hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学科学教育における授業支援ソフトウエアの開発と,ミニ・データベースの形成

今日の教育の歪みの原因を考える時、また先端技術を進める人材の養成を考える時、自学自習の習慣、基礎的概念や正しい知識の把握、問題解決能力の養成が必要である。このためには一人の偉大な教育者が数人の弟子を育てるのであれば可能であろうが、凡人教師には困難である。そこで数人の熱心な教師が力を合わせて、数十人の学生にそれぞれ偉大な教育者が為したに近い教育を与えることは不可能ではない。その為には次のような「マイデータベース」を形成して、各教師の「経験」や「発見」「創作」さらに実行後の「結果の分析」、「評価」などを共通の財産として蓄え、それらを教育に活用することが有効な方策と考えられる。このデータベースを直接教育に活用するために、(1)それらを直接授業時間に活用できるような「コースウェア」を開発し、やはり個々の「MY・DB」として用意し、その援助を受けながら授業を進める。さらに(2)授業中に小テストを行い、応答結果を処理して直ちに学生にフィードバックするシステムを製作し活用する。当初ここまで考えた。しかし時間等の都合でコースウェアを作るところまでは行かなかった。次のDBを作製し、活用した。(1)概念チャートDB-高校理科Iの教科書の記述に忠実にチャート化することによって概念構造を調べDB化し、又問題点を明らかにした。又経営情報システムに関するDBを作製し、それを検索することにより、近年目まぐるしく新しくなる、これらシステムについて、学習者が整理された正しいイメージを作れるよう用意した。(2)教育効果評価のためのデータベース。テスト問題と、採点処理のプログラムを含んだDBを作製し、常に利用出来るよう整備した。又採点処理結果を、学生名薄と共にDB化した。これを適宜検索することにより、教師の授業改善と、学習者への指導助言に活用出来る。詳細は別刷の報告書参照のこと。当初ここまで考えた。
流通と価格分布に関するシミュレーション分布

mブランドをn小売店が販売し、n小売店とmブランドはそれぞれにいくらかの消費者に対して他ブランド、他店より優越的な競争条件を持つという(独占的競争)のケースは、理論分析では複雑すぎて解くことに成功していない。このケースについて集中的な分析を行った。特定の安売り店が特定の安売りブランドを集中的にロスリーダーとして安売りするケースは、現実によく観察される。しかし今回の分析で試した定式化では比較的固定客の少ない店が安売り店となることまでは観察できたが、その小売店は全ブランドを安売りするのが常であった。仕入れ価格の差や数量割引を導入しても結論は変わらなかった。ロス・リーディングなど個店内におけるブランド間競争の定式化にはなお改善の必要がある。いくつかのケースでは、ブランド数の増大は価格競争の利益を小さくするために平均価格をかえって上昇させた。ブランド間競争とブランド内競争のメカニズムの差異を今一歩踏み込んで分析する必要がある。
触媒的不斉C(sp3)-H活性化反応を実現する新規キラルピリジン配位子の開発

新規な配位子合成では、テトラミン酸から得られるエナミンとエノンを酸処理することで、ジヒドロピリジン体を得た。これを二酸化マンガンで処理して、エナンチオマー過剰率が>99% eeのピリジン誘導体へと導くことに成功した。また、エノンを種々のアミノ酸誘導体で代替することで非対称型のピリジン誘導体も得た。上記化合物の機能性の調査においては、パラジウムを金属触媒とするモデル反応が、ビピリジン型誘導体により高い変換効率で進行することを明らかとした。また、この反応では、わずかであったもののエナンチオ選択性も発現しており、アミノ酸由来の置換基やビピリジン周辺の官能基によりその選択性が変化することも確認できた。テトラミン酸から調製した光学活性なジオールに対し、酢酸アンモニウム共存下、酢酸溶液中で加熱処理を行うことで、C2対称なピリジン骨格を構築できることを確認したため、円滑に光学活性な生成物を与える反応条件を探索した。まず、上記条件にて調製したピリジン誘導体に対し、詳細なNMR分析による純度の確認を行ったところ、ジアステレオマー混合物であることが示され、不斉点のエピ化が進行していることが明らかになった。この問題点を解決するため、種々の添加剤や溶媒、反応温度の検討、さらには基質のラクタム窒素原子上の保護基の検討を行ったものの、エピ化を完全に抑制することができなかった。一方、テトラミン酸と酢酸アンモニウムから得られるエナミンと既知の手法によりテトラミン酸とベンズアルデヒドから調製したエノンのメタノール溶液に対し、1.5当量のピリジニウムp-トルエンスルホナート(PPTS)を加え、室温にて9日間撹拌したところ、ジヒドロピリジン体が生成した。これを直ちに二酸化マンガンで処理し、先の合成法の生成物と同様の構造をもつピリジン誘導体へと導いた。得られた化合物は低収率(9%)であったものの、そのエナンチオマー過剰率は>99% eeであり、この合成法ではエピ化が全く進行しないことが明らかになった。反応効率はジヒドロピリジンの合成をメタノール還流下で行うことにより劇的に向上し、0.5当量のPPTSを用いた場合において光学的に純粋な生成物を収率48%で与えた。さらに添加剤を検討したところ、塩酸、p-トルエンスルホン酸では改善がみられなかったものの、クエン酸では極めて高い光学純度(>99% ee)を維持したピリジン誘導体を収率67%で与えた。これにより光学的に純粋なC2-ピリジン合成を達成することができた。クエン酸を添加剤とする最適条件を用い、置換基の異なるC2-ピリジンの合成を行った。p-トリルおよびp-アニスアルデヒドから誘導される化合物においては、反応効率の低下がみられたものの、生成物は単体のエナンチオマーであった。また、ロイシン由来のテトラミン酸から誘導した化合物を用いた場合においても光学的に純粋なピリジン誘導体が合成可能であった。このように、光学活性なC2-ピリジン誘導体の合成法においては、低反応性基質に対する若干の反応条件のチューニングが今後必要であるものの、合成手法の確立に至っている。また、上記のピリジン合成法は分子間反応であり、次年度以降に計画していた非対称型のピリジン合成法が既に達成されているといえる。実際に、フェニルアラニン由来のエナミンとロイシン由来のエノンを用いてピリジン合成を試みることで、37%の収率で光学的に純粋なピリジン誘導体を得ることに成功している。さらに、4種のβ-カルボニル化合物から誘導したエナミンを用い、フェニルアラニン由来のテトラミン酸とベンズアルデヒドから調製したエノン体とそれぞれ同反応を行うことで>99% eeのエナンチオマー過剰率で生成物を得ることにも成功している。通常では合成困難な光学活性なビピリジン誘導体も効率よく合成することができた点は、今後の配位子開発において極めて重要な成果である。このことから、当該研究は概ね順調に進展したものと判断される。前年の検討よりテトラミン酸と酢酸アンモニウムから得られるエナミン体のメタノール溶液に対し、テトラミン酸とベンズアルデヒドから調製したエノン体とクエン酸を添加し反応させることで、ジヒドロピリジン体が生成することをみいだしている。さらに、これを直ちに二酸化マンガンで処理することで、光学活性なピリジン誘導体へと導くことが可能であった。基質汎用性の調査と利用可能なピリジン誘導体の拡充を目的に、上記条件を用い置換基の異なる非対称型キラルピリジン誘導体の合成を試みた。種々のアミノ酸から誘導したエノン体に対して、別途調製したβ-ケトカルボニル化合物を作用させることで様々な非対称型キラルピリジン誘導体を合成できたものの、一部基質についてはエピ化によってエナンチオマー過剰率が低下することが明らかとなった。上述の合成にてエナンチオマー過剰率が低下した化合物に対し、光学純度を向上させる目的で再結晶を試みた。エナンチオマー混合物を種々の溶媒に溶解して結晶化を試みたところ、一方のエナンチオマーを優先的に回収可能であった。最終的に、この操作を複数回繰り返すことにより単一のエナンチオマーを得ることに成功した。合成した化合物を用い、パラジウムに対する配位子としての機能性を調査した。対称型キラルピリジン誘導体を用いた反応は全く進行しないのに対し、ビピリジン型誘導体を用いることで高い変換効率で反応が進行することが明らかとなった。クエン酸を添加剤とする最適条件を用い、置換基の異なる非対称型キラルピリジン誘導体の合成を行った。

