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普遍結合の自在変換に基づく機能性分子創製法の革新

普遍結合としての炭素-水素結合の活性化と切断を伴う直接的有機分子変換のための高性能触媒の開発を目指し、ロジウム錯体及びパラジウム錯体の配位子検討を行った。その結果シクロペンタジエン系配位子やリン系配位子の修飾を行うことによって、触媒活性の向上や反応基質適用範囲の拡張に成功した。また安価な銅やニッケルの触媒としての利用も検討し、これらの金属ではじめて可能となるカップリング反応も開発した。開発した触媒系を用い、適切な官能基をもつ芳香族化合物やヘテロ芳香族化合物のアルケンやアルキンとのカップリング反応により様々な電子共役化合物の合成を行い、半導体特性や固体発光特性を示す新規化合物を創出した。近年、様々な機能性分子材料や生理活性物質の合成と相まって、効率のよい新しい結合形成反応の開発が、ますます重要な研究課題となっている。本研究では、有機化合物中に普遍的に存在する炭素ー水素結合および炭素ー炭素結合を選択的に活性化し、それらを切断することによって高度な分子変換を可能とする触媒系の開発を行うとともに、環境調和性の高い効率的な機能性分子の創成法を開拓することを目的としている。交付申請書に記した様に、まずパラジウム、ロジウム、ルテニウムを中心金属とする一連の錯体触媒を調製または系中発生させた。ついで、これらの触媒存在下、種々の官能基を有する芳香族基質およびアルケン、アルキン類を用い、触媒反応を検討した。その結果、かさ高いリン配位子を持つパラジウム触媒が、炭素ー水素結合ならびに窒素ー水素結合切断を含む縮環反応を効率的に促進することを見出した。この反応により、発光材料の創成において活用が期待されるフェナンスリジン誘導体を容易に調製できることを明らかにした。また、芳香族配位子をもつルテニウム触媒が、安息香酸アミド類のアルキンとの反応による直接的オルト位ビニル化に有効であることを見出した。さらに、ジエン系配位子を持つロジウム錯体が、ジアリールアミンの酸化的環化に有効であり、生成物として有機エレクトロニクス材料分野で重要な骨格であるフルオレン誘導体を高収率で与えることが明らかとなった。一方で、安価で単純な銅塩を用いるインドールとアゾールのような複素環同士の脱水素クロスカップリング反応の開発にも成功した。この反応は、生理活性化合物の合成ツールとして有用である。平成25年度は、前年度までの成果を基に、に、有効性を見出したパラジウム、ロジウム、およびルテニウム錯体触媒を用いた炭素結合形成反応を中心に検討を行った。その結果、パラジウム触媒をインドール-3-酢酸類の2位選択的直接アリール化に適用できることが分かった。この反応は製薬分野での活用が期待される。また、昨年度見出したルテニウム触媒を用いた安息香酸アミド類の反応の展開として、基質適用範囲の拡張を検討した結果、含窒素複素環基や含リン官能基を持つ基質のアルキンとの反応によるビニル化が行えることを見出した。後者の反応は、リン配位子の修飾に有効に活用できる。ロジウム触媒を用いた反応として、チオフェンカルボン酸やフランカルボン酸のような複素環カルボン酸のアルケンによる酸化的直接ビニル化反応を開発することに成功した。この反応では、従来の報告例とは異なり脱炭酸や脱ハロゲン化を併発しないため、カルボキシル基やブロモ基を他の官能基に変換し、多様な誘導体へ変換することができる。一方で、安価で単純な銅塩を用いる反応として、安息香酸アミド類とアゾールのような複素環との脱水素クロスカップリング反応の開発を行った。アミド官能基のアミン源としてアミノキノリンが効果的に反応における選択的炭素ー水素結合切断を促進することが明らかとなった。この反応では、アゾール化合物としてオキサゾール類、チアゾール類、イミダゾール類のいずれも用いることができ、2位で選択的にカップリング受けた生成物を高収率で得ることができた。平成26年度は、まず第二周期遷移金属のパラジウムおよびロジウムを中心金属とする一連の錯体触媒を調製または系中発生させ、これらの触媒存在下、種々の官能基を有する芳香族基質上でのカップリング反応を検討した。その結果、かさ高いリン配位子を持つパラジウム触媒が、脱炭酸を伴うアリール化やビニル化に加え、分子内直接環化反応に有効であることを見出した。これらの方法を用い、半導体特性を示す高度縮環ベンゾチオフェン類の合成法を確立した。さらにパラジウム触媒を用いた芳香族複素環の直接ベンジル化法を見出した。ロジウム触媒を用いる反応では、無修飾のアミノ基やホスフィンスルフィドおよびジチアンのような含窒素および硫黄配向基とする芳香族基質と、アルケンやアルキンとの新しい直接カップリング法を開発した。

第三周期のイリジウムを用いることで脱カルボニル化を伴う酸塩化物とアルキンとの環化カップリングによるフェナントレン類の効率的構築法を開発した。一方で、安価で単純な第一周期遷移金属である銅のカルボキシラート塩を用いる新規反応も検討し、分子内脱水素環化によるカルバゾール類やアクリジン類の合成法を見出した。これらの反応は、生理活性化合物や発光材料の合成ツールとして有用であると考えられる。当初計画した第二周期遷移金属錯体触媒の調製を行った。また、これらを用いた炭素結合形成反応を検討し、パラジウムおよびロジウム錯体触媒を用いる触媒反応をそれぞれ開発した。さらに、第三周期のイリジウム触媒を用いる新たなカップリング反応を開発するとともにその反応機構を明らかにした。一方で、安価な第一周期の銅塩を用いる分子内脱水素反応による含窒素複素環化合物の新規合成法を開発した。近年、様々な機能性分子材料や生理活性物質の合成と相まって、効率のよい新しい結合形成反応の開発が、ますます重要な研究課題となっている。本研究では、有機化合物中に普遍的に存在する炭素ー水素結合および炭素ー炭素結合を選択的に活性化し、それらを切断することによって高度な分子変換を可能とする触媒系の開発を行うとともに、環境調和性の高い効率的な機能性分子の創成法を開拓することを目的としている。交付申請書に記したように、平成27年度は、はじめに第二周期遷移金属のパラジウムおよびロジウムを中心金属とする一連の錯体触媒を調製または系中発生させ、これらの触媒存在下、種々の官能基を有する芳香族基質上でのカップリング反応を検討した。パラジウム触媒と酸化剤を組み合わせた分子内脱水素反応による縮環チオフェン誘導体の効率的構築法を見出した。また前年度見出したパラジウム触媒脱炭酸反応を伴う縮環法により、関連する高度縮環チオフェン誘導体を合成した。それらの物性評価において、高いホール輸送能を示す新規化合物を見出した。ロジウム触媒を用いる反応では、スルホンやチオアミドを配向性官能基とする芳香族基質とアルケンとの直接カップリング反応を開発した。一方で、ルテニウムを用いた直接的ー炭素酸素結合形成反応も開発した。第三周期のイリジウムを用いた反応では、脱水素環化によるカルバソール合成法を開発した。さらに、安価で単純な第一周期遷移金属である銅のカルボキシラート塩を用いる新規反応も検討し、分子内脱水素環化によるインドリンやインドリノン類の合成法を開発した。この新手法は、医薬な農薬等の生理活性化合物の開発研究において有効に活用できると考えられる。また、これらを用いた炭素結合形成反応を検討し、パラジウム触媒では、直接的環化反応により優れた半導体特性を示す縮環チオフェン化合物を創製した。またロジウム触媒では、含硫黄官能基をもつ芳香族基質とアルケンとの反応を開発した。第三周期のイリジウムや第一周期の銅を触媒とした脱水素環化による含窒素複素環合成法を開発した。交付申請書に記したように、平成28年度は、これまでの研究結果を踏まえ、第二周期の遷移元素を中心金属とする一連の錯体触媒を調製または系中発生させ、これらの触媒存在下、いくつかの官能基を有する芳香族基質上でのカップリング反応を検討した。
胃がん幹細胞マーカーの同定とそれを利用した解析用マウスモデルの作出

