hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高品位三原色光源実現に向けた青・緑色面発光レーザ

本研究では、GaN面発光レーザーの1高効率・高出力化、2長波長化、3高速変調を目指して進めている。以下に平成30年度の実績を報告する。高効率化に向けて、横方向光閉じ込め構造を有する面発光レーザー、トンネル接合を有する面発光レーザー、そして下部導電性DBRを有する面発光レーザーの三種類の試作を進めた。エッチング条件とSiO2埋め込み条件を最適化することで、段差のないSiO2埋め込み閉じ込め構造の形成が可能になった。トンネル接合を有する面発光レーザーの試作も進め、室温連続動作を当研究グループとして初めて達成した。下部導電性DBRでは、それを有する面発光レーザーとしては世界最高出力となる1.8mWを達成した。来年度、試作を重ねることで、さらなる特性の改善を目指す。長波長化に向けて、AlGaNバリア層をさらに最適化することで、540nmのLED発光として、青色LEDの40%までを達成した。今後は、この成長条件をベースに、GaN基板上に適した活性層成長条件も明らかにしていく。一方、DBR作製において、新しいAlInN/GaInN DBR構造に取り組んだものの、表面平坦性が大きく損なわれることが判明した。反射率が大きく低下する可能性が高く、現時点での実現は困難であると判断した。一方で、前年度に導入したその場反り測定装置を用いることで、DBR成長中に反りの様子、そしてInNモル分率を算出できるようにモデルを構築、実証した。今後は、この両者を用いることで、長波長面発光レーザーを目指す。高速変調に関して、比較的高い電流密度での測定が必要になるが、現状の素子では電極が破壊される課題が明らかになった。絶縁層、電極形成を最適化することで、破壊が抑制された。一方で、変調特性を測定するためには、さらなる改善が必要な状況である。高効率・高出力化では、導電性DBRを有する面発光レーザーとして世界最高出力である1.8mWを達成した。また、トンネル接合を有する面発光レーザーの室温連続動作も実現し、出力や効率の最高値は改善されなかったものの、今後、上述した新しい素子構造の最適化による改善が期待できる。長波長化では、さらなる活性層の改善、DBR形成の再現性向上が実現した。高速変調に関しては、電極破壊が大きな課題となることが新たに判明し、その対策を進めた結果、一定の改善を得た。以上、大きく進展した項目と、あまり進展していない項目がそれぞれ存在することから、平均的におおむね順調に進展している、と判断した。平成31年度は以下の計画に沿って進める予定である。高効率化に対して、段差のない光閉じ込め構造、トンネル接合構造、導電性DBR構造を含む面発光レーザー試作をさらに進める。結果に従って、効果の高い構造をそれぞれ組み合わせて面発光レーザーを試作し、高効率・高出力化を目指す。長波長化に関して、GaN基板上活性層の成長条件も明らかにし、それを踏まえて、470520nm面発光レーザーを形成、そして実現を目指す。その場反り測定装置を十分活用することで、DBR形成、さらには高品質長波長活性層作製を目論む。高速変調に関して、さらなる絶縁層、電極構造・形成の最適化を進め、電極破壊が大幅に抑制された素子を作製するとともに、電極形状を高速変調用に変更した素子も試作、その測定を進め、現状を把握する。本研究では、GaN面発光レーザの「高効率・高出力化」、「長波長化」、「高速変調」を目指して進めている。以下に平成29年度の実績を報告する。高出力化として、波長410nmのGaN面発光レーザにおいて、層構造などの最適化により下部4.2mW、上部1.0mWの計5.2mWの出力を実現した。次年度目標の6mWに近い値を前倒しで実現したことになる。一方、外部微分量子効率は13%のままである。高効率化に向けては横方向閉じ込めとトンネル接合の適用を進めたが、現時点で効率改善にまでは至っていない。一方で、光吸収の少ないGaNトンネル接合が実現した。長波長化に向けて、既存のAlInN/GaNを厚膜化することで、反射中心波長を570nmまで長波長化させたDBRを作製した。その結果、520nmまでは、屈折率から予想される理論反射率に近い測定値が得られたが、570nmでは、比較的大きな反射率の低下が確認された。XAFS法により、AlInNにおけるIn、Al原子ともにウルツ鉱構造における理想的なIII族原子位置を占有していることが明らかになった。活性層の長波長化として、2nm AlGaNキャップ層と高温GaNバリア層の導入により、600nmまでのPL発光と、575nmまでのEL発光を得た。そのEL強度は、青色の場合の1/6程度であった。格子不整合の程度を成長中に測定可能な、その場基板反りモニタを導入し、現在、調整中である。高速変調に関して、測定のためのパルス光特性評価システムを構築した。主に波長450nmのGaN青色レーザを用いて性能確認した結果、パルス発生器評価系で約500MHz、ネットワークアナライザ系で約1GHzまで評価可能であった。高効率・高出力化では、効率は改善されなかったものの、出力は改善され、ほぼ次年度目標を達成しつつある。長波長化もDBRおよび発光波長において500nmを超えるものが形成可能になっている。高速変調に関しては、システムの検証が進んだが素子形成は遅れている。

以上、大きく進展した項目と、あまり進展していない項目がそれぞれ存在することから、平均的におおむね順調に進展している、と判断した。本研究では、GaN面発光レーザーの1高効率・高出力化、2長波長化、3高速変調を目指して進めている。以下に平成30年度の実績を報告する。高効率化に向けて、横方向光閉じ込め構造を有する面発光レーザー、トンネル接合を有する面発光レーザー、そして下部導電性DBRを有する面発光レーザーの三種類の試作を進めた。エッチング条件とSiO2埋め込み条件を最適化することで、段差のないSiO2埋め込み閉じ込め構造の形成が可能になった。トンネル接合を有する面発光レーザーの試作も進め、室温連続動作を当研究グループとして初めて達成した。下部導電性DBRでは、それを有する面発光レーザーとしては世界最高出力となる1.8mWを達成した。来年度、試作を重ねることで、さらなる特性の改善を目指す。長波長化に向けて、AlGaNバリア層をさらに最適化することで、540nmのLED発光として、青色LEDの40%までを達成した。今後は、この成長条件をベースに、GaN基板上に適した活性層成長条件も明らかにしていく。一方、DBR作製において、新しいAlInN/GaInN DBR構造に取り組んだものの、表面平坦性が大きく損なわれることが判明した。反射率が大きく低下する可能性が高く、現時点での実現は困難であると判断した。一方で、前年度に導入したその場反り測定装置を用いることで、DBR成長中に反りの様子、そしてInNモル分率を算出できるようにモデルを構築、実証した。今後は、この両者を用いることで、長波長面発光レーザーを目指す。高速変調に関して、比較的高い電流密度での測定が必要になるが、現状の素子では電極が破壊される課題が明らかになった。絶縁層、電極形成を最適化することで、破壊が抑制された。一方で、変調特性を測定するためには、さらなる改善が必要な状況である。高効率・高出力化では、導電性DBRを有する面発光レーザーとして世界最高出力である1.8mWを達成した。また、トンネル接合を有する面発光レーザーの室温連続動作も実現し、出力や効率の最高値は改善されなかったものの、今後、上述した新しい素子構造の最適化による改善が期待できる。長波長化では、さらなる活性層の改善、DBR形成の再現性向上が実現した。高速変調に関しては、電極破壊が大きな課題となることが新たに判明し、その対策を進めた結果、一定の改善を得た。平成30年度は以下の計画に沿って進める予定である。高効率化に対して、段差のない光閉じ込め構造、および段差の少ない埋め込みトンネル接合を試みる。いずれも段差があることによって、性能が制限されている、あるいは構造形成が困難になっている現状を考慮した判断である。高出力化に関しては、これまで行っていなかった、光閉じ込めと大口径化の同時導入により、従来の大口径化による発振停止を抑制することで高出力化を実現する目論見である。さらに活性層構造の最適化や、導電性DBRの導入を進め、より赤外面発光レーザに近い理想の構造を我々の標準構造として確立していく。
バイオインフォーマティクスによるロイシンリッチリピートの進化、構造、機能の研究

