという点で各藩に共通しているが、中でも秋田藩で仙台藩伊達家同様の呼称規定が見られることがわかった。特に同藩では新藩主が「屋形様」と呼ばれるようになる時期をめぐって議論が交わされており、呼称の適用時期が厳密に定められていく様子が看取できる。本研究は、仙台藩で見られた法による人名統制を単なる個別藩レベルに止まらない近世社会の特質として描き出すことを目的としている。H22年度までの成果だけでも近世期の日本列島の至る所で法による人名統制が行われていたことを明らかにすることは可能だと思われたが、武士身分による苗字帯刀の独占状態という当該社会特有の状況についても探る必要を強く感じた。そこで、H23年度は、今一度仙台藩に立ち戻り、苗字の問題をも含めその全体像を解明することに努めた。その結果、以下のことがわかった。戦国期以来の由緒を持つ百姓・町人や旧武士層を大肝入・肝入や検断などに登用することで在地支配を進めていった仙台藩は、17世紀後半に、彼らから苗字を奪い、刀を奪い、「官名」・「受領名」を奪っていくことによって被支配者身分たる凡下の体を強制し、かつ、支配者身分たる士身分の表象として苗字帯刀を位置づけていく。ところが、18世紀後半以降、財政の窮乏化が進んでいく中で藩は成長著しい「富商富農」から直接献金を募り、ここに数多くの金上侍の台頭と苗字を名乗り刀を差す凡下の急増を許し、貧しき武士を侮る者まで出現させてしまう。
細胞系譜特異的ノックアウトを用いたIKK-NFκBの造骨機構における意義の解明

骨及び軟骨形成細胞の系譜で特異的Ikkβを欠失するマウスを用いて、各細胞系譜におけるIKK. NFκBシグナル伝達系の役割について解析を行ったところ、Ikkβは骨芽細胞系譜の機能は関与しないが、軟骨成長板の肥大軟骨層の異常を介して長管骨の短縮を引き起こすことが明らかとなった。この軟骨成長板の異常は軟骨におけるIkkβの細胞自律的な機能ではなく、初期発生の間葉系細胞由来の間質細胞の環境へ影響を介していることが明らかとなった。本年度は間葉系幹細胞から骨細胞に至る骨形成細胞系譜において細胞特異的にNF-κBシグナル伝達系のマスターレギュレーターであるIkkβ遺伝子を欠失したマウスの作製を実施した。発生初期の肢芽において特異的に発現するpaired-related homeobox gene-1(Prxl)遺伝子のプロモーターによってCreリコンビナーゼを発現するPrxl-Creトランスジェニック(Tg)マウスをIkkβfloxedマウスと交配して肢芽において特異的にIkkβ遺伝子を欠失するIKKβ^{△LMB}マウスを作製した。また、I型コラーゲンα1ポリペプチド鎖の遺伝子(Collal遺伝子)のプロモーターによってCreリコンビナーゼを発現するCollal-Cre TgマウスとIkkβfloxedマウスの交配によって骨芽細胞において特異的にIkkβ遺伝子を欠失するIKKβ^{△OSB}マウスを作製した。現在、これら2系統のマウスにおける骨形成能について解析中である。一方、共同研究者であるMichael Karin博士等のグループがI型コラーゲンα2ポリペプチド鎖の遺伝子プロモーターによってCreを発現するTgマウスとIkkβfloxedマウスとの交配によってIKKβ^{△OSB/Colla2}を作製したが、体長が正常群と比べて明らかに短い表現型を示すことからその骨形成について我々が解析したところ、IKKβ^{△OSB/Colla2}では明らかに骨量が減少していることが明らかとなった。現在、その異常の発症機序について解析中である。骨芽前細胞特異的に発現するOsterix遺伝子のプロモーターによってCreリコンビナーゼを発現するOsx-Cre TgマウスとIkkβfloxedマウスの交配によって骨芽前駆細胞において特異的にIkkβ遺伝子を欠失するIkkβ^{△Pre-Osb}マウスの作製も漸次進行中である。本年度は間葉系幹細胞から骨細胞に至る骨形成細胞系譜において細胞特異的にNF-κBシグナル伝達系のマスターレギュレーターであるIkkβ遺伝子を欠失したマウスの解析を実施した。