hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カーボンナノチューブ薄膜の超分子的作製法とその物性評価

カーボンナノチューブ(CNT)は、分子構造の僅かな違いにより、金属にも半導体にもなる、ナノテクノロジーの中核的素材である。金属チューブは銅よりも大きい最大電流密度で導電が可能であるが、現在の合成法では、全てのCNTサンプルは金属:半導体比が1:2の自然比で半導体を含む。また、CNTは化学的に非常に安定で不活性な表面を持つ。よって、ほとんどの物質に対して濡れ性が極めて悪く、分散や混合、接合しない。CNTの薄膜は、導電性の向上、半導体特性の制御、電子エミッター、放熱基板など、多くの応用が期待されるのであるが、この濡れ性の悪さが薄膜作製に大きな問題を生じている。現在、CNT薄膜の作製法としては、化学気相法によるCNT薄膜の直接合成やバインダーと混ぜて塗装する方法が知られている。今回の研究で、我々は、化学的相互作用に基づく吸着を利用して、CNT自体に自己組織的に膜を形成させる方法を検討した。水中に超音波分散されたCNTは熱力学的に不安定で、徐々に自己凝集してしまう「速度論的にのみ安定な状態」にある。そこに、表面にアミノ基を持つガラス基板(鋳型)を浸漬すると、CNTは自己凝集するよりも速くアミノ基で覆われた表面の方に凝集するようになる。また、一旦吸着したCNT膜を乾燥させると、CNT同士が強くファンデルワールス接合するようになり、再び分散液に浸しても剥れなくなる。吸着-洗浄-乾燥のサイクルを繰り返すことで、膜をより厚く積層することが可能となり、ナノメータレベルの膜厚制御ができる。ガラス基板表面のアミノ基には、ジアミノアルキル基が最も均一に、多量のCNTを吸着させることがわかった。CNT分散液の濃度を変えたときのCNT吸着量と表面電気抵抗値から、我々が制御できる最小CNT濃度ですでにパーコレーションが起こっていることが判明した。理論的に解析した結果、1平方ミクロンあたり2本以下のCNT密度ですでにパーコレーション閾値を超えていることがわかり、2次元における棒状導電体によるネットワークの効率性の良さを再認識させられた。AFMによるCNTネットワークの占める割合と網状CNTネットワークの太さの測定から、ある程度表面がCNTで被覆されると、それ以降の吸着は空間を埋めるのではなく、ネットワークを太くするというこれまでの我々のモデルを支持する結果が得られた。本研究の目的は、カーボンナノチューブ(CNT)薄膜の作製法として、超分子的手法を確立することにある。我々は、新規な作製法として、化学的相互作用に基づく吸着を利用して、CNT自体に自己組織的に膜を形成させる方法を提案した。これは、CNTがアミノ基と特異的に相互作用することと、CNTの分散液が不安定であることを組み合わせた手法である。水中で分散されたCNTは不安定であり、徐々に自己凝集してしまう。そこで、表面にアミノ基を持つ物体(鋳型)を導入すると、CNTはアミノ基で覆われた表面の方により速く、より多く凝集するようになる。

吸着-洗浄-乾燥のサイクルを繰り返すことで、膜をより厚く積層することが可能となり、ナノメータレベルの膜厚制御ができる。膜は、細長い形状のCNTにより構成される。したがって、膜の物性は、CNTのつながり方とその密度により制御されると期待される。本研究では、鋳型に平板ガラスを用いて、この手法で作製されたCNT薄膜のつながり方を調査した。まず、ガラス基板表面のアミノ基について、アミノプロピル基、L-リシン基、ジアミノアルキル基を検討した結果、ジアミノアルキル基が最も均一に、多量のCNTを吸着させることがわかった。これは、基板表面のアミノ基密度と親水性が重要であることを示す結果である。続いて、CNT分散液の濃度を変えたときのCNT吸着量と表面電気抵抗値を見積もった。吸着-洗浄-乾燥のサイクルを繰り返す度に、双方とも増加したが、その増加量は徐々に減少した。特に、表面電気抵抗値は、初期のサイクルでは吸着量が増加するにつれ減少するが、ある程度積層すると、ほとんど一定となった。これは、以下のモデルで説明できる。初期のサイクルでは、CNTが次々と基板表面に吸着し、ネットワークをより密にしていくので表面電気抵抗値は減少する。ある程度CNTが基板表面を被覆するようになると、次のCNTは基板表面よりも既に吸着しているCNTに吸着するようになり、ネットワークを繋ぐCNTの束が太くなるが、ネットワークの密度には貢献しない。したがって、表面電気抵抗値は接触抵抗で一定となる。CNT薄膜が自己集積され強固なネットワークを作成する要因はファンデルワールス引力なのであるが、同じ力がネットワークの穴を埋めるよりもCNT同士を接合させる方向へ働いていることが判明した。カーボンナノチューブ(CNT)は、分子構造の僅かな違いにより、金属にも半導体にもなる、ナノテクノロジーの中核的素材である。金属チューブは銅よりも大きい最大電流密度で導電が可能であるが、現在の合成法では、全てのCNTサンプルは金属:半導体比が1:2の自然比で半導体を含む。また、CNTは化学的に非常に安定で不活性な表面を持つ。よって、ほとんどの物質に対して濡れ性が極めて悪く、分散や混合、接合しない。CNTの薄膜は、導電性の向上、半導体特性の制御、電子エミッター、放熱基板など、多くの応用が期待されるのであるが、この濡れ性の悪さが薄膜作製に大きな問題を生じている。現在、CNT薄膜の作製法としては、化学気相法によるCNT薄膜の直接合成やバインダーと混ぜて塗装する方法が知られている。今回の研究で、我々は、化学的相互作用に基づく吸着を利用して、CNT自体に自己組織的に膜を形成させる方法を検討した。水中に超音波分散されたCNTは熱力学的に不安定で、徐々に自己凝集してしまう「速度論的にのみ安定な状態」にある。そこに、表面にアミノ基を持つガラス基板(鋳型)を浸漬すると、CNTは自己凝集するよりも速くアミノ基で覆われた表面の方に凝集するようになる。また、一旦吸着したCNT膜を乾燥させると、CNT同士が強くファンデルワールス接合するようになり、再び分散液に浸しても剥れなくなる。
動物では初めてのウイルス誘発性中枢神経系腫瘍(神経膠腫)の特徴

