hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
キラル有機ケイ素化合物の不斉合成とその応用

本研究では,天然には存在しない"キラル有機ケイ素化合物"の効率的な不斉合成法の確立を目指して,立体特異的に求核置換反応が進行する新規活性シランを開発することに成功するとともに,炭素一ケイ素結合をオゾンで酸化的に開裂する新手法を見出した.また,それら新規不斉合成法を活用することで,不斉ケイ素上にエーテル酸素とカルボキシル基を有するα一ヒドロキシカルボン酸誘導体のケイ素アナログ合成に初めて成功した.本研究では,天然には存在しない"キラル有機ケイ素化合物"の効率的な不斉合成法の確立を目指して,立体特異的に求核置換反応が進行する新規活性シランを開発することに成功するとともに,炭素一ケイ素結合をオゾンで酸化的に開裂する新手法を見出した.また,それら新規不斉合成法を活用することで,不斉ケイ素上にエーテル酸素とカルボキシル基を有するα一ヒドロキシカルボン酸誘導体のケイ素アナログ合成に初めて成功した.キラル有機ケイ素化合物の不斉合成を指向した新型活性シランの開発光学活性シラノールを不斉合成素子として用いたキラル有機ケイ素化合物の汎用的な不斉合成法の開発を目指して,立体特異的な求核置換反応が進行する新型活性シランを新たに設計し,その反応性と立体化学経路について精査した.その結果,ピリジルメチルオキシ基を脱離基として有するシラン類が,有機リチウム反応剤や有機マグネシウム反応剤と速やかに反応することを見出すとともに,本反応がケイ素原子上立体保持で進行していることを明らかにした.また,理論計算を用いて,本反応が有機金属反応剤の金属カチオンとピリジン窒素の配位結合を含む七員環シリケート中間体を経て進行していることを明らかにした.オゾン酸化を活用したキラルシラン類の新規不斉合成法の開発本研究代表者が先に開発に成功しているアルケニルシランの付加型オゾン酸化反応は,温和な条件下でケイ素-炭素結合をケイ素-酸素結合に変換することが可能である.そこで,本反応をキラルシランの立体特異的変換法として活用することを試みた.その結果,本付加型オゾン酸化反応がケイ素上立体保持で進行することを明らかにするとともに,基質のアルケン上にアルコキシ基を導入することで通常の酸化的開裂反応が進行し,他法では得難いシラカルボン酸エステルが高収率で得られることを見出した.さらに,本反応を用いることで,ケイ素上に水酸基とカルボキシル基を併せ持つ,キラルヒドロキシカルボン酸エステルのケイ素アナログを不斉合成することにも成功した.キラルカルボン酸誘導体はあらゆる生命現象の維持に関わる生体機能分子であり,その機能の発現には分子キラリティーが重要な役割を担っている.また近年,キラルカルボン酸を活用した不斉反応剤や機能性材料の開発が広範に行われている.一方,H22年度までに本研究では,キラルシラノールの立体選択的合成とその立体特異的な変換について研究を行い,単純なキラルカルボン酸を含む多様なキラルケイ素化合物の不斉合成を達成している.そこで,H23年度の研究では,ケイ素の特性を活かした多様な機能を有するキラルケイ素化合物の創製を指向して,複数の官能基を含むキラルカルボン酸誘導体の不斉炭素をケイ素に置き換えたキラルケイ素カルボン酸誘導体の不斉合成について計画した.実際に検討を行った結果,本申請者が開発したアルコキシビニルシランの開裂型オゾン酸化を用いることで,ケイ素上にエーテル酸素官能基が導入されたキラルケイ素カルボン酸誘導体を合成する新手法を開発することに成功した.すなわち,アルコキシにとアルコキシビニルを導入した,新規キラルケイ素化合物を光学活性体として調製し,それらキラルビニルシランにオゾンを作用させることで,期待した酸化的開裂反応が進行して対応するキラルケイ素カルボン酸誘導体を光学活性体として得ることに成功した.本結果は従来に無い高度官能基化されたキラルケイ素化合物の不斉合成例であり,キラルケイ素を活用した新しいキラルテクノロジーの基礎的知見として意義深い成果といえる.
抗がん性抗生物質によるDNA分子の微細構造の認識と修飾及び活性変動

DNAは部分的に高次構造をとっており、この高次構造部位をある種の抗がん性抗生物質は認識してDNA鎖切断を引き起す。このDNA鎖切断は微量の遷移金属イオン存在下で起ることから活性酸素によることが示唆されていた。そこで本研究では活性酸素生成系の基礎として過酸化水素と各種遷移金属により生成する酸素ラジカルがDNAに対してどのような修飾ないしは切断を与えるかを明らかにした。過酸化水素のDNA損傷作用に及ぼす金属イオンの効果を、超ら線DNAを用いたアガロ-スゲル電気泳動法と未端標識DNA断片を用いたシ-ケンスゲル電気泳動法の2つの方法で検討した。過酸化水素は、鉄あるいは銅イオン存在下で、(1)DNA鎖切断、及び(2)熱ピペリジン処理に不安定(アルカリ不安定)な塩基修飾の、少なくとも2種類のDNA損傷を誘導した。損傷部位を詳細に解析し、損傷を引き起こす酸素ラシカルの種類を、ラジカル捕捉剤で調べたところ、H_2O_2/Fe(II)DNA損傷反応には生成するヒドロキシラジカル(OH^0)が関与していることが明らかとなった。一方H_2O_2/Cu(II)DNA損傷反応には、ヨウ化カリウムによって阻害される反応(タイプI)と、阻害されない反応(タイプII)が存在した。タイプIのDNA損傷反応のDNA塩基特異性は、銅イオン存在下における脂質過酸化物、あるいはアスコルビン酸による塩基損傷の特異性と類似しており、遊離のヒドキシラジカル以外の活性酸素がDNA鎖切断に関与していることが示唆された。一連のDNA鎖切断反応,あるいは修飾反応は0X174RFIDNAを制限酵素で処理し、得られた178塩基対,及び275塩基対の長さのDNA断切の3'ー未端を^<32>pで標識したもので、この基質はすべて塩基配列が明らかとなっている。
氷雪環境に適応した微細緑藻の種多様性と進化史の全地球規模での解明

