hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高等植物細胞におけるホウ素の分布と機能の解明

前年度の実験より,細胞のホウ素のほとんどが細胞壁に局在していることが示されたので,本年度は細胞壁中のホウ素の存在形態について検討をすすめた。前年度はタバコ培養細胞を実験材料としていたが,多量に細胞壁が必要になったため実験材料をダイコンに変更した。おろし金でおろしたダイコンオロシを凍結乾燥して粗細胞壁を調製した。これに細胞壁分解酵素ドリセラーゼ(協和醗酵)を作用させホウ素の挙動を調べたところ,細胞壁に含まれるホウ素のほとんどが酵素処理液上清の非透析画分に回収されホウ素が細胞壁多糖と会合して存在している可能性が示唆された。そこでこの上清に対し,イオン交換クロマトグラフィー,分子ふるいクロマトグラフィーなどをホウ素濃度と糖/ホウ素比をマーカーとして行いホウ素を含有する多糖鎖を精製した。この多糖の分子量は7,000,構成糖はウロン酸52%,アラビノース17.4%,ガラクトース4.9%,ラムノース9.8%のペクチン質多糖の一種ラムノガラクツロナンであった。ホウ素11-NMR分析より,この糖鎖1分子当り1分子のホウ素がホウ酸の形で糖水酸基と結合していることが明らかになった。この糖鎖に会合したホウ素は細胞壁全ホウ素の60%近くであり,精製操作中のホウ素の脱落を考慮すると,細胞壁のホウ素のほとんど全てがこのペクチン質多糖に結合して存在していると判断された。ホウ素含有多糖を単離したのはこの報告が初めてである。高等植物の必須元素は16種類あるとされている。ホウ素は今世紀はじめにその必須性が明らかにされたがその作用機作は未だに明らかにされていない。本研究では、我々が確立したジニトロナフタレンジオール(DNNDO)を用いる微量定量法と、器官分化していない培養細胞を用いることで、新しい視点での高等植物のホウ素栄養研究を試みた。タバコ培養細胞BY-2は無傷植物と同様ホウ素が必須で、培地からホウ素を除くことにより6時間以内に原形質分離が生じ細胞分裂速度の減少が顕著になり24時間以内に枯死した。培地中のホウ素濃度と細胞の増殖速度の関係をみたところ、最大増殖速度の半分を与える培地ホウ素濃度は0.056ppmであった。また細胞に含まれるホウ素は乾燥重あたり2.26ppmであったが、その98.7%が細胞壁に存在していることがわかった。基本培地中のホウ素濃度は1ppmであるが、この濃度を除々に低下させそれに馴化した細胞を選抜することで最終的に培地ホウ素濃度0.001ppmでも増殖出来る細胞を選抜した。ホウ素など必須元素の欠乏耐性株が単離されたという報告は今までにはない。急速凍結法による電子顕微鏡観察によると、選抜細胞では対照細胞と比較して細胞壁が膨潤し、より多くのゴルジ小胞が観察された。以上の結果からホウ素は細胞壁の代謝に関与することで必須性を発揮していると推察した。現在、タバコ培養細胞とダイコン根細胞壁からホウ素を含有する細胞壁断片の精製を行っている。前年度はタバコ培養細胞を実験材料としていたが、多量に細胞壁が必要となったため実験材料をダイコンに変更した。

そこでこの上清に対し,イオン交換クロマトグラフィー,分子ふるいクロマトグラフィーなどをホウ素濃度と糖/ホウ素比をマーカーとして行いホウ素を含有する多糖鎖を精製した。この多糖の分子量は7,000,構成糖はウロン酸52%,アラビノース17.4%,ガラクトース4.9%,ラムノース9.8%のペクチン質多糖の一種ラムノガラクツロナンであった,ホウ素11-NMR分析より,この糖鎖1分子当り1分子のホウ素がホウ酸の形で糖水酸基と結合していることが明らかになった。この糖鎖に会合したホウ素は細胞壁全ホウ素の60%近くであり,精製操作中のホウ素の脱落を考慮すると,細胞壁のホウ素のほとんど全てがこのペクチン質多糖に結合して存在していると判断された。ホウ素含有多糖を単離したのはこの報告が初めてである。
血管新生を制御するマルチプレキシンコラーゲンを用いた肝癌の診断と治療

血管新生を抑制するマルチプレキシンコラーゲンの性質を調べる意味で、以下の実験を行い、結果を得ることが出来た。マルチプレキシンコラーゲンの一つであるXVIII型コラーゲンは、そのカルボキシル末端の約250アミノ酸残基のNCドメインの中にはエンドスタチンとよばれ、腫瘍の周囲の血管新生を抑制することが1997年に初めて報告されてから、有望な抗がん作用を示す薬剤になりうる可能性を秘めていると思われて来た。しかしながら、いくつかの研究グループはその部分のペプチドに再現性を認めず、その作用機序を含め未解決の部分は多い。そこで、今回私どもは、XVIII型コラーゲンを多く産生する肝臓細胞株を探し出し、それをヌードマウスに打つことによって作られる腫瘍塊を作成した。そこで、XVIII型コラーゲンに特異的モノクローン抗体を担癌マウスに接種することにより、癌塊が増悪腫大するかどうかを観察することとした。その結果、この特異的モノクローン抗体はがん細胞をアポトーシスに導くことなく、肝癌の容積の増大を認めた。しかしながら、この特異抗体だけでは腫瘍細胞の増殖を促進することはなさそうであった。これらの結果は、エンドスタチンの抗腫瘍効果を支持する重要な所見であり、それだけでなく今回使用したものクローン抗体は、特異的にXVIII型コラーゲンに反応し、エンドスタチンの抗腫瘍効果を抑制することにまで至ったものであり、重要な知見であると思われる。血管新生を制御すると思われるマルチプレキシンコラーゲンを用いた肝癌の解析を行って来た。病理学的診断により肝癌と認められた症例の肝癌部位と正常部位との境界部を含む組織における、XV型コラーゲン特異的抗体染色を行い、肝癌病変における陽性所見を確認した。さらに、この陽性所見がmRNAレベルでも肝癌病変に局在するかをin situハイブリダイゼーション法で検出するための実験設定を行って来た。また、mRNA定量解析のための予備的研究を行い、プライマーの設定、反応条件の設定を完了し、実際の症例を用いて血中のXV型コラーゲン量を測定するアッセイ系を設定中である。[II]マルチプレキシンコラーゲン特異抗体の作成国際共同研究を設定し、ドイツマックスプランク研究所佐々木隆子博士の作成したXV型コラーゲンのNC1を1mgを入手し、ラットリンパ節法によるモノクローン抗体作成を行ったが、残念ながら抗体価の高いクローンを得ることができなかった。しかし二次スクリーニングまで進めたが、陽性クローンを得ることは出来なかった。それで、異なった真核細胞系でのXV型コラーゲンのNC1ドメインの大量産生系を作ることを目的に、バキュロバイラス系で大量産生する実験系を設定する試みを行い、それを作ることが出来た。また、バクテリアの産生系でも大量に抗原を作り、複数の抗原をもとに抗体産生のための材料とすることが出来た。
日本型イノベーション・マネジメントの理論的・経験的探求

