hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境トリチウムの変動測定とその解析

本年度は15名の研究グループによってそれぞれの分担課題について研究を行ったが、「環境トリチウムの変動測定とその解析」という研究課題について3年目の最終年度にあたるので、極力これまでの結果を総括的に取りまとめるよう務めた。得られた主な結果は次のとおりである。1.大気中のHTO、HT、CH_3T濃度については1984年以降継続的に測定し、それぞれの平均濃度、変動幅が明らかにされた。とくにHTOについては1986年3月から1987年3月まで気象条件に合わせて試料を捕集し、気象概況と大気水分中のトリチウム濃度を調べた。その結果3月から6月にかけて福岡が大陸性気団に覆われ風向が北風で、天気が良く降水のないときトリチウム濃度が高く、逆に風向が南風で、天気が雨模様のときトリチウム濃度が低いことが明らかにされた。2.大気水分中のトリチウム濃度は一般に雨水中のそれより高い値を示すが、これは大気水分中に、比放射能の高い大気中のHTが土壌表面で水に酸化したものが含まれるためであることを、実験室内のモデル実験で明らかにした。3.有機結合型のトリチウム測定の場合には、組織に酸素を流しながら燃焼して水を集めるが、その際酸素ガスに含まれるメタン等の不純物によるトリチウム濃度への影響が懸念された。そこで全国各地の酸素ボンベを集め、不純物を測定したが、不純物の燃焼による影響は無視できることが確認された。4.大量の生物試料を迅速に燃焼するための新しいプラズマ燃焼装置を開発した。5.大気中のトリチウムガス(HT)の太陽紫外線による酸化反応機構を明らかにするため、実験室内でモデル実験を行い、トリチウムの酸化は、200300nmの領域の波長によって促進されることを明らかにした。
膜貫通タンパク質構造・機能の網羅的分類

膜貫通(TM)トポロジー予測法の精度向上を目指して、まず、実験的裏付けのあるTMトポロジーデータを文献から抽出し、データベースとして構築した。このデータセットを用いて、既存の予測法の性能評価を実施した。さらに、いくつかの予測法を組み合わせることによって、コンセンサス予測法(ConPred)を工夫し、10%以上の予測精度向上に成功した。同時に、予測対象を20,30%程度に限定することによって予測精度をほぼ100%まで高める方法(ConPred_elite)の開発も行った。このConPredを87原核ゲノムから得られるTMプロテオームに適用することによって得られたTMタンパク質52,686配列のTMトポロジーの解析から、TMタンパク質のプロテオーム中に占める割合は、ゲノムによらずにほぼ一定、20-30%であることを明らかにした。また、シグナルペプチドを持つTMタンパク質の割合は13%であることも明らかにした。これらのTMタンパク質の機能とTMトポロジーとは密接な対応関係があることを明らかにし、TMトポロジーをbinary topology patternとして表現し、それを基にTMタンパク質の機能分類・同定を行う方法の開発を行った。この方法を真核ゲノムのTMプロテオームに適用することによって、GPCRの網羅的分類・同定を行い、新規GPCR遺伝子を多数発見した。また、TMタンパク質機能・構造のレパートリー拡大の進化的プロセスの解明に向けて、遺伝子内重複によるTMトポロジー進化について調べた。遺伝子内重複があったかどうかは、配列内での部分配列類似性比較によって行った。8、10、12本型のTMタンパク質の多くは、4、5、6本型のTMタンパク質からの「2倍体型」重複によって進化したものであることを見いだした。また、6本型のTMタンパク質は、2本型のものが2回重複を繰り返すことによるもの、3本型からの「2倍体型」重複によるもの、4本型から2本分重複することによるものなど、いくつかの進化的パスウェイから生じたものであることも明らかにした。論文から、実験によって決定された膜貫通トポロジーデータを収集しデータベースとして構築し(原核188、真核114エントリー)、インターネット上に公開した(TMPDB)。このデータセットを用いて既存の10種類のトポロジー予測法の性能評価を行った結果、最良のものでも65%程度であった。これらの予測法を組み合わせることによって予測精度を向上させることを試みたところ、最適な組み合わせでは10パーセント向上させることに成功した(コンセンサス予測法、ConPred_all)。さらに、シグナル配列予測法(DetecSig、予測精度95%)を独自に開発した。また、シグナル配列の存在はトポロジー予測を大きく狂わせるが、予測されたシグナル配列領域を予め除去した後にトポロジー予測を行えば、その影響を避けられることも明らかにした。以上のような予測法と手順を適用して、原核ゲノム50種から予測された膜貫通タンパク質(総計約2万5千)について、これまで報告されているもの比べてより信頼性の高い網羅的トポロジー解析を行った。プロテオームに占める膜貫通タンパク質の割合は、ゲノムによって多少変動するが、平均で22%であった。シグナル配列を持つタンパク質配列の割合は、膜タンパク質で約18%、水溶性タンパク質では10%程度であった。また、シグナル配列を持つ膜貫通タンパク質(タイプI)のN端ループの長さは、他のタイプに比べて長いもの割合がきわめて高く、シグナル配列の存在と機能との間に密接な関係があることを明らかにした。

さらに、50原核ゲノムから予測された膜貫通タンパク質配列全てを対象として、配列内の類似性比較を網羅的に行うことによって、遺伝子内重複によるトポロジー進化の可能性についても詳しく検討し、2倍体型の遺伝子内重複によって形成されたと考えられる膜貫通タンパク質の事例を数多く見つけだすことに成功した。従来の膜貫通(TM)トポロジー予測方の精度を10%以上も上回るコンセンサスTMトポロジー予測法(ConPred_all)を開発した。さらに、予測が成立する配列数を抑える(2030%程度)ことによって、ほぼ100%の予測精度を実現させるもう一つのコンセンサス予測方(ConPred_elite)の開発も行った。これらを統合することによって、コンセンサスTMトポロジー予測システム(ConPred II)を構築し、インターネット上でのサービス公開を行っている(http://bioinfo.si.hirosaki-u.ac.jp/ConPred2)。また、(1)独自に開発したシグナルペプチド予測法DetecSigによるシグナルペプチドの検出と除去、(2)SOSUIによるTMタンパク質配列の判別予測、(3)ConPred_allによるTMトポロジー予測、というトポロジー予測を高精度に行うステップを確立した。これを配列解読済みの原核ゲノム87種、真核ゲノム12種に対して適用し、高精度なTMトポロジー情報を大量に獲得した。これらのデータを詳細に解析し、プロテオーム中のTMタンパク質の割合、シグナルペプチド付きタンパク質の割合、TMセグメント本数分布などを明らかにした。さらにこれらのデータを対象とした配列内部分配列比較を行うことにより、遺伝子内重複によるTMタンパク質の進化プロセスの解析を行い、TMトポロジー進化のシナリオ究明の足がかりを作ることに成功した。また、TMトポロジー情報を基に、ループ領域の長短の組合せパターンから、TMタンパク質の機能分類・同定を行うBinary Topology Pattern (BTP)法を開発した。この方法をGタンパク質共役型受容体(GPCR)に対して適応したところ、従来の配列類似性に基づく分類に比べ、高精度で詳細な機能分類・同定ができることが分かった。
実験的椎体椎間板炎モデルにおけるキモパパイン注入の影響

