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民生部門の温室効果ガス大幅削減と社会的構造変化の相互連関分析

民生部門の温室効果ガス排出量削減を実現するためのロードマップについて、技術的対策のみでなく、技術の変化によって生み出される社会的変化の過程を含めて示すことについての検討を実施した。オランダにおける研究成果を生かした、技術的変化と社会的変化の関係性の整理、自治体など街作りの主体が低炭素都市を作り上げるためのマネジメント手法の提案等を実施した。本研究は、我が国の民生部門における温室効果ガス排出量の大幅削減を実現するためのロードマップを、温室効果ガス排出削減シミュレーションおよび技術変化に伴う社会変化シナリオを含めて明らかにすることを目的としている。平成22年度は技術的変化と社会的変化の相互関係を明らかにすることの第1歩として、シミュレーションを中心とした研究をおこなった。1.技術や社会の変化に関する情報収集とモデル化1990年から2005年までの民生家庭部門エネルギー消費の推移を明らかにするため、世帯類型別世帯数、住宅熱性能、家電機器の保有状況などの変遷を家電メーカーへのヒアリング等を含めて調査した。その結果をシミュレーションの入力として我が国の地域別エネルギー消費の変化を推計し、そこからこの15年間のエネルギー消費に与える各種要因(人口・世帯や機器普及など社会的要因を含む)の影響を明らかにするとともに、エネルギー消費機器別の地域エネルギー消費における寄与率を明らかにすることで、今後社会変化と技術変化の関係を分析する基礎とした。また、近畿圏全体における交通も含めたエネルギー最終需要モデルを作成し、住まい方と一人あたりエネルギー消費の関係を定量的に示した。2.日本の住宅・業務建築の歴史的変遷のレビュー住宅に関しては、住宅地に着目し、郊外住宅地・住宅の現状と変遷について別途実施したアンケートなどで情報収集をおこなった。業務建築に関しては、業務建築設備データベースの分析、商業建築のエネルギー消費量データの分析を通じて、時間的な技術や商態など社会的要因の変化がエネルギー消費に与える影響について検討した。技術的変化と社会的変化の相互関係の理論に関して、社会システムの変化に関するSystem innovation and transitionに関する研究を行っているオランダのDr. Derk Loorbachを訪問し、Energy Transitionに関する会議をおこない、日本のエネルギーシステムに関する変化をMulti-level perspectiveというモデルを使用して整理した。また、イギリスCambridge大学Energy Efficient Cities Initiativeにおいて蓄積されたイギリスのエネルギーシステムに関する関連情報収集なども併せて実施した。業務用エネルギー消費に関して、エネルギー供給システムと建物内需要側システムを協調させて省エネルギー効果を最大化するための社会システム・ビジネスモデルの検討、京阪神地区における都市・地域の住まい方の差によるエネルギー消費の差異の評価法の開発、家庭用エネルギー機器の消費者選好とエネルギー消費に及ぼす影響の追加的検討、国の民生部門低炭素化ロードマップに関わる資料収集などを実施した。原発事故以来エネルギーシステムに関する社会の関心が大きく変化しており、また関連する法制度が流動的な状況ではあるが、これら幅広い社会条件や技術改善の状況を評価しうるようなモデルの枠組み・ラインナップは徐々に整いつつあると考えている。今後、特に需要側のエネルギーシステム転換に関する都市政策、技術、省エネルギー法や低炭素まちづくり法など近年改正・新設された法制度等との関係について、開発したモデルを援用しながら評価を深めていきたいと考えている。本研究では家庭部門、業務部門のエネルギー需要を形成している要素を建築仕様、建築設備およびエネルギー消費機器の仕様、所有、構成、居住者・建物利用者の行動に分類し、それらの要素がエネルギー需要に及ぼす影響を定量的に分析するとともに、エネルギー需要が決定される構造を再現するエネルギー需要推計モデルを開発し、関西電力管内に適用した。開発したモデルを用いて、各種省エネルギー技術、分散型発電技術が普及することによって生じるエネルギー需要の変化を推計した。また、これらの技術の普及によって生じうる電力系統側での変化を調査し、定量的にその評価を行なった。これらは家庭部門、業務部門、電力系統に関連するエネルギーシステムの構成要素がエネルギーシステムの性能に及ぼす影響を明らかにするものである。これに加えて、家庭部門、業務部門の技術的変化、電力系統における歴史的変遷を調査し、オランダにおいて開発されたMulti-level Perspectiveを用いて技術的変化と社会的変化の関係性を整理した。また、実際の都市におけるエネルギーマネジメント手法を整理し、ヨーロッパの環境先進街区の調査等を実施して景観などコ・ベネフィットにも配慮した都市エネルギーマネジメントのあり方をとりまとめ、出版準備中である。これらの知見に基づいて、より望ましい技術的変化を生じさせるマネジメント策を大阪府茨木市地球温暖化対策実行計画に対して提案し、その内容が採択された。本計画の特徴は、地球温暖化の中期目標として、温室効果ガスの削減目標だけでなく、長期的な大幅削減に繋がる社会的変化が生じることを「プロセス目標」として設定している点である。本実行計画に基づいて運営されているプラットホームに参画し、プロセス目標の達成に向けて「2050年大幅削減に繋がる取組の萌芽」の創出に向けた活動を行なった。福島原発事故以来エネルギーシステムに関する社会の関心が大きく変化しており、また二酸化炭素の排出目標が原子力発電所の長期目標に応じて変化したり、関連する法制度が現在整備されている状況であるが、これら幅広い社会条件や技術改善の状況を評価しうるようなモデルの枠組み・ラインナップは徐々に整いつつあると考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。

特に需要側のエネルギーシステム転換に関する都市政策、技術、省エネルギー法や低炭素まちづくり法など近年改正・新設された法制度等との関係について、開発したモデルを援用しながら評価を深め、これらの成果を総合して具体的な低炭素まちづくり・エネルギーシステム転換の方針を広く公表していきたいと考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。
微粒子共振器による光電場閉じ込めを利用した新しい有機非線形光学材料の開発

