hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海洋生物由来の生理活性天然物の合成と分子認識

特に、これらの化合物群は、トポイソメラ-ゼII阻害活性を示し、注目されている。現在、バザレンCよりもっと構造的に複雑なバザレン類の合成を検討している。1)ブリオスタチンの合成研究ブリオスタチン11の全合成については、前年度までA環を含むC17-C27部分、B環部分(C10-C16)及びC環に相当するC1-C9部分の合成に成功している。平成4年度においては、各フラグメントの官能基変換およびそれらを順次結合することによりブリオスタチン11の全合成を試みた。以下にその概要を述べる。第一段階として、C7-位に不斉中心(C7-OAc)をもつC5-C9部分を、すでに合成されているC10-C16部分に結合しC5-C16を合成した。さらにキラルなC4ユニット(C1-C4)を不斉アルドール反応に付した後、メトキシカルボニルメチレン基を導入し、目的とするC1-C16部分を合成することに成功した。合成したC1-C16部分は6個の不斉中心を有しているが、全て天然物のそれと同一の絶対配置を有している。現在、C1-C16部分のC16末端の官能基変換及びC17-C27部分のC17末端のスルホンの合成を試み、あわせてC1-C16部分とC17-C27部分のカップリング反応を検討している。2)プリアノシン類及び関連化合物の合成研究すでに前年度において、デイスコハブジンC及びバザレンCの全合成を完了している。平成4年度においては、構造的により複雑なプリアノシンAおよびワカインの全合成を試みた。後者は、強い細胞毒性を示すと共にトポイソメラーゼIIを特異的に阻害する。プリアノシンAについては前年度に引き続きテトラヒドロチオフェン環部の合成を試みている。一方ワカインについては、炭素結合の一個切断したセコワカインの合成に成功し、引き続きワカインの全合成を試みている。ブリオスタチン11の全合成において、すでにA環を含むC17-C27部分およびB、C環部を含むC1-C16部分の合成に成功している。そこで、2個のフラグメントをC16とC17位で結合しトランス二重結合の構築を種々検討した。すなわち、C16をアルデヒド基に、又C17にスルホン基を置き、C16-C17結合の形成を試みた。しかし、C17-C27部分のC17-スルホン化に問題があり、通常進行する反応が構造の複雑さによる立体障害などに起因し全く反応が起こらず、現在C17-C27フラグメントの部分的な手直しをしている。これまでの知見に基づき、ブリオスタチン11の全合成が近いうちに達成できると確信している。他方、プリアノシンA、ディスコハブジンC等に代表されるテトラヒドロピロロキノリンアルカロイドは、特異な構造と抗腫瘍活性、特にトポイソメラーゼIIを阻害するために大変注目され、その全合成が世界中で競われている。既に本プロジェクトにおいて、ディスコハブジンC、バゼリンC、イソバゼリンCの最初の全合成に成功している。さらに、ディスコハブジンCの合成を基盤として、プリアノシンAの全合成を進めてきたが、テトラヒドロチオフェン環部分の導入には成功していない。ところが、最近Irelandらによりフィジー産の海綿からマカルバミン類が数多く単離・構造決定された。そのなかに、プリアノシンAの前駆体と思われるアルカロイドも含まれている(J.Am.Chem.Soc.,1993,115,1632)。
X線CTを使った縄文時代の漆器製作技術の体系化

当該年度では、前年度までに保存処理を完了した史跡山王囲遺跡(宮城県栗原市)出土漆櫛の製作技術についてX線CTを使った解析を進めるとともに、福島県大沼郡三島町他遺跡出土の漆器資料についての調査分析の比較を通して、縄文時代漆器の製作技術の体系化へ向けての包括的な取りまとめを開始した。2019年3月までの解析において、山王囲遺跡では、器種・部位・層位の違いにかかわらず、網代編みやござ目編みが一般的に用いられていることが判明し、山王囲遺跡の籃胎漆器の編組技法は、縄文時代前期からみられる編組製品と共通する技法が用いられていたことがまとめられた。荒屋敷遺跡では、糸玉、漆櫛漆塗り巻紐、編布、腕輪等の漆器資料のX線CT解析を行った。結果、例えば、漆櫛では、3つの資料のうち、2つが外観の特徴だけでなく、内部構造に共通性を有していたことから、荒屋敷遺跡においては規格化された技術の存在が示唆された。また、腕輪では、製作技術的な観点から3種類のものが確認できた。(1)木本を胎として湾曲させて成形しているもの、上述の巻紐のように、(2)紐を巻いて胎としたもの(芯棒は無い)、そして、(3)編布を巻いたものが確認された。これらから、荒屋敷遺跡の漆器製作にみられる特徴的な技術として、「糸」や「紐」を「巻く」ことを応用していることが見出だせた。このような執行技術の地域的な特徴がそれぞれ見られたのは、異なる技術者集団の存在と各地域の文化の特徴を示すものと考えている。平成30年度では、収集した漆器資料の図化・X線CT撮影・CT像の解析と三次元モデル化を予定していた。いずれも達成できていること、関連学術学会における成果発表、また、北東北地方の漆器(漆櫛・籃胎漆器、その他漆器資料)の比較調査も進めており、おおむね順調に進展している。完成年度である平成31年度では、これまでX線CT解析から得られた縄文時代の漆器の技術を体系化するとともに、成果を学術論文や研究成果報告書として広く社会へ発表する。本研究は、縄文時代晩期に隆盛した漆櫛の製作技術を体系化し、広く一般公開し活用することである。特に、非破壊調査がもとめられる文化財である漆櫛について、研究代表者が確立したX線CTによる精密な画像解析と三次元モデル化によって、外観と任意部分の内部構造を明快に観察する手法が、一般社会にもわかりやすく説明でき、活用にも汎用性があるものである。平成28年度では、島根県太田原高州遺跡、宮城県山王囲遺跡等についての漆櫛のX線CT調査を行った。これまで確認されている縄文時代の漆櫛は、製作技術的な観点から、櫛歯の固定方法の違いによって、結歯式と刻歯式の二種に大別される。結歯式は歯を紐や横材などで結束あるいは固定した後、その部分を塑形して頭とするのに対し、刻歯式は木や骨などの素地に直接歯を刻んで成形する。縄文時代の漆櫛の大部分は前者の結歯式であり、刻歯式は福井県鳥浜貝塚の例など僅かである。古屋敷遺跡出土漆櫛では、頭部形状が逆台形状である漆櫛に紐と横材を使った櫛歯の固定と頭部芯材の組み方と、紐を使わない製作方法の2種類の制作技法が見いだせた。また、いずれも外観の形状と内部構造に相関があり、櫛歯固定段階から頭部デザインの構想があることを指摘した。山王囲遺跡出土漆櫛では、層位別(大洞C2A式)に頭部骨組みの製作工程に紐と横材を使う共通性がみられた。この共通性は、東北圏内では青森県板柳町土井(1)遺跡(大洞BC式)や戸平川遺跡(大洞C1・2式)に見られるほか、山王囲遺跡の漆櫛の平面形とも共通する頭部形状が逆台形状の秋田県湯沢市鐙田遺跡の漆櫛の内部構造との類似することが示唆された。平成28年度では、漆器資料の収集を開始し、収集でき次第、図化・X線CT撮影・CT像の解析と三次元モデル化を予定していた。いずれも達成できていることから、おおむね順調に進展している。前年度に引き続き、史跡山王囲遺跡(宮城県栗原市)出土漆櫛の製作技術についてX線CTを使った解析を進めた。また、今年度から新規に同遺跡の漆櫛が検出された同一の層から出土した籃胎漆器の材質・技法的な観点からのX線CT解析に着手した。籃胎漆器とは、縄文時代晩期の東北地方を中心として特徴的にみられる編組製品の一種であり、植物質の素材で製作したカゴに漆塗りを施した容器の総称である。籃胎漆器は、漆櫛と並行して、本研究課題である縄文時代の漆器製作研究の中核となる資料である。今回調査対象とした籃胎漆器は、1965年発掘調査時(指導:伊東信雄教授当時東北大学文学部考古学研究室)に発見された資料であり、2016年現在まで、この籃胎漆器を含む漆器のほとんどが、本格的な保存処理が施されない状態で保管されてきた。そこで、今年度は、X線CT解析に先立ち、まず、保存処理を行なった。遺物表面に付着している土や砂などの異物をクリーニング後、5%のアクリル樹脂・エタノール溶液(重量比)を繰り返し塗布して強化処理した。

