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化合物半導体の高温融体物性に関する研究

化合物半導体材料の多くは融液からの結晶成長により製造される。その製造工程において融体の物理的および輸送的性質は結晶の品質に大きく影響する。そのため、良質の単結晶の製造には成長過程における融液の物性の理解に基づいた製造技術の開発が要求される。本研究はIII-V族半導体化合物を中心に、融体の密度、拡散係数、粘性率および超音波の音速と吸収係数などの物理的および輸送的性質を系統的かつ精密に測定し、半導体製造に理論的基礎を与えることを目的とする。本年度は特に密度、粘性率および音波物性を中心に研究を展開した。密度の測定には、高い蒸気圧を持つ組成でも実験できるマノメータ法を用いた。III-V族であるIn-SbおよびGa-Sb二成分系の全組成範囲で密度を測定した。密度はいずれの組成においても温度の上昇と共に直線的に変化する。また、密度から求められたモル体積は組成に対して連続的に変化し、化合物組成付近で約1%正に偏倚する。音速および吸収係数の測定にはパルス透過法を用いた。密封雰囲気で測定を行い、密度と同様In-SbおよびGa-Sb二成分系の全組成範囲で音速を0.1%精度で決定した。それと同時に融体における音波の吸収係数も決定した。なお、粘性率に関しては、1600°Cまでの高温まで測定が可能なように改良したるつぼ回転振動法を用いて、Si-Fe二成分系について2%の精度で測定した。この結果は従来の報告値とは異なり、組成に対して単調な粘性率の変化を示した。本研究は代表的な化合物半導体として、III-V族半導体化合物を取り上げ、その二成分系融体の密度、粘弾性性、拡散係数、表面張力、超音波音速および吸収係数などの物理的および輸送的性質を系統的かつ精密に測定し、それらの性質の温度および組成依存性に基づいて、化合物半導体の融体の構造と関連させ物理化学的性質を解明し、化合物半導体製造に理論的基礎を与えることを目的としている。本年度では、In-Sb二成分系について、超音波スペクトロスコピーを適用し、その二成分融体における超音波音速および吸収係数を全組成範囲にわたって測定した。その結果、超音波の音速は、Inおよび合金においては温度の上昇とともに、減少するが、純Sbでは測定の温度範囲(9001200K)でほぼ一定値を示す。超音波の音速から、断熱圧縮率、等温圧縮率および内部圧を決定した。同じ温度で、それらの熱力学的性質を比較すると、化合物組成付近で最大値(圧縮率)および最小値(内圧)を持つ組成依存性が認められ、理想混合から偏倚していることが分かった。しかし、その変化は、組成とともに、連続的に変化し、固体での電子物性のような急激な変化が認められなかった。超音波の吸収係数はずり粘性による古典的吸収より数倍の値を示した。その傾向は他の液体金属の場合と類似している。それらの吸収係数から、融体の体積粘性を決定した。In-Sb系の体積粘性はずり粘性と同程度であることが分かった。次年度では、超音波スペクトロスコピーを他の半導体化合物系に適用するとともに、密度、表面張力などの測定も行う予定である。その準備は現在進行中である。本研究は代表的な化合物半導体として、III-V族半導体化合物を取り上げ、その二成分系融体の密度、粘弾性性、拡散係数、表面張力、超音波音速および吸収係数などの物理的および輸送的性質を系統的かつ精密に測定し、それらの性質の温度および組成依存性に基づいて、化合物半導体の融体の構造と関連させ物理化学的性質を解明し、化合物半導体製造に論理的基礎を与えることを目的としている。本年度では、In-SbおよびGa-Sb二成分系について、超音波スペクトロスコピーを適用し、その二成分融体の密度および超音波音速および吸収係数を全組成範囲にわたって測定した。

その結果、融体の密度はすべての組成において温度に対してほぼ直線的に減少する。超音波の音速は、Ga,Inおよび合金においては温度の上昇とともに、減少するが、純Sbでは測定の温度範囲(9001200K)でほぼ一定値を示す。融体のモル体積および断熱圧縮率、等温圧縮率および内部圧を密度および超音波の音速から決定した。同じ温度で、それらの熱力学的性質を比較すると、化合物組成付近で最大値(圧縮率)および最小値(内部圧)を持つ組成依存性が認められ、理想混合から偏倚していることが分かった。しかし、その変化は、組成とともに、連続的に変化し、固体での電子物性のような急激な変化が認められなかった。超音波の吸収係数はずり粘性および熱伝導度による古典的吸収と同程度の値を示した。その傾向は他の液体金属の場合と類似している。次年度では、密度および超音波スペクトロスコピーを他の半導体化合物系に適用するとともに、粘度、表面張力などの測定も行う予定である。その準備は現在進行中である。化合物半導体材料の多くは融液からの結晶成長により製造される。その製造過程において融体の物理的および輸送的性質は結晶の品質に大きく影響する。そのため、良質の単結晶の製造には成長工程における融液の物性の理解に基づいた製造技術の開発が要求されている。本研究はIII-V族半導体化合物を中心に、融体の密度、拡散係数、粘性率および超音波の音速と吸収係数などの物理的および輸送性質を系統的かつ精密に測定し、半導体製造に理論的基礎を与えることを目的とする。本年度では特に密度、粘性率および音波物性を中心に研究を展開した。密度の測定には、高い蒸気圧を持つ組成で実験できるマノメータ法用いて行った。III-V族であるIn-SbおよびGa-Sb二成分系の全組成範囲で密度を測定した。密度はいずれの組成においても温度の上昇と共に直線的に変化する。また、密度から求められたモル体積は組成に対して連続に変化し、化合物組成付近で約1%正に偏倚する。音速および吸収係数の測定にはパルス透過法を用いた。密封雰囲気で測定を行い、密度と同様In-SbおよびGa-Sb二成分系の全組成範囲で音速を0.1%精度で決定した。それと同時に融体における音波の吸収係数も決定した。なお、粘性係数に関してはるつぼ回転振動法を用いた。実験装置を改造することによって、1600°Cまでの高温まで測定が可能になった。また、同じ半導体融体であるSi-Fe二成分系について2%の精度の粘性係数を決定した。
波束相関関数を求めるフェムト秒分光の理論-新しい遷移状態分光法の開発をめざして-