ポリシラン等の共役高分子材料が示す光カー効果を利用すれば、光論理素子などの光デバイスを作製することが可能であるが、デバイス化するためには、まだその3次の非線形感受率が23桁不足している。これらの有機非線形光学材料において、大きな非線形光学効果を得るためには分子が感じる実効的な光電場を大きくすることが一つの有効な手法となる。本研究は、ポリシラン等の三次の非線形光学効果を示す共役高分子をドープした高分子微粒子を用いて微粒子の固有モードによる光電場の閉じ込めによる光電場の増強を行い、大きな3次の非線形光学効果を発現する新しい有機非線形光学材料を開発することを目的としている。平成7年度はポリメチルフェニルシランおよびポリジ-n-ヘキシルシランをドープしたポリメタクリル酸メチル(PMMA)高分子微粒子にロ-ダミンBを加え、そのレーザー発振現象を観測することにより三次の非線形光学効果について検討を加えた。それぞれのポリシラン誘導体をドープしたPMMA微粒子のレーザー発振は532nmのポンプレーザー(fwhm=30ps)高強度が0.25J/pulse/cm^2程度から観測され、620640mmの波長領域に発振ピークが出現した。ポンプ高強度を1.0J/pulse/cm^2まで増大させると発光強度は非線形的に増大したが、発振ピークの間隔は変化しなかった。三次の非線形光学効果が誘起されれば発振ピーク間隔が広がると考えられるが、ポリシランのドープ量が低いため、その効果が現れなかったものと考えられる。現在ポリシラン誘導体によって球形微粒子を作製することに成功しており、これら微粒子を用いて同様の検討を行う予定である。
近代日本における<望郷>の精神史研究

近代日本における<望郷>の心情をあとづけ、その意味をさぐる本研究の作業は、大きく分けて、二つの山をかたちづくることとなった。ひとつは、昭和30年代を中心とするいわゆる高度経済成長期の動向をめぐって。そしてもうひとつは、近代化を振り返る余裕も生まれた明治末期の動向をめぐって。前者については、おもに社会史・精神史的方法からのアプローチを試みた。当時の流行歌やアマチュアの書き手による手記・投書文などを素材とし、社会背景、経済事情、農業政策などを具体的なデータにもとづき復元し、総体としての高度成長期の様相を明らかにせんとした。その成果の一部は、『望郷歌謡曲考-高度成長の谷間で-』(NTT出版、平9.3)として公刊した。後者については、これとは逆に、もっぱら<振り返る>という行為の仕組みが科学的に明らかにされ、かつそれが表現手段を獲得するまでの過程を探ることに終始した。具体的には、心理学や哲学の分野で試みられた「過去」や「回想」のメカニズムの追求をめぐる諸事情を明らかにし、かつ、そうして得られた「過去」がどのようにして文章や小説のなかで表現可能となっていったかを探ろうとした。この時期、多くの小説で、「過去」の表現をめぐって構成上文体上のさまざまな試行錯誤があったことがわかるのである。平成七年度は、流行歌を重点的に考察した。購入した『戦前・戦後歌謡曲全集』(昭329の範囲を収録)、『歌謡曲黄金時代』(昭2744の範囲を収録)の2セットと、すでに持っている『昭和の歌511』、放送局の知人を通じて入手したテープなどを基礎資料として、歌詞、曲の分析を進めた。現在、注目しているのは、節目としての昭和39年前後の時期である。社会動向としては、東京オリンピックに向けての都市開発・整備が一段落し、都会では人余りの現象も出始め、当然、帰郷傾向、望郷志向も表面化してくる。流行歌の世界でもそれに連動する動きが見られるのである。しかもそこには、音楽をめぐる環境の変化(プレイヤー等の機器の技術革新、ディスクジョッキー等の活発化、ビ-トルズ等に代表されるグローバルな音楽流行の流入)という要因が重なってもくる。こうした多面的・多層的変化の総体を見失わぬよう、目下、追跡中ではあるものの、いまだ書斎での研究・考察のレベルを十分に脱しきれているとはいえない。音楽資料収集一つとってみても、市販のCD全集類だけでは十分でなく、といっていわゆる芸能マスコミの世界に助力を求めていくと、今度はジャーナリスティックな仕事とどこで一線を画するのか、という難問にも突き当たる。資料収集についで分析においても、力不足を痛感させられている。いわゆる文学・文化研究者に必要とされる能力以上の、あるいは別種のそれが要求されているからだ。特に音楽の技術的分析は、研究補助者の助力にある程度は期待できるとしても、消化・吸収がすでに容易ではないという事情がある。ただ総合的に自己評価すれば、以上の問題点はあるにしても、少なくとも机上レベルでは、前述のごとく問題の所在は次第に明らかになりつつあると総括してよい。平成八年度は、二方面に研究を進めた。ひとつは、科研費によって購入した『戦前・戦後歌謡曲大全集』(昭329の範囲を収録)、『歌謡曲黄金時代』(昭2744の範囲を収録)の2セットと、すでに持っている『昭和の歌511』、放送局の知人を通じて入手したテープなどを基礎資料として流行歌の分析を進めた平成七年度の成果を、まとめること。もうひとつは、対象時期を近代全体にまで拡げつつ、<望郷>という情念の追究・解明にとどまることなく、<望郷>を基底から支えているにちがいない<回想><追憶>という行為の仕組みの解明にまで踏み込むこと。前者については、『望郷歌謡曲考』という本を近日中にNTT出版より刊行する予定であり、これでひとまず終止符を打つこととする。後者については、回想や追憶という行為の科学的究明を推進した心理学の発展史を再評価することで、それらの営みが明治時代の末期以降次第に浸透してくる過程を解明できるのではないかと目論んでいるが、本格的な取り組みは次年度を期したい。

二方面への研究の展開をはかった平成八年度の成果をうけて、今年度は、対象時期を近代全体にまで拡げつつ、〈望郷〉という情念の追究・解明に加えて、〈望郷〉の表現を基底から支える〈回想〉〈追憶〉という行為の仕組みの解明を試みた。すなわち、帰郷傾向、望郷志向が表面化する高度成長期の歌詞・曲の分析と時代状況の考察とを通じて、〈望郷〉情念のゆくえを追う作業は、平成九年三月に出版した『望郷歌謡曲考-高度成長の谷間で-』(NTT出版)で一段落したので、次は、考察範囲を近代全体にまで広げて、主に文学作品を対象に、〈回想〉〈追憶〉現象とその仕組みとを、明治後半という懐古的な時代状況、心理学の成果に後押しされた表現方法、の両面から検討した。郷土文学、追懐小説、幼年期ものといった明治四十年代の文学動向が対象となるが、心理学の後押しに関してはほぼ作業を終えたので、今後は、この研究の成果をさらに推し進めるべく、一種のローラー作戦でさまざまな小説類を視野に入れつつ、時代的特徴、心理学の貢献が広範に見られることを立証してゆきたい。
ダブルラムダハイパー核の中間子的及び非中間子的弱崩壊

