hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海溝型地震研究に向けた海底測地・地震観測のための海底圧力・地震計の開発

さらに、圧力計は短い周期まで観測可能であり、津波計としても利用可能である。そこで、現在使用されている長期観測型海底地震計に、圧力計を付加することにより、地震波の帯域から測地帯域までの超広帯域長期観測を可能とする海底地震計を開発することを目的とした。平成22年度には、使用する圧力計センサーを、机上選定した後、導入・評価を行った。その結果、圧力変動計測に関して十分な分解能を有していることが確認された。さらに、記録を行うレコーダの開発・改良を行った。その後、圧力計センサーの海底地震計耐圧容器への取り付け方法の検討及び記録システムの設置方法について検討・設計を行い、試作機を開発した。海底圧力・地震計は、複数台製作したのち、観測データを取得するために、平成23年度から平成24年度までに、1年間の観測を、南海トラフにおいて、2回実施した。海洋潮汐を良好に記録していると共に、観測中に発生した平成23年東北地方太平洋沖地震の地震波および津波が記録された。また、東北地方太平洋沖地震の余震観測にも、開発した海底圧力・地震計を用いた観測を実施し、本震後の震源域の上下変動を観測することができた。本研究により開発された海底圧力・広帯域地震計は、現在観測に利用されており、ほぼ実用化の段階に達したと考えられる。・本研究における海底圧力・地震計は、平成22年度に試作を完了し、実際に海底に設置し、試験観測を開始できた。・平成23年度には、前年度に設置した海底圧力.地震計を回収した。また、東北地方太平洋沖地震の津波を含むさまざまな圧力変化を記録することができ、交付申請書に記載した「研究の目的」を達成しつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在得られている海底での試験観測データおよびこれから回収予定の海底圧力・地震計のデータを用いて、記録の評価を行う。記録の評価は、陸上に展開されている測地観測網のデータと比較すると共に、同一容器内に設置した従来の広帯域地震計の記録と比較することで行う。また、震源過程が明らかになっている地震が観測された場合については、求められている震源域および余効滑り域から期待される変動と観測された変動との比較を行う。また、開発した海底圧力・地震計は、長期のデータを蓄積することも、測器の性能評価には重要であるので、引き続き観測を実施する。
反応性オキソ金属活性種の創製と生合成型酸化反応の開発

アミン,アミド,炭化水素等の代謝は,一般にチトクロムP-450等の酸素添加酵素による特異的な酸化反応により行われるが,これを合成化学的手法により行わせる選択的かつ高効率な方法の開拓を目的として反応性オキソ金属の創製とその反応性に関する研究を行った.ルテニウム,銅,マンガン等の低原子価金属錯体と過酸化物から生成するオキソ金属活性種は,チトクロムP-450酵素のオキソ鉄錯体と類似の反応性を示し,これによりアミン,アミド,炭化水素,フェノール等の化合物に酸素官能基を導入する酵素型の特異的な酸化的変換反応が行えることが明らかになった.この手法の応用として酸化条件下で種々の求核剤と反応させると,不活性基質への種々の官能基導入が一段階で行えることが明らかになった.例えば,ルテニウム触媒とトリメチルシリルシアニドの存在下にアミドを過酢酸で酸化するとアミドのα位にシアノ基が選択的に導入できる.さらに分子状酸素を用いる種々の遷移金属-オキソ錯体の新発生法とその反応性に関する基礎的研究を系統的に行った結果,アルデヒド-酸素によるアルカンの酸化系において極めて高選択的,高効率な触媒系が見出された.特に,ナイロンの基幹原料製造プロセスとして工業的な重要度の高いシクロヘキサンの酸化において,系統的な研究を行った結果,CuCl_2と18-crown-6,15-crown-4,dibenzo-24-crown-8の組み合わせやコバルト,マンガン,ルテニウムのペンタフルオロフェニルポルフィリン錯体が触媒収率140-170万%で相当するシクロヘキサノールとシクロヘキサノンを与えることを見出し,特にクラウンエーテルの反応では,クラウンエーテルがオキソ金属の配位子としてアルカンの酸化の高効率化に重要な寄与をしていることをX線結晶構造解析等により明らかにした.アミン,アミド,炭化水素等の代謝は,一般にチトクロムP-450等の酸素添加酵素による特異的な酸化反応により行われるが,これを合成化学的手法により行わせる選択的かつ高効率な方法の開拓を目的として反応性オキソ金属の創製とその反応性に関する研究を行った.ルテニウム,銅,マンガン等の低原子価金属錯体と過酸化物から生成するオキソ金属活性種は,チトクロムP-450酵素のオキソ鉄錯体と類似の反応性を示し,これによりアミン,アミド,炭化水素,フェノール等の化合物に酸素官能基を導入する酵素型の特異的な酸化的変換反応が行えることが明らかになった.この手法の応用として酸化条件下で種々の求核剤と反応させると,不活性基質への種々の官能基導入が一段階で行えることが明らかになった.例えば,ルテニウム触媒とトリメチルシリルシアニドの存在下にアミドを過酢酸で酸化するとアミドのα位にシアノ基が選択的に導入できる.さらに分子状酸素を用いる種々の遷移金属-オキソ錯体の新発生法とその反応性に関する基礎的研究を系統的に行った結果,アルデヒド-酸素によるアルカンの酸化系において極めて高選択的,高効率な触媒系が見出された.特に,ナイロンの基幹原料製造プロセスとして工業的な重要度の高いシクロヘキサンの酸化において,系統的な研究を行った結果,CuCl_2と18-crown-6,15-crown-4,dibenzo-24-crown-8の組み合わせやコバルト,マンガン,ルテニウムのペンタフルオロフェニルポルフィリン錯体が触媒収率140-170万%で相当するシクロヘキサノールとシクロヘキサノンを与えることを見出し,特にクラウンエーテルの反応では,クラウンエーテルがオキソ金属の配位子としてアルカンの酸化の高効率化に重要な寄与をしていることをX線結晶構造解析等により明らかにした.
動物におけるアフラトキシン解毒機構の研究

