hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ソフトマテリアル場における生体金属モデル錯体の挙動　触媒機能に対する反応場の影響

遷移金属イオンを活性中心としている酵素(金属酵素)の生体機能メカニズムの解明のために、活性中心をモデル化した生体金属モデル錯体を合成し、その電子構造と反応性を調べられている。その際に生体金属モデル錯体を取り巻く環境が構造と反応性に及ぼす影響についての検討はこれまで少なく未知の領域である。そこで、本研究では、ソフトマテリアルに着目し、ソフトマテリアル内に存在する生体金属モデル錯体の構造と機能の解明によって、金属酵素の活性中心金属の第二配位圏および活性中心金属の周辺環境の効果の解明を目的とした。生体金属モデル錯体として、亜硝酸イオンを還元する反応を触媒することが明らかにになっている銅含有亜硝酸還元酵素の基質還元部位モデル錯体を用いた。また、ソフトマテリアルとして、コラーゲン、ナフィオン、リポソーム、キトサンを成分とする物質を利用した。測定方法として主に電気化学における電極修飾法を応用した触媒活性評価装置を自作して行った。その結果、ソフトマテリアルが反応場として生体金属モデル錯体に及ぼす影響として、媒質としての性質(極性、粘性、導電性)のうち、特に、イオン性物質の移動度に関係のある導電性が重要要因であることを見いだした。この結果は、生体金属酵素の機能効率において、活性中心の第第二配位圏およびその周辺環境は活性中心への電子の授受を制御していることを意味している。それにより、活性中心の金属イオンを直接酸化還元するのでなく、反応場による酸化還元反応制御が生体金属では重要であることを明らかになった。生体金属モデル錯体がソフトマテリアル内に存在するとき、ソフトマテリアルが反応場として生体金属モデル錯体に及ぼす構造や反応性の影響を明らかにすることを目的として、平成24年度は、ソフトマテリアル媒質中に生体金属錯体を分散し、分散条件と物性の相関性を検討した。また、従来の固体表面系における分散条件も検討し考察を行った。ソフトマテリアルの成分として、コラーゲン、ナフィオンの2種類を用いた。構造蛋白質であるコラーゲン、導電性人工高分子であるナフィオンについて、触媒機能を有する生体金属モデル錯体の分散は良好であることがわかった。また、ゲル状フィルムを金属表面へ固定した修飾電極を作成した。生体金属錯体の分散およびゲル状フィルムの作成条件、金属表面に固定する条件の精密化を行い、最適化がほぼ完成した。一方、金属表面に生体金属錯体を直接結合させる方法も確立した。その結果、高密度に集積した場合、生体金属錯体どうしが干渉を起こしていることがわかった。生体金属錯体に類似構造を持つ修飾有機物質を添加することにより、この干渉が軽減し、各錯体分子の触媒機能が向上することを見つけた。以上より、次年度の研究計画への準備段階が整った。生体金属モデル錯体がソフトマテリアル内に存在するとき、ソフトマテリアルが反応場として生体金属モデル錯体に及ぼす構造や反応性の影響を明らかにすることを目的として、平成25年度は、媒質となりうるソフトマテリアルの検索実験を行った。生体金属モデル錯体の分散条件については平成24年度までに確立しており、媒質としての適正条件を決定する必要がある。特に、イオン性物質の移動度に関係のある導電性が重要な要因となることを見いだした。本来ならば今年度中に研究を完了する予定であったが、研究状況の諸事情により1年延期することとした。生体金属モデル錯体がソフトマテリアル内に存在するとき、ソフトマテリアルが反応場として生体金属モデル錯体に及ぼす構造や反応性の影響を明らかにすることを目的として、平成23年度は、生体金属錯体を包有するソフトマテリアルの分子設計および調製を行った。また、従来の溶媒系や固体表面系との相違について考察を行った。ソフトマテリアルの成分として、コラーゲン、ナフィオン、リポソーム、キトサンの4種を試みた。構造蛋白質であるコラーゲン、導電性人工高分子であるナフィオンについては、触媒機能を有する生体金属モデル錯体の分散・固定化に成功した。また、ゲル状フィルムの調製に成功し、電極表面への修飾を実現した。しかし、当初予定していた脂質であるリポソームと糖質であるキトサンについては、水系への溶解性が問題となり、今後の課題を残すこととなった。リポソームに関しては、研究計画当初予定していなかった新しい手法GUV(巨大成層ベシクル)法を応用することで、生体金属錯体含有ゲルフィルムの作成ならびに電極表面への固定を実現できる可能性がわかった。現在は、作成条件の精密化を行っている段階である。また、キトサンに関しては、キトサンに化学修飾を施すことにより、ゲル化を実現できることがわかってきた。ソフトマテリアルに分散・固定する還元触媒機能性金属錯体については、当初の予定どおり、置換基を導入した十数種類の誘導体の合成を完了した。また、各置換基が及ぼす錯体の電子構造への影響についても系統的に分類し、構造解析および酸化還元電位の観測を行った。金属イオンへの配位環境変化が電子的および立体障害的に起こっていることが判明した。

生体金属モデル錯体として、亜硝酸イオンを還元する反応を触媒することが明らかにになっている銅含有亜硝酸還元酵素の基質還元部位モデル錯体を用いた。また、ソフトマテリアルとして、コラーゲン、ナフィオン、リポソーム、キトサンを成分とする物質を利用した。測定方法として主に電気化学における電極修飾法を応用した触媒活性評価装置を自作して行った。その結果、ソフトマテリアルが反応場として生体金属モデル錯体に及ぼす影響として、媒質としての性質(極性、粘性、導電性)のうち、特に、イオン性物質の移動度に関係のある導電性が重要要因であることを見いだした。この結果は、生体金属酵素の機能効率において、活性中心の第第二配位圏およびその周辺環境は活性中心への電子の授受を制御していることを意味している。それにより、活性中心の金属イオンを直接酸化還元するのでなく、反応場による酸化還元反応制御が生体金属では重要であることを明らかになった。ソフトマテリアル場として、当初計画していた構造蛋白質、導電性人工高分子への生体金属錯体の分散条件の最適化について、計画どおり実施できた。また、生体金属錯体の金属表面への直接結合条件の最適化も実現した。しかし、脂質および糖質をソフトマテリアルとして用いた場合の検討については、必ずしも計画通りの進捗ではない。その遅れている分は、平成25年度中に、十分取り戻すことができると考えている。反応場としてのソフトマテリアルの適正条件の検索を行い、重要な要因を見いだすことができたことに関しては計画通りである。しかし、最終的な目的である反応場形成については、未だ十分な結論が得られていない。本来ならば今年度中に完了する予定であったが、研究環境の諸事情により1年研究を延期した。そのため、当初予定よりも遅れていると判断した。ソフトマテリアル場の形成において、当初計画していた手法を検討したところ、構造蛋白質、導電性人工高分子は、計画どおり実施できた。しかし、脂質および糖質では、水への溶解性の問題が発覚した。そのため、必ずしも、計画通りの進捗ではない。しかし、その問題解決方法を平成23年度内に見つけ出した。その遅れている分は、平成24年度中に、十分取り戻すことができると考えている。平成24年度で得られたソフトマテリアルの作成および生体金属錯体の分散条件の知見に基づき、各種の置換基を導入した還元触媒機能性錯体を用いて、当初の計画どおり、反応場としてのソフトマテリアルの効果を求める予定である。新たに作成したソフトマテリアル場における錯体の電子構造の解析を行い、祖ストマテリアルが及ぼす構造的効果を明らかにすることで、錯体の触媒機能に関する構造要因を議論する予定である。この進捗は当初の計画どおりである。これらの検討により、本研究の目的である「生体金属モデル錯体の触媒機能に対するソフトマテリアルの反応場としての影響」を解明し、高機能を発揮するソフトマテリアル場の開発を目指す。
共鳴X線散乱法による多重極子秩序形成過程の観測と実験設備の高度化