Runx3^<-/->胃上皮の前がん病変、およびそこから出現した胃がん細胞を観察した結果、以下の事実が判明した。1.Runx3^<-/->胃上皮腺底部の細胞では、本来胃上皮には発現のない腸上皮分化におけるマスターレギュレーター、Cdx2の発現が観察される。そして腸上皮マーカー、Muc2が発現し、腸型表現型が観察される。2.化学発がん剤(MNU)を投与したRunx3遺伝子欠損マウス(MNU-Runx3^<-/->)に発達した浸潤性の胃がんも、Cdx2-Muc2陽性の腸型表現型を示す。3.Runx3^<-/->胃上皮腺底部の細胞、およびMNU投与Runx3遺伝子欠損マウス(MNU-Runx3^<-/->)の浸潤性の胃がん細胞では、c-MycやCD44を発現し、Wntのがん化シグナルが亢進している。4.Cdx2のプロモーターにはTcfs結合部位が存在し、Wntの活性化によりβ-catenin/Tcfs依存的にCdx2の発現が誘導される。6.Runx3^<-/->胃上皮細胞は、ヌードマウス皮下において造腫瘍性を有するが、その造腫瘍性は、異所的に発現が亢進したCdx2には依存しない。7.Runx3^<-/->胃上皮細胞の造腫瘍性は、Wntのがん化シグナルに依存する。これらの解析結果を総合すると、Runx3の不活性化による前がん病変の出現とそこからの胃がん発がん過程には、Runx3の不活性化によって惹起されるWntのがん化シグナルが関与しており、その過程でCdx2の発現が誘導され、胃上皮細胞に腸型化がもたらされるものと結論づけられた。さらに,胃がん患者から同定されたRUNX3の点変異体RUNX3(R122C)は、β-catenin/TCFsと相互作用できず、Wntのがん化シグナルを抑制できない変異体であることが判明した。この変異体の存在は、この系におけるRUNX3の機能の重要性を明確に物語っている。
無限次元代数群とリー環の構造の研究、および語・記号列への応用

階数2の双曲型カッツ・ムーディ群に対し、その交換関係式が自明な場合に、構造解明が残されていたが、ある種の無限体上で考えることにより、群として中心上単純であることが明らかになった。すなわち、2次の双曲型カルタン行列には、マイナス1が現れないと仮定し、体として有限体の代数閉包を選ぶと、群の単純性が導かれる。また、局所アフィン・リー代数の分類を完成させた。さらに、最も簡単なオートマトンと数の階層との間に基本的な関係が存在することを示した。本申請課題は3つの柱からなる。1つ目は、無限体上の無限次元カッツ・ムーディ群の構造を解明することである。これに関しては、本年度中に、大きな進展があった。ある種の無限体上で考えると、階数2の双曲型カッツ・ムーディ群が中心を法として単純群となることが証明できた。具体的には、非対角成分が、マイナス2以下、および非対角成分の積が5以上の、2×2一般型カルタン行列に対応するカッツ・ムーディ群を、有限体の代数閉包の上で考えたとき、その群が中心を法として、単純群となることが示された。すなわち、新しい単純群を発見することが出来た。2つ目は、局所拡大アフィン・リー環とそれに付随する群の構造を解明することである。これに関しては、局所アフィン・リー環の分類、とくにderivation partの分類が完全に完成したことが、今年度の大きな成果である。カルタン部分環が無限次元のときにも分類が完成したことは、今までにない新たな研究成果である。3つ目は、語と配列の構造と不変量を代数群・リー環・双代数の理論の応用として解明することである。これも、本年度の研究により、オートマトンと数の階層構造との間に、必要十分の関係が存在するという事実を発見する事が出来た。基本的なオートマトンと、語の配列と、数の階層構造(自然数、整数、有理数、実数)が、組み合わせ的な不変量を通じて、深く関係することが解明された。今までにない、非常にオリジナリティのある成果である。いずれも、平成24年5月から8月にかけての、ドイツ・フランスを主体とした国際共同研究、およびその海外滞在期間中に、本科研費の(部分的)支援を受けて、大きく進展したものである。また、サンクトペテルブルク(ロシア)やトロント(カナダ)に於ける国際学会で、あるいは国内の研究集会等で、発表・討論したり、レビューを受けたりして、研究のより一層の発展がなされた。本研究課題の最終年であり、研究の一層の発展を図るとともに、課題の成果をまとめる研究を実施した。カッツ・ムーディ群の構造の解明が進み、とくに単純性に関して大きな成果が得られた。それを国際学術雑誌Cadad. Math. Bull.において発表した。すでにwebでは公開されており、現時点で冊子体に関しては印刷・出版に向けた作業中である。内容は、最も難しく残されていた階数2双曲型の場合に、有限標数の代数的無限体上で考えると、ルート部分群で生成される群は中心上で単純群であることが見いだされた。これは非常に大きな発見で、より多くのカッツ・ムーディ群の単純性が解明できる可能性がでてきたことになる。さらに次なる飛躍に繋がる研究成果である。局所拡大アフィン・リー代数の研究では、局所アフィン・リー代数の分類理論完成を発表するべく、研究成果の最後の検証を行い、研究成果の更なる改良と、研究手法の一層の精妙化がなされた。また、局所アフィン・リー代数の同型問題への理論を発展させ、分類問題を理想的に解決すべく基本原理を開発した。これら研究成果は然るべき国際学術雑誌において近々発表する予定である。既にpreprintはweb上にて公表済みである。準周期構造への代数学による貢献の研究では、様々なパターンを解析し、その隠された代数的背景を抽出し、表現論を経由して導かれる不変量に対して、カテゴリー的な研究を一層推し進めた。一連の研究成果の中で、「オートマトン」と「数の階層」の関係に関する基本原理を明解な手法で明らかにし、国際学術雑誌Proc. Math. Stat.において発表した。無限次元代数群とリー環の研究を行った。代数群の研究においては、カッツ・ムーディ群の構造に関して既存理論の検証、問題の明確化、情報収集などを行った。特に、リヨン大学を訪問し、レミ教授と研究連絡を行い、研究を始動させた。カッツ・ムーディ代数のボレル部分代数とその根基代数の自己同型に関して、カッツ・ムーディ群との関係を解明して、研究発表を行った。リー環の研究においては、カッツ・ムーディ代数に関連する導分の研究および局所拡大アフィン・リー環の構造と分類の研究を行った。既存理論の検証、研究連絡、情報収集などを行うとともに、継続的な問題の解決に当った。

