hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
点欠陥のナノ秩序による巨大電歪効果

19年度では、巨大電歪効果を中心に最適材料と処理条件の探索と環境に優しい材料の探索を行う。また、応用に向けて応用に重要な課題を研究する。具体的に、以下の成果を得た。1.高いTc温度を持つKNbO3系において大きな電歪効果を世界初めて発見。(Appl.Phys.Lett.,2007)2.点欠陥ナノ秩序の対称性原理の普遍性を証明した。(Phys.Rev.B,2008,inpress)3.巨大電歪効果を制御するための基本方法を提唱した。これは実用にとっては重要である。(Appl.Phys.Lett.,2007)4.点欠陥の添加で非鉛圧電材料で世界最高の圧電特性を持つ材料を開発した。(特許出願済2008)5.本研究の「副産物」として、点欠陥によるstrain glass状態の存在及び新規形状記憶効果を世界初めて発見した。(Phy.Rev.B,2007;Acta Mater.,2008)
オートファジーを指標にした脂肪肝関連肝前がん病変の解析

本研究では、比較的短期間で初期肝発がん過程の観察が可能なラット肝中期発がん試験法に高脂肪飼料を用いた脂肪肝モデルを組み合わせることで、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)から初期肝発がんに至る経路の観察が可能な実験モデルを構築し、オートファジー抑制剤クロロキン及びオートファジー促進剤アミオダロンを用いて、NAFLD関連肝前がん病変進展におけるオートファジーの役割を検討した。高脂肪飼料により肥満及び脂肪肝を含むNAFLDの病態が確認され、細胞増殖指標Ki-67の発現増加を伴う肝前がん病変が観察された。肝前がん病変ではオートファジー指標p62及びLC3の発現がみられた。クロロキン投与により、肝前がん病変におけるLC3の減少傾向とp62/LC3発現比が増加した。アミオダロンでは、p62/LC3発現比の減少傾向がみられ、オートファジー関連遺伝子Atg5の発現増加を伴っていた。前がん病変の定量解析では、クロロキン投与では明らかな変動はなかったが、アミオダロン投与では前がん病変の数が減少した。本研究において、肝前がん病変におけるp62及びLC3発現比を解析することで、オートファジーの進行過程(フラックス)の解析が可能であることが示され、クロロキン投与では、オートファジーの早期抑制が示唆される結果が得られた。一方、アミオダロン投与ではオートファジーの誘導が示唆された。以上より、当該試験条件下では、オートファジー誘導により肝前がん病変が抑制されることが示唆されたが、オートファジー抑制による肝前がん病変への影響は明らかでなかった。オートファジーの解析にあたり、オートファジー指標の発現が前がん病変によって多様であり、データにばらつきが大きい点が検討課題として挙げられた。平成29年度では、ラット肝中期発がん試験法に高脂肪飼料を用いた脂肪肝モデルを組み合わせ、脂肪肝関連肝発がんの制御機構として酸化ストレス発生源であるNADPHオキシデース及び細胞内小器官制御系であるオートファジーに着目し、オートファジー制御候補物質メトロニダゾール並びにNADPHオキシデース抑制剤アポシニンを投与し、脂肪肝関連肝前がん病変の挙動を解析した。メトロニダゾールはオートファジー指標LC3の発現を伴う肝前がん病変を増加させ、酸化ストレス関連遺伝子発現増加も伴っていた。アポシニンは前がん病変の増減には明らかな影響を及ぼさなかったが、Lc3及びAtg7を含むオートファジー関連遺伝子発現を変動させ、前がん病変の細胞増殖活性を抑制した。平成30年度では、オートファジーの研究において広く使用されているオートファジー抑制剤クロロキン及びオートファジー促進剤アミオダロンを用いて、オートファジー指標p62及びLC3の発現解析を行った。p62/LC3比を求めることで、当初予定していなかったオートファジーフラックスを想定した解析まで進めることができた。オートファジーフラックスの解析はウェスタンブロッティン等により行われることが多いが、免疫染色でp62及びLC3の局在と発現比を検討することで、前がん病変などの微小な病変巣におけるオートファジーの進行過程(誘導、早期あるいは後期抑制)を解析できることが示唆された。ただし、オートファジー抑制を示唆するp62/LC3比の増加がクロロキンで検出されたが、前がん病変の数・大きさへの影響は明らかではなく、オートファジー促進傾向を示すアミオダロンで前がん病変が減少した。これらの結果は前がん病変におけるオートファジーの挙動に多様性があるため、データにばらつきが多きことが原因として挙げられ、解析方法をさらに検討する必要性が考えられた。脂肪肝関連初期発がんモデルを用いてヒトのNAFLDモデルを構築し、オートファジーを制御すると考えられるカルバマゼピン、ベラパミル、ジメトリダゾール等を投与し、p62/LC3比を中心としたオートファジーフラックスの解析を通してオートファジーと肝発がん過程の関連性を検討する。モデルについては、脂肪肝関連初期発がんモデルを糖尿病あるいは肝臓への炎症波及を増強する処置を付加し、メタボリックシンドロームあるいは非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)を想定した動物モデルへ発展させる予定である。非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)は過食、運動不足などストレス社会に生きる現代人の健康を脅かす重要な疾患のひとつである。その罹患者は世界的に増加しつつあり、また、一部は非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)から、線維化を経て、肝がんを発症することが危惧されている。本研究では、比較的短期間で初期肝発がん過程の観察が可能なラット肝中期発がん試験法に高脂肪飼料を用いた脂肪肝モデルを組み合わせることで、NAFLDの病態を想定した初期肝発がんに至る経路の観察が可能な実験モデルを構築した。脂肪肝関連肝発がんの制御機構として酸化ストレス発生源であるNADPHオキシデース及び細胞内小器官制御系であるオートファジーに着目し、オートファジー制御候補物質メトロニダゾール並びにNADPHオキシデース抑制剤アポシニンを投与し、脂肪肝関連肝前がん病変の挙動を解析した。その結果、高脂肪飼料により肥満及び脂肪肝を含むNAFLDの病態が確認され、NADPHオキシデース構成分子p22phoxの発現増加を伴う肝前がん病変が観察された。メトロニダゾールはオートファジーマーカーLC3及びDNA二本鎖切断指標γ-H2AXの発現を伴う肝前がん病変を増加させ、酸化ストレス指標となる抗酸化酵素の遺伝子発現増加も伴っていた。以上より、NADPH

