hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
cDNAアレイ法を用いた真核型無機炭素輸送体遺伝子の単離と機能解析

(1)CO_2応答に必須な調節因子CCM1について、亜鉛フィンガー候補領域に亜鉛を結合しているかを明らかにするため、この領域をGST融合タンパク質として大腸菌で発現させて精製した。亜鉛の定量を行なったところ、亜鉛フィンガー領域とは約1:1の割合で亜鉛が結合していた。さらに、亜鉛フィンガードメインに含まれるAsp-60残基がCCM1の機能に必須であるかどうかを検証するため、これをHis、Cys、Valにそれぞれ置換した株を作出したところ、いずれの形質転換株もCO_2欠乏条件下で野生型と同様に生育したことから、Asp-60以外の残基に亜鉛が結合していることが推定された。一方、カルボキシ末端の54アミノ酸残基を欠損するとCO_2欠乏による転写誘導が起こらなかったので、この領域は転写誘導に必須であることが明確になった。(2)抗CCM1抗体を作成して、ウェスタン解析を行なったところ、クラミドモナスの可溶性画分に、約95kDaのタンパク質を検出した。CCM1タンパク質の推定分子量は70,073であるので、CCM1はin vivoで何らかの修飾を受けていることが示唆された。さらに、CCM1タンパク質はCO_2濃度に関わりなく構成的に発現しており、細胞内では高分子複合体を形成していると推定された。(3)無機炭素輸送体の実体については複数の候補遺伝子についてRNAi法による機能解析を更に進める予定である。真核光合成生物の炭酸固定において無機炭素(CO_2やHCO_3^-)の細胞内への輸送は、光合成効率を規定する重要な要因である。ラン藻や緑藻類では無機炭素を細胞内へ能動的に輸送するシステム(無機炭素濃縮機構)がある。これは培養中の無機炭素の供給不足で誘導され、逆に供給過剰で抑制されることが分かっている。また、緑藻クラミドモナスではこの機構の誘導制御に遺伝子Ccm1(Fukuzawa et al. PNAS2001)が必須であることが分かっている。本研究では真核光合成生物の無機炭素輸送体の単離及び解析を目的としている。そこでモデル生物としてクラミドモナスを選び、cDNAマクロアレイを用いた解析を行った。その結果、低CO_2ストレス条件下で顕著に誘導される5つの遺伝子を見い出し、cDNAを単離した。この中には葉緑体局在型の亜硝酸トランスポーターと相同性の高い遺伝子(LciA)やABCトランスポーターと相同性の高い遺伝子(LciF)が含まれていた。また、Ccm1遺伝子に変異を持ち、無機炭素の輸送ができない変異株では上記の各遺伝子が低CO_2ストレス条件下で誘導されず、これらが無機炭素濃縮機構に関連があることを示した。来年度以降は、RNAi法を用いた発現抑制系、および過剰発現系を構築し、各遺伝子の機能解析を進める。それぞれの遺伝子にコードされるタンパク質の細胞内局在についてWestern Blot解析で調べる予定である。真核光合成生物の炭酸固定において無機炭素(CO_2,HCO_3^-など)の細胞内への輸送は、光合成効率を規定する重要な要因である。緑藻やラン藻は、環境中の無機炭素を細胞内に能動輸送する。光合成生物の無機炭素輸送体はラン藻で報告されているが、真核光合成生物では同定されていない。本研究では真核光合成生物の無機炭素輸送体の単離および機能の解明を目的とする。(1)緑藻クラミドモナスのマクロアレイ解析およびノザン解析をおこなった。野生株とccm1変異株とを高CO_2条件および低CO_2条件で培養し、cDNAを合成した。それぞれをcDNAアレイに対してハイブリダイゼーションし、2サンプル間で発現レベルの差が2.5倍以上の差があった遺伝子を有為とした。(2)遺伝子発現プロファイルを網羅的に比較し、51種類の低CO_2誘導性遺伝子および、32種類の低CO_2抑制性遺伝子を見い出した。低CO_2誘導性遺伝子のうちLciAは、CO_2欠乏での順化に不可欠なCcm1遺伝子(Fukuzawaら2001)の変異株(C16)およびHCO_3^-輸送の変異株(pmp-1)で発現レベルが低下していた。これらの結果よりLCIAタンパク質がCO_2欠乏時の無機炭素輸送に関わっている可能性があると考えた。(3)LCIAタンパク質はN末端に葉緑体移行シグナル配列が予測された。6回の膜貫通領域をもつと推定され、膜外領域に正電荷を持つアミノ酸残基を持ち、陰イオンの輸送に関わることが考えられた。LCIAは5種類のホモログ(CrNAR1;1,2,3,4,5)の中でCrNAR1;2と一致し、葉緑体胞膜に局在する亜硝酸輸送体NAR1(CrNAR1;1)と47.5%の相同性をしめした。培養液に添加する窒素種および無機炭素の有無を変化させたところ、LciAはCO_2欠乏で誘導され、窒素種の変化には応答しなかった。上記(13)を論文投稿中である。さらに、亜鉛フィンガードメインに含まれるAsp-

60残基がCCM1の機能に必須であるかどうかを検証するため、これをHis、Cys、Valにそれぞれ置換した株を作出したところ、いずれの形質転換株もCO_2欠乏条件下で野生型と同様に生育したことから、Asp-60以外の残基に亜鉛が結合していることが推定された。一方、カルボキシ末端の54アミノ酸残基を欠損するとCO_2欠乏による転写誘導が起こらなかったので、この領域は転写誘導に必須であることが明確になった。(2)抗CCM1抗体を作成して、ウェスタン解析を行なったところ、クラミドモナスの可溶性画分に、約95kDaのタンパク質を検出した。CCM1タンパク質の推定分子量は70,073であるので、CCM1はin vivoで何らかの修飾を受けていることが示唆された。さらに、CCM1タンパク質はCO_2濃度に関わりなく構成的に発現しており、細胞内では高分子複合体を形成していると推定された。(3)無機炭素輸送体の実体については複数の候補遺伝子についてRNAi法による機能解析を更に進める予定である。
妊娠時抗うつ剤服用における胎児脳発生のリスク評価のための研究基盤の確立

