hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シュワン細胞とがんのクロストークががん細胞形質変化に及ぼす影響の解析

本研究では、神経、特に神経障害により未分化型となるシュワン細胞とがん細胞の細胞間相互作用の詳細を明らかにし、シュワン細胞ががん細胞の形質変化に及ぼす影響について解析する。平成30年度は、未分化型シュワン細胞とヒト膵臓がん細胞であるCapan-1の共培養系を作製し、Capan-1細胞の形態学的変化について観察を行った。まず、未分化型シュワン細胞を単層培養し、その後、Capan-1を共培養したところ、通常はシャーレに沿って単層で増殖をしていくCapan-1細胞が、シュワン細胞上では線菅構造様の形態を形成し増殖していた。一方、コントロールとしてシュワン細胞の培養液を用いてCapan-1細胞を単独で培養したシャーレにおいては、立体的に増殖をする接着細胞と多くの浮遊細胞が観察された。次にこの浮遊細胞のみを採取し、再度新たなシャーレに播種したところ、Capan-1細胞の足場依存的に増殖する細胞と足場非依存的に増殖する細胞が見られた。さらにtranswellを用いて下層にシュワン細胞を培養し、上層にCapan-1細胞を添加し、Capan-1細胞の遊走能を解析したところ、controlと比較して遊走の増大が認められた。これらのことからCapan-1細胞は、未分化型シュワン細胞により間接的もしくは直接的に影響を受け、形態学的変化ならびに遊走能の増大を引き起こしている可能性が示唆された。平成30年度の達成目標として、担がんマウスモデルを用いてがん細胞の形質変化の検証を行う予定としていたが、マウスモデルを用いた解析は行えていない。これは申請者の異動に伴い、新たな施設での動物実験計画書の作成ならびに倫理審査を行っていたためである。それ以外のin vitroの解析については概ね順調に進展している。平成31年度は、シュワン細胞から遊離され、がん細胞に作用する因子と、シュワン細胞が直接がん細胞に接することにより作用する因子を明らかにする。また、これらの結果と平成30年度に明らかになった形質変化との関連を考察する。また、担がんマウスモデルの組織切片を用いて、上記の解析で同定された因子の発現変化をreal-time PCR及び免疫染色を用いて解析する。次年度使用額は67,540円である出張費として計上していたが、自身の妊娠のため予定していた学会への参加が困難となった。出産後は早々に復帰し、積極的に学会発表を行いたい。
化学感覚レセプタ-のリガンド識別の分子機構

大腸菌は、4種の膜貫通性の化学感覚レセプタ-を持っている。主にアスパラギン酸の受容に働くTar、セリンの受容に働くTsr、リボ-スの受容に働くTrg、ジペプチドの受容に働くTapである。これらのレセプタ-がどのようにリガンドの認識と識別を行うかを、主に遺伝子工学的手法で解析した。まず、Tsrにおけるセリンの認識に関与するArgー64とThrー156が、極めて相同性の高いTarにも存在することから、それらを別のアミノ酸残基に変えた時の機能変化を解析し、Tarでも両残基がアスパラギン酸の認識に関与すること、従って、これらの残基がセリン及びアスパラギン酸の共通の部分(例えば、COOH基とNH_2基)の認識に関与していることを明らかにし、論文として報告した。つぎに、Tarが全くCys残基を持たない点に注目し、この両残基をCysに置き換えたものを作成した。この変異レセプタ-を持つ菌でもアスパラギン酸応答がみられたが、SH試薬を添加することでこの応答能が特異的に消失すること、また、予めアスパラギン酸を存在させると、このSH試薬の効果が顕著に弱められることを見いだした。これらの結果は、Argー64とThrー154がTarのアスパラギン酸結合部位を構成していることを強く示唆している。Cysを持つTarに対するSH試薬の結合量の解析は、当科研費で購入したグラジエントポンプを用いた高速クロマトグラム法で行った。この方法は、今後のレセプタ-の精製にも重要な手段になることが判った。TarやTsrほどリガンドについての解析が進んでいないTrgとTapについて、フェノ-ルが忌避物質として受容されることを見いだし、報告した。また、これらのレセプタ-が温度レセプタ-としても機能することを報告した。
オレキシンによる覚醒維持と行動変容に関与する神経経路の解明

本研究では、オレキシンニューロンの下流で睡眠・覚醒の制御および、行動の変容に重要な役割を果たす神経回路の解明を目指すため、自由行動環境下でのin vivoレコーディングやイメージングを新たに導入し、取り組んできた。今年度は、in vivoでの睡眠測定を行いながらマルチユニット記録を行うためのセットアップと条件検討を行った。さらに、ファイバーフォトメトリーを用いたイメージング記録を行うための条件検討にも取り組んでいる。これまでに、ナルコレプシーに特徴的な2つの症状であるカタプレキシーと睡眠覚醒の分断化が、オレキシンニューロンの直接の下流で機能する2つの異なる神経経路により抑制されていたことを見出している。また、カタプレキシーに関しては、誘発に関与する神経経路も同定しつつある。実験手法として、人為的に神経活動を操作できる光遺伝学的手法を用いている。大変興味深いことに、扁桃体領域にある異なる細胞集団群がカタプレキシーの抑制と誘発にそれぞれ関与していることを見出しつつある。現在は、それらの特定の細胞集団群の同定と電気生理学的特性を観察している。睡眠覚醒分断化の抑制における青班核・ノルアドレナリン作動性ニューロンの作用部位の探索においては、次の投射領域を同定しつつある。実験方法としては、長時間の作用効果を誘発できる薬理遺伝学的手法を用いている。青班核・ノルアドレナリン作動性ニューロンは、複数の脳領域に軸索を投射しているため、1領域ずつ検討を行っている。ナルコレプシーの特徴的な症状であるカタプレキシーに関しては、誘発に関与している神経経路を同定しつつある。さらに、カタプレキシーを抑制する神経経路と誘発する神経経路の相互的な関係性も見出しつつある。また、ナルコレプシーモデルマウスを用いて、in vivoでの睡眠測定と特定の脳領域おける細胞集団群のマルチユニット記録を行うことに成功している。これらの解析結果より、光遺伝学的手法や薬理遺伝学的手法と組み合わせることも検討している。現在は、カタプレキシー誘発と抑制に大きく関与している扁桃体内の分子メカニズムを詳しく調べている。扁桃体には多くの種類の神経細胞や受容体が存在しているため、組織学的な解析を行っている。睡眠発作の抑制に関与している神経経路の同定においては、順次行っており、ある1つの脳領域を見出せつつあるため、今後より詳細に調べていく予定である。また、in vivoにおける神経活動を記録する実験系を導入し、ナルコレプシーの特徴的な症状(カタプレキシーと睡眠発作)を神経回路レベルでの異常と行動レベルでの異常を結びつけていきたいと考える。【理由】In vivo実験系を一から立ち上げたため、予定していたよりも多くの時間が必要であったため、実験計画の見直しをせざるを得なくなった。【使用計画】In vivo実験系を行うために必要な消耗品や試薬の購入を検討している。
19世紀アメリカにおける女性雑誌研究

