hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Aβ42産生増大と細胞内long Aβのγセクレターゼからの解離促進の関連

Aβ42の切断の増大が「γセクレターゼからのAβの解離の促進を意味していることを報告した。そのとき、家族性アルツハイマー病を引き起こす遺伝子変異のgain of functionとされている「Aβ42の産生比率の増大」は「long Aβのγセクレターゼからの解離」である可能性を提案した。この新しい考え方をサポートする事実を本研究で積み上げた。その結果「膜内long Aβもまたγセクレターゼから解離すること」、「それが家族性アルツハイマー病変異で起こりやすいこと」、「Aβ42産生量の増加とは、膜内long Aβのγセクレターゼからの解離が促進されること」はより明白になった。今までの研究でAβ42 cleavageの増大が「γ-secretaseからのAβ42の解離の促進」を意味していることが示された。この結果から、家族性アルツハイマー病を引き起こす遺伝子変異のgain of functionとされている「Aβ42の産生比率の増大」は「long Aβのγ-secretaseからの解離」という新しい理論が導き出される。今回の研究で、まずPS1変異を導入した培養細胞で、この細胞内long Aβの変化の実態について検討する。具体的には続いて、細胞内long Aβの集積が変異発現細胞で認められた時、我々はアルツハイマー病発症に重要な役割を果たす「Aβ42産生の増大」が実は「Aβ42 cleavageが低下し、その結果Aβ42のγ-secretaseからの解離が増える」ためであることを発見した(大河内ら、Cell Reports, 2013)。この結果から「Aβ42の産生増大」は今まで言われているように、そのこと自体が病理過程で重要なのか疑問が生じた。つまり、「(1)γ-secretaseからのAβ42の解離の促進」、「(2)Aβ分泌過程で膜内で産生されるlong Aβのγ-secretaseから解離の促進」はいずれも理論的に「Aβ42の産生増大」と同等であるからだ。26年度は「細胞内long Aβの量や状態を病原性変異を反映した状態におき、かつ細胞外のAβ42量の増大をキャンセルするモデル」を作成する。そのモデルでアルツハイマー病に関連するような細胞機能の障害が起こらないか検討した。具体的には、PS1病原性変異発現細胞で細胞内long Aβの量や状態を維持しながら、細胞外Aβを抗体を使用した仕組みで培養上清から取り除くシステムを構築することに成功した。そして細胞機能の障害として(1)神経細胞を用いてシステムを構築したうえ、(2)神経伝達やlong term potentiationなどに与える影響を検討し結果を得ている。現時点では、細胞内long Aβの変化に対応した神経機能の変化は観察できていない。今後の実験により、今後のアルツハイマー病の病態理解のために欠かせない質問への回答に迫ることができると考えている。Aβ42切断の増大が「γセクレターゼからのAβ42の解離の促進」を意味していることを報告した。その時、家族性アルツハイマー病を引き起こす遺伝子変異のgain of functionとされている「Aβ42の産生比率の増大」は「long Aβのγセクレターゼからの解離」である可能性を提案した。具体的には、(1)細胞内long Aβを認識するアッセイ系を作成し、PS1変異によりAβ42産生が増大する条件で細胞内long Aβが増加していることを明らかにした。(2)続いて、細胞内long Aβの集積が変異発現細胞で認められた時、細胞内long Aβのうち半数以上がγセクレターゼに結合しない形で存在する可能性を示唆した。さらに、「細胞内long Aβの量や状態を病原性変異を反映した状態におき、かつ細胞外のAβ42量の増大をキャンセルするモデル」を作成し細胞機能の障害が起こらないか検討した。具体的には、PS1変異細胞で細胞内long Aβ量や状態を維持しながら、細胞外Aβを培養上清から取り除き細胞機能の障害を観察した。具体的には(1)細胞内トラフィッキングについて生化学的・免疫組織化学的に検討した。(2)細胞内トラフィッキングについて特に軸策輸送の障害、細胞体内での異常蛋白の蓄積が再現できないか検討した。しかし現時点で細胞内long Aβが細胞機能の障害を誘導するか結論に至らなかった。まとめると、「膜内のlong Aβもまたγセクレターゼから解離すること」、「それが家族性アルツハイマー病変異で起こりやすいこと」、「Aβ42産生量の増加とは、膜内のlong Aβのγセクレターゼからの解離が促進されること」はより明白になった。一方、細胞内long Aβ増加の病原性や細胞機能の障害については今後も今までの流れに沿った研究が必要であるAβ42の切断の増大が「γセクレターゼからのAβの解離の促進を意味していることを報告した。

その結果「膜内long Aβもまたγセクレターゼから解離すること」、「それが家族性アルツハイマー病変異で起こりやすいこと」、「Aβ42産生量の増加とは、膜内long Aβのγセクレターゼからの解離が促進されること」はより明白になった。当初計画どおりすすめている。細胞内トラフィッキングについて特にアルツハイマー病で起こるような軸策輸送の障害、細胞体内での異常蛋白の蓄積が再現できないか試みているが実験がうまく機能していない。精神医学所定の計画を遂行する。当初計画のほとんどは達成されている。細胞内long Aβの何割がAβ・γ-secretase複合体を形成しているのか?また何割がフリーで膜上に存在するのかについてのみ信頼性に足る結果が安定して得られていないため結果を記載できていない。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額が異なった。26年度計画を実施する。25年度計画のうち未達成の部分の研究を進める。研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め通りの計画を進めていく。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なった。研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め当初予定通りの計画を進めて行く。
セラミックス材料中の結晶欠陥構造と欠陥領域の原子ダイナミクスに関する研究