オキシデースの発現を伴う脂肪肝関連初期肝発がんモデルにおいて、メトロニダゾールはDNA傷害、酸化ストレス及びオートファジーに関連した肝前がん病変形成研究に、アポシニンは前がん病変における細胞増殖とオートファジーの関連性を研究するのに有用な候補物質であることが示された。ラット肝中期発がん試験法に高脂肪飼料を用いた脂肪肝モデルを組み合わせ、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)を想定した脂肪肝関連初期発がん過程を観察できる有用なモデルを構築した。さらに、本研究の目的のひとつであるNADPHオキシデースの発現の関与する肝前がん病変も観察することができた。初年度用いたメトロニダゾールを当初、オートファジーの抑制物質として考えていたが、肝前がん病変の増加に関連してオートファジー関連分子の発現増加が確認され、オートファジーの寄与する脂肪肝関連肝前がん形成研究に有用な候補物質であることが見いだされた。さらに、その過程には肝発がん過程に重要なDNA傷害と酸化ストレスに関与することも明らかとなった。NADPHオキシデース抑制剤として広く用いられているアポシニンはオートファジー関連遺伝子を変動させ、当初の計画通りNADPHオキシデースとオートファジーとの関連性を研究する有用な物質であることが明らかとなった。使用予定であったオートファジー抑制剤クロロキンは次年度使用予定である。本研究では、比較的短期間で初期肝発がん過程の観察が可能なラット肝中期発がん試験法に高脂肪飼料を用いた脂肪肝モデルを組み合わせることで、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)から初期肝発がんに至る経路の観察が可能な実験モデルを構築し、オートファジー抑制剤クロロキン及びオートファジー促進剤アミオダロンを用いて、NAFLD関連肝前がん病変進展におけるオートファジーの役割を検討した。高脂肪飼料により肥満及び脂肪肝を含むNAFLDの病態が確認され、細胞増殖指標Ki-67の発現増加を伴う肝前がん病変が観察された。肝前がん病変ではオートファジー指標p62及びLC3の発現がみられた。クロロキン投与により、肝前がん病変におけるLC3の減少傾向とp62/LC3発現比が増加した。アミオダロンでは、p62/LC3発現比の減少傾向がみられ、オートファジー関連遺伝子Atg5の発現増加を伴っていた。前がん病変の定量解析では、クロロキン投与では明らかな変動はなかったが、アミオダロン投与では前がん病変の数が減少した。本研究において、肝前がん病変におけるp62及びLC3発現比を解析することで、オートファジーの進行過程(フラックス)の解析が可能であることが示され、クロロキン投与では、オートファジーの早期抑制が示唆される結果が得られた。一方、アミオダロン投与ではオートファジーの誘導が示唆された。以上より、当該試験条件下では、オートファジー誘導により肝前がん病変が抑制されることが示唆されたが、オートファジー抑制による肝前がん病変への影響は明らかでなかった。オートファジーの解析にあたり、オートファジー指標の発現が前がん病変によって多様であり、データにばらつきが大きい点が検討課題として挙げられた。
ヒトiPS細胞由来3次元培養下垂体組織の超微形態学的検討

下垂体は生体の内分泌機能をコントロールする臓器です。機能不全には不足ホルモンの補充が必要ですが、身体の状態に合わせて瞬時にホルモン量を調節することは、薬として投与するだけでは困難を極めます。体の変化を感知して機能する内分泌細胞の再生医療実現に向けて、ヒトiPS細胞から下垂体三次元培養を行っています。本研究では、電子顕微鏡を用いた超微形態学的検討や免疫電顕によるタンパク発現解析を加えて、再生医療を形態学の立場から支えることを目標としています。外科的に切除された下垂体腫瘍や周囲非腫瘍性下垂体組織の病理学的特徴を研究の参考にするとともに、研究成果を下垂体腫瘍のホルモン機能制御につなげます。
認知症高齢者グループホームにおける看護師による終末期ケアの課題と改善方法の検討

調査方法1.認知症高齢者グループホームにおいて終末期ケアを提供する上での問題点などの現状把握のため、入居者の看取りを行った経験のあるM県内1箇所のグループホームの介護職員8名とそのグループホームと連携し、看護サービスを提供した訪問看護ステーションの看護師2名に対して半構造的インタビューを実施した。2.英国の高齢者向け施設の終末期ケアの現状把握のため、イギリスの大学2校と国立病院の緩和ケア病棟を訪れ、高齢者看護と福祉政策の専門家にインタビューを行った。調査結果1.グループホーム職員の介護職としての経験年数は10年以上の経験がある職員は38%であった。また、グループホームでの経験が5年以上ある介護職員は63%を占めた。グループホームで終末期ケアを提供するためには何が必要と思うかという問いに対して、「夜勤帯の職員の配置人数の増員」と回答した職員が全職員中38%、「家族、介護職員、医療機関の間の連携」38%と最も多く、次いで多かったのは「終末期ケアに関する研修会の実施」、「福祉器具・医療器具の購入」との回答であった。2.訪問看護師の方に対して、グループホームで終末期ケアを提供するためには何が必要と思うかという質問をしたところ、「介護職員のための終末期ケアに関する研修会の実施」、「グループホーム側の医療連携加算に関する知識の向上」、「家族、介護職員、医療機関の間の連携」、「家族に対する十分な説明の実施」という回答であった。3.英国ではEMI Homeと呼ばれる認知症高齢者のための施設において、終末期ケアを提供することが近年重要視されるようになっている。考察入居者の急変への対処方法について不安に思っている介護職員が多く、職員が研修会へ参加し終末期ケアの知識を向上し、夜間の職員の増員を行い、入居者の急変に落ち着いて対応できる環境の整備が必要と考える。
赤白血病モデル細胞の分化および腫瘍化におけるスフィンゴシンキナーゼ1発現の関与