本年度は、ゼブラフィッシュ胚の脳を発生初期の胎児脳モデルとし、抗うつ剤SSRIの標的であるセロトニントランスポーター(SERT, slc6a4a)のゼブラフィッシュ胚脳における発現解析と機能解析を行なった。slc6a4a mRNAは、受精後3日目の縫線核セロトニン神経細胞で発現することが報告されていたが、それ以前の発生初期におけるSLC6A4の発現・局在は不明であった。今回、SERTに対する抗体SLC6A4を用いて免疫染色を行ったところ、セロトニン神経が発生する前の受精後24時間(hpf)で、神経幹細胞である放射状グリア細胞でSERTは発現し、脳室に面する脳室帯の頂端側に局在していることが明らかになった。この結果は、SERTが脳の神経幹細胞で何らかの役割を果たすことを示唆した。これまでの解析から、発生初期の9 hpfからSERT阻害剤であるSSRIで処理すると、脳が僅かに縮小し、神経細胞の産生が抑制されることが示されていた。今回、神経幹細胞におけるSERTの機能を明らかにするため、SLC6A4Aの発現阻害を行ったところ、30 hpfで脳が僅かに縮小するという、SSRI処理と類似した表現型が観察された。一方、SLC6A4A発現阻害により、脳におけるリン酸化ヒストンH3陽性の分裂細胞は顕著に増加していた。次に、SLC6A4A発現阻害による神経回路形成への影響を、80 hpfで網膜視蓋投射に着目して調べたところ、視蓋神経細胞領域と網膜軸索投射領域は有意に拡大する一方で、神経細胞や神経回路の密度を反映する蛍光強度は有意に低下していることが明らかになった。妊娠時のSSRI服用によりリスクが高まる自閉症や自閉症モデルマウスにおいても、脳のサイズ拡大や神経回路異常を示すことが報告されており、発生初期のゼブラフィッシュ胚におけるSERT阻害が自閉症発症モデルとなり得る可能性が示唆された。本年度は、ゼブラフィッシュモデル系を用いて解析を行い、セロトニントランスポーターの発現と機能について、ある程度の成果を上げることが出来た。従って、現在までの進捗状況は、おおむね順調に進展していると言える。今後は、ゼブラフィッシュ胚脳におけるセロトニントランスポーターの役割についてさらに詳細な解析を行うと共に、ヒト胎児脳、胎盤におけるセロトニン系の発現解析も行う予定である。また、マウスを用いた実験についても準備を進める予定である。予定よりも消耗品費を節約出来たため次年度使用額が生じたが、当該助成金は、次年度の研究計画で行う実験の消耗品費、旅費として使用する予定である。
炭素ー水素結合活性化に基づく生物活性物質の合成

本研究では、不活性C-H結合を活性化・官能基化する新触媒・新反応を開発し、生物活性物質の超短工程合成を実現することを目的とした。昨年度に引き続き研究を行なった結果、ヘテロビアリール骨格を有する生物活性分子の合成を加速する新規芳香環直接アリール化反応を開発することができた。1. Ni触媒を用いた脱エステル型カップリング反応既にアリール化剤としてハロゲン化アリール、フェノール誘導体をもちいたNi触媒によるアゾール類の直接アリール化反応を見出していたが、今回芳香族エステルをアリール化剤とした新たなカップリング反応を発見した。本反応を応用したmuscoride Aの形式全合成も達成した2.嵩高いビアリール合成を促進する新規パラジウム触媒の開発独自に開発したパラジウム触媒によるチオフェン類とアリールボロン酸とのC4位選択的なC-Hアリール化反応を基盤として、嵩高いヘテロビアリール骨格の構築を様々な配位子を用いて検討を行なった。その結果、ビスオキサゾリン配位子を用いた場合、劇的な反応加速効果がみられ、嵩高いアリールボロン酸においても良好な収率でチオフェンやフラン、インドールなどのヘテロ芳香環と反応が進行することを見出した。さらにキラル配位子を用いた不斉反応へと展開し、不斉C-Hビアリールカップリング反応の開発にも成功した3. C-Hアリール化のメディシナルケミストリーへの応用σ1受容体として有効な化合物を探索した結果、スピロ環を有するアリールチオフェン骨格がσ1受容体として優れていることが明らかとなっている。今回、独自で開発したC5位およびC4位選択的チオフェンのアリール化反応を用いた、最終段階での直接C-Hアリール化反応を駆使する事でより幅広く誘導体を合成することに成功した24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度が最終年度であるため、記入しない。本申請者の研究の焦点は、生物活性物質の迅速化学合成に不可欠な「真に自在な芳香環連結反応」の開発とこれを用いた標的物質の超短工程合成の実践である。本年度は以下の3種類の反応開発と標的物質の合成を行なった。1.ヘテロ芳香環の直接アリール化反応はPd,Rh,Ru触媒などが用いられてきたが、安価かつユビキタスな金属触媒系へのシフトが起こりつつある。我々は3種類のアリール化剤を用いた安価なNi触媒によるヘテロ芳香環の直接アリール化反応を見出した。また、本触媒反応を用いた痛風治療薬febuxostatやtexaline、muscoride Aの迅速合成に成功した。2.二つの異なるPd触媒を用いたチオフェン類のC-Hアリール化を見出した。一つ目は、PdCl_2/P[OCH(CF_3)_2]_3/Ag_2CO_3触媒を用いたチオフェン類とヨウ化アリールとの反応、二つ目は、Pd(OAc)_2/bipy/TEMPO触媒を用いたチオフェン類とアリールボロン酸の反応である。本触媒系は、種々のチオフェン類において4位(Sのβ位)C-H結合の選択的アリール化を促進することが明らかとなった。さらに後者の反応はチアゾール類を用いても4位選択的に進行する。この反応は、メルク社による新規アルツハイマー病治療薬候補化合物SCH-785532の主骨格や抗腫瘍活性を有するCKD-516の迅速合成に有効であることを実証した。3.C-H結合のみを利用したヘテロ芳香環連結反応の開発に着手した結果、インドール誘導体とアジンN-オキシドのC-H/C-H直接連結反応が進行することを見出した。DNA結合能を有するeudistomin Uの簡便な合成にも成功した。さらに、セリン-スレオニンPP阻害活性をもつ海洋天然物dragmacidin Dの全合成を達成した。

今回、独自で開発したC5位およびC4位選択的チオフェンのアリール化反応を用いた、最終段階での直接C-Hアリール化反応を駆使する事でより幅広く誘導体を合成することに成功した24年度が最終年度であるため、記入しない。2年間で予定していたC-H結合直接反応の開発及び標的物質群の合成を9割方完了することができためである。24年度が最終年度であるため、記入しない。既に昨年度から推進している本研究により、様々な芳香環直接連結反応の開発、それらを用いた生物活性物質の短工程合成を実現した。本年度は新しい反応開発、生物活性物質の合成に加え、合成した化合物群のケミカルバイオロジー研究を行い、本研究のさらなるアウトプットの拡大を狙う。
触知文字列および触知ピクトグラムを融合した触知案内図の研究