高温構造材料における原子拡散はクリープや粒成長、焼結などの高温での材料挙動の素過程として重要である。中でも高次元格子欠陥における高速拡散挙動は特に重要であるが、定量的な評価が難しく、また欠陥構造も非常に複雑であるため、これまでは定性的な評価しか行なわれず、ブラックボックスとして扱われてきた。本研究では、粒界や転位といった高次元の格子欠陥における原子の拡散挙動の、トレーサーを用いた観察実験による定量的な評価を行っている。本研究の特色は、一般には非常に複雑な構造を持つために定量的な評価が難しかった粒界や転位における拡散挙動を、我々の持つノウハウを用いて双結晶試料や高温変形試料を用いたトレーサー法により直接、かつ定量的に評価したことにある。その結果、粒界や転位における拡散挙動をそれぞれの原子構造と対応させて評価することが可能となった。今年度は、本研究の取り纏めとして、得られたデータを整理し、拡散挙動と欠陥構造との相関性の定量的な評価手法の開発を主に行った。これまでに本研究のテーマの一部として、粒界の相対的な方位関係(粒界性格)に起因した原子構造の違いによる粒界拡散挙動の変化、粒界に偏析することで粒界拡散を抑制すると考えられているイットリウムの添加効果について着目した研究を行ってきているが、今回の詳細な解析の結果、粒界性格に対する拡散挙動の依存性も添加物による拡散抑制効果も、粒界に存在する結合欠損の密度というパラメータで整理できる、つまり粒界における結合欠損が多いほど粒界拡散が速くなり、イットリウムの効果は酸素との強い結合によって結合欠損を回復することに起因していると考えられることが明らかとなった。本研究の初年度として、代表的な高温構造材料の一つであるアルミナを主たる研究対象として、粒界や転位といった高次元の格子欠陥における原子の拡散挙動を、トレーサーを用いた観察実験によって評価した。本研究の特色は、一般には非常に複雑な構造を持つために定量的な評価が難しかった粒界や転位を、我々の持つノウハウを用いて双結晶試料や高温変形試料を用いることにより、特定の構造を持つ粒界及び転位における拡散挙動を、二次イオン質量分析器を用いたトレーサー法により、直接、かつ定量的に評価したことにある。具体的な成果としては、(1)転位拡散においては、転位における酸素及び不純物カチオンであるチタンの拡散評価を行い、それらを比較することによって、チタンに見られる非常に高い転位拡散係数は、チタンのアルミナ中転位への偏析のし易さに起因していること、(2)粒界拡散挙動は粒界の原子構造と強く相関しており、またカチオンとアニオンの拡散では、その相関の様子が異なることなどをこれまでに明らかにしている。また、イオン伝導体として知られるイットリア安定化ジルコニアにおいては、高イオン伝導を阻害するものとして度々議論されている、粒界面を横切る際の拡散はバルク中の拡散よりも著しく速度が低下する、「粒界におけるブロッキング効果」も双結晶を用いて、直接、定量的に評価できることを示した。この現象も、原子構造と対応させて評価することで原子レベルでのメカニズムに対する知見を与えることが出来ると考えられる。本研究では、代表的な高温構造材料の一つであるアルミナを主たる研究対象とし、粒界や転位といった高次元の格子欠陥における原子の拡散挙動の、トレーサーを用いた観察実験による定量的な評価を行っている。本研究の特色は、我々の持つノウハウを用いて双結晶試料や高温変形試料を用いることにより、複雑な構造を持つために定量的な評価が難しかった粒界や転位の欠陥構造を任意に制御し、特定の構造を持つ粒界及び転位における拡散挙動を直接、かつ定量的に評価したことにある。これまでに、転位における酸素及び不純物カチオン(Ti, Cr)の拡散評価を行い、それらを比較することによって、Tiに見られる非常に高い転位拡散係数は、Tiのアルミナ中転位への偏析のし易さに起因していること、粒界拡散挙動は粒界の原子構造と強く相関しており、またカチオンとアニオンの拡散では、その相関するパラメーターが異なることなどをこれまでに明らかにしている。また、本年度において行った新たな研究として、最新鋭の高空間分解能SIMSを用いて、双結晶中の粒界拡散挙動の可視化に成功した。この研究によって、これまでのSIMSを用いた実験では不可能であった粒界拡散の幅や粒界拡散によって粒界部に濃化した原子の粒内への染み出しの様子などを直接観察することが可能となり、粒界拡散及び、粒界拡散による物質輸送プロセスの本質的な理解を深めるためのブレイクスルーとなることが期待される。

中でも高次元格子欠陥における高速拡散挙動は特に重要であるが、定量的な評価が難しく、また欠陥構造も非常に複雑であるため、これまでは定性的な評価しか行なわれず、ブラックボックスとして扱われてきた。本研究では、粒界や転位といった高次元の格子欠陥における原子の拡散挙動の、トレーサーを用いた観察実験による定量的な評価を行っている。本研究の特色は、一般には非常に複雑な構造を持つために定量的な評価が難しかった粒界や転位における拡散挙動を、我々の持つノウハウを用いて双結晶試料や高温変形試料を用いたトレーサー法により直接、かつ定量的に評価したことにある。その結果、粒界や転位における拡散挙動をそれぞれの原子構造と対応させて評価することが可能となった。今年度は、本研究の取り纏めとして、得られたデータを整理し、拡散挙動と欠陥構造との相関性の定量的な評価手法の開発を主に行った。これまでに本研究のテーマの一部として、粒界の相対的な方位関係(粒界性格)に起因した原子構造の違いによる粒界拡散挙動の変化、粒界に偏析することで粒界拡散を抑制すると考えられているイットリウムの添加効果について着目した研究を行ってきているが、今回の詳細な解析の結果、粒界性格に対する拡散挙動の依存性も添加物による拡散抑制効果も、粒界に存在する結合欠損の密度というパラメータで整理できる、つまり粒界における結合欠損が多いほど粒界拡散が速くなり、イットリウムの効果は酸素との強い結合によって結合欠損を回復することに起因していると考えられることが明らかとなった。
関節拘縮動物モデルの確立と拘縮に関わるマーカー遺伝子の探索と解析

本研究では,廃用症候群の1症状の関節拘縮における関節と筋の変化を検証した.はじめに関節拘縮モデル動物を作成した.9週齢の雄のWistar Ratに、左坐骨神経切断処置を施した。右側は処置をせず、コントロールとした。Ratの下腿三頭筋は処置後30日で著明に萎縮し、膝関節は屈曲位で関節可動域制限を認めた。構築したモデル動物の関節軟骨を用いて、関節軟骨の既知遺伝子type II collagenとaggrecanのRT-PCRによる定量解析を行った.type II collagenは処置側(左下肢)と対照側(右下肢)の間で発現量に有意差は認められなかった.aggrecanは処置群(左下肢)、対照群(右下肢)間で発現量に有意差を認めた.神経原性関節拘縮を生じた関節軟骨に含まれると予測した未知遺伝子については検出できなかった.denervated groupの標本を作製し,軟骨細胞数と軟骨層の厚みの変化を調べた.軟骨細胞数に関して、処置後790日で、平均軟骨細胞数は処置群・対照群共に経時的な増減傾向を認めなかった。関節軟骨の厚さは処置群と対照群間では、脛骨側処置後7,14日以外の処置群の軟骨層の方が厚かった。除神経処置後の軟骨細胞数や軟骨層の構造には殆ど変化が生じないことがわかった。モデルratの腓腹筋の筋萎縮の経時的変化をMRIを用いて観察し、定量的評価方法について検討した。MRIの撮像データから腓腹筋の構造,MRSを用いた骨格筋に含まれるcreatine含有量の変化等について検証した。健常群と処置群間で筋線維径に有意差は見られなかった.筋組織標本から求めた筋線維径の実測値と推計値を比較検討した結果,推計値は実測値と差があった。腓腹筋の単位体積(voxel)当りのcreatine濃度を推計した結果,2群間では処置後8週において有意傾向を認め,処置群のcreatine濃度が減少していた.本研究は関節拘縮に寄与する器官と組織の総合的な評価を行った点で、きわめて有意義であった.本研究では,廃用症候群の1症状の関節拘縮における関節と筋の変化を検証した.はじめに関節拘縮モデル動物を作成した.9週齢の雄のWistar Ratに、左坐骨神経切断処置を施した。腓腹筋の単位体積(voxel)当りのcreatine濃度を推計した結果,2群間では処置後8週において有意傾向を認め,処置群のcreatine濃度が減少していた.本研究は関節拘縮に寄与する器官と組織の総合的な評価を行った点で、きわめて有意義であった.本年(平成15年)度は、神経性拘縮動物モデルの作成及び採取した組織に含まれる既知遺伝子の定量的評価を行った。(1)神経性拘縮モデルの作成:9週齢の雄のWistar Ratに、左坐骨神経切断処置を施した。処置後3090日、動物実験施設で飼育し、観察したところ、ラットの下腿三頭筋は処置後30日で著明に萎縮し、膝関節は屈曲位で伸展制限(関節可動域制限)を認めた。このことから、処置を施したラットを神経性拘縮モデルとして用いることが妥当と判断し、以下の実験を行った。(2)神経性拘縮モデルラットを用いた、既知遺伝子の定量的評価:(1)で作成したモデルラットの両膝関節軟骨を処置後30、60,90日に採取し、mRNAを抽出した。このmRNAを逆転写反応させcDNAに合成後、既知遺伝子の定量を目的としたLight Cycler quick system 350s(Roche Diagnostic)を用いてPCR反応させる定量的RT-PCR法を行った。今回は関節軟骨に含まれる主な細胞外基質であるtype II collagenとaggrecanの遺伝子発現量を、抽出したmRNAについて測定した。(i)