鶏には散在性髄膜脳炎を背景にもちながらアストロサイトが腫瘍様に増殖する、いわゆるトリの神経膠腫が知られている。しかし、本疾患の原因や病変性状は十分に明らかにされていない。本研究ではトリの神経膠腫の原因、病態を明らかにすべく実験病理学的検索を行った。得られた成果は以下の通りである。1.チャボとSPF鶏の脳内に本疾患罹患脳乳剤またはこれを接種した鶏胚細胞(CEF)培養上清を接種すると、本疾患特有の病変が再現された。このことから、本疾患の他個体への伝達性、すなわち病原ウイルスの関与が示唆された。2.罹患脳乳剤を接種したCEFおよび培養上清からALVと推察されるウイルスが分離された。このウイルスは径100nmで感染CEFの細胞膜に形成されていたウイルス粒子の出芽像はC型レトロウイルスが複製時に形成する出芽像に酷似していた。3.CEF内に存在するALVプロウイルスのenv領域をシークエンスして標準ウイルス株と比較すると、分離したウイルスはALV-A亜群と90%以上、B亜群と92%以上の相同性を示すenv領域を持っていた。4.接種実験鶏には非化膿性心筋炎が高率に併発していた。これらの心筋細胞はウイルス抗原に強陽性を示し、ALV感染時に形成される基質封入体も多数認められた。このことから、原因ウイルスは特に心筋線維で複製する傾向があり、本疾患に関連して非化膿性心筋炎が起こることが明らかとなった。5.初期の結節性脳病変には間葉性細胞が混在せず、小結節は異型性をもつ星状膠細胞の増殖からなっていた。6.実験例の一部に概ね全身の末梢神経系を冒す腫瘍が発生した。これは神経周膜細胞に由来する腫瘍であることが病理学的検索から明らかとなった。以上の成績から、トリの神経膠腫はALV-AまたはB亜群によって引き起こされるウイルス感染症であることが明らかとなった。本ウイルスに鶏が罹患すると非化膿性脳炎・心筋炎が発生し、その後、約4ケ月から12年を経て、星状膠細胞あるいは星状膠細胞と間葉性細胞が混在する腫瘍、もしくは、神経周膜細胞腫が発生することが示唆された。本研究の成績から、本疾患の名称はトリのウイルス性神経膠腫と改変されるのが妥当と考えられた。鶏には散在性髄膜脳炎を背景にもちながらアストロサイトが腫瘍様に増殖する、いわゆるトリの神経膠腫fowl gliomaが知られている。申請者のこれまでの成果により、本疾患はavian leukosis/sarcoma virus group(ALV)に起因するウイルス性腫瘍であると推察された。そこで、本研究はトリの神経膠腫の原因と特徴を明らかにするために実施された。これまでに得られた成果は以下の通りである。1.神経膠腫罹患チャボから得た脳乳剤を鶏胚細胞に接種して培養後、Southern blot hybridization法によって検索した。

細胞分画中にはALV共通のプローブに結合し、かつ内在性レトロウイルス由来のプロウイルスDNAとは異なるDNAが存在することが明らかとなった。2.鶏胚細胞内のALVプロウイルスのenv領域についてシークエンスを行い、既知のALVと比較すると、A亜群と90%以上の相同性を示した。3.鶏胚細胞の培養上清を低速遠心し、得られた濃縮液をリンタングステン酸を用いてネガティブ染色した後、電子顕微鏡下で観察すると、径100nmでtadpole形のウイルス粒子が発見された。4.培養上清濃縮液をチャボの初生雛の脳内に接種すると、接種後35日目には自然発生した神経膠腫罹患例の病理像と類似した非化膿性脳炎が認められた。5.野外例、実験例の非化膿性脳炎に出現したリンパ球の大半はCD3陽性のT細胞であった。これら成績はトリの神経膠腫がALV-A亜群の一種によって引き起こされるウイルス感染症であることを支持するものである。鶏には散在性髄膜脳炎を背景にもちながらアストロサイトが腫瘍様に増殖する、いわゆるトリの神経膠腫が知られている。しかし、本疾患の原因や病変性状は十分に明らかにされていない。本研究ではトリの神経膠腫の原因、病態を明らかにすべく実験病理学的検索を行った。得られた成果は以下の通りである。1.チャボとSPF鶏の脳内に本疾患罹患脳乳剤またはこれを接種した鶏胚細胞(CEF)培養上清を接種すると、本疾患特有の病変が再現された。このことから、本疾患の他個体への伝達性、すなわち病原ウイルスの関与が示唆された。2.罹患脳乳剤を接種したCEFおよび培養上清からALVと推察されるウイルスが分離された。このウイルスは径100nmで感染CEFの細胞膜に形成されていたウイルス粒子の出芽像はC型レトロウイルスが複製時に形成する出芽像に酷似していた。3.CEF内に存在するALVプロウイルスのenv領域をシークエンスして標準ウイルス株と比較すると、分離したウイルスはALV-A亜群と90%以上、B亜群と92%以上の相同性を示すenv領域を持っていた。4.接種実験鶏には非化膿性心筋炎が高率に併発していた。これらの心筋細胞はウイルス抗原に強陽性を示し、ALV感染時に形成される基質封入体も多数認められた。このことから、原因ウイルスは特に心筋線維で複製する傾向があり、本疾患に関連して非化膿性心筋炎が起こることが明らかとなった。5.初期の結節性脳病変には間葉性細胞が混在せず、小結節は異型性をもつ星状膠細胞の増殖からなっていた。6.実験例の一部に概ね全身の末梢神経系を冒す腫瘍が発生した。これは神経周膜細胞に由来する腫瘍であることが病理学的検索から明らかとなった。以上の成績から、トリの神経膠腫はALV-AまたはB亜群によって引き起こされるウイルス感染症であることが明らかとなった。本ウイルスに鶏が罹患すると非化膿性脳炎・心筋炎が発生し、その後、約4ヶ月から12年を経て、星状膠細胞あるいは星状膠細胞と間葉性細胞が混在する腫瘍、もしくは、神経周膜細胞腫が発生することが示唆された。本研究の成績から、本疾患の名称はトリのウイルス性神経膠腫と改変されるのが妥当と考えられた。
ボルツマン方程式に対する超局所解析