平成30年度は、「(a)3Dプリンタで作製したタクタイル文字の触識別特性」、「(b)触知向けピクトグラムのデザインに関する研究」の2テーマで研究を行った。(a)では、造形物の表面の粗さが触識別におよぼす影響について検討するために、近年低価格化の進む3Dプリンタの造形方式がタクタイル文字の触識別特性に及ぼす影響について調べた。造形方式は、光造形方式(素材はレジン)と熱溶解積層方式(素材はPLA FilamentとFlexible Filament)、とした。タクタイル文字は、要素数27のカタカナ18文字(各要素3文字)とし、文字サイズは10mm×10mm、文字高さは0.6mmとし、2227歳のアイマスクを着用した晴眼者10名を対象に行った。結果、正答率は造形方式による差は無かった(平均80%)。一方、識別時間は光造形方式で顕著に短くなり、分かりやすさ、および確信度は顕著に高い値を示し、熱溶解積層方式による造形物表面の細かい凹凸が触識別に影響を与えるものと考えられた。(b)では、昨年度の研究成果より、触識別しやすい図形の特徴である「1つのパーツが大きく構成要素数が少ない」ピクトグラムのデザインを検討し、検証実験を行った。PIAFにて縦横120mm、高さ1mmで触知ピクトグラムを作成し、アイマスクを着用した20代の晴眼者8名を対象に触識別実験を行った。新たにデザインしたピクトグラムによる学習時間および識別時間は短くなり、分かりやすさも増加する傾向となった。特に、エレベータやトイレなどの人物を含むピクトグラムにおいて要素数の削減、および簡略化が効果的であった。本研究の目的は、視覚障害者向け施設案内図である触知案内図において、カタカナを凸化した触知文字列および視覚的記号であるピクトグラムを触知向けにデザインした触知ピクトグラムを融合した触知案内図の提案と有効性の検証である。平成30年度の研究計画は、「1触知ピクトグラムの触識別特性と触知向けピクトグラムの提案」と「2触知案内図における触知文字列と触知ピクトグラムの利用可能性」の2課題である。1に関しては、「(b)触知向けピクトグラムのデザインに関する研究」より、触知向けピクトグラムの提案し、その有効性を示すことができた。しかし、2に関しては、触知文字列および触知ピクトグラムを触知案内図上に配置した探索実験まで行うことができなかった。原因は、昨年度からの課題として、造形物の表面の粗さが触識別におよぼす影響について検討する必要性があったためである。同課題については、「(a)3Dプリンタで作製したタクタイル文字の触識別特性」により問題解決している。また、2は、H30H31年度に達成することを目標としていることから、現時点での進捗状況は順調と考える。以上より、「(2)おおむね順調に進展している」と判断する。これまでの状況から今後においても計画通り研究を推進する。しかしながら、触知文字におけるフォントが触識別に及ぼす影響について検討する必要がある。特に、濁点半濁点の触知文字に対して、識別しにくいとの意見があることから、UD(ユニバーサルデザイン)フォントなど、従来のゴシック体以外のフォントでの触知文字の触識別特性を明らかにしながら、研究を推進していく必要があると考える。平成29年度は、「(a)カタカナ文字列における浮き出し文字高さと触識別の関係」、「(b)触覚ディスプレイによる指先への最適文字情報呈示法」、「(c)指先の触知軌跡と触知ピクトグラムの識別容易性の関係」の3テーマで研究を行った。(a)では、カタカナ文字列における浮き出し文字の高さが触識別に与える影響について検討を行った。駅構内に設置されている触知案内図を想定し、エレベーター、カイサツ、トイレ、などの15種の文字列において、文字サイズを1文字当たり縦×横が10mm×10mm,15mm×15mm、文字高さを0.31.5mmとし、アイマスクを着用した晴眼者9名を対象に、文字列の正答率、識別時間、わかりやすさ(5段階評価:5-わかりやすい1-わかりづらい)を測定した。結果、文字サイズによって触識別に適した文字高さは異なり、文字サイズ10×10mmでは、文字高さ0.9mm、文字サイズ15×15mmでは文字高さ1.5mmで正答率とわかりやすさが最大、識別時間が最小となることが分かった。(b)では、直径1mm、ピン間隔2.4mmの触覚ディスプレイを用いて、機械的振動刺激による受動的な文字識別特性(文字サイズ縦14.4mm(8ピン)×横9.60mm(6ピン)、高さ1mm)を調べた。結果、カタカナ文字を画数毎に呈示する手法において正答率が高く、触識別時間が短くなることが明らかとなった。(c)では、浮き出しピクトグラムを縦横120mmのサイズ、1mmの高さで作成し、アイマスクを着用した晴眼者10名を対象に触識別実験を行った。使用したピクトグラムはエレベーター、レストラン、階段など17種類である。結果、ピクトグラムにより触識別特性は異なり、1つのパーツが大きく閉じた図形は正答率、分かりやすさが高く、識別時間が短くなることが明らかとなった。

本研究の目的は、視覚障害者向け施設案内図である触知案内図において、カタカナを凸化した触知文字列および視覚的記号であるピクトグラムを触知向けにデザインした触知ピクトグラムを融合した触知案内図の提案と有効性の検証である。平成29年度の研究計画は、「1触知文字の触識別特性と文字列条件の確立」、「2触知ピクトグラムの触識別特性と触知向けピクトグラムの提案」の2課題である。1に関しては、「(a)カタカナ文字列における浮き出し文字高さと触識別の関係」、「(b)触覚ディスプレイによる指先への最適文字情報呈示法」の研究によりおむね目標を達成できたと考える。2に関しては、「(c)指先の触知軌跡と触知ピクトグラムの識別容易性の関係」の研究により触知ピクトグラムの触識別特性を明らかにすることが出来た。触知向けピクトグラムの提案は未達成であるが、本課題はH29H30年度に達成することを目標としていることから、現時点では進捗状況は順調と考える。以上より、「(2)おおむね順調に進展している」と判断する。平成30年度は、「(a)3Dプリンタで作製したタクタイル文字の触識別特性」、「(b)触知向けピクトグラムのデザインに関する研究」の2テーマで研究を行った。(a)では、造形物の表面の粗さが触識別におよぼす影響について検討するために、近年低価格化の進む3Dプリンタの造形方式がタクタイル文字の触識別特性に及ぼす影響について調べた。造形方式は、光造形方式(素材はレジン)と熱溶解積層方式(素材はPLA FilamentとFlexible Filament)、とした。タクタイル文字は、要素数27のカタカナ18文字(各要素3文字)とし、文字サイズは10mm×10mm、文字高さは0.6mmとし、2227歳のアイマスクを着用した晴眼者10名を対象に行った。結果、正答率は造形方式による差は無かった(平均80%)。一方、識別時間は光造形方式で顕著に短くなり、分かりやすさ、および確信度は顕著に高い値を示し、熱溶解積層方式による造形物表面の細かい凹凸が触識別に影響を与えるものと考えられた。(b)では、昨年度の研究成果より、触識別しやすい図形の特徴である「1つのパーツが大きく構成要素数が少ない」ピクトグラムのデザインを検討し、検証実験を行った。PIAFにて縦横120mm、高さ1mmで触知ピクトグラムを作成し、アイマスクを着用した20代の晴眼者8名を対象に触識別実験を行った。新たにデザインしたピクトグラムによる学習時間および識別時間は短くなり、分かりやすさも増加する傾向となった。特に、エレベータやトイレなどの人物を含むピクトグラムにおいて要素数の削減、および簡略化が効果的であった。平成30年度の研究計画は、「1触知ピクトグラムの触識別特性と触知向けピクトグラムの提案」と「2触知案内図における触知文字列と触知ピクトグラムの利用可能性」の2課題である。1に関しては、「(b)触知向けピクトグラムのデザインに関する研究」より、触知向けピクトグラムの提案し、その有効性を示すことができた。しかし、2に関しては、触知文字列および触知ピクトグラムを触知案内図上に配置した探索実験まで行うことができなかった。原因は、昨年度からの課題として、造形物の表面の粗さが触識別におよぼす影響について検討する必要性があったためである。同課題については、「(a)3Dプリンタで作製したタクタイル文字の触識別特性」により問題解決している。
古い記録フィルム映像の修復のための映像修復システムの開発

