hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体材料の３次元構造解析とマルチスケール・マルチフィジックスシミュレーション

本研究では、収穫後の青果物が貯蔵される低温施設とその中に置かれた青果物内部で何が起きているかを個体微細レベルで予測するマルチフィジックス(MP)・シミュレーションモデルを構築するとともに、各スケール間で解析データを相互利用するマルチスケール(MS)解析フレーム作成を目的とした。ここでは、主に以下の研究を行った。(1)青果物の貯蔵・輸送庫内の空調制御シミュレーション、(2)X線CTによる青果物内部構造観察とMPシミュレーション、(3)μX線CTによる細胞組織の観察とMPシミュレーションである。また、MS間で情報を利活用することにより、単一のスケール解析では達成できなかったMS解析法も確立した。本研究は、貯蔵あるいは低温流通環境下に置かれた青果物の巨視的な諸現象とその内部で起きる細胞レベル・分子レベルでの諸現象を連成して予測するマルチスケール・シミュレーション法(ナノとミクロ、マクロの融合)を確立することを目的とする。本年度は、(1)青果物の貯蔵・輸送庫内の空調制御・力学シミュレーション、(2)X線CTによる青果物内部構造観察とマルチフィジックス・シミュレーション、(3)マイクロX線CTおよび共焦点レーザ顕微鏡による細胞組織の観察とマルチフィジックス・シミュレーション、(4)分子動力学モデルによる青果物細胞膜のガス透過シミュレーションの4中課題について以下の研究を遂行した。まず、(1)については、20ftリーファーコンテナ内にエチレンを生成する積荷とエチレン感受性の高い積荷、エチレン分解装置を設置したモデルをANSYS Fluentコードで作成し、庫内のエチレン濃度を予測するシミュレーションを行い,これらの最適な配置について検討した。つぎに、(2)については、X線CTによって取得した2次元マルチスライス画像からカキの3次元内部構造を再構築し、内部の熱,ガス拡散係数ならびにガスの果皮表面抵抗を算出した。つぎに、(3)については、リンゴやジャガイモ,ラディッシュのスライス画像を取得し、画像処理によって細胞壁、細胞間隙を抽出し、3次元形状の再構築を行った。リンゴについては10個程度の細胞から成る組織での熱・ガス移動シミュレーションモデルを構築した。最後に、(4)については、青果物の細胞膜のガス透過シミュレーションに必要な物性値について文献検索を行っている。本研究は、貯蔵あるいは低温流通環境下に置かれた青果物の巨視的な諸現象とその内部で起きる細胞レベル・分子レベルでの諸現象を連成して予測するマルチスケール・シミュレーション法を確立することを目的とする。昨年度に引き続き、本年度は、(1)青果物の貯蔵・輸送庫内の空調制御・力学シミュレーション、(2)X線CTによる青果物内部構造観察とマルチフィジックス・シミュレーション、(3)マイクロX線CTおよび共焦点レーザ顕微鏡による細胞組織の観察とマルチフィジックス・シミュレーション、(4)分子動力学モデルによる青果物細胞膜のガス透過シミュレーションの4中課題について以下の研究を遂行した。まず、(1)については、20ftリーファーコンテナ内にエチレンを生成する積荷とエチレン感受性の高い積荷、エチレン分解装置を設置したモデルを構築して庫内のエチレン濃度を予測するシミュレーションを行い、これらの最適な配置法を決定した。つぎに、(2)については、温度15°Cおよび25°C、相対湿度90%で貯蔵したキュウリの内部構造変化をX線CTによって観察し、見かけ密度や空隙率の変化をとらえ、水分の変化を予測した。つぎに、(3)については、リンゴのスライス画像を取得し、画像処理によって細胞間隙を抽出、3次元形状の再構築を行った。昨年度は10個の細胞組織で熱・ガス移動シミュレーションを行ったが、数百個レベルに拡大し、解の収束のためにメッシング手法とその評価に時間を費やした。その結果、従来使用していた八分木法よりデローニ法を用いる方がより健全なメッシュを得ることができることを明らかとした。次年度はこれを用いたシミュレーションを行い、拡散に係る諸物性値を決定して行く。本年度の研究計画では、4つの中課題のうち、おもに(1)(3)までの中課題を中心に研究を進め、(4)については分子動力学シミュレーションに必要な物性値の収集に当たってきた。マクロスケールにおけるマルチフィジックス・シミュレーションを対象とする中課題(1)(2)では、3次元熱物質移動モデルの構築はほぼ完了し、シミュレーションも順調に進展している。(3)のミクロスケールのシミュレーションでは、数種類の青果物についてμX線CTのマルチスライス画像から健全なメッシュ形状作成に至るまで、おおむね良好に進展している。昨年度問題となった、計算領域の拡大にも成功し、より精度の高い物性値の算出が可能となるものと期待できる。(4)については、研究が文献検索による物性値の収集、分子動力学ソフトの選定が完了した段階であり、総合的にはおおむね順調に研究が進展しているものと判断する。本研究は、貯蔵あるいは低温流通環境下に置かれた青果物の巨視的な諸現象とその内部で起こる細胞レベル・分子レベルでの諸現象を連成して予測するマルチスケール・シミュレーション法を確立することを目的とする。昨年度に引き続き、(1)青果物の貯蔵・輸送庫内の空調制御シミュレーション、(2)X線CTによる青果物内部構造観察とマルチフィジックス・シミュレーション、(3)マイクロX線CTおよび共焦点レーザ顕微鏡による細胞組織の観察とマルチフィジックス・シミュレーション、(4)分子動力学モデルによる青果物細胞膜のガス透過シミュレーションの4中課題について以下の研究を遂行した。まず、(1)では多品目の農産物を混載して輸送するための船舶輸送用コンテナの開発を行った。