1.我々が測定可能な量であることを示した波束相関関数より全領域のポテンシャルを求める方法を開発した。相関関数(波束の時刻を指定するtと波束を励起・終状態別々のポテンシャル上で走らせた時間τの二変数を持つ)をτに関してフーリエ変換すると、時刻tの波束から終状態へのある種の吸収スペクトルが得られる。中間状態と終状態のエネルギー差がtの関数として与えられる。この様なスペクトルより波束の中心位置(波束の幅がポテンシャルの変化に比べて小さければ古典軌道に対応)における両状態のエネルギー差が求まるので、古典力学を使って逆にポテンシャルを決めることが可能である。時間依存吸収スペクトルの形を満たすようにポテンシャルを決める種々の方法を開発中である。非断熱遷移による解離とともに核間距離が延びたり縮んだりする周期運動も現れるNaIを取り上げ、解離量や波束の中心運動を相関関数より求めることを行った。2.無輻射過程へのパンプ-プローブ法の応用の可能性を探り、以下のことを明らかにした。暗電子状態に移った波束をプローブ光によってイオン化することを想定する。パンプ光との時間差の関数として与えられるイオン化のシグナルをフーリエ変換することによってどの振動モードにどれほどのエネルギーが流れていくかが判明する(accepting modesの決定)。暗電子状態の振動構造を決定する上でも有用な方法である。パンプ光のエネルギーを変えることによって非調和性やモード間結合に付いての知見も得られる。
分泌型セリンプロテアーゼによるドパミン遊離調節機構の解明

統合失調症は、生涯有病率約1%という極めて発症頻度の高い精神病である。一方、注意欠損/多動性障害は、年齢あるいは発達に不釣合いな注意力、衝動性および多動性を特徴とする行動障害を呈する疾患である。これら疾患は学童期から青年期に発病し、社会活動や就学に支障をきたすことから大きな社会的な問題となっている。臨床においてドパミン作動性神経に作用する薬剤が上記2つの疾患の症状を軽減することから、その発現にはドパミン作動性神経系が関与していることが示唆されている。我々は、分泌型セリンプロテアーゼである組織プラスミノーゲン活性化因子(tPA)およびプラスミンがドパミン遊離を制御しており、プラスミンはドパミン遊離に対して促進的に作用していることを昨年度に報告した。本研究では、tPAが結合する受容体として知られているprotease-activated receptor-1(PAR-1)に着目し、tPA1プラスミンシグナルのドパミン遊離調節機構の解明を試みた。免疫染色法によりPAR-1の発現を調べたところ、ドパミン作動性神経系の起始核である腹側被蓋野および終末部である側坐核にPAR-1陽性細胞が観察された。また、[^<35>S]GTPγS結合実験を行った結果、側坐核を含む線条体にはプラスミンによって活性化されるPAR-1が発現していることを確認した。さらに、in vivo dialysis法を用いて高カリウム刺激により誘発される線条体のドパミン遊離に対するPAR-1シグナルの作用について調べた。PAR-1アゴニストペプチドは高カリウムにより誘発されるドパミン遊離を増強し、逆にPAR-1アンタゴニストペプチドは高カリウム刺激により誘発されるドパミン遊離を抑制した。以上の結果より、tPA/プラスミンを介したドパミン遊離調節機構にPAR-1が関与していることが示唆された。幻覚、妄想、思考障害、精神運動興奮などの症状が発現する。しかし、詳細な発現機序については不明であり、新たな治療薬の開発が望まれている。我々は、分泌型セリンプロテアーゼである組織プラスミノーゲン活性化因子(tPA)およびプラスミンが脳内においてモルヒネ誘発性ドパミンの遊離を促進することを見出した(Nagai et al., Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101,3650-3655,2004)。本研究では、in vivo dialysis法を用いて高カリウム刺激により誘発される側坐核のドパミン遊離に対するtPA/プラスミン系シグナルの作用について調べた。tPA/プラスミン系シグナルを抑制するPAI-1は高カリウムにより誘発されるドパミン遊離を減少し、逆にtPA/プラスミン系シグナルを促進するtPAおよびプラスミンは高カリウム刺激により誘発されるドパミン遊離を増強した。さらに、tPA-KOマウスにおいて高カリウム誘発性ドパミン遊離は野生型マウスに比較して著明に障害されていた。高カリウム刺激の前に側坐核にtPAを補充したところ、ドパミン遊離の障害はほぼ完全に回復した。以上の結果より、tPA/プラスミン系シグナルはドパミン遊離を制御しており、プラスミンはドパミン遊離に対して促進的に作用していることが示唆された。我々は、tPAが結合する受容体として知られているprotease-activated receptor-1(PAR-1)に着目しており、PAR-1がドパミン作動性神経に分布していることを確認している。現在、tPA/プラスミンを介したドパミン遊離調節機構にPAR-1が関与しているかどうか動物レベルで検討している。また、[^<35>S]

GTPγS結合実験を行った結果、側坐核を含む線条体にはプラスミンによって活性化されるPAR-1が発現していることを確認した。さらに、in vivo dialysis法を用いて高カリウム刺激により誘発される線条体のドパミン遊離に対するPAR-1シグナルの作用について調べた。PAR-1アゴニストペプチドは高カリウムにより誘発されるドパミン遊離を増強し、逆にPAR-1アンタゴニストペプチドは高カリウム刺激により誘発されるドパミン遊離を抑制した。以上の結果より、tPA/プラスミンを介したドパミン遊離調節機構にPAR-1が関与していることが示唆された。
インゲノールの全合成研究

筆者は昨年度までに、コバルトアセチレン錯体部位を有するtrans-デカリノール誘導体の分子内環化反応およびエポキシアルコールの炭素骨格転位反応を経て新規なインゲナン誘導体を合成することに成功した。この化合物はインゲノールと等しいCD環部を有するのみならず、A環上の1位およびB環上の6位に各々酸素官能基を有する重要中間体である。今年度は、このインゲナン誘導体からインゲノールへの変換を実現するべく、まずA環の官能基化を検討した。すなわち、1位水酸基をケトンへと酸化した後、2位へのexo-メチレン基の導入および水素添加を経て2-メチル体を合成した。さらに、1位ケト基を還元して得たアルコールを脱水反応によりC(1)-C(2)オレフィンとした後、クロム酸を用いたアリル位の酸化反応により3位にケト基を導入した。最後に、DIBALを用いて3位ケト基を立体選択的に還元し、インゲノールのA環に存在するすべての官能基の導入を達成した。一方、これと並行してB環の官能基化についても以下の検討を行った。すなわち、6位水酸基をケトンへと酸化した後、塩基で処理して4位のメトキシ基をβ-脱離させ、共役エノンを得た。このものに塩基性過酸化水素を作用させて立体選択的にC(4)-C(5)エポキシドとした後、Peterson反応により6位ケト基をケテンジチオアセタールへと変換した。最後に、塩化銅で処理してエポキシドを位置選択的に開環させ、4位水酸基およびC(5)-C(6)オレフィン部位を有するチオールエステルを合成することに成功した。筆者は昨年度までに、コバルトアセチレン錯体部位を有するtrans-デカリノール誘導体の「連続的環化/転位反応」を鍵とするインゲノールのモデル化合物合成に成功している。今年度は、インゲノールの全合成に向けてA環およびB環への酸素官能基導入について検討を加えた。その戦略として、A環に酸素官能基を導入する目的で、「連続的環化/転位反応」に代えて対応するエポキシアルコールの転位反応を利用することとした。また、B環上の酸素官能基はtrans-デカリノール誘導体にあらかじめ導入しておくこととした。まず、市販の2,2-ジメトキシシクロキサノールを出発原料とし、B環上に酸素官能基を有するtrans-デカリノール誘導体の立体選択的合成を行った。このコバルトアセチレン錯体にメチルアルミニウムビス(2,6-ジメチル-4-ニトロフェノキシド)を作用させて環化反応を行い、3環性アリルアルコールを得た。このもののコバルトアセチレン錯体部位をBirch還元によりオレフィンに変換後、位置および立体選択的シクロプロパン化を行いD環を構築した。アリルアルコール部位を3級水酸基の誘導効果を利用して立体選択的にエポキシドとした後、トリメチルアルミニウムで処理して転位反応を行い、完全なCD環部に加えA環上の1位およびB環上の6位に各々酸素官能基を有するインゲナン誘導体を合成した。このものの1位水酸基を保護した後、6位水酸基をケトンへと酸化し、次いで塩基で処理したところ、メタノールの脱離を伴い4位と5位の間に二重結合を有するエノンが得られた。
身体を介したヒューマンコンピュータインタラクションに関する研究