マストミス、ラット、マウス、ハムスターの肝臓その他臓器のサイトゾル分画におけるアフラトキシンB1(AFB1)のグルタチオン抱合化酵素(グルタチオンSトランスフェラーゼ(GST))活性を、AFB1-エポキシドを基質として還元型グルタチオン(GSH)とのin vitro反応で生成されるAFB1-エポキシド-GSH (AFB1-GSH)を測定することによって究明した。AFB1-GSAの分析はHPLC(アミノプロピルシリカに共有結合させたDフェニルグリシンを担体とするchiral column)を用いて行ない、基質としてのAFB1-エポキシドは反応系にハムスター肝臓ミクロソームとAFB1を含めることによって供給した。その結果、肝臓GST活性はマストミスで最も高く、以下マウス、ハムスター、ラットの順に高いこと、ラットで性差がみられ、雌は雄よりも有意に高いことが認められ、各動物種のAFB1毒性に対する感受性の差異に対応していた。また肝臓を含む各実質臓器におけるGST活性については、マストミス、ハムスター、マウス及び雌ラットにおいては、6臓器のうち肝臓に最も高い活性が認められたが、雄ラットにおいては、肝臓の活性が低いことを反映し、小腸に最も高い活性が認められた。肝臓、小腸、腎臓、精巣については、マストミスが他動物種よりも高い活性を示し、脳と肺については、マウスがマストミスと同程度、または最も高い活性を示した。またGST以外でAFB1の解毒に関与すると考えられているAFB1-アルデヒドリダクターゼ(AF-AR)については、AFB1-アルデヒドを基質とし、反応生成物であるAFB1-ディアルコールをHPLCで分析する系を構築し各動物種の肝臓における活性を測定した。マストミス、ラット、マウス、ハムスターの肝臓サイトゾール分画について、ハムスター肝臓ミクロゾーム、補酵素、[3H]AFB1(アフラトキシンB1)、GSH-(グルタチオン)の存在下で反応させ、生成された[3H]AFB1-GSHをHPLCで定量することによってAFB1に対するGST(グルタチオンSトランスフェラーゼ)活性を求め、動物間および雌雄間での比較を行った。生成された[3H]AFB1-GSH量は、反応液よりSepPakC18で精製したAFB1-GSH分画を、HPLC(aminopropyl silicaに共有結合したD-phenylglycineで充填剤したchiral column)に供し、溶出液の放射能活性をHPLCに接続したflow scintilation analyzerにより連続的に測定することによって得られたAFB1-GSHのピーク面積から求めた。その結果、肝臓GST活性は、マストミスで最も高く、ついでハムスターとマウスで高く、ラットで最も低いことが認められ、AFB1の毒性に対する感受性の動物種差とよく一致していたことから、肝臓GST活性のアフラトキシン毒性における重要性が示唆された。今後、肝臓以外の臓器におけるAFB1に対するGST活性も明らかにし、アフラトキシン解毒におけるGSTの役割を究明するとともに、AFB1-aldehyde reductase活性測定系を構築し、その役割についても検討を加えていく。ラット・マウス・ハムスター・ブタ・ニワトリ・マスの肝臓サイトゾール分画について、ハムスター肝臓ミクロゾーム、補酵素、AFB1(アフラトキシンB1)、GSH(グルタチオン)の存在下で反応させ、生成されたAFB1-GSHをHPLCで定量することによってAFB1に対するGST(グルタチオンSトランスフェラーゼ)活性を求め、動物種間での比較を行った。生成されたAFB1-GSH量は、反応液よりSepPakC18で精製したAFB1-GSH分画を、HPLC (aminopropyl silicaに共有結合したD-phenylglycineで充填剤したchiral column)に供し測定した。そのデータから各動物種におけるGSTのKmおよびVm値を明らかにした。

また、AFB1-aldehyde reductase活性測定のために、基質であるAFB1-aldehydeと反応生成物であるAFB1-dialcoholeを化学的に合成し、各種動物種肝臓サイトゾールによるAFB1-aldehydeからのAFB1-dialcohole生成をHPLCにより測定することによって各種動物のreductase活性を明らかにした。
3次元共形場理論の基礎と統計物理への応用

分子が集まると気体や液体になる。このように多数の自由度からなる系が、相互作用により如何に振る舞うかを調べるのが統計物理である。揺らぎが普遍的になる場合は共形場理論に対応するが、その3次元での理解はこれまで難しかった。本研究では、ユニタリ性という重要な仮定の役割を再検討したところ、3次元共形場理論の解析可能性が従来考えられていたよりも高いことが分かった。応用のひとつとして良溶媒中における高分子鎖の普遍的フラクタル次元が約1.7016であることを明らかにできた。臨界現象における普遍性クラスは、無限多自由度からなる現実の系に深い洞察を与える重要な概念である。これは局所的スケール不変性を持つ場の理論(共形場理論)に対応し、2次元では量子版複素解析とでも言うべき興味深い構造を持つことや、Ising模型の臨界指数を厳密に決定できることなどが知られているが、現実的にさらに重要となる3次元では長らく進展がなかった。本研究では、近年3次元Ising模型の臨界指数の計算を可能にした共形ブートストラップ法を用いて、3次元共形場理論の普遍的性質を捉え、さらに統計物理で重要となるモデルで臨界指数を計算するなど共形不変性の有効性を実証的に示す。本年度は、まず3次元N=1超共形場理論において超多重項の存在から従う条件とブートストラップ法から熱的臨界指数を決定した。この理論は2次元Ising模型の励起がその三重臨界点におけるN=1超対称性の破れから生じる南部-Goldstoneフェルミオンと見なせる事との類似から、3次元Ising模型の描像理解に重要である。他方、O(n)対称性に基づいて、超流動、Ising模型、高分子(自己回避ランダムウォーク)の臨界現象に対応する共形場理論が統一的に扱えることに注目し、3次元溶媒中における高分子のフラクタル次元を求めた。高分子の形状を近似的に与えることについては、O(n)対称性のn=0極限(レプリカ極限)を用いたくりこみ群によるde Gennesの仕事があるが、共形不変性に基づいて臨界指数を精密に決定したのは本研究が始めてである。2次元での高分子等の形状については2000年以降、共形不変性に基づく確率幾何がSchramm-Loewner発展として深められた。このようなさらに深い数学的展開への第一歩として、3次元における確率モデルへ共形不変性が有効であることを本研究により実証的に示すことが出来た。当初、高分子のフラクタル次元等を決める共形場理論はO(n)模型のレプリカ極限(n=0)に対応し、その解析には非ユニタリ性による困難が予期されたため、段階的に取り組むことを計画していた。具体的には、O(n)対称な3次元共形場理論について、nの値に関する「断熱的連続性」がどのレベルで成立するかが懸案であった。2次元における私のこれまでの経験から、非ユニタリ性の壁(解析を困難にする閾値)は、ユニタリかつ解析可能なIsing模型(n=1)と高分子(n=0)の途中にある可能性も予想された。しかし実際に研究を進めると、逆説的にも断熱的連続性の「弱い」破れは、カレントセントラルチャージに新たな特異性をもたせることから共形場理論を同定するのに有効であり、さらに本質的閾値はレプリカ極限直上にあることが分かった。この予期せぬ発見からユニタリ性を補助的に用いる方法を用いて、目標であった高分子の問題に想定よりスムーズにアプローチすることができた。このことは平均場臨界指数となる4次元と3次元の途中(例えばd=3.99)のくりこみ群の固定点が非ユニタリであるにもかかわらず、ユニタリ性に基づく手法で実質解析可能であることと類似であるが、両者における詳細な機構は今後の課題として興味深い。また、実用的見地からは所属機関の中規模クラスタ環境開発に伴い協力者を得て、躊躇せず試行錯誤できたことは大変有益だった。場の理論は物性と素粒子の双方の基本言語であり、その理論空間の幾何学は、スケール変換への応答を定める繰りこみ群のフローと、その固定点である共形場理論(CFT)がなすウェブにより規定される。3次元CFTは、臨界現象における普遍性クラスを決め、物性実験においても重要となるが、イプシロン展開などの摂動論を超えた扱いには進展がなかった。本研究では、共形不変性やユニタリ性(正値性)のような基本的要請だけから理論を縛って決定するブートストラップ法という試みがIsing模型という氷山の一角を解析可能にした発見を受け、統計力学で重要となる系において臨界指数を計算してCFTの有効性を示し、さらにこれらの基本的要請がなぜそこまで有効なのかを理解することが目的であった。前年度はO(n)模型のn=0での振舞いを調べて、非ユニタリCFTの代表格である自己回避ランダムウォーク(高分子)について共形不変性からフラクタル次元を初めて決定するなどの成果を得たため、本年度は、それを可能にした要請、特に正値性の役割を明らかにするための基礎固めを行った。3次元O(n)模型では、4次元高スピン重力理論との双対性を仮定するとnが非自然数の場合に正値性の破れが生じることが議論できる。本研究により、正値性の破れはスケーリング補正を与える高次の場の振幅で弱く起こり、振幅の空間次元dと内部対称性のnを連続変数と考え解析的性質(零や極)を調べるべきであるという重要な示唆を得た。