アメリカ文化において、女性像を構築していく原動力を提供してきた1792年に創刊されたアメリカの女性大衆雑誌は、その役を1950年代にテレビなどの他の媒体に譲ることとなる。創刊から50年代までのアメリカ女性大衆雑誌の歴史は大きく3期に分けられる。平成11、12年度の研究においては、たかまってきた女権拡張運動の兆しと南北戦争をはさむ激動期を背景にしながらも伝統的で保守的な女性像を提供し続けた第1期に属するGodey's Magazineと、第2期に「Big Six」と呼ばれ、白人中産階級の女性文化への影響力がとくに著しかった6誌のうちのPictorial Review,McCalls,Good House keeping,Ladies' Home Journalの4誌を、第一次大戦までの時期に発行されたものに限定して考察してきた。芸術、文化、文学、ファッション、料理掃除を含めた家事・子育ての方法、商品の広告やダイエットといった健康への志向などに関するさまざまなレベルのディスコースの個別研究を越えて、それらが交差する領域を細部にわたって分析することで、アメリカ女性文化を再構築することを目指している。この研究は、1つの文化や時代のイデオロギーが特定領域のディスコースとしてのみ表出されるのではないことを証明することと、その結果、アメリカ像の新しい側面を明らかにすることを目標としている。たとえば、研究成果は、現在ハイカルチャーの一形態とみなされている小説が、購買力を維持するための最大の戦力として大衆雑誌に初出されたイデオロギーの産物であることを無視し、独立した芸術形態として作品を論じがちな研究にたいする警鐘ともなろう。雑誌の内容が膨大な量であるとともに、1次資料を有効に分析するためには2次資料分析も必須であることから、今後も継続してさらなる分析をおこない研究成果を発表していきたい。H10年度とH11年度の2年間にわたる研究の初年度ということで,本研究課題の主目的である一次資科の雑誌となる選考に時間を割いた.テクノロジーなどの発達により,19世紀末から20世紀初頭のアメリカの社会構造は大きな変革をとげ,女性の生き方も大きく変わった.ジャクソニアン期に急激に増加した女性大衆雑誌は、そうした変化を映し出す直接の媒体てあるため,内容分析をする雑誌の主義や読者層,内容,購買数などにみる読者への影響力を相対的に評価するところから始めた.その結果、将来的に複数の雑誌を比較検討することが必要であるにしろ,まず,1830年7月に創刊され1899年7月に絶版となったGodey′s Magaーzineと,現在も刊行されているLadies′Home Journalの1884年1月の創刊号から1903年11月号までを考察対象に選び,マイクロフィルムを使った内用分析に入った.両方の雑誌とも,発表年代に多少のずれがあるにしろ,ヴィクトリア朝アメリカの都市に住む中産階級の白人アメリカ人女性をターゲットとしたものであり,保守的な女性像を打ち出す規範をつくった影響の大きい雑誌である.女性大衆雑誌は,アメリカ社会において女性の変化していく出版当時の役割,責任,義務,関心を映し出しているばかりでなく,そうしたものの指針を打ち出し,さらに,芸術や文学を生み出していく機動力となっていた.社会規範を生み出していく積極的な媒体である.来年度は,大衆雑誌に女性像を読みとるばかりてなく,そこに掲載される文学作品を雑誌のほかの要素の中に位置づけて解釈していきたい.雑誌が,特に編集者の思想,収入を依存していた広告などという様々な権力闘争の中から生み出されていたことを考慮にいれた上で,独立した芸術形態として研究されがちな文学作品を,掲載当時の雑誌の文脈の中に位置づけて解釈していきたい.アメリカ文化において、女性像を構築していく原動力を提供してきた1792年に創刊されたアメリカの女性大衆雑誌は、その役を1950年代にテレビなどの他の媒体に譲ることとなる。
ICP Ar Intermixing による量子ドットレーザ集積光デバイスの研究

近年、量子ドット(QD)構造を用いた半導体レーザ(LD)の研究開発が進展し、その高い特性が注目されている。また、光デバイスは単一素子でなく、様々な要素素子を基板上に集積し、高機能・高付加価値化を目指した研究がなされている。本研究では、Intermixingという技術を従来用いられなかった1550nm帯のQD構造に応用する技術を開発し、良好なQD-LD集積素子を実証した。Intermixingの物理現象についても学術的に考察し、そのメカニズムの一端を明らかにした。本研究は従来取られている方法に対し、より簡易で短時間に低コストで素子作製が可能であり、今後さらに実用に寄与することが期待される。近年、量子ドット(QD)構造を用いた半導体レーザ(LD)の研究開発が進展し、その良好な特性が注目されている。本研究では、従来、量子井戸構造のレーザとその他の要素素子の集積に用いられることがあったIntermixingという技術を新たに1550nmの通信波長帯における量子ドット構造に応用し、量子ドットレーザとその他の素子の集積化が可能であることを実際に示した。通常集積素子を作製する際に用いられる結晶再成長による方法に対し、より簡易で短時間に、低コストに素子作製が可能である点で大きな有用性があると考えられる。量子ドットレーザや量子ドット半導体光増幅器を集積した光集積素子の作製・実証とともに、このIntermixingという技術を詳細に検討し、本研究課題の期間内にそのメカニズムを明らかにすることも一つの目標としている。26年度において、XRD(X-ray diffraction)やSIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)、電子顕微鏡などを用いて分析し、その物理的な挙動の一端を明らかにした。26年度の研究成果を元に、国際会議と国内会議にて発表を行っている。27年度はその知見を生かすことで、さらに良好な特性の量子ドットレーザ・半導体光増幅器集積光デバイスを作製・実証することを目指す。本研究では、従来、量子井戸構造のLDとその他の光素子の集積に用いられることがあったIntermixingという物理現象を用いた技術を新たに1550nmの通信波長帯における量子ドット構造に応用し、QD-LDとその他の素子の集積化が可能であることを実際に示した。通常集積素子を作製する際に用いられる結晶再成長による方法に対し、より簡易で短時間に、低コストに素子作製が可能である点が大きな有用性の一つである。本研究では、QD-LDや量子ドット半導体光増幅器を集積した光集積素子の作製・実証とともに、このIntermixingという物理現象を詳細に検討し、そのメカニズムを明らかにすることも一つの目標としている。27年度において、SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry)や電子顕微鏡による断面観察、そしてEDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)などの手法を用いて分析し、その物理的な挙動の一端を明らかにした。そして、この技術を利用し、QD-LDと光フィルタを同一の基板上にモノリシック集積した光集積デバイスを作製し、実際に光集積素子としての動作を確認した。これにより、本研究課題の目標を達成することが出来、この研究の有用性を示すことが出来たと考えている。また、H2627年度の研究成果を元に、H28年度初めの国際会議に論文が採択され、発表予定であり、また既に国内会議においても成果発表を行った。H26年度の段階で、本研究課題の進捗状況はおおむね順調であると考えている。当初計画においては量子ドットレーザ集積光デバイスを作製・評価することであったが、それに先立ち本研究課題で用いるIntermixing技術について詳細に検討し、その物理的な性質を理解し、最適なプロセス条件を見出した方がより良好なデバイス特性が達成可能であると判断し、これを優先したことによるものである。それにより、順調に進捗していると考えており、また、26年度において取り組んだ課題に対してはおおよそ達成することが出来たため、27年度においても計画通り進捗可能と考えている。光機能デバイス今年度の研究推進の方策については当初の計画通りに進める予定である。量子ドットレーザ・半導体光増幅器を集積した光デバイスのシミュレーションによる検討により素子設計を行い、実際にデバイスを作製し、素子の特性評価を行う予定である。量子ドットレーザ・半導体光増幅器を集積した光デバイスのような複雑な構成の光デバイスはその作製プロセスに時間がかかることが想定される。