ロイシンリッチリピート(LRR)は、同じまたは似た配列を繰り返すタンデムリピートの一つであり、2万個以上の蛋白質に存在する。多くのLRRは蛋白質やリガンドと相互作用し、動物や植物の自然免疫などの機能に関与している。LRRの繰り返しの長さは20から30アミノ酸残基からなり、8つのクラスが存在する。本研究により、植物にのみ存在するLRRクラスがバクテリアにも存在することを見出し、このLRR遺伝子は植物からバクテリアに水平伝播したことを示した。また。単細胞真核生物とバクテリア由来蛋白質から、これまでLRRモチーフと同定されていない新規なLRRモチーフを見出した。ロイシンリッチリピート(LRR)はロイシンを多く含むタンデムリピートの一つである。LRRはウイルスからヒトまで幅広い生物に、1万4千個以上の蛋白質に存在する。LRRドメインは、蛋白質同士や蛋白質とリガンドの間の相互作用部位として使われ、動物や植物の自然免疫機構などの多様な機能発現に重要な役割を果たしている。LRRは2030アミノ酸残基の長さの繰り返し単位を持ち、分子全体で馬蹄形構造や超ラセン構造をとる。LRRはその後半部分の配列の違いにより、8つのクラスに分類されている。植物蛋白質にのみ存在するとされてきたPlant-Specific LRR (PS-LRR)が、バクテリア由来蛋白質の中にも存在することが明らかになってきている。バイオインフォマティクスの手法を駆使した塩基およびアミン酸配列解析から、PS-LRRをコードする遺伝子において、植物とバククテリアの間のHorizontal gene transfer(HGT)が起こったことを示した。この内容の論文は、本年5月、雑誌Natural Scienceに掲載される。UniProtを含む配列データベースから、バクテリアや下等な単細胞真核生物から新規なLRRクラスを含む蛋白質を見出した。そのデータベースを構築する。このデータを用いてマルチプルアラインメントなどを用いて詳細な配列解析を実行する。その結果、4つの新しいLRRクラスをみいだした。構造、機能についても考察した。現在、論文作成中である。ロイシンリッチリピート(LRR)は、同じまたは似た配列を繰り返すタンデムリピートの一つであり、ウイルスからヒトまで2万個以上の蛋白質に存在する。多くのLRRは蛋白質やリガンドと相互作用し、動物や植物の自然免疫や神経システムの発生などの機能に関与している。また、グラム陰性菌タイプIIIの分泌システム、アポトーシス、オートファジー、mRNAの核輸送、ユビキチンプロセスにも関与している。LRRの繰り返し単位は20から30アミノ酸残基である。この繰り返し単位は、前半部分の保存性がよいHighly conserved segment (HCS)と、後半部分のVariable segment (VS)に分けられる。HCSはLxxLxLxx(C/N)x(x/-)Lの11または12残基からなる。VSのコンセンサス配列の違いにより、8つのクラスが存在する。本研究の目的は、LRRのアミノ酸配列、構造、機能の多様性がどのようにして生まれたかを明らかにすることである。本研究では次の研究成果をあげることができた。1つ目は、植物にのみ存在するPS-LRRがバクテリアにも存在することを見出し、このLRR遺伝子が植物からバクテリアに水平伝播(HGT)したことを示した。2つ目は、単細胞真核生物とバクテリア由来蛋白質から、これまでLRRモチーフと同定されていない新規なLRR(Non-canonical LRRと名付けた)を見出した。Non-canonical LRRのHCSは、VxGx(L/F)x(L/C)xxNxLにより特徴づけられる。また、LRRドメインには、しばしばLRRとは見做されない100残基以上にも渡る長いドメイン(Islandドメイン)が存在する。植物のLRR蛋白質にみられるIslandドメインの特徴を配列解析から明らかにした。また。LRRは2030アミノ酸残基の長さの繰り返し単位を持ち、分子全体で馬蹄形構造をとる。これまで、LRRを含む蛋白質の分子進化の研究はなされているが、各クラス間の分子進化研究は何もなされていない。最近、植物蛋白質にのみ存在するとされてきたPlant-Specific LRR (PS-LRR)が、バクテリア由来蛋白質の中にも存在することが明らかになってきている。我々はバクテリアに存在するPS-LRRの起源について研究を行った。

我々は11種のバクテリアから20個のPS-LRR蛋白質を見出した。また、そのホモログとして、植物から82個、珪藻から1個のPS-LRR蛋白質を同定し、そのコンセンサス配列はLxxLxLxxNxLSGxIPxxIGxLxxで、バクテリアPS-LRRのコンセンサス配列と良く一致した。任意のアミノ酸が占める"x"位置についても、弱い保存性がみられた。また、古細菌には、PS-LRR蛋白質は全く見られなかった。これらの結果は、PS-LRRをコードする遺伝子において、植物とバククテリアの間のHorizontal gene transfer(HGT)が起こったことが示唆された。これは真核生物と真正細菌との間の"界"を渡るHGTであり、非常に珍しいものである。このHGTが幅広い生物に存在する機構の一つと考えられる。現在、論文投稿中である。研究の目的として、次の3つの研究課題を掲げた。(1)新規なLRRクラスの同定と進化研究:我々の開発した方法を用いて、バクテリアからのLRRを含む蛋白質(LRR蛋白質)に存在する新規なLRRクラスを検出し、データベースを構築する。このデータを用いてマルチプルアラインメントなどを用いて詳細な配列解析を実行する。(2)LRRの水平進化の実証:バクテリアLRR蛋白質に存在する"Plant-specific LRR"ドメインの塩基配列を用いてホモロジー検索を行い、検出された"Plant-specific LRR"ドメインの系統樹を作成し水平進化(HGT)の有無を検証する。(3)新規な巨大LRR超周期の検出と分子進化:LRR-RLKが重複した仮想的な蛋白質のアミノ酸配列をクエリーにしたホモロジー検索を行い、巨大LRR超周期を検出する。また、配列解析を実行し進化のスキームを提案する。(2)の研究は、論文として掲載される。(1)の研究は、現在、論文作成中である。(3)については、配列データの収集を継続している。また、LRRを含むToll様受容体の分子進化について雑誌GENEに掲載された。さらに、植物のLRR蛋白質(non-LRR領域が介在する特徴的なLRRドメインをもつ蛋白質)についての総説がBiomoleculesに掲載された。したがって、おおむね順調に進行していると評価できる。:(2)LRRの水平進化の実証:バクテリアLRR蛋白質に存在する"Plant-specific LRR"ドメインの塩基配列を用いてホモロジー検索を行い、検出された
北海道畑作・畜産農業の冷湿害の要因及び影響解析とリスク回避に関する基礎的研究

