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金属化合物とフッ化物が象牙質コラーゲンの分解と脱灰に及ぶす影響

この原因のひとつにSDFの濃度が36%と非常に高いことに対し、ZnF2/HClは3.37%と低いことが考えられる。今後、より高い濃度での検討が必要である(現在、査読中)。商品名サホライドには優れた根面う蝕予防効果が認められている。しかし根面や歯肉が黒くなるという審美的問題があり。本研究では黒くならない根面う蝕の予防剤(象牙質ミネラルの脱灰抑制とコラーゲン分解の抑制)の開発に繋がる探索研究を行った。その結果、フッ化亜鉛に最少量の塩酸を加えた溶液に、サホライドの濃度の約1/5という低濃度フッ素にもかかわらず、これと同等レベルの脱灰抑制効果を認めた。また処置面で着色は認められなかった。一方、コラーゲンの分解抑制効果に関しては、サホライドに匹敵するような十分な効果は得られなかったが、今後、より高い濃度での評価や塗布方法を改良することでこの目標を達成したい。フッ化亜鉛による根面う蝕の予防に関して、これまでインビトロにて脱灰抑制効果およびコラーゲン分解抑制効果を検討し、比較薬剤であるフッ化ジアミン銀と比べて、両者の抑制効果に関して、遜色のない効果を認めた。歯科保存学分野う蝕制御学1)これまで得られた研究成果を論文投稿し、年内に受理を目指す。2)フッ化亜鉛の化学的溶解状態(濃度、pHなど)と塗布条件(塗布時間、塗布回数)を追加検討し、最大の効果が得られる条件を探索する。本研究では、2つの観点からZnF2/HClの有効性を評価している。すなわち、脱灰抑制効果については世界標準法であるTMR法を用いて評価しており、今回の結果は十分客観的に説得性がある。しかしながらコラーゲン分解抑制効果の評価法には、若干、客観性に不十分な点がある。すなわち顕微鏡にて得られる画像において、コラーゲンが分解した部分のみを抽出して解析ことに評価者の主観が入る。そのため、客観的で再現性の高い定量解析法の確立が必要と感じている。この確立に予定外の時間がかかってる。国際学会での発表は最終年度に予定していたが、指導していた大学院生の研究成果をこの年の国際学会で発表することとなった。そのため大学院生の旅費の支出およびこの学会への申請者の同行のため、二人分の予定外の支出となった。1)コラーゲン分解抑制効果の評価法の改善・設定。具体的にはトリプシンを用いて、コラゲナーゼの影響を受けたコラーゲンを特定する方法などを検討予定。2)脱灰およびコラーゲン分解に影響を及ぼすであろうin-vivoでの様々な条件について、できるだけ多くの条件で検討を加える。具体的には、薬剤の塗布条件(時間や回数)、コラゲナーゼの処置条件(濃度、時間、回数)。3)SDFおよびZnF2/HClの作用メカニズムの検討。具体的には、これら機能成分の象牙質内での濃度分布を機器を用いて視覚・定量化化する。2014年度に国際学会への参加を果たしたので、2015年度では国際学会への参加は予定していない。
運動・スポーツ活動のドラマチック体験と生きる力の養成-生きる力の共分散構造分析-

本研究は、運動・スポーツで経験されるドラマチックな体験が、青少年の生きる力にどのような影響を及ぼしているのかについて、質的および量的側面から検討することを目的とした。ここでは、ドラマチック体験を「練習や試合を通して体験した心に残るよい出来事や悪い出来事を含むエピソード」と定義し、試合場面における、たとえば逆転勝利などの劇的な瞬間だけでなく、普段の練習の過程でもみられる様々なエピソードも含めて捉えることとした。また、生きる力は、ライフスキルの概念と類似しているため、量的側面の分析では、スポーツドラマチック体験の学校生活におけるライフスキルに及ぼす影響を分析した。質的研究は、大学生(一般学生と体育部学生)を対象に、自由記述およびインタビューによって、どのような場面でドラマチックな体験が生じているのか、またその体験が心理、社会、身体、および生活上にどのような影響をもたらしたかを分析した。その結果、ドラマチック体験として、成功体験、失敗体験、試合体験、出会い体験、克服体験、課題遂行体験、役割遂行体験などが抽出され、心理的(自信や意欲)、身体的(技能向上)、社会的(協力や他者への思い)、人生・生活観(将来の見通しや人生観)にポジティブな影響を及ぼし、ドラマチック体験が生きる力に寄与していることが明らかにされた。また、ドラマチック体験尺度(Inventory of Dramatic Experience for Sport : IDES)の開発を試み、「努力の積み重ねへの気づき」「技術向上への気づき」「対人トラブルによる自己反省」の3因子、13項目からなる尺度を作成した。ドラマチック体験(独立変数)と学校生活スキル(従属変数)との関連では、時間的展望、QOL,自己効力感を媒介変数とする共分散構造分析を行い、モデルの検証をした。さらに、本研究では運動・スポーツ活動ばかりではなく、自然体験なども生きる力には関連するものと思われ、グリーンツーリズムや野外キャンプにおけるコミュニケーションに関しての考察を行った。平成16年度は、スポーツにおけるドラマチック体験とその体験が及ぼす心理的影響に関し、一般学生とスポーツ競技選手を対象に自由記述法による調査、アテネオリンピック出場選手(柴田亜衣選手、800m水泳)へのインタビュー調査、パイロット調査のデータ分析などを行った。このテーマに関する先行研究は皆無であるので、まず、「スポーツドラマ体験とは何か」について定義を試み、劇やシナリオの創作活動における文献研究をとおして、「練習や試合を通して体験した心に残るよい出来事や悪い出来事を含むエピソード」と定義した。調査研究では、小中高いずれかの時代にスポーツ経験を有する大学生117名を対象に、スポーツドラマ体験を尋ねたところ、スポーツドラマ体験は「試合」というイベントと普段の練習の過程における「指導者」、部内の「役割」、「練習」、「人間関係」をとおして生起し、その体験は心理・社会的側面に大きな影響を及ぼしていることが明らかにされた。また、負の出来事すらポジティブな捉え方をしている者が多く、スポーツで体験する様々な出来事が子どもや青少年の心の成長に良い影響を及ぼしていることを示唆するデータが得られた。柴田亜衣選手へのインタビューからは、彼女には大きなつまずき体験やスランプは体験していなかったが、非常に楽観性を有していることが判明した。この心理的特性はパフォーマンス発揮に老いては重要な特性でもあるが、水泳競技の中で培われたものであることが垣間見られた。なお、今年度の調査とインタビューから得られた質的研究の結果は、日本体育学会が出版している「体育の科学」に「スポーツにおけるドラマ体験とライフスキル」と題して執筆依頼を受け投稿した。