【はじめに】椎間板炎の原因や、菌の波及経路などに関しての結論は得られていない。椎間板炎から波及して椎体炎に進んでゆく過程において、あらかじめキモパパインにより髄核を溶解するとどう変化するかを観察した。雑種成犬の椎間板に透視下にキモパパインを注入し髄液を溶解、2週後に椎間板に黄色ブドウ球菌を注入し、椎間板炎の進行過程を経時的に観察した。この結果は、第83回日本病理学会総会(京都)において発表予定である。【目的】正常椎間板における大野、新井らの実験的椎間板炎モデル(第79,81回日病会総会)と、変性椎間板における同モデルとのX線学的、病理学的、比較検討。【方法】変性椎間板モデルのひとつとして雑種成犬の椎間板にキモパパイン0.5ml(1000単位)を注入し髄核を溶解。2週間後に同じ椎間に黄色ブドウ球菌浮遊液を注入、経時的にX線撮影し126週の間にて剖検し矢状面病理標本を作製した。【結果】髄核はキモパパイン処理により速やかに溶解され、X線状も椎間腔が狭小化した。黄色ブドウ球菌注入後、1週で椎間板に接する椎体縁の骨吸収像が見られ、6週では全く既存の椎間板構造は消失し、小血管を伴った線維化を認め血鉄素を伴った組織球、プラズマ細胞浸潤が見られた。椎間板前方では軟骨細胞の増生が見られ、骨膜性骨化が著明であった。20週を過ぎると、前方で上下椎体が骨性癒合しており、一部に残った椎間板は、硝子様で集簇性に軟骨細胞の増殖を認めた。【結論】短期観察例では、若干の違いが見られたが、長期観察例では、正常椎間板における結果と同様に椎間板が消失し上下椎体が癒合してくる傾向にあった。【今後の研究方針】変性椎間板のモデルとして他の方法を用いて実験を計画して行く予定である。
小中学校におけるけいれん発作リスクがある児の疫学と発作対応、健康管理の現状と課題

けいれん発作リスクを持つ児の概数と学校での発作頻度等、発作時の対応を明らかにし、問題点を検討することを目的とし、全国の小中学校の養護教諭を対象に質問紙調査を実施した。回答が得られた720校(回収率30.1%)の結果を分析した結果、720校中576校にけいれん発作の既往児が在籍しており、年間102校で、のべ119人が学校で発作を起こしていたが、学校現場では抗けいれん坐薬はほとんど使用されておらず、救急車を要請しているのが現状であった。発作対応の校内マニュアル等の整備も進んでいない現状が明らかになり、教職員のみならず校医等の医療関係者も協力して、学校での体制を整えていく必要性が示唆された。本研究の目的は、通常の小中学校に在籍するけいれん発作のリスクを持つ子ども達の疫学的な現状と健康管理の実態について調査することおよび養護教諭が自身の役割と学校での健康管理の現状をどのように捉えているかを明らかにすることである。研究方法は全国の小中学校から無作為に検出した2400校の養護教諭を対象とした質問紙調査である。本研究は、対象の小中学校において、H27年度に在籍する児童生徒の中での、けいれん発作のリスクを持つ児童生徒の割合、服薬の有無、学校管理下での発作の有無、発作が起きたときの対応、宿泊行事での対応などの健康管理に関して、1年間の状況を調査する研究である。したがって調査は年度末の3月に実施する必要がある。そのため、初年度であるH27年度は関連文献の検索、内容についての検討後、質問紙を作成し、年度末に対象校に送付、回収するまでが主な活動であった。研究対象の小中学校は、全国学校総覧をもとに全国から無作為抽出し、H27年度末のH28年3月上旬に対象の小中学校に質問紙を郵送で配布した。送付数は母集団の大きさから統計上の必要サンプル数を800と計算。回収率を30%前後と予測し、その3倍の2,400部と設定、送付した。その中で廃校等で返却されたものが10部あった。回収締め切り日を過ぎた時点での回収数は707通であった。締切日時点での回収率は約29.6%であった。締切日を過ぎた後も、少しずつ質問紙の返送があるため、5月一杯まで回収中である。本研究は対象の小中学校におけるてんかん等のけいれん発作の既往がある児のH27年度の在籍数、H27年度1年間の発作の状況や対応等について調査をする目的の研究であるため、調査用紙は当初から年度末の3月に配布を予定していた。母集団の大きさから統計学的に意味のあるサンプル数は600800を予定しており、回収率30%で計算して、2400通を発送した。予定通り3月上旬に質問紙を発送し、締切り日を過ぎた時点で、当初予定していた回収率(30%)に近い回収数を確保できている。本研究は全国の小中学校におけるけいれん発作リスクを持つ児の概数および発作頻度等の実態と、発作時の学校での対応を明らかにし、学校での発作対応と健康管理における問題点を検討することを目的とし、養護教諭を対象に質問紙調査を実施したものである。2016年3月、全国の小中学校から無作為抽出した2,390校に質問紙を送付し、回答が得られた720校(回収率30.1%)の結果を分析した。720校中576校にけいれん発作の既往児が在籍しており、年間102校で、のべ119人に学校での発作がみられた。発作は数えられるものだけで年間200回以上あったが、大部分は特別な処置は行わず経過を観察していた。発作のあった学校の約半数の50校が学校判断で救急車を要請しており、その回数は年間63回であった。720校中159校がこれまでに坐薬を預かっていたが、教職員が坐薬を使用したケースは1例もなかった。坐薬を預かる際に医師の指示を受けた学校は159校中40校のみで、坐薬の使用に関するマニュアルが整備されている学校はわずか37校であった。養護教諭の76.2%は自身が坐薬を使用することに抵抗を感じていたが、緊急対応としての坐薬使用は約半数の52.9%がやむを得ないと考えていた。けいれん発作時、学校現場では坐薬はほとんど使用されておらず、救急車を要請していた。教職員はてんかん発作の対応に不慣れなため不安が大きく、適切な対応をするためには教職員への研修体制を充実させることが必要である。また小中学校では、てんかん発作の対応について、十分に整備されているとは言いがたい状況であることが明らかになった。医療機関の学校へのサポートに関しては60%以上の養護教諭が「ほとんどない」「全くない」と回答しており、今後、教職員のみならず主治医、校医等の医療関係者も協力して、学校での体制を整えていく必要があることが示唆された。