衝突積分項の積分核が粒子の衝突角度を変数として特異性もつ、non-cutoffボルツマン方程式に対して、空間一様、非一様な場合の両者について解の平滑効果を示し、後者についてはこれまで未解決であった古典解の局所存在と解の一意性を明らかにした。またボルツマン方程式と、関連するランダウ方程式などの気体運動論の基礎方程式について解のGevrey性、解析性、超解析性などのより詳しい滑らかさを考察した。衝突積分項(collision term)が長距離型相互作用をもつボルツマン方程式の解の滑らかさを擬微分作用素,paradifferential理論などの超局所解析の方法を用いて研究した.気体運動論の基本方程式であるボルツマン方程式は,微分積分方程式であり,物理的に重要なモデルでは,その積分項の核が粒子の衝突角度を変数として特異性を持つ.これまでの多くの研究は特異性をもつ角度が0の部分を取り去った条件(Grad's angular cut-off assumption)の下で議論されてきた.本研究では、長距離型相互作用を考慮した積分核が特異性をもつ場合には,その特異性に応じて衝突積分項が作用素として、分数べき、あるいは、対数オーダーの楕円性をもつことに着目し、解の滑らかさ(regularity)について解析を行った。まず、ボルツマン方程式の非線型項を楕円型作用素の分数べきに置き換えた近似線型モデル方程式の解に対して、Hoermander Lie bracket条件による,劣楕円型評価の導出と解の滑らかさの解析を行った。また、paradifferential理論を用いて上記モデル方程式の結果を半線型方程式へ拡張した。さらに、2粒子の衝突の際に働く斥力ポテンシャルを、従来考察されていた距離のマイナス乗からDebye-Yukawa型にかえると、対数オーダーの楕円性を与える積分核の特異性が生じることを見いだした.空間について一様な(homogeneous)ボルツマン方程式の初期値問題に対して、衝突積分項の核が2粒子の相対速度によらない場合(non-Maxwellian case)について考察し、線形熱方程式と同様な解の平滑効果(smoothing effect)がおこることを、対数オーダーのような弱い楕円性しか持たない場合も含めて、一般的に示した。気体運動論の基本方程式であるボルツマン方程式は,微分積分方程式であり,物理的に重要なモデルでは,その積分項の核が粒子の衝突角度を変数として特異性を持つ.これまでの多くの研究は特異性をもつ角度が0の部分を取り去った条件下で議論されてきた.本研究では、積分核が特異性をもつ場合には,その特異性に応じて衝突積分項が作用素として、分数べき、あるいは、対数オーダーの楕円性を持つことに着目し,ボルツマン方程式を線形偏微分方程式論でよく知られた無限回微分可能な解しかもたないコルモゴロフ作用素の同類と見なすことによって,解の滑らかさ(regularity)について研究をすすめた.線形偏微分方程式論における退化楕円型作用素の準楕円性の解析に用いられる,擬微分作用素論,HoermanderのLie-bracket条件,Feffermanの不確定性原理,などの超局所解析の手法を使ってボルツマン方程式の解のregularityを,空間について一様な場合,非一様な場合に分けて解析した.空間について一様な場合には,衝突積分核が2粒子の相対速度によらないという仮定の下では,熱方程式と同様な解の平滑効果がおこることを、対数オーダーのような弱い楕円性しか持たない場合も含めて、一般的に示した.また,初期値問題の解の平滑効果がGevrey級の関数空間でも期待できることを,ボルツマン方程式を定常解(Gauss関数)の周りで線形近似した方程式を考察することにより明らかにした.空間に非一様な場合についても,Boltzmann方程式の線形近似方程式を考察し,解の存在とregularityを示した.また,線形退化楕円型作用素とボルツマン方程式などの非線形偏微分方程式との定性的な類似性を検証する観点から,ある種のLie-bracket条件をみたす準線形偏微分方程式についてその実解析解が無限回微分可能な関数空間で不安定であることを明らかにした.気体運動論の基本方程式であるボルツマン方程式は,物理的に重要なモデルでは,その衝突積分項(collision term)の積分核が粒子の衝突角度を変数とした特異性を持つ。本研究では、積分核の特異性に着目して、ボルツマン方程式が空間に一様な場合(spatially homogeneous)と非一様な場合(spatially inhomogeneous)との両者について、解の平滑効果(smoothing effect)と正則性効果(regularizing effect)とを示した。これらの結果により、角度の特異性を取り去らない(non-cutoff)ボルツマン方程式は熱方程式あるいはコルモゴロフ方程式のような、解の滑らかさを享受する方程式であることが明らかとなった。Non-cutoffで空間非一様なボルツマン方程式の滑らかな解の存在証明は、衝突積分核を擬微分作用素論などの超局所解析理論を駆使して評価することにより、本研究によって初めて明らかとなった。また、non-cutoffボルツマン方程式と同様な性質をもつランダウ方程式について、空間一様、Maxwellian moleculeな場合には、熱方程式の初期値問題と全く同一な、超解析的平滑効果(ultra-analytic smoothing effect)が起こることを明らかにした。
量子ビームによる有機薄膜太陽電池のエネルギー損失機構の解明

