hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
配位結合駆動型メタロペプチドフォルダマーの創製

申請者はこれまで、ペプチド主鎖に配位性オキシム基を導入したオキシムペプチドを設計し、ジペプチド、テトラペプチドを合成してその錯体形成挙動を検討することにより、例えばジペプチドとパラジウムイオンの反応から単核らせん錯体が得られることを見出している。そこで当該年度は、この結果をさらに拡張することを目指して種々の実験を進めた。その結果、テトラペプチドとパラジウムイオンから二核錯体型二重ヘアピン構造が定量的に得られることをNMR、質量分析および単結晶X線構造解析より明らかにした。またペプチド鎖をさらに伸張したオクタペプチドを合成して錯体形成を行ったところ、4つのパラジウムイオンが集積した四核錯体が得られることが質量分析から見出された。一方、多様な金属イオンの導入を目指して、上記オキシムペプチドの両末端を脱保護して両性イオン型オキシムペプチドを合成したところ、パラジウムイオンだけでなく白金やロジウムイオンなどを含んだ単核錯体型メタロペプチドを形成できることが単結晶X線構造解析などより明らかとなった。本研究では、(1)種々のペプチド様高次構造をもつメタロペプチドフォルダマーの構築、(2)外部刺激・環境に応答する高次構造変換システムの開発、(3)得られたメタロペプチドフォルダマーの機能化の3点を主な目的として研究を進めてきた。この中で、(1)および(2)に関しては研究実績概要で記載した通りおおむね目標を達成することができた。特に(1)に関しては、異種二核錯体型フォルダマーを選択的に合成できたことから、目標を十分達成できたと言える。(3)に関しては、機能化の基盤となりえる様々な単核・二核錯体型ペプチドフォルダマーを構築できた一方で、これらを用いたさらなる機能発現についてはこれからの検討課題である。今後は、得られた金属錯体もしくは機能発現を指向してデザインした種々の金属錯体型フォルダマーを用いることにより、触媒能や磁性、酸化還元特性、生体分子認識能などの機能化を図ることを目指す。研究目的に挙げた、単核錯体だけでなく多核錯体からなるメタロペプチドフォルダマーを構築する点については、二核パラジウム錯体型二重ヘアピン構造を定量的に合成し、さらにその分子構造を単結晶X線構造解析より正確に決定できたことから、ある程度は達成できたと言える。加えて、ペプチド鎖をさらに伸張したオクタペプチドを合成することにより四核錯体の形成が示唆されたことから、さらなる展開が期待される。また、多様な金属イオンの導入については、計画通り両性イオン型ペプチドを合成することによって、パラジウムイオンだけでなく白金やロジウムイオンの導入も達成した。さらに、研究計画で挙げたメタロペプチド二次構造の動的変換についても、パラジウム単核錯体では酸-塩基の添加によるヘアピン-らせん構造間の可逆構造変換を見出し、さらに二核錯体型二重ヘアピン構造でも同様の構造変換が生じる可能性を示すことに成功した。一方、得られた単核・多核錯体型ペプチドにおける機能発現に関しては今のところ大きな進展は見られないが、上記で得られた多核錯体構造の形成や多様な金属イオンの導入を基盤として、ペプチド骨格を土台とした様々な金属配列を検討することにより、触媒能や磁性、酸化還元特性、生体分子認識能など種々の機能化への展開を検討していくことを考えている。
概均質ベクトル空間のゼータ関数とその応用

本研究の主要な目的は,概均質ベクトル空間(G,ρ,X)のゼータ関数の代数的明示的表示とその保型形式への応用であった.ゼータ関数の研究に関しては,特異点集合が超曲面という条件のもとでその収束を証明し,さらに,作用するG関してHasseの原理が成立しているとき,その局所的なゼータ関数による明示的公式を証明した.この応用として,Freudenthal quarticsと呼ばれる4次の不変式を持つ4つの概均質ベクトル空間に対して,そのゼータ関数を決定することができた.もう一つの応用として,unsaturatedと呼ばれる概均質ベクトル空間のゼータ関数とそれを含むsaturatedな概均質ベクトル空間のゼータ関数の関係を具体的に記述することができた.既約被約正則概均質ベクトル空間については,29の型のうち10を残して分解している場合はすべて決定された.これらの結果は,概均質ベクトル空間のゼータ関数の数論的な性質を決定するのは,生成点の固定群の連結成分のなす群のガロアコホモロジー群であるということを示唆している.保型形式への概均質空間のゼータ関数の応用については,あまり進展は無かった.しかし次の関連する結果が得られた.今野卓也は,退化Whittakerベクトルの空間の次元についてのRodier-Moeglin-Wzldpurgerの結果の捻られた類似を証明した.またこの応用として、古典群に関するgeneric packet予想の証明が一般線形群のエンドスコピーに帰着されることを示した.池田保は,3次のSiegel保型形式に関する宮脇の予想を,一般化して証明することに成功し,多くの保型形式を構成した.西山享は,テータ対応における随伴多様体の関係を明らかにし,ある場合には,随伴サイクルの対応も明確に記述できることを示した.加藤信一は,p-進群の表現について,新谷関数の一意性を示した.西山は、半単純リー群のBerstein次数が、ある種の積分で表され、またユニタリ最高ウエイト表現の随伴サイクルの計算が可能であることを示した。加藤は、p-進体上の等質空間を考察し、対称空間の場合に、球関数の一般的公式、ならびにその具体的計算手順の枠組みを得た。またこれを用いて、GL(n)の二次base changeに関係する対称空間の明示公式を得た。池田は、一変数の保型形式から、多変数のSiegel保型形式を組織的に構成する方法を開発し、これを用いて、宮脇氏による3次のSiegel保型形式に関する予想を解決した。松木は、反単純リー群のCartan部分群の理論や、旗多様体上の軌道分解に現れるワイル群の生成元についていくつかの結果をえた。齋藤は、概均質ベクトル空間のぜータ関数について考察し、その特異軌道が超曲面でという、一般的条件の下にその収束を証明した。さらに、作用する代数群についてHasseの原理が成り立つという仮定の下に、ぜータ関数を局所軌道ぜータ関数を用いて表す公式を与えた。本研究の主要な目的は,概均質ベクトル空間(G,ρ,X)のゼータ関数の代数的明示的表示とその保型形式への応用であった.ゼータ関数の研究に関しては,特異点集合が超曲面という条件のもとでその収束を証明し,さらに,作用するG関してHasseの原理が成立しているとき,その局所的なゼータ関数による明示的公式を証明した.この応用として,Freudenthal quarticsと呼ばれる4次の不変式を持つ4つの概均質ベクトル空間に対して,そのゼータ関数を決定することができた.もう一つの応用として,unsaturatedと呼ばれる概均質ベクトル空間のゼータ関数とそれを含むsaturatedな概均質ベクトル空間のゼータ関数の関係を具体的に記述することができた.既約被約正則概均質ベクトル空間については,29の型のうち10を残して分解している場合はすべて決定された.これらの結果は,概均質ベクトル空間のゼータ関数の数論的な性質を決定するのは,生成点の固定群の連結成分のなす群のガロアコホモロジー群であるということを示唆している.保型形式への概均質空間のゼータ関数の応用については,あまり進展は無かった.しかし次の関連する結果が得られた.今野卓也は,退化Whittakerベクトルの空間の次元についてのRodier-Moeglin-Wzldpurgerの結果の捻られた類似を証明した.またこの応用として、古典群に関するgeneric packet予想の証明が一般線形群のエンドスコピーに帰着されることを示した.池田保は,3次のSiegel保型形式に関する宮脇の予想を,一般化して証明することに成功し,多くの保型形式を構成した.西山享は,テータ対応における随伴多様体の関係を明らかにし,ある場合には,随伴サイクルの対応も明確に記述できることを示した.加藤信一は,p-進群の表現について,新谷関数の一意性を示した.齋藤裕は,Freudenthal quarticsと呼ばれる,4次式を相対不変式にもつ4つの型の概均質ベクトル空間のゼータ関数を計算し,これらが,奇数変数の2次形式を不変式に持つ概均質ベクトル空間のゼータ関数を用いて表されることを示した.また,nonsaturatedと呼ばれる,より大きな概均質ベクトル空間の制限として得られる概均質ベクトル空間が7つ存在するが,これらについて,二つの空間のゼータ関数の関係を与え,これらのゼータ関数を決定した.