回答が得られた720校(回収率30.1%)の結果を分析した結果、720校中576校にけいれん発作の既往児が在籍しており、年間102校で、のべ119人が学校で発作を起こしていたが、学校現場では抗けいれん坐薬はほとんど使用されておらず、救急車を要請しているのが現状であった。発作対応の校内マニュアル等の整備も進んでいない現状が明らかになり、教職員のみならず校医等の医療関係者も協力して、学校での体制を整えていく必要性が示唆された。今後は回収した質問紙を統計処理するため、データ入力し、市販の統計解析ソフトを使って統計処理をする。データ入力には事務補助の人員を雇用しこれにあたる。得られたデータは、回答者の年齢や、経験年数、看護師資格の有無、勤務する学校の校種、特別支援学校での勤務経験の有無などの回答者の属性による結果の違いを比較検討し、これらの属性により、薬剤の預かりや、坐薬の使用に関する抵抗感、発作への対応などに違いがあるのか、また、都市部と地方部では、医療機関からのサポートや望まれる学校現場へのサポート内容に違いがあるのか、などを検討する予定である。調査結果は学校関係者や小児保健、小児医療の専門職者が所属する学会の学術集会で口頭発表し、学会誌に投稿予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。学校保健28年度が最終年度であるため、記入しない。
網膜での光受容に鉄が果たす新たな機能の追究-加齢黄斑変性の発症機序解明に向けて-

老化にともない発症が増加する網膜疾患である加齢黄斑変性症は、欧米先進国における失明原因の第1位であり、我が国においても患者数が急増している。この疾患においては、黄斑部における視細胞のアポトーシスがみとめられ、その結果として、中心視力が著しく低下し、文字や顔などを識別できなくなり、患者のQOLの低下につながる。加齢黄斑変性症の発症機構は未だ不明であるが、大多数の発症に関しては孤発的であり、ある遺伝的素因の下、長年にわたる太陽光への眼の曝露などの種々の環境要因が発症をコントロールする「多因子疾患」であると考えられる。近年、この疾患患者の眼における鉄や鉄代謝関連タンパク質の分布が明らかとなりつつあり、鉄と加齢黄斑変性症との間における関心が世界的に高まっており、我々の研究の重要性の確かさを示すものであると言える。計画に沿って、mRNAの非翻訳領域に鉄応答エレメント(IRE)を含む眼特異的な遺伝子の転写産物およびIREや遊離鉄イオンに結合する新たな眼特異的タンパク質の単離同定を試みているが、現段階ではそれらを見つけるに至っていない。しかし、この数年、眼における鉄の重要性が眼科領域でトピックとなっており、この研究についても同様に重要性が増している。本研究費の終了後も、翻訳段階において細胞質内遊離鉄イオン濃度変化による調節を担う特異配列(IRE)を持つ新規mRNAの発見に向けて、リコンビナントタンパク質の作成方法の改良や動物モデルの再検討などを重ねながら研究を継続し、論文として報告する予定である。細胞における鉄イオン代謝の恒常性維持機構のひとつとして,遊離鉄イオン濃度変化による転写後調節機構が知られている。鉄イオンの濃度変化に対する細胞応答には,Iron-regulatory protein(IRP)-1/2およびmRNA上におけるIron-responsive element(IRE)の存在が必須である。本研究は現在まで報告例のない網膜での光応答におけるIRP-IRE間における転写後調節機構の役割について解明するために,新規のIRE含有mRNAが網膜において発現しているか,また,光照射により発現誘導が起こるかを調べることが主要目的である。この研究では,IRP-1/2アフィニティーカラムの作製を作製するために,IRP-1/2の遺伝子クローニングおよび大量精製について検討してきた。しかしながら,今までのところ,IRP-1/2cDNAのクローニングに関して,cDNAの大きさがそれぞれ3000bpを超え,比較的大きいためか,クローンが得られておらず,現在検討中である。これと平行して,新規IRE含有mRNAを取るためのサンプル調製のために,ラットへの光照射における網膜のタンパク質発現応答などの研究を進めるなどして,準備を行っている。また,今回の研究に必要な機材(高出力の超音波発生機ホモジナイザー(トミー精工、UD-201)),試薬,細胞などに関しても購入するなど,準備を行ってきた。IRP遺伝子クローニングの実験系に改良を加え,さらに研究を進めていく予定である。
LDHによる排水からの汚染アニオン回収および排ガス中のCO2除去プロセスの開発

