hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ピンサー型ホスファアルケン配位子を有する9族遷移金属錯体の合成と触媒機能

(2)は電子豊富な錯体であるが、塩基の作用によって容易に脱プロトン化され、K[Ir(NH2)(PPEP*)](3)に誘導化された。錯体3は室温で二分子のアセトニトリルと速やかに反応し、ビス(シアノメチル)錯体K[lr(CH2CN)2(PPEP)](4)を与えた。錯体4の結晶構造にはイリジウムからPPEP配位子への強いπ逆供与に伴うP=C結合の顕著な伸長が認められ、ホスファアルケンの強いπ受容性によって、電子密度の高いアニオン性錯体4が効果的に安定化されている様子が明らかとなった。(3)PPEP*配位子を有する一連の錯体[lr(L)(PPEP*)](L=C1-(1), CO(5), tBuNC(6), PMe3(7))を用いて、アルコールによる一級アミンの触媒的N-アルキル化反応が、中性条件下で、効率的に進行することを見出した。また、配位子Lと反応条件の選択により、対応する二級アミンとイミンをそれぞれ高選択的に合成できることを示した。[lrC1(BPEP-H)]錯体(1)が研究目標のひとつであったアルコールによるアミンの触媒的N-アルキル化反応に対して、既存の高効率触媒と同等かそれ以上の活性と基質適用範囲を示すことを明らかにした。またその過程で、錯体1からホスフィン・ホスファアルケン型非対称PNPピンサー錯体を簡便に合成できることを見いだし、合成した錯体がノンイノセント性を有するとともに、アンモニアのN-H結合切断に対して極めて高い反応性を示すことを明らかにした。後者の結果は、今後の本研究の礎となるもので、研究計画当初の予想を超えた重要な成果を期待させるものである。本研究は極めて順調に進展している。なお、触媒的N一アルキル化反応に関する論文が、アメリカ化学会Organometallics誌のMostReadArticles(4月)にランキングした。アンモニアを用いた直接的アミン化触媒反応の開発は現代の錯体触媒化学の重要なターゲットであり、遷移金属錯体によるアンモニアのN-H結合切断反応はその素反応として重要である。上記の錯体3の反応性は従来の錯体を凌駕するものである。本研究では、N-H結合切断機構と生成するアミド錯体の反応性に関する検討を進め、直接的アミン化触媒反応の開発へと研究を展開したいと考えている。(抄録なし)
先史アンデス社会における権力の生成過程の研究

本研究では、南米のアンデス文明における権力生成過程を、祭祀遺跡(ペルー国北高地パコパンパ遺跡)の発掘と出土品の分析を通して追究した。当該遺跡の利用は、I期(B.C.1200-B.C.800)とII期(B.C.800-B.C.500)に細分され、I期においては、社会的不平等性は見あたらず、構成員の自主的な参加に基づく祭祀活動(神殿建設・更新)が認められたのに対して、II期には金属生産とその分配を基盤にした権力者が登場したことが判明した。本研究の目的は、南米アンデス地帯に成立したアンデス文明のなかでも、形成期とよばれる文明初期(前3000年紀元前後)に焦点をあて、新たな分析視点と分野横断的な手法を導入することにより、文明の成立過程を解明し、人類史の構築につなげることにある。形成期は一般に国家形成以前の段階とされ、神殿建設とそこでの儀礼活動によって社会統合が図られた時期といわれる。本研究では、ペルー北高地に位置する大規模な神殿遺跡パコパンパの発掘調査を通して、権力の発生と、その変貌という新視点を先史社会の分析に導入する。この場合、権力を生み出す基盤として、経済、軍事、イデオロギーといった権力資源を想定し、リーダー(後の支配者)によるこれらの資源操作や、権力を行使される側の反応を考古学的に読み取る。具体的には、発掘および周辺の一般調査を軸に、GIS(地理情報システム)を構築するための基礎データ蓄積作業を行い、次に出土遺物や遺構を対象に、権力資源解析を行い、最終的に理論構築へとつなげる計画である。本年度は、まず、ペルー北高地のパコパンパ遺跡周辺の測量を実施し、建築軸空間的配置など景観考古学的考察を行った。これにより、遺跡中核部と周辺マウンドの位置関係、そこに点在する構造物の配置が、遠望できる特徴的な山の頂やスバルなどの星座の出現方向を基に人工的に決定されている可能性が高いことがわかった。大規模建築の計画性と権力の発生の相関関係を語る上で、欠かせぬデータである。なおこの点に絞った論考を、現在、ペルー国立サン・マルコス大学の雑誌に投稿中である。第2に、パコパンパ遺跡の最上段(第3基壇)ならびに、第2基壇の一部で集中発掘を行った。この結果、第2、第3基壇を結ぶ階段を発見し、また建造物の集中する最上段の発掘では、すでに同遺跡で検証されている形成期の2時期のうちで、I期(B.C.1300-800)にあたる建物が予想以上に多く、またこれらが時間差をもって重層的に築かれたことが検出できた。また最上段の方形半地下式広場については、II期(B.C.800-500)に当たることがすでにわかっていたが、これがさらに2つのサブフェイズに細分できること、II期の後も、しばらくは祭祀機能を保ちながら、数百年間は利用されていたことが判明した。第3に、遺跡中核部に隣接するマウンドの発掘で、I期にあたる階段や擁壁が発見され、また頂上部に浅い半地下式広場が築かれていたことがわかった。こうした成果は、冒頭で言及した建築軸の問題を補強する重要な証拠を提示した点で大きな意義を持つ。最後になるが、石器や骨角貝器の分析、人骨の形質人類学的分析、獣骨分析を開始した。分析途中ではあるが、骨角貝器が少ないこと、剥片石器が多いこと、ラクダ科動物の導入時期が、予想以上に早い点などが明らかにされた。こうした分析は、祭祀センターにおける具体的な人間の活動、リーダーの権力操作を復元する上で重要なデータとなりうる。本年度は、第1にペルー北高地のパコパンパ遺跡周辺の測量を継続し、建築軸や空間的配置など景観考古学的考察を行った。これにより、遺跡中核部と周辺マウンドの位置関係、そこに点在する構造物の配置が、遠望できる特徴的な湖やスバルなどの星座の出現方向を基に人工的に決定されたことがわかった。とくに星座の出現方向の時間的変化と大規模な祭祀建造物の改築との相関関係を示すデータを入手した点は大きな収穫であった。第2に、パコパンパ遺跡の最上段(第3基壇)で集中発掘を行った。この結果、形成期の2時期のうちで、I期(B.C.1300-800)にあたる建物の重層関係の把握に成功し、また従来、形成期では報告のなかった円形の建造物、そしてそれに付随する上塗りを施したベンチが検出された。方形半地下式広場も昨年に続いて調査し、その封印過程と、周辺の建築との相関関係を確認した。第3に、出土遺物の分析を実施した。石製玉製品などの工芸品製作における道具類を同定し、発掘区毎の出土傾向を把握した。人骨については、性別・死亡年齢の推定と骨病変の観察を行い、埋葬人骨に高い頻度の齲蝕を確認した。

