hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
エキゾチック・ペアリング超伝導の探索・評価

強い磁気相互作用を媒介とした新たな超伝導発現機構を持ったスピン一重項d波やスピン三重項状態p波・f波のクーパー対対称性を有したエキゾチック・ペアリング超伝導体の探索合成・物性評価を行い、その理論的解明を目的に研究を行うことによって水を層間に挟んだコバルト酸化物系の超伝導や銅酸化物高温超伝導体および様々な関連物質におけるエキゾチック超伝導の振る舞いを実験的、理論的に明らかにすることができた。強い磁気相互作用を媒介とした新たな超伝導発現機構を持ったスピン一重項d波やスピン三重項状態p波・f波のクーパー対対称性を有したエキゾチック・ペアリング超伝導体の探索合成・物性評価を行い,その理論的解明を目的に研究を行っている.対象物質としては,幾何学的フラストレート系の三角格子やカゴメ格子を含む層状酸化物である.その結果,水を層間に挟んだコバルト酸化物系で発見されている超伝導体Na_xCoO_2・yH_2Oに関して,核磁気共鳴(NMR)によるナイトシフトや核四重極共鳴(NQR)による縦緩和時間の測定を詳細に行うことによって,三角格子の磁気相関を媒介したスピン三重項超伝導体である可能性が高いことを実験的に明らかにした.理論的にも軌道縮退と小ホールによる強磁性揺らぎを介して6個のホールポケットがf波のスピン3重項ペアリングを形成する超伝導となることを示し,実験結果を説明することができた.また,銀のカゴメ格子を含む層状酸化物Ag_5Pb_2O_6が転移温度は50mKときわめて低いが超伝導を示すことを見出した.4d遷移金属元素の銀は周期表で銅の真下に位置し,銅酸化物高温超伝導体の電子状態との詳しい比較が今後の研究課題となる.その他,4d遷移金属元素Nbを含む新パイロクロア酸化物の開発に成功し,その低温物性を明らかにした.また,高温超伝導体(T1系)に関して弱磁場でのNMR実験を詳細に行うことによってVortex Coreの振る舞いを調べ,反強磁性オーダーが存在せずブラッググラスになっている可能性を示した.また理論的には,銅酸化物超伝導に関してはLa系とYBCO系のTc違いをd-Pモデルを用いて説明することができた.さらに,UPt3のスピン3重項超伝導のメカニズムをクーロン斥力の3次摂動し実験で示されているスピン3重項の超伝導を理論的に再現することができた.水分子をインタカレートしたコバルト酸化物超伝導体Na_XCoO_2・yH_2Oに関して,ソフトウェア化学の手法を用いてその超伝導転移Tcが1.8K未満から4.6Kまで変化する試料を合成することに成功し,それが^<59>Co核のNORの共鳴周波数ν_οによって系統的に整理できることを見出し,超伝導・磁気相図を作成することに成功した.その結果,この系の超伝導相は,強磁性的な相と隣接していることが明らかになり,超伝導機構が磁気的な相互作用を媒介している可能性が高いことが明らかになった.また,^<23>Na核のNMRの緩和時間T_1の測定から超伝導になる試料も磁気秩序を示す試料も転移温度状態において母体のNa_<0.7>CoO_2同様,強磁性的なスピン揺らぎが支配的で有ることが明らかになった.また,相関の強い電子系の超伝導の転移温度を求める理論を確立した.クーロン相互作用の強さが引力の有効質量を決定する.有効質量が大きいと繰り込み因子が小さくなり,転移温度が低くなる.これらの結果を4次摂動を用いたカゴメ格子を含む層状酸化物Ag_5Pb_2O_6(転移温度は52mK)について,単結晶の磁化率と電気抵抗率の詳しい測定から第I種超伝導体であることを明らかにした.また比熱や量子振動からは、有効質量の軽いほぼ自由電子とみなせるフェルミ面を持つ超伝導体であることを明らかにした.つまり,酸化物の中に単純な単一バンド金属電子状態を作り出した上で,それを超伝導化できることを示したことになる.強い磁気相互作用を媒介とした新たな超伝導発現機構を持ったスピン一重項d波やスピン三重項p波・f波のクーパー対対称性を有したエキゾチック・ペアリング超伝導体の探索合成・物性評価を行い、その理論的解明を目的に研究を行っている。対象物質としては、幾何学的フラストレート系の三角格子やカゴメ格子を含む層状酸化物である。その結果、水を層間に挟んだコバルト酸化物系で発見されている超伝導体NaxCoO2・yH20に関して、核磁気共鳴(NMR)によるナイトシフトや核四重極共鳴(NQR)による縦緩和時間の測定を詳細に行うことによって、三角格子の磁気相関を媒介した超伝導体であることを実験的に明らかにした。さらにソフト化学の手法を用いてその超伝導転移温度Tcが連続的に変化する試料を合成することに成功し、それらが59Co核のNQRの共鳴周波数νQによって系統的に整理できることを見出し、超伝導・磁気相図を作成することに成功した。

その結果、この系の超伝導相は、強磁性的な磁気相と隣接していることが明らかになり、超伝導機構が磁気的な相互作用を媒介している可能性が明らかになった。理論的にも軌道縮退と小ホールによる強磁性揺らぎを介してp波またはf波のスピン3重項ペアリングを形成する超伝導となることを示し、実験結果を説明することが明らかになった。また、Co系以外の成果としては、銀のカゴメ格子を含む層状酸化物Ag5Pb2O6が転移温度はきわめて低いが第1種超伝導を示すことを見出した。その他、T1を含むRu系パイロクロアの金属絶縁体転移において一次元的なハルデンチェーンが形成されている事を明らかにした。また、高温超伝導体(T1系)に関して弱磁場でのNMR実験を詳細に行うことによってVortex Coreの振る舞いを調べ、ブラッググラスになっていることを示した。また理論的には、相関の強い電子系の超伝導の転移温度を求める理論を確立し四次摂動を用いた理論計算によって確かめた。磁気相互作用を媒介とした新たな超伝導発現機構を持つ、スピン一重項d波やスピン三重項状態p波・f波のクーパー対対称性を持ったエキゾチック・ベアリング超伝導体の探索合成・物性評価を行い、その理論的解明を目的に研究を行っている。対象物質としては、幾何学的フラストレート系の三角格子やカゴメ格子を含む層状酸化物や正四面体の頂点共有三次元ネットワークによって形成されているパイロクロア格子を内包した系などを対象に合成・物性評価の研究を行い、以下の成果を得た。水を層間に挟んだコバルト酸化物系で発見されている超伝導体NaxCo02・yH20に関して、核磁気共鳴(NMR)、核四重極共鳴(NQR)測定を詳細に行うことによって、三角格子の磁気相関を媒介した超伝導体であることを実験的に明らかにした。さらにソフト化学の手法を用いてその超伝導転移温度Tcが連続的に変化する試料を合成することに成功し、それらが59Co核のNQRの共鳴周波数νQによって系統的に整理できることを見出し、超伝導・磁気相図を作成することに成功した。その結果、この系の超伝導相は、強磁性的な磁気相の両側に存在していることが明らかになり、超伝導機構が磁気的な相互作用を媒介としている可能性が高いことが明らかになった。また、物性の経時変化を測定することにより、超伝導(2)相→磁性相→超伝導(1)相と連続的に電子状態が変化するリエントラント現象を発見した。その他、(1)三角格子遍歴電子反強磁性体Cr(-Mo, V)B2系の反強磁性状態がスピン密度波状態的な電子状態であることを11B NMR測定によって明らかにした。(2)Ni3Al(遍歴電子強磁性体)やIn3Ce(高濃度近藤系反強磁性体)系を合成し、置換効果やC,B,Si等をその体心位置に導入した系の合成に成功しその量子臨界点近傍の物性を評価した結果、磁場の1/3乗にスケールした磁化の振る舞いや超伝導の発言など異常物性を明らかにした。また、理論的研究においては、超伝導の転移温度を定量的に決定する上で、フェルミ液体論に基づく繰り込みの重要性を明らかにした。それを用いて電子相関の強いLSCOがYBCOよりTcが低くなる理由を説明した。また、典型的な重い電子系の超伝導体CeCoIn5の超伝導機構と対称性、転移温度を理論的に説明した。さらに周期的アンダーソン模型を用いてフェルミ液体論の繰り込みとf-電子のクーロン斥力をきちんと取り扱うことが大切であることを示した。特に磁性についても考察する.(山田)
硫化水素の神経細胞保護作用機構の解明

