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タンニンと糖を用いた安全・安心な木材接着技術の開発

脱化石資源を目指した木材用接着剤を開発する目的で、ワットルタンニンとスクロースのみを用いて接着性能を検討した。木粉をエレメントとした木質成形体を条件を変えて作成し、最適条件を見出した。この結果を基にパーティクルボードを作成したところ、最適条件で作成したボードはJIS規格の18タイプに匹敵する性能を持つことが分かった。また、接着剤の硬化特性を検討し、硬化挙動を明らかにするとともに、基本的な硬化反応を明らかにした。本課題ではタンニンと糖を接着成分として化石資源に依存しない安全性の高い木材接着技術を開発することを目的としている。本年度はワットルタンニンとスクロースを用い、木粉をエレメントとした木質成形体を作成することによって、基本的な接着性能や接着条件の検討を行った。【実験方法】60メッシュパスに粉末化したワットルタンニン、スクロース、アカシアマンギウム(A.mangium)木粉を割合で混合し、混合粉末を調製した。この混合粉末を全長150mmのダンベル型金型に投入し、熱圧することで成形体を得た。その際、タンニンとスクロースの混合比や添加率、熱圧温度、熱圧時間などを変化させた。得られた成形体について、曲げ試験、煮沸繰り返し試験、FTIR分析などを行い、製造条件が成形体に及ぼす影響について評価した。【結果および考察】まず、タンニンとスクロースの添加率を33.3%として、混合比率を変化させた際の物性を調べた。その結果、タンニンとスクロースの混合比が1:1の場合に最も優れた物性を示し、常態曲げ強度が39.9MPa、曲げヤング率が6.6GPaを示した。また、煮沸繰り返し試験においても試験片の形状の維持が観察され、良好な耐水性を有していることが認められた。続いてタンニンとスクロースの混合比を1:1として添加率を変化させたところ、33.3もしくは40%で優れた物性が得られた。熱圧温度や熱圧時間を変化させた結果、200°C、10分が十分な物性を得るために必要であることが分かった。さらに、タンニンとスクロースの硬化反応について解析した結果、カルボニル基の生成やエーテル結合の可能性が推察された。昨年度は、木質成形体の作成によって基本的な接着条件や接着性能を明らかにした。今年度は、その結果に基づいて汎用のパーティクルボードの試作を行った。特に、タンニンと糖の混合比率、ボードへの添加率、マット含水率がボード物性に与える影響について検討した。【実験方法】昨年度と同様のワットルタンニンとスクロースを原料とし、所定の割合(5水準)で水に溶かして濃度40%の混合溶液を調製した。この混合溶液を接着剤として、固形分で1040%の範囲で木材チップに噴霧塗布した。塗布した木材チップは含水率が高くなるため、乾燥処理の有無が物性に及ぼす影響についても検討した。ボードサイズは30×30×9mm、目標密度0.8g/cm3、プレス条件は、200°C、10分とした。得られたボードの物性評価はJISに準拠した曲げ試験、剥離試験、吸水厚さ膨張率試験の他、促進劣化試験を行った。比較としてpMDIによるボードも作成した。また、混合溶液をオーブンで加熱処理し、得られた硬化物の化学構造をFT-IR測定によって解析した。【結果と考察】マット含水率およびタンニンとスクロースの添加割合を調べた結果、マット含水率が高い状態(3842%)で作成したボードは添加割合に関わらず曲げ強度やはく離強度が低く、厚さ膨潤率も高い結果となった。一方、乾燥処理によりマット含水率を低くした場合(36%)は、スクロースの添加割合が大きいほど高いボード性能を示し、最適なタンニン/スクロース比は25/75であることが分かった。次に、接着剤添加率がボード物性に及ぼす影響を調べた結果、3040%の添加で優れた物性を示し、pMDIでの物性には及ばないものの、力学性能についてはJISに規程される構造用ボードの基準値を満たす結果となった。FT-IRの結果、スクロースは加熱によってフラン化合物となり、タンニンと反応することが示唆された。本年度は、プレス温度やプレス時間がボード物性に及ぼす影響を明らかにするとともに、タンニン・スクロース接着剤の硬化特性を評価した。【実験方法】昨年度の結果に基づき、タンニンとスクロースの比率は25:75とし、接着剤添加率は30および40wt%とした。接着剤を調製後、木材チップに噴霧塗布し、一旦乾燥後、マットを成形してホットプレスを行った。その際、プレス温度を160220°C、プレス時間を515分と条件を変えて製造した。ボードサイズは30×30×0.9cm、目標密度0.8g/cm3とした。

得られたボードの物性は、JIS A5908に準拠した曲げ試験、剥離試験、吸水厚さ膨張率試験の他、促進劣化試験により評価した。接着剤の硬化特性はDSC、TGA、FT-IRにより検討した。また、タンニンとスクロースの比率25:75について、220°Cのオーブンで120分熱処理した硬化物を沸騰水中で4時間処理し、不溶化率を算出した。【結果】プレス時間を10分として熱圧温度の影響を検討したところ、熱圧温度が高くなるにつれて物性も向上する傾向が認められた。接着剤添加率40wt%、熱圧温度220°Cで製造したボードが最も物性に優れ、平均MORは21.9MPaを示し、JIS18タイプの基準値に匹敵した。この結果をもとに、熱圧温度を220°Cとして熱圧時間を変えたところ、10分の熱圧時間で製造したボードが最も優れた物性を示すことが分かった。DSCやTGA測定の結果、タンニンとスクロースの反応は、200°C以上で起こることが確認され、不溶化率測定では5分以降で急激な不溶化が起こることが観察された。これらの結果は、ボードの最適製造条件を支持する結果であった。また、FT-IRの結果よりフラン環の生成が確認された。本年度得られた研究成果は国際シンポジウムで発表するとともに、国際誌に投稿し掲載された。26年度が最終年度であるため、記入しない。木材接着26年度が最終年度であるため、記入しない。本課題申請時の計画では、木粉をエレメントに用いてタンニンと糖による成形体の試作による基本接着特性の把握と最適組合せの決定を目標にしている。糖についてはスクロース1種類による検討を行ったが、汎用性や経済性を考慮すると妥当だと考える。木質成形体の作成条件や基礎物性、硬化反応の基本的な解析などを明らかにしたことから、現在までの達成度は概ね順調に進展していると考えられる。本年度の計画では、パーティクルボードの試作と接着剤の硬化メカニズムの解明を行うこととしている。実際には、接着成分の添加割合やボードへの添加率、さらにマット含水率がボード物性に及ぼす影響を明らかにし、基本的な製造条件の一部を明らかにした。また昨年度に続きFT-IRによる解析を行い、硬化メカニズムの推定を行うことが出来た。ただし、他の機器分析による解析は時間の都合上、来年度に行うこととした。以上、硬化メカニズムの解析に関して若干持ち越しがあるものの、ほぼ計画通りに進んでいることから、研究は概ね順調に進展していると考えられる。今年度は反応機構の解析やボード製造を行う予定であるが、そのための分析機器や製造装置は研究室および学内にほぼ揃っている。そのため、概ね計画に従った研究が行えるものと考える。なお、初期の研究計画ではシャルピー試験機の購入を予定していたが所内に存在することが判明したため購入を中止し、研究の進展に効果的な経費の利用を検討する。来年度は、熱圧温度や目標密度がボード物性に及ぼす影響を検討し、更なる最適製造条件の確立に向けた取り組みを行う。また、硬化メカニズムの解明では、各種機器分析を用いて多角的な解析を進める。これまで研究分担者として参画してきた川井教授が多忙のために連携研究者として参画することになるが、これまでの研究の経緯から十分対応できると考える。実験は主に大学院生と協同で取り組み、必要に応じてアルバイトによる補助を検討する。物性試験や機器分析に関し、有効かつ必要とされる備品があれば、前年度から繰り越した基金を使い購入することを検討する。
血管攣縮関与推定因子の複合刺激による相乗的血管収縮機能発現とその細胞内機序