そこで基本場の4点関数における振幅を生成する超幾何積分族をd=2で調べ、零と極を厳密に求めて無限個の振幅の階層性を明らかにした。この階層構造は双曲空間におけるFarey graphに類似しており数学的にも興味深いが、正値性を破る高次の場の寄与が強く抑制されることを定量的に示しており、2次元と3次元のCFTを連続的に繋ぐための重要な土台となると考えられる。分子が集まると気体や液体になる。このように多数の自由度からなる系が、相互作用により如何に振る舞うかを調べるのが統計物理である。揺らぎが普遍的になる場合は共形場理論に対応するが、その3次元での理解はこれまで難しかった。本研究では、ユニタリ性という重要な仮定の役割を再検討したところ、3次元共形場理論の解析可能性が従来考えられていたよりも高いことが分かった。応用のひとつとして良溶媒中における高分子鎖の普遍的フラクタル次元が約1.7016であることを明らかにできた。本年度の研究により、非ユニタリ性を適切に取り扱うことが可能ならば、くりこみ群において重要な視点を与える「空間次元と内部対称性を連続的に変化させること」が、3次元共形場理論の大局的理解のためにも有効であることが示唆された。さらに高分子の問題の解決によりレプリカ極限への理解が深まったので、レプリカ極限における共形不変性から3次元における不純物系の臨界現象に取り組みたい。特に本課題に先行して共同研究者と明らかにした不純物系に特有の2次元臨界点と、本課題が明らかにする3次元CFTの、理論空間における繋がりのトポロジーについて理解を進めたい。また高分子等においてシミュレーションやくりこみ群といった既存の方法では求めることが困難とされてきた、スケーリング補正を定める臨界指数について、共形不変性を用いて得た予備的結果の精度を上げて注意深く検討したい。他方、解析的アプローチについて、2次元CFTの相関関数はCoulomb gas積分やCalogero-Sutherland模型と密接な関係を持つが、本年度中に3次元CFTにもこれらに類似の構造が現れることがわかった。Coulomb gasは強力な計算手法であるにもかかわらず非ユニタリの場合には2次元においてさえこれまで明らかにされていなかった重要な相関関数があり、本年度後半には近年のブートストラップ法の提唱者との議論を契機にこの計算を進めた。これら解析的知見と合わせ、統計物理で重要となる非ユニタリの場合のCFTについて2次元と3次元を繋ぐスペクトラムを明らかにして理解を進めたい。統計場の理論27年度の課題開始時には、短期研究集会等の参加のための旅費に使用することを検討していたが、新たに27年度前半の成果をきっかけに、28年度開催の比較的の長期ワークショップ(GGI, Florence)への参加が決まった。28年度予算のみでは不足のため計画変更して繰越した。本研究は理論研究のため,使用目的は旅費が中心となる。28年度は27年度の繰越分と合わせ、27年度前半の成果をきっかけに新たに参加が決まった長期ワークショップ(GGI, Florence)への旅費に用いることとし研究に役立てたい。
ヒトおよびトリインフルエンザウイルス感染症とその重症化に関わる宿主因子の解明