氷雪環境から頻繁に採集される、単細胞性緑藻Chloromonas nivalisの接合子とされている不動細胞の比較分子解析と詳細な形態観察を実施し、日本産の一部のものが実際には新種C. muramotoiに帰属することを明らかにした。同時に、不動細胞の細胞壁表面にみられる微細構造が、種レベルの分類形質として有用である可能性も報告した(Matsuzaki et al. 2019, PLoS One)。また、山梨大学や千葉大などの研究者と共同研究を実施し、北極域および南極域の残雪や氷河において「赤雪」現象を引き起こす氷雪性微細藻類の種組成を、次世代シーケンサー解析と核ITS-2領域の比較分子構造解析に基づいて網羅的に調査した。その結果、両極の赤雪には緑藻綱13種とトレボウクシア藻綱9種からなる22種が含まれていることが判明した。また、そのうちの7種が解析した全塩基配列の94%を占め、両極から検出されたことから、それらは現在も両極の集団間で交流・分散していると考えられた。更に、高進化速度領域である核ITS-2領域が完全一致する配列を用いて解析したところ、64047種類の完全一致配列が検出されたが、今回解析した両極の全ての地点から得られたものはわずか912種類(1.4%)だった。しかしながら、912種類の完全一致配列が解析した全塩基配列数に占める割合(≒全個体数に占める割合)は、平均で37.3%と高い割合であることが明らかとなった。従って、氷雪藻類の中でも限られた系統だけが全球に共通して分布すること、そのような系統が赤雪上で優占していることが示唆された(Segawa, Matsuzaki et al. 2018, Nature Communications)。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。青森県および富山県の山岳地域において、融雪期(5月6月)に彩雪(氷雪藻類のブルーム)の採集を実施した。得られた彩雪サンプル中に優占していた緑藻クロロモナスの氷雪性の種の遊泳栄養細胞とシスト(休眠細胞)を用いて、ピペット洗浄法による栄養細胞の新規培養株の確立、およびシストからの複数DNA領域の塩基配列データの決定を行った。研究代表者がこれまでに確立した氷雪性クロロモナスの日本産新規培養株、および米国とドイツの公的な微細藻類培養株保存施設から購入した米国、ノルウェーおよび南極産の氷雪性クロロモナスの未同定培養株を用いて、透過型電子顕微鏡レベルの比較形態観察に基づく種レベルの分類学的再検討、並びに複数DNA領域の配列データに基づく分子系統解析を実施した。その結果、新たに3未記載種を含む4種の培養株が同定された。また、彩雪中のシスト、および正確に種を識別した培養株の塩基配列データを比較した結果、同一種と考えられる組み合わせが1つ明らかになった。本種とその姉妹種は栄養細胞の形状や葉緑体表面にみられる眼点の有無で明確に区別可能だが、シストの形状やサイズは一見するとよく似ていた。しかしながら、2種のシストは細胞壁表面にみられる微細構造で区別可能であることが、走査型電子顕微鏡による観察結果から強く示唆された。以上より、シストの微細形態が氷雪性クロロモナスの種レベルの分類形質として有効であることが、分子データに基づいて初めて示唆された。世界各地の培養株の正確な種同定については、概ね当初の予定通りに進んでおり、現在までに3未記載種を含む4種の培養株を新たに同定している。また、野外サンプル中の氷雪性クロロモナスのシストの解析については、海外産のサンプルの解析こそできていないが、日本の彩雪中にみられる様々なシストの系統上の位置を決定し、それらの多くが複数の新規の系統に相当すること、一部は氷雪性クロロモナスの未記載種に相当する培養株と同一種と考えられることを明らかにした。また、野外サンプル中のシストの走査型電子顕微鏡観察、および正確な種同定を実施した培養株との比較分子解析を組み合わせた結果、シスト表面にみられる微細形態で氷雪性クロロモナスの種を識別可能であることが強く示唆された。以上より、氷雪性クロロモナスの種多様性の解明は順調に進展していると判断した。日本国内において氷雪性緑藻類の野外サンプルを採集し、栄養細胞の新規培養株の確立およびその分類学的研究を実施した。また、米国産およびノルウェー産の培養株の分類学的再検討を行い、2新種を報告した(Matsuzaki et al. 2018, PLOS ONE)。日本国内における氷雪性緑藻類の多様性を調査するために、4月から5月にかけ、2週間おきに尾瀬国立公園内で野外サンプルの採集を行った(第4次尾瀬総合学術調査の一環として実施)。その結果、第1次尾瀬総合学術調査(1950-1952)において報告された氷雪性緑藻7属9種のうち、4属5種に相当する分類群を確認できた。また、先行研究では報告されていなかった単細胞遊泳性の緑藻クロロモナス(Chloromonas)がサンプル中に頻繁にみられたため、それらの培養株を確立して分子系統解析を実施した。その結果、それらは5系統に別れ、そのうち1系統は研究代表者らが2014年に日本産の新種として報告したC. fukushimaeと同定された。

残りの4系統については、近縁な配列が現時点では報告されていないことから、詳細な分類学的研究を今後実施する必要がある。また、コスモポリタン種とされているが、実体のほとんどわかっていなかったC. nivalisの培養株を米国の微細藻類培養株保存施設において再発見し、電子顕微鏡レベルの詳細な形態データ、並びに複数遺伝子の塩基配列データに基づく本種の系統上の位置を報告した。加えて、これまでC. nivalisとして研究に用いられてきた米国産およびノルウェー産の培養株の分類学的再検討を実施し、それぞれ新種C. hoshawiiおよび新種C. remiasiiとして記載した。世界各地の氷雪性緑藻類の培養株の正確な種同定については、概ね予定通りに進んでおり、ノルウェーと米国からそれぞれ1種ずつ新種を報告した。また、コスモポリタン種とされているが、実体のほとんどわかっていなかった氷雪性緑藻Chloromonas nivalisの栄養細胞の培養株を米国の微細藻類培養株保存施設において再発見し、これまで本種の接合子として研究に用いられてきたヨーロッパ産および日本産の野外サンプルが、実際には本種とは異なる種であることを明らかにした(Matsuzaki et al. 2018, PLOS ONE)。これまでに解析した日本産および海外産の氷雪性緑藻クロロモナスの培養株の分子データは、地理的に離れた場所には近縁だが別種に相当する氷雪性緑藻クロロモナスが生息していることを強く示唆しており、氷雪性クロロモナスの種多様性、および種分布の解明は順調に進んでいると判断できる。氷雪環境から頻繁に採集される、単細胞性緑藻Chloromonas nivalisの接合子とされている不動細胞の比較分子解析と詳細な形態観察を実施し、日本産の一部のものが実際には新種C. muramotoiに帰属することを明らかにした。同時に、不動細胞の細胞壁表面にみられる微細構造が、種レベルの分類形質として有用である可能性も報告した(Matsuzaki et al. 2019, PLoS One)。また、山梨大学や千葉大などの研究者と共同研究を実施し、北極域および南極域の残雪や氷河において「赤雪」現象を引き起こす氷雪性微細藻類の種組成を、次世代シーケンサー解析と核ITS-2領域の比較分子構造解析に基づいて網羅的に調査した。その結果、両極の赤雪には緑藻綱13種とトレボウクシア藻綱9種からなる22種が含まれていることが判明した。また、そのうちの7種が解析した全塩基配列の94%を占め、両極から検出されたことから、それらは現在も両極の集団間で交流・分散していると考えられた。更に、高進化速度領域である核ITS-2領域が完全一致する配列を用いて解析したところ、64047種類の完全一致配列が検出されたが、今回解析した両極の全ての地点から得られたものはわずか912種類(1.4%)だった。しかしながら、912種類の完全一致配列が解析した全塩基配列数に占める割合(≒全個体数に占める割合)は、平均で37.3%と高い割合であることが明らかとなった。従って、氷雪藻類の中でも限られた系統だけが全球に共通して分布すること、そのような系統が赤雪上で優占していることが示唆された(Segawa, Matsuzaki et al. 2018, Nature Communications)。引き続き世界各地の氷雪性クロロモナスの培養株と野外サンプルを収集し、培養株の多面的比較解析に基づく種レベルの分類学的研究、および複数DNA領域の塩基配列データに基づく野外サンプル中のシストと培養株の系統関係の調査を実施する。
電解液ジェット加工を用いた表面微細パターン成形法