本研究では,記録映画やニュース映像などの古い記録フィルム映像に固有のさまざまな劣化を除去するために,フィルム映像の修復のための高速なアルゴリズムの開発ならびに実現を行った.実現した手法により, 35mmフィルムを高解像度映像(4Kサイズ)としてスキャンした約10分の映像に対して,位置ずれとフリッカ,ブロッチ,スクラッチを除去した.これらの処理にかかる時間を従来約1年程度だったものを約10日に短縮した.本研究では,記録映画やニュース映像などの古い記録フィルム映像に固有のさまざまな劣化を除去するために,フィルム映像の修復のための高速なアルゴリズムの開発ならびに実現を行った.実現した手法により, 35mmフィルムを高解像度映像(4Kサイズ)としてスキャンした約10分の映像に対して,位置ずれとフリッカ,ブロッチ,スクラッチを除去した.これらの処理にかかる時間を従来約1年程度だったものを約10日に短縮した.本研究では,記録映画やニュース映像などの古い記録フィルム映像に固有のさまざまな劣化を除去し,フィルム映像の修復のための実時間処理システムを開発することを目的としている.古いフィルム映像に固有の様々な劣化の代表的なものとして,カメラのフィルム送り機構の不安定性やフィルム送り穴の精度不良により生じたフレーム毎の不規則な位置ずれ,フィルムへの埃や髪の毛の付着による画素の欠落であるプロッチ,上映時にフィルムと上映機の接触により生じたスクラッチ,不均一なフィルム露光時間によるフレーム毎の不規則な輝度値の変化であるフリッカなどが挙げられる.本研究では,これらの劣化を自動的に高精度かつ高効率にディジタル修復を行う手法を開発する.本申請者らがこれまでに実現してきた位置ずれ補正法とフリッカ除去法やプロッチ除去法,スクラッチ除去法のプログラムにおいて,高解像度映像(4Kサイズ)での映像修復性能について評価した.その上で,それぞれの処理システムの統合のため,画像データのフォーマット統一ならびに修復パラメータのフォーマットを策定した.これらにより,処理時間の短縮ならびに処理過程でのデータの劣化を防ぐ手法を検討した.上記のシステムのプロトタイプシステムを構築し,実際の超高速コンピューティングシステムによる実時間での古いフィルム映像の修復システムの実現可能性について評価した.これらにより,高解像度映像において,これまでの手法と比較して処理結果の映像を劣化させることなく1フレームあたりの処理時間を11. 4%に減少させることが出来た.さらに,約10分の高解像度映像の処理にかかる時間を従来約1年程度だったものを約10日に短縮できた.本研究では,記録映画やニュース映像などの古い記録フィルム映像に固有のさまざまな劣化を除去し,フィルム映像の修復のための実時間処理システムを開発することを目的としている.古いフィルム映像に固有の様々な劣化の代表的なものとして,カメラのフィルム送り機構の不安定性やフィルム送り穴の精度不良により生じたフレーム毎の不規則な位置ずれ,フィルムへの埃や髪の毛の付着による画素の欠落であるブロッチ,上映時にフィルムと上映機の接触により生じたスクラッチ,不均一なフィルム露光時間によるフレーム毎の不規則な輝度値の変化であるフリッカなどが挙げられる.本研究では,これらの劣化を自動的に高精度かつ高効率にディジタル修復を行う手法を開発する.本申請者らがこれまでに実現してきた位置ずれ補正法とフリッカ除去法やブロッチ除去法,スクラッチ除去法のプログラムにおいて,高解像度映像(4Kサイズ)での映像修復性能について評価した.その上で,それぞれの処理システムの統合のため,画像データのフォーマット統一ならびに修復パラメータのフォーマットを策定した.これらにより,処理時間の短縮ならびに処理過程でのデータの劣化を防ぐ手法を検討した.さらに,スクラッチの検出において,フィルムとスクラッチの特徴を考慮して,映像データをフィルムと同じように連続したデータとして扱い,スクラッチの発生箇所を繰り返して検出することで検出精度を向上させた.また,フリッカの検出精度の向上のために,検出と修復の基準となる参照画像の作成方法について検討した.本研究では,記録映画やニュース映像などの古い記録フィルム映像に固有のさまざまな劣化を除去し,フィルム映像の修復のための実時間処理システムを開発することを目的としている。古いフィルム映像に固有の様々な劣化の代表的なものとして,カメラのフィルム送り機構の不安定性やフィルム送り穴の精度不良により生じたフレーム毎の不規則な位置ずれ,フィルムへの埃や髪の毛の付着による画素の欠落であるブロッチ,上映時にフィルムと上映機の接触により生じたスクラッチ,不均一なフィルム露光時間によるフレーム毎の不規則な輝度値の変化であるフリッカなどが挙げられる.本研究では,これらの劣化を自動的に高精度かつ高効率にディジタル修復を行う手法を開発する.本申請者らがこれまでに実現してきた位置ずれ補正法とフリッカ除去法,ブロッチ除去法,スクラッチ除去法のプログラムにおいて,高解像度映像(4Kサイズ)での映像修復性能について引き続き評価した.その上で,位置ずれ補正で使用する位相限定相関法についてその相関の性質について検討し,実現において位置ずれ量の推定精度を劣化ざせずに位置ずれ量を高速に得る手法を実現した.さらに,画像の回転を含めた位置ずれ量の推定を実現し,位置ずれ量推定性能を向上させた.その上で,映像内の移動物体を考慮した画像の位置ずれ量検出・フリッカ除去のための参照画像の作成について検討した.また,スクラッチの除去において,フィルムとスクラッチの特徴を考慮して,スクラッチ部分のデータを補間する方法について検討した.ず
慢性腎臓病(CKD)および腎心相関にはたすエピジェネティクスをかいした新規機序