ヒトおよび鳥のA型インフルエンザウイルス感染症に関連する宿主側因子を明らかにするため、ヒト正常気道上皮細胞を用い、インフルエンザウイルスレセプターとなる糖鎖合成に関わる糖転移酵素遺伝子群・気道粘膜抗ウイルス遺伝子群の発現解析を行ったところ、ある炎症刺激でレセプター発現に関わるシアル酸転移酵素遺伝子の発現が増強することが明らかになった。また抗ウイルス作用を有するMxA遺伝子の多型と発現の関連も明らかになった。ムチン遺伝子などの気道粘膜抗ウイルス遺伝子群の多型解析・機能解析に加えて、インフルエンザウイルスのレセプターとなる糖鎖を合成するシアル酸転移酵素の遺伝子解析を行い、我々が保有する多数のヒト正常気道上皮細胞での発現を解析し、ヒトおよび鳥インフルエンザウイルス感染症に関連する宿主側の因子、特に易感染性・感染抵抗性や病態などに関わる因子、その機序を明らかにすることを目的にしている。ヒトインフルエンザウイルスレセプターのSAα2,6Gal、鳥インフルエンザウイルスレセプターのSAα2,3Galとなる糖鎖の末端にシアル酸を付加するシアル酸転移酵素遺伝子のうち今年度はST6GAL1,ST3GAL1のヒト気道上皮細胞で使われている転写開始点の特定を5'RACE法で行ったところ、転写開始点は複数あることがそれぞれ知られているが、気道上皮細胞の再分化に伴い異なる転写開始点が使われる場合、上気道と下気道で転写開始点が異なる場合などが認められた。ヒト気道上皮細胞に種々の刺激を加え、シアル酸転移酵素遺伝子mRNAの発現量をRT/real time PCRにて検討したところ、発現を誘導する刺激はそれぞれの遺伝子で異なっていた。ヒト気道上皮においてはヒトインフルエンザウイルスレセプターのSAα2,6Galの発現が優位であることは既に知られている通りであるが、鳥インフルエンザウイルスレセプターとなるSAα2,3Galの気道上皮における発現を誘導する刺激があることと、気道の部位により使われているプロモーターが違うであろうことは、鳥インフルエンザウイルスのヒトへの感染から重症化へ至る機序を考える上で重要であると思われた。本研究は、気道粘膜抗ウイルス遺伝子群の多型解析・機能解析に加えて、インフルエンザウイルスのレセプターとなる糖鎖を合成するシアル酸転移酵素の遺伝子解析を行い、我々が保有する多数のヒト正常気道上皮細胞での発現を解析し、ヒトおよび鳥インフルエンザウイルス感染症に関連する宿主側の因子、特に易感染性・感染抵抗性や病態などに関わる因子、その機序を明らかにすることを目的にしている。昨年度の研究で、ヒトインフルエンザウイルスレセプターのSAα2, 6Gal、鳥インフルエンザウイルスレセプターのSAα2, 3Galとなる糖鎖の末端にシアル酸を付加するシアル酸転移酵素遺伝子のうち、alpha-2, 3-sialyltransferaseのヒト気道上皮細胞での発現を誘導する刺激があることを明らかにした。今年度は、ヒト正常気道上皮細胞パネルのうち30検体を用い、その刺激で遺伝子発現誘導をかけた。非刺激時と比較して、7.5倍の発現が認められた細胞から2倍程度の細胞まで、シアル酸転移酵素遺伝子の誘導には個体差があった。3検体については、気相液相培養により気道上皮細胞の再分化を行ったが、alpha-2, 3-sialyltransferaseは気相液相培養での発現誘導は認められず、再分化後に同じ刺激を加えた場合にやはり2倍4.5倍の発現誘導がみられた。5'RACE法およびRT/PCRにて、刺激時の転写開始点を確認し、ヒト気道上皮細胞のゲノムDNAを用い、その上流約1kbの遺伝的多型の検索を行ったところ、2つの単塩基多型が見いだされた。また、この刺激のレセプター分子遺伝子の遺伝的多型のタイピングも行った。ヒト気道上皮細胞30検体での遺伝子発現誘導に関連していたのは、レセプター分子の多型であり、この遺伝的多型がヒト気道上皮細胞での鳥インフルエンザウイルスレセプター発現に関係する可能性が示唆された。本研究は、インフルエンザウイルス感染症およびその重症化に関連する宿主側の因子を明らかにするため、昨年度までにH5N1高病原性鳥インフルエンザウイルスとヒトインフルエンザウイルスのレセプターとなる糖鎖を合成するシアル酸転移酵素群の遺伝子発現解析を初代培養ヒト気道上皮細胞において行い、発現を誘導するウイルス関連刺激や、気相液相培養による細胞の再分化に伴う遺伝子発現の変化を明らかにしてきた。今年度はさらに、レクチン染色による細胞表面のレセプター発現の解析と、気道粘膜抗ウイルス遺伝子群の遺伝的多型と発現の関連の検討を行った。昨年度までに明らかになったトリ型レセプターに関わるシアル酸転移酵素遺伝子の発現を誘導するウイルス関連刺激を用い、不死化ヒト気道上皮BEAS2B細胞を刺激し、細胞表面のレセプター分布をレクチン染色で検討した。その結果、刺激後にヒト型レセプターの発現も刺激前より強く認められ、トリ型のレセプターとヒト型のレセプターの発現に共通に関わる糖転移酵素がレセプター発現の増加に関わっているのではないかと考えられた。

気道上皮細胞でウイルス関連刺激によってレセプター発現が増強し、昨年度に明らかになったように遺伝的多型と遺伝子発現誘導が関連していたことは新しい知見で、インフルエンザウイルス感染において重要であると考えられる。また、気道粘膜抗ウイルス遺伝子群の遺伝的多型と発現の関連の検討については、初代培養ヒト気道上皮細胞39検体を用いた検討で、インフルエンザなどのウイルス感染によって発現が誘導され、抗ウイルス作用を有するMxA遺伝子の発現がプロモーター領域の単塩基多型と関連することが明らかになった。MxAはH5N1感染肺で強く発現する事が知られており(Thitithanyanont et al. 2010)、気道上皮細胞での遺伝的多型と発現の関連はH5N1感染の重症化機構を考える上で興味深い。
マイクロ波技術を活用した糖鎖修飾反応研究と、新規創薬シーズ創製への展開