L-フェニルアラニン由来のテトラミン酸から誘導したエノン体に対し、ケトン、N-フェニルアミド、またはエステルと共役したエナミン体を作用させたところ、いずれも高い反応性を示し、7893%で光学的に純粋な非対称ピリジン誘導体へと導くことが可能であった。また、ピリジン環が連結したエナミンを用いる反応も良好に進行し、その結果キラルビピリジン誘導体も合成可能となった。カルボニル基と共役しないエナミンについては基質の調製が困難であったことから、失敗に終わっている。L-セリン由来のテトラミン酸から誘導したエノンを用いるビピリジン誘導体の合成も検討しているが、エピ化の進行によるエナンチオマー過剰率の低下が確認された。この誘導体合成について種々検討した結果、室温下でもエピ化が進行しており、それを抑制することが極めて困難であることがわかったことから、精製による光学純度の向上を試みた。75% eeのエナンチオマー混合物に対し酢酸エチルを溶媒として2度再結晶することで、>99% eeの目的物を得ることに成功した。さらに、上記のピリジン誘導体の配位子としての機能を調査した。まず、対称型ピリジン誘導体とビピリジン誘導体に対し、パラジウムまたは銅試薬を作用させ、錯形成反応を試みたものの、スペクトル測定による錯形成の確認は失敗に終わった。そこで、辻ートロスト反応をモデルとする評価を検討したところ、対称型誘導体を用いる反応は全く進行しないのに対し、ビピリジン型誘導体では目的生成物を与えた。この結果は、後者がパラジウムに対する配位子として機能していることを示唆しており、今後の反応開発において極めて重要な成果である。このことから、当該研究は概ね順調に進展したものと判断される。新規な配位子合成の検討において、テトラミン酸と酢酸アンモニウムから得られるエナミンと既知の手法によりテトラミン酸とベンズアルデヒドから調製したエノンのメタノール溶液に対し、クエン酸を添加し反応させることで、ジヒドロピリジン体が生成することをみいだした。さらに、これを直ちに二酸化マンガンで処理することで、エナンチオマー過剰率が>99% eeのピリジン誘導体へと導くことに成功した。対称型キラルピリジン合成において本法は広範な基質が利用可能であった。他方、置換基の異なる非対称型キラルピリジン誘導体の合成においては、種々のアミノ酸から誘導したエノン体に対して、別途調製したβ-ケトカルボニル化合物を作用させることで、これを実現した。しかしながら、一部基質についてはエピ化によってエナンチオマー過剰率が低下することが明らかとなった。種々検討を行ったものの、光学純度の低下は不可避であったため、エナンチオマー過剰率が低下した化合物に対し、再結晶を行うことで光学純度を向上させ、単一のエナンチオマーとして単離することに成功した。上記手法により合成した化合物のキラル配位子としての機能性の調査においては、パラジウムを金属触媒とするモデル反応が、対称型キラルピリジン誘導体を用いた反応は全く進行しないのに対し、ビピリジン型誘導体を用いることで高い変換効率で反応が進行することを明らかとした。また、この反応では、ごくわずかであったもののエナンチオ選択性も発現しており、アミノ酸由来の置換基やビピリジン周辺の官能基によりその選択性が変化することも確認できた。
情報科学による機能コア計算設計

本計画班では,機能コアの構造決定と原子移動経路決定に関する手法を開発する.本計画班で開発した手法を活用し,他班と連携することで機能コアの構造と物性を効率的かつ系統的に決定する.機能コアに関するすべての情報をデータベース化し解析することで,機能コアの物性設計モデルを構築する.本計画班で行う具体的な研究内容は以下のようになっている.(1)情報科学手法を活用した機能コア構造・物性決定法の開発(2)機能コア物性設計モデルの構築以上により,「機能コアインフォマティクス」の確立を目指す.本計画班では,機能コアの構造決定と原子移動経路決定に関する手法を開発する.本計画班で開発した手法を活用し,他班と連携することで機能コアの構造と物性を効率的かつ系統的に決定する.機能コアに関するすべての情報をデータベース化し解析することで,機能コアの物性設計モデルを構築する.本計画班で行う具体的な研究内容は以下のようになっている.(1)情報科学手法を活用した機能コア構造・物性決定法の開発(2)機能コア物性設計モデルの構築以上により,「機能コアインフォマティクス」の確立を目指す.
7価肺炎球菌結合型ワクチン普及に伴う莢膜型転換と薬剤耐性化加速機構の解明