毒ガスとして知られる硫化水素(H2S)が、意外なことに細胞保護作用を持つことを私たちは発見した。H2Sは内在性抗酸化物質グルタチオン(GSH)を増やして抗酸化ストレス作用を発揮する。今回の研究から、H2Sの作用はGSH合成の基質システインを増やすこと、合成されたGSHをミトコンドリアに蓄積させることが分かった。H2Sの細胞保護作用は、in vitro、in vitroの複数のモデルで確認され、多方面での臨床応用が期待される。私たちは、硫化水素(H_2S)が未熟な神経培養細胞において、酸化的ストレスによる細胞死を防ぐことを報告した。これは、H_2Sにより内因性抗酸化物質であるグルタチオン(GSH)が増大したためで、その機構としてH_2Sによりシスチン・グルタミン酸トランスポーターを介したシスチンの細胞内取り込みが増加しGSHの基質が増えたためと分かった。本年度はこれに加えて、H_2Sにより細胞外シスチンがシステインに還元され、それが速やかに細胞に取り込まれてGSH合成に利用されることを見いだした。細胞内システイン増加は、非内在性の強力な還元剤β-メルカプトエタノール(β-me)やジチオスレイトールでも認められたが、H_2Sはβ-meなどと比べて、システインからGSHへの合成効率が高いこと、またGSH合成酵素阻害剤の抑制を受けにくいことから、H_2Sは、β-meとは異なり、GSH合成酵素を活性化することが示された。これはH_2Sが還元力に依存しない作用を持つことを示しており、H_2Sの作用の多彩さを説明する知見として興味深い。またH_2S合成酵素の過剰発現によりミトコンドリア(MITO)のH_2S産生を増加させると、神経細胞が酸化ストレス抵抗性を示すようになることから、MTOで合成されたH_2Sがこのオルガネラ内の酸化ストレスを直接抑えていることも分かった。さらにH_2Sにより、MITOのGSHが大きく増加することも分かった。MITOはそれ自体ではGSHを合成できないため、H_2Sが細胞質からMITOへの輸送や取り込みに関わる可能性がある。つまり、細胞死のシグナル伝達の収束点として重要なMITOにおいて、H_2Sが積極的に細胞保護作用を発揮することを示唆している。H_2Sによる細胞保護作用の機構の解明は、酸化的ストレス関連の慢性疾患治療に直接貢献できると考えている。1.私たちは最近、3-mercaptopyruvate sulfurtransferase(3MST)が第3の硫化水素(H_2S)生産酵素として働くことを報告した。3MSTのH_2S生産にはDTTなど還元剤が必要だが、この還元作用を担う内在性物質は不明であった。今回これが、チトレドキシンおよびジヒドロリポ酸であることを明らかにした。このことは3MSTが第3のH_2S生産酵素として機能していることを示しており論文に発表した(Biochem J 439,479-485,2011)。2.私たちは、未熟な神経培養細胞においてH_2Sが内在性のグルタチオンを増やして細胞保護作用を示すこと、H_2Sによる細胞保護機構には還元力による作用と、還元力に依存しない作用があることを報告した。H_2Sにより特にミトコンドリアのGSHが増えること、そしてミトコンドリア局在性のH_2S合成酵素3MSTとその基質生産酵素cysteine aminotransferase(CAT)を過剰発現させた細胞では、酸化ストレス抵抗性が増大したことから、H_2Sはミトコンドリアにおける重要な酸化的ストレス防御物質と考えられる。3.私たちは、マウスの網膜神経においても3MSTとCATが局在することを見出した。また、網膜神経では、H_2Sが液胞型ATPaseを活性化してCa2+流入を阻害し、細胞内Ca2+濃度を低く保ち細胞死を防ぐというH_2Sによる新しい細胞保護メカニズムを発見した。マウス網膜光障害モデルでは、外穎粒層に細胞死とDNA損傷が発生するが、H_2Sはこの障害も強く抑えることを見出し、論文に発表した(J Biol Chem 286,39379-39386,2011)。同じガス性メッセンジャーである一酸化窒素(NO)の細胞保護作用は、その代謝産物ペルオキシナイトライトにより拮抗されてしまうが、ラジカルを生成しないH_2Sはより効率的に細胞保護作用を現わすと考えられ、ストレス性疾患への応用が期待される。1.私たちは、硫化水素(H_2S)添加または神経興奮により、アストロサイトへCa2+が流入して細胞内Ca2+が上昇し、それがCa2+ウェーブとして伝わることを見いだした。また神経とアストロサイトの相互作用によりシナプス活性が調節されることを既に報告した(FASEB J, 18, 1165-7,2004)。

