hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
TmRNA系による標的タンパク質の精製と同定の試み

SsrA RNA(tmRNA)は、何らかの原因でストップコドンを欠くmRNAが生ずると、tRNAとmRNAの双方の働きをしてtrans-translationと呼ばれる反応により、新生ポリペプチド鎖に特異的なペプチドタグを付加し、ポリペプチド鎖はC末端特異的プロテアーゼの標的となり速やかに分解される。本研究は、trans-translationの生理学的意義とその分子機構を理解するための今後の研究の基礎を築くことを目的として行われ、以下の成果を得た。1)tmRNAによるトランス翻訳の内在性標的の発見プロテアーゼ耐性のタグを付加できる変異型tmRNAを構築することで、タグが付加されたポリペプチドをウエスタンブロッティングにより直接検出する系を確立した。また、この系を用いて、細胞内で実際にトランス翻訳が頻繁に起こっていること、さらに、tmRNA系の内在性標的の1つがLacリプレッサー(LacI)mRNAであることを発見した。これは、tmRNA系の内在性標的を明らかにした最初の例であり、tmRNA系の生理機能、遺伝子発現制御機能の解明へ向けての大きな一歩である。2)翻訳のリードスルーによるトランス翻訳反応の促進の発見サプレッサーtRNAがトランス翻訳を大幅に増大させること、これは、正常な終止コドンのリードスルー産物がトランス翻訳の標的となる結果であること、また、tmRNA系がサプレッサーtRNAによる翻訳上のトラブルの解消に関与していることを発見した。翻訳の誤読を誘起する一群の抗生物質が、正常な終止コドンのリードスルーを引き起こす結果、tmRNA系によるトランス翻訳を増大させること、このことが菌の抗生物質耐性に寄与していることを発見した。
撚線電極を用いた触媒搭載型大気圧低温プラズマ反応器によるVOCの酸化分解

製作した大気圧プラズマリアクターは,二重管構造になっており,内管外周部に撚線電極をらせん状に設置しており,内管内部にハニカム触媒を設置した。コージェライトハニカム(1200 psi)を使用し,セル数が5×5,長さ2 cmとなる直方体型に切り出し,角のセルを落として内径6mmの内管にセットできるようにした。触媒は,オゾンの分解に対して活性が高いMn-Y型ゼオライトをディップコーティング法でハニカムの壁面に固定した。ハニカム触媒を併用することで,プラズマ部で生成したオゾンがトルエンの酸化分解を促進し,2000ppm程度であったオゾン濃度がほぼ完全に分解することができた。このオゾンの分解に伴い,90%程度であったトルエンの分解率が99%以上に向上し,炭素基準のCO2収率も17%から64%になった。また,同じエネルギー密度(Ed)を与えた場合CO・CO2濃度はMn-Y固定化量に依らないこと, Ed = 149 J/L,流量Q = 126.6 mL/minの条件においては2.5 h以上触媒が失活せず高い分解率・COx収率を維持することに成功した。また,流量が大きくなると同じEd条件下で分解率・COx収率が低下した。耐久性を検討するため,種々のEdでトルエンの分解を行ったところ,Edが低い領域では,トルエンの分解率が徐々に低下した。これは,十分なエネルギーがインプットされないとトルエンが十分分解されず,分解生成物等が触媒表面を覆うことによって失活するものと考えられた。エネルギー効率の観点からは,あまり過剰のエネルギーをインプットすべきではないので,触媒を効率よく再生する必要がある。触媒の再生方法として,空気中,500°Cでの熱処理を試みたところ,トルエンの分解率およびCO2収率が劣化前とほぼ同じになり,熱再生処理が有効であるとわかった。大気圧プラズマの放電電極として,2本のテフロン被覆銅線(線直径= 0.26 mm, PTFE被覆厚=0.15 mm)を互いに撚ったものを作成し,パイレックス製二重管の内管の周囲に巻きつけてプラズマ発生部とした。反応器は供給ガスが二重管外管よりプラズマ発生部を通過し,内管内を通って排出する構造とした。この構造により,供給されたガスは,プラズマ発生部である電極周囲を流れ,発生したプラズマと効率よく接触できるようになっている。開発したプラズマリアクターにトルエン濃度が100400 ppmであるヘリウム希釈酸素(酸素濃度21%)を供給し,高周波電圧を印加してプラズマを発生させた。周波数が10kHzにおいて,1.7 kVという低い電圧でプラズマを発生させることができており,効率的なプラズマ発生が期待できる。プラズマ部を通過した排出ガスは,ガスクロにより,トルエン,CO,CO2を定量分析した。供給するガス流量250 mL/min,トルエン濃度200 ppm,電極長さ20 cm,周波数10 kHzにおいて,供給したトルエンの50%を分解することができた。このとき,CO2の発生は見られず,COは供給したトルエンの15%生成していた。ここでは,炭素基準でのCOとCO2へ転換できた割合をCOx収率と定義する。COx収率は,トルエンの無機化の進行度を表し,非常に重要な評価指標である。周波数を10 kHzに固定し,ガス流量,トルエン濃度,電極長さを変化させて分解実験を行い,トルエン分解率および無機化率を算出した。その結果,消費エネルギーが大きいほど,高いトルエンの分解量が得られたが,その関係は,ガス流量,トルエン濃度によらなかった。よって,所定の分解率を得るために必要な投入エネルギーを簡単に推定することができることがわかった。考案した大気圧プラズマリアクターを用いて気相中のトルエンの分解を実施し,比較的低電圧でプラズマを発生させることに成功し,気相中のトルエンを分解できることを示すことができた。電極長さ(電極面積に相当)とガス流量,トルエン濃度の関係から,所定の分解率(分解量)を得るために必要な投入エネルギー(プラズマ発生に必要な電気エネルギー)を推定できることを明らかにした。以上の結果・成果は,計画とほぼ同じように進展しており,順調に研究を遂行できていると言える。昨年度作成した撚線電極からなる大気圧プラズマ反応器を用いて,トルエンの分解における周波数と水蒸気添加の影響について検討した。周波数は,5,10,12.5,15 kHzとし,電極の長さとガス流量を変化することで,それぞれの周波数に対して種々のエネルギー密度におけるトルエンの分解率の比較を行った。その結果,エネルギー密度の上昇とともにトルエン分解率の向上が見られたが,5,12.5,15 kHzがほぼ同じ分解効率が得られたのに対し,10 kHzのみ同じエネルギー密度でも分解率が低かった。このときの反応器出口でのオゾン濃度を測定したところ,20003000 ppmのオゾンが生成していた。オゾンの生成量に関してもトルエンの分解と同様に10 kHzのときだけ濃度が低かった。以上の結果から,10 kHzのときだけ電界強度が低く,トルエンの分解およびオゾンの生成に関して効率が悪かったと言える。この原因を明らかにはできなかったが,周波数に関しても適切な周波数を選択する必要があることがわかった。

