Detection of Iron Emission Line from the Galaxy Cluster Including the Radio Galaxy 3C220.1 at z=0.62

We have detected an emission line feature at 4 keV in the X-ray emission from a sky region including the distant radio galaxy 3C220.1(z=0.62) obtained with ASCA. The line energy is 6.1 - 7.0 keV (90% confidence) in the rest frame of 3C220.1. Within the present statistics, the observed spectra are consistent with two different models: a non-thermal model consisting of a power-law continuum plus a 6.4 keV iron emission line, and a Raymond-Smith thin-thermal emission model of kT ~6 keV with a metal abundance of ~0.5 solar. However, because of the large (~ 500 eV) equivalent width of the line, a significant fraction of the X-ray emission is likely to arise from the hot intracluster gas associated with the galaxy cluster that includes 3C220.1. The spectral parameters of the thermal emission are consistent with the luminosity-temperature relation of nearby clusters.Comment: 15 pages, 5 ps figures, accepted for publication in the Astrophysical Journa

Membrane perturbing factor in reticulocyte lysate, which is transiently activated by proteases

AbstractProteases have been used to examine the topology of proteins on various membranes. We reexamined the conditions of protease treatment for rough microsomal membranes and found that proteinase K degraded the lumenal proteins in the presence of reticulocyte lysate. The lysate treated with either heat or N-ethylmaleimide no longer promoted the degradation. The reticulocyte dependent degradation was also observed with papain, trypsin, and elastase. This activity was transiently generated by treating reticulocyte lysate short-term with trypsin. We thus concluded that a membrane perturbing factor(s) must exist in reticulocyte which is transiently activated by protease treatment

ヒトゲノム情報に基づく系統的メチル化解析によるがん関連インプリント遺伝子の検索

金沢大学がん進展制御研究所1)ヒト21番染色体配列情報から一定基準に基づいてin silicoで抽出した全CpGアイランド(CGI)149個について、新規に開発したHpaII-McrBC PCR法を駆使して、正常人末梢血由来DNAでのアレル別メチル化状態を検討した。その結果、70%のCGIはメチル化を受けていなかったが、意外なことに20%ものCGIが両アレルともにメチル化されていることが判明した。更に7つのCGIは片側アレルのみがメチル化をされていた。これらのうち3つのCGIに関しては、SNP情報と家系を利用した解析が可能であった。2つのCGIは母性アレルがメチル化を受けていたが、残るひとつは由来する親の性にはよらない、つまり非インプリンティング型の片アレルメチル化、という新しいタイプを示すことが判明した。ヒト21番染色体と相同なマウス16番染色体領域やチンパンジー22番染色体の解析にも着手し、これらのメチル化の持つ意味を探っている。2)メチル化CGIを認識してこれにトランスに作用する因子をin vivoのクロマチン状態で解析・検索する目的で、出芽酵母内で特定の配列をメチル化する実験系を構築した。具体的には、LexAオペレータを介してLexA融合蛋白質として発現させた細菌由来de novo CpGメチレースM.SssIを標的配列近傍にリクルートして、そのメチル化を行わせることを試みた。その結果、この方法で標的配列をメチル化し得ることが示された。更に、これと1ハイブリッドシステムを組み合わせた系で、メチル化標的配列とメチルDNA結合蛋白質との相互作用を検出することに成功した。これはin vivoのクロマチン状態でのメチル化DNAとメチル化DNA結合蛋白質の相互作用を解析した最初の例である。現在、この系を用いた新規結合蛋白質の検索を進めている。研究課題/領域番号:14026015, 研究期間(年度):2002出典：「ヒトゲノム情報に基づく系統的メチル化解析によるがん関連インプリント遺伝子の検索」研究成果報告書　課題番号14026015（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-14026015/)を加工して作

