hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2005-06年冬期豪雪による広域雪氷災害に関する調査研究

日本各地に甚大な被害をもたらした平成18年豪雪について、本研究では、大気大循環場と降雪特性、積雪特性の広域分布と雪崩災害、生活及び建築関連雪害、予測技術と軽減方策の四つの研究課題を設定し調査研究を実施した。大気大循環の調査からは、寒気の南下は38豪雪に次ぐ規模であり、特に12月は冬季モンスーン指標が過去50年で最大となったこと、それには熱帯域の影響も示唆されることなどの特徴が明らかになった。その結果、1月初旬に既に最深積雪に近い積雪を各地で記録した。この時点の広域での積雪分布を調査したところ、新潟県上中越から長野、群馬両県境にかけての山間部を始め、東北、中部、中国地方でも特に山間地域に多量の積雪が集中していたことがわかった。山間地での降積雪は必然的に雪崩を誘発し、数多くの乾雪表層雪崩の発生をみた。本研究では死者の出た秋田県乳頭温泉での雪崩を始め、多くの現地調査を行いその発生要因を調査した。また、広域の一斉断面観測により、早い時期からの積雪増加が高密度で硬い雪質をもたらしたことが観測され、それが生活関連雪害にも反映したことが推測された。生活関連雪害では、死者(交通事故を除く)の圧倒的多数(3/4)は雪処理中の事故によるものであった。その比率は56豪雪時(1/2)と比べて増加していること、多くは高齢者で全体の2/3をしめ、70歳代が群を抜き、高齢者が雪処理に従事せざるを得ない状況などが読み取れた。また、56豪雪と比べて家屋の倒壊による死者が多く、老朽家屋に高齢者が住んでいて被害に遭遇するという構造がうかがえた。さらに本研究では、積雪変質モデルを使った雪崩危険度予測を行い、実際の雪崩発生と比較検討するとともに雪崩の危険性によって長期間閉鎖された国道405号線に適用する試みや冬季のリスクマネジメントに関する調査等を実施し、雪氷災害の被害軽減に有効な手法についての研究も行った。
貧毛類を利用した中空糸膜分離活性汚泥法に関する研究

実験装置は平塚市日向岡団地下水処理場内に設置し,処理原水として同処理場への流入汚水を用いた.処理原水は処理場内の曝気沈砂地より取水ポンプで取水した後,自動微細目スクリーン(目開き1mm)にて繊維質等を除去し,原水槽に貯留した後,曝気槽内へ供給した.曝気槽内水温はリボンヒ-タを用いて20°C前後に制御した.貧毛類としてはツリミミズ科のシマミミズ(Eisenia foetida)(延岡旭繊維社製)を用い,NaHCO_3(流量7.5mLh^<-1>濃度1020gL^<-1>)を定量ポンプを用いて流入させ,pHを中性付近に保った.使用した中空糸膜は三菱レイヨン社製MF膜であり,膜モジュールはループ状に束ねたものを用いた.本実験では貧毛類を投与するモジュールと投与しないモジュールの平均特性をとり比較検討するため,槽内にそれぞれ2基のモジュールを設置した.また槽内のモジュールの位置による影響を知るため,上層と下層に設置した.槽内は貧毛類の移動を防ぐため金網で二分した.また,HRT(67時間)を保つため,2基の補助膜も設置した.補助膜は常時,水洗浄を行った.逆洗は行わず,5分間吸引5分間停止の間欠運転とした.エア-量は10Lmin^<-1>である.実験期間中のC0D_<Mn>容積負荷は0.20.3gL^<-1>day^<-1>であった.シマミミズ(体長46cm)を,一旦シャーレ内で個体数を確認した後,装置から取り出した膜モジュールに移植し,再びこの膜モジュールを曝気槽内に浸漬した.投与するシマミミズの個体数は,膜面に付着した汚泥の状況を見ながら段階的に増加させた.体重0.40.5gのシマミミズを使用した場合,個体密度500匹m^<-2>で汚泥の分散効果があることがわかった.実験装置は平塚市日向岡団地下水処理場内に設置し,処理原水として同処理場への流入汚水を用いた.処理原水は処理場内の曝気沈砂地より取水ポンプで取水した後,自動微細目スクリーン(目開き1mm)にて繊維質等を除去し,原水槽に貯留した後,曝気槽内へ供給した.曝気槽内水温はリボンヒ-タを用いて20°C前後に制御した.貧毛類としてはツリミミズ科のシマミミズ(Eisenia foetida)(延岡旭繊維社製)を用い,NaHCO_3(流量7.5mLh^<-1>濃度1020gL^<-1>)を定量ポンプを用いて流入させ,pHを中性付近に保った.使用した中空糸膜は三菱レイヨン社製MF膜であり,膜モジュールはループ状に束ねたものを用いた.本実験では貧毛類を投与するモジュールと投与しないモジュールの平均特性をとり比較検討するため,槽内にそれぞれ2基のモジュールを設置した.また槽内のモジュールの位置による影響を知るため,上層と下層に設置した.槽内は貧毛類の移動を防ぐため金網で二分した.また,HRT(67時間)を保つため,2基の補助膜も設置した.補助膜は常時,水洗浄を行った.逆洗は行わず,5分間吸引5分間停止の間欠運転とした.エア-量は10Lmin^<-1>である.実験期間中のC0D_<Mn>容積負荷は0.20.3gL^<-1>day^<-1>であった.シマミミズ(体長46cm)を,一旦シャーレ内で個体数を確認した後,装置から取り出した膜モジュールに移植し,再びこの膜モジュールを曝気槽内に浸漬した.投与するシマミミズの個体数は,膜面に付着した汚泥の状況を見ながら段階的に増加させた.体重0.40.5gのシマミミズを使用した場合,個体密度500匹m^<-2>で汚泥の分散効果があることがわかった.
現世堆積物に存在する生体有機高分子とその地球化学的変化の研究

