hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分裂酵母の収縮環におけるアクトミオシン相互作用の解析

Rng2CHDはアクチン繊維のピッチを変化させること、およびII型ミオシンのATPase活性を抑制的に制御すること等、着実に新たな知見が得られつつある。(2)Rng2類似遺伝子の解析。Rng2CHDと相同な配列を持つ遺伝子の機能解析を行った結果、予想に反して減数分裂後の胞子形成過程に関与していることが明らかになった。これらの成果を細胞生物学の国際誌上で論文として公表した。(3)単量体型II型ミオシンMyo3の機能解析。収縮環におけるアクトミオシン相互作用をより直接的に解析するため、モーター活性を様々に変化させた変異型Myo3株を作製し、機能や局在を解析した。Myo3のモーター特性はMyo3の収縮環への局在量に関連していること、またもう一つのII型ミオシンMyo2と協調して分裂期後期の収縮環の維持に関与していることが判明した。これらの成果を論文にまとめて国際誌に投稿し、現在編集者の指示に従って改訂中である。細胞生物学当研究課題は分裂酵母IQGAP Rng2の機能解析を通じて、収縮環におけるアクトミオシン相互作用の分子機構を解明し、収縮環の形成や収縮といった生理機能と結びつけることを目的としている。現在までに研究代表者はRng2のアクチン結合ドメイン(Rng2CHD)がin vitroでアクトミオシン相互作用を調節する活性があることを明らかにし、より詳細な一分子レベルでの生物物理的解析も共同研究として着手している。今後は生化学的活性を変化させた、変異型Rng2株における収縮環形成や収縮をライブセルイメージングにより解析する。in vitroの実験から得られた知見を生細胞の実験にフィードバックして検証することで、Rng2の作用機序についてより包括的な理解を得ることが期待できる。またRng2の解析とは独立してII型ミオシンMyo3のATPase活性変異株を解析し、ミオシン頭部のモーター活性は収縮環におけるミオシン量や局在の時期を調節していること、および収縮環の収縮だけでなく維持にも必要であることを明らかにした。この結果より、本研究課題の前提である「収縮環におけるアクトミオシン相互作用と収縮環の性状との連関」が、別の角度から実証されたと言える。以上のことから、現在までに得られた研究成果は本研究課題の研究目的に則して、概ね順調な達成度であると言える。当研究課題の目的は分裂酵母IQGAP Rng2がアクトミオシン相互作用に及ぼす効果を解明し、それを収縮環の形成や収縮といった生理機能と結びつけることに他ならない。現在までに研究代表者はRng2のアクチン結合ドメインがミオシンのアクチン活性化ATPaseサイクルを減速させる作用を持つことを生化学的に明らかにした。また生体内で実際にRng2が前述のアクトミオシン調節作用を介して、ミオシンの局在を制御していることを示唆する結果も得られている。従って収縮環形成に密接に関連する、収縮環アクチン繊維特異的にミオシンを局在させる機構についてはほぼ解明できたと考えられる。今後は主に収縮環の収縮機構を明らかにするために、マクロな視点から、Rng2とアクチン繊維の集合体に対してミオシンがATP加水分解のエネルギーを介してどのような作用(変形、脱会合等)を及ぼすか観察する実験を行う。
局所蛋白過剰発現による深部静脈血栓の形成機序解析と治療法の確立

本研究は、血管内カテーテルを用いた遺伝子導入による局所治療を想定し、培養細胞を用いた実験とともにラット生体内にて臨床に近い性状の静脈血栓を形成した後、血栓溶解および蛋白過剰発現による局所での静脈血栓抑制効果の評価を目的としている。2018年度はこれまでの実験に引き続き、培養血管壁細胞を用いた遺伝子導入による蛋白発現評価、血栓関連因子への影響、血小板凝集抑制効果等の評価を行った。また、生体内実験としてラット下大静脈を用いた静脈血栓モデルの作成、評価および血栓溶解、蛋白過剰発現による局所での静脈血栓抑制効果の評価を行った。<結果概要>1)培養細胞実験:目的蛋白の遺伝子組換えアデノウイルスを用いた遺伝子導入により蛋白の過剰発現効果を培養細胞にて評価した。培養細胞にはヒト大動脈血管内皮細胞およびヒト臍帯静脈内皮細胞を使用した。これらの細胞に対し遺伝子導入を行い、目的蛋白の発現亢進、活性増強を確認した。また、遺伝子導入に加え、低酸素など種々の培養条件による検討も行った。結果として、培養条件における蛋白発現の変化および血小板凝集反応への影響を確認した。血管内皮細胞は継代によるものと思われる影響がみられ、この検討も行った。2)動物実験:SDラット(♂、生後10週)の下大静脈を露出・結紮し、静脈血栓モデルを作成した。一部には組換えアデノウイルスを用いて遺伝子導入を行った。遺伝子導入は30分間のクランプにて行った。一定期間飼育後に採取した血管の評価を行い、遺伝子導入や血栓溶解剤の影響の他、結紮の部位や程度、時間等に関して血栓の程度、性状に有意差が認められた。また、静脈壁での検討に加え、遺伝子導入効率の高い動脈壁での検討も行い、静脈血栓とは異なる動脈血栓形成への影響も評価した。本研究ではこれまでの研究を臨床に応用することを目的として、ラット静脈血栓モデルにて血管壁に広く存在する抗血栓因子の分子を標的としてこれらの遺伝子を過剰発現させることにより、局所での静脈血栓形成を解析、抑制することを検討する。1)遺伝子組換えアデノウイルスの作製Ecto-ATPDase発現プラスミドおよび遺伝子組換えアデノウイルスを作製した。この蛋白質のcDNAをshuttle vectorへクローニングした後、そのvectorを用いてアデノウイルスの遺伝子組換え体を作製した。2)培養細胞への導入実験作製した発現プラスミドおよび遺伝子組換えアデノウイルスによる遺伝子導入効率を培養細胞にて検討した。培養細胞にはヒトの血管内皮細胞を使用した。この細胞に対し遺伝子導入を行い、遺伝子導入の効率、目的蛋白の発現、活性、力価を測定した。おおむね実験計画どおりに進行しているが、蛋白質発現の評価にやや時間を要している。本研究は、カテーテルを用いた遺伝子導入による局所治療を想定し、ラット生体内にて臨床に近い性状の静脈血栓を形成した後、血栓溶解および蛋白過剰発現による局所での静脈血栓抑制効果の評価を目的としている。平成28年度は平成27年度の実験に引き続き、組み換えアデノウイルスの作製と並行し、培養血管壁細胞を用いた遺伝子導入による蛋白発現評価、血小板凝集抑制効果、細胞機能への影響評価、ベクターの力価確認を行った。また、生体内実験としてラット下大静脈を用いた血栓モデルの作成、評価を開始した。1)培養細胞への導入実験:目的蛋白の発現プラスミドおよび遺伝子組換えアデノウイルスによる遺伝子導入効率を培養細胞にて検討した。培養細胞にはヒトの血管内皮細胞および平滑筋細胞を使用した。この細胞に対し遺伝子導入を行い、遺伝子導入の効率、目的蛋白の発現、活性の評価を行った。結果として、蛋白の発現および血小板凝集反応への影響を確認した。血管内皮細胞に関しては、培養条件やロットの差異などが実験結果に影響していることが示唆されたため、この点を中心に評価を行っている。2)動物実験モデルの作製:SDラット(♂、生後10週)の下大静脈を露出・結紮し、血栓モデルを作成した。対照評価として頸動脈結紮による動脈血栓の形成も行った。また、一部には組換えアデノウイルスを用いて遺伝子導入を行った。現在血栓の性状評価を行っている。この評価により、結紮の部位や時間等の評価を行い、再検討予定である。おおむね実験計画どおりに進行しているが、培養細胞では培養条件や細胞の種類、またラットを用いた実験では結紮の条件などの点で、再評価が必要である。平成29年度は平成28年度の実験に引き続き、培養血管壁細胞を用いた遺伝子導入による蛋白発現評価、血栓関連因子への影響、血小板凝集抑制効果等の評価を行った。また、生体内実験としてラット下大静脈を用いた静脈血栓モデルの作成、評価を行った。1)培養細胞への導入実験:目的蛋白の発現プラスミドおよび遺伝子組換えアデノウイルスによる遺伝子導入により蛋白の過剰発現効果を培養細胞にて評価した。培養細胞にはヒトの大動脈血管内皮細胞および平滑筋細胞を使用した。また、遺伝子導入に加え、種々の培養条件による検討も行った。