今野拓也は,退化Whittakerベクトルの空間の次元についてのRodier-Moeglin-Waldpurgerの結果の,捻られた類似を証明した.またこの応用として,古典群に関するgeneric packet予想の証明に一般線形群のエンドスコピーに帰着されることを示した.池田保は,3次のSiegel保型形式に関する宮脇の予想を,一般化して証明することに成功し,多くの保型形式を構成した.西山享は,テータ対応における随伴多様体の関係を明らかにし,ある場合には,随伴サイクルの対応も明確に記述できることを示した.加藤信一は,p-進群の表現について,新谷関数の一意性を示した.前年度で,ほぼ計算がまとまっていた,Freudenthal quarticsを不変式として持つ,4つの型の概均質ベクトル空間のゼータ関数の計算を遂行した.またunsaruratedと呼ばれる概均質ベクトル空間のゼータ関数とそれを含む概均質ベクトル空間のゼータ関数の関係を確定し,この二つを合わせて一っの論文にまとめた.これらの計算から,生成点の固定群の連結成分の群が,ゼータ関数の型を決定していることが示唆された.固定群の位数が,1と2の場合,4つの概均質ベクトル空間についてはゼータ関数が決定されていないが,これらについて,b関数から定まるガンマ因子と整合する,ゼータ関数の具体的な形についての予想を得た.これまでとり扱っていた概均質ベクトル空間は全て既約であったが,多くの対称性をもち,表現論的観点からも興味のある概均質ベクトル空間がある.この空間のゼータ関数を計算する準備として,固定群,軌道の計算を始め,いくつかの結果を得た.正定値の4元数環から,二次のジーゲル保型形式へのYoshida liftingと呼ばれる持ち上げがあるが,この持ち上げによって得られるジーゲル保型形式のKoecher-Maass級数の計算を始めた.レベルが,素数の巾を含まない場合は,すでにBoechererによってなされているが,最近の橋本氏の予想と関係して,一般の場合にこれらを計算することが重要であることが分った.この計算のための最初のステップであるoptimalembeddingの個数を,一般のレベルを持つ場合を含めて決定した.松本は,代数体上定義された代数曲線の副有限基本群への写像類群の作用と絶対ガロア群の作用の比較し,プロ有限とプロエル完備化の二つの場合ともに,その関係を明らかにした.
第四紀の浅海環境変遷史の解明(貝類化石による第四紀海成層の高分解能層序学)

本研究の課題は,第四紀の汎世界的な気候変動(氷期・間氷期サイクル)とそれに伴う氷河性海水準変動が,浅海の環境と生物にどのような影響を与えたかを解明することである.筆者のこれまでの研究により,大桑層の模式露頭(石川県金沢市犀川河床)において,140万年前から80万年前までの間に起きた氷河性海水準変動による堆積シーケンスと貝化石群集の周期的変遷が明らかにされている.だが,これらの記録からは,1地点における環境・生物の時間的変化しか解読できない.そこで,本研究では大桑層の模式露頭の沖合いとより沿岸に堆積した大桑層の岩相・貝化石の層位分布を精査した.その結果,氷期については水深20-30mから50-60m,間氷期については水深20-30mから100-120mまでの堆積物と貝化石の深度分布を解明できた。氷期には,水深の増加とともに堆積物は細粒化し,貝化石群集はPeronidia群集,Felniella群集,Clinocardium-Turritella群集(これらはいずれも寒流系上部浅海帯群集に分類される)の順に変化する.一方,間氷期の堆積物は,沖合いに向かって水深50-60mまでは細粒化するがそれを超えると粗粒化し,そして水深100-120mを超すと再び細粒化傾向に転じる.また,貝化石群集は,暖流系上部浅海帯群集,暖流系下部浅海帯群集,寒暖混合群集の生息深度は約100m以深と推定される.現在の日本海では,寒暖混合群集は対馬海流と日本海固有水に挟まれた中間水に生息し,その深さは140m以深である.よって,寒暖混合群集の生息深度の差は,100万年前の間氷期の対馬海流の厚さが現在のそれの約2/3であったことを示唆する.以上が本研究で得た新知見であるが,特に対馬海流の流入量が現在と過去では異なるという知見は重要である.本研究の課題は,第四紀の汎世界的な気候変動(氷期・間氷期サイクル)とそれに伴う氷河性海水準変動が,浅海の環境と生物にどのような影響を与えたかを解明することである.筆者のこれまでの研究により,大桑層の模式露頭(石川県金沢市犀川河床)において,140万年前から80万年前までの間に起きた氷河性海水準変動による堆積シーケンスと貝化石群集の周期的変遷が明らかにされている.だが,これらの記録からは,1地点における環境・生物の時間的変化しか解読できない.そこで,本研究では大桑層の模式露頭の沖合いとより沿岸に堆積した大桑層の岩相・貝化石の層位分布を精査した.その結果,氷期については水深20-30mから50-60m,間氷期については水深20-30mから100-120mまでの堆積物と貝化石の深度分布を解明できた。氷期には,水深の増加とともに堆積物は細粒化し,貝化石群集はPeronidia群集,Felniella群集,Clinocardium-Turritella群集(これらはいずれも寒流系上部浅海帯群集に分類される)の順に変化する.一方,間氷期の堆積物は,沖合いに向かって水深50-60mまでは細粒化するがそれを超えると粗粒化し,そして水深100-120mを超すと再び細粒化傾向に転じる.また,貝化石群集は,暖流系上部浅海帯群集,暖流系下部浅海帯群集,寒暖混合群集の生息深度は約100m以深と推定される.現在の日本海では,寒暖混合群集は対馬海流と日本海固有水に挟まれた中間水に生息し,その深さは140m以深である.よって,寒暖混合群集の生息深度の差は,100万年前の間氷期の対馬海流の厚さが現在のそれの約2/3であったことを示唆する.以上が本研究で得た新知見であるが,特に対馬海流の流入量が現在と過去では異なるという知見は重要である.
位相的場の理論と三次元多様体に関する諸問題

