hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大腸癌の肝転移機序に関する研究

1.血清ラミニン値(以下:LN)は,肝転移症例:1.79±0.21,壁深達度ss以上:1.49±0.27,1y(+):1.52±0.30,v(+):1.66±0.25,であり,非肝転移症例:1.35±0.27,深達度pm以下:1.21±0.30,1y(ー):1.27±0.27,v(ー):1.29±0.27と比べ,有意に高値を示した。2.静脈侵襲度に相関して有意に高値を示した(v1:1.52±0.20,v2,3:1.82±0.21)。3.肝転移率は,静脈侵襲程度に相関し,深達度ss以上で有意に高く,LNと同様の傾向を示した。4.肝転移症例,v2v3症例では,門脈血中LNが末梢血よりも高い傾向が見られ(87.5%及び,88.9%)であった。5.以上より,原発巣から遊離したラミニンが門脈を通って肝へ向かい,癌の着床等,肝転移の一助をなし,また同時に肝転移マ-カ-としての可能性が期待できた。6.さらに,cut off値は,重要な予後因子である静脈侵襲との関係からv0群とv13群の判別区分点1.44(判別的中率;72.3%)が適当であると思われた。これにより,肝転移群の96.4%,v2v3症例の100%がカバ-出来た。A)組織染色:1)大腸癌組織のラミニン染色の固定法を、ホルマリン固定、凍結切片、アルコ-ル固定の3者で57例の標本を使用し比較検討したところ、ホルマリン固定に比べ、凍結切片、アルコ-ル固定が安定しており、後2者を使用することとした。2)57例の組織ラミニン染色を検討すると、染色性の低い症例程、肝転移が高率にあった。3)次に116例の組織ラミニン染色を他因子と偏相関分析をかけ検討した。組織ラミニン染色を2つの成分、血管基底膜ラミニン(VーLam)と上皮基底膜ラミニン(EーLam)とに分け検討すると、StageとVーLamとは有意に負の相関(r=-0.35)を示し、また癌の深達度、ly factor、v factorとも負の相関を示した。すなわち組織ラミニン染色が陰性なほど、癌の悪性度が高くなっており、細胞基底膜ラミニンの破壊、欠落が癌の進展、ひいては転移に関与しているものと思われた。B)血清ラミニン:大腸癌症例154例の末梢血および49例の灌流血中の血清ラミニン濃度を測定し、異時性肝転移予知因子として血清ラミニン濃度を評価検討し以下の結果を得た。1.肝転移症例(28例)の血清ラミニン濃度は、平均1.79±0.22u/mlで、非肝転移症例(126例)の1.34±0.27u/mlに比較して有意(P<0.001)に高値を示した。2壁深達度si(ai)症例(11例)の血清ラミニン濃度は1.56±0.36u/ml、ss、s(al、a2)の症例(99例)は1.49±0.27u/mlで、pm以下の症例(41例)の1.21±0.31u/mlと比較して有意(P<0.0001)に高値を示した。3.同時性肝転移の有無による血清ラミニン濃度の判別区分点は、1.56u/ml(判別的中率81.2%)、静脈侵襲の有無による判別区分点は、1.44u/ml(判別的中率75.7%)であった。[目的]ラミニンは細胞基底膜に存在する糖蛋白で、基底膜より遊離したラミニンが癌の浸潤や転移に重要な役割を担っているといわれている。そこで我々は、血行性転移予知因子としてラミニンについて検討を加えた。[対象と方法]対象は1989年5月より1992年4月までに当科で手術しラミニン染色施行した大腸癌200例である。治癒切除症例は173例、非治癒切除症例27例であり、治癒切除症例173例のうち再発症例は27例、そのうち血行性転移は12例であり、非治癒切除症例27例のうち同時性肝転移症例は22例であった。組織は凍結切片およびアルコール切片を用いラミニン染色を行ない、染色陰性を1、染色強陽性を4とし、その間を2,3とスコア化して評価した。また血清ラミニンはEIA法にて定量を行なった。[結果および考察]
転写修飾を介したホメオスタシスを制御するDECODE 回路の解明

我々は、Foxo1が様々な翻訳後修飾を受け、その活性が制御されることを解明してきた。本研究では、アセチル化Foxo1のPKBによるリン酸化亢進、さらに、Foxo1がアルギニンメチル化酵素・PRMT1によってメチル化されるとリン酸化が阻害されることを示した。また、酸化ストレスによってPRMT1がFoxo1をメチル化し、アポトーシスが誘導されることを明らかにし、メチル化とリン酸化がクロストークする新しいアルギニンメチル化コードを提唱した。本年度(平成18年3月31日)の研究実施計画・転写因子Foxo1のユビキチン化による分解制御と,CBP依存的なアセチル化・Sir2依存的な脱アセチル化による転写抑制・活性化作用について明らかにしてきた.(1)インスリン刺激に応じたFoxo1の細胞内局在変化とアセチル化レベルを,生化学的および蛍光抗体法で解析し,PKBによるリン酸化とCBPによるアセチル化の時空間的関連を明らかにした.その結果,アセチル化が亢進すると標的DNAから乖離が進み,リン酸化が亢進して細胞質へと移動していくことが解明された.(2)Sir2によるFoxo1の転写活性化は,Sir2の脱アセチル化機能に依存していることが判明した.また,CBP-Sir2-Foxo1が免疫沈降法によって共存することも明らかになり,アセチル化-脱アセチル化のスイッチング機構の重要性が示唆された.・EWSのArgメチル化に関し,以下の研究を実施した.(1)EWSの結合因子として,Argメチル基転移酵素の候補因子PRMT1を同定している.そこで,PRMT1PRMT8の各種メチル化酵素もEWSのRGG boxに作用するかin vitroのメチル化アッセイにより検討した.その結果,PRMT1に加えて,PRMT8も同等にメチル化を促進することが明らかになった.(2)(1)非メチル化EWS変異体のコアクチベーター活性の検討,(2)PRMT1またはPRMT1メチル基転移活性欠失変異体の過剰発現,(3)Argメチル化酵素阻害剤のEWSコアクチベーター活性への影響をレポーターアッセイにより検討した.その結果,メチル化活性依存的にEWSの転写コアクチベーター機能に影響を及ぼすことが判明した.申請者らは、転写因子Foxo1のユビキチン化たよる分解制御、CBP依存的なアセチル化・Slr2依存的な脱アセチル化による転写抑制作用について明らかにしきた。そこで、本年度は、以下の研究計画を実施した。(1)絶食・摂食シグナルによる個体レベルにおけるFoxo1の組織内局在の同定:絶食・摂食に応じたマウスFoxo1の組織内局在変化を詳細に観測し、個体における時空間的関連を明らかにした。(2)Foxo1ユビキチン化のE3(ユビキチンリガーゼ)のスクリーニング:タンパク質精製法とプロテオミクス技術を用い、ユビキチン化に係わる因子群を始め、転写供託因子群を単離・同定を試みた。(1)PCAFによるFoxo1の抑制メカニズムの生化学的解析:アセチル化発酵・PCAFはFoxo1の転写活性を抑制するため、リン酸化依存的な結合と活性調節の相関を検証した。(2)Foxo1アルギニンメチル化酵素の同定:メチル化の生理学的意義を、酸化ストレス耐性などの細胞レベルの機能解析によって検討した。メチル化部位を特定し、特異的抗体を作成した。(3)脂肪特異的Foxo1過剰発現マウスを作製し発現解析:脂肪特異的Foxo1過剰発現マウスを作製し、血糖値、血中脂肪酸、血中インスリン濃度を測定した。・EWSの結合内子としてArgメチル基転移酵素の候補因子PRMTを同定しており、以下の研究計画を実施した。(1)非メチル化EWS変異体のコアクチベーター活性の検討:標的遺伝子プロモーターに対する非メチル化EWS変異体と野生型EWSまたはEWS融合遺伝子との選択性の相違を検討し、標的遺伝子の発現量の変化と生理機能に対する影響を比較した。(2)ユピキチン化および分解機構の解明:同定したEWSリガーゼを用いて、EWSのユビキチン化メカニズムを検討した。(3)PRMT1PRMT8までの基質特性の検討:EWSに対するPRMTファミリーの基質特異性を検討し、基質特異性があることを見出した。(4)組織特的な安定性についての検証:マウス腎臓におけるEWSの著しい発現低下が、ユビキチン化による分解であるかと検討した。現在、Ca++と分解の関わりを検討中であるが、明確な結論は得られていない。今後、腎臓におけるメカニズムのさらなる検証が必要である。本研究は『転写修飾を介したホメオスタシスを制御するDECODE回路』の生物学的意義を明らかにし、転写制御メカニズムの新しいパラダイムの創出を目指すため、平成19年度は以下のことを明らかにした。(1)Foxo1アルギニン