type II collagen遺伝子発現量は、処置側、対照側ともほぼ経時的減少傾向をみとめた。処置側の遺伝子発現量を対照側と比較した場合も同様の結果が得られた。(ii)aggrecan遺伝子発現量は、対照側で経時的増加傾向を呈した。処置側の遺伝子発現量を対照側と比較した場合、経時的減少傾向を認めた。次年度は(1)で確立した神経性拘縮モデルラット膝関節の組織学的検討を行い、今年度得られた結果及び先行報告を踏まえて研究する予定である。本年(平成16年)度は、昨年度作製方法を確立した神経性拘縮モデルラットの膝関節を用いて、関節軟骨の組織学的検討を行った。左坐骨神経切断処置を施した、9週齢の雄のWistar Ratを神経性拘縮モデルラットとした。右側は処置をせず、コントロールとした。ラットは処置後7300日、動物実験施設で飼育した。処置後7・14・30・60・90・300日後に左右膝関節を採取し、パラホルムアルデヒドで固定した。固定後の膝関節は10%EDTA(pH7.4)で脱灰した。作製した組織切片はサフラニン0染色を行った後、光学顕微鏡で関節軟骨に含まれる軟骨細胞数と、関節軟骨層の変化の2点について観察した。(1)軟骨細胞数の変化:顕微鏡画像上の大腿骨・脛骨側から、無作為に各々3箇所を選択した。各視野毎に、表層・中間層・深層・石灰化層の各層における軟骨細胞数を目視で数えた。処置後790日で、平均軟骨細胞数は、処置群・対照群共に経時的な増減傾向を認めなかった。処置後300日では軟骨全層で処置群・対照群間の平均軟骨細胞数に有意差が認められた。(2)関節軟骨の厚さの変化:脛骨側は対照群処置後1490日、処置群3090日で厚みが増した。また、処置群と対照群間の比較では、脛骨側処置後7,14日を除き、処置群の軟骨層の方が厚くなっていた。この傾向は処置後300日で顕著だった。コントロールとの比較では時間経過に伴う厚さの変化は見られなかった。以上より、除神経処置後の軟骨細胞数や軟骨層の構造には殆ど変化が生じないことがわかった。本年度は研究初年度(平成15年度)に確立した動物モデルラットを用いて,MRIを用いた神経原性関節拘縮モデルラットの支配筋の放射線学的評価に関する研究を行った.Magnetic resonance imaging(MRI)は非侵襲的に生体組織の3次元的な観察が可能なため,極めて有用な診断手法とされる.近年、生体内の水の拡散現象を観察できるMRIを用いた拡散の研究が盛んに行われている.動物モデルの関節と腓腹筋における筋萎縮の経時的変化をMRIを用いて観察し,得られたデータを用いて定量的評価方法の検討を行った.本研究ではラットをモデル動物として,脱神経処置により筋の形態と特性が変化した神経原性萎縮筋とMRIを用いて(1)骨格筋の構造変化を検出することが可能か(2)拡散テンソルの各種指標の算出により、萎縮筋における拡散異方性の変化が示せるか(3)骨格筋の生化学的変化を検出することが可能かの3点について検討を行った.(1)では正常な筋と萎縮筋に対しMRIによる拡散の検出法(PGSE法)を施行し,測定された信号を拡散強調MRIの理論式に当てはめて筋線維径の推計を試みた.2群間で筋線維径に有意差は見られなかった.
在来技術の現代性、移転可能性ー日本・インド・シリヤの国際比較ー