水蒸気については,2 vol%(25°Cの相対湿度で64%に相当)とし,トルエン濃度を100,200,400 ppmとして影響を検討した。水蒸気の存在によりトルエンの分解率はやや増加した程度であったが,CO2への転化率が劇的に向上した。特に100 ppmでは,CO2収率が10%程度であったのが90%まで向上した。これは,H2Oがプラズマ中でOHラジカルに転換されて,特にトルエンの分解性生物と反応してCO2を生成したと考えられる。オゾンの濃度を比較しても,水蒸気共存下ではオゾン濃度が低くなっており,OHラジカル等との反応が促進されていることがわかった。当初の目的であった周波数と水蒸気添加の影響について,定量的に明らかにすることができた。特に水蒸気添加に関しては,CO2への転化率を飛躍的に向上させることに成功した。これはVOCの分解について,非常に重要なファクターである。また,オゾン生成についても定量的に明らかにすることができた。さらに,ハニカム担体にMn-Yゼオライト触媒を担持したハニカム触媒を作成し,プラズマリアクターに搭載できるようにした。この触媒が生成したオゾンをほぼ完全に分解することを示し,プラズマリアクターの触媒として有望であることも示すことができている。以上の結果・成果は,計画通りに進展しており,順調に研究を遂行できていると言える。製作した大気圧プラズマリアクターは,二重管構造になっており,内管外周部に撚線電極をらせん状に設置しており,内管内部にハニカム触媒を設置した。コージェライトハニカム(1200 psi)を使用し,セル数が5×5,長さ2 cmとなる直方体型に切り出し,角のセルを落として内径6mmの内管にセットできるようにした。触媒は,オゾンの分解に対して活性が高いMn-Y型ゼオライトをディップコーティング法でハニカムの壁面に固定した。ハニカム触媒を併用することで,プラズマ部で生成したオゾンがトルエンの酸化分解を促進し,2000ppm程度であったオゾン濃度がほぼ完全に分解することができた。このオゾンの分解に伴い,90%程度であったトルエンの分解率が99%以上に向上し,炭素基準のCO2収率も17%から64%になった。また,同じエネルギー密度(Ed)を与えた場合CO・CO2濃度はMn-Y固定化量に依らないこと, Ed = 149 J/L,流量Q = 126.6 mL/minの条件においては2.5 h以上触媒が失活せず高い分解率・COx収率を維持することに成功した。また,流量が大きくなると同じEd条件下で分解率・COx収率が低下した。耐久性を検討するため,種々のEdでトルエンの分解を行ったところ,Edが低い領域では,トルエンの分解率が徐々に低下した。これは,十分なエネルギーがインプットされないとトルエンが十分分解されず,分解生成物等が触媒表面を覆うことによって失活するものと考えられた。エネルギー効率の観点からは,あまり過剰のエネルギーをインプットすべきではないので,触媒を効率よく再生する必要がある。触媒の再生方法として,空気中,500°Cでの熱処理を試みたところ,トルエンの分解率およびCO2収率が劣化前とほぼ同じになり,熱再生処理が有効であるとわかった。操作条件として,さらに周波数および水蒸気添加の影響を検討する。周波数は,プラズマによる活性ラジカルの生成挙動に影響を与え,水蒸気添加では水の分解によるOHラジカルの生成も期待できる。
電子プールを有する金属多核錯体

本研究では、究極的な不活性小分子の活性化を目的に、新規金属多核錯体の設計と、その基礎的な反応過程の研究をおこなっているが、本年度の研究では、以下のような特筆すべき成果が得られた。まず、ルテニウム3核錯体の面上に有機基質であるアセナフチレンを捕捉し、その構造解析をおこなった。次に、その反応性を探る目的で、まず、水素を反応させたところ、配位したアセナフチレンの選択的部分水素化が進行した。驚いたことに、その部分水素化の位置は、6員環の内部の炭素-炭素2重結合であり、その結果として、4、5-ジヒドロアセナフチレンが配位した錯体を単離、構造決定した。次に、この錯体を一酸化炭素と反応させた結果、新規化合物である4、5-ジヒドロアセナフチレンが実際の単離に成功した。この化合物の合成は、従来の手法では全く達成不可能であり、今後、生理活性や高分子合成等の性質に興味がもたれる。また、この一酸化炭素との反応を詳細に検討し、反応機構を解明するとともに、関連研究として、アセアンスリレンやアズレンを配位子とするルテニウム2-4核錯体の合成と水素化活性についての研究をおこない、以上の事実の総合的理解を可能にした。このような、多核錯体の反応性に関する研究は、究極的な夢である「クラスター触媒」の実現に向けての貴重な成果である。また、不活性小分子の活性化に関して、二酸化炭素の水素化を新規触媒である、C60Ptn,C60Pdnを用いて検討するとともに、これらの化合物の化学的性質を明らかにする研究をおこない、基礎的知見を集約した。
EU諸国における小売対応型の青果物産地マーケティングの展開構造の解明

