hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト遺伝疾患の「父年齢効果」を引き起こす変異精子幹細胞のライブイメージング解析

本研究の目的は、ヒトの遺伝性疾患であるCostello症候群やApert症候群が示す特殊な遺伝様式、「父年齢効果」が生じるメカニズムを解明することである。父年齢効果とは、父親の加齢に伴い、その子における疾患発症率が指数関数的に増加する現象である。これは、正常な精子幹細胞集団の中に、変異が生じた細胞が出現し、それらが正常な精子幹細胞より優位に増加することで引き起こされると予想されている。しかし、精巣内における変異型精子幹細胞の動態については不明な点が多く、正常な精子幹細胞と比べてより優位に増加するメカニズムは明らかになっていない。平成29年度では、強い優位性を示すと予想される遺伝子変異であるH-RasV12をマウスの精子幹細胞集団の一部に導入し、その変異型精子幹細胞の運命を追跡した。その結果、野生型の精子幹細胞は、定常状態においてその数を一定に保つが、H-RasV12を発現する変異精子幹細胞は、自己の数を増加させることがわかった。さらに、この変異精子幹細胞は、ただ増えて蓄積していくだけでなく、分化細胞をうみ出すことがわかった。平成30年度は、ライブイメージング法などを用いて、変異精子幹細胞の動態を詳細に解析した。その結果、H-RasV12変異は細胞の形態や動き方、さらに細胞分裂の頻度には影響を与えないことがわかった。これらのことから、H-RasV12変異は精子幹細胞の細胞動態、特に自己複製と分化のバランスに大きく影響を与え、変異幹細胞は自らの数を増やしつつテリトリーを広げていき、そこから多数の精子を生産することで、次世代での疾患発症率の増加へとつながると考えられる。本研究から明らかになった変異型幹細胞の細胞動態は、父年齢効果が生じるメカニズム解明の糸口となると期待できる。これは、正常な精子幹細胞集団の中に、変異が生じた精子幹細胞が出現し、この変異型精子幹細胞が正常な精子幹細胞より優位に増加することで引き起こされると予想されている。しかし、精巣内における変異型精子幹細胞の動態については不明な点が多く、変異型精子幹細胞が正常な精子幹細胞より優位に増加するメカニズムは明らかになっていない。本年度では、強い優位性を示すと予想される遺伝子変異であるH-RasV12をマウスの精子幹細胞集団の一部に導入し、その変異型精子幹細胞の運命を追跡した。これらのことから、父年齢効果を示す疾患の原因変異をもつ幹細胞は組織内で優位に増加し、自らのテリトリーを広げつつ、そこから多数の精子を生産することで、次世代での疾患発症率の増加へとつながると考えられる。本研究は、変異型幹細胞の細胞動態から、父年齢効果が生じるメカニズムを明らかにできると期待できる。H-RasV12を一部の精子幹細胞で発現させた結果、野生型精子幹細胞と変異型精子幹細胞の細胞動態の違いを明らかにできた。これは、父年齢効果が生じるメカニズム解明への大きな進歩であると評価できる。しかし、本年度実施予定であった、ライブイメージング法による変異精子幹細胞の動態解析が完了していない。また、Cre依存的な組換えにより、野生型のエクソンに変わって変異型のエクソンをもつFGFR2が翻訳されるようにデザインしたマウス(floxed FGFR2)を用いて、精子幹細胞に変異を導入する予定であった。しかし、このマウスを解析したところCreによる組換えが起こる前に野生型のエクソンと変異型のエクソンの両方をもつmRNAが検出されたため、新たに変異型FGFR2を導入するためのマウスを作出する必要がある。

これらのことから、H-RasV12変異は精子幹細胞の細胞動態、特に自己複製と分化のバランスに大きく影響を与え、変異幹細胞は自らの数を増やしつつテリトリーを広げていき、そこから多数の精子を生産することで、次世代での疾患発症率の増加へとつながると考えられる。本研究から明らかになった変異型幹細胞の細胞動態は、父年齢効果が生じるメカニズム解明の糸口となると期待できる。平成30年度は、変異精子幹細胞の精巣内における挙動を調べるために、ライブイメージングを行う。また、変異型FGFR2を導入するための新規遺伝子改変マウスの作出を行う。これらの結果から、精巣内における変異幹細胞の細胞動態を明らかにする。
髄液中インスリン代謝異常はアルツハイマー病の認知機能のマーカーになるか?

【研究目的】近年、インスリン(IRI)が記憶や認知機能に重要な役割を持つことが注目されている。特に、アルツハイマー病(AD)患者では、髄液内のIRI濃度に異常があることが報告されている。末梢血中のIRIは、前駆体であるプロインスリン(PI)が膵β細胞でプロセッシングを受けることによってC-ペプチド(CPR)と等モル比で産生される。しかしながら、これまでAD患者の髄液中において、PI、CPR、IRI濃度を同時に測定した報告はない。本研究では、AD患者の髄液中のPI、IRIおよびCPR濃度の異常の有無について解析することを目的とした。【研究方法】対象:当施設神経内科に精査のため受診したAD患者(AD群)12名(平均年齢±標準偏差;71.8±8.8歳)および認知機能正常な神経筋疾患患者(N群)14名(71.2±6.4歳)を対象とした。方法:患者より髄液を採取し、当施設の測定機器を用いて髄液中のPI、IRIおよびCPR濃度を測定した。【研究成果】髄液中PIおよびIRI濃度は、ともに測定感度(それぞれ2pMおよび1.0μU/ml)以下であったが、髄液中CPR濃度は測定可能であり、AD群で0.04±0.02ng/ml、N群で0.06±0.04ng/mlとAD群で低値傾向(p=0.0585)であった。【考察】AD患者の髄液中CPR濃度が異常低値となっている可能性が示唆された。今後、より高感度な試薬を用いて髄液中PIおよびIRI濃度を測定する必要があると考えられる。
有機塩素系溶剤による地質環境汚染とその対策について-福島県を中心にして-