本研究では現世の堆積物として東京湾堆積物のコアー試料(0cm100cm)を用い、1)水溶性のタンパク質とその構成アミノ酸、2)核酸の塩基とそのヌクレオシド、3)クロロオフィルおよびクローリン化合物、の検出とそれらの初期続成変化を堆積物の深度に対して明らかにすることを目的として分析実験と結果の考慮を行った。タンパク質とそのアミノ酸の研究では、ペプチドとして最小のジペプチドを検出した。これらは堆積物の最表層で最も多く存在し、深度が30cmまでは急激に減少するが、それ以深ではほぼ一定の値で分布していることを見い出した。この深度変化は、生体中のタンパク質が堆積環境下での初期続成作用により、加水分解されて低分子量のペプチドを経て、最終的にはアミノ酸へと変化するとの解釈を行った。核酸の塩基とそのヌクレオシドについては、生体中に多く存在する8種類のヌクレオシドを検出した。これらのヌクレオシドは最表層で最も多く存在し、深度と共に急激に減少する傾向を見い出した。ヌクレオシド中ではリボ-体がデオキシ-体よりも多量に存在することを明らかにし、生体中の組成を反映していると考察した。さらに、リボ-体/デオキシ-体の比より、リボ-体がデオキシ-体よりも分解しやすいことも見い出した。また、堆積物のヌクレオシドが核酸由来のものだけではないことも明らかにした。クロロフィルおよびその分解生成物である4種のクローリン化合物も検出した。しかし、クロロフィルとクローリン化合物の量比は堆積物のどの深度でも比較的一定であり、堆積物中での変化や分解はあまり進行していないことを明らかにした。以上を総合すると、どの有機物も堆積物の表層から100cmの深度(過去約100年間)で最初の存在量よりも1桁少ない値に減少している。特に、表層から30cmの間で存在量が急激に減少し、極めて初期(最初の数十年間)の続成変化が大きいことが判明した。本研究では現世の堆積物として東京湾堆積物のコアー試料を用い、穏和な抽出法による水溶性のタンパク質とそのアミノ酸や核酸とその塩基さらにヌクレオシドの変化を堆積物の深度の増加に対して明らかにすることを目的とした。タンパク質とそのアミノ酸の研究結果としては、ペプチドとしては最小のジペプチドの検出を試み、26種類のジペプチドを検出した。これらは中性のミノ酸で構成されるもので、全体としてコアーの最表層で最も多く存在し、個々のジペプチドで最も多いアラニル-ロイシンで23.9nmol/g、最も少ないロイシル-フェニルアラニンで0.37nmol/gであった。これらのジペプチドは深度が30cmでは最表層での存在量の10%にまで急激に減少するが、30cmから100cmまではほぼ一定の値で分布していることが判明した。このような、ジペプチドノ深度変化は、生体中のタンパク質が堆積環境下での初期読成作用により、加水分解されて低分子量のペプチドを経て、最終的にはアミノ酸へと変化する過程を示すものと解釈することができる。核酸とそのヌクレオシドの研究結果としては、これまでに生体中に多く存在する8種類のヌクレオシドを検出した。これらは、リボアデノシン、デオキシリボアデノシン、リボシチジン、デオキシリボシチジン、リボグアノシン、デオキシリボグアノシン、デオキシリボチミジン、リボウリジンである。

これらのヌクレオシドではリボ-体が対応するデオキシ-体よりも多量に存在することが判明し、生体中の組成を反映していた。さらに、リボ-体/デオキシ-体の値より、リボ-体がデオキシ-体よりも分解しやすく、堆積物の読成作用に伴い受ける分解や変化の過程を示している。また、堆積物のヌクレオシドが核酸由来のものだけではないことも本研究で判明した。本研究では現世の堆積物として東京湾堆積物のコアー試料を用い、1)水溶性のタンパク質とそのアミノ酸、2)核酸の塩基とそのヌクレオシド、3)クロロフィルおよびクローリン化合物、の検出とそれらの変化を堆積物の深度に対して明らかにすることを目的として分析実験と結果の考察を行った。タンパク質とアミノ酸の研究では、ペプチドとして最小のジペプチドを検出した。これらは堆積物の最表層で最も多く存在し、深度が30cmまでは急激に減少するが、それ以深ではほぼ一定の値で分布していることを見い出した。この深度変化は、生体中のタンパク質が堆積環境下での初期続成作用により、加水分解されて低分子量のペプチドを経て、最終的にはアミノ酸へと変化するとの解釈を行った。核酸の塩基とそのヌクレオシドについては、生体中に多く存在する8種類のヌクレオチドを検出した。これらのヌクレオチドはジペプチドと同様に最表層で最も多く存在し、深度と共に急激に減少する傾向を見い出した。ヌクレオチド中ではリボ-体がデオキシ-体よりも多量に存在することを明らかにし、生体中の組成を反映していると考察した。さらに、リボ-体/デオキシ-体の比より、リボ-体がデオキシ-体よりも分解しやすいことも見い出された。また、堆積物のヌクレオシドが核酸由来のものだけではないことも本研究で明らかにした。クロロフィルおよびその分解生成物である4種のクローリン化合物も検出した。しかし、クロロフィルとクローリン化合物の量比は堆積物のどの深度でも比較的一定であり、堆積物中での変化や分解はあまり進行していないことを明らかにした。
一般病院・病棟で終末期がん患者を抱える配偶者のニードに関する研究

1.データの収集;今年度、4名の対象者の紹介があったが、2名は、配偶者の看取りが近付くにつれ、予期的悲嘆が激しくなり、インタビューの継続は、対象者への負担が大き過ぎると判断し、倫理的配慮に基付き研究対象から除外した。1名は、配偶者との死別後、病的悲嘆に近い悲嘆状況となったため、研究対象者としての継続は、倫理的に問題があると判断し、研究対象から除外した。除外した3名については、研究フィールドへ、必要時、フォローを依頼した。今年度、データ収集できた対象者は1名であり、昨年の2名と合わせ、合計3名の対象者からデータを収集した。2.データの分析;得られたデータからニードを抽出し、患者の死亡前後で、ニードの相違を比較検討した。患者の死亡前、「希望はありません」と言っていた内容が、死亡後に、「もってこうして上げたかった」「こうして欲しかった」など、死亡前にはみられなかったニードが上がっていた。3.まとめ;患者死亡前にみられなかったニードが、死亡後に上がってきた背景には、患者の生前は、家族は予期的悲嘆を経験するだけでなく、家族自身が患者の状態に巻き込まれ、周りが見えていない状況下にあり、物事を冷静に捉え判断していくことが困難だったからだと考えられる。死別後、巻き込まれの少ない状況下で振り返った時に「もってこうしておけば、、、」という思いが出てきたものと考える。よって、終末期がん患者を抱える家族のニードに関する研究を行うとき、死亡前後で情報収集を行うことが必要であると考える。また、今回、悲嘆状況が激しく、研究対象から除外したケースがあったが、これらのケースは、配偶者との死別体験のストレスの大きさを証明しているとも言えよう。終末期がん患者を抱える家族のニードや患者の死に伴う家族の悲嘆に焦点を当てた研究は難しいことであるが、大切な研究領域であることも事実である。今後も、多くのデータを集め、終末期がん患者を抱える家族が有効な予期的悲嘆を体験し、死別後の悲嘆からスムーズに回復していけるための看護介入モデルを作成していくことが必要だと考える。当初の本年度の予定:平成13年8月平成14年3月に、研究対象者610名と面接を行い、データ収集。1,文献検討:終末期がん患者を抱える家族のニードに関する研究は、1975年のHampeの研究以降、国内外を問わず行われ、発表されている。しかし、データ収集時期が、患者死亡前、もしくは死亡後と限定されており、患者死亡前から死亡後まで、同一対象を継続的に迫跡した研究はなく、同一対象で、患者死亡前から死亡後までデータを収集し、患者死亡前・後における家族のニードや、前・後のニードの相違の有無を明らかにしていくことが不可欠と考える。2,概念枠組みの作成:今日までに発表された家族のニード、および、研究者自身の過去の研究結果を基に、本研究の概念枠組みを作成した。3,用具の作成:研究対象者の基礎情報収集用紙と、ニードに関するデータを収集するための面接に使用する半構成的質問紙を作成した。4,パイロットスタディ:作成した質問紙を使用し、本研究フィールドで、本研究対象者と同条件の配偶者(妻)1名に、パイロットスタディを行った。その結果、意図した回答が得られなかった質問内容1つ、および、研究者自身が終末期がん患者の家族に質問するには倫理的にふさわしくないと判断した質問内容1つを削除した。それ以外の質問内容では、研究対象者が回答に迷うことなく、また、研究者の意図した回答が対象者より返ってきたため、2内容を削除した質問紙で研究をスタートした。5,データの収集:研究フィールドの倫理委員会の審査(審査は通過した)、および、パイロットスタディによる質問紙の修正等に時間を要し、データ収集は、当初の予定より遅れ、10月上旬にスタートした。平成14年3月現在、死亡前から死亡後までのデータを収集できた(患者死亡前・後共に面接を行えた)対象者は2名(2名共妻)である。面接が終了した2名のデータの分析結果は、ニードの内容は患者の死亡前・後で大きな相違はないが、数的にみた場合、死亡後の方が多く上がっていた。6,今後の予定:質的研究だが、610名の研究対象者が必要であると判断するため、データ収集期間を平成14年夏(最長秋)まで延長する。また現在、フィールドを増やすことを検討中である。