排水の汚染アニオン除去システムを構築するため、LDH(層状複水酸化物)を用いた汚染アニオン吸着・濃縮・脱離プロセス、及び、汚染アニオンの鉱化剤による鉱化プロセスの検討を行い、下記の成果を得た。(1)新規の脱炭酸イオン溶液の開発により、穏和な条件でLDHの脱炭酸イオンを行うことに成功した。これによって吸着剤であるLDHの再生が可能となり、吸着-脱離-再生のサイクルが実現した。(2)消石灰を鉱化剤として使用し、汚染アニオン濃縮溶液の水熱処理することによってホウ素やヒ素について鉱物化が可能となった。また、処理排水のpHの調整により、塩化カルシウム水溶液で連続的な鉱化処理が可能となった。1:LDHの脱炭酸・アニオン交換プロセス(2)LDHのアニオン交換:Mg/Al-LDHについて、有機アニオンを含む各種アニオンとのイオン交換を試み、連続プロセス化への基礎的なデータを得た。また、今回の脱炭酸プロセスにおいて、Clイオン以外のアニオン(硝酸、過塩素酸アニオン)を共存させた場合、これらのアニオンを含むLDHが得られた。脱炭酸イオンと同時に各種アニオンの吸着が可能なことを示しており、興味深い。2:鉱化剤で水熱処理する鉱化プロセス(1)各種アニオンに対する水熱鉱化処理:既存のクロム精錬工程や備蓄鉱石として廃液中のクロムを回収するために,様々な鉄化合物を鉱化剤とした処理の検討の結果,廃液中のクロムをクロム鉄鉱様化合物として高収率で沈殿させることができることを明らかにした.また,残留6価クロム濃度は,水質汚濁防止法で規定されている排水基準を大きく下回った.(2)水熱鉱化処理の条件の最適化と連続化の検討:連続処理の可能性を明らかにするために,ホウ素含有廃水の流通処理の検討を進め、送液ポンプによる反応容器への連続的な廃液導入が行える装置の設計・試作を行った.その装置によるホウ素含有廃水の処理の結果,今だ残留濃度は多少高いものの流通処理が可能であることが示唆された.1:LDHの脱炭酸・アニオン交換プロセス(1)LDHの脱炭酸プロセスの開発:酢酸緩衝液を用いる脱炭酸イオンを窒素雰囲気下で行うことにより、これまで必要であった塩濃度の1/10程度の希薄溶液で脱炭酸イオンが行われることを明らかにした。(2)LDHのアニオン交換:汚染アニオンの吸着実験として、バッチ方式でフッ素について実験を行ったが、ほぼ完全にフッ素イオンはLDHに吸着された。アニオン色素を用いた吸着モデル実験で「脱炭酸イオン-吸着-脱離-再生」のサイクルが視覚的に実証できた。流通化のためにはLDHの粒状化が必須であるが、バインダーは吸着能を著しく低下させる。今回、LDH結晶成長の検討を行い、バインダーなしで30μm程度の結晶集合体を得、吸着に使用できることがわかった。硝酸イオン型LDHのFTIR分析に関し、KBr法では固相でアニオン交換が生じることが明らかになった。2:鉱化剤で水熱処理する鉱化プロセス(1)各種アニオンに対する水熱鉱化処理:消石灰を鉱化剤とした水熱鉱化処理をバナジン酸、モリブデン酸、タングステン酸をそれぞれ含むモデル排水に適用したところ、廃液中の各元素をカルシウム鉱物として高収率かつ高純度で沈殿させることができることを明らかにした。現在これらの元素の水質基準は設定されていないが、今後設定されるであろう排水基準(0.5mg/dm3)を十分下回ることができることを明らかにした。(2)水熱鉱化処理の条件の最適化と連続化の検討:反応溶液へ処理条件を保ったまま連続的に廃液を送ることのできる装置を用い、消石灰存在下でホウ素含有排水の流通処理が手動ではあるができた。さらに自動化するためには消石灰スラリーを反応容器内へ送り込む必要があるが、現状水熱条件でスラリーを導入できるスラリーポンプが存在しないため、消石灰を用いない処理方法が必要であることが明らかどなった。1:「LDHの脱炭酸・アニオン交換プロセス」脱炭酸プロセスの連続処理化およびアニオン交換のモデル実験:酢酸緩衝液を用いた脱炭酸イオン法の改良によって、ごく希薄な濃度の塩素イオンを含む緩衝液によっても脱炭酸イオンが可能になったが、結晶の大型化と組み合わせることにより、連続処理の目処がついた。今回、さらに酸・アルコールの混合溶液を利用することによってより効率的に短時間で塩素イオン型LDHを合成することが可能となった。アルコール溶媒中ではLDHの粉体は扱いやすく処理が容易なため、連続処理化だけでなくバッチ式においても新しいプロセスとして期待できる。LDHの形状

制御:形状制御の方法として、水膨潤性LDHを利用しゲル状物質を作製し、凍結乾燥によって多孔質材料に変化させ吸着材料として利用する方法やナノシート化によって吸着力を増加させる方法がある。今回、新規め水膨潤性LDHを開発し、新規形状のアニオン交換性LDHの開発に使えることがわかった。また、ハードテンプレートを用いることによってLDHの結晶集合体を形成することが可能となった。2:「鉱化剤で水熱処理する鉱化プロセス」排水からのレアメタル回収:平成22年度はクロム酸・バナジン酸・モリブデン酸・タングステン酸を含む排水からの金属を酸化物として直接回収するための条件の精査を行った。その結果、排水のpHを酸性領域で精密に制御した水熱処理により消石灰を使わずともそれぞれの元素を酸化物として回収できることを明らかにした。鉱化処理の連続化の検討:平成21年度まで行ってきた水熱鉱化処理の流通処理についてホウ素含有排水を対象として、処理条件の最適化を進めた結果、処理排水のpHをあらかじめ塩基性にしておくことで消石灰ではなく、塩化カルシウム水溶液により連続処理が可能であることを明らかにした。
海産魚における生殖細胞ゲノムへのインテグレートを目指した遺伝子導入法の開発

前年度の研究で,transposase認識配列を付加した発現ベクターをマダイ受精卵に導入することで,transposaseのmRNAの共インジェクションの有無にかかわらず12.414.7%の個体の鰭からGFP遺伝子が検出され,共インジェクションした場合には斃死個体から高率でGFP遺伝子が検出された。このようにメダカのtransposase認識配列をマダイが認識して転移する能力が示唆されたが,マダイ由来の転移があることからtransposaseシステムは安定的なトランスジェニック系統作出の技術として問題があることが考えられた。そこで本年度は18塩基の配列を認識可能なmeganucreaseの利用について検討した。骨格筋で強く発現するα-アクチンプロモーターに緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子を連結したDNA断片の両端にmeganucrease I-SceIの認識配列を付加したプラスミドベクターを作成した。2009年12月に秋季から冬季にかけて産卵する香港系統のマダイから採卵し,上記発現ベクターおよびI-SceIの共インジェクションを試みたが,卵質が悪く発生しなかった。そこで,急遽マダイ4歳魚を陸上水槽に収容して蛍光灯による長日処理および加温によって成熟を誘導したところ,1月中旬から産卵を開始した。産卵が安定するのを待って,2月11日にマダイ受精卵へのマイクロインジェクションを再度行った。上記の発現ベクター100ng/μlとI-SceIを3U/μlおよび1U/μlの濃度で共インジェクションする試験区と,発現ベクターのみをインジェクションする対照区を設定し,各試験区とも1,000粒以上の卵にマイクロインジェクションした。その結果,3U区で230尾,1U区で315尾,対照区で309尾の孵化仔魚が得られ,3U区のみに骨格筋にGFPを発現する個体が認められた。GFP発現観察後はそれらの仔魚を飼育した。マダイvasa遺伝子のクローニングを行い,生殖腺のtotal RNAなどから2,427 bpのcDNA配列を得た。この配列には1,893bpのopen reading frame,終始コドン(TAA)および363bpの3'非翻訳領域(3'UTR)が含まれていた。cDNA配列の翻訳領域から推定したアミノ酸配列は631残基でvasaの特徴を備えており,他の生物種のvasaとも高い相同性を示したことからクローニングした遺伝子がマダイのvasa遺伝子であることが示唆された。さらに,マダイのゲノムDNAからゲノムウォーキングおよびPCR法によってクローニングされた遺伝子断片から13,547bpのゲノムDNA配列を得た。その配列には翻訳領域と翻訳領域の上流域(3,116bp)と翻訳領域下流域(188bp)が含まれていた。上記でクローニングされたvasaプロモーターと3'UTRとの間にGFP遺伝子を連結し,その両端にtransposase認識配列を付加した発現ベクターを構築した。そのベクターをマイクロインジェクション法によってメダカtransposaseのmRNAとともにマダイ受精卵に導入し,孵化後20日目に生殖細胞におけるvasa-GFPの発現を観察して作成されたベクターが機能するかどうかを確認した結果,生殖細胞があると思われる部位にGFP様の蛍光がみられたもののマダイの自家蛍光とGFPによる蛍光との識別が困難であった。しかし導入した個体を個体識別可能な大きさまで継続飼育してIDタグ標識するとともに鰭の一部を切り取りゲノムDNAを抽出してGFP遺伝子の存在をPCR法で確認した結果,12%以上の魚のゲノムDNAからGFP遺伝子が検出され,導入した遺伝子の染色体への取り込みが確認された。前年度の研究で,vasaプロモーターと3'UTRとの間にGFP遺伝子を連結し,その両端にtransposase認識配列を付加した発現ベクターをメダカtransposaseのmRNAとともにマダイ受精卵に導入したところ,12%以上の魚のゲノムDNAからGFP遺伝子が検出され,メダカトランスポゾンシステムの有効性が示された。そこでさらに,トランスポゾンシステムが実際に機能しているかどうかを確認する目的で次の実験を行った。まず,メダカtransposaseのmRNAの共インジェクションの有無の影響を調べたところ,孵化後5ヶ月目までに死亡した魚ではmRNA有りの場合40%の個体からGFP遺伝子が検出され,mRNA無しの場合には23%であった。一方,孵化後5ヶ月目まで生残した個体では,mRNA有りが12.4%,mRNA無しが12.5%と差異がみられなかった。従って,mRNAの共インジェクションの効果は無いことはないが,共インジェクションによって導入遺伝子のゲノムへの取り込みが急激に増大し,生命維持に影響が出てしまうのかもしれない。次に,transposase認識配列の有無の影響を調べた。その結果,transposase認識配列をもつ発現ベクターを導入した場合には,mRNAの有無にかかわらず孵化後約5ヶ月目では12.414.7%の個体の鰭からGFP遺伝子が検出されたが,transposase認識配列をもたない発現ベクターを導入した場合にはGFP遺伝子は検出されなかった。従って,ゲノムへのインテグレートにはtransposase認識配列が必要であることが分かった。さらに前年度にGFP遺伝子が鰭から検出された個体の生殖線をサンプリングし,生殖腺組織からGFP遺伝子の検出を試みたところ,16尾中1尾が陽性であった。

