hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鮮新世以降の大気二酸化炭素分圧の高精度制約

当該年度は予察的研究用試料として位置付けていた西赤道太平洋から得られた海底堆積物コア(KR05-15 PC01)に関する測定をすべて終え、その結果を学術論文一報としてまとめ、国際学術誌に投稿した(現在査読中)。また浮遊性有孔虫のホウ素同位体測定に必要な微量化の技術開発の過程で、洗浄行程を段階的にストップする実験や実験環境からのホウ素汚染の影響を定量化する実験を行なった。その結果についても国際学術誌に投稿するための準備を進めている。本研究課題の主目的の一つである、国際深海科学掘削計画第361次航海で得た海底堆積物コア(IODP Exp. 361 U1476)の分析についてもスタートさせた。堆積物からの浮遊性有孔虫2種の拾い出しについては、G. sacculiferについては既に全て終えており、残るはG. ruberのみ(約3分の1が終了)となっている。塊状ハマサンゴ骨格の分析についても、研究協力者である高知大学の学部生の卒業論文として実施した。初学者でも無理なく分析できるように、実験手法を改良した。具体的には、汚染の影響を受けにくいように試料量を増加し陽イオン交換カラムをサイズアップ、扱いが難しい陰イオン交換カラムの省略、習熟に時間を要するTIMSを用いた分析を避けてMC-ICPMSを採用するなどした。先行研究では時間の制約上、低時間解像度の分析しかできなかったが、手法の改良によって1年という高時間解像度の分析が可能になった。実験室内で、様々なところからホウ素汚染の影響が確認された。それを特定するのにかなりの時間を要した。汚染の原因として、実験室空気、分子量が大きい有機物を除去するための限外濾過フィルター(長期間保管していたもの)、有機物除去に用いる過酸化水素(長期間保管していたもの)などが特定された。そうした汚染の結果、いくつかの分析については再測定が必要になった。特に拾い出しに時間を要するG. ruberに対する汚染の影響のため、当初計画が遅れることになった。海底堆積物コア(IODP Exp. 361 U1476)のコアとコアの継ぎ目に相当する部分のサンプルが大幅に欠落していることが明らかになったため、欠落部分の堆積物の再サンプリングを行った。今後も、海底堆積物コア(IODP Exp. 361 U1476)の浮遊性有孔虫のホウ素同位体分析を進める。特に実験環境でのホウ素汚染の影響を被らないように、大気からくるホウ素汚染の影響を年を通じてしっかりモニタリングするなど、原因究明に努めるとともに、汚染の影響を軽減できる実験環境を整備する(ケミカルフィルターを備えたクリーンブースの設置など)。夏にはアルフレッドウェゲナー極地研究所を訪問し、浮遊性有孔虫に対する超微量のホウ素同位体分析法について技術研修を行う。微量分析において必須となる、よりクリーンな実験環境の整備に関する知識も得て、国内でも同様の分析が可能なようにしたいと考えている。

特に実験環境でのホウ素汚染の影響を被らないように、大気からくるホウ素汚染の影響を年を通じてしっかりモニタリングするなど、原因究明に努めるとともに、汚染の影響を軽減できる実験環境を整備する(ケミカルフィルターを備えたクリーンブースの設置など)。夏にはアルフレッドウェゲナー極地研究所を訪問し、浮遊性有孔虫に対する超微量のホウ素同位体分析法について技術研修を行う。微量分析において必須となる、よりクリーンな実験環境の整備に関する知識も得て、国内でも同様の分析が可能なようにしたいと考えている。
電気生理学と分光学の統合によるイノシトールリン脂質ホスファターゼの動作原理の解析

細胞内シグナル伝達に重要な酵素群であるイノシトールリン脂質ホスファターゼ[PIPase:イノシトールリン脂質を脱リン酸化する酵素]が基質をどのように認識するのか・酵素活性をON/OFFにするのかなどの分子作用機序は不明であった。そこで本研究では、電位によって活性のON/OFFを制御可能な電位依存性ホスファターゼVSPを用いることで、酵素活性がONになる際の構造変化および、膜との距離変動を蛍光プローブを用いることで評価し、PIPaseに共通する動作原理を解明することを目的にしている。
多重合成法による強相関電子系酸フッ化物の開拓

Cr4価の酸化物はその高原子価に由来し,酸化物では珍しい金属伝導性を示す.一方,3d後周期金属イオンの化合物と比較するとCr4+化合物の例が少なく,スピン・電荷・軌道の自由度が絡んだ強相関現象もほとんど見出されていない.これまでにカチオン置換によるキャリヤ制御,構造制御が試みられているが,目立った電子状態の変化は観測されていない.本研究では,従来の手法とは異なるアニオン置換による物性開拓を主眼としている.具体的には酸化物イオンと比較的イオン半径の近いフッ化物イオンのドープを試みる.酸化数と電気陰性度も酸化物イオンと異なることから,構造だけでなく電子状態の大きな変調が期待できる.Cr4価の酸化物はその高原子価に由来し,酸化物では珍しい金属伝導性を示す.一方,3d後周期金属イオンの化合物と比較するとCr4+化合物の例が少なく,スピン・電荷・軌道の自由度が絡んだ強相関現象もほとんど見出されていない.これまでにカチオン置換によるキャリヤ制御,構造制御が試みられているが,目立った電子状態の変化は観測されていない.本研究では,従来の手法とは異なるアニオン置換による物性開拓を主眼としている.具体的には酸化物イオンと比較的イオン半径の近いフッ化物イオンのドープを試みる.酸化数と電気陰性度も酸化物イオンと異なることから,構造だけでなく電子状態の大きな変調が期待できる.
液晶におけるパターン形成の解明 -非平衡揺動定理と時空カオス-