またコラーゲン分析により、当時の人々のトウモロコシ摂取が他地域に比べ低調であったことも確認できた。さらに動物考古学的分析によれば、周辺に自生しないラクダ科動物の構成比が高いこと、海棲哺乳類の骨格製品などが検出されることなど他地域との関係を示唆するデータを得ることができた。こうした分析は、祭祀センターにおける具体的な人間の活動、リーダーの権力操作を復元する上で重要なデータとなりうる。なおこれらの成果については、ペルーと日本における3つの国際集会で発表した。本年度は、パコパンパ遺跡最上段にあたる第3基壇上に位置する中心的建造物内で、金製品や海産貝製品を含む副葬品をともなう墓を発見したことが特記される。墓は、これまでに明らかになった二つの時期のうち、後期に当たるパコパンパII期の前半(B.C.800年頃)にあたると考えられ、全体の建築プランの中心軸上に位置することから、重要人物の墓であることは確実である。この発見は、本研究の目的の一つである、権力の発生を考える上で貴重なデータといえる。すなわち、希少価値の高い品や長距離交易品を副葬された墓は、当該遺跡では他に発見されておらず、これらの品や原材料の入手こそ、文明初期における社会的地位や階層の発生と関係している可能性を示唆するからである。第2に、出土遺物の分析を実施した。石製玉製品などの石材を同定し、地質学者による産地同定調査を実施し、上記の重要人物の墓の副葬品を除けば、いずれも遺跡周辺に産地が存在することが明らかになった。これにより、遺跡の立地が、資源分布と深く関係している可能性が明らかになった。第3に、人骨に認められる解体痕と、食糧として利用された動物骨の残る解体痕との比較を行い、その類似性から、カンニバリズムの可能性を導き出した。これが儀礼と結びつく行為であるかどうかは不明だが、戦争などの社会的葛藤が少ないという従来のイメージに変更を迫ることは間違いない。これらの成果については、メキシコ、ペルー、米国、そして日本における国際集会や学会で発表し、大きな反響が得られた。昨年度発見され注目を浴びた貴人墓の女性人骨および副葬品を理化学的に分析した。これにより被葬者は、当時の男性の平均身長(155cm)を遙かに上回る162cmであった点や頭蓋変形を持つ点が明らかになった。こうした異形性や、頭蓋変形自体が生後まもなく始めなくてはならないことを鑑みれば、被葬者が生まれながらに高い社会的地位を保有していたことが推測される。しかし、食性解析の結果は、同時代の他の人々と差を示していない。むしろ興味深いのは、副葬品である金製品である。蛍光X線分析の結果は、銅の混入を示し、合金という高い技術がすでに採用されていることを示唆した。またII期に出土量が多い銅製品(装飾用針、留めピン)について、製作過程を語る鉱滓を同定し、併せて鉱石とした珪孔雀石、藍銅鉱の産出地も発見することができた。総じて墓の被葬者の権力基盤は、祭祀に関わる金属生産であったことが推測された。さらに本年度は、貴人墓周辺の発掘調査を行い、この墓が別の墓を破壊して築かれたことが明確となった。時代的に先行する墓は、文化を異にするパコパンパI期(前1200年前800年)の終わりにあたる。これまで貴人墓が設けられたパコパンパII期(前800年前500年)より、社会的地位の高い人物が登場するというシナリオが描かれてきたが、それ自体を見直すデータであるといえる。すなわち、権力の交代劇が紀元前800年頃に起きたと考えられることになる。
高レベル放射性廃棄物からのアクチニド元素精密分離のための新抽出プロセス

高レベル放射性廃液中に含まれるアクチニド元素の中で、特に放射線的毒性の観点から重要なネプツニウム(Np)について新抽出剤CMPOを用いて精密分離を行った。Npは通常の高レベル放射性廃液中においては5価が安定であるが、CMPOを用いた場合であっても5価の分離効率は低い。そこで5価のNpを6価に酸化されることで精密分離の高度化を図った。酸化剤としては、Np自体がその中に存在する硝酸を利用した。硝酸はそれ自体の分解生成物である亜硝酸と共存することで亜硝酸を触媒としてNp(V)の酸化剤として機能する。Np(V)-硝酸-亜硝酸溶液(水相)を0.2MCMPO-1.4M TBP-nドデカン(有機相)と接触させることで,水相中での酸化反応と有機相への抽出を同時に進行させることで抽出反応の促進を図った。実験の結果、Np(V)は水相中でNp(VI)へ酸化されてから有機相中へ抽出されるよりも、Np(V)のまま有機相中へ抽出された後、有機相中でNp(VI)へ酸化されるメカニズムが支配的である可能性が示唆された。有機相中での酸化反応を1次反応と仮定し、酸化速度定数を評価した。さらに、評価した速度定数と文献からの引用したNp(V)とNp(VI)の抽出分配比を用いて、研究系での抽出体系における抽出反応モデルを考案しその抽出効率を計算した。その結果、有機相中での酸化反応が支配的であることを確認した。本研究の結果は、高レベル放射性廃液からのNpの効率的な精密分離プロセスを構築する上での重要な知見を与えている。
高齢者の痛みにおける高齢者総合的機能評価およびエピジェネティクスの関与の解明

