hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
擬鏡映群の諸相（整数表現とブラウワーの三角形、代数群の正規環への作用）

Gを任意標数pの代数閉体K上のアフィン代数群でその連結部分をG0とする。G0がトーラスである時に,GがG0の中心拡大である為の判定条件を,G0とその中心化群の間にあるHとそのクルルK-整域への正則作用の分岐理論で与えた。一般にG0を簡約可能とする。Gが部分トーラスTの中心拡大である時に,正則に作用するクルルK-整域RについてGのT-不変部分環上の擬鏡映がR上のそれに持ち上がることを示した。Gが一般の連結群でありクルルK-整域に正則に作用する時に,有理指標の加群が自由であるような適当な半不変式をカットすることで,G-不変部分環の簡略な計算法を与えた。コンパクト群の測度の判定に関する結果を得た。当該年度では主として、Affine正規代数多様体X上の代数群Gの作用について研究している。主な結果は次の通りである。(1)因子類群のガロア降下は有限群作用の下でSamuelによって定式化されたが、その時にベースとなった部分を次のように拡張して定式化した:affine正規代数多様体Xに簡約可能代数群Gが作用しているときに、G不変となる因子群からXの因子類群へ全射があるなら、正規閉部分群Hによる商X/Hの因子群と因子類群について同様のことが成り立つ条件を研究し、結果を得ている。Samuelのガロア降下ではXが実質的にfactorialの場合であったが,ここでは一般の正規にしているところも拡張である。(2) Gの連結成分がトーラスの時に、簡約分岐指数が既約因子の回りで定義される擬鏡映の位数と一致する為には、忠実なG作用はトーラスの中心化群に限るという拙著論文(Journal of Algebra, Volume 242, Pages 536-549)の結果は標数ゼロでの結果であったが、これをcharacteristic freeにつまり野性的分岐に一般化出来た。その際にはAmbyankaer予想の肯定的解決に関するRaynaudらの結果を用いている。この証明において一般の代数群作用について、相対不変式の加群と1次の群のコホモロジーのトーションとの関わりを研究している。(3) Xに作用する群Gがトーラスの時に、Xがfactoria(もっと一般に正規と若干の仮定)lならば自然な作用分解が因子類を用いて導入出来る。これについては詳しく述べない。標数pの代数閉体K上の連結とは限らないaffine代数群をGとする. Gがaffine正規代数多様体Xに代数的に作用しているようなケースを(X, G)と表記する.この作用による不変式環の高さ1の素イデアルの上にある, Xの関数環K[X]の高さ1の素イデアルPの, G作用下での慣性群I_G( P )の元を(X, G)の擬鏡映という.D_G( P )をGのPでの固定部分群とするときに, I_G( P )はK[X]/Pの商体上自明に作用するD_G( P )の元のなす部分群と同じである.尚,これらについて既約因子の幾何的言語による定式化も可能である.これらは有限次元ベクトル空間上の線形な擬鏡映の概念を,代数群と代数多様体へ一般化している.(X, G)の擬鏡映全体で生成されるGの部分群を群作用(X, G)の擬鏡映群R(X, G)と定義する.任意のXに対するR(X, G)のX上での有限性が, Gの連結成分の簡約性を特徴付けるということは筆者によって以前から示されている.主要な成果の一つとして,Gが代数的トーラスTの有限中心拡大となっているとき, Xがfactorialで自明な単元のみを持つならば,安定な(X, G)について慣性群I_G(Q) (QはPのTによる不変部分環への制限)はI_G( P )から引き起こされることをcharacteristic freeに証明した.Xのトーリック商X//Tへの作用(X//T, G)の擬鏡映は(X, G)の擬鏡映の自然な制限に限るという意外性のある定理が,体の標数が任意でも成り立つ.尚,この状況は非連結簡約代数群の表現を群の半単純成分で商をとり,その後全体の群で再び商をとるという二段階の商多様体の考察で自然に現れるものであり,非連結な簡約代数群の不変式論で研究上不可欠な状況である.幾つかの応用を持つことを指摘しておく.今年度の研究成果は意外性のある面白いもの,おそらくはこの分野ではそれなりに重要となるものがあり,共同研究者の存在しない単独の個人研究としては,概ね順調に推移していると評価出来る.しかし次の点では予定外の遅延が起きている.当初の予定よりも,論文にまとめる部分で多くの時間を要しており,発表という面で遅滞が見られる.前年度の成果である事項の論文執筆の過程で,ギャップが発見されて,その修復に時間を要したのが一つの理由である.幸いにしてギャップはシリアスなものとはなっておらず,修復されている.本研究は直列に積み上げる部分があり,このようなことが起きると遅延に繋がる.標数によらないという結果を今年度出したので,複素表現とモジュラー表現については結果が出ており,ブラウアーの三角形の2つの辺については擬鏡映群についての興味深い結果を得ている.もう1辺を構成する整数表現については,研究のとっかかりを得ていないのが残念である.

特にJ. Grodal et al., The Classification of p-Compact Groups for p Odd, Annals of Mathematics, Vol. 167, No. 1 (Jan., 2008), pp. 95-210の個別撃破でない代数化が可能なのかどうか,まだ分からずにいる.彼らが拙著論文を使っていることもあり,優越する手法を持っている可能性を信じたい.尤も彼らトポロジストの研究も,かなり長い年月と多くの研究者の積み重ねがあったので,やむを得ないとも言える.代数的トーラスの有限中心拡大の特徴付けをKrull概型への正則作用の付値論によって行った.Gの連結成分が代数的トーラスであるとする. .Gと連結成分の中心化群の間にある任意の閉部分群Hの全てのアフィンKrull概型Xへの作用を考える.商スキームX/Hの離散付値のその上にあるXの離散付値Pの分岐指数が,Pの惰性群とGの連結成分の有理指標群とそのPから定まる部分群の指数のp-部分で決定されることが,上記の特徴付けとなる.連結成分が簡約可能代数群であるような一般の代数群Gを考える. (X, G)をアフィンKrull概型への正則作用とする.Gが連結な閉部分トーラスTの中心化群となっているとき,TによるXの商スキームX/T上でGの作用によって定まる擬鏡映群は, X上のG作用によって得られる擬鏡映群に持ち上がるという結果を得た.更に正規部分群によるKrull概形の商からの擬鏡映群の持ち上げには,正規部分群がトーラス等のここでの仮定がベストポッシブルであるということも示されている.アフィントーリック多様体は代数的トーラスTの線形表現の表現空間であるアフィン空間VのTによる商多様体Yと同型であるが,線形表現の極小な縮約(W, T')の商に同型となり,極小性はYの因子類群Cl(Y)がT'のW上の擬鏡映群を割った剰余群の有理指標群として捉えられることを示した.そしてその結果は,コニカルなアフィンfactorial多様体の関数環の極小系がVの双対空間となっているものに自然にTが作用するケースへ一般化されると予想されており,その一歩手前まで示されている.アフィンKrull概形に連結代数群が作用しているとき,不変な単項イデアルは半不変式を定めることが分かる.多くの場合,単数が自明もしくは正規環という仮定が入っていたが,一般的にそれは必要ない.(1)投稿した論文について,不変式論の専門知識を持っていない査読者に当り提出し直しになり,時間的ロスが大きかった.改定に際して,拡張が行われその為に時間を要する側面もあった.(2)有限群の余正則となる整数表現の決定の代数化が困難な壁にぶつかっていて,予定のステップを踏めていない.尤も,この部分は十年間くらいかかり数人の幾何学者によって達成された位相幾何的証明を代数化するので,有り得る困難と思われ仕方ないことである.(3)上記の研究実績の概要の3つ目の結果は,論文執筆中であり完成が遅れている.もっと一般化が可能ではないかという予感がしている為である.(4)研究実績の概要の2つ目の結果では,factorialという仮定付きでの証明ならばすぐに論文にすることが出来たが,Krull概型という極限までの一般化の達成まで待ったので,論文にまとめるのが遅れた.結果的には驚くほど簡明な証明になり,ナイスなものにはなった.また得られた結果を論文にしていく際に,予期せぬギャップが生じて時間が多くかかり,単著の研究の処理能力の遅さが,査読の時間を要することと併せて,新しい研究に取り組む機会を喪失している.この点も反省しているが,仕方のない側面もある.
Tomosynthesisに基づいた歯顎顔面のX線断層画像表示システムの開発