その後、マイクロフォーカスX線CTスキャナーによりX線CT撮影し、内部の3次元画像解析を進めた。合計33点の籃胎漆器の解析を行い、正確に編組技法が特定できた資料は現在のところ7点であった。2018年4月現在までの解析で、山王囲遺跡では、器種・部位・層位の違いにかかわらず、網代編みやござ目編みが一般的に用いられていることがわかっている。山王囲遺跡の籃胎漆器の編組技法は、縄文時代前期からみられる編組製品と共通する技法が用いられていた。籃胎漆器は青森県板柳町の土井(1)遺跡や青森市の平野遺跡等にみられ、編組製品の延長上の製品として捉えた場合、一般化した編組技法と漆塗り技術とが結集した製品として考えられる。平成29年度では、収集した漆器資料の図化・X線CT撮影・CT像の解析と三次元モデル化を予定していた。いずれも達成できていること、関連学術学会における成果発表、また、北東北地方の漆器(漆櫛・籃胎漆器等)の比較調査も進めており、おおむね順調に進展している。当該年度では、前年度までに保存処理を完了した史跡山王囲遺跡(宮城県栗原市)出土漆櫛の製作技術についてX線CTを使った解析を進めるとともに、福島県大沼郡三島町他遺跡出土の漆器資料についての調査分析の比較を通して、縄文時代漆器の製作技術の体系化へ向けての包括的な取りまとめを開始した。2019年3月までの解析において、山王囲遺跡では、器種・部位・層位の違いにかかわらず、網代編みやござ目編みが一般的に用いられていることが判明し、山王囲遺跡の籃胎漆器の編組技法は、縄文時代前期からみられる編組製品と共通する技法が用いられていたことがまとめられた。荒屋敷遺跡では、糸玉、漆櫛漆塗り巻紐、編布、腕輪等の漆器資料のX線CT解析を行った。結果、例えば、漆櫛では、3つの資料のうち、2つが外観の特徴だけでなく、内部構造に共通性を有していたことから、荒屋敷遺跡においては規格化された技術の存在が示唆された。また、腕輪では、製作技術的な観点から3種類のものが確認できた。(1)木本を胎として湾曲させて成形しているもの、上述の巻紐のように、(2)紐を巻いて胎としたもの(芯棒は無い)、そして、(3)編布を巻いたものが確認された。これらから、荒屋敷遺跡の漆器製作にみられる特徴的な技術として、「糸」や「紐」を「巻く」ことを応用していることが見出だせた。このような執行技術の地域的な特徴がそれぞれ見られたのは、異なる技術者集団の存在と各地域の文化の特徴を示すものと考えている。平成30年度では、収集した漆器資料の図化・X線CT撮影・CT像の解析と三次元モデル化を予定していた。いずれも達成できていること、関連学術学会における成果発表、また、北東北地方の漆器(漆櫛・籃胎漆器、その他漆器資料)の比較調査も進めており、おおむね順調に進展している。次年度以降、前年度に引き続き、漆器資料の収集し、図化・X線CT撮影・CT像の解析と三次元モデル化を進め、漆器資料の数を増やして調査をすすめる。完成年度である平成31年度では、これまでX線CT解析から得られた縄文時代の漆器の技術を体系化するとともに、成果を学術論文や研究成果報告書として広く社会へ発表する。当該年度に予定していた漆器資料の収集1箇所が次年度以降に繰り越されたため、かかる旅費と謝金等の発生が生じなかったため。当該年度の2月に予定していた外部機関を利用した漆器のX線CT分析が次年度へ繰越となり、計上していた旅費の執行を次年度へ繰り越したため。次年度繰越費は、次年度に予定している外部機関を利用した漆器のX線CT分析に関する旅費、漆の成分組成に関する分析委託費ならびに縄文漆器の復元品制作費に使用する計画である。
病原性アミロイドタンパク質に対する革新的凝集阻害戦略