ここでは、ドラマチック体験を「練習や試合を通して体験した心に残るよい出来事や悪い出来事を含むエピソード」と定義し、試合場面における、たとえば逆転勝利などの劇的な瞬間だけでなく、普段の練習の過程でもみられる様々なエピソードも含めて捉えることとした。また、生きる力は、ライフスキルの概念と類似しているため、量的側面の分析では、スポーツドラマチック体験の学校生活におけるライフスキルに及ぼす影響を分析した。質的研究は、大学生(一般学生と体育部学生)を対象に、自由記述およびインタビューによって、どのような場面でドラマチックな体験が生じているのか、またその体験が心理、社会、身体、および生活上にどのような影響をもたらしたかを分析した。その結果、ドラマチック体験として、成功体験、失敗体験、試合体験、出会い体験、克服体験、課題遂行体験、役割推敲体験などが抽出され、心理的(自信や意欲)、身体的(技能向上)、社会的(協力や他者への思い)、人生・生活観(将来の見通しや人生観)にポジティブな影響を及ぼし、ドラマチック体験が生きる力に寄与していることが明らかにされた。また、ドラマチック体験尺度(Inventory of Dramatic Experience for Sport:IDES)の開発を試み、「努力の積み重ねへの気づき」「技術向上への気づき」「対人トラブルによる自己反省」の3因子、13項目からなる尺度を作成した。ドラマチック体験(独立変数)と学校生括スキル(従属変数)との関連では、時間的展望、QOL,自己効力感を媒介変数とする共分散構造分析を行い、モデルの検証をした。さらに、本研究では運動・スポーツ活動ばかりではなく、自然体験なども生きる力には関連するものと思われ、グリーンツーリズムや野外キャンプにおけるコミュニケーションに関しての考察を行った。
パブリック・アクセプタンスに関するコミュニケーション論的調査研究(II)

(1)高度科学技術の社会的インパントに関する研究会等随時開催した研究会において、高度科学技術聖母女学院短期影響すると思われる社会心理学的ファクター(特に、主観的リスク、主観大学家政学部助、不安感など)と社会学的ファクター(安全性や補償に関する制度的取り教授する内外の)文献を紹介し、当研究班が実施したアンケート調査結果の評価を行う傍ら、本研究班独自のアプローチを構築して内外の学会誌等において発表した。(研究発表の項参照)(2)アンケート調査(1)前年度の各界有識者調査の結果の分析を経続する傍ら、(2)東京地域において、男女高校生、その父母、大学生を対象とした三世代アンケート調査を新たに実施。素集計、クロス集計、多変量解析等の数量的分析を行い、分析結果に基づいて質的な考察を行った。(3)社会的受容とリスク・コミュニケーションリスク・コミュニケーションの視野から、「高度科学技術の社会的受容」を検討した。これらの検討の結果は近い将来、論文の体裁を整え、学会誌等に発表する予定である。(研究発表の項参照)(4)平成5年度研究予定研究成果を論文等によって発表するとともに、米国、中国等の研究者と緊密に協力して新たな「科学技術のPA」に関する国際比較意識調査と設計と実施を計画している。交差文化的普遍性と文化的独自性の検証は、本研究ばかりでなく、国際的学術交流に寄与するところが大きいと考えられる。
土地被覆に着目したヒートアイランドの緩和による大気環境修復に関する基礎的研究

この研究は3つのサブプロジェクトからなる。第1のプロジェクトでは、都市の温暖化の実態と影響についてまとめた。具体的には埼玉県熊谷市を対象として研究を進め、温暖化による熱中症と植物季節の異常を明らかにした。熱中症に関しては気温が30°C超えると発生し始め35°C以上では急増すること、男女・年齢・生活内容・時間・季節によって異なることなどが明らかになった。また、植物季節に関しては温暖化で桜の開花は早まり紅葉は遅れることなどが解明された。第2のサブプロジェクトでは、屋上緑化によるヒートアイランド緩和を調査し、その緩和効果は屋上緑化の規模によることを解明した。すなわち、スポットタイプの屋上緑化よりはガーデンタイプの方が体感温度(WBGT値など)を下げる効果が大きく、ガーデンタイプよりもフォーレストタイプの方が効果が大きいことが分かった。心理効果についてはアンケート調査である程度まで把握できた。最後の第3のサブプロジェクトでは、立正大学構内に設置した特殊舗装面での熱収支観測により、透水性(セラック)と保水性(エコプレート)の舗装面がアスファルトやコンクリート面に比べて温熱緩和効果が大であり、より芝生面に近いことを見出した。歩道や駐車場などに適用でき温暖化緩和に役立つものとの確信を得た。初年度である17年度は、土地被覆に関する主要な2つの課題について、これまでの予備調査を整理しつつ、新たにより詳細な実態調査を手がけた。得られた結果の概要は以下の通りである。(1)屋上緑化の温熱環境緩和効果の調査として、「さいたま新都心」における「けやきひろば」内とその周辺の気温や湿度、風向風速、大気汚染濃度および熱画像撮影などの調査を、春夏秋冬各季節について実施した。100m×100mのケヤキ林内の気温調査については、これまでとほぼ同じ傾向が得られた。すなわち、ケヤキで覆われた部分では日最高気温は相対的に低く抑えられ、日最低気温は逆にやや高めで、森林気候の特徴を呈し、とくに温暖期の日中の気温を下げる緩和効果が見られた。そのことはサーモトレーサーによる赤外熱画像にも顕著に現れている。周辺の埼玉新都心部のヒートアイランドとの関係では、「けやきひろば」内の気温は周辺よりも常に低く、その温度差は12°C程度であった。風に関しては、周辺の高層建築物によるビル風が和らげられ、大気汚染濃度(二酸化窒素と二酸化炭素)の分布調査からはケヤキ林の大気汚染浄化機能が証明された。地上またはビルの屋上からの熱画像調査では夏(8月)ではケヤキ林の樹下で約35°C、樹間で3738°C、樹冠で約40°C、ビル屋上のコンクリート表面は4044°Cであった。(2)ヒートアイランド対策にむけて開発中の特殊舗装材での実験調査は立正大学熊谷校内において実施中で、芝生面を含む12種の特殊舗装面上の気温は、実験面が小さいので1.5m気温には差はあまりないが、30cm気温には違いが認められ、エコプレートとセラックに温熱緩和効果があることが示唆された。さいたま新都心における「けやきひろば」での屋上緑化効果の基礎的研究は、ほぼ17年度と同様の内容で春夏秋冬各季節について実施した。特に今年度は「にじみ出し」現象と林内気象の立体構造の把握に努めた。「にじみ出し」現象は普通の公園緑地で見られる冷気流出ほど顕著ではないが、僅かに局部的にケヤキ林内の低温空気が林外へシフトする様子は見られた。立体構造に関しては冬の結果しか得られなかったが、ひろば内では樹冠部の気温変化が大きいが,樹冠部の下はあまり影響を受ない。ひろば内より外の方が常に気温が高く,気温の逆転は見られない、などのことが明らかになった。熊谷市および周辺地域を対象とする航空機からのハイパースペクトルセンサーでの熱画像撮影は18年度も夏季に実施した。当日、グランドトレースとして地上でも気温などの気象の移動観測を平行して行った。熊谷市の都市構造物の配列とか道路網の配置とラフネスパラメーターの分布との関係をリモセン技法で明らかにした。