1.一時的な過剰水による嫌気条件に耐性のある作物品種を育成するには、その基礎として耐湿性を計測する評価法が確立される必要がある。その基礎的な知見を得る目的で、小麦を素材にして、乾燥ストレス(葉部先端を切りとって新鮮重の10%乾燥制御あるいは高浸透圧水耕液を使った根からの吸水制御)に因る作物の環境ストレスホルモン(エチレン)の感受性計測を行った。10%乾燥制御のときエチレン生成が最大となり、品種間差異も明確となる。品種間差異は、エチレン生合成に関わるアミノシクロプロパンカルボン酸の活性化を司る3個の遺伝子(2B,5B,1A)に支配されている。接触刺激に対する感受性の品種間差異は水分ストレスに類似である。2.標高400mと800mで混播草地の生産量と植生推移を調査したところ、低温多雨となる高地圃ではチモシー主体に混播し、刈り取り時期を遅らせること、低地圃ではオ-チャード主の混播とし、いずれも成長停止温度となる9月中旬までの収穫にとどめることが望ましい。3.冷湿害年産のコーンはでんぷん蓄積に欠け、乾草品質も悪く、草サイレ-ジの養分損失もあって、栄養価が低く、乳牛は粗飼料からのエネルギー摂取が不足した。4.湿性型火山灰地帯に対する湿害対策として、心土破砕時にバ-ク堆肥を鋤込む、いわゆる有材心破を試みたところ、高い効果を認めた。また湧水を伴う地帯の処理工法として、深層暗渠工法による施工実験の結果は、地下水位13mと低く維持され、機械の適期作業を可能にした。5.十勝20市町村の主要畑作物の単収データを基に、対平年単収比の確率分布を計測し、対平年単収比が1.以下となる領域での2次の確率的優越性を読み取ると、地域の自然災害の発生状況に斉合しており、1993年冷湿害の発生確率の推定値も経験的知識に斉合していた。1.植物のストレスホルモン(エチレン)を指標にして、冷湿害環境の感受性を計測する実験を行って、コムギの品種間には水分ストレス誘導エチレン生成に明確な差のある事、及びその差異は遺伝的で、エチレンの前駆物質であるアミノシクロカルボン酸の合成酵素活性の差による事とが、判明した。2.公共草地の標高差(400M、800M)毎に観測装置を設定して微気象を観測し、混播草地の生産性、植生推移を計測する実験を開始した。継続観測により、気象と植生・生産性を関連つけて、冷湿害に強い草地管理方策を提示する基礎資料とする。3.冷湿害をうけた年の十勝地域の粗飼料成分成績と畜大農場の粗飼料成分分析を基に、冷湿害年における品質差を先ず確認した。その結果、1番刈草361点では品質低下が見られず、牧草サイレ-ジ630点やコーンサイレ-ジ689点では、TDN価の低下が認められた。特にコーンサイレ-ジは冷湿に因る登塾遅れがTDN価低下の要因である。今後飼養成績との関連を研究し改善方策を探る計画である。4.湿性型火山灰地帯に対する湿害対策として、心土破砕と同時にバ-ク堆肥を鋤込む、いわゆる有材心破を実験的に行って観測した結果、地下水位の低下と地温上昇に効果が認められた。湿害対策の1方法を提示するものである。

5.十勝20市町村の昭和40年以降の作物別収量データを収集し、内2市町に付いてパイロット研究として平年単収に対する実単収比の分布をロジスティク曲線で近似し、作物毎の確率的優越性の計測と平成5年冷湿害の理論的発生確率の位置を解析した。この結果、豆作は減収率がやや高く確率的には稀に起こる災害であり、イモ、ビ-ト、飼料用コーンは中位の減収率であるが、やや頻繁に起きても止むをえない災害といえ、コムギは減収率が高いが確率的には起こり易い災害とみなす事が出来る。6.これらの研究成果を組み入れて、安定経営の設計や農業支援事業のあり方を引き続き研究する。1.5年前の春に暗渠排水を施工した豊頃町二宮地区の圃場で、排水効果を維持させる目的で、火山灰を充填した有林心土破砕を補助工法として施工して、その成績を追跡調査したところ、施工3年目で無林心破区では排水効果が著しく低下したが、有林心破区では効果が持続した。秋蒔き小麦は、多雨年の6月中旬まで有林心破区で良好な生育を示した。秋期に周期的に降雨のあった平成7年でも大豆がこの区で良好な収穫をもたらした。よって細粒・堅密な沖積土の排水効果の持続には、有林心土破壊砕の併用が有効であると言う知見を得た。2.標高渣(400m、800m)による気象変化と混播牧草の植生や生産性の差異を圃場試験で確認したところ、牧草生育期間の平均温度の差は摂氏1.3度、降水量は73ミリの差があり、高標高地は低温多雨の微気象を持っている。1年草の生産性は46%減となることが判明した。この関係にはチモシー主区とオ-チャード主区との間では有意差はみられなかった。また2番草でも刈り取りの時期による収量は在圃場期間と共に増加するが、葉部枯死率が高くなることが判明した。これらは圃場試験につき3年間の観測で総合判断に導く予定である。3.十勝20町村の昭和40年以降のデータで、平成7年度には主要畑作物の他に野菜作を対象にして、収量の累積密度関数を推計し、作物毎に確率的優越性を検討した。概して野菜作は主要畑作物よりも確率的優越性に優れていることが分かった。4.平成8年にはこれらの総括として、安定経営の設計や農業支援事業のあり方等、方向付けを試みる予定である。1.12品種の小麦を使って水分ストレス誘導ホルモン(エチレン)生成実験を行い、2B、5B、1A染色体上に生成促進遺伝子が座乗していること、生育ステージ別の同実験は品種間に差があること、接触刺激によるエチレン生成実験は、水分ストレス高感受品種に強い反応が現れること、高浸透圧水耕液による根からの吸水制御実験も、乾燥ストレスと同じ結果となること等を確認した。2.混播草地の植生と生産性を学術的観測の基準となっている3年次草地について、標高800mと400mの所で観測した。両試験圃には生育期間における月平均温度差1.51.6°C、降水量差163174mmあって、1番草生産量は、低地圃では高地圃の50(早刈)32(遅刈)%増、植生推移は早刈でメドフェスクが優占し、適期刈あるいは遅刈ではチモシーまたはオ-チャードが優占となり、かつ低地圃で豆科率が高く、乾物中の飼料価も高地圃より勝ることが明らかになった。3.冷害年以降も飼料作物の養分価や品質を追跡調査した結果、1993年の異常気象は、粗飼料品質を著しく低落させていたことが分かり、中でもイネ科乾草の粗タンパク質低下と牧草サイレ-ジ養分価低下が明かであったことが判明した。4.バ-ク材を使用した有材心土破砕の効果試験を行った結果、心土破砕ピッチ60cmの施工区が、降雨後機械作業を可能にする地下水位40cmに到達する時間が最も短く、かつ乾燥密度の変動も最小であるなど、有効性を確認した。
カルボン酸添加によりガスクロマトグラフィーの感度を上昇させる方法の研究