福島県内には,判明しただけで,170をこす有機塩素系溶剤による汚染地区があり,そのうち,国の水質基準値を超過する汚染地区が約70存在する.福島市・須賀川市・保原町には,水質基準値の1001000倍に達する汚染地区があり,汚染水で飼育された金魚が,腫瘍の発生や背骨の異変によって死亡した地区さえある.推定される汚染の原因者は,洗濯業・電機機械器具製造業・精密機械器具製造業などであり,零細企業である.汚染源はほとんど事業場内にある可能性が高いものの,敷地外の用排水路に高濃度のテトラクロロエチレンを放出して,広域に汚染をもたらしている例も認められた.汚染面積が広い地区は,すべて第四紀の砂礫層によって構成されている.福島県は水質汚濁防止に基づき,地下水質を調査して結果を公表し,一部の汚染事業者に対しては,事業場内において汚染土壌の除去及び地下水の揚水による浄化を指導している.水質年報の内容からは,汚染が地理的,水文地質学的にどこで発生しているのか判読できない.汚染地の浄化をなぜ実施するのか,その目標をどこに置いているのかも明らかでない.汚染地の浄化は,汚染地内の住民の健康,水資源の保全,オゾン層の破壊や地球温暖化の防止,土地所有権の侵害の排除あるいは防止等の観点から,目標を定めて,事業期間や事業の効率等を考慮して実施されることが肝要である.福島県内の汚染原因者は,多くが零細業者であると推定されることから,水質汚濁防止法に基づく浄化命令が出たとしても,その実施は経費負担の面から実効性を期待できない.国や自治体による浄化対策費の創出が必要である.福島県内には,判明しただけで,170をこす有機塩素系溶剤による汚染地区があり,そのうち,国の水質基準値を超過する汚染地区が約70存在する.福島市・須賀川市・保原町には,水質基準値の1001000倍に達する汚染地区があり,汚染水で飼育された金魚が,腫瘍の発生や背骨の異変によって死亡した地区さえある.推定される汚染の原因者は,洗濯業・電機機械器具製造業・精密機械器具製造業などであり,零細企業である.汚染源はほとんど事業場内にある可能性が高いものの,敷地外の用排水路に高濃度のテトラクロロエチレンを放出して,広域に汚染をもたらしている例も認められた.汚染面積が広い地区は,すべて第四紀の砂礫層によって構成されている.福島県は水質汚濁防止に基づき,地下水質を調査して結果を公表し,一部の汚染事業者に対しては,事業場内において汚染土壌の除去及び地下水の揚水による浄化を指導している.水質年報の内容からは,汚染が地理的,水文地質学的にどこで発生しているのか判読できない.汚染地の浄化をなぜ実施するのか,その目標をどこに置いているのかも明らかでない.汚染地の浄化は,汚染地内の住民の健康,水資源の保全,オゾン層の破壊や地球温暖化の防止,土地所有権の侵害の排除あるいは防止等の観点から,目標を定めて,事業期間や事業の効率等を考慮して実施されることが肝要である.福島県内の汚染原因者は,多くが零細業者であると推定されることから,水質汚濁防止法に基づく浄化命令が出たとしても,その実施は経費負担の面から実効性を期待できない.国や自治体による浄化対策費の創出が必要である.1年目に当たる1996年度は,福島県会津若松市及び原町市を中心に現地調査及び室内分析を実施し,有機塩素系溶剤による地下水汚染の実態把握に努めた。ECD付きガスクロマトグラフを用いた分析は,会津若松市で85点,原町市で83点に及んだ。この他,喜多方市・西会津町及び田島町において検知管分析等を多数実施したが,田島町において1,1,1-トリクロロエタンによる汚染を1地区確認できたにすぎなかった。会津若松市では,西若松駅東口・大町・七日町・山見町・新横町において,主にテトラクロロエチレン(PCE)による汚染を確認できた。汚染源を特定できたとは必ずしも言い難いが,いずれの地区にもクリーニング工場が存在する。中でも,西若松駅東口周辺では,Fクリーニング工場の下流一帯が広く汚染され,ここの排水路からは高濃度のPCEが検出された。1995年には1リットル当たり0.625mg(排水基準値の6.25倍,飲料水の水質基準値の62.5倍)が検出されたところである。PCEは湯川の扇状地堆積物の浅所を,現流路方向へ流動している。原町市では,大町・橋本町・錦町などの広大な面積を占めて,PCEによる汚染を確認できた。汚染源はかつてあった製紙工場もしくはそのすぐ上流に位置するクリーニング工場である可能性が高い。原町市の市街地一帯は厚さ10m未満の河岸段丘構成層が,鮮新世の砂岩・泥岩層の上に不整合に重なり,段丘礫層には不圧地下水が,鮮新世の地層には被圧地下水が含まれる。PCEによる汚染はこれら上下の地層に及んでいる。1997年度は,分析を追加するとともに,これまでに得た資料を含めて,福島県の有機塩素系溶剤による汚染実態をまとめ,その対策のありようを考察する予定である。

平成9年度は,福島県中通地方・阿武隈山地を中心にして,87の井戸から水試料を採取して水質を分析するとともに,平成8年度の分析試料及び福島県水質年報も加えて,福島県下の有機塩素系溶剤による汚染の状況を水文地質学的見地から検討した.それによれば,福島県内には170地区をこす汚染地区があり,そのうち,国の水質基準値を超過する汚染地区が約70地区存在する.福島市・須賀川市・保原町には,その1001000倍に達する汚染地区があり,汚染水で飼育された金魚が,腫瘍の発生や背骨の異変によって死亡した地区さえあった.大規模な汚染は,第四紀の砂礫層によって構成さる地域に発生している.福島県は水質汚濁防止法に基づき,地下水質を調査して結果を公表し,一部の汚染事業者に対しては,事業場内において汚染土壌の除去及び汚染地下水の揚水による浄化を指導している.しかし,水質年報からは,汚染が地理的,水文地質学的にどこで発生しているのか判読できない.汚染地の浄化をなぜ実施するのか,その目標をどこに置いているのかも明らかでない.汚染地の浄化は,汚染地内の住民の健康,水質源の保全,オゾン層の破壊や地球温暖化の防止,土地所有権の侵害の排除あるいは防止等の観点から,目標を定めて,事業期間や事業の効率等を考慮して実施されることが肝要である.福島県内の推定される汚染原因は,洗濯業・電機機械器具製造業・精密機械器具製造業などにあり,多くは零細企業である.このため,水質汚濁防止法に基づく浄化命令が出たとしても,その実施は経費負担の面から実効性を期待できない.国や自治体による浄化対策費の創出が求められる.
クエンチされた高圧相からのアモルファス化の研究

放射光を用いて、低温高圧下でのX線回折実験を行い、圧力および温度を変化させたときの相転移について調べた。低圧結晶相から高圧結晶相への転移およびその逆の転移の他に、高圧結晶相からアモルファス相への転移が起こることを見出した。また、これらの転移の温度-圧力平面での経路依存性を調べた。GaSbの高圧相は90Kの低温で減圧すると、低圧までクエンチされる。この高圧相は1GPa以下で昇温したときアモルファス相に転移し、1GPaより高圧で昇温すると常圧相のZnS型結晶相に転移する。また、高圧相を温度一定で減圧すると、270K以下ではアモルファス化し、それ以上の温度では常圧結晶相に転移する。AlSbでは、同様なアモルファス化が2.5GPaおよび260K以下で観測され、この温度-圧力域以外では、常圧相への転移が観測される。InAs、およびCdTeでは、高圧相から常圧相への転移のみが観測される。これらの結果を配位座標モデルを用いて解析し、相転移の温度変化から相転移の際に越えるポテンシャル障壁の高さを見積り、その圧力依存性を決定した。GaSbとAlSbでは、高圧相からアモルファス相へのポテンシャル障壁の高さの圧力微係数が常圧相へのものよりも大きいことが分かった。また、ある圧力でアモルファス相と常圧相へのポテンシャル障壁の高さの逆転が起こることを見出し、これによって転移の経路による違いを説明できた。また、これらの結果を、これまで知られているSiおよびGeの結果とあわせて考察することにより、結合のイオン度が大きくなれば、常圧相へのポテンシャル障壁が低くなり、アモルファス化が起きにくくなることを明らかにした。高圧低温でのX線回折実験により、GaSbおよびAISbにおいて、クエンチされた高圧相からのアモルファス化を見出した。圧力発生にはダイヤモンドアンビル型超高圧装置を用い、X線源として放射光を使用した。GaSbでは、高圧金属相が90Kの低温で減圧することにより低圧までクエンチされること、クエンチされた高圧相を昇温すると相転移が起こるが、低圧ではアモルファス化が起こり、中間圧力では元のZnS型構造の安定結晶相に転移することを見出した。また、これらの転移の起こり始める温度が圧力によって異なり、低圧ほど低温になることが分かった。また、25OKおよび270Kで高圧相を減圧するとアモルファス化が起こることを見出した。これらの結果から、温度圧力相図上にアモルファス化の起こる領域と、元の安定結晶に転移する領域を描くことができた。また、AlSbでも同様のアモルファス化が起こることを見出した。これらの結果を自由エネルギーの圧力変化を考えて解析し、相転移の際に越えるポテンシャル障壁の高さが圧力によって変化すること、またその変化の大きさが各相間で異なることが分かった。以上の結果を、シリコンやゲルマニウムの結果と比較することによってIII-V化合物のように結合にイオン性をもつ物質では、元の安定結晶への転移が起こりやすくなり、アモルファス化が次第に起こりにくくなることが分かった。さらに、イオン性の異なる物質について同様の研究を続けている。