本研究は、糖鎖の持つ「水溶性」、「保湿性」、また薬品等の「体内吸収力の向上」や「患部への選択的輸送」といった機能に着目、生理活性物質に糖鎖を修飾させて物質が本来有する機能の他に新たな機能を修飾させる基盤研究を展開し、この方針にて、薬効を有するが溶解性や毒性のために新薬とならなかった新薬候補化合物の再度の新薬化検討という、新しい創薬開発戦略の展開研究を目指している。そのための技術課題として、研究代表者が研究を進めているマイクロ波利用の知見を活用した。前年度までの糖尿病薬プロセス改良合成研究、オキサゾリジンライブラリ調製研究に引き続き、今年度はまず、様々な生理活性を有するオキサジアゾールライブラリの合成研究に着手し、マイクロ波を利用活用して1,3,4-オキサジアゾール構造を有する32種のライブラリ合成に成功した。次に、ジクロフェナックフォーカストライブラリの合成研究をすすめた。ジクロフェナリックは非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)の1種であり、処方薬(商品名「ボルタレン」ノバルティス)として市販されている。このジクロフェナリック構造に多様な生理活性を有するオキサゾリジン環を導入し、さらに水溶性向上させるために様々な糖鎖を導入した。当初、糖のヒドロキシル基を無保護で糖鎖導入反応を進めようとしたが、糖部分内のC-C結合の切断副反応を誘発した。そこで糖鎖導入段階ではアノマー位以外のヒドロキシル基をアセチル基で保護し、最終段階で塩基性条件下加水分解反応を行い目的化合物群を得た。そして同様に非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)であるジクロフェナック、イブプロフェン、インドメタシンにトリアゾール基を導入した創薬シーズライブラリを調製した。本研究によって2年間で約200種類の創薬シーズライブラリを調製した。これらの生理活性については、現在、研究中である。本研究では、糖鎖の持つ「水溶性」、「保湿性」、また薬品等の「体内吸収力の向上」や「患部への選択的輸送」といった機能に着目し、生理活性物質に糖鎖を修飾させて物質が本来有する機能の他に新たな機能を修飾させる基盤研究を進め、この方針にて薬効を有するが溶解性や毒性のために新薬とならなかった新薬候補化合物の再度の新薬化検討、あるいはすでに薬効が知られている化合物のより高活性誘導化という、新しい糖鎖化合物の利用法による新しい創薬開発戦略への展開を目指している。研究分担者は、これまで主に生理活性物質の中でもヘテロ原子含有環状化合物の合成研究に従事してきた。本研究の長期目標としてこれらの化合物に糖鎖修飾をおこない、生理活性化合物に新たな機能修飾をおこなうことで創薬研究への展開を計画しているが、本年度の5ヶ月の間では、研究分担者の糖鎖合成研究に従事するのがはじめてであることを考慮し、まずは糖鎖合成基礎研究を進めた。基本単糖であるグルコース、ガラクトース、マンノース、グルコサミンの他、2糖ラクトース体などを化学変換し、プロパルギルアルコールとのグリコシル化反応をおこない、糖鎖合成の習得につとめつつ、今後の研究に展開可能な糖誘導体の合成を進めた。その後、これまでに研究分担者か合成し、報告した、薬効をもつヘテロ原子含有環状化合物の構造を基に新たな創薬候補化合物をデザインし、実際にマイクロ波を利用して効率合成研究をすすめた。現在、その化合物に、先に調整した糖誘導体を化学的に導入する研究をすすめている。今年度はまず、糖尿病薬として実際にGlaxoSmithKlineからAvandiaという製品名で市販されているヘテロサイクル化合物、Rosiglitazone合成について、全5行程のうち4行程でマイクロ波を利用した収率向上、反応の短時間化、副産物低減によるカラム精製の回避、また危険試薬の回避などに成功し、プロセス合成向きの改良合成手法の確立に成功した。この結果を受けて、次に生理活性物質であるヘテロサイクル化合物ライブラリの合成研究に着手した。まず、抗菌活性など様々な薬理活性が知られているオキサゾリジン化合物ライブラリの調製研究に着手し、30種類以上の化合物ライブラリの調製に成功した。本結果については現在、学術雑誌に投稿すべく準備中である。さらに、グルコース、グルコサミンなどの糖の導入反応について検討し、現在、糖含有ヘテロサイクルライブラリの調製をすすめている。まだ総じた結果を得てはいないが、概して当初の狙い通りに化合物の水溶性が向上しており、これらの生理活性結果が楽しみである。

本研究は、糖鎖の持つ「水溶性」、「保湿性」、また薬品等の「体内吸収力の向上」や「患部への選択的輸送」といった機能に着目、生理活性物質に糖鎖を修飾させて物質が本来有する機能の他に新たな機能を修飾させる基盤研究を展開し、この方針にて、薬効を有するが溶解性や毒性のために新薬とならなかった新薬候補化合物の再度の新薬化検討という、新しい創薬開発戦略の展開研究を目指している。そのための技術課題として、研究代表者が研究を進めているマイクロ波利用の知見を活用した。前年度までの糖尿病薬プロセス改良合成研究、オキサゾリジンライブラリ調製研究に引き続き、今年度はまず、様々な生理活性を有するオキサジアゾールライブラリの合成研究に着手し、マイクロ波を利用活用して1,3,4-オキサジアゾール構造を有する32種のライブラリ合成に成功した。次に、ジクロフェナックフォーカストライブラリの合成研究をすすめた。ジクロフェナリックは非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)の1種であり、処方薬(商品名「ボルタレン」ノバルティス)として市販されている。このジクロフェナリック構造に多様な生理活性を有するオキサゾリジン環を導入し、さらに水溶性向上させるために様々な糖鎖を導入した。当初、糖のヒドロキシル基を無保護で糖鎖導入反応を進めようとしたが、糖部分内のC-C結合の切断副反応を誘発した。そこで糖鎖導入段階ではアノマー位以外のヒドロキシル基をアセチル基で保護し、最終段階で塩基性条件下加水分解反応を行い目的化合物群を得た。そして同様に非ステロイド性抗炎症薬(NSAIDs)であるジクロフェナック、イブプロフェン、インドメタシンにトリアゾール基を導入した創薬シーズライブラリを調製した。本研究によって2年間で約200種類の創薬シーズライブラリを調製した。これらの生理活性については、現在、研究中である。
ベイズ統計モデリングによる運動意欲の形成過程分析

本研究は運動意欲の形成過程について,ベイズ統計モデリングによって生成メカニズムを記述し,それを用いた推論や予測を行うことを目的としている.この目的達成のために3つの研究課題を設け,その意義を社会に発信していくものである.1)トピックモデルを用いて運動意欲の形成要因を探り,発達的観点から考察すること.2)ベイズ推定によって運動意欲の形成モデルを構築し,各要因の影響度を予測すること.3)プログラミング言語を用いたベイズ統計モデリングによって,運動意欲の形成モデルの透明性と再生可能性を高めること.本研究は運動意欲の形成過程について,ベイズ統計モデリングによって生成メカニズムを記述し,それを用いた推論や予測を行うことを目的としている.この目的達成のために3つの研究課題を設け,その意義を社会に発信していくものである.1)トピックモデルを用いて運動意欲の形成要因を探り,発達的観点から考察すること.2)ベイズ推定によって運動意欲の形成モデルを構築し,各要因の影響度を予測すること.3)プログラミング言語を用いたベイズ統計モデリングによって,運動意欲の形成モデルの透明性と再生可能性を高めること.
日伯学術交流の「設計図」

