hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
隕石稀ガスの微細分布の測定による太陽系初期状態の研究

隕石のtextureと稀ガスの存在度・同位体比の分布の関係から、原始太陽系における物質の分化・変遷の過程や、原始太陽系星雲および微惑星での物理・化学過程を明らかにする研究を行った。この結果、(1)炭素質(CM)隕石研磨片をレーザーで局所溶融して稀ガスの分布を測定した。炭素質隕石にトラップされている稀ガスのほとんどはコンドルールリムに含まれていること、そこには太陽風やフレヤーの影響がないことが分かった。リム形成期、CM隕石が形成された位置まで太陽風が進入できない程、ガス塵の密度が高かったことが分かった。(2)衝突の衝撃による隕石稀ガスの散逸を調べるために、火薬銃を用いて炭素質隕石(Allende)に30、40、70GPaの衝撃を与え、稀ガス濃度及び同位体比を測定した。この結果、70GPaの衝撃で岩石の1部が溶融し、phase-Qにトラップされている稀ガス(Q成分)の70%が失われること、しかしダイアモンドはショックによって稀ガス(HL成分)をロスしないことが分かった。(3)更に、隕石を超高真空中で粉砕して稀ガスを抽出する新しいテクニックを開発し、エンスタタイト隕石にトラップされているXeから、solar Xeの同位体比を持つXeを分離することに成功した。(4)炭素質(CM)隕石母天体での加熱脱水による隕石構成鉱物の相変化や有機炭素物質の濃度と組成変化について分析し、加熱温度、加熱時間、加熱脱水と稀ガスの濃度や組成との関係、加熱による有機炭素のグラファイト化、それに伴う稀ガス濃度の減少の関係などについて興味ある結果を得た。(5)南極で採取した宇宙塵の稀ガス同位体比測定、シンクロトロン放射光蛍光X線分析による微量元素の非破壊分析を行った。又、IDP及び南極産マイクロメテオライトの鉱物組成を決定した。本研究の目的は、炭素質隕石のコンドルールリムなどの始原的隕石の微細な組織と隕石稀ガス(特にNeやXe)の始原的成分の分布の間の関係を調べ、初期太陽系での物質形成の条件や形成過程を明らかにすることである。この研究で分析する試料の質量は数μg程度であり、発生するXe量は5x10^<-14>cm^3(1x10^6原子)以下である。このような極微量ガスの分析には、質量分析計のバックグラウンドを極限まで減らし、同時に分析計の感度を極限まで高めることが要求される。新しい分析計の立ち上げと平行して、衝突による衝撃によって炭素質隕石にトラップされている稀ガスの散逸を調べるための衝撃実験(30-70GPa)を行い、70GPaでPhase Qにトラップされている稀ガスの75%のがロスすること、しかしHL-diamondはショックで稀ガスをロスしないことなどを明らかにした。隕石を超高真空中でクラッシュしてガスを抽出分析する新しいテクニックを開発し、これを用いてEnstatite chondritesやPrimitive achondrite中の稀ガスを分析し、E-chondritesにトラップされているXeから、太陽型の同位体組成をもつXeを分離することに成功した。これはE-chondritesの成因を考察するうえで重要な制約となる条件である。この外に、火星起源隕石の稀ガス同位体宇宙化学的及び鉱物学的研究を行った。極く微量の希ガスを試料(隕石など)から抽出するためのタンタル炉を含む超高真空仕様の希ガス抽出・精製・導入系を作成し、昨年度に購入した希ガス質量分析計に接続整備した。同時に希ガス同位体定量分析のための標準ガス系(標準ガス溜とガスピペット)を作成してガス精製系に接続した。

標準ガスとして、一定圧力・温度の乾燥空気を一定体積量り取って使用し、ヘリウム同位体比の較正には^3Heと^4Heの混合ガスを用いた。分析系の希ガス感度・同位体比測定でのMass Discrimination・バックグラウンド、特に"Hot Blank"とそれらの経時変化を調べた。感度およびMass Discriminationは途中に停電をはさんで、大きな変化がなく安定に推移している。系全体のHot Blank(at 1800C)は、^4He=166,^<20>Ne=4.80(^<20>Ne/^<22>Ne=8),^<36>Ar=41(^<40>Ar/^<36>Ar=290),^<84>Kr=1.89,^<132>Xe=0.184(in 10^<-12> cm^3STP)と通常の測定には充分低いが、サブミリグラムの隈石や宇宙塵試料からの極微量の希ガスを精度よく測定するためには、Ar,Kr,XeのHot Blankを更に1桁下げる必要がある。Bruderheim(L6)隕石標準試料の我々の結果は、世界の希ガス研究室のデーターと良く一致し、標準ガスの定量に誤差がないことが分かった。ドームふじ基地で採取した宇宙塵を含む試料のHeとNeの同位体比は^3He/^4He=0.000260、^<20>Ne/^<22>Me=11.76で、solar flare He,Neの同位体比と一致した。宇宙塵の降下率と^4Heと^<20>Neの濃度の測定値から、この宇宙塵は地球に落下するまでに約2万年間太陽風の照射を受けたと考えられる。高島のカンラン石のHe同位体比を測定し、文献値と一致する値を得た。炭素質隕石の脱水・熱変成、エンスタタイト隕石の宇宙線照射年代、南極(ふじドーム基地)で回収した末溶融の宇宙塵中の稀ガス組成、シンクロトロン放射光を利用した宇宙塵の蛍光X線分析およびX回折実験を行った。炭素質隕石の脱水・熱変成の研究では、稀ガスに加えて、母天体での加熱脱水による隕石構成鉱物の相変化、有機炭素物質の濃度と組成の変化についても分析し、加熱温度、隕石毎の加熱程度(温度*時間)、加熱脱水と稀ガスの濃度や組成との関係、加熱による有機炭素のグラファイト化、それに伴う稀ガス濃度の減少の関係などについて、興味ある結果を得ることができた。11個のエンスタタイト隕石の宇宙線照射年代を測定し、隕石母天体の構造について議論した。マイクロメテオライトとよばれる末溶融の宇宙塵の起源を明らかにする目的で、南極ふじドーム基地造水槽沈殿物から分離したマイクロメテオライト(最近50年間に降下した)中の稀ガス組成を測定した。solar He,Ne濃度が高いものと低いものがあること、しかしどちらのグループもcosmogenic He,Ne濃度は低いこと、従って宇宙線に曝された期間が短かいこと、Ar/Kr/Xe比はchondriticであることなどが分かった。宇宙塵をはじめとする微小(100μmサイズの)物体中の微量元素の非破壊測定法の開発研究の一環として、シンクロトロン放射光蛍光X線分析による宇宙塵中の微量元素分析を行った。又、シンクロトロン放射光によるInterplanetary Dust Particles(IDP)及び南極産マイクロメテオライトのX線回折実験を行い、これらの宇宙塵の鉱物組成を決定した。IDPの鉱物組成は、IDP自体が非常に小さい(約30μm)ために、
分子認識を目的とした含窒素不斉分子の設計と合成