高齢者の慢性疼痛と末梢血細胞における遺伝子の発現およびエピジェネティックな変化の関係を明らかにするため、手術を受ける患者や慢性腰痛患者を対象に臨床研究を行った。遷延性術後痛や慢性疼痛症の原因の1つに神経損傷があり、神経損傷は中枢神経系の脳由来神経栄養因子(BDNF)の発現を、炎症誘発状態では増加させ、免疫寛容状態では抑制することが知られている。本研究では、末梢血細胞のBDNF遺伝子におけるDNAメチル化増加が免疫寛容状態下で血清BDNF濃度を低下させ、痛み症状の増加と関係があることを明らかにした。末梢血細胞のBDNFは術後急性痛から遷延性術後痛に移行に関係する可能性がある。1.慢性乳房切除術後痛は発症頻度が高く、神経障害痛や心因痛が関与すると考えられている。術前の不安状態はその発症を増加させ、手術時の胸部旁脊椎ブロックの併用は減少させるとの報告もある。そこで乳房切除術を受ける患者で、術前に認知機能、うつ状態、不安状態を評価し、手術時に神経ブロックのPectral nerves (PECS)ブロックを全身麻酔に併用した場合の、術後急性痛と慢性乳房切除術後痛を前向きに調査した。結果は、術後3か月目に慢性乳房切除術後痛を来した症例はなく、PECSブロックによる慢性乳房切除術後痛の予防効果を検討することはできなかった。この予想外の結果の理由として、日本人は欧米人に比べて慢性乳房切除術後痛の発症率が低い可能性が考えられた。2.そこで高齢者の慢性痛と末梢血細胞DNAにおけるエピジェネティックな影響を調査するために、対象患者を術後痛のみでなく慢性痛一般に拡大することを検討した。腰痛症や帯状疱疹後神経痛による慢性痛患者の末梢血細胞の遺伝子発現とDNAメチル化を、DNAマイクロアレイを用いて測定した。また患者のうつ状態、不安状態、認知機能、基本的ADL、痛み評価(簡易マギル疼痛質問票および神経障害痛の指標としてdouleur neuropathique 4)も測定した。結果は平成27年度も引き続き患者数を増やした後に解析する予定であるが、現時点では痛み評価とbrain-derived neurotrophic factor (BDNF)のCpG islandにおけるDNAメチル化の増加が関与する可能性が示されている。高齢者の慢性痛と末梢血細胞におけるエピジェネティックな影響を慢性痛患者で検討した。慢性痛患者の痛み指標(DN4、マギル疼痛質問票)、うつ状態、不安状態、認知機能、基本的ADLを評価し、末梢血細胞のmRNA発現とDNAメチル化をマイクロアレイを用いて測定し、比較検討した。結果は神経障害性疼痛の指標とされるDN4の値と、transient receptor potential ankyrin 1(TRPA1)のDNAメチル化増加およびTRPA1 mRNA発現の減少が関与することが明らかになった。本研究によりヒトの慢性疼痛のメカニズムを明らかにするために新規知見が得られつつある。これまで慢性腰痛症の高齢者における末梢血細胞の遺伝子発現およびエピジェネティクスな変化と、痛み指標(douleur Neuropathique 4 (DN4) questionnaire、マギル疼痛質問票)、うつ状態、不安状態、認知機能、基本的ADLDとの関係を解析し、DN4値の増加と末梢血細のtransient receptor potential ankyrin 1(TRPA1)のDNAメチル化増加とmRNA発現の減少が関係することを明らかにしてきた。また慢性疼痛を呈する中枢神経系において、TRPA1の発現はtransient receptor potential vanilloid 1(TRPV1)の発現と並行して増減すると考えられているが、相反するとの報告もある。そこで慢性疼痛患者の末梢血細胞におけるTRPA1とTRPV1発現の関係を調査し、TRPV1発現の増加は痛み症状の多様性、痛み強度、うつ状態、不安状態と関連し、逆にTRPA1発現の減少は痛み症状の多様性と関連することが明らかとなった。また免疫寛容状態と関連するtransforming growthfactor β(TGFβ)との関係も示した。今後、中枢神経系の神経炎症、末梢血における免疫状態、腸内細菌叢の3つの視点から慢性疼痛を捉える新規プロジェクトを推進する上で、本研究により重要な礎を築くことができた。一方、遷延性術後痛に末梢血細胞の遺伝子発現やエピジェネティクスが関与しているか否かについて、遷延性術後痛の発症頻度が高いとされる鏡視下肺切除術を受ける患者で、同様の解析を経時的に行う臨床研究を開始した。また手術中の侵害受容刺激反応が遷延性術後痛の発症と関係するかどうかを検討する目的で、手術中の侵害受容刺激反応を数値化する試みを行い、新規に考案した数式の特許出願を行った。本邦における手術後の慢性痛発症頻度が不明であったため、慢性術後痛の発症頻度が高いと考えられている乳房切除術で発症頻度を調査したところ、予想以下の発症頻度であった。

このため末梢血細胞DNAにおけるエピジェネティック変化を調査する対象を変更する必要が生じたため、達成度はやや遅れていると判断している。ヒトの慢性疼痛患者の痛み症状は、これまで中枢神経系の役割が大きいと考えられてきた。しかし血液細胞の変化と痛み症状が関与しているということは、神経免疫相互作用を介して、神経系の変化が何らかのメカニズムにより末梢血細胞に反映されている可能性があることを示唆する。ヒトの慢性疼痛における症状と神経免疫相互作用の関係解明をさらに進めることは、慢性疼痛治療に結び付くものと考える。麻酔科学、疼痛管理学対象患者を慢性痛全般に拡大することで、研究計画を遂行可能であると考える。具体的には、腰痛症や帯状疱疹後神経痛による慢性痛患者の末梢血細胞の遺伝子発現とDNAメチル化を、DNAマイクロアレイを用いて測定し、また患者のうつ状態、不安状態、認知機能、基本的ADL、痛み評価(簡易マギル疼痛質問票および神経障害痛の指標としてdouleur neuropathique 4)も測定する予定である。遺伝子解析で使用予定額がサンプル数減少のため予定額より減額となったため。研究対象患者の変更による研究の遅延により、遺伝子解析費用が差額として発生した。2016年度の遺伝子解析で使用する予定である。平成27年度以降に遺伝子解析費用、学会発表のための旅費、書籍購入費として使用する。
生体中のビタミンEの抗酸化反応におけるトンネル効果の研究

ビタミンEは、生体内で脂質過酸化ラジカルを消去して、過酸化をできるだけ抑制する作用を担っている。こうしたビタミンEの作用に関連した抗酸化反応、酸化促進反応、再生反応は、本質的にはプロ卜ンもしくは水素原子移動反応である。我々は、こうした反応においてトンネル効果が果たす役割の解明を目的として研究を行ってきた。本年度は特に、より生体系に近いミセル中におけるビタミンCやユビキノールによるビタミンEの再生反応に注目した。具体的には、ビタミンCやユビキノールの水酸基の水素を重水素化して、それらがミセル中でビタミンEラジカルのモデルを消去する反応速度やその温度変化をストップトフロー分光法を用いて求めた。実験結果には準古典的な効果では説明しきれない大きな重水素化効果が現れ、トンネル効果が生体中においても重要な役割を果たすことが示唆された。このほかにも、ビタミンE-ナフトキノン架橋分子を合成し、時間分解ESRなどを用いて、光励起分子の消去反応を逐次追跡することを試みた。我々が知る限りにおいて、溶液中と生体のモデル中でのビタミンEの反応におけるトンネル効果を研究しているのは、我々のグループのみである。本研究では、従来のビタミンEの反応の研究が注目してこなかったミクロな反応機構や反応のポテンシャル曲面の微視的な解析に光を当てることができた。
知覚モジュールの相互作用の脳イメージング法による研究