メチル化酵素の同定:PRMT1によるメチル化の生理学的意義を検討した結果、酸化ストレス耐性を発揮することが明らかになった。また、メチル化部位を同定し、部位特的な特異的抗体を作成した。(2)Foxo1複合体形成タンパク質のスクリーニング:Foxo1にFLAGとHAタグを付した発現ベクターを作製し、HeLaS3細胞発現株を樹立した。HeLaS3樹立株を40L程度の木量培養系を確立し、Foxo1の精製方法を確立する。複合体を質量分析計で相互作用因子を同定した結果、DNA修復・複製系のタンパク質群と相互作用することが判明した。(3)SMEK1複合体形成複合体形成タンパク質のスクリーニング:SMK1の哺乳類ホモログ・SMEK1の複合体精製を行った結果、フィスファターゼであるPPCファミリーのサブユニットと会合することが判明した。(4)脂肪特異的Foxo1過剰発現マウスを作製し発現解析:Foxo1過剰発現している脂肪組織では、インリスン抵抗性が発症していることが判明した。(1)非メチル化EWS変異体のコアクチベーター活性の検討:EWSのメチル化部位が多数あることが判明し、変異体の作成は困難であった。そこで、領域欠失型へに体を作成し検証したところ、RGG3ボックスが主なメチル化領域であった。(2)ユビキチン化および分解機構の解明:WWP1がEWSのユビキチン化酵素であり、RRM領域がユビキチン化部位であることが判明した。(3)PRMT1PRMT8までの基質特性の検討:EWSは、PRMT1と8によって強くメチル化されることが判明した。(4)Argメチル化EWSに対する特異的抗体の作製:抗-EWSアルギニンメチル化抗体を作製し、細胞内でのメチル化モニタリング系を確立した。申請者らの研究から、Foxo1がDNA損傷を修復する多数の因子群と複合体を形成していることが判明し、Foxo1のDNA修復への関与が示唆された。DNAの損傷・修復と寿命・老化現象との関連性は既に指摘されていることから、申請者らはDNA損傷・修復系とFoxo1について注目して、以下の計画を実施した。・Foxo1がDNA損傷修復機構に関与する可能性の検証: RNAi法によりFoxo1をノックダウンした細胞にUV照射を行い、対照区と比べて死細胞の数が劇的に増加することをTUNEL assayによって評価した。・UV照射がFoxo1複合体へ与える影響: UV刺激を含む各種DNA損傷条件下においては、Foxo1とDNA修復因子との結合に変化が起きている可能性を共免疫沈降、GST pull-downおよびFoxo1複合体のグリセロール密度勾配遠心法による複合体分離法を用いて、予備検討を行った。・FoxolとDNA修復因子の結合に関する検討: Foxo1とDNA修復因子が結合するのはDNA上なのか否かをChIP assayおよびReChIP assayを用いての予備検討を行った。・DNA損傷時のFoxo1翻訳後修飾状態の解析:当研究室で作製しているFoxo1の各種翻訳後修飾特異的認識抗体を用いて、UV照射時におけるFoxo1の翻訳後修飾状態を解析した。
大問単位で構成された試験問題の項目反応理論による分析方法の研究

我が国で行われている共通第1次学力試験や大学入試センター試験は、複数の項目を持つ大問を構成単位にして問題が作成されている。例えば英語の読解の問題では、そこに含まれる項目は同じ主文を共有していることになるが、そのことが原因でこれらの項目の間に相互依存性が存在する可能性がある。項目反応理論の枠組みの中で、大問に含まれる項目の相互依存性を認めた形での分析をするためには、大問を所謂testletとして取り扱い、段階反応モデルを用いればよい事が知られている。本研究では、各テストごとに独立に推定された、段階反応モデルの項目パラメタを、共通項目を用いて透過するための方法について研究し、学力の異なると考えられる集団が、共通項目を含むテストを受験した際に得られる(欠測反応を多く含む)データを直接に取り扱えるプログラムを開発した。段階反応モデルは、2値データの項目反応のための理論をそのサブモデルとして含むため、本研究で開発されたプログラムは、通常の項目反応理論のパラメタの等化のためにも用いることが出来る。本年度は、これまでに開発されていた、正誤の2値で採点される項目の処理のプログラムの整理を行った。結果として、fortranによるプログラムcalr3を作成した。項目反応理論に基づく、項目パラメタの推定には、Bilog-MGというプログラムが多く用いられているが、その出力をcalr3に引き渡し、また、calr3の出力を整形するためのプログラムを、sasにより作成した。また、testletモデルによる等化の方法について、理論的研究を行い、結果を、行動計量学会で発表した。作成したプログラムの詳細このプログラムは、全項目のリスト各テストに含まれる項目名(itemin)、各テストに含まれる項目のリスト(TIin)、テストを受験した集団のリスト(groupin)、各グループが受験したテストのリスト(GTin)、を指定すると、それらのデータをBilog-MGで分析するためのプログラム(.blm)を作成する。2.Bilog=MGの出力を2値の等化のプログラムcalr3の出力へ変換するプログラムBilog-MGの出力結果である.parファイルを読み込み、calr3の入力である(.cal)を作成する。3.calr3の出力結果の整形のためのプログラムcalr3の出力結果(.pam)ファィルを読み込み、それと(itemin)とを結合し、結果を読みやすくする。これらのプログラムは、calr3が多値データに拡張された場合にも、最小の手直しで利用可能になるように作成した。また、多値データの場合にはBilog-MGではなくParscaleというプログラムを用いる必要があるが、その場合への拡張も考慮した形で作成した。
フラクタル構造体によって発生する乱流の減衰およびエネルギー移動機構の実験的解明