極性化合物をガスクロマトグラフィー質量分析計(GC-MS)にて測定すると吸着による感度低下を招くため、通常は誘導体化処理を行ってから測定する。我々は、この吸着が注入口のライナーに充填されているグラスウール上で主に起きていることをつきとめ、誘導体化をしなくても溶媒にカルボン酸(ギ酸・酢酸)を添加すると吸着が減少することを見出した。添加するカルボン酸は3%付近で感度・再現性ともに良い値を示し、この迅速・簡便な方法が定量性も十分であることを証明した。睡眠鎮静薬として用いられ中毒症例も報告されているバルビツール酸類のガスクロマトグラフィー・マススペクトロメトリー(GC-MS)分析は吸着による感度低下を招くが、我々は溶媒にギ酸を添加することによって吸着を減らし感度を上昇させることに成功した。まず、ギ酸または酢酸及びその濃度、注入口温度の測定条件を変化させ分析法の最適化を行った。そして、3%ギ酸(溶媒である酢酸エチル中のギ酸濃度),注入口温度300°Cを選択した。その条件化で行ったアモバルビタール,フェノバルビタール血清抽出物の検量線を作成し、定量分析の正確さを調べた。この意図的に添加されたギ酸同様、抽出によって生じた血清由来の夾雑物もバルビツール酸の感度上昇に寄与することが以前の研究や予備実験により予測できたため、定量の正確さを調べる上でこのマトリックス効果を考慮する必要があると判断し、抽出により生じるマトリックスが大きく異なる2つの抽出法(固相抽出,液-液抽出)も比較検討した。実験結果として、3%ギ酸添加はアモバルビタールとフェノバルビタールの定量を正確で再現性の良いものにすることが証明できた。これは2つの異なる抽出法どちらでも同様の結果が得られた。この証明は、Food and Drug Administrationガイダンスの基準を参照して行った。バルビツール酸類分析の従来からある方法としては誘導体化法が良く用いられているが、化学反応を行うため実験時間が長いことや、その反応が定量的に進行しているかに注意を払う必要があった。このギ酸添加法は、実験時間を大分短縮することができ、正確な定性・定量分析であり、感度も十分満足できるものである。今後、法医学や臨床における薬物分析に好んで用いられると思われる。ガスクロマトグラフィー(GC)の測定において極性のある化合物は吸着による感度低下を引き起こす。そこで、我々は溶媒に酢酸を添加し、対象物質の吸着を減らす方法を提案した(Acetic acid improves the sensitivity of theophylline analysis by gas chromatography-mass spectrometry. J. Chromatogr. B 2007; 846, 240-244)。本研究においては、その方法がバルビツール酸類の定量分析を行うに十分な方法である証明を行った。添加するカルボン酸としてギ酸を用いた。吸着性物質の測定において最も注意を払わなければならないのは、抽出の残留物である夾雑物が感度を上げる効果である。夾雑物が異なってもカルボン酸添加法を用いれば、感度・再現性を向上させることができることを示すために、夾雑物がより少なく抽出される固相抽出と多く抽出される液-液抽出の2通りで実験を行った。最終溶媒が酢酸エチルの場合、より夾雑物の多い液-液抽出の方が良い感度を示した。しかし、溶媒を3%ギ酸酢酸エチルにすると、どちらの抽出でもほぼ同じ良好なレスポンスが得られ、感度・再現性が改善された。この分析法の正確さ・精度を調べたところ、固相抽出、液-液抽出のどちらでも良い値を示した。その他、検量線の相関係数や定量限界なども調べ、論文(Determination of amobarbital and phenobarbital in serum by gas chromatography-mass spectrometry with addition of formic acid to thesolvent. J. Chromatogr. B 2008; 869, 9-15)を発表した。GC-MSで誘導体化をせずに感度・再現性を上昇させる新たな分析法を確立することができた。
振動分光法によるレ-ザ-・デポジション素過程の解明

金属カルボニル等の有機金属錯体を用いたレ-ザ-・デポジション法(あるいは、レ-ザ-CVD)は、レ-ザ-の高い集光性を利用し、半導体基板に直接サブミクロン・オ-ダ-の回路パタ-ンを作製しうることから、次世代極微細デバイス作製技術の一つとして多くの注目を集めている。このプロセスは本質的には表面が関与した光化学反応過程であり、高度に制御された金属-半導体界面を作製するためには、プロセスを支配している化学反応素過程を明らかにする必要がある。本研究は、表面での化学反応過程の解明にきわめて有効な高度感振動分光法(高分解能電子エネルギ-損失分光法:HREELS)を用いて、表面での金属カルボニルの光分解過程を追超し、光分解反応の素過程、光反応における表面の役割、分解後の金属と半導体基板との界面形成過程を解明しようとするものである。本研究ではまず、強力紫外光源の製作をおこなった。これは、大出力水銀-キセノン・ア-クランプおよび石英レンズ、紫外フィルタ-等の光学系からなるもので、2001000nmの範囲内の任意の波長において幅50100nm、光出力1001000mWの準単色光が得られるものである。これは、連続光源であるが若干の改変により、容易にパルス化することもできる。現在、この紫外光源を超高真空表面解析装置に接続し、表面光化学反応の実験を進めている。本研究における界面での反応現象のミクロ過程解析を通して、半導体マイクロエレクトロニクスの格段の発展の為の金属-半導体界面の化学的基礎知見が得られるものと期待される。
光機能界面における環境負荷物質のビタミンB12駆動型超効率分解機構

