hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ビルレントファージを用いた遺伝子発現系の構築とその応用

納豆菌に感染するバクテリオファージは感染時に自らが保有する外来遺伝子であるγポリグルタミン酸分解酵素遺伝子を強く発現させる。本研究は異種タンパク質発現系を構築するため、ファージゲノムを解析し、本遺伝子の発現システムを探るとともに、ファージ宿主域の決定因子を探索した。その結果、外来遺伝子の発現へのDNA上のシス因子および納豆菌が持つトランス因子の関与を見いだした。さらに宿主認識タンパク質を同定した。(1) φNIT1のゲノム解析と感染補助因子の探索1, 2, 3:φNIT1と同様のpghPを有する納豆菌ミオウイルス型ファージ9株についてlevP遺伝子の存在を解析したところ、いずれも遺伝子を保有していた。LevP遺伝子の存在する制限酵素断片のサイズが異なるものが見られたが、levPおよび周辺領域の塩基配列はいずれの株でも保存性は高く、周辺の変異が少ないことが明らかになった。従って、levPはpghPと同様、納豆菌ファージが納豆の糸のバリアを破って感染する際に機能していると考えられた。事実、大腸菌で発現させた組換えLevPを作用させることにより、ファージの吸着の増加が確認された。4:宿主認識物質の特定:候補となる3つの推定尾部繊維遺伝子のうちORF1166について、ファージ尾部状バクテリオシンであるカロトボリシン(Ctv)の尾部繊維として組み込むことにより、納豆菌には結合できるが、枯草菌には結合できない改変Ctv作成に成功した。(2) pghP及びその他の感染補助因子の発現調節機構の解析1: pghPおよびlevPの発現調節に関わると考えられた4つの推定シグマ因子候補をコードするorfのうち、配列の特徴から可能性が高い2つの遺伝子に注目し、それらをlacプロモーター下流につないだシグマ因子発現プラスミドを作成した。一方、プロモーター活性をモニターする系として、lacZをレポーターとし、宿主納豆菌ゲノムのamyE遺伝子上に組みこむことでコピー数を限定できるプロモーターアッセイ用ベクターを用い、pghPのプロモーターのうち、遠位のプロモーターを組みこんだ納豆菌株の作成に成功したが、残りのpghP近位プロモーターおよびlevPの2種のプロモーターについては納豆菌で組換え体は得られなかった。そこでホストを枯草菌ISW1214株に変更してモニター株の作成を進めている(1) 1-3.φNIT1のゲノム解析と感染補助因子の探索:pghPを保有し納豆菌にも感染できる枯草菌ファージφSP50の部分ゲノム解析とビリオンタンパク質解析の結果、φNIT1とφSP50は同系統であること、φSP50はlevPを持たず、制限酵素切断パターンが納豆由来のpghP, levPを保有する9株のファージとは異なることが明らかになった。両ファージでpghP遺伝子および推定プロモーター領域は一致していたが、φNIT1でPghPの下流に存在するISはφSP50には無く、本ISはPghP獲得に関与していないと推定された。現在φNIT1ゲノムに関する論文の投稿作業を進めている。4.宿主認識機構の特定:カロトボリシンを応用した宿主認識タンパク質の機能解析系を新たに開発し、推定尾部繊維ORF1166のC-末端側1.6kbを納豆菌認識の必須領域として絞り込んだ。現在φSP50との比較から納豆菌認識配列の解析を進めている。(2) pghP及びその他の感染補助因子の発現調節機構の解析:lacZをレポーターとしたプロモーターと融合したプロモーターモニター株の作成を進めた。枯草菌でのモニター株では、pghPの遠位プロモーターは構成的に発現すること、pghP近位プロモーターおよびlevPプロモーターはφSP50感染では作動しないことが明らかになった。枯草菌ではφSP50感染に伴うpghP発現が見られず、これら遺伝子の発現に関与する納豆菌側のトランス因子の存在が示唆された。さらに納豆菌の形質転換高率が極めて低いため、枯草菌ISW1214株で作成したモニター株を介した納豆菌モニター株構築系を確立した。しかし、得られた納豆菌モニター株はφNIT1感染で応答せず、pghPとlevPの発現には、導入したプロモーター領域外のシス因子の存在が示唆された。現在それら因子の解析を進めている。(1)φNIT1のゲノム解析と感染補助因子の探索1.φNIT1は155,631bpの末端繰り返しを持つ直鎖状ゲノムを有していた。orfは220個、tRNA遺伝子は4個存在した。アノテーションの結果76個のorfが既知のファージ遺伝子と相同性を示し、うち71個がSPO1-related phages由来であった。2.感染時に発現するPghP以外の感染補助因子の探索:アノテーションの結果、本研究のターゲットであるPghP以外の感染補助因子としてフラクタン分解酵素と推定されるorf(levP)を見いだし、その組換え体を作成して活性を確認した。levPはpghP同様ファージの増殖には関与しない遺伝子群からなる領域に存在した。

これらの発現パターンをノーザン分析で解析したところ、いずれも感染後期に発現することを確認した。さらに両者とも推定プロモーター領域を2カ所ずつ見いだした。一般に感染後期の発現制御はファージ由来の因子で制御される。その候補として4つの推定シグマ因子をコードするorfを見いだした。本発見は(2)-1における遺伝子発現系の確立の基礎となる。4.宿主認識物質の特定:候補となる推定尾部繊維遺伝子を2つ見いだした。なお3.のφSP50及びその他のφNIT1類似納豆菌ファージのゲノム解析はSP50の一部以外は後述の理由で次年度以降に繰り下げた。(2)pghP及びその他の感染補助因子の発現調節機構の解析1:PghPの発現調節系の解析:推定シグマ因子候補となる4つのorfを見いだした。プロモーター活性をモニターする系として、lacZをレポーターとし、宿主納豆菌ゲノムのamyE遺伝子上に組みこむことでコピー数を限定できるプロモーターアッセイ用ベクターを用い、pghPのプロモーターのうち、遠位のプロモーターを組みこんだ株の作成に成功した。本年は納豆菌におけるモニター株の作成に手間取った。納豆菌は自然形質転換能が低いこともあり、4つのプロモーターうち残り3つのモニター株の作成はできなかった。しかし、宿主を枯草菌ISW1214株に変更したことで形質転換のステップはクリアでき、組換え体取得の目処がついた。現在組換え体の取得を進めているところである。こちらはほぼ完成している。従って当初23年度に行う予定であった(2) pghP及びその他の感染補助因子の発現調節機構の解析、ならびに平成24年度に計画していた(3)Bacillusにおける発現系の確立のための基礎はほぼ完成した。一方、(1)で計画した納豆菌ファージSP50及びφNIT1類似納豆菌ファージのゲノム解析は、pghPおよびlevP周辺を中心に進め、部分塩基配列を決定した。SP50についてはPCRスキャンにより、全体の類似性を確認した。本年になって、データベース状にφNit1と全体のゲノム構成が類似した枯草菌ファージの全塩基配列が公開された。そこでφNit1のゲノム公開作業を進める一方、論文作成を進め、現在共同著者間で改稿作業中である。また同計画中の宿主認識物質の特定は、ファージ側因子の一つである推定尾部タンパク質(ORF1166)の同定に成功し、現在他の2候補についても検討中であり、順調に進んでいる。本研究の目的は、ファージ感染下で特定の遺伝子を発現させ、菌の溶菌と共に放出させるタンパク質生産システムを構築するための基礎的技術の開発にある。これまでにφNit1のゲノム解析を完成させ、ファージ感染下で特異的に発現する「感染補助因子」遺伝子をさらにpghPに加えてもう一つlevPを発見した。いずれの遺伝子についてもプロモーター領域を推定し、その領域を発現モニターシステムのためのプラスミドのレポーター遺伝子上流に挿入した。このプラスミドで納豆菌NAFM%株を形質転換して発現モニター株を構築した結果、pghPのプロモーターがファージ感染時のみに発現することが確認できた。
考証学と戯作との関わりを視座とする近世後期俗文芸の研究