伝統技術の近代性。このことについては、現場の技術者たちがよく心得ている。社会科学系の学者がむしろ過少評価におちいりがちである。たとえば、ダマスカス鋼の刀剣は19世紀いらい西ヨ-ロッパの学者(金属学・物理・化学)たちが熱心に研究してきているが、今日ではアメリカがその中心になっている。それは、非常に大きな高度市場が見込れている、UHC鋼の先例としてである。いわば、伝統技術には現代の最尖端技術にも及ばない高水準の成果があることの証明である。化学分析の結果、いま改めて「ダマス鋼」とは何か、という定義問題が浮上してきた。金属学者たちは、鉄と鋼の合金がダマス鋼であることを認めるものの、その合金の製造法が「るつぼ」法によるものでなければならないとする学説がある。その立論からすれば日本刀は、ダマス鋼と同じ文樸を刀身にみせるものの、「るつぼ」法でないから、「純」ダマス鋼には入れない。しかし、日本刀の鍛治がいも日本でもダマス鋼を在来の方法で打ち出している。分析的にはダマス鋼と同じ組織であるようだ。このことは、ダマス鋼が、スペイン(トレドが中心)に移植されたあと、西ヨ-ロッパ(ドイツ)に、次いでアメリカに転じた過程で、ダマス鋼が固有名詞ではなくなったことに対応している。つまり西に向った系統と東に向った系統とは、独自に展開した技術内容をもちながら、いま改めてUHC鋼を出現させている(日本を含めて)ことになる。(そのことが研究上の混乱を生んでいる)。だが、現地調査の結果判明したことは、ダマスカスにはすでにダマス鋼を(一貫)生産する技術のシステムは失われている。この土地の風土と資源条件に合った技術が消減したのは、副材料問題と市場問題によると我々は判断した。また。シリヤは最終加工地であって、主要材料は周辺各地から供給されたものとするのが妥当であるとの結論をえた。そのさい、供給源はインド各地およびシラン北部などが主たるものであったと史家は分析するが、さらにはトルコやロシヤ南部からも供給されていたものであろう。この点にかんする研究者は、信頼できる実績をあげているものには、英国にしかいない。我々の国際共同研究は、のちに述べるようにシリヤとインドの学者と協力するだけでは満足のゆくものにならないかも知れない。そういう予想をもたせる事情に、日・印・シの三国の事情はあるとしてよい。我々は、実態調査を第一課題とはするものの、既有研究はフルに利用するつもりだし、そうしてきた。將来も同じである。ダマスカス鋼はUHC鋼として現代技術が及ばない逸品を残している。UHC鋼を復活することが可能か、復活の負担と利益に関心をむけて調査したが、アラブ人学者の見解と違った結論に到達したのは、我々が「るつぼ製鋼」法の副原料問題(二木炭)に注目していたからである。ダマス鋼はシリヤで一貫生産されたのではなく、同地が最終加工地だった。また、原料としての粗鋼はインドのウ-ツなどを中心に「イスラ-ム各地」から持ち込まれていた。これで中東(レバノンとシリヤ)の植生問題にまつわる燃料供給(不足)の謎はとけることになる。しかしウ-ツ鋼については、詳細が分っていない。インド固有の文化事情から、ヨ-ロッパ文献(とくにインド省文著)に依有する他ないのだが、近年、偶然のことから残有するウ-ツ製法(二技術)が確かめられた。その結果、注目すべきことは、この「るつぼ」法では竹の炭が使われていたことが判明した。この技術を活用すれば、近代製鉄に不向きとされてきた中・南部インドの鉄鉱石からUHC鋼ができるし、しかも上流工程への投資が省略できるのはインド財政には絶大のメリットとなる。以上の研究成果から、(1)ウ-ツ鋼の副原料である竹の種類と植生および製炭法(2)レバノン・シリヤの(近代)植生ないしは歴史的エコロジ-などが研究されなければならないことは判然としてきた。それを確かめるフィ-ルド・ワ-クの重点としては、(1)ペシャワ-ルに残る(北インドの)ウ-ツ鋼製法の実態(2)イエメンの鋼(そのル-ツと製法)(3)イランにおける製鋼技術の歴史と現情(ホラ-サン地方、ファルス地方)が浮上してくる。編成(メンバ-)を新たにして調査可能性を確かめてゆく予定である。伝統技術の近代性。

その立論からすれば日本刀は、ダマス鋼と同じ文樸を刀身にみせるものの、「るつぼ」法でないから、「純」ダマス鋼には入れない。しかし、日本刀の鍛治がいも日本でもダマス鋼を在来の方法で打ち出している。分析的にはダマス鋼と同じ組織であるようだ。このことは、ダマス鋼が、スペイン(トレドが中心)に移植されたあと、西ヨ-ロッパ(ドイツ)に、次いでアメリカに転じた過程で、ダマス鋼が固有名詞ではなくなったことに対応している。つまり西に向った系統と東に向った系統とは、独自に展開した技術内容をもちながら、いま改めてUHC鋼を出現させている(日本を含めて)ことになる。(そのことが研究上の混乱を生んでいる)。だが、現地調査の結果判明したことは、ダマスカスにはすでにダマス鋼を(一貫)生産する技術のシステムは失われている。この土地の風土と資源条件に合った技術が消減したのは、副材料問題と市場問題によると我々は判断した。また。シリヤは最終加工地であって、主要材料は周辺各地から供給されたものとするのが妥当であるとの結論をえた。そのさい、供給源はインド各地およびシラン北部などが主たるものであったと史家は分析するが、さらにはトルコやロシヤ南部からも供給されていたものであろう。この点にかんする研究者は、信頼できる実績をあげているものには、英国にしかいない。我々の国際共同研究は、のちに述べるようにシリヤとインドの学者と協力するだけでは満足のゆくものにならないかも知れない。そういう予想をもたせる事情に、日・印・シの三国の事情はあるとしてよい。我々は、実態調査を第一課題とはするものの、既有研究はフルに利用するつもりだし、そうしてきた。將来も同じである。ダマスカス鋼はUHC鋼として現代技術が及ばない逸品を残している。UHC鋼を復活することが可能か、復活の負担と利益に関心をむけて調査したが、アラブ人学者の見解と違った結論に到達したのは、我々が「るつぼ製鋼」法の副原料問題(二木炭)に注目していたからである。ダマス鋼はシリヤで一貫生産されたのではなく、同地が最終加工地だった。また、原料としての粗鋼はインドのウ-ツなどを中心に「イスラ-ム各地」から持ち込まれていた。これで中東(レバノンとシリヤ)の植生問題にまつわる燃料供給(不足)の謎はとけることになる。しかしウ-ツ鋼については、詳細が分っていない。インド固有の文化事情から、ヨ-ロッパ文献(とくにインド省文著)に依有する他ないのだが、近年、偶然のことから残有するウ-ツ製法(二技術)が確かめられた。その結果、注目すべきことは、この「るつぼ」法では竹の炭が使われていたことが判明した。この技術を活用すれば、近代製鉄に不向きとされてきた中・南部インドの鉄鉱石からUHC鋼ができるし、しかも上流工程への投資が省略できるのはインド財政には絶大のメリットとなる。以上の研究成果から、(1)ウ-ツ鋼の副原料である竹の種類と植生および製炭法(2)レバノン・シリヤの(近代)植生ないしは歴史的エコロジ-などが研究されなければならないことは判然としてきた。それを確かめるフィ-ルド・ワ-クの重点としては、(1)ペシャワ-ルに残る(北インドの)ウ-ツ鋼製法の実態(2)イエメンの鋼(そのル-ツと製法)(3)イランにおける製鋼技術の歴史と現情(ホラ-サン地方、ファルス地方)が浮上してくる。編成(メンバ-)を新たにして調査可能性を確かめてゆく予定である。
読書支援における図書館の役割に関する基礎的研究～国語科教育との連携を中心に～