フレンド細胞はマウス赤白血病の細胞株であり,HMBAにより赤芽球系細胞に分化する。今回私たちは分化誘導とSPHK1発現量との関連について転写レベルでの機序の解明を目指して研究を行った。分化誘導抵抗性株では分化誘導後もSPHK1発現量は高く維持されており,さらに造血系特異的遺伝子の転写調節に関わるMybの発現量も高いことが確認された。赤白血病の分化誘導におけるSPHK1発現量の調節にはMybが関与していることが強く示唆された。白血病でのSPHK1発現上昇の報告は,タンパクや活性レベルではこれまでにいくつかなされているが,詳細な発現調節機序についての解析はいまだなされていない。そこで本研究では,赤白血病モデル細胞株を用いて, SPHK1発現量の調節機構を転写調節の観点より詳細に解析を行う。フレンド細胞を分化誘導剤HMBAで処理したときのSPHK1,および関連する転写因子発現量の経時的な変化の確認をタンパクレベル, mRNAレベルで行った。いずれも分化誘導抵抗性株において感受性株よりも高いSPHK1発現が見られた。また,分化誘導剤で完全にコミットさせた後に通常状態で数日培養すると,分化誘導抵抗性株は分化誘導剤処理前の状態に戻り, SPHK1発現量も処理前と同等まで回復したが,感受性株は通常培養状態に戻しても再び増殖することができず, SPHK1発現量も回復しなかった。次に,分化誘導に伴うSPHK1発現量の変化が転写レベルにおいて調節されているのかを検討した。フレンド細胞におけるSPHK1の転写開始点を5'-RACE法により決定した。WEBで報告のある2つの転写開始点aおよびbのうち, aタイプと一致したため, SPHK1aの転写開始点から上流1.7kbをフレンド細胞由来のゲノムをテンプレートにしてPCR法によりクローニングした。クローニングしたプロモーター領域を転写活性測定用のルシフェラーゼベクター(pGL3 basic vector)に組み込み,プロモーター活性解析用の出発材料とした。さらに,各種制限酵素を用いてdeletion mutantを作製した。これらを用いた予備実験から,分化誘導に伴うSPHK1発現量の変化は転写レベルで調節されていることが確認され,次年度は転写調節に必要な最小領域とそこに結合する転写因子の同定を行う予定である。本研究では,その発現が腫瘍化と密接に関わっており診断や治療への応用が期待されているスフィンゴシンキナーゼ1(SPHK1)の発現調節機序の解明を目指している。SPHK1発現が細胞の分化に一定の役割を担っていることから,分化誘導療法のモデルである赤白血病に焦点を絞り,SPHK1を標的とした臨床診断技術の確立および白血病の新規分子標的療法開発の可能性を検討した。検討した具体的内容については以下のとおりである。なお,本研究結果は第72回日本血液学会で発表予定である。【赤白血病分化誘導モデルとしてのマウスフレンド細胞におけるSPHK1の関与】(1)フレンド細胞野生株と耐性株におけるSPHK1転写活性の測定分化誘導後の分化誘導抵抗性株におけるSPHK1発現量が野生株に比べてタンパクレベル,mRNAレベルで上昇していることを確認した。さらに転写活性を測定したところ,分化誘導抵抗性株でSPHK1の転写活性が野生株に比べて増強していることを確認し,さらに転写活性の増強がMybなどの転写因子によることと,その転写が行われているのはわずか50bpほどの最小領域であることを特定した。(2)転写を活性化している転写因子の特定データベース検索により結合が予想される転写因子を検索し,その中からMyb,Fli-1,PU.1がフレンド細胞野生株と耐性株におけるSPHK1転写活性の調節に関与していることが確認できた。野生株と耐性株を分化誘導剤で処理したときにこれら転写因子の発現量をタンパクレベルで確認したところ,予想に反して野生株ほどではないが耐性株でも発現量の減少が見られた。しかし,分化誘導剤で処理後に再び分化誘導剤を除去して通常培養状態に戻したときに野生株では発現量が低下したままであるのに対し,耐性株では発現量が回復することが確認できた。
インテグリンを介した単球/マクロファージの細胞運動性制御機構の解析

成熟単球cDNA libraryをパキシリンをプロープとしfar-western法にてスクリーニングし、パキシリン結合性蛋白質cDNAを単離同定した。その結果、ARFGAPを示す新規蛋白質が得られた。我々は、成熟単球細胞以外でもパキシリン結合性蛋白質の精製やfar-western法による同定を行っているが、同様にARFGAP活性示す別の蛋白質が得られている。我々は、これら一群の蛋白質をPAGs(Paxillin-associated ARFGAP proteins)と命名し、今回成熟単球から得られたものをPAG3と命名した。我々は、単球の成熟に伴ってパキシリンが発現誘導されチロシンリン酸化されることを明らかにしているが、PAG3もこの過程で発現誘導、チロシンリン酸化され、成熟単球において、主に細胞形質膜辺縁部にパキシリンを共局在した。ARFは哺乳類では6種のアイソフォームが存在し、小胞/膜/蛋白質の輸送やアクチン細胞骨格の再構成に関与することが知られている。PAG3はARF6に対するGAP(GTPase-activating protein)として機能することを明らかにすると共に、その強制発現は、パキシリンの細胞接着点への集積と細胞運動性とに対し、阻害的に働くことを明らかにした。さらに、PAG3はヒト動脈硬化病変における泡沫細胞に高レベル発現している可能性を示唆する観察結果も得ている。
高出力密度の核融合炉第一冷却壁の液体金属ミスト冷却に関する熱・構造的研究

昨年度の実験結果より伝熱面面積が広い場合(伝熱面直径100mm)には熱伝達効率は6070%となった。1個のナトリウム液滴が伝熱面に衝突し液膜を形成し伝熱面上に存在する時間は、本実験の液滴径及び液滴速度では、数msec以上と考えられので、ナトリウム液膜が伝熱面上で熱伝導により伝熱面温度と等しい温度に達するのに必要となる時間より十分に大きい。また、伝熱面上に厚さ12mm程度の液膜が形成されてもナトリウムの熱伝導率は水等の物質と比較して大きいため、滞留液膜による熱抵抗の効果は小さいと考えられる。さらに、伝熱面が低温の場合の観察結果及びテスト部を模擬した可視化実験(作動流体として水を使用)から伝熱面上には、かなりの厚さの滞留液膜が形成されていることが判明した(伝熱面が高温の場合には、非常に細かいナトリウム霧のため伝熱面の観察はできない)。以上の点から考察して、伝熱面積が広い場合には、液滴が合体して伝熱面上に厚い滞留液膜をつくりそれが熱抵抗となり、熱伝達率が低下するものと考えられる。以上の伝熱モデルを検証するため今年度は、新たに伝熱面面積が狭く滞留液膜が形成されにくいテストターゲットを製作しナトリウムミスト流冷却実験を行い、伝熱面温度並びに除熱負荷の分布特性について検討した。テストターゲットの伝熱面直径は18mmで、後部に巻かれたシースヒータにより加熱される。実験結果は、理論値(完全吸熱)とよく一致することが判明した。これは使用したテストターゲットの伝熱面面積が小さいためナトリウム液滴による滞留液膜が形成されにくく、そのためナトリウム液滴と高温伝熱面との直接接触が生じている結果と考えられる。以上のように液体金属ミスト冷却では、滞留液膜が伝熱面上に形成されない条件下では、顕熱冷却効率はほぼ100%であることが実証された。
大腸菌由来7α-ヒドロキシステロイド脱水素酵素の動的X線結晶構造解析