本年度は,慢性腎臓病の共通進展機序である腎間質線維化におけるエピジェネティクスの意義,ことにfibrocyteをかいしたエピジェネティクスの役割について取り組んだ.すなわち,確立された腎間質線維化モデルであるマウスー側尿管結紮(UUO)モデルを作成し,腎間質線維化におけるヒストンアセチル化,およびヒストンアセチル化阻害剤(curcumin)を用いて腎間質線維化に与える効果を検討した.さらに,ヒストンアセチル化が腎内ケモカイン発現にあたえる影響を検討し,fibrocyteの腎浸潤を評価した.また,培養fibrocyteのコラーゲン産生機序に対するヒストンアセチル化の関与を検討した.その結果,UUOモデルにおいて腎内HAT活性の亢進,尿細管上皮細胞ならびに間質浸潤細胞におけるアセチル化ヒストンの増加,腎内NF-κBのDNA結合能亢進,腎内MCP-1発現亢進およびfibrocyte腎浸潤を認め,腎間質線維化が進展した.一方HAT活性阻害剤であるcurcumin投与により,これらの変化が抑制されることを明らかにした.さらにヒトfibrocyteを用いた検討において,TGF-β_1刺激によりI型プロコラーゲンα1mRNA発現の亢進を認め,一方curucumin処置によりその発現が抑制されることを明らかにした.これは,UUOモデルにおいて腎内ヒストンアセチル化が(1)ケモカインシステムを介したfibrocyteの腎浸潤調節機序,および(2)浸潤fibrocyteのI型コラーゲン発現機序に寄与することを示唆するものである.このことから,ヒストンアセチル化は慢性腎臓病の共通進展機序である腎間質線維化の新規進展機序および治療標的分子として意義あるものである.本年度は,慢性腎臓病の共通進展機序である腎間質線維化におけるエピジェネティクスの意義,ことにfibrocyteをかいしたエピジェネティクスの役割について取り組んだ.すなわち,確立された腎間質線維化モデルであるマウスー側尿管結紮(UUO)モデルを作成し,腎間質線維化におけるヒストンアセチル化,およびヒストンアセチル化阻害剤(curcumin)を用いて腎間質線維化に与える効果を検討した.さらに,ヒストンアセチル化が腎内ケモカイン発現にあたえる影響を検討し,fibrocyteの腎浸潤を評価した.また,培養fibrocyteのコラーゲン産生機序に対するヒストンアセチル化の関与を検討した.その結果,UUOモデルにおいて腎内HAT活性の亢進,尿細管上皮細胞ならびに間質浸潤細胞におけるアセチル化ヒストンの増加,腎内NF-κBのDNA結合能亢進,腎内MCP-1発現亢進およびfibrocyte腎浸潤を認め,腎間質線維化が進展した.一方HAT活性阻害剤であるcurcumin投与により,これらの変化が抑制されることを明らかにした.さらにヒトfibrocyteを用いた検討において,TGF-β_1刺激によりI型プロコラーゲンα1mRNA発現の亢進を認め,一方curucumin処置によりその発現が抑制されることを明らかにした.これは,UUOモデルにおいて腎内ヒストンアセチル化が(1)ケモカインシステムを介したfibrocyteの腎浸潤調節機序,および(2)浸潤fibrocyteのI型コラーゲン発現機序に寄与することを示唆するものである.このことから,ヒストンアセチル化は慢性腎臓病の共通進展機序である腎間質線維化の新規進展機序および治療標的分子として意義あるものである.
低磁場環境で動作する走査ＳＱＵＩＤ‐ＮＭＲ顕微鏡の開発

これまでに超伝導量子干渉素子(SQUID)を応用することで、局所磁場を空間分解能高く撮像可能な走査SQUIDプローブ顕微鏡を開発してきた。局所の核磁気共鳴(NMR)計測を目標にして、走査SQUIDプローブ顕微鏡と低磁場NMR計測とを組み合わせた走査SQUID-NMR顕微鏡の装置開発を行った。低磁場環境中で原子間力顕微鏡によりプローブ試料間距離制御を実現できる装置基本形までは完成させたが、SQUIDとプローブ間の磁気伝達に問題があり、顕微鏡としての磁気感度が十分でないことがわかった。そこで、磁気結合を向上させるために基板共振器がなくても動作できるrf-SQUIDを開発し、その解決を目指した。本研究では、走査プローブ顕微鏡の機能により表面形状を取得するとともに、高透磁率のプローブによって、試料の局所的なNMR信号をSQUIDまで伝達・検出することをコンセプトとした走査SQUID-NMR顕微鏡システムの開発を行った。前年度、NMR信号を検出するために必要と考えられる磁場感度に対して、現状の性能が大きく不足していることが明らかとなっていた。その原因の一つがプローブとSQUID間の磁気結合が悪いことにあり、磁束量換算にして1/1000以下しかSQUIDに伝達されていなかったことが判明した。rf-SQUIDを動作させるために、従来、SQUIDとは別基板の基板型レゾネータをフリップチップ配置して使用していたため磁束伝達が悪化しており、このレゾネータを省略することが最善策だと判断した。そこで、レゾネータとSQUIDとが一枚の基板に集積されたレゾネータ一体型rf-SQUIDに注目し、シミュレーションと実験の両方から、プローブとSQUIDの磁気結合も考慮して開発を進め、最終的に動作する新型rf-SQUIDの作製に成功した。まだ十分とは言えないが、感度が四倍以上向上した。また、NMR信号の検出にSQUIDを用いるため、プロトンの共鳴周波数を100 kHz以下に設定できるよう装置内部を十分に低磁場環境に保ちつつ、磁場印加ができるように磁気シールドを改善することが重要であった。試料交換および設置が容易でありながら、磁気性能を満たす分割式のシールドを設計し、低磁場環境を実現した。プローブ-試料間距離制御においては、真空環境で音叉型水晶振動子を用いたAFMの適用を実現しているが、時間を要するNMR信号の検出において、従来の構造は安定性が悪いという問題があった。将来、大気中環境でも動作させることも想定して、AFMユニットと呼んでいる部分の改良を進め、安定したプローブ-試料間距離制御を実現した。本研究は、走査プローブ顕微鏡の機能により表面形状を取得するとともに、高透磁率のプローブによって、試料の局所的なNMR信号をSQUIDまで伝達・検出する、走査SQUID-NMR顕微鏡の開発を行っている。対象試料の多くが絶縁体であることから、プローブ・試料間距離制御には、音叉型水晶振動子を利用したAFMを適用し、本年度は、計画段階において行っていた振幅変調制御方式から、周波数変調制御方式に変更することで、SQUIDを動作させながら、高感度に表面形状を取得することに成功した。一方、大きなNMR信号を得るためには、静磁場の均質性が重要であるが、本研究計画では高透磁率のプローブを試料極近傍に配置するため、印加した静磁場の均質性が乱される可能性がある。そこで、走査SQUID-NMR顕微鏡のシステムの構築を進めるとともに、電磁界シミュレーションにより、プローブ直下の磁場均質性を評価した。その結果、均質性の点では計画段階の予想よりも高透磁率のプローブが存在することの影響が大きく、共鳴条件が満たされる領域がかなり限られることが示唆された。NMR信号を検出するには、現状の走査SQUID顕微鏡の磁場検出感度を向上させることが必要不可欠と分かったので、現状の構築系に対し、改善点を検討した。試料から発生した磁場がプローブを通り、rf-SQUIDに至るまでの磁気伝達効率をシミュレーションした結果、SQUID側のプローブ末端部での減衰が特に大きいことが明らかとなった。そこで、プローブとの磁気的結合を向上させるため、現在用いているrf-SQUIDを構造から見直すことにした。今回、レゾネータとSQUIDとを一枚の基板に集積したレゾネータ一体型rf-SQUIDの適用を検討し、一体型SQUIDの構造最適化を行った。現在、設計した一体型SQUIDを実際に作製し、評価を進めているところである。顕微鏡本体側において、高透磁率のプローブを音叉型水晶振動子に取り付けることにより、基本的な装置構成を構築して、原子間力顕微鏡の機能を実現し、真空下ではあるが、周波数検出方式によりプローブ・試料間距離制御を行えるようにした。一方、本研究の特色にもなっているが、高透磁率のプローブを用いたことによる印加静磁場の均質性への影響のため、プローブを介してNMR信号を検出するという点においては未だ成功していない。