そのため、研究計画の迅速な遂行のために、デバイス作製プロセスの一部を外部に依頼することも考えており、より効率的に研究を推進していく必要があると考えている。作製した集積光デイバスの特性評価については、現在使用可能な測定機器で様々な評価が可能であると考えられるため、その点についての問題点は無いと考えている。所属機関が変わり、利用可能なプロセス装置・分析装置・測定装置が増えたため、当初計画していた装置の購入は無駄になってしまうことが明らかになった。そのため、予定を変更して本研究計画を効率的に進める上で必要な費用のために使用することとした。(H26で購入を予定した装置:超精密手動スクライバが利用可能なため、H27で外注・分析にかかる費用を計画)本研究課題で研究開発している量子ドットレーザ集積光デバイスを作製する上で、必ず各プロセスでデバイス形状を観察する必要がある。27年度において、5000倍程度までの倍率のレンズを備え付け、計測・測長機能も有するデジタルマイクロスコープの購入を検討している。この顕微鏡の購入により、現在は高倍率での観察・計測に関してはSEMで行い、非常にデバイス作製を進める際に時間がかかり、非効率的であった。これを大幅に改善することが出来ると見込んでいる。また、外部ファンドリーにプロセスの一部を依頼することで研究のスピードを加速させることが出来ると考えており、外注費用として使用することを計画している。
下痢症患児由来の大腸菌における病原遺伝子・薬剤耐性遺伝子のパンゲノム解析

2001年10年の小児下痢症患児由来大腸菌において、腸管凝集性大腸菌(EAEC)はESBL遺伝子を有意に高い頻度で保有していた(20.8%, 31/149 vs. 1.1%, 64/6067; OR 24.6)。ESBL産生EAECのESBL遺伝子型はCTX-M-14、74.2%がO25:H4:ST131、B2群(腸管外病原性大腸菌)に属し、これまでのEAECと明らかに異なる系統であった。以上より、O25:H4:ST131がCTX-M-14とEAEC病原プラスミドを獲得し、小児間で伝播したことが示唆された。EAECはその凝集性から薬剤耐性遺伝子のリザーバーとなる可能性が示唆された。昨年度は、2004年2010年の小児下痢症患児由来大腸菌において、腸管凝集性大腸菌(EAEC)がESBL(基質拡張型βラクタマーゼ)を有意に高頻度に産生していることを明らかにした。今年度は、2001年2003年の株も含めが10年間の経過で、EAECとESBL遺伝子の分布状況を検討した。6,216株中EAECは149株(2.4%)、ESBL産生菌は95株(1.5%)であり、いずれも年別に増加傾向がみられた。ESBL産生EAECは、2003年から検出され2007年と2008年に比較的多く見られた。EAEC株におけるESBL遺伝子の保有率は20.8%(31/149)であり、EAEC以外の大腸菌における頻度1.1% (64/6067)に比べて有意に高かった(OR 24.6, 95% CI 15.5-39.3)。ESBL産生EAECのO抗原型はO25、O63、O153が多く、O111やO126を中心としたこれまでのEAECとは異なるパターンであり、新たなEAECクローンがESBL遺伝子を獲得したことが示唆された。またESBL産生EAECの81%(25/31)は、尿路病原性大腸菌でみられるafimbrial adhesin (afa)遺伝子を保有していることがわかり、凝集性付着やESBL遺伝子の獲得に関与しているかどうかの検討が必要である。その他のパソタイプでは、カンピロバクターで高頻度に検出される細胞膨化致死毒素cytolethal distending toxin (CDT)に着目して遺伝子分布を検討した。小児下痢症患児由来大腸菌3,781株中84株(2.2%)がCDT遺伝子を保有しており、遺伝子型ではI型が77.4%(65/84)を占めた。わが国でもCDT産生大腸菌が比較的多く検出されることが明らかになり、今後臨床的意義について検討が必要である。これまで、小児下痢症患児由来大腸菌において、腸管凝集性大腸菌(EAEC)がESBL(基質拡張型βラクタマーゼ)を有意に多く産生しており、ESBL産生EAECは2003年から検出され20072008年に多く見られたことを報告した。またそのO血清型はO25、O63、O153が多く、O111やO126を中心としたこれまでのEAECとは異なることを明らかにした。平成25年度は、ESBL産生EAEC増加のメカニズムを探るために、ESBL産生EAEC株についてその特徴を分析するとともに、他のEAEC160株とともにMLSA (multi locus sequence analysis)による系統解析を行った。ESBL産生EAEC 31株のESBL遺伝子型はすべてCTX-M-14型であり、74.2%がO25:H4:ST131であった。MLSAではそれらは系統分類B2群(腸管外病原性大腸菌)に属し、O111、O126、O86が属するB1群と明らかに異なる系統に属していた。さらに、このクローンは尿路病原性大腸菌でみられるafimbrial adhesin (afa)遺伝子を保有していた。EAECの調節転写因子であるAggR遺伝子の系統解析では、このクローンのAggRはO111とほとんど一致し、O126やO86とは異なる系統であった。以上の結果から、2003年頃から尿路病原性大腸菌O25:H4:ST131クローンが、ESBL遺伝子CTX-M-14を獲得後、または同時に、EAEC O111からAggRをプラスミド性に獲得し、小児のあいだで伝播したことが示唆された。