アストロサイトでのCa2+流入に関与する感受性分子(受容体)は同定されていなかったが、最近、私たちはtransient receptor potential(TRP)A1チャネルの活性化によりアストロサイトでのCa2+応答が誘導されることを見いだした。またTRPA1チャネルを活性化する分子として、H_2Sから産生するポリサルファイドを同定した。ポリサルファイドは、H_2Sの300分の1の濃度で同等の活性をもつため、H_2S誘発性シグナリングで生体内シグナル分子として働く可能性を提起した(FASEB J,27,2013)。動物を使用したin vivoの実験が遅れ気味である。本研究所では、新規動物棟の建設、運用開始に伴い、旧動物棟の取り壊しが予定されていたが、2011年3月の東日本大震災の影響で新規動物棟の完成が大幅に遅延した。また、旧動物棟では寄生虫などの感染が確認され、動物棟内の実験室の使用が制限された。以上の理由により、in vivoの実験に支障をきたしている。2012年5月から新規動物棟の運用が開始したため、今後in vivoの実験を積極的に進める予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。今までに蓄積したin vitroでの成果に基づき、今年度は細胞レベルおよびin vivoにおける硫化水素の細胞保護作用に注目して研究を進める予定である。
日本版ＵＲＡに最適なロールモデル及びキャリアパスの構築について

本研究では、日本の大学において必要性が高まっているリサーチ・アドミニストレーター(URA)にとって最適なロールモデル及びキャリアパスを構築するため、日本及び米国のURAやURA相当職へ質問調査を行った。日本では5機関10人のURAやURA相当職へ対面式のインタビュー調査を行った。全国の大学においてURAが雇用され始め、その数は比較的に増大したが、各大学におけるURAの認知度は執行部以外では未だに低いということであった。また、各大学のURA組織は教員組織や事務組織と物理的に離れた場所に配置されており、インフォーマルな場での知識共有を阻害する1つの要因と考えられる。加えて、URAを多数雇用している大学は、本部担当URAの他に部局担当のURAも配置しているが、URA組織設立当初から雇用されているURAと、組織が成熟した後に加入したURAとが価値観を共有することが難しいとのことであった。米国ではスタンフォード大学の研究者から紹介を受けたハワイ在住の外部資金獲得コンサルタントにメールによる質問調査を行った。日本の大半の大学ではURAの採用条件に博士号が入っているが、当人によれば、何かの研究に精通しているとういことはこの業種で必須ではなく、むしろどのような研究においても人にわかりやすくストーリー仕立てで伝えることができる能力や、複数の複雑な研究内容を申請書の中でうまく統合していくという能力が求められるということであった。以上の調査から、URAにとって最適なロールモデルおよびキャリアパスを構築するためには、組織配置の改善による知識共有とURAの認知度向上、URA間での価値観の共有、URAに必須のスキルについて更に掘り下げていく必要があり、これまでのインタビュー結果から抽出した要素を含めた大規模な質問票調査を行う必要があることが明らかとなった。
ナショナルデータを用いた労働者世代の職業別の健康指標の推移と必要な対策の検討

本研究の目的は、ナショナルデータを用いて、1)男性と女性の労働者世代における職業別の死亡率の推移のアップデート(2015年)を行うこと(人口動態職業・産業別統計)、2)職業別の健康指標(生活習慣、自覚的健康感等)の近年の推移(国民生活基礎調査等)を明らかにし、健康を高める効果的な対策について検討を行うことである。本研究ではこれまで対象としていなかった女性も対象に含め、近年の社会経済の変化と職業別の健康指標の推移との関連を明らかにし、職業ごとの特徴に応じた効果的な予防策を提案する。昨年度は、ナショナルデータの申請についての準備として、厚生労働省とのやりとりを行いデータを取得した。今年度はいただいた人口動態職業・産業別統計のデータを解析し、論文の結果として一通りのまとめを行った。2010年から2015年における社会環境の変化、特に労働者の健康に影響を与えそうな要因などについてとりまとめを行った。2010年から2015年の間にわが国では東日本大震災があったこと、またその後はアベノミクスに代表される用語のように経済再生を目指した取り組みがあった。そうしたことにより、現在の失業率の低下にもつながる経済基盤の活性化があった。こうした状況を考慮して、2015年の労働者の死亡データがどのようになっているかを今後検討する。想定としては、2015年においては死亡率の低下ならびに職業間の格差が減少していることが期待される。データは解析に至り、論文化も4編進んでいる。来年度はこれまで解析したデータの論文化を行う予定である。優先度としては、自殺、心筋梗塞、がん、脳梗塞という順番である。また、中高年労働者縦断調査も同様に解析を進め、再来年度の早々に論文が掲載できるようなタイムラインで進める。また、学会発表も並行して行い、広く結果を社会に還元する。本研究では、これまで対象としていなかった女性も対象に含め、近年の社会経済の変化と職業別の健康指標の推移との関連を明らかにし、職業ごとの特徴に応じた効果的な予防策を提案する。本年度は、ナショナルデータの申請についての準備として厚生労働省とのやりとりを行った。2010年から2015年の間に我が国では、東日本大震災があったこと、またその後はアベノミクスに代表される用語のように経済再生を目指した取り組みがあった。研究協力者とは、今後の解析のあり方などについても確認を行い、データ入手後にはすぐに解析が行えるようにしている。データの入手、ならびに共同研究者とのやりとりなどは順調に行われている。今年度は、データの入手ならびに解析を行うこととしている。データと職業毎の経済環境などと照らし合わせて背景の要因などについて検討を行う。今年度は厚労省のデータ提供が遅れたため、データのコーディングなどの費用が次年度に繰り越すこととなった。また学会発表なども次年度に行うこととなった。

今年度は解析がメインとなり費用は極力節約した。次年度からは論文の掲載費用などが予定必要となる。海外の論文掲載料としては1件が15万から30万と高額になっているため、雑誌のインパクトと、費用の両方を考慮して雑誌の選択を行うなどして節約に努める。また、海外での学会発表は本来業務が転職により多忙であったことで実施されなかったが、次年度以降は計画通りの予定である。
特異な骨格を持つ生理活性アルカロイド、チュベロステモニン類の不斉合成研究

本研究において、既にトリエン体の分子内不斉Diels-Alder反応をキ-ステップに用いたチュベロステモニン類に共通な三環性重要中間体の高立体選択的構築法を確立している。そしてこの共通重要中間体から官能基を適当に変換後、分子内N-アルキル化法によりアゼパン環を収率良く構築することができ、天然物ステニンを光学活性体として全合成することに成功した。次に、同じ合成中間体から天然物チュベロステモニンを合成する際に問題となるC, E環部の構築法をモデル化合物を用い検討した。即ち、D環部に相当する化合物としてプロニンを出発物質とし、C環構築に必要な側鎖の延長を行い、Ruを触媒として用いるプロリン環の酸化反応によりE環部の導入に必要なN-アシルN, 0-アセタールを調製した。そして我々がイミニウムイオンとシリルジェノールエーテルとの付加反応において、既に見い出しているthreo選択的な条件、即ちジエチルエーテル中-78°CでLewis酸としてTMOSTfを用いて付加反応を行ったところ、望む立体配置を有する付加体を高立体選択的に得ることに成功した。最後に上記と同じ方法によりC環を構築し、C, D, E環部の合成法を確立した。次に、実際の合成中間体について同条件下シリルジエノールエーテルとの付加反応を行ったところ、ほぼ1:1の比率で付加体を得た。現在、これらの付加体の立体配置の決定及び立体選択性の向上を検討中である。さらにチュベロステモニン類の合成法が確立すれば、種々の類縁体を合成して、天然物、類縁体、合成中間体等の神経系に対する生理活性試験を行い構造活性相関も探る予定である。
若年発症糖尿病におけるHNF転写調節カスケードの研究