知覚統合に関与する脳内過程をfMRIおよびMEGを用いて解析し、下記の研究成果を得た。1.MEGによる解析(1)主観的輪郭線に対する脳磁反応は潜時80ms150msでV1近傍に生じ、図地分節に関与する反応は潜時150ms250msでV3/V3A近傍に発生することが分かった。また、色格子刺激に対する脳磁反応は潜時約100msでV1近傍に、潜時約130msでV4近傍に生じることが分かった。(2)コントラストの周辺抑制という知覚現象に相関した脳活動の抑制がV1/V2で生じることを発見した。ただし、抑制量は知覚的効果の大きさとは一致せず、高次の視覚野の関与が示唆された。2.fMRIにより解析(1)三次元形態認識のための中間特徴の抽出部位LO, dLOG, IPSが関与していることがわかった。(2)計算論的ニューロイメージングの実現に必須となる解析ソフトウェアシステムを開発し、色対比現象の脳内過程を解析した。その結果、色対比機構はV1V8の段階的な情報処理でなされることが分かった。3.特徴情報統合過程の心理物理学的解析とモデルへの展開(1)オプティカルフロー知覚の数理モデルを提案した。また、方向が異なる運動要素はベクトル加算的に知覚統合されること、その統合様式は時間周波数に大きく依存することを心理実験によって発見した。(2)ヒトの図地分離機構の数理モデルを対称軸の概念に基づいて構築し、その妥当性を心理物理学的実験とVEP実験により検証した。本研究の目的は、知覚統合に関わる情報処理過程を非侵襲脳計測器(fMRIとMEG)により解析することである。研究の初年度は、下記の研究成果を得た。1.色対比過程に関わる領域の対比特性を、fMRIによって測定した。その結果、V1V8の全領野で色対比的特性が表現されていた(各領野のVoxelには、対比的特性を表するものとそうではないものがある)。しかし、高次過程になるほど、対比特性表現のVoxelが相対的に増加した。このことから、色対比過程は段階的な情報処理でなされると結論される。2.端点刺激に対する脳磁反応を測定し、主観的輪郭線知覚の形成にかかわる情報処理過程を分析した、すくなくとも3段階の情報処理が関与することを明らかにした。第一は、反応潜時6080msに活動するコントラスト検出器、第2は、80150msに活動する輪郭線検出過程、第3は、150300msに活動する図地分節過程である。脳の活動部位は、第1、2がV1の近傍、第3がV3近傍と推定された。3.等輝度色コントラスト刺激に対する脳磁反応を測定し、色知覚に関わる領野を同定するとともに、それぞれの領野の空間周波数特性を求めた。色知覚に関わる領野は、潜時100msに活動するV1近傍の領野と潜時130msに活動するV4近傍の領野であった。空間周波数特性はいずれも12cpdに最大感度をもつ帯域通過型の特性で、V1近傍の特性がV4近傍の特性に比べて、鋭い帯域特性であった。本研究の目的は知覚統合に関わる情報処理過程を非侵襲脳計測器(fMRI,MEG)によって解析することである。本年度は、下記の研究成果を得た。1)計算論的ニューロイメージング解析システムの開発「大脳皮質復元法」、「機能的領野の同定法」、「脳活動の灰白質ボクセル単位でのサンプリング法」の解析アルゴリズムを開発した。2)視覚野の解剖学的特徴の定量的解析開発した解析アルゴリズムを利用して、ヒト視覚野の解剖学的特徴(面積、長・短軸後頭極からの距離)を推定した。

その結果、ヒト視覚野の各領野で、上記解剖学的特徴量は左右半球で対称性を持つこと、および、各視覚領野の相対面積(特定の領野の視覚領野全体の脳表面積に対する面積占有率)が、ヒトとサルでは大きく異なりことを明らかした。3)視野表現様式の定量的分析皮質拡大率、受容野サイズ、皮質点拡散を、ヒトの各視覚領野で推定した。皮質拡大率は視野周辺部になるほど減少し、偏心度(中心視野からの変位の程度)が2倍になると皮質上の対応点は約20mm変化した。これらの特徴は、領野間で大きな差違はみられなかった。しかし、受容野サイズと皮質点拡散は高次になるほど増加した。本研究の目的は、知覚統合に関わる情報処理過程を脳イメージング法によって解析することである。最終年度では、コントラスト知覚の視覚的文脈依存性および知覚属性間の相互作用と統合過程の解析を主眼に、下記の研究成果を得た。1),解析の基盤となるヒト視覚皮質の構成をfMRIを用いて詳細に検討し、7つの視覚野(V1,V2,V3,VP, V4v, V8,MT)の解剖学的特徴(皮質面積・体積など)を定量化した。加えて、個人差を加味した視覚野の確率地図を作製した。2)明暗正弦波テスト刺激の周囲に同じ方位・周波数の明暗正弦波刺激を併置し観察すると、テスト刺激のコントラスト感は大きく低下する。このコントラスト知覚の文脈依存性と脳活動との関係を解析することを目的とし、ヒト視覚野(主にV1,V2)において、テスト刺激に対するfMRI応答に異なる方位の周辺刺激が及ぼす効果を解析した。その結果、ヒトのV1及びV2における局所刺激(テスト領域)に対する神経活動は、その周囲刺激によって抑制され、この抑制効果は、周囲領域とテスト領域の方位が等しいときにより強くなることがわかった。またこの応答変調の刺激依存性は、知覚的コントラスト変化の刺激依存性とも一致することから、知覚的コントラストは、視覚野(V1,V2)における方位選択的神経細胞間の空間的相互作用め影響を受けて決まるものと考えられる。3)明暗属性と色属性の統合過程を検討する目的で、明暗刺激によって示された上記視覚的文脈効果と脳活動との関係を、等輝度色刺激を用いて検討した。その結果、色刺激についても知覚に対応した脳活動の抑制が見られること、ただし、その抑制は輝度刺激に比べ空間的に広いことが判明した。
アスペルガー障害がしめす情動体験の問題と修整方法についての検討