結果として、蛋白発現の変化および血小板凝集反応への影響を確認した。血管内皮細胞は継代によるものと思われる影響がみられ、この検討も行った。2)動物実験モデルの作製:SDラット(♂、生後10週)の下大静脈を露出・結紮し、静脈血栓モデルを作成した。一部には組換えアデノウイルスを用いて遺伝子導入を行った。遺伝子導入は30分間のクランプにて行った。現在血栓の性状評価を行いつつ実験を継続しているが、結紮の部位や程度、時間等に関しても検討予定である。また、静脈壁での検討に加え、遺伝子導入効率の高い動脈壁での検討も行った。おおむね実験計画どおりに進行しているが、培養細胞では培養条件や血小板採取の検討も必要と思われた。またラットを用いた実験では下大静脈結紮後の死亡例が見られた。静脈分枝の処理方法などの検討が必要であり、対策をしつつ実験を継続中である。本研究は、血管内カテーテルを用いた遺伝子導入による局所治療を想定し、培養細胞を用いた実験とともにラット生体内にて臨床に近い性状の静脈血栓を形成した後、血栓溶解および蛋白過剰発現による局所での静脈血栓抑制効果の評価を目的としている。2018年度はこれまでの実験に引き続き、培養血管壁細胞を用いた遺伝子導入による蛋白発現評価、血栓関連因子への影響、血小板凝集抑制効果等の評価を行った。また、生体内実験としてラット下大静脈を用いた静脈血栓モデルの作成、評価および血栓溶解、蛋白過剰発現による局所での静脈血栓抑制効果の評価を行った。<結果概要>1)培養細胞実験:目的蛋白の遺伝子組換えアデノウイルスを用いた遺伝子導入により蛋白の過剰発現効果を培養細胞にて評価した。培養細胞にはヒト大動脈血管内皮細胞およびヒト臍帯静脈内皮細胞を使用した。これらの細胞に対し遺伝子導入を行い、目的蛋白の発現亢進、活性増強を確認した。また、遺伝子導入に加え、低酸素など種々の培養条件による検討も行った。結果として、培養条件における蛋白発現の変化および血小板凝集反応への影響を確認した。2)動物実験:SDラット(♂、生後10週)の下大静脈を露出・結紮し、静脈血栓モデルを作成した。一定期間飼育後に採取した血管の評価を行い、遺伝子導入や血栓溶解剤の影響の他、結紮の部位や程度、時間等に関して血栓の程度、性状に有意差が認められた。また、静脈壁での検討に加え、遺伝子導入効率の高い動脈壁での検討も行い、静脈血栓とは異なる動脈血栓形成への影響も評価した。当初の実験計画に則り、平成28年度以降はラットの静脈血栓モデルにおける実験を行う予定である。実感内容に関して若干の修正をしつつ、生体内外での評価を継続する予定である。実験内容に関して若干の修正をしつつ、生体内外での評価を継続する予定である。
スパース正則化法による複雑高次元データ解析法の確立