散逸構造によって系の性質がどのように変化したかを知るための統計物理学の構築を目指して、ソフトモード乱流や欠陥乱流などの時空カオスを呈する液晶電気対流を対象とし、散逸構造の揺動を統計力学的な観点から研究した。時空カオスはローカルな秩序構造とグローバルな無秩序構造という階層的二重構造をもつが、拡散現象やパターンの揺らぎの時間相関関数の測定によって、統計力学的性質においても時空スケールによって変化する二重構造をもつことが明らかとなった。これまでの散逸パターンの研究は非線形動力学的観点から行われてきたが、散逸パターンが形成されることによって非平衡開放系がどのような性質(いわゆる拡張された物性)をもつようになるかを知るためには、熱統計物理学的観点からの研究が必要である。特に、平衡系近傍の熱揺らぎに代わって、非平衡開放系ではマクロ非線形揺動(時空カオス)が重要な役割を果たす。そこで本研究では、ソフトモード乱流(SMT)をはじめとした多様な時空カオスを呈する液晶電気対流を対象として、マクロパターンの揺動とそれに基づく輸送現象などを統計力学的な観点から研究し、非平衡開放系における揺動と物理的性質の間の普遍的原理を確立することを目的とする。その一環として、SMT中に混入した微粒子の運動を追うことにより非平衡統計力学の近年の重要な成果である「揺らぎ定理」が、時空カオスに対しても成り立つかの検証を行った。その結果、対流ロール構造の時間スケールに関連した短い時間スケールでは揺らぎ定理が成立しないことがわかり、SMTがカオス構造で良く知られるような可逆で決定論的な性質と不可逆で確率論的なふるまいの二重構造をもつことが示唆された。空間フーリエ係数の時間相関関数を求める動的画像解析法によって、SMTの時空揺動の統計力学的性質を調べた。これまで空間パターンの解析により、揺動を生み出す非線形性の違いによってオブリクロール型とノーマルロール型の2種類の時空カオスを生じることがわかっていたが、長時間相関の波数依存性の違いから両者の性質をより明確に区別することに成功した。また、オブリクロール型SMTの時間相関関数の詳細な解析を行い、従来考えられていたような単純な指数型減衰ではなく、「引き伸ばされた指数関数(stretched exponential function)」であることを明らかにした。散逸パターンが形成されることによって非平衡開放系がどのような性質(物性)をもつようになるかを知るために、マクロ非線形揺動(時空カオス)の熱統計物理学的観点からの理解が必要である。そこで、ソフトモード乱流(SMT)をはじめとした多様な時空カオスを呈する液晶電気対流を対象として、マクロパターンの揺動とそれに基づく輸送現象などを統計力学的な観点から研究を行っている。まず、空間フーリエ係数の時間相関関数を求める動的画像解析法によって、SMTの時空揺動の統計力学的性質を調べた。詳細な測定により、SMTの相関関数が、力学的コヒーレンスを反映した短時間の代数型減衰と、確率的ふるまいに対応する長時間の指数型減衰の二重構造をもつことが明らかとなった。また、SMTにおける微粒子の運動を観測する非熱的Brown運動によって、Lagrange的観点から時空間欠性の統計的性質を明らかにしてきた。今年度は特に、粗視化時間依存の拡散係数を用いた詳細な観測により、短い時間スケールでは対流内の循環運動に対応する力学的運動、中間的な時間スケールではSMTのパッチ構造を反映した異常拡散、長時間スケールではパッチ間のランダムウォークによる正常拡散と、観測時間スケールによってその運動が変化することがわかった。さらに、秩序領域と乱流領域が共存する時空間欠性に対しても、非熱的Brown運動によってLagrange的観点からその統計的性質を明らかにした。時間変化する拡散係数に相当する物理量の導入により、粒子が秩序領域に居続ける持続時間の分布を調べた。その結果、通常のPoisson過程と異なりべき分布を示すことがわかった。一方、パターンの観測によるEuler的観点の測定によっても、秩序状態の持続時間はべき分布を示した。ただし、秩序領域での拡散が遅いことを反映し、そのべき指数はLagrange的観点の方が小さくなることがわかった。これまでの散逸パターンの研究は非線形動力学的観点から行われてきたが、散逸パターンが形成されることによって非平衡開放系がどのような性質をもつようになるかを知るためには、熱統計物理学的観点からの研究が必要である。今年度は、SMTと欠陥乱流のパターン揺動の統計力学的性質を、時間相関関数を用いて明らかにした。

SMTの空間平均された時間相関関数は、ガラス物質で見られるのと同様のKohlrausch-Williams-Watts (KWW)型減衰を示すことがわかった。また、制御パラメータを上げていくとKWW型減衰から指数型減衰へ遷移することがわかった。動的画像解析法を用いた波数ごとの時間相関関数については、まず時間相関関数から記憶関数を求める手法を確立した。時間相関関数が短時間の代数型減衰と長時間の指数型減衰の二重構造をもつことが明らかとなっていたが、今年度はさらにその境界が記憶関数の減衰時間とほぼ対応することを明らかにした。また、記憶関数の減衰時間は、SMTに特徴的な長距離構造に相当する波数でピークを示すことを明らかにした。欠陥乱流の揺らぎに対しては、動的画像解析法により波数ごとの時間相関関数を得た。その結果から、ロールに平行な方向の揺らぎの中に周期振動成分が含まれていること、ロールに垂直な方向の揺らぎはロール間の圧縮と伸張で相関時間が異なる非対称性があることがわかった。散逸パターンが形成されることによって非平衡開放系がどのような性質(物性)をもつようになるかを知るために、マクロ非線形揺動(時空カオス)の熱統計物理学的観点からの理解が必要である。そこで、ソフトモード乱流(SMT)をはじめとした多様な時空カオスを呈する液晶電気対流を対象として、マクロパターンの揺動とそれに基づく輸送現象などを統計力学的な観点から研究を行っている。これまで、SMTにおける微粒子の運動を観測する非熱的Brown運動によって、Lagrange的観点から時空間欠性の統計的性質を明らかにしてきた。今年度は非熱的Brown運動の詳細な観察を行った。その結果、微粒子は速い運動と遅い運動を間欠的に繰り返し、それぞれの運動が、対流ロール内・ロール間の運動と、SMTの空間パターンの特徴であるパッチ構造がグローバルに変化する運動に対応することがわかった。また、それぞれの運動の特徴を粗視化拡散係数を用いて調べ、遅い運動が異常拡散を示しているのに対し、速い運動がロール内の弾道的運動からロール間の異常拡散へ切り替わりが起こることがわかった。ノーマルロールとよばれるストライプパターンの揺らぎによって欠陥が不規則に生じる欠陥乱流を、ノーマルロールの位相の時空変化としてとらえ、その揺らぎの統計的性質を自己相関関数を用いて明らかにした。位相は0から2πの範囲で変化するので一種の2次元XY系をなすが、熱揺動によって欠陥を生じる2次元XYモデルと異なり、時間の自己相関関数は振動成分を示すことがわかった。これは、ノーマルロールの揺らぎを生じる局所的なダイナミクスが、対流と液晶配向の相互作用によるHopf不安定性であることを反映しているものと考えられる。これまでは主にソフトモード乱流を対象として、多重構造や揺動定理など、時空カオス特有の統計力学的性質を明らかにしてきた。今年度はさらに、多様な時空カオスに対して普遍的な性質を調べるために欠陥乱流にも着手している。このように研究目的に対して順調に進展している。次年度が最終年度なので、これまでの成果を統合して時空カオスの揺動の普遍的性質の解明を目指す。
空間経済における自己組織化・パターン形成に関する実証・理論分析の方法に関する研究