成人病の代表的疾患である心臓・脳循環境害の発症の場である冠動脈と脳動脈を用いて、内因性の血性攣縮関与推定因子による収縮機能発現の基間的な過程と、これらに因子の複合刺激による相乗的な機能発現の異常亢進機構を、薬理学的・生物工学的手法を用いて解析し、刺激受容を機能発現に増幅変換する細胞内機能因子の定量測定を行い、以下の実験結果を得た。1.摘出ブタ冠動脈のエンドセリン-1(ET-1)とセロトニン(5-HT)の複合刺激による相乗的収縮増強効果に関与する収縮系のCa^<2+>感受性亢進機構が、プロテインキナーゼC(PKC)を介することを薬理学的機能発現実験から示した。しかし、本酵素活性化の指標であるPKCの細胞質から膜への有意な移行は認められず、収縮系のCa^<2+>感受性の亢進という機能発現とは乖離している可能性を示唆した。急速開放実験からは、アクチンとミオシンの架橋(クロスブリッジ)が回転する活性化状態が保持されている可能性を示唆し、エネルギー消費の少ないキャッチ状態との差異を明らかにした。2.脱分極時や低濃度のET-1存在下では、ニューロペプチド(NPY)による摘出イヌ脳動脈における収縮機能発現が著明に促進させることを見い出した。また、ET-1が、摘出イヌ脳動脈へのバイオメカニカル刺激、例えば、急速伸展刺激による収縮反応を極めて低濃度範囲で増強することを明らかにし、いずれの場合も、L-タイプの電位依存性Ca^<2+>チャネルを介するCa^<2+>流入に強く依存することを示した。従って、内皮の形態的・機能的障害の際、血小板活性化、交感神経興奮性亢進、血管への伸展刺激とET-1との複合効果による血管の収縮性機能の育常発現の抑制という点で、Ca^<2+>チャネル拮抗薬やPKC阻害薬が極めて有効であることを明らかにした。以上の研究成果の一部は、国際シンポジウムや国内諸学会で発表し、または、発表予定でいる。さらに、英語論文として発表する。
ロシア領アメリカの経営と貿易統計

本科研の成果は歴史文書館(RGIA,サンクトペテルブルク)のモルドヴィーノフ文書、外交文書館(AVPRIモスクワ)の露米会社コレクションに史料データが所蔵されていることを明らかにしたことだが、膨大なデータの分析には長期的調査の継続が必要である。一方で今後の研究調査の方向性が明確となり、これまでの史料調査の成果の一部は学会発表2件、図書1件に活用し、掲載した。19世紀ロシア経済史の中で半官半民会社として特殊な位置を占めたロシア・アメリカ会社の経営を、「アラスカの植民地経営」と「ロシアの貿易統計」の二視点から検証し、同社の企業体としてのあり方と経営実態を解明することを研究目的とする。本研究の主な意義は、同時代ユーラシア地域および北太平洋北部の急速な植民地化・領土分割競争の経済的背景を明確にし、これら要因が帝政ロシアの外交政策決定に及ぼした影響について具体的事例を示すものである。経営史に着目する研究はソ連時代一貫して行われず、国際関係史・政治史主体の間接的研究が中心だったが、近年ロシアではA. lu. Petrov, The Formation of the Russian American Company. (Moscow, 2000)など、具体的なデータを扱った研究が刊行されており、日本との関係史も含めた新たな研究の方向性が示されている。こうした研究をさらに進めるにはロシアに赴いて古文書史料を精査することが必要不可欠であり、史料収集作業が本研究の主な柱である。平成20年度は科研費用支給が10月以降であったことから、ロシア連邦共和国、アメリカ合衆国における史料の所在、研究者との情報交換が中心となった。調査開始に先立ち代表者はロシア・アメリカ会社成立史を扱った『ロシアの拡大と毛皮交易』(彩流社、2008年11月、単著)を刊行したが、これは科研費支給以前に準備した成果であるため、本報告書では成果に含めていない。本年度の主な研究成果はロシア・アメリカ会社を含む毛皮交易の主要拠点であったキャフタとイルクーツクの貿易に関するもので、11月に「国際商業史研究会」例会(西南学院大学)にて研究報告を行い、また東北アジア研究センターのシンポジウム報告集に論文1件を掲載した。本研究の主な目的はこれまで日本でほとんど研究されてこなかったロシア領アメリカの経営を解明し、近世北太平洋周辺における国際経済史を明らかにするととであり、特に同社の貿易統計を中心とする基礎史料を調査・収集することである。このため研究代表者は通常学期期間中を利用して所属機関である北海道大学所蔵のロシア語文献、スラブ研究センター所蔵のワシントン・ナショナル・ライブラリーによる「ロシア・アメリカ会社」マイクロ資料を調査した。さらに、9月にはサンクト・ペテルブルクの歴史文書館所蔵の「ロシア・アメリカ会社」フォンドと図書館の雑誌記事を、11月にはモスクワの古代文書館で「ユーディン」フォンドと茶貿易に関する雑誌・文献中料を調査した。この結果、統計資料とそれに付随する文書史料の全体像を把握することができ、膨大な史料の所在がほぼ明らかとなった。現在ロシアの国立文書館の史料を複写化するには、文書館側から高額費用を請求されるという問題があり、日本に持ち帰ることができた史料はごく一部である。しかしこれらは日本で史料の所在自体がほとんど知られてなかったものであり、今後効率的な調査作業を進めていく上で必要不可欠な情報である。また、史料調査に重点をおいたことで発表の機会が確保できなかったが、関連する問題について、イルクーツクにおける国際シンポジウムに報告書を提出し、他の科研においても茶の取引に関する調査報告を行った。また本科研のテーマと深く関わる学位論文に加筆・修正を行い・査読を経て12月に北海道大学学術刊行助成金を獲得した。
カラマツの長伐期施業に関する研究