本研究では、EU諸国において、青果物を出荷する13個の大規模出荷組合を調査した。これにより、大手スーパーチェーンとの取引条件を保証すべく、いずれの出荷組合も、出荷ロットや品揃えの拡大とプライベートスタンダードの整備を済まし、効率性の高いサプライチェーン構築を完了していた。マーケティング戦略については、小売サイドのバイイングパワーに迎合する事例と、バーゲニングパワーを備えた上で小売サイドのバイイングパワーに対抗した戦略を選択する事例が同時に見られた。一方で、各々の出荷組合は、パワーバランスの維持に作用するマーケティング手段を講じていることも確認できた。本年度(2013)は、EU-27への青果物供給基地の役割を果たしている南欧諸国とりわけスペイン、イタリアの現地調査を行い、近年、強まりつつある小売チェーンの市場支配に対応し、産地マーケティングにおける出荷組織間の連携・提携の動きを捉えた。SpainのANECoopとItalyのAgrintesa, APOfruitがそれに該当する出荷組織である。これら出荷組織は、EU全域に展開する大手小売企業が要求する、大規模出荷ロット、Private Standard、Private Label(Brand)に対応するために、共通のQuality Control Systemを整備した上で、個々の出荷組合の連携もしくは合併を繰り返していることが確認できた。但し、零細な出荷組合の連携や統合の仕組みは、個々の出荷組合の出資による2次組合の設立(ANECoop)とともに、大規模合併組織への統合(Agrintesa)の二つがあり、前者はマーケティング機能の集中による営業力の強化、後者は出荷ロットや品揃えによるバーゲニングパワーの確保が各々の組織の目的の違いであることが分かった。ちなみに、出荷組合間の連携と統合の地理的範囲は、分散型(ANECoop、APOFruit)と集積型(Agrintesa)に区分できる。また、フードチェーンにおける産地サイドのポジショニングが川上すなわち農産物の加工部門の導入へとシフトしている中で、出荷組合と民間投資企業が提携した4th野菜製品の製造・販売事業に取り組んでいる実態も明らかになった。ItalyのFrutagelはその典型に当たる事例である。本研究は、大手チェーン型小売企業の市場集中度が益々高まっている、EU諸国において、青果物の産地出荷組織が展開する小売対応型の産地マーケティングの実態を詳細に捉えることを目的としている。本年度(2014年度)の研究実績は、西欧諸国(ドイツ、ベルギー、オランダー)において、最も青果物の出荷規模の大きい、いくつかの出荷組合への訪問調査を通して、これまで調査を進めてきた南欧諸国(イタリア、スペイン)の青果物出荷組合がとる産地マーケティング戦略との比較分析ができたことである。ちなみに、本年度に行った西欧諸国の調査においては、ドイツのPfalzmarkt、ベルギーのBelOrta、オランダーのBest of Fourという青果物出荷組合のほか、ベルギーのCopa-Cogeca、オランダーのDPA(Dutch Produce Association)の関連機関・団体を訪問し、エキスパートとの対面インタービューや関連データの収集が行われた。西欧諸国においては、青果物の販売をオクション取引(セリ取引)に限定し、その取引所の開設および運営を生産者の協同組合にのみ認めていたという経緯がある。また、そのオクションは産地市場の機能を果たしているために、比較的に小さい産地を範囲とする多くの出荷組合が存在していた。しかしながら、近年は、国境を跨いで展開する大手小売企業が求める大規模出荷ロット、オクションを通さない直接仕入れ(購入)という条件を満たすために、出荷組合間の積極的な合併やセリ方式の取りやめが後を絶たないことが分かった。また、生鮮青果物の出荷組合は、サプライチェーンにおけるフォワードポジショニングには余り興味がなく、南欧諸国でみるような出荷組合の連合組織もしくは共同出資会社が青果物の加工ビジネスを展開するケースは極めてまれであった。この点は、南欧諸国の青果物出荷組合のマーケティング戦略と大きく異なる点である。本年度(H27)は、少数の大手小売企業の市場集中度が高まっている、欧州連合の青果物マーケットにおいて、その市場対応をめぐる青果物の出荷組合間の競争構造を明らかにすることを課題とした調査研究が行われた。イタリアのTrentino-Alto Adige州には、欧州最大のりんご産地が広がっている。これらのりんご産地におけるりんご販売をめぐっては、三つの農協連合組織(Consorzio VOG, Consorzio Melinda, VIP Coop)が互いを競争相手として意識されている。そこで、各々の農協連合組織の競争戦略とりわけブランド戦略とチャネル戦略を比較するサーベイが行われた。その結果、VOGは海外市場をターゲットとした製品差別化とりわけ輸出先市場に受け入れられる多様な品種の導入が競争戦略となっていることに対して、Melindaは、強いブランドの育成に力を注ぎ、イタリア国内市場を中心に自社ブランドを最終消費者に認知させるべく、大手小売企業との取引を避け、卸売や中小のスーパーマーケットをチャネルとして管理している競争戦略を採用していた。一方、VIPは、Melindaに比べてブランド力の弱さをカバーすべく、標高の相対的高い立地上のメリットを活かした高品質戦略とともに、大手小売企業との取引を強化するサプライチェーン構築を進めてきている。このような、青果物の産地間競争は、ブランド戦略、チャネル戦略、製品差別化戦略を組み合わせた、マーケティング戦略間の競争の形を帯びていることが確認できた。研究実施中(H27年度)において、研究代表者が交通事故に遭遇したために、海外への渡航調査に制約を受ける事態となった。また、EU全域に広がっているテロの脅威にも憚れ、当初予定していたフランスの出荷組合調査も実現できなかった。INEAでは、イタリアの農村地域においては産地出荷組合を起点とするサプライチェーン構築が、EUの農村開発政策の一環として実施されていることを確認した。

UNAPUROAとAPRIFELは、EUの共通農業市場制度(CMO)において、果実の消費拡大と果実のサプライチェーン強化を図った、スクールフルーツスキム(SFS)の実施主体として、果実出荷組合の提携を助長し、複数の農協のネットワーキングによるサプライチェーン構築に貢献している。SFSが果実のサプライチェーン構築を刺激する果樹政策として注目される理由である。一方、Centro Botanica、コープイタリアでは、多くの青果物の出荷組合が、小売企業のバイイングパワーに対抗しうる差別化戦略として、有機農業への取組を強化していることが分かった。このような、SFSを契機とした出荷組合のネットワーキングおよび有機農業は、大手小売り企業とのサプライチェーン構築において、EU諸国の青果物出荷農協のバーゲニングパワーを養う手段として位置付けることができる。本研究では、EU諸国において、青果物を出荷する13個の大規模出荷組合を調査した。これにより、大手スーパーチェーンとの取引条件を保証すべく、いずれの出荷組合も、出荷ロットや品揃えの拡大とプライベートスタンダードの整備を済まし、効率性の高いサプライチェーン構築を完了していた。マーケティング戦略については、小売サイドのバイイングパワーに迎合する事例と、バーゲニングパワーを備えた上で小売サイドのバイイングパワーに対抗した戦略を選択する事例が同時に見られた。一方で、各々の出荷組合は、パワーバランスの維持に作用するマーケティング手段を講じていることも確認できた。年度計画に含まれていた、西欧諸国の現地調査はおおむね予定通りに実行されたが、イギリスの小売企業調査やフランスの青果物出荷組合への訪問が実現できなかった。今後は、大手小売企業の市場集中度が高まる中、青果物の販売事業に特化した農協組織が単独では構築し難い、効率的サプライチェーン構築を農協間ネットワークを通してクリアしている事例研究を通じて、その組織構造やガバナンスのあり方を検討していきたい。このような農協組織の再編と農協間ネットワークの構築が小売対応型の青果物産地マーケティングの展開構造を大きく規定するよう要因であるからである。28年度が最終年度であるため、記入しない。フードシステム今後は、フランスの大規模青果農協(Sica St Pol, Union Vergers, France Prune, Saveol)とともに、大手小売り企業(TESCO,METRO,AUCHANなど)や生協(MIGRO)の調査も実施する予定である。また、今年度においては、EUの青果農協の産地マーケティングの動向に精通した専門家(2人程度)を招へいし、国際セミナーを開催(10月頃)する予定である。
早期統合失調症に対する認知リハビリテーションの効果、およびその神経基盤の解明

