hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
仮想生産に基づいた生産知識の動態保存手法の研究

生産知識の動態保存を考える上で,リアルタイム性,機械可読性,業務のリアリティの3つの分類軸を導入し,インプロセス-人間利用-実業務,インプロセス-機械可読-実験,回顧的-機械可読-実業務の3つの形態に関して,4画面プロセス記録法,デザインレビューを対象とした知識記録手法,仮想生産システムを用いたナレッジタグ手法の3つの手法を開発した.これに対して,仮想生産システムを用いたナレッジタグ手法と,デザインレビューを対象とした知識記録手法に関してシステム開発を行い,システム実装上の諸問題の検討と解決手法の提案を行った.特に,工場の製造設備をとりまく状況を,仮想生産システムによって表現し,それにコード表現を対応させることで,外部の記述から知識の適用状況を再現する手法は,シンボリックな記述と,複雑な対象世界とを結びつけるものとして有効である.最後に,動態保存の手法が実際の製造業での業務に適用可能であるかどうかの検討を,自動車部品製造企業の協力を得て実施した.多くの生産知識が投入された製造設備に対して,回顧的な知識収集を行った上で,知識適用履歴のシステム実装を行い,その結果を企業の技術者を中心に評価をしてもらった.その結果,こうしたアプローチによる生産知識の動態保存は,知識の保存・継承に限定されず,より広域なエンジニアリングツールとして利用可能であるとの評価を得た.生産知識の動態保存を考える上で,リアルタイム性,機械可読性,業務のリアリティの3つの分類軸を導入し,インプロセス-人間利用-実業務,インプロセス-機械可読-実験,回顧的-機械可読-実業務の3つの形態に関して,4画面プロセス記録法,デザインレビューを対象とした知識記録手法,仮想生産システムを用いたナレッジタグ手法の3つの手法を開発した.これに対して,仮想生産システムを用いたナレッジタグ手法と,デザインレビューを対象とした知識記録手法に関してシステム開発を行い,システム実装上の諸問題の検討と解決手法の提案を行った.特に,工場の製造設備をとりまく状況を,仮想生産システムによって表現し,それにコード表現を対応させることで,外部の記述から知識の適用状況を再現する手法は,シンボリックな記述と,複雑な対象世界とを結びつけるものとして有効である.最後に,動態保存の手法が実際の製造業での業務に適用可能であるかどうかの検討を,自動車部品製造企業の協力を得て実施した.多くの生産知識が投入された製造設備に対して,回顧的な知識収集を行った上で,知識適用履歴のシステム実装を行い,その結果を企業の技術者を中心に評価をしてもらった.その結果,こうしたアプローチによる生産知識の動態保存は,知識の保存・継承に限定されず,より広域なエンジニアリングツールとして利用可能であるとの評価を得た.製造企業において,生産設備の設計・実装・計画・制御・改善・保全などの各アクティビティは,製造する製品の品質,コスト,納期などに関わる重要な内容である.その活動に投入される設計者や各種エンジニアなど,企業における知的な資源は大きなものであるが,現状ではその継承や再利用が困難であり,知的資源の利用効率が低いことが問題点としてあげられていた.本研究では,計算機内部に製造設備を構築する仮想生産の技術を用いて,製造設備の設計と運用に関する各種の知識内容を抽出・収集し,格納する動態保存手法を提案し,上記の問題解決を図るものである.研究初年度の今年度においては,動態保存手法を適用するための製造設備のプロトタイプを仮想生産として定義し,購入されたサーバシステム上に構築を行った.これにより,設計(計画)された製造設備のレイアウト,構造,挙動,製造プロセスの概要をシミュレーションでき,コンピュータグラフィックスを通じて知識保有者に臨場感を持って提示することができた.また.このモデルに対して,問題を解決した点,改善を行った点,今後の課題として残された点など,製造設備に密接に関わる知識内容をデータベースに格納し,知識タグと呼ばれる仕組みを介して仮想生産のモデルとリンクさせることを実現した.また,書籍などの一般的な内容を持つ知識記述のコンテンツのデータベースを構築し,専門的な知識の背後にある一般性を持った知識内容の関連を与える仕組みの試作を行った.本研究は,コンピュータ内に工場のディジタルモデルを構築し,製造プロセスの詳細なシミュレーションを実施する仮想生産の技術を用いて,設備の設計や運用に関する知識を保存し,再利用する技術を確立することを目的にしている.平成15年度においては,これまで入手していた実工場の機器のデータをもとにして仮想生産のモデルの作成を行った.これにより,工場内で行われている自動組立などのプロセスのかなり詳細なところまでのモデルを構築し,シミュレーションすることが可能となった.ついで,動態保存を行うためのシミュレーションの機能の強化を行った.具体的には複数のバージョンのシミュレーションモデルを管理して,指定された工場の場所と時間の対象領域の状態を計算機上に生成することを可能とした.これにより,簡単なテキスト記述で複雑な製造現場の状態を生成することができた.また,先に抽出を行った知識をXMLを用いてデータベース化を行った.このXMLデータベースと先の工場のモデリングとシミュレーションの機能を連携させることで,記述からシミュレーション,シミュレーションから記述の双方向のアクセスを実現した.またこれらの研究と並行して,3次元のディジタルモデルの任意の場所をコンピュータ外から容易に指示することのできる装置の開発や,設計された製品をステレオ立体視と触力覚デバイスを用いて提示し,それに音声で入力された設計情報を付与するシステムの開発を行い,仮想生産を用いた生産知識の動態保存のための入力手段とした.本研究は,コンピュータ内に工場のディジタルモデルを構築し,製造プロセスの詳細なシミュレーションを実施する仮想生産の技術を用いて,設備の設計や運用に関する知識を保存し,再利用する技術を確立することを目的にしている.

平成16年度は本研究の最終年度として,これまで実施してきた研究内容の整理・体系化と,研究成果の公表ならびに研究成果に対する産業界を中心とした意見交換などを中心に実施をしてきた.特に近年の熟練技能者や熟練設計者の退職に伴う,知識や技能の継承も問題は深刻であり,本技術に対する期待が大きいことを確認できた.具体的な研究開発項目としては,まず,動態保存手法のシステム実装に関しては,今年度は近年,急速に利用が広まっているWEBサービスとの関係に関して検討を行った.特にSOAPなどの技術による異なるアプリケーションの連携を用いた仮想生産システムの構築とユーザインタフェースデバイスのプラグイン化を検討し,これまで開発をしてきた仮想-実複合型のユーザインタフェース装置であるXEONAを,異なるアプリケーションから共通化されたアプリケーションインタフェースから利用可能とした.また,動態保存手法を商用システムと連携する方法として,既存のCADシステムのAPIを使った連携システムを試作し,動態保存手法において重要となる対象物の指示を,システムは実-仮想に依存せずに行うことのできるUniversal Pointingを考案し,試作システムの実装を行った.
人工多能性幹細胞から作成するがん幹細胞モデルとその応用