分類の最終段階では、導分の分類が重要となり、カッツ・ムーディ代数の導分の研究とも絡めて、今までにない構造を発見し、次年度への準備を行った。概ね分類問題は最終段階に差し掛かっており、遠からず解決するもとも見込まれる。さらに、これらの研究成果の応用として、語と文字列の不変量の研究も行った。既存理論の検証、実験データの蓄積、情報収集なども行うことが出来た。また、ケレンドンク教授と研究連絡を行い、次年度への準備を行った。さらに、この研究では形式的冪級数が不変量として登場し、オートマトンとの関連で、非常に面白い関係性が見つかった。自然数、整数、有理数、実数という数の階層と形式的冪級数の係数と文字列の性質と簡単なオートマトンとが、非常にシンプルな対応関係になっていることが判明した。この発見により、研究の一層の発展が期待される。無限次元単純群が発見されたこと、局所アフィン・リー環の分類が完全に完成したこと、および語の配列の不変量に関する必要十分条件が解明されたこと、これら3つの成果は計画の主たる目標であり、本研究課題の目的が概ね達成できている。代数群に関しては、レミ教授(フランス)を訪ね研究連絡を行い、研究テーマの重要性や課題を確認し、次年度以降の研究に一定の目処がついた。リー環に関しては、分類論が順調に進んでおり、目標の達成が間近となっている。これは想定している計画よりも進展している。また、ニーブ教授(ドイツ)とも連絡を取り合い、最先端の研究に関する情報交換を行い、問題の掘り下げが進んだ。語と文字列に関する非周期構造に関しては、非常に面白い現象が確認された。数と文字列と不変量とオートマトンとが一体となった関係が見つかり、その数学的証明も明確になった。これは今後の進展に期待が持てる。また、バーケ教授(ドイツ)やケレンドンク教授(フランス)とも直接会い研究連絡を行うなど、周辺の問題との関連が明らかとなり、有益な情報を収集した。この様に、計画の初年度として、次年度に向けての準備を十分に実行することが出来た。現在、研究成果を国際学会等で逐次発表して、国内外研究者と研究成果に関して討論を行い、レビューを受け、論文を作成・発表しつつある段階である、今後とも、これらを更に推進して、今後できるだけ早い時期に、研究成果を確定させるべく努力を行い、平成25年度末に、本研究課題に関する研究を成功裏に終了する予定である。ドイツを訪問し、レーマン教授、バーケ教授(ともにビーレフェルト大学)、ポップ教授(マンハイム大学)、ニーブ教授(エルランゲン大学)等と研究連絡を行い、研究を一層推進させる。また、フランスを訪問し、レミ教授、ケレンドンク教授(ともにリヨン大学)等と研究連絡を行い、研究を一層発展させる。この様に国際的最先端の研究者と情報交換を密に行いながら問題点を掘り下げ、最新の技法を用いて理論を整備し、期待される定理や最前線の予想を証明する。さらに、ムーディ教授(ヴィクトリア大学)等を招聘して、研究連絡を行い、研究一層の進展を図るとともに、新たな視点により議論を展開し、研究課題の解決に寄与する。平成24年度中に購入予定であった書籍等が、諸般の事情により、計画より遅れて納入されることとなった為、年度を超えて予算を使用する計画である。平成25年度分予算については、本研究の成果発表のための旅費や論文発表等に使用する。今年度の購入物品の一部および出張旅費の一部は3月に納入、実施しているため、次年度の支払いとしている。
麻酔薬キセノンのシナプス伝達に及ぼす影響

[方法][結果]30%キセノン15分投与により、単シナプス反射・多シナプス反射はそれぞれ82%、81%に抑制された。また遅発性前根電位(slow ventral root potential)は54%に抑制された。
婦人科癌における新規血液バイオマーカーとしてのblood TMBの有用性の検討

Liquid biopsyとは、血液検体を用いて遺伝子変異を検出でき、従来の腫瘍組織生検と比べて低侵襲でかつ頻回に採取でき、新たな治療予測因子としての研究が進められている。肺癌領域ではLiquid biopsyにより遺伝子変異数を測定するbTMB(blood tumor mutation burden)の報告があり、免疫療法の効果予測因子として期待されている。今回、bTMBを用いて、婦人科癌の治療における新規バイオマーカーとしての有用性について検討する。
行列模型による時空構造の非摂動論的研究

私は、石橋、川合、土屋氏と共同して超弦理論の非摂動論的定式化であるIIB行列模型を提唱した。本年度は、当行列模型の理解を深めるために、非可換行列からなる古典解の周りに模型を展開し、その結果得られた理論の研究を行った。IIB行列模型の基本力学変数はHermite行列であり、その固有値を時空の座標と解釈する。よって非可換行列からなる古典解は、非可換時空と解釈される。非可換時空上に定義された場の理論は、非可換場の理論と呼ばれるが、この様にしてIIB行列模型を非可換行列の周りで展開することによって、非可換場の理論が得られる事が明らかとなった。行列変数の場の理論のファインマン図形は、特定のトポロジーの二次元面と一対一に対応する。行列変数の場の理論の1/N展開は、二次元面のトポロジーカル展開と一致する。行列模型が、弦理論で記述されるとすれば、トポロジーカル展開の展開定数は、弦理論の結合定数と同一視される。非可換ゲージ理論の摂動展開を解析することによって、高エネルギー領域ではプラーナー図形のみが寄与し、低エネルギー領域では総てのトポロジーの図形が寄与することが明らかになった。この事実は、対応する弦理論の結合定数がエネルギーとともに変化すると理解できことを指摘した。更に超重力理論の古典解の振る舞いと一致する事を見い出した。非可換ゲージ理論の開眼的自由度を積分することによって重力相互作用が得られる事を示した。
顎顔面補綴装置製作に用いるシリコーン樹脂の光学特性