この研究は、アスペルガー障害の青年・成人12ケースがしめす不安とアレキシサイミア傾向などの状態記述をすることから始めた。これは個体能力的な限界をもたらすような認知的異常な特性をとらえたのではなく、不安の背景にある身体的な緊張・警戒を査定したといえる。これに漸進的筋弛緩法をもちいてその緊張緩和をなした。その結果不安緩和と、生理的指標で示された副交感系の活性化が見出された。併せて幼児査定研究も行った。第一の課題は、アスペルガー症候群の青年・成人にたいする心理学的研究の少ないことに対して、情動発達の側面についての貢献をすることにある。この障害の機序解明はいまだに進んでいない。検討が望まれている一つの問題は、感情としての表象化に何らかの支障はあるのかないのか、を明らかにすることである。これは、脳科学的な側面からの研究からも、オキシトシン分泌をとらえるなかで課題とされてきた点である。本研究では、平成22年度は、台本に基づき表現される感情的な人間関係について、障害当事者の反応を検討するための方法を検討することがなされていった。彼らは不安や困難の問題を各ケースごとに異なる状態を持っているため、事例研究として進めざるをえない。また科学的実証と発達支援とを分けることができない。一事例ずつ、他者の感情理解における困難を記述し、個々に必要な助言をすすめている。対象者は、個人史などのデータを取ってきた10人あまりのケースであり、PTSD的な痛手のあるばあいには支援を優先して結果をえている。現時点では、1セットの一連の物語の台本で、各当事者の対応とコミュニケーションのデータを得た。第二の課題は、幼児たちに向けての研究でつぎの結果を得た。1つは、保育所においていわゆる「気になる」子どもの発達特徴、とりわけ情動統制を含む社会性の諸側面と運動調整との関連について検討した。その結果、「気になる」子どもは、認知、言語の発達に比べて対成人の社会性と運動発達の側面に困難さを抱えていることが明らかになった。また9つの保育所における集団遊び場面を観察し、アスペルガー等の特徴をもつ子どもがどのように情動を立て直すのかについて検討した。研究の成果1支援実験)まずアスペルガー障害の人びと(青年・成人)を対象として、他者の情動を読み取るような台本をもちいて対応を調べ,それにかかわり心理援助をなした。それを筋弛緩法と組み合わせて行った。この間の行動の過程と発話内容を分析した。まだ内容分析は修了していない。当事者には感情の理解においてかなり微妙な結果を示している。とくにTAS-20とよばれる失感情症傾向(アレキシサイミア傾向)尺度についてはさらに検討が必要だといえる。成果の一部は,アスペルガー症候群の情動・感情障害仮説を検討することが方法的に可であることを示した。この点で意義があった。もうひとつの成果は,このような支援実験の文脈で見られる障害特性の重さと,そのケースの抱える他者に示す危機やアクティングアウトは,単純に相関的ではないということが見出されたということである。2調査研究と面接)典型発達とみなされている人びとにたいしてかんたんなデータは得ている。相関も見いだしていて自閉症傾向とTAS-20とよばれる失感情症傾向尺度との関係はいよいよ重要になったが,尺度そのものの妥当性にかかわってさらに丁寧な検討をする必要がでてきた。3.幼児研究)本郷が進めてきた保育場面でのチェックリストから,気になる子どもといえるような問題化する兆候にたいする検討も併せてなされてきた。今年度の研究から見いだされたことは,支援実験的な文脈でケース分析を行うことが,今後の情動・感情障害仮説を検討するうえで極めて重要であるということがはっきりしてきたということである。本研究の第一の目的は,アスペルガー症候群の青年・成人12人における(身体的に起こる)情動と(心理的に感じとれる)感情をとりあげて,神経連絡網の問題の可能性を視野に,それを緩和する支援実験を行った。1)まずこの障害の人びとがどのようであるのかを記述するため,意識に顕在化された不安について不安尺度でとらえ,またアレキシサイミア傾向についてアレキシサイミア尺度でとらえている。その結果きわめて高い不安をもち感情の自己認識もよくないことが示唆された。2)自閉症スペクトラム指標(AQ尺度)とその不安の特徴とさらにはアレキシサイミア傾向との関係も最適尺度法で記述し,そこには自閉症傾向のもたらす注意のタイプが,具体的な不安のタイプとかアレキシサイミアのタイプとのかかわりが多変量解析で示めされた。3)以上を前提として,高くなった不安や,緊張を緩和するため呼吸法をトリートメントとして行った。その変化を手のひらの温度などを指標として,副交感系の活発化をとらえ,トリートメントの効果が見出された。

以上の結果を,2012年10月に発達心理学会学術誌に投稿した。しかしその査読結果の質問にたいして,5月まで協議という結果を得ている。統計についての検討の結果,尺度の使用,データ解析と統計処理を含め問題はないことが分かったので,別なところでの研究の公開を検討している。なおこの間にサバチカル・リーブを活用して須田は,この研究結果について検討を進めてきた。その結果ニュージーランド,オーストラリアにおいては,筆者と同様の不安などからの自閉症スペクトラム障害の研究が進められていることが分かり,彼らは情動・感情的なものへの研究を進めていたことだけでなく,とくに本研究の結果では,緊張の緩和について生理的指標を並行して用いていることに好意的な関心と評価が寄せらたといえる。東日本大震災などの影響があったが,それにも関わらず二人の研究者ともデータ解析のような基礎的な作業を進めた。個別のケースごとに進め,24年度に論文作成ができるところまで進んだので,一定の進展があったとみている。24年度が最終年度であるため、記入しない。青年・成人のアスペルガー症候群の人びとにたいする論文作成においては,発話内容の分析だけではなく,筋弛緩法によるリラクゼーションの効果についての結果をもまとめて,システム的な適応として取りあげることが必要であることが明らかになってきた。また幼児のアセスメントの研究は,動きの多い保育現場で簡単に容易にとれるという方法的特性とデーター的な詳細化とのあいだでバランス良いものをさらに検討することにしたい。
マルチメディアサービスに適した次世代光バルク転送プロトコルに関する研究

現在のネットワークの主体技術であるTCP/IPは、現在増加傾向にある大容量コンテンツ転送には適しておらず、新たな転送方式の実現が要求されている。そこで、本研究では、TCP/IPに替わる次世代の高効率光バルク転送方式の実現を目指し、光バースト交換をベースとしたスロット予約型光バルク転送方式を提案する。本年度は、スロット予約型光バルク転送方式の検討、次世代イーサネット制御方式に関する実装実験を行なった。前者に関しては、スロット予約型光バルク転送方式をルータソフトウェア上に実装し、プロトタイプ実験を行った。プロトタイプ実験により、まだシンプルな予約方式ではあるが、スロット予約を制御する技術を確立し、ムービーコンテンツをダウンロードできることを確認した。また、プロトタイプの基本性能を測定することで、実社会への適用を考慮した場合のスロット予約の技術的な問題点として、複数端末間におけるスロット同期を合わせる技術、コンテンツをロットサイズに細分化しコンテンツ毎に区別して転送する技術が挙げられることを確認した。また、計算機シミュレーションにより、スロットの長さ及びスロットを予約する方法に関して検討を行なった。検討結果に基づいて、今後もプロトタイプ実験を重ねる必要がある。後者に関しては、実装実験により接続制御技術の検証を行なった。次世代イーサネットは、家庭や企業などで使用されているネットワーク技術を、長距離大容量転送に応用した技術であり、次世代の接続技術として期待されている。実装実験により、実社会への適用を考慮した際に想定される接続形態について、接続制御可能か検証し、正しく制御できることを確認した。今後、次世代イーサネットにより接続性を確立し、スロット予約型光バルク転送方式を用いて、大容量コンテンツを効率良く転送する通信システムについてプロトタイプ実験を行うことも視野に入れている。
標識調査で行うクビワコウモリ個体群の長期間に渡る生態研究

国内で最も多様な哺乳類であるコウモリ類37種は、約半数が絶滅危惧種に指定されている。しかし、種としての特徴を示す生存率などの個体群自体の各種パラメータはほとんど明らかにされていない。これまで一つの個体群を20年以上継続して調査が行われた哺乳類は極めて少ない。コウモリ類は寿命が10年以上と非常に長いにため、20年以上継続して調査を行わないと生存率などの個体群自体の各種パラメータを明らかにすることは難しい。本調査地では、標識再捕法を用いて、1990年よりクビワコウモリ個体群の調査を継続して行ってきた。クビワコウモリの本来のねぐらは森林内の樹洞であると考えられるが、本調査地では森林を含む地域の人口構造物をねぐらとしていた。このため、個体群全体の確認がしやすいなどの大きな利点で調査を進めることが出来た。これにより、長期間にわたる個体数変動やねぐらの変遷についても調査することが出来た。今回個体群パラメータの推定方法として、recapture duration decay plottingの回帰直線を用いて、生存率φr、平均寿命Tr及び年あたり加入数を推定した。この結果、生存率φrは0.694、平均寿命Trは2.74年、年あたり加入数は99.1頭と推定された。このように野外におけるコウモリ類の生態を継続して実施することで、個体群の特性や特徴が明らかにすることができた。今後もこのような生態調査を継続して実施していくことで、よりコウモリ類の生態を明らかにすることができ、ひいてはコウモリ類全体の保護保全についての有益な知見が得られるものと考えられる。
T細胞の分化および活性化におけるRac1の機能の解明