スパース正則化法のアイデアを駆使し,高次元かつ複雑な構造を持つデータの解析法について研究を行った.本研究では特に,外れ値構造とグループ構造に着目し研究を進めた.前者については,結果変数に外れ値が混入する場合の,線形回帰分析について研究を行い,回帰係数のロバストかつスパースな推定量を導出した.また,セルワイズな外れ値を持つ大規模データ行列から,変数間の条件付き独立性を推定する手法も提案した.後者については,層別線形回帰モデルを考え,結果変数全体に影響を与える共変量と,層ごとに影響を与える共変量を同時に特定する方法を構築した.当該年度は,予定通り外れ値構造を持つ高次元データの解析手法に関する研究を行った.先ず,She and Owen(2011)で提案された,外れ値を含む線形回帰モデルに基づいて,回帰係数パラメータのスパース推定アルゴリズムを作成し,そしてその統計的理論を構築した.一般的には,推定されたパラメータが真のパラメータに近い方がいいが,その近さを評価する際に,確率的誤差および計算機的誤差の両者に基づいて評価を行った.多くの既存研究においては,推定アルゴリズムの出力パラメータと統計的理論を分離して考えているが,これでは実際に得られるパラメータが本当にその統計的理論を満たすか分からない.対して当該年度の研究では出力パラメータを直接的に評価しており,これは統計的にも計算機的にも意義のあるものだと考えられる.なお,この評価によって,変数の次元がサンプルサイズよりも大きな高次元データである場合でも,サンプルサイズがある程度大きければ,出力パラメータは真のパラメータにかなり近くなるということが明らかになった.また,高次元データ解析においては,パラメータのスパース性を復元できているかどうかも重要となる.特に線形回帰モデルにおいては,スパース性の復元によって選択された変数の妥当性を評価することができる.当該年度の研究では適当な条件のもとで,出力パラメータのサポートが真のサポートに一致するといった,サポートの一致性も証明した.予定通り推定アルゴリズムの統計理論を構築することはできたが,推定アルゴリズムの計算量に若干の問題がある.現状,推定アルゴリズムの各ステップにおいてLasso問題を逐次解いており,計算コストが若干大きくなってしまっている.しかしこれはLasso問題を近似的に解くことで解決できると考えている.当該年度は先ず,前年度からの課題であった,推定アルゴリズムの計算コスト削減に取り組んだ.前年度に提案した推定アルゴリズムは各ステップにおいてLasso問題を逐次的に解いており,計算コストが高くなってしまっていた.そこで,Nesterovの近接勾配法を用いて,Lasso問題を近似的に解くことでこれを解決した.Nesterovの近接勾配法はLasso問題だけでなく,SCADやMCPなどの非凸最適化問題も近似的に解くことが可能であり,この点から着想して,前年度に行った研究の非凸最適化問題への拡張可能性について研究を行った.つまり,回帰係数のスパース制約をSCADやMCPなどの非凸関数へと拡張した際に,前年度と同様な理論的性質(統計的かつ計算機的な推定精度の導出)が可能かどうかを検討した.結果的にこれは可能であり,推定精度の保障されたより柔軟なモデリングが可能となった.続いて,研究実施計画で予定していた,グループ構造を持つ高次元データ解析手法の研究に取り組んだ.スパース正則化法のアイデアを用いて,回帰パラメータをグループ化(差をスパースにする)する推定方法を構築した.ところが,予備実験として実装したところ,グループ化が弱い,つまり,差が正確に0と推定されないという問題点が生じた.これはスパース制約がLasso型では弱いために起こったものと考えられる.そこで,当初予定していた研究計画を少し変更し,スパース性の強いAdaptive Lasso型制約を用いた推定手法を構築した.現在は構築した推定手法の理論的性質を導出している.研究計画で予定していなかった,非凸最適化問題への拡張を試みたことにより,グループ構造を持つ高次元データ解析手法についての研究に遅れが生じた.しかし,この拡張によって推定精度の保障されたより柔軟なモデリングが可能となった.これは,スパース推定やロバスト推定の分野において,理論的にも実際的にも意義のあるものと考えられる.高次元データ(変数の次元が標本サイズに比べて大きい)に対する統計解析法の研究は,その需要の高さから近年盛んに行われている.特に最近ではデータ収集プロセスの複雑化や多様化に伴って,より複雑なデータに対する解析法が求められている.本研究の目的は,スパース正則化法のアイデアを駆使し,複雑高次元データに対する解析法を,理論・計算的に妥当な形で構築することである.本研究では特に外れ値構造とグループ構造を持つ高次元データに関して研究を進めた.最終年度では,セルワイズな外れ値を持つ大規模データ行列から,変数間の条件付き独立性(グラフィカルモデル)を推定する方法を構築した.データに正規性を仮定すると,共分散行列からグラフィカルモデルが推定できることに着目し,共分散行列のロバスト推定を,セルワイズな外れ値に対応できる形で行った.またグループ構造に関しては,層別線形回帰モデルを考え,結果変数全体に影響を与える共変量と,層ごとに影響を与える共変量を同時に特定する方法を構築した.これは,層ごとの回帰係数をスパース正則化法を用いて近づけることで達成した.また,理論的に正しく特定できるための十分条件も明らかにしている.研究期間全体としては,結果変数に外れ値が混入する場合の高次元線形回帰分析についての研究も完成させている.

これは,通常の回帰モデルに外れ値を表すパラメータを導入し,スパース正則化法を用いて回帰係数と外れ値を同時に推定するものである.ふたつのパラメータを交互に最適化するアルゴリズムを導出し,それによって得られる解(出力)の統計的性質を明らかにした.まず回帰係数にLasso制約を課す場合で研究を進め,その後,SCADやMCPなどの非凸制約にも対応できるように一般化を行った.スパース正則化法のアイデアを駆使し,高次元かつ複雑な構造を持つデータの解析法について研究を行った.本研究では特に,外れ値構造とグループ構造に着目し研究を進めた.前者については,結果変数に外れ値が混入する場合の,線形回帰分析について研究を行い,回帰係数のロバストかつスパースな推定量を導出した.また,セルワイズな外れ値を持つ大規模データ行列から,変数間の条件付き独立性を推定する手法も提案した.後者については,層別線形回帰モデルを考え,結果変数全体に影響を与える共変量と,層ごとに影響を与える共変量を同時に特定する方法を構築した.次年度の最初は,現在までの進捗状況で挙げた問題の解決に取り組む.具体的には,Lasso問題を近似的に解くことを考え,それを踏まえて前年度の統計理論を再構築することで解決を目指す.その後,予定通りにグループ構造を持つ高次元データ解析手法の研究を行う.研究実績の概要に記載した,Adaptive Lasso型推定手法の理論的性質について研究を進める.具体的には,シンプルな線形回帰問題におけるAdaptive Lasso型推定であれば導出される,オラクル性と呼ばれる性質が本問題でも得られるかどうかを調査する.その後,構築した推定手法に含まれるチューニングパラメータ(TP)の,効率的な選択方法についての研究を行う.これと並行して,TPの効率的選択法の汎用化を試みる.多変量解析研究の進捗状況の関係で,当初予定していた国際学会への参加を見送ったため,未使用額が生じた.国際会議への出張旅費と高性能コンピュータの価格変動により,次年度使用額が生じた.(1)高次元データ解析関連の図書を適宜購入する.(2)香港で開催される国際会議IMS-APRMに参加し,講演および意見交換を行う.また,国内会議にも適宜参加する.さらに,国内の研究者と高次元データ解析に関するディスカッションを適宜行う.(3)開発した手法を実装し,その有用性を数値実験および実データ解析を通して確認するため,高性能コンピュータおよび周辺機器を購入する.当初考えていたよりも計算コストが大きくなったため,前年度の未使用額をここに合わせて研究を実施する.次年度は以下を予定している.(1)高次元データ解析関連やソフトウェア開発関連の書籍を適宜購入する.(2)国際会議への参加と,国内外の研究者とのディスカッションを行う.
双安定性を有する複核錯体における光誘起プロトン共役電子移動