顎顔面補綴装置を製作する際に使用されてきた顎顔面補綴用シリコーン樹脂は海外製の製品を使用してきた.しかし,この製品が国内で使用不可という状態となったため,新しいシリコーン樹脂が国内で開発が現在進められている.そこで従来使用してきたシリコーン樹脂と開発が進められている試作シリコーン樹脂の特性を把握することが必要となった.従来のシリコーン樹脂と試作シリコーン樹脂では同量のシリコーンと顔料を使用しても色差が生じることが示唆された.エピテーゼの色調再現を目的とする着色方法として内部着色と外部着色があげられる.内部着色は耐久性が高い反面,色調再現が困難である.現在まで顎顔面補綴装置を製作する際に使用されてきたシリコーン材(A-2186F,FactorII社)が国内では使用不可となった.このため日本顎顔面補綴学会で開発が進められている試作エピテーゼ用シリコーン(KRS-10ならびにKRS-10F,ジーシー社)と従来用いられてきたシリコーンに顔料としてKT-99C(FactorII)茶,白,黄,青,赤と着色材試作品(CA-P2,W,Y,B,R,ジーシー社)を添加した試料を製作し色彩学的検討を行った.各シリコーンをメーカー指示の比率で混合し,着色材を添加した.規格化した厚径の試料製作のため,真空攪拌機を用いて脱泡した後,厚径1,2,3mmの試料を製作した.試料の製作に関しては,モールドに填入した後,KRS-10ならびにA-2186Fを100°Cの恒温乾燥器にて1時間加熱加硫を行った後,自然放冷しモールドから撤去した.KRS-10Fに対しては室温で8時間かけ加硫を行った.製作した試料をチェックボックス内に設置した標準白色板上に置き,分光光度計(Crystaleye Spectrophotometer, OLYMPUS社)にて測色を行い,各試料に関する色彩学的パラメータを評価した.その結果,A-2186Fに比較して,KRS-10ではL*が増加傾向を示し,KRS-10FではL*が減少傾向を認めた.いずれの試料間でもa*とb*に変化は認められなかった.このことより,シリコーン材の違いによって明るさに関しては変化が起こりやすい一方,色調に関しては変化が少ないことがわかった.この結果を踏まえ,分光反射率の測定を行い,吸収係数,散乱係数を求め,シリコーン樹脂の光学特性を把握していく予定である.顎顔面補綴装置を製作する際に使用されてきた顎顔面補綴用シリコーン樹脂は海外製の製品を使用してきた.しかし,この製品が国内で使用不可という状態となったため,新しいシリコーン樹脂が国内で開発が現在進められている.そこで従来使用してきたシリコーン樹脂と開発が進められている試作シリコーン樹脂の特性を把握することが必要となった.従来のシリコーン樹脂と試作シリコーン樹脂では同量のシリコーンと顔料を使用しても色差が生じることが示唆された.顎顔面補綴装置を製作する際の色調調整は難しく,多くの時間を要する.この問題を解決するアプローチとして混色色調再現を短時間で行うための測色機器およびコンピュータを用いた客観的なカラーマッチングが考えられる.そこで顎顔面補綴装置の色調選択にコンピュータカラーマッチングを応用する研究を行うにあたり,顎顔面補綴装置の材料であるシリコーン樹脂と顔料の色彩学的および光学特性の検討を目的とする.顎顔面補綴材料として透明シリコーン樹脂MDX4-4210を,顔料としてKT-99C茶,白,黄,青,赤を用いた.透明シリコーン樹脂に5色の顔料をそれぞれ混合し(シリコーン樹脂15g+顔料1.5g)単色の試料を製作する.顔料1:1の割合で2色,1:1:1:1の割合で4色混色の試料も同様に製作する.測色および色彩分析装置としてCrystaleye Spectrophotometerを用いてそれぞれの試料の分光反射率を測定する.1.Kubelka-Munkの公式に基づいて各単色試料の分光反射率から吸収係数と散乱係数を求め,色調および厚径による違いを分析する.2.Kubelka-Munk理論に合致した吸収係数および散乱係数を得るため,Saundersonの補正式に各色の補正係数を模索する.補正係数を変化させることにより、目標とするKubelka-Munk理論に合致した吸収係数および散乱係数により近づける係数を見つけることが可能となる.3.単色試料の吸収係数と散乱係数をDuncanの公式に代入し,2色混色試料の予測吸収係数,予測散乱係数を算出し,この値を用いて予測分光反射率を算出し,色調をコンピュータ内に予測する.混色試料から得られた実測値とコンピュータ内の予測値を比較して色差ΔEを算出する.算出されたΔEが大きい場合には再度補正係数を求め,再度実測値と予測値を比較し最良な係数が存在しないかを確認する.本研究に用いるシリコーン樹脂が日本で販売していない商品で、米国のメーカーから直接購入・個人輸入を行う予定であったが、メーカーとの交渉が長引いており、実際に購入できていない状態である。先日、個人輸入を行うに当たり、代行を行う会社が見つかり、近日中に購入可能となる。これにより商品を購入することが可能となるため、今まで遅れた分を進めることが可能になると考える。また、本研究に使用する予定であった機材が販売中止になり、別の機材の選定を早急に行う予定である。早急に本研究に使用する材料ならびに機材を購入し、研究を遂行する予定である。
ヒトデ体壁のキャッチ結合組織

ヒトデ体壁にキャッチ結合組織が存在するかどうかを確かめるために、体壁の構造と、単離した体壁の力学試験とを行った。その結果、ヒトデ体壁の結合組織はキャッチ結合組織であることが、ほぼ確実になった。1.材料としてアオヒトデLinckia laevigataの腕を用いた。この材料は分厚い結合組織層を持ち、結合組織層のみ単離する事が可能だからである。われわれが普通に見かけるヒトデでは、このようなことは不可能である。2.組織切片像を見ると、体壁の最外部は、瓦状に重なりあった骨片が取り囲んであり、最内部(体腔側)は体腔上皮で、その間が分厚い結合組織層となっていた。結合組織層はアザンで青く染まる繊維がぎっちりと詰まっており、繊維間の隙間は非常に少なかった。繊維の多くは腕の長軸方向にそろって走っており、周方向に走る繊維は、それに比べて少なかった。体壁を貫いて皮鰓へむかう水管が、まま、見られた。3.電子顕微鏡で観察すると、繊維はコラ-ゲン特有の縞模様を示していた。細胞成分としては、空胞細胞、神経分泌細胞が見られ、筋肉は、水管系の壁にのみ見られた。桑実細胞は見られなかった。4.単離した体壁のクリ-プ試験を行った。体壁は一定の荷重の下で伸び続け、切れた。伸び速度はカルシウムイオン濃度によって変わり、カルシウムを増やせば伸びにくく、減らせば伸びやすくなった。5.ほとんど筋細胞を含まぬ結合組織が空胞細胞や神経分泌細胞というカルシウム濃度を制御する細胞系を持っており、人為的にカルシウム濃度を変えてやると粘度が大きく変わる、という以上の結果は、今までナマコ体壁で調べられてきたキャッチ結合組織の特質と一致し、ヒトデ体壁にもキャッチ結合組織が存在する事が、ほぼ確定できる結果となった。これで、棘皮動物すべての綱にキャッチ結合組織の存在を示すことができたことになる。
肝内受容体(センサ-)による膵ホルモン分泌調節機序に関する研究

