hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腫瘍細胞のアポトーシスに及ぼす放射線の影響

悪性腫瘍の治療には、放射線照射や化学療法剤によるDNA damageの誘導、代謝拮抗剤による悪性腫瘍細胞の増殖抑制、そして、宿主の免疫能の賦活化などが行われている。このなかで、DNA damageの誘導はapoptosis開始を目的としたものであるため、治療を受ける細胞の、増殖制御機構の状態により効果の程度が異なると考えられる。細胞増殖制御機構の詳細な解析から得られる情報は、悪性腫瘍細胞の各種治療法に対する効果の予測、そして予後の予測に利用される。今回、放射線に代表されるDNA傷害刺激に対する細胞増殖制御機構の応答のうち、p53-p21^<wafl>-CDK4-pRB経路の解析を、本経路が正常なML-1細胞を使用して行った。ML-1に15Gyのγ線照射をすると、p53が集積し、p21が誘導され、p53経路が作動し、細胞増殖抑制が起こり、また、一部の細胞にapoptosisが誘導された。一方、DNA非傷害性にp53発現が増加した場合には、p21mRNAは誘導されたが、p21蛋白はほとんど増加せず、経路の下流も作動しなかった。この現象から、p21には転写後の制御が起きていることが示唆された。そこで、転写後制御の主要な機構であるユビキチン-プロテアソームの関与の解析を行った。DNA非傷害性にp53を集積しp21mRNAを誘導した状態にプロテアソームインヒビターを加えると、p21蛋白が検出されるようになった。さらに、p21免疫沈降物の抗ユビキチン抗体によるウエスタンブロット解析により、p21にユビキチンが結合していることが判明し、そのユビキチン結合が、DNA傷害により制御されていることを示唆するデータを得た。以上の解析の結果、p21の効率的な発現にはDNA damageが必要であるとの結論を得た。分裂中の細胞は、DNA障害をうけると、増殖抑制を起こしたり、あるいはアポトーシスにおちいる。その機構には、p53-p21カスケードとIRF-1を介する機構が候補として挙げられている。とくに、マウス末梢血Tリンパ球では、γ線照射はp53非依存性のアポトーシスを引き起こし、そのさいにIRF-1が関与することが報告されている。今回の研究では、p53-p21カスケードが野生型の細胞:ML-1、p53が変異型の細胞:Raji、p53カスケードの下流に存在するpRBの欠損細胞:Saos-2を使用して、γ線照射時のIRF-1発現の解析を行った。Rajiは上記のDNA傷害、非傷害どちらの因子によっても6h後に増殖抑制が認められたが、p21mRNAに変動はなく、蛋白発現も検出されなかった。IRF-1mRNAは、処理に関わらず、3あるいは6時間後ともに、一定レベルの発現が認められた。Saos2については、γ線照射後のIRF-1mRNAのみを検討したが、そのレベルに変動はなかった。引き続きIRF-1蛋白の発現の追跡を行う。これまでの研究で、1)ML-1細胞を放射線照射などのDNA傷害因子で処理した際、p53が細胞内に集積し、p21mRNAが発現亢進、ついでp21蛋白が発現し細胞増殖抑制が起きる。2)非傷害性因子であるデフェロキサミン処理をすると、p53の集積にともない、細胞増殖抑制が起こり、さらにp21mRNAの発現亢進を起こすが、p21蛋白の発現は検出されないことを報告した。この現象は、p21の発現にはDNA傷害が必要であり、転写後制御機構が重要であることを示唆する。

平成9年度は、p21の転写後発現制御におけるユビキチン-プロテアソーム経路の関与を検討する目的で、プロテアソームインヒビター処理後のp21蛋白レベル、およびユビキチン結合p21蛋白の検出、をウエスタンブロットにより解析した。プロテアソームインヒビター処理により、増殖中のコントロール細胞にもp21蛋白が検出された。また、デフェロキサミン処理後にプロテアソームインヒビターを加えると、高レベルのp21蛋白が検出された。この結果は、これら細胞中で発現したp21mRNAからp21蛋白が産生されるが、DNA傷害がない状態では、プロテアソームにより直ちに分解されることを示している。ユビキチンが結合したp21はプロテアソームインヒビター処理細胞およびデフェロキサミンとプロテアソーム処理細胞に顕著に検出されたが、DNA傷害因子処理後の細胞ではユビキチン結合p21は検出されなかった。効率的なp21蛋白発現にはDNA傷害が必要であり、その機構としてDNA傷害によるp21のユビキチン結合の抑制が示唆された。放射線照射などのDNA傷害因子による処理後の細胞の応答を解析した。p53カスケードが正常な細胞(ML-1)にDNA傷害因子処理を行うと、p53が細胞内に集積し、p21mRNAが発現亢進、ついでp21蛋白が発現し細胞増殖抑制を引き起こす。一方、DNAには傷害性を持たないデフェロキサミンによる細胞内の鉄キレートでは、p53の集積、p21mRNAの発現亢進を起こすが、p21蛋白の発現は検出されないことを平成9年度までに見出した。この現象は、p21の発現には転写誘導に加え、DNA傷害による、転写後の蛋白の安定化機構が存在することを示唆する。そこで、p21蛋白の安定化にユビキチン-プロテアソーム蛋白分解経路の関与の解析を行った。ML-1細胞をデフェロキサミン処理した後にプロテアソームインヒビターを加えると、p21蛋白およびユビキチン結合p21蛋白が検出された。さらに、増殖中のコントロール細胞にプロテアソームインヒビターを加えた際にもp21蛋白が検出された。しかし、ユビキチン結合p21は、DNA傷害因子処理後の細胞では検出されなかった。効率的なp21蛋白発現にはDNA傷害が必要であり、その機構としてDNA傷害によるp21へのユビキチン結合の抑制が示唆された。このことから、p21はユビキチン-プロテアソームにより発現抑制されていることが証明された。ついで、ユビキチン結合とDNA傷害の関連の解析を行った。まず、DNA傷害時にp53の安定化を行うDNA-PKの関与の可能性を確認するために、DNA-PKを阻害するWortmanninで前処理した細胞をγ線処理したところ、p21発現は抑制された。このことから、DNA-PKがp21の安定化に関っていることが示唆された。今後、さらにこの安定化機構の解析を行っていく予定である。
受容体ライブラリーを基盤とした植物リガンド－受容体ペアの探索