分子認識できる不斉分子として3配位ピリジン型化合物の合成とその分子認識と不斉合成への応用が、本研究の目的である。1.3配位ピリジン型化合物として、不斉アミノアルコールを原料として多量に目的分子を合成することができた。(化合物1__)2.不斉分子の認識として、酒石酸や各種アミノ酸と混合し、^1H・NMRにより挙動を調べたが顕著な変化を見せず錯合体形成は弱い事が分った。3.化合物1__等を遷移金属触媒に配位させるため反応させたところ、塩化ロジウムとの錯体の生成が容易であることを発見した。構造は各種スペクトルおよびX線結晶解析で明らかにした。4.ロジウム錯体2__は、ジフェニルシランを用いた単純ケトンの不斉還元を試み、鐘像体区別能力を試したところアセトフェノンより(S)ーフェニルー1ーエタノールが94%eeで生成することが分り、極めて不斉誘導能を示す事が明らかとなった。本研究での成果は、3配位不斉分子がこのように設計すれば、極めて高い分子不斉の認識力を示すことを明らかにしたところにあり、有機化学上重要な知見となることはまちがいない。
焼却飛灰中の重金属の溶出と回収・分離法の開発

1.焼却飛灰の組成分析と飛灰からの重金属の溶出蛍光X線分析装置(平成15年度購入)によって試料飛灰の元素分析を行った。Ca,K,Naが多く含まれ、Znは0.5mol%,CuとPbは約0.03mol%と微量含まれることが分かった。溶離液として塩酸、硝酸、酢酸を用い、単通法とバッチ法によってCu,Zn,Pbの溶出挙動を調べた。何れの方法においても、Znは用いた全ての溶離液によってよく溶出された。一方、Pbは0.25M,0.5Mの塩酸および0.25Mの硝酸によってよく溶出された、しかし、0.5Mの硝酸および0.1-0.5Mの酢酸によっては僅かに溶出された。Cuは塩酸よりも硝酸や酢酸によってよく溶出された。2.中空糸膜と水溶性キレートポリマーを用いた金属イオンの回収速度本回収法において、金属イオン(Cu(II)、La(III))の膜透過速度を求めた。総括物質移動係数に対する液流速および撹絆速度の影響を考慮して求めたCu(II)およびLa(III)のポリアクリロニトリル製中空糸膜内有効拡散係数はそれぞれ3.3×10^<-9>m^2.s^<-1>、2.5×10^<-9>m^2.s^<-1>であった。水溶性キレートポリマー溶液中に浸した中空糸膜の中空部に金属イオン溶液を流す単通法において、内径0.4mm,外径1.2mm、長さ110cmの中空糸膜では滞留時間約5分で98%以上のイオンの除去が可能であることが分かった。3.金属イオンの固定化リン酸-水素ナトリウム、カリウム、マグネシウム、およびカルシウムを用いると、短時間に水溶液中から2価の重金属であるPb,Cd,Co,Cuを固定化回収することができた。また、カルシウムヒドロキシアパタイトによって4価のTiおよびZrを固定化回収できることを示した。1)焼却飛灰の分析と金属の溶出3カ所の焼却炉から焼却飛灰を採取し、塊状のものを粉砕して試料とした。蛍光X線分析装置(購入設備)によって飛灰に含有される元素分析を行った結果、いずれの焼却炉の飛灰にもCa、Cl, K,が多く含まれ、重金属としてはZn, Fe, Tiが含まれることが分かった。バッチ法によって、水を溶離液とした溶出試験の結果、これらの金属は水によっても溶出することが分かった。種々の溶離液について検討する予定である。2)中空糸膜を用いた金属イオンの回収速度中空糸膜を金属イオン(モデルイオンとしてCu(II)およびLa(III)を用いた)溶液中に浸し、中空糸膜の中空部に水溶性キレートポリマー(ポリアクリル酸)を流して、水溶液中から金属イオンを回収する方式において金属イオンの回収速度(膜透過速度・総括物質移動係数)を求めた。金属イオンの膜透過過程において、ポリマー液側の境膜、中空糸膜、金属イオン溶液側の境膜での移動抵抗が考えられる。そこで、金属イオン膜透過速度に対する中空糸膜内ポリマー溶液の流速および金属イオン溶液の撹拌速度の影響を検討し、ポリマー溶液側境膜物質移動係数、金属イオン溶液側境膜物質移動係数および多孔質中空糸膜内の有効拡散係数を求めた。

中空糸内側境膜における移動抵抗は液流速1cm^3.min^<-1>以上で無視小であり、中空糸外側の境膜移動抵抗は攪拌速度が400rpm以上で無視小であった。また、Cu(II)およびLa(III)の中空糸膜内有効拡散係数値として、それぞれ3.3×10^<-9>m^2.s^<-1>、2.5×10^<-9>m^2.s^<-1>が得られた。水溶性キレートポリマー溶液中に浸した中空糸膜の中空部に金属イオン溶液を流す単通法において、内径0.4mm,外径1.2mm、長さ110cmの中空糸膜では滞留時間約5分で98%以上のイオンの除去が可能であることが分かった。3)溶解-沈殿法による金属イオンの固定化カルシウムヒドロキシアパタイト(CaHAp)によって水溶液中に溶解する金属イオンを固定化する溶解-沈殿法について研究してきた、本研究では、CaHApの代わりに、Na_2HP0_4,K_2HPO_4,MgHPO_4およびCaHPO_4を用いて実験を行い、これらのリン酸塩が水溶液中からPb(II),Cd(II),Co(II),Cu(II)を効率よく除去できることを示した。除去率はCaHApよりも大きい結果となった。この原因として金属イオンリン酸塩の溶解度と水和エンタルピー依存性が考えられる。Pb(II),Cd(II),Co(II)のリン酸塩の構造は溶液のpHによって影響されるが、Cu_2(PO_4)(OH)はアモルファスであることが分かった。Pb(II)の固定化除去についてはMgSO_4およびCaSO_4によっても可能であることが分かった。1.焼却飛灰の分析蛍光X線分析装置(平成15年度購入)によって試料の焼却飛灰の元素分析を行った結果、Ca>>40%>30%>Cl, K, Na>>20%>>1%>Ti, Zn, Fe>0.1%>Pb, Cuが含まれていることが分かった。2.飛灰中の重金属の溶出溶離液として塩酸、硝酸、酢酸を用い、単通法およびバッチ法でZn, Pb, Cuの重金属の溶出挙動を調べた。溶出液中のZn, Pb, Cuの濃度をプラズマ発光分析装置(ICP)で測定した。(1)単通法による溶出約1gの飛灰をカラム(内径5mm,長さ50mm)に充填し、溶離液を単通し、溶出液量と溶出液濃度の関係を求めた。Znの溶出については、いずれの溶離液の場合も、酸濃度が濃いほどより短時間により多くのZnを溶出することができた。Cuについては、0.1Mの場合、硝酸>塩酸>酢酸の順でよく溶出したが、0.5Mのときは、0.1Mの場合よりも溶出量は少なく、硝酸>酢酸>塩酸の順であった。Pbについては、0.25M,0.5M塩酸>0.5M硝酸>酢酸であった。(2)バッチ法による溶出5gの飛灰と溶離液200cm^3を混合し、攪拌速度200rpmで攪拌して、溶出液濃度の時間変化を測定した。Znについては塩酸>硝酸>酢酸の順に良く溶出し、いずれも酸濃度が0.25Mより0.5Mのとき溶出量は大であった。しかし、硝酸で溶出したとき、約1時間後の時間経過とともに溶液のpHは徐々に増加し、溶出液中のZnの濃度は徐々に減少する傾向を示した。Cuは塩酸よりも硝酸や酢酸よってよく溶出した。また、Pbは塩酸、硝酸、酢酸によって溶出した。3.カルシウムヒドロキシアパタイト(CaHAp)によるジルコニウムとチタンの固定チタニウム水溶液にTi/Ca=1/10のモル比でCaHApを添加した場合、Ti(IV)を30分以内で殆ど完全に固定化することが分かった。同じようにCaHApによってジルコニウムを固定化できることが分かった。
次世代シークエンサーを用いた統合的遺伝子解析による慢性Ｃ型肝炎の病態解明