Rac1はRhoファミリーに属するsmall GTPaseであり、アクチン繊維の再構成に重要であることがよく知られている。Rac1の恒常活性型変異トランスジェニックマウスでは正の選択が負の選択へと変換することが報告されているが、ノックアウトマウスを始めとした機能喪失変異についてはまだ報告されていない。我々はT細胞分化におけるRac1の機能を解明する目的で、ドミナントネガティブ型変異Rac1遺伝子(Rac1-N17)のT細胞分化に対する効果を検討した。T細胞分化に対する影響は、放射線照射マウスに移入することによりT細胞分化を再構築することができるPax5欠損プロB細胞を用いた実験系を利用した。Rac1-N17とGFPの融合タンパク遺伝子をレトロウイルスベクターに組み込んでPax5欠損プロB細胞に発現させ、RAG2欠損(CD45.1)マウスに移入することにより胸腺を再構築した。Rac1-N17遺伝子を強発現している胸腺細胞はCD4CD8ダブルポジティブ段階までは多数存在しているが、CD4およびCD8-SP細胞は著しく減少していた。Rac1変異遺伝子導入DP細胞においてはTCR刺激によるERKの活性化、CD69の発現は阻害されていないが、アクチン再構成が強く阻害され、さらにアポトーシスが著しく増大していることが明らかとなった。以上のことから、Rac1はDNからDPへの分化には必要ないが、正の選択には重要であり、その作用機序としてはアクチンの再構成のみならず、抗アポトーシス作用においても重要な働きをしていることが示された。Rac1はアクチン再構成に重要なsmall GTPaseであり、様々なシグナル伝達系に関与していることが知られている。Rac1ノックアウトマウスおよび機能喪失変異マウスは報告されていないため、T細胞分化におけるRac1の機能はまだよくわかっていない。我々はT細胞分化におけるRac1の機能を解明する目的で、ドミナントネガティブ型変異Rac1遺伝子(Rac1-N17)の胸腺内T細胞分化に対する効果について検討を行った。Pax5欠損プロB細胞を用いた新規のT細胞再構築実験系を利用してRac1のT細胞分化における機能を検討した。Rac1-N17とGFPの融合タンパク遺伝子を新規レトロウイルスベクターpMX-PREPに組み込んでPax5欠損プロB細胞に発現させ、RAG2欠損(CD45.1)マウスに移入することによりドナー由来のT細胞を再構築した。変異Rac1遺伝子を強発現している胸腺細胞はCD4CD8ダブルポジティブ(DP)段階まではほぼ正常に分化していたが、CD4およびCD8シングルポジティブ細胞にはほとんど分化していなかった。変異Rac1遺伝子導入DP細胞においてはTCR刺激によるERKの活性化、CD69の発現は阻害されないが、アクチン再構成は強く阻害され、さらにTCR刺激依存性のアポトーシスが増大していることが明らかとなった。変異Rac1発現細胞ではTCR刺激によるbcl-2の発現が抑制されており、これがアポトーシス増大の原因であると考えられた。以上より、Rac1はpre-TCRのシグナル伝達には重要でないが、胸腺細胞の正の選択に必須であることが明らかとなった。さらに、Rac1はアクチンの再構成のみならず、bcl-2の発現誘導を介したアポトーシス阻止反応においても重要な働きをしていることが示された。

Rac1-N17とGFPの融合タンパク遺伝子をレトロウイルスベクターに組み込んでPax5欠損プロB細胞に発現させ、RAG2欠損(CD45.1)マウスに移入することにより胸腺を再構築した。Rac1-N17遺伝子を強発現している胸腺細胞はCD4CD8ダブルポジティブ段階までは多数存在しているが、CD4およびCD8-SP細胞は著しく減少していた。Rac1変異遺伝子導入DP細胞においてはTCR刺激によるERKの活性化、CD69の発現は阻害されていないが、アクチン再構成が強く阻害され、さらにアポトーシスが著しく増大していることが明らかとなった。以上のことから、Rac1はDNからDPへの分化には必要ないが、正の選択には重要であり、その作用機序としてはアクチンの再構成のみならず、抗アポトーシス作用においても重要な働きをしていることが示された。
再生歯ユニット移植による歯・歯周組織の包括的再生治療技術の開発

再生歯胚から完成した歯の構造体である再生歯ユニットを創り出し、歯の喪失部位に移植することにより、歯と歯周組織を包括的に再生可能な新たな歯科再生治療のコンセプトを実証した。さらに本研究は、器官特有の生理的機能の回復を伴う再生成熟器官移植の実現可能性を示すものであり、臓器置換再生医療の治療の実現可能性が示された。平成22年度の研究実施計画に従って進捗し、下記の研究成果を得た。1.顎骨移植に適した再生歯ユニット作製技術の開発1)3次元的空間確保による人工歯胚の形態制御内径を規定したデバイス内で再生歯ユニットを発生させることにより、任意の厚みと歯の長さを有した再生歯ユニットを作製可能であり、顎骨移植に適した形態に制御可能であることを明らかとした。2)機械的刺激が再生歯ユニット歯根膜・歯槽骨の成熟度向上に与える影響の検討腎臓皮膜下にて再生歯ユニットを作製する際に、外部から31000Hzの音波刺激を加えることにより、形成される歯根膜線維の幅の増大ならびに歯根膜細胞の規則的な配列を認めたことから、人為的な機械的刺激によって、成熟した歯根膜を有する再生歯ユニットを作製可能であることを明らかとした。2.再生歯ユニットの成体マウス顎骨内移植モデルの構築と移植片の解析成体マウス下顎骨に歯の喪失モデルを作製し、その部位に再生歯ユニット移植するモデルを構築した。Micro CTによる経時的な観察から、移植期間に伴ってレシピエント歯槽骨と骨性結合による生着を認めた。3.移植した再生歯ユニットの機能解析1)再生歯ユニットの機能評価移植後、顎骨に生着が認められた再生歯ユニットは、歯の移動を可能とする歯根膜機能ならびに求心性の神経機能を有しており、天然歯と同等の歯の生理的機能を有していることが判明した。これまでの結果から、適した大きさ、形態に制御した再生歯ユニットを移植することにより、レシピエント顎骨に骨性結合にて生着し、生理的機能の回復を伴う歯の再生が可能であることが明らかになった。平成23年度の研究実施計画に従って進捗し、下記の研究成果を得た。1.顎骨移植に適した再生歯ユニット作製技術の開発1)3次元的空間確保による人工歯胚の形態制御平成22年度に達成済。内径を規定したデバイス内で再生歯ユニットを発生させることにより、任意の厚みと歯の長さを有した再生歯ユニットを作製可能であり、顎骨移植に適した形態に制御可能であることを明らかとした。2)機械的刺激が再生歯ユニット歯根膜・歯槽骨の成熟度向上に与える影響の検討平成22年度に達成済。腎臓皮膜下にて再生歯ユニットを作製する際に、外部から31000Hzの音波刺激を人為的に加えることにより、形成される歯根膜線維の幅の増大ならびに歯根膜細胞の規則的な配列を認めた。2.再生歯ユニットの成体マウス顎骨内移植モデルの構築と移植片の解析成体マウス下顎骨に歯の喪失部位を作製し、再生歯ユニット移植するモデルを構築した。Micro CTならびに組織解析による経時的観察から、移植期間に伴ってレシピエント歯槽骨と骨性結合による生着を認めた。3.移植した再生歯ユニットの機能解析1)再生歯ユニットの機能評価顎骨に生着を認めた再生歯ユニットは、歯の移動を可能とする歯根膜機能ならびに求心性かつ神経機能を有しており、天然歯と同等の歯の生理的機能を有していることが判明した。2)移植した再生歯ユニットの長期的予後顎骨に生着した再生歯ユニットは、移植100日後においても再生歯の脱落や歯槽骨の吸収を認めず、生理的機能を有しながら、長期的に維持されていることが判明した。これまでの結果から、移植に適した大きさ、形態に制御した再生歯ユニットを移植することにより、レシピエント顎骨に骨性結合にて生着し、生理的機能の回復を伴う歯の再生が長期間可能であることが示された。
非等方性乱流場に置かれた二次元物体の後流に発生する乱流混合・拡散機構の解明と制御