1RGF受容体の同定.光反応性RGF1ペプチドを用いて,シロイヌナズナ受容体キナーゼライブラリー約90種類に対して網羅的な結合実験を行い,RGFを直接結合する受容体を3つ(RGFR1,RGFR2,RGFR3)同定した.rgfr1,2,3三重変異体は根端分裂組織が縮小し,根が短くなる表現型を示した.またrgfr1,2,3三重変異体は外的に投与したRGFペプチドに非感受性であった.加えてrgfr1,2,3三重変異体中ではPLETHORA(PLT)タンパク質のグラディエントが失われており,根端で発現するRGFペプチドが,3つのRGF受容体に直接認識されることでPLTタンパク質の分布パターンを調節し,根端分裂組織の維持を行っていることを明らかにした.以上の成果を論文として報告した.2RGFシグナル伝達経路解明に向けたケミカルスクリーニング.RGFペプチドが3つの受容体に結合,認識されることを介して根端分裂組織の維持を行っていることを示したが,その情報伝達機構は不明な点が数多く残されている.RGRペプチドを介した根端分裂組織維持機構の解明のため,PLT2-GFPを発現させたrgfr1,2,3三重変異体を用いて,PLT2タンパク質の分布パターンの回復を指標とした低分子化合物のスクリーニングを行った.現在までに約4,000の低分子化合物のスクリーニングを完了し,PLT2タンパク質の分布パターンを回復させる化合物が複数得られた.3ゼニゴケ受容体キナーゼの抽出・分類とゼニゴケ受容体ライブラリーの作製.ゼニゴケLRR型受容体キナーゼを中心とした受容体キナーゼについて,16種類のコンストラクションおよび13種類のライブラリー化が完了した.またゼニゴケの無性芽および胞子の培養液中に存在する分泌型ペプチドの網羅的解析に着手し,ペプチドシグナル候補を複数同定した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。1網羅的結合解析による受容体未知ペプチドシグナルCEPおよびRGFの受容体同定.受容体未知なペプチドシグナルであるCEPおよびRGFについて光反応性ペプチドを作製し,受容体ライブラリーに対してフォトアフィニティーラベルによる網羅的結合実験を行った.CEPペプチドについては,CEPを直接結合する2つのLRR型受容体CEPR1およびCEPR2を同定した.またCEPペプチドが植物体全体に窒素飢餓を知らせるシグナルとして機能することを見出した.またRGFについては,現在までにRGFを直接結合する受容体を3つ同定している.受容体破壊株では,外的に投与したRGFペプチドへの感受性が著しく低下すること,変異体中の根端でのPLT2タンパク質のグラディエントが失われていることを確認しており,RGF受容体として機能していることが強く示唆されている.2固相固定化ビーズを用いたリガンドー受容体相互作用阻害剤のケミカルスクリーニング.受容体キナーゼBAM1固定化ビーズを利用して,ビーズ表面で観察されるBAM1と蛍光標識CLE9ペプチドとの結合を阻害する低分子化合物のスクリーニングを行った.約3万種類の低分子化合物をスクリーニングした結果,BAM1とCLE9ペプチドの結合を阻害する化合物を同定した.投与実験により化合物はclv1変異体の茎頂肥大を促進すること,また結合実験によりBAM1とCLV3ペプチドの結合を特異的に阻害することが示され,茎頂分裂組織の情報伝達系に特異的に作用する化合物であることが示唆された.3ゼニゴケ受容体キナーゼの抽出・分類とゼニゴケ受容体ライブラリーの作製.ゼニゴケゲノムデータから全受容体キナーゼ遺伝子の抽出し,シロイヌナズナ受容体キナーゼの系統樹に基づいて分類を行った.そのデータを元に,LRR型受容体キナーゼを中心として14種類の受容体キナーゼについてライブラリー化が完了した.ライブラリーは現在順次拡充中である.1受容体ライブラリーを用いて受容体未知ペプチドシグナルCEPが直接結合する受容体キナーゼCEPR1およびCEPR2を同定し,CEPペプチドが窒素欠乏を感知し,植物体全体に窒素飢餓を知らせるシグナルとして機能するという発見に貢献し,論文として公表した.2受容体ライブラリーを用いてCLV3ペプチドを直接受容する受容体キナーゼBAM1を同定し,CLV3ペプチドがCLV1に加えてBAM1とも直接結合し,ふたつの受容体キナーゼが協調的に機能して茎頂における幹細胞の分化と増殖のバランスを維持していることを見出し,論文として公表した.3受容体ライブラリーを用いて根端メリステムの維持に重要なペプチドシグナルRGFを直接結合する受容体を同定した.シロイヌナズナでRGF受容体は3つ存在し,すべての受容体を破壊した3重変異体は根端メリステムが縮小する,RGFペプチドへの感受性が著しく低下する,変異体中の根端でのPLT2タンパク質のグラディエントが失われている等の表現型を示し,RGF受容体として機能していることを確認している.本件に関しての論文投稿の準備中である.1RGF受容体の同定.光反応性RGF1ペプチドを用いて,シロイヌナズナ受容体キナーゼライブラリー約90種類に対して網羅的な結合実験を行い,RGFを直接結合する受容体を3つ(RGFR1,RGFR2,RGFR3)同定した.rgfr1,2,3三重変異体は根端分裂組織が縮小し,根が短くなる表現型を示した.

またrgfr1,2,3三重変異体は外的に投与したRGFペプチドに非感受性であった.加えてrgfr1,2,3三重変異体中ではPLETHORA(PLT)タンパク質のグラディエントが失われており,根端で発現するRGFペプチドが,3つのRGF受容体に直接認識されることでPLTタンパク質の分布パターンを調節し,根端分裂組織の維持を行っていることを明らかにした.以上の成果を論文として報告した.2RGFシグナル伝達経路解明に向けたケミカルスクリーニング.RGFペプチドが3つの受容体に結合,認識されることを介して根端分裂組織の維持を行っていることを示したが,その情報伝達機構は不明な点が数多く残されている.RGRペプチドを介した根端分裂組織維持機構の解明のため,PLT2-GFPを発現させたrgfr1,2,3三重変異体を用いて,PLT2タンパク質の分布パターンの回復を指標とした低分子化合物のスクリーニングを行った.現在までに約4,000の低分子化合物のスクリーニングを完了し,PLT2タンパク質の分布パターンを回復させる化合物が複数得られた.3ゼニゴケ受容体キナーゼの抽出・分類とゼニゴケ受容体ライブラリーの作製.ゼニゴケLRR型受容体キナーゼを中心とした受容体キナーゼについて,16種類のコンストラクションおよび13種類のライブラリー化が完了した.またゼニゴケの無性芽および胞子の培養液中に存在する分泌型ペプチドの網羅的解析に着手し,ペプチドシグナル候補を複数同定した.・RGF受容体3重変異体の形態観察やRGF感受性,PLT2タンパク質の発現領域などを確認し,すべてのRGF受容体候補が真の受容体であることを確認する.・固定化ビーズを用いたリガンドフィッシングへチャレンジする.ターゲットとして,FLS2やPEPR1など植物免疫に関与が知られている受容体の固定化ビーズを用いて,病原菌感染葉や傷害葉の抽出液をサンプルとして通じ,植物体内で実際に機能しているフラジェリンやAtPepの成熟型構造を探る.またカンキツかいよう病菌破砕液中に含まれる新規エリシターeMaxと,その受容体候補であるReMaxをターゲットとして,ReMax固定化カラムを作製し,カンキツかいよう病菌破砕液を通し,洗浄,溶出を行い,溶出画分のMS分析を行うことで,リガンドフィッシングによるeMaxの活性本体の構造の同定を目指す.・ゼニゴケ受容体のライブラリー化を順次進める.併せて,ゼニゴケ無性芽および胞子培養液をサンプルとした分泌型ペプチドの網羅的解析にも着手する.新たなペプチドシグナル分子が同定された場合,過剰発現および変異体の表現型の解析や,ゼニゴケ受容体ライブラリーを応用した受容体探索などを行い,ゼニゴケにおける新たなペプチドリガンドー受容体ペアの同定を目指していく.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。
情報社会における監視と信頼に関するオンライン実験研究：創造・毀損・回復過程の解明