C型肝炎ウイルスは変異が多く、宿主においては多様な変異体の集合体(quasispecies)となって、抗ウイルス治療あるいは肝炎の進展や肝発癌に関与することが考えられてきたが、従来詳細な検討は技術的に困難であった。本研究では、次世代シークエンス技術を導入し、quasispeciesとその動態の詳細な解析をコア領域、プロテアーゼ領域、NS5A領域に対して行うことにより、HCVのquasispeciesとその動態変化がDAA治療あるいは肝発癌過程といった病態に密接に関連することを明らかとした。●病原性を規定するHCV変異体の解明:肝発癌にかかわるHCVゲノムの特徴を探索し、コア70番アミノ酸の変異が関わることを確認、さらに次世代シークエンサを用いてコア70番変異の混在状態を解析、すべての症例でこの変異は患者体内において混在状態となっており、肝病変の進展と関連し経時的に変化することを明らかとした。特に肝発癌症例においてはGGTの変動とコア70番変異の変動に相関が認められる可能性があり、変異コア蛋白による酸化ストレス増大などを介した肝細胞障害の増強が発癌過程に関連していることが示唆された。●抗ウイルス治療反応性を規定するHCV変異体動態の解析:インターフェロン・リバビリン併用療法での治療効果を規定するISDR変異について次世代シークエンサによる解析を行い、治療経過に伴って変異体の混在状態が変化することを明らかとした。また、NS3プロテアーゼ領域の変異についてはダイレクトシークエンシングにより数パーセントの症例においてプロテアーゼ阻害剤ナイーブ症例でも耐性変異が存在することが判明した。さらに次世代シークエンシングによる解析を行ったところ、大部分の症例で低頻度ではあるが、既に治療前からV36、T54などの耐性変異が存在することを明らかとした。しかしながら、これらの症例はプロテアーゼ阻害剤治療でウイルス排除が得られたことからこれらの単一アミノ酸変異の解析ではなくNS3全体の変異の解析が必要であると考えられた。1.プロテアーゼ阻害剤、NS5A阻害剤治療反応性を規定するHCV変異体の解明NS5A阻害剤daclatasvir未投与のgenotype 1b HCV 110症例を対象とし、NS5A領域のdaclatasvir耐性変異をdeep sequencerを用いて解析し、0.1%以上の耐性変異の混在を検出した。その結果、NS5A耐性変異の中でもY93H変異は、34/110(30.9%)もの頻度で存在し、インターフェロン感受性を規定する宿主因子IL28BSNPと有意に関連があることを明らかとした。またプロテアーゼ阻害剤telaprevirを含む3剤併用療法を導入したgenotype1bHCV34症例を対象として、治療前後の血清を用いNS3領域のdeep sequenceを行い、治療前に一部の症例ではtelaprevir治療前から耐性変異HCVが存在するもののその頻度は低いことを明らかとした。一方、臨床的なtelaprevir耐性症例においてtelaprevir耐性変異HCVは、telaprevirを中止するとdominantなHCVは野生型に再び戻るものの、telaprevir耐性変異HCVはminor populationとして長期にわたり残存する場合があることを明らかとした。さらにプロテアーゼ阻害剤telaprevirを含む3剤併用療法におけるHCVゲノムの多様性は宿主因子IL28B SNPに有意に規定されることも明らかとした。2.肝癌遺伝子変異の超高感度検出東京医科歯科大学消化器内科との共同研究により、次世代シークエンス技術を用いた慢性肝炎、肝硬変組織における網羅的な癌遺伝子変異の高感度検出法の開発を行い、臨床検体を用いて解析を行った。すなわち肝癌50症例において50癌関連遺伝子2800変異部位にわたる網羅的な癌遺伝子変異の高感度検出を行ったところ、慢性肝炎から肝癌に至る過程でβカテニン変異が肝発癌において重要な役割を担っていることを明らかとした。●病態を規定するHCV変異体の解明肝発癌に関連する遺伝子として昨年度に引き続いて次世代シークエンサーを用いてコア遺伝子に注目した解析を行い、コア70番遺伝子変異の混在状態と臨床病態との関連についてさらに詳細に明らかとした。一方、コア遺伝子領域全体の分子進化がコア70番遺伝子によって規定される可能性について系統樹解析を用いて明らかとした。一方、ペグインターフェロン・リバビリン併用療法を施行症例において、コア、NS5A-ISDR、NS5A-IRRDRの3領域における治療開始前後超早期24時間でのquasispecies変化を検討しquasispeciesとその動態が3領域ごとに独立してわずか24時間で大きく変化することを次世代シークエンサーを用いて明らかとした。●プロテアーゼ阻害剤、NS5A阻害剤治療反応性を規定するHCV変異体の解明今後の上梓が予定されている新世代の治療薬であるプロテアーゼ阻害薬、あるいはNS5A阻害薬においては治療効果が期待される一方、これらの薬剤に対する自然耐性の存在が懸念されている。

そこでこれらの薬剤に対する自然耐性を次世代シークエンサーを用いて検討したところ、プロテアーゼ阻害剤に対しては約7-8割に有意な変異を有すること、一方、NS5A阻害剤に対しては約3割程度に有意な耐性変異を持つことを明らかとした。病原性を規定するHCV変異体の解明および抗ウイルス治療反応性を規定するHCV変異体動態の解析については予定通りの達成状況であるが、変異体の機能解析および遺伝子発現解析についてH23は準備段階にある。25年度が最終年度であるため、記入しない。プロテアーゼ阻害剤、あるいはNS5A阻害剤において我々が得た結果は、実臨床に直接フィードバックされ、これらの薬剤使用において注意を喚起するものとなっている。一方で、多くの症例において大規模な検討を今後行うことにより、臨床現場にどのようなインパクトをもたらすのかさらに明らかとしてゆく必要がある。また、肝発癌との関連が明らかとなったコア70番遺伝子混在状態と肝発癌の関連については、一方では次世代シークエンスを用いて、肝発癌と関連する宿主分子群を合わせて検討することにより、肝発癌におけるウイルスと宿主の関連を明らかにしてゆく必要がある。予定通りに研究を推進する。研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での問題点は現在のところは存在しない。前述したように、次世代シークエンサーを用いて、プロテアーゼ阻害剤、あるいはNS5A阻害剤を含む薬剤耐性と関連するウイルス遺伝子変異について多数の症例を積み重ねることによりさらに明らかとしてゆく。一方で肝発癌と関連する宿主分子群について、ホルマリン固定標本からマイクロダイセクションにてDNAを肝癌部、非肝癌部特異的に抽出する方法を確立し、これを用いて次世代シークエンサーによる解析を効率よく行ってゆく。
酸性雨の日本海沿岸における実態と砂丘地の土壌-植物生態系に及ぼす影響