2018年度の研究実施計画は、(1)日本型イノベーション・マネジメントの理論的・経験的探求を行うために、研究代表者および各研究分担者が、それぞれの専門分野(ベンチャービジネス論、老舗企業研究、ソーシャルイノベーション論)の学説史展開を共有する研究会の実施、(2)我が国におけるイノベーション・マネジメントのグッドプラクティスについて本研究組織がパイロットスタディとして実施してきた調査先の深耕、(3)上述の理論的・経験的研究に基づく研究成果をもとに、国内の主要関連学会での研究報告および、専門学術誌への査読付き論文への投稿、(4)欧米におけるソーシャルイノベーション研究の動向を踏まえた上で、本研究組織がパイロットスタディとして実施してきた我が国におけるソーシャルイノベーションのグッドプラクティスの学会報告及び投稿論文あるいは著書として刊行であった。まず1から3については、経営倫理学会およびThe Journal of Indian Management & Strategyに査読付き論文が掲載されると共に、東京経済大学紀要および彦根論叢、首都大学東京GSBリサーチペーパーに合計5本の論文が発表されたことに加え、2件の学会報告がおこなわれ、2月中旬に2018年度の研究成果を共有する研究会を開催した。さらに4については、研究代表者および研究分担者がパイロットスタディとして実施してきた研究成果について、幸運なことに出版社に公刊を受け入れられたことで、『ソーシャル・イノベーションを理論化する:切り拓かれる社会企業家の新たな実践』(文眞堂/2018年9月)、『地域産業における起業者の韓日比較』延世大学大学出版文化院/2018年7月)『老舗企業の存続メカニズムー宮大工企業のビジネスシステムー』(中央経済社/2019年3月)と三本の書籍が公刊された。本研究課題のパイロットスタディの書籍としての発表は、当初2019年度中にとりまとめ遅くとも2020年度中に発表する予定であったところ、出版社との交渉が予想以上に順調に進んだ結果、大幅に前倒しとなる2018年度中に発表することができた。その結果、2020年度に予定していた理論研究・フィールドワーク、論文執筆および学会報告を2019年度に前倒しで実施することが可能になり、本研究課題の最終的な研究成果を最終年度に書籍として発表できる可能性が生まれた。また早期に書籍が出版できたことで研究代表者および各研究分担者が新たなフィールドワーク先を開拓する余裕が生まれたことに加え、高橋・木村が2019年度の学会報告で著書に基づく研究報告の招待を受けるなど、2018年度初頭に想定していなかった進捗が見られた。その結果、現在までの進捗状況は「(1)当初の計画以上に進展している」に該当すると判断する。2019年度は各研究分担者が新たに開拓したフィールドワーク先での調査および、その調査結果に基づく学会報告および論文執筆・投稿を中心に研究を推進していく。具体的には、高橋による高橋による結婚情報サービス企業および既存企業における新規事業開発システム、木村による製陶業および宇宙産業、曽根による養鰻業・製茶業における老舗企業、石黒による自動車の自動運転および独居老人の生活支援事業に関するフィールドワークを実施し、関連学会での学会報告および論文執筆と投稿を行っていく。2020年度以後は、これらの研究をとりまとめた書籍の発表を目指した原稿執筆を行うと共に、日本型のソーシャル・イノベーション・モデルの妥当性を国内外に問うために海外ジャーナルへの投稿を行っていく。

また早期に書籍が出版できたことで研究代表者および各研究分担者が新たなフィールドワーク先を開拓する余裕が生まれたことに加え、高橋・木村が2019年度の学会報告で著書に基づく研究報告の招待を受けるなど、2018年度初頭に想定していなかった進捗が見られた。その結果、現在までの進捗状況は「(1)当初の計画以上に進展している」に該当すると判断する。2019年度は各研究分担者が新たに開拓したフィールドワーク先での調査および、その調査結果に基づく学会報告および論文執筆・投稿を中心に研究を推進していく。具体的には、高橋による高橋による結婚情報サービス企業および既存企業における新規事業開発システム、木村による製陶業および宇宙産業、曽根による養鰻業・製茶業における老舗企業、石黒による自動車の自動運転および独居老人の生活支援事業に関するフィールドワークを実施し、関連学会での学会報告および論文執筆と投稿を行っていく。2020年度以後は、これらの研究をとりまとめた書籍の発表を目指した原稿執筆を行うと共に、日本型のソーシャル・イノベーション・モデルの妥当性を国内外に問うために海外ジャーナルへの投稿を行っていく。
うつ病患者のストレス事象に対する脳内認知情報処理メカニズム

本研究は,うつ病患者におけるストレス脆弱性に関する脳内認知情報処理メカニズムを,実験心理学的手法と神経生理学に基づいた脳機能解析を用いて実証的に解明することを目的とした.うつ病患者では,将来に対する悲観的な認知が特徴的にみられることに着目し,うつ病患者および年齢,性別をマッチングさせた健常対照者を対象として,将来の報酬予測に基づく意思決定課題を遂行中の脳活動を機能的磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging : fMRI)を用いて時間的・空間的に精査した.健常対照者では,将来の報酬予測に基づく意思決定を行っている際に,前頭前野を中心とした皮質領域および尾状核,小脳などの脳領域における活動上昇が認められた.一方で,うつ病患者では,健常対照者と比較して,これらの脳領域における有意な活動の低下が示された.これらの結果から,将来の報酬予測には,前頭前野,尾状核,小脳を含む脳内ネットワークが重要であると考えられる.また,うつ病患者では,これらの脳内ネットワークの活動性の低下により,将来の報酬予測に関連した一連の認知情報処理機能が低下している可能性が示された.これにより,うつ病患者において将来についてネガティブに考えるなどの認知障害が生じていることが考えられる.本研究のように,うつ病の認知障害に関する脳機能局在を同定することにより,うつ病の病態解明や新たな治療法の開発に寄与することが期待できる.本研究は,うつ病患者におけるストレス脆弱性に関する脳内認知情報処理メカニズムを,実験心理学的手法と神経生理学に基づいた脳機能解析を用いて実証的に解明することを目的とした.うつ病患者では,将来に対する悲観的な認知が特徴的にみられることに着目し,うつ病患者および年齢,性別をマッチングさせた健常対照者を対象として,将来の報酬予測に基づく意思決定課題を遂行中の脳活動を機能的磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imaging : fMRI)を用いて時間的・空間的に精査した.健常対照者では,将来の報酬予測に基づく意思決定を行っている際に,前頭前野を中心とした皮質領域および尾状核,小脳などの脳領域における活動上昇が認められた.一方で,うつ病患者では,健常対照者と比較して,これらの脳領域における有意な活動の低下が示された.これらの結果から,将来の報酬予測には,前頭前野,尾状核,小脳を含む脳内ネットワークが重要であると考えられる.また,うつ病患者では,これらの脳内ネットワークの活動性の低下により,将来の報酬予測に関連した一連の認知情報処理機能が低下している可能性が示された.これにより,うつ病患者において将来についてネガティブに考えるなどの認知障害が生じていることが考えられる.本研究のように,うつ病の認知障害に関する脳機能局在を同定することにより,うつ病の病態解明や新たな治療法の開発に寄与することが期待できる.
中世東西地中海世界の神学体系を基礎とした西洋古典文献伝承史の再構成