前年度の研究で,transposase認識配列を付加した発現ベクターをマダイ受精卵に導入することで,transposaseのmRNAの共インジェクションの有無にかかわらず12.414.7%の個体の鰭からGFP遺伝子が検出され,共インジェクションした場合には斃死個体から高率でGFP遺伝子が検出された。このようにメダカのtransposase認識配列をマダイが認識して転移する能力が示唆されたが,マダイ由来の転移があることからtransposaseシステムは安定的なトランスジェニック系統作出の技術として問題があることが考えられた。そこで本年度は18塩基の配列を認識可能なmeganucreaseの利用について検討した。骨格筋で強く発現するα-アクチンプロモーターに緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子を連結したDNA断片の両端にmeganucrease I-SceIの認識配列を付加したプラスミドベクターを作成した。2009年12月に秋季から冬季にかけて産卵する香港系統のマダイから採卵し,上記発現ベクターおよびI-SceIの共インジェクションを試みたが,卵質が悪く発生しなかった。そこで,急遽マダイ4歳魚を陸上水槽に収容して蛍光灯による長日処理および加温によって成熟を誘導したところ,1月中旬から産卵を開始した。産卵が安定するのを待って,2月11日にマダイ受精卵へのマイクロインジェクションを再度行った。上記の発現ベクター100ng/μlとI-SceIを3U/μlおよび1U/μlの濃度で共インジェクションする試験区と,発現ベクターのみをインジェクションする対照区を設定し,各試験区とも1,000粒以上の卵にマイクロインジェクションした。その結果,3U区で230尾,1U区で315尾,対照区で309尾の孵化仔魚が得られ,3U区のみに骨格筋にGFPを発現する個体が認められた。GFP発現観察後はそれらの仔魚を飼育した。
イオン注入による水素吸蔵合金の表層ナノ構造の改質

水素吸蔵合金の水素化特性を改善する新しい試みとして,イオン注入による表層改質を実施した。吸蔵合金にイオン注入を適用した場合,(1)スパッタリングによる表層清浄化,(2)任意元素の非平衡濃度注入,(3)多量の格子欠陥による拡散促進などの効果が期待できる。本研究の目的は,水素化特性に及ぼすイオン注入の影響を調査し,表層ナノ構造との関係を明確にすることである。今年度は,ZrNiの初期活性化について検討した。試料にイオン注入領域と未注入領域を形成し,試料表面の水素化による変化を観察した。また,表層ナノ構造はTEMにより観察した。イオン注入は,水素,ヘリウム,アルゴンイオンを100keV,室温にて行い,注入量を5X10^<15>1X10^<17>ions/cm^2とした。1.水素イオン注入の影響:注入領域において多数のクラックの発生が見られ,クラックは未注入領域との境界付近で進行が止まった。すなわち,水素イオン注入は合金の初期活性化を明確に促進することが判明した。その原因は,表面近傍において非平衡に濃化した水素が水素化物を形成したため,水素の拡散が促進したものと考えている。2.アルゴンイオン注入の影響二水素イオン注入とは逆に,初期活性を明確に抑制することが判明した。TEM観察から,注入したアルゴンはバブルを形成していない。そのため,表面近傍で高濃度に分散された状態であることが推察される。すなわち,分散したアルゴンが水素の拡散パスを塞いだことが原因であると考えている。3.ヘリウムイオン注入の影響:水素及びアルゴンイオン注入のような明確な影響が現れなかった。しかし,現在の条件より注入量を増加させると,アルゴンと同様な現象が起こると推定できる。今後は,イオンミキシングを使った合金改質に進展する予定である。
周波数選択性多機能膜の開発とミリ波フィルタへの応用に関する研究