ケージ化グリコケノデオキシコール酸(caged GCDCA)の溶液に7α-ヒドロキシステロイド脱水素酵素の結晶を一昼夜浸した後、取り出してキャピラリーに封入し、高エネルギー加速器研究機構所放射光研究施設のビームライン18Bにおいて光を当てない状態でラウエ回折強度データを収集した。1フレームにつき20ミリ秒の露出とし、10゚(スピンドル軸の角度)間隔で合計6フレームの撮影を行った。キャピラリーをゴニオメータヘッドに取り付けたまま、照明を点灯し、1時間後に再度、同じ条件でラウエ回折強度データを収集した。反応の前後の2つのデーターセットに対し、結晶構造解析を行い、酵素反応の前後での構造の比較を行った。400×800mm^2の大型イメージングプレートを用いて収集したラウエ回折強度データは、プログラムLAUEGENを用いて処理を行った。積分強度の波長に対する規格化を行った後、すべてのフレームのデータをマージして一つのデータセットとした。プログラムREFMACを用いて酵素反応の前後の立体構造の精密化を行い、両者の比較を行った。両者とも差フーリエ図上にグリコケノデオキシコール酸、あるいはその反応産物に対応する電子密度分布を観測することはできなかった。そもそも、ケージ化グリコケノデオキシコール酸が7α-ヒドロキシステロイド脱水素酵素の結晶に導入されていなかった可能性がある。動的ラウエ回折実験の予備実験として、まず、大腸菌由来7α-ヒドロキシステロイド脱水素酵素(7α-HSDH)と補酵素NAD^+との複合体結晶をこれまでに確立した方法で結晶化した。次いで、基質グリコケノデオキシコール酸を含む溶液に作製した結晶を一昼夜浸した後、放射光研究施設ビームライン18Bにおいて大型イメージングプレートを使ってラウエ回折強度データを収集した。露出時間としては20ミリ秒程度で十分であるが、正方晶系であるので十分量のデータを得るためには結晶の方向を変えて数枚のラウエ写真の撮影が必要であること、および合計で数百ミリ秒程度までは損傷を受けないことを確認した。得られたラウエ回折強度データを用いて構造解析を行ったところ、補酵素と酵素反応の産物である7-オキソグリコケノデオキシコール酸を同定することができた。しかしながら、R-mergeが20%を超えているので、良質の結晶を得るために、更なる結晶化条件の改良が必要である。基質の結合していない結晶に対してもラウエ回折実験を行ったが、良質なデータを得ることはできなかった。すなわち、基質や反応産物、あるいはその類似体が結合している方がより安定であるということができる。ケージ化基質である7位をオルトニトロベンジル化したケノデオキシコール酸の7α-HSDHの結晶への導入は、溶解度が低いために成功しなかった。溶解度を上げるためにはケノデオキシコール酸のグリシンもしくはタウリンによる抱合化が必要であることが判明した。
哺乳類細胞のDNA複製に関与するDNAヘリカーゼBの解析

マウス温度感受性変異株tsFT848細胞は、非許容温度でDNA複製低下及びDNAヘリカーゼB活性の低下が観察される。初年度ではヘリカーゼBがtsFT848細胞の温度感受性の真の原因遺伝子か決定する実験を行い、直接の原因であることをほぼ確定できた。本年度は、ヘリカーゼBがいつ・どこで・誰とDNA複製に関与するか特定することを試みた。1) WHEN:DNAヘリカーゼBに対する抗体とReplication Forkに常に存在することが知られるPCNAに対する抗体を用いて、2者の関係を間接免疫2重染色法を用いて解析した。GO期でもDNAヘリカーゼBは核内にすでに存在するが、PCNAはS期に入ってからDNAと安定に複合体を形成することがわかった。2) WHERE:PCNAとDNAヘリカーゼBはReplication Site(RS)で常に挙動をともにするわけではなく、PCNAと局在が一致するものもあればいないものもある。以上を総合すると、ヘリカーゼBはPCNAよりは先にRSに入りDNA複製の開始に影響を与えうるが、その後Replication Forkから解離すると考えられる。3) WHO:two-hybridスクリーニングにて、ヘリカーゼBと相互作用する候補としてG/Tmismatch specific tymine DNA glycosylaseをクローニングした。G/TミスマッチはReplication Forkの通過前に修復される必要があり、DNA複製の開始付近で働くDNAヘリカーゼBとの相互作用は、ゲノムの配列の維持に重要な意味をもつ可能性がでてきた。マウス温度感受性変異株tsFT848細胞では、非許容温度でDNA複製低下及びDNAヘリカーゼB活性の低下が観察されていた。本年度はDNAヘリカーゼBが温度感受性の真の原因か否か決定するため実験を行い、以下の成果をあげた。1)野生株(FM3A)・tsFT848株・復帰変異株(RV848細胞)からRNAを抽出、RT-PCR法にてそれぞれヘリカーゼBcDNAを調製し、それらを直接DNA配列決定した。FM3AとtsFT848/RV848ではアミノ酸724番目にPheからCysとなるミスセンス変異がひとつだけ見いだされた。tsFT848とRV848では全く同じ配列をしめした。よって、tsFT848細胞では実際にDNAヘリカーゼBに変異が入っていることを確認した。2)DNAヘリカーゼBに対するモノクローナル抗体を作製した、この抗体を用いた二重染色実験より、DNAヘリカーゼはPCNAと共局在し、いわゆるDNA Replication Fociにいることを明らかにした。3)DNAヘリカーゼB遺伝子をtsFT848細胞に導入したところ、温度感受性を相補した。4)アンチセンスDNAヘリカーゼB遺伝子を導入した野生株では、アポトーシスを起こす細胞集団が観察された。5)G0期にある停止リンパ球をインターロイキン2で刺激し、細胞周期をまわしたところ、DNAヘリカーゼB蛋白質の顕著な増加を観察した。以上、DNAヘリカーゼBがtsFT848細胞の温度感受性増殖の直接の原因遺伝子であることをほぼ確定した。すなわち、DNAヘリカーゼBは高等真核細胞でDNA複製に関与することを証明できた初めてのDNAヘリカーゼとなった。
ヒッグス粒子の発見による素粒子の質量起源の解明

