hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アルミニウムイオンの根での結合時、根伸長時に作動する耐性機構の解明

根へのAl結合時のレスポンスとその後の伸長時のレスポンスを区別する事は、Al耐性機構の解析にとって重要である。以下に得られた結果を列挙する。高濃度Al処理時の根端Al含有率はAl耐性と負の相関があったが、根端や根端細胞壁のCECとは無関係であった。また、Al処理後においても根端細胞壁CEC値はほとんど変化せず、また、Al耐性とは無関係であった。さらに、弱い種ほど、根端K・PあるいはMgがAl処理によって著しく低下した。次に、イネ、トウモロコシ、エンドウ、コムギ、ソルゴ-の夫々数十品種から選抜した各強弱品種においても、これらの関係は同じであった。20μM Al、1時間処理(根端2mm)で、強いイネではK、Clが高く、弱いオオムギでは逆に低くなった(EPMA分析)。培地へのK流出量もこれに対応していた。次に、1時間Al処理(100μM)した直後のFDA-PI染色では原形質膜(PM)透過性は正常であるが、その後Al非含有培地で数時間再伸長させると、弱い植物ではPM破壊がより著しく、また、Al前処理後クエン酸短時間処理すると正常になった。根端から得たプロトプラストで再伸長の代わりに低張液を用いると、根と同じ結果が得られた。さらに、プロトプラストとそのゴ-ストとのAl含有率比は弱い植物程lに近かった。根から放出される有機酸、特にクエン酸の量や培地濃度の違いは、Al耐性種・品種間差に対応していなかった。以上の結果は、弱い植物ほど短時間で根端PMが多量Alで飽和され、透過性が増大し、Kの漏出やAlの侵入が起こり、根の伸長に伴ってこれらが激化すると整理される。根端細胞の原形質膜の脂質組成がAl耐性の主要点であろうと予想された。幼植物根はA1処理によって種々の程度にA1害を受けつつ伸長し続けるので、根へのA1結合時のレスポンスとその後の伸長時のレスポンスを区別する事が重要である。イネ(強)、トウモロコシ(中)、エンドウ(弱)、オオムギ(最弱)を用いた。高濃度A1処理時の根端A1含有率はA1耐性と負の相関があるが、根端や根端細胞壁のCECとは無関係であった。また、弱い植物程、根端K、PあるいはMgがA1処理によってより著しく低下した。さらに、イネ、トウモロコシ、エンドウ、コムギ、ソルゴ-の夫々数十品種から選抜した各強弱品種においても、これらの関係は同じであった。以上は24時間処理時の結果である。20μMA1、1時間処理(根端2mm)で強いイネではK、C1が高く、弱いオオムギでは逆に低くなった(EPMA分析)。培地へのエフラックス量もこれに対応していた。次に、1時間程度A1処理(100μM位)した直後のFDA-PI染色では原形質膜(PM)は正常であるが、その後A1非含有培地で数時間再伸長させると、弱い植物でPM破壊がより著しく、またA1前処理後クエン酸短時間処理すると正常になった。根端から得たプロトプラストで再伸長の代わりに、低張液を用いると、根と同じ結果が得られた。さらに、プロトプラストとそのゴ-ストとのA1含有率比は弱い植物程1に近かった。

以上の結果は、弱い植物ほど短時間で根端PMが多量のA1で飽和され、透過性が増大し、Kの漏出やA1の侵入が起こり、根の伸長に伴って、これらが激化すると整理される。根へのA1結合時のレスポンスとその後の伸長時のレスポンスを区別する事は、A1耐性機構の解析にとって重要である。以下に得られた結果を列挙する。高濃度A1処理時の根端A1含有率はA1耐性と負の相関があったが、根端や根端細胞壁のCECとは無関係であった。また、A1処理後においても根端細胞壁CEC値はほとんど変化せず、また、A1耐性とは無関係であった。さらに、弱い種ほど、根端K・PあるいはMgがA1処理によって著しく低下した。次に、イネ、トウモロコシ、エンドウ、コムギ、ソルゴ-の夫々数十品種から選抜した各強弱品種においても、これらの関係は同じであった。20μMA1、1時間処理(根端2mm)で、強いイネ、ではK、Clが高く、弱いオオムギでは逆に低くなった(EPMA分析)。培地へのK流出量もこれに対応していた。次に、1時間A1処理(100μM)した直後のFDA-PI染色では原形質膜(PM)透過性は正常であるが、その後A1非含有培地で数時間再伸長させると、弱い植物でPM破壊がより著しく、また、A1前処理後クエン酸短時間処理すると正常になった。根端から得たプロトプラストで再伸長の代わりに低張液を用いると、根と同じ結果が得られた。さらに、プロトプラストとそのゴ-ストとのA1含有率比は弱い植物程1に近かった。根から放出される有機酸、特にクエン酸の量や培地濃度の違いは、A1耐性種・品種間差に対応していなかった。以上の結果は、弱い植物ほど短時間で根端PMが多量A1で飽和され、透過性が増大し、Kの漏出やA1の侵入が起こり、根の伸長に伴ってこれらが激化すると整理される。根端細胞の原形質膜の脂質組成がA1耐性の主要点であろうと予想された。
非平衡過程に随伴した統計多様体の数値解析