農産物はそれぞれに貯蔵適温があるため二温度帯を設定可能とするコンテナの作製を提案し、0°Cと10°C室が安定的に定温を維持可能な設計指針をCFD解析により与えた。二室間の空気の交換による低温障害や結露が発生しにくいダクトや両室間の換気量、冷凍・加熱能力等について検討し、適切なシステムを構築した。同時に、昨年度まで進めてきたエチレン除去装置の組込みについても検討し、高温側への設置が農産物の品質保持上有効となることを示した。(2)と(3)では、昨年度までに得た一般のX線CTとマイクロX線CT画像解析を行い、両者間の連成を試みた。つまり、細胞材料スケールで得た空隙率とHU値の関係とX線CTとマイクロX線CT画像のHU値の関係から個体スケールでの空隙分布を推算する方法を確立、さらに、マイクロスケールの熱伝導シミュレーションから細胞材料の見かけの熱伝導率を求め、空隙率との関係を明らかにした。この結果から、カキ個体内の熱伝導率分布を推算する方法を確立した。(4)では青果物の細胞膜のガス透過シミュレーションに必要な物性値についてデータを整理した。マクロスケールにおけるマルチフィジックス・シミュレーションを対象とする中課題(1)(3)における3次元熱物質移動モデルの構築は完成し、μX線CTのマルチスライス画像データの蓄積も順調に進み、この点に関する研究は当初計画以上に進展した。一般のX線CTによるデータ収集では装置の故障から研究の遅れが生じたが、データの蓄積はやや不足するため、研究期間を延長した対応することとした。(4)については、シミュレーションに必要な諸物性値の情報収集を終えることができた。以上より、総合的にはおおむね順調に研究が進展しているものと判断する。本研究では、昨年度に引き続き、(1)青果物の貯蔵・輸送庫内の空調制御・力学シミュレーション、(2)X線CT等による青果物内部構造観察とマルチフィジックス・シミュレーション、(3)マイクロX線CT等による細胞組織の観察とマルチフィジックス・シミュレーション、および、(4)分子動力学モデルによる青果物細胞膜のガス透過シミュレーションの4中課題について、施設スケールからナノスケールに亘るアプローチを行った。まず、(1)では、昨年度までに構築した二温度室を有する青果物混載輸送コンテナモデルを改良し、外気温をシミュレーションパラメータとする夏・冬条件解析を行い、設定温度の異なる二室の温度制御が可能か否かについて検討し、夏場の温度制御に必要となる二室間の換気量と換気口形状や、冬場に必要となる高温室側のヒータ性能等について明らかにした。同時に、庫内における相対湿度の分布や青果物から発生するエチレンの濃度分布などについても可視化し、結露や蒸散の起きやすい部分とエチレン暴露による青果物の追熟の可能性について調査した。
光・電子機能分子材料の開発と分子フォトニクスへの展開

本総合研究は、エレクトロニクスの時代の次に期待されるフォトニクスの時代に備えて、分子とフォトンとの相互作用に基づく分子フォトニクスの関する基礎的研究の推進を目指し、低分子および高分子を含めた光・電子機能分子材料の開発と分子素子実現のための具体的方法を追求することを目的としている。本総合研究のメンバ-は、長年にわたって各種の有機化合物、有機金属化合物、各種分子集合体、LB膜ならびに無機・有機半導体と光との相互作用を物理、化学、生物学的アプロ-チから先導的な研究を行ってきた研究者で構成されている。強い目的指向と学際的色彩の強い本研究を効率的に実施するために、以下の3つの重点の目標、1.光制御のための分子システムの設計とそれに基づく高次化学システムの構築、2.多重情報変換機能分子システムの設計と制御、3.オプトエレクトロニクス、フォトニクス用分子デバイスの設計、を設定し、各班員の有機的な研究協力体制のもとに、光・電子機能分子材料の開発とデバイス化のための具体的アプロ-チについての調査を行った。この調査研究に基づいて、3日間の研究連絡会議を奈良で開催し、各班員の研究現状の紹介を行った後、調査研究についての情報交換と多角的、総合的な討論を通して問題点を整理するとともに、本研究の目的を実現するための具体的方法を検討した。さらに、東京で2回、大阪で1回少人数による会議を開催し、重要かつ緊急課題である分子フォトニクスの研究を重点的に行うための将来構想に関して討論した。本総合研究を通して、1990年代における化学の中心的課題の一つとなる分子フォトニクスの研究推進の全めの組織づくりと継続的かつ重点的な研究推進のための基礎を固めることができたと考える。
合成生物学的手法を利用した人工生合成経路設計技術の開発

m-トルイル酸を認識する転写制御因子XylSの認識能の改変を試みた。そのためのスクリーニング系を構築し、6サイクルの指向性進化を行い、p-トルイル酸を認識する変異XylSの取得を試みた結果、5箇所に変異の入ったXylSが得られた。また、これらのうち、3箇所が特にp-トルイル酸の認識に重要であることを示した。この位置に飽和変異を導入し、よりp-トルイル酸の認識する変異XylSを得た。本改変系を改良し、生合成経路の構築に用いられる改変系の構築を目指す。また、FdeRやQdoRを利用してスチルベン合成酵素の環化特異性改変の構築を目指したが、これらの転写制御因子は改変に適切な特性を持っていなかった。XylSをlacプロモーターの下流に配置したプラスミドを構築した。また、Pmプロモーター(XylSにより認識され活性化するプロモーター)の下流にアンピシリン耐性遺伝子とtetR遺伝子からなるオペロンを配置、tetRプロモーターの下流にクロラムフェニコール耐性遺伝子を配置したプラスミドを構築した(プラスミド2)。これらふたつのプラスミドをもつ大腸菌はXylSのリガンドであるm-トルイル酸存在かではアンピシリン耐性、クロラムフェニコール感受性となった。また、m-トルイル酸非存在下では逆にアンピシリン感受性、クロラムフェニコール耐性となった。この大腸菌を利用して、偽陽性を排除しつつ、指向性進化によりXylSのリガンド特異性の改変を目指した。まず、モデル実験としてp-トルイル酸を選択的に認識する変異XylSの構築を目指した。6サイクルの変異実験の結果、p-トルイル酸を優位に認識する。変異XylSの取得に成功した。また、QdoRを用いて同様のスクリーニング系の構築を目指した。しかし、構築したスクリーニング系では大腸菌が期待通りの薬剤耐性を示さず、リガンドのうむでクロラムフェニコール耐性に大きな差が生じなかった。そのため、転写抑制因子であるQdoRはこのスクリーニングに向かないと結論した。次に、フラボノイドを認識する転写活性化因子であるFdeRを利用して、III型PKSの環化特異性改変系の構築を目指した。fdeRをlacプロモーターの下流に、クロラムフェニコール耐性遺伝子をFdeR認識プロモーターの下流に配置したプラスミドを構築した。このプラスミドと過去に構築したpET-CHS/CHI, pRSF-ACCを保持する大腸菌p-coumaroyl-NACを与えたところ、クロラムフェニコール耐性となった。このプラスミドを用いることでCHSのエンジニアリングが可能と考えられる。当初、QdoRを主軸にしたスクリーニング系の開発に取り組んだが、QdoRは転写抑制因子で在り、QdoRを用いた実験を通して、リプレッサーは本実験に適さないことが示された。そのため、新たにフラボノイドを認識する転写活性化因子としてFdeRを導入した。途中、研究対象を変更したため、スクリーニング系の構築に時間がかかった。昨年度に行ったスクリーニングによりp-トルイル酸を認識するXylSの取得に成功した。しかし、得られたこの変異XylS (XylS-6-1)はXylSの野生型のリガンドである、m-トルイル酸も同程度に認識することが明らかとなった。そのため、選択的にp-トルイル酸を認識する変異XylSの取得を試みた。まず、XylS-6-1の配列を解析した、結果、このXylSには6箇所の変異が導入されていることがわかった。そこで、これらの変異を一つずつXylSに導入し、どの変異が基質認識に影響を与えているか調べた。その結果、これらのうち、3つがp-トルイル酸の認識能の付与に寄与することがわかった。次に、これらのアミノ酸3つに同時に飽和変異を導入したライブラリーを用意し、構築したスクリーニング系を用いて、p-トルイル酸特異的に認識する変異XylSの取得を試みた。その結果、m-トルイルよりもp-トルイル酸を強く認識する変異XylSの取得に成功した。しかしその認識能の差は1.5倍程度であり、今後さらなる改変が必要である。昨年度構築したFdeRを用いたシステムを用いてCHSのエンジニアリングが可能か検証することとした。しかし、FdeRの認識能を詳細に検証したところ、FdeRはフラボノイドのみを認識すると文献に報告されていたが、それ以外にも様々な芳香族化合物を認識することとが明らかとなった。また、特に深刻であったのが、FdeRが基質であるp-coumaroyl-NACも認識したてんである。そのため、CHSのエンジニアリングを行うためにはまず、FdeRのエンジニアリングが必要であることが示された。そのため、FdeRを用いたCHSのエンジニアリング研究には至らなかった。