コンピュータから得られる恩恵は、情報機器を扱える限定された人だけでなく、万人に対して有益に働くことが望ましいという考えから、本年度はコンピュータから疎遠になる可能性の高い高齢者を対象としたヒューマンコンピュータインタラクションに着目して研究を遂行してきた。携帯機器の利用状況から、情報を持ち歩くこと、また情報にすぐさまアクセスできることの利便性については明らかである。そこで、高齢者の生活支援を行うウェアラブルコンピュータの開発を行った。本年度の4月から約2ヶ月間、高齢者向けの情報サービス環境の研究を行っているフィンランド共和国オウル大学Pulli教授の研究室に客員博士研究員として出張してきた。プロジェクタを用いた複合現実感技術を提供することで、訪問先にて高齢者が壁などに投影された映像に指先でタップするインタラクションを可能とするウェアラブルシステムを構築し、今後の研究の基盤となるプラットフォームを製作した。一般的に、プロジェクタで表示された面に対して指先が触れたことを認識することは難しいが、手首部分の振動を分析することで、高齢者用インタフェースとして充分に利用可能であることを示した。この点は大変有意義であると言える。「影」は日常生活においても存在し,身体運動によって自在に動かすことができる.また,身体の拡張として認識されることが知られている.本研究では,技術革新に伴いディスプレイが分散して存在するコンピュータ利用環境を想定し,「影」を模倣した掌のシルエットを用いて,身体運動による直観的な操作を実現するインタフェースを提案実装してきた.さらに,シルエットをインタフェースとして利用する際の操作機能の拡張と現して,掌の手首中心回転による多段階選択を提案した.この機能を実するために,身体運動に連動するシルエットの動き変調により視覚的効果を適用し,被験者実験により設計指針を得た.本研究は将来実現される可能性のあるコンピュータ利用環境でのインタフェース開発であり,新規性が高く有意義であると考えられる.コンピュータから得られる恩恵は、情報機器を扱える限定された人だけでなく、万人に対して有益に働くことが望ましいという考えから、本年度はコンピュータから疎遠になる可能性の高い高齢者を対象としたヒューマンコンピュータインタラクションに着目して研究を遂行してきた。
アカデミック・アドバイジングによる修学支援と質保証－資格取得コースの課題－

本研究は,大学の単位により取得する資格として「教員免許」を取り上げ,教員免許を取得する学部と他の学部への質問紙調査により,修学支援体制(CAP, GPA)の違いと資格取得コースの課題を検討したものである。調査の結果,修得単位が過大とされてきた教育学部も,セメスター毎のCAP設定単位数は,他の学部と大きな差は認められず,教育学部特有の問題では無いことが明らかになった。しかし,大学設置基準が定める1単位当たりの学習時間から観ると,双方が過大なCAP設定であり,学生の質が多様化している現在は,学習成果の指標であるGPAを基に「個に合わせた指導(アカデミック・アドバイジング)」の導入が必要である。特に資格取得コースは,社会的な資格を得るため,教育の質を維持することは重要で有り,資格取得に必須である「教育実習」の参加資格にGPAの活用を提言するものである。なお,教員養成大学への訪問調査では,セメスター導入に伴う教育実習期間の変更や団塊世代の大量退職に伴う実践的な授業科目の設置等,大学改革への対応を確認できた。また,複数学部を持つ大学を訪問した際「学部の壁」を大きく感じることがあった。教員免許取得コースを持つ大学には「教職センター」の設置が求められているが,資格取得コースとして質を維持・保証するためには,センターが主体的に学部を超えて活動することが求められる。また,成績証明書へのGPA記載が少ないことや,記載されている場合も修得した科目・単位のみであり,「証明書上でGPAが確認できない」ことが多いことが判明した。これは,社会的に証明書としての信頼を損なうもので,担当する教務部門が教育システム(CAP, GPA)を理解し,業務に反映させることが必要である。これらの研究成果は,当面,次により発表したが,今後も学会や論文等により公表する予定である。大学教育改革フォーラムin東海2015(2015.3.7名古屋大学)第21回大学教育改革フォーラム(2015.3.13-14京都大学)本研究は,大学の単位により取得する資格として「教員免許」を取り上げ,教員免許を取得する学部と他の学部への質問紙調査により,修学支援体制(CAP, GPA)の違いと資格取得コースの課題を検討したものである。大学教育改革フォーラムin東海2015(2015.3.7名古屋大学)第21回大学教育改革フォーラム(2015.3.13-14京都大学)
らん藻CO_2ポンプの分子生物学的研究