立正大学熊谷キャンパス内での特殊舗装装置における実験もほぼ前年度同様の方法で、春夏秋冬各一昼夜にわたる自動記録と「熱画像装置アイスクエア」およびサーマルトレーサーによる表面温度の観測も併せて実施した。なお、今年度はこれに加え、立正大学屋上において、屋上緑化のモデル実験も開始した。前者では加熱されやすいアスファルトやコンクリートよりもエコプレート(保水性)とかセラミックブロック(透水性)などの舗装面が暑熱環境緩和に効果があることを明らかにした。後者では屋上にツツマンネングサなどの草を植えた面とコンクリート面との比較観測を夏から冬にかけて実施した結果、草地面の方が低温であるが蒸発しにくい植生のため意外に冷却度は小さいことが分かった。1ヒートアイランド緩和装置の一つとしての屋上緑化の効果に関しては,小規模・中規模・大規模の各屋上緑化を対象に,人体への反応を把握するために熱中症指数であるWBGTを実測してみて,規模の大きい屋上緑化ほど体感緩和効果があることを明らかにした。2都市大気の温暖化緩和のもう一つの装置としての特殊舗装面(保水性・透水性の2面)に関しては芝生の比較は科研初年度および2年度に明らかにしたが,都市構成物のアスファルト面及びコンクリート面との熱収支の比較観測を実施し,特殊舗装面の冷劫効果が大きいこと,特に保水性面が大きいことが明らかになった。3以上の本年度の成果を含め,昨年度までの実験研究成果をまとめ,更には本研究実施に入る前の予備的研究(ヒートアイランドの実態,メカニズムおよび影響など)などをも含めて全体をまとめて報告書を作成した。
第2近赤外窓領域を用いた生体深部1細胞イメージング技術の開発と再生医療への応用

マウスなどの動物内に移植した細胞の動体観察や、その再生医療応用を目指し、生体深部の1細胞イメージングが可能な技術の開発を行う。H30年度は以下の成果を得た。1.市販のNaYF4:Er,Ybのナノ粒子を用い、上記顕微鏡にてイメージングを行った。NaYF4:Er,Ybナノ粒子は波長1550 nmおよび980 nmのレーザー励起により550 nmと670 nm付近のアップコンバージョン発光を示す。皮膚ファントムを通したナノ粒子の観察において、励起レーザーとして1550 nmのレーザーを用いたほうが光散乱の影響を抑えることができ、高空間分解能な深部細胞イメージングを達成できることを示した。2.上記において、励起光に変調を加えてロックイン検出を行いイメージングすることで、空間分解能を向上させることに成功した。3. Y2O3:Ybナノ粒子を作製し深部細胞イメージングを行なった。このナノ粒子は980 nm励起で1030 nmの発光を呈する。ナノ粒子中のYbイオンの濃度が1030 nmの発光強度に影響を与えるため、Ybイオンの濃度を変えながら粒子を作製し、量子効率が高くなるYb濃度を決定した。さらに、得られたナノ粒子を細胞へ導入し、皮膚ファントム越しに細胞のイメージングに成功した。4. Y2O3:Ybナノ粒子を用いて、980 nmのレーザーより低侵襲な915 nmレーザーを用いたイメージングに成功した。5.レーザー走査顕微鏡イメージングの高速化を行なった。希土類からの発光は寿命が長いために、レーザー走査顕微鏡においてレーザーのスキャン速度を落とす必要があり、結果として1イメージの取得時間が長くなってしまう。この課題を解決し、従来よりも200倍程度高速なイメージングに成功した。H30年度は市販の希土類添加NaYF4ナノ粒子プローブを用いた高分解能な深部細胞イメージング、Y2O3:Ybナノ粒子を用いた深部細胞イメージング、イメージングの高速化に成功した。希土類添加NaYF4の合成を行うことはできなかったが、準備は整っている。一方で、イメージングの高速化に成功した。順調に進んでいると考える。昨年度は、980 nm励起1030 nm発光イメージングが可能なY2O3:Yb蛍光ナノ粒子の作製、細胞内に導入した蛍光プローブの深部観察、励起レーザー光に変調を加えて空間分解能の上昇、蛍光ナノ粒子の高速イメージングなどに成功した。本年度は、以下の研究を実施する。1.蛍光プローブの高輝度化:これまで、Y2O3を母材として希土類イオンが添加された蛍光プローブを用いてきた。希土類イオン濃度の調整により高輝度化に成功したが、さらなる高輝度化を目指すために、NaYF4を母材とする蛍光プローブの開発を行う。2.蛍光プローブのマルチカラー化:添加する希土類イオンの種類を変更することで、イメージングのマルチカラー化を行う。3.高解像イメージング:生体深部では光散乱などの影響により空間分解能が下がってしまうが、新規手法により生体深部における高解像イメージングを実現する。4. S/Nの上昇:カメラと励起レーザーに変調をかけて、対物レンズや試料からの自家蛍光を削減しS/Nの上昇を行う。上記を実現することで、生体深部、高解像度、高S/N、マルチカラーin vivoイメージング技術を確立する。初年度(H29年度)は、以下の成果を得た。1.第二近赤外領域の光に対して透過率の高い顕微鏡は市販されていないため、自作を行った。可視光領域だけでなく、波長900 nm 1600 nmの光に対して高い透過率を持つレーザー走査顕微鏡の作製を行った。また、その波長に感度を持つInGaAsカメラを取り付け、キセノンランプ励起で観察可能な顕微鏡を構築した。2.市販のNaYF4:Er,Ybのナノ粒子を用い、上記顕微鏡にてイメージングを行った。NaYF4:Er,Ybナノ粒子は1540 nmのレーザー励起により550 nmと670 nm付近のアップコンバージョン発光を示す。本発光過程は多光子発光であり、イメージングすることで空間分解能が向上することが期待され、実験により確認することができた。また、励起光に変調を加え、ロックイン検出することで、さらに空有感分解能を向上させることに成功した。3. Y2O3:Ybのナノ粒子を作製し、上記顕微鏡にてイメージングを行った。980 nm励起により1030 nmの発光を確認することができ、イメージングに成功した。また、ナノ粒子中のYbイオンの濃度が1030 nmの発光強度に影響を与えるため、Ybイオンの濃度変えながら粒子を作製し、発光輝度の高くなるYb濃度を決定した。さらに、得られたナノ粒子を細胞へ導入し、980 nm励起により細胞のイメージングに成功した。4. NaYF4:Er,Ybのナノ粒子で染色した細胞をマウスに移植し、第二近赤外領域の光を用いてin vivoイメージングに成功した。初年度(H29年度)は第二近赤外領域の光に対して透過率の高い顕微鏡の作製、希土類添加NaYF4ナノ粒子プローブを用いた高分解能イメージング、in vivoイメージングを達成した。

