hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セリン脱水酵素遺伝子の発現をマーカーとした日内リズムの分子機構の研究

ラット肝セリン脱水酵素(SDHと略)mRNAの日内リズムの機構を知るために2つの実験を行った。1つはLaparotomy(開腹手術)のリズム形成に及ぼす影響、2つ目は視交叉上核(SCN)破壊の影響である。1.ラットを朝或いは夕方に約4cmの開腹手術を行うと2時間後にはSDH mRNAは著しく増加した。その後mRNAは減少し、術後3日目には元のリズムに戻った。また、SDHの酵素活性も一過的に増加したので、この一過性の誘導現象は術後に起きるストレスに呼応した糖新生反応によるものと思われる。次にこの誘導の原因を調べた。種々の交感神経のブロッカー(またはアゴニスト)を事前にラットに投与し2時間後にSDH mRNAを見たところ、α_1-アドレナジック受容体の関与が示唆された。膜結合プロテインキナーゼC(PKC)の有為な上昇も見られた。また、PKCの活性化試薬であるフォルボールエステルをラットに投与すると数時間後にSDH mRNAの著しい誘導が起こった。このことから、本遺伝子の発現には、通常のインスリン/グルカゴンのホルモン調節以外にPKCが関与することが示された。2.囓歯類では生物時計はSCNに存在するといわれている。即ち、この神経核を破壊すると種々のサーカディアンリズムが消失するからである。いくつかのmRNAにも日内リズムがあることが知られているが、これらがすべてSCNに支配されているかどうかは報告がなかった。そこでラットのSCNを電気的に破壊し3週間飼育した。リズムの破壊は自発行動の記録と組織標本から判定した。偽手術をしたラットは自発行動、SDH mRNAとも正常のリズムを示したが、破壊ラットではSDH mRNAの発現が終日なかった。また、典型的な日周リズムを持つとされるDBP(転写活性化蛋白)mRNAを調べたところ、矢張このmRNAも終日発現がなかった。このことからSDHやDBPの遺伝子はSCNよりの指令を受けて、肝臓内で周期的に発現しているものと思われる。現在この周期的発現をもたらす蛋白性因子を検索中である。
光遺伝子操作法を用いた分子コンピューティング

遂行的処理を行う現存のコンピューターが苦手とするNP完全問題の解法に対し、並列処理能力に優れたDNAコンピューターの可能性が示されて以来、様々DNAコンピューティング法が開発されてきた。しかし、その原理の多くはハイブリダイゼーション特異性のみを用いた処理であったため、SNP診断と同様処理過程でのエラーといった問題が残った。そこで、エラーを抑制できる可逆的光連結反応を用いたDNAコンピューティング法を開発した。ハイブリダイゼーション・熱変性で行ない解候補DNAのキャッチ&リリースを光照射による連結・切断に置き換えた系を設計しSAT(充足可能性)問題を解いた。結果、処理過程でのエラーがなく非常にS/N比の高いコンピューティングに成功した。本法は、DNAの分枝型連結を使うことで実現可能な系であり、酵素による代行はできず、可逆的光連結反応でのみ構築が可能である。また、ハイスループットコンピューティングを可能にする分枝型DNAの新規合成法を開発した。次に、コンピューターの基本であるロジックゲートをDNAで構築することを試みた。ロジックゲートは3つの基本要素(NOT、AND、OR)から成り、全ての回路がこれら3要素から構築可能である。光化学的なDNAロジックゲートを設計するにあたり、配列特異的に切断できる新しい光反応を開発した。増感剤であるカルバゾールを相補配列(インプット配列)に導入することで、還元的に光連結部位を配列特異的に切断することが可能になり、これまでのように溶液中の光連結産物(ゲート)を無差別に切断するのではなく、目的のゲートのみを切断できるため、ゲートの並列処理が可能となった。初めに3つの基本ゲートを構築し、カルバゾールが導入されたDNAを入力した結果、真理値表と完全に一致した出力が観測された。これら基本ゲートの設計法を用いることであらゆる回路が構築できる。研究計画通り、枝分かれするDNA分子の開発を行なった。光応答性核酸塩基としてカルボキシビニルウラシルを含むDNAを用いることで枝分かれ構造を容易に作り出せることを見出した。この手法を用いることで可逆的に多分岐構造も容易に調整できることを見出した。今までのDNA枝分かれ構造はHolidayジャンクション部位を模倣した会合状態により作り出されたものでありこの様に共有結合により形成される枝分かれ構造は興味深い。また可逆性も確認しており、今までに無い光を用いた可逆的DNAナノ構造素子構築の基本反応開発に成功したと考えられる。この開発された分岐構造を有するDNA構築を参考に5'末端に含む人工DNAをガラスビーズ上に固定化させた系を用いることで酵素を使わずに簡単な2-SAT問題が解けることを実証した。また鋳型DNA上での直列連結に関しての光応答性人工塩基ライブラリーのさらなる拡張を目指しカルボキシビニルデアザプリンの合成に成功した。さらにDNA末端を光で閉じる光応答型DNAキャッピングをN3-メチルシアノビニルウラシルを用いることで可能にした。末端を閉じることで熱的安定性が著しく増し、DNA分解酵素に対しても耐性を獲得するなど、ユニークな物性を有しておりDNAナノ構造構築の基礎となる技術と考えられる。その他、カルバモイルビニルフェーノールを用いることで鋳型DNAに対し光クロスリンクすることを見いだした。以上、様々な反応特性を有する光応答型人工塩基がさらにライブラリーに加わった。次年度はこれら分子群を組み合わせた光DNA操作を用いることで高速遺伝子解析のデモを行なう予定である。
氷包埋法による細胞壁非晶成分の可視化