この高圧相は1GPa以下で昇温したときアモルファス相に転移し、1GPaより高圧で昇温すると常圧相のZnS型結晶相に転移する。また、高圧相を温度一定で減圧すると、270K以下ではアモルファス化し、それ以上の温度では常圧結晶相に転移する。AlSbでは、同様なアモルファス化が2.5GPaおよび260K以下で観測され、この温度・圧力域以外では、常圧相への転移が観測される。InAs、およびGdTeでは、高圧相から常圧相への転移のみが観測される。これらの結果を配位座標モデルを用いて解析し、相転移の温度変化から相転移の際に越えるポテンシャル障壁の高さを見積り、その圧力依存性を決定した。GaSbとAlSbでは、高圧相からアモルファス相へのポテンシャル障壁の高さの圧力微係数が常圧相へのものよりも大きいことが分かった。また、ある圧力でアモルファス相と常圧相へのポテンシャル障壁の高さの逆転が起こることを見出し、これによって転移の経路による違いを説明できた。また、これらの結果を、これまで知られているSiおよびGeの結果とあわせて考察することにより、結合のイオン度が大きくなれば、常圧相へのポテンシャル障壁が低くなり、アモルファス化が起きにくくなることを明らかにした。
食物連鎖を通じて被食者から捕食者へ伝播する氷核物質の同定とその機能解析

捕食者であるオオヒメグモの体組織の凍結開始温度(SCP)は、餌虫由来の氷核物質によって規定される。本研究の目的は、この氷核物質の特性を明らかにし、その正体をさぐることにある。昨年度にひきつづき、餌虫体内での氷核物質の分布を調べた。その結果、氷核物質はすくなくとも餌虫の消化管内に存在することが確認できた。このことは、餌虫は摂食を通して自然界から氷核物質を取りこんでいる可能性を強く示唆している。次に、自然界における氷核物質の分布を検討した。氷核物質は、野外に生息するさまざまな昆虫の体内にあること、1年中いつでも存在していること、日本中どこにでもあること等が明らかになり、昨年度の観察を確認できた。これらの事実は、餌虫からクモに伝わる氷核物質が自然界に普遍的に存在する何らかの物質であることを示唆している。その候補としては粘土鉱物や氷核活性をもった微生物が挙げられる。氷核物質が生物由来のものなのか非生物由来のものなのかを明らかにするために、氷核物質の耐熱性について検討を行った。加熱処理された氷核物質を摂食したクモのSCPは、加熱処理を施していない氷核物質を食べたクモのSCPよりも低かった。このことは、氷核物質は熱に弱いこと、氷核活性をもつ微生物こそがその有力候補であることを示唆している。氷核物質の移動分散経路の解明に向けて、まず雨滴中の氷核物質の有無について予備的な実験を行った。雨滴をフィルターで濾過したのち、餌虫(ハエ)に摂食させた。その結果、ハエのSCPが有意に上昇することが確認された。雨滴は氷核物質の移動分散に関わっている可能性がある。クモの体組織の凍結開始温度(SCP)を決める氷核物質は、餌虫に由来すること、摂食にともなって餌虫からクモに伝わることがすでに明らかになっている。今年度は、この氷核物質の正体を明らかにする一環として、その季節消長、地理的分布および耐熱性について野外調査と室内実験を行った。氷核物質の季節消長および地理分布は、さまざまな季節にさまざまな地域から採集した餌虫(ワラジムシやコオロギ)をクモに食べさせ、そのSCPを測定することで推定した。その結果、氷核物質は、1年中いつでも環境中に存在すること、北は北海道から南は沖縄まで日本中どこにでも存在することが明らかになった。また、野外から採集した昆虫の多くがこの物質を保持していることもわかった。これらの事実は、氷核物質が、自然界に普遍的に存在していることを示唆している。熱処理を施した餌虫とそうでない餌虫を食べたクモのSCPの比較から、この氷核物質の活性が80°C以上の高温下では低下することを見出した。このことは、この物質が何らかのタンパク性のものであることを示唆している。現在、これらの結果をまとめた論文を投稿中である。餌虫体内のどこに氷核物質が存在するのかを明らかにするため、餌虫(ワラジムシ)の消化管をとりだし、これを別の餌虫(コオロギ)を介してクモに食べさせ、そのSCPを測定した。その結果、氷核物質が少なくとも餌虫(ワラジムシ)の消化管内に存在することが明らかになった。このことは、餌虫が摂食を通して環境中から氷核物質をとりこんでいることを示唆している。この予備実験の結果は、短報として日本蜘蛛学会誌に投稿した(Tanaka 2005)。昨年度に引き続き、氷核物質の季節消長と地理分布に関する野外調査をおこなった。

昨年度と同様に、さまざまな季節、さまざまな地域から採集した昆虫の体内に蜘蛛の体組絞の凍結開始温度(SCP)を高める氷核物質の存在が確認された。氷核物質は、野外に普遍的存在していると間考えて間違いがなさそうだ。その広い地理分布から、蜘蛛のSCPを高める氷核物質の候補として自然界に普遍的に存在する粘土鉱物や氷核活性微生物が想定される。氷核物質の同定にむけて、今年度は氷核物質の熱耐性に関する実験を行った。もしも水核物質が粘土鉱物の類であるなら、熱処理をしても氷核活性に変化は生じないはずである。一方、氷核物質がバクテリアなど生物由来のものであるなら、熱処理によりその活性が低下すると考えられる。そこで、ワラジムシを60°Cから90°Cまでさまざまな温度条件下に1時間置いた後、消化管と取り出してこれをコオロギに食べさせ、さらにそのコオロギを蜘殊に食べさせてSCPの変化をみた。熱処理(80°C)は氷核活性を有意に低下させた。この事実は、氷核物質がバクテリアのような生物由来のものからなる;とを強く示唆している。この結果は、短報として日本蜘妹学会誌に投稿した(Tanaka 2006)。氷核物質がより高次の捕食者に及ぼす影響を明らかにするため、アマガエルにシバスズ(コオロギの1種)の野外採集個体および室内飼育個体を与え、摂食後のSCPを測定した。野外由来のコオロギを食べたカエルのSCPは室内飼育コオロギを食べたカエルに比べ高まる偏向が見られた。カエルのSCPの決定メカニズム解明にむけ、今後さらに検討を続けていく予定である。
狩猟技術の発達とホモ・サピエンスの人口増加の相関に関する考古・人類学的研究