人体における組織および病変を三次元的に捉え表示することは、病変の診断ならびに治療に非常に有効である。Richard Webber教授(Wake Forest大学)の提唱したtuned aperture computed tomography(TACT)はtomosynthesisといわれる原理を応用したものでコンピュータ上で任意の断面の画像を作成するシステムである。解像度が高く、しかも広範囲な対象物を撮影可能である。しかしながら、従来のTACTは口腔内にセンサーを置き、歯や周囲歯周組織の疾患を診断することを主目的としていた(口内法TACT)。そこで、本研究ではこれまでのTACTの研究をふまえ、あらたに口腔外にセンサーを設置し、広範囲の病変まで撮影できるシステム(口外法TACTシステム)を開発することを目的として検討した。様々なX線センサーおよび撮影装置の組み合わせを検討し、結果高解像撮像システムと広範囲撮像システムの2つのシステムを構築した。この2つのシステムでそれぞれに診断能について検討した。高解像撮像システムで隣接面齲蝕の診断能について検討した結果従来の口内法X線撮影より高い診断能を示した。広範囲撮像システムで埋伏下顎第三大臼歯の診断能について検討した結果、従来の口内法TACTと同等の診断能を示した。口外法TACTは口腔内にセンサーなとがないため患者の異和感や交差感染の危険性を減じることができる。従来の口内法X線撮影や口内法TACTと同等かそれ以上の診断能を有する口外法TACTシステムは歯科領域の画像診断装置として有用と考えられた。このうちtomosynthesisといわれる原理を応用したtuned aperture computed tomography(TACT)はコンピュータを利用し任意の断面の画像を作成するシステムである。本研究室ではすでに本システムの臨床利用の可能性を確認してきている(Araki K, CARS' 99)。そこで、本研究ではこれまでのOrtho TACTの研究をふまえ、あらたに広範囲を撮影できるシステムを開発し、腫瘍や炎症など広範囲にわたる疾患の診断、顎関節疾患、顎骨インプラントの術前術後評価へ応用することを目的とする。このうち本年度では、将来システムとして医療現場に提供できるために特に問題となると考えられたX線受光部について検討を行った。X線受光部(センサー部)の必要とされる性質としては、顎口腔領域の診断に十分な解像度とダイナミックレンジを持つこと、TACT画像を合成するコンピュータ部分との親和性が良いこと、比較的廉価であること、などが必要とされるとが明らかになった。これらの必要項目を満たすX線受光部としてはFCRシステムが最適と考えられた。しかし、このFCRシステムは、そのままではTACT画像を合成するコンピュータとの親和性が良くないので、一部改良を加えた。この改良はFCRシステムで撮影した画像をDICOM規格で保存でき、DICOM規格で保存した画像を臨床的に耐えうる時間内でTACTシステムへ転送できるようにしたことである。一方、撮影時は専用の患者固定装置が必要になるため種々のデザインの固定装置を検討したがこれについては十分実用に耐えるものが現在までには完成できず、次年度に引き続き検討していく。このうちtomosynthesisといわれる原理を応用したtuned aperture computed tomography (TACT)はコンピュータを利用し任意の断面の画像を作成するシステムである。本研究室ではすでに本システムの臨床利用の可能性を確認してきている(Araki K, CARS'99)。このうち本年度は、次の点について検討を行った。

1.昨年度検討していたX線受光部についてさらに検討を行った。昨年度検討したFCRシステムに加え、DigoraPCTシステムも十分な解像度とダイナミックレンジを持つこと、TACT画像を合成するコンピュータ部分との親和性が良いこと、比較的廉価であること、操作性がよいなどの利点があり、本システムに適するという結果が出た。2.撮影時に必要とされる専用の患者固定装置は簡易型を作製しその精度や安定度について現在検討している。3.診断能の検討では、ヒト乾燥下顎骨の埋伏第三大臼歯の診断について試作したシステムで検討を行った。その結果下顎管と第三大臼歯との関係が従来の単純X線診断より正確にわかり、本システムの有効性が示された。4.被曝線量については本システムのような診断領域の低エネルギーX線に対応する線量計を検討した。実際の被曝線量の測定は次年度の課題である。人体における組織および病変を三次元的に捉え表示することは、病変の診断ならびに治療に非常に有効である。Richard Webber教授(Wake Forest大学)の提唱したtuned aperture computed tomography (TACT)はtomosynthesisといわれる原理を応用したものでコンピュータ上で任意の断面の画像を作成するシステムである。解像度が高く、しかも広範囲な対象物を撮影可能である。しかしながら、従来のTACTは口腔内にセンサーを置き、歯や周囲歯周組織の疾患を診断することを主目的としていた(口内法TACT)。そこで、本研究ではこれまでのTACTの研究をふまえ、あらたに口腔外にセンサーを設置し、広範囲の病変まで撮影できるシステム(口外法TACTシステム)を開発することを目的として検討した。昨年度までに様々なX線センサーおよび撮影装置の組み合わせを検討し、今年度最終的に高解像撮像システムと広範囲撮像システムの2つのシステムを構築した。この2つのシステムでそれぞれに診断能について検討した。高解像撮像システムで隣接面齲蝕の診断能について検討した結果従来の口内法X線撮影より高い診断能を示した。広範囲撮像システムで埋伏下顎第三大臼歯の診断能について検討した結果、従来の口内法TACTと同等の診断能を示した。口外法TACTは口腔内にセンサーなとがないため患者の異和感や交差感染の危険性を減じることができる。従来の口内法X線撮影や口内法TACTと同等かそれ以上の診断能を有する口外法TACTシステムは歯科領域の画像診断装置として有用と考えられた。
日本語書字障害は正しく診断できているか？「日本語書字の乱れの診断法の確立」