共鳴X線回折(RXS)実験に関しては、昨年度得られたSmPd3S4について解析および追加実験を行なった。相転移以下で磁気散乱以外の多重極子秩序成分が存在し、結晶構造も低対称化していることも明らかになった。TbPd3S4については、低温での相転移に伴う共鳴信号を得ることができている。2019年度には偏光実験を行い、秩序変数を絞り込む予定である。本課題では、RXS実験による秩序形成過程のミクロな観測のほかに、PdをPtやAgで置換した試料の作製及びその磁化や電気抵抗、比熱測定を行っている。2018年度はPr(Pd,Pt)3S4の物性測定を重点的に行う予定であったが、まずはRPd3S4系でのPtやAg置換効果を明確にすることが重要であると考え、急遽Gd(Pd,Pt)3S4, Gd(Pd,Ag)3S4の試料作成と物性測定を進めた。GdPd3S4は単純な磁気秩序を示す物質である。Pt置換に関しては置換に対して磁気転移温度の置換依存性はほとんどなく、当初の予想通り、磁気相関にほとんど影響を与えないことを確認できた。この結果とCe(Pd,Pt)3S4で強磁性秩序とO20型四極子秩序の同時相転移温度がPt置換により6.3Kから1.9Kへ低下した結果を比較すると、CePd3S4の相転移の主要因はO20型四極子秩序であることは明らかである。また、今年度はCePd3S4の圧力下磁化測定も行なった。CeはPt置換でも格子定数の収縮が確認できたため、圧力下実験でもPt置換と同様の物性変化を期待した。現状、3GPa程度までの圧力実験を行なったが、期待に反して相転移温度は圧力により上昇した。また、Ceへの圧力効果はc-f混成効果の増強を促すことが多く、Pt置換による近藤温度の上昇も確認している。2019年度は圧力下電気抵抗測定を行い、近藤温度の圧力依存性も確認する。秩序形成過程のミクロに調べるRXS実験に関しては、DyPd3S4の実験を行なっていないが、SmPd3S4の共鳴信号解析およびTbPd3S4の共鳴信号の確認ができており、概ね順調である。一方、Ce(Pd,Pt)3S4及びCe(Pd,Ag)3S4の単結晶化に関しては、様々な手法を試みているが成功していない。しかし、Pr(Pd,Pt)3S4、Gd(Pd,Pt)3S4 , Gd(Pd,Ag)3S4などその他のRPd3S4に対する置換効果の実験に関しては問題なく進めており、順調である。今年度はPd置換の磁気相関への効果をはっきりさせることができた。これらの実験結果の解釈を進め、2019年度に発表予定である。圧力化測定に関しても、今年度は3GPaまで測定が進んでおり、概ね順調である。研究計画に関して、特に大きな変更の予定はない。当初計画では2018年度にDyPd3S4, 2019年度にTbPd3S4のRXS実験の予定であったが2018年度にTbPd3S4のRXS実験を行なったが、この変更は計画に大きな影響を与えない。しかし、2019年度にSPring-8の実験ビームラインで装置の移動があるため、DyPd3S4のRXS実験は最終年度(2020年度)になる可能性がある。今年度はSmPd3S4の共鳴X線回折(RXS)実験を行い、低温(TN<2.6 K)における秩序に伴う共鳴信号を得ることができた。現在、秩序変数を決定すべく、その共鳴信号の解析を行っている。このSmPd3S4のみならず、来年度以降にDyPd3S4やTbPd3S4のRXS実験も予定している。ほとんどの希土類(=R)で多極子モーメントの秩序が予想されるRPd3S4の多極子秩序変数を系統的に調べることで、磁気秩序を引き起こす磁気双極子間相互作用(rank1)と四極子秩序を引き起こす電気四極子間相互作用(rank2)の関係など異なるrankの多極子間相互作用の関係を明らかにする。一方、RPd3S4系においては、RXS実験による秩序形成過程のミクロな観測のほかに、PdをPtやAgで置換した試料の作製及びその磁化や電気抵抗、比熱測定を行っている。これは、置換により、異なるrankの多極子間相互作用の関係を変化させ、物性への寄与を明らかにすることを目的としている。これまで、Ce(Pd,Pt)3S4系で母体のCePd3S4とは全く異なる反強磁性強磁性秩序を発見したが、今年度はPt置換ではなくCe(Pd,Ag)3S4の試料作製及び物性測定を行った。その結果、Ce(Pd,Ag)3S4の物性はCe(Pd,Pt)3S4と似た置換依存性を示した。Ce(Pd,Pt)3S4で得られた反強磁性秩序は現れなかったが、Agの置換が30%まで進めば、反強磁性秩序が現れそうな置換依存性であった。また、PtとAgは化合物中で各々2価と1価イオンとして存在するはずであるが、物性への寄与に差異は現れなかった。