そこで、基本に立ち戻って、電磁界シミュレーションなどにより解決策を模索をしてきた。これまでに、走査SQUID顕微鏡の磁場検出感度を向上させる方針で、現在用いているrf-SQUIDを見直すことにした。今までは、rf-SQUIDを動作させるために、SQUIDとは別基板の誘電体基板レゾネータをフリップチップ配置して使用していたが、そのレゾネータ分の基板厚みによって、プローブ末端からの伝達磁場が減衰することが分かったため、計画段階になかったことではあるが、レゾネータ一体型rf-SQUIDへの変更を検討した。この際、プローブと一体型SQUIDとの静磁場の結合、およびリードアウトコイルとの一体型SQUIDとの高周波磁場の結合とが両方満たされる形状を電磁界シミュレーションから検討し、一体型SQUIDの構造最適化を行った。検討の結果、第一案として十分な共振感度を有すると考えられるレイアウトでフォトマスクを作製した。現在、これを用いて、一体型SQUIDを実際に作製し、評価を進めているところである。計画通りに進捗しているところもあるが、SQUIDによるNMR信号検出ということにおいては、やや遅れ気味という自己評価をしている。次年度は、本年度に得られた結果を基に、開発した基本的な装置構成を改良する。計画通り、高透磁率のプローブを介して、NMR磁場信号をSQUIDによって検出する装置に発展させる予定であるが、磁性体であるプローブを用いると、試料直下の磁場の均質性が失われるために信号が弱まり、信号検出が大変難しくなることが示唆されている。そのため、SQUIDの感度を向上させることが重要で、プローブとSQUIDの結合を向上させることを目的としてレゾネータ一体型rf-SQUIDの適用など、SQUIDの磁場検出感度を向上させる研究を進めていく。また、装置構成に対しても、別方式で目標を達成することも視野にいれて、基礎的な検討を引き続き行っていく。一方、走査SQUID顕微鏡において、試料に対する制限の少ないAFMの適用により、真空中で測定できるような機構を開発してきたが、真空中での測定には装置上の取り扱いが難しくなるという欠点があり、大気中で測定を実現することも重要になっている。そこで、SQUIDを真空中、試料を大気中にセットできるような機構を新たに開発する。こうしてプローブ顕微鏡としての動作とNMR信号検出とを両立させるためのシステム構成、およびAFM・NMR両方の動作シーケンスが行えるソフトウェアの開発も行っていく。実際の画像化に関しては、現実的な時間での測定は難しい可能性が高く、まずは1点の信号の検出を実現したい。また、磁場の不均一性によって実効的な横緩和時間が短くなっているため、分極磁場の印加に加え、スピンエコーなどの手法もパルスシーケンスに取り入れる予定であり、磁場の不均一性の問題を克服するために、基本に立ち戻って、研究を進める予定である。また、実施体制としては、研究代表者の他に、これまで他テーマとの兼任の学生がいたが、専任的に実験してもらう学生にも加わってもらう予定にしている。
6軸センサを用いた指先力および指先滑りの高精度な推定

本研究では,ヒトが物体を触る時に得られる触覚情報をどのように知覚しているかを明らかにすることを目標として,指の機械的特性と神経系における情報処理特性を考慮した皮膚感覚知覚のモデル化を行う.ヒトの皮膚感覚の知覚においては,センサである触覚受容器が存在する皮膚部分の機械要素のモデル化と神経伝導路や脳を含めた情報処理要素のモデル化が重要である.本研究では,機械要素を伝達関数モデルとして,情報処理要素を多層ニューラルネットワーク(以下,NN)モデルとしてモデル化し,個人差を考慮した皮膚感覚知覚モデルを構築するための手法を確立する.本研究では,ヒトが物体を触る時に得られる触覚情報をどのように知覚しているかを明らかにすることを目標として,指の機械的特性と神経系における情報処理特性を考慮した皮膚感覚知覚のモデル化を行う.ヒトの皮膚感覚の知覚においては,センサである触覚受容器が存在する皮膚部分の機械要素のモデル化と神経伝導路や脳を含めた情報処理要素のモデル化が重要である.本研究では,機械要素を伝達関数モデルとして,情報処理要素を多層ニューラルネットワーク(以下,NN)モデルとしてモデル化し,個人差を考慮した皮膚感覚知覚モデルを構築するための手法を確立する.
合成ガスプラットフォームによるバイオマスリファイナリー微生物触媒の開発