本研究は情報社会における監視について,監視対象・監視媒体・監視主体の三者間に存在する信頼に着目して検討する.特に非意図的に発生し,その発生には不確実性の存在する事象をカタストロフとして定義し,情報漏洩などの信頼を破壊するカタストロフの発生を前提とした情報化社会における信頼の創造・破壊・回復過程の解明を試みる.具体的には,信頼ゲームを情報社会における監視構造のモデルとして監視主体・監視媒体に対する信頼行動,カタストロフが信頼行動に与える影響,監視主体・監視媒体に生じるカタストロフが信頼行動に与える影響について,オンラインおよび実験室による経済ゲーム実験により明らかにする.本研究は情報社会における監視について,監視対象・監視媒体・監視主体の三者間に存在する信頼に着目して検討する.特に非意図的に発生し,その発生には不確実性の存在する事象をカタストロフとして定義し,情報漏洩などの信頼を破壊するカタストロフの発生を前提とした情報化社会における信頼の創造・破壊・回復過程の解明を試みる.具体的には,信頼ゲームを情報社会における監視構造のモデルとして監視主体・監視媒体に対する信頼行動,カタストロフが信頼行動に与える影響,監視主体・監視媒体に生じるカタストロフが信頼行動に与える影響について,オンラインおよび実験室による経済ゲーム実験により明らかにする.
アセチレンスピロアセタールエノールエーテル化合物群の合成研究

キク科植物は民間薬として古くより活用されてきた植物である。同植物から生理活性成分が数多く報告されているが、中でもスピロアセタール構造、エノールエーテル構造及び(E)-エンジイン構造を有する一連の化合物群は、僅かな構造の差異により脳、消炎、鎮痙作用から抗腫瘍活性と、幅広い生理作用を有することが知られている。しかしながら、これら化合物は天然から得られる量が僅かなため、十分な活性評価がなされていない。研究者は、これら天然物の化学合成による大量供給を目的として本研究を遂行し以下の結果を得た。一連の化合物群の合成を行うにあたり、まず抗腫瘍活性を有し、スピロアセタール構造上にエポキシ環を有するAL-2を初期標的化合物に設定し、効率的合成法の開発を検討した。AL-2のエポキシ部分が酒石酸由来の二つの水酸基から誘導可能であることに着目し、市販品として容易に入手可能なL-酒石酸ジエチルを出発物質として、数工程で環化反応前駆体である三重結合を有するδケトアルコール体を合成した。環化反応前駆体をMeOH中、CO気流下,触媒量のPd_2(dba)_3と処理したところ、スピロ環構築とメチルエステル部の形成が進行し、ジオキサスピロ化合物の合成に成功した。続いて、メチルエステル部をジイン体へと誘導し、L-酒石酸由来の水酸基をエポキシ構造へ変換し、AL-2の最初の全合成を達成した。加えて、開発した合成経路を基盤とし、4種の類縁化合物の合成も達成した。同植物から生理活性成分が数多く報告されているが、中でもスピロアセタール構造、エノールエーテル構造及び(E)-エンジイン構造を有する一連の化合物群は、僅かな構造の差異により、消炎、鎮痙作用から抗腫瘍活性と、幅広い生理作用を有することが知られている。環化反応前駆体をMeOH中、CO気流下、触媒量のPd_2(dba_3)と処理したところ、スピロ環構築とメチルエステル部の形成が進行し、ジオキサスピロ化合物の合成に成功した。続いて、メチルエステル部をジイン体へと誘導し、最後にL-酒石酸由来の水酸基をエポキシ構造へ変換し、AL-2の最初の全合成を達成した。
Bi系高温超伝導体における固有ジョセフソン接合を用いた単電子トランジスタの開発