本研究は、出アフリカを果たして世界各地に拡散したホモ・サピエンスが、各地で人口増加を実現した背景の解明を目指す。旧石器時代狩猟採集民の人口増加に直接的に関与する可能性の高い狩猟方法の変化を探るため、ユーラシア大陸に拡散した直後のホモ・サピエンスが残した狩猟用石器と対象獣の解析をおこなう。また、ホモ・サピエンスの人口増加プロセスを正確に復元するため、初期ホモ・サピエンス遺跡の体系的な年代測定とその解析をおこなう。これにより、ホモ・サピエンスが人口増を実現した要因とプロセスを多角的に検証する。
アングロ=ノルマン記述史料の比較研究

11・12世紀ヨーロッパにおいて活躍したノルマン人についての総合的理解を目指しながら、アングロ=ノルマン期に活躍した具体的人物の伝記や具体的事件の記述史料を比較分析することで、当該期の歴史家たちの立場の異同を明らかにし、歴史家の立場や記述史料内容の異同が当時の現実をどのように反映しているのかを検討した。購入した『ドゥームズデイ=ブック』や他の史料・研究書、そして史料収集旅行で集めた研究論文を利用しながら、上記課題での研究を進めたが、史料・文献の入手、利用開始時期等の事情もあって、現在までに記述史料内容の分析が終了したとはいえない。今後もひきつづき史料内容の比較検討を行っていく予定である。しかし、本年度中において、文献を中心としたアングロ=ノルマン期の歴史家(『アングロ=サクソン年代記』作者、エドマー、ジョン=オヴ=ソールズベリー、ウィリアム=オヴ=マームズベリー、オルデリック=ヴィターリス、ジョン=オヴ=ウスター、シメオン=オヴ=ダラム、ヘンリー=オヴ=ハンティンドンたち)についての研究を進め、12世紀前半を中心とした各歴史家の歴史叙述の内容、かれらの執筆動機、時代的特徴などについて概観することができた。こうした、主として研究文献から得られた知見について、みずから史料に当たりながら確認し、通説を批判的に検討していくことが、今後の課題である。なお、これまでの研究から得られた知見は、当初の実施計画のごとく、学術誌における論文「アングロ=ノルマン期の歴史家立ち」として発表する(広島史学研究会『史学研究』204号掲載予定)。
桂園派の形成・展開と真宗仏光寺派交流圏

本研究は、次のような仮説を証明しようとして計画した。「香川景樹の創始した桂園派の和歌と歌論がひろく流布したのは、仏光寺を本山とする真宗仏光寺派の組織が基盤にあったことがその大きい要因であった」。資料としては主として次の二つを用いた。(1)本山仏光寺の日誌である『仏光寺御日記』(2)本山仏光寺と仏光寺派寺院、仏光寺派門徒とその関係者に伝えられている和歌関係資料。たとえば「香川景樹点随念上人ほか詠草」、『蓮光寺理山日記』、柳下清老関係資料、柏原正寿尼関係資料など(1)にもとづいて次のようなことが判明した。(1)香川景樹は仏光寺第23代門主随応上人、24代門主随念上人の時代に、門主をはじめ本山仏光寺に仕える僧俗、末寺の住職・門徒たちに、歌会、詠草点削、歌談などを通じて和歌を教授した。(2)同じく随応上人、随念上人の二代にわたり、御勧章の作成にかかわっていた。次の(2)からは、次のような事例があったことが判明した。(1)仏光寺派僧侶が景樹への入門を仲介した。(2)門主、仏光寺派寺院の住職、門徒などがともに集まり歌会を開催していた。以上のように、本山仏光寺と景樹との密接な関係を示す事柄と、桂園派の形成と展開に真宗仏光寺派とその関係者が密接に関与していたいくつかの事例を見いだすことができた。また、今後さらに多くの事例を発掘し、真宗仏光寺派の文化活動全般のなかでの桂園派の位置を見定める必要があることが明らかになった。真宗仏光寺派の文化活動は他宗派ともかかわって展開されているから、そのためには仏光寺派以外、真宗以外の宗派やその関係者への目配りも必要になってくるであろう。本年度の調査・研究は、次の四つを中心とした。(1)仏光寺『御日記』から、香川景樹と桂園派関係記事を抄出して、景樹の「歌日記」(『桂園遺稿』上巻・下巻)ほか景樹関係資料の記事・記述と比較する。(2)仏光寺『御日記』の既刊分11冊から、固有名詞ほかの事項を抄出し、索引を作成する。(3)景樹の歌日記から固有名詞ほかの事項を抄出し、索引を作成する。(4)洛東遺芳館所蔵の近世文書を調査し、本山仏光寺、ことに景樹と柏原家とを仲介した恵岳と柏原家との関係を明らかにする。(1)は現在、文政4年分まで終了した。そのうち、すでに平成14年度に紹介した文化6年までに引き続く、文化7年から同9年までと文化12年から文化16年までを紹介した(文化10年、11年は日記を欠く)。これによって、景樹の伝記にいくつかの新事実を付けくわえることができた。(2)は、平成16年までに公刊された11冊について事項の抄出を終え、そのうち3冊につき索引を作成した。(1)とこの(2)とは、『御日記』から本山仏光寺と柏原家・柏屋との関係を示す記事を探し出すことを目的の一つとするが、現在のところ見出せていない。(3)は、全部について事項の抄出を終了した。(4)は、「永代帳」「要用控」についての調査を継続中である。現時点では、本山仏光寺・恵岳についての記事は見出せていない。本年度の調査研究は、昨年度に引き続き、次の四つを中心とした。