乱流エネルギー輸送機構を実験的に解明するためには,渦度方程式に現れる渦度生成項に現れる速度勾配全成分を同時に調べる必要がある。そこで,本研究では,速度勾配全成分を同時測定可能でかつ小型の8線式熱線プローブを開発し,その有用性を明らかにした.一方,小型風洞でシェルピンスキー四面体というフラクタル構造物から生成された乱流の減衰特性を調査し,構造物の多重性に依らず,乱流減衰が二種類のべき乗則に従う領域とそれを繋ぐ指数則に従う遷移領域に,普遍的にまとめられることを見出した.本研究の目的を達成するために,速度勾配全成分測定用8線式熱線プローブで円柱後流の速度分布測定と,全長を2mから3mに延長した小型風洞(断面13cm×13cm)で,フラクタル構造体を通過して生成される乱流のより下流までの減衰特性の調査を行った.乱流の非線形エネルギー輸送を調べるために,8線式熱線プローブを作成し,昨年製作した較正用風洞で,流速およびヨー角ピッチ角を変更し,熱線からの電圧と速度の間の検定を行った.近接の3本の熱線と主流の方向の関係から速度3成分を同時に推算することができ,8本の熱線の中の4つの組み合わせにより,4箇所の速度ベクトルを同時に算出し,速度勾配の全成分測定が可能であることを示した.しかし,測定のための熱線が1か所に集中して張られているために,通常の単線式やX型に比べ,プローブの寸法が大きくなったことによるプローブ周囲への流れの影響も観察された.円柱後流での測定では,単線式やX型熱線と同等の測定ができることを確認し,更に,他研究者の他の形式の速度勾配測定用熱線プローブの渦度測定結果とも同等の結果が得られることがわかった.延長した小型風洞では,フラクタル構造体によって生成された乱流の減衰について,流れ方向成分だけでなく,垂直成分の乱れについても,計測を行った.本研究で用いたシェルピンスキー四面体を通過して生成した乱流では,四面体の形状に起因する後流速度分布の発達によって,乱流がべき乗則に従って減衰する部分と,最下流でべき乗則に従って減衰する部分と,両者を繋ぐ遷移領域からなることがわかった.これらの領域は,フラクタル構造の多重性を示す繰り返し段数を変更しても,最小要素の大きさと構造全体の大きさの比のn乗でまとめられることがわかった.また,電動トラバースの導入により,横方向の乱流拡散による影響も測定できるようになった.以上,当初の計画はほぼ達成された.乱流エネルギー輸送機構を実験的に解明するためには,渦度方程式に現れる渦度生成項に現れる速度勾配全成分を同時に調べる必要がある。そこで,本研究では,速度勾配全成分を同時測定可能でかつ小型の8線式熱線プローブを開発し,その有用性を明らかにした.一方,小型風洞でシェルピンスキー四面体というフラクタル構造物から生成された乱流の減衰特性を調査し,構造物の多重性に依らず,乱流減衰が二種類のべき乗則に従う領域とそれを繋ぐ指数則に従う遷移領域に,普遍的にまとめられることを見出した.研究の目的を達成するために,大型風洞(断面80cm×80cm全長3m)と小型風洞(断面13cm×13cm全長2m)の上流部にフラクタル構造体であるシエルピンスキ四面体を設置して,乱流計測を行い,その特性を調べた。フラクタル構造体は,内部に自己相似な構造をもつ物体であり,その多重度(段数)が違うものを3つ用意し,流れ方向成分のみの下流方向への統計的性質の変化を小型風洞で測定し,多重度が異なっても,上流のレイノルズ数およびフラクタル構造体の最大および最小構造の長さを適切に組み合わせると結果を普遍的にまとめられることがわかった.下流方向の乱流特性の変化については,現在,論文を英文誌に投稿中である.大型風洞に設置するフラクタル構造体については,シエルピンスキー四面体をそのまま風洞に設置すると,流れ場を測定する空間を十分に確保できないため,予定した大きさを4分の1にしたものを4つ組み合わせたものを作成した.想定した自然界の流れの一つである林では樹木は重なりあって植生しており,実際の問題とも合致している.下流断面の流速をI型およびX型熱線流速計で測定し,4次までの乱流統計量を明らかにした.低流速(10m/s)で,高レイノルズ数(テイラー長さ基準で350)の乱流が生成できることがわかった。断面中心部では,フラクタルの複雑な構造体にもかかわらず,等方に近い乱流が生成されることがわかった。この結果については,次年度の国際会議で発表予定である。スケール間の非線形エネルギー輸送を調べるために,新しく提案した8線式熱線プローブの試作を行った。プローブの較正を行うための風洞を設計し,完成した。以上,当初の計画はほぼ達成された。本研究の目的を達成するために,速度勾配全成分測定用8線式熱線プローブの改良と小型風洞(断面13cm×13cm,全長3m)でのフラクタル構造体を通過して生成される乱流の減衰特性の調査を継続して行った.乱流の非線形エネルギー輸送を調べるために,昨年8線式熱線プローブを考案作成したが,流れ方向の渦度成分の測定性能が不十分であることが判明した.