世界最大エネルギーでの陽子・陽子衝突型加速器LHCで国際実験を推進し、質量約125GeVの新粒子を発見した。質量の精密測定、崩壊比や生成断面積の測定などの結果、この粒子は標準理論で唯一未発見であったヒッグス粒子とよく一致した。本研究で得られた、ヒッグス粒子の質量と、他のヒッグス粒子など標準理論を超える新粒子が発見されていないという実験結果は、これまでの素粒子論・宇宙論に大きな見直しを迫る物となった。もう一つの柱としている測定器開発では、ピクセルセンサーの放射線耐性の理解が進み、素子レイアウトの改善により、将来のヒッグス粒子の精密測定実験のための基本的な要素開発を完了した。本研究ではLHCでの国際協力で建設されたアトラス検出器を用いてヒッグス粒子を直接発見し、ゲージ対称性の破れと質量の起源の謎の解明を目指す。2011年には世界最高エネルギーの陽子陽子衝突型加速器LHCは重心系エネルギー7TeVで運転し、目標の5倍に相当する、積分ルミノシティー5fb^<-1>のデータを収集できた。ヒッグス粒子の質量がどのぐらいかで感度が変わるが、これは標準理論の予言するビッグス粒子の発見も可能なデータ量であり、様々な崩壊を仮定してヒッグス粒子の探索を精力的に進めた。特にヒッグスが2光子、あるいは2つのZ粒子、あるいはW粒子対に崩壊する3つのモードに関しての解析が進んだ。結果を12月に暫定結果を公表し、2月にアトラス実験の論文として発表した。ヒッグス粒子が存在する明確な信号は得られず、そこから、ヒッグス粒子があるとしてもその質量としては115.5-131GeVという狭い領域に限られることを、95%の確度で示すことができた。この領域にはデータの若干の超過が見られており、興味深い。2012年のデータを基に標準理論のいうビッグス粒子の有無に関して決着をつけることができると期待している。他の崩壊モードでの探索の準備も進め、特にヒッグスがτ対に崩壊するモードに関して、研究が大いに進展した。τ粒子の崩壊では荷電レプトンが含まれるものと含まれないものがあるが、両方のモードともに探索に使えることを示し、ヒッグスに関しても標準理論の予言する量の3倍程度までの感度が得られており、暫定結果を春の学会等で発表した。測定器開発では、n-in-pタイプのピクセル検出器(ピクセルサイズ:50x250μm、ピクセル数:336x80)を設計し製作を行なった。検出器の性能を調べるための測定器具の整備も進めた。今後出来上がった測定器の性能検査とともに、さらに微細化したセンサーの開発を進めていく。本研究では、LHCでの国際協力で建設されたアトラス検出器を用いてヒッグス粒子を発見し、ゲージ対称性の破れと質量の起源の謎の解明を目指す。世界最高エネルギーの陽子・陽子衝突型加速器LHCは、重心系エネルギー7TeV及び8TeVで、それぞれ積算ルミノシティ約5、23fb-1のデータを収集した後、加速器の改造のために2013年春から2015年春までの長期シャットダウンに入った。このため、今年度の研究活動は、これまでに収集したデータの解析と、次の実験のための準備が中心となった。既に前年度までの解析で、質量126GeVの新粒子を発見し、ヒッグス粒子としてほぼ同定していたが、スピン・パリティなどの解析結果、及び崩壊モード毎の生成断面積の測定結果を論文として2013年7月に投稿し10月に雑誌に掲載できた。発見した粒子は、標準理論のヒッグス粒子の振る舞いと誤差の範囲内で一致し、スピン・パリティもほぼ0+と確定できた。ヒッグス粒子の崩壊過程としてτ粒子対やbクォーク対への崩壊の探索を進めた。これらはヒッグス粒子がフェルミ粒子と結合することを示す直接証拠となるため重要である。bクォーク対への崩壊はこれまで得られたデータ量では十分な感度が出ないが、τ対崩壊に関しては11月に暫定結果を発表し、この崩壊を4.1σの有意性で確認できた。一方で、μ対への崩壊が、標準理論の予想通り、現在の感度では観測されないことも確認した。この粒子が、μとτを区別していることがわかり、ヒッグス粒子の特性を強固に示していることが確認できた。一方で、ピクセル検出器の開発も順調に進んでおり、放射線損傷に弱い箇所を同定でき、それを避ける設計が有効であることが確認できた。世界最高エネルギーの陽子陽子衝突型加速器LHCは、昨年に引き続き順調に稼働し、重心系エネルギー7TeVから8TeVにあげて運転して2012年には積分ルミノシティー20fb-1のデータを収集できた。2012年6月までに収集したデータをもとに、7月にはついにヒッグスの見られる新粒子の発見論文を発表した。その後のデータも含めた解析を進めた結果、この新粒子が、2光子やZやW等の弱い相互作用を媒介する粒子に崩壊するモードがあることが確立し、また、この粒子のスピン・パリティも0+と無矛盾で、ヒッグス粒子であることをほぼ確定できた。ヒッグス粒子のもう一つの性質である、フェルミ粒子への崩壊の観測に関しては、タウ粒子対への崩壊過程の探索を進め、11月には暫定結果を京都の国際会議で発表した。

まだ崩壊を観測できる感度に至っていないが、標準理論の予言するヒッグス粒子と矛盾しないデータが得られた。この崩壊モードの検証へ向けて感度を上げる努力を進めている。この崩壊の確定および、ヒッグス機構の精密検証には、さらに多くのデータが必要で今後10年以上にわたって研究を進めて行く必要がある。そのための感度を上げるための測定器の改良が重要になる。n-in-pタイプのピクセル検出器の試作を行った上で、放射線損傷の影響を国内外のテストビームで試験した。センサー構造で放射線の影響が大きい場所が特定できさらなる改良設計を進めた。今後の放射線照射に当たって、作業者の被爆をさらに軽減するための装置を導入することにしたが、製作に時間がかかることがわかったので、この製作を繰越して実行し、実際次年度のテストビームで活用できた。本研究は、LHCでの国際協力で建設されたアトラス検出器を用いてヒッグス粒子を発見し、ゲージ対称性の破れと質量の起源の謎の解明を目指す。既に前年度までの解析で質量126GeVの新粒子を発見し、スピン・パリティなどの解析と通して、ヒッグス粒子と同定できた。世界最高エネルギーの陽子・陽子衝突型加速器LHCは、重心系エネルギー7TeV及び8TeVでそれぞれ積算ルミノシティ約5、23fb-1のデータを収集した後、加速器の改造のために2013年春から2015年春までの長期シャットダウンに入った。このため、2014年度の研究活動は、これまでに収集したデータの解析と、次の実験のための準備が中心となった。本年度は、これまで収集した全データを使っての解析をほぼ終結させ、解析している多くの崩壊モードで論文投稿がほぼ完了した。発見された粒子は測定誤差内で標準理論のヒッグス粒子の振る舞いと一致している。これらの解析終了を受けて、もうひとつの国際共同実験であるCMS実験との共同解析を始めた。両実験をあわせることで、ヒッグス粒子の質量を125.09+-0.24GeVと既に0.2%の精度での測定が可能となった(論文1、2015年3月投稿、受理済)。一方で、ピクセル検出器の開発も順調に進んでいる。放射線損傷に弱い箇所を同定でき、それを避ける設計が有効であることを、海外でのビームを使った試験を行って確認できた。一方でピクセルセンサーと読み出しASICの接合(バンプボンディング)の改良も進めているが、歩留まりが悪い状況が続いている。薄くしたときにセンサーおよびASICが反ってしまうのが主要因であることをつきとめたので、その改良をさらに進める。LHCは重心系エネルギー7TeV及び8TeVでデータを収集した後長期シャットダウンに入り、2015年の春から13TeVでの衝突を開始し、研究終了までに3fb-1の積算ルミノシティを得た。既に2012年に質量126GeVの新粒子を発見し、スピン・パリティなどの解析と通して、ヒッグス粒子と同定できていた。今年度は7及び8TeVのデータ全部を使って、Higgs粒子の様々な崩壊モードの観測を試みた。τ粒子対への崩壊が確認でき、ヒッグス粒子がフェルミ粒子と結合することを直接示す結果となった。その他様々な崩壊モードを測定し7,8TeVデータの解析をほぼ終結させた。今年度収集した13TeVデータでの解析も進めている。データ量が少なくまだ「再発見」には至っていないが、解析手法は確立できた。
プラズマ法による出土金属遺物の保存修復研究