この研究の目的は、結び目・三次元多様体論における諸問題を、量子不変量などの新しい武器を駆使して解決していくことにありましたが、実際に量子不変量の一つであるジョーンズ多項式の漸近値と、三次元球面における結び目の補空間の幾何構造の関係に注目し、いわゆる「結び目の体積予想」とその発展問題に取り組みました。まず平成11年度の研究では、双曲的な結び目の補空間に対して、その四面体分割を具体的に構成することで、幾何構造を決定する方程式を書き下すと同時に、ジョーンズ多項式の積分近似における被積分関数の臨界方程式と比較し、両者が一致する事実を発見しました。さらに上述の被積分関数は、方程式の共通解が与える臨界点において、補空間の双曲体積とチャーン・サイモンズ不変量を与える事実をつきとめ、体積予想をほぼ解決できました。これらの成果を受けて、平成12年度の研究では、上述の被積分関数に四面体分割から決まる剰余項を加えて得られる複素関数に注目し、その臨界方程式が、結び目のデーン手術で得られる閉三次元多様体族の幾何構造を決定する方程式と一致する事実を確かめると同時に、各臨界点では、ノイマン・ザギエによって提唱された、閉三次元多様体族の体積とチャーン・サイモンズ不変量を与える基本関数と一致する事実を発見しました。最後に、閉三次元多様体の量子不変量は、量子6j-記号を使った量子重力理論的な構成もよく知られていますが、最近の研究で量子6j-記号の漸近値にも四面体の体積が現れることが実験的に確認されました。これらの成果を総合して、体積予想を一般の閉三次元多様体とその量子不変量に対して拡張できるという強い確信を得ており、今後の研究の展望がさらに開けたといえます。この研究の目的は、結び目・三次元多様体論における緒問題を、量子不変量などの新しい武器を駆使して解決していくことにありますが、本年度の研究ではとくに、最近注目を集めている「結び目の体積予想」に取り組みました。この予想は三次元球面における結び目の補空間の体積と、量子不変量の一つであるジョーンズ多項式との間の、美しくも奇妙な一致について言及したもので、その登場以来現在まで、次々と形を変え一般化されながら、結び目・三次元多様体論に大きな影響を与え続けています。この研究では、補空間が双曲的な幾何構造を持つ結び目に対して、その補空間の四面体分割を具体的に構成することで、双曲的な幾何構造を決定する方程式を書き下すと同時に、そのジョーンズ多項式の漸近形を与える、積分表示に現れる被積分関数の臨界方程式を書き下して調べた結果、両者が完全に一致する事実を発見しました。さらに上途の被積分関数の絶対値が、方程式の共通解が与える臨界点において、双曲体積と等しくなる事実も確認し、鞍点法による積分値の評価を経由して、予想を肯定的に解決することに成功しました。さらにいくつかの数値実験を行った結果、上述の被積分関数の偏角が、やはり双曲体積と同様に重要な不変量として知られる、チャーン・サイモンズ不変量を与える事実がわかり、体積予想の複素化の正当性や、双曲構造の変形空間との関係が、はっきりと見えてきました。以上が本年度の成果です。

さらに上述の被積分関数は、方程式の共通解が与える臨界点において、補空間の双曲体積とチャーン・サイモンズ不変量を与える事実をつきとめ、体積予想をほぼ解決できました。これらの成果を受けて、平成12年度の研究では、上述の被積分関数に四面体分割から決まる剰余項を加えて得られる複素関数に注目し、その臨界方程式が、結び目のデーン手術で得られる閉三次元多様体族の幾何構造を決定する方程式と一致する事実を確かめると同時に、各臨界点では、ノイマン・ザギエによって提唱された、閉三次元多様体族の体積とチャーン・サイモンズ不変量を与える基本関数と一致する事実を発見しました。最後に、閉三次元多様体の量子不変量は、量子6j-記号を使った量子重力理論的な構成もよく知られていますが、最近の研究で量子6j-記号の漸近値にも四面体の体積が現れることが実験的に確認されました。これらの成果を総合して、体積予想を一般の閉三次元多様体とその量子不変量に対して拡張できるという強い確信を得ており、今後の研究の展望がさらに開けたといえます。
ディジタルマイクロミラー式光造形法による医用3次元構造体の形成

得られた成果は以下のとおりである。(1)解像度を低下させることなく、造形物の寸法を拡大させるために、分割投影法を導入した。すなわち、投影現画像を分割し、造形用XYステージを移動させて、投影画像を接続合成することで、分解能を維持したまま、任意の大きさの造形を行える事が可能になった。(2)医用3次元構造体として、人工心臓用ポンプを光造形法により形成する事を試みた。この結果、複雑な形状を有するプロペラ及びケーシングを短時間に試作できることが実証され、人工心臓開発の有効なツールになり得ることが判った。(3)微量分析システム(μ-TAS)の製作に、本光造形システムを適用した。すなわち被検液を電気泳動法により分離を行うための微細流路を画素寸法15μmに縮小したDMD投影画像により形成を行った。この結果、流路断面80μm×400μmの寸法を有するチャネルを形成することができた。(4)造形用光硬化樹脂として、可視光用のものを試みた。この結果、光源としてメタルハライドランプを使用することが可能となり、プロジェクターのままで、光造形機として使用できるため、本方式の一層の有用性が明らかとなった。(5)X線CT画像から得られる断層写真から、3次元人体モデルを作るソフトウェアを作り、頭蓋骨部の光造形を試み、本システムが実用的なものになりうることを実証した。本年度得られた成果は以下のとおりである。(1)画素毎に露光強度を変化することで、オーバーハング部分での過剰露光による影響を減らすことができた。(2) X線CT像から得られる断層写真から、3次元人体モデルを作るソフトウエアを作り、頭蓋骨部の光造形を試み、本システムが実用的なものとなりうることを実証した。(3)本研究の非走査型光造形法により露光時間を短縮させただけでなく、造形ステージを振動させることにより液面の静止時間を短縮をはかった。これにより、露光時間と液面静止時間を加えた全造形時間をこれまでに比べ約1/2程度に短縮することが可能となった。(4) DMDの画素間ギャップによる未露光領域による影響を検討し、これが光造形において、重大な影響を生じないことを明らかにした。(5)水銀灯からの光強度を高めるために、光学系の紫外線吸収を減らすことで、従来より照射強度を改善した。
複素双曲多様体上の正則写像の剛性と有限性の研究