本研究は,酸化物高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_y(BSCCO)単結晶に内在するナノスケールジョセフソン超格子における単電子トンネル現象の解明,並びにその制御方法を検討し,同結晶を用いた単電子トランジスタを開発することを目的としており,以下の成果を得た.(1)同単結晶のサブミクロン加工BSCCO単結晶を電子ビームリソグラフィ,並びに集束イオンビームエッチングによりサブミクロンオーダーのメサ素子に再現性よく加工することに成功し,加工技術を確立した.(2)サブミクロ固有ジョセフソン接合アレーの電流-電圧特性の観測上記により作製したメサ素子の電流-電圧特性を4.2K180Kにおいて測定した結果,いずれのメサ素子もほぼ同様な電流-電圧特性を示し,固有ジョセフソン接合本来の特性を得ることができた.(3)クーロンブロッケードの観測メサ素子の面積を1μm^2以下にするとクーロンブロッケイド効果の寄与により臨界電流密度が減少することを明らかにした.(4)準粒子トンネル特性の評価メサ素子の電流-電圧特性の測定から,BSCCOのエネルギーギャップは約60meVであり,固有ジョセフソン接合の準粒子トンネル特性は,変形d波超伝導トンネルモデルにより説明できることを明らかにした.本研究は、Bi_2Sr_2CaCu_2O_y単結晶に内在する自然超格子ジョセフソントンネル接合アレーにおける単電子トンネル効果を明らかにするとともに、同結晶を用いた単電子トランジスタを開発することを目的としており、本年度は主に単結晶上に作成したサブミクロン程度の微小メサの基本性質について検討し、以下の成果を得た。(1)同単結晶のサブミクロン加工自己フラックス法により成長した同単結晶を電子ビームリソグラフィ技術、フォトリソグラフィ技術及びArイオンエッチング技術を用いて、同一単結晶上に大きさ0.7μm×0.7μm×(10-150)nm5μm×5μm×(10-150)nmのメサを精度良く作製する技術を確立した。(2)サブミクロン固有ジョセフソン接合アレーの電流-電圧特性の観測上記により作製したメサの電流-電圧特性を4.2K臨界温度T_cにおいて測定した結果、いずれのメサにおいても電流-電圧特性においてヒステリシスを伴う明瞭なブランチ構造を観測した。(3)クーロンブロッケイド効果の観測サブミクロン固有ジョセフソン接合アレーの臨界電流密度を評価した結果、接合面積がlμm^2以下の場合、固有ジョセフソン接合アレーにおけるクーロンブロッケイド効果により臨界電流密度が接合面積とともに減少することがわかった。本研究で得られた成果は、Bi_2Sr_2CaCu_2O_y単結晶自身を用いた新規な単電子トランジスタ応用への可能性を示すものであり、本分野の今後の進展が期待される。本研究は,酸化物高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_y(BSCCO)単結晶に内在するナノスケールジョセフソン超格子における単電子トンネル現象の解明,並びにその制御方法を検討し,同結晶を用いた単電子トランジスタを開発することを目的としており,以下の成果を得た.(1)同単結晶のサブミクロン加工BSCCO単結晶を電子ビームリソグラフィ,並びに集束イオンビームエッチングによりサブミクロンオーダーのメサ素子に再現性よく加工することに成功し,加工技術を確立した.(2)サブミクロ固有ジョセフソン接合アレーの電流-電圧特性の観測上記により作製したメサ素子の電流-電圧特性を4.2K180Kにおいて測定した結果,いずれのメサ素子もほぼ同様な電流-電圧特性を示し,固有ジョセフソン接合本来の特性を得ることができた.(3)クーロンブロッケードの観測メサ素子の面積を1μm^2以下にするとクーロンブロッケイド効果の寄与により臨界電流密度が減少することを明らかにした.(4)準粒子トンネル特性の評価メサ素子の電流-電圧特性の測定から,BSCCOのエネルギーギャップは約60meVであり,固有ジョセフソン接合の準粒子トンネル特性は,変形d波超伝導トンネルモデルにより説明できることを明らかにした.
大気環境会合分子(C10)nのFTマイクロ波分光による分子定数の決定

気相反応中間体の弱い回転遷移を観測するため、初年度に引き続き、製作中のフーリエ変換マイクロ波分光器の感度向上を目指した。目的分子種(C10)_2のマイクロ波領域(4-18GHz)における測定には少なくとも分光器の感度を報告されている同型器程度以上にしなければならない。そのために初年度に製作した8個の出力ポートを持つパルスコントローラ積算システムは、単体では良好に作動したが、実装段階で問題を生じ完全には分光器に組み込めていない。そこで従来使用していたコントローラの改良によりタイミングずれが原因となる感度劣化を改善し、^<18>OC^<34>sのJ=1-0遷移をS/N5で観測できるようになった。本年度前半は重要な環境関連分子のひとつであるCCl_2F_2の回転スペクトル線を高分解能で測定した。スペクトル線は2個の塩素核により10数本の超微細構造に分裂し、各成分を15kHzの精度で観測出来た。得られた回転定数および核四極子結合定数は以下のとうりである:A=4118.934(4),B=2638.741(4),C=2233.764(4),△_J=0.0058(3),X_<aa>=-43.7007(2)、X_<bb>=4.680(2)、X_<cc>=39.092(2)(単位MHz)。従来値を12桁改善出来た。目的の(ClO)_2はアルゴン希釈の塩素と酸素の混合気体を試作した数種の放電ノズルに流し、各種放電により検出を試みた。第一に試みた交流放電では電源等に問題がありノイズ除去に成功せず目的種を検出できなかった。現在直流グロー放電によるシステムを製作中である。また、数分解ノズルは数種の試作品を完成した段階である。分子流中の反応中間体を高感度に検出するため、四重極型質量分析計(ULVAC MSQ-400)を購入した。現在FT分光器に取り付けるためのフランジを加工中であり、これにより分子流中の特定種をモニターしながらのマイクロ波スペクトルの測定が可能となる。これらノズル等の開発には本補助金により製作した真空槽が有効であった。我々の製作したパルスノズル型フ-リエ変換マイクロ波分光器(1988ー89年度科研費)は、所期の分解能および周波数精度を示した。(1991年度分子構造総合討論会3bp54にて報告)しかしながら感度は期待していた程向上せず、その原因はキャビティリンギングによるバックグランドがガスパルスのonーoffにより完全に除去できていないためであった。本年度製作した同期式パルスコントロ-ラは特にこの点を考慮し基本周波数を10MHzに設定し時間軸の精度を高め、ノイズを約1/50に低減した。OCSの各種同位体の観測により所期の感度を確認すると共に、各種濃度のAr...OCSの観測により分子流の回転温度が数Kになること推定した。本研究の目的の一つである本器を気相反応中間体を含む会合分子の測定装置として完成させる為に、不安定分子種生成用の各種ノズルを試作した。光化学反応用のNd:YAGレ-ザ-と分光器との光路は鋼とアルミ材により製作し、分子流下流よりノズル先端に向けて532nm光を照射するための部品は製作中である。放電ノズルとしては東大教養型の試作1号器のテストを行い、現在2段階噴射を取り入れた2号器を製作している。また熱分解ノズル(1000°C)をも10種類程試作した。以上のノズルのテストおよび分光器と接続を予定している質量分析計の開発の為に真空容器(600φ×600mm)を製作した。本容器は将来分光器本体と接続し、ノズル周辺での化学反応生成物をモニタ-しかつ排気速度の向上を目指すものである。なお製作したコントロ-ラは8個の出力をもち各種タイミング(Qースイッチレ-ザ-、パルスノズル分子ビ-ム、マイクロ波パルス)の調節が可能であり、目的種の生成条件の検討を容易にするものである。本研究の目的はC1_nO_m(n、m=1,2,3...)の検出および分子定数の決定であるが、現在フロン等の光反応生成種の条微細構造の測定を行っており、目的の塩素酸素化合物の化学は次年度早々に着手する。