1)視床下部腹内核(VMH)破壊ラットではVMH破壊後の自律神経機能変化としての迷走神経遠心性線維の機能亢進状態が強いために、グルコ-スセンサ-によるインスリン分泌、アルギニンセンサ-によるインスリン、グルカゴン分泌機能はマスクされて、一見作働していない状態を呈していることを見出した(Obesity in Europe 1988)。2)ストレプトゾトシン軽症糖尿病ラットではグルコ-スセンサ-によるインスリン分泌は正常で、アルギニンセンサ-によるインスリン分泌は亢進していることを見出した(Biomed.Res.submitted)。3)正常ラットにおける求心性のアルギニンセンサ-を介したインスリン・グルカゴン分泌抑制作用は迷走神経遠心性線維を主とした迷走神経孤束核-迷走神経膵臓技の反射弓を形成している可能性が示唆された(Endocrinology,submitted)。4)アルギニン以外のアミノ酸では、現在、アラニン、ロイシンに対するセンサ-が有罪する可能性を迷走神経肝臓技切断ラットにおけるインスリン・グルカゴン分泌亢進、当該アミノ酸の内脈内注入による迷走神経肝臓技の電気活動抑制の事実より、推測できる成績を見出した(Amino Aced in press,J.Aut.Nerv.Sys.Kcepted)。
種々のサイトカインのレクチン様活性とその生理的意義に関する研究

種々のサイトカインのレクチン様活性は、生体内におけるサイトカインと標的細胞の間の認識機構およびそれぞれのサイトカインのクリアランス機構を考える上で重要である。本年度は種々のサイトカインの中から類似したレクチン様活性を示すTNF-α、リンホトキシン(LT)およびIL-1の糖結合特異性について報告する。1.TNF-α、LTおよびIL-1と結合する糖蛋白質の同定プレート法を用いて各種糖蛋白質とサイトカインの結合活性を調べた結果、TNF-α、LTおよびIL-1はいずれも類似した結合活性を示し、卵白アルブミン以外、GP-1アンカーを有するヒト胎盤アルカリ性ホスファターゼ、ウロモジュリン、癌胎児性抗原(CEA)、トリパノゾ-マ膜糖蛋白質と結合した。一方、複合型および高マンノース型のN-結合型糖鎖のみが結合した糖蛋白質群に親和性を示さないことから、TNF-α、LT、IL-1はGP-1アンカーのグリカン部分を認識していることが示唆された。2.各種オリゴ糖によるサイトカインのレクチン様活性阻害TNF-α、LT、IL-1の基本的な認識糖鎖を同定する為に、プレートにコートしたアルカリ性ホスファターゼあるいは卵白アルブミンとサイトカインの結合に対する各種オリゴ糖の阻害実験を行った。高マンノース型糖鎖、複合型糖鎖、GP-1アンカーの部分構造を担うイノシトール-1-リン酸、エタノールアミンリン酸やマンノース-1-リン酸、マンニトール-6-リン酸などには阻害活性が認められなかった。一方、卵白アルブミン由来の混成型糖鎖のGP-1およびGP-IIbやManα1→6Manβ1→4GlcNAcβ1→4(Fucα1→6)GlcNAc-Asnが阻害活性を示し、マンノース-6-リン酸もさらに強い阻害活性を示したことから、GP-Iアンカー中のジエステル結合したマンノース-6-リン酸残基がIL-1、TNF-α、LTのレクチンドメインを介して結合していることが明らかとなった。
自然物の物理シミュレーションおよび大域照明を考慮した写実的レンダリング

昨年度中は、主として二つのテーマに取り組んだ。一つは、降雨を伴う雲のビジュアルシミュレーションであり、もう一つは、関与媒質の写実的なレンダリングである。これらについて、順次説明する。屋外シーンの写実的な表現では、時刻や気象条件に伴って変化する空のアニメーションが重要である。こうした変化に富む空を表現には、前線などにおける雨雲の形成及び降雨に伴う雲のシミュレーションが重要である。CG分野の従来研究では、雨雲形成や降雨を考慮していないので、我々は降雨までシミュレーションできる物理モデルを、気象学や雲物理の分野から導入することを試みた。雲微物理に基づいて雲を構成する水滴粒子の変化を追跡することにより、空間中の水滴の個数や半径の分布を求めることができる。これによって、前線断面における雲の生成過程及び降雨を模擬することができた。次に得られた水滴分布をもとに写実的な可視化を行うため、我々はモンテカルロ法に基づいて、光の多重散乱を考慮したレンダリングを試みた。しかし、従来の計算手法では、空のように規模が大きく、また大気と雲のように媒質の密度が大きく異なるシーンをレンダリングする場合、計算に要する時間が実用的でない。これに対して、我々はWoodcock trackingと呼ばれる手法を拡張して、300倍以上の高速化を達成した。我々の手法では、空間を媒質の分布に応じて自動的にアダプティブに分割し、媒質の密度分布に応じてサンプリングの密度を適応させることで高速化を図る。なお、我々のサンプリング法は統計的に不偏であることが証明できる。我々の手法によって、空のような大規模なシーンの写実的なレンダリングでも、単一のデスクトップPCを用いて一時間程度で計算できるようになった。さらに空のレンダリングに限らず、雲や炎のような一般的な関与媒質のレンダリングにも適用でき、いずれの場合も従来法より高速にレンダリングできる。一つは、環境光源を考慮した屋内シーンの効率的なレンダリング手法であり、もう一つは逆時間シミュレーションによる雲のアニメーションである。これらについて順次説明する。一般的な屋内シーンには、窓のように屋外からの光を屋内に通す部分が存在する。天空光や太陽光のように、屋外の光は時刻により変化し、屋内の照度分布に大きく影響を与えため、屋内シーンの照明計算において重要な役割を果たす。また、屋内シーンのレンダリングでは、直接光だけでなく、間接光まで考慮することが重要である。窓を通過した光においては、直接光と間接光の伝達関数の方向分布は大きく異なる。前者は高周波成分を多く含むのに対し、後者は低周波成分をより多く含む。我々は、このような間接光と直接光の特性の違いに着目し、球面調和関数を用いて低周波な間接光成分を表現し、Waveletを用いて高周波な直接光成分を表現した。この表現方法により、精度をほとんど犠牲にすることなく、高速な計算を行うことができる。提案法により、天空光の変更・回転や、視点の変更、窓のガラスの材質の変更をリアルタイムに実現することができた。天空光によって室内が照らされるシーンでは、窓を通して空が見えるため、その変化をシミュレーションすることもまた重要となる。空を構成する要素として雲は重要であり、ユーザーが望むような雲の分布を得られるシミュレーションの開発は重要となる。我々は、逆時間シミュレーションの利用によってこのようなシミュレーションの実現を試みた。まず、目的の状態からスタートして、時刻を遡ってシミュレーションした結果を計算しておく。次に、その状態から順時間にシミュレーションを行って、目的の状態を再現する。我々の基礎的な実験では、簡単な形状や短い時間ならば、目的状態を実現するようなシミュレーションを行うことができた。
精神科疾患を有する患者の患者満足度に影響を与える因子の研究