1.日本人若年発症糖尿病患者に対する遺伝子変異スクリーニング<研究分担者:檜尾好徳(遺伝子変異解析)、鈴木進(対象患者資料の構成と臨床解析)>相互に非近親な1型および2型の日本人若年発症糖尿病患者および日本人非糖尿病対照から,試料提供者やその血縁者の人権と利益を保護することを確認する十分なインフォームドコンセントのもとに血液を採取,DNAを抽出し,HNF-3β遺伝子を含むHNF遺伝子変異スクリーニングをSNPsも含め全エクソン、プロモーター領域およびイントロン領域で直接塩基配列決定法により行った.2.遺伝子変異解析<研究分担者:檜尾好徳(遺伝子変異解析)、平井完史(遺伝子変異解析)>HNF-1α遺伝子の計11種の多型のうちL17L(51C/G)多型とI27L(79A/C)多型に関して、若年発症糖尿病患者における発症年齢、BMIおよび拡張期血圧がそれぞれG、Cアリルで有意に高値であった(p<0.005).この傾向は正常対照群には認められなかった.また、正常対照群に認めない7種の遺伝子変異のうち、3種のミスセンス変異(R244S、S381K、A408G)を認めた.このうちR244S変異は発端者の母親の糖尿病患者にも認められた.HNF-1β遺伝子に関しては、既知の2種の多型を認めた.HNF-3β遺伝子に関しては、4種の既知の多型のうち、promoter領域nt 537(A to G)多型とコドン279(A to G)多型において、若年発症群でのAアリルが正常対照群より優位であった(p<0.005).また同遺伝子エクソン1に2種の新しい塩基変異(nt645、nt666)を認めた.本研究結果から、家族歴を有する若年発症糖尿病患者において、HNF-1α遺伝子エクソン1多型が遺伝性若年発症糖尿病の病像の多様性に関わる可能性が示唆された。日本人若年発症糖尿病患者に対する遺伝子変異スクリーニング<研究分担者:檜尾好徳、平井完史(遺伝子変異解析)、鈴木進(対象患者資料の構成と臨床解析)>HNF-1α遺伝子変異スクリーニングを193名の日本人NIDDM患者のDNAに対して行い、4種のミスセンス変異および3種のフレームシフト変異を、HNF-1β遺伝子変異スクリーニングを57名の日本人MODY患者のDNAに対して行い、そのうち1種のナンセンス変異を、HNF-4α遺伝子変異スクリーニングを57名のMODY患者に対して行い、1種のミスセンス変異を同定した。HNF-1αに関しては、9種の多型のうち、5種はエクソン内に、5種はイントロン内に認めた。これらの多型のうちエクソン1コドン27A/C多型およびエクソン7コドン459C/T多型においてそれぞれアリルC,Tと発症年齢との相関が認められた(p<0.05)。また、エクソン1コドン17C/G多型およびエクソン1コドン27A/C多型においてそれぞれアリルG、CとBMIとの相関が認められた。(p<0.05)。これらとは別に、非糖尿病患者に認めない5種の変異をエクソン1、2、4に1種づつ、エクソン6に2種認めた。これら5種のうち、3種はアミノ酸変異をともない、そのうち1種はDNA結合ドメインに存在した。

HNF-3βに関しては、8種の塩基置換が認められ、そのうち4種は我々が既に報告した多型(5 ́上流に1種、エクソン3に3種)、2種は既に報告した変異(S109N,A328V)であったが、エクソン1に2種の新しい変異(nt645,666)を認め、これらは報告が無い。遺伝歴を有する若年発症糖尿病患者で、HNF遺伝子の多型および塩基変異を認め、同遺伝子多型が糖尿病の臨床像と相関することを認めた。これらが、遺伝性若年発症糖尿病の病因に関わる可能性が示唆された。これらの結果よりHNF-1αやHNF-3β遺伝子変異の検索およびその機能解析は、他の糖尿病関連遺伝子変異が認められない2型および1型を包含する若年発症糖尿病の発症機序解明に貢献すると考えられる。1.日本人若年発症糖尿病患者に対する遺伝子変異スクリーニング<研究分担者:檜尾好徳(遺伝子変異解析)、鈴木進(対象患者資料の構成と臨床解析)>相互に非近親な1型および2型の日本人若年発症糖尿病患者および日本人非糖尿病対照から,試料提供者やその血縁者の人権と利益を保護することを確認する十分なインフォームドコンセントのもとに血液を採取,DNAを抽出し,HNF-3β遺伝子を含むHNF遺伝子変異スクリーニングをSNPsも含め全エクソン、プロモーター領域およびイントロン領域で直接塩基配列決定法により行った.2.遺伝子変異解析<研究分担者:檜尾好徳(遺伝子変異解析)、平井完史(遺伝子変異解析)>HNF-1α遺伝子の計11種の多型のうちL17L(51C/G)多型とI27L(79A/C)多型に関して、若年発症糖尿病患者における発症年齢、BMIおよび拡張期血圧がそれぞれG、Cアリルで有意に高値であった(p<0.05).この傾向は正常対照群には認められなかった.また、正常対照群に認めない7種の遺伝子変異のうち、3種のミスセンス変異(R244S、S381K、A408G)を認めた.このうちR244S変異は発端者の母親の糖尿病患者にも認められた.HNF-1β遺伝子に関しては、既知の2種の多型を認めた.HNF-3β遺伝子に関しては、4種の既知の多型のうち、promoter領域nt 537(A to G)多型とコドン279(A to G)多型において、若年発症群でのAアリルが正常対照群より優位であった(p<0.05).また同遺伝子エクソン1に2種の新しい塩基変異(nt645、nt666)を認めた.本研究結果から、家族歴を有する若年発症糖尿病患者において、HNF-1α遺伝子エクソン1多型が遺伝性若年発症糖尿病の病像の多様性に関わる可能性が示唆された.
PT対称な量子光学系の実現による革新的量子状態制御の探索