また、四極子秩序温度の置換依存性は、置換率や格子の膨張率に依存しておらず、CePd3S4の四極子秩序が何に依存しているかは未だ不明である。秩序形成過程のミクロに調べるRXS実験に関しては、解析に遅れがあるものの、共鳴信号を得ることができ順調である。一方、Ce(Pd,Pt)3S4及びCe(Pd,Ag)3S4に関しては、その物性測定によりCePd3S4の四極子秩序が置換率や格子の膨張率に依存していないことがわかったが、単結晶育成には成功していない。単結晶を得ることができれば、RXS実験により多極子秩序変数の変化を明らかにできるため、引き続き単結晶育成を試みる。しかし、Ce(Pd,Pt)3S4及びCe(Pd,Ag)3S4の研究に関しては、論文投稿等の成果発表を除き現状で90%程度完了しており、今後のPr(Pd,Pt)3S4などとの比較が重要になってくる。そのPr(Pd,Pt)3S4は今年度計画に試料作製と物性測定を据えていた。こちらは多結晶試料の作製を終えており、現在物性測定を進めている。やや遅れている部分もあるが、特に問題なく進めている。一方、高圧下のRXS実験を見据え、今年度は磁化測定の圧力セルを購入した。本格的な運用は来年度以降である。高圧に関する実験環境整備は特に遅れはない。共鳴X線回折(RXS)実験に関しては、昨年度得られたSmPd3S4について解析および追加実験を行なった。相転移以下で磁気散乱以外の多重極子秩序成分が存在し、結晶構造も低対称化していることも明らかになった。TbPd3S4については、低温での相転移に伴う共鳴信号を得ることができている。2019年度には偏光実験を行い、秩序変数を絞り込む予定である。本課題では、RXS実験による秩序形成過程のミクロな観測のほかに、PdをPtやAgで置換した試料の作製及びその磁化や電気抵抗、比熱測定を行っている。2018年度はPr(Pd,Pt)3S4の物性測定を重点的に行う予定であったが、まずはRPd3S4系でのPtやAg置換効果を明確にすることが重要であると考え、急遽Gd(Pd,Pt)3S4, Gd(Pd,Ag)3S4の試料作成と物性測定を進めた。GdPd3S4は単純な磁気秩序を示す物質である。Pt置換に関しては置換に対して磁気転移温度の置換依存性はほとんどなく、当初の予想通り、磁気相関にほとんど影響を与えないことを確認できた。この結果とCe(Pd,Pt)3S4で強磁性秩序とO20型四極子秩序の同時相転移温度がPt置換により6.3Kから1.9Kへ低下した結果を比較すると、CePd3S4の相転移の主要因はO20型四極子秩序であることは明らかである。また、今年度はCePd3S4の圧力下磁化測定も行なった。CeはPt置換でも格子定数の収縮が確認できたため、圧力下実験でもPt置換と同様の物性変化を期待した。現状、3GPa程度までの圧力実験を行なったが、期待に反して相転移温度は圧力により上昇した。また、Ceへの圧力効果はc-f混成効果の増強を促すことが多く、Pt置換による近藤温度の上昇も確認している。2019年度は圧力下電気抵抗測定を行い、近藤温度の圧力依存性も確認する。秩序形成過程のミクロに調べるRXS実験に関しては、DyPd3S4の実験を行なっていないが、SmPd3S4の共鳴信号解析およびTbPd3S4の共鳴信号の確認ができており、概ね順調である。一方、Ce(Pd,Pt)3S4及びCe(Pd,Ag)3S4の単結晶化に関しては、様々な手法を試みているが成功していない。しかし、Pr(Pd,Pt)3S4、Gd(Pd,Pt)3S4 , Gd(Pd,Ag)3S4などその他のRPd3S4に対する置換効果の実験に関しては問題なく進めており、順調である。今年度はPd置換の磁気相関への効果をはっきりさせることができた。これらの実験結果の解釈を進め、2019年度に発表予定である。圧力化測定に関しても、今年度は3GPaまで測定が進んでおり、概ね順調である。
トランスジェニック・マウスを用いた遺伝子の組織特異的発現機構の成立に関する研究

多細胞生物における形質発現や細胞分化の分子機構を明らかにするためには遺伝子の細胞種、組織特異的な発現の調節機構を解析する必要がある。チロシナーゼはメラニン合成の鍵酵素であり、アルビノ突然変異体においてはこの酵素をコードしている遺伝子に欠損がある。チロシナーゼ遺伝子の細胞種、組織特異的発現を検討するために、すでにクローン化しているマウスチロシナーゼのCDNAとゲノムのチロシナーゼ遺伝子5′側上流領域とを融合してミニ遺伝子を構築し、アルビノマウスの受精卵に導入したところ、野生型に近い形質をあらわす個体が得られ、この実験法が遺伝子の細胞種、組織特異的発現の研究目的に適しているという確証を得た。本研究においては系続発生上の細胞種、組織特異的遺伝子発現調節機構の成立過程を知るために、種々の脊椎動物のゲノムチロシナーゼ遺伝子から5′側上流領域をクローン化し、マウスチロシナーゼのCDNAと融合したミニ遺伝子を作製し、アルビノマウス受精卵に導入した。先づヒトチロシナーゼ遺伝子の5′側上流領域を用いた場合、その遺伝的背景から期待される野生型の形質をあらわす個体が得られ、その形質が子孫に比較的安定に伝達されるラインが樹立された。そのラインの個体で細胞レベルでの形質発現を検討したところ、メラニン合成という点では眼の色素上皮、脈絡膜および毛包色素細胞にのみ発現が観察された。しかし組織化学的ドーパ反応によってチロシナーゼが活性を検出すると、眼、毛包以外に腎臓においてもその発現が見られた。また、RT-PCR法によってチロシナーゼmRNAの存在を検出すると、広範な組織での発現が見られた。このことから、チロシナーゼ遺伝子の発現は転写段階のみでなく翻訳およびそれ以降の段階においても調節を受けているものと考えられる。現在ウズラ、スッポンの調節領域についても検討中である。1.チロレシ-ゼはメラニン合成の鍵酵素であり、アルビノ突然変異体においてはこの酵素をコ-ドする遺伝子に欠損がある。チロシナ-ゼ遺伝子の細胞種特異的発現を検討するために、すでにクロ-ン化しているマウスチロシナ-ゼcDNAとゲノムのチロシナ-ゼ遺伝子5'側上流領域とを融合してミニ遺伝子を構築しアルビノ受精卵に導入したところ野生型に近い形質をあらわす個体が得られ、この方法が研究目的に好適であることの確証を得た。2.さらにチロシナ-ゼ遺伝子の系統発生上の細胞種特異的発現調節機構の成立追程を知るたるに、ウズラ(鳥類),スッポン(は虫類),ヤツメウナギ(円口類),ホヤ(原索動物)等のチロシナ-ゼ遺伝子をクロ-ン化し、それらの調節領域を比較しいてる。これらの中でウズラとスッポンの5'側調節領域の配列が明らかとなったので,マウスのチロシナ-ゼcDNAと融合してアルビノマウスの受精卵に導入した。その結果いづれの場合もメラニン合成能を持つが,特異的な発現パタンを示す個体を得ることに成功した。しかしながら,ウズラの実験では発育が不充分であり、スッポンの場合はファウンダ-個体から子孫を得ることが出来なかったので、遺伝子発現の解析は不充分である。この実験は現在も進行中である。3.一方、マウスの調節領域を用いた実験では複類のファンダ-マウスにおいて斑状の毛色をあらわすものが見られたので、これらをアルビノマウスと交配し、子孫におけるその発現の安定性を検討した。その結果、斑状の素発現パタン形成は遺伝することが明らかとなった。