CO_2濃縮機構で最も重要なCO_2ポンプには、NdhD3/NdhD4を含むNADPHデヒドロゲナーゼが必須である事を明らかにした。NdhD3依存型CO_2ポンプはCO_2に高い親和性を示し低CO_2濃度下で誘導されるのに対し、NdhD4依存型CO_2ポンプのCO_2に対する親和性は低く、その活性は培養に用いたCO_2濃度に依存しない事が判った。これまでの研究でcmpオペロンがHCO_3^-輸送体をコードする事を明らかにした。ndhD3,ndhD4およびcmpを不活性化させた変異株は低CO_2条件下においてはpH7.0では生育しないがpH9.0では生育した。この株をさらに変異処理を行いpH9.0/空気条件下でも生育しない変異株を単離し、変異遺伝子はslr1512である事を明らかにした。この遺伝子(sbtAと命名)を破壊した変異株はほとんどHCO_3^-輸送活性をもたず、さらにcmpを不活性化する事によりHCO_3^-輸送活性は完全に無くなった。この結果、sbtAは新たなHCO_3^-輸送体をコードする事が明らかになった。また、SbtA依存型HCO_3^-輸送はNa^+を要求した。抗SbtA抗体を作製し、単離したチラコイド膜と細胞質膜についてWestern分析を行った結果、SbtAは細胞質膜に局在する事が判った。また、免疫沈降によって分子量約1万のタンパクがSbtAと共沈する事を見い出し、このタンパクのアミノ酸配列を決めた結果slr1512の下流に存在するslr1513(sbtBと命名)がコードするタンパクである事が明らかになった。CO_2濃縮機構で最も重要なCO_2ポンプには、ndhD3/ndhD4を含むNADPHデヒドロゲナーゼが必須である事を明らかにした。ndhD3依存型CO_2ポンプはCO_2に高い親和性を示し低CO_2濃度下で誘導されるのに対し、ndhD4依存型CO_2ポンプのCO_2に対する親和性は低く、その活性は培養に用いたCO_2濃度に依存しない事が判った。ndhD3のプロモーターをプロモーターを除いたlux遺伝子に繋いだ後らん藻ゲノムに組み込み低CO_2でのみ発光する株を作製した。この株のndhD4を不活性化した株をもちいてndhD3依存型CO_2ポンプの活性とndhD3の発現を同時測定したところ、遺伝子発現が増大するに従いポンプ活性も上昇した。またこの株に変異処理を行い、低CO_2下でもndhD3の発現が誘導されない株を多数単離した。現在、低CO_2濃度の感知と遺伝子発現制御の機構を明らかにすべく変異遺伝子の解析を進めている。ndhBとcmpを不活性化させた変異株は低CO_2条件下においてはpH7.0では生育しないが高濃度のHCO_3^-が存在するpH9.0では生育した。この株をさらに変異処理を行いpH9.0/空気条件下でも生育しない変異株を単離し、変異遺伝子を同定した。この遺伝子は新たなHCO_3^-輸送体をコードすると考えられ、現在、変異株の解析を進めている。2)ndhBとcmpを不活性化させた変異株は低CO_2条件下においてはpH7.0では生育しないがpH9.0では生育した。この株をさらに変異処理を行いpH9.0/空気条件下でも生育しない変異株を単離した。

これらの変異株のうちslr1512が変異した株はHCO_3^-輸送活性を持たなかった。slr1512依存性HCO_3^-輸送はNa^+を要求する事からNa^+/ HCO_3^-共輸送であると考えられることから、slr1512をsbtA(sodium dependent bicarbonate transporter)と命名した。3)ndhD3のプロモーターをプロモーターを除いたlux遺伝子に繋いだ後らん藻ゲノムに組み込み低CO_2でのみ発光する株を作製した。この株に変異処理を行い、低CO_2下でもndhD3の発現が誘導されない株を単離した。これらの変異株の1つはslr0359が変異していた。4)これまでの研究でcmpオペロンがHCO_3^-輸送体をコードする事を明らかにした。cmpオペロンは低CO_2条件下で発現が誘導されるが、cbbR遺伝子を不活性化した変異株ではcmpオペロンが発現しない事を明らかにした。CO_2濃縮概構で最も重要なCO_2ポンプには、NdhD3/NdhD4を含むNADPHデヒドロゲナーゼが必須である事を明らかにした。NdhD3依存型CO_2ポンプはCO_2に高い親和性を示し低CO_2濃度下で誘導されるのに対し、NdhD4依存型CO_2ポンプのCO_2に対する親和性は低く、その活性は培養に用いたCO_2濃度に依存しない事が判った。これまでの研究でcmpオペロンがHCO_3^-輸送体をコードする事を明らかにした。ndhD3,ndhD4およびcmpを不活性化させた変異株は低CO_2条件下においてはpH7.0では生育しないがpH9.0では生育した。この株をさらに変異処理を行いpH9.0/空気条件下でも生育しない変異株を単離し、変異遺伝子はslr1512である事を明らかにした。この遺伝子(sbtAと命名)を破壊した変異株はほとんどHCO_3^-輸送活性をもたず、さらにcmpを不活性化する事によりHCO_3^-輸送活性は完全に無くなった。この結果、sbtAは新たなHCO_3^-輸送体をコードする事が明らかになった。また、SbtA依存型HCO_3^-輸送はNa^+を要求した。抗SbtA抗体を作製し、単離したチラコイド膜と細胞質膜についてWestern分析を行った結果、SbtAは細胞質膜に局在する事が判った。また、免疫沈降によって分子量約1万のタンパクがSbtAと共沈する事を見い出し、このタンパクのアミノ酸配列を決めた結果slr1512の下流に存在するslr1513(sbtBと命名)がコードするタンパクである事が明らかになった。
蛋白質工学的手法を用いた糸状菌セロビオハイドロラーゼへのエンド型切断機能の付与

糸状菌T.reesei由来のセロビオハイドロラーゼII(CBH II)にエンド型機能を持たせることを目的に、CBH IIの2カ所のループをT.fusca由来エンドグルカナーゼE2型に置換した変異体遺伝子を構築し、分裂酵母S.pombeで発現させた。しかし、発現量が極端に低下しプロテアーゼによる分解も認められた。一方、ホモロジーモデリングによって変異体酵素の構造を推定した結果、C末ループ側はループにあるS-S結合の位置などに若干の変化は起こっていたが、活性残基周辺の構造もよく保持された予想通りの構造をとっていることが判明した。そこで、このC末ループを置換したキメラ体を糸状菌A.oryzaeで発現させたが、発現量はわずかに向上したもののCBH II活性は認められなかった。これらの相反する実験結果を検討する目的で、上記S-S結合の2カ所のCysをAlaに置換した変異体の造成・発現を試みたが、S.pombeでは全く発現しなかった。これらの結果から、変異体の立体構造形成過程(folding)が大きな課題であると推定された。次に、CBH IIのサブサイトの変異によるエンド型への変換を試みた。S2位に存在するセルロース鎖の進入をブロックしていると推定されるアミノ酸残基(Glu399とAsp137)を小さなAla残基に置換させた変異体遺伝子を構築し、S.pombeとA.nigerで発現させた。これらの変異体の発現量もかなり低下し、宿主によっては発現しない変異体も生じ、folding以外の分泌系との関連性も推定された。今後、これら発現したサブサイト変異体の基質切断様式を解析するとともに、foldingおよび発現宿主(T.reesei等)を考慮しながら、エンド型機能を有する新規な結晶セルロース分解酵素の造成を目指していく予定である。糸状菌Trichoderma reesei由来のエキソ型セルラーゼであるセロビオハイドロラーゼII(CBHII)にエンド型機能を持たせることを目的に、Thermomonospora fusca由来エンドグルカナーセE2と唯一構造の異なっている2カ所のループをE2型に置換させたCBHII変異体遺伝子を構築し、Schizosaccharomyces pombeで発現させた。しかし、native型と比較し極端に発現量が低下しウェスタンブロッティングでのみ検出が可能で、セルロース分解活性も検出できなかった。分子量の低下した分子種も存在し、この結果は変異体の三次構造が大きく変化したため発現量が低下し、その結果プロテアーゼによる分解も起こっているものと推察された。一方、CBH IIおよびE2の三次構造データベースを用いて、ホモロジーモデリングによる変異体酵素の構造推定を行った結果、C末ループ側は予想通りの構造となったが、N末ループ側は構造が大きく変化していることが明らかとなった。そこで、C末ループだけを変えた変異体の構造を同様に推定したところ、活性残基周辺の構造もよく保持されていることが判明した。現在、C末ループのみを変えた変異体を構築するとともに、C未ループの付け根にあるCys残基(S-S結合をしている)の影響を検討するための変異体(2カ所のCysをAlaに変換)の造成を試みている。今後、NおよびC末ループのどの部分を変えれば構造に影響しないかをホモロジーモデリングで推定し、それらをタンパク質工学的に構築し、エンド型機能を有する新規な結晶セルロース分解酵素の造成を目指していく予定である。昨年度は、糸状菌T.