本研究では,量子光学的な実験技術を駆使することにより光子の流出入効果の制御を実装,純粋な量子系において,厳密なPT対称性を有する開放量子系を初めて実現することを目的とする.これにより,従来の手法とは全く異なる,PT対称性を用いた革新的な量子状態制御手法,及び革新的デバイスの開発,さらには開放量子系に関する基礎物理学の発展への道を拓くことを目指す.平成30年度は,PT対称性を有するスケーラブルな量子光学系を実現するために,(1)光子の流出入過程の実装に向けた基礎的な検証実験,(2)光子の高速な時間制御に関する検討,(3)実現するPT対称な時間発展に関する理論的な検討,の3つの項目に関して研究を進めた.項目1に関しては,まず,波長405nmの連続波レーザー光をポンプ光として,提案している非線形光学過程を用いた光子流入系を構築した.そして,増幅用のLED光(波長805nm)の強度に応じて,入力した光子レベルの微弱光(波長815nm)の増幅率が変化すること,つまり,制御可能であることを確認した.また,光子の流出過程については,市販の光学素子を工夫して用いることで実現できることを確認した.項目2に関しては,光子の高速な時間制御系に求められる装置の性能を計算した.そして,その必要な性能を満たす高速かつ,高透過率な電気光学変調装置を選定した.項目3に関しては,PT対称な時間発展について,具体的にどのような非エルミートなハミルトニアンを実現するか理論的に検討した.また,その実験的な実装方法についても議論を進めた.平成30年度は,目標としていた,光子の流出入過程の実装に向けた基礎的な検証実験を進め,光子の流入効果については,入力した光子レベルの微弱光の増幅率が,別の光(制御光)の強度によって制御可能であることが確認できた.光子の流出過程については,市販の光学素子を工夫して用いることで実現できることが確認できた.さらに,光子の高速時間制御系についても,求められる装置性能を計算し,装置の選定を進めることができた.また,PT対称な時間発展について,具体的にどのような非エルミートなハミルトニアンを実現するか理論的に検討し,その実験的な実装方法についても議論を進めた.これらの理由により,おおむね順調に進展していると考えられる.まず,光子の流入過程の基礎的な検証実験について引き続き研究を進める.平成30年度は,ポンプ光に連続波レーザー光を用いたが,次年度は,ポンプ光をパルスレーザー光にして,光子の流入効果を高める予定である.同時に,平成30年度に設計,装置の選定を行った,光子の高速時間制御系を構築,上記と組み合わせることで,光子の流出入効果を持った真のPT対称な量子系の原理検証実験を進める.本研究では,量子光学的な実験技術を駆使することにより光子の流出入効果の制御を実装,純粋な量子系において,厳密なPT対称性を有する開放量子系を初めて実現することを目的とする.これにより,従来の手法とは全く異なる,PT対称性を用いた革新的な量子状態制御手法,及び革新的デバイスの開発,さらには開放量子系に関する基礎物理学の発展への道を拓くことを目指す.平成30年度は,PT対称性を有するスケーラブルな量子光学系を実現するために,(1)光子の流出入過程の実装に向けた基礎的な検証実験,(2)光子の高速な時間制御に関する検討,(3)実現するPT対称な時間発展に関する理論的な検討,の3つの項目に関して研究を進めた.項目1に関しては,まず,波長405nmの連続波レーザー光をポンプ光として,提案している非線形光学過程を用いた光子流入系を構築した.そして,増幅用のLED光(波長805nm)の強度に応じて,入力した光子レベルの微弱光(波長815nm)の増幅率が変化すること,つまり,制御可能であることを確認した.また,光子の流出過程については,市販の光学素子を工夫して用いることで実現できることを確認した.項目2に関しては,光子の高速な時間制御系に求められる装置の性能を計算した.そして,その必要な性能を満たす高速かつ,高透過率な電気光学変調装置を選定した.項目3に関しては,PT対称な時間発展について,具体的にどのような非エルミートなハミルトニアンを実現するか理論的に検討した.また,その実験的な実装方法についても議論を進めた.平成30年度は,目標としていた,光子の流出入過程の実装に向けた基礎的な検証実験を進め,光子の流入効果については,入力した光子レベルの微弱光の増幅率が,別の光(制御光)の強度によって制御可能であることが確認できた.光子の流出過程については,市販の光学素子を工夫して用いることで実現できることが確認できた.さらに,光子の高速時間制御系についても,求められる装置性能を計算し,装置の選定を進めることができた.また,PT対称な時間発展について,具体的にどのような非エルミートなハミルトニアンを実現するか理論的に検討し,その実験的な実装方法についても議論を進めた.これらの理由により,おおむね順調に進展していると考えられる.まず,光子の流入過程の基礎的な検証実験について引き続き研究を進める.

平成30年度は,ポンプ光に連続波レーザー光を用いたが,次年度は,ポンプ光をパルスレーザー光にして,光子の流入効果を高める予定である.同時に,平成30年度に設計,装置の選定を行った,光子の高速時間制御系を構築,上記と組み合わせることで,光子の流出入効果を持った真のPT対称な量子系の原理検証実験を進める.(理由)次年度使用額が生じた主な理由は,当初購入予定だった光子検出器を購入しなかったためである.平成30年度は,すでに保有している光子検出器が一時的に利用可能であったため,それを利活用した.(使用計画)次年度のできるだけ早い時期に,光子検出器を購入する.また,当初の予定通り,光子の高速時間制御用の電気光学(EO)変調器とドライバ1式を購入する.残額については,消耗品の購入,共同研究者との議論や成果発表のための旅費等に使用する予定である.
動的錯体による応答性配位空間の創出と機能の多段階制御

外部因子応答性の機能性分子の研究が近年活発に行われるようになってきたが、多段階の協同性や応答性、これを利用したlogic gateといった動的機能を有する分子は興味深いターゲットであるにもかかわらずその報告例は非常に少ない。そこで本研究では配位結合を利用した自己集積により、柔軟な構造をもつ多元応答性配位空間の構築を行い、分子情報の伝達や機能の変換および増幅を目指した研究を進めた。そこで配位結合による自己組織化・自己集積化による機能場の創成を構築の基本的ストラテジーとした。さらにこの場に、ゲストの添加、酸化還元など外部因子を用いた構造および機能に対する摂動を加えることによって、協同的で動的な機能の多段階制御の実現が可能な配位空間の創出を目指した。擬クリプタンドによる応答性配位空間の創出として以下の検討を行った。球状配位空間として、正八面体型の鉄一ビピリジン錯体部を構成要素とする擬クリプタンド型アニオンレセプターを設計した。認識場となる空間を包み込むように三つの尿素部位を導入し、効果的なアニオンの包接にふさわしい構造とした。この系においては、認識場の近傍に位置する鉄一ビピリジン錯体部とゲストの静電相互作用の大きさをレドックスにより変化させることで、アニオン認識能を劇的に変化させることに成功した。また我々が開発した新規配位子であるsalamoのC字型誘導体を基本骨格に用い、静的構造および動的性質(配座変換・化学反応)の制御として、「球状配位空間」に取り込まれるイオンの種類に応じた錯林分子の動的な配座変換(らせん反転)速度の制御を実現することができた。外部因子を用いた構造および機能に対する摂動を加えることによって、協同的で動的な機能の多段階制御の実現が可能な配位空間の創出を行うことを目的に研究を行った。末端にビピリジンを有するトリポダンド1は前年度の検討から、正八面体型の鉄-ビピリジン錯体部をもつ擬クリプタンド型アニオンレセプターとなり、高いレドックス応答性を示すことが明らかとなっている。本年度は、発光性など多様な機能が期待できる1のRu(II)錯体を合成し、その機能を検討した。1とRuCl_3を反応させ、続いてAgPF_6を作用させると1・Ru(II)・(PF_6)_2が32%の収率で得られた。この錯体はDMF中でルテニウムトリスビピリジン錯体に特徴的なMLCT吸収を451nmにもち、609nmの発光をもつことがわかった。またその空孔にはハロゲン化物イオン、特に塩化物イオンを包接することが、NMRによる検討から支持された。さらに、X線結晶構造解析によって、塩素イオンが尿素部位との水素結合によって取り込まれていることが明らかとなった。Fe錯体の場合と同じように、このRu錯体も可逆なレドックス応答性を示し、塩化物イオンの取り込みが錯体部の電荷によって大きく変化することがわかった。例えば、1・Ru(II)を一電子還元すると会合定数は10分の1に、これをまた一電子還元するとさらに6分の1となり、アニオンと錯体部位の静電的相互作用がこの取り込みに重要な働きをしていることがわかった。またFe錯体では分解が起こる酢酸アニオンに対してもこのRu錯体は認識能を持つことが明らかとなった。ハロゲン化物アニオンの添加は1・Ru(II)の発光強度を増大させることもわかり、発光出力を利用したアニオンのセンシングの可能性も示すことができた。
関節リウマチにおけるマイクロRNAによるインテグリンの制御に関する研究