この研究目的は、プラズマ化した水素などの元素を出土金属遺物の錆の原因になる塩素や不安定な錆と衝突させ、その化学反応によって錆を安定させる保存修復法の研究開発と処理システムの確立にある。実験は、当初直流プラズマ発生装置を用いて行なった。出土金属製品の場合は、高周波電源でプラズマを発生させた方が効率よく処理できることが判明し、高周波出力13.56Mz・3Kwの平行平板型プラズマ発生装置を設置した。この装置で真空度・ガス流量・ガス混合比・高周波出力などの条件をかえながら、最適なプラズマ処理条件を得る実験を行なった。実験結果の評価は、実際の遺物の塩素減少量を放射化分析で定量することによった。それにより、窒素400ml/秒,水素400ml/秒,アルゴン200ml/秒,真空度1Toor、8時間処理が最適条件であることが判った。この実験と並行して、ソクスレ-による脱塩処理実験を行なった。遺物中の塩素減少量を放射化分析、溶液に抽出された塩素イオン、硫酸イオン量をイオンクロマトグラフィ-で定量した。2時間毎に20回溶液を交換すると約50%の塩素が取り除けることが判った。プラズマとソクスレ-処理を併用すると80%の塩素を除去することができた。以上の実験結果からプラズマとソクスレ-処理を併用した方法を確立してマニュアルを作成した。水素プラズマ処理では、遺物が黒化することがある。この色変化は、文化財の場合嫌われることが多い。窒素に変り酸素を使用したところ、黒変もなくなりプラズマ処理直後の脱塩量が向上した。今後酸素処理の最適条件をさがす実験を行なう必要がある。この研究の目的は、プラズマによる出土金属遺物の保存修復法の開発とその処理システムの確立にある。本年度は、従来実験サンプルとして使用して来た鉄鏃などより大きな遺物をプラズマ処理するための装置を設置するためのプラズマ条件設定の実験を実施した。プラズマ処理の効果を定量値で評価するため、その前後に遺物を中性子放射化分析をして塩素の減少量を評価した。その結果直流プラズマ(三種類の実験条件を設定した)では高周波プラズマ(直流プラズマと同じく三種類の条件設定をした)と比べて塩素の減少量がきわめて少ないことが判明した。その原因は真空度が十分ではなかったためと、高周波プラズマのように分極が変化しないで常に一定であるためと考えられる。これらの実験結果をふまえて出力3キロワットの高周波発生器を使用して装置を設置することとした。これら二種のプラズマ発生方法によって処理した遺物を処理中の錆の発生を防止するために窒素ガス雰囲気にしたソックスレー脱塩装置を用いて抽出実験をしたところ、直流プラズマで処理したもので当初の塩素の約80%程度まで除去できることがわかった。また抽出液中の塩素量をイオンクロマトグラフィーで定量したところ中性子放射化分析の結果と相関関係があることもわかった。またこれらのプラズマ処理実験はすべて400度前後の温度で処理されたためヘマタイトがマグネタイトに還元されていることもX線回折分析で確認されている。このような温度は、金属結晶も変化させていると考えられるので今後は電子顕微鏡等で確認(金属がもつ情報を欠なわせる恐れがある)し、より低い温度でのプラズマ処理条件を確認する実験をする必要がある。この研究の目的は、水素プラズマ等による出土金属遺物の錆の安定化処理法システムの開発研究にある。初年度の実験で、分極が常に変化する高周波プラズマを用いて処理するほうが効果的なことが判明し、高周波プラズマ装置を設置した。本年度は、その実験を行った。プラズマ処理実験の条件を決めるために、埼玉県下で出土した鉄鏃を粉末にして試験資料にした。この資料に窒素、アルゴン、水素の混合ガスを高周波でプラズマ化して各種の実験を行った。(1)減圧度2Torr、(2)窒素1:アルゴン1:水素2の条件下で処理を行なうと塩素が効率良く除去できることが、イオンクロマトグラフィ-分析によって判明した。しかし武蔵工業大学原子炉が定期点検中のため、遺物の残留塩素濃度を測定できなかった。この分析については平成2年度に行うことにした。当初この実験では、400°Cのプラズマ温度で処理実験を実施したが、電子顕微鏡による結晶構造観察で処理後の遺物に結晶構造の変化が認められた。このことは金属遺物が持つ重要な情報を消失させることになるので、200°C程度の低い温度で処理できるようにプラズマ装置の改造を行った。この改造によって結晶構造の変化の問題が解消できるかどうかは、平成2年度で行う予定である。プラズマ処理後に、ソックスレ-装置を用いて脱塩処理をする予定でいる。初年度で製作した脱塩装置の処理システム確立のために実験を行った。実際の遺物を使用して洗浄を繰りかえしその各溶液をイオンクロマトグラフィ-分析した。その結果処理マニュアルを作成した。(1)2時間毎に純水(80°Cに加熱する)を交換する(2)この純水交換を20回行なうことを1単位として処理をする(3)処理中の腐食を防止するために酸素のない窒素ガスの雰囲気中で処理を行う。

この装置で真空度・ガス流量・ガス混合比・高周波出力などの条件をかえながら、最適なプラズマ処理条件を得る実験を行なった。実験結果の評価は、実際の遺物の塩素減少量を放射化分析で定量することによった。それにより、窒素400ml/秒,水素400ml/秒,アルゴン200ml/秒,真空度1Toor、8時間処理が最適条件であることが判った。この実験と並行して、ソクスレ-による脱塩処理実験を行なった。遺物中の塩素減少量を放射化分析、溶液に抽出された塩素イオン、硫酸イオン量をイオンクロマトグラフィ-で定量した。2時間毎に20回溶液を交換すると約50%の塩素が取り除けることが判った。プラズマとソクスレ-処理を併用すると80%の塩素を除去することができた。以上の実験結果からプラズマとソクスレ-処理を併用した方法を確立してマニュアルを作成した。水素プラズマ処理では、遺物が黒化することがある。この色変化は、文化財の場合嫌われることが多い。窒素に変り酸素を使用したところ、黒変もなくなりプラズマ処理直後の脱塩量が向上した。今後酸素処理の最適条件をさがす実験を行なう必要がある。
熱測定および誘電分散測定によるタンパク質分子内エネルギー転移メカニズムの解析