当初の予定では、初年度にはプローブの高輝度化を目指していたが、希土類添加NaYF4ナノ粒子プローブの市販が開始されたため、自作プローブの高輝度化の計画は実行せず、先に二年目の計画であった顕微イメージングとin vivoイメージングを成功させた。順序が逆転してしまったが順調に進んでいるといえる。さらに、上記だけではなく、申請時の計画にはなかったアップコンバージョンを用いた高分解能イメージングまで成功したので、当初の計画以上に進展していると考える。マウスなどの動物内に移植した細胞の動体観察や、その再生医療応用を目指し、生体深部の1細胞イメージングが可能な技術の開発を行う。H30年度は以下の成果を得た。1.市販のNaYF4:Er,Ybのナノ粒子を用い、上記顕微鏡にてイメージングを行った。NaYF4:Er,Ybナノ粒子は波長1550 nmおよび980 nmのレーザー励起により550 nmと670 nm付近のアップコンバージョン発光を示す。皮膚ファントムを通したナノ粒子の観察において、励起レーザーとして1550 nmのレーザーを用いたほうが光散乱の影響を抑えることができ、高空間分解能な深部細胞イメージングを達成できることを示した。2.上記において、励起光に変調を加えてロックイン検出を行いイメージングすることで、空間分解能を向上させることに成功した。3. Y2O3:Ybナノ粒子を作製し深部細胞イメージングを行なった。このナノ粒子は980 nm励起で1030 nmの発光を呈する。ナノ粒子中のYbイオンの濃度が1030 nmの発光強度に影響を与えるため、Ybイオンの濃度を変えながら粒子を作製し、量子効率が高くなるYb濃度を決定した。さらに、得られたナノ粒子を細胞へ導入し、皮膚ファントム越しに細胞のイメージングに成功した。4. Y2O3:Ybナノ粒子を用いて、980 nmのレーザーより低侵襲な915 nmレーザーを用いたイメージングに成功した。5.レーザー走査顕微鏡イメージングの高速化を行なった。希土類からの発光は寿命が長いために、レーザー走査顕微鏡においてレーザーのスキャン速度を落とす必要があり、結果として1イメージの取得時間が長くなってしまう。この課題を解決し、従来よりも200倍程度高速なイメージングに成功した。H30年度は市販の希土類添加NaYF4ナノ粒子プローブを用いた高分解能な深部細胞イメージング、Y2O3:Ybナノ粒子を用いた深部細胞イメージング、イメージングの高速化に成功した。希土類添加NaYF4の合成を行うことはできなかったが、準備は整っている。一方で、イメージングの高速化に成功した。順調に進んでいると考える。昨年度(H29年度)は顕微鏡の作製に成功したため、今年度は1.高輝度なナノ粒子プローブの作製と、2.移植細胞のin vivoイメージング、3.低侵襲レーザーによるイメージングを主なターゲットとして研究を行う。1. NaYF4に希土類を添加したプローブは高輝度で、第二近赤外領域の光による励起が可能であり、また、その領域の発光を示すが、市販されているプローブは希土類イオンの種類やその濃度が固定されている。さらなる高輝度化や、波長の選択性を考慮すると、申請者らが作製する必要がある。作製のための装置類は準備できているので、希土類添加NaYF4プローブの作製を行う。
インドに応じた生活支援技術モデル開発～介護福祉教育の国際貢献のはじめとして～

インドケーララ州の介護の現状の調査及び介護技術の研修会を開催することができた。また、研修会の内容を自主演習ができるようにDVD作成とパンフレット作成を行った。来年度に贈呈する予定である。介護の現状の調査はケアスタッフ53名から介護に対する意識調査及び基礎知識の調査を行った。75%の身体的な負担の訴えからテーマをボディメカニクスと考え、研修会を開催した。研修会は20名程度の参加であった。インドの生活習慣と文化の違いを考慮したうえで研修を行ったつもりであるが、現実はもっと文化の壁を感じた。つまり、脚や股を開く動作、既婚者の男性に若い女性が、触れることへの抵抗等である。今後の課題である。平成26年度の計画は事前調査及び現状調査であった。事前調査に関しては事前に協力を依頼している「インド聖隷希望の家」の施設長と直接対面し、本研究の目的や主旨また詳細な計画や最終的な成果物のことを伝え、理解を得て協力の承諾を得た。また他の施設の紹介も快く引き受けられ、26年度の計画通りに目的は達することができた。現状調査に関しては介護の現場にスタッフとして入り、コミュニケーションと研修を行う計画は4か所の施設の施設を視察しケアワーカーから介護の現状の情報を得ることができた。計画では生活習慣と異文化を鑑みて生活支援技術をどこまで取り入れるかを確認することとしていた。インドの入浴介助はバケツから汲んだお湯を背中にかける状態や移動移乗は抱え上げる状態であった。ケアワーカーの加重な労働の上に介護技術や知識がない状態の介護はかなりの負担であった。歩行訓練、自立訓練等の習慣はまだない。将来は、訓練等を取り入れ、歩けない人が歩けるようになることもこれからの課題と考えるが、まず必要なものはケアスタッフの負担を軽減させることではないかと考えた。また日本が大事にしている「自立支援・自己選択・決定」に関してはインドの政策や経済状態、また多人種から多宗教が共存しているインドには我が国の価値観から足を踏み入れではいけないことを痛感する。以上のことを鑑みて、今、インドで急務なのは基本的な介護技術の知識と技術をもって、ケアワーカーの腰痛の負担を軽減することにした。今後の計画としては27年度の8月に移乗移動に関する知識等のアンケートを取り、29年度の3月にDVDとパンフレット、実演の計画である。そこで再びアンケートをとりどのように向上したかをとる予定である。またそこからさらに改善して再び作成し完成とする。平成27年度計画は、前年度、現状調査と事前調査を実施した「インド聖隷希望の家」へのアンケート依頼、及び1回目の生活支援技術DVDの作成であった。前年度視察し、ケアワーカーの高負担労働や生活習慣、また介護技術の知識がない状態で介護を行っているというインドの現状を把握した。その事前調査結果に基づき、インドの現状と文化や生活習慣を鑑み、生活支援技術の中で最も急務を要する移乗・移動に焦点を当て、介護知識の向上を目的としたアンケートを作成した。アンケートは、視覚でも理解できるよう、イラストを盛り込んだ。現在、「インド聖隷希望の家」施設長へ、アンケートの現地語翻訳を依頼しているところである。当初の計画では1「現状調査結果から対象とする支援技術を抽出」2「第1回技術モデル考案」であり、現地で研修第1回目予定であった。1は達成できた。2は平成26年度「インド聖隷希望の家」施設長との打ち合わせ結果にもとづきケアーワーカーの負担の軽減に重点を置いたため、ケアーワーカーの事前調査としてアンケート作成に変更した。アンケート作成は完了しており、現在、現地語に翻訳を依頼中である。当初の研究計画は、インドの文化や生活習慣を鑑み、インドに応じた介護技術を伝承することにあった。しかし、平成26年度の現状調査から我が国が誇る「利用者の尊厳を重んじた生活支援」への提供以前に「過酷な労働に対する介護スタッフの身体的な負担の軽減のための技術」が優先と考えてきた。平成28年度は、研修会開催の現状調査としてアンケート調査の実施、及びその結果を基に研修会の開催、また研修会内容のパンフレットとDVD作成等とすべての目的を達する事ができた。平成28年の9月のアンケート調査では、53名のケアスタッフを対象に介護に対する意識調査及び知識や技術の現状調査を行った。技術の知識では日常行う車椅子等の正確な位置等は、90%はできていても、ボディメカニクス等の基本的な技術の知識が60%で53名中49%は教育を受けている看護師であり、教育を受けていない介護スタッフの知識はほとんどなかった。また意識調査では75%が身体的な負担を訴えていた。しかし、この仕事が好きと答えた人は83%と高かった。その中で研修会を望んでいる人は100%と高く、研修会の必要性があった。研修会は午前中に日本の紹介や講義を行い、午後に演習を行った。参加者は20名30名と午前と午後で入れ替わりがあった。研修後のアンケートの結果で「good」と答えた人は100%であったが、他の要望の記入はなかった。インドという異国のために言語は日本語から英語、また現地語に訳しての伝達である。意味が十分に伝わったかどうか疑問が残る。また交通機関と施設での人員不足で希望者の全員の参加は難しかった。