酸性雨の実態調査:鳥取県内17地点の降雨を分析した結果,199193年の各地点の雨水の平均pHは林内雨を除き4.64.9の範囲にあり,冬期に低く夏期に高い.沿岸部は山間部に比べpH<4.5の降水頻度が高い.'90'93にかけ徐々にpHが低下する傾向が見られた。雨水中全イオン,非海塩(nss)イオン,nss-SO_4^<2->濃度とも冬期に高く夏期に低い.nss-SO_4^<2->,NO_3濃度が高いほどpHは低下し,SO_2の年間湿性沈着量は約3g/m^2,NO_2は約1.4g/m^2であった.酸性雨の土壌への影響:酸性雨に対する緩衝能が弱いと考えられる砂丘未熟土と,黒ボク土,褐色森林土,赤黄色土の緩衝機構を,カラム浸透実験によって調べた.砂丘未熟土はpH5.6及び4.0の雨水を浸透させた場合,浸出液はpH6前後以上で意外に緩衝能が高く,一次鉱物からの塩基の溶出が大きいと考えられた.一方黒ボク土は低pHの雨水に対する緩衝能が高く,Alの溶出によるところが大きい.赤黄色土と褐色森林土の緩衝能は上記の2土壌の中間で,前者は砂丘,後者は黒ボク土に似た緩衝機構を持つと考えられた.下層土を加えた,計50cmまでの黒ボク土のカラムに人工酸性雨(pH3.0)を浸透させて下層土の反応を検討した結果,酸性雨の下層への影響は小さいと考えられた.またO層(堆積腐植層)の緩衝能が極めて大きいことが認められた.植物体への影響:鳥取砂丘土壌に栽培したトマトに人工酸性雨を地上部のみ,或は土壌浸透許容条件下で噴霧した場合,地上部のみ噴霧の方が低pHの生育阻害効果が大きかった.これは葉や茎に対する直接害の影響が大きく,土壌の緩衝能は酸性雨の障害を軽減することを示唆した.さらに,培地の酸性に弱いホウレンソウ,中弱とされるエンドウ,強いとされるトウモロコシ及びダイズに対する酸性雨噴霧実験の結果,耐酸性の強弱は地上部への直接害についても適用できることがわかった.また,幼植物は成熟植物よりも敏感であることもわかった.酸性雨の実態調査:鳥取県内17地点の降雨を分析した結果,199193年の各地点の雨水の平均pHは林内雨を除き4.64.9の範囲にあり,冬期に低く夏期に高い.沿岸部は山間部に比べpH<4.5の降水頻度が高い.'90'93にかけ徐々にpHが低下する傾向が見られた。雨水中全イオン,非海塩(nss)イオン,nss-SO_4^<2->濃度とも冬期に高く夏期に低い.nss-SO_4^<2->,NO_3濃度が高いほどpHは低下し,SO_2の年間湿性沈着量は約3g/m^2,NO_2は約1.4g/m^2であった.酸性雨の土壌への影響:酸性雨に対する緩衝能が弱いと考えられる砂丘未熟土と,黒ボク土,褐色森林土,赤黄色土の緩衝機構を,カラム浸透実験によって調べた.砂丘未熟土はpH5.6及び4.0の雨水を浸透させた場合,浸出液はpH6前後以上で意外に緩衝能が高く,一次鉱物からの塩基の溶出が大きいと考えられた.一方黒ボク土は低pHの雨水に対する緩衝能が高く,Alの溶出によるところが大きい.赤黄色土と褐色森林土の緩衝能は上記の2土壌の中間で,前者は砂丘,後者は黒ボク土に似た緩衝機構を持つと考えられた.下層土を加えた,計50cmまでの黒ボク土のカラムに人工酸性雨(pH3.0)を浸透させて下層土の反応を検討した結果,酸性雨の下層への影響は小さいと考えられた.またO層(堆積腐植層)の緩衝能が極めて大きいことが認められた.植物体への影響:鳥取砂丘土壌に栽培したトマトに人工酸性雨を地上部のみ,或は土壌浸透許容条件下で噴霧した場合,地上部のみ噴霧の方が低pHの生育阻害効果が大きかった.これは葉や茎に対する直接害の影響が大きく,土壌の緩衝能は酸性雨の障害を軽減することを示唆した.さらに,培地の酸性に弱いホウレンソウ,中弱とされるエンドウ,強いとされるトウモロコシ及びダイズに対する酸性雨噴霧実験の結果,耐酸性の強弱は地上部への直接害についても適用できることがわかった.また,幼植物は成熟植物よりも敏感であることもわかった.酸性雨の実態調査:鳥取県下全域17地点に自製の雨水採取器を設置し,適宜回収して雨水のpH,電気電導度,陰陽イオン濃度を測定した.陰イオン濃度の測定にはイオンクロマトグラフを用いた.1991年6月12月の各地の月別平均雨水pHは4.524.96で,3.5前後の雨も観測され,全採取地点において前年同期に比べて大きく低下する傾向にあった.雨水中のイオンでpH低下に最も大きく寄与する成分(酸性原因物質)は硫酸イオンであると推察された.大陸の黄砂が飛来する春先には1990,1991年とも雨水pHの上昇が見られ,大陸からの酸性原因物質の飛来も考えられる.