(1)仏光寺『御日記』から、香川景樹と桂園派関係記事を抄出して、景樹の「歌日記」(『桂園遺稿』上巻・下巻)ほかの景樹関係資料の記事・記述と比較対照する。(2)仏光寺『御日記』の既刊分11冊から、固有名詞ほかの事項を抄出し、索引を作成する。(3)景樹の「歌日記」から、固有名詞ほかの事項を抄出し、索引を作成する。(4)洛東遺芳館所蔵の近世文書を調査し、本山仏光寺、とりわけ景樹と柏原家とを仲介した本山仏光寺御堂衆の恵岳と柏原家との関係を明らかにする。(1)は現在第文政十三年まで終了し、そのうち文政元年から同五年までを紹介した。これによって景樹の伝記にいくつかの新事実を加えることができた。(2)は、平成17年までに刊行された12冊について事項の収集を終え、そのうち8冊分の索引を作成した。(1)(2)の作業は、『御日記』から本山仏光寺と柏原家・柏屋との関係を示す記事を探し出すことを目的の一つとしているが、現在のところ未だ見いだせていない。(3)は索引作成のため、昨年度抄出した固有名詞等の事項の漏れを点検中である。(4)は、「要用控」についての調査を継続中である。現時点では、本山仏光寺・恵岳についての記事は見いだし得ていない。なお、三井文庫所蔵資料の内に仏光寺と三井北家との関係を示す文書を見いだした。三井北家は柏原家と密接な婚姻関係を有しているので、本山仏光寺と柏原家との関係をさぐる手がかりの一つになると思われる。本年度の研究は、次の6つを中心として実施した。(1)仏光寺『御日記』から、香川景樹関係記事を抄出し、景樹「歌日記」(『桂園遺稿』上巻・下巻)ほかの、香川景樹・桂園派関係資料の該当記事と比較対照する。(2)仏光寺『御日記』の既刊分につき、固有名ほかの事項を抄出して、索引を作成する。(3)景樹「歌日記」から、固有名ほかの事項を抄出して、索引を作成する。(4)洛東遺芳館所蔵の近世文書を調査し、本山仏光寺とその関係者とりわけ景樹と柏原家との間を仲立ちした本山仏光寺御堂衆恵岳と柏原家との関係を明らかにする。(5)桂園派歌人と真宗仏光寺派との関係を、個別の事例に即して検討する。(6)本山仏光寺所蔵の和歌資料を調査する。(1)は、弘化2年まで終了した。そのうち天保13年までについて、来年度公表の予定である。(2)は、平成18年までに刊行された13冊のうち、昨年度までに完成していた8冊分につづいて3冊分の索引を作成した。(3)の索引は完成した。(4)は、結婚式、法事等の際の到来物控、返礼控などの慶弔資料について調査中である。(5)は、新潟県長岡市の聖徳寺伝来の資料、桂園派歌人柳下清老の子孫である柳下明也氏所蔵の和歌資料を調査した。つづいて、三重県鈴鹿市の常楽寺の所蔵資料調査を予定している。(6)により、香川景樹点の仏光寺派関係者の詠草、児山紀成、菅沼斐雄の未紹介の著作などが新たに発見された。現在目録作成中である。本年度の調査・研究は、次の五つを中心として実施した。(1)仏光寺『御日記』既刊分のうち最新刊の第13巻から、固有名その他の重要な語抄出し、人名・寺名、書名、地名等の種別に分けてデータベース化する。(2)仏光寺『御日記』から、香川景樹と桂園派関係記事を抄出して、景樹の「歌日記」(『桂園遺稿』上巻・下巻に収録)ほかの景樹関係資料の記事・記述と比較する。(3)本山佛光寺所蔵和歌関係資料を調査する。(4)真宗仏光寺派寺院所蔵香川景樹・桂園派関係資料を調査する。(5)洛東遺芳館所蔵近世文書を調査する。(1)は予定どおり終了した。(2)は、文政六年から嘉永四年まで実施した。
SDSSクエーサーを用いた宇宙の最大規模の構造の探求と、クエーサーの形成・進化の解明

前年度、現在天文観測において広く使用されている銀河系内ダスト減光のマップに、背景銀河からの遠赤外光の混入によるものと考えられる、系統的な誤差が存在している事を示した。本年度はその誤差についてさらに考察を深めた。まず、SDSSおよびIRASなどの観測データとシミュレーション結果などを組み合わせ、SDSSで観測された銀河からくる背景遠赤外光の量と、ダスト減光マップに含まれていると考えられる誤差の大きさが定量的に一致する事を確認した。そして、誤差に寄与する銀河などに対して得られた知見から、誤差を補正する試みや、日本の遠赤外線観測衛星「あかり」による新しいダスト減光マップ作成の可能性などを考察した。この誤差は、本研究のテーマである宇宙の大規模構造自身と相関を持つ誤差であるため、現在世界各国で進められているような、銀河分布に見られるバリオン音響振動と呼ばれる特徴的な構造からダークエネルギーの状態方程式を決定するような研究に、深刻な影響を与える可能性がある。そのような系統的な誤差を発見できた事は今後の大規模構造研究の発展にとって重要なものである。なお、前述のバリオン音響振動と呼ばれる構造自体の理論的研究も行った。また、本年度はSDSSのデータを用い、宇宙背景放射静止系に対する我々の特異速度によって見かけ上生じる、非常に大きな宇宙の大規模構造のパターンを検出することも試みた。特異速度によって生じる大規模構造に非常に小さく、現在最大、最良の観測であるSDSSのデータをもってしても検出する事は叶わなかったが、現在計画中のより大規模な掃天観測プロジェクトにおいては有為に検出できる事を示し、その物理的意義などを議論した。2006年3月現在において、最大のサーベイ観測であるSloan Digital Sky Surveyによって得られた、分光クエーサーの空間的な分布の解析を行った。宇宙背景輻射の観測から広く信じられている平坦な宇宙を仮定し、10Mpc/hから数100Mpc/hのスケールでのクエーサーの2点相関関数を計算し、我々の宇宙におけるバリオンの量、及び宇宙定数に対して制限を与える事を試みた。さらに近年非常に注目されているBaryon Acoustic Oscillation(BAO)と呼ばれる、再結合直前の光子とバリオンの振る舞いにより現われる特徴的な構造が2点相関数に見られるかにも注目した。結果、クエーサーは密度が薄く有為なBAOを検出するには至らなかったが、2点相関関数から予測される宇宙のバリオンと宇宙定数は他の観測結果と一致を示し、人類がこれまでに得た宇宙の構成に対する観測上の知見が今回行われた独立な解析によって、より確かであることが明らかとなった。2005年度に入りBAOへの注目は急激に増している。その理由の一つはBAOの特徴的なスケールが宇宙のものさしとしての役割を果たすからである。様々な赤方偏移におけるBAOを観測する事により、我々の宇宙の7割を占めるダークエネルギーの状態方程式を探る事ができると期待され、現在様々な観測計画が提案されている所である。しかしながら、これを実現する為には観測上の様々な不定性を取り除かなければならない。数ある不定性の中でも、我々の銀河系内のダストによる減光はかなりの影響を及ぼしうるものであり、宇宙の大規模構造を探求するには避けては通れない課題である。そこでSDSSによって得られたクエーサー及び銀河のカウントを利用して現在使用されている銀河内ダストマップの信頼性を検証した。その結果現在のマップには何らかの系統的な誤差がある事が明らかとなった。現在、宇宙の大規模構造を非常に高い精度で測定し、宇宙の75%を占めるダークエネルギーの状態方程式を決定しようとする観測計画が世界中で進められている。しかし、そのような非常に高い精度を達成する為には、銀河系ダストによる減光を非常に高い精度で補正する必要がある。本研究では、Sloan Digital Sky Survey(SDSS)でカタログ化された測光クエーサー及び測光銀河の個数面密度を測定する事により、現在最も信頼されている銀河系ダストマップ(Schlegel et al. 1998)の精度を検証した。その結果、減光が非常に弱い領域において、銀河の面密度とマップに示された減光量との間に正の相関があることを発見した。これは、この銀河系ダストマップに何らかの誤差が存在している事を示している。しかしその一方、クエーサーの面密度と減光量との間にはそのような相関は見いだされなかったため、マップの誤差が銀河の個数面密度を反映するという、単純な描像は誤りである事が判明した。元々この銀河系ダストマップは、ダスト減光量を直接求めたものではなく、ダストの遠赤外線での放射量からダスト量を予測したものである。その事実に注目しつついくつかの解析を行う事により、銀河系ダストマップにはSDSS銀河自身からの遠赤外線が混入している事による誤差が存在する、という結論を得た。本研究で発見された銀河系ダストマップの誤差は、宇宙の大規模構造そのものと相関があるため、大規模構造解析に深刻な影響を与える可能性があり、今後注意が必要となる。