低温ホルダが納入されたことによって、水溶液を直接顕微鏡に持ち込み、観察することができるようになった。予備実験では、酵素分解の相乗効果に加えて、セルロースそのものの構造が、分解プロセスに影響与えることが示唆された。そこで分解過程のセルロース懸濁液を経時的にサンプリングし、高い分解能で観察することを試みた。ところが、低温ホルダと同時に納入された試料汚染防止装置のギャップ間の距離が、既存の電子顕微鏡のポールピースの磁極間距離にあわないことや、その電源から低周波の振動が冷却フィンに伝わることで、まともに高解像度の画像が取れない等の不具合が生じた。このような問題点を克服するためにかなりの時間を浪費し、いまだに未解決の問題もあるものの、現段階では試料ホルダを40度近く傾斜でき、低温の実験に用いることができるようになった。像室については未だに未解決の問題があるが、電子回折を得るには最高の試料観察条件を整えることができた。そこで当初の研究プロジェクトを一部修正して、セルロースが還元末端あるいは非還元末端のいずれから合成されるかを決定するテーマに取り組むこととした。これまでの研究で大きな進展がみられ、セルロースの分子鎖の還元末端が生体の外側に向くように、つまりできあがった分子鎖の非還元末端に、モノマーが付加重合されることを、実験的に初めて証明することができた。本研究は平成7年10月の補正予算によって予算措置がなされたので時間的に窮屈であったが、セルロースの様々な性質のなかのうち特にヘミセルロースや水との相互作用を考える上で極めて重要な手がかりが得られたと考えられる。数多くのセルロースの電子顕微鏡観察や電子回折により、セルロースの基本構造であるミクロフィブリルが基本的にねじれた構造であり、不安定型のI_2型が面配向し易いのは捻れがあまり大きくないためで安定型のセルロースといわれるI_β型の方が大きいことなどが明らかになった。つまりI_α型のセルロースがエネルギー的に不安定なのは本来捻れやすい構造をリボン状に成形しために生ずるひずみが原因と考えられる。この捻れは乾燥によりさらにはげしくなり、セルロース材料の諸性質を調べる上で極めて興味深い。次に興味深い点はセルロースの酵素分解過程を経時的に追跡することで、セルロースの分解過程を調べることである。現在のところ予備実験までしか到達できていないが、酵素分解の反応と形態の変化を直接結びつけて考えられるだけでなく、セルロースそのものの構造やその非晶化のプロセスを明らかにでき、あたらしいミクロフィブリルのモデルを構築する可能性が生じてきた。急速凍結装置が順調に稼働するようになり、良好な凍結状態の生体試料の作成が極めて容易になった。直径数マイクロメータの微細な孔をあけた試料支持膜(マイクログリッド)の開口部に水懸濁液の薄膜を貼り、急速凍結により非晶状態を保持したまま凍結させる。この方法を用いて、バクテリアセルロースの酵素分解過程について検討した。とくにバクテリアセルロースの場合は、酵素の相乗効果に加えて、セルロースそのものの構造が、分解プロセスに影響を与えることが示唆された。基質にはリボン状の天然に近いミクロフィブリルと、加水分解後の微結晶状セルロースの2種類を用いて比較したところ、天然のリボン状のミクロフィブリルは、NO_2-アミン系溶媒で作製した非晶セルロースと同程度の極めて早い分解挙動を示した。その要因として、天然のリボン形状のものが内部に残留応力を保持しており、酵素によるクラックの形成がフィブリルの自己分解を促進すること、また酵素がsurfactantとして働く結果、分解物の2次的な凝集が抑えられることが考えられた。これらの仮説を説明するために、分解過程のセルロース懸濁液を経時的にサンプリングして急速凍結し、高分解能で観察することを試みた。ところが低温ホルダと同時に納入された試料汚染防止装置のギャップ間の距離が、既存の電子顕微鏡のポールピースの磁極間距離にあわないことや、その電源から低周波の振動が冷却フィンに伝わることで、まともに高解像度の画像が取れない等の不具合が生じた。現段階では、装置的な多くの問題は解決したが、決定的な証拠写真はまだ得られていない。
分子古生物学の新展開

(1)現存する全生物は3つの超生物界、すなわち真正細菌、古細菌、真核生物に分類されることが認められているが、3者の系統関係はいぜん不明であった。その理由は、分子の比較から系統樹を推定する際、大元にあたる祖先(系統樹の根)が決定出来なかったからである。我々は先に3者の分岐以前に遺伝子重複によって生じたことが明らかな重複遺伝子を使って複合系統樹を推定し、古細菌は真正細菌よりもむしろ真核生物に近縁であることを明らかにした。今年度は、その後に発表されたATPア-ゼα鎖とβ鎖及び伸長因子EFーTuとGの多くの配列に基づいて、上記の結果を確認した。さらに、古細菌はイオウ細菌、メタン生産菌、好塩菌に大きく分類されるが、この3系統と真核生物の系統を含む4つの系統がほぼ同時に分岐したことも明らかにした。この結果は真核生物の起源を考える上で、古細菌の研究が非常に重要であることを示唆する。(2)分子系統樹は本研究課題を進める上で理論的技術的基礎となる。従来種々の分子系統樹推定法が発表されているが、その中で最尤法が最も信頼性の高い方法とされてきた。しかしこの方法は塩基配列に対いてのみ適用可能であった。一方全生物の系統関係を問題にするような、非常に古い時代にまで辿るには塩基配列比較より、アミノ酸配列比較の方が適している。従って従来の最尤法をアミノ酸配列デ-タにも適用出来るように拡張することが急務であった。我々は、Dayhoffらによって決定されたアミノ酸間の置換頻度を利用することでこの問題を解決した。さらにこの方法を上記の古細菌の進化の問題に適用した。(3)およそ5000年前に生存していたと考えられる縄文人の人骨からミトコンドリアDNAの一部を単離し、PCR法によってその塩基配列を決定することに成功した。
近現代日米間における「環境問題」をめぐる言説体系の翻訳論的・クロスジャンル的研究