研究目的は現在本邦にない、書字のみだれの評価バッテリーを新たに作成することである。平成30年度はバッテリーの完成を予定していたが、現在予備実験中である。現在の進捗状況であるが、読み書き検査バッテリーURAWSSを参考に、3分間の書写課題を作成した。評価法については、設定時間内に書写できる文字数、縦線からの両側はみ出し、文字列の傾き、字の縦横比と実際の書字の縦横比の差、文字の大きさとして1同じ文字(小3なら「あ」「な」「い」各×2、小4なら「た」×3)で大きさの差、2違う文字でも、字の大きさの差を評価して、乱れの評価となるか否かについて評価している。対象は大阪医科大学小児科およびLDセンターに学習困難で通う児30名を対象として行っている。検査結果について評価しているところであるが、現在は測定値に差がないかについて、検査評価者を5名にして、個人の評価のむらについて、評価をしている。どういう文字列を書写させることがみだれの評価として最適化ということについて検討に時間がかかったため、また、みだれの評価として、どういった項目で評価するかについて、決定するのに時間を要している。今年度中にバッテリーを作成し、一般の小学生に対し、検査を行い、検査の標準化をおこなって、バッテリー作成を完了したい。書字困難をきたす原因には脳機能障害が関与する場合があるが、本邦では「書字の乱れ」に数値化された基準に基づいた診断方法が設けられていないため、経験的な評価に依存し、正しく診断が行われず、疾患認知度の低下や早期支援の不十分さが懸念される。そこで、本研究では書字の乱れに対して、平成29年度から30年度までは「日本語書字の読みやすさ」を数値化して客観的に評価する標準化されたバッテリーを新規に作成して、数値化された基準に基づいた診断方法を確立する予定である。現在すでに大学倫理委員会の承認をえて、研究を開始している。評価バッテリーを作成しおわり、一般の小学生を対象に検査を行っていて、今後、データの標準化を行う予定である。われわれの作成した評価バッテリーの内容であるが、過去の文献を参照し、無地のA4の用紙に文書を書かせ、以下のパラメータを測定する(文字大きさ、文字の形が乱れて読みにくいあるいは読めない文字数、アラインメント(直線を引き、何mmはずれたか?)、スピード(ある期間に何文字かけたかを数値で評価)、スペース(文字と文字の間の距離は何mmか?))。何を書かせるかについては、最も親しみがあるWordとしてまず自分の名前をひらがなで書かせる。さらにSKAIPという全学年共通のひらがなの聴写と視写の課題を採用している。文章については、URAWSSという文章課題を用いて、ひらがなで書かせている。日本語には平仮名、片仮名、漢字の文字種が存在するが、まず、平仮名で評価を開始することを考えており、当初は、漢字も書かせることを計画していたが、漢字は基本図形が多数あり、空間的な組み合わせも多数あって、すべてを網羅することが難しいのではないかと考えており、漢字は今回の検討から外すことを考えている。過去日本語において、このような研究がなかったため、海外の文献を参考に必要な評価バッテリーのパラメーターを決定していかなければならなかった。日本語特有の表記法(wordとwordはあいだを空けない。一文字でも意味をなすため、一文字でも読みやすさを評価することが可能、3種類の表記方法を持つこと)などがあるため、海外の読みやすさの指標をそのまま日本語に置き換えることが難しく、評価バッテリーの試作を何度も行っていたため。評価バッテリーを作成したため、データを取り始めている。平成30年末までにデータ収集を完了させ、標準化した評価バッテリーの作成を完了させる。平成30年度末までには論文作成、投稿する。

平成29-30年度として、認知機能検査と認知機能検査結果データ解析のために使用するPC及び統計ソフトの費用、旅費:本研究で得られた成果を発信する場としての関連の国内学会(日本小児神経学会・日本小児科学会)への参加のための旅費[1人X 5万円(各年同額)]、ならびに世界的な最新情報の収集と成果発信を目的とした関連の国際学会(国際小児神経学会)への参加のための旅費[1人X 20-30万円(各年同額)]、認知機能評価をおこなう被験者の交通費及び謝金[130人X 5千円]、また、実験補助および結果のデータ入力補助で発生する人件費を申請した[40回分X 5千円/年]の申請を行ったが当初の予想から遅れて評価バッテリーを作成し始めたため、現在まで使用した研究費はない。バッテリーが作成できていなかったため、研究費として見込んでいたデータ解析のための費用を使用していないため次年度使用額が生じた。次年度はデータ解析をおこなうため、人件費に使用する予定である。
光応答性電荷分離膜の作成

光合成の初期過程では、太陽エネルギーを効率的に集光し、その光エネルギーによって、電荷分離を行っている。この過程はアンテナ部と反応中心部で各々行われているので、これらのことを模倣して固体表面上に展開することで、光応答性電荷分離膜を作成することを行った。1.光合成アンテナ部として、その構造が比較的簡単な緑色細菌の膜外アンテナ部であるクロロゾームを、モデル化合物であるクロリン亜鉛錯体の自己集合体によって人工的に調製した。2.このクロリンの自己集合体からバクテリオクロリンへのエネルギー移動が効率的に生じることが判明し、アンテナ部の機能モデルとして優れていることを解明した。3.環状テトラピロール類(ポルフィリン、クロリン、バクテリオクロリン)を合成し、炭素電極上に修飾し、その電気化学的挙動を検討した。電子授受を行う化合物共存下でテトラピロール類を選択的に光照射すると、電極上でテトラピロール類と電子授受化合物との分子間電子移動が生じ、光電流が生じることが判明した。4.テトラピロールを炭素電極上に修飾するという簡便な方法で、効率的な光電池(光応答性電荷分離膜)を作成することに成功した。5.さらに、2で述べた人工アンテナ部と3で述べた人工反応中心部を複合化することで、人工光合成を調製できることが判明した。すなわち、亜鉛クロリン錯体の自己集合体で吸収した光エネルギーが、バクテリオクロリンに伝達され、メチルビオローゲンから光励起されたバクテリオクロリンへの電子移動が生じ、カソード光電流として外部に電気エネルギーとして取り出すことが可能となった。(1)ポルフィリンとキノンもしくはピロメリックイミドを両端にもち、両者をメチレン基で結合した長鎖状の超分子を合成した。また、この超分子に官能基導入し易いカルボキシル基を組み込むことにも成功した。(2)設備備品として購入したLB膜作成のための装置を用いて、新規に合成した超分子をLB膜を形成しうる両親媒性分子と混合して、ITOなどのガラス電極表面上にLB膜を形成させた。(3)超分子を含むLB膜の物性(可視・赤外吸収・酸化還元電位)を検討した。均一系極性有機溶媒中と大きな差がなく、単分子としてLB膜中に存在していることが判明した。(4)定常的な蛍光発光分光法によって、LB膜中でのポルフィリンの蛍光が同一分子内のキノンもしくはピロメリックイミドによって大きく消光されていることが判明した。上述のように、当初の計画した超分子よりも簡単な、すなわち、親油性アルキル鎖基や親水性原子団を超分子化合物に導入していないポルフィリンとキノン(またはピロメリックイミド)とを共有結合で連結したした長鎖状の超分子でも、LB膜を形成しうる両親媒性分子と混合することによって、LB膜を調整することが出来た。このようなLB膜の物性は予想どうりであり、光応答性電荷分離膜として有望である。(6)さらに、合成ポルフィリンを電極上に修飾し、プラスにバイアス電圧をかけるながら光照射すると、電極上のポルフィリンが光励起されて、電子を電極側に渡して、アノード光電流が流れた。また、マイナスにバイアス電圧をかけるながら光照射すると、ポルフィリンが光励起されて、電子を電極側から奪い、カソード光電流が流れた。このような光電池を、光励起電子移動型超分子化合物に展開すれば、目的とする光応答電荷分離膜が作成できるものと考える。(1)光合成アンテナ部として、その構造が比較的簡単な緑色細菌の膜外アンテナ部であるクロロゾームを、モデル化合物であるクロリン亜鉛錯体の自己集合体によって人工的に調製した。