相関歩を特徴づけるジャンプパラメータから構成された空間上に、情報幾何学の手法で計量と接続を導入した。これらの幾何学的対象は一般にステップ時間Nの関数でもある。そして、パラメータ空間の曲率の時間発展と系の安定性等の物理的特性との関係を研究した。1次元格子上の2つの相関歩モデルを主に調べた。1つは停留状態のない相関歩(モデルA)で、パラメータ空間は2次元である。もう1つは停留状態のある対称な相関歩(モデルB)で、パラメータ空間は3次元である。3次元空間を滞在確率パラメータによって2次元の層に分け、各層の曲率の時間発展と漸近的特性を調べた。両モデルのRiemannスカラー曲率Rの動特性は、系の安定性、ステップ間の相間度、ステップ活動度と関係することを示した。ステップ時間N→∞では、いずれも一様空間に収束した。極限のR値の相違は系の安定性と経路の規則性を反映した。特に、モデルBのRは量子気体のRに極めてよく似た特性をもつことを注意した。α曲率も調べた。α=1曲率はゼロに収束した。この特性は、熱力学系を含むもっと広い平衡系に普遍的な性質かもしれないことを示唆した。また、時間発展するパラメータ空間は重量のNewton-Cartan理論に非常によく似た構造を持つことを示した。さらに、安定性等の観点から興味深い新しい確率過程モデルを構築した。1つは、内部状態の変化する物体の複雑な運動を支配する確率過程方程式を、動物行動の考察から提案した。2つめは、いわゆる粘弾性物質を無数つなぎあわせた仮想的な複雑な粘弾性物質の応答関数に基づいた不規則現象のモデルを構築した。さらに、もっと複雑な粘弾性物質を構成する方法を提示して、それはこれまで知られていたスローダイナミックスより更に遅いスパースローダイミナックスに従うことを見出した。これらのモデルを特徴づけるパラメータの空間を調べることは将来の課題とした。α曲率も調べた。1ステップ相関歩モデルを特徴づけるステップ確率の張る2次元パラメータ空間の動特性を調べた。この空間のスカラー曲率Rが-1収束することと、α曲率がα=1でゼロに収束することを数値的に十分な精度で示した。また、Rの時間的空間的変動と安定性の関係を明らかにした。すなわち、Rの大小が安定性の程度の指標になることを示した。現在、2ステップ相関歩モデルのステップ確率の張る4次元パラメータ空間を調べている。この場合、Rが一様な空間に収束しなかった。また、任意の時刻(ステップ数)で、Rが異常に大きな領域が現れた。この特異性はそのモデル特有のものかもしれないと考え、別のモデルも調べた。具体的には、停止状態の有る1ステップ相関歩モデルを考えた。このモデルのステップ確率は6次元空間を張る。メモリーと計算時間の節約のために、3次元の部分空間と4次元の部分空間を調べた。これらの場合にも、特異な領域が現れた。6次元空間中の2つの2次元部分空間についても調べた。それらはRが一定の空間に収束した。さらに、2次元曲率の特性と分布関数の性質との関係も明らかにすることができた。特異性の問題等に関しては今後もう少し調べてから出版する。上述の相関歩モデルよりもっと複雑な非平衡過程のモデルを構築した。すなわち、内部状態の変化する物体の複雑な運動を支配する確率過程方程式を、動物行動の考察から提案した。

そして、この基本方程式は一般化ランダムウォーク(GRW)に変換でき、このGRWモデルは動物行動に関する最近の実験結果を解明することを示した。今後の課題は、このモデルを特徴づけるパラメータの張る空間を情報幾何学の手法で調べることである。また、複雑な粘弾性物質に対する入出力(ノイズ)のデータを標本(確率変数)の実現値と見て、情報幾何学の立場で入出力(確率変数)の確率密度関数の汎関数を推定した。統計多様体に関して3つの研究を進めた。(1)動的変形に伴う複雑な粘弾性物質の統計的応答特性とその情報幾何学的側面の研究[統数研共同研究リポート(81),(94)]、(2)中問統計の情報幾何学的研究[物理学会第52回年会(97年春)300p-YW-5]、(3)相間歩の情報幾何学的研究[Interdisciplinary InformationScience Vol.2;物理学会96年秋の分科会4a-YL-4,4a-YL-5;物理学会第52回年会(97年春)30p-YW-16]を行った。特に、停止状態の在る相関歩に随伴した統計多様体の曲率テンソルを、重点的に調べた。この相関歩モデルのウォーカは1次元格子上を左右に運動し、時々停止する。対称運動の場合、遷移確率は2つのジャンプ確率と1つの滞在確率で指定できる。これら3個のパラメータで構成した3次元パラメータ空間を滞在確率パラメータr0によって2次元の層に分け、情報幾何学の手法を用いて各層上にRiemann曲率を定義した。この曲率は2つのジャンプパラメータの関数であるばかりでなくステップ時間Nの関数でもある。Riemannスカラー曲率Rの時間発展と、N-∞における特性を詳細に調べた。Rの動的過程に著しい特徴が現れることを発見した。Rの動的特性は、相関度と活動度によってよく理解できることを示した。N→∞でr0=1の2次元空間はR=1/2の球面に、その他の各2次元空間はR=-1の双曲面に漸近した。これらのR値は経路の規則性と確率過程の安定性と関係があることを示した。安定性との関係は量子気体のRと比較対照して議論した。r0=0と1の両層のRはそれぞれFermi気体とBose気体のRにほぼ等しいことを示した。そして、2つの層のR値の相違は安定性の違いを反映するものであることを示した。α曲率の漸近的性質も調べた。それはN→∞でゼロとなった。この特性は、熱力学系を含むもっと広い平衡系に普遍的な性質かもしれないことを示唆した。
非線形光学高分子材料を利用した導波路素子化プロセスの最適化

最近、非線形光学高分子薄膜に波長変換素子用チャンネル型導波路を作製するレーザー加熱ポーリング法が提案された。これは、高分子薄膜をレーザー照射により局所的にガラス転移温度以上に加熱するとともに、薄膜に印加した電場を周期的に反転することにより双極子の反転周期構造を有する導波路を作製することで、非線形光学特性を付与し、高効率な波長変換素子を作製する方法である。このプロセスは、省エネルギーかつ簡便な方法であるが、条件によっては導波路内の双極子のドメイン形状が矩形の周期構造にならず、波長変換素子の変換効率を大きく低下させるという問題点がある。双極子のドメイン形状は、薄膜内の伝熱過程と双極子の配向過程により決定されるため、これを制御するためには高分子薄膜の熱拡散率や双極子を有する非線形光学分子の回転拡散係数といった基礎物性を把握する必要がある。そこでこれらの物性値の測定を行うと共に、プロセスの数理モデル化により双極子の配向状態に及ぼす操作因子の影響を調べた。回転拡散係数の測定は、コロナ放電により配向した試料を所定の温度に制御し、配向緩和の経時変化をメーカーフリンジ測定法により第2次高調波の強度減衰として計測し、解析式にフィッティングすることで決定した。回転拡散係数は試料のガラス転移温度近傍(約110°C)から温度と共に急激に上昇することが分かった。レーザー加熱ポーリングプロセスの数理モデル化を行い、双極子の配向状態に及ぼす操作因子の影響を調べた。デバイスの性能を向上させるには配向度が高く、かつ矩形波状の配向状態に制御する必要がある。そのためにはレーザー光のスポット径が双極子ドメイン長よりも小さく、試料内部を加熱するようなレーザーを用い、電場強度を高くするような操作条件が必要であることが示唆された。本研究は、レーザー加熱ポーリング法を用いて非線形光学高分子薄膜にチャンネル型導波路の波長変換素子を作製する際にその素子性能に大きな影響を与える双極子ドメイン形状を制御することを目的とし、プロセスの最適操作指針を実験及び数値シミュレーションから検討することである。双極子ドメイン形状を決定する双極子の配向挙動は温度、電場強度に大きく影響を受ける。そこで本年度は温度、電場強度に対する配向状態の経時変化(双極子の回転拡散係数)を測定する装置を作製した。これは2枚の透明電極(ITO)付ガラス基板で挟み込んだ高分子薄膜に電場を印加しつつ、その後方に配置したもう一枚のITO付ガラス基板により試料を抵抗加熱し、第2次高調波(SHG)強度の経時変化をメーカーフリンジ法により測定するものである。一方,双極子の配向挙動をモデル化したプロセスの数値シミュレーションコードの開発を行い、解析結果より双極子ドメイン形状を矩形状にするためにはレーザー光のスポット径が双極子ドメイン長より小さく試料を内部加熱するようなレーザーを用い、電場強度を高くするような操作条件が必要であることが分かった。今後は今回作製した装置を用い測定を行うことで双極子の配向状態の経時変化を把握し、そこから求められた情報(双極子の回転拡散係数)を組み込んだ数学モデルを利用し配向状態の制御を行うことで、レーザー加熱ポーリング法を用いたチャンネル型導波路の波長変換素子作製プロセスへの最適操作指針を得る予定である。