本研究課題は、主に欧米を起源とする近代的環境保護思想の「普遍性」への信奉を見直し、その問題点を明らかにするという狙いのもとに、日米間での「環境問題」の表象の差異をめぐって発生する、社会的・文化的葛藤や軋轢の内容、あるいはそれらが発生するメカニズムを、異文化理解と翻訳論的、クロスジャンルといった比較文学・文化論的視点から、複数の具体的事例を取り上げつつ多角的に考察しようとするものである。資料調査の面では、本年は、上記の課題については非常に大きな進展を見た年であった。特にアリゾナ大学(アメリカ・アリゾナ州)付属Center of Creative Photographyは、W・ユージン・スミス関連の膨大なコレクションを有する資料館として世界的に知られているが、当アーカイヴにおいて、スミスの写真集『水俣』作成に関連する貴重な一次資料を、重点的に調査・閲覧する機会を得たことは、本研究課題全体の進展において大変重要な出来事であったと認識している。今回の調査で、当アーカイヴの主任アーキビストであるReslie Carmel氏の全面的な協力により、スミスらの未発表文書や、これまで認識されていない新たな事実を裏付けるような新資料を発見することができた。この資料調査の成果を今後どのような形で公表するかは現在検討中であるが、W・ユージン・スミス研究のみならず、写真史研究全般においても、貴重な成果報告となると考えている。本研究は、主に欧米を起源とする近代的環境保護思想の「普遍性」への信奉を見直し、その問題点を明らかにするという狙いのもとに、日米間での「環境問題」の把握の仕方、あるいは「表象」をめぐる葛藤や軋礫が発生するメカニズムを、異文化理解と翻訳論的・クロスジャンル的な視点から、いくつかの事例を取り上げつつ多角的に考察することを目指す。とりわけ「環境問題と異文化遭遇」、さらに「環境と表象」という二つのテーマが折り重なった地点を中心に、19世紀末から今日までの日米間に見られる、環境問題にまつわる議論や対話の不調、あるいは主張や認識のすれ違いが、双方が依拠する自然観や、歴史的・文化的背景の違い、さらにその表象の仕方の無意識的な「差異」によってもたらされるという点を、複数のケーススタディーの積み重ねを通じて、幅広く検討するという点に特徴がある。平成19年度は、本論が取り扱う複数の課題の中でも、環境とイメージとの関係性を最も顕著に示しうるであろう、アメリカの報道写真家ユージン・スミスと、同時代の日本のジャーナリストたちによる「水俣」をめぐる写真表象の比較研究に、焦点をしぼる形で研究活動を行った。具体的な作業としては、まず水俣病事件をめぐる国内の先行研究の動向を整理し、また一次資料となり得る水俣関連の写真集や、過去に開催された水俣病、あるいはユージン・スミスをテーマとした写真展の調査、さらに水俣病や、ユージン・スミスの水俣写真に関連する雑誌記事の調査などを、東京大学付属図書館などを中心に行った。また、ニューメキシコ州立大学付属図書館、あるいは同大学美術センターなどにおいて、ユージン・スミス関連の雑誌記事などを重点的に調査・集収し、また北米における環境とメディア表象全般に関わる最新の研究動向を調査する機会に恵まれた。こうして収集した資料を元に、現在、ユージン・スミスのドキュメンタリー写真集Minamata(1975)をはじめとする、水俣病のメディア表象に関する論文を執筆中であり、今後は国内外での学会発表、あるいは学会誌への投稿などを予定している。本研究は、環境問題の考察に「異文化理解」という視点を取り入れているという点で特徴的であり、異文化間での自然観や、歴史的・文化的背景の違い、また自然や環境に関する「表象」方法の違いが、互いの主張や認識のすれ違い、ひいては政治的な対立を引き起こす遠因となっているという点を解明しようとしているという点で、具体的な社会貢献に結び付き得る、画期的な研究課題であると認識している。平成20年度中の最大の研究成果とは、本研究課題での成果の一部をまとめた博士学位論文「自然をめぐる対話-20世紀日米間における〈環境〉表象の交錯」を、東京大学大学院総合文化研究科に提出したことである。本博士論文は、本研究課題、またその基礎部分を成す過去の研究蓄積の中でも重要な三つのテーマ、すなわち1)E・T・シートンによる動物物語の日米受容2)W・ユージン・スミスによる水俣病の写真表象3)動物写真家・星野道夫のアラスカついての思想、といったテーマに関する考察を軸とし、20世紀という時代を通じて「環境」をめぐる表象群が、写真や文学などの媒体を通じて日米間で具体的に交錯する様を包括的に描写したものである。具体的内容としては、日本を含む非欧米圏の人々を「エコロジカルな他者」として理想化する、欧米アカデミズムの傾向を批判した上で、上記に上げた1)3)の具体的事例の検討をもとに、従来論で言われているような「東西対比」的な自然観の対立ではない、より重層的かつ複雑な「異文化」的視点の交錯が見られるという点を指摘した。

その上で、いわゆる東西の二分律では割り切れない、個々人の多彩な立場・視点の交錯が、実社会の様々な動きと相互作用する模様を詳述した。さらに本論では、「環境文学」研究、あるいなエコクリティシズムと呼ばれる新しい文学批評の方法の矛盾と限界についても取り上げ、いわゆる「人文系」と呼ばれる領域から、「環境」という課題に、今後いかなる形で貢献できるのかという点について、いくつかの提言を行った。本研究課題は、主に欧米を起源とする近代的環境保護思想の「普遍性」への信奉を見直し、その問題点を明らかにするという狙いのもとに、日米間での「環境問題」の表象の差異をめぐって発生する、社会的・文化的葛藤や軋轢の内容、あるいはそれらが発生するメカニズムを、異文化理解と翻訳論的、クロスジャンルといった比較文学・文化論的視点から、複数の具体的事例を取り上げつつ多角的に考察しようとするものである。資料調査の面では、本年は、上記の課題については非常に大きな進展を見た年であった。特にアリゾナ大学(アメリカ・アリゾナ州)付属Center of Creative Photographyは、W・ユージン・スミス関連の膨大なコレクションを有する資料館として世界的に知られているが、当アーカイヴにおいて、スミスの写真集『水俣』作成に関連する貴重な一次資料を、重点的に調査・閲覧する機会を得たことは、本研究課題全体の進展において大変重要な出来事であったと認識している。今回の調査で、当アーカイヴの主任アーキビストであるReslie Carmel氏の全面的な協力により、スミスらの未発表文書や、これまで認識されていない新たな事実を裏付けるような新資料を発見することができた。この資料調査の成果を今後どのような形で公表するかは現在検討中であるが、W・ユージン・スミス研究のみならず、写真史研究全般においても、貴重な成果報告となると考えている。
表皮幹細胞移植による難治性潰瘍のティッシュエンジニアリングと新規治療ストラテジー

同種のヒト表皮幹細胞が、難治性皮膚潰瘍治療に応用された。患者5例に適用され、2年を超えて治療に難渋してきた皮膚潰瘍患者に於いても、最短4日、長くても40日程度で完全上皮化またはほぼ上皮化が得られ、その有効性が確認された。一方ヒト表皮幹細胞が産生する増殖因子IGF,VEGF,IL-6,TGF-b,EGF,bFGF,Leptin,TNF-aを同時測定した。その結果表皮幹細胞は、IL-6除く全ての増殖因子が多量に産生されていることが解った。これらのことから、表皮幹細胞の有用性の一部が説明出来るものと思われた。再生医療技術を用いて難治性皮膚潰瘍治療を試みる場合、大きく2種類の細胞が利用されている。そのひとつは骨髄間質細胞であり、もうーつは脂肪組織幹細胞である。いずれの場合も、その有効性が知られているが、前者は骨髄穿刺という比較的大きい侵襲を必要とし、脂肪組織採取においても患者本人の外科的侵襲を避けて通ることができない。そこで、本年度は同種表皮幹細胞利用による難治性皮膚潰瘍治療に及ぼす効果を検討した。標準的皮膚潰瘍治療に不応で外科処置不同意の難治性皮膚潰瘍患者にIC取得後、あらかじめ培養してある同種表皮幹細胞治療を潰瘍創部に対して適用した。その結果、2年以上治療に難渋していた皮膚潰瘍が40日程度で、半年以上治療に抵抗した熱傷潰瘍が約7日間で完全上皮化し、その有用性が示された。表皮幹細胞は採取と培養が比較的容易であるが、本研究の場合自家表皮幹細胞を用いるのではなくあらかじめ病原微生物などの感染の無い安全な同種表皮幹細胞を用いることで、患者の外科侵襲を伴わないことが特徴である。本技術を既にのべ5例の患者に適用しているがいずれも副作用を認めず、全例創部面積の縮小ならびに完全上皮化が得られた。本治療法を適用すると、早期の肉芽増生と辺縁部からの表皮の伸展が認められた。特に肉芽増生については血管新生を伴った良好な肉芽が得られ、これは表皮幹細胞の産生する血管新生因子が創部周囲に作用し、潰瘍面に存在する自己の幹細胞を刺激することで、創傷治癒を促進しているものと推察された。次年度においては本表皮幹細胞治療の有効作用機序について、動物実験を行って検討をする予定である。昨年の報告の始まりと重複するが、表皮角化細胞は身体内部を外界の侵襲から保護する為に、旺盛な細胞分裂能を保持し角質層を形成することで、バリアとしての機能を維持している。表皮は外界からの機械的刺激の防御のための角質層形成以外にも、生物学的、化学的刺激から生体を守るためにIL-1などの炎症性サイトカインで大量のプロスタノイド、特にPGE_2を産生する。しかし、その役割は不明な点が多く、特にVEGFを始めとする増殖因子産生の役割や機能については明確でない。これ迄の研究で、表皮幹細胞が創傷治癒の促進に作用し、これ迄数ヶ月から数年治療に難渋してきた難治性潰瘍等へ応用すると早ければ数日遅くとも40日程度で瘢痕治癒することが認められ、その有用性が線維芽細胞を含んだ皮膚代替物よりも効率的であることも判明してきている。そこで、2年間の研究のまとめとして、今年度はヒト表皮幹細胞が産生する増殖因子を同様に皮膚構成細胞である線維芽細胞と比較することで、潰瘍治療に対する有効性作用機序を検討した。ICを得た患者皮膚から、表皮幹細胞を培養し凍結保存した。この表皮幹細胞を常法に従って解凍して培養した。得られた細胞がコンフルエントになった段階で、24時間中に放出される、IGF, VEGF, IL-6, TGF-b, EGF, bFGF, Leptin, TNF-aを同時測定した。その結果表皮幹細胞は、IL-6除く全ての増殖因子が、線維芽細胞より多量に産生されていることが解った。同時に炎症性の刺激によって、表皮幹細胞からこれら因子の産生の増強が、認められつつあり、現在検討中である。
外国人介護福祉士国家試験対策用日英バイリンガル版eラーニング教材の試作とその評価