3.まとめ;患者死亡前にみられなかったニードが、死亡後に上がってきた背景には、患者の生前は、家族は予期的悲嘆を経験するだけでなく、家族自身が患者の状態に巻き込まれ、周りが見えていない状況下にあり、物事を冷静に捉え判断していくことが困難だったからだと考えられる。死別後、巻き込まれの少ない状況下で振り返った時に「もってこうしておけば、、、」という思いが出てきたものと考える。よって、終末期がん患者を抱える家族のニードに関する研究を行うとき、死亡前後で情報収集を行うことが必要であると考える。また、今回、悲嘆状況が激しく、研究対象から除外したケースがあったが、これらのケースは、配偶者との死別体験のストレスの大きさを証明しているとも言えよう。終末期がん患者を抱える家族のニードや患者の死に伴う家族の悲嘆に焦点を当てた研究は難しいことであるが、大切な研究領域であることも事実である。今後も、多くのデータを集め、終末期がん患者を抱える家族が有効な予期的悲嘆を体験し、死別後の悲嘆からスムーズに回復していけるための看護介入モデルを作成していくことが必要だと考える。
日本語を対象とした語用論の動的側面の形式化の研究

本研究は、語用論の動的側面の形式化を図ろうとするものである。昨年度検討した我々の形式化は、関連性理論のいう総合的演繹規則を更新関数とするもので、発話自身が変化しなくても、話者の意図の切り替えによって、適用する演繹規則を切り替えることができ、語用論的な解釈の動的側面を説明している。本年度は、演繹規則の位置づけ、あるいは演繹規則の切り替えの原理的な仕組みについて検討した。演繹規則のうち切り替わりうるものとは、知識や思い込みといったものであり、それらは推論においてデフォルトをなしている。短いスパンの発話が動的というより静的におこなわれているのは、デフォルト論理でエクステンションを静的に確定させることができる(つまり、知らなくてもいつか知ることが出来る)ことに対応している。談話の真に動的な部分は、デフォルトとして働く演繹規則が切り替わることでおきるのであり、それは意図をもってデフォルトを切り替える(つまり、エクステンションを変える)ことに相当すると定式化することができる。論理学の理論としてアップグレード論理が最近脚光をあびているが、それとの対応を検討している。これらの装置の下で、言語による伝達の形式化をより精密に検討した。日本語においては、会話の文が命題あるいは論理形式を構成する力が弱く、曖昧な伝達やプランニングが見られるが、それらを制約の形式で伝達するようなモデルを仮定すると、談話レベルのプランニングが明確になることが分かった。統語理論として過去に検討されてきた情報の部分性に関する研究との対応を検討している。本年度は、日本語において観測される語用論的制約の形態について検討した。第一は、基本的な伝達の理論として関連性理論をすえた場合に生じる困難について検討し、その結果を日本語用論学会全国大会にて発表した。日本語は伝えたいことをすべて表層で言語化しなくても、推論によって補うことができることは表現しない傾向のある言語とされている。そのような傾向の中でも、言語化しなければならない事項を検討することによっていくつかの制約が存在することを確認することができる。そのひとつとして、存在論的前提を検討した。存在論的前提は否定文の場合語用論的に働くことが知られていて、伝達される表意にはならないことから、条件付の制約として働いていることが示された。第二は、確定的な陳述が持つ制約を検討した。陳述の内容が世界知識を記述する場合、それが、誤った知識であることは可能であるが、世界知識の構造を覆すような内容であることは不可能である。このことを日本語ではどのように表現しているかについて論じた。その中核部分は研究協力者によって課程博士論文としてまとめられ、北海道大学大学院より文学博士が授与された。第三は、ある種の言語行為にみられる制約について検討した。この件は分担者による別の科学研究費の研究と共通のテーマであり、情報の共有とともに、20年度に日本語における発現を発展的に研究する方途が得られた。本年度は、第一に、前年度の口頭発表を改定し、発表論文集に発表した。第二に、語用論が動的側面を持つ根本的な原因について論理的に検討した。基本的な伝達の理論として関連性理論をすえた場合、関連性の原理によって、推論は一本道に進むことが期待される。また、その推論を単純に形式化したものも動的な変化を支えることは出来ない。したがって、19年度に設定したような伝達を形式化した更新関数だけでは動的な語用論を構築することはできない。そもそも、関連性理論は単独の発話の伝達を説明する理論であり、談話(=複数の発話連続)レベルを説明するマクロな理論のミクロレベルの基礎なのである。そして、語用論の動的側面は、談話レベルのマクロな原理がミクロな更新関数に修正を施すからであると説明できる。関連性理論のいう総合的演繹規則を更新関数とする我々の形式化では、発話自身が変化しなくても、話者の意図の切り替えによって、適用する演繹規則が切り替わることができ、語用論的な解釈の動的側面をうまく説明することが出来る。このような原理的な検討により、我々の形式化は語用論全体をカバーでき、その動的な側面を説明することが示された。第三に、談話レベルのマクロな原理の形式化を検討した。西洋語のようないわゆる"論理的な"言語での会話では、話者の未来指向意図に基づく"意図の論理"がある程度の成功を収めているが、日本語のような"緩い論理"に基づく場合については検討されていなかった。意図の論理に従わないような会話例について、実はその意図が部分構造であって大局的意図への昇華が可能であるとして説明できるものかどうか、また、昇華が可能であるとして伝達のミクロな機構とどう関わるかについて検討を行なった。