そして、誤差に寄与する銀河などに対して得られた知見から、誤差を補正する試みや、日本の遠赤外線観測衛星「あかり」による新しいダスト減光マップ作成の可能性などを考察した。この誤差は、本研究のテーマである宇宙の大規模構造自身と相関を持つ誤差であるため、現在世界各国で進められているような、銀河分布に見られるバリオン音響振動と呼ばれる特徴的な構造からダークエネルギーの状態方程式を決定するような研究に、深刻な影響を与える可能性がある。そのような系統的な誤差を発見できた事は今後の大規模構造研究の発展にとって重要なものである。なお、前述のバリオン音響振動と呼ばれる構造自体の理論的研究も行った。また、本年度はSDSSのデータを用い、宇宙背景放射静止系に対する我々の特異速度によって見かけ上生じる、非常に大きな宇宙の大規模構造のパターンを検出することも試みた。特異速度によって生じる大規模構造に非常に小さく、現在最大、最良の観測であるSDSSのデータをもってしても検出する事は叶わなかったが、現在計画中のより大規模な掃天観測プロジェクトにおいては有為に検出できる事を示し、その物理的意義などを議論した。
免疫電子顕微鏡法による植物病原菌の感染機構の解析

イネ白葉枯病菌をはじめとするいくつかの植物病原菌においては宿主植物に対する病原性や、非宿主植物に対する過敏感反応の誘導に関与する遺伝子としてhrp遺伝子群を持つことが確認されている。本研究においては、hrpXo産物に対する抗体を作製し、白葉枯病菌の宿主イネおよび非宿主ササゲへの侵入時における本タンパク質の発現と局在性について検討した。大腸菌を用いたin vitro発現系を用いてhrpXoのコードするタンパク質の一部を発現させ、これを抗原として抗体を作製した。感染イネ葉導管内の免疫電顕観察により、hrpXoは白葉枯病菌の菌体内に特異的に局在することが確認された。また、本タンパク質が感染特異的に発現することも確認された。一方、非宿主であるササゲに白葉枯病菌を接種した場合、7時間後から植物側の抵抗反応と考えられる薄膜状物質による細菌の封じ込め、およびその後の細菌の崩壊が電顕観察により明らかにされ、また、過敏感反応による壊死斑の形成は接種後12時間以降に認められたが、hrpXo産物は、接種3時間後においてすでに発現され菌体内に蓄積されていることが確認された。一方、hrpXoを欠失した変異株においては、イネへの病原性、およびササゲへの過敏感反応誘導能を喪失することも明らかにされた。以上の結果は、白葉枯病菌のhrpXo遺伝子は宿主植物への病原性および非宿主植物への過敏感反応誘導に必須であることを明らかにするとともに、その産物は他のhrp遺伝子の発現を制御するタンパク質であるという仮説を強く支持するものである。ウリ類炭そ病菌を用いたシステムでは、1,3,8-trihydroxynaphtalene元酵素遺伝子(THR1)、Scytalone脱水酵素遺伝子(SCD1)遺伝子のコードする蛋白質を大腸菌を用いたin vitro発現系により発現させ、抗体を作製し、免疫電子顕微鏡法により付着器におけるこれら酵素の局在性を明らかにした。1.イネ白葉枯病菌のもつ非病原性遺伝子の1つavrXa10の翻訳産物についてその局在性および発現機構について検討した。まず、avrXa10の翻訳産物に対する抗体を得るために、その遺伝子の一部を発現ベクターにクローニングし、これにコードされるタンパク質を大腸菌を用いたin vitro発現系により発現させた。つづいてタンパク質の精製を行い、これでマウスを免疫することによりavrXa10産物に対するポリクローナル抗体を得た。この抗体を用いてavrXa10をもつ菌株についてその培養菌および感染イネ葉内に存在する菌の免疫電子顕微鏡観察を行った。その結果、avrXa10の翻訳産物は菌体内部に局在しており、また、培養時あるいは感染時のいずれにおいても、発現されていることが確認できた。したがって本タンパク質は感染特異的ではなく、恒常的に発現するタンパク質であることが明らかにされたとともに、その機能としてはこれが直接宿主の抵抗性反応を誘導するのではなく、その機能をもつ物質の生産、あるいは分泌に関与することが考えられた。免疫電子顕微鏡観察に供する抗体作製を目的としてウリ類炭そ病菌のメラニン合成酵素サイタロン脱水酵素遺伝子(SCD1)の発現ベクターをpMALシステムを用いて構築し、大腸菌で大量発現させサイタロン脱水酵素の精製を行った。SCD1発現ベクターを導入した大腸菌から得た菌体内可溶性画分を用いて、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーを行い、SDS-PAGEにおいて約24KDaの単一バンドを確認した。この精製酵素の活性を、基質サイタロンを用いたin vitro反応系で調べ、逆層系HPLCによって反応生成物である1,3,8-トリヒドロキシナフタレンの生成を確認した。その活性は、温度30°C、pH8.4でピークに達するとともに、メラニン合成を阻害するイネいもち病菌の防除薬剤カルプロパミドによって阻害されることを確認した。

ウリ類炭そ病菌を用いたシステムでは、1,3,8-trihydroxynaphtalene元酵素遺伝子(THR1)、Scytalone脱水酵素遺伝子(SCD1)遺伝子のコードする蛋白質を大腸菌を用いたin vitro発現系により発現させ、抗体を作製し、免疫電子顕微鏡法により付着器におけるこれら酵素の局在性を明らかにした。イネ白葉枯病菌をはじめとするいくつかの植物病原細菌においては宿主植物に対する病原性や、非宿主植物に対する過敏感反応の誘導に関与する遺伝子としてhrp遺伝子群を持つことが確認されている。本研究においては、hrpXo産物に対する抗体を作製し、白葉枯病菌の宿主イネおよび非宿主ササゲへの侵入時における本タンパク質の発現と局在性について検討した。大腸菌を用いたin vitro発現系を用いてhrpXoのコードするタンパク質の一部を発現させ、これを抗原として抗体を作製した。感染イネ葉導管内の免疫電顕観察により、hrpXoは白葉枯病菌の菌体内に特異的に局在することが確認された。また、本タンパク質が感染特異的に発現することも確認された。一方、非宿主であるササゲに白葉枯病菌を接種した場合、7時間後から植物側の抵抗反応と考えられる薄膜状物質による細菌の封じ込め、およびその後の細菌の崩壊が電顕観察により明らかにされ、また、過敏感反応による壊死斑の形成は接種後12時間以降に認められたが、hrpXo産物は、接種3時間後においてすでに発現され菌体内に蓄積されていることが確認された。一方、hrpXoを欠失した変異株においては、イネへの病原性、およびササゲへの過敏反応誘導能を喪失することも明らかにされた。以上の結果は、白葉枯病菌のhrpXo遺伝子は宿主植物への病原性、および非宿主植物への過敏感反応誘導に必須であることを明らかにするとともに、その産物は他のhrp遺伝子の発現を制御するタンパク質であるという仮説を強く支持するものである。ウリ類炭そ病菌を用いたシステムでは、1,3,8-trihydroxynaphthalene元酵素遺伝子(THR1)、Scytalone脱水酵素遺伝子(SCD1)遺伝子のコードする蛋白質を大腸菌を用いたin vitro発現系により発現させ、抗体を作製し、免疫電子顕微鏡法により付着器におけるこれら酵素の局在性を明らかにした。
超臨界二酸化炭素を反応場とする固体触媒による二酸化炭素固定化反応