reesei由来のセロビオハイドロラーゼII(CBH II)にエンド型機能を持たせることを目的に、CBH IIの2カ所のループをT.fusca由来エンドグルカナーゼE2型に置換した変異体遺伝子を構築し、分裂酵母S.pombeで発現させたが、変異体の三次構造が大きく変化したと推察され、発現量が極端に低下しプロテアーゼによる分解も認められた。一方、ホモロジーモデリングによって変異体酵素の構造を推定した結果、C末ループ側はループにあるS-S結合の位置などに若干の変化は起こっていたが、活性残基周辺の構造もよく保持された予想通りの構造をとっていることが判明した。今年度はこのC末ループを置換したキメラ体をT.reeseiと同じ糸状菌A.oryzaeの宿主ベクター系を用いて発現させたが、発現量はわずかに向上したもののCBH II活性は認められなかった。これらの相反する実験結果を検討する目的で、上記S-S結合の2カ所のCysをAlaに置換した変異体の造成・発現を試みたが、S.pombeでは全く発現しなかった。これらの結果から、変異体の立体構造形成過程(folding)が大きな課題であると推定された。また、CBH IIのサブサイトの変異によるエンド型への変換を試みた。セルロースの非還元末端が結合するS2位にはセルロース鎖の進入をブロックしていると推定されるアミノ酸残基(Glu399とAsp137)が存在する。そこで、これらの残基を小さなAla残基に置換させた変異体遺伝子を構築し、S.pombeとA.nigerで発現させた。これらの変異体の発現量もかなり低下し、宿主によっては発現しない変異体も生じ、folding以外の分泌系との関連性も推定された。現在、これら発現した変異体の基質切断様式を解析している。今後、foldingおよび発現宿主(T.reesei等)を考慮しながら、エンド型機能を有する新規な結晶セルロース分解酵素の造成を目指していく予定である。
生命予後を規定する骨・血管型リンチャネルの分子制御機構

長期透析患者に見られる高リン血症は、異所性石灰化を誘発し生命予後不良につながる直接的な原因となるが、その詳細と抑制方法は現在不明である。骨、特に骨吸収を担う破骨細胞のリン代謝調節に注目し、異所性石灰化の制御分子候補として、リンチャネルBVPiC85の解析を行った。その結果、膜局在に関わる部位の同定と調節機構、機能に対する糖鎖の重要性ならびに、FGF23-Klotho経路における役割を明らかにした。これらのことから異所性石灰化におけるリンチャネル分子の重要な役割の解明が進んだといえる。長期透析患者に見られる高リン血症は、異所性石灰化、二次性副甲状腺機能亢進症を誘発し、生命予後不良につながる直接的な原因となる。しかしながら高リン血症による異所性石灰化の詳細と抑制方法は現在不明であり、その解明が切望されている。骨、特に骨吸収を担う破骨細胞のリン代謝調節に注目し、異所性石灰化の制御分子の候補として、リンチャネルBVPiC85の解析を行っている。BVPiC85蛋白質は膜型の糖蛋白質であるため、stable cell lineを作製し検討を行った。タンパク質発現解析、in vitro translationによる糖鎖解析、confocalを用いた局在の検討の結果、成熟糖鎖の付加がBVPic85の機能に重要である事を明らかにした。糖鎖付加阻害変異体は、膜での発現量・局在量が低下するとともにリン輸送活性も低下したことより、糖鎖はBVPic85の膜での安定性に関与することが示された。またその分解経路はProteasomeによる可能性が示され、他のリントランスポーターとは異なっており、これらの違いが機能の違いにつながる可能性を示した。また新規リン調節系として注目されているKlotho/FGF23との関連を検討した結果、klothoが直接BVPiC85の機能を調節する可能性が示されたことは興味深く、今後Klotho KOマウスを用いて血管平滑筋細胞の異所性石灰化や、高リン食投与時の異所性石灰化の発症速度、また、リン吸着剤における影響の検討を行う予定である。さらにBVPiC85のノックアウトマウス作製、血管平滑筋細胞を用いたBVPiC85の機能解明、BVPiC85と相互作用する蛋白質の同定等を進めることによりBVPiC85の生体内における役割と、生命予後を左右する異所性石灰化の分子制御機構を明らかにする。慢性腎臓病(CKD)の進行とその生命予後には高リン血症が大きく関与しており、血中リン濃度の管理が重要な課題である。BVPiC85蛋白質は膜型の糖蛋白質であり、糖鎖の機能に関しては不明であった。そこで、糖鎖結合部位の変異体を作成し、タンパク質発現解析、in vitro translationによる糖鎖解析、confocalを用いた局在の検討の結果、成熟糖鎖の付加が膜での局在、リン取り込み活性において重要である事を明らかにした。また糖鎖はBVPic85の膜での安定性に関与することが示された。さらにその分解経路はproteasomeによる可能性が示され、他のリントランスポーターとは異なっており、これらの違いが機能の違いにつながる可能性を示した。また骨と腎をつなぐ新規リン調節系として注目されているKlotho/FGF23との関連を検討した結果、klothoが直接BVPic85の機能を調節する可能性が示されている。次にBVPic85と相互作用する蛋白質の同定を行い、細胞内の局在に関与する蛋白質の同定に至った。今後はさらに同定した蛋白質の役割と血管平滑筋細胞を用いたBVPic85の機能解明を進めることによりBVPic85の生体内における役割と、生命予後を左右する異所性石灰化の分子制御機構を明らかにする。骨、特に骨吸収を担う破骨細胞のリン代謝調節に注目し、異所性石灰化の制御分子の候補であるリンチャネルBVPiC85の解析を行った。