本年度は、昨年度に引き続き、産業の事業所立地データを用い、個々の事業所集積の空間範囲、および・集積の数・位置、つまり事業所集積の空間パターンを検出するための情報量基準に基づく方法の開発を進めた。本プロジェクト期間内にこの集積検出手法の完成をみることはできなかったが、その基本的な分析枠組および暫定的結果については、私とトロント大学のGilles Duranton教授により京都大学にて開催した、集積の空間パターンの実証分析に特化した国際学会「International Conference on the Empirical Methods for the Study of Economic Agglomerations」において成果を報告した。暫定手法ではあるが、集積の空間パターン/分布を統計的に特定する体系的手法は、今のところ存在しておらず、本手法の完成は、「新しい空間経済学」など産業集積の集積規模・間隔および産業間での空間的同期や、都市の規模・位置・産業構造など、経済集積の空間パターンを主要な研究対象とする、集積の経済学の理論での研究フロンティアに対して直接的な実証分析を可能とする初めての試みであるとして高く評価された。報告された成果の一部は論文として、私とDurantonがゲスト編集者として編集するJournal of RegionalScienceの経済集積の実証分析に関する特集号に出版される予定である。「新しい空間経済学」に基づく「計算可能」な複雑系経済システムの開発を行い、多地域・多産業を含む一般均衡モデルにおいて計算機による体系的なシミュレーションにより産業の集積パターンの分析を可能にした。同モデルを用いて、本プロジェクトにおいて導入した計算機システム上でシミュレーション分析を開始するとともに、集積の経済学における実証分析手法の整備を進めた。本年度はとりわけ後者の実証分析手法の開発に多くの時間を割き、経済集積の形態、および空間分布(集積の空間規模・数・空間的周期等)の検出方法の体系化を進めた。特に、個々の経済集積を統計的に検出し、その空間パターンを体系的に特徴付ける実証分析手法は斬新なものとなった。日本のデータに開発した手法を適用し、産業集積の検出、産業間の集積度の比較検定、産業間の集積形成の空間的同期傾向の検出、産業構造の空間的フラクタル性など、経済集積パターンに関する新しい結果を得た。従来、空間経済学の殆どの研究成果は、少数地域・少数産業(例えば2地域2産業)など単純系における限定的なものであったが、上記の「計算可能な」複雑系理論モデルと現在開発中の実証分析手法を併用することで、理論・実証両面からより現実的な産業・人口集積パターンのメカニズムに関する分析を行うことが可能となる。研究成果の一部は、2004年6月にはパリにおいて同様な問題意識を持った研究者が開催する「集積の経済学」に関する学会において報告し、国際雑誌に掲載した。本年度は、まず昨年度開始した経済活動の空間集積の程度を測るスカラー指標(D指標)の開発を完成させ、1編の論文にまとめ出版した。このD指標は、集積の経済学における理論上の経済集積の概念/定義と、既存の実証分析で用いられてきた集積度指標におけるそれとの間にあった大きな乖離を除く目的で開発した。加えて、この指標は産業間の空間集積度の比較を統計的に行える唯一のものである点が、集積の経済学の実証研究における貢献となった。しかし、D指標を含む既存の集積度指標はスカラー量により集積度を測るため、所与の集積度数の背後にある集積の空間パターンは特定できない(「新しい空間経済学」が示唆する集積の空間パターンの多様性について本年度3編の論文を執筆し、2編が出版済、1編本が近刊となっている)。そこで、産業の事業所立地データを用い、個々の事業所集積の空間範囲、および、集積の数・位置、つまり事業所集積の空間パターンを検出するための情報量基準に基づく方法の開発を進めた。集積の空間パターン/分布を統計的に特定する体系的手法は、今のところ存在しておらず、本手法の完成は、「新しい空間経済学」など産業集積の集積規模・間隔および産業間での空間的同期や、都市の規模・位置・産業構造など、経済集積の空間パターンを主要な研究対象とする、集積の経済学の理論での研究フロンティアに対して直接的な実証分析を可能とする初めての試みである。本手法は、本年度末時点では開発途上であるが、この研究成果は、来年度7月に私とトロント大学のGilles Durantonにより京都大学にて開催する、集積の空間パターンの実証分析に特化した国際学会「International Conference on the Empirical Methods for the Study of Economic Agglomerations」にて暫定的な成果を報告する予定である。報告された成果の一部は論文として、私とDurantonがゲスト編集者として編集するJournal of Regional
p53点突然変異に伴うプロモーター指向性の変化に関する研究

一塩基置換に起因する全ての一アミノ酸置換を伴うp53変異体(計2,314種類)を含有する出芽酵母ライブラリー(接合型a)と、WAD1,MDM2,BAX,14-3-3s, p53AIPl, GADD45,NOXAおよびp53R2の8種類のプロモーターを有するGFPあるいはDsRedレポータープラスミドを含有する出芽酵母(接合型α)を接合させ、蛍光強度を定量することで各変異体の転写活性化能を測定した。その結果(1)8種類全てに対して転写活性能を有する(野生型と同等のスペクトラムを持つ)変異体、(2)全てに対して転写活性能を喪失する変異体、(3)各種プロモーターに対する転写活性能が一様ではない変異体に分類された。世界最大のp53変異体のデータベ-スであるIAR(release 7)と比較した結果、(1)に分類される野生型と同等のスペクトラムの変異体1,278種類のうち、373種類は臨床腫瘍検体に同一のミスセンス変異体の報告が見られた。しかし、その頻度は117回と決して高いものではなく、偶発的なミスセンスあるいは今回調べたプロモーターではない下流遺伝子に対する転写活性能の喪失が腫瘍形成に重要な働きを持つ可能性が示唆された。一方(2)に分類される変異体400種類のうち39種類は未報告であり、遺伝子座の変異原物質に対する感受性の差異を示している可能性が考えられた。また、プロモーター指向性について一部の変異体についてSaOS2培養細胞に導入してルシフェラーゼ活性を行ったところ、各変異体の持つプロモーター指向性は出芽酵母と必ずしも一致はしなかったが、少なからず観察され、高次構造の変化が直接あるいは間接的にプロモーター指向性を変化させることを強く示唆した。1、-塩基置換に起因する-アミノ酸置換を伴う2000個以上からなるp53変異体発現プラスミドを出芽酵母に導入したライブラリー(p53変異体ライブラリー)を準備した。3、上記のp53変異体ライブラリー酵母とレポーターライブラリ酵母を接合させることで2種類のプラスミドを二倍体細胞に導入し、Ds Redが発する蛍光強度を定量することでp53の転写機能を数値化し、それぞれ2回以上定量を行なってそのデータを収集した。得られたデータについて現在クラスター解析などを行なっている最中である。4、今まで臨床腫瘍検体で報告されてきた複数の変異型p53のうち、報告頻度が高いものは調べた全てのプロモーターに対する転写活性も喪失しているものが多かった。しかし、報告されている変異型p53であっても、必ずしも全てのプロモーターに対する転写活性を喪失しているわけではないものも認められ、これらの検体の変異型p53の発癌過程における位置づけについて再考する必要性があるものと思われる。また、これまでに報告されていない変異型p53で、全てのプロモーターに対する転写活性を消失しているものも認め、これらの意味づけも重要である。さらに、プロモーターの指向性が異なる変異体も認められ、これらの変異体のいくつかについて、今回の酵母を用いた実験結果が哺乳動物細胞でも再現できるか検討中である。その結果、(1)8種類全てに対して転写活性能を有する(野生型と同等のスペクトラムを持つ)変異体、(2)全てに対して転写活性能を喪失する変異体、(3)各種プロモーターに対する転写活性能が一様ではない変異体に分類された。世界最大のp53変異体のデータベースであるIARC(release7)と比較した結果、(1)に分類される変異体1,278種類のうち、373種類は臨床腫瘍検体に同一のミスセンス変異の報告が見られた。