本研究の最終的な目標は、子どもの読書支援のために有効な方策を国語科教育分野と図書館情報学分野の2領域によって学際的に分析・提示することである。この研究目的を達成する研究のひとつとして、今回の研究では継続的な読書支援の重要性を明らかにするために、理論的な読書研究、日本の学校教育における読書支援に関する取組、乳幼児期から学童期への読書支援の継続性を重視している英米の行政施策や読書支援プログラムをそれぞれ分析し、図書館サービスと国語科教育が今後どのような連携をしていくことができるかという可能性を探った。平成21年度は、初めの計画とは少し順番を変え、(1)イギリスのブックスタート関連の資料を収集すること、(2)日本の国語科教育における読書の位置づけに関する文献収集と分析を行った。研究計画の順番を一部変更した理由は、英米の読書支援についての文献を調査する中で、日本の国語科教育における読書の位置づけがあいまいであることに気づき、その明確化を基礎に据えるべきだと考えたからである。そのため、平成21年度には、(1)小学校及び中学・高等学校における国語科教育における読書指導の実態および課題、(2)小学校国語科教育における読解指導と読書指導の位置、(3)我が国の国語科教育で求められる読解力とOECDのPISA調査で求められる読解力の比較および読書指導との関係性把握、(4)日本の学校教育の中の読書支援における学校図書館の支援の理念とその実態、(5)読書活動推進施策の流れなどについて、主として文献を通して考察を行った。その結果、我が国の初等教育の国語科教育において求められている読解指導は、児童の読書生活の活性化に必ずしも連動する実践になっていないという課題、中等教育の国語科教育と読書の関連性は初等教育に比べて少ないという課題、また、この課題を克服するためにはPISA調査で求められている読解力すなわちリーディング・リテラシーを意識した実践化の必要性、学校図書館の役割についての理解促進と国語科教育との連携の重要性等が焦点化された。この点を具現化するために、図書館と初等科・中等科国語科教育がどのような形で連携することが可能なのかについて、次年度以降の研究を深化させていく視点としたい。今年度は、昨年度に引き続き、日本における読書支援のありかたについて、行政施策・国語科教育・読書環境の整備の拠点としての学校図書館の3点について分析を実施し、研究発表や論文などにまとめた。その結果、行政施策においては、学校図書館や読書支援の重要性が理念的には重要視されていながらも、学習指導要領にどのように適用させていくかという具体的な課題をまだ抱えていること、その原因として「子どもの読書」とは何かという点で曖昧さが残っていること、しかし、読者論や国語科教育における研究では、読書の有効性が明らかになっており、学校教育における読書支援の方法の確立が今後の重要な課題であることが明らかになった。さらに、日本の小学校の国語科教育における読解指導の課題、すなわち、(1)児童の読書生活の活性化に必ずしも連動する実践になっていない、(2)PISA調査で求められている読解力すなわちリーディング・リテラシーを意識した実践化の必要性、の二点を克服するための先行実践事例の調査を行った。平成23年度は、今回明らかになった小学校における読書指導と読解指導の連動性の要件を、平成23年度における中学校との連続性・系統性を視野に入れて分析する予定である。また、今年度の課題であった米国・英国の読書支援の施策については、現在も引き続き分析中であるが、現在のところ米国の読書支援のために準備された米国教育省の予算額が2010年度から大幅に減額になっているが、支援の具体的な内容については大きな変化がないことがわかったが、予算縮小が単なる予算の縮小なのか、ある程度読書支援施策の土台が固まったことによるものなのかは、現在のところ分析中であり、結論は出ていない。米国の読書支援及び読み書き支援の特徴である低所得者層や言語上のマイノリティに対する支援の成果についても現在分析中である。英国の読書支援については、来年度の研究で重点を置く予定であるが、現在乳幼児期から学童期への支援の継続性がどのような効果をもたらしているかについて、研究文献や報告書を収集し、分析にかかったところである。英国の事例分析においては、乳幼児期から学童期に読書支援を継続していくことが、子どもたちの読書力や学力にどのような効果をもたらすかについて、主として分析していく予定である。

理論的な読書研究については長沼が担当し、学習指導要領における国語の領域「読むこと」の内容を分析し、今後の指導において国語科教育及び図書館サービスがどのような役割を果たせるかを、文化的環境の視点から分析した。日本の学校教育における読書支援に関する取組については勝見が担当し、具体的には、H県I市、H県N市、H県K市、H県T市の公立小学校において、学校図書館および市立図書館と連携しながら児童の読書生活の活性化をめざす具体的な単元開発、および実践場面における教師の指導と評価について考察を行った。英米の行政施策や読書支援プログラムについては岩崎が担当し、それぞれの施策が子どもの発達支援や学力向上とどのような関連を持たせて実施されているかを分析した。その結果、今後の読書支援の課題として、(1)日本において読書支援と国語科教育との関係がまだ不十分であり、学校現場での環境整備も重要であること、(2)日本における行政施策において、(1)乳幼児期の支援、(2)学力との関連、(3)特別なニーズをもつこどもたちへの支援がまだ不十分であること、の2点が明らかになった。
酵母における遺伝的変化によるフェロモン／受容体の共進化

昆虫や両生類から酵母のような微生物まで、多くの生物では、異性との交配に性フェロモンが利用されている。フェロモンとその受容体間の認識は、種ごとに厳密に規定されており、遺伝的要因などでこれらの認識が変化することが、適切な交配を妨げる要因になると考えられている。しかしながら、自然界でフェロモンとその受容体の新しい組み合わせが生じるメカニズムについては、あまり分かっていない。そこで本研究では、Schizosaccharomyces pombeとその近縁種Sz. octosporus間における比較解析により、フェロモンと受容体間の認識特異性の遺伝学的な検証を行った。Sz. octosporusはこれまで、実験にはほとんど使用されておらず、この種の実験室株の作製と、遺伝子組換え技術の開発を行った(Seike et al,, FEMS Yeast Res, 2017)。これを用いて、両者の間で交配前隔離の程度を調べた。分裂酵母にはPlus型とMinus型の2つの交配型が存在し、それぞれの細胞から分泌される異なるフェロモンペプチドが、異性細胞間の交配に必須である。まず、Sz. pombeの細胞でSz. octosporusのフェロモン遺伝子を導入した。すると、面白いことにSo-M型フェロモンは機能しなかったが、So-P型フェロモンは一部が機能した。また逆にSz. octosporusの細胞でSz. pombeのフェロモン遺伝子を導入しても、Sp-P-factorが種を超えて機能することを見出した。以上の結果から、M型フェロモンは種特異的に作用するが、P型フェロモンは他種にさえ作用することが分かった。おそらく、2つのGPCRの特異性の違いによるものであろう。本研究により、フェロモンと受容体の共進化のメカニズムの一端を解明することはできたと思われる。29年度が最終年度であるため、記入しない。昆虫や両生類、そして酵母のような微生物まで、性フェロモンによる異性への刺激が交配に必須である。このフェロモンとその受容体の分子適合性は厳密であり、通常フェロモンは同種に作用し、異なる種にはあまり作用しない。そのため、フェロモンの遺伝的な変化が生殖隔離の原因となることが示唆されてきた。過去に実験室において、分裂酵母Schizosaccharomyces pombeのフェロモンと受容体遺伝子のそれぞれを協調的に改変し、野生型集団から生殖隔離された新しい交配型細胞の作製に成功した(Seike et al., Genetics, 2012; Seike et al., Proc Natl Acad Sci USA, 2015)。この実験室での成功は、自然界でもフェロモンと受容体の遺伝的な変化が生殖隔離を引き起こしうることを強く示唆している。これからの発展として本研究では、Schizosaccharomyces属の4種間で、フェロモン系がどのようにして進化してきたかを解明することを目的とする。具体的には、フェロモンと受容体間の特異性の検証・コードする遺伝子数の違いの変化・一次配列の多様性などを調べることにより、フェロモンと受容体の共進化の実態解明を目指す。平成27年度はまず、Sz. pombeと最も近縁なSz. octosporus間でのフェロモン系の特異性の違いを調べた。その結果、M-factorは種特異的に作用したが、P-factorのある分子種は種を超えて作用することが分かった。またフェロモン受容体の一部を交換したキメラ体の解析から、第6膜貫通領域と第3の細胞外ドメインがフェロモン認識に重要であることが推測できた。この結果、酵母は2つのフェロモン/受容体間の認識機構を持つことにより、種の維持をはかりつつも、一方で多様性の創出に対応している可能性が浮上した。平成27年度は、分裂酵母Sz. pombeと近縁種Sz. octosporusとの間で、フェロモンと受容体の認識特異性の検証を行った。その結果、M型細胞から分泌されるM-factorは種特異的に作用するが、P型細胞から分泌されるP-factorは種を超えて作用することを明らかにした。またM-factorの一次配列は保存性が高いが、P-factorの一次配列は極めて多様であることを発見した。この結果はP-factorの経路がM-factorの経路よりも、比較的変化に柔軟であり、多様性創出に大きく寄与している可能性を示唆している。またM-factorのフェロモン受容体のドメインを種間で網羅的に入れ替えることにより、M-factorの認識には204-264に位置するアミノ酸(第6膜貫通領域から第3細胞外ループ)が極めて重要であることが分かった。このように計画通り、フェロモンと受容体の遺伝的変化によって引き起こされる生殖隔離の実態が、緻密に解明されつつあると判断できる。過去に、分裂酵母Schizosaccharomyces pombeのフェロモンと受容体遺伝子のそれぞれを協調的に改変し、野生型集団から生殖隔離された新しい交配型細胞の作製に成功した(Seike et al., Proc Natl Acad Sci USA, 2015)。しかし、フェロモンと受容体がその特異性を保ちつつ、変化するメカニズムはよく分かっていない。