現在は研修を受けることができなかったスタッフ等のために研修内容をパンフレットとDVDを作成し、アンケートの協力者に持参する予定である。今後の課題は研修会の場所を広げ、内容を吟味して参加者を増やすことにある。インドケーララ州の介護の現状の調査及び介護技術の研修会を開催することができた。また、研修会の内容を自主演習ができるようにDVD作成とパンフレット作成を行った。来年度に贈呈する予定である。介護の現状の調査はケアスタッフ53名から介護に対する意識調査及び基礎知識の調査を行った。75%の身体的な負担の訴えからテーマをボディメカニクスと考え、研修会を開催した。研修会は20名程度の参加であった。インドの生活習慣と文化の違いを考慮したうえで研修を行ったつもりであるが、現実はもっと文化の壁を感じた。つまり、脚や股を開く動作、既婚者の男性に若い女性が、触れることへの抵抗等である。今後の課題である。平成26年度の計画では研究協力依頼及び、事前調査と現状把握の為、2度のインド渡航を計画していたが、1度の渡航で、現時点での十分な調査、現状把握、また現地の協力体制が構築でき、おおむね計画通りに進んでいると考えている。平成28年度は最終年度である。現地で研修を行いDVDとパンフレット作成および研修を行う。、パンフレットとDVDは現在検討中である。実施前と実施後の知識のアンケートで研修の成果を確認し、検討を繰り返し最終的なDVDとパンフレットを作成する予定である。介護教育平成27年8月、研究協力者に事前アンケートを取る。内容は介護生活支援技術の移乗・移動またボディメカニズムの知識等を絵や図等を使ってわかりやすく作成する。アンケートの言語は現地の協力者に協力してもらい現地語に翻訳したものを作成する。アンケートの結果を基に研修内容を検討し、ビデオとパンフレット案を作成する。平成28年3月、ビデオ、パンフレット案と演習を取り入れた研修を行う。事後のアンケートから事前と比較し効果を検証する。その結果をもとに再度検討・修正・改善を繰り返してして、パンフレット・DVDの成果物を完成させ、現地の施設長及び研究協力者へ配布する。平成27年度はインドへ直接アンケートを取りに行く予定であったが、アンケートの翻訳の依頼をメールでやり取りを行い、旅費の発生はなかった。平成26年度の計画では研究協力依頼及び事前調査と現状把握の為、2度のインド渡航を計画していたが、1度の渡航で済んだため残金が生じた。インドの介護技術研修に必要となる知識を持つ研究協力者を1名、追加する予定である。その他、インドの旅費が追加が発生する為、そちらに充当する。当初の計画では、平成27年度、現地の協力者へのインタビュー調査を予定していたが、インド視察後、より現状に即した計画の見直しをし、アンケート調査に変更することとした。アンケート調査では、より理解を深めてもらうためイラストを用いる予定であり、イラストレーターへの費用と、現地語への翻訳料が新たに発生する為、それに使用する予定である。
M系列乱数の並列生成

ス-パ-・コンピュ-タで使用される乱数は膨大な数である。1秒に1G個=2^<30>生成すると3132桁の合同法の乱数は1秒で周期を回ってしまう。多倍長の合同法は計算が面倒なので、M系列乱数を用いる。この例では、周期は2^<521>ー1〓6.87×10^<156>で、1G個/秒でも10^<147>秒〓10^<140>年かかる。良好な性質をもつM系列乱数を並列計算機で生成するためには、初期値の設定の仕方が重要である。調査の結果、次の方法が有効であることが分かった。すなわち、各プロセッサに521語(1語=1ビット)からなる1次元配列{r_k,O≦k≦520}を用意し、配列rにビット毎のM系列から得られる1n個のビット列{a_t,0≦t≦1nー1}を横方向に並べる。プロセッサ数nが2の羃乗でない場合は、nを起える最小の2の羃乗について上の操作をおこない、0(nー1)の部分だけ取ればよい。乱数を生成するには、各プロセッサで独立に漸化式r_t=r_<tー521>.XOR.r_<tー32>を実行し、r_tを[0,1]の浮動小数に変換する。ただし、.XOR.はビット毎の排他的論理和である。各プロセッサでの乱数生成のアルゴリズムは逐次型の場合と同様で、ベクトル化可能である。このプログラムにより、521個の乱数が生成される。個数が個定されてしまうのが難であるが、ソフト的に調節すればよい。このベクトルアルゴリズムを高並列計算機QCDPAXにマイクロプログラムにより実装したところ、1個当り、373μsecで生成することができた。432台全体では1.16G個/秒である。なお、初期設定はホストのワ-クステ-ションで行う。
海外日本人学校を対象とした理科教材の教材化の方法論についての研究