1)酸化チタンの表面にビタミンB12錯体を固定化したハイブリッド触媒を作製し、光駆動型脱塩素化反応の開発に成功した。本反応は、酸化チタン伝導帯の励起電子の還元力(-0.5 vs NHE)を利用しビタミンB12のCo(I)種を生成させ、基質となる有機塩素化合物への求核反応によりアルキル錯体が中間体として生じ、続いてアルキル錯体のコバルト-炭素結合の光開裂により触媒であるCo(II)錯体が再生すると推定される。2)コバルト錯体として、ポルフィリン及びフタロシアニンを用いて上記と同じ反応を行った場合は、触媒の耐久性及びCo(II)/Co(I)の還元電位に問題があり、ほとんど反応は進行しなかった。従って、天然由来のビタミンB12錯体(コリン錯体)が最も本ハイブリッド系に適した触媒であると言える。3)本ハイブリッド触媒を用い、種々の物質変換反応を行った。様々な基質を用いた場合、いずれも効率良く、ラジカル種を中間体とする物質変換反応が進行した。未修飾の酸化チタンを用いた場合や、ビタミンB12錯体に光照射しただけでは反応は全く進行せず、酸化チタンとビタミンB12の複合効果により反応が進行していると言える。4)これらの反応は、従来のBu3SnH/AIBN法の代替法となり、有毒なスズ化合物を必要としないクリーンな光エネルギーを利用した環境適合型物質反応として有望である。5)本ハイブリッド触媒の有効利用を目指し、ガラス基板上への固定化を行った。ビタミンB12錯体は約2x10^<-9>mol/cm^2程度の固定化率でガラス基板上に固定化されていた。ハイブリッド触媒が3次元的に積層されたために、単位面積当たりの固定化量は粉末系の100倍近く向上した。1)二酸化チタンのナノ粒子にビタミンB12誘導体を固定化したB12-TiO_2ハイブリッド触媒の創製に成功した。このB12-TiO_2ハイブリッド触媒について、MSスペクトル、IRおよび電子スペクトルならびに電子顕微鏡観察により表面分析し、ビタミンB12誘導体が10^<-11>mol/cm^2オーダーの密度で固定化されていることを明らかにした。2)上記で作成したB12-TiO_2ハイブリッド触媒をエタノール中で紫外線照射すると、ビタミンB12の中心コバルトがCo(I)に還元されることを見出した。これは、二酸化チタンに紫外線照射した際に生成した正孔と励起電子のうち、励起電子が還元作用を示したものと推察される。一方、正孔は溶媒のエタノールを酸化したものと推察される。この現象は電子スペクトルおよびESRスペクトルにより観測された。3)エタノール中にB12-TiO_2ハイブリッド触媒を懸濁し、有機塩素化合物の1つであるDDTを添加して紫外線照射した。DDTとビタミンB12のCo(I)が反応し、脱塩素化反応が起こり、DDTの分解が観測された。本触媒は、有機ハロゲン化合物の脱ハロゲン化反応に有効であることが明らかになった。4)B12-TiO_2ハイブリッド触媒は、有機ハロゲン化合物の分解反応のみならず、有機合成の触媒としても有効である。基質として、β位にエステル基とフェニル基を有する臭化物を用いて反応したところ、単純還元体とフェニル基転位体が生成した。生成物比は溶媒の種類により異なり、水素原子供与能の小さなベンゾニトリル中ではフェニル基転位体が主生成物として得られた。5)上記のように、B12-TiO_2ハイブリッド触媒は紫外線照射により、有機ハロゲン化物の分解および官能基の1,2-転位反応の触媒として働き、環境適合型触媒として有望である。
大腸菌人工染色体トランスジェニックマウスを用いたGATA2遺伝子制御解析

本研究では、大腸菌人工染色体(BAC)トランスジェニックマウスを用いることにより、Gata2遺伝子上流77 kbという遠距離に存在するGATA因子結合領域が造血前駆細胞におけるGata2遺伝子のエンハンサーであることを示した。3q21q26症候群にみられる染色体転座/逆位において、このエンハンサーは原がん遺伝子であるEVI1遺伝子に近接する。そこで、このエンハンサーのEVI1遺伝子活性化における貢献を解析するため、3q21q26転座/逆位アリルを再現するBACトランスジェニックマウスを作製し、解析中である。本研究では、大腸菌人工染色体(BAC)トランスジェニックマウスを用いることにより、GATA2遺伝子上流77kbに存在するエンハンサー領域がGATA2遺伝子を活性化するメカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度は、-77領域をloxP配列ではさんだBACトランスジェニックマウスを解析することにより、-77領域が造血前駆細胞においてはGATA2遺伝子のエンハンサーとして働いているが、神経におけるGATA2発現細胞ではエンハンサーとして機能していないことを明らかにした。23年度には、造血細胞および神経細胞におけるクロマチン免疫沈降解析を行い、細胞特異性を決定する機構を明らかにする。さらに、-77kb領域の下流には3q21q26症候群(骨髄異形成症候群/白血病の一種)の切断点が集中していることから、-77kb領域が転座または逆位によってEVI1遺伝子と近接することにより、EVI1遺伝子の発現に影響を与えている可能性が考えられた。そこで、この転座/逆位を再現するBACマウスを作製し、切断点近傍に位置するEVI1遺伝子の活性化に対する-77領域の機能を明らかにする試みを行っている。本年度はBAC結合技術を用いて、3q21q26症候群にみられる染色体逆位を再現するBACクローンの作製に成功した。また、このクローンを用いてトランスジェニックマウスを作製した。このマウスの解析を23年度に行う予定である。網羅的なゲノム解析により、疾患の発症につながるDNA変異が遺伝子の制御領域に次々と発見されている。しかし一方で、その変異による疾患発症機構の解析方法は、未だ十分に開発されていない。本研究では、200kb程度の広範囲なヒトゲノムDNA領域をマウスに導入することのできる大腸菌人工染色体(BAC)トランスジェニックマウスを用いることにより、動物個体レベルでヒト遺伝子制御機構の解析方法を確立することを目的とした。ヒトの骨髄異形成症候群および急性骨髄球性白血病の約2-3%には、3番染色体長腕21領域(3q21)と26領域(3q26)との間の転座または逆位がみられる。これは3q21q26症候群とよばれる。この転座または逆位アリルでは、3q26側のEVI1遺伝子の発現が活性化しており、このことが病態の原因であることがわかっている。この切断点は、前年度に我々がその機能を明らかにしたGATA2遺伝子の77kbエンハンサーの下流に集中していた。そこで、転座または逆位をおこしたアリルでは、77kbエンハンサーがEVI1遺伝子に近接することによって、EVI1遺伝子の転写を活性化しているのではないかという仮説を立てた。これを検証するために、3q21と3q26をそれぞれ含むふたつのBACを結合し、逆位を再現するBACクローンを作製した。このクローンを用いてトランスジェニックマウスを作製したところ、このマウスの造血細胞においてEVI1遺伝子の高発現がみられた。またこのマウスは貧血、血小板増多、また造血組織内の造血幹細胞および造血前駆細胞の増加といった、ヒト3q21q26症候群を再現する表現型を示した。今後、このBACクローンから77kbエンハンサーを除いた構築を作製し、77kbエンハンサーの貢献を明らかにする予定である。
高齢者サービスのマンパワー対策と労働市場の多角的分析