イオシツハイブリダイゼ-ションによってそれらの導入遺伝子は第1染色体に組み込まれていることが分かった。現在それは位置効果によるものとの仮説のにもとづいて検討を進めている。多細胞生物における形質発現や細胞分化の分子機構を明らかにするためには遺伝子の細胞、組織特異的な発現の調節機構を解析する必要がある。チロシナーゼはメラニン合成の鍵酵素であり、アルビノ突然変異体においてはこの酵素をコードしている遺伝子に欠損がある。チロシナーゼ遺伝子の細胞、組織特異的発現を検討するために、すでにクローン化しているマウスチロシナーゼのcDNAとゲノムのチロシナーゼ遺伝子5'側上流領域とを融合してミニ遺伝子を構築し、アルビノマウスの受精卵に導入したところ、野生型に近い形質をあらわす個体が得られ、この方法が遺伝子の細胞、組織特異的発現の研究目的に適しているという確証を得た。本研究においては系統発生上の細胞、組織特異的遺伝子発現調節機構の成立過程を知るために、種々の脊椎動物のゲノムチロシナーゼ遺伝子から5'側上流領域をクローン化し、マウスチロシナーゼのcDNAと融合したミニ遺伝子を作製し、アルビノマウス受精卵に導入した。先づヒトチロシナーゼ遺伝子の5'側上流領域を用いた場合、その遺伝的背景から期待される野生型の形質をあらわす個体が得られ、その形質が子孫に比較的安定に伝達されるラインが樹立された。そのラインの個体で細胞レベルでの形質発現を検討したところ、メラニン合成という点では、眼の色素上皮、脈絡膜および毛包色素細胞にのみ発現が観察された。しかし、組織化学的ドーパ反応によってチロシナーゼ活性を検出すると、眼、毛包以外に腎臓においてもその発現が見られた。また、RT-PCR法によってチロシナーゼmRNAの存在を検出すると、広範な組織での発現が見られた。このことから、チロシナーゼ遺伝子の発現は転写段階のみでなく、翻訳およびそれ以降の段階においても調節を受けているものと考えられる。現在ウズラ、スッポンの調節領域についても検討中である。
中世神社における「社家」の成立とその構造-「社家」論構築のための基礎的研究-

本年度の研究では、中世神社「社家」を考えるための3つの側面、組織編成・権力構造・空間構成のうち、特にその権力構造の研究を進展させた。佛教史学会大会報告では、先行研究の論点整理を踏まえ、石清水や祇園を事例として、観応擾乱期における神社祠官の足利氏への戦勝祈祷が、祠官一族の対立状況のなかで将軍家への「軍忠」という政治的な効果をもたらし将軍家御師職として特権化されたことを明らかにし、社家の権力構造が政治や軍事の動向と密接に結びついていることを具体的に論じた。この成果は近く論文として公表される。石清水の組織編成に関しては、現在刊行準備中の史料集(尊経閣文庫所蔵石清水文書)解題執筆作業(現在継続執筆中)においてその概要を示すとともに、神宮文庫所蔵「当宮縁事抄」、肥前島原松平文庫所蔵「八幡証文」等の調査を行って未発見文書の収集・分析に努め、組織編成に関する具体的知見のさらなる拡充をはかった。空間構成については、国東半島の八幡別宮である伊美別宮、香々地別宮八幡社、さらに石清水領荘園の武多都神社(竹田津荘)、若宮八幡神社(八坂荘)を巡検し、社殿配置や社家のあり方に関する知見を得た。また筥崎宮(福岡市)に関しては、現地巡検と福岡県立図書館での地図類調査により社家屋敷配置に関する知見を得た。さらに中世史研究会に参加し、伊勢の権門都市としての性格について意見交換を行った。一方社家論の前提となる神社史の研究史に関して、従来は荘園史や民衆史の研究者として位置づけられていた西岡虎之助の、神社史研究との関わりを考察した「西岡虎之助の神社史研究」を発表した。本課題との関連では、宮地直一との関係を有していた西岡による社会経済史的視点からの神社史へのアプローチが、戦時中の思想統制等の影響からその後途絶えてしまったことを明らかにし、その影響は戦後歴史学での神社史研究の立ち遅れにもつながったことを論じた。
朝鮮時代の国土地理認識における「水経」の基礎的研究

申請者は朝鮮時代の国土地理観の核心は「人文と自然の合一」になると主張してきており、直近の発表では「水経」が両者の性質を兼備し、「合一」の媒介役と認識されている仮説を提示した。本研究はその仮説の立証を目的とし、申請者が今まで陸上交通史研究で培った歴史地理学的研究手法を、「水経」の復原と国土地理観の復原に応用する。同時に、不足する朝鮮時代の一次史料を補うため、『山経表』に倣って『水経表』を作成する。
細胞膜上のRGS8/8S反応複合体の分子生物学的解明

我々は、GPCR系の制御因子としてGαGAPの作用をもつRGSタンパクファミリーに注目して、特にRGS8とRGS8S(N端部9残基のみが異なる)をクローニングして解析を行ってきた。そして、RGS8が小脳プルキンエ細胞に特異的に高発現していること、Gαiファミリーに選択的に結合すること、さらに細胞内分布については、RGS8が、プルキンエ細胞で何らかの機構によって特定の細胞膜に存在することなどが判明した。また、Gq受容体シグナルの制御能を解析すると、RGS8が、Gαqとは結合性が低いにもかかわらず、各ムスカリンGq受容体に対して受容体選択的なGq抑制能を示し、M1系は抑制するが、M3系の抑制は弱いこと、さらにRGS8SはいずれのGq系にも制御能が弱いことなどが判明した。そこで、プルキンエ細胞では、RGS8は特定の細胞膜で受容体選択的なGq制御を行うために、その特異的N端を介してG蛋白質以外の分子と相互作用してRGS8反応複合体を形成し、またRGS8SはRGS8S反応複合体を形成して機能しているものと考えられた。これらの反応複合体の実体を明らかにすることが、本研究の目標である。そして平成17年までの本研究で、RGS8が、RGS8SにはないN端のMPRR(69残基)の配列をコアにM1ムスカリン受容体などの特定の受容体の第三細胞内ループ(i3)に直接結合し、その直接結合がRGS8の示す調節能にM1受容体への選択的を与える重要な機構であることを、結合実験、BRET解析、電気生理解析で明らかにした。そこで、18年度は、直接結合出来ない受容体系については、どのような機構でRGS8は受容体を選択して調節するか、我々は、未知の因子を介した受容体の間接認識の機構を想定して、新規仲介因子の探索を行った。RGS8をバイトに、イーストTwo-hybrid法で小脳を検索した。すると、25個の陽性クローンが単離され、配列を決定していくとその中に足場蛋白質Spinophilin(SPL)が見出された。SPLは、幾つかの受容体に特異的に結合する事が報告されている足場タンパクである。そこで、まずこのSPLに注目して、SPLのGST融合蛋白質を作成し、これにRGS8と8Sの組み換え蛋白質を反応させ共枕しうるかどうか、結合性を検討した。結果、SPLがRGS8結合性を持っていること、さらにRGS8Sへは殆ど結合しないことが判明した。そこで、RGS8の各種N端欠失変異体を作成して検討した結果、RGS8は前述のM1受容体結合に使うMPRRで、SPLにも結合する事などが明らかになった。これらの知見は、これまでの研究成果を大きく進展させ、「RGS8は、細胞膜上でSPLの関与如何によって制御する受容体がスイッチする複合体システムを持っている」という全く新しい機構を示唆することになった。我々は、GPCR系の制御因子としてGαGAPの作用をもつRGSタンパクファミリーに注目して、特にRGS 8とRGS 8S(N端部9残基のみが異なる)をクローニングして解析を行ってきた。そして、RGS 8が小脳プルキンエ細胞に特異的に高発現していること、Gαiファミリーに選択的に結合すること、さらに細胞内分布については、RGS 8が、プルキンエ細胞で何らかの機構によって特定の細胞膜に存在することなどが判明した。また、Gq受容体シグナルの制御能を解析すると、RGS 8が、Gαqとは結合性が低いにもかかわらず、各ムスカリンGq受容体に対して受容体選択的なGq抑制能を示し、M1系は抑制するが、M3系の抑制は弱いこと、さらにRGS8SはいずれのGq系にも制御能が弱いことなどが判明した。そこで、プルキンエ細胞では、RGS 8は特定の細胞膜で受容体選択的なGq制御を行うために、その特異的N端を介してG蛋白質以外の分子と相互作用してRGS 8反応複合体を形成し、またRGS 8SはRGS 8S反応複合体を形成して機能しているものと考えられた。本年度は、RGS 8が細胞膜上でGタンパク質以外のどのようなGqシグナル関連情報因子と相互作用しているのかについて、以下の研究成果を得た。(1)カルモジュリン(CaM)について共枕実験を行って解析した結果、Ca^<2+>依存的にRGS8がCaMに結合することが判明し、さらにRGS 8SはCaM結合性が低いことが明らかになった。このことから、RGS 8の特異的なN端配列にCa^<2+>-CaMが結合する機能があることが示された。(2)受容体との直接の反応性を組換え蛋白質を用いた共枕実験で解析した。すると、RGS 8がGq共役のM1とM3のムスカリン受容体の第三細胞内ループ(i3)に結合することが判明し、特にM1へは高い結合性が検出された。一方、Gi共役のM2受容体のi3へは、RGs8は全く結合しないことが明らかになった。また、RGS 8Sについては、いずれの受容体への結合性もRGS 8に比べ弱いことが判明した。そこで、このRGS 8の受容体結合性についてBRET解析を行い、実際の生細胞内で本当に結合しているかどうか検討した。