報告頻度は117回までと決して高いものではなく、偶発的に見つかったミスセンス変異が報告されている可能性、あるいは今回調べたプロモーターではない下流遺伝子に対する転写活性能の喪失が腫瘍形成に重要な働きを持つ可能性が考えられた。一方(2)に分類される変異体400種類のうち、361種類は報告されているのに対し、その他の39種類は未報告であることが分かった。この結果は遺伝子座の変異原物質に対する感受性の差異を示している可能性が考えられた。また、(3)に分類される636種類の中から31種類についてSaOS2細胞に導入してルシフェラーゼ活性を行ったところ、出芽酵母と同等のスペクトラムは必ずしも示さなかったが、プロモーター指向性は認められ、高次構造の変化が直接あるいは間接的にプロモーター指向性を変化させることを強く示唆した。また、出芽酵母を用いた転写機能解析において、アポトーシス誘導能力が高いS121F変異体と同様なスペクトラムを有する変異体約30種類が含まれており、遺伝子治療への応用が期待された。
哺乳動物細胞における翻訳後修飾を受けた転写制御因子結合部位の網羅的解析法の確立

ユビキチン様蛋白質ISG15の発現を阻害したTHP-1細胞をPMAで単球様細胞へ分化を誘導すると、48時間で多くの死細胞が出現することを見いだした。ISG15遺伝子のプロモーター領域にIFN刺激応答配列があること、THP-1細胞でIRF8の発現が有為に高いことから、ISG15遺伝子発現にIRF8の関与が考えられた。IRF8発現阻害時の発現網羅解析およびIRF8に対するChIP-chip解析を行った結果、IRF8がISG15や84種類の様々な遺伝子の発現を直接制御していることが明らかになった。本研究は、翻訳後修飾を受けた転写制御因子がゲノム上の何処に局在し、そのことが転写にどのような影響を与えるかについて、網羅的に解析できる実験系を確立する事を目的としている。現在までに、数多くの蛋白質翻訳後修飾が報告されているが、特に転写制御との関わりが指摘されているリン酸化修飾およびユビキチン様蛋白質の結合に着目し、クロマチン免疫沈降法と次世代高速シークエンサーによる塩基配列決定を組み合わせたChIP-sequence法の確立を目指した。本研究では、ヒト単球様細胞株THP-1細胞のホルボールエステルによる細胞分化を実験解析モデルとした。THP-1細胞における複数のユビキチン様蛋白質の発現を確認してみたところ、分化過程において大きな変動を伴う発現が観察された。現在、抗体を用いてそれらのユビキチン様蛋白質の産生量を確認するとともに、ユビキチン様蛋白質が結合している標的蛋白質の同定及びその量の測定を試みている。申請者は、過去の研究においてクロマチン免疫沈降法とtiling arrayを組み合わせたChIP-chip法を確立している。本研究では、tiling arrayの代わりにillumina社のSolexaシークエンステクノロジーを用いて塩基配列決定を行うことを計画し、tiling arrayで取得出来るものよりも精度と網羅性の高い実験結果を得る方法の確立を試みた。現在までに、クロマチンを免疫沈降出来ることが報告されている修飾ヒストン蛋白質に対する抗体を用いて実験の条件を検討し、ChIP-sequence法による良好な結果を取得できる目処が立った。本研究では、蛋白質翻訳後修飾としてユビキチン様蛋白質SUMO1、SUMO2、SUMO3、NEDD8、ISG15に着目し、ヒト単芽球様細胞株THP-1細胞のホルボールエステルによる細胞分化を実験モデルとして解析を進めた。まず、それらのユビキチン様蛋白質の発現を特異的に阻害出来るsiRNAを設計し、THP-1細胞に導入したが、細胞の状態および形態に大きな変化は認められなかった。一方、ISG15に対するsiRNAを導入後ホルボールエステルによってTHP-1細胞を単球様細胞へ分化を誘導すると48時間で多くの死細胞が観察されたが、他のユビキチン様蛋白質のsiRNAでは同様な変化は観察されなかった。THP-1細胞の分化誘導時のISGI5の発現変動を確認したところ、810時間をピークに発現の上昇が観察された。これらのことからISG15がTHP-1細胞分化時に重要な働きをしていると考えられた。ISGI5の発現を制御している転写因子を検討する為に、ISGI5遺伝子のプロモーター領域の配列を観察したところ、インターフェロン刺激応答配列があることを見いだした。qRT-PCRの結果からTHP-1細胞ではインターフェロン刺激応答配列に結合出来る9種類のIRFファミリーのうち、IRF8が有為に発現していることが分かった。そこでTHP-1細胞においてIRF8が結合して発現制御に重要な働きをしている領域を網羅的に特定する為に、IRF8発現阻害による変動転写産物の網羅解析およびIRF8抗体を用いたChIP-chip解析を行った。その結果、84種類の遺伝子の発現がIRF8によって制御されていること、IRF8がIsGl5遺伝子プロモーター領域に結合し、ISGI5の発現制御に重要な働きをしていることを明らかにした。
超臨界水中での部分酸化による重質油の水素化改質反応

本研究では、超臨界水を反応溶媒とした重質油の部分酸化・Water-Gas Shift(WGS)反応(CO+H_2O→CO_2+H_2)を介した一段での水素発生+重質油水添改質プロセスの開発のための基礎研究を行った。1)超臨界水中での炭化水素の部分酸化反応の検討回分式反応装置を用い、温度400°Cにおける超臨界水中でn-ヘキサデカン(n-C_<16>)の部分酸化実験を行い、CO生成選択性に及ぼす水密度の影響について検討を行った。その結果、水密度の増大にともないCO生成選択性が高くなった。流通式装置を用い、温度400°Cでのメタノールの部分酸化反応実験を行ったところ、滞在時間が5.7秒および水密度が0.35g/ccにおいてCO選択率が60%となった。また、流通式装置を用い、温度380400°C、圧力1025MPaの超臨界水中で、メタンの部分酸化反応を検討した結果、低転化率ほどメタノールおよびCOの生成選択制がくなり、また圧力が高い(高水密度)ほど、これらの化合物の選択性は高くなった。流通式装置を用い、温度380400°C、圧力1030MPaの超臨界水中で、WGS反応速度の測定を行った結果、水の臨界点近傍において反応速度が特異的に変化し、また水密度の増大にともない反応速度が若干増大した。3)COの導入による触媒水素化反応に関する解析回分式反応装置により、温度400°Cの超臨界水中でナフタレンおよびカルバゾールの触媒水素化反応を行い、本反応に及ぼすWGS反応の寄与について、超臨界水+H_2系の結果を超臨界水+CO系の結果と比較することで検討した。ナフタレンおよびカルバゾールとも、いずれの雰囲気下においても水素化反応が進行し、超臨界水+H_2系と超臨界水+CO系では、超臨界水+CO系の方が高い水素化活性を示した。また、超臨界水+CO_2+H_2系でも超臨界水+H_2系に比べて高い水素化活性が得られ、WGS反応を介することでより高い水素化活性が得られることが示唆された。また回分式反応装置により、温度400450°Cの超臨界水中で常圧残油の触媒水素化改質反応を行い、本反応に及ぼすWGS反応の寄与について検討を行った。上述同様、超臨界水+H_2系の結果を超臨界水+CO系の結果と比較した。いずれの場合でもH_2Sが生成し、水素化脱硫反応が進行していることがわかり、超臨界水+H_2系と超臨界水+CO系でほぼ同程度の反応速度が得られた。以上の結果は、超臨界水中での部分酸化・シフト反応を介した水素化の手法が新たな炭化水素の水素化法としての有効性を示している。