そこで,プローブの改良を行った.プローブは周囲に張った4つI型熱線を,傾斜熱線に設計変更した.実験により傾斜熱線のピッチ角ロール角に対する熱線出力の関係とその近似式を得た.更に,プローブのそれぞれの熱線の位置関係と速度勾配を考慮し,熱線出力電圧から速度および速度勾配を同一の式に組み込んで算出する方法を考案した.円柱後流測定で考案した方法の有効性を確かめた.残念ながら新プローブの設計改良に多くの時間を費やしたため,フラクタル構造物後流での測定を予定した研究期間内で実施することができなかった.小型風洞では,フラクタル構造体によって生成された乱流の減衰について,流れ方向成分の乱れについてのみ測定し,標準正方格子の測定結果と比較しながら考察を行った.本研究で用いたシェルピンスキー四面体を通過して生成した乱流では,四面体の形状に起因する後流速度分布の発達によって,乱流がべき乗則に従って減衰する領域と,最下流でべき乗則に従って減衰する領域と,両者を繋ぐ遷移領域からなることがわかった.遷移領域ではほぼ指数法則に従って減衰することが観測された.これらの減衰変化は,フラクタル構造の多重性を示す繰り返し段数を変更しても,最小要素の大きさと構造全体の大きさの比のn(0.6<n<0.8)乗でまとめられることがわかった.また,減衰の遷移領域では,流れ垂直方向の乱流拡散が減衰過程に大きく寄与していることがわかった.以上,当初の計画は一部を除きほぼ達成された.流体工学本研究では,3年間で,フラクタル構造体(シエルピンスキー四面体)から生じる乱流の特性(特に速度勾配全成分の統計量)を風洞実験によって調査する予定であり,その2年目では,標準格子乱流および円柱後流乱流での8線式プローブ動作確認を計画した。1年目に,8線式プローブの試作は行ったものの,較正のための治具が間に合わなかったため,2年目の最初は,ヨー角ピッチ角の較正が可能なトラバースを2台の回転トラバースを組み合わせて製作した.その後,プローブの動作確認のために,円柱後流での乱流速度分布を測定した.初めに,速度成分の分布を,I型およびX型熱線流速計の結果と比較し,ほぼ同様に測定可能であることを確認した.次に,他研究者の渦度測定用に4ーX型プローブおよび12線式プローブの円柱後流での速度勾配の乱流統計量についても比較を行った.円柱からの相対的な距離や,プローブの乱流渦に対しての相対的な大きさが異なるので,完全な一致は見られなかったが,ほぼ同等の計測結果が得られた.しかし,較正曲線を使った電圧速度変換プログラムでは,較正時に明らかになったプローブの流れ場への影響の考慮が不十分であり,改良が必要である.そのため,標準格子乱流での動作確認は行わなかった.本研究では,3年間で,フラクタル構造体(シエルピンスキー四面体)から生じる乱流の特性(特に速度勾配全成分の統計量)を風洞実験によって調査する予定であり,その1年目では,(1)フラクタル構造体の設計・製作と基本流れの調査,(2)8線式熱線プローブ製作用治具の製作とプローブの試作,(3)較正曲線と信号速度変換プログラムの作成を計画した。(1)については,大型風洞に設置する2種類の風洞設計製作し,小型風洞のものと合わせ,断面での乱流特性の分布や,下流方向の変化について明らかにすることができた。(2)については,熱線プローブ製作のための治具を製作し,予定の8線式プローブの試作を行ったが,仕様に見合ったものであるかは未検証である。3次元のあらゆる方向からの流れに対して,較正できる風洞の設計製作を行った。(3)については,8線式プローブの基となる3線式プローブの熱線出力の角度特性について,資料収集したが,較正曲線と信号変換プログラムを完成するまでには至らなかった。
有機塩類を鍵化合物として用いた高選択目未来型酸化還元反応の開発

本研究では、有機電極反応における支持電解質の果たす役割とその重要性に着目し、今まであまり報告されていないD-カンファースルホン酸誘導体塩等の光学活性支持電解質を分子設計、合成すると共に、それを用いた電気化学的酸化還元反応により、エナンチオ選択的な不斉合成反応を開発すること、さらに有機塩、特に第四級アンモニウム塩の溶融中での新規有機化学反応の開発を試みることを目的として検討を行った。本年度は合成した不斉有機塩を用いて不斉収率の向上を目指して電解酸化反応を検討すると共に、溶融塩として100°C以下の融点を持つ第四級アンモニウム塩である塩化テトラデシルベンジルジメチルアンモニウムを使用し、その中でのニトロ化合物の還元反応を行い、主として次の知見が得られた。1)D-カンファースルホン酸テトラエチルアンモニウムを支持電解質とし、溶媒にアセトニトリル-テトラヒドロフラン-酢酸(27:9:1)を用いて合成した置換テトラロンエノ-ルエステルの電解酸化によるカルボニル基のα位炭素原子への酸素官能基導入反応を行ったところ、7-メトキシテトラロンエノ-ルエステルの電解酸化において既に見いだしている無置換テトラロンエノ-ルエステルの不斉収率を上回る44%e.e.で不斉誘導が進行することを見いだした。しかしながら、6-メトキシテトラロンエノ-ルエステルを基質とした場合にはほとんど不斉誘導は起こらず、この差異はメトキシ基の共鳴効果によるものと考えている。2)ニトロベンゼンを約80°Cの塩化テトラデシルベンジルジメチルアンモニウム溶融塩中において水素化ホウ素テトラブチルアンモニウム還元を行ったところ、アゾベンゼンとアゾキシベンゼンの混合物が約70%の収率で得られることを見いだした。この結果は既知のアルコール系溶媒やDMSO中での結果とは異なり、最近報告されている溶融塩系での反応と同様に興味深い。本研究では今まであまり報告されていないD-カンファースルホン酸誘導体塩等の不斉有機塩を合成し、電解酸化に用いて不斉収率向上を図ると共に、電解還元反応用の不斉第四級アンモニウム塩もまた合成し、従来法と比較しながらその不斉収率の向上を目指すこと、さらに有機塩、特に第四級アンモニウム塩の溶融中での新規有機化学反応の開発を試みることを目的として検討を行った。本年度は特に不斉有機塩の合成とそれを用いた電解酸化反応を検討した結果、主として次の知見が得られた。1)市販の塩化D-カンファースルホニルから合成したD-カンファースルホン酸エチルを水素化ホウ素ナトリウムで還元するとそのカルボニル基を還元でき、対応するアルコール(d.e.90%)が得られ、これを精製した後に第四級アンモニウム塩とすることで新規の不斉D-カンファースルホン酸誘導体塩を合成することができた。2)1)により合成したD-カンファースルホン酸誘導体塩の電解酸化反応における効果を調べた結果、ヒドロキシル基を有することに由来すると考えられるアセトニトリル、テトラヒドロフラン等への溶解性の低下のため、低温での反応継続が困難となり、D-カンファースルホン酸テトラエチルアンモニウムと比較して不斉収率は大きく低下した。3)D-カンファースルホン酸テトラエチルアンモニウムを支持電解質とし、溶媒にアセトニトリル-テトラヒドロフラン-酢酸(27:9:1)を用いてテトラロンエノールエステルの電解酸化によるカルボニル基のa位炭素原子への酸素官能基導入反応を行ったところ、本研究開始前の不斉収率をさらに上回り、-78度で収率8%と低いものの電解酸化法としては最も高い不斉収率36%e.e.で不斉誘導が行えることを見出した。この反応では溶媒の構成と温度が最も重要な因子であり、2)の結果と共に電解質の溶解性も重要であることが明らかとなった。
虚血再潅流障害における腸管粘膜再生に対する骨髄由来細胞の役割:実験的検討

