hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトPTH受容体遺伝子の導入によるヒト破骨細胞形成系の確立

ヒト骨芽細胞SaOS-2細胞にPTH受容体遺伝子を導入したSaOS-4/3細胞を樹立し、更に本細胞を用いヒト破骨細胞形成系を確立した。(1)株化ヒト骨芽細胞SaOS-2にPTH受容体遺伝子を導入した細胞SaOS-4/3細胞を樹立した。親株のSaOS-2細胞をPTHで処理してもcAMPの産生亢進は殆ど起こらなかったが、SaOS-4/3細胞のcAMP産生能はPTHに反応して著しく上昇した。(2) SaOS-4/3細胞とマウスの脾細胞の共存培養系に各種の骨吸収因子(PTH、1α,25(OH)2D3、PGE2、IL-6+可溶性IL-6受容体)を添加し、破骨細胞の形成を評価した。破骨細胞の形成はPTH添加により促進されたが、他の骨吸収因子は破骨細胞の形成を全く促進しなかった。一方、親株SaOS-2細胞とマウス脾細胞の共存培養系においては、PTHを含む各種の骨吸収因子は破骨細胞の形成を促進しなかった。(3)ヒト末梢血単核細胞をSaOS-4/3細胞と共存培養すると、PTHに反応してヒト破骨細胞が形成された。象牙質切片上でPTHの存在下でこの共存培養を行うと切片上に多数の吸収窩が形成された。(4)マウスの共存培養系と同様に、ヒト末梢血単核細胞とSaOS-4/3細胞の共存培養系における破骨細胞形成はGM-CSFにより強力に抑制された。また、M-CSF抗体によりマウスとヒトの破骨細胞形成は抑制された。従来より、多くの研究者がヒト破骨細胞形成系の確立を目指してきたが、満足すべき結果は得られていない。本研究では、ヒト骨芽細胞株細胞にPTH受容体遺伝子を強制発現させた株細胞を作成し、その株細胞とヒトの造血系細胞を共存培養することで、簡便かつ再現性のあるヒト破骨細胞の形成系を確立を試みた。(1)ヒトPTH受容体遺伝子とネオマイシン耐性遺伝子を入れた発現ベクターをヒト骨芽細胞系株細胞SaOS-2に導入し、ネオマイシン耐性株を得た。更に[^<125>I]PTHの結合能及びPTH依存性cAMP産生能を指標にヒトPTH受容体を高度に発現したSaOS-2細胞(SaOS-4/3)を得た。(2)SaOS-4/3細胞とマウス脾細胞の共存培養系にPTHを添加すると酒酸抵抗性酸ホスファターゼ(TRAP)陽性で、カルシトニン受容体の発現した破骨細胞が形成された。PTH以外の骨吸収促進因子は破骨細胞の形成を促進しなかった。(3)SaOS-4/3細胞とヒト末梢血単核細胞の共存培養系にするとPTHを添加するとTRAP-陽性でカルシトニンレセプターを発現した多核細胞が形成された。これらの多核細胞は象牙質切片上で吸収窩を形成した。更に、この多核細胞はヒトビトロネクチン受容体を発現していることが、特異抗体(13C2、23C6)により確認された。(4)SaOS-4/3細胞を用いた共存培養系の実験より、マウスとヒトの破骨細胞形成において、形成に要する時間、M-CSFの必要性、GM-CSFの阻害効果などは全く同じであった。ヒトPTH受容体遺伝子を高度に発現させたヒト骨芽細胞を用い、ヒト末梢血との共存培養系でヒト破骨細胞の形成に成功した。この方法は再現性も良く、各種の代謝性骨疾患のメカニズムを調べる上で貴重な方法になるものと考えられる。また本研究より、ヒト破骨細胞形成にも骨芽細胞が密接に関与することが明らかとなった。
福島原子炉事故により放出された微粒子の環境移行を探るための化学形態の解明