本研究は、関節リウマチ(RA)の病態におけるmiRNA-124の関与をインテグリンβ1制御の面から明らかにし、miRNAによるRAの病態解明と診断・治療への応用を図ることを目的とし、以下の結果を得た。(1)RA患者培養滑膜細胞にmiR-124を強制発現させると、インテグリンβ1の発現減少が見られた。(2)ラット・アジュバント関節炎モデルで、miR-124を投与したところ、関節炎の軽減が認められた。さらに関節組織において、インテグリンβ1の発現低下を認めた本研究は、関節リウマチ(RA)の病態におけるmiRNA-124の関与をインテグリンβ1制御の面から明らかにし、miRNAによるRAの病態解明と診断・治療への応用を図ることを目的とし、以下の結果を得た。さらに関節組織において、インテグリンβ1の発現低下を認めた本研究は、関節リウマチ(RA)の病態における新たなRNA干渉因子miRNA-124の関与をインテグリンβ1制御の面から明らかにし、miRNAによるRAの病態解明と診断・治療への応用を図ることを目的とする。そのため平成22年度は、インテグリンβ1への作用を中心に明らかにするために培養細胞およびラットを用いて実験を行い、以下の結果を得た。(1)インテグリンβ1へのmiR-124の効果の検討。RA患者由来滑膜の組織染色にてインテグリンβ1の発現増強を確認した。患者培養滑膜細胞(RA-FLS)にmiR-124の前駆体pre-miR-124をLipofectamine2000と混合して添加しmiR-124をRA-FLSに強制発現させて、インテグリンβ1の発現の変化をFCMで検討したところ、インテグリンβ1の発現減少が見られた。(2)ラット・アジュバント関節炎モデルでのmiR-124発現の評価。ラット・アジュバント関節炎モデルで、関節炎はday10頃ころより発症するが、miR-124を投与したところ、関節炎誘導ラットの関節炎の軽減が認められ、組織学的検討を進めている。以上の結果より、インテグリンβ1の発現を減少させる機序によりmiR-124をリウマチ関節炎に使用できる可能性が示唆された。本研究は、関節リウマチ(RA)の病態における新たなRNA干渉因子miRNA-124の関与をインテグリンβ1制御の面から明らかにし、miRNAによるRAの病態解明と診断・治療への応用を図ることを目的とする。そのため平成23年度は、22年度に引き続き、インテグリンβ1への作用を中心に明らかにするために培養細胞およびラットを用いて実験を行い、以下の結果を得た。ラット・アジュバント関節炎モデルで、miR-124を投与したところ、関節炎誘導ラットの関節炎の軽減が認められた。さらに組織学的検討により、関節組織において、インテグリンβ1の発現低下を認めた。現在、組織中で主にインテグリンβ1を発現している細胞の同定と、その細胞におけるインテグリンβ1の発現低下を確定する実験を進めている。以上の結果より、インテグリンβ1の発現を減少させる機序によりmiR-124をリウマチ関節炎に使用できる可能性が強く示唆される。miRBaseを含む複数のデータベースでmiR-124の標的候補分子としてβ1インテグリン(以下β1)があがった。RA病態へのβ1の広汎な関与が知られており、RAではmiR-124の発現低下のためにβ1の発現が調節されないことがRA滑膜の炎症を促進しているのではないか、miR-124を高発現させればβ1の媒介する多彩な炎症機転を阻止できるのではないか、という仮説のもと研究を行った。本研究の成果は以下の通りである。1)関節リウマチ患者滑膜細胞由来の細胞株E11に、miR-124を強制発現させるとβ1の発現が抑制されることを明らかにした。2)ルシフェラーゼにてβ1の5'-UTRに対すmiR-124の影響を検討すると、miR-124は塩基配列特異的にβ1の5'-UTRに結合し、β1の発現を抑制することがわかった。3)E11を用いて、Pre-miR-124を投与後にRISC複合体に高濃度にmiR-124が取り込まれることをRIPアッセイにて証明した。4)ラット・アジュバント関節炎モデルにおいて、pre-miR-124を関節内投与すると、関節内miR-124濃度が上昇した。

5)同モデルでPre-miR-124投与が関節腫張が有意に軽減し、関節組織の組織学的検討にて細胞浸潤や骨破壊が抑制されることを明らかにした。以上の結果から、miR-124が実験的関節炎モデルにおいて、関節炎軽減効果をもつこと、miR-124がβ1の発現をmRNAの翻訳レベルで抑制していることが明らかになったmiR-124が接着因子の発現調節に関与していることは、関節環境において多彩な細胞間相互作用に影響していることを示唆し非常に興味深い。今後骨破壊に重要な役割を果たす破骨細胞とmiR-124との関係を追求し、そのなかでβ1がどのような制御を受けているか明らかにして行きたい。ラット関節炎組織にインテグリンβ1発現が認められることと、インテグリンβ1発現がmiR-124により抑制されることが確認されたので、次の細胞生物学的機序の解明に進める段階に来た。24年度が最終年度であるため、記入しない。ラット組織において、TRAP染色により染まる細胞(破骨細胞)とインテグリンβ1に染まる細胞の分布が一致しており、これを組織学的に確定する。つぎに、ヒトやラットの破骨細胞を試験管内で誘導し、miR-124のインテグリンβ1発現への影響を検証する。
小学生を対象とした視写による作文学習の効果の検討