ゲノム的アプローチによるがん関連遺伝子としてのインプリント遺伝子の探索

金沢大学がん進展制御研究所どちらか一方の親から受け取ったコピーしか発現しないインプリント遺伝子の多くは細胞の増殖分化に密接な関連を持ち、発がんとの関連にも注目がされているが,その系統的単離が難しく、がんとインブリンティングとの関連を探る研究はまだ大きく立ち遅れている。そこで、ゲノム的アプローチによってインプリント遺伝子の組織的単離を行い、この方面の研究発展の基盤を整備することを目的として、ヒトゲノムドラフトシークエンス(21番染色体)より情報科学的手法で抽出したCpGアイランド(CPI)のメチル化状態を新たに考案したHpall/McrBC-PCR法で検討した.対象とした全140配列中、21個が完全メチル化、10個が部分メチル化(PM)であり、残りはメチル化されていないことが分かった。また10個のPMのうち2個については、多型を利用してアレル特異的にメチル化されていることを証明し、うち一つは母親由来のアレルのみが選択的にメチル化されていることを明らかにした.現在、近傍遺伝子のアレル別発現状況を検討している。また、我々が以前同定した新規インプリント遺伝子Impactの解析から、特徴的反復構造を持つCpGアイランドのインプリンティングにおける重要性が明らかになった。この配列を材料として、トランスの因子を酵母1ハイブリッド法で探索する日的で、酵母細胞内において標的配列をメチル化された状態に維持する方法を確立した。現在、この酵母株に対して、様々なライブラリーをトランスフオームし、スクリーニングを重ねている段階である。研究課題/領域番号:13214039, 研究期間(年度):2001出典：「ゲノム的アプローチによるがん関連遺伝子としてのインプリント遺伝子の探索」研究成果報告書　課題番号13214039（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-13214039/)を加工して作

構造生物学研究へのゲノムリソース活用促進技術の開発

金沢大学がん進展制御研究所ゲノム解析計画によってもたらされた様々なリソースはバイオサイエンスの進展を支える貴重なインフラストラクチュアと位置付けることが出来る。これらのゲノムリソースと構造生物学的研究を橋渡しするような効率的基盤技術の開発が重要になるとの認識の下に今年度は以下の2つの技術の開発と拡張改良に取り組んできた。(1)完全長cDNAクローンからORFをPCR増幅に晒すことなく任意の発現ベクターに移すORFリトリーバル技術長鎖cDNAを用いた発現ベクターの構築は労力と時間を要する工程である。ORFのみをcDNAクローンから取り出すにはPCRによる増幅が避けられず、それが長い断片であるが故に変異が入り易いという困難を抱えている。そこで、我々は酵母の相同組み換え能を利用してdonorプラスミドからORFを全くPCR増幅に晒すことなくacceptorベクターにトランスファーする「ORFリトリーバル法」の確立を行った。結果として5kbp以上のDNA断片をミューテーションフリーでベクターに組み込む事に成功した。(2)部分タンパク質ライブラリーを用いた2ハイブリッドフットプリント法による相互作用領域の同定我々は前年度の本特定領域における研究でランダムに作製した部分タンパク質ライブラリーから目的に合致したものを選択するという逆転の発想に基づく相互作用マッピング法である「2ハイブリッドフットブリント法」とそれを可能にするdeletionby recombinationDBR)法による部分タンパク質ライブラリー作製法とを開発した。この成果に基づき本年度はこれを更に至適化し、マッピングの精度を上げる事を目指し、実用化レベルまで漕ぎ着けた。現在、出芽酵母網羅的相互作用解析データに対しての応用を検討している。研究課題/領域番号:13014207, 研究期間(年度):2001出典：「構造生物学研究へのゲノムリソース活用促進技術の開発」研究成果報告書　課題番号13014207（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-13014207/)を加工して作

ポリユビキチン化基質蛋白質の網羅的同定

東京大学 / 金沢大学蛋白質のユビキチン化は、プロテアソームによる分解や、エンドサイトーシスなどの様々な生命現象を調節する重要な翻訳後修飾の一つである。従来のユビキチン化基質の同定は場当たり的で、サイクリンなどの一部の蛋白質群に集中していたが、近年、出芽酵母を用いた網羅的基質同定の結果が海外の研究グループより報告され、プロテオミクス解析へとそのフィールドを移した感がある。そこで、我々も、以前から開発してきたユビキチン化基質蛋白質の網羅的検出システムの独自性をアピールするとともに、その基質プロファイリングへの応用を試みた。昨年度に引き続き、ポリユビキチン化蛋白質を優先的に濃縮できる「パラレルタグ(PAP)法」の改良・応用を行ってきた。PAP法とは我々が独自に考案した方法で、それぞれが異なるタグで標識されたユビキチンを同時に発現させてポリユビキンチン鎖に2種類のタグを取り込ませ、次にそれぞれのタグに対するアフィニティ精製を連続して行うシステムである。これにより、ポリユビキチン化蛋白質を選択的、高純度に精製する事が可能となる。実際に、PAP法で得られたサンプルをLC/MS/MSで解析したところ、既知のものを含め130種以上の基質蛋白質候補が同定された。そこでそのうち新規のものに個別に検討を加えたところ、約80%程度においてユビキチン化が確認され、中には刺激によるユビキチン化の程度に変動が認められたものもあった。また、基質プロファイリングへの第一歩として、F-box蛋白質:MET30p過剰発現下での基質蛋白質:MET4pのPAP法による濃縮状況を調べたところ、MET30p依存的なユビキチン化MET4p収量の増減を認め、網羅的プロファイリングへの応用が可能であると判断した。研究課題/領域番号:15790148, 研究期間(年度):2003 – 2004出典：「ポリユビキチン化基質蛋白質の網羅的同定」研究成果報告書　課題番号15790148（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-15790148/)を加工して作