(2)このクロリンの自己集合体からバクテリオクロリンへのエネルギー移動が効率的に生じることが判明し、アンテナ部の機能モデルとして優れていることを解明した。(3)環状テトラピロール類(ポルフィリン、クロリン、バクテリオクロリン)を合成し、炭素電極上に修飾し、その電気化学的挙動を検討した。(4)キノン共存下でテトラピロール類を選択的に光照射すると、炭素電極上でテトラピロール類からキノンへの分子間電子移動が生じ、光電流が生じることが判明した。特に、バクテリオクロリンの場合に最も大きくアノード光電流が流れた(約1mA/cm^<-2>)。すなわち、光合成反応中心部のモデル系を、電極界面上に調製することに成功した。(5)テトラピロールとキノンとを炭素電極上に修飾するという簡便な方法で、効率的な光電池(光応答性電荷分離膜)を作成することに成功した。(6)さらに、(2)で述べた人工アンテナ部と(4)で述べた人工反応中心部を複合化することで、人工光合成を調製できることが判明した。すなわち、亜鉛クロリン錯体の自己集合体で吸収した光エネルギーが、バクテリオクロリンに伝達され、光励起されたバクテリオクロリンからキノンへの電子移動が生じ、アノード光電流として外部に電気エネルギーとして取り出すことが可能となった。
酸化コレステロール含有生体膜およびコレステリック液晶の温度応答ダイナミクス

細胞膜表面には相分離による、飽和脂質やコレステロール(Chol)に富む膜ドメイン領域が存在すると考えられ、信号を外部から内部へ伝えるなど重要な機能を担うとされている。生体膜中のCholは、酸化ストレスを受け酸化コレステロールを生じる。一方、不飽和脂質Dioleoylphosphatidylcholine (DOPC)は、酸化ストレスを受け脂質酸化物であるOx1-DOPC、Ox2-DOPCや匂い物質であるNonanalなどを生じる。生体モデル膜において、蛍光観察中の活性酸素による脂質酸化によって相分離による膜ドメイン構造が出現することが報告されているが、脂質酸化物が膜の相分離構造に与える影響はよく調べられていない。そこで、本研究課題においてNonana1が膜の相分離構造に与える影響を調べることにした。飽和脂質Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)、不飽和脂質DOPC、Cholからなる3成分系の生体モデル膜系で相分離構造が観察されることが分かっている。Cholの一部を酸化コレステロールに置き換えると相分離構造の観察ができなくなる組成が存在する。そこへNonanalを膜へ添加したところ相分離構造が観察できた。さらに、膜の相分離ドメインの消失温度をそれぞれ比較した。結果、Nonana1を加えた場合には酸化コレステロール含有膜の相分離ドメインの消失温度が上昇し、Cho1含有膜では下降した。結果から、従来の疎水性相互作用に加え、親水性相互作用を考慮した膜の相分離構造を考察した。酸化生成物で有り匂い物質としての機能を持つNonana1が信号伝達に関わる膜相分離構造の状態を酸化物が含まない状態と同様の方向へ戻すような作用が観察され意義深い。(抄録なし)コレステロールは膜構成成分として重要な脂質である。コレステロールが酸化を受けて産生される酸化コレステロールは、動脈硬化の原因となるなど生活習慣病のリスクファクターとして知られている。また、いくつかのコレステロール誘導体は室温付近において液晶状態で色調変化を示すことから温度計として利用されている。近年我々は、酸化コレステロール含有膜の揺動が高い温度応答性を示すことを見出している。酸化コレステロール含有膜の室温付近の温度上昇による揺動とコレステリック液晶温度計の色調変化は互いに関連性があるものと思われた。不飽和リン脂質1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine(DOPC)とコレステロールからなるリポソームに、Benzoをモル濃度6.25%で加え、酸化コレステロール含有リポソームとの熱応答性を比較した。次に、Langmuir単分子膜を作成し、温度変化に対する分子面積値の比較を試みたところ、BENZO含有膜は酸化コレステロール含有膜と同様に温度変化に対してリポソーム膜の揺動および膜分子面積値の増加が観察された。そしてさらに、Cholesterol pelargonate(Chol-PA)、Cholesterol oleyl carbonate(Chol-OC)、Benzoからなるコレステリック液晶と、Benzoの代わりに酸化コレステロールを含有するものを作成し、温度変化に対する偏光特性を調べた。また、従来のコレステロールだけを含む膜の相図に比べ、コレステロール、7ketoを両方含む膜ではドメイン構造を持つ濃度域が少なく、7ketoのみを含む膜ではドメイン構造を持つ濃度域が多くなることを発見した。酸化コレステロール含有生体膜およびコレステリック液晶の温度応答に関する様々な知見が得られた。酸化コレステロール含有生体膜およびコレステリック液晶の温度応答に関する様々な知見が得られ、1報の原著論文、2報の国際会議プロシーディングス、15回の学会発表という報告が出来ており、順調に研究が進捗していると評価できる。従来のコレステロールだけを含む膜の相図に比べ、コレステロール、および酸化コレステロール(7-ketocholesterol,(7keto))を両方含む膜ではドメイン構造を持つ濃度域が少なく、7ketoのみを含む膜ではドメイン構造を持つ濃度域が多くなることを発見した。現在このドメイン構造について温度応答を指標とし、安定性を特徴付けようと試みている。