I型コラーゲンα1ポリペプチド鎖の遺伝子のプロモーターによってCreリコンビナーゼを発現するCollal-Creトランスジェニック(Tg)マウスとIkkβfloxedマウスの交配で得られる骨芽細胞において特異的にIkkβ遺伝子を欠失するIkkβ^<{ΔOSB}>マウスでは骨形成能に正常群と比較して優位な差はみられなかった。現在、骨芽前細胞特異的に発現するOsterix遺伝子のプロモーターによってCreリコンビナーゼを発現するOsx-Cre Tgマウスとの交配によって骨芽前駆細胞において特異的にIkkβ遺伝子を欠失するIKKβ^<{ΔPre-Osb}>マウスを作製し解析を進めているが、骨芽細胞にコミットした細胞群ではIKK/NF-κBシグナル伝達系は骨形成能に影響しないものと考えられる。一方、発生初期の肢芽において特異的に発現するpaired-related homeobox gene-1(Prx1)遺伝子のプロモーターによってCreリコンビナーゼを発現するPrxl-Cre Tgマウスとの交配で肢芽において特異的にIkkβ遺伝子を欠失する1KKβ^<{ΔLMB}>マウスを作製して解析を行ったところ、長骨の長さが短くなるという表現型を見出した。この原因として、成長板に異常があることを示唆する結果を得ている。現在、成長板軟骨の分化、細胞死に差異があるかを詳細に検討している。また、軟骨細胞特異的に発現するII型コラーゲンα1ポリペプチド鎖の遺伝子のプロモーターによってCreを発現するCol2a1-Creマウスとのかけ合わせによって内軟骨性骨化のプロセスにIKK/NF-κBシグナルが関与するかを検討している。IKKβはIKKα及びNEMOとともに、IKK signalosomeを形成し、炎症や免疫反応の惹起を介して様々な生理現象に関与している。ClassicalなNF-κBシグナル伝達系は、アポトーシス、分化あるいは増殖の制御を介して細胞や組織のホメオスターシスに関与している。我々はマウス発生工学的手法を用いて細胞系譜特異的にIkkβ遺伝子を欠失させることにより骨及び軟骨組織形成におけるIKKβの役割を解明することを試みた。Ikkβノックアウトマウスは胎生致死となる。そこで我々は細胞系譜特異的にCreを発現するマウスと交配させることで、Ikkβのコンディショナルノックアウトマウスを作製し、解析を行った。

Ikkβ^<F/F>;Prx1-Creマウスは出生直後には明らかな異常は認めなかったが、2週齢以降、比較対照群のマウスに比べて四肢の短縮を認めた。そこで長管骨の形態を解析したところ、成長板の長さが短縮しており、層別の解析から短縮は肥大軟骨層の短縮に起因するものであることが判明した。一方、Ikkβ^<F/F>;Col1a1-Cre及びIkkβ^<F/F>;Col2a1-Creマウスには、このような表現型は観察されなかった。これらの結果より、観察された肥大軟骨層の短縮は、Col1陽性骨芽細胞及びCol2陽性軟骨細胞以外の細胞におけるIkkβ欠損に起因するものであることが示唆された。一つの可能性として成長板周囲に存在する細胞が産生する液性因子の変化を想定し、骨髄細胞を含む周囲組織細胞において候補遺伝子の発現解析を行ったところ、Ikkβ^<F/F>;Prx1-Creマウスで発現が低下している因子が一つ同定された。以上の結果は、IKKβは成長板周囲細胞からの液性因子の発現を制御することで、内軟骨性骨化の課程に関与していることを示している。
アメリカ文学における損失のモチーフと保険思想の相互関係

海外調査では、アメリカ植民地時代から現在に至るまでの保険産業を詳述した貴重な資料を入手。この資料の分析やフィラデルフィア、ロンドン、フィレンツェといった保険産業を歴史的に担ってきた都市での調査によって、アメリカ金融における精神風土が実は大洋横断的な性格をもったものであるという見解が裏付けられた。さらにこの「大洋横断性」は現代のアメリカ文学作品の中にも如実にあらわれていること、そしてそれは欧州-アメリカをつなぐ「大西洋横断性」に限られるものではなく、アジア(インド、中国)を到達地と設定していた大航海時代の「アジア=ユートピア」言説まで遡り、アメリカ文学の中にアジア表象として埋め込まれていることを明らかにすることができた。