結果、RGS 8はM1に結合しているのに対して、RGS8Sは殆ど結合していないことが示された。またさらに、RGS 8のN端側の欠失変異体を作成して、RGS 8が受容体を認識する部位をサーチし、N端69残基の配列(MPRR)がM1受容体認識に重要であることを明らかにした。そこで、この配列の連続したR残基に注目してその両残基をAに置換した変異体を作成したところ、Mli3への結合能が激減することが明らかになった。このように、RGS8のN端を介した受容体への直接結合の分子基盤が明らかになってきた。今後は、RGS 8とGq受容体の結合の生理的意義、RGS 8のN端へのCaM結合とGq受容体結合の相互関係、さらにGAP能との相互作用を明らかにして、複合体の実体とその機能発現の機構を解明していく。また、RGS 8Sには、未知のパートナーが存在する事が十分期待され、その複合体の解明が必要である。我々は、GPCR系の制御因子としてGαGAPの作用をもつRGSタンパクファミリーに注目して、特にRGS8とRGS8S(N端部9残基のみが異なる)をクローニングして解析を行ってきた。そして、RGS8が小脳プルキンエ細胞に特異的に高発現していること、Gαiファミリーに選択的に結合すること、さらに細胞内分布については、RGS8が、プルキンエ細胞で何らかの機構によって特定の細胞膜に存在することなどが判明した。また、Gq受容体シグナルの制御能を解析すると、RGS8が、Gαqとは結合性が低いにもかかわらず、各ムスカリンGq受容体に対して受容体選択的なGq抑制能を示し、M1系は抑制するが、M3系の抑制は弱いこと、さらにRGS8SはいずれのGq系にも制御能が弱いことなどが判明した。そこで、プルキンエ細胞では、RGS8は特定の細胞膜で受容体選択的なGq制御を行うために、その特異的N端を介してG蛋白質以外の分子と相互作用してRGS8反応複合体を形成し、またRGS8SはRGS8S反応複合体を形成して機能しているものと考えられた。これらの反応複合体の実体を明らかにすることが、本研究の目標である。そして平成17年までの本研究で、RGS8が、RGS8SにはないN端のMPRR(69残基)の配列をコアにM1ムスカリン受容体などの特定の受容体の第三細胞内ループ(i3)に直接結合し、その直接結合がRGS8の示す調節能にM1受容体への選択的を与える重要な機構であることを、結合実験、BRET解析、電気生理解析で明らかにした。そこで、18年度は、直接結合出来ない受容体系については、どのような機構でRGS8は受容体を選択して調節するか、我々は、未知の因子を介した受容体の間接認識の機構を想定して、新規仲介因子の探索を行った。RGS8をバイトに、イーストTwo-hybrid法で小脳を検索した。すると、25個の陽性クローンが単離され、配列を決定していくとその中に足場蛋白質Spinophilin(SPL)が見出された。SPLは、幾つかの受容体に特異的に結合する事が報告されている足場タンパクである。そこで、まずこのSPLに注目して、SPLのGST融合蛋白質を作成し、これにRGS8と8Sの組み換え蛋白質を反応させ共枕しうるかどうか、結合性を検討した。結果、SPLがRGS8結合性を持っていること、さらにRGS8Sへは殆ど結合しないことが判明した。そこで、RGS8の各種N端欠失変異体を作成して検討した結果、RGS8は前述のM1受容体結合に使うMPRRで、SPLにも結合する事などが明らかになった。
ロシアの東方拡大とムスリム支配機構の成立:18世紀後半のタタール人の役割