砂丘土壌への酸性雨のインパクト:pH5.6,4.0,2.0に調節した人口雨水2000mm(年間降雨量)相当を黒ボク土及び砂丘土壌カラムに浸透させ,浸透水のpHと陽イオン(Al,Ca,Mg,K,Na)の浸出量を測定した.黒ボク土にpH4.0,2.0,砂丘未熟土にpH4.0,5.6の雨水を浸透させた場合,浸透水のpHは原液より高く経過し,砂丘土壌もかなり大きな緩衝能を持つことが認められた.この原因として,交換性塩基の溶出による浸透水pH低下の抑制のほか,一次鉱物等からの塩基の溶出によるpH低下の抑制が推定された。植物体へのインパクト:砂丘畑土壌をポットに充填してトマトを栽培し,葉面に蒸留水(対照),天然降雨水,pH3及び4に調節した硫酸,硝酸及び塩酸酸性溶液を30日間に10回計250mm散布し,酸性雨の植物生育阻害を乾物重への影響によって観察した.雨水とpH4区は対照に比べて乾物量が20%,pH3区は30%減少した.対照の黒ボク土では処理の影響は明らかでなかった.また砂丘土壌にトマト,トウモロコシ及びホウレンソウを栽培した別のポット試験でも,トマトとホウレンソウに酸性水散布による乾物重低下が見られ,硫酸酸性溶液で処理したホウレンソウに可視障害(白色斑点)が観察された.酸性雨の実態調査: 1991年度に引く続き,鳥取県下全域17地点に自製の雨水採取器を設置し、適宜回収して雨水のpH.アニオン及びカチオン濃度を測定した。1992年6月から12月の各地の雨水の平均pHは4.614.97で,前年度同期と比較すると,3地点を除いてやや高かった。鳥取大学構内の月別平均pHは,1990,91年と同様春季に高く冬期に低い傾向が見られた。構内杉林の林内雨は一般地点に比ベて高く,これも90,91と同様な傾向であった。雨水中のSO_4^<2->・NO_3^-とCA^<2+>・Mg^<2+>・K^+の比が雨水のpHを決定する要因の一つと考えられた。砂丘土壌への酸性雨のインパクト:砂丘未熟土及び黒ボク土を充填した土壌カラムpH5.6,4.0,3.0,2.0に調節した人工酸性雨水を100mm/日×60日(2000mm/年×3年相定)浸透させ,浸透水中の陽イオン(Al,Ca,Mg,K,Na)の浸出量を測定した。浸出水のpHは砂丘未熟土にpH2.0,黒ボク土に5.6の酸性雨を浸透した場合の他はすベてもとの酸性雨よりpHが高く,砂丘未熟土を含む土壌の緩衝能を示した。一方土壌のpHは特に砂丘未熟土で大きく低下した。土壌の緩衝能は交換性塩基及び一次鉱物からのCa,Mg,K,Na等のカチオンの溶出と,特に黒ボク土におけるAlの溶出が主な原因である。植物体へのインパクト:蒸留水,天然雨水,人工酸性雨(pH3,4)を砂丘畑土壌ポット栽培したトマトの地上部のみに3日に1回25mm相当量噴霧,又は地上部に噴霧後土壌に浸透させる処理を行なった。50mm添加時には地上部乾物重に及ぼす酸性雨の影響を明確でなかったが,250mm添加ではいずれの処理においても地上部乾物重はpH3<pH4・天然雨水<蒸留水の順となり,酸性雨の影響が明瞭に現われた。生育の劣った区の植物は窒素含有率が低く,銅含有率が高いことがわかった。酸性雨の実態調査:前年に続き鳥取県全域17地点の降雨のpHと雨水中成分を測定した.雨水のpHの出現頻度は4.5≦pH<5.0が最も高く,冬期の雨水はpH5.0未満が殆どであった.イオン濃度は海に近いほど高い.非海水由来のSO_2およびNO_2沈着量はそれぞれ3g/m^2および1.5g/m^2で、SO_2は冬期に沈着量が増加した.土壌への酸性雨のインパクト:砂丘土壌との比較のために鳥取県に分布の広い褐色森林土及び赤黄色土をカラムに充填し,年間2,000mm,3年分相当の人工酸性雨(pH5.6,4.0,3.0,2.0)を浸透させて浸出液及び浸透前後の土壌を分析した.低いpHの酸性雨を浸透させた場合,交換性塩基及び一次鉱物から多量のCa,Mg,KおよびNaを溶出して緩衝作用を示した.
消化器癌における新規RIN1遺伝子(Variant RIN1)の解析

RIN1遺伝子は染色体11q13.2に位置し、coding region 2352bpから構成される分子であり、SH2、SH3ドメインならびにH-Ras、14-3-3蛋白質と結合するドメインを有することが知られ、細胞内シグナル伝達経路の重要な1分子であることが考えられている。私どもはこのRIN1遺伝子にSplicing patternの異なる新しい分子が消化器癌に存在することを確認した。方法:(1)消化器癌細胞株を対象として、RNAを抽出後、RIN1 Specific probeを用いたRT-PCR法をおこない、RIN1遺伝子発現についてsequenceをおこない、そのnucleotideの配列について検討した。(2)他の胃癌、大腸癌細胞株におけるRIN1 variant mRNAの発現を検討した。結果:(1)大腸癌細胞株において既知のRIN1遺伝子以外に異なるbandが確認された。新しいbandについてsequenceをおこない、既知のRIN1遺伝子と比較すると、N末端寄りのチロシンをリン酸化する部位は保たれていたが、SH2、SH3ドメインは欠落する形であった。またC末端のH-Rasおよび14-3-3 proteinと結合するドメインは保存されており、既存のRIN1遺伝子とは異なるSplicing patternを示すRIN1分子であった。(2)胃癌細胞株では6例中4例、大腸癌細胞株では6例中3例において発現が認められた。なお胃、大腸正常粘膜各10症例について検討したところ、その発現は認められなかった。胃癌、大腸癌の細胞株において既知のRIN1遺伝子とはSplicing patternの異なる分子が存在することを確認した。この分子の構造は既存のRIN1遺伝子とは異なり、癌細胞において特異な働きを担う分子である可能性が考えられた。RIN1遺伝子は染色体11q13.2上に位置し、coding region 2352bpからなる分子であり、3'側にはH-Ras、14-3-3蛋白質と結合するドメインを有しており細胞内シグナル伝達経路の重要な1分子であることが推測されている。私どもはこのRIN1遺伝子にSplicing patternの異なる新しい分子が消化器癌に存在することを確認できたので報告する。結果:(1)胃癌、大腸癌細胞株において既存のRIN1遺伝子である2352bp以外に612bpのbandが確認された。(2)胃癌、大腸癌細胞株において認められた612bpのbandについてsequenceをおこない、構造を既知のRIN1遺伝子と対応させるとN末端寄りのチロシンをリン酸化する部位は保たれていたが、SH2ドメイン、中央のプローリン、リッチの部位であるSH3ドメインは欠落する形であった。またC末端のH-Rasおよび14-3-3proteinと結合するドメインは保存されており、既存のRIN1遺伝子とは異なるSplicing patternを示すRIN1分子であった。まとめ:消化器癌において既知のRIN1遺伝子とはSplicing patternの異なる分子をクローニングした。既存のRIN1遺伝子と比較するとSHドメイン、チロシンリン酸化部位の欠損する構造となったことから、既存のRIN1遺伝子とは異なる作用を有する遺伝子である可能性が考えられ、現在検討を継続中している。
骨髄異形成症候群の白血病化におけるWTI遺伝子の変異

骨髄異形成症候群(myelodysplastic syndrome,MDS)は前白血病状態と考えられ、N-ras,FMSなどの癌遺伝子の活性化の他に、癌抑制遺伝子と考えられているp53遺伝子の変異が報告されている。WT1遺伝子はWilms腫瘍における癌抑制遺伝子として単離されたが泌尿生殖器系の他に造血系の細胞、特に骨髄系の細胞で発現していることが明らかになっている。またWT蛋白質はzincfinger構造をもち、転写因子と考えられており、wilms腫瘍ではIGF2遺伝子などの発現を制御している可能性が示唆されている。我々は骨髄異形成症候群の発症および白血病への進展におけるWT1遺伝子の関与を明らかにする目的で、遺伝子の変異を解析した。MDSおよびMDSから移行したovert leukemia24例の骨髄または末梢血から単核細胞を分離しDNAを抽出した。このDNAを鋳型として、これまでにWilms腫瘍において変異が報告されているWT1遺伝子の4つのzincfinger領域をPCR法を用いて増幅した。PCR-SSCP解析によりWT1遺伝子を解析した結果、MDSおよびovert leukemia 24例中1例で泳動度の異常が検出された。この症例のgenomic DNAから泳動度の異常のみられた領域を再びPCR法を用いて増幅し、cloningをして塩基配列の解析を現在試みているところである。MDSの一部の症例ではWT1遺伝子の異常が、その発症または進展の過程に関与している可能性が示唆された。
内軟骨性骨化に関与する新規遺伝子cystatin10の骨軟骨再生医療への応用