主流乱れの方向性と乱流混合・拡散機構の関係を明らかにするために、非等方な乱れのある流れ場を作り、その中に置かれた垂直平板の後流におけるレイノルズせん断応力を測定した。本研究では、非等方な流れ場の形成には、以下に示すように矩形格子と三角翼を用いた。なお以下の記述では、主流方向にx軸、主流と垂直な面内にy,z軸をとる。1.矩形格子を用いて形成させた非等方性乱流場における実験矩形格子に比較的近く、時間平均速度分布に格子の影響が大きく現れている領域では、乱れの非等方性が強いことがわかった。すなわちy軸とz軸方向のそれぞれの速度成分による乱れ強さが異なり、また速度相関の積分長さもy軸とz軸方向で異なることがわかった。しかしこの非等方性は下流方向に急激に弱まり、直ちに等方的な乱れとなった。乱れの非等方性のある領域に垂直平板を設置し、後流のレイノルズせん断応力を測定した。その結果、乱れの方向性や強さとレイノルズせん断応力との間に大きな相互関係は認められなかった。三角翼を用いて形成させた非等方線乱流場における実験三角翼から放出される翼端渦は、秩序構造をもった非等方的な乱れと考えることができる。本実験では、垂直平板の上流に三角翼を設置し、翼端渦を後流に取り込ませることによって、非等方な乱れがレイノルズせん断応力の発生に与える影響を調べた。その結果、翼端渦が取り込まれる領域では、局所的に大きなレイノルズせん断応力が発生することがわかった。特に翼端渦の中心線に相当すると思われる位置で、レイノルズせん断応力が著しく発生することがわかった。
微小領域での液体の濡れを利用した微細構造の創成に関する研究

Si基板上に作製した親水性のSiO2と疎水性のOTS-SAMから構成される親水/疎水パターンを対象として,以下の(1)および(2)について実施したので報告する.(1)濡れ広がりに対応した球状微粒子整列機構のモデル化ライン・アンド・スペース状の親水/疎水パターンが液体(懸濁液)から引き上げられたときの,親水部上での液体の濡れ広がり形状を簡単な近似を行うことによりパターン形状の関数として表現した.これにより,微粒子が自己整列するための必要条件として,接触線近傍での局所的接触角が一定値以下であることを定量的に示すことができた.一部の指数関数近似に問題があったため,実際の実験結果と整合していないケースも生じたが,局所接触角の計算値に一般性を欠いていた.しかし,このことは別の関数で置き換えることで,十分に修正できるモデルであることも検証できた.(2)ウエハースケールでのパターン作製マイクロコンタクトプリンティング(以下,MCP)法を用いることで,SiO_2表面上のPDMSモールドに倣ったOTSの分子膜を転写した.これにより,典型的には10mm×10mmの領域に親水/疎水パターニングが行え,従来の電子線照射法と比較してパターニング領域を数十倍に拡張でき,そのプロセス時間も飛躍的に短縮できることとなった.また,同広領域パターンに対してポリスチレン微粒子の選択自己整列を試みたところ,幅数10μmの六方最密充填の微粒子列をほぼ全域に渡って形成させることに成功した.したがって,実際のデバイスレベルの大きさまで微粒子整列構造を拡張でき,今後は光導波路などの機能評価が行える段階まで研究を進めることができたといえる.Si基板上に親水性のSiO_2と疎水性のOTS-SAMから構成される親水/疎水パターン,あるいは微細溝を配列したテクスチャを作製することで,同表面上での液体の漏れ広がりを制御することに成功した.親水/疎水パターン基板上では液体が親水部にのみ選択的に漏れ広がることを利用し,球状微粒子を分散させた懸濁液から基板を引き上げることで,親水部に球状微粒子が六方最密充填に配列した2次元微細構造を自己組織的に創成できることを明らかにした.これは,懸濁液が乾燥する際に微粒子間に液架橋力が働くため,自律的に集合・集積化されることを利用している.創成された構造体は高さ(厚さ)が微粒子直径(400nm3μm)であり,縦横は親水疎水パターンの設計寸法(20100μm)よりも若干小さくなる.ここで,親水部の幅が一定であっても周囲の疎水部の幅が異なる場合には創成される微粒子列の幅が異なる.さらに,漏れ広がりが温度や変化,および表面残留物質などの外乱に敏感であるため,微細構造の端面が不規則に変化しがちである.そこで,電気漏れを微細構造創成プロセスに適用した.電気漏れは電気的に絶縁された固体と液体間に電位差を与えることで,固体の表面エネルギを遷移して親水性を高められる技術である.30Vの電位差を付与しながら上記の微細構造創成を試みたところ,漏れ広がりが安定して微粒子整列幅のばらつきが減少し,さらなる親水化によって整列幅を増加できた.次いで,深さ100nm程度の微細溝を施した基板に対して上記と同様のプロセスの適用したところ,毛細管力によって液体が微細溝に沿って選択的に漏れ広がり,結果として親水/疎水パターンと同様の構造を作製することが確認された.ただし,微粒子列端面は微細溝の壁面で制限されるため,その端面の直線性は親水/疎水パターンに比べて高くできることがわかった.Si基板上に作製した親水性のSiO2と疎水性のOTS-SAMから構成される親水/疎水パターンを対象として,以下の(1)および(2)について実施したので報告する.(1)濡れ広がりに対応した球状微粒子整列機構のモデル化ライン・アンド・スペース状の親水/疎水パターンが液体(懸濁液)から引き上げられたときの,親水部上での液体の濡れ広がり形状を簡単な近似を行うことによりパターン形状の関数として表現した.これにより,微粒子が自己整列するための必要条件として,接触線近傍での局所的接触角が一定値以下であることを定量的に示すことができた.一部の指数関数近似に問題があったため,実際の実験結果と整合していないケースも生じたが,局所接触角の計算値に一般性を欠いていた.しかし,このことは別の関数で置き換えることで,十分に修正できるモデルであることも検証できた.(2)ウエハースケールでのパターン作製マイクロコンタクトプリンティング(以下,MCP)法を用いることで,SiO_2表面上のPDMSモールドに倣ったOTSの分子膜を転写した.これにより,典型的には10mm×10mmの領域に親水/疎水パターニングが行え,従来の電子線照射法と比較してパターニング領域を数十倍に拡張でき,そのプロセス時間も飛躍的に短縮できることとなった.また,同広領域パターンに対してポリスチレン微粒子の選択自己整列を試みたところ,幅数10μmの六方最密充填の微粒子列をほぼ全域に渡って形成させることに成功した.したがって,実際のデバイスレベルの大きさまで微粒子整列構造を拡張でき,今後は光導波路などの機能評価が行える段階まで研究を進めることができたといえる.
高度不飽和脂肪酸含有脂質の微生物による生産及び利用技術の開発