本研究は、アジアで普及しているTaiwan23F-15クローンに由来するgenotypic penicillin-resistant Streptococcus pneumoniae (gPRSP;遺伝学的なペニシリン耐性菌)が相同組換えによって病原性の高い莢膜型3型をコードするcps遺伝子座領域を獲得し、結果として表現型が血清型3型のgPRSPとなった株の最初の報告である。またこの株の出現は、KK0981の組換え領域における遺伝子配列が、近年分離された血清型3型のKK0381の遺伝子配列と完全に一致していたため、近年起こったとが示唆された。2010年4月2013年3月までの3年間に全国規模で収集されたIPD由来株(n=1,317)の中から無作為に500株を抽出し,ゲノム上の7種のhousekeeping遺伝子解析,すなわちmultilocus sequence typing(MLST)解析を実施し,本研究の基礎データとなるsequence type (ST)を決定した。得られた500株のデータに以前解析した343株のデータを加え,すでに決定されている莢膜型と耐性遺伝子型とともにデータベース化した(全843株)。全843株のSTの近似集団を表すclonal complex(CC)は49種,singletonが7種,STが168種であった。もっとも多いSTは,ST3111(n=50),次いでST236(n=49),ST433(n=47)であった。由来は順にUS,Taiwan,Poland,いずれも海外由来の菌株であった。capsular switchingと同時に,cps遺伝子の近位に存在するβ-ラクタム系薬耐性化に関わる細胞壁合成酵素(PBP)の遺伝子組み換えも生じたことが推定されたため,来年度のゲノム解析に先立ち,KK0981株とその菌株が生ずる元となったと推定されるKK1157株(gPRSP;ST242(CC242),23F型)についてPBP1Aおよび2X遺伝子の全領域を解析した。その結果,配列は一致していた。したがってKK0981株は,「pbp2x-cps (莢膜遺伝子)-pbp1a」領域のPBP1Aおよび2X遺伝子よりも内側に位置する領域で組み換えが生じたと推定された。KK0981は,完全長ゲノム(2148476 bp)が得られた。そのCDS(コーディング領域)は2164,rRNAは12,GC含量は39.6%であった。KK1157とKK0381はそれぞれ3つのcontigが得られ,各総塩基数は2267745と2158744であった。BLAST Ring Image Generatorを用いて,KK0981を元にKK1157とKK0381のゲノムを比較した結果,KK0981はKK0381よりもKK1157と高い相同性を保持していた。MUMmer解析による一塩基多型(SNP)の比較では,KK1157はKK0381に比し,KK0981とは同一のSNPがゲノム全体に多く分布しており,KK0981とKK1157はほぼ同一の系統株と示唆された。しかし,この両株において明らかに相同性のみとめない領域が検出され,それは「pbp2x-cps-pbp1a」領域に相当した。この領域について,CDSのアミノ酸配列を比較するblastp解析を実施した。KK0981とKK1157のpbp2xとpbp1a遺伝子は,KK0381よりも高い相同性であったが,異なるcps遺伝子がみとめられた。すなわち,KK0981とKK0381は3型をコードするcps遺伝子,KK1157は23F型をコードするcps遺伝子がみとめられた。以上のことからKK0981はKK1157と同系統の株がcapsular switchingを起し,3型へ変わった株と裏付けられた3菌株のDNAをPacBio RS IIシークエンサー(Pacific Biosciences社)を用いて高速シークエンス解析を実施し,シークエンスデータを得た。得られたデータはBLAST Ring Image Generator (BRIG)を用いて,KK0981を元にKK1157とKK0381のゲノムを比較し,KK0981はKK0381よりもKK1157と高い相同性を保持していること証明した。さらにGenomeMatcherを用いたMUMmer解析にてKK0981に対する一塩基多型(SNP)の比較を実施し,KK1157はKK0381に比してKK0981と同一のSNPがゲノム全体に多く分布していることを確認した。以上の結果からKK0981とKK1157は高い相同性を保持していることが証明された。しかし,本研究のターゲットである「pbp2x-cps-pbp1a」領域について,CDSのアミノ酸配列を比較した結果,KK0981とKK1157のpbp2xとpbp1a遺伝子は,KK0381のそれよりも相同性が高かったが,cps遺伝子は異なっていた。すなわち,KK0981とKK0381は3型をコードするcps遺伝子,KK1157は23型をコードするcps遺伝子がみとめられた。よってKK0981はKK1157と同系統の株がcapsular switchingを起し,3型へ変わった株という仮説を裏付けることができた。以上のことから計画通りに実施できていると自己評価した。

KK0981株ゲノムは,ゲノム全体としてKK0381株よりもKK1157株と高い相同性を保持し、3つのpbp遺伝子の配列も一致したことからKK0981とKK1157は同じ背景を持つ菌株であることが証明された。しかしKK0981株はKK1157株とは異なり,血清型3型を示すためpbp2xとpbp1aに挟まれたcps遺伝子領域を含む領域が組換わったと推察されたため、cps遺伝子座とその隣接領域(pbp2x-cps locus-pbp1a)を比較した。KK0981株は,pbp2x遺伝子隣りのmraY遺伝子中の312,701bpからpbp1a遺伝子隣りのSPNOXC03640遺伝子(endo-alpha-N-acetylgalactosaminidaseをコードする)中の332,991 bpまでの20,291 bpがKK0381と完全に一致した。またKK0981株とKK0381株は莢膜型3型,KK1157株は莢膜型23F型をコードするcps遺伝子を保持していた。一方,pbp2xとpbp1aおよびその外側はKK1157株と同一であった。近辺にファージやISの痕跡を検索したが,はっきりとしたものは組換えられたと考えられる領域のごく近傍には見当たらなかった。以上より,KK0981株の出現は,ST242,血清型23F型のgPRSPの株がpbp2xとpbp1a遺伝子に挟まれた,mraYとSPNOXC03640遺伝子間の“莢膜3型,cps遺伝子"を含む20.3kbをhomologous recombination(相同組換え)によって獲得したことによると結論付けた。本研究は、アジアで普及しているTaiwan23F-15クローンに由来するgenotypic penicillin-resistant Streptococcus pneumoniae (gPRSP;遺伝学的なペニシリン耐性菌)が相同組換えによって病原性の高い莢膜型3型をコードするcps遺伝子座領域を獲得し、結果として表現型が血清型3型のgPRSPとなった株の最初の報告である。またこの株の出現は、KK0981の組換え領域における遺伝子配列が、近年分離された血清型3型のKK0381の遺伝子配列と完全に一致していたため、近年起こったとが示唆された。平成26年度の研究目標は,2010年4月2013年3月までの3年間に全国規模で収集された侵襲性肺炎球菌感染症(IPD)由来株の中から無作為に抽出した500株について,今回の研究の基礎データとなるsequence type (ST)を決定することであった。その方法はゲノム上の7種のhousekeeping遺伝子の解析,すなわちmultilocus sequence typing(MLST)解析をシークエンサーを用いて実施し,得られたDNA配列をDNA解析ソフトにて整え,MLSTサイトでallele profile(7遺伝子の個々番号)を獲得し,STを決定した。サンプル数は500株×7遺伝子=3,500検体+再検分であったが,この膨大な量の解析は今回効率的な手法を構築したことで実現した。MLSTサイトで得られた個々の菌株のSTは,すでに決定されている莢膜型と耐性遺伝子型と共にデータベース化した。このデータベースをもとに,莢膜をコードする遺伝子(cps)の組み換え(capsular switching)が生じたと推定される2株は,病原性の高いムコイド型の莢膜型3型菌において見出すことができた。
力学・光学機能のためのナノ粒子/ゲル組織体の開発