本研究では超臨界二酸化炭素を反応場かつ反応基質とし、種々の固体触媒を用いて二酸化炭素の化学的固定化を行い、超臨界二酸化炭素を溶媒かつ反応基質とした場合の特性を明らかにし、さらにこれを活性化する触媒を調製する案件を検討することを目的とする。1.環状カーボネート合成:種々の合成スメクタイト触媒を用いプロピレンオキシドからプロピレンカーボネートを合成する反応を行い、強塩基サイトを多く持つスメクタイト触媒が活性・選択性が高いこと、触媒中のアルカリ量が触媒性能を支配することおよび二酸化炭素圧力の高い領域では活性・選択性が低下することを見出した。またCO_2付加に対する反応性が低いスチレンオキシドに有効な触媒を探査し、ルイス塩基(イミダゾリウム塩、第4級アンモニウム塩)とルイス酸(臭化亜鉛)の組合せで高活性・高選択的な触媒系が得られることを見出した。CO_2圧力の影響は触媒系により異なっていた。2.炭酸ジメチル(DMC)一段合成:スメクタイト触媒を用いて、プロピレンオキシド、メタノールおよび二酸化炭素からのDMC一段合成を行い、強塩基点の多い触媒が反応に有効であることを示した。3.環状ウレアおよび環状ウレタン合成:CO_2からの環状ウレアおよび環状ウレタン合成を無触媒で行なった。無触媒でも脂肪族ジアミンからは対応する環状ウレアを高収率で得られた。しかし、芳香族環状ウレアおよび環状ウレタン合成の収率はきわめて低く、これらの反応では触媒が必要であることが分かった。そこで後者の反応について触媒探査を行い、イミダゾリウム塩が有効であることを見出した。4.スチレンの酸化的カルボキシル化:スチレン、CO_2および酸化剤からのスチレンカーボネート(SC)一段合成に対しテトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)が既報よりも高いSC収率を与えることを見出した。さらに触媒性能の向上を自指し、ZnBr_2-TBAB-Au/SiO_2の触媒系を用いること.で反応時間を短縮でき、またスチレンカーボネート収率も向上することを示した。本研究では超臨界二酸化炭素を反応場かつ反応気質とし、種々の固体触媒を用いて二酸化炭素の化学的固定化を行い、超臨界二酸化炭素を溶媒かつ反応気質とした場合の特性を明らかにし、さらにこれを活性化する触媒を調製する案件を検討することを目的とする。本年度はエポキシ化合物に二酸化炭素を付加し、環状カーボネートを合成する反応を中心に研究を行なった。まず最初に種々のスメクタイト触媒を用いプロピレンオキシドからプロピレンカーボネートを合成する反応を行い、強塩基サイトを多く持つスメクタイト触媒が活性・選択性が高いこと、触媒中のアルカリ量が触媒性能を支配することおよび二酸化炭素圧力の高い領域では活性・選択性が低下することを見出した。またこれらの触媒はプロピレンカーボネートとアルコールのエステル交換にも高い活性・選択性を示し、ジアルキルカーボネートが高収率で得られることを明らかにした。さらに塩基性の強いスメクタイト触媒を用いるとプロピレンオキシド、メタノールおよび二酸化炭素から一段でジメチルカーボネートを高収率で合成できることを示した。次にイオン性液体を触媒とし、スチレン、過酸化物および二酸化炭素から一段でスチレンカーボネートを合成する反応を行なった。その結果、用いたイオン性液体の中ではテトラブチルアンモニウムブロミドが最も高いスチレンカーボネート収率を与えることを見出した。

しかしこの反応ではスチレンオリゴマーが生成し、これを抑制する触媒を調製する必要があることが分かった。これらの反応とは別に二酸化炭素からの環状ウレアおよび環状ウレタン合成を無触媒で行なった。無触媒でも脂肪族ジアミンからは対応する環状ウレアを高収率で得られた。しかし、芳香族環状ウレアおよび環状ウレタン合成の収率はきわめて低く、これらの反応では触媒が必要であることがわかった。今後はこのような触媒を開発する予定である。本研究では超臨界二酸化炭素を反応場かつ反応気質とし、種々の固体触媒を用いて二酸化炭素の化学的固定化を行い、超臨界二酸化炭素を溶媒かつ反応気質とした場合の特性を明らかにし、さらにこれを活性化する触媒を調製する案件を検討することを目的とする。本年度はエポキシ化合物の中でも反応性の低いスチレンオキシドに二酸化炭素を付加し、スチレンカーボネートを合成する反応に高性能な触媒を探査した。その結果、ルイス塩基であるイミダゾリウム塩あるいは第4級アルキルアンモニウム塩とルイス酸である臭化亜鉛の組合せで高活性・高選択的な触媒系が得られることを見出した。特に臭化亜鉛-テトラブチルアンモニウムヨージドは優れており、そのターンオーバー頻度は従来報告されている値の数十倍であった。興味深いことに、イミダゾリウム塩とアンモニウム塩では反応の二酸化炭素圧力に対する依存性は異なっている。スチレン、酸化剤および二酸化炭素からのスチレンカーボネート一段合成を行った。この反応にはスチレンからのスチレンオキシド生成とスチレンオキシドへの二酸化炭素付加の二つの反応が含まれている。上述の結果に基づき、臭化亜鉛-テトラブチルアンモニウムブロミドを前段の反応に活性なシリカ担持金触媒と組み合わせることで、昨年度に検討を行ったテトラブチルアンモニウムブロミド単独の場合よりも反応時間を短縮でき、またスチレンカーボネート収率も向上することが分かった。これらの反応とは別に炭酸エチレンとアミンからジアルキル尿素を合成する反応を行った。種々の金属酸化物を用いた結果、CaOが高活性・高選択的な触媒であることを見出した。アミンと二酸化炭素からのジアルキル尿素合成は困難である。一方、炭酸エチレンはエチレンオキシドと二酸化炭素から工業的に製造されている安価な試薬であるので、炭酸エチレンとアミンの反応は間接的な二酸化炭素固定化と捉えることができる。本研究では超臨界二酸化炭素を反応場かつ反応基質とし、種々の固体触媒を用いて二酸化炭素の化学的固定化を行い、超臨界二酸化炭素を溶媒かつ反応基質とした場合の特性を明らかにし、さらにこれを活性化する触媒を調製する案件を検討することを目的とする。本年度は種々のスメクタイト触媒を合成し、二酸化炭素、プロピレンオキシドおよびメタノールからの炭酸ジメチル(DMC)一段に用いた。その結果、アルカリ含有量が多い触媒はより高いDMC収率を与えること、およびナトリウムやカリウムを含む触媒はリチウムを含む触媒よりも優れていることを明らかにした。また高いDMC収率を与える触媒上では副反応であるエポキシドのメタノーリシスが抑制されることが分かった。触媒の塩基特性を吸着CO_2の昇温脱離で検討した結果から強塩基点がDMC生成に重要であることが明らかになった。DMC一段合成とは別に、アミノエタノールへのCO_2付加による環状ウレタン合成について触媒探査を行った。
有機磁性体の低温強磁場中での磁気トルク測定