短いスパンの発話が動的というより静的におこなわれているのは、デフォルト論理でエクステンションを静的に確定させることができる(つまり、知らなくてもいつか知ることが出来る)ことに対応している。談話の真に動的な部分は、デフォルトとして働く演繹規則が切り替わることでおきるのであり、それは意図をもってデフォルトを切り替える(つまり、エクステンションを変える)ことに相当すると定式化することができる。論理学の理論としてアップグレード論理が最近脚光をあびているが、それとの対応を検討している。これらの装置の下で、言語による伝達の形式化をより精密に検討した。日本語においては、会話の文が命題あるいは論理形式を構成する力が弱く、曖昧な伝達やプランニングが見られるが、それらを制約の形式で伝達するようなモデルを仮定すると、談話レベルのプランニングが明確になることが分かった。統語理論として過去に検討されてきた情報の部分性に関する研究との対応を検討している。
個人情報保護を考慮した通信記録管理システムの構築

通信の秘密の保護等のため、今後、ネットワーク運用目的であってもログの閲覧が厳しく規制されるだけでなく、研究目的でのログ収集にも大きな制限が設けられる可能性が出てきた。一方で、研究目的のログ利用のために、高額な第三者機関のサービスを受けることも研究活動を阻害する要因となると考えられる。従って、各法律を満たしつつ、かつ、柔軟な研究活動を支援する通信記録管理システムの構築が急務である。本研究では、データベース技術を応用して、(1)個人情報を自動的に抽出・削除するためのログ解析、(2)個人情報を削除してもログの一貫性を保持する機能、(3)ログへのアクセスおよびどのような変換を行ったかを改ざんされることなく保全する機能、(4)不正アクセス調査等の際に、抽象化されたログから個人を特定するための機能およびこの操作を制限する機能の開発を行った。また、抽象化された不正アクセス検知装置(IDS)のログを用いて、データマイニングを行い、99%が誤検知と言われるIDSログの中から悪意のある攻撃に関する警報を抽出する手法、既存のマニング手法よりもより良いクラスタリング手法について研究を行った。さらに、ISPのような大規模ネットワークにおいて、個人情報を表示することなく、通信状態を表示する可視化手法を開発した。IPアドレスのオクテット毎にグループ化し、隙間なく詰め込むことで、限られた表示領域に多数の情報を表示する。また、z軸方向に通信記録の記録数を表示する機能、および、IPアドレス間を線分表示することで、通信記録の関連性を表示する機能を実装した。コンピュータシステムの健全性を検証するためには、アクセスログや不正侵入検知装置(IDS)のログと言った通信記録を参照する必要がある。通信記録には、ユーザID、パスワード等の個人情報や機微情報が含まれている可能性がある。不正アクセスといった事件性が疑われる場合を除けば、これらの情報を目視で確認することも避けなければならない。一方で、通信記録には一日あたり数万から数千万件という膨大な情報が記録されており、これらを逐次目視で確認することも現実的ではない。そこで、本研究では、まず、通常時と不正アクセス発生時で大きく表示が変わる可視化手法を開発している。今年度は、IDSが生成する警報情報を対象とした。警報情報を3次元表示して、警報の発生状況、攻撃元および攻撃先の関連を視覚的に表現するシステムを開発した。警報に含まれているIPアドレスをオクテット毎に分類し、そのIPアドレス全てを平面上に隙間無く、かつ、論理構成を維持したまま配置する。さらに、攻撃/被攻撃の警報数を3次元方向に棒グラフとして表示することで、攻撃/被攻撃の状況が一覧できる。また、情報閲覧を段階的に行えるように警報情報を格納するデータベースを構築している。本データベースシステムを用いることで、可視化システムにおける異常値確認後の調査活動の支援が可能となった。まず、第一段階として、複数の警報間の関連性を解析したり、攻撃の概要情報のみを調査することが可能となる。この段階では、個人情報や機微情報を表示しない。さらに、不正アクセスが疑われる場合のみ、通信の内容を閲覧する。現在は、IDSが検知した異常部分のみを表示するだけであり、偶然機微情報の一部を表示してしまう問題が残っている。
化学的手法を用いた極薄SiO_2/Si構造の低温創製とリーク電流密度の低減

これまでシリコン基板を硝酸溶液中に浸漬することによって極薄SiO_2膜を形成する研究を行ってきた。本共同研究では、共沸状態の硝酸溶液(68wt%硝酸)を使用することによって、121°Cの低温でシリコン基板の上に熱酸化膜に匹敵するほどのリーク電流密度を持つ1.4nmの酸化膜を形成することに成功した。X線光電子分光法、フーリェ変換赤外吸収分光法などの手法を用いて酸化膜の物性を調べた。その結果、この化学酸化膜の原子密度は高温熱酸化膜のそれよりも高いことがわかった。共沸状態の硝酸を使用した目的は、その強い酸化力を利用して欠陥の少ない酸化膜を形成することである。まさにその通りの結果が得られたと思われる。また、共沸状態の硝酸を用いると、蒸発による溶液の濃度の変化がないため酸化膜厚の制御性が良くなった。すなわち、酸化膜厚はシリコンの硝酸溶液中における浸漬時間によって全く変化しないという結果が得られた。これは実用化の上極めて重要である。従来の熱酸化膜よりも低いリーク電流密度を達成するために、Post Metallization Anneal (PMA)とPost Oxidation Anneal (POA)処理を施した。この酸化膜を水素雰囲気中200°CでPMA処理すると、リーク電流密度は更に1/5まで低減することがわかった。このリーク電流密度の値は熱酸化膜に比べて一桁以上低く、MOSデバイスの許容値よりも相当低い。また、水素雰囲気中における低温POA処理もPMA処理と同様リーク電流密度の低減に有効であることがわかった。更に、POA処理とPMA処理の組み合わせによりリーク電流密度はさらに低減することを明らかにした。電気容量-電圧の測定および上記光学的観測によりこれらの処理によるリーク電流密度の低減は、界面準位の消滅、SiO_2バンドギャップの広がり及びSiO_2膜中のギャップ準位の除去によるものとわかった。このようにSiO_2/Si界面構造、SiO_2膜の微視的構造、電子状態などの物性を制御することによってリーク電流密度の低減を実現することができた。
自閉症新規モデルマウスを用いた発症機構解明と治療への応用