統合失調症の認知機能障害は、患者の社会機能に大きく影響するため、その治療には重大な関心が寄せられている。近年、反復的な認知トレーニングを中心的要素とする、認知リハビリテーションによる認知機能障害の改善が試みられている。本研究では、早期を含む統合失調症患者に対して認知トレーニングゲームによる認知トレーニング介入を行い、その認知機能改善効果および脳形態への影響を調査した。その結果、認知トレーニングを受けた群は一般のゲームを行った対照群に比べ処理速度、実行機能などの認知機能領域において有意な認知機能の改善を認め、またそれと同時に局所灰白質容積の変化が認められることが明らかになった。統合失調症の認知機能障害は、患者の社会機能に強く影響するため、その治療には重大な関心が寄せられている。他方、近年健常人において、スキル/認知トレーニングによる脳灰白質増加等の形態変化が示されているが、統合失調症患者における認知トレーニングについては、その神経基盤は殆ど研究されていない。本研究では、早期を含む統合失調症患者に認知トレーニング介入を行い、その認知機能改善効果および脳形態への影響、および両者の関連を調査することを目的とする。平成24年度に研究準備や予備研究を行い、同年度末に介入を開始したが、平成25年度は引き続き研究参加者のリクルート、および介入の継続を行った。本研究では参加者を認知トレーニングを行う介入群と、同等の時間一般的なゲームを行う対照群に無作為にグループ分けし、それぞれの内容に8週間とりくんでもらう介入を施行する。また介入期間の前後、および介入期間終了の3ヶ月後に認知機能検査、およびMRI撮像を行う。これらは順次行っており、平成25年度末の時点で、22名が介入を完遂し、9名が年度をまたいで研究に参加中である。これらのデータの蓄積により、認知トレーニングの認知機能障害に対する効果とともに、認知トレーニングが脳形態に与える影響が明らかになることが期待される。次年度は同様の介入を継続していくとともに、データの解析準備や解析を行っていく予定である。本研究では、早期統合失調症患者に認知トレーニング介入を行い、その認知機能改善効果および脳形態への影響、および両者の関連を調査することを目的とする。平成24年度は、まず認知トレーニング機材や各種検査尺度の準備を行い、介入の施行体制を準備した。並行して外来通院中の統合失調症患者のリクルートを行い、少数(4名)の参加者に対して、認知トレーニング課題、認知機能検査の実行可能性を評価する予備的実験を行った。全員が脱落なく課題を遂行でき、課題は実行可能であると考えられた。引き続き9月より本実験のリクルートを開始した。本実験では参加者を認知トレーニングを行う介入群と、同等の時間一般的なゲームを行う対照群に無作為に割り付け、また認知機能検査に加えMRI撮像を行った。現在参加者に対して順次8週間のトレーニング介入、介入前後およびフォローアップ(3ヶ月後)の認知機能検査、MRI検査を実施している。3月末時点で現在7名が参加しており、今後継続していく。他方、近年健常人において、スキルトレーニングや認知トレーニングによる脳灰白質などの形態変化が示されているが、統合失調症患者における認知トレーニングについては、その神経基盤はほとんど研究されていない。本研究では、早期を含む統合失調症患者に認知トレーニング介入を行い、その認知機能改善効果および脳形態への影響、および両者の関連を調査することを目的とした。本研究では参加者を認知トレーニングを行う介入群と、同等の時間一般的なゲームを行う対照群に無作為にグループ分けし、また認知機能検査に加えMRI撮像を行った。平成24年度末に介入を開始し、平成25年度、26年度と研究参加者のリクルート、および介入の実施を行ってきた。平成26年度には新規参加者の募集および介入実施を終了し、データ解析を開始した。その結果、介入前後に介入群において処理速度、実行機能などの認知機能領域において有意な認知機能の改善を認め、また介入群において局所灰白質容積の変化を認めた。今後さらに詳細な解析を進めていく予定である。javascript:onTransientSave();生物学的精神医学概ね当初想定した計画に沿って介入を実施している。

一部のみ次年度に時期をずらして実施する(本年度中に介入終了予定であった参加者のうち、2名が個人の事情により予定していた時期に参加することが困難となり、時期をずらし次年度にずれこむかたちで介入を実施している)。概ね当初計画した計画に沿って研究準備、予備的実験を行い、本実験を開始した。引き続き研究参加者のリクルート、および認知トレーニング介入を継続していく。また平成26年度は認知機能検査、および画像検査の結果について解析の準備、および解析を行う。予定した介入を一部次年度に先送りしたことにより、研究協力者への謝金、データ保管や処理の為の機器などについて未使用額が発生した。介入時に必要となる各種書類の印刷、介入研究への協力者に対する謝金、研究により得られた画像データの保管・解析用機器の購入、神経画像領域、精神医学領域の最新知識を習得するための学会参加旅費などに、平成26年度分と合わせて用いられる予定である。次年度使用額は、予定した介入を一部次年度に行うこととしたこと、研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額と合わせ、以下の用途に用いる予定である。・介入に用いる各種書類の印刷・介入研究への協力者に対する謝金・検査に用いる認知機能検査用紙の購入・神経画像領域、精神医学領域の最新知識を習得するための学会参加旅費
超新星光学監視による銀河星生成率の決定