平成8年度、9年度、10年度にカラマツの長伐期施業推進のための条件、及び方策について検討するため、北海道及び長野県、岩手県について地域資源の現状と動向、生産・利用の現状と動向、流通システムと価格形成のメカニズムなどに関する資料収集を行うととともに、森林所有者や森林組合、加工事業体等の現状と動向に関する調査実施した。またカラマツ林に標準地を設定し、樹高、胸高直径、樹下高等について林分調査を行った。カラマツ林業は、現在わが国林業の展望が切り開けないという困難な経営条件のもとで厳しい状況にある。そうした中で、一部ではあるが大径材生産や経営合理化を目指す長伐期施業へ向けての取り組み、森林作業の効率改善のための機械力の導入、あるいはカラマツ人工林の多様な施業への試み、カラマツ材の利用拡大を図るための加工技術の向上。開発など、現状を打開して行こうとする動きが研究機関や行政、篤林家などによって進められている。しかしカラマツ材の価格が他の針葉樹に比べて一般に低いばかりでなく、価格形成が不安定であること、また従来の短伐期を前提とした施業により、いわゆる長伐期施業などへの転換が技術的に困難な林分が多いことなど、カラマツ林業あるいはカラマツ施業を具体的に改善していくための課題は多い。長伐期などの多様な施業の推進、からまつ材用途の技術開発と良質材育成技術の体系化、さらにはカラマツ材の流通システムの合理化や地域林業の中心となる森林組合・木材加工業の経営安定を図るため、行政による積極的な指導・助成、また「伐期年齢の多様化」(全国森林計画)に即応した多面的かつ中・長期的視点に立った助成策の強化が望まれる。カラマツの長伐期施業推進のための条件、および方策について検討するため、北海道3地域(十勝、網走、上川支庁管内)、及び長野県(東信地方)、岩手県(中・北部地方)について、地域資源の現状と動向、生産・利用の現状と動向、流通システムと価格形制のメカニズムなどに関する資料収集を行うとともに、森林所有者や森林組合、加工事業等の現状と動向に関する調査を行った。併せてカラマツ林の典型的林分について標準値を設定し、径級、樹高、枝下高、細りなどについて調査した。調査結果の詳細については現在取りまとめ中であるが、およそ次のようなことが把握できた。1.いずれの地域においても、今日の林業不況のもとで、依然としてカラマツ林業は厳しい状況にある。このため結果として伐採齢の高齢化が進んでいるが、良質大径材を生産するための施業体系は必ずしも確立されていない。そのなかで、北海道の十勝・上川の両地方の一部の地域において、集約な保育間伐や枝打ち等を実施した林分の登録制度を設けることにより、将来、良質材の主産地(銘柄化)を目指す動きがみられる。一方、長野県の東信地方では、長伐期化による心腐れを危惧する見方も多い。2.カラマツ材は他樹種に比して価格が低廉である上、径級の大小による価格差がないことが大径材生産を推進する上での一つのネックとなっている。一方、流通センターの設置などによる集荷圏の拡大と自動径級選別装置の導入などにより、中・大径材処理専門工場設立の動きもあり、今後大径材の価格形成が進む可能性も出てきている。3.良質材利用の高級商品の開発も進んでいるが、材利用の歩上がりが悪く経済的にペイしない状況となっている。このため、商品開発と併せて施業体系の確立を図ることが急務となっている。なお、平成8年度に得られた研究成果は、近々、学術誌等に公表の予定である。

平成8年度にはカラマツの長伐期施業推進のための条件、および方策について検討するため、北海道および長野県、岩手県について地域資源の現状と動向、生産・利用の現状と動向、流通システムと価格形成のメカニズムなどに関する資料収集を行うとともに森林所有者や森林組合、加工事業体等の現状と動向に関する調査を実施した。併せて典型的な林分について標準地を選定し、径級、樹高、枝下高、樹形級、細りなどについて調査した。平成9年度は、長野営林局管内におけるカラマツ天然林(伊那営林署、上田営林署)および長伐期施業へむけての具体的施業として実施している漸伐作業林分、および天然更新補助作業林分(岩村田営林署)の実地調査を実施した。現在、これらの調査のデータ整理と分析を行っている。また、北海道のカラマツ林業の戦後以降の推移と近年における問題点を把握するため、統計資料を用いて年度別造林量、齢級構成、伐採量(主伐、開伐)用途別生産量、用途別製材量、価格動向などについて解析し、研究論文として公表した(和他「北海道におけるカラマチツ林業の動向-統計資料の解析-」,北大演研報.1998)さらに、北海道におけるカラマツ林業の主産地である北見地方と川上地方において、森林組合を中心にカラマツ林業の現状および将来へむけての取り組み、体制、振興対策、展望などについて調査した。これらについては現在とりまとめ中である。平成8年度,9年度にカラマツの長伐期施業推進のための条件,および方策について検討するため,北海道及び長野県,岩手県について地域資源の現状と動向,生産・利用の現状と動向,流通システムと価格形成のメカニズムなどに関する資料収集を行うとともに,森林所有者や森林組合,加工事業体等の現状と動向に関する調査を実施した。併せて典型的な林分について標準地を選定し,径級,樹高,枝下高,樹形級,細りなどについて調査した。本年度は,過年度実施の調査資料をもとに問題点を整理するとともに,研究をまとめるための補足調査を行った。補足調査は,北海道,長野県,岩手県において,カラマツ林業,カラマツ材の利用・流通,経営動向等についての総合的調査を行うとともに,カラマツ林施業の様々な取組みについての実態調査,また作業功率改善を図るための機械化作業の現状と動向に関する調査を行った。カラマツ林施業は,わが国林業の展望が切り開けないという困難な経営条件のもとで厳しい状況にある。そうした中で,一部ではあるが,大径材生産や経営合理化を目指す長伐期施業への取り組みも行われている。これらの動きを単発的・一時的なもの終らせるのでなく,他樹種との組合せ等も含めて継続的・組織的な流れとして定着させていくことが求められるが,そのためには,行政の主導的役割が必要・不可欠である。
啓蒙期ウィーンの文芸に関する社会史的考察