得られた回転定数および核四極子結合定数は以下のとうりである:A=4118.934(4),B=2638.741(4),C=2233.764(4),△_J=0.0058(3),X_<aa>=-43.7007(2)、X_<bb>=4.680(2)、X_<cc>=39.092(2)(単位MHz)。従来値を12桁改善出来た。目的の(ClO)_2はアルゴン希釈の塩素と酸素の混合気体を試作した数種の放電ノズルに流し、各種放電により検出を試みた。第一に試みた交流放電では電源等に問題がありノイズ除去に成功せず目的種を検出できなかった。現在直流グロー放電によるシステムを製作中である。また、数分解ノズルは数種の試作品を完成した段階である。分子流中の反応中間体を高感度に検出するため、四重極型質量分析計(ULVAC MSQ-400)を購入した。現在FT分光器に取り付けるためのフランジを加工中であり、これにより分子流中の特定種をモニターしながらのマイクロ波スペクトルの測定が可能となる。これらノズル等の開発には本補助金により製作した真空槽が有効であった。
真核細胞DNA複製ライセンス因子の同定とその機能の解明

研究成果:ツメガエル卵における複製ライセンス因子の同定これまでの研究により、核形成前にS期特異的にクロマチンへ結合し、複製開始に必要な蛋白質として、出芽酵母の複製開始に必要なMCM3遺伝子産物のツメガエルホモログ(XMCM3)を同定した。抗XMCM3抗体を用いて卵抽出液成分の免疫沈殿を行った結果、XMCM3と物理的に相互作用している、5種類の蛋白質を同定した。こられの蛋白質に対する特異的抗体を用いて、それぞれの蛋白質をコードする遺伝子を単離し、そのシーケンスを決定した結果、全ての蛋白質はMCM蛋白質ファミリーに属することがわかった。また蛋白質の1次構造の比較からZnフィンガー様モチーフを持つものと持たないものがあった。ツメガエル卵での複製開始反応には、これら蛋白質の複合体が必要であり、蛍光抗体法で調べると、複製反応の進行に伴ってクロマチンから遊離するというライセンス因子様の挙動を示すことがわかった。哺乳動物細胞におけるDNA複製ライセンス因子の同定ツメガエル卵で同定されたライセンス因子の候補と考えられるXMCM蛋白質の哺乳動物ホモログを同定するため、XMCM蛋白質のcDNAをプローブに用いてヒト培養細胞のcDNAライブラリーをスクリーニングし、3種類のヒトMCM蛋白質をコードする遺伝子をクローン化した。ヒトMCM3については、ツメガエルの抗体が特異的に交差する事を利用して、細胞周期での挙動を調べた結果DNA複製の進行に伴いクロマチンから遊離し、M期の終わりに再びクロマチンに結合するというライセンス因子様の挙動を示すことがわかった。
羊膜由来間葉系幹細胞を用いた脳出血治療の開発

本研究の目的は、羊膜由来MSCを用いた脳出血モデルに対する神経機能改善を確認し、そのメカニズムを明らかにすることである。本研究ではMSCによる神経機能改善メカニズムを免疫反応に着目して検討し、さらに移植法を明確に静脈内投与と脳内局所投与に分け、静脈内投与では主に免疫応答に与える影響を、脳内局所投与では免疫反応および神経分化の両者をメカニズムとして解析する。また脳内局所投与したMSCの神経分化ならびに残存する神経とのネットワーク構築までを評価する予定である。
口腔機能が胃食道逆流症に及ぼす影響

近年増加傾向にあるGERDは,早急に対応が必要な疾患の1つである.現在GERDの治療の主流である薬剤による胃酸分泌抑制は,奏功しない例や副作用が出現する例も多く、他の対処法が必要とされている.そこで我々は,食道クリアランス能に注目し,これに関わる因子として唾液の分泌量,嚥下頻度が関係していると考えた.しかしながらGERDと唾液や嚥下頻度の増減との関係を検討した報告はない.そこで本研究では,GERDに対する治療メニューを構築するために,唾液と嚥下頻度がGERDに及ぼす影響を検討し,以下の結果を得た.《唾液量および嚥下頻度とGERDの自覚症状の強さとの関係》GERDの既往のない成人を被験者としてGERDの自覚症状をF-scaleにて評価し,質問内容から酸逆流症状(項目R)と消化管運動不全症状(項目D)の項目に分けた.被験者を1)安静時唾液量,2)嚥下頻度の各項目で2群に分類し,1),2)による自覚症状の強さの変化をそれぞれ調べた.その結果,唾液量が少ない群(安静時唾液1.5ml/15分以下)の各項目の平均点は,R:4.7,D:3.8,多い群はR:2.4,D:2.2となり.唾液量の少ない群において項目Rが有意に高い値を示した.一方,嚥下頻度の少ない群(安静時17回/30分以下)の各項目の平均点はR:4.8,D:4.1,多い群はR2.8,D:2.5となり,両項目で嚥下頻度の少ない群の方が高い値を示した(有意差なし).本研究の結果、唾液分泌量や嚥下頻度が減少した症例は,GERD症状を強く自覚する傾向にあり,GERDの発症や症状の増悪と関連していることが示唆された.また,嚥下頻度については,他の研究において,加齢や経口摂取禁止例などの嚥下機能の廃用を疑う症例で有意に低下することを示した.これらのことは,高齢や嚥下障害がGERD発症の一因となる可能性を示唆していると考えられた。
微生物変換による液体アルカンの製造

1.液体アルカンの生産は、中鎖脂肪酸(炭素数812)を基質として、かびPenicillum decumbensよって行なわれる事をみいだした。従って、中鎖脂肪酸を主たる構成分とするパーム核油(室温固体)から液体アルカン-2-オン(アグロ・ペテロール:農産石油)が生成する。アルカン生成の一般式は次式で表される。油脂脂肪酸n-アルカン-2-オン例:ラウリン酸から、ほぼ定量的にn-ウンデカン-2-オンが出来る。2.アルカン-2-オンは分泌産生され、培養がすすむと次第に酸化分解される。最初の酸化はモノ水酸化反応で、サブターミナルに起こる。すなわち、ω2、ω3、ω4位などが水酸化される。水酸化される位置は基質鎖長に依存し、長いほどω末端より遠い位置まで酸化される。モノ水酸化反応がチトクロームP_<450>によるものでない事をCO-スペクトルから判断した。モノ水酸化アルカン-2-オンは2-炭素または3-炭素化合物を解裂遊離させて、モノ水酸化-n-アルコールを生成する。多くの菌類がこのような道筋で脂肪酸を代謝し、β-酸化系以外の系の存在が指摘された。3.アグロ・ペテロール生産活性は、細胞膜壁に濃縮分布するので、同画分をCa-アルギン酸ゲル、アクリルアマイドゲルなどに包括し、バイオレアクターとした。活性は長時間(1週間)安定に保持されたが、包括による反応速度の低下(基質、生産物の拡散抑制による)が認められた。4.アグロ・ペテロールの原料である油脂を、分泌法でブドウ糖から生産する酵母菌の選択・育種に成功した。まだ実用段階に達していない。ラウリン酸エチルおよびトリラウリンを基質とした発酵法でPenicillium decumbensIFO 7091は収率(w/w)約78%でn-ウンデカン-2-オン(n-C_<11>-2-one)を分泌生産する事を確認した。ついで、炭素数1418の脂肪酸から植物ガソリン(ケトアルカン)を分泌生産する菌株の選択・育種を行い、ミリスチン酸(炭素数14)からも生産能を示す株が選択出来たが、ラウリン酸(炭素数12)からの生産能より可成り劣っていた。次に、炭素数12の脂肪酸を主たる構成成分とするトリアシル・グリセリドをブドウ糖より分泌生産できる微生物株の選択・育種を試みた。トリアシル・グリセリド分泌性酵母の選択と育種に成功(世界初)したが、目的炭素数の脂肪酸(ラウリン酸)を主構成分とする生産物ではなかった。脂肪酸あるいはトリアシル・グリセリド(脂肪)からの植物ガソリン(n-アルカン-2-オン)生産を効率化する目的で「バイオリアクター」構築のための基礎実験を行なった。すなわち、Pen.decumbensの休止菌体、破砕細胞および細胞膜壁を機能単位標品として、反応特性(基質特異性、エフェクター等)を比較精査した。アルカン生成のための機能単位が濃縮されるにしたがって基質特異性が厳しくなり、細胞膜壁標品ではカプリン酸(C_<10:0>)のみが特異的基質となった。エフェクターとして、Ca^<++>イオンを必須要求し、beta-酸化の特異的阻害剤2-bromo-octanateは全く阻害性を示さなかった。EDTAの阻害効果はCa^<++>イオン・キレーターとして与えられるものと考えられる。バイオリアクターの導入すべき機能単位の精製レベルの検討が必須となった。