このプロセスは、省エネルギーかつ簡便な方法であるが、条件によっては導波路内の双極子のドメイン形状が矩形の周期構造にならず、波長変換素子の変換効率を大きく低下させるという問題点がある。双極子のドメイン形状は、薄膜内の伝熱過程と双極子の配向過程により決定されるため、これを制御するためには高分子薄膜の熱拡散率や双極子を有する非線形光学分子の回転拡散係数といった基礎物性を把握する必要がある。そこでこれらの物性値の測定を行うと共に、プロセスの数理モデル化により双極子の配向状態に及ぼす操作因子の影響を調べた。回転拡散係数の測定は、コロナ放電により配向した試料を所定の温度に制御し、配向緩和の経時変化をメーカーフリンジ測定法により第2次高調波の強度減衰として計測し、解析式にフィッティングすることで決定した。回転拡散係数は試料のガラス転移温度近傍(約110°C)から温度と共に急激に上昇することが分かった。レーザー加熱ポーリングプロセスの数理モデル化を行い、双極子の配向状態に及ぼす操作因子の影響を調べた。デバイスの性能を向上させるには配向度が高く、かつ矩形波状の配向状態に制御する必要がある。そのためにはレーザー光のスポット径が双極子ドメイン長よりも小さく、試料内部を加熱するようなレーザーを用い、電場強度を高くするような操作条件が必要であることが示唆された。
高立体選択的リビングカチオン重合反応の開発とその応用

本年度は、(1)有機テルル化合物を連鎖移動剤として用いたいたアクリレートとα-オレフィンとの制御共重合反応の開発と新しいブロック共重合体の合成、さらには、(2)新しい立体選択的カチオン重合法を目標に、小分子モデルを用いた隣接基関与を利用した立体選択的付加反応について検討を行った。(1)昨年度に引き続き、重合の制御が困難である非共役モノマーと共役モノマーとのリビングラジカル共重合反応を行った。特に今年度行ったα-オレフィンを用いる共重合反応は、(1)分子量・分子量分布の制御と(2)高いα-オレフィンの挿入率を同時に達成した例はなく、本研究ではその同時制御の達成を目標に、連鎖移動剤として有機テルル化合物を用いて検討を行った。アクリレートモノマーと6メチレンウンデカンあるいは1-オクテンとの共重合反応に、連鎖移動剤として有機テルル化合物を用いることで、分子量・分子量分布の高度に制御された共重合体を得ることに成功した。さらに、この反応系中にフルオロアルコールを添加することで、α-オレフィンの挿入率が向上し、最終的には交互共重合体に近い重合体を制御して合成することができた。さらに、活性な重合末端を利用することで様々なブロック共重合体も制御して合成することができた。(2)新しい立体規則的カチオン重合反応の開発を念頭に置き、不斉点を有するビニルエーテルから生成したカルボカチオンに対する光学活性な置換基の隣接基関与を利用した、立体選択的なアルケンの付加反応について検討を行った。詳細は省略するが、用いるビニルエーテルの構造や反応条件を適切に選択することで、比較的高い立体選択性が発現することを明らかにした。本年度は、(1)有機テルル化合物を連鎖移動剤として用いる、カチオン重合とラジカル重合とを組み合わせた共重合体の合成、(2)(メタ)アクリレートとビニルエーテルを用いた制御交互共重合の開発、を主な研究課題として取り組んだ。(1)制御・リビングラジカル重合(LRP)は、様々な官能基を持つポリマー材料の合成において必要不可欠な手法であるが、得られるポリマーの分子量・分子量分布の精密制御を可能とする一方で、利用可能なモノマーが共役モノマーや電子不足モノマーに限られる、といった問題点を有していた。当研究室ではすでに、有機テルル化合物がLRP、さらにはリビングカチオン重合の連鎖移動剤としても働くことを明らかにしてしる。本年度は、ラジカル重合とカチオン重合とを組み合わせた共重合体の合成に取り組んだ。実際に、連鎖移動剤として有機テルル化合物を用い、条件を種々検討することにより、(メタ)アクリレートとビニルエーテルとの共重合体の合成に成功した。(2)LRPではドーマント種からの可逆的なラジカル生成が重合制御の鍵となっいる。このドーマント種の活性化・不活性化の効率は重合末端ラジカルの安定性に大きく依存しており、共役モノマーにおいては一般に高い。一方、非共役モノマーで効率良く進行する重合系は極めて限られている。(メタ)アクリレートとビニルエーテルの共重合は、そのモノマーの電子的要請のために交互共重合性が高く、その重合体の物性は極めて興味深いが、その一方で、それぞれのモノマー種から生じるラジカル種の安定性が大きく異なるためか、これまでこの共重合反応を制御して行った例はない。本年度、連鎖移動剤として有機テルル化合物を用い、(メタ)アクリレートとビニルエーテルの交互共重合を行ない、分子量および分子量分布の制御された交互共重合体の合成に成功した。これらの新しい反応の開発は、今後の高分子産業において新しい知見と技術を与えるものであると考えている。本年度は、(メタ)アクリレートとビニルエーテルを用いた制御交互共重合の開発とブロック共重合体の合成、を主な研究課題として取り組んだ。制御リビングラジカル重合ではドーマント種からの可逆的なラジカル生成が重合制御の鍵となっている。本年度、連鎖移動剤として有機テルル・アンチモン・ビスマス化合物を用い、(メタ)アクリレートとビニルエーテルの交互共重合を行うことで、分子量および分子量分布の制御された交互共重合体の合成に成功した。また、これらの交互共重合をラジカル重合あるいはカチオン重合と組み合わせることで、これまでにないブロック共重合体を合成することができた。