また、FdeRやQdoRを利用してスチルベン合成酵素の環化特異性改変の構築を目指したが、これらの転写制御因子は改変に適切な特性を持っていなかった。1. XylSのリガンド認識能の改変引き続き、XylSのリガンド認識能の改変を目指す。すでに、p-トルイル酸を認識するXylSの取得に成功している。しかし、現状はp-トルイル酸、m-トルイル酸の両方を認識するXylSのみが得られている。バイオセンサーのエンジニアリングに当たって、選択制の進化は極めて重要な課題である。そこで、今後は本スクリーニング系を応用することで、野生型のXylSが認識するm-トルイル酸を認識せず、p-トルイル酸のみを認識しるXylSの構築を目指す。また、p-トルイル酸を認識しるXylSの構築に成功したら、得られた変異XylSをさらにテレフタル酸を選択的に認識するXylSへと変換する。2. STSをCHS認識XylSへと変換昨年度構築した系を用い、STSにランダム変異導入し、CHS活性をもつよう変化した変異STSを構築する。3.テレフタル酸生合成経路の構築上記二つの課題に成功したら、P450とメチルトランスフェラーゼを利用して、テレフタル酸を生合成する経路の構築を目指す。生合成スクリーニング系の構築に時間がかかったため、変異ライブラリー調製に用いる費用が減少したため。変異ライブラリーの構築に用いる。主に、合成DNAを利用した変異ライブラリーの構築、ランダム変異を導入するためのキットの購入に用いる。
放射光励起光電子分光による1次元性新物質の電子状態の研究

1)高ミラー指数で表される単結晶ステップ表面上の1次元ステップ列に特有な1次元電子状態の発現機構を解明するためにCu(755)表面の電子状態を放射光励起角度分解光電子分光により精密に測定した。Cu(755)表面では、ステップに起因する新しい電子状態は検出されず、テラスの電子状態のみが検出された。テラスの電子状態は、平坦な(111)表面電子状態と類似しているが、対応する光電子ピークの幅が約3倍に増加している。これは、光電子の寿命がステップ表面では短くなっていることを示している。一方、これまでのNi(755)表面ではステップに固有な電子状態が明確に検出されており、両者の差は、CuとNiの電子構造の差によるものと解釈される。すなわち、フェルミ準位直下にd-電子が分布するNiで新しい電子状態が出現していることから、局在性の高いd-電子の軌道混成がステップでのs、p-性の価電子の局在性を高めていることが明らかになった。2)清浄なCu(755)を高温でアニールすると、周期的なステップ配列を示すLEEDのダブルスポットがボヤける、あるいは、ダブルスポットの分離が悪いストリーク状の回折点になる場合が観測された。その試料の角度分解光電子スペクトルを注意深く測定すると、テラス電子状態を示す光電子ピークよりフェルミ準位側に新しいピークが検出された。このピークの分散関係は平坦であり正常なCu(755)、Cu(111)の表面電子状態のような自由電子的な分散を示していないため、この新しい電子状態はゼロ次元性、あるいは、孤立した原子的な特性を示していることがわかる。この結果は、試料を高温でアニールしたために試料表面上に格子欠陥が生じ、欠陥による局在性の高い電子状態が発生したためと考えられる。3)非磁性金属のCu(755)上にCo原子を極微量吸着させて1次元のCo原子鎖を作ることを試みた。Coの吸着により清浄表面での表面準位が減少するに連れて、フェルミ準位直下に新しい電子状態が現れてくることを検出できた。これは吸着したCoのd-電子によるものと思われる。新しい電子準位の1次元性の解析を行っている。これまでの1次元物性物理の研究は、分子性結晶を中心とした異方性の強い3次元物質を素材としたものである。本研究では、高ミラー指数を持った結晶表面に単原子程度の周期的な1次元ステップ配列が現れることに着目し、ステップ配列による1次元電子状態、および、ステップに異種原子を吸着させたときに得られる表面物質の1次元電子特性を放射光励起角度分解光電子分光により測定・解析する。それにより、これまで分子性結晶などに限られてきた1次元物質の枠を飛躍的に拡大させ、より多様な低次元物性物理学の新展開を目指す。本研究で重要な点の一つは、いかに質のよいステップ表面を作製するかである。今年度は、非磁性原子のステップ表面に磁性原子を1次元配列させることを目的として、Cu(755)ステップ表面を作製し、ステップによる電子状態の検出を行った。