本研究は高齢者福祉サービスの現状を把握し、その高齢者介護ニーズに対して、福祉労働市場がどのようになっているか分析することを目的とする。高齢者福祉サービスは、サービスを必要とする事業者側からのニーズと、福祉専門職が専門性を発揮し福祉労働市場にマンパワーの専門性を提供する側の2者からなる。しかし、民間サービスと異なる点は、サービス単価と国の政策と関連性があることが明らかにされた。本研究は、特別養護老人ホーム(介護老人福祉施設)及び在宅サービス事業所にアンケートを通して、福祉職員の退職理由とその就労形態の有無などについて調査分析を行うことを目的とする。具体的には以下の3つの柱を明らかにする。(1)ゴールドプラン以降の福祉マンパワー対策について、その政策の遂行と評価分析を行う。(2)福祉マンパワー対策が雇用確保にどのような効果をもたらしているか考察する。(3)介護福祉士奨学金や退職手当共済法の法整備と、その変遷についての分析を行い、福祉マンパワー対策の実態分析を行う。2007年度は、以下の項目を中心に研究を遂行した。社会福祉専門職離職に関する先行研究の分析を「平成18年度・介護労働安定センター」の調査をもとに実施した。同調査と「賃金・労働時間等実態調査報告書」(平成19年度:静岡県商工労働部編)を比較検討し両者の分析を実施した。さらに社会福祉職退職者の中から、訪問介護員17名に面接調査を実施し退職の主たる理由等の聞き取りを実施した。1,「介護労働安定センター」の調査と「賃金・労働時間等実態調査報告書」の分析から、訪問介護系に離職率が高く、その割合は25%以上を占めている。2,離職が高い年齢別では、20歳代が一番高い傾向を示している。3,退職者による面接聞き取り調査から、退職の主たる理由に「夜勤の難しさ」「育児のこと」「変則勤務の難しさ」をそれぞれあげている。4,退職者の共通していた点は、育児等が一段落したら「福祉職」につきたいと考えている者の割合は、80%を超えている。以上の2つの調査から、離職に至った経緯は様々であるが、女性に関する「育児」「家庭の事情」等を直接の理由にする者の割合は高く、「夜勤等がなく日勤のみであれば、退職せず結婚後も就労した」と答えている者の割合は高い。今後の予定では平成20年度に社会福祉事業者側に「雇用に関する問題点」「求人情報の出し方」「雇用対策」全般について面接調査の予定である。2008年度は、これまでの筆者の介護労働の現状をまとめた論文を、科研費出版助成を受け刊行した。さらに、1,社会福祉専門職離職に関する先行研究を基に、施設職員・退職者について13名面接を実施し退職後の追跡調査を実施した。2,施設管理者に対して、職員の定着状況・求人内容休の聞き取りを実施した。この両者の調査から、以下のことが明らかにされた。(1)介護労働の求人状況は、静岡県東部及び西部の郊外にいくに従い、施設では職員確保に大変苦慮している。(2)上記の点は、介護福祉実習や社会福祉士実習を実施した際、実習生の8割は施設への就職を強く勧められている。中には、実習生の実習に要する交通費を全額支給している施設もみられた。(3)退職者による面接聞き取り調査より、居宅事業所においては8割以上の者が退職希望したが、退職しにくい現状が明らかにされた。(4)退職理由に共通していた点は、「育児や家事」「在宅介護」を主たる理由にあげていた。(5)その他として、ヘルパー業務から「社会福祉士養成校」へ進学した者もいた。以上の研究結果から、施設では介護職員の確保に大変苦労している現状にある。この状況は、介護保険後、益々深刻になっていることが明らかにされた。離職に至った経緯は様々であるが、女性に関する「育児」「家庭の事情」等を直接の理由にする者の割合は高い。また、施設の理事長・施設長が直接介護福祉士養成機関へ求人活動に出ている現状下にある。これまでの調査から、福祉マンパワーの現状は地域差があることが明らかにされた。2009年ではこれまでの筆者の介護労働の現状をまとめた論文「日本における終末ケアマネジメントの研究」論文を科研費出版助成を受け刊行した。(課題番号:19530549)さらに、1,社会福祉専門職離職に関する先行研究を基に施設長に対して10名面接を行い退職理由などの調査を実施した。2,施設退職者に対して、職員の定着状況・求人内容の聞き取りを実施した。(1)介護労働の求人状況は、静岡県東部及び西部の郊外にいくに従い、施設では職員確保に大変苦労している状況下にある。(2)上記の点は、介護福祉実習や社会福祉士実習指導で施設を訪問した際、実習生の8割は施設への就職を強く勧められている。

多くの実習生が、施設への就職を薦められている。(3)退職者による面接聞き取り調査より、居宅事業所においては退職希望した時8割以上の者が退職しにくい現状であったことが明らかにされた。(4)退職理由に共通していた点は、女性の福利厚生面が極めて不十分でありその対策が乏しい(5)「(4)」に関して、具体的退職理由として「育児や家事」「在宅介護」を主たる理由にあげている。平成23年度は、高齢者サービスのマンパワー対策について、全国の状況と静岡県内の状況について分析を行った。その結果、高齢者分野で在宅系介護職場の有効求人倍率は近年高騰している。しかし超高齢社会を支えるマンパワーの養成が福祉離れ傾向にある。全国介護福祉士養成校の2009年度入学者定員は定員の45.8%しか入学していない状況下にある。このような状況下で、静岡県内の求人と求職の関係を分析するといずれの月も求職より求人数が高い。・求人数:2011年1月385件、2月250件、3月316件。・求職数2011年1月78件、2月167件、3月114件。■「高齢者施設の従業員の状況」では、全国:「やや不足」3.5%、「不足」10.6%、「やや不足」22.7%。静岡県:「やや不足」3.5%、「不足」11.8%、「やや不足」26.8%。全国平均では、36.8%が職員不足状況にある(介護サービス施設・事業所調査)静岡県では52.1%職員不足状況にあり、平均不足人数は3.2%である。■2007年介護職の静岡県内の平均年収40.7歳:勤続12年3,308,000円(年)■本研究から、今後の福祉職分野・魅力ある職場に向けての取り組みとして、以下の点が考えられる。(1)基本的給与を上げ、給与体系を透明化し開示する。(2)職員の勤務条件、処遇の向上、(3)資格手当を支給する全国的に介護福祉現場は人材不足はますます深刻である。2007年社会福祉法改正で「サービスの質の向上」「利用者の利益の保護」が福祉理念に掲げられているが、介護現場が職員数の確保が難しい状況で質の維持もままならない状況下にある。上記のことをふまえ、本研究を通して今後社会全体で「介護職」が魅力ある職場にするためには、職員の経営参画があげられ、今後の継続課題と筆者は考えている。
途上国教育における「リージョナル」の探求-国際的政策枠組みの理論化に向けた挑戦