そこで本研究では、Schizosaccharomyces属の4種間の比較解析により、フェロモン系がどのようにして進化してきたかを解析し、共進化の実態解明に挑む。平成28年度では、Sz. pombeとSz. octosporus間の遺伝学的解析を中心に行った。M型細胞から分泌される性フェロモンM-factorは種特異的に作用することが分かったので、両種間のM-factorで異なる3アミノ酸を一つずつ入れ替えた。その結果、M-factorの7番目のアミノ酸残基の置換が認識特異性を大きく変えていることを見出した。また受容体の方は、220-233に位置する領域がM-factorの認識に重要で、第6番目の膜貫通領域と第3番目の細胞外ループの間の部分が、どうやらM-factorの結合に重要であるらしいことが示唆された。さらにSz. octosporusの遺伝子組換え技術の開発・ヘテロタリック株の作製に成功した。また培地の検討を行い、この種の交配に適切な条件も決定した。この成果はすでに論文投稿し、現在Revise中である。平成28年度は引き続き、分裂酵母Sz. pombeと近縁種Sz. octosporus間におけるフェロモンと受容体の認識特異性の検証を行った。M-factorはそれぞれ種特異的に作用することが前年度の結果から分かったので、両種間で異なる3つのアミノ酸に注目し、1つずつ部位特異的に入れ替えた変異型M-factorをin vitroで作製した。その結果、Sz. octosporusのM-factorの7番目のアミノ酸がアラニン残基に置換されているため(Sz. pombeではチロシン残基)に、Sz. pombeに対して作用しないことが明らかになった。M-factorの認識では、受容体の204-264に位置する領域をさらに8つに分割して両種間で入れ替える実験を行い、220-233に位置する領域がフェロモンの認識能を大きく変えることを見出した。この部分でM-factorが結合する可能性は高く、これは大きな進展と言える。またこれまでほとんど研究に使用されてこなかったSz. octosporusの培地の検討を行い、遺伝子組換え技術の開発・ヘテロタリック株の作製にも成功した。本年度では、Sz. japonicusを対象とした実験はほとんどできなかったので、これは来年度に優先的に行いたいと思う。昆虫や両生類から酵母のような微生物まで、多くの生物では、異性との交配に性フェロモンが利用されている。フェロモンとその受容体間の認識は、種ごとに厳密に規定されており、遺伝的要因などでこれらの認識が変化することが、適切な交配を妨げる要因になると考えられている。しかしながら、自然界でフェロモンとその受容体の新しい組み合わせが生じるメカニズムについては、あまり分かっていない。そこで本研究では、Schizosaccharomyces pombeとその近縁種Sz. octosporus間における比較解析により、フェロモンと受容体間の認識特異性の遺伝学的な検証を行った。
アルファ2プラスミンインヒビター遺伝子のプロモーター領域に結合する蛋白質の同定

アルファ2プラスミン・インヒビター(α_2-plasmin inhibitor,α_2PI)遺伝子のプロモーター活性を有する領域に結合する蛋白質について研究することが今回の課題である。レポーターとしてCAT(chloramphenicol acetyl transferase)遺伝子を用いて、リン酸カルシウム法でHepG2細胞にトランスフェクトした。これまでの研究により、5'非翻訳領域をコードするエクソンが2種類存在することが明らかになった。これらのエクソンの上流にプロモーター部位が存在するかについて、5kbの領域について、いくつかの部分に分けてプロモーター活性の有無を検討した。その結果一番上流の、1.2kbのBamHIフラグメントに強いプロモーター活性がみられた。このフラグメントに関して、3'側より欠損ミュータントを作製して転写開始部位を限定することができた。次に5'側より欠損ミュータントを作製して活性を検討したところ、2つの正に働く領域と1つの負に働く領域を同定することができた。これらのフラグメントをCAT遺伝子の下流につないで検討したが、エンハンサーあるいはサイレンサーとしての活性は認められなかった。転写開始部位の上流のフラグメント(-37-67)とHepG2細胞の核蛋白質とを用いて、バンドシフトアッセイをおこなったところ、フリーのバンドの他に移動度の遅いバンドがみられた。このフラグメントの塩基配列についてみてみるとアルブミン遺伝子のDE1とC/EBPとの高いホモロジーがみられた。この部位に結合する蛋白質がα_2PI遺伝子の発現制御に重要と考えられる。
後天性中耳真珠腫の発症・進展機序の解明と予防・治療に関する研究