m次元複素双曲多U体Mからn次元複素空間内のO界領域N'の商空間として1/3現できる複素多U体Nへの非定値正則写像の剛性とO限性について研究した.得られた結果は次のとおり.Mが発散型と呼ばれる多U体の場合には,MからNへの正則写像全体の次元はN"のL質的境界次元を超えない.また支配的な正則写像の場合はこの次元は0になり,この正則写像は変形を持たない.この際,正則函数の境界値による一意性定理をn次元単位球内のO界正則写像の場合に拡張した.上述の結果をNいて,支配的な正則写像のO限性や,Nがある種の多U体の場合の正則写像のO限性を証明した.また,境界〓きリーマン面の擬等角変形を行ったときのDirichlet解の変動の研究を行い,擬等角変形のパラメータに関しDirichlet解が実解析的に変化することを示した.さらに,無限次元タイヒミュラー空間においては,O限次元の場合と異なり,タイヒミュラー距離とサーストン距離が定める位相が異なることを示し,それが一致するための十分条件をuえた.分担者の田辺はコンパクトリーマン面間の正則写像の剛性について、研究をすすめた。特に、超楕円的リーマン面間において、Weierstrass点には、正則写像によりWeierstrass点にうつるが、写像の、Weierstrass点への制限だけから、元の写像が(involutionの合成を除き)一意に決まること等を示した。分担者の角はO理関数で生成された半群の力学系の研究を行った。これは通常の複素力学系とフラクタル幾何学の反復写像系の両方に関係する。特に、(1)ジュリア集合の-U完全性、内点のO無を調べた。(2)半双曲性を持つO限生成半群の力学系を調べジュリア集合のハウスドルフ次元を、上からポアンカレ級数の収束する最小指数で押さえた。(3)半双曲性を持つ多項式歪積の無限遠吸引域がジョン領域であることを示した。m次元複素双曲多様体Mからn次元複素空間内の有界領域N'の商空間として表現できる複素多様体Nへの非定値正則写像の剛性と有限性について研究した.得られた結果は次のとおり.Mが発散型と呼ばれる多様体の場合には,MからNへの正則写像全体の次元はN"の本質的境界次元を超えない.また,支配的な(dominant)正則写像の場合はこの次元は0になり,この正則写像は変形を持たない.この際,正則函数の境界値による一意性定理(Fatou-Rieszの定理)をn次元単位球内の有界正則写像の場合に拡張した.上述の結果を用いて,支配的な正則写像の有限性や,Nがある種の多様体の場合の正則写像の有限性を証明した.分担者の田辺は2つの有限型リーマン面に関してフックス群モデルが同型ならば、位相同型である、というFenchel-Nielsenの定理の,無限型リーマン面への拡張を行い,また角は「有理半群」、つまりリーマン球面上の有理関数で生成された半群の力学系と、それに関係して「fibered rational map」つまりコンパクト距離空間を底空間としリーマン球面をファイバーとするファイバーバンドル上のファイバーを保つ写像の力学系を調べた。いずれの場合も、「半双曲性」という概念を定義し、力学系がその性質を持つときの十分条件、また必要条件を調べた。

m次元複素双曲多様体Mからn次元複素空間内の有界領域N'の商空間として表現できる複素多様体Nへの非定値正則写像の剛性と有限性について研究した.得られた結果は次のとおり.Mが発散型と呼ばれる多様体の場合には,MからNへの正則写像全体の次元はN"の本質的境界次元を超えない.また,支配的な正則写像の場合はこの次元は0になり,この正則写像は変形を持たない.この際,正則函数の境界値による一意性定理をn次元単位球内の有界正則写像の場合に拡張した.上述の結果を用いて,支配的な正則写像の有限性や,Nがある種の多様体の場合の正則写像の有限性を証明した.また,境界付きリーマン面の擬等角変形を行ったときのDirichlet解の変動の研究を行い,擬等角変形のパラメータに関しDirichlet解が実解析的に変化することを示した.さらに,無限次元タイヒミュラー空間においては,有限次元の場合と異なり,タイヒミュラー距離とサーストン距離が定める位相が異なることを示し,それが一致するための十分条件を与えた.分担者の田辺は2つの有限型リーマン面に関してフックス群モデルが同型ならば,位相同型である,というFenchel-Nielsenの定理の,無限型リーマン面への拡張を行い,また角は,有理半群の力学系と,それに関係してfibered rational mapの力学系を調べた.さらに半双曲性を持つ有理関数半群の力学系について調べ,アトラクタの存在を示し,ジュリア集合のハウスドルフ次元の評価を行った.また,付随する歪積写像のファイバージュリア集合が連続的に並んでいることを示した.いずれの場合も,「半双曲性」という概念を定義し,力学系がその性質を持つときの十分条件,また必要条件を調べた.m次元複素双曲多様体Mからn次元複素空間内の有界領域N'の商空間として表現できる複素多様体Nへの非定値正則写像の剛性と有限性について研究した.得られた結果は次のとおり.Mが発散型と呼ばれる多様体の場合には,MからNへの正則写像全体の次元はN"の本質的境界次元を超えない.また,支配的な正則写像の場合はこの次元は0になり,この正則写像は変形を持たない.この際,正則函数の境界値による一意性定理をn次元単位球内の有界正則写像の場合に拡張した.上述の結果を用いて,支配的な正則写像の有限性や,Nがある種の多様体の場合の正則写像の有限性を証明した.また,境界付きリーマン面の擬等角変形を行ったときのDirichlet解の変動の研究を行い,擬等角変形のパラメータに関しDirichlet解が実解析的に変化することを示した.さらに,無限次元タイヒミュラー空間においては,有限次元の場合と異なり,タイヒミュラー距離とサーストン距離が定める位相が異なることを示し,それが一致するための十分条件を与えた.分担者の田辺はコンパクトリーマン面間の正則写像の剛性について、研究をすすめた。特に、超楕円的リーマン面間において、Weierstrass点には、正則写像によりWeierstrass点にうつるが、写像の、Weierstrass点への制限だけから、元の写像が(involutionの合成を除き)一意に決まること等を示した。分担者の角は有理関数で生成された半群の力学系の研究を行った。これは通常の複素力学系とフラクタル幾何学の反復写像系の両方に関係する。特に、(1)ジュリア集合の一様完全性、内点の有無を調べた。(2)半双曲性を持つ有限生成半群の力学系を調べ、ジュリア集合のハウスドルフ次元を、上からポアンカレ級数の収束する最小指数で押さえた。(3)半双曲性を持つ多項式歪積の無限遠吸引域がジョン領域であることを示した。
痴呆性高齢者グループホームを中心としたIT活用によるケア情報共有システムの研究