医療に対する「患者満足度」という概念の重要性については近年多くの医療関係者が認めており、関心の高まつているテーマである。精神科領域でも患者に対する処遇の改善や環境の改善が熱心に行われており、また、退院促進活動と関連して効果的な医療の利用が促進されている現在、患者による精神科医療の評価は、今後さらに広く試みられる必要がある。そこで、精神科疾患を有する患者の患者満足度に影響を与える因子を明らかにするために、平成17年度から平成18年度にかけて、精神科の入院医療を利用したことのある者に対し、インタビュー調査を実施した。調査対象は、精神科の入院医療を利用したことのある者で、研究協力に同意した者である。研究協力者は、調査対象者に次の対象者の候補となる者を紹介してもらう、精神科疾患を有する人の利用する施設等で募集するなどして研究者がアクセスすることのできた者である。調査の実施にあたり、研究の主旨と、研究への協力は自由意思によるものであり、答えたくないことを答える必要はないこと、いつでも協力を取り下げることができることを対象者に口頭および文書にて説明し、文書による同意を得た。また、インタビュー時に対象者から許可を得ることができた場合にはインタビュー内容を録音した。本研究で対象となった全ての者がインタビュー内容の録音に同意したため、その音声データを逐語録にした。対象者によって語られた内容を継続的に比較し、分析を行った。その結果、患者の精神科入院医療に対する満足に関連する要因として、医療者との関係性、疾患や症状の改善、入院環境や治療の構造などが抽出された。医療に対する「患者満足度」という概念の重要性については近年多くの医療関係者が認めており、関心の高まっているテーマである。そこで、精神科疾患を有する患者の患者満足度に影響を与える因子を明らかにするために、本研究の初年度にあたる平成17年度は、精神科の入院医療を利用したことのある者に対するインタビュー調査を実施した。調査対象者に次の対象者の候補となる者を紹介してもらう雪だるま式サンプリング等を用いながら研究への協力を依頼している。本研究ではインタビュー時に対象者から同意を得ることができた場合にはインタビュー内容を録音し、その音声を逐語録にしており、現在、継続的な比較分析を行っている途上である。調査により、複数回の入院経験のある対象者では、その個人が経験した入院医療を比較して想起することにより、より具体的にどのような部分に満足、どのような部分に不満足という情報を得ている。今後、精神科入院医療に大いに不満を感じた者、大いに満足であった者など多様な対象者にインタビューし、それらの結果の比較から精神科医療に対する患者満足度に影響を与える因子を明らかにしていく。
ヒト骨格筋細胞膜ジストロフィンの急速凍結ディ-プエッチングレプリカ法による研究

本研究では正常ヒト骨格筋細胞膜ジストロフィン分子を急速凍結、ディ-プエッチング、回転蒸着、レプリカ法にて観察することを目的としたものである。6例の正常対照ヒト大腿四頭筋生検筋と6例のDuchenneジストロフィ-生検大腿四頭筋を冷却4%パラフォルムアルデヒド溶液で2時間固定後よく洗浄してクリオスタットで標本を細切後、液体ヘリウムで急速凍結し、凍結割断装置にて試料の凍結面表層を割断しディ-プエッチング後プラチナとカ-ボンを回転蒸着しレプリカ膜を作製した。これを電顕的に観察すると、レプリカ膜の良否は筋原線維の低倍及び高倍の写真で容易に判定可能であった。氷晶などによる人工産物の少ないレプリカ膜では筋原線維は整然と配列し、高倍像ではmyosin cross bridgeやactinfilamentでは約5nmの周期をもつ縞紋様構造が観察された。ところで筋細胞への割断面の入り方でレプリカ膜で観察される部位が異なる。大別すると2種類あるが、その1つは割断面が細胞外腔、筋細胞の基底膜から細胞膜の真表面、細胞膜疎水性の内部を通り細胞膜直下から細胞質内部へて抜けるものである。この場合筋細胞膜割断面のP面とそれに関連する細胞骨格がみられた。他の1つは割断面が筋細胞内部から細胞膜直下を通り筋細胞膜内表面、細胞膜の疎水性内部から基底膜、筋細胞外腔へと進むものである。この場合は筋細胞膜E面、筋細胞膜真内表面とこれに付着するジストロフィンを含む筋細胞膜関連細胞骨格が網目構造を形成しているのが観察された。筋細胞膜関連細胞骨格の形態はおおむね桿状であるが、不規則な太さのものやcurveしたものが多く、なかに他端に向かって細くなっているもの、一端又は両端がやや拡大したものなどもみられた。一方Duchenneジストロフィ-症筋の筋細胞膜関連細胞骨格も正常骨格筋細胞膜のそれと大きな変化はなくおおむね桿状であり、不規則な太さのものやcurveしたものが多かった。進行性筋ジストロフィ-症とくにDuchenne型(以下DMD)は悲惨な遺伝子疾患であるが、その病態解明のKeyを握るDMD遺伝子の全貌が解明され、本研究ではその遺伝子産物dystroplinの分子構造の解明とその存在様式の解析からその機能を推定することを目的としている。本年度は正常ヒト骨格筋にて、平成3年度はDMD生検筋にてdeep etching replica法を用いて上記dystrophinおよびその存在部位を観察する。本研究は申請時には生の筋検体を液体ヘリウムで急速凍結しその後の過程へ移ることにしていたが、我々の本年度の研究にてヒト骨格筋を生検時4%パラフォルムアルデヒド溶液で2時間固定した後、液体ヘリウムで急速凍結した方が人工産物が少ないことが判明したので,本年度はこの方法に従って研究した。正常対照骨格筋6例について急速凍結以後の方法は申請時研究計画書に記した方法によりreplica膜を作製した。replica膜の低倍電顕観察では筋原線維が整然と配列している人工産物の少ない筋線維はreplica膜の限られた場所にしか存在しなかった。現在までの光顕電顕免疫学的研究ではdystrophinは筋細胞膜内側に存在することが判明しているので、高倍のreplica膜電顕像では筋細胞膜周辺構造を中心に観察した。その結果この部位の出現様式に2種類あることが判明した。