本研究は、アミロイド疾患に対する治療法の開発を目指し、アミロイド(Aβ)、タウ、αシヌクレイン(α-Syn)といったアミロイドタンパク質の凝集を抑制するための、革新的、多面的な方法論の開発を行うものである。1)毒性本体に相当するAβオリゴマーは、凝集過程における中間体に相当するため、構造ベースの創薬は不可能である。そこで今回、Aβをはじめとしたアミロイドタンパク質の配列構造から論理的に凝集阻害分子を導く。また、構造ベースでの阻害剤デザインを可能にすべく、有機合成化学の力でAβの毒性オリゴマーの結晶構造を解くことを目標とする。2)体内環境に存在する分子酸素を酸素原子源とし、触媒反応によりAβ、タウ、α-Synを酸素化・無毒化する人工触媒を開発する。高いアミロイドタンパク質選択性を実現し、個体レベルで治療効果を実証することを目標としている。今回、細胞レベルで機能する凝集阻害剤の同定を目指し、ピリジンーイミダゾールからなるスカフォールド骨格に対して、ファーマコフォアを配置した一連の化合物を合成した。また、化合物の迅速合成を目指したイミダゾールの事前活性化を必要としないクロスカップリング法の開発に成功した。毒性オリゴマーの結晶構造獲得を目指し、環状ペプチド骨格に導入する酸官能基の種類や数を検討することにより、生理学的条件にて数日間は凝集せず安定なAβ三量体モデル分子の創製に成功した。またこの三量体モデル分子は,Aβの特徴であるβーシート構造を主体とした高次構造の形成能,および,神経様細胞に対する毒性を喪失していないことがわかった。近赤外光で活性化可能な光酸素化触媒を開発し、マウスの皮下や脳内においてAβを酸素化することに成功した。Aβに対する低分子凝集阻害剤、毒性Aβオリゴマーの立体構造解析を指向した安定オリゴマーモデル、アミロイド凝集体に対する酸素化触媒のいずれにおいてもリード化合物の改良が着実に進んでいる。特に酸素化触媒に関しては近赤外光を用いたマウス脳内での酸素化に成功しており、順調に研究が進展していると考えられる。細胞レベルで機能する凝集阻害剤の創出を目指し、ピリジンーイミダゾールからなるスカフォールド骨格に対して、ファーマコフォアを配置した化合物を引き続き合成する。特に、酸性官能基などを導入することにより化合物の毒性の軽減を目指す。安定なAβ三量体モデル分子を用いて結晶化実験を実施する。酸素化触媒について、水溶性、酸素化活性、アミロイド選択性などのさらなる改良を目指し構造最適化を進める。また、マウス個体内における酸素化Aβの構造、生化学的特性、代謝メカニズムなどについて検討を行う。本研究は、アルツハイマー病などのアミロイド疾患に対する新たな治療法の開発を目指し、アミロイドβ(Aβ)などのアミロイドタンパク質の凝集を抑制するための革新的な方法の開発を行うものである。1)毒性本体に相当するAβオリゴマーは、凝集過程における中間体に相当し不安定であるため、構造ベースの創薬は不可能である。今回、Aβの一次構造から論理的に凝集阻害分子を導く。また、構造ベースでの阻害剤デザインを可能にすべく、有機合成化学の力でAβの毒性オリゴマーの結晶構造を解く。2)体内環境に存在する分子酸素を酸素原子源とし、触媒反応によりAβを酸素化および無毒化する人工触媒を開発する。高いアミロイドタンパク質選択性を実現し、個体レベルで治療効果を実証することを目標とする。これまでに、Aβ16-20 (Lys-Leu-Val-Phe-Phe)を環状化した環状ペプチド誘導体における研究から、全長Aβに対して凝集阻害活性を発現することのできるファーマコフォアを同定している。今回、ピリジンーイミダゾールからなるスカフォールド骨格に対して本ファーマコフォアを配置した低分子化合物が、Aβに対して強い凝集阻害活性を示すことを見出した。毒性オリゴマーの結晶構造獲得を目指し、環状ペプチド骨格にAβ鎖を結合させた化学連結型三量体を合成した。環状ペプチド骨格中に静電反発を誘起するカルボン酸ユニットを導入することにより、毒性などのアミロイド凝集中間体としての性質を維持しつつ、オリゴマー同士の分子間相互作用を抑制し凝集性を低減することができた。組織透過性が高く傷害性の低い近赤外光により励起可能な酸素化触媒を開発することに成功した。本触媒は、凝集した毒性Aβが存在するときのみ選択的に活性を発現し、細胞存在下や疾患モデルマウス由来の脳ライセート中において、選択的に凝集Aβを酸素化することができた。Aβに対する低分子型凝集阻害剤、立体構造解析を指向した毒性Aβオリゴマーの安定人工ミミック、個体レベルで機能するアミロイドタンパク質に対する酸素化人工触媒のいずれについてもリードとなる化合物の創出に至っており、順調に進展していると考えられる。

2)体内環境に存在する分子酸素を酸素原子源とし、触媒反応によりAβ、タウ、α-Synを酸素化・無毒化する人工触媒を開発する。高いアミロイドタンパク質選択性を実現し、個体レベルで治療効果を実証することを目標としている。今回、細胞レベルで機能する凝集阻害剤の同定を目指し、ピリジンーイミダゾールからなるスカフォールド骨格に対して、ファーマコフォアを配置した一連の化合物を合成した。また、化合物の迅速合成を目指したイミダゾールの事前活性化を必要としないクロスカップリング法の開発に成功した。毒性オリゴマーの結晶構造獲得を目指し、環状ペプチド骨格に導入する酸官能基の種類や数を検討することにより、生理学的条件にて数日間は凝集せず安定なAβ三量体モデル分子の創製に成功した。またこの三量体モデル分子は,Aβの特徴であるβーシート構造を主体とした高次構造の形成能,および,神経様細胞に対する毒性を喪失していないことがわかった。近赤外光で活性化可能な光酸素化触媒を開発し、マウスの皮下や脳内においてAβを酸素化することに成功した。Aβに対する低分子凝集阻害剤、毒性Aβオリゴマーの立体構造解析を指向した安定オリゴマーモデル、アミロイド凝集体に対する酸素化触媒のいずれにおいてもリード化合物の改良が着実に進んでいる。特に酸素化触媒に関しては近赤外光を用いたマウス脳内での酸素化に成功しており、順調に研究が進展していると考えられる。細胞レベルで機能する凝集阻害剤の創出を目指し、ピリジンーイミダゾールからなるスカフォールド骨格に対して、ファーマコフォアを配置した一連の化合物を引き続き合成する。化合物の迅速な供給を目指し、合成法の高効率化も検討する。環状ペプチド骨格中における酸官能基の種類や数を検討することにより、より強力に凝集性を低減することのできる誘導体を模索する。望ましい環状ペプチド骨格を採用し、Aβ鎖の数を増やすことにより、四六量体を合成し凝集性や毒性などを評価する。800 nm以上の長波長光で活性化可能な触媒を開発する。アルツハイマー病モデルマウスを用い、触媒が脳内に凝集したAβに対し光酸素化反応を促進するかどうかについて検討する。細胞レベルで機能する凝集阻害剤の創出を目指し、ピリジンーイミダゾールからなるスカフォールド骨格に対して、ファーマコフォアを配置した化合物を引き続き合成する。特に、酸性官能基などを導入することにより化合物の毒性の軽減を目指す。安定なAβ三量体モデル分子を用いて結晶化実験を実施する。酸素化触媒について、水溶性、酸素化活性、アミロイド選択性などのさらなる改良を目指し構造最適化を進める。また、マウス個体内における酸素化Aβの構造、生化学的特性、代謝メカニズムなどについて検討を行う。
保険会計の構造分析による全面公正価値会計導入の影響分析