本研究の目的は、考証学と戯作との関わりを明らかにすることで、雅俗にわたる近世後期の文化・社会のなかに戯作を位置づけることである。具体的には、各戯作作品の個別的分析を進めると共に、戯作者の交遊関係を明らかにし、その中で入手し得たであろう情報や資料を解明した。1、山東京伝の合巻の、挿絵や本文の典拠を明らかにすることをとおして、自身の考証の成果を、作中で巧みに利用していることを指摘し、読本とは異なる方法でそれらの資料が利用されていることから、京伝が草双紙の読者層に意識的であったことを指摘した。この成果は「京伝『籠釣瓶丹前八橋』における〈絵馬の怪異〉」として『上方文藝研究』に掲載した。2、京伝作の合巻と小枝繁の読本において同じ『剪灯新話句解』の作品が挿話として利用されていることを指摘したうえで、繁の作品においては、先行する京伝合巻の挿絵をも併用していることを明らかにし、繁が京伝作品の典拠を読み解いていたこと、文化文政期の戯作者が、異なるジャンルであっても近い時期に刊行された作品に目を配り、独自の工夫を施していることを指摘した。この成果は「小枝繁の先行作品利用」として『読本研究新集』に掲載した。3、秋田藩お抱え絵師菅原洞斎が文化三年頃より主催していた古書画展観会の成果の一部である『画師姓名冠字類鈔』の調査を行い、洞斎への資料・知識提供者の名前や素性を明らかにした。また、京伝が洞斎に借用した資料を用いた考証記事が収められていること、洞斎に考証に関する意見を求める京伝の書簡が存することを指摘し、両者が考証の協力者同士であったことを述べた。このことは、幕臣を中心とする考証趣味のネットワークと、戯作者である京伝とが、洞斎を通してつながり、資料や知識を共有し得たことを示す。この成果は「山東京伝の考証と菅原洞斎ー『画師姓名冠字類鈔』に見る考証趣味のネットワークー」として『国語国文』に掲載した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
情報分野におけるミスコンセプションを考慮したマルチメディア教材の開発

本研究は,2003年からの新教育課程を対象に,情報技術に関するミスコンセプションを探りながら,それを解決するためのマルチメディア教材を作成することを目的とした.具体的な研究成果は以下のとおりである.1.教員のミスコンセプションや情報教育における意識調査教科「情報」の現職教員等講習会における参加者の意識調査を行った.その結果,研修参加者の多くが,ミスコンセプションというよりむしろ未体験であることが明らかになった.とくに著作権などについては,その概念の基礎であるディジタルの特性に関連づけるには到底至っていない段階であった.また,「情報の発信」単元における実習の評価において教員の考えの差異が大きいことという課題も明らかなった.以上のようにミスコンセプションの原因は情報に関する基礎的な概念にあることが示された.2.制作評価に関するミスコンセプションを意識した授業実践情報の発信における情報の表現に関する科学的な理解について,デザイン科学の基礎を情報教員に体験させ,その経験をもとに指導案を作成し,実践授業を行った.提示教材は,情報の表現方式による効果を実際に生徒が感じ,理論的に思考できるようなシミュレーション教材を作成した.授業結果としては,理論に基づき生徒が相互評価するなどの効果がみられた.3.マルチメディア教材の開発音響情報科学に対応した教材,中学情報教育用ロボット組み立て教材,コンピュータの仕組みなどいくつかのマルチメディア教材を作成した.それらの教材をWebベースでネットワーク配信することも行った.4.授業分析のための支援システムの開発上記2,3の評価分析のために,視聴者の視野と映像を記録するシステムの開発を行った.本システムは,学習者の視点とミスコンセプションとの関係を探ることに有効であると考える.本研究は,2003年からの新教育課程を対象に,情報技術に関するミスコンセプションを探りながら,それを解決するためのマルチメディア教材を作成することを目的とした.具体的な研究成果は以下のとおりである.1.教員のミスコンセプションや情報教育における意識調査教科「情報」の現職教員等講習会における参加者の意識調査を行った.その結果,研修参加者の多くが,ミスコンセプションというよりむしろ未体験であることが明らかになった.とくに著作権などについては,その概念の基礎であるディジタルの特性に関連づけるには到底至っていない段階であった.また,「情報の発信」単元における実習の評価において教員の考えの差異が大きいことという課題も明らかなった.以上のようにミスコンセプションの原因は情報に関する基礎的な概念にあることが示された.2.制作評価に関するミスコンセプションを意識した授業実践情報の発信における情報の表現に関する科学的な理解について,デザイン科学の基礎を情報教員に体験させ,その経験をもとに指導案を作成し,実践授業を行った.提示教材は,情報の表現方式による効果を実際に生徒が感じ,理論的に思考できるようなシミュレーション教材を作成した.授業結果としては,理論に基づき生徒が相互評価するなどの効果がみられた.3.マルチメディア教材の開発音響情報科学に対応した教材,中学情報教育用ロボット組み立て教材,コンピュータの仕組みなどいくつかのマルチメディア教材を作成した.それらの教材をWebベースでネットワーク配信することも行った.4.授業分析のための支援システムの開発上記2,3の評価分析のために,視聴者の視野と映像を記録するシステムの開発を行った.本システムは,学習者の視点とミスコンセプションとの関係を探ることに有効であると考える.平成11年度の研究は,以下の基礎的な部分を行った.1.情報ミスコンセプションの実態把握のための研究高等学校教科「情報」の内容の分析を行い,その中でミスコンセプションの起こりやすい個所について検討を行った.とくに,「情報A」(情報の活用)に焦点をあてたディジタルコミュニケーション指導において学習者がミスコンセプションを起こすであろうことについて,高等学校教諭らから調査を行った.とくにこれまでの理科や数学を意識した情報の科学的な理解に伴う誤りだけでなく,情報の整理において階層構造を理解していないことによる誤りや電子メール価値についての誤りなどについても検討を行った.さらにその知見をもとにディジタルコミュニケーションの学習書を作成し,次年度想定しているミスコンセプションの有無について調査を進める準備を行った.2.情報教育におけるマルチメディア教材の有効性に関する研究マルチメディアを用いた教材の例として,音に関する教材を作成した.本教材は,物理学を学んでいない生徒に音に関するミスコンセプションというよりも欠如から音の情報処理技術を理解させるものである.教科としては「情報C」の情報表現の内容である.3.インターネットを用いた上記の支援に関する研究1に述べた多くの実践を収集するため,作成した学習書にリンクしたWebページを作成中である.また,2に述べたマルチメディア教材の配信について,学内LANにおいて実験を行い,その教育結果を報告し,私立大学情報教育協会より表彰された.次年度は,1とリンクしてインターネットでの配信も試みる予定である.平成12年度の研究は、マルチメディア教材の充実を中心に以下の内容を行った.1.ミスコンセプションや情報教育における教員の意識調査ある県での「情報」免許のための現職教員等講習会やいくつかの研修会などでアンケート調査を行った.その知見として,とくにミスコンセプションというよりも教員自身の体験の少なさが問題であることが判明した.また,情報教育における評価について,教員の意識が個々人で大きく異なっていることも明らかになった.2.Web版マルチメディア教材の作成前年度に出版した「情報-ディジタルコミュニケーション」に対応した教材の開発を行った.とくに1の知見からプレゼンテーションなどにおける情報の表現に重点をおいて教材開発し,それを用いた実践授業を東京学芸大学付属高校で行った.