.既存の簡易型の結晶研磨機で研磨したCu試料は、Cuが軟らかいために微細な研磨傷が除去しきれず、電解研磨後、真空中で清浄化した後の低速電子回折の回折点は非常にブロードであり、ステップが乱れた表面になった。本研究費で購入した高精度の振動式研磨機では低負荷で研磨できるために傷のない試料表面が得られた。その表面の低速電子回折の回折点はシャープであり、バックグラウンドとのコントラストも十分よかった。これら2種類の試料の光電子分光測定の結果、質のよい清浄表面では、平坦表面に現れる表面準位がステップによる散乱の影響でブロード化していることが判明した。荒れた表面では、表面にできた点欠陥による電子準位の発生が検出できた。本年度の成果1)高ミラー指数で表される単結晶ステップ表面上の1次元ステップ列に特有な1次元電子状態の発現機構を解明するためにCu(755)表面の電子状態を放射光励起角度分解光電子分光により精密に測定した。Cu(755)表面では、ステップに起因する新しい電子状態は検出されず、テラスの電子状態のみが検出された。テラスの電子状態は、平坦な(111)表面電子状態と類似しているが、対応する光電子ピークの幅が約3倍に増加している。これは、光電子の寿命がステップ表面では短くなっていることを示している。一方、これまでのNi(755)表面ではステップに固有な電子状態が明確に検出されており、両者の差は、CuとNiの電子構造の差によるものと解釈される。すなわち、フェルミ準位直下にd-電子が分布するNiで新しい電子状態が出現していることから、局在性の高いd-電子の軌道混成がステップでのs、p-性の価電子の局在性を高めていることが明らかになった。2)非磁性金属のCu(755)上にCo原子を極微量吸着させて1次元のCo原子鎖を作ることを試みた。Coの吸着により清浄表面での表面準位が減少するに連れて、フェルミ準位直下に新しい電子状態が現れてくることを検出できた。これは吸着したCoのd-電子によるものと思われる。新しい電子準位の1次元性の判定はまだ十分な精度では行われていない。今後、吸着条件を変えた測定などが必要である。Coの吸着量が極微量であるなどの実験的な困難さはあるが、今後注意深い測定を行うことにより1次元Co原子鎖の電子状態を解析できるものと思われる。
高速非線形分光法を用いた表面化学反応の実時間計測

本研究では,理解して制御することを目的として,超高速非線形分光法による表面吸着分子のダイナミクスの実時間観測に加えて,最適化波形整形法による分子の励起状態制御の研究を行った。表面吸着分子のダイナミクスに関しては,近赤外パルス照射による温度ジャンプ法と和周波発生(SFG)法を組み合わせた時間分解振動分光法によりシクロヘキサン/Ni (111)表面系とメトキシ(CH_3O-)/Ni(111)表面系について検討した。その結果,シクロヘキサン/Ni(111)系に関しては温度上昇により,低吸着相にあるシクロヘキサン分子が変化する様子を実時間で追跡・観測した。その結果,低吸着相にある分子は,瞬間的(ピコ秒オーダー)な温度上昇により準安定な高吸着相へと約100psかけて変化していき,その後,表面温度の低下とともに元の低吸着相へ戻っていくことを明らかにした。また,メトキシ/Ni(111)系に関しては,温度上昇と引き続き生じるナノ秒オーダーの冷却では,メトキシは分解することなく配向や吸着サイトを過渡的に変化させていることを明らかにした。励起状態制御の研究に関しては,高出力波形整形システムの作製とペリレン結晶の2光子励起効率の制御メカニズムを検討した。その結果,低温(約40K)のペリレン結晶において励起効率を倍増させた波形が,室温における結晶及び溶液系の試料に関しても励起効率を増大させることを見出した。結晶と溶液の両方で同じパルス波形によって同様の効率増大が確認されたことから,効率増大には分子内のプロセスが主な役割を果たしていることを明らかにした。さらに,得られた波形(包絡線)は約370cm^<-1>の周波数成分を持ち,それがペリレン分子の電子遷移と強く相互作用する振動モードと周波数的に一致することから,励起効率の増大はこの振動モードの励起が関与していると結論した。表面における分子の励起状態や反応の制御・反応選択性の向上を目的として,高出力最適化波形整形システムの作製を行った。システムは光源,波形整形器,制御用コンピュータから構成される。光源は,Nd:YVO_4レーザー励起のモードロックTi:Sapphireレーザー(パルス幅:40fs,出力10nJ/pulse,中心波長800nm)を種光としたダイオードレーザー励起の再生増幅器(パルス幅:50fs以下,出力0.8mJ/pulse,中心波長800nm)を用いた。得られたパルスは波形整形用パルスと観測用パルスの2つに分けた後,整形用のパルスは波形整形器に入射した。得られた整形パルスで可能な波形の構造はパルストレインのパルス間隔にしては60fs1psである。また,出力としては20μJ以上のパルスエネルギーが得られた。作製したシステムの性能は,波長800nmの光パルスによるペリレンの2光子励起効率の制御を行うことで評価した。波形整形器から得られたパルスを試料に集光照射し,パルスエネルギーは一定のままで試料からの発光が強くなるように位相変調のみでの波形最適化を行った。その結果,変調をかけていないシングルパルスを照射した場合の発光強度に比べて,試料が結晶の場合では1.5倍,クロロホルム溶液の場合で1.4倍まで発光強度が強いパルス波形を見出すことが出来た。励起過程が2光子であることから,得られた最適化パルスの2乗をフーリエ変換したところ340cm^<-1>をピークとしたブロードな特徴的なピークが観測された。ペリレン分子は300cm^<-1>400cm^<-1>