本年度の研究は、すべて裏面「研究発表」〔図書〕欄の拙著執筆を起点として行われている。拙著の論旨は、地中海東西の教会教父たちが「異教」文献とされる古典文学作品を筆写・伝承した背景には、特にギリシア教父たちの神学において顕著な神学的特質があるというものであった。その特質は、本年度の研究成果を取り入れるならば、具体的には1.アポカタスタシス(普遍的救済論)、2.東方典礼に見られる可変的要素の積極的活用、3.ロマンス語族とギリシア語、および印欧語とセム語の間に認められる文法構造の相違点に根ざした翻訳・文化伝承の柔軟性、の三点に主として求められる。「雑誌論文」欄に挙げた研究成果はいずれもこのような結論を導くための基礎作業の過程をなすものであった。すなわち(2)は拙著の論旨を別の観点から書き改めたものであり、(1)は特質2.に関連し、(6)は特質1.と関係する。そしてそれ以外の(3)(4)(5)のうち、(4)(5)は特質3.に含まれる二つの側面をそれぞれ別個に探究したものであり、また(3)は特質1.および2.に対する西方世界での反発を文化史的側面において裏付ける資料の訳出・解説を手掛けたものである。今年度の研究のなかでは研究題目のうち「西洋古典文献伝承史の再構成」を実地に検証するまでには至らなかった。これは次年度以降の課題として継続させたい。一方、今年度の研究では新たに、仏教哲学(特に密教)を初めとする東方思想の体系とその哲学的基盤に関しても、ギリシア教父神学を基軸とする世界観システムのうちに客観的に位置づけ評価することができるという見通しが得られた。これは旧来の「西洋古典学」領域からはやや外れる分野に属する事項であるが、「古典学の再構築」に伴い、東西の古典に対する研究方法として共通なものを抽出することにより「古典文献学」という統合的分野を立てることが一般的となってきた昨今、この見通しを展開させることをも今後の課題としたい。中世に西洋古典文献を筆写伝承したのは、東西地中海世界の主として聖職者や修道士たちであった。彼らが日々の聖務の中で、一見キリストとは無関係に見える異教古典文献の筆写に携わり、後の西洋ルネッサンスを準備したということの意義を考えるのが本研究の目的であった。現段階での研究成果をまとめておく。(1)東方のイコン「復活」に象徴されるように、キリスト以前の人々が、差別なくキリストの復活に与って生命を取り戻すという、キリストの終末論的復活・再臨観に基づいた理解があったこと。(2)中世(特に東方)キリスト教典礼形式の主要なものの一つ「聖ヨハネス・クリュソストモス典礼」は叙上のような終末論的性格を強く帯びたものであり、その中の「ケルビムの歌」に象徴されるように、神人キリストの聖体のうちに万象が秘められているために、すべてが奉神礼(特に聖体礼儀)のうちに集約され、この世のあらゆる人知の結晶も、典礼の中で地上界から天上界に移され聖化されて集約・統一を果たすということ。これは「出エジプトの原則」に拠るものでもある。従って具体的には、例えば哲学文献は存在論として、また特にプラトンのイデア論と結合して、神すなわち「在る方」とこの世の関係を説明するのに役立つ。弁論術はもちろん説教に直接的に役立つ(ナジアンゾスのグレゴリオスなどは「クリスティアン・デモステネス」と呼ばれた)。また歴史作品については、旧約世界の理解に役立つヘロドトスに始まり、聖書史の経過を把握するのに有益である。また詩文学は、上記のような典礼の歌唱部と関わりを持ち、美意識を高揚させるのに役立ち、かつ民族の遺産としてその優れた面が最も集約的に顕れたものである。こういった諸分野の位置づけにより、中世の修道士たちは古典の文献筆写にもそれぞれに固有の意義を与えて携わったと考えられる。

一方、今年度の研究では新たに、仏教哲学(特に密教)を初めとする東方思想の体系とその哲学的基盤に関しても、ギリシア教父神学を基軸とする世界観システムのうちに客観的に位置づけ評価することができるという見通しが得られた。これは旧来の「西洋古典学」領域からはやや外れる分野に属する事項であるが、「古典学の再構築」に伴い、東西の古典に対する研究方法として共通なものを抽出することにより「古典文献学」という統合的分野を立てることが一般的となってきた昨今、この見通しを展開させることをも今後の課題としたい。
カプサイシン類似,非辛味成分を生成する新しいトウガラシの生産と機能性食材の開発