小児下痢症患児由来大腸菌における腸管凝集性大腸菌(EAEC)とESBL(基質拡張型βラクタマーゼ)産生菌の頻度を調べ、その関連性を検討した。2004年2010年、鹿児島市の一般小児科外来で細菌性下痢症が疑われた小児から検出された大腸菌4,512株を対象として、下痢原性大腸菌の病原遺伝子とESBL遺伝子をmultiplex PCR法で検出し、シークエンス型別を行った。大腸菌4,512株中ESBL遺伝子は89株(2.0%) (CTX-M, 81; SHV, 8)から検出され、EAECは108株(2.4%)であった。EAEC株におけるESBL遺伝子の保有率は27.8%(30/108)であり、EAEC以外の大腸菌における頻度1.3% (59/4404)に比べて有意に高かった(OR 28.3, 95% CI 17.3-46.4)。また、年次別ESBL遺伝子の検出頻度は、20042010年において1.2%から5.3%へ、EAECの検出頻度は2.0%から4.5%へ、ともに増加傾向が見られた。CTX-Mのシークエンス型は、CTX-M-14が多くみられた。EAECは、他の大腸菌に比べて極めて高い頻度でESBL遺伝子を保有しており、EAECがESBL遺伝子のリザーバーとなっている可能性が示唆された。平成23年度の成果は、特定の下痢原性大腸菌が薬剤耐性遺伝子の伝播に関与していることを示しており、大腸菌全体のパンゲノム解析を進めてゆく上で有意義な成果と考える。下痢原性大腸菌の病原遺伝子の分子疫学解析については、20012010年分までの6,216株についてPCR検査を終了できており計画は順調に進んでいる。また薬剤耐性遺伝子についても、同様の菌株数についてESBL遺伝子の網羅的解析が終了した。現在EAECやCDT産生大腸菌の分子疫学的解析を中心に研究を進めており成果がみられている。研究計画にある新たな迅速検出法の開発についてはまだ十分進められていないが、今後分子疫学解析の結果を待って検討する予定である。下痢原性大腸菌の病原遺伝子の分子疫学解析については、20042010年分までの約4500株についてPCR検査を終了できており計画は順調に進んでいる。また薬剤耐性遺伝子についても、同様の菌株数についてESBL遺伝子の網羅的解析が終了している。研究計画にある新たな迅速検出法の開発については、分子疫学解析の結果を待って着手する予定である。本研究課題では、様々なパソタイプの大腸菌を解析対象としているが、2011年に欧州で志賀毒素産生性のEAECによる大規模なアウトブレイクが発生し、また欧米の小児救急医療における下痢症原因菌の疫学研究の結果から、改めてEAECの重要性が強く認識される状況になった。そのため、下痢原性大腸菌の中でもEAECを重点的に解析する必要があると考えている。今年度は、当研究室で保有するEAEC 200株及び他県の地方衛生研究所で収集されたEAEC 20株を対象に、7種類のhouse-keeping遺伝子の内部配列を用いたMLST (multilocus Sequence Typing)解析を予定している。その結果に基づいてEAECの系統解析を行い、血清型、付着様式、ESBL遺伝子の保有状況などとの関連性を調べ、本邦のEAECの特徴やESBL遺伝子の伝播状況を明らかにする。また、現在文部科学省科学研究費新学術領域研究「ゲノム支援」に本課題の支援を申請中であるが、採択された場合は、EAECの系統の異なる数株について全ゲノムのドラフト配列を決定し、株間での遺伝子レパートリの比較を行う予定である。さらに、EAECのESBL遺伝子獲得についてすでに基礎的な接合実験を開始しており、EAECにおける耐性遺伝子の水平伝播メカニズムの解明をめざして継続する予定である。
水産環境汚染源としての下水処理場からの総変異原性の実態把握とその改善に関する研究

本研究では東京都の雨水合流式下水処理場を対象とし、降雨量の異なる状況下で処理場内の4箇所で下水試料を採水して変異原性の消長を調べた。これに加えて米国環境保護庁(EPA)が監視対象としている多環芳香族炭化水素(PAHs)16化合物も対象とし、天候条件別に下水処理工程における消長を追究した。この場合、申請者らが行っている全量濃縮乾固後に極性の異なる有機溶媒で抽出する方法以外に、水系からのPAHs類分離に頻用されるBlue Rayon(BR)抽出物をも調製し、両者を比較してそれぞれの優劣を検証した。結果の概要は以下の通りである。1)PAHs:(1)晴天雨天とも流入水からPAHsが検出されたが、雨天の合計量は希釈され晴天の約半分だった。(2)放流水中のPAHsを個別にみると、アセナフチレン・ピレン・ベンゾ[a]アントラセンの3種が天候に関係なくいずれも0.2ng/L以上検出された。晴天の場合にはこれらに次いでナフタレン・フルオランテン・ベンゾ(a)ピレンが多く、雨天の場合にジベンゾ(a,h)アントラセン,ベンゾ(g,h,i)ペリレンなどがあり、いずれも0.1ng/L以上検出された。(3)BR抽出では晴雨とも各段階から総量で0.1ng/L以上のPAHsを検出したが、晴天時試料で全量濃縮法の111%、雨天時試料で225%相当量が回収されただけであった。また、放流水から検出されたPAHsも、全量濃縮法に比べるとはるかに低かった。2)変異原性:(1)全量濃縮試料では天候に関わらず、流入水・曝気槽水から2.139-7.719×10^<-6>/ml/Plateの直接変異原性を検出し、塩素処理前・放流水も擬陽性であった。しかしBR抽出試料では、1検体を除きすべて陰性となった。(2)間接変異原性に関しては、全量濃縮試料とBR抽出試料のいずれからも検出されなかった。3)以上から本実験条件で見る限り、直ちに東京湾の安全性を脅かすほどではないが、今後の改善が必要である。また、水試料の汚染状況調査に広く用いられているBR法でPAHs量や変異原性の強さなどを測定すると、実際よりも過小評価する恐れのあることが分かった。*2003年度日本水産学会で、3件の発表を行った。目下、投稿準備中である。雨水合流方式を採用している都市下水中の変異原性物質が、主に有機物処理を目的に設営されている下水処理場でどの程度分解無害化されて東京湾に流入しているかの評価を初年度に行った。河川水中の変異原性についての研究報告は多いが、その大半が前処理としてブルーレーヨン(BR)抽出を行っている。この抽出法は稀薄試料から変異原性物質を濃縮するには優れた捕集法であるが、化学構造上の特性から多環芳香族炭化水素類に限られており、ニトロソアミン類などのような直鎖状または二環以下の変異原性物質はほとんど捕捉出来ない。この点が致命的で、汚染の実態を実際よりもかなり低く評価する恐れがある。そこで本研究では、下水の各処理段階ごとに全量濃縮した試料を用いてumu試験で総変異原性を評価し、BRによる結果と比較したところ、BR抽出法では都市下水総活性の約半分しか捕捉できないことが明らかになった。また採水前一週間の天候との関係を調べたところ、晴天が続く乾季には有機物処理を目的とした活性汚泥処理工程でも、変異原性のかなりの部分が分解無害化されていることが分かった。一方、豪雨の直後には処理場内滞留時間が短く、かつ大量の雨水で希釈されるために見掛け上は陰性となるが、実際には処理能力を越す下水が塩素滅菌を受けただけでポンプ所から直接河川に放流され、変異原性の相当部分はそのまま東京湾に流入するものと推定された。また処理場内には、これらの家庭排水に由来する変異原性物質を炭素源として資化できる菌が居ることが十分考えられる。そこで最小培地に各種変異原を添加した選択培地を用い、このような資化特性を有する菌の釣り上げを目的とした継代集積培養を実施中で、次年度には釣り上げた微生物による環境修復の第一段階試験を行う予定である。(2)放流水中のPAHsを個別にみると、アセナフチレン・ピレン・ベンゾ[a]