申請者はジイミン及びフラビン誘導体を配位子とするルテニウム-TPA(=tris(2-pyridylmethyl)amine)錯体の合成と物性測定を行ってきた。その過程で、これらのルテニウム錯体に関して、構造変化及び異性化反応における双安定性の発現を見いだした。それらはMLCT励起状態を経由して進行する反応であり、配位子間の立体制御が鍵となる。複素環補酵素であるプテリンの誘導体、2-(N,N-dimethyl)-6,7-dimethylpterin(Hdmdmp)が4,5位で配位したルテニウム(II)-TPA錯体[Ru(dmdmp)(TPA)]^+において、アセトン溶液中でTPA配位子の1つのピリジン部位が光部分解離を起こした後に、構造変化を経由して溶媒であるアセトンが配位し、TPAのピリジンが再度配位することでプテリン配位子の180°擬回転による配位異性化が進行する現象が確認された。この異性化の機構について詳細に解明するため、光過程における量子収率の検討を行った。さらにアセトニトリル中で加熱することにより逆反応が起こることも見出し、この熱反応にに関する速度論的考察を行った。量子力学計算の結果とあわせて、反応機構を推定した。Ru(TPA)ユニットに架橋配位子tpphzを導入した、単核錯体[Ru(TPA)(tpphz)](PF_6)_2を合成した。さらにこの錯体のtpphzの空いている2つの配位座にRu(bpy)_2もしくはPdCl_2を導入した新規非対称型ルテニウム(II)複核錯体、及びルテニウム-パラジウム-ヘテロ複核錯体を合成した。得られた三種類の錯体に対して、光や熱による反応性を検討したところ、これらの錯体は熱反応により、TPAのピリジン環の一つが解離し、空いた配位座に溶媒が配位した錯体を与えた。さらにこの錯体に光を照射すると、ほぼ100%の効率で元の錯体に戻ることが示された。したがって本研究により、熱および光という外部刺激により、完全に反応性の制御が可能な、新規双安定性金属錯体の創出に成功した。複核錯体のアセトニトリル中での発光スペクトルは、615nmに発光極大を示した。これに対し、1当量の過塩素酸を添加したところ、吸収スペクトルには何ら変化が観測されなかったが、発光スペクトルにおいて発光極大が619nmに長波長シフトして観測された。このことは、基底状態ではtpphzへのプロトン化は進行しないが、励起状態においてtpphzのピラジン窒素へのプロトン化が進行し、励起三重項状態が安定化されることを示す。これに対し、単核錯体では、アセトニトリル中で1当量の過塩素酸によりtpphzの非配位1,10-フェナンスロリン部分にプロトン化が進行し、吸収スペクトルに顕著な変化が観測された。また、単核錯体のアセトニトリル中での発光スペクトルにおいては、591nmに発光極大が観測された。1当量の過塩素酸を添加すると、その発光は殆どクエンチされた。現在その理由について検討中である。
地球環境撹乱下における生物多様性の保全及び生命情報の維持管理に関する総合的基礎研究

新プログラム方式による研究"地球環境撹乱下における生物多様性の保全及び生命情報の維持管理に関する総合的基礎研究"を推進するために、リーダー構想に基づき、分担者全体会議及び総括班会議を開いて研究計画を検討し、新プログラム方式による研究に係わる平成9年度科学研究費補助金(創成的基礎研究費)研究実施計画書を作成した。グループ研究、国際シンポジウムの開催、特別研究員の任用、研究施設の整備の4つを軸として進める。1)研究目的:生物多様性の保全および生命情報の維持管理のための科学的基礎の確立。2)研究体制:5研究班と総括班で構成。評価委員はすべて外国研究者。研究班1:生物多様性の原因と結果のパターン解明。研究班2:生物多様性の原因と結果の機構解明。環境制御実験設備(シンバイオトロン)建設。研究班3:生物多様性と人間社会の相互作用を解明し、生物多様性の保全政策の有効性を検討。研究班4:生物多様性の原因と結果についての理論と、生物多様性保全理論の提出。研究班5:生命情報維持管理システムの原型の提示。熱帯林と温帯林における樹冠観察用のクレーンなどを含む研究設備の充実。3)主要野外調査地:アジアの森林系、湖沼系、珊瑚礁を含む5ケ所。4)年次計画9年度:研究の立ち挙げ、温帯林の樹冠研究設備。10年度:熱帯林の研究施設、シンバイオトロン建設。11年度:計算機によるエコゲネシス実験の開始、中間外部評価、組織と研究課題の再検討。12年度:シンバイオトロン本実験。13年度:まとめと外部評価。
音楽教師の専門性と美的価値観形成のための音楽経験プログラム開発