電解液ジェット加工は微細なノズルより高圧な電解液を工作物に向けて噴出し、工作物を陽極、ノズルを陰極として極間に電圧を印加して工作物を電解溶出させる加工法である。化学的加工法のため熱影響層や残留応力などの加工変質層がなく、加工量の制御や加工位置の制御は、電流やノズル位置を制御することで容易に行える等の特長を有している。今後さらに半導体への微細なパタ-ニングなどに応用を広めるためには、加工速度の向上、溝幅の縮小化、加工断面形状の制御などが必要である。そのために平成6年度には、使用するノズル、電解液の種類、加工電流、加工電圧等の加工条件に対して、得られる加工形状を予測できるシミュレーション手法を確立することを目的とした。そのシミュレーションのアルゴリズムは以下に示すとおりである。まず、与えられた加工電流に対して電解液中の電圧降下を仮定し、電解液中の電位分布を有限要素法により計算し、それから工作物面上の電流密度分布を求める。そして、電流密度を工作物面上で積分して理論的な加工電流を求め、これを実測した加工電流と比較する。そして理論値と実測値が一致するときの電解液中の電圧降下を求める。これより改めて電解液中の電位分布と工作物面上の電流密度分布が得られる。次に、求めた電流密度分布と実験的に得られた加工形状を比較して、電流密度と電流効率の関係、ならびに鉄の等価的溶出価数が求められるので、それらを考慮することによって、異なる加工電流やノズル内径に対しても加工形状の予測が可能となる。本年度は、上のシミュレーションアルゴリズムを確立し、異なる加工条件下で加工形状のシミュレーションを試みた結果、加工形状を精度良く予測できることが分かった。高圧の電解液をノズルから工作物に噴射させ,噴流が当たったところだけを選択的に電解加工する電解液ジェット加工を新たに試み,次に示すことが明かとなった.1.加工穴の断面形状のシミュレーション電解液の粘性を考慮に入れずに噴流形状を求め,それを通して流れる電流の電流密度分布を差分法を用いて解析した.そして,それから計算される加工穴の断面形状を実験結果と比較した.その結果,かなり正確に形状がシミュレーションできることが分かり,噴流が当たっているところだけ加工される原因は,噴流直下の電流密度の集中によることが明らかとなった.2.ピット加工を施した転がり接触面の油膜形成能力の向上への応用電解液ジェット加工の応用として,円筒ころ軸受転動面に微細な油溜まり用のピットを形成し,潤滑油の油膜形成能力を増大させることにより軸受の疲労寿命を向上させることを試みた.2円筒試験機における円筒の外径に直径130μm,深さ1μmのピットをピッチ約250μmで電解液ジェット加工を用いて形成し,油膜形成能力を金属接触率の測定により調べたところ,ピットの形成により油膜形成能力が向上することが分かった.また,ピットの配置は格子配列より千鳥型配列の方が潤滑性能は良いことが分かった.さらに,分離したピット穴ではなく連続した溝状のパターンを形成した場合は溝の方向が転動方向と垂直の場合は油膜形成能は向上するが平行な場合はかえって良くないことが分かった.電解液ジェット加工は微細なノズルより高圧な電解液を工作物に向けて噴出し,工作物を陽極,ノズルを陰極として極間に電圧を印加して工作物を電解溶出させる加工法である.化学的加工法のため熱影響層や残留応力などの加工変質層がなく,加工量の制御や加工位置の制御は,電流やノズル位置を制御することで容易に行える等の特長を有している.そこで,前年度(平成5年度)には転がり軸受面に対して微細ピット加工を施し,油膜形成能力を増大させることによって軸受寿命を向上する用途に応用した.

今後さらに,半導体への微細なパタ-ニングなどに応用を広めるためには,加工速度の向上,溝幅の縮小化,加工断面形状の制御などが必要である.そのために平成6年度では,使用するノズル,電解液の種類,加工電流,加工電圧等の加工条件に対して,得られる加工形状を予測できるシミュレーション手法を確立することを目的とした.そのシミュレーションのアルゴリズムは以下に示すとおりである.まず,与えられた加工電流に対して電解液中の電圧降下を仮定し,電解液中の電位分布を有限要素法により計算し,それから工作物面上の電流密度分布を求める.そして,電流密度を工作物面上で積分して理論的な加工電流を求め,これを実測した加工電流と比較する.そして,理論値と実測値が一致するときの電解液中の電圧降下を求める.これより改めて電解液中の電位分布と工作物面上の電流密度分布が求められる.次に,求めた電流密度分布と実験的に得られた加工形状を比較して,電流密度と電流効率の関係,ならびに鉄の等価的溶出価数が求められるので,それらを考慮することによって,異なる加工電流やノズル直径に対しても加工形状の予測が可能となる.本年度は,上のシミュレーションアルゴリズムを確立し,異なる加工条件下で加工形状のシミュレーションを試みた結果,加工形状を精度良く予測できることが分かった.したがって,本研究で確立したシミュレーション手法を用いれば,ノズルを任意の軌跡で動かしたときに得られる3次元形状の加工結果についても予測が可能であると思われ,今後3次元形状加工への応用を試みていく予定である.
免疫システムの自己・非自己認識機構に基づく問題解決に関する研究

本研究では,極めて高度な情報処理横構で構成された並列型適応システムである免疫システムに学び,それを工学システムへ応用するための調査,モデル構築を通して,ロバスト性・環境適応性・リアルタイム性を持ち合わせたアルゴリズムの構築を目的としている。特に,未だ十分なモデル構築及び工学応用が検討されていない,免疫システムの最も基本となる自己・非自己認識機構や非自己判別機構は,自己診断機能や自己修復機能を構築するにあたり非常に有益な生物モデルであり,その調査及びモデル構築は非常に有意義な課題である。最終年度である本年度は以下のことを行った。(1)免疫系と抗原との共進化現象の調査と,それに基づいた分業問題解決に関するモデル構築:免疫系の抗原排除から逃げるように進化する抗原に対して免疫系そのものが進化するという共進化現象の概念を導入したモデルを構築した.導入した共進化現象の目的は,逃げ回る抗原を対象問題における環境を形成する要素の変化として捉え,その抗原による逃避行動と免疫系による適応行動の共進化により互いの妥協点となる収束解を導くことであり,個々エージェントの最適性とエージェント全体における最適性のバランス調整問題を解消することが期待できる。(2)上記(1)に基づいた免疫的共進化型アルゴリズムの構築・評価:免疫的共進化型アルゴリズムは,二種類のエージェントによる相互作用を通して分業問題を解決する手法であり,免疫エージェントの細胞間協同作用による作業コスト最適化と,抗原エージェントの逃避行動による平等な作業配分獲得に基づく探索を基本動作とする。計算機実験を通した評価実験により,構築したアルゴリズムの基本性能および探索性能を評価するために典型的な分業問題の一つである分業巡回セールスマン問題へ適用し,・免疫的共進化型アルゴリズムの妥当性・安定した優れた解の獲得・短時間での問題解決を検証した。
細胞はいかにして足場の硬さを感知するのか：アクトミオシンとチャネルの協同機構