特に今年度行ったα-オレフィンを用いる共重合反応は、(1)分子量・分子量分布の制御と(2)高いα-オレフィンの挿入率を同時に達成した例はなく、本研究ではその同時制御の達成を目標に、連鎖移動剤として有機テルル化合物を用いて検討を行った。アクリレートモノマーと6メチレンウンデカンあるいは1-オクテンとの共重合反応に、連鎖移動剤として有機テルル化合物を用いることで、分子量・分子量分布の高度に制御された共重合体を得ることに成功した。さらに、この反応系中にフルオロアルコールを添加することで、α-オレフィンの挿入率が向上し、最終的には交互共重合体に近い重合体を制御して合成することができた。さらに、活性な重合末端を利用することで様々なブロック共重合体も制御して合成することができた。(2)新しい立体規則的カチオン重合反応の開発を念頭に置き、不斉点を有するビニルエーテルから生成したカルボカチオンに対する光学活性な置換基の隣接基関与を利用した、立体選択的なアルケンの付加反応について検討を行った。詳細は省略するが、用いるビニルエーテルの構造や反応条件を適切に選択することで、比較的高い立体選択性が発現することを明らかにした。
良性組織迷入に着目した口腔癌後発頸部リンパ節転移の解明

本研究の目的は、口腔癌における後発頸部リンパ節転移(LNM)の機序解明および新診断法の確立である。特に、LNMとの関連が強く示唆されている良性組織迷入(BI)に注目しており、その機序を明らかにするため、マイクロRNA(miR)解析を現在行っている。BI、癌組織などの遺伝子発現プロファイルを比較することでBIとLNMの関係が明らかになれば、新たなリンパ節転移の機序および関連遺伝子の解明に繋がるのではと考えている。具体的には、次の3つの段階で構成される研究を計画している。まず、癌組織などと比較し、BIに有意に高(低)発現するmiRを選定する(第一段階)。次に、口腔癌細胞株において選定したmiRの発現を操作し、その増減に伴う細胞機能の変化と関連遺伝子を解析する。さらに、解析結果から、miR関連遺伝子が関わる癌転移機序を検討する(第二段階)。最後に、移植動物モデルを用いた縦断的機能解析を行い、選定したmiRおよびその関連遺伝子が口腔癌細胞の頸部リンパ節転移にどのように関与するかをin vivoで明らかにする(第三段階)。癌の転移を正か負のいずれかに制御するmiRおよびその標的遺伝子を同定できれば、制御が難しく予後を増悪させるLNMの新たな診断法や治療法の確立が期待できる。また、LNM予防が可能になれば、予防的頸部隔清術の頻用が回避できるため患者負担が軽減されるであろうし、一方で、高リスク群への予防的補足治療の確立にも繋がる。(1)探索し得たBI組織のmiRマイクロアレイ解析を行い、対照群と比較してBI組織に有意に高発現するmiRを1種、有意に低発現するmiRを6種を見出した。miR選定のためのin silico解析も終えている。(2)選定miR製剤を用いてのin vitro発現・機能解析も進めている。(3)また、次年度に予定していたin vivoでの解析については、2018年度の段階で予備実験は終了している。miRの導入/抑制を行う前段階として、ヌードマウスを用いた口腔癌細胞同所移植モデルの作製に成功した。LNMならびに肺への遠隔転移も観察しえた。in vitroとin vivoの両方で効率よく試験が行える細胞種の選定に時間を要した。選定miRを導入/抑制してのin vitro試験の結果が出次第、in vivoでのmiR導入/抑制試験予定である。また、臨床サンプルの回収も順調である。総合的に本研究の進行はやや遅れていると考える。in vitroでの十分なmiR選定を行ったうえで動物実験へ進行するのが望ましい。miR導入細胞を動物へ移植するよりも、口腔癌を担癌した動物に対しmiR (mimicもしくはinhibitor)をアテロコラーゲンを用いて投与しての発現・機能解析が妥当と考え、予定している。また、臨床サンプルを用いての解析は、in vivoで得られた結果を基に、miRならびに選定標的遺伝子を対象に行う予定である。選定miRのLNMへの関わりと、LNM診断マーカーとしての可能性を評価したいと考えている。本研究の目的は、口腔癌における後発頸部リンパ節転移の機序解明および新診断法の確立である。特に、リンパ節転移との関連が強く示唆されている良性組織迷入(BI)に注目しており、その機序を明らかにするため、マイクロRNA(miR)解析を現在行っている。BI、癌組織などの遺伝子発現プロファイルを比較することでBIと後発転移癌の関係が明らかになれば、新たなリンパ節転移の機序および関連遺伝子の解明に繋がるのではと考えている。癌の転移を正か負のいずれかに制御するmiRおよびその標的遺伝子を同定できれば、制御が難しく予後を増悪させる後発頸部リンパ節転移の新たな診断法や治療法の確立が期待できる。また、後発転移予防が可能になれば、予防的頸部隔清術の頻用が回避できるため患者負担が軽減されるであろうし、一方で、高リスク群への予防的補足治療の確立にも繋がる。初年度の予定は、口腔癌症例のホルマリン包埋パラフィン固定(FFPE)試料からBIを探索し、BI特異的に発現が増減しているマイクロmiRを選定することであった。BIの探索にはステップセクション法などを用いたが、過去に報告されているほどの頻度では検出されず、最終的に計5例のBIが探索し得た。これらのBI組織のmiRマイクロアレイ解析はまだ終了しておらず、miRの選定にも至っていない。一方で、次年度以降に予定していた細胞レベルでの解析については、初年度の段階からmiR導入/抑制試験の下準備・予備実験が進んでおり、miRが選定されればスムーズに第二段階の試験に移行できる体制が整っている。また、臨床サンプルの回収も順調であるが、総合的には本研究の進行はやや遅れていると考える。