日本側派遣2名:(1)森田矢次郎教授は、評価理論と日本の工学教育についてサンパウロ大(USP)、リオデジャネイロ連邦立大で講演、意見交換:来日希望研究者の面接、入試環境調査。(2)高橋敏夫教授は、情報機器エンド・ユーザーの視点から、USP内の環境調査。同時にブラジルの情報産業=環境政策に学内外での意見交換。ブラジル側招聘2名:(1)P.E.Miyagi準教授・工博は、工学研究・教育と産業社会構造の転換との関連の視点から、日・伯比較の講演・討議。伯国大学教員の環境・日系の学会活動に言及。(2)J.T.Coelho教授・文博は近現代・未来指向的比較文化論の視点から、講演:ポスト近代諸文化政策、討論:価値変容に関する日伯共同研究構想。USP大博物館学修士課程新設構想に関連し、日本の経験に関心。文化庁諸機関訪問。長官官房総務企画栗原祐司係長、東京国立博物館学芸部大隅晶子法隆寺宝物室長、東京国立文化財研究所保存科学部三浦定俊部長、同庶務課貴志辰夫国際交流主幹、国立西洋美術館雪山行二学芸課長、東京国立近代美術館美術課長等(順不同・敬称略)と面接(福嶋同伴)。その他、(1)USP高等研究所長U.Cordani教授・工博の来日(国連主催世界(防災)会議=科学技術委員会委員)の機に、両大学学術交流上の重要検討課題に関する会議、地球規模の持続可能な発展と題する公開講演。特に(a)軌道に乗りかけたこの交流に、確たる継続性を与え、且つ両国の学術交流の根底をなす研究課題として、激動する国際環境の下での両国における価値の多様性・体系の変容を基本テーマとすることを確認。(b)交流上の相互主義の即時具体化(国際運賃の派遣国側負担、滞在費等の招聘国側負担)努力を確認。(2)USPコンピューター科学科R.Terada準教授・工博(NTTとの共同研究で滞日中)に、高橋敏夫教授関連領域の視点から講演・討論=同学科の教育環境。以上全体としてブラジル側の積極的な姿勢が伺われた。「設計図」の下地が構築されつつある。日本からブラジルへ2名を派遣し、ブラジルから日本へ2名を招聘した。限られた予算内での、最遠隔地間での双方2名の交流は厳しかったが、相互理解の輪を広める意味で成功であった。日本側の2名は、巻田和男、福嶋正徳で当初の申請通りであるが、ブラジル側の以下の2名:Prof.Dr.Braz Jose de Araujo、Prof.Dr.Joaquim Eloi Cirne de Toledoは申請名簿に含まれていない。主たる理由は協定相手校たるサンパウロ大学側の事情:総長の突然の辞任(8月)に伴う選挙(9-10月)・学内主要人事の大異動(10-1月)による。この間、電話、fax、E-Mail、書簡等による通信を重ねたことは言うまでもない。招聘者の変更については、事前(1月25日他)に文部省学術国際局国際学術課平山研究者交流係長にご許可を仰いでいる。結果は上記の新進気鋭の教授(別紙添付資料)の招聘が実現した。サンパウロ大学側に前向きな人選を進めさせることに成功したと自負している。特に前者は大学の組織上も両国間の学術交流の中核的役割を演じていく可能性を秘めている。勿論今後の双方の地道な継続的努力に掛かっているが。双方の研究分担者は各専門分野を通して、本主題の両国間の学術交流の在り方を模索し、それらを集約していく形で、交流の「設計図」を纏め上げていく作業を段階的に実施に移している。個別の検討会の他、全体会議(3回、内1回は2名の研究協力者を含む)を行い、その結果を、上記ブラジル側教授との両国全体会議で意見交換を行った。交流上重要な背景的問題の抽出、絞り込みに至った諸点は以下の通りである。科学・技術の公開性(特許、税制との関係)。文化・社会的背景の相違(集団・個人、コンピューター環境等)。教育(制度、学力、留学・単位互換)。言語(英語、次いで日、葡、仏)。財源(産学協同、留学期間、研究者レベル)。留学者決定機関・制度(混合委員会案)。日・米・伯間関係(相互2国間関係)。具体的な留学・研究者受け入れの大学の個別の環境。以上。文化庁諸機関訪問。長官官房総務企画栗原祐司係長、東京国立博物館学芸部大隅晶子法隆寺宝物

室長、東京国立文化財研究所保存科学部三浦定俊部長、同庶務課貴志辰夫国際交流主幹、国立西洋美術館雪山行二学芸課長、東京国立近代美術館美術課長等(順不同・敬称略)と面接(福嶋同伴)。その他、(1)USP高等研究所長U.Cordani教授・工博の来日(国連主催世界(防災)会議=科学技術委員会委員)の機に、両大学学術交流上の重要検討課題に関する会議、地球規模の持続可能な発展と題する公開講演。特に(a)軌道に乗りかけたこの交流に、確たる継続性を与え、且つ両国の学術交流の根底をなす研究課題として、激動する国際環境の下での両国における価値の多様性・体系の変容を基本テーマとすることを確認。(b)交流上の相互主義の即時具体化(国際運賃の派遣国側負担、滞在費等の招聘国側負担)努力を確認。(2)USPコンピューター科学科R.Terada準教授・工博(NTTとの共同研究で滞日中)に、高橋敏夫教授関連領域の視点から講演・討論=同学科の教育環境。以上全体としてブラジル側の積極的な姿勢が伺われた。「設計図」の下地が構築されつつある。
人工現実感技術を用いた目標補捉運動時の頭位変化が姿勢安定性に及ぼす影響の解析