後天性中耳真珠腫の発症・進展機序に関する基礎・臨床的な研究を行うと同時に、後天性中耳真珠腫の病態、術式、術後成績ならびに術後経過と再発や聴力改善の要因、そして適切な術式の選択基準について検討した。発症・進展機序は3つの段階を踏むと推測している。第一段階は、弛緩部陥凹であり、難治性中耳炎などに伴う、液貯留や粘膜病変による粘膜ガス代謝障害などに起因する陰圧化や炎症のrepairによるものである。また気胞化の抑制に伴う上鼓室周辺の骨性形態の狭小化と粘膜ヒダの形成も絡むと考えられる。しかしこのような形態変化のみでは真珠腫の発症には至らず、第二段階としての上鼓室腔における慢性炎症の持続が必要となる。すなわち炎症の遷延による間質の肥厚などにより、陥凹上皮裏面は複雑な狭小腔を形成するに至る。炎症の急性増悪による表皮の増殖や肉芽形成に続き、陥凹嚢壁が部分的に崩壊し、重層扁平上皮が粘膜上皮を置換しながら粘膜腔へ侵入immigrationし複雑な形態を呈する。第三段階はdebrisの蓄積と感染によるサイトカインの関与である。真珠腫上皮のバリアー機構の障害により、上皮下の線維芽細胞などからの刺激をはじめ、表皮と表皮下組織のcross-talkなどの機序で表皮の増殖が誘導されるなど炎症の悪循環で真珠腫進展が起こると推測される。これからの治療戦略として、安全なアプローチとしてのバーチャル手術や、術後成績の改善のための中耳粘膜の再生(形態的ならびに機能的)についても検討した。真珠腫形成の第一段階は難治性滲出性中耳炎経過中で上鼓室の粘膜障害、陰圧化、液貯留などによる弛緩部陥凹であり乳突蜂巣含気化抑制に伴う上鼓室周辺の骨性形態の狭小化と粘膜襞の形成が関与する。第二段階は弛緩部陥凹上皮粘膜側の慢性炎症の持続と増悪であり上鼓室粘膜間質の不規則な拡大と腺管形成により陥凹上皮裏面は地図状の狭小腔を形成、表皮の増殖や陥凹部上皮部分断裂・崩壊のため扁平上皮が粘膜腔へ侵入immigrationし粘膜上皮を置換する。第三段階はdebris蓄積とそこへの感染の惹起であり産生されたIL-1αを主体としたサイトカインネットワークが主役をなす。真珠腫上皮では表皮細胞間に存在するタイトジャンクションは正常構造を維持しているが角質層消失など表皮のバリアー機構は一部傷害され感染の影響を受けやすく表皮下層の細胞間隙の開大と部分的な基底膜の構造変化がありパラクラインによる表皮の増殖・分化の亢進がみられる。さらに表皮、表皮下組織のオートクラインにより表皮の増殖が誘導され炎症の悪循環により進展が起る。特に真珠腫の線維芽細胞は表皮細胞の増殖や炎症の遷延化を誘導する役割を担っている可能性がある。分化・細胞死機構に破綻はない。発症予防は幼小児期の慢性炎症性疾患の早期治療である。乳突蜂巣は炎症の遷延化により中耳粘膜変化のみでなく乳突蜂巣の発育障害や上鼓室周辺の骨性、軟性形態の構造変化を来す。進展予防はdebris除去や抗菌剤、ステロイド点耳による局所の炎症や感染制御が重要となる。ステロイドはIL-1αやIL-6など炎症性サイトカイン産生を抑制し間接的に上皮のmigration障害が是正される。現在、三次元培養皮膚モデルによる検討、上皮下線維芽細胞の役割、Gene chipによる真珠腫上皮の遺伝子解析、並びに中耳腔粘膜の再生医療とガス換気能、遺残真珠腫上皮の生理的消滅をめざした遺伝子治療についても試行している。平成17年度は、中耳粘膜の再生の実験や三次元皮膚モデルについて述べる。人工中耳

粘膜の移植により粘膜を早期に再生させ含気化を確保することを試みており、現在まで中耳粘膜上皮細胞および線維芽細胞を用いた三次元的な人工中耳粘膜を作製したが、それは生体の中耳粘膜に近似した組織である。また家兎における粘膜移植実験では粘膜再生が組織学的に良好に行われていることが確認された。すなわち移植された人工中耳粘膜は形態学的観察において骨増生および肉芽増生が抑制され、正常に近似した形態が確認された。また粘膜移植後の中耳腔全圧最大値(粘膜におけるガス換気能の指標となる)を測定した結果、人工粘膜移植群における全圧は正常群と比較して有意な差を認めず、機能的にも充分な機能を有していることが確認された。さらにAir-liquiud interface methodによる培養法を応用開発した三次元培養皮膚モデルを作製し、様々な試みにより真珠腫の成因や進展機序の解明を試みた。三次元培養皮膚モデルに穿孔様の欠損を作製すると欠損部から表皮は表皮下へ進展し、表皮のimmigrationを惹起する可能性のあることが示唆された。しかし真珠腫の成因の主たるものは内陥によるとされている。そこで三次元皮膚モデルを陥凹させた状態で培養した際の表皮の変化を観察し、上皮の陥凹というマクロ的な形態変化が表皮細胞に及ぼす影響について、分化や増殖のマーカーを用い検討を行った。その結果、表皮の陥凹自体は表皮細胞の分化を若干亢進させる可能性はあるものの、表皮細胞の増殖活性や機能的な変化には影響を与えないことが確認された。従って上皮の陥凹という形態的な変化が表皮細胞に直接的な影響を与えることはないと推測された。つまり真珠腫の形成や上皮の進展は、鼓膜上皮の陥凹だけでは起こりえず、炎症の持続などの別の要因が加わることが不可欠な条件と考えられた。平成16,17年度の研究をさらに発展させ、炎症の関与を含め総合的に解析した。まず術後成績の調査を行うとともに、引き続いて臨床病態の解析、滲出性中耳炎の疫学的検討、真珠腫上皮の病理組織学的な検討、分子生物学的手法による真珠腫上皮、上皮下組織の分析、基底膜における変化や表皮細胞の極性を含めた上皮のmigrationについての研究、さらに皮膚三次元モデルの作製やin vitroにおける真珠腫モデルの開発を行った。加えてGene tipを用いた真珠腫の遺伝子解析(真珠腫に特徴的な遺伝子の有無を調べるためにDNAマイクロアレイを用いての網羅的な遺伝子発現の解析)から、後天性真珠腫の発症・進展機序の推測が可能となった。とくに従来は否定的であった表皮進入説immigration theoryが真珠腫の進展に大きく係わっていることが推測された。また再形成真珠腫の防止に重要な鍵となる早期の粘膜再生の試みをin vitroならびにin vivo studyで行なった。家兎における粘膜移植実験では、移植された人工中耳粘膜は形態学的観察において、骨増生および肉芽増生が抑制され、正常に近似した形態が確認された。また機能的事項に関しては、経粘膜的なガス交換能などの生理学的な解析を加え、臨床応用へのステップとした。さらに安全なアプローチ(高次元医用画像の応用)としてバーチャルリアリティを用いた手技の開発を行った。現在、側頭骨3次元ナビゲーションシステムを開発中であり、プロトタイプの製作に成功した。
肝臓標的型siRNA搭載多機能性ナノ構造体による二型糖尿病関連遺伝子群の機能解析