特に、LNMとの関連が強く示唆されている良性組織迷入(BI)に注目しており、その機序を明らかにするため、マイクロRNA(miR)解析を現在行っている。BI、癌組織などの遺伝子発現プロファイルを比較することでBIとLNMの関係が明らかになれば、新たなリンパ節転移の機序および関連遺伝子の解明に繋がるのではと考えている。具体的には、次の3つの段階で構成される研究を計画している。まず、癌組織などと比較し、BIに有意に高(低)発現するmiRを選定する(第一段階)。次に、口腔癌細胞株において選定したmiRの発現を操作し、その増減に伴う細胞機能の変化と関連遺伝子を解析する。さらに、解析結果から、miR関連遺伝子が関わる癌転移機序を検討する(第二段階)。最後に、移植動物モデルを用いた縦断的機能解析を行い、選定したmiRおよびその関連遺伝子が口腔癌細胞の頸部リンパ節転移にどのように関与するかをin vivoで明らかにする(第三段階)。癌の転移を正か負のいずれかに制御するmiRおよびその標的遺伝子を同定できれば、制御が難しく予後を増悪させるLNMの新たな診断法や治療法の確立が期待できる。また、LNM予防が可能になれば、予防的頸部隔清術の頻用が回避できるため患者負担が軽減されるであろうし、一方で、高リスク群への予防的補足治療の確立にも繋がる。(1)探索し得たBI組織のmiRマイクロアレイ解析を行い、対照群と比較してBI組織に有意に高発現するmiRを1種、有意に低発現するmiRを6種を見出した。miR選定のためのin silico解析も終えている。(2)選定miR製剤を用いてのin vitro発現・機能解析も進めている。(3)また、次年度に予定していたin vivoでの解析については、2018年度の段階で予備実験は終了している。miRの導入/抑制を行う前段階として、ヌードマウスを用いた口腔癌細胞同所移植モデルの作製に成功した。LNMならびに肺への遠隔転移も観察しえた。in vitroとin vivoの両方で効率よく試験が行える細胞種の選定に時間を要した。選定miRを導入/抑制してのin vitro試験の結果が出次第、in vivoでのmiR導入/抑制試験予定である。また、臨床サンプルの回収も順調である。総合的に本研究の進行はやや遅れていると考える。口腔癌細胞へのmiR導入の予備試験からは、使用予定の材料(口腔癌細胞株、トランスフェクション製剤など)を用いて導入効果が確認できている。十分なmiR選定を行ったうえで動物実験へ進行するのが望ましい。miR導入細胞を動物へ移植した場合、miR導入が維持されない可能性もあるため、十分な事前検討が必要と考えている。in vitroでの十分なmiR選定を行ったうえで動物実験へ進行するのが望ましい。miR導入細胞を動物へ移植するよりも、口腔癌を担癌した動物に対しmiR (mimicもしくはinhibitor)をアテロコラーゲンを用いて投与しての発現・機能解析が妥当と考え、予定している。また、臨床サンプルを用いての解析は、in vivoで得られた結果を基に、miRならびに選定標的遺伝子を対象に行う予定である。
超音波超高圧ガス噴霧法による非平衡相合金微粉末の生成と特性

アモルファス球状粉末を高効率で作製する方法を開発する目的で、大きな冷却速度が生じるように工夫した超音波超高圧ガス噴霧装置を考案、試作した。アモルファス粉末を作製するための諸因子を検討した結果、鉄やコバルト基の合金では約100μm径以下の粉末をアモルファス相に出来る冷却能力を有していることが明らかになった。このようにして開発したアモルファス球状粉末の温間加圧焼結法によるアモルファスバルク化の条件を検討した結果、球状粉末のみでは高密度なアモルファスバルクを得ることは困難であり、フレーク粉末と球状粉末を適当な比率で混合した場合にのみ高密度なアモルスファスバルクが得られた。このために、超音波超高圧ガス噴霧装置を多量のフレーク粉末と少量の球形粉末が作製できるように改良した。改良法としては、噴霧ノズル直下に高速で回転する冷却体を設置し、二段液体急冷様式にしたことである。この二段液体急冷法は超音波超高圧ガス噴霧により作製した過冷却微小液滴を回転冷却体に高速で衝突させ、偏平化と同時に急速凝固させる方法であり、得られた粉末は約13μm厚の極めて薄い木葉状あるいは円板状の形態を有するとともに極めて大きな構造緩和熱量を有しており、未緩和状態のアモルファス相となっている特長を持っている。この知見に基づいて、二段液体急冷法により多くの合金系でのアモルファス化を試みた結果、従来の単ロール式液体急冷法ではアモルファス化出来なかったFeーC系などの合金においてもアモルファス相を得ることが出来ることおよびアモルファス形成合金系においてもその形成範囲が著しく拡張されることが明らかとなった。その原因は本二段液体急冷法が融点以下に過冷却した微小液滴を再冷却する異なった原理に基づく過冷却液体急冷法に起因するものと考えられ、この新しい液体急冷法と新しいアモルファス合金は今後その重要性を増すものと期待される。本研究を遂行する上で最も重要な超音波・超高圧ガス噴霧装置の試作に成功している。現在、この装置を用いて、鉄,コバルト,ニッケルなどの遷移金属系合金の微細な球状の非手衡相微粉末を高効率で得るための噴霧条件,得られた粉末の形状や粒度分布,構造,組織およびこれらの結果におよぼす噴霧ガスの種類(ヘリウム,アルゴン,窒素)の影響などを調べている。その結果、1.最大約2kgの合金微粉末を約1分の短時間内で作製できる高効率性を有していること、2.鉄,コバルト,ニッケルおよびアルミニウム系合金において約40μm以下の粒径をもつ真球状の微粉末が約7090%の高率で得られること、および、3.約2540μm以下の粉末は適当な半金属量を含む時、いずれの合金系においてもアモルファス単相構造を有することなどを見出した。さらに、これらのアモルファス相の形成の臨界粒径はアルゴン窒素ガスに比べ、ヘリウムガスにおいて著しく大きく(約2倍以上)なることも明らかになっている。アモルファス合金粉末の構造緩和量,結晶化温度および結晶化の熱量などの熱的安定性や硬さは、厚さ約30μmのリボン状アモルファス合金における値とほぼ同じであり、高圧ガス噴霧法による冷却が回転体接触による冷却と同様に【10^4】【10^5】k/sの高い冷却速度を有するものであることが判明した。