いずれの場合でもH_2Sが生成し、水素化脱硫反応が進行していることがわかり、超臨界水+H_2系と超臨界水+CO系でほぼ同程度の反応速度が得られた。以上の結果は、超臨界水中での部分酸化・シフト反応を介した水素化の手法が新たな炭化水素の水素化法としての有効性を示している。超臨界水を反応溶媒とした重質油の部分酸化・Water-Gas Shift(WGS)反応(CO+H_2O→CO_2+H_2)を介した一段での水素発生+重質油水添改質プロセスの開発を進めている。本研究ではそのための基礎研究を行なった。1)O_2による部分酸化条件の検討流通式反応装置を用い、温度400°Cでの超臨界水中でメタノールの部分酸化反応実験を行ない、CO生成選択性に及ぼす滞在時間、水密度の影響について検討を行なったところ、滞在時間が短いほど、また水密度が大きいほどCO生成選択性が大きくなった。(水密度0.35g/cc、反応時間5.7sで最大60%)高圧COの導入が可能である流通式装置を作成し、温度380440°C、圧力1030MPaの超臨界水中でWGS反応速度の測定を行なった。その結果、水の臨界点近傍において反応速度が特異的に変化することと、水密度の増大に伴い反応速度が若干増大することが明らかとなった。3)COの導入による触媒水素化反応に関する解析回分式装置によって温度400°Cの超臨界水中でナフタレンの触媒水素化反応を行ない、本反応に及ぼすWGS反応の寄与について検討を行なった。超臨界水+H_2系の結果を超臨界水+CO系の結果と比較した。いずれの場合でも水素化生成物としてテトラリン、デカリンが得られており、水素化反応が進行していることがわかり、しかも超臨界水+CO系の方が高い水素化活性を示した。また、超臨界水+H_2+CO_2系でも超臨界水+H_2系に比べ高い水素化活性が得られ、WGS反応を介すことで触媒上での解離水素濃度が高められていることが推察され、以上のことから本プロセスの妥当性が示された。超臨界水を反応溶媒とした重質油の部分酸化・Water-Gas Shift(WG)反応(CO+H_2O→CO_2+H_2)を介した一段での水素発生+重質油水添改質プロセスの開発を進めている。本研究ではそのための基礎研究を行った。1)超臨界水中でのn-ヘキサデカン部分酸化反応の検討回分式反応装置を用い、温度400°Cにおける超臨界水中で重質油のモデル化合物であるn-ヘキサデカン(n-C_<16>)の部分酸化実験を行い、CO生成選択性に及ぼす水密度の影響について検討を行った。その結果、水密度の増大にともないCO生成選択性が高くなった。2)超臨界水中でのメタン部分酸化反応の検討高圧メタンの導入が可能な流通式装置を用い、温度380400°C、圧力1025MPaの超臨界水中で、炭化水素の部分酸化反応の反応機構の解明を目的としてメタンの部分酸化反応を検討した。その結果、低転化率ほどメタノールおよびCOの生成選択制が高いこと、また圧力が高い(高水密度)ほど、これらの化合物の選択性は高くなった。3) COの導入による触媒水素化反応に関する解析回分式反応装置により、温度400°Cの超臨界水中でカルバゾールの触媒水素化脱窒素反応を行い、本反応に及ぼすWGS反応の寄与について検討を行った。超臨界水+H2系の結果を超臨界水+CO系の結果と比較した。いずれの場合でも水素化脱窒素化合物としてシクロペンチル-メチル-シクロヘキサン、ベンジル-シクロペンチル、シクロへキシル-ベンゼンなどが得られており、水素化脱窒素反応が進行していることがわかり、超臨界水+H_2系と超臨界水+CO系でほぼ同程度の反応速度が得られた。また回分式反応装置により、温度400450°Cの超臨界水中で常圧残油の触媒水素化改質反応を行い、本反応に及ぼすWGS反応の寄与について検討を行った。カルバゾールの場合と同様、超臨界水+H_2系の結果を超臨界水+CO系の結果と比較した。
ラン藻の環境ストレス応答のトランスクリプトーム・プロテオーム解析

本研究は、ラン藻Synechocystis sp. PCC 6803を用いて低温などのストレスへの適応過程を、野生株と環境ストレスセンサーの変異株で比較し、センサー分子の機能を解明することを目的としている。本年度においては以下のような進展がみられた。1.塩ストレスセンサーの同定ヒスチジンキナーゼのノックアウト・ライブラリーのDNAマイクロアレイによるスクリーニングにより、4種のヒスチジンキナーゼ(Hik33,Hik34,Hik16)が塩ストレスによる遺伝子発現の誘導に関わっていることを明らかにした。2.マルチ・チャンネル・センサーの機能発現機構の解析これまでの遺伝子破壊株とDNAマイクロアレイを用いた解析により、Hik33は低温、浸透圧、塩、酸化ストレス、強光など異なるストレスに応答し、異なった種々の遺伝子群の発現を制御するマルチ・チャンネル・センサーであることが示された。センサータンパク質と相互作用する因子の破壊株、過剰発現株を作製し、その影響を解析している。3.レスポンス・レギュレーターのノックアウト・ライブラリーの作製の40個のレスポンスレギュレーターの破壊株を作製した。既知の低温センサー、塩ストレスセンサーの下位で機能するレスポンス・レギュレーターを同定した。4.低温誘導性タンパク質群の網羅的解析プロテオーム解析によりSynechocystisのタンパク質の2-Dゲル・マップを作製した。低温誘導性タンパク質群の解析をICAT法により行っている。
特異な文法化過程を経た英語進行形構造の文法化確立要因に関する認知意味論的記述研究