本研究の成果は、政治経済社会のグローバリゼーションによって、従来国家(ナショナル)のレベルにおいて主な政策決定がなされてきた教育においても、地域的(リージョナル)なレベルでの政策の立案や実施の重要性が増しつつあることを明らかにしたことである。これらの成果は、様々な国際会議や出版を通じて、日本や国際社会の国際教育交流・協力・連携の実践・政策過程に対して、実際にインプットされた。本研究は、グローバル(ユネスコ、世界銀行等)、リージョナル、ナショナル(教育省、内務省等)の教育政策過程において、これまでほとんど研究されてこなかった「リージョナル」レベルに焦点を当て、研究を行うことを目的としている。本研究では、特にアフリカとアジアの2地域に焦点を当て、多種多様な形態を持つリージョナル機関を類分化し、そのナショナルレベルとの関係性を分析する。そして、アフリカ・アジア間で比較、検討を実施した後、国際開放体系下の教育政策過程の理論化を試みる予定である。本年度は初年度にあたり、関係者との連絡調整を行い、研究代表者が既に進めていたアジアに関するフレームワークの研究の対象機関と情報収集項目を確認した(対象機関:アジア開発銀行、東南アジア文部大臣機構、ASEAN大学ネットワーク、ユネスコ・アジア太平洋教育事務局、アジア太平洋経済協力会議、環太平洋大学協会、など)。次いで、同様のフレームワークであアフリカにおけるリージョナルフレームワークを分析するため、現地でフィールド調査を行った(対象機関:アフリカ開発銀行、ユニセフ、アフリカ開発協会)。また、一国の視点からリージョナル機関との関係を調査するため、モルディブ・タイでの調査を実施した。現在は、関連するリージョナル機関のインターネット情報の収集と整理をしており、目的やメンバーシップ、事業などの観点からの分類・分析を進め、グローバル及びナショナルな機関との対比の上でリージョナル機関の機能や特性についての理論的考察を行っている。そして、アフリカ・アジア間で比較、検討を実施した後、国際開放体系下の教育政策過程の理論化を試みている。本年度は2年度目にあたり、JICA研究所との共同で、研究代表者が既に進めていたアジアにおける指導的大学の国際化に関するサーベイ調査を基に、上記のような理論化のための実証研究を行った。また、アジアに関するフレームワークの研究のために、アジア開発銀行、東南アジア文部大臣機構、ASEAN大学ネットワーク、ユネスコ・アジア太平洋教育事務局におけるインタビュー調査を行った。あわせて、東南アジア文部大臣機構等高等教育地域センター及びJICA研究所とともにバンコクにおいて国際ワークショップを行い、上記機関の代表者を交えて将来のアジアにおける地域的教育政策フレームワークの確立についても議論を行った。また、一国の視点からリージョナル機関との関係を調査するため、マラウィ・モルディブ・タイでの調査を実施した。以上の成果は、国際開発学会、日本比較教育学会、北米比較国際教育学会、世界比較教育学会連合総会などの様々な場で、発表された。本研究では、特にアフリカとアジアの2地域に焦点を当て、多種多様な形態を持つリージョナル機関を類分化し、そのナショナルレベルとの関係性を分析した。そして、アフリカ・アジア間で比較、検討を実施した後、国際開放体系下の教育政策過程の理論化を試みた。本年度は最終年度にあたり、JICA研究所との協力で行った東アジアの指導的大学に対する質問紙調査のまとめを行い、またアジア開発銀行、東南アジア文部大臣機構などでの調査を行った。一方、アフリカに関しては、アフリカ開発銀行やアフリカ連合、アフリカ大学連合などでの調査を基に、早稲田で開催されたアフリカ教育研究フォーラムにおいて、「アフリカにおけるリージョナルガバナンス」に関するシンポジウムを開催した。また、2012年3月にマレーシア・ペナンで開催された「教育開発のためのアフリカ・アジア大学間対話」において、アフリカ地域とアジア地域を比較するだけでなく、地域ガバナンス相互での地域間協力・交流の可能性について協議を行った。これらの結果は、勁草書房から本年6月に刊行される『アジアの高等教育ガバナンス』及び、Macmillan Palgraveから5月に刊行される『Mobility and Migration of Asian Pacific Higher Education』に掲載される予定である。
膀胱癌における4N1K-peptideの臨床病理学的意義と進展抑制効果の研究

まず4N1k-peptideを含むTSP-1やTSP-2の生理学的・病理学的特徴や予後との関連を総説として発表した。さらに、癌組織における血管新生の評価方法に注目し、上部尿路癌では、CD31やCD34を用いたmicrovessel density (MVD)よりもCD105で評価したMVDの方が、より病理学的特徴や予後を反映し、同様の結果は前立腺癌組織でも認められることを報告した。次に、癌細胞間質に注目した検討を行ない、TWIST、hemeoxygenase (HO)-1、human antigen-R (HuR)の泌尿器癌における病理学的役割を報告し、本研究の遂行に有用な情報を得た。(血管新生の組織における半定量化に関する検討)検討対象である4N1K-peptideの持つ最も重要な役割は血管新生の抑制である。一方、組織検体における血管新生の定量化については議論が多く、どのような抗体を用いた方がより病態を反映した評価ができるのかもよくわかっていない。そこで我々は、まず膀胱粘膜と同じ尿路上皮であり、その組織が筋層を含めて採取される上部尿路癌で代表的な血管内皮細胞に発現するCD31、CD34、CD105を用いて検討した。その結果、CD105を用い評価した血管新生がその病期や予後と関連することを見出し報告した。このことは、本研究をより正確で臨床的に意義の高いものとする上で重要だと考えられた。(血管新生促進因子の解析)血管新生は、今回の研究対象である4N1K-peptideのような抑制因子と、vascular endothelial growthfactor(VEGF)やcyclooxygenase(COX)-2といった促進因子のバランスによって決まる。そこで我々は、本研究の進行と同時にこれらの血管新生促進因子の発現および機能制御に重要な役割を果たすhuman antigen-R(HuR)の膀胱癌における意義を検討した。その結果、HuRがこれらの分子の発現を制御していることが膀胱癌患者の組織で明らかとなり、4N1K-peptideが最終的に果たす意義を理解する上で重要な情報となった。また、膀胱癌の検討を進めるに当たり、他の泌尿器癌における血管新生の制御や役割を解析し有益な情報を得た。これらの結果は今後の本研究における網羅的検討に有用である。(膀胱癌細胞における4N1K-peptideの発現)現在、膀胱癌患者の病理検体における4N1K-peptideの発現を免疫染色学的手法で検討し、その抗体の特異性を確認した。また、細胞における発現をwestern blotで確認できており、さらに細胞内局在を特定する検討に入った。これらに検討および研究成果は、今後、in vivo、in vitroと複合的な研究を進めていく上で必須である。まず、4N1K-peptideの持つ病理学的役割や臨床的意義について、尿路癌のcell lineであるT24において検討を進めた。その結果、T24は4N1K-peptideを発現していることがわかったものの、このpeptideを含むthrombospondin(TSP)-1の発現は確認できなかった。そこで、4N1K-peptideの配列を含むTSP-2について検討したところ、従来4N1K-peptideとの関連が指摘されてきたTSP-1よりもTSP-2の方が、臨床病理学的に関連する可能性が示唆された。そこで、同様の検討をヒトの膀胱癌組織で行なったところ、やはりTSP-1よりもTSP-2との関連が示唆される結果であった。これらの関係や臨床病理学的な意義については、総説として海外誌に投稿し掲載された。次に、4N1K-peptideを培地に加えることでの膀胱癌のcell lineにおける変化を検討したところ、増殖抑制、アポトーシス誘導ともに有意な変化は見られなかった。さらに詳細に検討を進めると、4N1K-peptideは血清の存在下では容易に分解されることが明らかとなり、単純に培地へ混入して作用させることでは、その生物学的活性が発揮されないと思われた。そこで、我々は、細胞膜の透過性を利用した方法で直接作用させること、より大きな分子であり4N1K-peptide配列を含むTSP-1やTSP-2を培地内に混入させるなどの方法を検討している。現在のところ、その効率的に作用させる方法のさらなる改良を行ない、その具体的な効果について解析中である。現在、膀胱癌患者および膀胱粘膜と同様の性格を持つ上部尿路癌患者における、4N1K-psptideの臨床病理学的意義の解析が進んでいる。同時に、マウスモデルおよび培養細胞における研究も順調に進行しており、当初の予定通りに総合的な進行ができている。培養細胞における4N1K-peptideの役割が、その細胞の性格で異なることがわかってきており、さらに多様な細胞で検討を進める。
シナプス前性タンパク質のリン酸化によるシナプスおよび脳機能の制御機構の解明