1つは割面が筋細胞外腔から基底膜を通り筋細胞膜真表面,筋細胞膜P面,筋細胞膜関連細胞骨格から筋細胞内部へと走るもので、他の1つは筋細胞内部よりdystrophinが存在する筋細胞膜関連細胞骨格のみられる部位を通り筋細胞膜真内表面,筋細胞膜E面から基底膜を通り筋細胞外腔へと割面が抜けるものである。本年度の研究で正常ヒト骨格筋細胞の細胞膜裏打ちとしての細胞骨格は種々の形態のものがあることが判明したので、平成3年度に予定しているDMD骨格筋細胞における筋細胞膜裏打ち細胞骨格成分と比較検討しdystrophinの同定を行なってゆきたい。本研究では正常ヒト骨格筋細胞膜ジストロフィン分子を急速凍結、ディ-プエッチング、回転蒸着、レプリカ法にて観察することを目的としたものである。6例の正常対照ヒト大腿四頭筋生検筋と6例のDuchenneジストロフィ-生検大腿四頭筋を冷却4%パラフォルムアルデヒド溶液で2時間固定後よく洗浄してクリオスタットで標本を細切後、液体ヘリウムで急速凍結し、凍結割断装置にて試料の凍結表面層を割断しディ-プエッチング後プラチナとカ-ボンを回転蒸着しレプリカ膜を作製した。これを電顕的に観察すると、レプリカ膜の良否は筋原線維の低倍及び高倍の写真で容易に判定可能であった。氷晶などによる人工産物の少ないレプリカ膜では筋原線維は整然と配列し、高倍像ではmyosin cross bridgeやactinfilamentでは約5nmの周期をもつ縞紋様構造が観察された。ところで筋細胞への割断面の入り方でレプリカ膜で観察される部位が異なる。大別すると2種類あるが、その1つは割断面が細胞外腔、筋細胞の基底膜から細胞膜の真表面、細胞膜疎水性の内部を通り細胞膜直下から細胞質内部へと抜けるものである。この場合筋細胞膜割断面のP面とそれに関連する細胞骨格がみられた。他の1つは割断面が筋細胞内部から細胞膜直下を通り筋細胞膜内表面、細胞膜の疎水性内部から基底膜、筋細胞外腔へと進むものである。この場合は筋細胞膜E面、筋細胞膜真内表面とこれに付着するジストロフィンを含む筋細胞膜関連細胞骨格が網目構造を形成しているのが観察された。筋細胞膜関連細胞骨格の形態はおおむね桿状であるが、不規則な太さのものやcurveしたものが多く、なかに他端に向かって細くなっているもの、一端又は両端がやや拡大したものなどもみられた。一方Duchenneジストロフィ-症筋の筋細胞膜関連細胞骨格も正常骨格筋細胞膜のそれと大きな変化はなくおおむね桿状であり、不規則な太さのものやcurveしたものが多かった。
皮膚の生体防御にかかわる表皮タンパクの検索およびそれらの性状の検討

皮膚は微生物や紫外線から生体を防御する機能を持つ器官で、最外層は強固な角層肥厚細胞膜でおおわれておりこれは物理的なバリアーとなっている。それと同時に皮膚中には抗微生物活性を有するタンパク質等の物質が外界からの微生物の侵入や増殖を阻害するために存在していると考えられる。我々は皮膚に存在する抗微生物活性を有するタンパク質のうち、角層肥厚細胞膜に存在するシステインプロテアーゼインヒビターであるシスタチンαの抗ウイルスおよび抗細菌活性、および内毛根鞘に局在するbactericidal/permeability-increasing protein(BPI)様タンパク質のグラム陰性菌由来エンドトキシン結合能などの性状について検討した。その結果シスタチンαは微生物の増殖に際して産生されるシステインプロテアーゼの活性を阻害することによって、ポリオウイルスおよび黄色ブドウ球菌V8の増殖を抑制することが観察された。また角層肥厚細胞膜自体もシスタチンαに由来すると考えられるシステインプロテアーゼインヒビターとしての活性を有していた。したがってシスタチンαは皮膚最外層において微生物から生体を防御する機能を担っているのではないかと考えられた。またBPIは本来白血球由来のタンパク質であるが、今回これと類似する性状を持つタンパク質がヒトおよびラット皮膚中にあり、その局在部位は内毛根鞘であることを見い出した。BPI様タンパク質が存在する内毛根鞘は汗管とともに細菌感染がおこりやすい部位であり、このようなところにエンドトキシン活性を阻害するタンパク質が認められたことは皮膚の生体防御機能を検索する上で重要と考えられる。ある種の疾患において病変部にグラム陰性菌が見られるにも関わらず臨床的に重篤な状態に陥らないのはこのようなタンパク質の働きによる可能性が示唆された。皮膚の生体防御機能に関連するタンパク質を検索するため、シスタチンα(A)、ヒトbactericidal permeability increaseing protein(BPI)などの性状について調べた。新生仔ラット表皮由来のリン酸化シスタチンαは、システインプロテアーゼの分泌が知られている黄色ブドウ球菌V8の増殖抑制作用を有していることを示唆する知見は得られているので、今回はポリオウイルスに対する増殖抑制作用を検討した。その結果リン酸シスタチンαおよびcornified envelopeのモデルとしてリン酸化シスタチンαとフィラグリンリンカーセグメントペプチドを表皮トランスグルタミナーゼで架橋して得られた高分子タンパク質の両者でウイルスの増殖抑制が認められた。そしてこれらのタンパク質はウイルスの複製に関与するシステインプロテアーゼの産生ならびにその酵素活性を抑制することも合わせて明らかになった。また疾患におけるシスタチンAの異常を検討する目的で、ウイルス性疾患の一つである伝染性軟属腫皮膚を用いてシスタチンAおよび他の表皮細胞分化のマーカーであるフィラグリン、ロリクリン、インボルクリン、Ted-H-1抗原タンパク質それぞれに対する抗体で免疫組織染色を行ったところ、抗シスタチンA抗体は有棘層中層から顆粒層の細胞質と反応し、巨大なケラトヒアリン顆粒では明確な陽性所見が認められなかった。したがってこの疾患においてシスタチンAは正常と異なった局在を示しており、その機能についても何らかの異常があるのではないかと考えられる。またBPIについてはrecombinant BPIを作製して表皮トランスグルタミナーゼと反応させたところ高分子タンパク質の形成が認められ、BPIもシスタチンαと同様に表皮トランスグルタミナーゼの基質となり得る可能性が示唆された。皮膚の生体防御機能を担うタンパク質の検索を行う目的でシスタチンα(A)やヒトbactericidal permeability increaseing protein(BPI)の性状について検討している。シスタチンαは主として表皮に存在するシステインプロテアーゼインヒビターで角層cornifiedenvelopeを構成する一成分であるが、cornified envelope中でもなおインヒビターとしての活性を保持し、黄色ブドウ球菌やポリオウイルスが増殖の際に産生するシステインプロテアーゼの活性を阻害することによって、皮膚表面でそれら微生物の増殖を抑制しているものと考えられる。