ダブルラムダハイパー核の中間子的及び非中間子的弱崩壊について崩壊機構と崩壊幅及び崩壊励起スペクトラムに関する研究を行った。1.ダブルラムダハイパー核の非中間子的崩壊には核子関与の弱崩壊過程とハイペロン関与の弱崩壊過程の2つがある。前者はシングルラムダハイパー核にも共通に見られる。我々は核子関与のΛN→NN弱崩壊相互作用として主要項と考えられているΛN間に1πが交換してNNとなる過程の他に、2πが相関してσ(2π/σ)或いはρ(2π/ρ)となって交換される過程が重要であることを示した。更にΓ_n/Γ_p比を理解する上でKメソン交換による相互作用を導入した。1π,2π/ρ,2π/σ,1ω及び1K交換によるメソン交換相互作用はシングルラムダハイパー核の崩壊幅及びΓ_n/Γ_p比のデータを良く説明することが出来る。2.上のK交換を含むメソン交換相互作用モデルをダブルラムダハイパー核^6_<ΛΛ>Heに適用し、核子関与の非中間子的崩壊幅を計算した。値は^5_ΛHeの崩壊幅の2倍より小さい値となった。これはΛΛ間のクラスター的構造を反映している。3.ダブルラムダハイパー核に特有なハイペロン関与のΛΛ→nΛ及びΛΛ→PΣ^-,nΣ^0過程の崩壊相互作用ポテンシャルをメソン交換に基づいて導出した。ΛΛ→nΛには2π/σ,1ω及び1Kが寄与し、ΛΛ→NΣには1π,2π/ρ及び1Kが寄与する。これを^6_<ΛΛ>Heと^<10>_<ΛΛ>Beに適用して崩壊幅を計算し、その特徴を分析した。崩壊幅は^6_<ΛΛ>He(^<10>_<ΛΛ>Be)で自由Λ粒子の崩壊幅の約5%(3%)であり将来実験で測定される可能性がある。4.ダブルラムダハイパー核^6_<ΛΛ>Heと^<10>_<ΛΛ>Beのπ中間子崩壊のパイオンスペクトラムと崩壊幅を再検討した。^<10>_<ΛΛ>Beのπ^-及びπ^0崩壊励起スペクトラムを新たに計算し、スピンノンフリップ項で遷移する準位が特徴的に強く励起されシャープなピークを作ることを示した。ダブルラムダハイパー核の探索実験や崩壊娘核のスピン決定に応用できる。ダブルラムダハイパー核に特有な弱崩壊過程ΛΛ→nΛおよびΛΛ→pΣ^-,nΣ^0を中心に以下の研究をおこなった。1.ハイペロン関与のΛΛ弱崩壊相互作用ポテンシャルを中間子交換モデルで導出した。ΛΛ→nΛ過程に対しては(1)2πが相関してσ(シグマメソン)となって交換する過程(2)1ω(オメガメソン)が交換する過程(3)2πが弱過程によりK^0に変換して交換する過程、の3つを考えファイマンダイヤグラムを相対論的に計算しポテンシャルを導いた。また、ΛΛ→pΣ^-,nΣ^0過程に対しては(1)1πが交換する過程(2)2πが相関してρ(ローメソン)となって交換する過程、の2つを考え弱崩壊相互作用ポテンシャルを導出した。2._<ΛΛ>^6Heおよび_<ΛΛ>^<10>Be核の構造としてΛやΛΛの結合エネルギーが説明できる波動関数をクラスター模型で計算し、1.のポテンシャルを用いてハイペロン関与の非中間子的崩壊幅を計算した。理論での崩壊幅は_<ΛΛ>^6Heの場合で自由Λ粒子の崩壊幅の約5%で_<ΛΛ>^<10>Beの場合約3%である。ハイペロン関与の弱崩壊ではΛΛ→nΛ主要な過程であり計算での崩壊幅の値と出てくるΛが大きな運動量をもつことからこの崩壊過程は実験で測定可能であろう。3.ダブルラムダハイパー核_<ΛΛ>^6Heにおける核子関与の弱崩壊過程ΛP→npおよびΛn→nnの崩壊幅を相関した2π及びω,K^0交換ポテンシャルで計算し_<Λ>^5Heの値のほぼ2倍となることを示した。4.π中間子崩壊過程については共同研究者の元場教授と以前の計算の改良を検討している。

2.上のK交換を含むメソン交換相互作用モデルをダブルラムダハイパー核^6_<ΛΛ>Heに適用し、核子関与の非中間子的崩壊幅を計算した。値は^5_ΛHeの崩壊幅の2倍より小さい値となった。これはΛΛ間のクラスター的構造を反映している。3.ダブルラムダハイパー核に特有なハイペロン関与のΛΛ→nΛ及びΛΛ→PΣ^-,nΣ^0過程の崩壊相互作用ポテンシャルをメソン交換に基づいて導出した。ΛΛ→nΛには2π/σ,1ω及び1Kが寄与し、ΛΛ→NΣには1π,2π/ρ及び1Kが寄与する。これを^6_<ΛΛ>Heと^<10>_<ΛΛ>Beに適用して崩壊幅を計算し、その特徴を分析した。崩壊幅は^6_<ΛΛ>He(^<10>_<ΛΛ>Be)で自由Λ粒子の崩壊幅の約5%(3%)であり将来実験で測定される可能性がある。4.ダブルラムダハイパー核^6_<ΛΛ>Heと^<10>_<ΛΛ>Beのπ中間子崩壊のパイオンスペクトラムと崩壊幅を再検討した。^<10>_<ΛΛ>Beのπ^-及びπ^0崩壊励起スペクトラムを新たに計算し、スピンノンフリップ項で遷移する準位が特徴的に強く励起されシャープなピークを作ることを示した。ダブルラムダハイパー核の探索実験や崩壊娘核のスピン決定に応用できる。ダブルラムダハイパー核の非中間子的及び中間子的弱崩壊について以下の研究を行った。1.シングルラムダハイパー核の核子関与の弱崩壊過程において、Γ_n/Γ_p比を理解する上でKメソン交換弱崩壊相互作用が重要であることが示されてきた。このことからダブルラムダハイパー核におけるハイペロン関与の弱崩壊過程においてもKメソン交換を取り入れたポテンシャルを導出し、その特徴を分析した。ΛΛ→nΛ崩壊過程では2π/σ交換とK交換ポテンシャルは加算的に寄与し、一方、ΛΛ→NΣ崩壊過程では、π交換とK交換ポテンシャルは主要項で逆符号となることが示された。このことは弱崩壊幅の大きさを理解する上で重要である。3.K^0が弱過程で2πとなり交換する過程と1K交換過程による弱崩壊相互作用ポテンシャルの関係を調べた。4._<ΛΛ>^6He及び_<ΛΛ>^<10>Beのπ中間子崩壊のパイオンスペクトラム及び崩壊幅を再検討した。_<ΛΛ>^<10>Beのπ^-及びπ^0スペクトラムを計算し、スピンノンフリップ項で遷移する準位が特徴的に強く励起されシャープなピークを作ることが示された。
糖原病III型の遺伝子診断の確立および変異と酵素活性/臨床症状の相関の検討