公正価値会計は市場の価格変動をそのまま会計数値に取り込む計算構造であり,利益額や純資産額が著しく安定性を欠く。世界同時株安と金融危機の中で実施された「時価会計の凍結」は公正価値会計が引き起こす社会的弊害に対する強い危機感の反映にほかならない。公正価値会計の導入は,資産,負債の測定属性の多様化(首尾一貫性の欠如),負債のパラドクス問題等,会計理論,会計制度,会計実務に様々な混乱をもたらしている。この研究の目的は,保険契約の会計をモチーフにして前世紀末から急速に影響力を持ち始めた公正価値会計(時価会計)に内在する特性を明らかにし,それがわが国の経済・産業界に与える影響(経済的帰結)を分析することにある。そしてそれに基づいて公正価値会計に関する政策的インプリケーションを抽出したいと考えている。この研究の目的を達成するために,平成20年度は保険会計ないし公正価値会計の構造を明らかにすべく国際会計基準委員会が公表した討議資料,論点整理,原則書等を分析し,また公正価値情報が投資家の意思決定に与える影響について実験を行った。このような研究活動の遂行中に勃発したのが,世界同時株安と金融危機の中で実施された「時価会計の凍結」である。この緊急政策の実施と各国おける会計基準の見直しの動きは,公正価値会計が引き起こす社会的弊害に対する危惧の反映であり,今や世界の資本市場はこの会計システムの社会的機能を解明するための壮大な実験場の様相を呈してきた。そこで我々は当初予定していた公正価値会計実務に関するアンケート調査に代えて,この国際的動向を注視することにした。具体的には,FASB, IASB, ASBJ等,世界の会計基準設定機関の議論や,SEC,金融庁等,各国の規制当局による制度改正の動きについて,現在,その情報収集と分析を行っているところである。この研究は,保険契約の会計をモチーフにしながら前世紀末から急速に影響力を持ち始めた公正価値会計(時価会計)に内在する特性を明らかにし,それがわが国の経済・産業界に与える影響(経済的帰結)を分析すること,そしてその分析に基づいて一定の政策的インプリケーションを得ることを目的としている。この目的を達成するために,平成20年度は保険会計ないし公正価値会計の構造を明らかにすべく国際会計基準委員会やFASB等が公表した討議資料,論点整理,原則書等の計算構造を分析し,また公正価値情報が投資家の意思決定に与える影響について実験を行った。このような研究活動の最中に勃発したのが,世界同時株安と金融危機の渦中で実施された「時価会計の凍結」である。この緊急政策の実施と各国おける会計基準の見直しの動きは,時価会計が引き起こす社会的弊害に対する危惧の表明であり,この間,世界の資本市場は当該会計システムの社会的機能を解明するための実験場の様相を呈していた。そこで我々は当初予定していた公正価値会計の実務に関するアンケート調査(これは時価会計が今日のように注目を浴びる前の時点で,一般社会の関心の程度とその内容を把握するために計画していた)に代えて,各国の基準設定機関の動向を注視しつつ,公正価値会計に関する議論の行方を見定めてきた。現在,その議論もかなり落ち着きを見せてきため,今年度は関係機関に対するインタビュー等を行いながら各種の見解を整理し,これまでの理論的研究をふまえて,我々の公正価値会計に対する評価と立場を明確にしたいと考えている。本研究の目的は,保険契約の会計(以下,保険会計)を中心に公正価値会計に内在する特性を明らかにし,当該会計システムがわが国の産業界に与える影響を分析することである。具体的には,第1に,国際会計基準審議会が審議を進めている保険契約と,それと密接に関連する他の項目を取り上げて,公正価値会計の動向とその特徴を明らかにすること,第2に,公正価値会計がわが国の産業界に及ぼす影響を分析することであった。今年度は当該研究の最終年度にあたり,第2の目的に注力する計画であった。しかし,金融危機により公正価値会計をめぐる理論的問題が深刻なかたちで顕在化したことを受け,保険業を含めた金融業に対する公正価値会計の適用について理論的研究を深めることとした。具体的な検討事項をあげると,以下のとおりである。原価会計と公正価値会計のモデル上の特徴・相違,混合属性測定モデルのバリエーション,保険負債に公正価値測定を適用する場合に問題となる測定属性や認識タイミング,金融負債を公正価値により測定した際に生じる可能性のある評価益に関する負債のパラドクスの問題,および金融負債に対する公正価値オプションの適用による評価益に関する野村ホールディングスの事例などである。これまでの研究を通じて,公正価値会計の様々な理論的特徴,公正価値会計が各種の会計取引に対してもたらす変化,および制度的・実践的な手続きにおいて首尾一貫性が欠如する事象などが浮き彫りとなった。それと同時に,さらに検討するべき課題も少なからず残されている。さらなる研究の蓄積に努めたい。
小胞輸送に必要な酵母ゴルジ体構成要素の分子解析

酵母のゲノム情報から、遺伝子破壊により生育できなくなる必須な遺伝子で、これまで解析されていない膜タンパク質をコードするものをデータベース検索で得た。これらの遺伝子が、片方で破壊されている二倍体株に、当該遺伝子をプラスミドで導入して胞子形成させ、四分子解析により、確かにデータベースで予想される遺伝子が実在し、生育に必須であることを確認していった。更にそのなかで、産物にGFP, myc, HAなどのタグをつけて導入しても生育回復活性を失わない遺伝子を選び出した。これによって蛍光顕微鏡で細胞内の局在性を調べることが可能になり、ゴルジ体および近傍の小胞輸送系オルガネラに局在しているものを複数見出した。次いで、YBR070cおよびYFR042wについて、その生育に必須な機能をより詳細に解析するため、in vitroのPCR mutagensisを行い、これらの遺伝子の温度感受性変異株を複数種類造成することに成功した。これらの温度感受性株は、37°Cにすると直ちに生育を停止したが、変異タンパク質の局在は野生型と変わらなかった。この非許容温度において、カルボキシペプチダーゼYの細胞内輸送にはいずれの変異でも影響は認められなかったが、YBR070c変異株でインベルターゼの輸送の阻害と、小胞体内腔タンパク質BiP(Kar2)の培地への漏出、即ち小胞体局在機能への影響が認められた。これらの従来未解析だったゲノム情報について、貴重な変異株及び遺伝子資源を得て、新たな細胞の現象を発見したことは、学術上重要な成果であり、これからの更なる研究の発展も期待される。
骨基質のECMリモデリングと石灰化進行におけるMMP ファミリー分子の役割の解明