本研究の最終目標は、マイクロアレイ実験によりスクリーニングされた2型糖尿病関連候補遺伝子を、肝臓標的型siRNA搭載多機能性ナノ構造体を用いてin vivo機能解析することである。2型糖尿病の原因遺伝子は未だに特定されておらず、新規な2型糖尿病関連候補遺伝子群を探索することは、2型糖尿病の発症メカニズムを解明する上でも非常に重要な研究である。そして肝臓への核酸送達能力が高い人工キャリアを構築することは、単に遺伝子の機能解析を行なうツールだけではなく、遺伝子治療にも応用可能なシステムであり、両者の研究の融合はゲノム創薬を実現する上で極めて重要な研究といえる。本年度は、2型糖尿病関連候補遺伝子群の探索、肝臓標的型デリバリーシステムの構築に関して研究を実施した。前者に関しては、2型糖尿病モデル動物であるkkAyマウスと、正常モデルであるC57BL/6Jマウスの肝臓を用いてDNAマイクロアレイによる遺伝子発現解析を行なった。約4.1万遺伝子から血糖値、体重と相関して遺伝子の発現量が増大する1遺伝子に着目し、この遺伝子が十分にノックダウンさせる最適なsiRNA配列を評価した。後者に関しては、肝臓標的のモデルリガンドとしてGalactoseを修飾liposomeと、Galactose未修飾liposomeを用いて肝臓への移行性を肝臓組織切片による顕微鏡観察により評価した。高投与量の場合はGalactose修飾の有無に関わらず肝臓に到達していたが、低投与量の場合はGalactose修飾liposomeの方が肝臓に多く到達していた。そこでsiRNAを封入したMENDを作成して肝臓でのノックダウン効果を評価したところ、コントロールと比べて約35%のノックダウン効果が認められた。
三次元ハイブリッド組織体

1.ポリ(N-ビニル-2-ピロリドン)やポリ(アクリル酸ナトリウム)と銀ナノクラスターの安定なハイブリッド組織体を構築し、この構造を明らかにすると共に、エチレンのエチレンオキシドへの選択的酸化反応の触媒として従来のものより一段と高活性であることを明らかにした。またNi/Pd二元金属ナノクラスター触媒によるニトロベンゼン誘導体の還元反応機構について新たな知見を得た。さらにCu/Pd二元金属ナノクラスター吸着分子のラマンスペクトルを測定し、このような合金系ではじめて表面増強効果を観察した。2.ポリエチレンオキシドを高分子溶媒としてヘムタンパク質を熱安定化し、DNA鎖を分子ワイヤーとする促進電子移動を実現した。さらにチオフェンアルデヒドをプロモーターとする金電極への配位固定化に成功した。3.外部刺激や環境変化に動的に応答する機能材料を得ることを目的として、自己組織的に水素結合三次元ネットワークを形成する分子を用いて、液晶ゲル(動的不均一システム)およびイオン伝導性液晶(動的均一システム)を構築した。4.共役高分子へ規則正しくラジカル置換基を導入した高スピンポリマーとして星型および多分岐型ポリ(フェノキシル置換フェニレン・ビニレンおよび-エチニレン)から、二次元または三次元的ラジカルポリマーに拡張展開し、スピン整列における共役高分子の次元効果を検証できた。5.これまで開発してきた代表的なゲル化剤を伴って、支持電解質を溶かした有機溶媒をゲル化することによってゲル電解質を作製し、このゲル電解質のイオンの電荷移動挙動を検討した。ゲル化剤分子の形成する三次元網目状ナノ組織体の中に取り込まれたイオン電荷が、バルク中と同様な動きをすることを明らかにした。1.種々のナノクラスター組織体を構築し、そのベクトル電荷移動を伴う機能特性を検討した。まず、種々の組成のCu/Pd二元金属ナノクラスターをはじめて合成し、ニトリルの水和反応の触媒に応用した。また、二元金属クラスターのコア/シェル型構造を制御する新しい方法を開発し、例えば、従来と逆の構造のPdコア/Ptシェルのクラスターを合成することに成功した。さらに、これら種々の貴金属ナノクラスターを含む電子伝達系での可視光誘起水素発生と電子移動ダイナミクスを検討し、その規制因子を考察した。2.電極上に固定したタンパク質について、キャスト溶媒が電子移動に大きく影響すること、分子内架橋がキャスト時の高次構造の乱れを抑止すること、また、溶媒PEOの分子量がタンパク質の熱安定性に大きく影響することを明らかにした。3.分子認識性官能基を導入したポリアミドなどの高分子、およびシアノビフェニルやイミダゾールなどの低分子を原料にして、水素結合あるいは配位結合の形成プロセスを用いた分子自己集合により、液晶性分子組織体を構築した。4.ヘック反応で、ポリ(2-オキシフェニル-1,4-フェニレンビニレン)を合成し、45個のスピン整列を実現した。また、星型のポリラジカルを合成して擬二次的な共役構造を構築した。5.トランス(1R,2R)-1,2-ビス(ウンデシルカルボニルアミノ)シクロヘキサンは、有機溶媒中で三次元網目状ナノ組織体を構築し、広範囲の有機溶媒をゲル化することがわかった。この電子顕微鏡観察で、ナノスケールのラセン状会合体を認めている。1.新たに銀ナノクラスターとPd/Ni二元金属ナノクラスターを合成し、エチレン酸化とニトロ基の還元の反応に対する触媒能を検討した。また、はじめて逆コア・シェル構造のPt/Pd二元金属ナノクラスターの構築に成功した。さらに有機π共役平面分子を配列した薄膜を積層して連続ポテンシャル場を構築し、ベクトル性電子輸送に成功した。2.プロモーター分子を用いて、ポリエーテル修飾ヘムタンパク質を電極上に配向固定し、分子内架橋することによって吸着変性を防ぐことができた。また、ポリエーテル単分子層での被覆により、タンパク変性を防いで、可逆的な電子移動反応を進めた。3.自己組織的に水素結合三次元ネットワークを形成する分子により、室温液晶をゲル化した。このゲルは、構造保持能・分子配向性・状態の温度可逆性を有し、電場に応答する新しいタイプの動的なソフトマテリアルとなった。また、有機官能基と無機イオンの相互作用を制御することにより、積層構造を有する有機/無機複合薄膜を作製した。4.共役高分子へ規則正しくラジカル置換基を導入した高スピンポリマーとして例えば星型および多分岐型のポリオキシフェニルフェニレンビニレンを新しく合成し、スピン間の交換相互作用定数と平均スピン量子数Sを標識として鎖内・鎖間相互作用を解明した。5.新たに4種類のゲル化剤を持つ新規化合物を開発した。その中の2種類はアミノ酸誘導体で有機溶媒をゲル化してオルガノゲルを形成し、他の2種はノルフェドリン誘導体とタ-ピリジン誘導体であり、水をゲル化してヒドロゲルを形成する。