トウガラシの果実に含まれるカプサイシノイド化合物は非常に辛味性が強いため、ヒトは大量に摂取することができない。我々が見い出した新規化合物カプシノイドは無辛味性であるが、口にするとヒトによっては激しい発汗を伴うものである。このカプシノイドを生成するトウガラシ'CH-19甘'は矢澤が育成した品種である(品種登録番号10375号)。本研究では以下のような成果が得られた。1.'CH-19甘'の栽培法の確立、特に休耕田における本品種の栽培・生産のための技術を確立した。2.カプシノイドは果実が完熟するとその含量が1/10程度となるために、収穫期の決定が重要である。本研究の結果から開花後2535日目に収穫する必要があること、また収穫期は果色で判断できることを明らかにした。3.カプシノイドを含有する果実を常温で貯蔵するとその含量が減少するため、果実の輸送条件並びに貯蔵条件を明らかにした。4.'CH-19甘'果実におけるカプシノイドの生合成経路について検討した。その結果、フェルラ酸→バニリン→バニリールアルコール→カプシノイドの順で合成されることがほぼ明らかになった。5.カプシノイドのヒトに対する作用性の一つにVRI系を介した反応経路並びにuncouplingタンパク質とチロイドホルモンが関与するエネルギー代謝にカプシノイドが関与することを明らかにした。6.'CH-19甘'を片親として細胞質雄性不稔系統を利用したF_1を軟弱用野菜として利用できることを明らかにするとともに'CH-19甘'及びこのF_1の葉に特定の生理機能性物質が存在することを明らかにした。トウガラシ果実の辛みの主成分であるカプサイシンは体温上昇、脂肪代謝促進、抗酸化作用などを有することが知られている。本研究は、研究代表者の矢澤が育成した無辛味で発汗作用のあるトウガラシ'CH-19甘'に含まれる新規物質カプシノイドの生理作用および'CH-19甘'の果実生産、利用について行ったものである。得られた成果は以下のように要約される。1.果実の収穫適期の決定について、有効成分カプシノイドは果実が赤色になると急激に減少することを明らかにした。その含有量は開花数2430日で最も高くなること、収穫後室温では1週間でほば半減する。しかし、5°C守貯蔵すると数か月間はカプシノイドの含量が減少しないことを明らかにした。また、カプシノイドは胎座の表皮細胞でのみ生成されることを明らかにした。2.栽培方法は兵庫県、栃木県の生産農家の協力を得て、施肥基準、病害虫防除基準などの栽培管理方法を確立し、現在10a当たり12001400kgの果実収穫が可能となった。3.カプシノイド高含量品種の育成については、これまでの育成系統のほぼ3倍量の系統が得られつつあるが、これについては引き続き研究を行う必要がある。4.カプシノイドの動物(ヒトを含めた)に対する生理・機能的効果について、呼気ガス分析では'CH-19甘'果実を摂取したヒトでは、接種後2050分で測定前よりも著しく上昇すること、鼓膜温は接種によりかなり上昇することを認めた。これらの結果からカプシノイドを多量に含むトウガラシ'CH-19甘'の接種はヒトでの体熱産生を亢進させることが明らかとなった。5.カプシノイドの生合成経路について、^<14>CO_2を用いた葉からの取り込み実験結果から、カプシノオドはフェルラ酸を経てバニリン、バニリルアルコールが脂肪酸と縮合することが明らかとなった。また、カプシノイドの人工合成法を確立した(の論文は日本農芸化学会の優秀論文賞を受賞した)。

6.トウガラシ'CH-19甘'の茎葉部に強いラジカルを産生阻害作用をもつ物質が含まれていることがマウスマクロファージ細胞(RAW264・7細胞)を用いた検定で明らかになった。またHL-60細胞(ヒト白血病細胞)を用いて、'CH-19甘'の茎葉に強いO_2産生抑制を示す物質の存在が明らかとなった。現在これらの物質の同定を進めている。本研究は、研究代表者の矢澤が育成した無辛味で発汗作用のあるトウガラシ'CH-19甘'に含まれる新規物質カプシノイドの政恵理作用および'CH-19甘'の果実生産、利用について行ったものである。得られた成果は以下のように要約される。1.果実の収穫適期の決定について、有効成分カプシノイドは果実が赤くなると急激に減少することを明らかにした。その含有量は開花数2430日で最も高くなること、収穫後室温では1週間でほぼ半減する。しかし、5°Cで貯蔵すると数か月間はカプシノイドの含有が減少しないことを明らかにした。また、カプシノイドは胎座の表皮細胞でのみ生成されることを明らかにした。2.栽培方法は兵庫県、栃木県の生産農家の協力を得て、施肥基準、病害虫防除基準などの栽培管理方法を確立し、現在10a当たり12001400kgの果実収穫が可能となった。3.カプシノイド高含有品種の育成については、これまでの育成系統のほぼ3倍量の系統が得られた。4.カプシノイドの動物(ヒトを含めた)に対する生理・機能的効果について、呼吸ガス分析では'CH-19甘'果実を摂取したヒトでは、摂取後2050分で測定前よりも著しく上昇すること、鼓膜温は摂取によりかなり上昇することを認めた。これらの結果からカプシノイドを多量に含むトウガラシ'CH-19甘'の摂取はヒトでの体熱産生を亢進させることが明らかとなった。5.カプシノイドの生合成経路について、^<14>CO_2を用いた葉からの取り込み実験結果から、カプシノイドはフェルラ酸を経てバニリン、バニルアルコールが脂肪酸と縮合することが明らかとなった。また、カプシノイドの人工合成法を確立した(この論文は日本農芸化学会の優秀論文賞を受賞した)。6.トウガラシ'CH-19甘'の茎葉部に強いラジカルを産生阻害作用をもつ物質が含まれることがマウスマクロファージ細胞(RAW264・7細胞)を用いた検定で明らかになった。7.カプシエイトのマウスへの投与により、UCPs(uncoupling proteins)のm-RNAレベルが上昇し、体内の炭水化物および脂肪の酸化が高まることを認め、副こう丸などの臓器脂肪が減少することを明らかにした。8.トウガラシの軟弱用野菜として栽培方法に関して、施肥、収穫基準、生産環境条件の設定などの諸条件を決定し、その栽培化技術を確立した。
HSP47アンチセンスを用いたパラコート中毒時の肺線維化の防止

熱ショック蛋白質47(HSP47)はコラーゲンによる線維化のために必須の分子シャペロン蛋白質と考えられている。HSP47が存在しない状態ではコラーゲン線維として組織の線維化をきたすことはできずにコラーゲン蛋白は排除されてしまう。従って肺の線維化が病的問題となるパラコート中毒のような状態では線維化をHSP47の発現を抑制することで、その結果として中毒による死亡を減少できる可能性がある。まず肺の線維化にHSP47が関係しているか、否かをパラコート投与ラットモデルで確認した。その結果、肺組織においてもHSP47の発現に一致してコラーゲンの発現が生じることがNorthern blot法を用いて遺伝子レベルでも確認でき、組織での免疫染色においても確認できた。そこでHSP47の蛋白発現を抑制するためにHSP47アンチセンスを作成した。このアンチセンスはin vitroにおいてヒト肺胞上皮細胞由来のA549細胞をLPSで刺激した場合のHSP47発現を抑制し、その結果としてのコラーゲン発現も抑制することが確認できた。パラコート投与ラットモデルでHSP47アンチセンスを投与した結果、肺線維化を抑制することが可能であり、生存率も向上させることができた。この結果は救急中毒領域で多い、パラコート中毒患者の生存率向上に将来的に繋がる可能性を示唆しているものと考えられる。1.HSP47アンチセンスのin vitroでの効果の確認ヒト肺胞上皮細胞由来のA549細胞をLPSにて刺激すると、細胞内にcコラーゲンの合成が生じる。これにHSP47アンチセンスを投与して同様の実験を行うと、A549細胞でのコラーゲン合成が減弱する。このことからHSP47アンチセンスはコラーゲン合成を抑制することが確認された。2.HSP47アンチセンスのin vivoでの効果確認ラットにブレオマイシンを気管内投与すると肺において線維化が生じる。この実験系を用いてHSP47アンチセンスの効果を確認した。生存率の変化ブレオマイシン単独投与群では投与後6-9日で全例死亡した。これに対してHSP47アンチセンスのブレオマイシンとの併用群では全例が生存した。組織所見ブレオマイシン投与群では4週後肺には著明な線維化が認認められたが、HSP47アンチセンスのブレオマイシンとの併用群では肺での線維化は抑制されていた。蛋白発現肺組織でのHSP47の蛋白発現を検討した。ブレオマイシン投与2週後にはHSP47の発現が増加し肺線維化に関係していることが確認された。これに対してHSP47アンチセンスのブレオマイシンとの併用群ではHSP47の発現が抑制されていることが確認され、その結果として肺の線維化が抑制されたと考えられた。以上の予備実験の結果からHSP47アンチセンスの投与によるHSP47の発現抑制はHSP47のもつコラーゲン線維化過程における分子シャペロンとしての作用を抑制し、その結果、線維化の抑制ができることが確認された。まず肺の線維化にHSP47が関係しているか、否かを肺線維化をきたしやすいブレオマイシンを投与することで確認した。