胎生期ラット頭蓋冠を用いて、培養条件下における骨基質の石灰化過程について検討し生理的石灰化の進行を再現する実験系を確立することを目的とした。胎生18日齢のラット頭蓋冠を規格化して摘出し、1,3,5日間器官培養した。培養後、頭蓋冠に含まれるCaを定量した。また組織切片を作製し、von Kossa染色およびHE染色で検討した。さらに隣接切片をSEM-EDXで分析し、骨組織局所の相対的なCa,P,O元素濃度を定量した。胎生18日齢頭蓋冠を用いて、骨基質の石灰化進行を培養条件下で再現できることが示された。平成20年度は、胎生期ラット頭蓋冠を器官培養して、カルシウム(Ca)の総量と組織局所の元素濃度を指標とし、培養条件下における骨基質の石灰化過程について検討し、生理的石灰化の進行を再現する実験系を確立することを目的とした。【方法】胎生18日齢および20日齢のWistar系ラット頭蓋冠を規格化して摘出し、骨形成誘導培地にて1日、3日および5日間培養した。培養頭蓋冠を硝酸で湿式分解し、原子吸光分光光度計を用いて培養頭蓋冠に含まれるCa総量を定量した。また培養頭蓋冠を固定後パラフィンに包埋して薄切し、von Kossa染色およびHE染色にて組織学的に検討した。さらに隣接切片をSEM-EDX(エネルギー分散型X線分析装置)で分析し、骨組織局所に含まれるCa、リン(P)、炭素(C)の相対的な元素濃度を定量した。【結果】頭蓋冠のCa総量は、培養前に比較して、培養5日間で胎生18日齢頭蓋冠では約2.9倍に、また胎生20日齢頭蓋冠では約2.0倍に増加した。von Kossa-HE染色では、いずれの頭蓋冠でも培養前にvon Kossa陽性の骨基質が認められ、胎生18日齢頭蓋冠では5日間の培養期間で染色強度の増強が見られた。胎生18日齢頭蓋冠の全培養期間を通してvon Kossa陽性領域には骨芽細胞と骨細胞が常に認められたが、胎生20日齢頭蓋冠では培養3日以降、骨芽細胞は減少し骨細胞は萎縮する傾向を示した。さらに骨組織局所のCa元素濃度は、胎生18日齢頭蓋冠では培養5日間で約2.1倍上昇した。一方、P元素濃度には変化は見られなかった。また、胎生20日齢頭蓋冠ではCaとPの元素濃度はいずれも培養5日間で変化しなかった。【結論】胎生18日齢ラット頭蓋冠培養では骨芽細胞および骨細胞が培養環境下で活性を保ち石灰化が生理的に進行したものと考えられる。平成21年度では、前年度の研究期間で確立した生理的石灰化進行を再現する胎生期ラット頭蓋冠器官培養系に阻害剤(GM6001)を添加し、MMPファミリー分子の酵素活性を一括して阻害する実験系を検討した。妊娠Wistar系ラットを深麻酔下に安楽死させ、胎生18日齢胎児を摘出した。ラット胎児から頭蓋冠を規格化して摘出し、骨形成誘導培地を用いてMMP活性阻害剤(GM6001)を添加し、5日間培養した。GM6001の濃度とGM6001溶液に含まれるDMSOの濃度を基準とし、実験条件を以下の7群に分けた:(1)コントロール(GM6001及びDMSO無添加)(2)GM6001-40μM、DMSO-0.4%(3)DMSO-0.4%(4)GM6001-80μM、DMSO-0.8%(5)DMSO-0.8%(6)GM6001-120μM、DMSO-1.2%(7)DMSO-1.2%。各実験条件で培養したラット胎児頭蓋冠を4%パラホルムアルデヒドーリン酸緩衝液溶液で固定し、パラフィンに包埋して薄切した。切片をvon Kossa染色およびHE染色にて組織学的に検討し、また、隣接切片をSEM-EDX(エネルギー分散型X線分析装置)で分析して骨組織局所に含まれるカルシウム、リン、炭素の相対的な元素濃度を解析した。現在まで、von Kossa-HE染色では、いずれの実験群の頭蓋冠においても培養前に認められた骨基質のvon Kossa陽性染色が5日間の培養期間で増強することを認めている。平成22年度においては、骨発生と骨修復における石灰化過程を比較検討することで、修復骨の特性を明らかとするとともに、「骨基質の石灰化進行」を検討する骨修復実験系の確立を目指した。(骨発生に関する検討)

胎生15、16、18日齢ラット下顎骨および頭蓋骨の骨発生における骨密度を、マイクロX線CTを用いて検討した。また、非脱灰切片をSEM-EDX(エネルギー分散型X線分析装置)で分析して組織局所に含まれるCa,P,C,N,S,Oの相対的な元素濃度を解析した。さらに胎生18日ラット試料の隣接切片を用いて、骨発生領域におけるMMPの活性をin situ zymographyで検討した。その結果、骨発生領域におけるX線不透過性(骨密度)の増強に伴い、Ca,Pの高い集積が認められた。一方、CはCaとPが集積する領域で減少し、Ca,PとCの濃度分布は相補的な関係を示した。また、骨発生領域には高いMMP活性が認められた。(骨修復に関する検討)ラット頭頂骨に直径3.3mmの企画化骨欠損を作製し、修復骨を術後1週、2週、4週で検討した。マイクロX線CTを用いて骨修復の骨密度を検討した。また、非脱灰切片をSEM-EDXで分析して修復骨組織局所に含まれるCa,P,C,N,S,Oの相対的な元素濃度を解析した。さらに隣接切片を用いて修復骨組織におけるMMPの活性をin situ zymographyを用いて検討した。その結果、骨修復領域で骨密度の増加に伴い、Ca,Pの高い集積が認められた。一方、Ca,PとCの濃度分布は相補的な関係を示した。また、修復骨組織に高いMMP活性が認められた。以上より、石灰化とMMP活性の観点から骨修復が骨発生と対応する過程を辿ることが明らかとなった。上記実験系は骨修復における「骨基質の石灰化進行」を検討する上で、有用な実験系と考えられた。
硝子体腔内の流体運動の力学的解析

本年度の実験は大きく2つに分けられる。まず半円形の模擬眼を想定しその中を多数の三角形の要素に分けた。すなわち有限要素法にあてはめ、模擬眼球の円め中心が回転軸になるように回転運動させた場合のそれぞれの部分の水の動きをコンピューター上でシュミレートした。コンピューターを利用する利点は一度シュミレーションができればその後は、多様な条件を簡便に設定できることで、例えば内陥bucklingの形状を種々変化させることにより、どのような位置には、どのような形状のbucklingが流体力学的に最適であるかを知ることができる。その結果眼球運動時、水の流れは半円の中央部を回転軸として周辺に近いほど速く流動する振幅回転運動を示した。この結果無図の中の物体は次第に半円の中央部から周辺部に移動することが示された。すなわち網膜が一切の硝子体などからなる牽引力を受けなければ網膜は自然に復位することを示したわけである。この移動力は流体の角速度が大きいほど大きく、同一条件下では周辺に近いほど大きな力が作用すると考えられる。ところが半円の隅に近いほうでは乱流により中央部への力を受けるものがあることも判明した。これらの実験を次に行なわれた眼球を模したアクリル製の水理模型を用いた実験結果と比較した。この模擬眼実験では比重が1の浮玉を入れ水の動きが視覚的に捉えられるようなっており、これにより眼内液の運動が実際に観察できるようにした。観察記録用として模擬眼の上方同軸上にビデオカメラを取り付け、現像をフィルム上に記録し、浮玉の位置を座標軸上にプロットすることにより観察結果を記録した。この結果両者の実験結果は全く一致したものであった。
大型実験装置を遠隔利用した実践的工学教育システムの構築と実践