本研究では、有機薄膜太陽電池の中でも特に電極界面に焦点を絞り1)紫外光電子分光を利用した有機薄膜太陽電池電極緩衝層の電子物性2)電極界面での界面電荷移動速度について量子ビーム計測を行った。その結果、金属から分子に効果的な電子ドープが行われた系において、オーム性接触が実現するとともに、10 fs未満の高速な電荷移動が起こることが明らかになった。また、この電子ドープの状態は、複数の有機層のエネルギー準位接続に影響を与えることが判明した。以上の結果より、有機/金属界面のドープ状態の制御が、最適な光電変換層や緩衝層の選択に不可欠であり、太陽電池の高効率化の鍵となることが明らかになった。(1)有機薄膜太陽電池電極緩衝層の電子物性計測高効率な有機薄膜太陽電池に不可欠なBathocuproine(BCP)緩衝層の役割について調査した結果、アクセプタC60/緩衝層BCP界面のエネルギー準位接続が、金属電極に影響を受けることを明らかにした。具体的に、Ag電極の電子がBCP緩衝層のLUMO準位に移動(電子ドープ)すると、BCPの有する化学ポテンシャル(フェルミ準位)がHOMO-LUMOギャップ中央近傍からLUMO準位近傍にシフトし、隣接するC60のLUMO準位とBCPのLUMO準位でエネルギー障壁が非常に小さくなる現象を見出した。また、電子をドープしたBCP緩衝層は、金属的な電子物性を示しつつC60層との界面でオーム性接触をとり、かつ金属電極を直接C60層上に形成した場合と比べ励起子失活が抑制されることから、光電変換過程でエネルギー損失を低減し有効に働くことを明らかにした。さらに、耐久性に乏しいBCP緩衝層に替わる新材料の候補として、窒素、酸素など、電気陰性度の高い元素を二重結合に組み込んだ有機半導体分子が有用であることを示した。(2)有機薄膜太陽電池界面のCore-Hole Clock分光有機薄膜太陽電池の特性に多大な影響を及ぼす有機/金属界面の電荷移動ダイナミクスの検出を、Core-Hole Clock分光により行った。前年度までに相互作用を計測済みの、カルバゾール構造異性体/金属(Ag,Mg,Au)界面におけるCore-Hole Clock分光を観測したところ、金属電極/有機分子間の相互作用というより、むしろオーム性接触の実現する系で非常に速い(10 fs未満)電荷移動信号を検出した。なおオーム性接触の起こる系では、金属から分子に効果的な電子ドープが起こっていた。よって、電極界面でのドープ状態の制御が、太陽電池の高効率化の鍵となることが明らかになった。(1)鉛フタロシアニン薄膜のエネルギー損失過程の観測単斜晶、三斜晶を作り分けた鉛フタロシアニン薄膜太陽電池のデバイス特性を計測すると、三斜晶構造の試料を用いた方が変換効率が60%ほど高いことを確認した。一方、これらの薄膜の蛍光寿命は170220ピコ秒と寿命の変化が確認されなかった。ただし、低温に冷却すると蛍光強度は三斜晶の方が劇的に大きくなる。これより、鉛フタロシアニン薄膜におけるエネルギー失活のメカニズムは単斜晶と三斜晶で異なり、太陽電池特性に影響を及ぼすことが予想される。続いて、鉛フタロシアニン薄膜のエネルギー失活メカニズムを検証するため、XAFS法を用いた解析に着手した。まず、連続放射光源を用いたXAFS解析より、動径構造関数がフタロシアニンの分子構造と対応することを確認した。続いて全反射条件で入射光を試料に照射し蛍光XAFSの測定を行うと、膜厚5 nmと極めて薄いフタロシアニン薄膜でも信号検出も行えることを確認した。今後、さらにXAFS解析を高精度化し、光学遷移と対応する構造遷移過程を捉えることを目指す。(2)有機薄膜太陽電池界面の共鳴オージェ電子分光有機薄膜太陽電池の特性に多大な影響を及ぼす有機/金属界面の電荷移動ダイナミクスの検出に共鳴オージェ電子分光を用いた。まず、カルバゾール構造異性体における有機/金属間相互作用をXPS, NEXAFSにより検出した。カルバゾール構造異性体では構成元素が同一にもかかわらず界面相互作用が劇的に変化し、これにより界面電気二重層の大きさが0.7 eVも変化することを確認した。相互作用を支配する因子としては分子の共鳴安定構造と立体因子が挙げられる。一方、これらの系に共鳴オージェ電子分光を観測したところ、オーム性接触の実現する系で非常に速い(10 fs未満)電荷移動信号を検出した。今後、電荷移動速度のデバイス特性への影響を探る。(1)鉛フタロシアニン薄膜のエネルギー損失過程の観測に関しては、研究計画通り進行している。

動径構造関数がフタロシアニンの分子構造と対応することを確認した点と、膜厚5 nmと極めて薄いフタロシアニン薄膜でも信号検出も行えることを確認した点は、XAFS解析が有機薄膜太陽電池の解析にも十分適用可能なことを示した結果と言える。ただ、目標とする構造遷移過程を捉えるには、さらなるブレイクスルーが必要である。次年度以降より精密なXAFS解析に着手したい。(2)有機薄膜太陽電池界面の共鳴オージェ電子分光に関しては、研究計画を超える成果が得られている。特に、10fs未満の時間スケールの極めて速い電荷移動現象を捉えることに成功し、有機/金属界面の電荷注入効率等、デバイス物理の解明に寄与する知見が得られた点は意義がある。今後、この測定法の有機薄膜太陽電池への適用をさらに進め、有機/金属界面の詳細な物性解析、有機/有機界面でのエネルギー損失機構の解明に応用していきたい。(1)鉛フタロシアニン薄膜のエネルギー損失過程の観測に関しては、蛍光寿命の励起波長依存性を取り、分子の励起状態への励起効率を確認する。続いて、上記の結果を参照し光照射時のXAFS測定を観測し、光照射時の中心金属周りの構造変遷について確認する。また時間経過によるXAFS信号変化の計測も予定している。(2)有機薄膜太陽電池界面の共鳴オージェ電子分光に関しては、有機/金属界面での電荷移動メカニズム、ならびにキャリア注入効率に関する詳細な物理機構を構築する。これにより、有機薄膜太陽電池の電極界面でのデバイス物理をより明瞭なものにしていく。また、上記の結果を応用し、有機/有機界面の電荷移動速度の計測に応用していくことを予定している。蛍光寿命の励起波長依存性は、分子の励起効率の観測ならびにXAFS測定に不可欠である。このため、この測定に不可欠な分光器を平成24年3月下旬に納品した(4月に支払いとしたため、報告書上次年度使用額に含まれている)。平成24年度は、この分光器の光ファイバー結合システムの設置に不可欠な分光器設置ラック(15万円)を購入する。また、研究成果の海外での発表旅費に30万円ほど使用する。残りは有機材料等の消耗品に6万円ほど使用する。
MEMS技術とレーザー計測の融合によるマイクロ燃焼の解明と制御

本研究では,新たに開発する非接触型MEMS温度センサにより熱的境界条件を明確に規定した上で,近接場を用いた壁近傍のLIFによって,壁面の活性度,壁温を変化させながら,ラジカル分布,火炎温度などの計測を行って,壁面の化学的影響を解明することを目的とした。また,MEMS技術を用いて製作される薄膜コーティングにより表面反応の制御を試み,マイクロスケールにおける安定かつ高燃焼密度の気相燃焼実現に向けて具体的な指針を与えることを目指した.(1)LIFによる壁近傍のOH計測加熱壁面ごく近傍のOH濃度を計測するため,紫外線顕微鏡を用いたOH-LIF計測システムの構築を行った.また,熱的境界条件を保ったまま,固体表面のみに白金,石英,原子層積層法で形成したアルミナの3つの物質を用いた場合の,OHラジカル分布を計測した.低温では熱的消炎効果が支配的であるのに対し,高温では化学的消炎効果が顕在化し,石英においてもOHが破壊されていることが確認されるとともに,アルミナ層がほぼ不活性と考えられることを明らかにした.また,数値シミュレーションを用いた検討から,化学的消炎効果は壁面ごく近傍(0.5mm以下)にのみ顕在化するため,流路幅数mm以上の場合にはバルク特性はほとんど変化しないことを示した.(2)アーク放電を用いたラジカル表面反応計測システムの構築種々の材料の加熱壁面近傍で,OHラジカルをアーク放電により再現性良く発生させ,時空間的なOHラジカル濃度分布をLIFにより計測し,壁面の活性度とOHラジカルの減衰時定数の相関について検討を行って,壁面の化学的消炎効果を検討するための,計測システムの構築を行った。
活性酸素種消去を作用機序とする天然抗I型アレルギー物質の探索