X-ray Study of Seventy-nine Distant Clusters of Galaxies: Discovery of Two Classes of Cluster Size

We have performed a uniform analysis of 79 clusters of galaxies with the ROSAT HRI and ASCA to study the X-ray structure and evolution of clusters in the redshift range 0.1 < z < 1. We determined the average X-ray temperatures and the bolometric luminosities with ASCA and the spatial distributions of the X-ray brightness with the ROSAT HRI by utilizing the isothermal beta-model. We do not find any significant redshift dependence in the X-ray parameters including the temperature, beta-model parameters, and the central electron density. Among the parameters, the core radius shows the largest cluster-to-cluster dispersions. We discovered that the histogram of the core radius shows two peaks at 60 and 220 kpc. If we divide the cluster samples into two subgroups corresponding to the two peaks in the core radius distribution, they show differences in the X-ray and optical morphologies and in the X-ray luminosity temperature relation. From these observational results, we suggest that the clusters are divided into at least two subgroups according to the core radius.Comment: 12 pages, 3 figures. Accepted for publication in ApJ Letter

Effect of Edge-Preserving Adaptive Image Filter on Low-Contrast Detectability in CT Systems: Application of ROC Analysis

Objective. For the multislice CT (MSCT) systems with a larger number of detector rows, it is essential to employ dose-reduction techniques. As reported in previous studies, edge-preserving adaptive image filters, which selectively eliminate only the noise elements that are increased when the radiation dose is reduced without affecting the sharpness of images, have been developed. In the present study, we employed receiver operating characteristic (ROC) analysis to assess the effects of the quantum denoising system (QDS), which is an edge-preserving adaptive filter that we have developed, on low-contrast resolution, and to evaluate to what degree the radiation dose can be reduced while maintaining acceptable low-contrast resolution. Materials and Methods. The low-contrast phantoms (Catphan 412) were scanned at various tube current settings, and ROC analysis was then performed for the groups of images obtained with/without the use of QDS at each tube current to determine whether or not a target could be identified. The tube current settings for which the area under the ROC curve (Az value) was approximately 0.7 were determined for both groups of images with/without the use of QDS. Then, the radiation dose reduction ratio when QDS was used was calculated by converting the determined tube current to the radiation dose. Results. The use of the QDS edge-preserving adaptive image filter allowed the radiation dose to be reduced by up to 38%. Conclusion. The QDS was found to be useful for reducing the radiation dose without affecting the low-contrast resolution in MSCT studies

L_X-T Relation and Related Properties of Galaxy Clusters

An observational approach is presented to constrain the global structure and evolution of the intracluster medium based on the ROSAT and ASCA distant cluster sample. From statistical analysis of the gas density profile and the connection to the LX-T relation under the beta-model, the scaled gas profile is nearly universal for the outer region and the LX(>0.2r500) is tightly related to the temperature through T^3 rather than T^2. On the other hand, a large density scatter exists in the core region and there is clearly a deviation from the self-similar scaling for clusters with a small core size. A direct link between the core size and the radiative cooling timescale suggest that t_cool is a parameter to control the gas structure and the appearance of small cores in regular clusters may be much connected with the thermal evolution. We derive the luminosity-ambient temperature (T') relation, assuming the universal temperature profile to find the dispersion around the relation significantly decreases: L_1keV is almost constant for a wide range of t_cool. We further examined the LX-Tbeta and LX-T'beta relations and showed a trend that merging clusters segregate from the regular clusters on the planes. A good correlation between t_cool and the X-ray morphology on the L_1keV-t_cool/t_age plane leads us to define three phases according to the different level of cooling, and draw a phenomenological picture: after a cluster collapses and t_cool falls below t_age, the core cools radiatively with quasi-hydrostatic balancing in the gravitational potential, and the central density gradually becomes higher to evolve from an outer-core-dominant cluster to inner-core-dominant cluster.Comment: 39 pages, 37 figures. Accepted for publication in ApJ. Version with high-quality color figures at http://cosmic.riken.jp/ota/publications/index.htm