SNAP-25はシナプス前部に発現するタンパク質で、神経伝達物質の放出に必須な役割を果たしている。SNAP-25のSer187はプロテインキナーゼCによってリン酸化を受けるが、その機能的な役割については明らかではなかった。今回プロテインキナーゼCによる神経伝達物質の放出制御にそのリン酸化が必須であり、ストレス応答などの脳機能や、てんかん発作など疾患に深く関わっていることを明らかにした。PKCによるリン酸化部位であるSer187をAlaに置換したSNAP-25変異マウスはさまざまな興味深い行動異常を示す。SNAP-25は自律神経終末や内分泌細胞にも発現し、さまざまな末梢機能の制御にも関わっている。本年度は摂食やエネルギー代謝の異常を中心に解析を行った。生後1年くらいのホモマウスは痩せており、平均体重は雄で野生の6割程度でしかなかった。野生型マウスの体重は生後15週位までに急激に増加した後もゆっくりと増加するが、変異マウスは生後の急激な体重増加が野生型より小さいのみならず、体重増加が15週付近で停止するという際だった特徴を示した。ホモ変異体では体脂肪の蓄積が極めて貧弱で、下腹部や卵巣や腎臓の周囲の内臓脂肪の発達が悪いことが明らかとなった。この様な内臓脂肪の蓄積が見られない原因を探るため、代謝ケージに入れて飼育を行ったところ摂食や飲水をほとんどしなくなってしまい、1週間以内に実験に用いた全個体が死亡した。この様な拒食傾向は通常の飼育ケージでも見られ、個別飼育した後のしばらくはケージ交換の様な些細な刺激で拒食に陥ることが分かった。ホモ変異体はしばしば自傷行為を行うほか、痙攣発作を起こすことも観察された。以上の結果は、SNAP-25変異マウスではストレス脆弱性が亢進しており、SNAP-25のリン酸化がHPA-axisの機能に重要な役割をはたしていることを唆している。ケージ交換に慣れた後には、ホモ変異体の平均の摂食量は野生型と差が無くなったが、飼育日数と共に体重差が大きくなっていった。以上のことから、ホモ変異体ではエネルギー代謝にも何らかの異常が生じていることが考えられた。SNAP-25にはスブフィジングによって生じたSNAP-25aおよびSNAP-25bの2種類のアイソフォームが存在する。これらのアイソフォームの脳内発現やリン酸化による機能調節の機構の違いを明らかにするため特異抗体を作成し解析を行った。リコンビナントタンパク質を用いて特異性を調べたところ、得られた抗体は他のアイソフォームとは互いに交差製を示さないことが確認された。リコンビナントタンパク質を基準として、成体マウス海馬での発現量を定量的イムノブロット法で調べたところ、SNAP-25bの発現量はSNAP-25aや、様々な組織に普遍的に発現するSNAP-23の10倍であることが明らかとなった。細胞分画法で調べると、SNAP-25bやSNAP-23の膜分画に多く含まれるのに対し、SNAP-25aのかなりの割合が、可溶性分画であるLS2分画に来ることが明らかとなった。PC12細胞を用いて細胞内局在を調べたところ、SNAP-25bは細胞膜に局在するのに対し、SNAP-23やSNAP-25aは細胞質に存在することが明らかとなった。以上のことからSNAP-25の各アイソフォームは脳内で異なる局在を示し、異なる機能を担っていることが明らかとなった。SNAP-25のノックインマウスのストレス脆弱性の機構を調べるため、拘束ストレスを加べたところ、野生型との間に顕著な差が見られないことが明らかとなった。さらに海馬のグルココルチコイドレセプターの発現量をイムノプロット解析で調べたが、やはり顕著な差は認められなかった。以上のことから、ストレス脆弱性の原因はHPA軸の上流にあることが推察された。SNAP-25はシナプス膜に存在するt-SNAREタンパク質で、開口放出によるシナプス前部からの神経伝達物質遊離に必須な役割を果たしている。SNAP-25のSer^<187>がプロテインキナーゼCによってリン酸化されると、神経伝達物質放出機能が促進される。S187Aという1アミノ酸置換によってSNAP-25のリン酸化が起こらないノックインマウスを作成したところ、情動異常などの様々な異常が出現し、SNAP-25のリン酸化が脳内で重要な役割を果たしていることが明らかとなった。てんかん発作を起こすと脳内でSNAP-25のリン酸化が大きく変動することも明らかになっていたが、どのような生理的な機能に伴いSNAP-25のリン酸化が変化するかについては明らかではなかった。今回、野生型マウスを冷水中で拘束ストレスを加えると脳内でSNAP-25のリン酸化が大きく亢進し、ストレスを除くと速やかに元のレベルまで脱リン酸化されることが明らかとなった。SNAP-25のリン酸化の度合には脳内で部域差があり、大脳皮質や海馬、扁桃体では高く小脳では低かった。