2018年度は、小学校における鑑賞指導のフィールドワークと教師へのアンケート調査のためのパイロット調査、及び文献調査を行った。鑑賞指導のフィールドワークを踏まえつつ、基礎的研究として「音楽科における鑑賞教育に関する基礎的考察」と題し、日本学校音楽教育実践学会第23回全国大会において研究成果の口頭発表を行うとともに、その発表内容を再構成した論文「音楽科における鑑賞教育に関する基礎的考察ー学習指導要領における『鑑賞』ー」を『福山市立大学教育学部研究紀要第7巻』(2019年2月刊行)に発表した。この論文では、これまでの我が国における学校教育課程の基準である学習指導要領(小学校)において、これまで鑑賞教育がどのように扱われてきたのかを明らかにした。考察の結果、音楽科教育において「聴く」ことは、音楽活動の基盤であるという疑いようのない通念として位置づけられてきたことが明らかとなった。しかし、本来主観的な営みである「音楽を聴く」という行為を、集団での活動を主とする学校教育としての音楽科で扱おうとする時、音楽を形づくる要素を聴き取ることを指導の観点とするという方向性が継続して維持されてきた。これは「目標に準拠した評価」を目指す中で加速され、能力の可視化を図るために、感受した内容を音楽の諸要素に還元し、言語を媒介として1つの楽曲を同じ視点で鑑賞させる取組みが長期にわたり音楽科の鑑賞指導とされてきたことが明らかとなった。また、鑑賞指導のフィールドワークでは、小学校教師は音楽の強弱、音色、構造に着目し、それを聴き取らせ、聴き取った内容を言語や絵を媒介として表現させる取組みを行っていた。その取組みは、音楽そのものを味わわせることと乖離するものとはいえなかったが、教師自身の音楽への理解が反映されていることが明らかであった。小学校での鑑賞授業のフィールドワークを2018年度に開始したところであるが、本務との兼ね合いで小学校訪問の機会が十分に確保できていない。また、小学校教師へのインタビュー調査を通して、音楽指導における困難さを明らかにし、音楽指導の現状を把握するためのアンケート調査を実施する予定であったが、前述した理由からインタビュー調査を行う機会の確保が困難であるため、代替として小学校教師に対して音楽歴と鑑賞指導においての困難さを尋ねるパイロット調査を実施した。この調査結果を精査し、2019年度は質問紙作成を急ぎ、実施する必要がある。音楽経験プログラムの作成に関しては、音楽家の選定が進まなかったことによってプログラムの構築自体が当初の予定よりも遅れているが、現在選定が進みつつあり、2019年8月に第1回目の音楽経験プログラムを小学校教師に対して実施予定である。現在、研究計画の進捗状況としてはやや遅れが生じているが、2019年度に小学校教師を対象として、音楽家が参加する音楽経験プログラムを実施し、検証を行う予定である。なお、この音楽経験プログラムは、実践・検証した上で再度修正し、繰り返し実施・検証を重ねる必要があることから、数回の実施を計画している。このプログラムに参加する小学校教師の募集については、すでに複数の小学校からの協力を得られている状況である。また、多角的な視点から教師の「聴く力」の育成と教師の評価を支える美的価値観の形成・変容を促すプログラムの構築を目指すことから、2019年秋に英国を拠点としてSTEAM教育のプログラムを展開している実績を有するCONDUCTIVE MUSICを招聘する。このCONDUCTIVE MUSICによる教師に対するワークショップを実施し、そこで作られた音楽作品に対する評価のあり方の検討を通して、教師の「音楽」の捉え方の変容を検証する。これは、芸術作品としての楽曲鑑賞だけではなく、実際の音楽科において教師が直面する学習者の手による音楽作品に対する評価に関わる価値観を、教師自身が理解するとともに、その変容を促すものとなると考えられる。本研究は、小学校で音楽を指導する教師に対して、音楽活動において最も根本的な「聴く力」を育成するための音楽経験プログラムを策定することを目的としている。つまり、本研究は「どのように指導するのか」ではなく、教師自身が音楽を聴く力を育むための音楽経験プログラムの開発を目指すものである。音楽科において、学習者の音楽表現をどのように聴くのかは評価と密接に結びついており、また教師自身の価値観形成は指導の充実に連動している。なかでも小学校教師は、多くの自治体で全科担任として音楽指導が求められている。したがって、音楽的な専門性が不十分であっても、音楽を指導しなければならない状況が生じており、このことが教師自身に音楽指導の困難さへの認識を強いているものと考えられる。それゆえに、自らの音楽の専門性への自信のなさから、「何を教えるべきなのか」「何のために教えるのか」を不問にしたまま指導を行わざるを得ないといった場合も見られるのである。このような現状の中で、本研究での音楽経験プログラムは、教師自身が音楽家とともに実際に音楽を聴き、何を聴いたか(感じたのか)を共有することによって、多様な聴き方の習得へと導くものである。このプログラムは、教師自身が音楽との向き合い方を学び、音楽の価値判断を可能とする基準を、教師自身の内に築くことを促す。つまり、教師自身が新たな音楽の聴き方を身につけ、美的価値観の形成・変容へと導くものなのである。前述した音楽科教育における課題認識の下に、本年度は、美的価値観に関する文献調査を行うとともに、これまでにすでに実施している音楽家(演奏家や作曲家)へのインタビューでの発言内容等から、音楽的な専門性をもたない小学校教師を対象とした音楽経験プログラムの作成のための示唆を得るとともに資料の整理を行った。

前年度に終了予定であった研究課題が研究代表者の病気療養のため、平成29年度末まで延長することになったことを受け、平成29年度から開始予定であった本研究に遅延が生じた。本研究課題においては、平成29年度には、本来エリザベト音楽大学で開発された「<音楽家の耳>トレーニング教育法」に関する文献、音楽聴取に関する先行研究の精査を行うとともに、教育委員会音楽指導主事を中心とした教師へのインタビュー調査を実施し、「小学校教師のための音楽経験プログラム暫定版」を策定する予定であったが、現在文献調査、及び教育委員会へ研究調査依頼の上、インタビュイーの選定を行っている段階である。また、音楽経験プログラムへの研究協力者はすでに確保しており、教育委員会の協力の下、小学校教師へのインタビュー調査、及び音楽授業のフィールドワークのための日程調整を行っているところである。2018年度は、小学校における鑑賞指導のフィールドワークと教師へのアンケート調査のためのパイロット調査、及び文献調査を行った。鑑賞指導のフィールドワークを踏まえつつ、基礎的研究として「音楽科における鑑賞教育に関する基礎的考察」と題し、日本学校音楽教育実践学会第23回全国大会において研究成果の口頭発表を行うとともに、その発表内容を再構成した論文「音楽科における鑑賞教育に関する基礎的考察ー学習指導要領における『鑑賞』ー」を『福山市立大学教育学部研究紀要第7巻』(2019年2月刊行)に発表した。この論文では、これまでの我が国における学校教育課程の基準である学習指導要領(小学校)において、これまで鑑賞教育がどのように扱われてきたのかを明らかにした。考察の結果、音楽科教育において「聴く」ことは、音楽活動の基盤であるという疑いようのない通念として位置づけられてきたことが明らかとなった。しかし、本来主観的な営みである「音楽を聴く」という行為を、集団での活動を主とする学校教育としての音楽科で扱おうとする時、音楽を形づくる要素を聴き取ることを指導の観点とするという方向性が継続して維持されてきた。これは「目標に準拠した評価」を目指す中で加速され、能力の可視化を図るために、感受した内容を音楽の諸要素に還元し、言語を媒介として1つの楽曲を同じ視点で鑑賞させる取組みが長期にわたり音楽科の鑑賞指導とされてきたことが明らかとなった。また、鑑賞指導のフィールドワークでは、小学校教師は音楽の強弱、音色、構造に着目し、それを聴き取らせ、聴き取った内容を言語や絵を媒介として表現させる取組みを行っていた。その取組みは、音楽そのものを味わわせることと乖離するものとはいえなかったが、教師自身の音楽への理解が反映されていることが明らかであった。小学校での鑑賞授業のフィールドワークを2018年度に開始したところであるが、本務との兼ね合いで小学校訪問の機会が十分に確保できていない。また、小学校教師へのインタビュー調査を通して、音楽指導における困難さを明らかにし、音楽指導の現状を把握するためのアンケート調査を実施する予定であったが、前述した理由からインタビュー調査を行う機会の確保が困難であるため、代替として小学校教師に対して音楽歴と鑑賞指導においての困難さを尋ねるパイロット調査を実施した。
専門職連携のプロセスと評価に関する日仏比較研究