近年、クロマチンリモデリング因子CHD8が自閉症の最も有力な原因遺伝子として報告された。われわれは自閉症患者で報告されたCHD8変異を模倣したCHD8へテロ欠損マウスを作製し行動解析を行ったところ、自閉症を特徴付ける行動異常が再現されることを確認した。本研究では、CHD8へテロ欠損マウスが自閉症を発症する原因となる責任細胞種を特定し、自閉症の発症メカニズムを解明することによって、疾患治療への応用を目的としている。CHD8は神経細胞だけでなくアストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリアでも発現が認められることが分かっている。昨年度の結果から、CHD8はオリゴデンドロサイトにおいて重要な役割を果たしていることが判明したため、オリゴデンドロサイトに着目して特に解析を進めた。オリゴデンドロサイト系譜でCHD8を欠損させたマウスは振戦や後肢の麻痺などの表現型を示し、ほとんどが生後23週で死亡した。このマウスの脳や脊髄ではオリゴデンドロサイトの細胞数が著明に減少し、髄鞘の形成が障害されていた。生化学的な解析を行ったところ、CHD8はMBPやPLP1などミエリン関連遺伝子のプロモーター領域に結合しており、CHD8の欠損によってこれらの遺伝子発現の変化が観察された。さらにオリゴデンドロサイト特異的CHD8ヘテロ欠損マウスの行動解析を行ったところ、全身CHD8ヘテロ欠損マウスでみられた行動異常の一部を再現することがわかった。以上の結果からCHD8はミエリン形成に必須であり、CHD8変異によるオリゴデンドロサイトの機能異常が自閉症の表現型に関与している可能性が示唆された。CHD8がオリゴデンドロサイトの分化やミエリン形成に関わっていることが明らかになった。またオリゴデンドロサイト特異的CHD8ヘテロ欠損マウスの行動解析を行ったところ全身CHD8ヘテロ欠損マウスでみられた行動異常の一部を再現することがわかった。オリゴデンドロサイト以外の細胞種においてCHD8を欠損させたマウスも既に作製し、行動解析によって行動異常の原因となる責任細胞種の特定を進めている。これらは当初の研究目的に適っており、順調に達成されつつあると考えられる。これまでに作製した各細胞種特異的CHD8へテロ欠損マウスを用いて行動解析を行い、自閉症様の行動異常に関与している細胞種を明らかにする。またその責任細胞種の機能を改善させるような薬剤をCHD8ヘテロ欠損マウスに投与し、行動解析によって行動異常が改善されるかどうかについて検討する。本研究では、CHD8へテロ欠損マウスが自閉症を発症する原因となる責任細胞種を特定し、自閉症の発症メカニズムを解明することによって、疾患治療への応用を目指している。本年度は、Cre-loxPシステムを用いてニューロン、グリア細胞特異的にCHD8ヘテロ欠損させたマウスを作製し、各細胞種におけるCHD8の役割について解析した。CHD8へテロ欠損マウスの全脳を用いたRNA-seq解析からミエリン形成に関わる遺伝子の発現が減少していることがわかり、特にオリゴデンドロサイトにおけるCHD8の機能に着目して解析を進めた。さらに生化学的な解析を行ったところ、CHD8はMBPやPLP1などミエリン関連遺伝子のプロモーター領域に結合しており、CHD8の欠損によってこれらの遺伝子発現の変化が観察された。以上の結果からCHD8はミエリン形成に必要な遺伝子の発現を直接制御しており、オリゴデンドロサイトの分化やミエリン形成に重要な役割があることが明らかになった。CHD8がオリゴデンドロサイトの分化やミエリン形成に関わっていることを突き止めた。またオリゴデンドロサイト以外の細胞種においてCHD8を欠損させたマウスも既に作製しており、各細胞種におけるCHD8の機能が明らかになりつつある。これらの知見は当初の研究目的に適っており、順調に達成されつつあると考えられる。本研究課題は自閉症の発症メカニズムの解明と治療応用が目的であり、まずはCHD8へテロ欠損による各細胞種の機能異常が自閉症の発症に関わっているかについて検証することが今後の課題である。

オリゴデンドロサイト系譜でCHD8を欠損させたマウスは振戦や後肢の麻痺などの表現型を示し、ほとんどが生後23週で死亡した。このマウスの脳や脊髄ではオリゴデンドロサイトの細胞数が著明に減少し、髄鞘の形成が障害されていた。生化学的な解析を行ったところ、CHD8はMBPやPLP1などミエリン関連遺伝子のプロモーター領域に結合しており、CHD8の欠損によってこれらの遺伝子発現の変化が観察された。さらにオリゴデンドロサイト特異的CHD8ヘテロ欠損マウスの行動解析を行ったところ、全身CHD8ヘテロ欠損マウスでみられた行動異常の一部を再現することがわかった。以上の結果からCHD8はミエリン形成に必須であり、CHD8変異によるオリゴデンドロサイトの機能異常が自閉症の表現型に関与している可能性が示唆された。CHD8がオリゴデンドロサイトの分化やミエリン形成に関わっていることが明らかになった。またオリゴデンドロサイト特異的CHD8ヘテロ欠損マウスの行動解析を行ったところ全身CHD8ヘテロ欠損マウスでみられた行動異常の一部を再現することがわかった。オリゴデンドロサイト以外の細胞種においてCHD8を欠損させたマウスも既に作製し、行動解析によって行動異常の原因となる責任細胞種の特定を進めている。これらは当初の研究目的に適っており、順調に達成されつつあると考えられる。これまでに作製した各細胞種特異的CHD8へテロ欠損マウスを用いて行動解析を行い、自閉症様の行動異常に関与している細胞種を明らかにする。また、ニューロンやグリア細胞を用いてChIP-SeqおよびRNA-Seq解析を行うことでCHD8の標的遺伝子を網羅的に探索し、CHD8による各細胞種の機能制御機構について解析を進めていく。またその責任細胞種の機能を改善させるような薬剤をCHD8ヘテロ欠損マウスに投与し、行動解析によって行動異常が改善されるかどうかについて検討する。
ランタノイド(III)の協同抽出における抽出種のキャラクタリゼーションと溶媒の役割