そこでラットにブレオマイシンを気管内投与し、同時にHSP47アンチセンスを投与した結果、ラットでの肺線維化を抑制することが可能であり、生存率も向上させることができた。現在、パラコートをマウスに経気管的に投与し、同時にHSP47アンチセンスも気管内投与した場合、やはり生存率を改善することが確認できた。さらに肺組織でのコラーゲン、HSP47の発現性を確認しているところである。
ヒト肝癌転移モデルを用いた分子標的治療薬の機能解明

本研究では、肝細胞癌の進行症例に相当する肝細胞癌転移モデルを用いて、分子標的治療薬の機能と作用機序について検討した。In vitroで分子標的薬sorafenibの投与による肝細胞癌株の細胞増殖抑制効果とアポトーシス誘導が顕著にみられ、リン酸化LYNとFGFR4発現の低下がみられた。In vivoモデルにおいてはsorafenib投与による肝内転移抑制傾向が認められた。Sorafenib投与臨床症例の肝細胞癌検体では、血管内皮障害がみられた。FGFR4, LYNなどは分子標的治療薬sorafenibの治療効果予測因子として有用性が期待でき、これからは臨床検体でさらに検討すべきと考える。Sorafenibなど多標的チロシンキナーゼ阻害薬は肝細胞癌において、従来の抗癌剤より良い効果が得られたと報告されたが、腫瘍の浸潤・転移など複雑な生物学的現象に与える影響や機能について解明されていないところが多い。本研究では、ヒト肝細胞癌株と肝細胞癌の進行症例に相当する肝細胞癌転移モデルを用いて、分子標的薬の癌の進展に与える影響とその機序について解明し、分子標的薬の治療効果予測バイオマーカーの探索を目的とする。平成23年度では、sorafenibのin vitro, in vivoにおいて各肝細胞癌株(KYN2, Li7, HepG2, KIM1, PLC/PRF/5)に対する影響について研究し、sorafenib使用の臨床症例について検討した。In vitroでは、sorafenibによる増殖抑制効果の違う2群間(KYN2, HepG2, KIM1>PLC/PRF5, Li7)は、DNA microarrayでは、2群間にIRS1, FGFR3, FGFR4, ERBB3, LYNにおいて有意差が認められた。Western blottingの結果、KYN2においてLYN、IRS-1のリン酸化はsorafenib添加によって減少するが、Li7においては変化がみられない。In vivoでは、sorafenib投与により、KYN2のマウス肝内転移抑制傾向と生存期間延長がみられ、KYN2とLi7間にCK19, FGFR4の発現に差が認められ。Sorafenib投与の肝細胞癌臨床例について検討した結果、有効例では、腫瘍内と非腫瘍部の血管内皮障害が認められた。現在、sorafenibによる肝細胞癌肝内転移抑制機序について、各タンパクの発現、リン酸化を中心に臨床症例も用いて検討中であり、sorafenibの肝細胞癌における治療効果の予測マーカーと効果判定への応用が期待できる。in vitro実験では、運動能効果解析、各分子の発現、リン酸化の検討に若干の遅れが出ており、実験手技の未熟、試薬の不適合に原因がある。In vivo実験では、転移モデル作製手技が困難であり、試薬が大量必要のため、有効な実験数がまだ少なく、正確な実験結果を出すのに遅れている。in vitroでは、western blottingや免疫沈降などで分子標的薬添加による変化を有する発現分子の解析を進み、候補分子を増やす。invivo実験では、実験数を増やし、実験モデルにおける各候補分子の発現、リン酸化を検討する。臨床症例を引き続き病理組織学的に解析し、臨床検体における候補分子の発現、リン酸化状況を検討する。in vivo実験では、実験数を増やし、実験モデルにおける各候補分子の発現、リン酸化を検討する。

未使用額の発生は平成23年度に効率的な物品調達をおこなった結果であり、平成25年度消耗品購入にあてる予定である。平成25年度の研究費は分子発現、リン酸化を解析するための細胞培養試薬、抗体、遺伝子増幅試薬、プライマー、蛍光染色を含む各染色試薬など各種の試薬と器具の費用、in vivo実験のためのマウス飼育関連費用及び研究発表のための旅費に使用する予定である。未使用額の発生は効率的な物品調達をおこなった結果であり、翌年度消耗品購入にあてる予定である。翌年度請求する研究費は分子発現、リン酸化を解析するための細胞培養試薬、抗体、遺伝子増幅試薬、プライマー、蛍光染色を含む各染色試薬など各種の試薬と器具の費用、in vivo実験のためのマウス飼育関連費用及び研究発表のための旅費に使用する予定である。
異相接合界面における原子拡散および界面移動の分析電子顕微鏡による研究

近年新材料として登場したのはエンジニアリングセラミックス、金属間化合物、高温超伝導酸化物、半導体超格子などである。このような新材料は在来材料、特に金属と組み合わせて新規な機能や高性能を有する界面機能材料を開発することが試みられている。その中で、界面構造を高度に制御することは実用化に向けて大きな鍵になっている。本研究では分析電子顕微鏡を使用することによって異相、あるいは異材料の界面構造を微視的レベルから解析することで高性能の接合体や界面機能材料を創製しようとすることに大きな意味をもっている。本研究の目的は分析電子顕微鏡を用いてNi-Al2元系およびNi-Al-Ti3元系におけるNi(gamma),Ni_3Al(gamma'),NiAl(beta),NiTi(beta'')および,Ni_2AlTi(beta')など規則相と不規則相あるいは規則相同士間の拡散対における組織観察、組成分析、結晶構造解析を同時に行え、また拡散対における接合界面の移動、界面の構造および拡散挙動との関係について調べ得られた結果は以下の通りである。(1)高温度で拡散熱処理した試料については比較のためEPMA法も利用する。低温度域で熱処理した試料接合界面近傍の組成をエネルギー分散型X線分光法(EDS)によって分析し、元素分布および濃度勾配を調べた。相互拡散係数を求め、規則相中の原子の拡散挙動と接合界面構造との関係を明らかにした。Ni/Ni_3Al,Ni_3Al/NiAl,Ni/Ni-8Al,Ni/Ni-8Tiなどの拡散対から、特に低温度域での相互拡散係数を測定してきた。その中で、従来電子線プローブマイクロアナリシス(EPMA)法では検出されなかった界面近傍の異常な濃度分布や、EPMA法では本質的に観察困難であった界面移動および異相界面の特有な方位関係などを見い出した。当該研究において異相接合体の界面構造および界面濃度分布を同時に解明できることは学術的な面だけでなく、新規な機能や高性能を有する界面機能材料の開発および実用化にも大きな意味をもつことを示しました。
100トン以上の氷から得られる冷熱を利用した省エネ型農産物貯蔵庫の設計指針の作成