がんの発生、転移、再発に深く関与しているがん幹細胞は、がんを根治する為の標的として広く認知されてきている。しかし、がん幹細胞のモデル細胞と呼べるものは従来なく、がん幹細胞を対象とした研究は困難を極めていた。本研究では万能細胞であるiPS細胞から、がんを誘導する環境に置き、がんを生み出すがん幹細胞へと誘導し、性質の異なる複数種のがん幹細胞モデル細胞を作製することに成功した。iPS細胞を用いて、がん幹細胞のモデル系の確立を試みている。実際の腫瘍の中には、数パーセントのがん幹細胞が存在すると考えられ、その同定や分離が試みられている。多くのがんでがん幹細胞の存在を示す知見が蓄積する一方で、株化された「がん幹細胞モデル」は未だ存在しない。このようなモデルが細胞株として樹立できれば、がん幹細胞研究を推進する有力な材料となるばかりか、がん治療研究をより実質的に展開する事が可能になる。そこで、iPS細胞を様々ながん細胞由来細胞株と共存させる培養条件下に置き、長時間培養を継続した後に得られる細胞中にがん幹細胞の形質を持つ細胞が存在すると仮定し、がん幹細胞のモデル作成をマウスiPS細胞を利用して試みた。マウスモデルとしてがん幹細胞の条件が満たされるような細胞に対して解析を行いその特徴をもって「がん幹細胞モデル」を提唱する。がん研究、がん治療法開発においては、「がん幹細胞」を焦点にした解析が必要となっており、「株化がん幹細胞」が待ち望まれている。本研究では、がん細胞株由来の培養上清をiPS細胞の分化を制御する微小環境因子として添加することにより、試験管内でがん幹細胞様細胞(iPS-CSCs)へと変化させ、数種類の「株化がん幹細胞」の作成に成功した。マウス、及びヒトがん由来の細胞株の培養上清を含む条件でマウスiPS細胞を4週間培養し、生存していた細胞をヌードマウス皮下に移植すると悪性腫瘍(癌腫様)を形成した。この細胞は自己復性能、多分化能を有しており、がん幹細胞としての性質を獲得した細胞であることを示した。使用したがん細胞の培養上清の由来により、分化能などが異なる細胞が得られている。さらに、ルイス肺がん細胞由来のエクソソーム画分を生成し、分化途上にあるiPS細胞に供し4週間培養して得た細胞は、ヌードマウス皮下で脂肪肉腫様の腫瘍を形成し、さらには腹腔内へ浸潤し腫瘍を形成するケースも観察された。本研究で作製したがん幹細胞の一つであるmiPS-LLCcm細胞(ルイス肺がん細胞の培養上清によりがん幹細胞化)の自己複製、分化能(特に血管内皮細胞)を評価したところ、がん幹細胞の自己複製は、がん幹細胞より分化したがん細胞、血管内皮細胞により増進されることを見いだし、この効果は、部分的にNotch経路に依存していることを明らかにした。さらに、がん幹細胞の分化系統も分化がん細胞からのフィードバックにより制御されており、がん幹細胞の運命を制御する「がん幹細胞ニッチ」は、がん幹細胞自らが、分化がん細胞を生み出し形成していることを示した。マウスiPS細胞を用いてがん幹細胞株樹立方法を検討している。再生医療の問題点は細胞のがん化をコントロールできない点にある。iPS細胞ががん化する様な条件を設定できれば、問題解決の糸口を掴むことができる。元来iPS細胞をヌードマウスに皮下移植して得られるのは良性腫瘍(テラトーマ)である。この腫瘍における多様性は、移植されたiPS細胞の微小環境が各iPS細胞へ影響した結果それぞれが独自の分化の道を辿ったことを象徴している。幹細胞の万能性を考慮すれば、がん細胞を誘導する微小環境を仮想し、これに置かれたiPS細胞はがん幹細胞を経てがん細胞へ分化している可能性が高い。したがって、がん幹細胞をiPS細胞から樹立するためには、その微小環境をコントロールする事が重要と考え、また、がん幹細胞を誘導する微小環境を想定して、iPS細胞をがん由来細胞株と共培養あるいはそれらの培養上清中で培養して、未分化でかつ不死化する細胞を得ることを計画した。その結果、nanog遺伝子の発現および幹細胞の指標である内在性遺伝子c-Myc、Oct3/4、Sox2、Klf4の発現を指標に、目的に合致する細胞を得る事ができた。同時にin vivoに移植すると悪性腫瘍を形成し、腫瘍内部は未分化な部分から分化した部分まで、混在する様子を呈していた。これは、4種類の異なるがん由来細胞株を用いても同様の結果であった。また、形成された腫瘍から初代培養で得られた細胞も未分化な状態を示し、がん幹細胞様の形質を維持していた。これらの事から、がん幹細胞を継代可能な細胞株として樹立することに成功した。平成23年度に引き続き、種々の細胞株を利用したがん幹細胞モデルの樹立を行った。特に、マウスiPS細胞をヒトiPS細胞に置き換えるための条件検討を開始した。まず、マウスiPS細胞由来がん幹細胞モデルを用いて、その培養条件等の検討を行った。

その結果、がん幹細胞の自己複製と分化能を維持する環境には、がん幹細胞から分化した状態にある上皮系細胞が共存することが必要である事が分かった。この上皮系細胞が分泌する因子は、Notchのシグナル伝達を活性化してがん幹細胞の自己複製を促進すると同時に分化を抑制していた。この発見から、がん幹細胞はその微小環境を形成してがん幹細胞から分化していく細胞のヒエラルキーを維持していることが示唆された。ルイス肺がん、B16メラノーマ、P19テラトカルシノーマ、BALBMC.E12乳腺がんの4種類の細胞株の培養上清を用いてマウスiPS細胞を培養して、未分化状態を保ちつつヌードマウスで悪性腫瘍形成能を示す細胞を獲得した。特にルイス肺がん細胞の培養上清を用いて得た細胞は血管新生に富み、ヌードマウスに形成した腫瘍から初代培養により得られた細胞は、自己複製能と分化能を備えていること、および分化した場合にIV型コラーゲン存在下において管腔形成を示すことから血管内皮細胞への分化が示唆された。このようにして得られた細胞はがん組織形成を研究する上で非常に重要な材料となると考えられた。日本分子生物学会、米国癌学会において発表し、米国科学誌PLoS ONEに掲載が決定した。この発表により、今回の成果は、世界で初めての新しい成果として高く評価された。また、新聞各紙およびテレビ報道で各方面に取り上げられた。これを機会に今後のがん研究の有力な材料となることが大きく期待されている。これまでの成果より、マウスiPS細胞由来がん幹細胞モデルが示す細胞のヒエラルキーから、がん幹細胞として注目されている性質に焦点を当て、次の三点について解析に取り組む。1)がん幹細胞の特異的抗原:がん幹細胞の識別や分子標的治療の開発のために細胞表面の抗原を解析する。独自に開発している細胞表面マーカーDNAマイクロアレイと球面SOM解析ソフトを駆使して、がん幹細胞に特異的な表面マーカーを探る。2)転移・浸潤のメカニズム:がん幹細胞がもつ上皮間葉転移に関与する遺伝子snail/slugの発現を中心に解析する。3)薬剤耐性メカニズム:がん幹細胞は薬剤や放射線に対して耐性を示すと考えられている。このような耐性メカニズムに関与する遺伝子発現について解析を行い、抗がん剤スクリーニングへの指標を探る。これらの解析により得られる特徴をもとに、がん幹細胞モデルが示す細胞のヒエラルキーの中から治療標的となり得る特定の細胞群を抽出する。さらに、がん細胞としてマウスiPS細胞ですでに実績があるマウスのグリオーマ、乳がん、大腸がん、胃がん、肝臓がん、膵臓がん、白血病、肺がんに由来する細胞株を用い共培養および培養上清中でのヒトiPS細胞の培養を一定期間以上継代して得られる細胞をヌードマウスへ移植して造腫瘍性を調べ、悪性腫瘍を形成したものから細胞を選抜し、がん幹細胞モデル樹立の方法論を確立して、ヒトがん幹細胞モデルの樹立を目指す。ヒトiPS細胞を用いるがん幹細胞株樹立方法の検討を前年度に引き続き、種々の細胞株を利用したがん幹細胞モデルの樹立を行う。特に、マウスiPS細胞をヒトiPS細胞に置き換え、がん由来細胞もヒト由来のものを使用する。
要介護高齢者の保健福祉ニーズ充足度の介護保険制度実施前後の比較研究