細胞は基質や隣接細胞の硬さを感知し、それに応じて増殖、分化、生存、運動を制御して自身の運命や行動を決定する。しかし、その感知機構は未だ不明である。本研究では、細胞が基質の硬さを調べる際は、接着斑を介して接着した基質を能動的にアクチンストレス線維により引っ張り、接着斑/細胞骨格において硬さを反映する応力を細胞内シグナル(カルシウム・スパーク)に変換して基質の硬さを感知する、という「アクティブタッチ」仮説を検証し、その分子基盤を明らかにすることを目指した。その結果、蛍光力学顕微鏡により仮説を支持する事象の観察に成功した。また、そのシグナル変換に関与する機械刺激受容チャネル群を同定した。細胞は基質や隣接細胞の硬さを感知し、それに応じて増殖、分化、生存、運動を制御して自身の運命や行動を決定することが最近明らかになってきた。しかし、その感知機構の理解は基礎生物学や医学の発展に極めて重要であるが大半は未だ不明である。我々は、細胞が基質の硬さを調べる際は、接着斑を介して接着した基質を能動的にアクチンストレス線維により引っ張り、接着斑/細胞骨格において硬さを反映する応力を細胞内シグナル(Ca2+スパーク)に変換して基質の硬さを感知していると考えている。本研究では、その「アクティブタッチ」仮説の検証とその分子機構を明らかにすることを目標としている。今年度は、基質の硬さ依存的に観察されるCa2+スパークおよびストレス線維の基質牽引力を同時可視化してそれらの時間・空間相関を解析した。ゲルに埋め込んだビーズの変位により牽引力を測定しながらCa2+イメージングを行うと、細胞による基質の牽引に引き続き、細胞内Ca2+上昇が起きる事象が観察された。これにより、細胞の基質硬度感知においてストレス線維の収縮とMSチャネルを使ったアクティブタッチが行われている可能性が示唆された。また、基質の硬さ依存的なCa2+スパークを担うMSチャネルの同定にも取り組み、これまでに、siRNAを用いTRPM7を発現抑制した血管内皮細胞では基質の硬さ依存的なCa2+スパークと細胞伸展が部分的に抑えられることを見出した。一方、MSチャネル阻害剤GsMTX-4を処理した場合ではより強い抑制作用が観察された。従って、他のMSチャネルの関与も考えられ次年度以降検討する予定である。これまでに、血管内皮細胞において、アクティブタッチに関連する細胞内Ca2+上昇と基質硬度依存的な細胞伸展には、MS(機械刺激受容)チャネル、特にTRPM7が、関与していることを明らかにしてきた。しかし、それらの抑制効果が部分的であることから、他のMSチャンネルの関与が考えられた。今年度は、基質硬度依存性がより高い間葉系幹細胞を用いて「アクティブタッチ」の分子基盤の解明を目指した。その結果、間葉系幹細胞においても基質硬度依存的なCa2+スパークが観察され、その発生にはTRPM7に加えてTRPV4が関与していることを見出した。実際、TRPV4の発現抑制や薬理学的な機能阻害によりCa2+スパーク発生が抑えられた。細胞膜上のTRPV4チャネルの動態を、全反射蛍光顕微鏡を用いて1分子レベルでライブ観察した。その結果、大部分のTRPV4チャネル分子は二次元拡散運動を示していたが、一部に停留するチャネルが見られた。接着斑プローブとの同時観察を行ったところ、TRPV4チャネルは接着斑上、あるいは、その近傍で停留していることが分かった。従って、TRPV4は接着斑構成分子と相互作用すること、すなわち、TRPV4は接着斑/細胞骨格と分子複合体を形成しアクティブタッチに関与している可能性が示された。加えて、間葉系幹細胞においてはTRPV4が接着斑構成分子と相互作用し、基質硬度依存的なCa2+スパークに関与していることを明らかにしてきた。間葉系細胞ではYAP/TAZ分子の活性が基質硬度依存的に制御されて細胞分化につながることが報告されている。今年度は、YAP/TAZ分子の活性を指標に、基質依存的なCa2+シグナルがどのような生理的な意義を持つか検討した。間葉系幹細胞のTRPV4あるいはTRPM7発現を抑制したところ、YAP/TAZ分子の核移行、すなわち、活性が抑えられた。

TRPV4を発現抑制した細胞においてより顕著にYAP/TAZ活性が低下していたことから、間葉系幹細胞においてはTRPV4を介したCa2+シグナルが、基質硬度依存的な細胞分化を制御する主要な経路として機能している可能性が示唆された。また、近年、MSチャネルとして注目されているPIEZOチャネルが間葉系幹細胞の基質硬度感知に寄与しているか、RNAi法による発現抑制により評価したが本実験系では影響は見られなかった。細胞は基質や隣接細胞の硬さを感知し、それに応じて増殖、分化、生存、運動を制御して自身の運命や行動を決定する。しかし、その感知機構は未だ不明である。本研究では、細胞が基質の硬さを調べる際は、接着斑を介して接着した基質を能動的にアクチンストレス線維により引っ張り、接着斑/細胞骨格において硬さを反映する応力を細胞内シグナル(カルシウム・スパーク)に変換して基質の硬さを感知する、という「アクティブタッチ」仮説を検証し、その分子基盤を明らかにすることを目指した。その結果、蛍光力学顕微鏡により仮説を支持する事象の観察に成功した。また、そのシグナル変換に関与する機械刺激受容チャネル群を同定した。「アクティブタッチ」に関与する複数種のセンサー分子の同定に成功しており、ほぼ順調と考えられる。すなわち、研究期間を延長することにより、当初標的にしていたセンサー分子の硬さ感知への寄与が部分的であり、別のセンサー分子も関与していることを明らかにした。しかし、まだ「アクティブタッチ」における細胞内シグナルへの変換や機械刺激受容チャネルの機能に関して、それらの生理的意義を解明できておらず、分子基盤全体の理解には至っていない。27年度が最終年度であるため、記入しない。メカノバイオロジー、脳生理学前年度までに明らかにした2種の機械受容チャネル以外にも、硬さ感知に関わる候補分子が存在するので、引き続きアクティブタッチに関与するセンサーの分子同定を進める。また、センサー間の関係・センサー分子の冗長性を評価するために、複数のチャネルを同時に発現抑制しその影響を解析する予定である。さらに、間葉系細胞では、YAP/TAZの局在・リン酸化が基質硬度依存的に応答し細胞分化につながることが明確にされているので、それを指標に、アクティブタッチにより生じるCa2+シグナルやそれを担うMSチャネルの機能の生理的意義の解明を目指す。ほぼ順調であるが、複数種の機械受容チャネルが関係している可能性があり、まだ同定が完成していない。アクティブタッチに関与する複数種の機械受容チャネルの分子同定を進めるとともに、細胞動態のの中でも、最も顕著な動きを示すラメリポディアに注目した、シングナル分子の動態解析を進める。
ユダヤ・キリスト教の霊性の源流と禅仏教との接点をめぐる文献学的比較研究