経済連携協定に基づく外国人介護福祉士候補者の受け入れ開始後、複雑かつ深刻な問題が噴出している。そのひとつが、国家試験合格率の伸び悩みである。受入れ施設は、多くの時間と資金を投入し、その育成に努めてきた。しかし結果は6割が国家試験に不合格であった。本研究では、受入れ施設の投資(時間や資金などの経済的損失)が最小限で済むように、入国前から取り組みが可能となるICT国家試験対策プログラムの開発、トライアルの実施、そして学習効果の評価を行った。その結果、介入語として英語を使用したICT教材を利用することにより、効率的な学習効果が期待できることを確認できた。厚生労働省外国人雇用対策課によると、来日した看護師と介護福祉士の候補者は計1562人であった。そして427人が試験に合格できないなどの理由で雇用契約を終え、その多くは帰国した。09年度の来日者数と比べると、いまや3分の1である。本研究の大目標は、外国人介護福祉士国家試験の合格率を向上させるため、e-Learning型教材の提供と運営である。しかし連携協定の安定化をはかるには、試験の合格者数を上げると同時に、来日希望者の数も十分に確保する必要がある。初年度の今年は、1看護師・介護福祉士候補者の受入れに関する日尼経済連携協定についての現状についてナショナルボードにインタビューを行い、また調査協力校である看護学校を訪問し、e-Learning型教材の説明を行った。さらにバリ島で初となる日本人向けの介護施設も見学した。今回の現状調査により日尼EPAの温度差が明らかとなった。EPA締結から外国人介護福祉士候補者の受け入れについては前進しているように思えたが、正しい情報を正確に伝えるという原点に立ち返ることとなった。2また、「介護」という領域を持たないインドネシア社会に対し、介護の概念とその範疇、日本の介護制度、そして高齢者が急増するインドネシア社会における理想となる大学レベルでの介護教育について、ウダヤナ大学看護学部の学生を対象に「Proposal for a Profession Care Worker Education of University in Indonesia」という題目でレクチャーを行い、その後様々な質疑に対応した。3そして、e-Learning型教材作成のための一環として、調査協力校の看護学生に、介護福祉士国家試験を母語であるインドネシア語と英語で受けてもらった。これらの結果についてはAsiaTEFL2013で口頭発表した。論文については投稿中である。1尼の看護大学2校でシンポジウムを開催し、ナショナルボードの協力を得てEPAの正確な情報を提供し未来のEPA候補者に日尼間のEPA制度の理解を深めてもらった。また、これまでの来日者は介護福祉士国家試験がどのようなものであるかさえ知らずに候補者になっているため、国家試験の内容がどのようなものであるか、またどれほど点が取れるものなのか否かを自学自習できるように本研究が取り組んでいるe-Learning教材の紹介と説明を行った。2外国人介護福祉士国家試験対策用e-Learning教材の一部を完成させた。尼語の翻訳も完了した。3本研究の尼の協力校の学生の登録を済ませ、自習開始準備が整った状態である。4EPAについての説明を終えた後に、学生を対象にアンケート調査を実施しており、その内容については現在集計中である。5今回の調査の内容については、9月の英語教育学会で発表予定である(採択済み)卒業間近の3年生(合計129名)を対象に、試作中のe-Learning教材を使って、国家試験を受験させる試みをした。今回は協力校より実際の国家試験受験のような形を取りたいという要望が出たため、それに合う形でえーLearning教材を作成した。また、今回は英語ではなく、母語のインドネシア語に翻訳したものを用意し、実際の時間と同様の制限(前半110分、後半100分)を設けて受験させた。その結果は、英語に翻訳した国家試験を受験させた時の結果と同じであった。つまり介護領域での得点は低く、看護学の知識を必要とする領域において、その点数は高かった。これらの結果により、どの領域の問題を重点的に学習すれば国家試験に合格できるかについてある程度の確証が得られた。また、今回試作中のe-Learning教材に関するアンケート調査も行った。その詳しい結果については論文で発表する。国家試験と同様のテスト形式の教材は、日本語・英語・インドネシア語で1回分は既に作成し電子化できている。過去問をもっと増やすと共に、練習問題のような形の教材もバリエーションの一つとして着手し始めた。本研究の目的は、外国人介護福祉士候補者の文化や言葉の壁の弊害をできるだけ最小限に留め、期間内の国家試験合格を促進し、さらに介護福祉士として質の高い介護を提供できることに目標を置いた英語および日本語の教材コンテンツを作成することであった。また、インドネシアの協力を得て、その試作のe-Learning教材の効果と効率性をパイロット的に評価することであった。28年度は、本研究の最終年度であるため、次の3点を主に行った。1)4年間の研究成果の成果をまとめる作業と成果発表、2)試作した教材にさらなる改善を加える作業をそれぞれ行った。また、経済連携協定(EPA)だけでは日本の慢性的な介護不足が解消できず、2017年から技能実習の職種・作業の範囲に、新たに介護が加わることが閣議で決定されたことから、3)研究協力者であるインドネシア政府関係者および送出し機関と、最新の情報を共有するとともに、引き続き協働し合うことを再確認した。そして4)