東京都下の1市に在住する65歳以上の高齢者全数約27,000人から無作為に抽出した10,000人を対象にスクリーニング調査を行った。さらに把握された在宅要介護高齢者の介護者1,323人を対象に訪問面接調査を行い,調査完了数595人を得た。収集したデータと,介護保険施行前である平成10年に,同市において同様の方法を用いて実施した在宅要介護高齢者の介護者調査(558人対象,調査完了数404人)で収集したデータの比較を行い,以下の知見を得た。介護保険制度の実施により,要介護高齢者の保健福祉ニーズが充足されたことが示された。しかしながら,ニーズが形成される主要な3つの要因を組み合わせて作る類型別にニーズ充足度をみてみると,必ずしもすべての類型においてニーズが充足されているわけではなく,むしろニーズ充足度が低下している類型もみられた。在宅介護サービスの利用や利用意向が,介護保険制度の導入前後でどのように変化したかは,サービスの種類によって異なった。訪問型のサービスは,介護保険制度施行後利用意向や利用実績が増加したが,通所型のサービスは,利用意向や利用実績が増加しなかった。介護保険制度施行後,訪問型のサービスの利用が普及したにもかかわらず,家族介護者の施設サービス利用希望は高まっていた。訪問型サービスの利用の拡大が,必ずしも家族の在宅介護指向を促進するわけではないことがわかった。ホームヘルパーなどが介護を主に担うケースは微増したものの,介護保険制度施行後も依然として家族介護が主流であり,介護の社会化は進んではいなかった。介護者のサポートネットワークは脆弱になっており,少ない介護者で在宅介護を担うケースや,相談相手がいない介護者の割合は増えていた。また,主に介護を担っている介護者の身体的負担,精神的負担,社会生活への負担も,介護保険制度の施行によって改善されたわけではなかった。平成13年度の研究においては,まず,調査表作成のための,文献研究および資料収集を行った。加えて,今回の研究により得られたデータとの比較を行うことになっている調査データの分析も試みた。調査票を確定した後,数回のプリテストを実施し,本調査を行った。本調査は,まず,東京都下の1市(人口約171千人)に在住する65歳以上の高齢者全数(約27千人)から無作為に抽出した10,000人(男性41.6%,女性58.4%)を対象に,要介護高齢者のスクリーニング調査を実施した。郵送回収と,訪問回収および電話調査を併用し,有効回収数9,056人となった(回収率91%)。スクリーニング調査の結果から,高齢者の身体状況(日常生活動作能力の障害程度)および精神状況(痴呆の疑いのある程度)を勘案し,要介護高齢者1,256人を抽出した。さらに,抽出された要介護高齢者の主たる介護者を対象に,訪問面接調査を実施した。スクリーニング調査から抽出された要介護高齢者の属性は,以下の通りであった。男性が33.6%・女性が66.4%。要介護認定の判定における自立度は,自立が0.2%,要支援が2.0%,要介護1が12.3%,要介護2が11.5%,要介護3が10.1%,要介護4が10.9%,要介護5が10.6%。なお,介護者対象の訪問面接調査の結果の分析は,来年度に行う予定である。

平成13年度に実施した調査(東京都下の1市に在住する65歳以上の高齢者全数[約27千人]から無作為に抽出した10,000人を対象にスクリーニング調査を行った。さらに把握された在宅要介護高齢者1,323人を対象に訪問面接調査を行い,調査完了数595人を得た)において収集したデータと,介養保険施行前である平成10年に,同市において同様の方法を用いて実施した在宅要介護高齢者の介護者調査(558人対象,調査完了数404人)で収集したデータの比較を行い,以下の知見を得た。在宅介護サービスの利用や利月意向については,入浴サービス,訪問看護サービスといった訪問型のサービスは,介護保険制度施行後,利用意向や利用実績が増加した。他方,ショートステイやデイサービスのような通所型のサービスは,利用意向や利用実績が増加しなかった。訪問型のサービスの利用総量は増加したものの,それと同時に利用希望の総量も増加したため,利用希望と利用実績の乖離という点からみた充足度に関しては,大きな変化がみられなかった。訪問型のサービスの利用が普及したにもかかわらず,家族介護者の施設サービス利用希望は高まっていた。訪問型サービスの利用の拡大が,必ずしも家族の在宅介護指向を促進するわけではないことがわかった。ホームヘルパーなどが介護を主に(または補佐的に)担うケースは微増したものの,介護保険制度施行後も依然として家族介護が主流であり,介護の社会化は進んではいなかった。介護者のサポートネットワークは,措置の時代よりも脆弱になっており,少ない介護者で在宅介護を担うケースや,相談相手がいない介護者の割合は増えていた。主に介護を担っている介護者の身体的負担,精神的負担,社会生活への負担も,介護保険制度の施行によって改善されたわけではなかった。
多国籍企業の現地適応マネジメント