小腸虚血再灌流障害は、小腸移植時や中腸軸捻転等の疾患において、臨床上大きな問題点となっている。虚血再灌流時、腸管粘膜の障害発生メカニズムについては盛んに研究されているが、障害発生後の再生メカニズムについては、未だ明らかではない。過去我々は、骨髄細胞GFP陽性モデルマウスを作成し、上腸間膜動脈を20,25,30,および40分間クランプさせた後、24hr,3日、7日および30日目に犠死させ、小腸を検体として摘出した後にH-E染色にて検討したところ、充分な虚血再灌流障害を得られなかった。そこで、上腸間膜動脈に加えて上腸間膜静脈を同時に20分間クランプした群を作成し、6および16時間後に得られた検体をH-E染色にて観察したところ、小腸絨毛に障害が確認された。現在、上記の条件で作成したモデルに対し、再灌流後経時的に小腸を検体として採取し、抗CD45抗体および抗F4/80抗体を用いて免疫染色を施行し、Confocal Laser Scanning Microscopyにて骨髄由来GFP陽性幹細胞の障害部位への集積および分化について検討中である。以上の結果については、"研究発表"に記載した如く、国内外の学会て発表するとともに、英文論文として投稿し掲載されている。1.今年度は以下について検証をかさねた。イ.本研究に使用するため、骨髄細胞GFP陽性モデルマウスを作成した。ロ.このモデルマウスを用いて、血管クリップにて上腸間膜動脈をクランプした後、再灌流させる、虚血再灌流障害モデルを作成した。上記2点からまず、上腸間膜動脈を20,25,30,および40分クランプさせた後、24hr,3日、7日および30日目に犠死させ、小腸を検体として摘出した後にH-E染色にて検討したところ、充分な虚血再灌流障害を得られなかった。そこで、上腸間膜動脈に加えて上腸間膜静脈を同時に20分間クランプした群を作成し、6および16時間後に得られた検体をH-E染色にて観察したところ、小腸絨毛に虚血再灌流障害が確認された。現在、上記の条件で作成したモデルに対し、再灌流経時的に検体を採取し、骨髄由来GFP陽性幹細胞の障害部位への集積および分化については次年度の検討事項とし、さらに次年度は降虚血再灌流障害時に、障害部位における骨髄由来GFP陽性幹細胞の集積および分化について引き続き検討する。また、上記の結果、障害部位の修復における骨髄由来幹細胞の関与が確認されれば、G-CSF(granulocyte colony-stimulating factor)を投与することにより骨髄細胞の生成を刺激することで、さらに組織の修復が促進されるか否かについて検討を進めたい。現在、上記の条件で作成したモデルに対し、再灌流後経時的に小腸を検体として採取し、抗CD45抗体および抗F4/80抗体を用いて免疫染色を施行し、Confocal Laser Scanning Microscopyにて骨髄由来GFP陽性幹細胞の障害部位への集積および分化についての検討を引き続き継続中である。また、上記の結果、障害部位の修復における骨髄由来幹細胞の関与が確認された場合、G-CSF(granulocyte colony-stimulating factor)を投与することにより骨髄細胞の生成を刺激することで、さらに組織の修復が促進されるか否かについて検討を進める予定である。

小腸虚血再灌流障害は、小腸移植時や中腸軸捻転等の疾患において、臨床上大きな問題点となっている。虚血再灌流時、腸管粘膜の障害発生メカニズムについては盛んに研究されているが、障害発生後の再生メカニズムについては、未だ明らかではない。過去我々は、骨髄細胞GFP陽性モデルマウスを作成し、上腸間膜動脈を20,25,30,および40分間クランプさせた後、24hr、3日、7日および30日目に犠死させ、小腸を検体として摘出した後にH-E染色にて検討したところ、充分な虚血再灌流障害を得られなかった。そこで、上腸間膜動脈に加えて上腸間膜静脈を同時に20分間クランプした群を作成し、6および16時間後に得られた検体をH-E染色にて観察したところ、小腸絨毛に障害が確認された。現在、上記の条件で作成したモデルに対し、再灌流後経時的に小腸を検体として採取し、抗CD45抗体および抗F4/80抗体を用いて免疫染色を施行し、Confocal Laser Scanning Microscopyにて骨髄由来GFP陽性幹細胞の障害部位への集積および分化についての検討を引き続き継続中である。
代謝物多様性解明に向けたマスフラグメンテーション解析法の開発

生物が生合成する代謝物多様性を理解する上で、酸化反応に注目して3つの研究課題を遂行した。1)マメ科植物ミヤコグサ(Lotus japonicus)から新規のフラボノイド水酸化酵素遺伝子の機能解析を行った。2)同位体酸素^<18>O_2存在下で生育したミヤコグサの代謝物アノテーションを行った。3)代謝物の網羅的MS/MSフラグメント情報を用いて、ネットワーク解析を行い、簡易的な代謝物のグループ化に成功した。(1)標準化合物のMS/MS情報の網羅的取得本研究機関が既に取得済みの二次代謝産物を中心とする精製標品のMS/MSデータに関して、液体クロマトグラフィー/フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴/質量分析装置(LC/FTICR/MS)を用いて、化合物として検出されたピークの半数以上に対してMS/MS情報を取得できるような分析条件の確立を行なった。1スキャンあたり10個の標的m/zピークを選んでMS/MS情報を取得できるため、(I)LCでの分離条件を検討しMS/MS取得網羅率を上げることと、(ii)すでにMS/MSデータ取得したm/z値を排除し、同じ条件の測定を繰り返すことで標的m/z網羅率を上げていくこと、を組み合わせて網羅率とスループットを最適化した。標品MS/MSデータとして、糖・アミノ酸・脂質・テルペノイド・ステロイド・フラボノイド・アルカロイド等なるべく広範な標品のデータを収集した。500個以上の標品の組成式を用いて、酸素原子と炭素原子の割合および炭素原子と水素原子の割合をもとに分布を描画するJAVAソフト(Van Krevelen plot)で、文献上の天然物と購入済みの標品の集積状況を把握し、化合物と化合物の関係をスポット毎の関係を描写した。これらのデータと実際の生物から得られた代謝物の分布を比較検討する予定である。(2)酸化反応を調べるための1802存在下での植物育成の条件検討モデルサンプルとして光合成能力を有するシアノバクテリアとクラミドモナスの培養を開始し、予備的な代謝産物の分析を行った。代謝物多様化をもたらす大きな要因の一つとしての酸化反応の頻度を調べるため、酸素原子取り込みの測定を行なうための条件検討を行った効率的に代謝産物を多量に得られる条件の検討を開始した。(1)生物由来のMS/MSデータを用いたネットワークモジュールによる代謝物の高度アノテーション昨年度データを収集したフラボノイドを中心とする既知化合物精製標品のMS/MSデータ(113個)を用いて、コサイン相関係数を指標として計算し、別途独自に開発したネットワーク解析手法(金平糖解析、OgataY et al, 2009 Genome Inform. 23 (1), 117-27)で、ネットワークモジュールの抽出を行い、それを描画で表した。得られた各モジュールに関して、MS/MS情報から化合物の部分的な構造推定(アノテーション)を行った。次に、KOMICS (http://webs2.kazusa.or.jp/komics/, lijima et al., 2008 Plant J 54:949-962)よりトマトの代謝物(約850)のMS/MSデータを用いて、同様なネットワーク解析を行った。さらに、ミヤコグサ(約100個)のMS/MSデータ(Suzuki, 2008 Phytochemistry, 69, 99-111)も追加解析を行った。質量数317.1のフラボノイド由来の骨格モジュールが様々な種を越えて(ヘテロな関係)、保存されていることが明らかになり、ヒューリスティックス(Heuristic)な解析へめ第一歩のモジュールアノテーション手法の確立に成功した。今後、様々な種類の代謝物のMS/MSデータについて追加解析を行う予定である。また、コサイン相関解析だけではなく、相互相関解析やフーリエ変換も取り入れる予定である。(2)酸化反応を調べるための^<18>O_2存在下での植物育成昨年度システムを開発した同位体元素の持続的な投与が可能な光合成生物の育成装置を用いて、ミヤコグサを約一カ月程度、同位体酸素^<18>O_2,存在下及び非存在下(コントロール)で育成し、代謝物への同位体酸素原子取り込みを実測する実験系を確立した。その結果、ミヤコグサ代謝物の多くに同位体酸素が取り込まれたことが、液体クロマトグラフィー/フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴/質量分析装置(LC/FTICR/MS)を用いて確認された。現在、全代謝産物に対する同位体酸素取り込み代謝産物の割合を解析する予定であり、他の光合成能力を有する植物・シアノバクテリア・クラミドモナス・ヒメツリガネゴケを用いて、同様な取り込み実験を行い、代謝物の多様性に関して、議論する予定ある。