本研究成果の概要は、以下の通りである。1.海外日本人学校向けの星座早見盤の開発世界地図を10度毎に分割してその分割した地域毎に適応する星座早見盤を開発した。これを全ての日本人学校に送付した。また、赤道地域の日本人学校には、特別な簡易星座早見盤を開発した。2.海外日本人学校向けの月・太陽の教材の開発海外日本人学校向けに、月と太陽のマイコンシミュレーションソフトを開発した。観測年月日時刻、観測緯度を入力することによって、どこでもいつでも月や太陽の位置・形状を調べることが出来る。3.教材の教育利用(1)海外日本人学校向けの教育利用海外日本人学校には、まだマイコンが全ての学校に普及していないので、教科書に掲載されている月の種類を写真集として作成し送付した。この写真集を資料としてそれぞれの地域に適合した月の教材を、日本人学校の教師自身が自作するような手引書を作成した。(2)探求学習での利用本シミュレーションソフトを用いた天体学習を実施し、学習意欲との関連性を調べた。4.教材開発の方法論の研究教材開発の方法について、素材データベースの概念を導入した教材開発支援システムを開発した。5.研究報告書の刊行これまでの研究成果を、約130ページの研究報告書にまとめ、これを刊行した。(平成元年3月)本研究成果の概要は、以下の通りである。(平成元年3月)本年度は、1)海外の各地域に特有な教材の資料収集を実施し、教材化のプロセスを分析する事によって、教材開発の視点を抽出した。また、2)特に地学領域について実際に教材開発を行った。前者の資料収集、教材化の分析については、(1)海外日本人学校で開発された自作教材について、海外子女教育センターで発行している「在外教育施設の指導実践記録」およびセンターに送付されてくる日本人学校の報告書を中心に収集整備した。(2)教材化の過程を明らかにするために、素材の選択や教材化について、海外日本人学校から帰国した教員との対話を行い、特徴を抽出した。後者の教材開発の具体化については、(3)海外日本人学校は自然的環境が異なるため学習困難な事項が多い。それ故、自然的環境の差異を考慮しながら、特に地学領域の教材開発を実施した。(早座早見盤の開発,月の教材開発等)(4)教材開発を実際に行うことにより、教材化の過程における視点や手続きを分析、検討した。このように、資料収集や対話を通して教材化を分析するとともに、具体的に教材開発を通して教材化の過程を明らかにするといった2つの側面からアプローチした。今後、さらにこれらを踏まえて、教材開発の手法を開発する方法論を分析、検討していく。本年度は, 1)地学領域における教材開発,2)日本人学校における教材開発の方法について,研究した.その概略は,以下の通りである.1)地学領域における教材開発月・太陽に動きの単元の教材を,パソコン上で実現した.観測年月日,時刻,観測緯度の入力によって,その地域で観測される月・太陽を表示するシミュレーション教材である.天〓は,南天・北天の両面を作成した.小学校理科においては観測背景(風景)が重要であるので, 12種類作成し,観測緯度によって異なる風景とした.地球上の緯度を10°づつに区分し,合計12区分の画面を,理科の教科表に出てくる月・太陽の動きを写真撮影し,説明書(解説書)を添付し,教材資料集を作成した.これを, 2月初旬に筑波の教育会館筑波分館で実施された文部省主催の派遣教品修会にて,この教材資料集を派遣教員に配布した.月・太陽の動きの教材の他に,ランドサットによる気象教材の資料収集をした.日本人学校向けの気象教材の開発を来年度に実施する.2)日本人学校における教材開発の方法各地域で教材化の可能な方法について検討した. 1つの方法は,自然認識の方法であり特に幼児や小学校低学年の理科学習として検討した. 2つ目の方法は,生活環境の教材化であり,学習指導要領の内容を離れた,むしろ生活科の単元内容に関連する教材化を検討した.3つ目は,各地域の特色と生かす事よりも,全世界に共通な素材,例えば,野菜,昆虫等の教材化である.以上3つの方法を検討した.来年度においては,これらの方法を用いた教材化を実施した.本年度の研究概要は以下の通りである。

本年度はおもに、昭和61年、62年に開発したシミュレーションソフトの教育利用について検討した。(1)海外日本人学校向けの教育利用海外日本人学校には、まだマイコンが全ての学校に普及していないので、教科書に掲載されいる月の種類を写真集として作成し送付した。この写真集を資料としてそれぞれの地域に適合した月の教材を、日本人学校の教師自身が自作するような手引書を作成した。写真集は、世界地図を10度毎に分割してその分割した地域毎の写真集とした。写真の種類は、次の通りである。太陽の動き:3種類三日月の動き:2種類満月の動き:3種類昼間の月の動き:2種類半月の動き:2種類日本での月の変化:10種類(2)探求学習での利用東京学芸大学の理科教育の授業において、本シミュレーションソフトを用いた天体学習を実施した。授業は講義形式ではなく、緯度によって月の動き月の見え方はどうなるかを調べよといった課題の提示である。この課題に対して学生が自由にソフトを用いて探求的に学習をする方法である。さらにこのソフトを用いた学習指導法を考えよといった課題を提示する。この方法を用いた結果、学習者が自由に探索できることから、学習意欲が高いことが観察さた。(3)研究報告書の刊行これまでの研究成果を、約130ページの研究報告書にまとめ、刊行した。(平成元年3月)
単膜系オルガネラが担う葉緑体機能の発現・維持機構の解明

syp4変異体では、うどんこ病原感染時に葉緑体の機能維持が出来なくなっているため、うどんこ病原感染後にTGNを観察したところプロストグロビュールと呼ばれる葉緑体内の構造体が肥大化していることを明らかにした。また、syp4変異体の種子を変異誘導剤であるエチルメタンスルホン酸(EMS)で処理したM2種子から葉緑体の表現型が抑圧された変異体を単離した。葉緑体やミトコンドリアのような二重の膜で囲まれたオルガネラと小胞体やゴルジ体などの一重の膜で形成されるオルガネラ(単膜系オルガネラ)は、それぞれ独立して機能していると考えられてきた。しかし、我々のグループによるシロイヌナズナを用いた研究の結果から、トランンスゴルジ網(TGN)と呼ばれるゴルジ体に隣接して存在する網目状の構造体で、ゴルジ体を通過したタンパク質が機能すべき場所に正しく輸送されるための選別を行うオルガネラが、環境ストレス下で葉緑体の機能維持に関与することが明らかとなったが、その分子機構や高次機能は未解明である。本研究課題では、“単膜系オルガネラが担う新規の葉緑体機能の発現・維持機構を分子レベルで解明する"ことを目的としている。H27年度は以下の研究成果を得た。1TGNと葉緑体を異なる蛍光タンパク質で標識した形質転換体を当研究室で開発された超解像ライブイメージング顕微鏡(SCLIM)で観察したが、葉緑体の自家蛍光が強いため綺麗な画像を得ることができなかった。現在、観察条件を検討中である。2syp4変異体では、環境ストレス下で葉緑体の機能維持が出来なくなっているため、単膜系オルガネラが葉緑体機能を制御する因子の単離を行うため、TGNに注目した2種類のプロテオーム解析を行うための準備をおこなった。3syp4変異体の種子を変異誘導剤であるエチルメタンスルホン酸(EMS)で処理したM2種子から葉緑体の表現型が抑圧された変異体を複数系統単離した。原因遺伝子を同定するための準備をすすめている。TGNと葉緑体を超解像ライブイメージングにより観察するシステムの構築には時間がかかっているが、葉緑体の表現型が抑圧された変異体を複数系統単離したことにより、研究が大きく進む可能性がある。H28年度は以下の研究成果を得た。syp4変異体では、環境ストレス下で葉緑体の機能維持が出来なくなっているため、その表現型を実験系として確立するため、サリチル酸処理による変異体の応答を観察した。葉緑体維持機構を示唆する予備的な結果を得ることができた。TGNが担う葉緑体の維持機構に葉緑体プラストグロビュールの形成が関与していることが示唆されたため、プラストグロビュール形成因子の解析を始めた。また、syp4変異体の種子を変異誘導剤であるエチルメタンスルホン酸(EMS)で処理したM2種子から葉緑体の表現型が抑圧された変異体を複数系統単離した。TGNと葉緑体を超解像ライブイメージングにより観察するシステムの構築には時間がかかっているが、観察用のラインを増やしたため研究が大きく進む可能性がある。H29年度は以下の研究成果を得た。その結果、サリチル酸処理によってTGNを介した葉緑体維持機構を示唆する予備的な結果を得ることができた。特に病原菌感染後のサリチル酸上昇に伴う葉緑体のプラスとグロビュールの肥大化についてその原因について考察するとともに、プラスとグロビュール可視化ラインに作成に着手した。また、syp4変異体の種子を変異誘導剤であるエチルメタンスルホン酸(EMS)で処理したM2種子から葉緑体の表現型が抑圧された変異体の原因遺伝子を同定するための準備をすすめている。