BVPiC85蛋白質は膜型の糖蛋白質であり、腎においてはその変異によりリン再吸収異常を誘引されることが知られている。これら異常に関与する細胞膜への移行に必須な部位を同定し、その変異がERでの膜移行異常を誘引することを、袋ネズミ腎細胞をモデル細胞として用いたWestern blotting、共焦点レーザー顕微鏡を用いた細胞内局在により明らかにした。また立体構造予測シミュレーションソフトMOE softwareによって、1塩基変異により電荷変化を伴う立体構造変化が起こることを明らかした。本領域に結合する蛋白質をyeast-two hybrid法により既に同定しているが、これらの蛋白質が関与していると推察される。またこれらの腎での異常は、骨・血管においても生じていると考えられ、今後も本研究を発展させるためにさらなる研究を行っていくことで、CKDならびに透析患者における生命予後の改善を目指していきたい。
高酸素イオン伝導を示す固体電解質の開発を目的とした人工超格子作製

本研究課題では、ブラウンミレライト構造酸化物を構成要素とした新規な人工超構造を作製し、その構造及び輸送特性の評価を実施することを通して酸素イオン伝導体の開発に繋がる新奇な輸送特性の探索を目的とした。まず酸素欠損ペロブスカイト酸化物のエピタキシャル薄膜において620Kという非常に高い温度で金属絶縁体転移が実現するというバルク試料には見られない振舞いを示すことを見出した。さらに格子整合したヘテロ界面においても酸素原子位置には自由度があることを見出した。これに基づいてブラウンミレライト酸化物とペロブスカイト酸化物から構成されるヘテロ界面を構築し、新奇な伝導現象を見出した。本研究課題において主要な研究成果は以下の2点である。(1)ヘテロエピタキシャル成長させたSrFeO2.8薄膜における高温領域での金属絶縁体転移の実現:人工超格子をはじめとした人工超構造を作製するうえで、構成要素となる薄膜の特性を理解することは非常に重要である。そこでパルスレーザー堆積法を用いて作製したSrFeO2.5単一組成薄膜において、室温以上の高温領域においてその構造及び輸送特性の評価を行った。600Kという非常に高い温度領域において金属絶縁体転移が発現するというバルク試料には見られない振舞いを示すことを見出した。高温X線回折及び放射光を利用した57Feメスバウアー分光測定から薄膜中の酸素量は元々の2.5から2.8へと増加しており、観測された600Kので金属絶縁体転移は鉄の電荷不均化に由来するものであることを明らかにした。(2)ヘテロ界面における酸素原子変位の操作による新規ヘテロ界面の構築:ペロブスカイト酸化物から構成されるヘテロ界面において、走査型透過電子顕微鏡を用いた環状明視野結像法によって酸素原子位置の評価を行った。ヘテロ界面における酸素原子位置には自由度があり、ヘテロ界面における酸素原子位置を操作することによってペロブスカイト酸化物の物性制御が可能であることを実証した。さらにブラウンミレライト酸化物とペロブスカイト酸化物から構成されるヘテロ界面においては、ブラウンミレライトに見られる酸素欠損規則配列が消失した界面中間層が形成されることを見出した。また輸送特性評価から、界面中間層においては酸素欠損秩序の消失によって伝導性が発現していることが明らかになった。界面中間層における伝導性の起源について検討したことろ、酸素イオン伝導性発現の可能性もあることから、今後も継続して、調査を実施する予定である。酸素欠損型ペロブスカイトであるブラウンミレライト構造を有するSrFeO2.5エピタキシャル薄膜の薄膜成長過程を反射高速電子回折(RHEED)によって詳細に評価した。明瞭なRHHED振動は薄膜成長開始から3ユニットセル堆積後から観察されることが明らかになった。走査型電子線顕微鏡観察からこのRHHED振動はブラウンミレライト構造の酸素欠損の配列の形成に関連していることが明らかになった。作製した薄膜の高温電気抵抗測定から、ブラウンミレライト構造自体は酸素欠損の規則配列のために異方的であるのに対して、電気抵抗の温度依存性ならびにそこから求められる活性化エネルギーには異方性がなく等方的であることが明らかになった。またGdScO3に代表される酸素八面体回転を有する斜方晶酸化物基板について表面超平坦化のための化学的処理方法を確立した。さらにその基板上に八面体回転角度のミスマッチを有するエピタキシャル界面を作製し、走査型透過電子顕微鏡を用いた環状明視野結像法によって酸素原子位置の評価を行ったところ回転角度のミスマッチは数原子層の厚で緩和されることを見出した。目標としている人工超格子をはじめとする人工エピタキシャル超構造の作製に関して基礎となる作製条件の最適化や薄膜成長ダイナミクスに関する知見は得られたと考えている。また高品質な超構造を実現する上で、必要不可欠な基板の超平坦化技術も確立しており、今後の研究展開がおおいに期待できると考えている。本年度で得られた知見を基礎として、人工超格子や異種化合物から構成される人工エピタキシャル超構造の実現を目指す。作製した超構造に対してX線回折や走査型電子顕微鏡を用いて構造特性の評価を行う。また電気特性に関しては主に室温より高温領域での振舞いに着目することで、電子伝導だけでなく、酸素イオン伝導に関する知見についても獲得を目指す。本年度は主に現在の研究環境の維持及び、成果発表のために本研究費を使用する予定である。おもに薄膜作製のための基板及び材料購入費や試料作製装置に関わる消耗品購入費、及び学会及び研究会参加のための交通費として使用を考えている。
トマト果実の機能性成分を増加させる貯蔵制御技術の開発

トマトには、抗酸化作用を持つリコペンが含まれており、リコペンを多く含む機能性野菜の生産が期待されている。しかしながら、トマト果実のリコペン含量を増加させる貯蔵制御技術は確立されていないのが現状である。そこで本申請の研究では、近赤外分光分析法を用いたトマト果実リコペン含量の非破壊計測技術を活用し、リコペン生成に最適な貯蔵環境条件を明らかにするモデルを作成することで、動的に貯蔵制御を行い、1果実あたりのリコペン含量を15 mg以上に増加させることを目的とする。また、できるだけ短時間でリコペン含量を増加させるための貯蔵環境条件についても検討を行い、消費者のニーズにあわせた機能性野菜の提供を目指す。
薬物輸送体としてのリポソームの水和過程の研究