これらを踏まえて執筆した原稿が博士学位請求論文の一部として結実し、さらに、2本の研究論文が査読付き論文として学会誌に掲載されるなど、客観的評価を伴った成果物を残すことができた。また、学会での口頭発表(3件)に加えて、研究協力者を一般向けの公開講座(2件)の講師として招き、研究課題に沿ったテーマで語ってもらうなど、社会に開かれた対話的研究活動の場を持つこともできた。また、「損失」をモチーフにした作品内に「契約」の概念がいわば宗教的意味合いを持って描かれていることを発見し、保険などの「社会的契約」が「恩寵の契約」という契約神学の精神と一体となってアメリカの精神風土を形成して来たのではないか、という新たな研究の着想を得ることもできた。本研究は、アメリカ文学の中に存在する「喪失・損失」の描写が、「損失」を前提に成立する保険制度の思想と相互関係を持つのではないかという仮定の下、両者を比較することを目的としている。初年度となった平成22年度は、「損失」をテーマとしたアメリカ文学作品に関する論文発表と学会発表を行った。「喪失」「損失」が現代文学でどのように表象されているかという基本的な点を代表的な作家の作品分析を通じて明らかにでき、査読に通過するなどして評価も得られた。論文1"Whting in a Shipwreck"は現代作家Austerの初期作品に中心的比喩として登場する「難破船」のイメージを足がかりに、この作家の作品群に遍在する「損失」のイメージとそこから派生する歴史観、アイデンティティ観、共同体観などを総括的に論じた。宮崎大学の教員紀要に掲載された。論文2"Till Death Them Do Part"は、Austerの作品で描かれる「友愛的共同体」の喪失を「友愛」という哲学的系譜、「男性間の愛と死」というアメリカ文学的系譜の中に置いて論じたもの。査読を経て日本英文学会の学会誌Stud ies in English Literatureに掲載された。学会での口頭発表(「On the Way to Utopia」)は「アメリカ小説の伝統とアメリカについてのヴィジョン」と題されたシンポジウム内の発表であり、Auster作品内には、大航海時代の「アメリカ=ユートピア」という伝統的ヴィジョンが散見される一方で、ユートピア(=「存在しない場所」の意)到達の過程で、様々な災厄を経験し、過去や記憶、共同体や物語そのものが失われていく「損失・喪失」の物語が進行していく、という指摘を行った。本研究にとっては、「大航海時代の産物」というアメリカの歴史的要素と「損失」というモチーフを結び付ける非常に重要な成果となった。本研究は、アメリカ文学の中に存在する「喪失・損失」の描写が「損失」を前提に成立する保険制度の思想と相互関係を持つのではないかという仮定の下、両者を比較することを目的としている。平成22年度に行った「損失」をテーマとしたアメリカ文学に関する研究を踏まえ、平成23年度は、「災厄・共同体・物語」をテーマとして設定し、講師を招いての文学講演会の企画・開催、学会での口頭発表、論文発表を行った。文学講演会の企画・開催について:所属研究機関である宮崎大学で、学生・教職員・一般市民を対象にした文学講演会を企画。日米文学研究者スコット・ピュー教授(福岡女子大学)を講師として招聘し、英語による文学講演会"Getting beyond Trauma : Haruki Murakami's After the Quakeを開催。

「震災・共同体・物語の力」をテーマに、壊滅的な被害をうけた社会に文学の想像力がどのように働きかけるか、という内容のご講演を頂いた。平日の午後開催にも関わらず定員を超える80名以上の参加者が集まり、講演会の終了後も活発な質疑応答が交わされ、講師の先生および聴衆からもご好評を頂いた。講演は英語で行われ、私が司会とともに通訳も兼ねた。学会での口頭発表(「パーチメント・スキンージョー・クリスマスの肌を物語のページとして読む」):「フォークナーと身体表象」と題されたシンポジウム内の発表であり、FaulknerのLinght in Augustに頻出する「羊皮紙」の比喩が、白人社会が異端者に供犠を強要する物語空間として登場していると論じた。