舞鶴高専などの教育機関からインターネットを用いて大阪大学の大型実験装置(イオン加速器)を遠隔利用し、学生実験を実施できる教育システムを構築した。遠隔地からでも、実験装置側の現場で実験を行なっているのと遜色の無い応答性・データ品質・安全性が確保できることを検証した。参加学生へのアンケートや実験の様子から考察すると、実践的で体験的な学習ができるため学生が興味・関心をもつ機会を与えることができると考えられる。高専のような大学に比べて予算の少ない小規模な教育機関は、高度な研究・教育のための大型実験装置を所有することが困難な状況にある。しかし、インターネットを介して特定施設の大型実験装置も学生実験等に広く利用することができれば、小規模な教育機関であってもより高度な教育実験・実習が行えると思われる。既存の遠隔教育システムでは、測定データをパソコン画面に表示させる仮想的な教育実験が実施されることが多く、実際の機器に触れるという体験的部分が不十分である。そこで、本研究では、通信する実験データ(信号)は各自が自らの測定機器で扱い、その結果を大型実験装置の遠隔操作に反映させるような実践的な双方向の教育実験システムを構築することを目的としている。遠隔実験内容は、大阪大学のイオン加速器(最大ビーム出力;200 kV、5 mA)を利用した表面分析(低エネルギーPIXE等)とした。イオン加速器から得られる多量のアナログデータをAD変換し、インターネットを介して舞鶴高専の学生実験室まで高速で送信できるようにした。また、舞鶴高専・学生実験室のパソコンで受信したデジタルデータはDA変換され、各種の分析装置(オシロスコープ等)に繋ぎ、実験データを観測できるようにした。教育実験に参加する学生は自ら分析機器を操作しながら実験を進め、実験を行なう上で必要なイオン加速器の基本的な操作(例えばビーム位置や試料位置の調整やビーム強度の変調)も学生自身が行なえるようにした。現在、高専からのインターネットを介した遠隔実験教育の問題点や有効性、安全性、教育効果、システム拡張性などについて検証をおこなっている。遠隔教育は一方向型の教材配信に留まらず双方向型の遠隔授業も活発に進められてきているが、実際の機器に触れるという体験的部分は不十分であるように思われる。そこで、本研究では通信する実験データ(信号)は各自が自らの測定機器で扱い、その結果を大型実験装置の遠隔操作に反映させるような実践的・体験的な双方向の教育実験システムの構築を目指した。平成20年度までに大型実験装置(大阪大学のイオン加速器)から得られるアナログデータをAD変換・インターネット送信・DA変換し、高専側の学生実験室の分析装置(オシロスコープ等)に繋ぎ、実験データを観測できるようにした。また、教育実験に参加する学生は自ら分析機器を操作しながら実験を進め、実験を行なう上で必要なイオン加速器の基本的な操作(例えばビーム位置や試料位置の調整やビーム強度の変調)も学生自身が行なえるようにした。平成21年度では、学生を2つのグループ(異なる遠隔地)に分け試験的な遠隔実験を実践した。遠隔実験内容は表面分析実験(低エネルギーPIXE等)とした。インターネットを介した遠隔地からでも、実験装置側の現場で実験を行なっているのと遜色の無い応答性・データ品質・安全性が確保できることを検証した。またグループごとに違った観点で考察を行い、それら互いの考察を共有することで様々なコミュニケーションと議論を行った。参加学生のアンケート結果や実験の様子から考察すると、実際の研究現場で利用されている大型装置を用いた実践的な実験が行えるため、体験学習として学生が興味・関心をもってくれる機会を与えることができると考えられる。
安全な製品を開発するための技術経営

当該年度は、医薬品という製品の安全形成についても研究を開始した。過去の医薬品開発に比べると近年の医薬品開発は社内研究開発から大学やバイオベンチャーなどとの提携で実施される傾向にある。そこで、現在、近年開発された医薬品の研究開発プロセスを詳細に事例調査をしており、過去の研究開発プロセスと比較することによって、こうした組織間関係をもとに製品開発する際の安全形成について、医薬品の場合はどのような体制をとっているのか、課題があるのかについて調べている。その研究成果の一部は、2019年6月16-19日に開催されるInternational Society for Professional Innovation Management (ISPIM)第30回大会での報告が受理され、次年度に報告予定である。これまで本研究の分析フレームワークを理論的に確立し、国内外の学会や研究会で報告をし、論文も公刊できた。また、自動運転やIoTの事例に加え、当該年度では、高速鉄道車両の開発と安全形成についての事例研究を実施し、国際学会で報告した。さらに、医薬品産業の事例研究も進行中で、次年度において国際学会での報告が決まっている。次年度は上記報告のほか、各事例に関する論文作成を進めるとともに、事例間比較分析、産業間比較分析が実現できる見込みであり、その結果も論文にして、それぞれ学会誌に投稿する予定である。次年度は最終年度であり、これまでに実施した自動運転関連産業、高速鉄道車両産業、医薬品産業の事例研究をさらに進めるとともに、MAISアプローチを用いて分析を加え、さらに産業間の比較分析を実施する。これらの研究結果について、国内外の学会報告をするとともに、論文を国内外の学会誌に投稿する予定である。さしあたり6月のISPIM(イタリア、フィレンツェ)第30回大会では医薬品産業の事例研究を報告するとともに、今年度中に鉄道車両産業の事例研究についての論文を国際的学術誌に、自動運転、高速鉄道車両、医薬品産業の製品安全に関する比較分析についての論文を国内学術誌に投稿する予定である。安全な製品を開発するための技術経営について、関連する先行研究を収集、精査し、それらの論点の整理を行った。特に最近20年間の経営学周辺領域の関連研究については網羅的に収集を図り、その状況を調べた。また、その研究過程において、近年、自動車の自動運転やIoT(the Internet of Things)の開発が急速に進み、それに伴い製品のデジタル化、スマート化、ネットワーク化が進んでおり、そのような状況の下での製品の安全について見直しが喫緊の課題だという認識が得られたので、自動車安全、自動運転やIoTの歴史や現状、今後の課題などについても文献や見本市、セミナー参加等によって情報を収集した。これらを「技術の社会的研究アプローチ」の枠組みによって分析し、今後のエンピリカルな研究のための具体的課題を明確化した。こうした初期的な研究成果の一部を論文にした。その論文「安全と製品開発に関する試論」は2016年7月に発行予定の『国民経済雑誌』「特集:日本企業の技術・製品開発研究の諸相」に所収されて出版されることが決定している。また、研究の過程でまとめた技術経営および工業経営の学問的・実践的動向については、2015年8月29日に明治大学にて開催された工業経営研究学会の全国大会統一論題セッションで報告した。その内容を論文化した「日本の工業経営の課題ーイノベーション研究の視点からー」は査読を合格し同学会の学術誌『工業経営研究』の30号に掲載された。当初の計画にあった先行研究の渉猟や論点の整理については概ね計画通りに進めることができた。それに関する論文も執筆し公刊待ちの段階であり、現在関連の事例研究を含んだディスカッションペーパーも執筆中である。具体的なエンピリカル研究の課題も明らかにすることができ、その分析枠組みである「技術の社会的形成アプローチ」の適用の仕方も構築した。ただし、海外の研究者とのディスカッションは、海外出張のタイミングが来年度となったので、来年度に持ち越した。しかし、2016年4月からエディンバラ大学に滞在し、同大学の研究者とディスカッションをするとともに、研究会への参加や報告をすることがすでに調整できているので、研究の進展に支障はない。また、事例研究については、研究途中に自動運転やIoTの進展を研究の視野、対象に入れるべきだと確信したので、その関係のフィールドワークを今後重点的に行う予定である。研究対象とする企業については現在探索中であるが、これまでに自動車企業M社を訪問して協力者を得ることができた。また、当初からの医薬品や鉄道車両についても協力者を得ているので、それらも合わせてフィールドワークを進める予定である。当該年度は、4月から7月にかけてエディンバラ大学科学技術イノベーション研究ユニット(STIS)に滞在し、同大学のRobin Williams教授、Donald MacKenzie教授、Graham Spinardi上級研究員、Koichi Mikami研究員らと本研究についての意見交換を行った。またSTISと同大学のビジネススクール企業家・イノベーション研究グループとの共催によるセミナーで本研究の分析フレームワークである「MAISアプローチ」(「技術の社会的形成アプローチ」の発展形)について報告し(5/23、エディンバラ大学ビジネススクール)、出席していたJ.Tait教授やS.Sturdy教授をはじめとする多くの研究者から貴重な意見を得ることができた。エディンバラにおけるこれらの活動を踏まえた研究をもとにして、安全な製品のみならず安全な製品開発というプロセスの形成についての研究アプローチとして、MAISアプローチの洗練化に努め、その結果をディスカッションペーパー「技術の社会的形成の展開:MAISアプローチ」(神戸大学大学院経営学研究科ディスカッションペーパーNo.2017-09)に著した。