本研究では骨・軟骨の形成、再生におけるcystatin10(Cst10)の役割と制御機構を解明し、Cst10の医療応用を実現することを目的として行われた。Cst10はマウス軟骨細胞からクローニングされ、cysteine protease inhibitorであるcystatinfamilyに属する分子で、形態学的、分子生物学的手法を用いた解析により、軟骨細胞の分化後期に発現し、軟骨細胞の後期分化・アポトーシスの誘導に働くことを見いだした。更にCst10の生体内における高次機能を解明する目的で、Cst10ノックアウトマウス(Cst10KO)を作製した。Cst10KOは、成長・外見ともに、野生型マウス(WT)との顕著な差は見出されなかったが、骨組織を各種画像検査、および組織形態計測によって解析した結果、骨成長や骨代謝の著しい障害は見られなかったものの、成長板での石灰化層および一次海綿骨の減少が見られた。Cst10KOの成長板から単離した軟骨細胞培養により、分化に障害がみられたことから、軟骨細胞に発現しているCst10の役割は、細胞の最終分化の促進と基質の石灰化であることが明らかとなった。また、内軟骨性骨化が関与すると考えられる骨折治癒、変形性関節症における骨棘形成や、高齢化に伴う異所性石灰化においても、Cst10KOではWTに比し石灰化の著明な低下が認められた。またWTでは、これらの病態における石灰化部位においてX型コラーゲンを発現している肥大化した細胞に、Cst10が強く発現していた。これらの所見から、Cst10は、軟骨細胞石灰化作用を有し、生理的な骨成長や骨代謝には影響を及ぼさないものの、変形性関節症や異所性石灰化の病態に関与している事が明らかとなった。我々は、内軟骨性骨化に関与している遺伝子cystatin10(Cst10)をマウス軟骨細胞からクローニングしたことを既に報告している。本遺伝子産物は、cysteine protease inhibitorであるcystatin familyに属する分子で、軟骨細胞の分化後期に発現し、軟骨細胞の後期分化・アポトーシスの誘導に働くことを見いだしている。本研究では、Cst10の生体内における高次機能を解明する目的で、Crs10遺伝子欠損マウスの作出と骨軟骨組織の解析を試みた。CSt100の3つのエクソンの内、転写開始点を含む第1エクソンをネオマイシン耐性遺伝子で置換したターゲティングベクターを作製し、ES細胞を用いた標的遺伝子組み換え法によって、キメラマウス、ヘテロマウスを経て、ホモ欠損マウス(Cst10^<-/->の作出に成功した。Cst10^<-/->は、メンデルの法則で予想される確率で出生し、成長・外見ともに、野生型マウス(WT)との顕著な差は見いだされなかった。骨軟骨組織の検討のために、同胞の雄性WTおよびCst10^<-/->の長管骨の成長軟骨板および骨組織に関して、単純X線、μ-CT、DEXA (Lunar PlXImus)による骨密度測定、組織学的解析を行った。X線上、Cst10^<-/->(8週齢)の全身骨格の形態的異常はなかったが、大腿骨・脛骨の骨密度は約7%低下し、μ-CTや長軸方向に20分画に分けた骨密度解析で、骨量減少は特に骨幹端部の成長板近傍に強く認められた。組織学的検討では、成長板軟骨の厚さや軟骨細胞の柱状配列は正常に保たれていたが、成長軟骨板直下の一次海面骨量が減少しており、フオンコッサ染色では成長板下端の肥大軟骨細胞層での石灰化が著明に低下していた。

以上より、軟骨分化の後期に発現するcystatin10は、生体内では成長板における石灰化に関与している可能性が示された。本研究では骨・軟骨の形成、再生におけるCst10の役割と制御機構を解明しCst10の医療応用を実現することを目的として、昨年度までに、形態学的、分子生物学的手法を用いたCst10の生体内での発現および局在の解析、および軟骨関連因子の各種遺伝子操作マウスにおけるCst10の発現様式を明らかにした。本年度は、Cst10ノックアウトマウスを作製し、Cst10ノックアウトマウスの骨組織をレントゲン、マイクロCT、骨密度測定、および組織形態計測によって解析し、野生型マウスと比較検討した。また、骨・軟骨組織を組織学的、組織化学的に解析し、野生型マウスと比較検討し、骨・軟骨基質の性状を評価するためにI、II、X型コラーゲン、アグリカンの局在および発現を免疫組織化学あるいはin situ hybridization法で検索するとともに、破骨細胞、骨芽細胞、軟骨細胞の活性を酒石酸抵抗性酸性ホスファターゼやアルカリ性ホスファターゼなどを用いて同定した。その結果、ノックアウトマウスでは、成長板での石灰化層および一次海綿骨の減少が見られたものの、骨成長や骨代謝の著しい障害は見られなかった。しかし、高齢マウスにおいてはCst10ノックアウトマウスで異所性骨化の抑制が観察され、また我々が樹立した変形性膝関節症モデルを野生型マウスおよびCst10ノックアウトマウスに作製し関節症性変化を評価したところ、Cst10ノックアウトマウスにおいて変形性関節症に伴う骨棘形成が抑制されていた。これらの所見から、Cst10は、軟骨細胞石灰化の抑制作用を有し、生理的な骨代謝や骨成長には影響を及ぼさないものの、異所性骨化や変形性関節症の病態に関与している事が明らかとなった。本研究では骨・軟骨の形成、再生におけるcystatin10(Cst10)の役割と制御機構を解明し、Cst10の医療応用を実現することを目的として、昨年度までに、形態学的、分子生物学的手法を用いたCst10の生体内での発現および局在の解析、およびCst10ノックアウトマウス(Cst10KO)の骨、軟骨組織の解析により、Cst10が軟骨細胞の石灰化抑制作用を示すことを明らかにした。本年度は、Cst10KOの軟骨細胞培養実験と骨折モデル、変形性関節症モデル、異所性石灰化モデルの作製実験を行い、野生型マウス(WT)と比較検討した。Cst10KOの成長板から単離した軟骨細胞培養においては、Alcian blue染色ではWTと差が見られなかったのに対し、Alkaline phosphatase染色やAlizarin red染色では染色性の低下が見られ、Cst10の全長cDNAを含むアデノウィルスベクターの投与によりレスキューされたことより、軟骨細胞に発現しているCst10の役割は、細胞の最終分化の促進と基質の石灰化であることが明らかとなった。また、内軟骨性骨化が関与すると考えられる骨折治癒、変形性関節症における骨棘形成や、高齢化に伴う異所性石灰化においても、Cst10KOではWTに比し石灰化の著明な低下が認められた。またWTでは、これらの病態における石灰化部位においてX型コラーゲンを発現している肥大化した細胞に、Cst10が強く発現していた。これらの所見から、Cst10は、軟骨細胞石灰化の抑制作用を有し、生理的な骨代謝や骨成長には影響を及ぼさないものの、異所性石灰化や骨折治癒、変形性関節症の病態に関与している事が明らかとなった。
戦後ドイツにおける精神障碍者に対する差別意識の持続性に関する史的研究