1.全国のGHの調査結果・スタッフ間での情報共有がよく出来ていると認識している施設は、2割強でしかなかったことから、確実な情報共有の必要性が求められる。・記録の書き方として、(状態)、(ケア)、(結果)を常に記録しているのは6割強であり、言い換えれば4割弱は出来ていないことが分かった。また、記録をケアに常に活用しているのは6割強であり、ケアプランに沿った記録を常に行っているのは約4割で、記録本来の目的から考えると問題があると捉えられた。・家族との情報共有手段は確保されているが、共有出来ているという認識は低かった。・他機関との情報共有手段は、電話や訪問時など口頭が多かったため、複数の疾患を有するという高齢者の特徴を踏まえ、多機関が必要な情報を共通把握できるような取組みの必要性が考えられた。・利用者への質の高いケアを提供するための一手段としてITの活用の有効性が示唆された。なお、IT化の利点を活かすには、必要な経費や情報リテラシーの確保に関する検討の必要性も示唆された。2.構築したシステムの運用結果・スタッフの意識から、ケアの統一性と継続性への効果が示された。・数名の利用者においてQOLの向上が示された。・全ての家族において、利用者の生活状況に関する情報量の増加と安心感への効果が認められた。・同時に、記録の徹底を図り、家族と意見交換の場を設けるなど、GH自身の積極的な取り組みが今後の課題である。・訪問歯科医との連携には、口腔ケアとしての目標設定、評価、意見を共有できる揚の設定、ならびに、提供データの形式の検討が必要である。1.WAM-NETから、2003年3月以前に開設した2858グループホーム(以下GH)の管理者を対象に、スタッフ、家族、他職種間の情報共有、記録などをアンケート調査した。有効回答は571GH(回収率20%)であり、18GHに補足インタビューした。有効回答から、GHのスタッフは、無資格者が664名(10%)、パートタイム・アルバイトは2084名(31%)で、当該GHでの経験が1年未満は2079名(31%)である。ケア会議は、452施設(79%)において月に1回以上開催されているが、スタッフ全員が参加しているのは119GH(21%)であった。これらから、就業形態が異なるスタッフや当該GHにおける経験年数が浅いスタッフの存在が明らかとなり、ケアの「統一性」や「継続性」に限界があり、情報共有について充実する必要性を確認した。2.調査結果から、記録項目は食事、排泄、健康状態、清潔、睡眠、口腔ケア、余暇活動、家事等が多かった。これを基に本研究の実験対象GHと検討を行い、チェック式記録を2種類、チェック式および記述式記録を2種類作成し、この記録を入力・検索できるデータベース(以下、システム)をWebサーバ上に構築した。3.システム運用前に家族、スタッフに対して利用者に関する情報共有について面接による意識調査を行った。4.3月から運用を開始し、GHスタッフが毎日システムに記録を入力し、全スタッフが参照している。「口腔」記録のみネットワークから訪問歯科医が参照し、口腔ケアのコメントをGHに提供している。又、利用者の記録をネットワークから利用者家族のみ参照可とした(1名)。次年度は、継続して蓄積される情報の共有を行うことでスタッフによるケアの質変化および家族の満足感の変化などを分析し、研究成果をまとめる。1.システム運用前後におけるスタッフの意識の変化を調べた結果、全体的にケアの統一性と継続性への効果が示された。その要因には、モニタリング会議における記録物の活用の実践を通じ、記録の必要性と有用性について認識が高まったことなどが挙げられる。2.QOL-Dによって利用者を評価した。

数名の利用者においてQOLの向上が示されたが、その効果の要因がシステムの運用の結果であることを説明できるまでには至らなかった。3.利用者の日常生活の様子を、資料として家族に情報提供することで、システム運用前後における家族の意識の変化を調査した結果、全ての家族において、利用者に関する情報量増加と家族の安心感がシステムの効果として得られた。また、インターネットを活用して、利用者の日常生活の様子を把握した家族は、GHへの満足度や信頼度、利用者への思いの深まりおよび利用者の暮らしへの満足度において良い傾向が示された。ただし、認知症高齢者をもつ家族にとって、GHへの感謝の思いが強く、入所出来ていること自体への有難さを強く感じていることが窺われ、今以上のサービスを求める傾向が少ない状況であった。利用者のQOLの向上を目指すためには家族も含めたケアが必要となるため、GH側からの家族に対する働きかけが今後必要となる。4.記録の徹底と記録の活用を推進し、家族と意見交換の場を設けるなど、GH自身の積極的な取り組みが今後の課題である。また、システム導入にあたり、PC操作の習慣化や、入力および閲覧時間の確保、エラー時の対応などへの取り組みが課題である。5.訪問歯科医との連携では、運用期間が短かったこともあり、口腔ケア指導の書き込み件数は少なかった。しかしながら、今後、連携を図るにあたり、提供データの種類や形式、口腔ケアとしての目標設定、ケア会議での評価等、関係者が意見を共有できる場の設定についての検討が必要であることが明らかとなった。
轢き逃げ車両の特定に関する法医学的研究