アントラセンの3種が天候に関係なくいずれも0.2ng/L以上検出された。晴天の場合にはこれらに次いでナフタレン・フルオランテン・ベンゾ(a)ピレンが多く、雨天の場合にジベンゾ(a,h)アントラセン,ベンゾ(g,h,i)ペリレンなどがあり、いずれも0.1ng/L以上検出された。(3)BR抽出では晴雨とも各段階から総量で0.1ng/L以上のPAHsを検出したが、晴天時試料で全量濃縮法の111%、雨天時試料で225%相当量が回収されただけであった。また、放流水から検出されたPAHsも、全量濃縮法に比べるとはるかに低かった。2)変異原性:(1)全量濃縮試料では天候に関わらず、流入水・曝気槽水から2.139-7.719×10^<-6>/ml/Plateの直接変異原性を検出し、塩素処理前・放流水も擬陽性であった。しかしBR抽出試料では、1検体を除きすべて陰性となった。(2)間接変異原性に関しては、全量濃縮試料とBR抽出試料のいずれからも検出されなかった。3)以上から本実験条件で見る限り、直ちに東京湾の安全性を脅かすほどではないが、今後の改善が必要である。また、水試料の汚染状況調査に広く用いられているBR法でPAHs量や変異原性の強さなどを測定すると、実際よりも過小評価する恐れのあることが分かった。*2003年度日本水産学会で、3件の発表を行った。目下、投稿準備中である。初年度は東京都下水処理場内の下水試料を降雨量の異なる状況下で採水して変異原性の消長を調べたが、本年度はこれに加えて新たに米国EPAが監視対象とする16種PAHsも対象とし、両者の下水処理工程における消長を追究した。この場合Blue Rayon抽出法以外に全量濃縮乾固後の抽出物も調製し、両者を比較した。結果は以下の通りである。1)PAHs:(1)晴天雨天とも流入水からPAHsが検出されたが、雨天の合計量は希釈され晴天の約半分だった。(2)放流水中のPAHsを個別にみると、アセナフチレン・ピレン・ベンゾ[a]アントラセンの3種が天候に関係なくいずれも0.2ng/L以上検出された。晴天の場合にはこれらに次いでナフタレン・フルオランテン・ベンゾ(a)ピレンが多く、雨天の場合にジベンゾ(a, h)アントラセン,ベンゾ(g, h, i)ペリレンなどがあり、いずれも0.1ng/L以上検出された。(3)BR抽出では晴雨とも各段階から総量で0.1ng/L以上のPAHsを検出したが、晴天時試料で全量濃縮の111%、雨天時試料で225%だけが回収された。2)変異原性:今年度はumu試験法よりも定量性の高い前進突然変異試験法を用いて、再度の評価を試みた。(1)直接変異原性に関しては、全量濃縮試料では天候に関わらず流入水、曝気槽水から2.139-7.719×10^<-6>/ml/plateの変異原性を検出したほか、塩素処理前および放流水からも擬陽性の変異原性を検出した。3)以上から本実験条件で見る限り、直ちに東京湾の安全性を脅かすほどではないが、長期にわたって水産生物が遺伝毒性に曝されることは決して望ましくなく、今後の改善が必要である。*研究成果は平成15年度日本水産学会で、3編の口頭発表およびポスター発表を行った。
生物の嗅覚における神経計算モデルのハードウェア化と匂いセンサへの応用

本研究では,現在匂いセンサが持っている問題点(ベースラインのドリフトやバックグラウンドの匂いの影響など)を解決するために,生物の優れた情報処理機能に着目して,その神経計算メカニズムを匂いセンシングシステムに応用することを目的としている。本年度の成果は以下の3点である。(1)嗅球の神経回路では,側抑制によりパターンの先鋭化を行っており,複数の匂いの判別を容易にしていると考えられている。本研究では,この神経回路モデルをディジタル回路で実現するために,ハードウェア化が容易になるようにモデルの簡略化を行った。簡略化したモデルをシミュレーションした結果,オリジナルの信号を使用した時より匂いの判別が良くなる事が分かった。(2)匂いセンサにおけるベースラインのドリフトやバックグラウンドの匂いの影響を解決するために,嗅覚順応モデルを応用したアルゴリズムを提案した。実際の匂いセンサ応答を用いて検証した結果,提案アルゴリズムが有効であることを確認できた。(3)本研究では,上記のような新規の匂いセンサ信号処理手法を検証するために,汎用的に使用できる検証用匂いセンシングシステムの構築を行っている。設計の遅れのため残念ながらまだ完成していないが,匂い供給部分,匂いセンサ駆動回路,センサ信号取得用のソフトウェアなどを作製した。現在センサセルを作製中であり,それができ次第検証実験を行っていきたい。本研究では,現在匂いセンサが持っている問題点(ベースラインのドリフトやバックグラウンドの匂い影響など)を解決するために,生物の優れた情報処理機能に着目して,その神経計算メカニズムを匂いセンシングシステムに応用することを目的としている.本年度の成果は以下の3点である.1.シミュレーションによる嗅球の神経回路モデルの解析今までに提案されている嗅球の神経回路モデルをシミュレーションにより詳細に解析した.入力パターンのオーバーラップやノイズレベルをパラメータとして神経回路モデルのパターン分離能力を評価した.この解析によりモデルのパターン分離特性をある程度明らかにすることが出来たが,まだ不十分な点があるので,来年度も継続して検討する予定である.2.嗅覚順応モデルの構築とその応用匂いセンサにおけるベースラインのドリフトやバックグラウンドの匂いの影響を解決するために,嗅覚順応のモデルを応用することを検討した.嗅覚順応をニューラルネットワークとanti-hebbianlearningを用いてモデル化し,その有効性をシミュレーションにより示した.3.匂い供給装置の開発本研究では,匂いセンシングシステムを構築し,提案手法を実際の匂いセンサを用いて評価することを計画している.本年度はこのシステムの匂い供給部分を開発し,その動作を確認した.来年度はセンシング部分を開発してシステムを完成させ,提案手法の評価を行う予定である.本研究では,現在匂いセンサが持っている問題点(ベースラインのドリフトやバックグラウンドの匂いの影響など)を解決するために,生物の優れた情報処理機能に着目して,その神経計算メカニズムを匂いセンシングシステムに応用することを目的としている。
中国における中核人材の企業間移動と技術移転、イノベーション活動に関する実証研究