口腔連鎖球菌の菌体外酵素グルコシルトランスフェラーゼGTFを用いた研究を行った.まず,GTF(酵素分子全体),GS(触媒ドメイン),DXB(デキストラン結合ドメイン)の3種のタンパク質の大腸菌での発現・精製法を検討し,本研究に必要な大量のタンパク質試料の調製法を確立した.つぎに,示差走査熱測定(DSC)測定によって,GTF,GS,DXBの熱変性パターン(T_m),熱変性エンタルピー(ΔH)の測定を行った.これらのデータをもとに,GSとDXBの融合にともなう内部エネルギー変化を見積もったところ,ΔH(GTF)<ΔH(GS)+ΔH(DXB)となった.また,GTFにおけるT_m(GS)は単独の場合より低くなり,逆にT_m(DXB)は単独の場合より高くなった.これらの結果から,ドメインの融合により,GSは不安定化し,DXB安定化されることが示された.また,GTF, GS, DXBのCDスペクトル測定を行い,ドメイン融合に伴う二次および高次構造変化を調べたところ,融合の影響は無視できるていどであった.さらに,これらの試料の誘電分散スペクトル測定を行ったところ,ドメイン融合は大きな水和量変化をもたらさないことが明らかになった.これらの結果から,ドメイン間相互作用によるエネルギー転移によって,各ドメイン内で側鎖間相互作用の量的変化が誘発され,不安定なドメインはより安定に,安定なドメインはより不安定になるがことが示唆される.口腔連鎖球菌の菌体外酵素グルコシルトランスフェラーゼGTFを用いた研究を行った.まず,GTF(酵素分子全体),GS(触媒ドメイン),DXB(デキストラン結合ドメイン)の3種のタンパク質の大腸菌での発現・精製法を検討し,本研究に必要な大量のタンパク質試料の調製法を確立した.つぎに,示差走査熱測定(DSC)測定によって,GTF,GS,DXBの熱変性パターン(T_m),熱変性エンタルピー(ΔH)の測定を行った.これらのデータをもとに,GSとDXBの融合にともなう内部エネルギー変化を見積もったところ,ΔH(GTF)<ΔH(GS)+ΔH(DXB)となった.また,GTFにおけるT_m(GS)は単独の場合より低くなり,逆にT_m(DXB)は単独の場合より高くなった.これらの結果から,ドメインの融合により,GSは不安定化し,DXB安定化されることが示された.また,GTF, GS, DXBのCDスペクトル測定を行い,ドメイン融合に伴う二次および高次構造変化を調べたところ,融合の影響は無視できるていどであった.さらに,これらの試料の誘電分散スペクトル測定を行ったところ,ドメイン融合は大きな水和量変化をもたらさないことが明らかになった.これらの結果から,ドメイン間相互作用によるエネルギー転移によって,各ドメイン内で側鎖間相互作用の量的変化が誘発され,不安定なドメインはより安定に,安定なドメインはより不安定になるがことが示唆される.熱測定による研究:N端の触媒ドメイン(GSd,110kDa)とC端のデキストラン結合ドメイン(DXBd,58kDa)から構成されいているグルコシルトランスフェラーゼ(GTF)におけるドメイン間相互作用を熱力学的に解析するために,GTFのN端85残基を欠損したGS-6R, GSdをC端にDXBdをN端に入れ替えた6R-GS, GSdが単独で発現したGSの3種類のタンパク質について,示差操作熱量計(DSC)により熱変性に伴う熱容量変化を測定した.その結果,6R-GSは40°C付近と55°C付近にピークを示した.高温側のピーク位置とその大きさはGSとよく一致した.これに対して,GS-6Rは50°C付近にピーク,55°C付近に肩を示した.これらのことから,6R-GSはドメインの独立性が高く,温度上昇につれDXBd, GSdの順に変性すると考えられる.一方,GS-6Rではドメイン間の相互作用が強く,DXBdは安定化され,GSdの不安定化されるが,分子全体としては6R-GSに比べ熱安定性が高くなっていることが示唆される.誘電分散測定による研究:この研究には,GTFのN端85残基およびC端約C端約260残基を欠くGTF',C端グルカン結合ドメインを完全欠損したGS, GTF'からGSドメインを除去した4Rを用いた.誘電分散測定の結果,水和量は,それぞれ4710,3000,660と算出された.これらの結果から,GSドメインとデキストラン結合ドメインが融合すると,タンパク質全体として,水和量の増加するような構造変化が起こっていると推定される.総括:熱測定と誘電分散測定の結果を合わせると,タンパク質を構成するドメインは相互作用によって,それぞれの高次構造は維持されるが,各ドメインのエンタルピーレベルの変化と溶媒分子との相互作用に影響を与える構造変化が共役して引き起こされていると推定される.熱測定による研究:GTF-1は,N端の触媒ドメイン(GSd),C端のデキストラン結合ドメイン(DXBd)から構成されている.本研究では,両ドメイン間相互作用を熱力学的に解析するために,GTF-1のN端85残基を欠損したGS-6R, GSdをC端にDXBdをN端に入れ替えた6R-GS, GSdが単独で発現したGSの3種類のタンパク質について,示差操作熱量計(DSC)により熱変性に伴う熱容量変化を測定した.その結果,6R-GSは40°C付近と55°C付近にピークを示した.

高温側のピーク位置とその大きさはGSとよく一致した.これに対して,GS-6Rは50°C付近にピークを55°C付近に肩を示した.これらのことから,6R-GSはドメイン間の独立性が高く,DXBdの変性がGSdの安定性に影響を及ぼしていないと考えられる.一方,GS-6Rではドメイン間の相互作用が強く(DXBdは安定化されGSdは不安定化される),6R-GSに比べ熱安定性が高くなっていることが示唆される.6R-GSに見られないGS-6Rに特異的な機能はこの高い安定性によって保たれていると考えられる.誘電分散測定による研究:この研究には,GTFのN端85残基およびC端約C端約260残基を欠くGTF',C端グルカン結合ドメインを完全欠損したGS, GTF'からGSドメインを除去した4Rを用いた.誘電分散測定の結果,水和量は,それぞれ4710,3000,660と算出された.これらの結果から,GSドメインとデキストラン結合ドメインが融合すると,タンパク質全体として,水和量の増加するような構造変化が起こっていると推定される.分子形態観察による研究:さらに,電子顕微鏡画像の単粒子解析を行ったところ,GTF-1分子では,N端ドメインとC端ドメインによって,過剰水和を説明するのに十分な大きさの分子内キャビティが形成されていることが明らかになった.本年度は,GTE,GS,DXBのグアニジン(GdnHCl)変性について,蛍光分析,遠紫外CDスペクトル分析による測定を行い,GdnHClによる高次構造の変化を見ることで,ドメイン間相互作用が構造の安定性に及ぼす影響の解析を行った.GSドメインの機能であるSucrose分解活性は,GS,GTF共に1.5M GdnHClで完全に失われた.一方,DXBドメインの機能であるデキストラン結合能は,DXB,GTF共に1.5M GdnHClではほとんど結合力の低下は見られなかったが3M GdnHClで完全に結合力を失った.この結果より,酵素の機能からみたGdnHCl変性に対する安定性は独立であると考えられる.二次構造を反映する遠紫外CDスペクトルにおけるGS,GTF,CSとDXBの合成スペクトル(GS+DXB)の222nmの極値(αヘリックスに由来),DXBの227nmの極値(β構造と不規則構造に由来)に及ぼすGdnHCl濃度の影響を示している.GTFとGS+DXBのスペクトルはよく一致することから,GTFは2つのドメインが独立に二次構造を形成していると考えられる[1].また,全ての蛋白質においてGdnHCl高濃度領域で極値が消失し二次構造が崩壊していることが確認できた.各蛋白質における変性曲線の中点のGdnHCl濃度は,GS,DXB,GTFでそれぞれ,1.4M,1.6M,1.5Mであった.また,GdnHCl濃度上昇に伴うCDスペクトルの変化は,GS+DXBとGTFのスペクトルの形がGdnHClのどの濃度においてもほぼ一致することより,GdnHCl濃度上昇によってGTFの2つのドメインの二次構造は独立に崩壊すると考えられる.蛋白質分子内の芳香族側鎖の環境を反映する蛍光強度に及ぼすGdnHCl濃度の影響を示している.全ての蛋白質でGdnHCl濃度の上昇に伴い蛍光強度が低下することから,芳香族側鎖がより親水環境に変化したことが示唆される.各蛋白質における変性曲線の中点のGdnHCl濃度は,GS,DXB,GTFでそれぞれ,1.3M,1.6M,1.8Mであった.
不斉1,3-双極子付加環化を利用した光学活性な複素5員環化合物の合成法の開発