結果から、このドメイン構造や安定性に関してのメカニズムを親水性相互作用も考慮に入れ考察中である。さらにコレステリック液晶、膜ドメイン構造についても、詳細について、現在準備中の投稿論文を完成させたいと考えている。(抄録なし)
技術者にみる大学教育と職場教育の接続関係-職務とキャリアの差異に着目して-

1990年代以降、大学は「混迷」の時代に入ったといわれる。政策担当者、大学関係者、企業関係者の間で、大学教育に対して何が期待でき、何を期待すべきなのかについて、コンセンサスを構築することができずにいる。こうした混迷の要因の1つに「大学教育と仕事との関係」という教育の基本問題が解明されていないことが挙げられる。本研究は、こうした観点から、大学教育と仕事との関係を、「大学教育と職場教育の接続関係」という切り口から検討する。分析対象には、仕事に必要な知識や技能が比較的みえやすい「技術者」を取り上げた。研究初年度である2005年度は、以下の点についての研究を行った。1.技術者6人に対して、大学での経験と職場教育との関係についてグループインタビュー(3人×2回)を行った。また、技術者ときわめて対照的だと考えられる経済学部卒業者3人に対してもグループインタビューを行った。これらのインタビューによって、技術者が大学時代にうけてきた研究室教育と現在の職場訓練との間に共通点が多いこと、技術者の活躍を支える1つのキーワードに大学教育で獲得したプロフェッショナル意識があること、ただし現在従事している職務によって、大学教育に対する見方が大きく変わることなどが明らかになった。2.これらインタビュー調査から得られた情報に基づいて、大学での経験、現在の働き方、大学教育に対する期待に関する調査票を作成し、関東の国立大学(1大学)の協力を得て、工学系卒業者6,000人を対象にアンケート調査を実施した。回収率は3割であり、現在、データ入力中である。
造血腫瘍におけるポリコーム群ヒストンメチル化酵素 EZH1 の機能解析

Ezh1,2は、抑制型ヒストン修飾であるヒストンH3リジン27トリメチル化(H3K27me3)を触媒する。我々は、造血幹前駆細胞において、ある遺伝子群がその他の遺伝子群よりも高いレベルのH3K27me3で修飾され、しかもその高いレベルはEzh1+/-Ezh2Δ/Δにおいても維持される事をChIP sequenceを用いて示した。さらに、骨髄異形成症候群(MDS)患者由来の細胞を用いて、高レベルなH3K27me3に修飾された遺伝子群が抑制状態にある事は、PRC2機能低下型ヒトMDS幹細胞の維持に必要であることを明らかとした。ヒストンメチル基転移酵素であるEzh1/2は、ポリコーム群複合体2 (PRC2)の酵素サブユニットとして、ヒストンH3リジン27のモノ・ジ・トリメチル化(H3K27me1/2/3)を触媒し、転写を抑制する。EZH2は、MDS, MPN, MDS/MPNなどの造血腫瘍患者で機能喪失型変異が認められている。我々はマウスモデルを用いて、Ezh2欠損(Ezh2Δ/Δ)により上記の造血腫瘍様病態が発症することを示した(Mochizuki-Kashio, Aoyama et al. Blood 2015)。また、パラログ分子Ezh1をhomozygousに同時に欠損したマウス(Ezh1-/-Ezh2Δ/Δ)は造血細胞が枯渇し、造血腫瘍を発症しなかった。以上から、Ezh2欠損による造血腫瘍発症には、Ezh1が必須であることを証明した。本研究は、次世代シーケンサーを用いたエピゲノム解析を通して、EZH1がEZH2欠損造血幹細胞を維持し、癌遺伝子として機能する分子メカニズムを解明することを目的としている。平成28年度は研究実施計画に従い、骨髄移植により造血細胞特異的なEzh1,2ノックアウトマウスを作製し、造血幹・前駆細胞を純化し、次世代シーケンサーを用いて、RNAシークエンス(RNA seq)およびH3K27me3とH3K27acのクロマチン免疫沈降シークエンス(ChIP-seq)を行なった。解析の結果、Ezh1欠損により活性化する細胞維持に不都合な遺伝子群、すなわちEzh2欠損造血細胞が腫瘍化する際にEzh1が標的とし発現を抑制する重要な遺伝子群をリストアップした。このリスト中には、MDS患者における高発現が報告されている遺伝子も含まれていた。研究実施計画に従い、Ezh1欠損により活性化する細胞維持に不都合な遺伝子群、すなわちEzh2欠損造血細胞が腫瘍化する際にEzh1が標的とし発現を抑制する重要な遺伝子群をリストアップすることができた。一方、Ezh1のChIP-seqをする目的で作製した3xFLAG-Ezh1ノックインマウスを解析したが、造血細胞におけるノックイン効率が悪いことが分かり、実験系をマウス造血幹前駆細胞株(EML細胞)に変更することになった。しかしながら、既にウィルスを用いて、3xFLAG-Ezh1安定発現EML細胞を得ており、すぐにFLAG抗体を用いたChIP-seqを行う準備が整っている。以上からおおむね順調に進展していると考えた。ヒストンメチル基転移酵素であるEzh1/2は、ポリコーム群複合体2 (PRC2)の酵素サブユニットとして、ヒストンH3リジン27のトリメチル化(H3K27me3)を触媒し、転写を抑制する。Ezh2は骨髄異形成症候群(MDS, 10%),骨髄増殖性腫瘍(MPN, 3-13%), MDS/MPN (13%)で機能喪失型変異が報告されており、がん抑制遺伝子として機能しうると考えらている。平成28年度は、骨髄移植により造血細胞特異的なEzh1,2欠損を行いMDSモデルマウスを作成した。ChIP-seqを用いて、造血幹前駆細胞のH3K27me3をプロファイルして、造血幹細胞、および、MDS幹細胞の維持に必須なPRC2標的遺伝子群(corePRC2標的遺伝子群)をリストアップした。平成29年度は、以上の結果をヒトに応用するため、ヒトEZH2機能喪失型MDS患者由来細胞株SKM-1を用意した。SKM-1細胞は、EZH2不活性型Y641C変異を有するとともにEZH2の発現レベルの低下が認められる。我々の以前の研究成果から、SKM-1細胞におけるEZH1ノックダウンは、グローバルなH3K27me3の低下とともに細胞増殖を抑制したため、EZH1がヒトEZH2機能喪失型造血疾患において癌遺伝子としての機能を有することが示されていた。ここではEZH1,2阻害剤UNC1999により、SKM-1細胞における残存したPRC2の活性を阻害した。UNC1999処理は、SKM-1の残存H3K27me3をグローバルに低下させ、細胞増殖を抑制した。また、興味深いことに、ChIP-seqを用いたエピゲノム解析により、SKM-1細胞において残存H3K27me3にマークされた遺伝子群は、昨年度同定したマウスモデル(Ezh1+/-Ezh2-/-)におけるcorePRC2標的遺伝子群と大きくオーバーラップした。以上の結果から、corePRC2標的遺伝子は、EZH2機能喪失型造血疾患の有望な治療標的と考えられた。