1.従前の研究によって、我々はヒトデオキシリボ核酸分解酵素I(DNase I)多型が極めて個人識別能に優れた遺伝マーカーであるとを明らかにした。今回、轢き逃げ車両に付着した組織片からのDNase I型判定に際し、微量なDNAサンプルから実施可能なPCR法を利用したDNase I型遺伝子型判定法を開発した。2.DNase I多型について、新規な対立遺伝子5、DNASE1^*5を発見し、DNase1型の表現型が15種類に分類可能となった。さらに、DNase I遺伝子の第七イントロン内に一塩素置換に基づく新規な多型部位を見出した。その結果、DNase I型の個人識別能がさらに向上した。3.DNase I多型がコーカソイドおよびニグロイド集団にも認められ、DNase I多型が'world-wide'なものであり、さらにその表現型分布に人種差のあることを明らかにした。4.我々はヒト体液(斑)から識別可能な遺伝マーカーを検索してきた。今回、精液および唾液からα-2-HS-glycoprotein(AHSG)型が、また汗およびその付着物からDNase I型が再現性よく型判定できることを見出した。特に、後者は汗およびその付着物から判定可能な極めて少ない遺伝マーカーの一つである。5.従前の研究から、我々は、ヒトDNase IIが法医鑑識科学に応用できる遺伝的多型形質であることを発見した。今回、ヒトDNase IIの完全長cDNAのクローニングに成功し、その構造を決定した。さらにその遺伝子は第19染色体短腕p13.2-p13.1領域に位置することを決定した。なお、本研究で明らかにされたヒトDNase II cDNAは、脊椎動物DNase IIについて初めて報告されたcDNA構造である。6.ウサギおよびマウスDNase I cDNA構造を決定し、さらに免疫学的および生化学的比較・検討から、哺乳類DNase Iに関する分子系統樹の作図に成功した。以上の知見より、DNase I型は轢き逃げ車両に付着した組織片または血痕から被害者を特定する際に、極めて有意な個人識別マーカーであることが判明した。我々はヒトDNaseIが遺伝的多型形質であることを発見した。DNaseI型は遺伝子頻度のバラツキのよい4個の対立遺伝子(アリル)によって支配され、10種類の表現型に分類できること、超高感度な活性染色法の開発によりごく微量な血液、尿、精液、汗などの体液や膵、肝、腎などの臓器から正確な型判定が可能なこと、この酵素は温度や湿度などの影響に高耐性なことなどを明らかにした。法医鑑識科学や親子鑑定などの法医実務にDNaseI型を利用用して多大な成果をあげることができ、この分野に利用できる、極めて優秀な遺伝マーカーのひとつであることを証明した。この酵素の諸臓器や諸器官における分布には相当な偏りがあることから、ひき逃げ車両に付着しているヒト組織片からDNaseI型判定に際し、酵素のみならず、微量なDNAサンプルから実施可能なDNaseI型判定法を開発した。すなわち、mismatched PCR法産物をXhoI酵素処理後、DNaseI型のアリル1および3とアリル2および4とを区別し、さらに、ARMSを利用してアリル3と他のアリルとを区別し、mismatched PCR法でアリル2と4を区別できた。新しく、第5アリルを見いだすことができ、DNaseI表現型は15種類に分類可能となった。

イントロン7(1978番ヌクレオチド)にもC→Gの塩基置換にもとづく多型部位を発見し、その遺伝子頻度は日本人では1978C=0.37,1978G=0.63,ドイツ人ではそれそれ、0.71,0.29であることを明らかにした。この結果、DNaseI型はひき逃げ車両に付着の微量な組織片から容疑者を特定する際に、極めて個人識別能に優れた遺伝マーカーであることが判明した。我々はヒトDNaseIが遺伝的形質であることを発見した。法医鑑識科学や親子鑑定などの法医実務にDNaseI型を利用して多大な成果をあげることができ、DNaseI型がこの分野に利用できる極めて優秀な遺伝マーカーのひとつであることを証明した。従前の研究から、DNaseI多型について4対立遺伝子が同定されていたが、今回5番目の対立遺伝子(アリル)を発見した。アリル5はアリル2の1227ヌクレオチドにおけるG→A置換に基づくものであった。これに関連して、従来のDNaseI型判定法に使用したIEF-PAGE法に改良を加え、再現性良くすべての表現型を分離できるシステムを開発した。その結果、DNaseI型は15種類の表現型に分類でき、個人識別能の向上がもたらされた。さらに、日本人集団以外の民族集団にもDNaseI多型の存在が確認され、DNaseI多型は"world-wide"なものであることが明らかとなった。また、汗および汗付着靴下に関するDNaseI型の法医学的応用の結果から、微量な体液班からの個人識別マーカーとしてのDNaseI型の優秀性が再評価された。従って、DNaseI型は轢き逃げ車両に付着した微量な組織片から容疑者を特定する際に、極めて個人識別能に優れた遺伝マーカーであることが判明した。我々は、DNaseIIについてもその遺伝的多型の存在を報告しているが、本研究ではその完全長cDNA構造を解明した。これは脊椎動物DNaseIIについて初めて報告されたcDNA構造であった。さらに、轢き逃げ車両に付着した微量な組織片からの個人識別検査にDNA多型を導入するための基礎的知見として、2種類のSTRマーカー(HumTPOとHumLPL)について集団遺伝学的調査を実施したところ、個人識別において両STRマーカーの同時型判定が有効であることも明らかにした。
日本家族の家族機能を評価するFFFS日本語版IIの開発と家族看護への臨床応用