抗酸化活性を示した6種の食用植物と薬用植物エキスから,93種の化合物を分離・構造決定した.また,それらのうち30種のフェノール1類と43種の茶葉から得たポリフェノール類にロダン鉄法による抗酸化試験を行い,57種にα-tocopherolよりも強い活性を見出した.さらに,それらの中で34種にI型アレルギー治療薬開発のためのスクリーニング法として用いられるヒアルロニダーゼ活性阻害試験を行い,21種にtrnilastより強い阻害効果を確認した.。特に,3種はdisodium chromoglycateよりも強い活性を示した.本研究から得られたヒアルロニダーゼ活性阻害効果と化学構造との相関をまとめると,catechol構造を有する化合物に強い阻害効果を示す傾向が見られた.また,flavonoid類では,アグリコンが対応する配糖体より強い活性を示し,caffeoyl qunic acid誘導体では,qunic acid残基のカルボキシル基が遊離状態のものが,メチルエステル体よりも強い阻害効果を示した.茶ポリフェノール類のproanthocyanidin類では上部ユニットのB環がcatechol構造のものに、pyrogallol構造のものより強い阻害効果が観察された.また,この阻害効果は下部ユニットの3位がgalloyl基でアシル化されると上昇した.さらに,theasinensin類においても,3位に詰合するgalloyl基の数が増加するに伴い,阻害効果は上昇した.本研究結果から,B環がcatechol構造を有するflavonoid, caffeoyl quinic acid誘導体,ならびにgalloyl基の結合したproanthocyanidin類とtheasinensin類が,I型アレルギーを軽減させる可能性が示唆された.国民の3人に1人はアレルギー疾患にかかっているといわれている.特にI型アレルギーに属する花粉症,気管支喘息,アトピー性皮膚炎等の患者数が多く,これらの疾患の発症機序に,活性酸素種の関与が考えられている.そこで本研究では,活性酸素種消去を作用機序とする天然抗I型アレルギー物質の探索を目的として,メタノールエキスの抗酸化スクリーニングにおいて強い活性を示したハマゴウ(Vitex rotundifolia L.)果実ならびに食用人参(Daucus carota var.sativus)地上部のエキスの成分研究を行った.ハマゴウ果実からは新たに10種の新規ラブダン型ジテルペノイドを含む15種の化合物を単離,構造決定した.また,それらの化合物のうち,4種のフラボノイドにロダン鉄法による抗酸化試験を行い,3種に天然抗酸化物質のα-tocopherolよりも強い活性を確認した.さらに,DPPH消去活性試験では,4種のフラボノイドは共に弱いラジカルスカベンジング効果しか示さなかったが,これまでのデータとの比較から,本効果発現におけるフラボノイド骨格のB環のカテコール構造の重要性が示唆された.また,2種のフラボノイドに実施したヒアルロニダーゼ活性阻害試験では,強い活性は見られなかった.一方,人参地上部からは5種の化合物を得,構造を明らかにすると共に,それらのうち4種にロダン鉄法を行い,3種に合成抗酸化物質のBHAよりも強い活性を見出した.また,DPPH消去活性試験では,1種にα-tocopherolと同程度,1種にその約2倍の活性が見られた.尚,両化合物はカテコール構造を有する.さらに,ヒアルロニダーゼ活性阻害試験で,先の2種の化合物に抗アレルギー剤のDSCGの約1/5の活性が確認された.このことから,カテコール基は,本阻害活性発現における重要な官能基の一つと推定された.抗酸化活性を示した6種の食用植物と薬用植物エキスから,93種の化合物を分離・構造決定した.また,それらのうち30種のフェノール1類と43種の茶葉から得たポリフェノール類にロダン鉄法による抗酸化試験を行い,57種にα-tocopherolよりも強い活性を見出した.さらに,それらの中で34種にI型アレルギー治療薬開発のためのスクリーニング法として用いられるヒアルロニダーゼ活性阻害試験を行い,21種にtrnilastより強い阻害効果を確認した.。特に,3種はdisodium chromoglycateよりも強い活性を示した.本研究から得られたヒアルロニダーゼ活性阻害効果と化学構造との相関をまとめると,catechol構造を有する化合物に強い阻害効果を示す傾向が見られた.また,flavonoid類では,アグリコンが対応する配糖体より強い活性を示し,caffeoyl qunic acid誘導体では,qunic acid残基のカルボキシル基が遊離状態のものが,メチルエステル体よりも強い阻害効果を示した.茶ポリフェノール類のproanthocyanidin類では上部ユニットのB環がcatechol構造のものに、pyrogallol構造のものより強い阻害効果が観察された.また,この阻害効果は下部ユニットの3位がgalloyl基でアシル化されると上昇した.さらに,theasinensin類においても,3位に詰合するgalloyl基の数が増加するに伴い,阻害効果は上昇した.本研究結果から,B環がcatechol構造を有するflavonoid, caffeoyl quinic acid誘導体,ならびにgalloyl基の結合したproanthocyanidin類とtheasinensin類が,I型アレルギーを軽減させる可能性が示唆された.現代人の5人に1人はアレルギーといわれている.特に,I型アレルギーに属する花粉症,気管支喘息,アトピー性皮膚炎等の患者数が多く,これらの疾患の発症機序に,活性酸素種の関与が考えられている。