ユダヤ・キリスト教の霊性の古典的テキストを東洋の宗教である禅仏教の古典文献と比較し、そのテクストの源泉となる宗教体験がどのように類似し、交わるか、その接点を探った。特にユダヤ教のヘブライ聖書、キリスト教の旧約聖書のなかから神についての理解とその啓示をあらわすテキストを詳しく分析・解釈し、禅仏教の古典(道元、日蓮、臨済禅の公案集)と比較検討した。聖書に見られる定義の困難な神秘的意味をもつ句の背景には一神教独自の神体験、宗教体験があり、神についての表現、神体験を表わす記述の構成、動詞の態、頻出する隠喩ならびにイメージにおいては、二元的な分別認識の構造を打破するという点、あるいは時間性と歴史性の理解において禅の古典文献(道元、日蓮、臨済禅の公集)と類似するものがあることがわかった。また、神との霊的な交わりと宗教体験を深めたキリスト教神秘家(ゾイゼ、タウラー、ルドルフ・フォン・ザクセン、十字架のヨハネ、アピラのテレサ)の作品においても宗教的な言語表現の特徴が客観的で論理的な言語を越える次元のものを探求している点に注目し、ヨーロッパ中世から近代にかけてのキリスト教霊性の紺的にある宗教意識が東洋の禅の霊性とどのようなところで交わるか、を検討した。神の超越性という点はユダヤ・キリスト教の特徴をなすが、その超越性は日常的なもののなかに内在するという点においては禅的な理解との接点が見られた。この研究により、定式化された教義、理性主義的な神学、体系化しえない霊性というユダヤ・キリスト教の霊性の脈々とした源流が、まったく伝統を異にする禅仏教の思想と接点をもちうることを示すことができた。これらの研究成果は論文と書物にまとめ、発表した。初年度の研究目標として掲げた、資料の収集と文献の取捨選択、テクストの抽出に重点を置いて研究を進めた。1.資料の収集ユダヤ・キリスト教の文献としてヘブライ語聖書、キリスト教聖書、ユダヤ教の聖書注解、タルムード、ミシュナなどのユダヤ教ラビによって記されたラビ文献、ならびに中世ドイツの神秘思想、近代の先駆けとなったキリスト教神秘家の著作(十字架のヨハネ、イグナティウス・デ・ロヨラなど)の文献の収集を進めた。禅仏教の文献としては、華厳経と般若心経、公案集、特に無門関と碧巌録、道元の正法眼蔵、日蓮の著作などの邦語原典集成・著作集、英・独。仏語訳を収集した。ドイツ・ケルン大学古典文献学研究所、バイエルン州立図書館においても資料の収集にあたった。2.文献・資料の選択・抽出ヘブライ語聖書、ユダヤ教文献(タルムード、ミドラッシュ)、キリスト教神秘思想の文献のなかから、宗教体験、神秘体験に源泉をもつと見られる叙述、テクストを抽出する。旧約聖書の出エジプト記に見られるシナイ山での神の顕現と十戒の授与についてのテクストを中心に取り上げ、言葉を超えたものとしての神秘思想が表われているテクストに注目し、神秘体験が述べられているテクストの構成、動詞の態、頻出する比喩、隠喩ならびにイメージ、等に注目して、テクストの源流をなす神秘思想の内実を明らかにした。出エジプト記のテクストの主題と源泉は、禅仏教の般若心経、碧巌録のテキストと表記と意味内容が類似していることがわかった。聖書のテクストと禅仏教の古典文献の比較研究は、その成果の第一弾として論文にまとめて発表した。この論文については、アメリカ、ドイツの研究者から反響がよせられおり、今後の研究の進展につなげていきたい。今年度は、ユダヤ・キリスト教の霊性の文献と禅仏教の古典文献(特に、日蓮、道元のもの)のテクスト解釈、ならびに、両者に類似するテーマを抽出し、対比・比較を具体的に進展させた。

ユダヤ教の古典文献を専門とする海外共同研究者のラインハルト・ノイデッカーは、ユダヤ教における神の概念、特に神の実在、苦しみの問題を取り上げた。中世キリスト教神秘思想を専門とする須沢かおり、ユエルグ・マウツは、ヨーロッパ中世末期(14世紀)における霊性を取り上げた。政治的、宗教的な不安という実存的な動機から死、苦しみ、受難にアクセントをおく霊性(ゾイゼ、タウラー・、ルドルフ・フォン。ザクセン、エックハルト)が開花した点に注目し、その霊性のルーツがユダヤ教の神の概念とどのように結びつくのかを探り、綿密な文献学的比較研究をおこなった。さらに、神の概念、苦しみ、神の本質(神性)についての理解は禅仏教における無の思想、日本の鎌倉仏教が台頭したモチーフに接点があることをつきとめ、この点についても類似するテクストを抽出し、比較検討した。これらの研究成果は論文と、ドイツにおける研究討議・発表によってさらに進展をみた。ユダヤ・キリスト教の霊性の古典的テキストを東洋の宗教である禅仏教の古典文献と比較し、そのテクストの源泉となる宗教体験がどのように類似し、交わるか、その接点を探った。特にユダヤ教のヘブライ聖書、キリスト教の旧約聖書のなかから神についての理解とその啓示をあらわすテキストを詳しく分析・解釈し、禅仏教の古典(道元、日蓮、臨済禅の公案集)と比較検討した。聖書に見られる定義の困難な神秘的意味をもつ句の背景には一神教独自の神体験、宗教体験があり、神についての表現、神体験を表わす記述の構成、動詞の態、頻出する隠喩ならびにイメージにおいては、二元的な分別認識の構造を打破するという点、あるいは時間性と歴史性の理解において禅の古典文献(道元、日蓮、臨済禅の公案集)と類似するものがあることがわかった。また、神との霊的な交わりと宗教体験を深めたキリスト教神秘家(ゾイゼ、タウラー、ルドルフ・フォン・ザクセン、十字架のヨハネ、アビラのテレサ)の作品においても宗教的な言語表現の特徴が客観的で論理的な言語を越える次元のものを探求している点に注目し、ヨーロッパ中世から近代にかけてのキリスト教霊性の紺的にある宗教意識が東洋の禅の霊性とどのようなところで交わるか、を検討した。神の超越性という点はユダヤ・キリスト教の特徴をなすが、その超越性は日常的なもののなかに内在するという点においては禅的な理解との接点が見られた。この研究により、定式化された教義、理性主義的な神学、体系化しえない霊性というユダヤ・キリスト教の霊性の脈々とした源流が、まったく伝統を異にする禅仏教の思想と接点をもちうることを示すことができた。これらの研究成果は論文と書物にまとめ、発表した。
パーソナルコンピュータによる古墳築造に使用された『ものさしの長さ』の推定