本研究の目的は、タスク特性に着目してアウトソーシング・マネジメントを明らかにすることである。本研究は製品アーキテクチャ論に基づく分析フレームワークを適用した結果、中国大連では現地企業はソフトウェアという専門的技能のみならず、日本企業との取引から関係的技能も蓄積され、自動車産業で見いだされる特徴が観察された。また多国籍企業と現地企業の相互作用を取り上げることによって、多国籍企業起点の産業集積の形成について製品アーキテクチャ論を用いた分析フレームワークの有用性が高まった。具体的に、主にインタビュー調査や公表データを通して企業のソフトウェア開発アウトソーシングに研究対象を絞る。ソフトウェア開発の際に、タスクの特性、その特性に必要な人材、アウトソーシング先の能力はどのようなものであり、顧客企業のなかで統合のマネジメントをいかにするか、など体系的な研究が見当たらない。本研究は、ソフトウェア開発タスクの特性を明らかにしたうえで、顧客企業の統合プロセスについて考察する。本年度に行った研究内容とその実績は以下のように整理することができる。中国大連の現地ソフトウェア開発企業や日本に立地するインドのソフトウェア開発企業へのインタビュー調査を通じて、ソフトウェアの種類によって、タスク(工程)を担う発注側と受注側との調整メカニズムが異なることが分かった。パッケージ・ソフトウェアの場合、顧客企業は、当該ソフトウェアを導入するのに、ソフトウェア開発企業を活用することが多くみられる。ソフトウェア開発企業は、顧客企業内部の知識をパッケージ・ソフトウェアにある程度のカスタマイジングを行うが、あくまでもパッケージ・ソフトウェアの既存の機能を最大限に生かすことを前提にしている。従って、カスタマイズの部分を仕上げれば、専門知識を持ったソフトウェア開発企業によって、顧客企業に対するパッケージ・ソフトウェアの迅速な導入が実現される。この内容について、許・小林(2016)にまとめて公表している。本年度は、科研費と時間の許すなか、中国や日本にてフィールドワークを実施することができた。これまで日本企業や中国企業を中心に研究調査してきたが、日本に立地するインドのソフトウェア企業にも研究調査ができ、タスクの特徴だけでなく、ソフトウェアの種類に着目すること、という知見を得られた。具体的に、インタビュー調査を通して企業のソフトウェア開発アウトソーシングにおける統合マネジメントを考察する。研究対象として主に中国大連ソフトウェア産業集積のなかの日本企業と現地企業を取り上げ事例分析を行った。従来の研究では、オフショア開発を行う理由として、コスト削減のみならず、開発人材の確保も挙げられるため、日本企業からのオフショア開発は今後も伸び、人件費が安い中国内陸部やベトナム等の国への発注が増えると予想される。しかしながら、どのような製品、工程を海外に出し、現地企業とどのように付き合い、現地産業がどこまで発展しているのか?と一連の課題を考える必要があるが、既存研究は全ての答えを用意しているわけではない。従って、本研究は主に中国大連ソフトウェア産業集積のなかの日本企業と現地企業計4社を取り上げて、詳細な事例分析を行い、2者の相互作用とその影響を考察した。これまでの実証データに対してどのような理論フレームワークで分析するか、ということに特に力を入れてきた。具体的には、製品アーキテクチャ論を援用し、多国籍企業と海外企業との相互作用、さらに2者間の相互作用が現地産業集積の形成に与える影響を考察した。本研究の成果として主に次の2点が挙げられる。一つ目は、中国大連では現地企業はソフトウェアという専門的技能のみならず、日本企業との取引から関係的技能も蓄積され、自動車産業で見いだされる特徴が観察された。二つ目は、多国籍企業と現地企業の相互作用を取り上げることによって、多国籍企業起点の産業集積の形成について製品アーキテクチャ論を用いた分析フレームワークの有用性が高まった。ソフトウェアの種類、それによって工程間調整の特徴を明らかにする予定である。本年度は比較的汎用性のあるソフトウェア(パッケージソフトウェア)に関する調査を行うことができたが、今後は、カスタム・ソフトウェアに注目していきたい。日本企業が主にソフトウェア開発をアウトソーシングする中国の場合、地域ごとの立地環境も考慮し、研究調査を行う計画である。28年度が最終年度であるため、記入しない。国際経営28年度が最終年度であるため、記入しない。小林美月(2016)「多国籍企業と産業集積ー中国における日本企業のソフトウェア開発の事例」東京大学大学院経済学研究科博士課程学位論文
イネ種子システインプロテイナーゼの活性発現制御機構の解析

わが国の最重要穀物であるイネを対象とし、その主要なプロテイナーゼであり、種子貯蔵タンパク質の生合成過程での成熟化や、発芽時の栄養の供給のための分解を担うシステインプロテイナーゼ(オリザイン)の活性制御機構、とくに前駆体からの成熟化機構を解明することを目的として研究を行った。オリザインβcDNAを用いてNおよびC末端プロペプチド(PP)を含む前駆体タンパク質を発現させるためのベクターを構築し、大腸菌内での発現を試みた。その結果、大腸菌の不溶性画分に目的のタンパク質の大量発現が認められた。この不溶性タンパク質の各種界面活性剤による可溶化を試みたが、ごく少量のみしか可溶性タンパク質として得られなかった。今後、さらに可溶化の条件検討を行う必要があると考えられた。わずかに得られた可溶性タンパク質はpH5付近でZ-Phe-Arg-MCA分解活性が最大となり、この条件下で自己触媒的にPPが切断されて成熟化することにより活性を獲得することが示唆された。植物において、さまざまな前駆体タンパク質の成熟化を担うAsn残基特異的プロテイナーゼ(AEP)について、イネ種子における実体を明らかにするため、cDNAクローニングを行った。その結果、一種類のイネ種子AEPのクローンを得、その全一次構造を決定した。イネ種子AEPは豆類のAEPと6070%の相同性を有していた。cDNA断片を用いたノーザン分析により、種子の登熟および発芽の段階でAEPのmRNAが発現していることが確認された。さらに、この酵素の組み換え体の発現のためのベクターを構築した。これを利用することにより、オリザインの成熟化に対する作用が明らかになると期待される。
社会地区類型を用いた新たな社会調査法に関する実証研究

近年、国民の個人情報に対する関心の高まりなどを背景として、社会調査を取り巻く環境が厳しくなる中で、研究者が取り扱えるデータについても制限が生じつつある。そこで本研究では、標準的な手法として用いられてきた住民基本台帳や、選挙人名簿などのサンプリング台帳を用いた個人標本抽出に代わり、社会地区類型(ジオデモグラフィクス)による調査手法の提案を行ったものである。本研究では、我が国の町丁目を基本単位としてそれらのライフスタイル特性に基づき、複数のレベルで類型化、抽出することが可能なシステムを用いた。この社会地区類型を用いた手法は、先行する知見として欧米における学術的な議論においても、近隣などの小地域単位データの重要性と既存の行政区画を小地域として用いることの利点に関する知見が示されていることから、有用な手法の一つとして位置づけることが可能であると考えられた。また、社会地区類型に基づき構築されたデータの分析より、我が国において居住地域での健康状態に違いが生じており、その違いは居住地域における特性(文脈効果)により形成されている可能性が推察された。以上の結果は、ともすれば我が国において、その社会的、文化的な同一性傾向から、欧米諸国などとは異なり町丁目においてはそれほど健康状態に違いがないのではと考えられていることが多いなかで、我々が住み暮らす、いわゆる生活空間などの密接な地域単位で検討を行った場合に必ずしもその同質性が保持されているわけではないことが推察された。このように、社会地区類型に基づく新たな社会調査法の提案は、社会調査が直面している限界の克服に貢献するにとどまらず、健康領域における新たな議論の創造にもつながることが考えられた。わが国で社会調査を実施する場合においては、これまで住民基本台帳や、選挙人名簿などに基づくサンプリング台帳を用いた個人標本抽出が標準的な方法として位置づけられてきた。しかしながら、平成18年の「住民基本台帳法の一部を改正する法律]の成立や個人情報への関心の高まりは、個人情報の閲覧を制限する条例を制定する地方自治体の増加などを引き起こすなど、従来、用いられてきた社会調査法が適応不能となる現状が生じている。そうした背景と問題意識をふまえて、本研究の全体構想としては、「近年の社会調査を取り巻く環境の急激な変化に適応する、新たな社会調査の計画を具体的に提案する」ことである。そこで本研究では、新たに社会地区類型(Geodemographics/ジオデモグラフィクス)の概念と手法を活用することを通して、サンプリング台帳を必要としない社会調査法を提案し、その有用性を実証的に解析することを目的とした挑戦的な研究として位置づけられる。平成21年度の研究においては、社会地区類型(Geodemographics/ジオデモグラフィクス)の概念と手法を活用した社会調査法の理論的検証を行なうとともに、実際の調査実施に関する課題の整理を行なった。これらの知見を基盤として調査デザインの設定と調査票を作成するとともに、実際に調査を実施したものである。なお、次年度においては、収集された調査データを踏まえて、新たな社会地区類型を活用した調査手法の有用性についての具体的な検討を行なっていく予定である。
アオモンイトトンボでは幼虫期の体色が成虫期のメスの体色二型を決定づけるのか?