この技能実習制度を通して介護の職種で送出しを考えている現地の高校を訪問するなど新たな協力校の開拓を行った。経済連携協定に基づく外国人介護福祉士候補者の受け入れ開始後、複雑かつ深刻な問題が噴出している。そのひとつが、国家試験合格率の伸び悩みである。受入れ施設は、多くの時間と資金を投入し、その育成に努めてきた。しかし結果は6割が国家試験に不合格であった。本研究では、受入れ施設の投資(時間や資金などの経済的損失)が最小限で済むように、入国前から取り組みが可能となるICT国家試験対策プログラムの開発、トライアルの実施、そして学習効果の評価を行った。その結果、介入語として英語を使用したICT教材を利用することにより、効率的な学習効果が期待できることを確認できた。昨年度のパイロット調査を経て、介護福祉士国家試験対策用の教材を一部e-Learning教材化し終えた。現在、さらに問題を増やしている状態である。協力大学2校でその教材を利用してもらう準備が整った状況である。今後はアンケート調査結果を考慮して、日本語、日本文化/社会など言語文化的内容の教材を充実させていきたい。引き続き、国家試験と同様のテスト形式の教材をもっと増やす。ダイナミック教材の特徴を利用し、豊富な練習問題をより多く作成しする。インドネシアで継続的に利用してもらうために、その方法を考える。e-Learning教材へのアクセスは、登録者のみ可言語文化教育学、e-Learning教育、社会学(異文化接触とアイデンティティの変容)1介護福祉士国家試験対策用の問題をさらに充実させる。2シンポジウムの内容を整理。3学生アンケートの集計。4インドネシアの協力大学2校と継続可能な魅力ある教材にするための取り組みを行う。上記の評価の理由は、1計画通りに、ナショナルボードへのインタビューの他に、調査協力校への調査が実施できていること。2またe-Learning教材のマニュアルが完成していることが挙げられる。レーザープリンターのトナーカートリッジが切れたため、やむを得ず年度末に購入せざるを得なくなった。旅費の差額が少額生じた。少額の使用にとどまったため、計画に大きな問題は生じない。今年度の物品購入で調整を取る。1日尼経済連携協定の安定化を目的に、科研研究チームとしてインドネシア島嶼部の関係者を対象に、看護師および介護福祉士の受入れについての正確な情報を提供する。2来日希望者の数の確保と国家試験合格者数の向上を目的に、来日前に介護福祉士国家試験についてある程度の知識を持ってもらい、さらに事前学習を可能にするe-Learning教材を紹介し、学習の取り組みを促す。今年度の謝金に充てる予定登録者しかアクセス不可今年度の調査で、インドネシアのような多島海国家では、島嶼部まで日尼EPAによる外国人介護福祉士候補者の受け入れに関する情報が十分に行き届いていないことが明らかとなった。
生存戦略としての体内時計システムの分子解剖

交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を遂行し、以下の成果を得た。但し、研究予定期間(1年)が約6ヶ月短縮されたことに伴い、実施内容も圧縮された。哺乳類の概日時計における光入力系は網膜の光感受性神経節細胞ipRGCが担うが、私共の研究成果から、ipRGCの光受容蛋白質OPN4が新たなシグナル伝達経路を駆動する可能性が浮かび上がってきた。OPN4シグナルを担う候補因子群について、それぞれの機能阻害実験を細胞レベルで行った。このうち候補G蛋白質サブタイプについては、当初計画していた薬理学的阻害が困難であることが判明したため、分子遺伝学的な手法(RNAi)を用いた実験系に切り替え、その実験準備を整えた。一方、概日時計に関連した脳機能の一つとして、情動の日内変動に着目して研究を進めた。気分や情動は一日の時刻により変化すると一般的に言われているが、情動変化が明暗周期によるのか体内時計に起因するのかはわかっていない。私共は、不安様行動を測定する高架十字迷路テストを実施し、明暗周期が無い恒暗環境下でも不安様行動が日周変動する事を見出し、マウスの情動が体内時計によって調節される可能性が示唆された。一方、分子時計の振動原理に迫るため、時計タンパク質複合体CLOCK-BMAL1のDNA結合リズムに着目して研究を進めた。私共はこれまでにChIP-Seq解析によりCLOCKが結合するDNA領域をゲノムワイドに同定してきた。本研究では、様々な時刻に調整したマウス肝臓を用いてRNA-Seq解析を行った結果、遺伝子発現が検出できた11,926の転写産物のうち約10%に当たる1,126個がリズミックに転写されていた。興味深いことに、このリズミックな転写産物の中でCLOCKの標的遺伝子は324個と少なく、よりグローバルな視点での間接的リズム制御の重要性を明らかにすることができた。
線虫行動と感覚受容感度の関係理解を目的とした単一神経細胞の部位特異的情報処理解析