これらのアモルファス合金粉末を4001100°Cの温度域で加圧焼結することにより、広い温度域で密度がほぼ100%の緻密な塊状材を得ることができ、その塊状材がきわめて高い耐熱硬さと良好な耐磨耗性を有することを見出している。1.微細な球状微粉末のみが得られていた超音波超高圧ガス噴霧装置を多量のフレーク粉末と少量の球状粉末の混合したものが得られるように改良し,噴霧したすべての粒径粉末でアモルファス相単相が得られる装置に改善した.3.Fe,Co,Ni基のフレーク状アモルファス粉末の粒度分布や熱的安定性を明らかにすると共に,球状アモルファス粉末との差異を調べ,フレーク状アモルファス粉末の特徴を明らかにした.その結果,フレーク状アモルファス粉末は2段冷却過程で得られているために,構造緩和量がきわめて大きく,未緩和なアモルファス状態を有していることが初めて判明した.4.高い冷却速度が得られる本2段液体急冷法を用いることにより,過冷却した微小液滴を冷却回転体上に連続堆積させる方法により,約1mm厚さの厚板状アモルファスリボン材を作製することに成功した.現在,このアモルファス厚板材の熱的安定性,構造緩和挙動,磁性の解明を急いでいる.5.フレーク状アモルファス粉末から高い密度をもつアモルファスバルク材を作製するための基礎研究を行なった結果,フレーク状粉末と球状微粉末を約9:1に配合した場合に,結晶化温度井下の低温でのプレス処理においても98%以上の高密度なバルク材が得られることを見出すと共に,そのバルク材の飽和磁化や保磁力もアモルファスリボン材の最高値の約95%程度の値を示すことを明らかにした.6.新しい2段液体急冷法らず,高比強度材料を開発する目的でAlやTi基のアモルファス合金粉末の作製を試みている.超音波超高圧ガス噴霧装置により作製した鉄やコバルト基のアモルファス合金粉末は2100μm径の球状である。この球状粉末では温間加圧焼結法により高密度なアモルファスバルクを得ることは困難であったが、球状粉末とフレーク粉末を適当な比率で混合することにより高密度なアモルファバルク材が得られることを見出した。この結果、超音波超高圧ガス噴霧装置を多量のフレーク粉末と少量の球状粉末が混合したものが得られるように改善する必要性が生じ、改良を試みた。改良点は、ガス噴霧ノズル直下に高速で回転する冷却体を設置し、高速で飛来する噴霧された微小液滴を回転冷却体により偏平化すると同時に急速凝固することにより、フレーク状のアモルファス粉末を得るようにしたことである。改良後の粉末作製装置は、超音波超高圧ガス噴霧により微小な過冷却液滴を作製した後、これを回転体により再冷却し、凝固させる二段液体急冷法である。しかも,二段目の冷却においては、融点以下に過冷却した液滴を回転体に衝突させることにより厚さが役13μmもの薄さとなり、冷却速度が飛躍的に向上するとともに得られた粉末も木葉状や円板状のユニークな形態となることが明らかになった。この二段液体急冷法の特長を利用することにより、単ロール液体急冷法ではアモルファス化出来ないFe-C系などにおいてもアモルファス相が得られること、また従来アモルファス相が得られている合金系においてもその形成範囲が著しく低溶質濃度域に拡張されること、および得られたアモルファス相も高い冷却速度を反映した著しく大きな構造緩和量を有していることが見出された。このように、過冷却液体を再冷却する二段液体急冷法は、従来の融点異常に加熱した液体を一段で冷却する方法とは原理を異にする新しい型の液体急冷法であり、得られるアモルファス相の組成も大きく変化することより、今後の発展が大いに期待される。
サクラマス成熟雄の生理に影響を与える性フェロモンの解明

サクラマスにおける性フェロモンのプライマー効果を解明した。原尿やトリプトファン含む4代謝物を成熟雄のいるタンクに注入した後、性ステロイドホルモン量を定量した。HPLCによってサクラマス尿中のトリプトファン代謝物のプロファイルを明らかにした。その結果、排卵雌尿にはプライマーフェロモンが含まれることが示され、その効果は曝露4時間後にピークを示し、濃度依存性も示唆された。尿中トリプトファン代謝物の組成比には雌型と雄型が示された。本種のプライマーフェロモンはトリプトファン代謝物のキヌレニンとヒドロキシキヌレニンである可能性が高い。サケ科魚類における雄の血中ホルモン量と精液量を増加させる性フェロモン(プライマーフェロモン)の存在は長年示唆されてきたが、コイ科の研究と同様にホルモナルフェロモン概念を踏襲しており、まだ誰もその物質を同定していない。サクラマスのプライマーフェロモンを同定すれば、既に同定済みの行動を誘起するリリーサーフェロモン(トリプトファン代謝物)と対を為すことにより、魚類における新たな性フェロモン機構とその多様性を示すことができる。そこで本研究では、サクラマスのプライマーフェロモンが排卵メス尿中に存在することを確認するため、様々な尿や排卵メス胆汁および体腔液に曝露された排精オスが示すプライマー効果をTestosterone(T)、11-ketotestosterone(11-KT)、17α,20β-dihydroxy-4-pregnen-3-one(17,20β-P)の血中濃度を測定することにより調べた。T濃度がDW曝露群より排卵メス尿、L-キヌレニン曝露群において有意に上昇した。11-KTでは排卵メス尿曝露群がDW曝露群に対して有意に上昇し、またL-キヌレニン曝露群にも上昇の傾向が見られた。17,20β-Pの濃度は排卵メス尿、L-キヌレニン、未排卵メス尿において有意に上昇した。これらの結果から、サクラマスの排卵メス尿にはプライマーフェロモンが含まれており、L-キヌレニンがプライマーフェロモン物質である可能性が高いことがわかった。精液量には変化が認められなかった。今後、本種におけるプライマー効果の意義について明らかにし、L-キヌレニンのプライマー効果についても精査する。サケ科魚類における雄の血中ホルモン量など内分泌因子を増長させる性フェロモン(プライマーフェロモン)の存在は長年示唆されてきたが、コイ科の研究と同様にホルモナルフェロモン概念を踏襲しており、まだ誰もその物質を同定していない。そこで本研究では、サクラマスのプライマーフェロモンについて、排精早熟オスを用いて排卵メス尿の経時的なプライマー効果を調べた。また、排精早熟オスを用いて排卵メス尿の10^<-5>倍希釈10^<-10>倍希釈群とControl群の計7群においてプライマー効果の濃度依存性を調べた。プライマー効果はTestosterone (T)、11-ketotestosterone (11-KT)、17α,20β-dihydroxy-4-pregnen-3-one (17,20β-P)の血中濃度および精液量を測定することにより検定した。その結果、T濃度は曝露3時間後に上昇し4時間後には降下した。11-KT濃度は5時間後に上昇した。17,20β-P濃度は曝露3時間後から有意に上昇し、6時間後には降下した。また、各種ステロイドホルモン濃度は、いずれも濃度依存性を示した。一方、いずれの実験においても精液量に変化は見られなかった。今後は排卵メス尿だけでなく様々なトリプトファン代謝物で検討する予定である。サクラマスの成熟雄の誘引行動を引き起こすリリーサーフェロモンの主成分は、排卵雌尿中に含まれるトリプトファン(Trp)代謝物のキヌレニン(Kyn)である。本年度は、サクラマスにおける成熟雄に対するTrp代謝物のプライマーフェロモン効果を調べることを目的とした。