昨年度は所謂分泌発酵法による液体アルカンの生産(ジャー・ファーメンター)を中心に検討を加えたが、本年度は、脂肪酸あるいはトリアシル・グリセリドから植物ガソリン(n-アルカン-2-オン)を効率的に生産する目的で「バイオリアクター」構築のための基礎実験を行った。すなわち、Penicillium decumbens菌糸をマイクロキューブ表面に着生させバイオアクターとすることを試みた。すなわち、ブトウ糖培地に上記菌株の分生子を接種し、緩やかに振盪しながら出芽生育させ、菌糸でマイクロキューブ表面を覆いバイオリアクターとした。カプリン酸を基質としたアルカン酵素をチェックしたところ、理論値の約60%相当のn-ノナン-2-オンが生成したが、菌体当りの転換活性は支持体(マイクロキューブ)なしの場合(ジャー培養)より低く、再考を要する結果となった。しかし、アルカン生産が分泌系によることを徹底的に利用するべきであり、長時間持続性バイオリアクターの支持体を選択したい。一方、基質や生産物の膜透過バリヤ-を消去する意味で、アルカン生成触媒ユニット(細胞膜壁ユニット)を単離し、同ユニットの反応生をチェックしたカプリン酸からのアルカン生成速度は使用ユニット量に比例して増加するが、一旦生成したアルカンの分解も強くなった。オーバーオールの転換効率は理論値の約60%で、生菌体を触媒ユニットとした場合と大差はなかった。最終年度である平成7年度は、上記の両実験結果をうまえ、(1)触媒ユニット固定化法の開発・改良と機能安定性との相関を明らかにする。(2)生産物アルカンの生分解を抑制するユニットの検索を行う。(3)β-酸化能に欠損のある酵母菌由来の新規触媒ユニットの検索を行う。脂肪酸からのn-アルカン-2-オン(アグロ・ペテロール)生産を触媒する機能単位は細胞膜壁(Penicillium decumbens)に濃縮特異分布するので、同画分をCa-アルギン酸ゲルおよびアクリルアマイドゲルに包括し、バイオリアクターとした。触媒能の長期安定化(28°C、1週間)は確認されたが、反応速度は約50%に制御され、基質・産物の拡散障害によるものと判断された。アグロ・ペテロールの発酵生産培養がすすむと、アルカン-2-オンは分解される。分解は酸化的モノ水酸化反応で、ω2、ω3、ω4、ω5位カーボンが水酸化される。酸化位置は基質アルカンの鎖長に依存し、鎖長が長いほどω位から遠い位置が酸化される確率が高くなる。モノ水酸化n-アルカン-2-オンは、2-炭素または3-炭素化合物を解裂遊離し、モノ水酸化アルコールになり、さらに解裂分解を受ける。すなわち、所謂β-酸化とは異なった代謝系の存在が示唆される。アグロ・ペテロールの安価供給を可能にする為には、原料油脂が安価でなくてはならない。ブドウ糖基質の油脂分泌発酵を伴なう微生物の選択・育種を行なった。油脂(トリグリセリド)を分泌する能力をもつTrichosporon属酵母を見出だし、次いで、Saccharomyces cerevisiaeの変異株の中から、ブドウ糖を基質として油脂を分泌生産する株を選択する事に成功した。現在は、実用化までに可成の距離があるが、遺伝子工学的育種により乗り越えられると思っている。
ヘリコバクター・ピロリ感染におけるクオラムセンシングシステム

Ogura & Berg(米国、スタンフォード大学)により分与されたTN2(luxS::cat)の染色体1.7kbを鋳型にしてPCR法により増幅した1,783bpのDNA断片で,臨床分離株H.pyloriTK1402をNatural transformationで形質転換することによりluxS変異株HP06株を作製した。Vibrio herveyiBB170株(AI-1センサー遺伝子変異株でAI-2のみに応答)を用いたバイオアッセイ法によりH.Pylori 1402株のluxSが大腸菌内で発現しLuxSとして機能することを明らかにした。また,TK1402のluxS遺伝子および発現に必要な部分を含む824bpの断片をPCR法により増幅し,遺伝子の配列を決定した。その結果luxSのサイズは465bpであり,アミノ酸155残基をコードしていた。得られた配列をゲノムの配列が公開されているH.pylori26695株およびJ99株のHP105およびjhp97と比較したところ,塩基配列ではそれぞれ96.1%および96.2%,アミノ酸では98.0%および96.8%の相同性を示した。H.pyloriluxS変異株HP06株の細菌学的性状を解析した。HP06株のAI-2活性は野生株TK1402の100分の1以下であった。pH3での耐酸性は尿素存在下において両株間で同等であり、胃上皮細胞への付着性も両株間で差異を認めなかった。しかし、0.3%寒天培地上でHP06株はTK1402株と比較して運動性が低下していた。TK1402株またはHP06株10^9CFUをスナネズミに2目間連日投与した。感染後経時的に屠殺し、胃内菌数の測定、病理組織学的観察を行った。HP06株投与後1週、1ヶ月、3ヶ月にRT-PCR法により、本菌が検出されたスナネズミは1匹(4匹中)、1匹(5匹中)および2匹(5匹中)であった。これに対し、TK1402株接種スナネズミでは1週、1ヶ月、3ヶ月後ともに全例H.pyloriが検出された。病理組織学的検査では、TK1402株感染1ヶ月後のスナネズミ胃粘膜固有層に強い炎症性細胞浸潤が認められたが、HP06株を感染させた群ではこのような変化は認められなかった。これらの結果からQSは運動性に関わる遺伝子の発現に関与し、初感染に重要なファクターとなっている可能性が示された。Helicobacter pylori感染におけるクオラムセンシングシステムの役割を解明するために、本システムに関与するautoinducer-2遺伝子luxS変異株の作製を行った。