この実践では,演習における評価の基準を生徒が考えられるように意識した指導を行ったことが情報教育関係者から評価された.また,「情報数学の基礎」に対応した教材の開発も行い,その基礎的な部分は,NHK「ディジタルって何?」に反映された.3.音響情報科学に対応した教材の作成と実践音響情報科学のマルチメディア教材において,シミュレーション部分の改良を行い,情報科学概論などの授業で実践した.また本研究では,マルチメディア教材のネットワーク配信や遠隔教育に関する実践も行った.4.授業の分析のための支援システムの開発2や3の授業実践の分析のために,視聴者の視野と映像を記録するシステムの開発を行った.
太陽大気の速度場・磁場・輝度の三次元構造の研究

太陽振動等の全面速度場、磁場、輝度分布を高精度で測定する全システムを完成し太陽速度場観測を行った。完成されたシステムは(1)速度場の絶対的測定精度の極めて秀れた磁気光学フィルタの我国で初めての開発、(2)全面速度場の画像を取得する新しい光学系の開発、(3)光ディスクを用いた大量データ処理システムの開発からなる。磁気光学フィルタについてはNaが付着しない特殊なガラス(ショット)によるセルを製作し温度制御装置により長時間に旦り300°C以上で使用出来るものを世界に先がけて完成させた。更に恒久的に使用可能なセラミックセルを考案し製作中である。このフィルタにKDPの光変調素子を結合し太陽光による測定を実施した結果、新たな磁気光学効果が発見された。これは異なる曲率の惰円偏光をフィルタに入射するとNa共鳴線の異なる波長帯に透過特性が移動するという効果で、今までは円偏光入射の場合についてのみ報告されている。完成された磁気光学フィルタを用いて太陽全面速度場を一度に測定する光学システムを完成し、イメージプロセッサを介して速度場画像の実時間合成を行えるようにした。これにより長期間に旦る太陽速度場の測定システムが確立し太陽振動、大規模微小速度場の検出をめざして現在観測が実施されている。製作された磁気光学フィルタは光路に対し磁界(2500ガウス)が垂直及び平行の2種類で各々異なる磁気光学効果により速度場、磁場、NaD線の輝度分布を測定でき、他の方法に比して速度場測定の絶対的精度を有するという特長があり、この完成により太陽広域の微小速度場(仮想的な大対流)の検出が可能になった。また光ディスクの導入により長時間に旦り大量のデータ集積を必要とする太陽振動の長期的観測が初めて可能になった。太陽表面波動の検出による太陽内部構造の診断を目的とする当研究の要となる磁気光学フィルターの開発、大量データ処理系の開発、光学系の完備を行い、5分振動の観測による大量データの前処理の実施により内部診断の有効性を確めた。1.磁気光学フィルターの開発昨年度製作した同フィルターのセルは300°Cに保温して使用すると数時間で内部に封入したNa蒸気がセルに蒸着してしまうことが判明したため長時間使用に耐えるセル容器の開発に時間をかけてとりくんだ結果2種類のセルの有効性が判明しその一つ(ショット社8436の特殊ガラスを用いたもの)を製作した。更に恒久性のあるセラミックを用いたセルについては基礎設計を行い来年度製作する。温度特性透過率(透過中0.22Aで40%)耐用時間等秀れた性能を有することが示された。このフィルターに干渉フィルター(3.5A中)、X/4波長板、偏先板を組合を、太陽温度装置を新設した新しいシーロスタットにより太陽全面像のNaD経像及びその速度場像を得ることに成功した。2.大量データ処理系の完備と予備観測計算機系に2MBのメモリを増設し、光ディスタ記録装置を導入してCCDによって得られた太陽2次元像の実時間処理、大量データ記録方式を完成させた。平山,浤名,西川はこの増設メモリと昨年度購入したイメージプロセッサを使用して白色光による太陽5分振動データを取得しフーリユ解析を行った結果、云ゆるK-w図上に多数のリッジを検出し、白色光で内部構造診断を初めて可能にした。これによりここで開発した大量データ処理システムの内部診断観測における有効性が実証された。今後の磁気光学フィルターによる長時間速度場観測、各種フィルターによる輝度観測の実施による細かな太陽内部診断を実行する基礎が確立された。
産業空洞化のもとでの生産システムと労働問題