我々は、造血幹前駆細胞において、ある遺伝子群がその他の遺伝子群よりも高いレベルのH3K27me3で修飾され、しかもその高いレベルはEzh1+/-Ezh2Δ/Δにおいても維持される事をChIP sequenceを用いて示した。さらに、骨髄異形成症候群(MDS)患者由来の細胞を用いて、高レベルなH3K27me3に修飾された遺伝子群が抑制状態にある事は、PRC2機能低下型ヒトMDS幹細胞の維持に必要であることを明らかとした。平成28年度の続きとして、3x-FLAG-Ezh1のChIPを行うとともに、研究計画に従い以下の内容を実施する。1SKM-1細胞(EZH2機能喪失型MDS患者由来)におけるEZH1欠損細胞株を作製し表現型を解析する。2マウスモデル同様に、作成した細胞株でもエピゲノム解析を行う。3EZH1欠損により形成された重要なsuperenhancer領域をCRISPA/Cas9ゲノム編集によりSKM-1細胞で除去する。4その際の近傍遺伝子の発現変動や細胞増殖などへの影響を検証する。分子生物学
先天異常の発症における大規模ゲノムコピー数多型の関連について

ヒトゲノムには一塩基多型のような多様性があることは以前から明らかになっていたが、大規模なゲノムの断片が複数並んで繰り返し構造となっているような領域が多数存在していることが明らかになってきている。本研究では、高密度オリゴアレイによりそのような大規模なゲノムコピー数の増減を網羅的に解析し、明らかとなったゲノム領域をさらに特殊なfiber-FISH法で可視化して確認した。本研究の目的は、大規模なゲノムコピー数の増減が疾患発症に関わるメカニズムを明らかにすることにある。そこで本年度は、CGHアレイ解析によりゲノム重複が原因であると診断されたPelizaeus-Merzbacher病患者由来サンプル4例を用い、fiver-FISH法にてゲノム挿入方向を確認した。解析したサンプルにおける重複は、X染色体長腕テロメア側はほぼ同じ領域から始まっていたが、セントロメア側の切断領域はさまざまであり、そのため重複のサイズにはばらつきが認められた。しかし、重複した断片は一様にタンデムに挿入されており、同じメカニズムで重複が起こっていることが示唆された。これまでの解析で、他の染色体上にもゲノムコピー数が増加している領域を発見しており、それらの領域においてもfiver-FISH法で挿入方向を確認し、ゲノム構造を明らかにしていく予定である。また、50例以上の成因の不明な先天異常患者サンプルを対象としたCGHアレイ解析により、これまでにまったく報告のない新たなゲノム構造異営を複数確認した。それらの多くの切断点にはゲノムコピー数多型が存在しており、ゲノムコピー数多型がゲノム構造異常の発生に影響を与えていることが明らかになりつつある。今後さらに詳細な検討を行い、遺伝子と疾患との関わりを明らかにしつつ、ゲノム病と言われる先天異常の中から新たな疾患概念を確立しておくことを次年度の課題と位置づけている。前年度に引き続きPLP1遺伝子領域のゲノム重複が原因であると診断されたPelizaeus-Merzbacher病(PMD)患者由来サンプルに関してさらに2例追加してfiver-FISH法にてゲノム挿入方向を確認した。解析したサンプルにおける重複は、追加症例に関しても一様にタンデムに挿入されており、共通のメカニズムで重複が起こっていることが確認された。また、原因不明の神経疾患患者約200例のゲノムコピー数を追加解析し10%以上で何らかのゲノム異常を認め、これまでに報告のない新規のゲノム異常も複数見出した。これらはほとんどが染色体の中間部の異常であり、欠失の両断端に繰り返し構造が存在していることが多く、染色体の不安定な領域において異常が起こりやすいということが明らかとなった。15番染色体長腕の重複はそのひとつである。この領域の挿入はてんかんなどの精神神経症状を示すことが明らかになってきており、自閉症との関連で注目されている。今回の解析では腕内でこの領域が3倍になっている症例を見出したが、他施設からの報告同様逆位と順列挿入で3倍になっていることが確認された。また、これまでの解析で、疾患とは直接関係のない新規のゲノムコピー数の増多も複数確認された。これらの領域においてゲノム構造をfiver-FISH法で確認したところ、PMD患者に見られるPLP1遺伝子領域の順列方向への挿入同様の所見を示す領域もあれば、逆向きに挿入されている領域も存在しており、ゲノムの構造異常が起こるメカニズムはその領域によって異なっていることが明らかとなった。これらの事実はゲノム構造異常が発症するメカニズムを追求する上で重要な知見と考えられる。
哺乳動物の生殖を制御する細胞外マトリックスの解明