本研究開発では、次世代のミリ波帯高速無線通信に不可欠な高性能・超小型の遮断導波管フィルタを開発することを目的に、新しい遮断導波管用平面型共振器(周波数選択性多機能膜)を提案した。提案した周波数選択性多機能膜を帯域通過フィルタへ応用し、その有用性を検証した。その結果、比帯域2%の3段チェビシェフ特性を有する通過域と、12GHz以上の広帯域な阻止域特性を実現した。フィルタ体積は従来のフィルタの30%程度であり、立体回路として大幅な小型化を達成した。提案共振器によって立体回路の低損失性と平面回路の高い設計自由度を併せ持つ小型かつ高性能フィルタを実現可能にした。ミリ波用小型遮断導波管帯域通過フィルタを実現すべく、平成24年度は以下の項目(1)(3)に注力した。その研究実績の詳細を下記に示す。(1)遮断領域で動作する有極形平面共振器の開発・設計:初年度にを設計したフィルタを評価したところ、スプリアス共振が通過域の近傍に発生し、阻止域が狭いことが判明した。本年度は、この問題点を改善すべく不要共振の原因を洗い出し、新しい共振現象を利用した共振器を開発した。その共振現象は、遮断導波管が有する誘導性成分と平面共振器の持つ反共振特性を併用したハイブリッド共振である。それによって通過域近傍の不要共振を抑圧しつつ、通過域形成に必要な共振点と、阻止帯域幅拡大のための反共振の両方を実現した。(2)マイクロ波帯におけるスケールモデルによる設計法の検証:本年度開発したハイブリッド共振器を用いた遮断導波管フィルタとして、初年度に開発した設計法によりマイクロ波帯でフィルタを設計した。その結果、仕様通りに中心周波数10GHz、比帯域2%の通過域を形成し、さらに阻止域においては11GHz17GHzで80dB以上の高減衰量を実現した。また減衰量20dB以上では12GHzという広い阻止帯域幅も得られた。フィルタ体積においては、従来のフィルタの30%程度であり、立体回路として非常に小型なフィルタである。また、フィルタの試作・測定によっても設計と同様の良好な特性が得られた。よって、昨年度開発した設計法の有効性が実証できた。(3)フィルタ設計パラメータの抽出技術の開発:以上の研究成果のみならず、共振器結合形フィルタにおける設計パラメータの抽出技術も新たに提案・開発した。これによって、共振器間の複雑な電磁界結合も同一の等価回路を用いて統一的に扱うことが可能となった。また、従来評価が困難であった入出力直接結合の抽出にも初めて成功した。本研究開発では、ミリ波帯無線通信への応用を目的に高性能・超小型の遮断導波管フィルタを開発するため、新しい有極形平面共振器(周波数選択性多機能膜)を提案し、以下のような研究実績を上げた。(1)遮断領域で動作する有極形平面共振器の開発:遮断導波管が有する誘導性成分と平面共振器の持つ反共振特性を併用したハイブリッド共振という新しい共振現象を利用し、遮断領域で動作する小型共振器を開発した。その共振器は、オープンループ形状の導体線路と支持基板の誘電体基板からなる非常に簡易な構造である。本共振器を用いることによって、従来の問題点であった不要共振を抑圧しつつ、通過域形成に必要な共振点、ならびに阻止域拡大のための反共振点の両方を単体の共振器で実現した。(2)高性能な遮断導波管フィルタの設計/試作:有極形平面共振器を用いたフィルタの設計法を開発し、Xバンドで動作する帯域通過フィルタの設計を行った。その結果、比帯域2%の通過域を設計仕様通りに形成し、さらに阻止域においては9GHzにわたって60dB以上の高減衰量を実現した。フィルタ体積としては従来の平面共振器装荷導波管フィルタの30%程度であり、小型化を達成した。また、フィルタの試作・測定でも良好な特性が得られ、本フィルタの設計法の有効性が確認できた。(3)帯域通過フィルタの等価回路パラメータ抽出技術の開発:以上の研究成果のみならず、共振器結合形フィルタ回路における等価回路パラメータの抽出技術も新たに提案した。これによって、従来評価が困難であったフィルタの入出力直接結合の抽出評価に初めて成功した。これを活用することによってフィルタの設計精度が大幅に向上した。本研究によって、立体回路の低損失性と平面回路の高い設計自由度を併せ持つ小型かつ高性能フィルタが実現された。今後、本研究成果を基にマイクロ波・ミリ波フィルタの一層の発展が期待できる。ミリ波用小型遮断導波管帯域通過フィルタを実現すべく、初年度である平成23年度は、主として有極形平面共振器(周波数選択性多機能膜)の開発ならびにフィルタ設計法の確立に注力し、以下のような研究実績を上げた。

(1)遮断領域で動作する有極形平面共振器(周波数選択性多機能膜)の開発:これまでの有極形平面共振器は、基本モードが伝搬可能な導波管で動作していたために本研究がターゲットとする遮断導波管では所望の共振特性が得られない。そこで、導波管の遮断領域においても通過域で共振と阻止域で2つの反共振を実現できる新しい共振器を開発した。開発した有極形平面共振器の動作原理についても詳細に検討を行い、共振器の支持基板である誘電体の比誘電率の異方性が周波数特性に与える影響などを明確化した。(2)フィルタの高効率設計法の確立:立体導波路である遮断導波管に平面構造である有極形共振器を組み合わせた新たなハイブリッド構成のフィルタのための設計法を確立した。特に、遮断領域内に装荷された平面共振器の共振特性の抽出・評価に成功したことが本設計の確立に大きく貢献した。本手法を用いた一例として、マイクロ波帯(Xバンド)でフィルタの設計を行い、電磁界解析ならびに実験の両方によって本法の有効性を実証した。(3)偶奇モード共振を利用した多モード平面フィルタの開発: (I)の研究成果のみならず、急峻な帯域外減衰特性を実現する新たな手法も提案した。これは共振器の奇モード共振の奇対称電界分布を巧みに利用した方法であり,その設計法は従来とは大きく概念を異にするものである。そのための共振器やフィルタ構造も提案し、優れた周波数選択性を示すフィルタを設計・開発した。本研究課題の最終目標であるミリ波小型遮断導波管帯域通過フィルタの実現に向けて、平成24年度は以下の2項目を課題として挙げた。それぞれの達成度は下記のとおりである。(1)遮断領域で動作する有極形平面共振器(周波数選択性多機能膜)の開発・設計:昨年度の実績状況報告書においても記載したように、昨年度開発した共振器では不要共振が発生し、阻止域特性を劣化する要因であった。しかし本年度は、新たな共振現象を導入することによって広い阻止帯域幅と高い減衰量の両方を実現し、昨年度の問題点を解決した。あわせて共振素子形状が簡易化されたことも、高い製作精度が要求されるミリ波フィルタの実現にとって大きな前進である。よって、共振器開発は順調に進展している。(2)マイクロ波帯におけるスケールモデルによる設計法の検証:研究実績の概要で記述したように、昨年度開発した設計法を用いて新たな高性能フィルタの設計に成功した。よって、遮断導波管フィルタの設計法として確立することができた。この設計法は、最終年度のミリ波フィルタ設計にも適用可能である。よって、フィルタ設計法の開発も目標を達成できたと考える。また、共振器結合形フィルタの設計パラメータの抽出技術の研究成果は、マイクロ波分野の三大国際会議のうちの2つInternational Microwave SymposiumとAsia-Pacific Microwave Conference(両方とも査読付)に採録された。さらにIEICE Transactions on Electronicsで論文発表、国内でも電子情報通信学会マイクロ波研究会、総合大会、ソサイエティ大会で口頭発表を行い、研究成果を精力的に発表している。このように研究は計画通りに遂行され、本年度の研究目標を達成した。よって、平成24年度の達成度は100%と評価する。
衝突型造山運動に関連した堆積物の堆積学的研究