2年間にわたる現地調査において、主要なパンフレット作品、さらには、作家および出版業者の出自と社会環境、当時の文芸界の実情を記述した様々な史料(公刊日記、書簡集、旅行記等)を収集した。これらの史料を分析することにより、まず、パンフレットの成立・流通をもたらした、ヨーゼフ2世期の社会文化的背景を解明しようと試みた。交付期間前半における研究活動では、作家・出版業者を含めた首都知識人の交際の在り方、社会的ネットワーク、フリーメーソン・ロージュの具体的活動など、これまでほとんど注目されてこなかった啓蒙期ウィーンの日常史的側面に、ミクロな視点から接近することができた。次に、個々のパンフレット作品の内容を分析し、これを、その社会的反響、作者の政治的スタンス等と関連させる作業を通じて、従来、一面的に「啓蒙専制的改革政治のプロパガンダ」とされてきたこの印刷物が、実際には、18世紀末ハプスブルク帝国の複雑な社会状況の中で、ゆっくりと、だが確実に、啓蒙専制主義そのものの矛盾を衝くような、体制批判的文書へと変質したプロセスを検証し得た。こうした「質的変化」は、まさに、ウィーンの都市社会における「啓蒙主義」概念の受容形態と同時に、出版ブームを支えた知識階層(作家、出版業者、読者としての官僚グループ等)の、社会的・政治的位置価値の変容を反映するものにほかならない。3年間の研究で得られたこれらの新しい知見をもとに、今後、引き続きパンフレットを史料として利用しながら、18世紀ウィーンの精神性の本質を明らかにする一方、研究の視野を広角化して、啓蒙期からフランス革命・ナポレオン戦争を経てビーダーマイヤーへと至る、ウィーン社会文化史の底流に理論的枠組みを与えるための一手段としたい。ビブリオグラフィーや作家リスト等、体系的な整理作業が未だなされていない"Broschure"という出版物を史料として扱うために、まず、本年度は、約3週間の史料調査期間をとり、オーストリア国立図書館、ウィーン大学図書館において、対象となる作家・作品をコンピュータに入力し、データ・ベース化の基礎を作るとともに、本研究の基盤となる史料に関しては、そのマイクロ・フィルム化を進めた。また、現地では、オーストリア18世紀研究協会、オーストリア書籍研究協会の研究者や、ウイーン大学のAndrea Seidler講師と数度に渡って情報交換を行い、最新の研究動向の把握に努めた。また、11月には、東京大学客員教授として滞日中のEngelhard Weigl教授(アデレード大学)を所属研究機関に招へいして研究報告を依頼し、その後の研究打ち合わせのなかで、ドイツ語圏という、さらに広領域の地平からの考察を通じて、都市ウィーンの出版状況の特殊性をより鮮明にしうるという、新しい知見を得た。研究成果としては、まず、ヨーゼフ2世が導入した様々な啓蒙主義的改革が、文芸や読書習慣を含めた都市の生活文化を本質的に変化させていく過程を「庭園としての都市」(徳橋曜編『景観と環境の社会史』所収)として、また、1781年から翌年にかけてウィーンで起こった出版ブームと、首都の啓蒙知識人の精神性とがどう関わったのかという問題については、「18世紀末ウィーンにおける文芸と出版-アロイス・ブルマウアー『オーストリアの啓蒙と文学をめぐる考察』に関する一試論」としてまとめることができた。今年度はまず、これまでで収集した史料に関して、可能な限り体系的な整理と分析を進めた。今日、文学史においてすら殆ど名前の挙がることのない当時の「流行作家」について、同時代の芸術家名鑑等を参照しながら、その伝記的データを明らかにすると同時に、作家ごとに、匿名で発表された作品をも含めた、詳細なビブリオグラフィーの作成に努めた。また、新聞とほぼ同レベルの「日常的メディア」として流通していたBroschureが、実際の都市社会の中でいかなる社会文化的機能を担ったのかという問題に、さらに一歩接近する目的で、これまで把握した作品をテーマごとに分類し、作家と読者の関心を読み取るためのデータ・ベースとすることをも試みている。

さらに、今年度の現地調査では、オーストリア国立図書館での一次史料検索、マイクロ複写のほか、調査対象を古書店にも拡大し、図書館・文書館が網羅しない一次文献、史料集、さらには、1960年代から70年代にかけて出版された貴重な先行研究の入手を試みた。また、昨年度に引き続き、オーストリア学術アカデミーにおける「オーストリアの十八世紀」プロジェクトに参加する研究者たちとの情報交換を行い、最新の研究動向の把握にも努めた。なお、研究成果をまとめるに当たって、今年度はとりわけ、当時の文芸を考察する際に極めて重要な前提となる、ヨーゼフ2世期の社会文化的環境を明らかにする作業に専念した。美学的・芸術的創作というよりは、むしろ、都市の日常世界との密接な関連の中に執筆活働を営んだ作家とその作品の本質に迫るためには、啓蒙専制下のウィーンが置かれた、極めて特殊な社会的状況を全体として把握しておくことが必須の課題と考えたからである。最終年度に当たる平成15年度は、オーストリアにおける過去2年間の史料調査によって収集した原史料、および研究文献の整理および分析を中心に作業を進めた。とりわけ、ヨーゼフ2世による検閲緩和・出版自由化によってもたらされた、約10年間にわたるパンフレット・ブームのプロセスの中で、このメディアが担った社会的機能の変遷、作家のスタンスの変化などを、これらの史料、および、これまで整理してきた作家・出版業者に関するデータの中から読み取っていくことが、本年度の研究の中心的課題となった。1781年、新検閲法公布直後に巻き起こった出版好況においては、出版業者、作家、読者、すべてが、いわばヨーゼフ2世の新政策に心酔し、出版界は一種の多幸的雰囲気に包まれていた。しかし、このとき、ヨーゼフの改革、とりわけその教会政策を一面的に支持し、広く宣伝する役割を担ったパンフレットは、その後、オーストリア啓蒙期末期の様々な政治的・社会的背景の中で、やがて、啓蒙専制主義そのものの矛盾を衝くような、体制批判的文書へと、ゆっくりと変質していった。本研究では、パンフレットのこのような質的変化を通じて、実際、ウィーンの都市社会において「受容」されていた「啓蒙」の現実の姿、あるいは、検閲官としてつねに文芸の問題に関わり続けた国家官僚など上層知識人および、実際にブームを支えた作家グループの社会的位置価値を浮き彫りにしようと試みた。なお、「改革政府の宣伝メディア」から、体制そのものを疑問視し、風刺する文書への変遷過程に関しては、論文「ウィーンとベルリン-啓蒙をめぐる論争」(項目11参照)において詳しく考察した。文芸をめぐる社会的背景、さらに、パンフレットの発展過程の諸局面に関しては、のちに、研究成果報告書において詳述する。
新規天然資源の開発とアルツハイマー病治療薬を目指した化合物の探索

本研究では海洋由来真菌による発酵,共培養および休眠状態にある遺伝子(働いていない状態の遺伝子)を新たに発現させるエピジェネティックな手法(遺伝子を試薬によって働く状態にする方法)を用いて,新たな二次代謝産物を生産できる新規天然資源を開発する.一方,世界的に問題となっているアルツハイマー病はその根本的治療薬が求められている.そこで,アルツハイマー病の原因と考えられるアミロイドβ(Aβ)の生成と凝集ならびにAβによる神経細胞毒性に着目し,これら複数の作用を同時に抑制する化合物を既存の天然資源に加え,本研究で開発する新規天然資源から見出し,アルツハイマー病治療薬の開発を目指す.本研究では海洋由来真菌による発酵,共培養および休眠状態にある遺伝子(働いていない状態の遺伝子)を新たに発現させるエピジェネティックな手法(遺伝子を試薬によって働く状態にする方法)を用いて,新たな二次代謝産物を生産できる新規天然資源を開発する.一方,世界的に問題となっているアルツハイマー病はその根本的治療薬が求められている.そこで,アルツハイマー病の原因と考えられるアミロイドβ(Aβ)の生成と凝集ならびにAβによる神経細胞毒性に着目し,これら複数の作用を同時に抑制する化合物を既存の天然資源に加え,本研究で開発する新規天然資源から見出し,アルツハイマー病治療薬の開発を目指す.
強光子場中の分子の多電子と核のダイナミクスのアト秒精度計測