付近に電子励起状態と強く相互作用する振動モードが存在することから,励起効率の増大はこの振動モードの励起が関与していると考えられる。温表面における吸着分子同士の相対的な位置関係は,表面反応にとって重要な因子であると考えられる。そこで,温度を変化させた場合の吸着分子の吸着構造の動的変化やそれが吸着分子同士の相互作用に及ぼす影響を検討することを目的として,吸着量によって吸着構造が変化する系であるシクロヘキサン/Ni(111)表面系の動的挙動を,温度ジャンプ法と和周波発生(SFG)法を組み合わせた時間分解振動分光法により検討した。シクロヘキサンは吸着量によって低吸着相と高吸着相の2種類の吸着構造を有する。低吸着相と高吸着相の2種の相が混在する状態で,それぞれの相におけるシクロヘキサンのCH伸縮バンドをキーバンドとして,近赤外パルス照射による約300Kの温度上昇により,低吸着相にあるシクロヘキサン分子が変化する様子を実時間で追跡・観測した。その結果,低吸着相にある分子は,温度上昇により準安定な高吸着相へと約100psかけて変化していき,その後,表面温度の低下とともに元の低吸着相へ戻っていくことを明らかにした。初年度に作製した高出力波形整形システムを用いて,ペリレン結晶の2光子励起効率の制御メカニズムを検討した。低温(40K)の結晶において励起効率を倍増させた波形が,室温における結晶及び溶液系の試料に関しても励起効率を増大させることを見出した。結晶と溶液の両方で同じパルス波形によって同様の効率増大が確認されたことから,効率増大には分子内のプロセスが主な役割を果たしていると結論した。さらに,その波形の2乗をフーリエ変換したところ370cm^<-1>付近をピークとしたブロードな特徴的なピークが観測された。ペリレン分子は300cm^<-1>400cm^<-1>付近に電子励起状態と強く相互作用する振動モードが存在することから,励起効率の増大はこの振動モードの励起が関与していると考えられる。近赤外パルスを表面に照射することで生じる急峻な温度上昇により反応を一斉に開始させ,時間的に遅らせたプローブ光で反応による吸着分子の分子構造や吸着構造の変化をモニターすることで,表面吸着分子の動的挙動を実時間でモニターすることが出来る.本研究では,プローブとして表面選択的な2次の非線形分光法である和周波発生(SFG)振動分光法を用いた.この時間分解SFG振動分光法により,Ni(111)表面上に吸着したメトキシ(CH_3O-)種のダイナミクスについて検討した。SFGスペクトルには2921cm^<-1>と2821cm<-1>にそれぞれピークが観測され,対称CH伸縮モードによるバンドと変角モードと伸縮モードのフェルミ共鳴によるバンドと帰属された.また,メチル基のC_3柚に対して垂直な遷移双極子を持つ縮重CH伸縮振動モードが観測されなかったことから,メチル基はNi(111)表面に対して垂直に配向していることが確認された.これらメトキシの吸着した表面に近赤外パルスを照射して瞬間的な温度上昇(ΔT250K)を引き起こしたところ,各バンドのサブナノ秒オーダーの過渡的な強度減少と引き続く強度回復が観測された.この観測された過渡的な変化は,Niの物性値に基づいて熱拡散方程式を解いて得られる表面温度の過渡的な変化に,メトキシが温度上昇により生じた中間状態と平衡にあるとする仮定と組み合わせて得られるシミュレーションにより良く再現することができた.
アファーマティヴ・アクションの理論的再検討

日本では、近年、アファーマティヴ・アクション(またはポジティヴ・アクション)に対する関心が高まってきている。本研究は、アメリカにおいてアファーマティヴ・アクションが実際に問題となったコンテクスト(公的雇傭・公共事業・大学)のもつ特性を踏まえた研究を行うことで、きめ細やかなアファーマティヴ・アクション論を構築しようとするものである。
タイ住宅公団による規格分譲住宅の居住環境に関する研究

本研究は、タイを対象とし、National Housing Authorityによって建設された規格分譲住宅事業(Baan Eua Arthorn)について、事業の全体像を明らかにし、バンコクおよび地方の集合住宅団地における居住実態を明らかにした。そして本事業が中低所得者層の住宅供給に果たした役割、地域全体の居住環境改善に寄与していること、建設後のコミュニティ活動の多様性およびNHAの支援が活性化につながることを明らかにした。本研究は、タイNational Housing Authorityによる規格分譲住宅事業について、住宅地計画、住戸計画、居住地管理の視点から現状を明らかにし、住環境改善の指針を得ることを目的としている。初年度は統計データを入手し事業全体の把握を行った。さらに初期の事業で大規模団地の一つであるバーンチャロン団地において実地調査を行った。さらにバンコクと地方都市においていくつかの団地でヒアリングを行った。今年度は、昨年の実地調査を行ったバーンチャロン団地において共用空間の利用に関する追加調査を行い、データ分析を行った。さらに、バンコク近郊でとくにコミュニティ活動が盛んで居住地管理を住民主体で行っている2団地においてヒアリングを行った。地方都市においても継続して居住地管理の状況についてヒアリングを行い実態把握につとめた。さらに規格分譲住宅事業における居住地管理運営状況を相対化するため、同じような所得階層を対象とした別事業による住宅地において、住宅地計画、住戸計画、居住地管理、居住者による住戸改変やコミュニティマネージメントに関する実地調査を行った。今年度後半にコミュニティ活動が活発な団地において、管理運営が円滑に行われている要因について詳しく分析するため、コミュニティ参加型の調査を行う計画であったが、海外調査前に深刻化した政治的混乱による道路封鎖により調査計画の変更を余儀なくされた。そのため団地でのコミュニティ調査は次年度に取り組むこととなった。一方で、全体研究計画のなかで予定していた研究機関を視察し、住宅に関わる材料開発や研究動向について把握することができた。本研究は、タクシン政権のもとで実施された低所得所向けに大量に建設された規格分譲住宅について、住宅地計画、住戸計画、居住地管理の視点から現状を明らかにし、住環境改善の指針を得ることを目的としている。初年度はタイ住宅公団(NHA)へのヒアリング、統計データの入手を行うとともに、バンコク周辺で最初に建設されたバーンチャロン団地において実地調査を行った。NHAによると、2009年9月までに21万戸の大規模規格分譲住宅(BEA)が、バンコクだけでなく全国で建設されている。戸建てと二戸一、集合住宅のタイプがあり、バンコクでは集合住宅がほとんどであり、地方では戸建てか二戸一がほとんどである。地方都市で全てのタイプがみられるのはチェンマイだけであることが分かった。バンコク周辺で最初に建設されたバーンチャロン団地には、サムットプラカン県にあり、周辺には工場などが多い。5階建て92棟の集合住宅で構成され約4000戸、人口16,000人の大型団地である。団地内には、サッカー場をはじめ市場、図書室、保育所、遊具が置かれた公園などさまざまなコミュニティスペースが設けられており、居住者もそうしたコミュニティスペースが広くとられた環境を高く評価していた。年間を通して行事も盛大に行われており、コミュニティスペースを利用したサークル活動もみられる。物理的環境のみならずソフト面においても良好な環境が維持されているタイでは1973年に中低所得者層のための住宅供給・住環境整備を目的として住宅公団(National Housing Authority、以下NHA)が設立され、多様な住宅を、さまざまな住宅計画手法を用いて供給してきた。本研究では、2001年タクシン政権期を代表する「ポピュリスト的事業」の一つである、NHAによる低所得者向け規格分譲住宅事業(バーンウアアトーン)で供給された住宅について、統計データを入手し、全体像を明らかにした。さらに、バンコクおよび地方の集合住宅団地を対象として、住宅地および住戸計画、居住地管理の視点から実地調査を行った。要点は以下にまとめられる。本事業には集合住宅、戸建て、二戸建て、長屋の4タイプがあり、事業数が多いのは集合住宅と戸建てである。集合住宅では規格化住戸が建設されるが、戸建ては約8割におよぶ都県で建設され、規格化されているものの住宅面積には幅があり、増改築も想定され、地域の状況に応じた住まいづくりが行える。多様なオープンスペースが組み込まれた住宅地計画により、居住者による柔軟な利用が可能であること、さらに緑地や施設は周辺近隣地域からも利用され、地域全体の居住環境の改善に貢献していること。NHAが建設してきた従来の住宅地と同様に、本事業で建設された住宅地においても住民組織が設けられ、さまざまな年間行事やコミュニティ活動が住宅地の共用空間を使って実施されている。これらは地方や住宅地の規模に関わらず開催されており活発なコミュニティ活動の一端を担っていること。個々に対応すべき課題はみられるものの、本事業が中低所得者層向け住宅供給を担い、居住環境の向上に果たした役割は大きく、居住地管理における取り組みや方法はタイのみならず日本の住宅地計画および管理においても示唆に富む。工学調査対象としているタイ王国では今年度秋以降の政治的混乱および道路封鎖等が生じたため、現地協力機関の助言を考慮して調査計画を変更した。