本研究は、全天監視高解像度望遠鏡Ashraの性能を最大限に活用し近傍宇宙における重力崩壊型超新星発生頻度を測定することによって、天文学の分野における基礎物理量である星生成率を直接決定することを目的としている。2007年度から、観測地への検出器の設置・データ収集系・モニター系の開発を行い、広視野長期安定観測を開始した。2009年度末までで、実観測時間が計2774時間に到達している。実績として、93%の好天率と99%以上の稼働率を達成しており、超新星探索に必須の長期安定観測が行えている。超新星探索解析に関しては、Ashra光学観測の基本性能といえる限界等級の算出を行った。現在はそれを基に超新星探索システムと感度評価システムの構築を目指して解析を進めている。本年度は、主にGRB閃光観測と超新星探索に必要な定常観測体勢を整えることに費やした。まず、全集光器用の基礎ブロックの設置、格納庫の建設を集中的に行った。その際、大量生産による効率化と共に品質管理を重視し、今後の物理観測に十分耐える高精度の建設作業を完了させた。次に、電源ラインとイーサーネットラインの敷設を行った。電磁シールド・紫外線保護、及び防塵・防水を考慮して金属パイプを用意し、その中に電源ライン、イーサーネットラインを這わせた。特にGRB閃光観測と超新星探索のためのデータ収集では大量のデータ通信がオペレーションハットとの間で行われるため、イーサーネットケーブルは帯域を確保するために各検出器に一本とした。電源ラインに関してはエアコン・シャッター等のノイズマージンが大きいラインと、電子回路用を分けて敷設した。観測の環境がシビアなため、これまで誘導雷による信号ラインへの被害があったが、これらの処置によりそれらの被害を予防することが可能となり、長期安定観測に必須のインフラを確保することが出来た。その後、光学系インストール、光電撮像系インストール手順の工程化を行い、多数の集光器の調整が精度よく行えるように手順と確認事項を明確にした。特に、光電撮像系については、非常に精密なシステムであり、手法の確立が難しかったが、調整・移動の間での精度確認を慎重に行うことで、方法を確立した。現在、光学系のインストール作業を進めていくと共に、限界等級の評価を開始している。本年度は、まず第一に観測サイトであるマウナロアにて、光学観測用のデータ列文集系、天候モニター、雨センサー、雲モニター、温湿度計、シャッターコントロール、高電圧コントロール、衛星ネットワーク等から構成される、スローコントロールシステムの設置調整を行った。その後、星像の連続撮像システムの開発、設置及び評価を行い、2008年6月末よりAshra光学閃光観測を開始した。これまでのところ約10ヶ月間観測を継続しており、実観測時間が計1300時間に到達した。実績として、90%の好天率と99%以上の稼働率を達成しており、マウナロアサイトの優位性及び観測の安定性が証明されているといえる。昼も含めた全時間に対する観測時間の割合(duty cycle)は、19%に達している。通常良くて10%程度しか期待できないところが、倍近い値が得られている。これらの高い稼働率は、スローコントロールシステムの長期運用に支えられたものであり、我々の構築したスローコントロールシステムの安定性を示しているともいえる。懸案であった誘導雷による信号ラインへの被害も、昨年度に行った電源ラインとイーサーネットラインへの電磁シールドにより防ぐことができた。冬季には雷が発生し瞬電が頻発したが、予め設置しているUPSとこの信号ラインへの電磁シールドの効果で観測効率を損なうことがなかった。超新星探索解析に関しては、解析手法開発に最適なアンドロメダ銀河を用いて、画像重ね合わせや限界等級算出方法の開発を行った。まず第一に、昨年度よりAshraマウナロア観測地にて開始しだ定常観測を継続している。これまでのところ観測期間中の最大観測可能時間2833時間に対して、好天観測時間2630時間、実観測時間2610時間を達成している。合計の好天率、稼働率は、それぞれ93%, 99%となっており、観測地の優位性が示されていると言える。また、昼も含めた全時間に対する観測時間の割合(dutycycle)は、20%に達している。通常10%程度しか期待できないところで、倍近い値が得られている。稼働率99%に示された観測オペレーションの安定性は、昨年度に設置調整を行った、光学観測用のデータ収集系、天候モニター、雨センサー、雲モニター、温湿度計、シャッターコントロール、高電圧コントロール、衛星ネットワーク等から構成される、スローコントロールシステムの長期運用に支えられたものである。今年度も必要に応じてそれらのシステムの改良を行い、より安定に観測が実施できるようその基盤を強固にした。次に、超新星探索解析に関しては、特に画像重ね合わせ手法の開発を行った。

日ごとに異なる夜光バックグラウンドの差し引き方法や、超広視野ゆえの画像ゆがみの補正、解像度の補正等を一つ一つ実データを基に検討し、最適な方法を探っている。特に、Ashra望遠鏡では解像度と集光力のバランスに独自性があるため、他の望遠鏡に比べて夜光成分の統計量が大きく、位置同定や輝度補正に非常に高い精度が要求される。この精度を段階的に達成するための方法の開発を行っている。
政治部門の憲法解釈の実態把握とその規範的意義についての研究

本研究は、裁判所「以外」の政治部門の憲法解釈の現状把握とそのあり方について、比較憲法的な見地から検討を行うものである。本研究により、(1)アメリカ大統領の憲法解釈の表明方法として、法案に署名する際に声明を出すという「署名声明(signing statements)」の近年の利用例とその含意、(2)アメリカにおける執行府の憲法解釈補佐機関である司法省法律顧問局(Office of Legal Counsel)の憲法解釈の実態把握とそのあり方、(3)日本における執行府の憲法解釈補佐機関である内閣法制局の憲法解釈のあり方、(4)国会論議や答弁書で示された日本の政府の憲法解釈の論理構造、を明らかにした。また並行して、比較の見地から政治部門のみならず、裁判所の憲法解釈についての研究を行い、(5)近年の憲法判例の動向の総合的調査、(6)違憲審査基準の使われ方についての研究も行った。本研究は、裁判所「以外」の政治部門(議会と執行府)の憲法解釈とそのあり方について、比較憲法的な見地から検討を行い、多元的な解釈主体によって構築される動態的な憲法秩序のあり様を明らかにするとともに、その規範的意義の検討を目的としている。平成24年度の研究実績は次のとおりである。(1)アメリカにおいて、議会の憲法解釈を含む立法に関わる様々な調査を行う議会図書館議会調査(Congressional Research Service)の組織と役割について調査した。(2)日本において、裁判所の違憲審査権の行使の局面だけでなく、政治部門の憲法解釈もまた憲法保障の役割を果たすことについて、様々な角度から検討した。そして、1透明性の確保(国会論議や会議録の公開、それらが容易に入手できること)、2マス・メディアと表現の自由の確保、3裁判所に向けた議論への偏重から、政治部門に向けた議論構築の必要性、4主権者国民の意識を高めることが、政治部門による憲法保障を機能させるために必要であるとの結論を得た。(3)日本において、政府の憲法解釈を変更する場合にはどのような方法が可能なのかについて、政府自身が国会論議や答弁書において示した憲法解釈方法論を素材にして、その分析を行った。そして、とりわけ政府見解が「国会における議論の積み重ね」を強調していることを踏まえつつ、「国権の最高機関」である国会を重視するという見地からは、国会論議において繰り返し示された政府見解には、容易には変更できない規範的効力が生じると論じた。平成23年度は、執行府の憲法解釈を研究対象に、アメリカにおける大統領の憲法解釈の一場面である「署名声明(signing statements)」をめぐる近年の政治状況の整理、そして、大統領の法解釈に対して法的アドバイスを与える役割を担う司法省の法律顧問局(Office of Legal Counsel, OLC)を検討対象に、執行府における憲法解釈の「実態把握」をしたうえで、その「規範的評価」を試みた。具体的には、(1)オバマ政権における執行府の憲法解釈をめぐる政治的動きを概観することを通じて、その解釈の「質」を確保することの重要性を確認した。そして、そうした役割を担う補佐機関の重要性を明らかにした。(2)執行府の憲法解釈の補佐機関の役割をめぐって、それを弁護士と顧客の関係に類似したものと捉える「アドボケート・モデル」と、司法と同様に憲法解釈すべきだとする「司法モデル」、そして、司法と全く同様にではなく執行府の一員としての立場で憲法の「もっとも良い意味」を探るべきだとする「準司法モデル」に整理したうえで、「準司法モデル」の優位性を論じた。(3)(2)の検討で得られた知見を、日本における内閣の憲法解釈補佐機関である内閣法制局に応用し、内閣法制局もまた「準司法モデル」で行動すべきと論じた。研究計画書では、本年度の研究計画として、次のように記載していた。すなわち、「執行府」の憲法解釈の実態把握とその規範的評価」を中心に研究を行う。具体的には、(1)大統領が法案の署名をする際に出される署名声明(Signing Statement)においてなされる憲法解釈について、オバマ政権の「実態把握」と「その規範的評価」と、(2)大統領の憲法解釈に対して法的アドバイスを与える役割を担う司法省の法律顧問局(Office of Legal Counsel)の「実態把握」とその「規範的評価」を試みる。この両課題ともに、関連する論文を公表し、成果を残すことができた。今後は、執行府から目を転じ、「議会」の憲法解釈についての研究を行うことにしたい。