研究は次の項目について進められた。1)適当なリガンド分子を用いた金ナノ粒子の作成、2)金ナノ粒子の自己集積条件の探索、3)金ナノ粒子の集合構造の電子顕微鏡による観察、4)金ナノ構造の集合構造の分光学的解析、5)応用機能につながる物性の探索、6)その他関連する物質系の探索それぞれの研究は、通常のラボ作業による物質合成と、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡およびUV-vis分光光度計の使用によって進められた。得られた成果の概要を下記に簡単に記載する。(1)金ナノ粒子の一次元配列の作成精緻にサイズ制御した金属ナノ粒子を適当な高分子電解質の存在下に行った。金属ナノ粒子の粒径は14nmであり、自己集合過程により隙間が2nmで制御された一次元配列を得た(下記電子顕微鏡写真)。この一次元粒子配列は、二つの共鳴モードを持ち、それらのエネルギー(吸収波長)は、この一次元配列を形成する粒子の数によって制御することができた。このように、意図的に粒子数をコントロールした一次元配列の構造の作成とそれによる光学特性の制御は、前例があまりなく今後の展開が期待される。また、このナノ粒子集合体は、特異的なSurface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)の効果をもらすことも確かめられた。これは、フランスの研究所との共同研究の成果でもある。(2)その他の機能物質の開発当研究では、上記目的研究のほか、研究過程でいくつかの興味深い物質の作成が得られている。たとえば、光学的に透明なハイドロゲルの中に高濃度で金ナノ粒子を分散することにも成功している。論文発表にいたっていない成果が多いが、多くの成果が得られている。本研究の一部はフランスの研究者との脅威同研究であり、今後も共同研究を続けていくことになった。本フェローは非常に研究に意欲的であり、フランスとの共同研究の促進に大きく貢献した。外部刺激によって、様々な物理化学的性質が変化する材料の開発は、刺激応答性の機能材料を開発の主流である。しかしながら、力学的刺激による機能材料を達成した例は必ずしも多くはない。本研究では、ゲルなどのソフトマテリアルを用いて、力学的あるいは光学的な狙撃によって機能制御ができる物質・材料系を開発することである。特に、生体模倣の観点から本研究を捉えることによって、将来のバイオ系への応用も視野に入れる。本年度は、メカニカルな刺激によって機能を発揮しうる充分な強度を持つハイドロゲルの開発を行った。特に、有機-無機ハイブリッド型のゲル構造で、その内部構造が特別な廃校を持つことによって機能を発揮できる系の開発を試みた。それとは同時に材料の機能を評価できるシステムの開発も行った。例えば、ロッド型に成型した材料にひずみをかけた時のヤング率を評価する方法などである。特に開発中の材料は等方性ではなく、高い異方性を持った材料であるので、従来のレオメータなどを用いた評価は困難である。そのため、エリプソメトリーを応用した測定系の開発に取り組んだ。その測定のために金ナノ粒子を内部に包含したハイブリッドゲル材料の開発を進めている。この材料では、プラズモン共鳴に基づく様々な機能が発揮されることも期待される。今後は、材料内での金ナノ粒子の配効果に基づく特異的な機能、例えば、力学刺激によるプラズモン共鳴挙動の制御などを検討する予定である。本研究では、有機ポリマーと無機のナノ粒子からなる新しいコンポジットを作成し、新たな光学機能や力学機能を追及するのが本研究の目的である。特に、このコンポジットは次の二つの特長を持つものとする。第一に、マトリックスとなるポリマー素材の体積をチューニングすることにより無機ナノ粒子の体積あたりの密度を自由に変えられるものであること。第二に、複素光学定数をエリプソメトリーによって直接測定できるような形態であること。これらの特徴を満たす素材を合成するための部品作りを最初の課題として取り組んだ。非常に安定なナノ粒子分散系を高分子電解質での被覆過程を通して行った。直径13-14nmの金ナノ粒子(このサイズの粒子はプラズモン共鳴研究に有用である)を低価格であり生体適合性も高い弱酸性のポリアクリル酸で被覆した。このポリアクリル酸による被覆により、金ナノ粒子の分散安定性は飛躍的に向上し、ポリマーの電荷密度をコントロールすることによって分散安定性を制御することにも成功した。この手法によって、従来の手法に比して、ナノ粒子を10000倍以上の密度で安定に分散できることを実現した。ポリマー部品の作成として、ポリアクリルアミドをビスアクリルアミドで架橋したゲルを合成した。光学特性を測定するために均質なマトリックスをこのゲルから作らねばならないが、非常にゆっくりとしたドライ過程を用いることにより、所望の素材が得られることもわかった。また、界面素材としてビニル基で就職した表面に直接上記ゲルを固定化した表面素材も開発した。これらの部品を組み合わせることより得られたコンポジットを用いて、光学特性と力学特性の検討を行う。

(1)金ナノ粒子の一次元配列の作成精緻にサイズ制御した金属ナノ粒子を適当な高分子電解質の存在下に行った。金属ナノ粒子の粒径は14nmであり、自己集合過程により隙間が2nmで制御された一次元配列を得た(下記電子顕微鏡写真)。この一次元粒子配列は、二つの共鳴モードを持ち、それらのエネルギー(吸収波長)は、この一次元配列を形成する粒子の数によって制御することができた。このように、意図的に粒子数をコントロールした一次元配列の構造の作成とそれによる光学特性の制御は、前例があまりなく今後の展開が期待される。また、このナノ粒子集合体は、特異的なSurface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS)の効果をもらすことも確かめられた。これは、フランスの研究所との共同研究の成果でもある。(2)その他の機能物質の開発当研究では、上記目的研究のほか、研究過程でいくつかの興味深い物質の作成が得られている。たとえば、光学的に透明なハイドロゲルの中に高濃度で金ナノ粒子を分散することにも成功している。研究を開始してからの日が浅く、研究成果の評価を現時点で行うべきではないが、材料や評価装置の開発が順調になされており。研究は順中に進んでいると判断することができる。上述の研究成果以外に、低次元性が完全に保たれる金属ナノ粒子コンポジットの作製にも成功しており、今後の光学特性の検討で思わぬ発見がなされる可能性がある。論文発表にいたっていない成果が多いが、多くの成果が得られている。特に大きな問題点も生じていないので、このまま研究が順調に進むものと考えている。その一方で、思わぬ研究展開がなされることも期待したい。研究はおおむね順調であり、山場と考えていた素材合成に成功した。今後は予定した様々な測定を行うことによって、新たな機能開発がなされていくものと期待できる。本研究の一部はフランスの研究者との脅威同研究であり、今後も共同研究を続けていくことになった。本フェローは非常に研究に意欲的であり、フランスとの共同研究の促進に大きく貢献した。
エクジステロイド生合成に関わる新規酵素に着目した昆虫発育制御剤スクリーニング戦略