syp4変異体では、うどんこ病原感染時に葉緑体の機能維持が出来なくなっているため、うどんこ病原感染後にTGNを観察したところプロストグロビュールと呼ばれる葉緑体内の構造体が肥大化していることを明らかにした。また、syp4変異体の種子を変異誘導剤であるエチルメタンスルホン酸(EMS)で処理したM2種子から葉緑体の表現型が抑圧された変異体を単離した。葉緑体の自家蛍光をカットするフィルターを装着することで、TGNと葉緑体の超解像ライブイメージング観察を行うシステムを構築する。抑圧変異体の原因遺伝子を同定し、それらの遺伝子の機能解析(細胞内局在、変異体の表現型等)を詳細に行うことで、TGNと葉緑体の関係について分子レベルで理解する。植物細胞生物学遺伝子組み換え植物の作出が遅れたため消耗品の使用が予定より少なくなったため。環境ストレス下で葉緑体内部構造であるプラストグロビュールの動態を調べるため、マーカータンパク質を発現する形質転換体の作出を計画した。形質転換体作出用のベクターの構築のためのPCR条件の検討に時間を要したため。解析用の遺伝子組み換え植物は既に完成したため、本年度はこの植物を用いて生化学的解析および細胞生物学的解析を重点的に行う。形質転換用ベクター構築のための消耗品費及び情報収集のための旅費として使用する。
海洋由来イソプレノイド誘導体、ステレッタマイドファミリーの生理活性作用

我々は、これまでの研究成果より、海洋由来の天然化合物の中に、生体内でのコレステロール代謝産物であるファルネソールやビタミンEなどが持つイソプレノイド基を共通化学構造として保有する一連の化合物群を見いだした(ステレッタマイドA,B,C,ステレッタディンAなど)。これらの海洋由来化合物は生体内においても重要な生理活性を示す可能性を秘めており、生体内イソプレノイド化合物であるファルネソールやビタミンEとの生理活性作用を比較検討した。本研究では、以下の点を明らかにした。1)イソプレノイド鎖のみを持つファルネソールはCaチャネル阻害作用を示したが、カルモジュリン阻害作用を示さなかった。2)アルカロイド部位とイソプレノイド鎖の両者を持つステレッタマイドA、BならびにビタミンEはいずれもCaチャネルとカルモジュリンに対して阻害作用を示した。3)一方、ステレッタマイドAとアルカロイド部位とイソプレノイド鎖の立体配置のみが異なるステレッタマイドCのカルモジュリン阻害作用はステレッタマイドAに比べて顕著に弱かった。以上の成績から、イソプレノイド鎖はCaチャネルの阻害に重要であり、ST-A誘導体におけるCaM阻害にはイソプレノイド鎖とアルカロイド部位の立体配置が重要であることが示唆された。また、アルカロイド部位に含まれるカチオン性窒素の数がカルモジュリン阻害効果に重要であることが示唆された。さらに、抗酸化作用などの薬理作用を持つことで注目されているビタミンEに、カルモジュリン阻害作用という新たな薬理作用があることを明らかにした。今後Caチャネルに対する作用も含めて、さらに検討を加えていく。Stellettamide-A(ST-A)は、海綿Stelletta sp.由来の生理活性物質である。1997年、当研究室でカルモジュリン(CaM)阻害作用を持つことを見い出した。近年、複数のST-A誘導体の化学構造が決定され、「stelletta-alkaloid-family」(ST-family)を形成していることが明らかとなった。ST-familyは、疎水性の高いイソプレノイド鎖とカチオン性窒素を持つアルカロイド部位(環状または鎖状)が、アミド結合によって連結された基本構造を持つ。アミド結合をはさんだ両部位の特徴によって、ST-familyは以下のように分類できる。他方、ST-Aと同様のイソプレノイド鎖を持つ生体内物質farnesolがL型Ca^<2+>チャネル阻害作用を持つことが近年報告されている。本研究は、ST-familyの構造活性相関を明らかにすることを目的として、CaM・チロシン蛍光、CaM依存性酵素であるホスホジエステラーゼ(PDE)とミオシン軽鎖キナーゼ(MLCK)の酵素活性を指標として、ST-familyならびに類似の側鎖構造を持つ生理活性物質farnesolの作用を比較検討し、以下の知見を得た。1)CaMが標的酵素と結合する「結合段階」について、CaM・チロシン蛍光を指標として検討したところ、チロシン蛍光の抑制の序列は「STD-A=ST-B>ST-A>>ST-C=farnesol」であった。この結果から、「結合段階」に対する阻害作用には、ST-familyのイソプレノイド鎖の長さとイソプレノイド鎖-アルカロイド部位の立体配置が重要であることが示唆された。2)CaM依存性酵素の「活性化段階」に対する阻害作用を、PDE活性とMLCK活性を指標として検討したところ、阻害の序列は「STD-A>ST-A=ST-B>>ST-C>>farnesol」であった。この結果から、「活性化段階」に対する阻害作用には、ST-familyが持つアルカロイド部位の電荷数とイソプレノイド鎖-アルカロイド部位の立体配置が重要であることが示唆された。
ヘムタンパク質を用いた光エネルギー捕集系モデルの構築とエネルギー・物質変換