同位体酸素環境下で生育した光合成生物の全代謝物の網羅的解析短期間(1週間)及び長期間(4週間)、同位体酸素環境下で生育(24度、16時間明所:8時間暗所)させたミヤコグサ地上部の全代謝産物分析を行ったところ、長期間(4週間)のみで、主にフラボノイドの非糖部に同位体酸素原子が取り込まれたことを確認した。現在、長期間(4週間)で生育したミヤコグサ地上部の全代謝産物に関して、フラボノイド以外の代謝物で同位体酸素原子が取り込まれた化合物のアノテーション解析を行っている。MS/MS分析による同位体酸素原子が取り込まれたフラボノイドの非糖部の詳細な部分構造解析を行っている。ミヤコグサ由来フラボノイド8-水酸化酵素遺伝子の単離と機能解析遺伝子の単離は未だなされていないミヤコグサ由来のフラボノイド8位水酸化酵素遺伝子の単離と機能解析を行った。ミヤコグサの花弁および蕾由来のESTデータを検索したところ、蕾のみで見られる配列の中にFAD結合モチーフを有するモノオキジゲナーゼ様配列を見出した。この全長cDNAを単離し、大腸菌および酵母細胞発現系を用いて機能解析を行った。ケルセチンを基質に用いた反応産物をLC/MSで分析したところ、反応産物の保持時間と質量電荷比およびMS/MSフラグメントパターンは8-ヒドロキシケルセチンと一致した。フラボノイド骨格の水酸化を行う酵素としてはシトクロムP450や2-オキソグルタル酸依存性ジオキシゲナーゼが報告されているが、今回同定した酵素はこれらとは異なる酵素群に属する新たなフラボノイド水酸化酵素である。
栄養膜幹細胞の増殖シグナルに関わる酸性オルガネラ膜融合因子（Vam8）の役割

ほ乳類細胞の酸性オルガネラは細胞内において、細胞増殖シグナルに関わる分子の輸送や分解を担っている。その過程では、複数の膜融合因子からなる複合体がオルガネラの膜同士の融合を制御する。我々はこれまでに、胚の胎盤組織(栄養外胚葉)を特異的に欠失するマウス(Vam8遺伝子欠損マウス)を得ている。本研究では、コンディショナルVam8遺伝子欠損マウスから栄養膜幹細胞(TS細胞)の樹立を試みた。また、Vam8遺伝子の欠損がTS細胞の増殖を制御するシグナル伝達分子の発現や活性に及ぼす影響について検証した。その結果、Vam8がmTORシグナル非依存的な機構によってTS細胞の増殖を制御していることを見いだした。ほ乳類細胞の酸性オルガネラは細胞内において、シグナル伝達に関わる分子の輸送や分解を行う。その過程では、複数の膜融合因子からなる複合体がオルガネラの膜同士の融合をコントロールする。申請者らは酸性オルガネラの膜融合機構について解析を行う過程で、胚の胎盤組織(栄養外胚葉)を特異的に欠失するマウス(Vam8遺伝子欠損マウス)を得た。将来胎盤になる細胞集団から栄養膜幹細胞(TS細胞)を樹立する方法は既に確立されているが、TS細胞の分化・増殖を制御する機構については不明な点が多い。本研究では、任意の時期にVam8遺伝子の欠損が可能なTS細胞を用いることにより、酸性オルガネラの膜融合因子が将来胎盤になる細胞集団の増殖シグナルをどのように制御しているのか解明する。1.Vam8遺伝子欠損栄養膜幹細胞(Vam8欠損TS細胞)の樹立条件付きVam8遺伝子欠損(Vam8 flox)マウスの初期胚(胚盤胞)から3ロット分のTS細胞株を樹立した。2.TS細胞の増殖能と分化状態の確認Vam8 floxTS細胞では、Cre発現アデノウイルス処理によってVam8の発現が消失するが、Cdx2の発現が維持されていることを確認した。我々は酸性オルガネラの膜融合機構について解析を行う過程で、胚の胎盤組織(栄養外胚葉)を特異的に欠失するマウス(Vam8遺伝子欠損マウス)を得た。TS細胞の分化・増殖を制御する機構については不明な点が多い。本研究では、任意の時期にVam8遺伝子の欠損が可能なTS細胞(Vam8 flox homo TS細胞)を用いることにより、酸性オルガネラの膜融合因子が将来胎盤になる細胞集団の増殖シグナルをどのように制御しているのか解明する。前年度に樹立したVam8 flox homo TS細胞について、細胞増殖シグナルの一つであるmTORシグナルの活性化状態をウエスタンブロット法により解析した。その結果、phospho-mTOR (Ser2448)の発現に顕著な差は認められなかった。また、phospho-S6K (Thr389)、phospho-ERK1/2(Thr185、Tyr187、Thr202、Tyr204)、RagB、Rhebの発現にも顕著な差は認められなかった。これらのことから、Vam8によるTS細胞の増殖は、mTORシグナル伝達に依存しない機構によって制御されていると考えられた。細胞生物学これまでに、Vam8 floxマウスから3ロット分のTS細胞株を樹立したが、ロット間またはCre発現アデノウイルス処理を行う前の段階で、野生型TS細胞とVam8 flox TS細胞との間の増殖能に違いが認められるため、細胞増殖シグナルの解析に着手できていない。Cre発現アデノウイルス処理を行う前の段階で、野生型TS細胞とVam8 flox TS細胞との間の細胞増殖能が同等のTS細胞株を調製する必要がある。近年、哺乳類細胞において、リソソームがmTORシグナルの活性化に必須であることや、mTORシグナルとAMPKシグナルが互いに制御し合い、細胞周期の進行を調節することが報告されている。今後は、栄養膜幹細胞(TS細胞)の酸性オルガネラがmTOR-AMPKシグナルや細胞周期進行シグナルの制御に関与するのか解析を行う。当初計画よりも実験の進捗が遅れたため。研究計画の進行に伴って使用していく。
染色体相同組換えの制御機構に関わる蛋白質群の構造と機能