本研究は、本課題について、実態調査(対象は、官庁1、業界団体・調査機関8、工場19、労働組合1)を行い、以下の知見を得た。日本企業のグローバル戦略の平均的な姿は、本社機能、研究開発は日本で行い、設計、試作は日本と海外で、量産は海外で展開するというものであるが、産業毎にタイプの違いはある。2.「機能別分業」タイプでは、一部の国内市場向けや試作機能を除いて日本には製造機能は残らない。「市場間分業」では日本にも量産拠点が残る。日本とアジアなどで「製品間分業」する型では日本には先端技術商品や高級品の生産が残る。3.国内の生産に課せられた課題は類型毎に異なる。「機能別分業」タイプでは国内拠点は「なんでも作れる」ことが重要であり、「市場間分業」型では従来からの量産工場であるが、国内市場の変動にさらされることになる。「製品間分業」型でも生産量の変動が大きくなるとともに、激しい製品変化に対応していかなくてはならない。つまり生産量の変動と製品転換への柔軟な対応が強く国内工場に求められている。4.そうした課題に応える生産システムとして各工場が採用しているのは、以前の自動化にかわって、人に依存したシステムであり、トヨタ生産方式の他産業への普及である。5.生産量の変動に対しては、外注、パートや人材派遣への依存が高まっており、本工雇用部分は縮小せざるをえない。雇用のいわゆる日本的部分は縮小しつつある。6.しかし、いわゆる日本的労使関係関係の3つの要素の変化は、通常いわれているようには激しく変化しているわけではない。変化は穏やかである。今年度は,本研究の初年度として,日本企業のグローバル戦略の実態を明らかにするために企業の本社インタビューに重点を置いた(計14社)。産業空洞化のメカニズムを明らかにし,国内の生産システムにかけられている制約条件を明確にするためである。並行して,政策当局や業界団体での文献・資料収集やヒアリングにも努めた。その結果,得られた知見は以下のとおりである。1.生産のグローバル化は1990年代に入って一層加速している。その動機は,現地市場の確保,コストなど産業毎に異なるが,いずれも単なる製造機能だけではなく,製品開発・設計や研究の現地化まで指向している。それらは管理機能の現地化をも要請している。2.しかし,なお研究・開発機能のほとんどは国内に残っている。3.グローバル戦略のもとでの国内工場の位置づけは,国内市場への対応という点ではほぼ共通しているが,国内市場は国内工場から供給されるとは限らない。家電,電子部品では,海外拠点からの供給が多い。4.供給面での国内工場の意義は,試作から量産立ち上げ機能を担う,高難度技術製品の供給,日本でしか調達できない部品による製品供給,短納期製品の供給,などである。とくに最近は製品寿命が短くなってきており,それへの対応が重要な任務となっている。5.変化が激しく,性能・品質要求が厳しいなどの点でグローバル化しても日本市場は重要であり,それに対応しうる国内工場の重要性は失われていない。6.しかし,それは国内生産の性格が大きく変化したことを意味している。工場規模は縮小せざるをえないし,工場の内容も熟練技能者や間接員を中心とするようになっている。雇用の縮小や下請の再編,また従業員の教育・訓練,配置転換が問題となっている。変化は穏やかである。本研究の最終年度である本年度は、グローバル化の進んだ企業の工場の実態調査を主に行った。対象工場は、自動車2、電機・電子7、精密機械2、工作機械3、窯業1、計15工場、労働組合1であった。昨年度の本社調査や業界団体調査とあわせ、得られた知見は以下のとおりである。

1.日本企業のグローバル戦略の平均的な姿は、本社機能、研究開発は日本で行い、設計、試作は日本と海外で、量産は海外で展開するというものであるが、産業毎にタイプの違いがあり、幾つかの類型に分けることができる。2.本社機能と研究開発は日本に集中し、生産は海外に展開する「機能別分業」では、一部の国内市場向けや試作機能を除いて日本には製造機能は残らない。日米欧に経営機能を一揃いもつ拠点を配置する「市場間分業」では日本にも量産拠点が残る。日本とアジアなどで「製品間分業」する型では日本には先端技術商品や高級品の生産が残る。3.国内の生産に課せられた課題は類型毎に異なる。「機能別分業」タイプでは国内拠点は「なんでも作れる」ことが重要であり、「市場間分業」型では従来からの量産工場であるが、輸出が減少し、国内市場の変動にさらされることになる。「製品間分業」型でも生産量の変動が大きくなるとともに、激しい製品変化に対応していかなくてはならない。つまり生産量の変動と製品転換への柔軟な対応が強く国内工場に求められている。4.そうした課題に応える生産システムとして各工場が採用しているのは、1980年代の自動化にかわって、人手に依存したシステムであり、内容としては自動車産業で行われていたシステムの他産業への普及といえる。5.生産量の変動に対しては、外注、パートや人材派遣への依存が高まっており、本工雇用部分は縮小さぜるをえない。雇用のいわゆる日本的部分は縮小しつつある。
糖質コルチコイド高血圧の発症機序の細胞学的検討(ならびにステロイド高血圧の検討)

糖質コルチコイド高血圧における血管壁アンギオテンシンII受容体type1A(AT1A)の遺伝子発現調節をin vivo及びin vitroにおいて比較検討した.1)糖質コルチコイド高血圧ラットモデル:6週齢Wistar ratに0.1mg/日のデキサメサゾン(DX)を連日投与したところ血圧は3日目より上昇し5日目に最高となり(52±10mmHgの上昇p<0.01)その後平衡に達した.血管壁におけるATIA受容体の発現は血圧がまだ上昇していない第2日目より誘導され5日目にはさらに増強した.ATIB受容体のmRNAの発現はこの期間中全く認めなかった。ACE阻害薬単独投与群では対照群と同様血圧の変化は認めなかったが、DXとの同時投与によりDXによる血圧上昇を減弱した(28±11mmHgの上昇)しかし降圧にもかかわらず同群においてもATIA受容体のmRNAの発現が誘導された.ACE阻害薬単独群はATIA,ATIB受容体のmRNAの発現は全く認めなかった.2)血管平滑筋細胞(VSMC)における検討:6週齢Wistar ratの胸部大動脈より酵素法にて単離したVSMCにおいてATIA受容体のmRNAの発現が,1muMDX処置により誘導され30分後より増加(2.2±0.3-fold)24時間後に最高となり(7.8±0.4-fold)極めて早期からDXにより誘導されることがin vitroにて確認された.糖質コルチコイド高血圧では、高血圧が発症するか以前からすでにAngIIに対する血管反応性の亢進が認められることが報告されているが、本研究でその機序の一つが示された.糖質コルチコイド高血圧における血管壁アンギオテンシンII受容体type1A(AT1A)の遺伝子発現調節をin vivo及びin vitroにおいて比較検討した.1)糖質コルチコイド高血圧ラットモデル:6週齢Wistar ratに0.1mg/日のデキサメサゾン(DX)を連日投与したところ血圧は3日目より上昇し5日目に最高となり(52±10mmHgの上昇p<0.01)その後平衡に達した.血管壁におけるATIA受容体の発現は血圧がまだ上昇していない第2日目より誘導され5日目にはさらに増強した.ATIB受容体のmRNAの発現はこの期間中全く認めなかった。ACE阻害薬単独投与群では対照群と同様血圧の変化は認めなかったが、DXとの同時投与によりDXによる血圧上昇を減弱した(28±11mmHgの上昇)しかし降圧にもかかわらず同群においてもATIA受容体のmRNAの発現が誘導された.ACE阻害薬単独群はATIA,ATIB受容体のmRNAの発現は全く認めなかった.2)血管平滑筋細胞(VSMC)における検討:6週齢Wistar ratの胸部大動脈より酵素法にて単離したVSMCにおいてATIA受容体のmRNAの発現が,1muMDX処置により誘導され30分後より増加(2.2±0.3-fold)24時間後に最高となり(7.8±0.4-fold)極めて早期からDXにより誘導されることがin vitroにて確認された.糖質コルチコイド高血圧では、高血圧が発症するか以前からすでにAngIIに対する血管反応性の亢進が認められることが報告されているが、本研究でその機序の一つが示された.
食品中の水の存在状態に関する研究-主として浸透圧測定による凍結挙動の検討-