本研究は主に2つの視点から進めてきた。まず企業に対する聞き取り調査とアンケート調査による分析を行った結果、日本、韓国企業と比べ、中国企業には職務等級制度、中途採用重視といった人事施策が導入されている企業が多く、中核人材に対して金銭的なインセンティブを与える企業も多いという事実が発見された。そして海外から中国から帰国した中核人材を対象に行われたアンケート調査に基づき、分析した結果、国有企業と比べえて、海外の大企業で活躍してから、中国に帰国し、まず中国に進出した海外企業に勤め、民営企業に転職した中核人材のほうが、技術移転やイノベーション活動においてより大きな役割を果たしていると結論付けられた。平成22年度は、研究活動は主に現地調査とアンケート調査に集中してきた。まず、中国の国有企業(3社)、そして中国の民営企業(3社)に対してインタビュー調査を行ってきた。インタビューの内容を整理し、中間報告にまとめた。そして、上海社会科学院人的資源研究センターの協力を得て、上海市の人材移動と企業のイノベーション活動との関係に関するアンケート調査のデータを獲得した。現在データに対する統計分析を行っているところである。中国企業へのインタビュー調査により、次の暫定的結論が得られた。まず、中国の企業では、持続的競争力が十分に持っていないうちに、外国企業と激しい競争に局面するようになった。そのため、企業は、自ら研究開発を行い、1から新製品や新技術を開発するより、直前の競争において生存するためには、海外からの技術を模倣し、それを改良していくのは最も手早い。そのため、即戦力をもっている人材をヘッドハンティングの会社などを利用して獲得し、その代わりに、即時に技術開発のできない人材を排除する雇用政策を採るようになった。他方、労働供給が過剰になっている中国の労働市場はそれを強化するようになり、やがて人材の流動性が高くなる。その結果、逆に企業が自ら開発能力を育成する体制を維持することが困難になり、クローズドイノベーション活動はますまずできず、オープン・イノベーション活動に依存していくしかなくなる。平成23年度では、海外企業、そして中国の外資系企業と中国現地の企業に対する聞き取り調査を行い、外資系企業の進出目的、本社との関係、そして中間管理職や技術者の獲得、能力開発と待遇、また技術移転と技術革新についての実態を把握することができた。そしてそれと関連して、中核人材の外資系企業の本社でのキャリアがその後の移動、技術移転およびイノベーション活動に与える影響について新たに追加調査を行なった。以上の調査結果の一部をまとめ、「日中韓3カ国の企業におけるエンジニアのマネジメントに関する実証研究」という論文を完成させ、日本国内と中国の大学のカンファレンスで報告したうえ、富山大学の研究叢書に掲載した。この論文では暫定的に次の結論が得られた。日本、中国と韓国の中核人材マネジメントについて、日中韓の間の違いが多く存在しており、その違いは各国のイノベーション活動、とりわけ製品開発のパターンが違うからだと考えられる。この結論から、日韓間の本社での違いは中国に進出している企業の中核人材マネジメントにも大きな影響を与えていると推察されるだろう。また、中国上海の技術人材に関するアンケート調査の個票データを入手できたため、現在そのデータに対する解析・分析を行い、論文にまとめているところである。本研究は、これまで主に次の3つの課題に分けて進められてきた。まず、企業に対して実施したアンケート調査の結果に基づき、統計分析の論文を完成させた。この論文は、アンケート調査の結果分析を通して、前年度で行った聞き取り調査の結果の一般性をもっているかどうかを検証されたものであり、その結果、両者ではほぼ一致した事実が確認された。具体的に、日本と韓国企業と比べて、中国企業には、職務等級制度、中途採用重視といった人事施策が導入されている企業が多い、そして中国には、金銭によるインセンティブや、昇進や昇格などのようなポストによるインセンティブ、また仕事内容によるインセンティブが効果的だと評価される企業も多いという結論が得られた。そして、海外から帰国し、上海市の研究機関や企業に勤めている中核人材を対象に行われたアンケート調査の個票データを用いて、彼らのキャリアを分析する論文を作成した。この論文では主につぎの結論が得られた。まず国有企業へに勤めている者がその企業の技術移転への役割が小さいが、民営企業に勤めている者が、企業の技術移転とイノベーション活動へ果たす役割が大きい。そして、一度他の企業に勤めてから、民営企業に転職した場合は、技術移転とイノベーション活動に果たす役割がかなり大きいが、これに対して国有企業に転職した場合は、その役割が最も小さい。これは企業のガバナンスが彼らの果たす役割に大きな影響を与えたということが考えられる。さらに、以上の研究をふまえ、中国企業の製品開発に携わっている中核人材に関するアンケート調査を実施した。現在その結果を解析し、企業のガバナンスといった要因を考慮した上、中核人材のキャリアが企業の技術移転やイノベーション活動にどのような役割を果たしているについての論文にまとめているところである。