luxS変異株の作製は,Ogura & Bergより分与されたTN2(luxS::cat)の染色体を鋳型にしてPCR法により増幅した1,783bpのDNA断片で,本菌TK1042株をNatural transformationで形質転換することにより行った。相同組み換えによって得られたクロラムフェニコール耐性株9株より抽出した染色体DNAを用いてPCRを行った結果,全てにluxSの変異が確認された。このうち1株をHpKY04と命名し,luxs変異株とした。一方,H.PyloriのluxSが大腸菌においても機能するかを検討する目的で以下の実験を行った。Vibrio herveyiはAI-1およびAI-2を介したクオラムセンシングによって発光するが,AI-1のセンサー遺伝子luxNのTn5挿入変異株であるBB170にはAI-1を介した応答が存在しない。このことからBB170をレポーター株として用いることにより,AI-2の産生量を測定できる。このBB170株を用いたluminescence bioassayによりTK1042のluxS遺伝子の活性の有無を調べた。野生型luxSおよびその発現制御領域を含む1,461bpの断片とluxS:: catをPCR法により増幅し,pGEM-TEasyベクターにそれぞれクローニングし,得られたプラスミドでluxS遺伝子のフレームシフト変異が確認されている大腸菌DH5α株を形質転換した。これらの株を0.5%のグルコース添加LB培地で6時間培養し,その培養上清を用いてluminescence bioassayを行ったところ,対照に比して約100倍の発光が検出された。これより,H.pylori 1029株のluxSが大腸菌内で発現しLuxSとして機能することが明らかとなった。また,TK1042のluxS遺伝子および発現に必要な部分を含む824bpの断片をPCR法により増幅し,遺伝子の配列を決定した。その結果luxSのサイズは465bpであり,アミノ酸155残基をコードしていた。得られた配列をゲノムの配列が公開されているH.pyloriH105株およびJ99株のHP105およびjhp97と比較したところ,塩基配列ではそれぞれ96.1%および96.2%,アミノ酸では98.0%および96.8%の相同性を示した。更にluminescence bioassayによりH. pyloriluxS変異株の54時間培養上清中のAI-2量は野生株(1402株)のそれより活性比で1000分の1以下に減少していて、培地のみを加えた陰性対照と同レベルであることが明らかにされた。クオラムセンシングquorum sensing(QS)は細菌が自らの密度に対応して産生するオートインデューサーautoinducer(AI)により、細菌の種々の遺伝子が調整される現象である。H.pyloriが産生するAI-2については既に報告(Forsyth & Cover,2000;Joyce et al.,2000)があるが、病原因子にどのように作用しているかは明らかにされていない。QSのH.pylori感染における役割を明らかにするために、AI-2産生を制御する遺伝子luxSの不活化変異株を作成し、変異株の耐酸性、付着活性、運動性などを野生株のそれらと比較するとともに、スナネズミへの感染性についても検討を加えた。野生株または変異株10^9CFUをスナネズミに2日間連日投与した。感染後経時的に屠殺し、胃内菌数の測定、病理組織学的観察を行った。変異株投与後1週でスナネズミ4匹中1匹にRT-PCR法により、H. pyloriが検出され、1ヶ月で5匹全例が陰性、3ヶ月で2例が陽性であった。
近世市町における市見世の構成と町家-常設店舗-の成立過程に関する実証的研究

本稿は東日本各地の市場集落やその町続きを取り上げ、市場集落の空間構成を復原的に明らかにした上で、常設店舗の成立過程に着目して、東日本に特有の町家形式の形成過程を史料と遺構から検討した。その結果、まず市の際の市見世は路上中央、町家前面(庇下など)、町家内部(内見世)などに設けられ、このような市見世の営業形態には地域を越えた類型が認められることが明らかとなった。また、市町では、常設店舗(定見世)を持つ町家も少なくとも17世紀末にはすでに成立していたものの、在方の市町では、近世末期に至っても定見世は少数に留まり、商業形態の主体は市見世であった。しかも、定見世は他村の市日には下蔀を閉じさせられるなどその営業が制限され、商売は市場に出て行うことが定められるなど、市見世と同様の扱いを受けていたことも知られた。また、18世紀後半以降、街道に面する在方農家が常設店舗を備えて町家化し、商業機能が農村部へと拡張され、新たに町続きが町場化される経緯を明らかにした。さらに、幕末期の信濃国旧原村を取り上げ、市を持つ在方集落の家屋構成の検討を通して、市町といっても店を持つ家屋が半数に満たず、店を持たない家屋と両者が併存すること。店を持つ家屋の中には、店を後に増築したものも含まれることなどを明らかにした。また常設店舗を持つ町家は、農家型住居を基本として成立したことも示した。さらに、永井野村(福島県会津高田町)を取り上げ、文政年間の史料と18世紀中期以降の各遺構における店空間の年代変化を通して、在方集落における農家から町家への形成を具体的に示し、町場形成の一端を明らかにした。つまり、19世紀初頭以降、店を新たに増築したり、街道沿いに店をもつ家屋を新築する例が文献から多数見いだされた。現存遺構からも、店をもつ家屋の成立は19世紀初頭以降であることが確認された。ただし、店空間の成立過程は一様でなく、差し掛け型の店を始め、直屋のまま一角に店を取り込む例や、鍵屋状に店を突き出すものなどを経て、幕末期に店棟造りが成立することを示した。以上、在方集落における町家形成は、店舗商業の発展と一体に進展したことを明らかにした。これまでは長野県下の史料をおもに取り扱った。具体的には、旧原宿(長野市)と上田旧城下町の史料を検討した。特に、旧北國街道原宿(現長野市)の「往来左右家別絵図」(長野市立博物館蔵)の検討では幕末期の町家の間取りについて、通り土間をもたない農家型主屋の前面に接道するミセ棟を付加したもの、ミセを主屋とは独立して建てるもの、ミセをもたないものなど、東北型町家と共通した町家形式を見いだした。また、同地域に現存する町家遺構の復原調査を行い、店棟部の成立過程を建築的に検討した。上田旧城下町では、「自宝暦一二年至寛政一二年