ルイス酸を用いたニトリルオキシド付加環化の立体制御に初めて成功した。すなわち、(S)-フェニルアラニンから新規に開発したキラルなオキサゾリジノン不斉補助基を有するアクリルアミド親双極子,N-アクリロイル-4-ベンジル-5,5-ジメチル-1,3-オキサゾリジン-2-オン,と種々の置換ベンゾニトリルオキシドとの不斉1,3-双極子付加環化を行ったところ、ルイス酸無添加の場合にはほぼ1:1のジアステレオマー混合物として付加環化体が得られるのに対して、反応系中に1当量のMgBr_2,Yb(OTf)_3,Sc(OTf)_3を共存させることによって、95:5以上のジアステレオ選択性で対応するイソオキサゾリン誘導体を合成することに成功した。ベンゾニトリルオキシドには、電子供与性のp-メトキシル、電子求引性のp-クロロ、p-フルオロ、p-ニトロ基等を導入することも可能である。さらに、単独の使用ではジアステレオ選択性を充分には向上できないMg(ClO_4)_2やLa(OTf)_3を用いた反応においては、アルコール、アミン、エーテル、ケトン等の配位性化合物との組み合わせで使用することにより、ジアステレオ選択性を向上できることも見出した。さらに、ニトリルオキシドの発生する速度をコントロールすることによって、触媒量のルイス酸を用いた反応制御にも初めて成功した。さらに、得られたイソオキサゾリン誘導体は、L-Selectrideを用いた還元的開裂反応やTi(OPr-i)_4とのエステル交換反応によって、不斉補助基の除去が可能であることも見出し、光学活性イソオキサゾリン化合物の新規不斉合成法の開発に成功した。アミノ酸から合成したキラルなアミノアルコールを用いてオキサゾリジノン不斉制御子を有する新規アクリルアミド親双極子,N-アクリロイル-1,3-オキサゾリジン-2-オン,の開発を行い、ベンゾニトリルオキシドとの不斉1,3-双極子付加環化を行ったところ、(1)オキサゾリジノン4位の遮蔽置換基がベンジル基,(2)オキサゾリジノン5位に遮蔽置換基の配座制御のためのアルキル基を導入し,(3)金属塩としてMgBr_2を添加すると、無添加の場合(ジアステレオ選択性43/57)とは逆のジアステレオマーが主となり、高いジアステレオ選択性で対応するキラルなイソオキサゾリン誘導体が得られることが明らかとなった(96/4,収率86%)。得られたイソオキサゾリン誘導体は、L-Selectrideとの反応により光学活性なイソオキサゾリン-5-メタノール誘導体へと導いた。同様に、p-メトキシベンゾニトリルオキシド、p-ニトロベンゾニトリルオキシド、P-フルオロベンゾニトリルオキシドとの反応においても、それぞれ91/9、73/27、76/24の選択性で対応するイソオキサゾリン誘導体が得られた。一方、新規に開発した4-ベンジル-2,2-ジメチル-5,5-ジフェニルオキサゾリジンを不斉補助基を有するアクリルアミド型親双極子と種々のニトリルオキシドとの反応により、金属塩を用いることなく対応するイソオキサゾリン誘導体を92/897/3のジアステレオ選択性で合成した。
原価差異分析と原価管理を組み込んだ農業経営計画手法に関する研究

本研究では、原価管理を組み込んだ農業経営計画手法を構築するために、制約理論におけるスループット計算の考え方を援用させながら、生産計画の段階で、規模に応じて変動する生産資材の単位価格と投入量について標準となるデータセットを用いて生産計画を立案し、その結果を利用して財務計画へ反映させる手法を示した。また、生産資材等の投入と農産物の産出に関するデータをデータベース化するプログラムを構築した。平成22年度は、計画に基づき以下の事柄を実施した。1原価管理を組み込んだ農業経営計画手法を構築するための基礎的な視点を得るために、文献サーベイによって、特に制約理論のスループット計算に基づく管理会計の導入可能性を検討した。制約理論では、販売額から原材料費を控除した金額(スループット)に基づいて生産する製品の種類と生産量の最適な組み合わせ求めている。この考え方は、線形計画法や試算計画法に類似するものを持っていることが確認できた。そのため、この制約理論におけるスループット計算の考え方を線形計画法に置き換えて援用を図ることで、原価管理の組み込みが可能になるものと推察できた。平成23年度では、スループット計算の考え方を線形計画法へ具体的に組み込む一方で、スループット計算から財務分析への展開を検討することで、原価管理を踏まえた農業経営計画手法を構築する。2生産資材の投入ベースで農業経営計画を構築していくために、農業経営計画を支援する既存のシステムへの汎用利用も考慮しながら、生産資材等の投入量と生産量の関係性に関する基礎的なデータを収集・管理するためのプログラムを構築した。このプログラムは、作目単位で生産量、販売収入、生産資材の投入量、資材の単価、労働時間などのデータを収集して管理できる一方で、農業経営計画で必要となる基礎的な経済的、技術的な指標の作成を支援することができる。このプログラムを用いることで、投入と産出の技術的な関係に関するデータベースの構築に寄与することが可能となる。ただし、データベースとして活用を図るためには、投入と産出の技術的な関係に関して収集したデータが不十分であり、23年度も適宜、そのデータ収集を図ることにしたい。平成23年度は、計画に基づき以下の事柄を実施した。まず、原価差異分析と原価管理を組み込んだ農業経営計画手法を開発では、生産計画の段階で、単純な規模、単位価格、単位生産量からの検討ではなく、規模に応じて変動する生産資材の単位価格と投入量について標準となるデータセットを用いて生産計画を立案し、その結果を利用して財務計画へ反映させる方策を示した。具体的には、生産計画と財務計画との連携・移行関係について、各県の協力によって得られる経営指標のデータを一つの標準的な数値としてとらえ、それを用いた生産計画から製造原価を試算し、その結果を財務計画の支出科目へ反映させる方策とした。また、農業経営計画において、生産計画と財務計画以外で考慮すべき、農地、労働力、生産資材調達、販売の各計画についても、生産計画から販売計画へ移行する過程で、考え方に応じて選択できる手法とした。特に、農地と労働力に関しては、生産計画との関連性が深く、その整合性を図る必要があることから、生産規模に応じて必要な農地や労働力を算出するできる手法とした。次に、以上の手法に基づく農業経営計画策定支援システムの構築では、既存システムへの汎用利用も考慮しながら、生産資材等の投入量と生産量の関係性に関する基礎的なデータを収集・管理するためのプログラムを構築し、その利用マニュアルを作成した。このプログラムを用いて収集する作目単位で生産量、販売収入、生産資材の投入量、資材の単価、労働時間のデータは、標準生産原価の算出根拠となり、生産計画の基礎データや原価差異分析に利用される。また、県レベルの農業生産に関する資材投入と産出に関する元資料を収集し、そのデータベースの整備を行っている。