本研究は、ナチ政権下の障碍者迫害をめぐる、戦後ドイツの「過去の克服」の立ち遅れの背景にあった、精神障碍者に対する差別意識の連続性とその変容とを、1933年から1990年代後半にかけての(1)同作戦の加害者である医師及び医学界の認識の変遷過程と、(2)犠牲者及びその遺族個人の被差別経験の歴史という二つの視点から検討し、(3)両者を対照させながら考察を加えることで、同時期のドイツにおける精神障碍者をめぐる差別的言説の形成過程と影響力の射程及び差別・被差別構造のメカニズムを解明することを目的とするものである。上記目的を達成するため、本研究では(1)ドイツ医学界における精神障碍者に対する認識の変遷に関する研究、(2)ナチ政権による障害者迫害の被害者ならびに犠牲者遺族の被差別経験に関する研究、この2つの研究課題を設定している。研究1年目の平成30年度は、それぞれの課題について、以下のような研究実績があった。(1)戦後ドイツの医学界における、障碍者に対する断種論の展開について、史料の分析と口頭発表(歴史人類学会、2018年10月)を行った。具体的には、ハンス・ナハツハイムというドイツ人遺伝学者に着目し、195060年代における彼の断種に関する言説を網羅的に収集・分析することで、1945年以降の医学界において、精神障碍者に対する認識がどのように変容したかの一端を解明した。(2)犠牲者および遺族の戦後の被差別経験を示す史料として、強制断種被害者ならびに「安楽死」犠牲者遺族の手記および回想録をドイツで調査・収集した。これら史料については、次年度以降に分析を進める予定である。上述のように、本年度においては、研究課題(1)に関する史料の分析を計画通り進め、その成果を口頭発表としてまとめることが出来た。特に、戦後ドイツの断種論者として最も重要な人物であるハンス・ナハツハイムに関する史料についてはほとんど分析を終え、ドイツにおける史料調査でさらに補足的な史料を入手することが出来た。本年度におけるこうした進展により、次年度ではこの課題に関する論文の執筆と投稿がスムーズに進むものと考えている。さらに、研究課題(2)に関しても、ドイツでの史料調査において多くの史料を入手することが出来た。こちらの分析については、次年度に重点的に行いたい。研究2年目の2019年度は、以下の要領で研究を推進する。(1)史料の収集と分析の継続:研究課題(1)(2)のそれぞれについて、引き続き史料の収集を続け、より幅広い史料群に基づく分析を目指す。研究課題(1)については、2018年度に重点的に調査したハンス・ナハツハイム以外の遺伝学者にまで調査範囲を広げる予定である。(2)論文の執筆と口頭報告による成果の公開:特に研究課題(1)については、すでに2018年度において史料の収集と分析を進めているため、2019年度中の論文完成と投稿を目指す。

研究課題(1)については、2018年度に重点的に調査したハンス・ナハツハイム以外の遺伝学者にまで調査範囲を広げる予定である。(2)論文の執筆と口頭報告による成果の公開:特に研究課題(1)については、すでに2018年度において史料の収集と分析を進めているため、2019年度中の論文完成と投稿を目指す。
混合型H^2/H^∝制御の微分ゲ-ム理論的構成法に関する研究

本研究では,本確定な外乱あるいはモデル化誤差に対して頑健な制御(ロバスト制御)の時間領域における新しい構成法を提案し,得られた制御の性能と限界を理論的に考察した。制御の構成と外乱あるいはモデル化誤差の想定を利害の対立する微分ゲ-ムとみなし,そのゲ-ムの解を構成することによりロバスト制御を得ることができる。Hー無限大制御はこのようなアプロ-チにより得られるロバスト制御の典型的なものであり,このことが一方ではHー無限大制御の能性を保守的なものとしてしまう要因でもあった。本研究では,Hー無限大制御の優れたロバスト性にLQ制御の優れた応答性を加えた制御を実現することにより,Hー無限大制御の保守性を克服することをねらいとした。Hー無限大制御は利害の対立する外乱あるいはモデル誤差として最悪なものを想定している。そこで,外乱あるいはモデル化誤差の能力を制御系設計の立場からみて合理的な制限を加えた新たな微分ゲ-ムを考え,これを解くことにより新しい制御(混合型H^2/H^∝制御)を構成した。この制御は,原微分ゲ-ムに対しては非零和解であり,原微分ゲ-ムの零和解すなわちHー無限大制御と比較すると,H^2タイプのコストに関して優れた制御となっている。H^2タイプのコストは制御系の渦度応答の評価に適しており,その意味で混合型H^2/H^∝制御は所期の目的を達成している。外乱あるいはモデル化誤差の能力の制限として,2通りの方法を導入した。第一の方法は,外乱を任意に想定できる部分と白色ノイズの和として表現するもので,第二の方法は,制御性能の評価を,任意に想定できる外乱に対するものと白色ノイズに対するものに分け,前者ではH^∝制御としての評価を,後者ではH^2制御としての評価をおこなうものである。本アプロ-チは純粋に時間領域におけるものであり,定式化は時変系にも適用できる形式となっている。
ヒトおよびラットのグルタチオン S-転移酵素の構造と生理機能

ヒトのグルタチオンS-転移酵素(GST)5分子種(【I】-【V】)、ラットク分子種(【L_2】,BL,【B_2】,【A_2】,AC,【C_2】,【P_2】)およびマウス3分子種(【I】-【III】)を、それぞれの肝よりグルタチオンアフィニティカラムおよびクロマトフォーカシングによって高純度に精製出来た。これらの分子種の酵素化学的および物理化学的諸性質を調べ、また全分子種に対する特異抗体を作成して分子種の相互関係を免疫化学的に検討した。ヒト5分子種のうち、【II】は【I】と【IV】のハイブリッドで、【V】は胎盤型GST-Πと同一であった。ラットの塩基性6分子種のサブユニット、Ya、Yb、Ycのうち、Ybは二次元電気泳動法によって2種(YbY【b!′】)に分離さそれら、それらおよびYpサブユニットには等電点の約0.3異なるミクロ分子種の存在が認められ兎網状赤血球ライセートを用いた無細胞蛋白合成系でも確認された。ヒト(【V】)、ラット(【P_2】,GST-P)、マウス(【II】)型は基質特異性、N-末端アミノ酸配列、免疫交差性等の類似性が高く、前2者は肝に微量存在するがマウス肝では【II】型が主成分を占めていた。マウス雌肝中の【II】の量は雄の約十分の一であった。興味あることに、雄肝中の【II】の発現はテストステロンによって支配されていた。ジエチルニトロサミンと2-フルオレニルアセトアミドを用いるSolt-Farberの肝化学発癌モデル系のラットの前癌病変肝に著増する分子量2万6千/pI6.7の蛋白は、GST-Pと同定され、免疫組織化学的にも酵素変異巣(enzyme-altered foci)への局在が証明されたが、さらに前癌肝よりその精製法を確立した。GST-PはGSH抱合活性の他にペルオキシダーゼ活性を有し有機過酸化物の除法に働く他、塩基性6分子種のいずれかが活性阻害を受ける場合に代償的に誘導される可能性があり検討中である。肝前癌細胞を免疫組織化学的に特異的に高感度で検出できることから、GST-Pは新しい腫瘍マーカーとして発癌過程の解析に有用と思われる。
ヒトcーHaーras遺伝子産物の機能発現の分子機構