アオモンイトトンボでは雌のみの体色二型、つまり、褐色の雌型雌と、雄に似た青緑色の雄型雌が存在し、限性遺伝によって決定される。沖縄本島では、本州等にはない特徴として、雌二型の頻度が地域によって大きく異なり、さらに、幼虫においても褐色系と緑色系の体色変異がある。もし、幼虫の体色と成虫の体色がリンクするのであれば、幼虫期の体色が成虫期の雌の体色二型および二型頻度を決定づける可能性があり、この仮説を検証する調査を行った。沖縄本島南部の糸満市真壁の農業研究センターの池で行った成虫頻度調査では、雄型雌2匹・雌型雌33匹が得られ、10数キロしか離れていない垣花にあるクレソン畑の調査では雄型雌20匹・雌型雌11匹が得られ、雌二型頻度に大きな差があった(χ=23.00, df=1, p<0.001)。しかし、終齢幼虫の雌の体色は、真壁では褐色系9匹・緑色系5匹、垣花では褐色系9匹・緑色系4匹で差がなかったので(x=0, df=1, p=1)、成虫の雌二型頻度の差は、幼虫の体色頻度とパラレルな関係ではなかった。また、この終齢幼虫を飼育した結果、真壁の褐色系9個体から雄型雌1匹・雌型雌8匹、緑色系5匹から雌型雌5匹が羽化し(χ=0, df=1, p=1)、垣花の褐色系9匹から雄型雌6匹・雌型雌3匹、緑色系5匹から雄型雌4匹が羽化し(χ=0.36, df=1, p=0.55)、幼虫の体色は成虫の体色とリンクしていなかった。さらに、野外の雌成虫が生んだ卵を飼育して得られた雌の終齢幼虫はすべて褐色系であり(n=13)、幼虫の体色は環境による可塑的な影響を受けると考えられ、一定の環境下では幼虫の体色に変化がなかった。したがって、本種において幼虫期の体色変異が成虫の雌の体色二型を決定づける可能性は否定された。環境要因として1年間の水温をロガーを用い各3地点測定した結果、真壁では24.4°C±6.0 (平均±SD)、垣花では23.6°C±5.2で差があった(t=8.4, df=17374, p<0.001)。しかし、両者とも本土よりはるかに高い水温であり、雌二型頻度の地域間変異に影響を与えるのかどうかは不明である。(799字)アオモンイトトンボでは雌のみの体色二型、つまり、褐色の雌型雌と、雄に似た青緑色の雄型雌が存在し、限性遺伝によって決定される。(799字)
アノードレイヤ型クラスタシステムの干渉物理解明と最適化

近年、宇宙ミッションの大規模化が進んでおり、そのロケットとして自動車の燃費に相当する「比推力」の高い電気推進機が注目されている。中でも電気推進機の一種である「イオンエンジン」は特に比推力が高く「はやぶさ2」の主エンジンとして用いられている。また、イオンエンジンよりも大きな推力を得ることのできる「ホールスラスタ」については大電力化について注目されており、本研究では、ホールスラスタの一種であるアノードレイヤ型を複数基束ねたクラスタ化による大電力化を目的に、2基のスラスタによるシステムの実験・解析を行う事で、クラスタシステムの最適化指針の取得を目指している。
頭足類(タコ)の心臓循環系の興奮伝達及びその神経制御機構

軟体動物頭足類タコのうち主として(Octopus hummelincki)を用いて電気生理学的及び免疫細胞化学的研究を行なった。1.内臓神経は第1及び第2心臓神経節へと連絡し心臓循環系の内、体心臓(心室、心房)、鰓心臓、および鰓を支配する。この解剖学的研究を行なった。2.体心臓の心室及び心房筋から、内臓神経刺激に対応する興奮性接合部電位(EJP)を記録することに成功した。3.体心臓心室及び心房筋から内臓神経刺激に対応する抑制性接合部電位(IJP)の記録に成功した。4.心室筋から細胞内誘導電位を記録、この電位はアセチルコリン投与による膜の過分極中停止する。5.心室筋の活動電位は、セロトニン(5-HT)投与により膜の脱分極を伴いその頻度が高まりプラトー相が延長された。6.上記細胞内電位の記録はタコにおける歴史的に最初の成功であり、既に記録されている腹足類や二枚貝における神経支配様式が軟体動物最上位のタコにも適用されることを示した。7.免疫細胞化学的方法を用い、腹足類のアメフラシ、ウミフクロウで、興奮性伝達物質のうちセロトニンが心臓神経系で同定された。この事実を系統的に原始的な双神経類ヒザラガイでも確認した。更にタコの神経系にも適応し心臓内での存在を確認した。8.心臓活性物質のうち最近知られたペプチドCARPについて系統的に免疫組織化学的研究を行なった。その結果、ヒザラガイ、アメフラシ、ウミフクロウ、タコの心臓内神経系に存在することを確認した。軟体動物頭足類に属するタコ(Octopus ocellatus, O.hummelincki,O.berenice Gray)を用いて、体心臓,鰓心臓,鰓,大動脈,大静脈を中心に解剖学的観察を行った。更にこれら循環系に関係する内臓神経系の微細解剖を行った。内臓神経の機能を調べる為、内臓神経節節前および節後神経の電気的刺激に対する体心臓の心房,心室筋細胞内電位変化を記録した。他の軟体動物(腹足類や二枚貝)の心臓における抑制性および促進性神経伝達物質としてもっとも有力なアセチルコリンおよびセロトニンの心筋への効果を細胞内記録法により調べた。1.内臓神経の刺激パルスに1:1に対応する抑制性接合部電位(IJP)を心房,心室の両心筋から記録することに成功した。IJPは5Hz以上で、明瞭な促通および加重を示した。心房と心室間に存在する房室弁からの細胞内記録は不成功におわり、房室弁に堅固な結合組織が存在することが示唆された。2.IJPと同様、内臓神経刺激パルスに1:1に対応する興奮性接合部電位(EJP)が、心房,心室の両心筋から記録することに成功した。EJPは2Hz以上で促通,加重を示した。これらの結果は、心臓の二重神経支配を示すと同時に、神経-筋接合部を介してその支配がおこなわれていることを示している。3.アセチルコリンを灌流投与すると、心室の膜電位が過分極をおこし、4.セロトニンの投与は脱分極をおこした。過分極により活動電位の頻度は低下し、脱分極により活動電位の頻度が上昇した。これらのことは抑制性神経伝達物質がアセチルコリンで、興奮性伝達物質がセロトニンである可能性を示している。両薬物の心房筋に対する効果は、調べられなかったが、抑制性,興奮性両接合部電位が両部域から記録されたことから、心房においても、おそらく心室と同様の膜電位変化がおこるものと推測された。タコ(Octopus ocellatus)の心臓および循環系と内蔵神経系の摘出標本を作成し,心臓への神経支配の生理学的研究を行った.