具体的には、平成23年度に、アメリカの連邦議会図書館の議会調査局(Congressional Research Service)に関するヒアンリング調査を行ったので、それを踏まえながら、同機関の「実態把握」とその「規範的評価」を試みることにしたい。また、余力があれば、連邦議会の委員会や憲法問題について開催された小委員会における議事録を参考にしながら、議会における憲法解釈がどのようになされているのかについての「実態把握」とその「規範的評価」も試みたい。次年度も、基本的には、文献収集と現地調査のために研究費を用いる予定であるが、それに加え、日本において本研究に関連する研究を行っている研究者からのアドバイスをいただくとともに議論するための費用として、研究費を使用したい。
シタラビンによる斑状丘疹性皮疹とSTAT3関連因子の関係の解明

【目的】本研究は,シタラビンによる斑状丘疹性皮疹の発生機序の解明および予防方法の検討を行うことを目的とし,培養細胞を用いた検討を行った.【方法】ヒト表皮角化細胞(HaCaT)細胞を用い,シタラビンによる皮膚細胞に対する影響について, western blot法を用いて,細胞障害,炎症系シグナルやアポトーシスに関連した各種項目について検討を行った.シタラビンは医療用医薬品のキロサイド®を用いた.【結果】以下の結果が得られた.【考察】上記結果より, HaCaT細胞の各種因子に対するシタラビンの濃度依存的な影響が確認できた.また,今年度の検討から,各々異なる濃度域において,各種因子に大きな影響を与えていることが示唆された.特にアポトーシス関連因子には,より低濃度域からその影響が見られる事が分かり, PARPは実験条件を再検討した結果,前年度より低濃度である0.51mg/Lから顕著に変動が起こる事が確認された.今回の結果から,シタラビンによる皮膚細胞に対する影響として,アポトーシス関連因子による細胞死,各種炎症系シグナルを介した細胞障害, STAT3抑制による細胞障害が濃度依存的に引き起こされており,これらが斑状丘疹性皮疹の発生機序に関与している可能性が初めて示唆された.【目的】本研究は,シタラビンによる斑状丘疹性皮疹の発生機序の解明および予防方法の検討を行うことを目的とし,培養細胞を用いた検討を行った.【方法】ヒト表皮角化細胞(HaCaT)細胞を用い,シタラビンによる皮膚細胞に対する影響について, western blot法を用いて,細胞障害,炎症系シグナルやアポトーシスに関連した各種項目について検討を行った.シタラビンは医療用医薬品のキロサイド®を用いた.【結果】以下の結果が得られた.【考察】上記結果より, HaCaT細胞の各種因子に対するシタラビンの濃度依存的な影響が確認できた.また,今年度の検討から,各々異なる濃度域において,各種因子に大きな影響を与えていることが示唆された.特にアポトーシス関連因子には,より低濃度域からその影響が見られる事が分かり, PARPは実験条件を再検討した結果,前年度より低濃度である0.51mg/Lから顕著に変動が起こる事が確認された.今回の結果から,シタラビンによる皮膚細胞に対する影響として,アポトーシス関連因子による細胞死,各種炎症系シグナルを介した細胞障害, STAT3抑制による細胞障害が濃度依存的に引き起こされており,これらが斑状丘疹性皮疹の発生機序に関与している可能性が初めて示唆された.
TIMP-1とコラゲナーゼ活性の歯周病診断におけるdisease activityマーカーとしての可能性に関する研究

(目的)歯周病患者の初診時および初期治療終了時の前唾液中のTIMP-1量と抗TIMP-1モノクロナル抗体アフィニティーカラムを通過させたTIMP-1フリーアンプルを用いてコラゲナーゼ活性を測定し、比較検討を行い、歯周病診断におけるTIMP-1量とコラゲナーゼ活性が歯周病のdisease activityマーカーとしての可能性があるかを検討することを目的とする。(結果)抗TIMP-1モノクロナル抗体アフィニティーカラムを通過させたTIMP-1フリーアンプルを用いた初期治療後のコラゲナーゼ活性は初診時の活性と比較して、活性型コラゲナーゼ活性と総コラゲナーゼ活性の両者において有意に減少した。逆に、TIMP-1量は初期治療後に上昇した。(考察)治療を行なうことによってコラゲナーゼ活性は減少した。これは以前の報告と同じであるが、今回はTIMPフリーのサンプルで検索をしていることに意義がある。我々は以前に前唾液中のコラゲナーゼ活性は歯肉溝滲出液(GCF)由来であるという報告をしている。初診時の活性が初期治療終了後に有意に減少しているのは、炎症のコントロールができGCFが減少したためであると考えられる。また、TIMP-1量が上昇したのは、おそらく、GCF中の好中球エラスターゼによるTIMP-1の選択的分解が減少したためであると思われる、今回は症例数が少ないのと初期治療終了時で最終段階まで治療が進行していないが、歯周病診断におけるTIMP-1量とコラゲナーゼ活性が歯周病のdisease activityマーカーとしての可能性があると思われる。今後症例数を増やし、メインテナン時ではたして健常者のレベルになるかを確認したい。
分散気泡のレオロジーが解き明かす混相乱流遷移のシナリオ

本研究計画では,解明されつつある層流から乱流への遷移過程を,混相流において新たに記述することを目指す.これにより,実現象で見られる種々の流れの予測が可能となる.4年間の研究期間において,遷移過程に生じる渦と気泡との相互干渉挙動の理解と,剪断流中に置かれた気泡が運動量伝播に及ぼす影響の局所レオロジーとしての理解を大きな2本の柱として研究を実施する.これらの成果を持ち寄り,上記の遷移過程の記述に繋げる.本研究計画では,解明されつつある層流から乱流への遷移過程を,混相流において新たに記述することを目指す.これにより,実現象で見られる種々の流れの予測が可能となる.4年間の研究期間において,遷移過程に生じる渦と気泡との相互干渉挙動の理解と,剪断流中に置かれた気泡が運動量伝播に及ぼす影響の局所レオロジーとしての理解を大きな2本の柱として研究を実施する.これらの成果を持ち寄り,上記の遷移過程の記述に繋げる.
ウシ主要組織適合遺伝子複合体(MHC)領域のゲノム解析