帰国後は、自動運転やIoTへの取り組みをしている会社としてFT社の複数幹部の方から自動運転に関わる動向や取り組みの実状について多くを学ぶことができた。また、医薬品企業T社、S社、TM社、DS社、M社の方と接触し、今後の研究協力への基盤を構築した。他方で、本研究に関する予備的な考察をまとめた論文「安全と製品開発に関する試論」が8月に『国民経済雑誌』から公刊された。その他、新幹線や航空管制のような高度技術システムとしての製品の安全について考察したディスカッションペーパーを公表したほか、技術経営の教科書を編著者として中心になって執筆・編集し、技術経営についての考え方の整理にも努めた。エディンバラ大学への留学で得た国際的に活躍している科学技術イノベーション分野の研究者との交流を通じて、本研究の分析枠組みとして、技術の社会的形成アプローチを発展させたMAISアプローチを開発することができた。それについては、海外で報告を実施したほか、将来の出版に向けてディスカッションペーパーを執筆した。また、安全な製品を開発するための技術経営に関する初期的な考察(仮説的枠組み)についての論文の公刊も実現した。高度技術システム化する製品の安全性に関するディスカッションペーパーも執筆した。経験的研究については、当初計画では医薬品産業と鉄道車両産業を考えていたが、初年度の研究を踏まえてフィールドに自動運転関連産業を加え、それを先行して研究しはじめた。前者に関してはFT社から、後者については複数の企業から、多くの情報を得ることができ、また今後の研究への協力をいただける下地を作ることができた。さらに、技術経営の教科書を編著することで、研究のベースとなる技術経営への考え方の整理をすることもできた。当該年度は本研究の分析フレームワークであるMAISアプローチを理論的に構築し、それに関する論文を『国民経済雑誌』第217巻第3号で公刊した(2018年3月)。また、2017年5月17日には神戸大学経営学研究科における商学経営学研究会において、MAISアプローチについての研究報告を行い意見交換を行った。調査については平成28年度に引き続きDT社(元FT社)の複数幹部の人から自動運転に関する動向や取り組みの実状について情報を得たほか、年度内に起こった新幹線台車の事故を受けて新幹線をはじめとする車両開発の実態や課題についてK社の人から情報を集めた。また、製品安全や自動運転などに関する文献を渉猟したり、名古屋にあるJR東海のリニア・鉄道館、トヨタ博物館などを訪問したりして安全な製品づくりのための取り組みの歴史に関する情報の収集にも努めた。現在はこれらの情報をまとめてMAISアプローチで分析する準備を進めている。今後の国際学会等での報告や国際的学術誌への投稿のために英語論文の執筆にも着手した。
エピジェネティクス修飾を暗号解読する蛋白質複合体の網羅的解析