本研究課題のもとで得られた成果は次のように要約される.1.駿河湾の地質学的資料の収集・整理駿河湾の海況,地質学,古生物学,地震・地球物理学に関する文献を整理し,目録を作成するとともに,「駿河湾の文献目録II」として出版した.2.駿河湾・相模湾底の堆積学的研究駿河湾・相模湾両海域における底層流の挙動について,海底カメラと潜水艇調査による成果をまとめた.また,駿河湾底貿の重鉱物組成とその分布を規制する要因について予察的検討を加えた.3.南部フォッサマグナ地域の新第三系・第四系粗粒堆積物の堆積学的研究(1)身延地方に分布する異常に厚い新鮮世曙礫岩の岩相解析を行ない,粗粒砕屑粒子の起源と堆積過程,および堆積環境を明らかにした.その結果は出版公表された.(2)更新世蒲原礫層と別所礫層について層序学的・堆積学的研究をおこなった.とくに,これらの岩層の礫種組成,礫ファブリックの解析から礫の運搬機構,古流向,礫の供給地,堆積環境について新資料を得た.4.北海道日高衝突帯新第三系の堆積学的研究日高山脈西緑南部地域と東側の十勝南部に発達する新第三系礫貿堆積物について,岩相,礫種組成,礫ファブリックなどの解析を行った.その結果礫の運搬機構と運搬方向に関して豊富なデータを得た.これらの成果は日高山脈の隆起運動と礫貿堆積物の堆積作用との関係に新資料を提供する.5.今後の研究計画以上の成果をもとに,典型的な衝突型造山運動に関連した堆積物とされるヒマラヤ山地前緑のシワリク層との比較研究をインドのシワリク層研究者と共同で行なうことにしている本研究課題のもとで得られた成果は次のように要約される.1.駿河湾の地質学的資料の収集・整理駿河湾の海況,地質学,古生物学,地震・地球物理学に関する文献を整理し,目録を作成するとともに,「駿河湾の文献目録II」として出版した.2.駿河湾・相模湾底の堆積学的研究駿河湾・相模湾両海域における底層流の挙動について,海底カメラと潜水艇調査による成果をまとめた.また,駿河湾底貿の重鉱物組成とその分布を規制する要因について予察的検討を加えた.3.南部フォッサマグナ地域の新第三系・第四系粗粒堆積物の堆積学的研究(1)身延地方に分布する異常に厚い新鮮世曙礫岩の岩相解析を行ない,粗粒砕屑粒子の起源と堆積過程,および堆積環境を明らかにした.その結果は出版公表された.(2)更新世蒲原礫層と別所礫層について層序学的・堆積学的研究をおこなった.とくに,これらの岩層の礫種組成,礫ファブリックの解析から礫の運搬機構,古流向,礫の供給地,堆積環境について新資料を得た.4.北海道日高衝突帯新第三系の堆積学的研究日高山脈西緑南部地域と東側の十勝南部に発達する新第三系礫貿堆積物について,岩相,礫種組成,礫ファブリックなどの解析を行った.その結果礫の運搬機構と運搬方向に関して豊富なデータを得た.これらの成果は日高山脈の隆起運動と礫貿堆積物の堆積作用との関係に新資料を提供する.5.今後の研究計画以上の成果をもとに,典型的な衝突型造山運動に関連した堆積物とされるヒマラヤ山地前緑のシワリク層との比較研究をインドのシワリク層研究者と共同で行なうことにしている本年度の研究実績は次のように要約される。1.南部フォッサマグナ地域の新第三系・第四系礫質堆積物の堆積学的研究(1)更新世蒲原礫層について(大塚担当)蒲原礫層の岩相解析,礫のファブリック測定,地磁気測定を行ない、本礫岩の堆積機構と堆積環境の孝察をまとめた。(2)鮮新世曙礫岩について(岡田担当)山梨県中富町地域に発達する異常な厚さの曙礫岩について、昨年度に引き続き岩相,礫のファブリック,礫種組成の解析を行なった。その結果、礫の運搬機構として重力流の役割が大きかったこと、またその古流向、礫の供給地、堆積環境などについて明らかにすることができた。2.駿河湾底質堆積物の堆積学的研究(1)重鉱物組成の検討(岡田担当)駿河湾全域の海底表層堆積物について、昨年度に引き続いて重鉱物分析を行ない、成果をまとめた。それによると、本海域の堆積物は重鉱物種の組合せにより7鉱物区に分けることができる。また、これらの鉱物区と供給地との対応を明らかにすることができた。(2)湾内底層流の挙動(岡田担当)駿河湾内の底層流の挙動に関する海底カメラによるこれまでの研究を総括し、論文にまとめた。3.北海道日高南部地域新第三系の堆積学的研究(岡田担当)日高山脈西緑南部地域に発達する新第三紀礫質堆積物について、礫のファブリックの測定を行なった。その結果、礫の運搬機構と運搬方向に関して新しい資料を得た。これらの情報は日高山脈の隆起運動と礫質堆積物の堆積作用との関係を孝察する上で重要である。
糖鎖認識性化合物プラジミシン類の全合成研究