内臓神経は心房近傍にある第1心臓神経節と接続し,この神経節から心房および心室に心臓神経が延びている.この神経節の節前神経を刺激すると,刺激の強さに応じて,二種類の心臓活動調節効果が見られる.一つは心臓活動の興奮効果であり,他は抑制効果である.同様の効果が鰓から心臓にかけての薬物の内部灌流によって得られた.セロトニン(5HT)は心臓興奮効果を,アセチルコリンは心臓抑制効果を示した.これらのことから心臓興奮性神経伝達物質および心臓抑制性神経伝達物質はそれぞれセロトニンおよびアセチルコリンであると推測された.実際細胞内電位記録法による心房および心室筋から膜電位を記録したところ, 5ーHTは脱分極をともなう活動電位の増強をひきおこし,アセチルコリンは過分極をともない,活動電位の振巾およびプラトー相を減少させ高濃度(10^<-6>M以上)では心臓停止をひきおこした.既に神経刺激に対して,興奮性接合部電位(EJP)および抑制性接合部電位(IJP)記録に他の種(Octopus humeriwicki)で成功しているので,両薬物の電気泳動投与による心筋膜電位反応を記録し,この電位に対する阻害剤の効果と,両接合部電位に対する阻害剤の効果とを比較し,伝達物質の同定をすべく実験を進めている.一方内臓神経,心臓神経節および心臓の組織切片を作成し,組織学的に神経支配の機構を調べた.心臓神経節は直径5080μmの比較的小型なニューロンを多数含んでいる.この神経節ニューロンの免疫細胞学的検索を行うべく,まず抗セロトニン血清を用い, FITC法でセロトニン作動性ニューロンの同定を行う準備を進めている.タコ(Octopus hummelinki)心臓循環系の神経支配免疫組織化学を始めるに当たり系統進化的に材料を選択して神経支配に系統進化側面を調べることにした。電気生理学的、組織学的に最もよく知見が集積している腹足類後鰓類アメフラシ(Aprisia)でウミフクロウ(Pleurobranchaea)の中枢(脳、足内蔵神経節)と心臓循環系支配の末梢神経を材料に切片及び全体標本を作成した。これらでPARP(キャッチリラクシングペプチイド)の免疫反応を調べた。軟体動物のなかで最も原始的な双神経類ヒザラカイ(Liolophura)らにおいて、二対の神経幹内にクラスターとして存在する多数のセロトニン(5-HT)及びCARP免疫反応は細胞を検出した。神経幹から出る末梢神経はきわめて細く、この走行を解剖学的に追跡することは不可能であったが、心臓及び心のうの両部域で免疫陽性明瞭なプロセスの存在が認められた。アメフラシでは12・13個の右半球セロトニン作動性ニューロンクラスターを同定した。これとは別の大型セロトニン作動性細胞体表面に神経終末構造が収束していた。この構造は細胞体にもシナップス終末が存在することを示す。CARP免疫陽性細胞体が神経節内に存在することを発見した。かつ心臓内にもCARP陽性繊維を発見、CARPが心臓の調節機能を担う、いわゆる心臓ペプタイドも有ることを示した。この他、足神経部内でCARPニューロンを発見した。鰓神経節には存在しないが、鰓にもこのニューロンの支配を受けていることが分かり、ウミフクロウにおいてはこの内蔵神経節の大型ニューロンは動脈を支配するがこのニューロンがCARP作動性であることを同定した。このCARPは心臓循環系神経支配の重要な神経修飾物質であることが示唆された。タコにおいても心臓循環系にセロトニン及びCARP作動性神経が二重支配していることを発見した。しかしその中枢細胞体の同定は今後の研究として残される。
加水分解酵素と刺激応答性高分子のハイブリッドの開発とバイオマス燃料生産の高効率化

刺激応答性高分子と加水分解酵素のハイブリッドの開発とバイオマス燃料生産の高効率化に関する研究において、平成5年度に得られた成果は以下の4点にまとめられる。1.温度応答性可溶・不溶可逆高分子の調製2.温度応答性可溶・不溶可逆酵素の調製グルコアミラーゼを温度応答性高分子(NIPAM-MMA共重合体)に固定化する最適な条件(pH:6、反応温度:25°C、固定化時間:3時間)を決定した。特に、反応pHが酵素の結合率、活性回収率に大きく影響を及ぼすことが判明した。3.刺激応答性可溶・不溶可逆加水分解酵素の繰り返し利用pH応答型および温度応答型の加水分解酵素を繰り返しまたは循環しながら利用するために、新規に沈降分離型バイオリアクターを作成した。このリアクターを用いることによって、糖または、エタノールの生産性は回分式の反応に比べて高くなった。4.可溶・不溶可逆加水分解酵素の組み合わせによる稲わらの繰り返し加水分解pH応答型のセルラーゼとキシラナーゼを繰り返し用いて脱リグニンした稲わらを繰り返し加水分解できた。得られた糖液にはグルコースばかりでなくキシロースも含まれており、ヘミセルロースも効率よく加水分解できることが明かとなった。刺激応答性高分子と加水分解酵素のハイブリッドの開発とバイオマス燃料生産の高効率化に関する研究において、平成4年度に得られた成果は以下の4点にまとめられる。1.温度応答性可溶・不溶可逆高分子の調製2.温度応答性可溶・不溶可逆酵素の調製グルコアミラーゼを温度応答性高分子(NIPAM-GMA共重合体)に固定化する最適な条件(pH:10.5、反応温度:25°C、固定化時間:2時間)を決定した。3.刺激応答性可溶・不溶可逆セルラーゼの繰り返し利用pH応答型型のセルラーゼを循環しながら繰り返し利用するために、親規に沈降分離型バイオリアクターを作成した。このリアクターを用いることによって、エタノールの生産性は回分式の反応に比べて約2倍高くなった。4.刺激応答性可溶・不溶可逆キシラナーゼの調製と繰り返し利用pH応答型のキシラナーゼを繰り返し用いて稲わらのヘミセルロースを効率よく加水分解できることが明かとなった。1.温度応答性可溶・不溶可逆高分子の調製2.温度応答性可溶・不溶可逆酵素の調製グリコアミラーゼを温度応答性高分子(NIPAM-MMA共重合体)に固定化する最適な条件(pH:6、反応温度:25°C、固定化時間:3時間)を決定した。このリアクターを用いることによって、糖またはエタノールの生産性は回分式の反応に比べて高くなった。得らられた糖液にはグルコースばかりでなくキシロースも含まれており、ヘミセルロースも効率よく加水分解できることが明かとなった。
男女別にみた就業行動分析と雇用政策