DNA相同組換えは減数分裂期やDNA修復,進化にも関係する重要な生命現象である.本研究ではDNA相同組換えの開始反応に重要な働きをする蛋白質Mre11に特に注目してきた.14年度はMre11を大量調製し,その構造ドメインの解析を行った.さらに,その結果から得られた,減数分裂に重要な役割を果たすMre11のc末端ドメイン(Mre11C)を調製し,そのNMRスペクトル測定を行った.平成15年度はMre11と相互作用する生体高分子の解析を行った.まず,Mre11Cの^<15>N^1H-HSQCスペクトルを用いて,Mre11とDNAとの相互作用について解析した.Mre11Cに単鎖DNA,二本鎖DNAを加えてそれぞれHSQCスペクトルを測定して解析したところ,Mre11Cは二本鎖DNAに優位に結合することが明らかになった.これまで,Mre11はC末端領域で単鎖DNA,二本鎖DNAに共に結合することが報告されていたが,今回の結果よりその優位性が明らかになった.次に減数分裂期にMre11と共に働いている蛋白質Rec104について,Mre11との相互作用の有無を解析した.Rec104はその大量調製が困難であったため,Rec104を可逆に結合させた樹脂を用いたカラムクロマトグラフィーを行った.Rec104を結合させたカラムにコントロールとしてBSAを注入したところ,BSAは結合せずに素通りした.次にMre11Cを注入したところ,Mre11Cはカラムに結合しRec104と共に溶出した.この結果からRec104がMre11と直接相互作用し,その相互作用部位がMre11のC末端領域であることが初めて明らかになった.DNA相同組換えとは互いに相同な配列を持つDNA鎖が組換わる反応であり,生命の進化,維持に直接関与する非常に重要な現象である.本研究課題では,そのDNA相同組換え反応を制御していると考えられる鍵蛋白質Mre11を中心にその立体構造解析を含めた生化学的解析を行っている.以下にこれまでの研究実績の概要を記述する.Mre11のドメイン解析:2種のプロテアーゼ(トリプシン,スブチリシン)を用いて,Mre11の限定分解を行った。蛋白質は各ドメイン間のループ領域等,外部にさらされている領域の方が切断されやすいため,この手法により構造的なドメインが決定できる。実験の結果,Mre11は構造的に3つのドメインから構成されていることが示唆された.C末端ドメインの大量調製と機能解析:上記限定分解により決定した各ドメインのうち,減数分裂に特に重要であると考えられるC末端ドメインを分子生物学的手法を用いて大量に調製した。単離精製に成功したC末端ドメインは単鎖DNA,二重鎖DNAに対して共に同様の結合活性を示した.C末端ドメインのNMR測定:^<15>N標識されたC末端ドメインを調製し,^<15>N^1H-HSQCスペクトルの測定を行った.今後,各アミノ酸残基(アミドプロトン由来)のピークの帰属を行う予定である。関連蛋白質の調製:Mre11と相互作用されることが考えられる蛋白質のうち,Rec104蛋白質の発現系を構築し,その単離精製に成功した.今後,Mre11との相互作用を解析する予定である.DNA相同組換えは減数分裂期やDNA修復,進化にも関係する重要な生命現象である.本研究ではDNA相同組換えの開始反応に重要な働きをする蛋白質Mre11に特に注目してきた.14年度はMre11を大量調製し,その構造ドメインの解析を行った.さらに,その結果から得られた,減数分裂に重要な役割を果たすMre11のc末端ドメイン(Mre11C)を調製し,そのNMRスペクトル測定を行った.平成15年度はMre11と相互作用する生体高分子の解析を行った.まず,Mre11Cの^<15>N^1H-HSQCスペクトルを用いて,Mre11とDNAとの相互作用について解析した.Mre11Cに単鎖DNA,二本鎖DNAを加えてそれぞれHSQCスペクトルを測定して解析したところ,Mre11Cは二本鎖DNAに優位に結合することが明らかになった.これまで,Mre11はC末端領域で単鎖DNA,二本鎖DNAに共に結合することが報告されていたが,今回の結果よりその優位性が明らかになった.次に減数分裂期にMre11と共に働いている蛋白質Rec104について,Mre11との相互作用の有無を解析した.Rec104はその大量調製が困難であったため,Rec104を可逆に結合させた樹脂を用いたカラムクロマトグラフィーを行った.Rec104を結合させたカラムにコントロールとしてBSAを注入したところ,BSAは結合せずに素通りした.次にMre11Cを注入したところ,Mre11Cはカラムに結合しRec104と共に溶出した.この結果からRec104がMre11と直接相互作用し,その相互作用部位がMre11のC末端領域であることが初めて明らかになった.
代数的差分方程式の既約性と解の超超越性の研究