そこで本研究では,活性酸素種消去を作用機序とする天然抗I型アレルギー物質の探索を目的として,メタノールエキスの抗酸化スクリーニングにおいて,強い活性を示したセドロン(Lippia triphylla L.)地上部,ならびにマティコ(Piper elongatum)地上部のエキスの成分研究を行った.セドロン地上部からは,5種のaryltetrahyronaphthaleneタイプのリグナンと3種のフェニールエタノイド配糖体を得た.これらの化合物のうち,7種にロダン鉄法による抗酸化試験を行い,すべての化合物に合成抗酸化物質のBHAよりも強い活性を見出した.また,上記7種の化合物のDPPHラジカル消去活性試験では,リグナンは,すべてα-tocopherolと同程度の活性を示したが,2種のフェニールエタノイド配糖体の活性は,それぞれ,α-tocopherolの約3/4と1/2であった.一方,マティコ地上部からは,新たに各4種のフラボノイドとcyclogeraniolタイプのモノテルペノイド,ならびに各1種の双環性モノテルペノイドと新規aromadendraneタイプのセスキテルペノイドの計10種の化合物を得た.これらの化合物のうち,4種のフラボノイドは,ロダン鉄法でBHAよりも強い活性を示した.また、フラボノイドのうち唯一カテコール構造を有するものに,α-tocopherolと同程度のDPPHラジカル消去活性が確認された.さらに,この化合物はヒアルロニダーゼ活性阻害試験で抗アレルギー剤のDSCGの約1/3の活性を示した.活性酸素種消去を作用機序とする天然抗I型アレルギー物質の探索を目的として,茶(Cammellia sinensis)葉より単離された43種のポリフェノール類について,ロダン鉄法による抗酸化活性試験を行った.また,それらの中で一部の化合物に,DPPH消去活性,ならびにヒアルロニダーゼ活性阻害効果を測定した.その結果,ロダン鉄法で32種の化合物にα-tocopherolよりも強い活性を見出した.特に,加水分解型タンニンの1,4,6-tri-O-galloyl-β-D-glucoseが最も強い活性を示し,その活性は合成抗酸化物質のBHAよりも強かった.また,flavan-3-ol類において,3位に結合するgalloyl基,3-O-methyl-galloyl基,およびP-coumaroyl基が活性発現に重要であるという知見が得られた.また,5種の化合物にDPPH消去活性試験を行い,すべての化合物にα-tocopherolよりも強いスカベンジング効果が観察された.さらに,8種の化合物にヒアルロニダーゼ活性阻害試験を行い,gallic acidを除く,すべての化合物に市販の抗アレルギー剤のtranilastと同程度,あるいはそれ以上の活性阻害効果を見出した.特に,それらの中で2種は,抗アレルギー剤のDSCGよりも強い活性を示した.この活性阻害試験において,proanthocyanidin類の上部ユニットのB環がcatechol構造のものに,pyrogallol構造のものより強い阻害効果が観察された.また,この阻害効果は下部ユニットの3位がgalloyl基でアシル化されると上昇した.
メキシコにおける最低賃金の効果

本年度は、麻薬戦争による治安の悪化が地域労働市場に与えた影響を評価することに目標を定め、まずINIGUEZ-MONTIEL氏が文献サーベイを行ったがMelissa Dell氏がAmerican Economic Review誌に麻薬戦争が地域の治安に与えた影響に関して信頼性の高い研究を行っていることが分かった。一方で、麻薬戦争に伴う治安の悪化が労働市場に与えた影響に関してはいまだに論文としてもまとまった信頼性の高い研究がないことがわかってきた。このような研究の状況を背景にDell氏が用いた地方選挙の結果が麻薬戦争の密度を決し、それが地域の治安状況に影響を与えたことを自然実験として用いて、治安の悪化が労働市場にどのような影響を与えたかを調べることとした。この研究計画に基づいてINIGUEZ-MONTIEL氏はメキシコ各地方自治体の選挙結果のデータを収集するとともに、統計局が行う労働力調査の個票を入手してデータセットを構築し、推定を行っていった。地方自治体の選挙結果を説明変数とし、治安状況を被説明変数とした実証分析においてはDell氏が発見したように与党の勝利が麻薬戦争を活発化させその結果として殺人件数で代理される地域の治安を悪化させたことが明らかになった。一方で、地方選挙の結果が雇用・賃金・労働時間・職種などに与える影響を調べてみると、ほとんど労働市場変数の反応が見られないことが明らかになった。これは推定するモデルを選挙結果が出てから1年間の期間に拡大するなどタイムラグが存在するような定式化にしてに変更しても頑健な結果であった。この結果は少なくとも地域の治安悪化が雇用状況に直ちに影響を与えるものではないかった点を明らかにするものだったといえる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
鱗翅目昆虫とバキュロウイルス間の遺伝子水平転移とその生物学的意義の解明

カイコ全ゲノム情報や鱗翅目昆虫のトランスクリプトームデータベースを利用して、バキュロウイルスと鱗翅目昆虫の問に保存されたORFを探索したところ、数十のORFが保存されていることが明らかになった。系統解析の結果、その中の複数個のORFは、宿主昆虫からのgene captureによってウイルスゲノムに水平転移した可能性が示唆された。本年度は、この水平転移産物の候補遺伝子であるchitinase遺伝子について、特に詳細に機能解析を行った。バキュロウイルスのキチナーゼ遺伝子(v-chiA)と、そのカイコホモログBmChi-h遺伝子との比較解析を行ったところ、細胞内局在・アルカリ適応・プロテアーゼの活性化というV-CHIAで観察されるユニークな性質は、BmCHI-hには存在しないことが明らかになった。この事実は、バキュロウイルスは宿主の液状化という生物学的機能を果たすために、キチナーゼ遺伝子を獲得した後に、大規模にv-chiAの性質を改変してきたことを示唆する。さらに、V-CHIAが死亡宿主の液状化にどのように関わるのかを調べるために、活性部位に変異を入れたV-CHIAや、別のバキュロウイルスであるCydiapomonella granulovirus (CpGV)のキチナーゼの機能解析を行った。その結果、V-CHIAにはシャペロン様の活性があり、V-CHIAはウイルスがコードするシステインプロテアーゼの正常なフォールディングに必須であることが明らかになった。鱗翅目昆虫のモデル生物であるカイコの全ゲノム配列が明らかになった。このカイコ全ゲノム情報や鱗翅目昆虫のトランスクリプトームデータベースを利用して、バキュロウイルスと鱗翅目昆虫の間に保存されたORFを探索したところ、数十のORFが保存されていることが明らかになった。本年度は、この水平転移産物の候補遺伝子の1つであるキチナーゼ遺伝子について、主に機能解析と比較解析を行った。バキュロウイルスのキチナーゼ遺伝子(v-chiA)のカイコホモログBmChi-h遺伝子の機能解析を行ったところ、BmChi-hはエキソ型のキチナーゼをコードしており、脱皮期に限定して発現し、脱皮の際に分解される外骨格の部位に局在することが明らかになった。この発現パターンは昆虫に普遍的に存在するエンド型キチナーゼと同一のものであり、両者はおそらく協奏的に外骨格のキチン分解を行っているものと考えられた。バキュロウイルスがコードするキチナーゼは、死亡宿主の液状化のために利用されている。BmChi-hとv-chiAとの比較解析の結果、細胞内局在・アルカリ適応・プロテアーゼの活性化というv-chiAで観察される性質は、v-chiAに固有のものであることが明らかになった。カイコ全ゲノム情報や鱗翅目昆虫のトランスクリプトームデータベースを利用して、バキュロウイルスと鱗翅目昆虫の間に保存されたORFを探索したところ、数十のORFが保存されていることが明らかになった。本年度は、この水平転移産物の候補遺伝子であるchitinase遺伝子とribonucleotide reductase遺伝子について、機能解析を行った。バキュロウイルスのキチナーゼ遺伝子(v-chiA)のカイコホモログBmChi-h遺伝子の機能解析を行った結果、BmChi-hはエキソ型のキチナーゼをコードし、脱皮期に限定して発現し、脱皮の際に分解される外骨格の部位に局在することが明らかになった。一方で、v-chiAは死亡宿主の液状化のために利用されることが知られている。BmChi-hとv-chiAとの比較解析の結果、細胞内局在・アルカリ適応・プロテアーゼの活性化というv-chiAで観察される性質は、v-chiA固有のものであることが明らかになった。