ウシMHC(BoLA)遺伝子領域に存在するMHC遺伝子のうち、未だ単離されていないTAP1,TAP2,クラスI,DOA及びDOB遺伝子のcDNAの単離を行った。TAP1およびTAP2のcDNAクローニングに成功した。TAP1のペプチド結合部位に多型が有する事を見いだし、クラスIの抗原提示に関与している可能性を示した。TAPの多型の簡便な検出法を今後開発することで、新たな疾患の原因遺伝子の特定につながる可能性がある。BoLA-DOAおよびDOBは外来抗原の抗原提示を制御する蛋白質である。本研究で、ウシで初めてDOAおよびDOBのcDNAを単離し、ウシDO分子がB細胞に発現していることを明らかとした。さらに、その発現様式を解析したところ、牛白血病発症牛の腫瘍B細胞において、その発現が著しく低下しており、その発現の制御を規定している遺伝子は、ヒトではDOBであるのに対し、ウシではDOAであることを明らかにした。現在、白血病発症にどのように関与するかを解析中である。また、高度な多型性を有することが明らかになっていながら、未だタイピング法の確立されていない、BoLA-DQA1およびDQA2遺伝子のPCR-Sequence based typing法の確立をめざし、DQA1のタイピング法を完成させた。この方法を用いて、牛白血病および乳房炎の発症と抵抗性を規定する対立遺伝子を見いだし、それぞれ特許出願を行った。また、代表的なウシ品種におけるDQA1の対立遺伝子頻度を明らかにし、BoLAクラスIIハプロタイプの品種間の類似性の程度を示すことができた。これは、様々な疾患と関連するMHCハプロタイプを検出するための基盤情報となる。さらに、DQA1遺伝子のヘテロ接合度が著しく低く抑えられている事を見いだした。このことは、ウシ集団の多様性を減少させる結果となる可能性があり、今後注意が必要である。BoLA-DOAおよびDOBはMHCクラスIIによる外来抗原の抗原提示を制御するタンパク質で、ウシでは未だに単離されていない。本研究で、DOAおよびDOBのcDNAを初めて単離し、その発現様式を解析したところ、牛白血病牛の腫瘍細胞において、その発現が著しく抑えられている可能性を見いだした。現在詳細に解析中である。続いて、開発したDQA1タイピング法を用いて牛白血病発症がDQA1遺伝子の対立遺伝子型と相関する事を明らかにした。続いて、DQA2のPCR-SBT法を確立した。現在、代表的なウシ品種におけるDQA1およびDQA2の対立遺伝子頻度を解析中である。さらに、TAP1およびTAP2のcDNAをクローニングした。TAP1が多型が有する可能性を示唆する結果が得られており、現在解析中である。DQB1遺伝子およびDQB2遺伝子のタイピング法を確立するために、様々なプライマーを用いて増幅を試みたが、満足な結果を得られるプライマーは見つかっていない。
再生可能エネルギーを活用した持続可能な農山村のまちづくり：ポストFITを展望して

研究の実施計画に沿って、再生可能エネルギーを活用した農村発展について、政策、産業、コミュニティの3点から分析を進めた。とくに、メンバー内およびゲストを招いて、複数回の研究会を実施し、研究チームにおける認識の共有を深めた。その成果は、西日本社会学会などの国内学会、国際エコロジー経済学会やInternational Studies Associationなどの国際学会において報告し、また、査読付きを含めた論文あるいは書籍の一部として発表した。なお、再生可能エネルギーと農村発展に関するフィールドワークについては、最終年度の研究の総括や今後の研究の発展可能性も意識しつつ、北東北の木質バイオマス発電、千葉県のソーラーシェアリング、バイエルン州およびドイツ南部農村などの地域で調査を実施した。研究会、研究成果の発表、現地調査の実施など、計画を概ね達成することが出来た。研究の最終年度であるため、研究成果の円滑な公表につとめる。ポストFITを展望した「再生可能エネルギーを活用した農村経済・社会」に関する研究成果を、国内外の学会(企画セッション含む)および雑誌媒体に発表することを目指す。本研究は、公共政策、コミュニティ、産業・経済に注目した1)再生可能エネルギーの活用による「持続可能な農山村のまちづくり」の三要素分析を展開する。そして、国内調査とドイツ調査の成果を踏まえ、2)ポスト・固定価格買取制度時代の日本の農山村における再生可能エネルギー活用への政策含意を明示することも研究の射程に収めている。初年度であるH29年度の実施計画に沿って、「再生可能エネルギー」や「地域(自然)資源活用型のまちづくり」に関する先行研究について、メンバーそれぞれの専門領域(経済学・社会学)を中心に幅広く検討し・整理した。最終的に各領域における現時点の到達点を確認し、総合的な視点にもとづく三要素分析に向けた基礎を固める作業を続けた。その成果は、いくつかの論文として発表することができた。フィールドワークについては研究計画に示したとおり、熊本県山都町水増集落やドイツ南部農村の調査を実施した。加えて、近年の再生可能エネルギー導入が目覚ましい中国(河南省)と、地域新電力の動向調査として大分県豊後大野市の調査を行った。研究実績の概要に記した通り、H29年度に予定していた研究活動をおおむね進めることができた。H30年度の実施計画に沿って、「再生可能エネルギー」と「地域(自然)資源活用型のまちづくり」に関する研究成果を国内外の学会および雑誌媒体に発表できるよう研究を進める。また、フィールドワークについては、引き続き熊本県山都町水増集落やドイツ南部農村の調査を実施する。加えて、新たな国内のフィールドワーク先を選定し、調査を実施する。次年度使用額が生じた理由は、当初予定していた図書の購入が少なく済んだことと、初年度の国内調査を絞り込み、旅費が想定よりも少なくなったためである。発生した次年度使用額分については、再生可能エネルギーに関する図書あるいは現地調査に必要な物品の費用に充当する計画である。研究代表者が参加した国際学会が年度をまたいだ開催であったため、その旅費の支出が次年度の扱いとなった。そのため、次年度使用額が生じることとなった。全体の研究計画遂行には、影響はないと考えている。
ヒト肺由来セレノリン酸合成酵素アイソザイムの研究