本研究は、16世紀半ば以降のロシアの東方拡大において、最初にロシアに吸収されたタタール・ムスリムに注目したものである。急速に領土を拡大した帝政ロシアで、タタール人は、ロシア正教に改宗した者はもちろん、ムスリムにとどまった者も、ロシア政府に少なからぬ影響を与えた。本研究においては、ロシア側が異教徒であるタタール人をどのように扱ったのかというロシア側の視点とともに、18世紀には主に商人やムスリム聖職者となってロシア政府に影響をおよぼしていたタタール人側の視点も取り入れることにより、いわば「ロシアのアジア性」の一面を明らかにし、さらに、多民族帝国としてのロシアの成り立ちを解明した。当該年度は、18世紀後半のタタール人と帝政ロシア政府との商業・宗教的側面における協力関係の考察に重点をおいて研究を進めた。6月に訪れたロシアのオレンブルク地方古文書館において、18世紀半ばから19世紀初頭にかけて、オレンブルクを中心に活躍したタタール商人の村、カルガルに関する行政文書を写真撮影し、夏以降12月にかけて、それらの文書の分析をおこなった。そして、その成果をスラブ研究センターにおける国際会議"AsiaticRussia:Imperial Power in Regionaland International Contexts"において、Tatarskaia Kargala in Russia's Eastern Policiesという報告にまとめて発表した。この報告は、タタール商人の村カルガルの、ロシアと中央アジアの接続点としての重要性を、文書史料に基づき実証的に明らかにしたものであり、ロシアの東方拡大のうち、中央アジアへの影響力の拡大過程の解明に資するとともに、ロシア政府とタタール商人との協力関係を明確にしたという点で、ロシア・中央アジア関係史に新たな視点をもたらすものだったと言うことができる。2月から3月にかけては、19世紀から20世紀にかけてのロシア語の出版物を豊富に所蔵していることで有名な、ヘルシンキの国立図書館を訪れ、モスクワやペテルブルクにおいては複写が厳しく制限されている諸資料について、数千枚の写真撮影をおこなった。その後、ヘルシンキからペテルブルクに移動し、開館したという噂のあった国立歴史古文書館を訪れたが、一般の閲覧室は未だ開放されていないことが判明したため、ロシア国民図書館での刊行資料収集をおこなった。本年度は、帝政ロシア政府の支援を受けたタタール人による商工業活動に焦点を合わせて研究をおこなった。中でも、多くのタタール人が活躍した、ロシアと中央アジア間の貿易を重点的に研究した。夏までに、昨年度末ヘルシンキとサンクト・ペテルブルクにおいて収集した史料と二次文献を読解・分析し、18世紀後半から19世紀にかけてのタタール人による遠隔地貿易の情報を抽出する作業をおこなった。その成果をロシア連邦タタールスタン共和国カザン市での国際会議「十字路にたつロシアのヴォルガ・ウラル地域:帝国・イスラーム・ナショナリティ」(9月19-20日)において「18世紀後半から19世紀におけるヴォルガ・ウラル地域と中央アジア間のタタール商人」という題目で報告をおこなった。光栄なことに、カザン大学における東洋学の碩学ミールカーシム・ウスマーノフ氏から、本報告に関して肯定的な評価を頂くことができた。また、モスクワ大学のアラーポフ教授からは、詳細なコメントをいただいた。9月前半と10月中旬から下旬にかけてはモスクワにおいて史料調査をおこない、モスクワ周辺のタタール人に関する史料を収集した。そして2月末に、課程博士論文をまとめ、かつ、発展させた形で、著書『「聖なるロシア」のイスラーム:17-18世紀タタール人の正教改宗』を出版した。本研究課題における研究成果は、第6章「18世紀前半のロシア・ムスリム社会:タタール商人の台頭」の後半部分に反映されている。現在は、本研究課題の直接の成果ともいうべきカザンにおける国際会議での報告を、ロシア語の論文集に掲載するために、論文の形にまとめているところである。その論文においては、18世紀後半のタタール商人と政府との、政治・宗数的側面における協力関係が実証的に明らかにされる予定であり、帝政ロシアの東方進出をこれまでと違った観点から捉えることを試みる。
野性から導入したマウスリボソームRNA遺伝子の発現制御

野性マウスのリボソームDNA(rDNA)クラスターを実験用マウスに導入するに当り,本年度は野性マウスを中心にrDNAの染色体分布のスペクトラム及びrDNAのDNAレベルの変異について解析した.1.代表的な実験用マウス数十種のrDNAクラスターの染色体分布はこれまで考えられてきたようにNo12, 15, 16, 18, 19の5対の染色体の動原体近傍にのみ位置していた.なお用いた方法は銀染法とin situ hybridization法である.2.アジア産を中心とした野性マウス30匹についてrDNAの染色体分布を調査したところ,そのスペクトラムは実験用マウスのそれとは異なるものであった.すなわち上記の5対以外にも, No11に頻繁に観察されたし,地域によってNo10, 17, 9, 8にも随時観察することができた.いずれのクラスターも動原体近傍にのみ観察された.調査の固体数を増せばさらに新しい染色体上にrDNAクラスターが発見されるのではないかと考えている.本実験の最大の成果は5対の染色体上にrDNAを持つ実験用マウスにさらに最大5対に新たなrDNAを導入することが可能であることが判明した点である.3.今回判明したマウス(Mas musculas)のrDNA染色体分布のスペクトラムはrDNAが染色体サイズの小さいものに有意に片寄って分布していることを示した.また各集団でスペクトラムが異なっているので, rDNAクラスターが染色体間を動きまわっていることを暗示している.これらのことはrDNAのゲノム内均一化機構に伴う非相同染色体間の相互作用と何らかの因果関係があるものと推察される.野性マウスのリボソームDNA(rDNA)クラスターを実験用マウスに導入するに当り,本年度は野性マウスを中心にrDNAの染色体分布のスペクトラム及びrDNAのDNAレベルの変異について解析した.1.代表的な実験用マウス数十種のrDNAクラスターの染色体分布はこれまで考えられてきたようにNo12, 15, 16, 18, 19の5対の染色体の動原体近傍にのみ位置していた.なお用いた方法は銀染法とin situ hybridization法である.2.アジア産を中心とした野性マウス30匹についてrDNAの染色体分布を調査したところ,そのスペクトラムは実験用マウスのそれとは異なるものであった.すなわち上記の5対以外にも, No11に頻繁に観察されたし,地域によってNo10, 17, 9, 8にも随時観察することができた.いずれのクラスターも動原体近傍にのみ観察された.調査の固体数を増せばさらに新しい染色体上にrDNAクラスターが発見されるのではないかと考えている.本実験の最大の成果は5対の染色体上にrDNAを持つ実験用マウスにさらに最大5対に新たなrDNAを導入することが可能であることが判明した点である.3.今回判明したマウス(Mas musculas)のrDNA染色体分布のスペクトラムはrDNAが染色体サイズの小さいものに有意に片寄って分布していることを示した.また各集団でスペクトラムが異なっているので, rDNAクラスターが染色体間を動きまわっていることを暗示している.これらのことはrDNAのゲノム内均一化機構に伴う非相同染色体間の相互作用と何らかの因果関係があるものと推察される.
老人保健施設における高齢者の日常生活援助に「積極的歩行訓練」を導入することの効果