早熟雄を丸型400L水槽に馴致した後、水槽に各種サンプル(DW、未成熟雌尿:IFU、排卵雌尿:OFU、排精雄尿:SMU、Trp、ホルミルキヌレニン:F-Kyn、Kyn、ヒドロキシキヌレニン:H-Kyn、これら4種混合液:Mix)を4ml注入し、指定した時間に採血と精液搾出を行った後、精液重量、生殖腺重量、体重、尾叉長を測定した。ELISA法を用いて血中のTestosterone、11-Ketotestosterone、17α,20β-dihydroxy-4-pregnen-3-oneを測定した。また、成熟雌雄の尿中トリプトファン代謝物4種について詳細に分析し、経時的な解析を行った。その結果、4時間曝露実験では、OFU、Kyn、H-Kyn、Mix曝露群の血中ステロイド量が有意に上昇した。経時的応答実験ではKyn曝露後、各種血中ステロイド量が2時間後から上昇し、5時間後にピークを迎え12時間後に減少する傾向が見られた。産卵期の前期または後期では、IFU、OFU、Kyn、H-Kyn曝露群で各種血中性ステロイド濃度の上昇が見られた。尿中成分の経時的な分泌パターンが明らかとなった。サクラマスの成熟雄の誘引行動を引き起こすリリーサーフェロモンの主成分は、排卵雌尿(OFU)中に含まれるトリプトファン(Trp)代謝物のキヌレニン(Kyn)である。本研究ではサクラマスの各種尿と尿中Trp代謝物がオスの血中性ステロイドを増加させるプライマーフェロモン効果を与えるか調査した。KynとH-Kynに3種の性ステロイドを増加させる効果が見られ、前期から後期にかけてH-KynからKynへと効果の高い物質が変化していく傾向が見られた。本種のプライマーフェロモンは、Trp代謝物であるKynとH-Kynの可能性が高く、産卵期の中期にフェロモンによる効果が最も高いと考えられる。原尿のフェロモン効果を確信できた。また、その効果の経時的応答や濃度依存性も確認できた。次に、尿中のフェロモン候補成分を詳細に分析したところ、地理的変異は少なく、経時的変化や日周性が認められた。その結果に基づき、候補成分の混合液による曝露実験によりフェロモン効果を調べたところ、未知の成分の関与が予想された。24年度が最終年度であるため、記入しない。過去に用いてきた材料は経代飼育魚であり、本プロジェクトで用いざるを得なかった材料は天然魚に近い物であった。そのため、行動特性が過去のものと異なるだけでなく、これまで注目してきた主成分以外に、副成分の存在や、候補成分数種による混合比が重要であることが示唆された。そのため、尿中成分比を反映させた混合溶液による各種曝露実験や行動実験を行ってきたが、未だ途中経過にある。繁殖期全体にわたり経時的に各種実験を実施する必要がある。
複素鏡映群と単純特異点

山田-Slodowyは、楕円型Lie環を用いた単純楕円特異点とその普遍変型空間の構成を研究中である。その為に、SL(2,Z),楕円型Weyl群が作用する空間Xを楕円型Lie環から構成した。この空間XにはWess-Zumino-Witten項を用いることに依りdouble loop群が作用し、その不変式環を研究することが重要となる。その為には、Slodowy-Helmkeのloop群を用いた単純楕円特異点の構成との関係を調べなくてはならなかった。そこで、我々は、無限次元空間P(楕円曲線上の正則G-束の族の切断全体上のC*-bundleを考えたようなもの)から出発して、空間Pのloop群による商空間として空間Xが、double loop群の商空間としてaffine Lie環に対応するaffine Lie群が得られることを示した。これは、楕円曲線上のフローケ理論(微分方程式とモノドロミーの対応関係)を構成したことになる。これに依り、空間Xに於けるdouble loop群の軌道とaffine Lie群に於けるloop群の軌道が1:1に対応することが分かり、不変式環としては、affine Lie群の指標環を考えれば良いことが分かった。共同研究者の渡辺は、PainleveIV-型方程式の有理解の研究の為に、4次元空間における正多面体24-包体を解析し、この各頂点更に各面の重心にPainleveIV-型方程式の有理解が対応することを明らかにした。これは、Painleve方程式の解構造を明らかにする為の重要な一歩である。河野は、3次元多様体に対し一般化されたDS diagram及び1-ラベル付グラフという概念を定義し3次元多様体の研究を行い、「一般化されたDS diagramが表す多様体は、3つの例外を除き、ラベル付グラフから決まる」という結果を得た。山田は、単純楕円特異点と楕円型Lie環の関係を明らかにする為の基礎を現在研究中である。現時点に於いては、楕円型Lie環上にSL(2,Z)、楕円型Lie群の作用を考えることにより、Kacが、定義したSL(2,Z)、Affine Weyl群の作用が自然に導きだせることが分った。ここにおいて、Wess-Zumino-Witten項やWitten functionalなどconformal gauge理論に表れる概念が重要な役割を果たしている。また、副産物として楕円曲線上のG-束のmoduli上の直線束が、楕円型Lie環の立場から構成できる。更に、Slodowy-HelmkeのLoop群を用いた単純楕円特異点の構成との関係を論じる為に、楕円曲線上のフローヶ理論を構成した。これは、楕円曲線上のG-束の接続の空間と楕円曲線上のG-束のmonodromy群=loop群の関係を付たことになっている。山田、鈴木、渡辺は、現在、A^<(1,1)>_1-楕円型Lie環の場合の楕円曲線上のG-束のmoduliとその上の楕円型Lie群のorbit構造とPainleveVI-型方程式との関係を研究中である。moduli空間の4一点上で楕円型Lie群のorbitは退化し、この点は、PainleveVI-型方程式に表れるFuchs-型微分方程式の確定特異点と一致する。特異点の立場から、moduli空間の4一点上で確定特異点を持つGauss-Mannin接続が得られるが、この微分方程式系とPainleveVI-型方程式に表れるFuchs-型微分方程式の関係を調べようと言う訳である。山田は、楕円型Lie環を用いた単純楕円特異点とその普遍変型空間の構成を研究中である。