線虫嗅覚神経細胞AWCにおいてcGMPは重要な役割を担う。本研究ではイメージング手法を用いて、過去の遺伝学的手法では明らかにされていない実際のcGMP挙動を調べた。昨年度に、AWC末端の繊毛ではにおい刺激に対して一過的なcGMP減少を示す一方で、樹状突起と細胞体ではにおいにさらされている間cGMPが上昇することがわかった。本年度では、この部位特異的な応答を生むメカニズムとして、異なる2つのグアニル酸シクラーゼが重要な役割を持つことを明らかにした。また、繊毛のcGMP変化がにおい感受シグナルの上流に存在し、におい感受の感度を決めるのではないかという仮定から、様々な条件でのcGMP応答を調べた。条件の中で、特に短い時間でにおい刺激を切り替えた実験を行ったとき、繊毛のcGMP応答が段々と小さくなっていくことがわかった。刺激間の時間間隔によって応答の大きさが異なることも明らかとなり、cGMPレベルで慣れが生じることが明らかとなった。これまで、AWCの神経応答としてCa2+応答が代表的なものとして調べられてきた。しかしながら、その上流にあるcGMP応答を見ることにより、におい刺激に対して神経細胞がどの様な入力を受けるのか調べられるということを本研究は示した点で意義がある。また、こうしたcGMPの応答性は哺乳類の視細胞内の応答と相同性があり、今後AWCと視細胞、双方の機能を調べていく上で互いの知見を比較していくことが大切であることも示した点で重要である。一方で、行動と神経細胞の関係を明らかにする系については、さらに調整を行い系としての精度を上げることに成功した。先述した通り、cGMP応答がにおい刺激の時間間隔に依存することから、時間間隔を変えながら刺激を与えその際の行動を調べていくことで、今後はにおい感受の感度を行動レベルで明らかにしていくことができると考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。線虫行動と神経細胞感度の関係を明らかにするために、非拘束下で線虫行動とその際の神経細胞活動を測定することのできる顕微鏡装置が必要となる。本年度は、リアルタイムで線虫の画像を取得し装置にフィードバックを行うことで、常に線虫を観察下に置くためのプログラムを作成した。これを用いて感覚神経細胞AWCにCa2+インディケータであるGEM-GECOを発現させた線虫について、自由行動下における線虫の軌跡とAWCの活動を数分間にわたって同時に測定することに成功した。同時に、におい刺激を与える系も作製し、自由行動下でにおい刺激を与えた際のAWCでのCa2+応答も検出することができた。一方で、AWCのにおい感受感度を制御すると考えられるcGMPのイメージングにも着手した。cGMPの測定には当研究室で開発されたred cGES-DE5(Niino et al., 2009)と近年線虫系でcGMPイメージングの報告例があったcGi500(Couto et al., 2013)を使用した。この2つのインディケータはcGMPに対する親和性が異なるため、適切なものを選択しようと考えた。しかし、どちらのインディケータで測定を行っても、再現性のある結果は得られなかった。ただし、cGi500ではにおい刺激に対してcGMPが上昇する例と減少する例の2種類が見られた。同一神経細胞で異なるcGMP挙動を示す例は報告されており(Couto et al., 2013)、今回得られた結果がAWC樹状突起先端上でのcGMP挙動を表している可能性がある。固定された状態ではない自由行動下での従来の神経活動測定は、行動のフィードバックが神経活動に及ぼす影響を調べる上で意義がある。こうした測定系に加えてにおい刺激を与える系を作製することで、感覚受容感度を明らかにすることができるのは重要である。また、他の神経細胞の様にAWCでcGMPが樹状突起先端で異なる挙動を示すということは、これまで知られていたAWCにおけるcGMPの役割とは異なる役割があることを示唆した点で意義がある。線虫嗅覚神経細胞AWCのにおい応答感度は、シグナル伝達の上流でイオンチャネルを制御するcGMPによってコントロールされると考えられている。前年度に引き続き、線虫のcGMP測定で報告例(Couto et al., 2013)があるcGMPインディケータを用いて、cGMP応答を明らかにしようと試みた。AWC単一神経細胞において実際ににおいに暴露される樹状突起の末端(繊毛)に注目してcGMP応答を見てみると、におい刺激を加えたタイミングでcGMPが一過的に減少し、においを取り除いてもcGMPは変化しない結果が得られた。また、樹状突起と細胞体では、におい刺激が与えられている間、有意にcGMPレベルが上昇することがわかった。繊毛での応答は感度に関わるcGMPの役割を示す一方で、細胞体での応答はにおい順応に関わる役割を示していると考えられる。これらの結果は、におい刺激に対し単一神経細胞内で部位特異的にcGMP応答を示すことをはじめて明らかにし、遺伝子レベルで報告されていたcGMPの役割を時空間的に説明できた点に意義がある。また、感度を調べるにあたり、線虫が正確にかぎ分けることのできる濃度差をCa2+イメージングを用いて調べ、線虫が非常に小さな濃度差でもにおいを感受することができることも明らかにした。

一方で、行動が感度を制御することを明らかにするために、自由行動下で線虫行動の情報をフィードバックして刺激を与えるための系の開発を行った。フィードバックを行うと処理時間が追いつかないという問題が新たに生じたため、Matlabを用いて作成したプログラムをC++上で動くように作成し直した。すでに感度に関わるcGMP応答と線虫が正確にかぎ分けることのできる濃度差は調べられているため、こうした知見を行動指標と組み合わせることで行動と感度の関係を調べることができる。従って行動情報をフィードバックして刺激を与えることのできる本実験系は、行動と感度を調べる上で重要となる。本年度は前年度に生じたcGMPイメージングで再現性が取れない問題から、まずcGMP応答性を評価することを目標に実験に取り組んだ。本年度では系を改善することによりcGMPが単一神経細胞内で部位特異的に異なる応答することを示すことに成功した。繊毛でのにおい刺激時にcGMPが一過的に減少するという今回得られた結果は、これまでの知見では推測することのできなかった結果である。本年度の当初の目的は単一神経細胞内におけるcGMPとCa2+の同時イメージングであったが、cGMPの応答性が先行研究で想定されていたものと異なったことより同時イメージングについては一部計画を修正した。具体的には、Ca2+イメージング法を用いて、線虫がどれだけの濃度差を正確にかぎ分けることができるかを調べ、cGMP応答から明らかにされる感度との関係を示そうと考えた。現在までに、におい濃度差に対してcGMP応答とCa2+応答に差があることが示唆されている。当初の計画から一部に変更はあるものの、新たな現象を発見しさらに研究を発展させることができた点から順調に進んでいると言える。一方で、行動とイメージングデータの解析を行うプログラムの作成が2つ目の目的となっていた。現在作製した系では、線虫の神経活動や軌跡、刺激を入れたタイミングを取得することが可能になっている。本年度は先行研究にならい、軌跡から線虫の特徴的な行動を抽出する解析プログラムの作成までは達成された。従って2つ目の目的についても順調に進展していると言える。以上より、新たな現象の発見があったことも踏まえ総合的に考えると、当初の計画以上に進展している。線虫嗅覚神経細胞AWCにおいてcGMPは重要な役割を担う。本研究ではイメージング手法を用いて、過去の遺伝学的手法では明らかにされていない実際のcGMP挙動を調べた。昨年度に、AWC末端の繊毛ではにおい刺激に対して一過的なcGMP減少を示す一方で、樹状突起と細胞体ではにおいにさらされている間cGMPが上昇することがわかった。本年度では、この部位特異的な応答を生むメカニズムとして、異なる2つのグアニル酸シクラーゼが重要な役割を持つことを明らかにした。また、繊毛のcGMP変化がにおい感受シグナルの上流に存在し、におい感受の感度を決めるのではないかという仮定から、様々な条件でのcGMP応答を調べた。条件の中で、特に短い時間でにおい刺激を切り替えた実験を行ったとき、繊毛のcGMP応答が段々と小さくなっていくことがわかった。刺激間の時間間隔によって応答の大きさが異なることも明らかとなり、cGMPレベルで慣れが生じることが明らかとなった。これまで、AWCの神経応答としてCa2+応答が代表的なものとして調べられてきた。
マントルーモホ漸移帯でのマグマプロセスパキスタンマラカンドオフィオライトの例