本研究は,後期近代英語期に一般化した文法構造である「進行形」について,その文法化プロセスを,「アスペクト」の構文的成立要因と語彙的成立要因の相互関係から導き出そうとする研究である。動詞体系と構文形成要素を整理してみると,進行形構造が自動詞構造から他動詞構造へ拡張していった様子を見ることができた。自ら後期近代英語コーパスを作成する計画は十分に進まなかったため,ヘルシンキコーパスと英訳聖書をデータとした小規模観察になってしまったものの,その中でもそのようなことが観察できた。観察結果の一部を,著書『近代英語考』としてまとめた。本研究は、後期近代英語期に一般化したとされる未完了相の文法機能完成プロセスについて、いわゆる進行形構造の文法化過程における構文的要因と語彙的要因を、実証的英語史研究眼と認知意味論的アスペクト観のコラボレーションによって検討することを目的とした研究である。特に前者を微視性、後者を巨視性と対照的に位置づけ、両記述法が示す進行形構造形成要素を比較対照することによって、文法化が本来的に持つことが想定される変化形成要素を考えてみることが、本研究の高所的目的観である。3年計画の初年度である平成24年度は、進行形構造形成要因の整理とコーパス作成を目標としたが前者の整理にとどまった。2年度目になる平成25年度は、認知意味論的アスペクト観の検討を行い、それが実証的英語史研究法にどのように援用できるかを考えることを目標とした。また、コーパスを使って出現頻度数を多様に操作して検討することが本来の目的である英語史研究と認知意味論的研究のコラボレーションにどう反映できるのかを検討することも併せておこなった。構文的要因として、認知意味論的記述法の基本的概念を整理し、構文表出プロセスの基本的なあり方を整理した。ただし、語彙的要因の洗い直しについては進めることができなかったので、次年度の課題として継続検討することになる。本研究は、後期近代英語期に一般化した未完了相の文法機能完成経過について、当該文法構造(=いわゆる、進行形)の文法化過程における構文的要因と語彙的要因を、実証的英語史研究眼と認知意味論的アスペクト観とによるコラボレーションによって検討することを目的としている。本研究によって、1)進行形構造を形成する動詞が後期近代英語期に多様化する様相を記述すること、2)後期近代英語期における進行形構造の出現環境を、構文的要因、語彙的要因に分けて整理すること、3)語彙的位置づけから文法的位置づけへと変化する文法化過程を、近代英語から現代英語にかけての期間の中で未完了相システムが完成するまでの到達度として捉え直すこと、4)進行形構造という文法構造が示す英語未完了相の本質的意味を再考する端緒とすることを念頭に置いている。平成24年度における研究テーマを端的に言えば、「微視的記述法によって見えてくる進行形構造形成要素の整理とコーパス作成」ということができる。これは、実証的英語史研究記述法による先行研究の整理と問題点の抽出、およびコーパス作成の開始ということである。上記の研究目的のうち特に、1)、2)について英語史的観点から精緻化を図ることを目指している。なお、研究対象の進行形構造は、Quirk et al (1985)にもあるように口語性の高い文脈で5%程度の出現率であるため、英語史研究で使用する資料文献での出現率がかなり低く、これだけで形成要素を整理するのは難しい。したがって、25年度の認知意味論的アスペクト観の検討をすすめながら、さらなる精緻化を図っていく必要がある。本研究は,後期近代英語期に一般化した未完了相の文法機能完成過程について,当該文法構造の文法化過程における構文的要因と語彙的要因を,実証的英語史研究眼と認知意味論的アスペクト観という研究眼とのコラボレーションによって検討するものである。本研究によって,(1)進行形構造を形成する動詞の種類が後期近代英語期に多様化すること,(2)後期近代英語期における進行形構造の出現環境は,認知言語学的に見て,初期近代英語期まではできあがっていなかった,現代英語がもつ未完了相システムが完成に到達するという文法化過程を呈することを記述することを目指した。平成24年度には,進行形構造の形成要因の整理を行い,平成25年度には認知意味論的アスペクト観の検討と,実証的英語史研究法への援用可能性の検討を行った。進行形構造の構文表出プロセスの基本的なあり方を整理し,語彙的要因との対応・対立関係を導き出すことが,平成26年度の具体的作業目的であった。これらの活動の成果の一部を,『近代英語考:未来助動詞と進行形に関する考察』としてまとめた。英語学(英語史)昨年度の未検討課題であったウェッブ版電子テキストを使った資料集成作成を、COHAによって代用する可能性を検討した。

このことにより、平成25年度の実施項目についても、構文的要因の検討はできたものの、語彙的要因の検討が積み残しとなり、Jane Austen作品による再検討も残った状態である。実施項目の精選を図り、3年度目の検討課題の進行につなげていきたい。研究3年計画の初年度にあたる平成24年度における研究テーマは「微視的記述法によって見えてくる進行形構造形成要素の整理とコーパス作成」であり、上記4目標のうち、1)進行形構造を形成する動詞が後期近代英語期に多様化する様相を記述すること、2)後期近代英語期における進行形構造の出現環境を、構文的要因、語彙的要因に分けて整理するという2つの目標を中心課題に設定した。英語史的観点からの先行研究の整理を行った。研究テーマを2つに分けて考えた場合、前半部分についてはほぼ予定通りの進展であるが、後半部については進んでいないため、上記の自己点検結果といえる。具体的には、Scheffer (1975)、Strang (1982)、Denison (1998)、Rissanen (1999)、末松(2004)の論点整理を図った。いずれも英語史研究であることから明示的表出事項が示される一方で、実証性を重視する研究手法ゆえに表面化しない核心要因に関する検討が行われていないことを再確認した。進行形構造は、Quirk et al (1985)にもあるように口語性の高い文脈で5%程度の出現率であるため、文献資料における出現率がかなり低く、形成要因の整理と明示の段階には至っていない。Strang (1982)が重要視したJane Austen作品をコーパスとする末松(2004)では、当該構造の扱いは小さく、扱いの困難さを示している。25年度の認知意味論的アスペクト観の検討をすすめる中で、さらなる精緻化を図っていく必要がある。また、研究テーマの後半にある「コーパス作成」が進んでいない。最近ヨーロッパで発表された後期近代英語コーパスの利用可能性についても、検討していく必要がある。なお、24年度中に研究報告に至っていないため、25年度以降にまとめて報告していく予定である。3年計画の最終年度にあたる平成26年度の実施項目は、コーパス観察と、構文的・語彙的一般化要素の整理をすることである。コーパス観察については、必ずしもそこにウェイトを置くのではなく、むしろ後者の構文的・語彙的一般化要素と文法化の相互関係の検討を重点的に検討していきたい。現代英語における未完了相システムの構築要因を考えるうえで大きな位置を占める進行形構造の形成過程の解明に少しでもつながるよう、検討を重ねていきたい。平成25年度における研究テーマは前年度の逆の側面をとらえるため、「巨視的記述法によって見えてくる進行形構造形成要素の整理とコーパス作成」となる。さらに、平成26年度の研究テーマは、24年度と25年度2年間の考察を整理統合することとする。平成25年度については、上記4目標のうち特に、2)後期近代英語期における進行形構造の出現環境を、構文的要因、語彙的要因に分けて整理すること、4)進行形構造という文法構造が示す英語未完了相の本質的意味を再考する端緒となる考察を進めるという2点を中心に、構文文法論と認知意味論の観点からアプローチする。平成24年度の英語史研究考察から見えてきた「核心要因に関する不分明さ」と形成要素整理の遅れについて、25年度の認知
極北シベリアのチュクチ語にかんする緊急調査