これまでの家族機能尺度「FFFS(Feetham家族機能調査)日本語版I」の開発・研究成果を基盤として,独自の新しい家族機能尺度として「エコロジカル家族機能調査(The Survey of Ecological Family Functioning ; SEFF)1.0J」を開発した.まず,(1)日・米・中における通文化的比較研究を枠組みとして,ファミリーサポートハウスを利用している家族や家族帯同赴任中家族などを対象とし,日本家族の家族機能の特徴を明らかにする量的ならびに質的な研究を行った.次に,(2)日本家族の家族機能をアセスメントするモデルとして,独自の「家族同心球環境モデル」の構築を行った.これは,スープラシステム,マクロシステム,ミクロシステム,家族システム,クロノシステムで構成され,家族内と家族外の構造と機能をアセスメントするために提唱するモデルである.そして,(3)「家族同心球環境モデル」にもとづいた「家族機能尺度SEFF」の開発とその標準化を行った.「家族機能尺度SEFF」は,わずか2ページで,30項目からなる自記式質問紙であり,家族機能を評価する満足度得点(家族機能得点)を測定できる.また,回答者となるパートナー間で家族機能の評価に乖離がないという特徴をもつ.満足度得点のカットオフスコアも設定されており,家族機能不全家族を検出することが可能である.さらに,家族機能の重視度得点,ニーズ得点が算出でき,家族看護介入が必要な領域が明確にできる.今後は,各発達段階にある多様な家族を対象とした家族機能研究を積み重ね,機能不全家族への家族看護介入に取り組んでいくことが課題である.これまでの家族機能尺度「FFFS(Feetham家族機能調査)日本語版I」の開発・研究成果を基盤として,独自の新しい家族機能尺度として「エコロジカル家族機能調査(The Survey of Ecological Family Functioning ; SEFF)1.0J」を開発した.まず,(1)日・米・中における通文化的比較研究を枠組みとして,ファミリーサポートハウスを利用している家族や家族帯同赴任中家族などを対象とし,日本家族の家族機能の特徴を明らかにする量的ならびに質的な研究を行った.次に,(2)日本家族の家族機能をアセスメントするモデルとして,独自の「家族同心球環境モデル」の構築を行った.これは,スープラシステム,マクロシステム,ミクロシステム,家族システム,クロノシステムで構成され,家族内と家族外の構造と機能をアセスメントするために提唱するモデルである.そして,(3)「家族同心球環境モデル」にもとづいた「家族機能尺度SEFF」の開発とその標準化を行った.「家族機能尺度SEFF」は,わずか2ページで,30項目からなる自記式質問紙であり,家族機能を評価する満足度得点(家族機能得点)を測定できる.また,回答者となるパートナー間で家族機能の評価に乖離がないという特徴をもつ.満足度得点のカットオフスコアも設定されており,家族機能不全家族を検出することが可能である.さらに,家族機能の重視度得点,ニーズ得点が算出でき,家族看護介入が必要な領域が明確にできる.今後は,各発達段階にある多様な家族を対象とした家族機能研究を積み重ね,機能不全家族への家族看護介入に取り組んでいくことが課題である.新しい家族機能尺度FFFS(Feetham Family Functioning Survey)日本語版IIの開発と標準化に向けて,以下の研究からその開発初期版を試作し,次年度の国内外での大規模調査への準備を行った.1.日本・香港において,家族への面接調査,家族の生活情報を得るためのフィールドワーク,施設(病院・慢性疾患児家族宿泊施設など)の視察とその利用者・運営者への面接調査などを行った.さらに、日本・香港・アメリカ合衆国における家族機能に関する国内外の文献・資料を収集し,内容を分析することで,日本・香港・アメリカ合衆国における家族機能に関する基礎資料を作成した.一方,日本において,病気の家族員をもつ家族を対象としてFFFS日本語版Iを使用した質問紙調査を実施した.アメリカ合衆国において同様の家族を対象として実施済みのデータとあわせて分析することで,FFFS日本語版Iの内容と使用上の問題などを検討した.その結果,とくに住居機能と宗教機能に関する質問項目の追加,家族とサブシステムとの関係における家族機能の質問項目の変更などの必要性が明らかになり,日本の文化も考慮したFFFS日本語版IIを試作した.2.FFFS日本語版Iを中文語(中国語)に翻訳し,FFFS中文版Iを作成した.さらに,海外の遠隔地からInternetを介して回答・自動集計できるWeb版FFFS日本語版I・中文版IをJava言語で開発した.これらをもとに,次年度以降,香港の家族を対象として中文版の信頼性と妥当性を確認し,原版(英語版)をあわせて使用することで,日本・香港・アメリカ合衆国の間での家族機能の比較研究を実施する予定である.1.日本・香港・ロサンゼルスにおいて,家族への面接調査,家族の生活情報を得るためのフィールドワーク,施設(病院・学校・企業・慢性疾患児家族宿泊施設など)の視察とその利用者・運営者への面接調査,文献調査などを行った.昨年度の成果も踏まえ,日本・香港・ロサンゼルスにおける家族機能を比較・検討することで,日本の社会構造や文化も考慮した家族員の役割行動の履行を問う質問項目を精選した.2.日本・香港において,育児期の家族(父親と母親)を対象としてFFFS日本語版Iを使用した質問紙調査を実施し,日本531名と香港293名の回答をもとに,FFFS日本語版Iの内容と使用上の問題などを検討した.

とくに,既存の家族機能尺度は家族を対象としているにもかかわらず,質問紙の回答者は家族員個人が単位であることに起因する問題が顕在化し,父親と母親のレベルから家族システム全体の家族機能を想定できる質問形式を採用することにした.また,文化の違いによる家族機能の変動は,社会に対する家族の対外的機能に顕著に現れることが明らかになり,この機能に関する項目の重みを増すことにした.大阪府と長崎県にある保育所・幼稚園に子どもを通わせている家族2,010家族(父親1,912名,母親1,996名)を対象として質問紙調査を実施し,1,996名(父親887名,母親1,109名,1,160家族)からの有効回答を分析した.クロンバックのα係数は0.90(父親;0.90.母親:0.91)であり,内的整合性が確認された.2週間の期間をおき行った再テスト法においては,Spearmanの相関係数が0.80(父親:0.83,母親;0.76)と有意な相関が認められ,反復信頼性が確認された,また,FFFS(Feetham家族機能調査)日本語版Iとの併存妥当性は,Spearmanの相関係数が-0.43(父親:-0.45,母親:-0.40)と有意な相関が認められ,併存妥当性が確認された.さらに,構成概念妥当性の検討では,因子分析により6因子が抽出され,概念枠組みによって想定した概念にそった内容となっており,構成概念妥当性が確認された.また,家族機能不全を示す満足度得点(SS)項目平均値について,パーセンタイルを用いてカットオフポイントを設定し,家族機能度を外的基準として感度・特異度を用いて,カットオフポイントの妥当性を検討した.その結果,SS項目平均値でみた13パーセンタイル値である3.276が妥当であると判断した.
視床下部新規神経領域PeFAHによる意欲制御メカニズムの神経基盤の解明

近年、「虐待」や「Hikikomori」など劣悪な成育環境は、成人が患う多くの精神疾患において最高レベルの危険因子であるとも言われ、深刻な社会問題となっている。こうした劣悪な成育環境は意欲ややる気の劣化を引き起こすことが考えられているが、その神経基盤は明らかになっていない。本研究では、申請者らが最近見出した視床下部新規領域PeFAH (Perifornical area of anterior hypothalamus)は意欲を亢進するという仮説を立て、この領域を含む神経回路を光・化学遺伝学的手法によって制御し、意欲亢進の成立における可塑的・特異的な機序の解明を目指す。PeFAHは、室傍核と脳弓の間に位置し、Urocortin3 (Ucn3)とEnkephalin (Enk)を共発現するニューロンを含む。H29年度は、PeFAHのUcn3/Enkニューロン特異的にヒトM3ムスカリン様アセチルコリン受容体Dqを発現させ、CNOを投与して薬理遺伝学的にPeFAHを刺激した際の行動変化について、新奇物体/マウスに対する探索行動について解析した。その結果、マウスは、ホームケージ特異的に、鼻や前足で床敷きを特定の隅へ集めて高く盛り、壁を作るようなPiling行動を示した。これらマウスの不安をオープンフィールド、明暗箱、高架式十字迷路試験によって調べたが、いずれにおいても変化は認められなかった。一方、新奇物体試験では、物体に対するリスクアセスメントや、床敷き存在下では物体を埋めるDefensive buryingの亢進が見られ、潜在的脅威に対する反応が亢進していると考えられた。Ucn3/Enkニューロンを活性化したマウスは、ホームケージ特異的に、鼻や前足で床敷きを特定の隅へ集めて高く盛り、壁を作るようなPiling行動を示した。これらマウスの不安行動には変化は認められなかった。今後は、PeFAHのUcn3/Enkニューロン特異的にM4ムスカリン様アセチルコリン受容体Di(hM4Di)を発現させたりジフテリアトキシンを注入し、PeFAHのUcn3/Enkニューロンを抑制した際のマウスの行動について解析する。さらに、PeFAHのUcn3やEnkが意欲の促進に関与することが確認されれば、これまでの申請者の研究によって報酬探索行動の低下が確認されている母子分離マウスを用いた実験を行う。母子分離したマウスにおいて、Ucn3/Enkニューロンの外側中隔内の神経線維投射域にUcn3やEnkを局所投与することによって、症状が改善するかを解析する。