2018年度においては,2018年4月2019年3月にかけて,視写による作文学習を全学年で1年間ほぼ毎日行う(なお小学校1年生については,2018年10月2019年3月まで視写による作文学習を行う)公立小学校1校(実験群)と,2018年4月2019年3月にかけて通常の教育活動のみを行う公立小学校2校(統制群)で,2018年4月(事前,1年生の場合は9月)と2019年3月(事後)に,同一の「作文力を調査する文章力調査問題」,「文章読解力を調査する教研式読書力診断検査」,「自力で文章を書くことに対する意識を調査する質問紙」に取り組んでもらい,そのデータの収集を行った。残念ながら,実験群の小学校においては,当該小学校の都合により,複数の学年で2018年4月2019年3月にかけて視写による作文学習を全学年で1年間ほぼ毎日行う(なお小学校1年生については,2018年10月2019年3月まで視写による作文学習を行う)ことができなかったため,本研究に必要なデータを得ることができなかった。しかし,次年度,同条件で本研究に協力いただける複数の新たな公立小学校(本研究に全学年が協力いただけるわけではなく学年が限られているので,複数の小学校となっている)を見つけることができているので,本研究に必要なデータは次年度末に得られる予定になっている。統制群の2校については,必要なデータを得ることができ,事前の「文章読解力を調査する教研式読書力診断検査」については採点が終了し,その結果を当該小学校へすでに報告済みである。また,事前と事後の「自力で文章を書くことに対する意識を調査する質問紙」についても集計が完了しているので,次年度の早い段階で,その結果を当該小学校へ報告する予定である。実験群の小学校において,当該小学校の都合により,本研究に必要なデータを得ることができなかった。しかし,次年度,2019年4月2020年3月にかけて視写による作文学習を1年間ほぼ毎日行っていただける(なお小学校1年生については,2019年10月2020年3月まで視写による作文学習を行う)複数の新たな公立小学校(本研究に全学年が協力いただけるわけではなく,学年が限られているので,複数の小学校となっている)を見つけることができている。本研究に必要なデータを本年度に収集し終わる予定であったが,次年度の予定になったため「やや遅れている」を選択している。2019年度は,本研究に必要な実験群のデータの収集を行うとともに,収集できている統制群のデータや4月当初に得られる実験群の事前のデータを処理していく(ただし,「作文力を調査する文章力調査問題」においては一部ルーブリック評価を実施するため,その部分については実験群のデータが全て揃ってからとなる)。また,実験群の複数の新たな公立小学校(本研究に全学年が協力いただけるわけではなく,学年が限られているので,複数の小学校となっている)において,本研究に必要なデータが得られる予定になっているのは,1年生1クラス,2年生1クラス,5年生3クラス,6年生1クラスである。当初予定していた,全学年のデータを得ることはできないが,当該小学校の都合もあるため,4学年のデータを基に,視写による作文学習の効果を検討していくことになる。その際,5年生などは3クラスでデータを得ることができる予定であるため,5年生においては視写による作文学習の効果について,より信頼性の高いデータで論じることができると考える。

しかし,次年度,2019年4月2020年3月にかけて視写による作文学習を1年間ほぼ毎日行っていただける(なお小学校1年生については,2019年10月2020年3月まで視写による作文学習を行う)複数の新たな公立小学校(本研究に全学年が協力いただけるわけではなく,学年が限られているので,複数の小学校となっている)を見つけることができている。本研究に必要なデータを本年度に収集し終わる予定であったが,次年度の予定になったため「やや遅れている」を選択している。2019年度は,本研究に必要な実験群のデータの収集を行うとともに,収集できている統制群のデータや4月当初に得られる実験群の事前のデータを処理していく(ただし,「作文力を調査する文章力調査問題」においては一部ルーブリック評価を実施するため,その部分については実験群のデータが全て揃ってからとなる)。また,実験群の複数の新たな公立小学校(本研究に全学年が協力いただけるわけではなく,学年が限られているので,複数の小学校となっている)において,本研究に必要なデータが得られる予定になっているのは,1年生1クラス,2年生1クラス,5年生3クラス,6年生1クラスである。当初予定していた,全学年のデータを得ることはできないが,当該小学校の都合もあるため,4学年のデータを基に,視写による作文学習の効果を検討していくことになる。その際,5年生などは3クラスでデータを得ることができる予定であるため,5年生においては視写による作文学習の効果について,より信頼性の高いデータで論じることができると考える。本年度,実験群の公立小学校において,当該小学校の都合により,本研究に必要なデータを得ることができなかった。当初,実験群のデータ処理などに執行する予定であった費用が,本年度執行することができなかったため,次年度使用額が生じた。しかし,次年度に本研究に必要な実験群のデータを別の複数の公立小学校において収集できることになった。当該の複数の公立小学校において,本研究に必要な実験群のデータを収集し,分析するために「次年度使用額」を使用する計画である。
光受容タンパク質・ファラオニスフォボロドプシンの構造と機能

高度好塩好アルカリ性菌N.pharaonisのフォボロドプシン様タンパク質、ファラオニスフォボロドプシン(ppR)を大腸菌の膜に発想させた組換え体を用い、次のようなことを明らかにした。1.プロトン輸送能好塩菌にはバクテリオロドプシン(bR)、ハロロドプシン、センソリーロドプシン、そしてフォボロドプシン(pR)という4種の類似だが機能の異なるレチナールタンパク質の存在が知られている。すでにpRを除く3種のレチナールタンパク質には光駆動型プロトン能動輸送能を保持することが分かっている。本研究では、ppRを発現させた大腸菌膜ベシクルに光を照射し溶媒中のpH変化を測定することによって、ppRにプロトン輸送能があることをはじめて確認し、存在が知られている4種すべてのレチナールタンパク質には潜在的にプロトン輸送のためのメカニズムが保存されていることを示唆する結果を得ることができた。2.吸収波長に影響を与える残基pR、ppR以外の3種のレチナールタンパク質に対し、同グループのタンパク質の吸収極大は低波長側にシフトしている。一次構造など大きな差異の見られないタンパク質間で、どのような吸収波長の違いがどういった仕組みで起こるのか興味が持たれている。本研究では、3種のタンパク質で共通し、pR/ppRでのみ異なる残基、3カ所に注目し、そのアミノ酸を置換することで組換え体の吸収波長がどのように変化するかを調べた。その結果、残基を他の3種のものと同一にした場合、その吸収波長は予想通り長波長側にシフトするものの、その幅は比較的少ないことが分かった。このことはpR/ppRの他との吸収波長の違いは、視物資などで論じられているわずかなアミノ酸置換やその静電的な寄与の変化ではなく、レチナール分子を取り巻く環境を構造的に変化させる要素も加わっていることを示唆する情報を得ることができた。計画では1)ファラオニスフォポロドプシン(ppR)発現系の改良、2)組み替えppR精製方法の確立、3)変異体ppRの作製、を挙げた。1)検討したところ、現在市販されている発現システムについては現行のpETシステムが最善である可能性が高いことが示唆された。また、発現誘導時に大腸菌がその産生能を持たないレチナール(ppRの発色団としてアポタンパク質内に組み込まれる)を発現誘導物質であるIPTGと同時に添加することが効率のよい発現に役立つことがわかった。アポタンパク質の発現と同時にレチナールが分子内に組み込まれることで、発現タンパク質の安定化がはかられることがその理由として考えられる。2)水可溶化に際しては、従来用いてきたオクチルグルコシドより、ドデシルマルトシドのほうが可溶化力、活性化力ともに強いことがわかった。可溶化後、イオン交換樹脂であるファルマシア社のDEAEセファセルを用いたカラムクロマトグラフィーを行なうことで、部分精製が可能となった。SDS-PAGE、クーマシー染色レペルではメジャーなバンドとして認識される程度だが、その吸光スペクトルは極大500nm付近を中心にきれいな釣り鐘型を描き、470nm付近の特異的なスペクトルの肩も確認できる程度に光学的にはかなりの精製度が得られた。3) ppRが他の類似タンパク質と異なる点は吸収波長と光反応速度である。前者については、類似タンパク質で得られている知見をもとに変異体を作製したが期待された吸収波長の変化はみられなかった。これはその一次構造に大変高い類似性があるにもがかわらず、レチナールタンパク質問ではそのレチナール近傍構造に吸収極大を変化させるに十分な構造上の違いを有する可能性を示唆する。後者については、活性中心部分のアミノ酸残基をほかの類似タンパク質と同一のものに置換したときにその光反応速度が若干だが速まることがわかった。これは光センサーであるppRにも他の類似タンパク質に見られるイオンポンプの能力を保持している可能性を示唆する。