高強度レーザーパルスと分子との相互作用は高次高調波発生や非逐次的二重イオン化など様々な現象を引き起こすことでしられている。これらの現象を利用することで、単一アト秒パルスの発生や最外殻分子軌道(HOMO)のイメージングなどの応用技術が発展し、物理化学や生物学など様々な領域の研究者の興味をひいている。第一部の研究としてCEP制御パルスを用いて配列した窒素分子、および二酸化炭素分子から発生した高次高調波のスペクトルのCEP依存性を観測した。高次高調波スペクトルのカットオフ領域(最も周波数の大きい成分)において干渉のような構造が確認でき、この構造はCEPの値によって変化していくことが分かった。フーリエ解析と数値シミュレーションを駆使することで。これらの結果は高次高調波スペクトル中に観測された干渉パターンがアト秒パルス間の干渉によるものを裏付けることになった。また、高次高調波のチャープの大きさはb 0.6 fs-2以上であると推定することができ、実験条件から推定できるチャープの大きさとb 1.1 fs-2と無矛盾な結果となった第二部の実験として、OCS分子の分子座標系での光電子運動量分布(MF-PAD)を取得した。MF-PADはOCS分子の解離チャンネル(OCS →S+ + CO, CO+ + S, CS+ + O, O+ +CS)とそれぞれ相関しており、トンネルイオン化と解離との関係を調べることでトンネルイオン化ダイナミクスを明らかにしていった。Angular streaking法(AS法)を用いることにより、MF-PADの非対称からトンネルイオン化の分子の向き(電場の向きと同じ、電場の向きの反対)の依存性を調べることが可能になる。これらの実験結果は内殻電子(HOMO-1, HOMO-2, etc.)のイオン化、及びイオンの多光子励起が関与していると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。修士課程から行ってきた高次高調波の研究と研究課題である分子のトンネルイオン化についての研究を行ってきた。まず、高次高調波の研究については実験結果を再現するためのシミュレーションコードを開発した。また新しい高次高調波のモデルを考案することで実験結果を簡単に表現することにも成功した。これらの結果は国際学会で発表し、現在論文として投稿中である。次に分子のトンネルイオン化についての研究はレーザー光の準備と測定器の準備を並行して行ってきた。レーザー光に関しては波長800 nmのフェムト秒レーザーとその二倍波である波長400 nmのフェムト秒レーザーをほぼ時間的、空間的に重ねることに成功した。二倍波はBBO結晶を用いて発生させ、基本波と二倍波の時間差は複屈折結晶である方解石とガラス板を透過させることで行った。時間差の測定は予めビームスプリッターで分けられたもう一つの基本波を用いて別のBBO結晶内で相関をとることにより行った。測定システムについては開発してきた電子・イオン多重同時計測運動量画像分光装置を使用するために様々なパラメータの最適化を行った。また、実験で観測される大量の情報を解析するためのプログラムを開発した。具体的にはイオン・電子の運動量測定やクーロンイメージングを行うためのプログラムなどである。予備実験として窒素分子を分子配列用パルス(ポンプ光)で配列させ、それをもう一つのパルス(プローブ光)でイオン化させ、そこから発生するイオンと光電子を観測した。得られたデータを解析することによりポンプ光の照射後、ある時間差をおいて分子が配列する様子を観測することができた。この予備実験により光学システムと測定器のシステムが問題なく働いていることを確かめることができた。

これらの実験結果は内殻電子(HOMO-1, HOMO-2, etc.)のイオン化、及びイオンの多光子励起が関与していると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。以前から行ってきた高次高調波の研究を完了させ国際発表し、投稿作業をおこなってきた。その間も課題の研究の準備を並行して行ってきたので計画通り進めることができた。これからはこの課題に集中することであさらに進展をのぞめると考えられる。本研究課題でも用いる測定システムは本研究室で初めて導入されるものであるので予め考えられる問題点を洗い出す。必要に応じて熟練した他の研究者に協力を頼むことも考慮に入れている。
再生可能な天然有機資源からの温和な条件下での高効率的水素製造

本研究は、研究代表者らがこれまでに開発してきた、有機化合物の脱水素化を水中で実現する触媒系を発展させ、再生可能な天然有機資源から高効率的に水素を製造する触媒系を開発することを目的として遂行した。その結果、以下の成果を得た。1)まず、水中で高い脱水素化触媒機能を発現する新規イリジウム錯体触媒を合成した。さらに、2)各種糖類ならびに糖アルコールを含む多価アルコールの脱水素化に有効な新しい触媒系の開発に成功した。本研究は、研究代表者がこれまでに開発してきた、有機化合物の脱水素化を水中で実現する触媒系を発展させ、より高性能な脱水素化錯体触媒を設計・合成するとともに、再生可能な天然有機資源から高効率的に水素を製造する触媒系を開発することを目的として遂行している。本年度はまず、機能性含窒素複素環カルベン配位子を有し、水に易溶なイリジウム錯体の合成に取り組んだ。その結果、イミダゾリウム塩由来の含窒素複素環カルベン部位と2-ヒドロキシピリジン部位とを連結した機能性配位子を有し、ジカチオン性で水への溶解度が高いイリジウム錯体を得ることができた。そして、得られた錯体の構造をスペクトルデータ解析ならびに単結晶X線構造解析によって明らかにした。本錯体は、研究者がこれまでに開発してきた錯体触媒と同様、水溶媒中でのアルコールの脱水素的酸化によってカルボニル化合物を与える反応において高い触媒活性を発現した。また、上記以外の新しい機能性配位子の合成にも取り組んでおり、シクロペンタジエニル配位子と機能性の2-ヒドロキシピリジン骨格とを連結した配位子の合成を進めているところである。続いて、再生可能な天然有機資源からの水素製造反応についても調査した。グルコースの水中還流条件下における脱水素化反応について、水溶性イリジウム錯体触媒を用いて検討したところ、最大95%の収率で水素を得ることに成功した。またこのとき、最大の触媒回転数は約400に達した。さらに、グルコース以外の単糖類の脱水素化による水素製造にも成功している。本研究は、研究代表者がこれまでに開発してきた、有機化合物の脱水素化を水中で実現する触媒系を発展させ、より高性能な脱水素化錯体触媒を設計・合成するとともに、再生可能な天然有機資源から高効率的に水素を製造する触媒系を開発することを目的として遂行してきた。まず、イミダゾリウム塩由来の含窒素複素環カルベン部位と2-ヒドロキシピリジン部位とを連結した機能性配位子を有し、ジカチオン性で水への溶解度が高いイリジウム錯体を合成し、その構造を明らかにした。本錯体は、水溶媒中でのアルコールの脱水素的酸化によってカルボニル化合物を与える反応において高い触媒活性を発現した。続いて、再生可能な天然有機資源からの水素製造反応について調査した。グルコースの水中還流条件下における脱水素化反応について、水溶性イリジウム錯体触媒を用いて検討したところ、最高95%の収率で水素を得ることに成功した。さらに、イリジウム錯体触媒を用い、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、グリセロール等をはじめとする各種多価アルコールの脱水素化反応について調査し、水素を効率的に生成する新しい触媒系の開発に成功した。このとき、天然有機資源から容易に得られるエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、グリセロールの脱水素化反応は、無溶媒条件下でも進行することを見出した。また、1,4-ブタンジオールを基質として用いた反応においては、2当量の水素に加えて、合成化学的に価値の高いブチロラクトンが定量的に生成することを明らかにした。平成26年度の当初の研究実施計画は、(1)機能性含窒素複素環カルベン配位子を有する水溶性イリジウム錯体の合成、(2)機能性テザー型シクロペンタジエニル配位子を有する水溶性イリジウム錯体の合成、(3)グルコースの脱水素化触媒系の開発、であった。このうち、(1)については計画どおりに進展した。(2)については、現在合成途上にある。また、(3)については、当初の計画を上回る成果が得られ、グルコース以外の天然資源からの脱水素化についても明らかにできた。以上を総合して、「おおむね順調に進展している」と判断した。有機金属化学平成27年度も当初の研究実施計画にしたがって遂行していくが、脱水素化による水素製造に用いる基質として、当初計画していたグルコース、グリセロール、セルロース等だけでなく、天然資源から容易に得ることができる低炭素数のジオール(エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール等)にも拡張して検討する予定である。平成26年度は、従来から当研究室が所有していた試薬やガラス器具等を有効活用したため、物品費の執行額を抑えることができた。上記により生じた次年度使用額は、主として試薬、ガラス器具、ガスボンベ等の物品費(消耗品費)の購入に充てる予定である。
ダイズ耐裂莢性に関わる莢構造の解析