平成24年度は、まず中国の上海エリアと湖南省の本国企業に対して、聞き取り調査を行ない、企業のイノベーション活動、および中間管理職や技術者の獲得、育成と待遇について、その実態を把握することができた。現在、23年度と24年度で行なった聞き取り調査の結果をまとめ、事例研究の論文を作成しているところである。一方、中国企業に対するアンケート調査の実施について、24年度の後半で行なう予定であったが、日中関係の悪化によって、当初依頼した研究機関から調査の協力が断られたため、予定とおり実施するができなかった。外国企業から中国企業へ異動した人材に対する聞き取り調査やアンケート調査は、日中関係の悪化によって、当初依頼した研究機関に断られたため、実態調査がやや遅れている。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた中国企業に対するアンケート調査の実施が、日中関係の悪化によって依頼した研究機関から協力が断られたため、予定とおり実施することができなかった。外国企業から中国企業へ異動した人材に対する聞き取り調査やアンケート調査について、現在、上海社会科学院人的資源緩急センターに改めてお願いし、また中国中南林業大学経済学部からも調査の協力を得たため、聞き取り調査とアンケート調査を再開しているところである。新たに中南林業科技大学経済学部の協力を得て、現在アンケート調査の実施を準備しているところである。そして、上海社会科学院人的資源研究センターには、この研究目的を実現できるような調査データがあり、そのデータが有料で提供してくれるという許諾を得たため、そのデータを利用して、企業における中核人材の獲得と育成が企業のイノベーション活動との関係に関する統計分析を行なう予定である。また、補足策として中国にある日系の調査会社にアンケート調査の依頼も現在交渉中である。
核磁気共鳴法によるナノスケール分子磁性体の研究

ナノスケール分子磁性体Fe8は,各分子がs=5/2のFeスピン8個を含んだ微小な磁性体で,基底状態ではS=10の分子スピン状態が実現している.熱緩和が抑制される低温では,トンネリングによる分子スピンの反転によって磁化が緩和するが,分子スピンと核スピンの相互作用がどのように関連しているかは,まだよくわかっていない.我々は,磁化容易軸に垂直な方向に磁場を印加することにより,トンネルギャップを拡げた条件下で,まず基本的物性を把握するために,^1H NMRの緩和時間の測定を行った.その結果,^1Hの縦緩和率1/T_1はArrhenius型の温度依存性を示し,ギャップはおよそ4.2Kであることがわかった.また,^1Hの横緩和が単純な指数関数で表されず,Gauss型の緩和成分があることがわかった.これは,観測される核スピン間に直接あるいは間接的な相互作用があることを示唆している.また,^1Hの信号が観測される4.6T付近で縦緩和時間が十分長くなる120mKにおいて,^1Hの信号を飽和させた後,トンネルギャップと^1HのZeemanエネルギーが一致する23Tまで磁場を下げると,^1Hの緩和が著しく速くなることがわかった.これは,過去に報告されているインコヒーレントなトンネリングによるゆらぎの増幅と定性的には一致する結果である.しかし,このようなトンネリングは磁場印加方向に対して鋭敏であるため,我々の実験条件で観測にかかってよいかは疑問であり,信号強度が磁場ヒステリシスを示すのは他の要因がある可能性も否定しきれない.ナノスケール分子磁性体は,分子ひとつひとつが微小な磁性体であり,分子磁化の離散的なエネルギー状態が磁気異方性で隔てられているため,共鳴量子トンネリングなどの興味深い物理現象が観測されている.しかしながら,トンネルギャップが数kHzと非常に小さいため,分子磁化の共鳴を微視的に観測した実験結果はまだ報告されていない.我々は,分子磁性体Fe8の単結晶に対して,磁化容易軸に垂直に静磁場を印加することによりトンネルギャップをMHz程度にまで広げ,かつ,磁化容易軸方向に平行に高周波パルスを印加することにより磁化状態間の遷移を引き起こすことができると考え,分子磁化のコヒーレント信号の探索を行ったが,その徴候は見られなかった.これは,磁化状態のコヒーレント時間が短いこと,及び,磁場の磁化容易軸方向成分がわずかにでもあると磁化状態が局在化してしまうためと考えられる.これらの問題を克服するため,低温での配向試料を用いた実験を行うことを計画している.一方,トンネルギャップに高周波パルスを照射することにより磁化状態に何らかの遷移が起これば,分子中の^1H核のNMR信号として検出できると考えられることから,^1H NMR測定を行った.^1HNMRスペクトルは内部磁場の異なる多くの^1Hサイトがあることを反映した複数のピークをもつが,0.1T以下の磁場で500mK以下に冷却すると,内部磁場の大きいサイトの信号強度は著しく増大することがわかった.これは,熱緩和から量子緩和へのクロスオーバーによる磁化の緩和機構の変化と,^1H核スピンの遅い緩和が原因していると考えられる.ナノスケール分子磁性体Fe8は,各分子がs=5/2のFeスピン8個を含んだ微小な磁性体で,基底状態ではS=10の分子スピン状態が実現している.熱緩和が抑制される低温では,トンネリングによる分子スピンの反転によって磁化が緩和するが,分子スピンと核スピンの相互作用がどのように関連しているかは,まだよくわかっていない.我々は,磁化容易軸に垂直な方向に磁場を印加することにより,トンネルギャップを拡げた条件下で,まず基本的物性を把握するために,^1H NMRの緩和時間の測定を行った.その結果,^1Hの縦緩和率1/T_1はArrhenius型の温度依存性を示し,ギャップはおよそ4.2Kであることがわかった.また,^1Hの横緩和が単純な指数関数で表されず,Gauss型の緩和成分があることがわかった.これは,観測される核スピン間に直接あるいは間接的な相互作用があることを示唆している.また,^1Hの信号が観測される4.6T付近で縦緩和時間が十分長くなる120mKにおいて,^1Hの信号を飽和させた後,トンネルギャップと^1HのZeemanエネルギーが一致する23Tまで磁場を下げると,^1Hの緩和が著しく速くなることがわかった.これは,過去に報告されているインコヒーレントなトンネリングによるゆらぎの増幅と定性的には一致する結果である.しかし,このようなトンネリングは磁場印加方向に対して鋭敏であるため,我々の実験条件で観測にかかってよいかは疑問であり,信号強度が磁場ヒステリシスを示すのは他の要因がある可能性も否定しきれない.
エネルギー代謝と細胞死の制御におけるミトコンドリアタンパク質の役割