糖原病III型(GSDIII)はグリコーゲン脱分枝酵素(AGL)の遺伝的欠損症で、臓器に異常グリコーゲンが沈着し、多彩な臨床症状を呈する代謝疾患である。私達はGSDIII型患者を解析し、日本人のAGL変異について分子遺伝学的な検索を行なっている。本研究では9家系から10個の異なる遺伝子変異を同定した。1.9家系10人のGSDIII患者を対象に、AGL遺伝子の塩基配列をdirect sequencingにより決定した。その結果、ナンセンス変異1(L124X)、塩基欠失3(587delC,2399delC,4216-4217delAG)、塩基挿入1(2072-2073insA)、スプライシング変異3(IVS14+1G>T,IVS29-1G>C,IVS33+5G>A)、ミスセンス変異1(G1448R)、塩基重複1(4735-4736insTAT)の計10個の遺伝子変異を同定した。このうちIVS14+1G>T(私達が1996年に報告した変異と同一)以外は、すべて今まで報告のない新奇な変異であった。2.北アフリカのユダヤ人患者の大多数は共通の遺伝子変異(一塩基欠失)を持つという報告があるが、対照的に日本人患者のAGL遺伝子変異は多様であることが本研究で明らかになった。3.ヒト、ウサギ、酵母などの異なる種におけるAGLcDNAをホモロジー検索すると、蛋白のC末端にグリコーゲン結合部位が想定された。GSDIII型患者から、同部位にミスセンス変異(G1448R)および塩基重複によるチロシン残基の挿入(Y1445-1446ins)を同定したことはこの仮説を支持する所見であった。今年度はIIIa型患者の遺伝子解析を行ない、グリコーゲン結合部位にミスセンス変異(G1448R)を同定した。1.この患者は45才の女性で、肝臓と筋肉のAGL活性が欠損しておりIIIa型と診断されていた。両親はいとこである血族結婚の家系である。この患者の肝組織からAGLcDNAを調製し、AGL塩基配列に特異的なシークエンスプライマーを用いて、direct sequencingにより塩基配列を決定した。その結果、エクソン26に含まれる3737番目の塩基のG→C変異と、エクソン33に含まれる4742番目の塩基のG→C変異の二つの変異を同定した。これは共にグリシンをアルギニンに置換するミスセンス変異であった(G1115R,G1448R)。制限酵素多型を利用して健常人を対象にこの二つの点変異をスクリーニングすると、健常人にG1115Rのホモ接合体が見つかったことからG1115Rはpolymorphismであることが判明した。一方、G1448Rは患者以外には見つからず、この変異がAGL活性を失わせる原因であると考えられた。患者はG1448Rのホモ接合体であった。2.ヒト、ウサギ、酵母などの異なる種におけるAGLcDNAをホモロジー検索すると、蛋白のC末端にグリコーゲン結合部位が想定された。本研究で同部位にG1448R変異を同定したことはこの仮説を支持する所見であった。糖原病III型(GSDIII)はグリコーゲン脱

分枝酵素(AGL)の遺伝的欠損症で、臓器に異常グリコーゲンが沈着し、多彩な臨床症状を呈する代謝疾患である。私達はGSDIII型患者を解析し、日本人のAGL変異について分子遺伝学的な検索を行なっている。今年度はIIIa型患者の遺伝子解析を続けて、8家系から9つの異なる遺伝子変異を同定した。2.北アフリカのユダヤ人患者の大多数は共通の遺伝子変異(一塩基欠失)を持つという報告があるが、対照的に日本人患者のAGL遺伝子変異は多様であることが本研究で明らかになった。3.ヒト、ウサギ、酵母などの異なる種におけるAGLcDNAをホモロジー検索すると、蛋白のC末端にグリコーゲン結合部位が想定された。塩基重複(4735-4736insTAT)を同定したGSDIII型患者では、チロシン残基が挿入(Y1445-1446ins)されるため、グリコ-ゲン結合部位の高次構造が変化して酵素作用が障害されると考えられる。
新聞小説と挿絵の相関性解明を基盤とする大正昭和期の文化融合に関する総合的研究

1挿絵画家小村雪岱が手がけた新聞連載小説挿絵のリスト化及び全体像把握2小説本文と挿絵の関係性の調査・考察3単行本の装幀における問題点の抽出4共同研究会の開催以上を本年度中に行った。1:雪岱が挿絵を提供した新聞連載小説は、現在その存在が確認できているものをすべてリストアップし、挿絵の複写・スキャンを行った上で、挿絵の特徴や傾向のグループ化に向けて検討を行った。地方新聞のマイクロフィルムを閲覧する過程で、従来指摘のなかった新しい作品も一点見つけることができた。2:雪岱が多く挿絵を提供した邦枝完二の小説を中心に、小説本文と挿絵の関係性について多角的な側面から調査・考察を行った。「八代目団十郎」(昭和8年)には、他作品にも共通する雪岱挿絵の特徴的構図、素材が見られ、同じ場面を連続した数枚の挿絵で表現する動画的手法も見いだすことができた。これは挿絵が小説との関係のみならず、芝居や映画といった同時代メディアとの関連も念頭に置きつつ作画されたことを示していると考えられる。また同作が新聞連載終了後、同じ新聞社系の雑誌に連載が引き継がれた際にも雪岱が挿絵を担当しており、新聞から雑誌への発表媒体の移行による、挿絵と本文の関係性の変化についても考察を行った。更に、同作の単行本化の際には雪岱が装幀を担当し、また単行本の宣伝広告にも雪岱挿絵が使われていることから、その存在が書籍の購買層に向けて少なからぬ影響力を持つことも確認した。3雪岱が装幀を担当した単行本を可能な限り入手・閲覧し、小説作品との関連において雪岱がいかなる意識を以て装幀を行ったのかを調査・考察した。4新聞小説に関する共同研究会を、2018年9月14日および2019年3月21日に開催し、研究発表と参加者同士による意見交換を行った。雪岱が挿絵を手がけ、その存在が確認されていない新聞連載小説は、新たな発見もあったが、地方新聞を中心にまだ複数残っている可能性があるため、地方新聞のマイクロフィルム閲覧を継続して行う。新規に作品が発見された場合も、従来の挿絵パターンに新しいものを追加することで、これまで考察を行ってきた挿絵の作画パターンを大きく改める必要はないと考える。また、挿絵の位置づけや本文との関係性のあり方は小説ごとに異なったものであるため、個々の新聞連載小説を取り上げ、小説本文と挿絵の関係性を連載一回毎に精査してきた。その過程において、同時代における雪岱挿絵が、小説との関わりにとどまるのみならず、芝居・映画・美術といった隣接諸分野との接点となり得ていることを、多方面から指摘することができた。これらの点を明らかにしたことで一定の研究成果を提示することはできたと考えており、引き続き個々の作品において挿絵と本文の関係性の新しい側面を指摘できるよう、調査・考察を継続する。更に、新聞連載という形態だけではなく、その小説が単行本化される際の装幀のあり方も視野に入れ、雪岱が装幀を担当した作品を中心に調査・考察を行った。基本的に、当初の研究計画に沿った形で研究を進めてゆく。雪岱の挿絵を結節点とする文学・美術・演劇(映画)などの異分野融合のあり方については、現時点で一定の研究成果を得ることができたと考えるが、具体的な考察に至らない作品もまだ残っているため、今後は可能な限り多くの作品において、挿絵と小説本文の関係性を検討するように努めてゆく。また、雪岱が手がけた小説・戯曲の単行本装幀についても調査を進める。従来雪岱の装幀本としては泉鏡花や邦枝完二のものが有名であるが、それ以外の所謂大衆小説作家の単行本についても今後広く目を通してゆく必要がある。例えば長谷川伸『母親人形』の装幀では明らかに舞台装置を意識した構図が使われており、挿絵と小説本文の関わり以外の要素にも雪岱の舞台への意識が看取され、今後更に詳しく調査を行う必要があると考える。更に、雪岱以外の挿絵画家への言及として、木村荘八の仕事の調査・考察も行う。今年度に行った信州大学所蔵の石井鶴三宛て書簡の調査を通じて、木村荘八の未発表書簡が多く存在することが明らかとなり、その中には挿絵に関する見解を具体的に述べたものも含まれていることがわかった。荘八は挿絵のみならず、画家としても舞台装置家としても雪岱と同時代に活躍した人物である。雪岱の仕事を相対化しその特徴をより明確にするために、また同時代の文学・美術・演劇の関わりについて広く考察を行うために、研究対象として不可欠な人物であると考えている。大正末から昭和初期にかけて小村雪岱が挿絵を手がけた新聞連載小説本文と挿絵の関わりを、その作画の方法論を中心に調査・考察した。演劇的手法の摂取は雪岱挿絵の重要な要素であり、その背景には雪岱の舞台装置家としての一面や同時代の演劇状況が関連しているとの観点から、諸資料を参照しつつ上演年次に添って雪岱の舞台装置の仕事をリストアップし、上演年月・演劇の外題・上演劇場等を一覧表としてまとめる作業を行なった。当時の舞台写真は残存数が少なく、具体的にどのような絵を雪岱が描いたのか判明しない場合もあったが、同時代資料が比較的多く保管されている「一本刀土俵入」の舞台をモデルケースとして長谷川伸の小説