本研究は,人工現実感(=バーチャルリアリティ)技術を用いて,頭位変化で生じるoptical flowを人工的に再現し,特定の運動場面に近似した視野移動状況を作り出すことにより,目標捕捉運動時の頭位変化が姿勢安定性に及ぼす影響を解析することを目的としている.平成14年度は次の研究を行った.1)姿勢安定性指標としての評価パラメータの検討2つの頭部位置条件(正常位および頚部伸展位)下における安静立位時の足圧中心点動揺を計測し,得られた時系列データに対してフラクショナルブラウン運動モデルを適用した.様々なバランス能力を有する若年健常者を対象とした実験を行い,フラクショナルブラウン運動モデルから得られるパラメータ(拡散係数・ハースト指数)と頭部定位方向との関連性を解析した.短期拡散係数と短期ハースト指数は,頭部位置条件間で統計的に有意な差異を示した.約1秒以下の短い時間間隔の場合,頚部伸展条件では,姿勢動揺が継続して増大しつづける時間相関的傾向が正常条件よりも強いことがわかった.短期拡散係数と短期ハースト指数は,頭位変化に応じた姿勢安定性の変化を定量的に評価する指標として有効であることが明らかとなった.2)視覚刺激用仮想現実感システムのプロトタイプ開発頭位変化によって生じるoptical flowをモデル化し,頭の動きに応じて仮想環境内での視点および仮想物体の位置を任意に制御できる画像生成アルゴリズムの開発を試みた.頭部の前後・左右回転運動量を物理計算によって推定し,視軸固定を仮定した状態で頭位変化のみにより生じるoptical flowをモデル化した.頭位変化で生じるoptical flowを仮想空間内の2次元画像として人工的に再現するシステムのプロトタイプを製作し,予備実験を行った.平成15年度はこれをさらに改良し,実験データを収集する.本研究は,人工現実感(=バーチャルリアリティ)技術を用いて,頭位変化で生じるoptical flowを人工的に再現し,特定の運動場面に近似した視野移動状況を作り出すことにより,目標捕捉運動時の頭位変化が姿勢安定性に及ぼす影響を解析することを目的としている.平成14年度は次の研究を行った.1)姿勢安定性指標としての評価パラメータの検討2つの頭部位置条件(正常位および頚部伸展位)下における安静立位時の足圧中心点動揺を計測し,得られた時系列データに対してフラクショナルブラウン運動モデルを適用した.様々なバランス能力を有する若年健常者を対象とした実験を行い,フラクショナルブラウン運動モデルから得られるパラメータ(拡散係数・ハースト指数)と頭部定位方向との関連性を解析した.短期拡散係数と短期ハースト指数は,頭部位置条件間で統計的に有意な差異を示した.約1秒以下の短い時間間隔の場合,頚部伸展条件では,姿勢動揺が継続して増大しつづける時間相関的傾向が正常条件よりも強いことがわかった.短期拡散係数と短期ハースト指数は,頭位変化に応じた姿勢安定性の変化を定量的に評価する指標として有効であることが明らかとなった.2)視覚刺激用仮想現実感システムのプロトタイプ開発頭位変化によって生じるoptical flowをモデル化し,頭の動きに応じて仮想環境内での視点および仮想物体の位置を任意に制御できる画像生成アルゴリズムの開発を試みた.頭部の前後・左右回転運動量を物理計算によって推定し,視軸固定を仮定した状態で頭位変化のみにより生じるoptical flowをモデル化した.頭位変化で生じるoptical flowを仮想空間内の2次元画像として人工的に再現するシステムのプロトタイプを製作し,予備実験を行った.平成15年度はこれをさらに改良し,実験データを収集する.
ファジィ交通行動モデルを用いた混雑料金政策評価方法の検討

本研究では、ソフトコンピューティング技術を利用したいわゆる「ファジィ交通行動分析モデル」を構築し、都市交通政策のなかでも混雑料金政策の具体的評価を試みた。ここで、交通行動者の意思決定にあいまい性・複雑性を前提とした交通行動分析モデルは、多様な交通行動メカニズムに追従した高精度な交通行動記述を可能とした。また混雑料金政策により波及的に生じる都市圏の交通行動変化に関して、個別交通行動者を単位とした交通流動変化を推計することで、具体的な都市交通政策インパクトを明示的に表現可能であることがわかった。1)交通行動者の1日の交通行動を段階的に記述する「ファジィ交通行動モデル」を構築した。各判断に適切な「知的情報処理」の要素技術を適用することにより、交通行動パターンの推計精度が向上し、交通行動の意思決定を明確に表現可能なモデルが構築された。2)交通行動モデルによる推計とGISの「空間情報」を有機的に結合することで、精緻な交通現象解析を可能とした。また交通行動分析結果を空間的に表現することで、交通行動パターンの視覚的理解、交通現象の空間的表現を可能とした。3)都市圏域での交通政策に対する「インパクト評価手順」を示し、「交通行動モデル」を都市交通政策評価に適用した。具体的には、「混雑料金政策」を対象として、各交通行動者の交通行動変化を推定した。これにより、都市全体での交通現象変化の推定に加えて、都市交通政策導の個別交通行動パターンに与える具体的な影響評価が可能となった。4)「交通行動モデル」に交通行動者の自律的な意思決定メカニズムを付加し、マルチエージェントシミュレーションとして再構成した。混雑料金施策の導入が、エージェントとしての交通行動者に伝達され、系全体の創発現象から影響をフィードバックする仮想社会モデルが構成した。これより、都市圏の交通行動に内在する多様な個人の交通行動と広域的な交通流動の関連性を多数の仮想社会実験から検討することが可能となった。本研究は、現実的運用が検討されている「混雑料金政策」の交通行動論的評価を目的としている。本年度は基本モデルである「時空間制約を考慮した個人のファジィ交通行動モデル」を応用的側面から精緻化し、交通行動論的な側面から「混雑料金政策」の評価方法を構成した。1)都市圏域での「混雑料金政策」に対する「インパクト評価手順」を示し、「交通行動モデル」を政策評価に適用した。個別の交通行動者の交通行動変化を推定することにより,「混雑料金政策」による個別の交通行動パターンに与える具体的な影響評価が可能となった。2)「ファジィ交通行動モデル」の実証性の向上を念頭においたモデル構造およびデータからの学習システムについて精緻化した。ここでは「ファジィ決定木分析(Fuzzy ID3,Fuzzy C4.5)」を用いて、観測された交通行動に内包される意思決定過程の機能的な表現が可能となった。3)都市交通政策による道路交通への影響分析のため、都市圏全体を対象としたミクロ交通シミュレーションを構築した。これより、都市交通政策による都市圏全体の道路交通へのインパクト評価に加えて、個々の交通行動主体への都市交通政策の詳細な影響分析が可能となった。4)「交通行動モデル」に対して都市交通政策実施時の時空間的な交通行動変化を、視覚的な交通計画情報とするための計算機上での表現形式を提案した。GISを用いた個人単位、ゾーン単位の交通流動の時間的・空間的な表現を可能として、交通計画情報としての利用方法を提示した。

5)現実の都市交通政策導入における交通行動者の受容性を考慮した導入手順の検討のため、「交通行動モデル」の適用に関して、「人工社会シミュレーション」を構成する方法を検討した。これより交通行動モデルの拡張により複雑系モデルとして構成する基本的手順が整理された。本研究は、現実的運用が検討されている「混雑料金政策」の交通行動論的評価を目的としている。本年度は基本モデルである「時空間制約を考慮した個人のファジィ交通行動モデル」を応用的側面から精緻化し、交通行動論的な側面から「混雑料金政策」の評価方法を構成した。1)都市圏域での「混雑料金政策」に対する「インパクト評価手順」を示し、「交通行動モデル」を政策評価に適用した。個別の交通行動者の交通行動変化を推定することにより,「混雑料金政策」による個別の交通行動パターンに与える具体的な影響評価が可能となった。2)「ファジィ交通行動モデル」の実証性の向上を念頭においたモデル構造およびデータからの学習システムについて精緻化した。ここでは「ファジィ決定木分析(Fuzzy ID3,Fuzzy C4.5)」を用いて、観測された交通行動に内包される意思決定過程の機能的な表現が可能となった。3)都市交通政策による道路交通への影響分析のため、都市圏全体を対象としたミクロ交通シミュレーションを構築した。これより、都市交通政策による都市圏全体の道路交通へのインパクト評価に加えて、個々の交通行動主体への都市交通政策の詳細な影響分析が可能となった。4)「交通行動モデル」に対して都市交通政策実施時の時空間的な交通行動変化を、視覚的な交通計画情報とするための計算機上での表現形式を提案した。GISを用いた個人単位、ゾーン単位の交通流動の時間的・空間的な表現を可能として、交通計画情報としての利用方法を提示した。5>現実の都市交通政策導入における交通行動者の受容性を考慮した導入手順の検討のため、「交通行動モデル」の適用に関して、「人工社会シミュレーション」を構成する方法を検討した。
新規反応性核酸によるゲノム配列特異的な点変異導入法の開発