ミトコンドリアは従来細胞内での主たるエネルギー変換の場であると考えられてきたが、最近の研究によって細胞死の制御という新たな役割が見出された。すなわち、ミトコンドリアの機能障害が生じて内膜の透過性が亢進すると、通常はミトコンドリア内に存在するシトクロムcなどのタンパク質が細胞質へと漏出し、これが細胞死を引き起こすことが明らかにされたのである。しかし、ミトコンドリアの機能不全が起こるとどのようにしてミトコンドリアのタンパク質が漏出するようになるのか、また機能障害に伴ってどのようにして内膜の透過性が亢進するようになるのかなどの問題は未解決のままである。本研究ではこれらの問題を解明することを目的として、様々な試薬でミトコンドリアを処理した場合に観察されるミトコンドリア膜の状態変化とシトクロムc放出の関係について解析を行い、ミトコンドリア膜の状態変化とシトクロムcの放出は必ずしもリンクしていないことを明らかにした。またこれらの変化が生じる際のミトコンドリアタンパク質の役割を明らかにするために、(1)酵母を用いたミトコンドリアの機能評価の実験系を立ち上げるとともに、(2)ミトコンドリアの内外膜のタンパク質の構造と機能に関する研究を推進した。その結果、酵母のミトコンドリアでもCa^<2+>によって透過性遷移を誘起できることを明らかにし、酵母を用いたミトコンドリアの機能評価系を確立することに成功した。また、質量分析装置を用いたプロテオミクス解析に着手することによって、ミトコンドリア外膜の電位依存性アニオンチャネルのアイソフォームや内膜の溶質輸送担体の存在様式について新たな知見を得ることに成功した。ミトコンドリアは、永らく細胞内におけるエネルギー変換の場としてのみとらえられてきたが、最近の研究によって、アポトーシスの制御という全く予期せぬ機能をも有していることが明らかになってきた。本研究課題では、エネルギー変換とアポトーシスの制御におけるミトコンドリアのタンパク質の役割を明らかにすることを目的とする。初年度は、ミトコンドリアからのシトクロムcの放出プロセスに注目した研究を行い、以下の知見を得た。アポトーシスの初期の段階において、ミトコンドリアからシトクロムcが放出され、これが引き続いた細胞死の反応の引き金を引いていることが明らかにされている。しかし、ミトコンドリアから、どのようにしてシトクロムcが放出されているのかという点についてはいくつかの説が提唱されているものの、いまだ不明な点が多い。そこで、本研究では、様々なトリガーによって誘導されるミトコンドリアからのシトクロムcの放出反応を克明に解析し、シトクロムcの放出にどのような因子が関与しているのかの解析を行った。まず、カリウムイオンのイオノフォアとして有名で、アポトーシスを誘導することが知られているバリノマイシンのミトコンドリアへの作用を解析したところ、バリノマイシンはミトコンドリアの透過性遷移を引き起こさないにもかかわらず、ミトコンドリアからのシトクロムcの放出を誘起することが明らかになった。また、ペプチド合成の際の縮合剤として用いられているジシクロヘキシルカルボジイムドは、ミトコンドリア内膜の透過性遷移を誘起するにもかかわらず、シトクロムcの放出は誘起しないことを明らかにすることに成功し、ミトコンドリアからのシトクロムcの放出には内膜の透過性遷移の誘導が必須であるとする従来の定説を覆す知見を得ることができた。ミトコンドリアは従来細胞内での主たるATP合成の場であると認識されており、その生理的役割はエネルギー変換であるとされてきた。しかし、最近の研究によってミトコンドリアからのシトクロムcの放出が細胞死のプロセスに深く関わっていることが明らかにされ、ミトコンドリアに細胞死の制御という新たな生理的機能が加えられた。

一般的には、ミトコンドリアに透過性遷移が誘導されると必ずシトクロムcが放出されることが知られており、Ca2+が典型的な透過性遷移の誘導剤として用いられている。しかし、透過性遷移とミトコンドリアからのシトクロムc放出の因果関係についてはまだほとんど明らかにされていない。本研究では、申請者らの見出した透過性遷移の誘導剤であるシアニン色素のミトコンドリアへの作用につき、シトクロムc放出という観点から解析を行った。シアニン色素のうち、DiS-C3(5)はしばしばミトコンドリアの膜電位の測定に用いられるが、この色素もリン酸存在下においてCa2+と同様に、ミトコンドリアの透過性遷移を誘起した。しかし、誘起される透過性遷移は、Ca2+によって誘起された透過性遷移とは異なり、その阻害剤であるシクロスポリンに感受性のものと、非感受性のものがあることが判明した。また、シクロスポリン感受性、非感受性の透過性遷移のいずれもが、シトクロムc放出と密接に関係していることが明らかになった。また、Ca2+とは異なり、シアニン色素はリン酸非存在下でもミトコンドリアの膨潤を誘起したが、この作用はシトクロムcの放出とは無関係であることが判明した。標記の研究課題の目標を達成するために、本研究では主として1)ミトコンドリアの透過性遷移とシトクロムc放出機構、および2)ミトコンドリアの溶質輸送担体の構造機能協関の2点に焦点をあてた研究を実施した。1)については、ミトコンドリアの膜電位のプローブとして利用されるシアニン色素がミトコンドリアの機能に及ぼす影響について詳細な解析を行った。その結果、低濃度のシアニン色素はCa^<2+>によって誘起される生理的な透過性遷移を抑制する作用を示すが、高濃度になるとそれ自身がリン酸存在下においてミトコンドリアからのシトクロムcの放出を伴ったシクロスポリンA非感受性の透過性遷移を誘起することを明らかにすることができた。また2)については、ミトコンドリアの透過性遷移孔を形成していると考えられているメンバーの1つであるアデニンヌクレオチド輸送担体について、様々なシステイン変異体を構築してそのSH試薬との反応性を解析するという手法を採用することにより、同担体のヌクレオチド輸送機構の解明にアプローチを行った。同担体は基質を輸送する際に2つのコンフォメーション間での構造変化を起こすことが知られていたが、本研究によってコンホメーション変化が起こる際には第2膜貫通領域がねじれることが明らかになり、コンフォメーション変化を分子レベルで説明することができた。これらの研究に加え、透過性遷移孔の分子レベルでの解析を目標として質量分析装置を用いたプロテオミクス解析にも着手し、その基盤技術の確立を行った。ミトコンドリアは従来細胞内での主たるエネルギー変換の場であると考えられてきたが、最近の研究によって細胞死の制御という新たな役割が見出された。すなわち、ミトコンドリアの機能障害が生じて内膜の透過性が亢進すると、通常はミトコンドリア内に存在するシトクロムcなどのタンパク質が細胞質へと漏出し、これが細胞死を引き起こすことが明らかにされたのである。しかし、ミトコンドリアの機能不全が起こるとどのようにしてミトコンドリアのタンパク質が漏出するようになるのか、また機能障害に伴ってどのようにして内膜の透過性が亢進するようになるのかなどの問題は未解決のままである。