またBPIはエンドトキシン結合タンパク質であるリポポリサッカリド結合タンパク質のアミノ酸配列と高いホモロジーを有するタンパク質で本来は白血球より分離されたものであるが、皮膚にもこれと類似のタンパク質が存在し皮膚の生体防御機能を担っているのではないかと考え、BPIのアミノ酸配列に基づいてその一部のペプチドを合成し抗体を作成後、皮膚BPI様タンパク質の存在および性状について組織学的および生化学的に検討した。その結果皮膚の10Mアルカリ性尿素可溶性分画にBPI様タンパク質が認められ、このタンパク質は内毛根鞘細胞質に局在することがわかった。そしてこれは抗CD14抗体による反応性と一致した。内毛根鞘は細菌感染を受けやすい部位で、したがってこのような部位に抗微生物活性を有するタンパク質の局在を示唆する知見は皮膚の生体防御機能を考える上で極めて興味深いものである。皮膚は微生物や紫外線から生体を防御する機能を持つ器官で、最外層は強固な角層肥厚細胞膜でおおわれておりこれは物理的なバリアーとなっている。それと同時に皮膚中には抗微生物活性を有するタンパク質等の物質が外界からの微生物の侵入や増殖を阻害するために存在していると考えられる。我々は皮膚に存在する抗微生物活性を有するタンパク質のうち、角層肥厚細胞膜に存在するシステインプロテアーゼインヒビターであるシスタチンαの抗ウイルスおよび抗細菌活性、および内毛根鞘に局在するbactericidal/permeability-increasing protein(BPI)様タンパク質のグラム陰性菌由来エンドトキシン結合能などの性状について検討した。その結果シスタチンαは微生物の増殖に際して産生されるシステインプロテアーゼの活性を阻害することによって、ポリオウイルスおよび黄色ブドウ球菌V8の増殖を抑制することが観察された。また角層肥厚細胞膜自体もシスタチンαに由来すると考えられるシステインプロテアーゼインヒビターとしての活性を有していた。したがってシスタチンαは皮膚最外層において微生物から生体を防御する機能を担っているのではないかと考えられた。またBPIは本来白血球由来のタンパク質であるが、今回これと類似する性状を持つタンパク質がヒトおよびラット皮膚中にあり、その局在部位は内毛根鞘であることを見い出した。BPI様タンパク質が存在する内毛根鞘は汗管とともに細菌感染がおこりやすい部位であり、このようなところにエンドトキシン活性を阻害するタンパク質が認められたことは皮膚の生体防御機能を検索する上で重要と考えられる。ある種の疾患において病変部にグラム陰性菌が見られるにも関わらず臨床的に重篤な状態に陥らないのはこのようなタンパク質の働きによる可能性が示唆された。
核酸および核酸構成成分の合成と生体機能に関する研究

本研究は重点領域研究を申請するに際し、その準備段階として我が国で核酸化学の研究が濃縮されている核酸化学シンポジウムの中からメンバーを選び、本年度に研究を実施した。その結果、9月におこなわれた核酸化学シンポジウム(札幌)をはじめとして各所で貴重な新しい事実が発表された。たとえば、核酸とタンパク質の相互作用を調べたものとして上田らは制限酵素BalII、Sau3AI、MboIを選びDNA鎖の酵素認識部位のチミンの代りに3種類のウラシルに変換し、制限酵素の認識の特異性を明らかにすることができた。一方、大塚らはいわゆる"ribozyme"の機能が発現するためにどのようなRNAの塩基配列が必要であるかを調べイモリサテライトRNAの切断部位を含む切断鎖と相補鎖の塩基配列を変化させたオリゴヌクレオチド(21量体)を化学合成し、どのような塩基配列が切断に重要であるかを明らかにすることができた。また、関根らはオリゴヌクレオチドの合成で通常用いられているトリチル型の保護基が酸性条件で除去された性質を変換し、アルカリ条件で除去できるトリチル型の保護基を開発した。畑らは、mRNAのキャップ構造を構築する反応形式を検討し、RNAフラグメントを効率よくキャップ化する方法を開発することができた。
英国の農村開発計画の発展経緯に関する研究農村マスタープランの指針形成を目指して

最終研究年度は、英国における都市・地域計画の動向を包括し、その理論をまとめた。(1)「シティ・リージョン」EUにおけるサスティナブルな都市戦略と呼応し、英国内では「シティ・リージョン」という新たな空間認識が、現代における社会生活基盤単位として台頭してきた。1997年に誕生したブレア政権は、国内の全地域の競争力強化を目的に掲げ、地方分権を協力に推進している。前者は、「競争力ある都市・地域・国家」の基盤としての経済戦略に比重を置く。後者の地方分権は民主政治の近代化を進めるガバナンスに比重を置く。この経済/政治システム改革に共通の基盤となるのが「シティ・リージョン」という空間構成である。その背景には1980年代に公共セクターの断片化が極端に進んだ反省がある。その一貫性を取り戻すために、新たな空間構成における政治機構が導入された。1999年に発足したRegional Development AgencyやRegional Spatial Strategyという本質的により力強いメカニズムである。ここで着目すべきは、単なる空間計画の差し替えではなく、その遂行に関わる計画(政治)主体を明確にしたことにある。SSPとは、欧州を中心として近年議論が盛んになっている現代における「関係性の空間像」を与件とした計画理論である。ここでいう関係性の空間とは、社会系、生態系、生物系などすべての関係性の中で本質的に現れる空間を意味する。概略すれば、「空間」の概念が実在主義的、いわゆるユークリッド学的地理概念から、新しい関係性の地理概念への変化と捉えられる。つまり、あらゆる空間概念(実在/想像)におけるパラダイムシフトであると言ってよい。その特徴として、「都市の概念」「社会とその統治機構」「計画の機能」「計画行為という力」を分析軸・理論構成要素とする。1999年EUが発表したEuropean Spatial Development Prospectiveは、構造基金や農業共通政策、環境政策など政策間の協調、都市・農村地域の連携、住民自治組織から地方政府・中央政府さらにはEUといった多様な主体間の調整の必要性が特徴である。このESDPを受けて、欧州委員会はINTERREG・C(1996-2000)とよばれる構造基金のプログラムを通じて支援を開始した。このESDPは先のCPが萌芽期同様、現在は加盟各国の取り組みを法的に拘束するものではないが、加盟各国は独自の計画システムの変革を余儀なくされる。(2)市町村合併と新たな計画論・イギリス編スコットランド、サフォーク地域を訪問し、行政改革と新しい計画手法の取り組みについて視察した。スコットランドでは、1996年に全ての二層制が廃止され、32の一層制地方制度が確立した。その際、1997年にコミュニティ計画Community Planningが導入された。ハイランドでは、6つの公的組織とボランティア組織がパートナーシップを組織し共治宣言を発表。2003年1月、スコットランド議会は「地方自治体に策定義務を課す法定計画」としてCPを位置づけた。この2003年地方政府法は、地域ガバナンス時代を支える社会基盤制度と理解できる。英国ニューカッスル大学よりフィリップ・ロウ教授を招聘し、「Neo-Endogenous Development」の可能性について講論した(2003.10.24)。また、英国リーズ大学よりニール・ウォード教授を招聘し、EUのRegional Policyについて議論した(2003.11.26)。(1)計画理論としてのSpatialPlanning:欧州各国では具体の都市・空間計画を複合的、客観的、批判的に捉え、自らの計画論そのものの再構築に挑戦。具体的テーマとして(1)物理的境界設定、(2)アイデンティティの再定義、(3)主体間関係の再調整、(4)プロセスのデザイン。(2)北東イングランド地域におけるパートナーシップ:1999年に設立された経済開発独立行政法人One North