本研究では、シベリアの北東端に分布するチュクチ語を緊急調査し、そこで得られた民話、神話のほか、民俗語彙などを収集・記録し、また文法の記述を行なうことを目標としてきたが、その主な研究成果は以下の通りである。1)今年度は現地調査を通じて、チュクチの民話、神話などフォークロアを大量に収集することができた。今はそれらをジャンルに分け、出版する準備を進めている。2)また、現地調査での聞き取りを通じて、トナカイ遊牧文化を反映する民俗語彙を多く集めることができた。今後なるべく早く整理し、出版する予定である。3)チュクチ語の文法の中で、主に語形成について記述研究を行なった。とりわけ、語彙的接辞について網羅的に調べ、それらの付加によって派生される出名動詞と名詞抱合との類似点、相違点を明らかにした。また、語彙的接辞に関する先行研究の問題点を指摘し、チュクチ語の動詞形態論の研究を一歩進めることができた。4)チュクチ語の使役表現を詳しく調べ、その実態を明らかにした。チュクチ語には、「形態的使役」、「分析的使役」、「語彙的使役」の3種類があり、このうち、「形態的使役」と「分析的使役」を最も生産的であり、動詞語幹に一つの接辞がつく「単純使役」、二つの接辞がつく「二重使役」のほか、「逆使役」も存在することが明らかになった。
癌化・老化耐性ハダカデバネズミをモデルとした低酸素適応・代謝制御機構の探究

ハダカデバネズミはマウスと同程度の大きさながら、異例の長寿命(平均28年、最大寿命>30年)であり、がん化耐性を備えた稀有なげっ歯類である。また、地中のトンネルに集団で生活しており、哺乳類の中で最も低酸素耐性を持つ種のひとつとしても知られている。本申請研究では、ハダカデバネズミの著しい低酸素適応性に寄与すると考えられる、ハダカデバネズミ特異的な代謝制御機構に着目し、メカニズム・関与因子の同定を行うことを目的としている。これまでに申請者らは、ハダカデバネズミ線維芽細胞の酸素消費速度が、同条件で培養したマウス線維芽細胞と比べて低いことを示してきた。また、解糖系の指標となる細胞外酸性化速度についてもマウスと比べてハダカデバネズミで低く、一般に低酸素適応としてみられるような解糖系の亢進は生じていないことを明らかにした。さらに、Flux analyzerおよび単離ミトコンドリアを用いた生化学的解析からハダカデバネズミミトコンドリアのいくつかの酵素活性についてマウスとの差異が認められている。現在、ハダカデバネズミ特異的な解糖系・酸化的リン酸化の活性低下のメカニズムについて、代謝フラックス・ミトコンドリア機能などに着目し、詳細な解析を進めている。また、個体の虚血再灌流条件に相当する細胞の低酸素-再酸素化条件において観察される耐性についても、マウス・ハダカデバネズミ線維芽細胞を用いて引き続き解析を行っているところである。本年度、ハダカデバネズミの低代謝化のメカニズムについて、代謝物解析、ミトコンドリア機能解析などから研究を進め、一定の成果を得ることができた。また、虚血再灌流障害についても解析を進めており、興味深い結果を得ている。よって、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。引き続き、ハダカデバネズミの低代謝のメカニズムについて、とくにミトコンドリアに着目して詳細な解析を進める。また、低酸素・虚血再灌流障害耐性について栄養飢餓耐性との関連も明らかにする。また、個体レベルでの低酸素適応について組織におけるデバ特異的遺伝子発現との関係性を検討する。ハダカデバネズミは、マウスと同等のサイズの齧歯類であるが、寿命が平均28年であり、いまだ腫瘍形成が見られたことが無いという老化耐性・がん化耐性の特徴を持つ。また、ハダカデバネズミは地中の低酸素(7%)と地上の通常酸素環境の両方に適応した齧歯類であり、32°Cの低体温という特異な特徴を有している。本研究では、ハダカデバネズミの老化耐性・がん化耐性に関与すると考えられる低代謝の制御機構に着目し、解析を進めている。H26年度は、質量分析を用いて、線維芽細胞と各種臓器における網羅的代謝産物解析を行い、マウスとの種間比較を行った。結果、ハダカデバネズミとマウスで存在量が異なる多数の代謝産物を同定することが出来た。現在、どのような代謝産物がハダカデバネズミの老化耐性・がん化耐性に寄与しているのか、詳細な比較解析を進めているところである。また、Flux analyzerを用いた解析の結果、線維芽細胞レベルでも、ハダカデバネズミはマウスと比べて非常に低代謝であることが判明した。今後、どの代謝経路が抑制されているのか、安定同位体標識グルコース等を用いた詳細な代謝解析を行う。さらに、ATP産生量や細胞増殖能等の表現型についても、マウスとの詳細な種間比較を進める。(1)低酸素へのハダカデバネズミとマウス細胞の応答性の比較:これまで低酸素下での増殖の挙動がハダカデバネズミとマウス細胞で異なるという結果を得ていたが、ラインを増やして詳細な比較を行ったところ、有意な応答性の違いが見られなくなった。そこで方針を変更し、低酸素条件からの通常酸素への暴露(虚血再灌流傷害条件)を行ったところ、ハダカデバネズミ細胞で死細胞が非常に少ないという結果を得た。(2)酸素消費速度の種間比較:ハダカデバネズミの培養条件(32°C5% O2)とマウスの培養条件(37°C20%O2)のそれぞれにおいて線維芽細胞の酸素消費量を比較したところ、どちらの条件においてもハダカデバネズミのほうが酸素消費量が少ないことが判明した。(3)低酸素応答遺伝子の解析:遺伝子配列から、低酸素下でのハダカデバネズミHIF1αのタンパクの安定性が低いことが示唆されていたが、解析の結果、安定性はマウスと大差ないことが判明した。一方申請者らのこれまでの解析から、通常マウス・ヒトでは低酸素下で亢進するiPS細胞の樹立効率が、ハダカデバネズミでは逆に、低酸素下で樹立が完全に抑制されることが明らかになった。(4)エネルギー代謝の種間比較:取得した肝臓・心臓におけるメタボロームデータの解析を進め、虚血耐性に関与すると考えられるマウスとの代謝産物の差を見出した。ハダカデバネズミは細胞レベルで虚血再灌流傷害への抵抗性をもつことが明らかになった。また、ハダカデバネズミiPS細胞の解析により、低酸素においてもiPS細胞の樹立効率が上昇しないということが判明し、今後の解析により、低酸素応答性の違いによる新たなハダカデバネズミ特異的がん抑制機構の発見に繋がる可能性がある。Flux analyzerや質量分析を用いたエネルギー代謝解析についても順調に進展していることから、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。