リポソームをベクターとして、アンチセンス遺伝子治療に利用する際に必要な、保存に関するメカニズムを明らかにした。脂質二重層からなるリポソームは、乾燥や冷凍といった物理的ストレスを耐えられるようにすることが製剤学的に重要な鍵である。従来、二糖類による膜の構造保護効果が、現象的にはよく知られていたが、分子論的なメカニズムが全くわかっていなかった。そこで、まず、リポソームが微小胞体であることが物理化学的に解析を難しくしているポイントであることに着目し、展開単分子膜で検討する方法を探った。その結果、加温水和させた脂質単分子膜は優れたモデルであることを、蛍光寿命や表面圧測定などから証明した。これは、J.Phys.Chem.B101,6701(1997)に公表し、またPittsburgh Conference(New Orleans,LA)でfocus areaの口頭講演にも選ばれた。なお、この奨励研究の結果により、平成10年度日本薬学会近畿支部奨励賞を受賞することもできた。DPPC脂質膜は、生体膜のモデル薄膜として従来から研究に用いられてきたが、単分子膜に関しては水面上で展開した後、圧縮の程度を制御するにとどまり、生体膜の様子をどの程度モデル化できているのかはっきりしなかった。本研究では、展開した薄膜を一度相転移点以下まで加熱して膜を水和させた後、室温に戻してsucroseとの相互作用を検討した。その結果、水和させた脂質膜と水和させていない膜とでは、sucroseの吸着の仕方に全く異なる特徴のあることがわかった。水和膜では、相互作用しているsucrose溶液の濃度が上がるに連れて膜への浸透量が増すのに対し、非水和型では、濃度とともに逆に浸透量が減少した。一方、これに対応するリポソームを調製し、DPHを用いた蛍光寿命と蛍光異方性の時間変化の解析を行った。その結果、リポソームへの等の吸着機構は、水和型の展開単分子膜への吸着機構と共通するものがあり、水和型の展開単分子膜の優位性が認められた。以上の結果は、以下の論文として公表できた。また、このほか生体薄膜を分光学的に研究する上で、薄膜支持基板がスペクトルに与える複雑な影響を光学的に検討し、公表した。これは、基板内部での多重反射が干渉を伴わずに出力されるために起こる現象で、定性的にも具体的に明らかにされたのはこれが初めてであり、フーリエ変換分光学国際会議での招待講演ともなった。(アメリカジョージア州)。
日本人英語学習者の弱点を集中的に個別矯正する多読・速読プログラムの開発と実践研究

インターネット上の英語文書を多読・速読練習し、学習履歴を自動的に記録し、学習者と教員が一目で確認できるシステム、PREMAβ(プリーマ・ベータ)を開発した。さらに、読み込んだホームページをなんら加工することなく、ハイライトとクリックだけで、語彙レベル・リーダビリティスコア、読語数・読書時間・1分間あたりの読語数を表示・記録する機能を備えているブラウザタイプのアプリケーション、PREMAを開発した。我々が調べた日本人大学生193人に対する英文読書速度の平均は102.69WPMで、毎分60語から120語あたりが一般的な数値であった。これに対して、外国人向けVOA Special Englishのスピーチ・レート(発話速度)が約100WPMで、一般(ネイティヴスピーカー)向けVOA Newsでは140150WPM、CNNやABC News、映画で180200WPM程度である。通常、ある英文を自分の読書速度より速く読もうとすると意味が捉えられなくなるが、同様に、スピーチ・レートと読書速度の大きな乖離の意味するところは、自分の読書速度よりも速いスピーチ・レートで話された場合、意味の理解が困難になってしまうということである。つまり、スピーチ・レートが約100WPMのVOA Special Englishなら読解速度102.69WPMの平均的日本人大学生はなんとか意味を処理しながら追いかけていけるが、スピーチ・レートが彼らの読解速度を上回るVOA、CNN、ABCなどのNews、映画となると、部分的に聞き取れるにしても、連続する発話に対して意味処理速度は明らかに及ばないのである。本研究では、「ナチュラルな会話スピードに学習者の意味処理スピードが追いつかない」問題を解決するために、学習者個人の読解レベル・および語彙レベルを正確に判断し、その結果に基づいて持続的、かつ効果的な多読・速読学習法の提供を可能にするリーディング用プログラムの開発を行い、学習者の読解レベルを語彙面とセンテンス面から正確に分析する手法を確立することを目指している。(1)多読・速読およびリスニング・意味処理の継続的実験速読による意味処理スピード改善に関するデータを収集・分析しながら、「読書能力・リスニングカの学習スパイラル理論」の実験検証を行っている。20年度は研究代表者の所属校変更により、データの収集が遅れているため、新たな研究協力者(熊田岐子)を加えて実験を継続している。(2)ネイティヴスピーカーによる多読用読み物の作成ウェブ上での幅広い利用には、著作権をクリアする必要がある。そのため、日本人の英語レベルを熟知しているネイティヴの英語教員を中心に、語彙レベル別の英文読み物の作成を行っている。20年度は、語彙の影響をできるだけ受けずに読書スピードの実を正確に計測するため、中学レベルの英単語のみで構成されている英文を約10,000語、作成した。(3)日本人英語学習者に合わせた語彙表の作成理想的な多読・速読教材を提供するために、検定教科書採用語彙を中心に日本人学習者の語彙力により近い語彙表を作成している。中学レベルはほぼ完了しているが、高校レベルは幅が広いため、英語検定語彙と比較検討を行っている。現在は過去5年間の2級、準1級の語彙との比較まで完了。(4)(3)の語彙表をベースに速読多読ブラウザの開発に20年度下期より着手する予定であったが、プログラマーの交代(土屋新太郎から木戸和彦へ)により着手が遅れている。現在新プログラマーと開発手順の詳細につき打ち合わせ中であり、21年度上期にはスタートできる予定である。1.語彙表をベースに語彙力判定を行うブラウザのフレームワークを完成させた。オリジナル語彙表の作成が遅れているため、実験はSVL語彙表を利用し、互換可能であることを確認した。22年度は国際学会でその成果を発表するとともに、コンテンツを含めた実用化に着手していく。2.語彙判定基準となるオリジナル語彙表を作成した。21年度中にすべて終える予定であったが作業量が多く、約3分の1が22年度に繰り越された。また、トークンをレマ化するのに必要な変化形辞書を約4,000語レベルまで作成した。3.橋本を中心に前年度に引き続きネイティヴスピーカーによる多読用読み物を作成した。4.多読・速読およびリスニング・意味処理の継続的実験速読による意味処理スピード改善に関するデータを収集・分析しながら、「読書能力・リスニング力の学習スパイラル理論」の実験検証を行っている。現在はTOEICのリスニングパートを利用しながら、読書スピードとの関係を探っているところであり、22年度も継続してデータの収集に努めていく。5.PREMAはセルフ・アクセスだけではなく、教員が学習者に読ませたい英文を設定する機能や学習履歴を管理する機能といった双方向性も兼ね備えたプログラムであることを、岡崎を中心に、外国語メディア教育学会で発表した。6. 5で発表した、PREMAのLMS機能についてまとめ、創価大学英文学会『英語英文学研究』第66号で発表した。22年度も同様にいずれかのジャーナルに投稿する予定である。(1)多読・速読およびリスニング・意味処理の継続的実験速読による意味処理