この事実は、バキュロウイルスは宿主の液状化という生物学的機能を果たすために、キチナーゼ遺伝子を獲得した後に、大規模にv-chiAの性質を改変してきたことを示唆する。さらに、V-CHIAが死亡宿主の液状化にどのように関わるのかを調べるために、活性部位に変異を入れたV-CHIAや、別のバキュロウイルスであるCydiapomonella granulovirus (CpGV)のキチナーゼの機能解析を行った。その結果、V-CHIAにはシャペロン様の活性があり、V-CHIAはウイルスがコードするシステインプロテアーゼの正常なフォールディングに必須であることが明らかになった。
深海底における長基線電場観測によるマントル遷移層研究の展開

1 kmに及ぶ長さのケーブルを深海底に敷設し地球電場を観測する「改良型地球電場計測システム(EFOS-X)」について、深海潜水艇を用いた設置および回収方法の検討を含めた設計を行い、システムを作成した。比較観測を行うことを目的として、沖縄-グアム間に敷設されている長基線海底ケーブルの沖縄側の陸揚げ局の電場観測装置を整備した。EFOS-Xを用いた試験観測を2019年度に開始するために、観測候補地の検討を行った。試験観測という目的に加え、得られたデータを有効活用するため、これまでの大規模計画で行われた観測を補完する、小笠原海盆の水深約3800 mの平坦な海底を調査地点とすることとした。この計画を東京大学大気海洋研究所の研究船共同利用に申請し、2019年8月に上記海域において有人潜水調査船「しんかい6500」を用いてEFOS-Xを設置し、約1年間の試験観測を行うことが決定した。また、同海域に長期海底電位磁力計も設置し、比較観測を行う。周期3時間から1日の周期帯において、地磁気静穏日日変化(Sq磁場変動)によってグローバル1次元地球に誘導される電磁場と、平面波的な電磁場が入射することによる電磁場が混在する場合に得られる電磁応答関数に関する統計的な調査を行った。海陸分布や海底地形の影響による地表付近の電気伝導度不均質を考慮した、球状地球と平面地球におけるSq磁場変動による電磁誘導の差を評価する方法について検討し、また、海洋潮汐流による誘導電磁場を求める数値計算プログラムの開発に着手した。計画通りに、2018年度にEFOS-Xシステムの作成を完了し、また、2019年度に試験観測を開始することが決定している。解析手法の開発についても、Sq磁場変動による電磁誘導の評価等、予定通りに進んだ。設置航海の機会は2019年のみであるので、細心の注意を払って観測の準備を進める。また、解析手法の開発と、既存の海底電磁場データを用いた解析を継続する。
ポリアミン輸送蛋白質及びNMDA受容体の分子動態解析とその生理的意義

1.興奮性神経伝達物質グルタミン酸の受容体の一種であるNMDA受容体は学習・運動などの神経可塑性の中心的役割を担っている。一方その過剰興奮により神経細胞死をもたらす。従って、NMDA受容体のチャネルブロッカーは抗けいれん薬や神経保護薬としての医療応用が期待できる。今回、ポリアミン誘導体であるアントラキノンポリアミンとアントラセンポリアミンがNMDA受容体の強いチャネルブロッカーであること、及び、両チャネルブロッカーが、チャネルの細胞質側に深く入り込んでチャネルをブロックする新規な作用部位を有するNMDA受容体チャネルブロッカーであることを見出した。2.大腸菌の酸性条件における細胞増殖に重要な役割を果たす、カダベリン-リジンアンチポーターCadBの基質認識部位を同定した。酸性、芳香族アミノ酸残基の他、リジンのカルボキシル基を認識するアルギニン残基及び活性発現に必須なCys370残基を同定した。これらのアミノ酸残基は主として膜貫通領域と細胞質側に存在しており、基質結合部位を構成する膜貫通領域は第II,III,IV,VI,VII,X,XI及びXII膜貫通部位であると考えられた。3.酵母のポリアミン輸送について検討し、細胞膜に存在する尿素輸送蛋白質DUR3とS-adenosylmethionine輸送蛋白質SAM3がポリアミンに特異性の高い輸送蛋白質であることを見出した。両遺伝子の欠損により、ポリアミン輸送活性が著しく低下し、ポリアミン生合成欠損株のポリアミンによる増殖促進効果がほぼ認められなくなったことから、両輸送系のポリアミン取り込みに対する寄与が大きいことが明らかとなった。また、polyamine transport protein hnase2によりDUR3の活性が調節されることを見出した。2.大腸菌の酸性条件における細胞増殖に重要な役割を果たす、カダベリンーリジンアンチポーターCadBの基質認識部位を同定した。これらのアミノ酸残基は主として膜貫通領域と細胞質側に存在しており、基質結合部位を構成する膜貫通領域は第II, III, IV, VI, VII, X, XI及びXII膜貫通部位であると考えられた。また、polyamine transport protein kinase 2によりDUR3の活性が調節されることを見出した。1.ポリアミン(プトレスシン、スペルミジン、スペルミン)の細胞内濃度は合成、分解及び細胞内外との輸送により厳密に調節されており、過剰ポリアミンは細胞毒性をもたらす。大腸菌のポリアミン分解酵素欠損株では培地に高濃度のスペルミジンを加えると生存率が低下する。そこで33種の排出蛋白質遺伝子クローンをポリアミン分解酵素欠損株に導入し、スペルミジンの毒性を解除する排出蛋白質遺伝子の同定を試みた。