本文と雪岱の舞台装置の関連を考察し、口頭発表を行ない、一定の成果を得た。今後更に内容を吟味し、研究論文としてまとめる予定である。また、所謂「雪岱調」の画風確立の過程で重要な転機である新聞小説挿絵の二作目にあたる「綾衣絵巻」の小説本文と挿絵の関連性を調査し、その作画意識や方法論の一端を明らかにした。特筆すべきは、挿絵の制作過程において雪岱が「絵巻」なるものへの関心を強く示していたことを具体的に明らかにできたことである。先行の絵巻作品からの摂取と思われる挿絵もあり、これが雪岱挿絵の典型パターンの一つであることも改めて確認できた。絵巻への傾倒については、雪岱の師松岡映丘主宰「新興大和絵会」との関連も指摘でき、今後は広く同時代における絵巻への関心も背景として視野に入れつつ、雪岱の作画意識を更に掘り下げていく必要があると考える。更に、雪岱以外の挿絵画家へのアプローチとして、特に木村荘八の仕事に着目するべきとの方針を立てた。木村が手がけた新聞連載小説本文と挿絵の関わりを中心に、木村の未発表書簡の調査や演劇との関連を調査・検討し、大正期から昭和初期にかけての、文学・美術・演劇の結節点のモデルを提示してゆく。雪岱が手がけた新聞連載小説は、現在把握している二十作品に加えて地方紙に掲載された作品も存在していることが最近判明した。地方紙の調査は従来未着手であり、今後は未発見の作品をリストアップする作業が優先となるが、未入手の作品があっても、雪岱の小説挿絵の作画バターンの抽出・分類については、当面は個々の小説ごとに検討することが可能であるため、計画に大きな支障はないと考える。新聞小説本文と挿絵の関連性については、村松梢風作「綾衣絵巻」をモデルケースとして、挿絵画家と小説家の親交、挿絵の作画意識、本文と挿絵の必然的関わりなど、雪岱挿絵の特徴の体系化につながる要素を何点か明らかにした。また、挿絵作成に係る舞台装置家としての視点に関しては、「一本刀土俵入」をモデルケースとして、雪岱が長谷川伸の原作戯曲の肝要をいかに舞台上で効果的に引き出すかに執心しているか、具体的な工夫について言及した。挿絵に反映されている舞台装置家としての視点を検討する上で有効な成果が得られた。次年度以降も引き続き個々の作品単位で雪岱の作画意識を様々な視点から検討する作業を続けていく。舞台装置家としての仕事のリストアップについても、現在或る程度まとまった一覧が出来つつあるが、引き続き他の資料にも目を通し作業を継続する予定である。1挿絵画家小村雪岱が手がけた新聞連載小説挿絵のリスト化及び全体像把握2小説本文と挿絵の関係性の調査・考察3単行本の装幀における問題点の抽出4共同研究会の開催以上を本年度中に行った。1:雪岱が挿絵を提供した新聞連載小説は、現在その存在が確認できているものをすべてリストアップし、挿絵の複写・スキャンを行った上で、挿絵の特徴や傾向のグループ化に向けて検討を行った。地方新聞のマイクロフィルムを閲覧する過程で、従来指摘のなかった新しい作品も一点見つけることができた。2:雪岱が多く挿絵を提供した邦枝完二の小説を中心に、小説本文と挿絵の関係性について多角的な側面から調査・考察を行った。「八代目団十郎」(昭和8年)には、他作品にも共通する雪岱挿絵の特徴的構図、素材が見られ、同じ場面を連続した数枚の挿絵で表現する動画的手法も見いだすことができた。これは挿絵が小説との関係のみならず、芝居や映画といった同時代メディアとの関連も念頭に置きつつ作画されたことを示していると考えられる。
生体膜保護作用を利用した革新的炎症抑制デバイスの開発