正常型および変異型のヒトcーHaーras遺伝子産物(rasタンパク質)を大腸菌により大量調製し、生理的条件下での高次構造を、2次元核磁気共鳴(2DーNMR)により解析した。プロトンシグナルのアミノ酸残基への帰属には、アミノ酸残基の種別に特異的な重水素化法、隣接するアミノ酸残基間での核オーバーハウザー効果(NOE)を利用する配列特異的帰属法、部位特異変異法などを併用した。GDP結合型rasタンパク質では、Asp38Val44とCys51Asp57との間で逆平行betaシート構造が形成されていることがわかった。このようなNMR解析の結果は、X線結晶解析によりすでに発表されていた結果とは矛盾したが、本研究とほぼ同時に訂正された新しい結果とは一致した。さらに、GTP結合型rasタンパク質では、この逆平行betaシート構造が、Asp38ーSer39とLeu56ーAsp57の部分で開いていることが明らかになった。このように、GDP→GTP交換に伴い、エフェクター部位に含まれるAsp38Tyr40と、Mg^<2+>結合に関与するAspー57において、大きな高次構造変化のあることがわかった。他方、rasタンパク質の作用を特異的に阻害する薬物の候補として、ras遺伝子によってトランスフォームしたNIH3T3細胞の増殖を特異的に阻害するアザチロシンを取り上げた。活性化rasタンパク質をPC12細胞に微量注入すると神経様突起の形成が誘起されるが、PC12細胞に対するこのような作用が、NIH3T3細胞の場合と同様の濃度のアザチロシンを培地に加えることにより阻害されることを見いだした。アザチロシンのこのような効果は等量のチロシンによっては打ち消されず、アザチロシンがチロシンのアナログとして作用しているのではないことが示唆された。さらに、rasタンパク質とともにアザチロシンを微量注入しても、培地に加えた場合と同様に、阻害効果が表れたので、アザチロシンの標的が、細胞内に存在することがわかった。
セーフティネットとしての新規学卒一括採用

本研究は、日本社会に広くみられる新規学卒一括採用の意義について確かめるものです。正社員になる機会が学校卒業直後に限定されるとか、在学中に就職活動を強いられることで学業が妨げられるといった批判がなされる一方で、若年者の失業率を諸外国と比べて低い水準にとどめることに貢献しているという評価もあります。批判を受けながらもなぜ新規学卒一括採用という慣行が日本で存続し続けてきたのか、研究を通じて明らかにすることを意図しています。
脂肪細胞分化における基底膜の機能

細胞外マトリックスの一種である基底膜の膜状骨格はIV型コラ-ゲンが形成している。アスコルビン酸がI,III,X型コラ-ゲンの合成,分泌やプロセシンを促進して結合組織を強化することはよく知られていたが,上皮組織のIV型コラ-ゲンに対する作用は研究されていない.今回、脂肪細胞に分化する3T3ーL1におけるIV型コラ-ゲン合成に対するアスコルビン酸リン酸(AscーP)の作用を検討したところ顕著な作用を発見した.その作用は次のようにまとめられる.(1)IV型コラ-ゲンの合成と分泌をともに数十倍に促進した。(2)IV型コラ-ゲンを大きなサイズに変換した.(3)一旦分泌された成熟IV型コラ-ゲンの細胞層への沈着を促進した.このうち、(2)が糖鎖修飾の変化による可能性を検討するために,Nー結合型糖鎖修飾を阻害するツニカマイシンの作用を見たがAscーPのサイズを大きくする効果は消失しなかった.AscーPはIV型コラ-ゲン中のヒドロキシプロリン量を増加させたが,2糖鎖結合部位であるヒドロキシリジン量は増加させなかった.(2)の説明には可変的スプライシングによる新しいIV型コラ-ゲンmRNAの発現も考えなければならない.AscーPの作用はわずかに6時間で観察され,96時間の処理では7μMのAscーPで検出できた.AscーP除去後も、その効果は48時間も残存することも判明した.上記(1)の機構を明らかにするために,AscーPで処理した3T3ーL1細胞の全RNAに対するノ-ザンハイブリダイゼ-ション解析を行ったが,IV型コラ-ゲンmRNAレベルはAscーPで変動しなかった.[ ^<35>S]メチオニンで30分間パルス標識したIV型コラ-ゲンの減衰を追跡したが,AscーPで代謝回転速度は変化しなかった.AscーPによるIV型コラ-ゲン合成の促進によって,3T3ーL1細胞のグリセロリン酸脱水素酵素やリポ蛋白リパ-ゼが早期から発現され,細胞内に大粒の脂肪滴を持つ脂肪細胞が出現することが判明した.細胞外マトリックスの一種である基底膜の膜状骨格はIV型コラ-ゲンが形成している。(2)IV型コラ-ゲンを大きなサイズに変換した.(3)一旦分泌された成熟IV型コラ-ゲンの細胞層への沈着を促進した.このうち、(2)が糖鎖修飾の変化による可能性を検討するために,Nー結合型糖鎖修飾を阻害するツニカマイシンの作用を見たがAscーPのサイズを大きくする効果は消失しなかった.AscーPはIV型コラ-ゲン中のヒドロキシプロリン量を増加させたが,2糖鎖結合部位であるヒドロキシリジン量は増加させなかった.(2)の説明には可変的スプライシングによる新しいIV型コラ-ゲンmRNAの発現も考えなければならない.AscーPの作用はわずかに6時間で観察され,96時間の処理では7μMのAscーPで検出できた.AscーP除去後も、その効果は48時間も残存することも判明した.上記(1)の機構を明らかにするために,AscーPで処理した3T3ーL1細胞の全RNAに対するノ-ザンハイブリダイゼ-ション解析を行ったが,IV型コラ-ゲンmRNAレベルはAscーPで変動しなかった.[ ^<35>S]メチオニンで30分間パルス標識したIV型コラ-ゲンの減衰を追跡したが,AscーPで代謝回転速度は変化しなかった.AscーPによるIV型コラ-ゲン合成の促進によって,3T3ーL1細胞のグリセロリン酸脱水素酵素やリポ蛋白リパ-ゼが早期から発現され,細胞内に大粒の脂肪滴を持つ脂肪細胞が出現することが判明した.