本研究では、哺乳動物の生殖を制御する細胞外マトリックスの実体と、その生理機能を検討した。生殖器官に高発現する細胞外マトリックス遺伝子のうち7遺伝子について、ノックアウトマウスの妊孕性を解析した。その結果、1遺伝子について雄が不妊であることを見出した。このノックアウトマウスの生殖器官では、当該遺伝子だけではなく他の多くの遺伝子の発現が低下していた。このうちさらに2遺伝子についてノックアウトマウスを作製したところ、1遺伝子について雄が不妊となった。以上の結果から、哺乳動物の生殖能力の制御に細胞外マトリックスが積極的に関与していることが明らかとなった。細胞外マトリックスが持つさまざまな生理機能はこれまで生化学的手法によって明らかにされてきたが、未知の生理機能を明らかにするための手段としては今日十分なものとは言えない。特に生殖研究においては、配偶子の形成や精子と卵の細胞間相互作用である受精といった過程に細胞外マトリックスが積極的に関与しているにも関わらず、生化学的手法の適用が難しいためその作用機序は十分明らかにされていない。そこで本研究では、次世代型ゲノム編集技術を積極的に利用し、個体レベルでの機能解析を行うことによって、生殖を制御する細胞外マトリックス複合体の実体とその生理機能を分子レベルで明らかにする。まず生殖における細胞外マトリックスの機能を明らかにするため、まず公共トランスクリプトームデータベースから生殖巣などに高発現する遺伝子を抽出し、さらにそこから細胞外マトリックスに関連する遺伝子のみをリストアップした。その結果、精子あるいは卵形成に関与する可能性のある、機能未知の細胞外マトリックス関連因子を20種程度抽出することができた。これらの遺伝子のうち、8種についてCRISPR/Cas9法によるノックアウトマウス作製を試みた。うち6種についてノックアウトマウスの作製に成功した。一方、残り2種については、繰り返し配列が多いなど当該遺伝子の配列に固有の性質のため、目的の遺伝子改変動物を得ることが出来なかった。また、1種については既に作製済みのノックアウトマウスを別途入手した。これら計7系統のノックアウトマウスのうち、6系統について交配による妊孕性の解析を行い、1系統について妊孕性の異常を確認することができた。ノックアウトマウスの作製については、10系統程度の作製を予定していた。しかしCRISPR/Cas9法によるノックアウトマウス作製を実施したところ、CRISPR/Cas9法が不向きな遺伝子があることが判明し、6系統となっている。ただし、妊孕性に異常のあるノックアウトマウスが既に得られているため、本研究は全体としては計画通りに順調に進展している。そこで本研究では、次世代型ゲノム編集技術を積極的に利用することによって、生殖において細胞外マトリックスが持つ未知の生理機能を分子レベルで明らかにする。前年度までに、CRISPR/Cas9法を用いて、細胞外マトリックス関連遺伝子について、6系統の新規ノックアウトマウスを作製し、また別途入手したノックアウトマウス1系統を併せて妊孕性の解析を行い、その結果1系統の雄について妊孕性の異常を見出した。この結果から、雄の妊孕性に細胞外マトリックスが関与していることが示唆された。この1系統についてより詳細な表現解析を行った。その結果、このノックアウトマウスの精巣上体の細胞外環境に異常が生じていることが明らかとなった。さらにトランスクリプトーム解析を行った結果、80以上の遺伝子についてその発現が有意に低下していることが明らかとなった。これらの遺伝子の中から、プロテアーゼなど細胞外マトリックスや細胞外環境の修飾に関わると推定される遺伝子2種について、CRISPR/Cas9法を用いてさらにノックアウトマウスを作製した。その結果、1系統においては細胞外環境に大きな異常をきたし、もう1系統においては細胞外環境の異常に加えて不妊の表現型が得られた。これらの結果から、複数の因子によって細胞外マトリックス・細胞外環境が適切に構築されることが雄の妊孕性獲得のために必須であることが明らかとなった。当初の計画に従って研究を進めた結果、不妊の原因となる細胞外マトリックス因子を同定しその機能の発生学的意味付けただけでなく、その機能発現の分子基盤にかかわる想定外の因子をも同定することが出来た。本研究は予期していた以上に充実した成果を挙げており当初の計画以上に進展していると言える。特に生殖研究においては、細胞外マトリックスの関与が示唆されてきたにも関わらず、生化学的手法の適用が難しいためその作用機序は十分明らかにされていなかった。そこで本研究では、ノックアウトマウスを用いて個体レベルでの機能解析を行うことによって、生殖を制御する細胞外マトリックスの生理機能を分子レベルで明らかにすることを目標とした。これまでに、トランスクリプトームデータベースを用いて、オスの生殖器官で高発現する細胞外マトリックス関連遺伝子をリストアップした。リストアップされた遺伝子のうち7遺伝子について、ノックアウトマウスを自作あるいは入手して妊孕性を解析した。その結果1遺伝子について雄が不妊であることを見出した。

さらに、この細胞外マトリックス遺伝子によって発現が制御される新たな細胞外マトリックス分解遺伝子を2つ見出した。これら2遺伝子についてノックアウトマウスを作製したところ、1遺伝子について雄が不妊となった。以上を前年度までに明らかにした。本年度は、この細胞外マトリックス分解因子ノックアウトマウスの不妊の原因を検討した。その結果、精子が卵の透明体に結合できず、またメスの子宮卵管結合部を通過できないことがわかった。以上の結果から、雄の精子が受精能力を獲得するうえで、細胞外マトリックス関連因子が必須であることがはじめて明らかとなった。本研究では、哺乳動物の生殖を制御する細胞外マトリックスの実体と、その生理機能を検討した。生殖器官に高発現する細胞外マトリックス遺伝子のうち7遺伝子について、ノックアウトマウスの妊孕性を解析した。その結果、1遺伝子について雄が不妊であることを見出した。このノックアウトマウスの生殖器官では、当該遺伝子だけではなく他の多くの遺伝子の発現が低下していた。このうちさらに2遺伝子についてノックアウトマウスを作製したところ、1遺伝子について雄が不妊となった。以上の結果から、哺乳動物の生殖能力の制御に細胞外マトリックスが積極的に関与していることが明らかとなった。これまで順調に進展しているため、今後の研究も当初の研究計画に沿って推進する。本研究課題はこれまで順調に進展しており、今後も研究計画に沿って推進する。また計画に従って研究を推進するだけでなく、これまでに得られた研究成果に基づいて先行研究や当初の提案仮説を再検討することで、生殖における細胞外マトリックスの機能について新たなドグマ提起の可能性を探索していく。生化学
造血幹細胞の増幅・維持の分子機構とその制御シグナル伝達分子

1、造血幹細胞の増幅に関与するLnk依存性制御系の標的受容体及び標的遺伝子群の同定Lnk欠損マウス骨髄では、CD34-cKit+Sca1+Lin-細胞、Hoechst染色によって識別されるSP細胞が著しく増加するとともに機能的な骨髄造血幹細胞の顕著な増加が生じていることを示した。一部の造血幹細胞においては細胞あたりの造血系再構築能も亢進していることを個々の造血幹細胞の競合的骨髄再構築能を個別に検討することにより明らかにした。2、Lnkの機能阻害分子による造血幹細胞制御法の検討Lnk依存性制御機構をコントロールすることで造血幹細胞の造血能を向上させ骨髄移植に伴うリスクの軽減を目指して、Lnk阻害分子を開発しその効果を骨髄移植モデルを用いて検証した。Lnkの各部位にアミノ酸置換変異や欠失変異を導入して作製した種々のLnk変異体をc-Kit依存性に増殖する細胞株に発現させた。Lnkによる増殖抑制にはSH2ドメインが必須であり、LnkSH2変異体はドミナントネガティブ(DN)変異体として機能することがわかった。SH2変異に加えてPHドメイン欠損とC末端領域欠損を組み合わせると、より効果的に野生型Lnkの機能を阻害することがわかった。得られたDN-Lnk変異体をレトロウィルスベクターによりマウス造血前駆細胞に感染導入した後、放射線照射したマウスへ移植した。DN-Lnk変異体導入細胞を移植した群では、コントロール細胞移植群に比しGFP陽性血球細胞の割合が明らかに増加しており、DN-Lnk変異体を導入した前駆細胞の造血能亢進が観察された。さらに、DN-Lnk変異体のプラスミドDNAによる一過性発現によっても造血前駆細胞の生着能が亢進することがわかった。1、造血幹細胞の増幅に関与するLnk依存性制御系の標的受容体及び標的遺伝子群の同定Lnk欠損造血前駆細胞における遺伝子発現プロファイルの変化をジーンチップを用いて明らかにするべく、造血幹細胞の精製、mRNAの分離など検体の準備を進め、解析を開始した。Lnk欠損マウス骨髄では、CD34-cKit+Scal+Lin-細胞、Hoechst染色によって識別されるSP細胞が著しく増加するとともに機能的な骨髄造血幹細胞の顕著な増加が生じていること、一部の造血幹細胞においては個々の細胞あたりの造血系再構築能も亢進していることを明らかにした。2、Lnkの機能阻害分子による造血幹細胞制御法の検討Lnk機能ドメインの同定及びその変異導入によるドミナントネガティブLnk変異体の作製を試み、Lnkの機能阻害による造血前駆細胞の造血能増強の可能性について検討した。Lnkによる増殖抑制にはSH2ドメインが必須であり、Lnk SH2変異体はドミナントネガティブ変異体として機能することがわかった。Lnk SH2変異体を骨髄造血前駆細胞にGFP共発現レトロウィルスベクターを用いて感染導入した後、放射線照射したマウスへ移植し造血能に及ぼす効果を比較検討した。Lnk SH2変異体を発現する造血前駆細胞を移植した群では、コントロールベクター発現群に比しB細胞、T細胞及び顆粒球系細胞におけるGFP陽性細胞の割合が有意に増加していた。Lnkドミナントネガティブ変異体は内因性に発現するLnk機能を阻害することにより造血前駆細胞の造血能を亢進させると考えられ、造血前駆細胞及び造血幹細胞の機能制御に有用と思われる。
好中球活性酸素発生系におけるp47phoxによる活性制御に関する構造生物学的研究