ランタノイド(III)がβ-ジケトンとルイス塩基によって大きな協同効果を受け,それぞれの抽出剤を単独に用いた時に比べ,その抽出が著しく改善されることは古くから知られていたが,(1)単座配位子を使う場合と2座配位子を用いる場合の協同効果の現われ方のちがい(ランタノイド系列での協同効果の現れ方は2座配位子では原子番号の増加と共に大きくなるが,単座配位子では逆に小さくなる),(2)β-ジケトンのちがいによるランタノイド系列に現れる協同効果の大きさの変化,(3)同一のランタノイド(III),β-ジケトン,ルイス塩基であっても有機溶媒によって協同効果の大きさが異なる,等の理由は説明されていなかった。本研究では種々のβ-ジケトンによる抽出定数,種々のルイス塩基による付加錯体の生成定数を全ランタノイド(III)について決定し,ランタノイド系列を通じての錯体種の変化並びに安定性,錯体形成時の熱量変化,関連化学種の水和数の変化のデータに基づいて(1)と(2)の検討を行った。さらに,協同効果の大きさに有機溶媒中に溶存する水と有機溶媒の有する活性水素が大きく貢献することを,親キレートと付加錯体の中心金属の水和数の変化とIRスペクトルに現れる化学シフトから明らかにした。以上,ランタノイド(III)のβジケトン並びにβ-ジケトンと各種ルイス塩基による抽出を詳細に調べ,抽出定数の大きさに与える溶媒効果ならびにβ-ジケトンと各種ルイス塩基の構造と付加錯体の安定性との関連についての新しい知見を得た。以上の結果は化学的な性質の類似性からアクチノイド(III)の地球環境での挙動の研究に代替元素としてランタノイド(III)を利用する際の問題点を示唆するという溶液化学だけでなく環境分析にも有益なデータとなった。成果は第223回米国化学会(Orlando, FL)で発表する。本年度の成果はランタノイド(III)をβ-ジケトンで抽出した際の抽出種の水和数をランタノイド系列に亘って決定した点、また、ランタノイド(III)をβ-ジケトンとルイス塩基で協同抽出した際の抽出種のキャラクタリゼーションを行った点、さらにそれらの結果を総括して協同効果の大きさが有機溶媒によって異なるのは有機溶媒への水の溶解度が異なることが主原因であることを明らかにしたことである。具体的には,直接合成するか溶媒抽出法で調製した,ランタノイド系列のβ-ジケトナトキレート(β-ジケトンには分子量は似ているが2相関分配定数の異なる2-テノイルトリフルオロアセトン(TTA)とピバロイルトリフルオロアセトン(PTA)を用いた)を含むクロロホルム中の水分量を測定して水和数を決定し、電荷密度とイオンサイズの両方によって水和数が変わってくることを明らかにし、Anal.Chem.とInorg.Chim.Actaに発表した。また、ランタノイド(III)のPTAキレートが2座配位子である1、10-フェナントロリン(phen)を付加するとすべての水和分子が離脱することを見つけTalantaに発表した。しかし、安息香酸のように弱いルイス塩基ではすべての水和数は脱離されない(投稿準備中)。さらに、クロロホルム,ベンゼン,四塩化炭素,へキサン中でのEu-PTAキレートの水和数を測定し、水の溶解度の大きい有機溶媒中の方が水和数が大きい傾向があることを見つけた(投稿準備中)。

これらの有機溶媒への抽出データを解析してユウロピウム(III)のPTAキレートのphen付加錯体の生成定数を算出し、脱水和数と有機溶媒への水の溶解度を考慮して再計算すると、有機溶媒の種類によらず、付加錯体生成定数は一定であることを見つけた。そして、従来云われてきた無極性溶媒ほど、協同効果が大きいことの意味を明らかにした(投稿準備)。昨年度はユウロピウム(III)をβ-ジケトンの一つであるピバロイルトリフルオロアセトン(PTA)でクロロホルム,ベンゼン,四塩化炭素,ヘキサンへ抽出した際の抽出種の水和数をカールフィッシャー電量滴定法で決定し、水の溶解度の大きい有機溶媒中の方が水和数が大きくことから、脱水和数と有機溶媒への水の溶解度を考慮して、これらの有機溶媒への抽出データを解析してユウロピウム(III)のPTAキレートのphen(1,10-フェナントロリン)付加錯体の生成定数を再計算すると、有機溶媒の種類によらず、付加錯体生成定数は一定であることを見つけた。そして、従来云われてきた無極性溶媒ほど、協同効果が大きいことの意味を明らかにした(投稿中)。このことは他の溶媒とクロロホルムのphenによるIRスペクトルの変化の比較からも明らかになった(投稿準備中)。本年度はこの説の信頼性を高めるためにさらにユウロピウム(III)キレートの水和数をユウロピウム(III)の蛍光寿命が水分子の配位によって短くなることに着目して決定し、水和数の妥当性を確かめると同時に、付加錯体生成時の熱量変化を測定して、クロロホルムはルイス塩基と水素結合するために付加錯体の生成を阻止する傾向があり、吸熱となるが、他の溶媒中では錯体生成熱は発熱であることを見出した(Anal.Sci.に発表)。また、亜鉛(II)の協同効果抽出に対する溶媒効果もまったく同様に説明できることを示した(分析化学誌に投稿中)。また、これらに先駆け、ランタノイド(III)のPTAキレートにphenが付加した錯体にはもはや水分子は残っていないことをランタノイド系列のすべての金属に対して確認し発表した(Anal.Chim.Acta)。さらに、ランタノイド系列の代表として反磁性のイットリウム、ランタン、ルテチウムを用い、それらのPTAキレートに同じく二座配位子のphenとビピリジル(bpy)が付加した錯体の生成定数、生成熱、NMRスペクトルの測定結果を総合的に解析して、ランタノイド(III)の協同抽出で起こる抽出種のキャラクタリゼーションを体系化する基礎データを収録した。ランタノイド(III)がβ-ジケトンとルイス塩基によって大きな協同効果を受け,それぞれの抽出剤を単独に用いた時に比べ,その抽出が著しく改善されることは古くから知られていたが,(1)単座配位子を使う場合と2座配位子を用いる場合の協同効果の現われ方のちがい(ランタノイド系列での協同効果の現れ方は2座配位子では原子番号の増加と共に大きくなるが,単座配位子では逆に小さくなる),(2)β-ジケトンによるランタノイド系列に現れる協同効果の大きさのちがい,(3)同一のランタノイド(III),β-ジケトン,ルイス塩基であっても有機溶媒によって協同効果の大きさが異なる,等の理由は説明されていなかった。本研究では種々のルイス塩基による付加錯体の生成定数を全ランタノイド(III)について決定し,ランタノイド系列を通じての錯体種の変化並びに安定性,錯体形成時の熱量変化,関連化学種の水和数の変化のデータに基づいて(1)と(2)の検討を行った。さらに,協同効果の大きさに有機溶媒中に溶存する水と有機溶媒の有する活性水素が大きく貢献することを,親キレートと付加錯体の中心金属の水和数の変化とIRスペクトルに現れる化学シフトから明らかにした。
高分子の水和と構造転移のダイナミクスに関する基礎的研究