【概要】老人保健施設における「積極的歩行訓練」をスタッフの日常生活援助に効果的に導入することにより、虚弱高齢者が心身の健康状態を維持・向上することを目的とし、昨年度に引き続き2年目は、高齢者(認知症を含む)の歩行訓練を継続し、マニュアル作成の内容について検討した。【方法】1.研究期間:平成17年4月平成18年3月。2.対象者:高齢者14名のうち、健康状態に伴う訓練の中止や退所者が出たため、最終対象者人数9名(女性7名、男性2名、平均年齢83歳、平均要介護度4、認知症老人の生活自立度は、正常1名、IIa1名、IIb3名、III3名、IV1名)。高齢者ケアに熟練したリーダー的存在の介護職員4名。3.研究方法:高齢者個々の日常生活行動の中に個々の健康状態に合わせたスタッフによる歩行訓練を実施した。歩数計を装着し、1日の歩数を観察した他、月に1度、下肢伸展筋力、脚点、5m歩行速度・歩数、握力、体重、推定骨量、内臓脂肪、FIMを測定し、高齢者による主観的満足度、介護職員による高齢者の歩行状態に関する評価について調査した。【結果】全体的には、立位バランスが向上し、立位安定・尿失禁減少・抑制への減少につながった。軽度の認知症がある高齢者の転倒のリスクが低くなる一方、認知症が重度化すると下肢筋力が向上しても危険を認識する能力が低いために転倒のリスクの減少は見られなかった。日々の歩行訓練は、居室に閉じこもりがちな高齢者の生活への意欲向上につながった。9名中、歩行距離とADLに向上が見られたケース、歩行距離が伸びたがADLに変化が見られなかったケース、歩行への意欲が強いが、歩行で生じる疲労を表現できず健康に支障を来たしたため、歩行距離を伸ばさず、ADL向上を目指したケースの3つのパターンに分けられた。マニュアル作成について職員と検討した結果、定期的な測定・評価を実施することが個々に合った適切な援助を実施する上で重要であることが示唆された。【目的】本研究では、老人保健施設における「積極的歩行訓練」をスタッフの日常生活援助に効果的に導入することにより、虚弱高齢者が心身の健康状態を維持・向上することを目的としている。1年目は、この訓練に関する講習会を開催した。次に、訓練を日常生活援助に導入するためのマニュアル作成を進め、歩行訓練を実施した。【方法】1.研究期間:平成16年4月平成17年3月2.対象者:高齢者11名(女性、平均年齢80歳、平均要介護度4)とスタッフ36名(男性14名、女性22名)3.研究方法:スタッフ向け筋力測定器の取り扱い・尺度(FIM)に関する講習会を講義・演習形式で開催した。業務への訓練の導入と歩行訓練方法等に関するマニュアル作成についてスタッフと研究者が定期的に話し合いを行ない、歩行訓練を実施した。【結果】歩行訓練について、施設では高齢者の居住場所であるフロアーにて、高齢者個々の歩行能力に合わせた歩行距離を日常生活行動の中でスタッフによる介助のもとに歩くようにした。全体的に、訓練開始1ヵ月後から下肢伸展筋力の増加が見られた。体力の指標となる握力は、訓練開始1ヶ月後、11名中5名に増加が見られた。高齢者は、訓練を健康の維持を図る良い機会と捉え、「もっと練習したい」、「今の自分の歩く能力を維持したい」等の発言が見られた。施設では年々、高齢者の認知能力が低下しており、10名中6名にも認知障害があり、訓練や評価に困難を来たしている他、スタッフが効果的な訓練を実施できていない現状があるため、訓練実施・評価方法について適宜、検討・修正しながら進めている。【今後の予定】平成17年度は、上記高齢者の歩行訓練を継続し、退所の場合は新たな対象者に訓練への参加を依頼する予定である。また、認知症高齢者へどのように歩行訓練を導入・評価することが効果的か、その方法について検討を行い、訓練を実施する予定である。

軽度の認知症がある高齢者の転倒のリスクが低くなる一方、認知症が重度化すると下肢筋力が向上しても危険を認識する能力が低いために転倒のリスクの減少は見られなかった。日々の歩行訓練は、居室に閉じこもりがちな高齢者の生活への意欲向上につながった。9名中、歩行距離とADLに向上が見られたケース、歩行距離が伸びたがADLに変化が見られなかったケース、歩行への意欲が強いが、歩行で生じる疲労を表現できず健康に支障を来たしたため、歩行距離を伸ばさず、ADL向上を目指したケースの3つのパターンに分けられた。マニュアル作成について職員と検討した結果、定期的な測定・評価を実施することが個々に合った適切な援助を実施する上で重要であることが示唆された。
DNA損傷応答因子による心不全病態形成の分子機構解明

Hmgb2の心不全病態に対する抑制作用の検討を行うため、心筋特異的Hmgb2過剰発現トランスジェニックマウスの作製を行った。alphaMHCpromoterプラスミド(Jeffrey Robbins, J Biol Chem. 1991)を用いて、mouse Hmgb2 cDNAを組み込んだベクターを作製し、トランスジェニック樹立を2回試みたが、ラインの樹立はできなかった。胎児期より心筋細胞特異的にHmgb2を過剰に発現により胎生致死を起こす可能性が考えられた。今後、薬剤誘導性心筋特異的Hmgb2過剰発現マウスを作製し、TAC術前後に心筋特異的にHmgb2を過剰発現させた状況においての検討が必要と考えられた。以前の報告よりラット初代心筋初代培養を用いたHmgb2ノックダウン解析において心筋細胞肥大を認めていることより(Mol Cell Proteomics., 2012)、ラット初代心筋細胞培養において3種類のHMGB2 siRNA、control siRNAをtransfectionさせ、心筋細胞のサイズの検討を行った。3種類のsiRNAのいずれにおいてもHMGB2 mRNA発現の明らかな低下を認めたが、心筋細胞の肥大、ANP、BNP mRNAの発現上昇は、コントロール群に比べ明らかな差異を認めなかった。Hmgb2に制御される遺伝子の網羅的探索のため、野生型、Hmgb2 KOマウスのsham群及びTAC群の心臓サンプルを用いてRNA microarrayを行い、複数の候補遺伝子を認め、野生型及びKOマウスの心臓サンプルを用いてqRT-PCRにおいて確認を行い、複数の遺伝子を同定した。今後、心不全病態形成においてHmgb2のそれらの遺伝子の制御機構について検討を行っていく。
外部変調下における磁区構造のパターン発展