研究対象の省エネ型農産物貯蔵庫では、冷熱源である氷を貯氷室で製造し、保管する。本研究では、氷の製造環境について検討するものである。氷の製造は、冬期に貯氷室内の通気口を開放し、そこから流入する自然冷気のみで行う。昨年度は、通気口の開放面積を拡大し製氷を行った。その結果、貯氷室内に流入する冷気量が増大し、120トン以上の氷が製造された。また、貯氷室内の気温は一様ではなく、下部が低く、上部が高かった。この温度分布は製氷初期から終了まで変わることはなかった。貯氷室内の風速は、通気口に近い地点では、外の風速の影響を受けたが、遠い地点ではその影響はほとんどなかった。今年度は、昨年度の観測結果から、製氷モデルのパラメータの一つで、貯氷タンクと周辺空気との熱交換効率を示す熱伝達率を算出した。その結果、下部と上部の貯氷タンクの熱伝達率が高く、一方、中央部の貯氷タンクの熱伝達率は低い値となった。この理由として、気温と同様に、風速も高さによって異なり、中央部の風速が他の場所に比べて小さかったためである。これは風速の観測からも確認された。風速の違いが生じた理由は、貯氷タンクの設置密度が影響したと考えられる。つまり、中央部は周辺の貯氷タンクによって通気口からの冷気が流入しにくい状況にあることが示唆された。また、今年度の製氷は、通気口の開放面積を昨年度の半分にして行った。その結果、暖冬の影響もあり、製氷量は約75トンであった。貯氷室内の温度および風速分布は昨年と同様に形成されていた。当初の計画通り、製氷環境の把握に必要な基礎データを得ることができた。特に、今年度の観測では、通気口の開放面積を昨年度の半分にして行ったことにより、通気口の開放面積の影響を評価する上で必要なデータを確保することができた。また、製氷モデルに必要なパラメータの一つである熱伝達率を算出したが、既往の研究結果とほぼ一致する結果が得られた。このことから、今後の製氷モデルの作成・検証についても順調に行うことができると考えている。以下の通り、今年度得られたデータを精査するとともに、冬期に再び観測を行う。(1)通気口の開放面積の違いおよび暖冬時の製氷環境への影響を、気温、風速データから評価する。(2)既存の製氷モデルに昨年度と今年度の観測結果を適用し、その結果からモデルに使用されているパラメータの検証を行う。(3)今年度と同様に次年度も冬期の貯氷室内の製氷過程を把握するため多点観測を行い、3年間の観測結果および製氷モデルから貯蔵庫の設計に関する指針をまとめる。研究対象の省エネ型農産物貯蔵庫は貯氷室と貯蔵室からなる。冬期は貯氷室内の通気口が開放され、ここから流入する寒冷な外気のみで氷の製造を行う。夏期は通気口を閉め、断熱施工された壁などから流入する熱によって、製造された氷は徐々に融解する。この一連の水の相変化で創出された低温・高湿な空気は貯蔵室に送風される。しかし、氷の冷熱のみで創出される貯蔵環境は、計画量の氷が製造されないため実用化されていない。そこで本研究では、実験貯蔵庫の貯氷室において、気温、水温、風速の多点観測を行い、製氷環境を明らかにするとともに、製氷に関する改善方法と貯蔵庫の設計指針を検討するものである。今年度は、12月から貯氷室内で多点観測を開始し、製氷環境の把握を試みた。その結果、今冬はやや暖冬であったにもかかわらず、水温観測の結果から2月までに120トン以上の氷が製造されたことを確認した。その要因は、これまで開放していなかった扉を開放したことにより、通気口の開放面積が拡大し、貯氷室に流入した冷気量が増大したためであった。風速観測の結果から通気口に最も近い地点では、外の風の影響により3m/s以上の風速が観測されることがあった。しかし、通気口から離れた地点では、1m/s以上の風速が観測されることはなかった。詳細な解析はまだ行っていないが、この結果は貯氷室内では空気はほとんど動かず、滞留していることを示唆した。気温観測の結果、貯氷室の気温は通気口からの距離に関係なく、下方ほど低く、上方は高い傾向にあった。この傾向は時間の経過とともに顕著となった。そのため、製氷は下方の貯氷タンクから完了した。特に、これまで観測されていなかった風速を観測したことによって、貯氷室内の空気の流れの解析に必要なデータが得られた。ただし、計画していた製氷期間中に通気口の開放面積を変えたときの、貯氷室の環境への影響を評価するデータの取得は、製氷がほぼ完了した2月下旬から3月上旬の2週間しか行うことができなかった。その理由は、今年度は製氷量の確保を優先したことにより、120トン以上の氷の製造が確認されてから通気口の開放面積の調整を行ったためである。ただし、通気口の開放面積の影響を評価する上で、最低限のデータ量は確保できたと思われる。