今年度は,好中球活性酸素発生系p47phoxの自己阻害状態における立体構造解析をおこなった.p47phoxのタンデムSH3ドメインおよび自己阻害領域を含むコンストラクト(残基番号151から340)の結晶化をおこない,最終的に,PEG6000を沈殿剤として長さ0.35mmの単結晶を得た.Spring-8放射光施設のBL41XUビームラインを用いて,この結晶のX線回折像を取得した.セレノメチオニン変異体を用いたMAD法により,回折像の位相を決定したのち,CNSプログラムにより,最終的に分解能3.5Åの立体構造を得た.得られた立体構造は,βストランドを一部お互いに交換する形で,ダイマーを形成していた.生体内中では,p47phoxはモノマーとして挙動することが示されているので,この結晶構造は,結晶化の過程で生じたものと考えられる.このダイマーをそれぞれ単一のモジュールとして置換したものが生体内での立体構造を反映するものと推定した.この立体構造では,自己阻害領域のうちGAPPRと呼ばれる配列が,ポリプロリンII型ヘリックスを形成して,ふたつのSH3ドメインのp22結合部位と相互作用していた.さらに,自己阻害領域の多くの部分が,ふたつのSH3ドメインと強い相互作用を有していた.p47phoxは,自己阻害領域のセリンがリン酸化修飾を受けることで,自己阻害状態から活性化状態に移行することが知られているが,リン酸化修飾を受けると予想されているセリンは,SH3ドメインとのあいだの相互作用部位に位置していた.今年度は,好中球活性酸素発生系の活性型に対応する,p47^<phox>のタンデムSH3ドメインとp22^<phox>由来PRRペプチド複合体の立体構造解析に着手した.p47^<phox>タンデムSH3ドメインに対する結合に関与するp22^<phox>のアミノ酸領域を決定するため,PRR領域を含む1430残基からなる数種の合成ペプチドを入手し,核磁気共鳴分光法の滴定実験により,p22^<phox>の必須領域を決定した.その結果,p47^<phox>タンデムSH3ドメインはp22^<phox>のPRR領域だけでなく,そのC末端側の塩基性に富む領域も認識していることがわかった.最適化されたp22^<phox>PRRペプチドとp47^<phox>タンデムSH3ドメインの結合能を蛍光スペクトル分光法により,測定した.その数値はK_d=500nMであった.この結合能の強さは,SH3ドメインとしては極めて異例であり,この分子認識機構のユニークさを示している.p47^<phox>タンデムSH3ドメイン側の,p22^<phox>結合領域を決定するため,核磁気共鳴分光法の交差飽和実験をおこなった.タンデムSH3ドメイン測定試料は,^<15>Nおよび^2Hにより均一同位体標識をおこなった.交蓄飽和実験の結果から,タンデムSH3ドメインのふたつのドメイン両者がp22^<phox>PRRペプチドを結合しており,その結合部位は般的なSH3によるリガンド認識部位とよく一致することがわかった.p47^<phox>タンデムSH3ドメインとp22^<phox>PRRペプチドの複合体の立体構造決定に着手したp22^<phox>PRRペプチドはGST融合蛋白賓として発現させ,^<13>Cおよび^<15>N均一同位体標識ペプチドとして精製した.複合体試料にて,核磁気共鳴スペクトルを測定した.NOESYスペクトル由来の水素原子間距離情報に基づき,複合体の立体構造をモデリングした.その結果,p47^<phox>タンデムSH3ドメインの両ドメインがコンパクトな形状をとってp22^<phox>PRRペプチドを挟むような立体構造をもつことがわかった.今年度は,好中球活性酸素発生系p47phoxの自己阻害状態における立体構造解析をおこなった.p47phoxのタンデムSH3ドメインおよび自己阻害領域を含むコンストラクト(残基番号151から340)の結晶化をおこない,最終的に,PEG6000を沈殿剤として長さ0.35mmの単結晶を得た.Spring-8放射光施設のBL41XUビームラインを用いて,この結晶のX線回折像を取得した.セレノメチオニン変異体を用いたMAD法により,回折像の位相を決定したのち,CNSプログラムにより,最終的に分解能3.5Åの立体構造を得た.得られた立体構造は,βストランドを一部お互いに交換する形で,ダイマーを形成していた.生体内中では,p47phoxはモノマーとして挙動することが示されているので,この結晶構造は,結晶化の過程で生じたものと考えられる.このダイマーをそれぞれ単一のモジュールとして置換したものが生体内での立体構造を反映するものと推定した.この立体構造では,自己阻害領域のうちGAPPRと呼ばれる配列が,ポリプロリンII型ヘリックスを形成して,ふたつのSH3ドメインのp22結合部位と相互作用していた.さらに,自己阻害領域の多くの部分が,ふたつのSH3ドメインと強い相互作用を有していた.p47phoxは,自己阻害領域のセリンがリン酸化修飾を受けることで,自己阻害状態から活性化状態に移行することが知られているが,リン酸化修飾を受けると予想されているセリンは,SH3ドメインとのあいだの相互作用部位に位置していた.