専門職連携教育のプロセスと評価について、日仏比較を行った結果、以下の知見が得られた。1フランスでは、医療計画と地方健康計画が統合されたことで、地域包括ケアシステムに舵をきったが、専門職連携教育はわが国と同様に、緒についたばかりであった。ヒアリングの結果、わが国と同様に、事例検討など暗黙知を交える演習が主流であることが分かった。2多死時代における終末期ケアでは、非がんを含めた看取りの場の拡大と、どこで看取られても利用者の意思決定を多職種で支えることができる人材育成が必要であった。3両国ともに、人材育成としての専門職連携教育の法整備はされていないが、大学、職能団体、事業所などが独自に実施していた。平成25年は2つの課題に取り組んだ。課題1は、在宅入院制度(HAD)における多職種連携の現状と課題について、文献調査とヒアリング調査を行った。目的は次の3点である。1HADの整備状況、財政など国レベルでの取り組み状況と課題、2HAD、病院、個人開業者による多職種連携の集中的ケアマネジメントの現状と課題、3日仏比較を通して、わが国の在宅医療・ケアの強みと弱みを考察することである。課題2は、フランス終末期ケアにおける多職種連携の現状と課題、特にレオネッティ法における多職種チームでの意思決定についてヒアリング調査を行った。課題1で得られた知見は、1退院前後は患者・家族の不安が最も高まる時期であり、病診連携を含む集中的ケアマネジメントは効率的である。その理由は、24時間医師や看護師の医療サービスが保障されていること、コーディネーターである医師と管理看護師が調整機能を発揮していることなどである。2HAD、病院、個人開業者の三つ巴連携による集中的ケアマネジメントは、患者・家族の安心感をもたらす。3退院基準を多職種で共有化するシステムづくりが必要。4HADは高齢者施設や障害者施設などへの利用拡大を図り、ネットワーク形成に舵を切っている。課題2で得られた知見は、1レオネッティ法が施行されてからは、多職種チームによるカンファレンスが定着している、2信頼できる代理人を指名している人は38%、事前指定書を作成している人は、2.5%に留まっている。3治療の差し控えや中止については、多職種チームで話し合ったことが、カルテに記載されていれば訴追ということはなくなったため、患者や家族と本音で話し合うことができるようになった。4多職種チームが行う意思決定とは、正しさを追究するのではなく、専門職としての意見を誠実に伝えつつも、患者と家族が主体的に意思決定できるように後方支援することである。平成26年は3つの課題に取り組んだ。課題1は、フランスにおける多職種連携とネットワーク形成の現状についてヒアリング調査を行った。対象は、CLIC(地域密着型インフォメーションセンター)と、MAIA(サービスの統合センター)である。両者ともに、わが国の地域包括支援センターの機能に近く、ケアマネジメントが主な業務であった。運営基準やサービスの実績など資料に基づいてヒアリングを行った。その結果、両者ともに法的根拠があり、事業所数も増加し、コーディネート医師と看護師が主にケアマネジメントを実践していた。MAIAの方が、トレーニングを受けたケースマネジャーを配置して濃厚なケアマネジメントを提供していた。また、フランスはケアマネジメントを担う機関が複数存在しているため、どこがイニシアティブをとるのか分かりにくいという課題もあった。課題2は、わが国の終末期ケアにおける多職種連携教育・研修の現状と課題について、文献調査を行った。その結果、多職種連携の実践事例は数多く報告されていたが、体系的な教育・研修については十分とは言えず、さらに充実させていく必要性が示唆された。今後の課題は、1多職種で学ぶ機会を増やす、2教育内容・方法の検討と教育効果の評価をすすめる、3福祉系職種の研究を充実させる、の3点があると考えられた。課題3は、フランス医療付き老人ホームにおける認知症高齢者の終末期ケアと多職種連携についてヒアリング調査を行った。その結果、3つの知見が明らかになった。1レオネッティ法が施行されてからは、多職種チームによるカンファレンスが定着している、2信頼できる代理人を指名している人は少なく、認知症高齢者については、家族を交えた面接を数回実施しているが、結果として、家族の意向を尊重している、3医療職の配置が手薄いので、かかりつけ医や緩和ケアモバイルチームとの連携を重視していることである。平成27年度は、フランスにおける多職種連携教育の現状と課題に取り組んだ。3か所のヒアリング調査を行った。1パリ大学医学部の「1年生医系共通教育制度」:2010年から医学や歯学等の5学部の1年生が、健康社会学等を共に学んでいる。2管理看護師養成教育における多職種連携教育は、マネジメント学を基本としている。看護師以外の職種の受け入れ枠があり、リハ職や薬剤師等がともに学んでいる。マネジメント実習のうち、3週間は企業のマネジメントを学んでいる。3在宅入院における多職種連携教育は導入したばかりで、緩和ケアの事例検討など演習をベースに行っている。取り組みは順調であるが、開業医など他機関を巻き込んだ連携教育は、地元医師会等との調整もあり、実現には至っていない。平成25年度は、フランス在宅入院の多職種連携について、次の3点を明らかにした。1病院と個人開業者との三つ巴連携による集中的

ケアマネジメントが実践されていること、2連携のコーディネーターは、医師と管理看護師であること、3高齢者施設や障害者施設にも利用を拡大し、ネットワーク形成に舵をきっていたことである。平成26年度は、1わが国の終末期ケアにおける多職種連携教育の現状と課題について、文献調査を行った。2フランスの代表的なネットワーク組織(CLICやMAIA)では、重層的なマネジメントが行われていたが、その他にもマネジメントを担う機関が複数存在しているため、どこがイニシアティブをとるのか分かりにくいという課題もあった。3老人ホームの終末期ケアでは、レオネッティ法に基づいて多職種連携が実践されており、カンファレンスによる意思決定が定着していた。専門職連携教育のプロセスと評価について、日仏比較を行った結果、以下の知見が得られた。1フランスでは、医療計画と地方健康計画が統合されたことで、地域包括ケアシステムに舵をきったが、専門職連携教育はわが国と同様に、緒についたばかりであった。ヒアリングの結果、わが国と同様に、事例検討など暗黙知を交える演習が主流であることが分かった。2多死時代における終末期ケアでは、非がんを含めた看取りの場の拡大と、どこで看取られても利用者の意思決定を多職種で支えることができる人材育成が必要であった。3両国ともに、人材育成としての専門職連携教育の法整備はされていないが、大学、職能団体、事業所などが独自に実施していた。調査1は、フランスの地域包括ケアの中核的な存在であるCLILとMAIAの個別ヒアリングは終了した。ただし、多職種連携やネットワーク形成に関する全国調査が入手できていないため、引き続き関係機関に働きかけて調査結果を入手したい。調査2は、医療・福祉分野における多職種連携教育について、文献調査は終了した。平成27年度は、医療・福祉施設を対象に、終末期ケアにおける多職種連携教育のプログラムを作成し、実施し、評価する予定である。調査3は、フランス医療付き老人ホームにおける終末期ケアの多職種連携については、実態調査、ヒアリング調査ともに終了している。平成27年は、フランスの調査をベースに日本での調査を実施したい。社会福祉調査1は、フランスの地域包括ケアシステムについて、全国レベルの実態調査を入手し、翻訳を進める。さらに、ヒアリング調査を継続して、多職種連携とネットワーク形成について日仏比較を考察する。調査2は、日仏における終末期ケアの多職種連携と評価について、調査を進める。特に評価についての研究が弱いので、自己評価と第三者評価を含めて検討していく。調査3は、医療付き老人ホームにおける終末期ケアのフランスの調査は終了しているが、日本の調査が未実施である。平成27年度中に特別養護老人ホームまたは医療療養病床で実施したい。課題1については、フランスHADにおける多職種連携の調査はほぼ終了したが、日本での調査が途中である。調査方法については、当初グループインタビューを予定していたが、個別インタビューに変更している。理由は、フランスHADや医療機関でグループインタビューを行う困難さである。今後は、個別インタビューや事例調査に変更して対応したい。
糖タンパク質糖鎖の癌性変化とその臨床への応用