氷の製造は、冬期に貯氷室内の通気口を開放し、そこから流入する自然冷気のみで行う。昨年度は、通気口の開放面積を拡大し製氷を行った。その結果、貯氷室内に流入する冷気量が増大し、120トン以上の氷が製造された。また、貯氷室内の気温は一様ではなく、下部が低く、上部が高かった。この温度分布は製氷初期から終了まで変わることはなかった。貯氷室内の風速は、通気口に近い地点では、外の風速の影響を受けたが、遠い地点ではその影響はほとんどなかった。今年度は、昨年度の観測結果から、製氷モデルのパラメータの一つで、貯氷タンクと周辺空気との熱交換効率を示す熱伝達率を算出した。その結果、下部と上部の貯氷タンクの熱伝達率が高く、一方、中央部の貯氷タンクの熱伝達率は低い値となった。この理由として、気温と同様に、風速も高さによって異なり、中央部の風速が他の場所に比べて小さかったためである。これは風速の観測からも確認された。風速の違いが生じた理由は、貯氷タンクの設置密度が影響したと考えられる。つまり、中央部は周辺の貯氷タンクによって通気口からの冷気が流入しにくい状況にあることが示唆された。また、今年度の製氷は、通気口の開放面積を昨年度の半分にして行った。その結果、暖冬の影響もあり、製氷量は約75トンであった。貯氷室内の温度および風速分布は昨年と同様に形成されていた。当初の計画通り、製氷環境の把握に必要な基礎データを得ることができた。特に、今年度の観測では、通気口の開放面積を昨年度の半分にして行ったことにより、通気口の開放面積の影響を評価する上で必要なデータを確保することができた。また、製氷モデルに必要なパラメータの一つである熱伝達率を算出したが、既往の研究結果とほぼ一致する結果が得られた。このことから、今後の製氷モデルの作成・検証についても順調に行うことができると考えている。以下の通り、今年度得られたデータを精査するとともに、冬期に再び観測を行う。(1)貯氷室内の温度および風速データを解析し、貯氷室内の空気の流れと、外気および製氷状況による貯氷室内の温度変化の傾向について明らかにする。(2)水温の観測結果から、製氷完了時間は貯氷タンクの位置に違いによってに最大2ヶ月以上の差があった。つまり、貯氷タンクの設置場所によって大きく製氷環境が異なることが明らかとなった。このことから、設置場所の違いによる製氷の効率性を定量化するとともに、(1)の解析結果をもとに、今後の貯氷タンクの設置方法について検討する。(3)既存の製氷モデルに今年度の観測結果を適用し、その結果からモデルの使用されているパラメータについて検証および調整を行う。(4)今年度と同様に、次年度も冬期の貯氷室内の製氷過程を把握するため多点観測を行い、2年間の観測結果から(1)(3)についてを比較・検証を行う。(1)通気口の開放面積の違いおよび暖冬時の製氷環境への影響を、気温、風速データから評価する。(2)既存の製氷モデルに昨年度と今年度の観測結果を適用し、その結果からモデルに使用されているパラメータの検証を行う。(3)今年度と同様に次年度も冬期の貯氷室内の製氷過程を把握するため多点観測を行い、3年間の観測結果および製氷モデルから貯蔵庫の設計に関する指針をまとめる。風速観測に必要な測器類が当初の予定より安価で購入できたため、残額が生じた。余剰金は、今後の観測に必要な測器の購入および旅費に使用する予定である。
有機金属クラスター制御による合成反応の開拓

独立オレフィン類に対する有機金属試薬の付加反応は反応機構的にも合成的にも重要な反応であるが,対応するカルボニル化合物の反応研究に比べて基礎的情報が欠如している.我々はこの反応に注目し反応の立体化学,分子軌道法を用いた反応機構研究,新規カルボメタル化試剤の開発等を行ってきた.本研究では,高活性でかつ高官能基および立体選択性を兼ね備えた有機金属反応系を開発し,高効率で一般性に富んだ次世代のオレフィンカルボメタル化反応の開拓を目指して研究を行っている.本年は,複数金属からなるクラスター反応活性種が目的達成の鍵であるとの認識に基づき,理論と実験の統合による不斉合成反応の研究を開始した.前年度の検討から得られた実験的知見をもとに高活性なヒドラゾンアニオン遷移金属/典型金属クラスター試薬の設計,開発を行った.この際,溶液内での会合体構造の基礎情報となる結晶構造の解析を行った.以上の実験的研究と並行して,密度汎関数法,多層分子軌道計算等の大規模分子軌道計算を用い可能なかぎり現実の系に近いモデルで有機遷移金属/典型金属クラスターの理論検討を行い,高反応性をもたらす要因の理論的解明を行った.遷移金属/典型金属クラスターの会合状態を制御しうる配位子として,アミノホスフィン類,アミノアルコール類がこれまでの知見より適当と考えられ,この基本構造を有する配位子の設計・合成を通してこれまでに報告例の希少な触媒的不斉カルボメタル化反応の達成が可能とした.研究途上において申請者が特別推進研究の代表者となったため本研究は廃止となったためにそのまま終了した.オレフィンカルボメタル化反応は独立オレフィンに対する有機金属試薬の付加反応であり、炭素一炭素結合と炭素一金属結合の同時に生成が可能となるため新たな有機金属化合物の創生の強力な手法となる。カルボニル化合物に対する有機金属試薬の付加反応が有機合成化学の重要な化学変換反応の一つであったのとは対照的に、オレフィンカルボメタル化反応はこれまであまり多くの注目を集めていない。本研究では有機金属クラスター構造の制御による反応性の制御という独自の基本概念に基づき新たなカルボメタル化反応活性種の創成を行い、新規カルボメタル化反応を開発することを目的として研究を行った結果次のような結果を得た。亜鉛化ヒドラゾン試薬と種々の置換オレフィン類、共役ジエン類、活性な二重結合を有するアレン類への付加反応を検討し、新たな官能基化有機金属試薬の創成の検討を行った。その結果ケトンより出発して一段階でピロールをえる新規合成反応を開拓した。更にこれらの検討から得られるオレフィン基質に対する亜鉛化ヒドラゾンの適用制限を踏まえ、高活性なヒドラゾンアニオン遷移金属/典型金属クラスターの開発を展開のための基礎的な知見を得た。さらにGaudemar/Normant反応として知られているカルボメタル化反応の反応機構を理論的に明らかにした。独立オレフィン類に対する有機金属試薬の付加反応は反応機構的にも合成的にも重要な反応であるが,対応するカルボニル化合物の反応研究に比べて基礎的情報が欠如している.我々はこの反応に注目し反応の立体化学,分子軌道法を用いた反応機構研究,新規カルボメタル化試剤の開発等を行ってきた.本研究では,高活性でかつ高官能基および立体選択性を兼ね備えた有機金属反応系を開発し,高効率で一般性に富んだ次世代のオレフィンカルボメタル化反応の開拓を目指して研究を行っている.複数金属からなるクラスター反応活性種が目的達成の鍵であるとの認識に基づき,まず,理論と実験両面よりCu/Mg,Fe/Mg,Ni/Zn系等の複数金属高活性触媒反応系を探索した.これまでの実績からカルボメタル化反応の検討に有効なプローブとして用いてきたシクロプロペノンアセタールについて,高活性な遷移金属触媒系の探索を行った.昨年度の研究成果に基づき,シクロプロペノンアセタールに対する有機マグネシウム試薬のカルボメタル化反応での,Ni(II),Cr(III),Co(III),Fe(III)等の金属塩の触媒としての挙動を検討した.この触媒系においては有機典型金属試薬によって全く異なる挙動が観測され有機遷移金属/典型金属クラスターの関与が強く示唆された.すなわちFe(III)を例に挙げると,マグネシウム塩,亜鉛塩が系中で生成した不安定な有機鉄(I)種を安定化し,会合体反応活性種を形成するために望みとする触媒サイクルが成立したものと考えられる.以上に関して,関連したCu,Co,Rhなどの金属の反応性に関連した理論研究を含めて検討した.独立オレフィン類に対する有機金属試薬の付加反応は反応機構的にも合成的にも重要な反応であるが,対応するカルボニル化合物の反応研究に比べて基礎的情報が欠如している.我々はこの反応に注目し反応の立体化学,分子軌道法を用いた反応機構研究,新規カルボメタル化試剤の開発等を行ってきた.本研究では,高活性でかつ高官能基および立体選択性を兼ね備えた有機金属反応系を開発し,高効率で一般性に富んだ次世代のオレフィンカルボメタル化反応の開拓を目指して研究を行っている.本年は,複数金属からなるクラスター反応活性種が目的達成の鍵であるとの認識に基づき,理論と実験の統合による不斉合成反応の研究を開始した.前年度の検討から得られた実験的知見をもとに高活性なヒドラゾンアニオン遷移金属/典型金属クラスター試薬の設計,開発を行った.