このことはpR/ppRの他との吸収波長の違いは、視物資などで論じられているわずかなアミノ酸置換やその静電的な寄与の変化ではなく、レチナール分子を取り巻く環境を構造的に変化させる要素も加わっていることを示唆する情報を得ることができた。
不斉結晶を用いた絶対不斉合成と分子ダイナミックス

結晶中の分子は規則正しく配列し,分子は結晶格子の支配下におかれ強く運動制限されており固定された配座を保持する。したがって,分子配列や分子構造が反応性に著しく影響し,均一系とは異なる反の挙動を示す。本研究では,結晶の特性を利用した次の2つのテ-マについて研究した。第1は,固相光反応に活性な分子を設計士,分子構造と結晶構造,結晶空間郡との関連性を研究し,結晶中でC-C,C-N,C-O,C-S結合形成時の分子や結晶構造の動的現象を解明した。第2として,アキラルな分子が形成する不斉結晶場を不斉源とする新しい絶対不斉合成を開拓した。これまでの研究により,種々のアキラルなS-アリ-ルο-ベンゾイル安息香酸チオエステルとO-アリ-ルο-ベンゾイル安息香酸エステルエステルが高い確率で不斉結晶を形成することを見いだし報告している。本研究ではアミド誘導体でも絶対不斉合成が可能であることを明らかにした。11種類の結晶性の2-ベンゾイルベンズアミドを合成し,自然結晶出により得られた結晶をCDスペクトルやX線結晶構造解析を用いて評価し,8種の基質が不斉結晶を形成することを見いだした。一般的な不斉結晶の形成割合は20%以下であるにもかかわらず,このアミドは非常に高い確立で不斉結晶を形成した。窒素原子上の置換基がフェニル基の場合には,固相光反応により,効率よく光学活性なフタリドを生成することを見いだした。反応機構はチオエステル誘導体とは異なり,homolytic開裂によるradical pair中間体を経由してフタリドを生成することがラベル実験により確認できた。数種の基質の反応は結晶構造が崩れないcrystal-to-crystal反応を進行するため94%以上の高い不斉収率の生成物を単離できた。さらに窒素原子上にベンジル基が存在する基質ではベンゾイルカルボニルのδ水素引き抜きにより生成したと考えられる脱アミノ化した形のフタリドが光学活性体として得られた。
22q11.2欠失症候群の原因遺伝子と欠失メカニズムの解明

目的:本研究では、最近報告された染色体22番のヒトゲノム解析により決定された遺伝子情報を基に、多様な表現型、遺伝的異質性をもつ22q11.2欠失症候群の発症に主に関わる原因遺伝子の同定と機能解析を様々な角度から検討し、さらになぜ5,000人に1人もの頻度で染色体上の同じ部位で欠失が生じるのか、その欠失機構を詳細に検討することにより、本症候群の成因、および発症のメカニズムの全容解明を目的とした。研究実施計画:本症候群の表現型を呈する症例で、染色体22q11.2欠失領域の欠失が認められなかった症例を用いて疾患候補遺伝子であるTBX1遺伝子の遺伝子解析を行った。本症候群における血少板減少例と統合失調症例に関して詳細な臨床経過の検討およびと遺伝子型の検討を行った。また、22番染色体低頻度反復配列(LCR22)内の相対的位置関係や部分欠失の有無、逆位の有無などの検討を多色ファイバーFISH法を用い行った。結果:本研究において、世界で初めて、22q11.2欠失症候群の発症に主に関わる遺伝子がTBX1遺伝子であることを確認した。22q11.2症候群では、血小板減少を来した症例が多いが、その成因はGPIb-β遺伝子の半接合体部分欠失による発現量の低下が影響していると示唆された。本症候群では、統合失調症を中心とした精神疾患の合併を起こす場合があり、発症に先行して、血小板減少症とT細胞の数の減少、並びにリンパ球幼若化能の低下が認められることより、これらのパラメーターは臨床的予後の予知に極めて重要であることが確認された。FISH法による欠失範囲の解析の結果、欠失範囲は3Mbであり、セントロメア側、テロメア側の両切断点は、それぞれLCR22-2,LCR22-4内に存在することより、欠失機序に重複配列が深く関与していることが示唆された。この理由として、有糸分裂時の不均衡交差が関与していると考えられる。22q11.2欠失症候群における欠失領域の切断点のさらなる検索は、欠失の起こる機序の解明の手がかりになるため、今後、反復配列内の詳細な検討が重要と思われた。今後、多様な表現型、遺伝的異質性をもつ本症候群の成因、および発症のメカニズムの全容解明を行う予定である。目的:本研究では、最近報告された染色体22番のヒトゲノム解析により決定された遺伝子情報を基に、多様な表現型、遺伝的異質性をもつ22q11.2欠失症候群の発症に主に関わる原因遺伝子の同定と機能解析を様々な角度から検討し、さらになぜ5,000人に1人もの頻度で染色体上の同じ部位で欠失が生じるのか、その欠失機構を詳細に検討することにより、本症候群の成因、および発症のメカニズムの全容解明を目的とする。