本研究は、新規昆虫発育制御剤の発見を目指して、昆虫エクジステロイド生合成酵素Noppera-boに対する阻害化合物の探索と作用機序の研究を実施した。Noppera-boの活性阻害剤を迅速にアッセイできる独自のハイスループットスクリーニング系を用いて、約1万種類の化合物ライブラリーから、β-エストラジオールを含む複数の阻害化合物を同定した。X線結晶構造解析と生化学的解析から、β-エストラジオールの阻害効果の発揮には、Noppera-boとの水素結合を介した相互作用が重要であることも示した。一連の成果は、将来的なエクジステロイド生合成阻害剤のデザインに重要な知見を与える。平成27年度においては、ショウジョウバエ、ハマダラカ、そしてコナガにコードされたNoppera-boの酵素活性を阻害する薬剤を、大規模スクリーニングによって探索した。東京大学創薬機構から提供されたコア化合物ライブラリーに含まれる約9,600化合物のそれぞれと、大腸菌から調製したNoppera-bo組換えタンパク質および酵素活性検出用プローブ(3,4-DNADCF)を混和し、蛍光強度を測定した。第1次スクリーニングにおいては、化合物濃度20 microMにおける酵素活性阻害率75%を目安として候補化合物の同定を目指した。その結果、ショウジョウバエ、ハマダラカ、そしてコナガのNoppera-boを阻害する候補化合物をそれぞれ80種、16種、そして49種得ることに成功した。ついで、第1次スクリーニングによって得られたこれらの化合物の効果を再検証するために、第2次スクリーニングを実施した。これにより、50%阻害濃度(Inhibitory Concentratin 50; IC50)が5 microM以下の阻害活性の強い化合物を絞り込んだ。この結果、ショウジョウバエ、ハマダラカ、およびコナガのいずれのNoppera-boに対しても5microM以下のIC50を示す化合物を15種類同定することに成功した。この15種類の化合物のうち、グルタチオンS-転移酵素一般ではなくNoppera-boに特異的に作用する阻害剤を絞り込む目的で、昆虫ステロイドホルモン生合成とは関連性のないヒトGSTに対する阻害率も検討した。その結果、3種類の化合物がNoppera-boを阻害するがヒトGSTを阻害しない有力候補として絞り込まれた。研究初年度は有力化合物を絞り込む第2次スクリーニングまで着手することが当初目標であったが、おおむねその計画どおりに研究を進めることができた。平成27年度までに、ショウジョウバエ、ハマダラカ、そしてコナガにコードされたNoppera-boの酵素活性を阻害する低分子化合物を計15種類同定した。平成28年度においては、これらの化合物の阻害機序を分子レベルで詳細に理解することを目指し、Noppera-boと化合物との相互作用様式をX線結晶構造解析によって追究した。ショウジョウバエ由来Noppera-boの良質な結晶を得ることに成功し、アポ体の立体構造を解明した。ついで、この結晶を各阻害化合物およびグルタチオンを含む溶液にソーキングさせた上でX線結晶構造解析を行った。その結果、beta-エストラジオールを含む10種類の化合物について相互作用様式を解明し、いずれもグルタチオン結合部位に隣接した空間(H-site)に入り込むことを確認した。一方、ハマダラカとコナガ由来のNoppera-boの結晶化にも取り組んだが、こちらは結晶の取得に至らなかった。また、阻害化合物の代表例としてbeta-エストラジオールに特に着目し、beta-エストラジオールと相互作用するNoppera-bo H-site周辺のアミノ酸残基に変異を入れたタンパク質を発現・精製し、beta-エストラジオールの阻害能を検討した。その結果、あるアミノ酸残基の変異によって、beta-エストラジオールの阻害活性が顕著に低下することを見出した。すなわち、X線結晶構造解析で得られた知見は、少なくともbeta-エストラジオールに関しては生化学的にも妥当であることを強く示唆する。並行して、15種類の化合物を昆虫に摂食させた際に成長阻害が生じるかを検討した。その結果、ある1種類の化合物が、高濃度条件ではあるが、ネッタイシマカの幼虫発育を阻害することを見出した。研究初年度に絞り込まれた化合物の阻害様式を、タンパク質の立体構造レベルで解析することができたことは、期待どおりの成果を得たと言える。昆虫発育に対する阻害能の検定はまだ途上であるが、当初より最終年度にも行う予定であったので、予定どおりである。昨年度までに、ショウジョウバエ、ハマダラカ、そしてコナガにコードされたNoppera-boの酵素活性を阻害する低分子化合物を計15種類同定した。そして、このうちのある化合物Xがネッタイシマカの幼虫発育を阻害することが示唆されていた。本年度は化合物Xの効果をさらに検討するための実験を継続したが、開示されている構造を有する化合物Xそのものの純度を高めた溶液では発育阻害効果が認められなくなった。逆に、観察されていた発育阻害効果は、当初用いていた溶液に含まれていた化合物Xとは別の夾雑物によるものであることが判明した。この夾雑物の化学構造を同定するための実験を行ったが、残念ながら完了には至らなかった。一方、昨年度までに、Noppera-boと阻害化合物との相互作用様式をX線結晶構造解析によって追究していた。そして、阻害化合物の代表例としてbeta-エストラジオールに着目し、beta-エストラジオールと相互作用するNoboアミノ酸残基を特定した。