1,前方後円墳の形態研究において、『ものさし』の長さの推定を行う研究の特徴を明らかにし、解決すべき課題を明らかにした。本研究で最も深刻な問題となるのは『(1)作図方法が解明されていないこと。』、『(2)ものさしの長さを推定するのに使用する計測値の信頼性が不明であること。』である。2,作図方法が明らかな後円部半径を、宮内庁書陵部所蔵のオリジナル縮尺の測量図を用いて、高精度デジタイザを使用して区間推定を行った。99,5%信頼区間を推定した結果、ほとんどの推定値で信頼区間の上限と下限の差が1m未満の信頼できうる計測値が求められたことがわかった。3,後円部半径計測値を用いて後円部段築筑の規格性を考案した。次に、前方部の作図方法に関して仮説を立て、前方部の計測値を求め、前方部段築の規格性を考察し、最後に、後円部墳丘段築の規格性と前方部段築の規格性を総合して、規格性を生み出す技法について考察を試みた。その結果、以下のような結論を得た。(1)後円部半径は、原則として、上段:中段:下段=3:4:5に設計された。(2)前方部前面奥行き長と稜線長は、原則として、その比が2:3に設計された。(3)前方部前面奥行き長は、原則として、上段:中段:下段=2:3:4に設計された。(4)一段目の墳丘の規模が与えられているとき、その規模が比例関係と形作るのに割り切れない場合、一単位の大きさを切り捨て、もしくは切り上げることによって近似値で2段目、3段目墳丘が築造された。』である。
中世社会における僧侶のライフ・ヒストリーと法会

本研究は中世の興福寺において法会の果たした機能を探ることを目指しており、法会を支えた僧侶・僧侶集団について、「請定」を中心に分析して彼らのライフ・ヒストリーを再構成し、基礎的なデータとして提示することを目的としている。初年度は鎌倉期を中心にデータベースを作成した。該当する約七百通の請定から、のべにしておよそ五万人の僧侶について、僧名、院号・坊号・公名、僧位僧官名、寺内外職名、記載された史料名、年月日、法会名、法会勤仕諸役職名、記載席次、講経名、竪義題目、対者などの項目を設定し、入力した。本年度はこのデータベースを補完するために、未刊行の記録のうち、東大寺図書館所蔵維摩会法華会関係記録、京都大学図書館所蔵維摩講師記録、同文学部所蔵一乗院文書、京都府立総合資料館所蔵維摩講師記録、花園大学所蔵福智院文書、金沢市立図書館所蔵松雲公遺編類纂などを調査し、当該期の興福寺の僧侶について戒臈、年臈、出自を示した箇所に着目しながらデータを採取し、先の項目に付加して入力した。また、南北朝以降のデータベースを作成した。該当する約五百通の請定から、のべ三万人の僧侶について入力を図ったが、これらは記録中に引用された請定で不完全なデータが多くを占めたため、僧侶ごとの疎密の差が大きく出る結果となった。これら断片的なデータを集積することにより、中世の興福寺を構成した僧侶のライフ・ヒストリーの一端が明らかになった。しかし、なお、彼らの僧侶集団での位置づけと法会との連関性を解明する必要があると考える。本研究で作成したデータベースについては、将来的には史料の所蔵者の了解を得て公開したいと考える。本年度は、鎌倉期を中心にデータベースを作成した。該当する請定は約七百通、のべにしておよそ五万人の僧侶について、僧侶、院号・坊号・公名、僧位僧官名、寺内外職名、記載された史料名、年月日、法会名、法会勤仕諸役職名、記載席次、講経名、竪義題目、対者などの項目を設定し、入力した。構築・分析の過程で、重複の多い院号・坊号・公名のみから一人の僧侶を特定することや、席次から直ちに年戒や僧侶集団における位置を導くことの困難さがあらためて浮き彫りになり、対応項目を再構成するなど試行錯誤を繰り返している。僧侶個人のライフ・ヒストリーを再構成するには、なお修正を必要とする。計画当初これらデータを補完するために、未刊行の記録、東大寺図書館所蔵維摩会法華会関係記録、京都大学図書館所蔵維摩講師記録、同文学部所蔵一乗院文書、京都府立総合資料館所蔵維摩講師記録、花園大学所蔵福智院文書、金沢市立図書館所蔵松雲公遺編類纂などを調査し、当該期の興福寺の僧侶について、戒臈、年臈、出自を示した箇所に注目しながらデータを採取し、先の項目に付加して入力するつもりであったが、これらを次年度にあて、次年度に予定していた同じく未刊行の記録、国立公文書館内閣文庫所蔵大乗院記録・春日社記録の調査を先行させた。この変更は、同史料群が「請定」を、完全な形での記載とはいえないまでも多く含むことによるものである。
民具の活用に関する基礎的研究

本研究は、民具の活用について、従来の見解や実践を整理分析を通じて把握し、民具の継承を考えるための基礎の構築を目指す。現在、文化財の活用が注目される一方、博物館や収蔵庫の統廃合や大規模災害による民具の被災といった現状もあり、民具を今後どのように遺していくのかは、従来の研究や実践蓄積を踏まえ検討していく必要がある。よって、本研究では、「民具研究における民具の活用についての見解」と「文化財としての民具の活用の見解と活用事例」という視点を設けた。これより、民具研究者の民具の活用に関する見解と、有形の民俗文化財としての民具の活用の見解ならびに活用事例を把握し、整理分析を行い、民具の活用について考察する。
アジュバントの安全性評価におけるmicroRNAバイオマーカーの解析