莢の裂開ー裂莢による種子の散逸はマメ科作物で重大な収量減少を起こす。ダイズにおいて,裂莢性の主要なQTLは形成性操作タンパク質をコードするPdh1遺伝子であることが判明した。難裂莢性品種は,この遺伝子の未成熟終止コドンによる欠損であった。機能のあるPdh1遺伝子は莢の厚壁組織・縫合線部位において発現した。準同質遺伝子系統を比較したところ,Pdh1遺伝子は乾燥による莢のねじれに関与し,裂莢を制御していることがわかった。これらの知見は育種だけでなく,形成性操作タンパク質の新たな役割を示唆する。本研究において、QTL解析などにより,耐裂莢性関連遺伝子qPDH1の候補遺伝子をフェニルプロパノイド代謝に関連する遺伝子にほぼ特定した。しかしながらその機能・機作はアミノ酸配列の相同性から推定されているにすぎず,このqPDH1と裂莢機構との関連を明らかにするために多面的に解析を行なっている。難・易裂莢性準同質遺伝子系統(NIL)におけるqPDH1の発現部位・発現時期を特定するためにRT-PCR法を用いた。莢の発達過程においてqPDH1候補遺伝子は難裂莢型では発現がみられず、易裂莢型では受粉後、2週から3週目の莢において発現が確認された。また易裂莢性NILの莢においてqPDH1候補遺伝子のin situハイブリダイゼーションを行ったところ、qPDH1候補遺伝子の発現が莢の厚壁細胞や柔組織において確認された。ダイズの莢は乾燥に従って内側に捻れて捲くが、難・易裂莢性NILの莢はこの捻れ方が異なる。これは両系統間で莢の細胞壁成分が異なっていると考えらる。またqPDH1候補遺伝子がフェニルプロパノイド代謝に関連する遺伝子であると予測されるため、フェニルプロパノイド関連物質に注目し細胞壁の分析を行った。難・易両NILの発達中ならびに成熟した莢から80%メタノールでフェニルプロパノイドを含む分画を抽出し、HPLCで解析をしたところ、両NIL間で異なる割合のピークが見られたが予想される代謝産物のピークとは一致しなかった。本研究において、QTL解析やファインマッピング,形質転換体による相補アッセイ,遺伝子発現解析などにより,耐裂莢性関連遺伝子qPDH1の候補遺伝子をフェニルプロパノイド代謝に関連する形成性操作遺伝子Pdh1に特定した。さらにPdh1のアミノ酸配列の相同性から推定される機能・機作と裂莢機構との関連を明らかにするために多面的に解析を行なった。難・易裂莢性準同質遺伝子系統(NIL)間において,Pdh1のコード領域にSNPが存在し,難裂莢性NILは終止コドンを示した。RT-PCR法を用い,Pdh1の発現を調べた結果,難裂莢NILでは発現がほとんど見られなかった。易裂莢NILでは,受粉後2週から3週目の莢において発現が確認された。莢での発現部位は柔組織と比較し厚壁組織で高く,また縫合線部位ではさらに高く発現していた。易裂莢性NILの莢においてPdh1のin situハイブリダイゼーションを行ったところ,Pdh1の発現が莢の厚壁細胞に確認された。ダイズの莢は乾燥に従って内側に捻れて捲くが、難・易裂莢性NILの莢はこの捻れ方が異なった。