本年度は、昨年度に引き続き、このアミノ酸残基(アスパラギン酸)をアラニンに置換した変異タンパク質を用いて、beta-エストラジオールの阻害効果を確認した。その結果、このアスパラギン酸残基はbeta-エストラジオールと水素結合を形成し安定性に寄与すること、アラニン変異型Noboタンパク質に対してbeta-エストラジオールの阻害効果は著しく下がること、そして表面プラズモン共鳴法を用いた相互作用解析によれば変異分子のbeta-エストラジオールに対する解離定数が大幅に上昇することを示した。これらの結果は、Noboのこのアスパラギン酸残基と形成する化合物の水素結合が、Noboの酵素活性を阻害するのに重要であることを示唆する。一連の成果は、今後のエクジステロイド生合成阻害剤のデザインに重要な知見を与えるものである。本研究は、新規昆虫発育制御剤の発見を目指して、昆虫エクジステロイド生合成酵素Noppera-boに対する阻害化合物の探索と作用機序の研究を実施した。Noppera-boの活性阻害剤を迅速にアッセイできる独自のハイスループットスクリーニング系を用いて、約1万種類の化合物ライブラリーから、β-エストラジオールを含む複数の阻害化合物を同定した。X線結晶構造解析と生化学的解析から、β-エストラジオールの阻害効果の発揮には、Noppera-boとの水素結合を介した相互作用が重要であることも示した。一連の成果は、将来的なエクジステロイド生合成阻害剤のデザインに重要な知見を与える。研究2年目においては、得られた15種類の化合物の化学的特性をさらに追究するために、表面プラズモン共鳴法やX線結晶構造解析などを用いた各化合物とNoppera-boとの相互作用様式の検討に進む予定である。また、これらの15種類の化合物が、実際の昆虫の発育(脱皮と変態の過程)に影響を及ぼすかどうかの検討を開始する予定である。一連の研究においては、Noppera-boに対する特異的な阻害効果が特に期待される3種類の化合物に特に注目する。ショウジョウバエ以外のNoppera-boタンパク質の結晶化に向けた実験を継続する。また、化合物とタンパク質の結合状態をさらに検討するため、表面プラズモン共鳴法を用いた実験、また阻害様式の速度論的な詳細な解析へと進む予定である。さらに、昆虫発育に対する阻害能の検定を完了させるべく、研究を進めたい。昆虫生理学
女子教育に関する史的研究ー裁縫女学校を中心としてー

本研究は、明治末から大正期にかけ全国各地に族生した裁縫女学校を事例にして、日本近代女子教育の問題点を明確にすることを目的としている。予備調査の結果、明治期に創設された裁縫女学校は、東京(渡辺)裁縫女学校関係者(主として卒業生)によるものだけでも、全国に百校あり、その後、大正昭和期に栄枯盛衰の波を受けつつも、そのいくつかは、大学を擁する総合学園になった。東京裁縫女学校→東京家政大学もその一例で、創立百周年記念の生活資料館には全国で活躍している卒業生の様子を伝える資料が収集されている。他の事例も集めたい。そこで、科研費にもとづく今回の史料調査は3回にわたって実施した。《8月調査》渡辺学園(東京都)・九里学園(米沢市)・三島学園(仙台市)・柴田学園(弘前市)《10月調査》常磐学園(太田市)・山村学園(川越市)・純美礼学園(大津市)《2月調査》玉木女子学園(長崎市)・久田学園(佐世保市)である。このほか学会出張の前後を利用して安田学園(広島市)や静岡女子裁縫義塾(現在廃校)の関係者等にも面談した。裁縫教育の社会的位置づけは、わが国資本主義の発達と共に変遷し、上記学園の様相も明治大正期と現在とでは隔世の感があるが、裁縫女学校(女子技芸学校)等の創設に努力した先覚者たちの教育観、建学の意志が何であったか、全国各地に所在している学園を直接訪問し、関係者と面談してみると、創設者たちの生涯には胸を打たれるものが多かった。調査に平行して資料整理を実施しているが、貴重なものを入手でき、研究の深まりが期待できそうである。研究成果の一部は、教育史学会第32回大会(於和洋女子大学・63年10月)で口頭発表し、鹿児島女子大学の『研究紀要』に論文として収めた。なお、「女子教育関係文献資料目録ー裁縫女学校の部ー」を編集、印刷した。他の事例も集めたい。
育児ネットワークの定住促進効果に関する実証研究-子育て世帯の居住地選択の要因分析

当初の予定では最終年度のため研究成果の公開を行うべく、子育て世帯の居住地選択に母親の育児ネットワークがどのような影響を及ぼしているのか、これまでのインタビュー事例を整理・分析し、関連学会での報告を予定していた。ところが、下記の「現在までの進捗状況」にも記載したように、妊娠にともない学会出張が困難となり、報告を断念せざるをえなかった。産前産後休暇および育児休業により、2018年度の研究活動は実質のところ58月の4ヶ月間のみであった。この期間に研究会をひらき、次の2つの研究内容について共同研究者と議論を重ねた。ひとつは子育て世帯が居住地選択をする際に教育環境の充実を考慮している可能性について事例から検討したもの、もうひとつは超少子化が進む台湾で2つの自治体で実施されている子育て支援政策がどのような子育て規範を創りだしているかを自治体関係者へのヒアリング調査から検討したものである。これらは共同研究者が第一報告者となりそれぞれ関連学会で報告した。今年度の研究実績はこれら2つの共同研究にとどまった。2018年度9月より産前産後休暇、その後から現在まで育児休業(継続中)により、研究活動を中断することになったため。まだ育児休業中であるため見通しを立てづらいところもあるが、研究活動を再開した後には、まず「育児ネットワークの定住促進効果に関する実証研究:子育てのサポート動員戦略としての居住地選択」の学会報告から再挑戦したい。学会大会の開催時期を考慮すると2020年度となる見込みである。本研究は、子育て世帯の居住地での定住意思を促進させる要因について検討するため、子育て世帯数が増減している複数の自治体にて、1就学前児童をもつ親へのアンケート調査、2就学前児童をもつ親へのインタビュー調査、3調査対象者が居住する自治体担当課への行政ヒアリング調査およびフィールドワーク(参与観察)を行う。定住意思を促進させる要因として、とくに育児ネットワークと子育てサービスの効果に着目する。調査から得られた複数のデータを用いて分析することにより、育児ネットワークの定住促進効果を明らかにし、子育てサービスの充実に資する提言を行うことを目指している。初年度は主に子育て世帯の転入超過が特徴的な近畿地方の1自治体で実施されたアンケート調査の二次分析を行った。現在までに明らかになった主な知見は以下のとおり。1定住意思に寄与する育児ネットワークの効果子育て世帯の母親がもつ現住地での定住意思は、母親の育児ストレスが低減されることによって、高められる。育児ネットワークは、直接的に定住意思に影響を及ぼすだけでなく、育児ストレスを低減させることによって定住意思を促進するという間接的効果も見られた。2子育てサービス提供の差がもたらす育児ネットワークの効果の違い育児ネットワークの形成を目的とした子育てサービスの利用は、子どもを預けたり(世話ネットワーク)悩みを相談したり(相談ネットワーク)近隣で挨拶や世間話をする人間関係(交際ネットワーク)の構築につながっている。自治体で提供されるサービス内容の違いが、子育て世帯の移動や社会増減と関わっている可能性が示唆される。当初の計画では、初年度にオリジナルの質問票を作成し複数の近隣自治体で予備調査を行う予定であったが、2013年に実施された子ども・子育て支援新制度策定のためのアンケート調査の自治体データを入手することができ、その二次分析が可能となったため、研究計画を若干変更した。初年度においてはまず、子育て世帯の転入超過が特徴的な近畿地方1自治体のデータ分析を行い、子育て世帯の定住意思を促進する要因分析モデルを構築した。一方で、子育て世帯の転出超過が顕著な近畿地方2自治体に在住する子育て世帯の母親を対象にしたインタビュー調査や、子育て支援機関へのヒアリング調査も実施し、子育てサービスと子育て世帯の移動の関連について考察した。研究成果は学会発表(1回)、研究会発表(1回)、論文(1本)、報告書(1冊)としてまとめた。これらのことから、現時点における達成度としては、おおむね順調であるといえる。今年度は、子育てサービスの充実が子育て世帯の定住意思を促進させるかどうかを検証するため、まず、子育て世帯の社会増減が対照的な2つの自治体で実施されたアンケート調査データをモデルに当てはめパス解析により比較分析した。子育て世帯の転入がみられるX町では、子育てサービス充実度が高まると現住地への定住意思が高まるという直接効果だけでなく、子育てサービス充実度が高まると育児ネットワークが拡がり、育児満足度が高まることによって定住意思が高められるという間接効果も確認された。子育て世帯の転出がみられるY市では、子育てサービスの直接効果は認められず、育児ネットワーク充実度を媒介した間接効果は認められたがかなり弱いパスであった。就学前児童をもつ親の育児ネットワークを拡げるような子育てサービス提供が、現住地での定住意思を促進する決め手となりうることが明らかとなった。子育てサービスのほかに居住地選択を規定する要因を探索するため、インタビュー調査によって得た質的データから分析した。対象者の属性(階層、就業形態、転居歴、親族との居住距離)を考慮しながら、夫婦の役割分担・夫の家事・育児参加、育児ストレス、育児ネットワーク、ソーシャルキャピタル、子育て支援サービスの利用・評価、その他行政サービス評価などを詳細に聞き取った。対象となったY市転入者である母親・父親11名を、現住地への居住意思の強弱により分類したところ、現住地の子育てサービスや教育環境に不満があっても、子育ての強力なサポート資源である親族の存在が移住引き留め要因となっていた。親族や地縁を中心として形成された育児ネットワークの存在が居住意思を左右する。親族が利用できない場合に、それを代替する育児ネットワークの形成支援が行政に求められることになる。2016年度は当初の予定どおり、自治体との共同研究としてアンケート調査票を作成しデータを収集した。