本研究では、好熱性偏性嫌気性微生物M. thermoaceticaを宿主として、代謝工学による合成ガスを基質とした有用物質生産プラットフォームの有効性を明らかにすることを目的とした。その結果、耐熱性カナマイシン耐性遺伝子を選択マーカーとした遺伝子導入法を開発した。これを用いて、アルコール生産遺伝子を導入するとともに酢酸生成遺伝子を同時に破壊することにより、エタノール高生産菌の育種に成功した。本変異株のH2-CO2単独の資化能は消失したが、本変異株は糖を同時に添加することでH2-CO2資化能を回復したことから、糖と合成ガスの共発酵によるエタノール生産が期待できる。【発現量制御発現システムの整備】申請者らは、M. thermoacetica ATCC 39073株への遺伝子導入および発現には成功しているが、目的物質を効率的に生産する為には遺伝子の発現比率を適切に制御する必要がある。そこで、まず定量PCR法によりATCC39073株の解糖系、Acetyl-CoA経路など一次代謝経路酵素遺伝子や、ジャイレースなどのハウスキーピング遺伝子を中心に、それぞれの転写量を網羅的に測定、プロモーターの転写活性を評価した。次いで、T. ethanolicus由来のβ-ガラクトシダーゼをマーカー遺伝子としてそれぞれのプロモーターと連結し、pyrFとともにATCC39073株に導入し、翻訳活性をカタログ化した。【複数選択マーカーの取得】現在、確実に使用できる選択マーカー遺伝子はpyrFのみであるが、その他に抗生物質耐性遺伝子マーカーを使用可能とするため、ATCC 39073株がカナマイシンに感受性をもつことを利用し、耐熱性カナマイシン耐性遺伝子を、G3PDHプロモーターに連結し、ATCC39073株に導入し選択マーカとして利用できることを示した。【エタノール生産変異株の製作】本プラットフォームの有効性を示すために、これまでに構築した遺伝子組み換え法を適用し、M. thermoacetica ΔpyrF破壊株へのエタノール生産遺伝子を導入した変異株を作製した。具体的には、Moorellaがもつアルコール脱水素酵素遺伝子adhA、およびアルデヒド脱水素酵素遺伝子aldhの本来のプロモーター配列を実績のあるG3PDHプロモーター配列などに置き換えた人工オペロンを構築し、M. thermoacetica ΔpyrF破壊株に導入した。詳細は現在、解析中である。本研究では、好熱性偏性嫌気性微生物M. thermoacetica ATCC 39073株を宿主とする、1)エタノールをモデル生産物とした高生産変異株の分子育種技術の開発、2)遺伝子導入・発現法の高度化、そして3)H2-CO2を基質とした培養技術の検討課題を解決してゆくことにより、バイオガスからの有用物質生産プラットフォームの有効性を明らかにする。昨年度、M. thermoaceticaの酢酸生成経路をほぼ完全に破壊するとともに、乳酸脱水素酵素遺伝子(T-ldh)を導入することにより、本来のホモ酢酸発酵をホモ乳酸醗酵へ転換することに成功した。そこで、本年度は、同様の手法により、エタノール生産株の作成を行った。M. thermoacetica ΔpyrF破壊株にアルコール生産遺伝子をグルタルアルデヒド3リン酸脱水素酵素遺伝プロモーター制御下で導入しただけでは、エネノール生産は見られなかった。しかし、同時に酢酸生成遺伝子を破壊することにより、酢酸生成は減少し著量のエタノールが生産された。このことから、酢酸生成遺伝子の破壊がM. thermoaceticaによるエタノール生産に有効であることが示された。今後、本エタノール生産変異株の代謝解析を行う予定である。また、M. thermoaceticaの遺伝子導入・発現を高度化するために、糖およびH2-CO2で培養した菌体抽出物のプロテオーム、MS分析により、それぞれの条件で高度発現しているタンパク質を検出、同定することができた。今後、高発現タンパク質のプロモーター強度を調べ、高発現系の開発を行う予定である。本研究では、好熱性偏性嫌気性微生物M. thermoaceticaを宿主として、エタノールをモデル生産物とした高生産変異株の分子育種技術の開発、遺伝子導入・発現法の高度化、そしてH2-CO2を基質とした培養技術の検討課題を解決してゆくことにより、バイオガス(H2, CO, CO2)からの有用物質生産プラットフォームの有効性を明らかにすることを目的とした。研究開始時、M. thermoaceticaへの遺伝子導入に必要な選択マーカー遺伝子はpyrFのみであったが、新たに、耐熱性カナマイシン耐性遺伝子を適切なプロモーターに連結することで、新規選択マーカーとして利用できることを示した。また、定量PCR法による主要一次代謝経路酵素遺伝子の転写解析、およびプロテオームによる発現解析によりプロモーター活性を網羅的に解析し、有望なプロモーターを耐熱性β-ガラクトシダーゼと連結、翻訳活性をカタログ化した。さらに、本プラットフォームの有効性を示すために、M. thermoaceticaへのエタノール生産遺伝子を導入した変異株を作製した。M. thermoaceticaに、グルタルアルデヒド3リン酸脱水素酵素遺伝プロモーター制御下でアルコール生産遺伝子を導入しただけでは、糖質からのエタノール生産は見られなかったが、酢酸生成遺伝子を同時に破壊することにより、酢酸生成はほぼなくなり、著量のエタノールが生産された。しかし、本変異株のH2-CO2資化能は消失した。そこで代謝解析によりH2-CO2代謝経路の原因酵素を推定し、ボトルネックの解消を目指している。また、本変異株を用いたバイオマスモデル基質からの好熱エタノール生産に成功した。本変異株は糖を同時に添加することでH2-CO2資化能を回復したことから、糖と合成ガスの共発酵によるエタノール生産が期待できる。

本研究では、好熱性偏性嫌気性微生物M. thermoaceticaを宿主として、代謝工学による合成ガスを基質とした有用物質生産プラットフォームの有効性を明らかにすることを目的とした。その結果、耐熱性カナマイシン耐性遺伝子を選択マーカーとした遺伝子導入法を開発した。これを用いて、アルコール生産遺伝子を導入するとともに酢酸生成遺伝子を同時に破壊することにより、エタノール高生産菌の育種に成功した。本変異株のH2-CO2単独の資化能は消失したが、本変異株は糖を同時に添加することでH2-CO2資化能を回復したことから、糖と合成ガスの共発酵によるエタノール生産が期待できる。本年度、M. thermoaceticaに、アルコール生産遺伝子を導入すると同時に酢酸生成遺伝子を破壊することにより、糖を基質として酢酸生成は減少し著量のエタノールが生産することに成功した。ただ、予想通り、H2-CO2では増殖が見られないことから、2段階培養法を検討しており生産性改善については概ね順調に進んでいる。一方、代謝フラックス解析が遅れている。これは、解析費用が高価であるため、エタノール生産株と野生株を同時に解析を行うことで研究費を効果的に用いるためである。種々の有用物質生産変異株の製作については、耐熱性ブタノール生産遺伝子のクローニングを行っており、遺伝子導入に向けて準備を行っており、概ね順調に研究を進めている。生物化学工学研究計画と比較して、代謝解析は遅れてはいるものの、他は概ね順調に進んでおり、基本的には計画書通り研究を推進したい。まず、本年度育種したエタノール生産菌について、培養特性、代謝機能を詳細に解析し、最適な培養法を検討するとともに、バイオリアクターを用いたエタノール生産試験に挑戦し、高速エタノール生産を実現したい。さらに、開発した遺伝子組換え技術を用いて関連遺伝子を導入することでエタノール以外の代謝産物についても製造可能であることを示したい。平成25年度計画書に記載した研究計画は、サブテーマ1.遺伝子発現制御法の高度化(1-1.発現量制御発現システムの整備、1-2.複数選択マーカーの取得)、サブテーマ2.有用物質生産変異株の分子育種(2-1.エタノール生産変異株の製作、2-2.野生株代謝フラックス解析)である。この中で、野生株代謝フラックス解析以外は、ほぼ当初の目的を達成しており、順調に進展していると考えている。2-2.野生株代謝フラックス解析に関しては、解析費用が高価であることから、今後、共同研究も含め、エタノール生産変異株の解析を同時に行うことで効率的に解析を進める予定である。研究は概ね順調に進展しているので、基本的には計画書通りに研究を推進したい。
オスミウムの地球科学:地球の始まりから現在まで