その為にSlodowy-山田は、SL(2,Z),楕円型Weyl群が作用する空間Xを楕円型Lie環から構成した。この空間XにはWess-Zumino-Witten項を用いることに依りdouble loop群が作用し、その不変式環を研究することが重要となる。その為には、Slodowy-Helmkeのloop群を用いた単純楕円特異点の構成との関係を調べなくてはならなかった。そこで、我々は、無限次元空間P(楕円曲線上の正則G-束の族の切断全体上のC^*-bundleを考えたようなもの)から出発して、空間Pのloop群による商空間として空間Xが、double loop群の商空間としてaffine Lie環に対応するaffine Lie群が得られることを示した。これは、楕円曲線上のフローケ理論(微分方程式とモノドロミーの対応関係)を構成したことになる。これに依り、空間Xに於けるdouble loop群の軌道とaffine Lie群に於けるloop群の軌道が1:1に対応することが分かり、不変式環としては、affine Lie群の指標環を考えれば良いことが分かった。これに依り、基礎部分がで来たので、単純楕円特異点のLie環論的構成が次の目標となる。共同研究者の渡辺は、PainleveIV-型方程式の有理解の研究の為に、4次元空間における正多面体24-包体を解析し、この各頂点更に各面の重心にPainleveIV-型方程式の有理解が対応することを明らかにした。これは、Painleve方程式の解構造を明らかにする為の重要な一歩である。最近、斉藤-寺島(神戸大学)に依り、Painleve方程式と単純特異点の内在的関係が示唆された。それを受けて、山田-鈴木-渡辺は、affine Lie環を用いたPainleve方程式の構成を研究中である。(野海-山田(神戸大学)とは異なる視点である)
高親水性ポリマーモノリスの開発と分子鋳型法によるタンパク質分離への応用

昨年度までの報告において,高親水性を有する新規分離媒体として,水溶性架橋剤を用いるモノリス型カラムが有効であることを示した,しかしながら,昨年までの結果では,機械的強度の問題から実用に耐えうるカラムの作成が困難であった.そこで,本年度は水溶性架橋剤の種類をいくつか試すと共に,キャピラリー型カラムを適用することで,実使用に耐えうるカラムの調製,評価を行った.その結果,完全水系での使用に耐えうるカラムの作成が可能となり,さらに,核酸塩基,いくつかのタンパク質といった生体関連物質の分離が達成された.次に本研究のもう一つの課題である,タンパク質の選択的分離については,まず,低分子に対する新たな概念を提唱した.従来の分子インプリント法では,構造柔軟性の高い物質には適用が困難であるとされており,柔軟な構造を有するターゲット物質に対しての新たな手法が求められている.そこで,ドウモイ酸と呼ばれる麻痺性貝毒をターゲットとして,三次元構造認識に起因する選択的認識能を評価した.その結果,単純な構造の鋳型分子を用いた場合でも,三次元的に官能基を認識することが示唆された.コンピュータモデリングの支持により,この認識はターゲット物質の構造変化が寄与していることが示唆された.つまり,ターゲット物質の構造変化に伴うエネルギーよりも,認識部位に取り込まれる安定化エネルギーの方が高い場合には,認識部位においてターゲット物質の構造変化が起こり,結果的に高い認識能となることが示された.この結果は,構造柔軟性を有するタンパク質をターゲットにした場合には非常に重要な現象であり,この概念を基に,水溶性の架橋剤を基材とたタンパク質インプリントポリマーを調製し,評価を行った.その結果,タンパク質インプリントにより調製した分離媒体を評価した結果,わずかではあるが選択的な分子認識能が確認された.上記,本研究で得られた結果では,当初の研究目的であるモノリス型カラムと選択的タンパク質分離の双方を融合するには至っていない.それぞれの有効性を示すことができたため,今後,二つの技術を組み合わせることで,更なる発展を遂げる研究テーマになると考えられる.親水性を有する新規ポリマーモノリスの開発を目的とし,水溶性架橋剤を用いて種々のポリマーモノリスを調製した.調製したポリマーモノリスは,架橋剤や多孔質化溶媒の組成を変えることで,多孔質構造が大きく変化することがわかり,現在最適化条件を検討中である.特に,多孔質化溶媒中の水溶性高分子添加物の変化に対するモノリス構造の変化は著しく,これまでに報告例のない発見であると言える.また,親水性の評価を行った結果,既存の親水性分離媒体と比較して,はるかに高い親水性を示すことがわかり,カラムとしての形成が完成すれば,芯素性化合物の分離に最適であると予想される.しかしながら,液体クロマトグラフィー用のカラムとしての使用には,機械的強度の面で問題があり,更なる検討が必要であると考えられる.現在,多孔質化構造の変化に関する学術論文を投稿中である.さらに,上記検討とは別に,タンパク質を目的物質とした新たな選択的分離媒体開発の検討を行った.分離媒体の合成には,分子インプリント法を基とする手法を取り入れ,水溶性を示すポリエチレングリコールジアクリレートやアクリルアミドを用いた.合成した分離媒体は僅かながら特定のタンパク質(β-グロブリン)に対する選択的認識能が見られた.しかしながら,吸脱着に要する時間が極めて長く,さらに,選択性は従来のアフィニティカラム等に較べると格段に低い.ただ,潜在的な可能性としては,変性することなく目的のタンパクを捕捉することができ,細孔状態,機能性モノマー,重合条件等を最適化することで,実用的な分離媒体の開発が可能になると予想される.昨年度までの報告において,高親水性を有する新規分離媒体として,水溶性架橋剤を用いるモノリス型カラムが有効であることを示した,しかしながら,昨年までの結果では,機械的強度の問題から実用に耐えうるカラムの作成が困難であった.そこで,本年度は水溶性架橋剤の種類をいくつか試すと共に,キャピラリー型カラムを適用することで,実使用に耐えうるカラムの調製,評価を行った.その結果,完全水系での使用に耐えうるカラムの作成が可能となり,さらに,核酸塩基,いくつかのタンパク質といった生体関連物質の分離が達成された.次に本研究のもう一つの課題である,タンパク質の選択的分離については,まず,低分子に対する新たな概念を提唱した.従来の分子インプリント法では,構造柔軟性の高い物質には適用が困難であるとされており,柔軟な構造を有するターゲット物質に対しての新たな手法が求められている.そこで,ドウモイ酸と呼ばれる麻痺性貝毒をターゲットとして,三次元構造認識に起因する選択的認識能を評価した.その結果,単純な構造の鋳型分子を用いた場合でも,三次元的に官能基を認識することが示唆された.コンピュータモデリングの支持により,この認識はターゲット物質の構造変化が寄与していることが示唆された.つまり,ターゲット物質の構造変化に伴うエネルギーよりも,認識部位に取り込まれる安定化エネルギーの方が高い場合には,認識部位においてターゲット物質の構造変化が起こり,結果的に高い認識能となることが示された.この結果は,構造柔軟性を有するタンパク質をターゲットにした場合には非常に重要な現象であり,この概念を基に,水溶性の架橋剤を基材とたタンパク質インプリントポリマーを調製し,評価を行った.

その結果,タンパク質インプリントにより調製した分離媒体を評価した結果,わずかではあるが選択的な分子認識能が確認された.上記,本研究で得られた結果では,当初の研究目的であるモノリス型カラムと選択的タンパク質分離の双方を融合するには至っていない.それぞれの有効性を示すことができたため,今後,二つの技術を組み合わせることで,更なる発展を遂げる研究テーマになると考えられる.