今年度はトレハロースによる炎症抑制作用の応用に関して、in vivoモデルを用いてトレハロースによる炎症疾患の抑制効果を検証した。クモ膜下出血後に生じる遅延性脳血管攣縮は、脳血管及び周囲組織中で血液に曝露されたことによって生じる炎症反応が重要な役割を果たしていると考えられている。脳血管攣縮に対するトレハロースの効果を検証するため、ウサギ脳槽内に自家動脈血を注入し、ウサギクモ膜下出血モデルを作製した。臨床条件を再現するために、血液を注入して3時間の後にトレハロースを脳槽内に投与した。コントロールとして生理食塩水を投与した条件では、脳底動脈周辺に血液が大量に付着し血管攣縮が起きていたが、トレハロースを投与した場合には血液付着は見られず、血管攣縮の発生も抑制されていた。トレハロースの構造異性体であるマルトースでは、トレハロースよりも血管攣縮抑制効果は低かった。さらに、ラット大腿動脈血管攣縮モデルにおいて、常に血液が存在する状態でもトレハロースは血管攣縮を抑制することが示された。口腔細胞を用いてトレハロースが乾燥による細胞死を抑制するかを解析したところ、生理食塩水を用いた条件と比較して細胞死は有意に抑制された。抗炎症抑制作用を有するNSAIDsには、胃潰瘍を誘発するという副作用が存在する。トレハロースとNSAIDの分子間結合品を作製し、ラットNSAID誘発性胃潰瘍モデルに投与した。トレハロースと相互作用しているNSAIDでは有意に胃潰瘍が抑制されることが明らかとなった。今年度は、トレハロースによる炎症抑制作用に関して細胞モデルを用いて分子機序を解明し、トレハロースの生体膜保護作用に基づく炎症抑制効果を検証した。細胞を赤血球溶血液によって処理すると、アラキドン酸カスケードが活性化する。この結果は、溶血液中に含まれるヘモグロビンもしくは鉄から生じるフリーラジカルが細胞質膜を過酸化し、炎症反応が活性化されるためであると考えられる。トレハロースは、この溶血液刺激によるアラキドン酸カスケードの活性化を抑制する。トレハロースの効果に関して検証を行った。トレハロースの赤血球の溶血に対する効果、フリーラジカルを消去する効果に関して、それぞれElectron spin resonance(スピントラップ法)などを用いて検討を行ったが、トレハロースの特異的な抑制効果は観察されなかった。一方で、溶血液刺激後の過酸化脂質の生成を定量したところ、トレハロースによる有意な抑制効果が見られた。この結果は、トレハロースによって細胞膜が保護されたことにより、脂質の過酸化が抑制されたため、アラキドン酸カスケードが抑制されたことを示唆している。さらに溶血液刺激に対するトレハロースの効果として、各種炎症性サイトカイン(TNF-α,IL-6,IL-1α,IL-1β)、iNOS(Inducible nitric oxide synthase)やCOX2(cyclooxygenase2)といった炎症メディエーターの合成も抑制されることを明らかにした。溶血液刺激だけでなく、他の炎症性刺激に関してもトレハロースが抑制効果をもつかを検誕したところ、過酸化水素添加時のアラキドン酸カスケードの活性化、乾燥時における細胞死の抑制及びアラキドン酸カスケードの活性化をトレハロースは有意に搾制することを見出した。
肺癌の組織診断および悪性度予測の為の人工知能（深層学習）システムの確立

本研究は、肺癌の3次元CT画像データから病理組織診断の予測や病理学的浸潤成分による悪性度予測を行う為の人工知能システムを基礎工学部と共同で開発し、また、その画像学的診断能を放射線科医の診断能と比較・検討することで、放射線科医の為の画像診断補助システムの構築に役立て、それらの技術発展を目指すことである。1. CT画像データの抽出当施設における2008年度から2013年度までの肺癌手術症例のうち、肺腺癌の術後診断がついた症例の術前CTを見直し、90症例の0.625mm厚CT画像のDICOMデータを抽出することに成功した。過剰適合を防ぐ為にも、他施設データでの妥当性試験を行えるように、広島大学放射線科および国立がんセンターにも協力をお願いし、各施設の倫理委員会の承諾後に肺腺癌の診断がついた術前CT画像を各々108例、101例収集するすることに成功した。尚、当院での超高精細CTデータについては、症例を蓄積中である。2.人工知能の学習データの準備と人工知能の構築画像データの使用が可能であった285例のCT画像データから肺癌原発巣のみを3次元データとして抽出した。人工知能に関しては、VGG-16、DenseNet-121を用いて2次元畳込みニューラルネットワーク(2D-CNN)を構築した。3D-CNNに関しては、2層の畳み込み層(CL)とマックスプーリング層(ML)を交互に配置した単純なタイプ(3D-CNNa)と6層のCLとMLを交互に配置し、batch normalizationとresidual connectionを組み込んだ複雑なタイプ(3D-CNNb)を構築した。出力層では2 nodes [非浸潤性腺癌、浸潤性腺癌(IVA)]もしくは3 nodes[上皮内癌(AIS),微少浸潤性腺癌(MIA),浸潤性腺癌(IVA)]の分類を行い、各々の結果の診断能を解析した。CT画像データの抽出であるが、対象とする肺腺癌の画像のDICOMデータを抽出することができた。更に、他施設の画像データの抽出も行え、本研究の目的の一つともいえる人工知能の汎化性の検証にも役立てることができていると判断する。ただ、現時点では、肺腺癌の浸潤成分のみの評価に焦点を当てており、血管浸潤、リンパ管浸潤、胸膜浸潤などに対する人工知能の評価はできていない為、今後進めて行く予定とする。人工知能の構築に関しても、当初、予定してた3D-CNNaのみに止まらず、より複雑な3D-CNNbの構築にも成功した点、また、比較対象としての2D-CNNの構築にも成功した点は、当初の計画以上の進捗と判断する。また、現時点で構築した人工知能を用いて、285症例(75例AIS、58例MIA、152例IVA)に対する2D-CNNと3DーCNNの診断性能を統計的に比較・検討済みである。以上より、本研究は、ほぼ順調に進行中と判断する。1.人工知能の性能向上および追加解析の為のデータ収集昨年に引き続き、超高精細CTの画像データの収集も行い、現在、構築した人工知能の性能向上に役立てることができるかを検討する予定である。また、平成30年度は、浸潤成分を主体とした肺腺癌の病理組織分類のみに焦点を当てて、研究を推進してきたが、今後は可能な限り病理学的血管浸潤、リンパ管浸潤、胸膜浸潤、胸壁浸潤、心膜浸潤の有無についても教師データの構築を行っていきたいと考えている。2.人工知能の診断過程の解析人工知能の病理組織分類に関する診断能を検討できたが、その診断過程はブラックボックスである。今後の課題の一つとして、人工知能が肺腺癌の病理組織分類を行う上で、どこに着目して診断結果を出したのかを解明したいと考えている。診断過程を少しでも解明できれば、人工知能の診断結果の妥当性について少しでも理解が深まる可能性があると考える。Gradient-Weighted Class Activation Maps (Grad-CAMs)は、深層学習システムの着目部位を視覚化できる方法の一つであり、人工知能の着目部位をカラーマップで表記することができる。人工知能の着目部位を実際のCT画像と対比することで、その特徴量を抽出できる可能性がある。