本研究ではワクチンの主要要素であるアジュバントの安全性評価評価を目的としたmicroRNAバイオマーカーの解析を行った。反応性の強いTLRリガンド分子のアジュバントをマウスに投与して6時間後の末梢血中のmicroRNA発現プロファイルの網羅的解析を行った。その結果、大きな変化を示すmicroRNAが多数存在し、その内の幾つかは定量PCRでも同様の結果が確認された。microRNAの経時的変化を調べて比較したところ、他の血中指標(細胞傷害マーカーやサイトカイン等)と同様の動態変化が起きていることが分かった。よって、末梢血中のmicroRNAはアジュバントの反応性を評価するのに有用な可能性がある。平成27年度は、マウス個体に3種類のアジュバントを腹腔内投与して複数の血液パラメーターの変化を比較解析した。安全性が担保された水酸化アルミニウムゲル(アラム)と、強力なアジュバントとして知られるPoly(I:C)とR848の3種類のアジュバントを使用した。また、血液パラメーターとしては、広く利用されている血液学的検査(血中の細胞変化)と生化学検査(細胞傷害の指標、ASTとALT)を行った。その結果、血液学的検査では3種類全てのアジュバントで有意な変化が観察されたのに対し、生化学検査では高容量のR848を投与した場合に細胞傷害の指標が有意に上昇した。一方、新規のバイオマーカーとして近年注目されている血中のマイクロRNAを半網羅的に解析したところ多数のマイクロRNAが有意に変化していた。よって、血中のマイクロRNAも他の血液パラメーターと同様にアジュバントの刺激に対して大きく変動する事がわかった。更に、変化の大きかったマイクロRNAを個別に解析したところ、生化学検査では有意差が出ないような容量でもマイクロRNAが有意に変化していることが確認された。ワクチンおよびその必須要素であるアジュバントの安全性や作用機序を正確に評価することは非常に難しい。本研究では新たな指標として血中のマイクロRNAに着目して研究を進めているが、本年度の研究成果より血中のマイクロRNAはアジュバント作用に対して強く反応することが分かった。マイクロRNAがワクチンの安全性や有効性を評価する上で有用なバイオマーカーとなり得る可能性がある。平成27年度は当初の予定通り複数のアジュバントをマウス個体に投与して血液パラメーターの比較解析を行った。ヒトで広く利用されている血液学的検査(血中の細胞変化)と生化学検査(細胞傷害の指標、ASTとALT)を行うと共に、血中のマイクロRNAプロファイルを解析した。また、アジュバントをモデル抗原ovalbuminと混ぜて投与して、抗体価やサイトカイン産生も解析した。血液パラメーターの変化とアジュバントの有効性の指標である抗体価等の相関解析を試みた。血中のマイクロRNAプロファイルの解析より、マイクロRNAはそれぞれ変化の強度や経時的変化の様子が異なっている事が分かった。よって、アジュバントに対する様々な反応を反映している可能性があり、ワクチンの有効性や安全性のバイオマーカーになり得るのかが重要な問題である。本研究では、ワクチンの主要要素であるアジュバントの安全性評価を目的としたmicroRNAバイオマーカーの解析を行った。今日、ワクチン開発の対象は感染症に留まらず癌やアレルギーという新たな病気や健康問題に拡大している。そのような新規ワクチンには古くから使われてきたアラム塩アジュバントでは不十分、或は不適切であり、細胞性免疫を誘起し自己由来の癌抗原も効果的に排除できるような新規アジュバントが求められている。実際に、TLRリガンド分子を始めとする様々な分子が新規のアジュバント候補分子として開発されている。本研究では、反応性の強いTLRリガンド分子のアジュバントをマウスに投与して、6時間後の末梢血中のmicroRNA発現プロファイルをマイクロアレイにより網羅的に測定した。先行研究より、アジュバント投与6時間後に各種臓器で大きな遺伝子発現の変化が観察されている。網羅的解析の結果大きく変化していたmicroRNAを抽出して定量PCRにより再現性を調べたところ、幾つかのmicroRNAがバイオマーカー候補として挙がってきた。更に、これらのmicroRNAの経時的変化と他の数種類のアジュバントによる変化の有無も解析した。野生型マウスにアジュバントを投与して末梢血中のmicroRNA発現レベルを解析したところ、投与24時間以内に幾つかのmicroRNAがPBS投与群と比較して有意に変化する事が分かった。その変化の動態は、他の血中指標(細胞傷害マーカー、サイトカイン、血球変化)と同様であった。また、特性の大きく異なるアジュバントで共通して特定のmicroRNAが末梢血中で上昇する事が分かった。よって血中microRNAはアジュバントの反応性を評価するのに有用である可能性があり、引き続き新たな血中指標としての研究開発を進めていく予定である。これまでの研究より血中のマイクロRNAはアジュバントの刺激に対して様々な変化を示すことが分かった。

今後は、個々のマイクロRNAの変化をより詳細に記述する為に、アジュバントの投与量や投与経路を変えて経時的に解析する予定である。また、マイクロRNAのバイオマーカーとしての有用性を確認する為に、既知の安全性の指標である生化学検査との比較解析や、有効性の指標である抗体価等との比較解析を更に進める。血中のマイクロRNAがアジュバントに対する反応をどのように反映しているのかを詳細に記述して、バイオマーカーとしての有用性を示したい。ワクチン学平成27年度に予定していたアジュバントの比較解析や免疫反応の評価を予定通り行うことが出来た。次年度により詳細な解析を行う予定なので、時間と予算を考慮した結果平成27年度の予算の一部を繰り越すのが適切だと判断した。平成28年度には、血中のマイクロRNAの詳細な解析(投与量の依存性、経時的解析等)を集中的に行う予定である。従って予定通り、平成27年度からの繰り越し分を含めて予算を全額使用する計画である。
悪性リンパ腫における腫瘍性糖代謝とNF-κΒ活性化のクロストークの検証

悪性リンパ腫を特徴づける2つの分子病態は、NF-kB経路の異常活性化と解糖系亢進である。NF-kBの異常活性化は低酸素応答転写因子HIFを介してHXKIIの発現を誘導する一方、HXKIIは解糖系を亢進させることにより、NF-kBの制御分子であるIKKを活性化することを予測している。このループを介して過剰発現されたHXKIIがアポトーシス抑制やオートファジー制御を招き、腫瘍細胞の薬剤耐性が生じているのではないかと考えている。この問いに対し基礎的な細胞生物学的解析と臨床検体を用いた病理学的解析によりアプローチする。さらに、HXKIIの制御によるリンパ腫の治療抵抗性の解除の可能性についても探求を進める。
食中毒菌に高い抗菌効果を示すバクテリオシンの作出