プラジミシン類ならびにバナノミシン類は放線菌由来の化合物群である。これらは、ベンゾ[a]ナフタセンキノン骨格を母核とし、これにアミノ酸、糖鎖が結合した特徴的な構造を有し、顕著な抗真菌、抗HIV活性を示す点で興味深い。また、これらの生理活性の起源が特定糖鎖との相互作用にあると提唱されている点も注目される。これらの観点から本研究では、その全合成研究を行った。はじめに、プラジミシン類のB環部に存在するトランスジオールの立体選択的構築に関し、検討を行った。そして、ビアリール-o,o'-ジアルデヒドの分子内ピナコール生成反応がジアステレオ選択的にトランスのジオールを与えることを明らかにした。また、出発物質の軸不斉を、生じる二つの中心不斉に転写可能であることを見出し、この反応が立体特異的に進行することを明らかにした。以上の検討で得られた知見を生かし、実際にプラジミシン類のアグリコンであるプラジミシノンの全合成を検討した。その結果、(1)A環フラグメントならびにCD環フラグメントの合成、(2)両者の縮合によるエステルへの誘導、(3)分子内ビアリール結合生成反応によるA-CD環部の構築および光学分割、を経て光学活性なビアリールジアルデヒドを得ることができた。さらに、分子内ピナコール生成反応による立体選択的なB環ジオール部の構築した後、Diels-Alder反応によるE環の構築、アミノ酸の導入を行い、プラジミシノンの全合成を達成した。以上、本研究では、プラジミシン類の母核部分の効率的な合成法を開発し、プラジミシノンの初の全合成を達成した。これらの成果は糖鎖認識研究において望まれている非天然型プラジミシン類の各種誘導体を供する可能性を示すものであると共に、複雑な構造を有する天然物の全合成研究において新局面を開いたものである。プラジミシン類はActinomadura hibiscaより単離されたベンゾ[a]ナフタセンキノン骨格を有する化合物群であり、抗真菌、抗HIV活性を示す。本研究ではこの化合物の全合成を行い、合成を通じて得られる知見から、これらが有する生理活性や化学的性質を分子論的に解明することを目的とした。本年度の研究で、プラジミシン類の五環性骨格の鍵構造を成すB環部の構築法として、ジアルデヒドの分子内ピナコール生成反応が有効であることを見出した。すなわち、芳香族ジアルデヒドに対しSmI_2を作用させると、望むトランスジオールが高収率で得られることが分った。次に、この反応の立体的側面について集中的に議論した。ABC環部の構築のモデル基質として用いたオルト位が全て置換されたビフェニル誘導体は、アトロプ鏡像体を分割することが可能である。光学分割したP体およびM体のジアルデヒドを上述の環化の条件に付すと、それぞれ光学的に純粋なトランスジオールを与えることが判明した。すなわち、反応を通じて軸不斉を二つの中心不斉へと転写できることが分った。この知見をもとに検討を行い、実際にプラジミシンのB環部を構築することができた。さらに、全合成に向け、得られた合成中間体を用いて詳細な検討を行った結果、十数工程の変換を経てプラジミシノンの合成に初めて成功した。今後、糖供与体の合成、およびグリコシル化の検討を行い、最終的に全合成を遂行する予定である。プラジミシン類はActinomadura hibiscaより単離されたベンゾ[a]ナフタセンキノン骨格を有する化合物群であり、顕著な抗真菌および抗HIV活性を示す。

本研究では、当化合物の全合成経路の開発を目的とし検討を行った。前年度までの検討で、芳香族ジアルデヒドの分子内ピナコール生成反応を鍵としたアグリコン部の効率合成に成功している。そこで本年度においては、これまでに得られた知見を基に実際にプラジミシンCの全合成経路を開拓すべく、研究を遂行した。はじめにプラジミシンの構成二糖の合成を行った。すなわち、D-グルコースより12行程でフッ化糖を、またD-キシロースより2行程でチオ糖をそれぞれを調製した後、触媒量のトリフルオロメタンスルホン酸およびNIS存在下、両者を反応させると収率よくフッ化二糖が得られることが分かった。なお、得られたグリコシドはキシロシル基のアノマー位の立体化学に由来するジアステレオマーの混合物(α/β=1/5)であったが、再結晶を行うことによりβ-グリコシドのみを純粋に得ることができた。次に、これを用いてアグリコン部のグリコシル化を試みた。種々検討の結果、塩化メチレン中、0°CでCp_2HfCl_2-AgClO_4複合活性化剤を作用させると反応が円滑に進行し、望みのグリコシル体が得られることが分かった。続いて、このものから天然物への誘導を試みた。その結果、二行程の変換{1)H_2,Pd-C,2)5MNaOH-MeOH}で目的のプラジミシンCを収率よく得ることができた。
小さなバンドギャップを有する強誘電液晶性導電性高分子の開発

π電子共役系ポリマーにキノイド構造を導入することにより、著しくバンドギャップが狭くなることが理論的に予言されている。本研究は、ピロールまたはイソチアナフテンをメチン基で連結し、この部位に強誘電液晶性置換基を導入したポリマーを合成し、その電気的および光学的特性を調べた。特にピロールを用いた系では、窒素部位にも強誘電液晶性置換基を導入した。ここで、重合後にメチン部位を形成させるため、末端にアルデヒド基を有する強誘電液晶性置換基を合成した。この化合物とピロールあるいはイソチアナフテンを酸触媒を用いて連鎖反応的に脱水縮重合させ、目的とするポリマーを合成した。合成したポリマーの評価は元素分析、IR,UV,NMR,GPC等の分光学的方法を用いて行った。NMRからはポリマーの主鎖のメチン部位が二重結合と単結合の繰り返しからなることが示唆され、GPCからは直線的構造を有することが明らかとなった。液晶性は偏光顕微鏡観察、DSCにより確認した。特に偏光顕微鏡観察において強誘電液晶相に特有な、すじ付き扇状構造が観察された。XRD測定においては強誘電液晶を示す温度範囲で側鎖の液晶性置換基が傾く様子が確認された。さらに、ソーヤータワー法により強誘電体に特徴的なヒステリシスループが観察された。また、このポリマーの誘電率、自発分極、電気伝導度などを評価した。以上を通して強誘電液晶性と電気伝導性をあわせもつポリマーの開発を行った。π電子共役系ポリマーは、ヨウ素などのドーピングにより電気伝導性を示す。ここで、キノイド構造をポリマーの主鎖に導入することにより、著しくバンドギャップが狭くなることが理論的に予言されている。本研究は、チオフェンのキノイド部位と芳香族部位を交互に連結させて、側鎖に液晶性置換基を導入したポリマーを合成し、その電気的および光学的特性を調べた。チオフェン環またはピロール環をメチン基で連結させ、その側鎖に液晶性置換基を導入したポリマーを合成した。特にピロールを用いた場合この窒素部位にも液晶基を導入した。また重合後にメチン部位を形成させるため、末端にアルデヒド基と液晶性置換基の末端に光学活性なアルキル基を有する化合物を合成した。この化合物とチオフェンとを、ローセンムンド型反応により酸触媒を用いて連鎖反応的に脱水縮重合させ、目的とするポリマーを合成した。ポリマーの評価は元素分析、IR,UV,NMR,GPC等の分光学的方法を用いて行った。NMRからは合成した高分子の構造が二重結合と単結合の繰り返しから成ることが示唆され、GPCからは直線的構造を有することが明らかとなった。別途、常誘電な液晶性置換基を導入した同様の高分子を合成し、これを磁場によって、配向制御を行った。その結果、光学的および電気伝導度において異方性を有するサンプルを得ることができた。