必須微量元素セレンは,抗酸化作用,免疫賦活化作用,ホルモン調節作用,がん予防効果など,多くの有益な生理活性を示す微量必須ミネラルである。高齢化社会におけるQuality of Lifeの維持に関心が高まる中で,セレンの持つ多彩で有益な生理活性に注目が集まっている。ところが必要摂取量の僅か10倍程度の摂取で過剰障害が表れるリスクがあるので,セレンの有益な生理活性を社会全体で享受するためには,セレン代謝に関わる知的基盤の確立が必要不可欠である。本研究はセレン同化経路の解明に焦点を当て,1)亜セレン酸の還元代謝にチオレドキシン還元酵素が関わることを初めて明らかにし, 2)ヒトのセレノリン酸合成酵素の触媒機能ドメインを新たに発見し, 3)これまで機能不明とされたセレノリン酸合成酵素アイソザイムSps1がSps2の機能を抑制するアンチザイムとして作用することを初めて明らかにすることができた。セレンは抗酸化作用,免疫賦活化作用,ホルモン調節作用,がん予防効果など,多くの有益な生理活性を示す微量必須元素である。高齢化社会における健康増進やQuality of Lifeの維持がクローズアップされる中で,セレンの持つ有益な生理活性に注目が集まっている。食品成分として微量に含まれる無機や有機のセレンがどのような代謝を受けてセレン酵素にまで変換されるのか,ほとんど明らかになっていない。そこで本研究では,ヒトのセレン代謝において中心的役割を担うセレノリン酸合成酵素に着目してセレン同化のメカニズムを分子レベルで解析した。無機の亜セレン酸(Na_2SeO_3)は細胞内でセレニド(HSe:^-)にまで還元されて,Sps2の基質になる。亜セレン酸の還元反応には細胞内に豊富に存在するグルタチオンが関わっていると広く受け入れられてきた。しかし,グルタチオン還元系とチオレドキシン還元系を個別に遺伝子ノックアウトした大腸菌株を調製して,放射性同位元素^<75>Seを用いたトレーサー実験を行った結果,グルタチオン系ではなく,チオレドキシン還元系が亜セレン酸の代謝に必要であることが初めて示された。この成果は,セレンの国際学会で発表し大きな反響を得た。現在,投稿準備を進めている。つぎにSps1とSps2を特徴づける活性中心のアミノ酸残基を交換して,細胞内機能を比較した。Sps1とSps2の活性中心の残基は,それぞれThrとSeCysである。ただしSps2のSeCys残基をCys残基に置換してもその機能を維持できるので,Cys型に置換したSps2Cysを用いた。大腸菌のギ酸脱水素酵素の生成を指標とするin vivoアッセイ系を用いて,セレノシステインやセレノメチオニンなどの有機セレン化合物,または無機の亜セレン酸塩を選択的にセレン源として利用するかを比較した。この実験によりSps1,Sps2Cysの特異性が活性中心アミノ酸残基に直接依存していることが示唆された。^<75>Se標識亜セレン酸を用いてこのトレーサー実験を行い,in vivo実験の裏づけができたので,この成果も論文投稿準備を進めている。高齢化が進む欧米の先進諸国に於いてはセレン含有サプリメントがQuality of Lifeの向上に寄与できるとして注目されている。しかし劇的な生理活性を示すだけに副作用も強く,医師の指導による注意深い服用が奨められる点で通常のミネラルとは一線を画している。食品中に微量に含まれる有機または無機のセレンは,セレン含有蛋白質のセレノシステイン残基に代謝されて上述の生理作用を発揮する。セレン含有蛋白質の生合成には,セレノリン酸という活性化した代謝中間体の供給が必須である。セレノリン酸よりも以降の代謝経路については,国内外で集中的に研究が進められている。しかし,食品中に微量に含まれる無機や有機のセレンからセレノリン酸への代謝経路ついては全く明らかになっていない。そこで本研究では,セレンの毒性を回避しつつその有用性を享受することを目的として,この不明分な経路の解明に取り組んでいる。本研究では,まず,食品に含まれる無機セレンの主成分である亜セレン酸(Na_2SeO_3)に着目して,その還元的同化系について検討した。

亜セレン酸(Na_2SeO_3)の還元的同化にはグルタチオン還元(GR)系が関わっているとの定説が広く信じられているが,大腸菌をモデル細胞としてGRではなくチオレドキシン還元系が関わっていることを昨年度の成果として示した。今年度は,論文の投稿とレフリーが求める追加実験に対応した結果,J.Biochem.誌に受理された。冊子としての出版は年度を越えたがH20年1月に電子版がweb公開されると海外から電子メールによる問い合わせもあった。さらにこの新知見を分子レベルで証明するために,セレノリン酸合成酵素(Se1D),チオレドキシン(Trx),チオレドキシン還元酵素(TrxR)の発現系を確立した。精製蛋白質を用いる再構成実験により亜セレン酸がTrx/TrxR系によって効率的に還元され,セレノリン酸合成反応の基質になることが示された。この研究成果は,日本生化学会や日本農芸化学会において発表し,現在,投稿準備を進めている。前年度に行ったSps1とSps2のアミノ酸配列の交換実験の結果,これまで活性中心と見なされてきたアミノ酸配列よりもさらに下流にセレノリン酸合成に必須の配列があることが示されたが,論文投稿のためには,細胞レベルでの現象だけでなく分子レベルでの証明が必要であるとの指摘を受けたので,作成した遺伝子の発現系構築を検討した。しかし,ヒトのSps遺伝子は宿主大腸菌に対する毒性が強く,遺伝子発現産物を得ることは困難であった。そこで,すでに遺伝子発現が報告されているマウスのSps1,Sps2遺伝子で代替することにして生後1日のラット胎児から調製された各臓器別のcDNAライブラリーからSps1,Sps2の遺伝子を増幅した。Sps1,Sps2遺伝子の発現は,配列解析の研究だけでなく次年度の有機態セレン代謝研究にも必要であり,発現系構築と変異導入操作を進めている。セレンは,抗酸化作用,免疫賦活化作用,ホルモン調節作用,がん予防効果など,多くの有益な生理活性を示すミネラルとして知られている。人口構成が凄まじい勢いで高齢化しつつある先進諸国において,その多彩な生理活性が注目され,人々のQuality of Lifeを維持する上で必要なミネラルとして期待が高まっている。しかし,必要量の約10倍程度を摂取し続けると過剰障害が顕れるので,毒性と有用性の分かれ道が代謝経路のどこにあるのかを解明することが緊急の課題とされている。本研究は,セレン代謝においてセレノリン酸の生成に至るまでの代謝機構に不明分な点が多いことに着目してそこに焦点を当ててきた。前年度までの成果の一つとして,亜セレン酸の還元代謝においてチオレドキシン還元酵素(trxR)の必要性を遺伝学子レベルで解明し,これに関わる酵素系を組み換え蛋白質として調製して生化学レベルでも解析を進めた。本年度は,trxRが触媒する亜セレン酸還元反応を速度論的に詳細な解析を行った結果125μM以上の濃度の亜セレン酸では,シグモイドな阻害様式を示唆した。つぎに放射性同位元素75^^Seで標識された亜セレン酸をこの酵素系に加えてSDS-PAGEに供した結果,trx蛋白質上にセレンが結合した複合体を同定することが出来た。セレンがtrxに運ばれて代謝を受けるという発見は新たな知見であり極めて意義深い。Trx-Seの有機態セレン形成は,trxRの触媒作用を必要としており,セレンはすでに2価にまで還元されていると考えられる。