1.糖類の浸透圧:単糖類のリボース、グルコース、フルクトース、マンノース、二糖類にスクロース、マルトース、トレハロースについて試料濃度約1.5mol以下において氷点降下法に基づく浸透圧を測定した。いずれの糖も浸透圧/濃度の比は濃度とともに増大し、理想溶液からのずれを生じたので直線とみなせる濃度範囲内で第二ビリアル係数を算出した。またこのずれはすべて、基質-水の結合により遊離水が減少し実質濃度が上昇することによると仮定して、第二ビリアル係数からそれぞれの糖に結合する水の量を推定した。その結果、1個の遊離-OH基に結合する水の分子数は単糖類で1ないしそれ以下、二糖類で約2となり、結合水量は-OH基の数に大きく支配されることが示唆された。この結果に基づいて結合水量をe-OH基あたりに換算してみると単糖類で約1、二糖類で2よりわずかに大きい値となり、全-OH基の場合よりも糖の種類による違いが小さくなったが、どちらの立場が妥当かについては結論を得られなかった。これらの結果から、より広範囲の糖について、特に三、四糖類など重合度の増す影響について検討する必要性のあること、それがでんぷんなどの高分子多糖類の水和についての手ががりを与える可能性のあることが示され、今後の課題としたい。なお、糖水溶液の凍結温度を算出し、凍結挙動を検討したところ、凍結温度は主としてモル濃度に支配されるが、基質と水との相互作用により理想溶液より凍りにくく、その程度は種類によるほか分子量ないしは重合度によっても影響されることがわかった。2.浸透圧とプロトンのスピン-スピン緩和速度:いずれの糖においても濃度の増加に伴って緩和速度も上昇しZimmerman-Brittin式から予測される結果が得られたが、浸透圧の場合と同様な濃度の影響を受けると考えられたので、緩和速度と浸透圧との関連について検討したところ、両者の間には高い相関関係が認められた。
ホモロジー的有限性を持つフィルターネータ環の研究

フィルター擬コムパクト多元環の位相をフィルターから引き起こされたもので定義することにより、フィルター擬コムパクト多元環の定義を代数化した。即ち、極大イデアルにより引き起こされるフィルターを考えると、フィルター擬コムパクト多元環がネータ的かつ半完全環になる。ネータ的半完全環上の有限生成加群のなす圏はその加群が射影被覆を持つという大変良い性質を持つ、更にこれは近似理論とも関係する。従って、非可換ネータ多元環の表現の研究に応用が期待される。ある種の岩澤代数をモデルとしその環論的性質を抽象化し,フィルター擬コンパクト多元環の概念を得た。この多元環の特徴は位相代数の位相の側面をフィルターから誘導された位相により取扱い,代数化したことである。これにより基礎環上のマトリス双対を次の2つの圏の間に拡張した:{有限生成擬コンパクト加群のなす圏}⇔{有限余生成余擬コンパクト加群のなす圏}そのために,以下のような流れで研究を進めた:1フィルターから誘導された位相の基本性質の研究2擬コンパクト加群,余擬コンパクト加群の定義と性質の研究3マトリス双対と順,逆極限との両立4上の2つの圏の間にマトリス双対が成り立つ事の証明以上をアウスランダー正則な場合に応用し,アウスランダー・ブックスバウム公式が成り立つことを証明し,局所コホモロジー加群を定義した。更に,ホモロジー的に「深さ」の概念を与える事ができた。局所コホモロジー加群とエクステンション群とを結びつける局所双対の成り立つ事を示した。フィルターに付随する次数環上の次数加群について上記の結果が拡張されるかが研究の次の段階である。この多元環の特徴は位相代数め位相的側面をフィルターから誘導きれた位相により取扱い,代数化したことである。これにより基礎環上のマトリス双対を次の2つの圏の間に拡張した:{有限生成擬コンパクト加群のなす圏}⇔{有限余生成余擬コンパクト加群のなす圏}そのために,以下のような流れで研究を進めた:1フィルターから誘導された位相の基本性質の研究2擬コンパクト加群,余擬コンパクト加群の定義と性質の研究3マトリス双対と順,逆極限との両立4上の2つの圏の間にマトリス双対が成り立つ事の証明以上をアウスランダー正則とは限らない,ネータ多元環および整環の場合に一般化することを試みた。単純加群に付随する傾加群あるいはその一般化を考える端緒として,EXT群の消滅が傾加群の存在を保証することがわかった。非可換ネータ多元環についてフィルター環の手法とホモロジー代数学の理論の応用により構造および表現の研究を行った。ホモロジー代数学の基盤である、Ext群について、特に、その消滅、非消滅を研究した。対象とする環は、可換ネータ環上のコーエン・マコーレイ(以下、CM)多元環Aとし考える圏はA上のCM加群のなす圏(およびその部分圏)である。CM多元環A上の安定圏(任意の環について成り立つ)にはシジジー関手が作用するがその逆、または'余'作用ともいえる余シジジー関手をCM多元環に対し構成した。余シジジー関手を含む、特徴的な完全系列も構成した。シジジーにより構成される、加群の射影表示の環論的双対は入射表示であるが、この場合CMでない加群が出るため、余射影表示が望ましいのであるが、上記完全系列を用いて、求める表示の構成を行った。この表示はどの多元環に対してもあるとは限らないので、どのような条件の下であるかを調べることになる。この条件にはAuslanderによる転置関手(Transpose)が使われる。そこで転置関手に関連し、Ext群の消滅により定義される部分圏、加群の普遍量を調べた結果;加群MのExt群が1kで消滅する部分圏B(k)と加群TrMのExt群が1kで消滅する部分圏C(k)の間には安定圏の間の互いに逆となる関手がある、そしてそれは、シジジー、余シジジーをk回施した関手であることが得られた。余射影表示とゴレンステイン次元有限、特にゼロ、の加群との密接な関連の下に、完全分解の構成、Tateコホモロジー群の構成などホモロジー理論的に重要な課題が見出された。ホモロジー代数学の不変量的基盤である。Ext群について特に深く研究した。具体的には、その消滅の条件等である。