本研究課題、2ヵ年目の平成17年度は、研究計画にあるように、平成16年度に収集した労働市場の統計を男女別、学歴別、年齢階級別等の賃金構造、労働時間、就業構造等に関するデータベースを構築した。時系列データベースを利用して、男性と女性との就業率、失業率を説明できる回帰モデルの推計を行なった。男性と女性の就業行動に関するマクロ時系列モデルの定式化を試み、検討を進めた。1990年代以降の特徴として、非正規雇用者の増加に比べて、労働需要の不足が雇用環境の悪化をもたらした。この労働需給の不均衡が女性、若年層に大きなショックを与えたことをVARモデルからの結論として提示した。また、「雇用動向調査」を利用して、正規から非正規への雇用移動よりも、「労働力調査」から非労働力から非正規雇用への移動の方が多いことを示した。以上のような研究成果について、学術雑誌での審査中である。また、データベースから得られた男女間の就業行動の相違について、研究成果をより広く社会に認識してもらえるように現在発表できるように準備を進めている。政策目標として、男女共同参画社会の推進が掲げられており、また少子化が進行している中で、女性を取り巻く雇用環境について、本研究課題の目的にあげた男女別のデータベースの作成には社会的な意義があろう。今後は、このデータベースをより広く社会的に利用できるような環境を提供できるように取り組むことが課題である。具体的には、データベースを電子化して、ホームページで広くダウンロードできるように整備していく。また、2ヵ年の期間で必ずしも準備できなかった統計データ、地域や産業中分類という観点からのデータを補充していく必要がある。今後も、引き続いて研究内容の充実に努めて、雇用政策への提言に寄与していく。本研究課題は、二ヵ年の計画・内容であり、平成16年度は、研究計画にあるように、1)労働市場における就業行動を解明するため、労働統計データを可能な限り男女別で収集し、整理を行なった。厚生労働省『賃金構造基本統計調査』や『毎月勤労統計調査』を利用して、男女別、学歴別、年齢階級別等の賃金構造に関するデータベースの構築を行った。また、総務省『労働力調査』や『就業構造基本調査』を利用して、男女別、年齢階級別等の就業構造に関する時系列のデータベースを構築した。統計資料による基礎的把握をふまえて、男女別、産業別、企業規模別等の各種データベースを利用して、就業行動の理論モデルの推計を行なうための準備を進めた。2)労働市場についての関連研究や代表的研究文献のサーベイを行い、研究内容の論点についての整理を進めた。男性の労働力率と女性の労働力率の水準は大きく異なるにも関わらず、男性の失業率と女性の失業率の水準自体には大きな差はない。男女で就業行動が異なるとしたら、なぜ男女で失業率には大きな差がみられないのかをあらためて研究の要点として、研究文献のサーベイを続けている。また、この疑問に対する仮説をモデルとして、定式化を試み、検討を進めている。なお、推計結果については、現段階では必ずしも満足できる経済学的含意を得られていないため、引き続いて研究計画の第2年度においても、モデルの定式化を試みて、研究内容についての完成を行っていく。
植物培養細胞による抗癌物質の生産と発癌物質の分解

アカネ科、クワ科、ノウゼンカズラ科植物培養細胞より、それぞれ抗癌促進活性の顕著なイリドイド系モノテルペン配糖体、プレニルカルコン、及びフラノナフトキノンを高収率で得た。これらの二次代謝産物について、生成機構、in vitroならびにin vivoにおける抗発癌促進活性を調べた。【1】クチナシ果実とその培養細胞ならびにGenipaamericana果実の主イリドイド成分であるgeniposideの非糖部genipinはRaji細胞のTPAによる発癌促進を強く抑制し、マウスの実験的肺癌のグリセリンによる発癌促進やDMBAをイニシエータとするTPAによる乳頭腫形成を顕著に抑制した。【2】クワ培養細胞の生産するchalcomoracin,kuwanonJなどのプレニルカルコンもTPAに対し1000倍の濃度で発癌促進を完全に阻止したが、リンパ細胞の生存率は30%であった。両者の等モル混合物は、活性はそのままでリンパ芽細胞の生存率は60%に上昇した。両物質のプレニル部分は、glucoseから解糖系を経て生成する酢酸が第一酢酸単位となり、これにtrioseから五炭糖リン酸回路を経て形成される酢酸が第2、第3の単位として結合し、メバロン酸を経て、プレニル基となることを証明した。【3】クワのフェニルプロパノイド由来部分の形成には、フェニルアラニン、チロシンのいずれもが同等の寄与をすることが^<13>C標識位置の異なる両アミノ酸の同時投与実験により証明した。【4】南米産ノウゼンカズラ科植物Tabebuia avellanedaeのカルスの生産する5-hydroxy-2-(1-hydroxyethyl)-naphtho-[2,3-b]furan-4,9-dioneや関連ナフトキノンが顕著な抗発癌促進活性を示すことを見出した。アカネ科及びワク科植物培養細胞より、夫々、イリドイド系モノテルペン配糖体及びプレニルカルコン類高生産植物培養細胞を得、これらの二次代謝産物の生成機構を明らかにするとともに、単離した物質については、発癌プロモーターのTPAによるEBウイルス早期抗原発現の抑制活性を調べた。一方、種々の植物培養細胞を用い、ダイベンゾパラダイオキシンの如何なる誘導体が、如何なる条件下に生物変換を受けうるかを検索中である。ここに得られた知見を以下に列挙する。1)熱帯アメリカ産アカネ科クチナシ連植物Genipaamericanaの培養細胞を選抜し、イリドイド配糖体tarennoside,geniposidic acid,gardenosideを高率で生産する細胞系を得た。この培養細胞は、他の熱帯産クチナシ連植物培養細胞と同様、温帯産のものが生産するgeniposideを全く蓄積しない。3)クワ培養細胞の生産するchalcomoracin,kuwanon Jなどが,プレニルカルコンの分子間Diels-Alder型閉環反応によって生成することを解明し、そのプレニル部分は、共存するβ-sitosterolとは全く異なる経路で生合成されることを証明した。即ち、メバロン酸はβ-sitosterolに規則正しく取込まれるのに反し、これらのプレニルカルコン類には全く取込まれない。酢酸はTCA回路を2回以上経由した後、プレニルカルコンのプレニル部分を形成する第一番目の酢酸単位にのみ取込まれる。ロイシンは酢酸にまで分解された後、カルコンのトリアセテート部分にのみ取込まれる。4)クワ培養細胞に、インドネシア産Artocarpus heterophyllusの未知微量成分artonin Iの想定前駆体artocarpesinを投与して、artonin Iを多量に生産させることによって、その化学構造を決定した。