磁性体薄膜の磁区は,その全磁気エネルギーが最小となるように形成するため,通常は多磁区構造をとる.このように多磁区構造をとるため,薄膜の個々の磁区は外部印加磁場や温度などにより多様なパターンを見られる.通常,ゼロ磁場下では迷路状であり,残留磁化がない場合,上向き磁区と下向き磁区の割合は等しい.このような磁性薄膜に外部静磁場を加え飽和させた後,それを急速に取り除くと,極めて複雑な迷路状磁区構造が現れる.その後,微少な交番磁場加えることによる磁区構造の変化過程を更に調べた.実験には,ビスマス置換型ガーネット薄膜(組成:(Ho_<1.2>Tb_<0.6>Bi_<1.2>)Fe_5O_<12>,大きさ:4[mm^2],厚さ:20[μm])の単結晶平板を用いた.その飽和磁場は約450[Oe]である.この過程を定量的な視点で議論するために,磁区構造にみられる三つ又状の分岐点と分岐点の先に存在する磁区の先端について着目する.これらは磁区構造における特異点である.これまでの報告より,定性的な観察及び定量的な解析から,複雑な磁区構造は,外部磁場の印加回数と共に徐々に和らいでいく磁区構造の緩和現象と,磁区構造と特異点との関連を調べた,この際の特異点数の変化はベキの法則に従って減少すること,また,磁区構造パターンから導出した相関長と特異点の分布関数や数密度相関関数から,磁区構造の変化と特異点の変化との間に関連があることを報告した.次に,先に述べた結果と,磁性薄膜試料の磁気的特性としてVSM装置を用いて巨視的なM-H曲線を測定した結果との比較を行なった.印加磁場の振幅が小さく磁化曲線の変化が小さい領域では,磁区構造パターンの緩和は,磁場の印加回数に対してほぼ一定であり,印加磁場の振幅が大きく磁化曲線の変化が大きい領域では,そのパターンの緩和は途中で変化している.磁区構造パターンの緩和過程は,印加する交番磁場の振幅と,M-H曲線における磁化曲線の形状との間に関係がある可能性があることがわかった.ビスマス置換型ガーネット薄膜に見られる複雑な磁区構造パターンの変化過程を観察した.この磁性薄膜は,面直方向への強い一軸異方性を示すため,上向き磁区の領域と下向き磁区の領域とに分かれる.このため,偏光顕微鏡を用いて観察される磁区構造は,二次元イジング・モデルとして取扱うことができる.磁区構造パターンを制御する外部変調として磁場を用い,磁場は磁性薄膜の面直方向に印加した.まず,外部磁場を制御することで,複雑な磁区構造パターン(初期パターン)を生成し,それに外部交番磁場を加えたことによるパターンの変化過程をゼロ磁場下で観察した.定性的な観察から,複雑な磁区構造は,外部磁場の印加回数と共に徐々に和らいでいく磁区構造の緩和現象を報告してきた.また,定量的な解析として,磁区構造にみられるトポロジカルな特異点(磁区の三つ又状分岐点とその先端)と磁区構造との関連を調べ,この際の特異点数の変化はベキの法則に従って減少すること,また,磁区構造パターンから導出した相関長と特異点の分布関数から,磁区構造の変化と特異点の変化との間に関連があることを報告してきた.これまでの報告を踏まえ,さらに,特異点の数密度相関関数を新たに調べて,磁区構造パターンの変化過程を整理した.その結果,パターンの変化過程は磁場の印加回数に対して一定ではなく,初期パターンに見られる小さな渦状構造が,外部磁場の印加回数が増えるにつれ徐々に崩壊していく過程と,その後ストライプ状構造に変化していく過程とに分けられる可能性があることがわかった.磁性体薄膜の磁区は,その全磁気エネルギーが最小となるように形成するため,通常は多磁区構造をとる.このように多磁区構造をとるため,薄膜の個々の磁区は外部印加磁場や温度などにより多様なパターンを見られる.通常,ゼロ磁場下では迷路状であり,残留磁化がない場合,上向き磁区と下向き磁区の割合は等しい.このような磁性薄膜に外部静磁場を加え飽和させた後,それを急速に取り除くと,極めて複雑な迷路状磁区構造が現れる.その後,微少な交番磁場加えることによる磁区構造の変化過程を更に調べた.実験には,ビスマス置換型ガーネット薄膜(組成:(Ho_<1.2>Tb_<0.6>Bi_<1.2>)Fe_5O_<12>,大きさ:4[mm^2],厚さ:20[μm])の単結晶平板を用いた.その飽和磁場は約450[Oe]である.この過程を定量的な視点で議論するために,磁区構造にみられる三つ又状の分岐点と分岐点の先に存在する磁区の先端について着目する.これらは磁区構造における特異点である.これまでの報告より,定性的な観察及び定量的な解析から,複雑な磁区構造は,外部磁場の印加回数と共に徐々に和らいでいく磁区構造の緩和現象と,磁区構造と特異点との関連を調べた,この際の特異点数の変化はベキの法則に従って減少すること,また,磁区構造パターンから導出した相関長と特異点の分布関数や数密度相関関数から,磁区構造の変化と特異点の変化との間に関連があることを報告した.

次に,先に述べた結果と,磁性薄膜試料の磁気的特性としてVSM装置を用いて巨視的なM-H曲線を測定した結果との比較を行なった.印加磁場の振幅が小さく磁化曲線の変化が小さい領域では,磁区構造パターンの緩和は,磁場の印加回数に対してほぼ一定であり,印加磁場の振幅が大きく磁化曲線の変化が大きい領域では,そのパターンの緩和は途中で変化している.磁区構造パターンの緩和過程は,印加する交番磁場の振幅と,M-H曲線における磁化曲線の形状との間に関係がある可能性があることがわかった.
単一ニューロン中の神経伝達物質受容体サブユニットmRNAの測定法の開発

本研究の目的は、単一ニューロンに発現する特定の神経伝達物質受容体サブユニットmRNAの量を定量的に測定する方法を開発することにある。具体的には、回収された細胞質に内部標準物質となる既知の濃度のRNAを加え、この混合物に逆転写遺伝子増幅(RT-PCR)を行い、増幅されたmRNA由来のPCR産物と内部標準物質由来のPCR産物の比を高感度イメージングプレートを用いて計測し、細胞質に含まれるmRNAの絶対量を決定しようとするものである。主要な成果は以下の通りである。1)ラット脳を対象とした内部標物質GluR2StuI RNAの使用によるAMPA型グルタミン酸受容体サブユニットGluR2 mRNAの定量的定法の確立:野生型GluR2プラスミドの2098番目の塩基のシトシンをグアニンに変換させたGluR2をEckstein法により作製した。作製された変異GiuR2は野生型にはない制限酵素StuIによる切断部位をもつので制限酵素解析により内在性のGluR2と区別され得るとともに、PCRによる増幅効率が野生型と等しいので、これからin vitro合成したRNAを内部標準物質として使用することができた。この内部標準物質を用いてラット前脳及び小脳のGluR2 RNAの発現量を測定し、RNA 1ng中にはそれぞれ1.0×10^5分子、1.6×10^4分子のGluR2 mRNAの存在することを明らがかにした。2)培養ラット海馬単一ニューロンに発現するGluR2 mRNAの定量的測定:1)で確立した方法を単一ニューロンレベルでの測定に応用した。培養16-19日目の十分成熟した錐体ニューロンで全細胞パッチクランプ記録を行い、この後細胞質をパッチピペットに吸引し、そこに含まれるGluR2 mRNAの量を測定した。11個のニューロンの測定で検出されたGluR2 mRNAは100-3000分子であり、平均値は1015±317(mean±SE)分子であった。本研究の目的は、単一ニューロンの細胞質を回収し、そのニューロンに含まれる特定の神経伝達物質受容体サブユニットmRNAの量を定量的に測定する方法を開発することにある。本年度は以下の2点について実験を進行させた。1)内部標準物質GluR2XhoIの作成と高感度オートラジオグラフィーの条件設定Heinemannより譲り受けたGluR2flipプラスミドの1820番目の塩基のシトシンをグアニンに変換させたFluR2XhoIをEcksteinの方法により作成した。作成されたプラスミドは制限酵素XhoIによる切断部位をもち、内在性のGluR2と区別できるので内部標準物質とすることができる。またオートラジオグラフィー装置の条件設定のためにGluR2XhoIのシークエンシングをBAS2000(富士フィルム社製)を用いて行った。^<32>Pで標識された反応物を電気泳動し高感度イメージングプレートに露光して解析した。