十分な現地情報の収集により、調査地の変更、宿泊地の変更、行動範囲の限定などに対応することができたが、当初の調査予定団地での調査研究を進展させることができなかったため。大規模規格分譲住宅について事業全体の把握、全国での供給戸数の把握などをNHAヒアリングおよび入手資料によって明らかにすることができた。また、バンコクとチェンマイにおいて複数の団地を視察し、話を聞くことができた。そのことによってバンコクと地方で抱える問題も若干異なることが分かった。また、全てのタイプの住宅が建設されている地方はチェンマイだけであり、チェンマイで詳細調査を行うことによって、バンコクとの比較を行うことが可能であることが分かった。地方都市での調査についてはほぼ十分なデータが得られたため、今年度計画していて実施できなかったバンコクにおける団地での調査を行う。団地コミュニティの参加型調査を行い、実際に得られた成果をもとに住環境改善の指針を得る予定である。全てのタイプの住宅が建設されているチェンマイを対象として、チェンマイ現地NHA事務所へのヒアリングを行い事業を実施するにあたって業者選定をどのように行ったか、建設マネージメントの方法、入居者選定プロセスなど規格分譲事業に関するヒアリングを行う。また、居住履歴やコミュニティ活動について居住者へヒアリングを行うとともに、住み方調査を含む実測調査を行う。規格分譲事業を相対的に位置づけるため、中低所得者層を対象とした居住環境整備事業による住宅地の視察も行う。今年度秋以降の調査対象地のタイ王国では政治的混乱が生じたため、当初調査計画を変更、縮小して実施したため。今年度も継続して実地調査を行うため海外旅費が多くをしめる。さらに、今年度実施できなかった団地におけるコミュニティ参加型調査を実施するため通訳、学生補助、協力者の謝金が多くなる予定である。平成24年度には22,519円を繰り越したが、これは航空運賃・燃料サーチャージ代が当初予定よりも安価であったためである。繰り越し分も含めて次年度で有効に研究費を活用することとする。次年度以降も今年度同様に引き続き現地調査を行うため、海外旅費が多くをしめる。航空運賃および燃料サーチャージ代は予測不可能なこともあり、若干の差額が生じる場合があるかもしれない。
嚥下時、喉頭による誤嚥防止機能に関する研究

本研究では、嚥下時の喉頭における気道防御が、安全に嚥下するためにどの程度実際の経口摂取では貢献しているかを調べる事である。咽頭収縮が認められず、喉頭挙上・食道入口部の開大が認められるにもかかわらず声帯の内転は認められるが仮声帯の内転・喉頭蓋の翻転が認められない、あるいは喉頭口の閉鎖が認められない場合に、食の形状・量において制限された条件下でないと誤嚥を生じることが認められ、そのため極めて制限された条件下でのみ経口摂取が許容されるということが生じていた。固形物の咀嚼を伴う嚥下(咀嚼嚥下モデル)では、中咽頭で食塊が形成され、中咽頭の食塊形成:中咽頭集積時間は510秒にも及ぶ(嚥下反射は惹起されていない)こともあるが健常者では誤嚥は生じない。この咀嚼嚥下は日常の食事活動であり、嚥下反射遅延の結果誤嚥が起きているわけではないので、誤嚥を生ずるのは嚥下反射の遅延という概念から、現在は誤嚥における気道防御の重要性が再認識されている。嚥下の咽頭期における気道防御は喉頭蓋の翻転、仮声帯・真声帯の閉鎖によってなされる。これらの事象は、比較的一定の順序:すなわち真声帯が最初に閉鎖し、続いて仮声帯の閉鎖、そして最後に喉頭蓋の翻転の順に起こると信じられていたが、技術的な限界から実際に連続して起こる順序を解明することは困難であった。内視鏡では、嚥下の全行程にわたって声帯を観察することは困難である。咽頭期に喉頭蓋が翻転し、食塊が咽頭を通過する際にwhiteoutとなるため視覚化は困難であった。また、嚥下造影法では、喉頭(声帯とその周辺領域)を観察することは、十分なコントラストが得られないため喉頭による気道防御機構を明らかにすることは、内視鏡と同様に困難であった。そこで、嚥下造影法・超音波診断法・筋電図・内視鏡の組み合わせによる検査を実施し、単独では困難であった解析を試みている。Preliminaryな結果では、真声帯、仮声帯、喉頭蓋の翻転の順という閉鎖の順とは関係なく気道防御機構が機能していることを示唆していた。この咀嚼嚥下は日常の食事活動であり、嚥下反射遅延の結果誤嚥が起きているわけではないので、誤嚥を生ずるのは嚥下反射の遅延という概念から、現在は嚥下における気道防御の重要性が再認識されている。嚥下造影法では、喉頭(声帯とその周辺領域)を観察することは、十分なコントラストが得られないため喉頭による気道防御機構を明らかにすることは困難であった。尚、最新の320列Area DetectorCTでは、声帯閉鎖と喉頭前庭閉鎖がほぼ同時に生じていることが明らかになってきている。咽頭期に咽頭収縮の認められない脳幹・小脳梗塞の症例では、嚥下内視鏡において喉頭閉鎖機能の観察が可能であるが、声帯の内転は認められが仮声帯の内転・喉頭蓋の翻転が認められない場合、食の形状・量において制限された条件下でないと誤嚥を生じることが認められた。気道防御は複数の閉鎖機能が働いて、より完全な防御機能が機能するということが示唆された。