「災厄」と「共同体」を読み解く際に、「身体」が物語空間として供与されるという気付きが大変大きな成果となった。論文1「パーチメント・スキンー『八月の光』物語空間としてのジョーの肌」は上記の口頭発表の内容に加筆修正を施し、論文として仕上げたもの。学会誌『フォークナー』の巻頭特集記事として近く掲載される予定。平成24年4月8月にかけて、Edgar Allan Poeの作品を精読。彼の後継者といわれる現代作家Paul Austerとの比較分析を「作家と経済」をキーワードに行った。作品以外にもPoeやAusterにまつわる歴史的資料にあたる中で、探偵小説というジャンルの脱構築的後継者といわれてきたAusterが、実はマガジニスト(文芸雑誌編集者)としてのPoeと自らを重ね合わせていることが明らかになった。文芸雑誌の編集、印刷、流通などにまつわる小説にもPoeの影響が明らかに見て取れることが分かった。平成24年9月には、ポー学会にてシンポジウムに登壇。4月8月に行った作品読解・資料分析の成果を発表。平成24年10月平成25年1月にかけて、9月の発表での内容を学術論文として完成させるために、さらに歴史的資料などの収集と分析を行った。Austerが作家デビュー前に編集を手掛けていた文芸雑誌を入手。2009年の小説作品Invisibleとの相互関係に関する分析をさらに行い、論文原稿の下準備作業を終えた。平成25年2月には、アメリカ合衆国ニューヨークに資料収集のため出張。「遺産相続」という経済的テーマを扱ったテネシー・ウィリアムズら代表作家の戯曲が現在のアメリカでどのように解釈されているかなどを、劇場などを中心にリサーチ。「遺産相続」から「ジェンダー問題」を論じることの有効性が明らかになった。平成25年3月は、当該年度の大半をかけて調査してきたPoeとAusterの関係を「文学と経済」という視点からとらえなおした論文の執筆にあたった。また、3年間の研究の成果を発展的に報告する場として、平成25年度の日本英文学会九州支部でのアメリカ文学シンポジウム(タイトル:「アメリカ文学とお金」)を提案。関連の研究者の方々と意見交換を重ね、シンポジウムの実施が決定した。
修復酵素の構造と機能

この研究では、次に挙げる多くの新しいDNA修復酵素遺伝子を単離し、また修復酵素を精製してその活性を同定した。1)紫外線損傷の修復酵素遺伝子として、シクロブタン型ピリミジン二量体を光のエネルギーを用いて修復する光回復酵素の遺伝子を種々の高等動物から初めて単離した。さらに両損傷を見つけてそれらの5'側にカットを入れ新しい形の除去修復を行う酵素遺伝子を真核微生物およびバクテリアから単離した。2)塩基欠落部位の修復に関わる遺伝子をマウスから単離して、その役割を、各臓器での発現量の違いやアンチセンスDNAを用いて明かにした。3)RecQホモローグをヒトおよび酵母から単離したが、酵母では胞子形成にかかわり、ヒトではブルーム症候群の原因遺伝子に近似していて機能も似ていると考えられる。4)コケイン症候群に似た新しい光線過敏症を発見した。5)癌抑制蛋白p53の紫外線による誘導現象と転写抑制の相関を発見した。6)無細胞修復系を開発し、それを用いて、ヒト除去修復のXPC蛋白とそれに結合するHHR23の機能を明かにした。7)種々の修復酵素の構造を決定し、DNA損傷がいかに修復酵素により修復されるかを分子レベルで明かにした。そのなかには、組換え機構に関わるRuvC、ヒト除去修復のXPA、T4-ダイマーグリコシラーゼ、3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼ、藍藻光回復酵素がある。これらはいずれも初めて構造が決められたものである。遺伝情報を維持する分子機構の主役は、DNAの異常(種々の損傷、情報の変化等)を見つけて結合し、それを除去あるいは修復する多くの蛋白質である。われわれの班では、その機構を明らかにするために、この主役達を同定し、構造を決定し、働きかたを理解することが研究の中心目的である。今年度は初年度として、蛋白質の精製、遺伝子の単離、蛋白質の結晶化等に関しての多く成果を出すことが出来た。