肝癌患者と健常人の血清トランスフェリン(Tf)の糖鎮構造を比較した研究によって、肝癌のTfでは正常Tfの唯一の糖鎮である根本にフコ-スを持たない2本鎮複合型糖鎮の比率が4060%に減少し、かわってフコ-スを持った2本鎖、3本鎖、4本鎖複合型の糖鎮が出現して来ること、側鎮部分に正常Tfの糖鎮には存在しないX抗原構造が出現して来ることが判明した。これらの糖鎖の癌性変化を肝癌診断に応用する目的で、先ずフコ-スを含む糖鎖の出現に着目し、フコ-スに強い親和性を持つことで知られるヒイロチャワンタケレクチン(AAL)を不溶化したカラムに患者の血清を通して、溶出液中のTfを抗Tf抗体を使ったELISAでモニタ-することにより、同カラムに結合する血清Tfの比率を測定した。その結果健常人及び肝炎の結合比率は肝癌のものに較べ有意に低値で診断に使えることが判明した。問題は肝硬変の血清Tfの結合比率が高いことで、肝癌と肝硬変を判別すべく現在肝硬変血清Tfの糖鎖の構造研究を進めている。このように肝癌診断にAALが有効であることが示されたが、ヒイロチャワンタケより同レクチンを採取する方法は量的に限界がある。そこで遺伝子組み換え技術で同レクチンを採取する研究を進め、最近大腸菌を宿主にして天然のAALと同一の単純タンパク質を大量に作り出すことに成功した。このように血清常在成分の糖鎖の癌性変化を利用した肝癌診断法開発の成功は腫瘍マ-カ-領域の新しいジャンルを開いたものと言えるが、我々はこれに並行して大腸癌の診断を目指したCEA関連の糖蛋白糖鎖の比較研究をほぼ終了し、その応用の検討を開始している。又、さきに解明したWarren-Gick現象が癌の悪性度と密接に関連していることをつきとめ、癌の転移性の背景をなす癌細胞表面糖蛋白質糖鎖の癌性変化を特定すべく研究を進めている。
虚血性急性腎不全においてストレス蛋白の果たす役割

虚血性急性腎不全(Ischemic Acute Renal Failure:IARF)は、心大血管麻酔症例術後や出血性ショック後にしばしば見られる合併症であるが、現在の治療法は、生体の恒常性を維持しながら腎機能の回復を待つ保存的療法であり、腎細胞機能の回復を促す積極的治療法は未だ確立されていない。近年、IARFにおいて腎にストレス蛋白(Stress Protein=Heat Shock Protein:HSP)が誘導され、傷害された尿細管細胞の修復を促進することにより腎機能の回復を早めるのではないかと示唆されている。ヘムオキシゲナーゼ-1(Heme Oxygenase:HO-1)は、ヘモグロビン、ミオグロビンなどヘム蛋白の必須構成要素であるヘム(鉄-プロトポルフィリン体)分解の律速酵素であると同時に、その遺伝子解析により分子量32kdのHSP32でもあることが明らかとなっている。また、HO-1は基質であるヘムのみならず熱刺激、紫外線照射などの酸化的ストレスによって細胞内に誘導され、細胞保護的に機能することが報告されている。一方、IARFにおける尿細管傷害には虚血再灌流に伴い発生する活性酸素が大きな役割を果たしている。以上より本研究では、IARFにおける腎傷害に対してHO-1が生体防御的に働くのではないかとの着想の基に、まず、腎虚血再灌流によるラットIARFモデルを作成し、腎HO-1の誘導を転写レベルで検討した。その結果、腎HO-1 mRNAは回復可能な可逆性IARFにおいて顕著に誘導されることが明らかとなった。次に、誘導されたHO-1の機能的意義を明らかにするために、HOの特異的拮抗阻害剤であるポルフィリン誘導体(スズ-プロトポルフィリン)投与によるHO活性抑制が腎傷害に及ぼす影響を検討した。その結果、HO活性の抑制は、pro-oxidantである細胞内ヘム含量の増加を介して、腎傷害を悪化させたことから、HO-1は細胞に有害な遊離ヘムを分解することにより、IARFに対して腎細胞保護的に働くことが明らかとなった。ヘムオキシゲナーゼ(Heme Oxygenase:HO)は、ヘモグロビン、ミオグロビンなどヘム蛋白の必須構成要素であるヘム(鉄-プロトポルフィリン体)分解の律速酵素であると同時に、その遺伝子解析により分子量32kdのHSP32でもあることが明らかとなっている。また、HOは基質であるヘムのみならず熱刺激、紫外線照射などの酸化的ストレスによって細胞内に誘導される。さらにヘム分解の最終産物であるビリルビンは抗酸化物質としての作用を有することが報告されている(Science.1987)。一方、IARFの病態生理の一つとして虚血再灌流により発生する活性酸素が上げられる。以上より申請者らは、まず、腎虚血再灌流によるラットIARFモデルを作成し、腎HOの誘導を転写レベルで検討した。その結果腎HOmRNAは回復可能な可逆性IARFにおいて顕著に誘導されることが明らかとなった。次にHO誘導の機能的意義を明らかにするためにHOの特異的拮抗阻害剤であるポルフィリン誘導体(スズ-メゾポルフィリン)投与によるHO活性の抑制が腎障害に及ぼす影響を検討した。その結果、スズ-メゾポルフィリンを投与したラットでは、非投与群に比べてHO活性の抑制が認められ、このとき、血清クレアチニン値の上昇と組織障害の悪化が見られたことから、HOは抗酸化物質であるビリルビンの生成を介して生体防御的に機能しているのではないかと考えられた。へ