ヒト乳児(2ヶ月齢)糞便より分離したLactobacillusreuteri LA6株により生産される、食中毒菌(Bacillus cereus)に対して抗菌効果を示すバクテリオシン、ロイテリシン6を改良MRS培地培養上清より最終ステップに逆相クロマトグラフィーを用いて単離・精製した。本バクテリオシンは、Tof-MSによる分子量測定では5,652、SDS-PAGEでは分子量約3,800の単一バンドとして泳動し、N末端アミノ酸配列分析は何らかの理由で解析は不可能であった。本結果はロイテリシン6が、同一ヒト乳児(4ヶ月齢)の糞便より分離したL.gas seri LA39株により生産される、リステリア、バチルス、黄色ブドウ球菌に対して幅広い抗菌効果を示すバクテリオシン、ガセリシンAに非常に類似していると考えられた。そこで、ガセリシンAの構造遺伝子(gaaA)を含む領域のプライマーを作成し、L. reuteri LA6株(プラスミドDNAは保有していなかった)の染色体DNAを鋳型としたPCRを行い、塩基配列を決定したところ、gaaAと全く同一の配列が得られた。次いで、化学的・酵素学的手法を用いて、精製ロイテリシン6を切断し、全アミノ酸配列を決定したところ、ロイテリシン6は、ガセリシンAと一次構造上では区別の付かない全く同一の、NC末端がリンクした環状バクテリオシンであることが判明した。本結果は、分離源を同じとする、異種乳酸桿菌より、同一のバクテリオシンが生産される初めての知見であり、現在、両バクテリオシンの抗菌スペクトル等の性質上の相違点について解析を進めている。これらの知見は、遺伝子改変を用いずに、自然界の乳酸菌で効果的な抗菌スペクトルを有するバクテリオシンの作出が可能であることを示唆している。ヒト腸管より分離したLactobacillus gas seri SBT2055株により生産される、(リステリア、バチルス、黄色ブドウ球菌などの)食中毒菌に対して幅広い抗菌効果を示すバクテリオシン、ガセリシンTをMRS培地培養上清より逆相クロマトグラフィーを用いて単離・精製した。本バクテリオシンは疎水性抗菌ペプチドで、SDS-PAGEにより分子量約5,400と推定された。次いで、N-末端部分アミノ酸配列を決定し、本配列に基づいて作成したプローブにより染色体DNAから構造遺伝子のクローニングを行ったところ、ガセリシンTを含む6つのORFが見出された。本バクテリオシンはORF4にコードされており、L.johnsonii VPI1088により生産されるバクテリオシン、ラクタシンFのLafAと約60%の相同性を有し、プロセッシングサイト、グリシン残基および親水性に富むC末端領域が高度に保存されていた。本結果は、ガセリシンTの活性発現必須部位に関する重要な情報を提示すると共に、生産菌種の違いによる特異的構造変化部位を示唆していると考えられた。ORF2および3を除く他のORFには、すでに報告されているバクテリオシン関連成分との類似性が認められ、ORF5は活性相補性因子(今回の培養上清中には見出されていない)、ORF6は自己免疫タンパク質と考えられた。また、ガセリシンTの全アミノ酸配列を化学的に決定したところ、クローニングにより決定した配列と全て一致しており、分子内に一つのジスルフィド結合の存在を確認した。本結合の切断によりバクテリオシン活性は約2倍に上昇したが、ゲル浸透性および抗菌スペクトルに変化は認められなかった。
低質量星まわりのハビタブル・ゾーンにおける地球型惑星形成

本研究の目的は、低質量星のまわりのハビタブル・ゾーンでの地球型惑星形成を調べることである。具体的には、M型星におけるハビタブル・ゾーン周辺において5000体程度の微惑星の軌道計算を行い、惑星の合体成長や軌道進化を調べ、最終的に形成する惑星系の性質を明らかにする。昨年度までに、重力多体専用計算機用の計算コード開発は終了しており、5000体規模のN体シミュレーションを行っている。計算の結果、微惑星は円盤ガスから重力的な抵抗を受けることによって、円盤内を中心星方向に素早く移動し、最終的に数個の惑星が中心星のごく近傍に形成することがわかった。また、それらの惑星はほぼ確実に平均運動共鳴状態にあり、それによって系が安定化されている為、円盤ガスが散逸した後も安定でい続け、衝突を起こすことはないことがわかった。ところで、近年発見され始めた中心星近傍に存在するスーパーアースからなる惑星系は、互いの惑星同士が平均運動共鳴状態にはなく、これまでの計算結果と矛盾する。そこで、今回中心星方向に移動する(タイプ1惑星移動)速度が遅いと観測結果を再現できる可能性を考え、これまでの線形論で見積もられている値よりも10-100倍程度遅くして計算を行った。その結果、惑星は一旦は平均運動共鳴状態で形成するが、それらの個数はこれまでの計算結果よりも多く、円盤ガスの散逸とともに系は不安定化し、衝突合体を起こした。最終的に、数個の惑星が平均運動共鳴状態からは外れて形成することがわかった。また、当該年度は更にハビタブル・ゾーン内で水を保持する惑星の形成確率を調べる為に、氷境界以遠からハビタブル・ゾーンへの水の輸送を考慮に入れたN体シミュレーションを行った。シミュレーションの結果、惑星移動速度が遅い場合でも一定量の水が中心星近傍まで輸送されることがわかり、M型星周りのハビタブル・ゾーンにおいて、水を持つ惑星が形成する確率は従来の見積もりよりも大きいことが示された。本研究の目的は、低質量星(M型星)のまわりのハビタブル・ゾーンでの地球型惑星形成を調べることである。具体的には、M型星におけるハビタブル・ゾーン周辺において5000体程度の微惑星の軌道計算を行うことで、合体成長過程を調べる。微惑星全ての相互重力を計算する為に、計算コードを重力多体専用計算機(GRAPE-6)用に開発し、また円盤ガスの効果などを半解析的な公式を用いて計算コードに組み込む必要がある。まずは、N体シミュレーション用の計算コード開発を行った。微惑星5000-10000体規模の状態から、最終的な惑星までの成長を必要な精度で追えるように、過去の研究を参考にしながら計算コードの基礎部分の開発を進めた。微惑星の軌道進化とその合体を追う基礎のコードが完成し、重力多体専用計算機(GRAPE-6)を使用することができるようになった後、N体シミュレーションを行った。初期に微惑星5000体をM型星におけるハビタブル・ゾーン周辺に分布させ、軌道進化と合体成長を追った。微惑星は暴走成長・寡占的成長を通して原始惑星となり、その後円盤ガスの重力的抵抗により素早く中心星方向に移動して、円盤内縁付近に数個の惑星が平均運動共鳴に入った状態で形成した。それらの惑星同士の軌道間隔は非常に狭く、円盤ガスの散逸とともに軌道不安定を引き起こし、衝突・合体するものと予想されたが、実際に円盤ガスを散逸させてその後の軌道進化を追っても十分長い時間安定だった。これまでのN体シミュレーションで得られた結果を、国内学会で2回、国際学会で3回発表を行った。また、日本惑星科学会での発表において、本研究発表が「日本惑星科学会最優秀発表賞」として表彰されたことによって本研究の重要性を再認識でき、今後の研究の大きな励みとなった。昨年度までに、重力多体専用計算機用の計算コード開発は終了しており、5000体規模のN体シミュレーションを行った。ところで、近年発見され始めた中心星近傍に存在する地球型惑星(スーパーアース)からなる惑星系は、互いの惑星同士が平均運動共鳴状態にはなく、これまでの計算結果と矛盾する。そこで、今回、円盤ガスとの重力的相互作用によって中心星方向に移動する(タイプI惑星移動)速度が遅いと観測結果を再現できる可能性を考え、これまでの線形論で見積もられている値よりも10-100倍程度遅くして計算を行った。その結果、惑星は一旦は平均運動共鳴状態で形成するが、それらの個数はこれまでの計算結果よりも多く(およそ30個以上)、円盤ガスの散逸とともに系は不安定化し、衝突合体を起こした。