パキスタン北西部に位置するマラカンド超苦鉄質岩体は,インドおよびユーラシアプレートの衝突で形成されたオフィオライト断片であり,島弧下の最上部マントルの特徴を有する。岩体は,非常に枯渇したハルツバーガイトとダナイト,そして小規模クロミタイトから構成される。これら超苦鉄質岩類の岩石鉱物学的,地球化学的検討に基づくと,最上部マントル付近では,メルト浸透流と溶け残りマントル物質との相互作用が効果的に働いていると結論づけられる。本研究は,中生代白亜紀後期から新生代にかけてユーラシアプレートとインドプレートの衝突に伴うネオテチス海の収斂に関係するオフィオライトの起源について,岩石学的・地球化学的手法を用いて検討を行うことを主目的として開始された。平成20年度は研究の初年度であり,まず,これまでの先行研究のまとめと超苦鉄質岩に含まれる鉱物のEPMAを用いた化学分析を行った。マラカンド超苦鉄質岩体は,単斜輝石に枯渇したハルツバーガイトダナイトから構成され,ダナイト部にはしばしば小規模のクロミタイトボディが形成されている。これらの岩石は,最上部マントルから地殻の漸移帯を構成する部分に相当すると考えられる。岩石学的・鉱物学的検討結果に基づくと,ハルツバーガイトは,最上部マントル地殻漸移帯部分の溶け残りマントルに相当し,さらにダナイトは,メルト成分の通過場所であることがある程度推定できた。岩体内の同一地域におけるハルツバーガイト-ダナイト-クロミタイトに含まれるスピネルの化学組成はほぼ同じであり,むしろ岩体内の場所ごとに異なっている。これは,マントル-モホ漸移帯付近を通過するメルト成分の化学的多様性に依存するものと考えられる。詳細な内容は,平成21年度の研究計画で実施される微量元素を用いた地球化学的アプローチで検討する予定である。さらに,平成20年度には,愛媛大学総合科学支援センターに新型の誘導結合プラズマ質量分析装置が導入され,そのセットアップと標準物質を用いた機器性能の確認を行い,本研究遂行のための基盤整備を行った。本研究で扱う溶け残りマントル物質中には極低濃度の微量元素が含まれており,この岩石中の微量元素を精度良く分析するためには,前処理用の清浄な実験室環境が必要となる。20年度は,誘導結合プラズマ質量分析装置のセットアップとこの前処理用の実験室整備も併せ,地球化学的アプローチの準備を行った。インドプレートとユーラシアプレートの境界に産するマラカンド超苦鉄質岩体(パキスタン)について,その鉱物化学組成に基づいて起源の検討をおこなった。マラカンド超苦鉄質岩体は,ハルツバーガイトとダナイトを主体とし,ダナイトが卓越する部分には,多数のクロミタイト鉱床を胚胎する。また,岩脈状にウェブステライトやウェールライト,ハンレイ岩などが分布する。岩体を構成する岩石中の鉱物化学組成は,場所や岩種により多様性が認められる。カンラン石のFo値は8498で,クロミタイトで最も高く,ウェールライトで最も低い。ハルツバーガイトのFo値は9192である。ダナイトは9194のより幅広いFo値を示す。スピネルはCr#(Cr/(Cr+Al))が0.40.9の幅広い組成で特徴付けられる。スピネルの化学組成の多様性はカンラン石と同様に岩体内の場所と岩種に強く依存している。ハルツバーガイトのCr#は,場所により0.40.5を示したり,0.70.75を示したりする。ダナイトは0.40.9のより幅広い組成を示す。クロミタイト中のスピネルは場所によりCr#が0.40.5および0.60.7の異なる組成幅を示す。スピネルに包含される角閃石は,パーガサイト,マグネシオホルンブレンドなどのCa角閃石である。以上の結果に基づくと,マラカンド超苦鉄質岩体を構成する岩石は,メルト成分に非常に枯渇した溶け残りマントルを主体とすることが推定される。ハルツバーガイト中には,単斜輝石がほとんど含まれておらず,カンラン石のFo値は海嶺下のペリドタイトの値と比較して高く,また,スピネルのCr#も高い。岩体中にしばしば認められるクロミタイト鉱床をつくるスピネルには含水鉱物が包有される。これらのことから,マラカンド超苦鉄質岩体は,島弧下の最上部マントル地殻漸移帯に相当することが想定される。パキスタン北部のマラカンド超苦鉄質岩体を構成するハルツバーガイト,ダナイト,及びクロミタイト中のケイ酸塩鉱物について,希土類元素(REE)組成に基づいた,最上部マントル付近でのマグマプロセスについて検討を行った。基本的に,当該岩体は,ザクロ石安定領域からスピネル安定領域における多段階での大規模部分溶融イベントを経た溶け残り物質である。岩体を構成する超苦鉄質岩の希土類元素パターンは殆ど全てスプーン型あるいはU字型を示し,さらに極度にMREEに枯渇している。

岩体北東部のハルツバーガイトでは,岩石の涸渇度と単斜輝石の含量との間に規則性は認められない。換言すると,最もREEに枯渇したハルツバーガイト中の単斜輝石含量が高かったり,反対に,最も枯渇していないREEパターンを示すハルツバーガイトには単斜輝石含量が低かったりする。ハルツバーガイトには,U字型のパターンを示すものとHREEからLREEに向かい,単調に規格値が低下する直線的なパターンを示すものが存在する。よりREE濃度の高いハルツバーガイトほど左下がりの直線的なパターンで特徴付けられる。さらにダナイトは相対的にHREEに枯渇し,LREEに富んでいる。また,クロミタイト中のケイ酸塩鉱物のREEパターンはハルツバーガイトとダナイトの中間的な性質を示す。以上のREEパターンの多様性をVernieres et al.(1997)によるplate modelを用いて説明を試みた。その結果,最上部マントル付近における,ある種のメルト浸透流と溶け残りマントル物質との相互作用により,一連のREEパターンの多様性を説明できることが明らかとなった。
MRI神経ネットワーク解析のてんかん診断への応用

側頭葉てんかん患者の術前及び術後のMRI構造画像および脳機能画像(fMRI)データの取得、認知機能評価を、これまでと同様に脳神経外科の協力の下に施行している。age-matchingを行ったコントロールデータの取得も平行して進めている。これらを用いてネットワーク解析を行い、側頭葉てんかん患者を判別可能なネットワークパターンが得られるか、また疾患特異的なネットワーク異常の同定や、臨床症状との関連のある構造画像及び機能画像の異常が見られるか解析を進めている。また、過去に院内で取得されたてんかん患者の構造画像データを用いて、自動焦点診断解析を行うためのプログラムの作成を進めている。安静時fMRIに関しては、解析の最適化と新規バイオマーカーの開発のために、健常者データによる自発性神経活動の動態解析を施行した。灌流に伴うblood oxygenationlevel dependent(BOLD)信号の時間差との比較により、自発的神経活動にはいわゆるresting-state networkと呼ばれる同期性ネットワークの他に、全脳性の伝播性活動が複数存在すると考えられる事、この伝播性信号がtask-positive networkとdefault-mode-networkの相互作用の基盤となっているいる可能性があることを確認している。結果は学会(磁気共鳴学会2015)および、論文(Amemiya et al. Neuroimage 2016)にて報告した。計画に沿って研究データ取得、解析を施行している。側頭葉てんかん患者の術前及び術後のMRI構造画像および脳機能画像(fMRI)データの取得、認知機能評価を、これまでと同様に脳神経外科の協力の下に施行し、疾患特異的なネットワーク異常の同定や、臨床症状との関連のある構造画像及び機能画像の異常が見られるか解析を行った。安静時fMRIに関しては、解析の最適化と新規バイオマーカーの開発のために、健常者データによる自発性神経活動の動態解析を施行している。まずblood oxygenationlevel dependent(BOLD)信号の時間差解析(global mean signalとの相互相関解析によるtime lag mapping)と脳の灌流時間(Dynamic susceptibility contrast perfusion imaging, time-to-peak)計測の比較により、自発的神経活動にはいわゆるresting-state networkと呼ばれる同期性ネットワークの他に、全脳性の伝播性活動が複数存在すると考えられる事を示した。この伝播性活動がtask-positive networkとdefault-mode-networkの相互作用の基盤となっている可能性があること確認した。引き続き、伝播性活動と同期性活動の関係について明らかにするために、両者を分離して同定する解析法の開発を進めた。これまでの解析で、巨視的神経ネットワークの同期性活動の由来として、全脳性神経活動が複数のネットワーク間をまたいで伝播することによる成分および、ネットワーク毎の固有な同期性活動成分、それぞれを分離して同定可能なことを確認している。計画に沿って研究データ取得、解析を施行した。引き続き研究データ取得、解析を施行し、結果につき、学会および論文にて発表を行う予定である。結果につき、学会および論文にて発表を行う予定である。論文の受理、発刊が遅延したため、成果発表のために参加できる国際学会の日程が遅延したため論文の受理、発刊が遅延したため、成果発表のために参加できる国際学会の日程が遅延したため結果報告の時期がずれこみ、論文掲載費用、学会参加に関わる経費が必要となったため。論文掲載費用、学会参加に関わる経費論文掲載費用、学会参加に関わる経費
人工脂質二重膜におけるドメイン構造の実験的探究