これは両系統間で莢の細胞壁成分が異なっていると考えらる。両NILにかかる莢のねじれの力を測定したところ,難裂莢性NILの莢に比べ易裂莢性NILの莢の方がねじれの力が強かった。またPdh1がフェニルプロパノイド代謝の形成性操作に関連する遺伝子であるため,フェニルプロパノイド関連物質に注目し細胞壁の分析を行った。難・易両NILの発達中ならびに成熟した莢から80%メタノールでフェニルプロパノイドを含む分画を抽出し,HPLCで解析をしたところ,両NIL間で異なる割合のピークが見られたが,予想される代謝産物のピークとは一致しなかった。作物生産科学25年度には難裂莢型と易裂莢型におけるqPDH1の発現部位・発現時期の解析をさらに進めた。qPDH1の発現部位の解析はRT-PCRやin situハイブリダイゼーション法を用いて行った。その結果、易裂莢型NILの莢においてqPDH1候補遺伝子が莢の厚壁組織で特異的に発現していることが確認された。また縫合部分の維管束冠においても発現が確認された。形質転換体の莢の形態・裂莢性に関する解析に関しては、莢の吸湿によるねじれの度合いや、切片の観察による細胞の収縮などを計測し、形質転換体は野生型(難裂莢型)と比較し乾燥によるねじれの度合いが高かった。難・易裂莢性NILの細胞壁の解析、特にフェニルプロパノイド関連物質に関して、圃場で育成した両系統のダイズから莢を収穫し解析を行った。これらの莢からフェニルプロパノイド関連物質を含む分画の抽出を現在行っている。推定されたqPDH1代謝経路のin vitroにおける再現を試みるため、35Sプロモーターの下流にqPDH1候補遺伝子を挿入したベクターを構築しタバコBY-2培養細胞に形質転換を行なった。形質転換を行ったタバコBY-2培養細胞からRNAを調整し、RT-PCRを行った結果、目的の遺伝子が発現していることを確認した。またシロイヌナズナにおいてqPDH1と相同性を示す遺伝子群の莢での発現様式を調べた。24年度には難裂莢型と易裂莢型におけるqPDH1の発現部位・発現時期の解析ならびにqPDH1候補遺伝子の形質転換体の莢の形態・裂莢性に関する解析を予定していた。qPDH1の発現部位・発現時期の解析はRT-PCRやin situハイブリダイゼーション法を用いて行った。その結果、易裂莢型NILの莢において受粉後2週間から3週間にqPDH1候補遺伝子が発現していることが確認された。難裂莢型NILの莢ではqPDH1候補遺伝子の発現が見られなかった。qPDH1候補遺伝子の翻訳産物・タンパク質の発現解析に用いるために、qPDH1候補遺伝子のタンパク質全長ならびに内部の予測されるいくつかのペプチド配列に対する抗体を作成し、タンパク質の発現の確認を行った。しかしながらqPDH1候補遺伝子に対する特異的な抗体が得られず、まだ確認には至っていない。形質転換体の莢の形態・裂莢性に関する解析に関しては、莢の吸湿によるねじれの度合いや、切片の観察による細胞の収縮などを計測し、形質転換体と野生型との相違について順調に進んでいる。難・易裂莢性NILの細胞壁の解析、特にフェニルプロパノイド関連物質の解析に関しては圃場で育成した両系統のダイズから莢を収穫し解析を行った。これらの莢からフェニルプロパノイド関連物質を含む分画を抽出しカラム分析を行ったが、当初予測したqPDH1の代謝産物の差異を検出することができなかった。
ＥＳＤが目指す価値観形成のためのものづくり教育プラットホームの創出

組立・分解を可能とする板材の接合法として,先端に案内ねじを有しており,一段目の直径が3mm,二段目が8mmの構成となっている手加工用の2段錐と,六角穴付きのキャップボルト(M4)を用いた接合であれば,加工中のトルクとスラストが比較的小さく手加工であることから、小学生や中学生でも容易に接合できると判断することができた。この確立した組立・分解を可能とする接合法を小学校図画工作科や中学校技術科の授業へ導入することが可能であるか検証するために,この接合法を適応した簡易ペンスタンドを製作する研修を中学校の技術科教員に対して行った。その結果,釘接合より接合強度を有していること,安全に接合できること,さらに環境教育に転用できることなどが理解され,加工技術においても難しいと判断する教員も数名いたが,背接箇所を工夫することで製作時間が短くなることを指摘する教員も数名いたことから,概ね問題ないことが明らかとなり,その有効性が示唆された。この結果を受けて,組立・分解型接合法を適応した中学校技術科の授業で製作する実習題材の考案開発を行った。その結果,接合箇所をなるべく少なくし,接合強度が低い木口面よりも高い木端面接合を多く取り入れた3タイプのブックシェルフを開発した。主な内容として,設計の要素は限られるものの,棚板の移動や設置場所を複数タイプ設計できるがブックシェルフとなった。また,この実習教材を用いた授業用の学習プログラムを開発した。当初計画していたように,組立・分解を意図した板材の接合法が,教材として有効であるいことが明らかになったこと,また,それを適応した中学校技術科における実習題材とその学習プログラムを開発したことから,(2)おおむね順調に進展していると判断した。開発した実習教材と学習プログラムを,実際に小学校図画・工作科や中学校技術・家庭科の授業で実践し,その成果を基にして教育委員会と協働しながら授業研究や教員研修を進める。さらに,実践後に実施校においてアンケート調査を行い,ESD教材としての有効性を検証した上で、内容のブラッシュアップを行う。また、児童・生徒の理解度を把握し、教材をより有効に活用するための指導方法を学校現場の教員とともに検討し,最適化を図る。検討して得られた成果を取りまとめて,関連学会および教科等研究会や教員研修などで実践発表を行う。組立・分解を可能とする各種接合における最適接合条件を明らかにする目的から、ボルト接合を施した引抜試験体を作製し、万能試験機を用いて引抜試験を実施した。本研究でのボルト接合とは、六角レンチで容易に接合できる六角穴付きのキャップボルト(M型)による接合であり、試験条件は、ボルト直径、下穴径、埋め込み深さ、本数とし、コントロールとして釘接合を施した試験体も供試して、比較検討した。得られた結果から、M4のキャップボルトが最適サイズであり、下穴径3.0、3.2mmの場合、繰り返し10回までの接合あれば、接合性能を維持できることが明らかとなった。また、キャップボルト接合における下穴加工は、接合する部材にボルト頭部穴加工とボルト穴加工、母材にボルト穴加工と3つの加工で構成される。これらの下穴加工は、一般的にボール盤を用いて行うが、学校教育現場の設備では、この作業が台数の関係で困難となるため、組立・分解を意図した接合を普及させるために、3の下穴加工を同時に、しかも手動で行うことができる手工具の開発を行った。その結果、1段目を直径3mm、2段目を直径8mmとする2段錐の専用工具を開発した。すなわち、一段目は直径3mmで、先端が案内ねじを有しており、手加工でも容易に材料に進入することができるようになっている。二段目は直径8mmで、キャップボルト頭部の下穴を加工することができる。この開発した2段錐を用いて下穴加工を行う際に必要となる回転力(トルク)と、押さえる力(スラスト)を、工具動力計を用いて下穴加工中に測定し、性能評価を行った。その結果、最大トルクが1N・m、最大スラストが15Nと比較的小さい値であったことから、中学生でも容易に加工できることが示唆された。当初計画していたように、組立・分解を意図した教材の接合法の最適接合条件を明らかにした。また、その接合に必要となる専用工具(2段錐)を開発し、性能評価を行った結果、中学生にも容易に加工できることを示唆していることから、(2)おおむね順調に進展していると判断した。