人工知能に関しては、VGG-16、DenseNet-121を用いて2次元畳込みニューラルネットワーク(2D-CNN)を構築した。3D-CNNに関しては、2層の畳み込み層(CL)とマックスプーリング層(ML)を交互に配置した単純なタイプ(3D-CNNa)と6層のCLとMLを交互に配置し、batch normalizationとresidual connectionを組み込んだ複雑なタイプ(3D-CNNb)を構築した。出力層では2 nodes [非浸潤性腺癌、浸潤性腺癌(IVA)]もしくは3 nodes[上皮内癌(AIS),微少浸潤性腺癌(MIA),浸潤性腺癌(IVA)]の分類を行い、各々の結果の診断能を解析した。CT画像データの抽出であるが、対象とする肺腺癌の画像のDICOMデータを抽出することができた。更に、他施設の画像データの抽出も行え、本研究の目的の一つともいえる人工知能の汎化性の検証にも役立てることができていると判断する。ただ、現時点では、肺腺癌の浸潤成分のみの評価に焦点を当てており、血管浸潤、リンパ管浸潤、胸膜浸潤などに対する人工知能の評価はできていない為、今後進めて行く予定とする。人工知能の構築に関しても、当初、予定してた3D-CNNaのみに止まらず、より複雑な3D-CNNbの構築にも成功した点、また、比較対象としての2D-CNNの構築にも成功した点は、当初の計画以上の進捗と判断する。また、現時点で構築した人工知能を用いて、285症例(75例AIS、58例MIA、152例IVA)に対する2D-CNNと3DーCNNの診断性能を統計的に比較・検討済みである。以上より、本研究は、ほぼ順調に進行中と判断する。1.人工知能の性能向上および追加解析の為のデータ収集昨年に引き続き、超高精細CTの画像データの収集も行い、現在、構築した人工知能の性能向上に役立てることができるかを検討する予定である。また、平成30年度は、浸潤成分を主体とした肺腺癌の病理組織分類のみに焦点を当てて、研究を推進してきたが、今後は可能な限り病理学的血管浸潤、リンパ管浸潤、胸膜浸潤、胸壁浸潤、心膜浸潤の有無についても教師データの構築を行っていきたいと考えている。2.人工知能の診断過程の解析人工知能の病理組織分類に関する診断能を検討できたが、その診断過程はブラックボックスである。今後の課題の一つとして、人工知能が肺腺癌の病理組織分類を行う上で、どこに着目して診断結果を出したのかを解明したいと考えている。診断過程を少しでも解明できれば、人工知能の診断結果の妥当性について少しでも理解が深まる可能性があると考える。Gradient-Weighted Class Activation Maps (Grad-CAMs)は、深層学習システムの着目部位を視覚化できる方法の一つであり、人工知能の着目部位をカラーマップで表記することができる。人工知能の着目部位を実際のCT画像と対比することで、その特徴量を抽出できる可能性がある。平成30年度は、人工知能構築とデータ解析に重きを置いた為、経費をほぼ物品費に割り当て、人工知能構築用のコンピューターソフトウェア、医用画像統計解析ソフトウェアの購入に計上した。本研究の成果の一部は、招待講演などにて紹介したが、本研究の詳細な成果を、平成31年度の国内学会や国際学会にて発表する予定としており、繰り越し金に関しては今年度の出張費に計上する予定である。
パーキンソン病原因遺伝子産物ＰＩＮＫ１とＰａｒｋｉｎの構造基盤の確立

PINK1とParkinはパーキンソン病の原因遺伝子産物である。細胞内では膜電位の低下した不良ミトコンドリアを分解することが報告されている。この過程でPINK1はユビキチンとParkinのユビキチン様ドメイン(UBLドメイン)をリン酸化する。近年、複数の研究グループが自己阻害型Parkinの立体構造とリン酸化ユビキチン結合型Parkinの立体構造を明らかにしている。本研究では未だに報告のないPINK1の立体構造解析に焦点を当てて制御機構や基質の選択性を明らかにするために研究を行った。初年度に不均一なリン酸化状態のPINK1から主要なリン酸化部位を同定し、均一なサンプルを得られる発現・精製系を構築した。その発現・精製系を用いることでPINK1の結晶化に成功した。X線結晶構造解析の結果、ATP非加水分解性アナログ結合型PINK1の構造が明らかとなった。PINK1のATP認識機構が明らかになると同時に、C末端側に位置するPINK1独自の構造も明らかにできた。PINK1の構造を基にして生化学的解析と細胞生物学的解析を行うことでPINK1のユビキチン認識に重要な残基を検証した。また、部位特異的架橋法によりユビキチン側のPINK1結合部位も明らかにした。PINK1のcatalytic grooveの幅は直線状の基質を認識するキナーゼより広く、立体構造を認識するキナーゼに近い特徴があった。さらにPINK1とユビキチンの相互作用面は対照的な表面電荷を有していた。これらはPINK1の基質の選択性に影響を与えていると考えられる。一方で、ミトコンドリアには脱ユビキチン化酵素USP30が存在していることが知られており、USP30がParkinによるユビキチン化の逆反応を行うことが示唆されている。USP30の構造を基にした変異体解析を培養細胞を用いて行い、主にK63鎖及びK6鎖の変化を観察した。29年度が最終年度であるため、記入しない。パーキンソン病は高齢者の羅患率が高い疾患である。PINK1とParkinは遺伝性パーキンソン病の原因遺伝子であり、パーキンソン病の原因を理解するためにも両者の機能と制御機構を明らかにすることが望まれている。PINK1はミトコンドリア局在型セリン・スレオニンキナーゼであり、Parkinはユビキチンリガーゼである。2008年にParkinがミトコンドリア膜電位の低下した不良ミトコンドリアに局在することが報告された。その後、PINK1は正常なミトコンドリアではPARLなどのミトコンドリア局在型プロテアーゼによって限定分解を受ける一方で、ミトコンドリア膜電位低下に伴って初めて安定的にミトコンドリアに局在できることが明らかとなった。その際に、2分子のPINK1がミトコンドリアタンパク質輸送体(TOM複合体)と相互作用していると同時に自己リン酸化に依存する活性化を受けることが明らかとなった。PINK1の基質は単量体ユビキチンや鎖状ユビキチンとParkin (Ublドメイン)である。リン酸化ユビキチンはParkinの活性化因子として働くと同時にParkinをミトコンドリア上に局在させるレセプターとしても働く。不良ミトコンドリアに局在したParkinはそのミトコンドリアをユビキチン化し、それが引き金となってより多くのParkinをリクルートすることができるようになる正のフィードバックが働くことが示されている。このような不良ミトコンドリア処理機構を細胞生物学的手法と生化学的手法によって明らかにされてきたものの、これら制御機構や基質の選択性を原子レベル解析した知見は乏しい。2013年に国外の複数の研究グループは自己阻害型Parkinの立体構造を明らかにし、続けて、活性中間体の立体構造も明らかにしている。本研究では未だに報告のないPINK1の立体構造解析に焦点を当てて研究を行っている。PINK1はミトコンドリア型タンパク質リン酸化酵素であり、ユビキチン(Ub)とParkinのユビキチン様(Ubl)ドメインの65番目のセリン残基を選択的にリン酸化する。また、細胞内におけるPINK1の酵素活性は自己リン酸化によって制御されている。先行研究により、コクヌストモドキPINK1 (TcPINK1)が大腸菌で良好に発現して、酵素活性を持つことが示されているので、研究対象としてヒトPINK1とTcPINK1を用いた。実際に大腸菌で発現を行うとヒトPINK1は分解産物が多かったが、TcPINK1は十分な量を得ることができた。しかし、TcPINK1は多くのセリン・スレオニン残基が偶発的かつ不規則に自己リン酸化されており、均一なリン酸化状態のサンプルを得ることが困難であった。そのため、まず触媒残基であるアスパラギン酸残基をアラニン残基に置換した不活性化変異体を作製したが、不安定で沈殿する傾向があり、結晶化に適する濃度まで濃縮できなかった。次に疑似リン酸化型のTcPINK1の作成を行った。先行研究を基に、主要なリン酸化部位に変異を導入したが、依然としてリン酸化状態にあり、別のリン酸化部位の存在が示唆された。LC-MS/MS解析点変異体解析から、ある1ヶ所に変異を導入することでこれまでよりも均一なサンプルを調製することができた。それでも尚、PINK1は微量の自己リン酸化されていた。