本申請研究では化学的に標的遺伝子に対して点変異を導入する技術への展開を目指し、標的遺伝子に対して効率的、かつ選択的に反応する反応性核酸の開発を検討した。本研究者は既に反応性核酸2-アミノ-6-ビニルプリンを糖からスペーサーで結合した分子を含むオリゴDNAが2本鎖に対して非常に選択的に反応することを明らかにしている。さらにこれらの反応性オリゴマーを反応させたプラスミドが細胞内で複製される過程で反応性部分に点変異が導入されることを明らかにしている。しかし本反応は酸性条件下でしか進行しないため細胞内で直接標的に対して変異を導入することは難しい。そこでまず平成15年度には2本鎖DNAに対して3本鎖を形成し中性条件下でも効率的に反応する人工核酸として、すでに独自に開発している1本鎖に対して効率よく反応する基本構造に基づき、ポストモディフィケーション法により新規反応性核酸を合成し、これらの反応性を調べた。その結果、反応はほとんど進行せず、これらの原因を調べたところ、反応性核酸を含むオリゴDNAでは安定な3本鎖が形成できないことがわかった。そこで平成16年度にはより効率的に反応する構造を検索すべく、種々の誘導体を合成しその反応性について検討した。その結果、アルコールを置換基として有するビススルフォキシド体が非常に効率的に反応し、反応1時間後、約50%の収率で付加体を与えることがわかった。また本研究期間中に共同研究にて、ポリエチレングリコールを結合させた反応性オリゴDNAとPICミセルを組み合わせることで、細胞内において反応性核酸が天然型のアンチセンスオリゴDNAのアンチセンス効果を増強できることを明らかにした。さらにこの増強効果は反応性核酸の導入位置がひとつずれた配列を用いた時には観測されず非常に選択性が高いこともわかった。これらの結果は、細胞内でも反応性オリゴDNAが目的の反応を起こすことを示唆していると考えている。以上、本研究の成果として、細胞内において化学的に点変異を導入する技術の基本である高い反応性を持つ反応性核酸を開発し、さらに細胞内でも反応が進行することを示唆する結果を得ることができた。今後はこれらの情報に基づきさらに点変異導入技術への展開をめざしたいと考えている。本研究者は既に反応性核酸2-アミノ-6-ビニルプリンを糖からスペーサーで結合した分子を含むオリゴヌクレオチドが2本鎖に対してシチジンあるいはアデノシンに対して非常に選択的に反応することを明らかにしている。しかし本反応は酸性条件下でしか進行しないため細胞内において直接標的に対して変異を導入することは難しい。そこで本年度は中性条件下、2本鎖DNAに対して反応する反応剤の開発を目的とした。既に1本鎖DNAに対して中性条件下でシチジンに対して非常に効率よく反応する反応剤としてビニル基に電子吸引基としてスルフォキシド基を導入したビニル誘導体を開発しているので、反応性塩基としてはこの構造を基本にした。まず酸性条件下で効率よく反応したスペーサーで反応性塩基と糖を連結した誘導体を合成しその反応性を評価したところ残念ながら中性あるいは酸性条件下でもまったく反応しないことがわかった。

これらの誘導体を含むオリゴヌクレオチドの3本鎖形成能を調べたところ、いずれの誘導体も反応条件下では3本鎖を形成しておらず、安定な3本鎖を形成できないことが反応しなかったことの原因であることが考えられる。そこで様々なスペーサーあるいは反応性塩基を含むオリゴヌクレオチドを簡便に合成する方法として、糖部にアミノ基を持つオリゴヌクレオチドを合成した後、各種反応性塩基をカップリングさせるポストモディフィケーション法を用いることとした。まずモデル合成としてアミド結合のスペーサーを持つ2-アミノ-6-ビニルプリンを合成したところ効率よく合成は進行し、反応性も従来のものと同様にシチジンに対する選択性を維持していることがわかった。現在、他の反応性塩基を用いて合成を検討中である。本研究者は反応性核酸2-アミノー6-ビニルプリンを独自に設計し、この構造を基に合成した核酸誘導体を含む3本鎖形成オリゴヌクレオチドを標的プラスミドと反応させ、そのプラスミドを細胞内へ導入しその複製過程で、反応部分においてのみ非常に選択的に点変異を誘導することをすでに明らかにしている。しかし本反応は酸性条件でしか進行しないため直接細胞内での点変異誘導に用いることはできない。またオリゴヌクレオチドは細胞内透過性、安定性が低いことから細胞内へ適用するためにはドラッグデリバリーシステムが必要である。そこで本年度はまず中性条件下、標的に対して2本鎖を形成することで反応性を示す反応性核酸の開発を目的とした。すでにビニル基に電子吸引基としてスルフォキシド基を導入した誘導体が中性条件下でも効率よく反応することを明らかにしている。そこでこの構造に基づき、2本鎖を形成することで活性化される分子として、さまざまなビススルフィド基を有するダブル活性化構造を持つ誘導体を設計・合成しその反応性を検討した。その結果、アルコールを置換基として有するビススルフォキシド体が非常に効率的に反応し、反応1時間後、約50%の収率で付加体を与えることがわかった。またポリエチレングリコールを結合させた反応性オリゴヌクレオチドを合成し、細胞内へのドラッグデリバリーシステムとしてPICミセルを用いることで、反応性核酸が細胞内で天然型のアンチセンスオリゴヌクレオチドにくらべそのアンセンス効果を増強できることを明らかにした(共同研究)。さらにこの増強効果は反応性核酸の導入位置がひとつずれた配列を用いた時には観測されず非常に選択性が高いこともわかった。これらの結果は細胞内でも反応性オリゴヌクレオチドが目的の反応を起こすことを示唆していると考えている。