ハダカデバネズミはマウスと同程度の大きさながら、異例の長寿命(平均28年、最大寿命>30年)であり、がん化耐性を備えた稀有なげっ歯類である。また、地中のトンネルに集団で生活しており、哺乳類の中で最も低酸素耐性を持つ種のひとつとしても知られている。本申請研究では、ハダカデバネズミの著しい低酸素適応性に寄与すると考えられる、ハダカデバネズミ特異的な代謝制御機構に着目し、メカニズム・関与因子の同定を行うことを目的としている。これまでに申請者らは、ハダカデバネズミ線維芽細胞の酸素消費速度が、同条件で培養したマウス線維芽細胞と比べて低いことを示してきた。また、解糖系の指標となる細胞外酸性化速度についてもマウスと比べてハダカデバネズミで低く、一般に低酸素適応としてみられるような解糖系の亢進は生じていないことを明らかにした。さらに、Flux analyzerおよび単離ミトコンドリアを用いた生化学的解析からハダカデバネズミミトコンドリアのいくつかの酵素活性についてマウスとの差異が認められている。現在、ハダカデバネズミ特異的な解糖系・酸化的リン酸化の活性低下のメカニズムについて、代謝フラックス・ミトコンドリア機能などに着目し、詳細な解析を進めている。また、個体の虚血再灌流条件に相当する細胞の低酸素-再酸素化条件において観察される耐性についても、マウス・ハダカデバネズミ線維芽細胞を用いて引き続き解析を行っているところである。本年度、ハダカデバネズミの低代謝化のメカニズムについて、代謝物解析、ミトコンドリア機能解析などから研究を進め、一定の成果を得ることができた。また、虚血再灌流障害についても解析を進めており、興味深い結果を得ている。よって、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。質量分析により、マウスと比較してハダカデバネズミで発現が異なる代謝産物を多数同定することが出来た。また、Flux analyzerの解析により、ハダカデバネズミは細胞レベルで低代謝であることが確認できており、本研究はおおむね順調に進展していると言える。・虚血再灌流条件での細胞の応答性の種間比較を更に進めた後、RNA-seq,メタボローム解析を行う。・一般的に、低酸素下ではOct3/4を含む未分化マーカーが活性化し、体細胞のがん化および悪性化に寄与することが知られている。ハダカデバネズミでは低酸素への未分化マーカーの応答性が異なることでiPS細胞のみならずハダカデバネズミ個体のがん化耐性が制御される可能性もあるため、今後、未分化マーカー遺伝子に着目しつつ低酸素応答遺伝子の比較解析を更に進める。・ミトコンドリア呼吸鎖の複合体I-Vの機能の種間比較を行う。引き続き、ハダカデバネズミの低代謝のメカニズムについて、とくにミトコンドリアに着目して詳細な解析を進める。また、低酸素・虚血再灌流障害耐性について栄養飢餓耐性との関連も明らかにする。また、個体レベルでの低酸素適応について組織におけるデバ特異的遺伝子発現との関係性を検討する。Flux analyzer・質量分析を用いて、特異な低代謝に寄与する代謝経路の同定を進める。低酸素・通常酸素下での細胞の性状、ミトコンドリアでのATP産生等のフェノタイプについて、詳細に種間比較を進める。
外場チューニングによる有機無機複合型ナノ量子ドット超格子の光学特性制御

有機無機複合型ナノ量子構造物質の光学特性の圧力依存性を調べた。その結果を高圧X線回折実験による高圧構造解析の結果と照らし合わせて、電子状態と構造状態の圧力チューニングによる光学特性の制御を試みた。PbI_6量子ドットが有機分子によって隔てられて規則配列した有機無機複合型量子ドット超格子(CH_3NH_3)_4PbI_6・2H_2Oでは、体積弾性率が10.2 GPaと求まり、4.9 GPaで超格子構造の変化が起こる相転移を見出した。その相転移で励起子に起因した光学特性の圧力依存性も変化した。また、60°C付近での水分子の脱離によるPbI_6量子ドットの3次元連結を観測し、その活性化エネルギーと3次元連結に伴う光学特性の変化を見出した。この量子ドット超格子の圧力下の光学特性では有機分子と量子ドットの相互作用が重要であることがわかった。PbI_6量子ドットの八面体の面を共有して連結したC_5H_<10>NH_2PbI_3と(C_<12>H_<14>N_2)Pb_2I_6、頂点を共有した[NH_2C(I)=NH_2]_3PbI_5の3つの有機無機複合型量子細線超格子において、体積弾性率、圧縮の異方性、励起子に起因する光応答の圧力依存性について興味ある知見を得た。特に、(C_<12>H_<14>N_2)Pb_2I_6では量子細線と有機分子との間の電荷移動遷移確率を圧力によってチューニングできることがわかった。有機無機複合型CdSe量子ドットでは、粒径が2.1nmからbulkまでの間で、CdSe量子ドットの体積弾性率とHOMO-LUMO遷移エネルギーにおける変形ポテンシャルが粒径の逆数に比例して変化することがわかった。発光エネルギーの圧力係数はTOPO配位子試料とHDA配位子試料では異なる傾向を示し、表面配位子の状態が高圧下の電子状態に強く関与することがわかった。また、数十nm周期の溝を持つ基板上に配列させたCdS量子ドットではその光学特性に配列効果が見られた。今年度は、ガス駆動型ダイヤモンドアンビルセルとそれを冷却するクライオスタット(到達温度4K)を購入し、温度・圧力可変で分光測定(光吸収、発光、ラマン散乱)を行なうための光学システムの構築に着手した。それと同時に、有機無機複合型ナノ量子構造物質として、(1)テンプレート法による自己組織化量子構造結晶(量子細線結晶、量子井戸結晶、3次元ペロフスカイト結晶)、(2)逆ミセル法による17nmサイズの半導体量子ドット(CdS、InS)の作製を行なった。(1)では、量子細線結晶[NH_2C(I)=NH_2]_3PbI_5において、自由励起子と束縛励起子に起因する特異な光応答、光誘起欠陥生成現象、光伝導の機構などを明らかにした。また、量子細線構造の違いによる電子・励起子状態への影響を明らかにした。それらの結果は7月の第27回半導体物理国際会議(米国)で発表した。量子井戸結晶[C_4H_9NH_3]_2PbI_4においては、光学特性における有機分子の置換効果と金属カチオンのMn置換効果を調べ、興味ある結果を得た(日本物理学会2004年秋季大会で発表)。