その中には、多くの新しい修復酵素遺伝子をヒトを含む真核生物細胞から単離した。その内訳は[1:紫外線損傷DNAを修復するショウジョバエの光回復酵素遺伝子、脊椎及び哺乳動物由来の光回復酵素遺伝子、真核生物由来の新しいUVエンドヌクレアーゼの同定とその遺伝子の単離(安井、藤堂)2:ヒトXPC、XPG含む三種のヒト除去修復酵素遺伝子(菅沢、山泉)3:ヘリケース活性をもつ新しいヒト遺伝子(榎本)]などがある。又、遺伝子の単離につながる新しい酵素活性の同定とその精製[1:DNA塩基欠失部位の修復に関わる哺乳動物由来酵素(関)2:8-OHグアニンの代謝に関わる酵素(早川)]或いは、酵素の結晶化と構造解析についても[1:藍藻光回復酵素の結晶化(安井)2:ヒトXPA蛋白質のNMRによる構造解析(白川)]などの研究で目覚まし成果をあげることができた。これらの研究成果は、修復酵素の構造と機能を解明するという研究班の初年度の目的を達していて、次年度研究につながる。今年度も多くの修復に関連する新しい遺伝子が酵素され酸素活性が明らかにされ、又細胞、個体レベルの研究と進んでいる。成果の一部は次の通りである:1.紫外線によるDNA損傷を修復するいくつもの修復酵素及びその遺伝子を種々の生物種から単離、精製、解析をおこないDNA修復研究の歴史に新しい数ページを加えた(安井、藤堂)。その中には、哺乳動物由来のシクロブタン型二量体を光回復する酵素とその遺伝子、ショウジョバエ由来の(6-4)型二量体を光回復する酵素、さらにアカパンカビ由来のシクロブタンと(6-4)の両型の二量体を特異的に切る酵素などがある。2.塩基欠落部位を修復する酵素遺伝子が単離され、その酵素活性が詳しく調べられ、修復酵素以外に還元酵素として働くことが明らかになった。(関)。3.DNA依存性のATPaseがヒトから新しく単離され、それが切断されたDNAの修復に関わりあっていることが明らかになった(榎本)。

4.ヒトのヌクレオチド除去修復の研究では、XPC蛋白質とそれに結合しているHHR23の遺伝子を単離して蛋白質の機能を同定しつつある(益谷)。XPA蛋白質の機能ドメインの同定のために、蛋白質の結晶化が進みつつある(白川)。新しい除去修復欠損の患者を同定し、その細胞を樹立した(山泉)。また、DNA損傷によりがん抑制遺伝子p53が核に蓄積するが、この反応はDNA損傷により転写が阻害されることにより生じることを明らかにした(山泉)。5.活性酸素が生みだすDNA損傷を修復する機構である8オキソ-dGMPaseの存在を明らかにしてその精製が進んでいる。(早川)。この研究では、次に挙げる多くの新しいDNA修復酵素遺伝子を単離し、また修復酵素を精製してその活性を同定した。1)紫外線損傷の修復酵素遺伝子として、シクロブタン型ピリミジン二量体を光のエネルギーを用いて修復する光回復酵素の遺伝子を種々の高等動物から初めて単離した。また、(6-4)光産物を同様に修復する酵素を昆虫から同定し、その遺伝子も単離した。さらに両損傷を見つけてそれらの5′側にカットを入れ新しい形の除去修復を行う酵素遺伝子を真核微生物およびバクテリアから単離した。2)塩基欠落部位の修復に関わる遺伝子をマウスから単離して、その役割を、各臓器での発現量の違いやアンチセンスDNAを用いて明らかにした。3)RecQホモローグをヒトおよび酵母から単離したが、酵母では胞子形成にかかわり、ヒトではブルーム症候群の原因遺伝子に近似していて機能も似ていると考えられる。4)コケイン症候群に似た新しい光線過敏症を発見した。5)癌抑制蛋白p53の紫外線による誘導現象と転写抑制の相関を発見した。6)無細胞修復系を開発し、それを用いて、ヒト除去修復のXPC蛋白とそれに結合するHHR23の機能をあきらかにした。7)種々の修復酵素の構造を決定し、DNA損傷がいかに修復酵素により修復されるかを分子レベルで明らかにした。そのなかには、組換え機構に関わるRuvC,ヒト除去修復のXPA,T4-ダイマーグリコシラーゼ,3-メチルアデニンDNAグリコシラーゼ、藍藻光回復酵素がある。これらはいずれも初めて構造が決められたものである。