DNAとヒストンは化学修飾され、この修飾の組み合せが暗号となり、様々な生理機能を導くと考えられている。しかし、これらの修飾は特定の蛋白質(群)に認識されることがわかってきたが、複数の暗号による認識機構はまだ謎が多い。本研究では、モデル生物のアカパンカビにおいてDNAとヒストン修飾の組み合せを人為的に改変させたセントロメア領域などに付随する蛋白質を網羅的に同定する方法を開発した。更に、その有用性を新規の暗号認識機構を発見することで立証した。アカパンカビにおいて目的蛋白質と相互作用する蛋白質を網羅的に同定する方法(Honda & Selker, Genetics, 2009)を改良し、セントロメア領域に付随する蛋白質を網羅的に同定する方法を開発した。そこで、長年のヘテロクロマチン研究で蓄積した種々の欠損株の利点を活かし、DNAメチル化欠損株、H3K9メチル化欠損株、常ヒストン高アセチル化株、そして、それぞれの組合せ株を用いることで、人為的に生体内で様々な組合せのエピジェネティクス修飾をもつセントロメア状態に改変させた。そして、それぞれに改変させたセントロメアに付随する蛋白質を網羅的に同定することで、特定エピジェネティクス修飾認識蛋白質群として分類解析を行った。その結果、興味深いことにDMM-1とDMM-2を正常株やH3K9メチル化欠損株で検出することはできなかったが、DNAメチル化欠損株や常ヒストン高アセチル化株において検出することに成功した。更にその組合せにより、より強く検出することを見出した。しかし、本解析は相対的定量も同時に行う手法でないため、この問題を対処するために安定同位体を組合せる質量分析解析するSILAC法をアカパンカビに応用する試みを行った。まだ開発段階であるが、canonicalヒストンH2AとvariantヒストンH2AZがセントロメア領域のエピジェネティクス修飾の違いによって大きく分布変化することを見出した。そして、H3K9メチル化に特異的に結合する新規蛋白質を同定し、この蛋白質がヘテロクロマチン領域に局在し、セントロメアのサイレンシングを担うことを確認した。同様に、DMM複合体(Honda et al, Genes Dev, 2010)がDNAメチル化されておらず、高アセチル化されたセントロメア領域に強く局在し、更にH3K9メチル化がなくなると局在しなくなることを見出した。そこで、酵母Two-Hybrid法で複合体間の相互作用部位を特定した。更に、ペプチドアッセイによりDMM複合体がH3K9メチル化とH3R2メチル化に結合する知見を得た。また、セントロメア領域以外の領域で同手法の有効性を調べるために、セントロメア領域の次に大きなヘテロクロマチン領域であるテロメア領域に着目した。そこで、テロメアのキャッピングに重要な蛋白質複合体Shelterinをアカパンカビで同定した。そしてChIP-seqにより、その構成蛋白質がテロメアに特異的に局在し、このテロメア局在がヘテロクロマチン化に重要なH3K9メチル化に依存しないことを確認した。そして上記と同様な手法を用いて、テロメア領域に付随する蛋白質を網羅的に同定した。その結果、セントロメアとテロメアに共通して付随する蛋白質郡、それぞれに特異的な蛋白質群に分類することに成功した。これらの結果から、本手法は領域内外のエピジェネティクス修飾を暗号解読する蛋白質複合体の網羅的解析に有効である。エピジェンティクス当初の計画通り実験を遂行し、更なる技術開発を進めているため。上記のSILAC法の改良を進める。そして、精製した蛋白質複合体が同一の機能を有するのか、そしてこの複合体により、修飾の組合せがどのように認識されているのか、更に新規修飾結合ドメインがあるかを下記の項目の順に解析する。1蛋白質複合体を形成すると思われるそれぞれの蛋白質にエピトープタグ(FLAG、HA、Myc、V5、GFP)を付加し(Honda & Selker, Genetics, 2009)、これらのタグを利用した免疫沈降法により実際にそれぞれの蛋白質が相互作用しているかを確認する。2上記のタグ化した蛋白質を用いてChIP-seq(クロマチン免疫沈降法の後に、次世代シークエンス解析)により、ゲノムレベルで実際にそれぞれの複合体を形成する蛋白質が予想する領域に局在しているのかを調べる。3複合体を形成する蛋白質に対するそれぞれの欠損株を作製し、同じ表現系を持つかを調べることにより、これらの蛋白質が機能的にも連携しているかを確認する。4それぞれの蛋白質のエピジェネティクス修飾を認識するのに重要なアミノ酸部位をsite-direct mutagenesis法により変異させた株を作製し、上記と同じ方法により:(a)蛋白質間相互作用が変異により変化するか?(b)ゲノム上の局在が変異により変化するのか?(c)この変異により同様な表現系をもつのか?を調べる。

そしてこれらの結果を総合的に解釈し、暗号解読の分子機構を推定する。5既知ドメインでは説明できず、新規の修飾結合ドメインによるものと考えられる場合は、(a)種間で保存されたアミノ酸配列領域があるか?(b)生体内にその領域を欠損させた蛋白質はゲノム上の局在を失うか?(c)そのドメインを有する組換え蛋白質を作製し、実際にその修飾に結合するか?を調べる。更に他の種にも新規ドメインが保存されているかを調べる。当該年度の実支出額の遂行率(99.7%)から、予算使用計画の通りに行われている。当初の予算使用計画の通りに行う。
量子電流ミラー効果の研究

微小Josephson接合列を用いた量子電流ミラー効果に関して、次のような成果を得た。1.この効果の応用の第一歩である電流二倍器の実現、またその動作特性の解明、さらに、より大きな整数倍器を実現する上での素子作製上、回路構成上の留意点を明らかにした。2.この効果の特徴として、接合のJosephson結合エネルギーの大きさと最大ミラー電流の関係、同じ接合特性を持つ接合列の接合数(素子長)と最大ミラー電流の関係、この効果が起こるバイアス電圧範囲などについてのデータ蓄積を行った。3.接合数が異なる接合列間での電流転写の特性を明らかにした。特に、短い接合列から長い接合列への電流転写が不完全であることが明になった。4.3接合列からなる素子で、直接静電容量で結合していない接合列間でも、直接静電容量で結合した接合列間と同様に電流転写が生じることを見出した。これらうち、成果1は、本研究全体を通じての目標の一つであり、予想した素子構造で微小電流の整数倍器が原理的に作製できることを検証できた大きな成果であった。また、成果4は、本研究全体として想定外の結果であり、量子電流ミラー効果が、予想された「静電結合による電荷ソリトン間の局所的な相関」というメカニズムではなく、何らかの非局所的な媒体を通じての相関によるものであることを示唆する。これは、この現象がより深い物理的な内容を持つことを物語っており、新たな研究展開を予期させるものである。本研究の目的は、微小Josephson接合の1次元配列を静電容量によって2本結合させた素子において、研究代表者が見出したCooper対の帯電効果に基づく直流電流の転写現象(量子電流ミラー効果)の研究を進展させることである。特に、この効果の物理的な機構を明らかにすること、また、この効果が素電荷レベルでの相関効果であることから、微小電流の高精度転写や増倍への応用可能性を探ることが目標である。研究代表者は、平成15年度に現在の研究機関である電気通信大学に着任したため、交付申請書の研究実施計画に記したように、今年度は、1)本学設備を使って素子を作製するプロセスを確立すること、2)この効果の測定に用いる希釈冷凍機を使った低温実験設備と微小電気信号の低雑音計測設備を立ち上げること、3)1)2)の準備のもと素子を作製し量子電流ミラー効果を実現すること、4)応用の第一歩として電流2倍器を作製するため、その計測用の3回路同時計測回路を作製することを行った。さらに、5)電流2倍素子の試作も行った。観測した量子電流ミラー効果は、Josephson接合1個についての帯電エネルギーE_C=81μeV、Josephson結合エネルギーE_J=16-18μeV、接合容量C=0.99fFで、21接合をもつ1次元配列からなり、結合容量C_C50aFの素子で見出され、最大ミラー電流は6pAであった。なお、このときの測定温度は120mKであった。この結果は、これまでに量子電流ミラー効果の観測された素子の系列に、素子パラメータ、最大ミラー電流とも合致し、この現象が素子パラメータにより一意的に決まることを示唆する。それとともに、本研究が順調な滑り出しを見せたことを物語っている。特に、この効果の物理的な機構を明らかにすること、また、この効果が素電荷レベルでの相関効果であると考えられることから、微小電流の高精度転写や増倍への応用可能性を探ることが目標である。本年度は、第2年次であり、1.素子長の異なる接合列間の電流ミラー効果を確認した。これは、この効果が、単に類似特性をもつ接合列間の電流の結果的な類似ではなく、伝導担体間の相関効果による電流の転写効果であることをより明確に裏付けるものであると言える。また、この結果は電流2倍素子の動作の基礎になるものである。