同時に複数の自治体居住者に対してインタビュー調査を実施した。研究成果はは国際学会報告2本、国内学会報告1本にて公表している。今後はこれらをベースにした論文執筆を進めていく。少子高齢化と人口減少が進むなか、若年層や子育て世帯を呼び込むため多くの自治体が子育てサービスの充実を政策課題として掲げているが、子育て支援政策が具体的にどのような効果があるのかについてはあまり検証されていない。本研究は、子育てサービスの充実が育児ネットワークを通じて子育て世帯の定住意思を促進させるかどうかを、子育て世帯の社会増減が対照的な複数の自治体を比較分析することにより明らかにするものである。現在までに、子育て世帯数の増減が対照的な複数の自治体居住者を対象としたアンケート調査とインタビュー調査、行政における子育て支援担当部署およびサービス提供主体となる子育て支援施設を対象にヒアリング調査を行ってきた。2017年度は、子育て世帯の社会増に資する子育てサービスについて提言を行うため、研究協力者とともに国際シンポジウムを企画・開催して、東アジア地域において先進的な子育て支援政策を行っている台湾台北市の取り組みとその効果を日本のそれと対比させ検討した。2010年に合計特殊出生率が世界最低水準となった台湾(TFR=0.850)は、少子化への対応が喫緊の政策課題となっている。とりわけ台北市では行政を中心として子育て支援の全面的な見直しが早急に図られ、短期間で子育て世帯とりわけ女性に対し手厚く柔軟なサービス提供を行っている。現在までに得られた知見では、地方分権型の子育て支援政策が台湾社会の自治体間で日本以上に子育て世帯の獲得競争を激化させている可能性があることを見出した。一方の日本では、地方創生のまちづくり政策が進む自治体をフィールドに、子ども・子育て世帯のみをターゲットにした移住誘導の子育て支援の課題を明らかにした。2017年度は国際シンポジウムを企画してこれまでの研究成果を公表した。同時にデータを分析するための研究会を開催し、論文執筆に向けて検討を重ねていたが、完成に至らなかったため。当初の予定では最終年度のため研究成果の公開を行うべく、子育て世帯の居住地選択に母親の育児ネットワークがどのような影響を及ぼしているのか、これまでのインタビュー事例を整理・分析し、関連学会での報告を予定していた。ところが、下記の「現在までの進捗状況」にも記載したように、妊娠にともない学会出張が困難となり、報告を断念せざるをえなかった。産前産後休暇および育児休業により、2018年度の研究活動は実質のところ58月の4ヶ月間のみであった。この期間に研究会をひらき、次の2つの研究内容について共同研究者と議論を重ねた。
放射光構造生物ビームラインのための高速高精度データ測定方法の開発