母子分離したマウスにおいて、Ucn3/Enkニューロンの外側中隔内の神経線維投射域にUcn3やEnkを局所投与することによって、症状が改善するかを解析する。
翻訳反応中に起こる異常終結の検出とその解消機構の解明

DNAの遺伝情報はmRNAに転写された後、タンパク質へと翻訳される。翻訳過程では様々な要因でタンパク質の合成速度が変化し、翻訳反応が途中で異常に止まったり、また再開していると考えられている。本研究では翻訳の異常な終結と再開を観察する手法を水晶発振子マイクロバランスを利用することで実現した。その結果、遺伝子によっては翻訳の異常終結の起きやすさが異なることが分かった。さらに人為的に異常終結させた翻訳反応の再開実験から、翻訳の異常終結と再開のメカニズムを提唱した。平成25年度はmRNA上のレアコドンによって翻訳速度が低下することが知られているCATIII遺伝子をターゲットとして翻訳の異常終結反応を評価した。具体的に、N末端にT7タグが融合したCATIII配列内に、ストール部位としてストップコドン(UAG)を導入したmRNAを設計した。作成したmRNAを用いて、T7-tag抗体を固定したQCMセル内で無細胞翻訳を行うことで、T7-tag融合CATIIIを提示したリボソームを基板に結合させた。その後、UAGストップコドンを認識するサプレッサーtRNA(tRNA Ser )を添加し、翻訳反応の再開を観察、評価した。その結果、mRNA末端のUGAストップコドンを認識するRF2を予め添加しておくと、tRNA Ser添加からしばらくして振動数が増加した。これはストール部位で一時停止していたリボソームが翻訳反応を再開し、基板から解離したためである。CATIIIの様々な位置にストール部位を導入し、翻訳の一時停止と再開を観察すると、CATIII配列内のレアコドンクラスターの終盤のコドンにおいて顕著に翻訳再開速度が増加した。つまり、レアコドンクラスター領域通過により一度低下したリボソームの翻訳速度を、その領域の最後で回復させる効果があることを意味した。これらの結果より、mRNA上の配列は翻訳速度を低下させる他にも、一度停滞して異常終結しそうなリボソームを活性化するような情報も含まれていることが示唆された。以上、2箇年の成果により翻訳異常終結の起きやすさと翻訳再開効率はmRNAの配列に大きく依存することが分かった。今後は翻訳反応に対するtRNAの取り込みによる直接的な影響や新生ポリペプチド鎖とリボソームの相互作用などアロステリックな効果について検討することで、詳細なメカニズムが決定できると考えられる。本研究の目的は、水晶発振子を用いた質量変化の微量測定を行うことで、種々のタンパク質生合成をリアルタイム測定し、mRNAがコードする新生ポリペプチド鎖依存的な翻訳の異常終結およびその解消メカニズムを解明することである。そのために先ず、一連の翻訳反応のリアルタイム測定と翻訳終結過程の観察法を確立した。用いた遺伝子としてN末端側にStreptavidin binding peptide(SBP)、ラムダファージ由来のProteinD、および終止コドンUAGを連結したものを作製した。この反応を終結因子RF1を除いた無細胞系で満たしたStreptavidin固定化QCMセル内で行ったところ、リボソーム複合体が生成し、基板上に結合するため振動数減少が観察された(質量増加)。その後合成が終了し、振動数が一定になったところでRF1を添加すると、tRNAから切り離されたポリペプチド鎖が基板上に残り、巨大なリボソームが解離したことによる振動数増加(質量減少)が観察された。続いて、ProteinDの代わりにいくつかの天然、非天然の遺伝子を連結し同様の実験を行ったところ、RF1添加による振動数増加量が翻訳された遺伝子によって異なることが見いだされた。すなわち翻訳の途中で反応が異常に終結したことを意味する、翻訳成功率が遺伝子によって異なることが明らかになった。評価した結果を比較すると、翻訳成功率は翻訳される遺伝子長に応じて減少すること、連続したレアコドンによって減少することが明らかになった。一方で、それだけでは説明がつかない結果も得られており、遺伝子配列依存的な翻訳異常終結への影響も示唆された。前年度までの若手研究(B)「翻訳中に変化するタンパク質粘弾性のリアルタイム測定」での成果により、翻訳のリアルタイム測定の基盤がすでに確立していたことから、翻訳終結過程の観察へのスムースな展開が実現でき、翻訳の成功率を評価することで、リボソームがある遺伝子上で翻訳を異常終結してしまうことを観察する事に成功した。遺伝子配列による異常終結の傾向もいくつか明らかにすることができ、平成24年度の研究計画通りにほぼ研究が進んでいる。前年度に引き続き、様々な天然の遺伝子配列を用いて翻訳異常終結の遺伝子配列依存性を評価する。また、翻訳を人為的に強制終結させたときの翻訳反応への影響を検討する。具体的に遺伝子配列の任意の箇所に終始コドンUAGを導入する。この遺伝子を翻訳させるとリボソームは終始コドンまで翻訳を進めて、そこで停止する。その際、UAGに対応するサプレッサーtRNAを添加することで翻訳の再開を誘導する。遺伝子末端の終始コドンをUGAにすることで、終結因子RF2が翻訳全体の終結反応を誘導する。これらの段階的反応を水晶発振子上で観察し、人為的な異常終結の影響が与える翻訳速度や翻訳成功率について検討する。

具体的な遺伝子としては、ラムダファージ由来のProteinDや、翻訳の速度を低下させるレアコドンを多数含む大腸菌クロラムフェニコール転移酵素IIIを候補として考えている。また、得られる結果から翻訳異常終結のリスクをどのように回避していくかを考察する。平成24年度は、申請者の研究機関異動があり、研究活動が大幅に減少した。最低限の研究成果はあがったものの、予定していた数多くの遺伝子についての研究は時間の都合上実行できず、計画的な予算執行が難しかった。繰り越した予算については平成25年度において、当初執行予定であった平成24年度計画分の残りの遺伝子作成及び評価用の研究費として用いる計画である。