研究の対象とする環は可換ネータ環上の可群として有限生成な多元環、即ち、非可換ネータ多元環である。更に対象とする圏はネータ多元環A上有限生成可群の圏modAおよびその部分圏である。[T]R. Takahashi, Remarkson modules approximated by G-projective modudes, J. Alg. 301(2006) 748-780において可換環Rについてある種の良い条件の下でGー射影加群に関するいくつかのホモロジー代数的に興味深い結果が与えられている。これをネータ多元環Aと圏modAに拡張することを試みた。[T]で使っている可換環の良い条件は本研究では、すべての有限生成可群が半完全、という古くから使われている強すぎない良い条件でカバーできる。この条件の下でネータ多元環において次が成り立つことを得た。1)modAにおける近似2)余シジジーと圏projAの直交性3)転置関手Tr,シジジーΩ、余シジジーΩ(-1)がmodAの安定圏上の関手として等式TrΩ=Ω(ー1)Trを充たす。これらの基本ツールを使いG-射影加群のなす圏の双対、転置、(余)シジジーの各関手による不変性を証明した。G-射影加群を一般化し(仮にG'射影加群という)G'射影加群のなす圏に対し、上記を一般化した。尚、G'加群としては、有限完全分解を持つ加群を考える。G'射影加群の理論は現在構築途中である。前半については論文にまとめている最中である。ネータ多元環の研究方法をフィルター環に適用する際のずれが予想以上に大きいことがやや遅れている理由である。ゴレンステイン性の中でも特に良い性質である、対称性のような性質の考察が有効ではないかと考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。対称多元環及び接合積であるようなフィルター環について表現を研究する。ネータ多元環においてゴレンステイン次元、余シジジー、余射影表示および関連する部分圏を研究しTateコホモロジーの構成を目指す。
接触過敏反応における好酸球増多症の誘導とその機序の解析

末梢血好酸球増多や皮膚組織への好酸球浸潤はアトピー性皮膚炎のみならず多くの炎症性皮膚疾患においてみられる現象である。H9年度の本研究においては、マウス接触過敏反応を用いた末梢血好酸球増多および組織への好酸球浸潤モデルの作成に成功した。このモデルを用いてH10年度は好酸球浸潤の機序の解析を行った。結果:本研究により急性の湿疹反応における好酸球浸潤の機序の一部が明らかになり、特に従来好酸球性炎症において重要な役割を担うとされるIL-5は好酸球が局所浸潤する際の遊走因子としては全く作用してないことが証明された。また本モデルは好酸球性炎症の治療薬の開発およびその効果、作用機序を検討するに際し、非常に有用であると考えられた。本研究においては湿疹反応の一つとされる接触過敏反応を用いて好酸球増多および組織への好酸球浸潤モデルの作成を試み、さらに好酸球浸潤の機序の解析を行った。結果:1.BALB/cマウスにシクロフォスファミド(150mg/kg)を皮下投与し(day-2)、7%塩化ピクリルで剃毛腹部に感作(days 0 and 1)したところ感作2週間後に著明な末梢血好酸球増多がみられることがわかった。DNFBやオキサゾロンによる感作ではこのような現象はみられなかった。2.感作後経時的に1%塩化ピクリルで耳介に惹起し、24hr後の組織中の好酸球数を検討したところ、やはり感作2週間後に惹起した際に最も強い真皮への好酸球浸潤がみられた。またこの現象はアレルギー性の接触過敏反応に特異的であり、感作2週間後にクロトン油で耳介に刺激性皮膚炎をおこしても好酸球の血管外への遊走はおこらなかった。3.耳介真皮の血管壁には惹起6hr後からVCAM-1の発現がみられ、惹起直前に抗VCAM-1抗体を全身投与することにより真皮への好酸球浸潤は著明に抑制された。ICAM-1の発現もみられたが抗ICAM-1抗体の投与では好酸球浸潤は抑制されなかった。このようにマウス接触過敏反応において末梢血好酸球増多や皮膚組織への好酸球浸潤を誘導することが可能となった。さらに好酸球浸潤は血管壁のVCAM-1の発現に依存していることがわかった。次年度はこれらの現象に関わるサイトカイン/ケモカインをさらに詳しく検討し、好酸球が皮膚の炎症に果たす役割や各種の薬剤による好酸球浸潤抑制作用の有無とその機序について研究を進めていきたいと考えている。
Hippo-YAP経路による３次元腸管構築と感染・発がん・腸内細菌叢制御の解明

転写共役因子YAPは炎症性腸炎や発癌の分子機構を制御し、有力な治療標的分子である。本研究では、ゲノム編集技術による各種遺伝子欠失細胞、ヒト腸オルガノイドなどの感染モデルでのサイトカイン産生、菌増殖・排除、抗原認識等の宿主ー病原体相互作用と制御におけるYAPの役割、Hippo-YAPシグナル伝達経路による分子基盤ネットワークを解明し、腸炎、炎症病態さらには発がんの解明に繋げる。
複素解析的葉層構造の特異点の研究

複素解析的特異葉層構造、特にその特異点に付随した不変量の研究を行った。Xを複素多様体とし、ΟxおよびΘxをそれぞれXの構造層、正則接層とする。X上のp次元特異葉層構造は、Θxの階数pの連接部分層Eで積分可能条件を満たすものとして定義される、その特異点集合S(E)はXの点で商層(葉層構造の法層)Ne=Θx/EがΟx自由でないもの全体の集合である。微分幾何学的手法を用いて、P.BaumとR.Bottは特異葉層構造の留数をS(E)のホモロジー群の中に定義した。これらは基本的には法層Neの局所的特性類であり、ベクトル場の指数のような位相的不変量を含んでいる。その重要性にもかかわらず、これら留数についてはあまりよくわかっていない。XがコンパクトのときはBaumとBottは留数公式を証明した。これは、留数の和がNeの大域的特性類に一致することを示すものである。J.Seadeとの共同研究で我々は、Xがコンパクトでないときに留数公式を証明した。これはある種の留数の幾何学的意味を明らかにするものである。もう一つの型の不変量として、不変部分多様体に関する留数がある。このような不変量は最初C.CamachoとP.Sadにより、ベクトル場の非特異不変曲線に関する指数として定義された。彼等はさらに複素曲面上のコンパクト非特異曲線を不変にする1次元特異葉層構造に対し指数定理を証明した。その後D.Lehmannはこれらを高次元の場合に拡張した。彼は特異葉層構造の非特異不変部分多様体に関する留数を定義し、留数公式を証明した。これをさらに、不変部分多様体が特異点を持つ場合に拡張することは重要な問題である。本研究において、特異葉層構造の(特異点をもつ)不変超曲面に関する留数を定義し留数公式を証明した。これは、A.Lins Netoの複素射影空間内の曲線を不変にする1次元特異葉層構造に対する指数定理等いくつかの知られた結果の拡張である。
インド、タンジャヴールのブリハディーシュヴァラ寺壁画に関する現地調査および研究