本研究は、放射光構造生物ビームラインにおいて迅速で高精度な回折データ測定を実現することを目的として、浜松ホトニクス社製のC10158DKを用いた連続回転法の開発を行った。CCD検出器を用いた従来の振動写真法との比較を行い、本測定法が、微小振動法を用いる場合に、特に有効であることを明らかにした。また、本測定法を用いて得られた回折データを使用してタンパク質の立体構造決定に成功し、この手法がタンパク質の構造決定に利用できることを示した。これらを踏まえ、SPring-8の構造生物ビームラインへのCMOS検出器の導入を行った。X線CMOS検出器は、X線を可視光に変換する蛍光体とCMOSイメージセンサーから構成される2次元X線検出器で、わずか十数μsecのデッドタイムで画像を連続的に読み出すことができる特徴がある。本研究では、浜松ホトニクス社製のCMOS検出器C10158DKを用いて、連続回転法という高速高精度なタンパク質結晶の回折データ測定方法の開発を行っている。今年度は、CMOS検出器を用いた連続回転法と、CCD検出器を用いた振動写真法の比較を行うことで、この測定法の利点・問題点の洗い出しを行った。この結果、微小角振動を用いた測定では、CCD検出器を用いた従来の測定方法よりも高精度のデータが半分以下の測定時間で得られることが明らかとなった。その一方で、検出器ノイズによる弱い反射のSN比の低下が見られ、更なる精度向上には検出器感度の向上やノイズの抑制が必要であることがわかった。これを踏まえ、検出器感度の向上を試みた。検出器の感度を抑制している原因の一つは、X線検出部前面にある厚さ1mm以上のカーボンファイバー層によるX線の吸収の影響である。そこで、その厚さを1/3以下にしたところ、波長1.5Åでデータ測定を行った場合の精度を2倍程度向上させることができた。さらに、今年度は、SPring-8の構造生物学ビームラインに標準的に導入されている回折データ測定ソフトウェアBSSを用いて、CMOS検出器による連続回転法を可能にするためのソフトウェア開発を行なった。これにより、いずれの構造生物学ビームラインでもCMOS検出器を用いた測定が行える環境を整えた。本研究では、放射光構造生物学ビームラインにおいて迅速かつ高精度な回折データ測定を実現するために、浜松ホトニクス社製CMOS検出器C10158DKを用いた連続回転法と呼ばれる新しい回折データ測定方法の開発を行っている。本年は主としてCMOS検出器の暗電流の評価、及び、その補正プログラムの開発を行った。C10158DKの暗電流は190(analog-to-digital converter units (ADU)/s)であった。飽和が16383 ADUであるため長時間露光は暗電流蓄積により実質的なダイナミックレンジが低下するものの、放射光を用いた場合には一般的に数秒程度の露光時間であり大きな問題にはならないと思われる。また、暗電流の大きさの変動が小さいことから、事前に測定した暗電流画像を用いた画像補正が可能であった。そこで、回折画像取得前に暗電流画像を記録し、回折画像から差し引くことで暗電流を補正するプログラムを開発した。最高読み取り速度である3フレーム/秒に追随するため、画像補正はクラスター計算機を使用した。これにより、回折データ測定後、直ちに回折画像からの強度抽出処理が行えるようになり、本測定方法のビームライン利用へと一歩進んだといえる。また、今年度はCMOS検出器の高速性を利用した高速結晶スクリーニングシステムの開発を開始した。これは、品質が不均一な結晶を2次元に動かしながらX線照射し回折能の高い部位を探索するものである。読み取りの速いCMOS検出器を利用することで、従来のCCD検出器を用いた場合に比べて迅速な探索が可能になる。試料の移動と画像読み取りの同期を改善し、次年度にビームラインで利用開始する予定である。本研究では、放射光構造生物学ビームラインにおいて迅速かつ高精度な回折データ測定を実現するために、浜松ホトニクス社製CMOS検出器C10158DKを用いた回折データ測定方法の開発を行っている。前年度までに連続回転法による回折データ測定を行うシステムを構築したが、今年度はその技術を活用して、結晶位置の高速スクリーニングシステムを構築した。タンパク質の結晶では、それを取り囲む抗凍結剤などの影響により光学顕微鏡で視認困難なものや、結晶の位置により品質が不均一なものがある。このような試料からの回折データ収集では、サンプルループ上でX線照射位置を2次元スキャンしながら回折斑点が観測される位置を結晶位置と特定したり、高品質部位を判別したりすること(以下、回折像スキャン)が有効である。しかしながら、スキャンする点数が増えると検出器読み取りに伴うデッドタイムが増えることが難点である。

そこで、迅速な回折像スキャンを行うため、連続回転法の原理を流用し、試料を並進させながらX線を照射し、CMOS検出器を用いて連続的に回折像を取得するシステムを構築した。これにより、CCD検出器による従来の回折像スキャン法にくらべて、総実験時間を1/4以下に短縮することができた。このシステムはSPring-8のBL32XUで利用されて、Lipid Cubic Phase法などで析出させた結晶の回折データ測定に威力を発揮している。また、今年度は、SPring-8の共用ビームラインBL41XUでCMOS検出器を利用するためのステージを開発し、連続回転法や回折像スキャンを行う環境を整えた。
Cre発現ピロリ菌を用いた新たな胃がんモデルマウスの開発

ピロリ菌の感染が胃癌を引き起こすことは周知の事実である。一方、マウス実験においては、遺伝子改変マウスの元となるC57BL/6系マウスに感染可能なピロリ菌が限られ、障害となっていた。近年PMSS1株が感染可能なことが、報告された。我々は、PMSS1株がB6系マウスに感染可能なことを確認し、それにより引き起こされる胃炎マウスを使用して、IL-1シグナルとSOX9が腸上皮化成に関与していることを導きだした。続いて、PMSS1株はCreを発現しなかったが、PMSS1株のCagAをKOし、ストレスMAPKの活性化がCagAに依存することを確認した。本研究は、B6系マウスに感染可能なピロリ菌PMSS1株を使用してIV型分泌機構より上皮細胞にむけて分泌されるCagAタンパクにCreタンパクを融合させることで、上皮細胞にCreタンパクを送りこむことを主な目的としている。現在、海外の報告研究室よりPMSS1株の譲渡を受けB6系マウスへの感染が可能なことを確認し、さらにマウスにおいてピロリ菌感染による腸上皮化成を再現できることについても追加で確認した。腸上皮化成のメカニズムとして、IL-1RKOマウスでの感染実験も施行し、IL-1シグナルが重要であることと、SOX9の誘導も同じく重要であることを明らかにし、Infection and Immunity誌に報告した。PMSS1株においてのゲノム相同組み換えによるCagA融合Cre発現タンパク作成については、従来のnatural recombinationでは、セレクションマーカーであるカナマイシン耐性PMSS1株は作成されるもののゲノム相同組み換えになっておらず、random insertionされた株しか得ることができていない。解決策としてピロリ菌-大腸菌のシャトルベクターであるpHel2を使用してCagApromoter毎Cre融合タンパクをサブクローニングした後、PMSS1株への他transformationすることで、Cre発現ピロリ菌を作成する予定である。当初予定したPMSS1株におけるゲノム直接相同組み換えが成功しなかったため、Cre発現ピロリ菌の作成に至っていない。今後は。シャトルベクターであるpHel2を使用してCre発現ピロリ菌を作成する予定である。C57BL/6系マウスに感染可能なピロリ菌、PMSS1株の組み換えを行った。組み換えが可能であることを確認するために、ピロリ菌ゲノム内のCagA遺伝子を相同組み換え法によりKOした。まず、CagA遺伝子内にカナマイシン耐性遺伝子を挿入した組み換えベクターを作成した。その後、PMSS1株を形質転換した。蛋白、発現解析によりCagA遺伝子が、ノックアウトされていることが確認できた。次に、CagA遺伝子にCre遺伝子が融合するタンパクを発現させるためのベクターを同じくカナマイシン耐性遺伝子を付加して作成した。同様の方法で、PMSS1株への形質転換を試みたが、抗生剤でのセレクション後もタンパク発現解析では、Cre発現が確認できなかった。PCRによる挿入解析では、Cre遺伝子の存在が確認できたため、ピロリ菌がCreタンパクを翻訳できない可能性が考えられた。次に、CagAがノックアウトされたピロリ菌を、胃癌細胞株AGSに感染させJNKのリン酸化が起こるどうかを確認した。結果は、CagAWT株では、JNKのリン酸化が誘導されるが、KO株では誘導されなかった。ピロリ菌PMSS1株のゲノム相同組み換えに成功しなかった問題を解決するため、シャトルベクターpHel2による問題解決を予定している。消化器内科