在町商物一件留」(長野県史)及び「海野町横町、大名通行ニ付宿割図面」(江戸後期、柳沢家文書-)を用いて近世後期の町割りや町家の家屋配置・プランを検討した。しかし、同町の史料からは、上田城下の町家形式が東北型町家とは異なることが明瞭で、したがって地理的には近しい長野と上田の間で町家の家屋形式が大きく異なることも判明した。さらに、新潟県下については、三条町(現三条市)「一ノ木戸村新町建家取払願書」(三条市立図書館文書)、「中谷内新田(新潟市亀田町)町立て六斎市開設願」(村木家文書)、「見附町(現見附市)新町町立て史料」などの検討にも取りかかっている。作業途上であるものの、常設店舗の成立過程を具体的に知り得る史料が多数見出されている。今年度は、福島県の会津高田町永井野地区を取り上げ、史料の分析および遺構調査を行った。永井野地区は旧永井野村で、市町であった高田町の町続きとして、近世後期以降、在方から町場として発展を遂げた。その過程は本研究の素材としてふさわしく、しかも近世中期以降の住宅遺構が多く現存していることが予備調査の結果確認されたので、史料と建築遺構の両面から在方集落における町場形成を具体的に辿れると判断したからである。具体的には、同地区の「文政寅年以来諸商売方之義ニ付永井之村より申出候廉々御尋付答書」を用いて、農家が町屋化する過程を文献史料から検討した。さらに、現存遺構15棟を実測復原調査し、編年して、農家型住宅から常設店舗を備えた町家型住宅への変化の過程を実証的に検討した(また、遺構調査の過程で家相図が数点新たに発見され、遺構調査の青果を補った)。遺構調査の結果、18世紀中期の民家を最古として、明治40年代までの変遷をたどることができた。これは、当方地方に置いて近世中期に遡る民家遺構が新たに発見された点でも成果は大きかったと考えている。これら一連の結果は、98年度の建築学会等で順次発表の予定である。今年度は、昨年実施した福島県の会津高田町永井野地区での調査をさらに補足し、史料の分析および遺構調査について軒数を増やして行った。具体的には、同地区の「文政寅年以来諸商売方之義二付永井之村より申出候廉々御尋付答書」から、農家が町屋化する過程を拾い上げ、遺構調査の成果と比較検討するとともに、変化の過程を実証的に検討した。その成果を踏まえて、本年度はまとめの年度として、科研研究の3年間の成果を3本の研究論文としてとりまとめた。内、2本については98年度中に関係の研究雑誌に掲載され、残る一本については目下執筆中である。同時に、特に会津高田町永井野地区における調査研究の成果は重要と考えたので、98年度の建築学会(近畿支部並びに全国大会)へ口頭発表を行った(研究成果については、研究発表の欄を参照のこと)。
ナノメ-トル技術による細胞接着蛋白質の運動の直接観察:膜蛋白質の集合機構の解析

我々は先に、マウス由来のケラチノサイト上で、細胞接着膜蛋白質であるカドヘリン分子の運動を測定した。その結果、カドヘリン分子は細胞膜上で3種のモ-ドを交換しながら複雑な運動をしていることが明らかになった。本年度は、このカドヘリンの運動を制御している分子機構を解明するため、本来カドヘリンを持たない細胞(マウス由来の繊維芽細胞)に、野性形または、遺伝子工学的に細胞質部位の様々な部位を欠損させた変異型のカドヘリン分子の遺伝子を組み込んで発現させた細胞において、それらのカドヘリン分子の細胞膜上での運動を解析した。その結果、以下に示す結果を得た。(1)カドヘリンの細胞質部位に結合する細胞質タンパク質であるカテニンに対する結合活性を持たないカドヘリン変異体は、野生型や、カテニン結合型の変異体に較べて、不動成分及び直線的な輸送といった、膜骨格ー細胞骨格結合成分が多い。(2)カテニン非結合型は、結合型に較べて拡散係数が大きい。(3)いずれの変異体においても、約半数のカドヘリン分子は運動領域の制限を受けた拡散運動を行っている。(4)運動領域の制限の大きさは、カテニンの結合によらず一定(400ー500nm)であるが、唯一細胞質部位のほとんどを欠損した変異型では、運動領域が大きくなる。これらの結果は、細胞膜上でのカドヘリンの運動が、その細胞質部分と膜骨格ー細胞骨格等の細胞質タンパク質との相互作用によって制御されていることを現している。分子の運動性は、細胞質タンパク質との特異的な結合によって制限されており、運動範囲は、カドヘリンの細胞質部分と、膜骨格系の構造との衝突頻度によって決定されているものと思われる。ナノメ-トル技術により、細胞接着を形成している細胞(マウス由来のケラチノサイト)上で、細胞接着膜蛋白質であるカドヘリン分子の運動を測定した。その結果、カドヘリン分子の細胞膜上の運動には以下の3種のモ-ドがあり、しかも、1つの分子がこの3種のモ-ドを交換しながら運動していることが明らかになった。(1)膜上の制限されたドメイン内部での拡散:細胞膜上の一辺が100ー200nm程度の小ドメイン内部でのランダムな拡散運動。運動はドメインの内部に強く制限されている。(2)ドメイン内での方向性を持った拡散運動:短期的(1ー2秒以内)には(1)と同じく制限された拡散運動を行うが、長期的(4ー5秒以上)にはある方向に輸送されていく。(3)直線的な移動:数百ナノメ-トルの距離を1方向に直線的に移動する。移動速度は、約1μm/sである。また、本来カドヘリンを持たない細胞(マウス由来の繊維芽細胞)に、野性形または、遺伝子工学的に細胞質部位のほとんどを欠損させた変異型のカドヘリン分子の遺伝子を組み込んで発現させた細胞において、それらのカドヘリン分子の細胞膜上での運動を解析した。その結果、野生型のカドヘリン分子が、制限されたドメイン内での拡散運動を行っているのに対し、細胞質部位を欠損したカドヘリン分子は、拡散範囲の制限を受けず、膜上の広い範囲をほぼ自由に運動できることが明らかになった。以上の新たに得られた知見は、いずれも我々の提唱しているcytoskeletal fence model(膜骨格が細胞質側から膜に仕切りを形成して膜内在性タンパク質の局在化を制御しているというモデル)を支持するものである。また、部分的な細胞膜の流れがあることも示唆された。)我々は先に、マウス由来のケラチノサイト上で、細胞接着膜蛋白質であるカドヘリン分子の運動を測定した。