超微量オスミウムの同位体の測定を可能にするために様々な工夫を繰り返した。その結果、天然試料中の超微量オスミウムの測定のための分析手順の開発(ソフト)はほぼ終わりつつある。予備実験において岩石試料の場合は8割近いオスミウムの回収が可能になり、いよいよ天然の試料に取りかかれる段階になった。海水中のオスミウムの分析には分離法のさらなる改良が必要であるが、今回の方法の開発に使ったノウハウを利用すれば、夢ではなくなりつつある。また装置での測定(ハード)に関しても大きな進展があった。今回陰イオン質量分析計で100pg(ピコグラム;10^<-12>グラム)のオスミウムの同位体比を測定した。通常質量分析計でストロンチウムなどの元素の同位体を分析をする場合、1μg(マイクログラム;10^<-6>グラム)が必要であることから考えれば、今回成功したオスミウムの同位体分析がいかに低濃度で行われたかということがわかる。さて分析方法を検討する過程で、オスミウムの分析をする際に問題となりうる点をいくつか見出した。中でも岩石中のオスミウムを分析する際の注意点として、その岩石生成後の熱水変質などでオスミウムが移動しうるということを実験的に示したことが、大きな成果として挙げられる。この事実は、得られたデータを解釈する上で軽視してはならない非常に重要な問題として位置づけられる。それを公表した論文(裏に示す)の海外での評価は概して高い。今後の展望としては、開発したオスミウムの分析法を利用して、今回手を着けるところまで達しなかった天然試料の分析に取りかかる。海水の分析法の検討も課題である。現在鉄共沈、イオン交換樹脂による分離の他にマンガンファイバーを用いたオスミウムの吸着回収を検討している。また、国内においてオスミウム分析を試みているグループはかなり苦労しており、今回のノウハウを公表して情報の交換を進め、共同して開発を進めていく予定である。
ポリロタキサンの分子ピストン機能を利用したケモメカニカル組織体の構築

本研究では、ポリロタキサン骨格を利用して分子ピストン機能を有する組織体の設計を目的として、蛍光色素であるフルオレセインイソチオシアナート(FITC)をポリエチレングリコール(PEG)とポリプロピレングリコール(PPG)からなるABA型ブロック共重合体(プルロニック^<【encircledR】>)の両末端に導入したポリロタキサンを合成し、水溶液中における温度変化に応じたβ-CDのプルロニック^<【encircledR】>鎖上での局在化挙動を解析した。PEGとPPGとのABA型ブロック共重合体であるプルロニック^<【encircledR】>(P84:Mw=4200)の両末端にアミノ基を導入した後、β-CD飽和PBS緩衝溶液中に滴下、撹拌し、アミノ化プルロニック^<【encircledR】>が多数のβ-CD空洞部を貫通した擬ポリロタキサンを得た。続いて、FITCをDMF中、5°C、72時間反応させることにより、目的とするポリロタキサンを副反応なく合成することが出来た。合成の確認は^1H-NMR、2DNOESY NMR、GPC測定によりおこない、多数のβ-CD空洞部がプルロニック^<【encircledR】>を貫通したポリロタキサン構造と両末端のみのFITC導入を確認した。プルロニック^<【encircledR】>1分子に貫通しているβ-CD数は約7分子であった。生理的環境下においてポリロタキサンなかのβ-CDのプルロニック^<【encircledR】>鎖に沿った分布状態を把握するため、誘起円二色性スペクトル測定を検討した。ポリロタキサンは約490nm付近のFITC吸収波長領域にβ-CDとFITCとの包接に伴う誘起円二色性を示した。このことから低温においてβ-CDが末端FITCと相互作用しており、プルロニック^<【encircledR】>鎖上に分散していることを明らかにした。昇温すると正のモル楕円吸収が小さくなったことから、β-CDがプルロニック^<【encircledR】>鎖上を移動したことが示唆された。そこで、この移動現象を750MHz lH-NMR測定から解析した。温度上昇に伴い、PPG成分のメチル基に起因するピークが分裂し、低磁場側に新たなピークを確認した。分裂したピークの相対面積比から算出したPPG成分上のβ-CD数は、温度上昇に伴い約1.3分子(10°C)から約5.2分子(50°C)に増大した。このことは、貫通しているβ-CDのほとんどが、50°CにおいてPPG成分上に局在化していることを示している。以上から、ポリロタキサンを構成するβ-CDは、温度上昇に伴いPPG成分上に局在化することを明らかにした。
国際交渉におけるイシューリンケージの可能性と影響について

国際交渉でイシュー領域間のリンケージが行われるケースが国際政治学・国際交渉分析の最近の傾向(イシュー構造モデル、国内政治重視)、および、国際化の中で更に重要性を増していることを示した。また、こうした状況を説明するため、無関係の2つのイシューがリンクされた時の、国内における分野間調整と国際交渉の力学に関するモデルを作成した。この理論的なモデルを用いて、1989年後半から1990年代初頭にかけての日米交渉(特に日米構造協議)を説明するため、交渉資料の収集を引き続き行った。収集においては、イシューのパッケージングと分野間調整(独立変数)、交渉の過程や結果(従属変数)を析出するため、詳細なアジェンダと行政機関内での取り扱いレベル、および、交渉結果の変遷(時期毎の合意文書、覚え書き等)に焦点を当てた。具体的には、アメリカ国務省、当時の担当者へのインタビューなどを通して、アメリカ側交渉担当者の行動について、具体的に以下のことが分かった。(1)1989年の日米構造協議開始直前から、92年に2度目の年次報告が出されるまでの間について、アジェンダに含まれていた内容とその変遷。(2)アメリカ政府内部の連絡・会議が行われていた時期、頻度、内容。(3)日本政府内部の取り扱いレベルの変化。また、日本政府が公開した資料から、アジェンダに含まれる要求事項に対する日本側の返答と、その時期ごとの変化が明らかとなった。これらを分析することによって、日本国内の取り扱いレベル変化の前後で、モデルの予測する結果が出ていることが分かった。国際交渉でイシュー領域間のリンケージが行われる場合の国内集団の選考や行動、交渉の過程や結果について、先行研究の成果と、そこで用いられている概念を整理した。そこから、国内における分野間調整と国際交渉の力学に関する仮説を立てた。また、このことが国際政治学・国際交渉分析の最近の傾向(イシュー構造モデル、国内政治重視)の中で更に重要性を増していることを示した。この理論的な仮説を検証する上で必要とされる事例研究を行うため、1989年後半から1990年代初頭にかけての日米交渉(特に日米構造協議)に関する資料収集を行った。イシューのパッケージング(独立変数)が交渉の過程や結果(従属変数)に及ぼす影響を調査するために、交渉の際のパッケージング(アジェンダと取扱い時期など)の特定、および交渉結果の変遷(時期毎の合意文書、覚え書き等)の収集を目指した。アメリカ商務省、ジョージブッシュ大統領図書館等での資料収集の結果、アメリカ側交渉担当者の行動について、具体的に以下のようなことが分かった。また、日本政府が公開した資料から、アジェンダに含まれる要求事項に対する日本側の返答の一部が明らかとなった。申請した情報公開の多くがいまだに処理待ちであるため、結果の変遷に関しては全てが明らかになったわけではないが、アジェンダやアメリカ政府内部での調整頻度、初期の日本政府の対応等が今回明らかとなった。