植物の葉緑体に存在する光捕集系は、多数の色素がタンパク質に結合し、環状に集積した美しい構造体を形成していることが明らかとなっている。光合成の初期過程では、この色素の集積体(アンテナ部)が可視光を効率よく吸収し、色素間でのエネルギーマイグレーションを介して、最終的にエネルギーが光合成活性中心に伝達され、光合成反応がスムーズに進行する。本研究では、光合成初期過程の光捕集を行うアンテナ組織を模倣するために、これまでの科学研究費補助金の支援を受けて精力的に実施しているヘムタンパク質人工集積化技術を活かして、色素をタンパク質マトリクス内に環状に配置した人工光捕集デバイスの構築の実施を試みた。本申請研究が採択されてからまだ半年しか経過していないため、上記の目的を完全に達成することは出来ていないが、現時点で、HTHP(hexameric tyrosine-coordinated heme protein)というヘムタンパク質六両体の補因子ヘムを亜鉛ポルフィリンあるいは亜鉛クロリンに置換して、光捕集を行うモデル集積体の構築に成功した。さらに、光照射による色素間のエネルギー移動を種々の光測定(特に、蛍光消光)により証明し、人工光捕集アンテナとして機能することを実証した。今後、HTHPの中心部に触媒を埋め込み、光エネルギーを化学エネルギーに変換して、触媒的な水素発生や水の酸化をつかさどる人工合成系の創出をめざしたい。なお、これまでの短期間で関連する学会誌(イギリス化学会誌)に1報報告し、さらに、国内外の学会での発表で高い評価を得ている。27年度が最終年度であるため、記入しない。
γ-グルタミルトランスペプチダーゼの自己触媒的プロセッシングの分子機構の解明

大腸菌のγ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)遺伝子は、SD配列に続き、25アミノ酸よりなるシグナルペプチド、365アミノ酸よりなる大サブユニット、190アミノ酸よりなる小サブユニットが1つのORFの中にコードされている珍しい構造をとっており、1本のポリペプチド鎖として合成された後、Gln-390とThr-391の間が切断されて、大小2つのサブユニットにプロセスされると考えられた。最近、プリカーサーがプロセシングを受けて成熟し、しかもB鎖のN末アミノ酸残基の側鎖が酵素の活性中心であることが知られている3つのアミドヒドロラーゼの活性中心付近の立体構造が酷似していることが分かり、N-terminal nucleophile hydrolases(Ntn-ヒドロラーゼ)と呼ぶことが提唱されている。これらは前駆体として翻訳された後、自己触媒的にプロセッシングすると考えられている。これまでの報告者の研究からGGTもNtn-ヒドロラーゼに属すると考えられ、GGTも自己触媒的に起こると予想された。GGTの大サブユニットのN末にマルトース結合タンパク(MBP)を融合させるように設計したプラスミドを用いて、MBPを大サブユニットのN末に融合した前駆体酵素分子を精製単離することに成功した。また、T391SおよびT391C変異酵素がプロセシング能は持っているが、その反応速度が極めて遅くなっていることを利用し、それらの前駆体を精製した。これらを用いて、in vitroでプロセシングが自己触媒的におこることを確認した。この自己触媒反応はプロテアーゼ阻害剤やGGT特異的阻害剤によって影響を受けなかった。MBP-GGTやT391Sの前駆体のプロセシング反応にはSH試薬は影響を及ぼさなかったが、T391Cの前駆体のプロセシング反応はpCMBによって、完全に阻害されたことから、プロセシング反応の活性中心もThr-391の側鎖であることが判明した。また、中性付近で反応させるとT391Cの前駆体のプロセシング反応はヒドロキシルアミンによって著しく活性化されたが、MBP-GGTやT391Sの前駆体のプロセシング反応の活性化は顕著ではなかった。このことはプロセシング反応の中間体がエステル型中間体であることを示している。最近、プリカーサーがプロセッシングを受けて成熟し、しかもB鎖のN末アミノ酸残基の側鎖が酵素の活性中心(カルボニル炭素をアタックする求核原子)であることが知られている3つのアミドヒドロラーゼの活性中心付近の立体構造が酷似していることが分かり、構造上のスーパーファミリーとしてN-terminal nucleophile hydrolases(Ntn-ヒドロラーゼ)と呼ぶことが提唱されている。

これまで、報告者が得た様々なデータからGGTもNtn-ヒドロラーゼに属するのではないかと考えられ、GGTのプロセッシングも自己触媒的に起こるのではないかと予想された。GGTの大サブユニットのN末にマルトース結合タンパク(MBP)を融合させるように設計したプラスミドを用いてMBPを大サブユニットのN末に融合した前駆体酵素分子を精製単離することに成功し、この前駆体を用いた場合は、in vitroで自己触媒的に正常にプロセッシングを起こし、生成した成熟型MBP-GGTは酵素活性も持つことを確認した。また、T391SおよびT391C変異酵素がプロセッシング能は持っているが、その反応速度が極めて遅くなっていることを利用し、それらの前駆体を精製しin vitroの系でプロセッシングが自己触媒的におこることを確認した。この自己触媒反応はプロテアーゼ阻害剤やGGT特異的阻害剤によって影響を受けなかった。MBP-GGTやT391Sの前駆体のプロセッシング反応にはSH試薬は影響を及ぼさなかったが、T391Cの前駆体のプロセッシング反応はpCMBによって、完全に阻害されたことからプロセッシング反応の活性中心もThr-391の側鎖であることが判明した。大腸菌のγ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)遺伝子は、SD配列に続き、25アミノ酸よりなるシグナルペプチド、365アミノ酸よりなる大サブユニット、190アミノ酸よりなる小サブユニットが1つのORFの中にコードされている珍しい構造をとっており、1本のポリペプチド鎖として合成された後、Gln-390とThr-391の問が切断されて、大小2つのサブユニットにプロセスされると考えられた。最近、プリカーサーがプロセシングを受けて成熟し、しかもB鎖のN末アミノ酸残基の側鎖が酵素の活性中心であることが知られている3つのアミドヒドロラーゼの活性中心付近の立体構造が酷似していることが分かり、N-temminal nucleophile hydrolases(Ntn-ヒドロラーゼ)と呼ぶことが提唱されている。これらは前駆体として翻訳された後、自己触媒的にプロセッシングすると考えられている。これまでの報告者の研究からGGTもNtn-ヒドロラーゼに属すると考えられ、GGTも自己触媒的に起こると予想された。GGTの大サブユニットのN末にマルトース結合タンパク(MBP)を融合させるように設計したプラスミドを用いて、MBPを大サブユニットのN末に融合した前駆体酵素分子を精製単離することに成功した。また、T391SおよびT391C変異酵素がプロセシング能は持っているが、その反応速度が極めて遅くなっていることを利用し、それらの前駆体を精製した。これらを用いて、in vitroでプロセシングが自己触媒的におこることを確認した。MBP-GGTやT391Sの前駆体のプロセシング反応にはSH試薬は影響を及ぼさなかったが、T391Cの前駆体のプロセシング反応はpCMBによって、完全に阻害されたことから、プロセシング反応の活性中心もThr-391の側鎖であることが判明した。