関数が代数的微分方程式をみたさないとき、超超越的であるという。差分方程式をみたす関数の超超越性はヘルダーによるガンマ関数の研究をはじめとして様々ある。ティーツェは1905年の論文で差分リッカチ方程式の解の超超越性を調べ、十分条件を得た。本研究ではティーツェの結果とその証明を完全に代数化し、さらにq差分やマーラ型方程式を含む一般の差分にまで拡張した。具体例として、エアリー方程式のq差分版であるqエアリー方程式に対して、qが1のベキ根でないときに解が超超越的であることを証明した。また、qパンルヴェ方程式の既約性を証明する理論や手法はdパンルヴェ方程式にも適用可能であることを明らかにした。この年度はq-Bessel方程式の非可解性に関する結果を得た。q-Bessel方程式は古典的な微分方程式の一つであるベッセル方程式のq差分版である。この方程式の解が有理関数を用いて、四則演算や1階線形差分方程式の解を取ることを有限回繰り返しても得られないことを示した。ただし、qは超越数であると仮定した。証明にはリッカチ型差分方程式に対する付値環型拡大による一般論を用いた。付値環型拡大とはFrankeによるLiouville型の拡大を包含するような差分体の拡大の一種である。ここで、差分体とは体に変換作用素(単射自己準同型写像)を付加したもので、変換作用素は本質的に全射であると仮定されることが多い。今回、既存の一般論を全射とは限らない変換作用素に通用するものに拡張した。差分代数の結果を超越数論に応用する研究も行った。より具体的には、マーラー関数の値の超越性についての結果を得た。この研究において、マーラー関数は定数係数有理的差分方程式をみたすものとした。マーラー関数の値の超越性はマーラー関数の超越性を示すことで得られる。一般に関数の超越性を証明することは容易ではないが、既存の結果である、複数の有理的差分方程式の有理式部分の次数を比較することで、それぞれの解の代数的独立性を判定する手法を用いると、ある程度一般的にマーラー関数の超越性を示すことができた。この内容は論文にまとめて投稿中である。本年度は差分Riccati方程式あるいは2階線型差分方程式の解の超超越性に関して、既存研究を精査し、具体的な対象に適用しやすいより一般的な理論を研究した。ここでいう差分Riccati方程式とは、f(x+1)がf(x)に関する一次分数と等しいという形の方程式だけでなく、f(x+1)の代わりにq差分のf(qx)やマーラー型(xにxのd乗を代入する変換)にしたものも含む。なお、超超越性とは、どのような代数的微分方程式もみたさないという性質である。超超越的な関数の例としてガンマ関数がよく知られているが、個々の関数が超超越的かどうか判定するのは一般に難しい。そのため、簡便な十分条件を得ることが本研究の目標である。現在のところ、有理関数の問題に帰着させるような結果を得ている。また、マーラー関数の超越性に関する論文が出版された。内容は、代数的差分方程式の解の独立性に関する差分代数の結果を、超越数論に応用したものとなっている。差分Riccati方程式の解の超超越性に関して、古典的研究の精査を終え、証明の代数化および定理の一般化に着手した。すでに一定の前進があり、順調と言える。代数的差分方程式の既約性に関しては、昨年度に投稿した論文の内容から、既存の理論と手法には汎用性があることが明らかとなっており、qパンルヴェ方程式以外の離散パンルヴェ方程式の既約性を証明するために新しい理論や手法は必要ないようである。本年度はq差分ベッセル方程式とq差分エアリー方程式の非可解性について、その証明を見直した。具体的には、Riccati化したものを反復して得られる全てのq差分方程式に対して解の超越性を示す部分について、それらに共通する形式的ベキ級数解の無理性を示す問題に帰着させた。その結果、複素数qに課す条件を緩和することも可能となり、従来はqが超越数であると仮定していたところが、1のベキ根ではないと仮定するだけでよくなった。q差分エアリー方程式はこの仮定のもとで非可解である。q差分ベッセル方程式に関しては、1つあるパラメーターにどんな値が入っていても非可解であることがわかり、微分方程式のベッセル方程式とは異なる状況が得られる。ベッセルの微分方程式の場合はパラメーターの値が半整数ではないという条件が必要であった。なお、q差分方程式とはf(t),f(qt),f(q*qt),...に関する方程式のことである。また、その可解性の本質的な意味は1階線形q差分方程式を解くことを繰り返して解が得られることである。差分Riccati方程式の解の超超越性に関して、古典的研究の精査を終え、証明の代数化および定理の一般化が暫定的な形ではあるが終わっており、順調と言える。代数的差分方程式の既約性に関しては、一昨年度に投稿した論文の内容から、既存の理論と手法には汎用性があることが明らかとなっており、qパンルヴェ方程式以外の離散パンルヴェ方程式の既約性を証明するために新しい理論や手法は必要ないようである。

差分方程式をみたす関数の超超越性はヘルダーによるガンマ関数の研究をはじめとして様々ある。近年は差分ガロワ理論による研究が活発であり、2階線型差分方程式の具体例もいくつか見つかっている。ここでの差分は通常の差分f(x)->f(x+1)だけでなくq差分f(t)->f(qt)とマーラー型f(x)->f(x^d)を含む。ただしdは2以上の自然数である。一方、ティーツェは1905年の論文で差分リッカチ方程式の解の超超越性を調べ、標準形に現れる係数の極限が0という十分条件を得た。本年度はティーツェの結果とその証明を完全に代数化し、さらに差分作用素をq差分やマーラー型を含む一般のものに拡張した場合の結果を得た。ティーツェの証明から示唆されていたことであるが、差分リッカチ方程式が代数的微分方程式をみたす解をもつことと、差分リッカチ方程式の係数から定まる3階線型差分方程式が有理関数解をもつこととが強く関連する。なお、代数化に際しては極限を付値により解釈した。通常の差分における有理関数に対しては、無限遠点における級数展開の位数をみていることになる。具体例として、エアリー方程式のq差分版であるqエアリー方程式に対して、qが1のベキ根でないとき解が超超越的であることを証明した。qエアリー方程式は2階線型q差分方程式であり、2階線型微分方程式の場合と同様の方法で差分リッカチ方程式に変形される。以上の内容を論文にまとめ、現在投稿中である。関数が代数的微分方程式をみたさないとき、超超越的であるという。ティーツェは1905年の論文で差分リッカチ方程式の解の超超越性を調べ、十分条件を得た。本研究ではティーツェの結果とその証明を完全に代数化し、さらにq差分やマーラ型方程式を含む一般の差分にまで拡張した。具体例として、エアリー方程式のq差分版であるqエアリー方程式に対して、qが1のベキ根でないときに解が超超越的であることを証明した。また、qパンルヴェ方程式の既約性を証明する理論や手法はdパンルヴェ方程式にも適用可能であることを明らかにした。qパンルヴェ方程式ではない離散パンルヴェ方程式の一つであるD7(1)型dパンルヴェ方程式について、その既約性を証明する内容の論文を投稿した。これは、離散パンルヴェ方程式の既約性の問題について、証明手法の体系化を行うという本研究の目的に関する前進である。結果として、既存の理論はqパンルヴェ方程式だけでなくdパンルヴェ方程式にも通用することがわかった。また、係数体上超越的な解が1階代数的差分方程式をみたすと仮定して矛盾を導く過程は本質的部分であるが、その証明手順や手法も概ね同じであり、いくらか方程式固有の工夫を必要とするとはいえ、やはり既存の手法が通用すると言える。また、パンルヴェ型方程式の既約性の定式化に用いる分解可能拡大について、定義を精査することで、不要な条件を発見し除去することができた。すでにある程度の結果を得ている差分Riccati方程式の解の超超越性に関する研究は、このまま進める。特に、具体例への適用を視野に入れて命題の簡素化をはかる。また、本年度に参加した研究集会において線型差分方程式のガロワ理論を用いた成果が発表された。差分Riccati方程式は2階線型差分方程式と対応するため、その分析も行いたい。
植物系バイオマスの分解を担う高活性多糖分解ルーメン微生物の探索とその応用

ウシの第一胃(ルーメン)に生息するルーメン微生物群集は植物系バイオマスを効率的に分解することが知られている.しかし,ルーメン微生物群集による植物系バイオマスの分解メカニズムは不明である.本研究は,ルーメン微生物群集の多糖分解特性・多糖分解酵素活性・多糖分解酵素遺伝子を総合的に解析することで植物系バイオマスの分解に寄与する多糖分解酵素およびその産生微生物を特定する.さらに,特定した多糖分解酵素およびその産生微生物を指標として用いることで,ルーメン微生物群集の多糖分解機能を維持したまま高密度・減容化する方法を開発する.ウシの第一胃(ルーメン)に生息するルーメン微生物群集は植物系バイオマスを効率的に分解することが知られている.しかし,ルーメン微生物群集による植物系バイオマスの分解メカニズムは不明である.本研究は,ルーメン微生物群集の多糖分解特性・多糖分解酵素活性・多糖分解酵素遺伝子を総合的に解析することで植物系バイオマスの分解に寄与する多糖分解酵素およびその産生微生物を特定する.さらに,特定した多糖分解酵素およびその産生微生物を指標として用いることで,ルーメン微生物群集の多糖分解機能を維持したまま高密度・減容化する方法を開発する.