インド古代において、世俗美術としての絵画の主体をなしていた壁画は、中世を迎えて大きく方向を変えて展開した。各地方の王朝が盛んにヒンドゥー教寺院を造営し、壁画も寺院造営の一環として寺院建築に描かれることが多くなった。特に南インドでは、寺院が壁画で飾られた。中世美術は、インド各地で大凡11世紀頃に制作が盛んになると共に様式の完成期を迎えた。タンジャヴールに残るインド屈指のヒンドゥー教大寺院であるブリハディーシュヴァラ寺は、11世紀初めに創建され、建築・彫刻・絵画を総合した、南インド中世ヒンドゥー教美術を代表する作例と言える。本殿回廊には、主に南インドに残るインド中世壁画の中にあって、大画面に説話的主題を扱った作例が最も多く保存されている。従って、南インドにおいて中世壁画がどのように完成したかが、ブリハディーシュヴァラ寺壁画から判然と窺える。特質は、大きく二つの点が指摘出来る。一つは、人物や動物の描写が、中世固有の抽象化・単純化の傾向を顕著に示しているものの、北インドの中世様式に比べて、古代壁画の伝統を相当色濃く保存していることである。もう一点は、構図において部分的に人物・動物の重なりが現れているけれども、古代のように説話的主題の諸場面を画面の各所に配置しながら、大画面を構図上統合して纏め上げるのでなく、大画面を階層的に分割して、説話的主題を表現していることである。つまり、諸場面を連結して大画面を統一的に構成していた古代壁画と異なり、大画面を有機的に統一することがなくなり、言わば区画の寄せ集めとして大画面が成り立っているのである。かかる点に南インド中世壁画の特質が明確に現れていると考えられ、以降の南インド壁画が展開する方向を決定付けたと言える。インドにおいて、研究対象であるタンジャヴールのブリハディーシュヴァラ寺本殿回廊壁画及び境内回廊壁画を調査した。前者はチョーラ朝下の11世紀前半に、また後者はナーヤカ朝下の17世紀に描かれたものである。なお前者は、多くの部分でナーヤカ朝の時期に描かれた後代の壁画に覆われている。それとは別に主として南部インドにおいて、石窟寺院を含む他のヒンドゥー教寺院及び壁画についても関連調査を実施した。主たる研究対象であるブリハディーシュヴァラ寺壁画のうち、前者に関しては、条件が厳しく本年度のみでは充分な調査が行えなかったが、関連調査を行った9世紀のシッタンナヴァーシャル石窟壁画などとの比較から、表面に薄く漆喰を塗布し乾燥する前に接着剤を含まない顔料で描く方法によると考えられる。つまり南部インド固有のフレスコ画法と見られる。特に薄い層をなして剥落している状況から、そのことが推測出来る。恐らく、紀元前後から2・3世紀にかけて南部インドがローマと交易を通じて密接な関係にあり、それによりフレスコ技法が伝播し以後永く受け継がれたものと思われる。かかる技法は、南部インド以外には認められない。また様式面で前者は、制作時期が比較的遅いにも拘わらず、9世紀のシッタンナヴァーシャル石窟壁画などと決定的な差違を呈していない。つまりインドの他地域に比べて、中世的な様式展開が緩やかで、古代の古典的規範に基づく特質をある程度保持していると言える。人体表現、取り分け顔貌描写にその点がよく示されている。即ち古代と異なり中世になると、人物の顔の向きは画一化され、細かな描き分けが見られなくなるが、前者では、微妙な向きに描かれた顔が確認出来るのである。後者に関しては、中世末の特質が判然と現れていると共に、剥落状況から技法面でもフレスコでなくテンペラによると推察される。

本年度は、前年度に引き続いて研究対象であるタンジャヴールのブリハディーシュヴァラ寺本殿回廊壁画を調査すると共に、様々な点で比較を行うため、ヴィジャヤナガル王国時代壁画の調査を行った。ブリハディーシュヴァラ寺本殿回廊壁画に関しては、様式的な特色の解明に努めた。同壁画は、技法面において人物像に全面的に量取りを施すなど、11世紀初乃至前半の制作にしては、古代の伝統を良く保持していると言える。その点で少なくとも中世半ばまで、南インド壁画が北インドより変化が緩やかであったことが明らかである。しかしながら、描写された人物像の形態は、同じ南インドの9世紀に描かれた壁画などと比較して、単純化・抽象化が大きく進展していて、やはり制作時期が遅れることによる特質が判然と現れている。暈取りについても、同様に施され方が画一的になっている。ただ制作を担当した画家が複数であったため、一部には、単純化・抽象化が顕著でない人物描写も認められる。殊に「トリプラーンタカ」を主題とする壁面では、暈取りの技法も他より複雑で、かかる点が判然と観察される。これは、怒りの表情を示す人物像が多く描かれ、人物の輪郭線が他の壁面に比べ複雑なためかも知れないが、それだけではなく、担当画家が古代の伝統に近い特質を保持していたと見られる。このように個々の描写に関しては、ある程度表現の幅が見られるものの、画面構成については、総ての壁面に大差なく、画面の奥行きが古代に比べて浅くなると同時に、大画面に多くの人物像を配置するのに、はっきりと壁面を複数の階層に分割している。つまり、細部において古代の伝統を保ちながらも、画面構成では、極めて単純な原理によって処理されているのである。かかる特質が更に進展し、画面そのものを細分し、空間的な深さを求めず平面的に人物等を配置するヴィジャヤナガル王国の壁画が後代に成立したと考えられる。本年度は、研究対象となるタンジャヴールのブリハディーシュヴァラ寺壁画とともに、比較研究のため同じタミル・ナードゥ州のカーンチープラムにあるヒンドゥー教寺院のカイラーサナータ寺壁画と、シッタンナヴァーシャルにあるジャイナ教石窟壁画を改めて調査した。いずれもブリハディーシュヴァラ寺壁画に先行する8世紀および9世紀の重要作例である。古代の5乃至6世紀に描かれたアジャンター後期壁画は、グプタ朝の全盛期直後の古典様式から始まり、過渡的様式を経て中世様式に移行する動きが認められる。本質的に北インドの様式に属するアジャンター後期壁画とは異なり、カイラーサナータ寺壁画は、顔貌表現の特質から明らかに南インドの特色を示している。しかしながら技法と様式の点で、二百年ほど先行するアジャンター後期壁画との差違が、制作年代の差ほど大きくない。既に指摘したように、北インドに比べて南インドの壁画が、中世に入ってからの技法・様式変化が緩慢であったからである。かかる状況は、同様に変化が緩やかではあるが、9世紀に描かれたシッタンナヴァーシャルのジャイナ教石窟壁画において明確な変化が認められるようになる。つまり形態が単純化する傾向が強まり、また暈取りが形骸化して退化する方向性を示している。南インド壁画でも、中世的傾きが判然と展開していたと見られる。もう一点重要なのは、ここにフレスコ技法が確認出来ることである。それは11世紀のブリハディーシュヴァラ寺壁画にも受け継がれている。
高等植物におけるオルタナティブスプライシングによる情報発現の分子機構