この際,溶液内での会合体構造の基礎情報となる結晶構造の解析を行った.以上の実験的研究と並行して,密度汎関数法,多層分子軌道計算等の大規模分子軌道計算を用い可能なかぎり現実の系に近いモデルで有機遷移金属/典型金属クラスターの理論検討を行い,高反応性をもたらす要因の理論的解明を行った.遷移金属/典型金属クラスターの会合状態を制御しうる配位子として,アミノホスフィン類,アミノアルコール類がこれまでの知見より適当と考えられ,この基本構造を有する配位子の設計・合成を通してこれまでに報告例の希少な触媒的不斉カルボメタル化反応の達成が可能とした.研究途上において申請者が特別推進研究の代表者となったため本研究は廃止となったためにそのまま終了した.
分子科学的アプローチによる遺伝子発現の制御と機構の解明

我々は、機能性Py-Imポリアミドを用いてエピジェネティックな遺伝子発現を制御する方法論を開発した。加えて、原子間力顕微鏡(AFM)を用いるDNAフレーム技術によって1分子レベルで分子の挙動を直接可視化することに成功した。これらのケミカルバイオロジー研究技術を組み合わせることによって、DNA構造と機能に基づく化学的なアプローチを通した特異的な遺伝子発現機構の解明に近づくだろう。本研究では、エピジェネティックな遺伝子発現の制御に関する分子科学的な総合研究を進めるために、DNAの配列特異的な結合分子にエピジェネティックな遺伝子発現の活性化機能を付与することによって、細胞の初期化や分化の制御を行うことや、遺伝子制御に関連する酵素や反応を直接可視化し解析する方法の開発を行うことを目的としている。2012年度の主な研究成果:(1)Fmoc固相合成の反応条件の改善を進めながら、SAHA (suberoylanilide hydroxamic acid)をPy-Imポリアミドに連結させた誘導体を合成し、MEF細胞中のOct4/Nanog遺伝子を特異的に活性化することに成功した。(2)高速原子間力顕微鏡(AFM)により、鋳型DNAを2か所で結合したDNAナノ構造体上での基本転写因子との複合体構造及びRNAポリメラーゼIIによる転写を動的に観察する系の構築に成功した。(3) DNA折り紙上でDNAモーターの挙動をAFMによって観察することに成功した。また、特定の波長の光により構造を異性化させる置換基を導入したDNAナノ構造体を構築し、光による構造と機能を制御する技術の開発も進めた。現在、マイクロアレイを用いる遺伝子活性化能の評価結果から、様々な遺伝子群、特に細胞の初期化に関連する遺伝子群を活性化するSAHA Py-Imポリアミドを見出している。また、非常に微細なDNAナノ構造の変化を観測可能にするAFM測定技術の改善も進めている。今年度も申請者らの有する合成、解析技術を駆使して、目的とする構造依存的な遺伝子発現の制御と可視化を実現していく。これらの化学的アプローチによって、分子レベルでの遺伝子発現制御の動的な挙動を解明し、細胞内での汎用的な特定遺伝子制御に関する技術応用への方法論を確立する。本研究では、エピジェネティックスな遺伝子発現の制御に関する分子科学的な総合研究を進めている。特に、DNA配列特異的な結合分子にエピジェネティックスな遺伝子発現の活性化機能を付与することによって、細胞の初期化•分化の制御を行なうことと、遺伝子制御に関連する酵素や反応を直接可視化し解析する方法の開発を行なうことを主な研究目的としている。2013年度の主な研究成果を以下に示す。:(1)本年度は、マウス胚性線維芽細胞(MEF)からヒト皮膚線維芽細胞(HDF)を用いる評価系に本格的に移行した。実際に、HDFに対するSAHA Py-Imポリアミド(32種)の遺伝子発現の活性化能をマイクロアレイ、RT-PCR技術を駆使して評価を進めた。その結果、DNA塩基配列特異性を反映した特定遺伝子ONスイッチ機能を持ったエピジェネティックス制御機能分子としての可能性を示すことに成功した。(2)高速原子間力顕微鏡(AFM)によって、DNAの微細な高次構造の変化やDNAと結合、解離するタンパク質の動態をリアルタイムで観察可能にする測定技術の確立に成功した。現在、SAHA以外のエピジェネティックスを制御する機能分子を複合化させたPy-Imポリアミドの合成、評価を進めている。また、ヌクレオソーム-DNA複合体の構築、その結合、解離の動態を観察可能にする系の構築にも着手している。今年度も、合成、評価、解析技術を駆使して、DNA構造依存的な遺伝子発現の特異的な制御技術の確立と、その機構の可視化の実現に向けて研究を進めることができたと考える。特に、DNA配列特異的な結合分子にエピジェネティックスな遺伝子発現の活性化機能を付与することによって、細胞の初期化・分化の制御を行なうことと、遺伝子制御に関連する酵素や反応を直接可視化し解析する方法の開発を行なうことを主な研究目的としている。研究遂行に遅延は生じたが、2014年度の主な研究成果を以下に示す。(1)本年度は、マイクロアレイ、RT-PCR技術を駆使して、ヒト皮膚線維芽細胞(HDF)に対するSAHA、および、新しく見出したHAT活性化能をもつCTB、その2種類のPy-Imポリアミドの遺伝子発現活性化能を評価した。特に、CTB Py-Imポリアミドは活性化機構で未解明の部分があり、目的とするSAHAポリアミドの活性化機構との解析と比較に時間を必要とした。その結果は論文として報告し、特定遺伝子の活性化能を持ったエピジェネティックス制御分子の研究を進めた。(2)高速原子間力顕微鏡(AFM)によって、DNAの微細な高次構造の変化やDNAと結合、解離するタンパク質の動態をリアルタイムで観察可能にする測定技術開発を進めた。ヌクレオソーム-DNA複合体の構築、その結合、解離の動態を観察可能にする系の構築に向けて、予備実験と検証を続けた。研究室の合成、評価、解析技術を総合的に駆使することによって、DNA構造依存的な遺伝子発現の特異的な制御技術の確立とその機構の可視化に向けた研究成果を着実に挙げることができたと考える。当初の計画からは遅れたものの、SAHAとCTB Py-Imポリアミドの機能評価と解析は、おおむね順調に進展した。AFMによるDNAナノ構造体の解析研究も順調に進展しており、論文として報告した。