5)dibenzo-p-dioxinをクワ、クチナシ等の培養細胞に投与し、その変換物質を検索中である。アカネ科、クワ科、ノウゼンカズラ科植物培養細胞より、それぞれイリドイド系モノテルペン配糖体、プレニルカルコン、及びフラノナフトキノン高生産培養細胞を得、これらの二次代謝産物の生成機構を明らかにすると共に、単離した物質については、in vitroならびにin vivoにおける発癌プロモーション抑制活性を調べた。1)クチナシ果実とその培養細胞ならびにGenipaamericana果実の主イリドイド成分であるgeniposideの非糖部genipinはRaji細胞のTPAによる発癌プロモーションを強く抑制し、4-ニトロキノリンNオキシドをイニシエーターとするマウスの実験的肺癌のグリセリンによる発癌プロモーションを顕著に抑制することを認めた。2)クワ培養細胞の生産するchalcomoracin,kuwanon Jなどのプレニルカルコンも発癌プロモーション抑制活性を示す。両物質のプレニル部分は、共存するβ-sitosterolが定説通り3分子の酢酸から直接導かれるメバロン酸を経て形成されるのに対し、glucoseから解糖系を経て生成する酢酸が第一酢酸単位となり、これにtrioseから五炭糖リン酸回路を経て形成される酢酸が第2,第3の単位として結合し、メバロン酸を経て、プレニル基となることが判明した。これは新規イソプレノイド生合成経路の存在を明確に示す最初の例である。3)クワのフェニルプロパノイド由来部分の形成には、フェニルアラニン、チロシンのいずれもが同等の寄与をすることが^<13>C標識アミノ酸の投与実験により判明した。アカネ科、クワ科、ノウゼンカズラ科植物培養細胞より、それぞれ抗発癌促進活性の顕著なイリドイド系モノテルペン配糖体、プレニルカルコン、及びフラノナフトキノンを高収率で得た。これらの二次代謝産物について、生成機構、in vitroならびにin vivoにおける抗発癌促進活性を調べた。【1】クチナシ果実とその培養細胞ならびにGenipaamericana果実の主イリドイド成分であるgeniposideの非糖部genipinはRaji細胞のTPAによる発癌促進を強く抑制し、マウスの実験的肺癌のグリセリンによる発癌促進やDMBAをイニシエータとするTPAによる乳頭腫形成を顕著に抑制した。【2】クワ培養細胞の生産するchalcomoracin,kuwanonJなどのプレニルカルコンもTPAに対し1000倍の濃度で発癌促進を完全に阻止したが、リンパ芽細胞の生存率は30%であった。両者の等モル混合物は、活性はそのままでリンパ芽細胞の生存率は60%に上昇した。両物質のプレニル部分は、glucoseら解糖系を経て生成する酢酸が第一酢酸単位となり、これにtrioseから五炭糖リン酸回路を経て形成される酢酸が第2,第3の単位として結合し、メバロン酸を経て、プレニル基となることを証明した。【3】クワのフェニルプロパノイド由来部分の形成には、フェニルアラニン、チロシンのいずれもが同等の寄与をすることが^<13>
植物病原体プロムモザイクウイルスの移行関連タンパク質の機能解析

本研究は植物ウイルスの感染成立に重要な移行機構に焦点を置き、モデルウイルスであるブロムモザイクウイルス(BMV)を用いて研究を行った。BMVの移行に関与するウイルスタンパク質である移行タンパク質(B3a)と外被タンパク質(CP)が感染細胞中でリン酸化していることを明らかにしたことで、多機能であるこれらのタンパク質の機能制御機構としてリン酸化が働いている可能性が考えられた。平成18年度には、BMVの感染過程でのB3aとCPのリン酸部位の探索を試み、B3aについては1残基、CPについては2残基のセリンをリン酸化部位として同定し、それぞれアミノ酸置換変異体(Ser→Ala、Thr、Asp)を用いた接種実験により、それぞれの部位でのリン酸化制御がBMVの効率的な移行に働く可能性が示唆された。平成19年度においては、B3aとCPのリン酸化が制御する機能について研究を行った。B3aのリン酸化に関して、BMV感染細胞におけるB3aの局在性を調べた。感染細胞表面に野生型B3aが形成する管状構造が観察され、リン酸化する変異体や擬似リン酸化状態をとる変異体でも同様の構造が観察されたが、リン酸化しないアミノ酸置換変異体では全く観察されなかった。さらに、リン酸化阻害剤をBMV感染細胞に対して処理するとB3aの管状構造形成率が低下したことから、B3aの管状構造形成能にリン酸化が必要であることが明らかになった。CPのリン酸化については、同定したリン酸化部位を擬似リン酸化状態にすると移行の遅延が観察され、粒子化能に注目して実験を進めた結果、擬似リン酸化状態がウイルスRNAとの結合を阻害し、粒子化を阻害することが明らかになった。BMVの移行に関わるB3aとCPのリン酸化がそれぞれの機能発現(管状構造形成、粒子化)において制御機構として働き、BMVの感染成立に寄与していることが強く示唆された。本研究は植物ウイルスの感染機構の解明をめざして、感染過程のうちウイルスの移行機構に焦点を置き、モデルウイルスであるプロムモザイクウイルス(BMV)を用いて研究を行っている。これまでにBMVの移行関連タンパク質である移行タンパク質(B3a)と外被タンパク質がリン酸化していることを明らかにした。平成18年度においては、B3aのリン酸化部位の同定を行った。リン酸化部位の探索として、リン酸化部位探索プログラムNetPhosを用いた。また、申請者のこれまでの実験結果によりB3aはBMV感染細胞において複数個所のセリンがリン酸化していることが示唆されていたため、BMVを含む5種のプロモウイルスの3aタンパク質について保存セリン残基の探索を行った。これらの結果から、3aタンパク質の8つのセリン残基をリン酸化部位の候補とした。これらのセリン残基についてリン酸化しないアラニンへ置換した変異体BMVの作出をし、リン酸化実験を行ったところ36番目のセリンがリン酸化部位であることを示唆するデータが得られた。そこで、次にこの部位でのB3aのリン酸化がBMVの感染制御機構として働いているかを調べた。今回同定したリン酸化部位に対して、アミノ酸置換(アラニン、スレオニン、アスパラギン酸)を行った。リン酸化実験から、この部位がセリンでなくスレオニンであっても野生型と同様にリン酸化することがわかった。アミノ酸置換によりこの部位でのリン酸化が行われなくなった変異体BMVでは宿主植物において野生型に比べ、細胞間移行の遅延が見られた。いっぽう、アミノ酸置換をしたもののこの部位でのリン酸化が行われる変異体BMVでは野生型BMVと同様の移行が観察された。以上の結果から、B3aのリン酸化がBMVの細胞間移行の制御機構として働いていることが示唆された。