タンパク質の構造形成機構解明のためのモデル系として、温度応答性高分子の相転移挙動に対する水和、特に疎水性水和の効果について総合的に解析した。アルキル基を部分的に重水素置換した温度応答性高分子を用いてν(C-D)バンドが相転移温度で低波数シフトすることを示し、量子化学計算によりエステル基への水素結合とC-H...O水素結合がこのシフトに寄与することを明らかにした。また、温度ー圧力相図の解析により熱力学パラメータを算出し、共重合組成や溶媒組成の効果を明らかにした。さらに、回折限界を超える空間分解能を有する探針増強ラマン分光システムを試作して、微小領域での高分子鎖の水和の解析のための足掛かりを築いた。(1)重水素化温度応答性高分子の水和の解析疎水性水和の本質を明らかにするために、アルキル基を部分的に重水素置換した温度応答性高分子を合成して、そのC-D伸縮バンド(ν(C-D))の相転移に伴う変化を精密に解析した。具体的には、アラニンまたはプロリンの重水素化メチルエステルから温度応答性高分子であるpoly(acryloyl-L-proline methyl-d3 ester, PAProMd3)またはpoly(acryloyl-L-alanine methyl-d3 ester, PAAlaMd3)を誘導し、H2OまたはD2O中で温度を変化させながら赤外およびラマンスペクトルを測定した。20502200cm-1に対称ν(C-D)バンドが1本と逆対称ν(C-D)バンドが2本観察され、相転移温度でそれぞれ低波数シフトすることが確認された。さらに、密度汎関数理論(DFT)を用いる振動解析により、エステル基への水素結合とC-H...O水素結合のこの低波数シフトへの寄与を検証した。(2)探針増強ラマン分光装置の試作単一高分子鎖の水和の解析を行うために、単一分子レベルのスペクトルの測定が可能な感度とナノメートルサイズの空間分解能を併せ持つ探針増強ラマン分光装置を試作した。島津製作所製の走査プローブ顕微鏡(SPM-9700)をベースに、試料面に対して45°の角度で長作動距離対物レンズを配置して、光ファイバーを通してラマン散乱光を分光器に導入し、電子冷却型CCD検出器で検出する構成とした。Z方向およびXY方向に走査しながらスペクトルを測定および解析するためのソフトウェアは新たに作成した。探針先端に蒸着した金または銀に誘起される表面プラズモンによるラマン散乱の増強と近接場効果を利用して単一分子レベルのラマンスペクトルの測定が可能になる。(1)ラマン分光装置の試作走査プローブ顕微鏡(島津製作所)、正立型光学顕微鏡(オリンパス)と冷却CCD検出器(アンドール)をベースにして、一分子レベルのスペクトルの測定が可能な感度とナノメートルサイズの空間分解能を併せ持つ探針増強ラマン分光装置の試作を引き続き行った。プローブ顕微鏡のピエゾステージで試料を走査して、250倍対物レンズでラマン光を集光することでサブミクロンの空間分解能でラマンスペクトルのマッピング測定を行うことが可能になった。さらに、電解研磨した銀探針を用いることで探針増強ラマンスペクトルの測定にも成功した。また、別途、試料を走査することなく短時間でC-H伸縮バンドなどの特定のラマンバンドの強度分布によるラマン散乱イメージを観測することができる装置をライカ社製の正立型顕微鏡をベースにしてバンドパスフィルターと冷却CCDカメラを用いて試作した。(2)ST-IRの試作と相転移ダイナミクスの解析ダイヤモンドプリズムを使う全反射吸収(ATR)測定装置とストップトフロー装置を組み合わせて中赤外の領域の測定が可能なセルを試作した。温度応答性ミクロゲル分散液にNaCl水溶液やアルコール水溶液を混合して相転移を誘起して、ν(C-H)、アミド、エステル、エーテルバンドの変化を解析した。(3)相転移に対する圧力の効果の解析高圧セル中で温度応答性の相転移現象を測定して圧力-温度相図を作成し、ギブズエネルギー式を用いて解析して体積、エントロピー、圧縮率、膨張率、定圧熱容量の変化を求めた。アルコール添加に伴うこれらの熱力学パラメータの変化を明らかにした。(1)温度応答性高分子溶液の温度-圧力(T-P)相図の測定高圧光学セルを用いて種々の温度応答性高分子水溶液の曇点測定を行い、得られたT-P相図を転移ギブズエネルギーの理論式を用いて最小二乗解析することにより、体積変化(ΔV)やエントロピー変化(ΔS)などの熱力学パラメータを求めた。共重合組成や溶媒組成が相転移現象に及ぼす効果を理解するために、N-置換アクリルアミドーN,N-二置換アクリルアミド共重合体の温度および圧力応答性を水/アルコール混合溶媒中で系統的に解析した。組成比が1:1のときに転移温度(Tp)が最低になることが知られているN-isopropylacrylamide (NiPAm)とN,N-diethylacrylamide (dEA)の共重合体(P(NiPAm-dEA))を解析して、ΔVとΔSの絶対値がこの組成で最小になることを明らかにした。また、アルコール/水混合溶媒中で測定したT-P相図はアルコールの疎水性が増すにしたがって、楕円の径が増し、高圧側にシフトした。ΔVに対して混合溶媒中のアルキル基の分率が重要であることが分かった。(2)探針増強ラマンスペクトルの測定

走査プローブ顕微鏡(島津製作所)、正立型光学顕微鏡(オリンパス)に、新たに購入した冷却CCD検出器(プリンストンインスツルメンツ)を組み合わせたラマン分光装置を用いて探針増強ラマンスペクトルの測定を行った。金または銀で修飾した探針の先端に、長作動距離20倍対物レンズを通してレーザ光を照射し、金または銀ナノプレート上の高分子試料に接近させることで、その間隙に励起される局在プラズモンの効果でラマン散乱を増強させて、スペクトルを測定した。タンパク質の構造形成機構解明のためのモデル系として、温度応答性高分子の相転移挙動に対する水和、特に疎水性水和の効果について総合的に解析した。アルキル基を部分的に重水素置換した温度応答性高分子を用いてν(C-D)バンドが相転移温度で低波数シフトすることを示し、量子化学計算によりエステル基への水素結合とC-H...O水素結合がこのシフトに寄与することを明らかにした。また、温度ー圧力相図の解析により熱力学パラメータを算出し、共重合組成や溶媒組成の効果を明らかにした。さらに、回折限界を超える空間分解能を有する探針増強ラマン分光システムを試作して、微小領域での高分子鎖の水和の解析のための足掛かりを築いた。計画に近い内容で研究を進めることができている。27年度が最終年度であるため、記入しない。高分子物理化学(1)位置特異的同位体ラベルブロック共重合体の水和と高次構造形成の解析特定の原子を重水素や13Cで同位体ラベルしたモノマーを用いてリビング重合法で位置特異的同位体ラベルブロック共重合体を合成し、鎖上の位置と水和との関係を解析する。特に、異なる温度で脱水和が起こる二重温度応答性ブロック共重合体のミセル化とそれに続くゲル化などの高次構造形成の過程において、高分子鎖上の位置により脱水和の過程がどのように異なるかを明らかにする。また、その過程のMDシミュレーションを行う。(2)位置特異的同位体ラベル高分子の単一分子計測AFM-Ramanを用いて位置特異的同位体ラベル高分子および位置特異的同位体ラベルブロック共重合体の単一高分子のラマンスペクトルを測定し、単一分子の位置特異的な水和を解析する。(3)まとめ振動分光法による静的、動的測定と分子シミュレーションにより得られた結果を統合して、高分子の水和と構造転移について統合的に説明するモデルと理論式を提案する。すなわち、ここまでの研究で実験的に存在が確認された相互作用をもとにしたパラメータおよびその温度依存性を基礎にして、さまざまな構造の温度応答性高分子の相図や混合溶媒中での挙動を統一的に説明することができる理論式の構築を試みる。ほぼ計画に近い内容で研究を進めることができている。(1)位置特異的同位体ラベルポリマーの水和の解析同位体ラベルしたモノマーから末端までの距離をコントロールした位置特異的同位体ラベルポリマーを用いて鎖上の位置と水和の関係を明らかにする。さらに、位置特異的同位体ラベルブロック共重合体を合成し、鎖上の位置と水和との関係を解析する。(2)ST-
アーキア特有の補酵素A生合成機構の全容解明