最新の320列Area DetectorCTを使用した研究では、とろみの付いた液体(thick liquid)では、声帯閉鎖と喉頭前庭閉鎖がほぼ同時に生じ、その後喉頭蓋が翻転しているのに対し、さらさらした液体(thin liquid)では、とろみの付いた液体とは順序が異なり、まず声帯閉鎖が生じその後に喉頭前庭閉鎖、さらにその後に喉頭蓋翻転が生じていることが明らかになってきており、咽頭期ではあるが嚥下する食の状態により、非常に柔軟に気道の保護機能を変化させていることが報告されている。咽頭期に咽頭収縮の認められない脳幹・小脳梗塞の症例では、嚥下内視鏡において喉頭閉鎖機能の観察が可能であるが、喉頭挙上・食道入口部の開大が認められるにもかかわらず声帯の内転は認められるが仮声帯の内転・喉頭蓋の翻転が認められない、あるいは喉頭口の閉鎖が認められない場合に、食の形状・量において制限された条件下でないと誤嚥を生じることが認められ、そのため極めて制限された条件下でのみ経口摂取が許容されるということが生じていた。
等質空間上の経路積分

リー群の表現論は数理物理学の発展に伴い、場の量子論への応用にも進展しつつある。岡本と土井はKirillov-Kostant理論によるユニタリ表現のファイマン経路積分による構成について研究した。Borel-Weil理論は半単純リー群の既約表現の構成法として旗多様体上の正則直線バンドルの正則な切断のなすヒルベルト空間上への群の作用を考えるものであり、これは経路積分におけるコヒーレント表現に対応している。岡本はBorel-Weil理論による表現をファイマン経路積分により構成することに成功しその成果を論文として発表した。松本は3次元多様体および4次元多様体の不変量と位相場の理論を研究したが、これらの不変量は可解格子模型やヤンバクスターの解からも構成することが可能であることを示した。大春はバナッハ空間における解析的半群の非線形摂動の問題を非線形半群の理論の立場から取り扱い、これに対する半線形発展方程式の解作用素が存在するための必要十分条件を与えることを試みて多くの結果を得た。竹中は理論物理学と関連する量子場の理論等について研究し、自明ではない自己相似安定場の具体的構成に成功したが、この構成法より得られた安定場が驚くべき決定性を持つことがわかってきた。そこでこの型の確率場の研究をおこない、標準表現について著しい結果を得た。前田はBalayage空間の共役性について定義しその性質を調べ、4種類の共役の定義が互いに同値であることを示した。小池は種々の表現論的な観点からトンプソン級数間の関係式が統一的に見出されるというコンウィイとノートンの予想(ムーン・シャインとよばれる)のひとつであったレプリケーション公式の証明に成功した。この応用としてトンプソン級数の間の合同式について新しい発見をした。これは新しい学際的な分野なので群論、表現論、物理数学などのいろいろな分野の人が参画して謎の解明に取りくんでいる。
廃用性筋萎縮における伸張運動効果-放射性トレーサーによるモニタリング-

本研究は廃用性筋萎縮の予防及び治療に用いられている持続的伸張運動と間歇的伸張運動による運動療法の効果を201Tlトレーサー法で検討した。その結果、持続的伸張運動も血流を促すが間歇的伸張運動より速効性がやや劣ることが判明した。また伸張運動の方法、強度、頻度によって血流の改善部位(筋の近位、中間位、遠位)が変化することが示唆されたが、これらの伸張運動法の廃用性筋萎縮予防効果に関する有意な違いは認められなかった。本研究の目的は間歇的伸張法と持続的伸張法を、筋血流量の観点から比較し、その違いを調査した。810週齢のWistar系雄ラット(n=5)を用い、両後肢のヒラメ筋・足底筋・腓腹筋・長指伸筋を対象とした。55匹のラットを対照群(C群)と伸張群に振り分け、伸張群はさらに後述する伸張方法で間欲的伸張群と持続的伸張群に振り分けた。間歇的伸張群は血流量測定時刻をずらし、伸張直後(IS0群)、5分後(IS5群)、10分後(IS10群)、15分後(IS15)、30分後(IS60)に分けた。持続的伸張群も同様に振り分け、伸張直後(CS0群)5分後(CS5)、10分後(CS10)、15分後(CS15)、30分後(CS30)とした。間歇的伸張刺激は、10秒間伸張・10秒間弛緩のサイクルで20分間行い、持続的伸張刺激は20分間連続で伸張刺激を与えた。^<201>TlClトレーサーの腹腔投与30分後に安楽死を行い、両側の後肢筋肉群内の5つの筋を摘出し、オートウェルガンマカウンターで放射能測定を行い、オートラジオグラフィー法で筋内のタリウム集積のイメージングを得た。対照群において、ヒラメ筋の取り込み率は長指伸筋より有意に高かった。間歇的伸張群では、IS0群とIS5群において、ヒラメ筋の取り込み率が他の3筋より有意に増加していた。IS10、IS15群、IS30群では群内に有意な差は見られなかった。持続的伸張群では、CS5群とCS10群において、ヒラメ筋の取り込み率が他の3筋より有意に増加していた。CS0、CS15群、CS30群では群内での有意差は見られなかった。ARGで得られた^<201>T1の分布はガンマカウンターの結果と同様、ヒラメ筋の取り込み率が高いことが示唆された。また腓腹筋深部への取り込み率が高いことも観察された。間歇的伸張法では、持続的伸張法よりも血流促進効果が早く出現するという結果となった。本実験の目的は、異なるストレッチ強度および頻度が廃用性萎縮筋の血流動態に与える影響を検討することとした。Wistar系雄ラットを無作為に対照群(C群)、3週間の後肢懸垂を行う群(HS群)、および後肢懸垂開始2週目から2週間伸張運動を行うA3群(自重の50%の負荷、週3回)、A5群(自重の50%の負荷、週5回)、B3群(最大背屈位まで伸張、週3回)、B5群(最大背屈位まで伸張、週5回)に区分した。実験期間終了後^<201>TlClトレーサーを投与し、その30分後に両後肢のヒラメ筋(Sol)・足底筋(Pla)・腓腹筋(Gas)・長指伸筋(EDL)・前脛骨筋(TA)を解剖摘出した。右後肢筋は湿重量を測定後、放射濃度測定をおこなった。また左後肢筋は凍結試料とし、オートラジオグラフィー法(ARG)によって、近位・中間・速位における^<201>TlClの取り込みの濃度を測定した。各群間での筋の相対重量比の比較、群内での筋ごとの^<201>TlCl取り込み率、部位別の^<201>TlCl取り込み率を比較した。C群にくらべ、全群で体重およびヒラメ筋の相対重量比が有意に低下していた。PlaもSolと同様の傾向をしめした。EDLでは、C群と比べて、HS群・A5群・B3群で有意に増加していた。放射濃度測定の結果では、C群では他の4つの筋に対してSolの取り込み率が有意に高い結果であった。B5群ではPlaに対するSolの取り込み率が有意に高い結果となった。ARGによって行われた部位別比較では、C群Solでは近位部の取り込み率が有意に高いが、HS群、A5群、B5群では近位部の取り込み率が低下した。A3群、B3群では異なる傾向をしめした。