スピード改善に関するデータを収集・分析しながら、「読書能力・リスニングカの学習スパイラル理論」の実験検証をPREMAβにより行っている。現状、本プログラムでは英文読書のスピードアップは確認されているが、リスニングカのアップは確認されていない。(2)ネイティヴスピーカーによる多読用読み物の作成日本人の英語レベルを熟知しているバイリンガルの橋本を中心に、教材用英文読み物の作成を継続的に行った。(3)語彙表をベースにした速読多読ブラウザの開発国際学会EUROCALL2010で、語彙表をベースにした速読多読ブラウザPREMAの開発概要と英文レベル判定機能について、橋本・岡崎が発表した。(4)ウェブCALLシステムの開発実験プログラマーの木戸とともに岡崎はPREMAをより効果的に使用するためのウェブCALLシステムの開発を実験的に行い、その可能性について日本e-Learning学会2010年度学術講演会で発表した。(5)スウィッチャブル・ボキャブラリーリスト・システムの開発岡崎・木戸を中心にこれまで開発してきた多読速読専用ブラウザのボキャブラリーリストを、ユーザーレベルで100種類まで搭載・変更可能にするシステムを開発することに成功した。これによりESP (English for Specific Purpose)向けの教材の語彙レベル判定がユーザー対応でスムーズに行うことが可能となった。また、この新しい開発はEUROCALL 2011(英国)での発表がすでに採択されている。(6)ブラウザ・イン・ブラウザ開発LMSを効果的に機能させるために、専用ブラウザを利用しないPREMA+の開発に着手し、一部の実験で作動を確認した。1.本研究の目的の一つは、ナチュラルな会話スピードで話された場合に学習者の意味処理スピードが追いつかないという問題を、学習者個々のレベルに合わせた速読・多読練習、およびリスニング練習を用いて効果的・集中的に克服するための学習法を確立することである。その学習の際に行わなければならないのが、当該教材の英語が受講生のレベルとかけ離れていないかどうかを判断することである。このような判断は概ね担当教員の主観的判断でなされる場合がほとんどだと考えられるが、PIEMAを用いると、ある程度客観的な評価基準を取り入れることが可能である。本年度は、様々なコンテンツをこれまで開発してきたPREMA、およびPLIMAでどのように実用化するのか、特に映画を教材とする場合に、語彙面から映画の英語レベルを自動的に判断する方法について検討し、映画英語教育学会で発表した。2.本研究の二つ目の目的はこれまで広く行われてきた「ただ、たくさん読めばよい」という多読を、ITを利用しながら、学習者に対してシステマティックな指導ができるプログラムを開発することである。岡崎・木戸・橋本はESP (English for Specific Purposes)
ヒト型ハイブリドーマの作製と抗体産生の最適化に関する研究

1.ヒト乳癌細胞特異的抗体を産生するヒト型ハイブリドーマを作製し、分子量4万前後の乳癌細胞特異的抗原が複数存在することを見出し、それらの抗原の分離精製を行った。2.ヒト培養細胞由来のヒト型ハイブリドーマ抗体産生促進因子(IPSF)を検索し、PCー8、Namalwa、HOー323等の細胞株がIPSFを産生することを見出した。これらのIPSFの分離精製を行い、その性質について検討した結果、これらのIPSFはIgMを産生するヒト及びマウスハイブリドーマの抗体産生を促進するが、IgG産生細胞には効果を示さないことが明らかとなった。3.種々の生体成分のIPSF活性について検討し、ラクトフェリン、スキムミルク及びその主成分であるカゼイン、ニワトリ卵黄リポタンパク質(YLP)、リン酸塩等がIPSF活性を有することを見出した。YLP以外のIPSFはいずれもIgM産生細胞に対してのみ活性を示したが、YLPはIgG産生細胞に対しても活性を示した。以上の結果はハイブリドーマのIgM産生系はIgG産生系とは異なる制御を受けていることを示唆した。4.ヒト型ハイブリドーマの無血清高密度培養によるモノクローナル抗体の大量生産について検討した。Namalwa細胞から分離したNATー30細胞を親細胞とするハイブリドーマは無血清培地中で10^7細胞/mlの高密度状態を容易に達成・維持することができ、抗体産生能もかえって高密度で上昇する傾向を示した。しかし、HOー323を親細胞とするハイブリドーマは高密度に達すると細胞の生存率及び抗体産生能が低下する傾向を示し、細胞種により高密度培養への適応性が異なることが明らかとなった。この様な差異は10^6細胞/ml以下の通常の低密度培養においては認められず、高密度培養の最適化を行うためには実際に高密度培養を行う必要があることが明らかとなった。1.本年度にひき続き乳癌細胞特異的抗体を産生するヒト型ハイブリドーマを作製し、新たに数株のヒト型ハイブリドーマを得た。これらのハイブリドーマが産生する抗体が認識する乳癌細胞特異的抗原の検出及び分離精製を行い、複数の乳癌細胞特異的抗原の存在を認識した。2.ヒトNamalwa細胞が産生する抗体産生促進因子(IPSF)の分離精製を続行し、分子量約10万のたんぱく質にIPSF活性を認めた。3.ヒト型ハイブリドーマに対しIPSF活性を示す因子についてさらに検索し、ラクトフェリン、スキムミルク及びその主成分であるガゼイン、ニワトリ卵黄リポタンパク質(YLP)等が活性を有することを確認した。4.上記IPSFの細胞特異性について検討し、YLP以外のIPSFはIgMを産生するヒト及びマウスのハイブリドーマに対し活性を示し、IgG産生細胞に対しては活性を示さないことを明らかにした。YLPはIgM産生細胞に対し強いIPSF活性を示し、IgG産生細胞に対しても活性を示した。5.ヒト型ハイブリドーマの無血清高密度培養による抗体の大量生産について検討した。Namalwa細胞から分離されたNAT-30細胞を親細胞とするハイブリドーマはNamalwaIPSFを生産しており、10^7細胞/mlの高密度培養においても高い細胞生存率及び抗体産生能を維持することができた。一方、HO-323

由来のハイブリドーマは高密度に達すると細胞の生存率及び抗体産生能が低下しやすく、細胞種により高密度培養への適応性が異なることが明らかとなった。この差は10^6細胞/ml以下の低密度培養では認められず、高密度培養の最適化を行うためには実際に高密度培養を行う必要があることが明らかとなった。