その結果、small multidrug resistance familyに属するMdtJIがスペルミジン排出蛋白質であることを見出した。MdtJやMdtIのみでは排出活性を示さず、両蛋白質が必要であった。また、活性発現に関与する11個のアミノ酸残基を同定した。2.酵母のポリアミン取り込み蛋白質としてDUR3とSAM3を同定し、プトレスシン、スペルミジンに対するKm値を求めた。また、DUR 3はポリアミン輸送プロテインキナーゼ2(PTK2)によりThr^<250>、Ser^<251>及びThr^<684>がリン酸化され、活性化されることが明らかとなった。3.興奮性神経伝達物質グルタミン酸の受容体の一種であるNMDA受容体は学習・運動などの神経可塑性の中心的役割を担りている。スペルミンはこのNMDA受容体を二面的(脱分極時の活性促進と過分極時のチャネルブロック作用)に調節する。NMDA受容体の活性化に関わるスペルミン結合部位は、N末端側に存在していた。この部位を調節領域(R-domain)と命名し、この約350アミノ酸残基から成るR-domainを大腸菌で発現させ、3種の精製R-domain(NR1-R、NR2A-R及びNR2B-R)を得た。これらR-domainへのスペルミン、脳機能改善薬イフェンプロジルの結合能を測定した。更に、現在はこれら3種のR-domainのX線結晶構造解析を目指している。
植物細胞壁多糖合成に関与するゴルジ体局在膜タンパク質複合体の解析

植物細胞壁多糖キシランは、セルロースと並んで二次細胞壁を構成する主要多糖である。キシラン合成に関わる酵素は同定されてきているが、それらが構成していると考えられている酵素複合体はこれまでに見出されていない。本研究では、キシラン合成に関わる酵素複合体の同定を試みた。キシラン合成活性を生化学的に同定する方法を構築した。この方法を用いたキシラン合成活性を指標に、BN-PAGE法により、キシラン合成活性を有し、IRX10タンパク質を含む分子質量610kDaのゴルジ体局在膜タンパク質複合体をVND7過剰発現タバコBY-2細胞分化誘導株から見出した。また別途、一次細胞壁の主要構成多糖ペクチン成分ラムノガラクツロナンI主鎖の生合成に関わるラムノース転移酵素をコードする遺伝子の同定を試みた。本研究ではまず、本酵素の活性測定法を構築した。次いで、ラムノガラクツロナンIを主成分とするシロイヌナズナ種子ムシレージの生合成時に高発現する遺伝子をラムノース転移酵素の候補遺伝子とし、先に構築した本酵素の活性測定法を利用して、シロイヌナズナのラムノース転移酵素遺伝子を同定した。このラムノース転移酵素およびそのホモログは、新規の糖転移酵素ファミリーを構成するものであった。28年度が最終年度であるため、記入しない。植物細胞壁多糖の構築は、主にゴルジ体で行われ、ペクチンでは約50、キシランでは約15の糖転移酵素が関与すると推測されている。しかし、これらの酵素がどのように連携して複雑な構造の多糖を構築しているのか、については知見がない。ゴルジ体タンパク質が微量にしか存在せず、これまでにゴルジ体局在の膜タンパク質複合体が同定されたことがないためである。本研究では、まず植物ゴルジ体局在膜タンパク質複合体の解析法を構築する。主にブルーネイティブポリアクリルアミド電気泳動法(BN-PAGE)を適用する。細胞壁多糖合成に関与するゴルジ体局在膜タンパク質複合体の同定を試みる。この解析のために、糖転移酵素を生化学的に同定する方法が必要である。これまでにペクチン成分ホモガラクツロナン主鎖とキシラン主鎖の合成に関与する糖転移酵素の生化学的解析を行っている。本研究ではさらに、ペクチン成分ラムノガラクツロナンI主鎖の生合成に関与する糖転移酵素の生化学的解析を行う。基質調製、活性測定法の構築から行う。二次細胞壁合成が盛んなVND7発現誘導タバコ培養細胞BY-2のミクロソーム画分をオルガネラ分画した。ゴルジ体タンパク質と小胞体あるいは原形質膜タンパク質を分画する条件を確立した。ゴルジ体をメインに含む画分を中心に、BN-PAGEにより分析した。これまでに、ゴルジ体画分にのみ見られる800kDa、850kDaなどのタンパク質複合体を見いだすことができた。植物ゴルジ体で見出された初めてのタンパク質複合体である。ペクチン成分ラムノガラクツロナンI主鎖の生合成に関与する糖転移酵素の活性測定に必要な基質を調製し、それらの酵素の活性測定法を構築した。微量化し、シロイヌナズナ種子ムシレージの抽出物で活性測定できるようにもした。「研究実績の概要」で述べた実績は、当初計画した2015年度予定を達成したものであり、「おおむね順調に進展している」とした。植物細胞のゴルジ体画分に特異的に発現するタンパク質複合体を見いだすことができた。今後は、これらのタンパク質に細胞壁多糖合成活性があるか、生化学的に調査していく。電気泳動ゲル内のタンパク質の酵素活性を測定するための条件至適化が必要である。複合体タンパク質に細胞壁多糖合成活性が検出できた場合は、そのタンパク質組成分析を行う。BN-PAGEで分離したタンパク質複合体をSDS-PAGEにて分析し、既存の方法に従い、構成タンパク質を同定する。ペクチン成分ラムノガラクツロナンI主鎖の生合成に関与する糖転移酵素の活性測定法を構築し、微量化した。ラムノガラクツロナンIが主に合成される種子ムシレージ生合成時に発現する遺伝子群から候補遺伝子を選抜し、これらの遺伝子がコードするタンパク質を植物培養細胞で発現させる。

その酵素活性を検出することで、ペクチン生合成に関わる糖転移酵素を同定する。候補遺伝子変異体植物の酵素活性を野生型のものと比較する実験も進める。28年度が最終年度であるため、記入しない。