Plaにおいては、Con群では中間部の取り込み率が最も高かったが、その他の群では近位<中間<遠位の分布を示した。EDLでは全群で、遠位部の取り込み率がもっとも高く、近位部が低い結果となった。本実験の目的は、廃用性筋萎縮モデルラットを用いて、伸張運動(ストレッチ)による筋の活性をタリウムー201トレーサー法と並行に細胞の増殖活性を蛋白質レベルで調査することとした。Wistar系雄ラットを無作為に対照群(C群)、2週間の後肢懸垂を行う群(HS群)、後肢懸垂開始から2週間持続的伸張運動を行うCS群(足関節の最大背屈位を15分間、週5回)および後肢懸垂開始から2週間間歇的伸張運動を行うIS群(足関節の最大背屈位を1分間に2回の頻度で15分間、週5回)に区分した。実験期間終了後、塩化タリウムー201トレーサーを投与し、その30分後に両後肢のヒラメ筋(Sol)と長指伸筋(EDL)を解剖摘出した。右後肢筋は湿重量を測定後、放射濃度測定を行い、オートラジオグラフィー法(ARG)によって、近位・中間・遠位における201Tlの取り込みの濃度を測定した。また左後肢筋はReal Time PCR法による遺伝子発現(MyoD, MuRF1,Atrogin1)の分析を行った。ヒラメ筋全体のタリウムー201トレーサーの取込率は、HS群と比較して、IS群とCS群では有意に高値を示した。ヒラメ筋の部位別取込率は、すべての部位に有意差があったものの、IS群では近位と中間位、CS群では近位と遠位で高い傾向にあった。遺伝子発現レベルでは伸張運動法による差は認められなかった。しかし、HS群及びC群と比較して伸張運動を行った群(IS群とCS群)は筋細胞の分化を活性するMyoDの発現量が多く、筋タンパク分解を誘導するMuRF1とAtrogin1の発現量は低くなる傾向であった。伸張運動方法や伸張運動の強度及び頻度がラット後肢筋群の廃用性萎縮に及ぼす影響を放射性トレーサーによる筋血流の評価を行うことができたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は廃用性筋萎縮モデルラットを用いて伸張運動による血流動態をトレーサー法で行い、並行して細胞の増殖活性を蛋白質レベルで調査し、廃用性筋萎縮の予防に適切な伸張運動法を検証する。
血管におけるNO合成酵素の誘導機構の解明

本年度の研究で以下の3点を明かにした。1エンドトキシンやサイトカインによってNO合成酵素(Nirtic oxide synthase)が誘導されるがその機構は不明である.本年度の研究で、血管平滑筋でインターロイキン-1などのサイトカインがNO合成酵素を誘導することを明かにし,さらに誘導に至る情報伝達経路にチロシンキナーゼによる蛋白のリン酸化が関わっていると考えられる結果を得た。また,リュウマチに効果のあるクロズルの有効成分トリプトキノン誘導体もNO合成酵素の誘導を阻止することを発見し、トリプトキノン誘導体の抗リュウマチ効果とサイトカインおよびチロシンキナーゼの関連も明かにした。2血管内皮細胞におけるNO産生は、活性物質による受容体刺激細胞内のCaストア-の枯渇細胞外からCaの流入NO合成酵素の活性化NOの産生という一連の経路があり,受容体刺激からCaの流入に至るシグナル伝達経路にチロシンキナーゼによる蛋白のリン酸化経過が含まれているとの推論を得るに至った.さらにNO合成酵の誘導に関与するチロシンキナーゼと,Ca流入に関与するチロシンキナーゼは異なったタイプであることも明かにした。3血管内皮のconstitutive typeのNO合成酵素は誘導されないとされていた.しかし私達はエンドセリン-3とPAFによる血管拡張反応,cGMP産生,培養細胞NO_2^<-->の蓄積を指標にして,mRNA合成阻害剤、蛋白合成阻害剤、チロシンキナーゼ阻害剤、免疫抑制剤、サイトカイン類、エンドトキシンを組み合わせてconstitutive typeの酵素も誘導されるという新しい仮説を提示した。これらの研究結果をもとに第68回日本薬理学会年会のシンポジウムで"NOと情報伝達"をオ-ガナイズしている。
DNA修復関連因子を利用したDNA損傷検出系の開発

1)リコンビナント修復関連因子の調製と各因子に対するモノクローナル抗体の作製当初、本研究で使用する修復関連因子としてDNA末端に結合するKu抗原、ミスマッチ塩基対に結合するMutS、バブルやループ構造に特異的に切断を入れるXPGやXPF-ERCCI等を想定したが、今年度はXPG,XPF-ERCC1に加えて、ヌクレオチド除去修復のDNA損傷結合因子であるXPA、XPC-hHR23Bをリコンビナントタンパクとして調製した(MutSは市販)。XPA以外は全てバキュロウィルス/昆虫細胞高発現系を利用し、XPA、XPF、ERCC1にはヒスチジン(His)のタグを付けた。一方、各因子に対するモノクローナル抗体は、抗XPGと抗ERCC1抗体(2種ずつ)を昨年度までに、抗XPA(3種)と抗XPC(1種)抗体を今年度新たに樹立した(抗His抗体は市販)。2)キャピラリー電気泳動法を用いたDNA損傷検出系の開発本研究では、修復関連因子とそれらに対する特異抗体、ならびにキャピラリー電気泳動装置を利用したDNA損傷検出系の開発を目指した。そこでまず、これまでに作製したシクロブタン型ピリミジン二量体に対するTDM-2モノクローナル抗体を利用して条件設定を試みた。紫外線(0-10J/m^2)を照射された細胞から抽出したDNA(熱変性したもの)をTDM-2抗体、Alexa^<TM>488で標識された抗マウスIgG(H+L)2次抗体と反応させた後、ノンコテーィリングシリカキャピラリーで分離した。488nmのアルゴンイオンレーザーで2次抗体の蛍光を検出したところ、DNA-TDM-2抗体-2次抗体の複合体に由来すると思われるピークが検出され、その面積は紫外線線量に依存して増加した。本年度は抗体を用いた予備実験しかできなかったが、キャピラリー電気泳動法を用いてDNA損傷を検出できる見通しが立ったため、今後は調製した各種修復関連因子と抗体を利用することにより、様々なDNA損傷の検出系へと応用していく予定である。