ムオキシゲナーゼ(Heme Oxygenase:HO)は、ヘモグロビン、ミオグロビンなどヘム蛋白の必須構成要素であるヘム(鉄-プロトポルフィリン体)分解の律速酵素であると同時に、その遺伝子解析により分子量32kdのHSP32でもあることが明らかとなっている。また、HOは基質であるへムのみならず熱刺激、サイトカイン、紫外線照射などの酸化的ストレスによって細胞内に誘導される。さらにヘム分解の最終産物であるビリルビンは抗酸化物質としての作用を有することが報告されている(Science.1987)。一方、IARFの病態生理の一つとして虚血再灌流により発生する活性酸素が上げられる。以上より申請者らは、腎虚血再灌流によるラットIARFモデルを作成し、回復可能な可逆性IARFおいてHO mRNAが、顕著に誘導されることが明らかにし、さらに、HOの特異的拮抗阻害剤であるポルフィリン誘導体(スズ・メゾポルフィリン)投与によるHO活性の抑制が腎障害を悪化させることから、HOはIARFにおいて生体防御的に働くことを示唆した(Critical Care Medicine印刷中)。次に、HOがIARFにおいて果たす役割をさらに明らかにする目的で、サイトカイン産生作用を有する低分子リピドA誘導体(C_<50>H_<78>NNaO_<12>S)投与がHO誘導を介して腎障害を軽減させるのかを明らかにする研究の第1段階として、リピドA誘導体がHOを腎に誘導するかについて検討した。その結果、ESP70 mRNAのみならず、HO mRNAが腎に著明に誘導されることが明らかとなった。腎は虚血再灌流に伴う酸化的ストレスにより容易に虚血性急性腎不全(IARF)に陥るが、その際腎細胞を防御する効果的治療法は未だない。Heme Oxygenase-1(HO-1)は、ヘモグロビン、ミオグロビンなどヘム蛋白の必須構成要素であるヘム(鉄-プロトポルフィリン体)分解の律速酵素であると同時に、その遺伝子解析により分子量32kdのHSP32でもあることが明らかとなっている。また、HO-1は基質であるヘムのみならず熱刺激、重金属、サイトカイン、紫外線照射などの酸化的ストレスによって細胞内に誘導され,細胞保護的に働くことが報告されている。我々は昨年、IARFにおいてHO-1が腎に誘導され、HO-1を抑制するとIARFが悪化することから、HO-1が腎細胞保護的役割を果たすことを示唆した。HO-1誘導をIARFの治療に応用するためには、臓器障害を来すことなく腎特異的にHO-1を誘導する方法の開発が必要である。重金属であるスズ(Sn^<2+>)はこれまで腎HO-1活性を上昇させることが知られていた。そこで、まず、我々はラットへのSnCl_2投与が腎HO-1発現に及ぼす影響を検討した。その結果、SnCl_2は腎毒性を示すことなく腎尿細管細胞特異的に転写・蛋白両レベルでHO-1を顕著に誘導することが明らかとなった。次に、ラットIARFモデルに対し、虚血前にSnCl_2を投与しHO-1誘導が虚血性腎傷害に及ぼす影響を検討した。その結果、SnCl_2投与群では、虚血再灌流後の血清BUN、Creatinineの上昇が対照群と比較して有意に抑制され、腎組織傷害も軽度であった。以上より、腎特異的なHO-1誘導はIARFの予防や腎傷害の軽減に有用であると考えられた。
新しい核酸結合試薬の創製とDNA損傷のバイオイメージング

本研究は,蛍光性DNA結合試薬(リガンド)を利用するDNA損傷検出法の開発を目的とする。具体的には, DNA損傷修復過程の中間体として,あるいは塩基損傷に誘起される二重らせん構造の歪みにより生成する(疑似)脱塩基部位を, DNA損傷のマーカーとして「蛍光性リガンドにより検出すること」を試みる。平成20年度は, (1)チミン欠損を検出しうる蛍光性リガンドの開発を達成するとともに,(2) DNA損傷検出表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance, SPR)センサーを開発した。(1)チミン欠損を標的とする場合,対面塩基となるアデニンに対する結合リガンドを開発する必要があるが,アデニンとはワトソン・クリック型の塩基対として二点水素結合形成のみが可能であるため、アデニンに対する結合選択性と高親和力を発現させることが困難な状況にあった。ここでは,種々の化合物をスクリーニングした結果,アデニンへの二点水素結合形成部位を有し,かつリガンドサイズを制御することで、アデニン(チミン欠損)検出リガンド(アロキサジン及びジメチルルマジン)を開発することに成功した。(2)一方, 1, 8-ナフチリジン誘導体やプテリジン誘導体, 3, 5-ジアミノピラジン誘導体を新規合成し,これらを感応素子として利用することで,高感度・高選択的なDNA損傷検出SPRセンサーを開発した。ここでは,核酸塩基認識プローブ(DNA結合リガンド)を金基板チップ上に配列・固定化したセンサー(フローセル型)を開発したもので,グアニン欠損及びシトシン欠損,アデニン欠損を検出することが可能である。いずれのセンサーも,標的欠損含有DNAに対してほぼ特異的なSPR応答を示し,また,蛍光法と比較してより低濃度のDNA解析に適用可能である。具体的には,DNA損傷修復過程の中間体として,あるいは塩基損傷に誘起される二重らせん構造の歪みにより生成する(疑似)脱塩基部位を,DNA損傷のマーカーとして「蛍光性リガンドにより検出すること」を試みる。平成19年度は,修復酵素(グリコシラーゼ)に匹敵する結合親和力を有するリガンド(ナフチリジン誘導体)の開発を達成するとともに,発蛍光型応答を示すリガンド(ピラジン誘導体)を新たに見出した。研究開始時点において,蛍光性ナフチリジン誘導体(2-amino-7-methyl-1,8-naphthyridine)がモデルDNAの損傷の有無を蛍光検出しうることを見出していたが,この母体に複数のメチル基,あるいはフェロセニル基を導入することで,結合親和力が一桁以上増加することを見出した。モデルDNAを用いた検討では,これらのリガンドを用いることで,プリン塩基が関与する損傷の有無を極めて簡便に蛍光検出することが可能である(蛍光消光応答を利用)。一方,シアノ基を有する3,5-ジアミノピラジン誘導体(3,5-diamino-6-chloro-2-pyrazinecarbonitrile)が蛍光強度増加型のリガンドとして機能しうることを新たに見出した。モデルDNAを用いた検討では,蛍光応答特性は脱塩基部位の隣接塩基に依存するものの、隣接塩基としてグアニンを含まない塩基配列に適用可能で,アデニンが関与する損傷を検出することが可能である。