○研究目的有機磁性体フタロシアニン系の一つ、鉄フタロシアニンTPP [Fe (Pc) (CN) 2]2は巨大な負の磁気抵抗(20K、15Tで2桁小さな電気抵抗になる)を示すことで注目されているが、その起源はπ-d相互作用に関係しているものの必ずしも明確になったとは言い難い。起源探求のためには、同じ構造を持つ他の関連物質の磁気的性質の探求も欠かせない。特に、Mn(マンガン)を含むフタロシアニンTPP [Mn (Pc) (CN) 2] 2については、これまで何の測定もなされておらず、その磁気的性質の解明が待たれていた。本研究では、TPP[Mn (Pc) (CN) 2] 2の磁気的性質の探求を行なった。○研究方法7Tまで印加できる超伝導磁石、0.4Kまでの低温に到達できる3He冷凍機を使用して、上記試料の単結晶を用いて実験を行った。原子間力顕微鏡用のカンチレバーの先端に試料を乗せ、低温下、強磁場中で、磁気トルクを測定した。カンチレバーはSQUIDよりも感度が高いので、試料の質量は1μgで十分である。本実験で用いた超伝導磁石は、磁場方向を変えることができ、試料のc軸を含む平面内、ab面内で磁場を回転した。○研究成果c軸を含む平面内で磁場を回転させながらトルク強度の角度依存性を測定すると、結晶の2回対称性を示すシグナル以外に、もう一つのピークが現れた。これは強磁性の出現と解釈できる。また、ab面内で磁場を回転させながらトルク強度の角度依存性を測定すると、結晶の4回対称性を示すシグナルが見え、これはひずんだノコギリ歯状の形状を示した。これは、反強磁性の出現を示唆している。TPP [Mn (Pc) (CN)2]2においては、d電子の強磁性、π電子の反強磁性の出現と解釈できる。フタロシアニン系で強磁性を検出したのは初めてで、π-d相互作用に関する新しい知見が得られた。現在、本研究を深め、これまでの成果を論文にまとめている。
棘皮動物由来ホスホリパーゼA2の立体構造と基質特異性の関係

水産生物由来の酵素の立体構造レベルでの詳細な構造・機能解析は殆ど行われていない。本研究では、カタクチイワシのトリプシンの結晶化に成功し、X線結晶構造解析により立体構造を明らかにした。この結果を基に、食品乳化剤である酵素分解大豆レシチンの製造に適した有用酵素であるイトマキヒトデのホスホリパーゼA2の構造解析を試みた。その結果、本酵素の遺伝子構造の解明およびその結晶化条件の把握に成功した。イトマキヒトデの幽門盲のうホスホリパーゼA_2(PLA_2,EC3.1.1.4)は市販ブタ膵臓PLA_2と比較して約30倍高い陽イオン性基質分解活性を示し、特徴的な基質極性基特異性を有する。本年度は1.イトマキヒトデPLA_2の遺伝子構造の解明のためにmRNAの未知塩基配列決定を行った。また、2.立体構造の解明のために酵素の結晶化を試みた。1.イトマキヒトデPLA_2mRNAの未知塩基配列を決定し、ポリA鎖、シグナルペプチドおよびプロ配列を解明した。その結果、611bpの3'-UTR、60bpのプレプロ領域、および215bpの5'-UTR塩基配列を決定し、ポリA鎖およびポリAシグナルの存在、17残基のシグナルペプチド配列および3残基のプロ配列が明らかになった。これらのことから、イトマキヒトデ幽門盲のうPLA_2はイトマキヒトデの細胞内で発現し、シグナルペプチドを切断して細胞外に分泌され、プロ配列を切断して活性型のPLA_2になると考えられた。2.イトマキヒトデPLA_2の結晶化にあたって、標準酵素として卵白リゾチームおよび海産生物由来酵素としてカタクチイワシ内臓由来トリプシンの結晶化も同時に行うことにより結晶化の条件検討を行った。その結果、卵白リゾチームおよびカタクチイワシ内臓由来トリプシン・アイソザイムIの結晶化に成功した。同様の条件によりイトマキヒトデPLA_2の結晶化を試みたところ、小さな結晶は得られたが、X線結晶構造解析に十分な大きさの結晶を得る事ができなかった。また、イトマキヒトデPLA2の結晶化の条件設定のために、海産生物由来の酵素としてカタクチイワシ内臓トリプシンアイソザイムIおよびIIを精製してそれらの結晶化を試みたところ良好な結晶を得る事ができ、アイソザイムIのX線結晶解析に成功した。ホスホリパーゼA2(PLA2,EC 3.1.1.4)は、リン脂質のsn-2位の脂肪酸を加水分解する酵素である。天然の食品乳化剤である大豆レシチンから、より乳可能の高いリゾレシチン(酵素分解レシチン)を製造するために、ブタ膵臓由来のPLA2が使用されてきた。しかしながら、近年、狂牛病や宗教上の理由から、ブタ由来のPLA2が敬遠される傾向にある。岸村は、未利用海産生物であるイトマキヒトデの幽門盲のう中に著しく高いPLA2活性を見いだした。本PLA2は市販のブタ膵臓PLA2と比較して約30倍高いレシチン分解活性を有し、その立体構造を明らかにすることは、本PLA2を利用する上で非常に重要である。昨年度までに、幽門盲のうから精製したPLA2および大腸菌発現PLA2のおおよその結晶化条件を得た。そこで本年度は、イトマキヒトデ幽門盲のうからカラムクロマトグラフィーによりPLA2を精製した。次いで、精製したPLA2を10mM Tris-HCl(pH8.0)に溶解して6mg/mlに調整した。これを結晶化サンプルとしてクリスタルスクリーン1および2キットを用いてハンギングドロップ蒸気拡散法で結晶化を試みた。その結果、0.1M HEPES(pH7.5)-1.5M LiSO_4の条件で結晶が析出した。また、昨年度までに、イトマキヒトデPLA2の結晶化の条件設定のために、海産生物由来の酵素としてカタクチイワシ内臓トリプシンアイソザイムIおよびIIを精製してそれらの結晶化を試みたところ良好な結晶を得る事ができ、アイソザイムIのX線結晶解析に成功した。本年度は、立体構造解析ソフト、Raster3D、MOLSCRIPTおよびSwiss-Protein Pdv Viewerを用いて詳細な立体構造解析を行い、立体構造解析法を修得するとともに、魚類トリプシンの新規な立体構造特性を明らかにした。