生体膜を構成する脂質二重膜には,最大で30%程度のコレステロールが含まれている.コレステロールが添加されると,脂質二重膜の特性が大きく変化することが予想される.研究代表者らは,コレステロールを30%含むDPPCリポソーム脂質二重膜を調製して,このコレステロール含有脂質二重膜の中にプローブ分子としてtrans-スチルベンを可溶化した.可溶化されたtrans-スチルベンを最低励起1重項状態に光励起するとともに振動余剰エネルギーを与え,その後の最低励起1重項状態での冷却過程をピコ秒時間分解ラマン分光法で測定した.この実験で得られたコレステロール含有脂質二重膜中でのtrans-スチルベンの振動冷却の速度定数から,コレステロール含有脂質二重膜の熱拡散定数を見積もった.さらに,ピコ秒時間分解蛍光分光法によって脂質二重膜中でのtrans-スチルベンのtrans-cis光異性化反応の速度定数を測定して,この結果をもとにコレステロール含有脂質二重膜の粘度を見積もった.A03班の加藤晃一教授および同教授の研究分担者である山口拓実准教授および矢木真穂助教との共同研究を開始した.「生体膜の表面が糖鎖で修飾されている場合に,生体膜自体の物性が糖鎖の影響をどの程度受けるのか」という問題に対する解答を得るために,加藤グループで合成された糖鎖修飾リン脂質を組み込んだ単層リポソーム脂質二重膜を調製し,ピコ秒時間分解けい光分光法によってその脂質二重膜の粘度を評価した.脂質二重膜の一定の深さにおける粘度を見積もるために,trans-スチルベンで修飾したホスファチジルコリンを蛍光プローブとして開発した.この分子を含んだDMPCリポソーム脂質二重膜の時間分解蛍光測定を行い,その蛍光寿命から脂質二重膜の一定の深さにおける粘度を見積もる方法を提案した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。リポソーム脂質二重膜中にプローブ分子としてtrans-スチルベンを可溶化して,そのけい光をピコ秒時間分解けい光分光計で測定した.スチルベンのtrans体からcis体への光異性化反応の速度定数は,周囲の粘度に依存して変化する.スチルベン分子の回転再配向時間も同様に,周囲の粘度に依存して変化する.リポソーム脂質二重膜中に可溶化したtrans-スチルベンのピコ秒時間分解けい光分光測定の結果から,独立した現象である光異性化反応と回転再配向の速度定数をそれぞれ求めた.2種類の測定の結果から,スチルベン分子近傍の粘度を見積もった.リポソームを構成するリン脂質としては,6種類の異なるフォスファチジルコリンを用いた.スチルベン分子は水に不溶であるので,見積もられた粘度は脂質二重膜の疎水部の粘度である.2種類の異なる方法による粘度の評価は,共通して脂質二重膜中には微視的な粘度が数十倍異なる二種類の環境が存在することを示した.この結果は,単一のリン脂質で構成されるリポソーム脂質二重膜の内部が均質ではなく,数十倍程度粘度が異なる複数の環境が膜内に併存することを強く示唆する.脂質二重膜中に可溶化されたtrans-スチルベンのピコ秒時間分解ラマンスペクトルを測定すると,脂質二重膜内部の熱拡散定数を求めることができる.今年度は,脂質二重膜内での熱拡散の測定結果を,熱拡散方程式にもとづく簡単な数理モデルを作って説明した.脂質二重膜の物性に対するコレステロールの効果を検証するために,フォスファチジルコリンの一種であるDPPCがつくるリポソーム脂質二重膜にコレステロールを添加した試料で熱拡散定数を求めた.領域内の加藤班員の研究グループとの共同研究を開始した.脂質膜表面を糖鎖で修飾することによって脂質二重膜の粘度が変化するか否かを検証するためのピコ秒時間分解けい光分光の実験を開始した.生体膜を構成する脂質二重膜には,最大で30%程度のコレステロールが含まれている.コレステロールが添加されると,脂質二重膜の特性が大きく変化することが予想される.研究代表者らは,コレステロールを30%含むDPPCリポソーム脂質二重膜を調製して,このコレステロール含有脂質二重膜の中にプローブ分子としてtrans-スチルベンを可溶化した.可溶化されたtrans-スチルベンを最低励起1重項状態に光励起するとともに振動余剰エネルギーを与え,その後の最低励起1重項状態での冷却過程をピコ秒時間分解ラマン分光法で測定した.この実験で得られたコレステロール含有脂質二重膜中でのtrans-スチルベンの振動冷却の速度定数から,コレステロール含有脂質二重膜の熱拡散定数を見積もった.さらに,ピコ秒時間分解蛍光分光法によって脂質二重膜中でのtrans-スチルベンのtrans-cis光異性化反応の速度定数を測定して,この結果をもとにコレステロール含有脂質二重膜の粘度を見積もった.A03班の加藤晃一教授および同教授の研究分担者である山口拓実准教授および矢木真穂助教との共同研究を開始した.「生体膜の表面が糖鎖で修飾されている場合に,生体膜自体の物性が糖鎖の影響をどの程度受けるのか」という問題に対する解答を得るために,加藤グループで合成された糖鎖修飾リン脂質を組み込んだ単層リポソーム脂質二重膜を調製し,ピコ秒時間分解けい光分光法によってその脂質二重膜の粘度を評価した.