昨年度の解析より、カボチャの2種類のSRタンパク質とGreen fluorescentportein(GFP)との融合タンパク質を発現している形質転換シロイヌナズナは、非形質転換体に比べ、葉が不均一に出る、葉の形がおかしくなる、茎が伸びるのが早いといった形態異常を示すことから、過剰発現しているSRタンパク質によって、正常なスプライシングが乱されていることに起因していると考えられた。LSD、U1-70K、atSRp30、FCA、SF1タンパク質は、シロイヌナズナはオルタナティブスプライシングにより複数のバリアントとして存在することが報告されている。これらのスプライシングパターンを、ノーザンブロットおよびRT-PCRにより、形質転換体と非形質転換体で比較したところ顕著な差は見られなかった。現在、クローン化したSRタンパク質が、どのようなRNA配列を認識して結合するかを、SELEX解析で明らかにするために準備を始めている。形質転換体の各組織の解析から、このSRタンパク質は根端組織では核だけでなく細胞礎質にも局在していることが明らかとなり、培養細胞の系から得られている細胞周期に応じて細胞内局在性を変化させるという結果と一致していることから、根端組織のような分裂活性の高い細胞において、局在性を変化させていることが示唆された。今後は、地上部の分裂組織における細胞内局在性の解析を進めていく予定である。また、非形質転換体に比べ、形質転換体は茎が細い表現系も示すことから、横軸方向における細胞数の低下、あるいは細胞伸長の現象が考えられる。この点においても、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡を用いて解析を行っていく。カボチャの2種類のSRタンパク質とGreen fluorescentportein(GFP)との融合タンパク質を、シロイヌナズナとタバコ培養細胞(BY-2)に発現させたところ、GFP蛍光が核のマトリクッスで検出されたことから、2種類のSRタンパク質は核マトリックスに局在することが明らかとなった。また、RNA結合領域を欠失させた場合においても同様の結果が得られたことにより、核移行シグナルはRNA結合領域ではなく、RS領域に存在することが示された。しかしながら、形質転換体の根端組織と形質転換BY-2における対数増殖期では、一部、蛍光がサイトソルでも検出されることから、組織特異的、時期特異的に核とサイトソルを行き来している可能性が明らかとなった。形質転換シロイヌナズナは非形質転換体に比べ、葉が不均一に出る、葉の形がおかしくなる、茎が伸びるのが早いといった形態異常を示す。これは、過剰発現しているSRタンパク質によって、正常なスプライシングが乱されていることに起因していると考えられるため、形質転換体と非形質転換体におけるスプライシングパターンの変動を解析した。シロイヌナズナのLSD、U1-70K、atSRp30、FCA、SF1タンパク質は、オルタナティブスプライシングにより複数のバリアントとして存在することが報告されている。これらのスプライシングパターンを、形質転換体と非形質転換体で比較したところ、LSD、U1-70K、atSRp30において、異なるパターンが得られた。現在、独立個体を増やして再現性を確認しているが、この結果は、過剰に存在するSRタンパク質がin vivoにおいて、正常なスプライシングを乱していることが示唆している。
粗視化タンパク質モデルの数値実験による細胞機能の再現と定量的統計理論の構築

蛋白質分子モーターであるF_1-ATPaseやDNAヘアピンの一分子実験で非平衡統計力学の関係式を利用する研究を行った。F_1-ATPaseに対しては揺らぎの定理を用いて回転トルク測定を行った。高速カメラを用い、回転トラジェクトリの揺らぎを正確に測定し、揺らぎの定理を用いて従来の方法よりも制度のよい回転トルクの測定に成功した。F_1の野生型のみならず、変異体や他の回転モーターであるV_1-ATPaseに対しても測定が成功した。DNAヘアピンに対しては光ピンセットを用いて20nm程度の小さいヘアピンに周期外力を与えることに成功し、DNAヘアピンの開閉に関して確率共鳴の現象を観察した。確率共鳴は様々な物理系で観測されるが、一分子計測では我々の研究が初めての測定となる。SN比、周期外力のする仕事、滞在時間分布などの確率共鳴の研究で良く知られる量を測定し、DNAヘアピンの運動の特徴付けを行った。塩基対のペアの結合自由エネルギーからヘアピンの開閉に関する自由エネルギーの理論計算と確率共鳴の実験は一致する結果を得た。F_1-ATPaseとDNAヘアピンの実験に関し、データをより深く理解するためにシミュレーションを用いて実験結果を再現することができ、これらの結果は現在、論文にまとめている。一分子実験で非平衡統計力学の関係式を適用する研究によって、生体高分子の統計性質を定量的に理解することが可能になった。(1)DNAヘアピンの確率共鳴(バルセロナ大学との共同研究)光ピンセットを用いて、DNAヘアピンに操作し、確率共鳴の現象を観察した。DNAヘアピンは開閉するが、その開閉の運動を確率共鳴を用いて調べた。生体高分子の実験に対し、理論で何かするためにも光ピンセットなどの実験機具の操作方法を知る必要もあり、自分自身で実験してみた。(2)F1-ATPaseの回転ポテンシャル(数値実験)F1-ATPaseはタンパク質分子モーターで、ATPを加水分解してエネルギーを得て回転する回転モーターである。粗視化タンパク質モデルを用いて、F1モーターの運動を再現し、回転ポテンシャルを測定した。最近の実験で、ATPがない状態でのF1モーターの回転子のブラウン運動が観測され、ATPがない状態でのF1-ATPaseの構造や回転ポテンシャルが問題になっている。粗視化タンパク質モデルで、ATPが無い状態のブラウン運動を再現することを目指し、実験結果の解釈を試みた。DNAヘアピンで研究してきた現象(1)を、ヘアピンより複雑な構造を持つタンパク質F1-ATPaseで試す実験計画を企画した。確率共鳴を用いてF1-ATPaseの運動を調べたり、Fluctuation theoremを用いてF1-ATPaseのトルクの精密測定が可能か検討したり、実験計画を立てた。来年度はF1-ATPaseに対して、実験と理論の双方から研究したい。(1)F1-ATPaseのカラ状態で作るロッキングラチェット(シミュレーション)F1-ATPaseはα3β3リングの中心でγサブユニットが回る回転モーターで、ATP1つを加水分解して得たエネルギーで120度回転する。ATP存在下のF1の動きは実験・シミュレーションの双方の分野で広く研究されているが、ATPが無い場合の動きはあまり研究されていない。申請者らは、「ATPが無い場合」のF1の運動を粗視化蛋白質モデルで再現した。非平衡統計力学の研究で、非対称性+非平衡性で、一方向運動を生じることが知られていて、このような性質はラチェット機構と呼ばれている。シミュレーションで測定されたγサブユニットの回転ポテンシャルは非対称であったので、この系に振動外力(非平衡性)を加えてγサブユニットの回転運動を観察した。つまり、ATP加水分解のエネルギーでF1を回すのでなく、ロッキングラチェットとしてF1を回し、ナノマシンをデザインした。(2)揺らぎの定理を用いたF1-ATPaseのトルク測定(実験)シミュレーションだけでなく「蛋白質実験」にも興味をもち、非平衡統計力学の理論をF1-ATPaseのトルク測定に利用した。F1の回転観察にはビーズをプローブとして用いる。従来のトルク測定ではビーズの粘性係数と回転速度からトルクを計算していたが、磁気ビーズは形状がいびつ・ビーズの正確な回転半径は分からないなど、粘性係数の見積もりには問題があった。そこで、私たちはトルクをより正確に測定するために、揺らぎの定理を用いて、回転角のトラジェクトリだけからトルクを測定した。ここで、トラジェクトリの揺らぎを精密測定するため高速カメラを利用した。またV1のトルクも測定しF1と比較した。