その結果,接合箇所をなるべく少なくし,接合強度が低い木口面よりも高い木端面接合を多く取り入れた3タイプのブックシェルフを開発した。主な内容として,設計の要素は限られるものの,棚板の移動や設置場所を複数タイプ設計できるがブックシェルフとなった。また,この実習教材を用いた授業用の学習プログラムを開発した。当初計画していたように,組立・分解を意図した板材の接合法が,教材として有効であるいことが明らかになったこと,また,それを適応した中学校技術科における実習題材とその学習プログラムを開発したことから,(2)おおむね順調に進展していると判断した。開発した2段錐を用いて、組立・分解を意図したものづくり教材を考案開発(例えば、ブックシェルフ、スツール、椅子など)する。接合条件として、接合箇所をなるべく少なくし、さらに、接合強度が低い木口面よりも高い木端面接合を多く取り入れることを考慮してものづくり教材を考案・開発する。そして、このものづくり教材を用いた学習プログラムを開発し、実際に小学校図画・工作科や中学校技術・家庭科の授業で実践する。また、教育委員会と連携して実施する教員研修の場から教材に対する意見を聴取し、問題点・改善点を明らかにして繰り返し改良を加える。これらの成果を基にして、実践の中で生じる課題を解決しながら、ものづくり教育プラットホームの有効性について検証する。開発した実習教材と学習プログラムを,実際に小学校図画・工作科や中学校技術・家庭科の授業で実践し,その成果を基にして教育委員会と協働しながら授業研究や教員研修を進める。さらに,実践後に実施校においてアンケート調査を行い,ESD教材としての有効性を検証した上で、内容のブラッシュアップを行う。また、児童・生徒の理解度を把握し、教材をより有効に活用するための指導方法を学校現場の教員とともに検討し,最適化を図る。検討して得られた成果を取りまとめて,関連学会および教科等研究会や教員研修などで実践発表を行う。設備備品として購入した工具動力計がモデルチェンジしており、それによって見積時の定価より安価となったため、差額が生じた。翌年度は、ものづくり教材を製作するために必要となる材料費に充てる計画である。見積もっていた材料費が幾分か安価となったために差額が生じた。次年度に必要となる材料費に充てる計画である。
核移植技術を用いたマウスES細胞由来個体の開発

胚性幹細胞(ES細胞)とは、1個の胚盤胞内細胞塊に由来する継代培養可能な細胞であり、他の胚と集合したり注入したのち受胚雌に移植するとキメラ個体が得られることから、遺伝子組換えを行ったES細胞から作出したキメラを正常なマウスと交配することによって多数のモデルマウスが作出されている。1999年に、ES細胞を除核未受精卵へ移植することによって生殖能力を持つマウス個体が得られる場合のあることが明らかとなった。しかしながら、産子への発生率は極めて低く、また得られた産子の多くは分娩直後に死亡することが明らかになっている。遺伝子組換えを行ったES細胞から正常な胎子や生殖能力のあるマウスを高率に得る技術が樹立できると、現在のキメラを介する方法にとってかわることとなり、実験動物学や基礎医学分野の研究への波及効果はきわめて大きい。そこで本研究では、高率にES細胞由来の産子を得ることを最終的な目的として、核移植卵の発生能に及ぼす諸条件を検討した。その結果、次の成果を得た。検討した項目は、核移植卵の集合による細胞数の増加、ES細胞の遺伝的背景、細胞周期、核移植方法、融合方法、活性化刺激方法、核移植卵の発生速度の影響である。本研究によって、マウスES細胞の核移植によって確実にクローンマウスを得ることができるようになった。しかしながら、核移植卵の体外における発生率は4080%と高いが、産子への発生率は15%と低く、産子生産率を向上させるための検討がさらに必要と考えられた。(1)マウスES細胞由来核移植卵は高率に胚盤胞へ発生するが、受胚雌へ移植後の産子への発生率は低い。核移植卵由来胚盤胞の細胞数は少ないことが知られていることから、2つの核移植卵を集合することによって、1回核移植あるいは再核置換を行った場合に比べて胎子への発生率が向上するか否かを検討した。胚盤胞への発生率は1回核移植区で59%、再置換区で63%、集合区で60%と大差は見られなかった。受胚雌への移植結果では、集合胚の着床率(53%)は他区(29,37%)に比べて有意に向上したが、胎子への発生率は向上しなかった。このことから、ES細胞由来核移植卵の産子への発生率が低い原因は、細胞数が少ないためではないことが判明した。(2)産子が分娩直後に死亡する原因を明らかにするため、死亡直後のマウスを固定し、パラフィン切片を作成して主要臓器の形態を対照胚と比較検討した、その結果、肝臓の門脈系の発達異常や、肺の実質、間質の肥大等の器官形成異常が認められた。また、英国のSurani博士より供与されたプローブを用いて、ES細胞由来マウスにおけるインプリンティング遺伝子(H19,Peg1)の発現を解析したが、個体への発生能との関係で明確な結果は得られなかった。最近、ES細胞を除核未受精卵へ核移植することによって生殖能力を持つマウスが得られるようになった、しかしながら、核移植卵の体外における胚盤胞への発生率は高いが、産子への発生率は13%と低く、また得られた産子の多くは分娩直後に死亡する事が明らかになっている。本研究では、高率にES細胞由来の個体を得る事を目的として実施する。本年度は、核移植卵の発生能に及ぼすES細胞の遺伝的背景、核移植方法、細胞の細胞周期、発生刺激ES細胞の培養液などの違いの影響を検討した。近交系マウス並びに交雑系マウスから樹立した4株のES細胞を用いて核移植を行った結果、胚盤胞へはいずれの細胞株を用いた場合でも高率に発生した。

受胚雌へ移植後、移植した核移植卵の内4%が産子に発生したが、発生率は細胞株間で大差なく、また得られた産子の多くは分娩直後に死亡した。細胞を除核卵細胞質に融合する方が、注入するよりも胚盤胞への発生率が高かったが、産子への発生率には大差なかった。また、M期の細胞を用いた場合、G1期の細胞を用いた場合よりも発生率が高かった。発生刺激法としてストロンチウム処置と電気刺激法を比較した結果、大差はなくいずれも産子へ発生した。これらの要因を検討する事によって、核移植卵の産子への発生率は16%と若干向上したが、得られた個体の死亡率に改善は見られなかった。核移植卵と受精卵の蛋白質発現状況を2次元電気泳動を用いて比較検討した結果、違いの見られるスポットが複数個観察されたが、その詳細はさらに解析中である。本研究は、マウス胚性幹(ES)細胞由来のクローン個体を高率に作出できる核移植技術を確立する事を目的として実施した。本年度は、核移植卵の卵割時期が発生能に及ぼす影響について検討した。ノコダゾール処置によってM期に同調したTT2ES細胞を、除核未受精卵に不活化センダイウイルスを用いて融合した。ついで、ストロンチウム処置によって活性化刺激後、12時間目から22時間目まで1時間ごとに卵割時期を調べた。つぎに、卵割時期ごとに核移植卵を体外培養して胚盤胞への発生率を調べると共に、受胚雌に移植して胎子への発生率を調べた。その結果、体外受精卵と比べて、卵割時期のばらつきが大きい事が判明した。また、体外受精卵では早く卵割すればする程胚盤胞への発生率が高かったが、核移植卵では早く卵割した卵子や遅く卵割した卵子では中間区の卵子に比べて胚盤胞への発生率が低い事が判明した。また、胎子への発生率も中間区の卵子で高かった。次に、核移植卵におけるOct-3/4, Stat3, Nanog, Stelll遺伝子の発現量をリアルタイムPCR法を用いて、受精卵の場合と比較検討した。その結果、発生段階によって遺伝子発現量に差異が見られる事が判明した。また、核の初期化に関係すると考えられる因子を、牛卵子を用いた2次元電気泳動法によって解析した結果、初期化因子はこれまで考えられていたようなMPFやMAPKではない事が判明した。初期化に関連すると考えられる23kDの蛋白質を1個見い出し、塩基配列の結果からfortilinであることが判明した。