申請書課題2. CoA生合成の制御機構申請書課題3. β-Alanineの生合成CoAの分子骨格の構成成分であるβ-alanineに関し、本菌におけるその生合成機構の解明を進めるため、glutamate decarboxylase (GAD)のホモログ遺伝子であるTKl814の解析を行った。生化学的解析の結果、TK1814はGluのみならずAspに対しても酵素活性を示したが、Aspに対するk_<cat>/K_m値はGluに対する値よりもはるかに大きいことが分かった。このことから、TK1814はADCとして機能することが示唆された。さらに遺伝学的解析を行うため、TK1814遺伝子破壊株を作製し、その生育特性を検証した。その結果、TK1814遺伝子破壊株は明確な生育を示さなかったが、CoAやβ-alanineの添加によってその生育は回復した。一方で、GAD反応の生成物であるγ-aminobutyrateを添加した場合では、生育は全く回復しなかった。この結果より、TKI814はADCとして機能し、β-alanine, CoAの生合成に重要であることが遺伝学的に証明された。以上より、アーキアにおけるβ-alanineの生合成機構を解明し、β-alanineはGADホモログが持つADC活性によってAspから合成されることが明らかとなった。(抄録なし)1.PoK,PPSの反応機構・基質認識機構の解明既に解析したThermococcus kodakarensisのPoKに続き、PPSの生化学的解析を進めた。PPSはbeta-alanineに対してMichaelis-Menten型の挙動を示す一方で、4-phosphopantoateおよびATPによる基質阻害を受けることが分かった。またPoKと同様、CoA,acetyl-CoAによる阻害効果は認められなかった。2.CoA生合成の制御機構の解明本菌のCoA生合成がPoK,PPS以外の酵素に対する阻害によって制御される可能性を考え、KPRの解析を進めた。まず本菌のKPRを同定するため、大腸菌・酵母由来のKPRと相同性を示すタンパク質をコードする遺伝子を探索した。その結果TK1968が唯一の候補遺伝子であったため、その解析を進めた。遺伝学的解析では、TK1968遺伝子破壊株は生育速度と細胞収量の大幅な低下を示し、それらはpantoateによって相補されたことから、TK1968はpantoateの供給に大きく寄与することが分かった。生化学的解析では、TK1968は2-oxopantoateに対して厳密な特異性を示し、TK1968は本菌のKPRであることが強く示唆された。速度論的解析の結果、NADHに対するk_<cat>/K_m値はNADPHに対する値の約4倍であったため、大腸菌や酵母由来のKPRはNADPH依存型と報告されているのに対し、本菌のKPRはNADH依存型酵素であることが分かった。またCoA,acetyl-CoAの影響を調べたところ、KPRの反応速度は著しく低下し、KPRはCoAによる阻害を受けることが分かった。この結果から、本菌のCoA生合成はKPRに対するフィードバック阻害によって制御されることが示唆された。本年度においては、PPSの生化学的解析とKPRの遺伝学的・生化学的解析を進めた。KPRに関する研究の結果、本酵素がCoAによる顕著なフィードバック阻害を受けることを明らかにした。これにより、アーキアは真核生物やバクテリアとは異なる機構でCoA生合成を制御することを解明した。したがって、本年度は期待以上の研究の進展があったと考えられる。アーキア特有のPoK,PPSについては結晶構造解析を進め、詳細な反応機構・基質認識機構を明らかにする。またアーキアではKPHMTについての解析報告がこれまでにないので、そのhydroxymethyl基の供与体やフィードバック阻害の有無について解析を行う。さらに真核生物・バクテリアのPS、アーキアのPPSの基質であるbeta-alanineの生合成機構がアーキアでは不明である。真核生物・バクテリアでその合成を担う酵素はアーキアには存在しないため、代わりとなる合成機構の解明を目指す。

またdephospho-CoAからCoAを合成するDPCKもアーキアでは未同定である。そこでバクテリアのDPCKと弱い相同性を示す候補遺伝子の解析を行い、CoA合成への寄与を明らかにする。(抄録なし)
無限次元微分Galois理論

研究の目的は無限次元微分Galois理論を確立すること、およびその応用である。無限次元微分Galois理論の建設は前世紀以来の懸案であり、多くの研究がなされて来た。これらの遺産を整理統合することから出発した。Galois理論として確立された次の2つがある:(1)古典Galois理論、即ち代数拡大のGalois理論、(2)有限性を持つ場合の微分Galois理論(Kolchin理論と呼ばれる)。この他に明確な型を持つに到っていない無限次元微分Galois理論がある。これを確立するのが目的である。微分環論は可換環とその上の微分{d_1、d_2、...、d_n}の理論であり、特にn=0の場合、過常の可換環論を含んでいる。しかし、Kolchin理論における微分体のGalois拡大の概念(強正規拡大という)は古典Galois拡大を含んでいない。無限次元微分Galois理論を明確にするためには、まずこの矛盾を解消しなければならない。つまり、古典Galois拡大とKolchinの強正規拡大を統一するような定義を発見しなければならない。何故、このような不快な相違が生じてしまうのかを分析し、これを取り除くことに我々は成功した。このことにより、無限次元微分Galois理論が、いかなるものであるべきか推定できるようになった。無限次元微分Galois理論の確立には、Vessiotの1948年の論文が重大な役割を果した。上に述べた定義の統合および、Vessiotの一つのアイディアを発展させて、無限次元微分Galois理論の構成に一つの解答を提出した。我々の理論の応用をするには到らなかった。Painleveの第1方程式の、我々の意味でのGalois群を決定し、それによって既約性を証明するので次の目標である。