自然界から単離した糸状菌Mortierella alliacea YN-15は,グルコースと酵母エキスからなる単純な培地組成においてフラスコレベルで最大3.9g/Lの,また,ジャーファーメンターにおいては5.0g/L以上のアラキドン酸を生産した。可溶性デンプンに対しても非常に高い資化性を有し,アラキドン酸生産量も3g/L以上であった。同様に自然界からの検索を行い,アラキドン酸およびイコサペンタエン酸を全脂肪酸中にそれぞれ約20%および15%含む新規な産生菌Achlyasp.ma-2801を見出した。さらに,広島湾の海水から新規DHA産生菌を松花粉を用いた釣餌法により探索した結果,8株を単離することが出来た。そのうちTraustochytrium sp.と同定されたH6-10株についてジャーファメンターによる培養を行ってDHA産生能の評価を行った結果,DHAなどPUFA含量の高いリン脂質を多量に産生することが分かった。Schizochytrium sp.SR21についてDHA高生産性変異株の取得を試みた結果,DHA含量が43%と野生株よりも高く,菌体増殖量,脂質含量においてほぼ匹敵する菌株MS14-13を見出し,高生産変異株としての利用が可能であることを示した。高度不飽和脂肪酸生合成経路の鍵となるΔ6不飽和化酵素遺伝子を藍藻から取得した。その酵母での発現によりリノール酸からγ-リノレン酸への変換を実現させた。アレルギー患者の血漿リン脂質および血球脂質における脂肪酸組成を分析した。特異IgE量を表すRAST値と脂肪酸組成の相関をみたところ,ダニRAST値の高い患者ほどリノール酸含量が高い傾向がみられ,患者におけるΔ6不飽和化酵素の活性が低いことが予測された。高度不飽和脂肪酸生産菌の育種は多段階の酵素系について制御することが必要である。すなわち,部分欠損変異株の取得,酵素遺伝子の取得による組換え体の作成などを行い,この生合成系についての解明を行うなどさらなる検討を要する。C22高度不飽和脂肪であるドコサヘキサエン酸(DHA、C22:6)の微生物による新しい生産技術が要請されている。既に海水から見い出されたDHA含有油脂の生産海洋菌Schizochytrium sp. SR21について、脂質生産のための培養条件および高生産菌への育種並びにDHAの生合成機構について検討した。SR21は種々培養条件の検討の結果、グルコース(60g/L)を炭素源として、ファーメンターを用いた56時間の回分培養でグルコースはほぼ消費され、菌体増殖量は23g/Lが得られた。その脂質含量は60%を越えており、蓄積された脂質の95%はトリアシルグリセロールであった。その組織脂肪酸中のDHA含量は35%であり、培地当たりのDHA生産量は4.5g/Lの値が得られた。また、SR21の遊走子をNTG処理することにより得られた変異株より、その脂肪酸組成のGLC分析からDHA含量の高い変異株を選択した。その結果、DHA含量が43%と野生株よりも高く、菌体増殖量、脂質含量ににおいてほぼ匹敵する菌株MS13-1を見出した。ジャーファメンター培養においてSR21の1.3倍のDHA生産性が得られた。

高度不飽和脂肪酸生合成機構の解明のため、その生合成の鍵となるリノール酸からγ-リノレン酸への変換酵素であるΔ6デサチュラーゼ遺伝子の藍藻からの取得に成功した。引き続き、糸状菌などからのデサチュラーゼ遺伝子の取得とその酵母での発現について検討した。さらに、DHAなど高度不飽和脂質(PUFA)の生体内における機能を、特にアレルギーとの関係について調べるため、広島市内の鷹の橋中央病院と共同で、アレルギー患者の血漿および血球のリン脂質における脂肪酸組織を分析した。その結果、血漿でのアレルギーの原因となる特異IgE量を表すRAST値とDHA含量が相関しており、RAST値の上昇に伴って、DHA含量が減少していることを明らかにした。自然界から単離した糸状菌Mortierella alliacea YN-15は、グルコースと酵母エキスからなる単純な培地組成においてフラスコレベルで最大3.9g/Lの、また、ジャーファーメンターにおいては5.0g/L以上のアラキドン酸を生産した。可溶性デンプンに対しても非常に高い資化性を有し、アラキドン酸生産量も3g/L以上であった。同様に自然界からの検索を行い、アラキドン酸およびイコサペンタエン酸を全脂肪酸中にそれぞれ約20%および15%含む新規な産生菌Achlyasp.ma-2801を見出した。さらに、広島湾の海水から新規DHA産生菌を松花粉を用いた釣餌法により探索した結果、8株を単離することが出来た。そのうちTraustochytrium sp.と同定されたH6-10株についてジャーファメンターによる培養を行ってDHA産生能の評価を行った結果、DHAなどPUFA含量の高いリン脂質を多量に産生することが分かった。Schizochytrium sp.SR21についてDHA高生産性変異株の取得を試みた結果、DHA含量が43%と野生株よりも高く、菌体増殖量、脂質含量においてほぼ匹敵する菌株MS14-13を見出し、高生産変異株としての利用が可能であることを示した。高度不飽和脂肪酸生合成経路の鍵となるΔ6不飽和化酵素遺伝子を藍藻から取得した。その酵母での発現によりリノール酸からγ-リノレン酸への変換を実現させた。アレルギー患者の血漿リン脂質および血球脂質における脂肪酸組成を分析した。特異IgE量を表すRAST値と脂肪酸組成の相関をみたところ、ダニRAST値の高い患者ほどリノール酸含量が高い傾向が見られ、患者におけるΔ6不飽和化酵素の活性が低いことが予測された。高度不飽和脂肪酸生産菌の育種は多段階の酵素系について制御することが必要である。すなわち、部分欠損変異株の取得、酵素遺伝子の取得による組換え体の作成などを行い、この生合成系についての解明を行うなどさらなる検討を要する。