そこで、全てのセリン・スレオニン残基をグルタミン酸に置換した変異体を作成した。この変異体は安定かつ均一な状態であった。今年度の研究で、リン酸化部位を同定し、陰イオン交換カラムクロマトグラフィー、ゲル濾過クロマトグラフィーのピークも良好なサンプルを精製できるようになった。2種類の基質分子と各々のS65A変異体も作製しているので、現在、結晶化スクリーニングを開始している。PINK1とParkinは遺伝性パーキンソン病の原因遺伝子であるが、両者の機能と制御機構は完全には解明されていない。ミトコンドリア局在型セリン・スレオニンキナーゼであるPINK1とユビキチンリガーゼであるParkinは、協調して膜電位の低下した不良ミトコンドリアを分解することが報告されている。PINK1は正常なミトコンドリアに輸送された場合、ミトコンドリア内膜プロテアーゼとプロテアソームによって切断と分解を受ける。一方で、ミトコンドリア膜電位の低下はミトコンドリア内膜の輸送システムの低下を引き起こし、PINK1の外膜蓄積を促進する。その際に、二分子のPINK1がミトコンドリアタンパク質輸送体(TOM複合体)と結合し、PINK1は自己リン酸化を引き起こす。自己リン酸化によって活性化されたPINK1は単量体ユビキチンや鎖状ユビキチン及びParkin (Ublドメイン)を基質として認識する。リン酸化されたユビキチンはParkinの活性化因子として働くと同時にParkinをミトコンドリア上に局在させるレセプターとしても働く。一方で、ParkinのUblドメインのリン酸化はUblドメインの解離を引き起こし、活性型Parkinへの転換を容易にする。不良ミトコンドリア上のParkinは様々なミトコンドリアタンパク質をユビキチン化し、それが正のフィードバックとなり不良ミトコンドリアの処理が加速される。このような不良ミトコンドリア処理機構は細胞生物学的手法と生化学的手法によって明らかにされてきた。近年では国外の複数の研究グループが自己阻害型Parkinの立体構造とリン酸化ユビキチン結合型Parkinの立体構造も明らかにし、原子レベルの解析に移りつつある。本研究では未だに報告のないPINK1の立体構造解析に焦点を当てて制御機構や基質の選択性を明らかにするために研究を行っている。ミトコンドリア型のタンパク質リン酸化酵素であるPINK1はユビキチンとParkinのユビキチン様ドメインの65番目のセリン残基を選択的にリン酸化する。また、細胞内におけるPINK1のタンパク質リン酸化酵素活性は自己リン酸化によって制御されている。初年度の研究でコクヌストモドキPINK1 (TcPINK1)が大腸菌で良好に発現し、酵素活性を持つことを確認したが、偶発的かつ不規則に複数ヶ所の自己リン酸化が引き起こっていた。それを解消するためにリン酸化部位の同定と脱リン酸化処理を行うことで均質なPINK1タンパク質を得ることができた。そのPINK1とATP非加水分解アナログを混ぜてから結晶化スクリーニングを行うと、3条件からTcPINK1を含む結晶を得ることができた。さらに結晶化条件の最適化を行い測定に耐えうる結晶の作成に成功し、Spring-8で回折像を得ることができた。しかし、分子置換法では構造を決定することができなかったのでセレノメチオニン置換体の作成をした。
発生過程における成体型筋タンパク質アイソフォーム発現制御のメカニズム

当初の目標14のうち13はほぼ達成された。4は成体型アイソフォームのクローニングであるが、他研究室よりクローニングの報告がなされ予定変更となった。以下に13の項目について要点を記する。1.変態の前後で蛋白泳動パターンを比較した結果、変態期に新たに出現する筋アイソフォーム(成体型アイソフォーム)と変態期に消失するアイソフォーム(幼生型アイソフォーム)の存在が数多く確認された。さらに詳しく解析する為、特にトロポミオシン(TM)とミオシン重鎖(MHC)に着目した。TMは、変態前では、alpha型のみであったが、変態後はalphaに加えてbeta型が出現した。MHCは、変態前の幼生型アイソフォームから変態後は成体型アイソフォームへと切り換わった。2.アフリカツメガエル筋細胞培養系確立の為、24°Cにて筋芽細胞培養を試みたところ約34週間の培養期間の後に横紋構造を有する筋繊維が形成された。培養日数の短縮とクローン培養化が今後の課題として残った。3.特異的抗体を用い成体型アイソフォーム発現の部域特異性と開始時期をイムノブロット及び免疫組織学的に詳しく調べたところ胴・尾・肢の3つの部域間で、成体型遺伝子の発現開始時期に違いがみられた。またさらに背筋の成体型への変換は体軸に沿って前方から後方へと進み勾配があることが明きらかとなり、変態期の遺伝子発現に勾配の概念が初めて導入された。またつぎに成体型筋アイソフォームの発見にホルモンが関与するかどうかを調べる為、個体にホルモンを与えて筋アイソフォーム発現への影響を調べたところ、成体型MHCの発現は甲状腺ホルモン(T_3)により背筋及び肢筋において誘導されたが尾筋では誘導されなかった。このようにT_3作用もまた体の部域毎に違っていることが判明した。