炉内に残留する放射性微粒子の挙動を推測するため、炉内に存在する放射性物質を含む様々な物質を材料として放射性微粒子が生成し成長する過程を解明することが本研究の目的である。そのため、まずは福島第一原子力発電所周辺の土壌中に存在する放射性微粒子の性状分析を行い、その元素組成等の化学的性質の調査を行った。ここでは複数の核種を含む放射性エアロゾルの成長・輸送機構の解明により炉内に残留する放射性微粒子の挙動を推測するため、土壌の観察・分析や人工放射性エアロゾルの発生実験を行った。環境中に放出された放射性微粒子の性状を調べるため、まずイメージングプレート等を用いて土壌中の微粒子探索を行った。また、核分裂生成物を含む人工放射性エアロゾルの成長・輸送の模擬実験を行った。まず、環境中に放出された放射性微粒子の性状を調べるため、イメージングプレートを用いて土壌中の微粒子探索を行い、採取されたType Bと推測される放射性微粒子に対し、SEM/EDX(Thermo Fisher Scientific社製Phenom ProX Desktop SEM)を用いた外観観察と粒子表面の元素分析を行った。粒子本体を構成する主要な元素は酸素、ケイ素、ナトリウムであり、少量のカルシウム、アルミニウム、マグネシウムなどを含むことが明らかとなった。人工放射性エアロゾルの発生実験では中性子照射したウラン試料から放出されたFPのうち、I-131,0Te-132,Ba-140(La-140)等を含んだ放射性エアロゾルが生成し、ポリカーボネート製フィルターまで輸送されて捕集されたことがわかった。この結果から、人工の放射性エアロゾルを用いて、放射性微粒子を形成する模擬実験が可能であることが示唆された。福島の事故によって溶融した炉心の付近で生成する放射性エアロゾルの性状およびその生成メカニズムを知ることは、放出された後の環境中での放射性物質の移行を推測する上で重要な情報となる。そのため、我々の研究室では核分裂生成物を含んだ放射性エアロゾルを模擬的に生成する装置を開発し、生成させた放射性エアロゾルの性質を調べ、その生成メカニズムの解明を目指している。これまでの研究では核分裂生成物を生成するために自発核分裂性核種であるCf-252を用い、対象とするエアロゾルとして溶液状エアロゾルを用いた実験を行い、核分裂生成物が溶液状エアロゾル粒子に付着して放射性エアロゾル粒子が生成する過程について考察を行ってきた。本年度では、不溶性エアロゾルの簡便な測定法を開発するために、様々な性状を持った不溶性エアロゾルを模擬的に生成することを目的とし、研究用原子炉(KUR)で照射したウラン試料を加熱することで放出される核分裂生成物(FP)を用いた放射性エアロゾル生成装置の開発を行うことができた。環境中に放出された放射性微粒子の性状を調べるため、イメージングプレートを用いて土壌中の微粒子探索を行い、採取されたType Bと推測される放射性微粒子に対し、SEM/EDXを用いた外観観察と粒子表面の元素分析を行った。粒子本体を構成する主要な元素は酸素、ケイ素、ナトリウムであり、少量のカルシウム、アルミニウム、マグネシウムなどを含むことが明らかにすることができた。レーザーアブレーションによる微粒子模擬実験は次年度に検討を行う。溶融した燃料デブリから放出されたFP(Fission Product,核分裂生成物)が放射性エアロゾルとして成長し、炉内材料とともに放射性微粒子を形成・輸送される過程の機構を実験的に解明する模擬実験を昨年度から継続して行う。このうち、ウランなどの燃料デブリからFPが放出され、周囲の空気中に存在すると予想される溶液状エアロゾルと反応し、放射性エアロゾルとして成長する過程を解明するために、引き続き、これらの状況を模擬するためのウランからのFP飛沫装置の改良を重ねて人工放射性エアロゾルの高度な生成実験を行う。福島原子炉事故により放出された放射性微粒子(いわゆるセシウムボール)のEDX分析により、微粒子の主要構成元素の概要が明らかとなった。この結果をもとにして放射性微粒子の起源となった材料を推定し、事故時の炉内環境を模擬した模擬微粒子の生成実験を行う。レーザーアブレーションや高周波炉等を用いて材料を加熱する高温実験を計画しているが、その予備段階として、電気炉等を用いた1200°C程度までの中高温実験を行う。まず、コンクリートやそれを模擬した試料をその他の添加物とともに加熱し、コンクリートの溶融が始まるとされる11001200°Cにおけるその挙動を観察する。また、加熱する試料を変えながら加熱実験を行い、得られた生成物から微粒子の材料としての妥当性を検証する。中高温実験の範囲内において、加熱した試料が飛散・冷却されるような装置を設計し(2019年度から)、模擬微粒子生成装置を開発する。この装置において、加熱する温度などを変更しながら模擬微粒子を生成し、実際の放射性微粒子との比較から炉内環境についての考察を行う。また、その結果をもとにレーザーアブレーションや高周波炉等を用いた高温実験の予備検討を行う。

ここでは複数の核種を含む放射性エアロゾルの成長・輸送機構の解明により炉内に残留する放射性微粒子の挙動を推測するため、土壌の観察・分析や人工放射性エアロゾルの発生実験を行った。環境中に放出された放射性微粒子の性状を調べるため、まずイメージングプレート等を用いて土壌中の微粒子探索を行った。また、核分裂生成物を含む人工放射性エアロゾルの成長・輸送の模擬実験を行った。まず、環境中に放出された放射性微粒子の性状を調べるため、イメージングプレートを用いて土壌中の微粒子探索を行い、採取されたType Bと推測される放射性微粒子に対し、SEM/EDX(Thermo Fisher Scientific社製Phenom ProX Desktop SEM)を用いた外観観察と粒子表面の元素分析を行った。粒子本体を構成する主要な元素は酸素、ケイ素、ナトリウムであり、少量のカルシウム、アルミニウム、マグネシウムなどを含むことが明らかとなった。人工放射性エアロゾルの発生実験では中性子照射したウラン試料から放出されたFPのうち、I-131,0Te-132,Ba-140(La-140)等を含んだ放射性エアロゾルが生成し、ポリカーボネート製フィルターまで輸送されて捕集されたことがわかった。この結果から、人工の放射性エアロゾルを用いて、放射性微粒子を形成する模擬実験が可能であることが示唆された。福島の事故によって溶融した炉心の付近で生成する放射性エアロゾルの性状およびその生成メカニズムを知ることは、放出された後の環境中での放射性物質の移行を推測する上で重要な情報となる。そのため、我々の研究室では核分裂生成物を含んだ放射性エアロゾルを模擬的に生成する装置を開発し、生成させた放射性エアロゾルの性質を調べ、その生成メカニズムの解明を目指している。これまでの研究では核分裂生成物を生成するために自発核分裂性核種であるCf-252を用い、対象とするエアロゾルとして溶液状エアロゾルを用いた実験を行い、核分裂生成物が溶液状エアロゾル粒子に付着して放射性エアロゾル粒子が生成する過程について考察を行ってきた。本年度では、不溶性エアロゾルの簡便な測定法を開発するために、様々な性状を持った不溶性エアロゾルを模擬的に生成することを目的とし、研究用原子炉(KUR)で照射したウラン試料を加熱することで放出される核分裂生成物(FP)を用いた放射性エアロゾル生成装置の開発を行うことができた。環境中に放出された放射性微粒子の性状を調べるため、イメージングプレートを用いて土壌中の微粒子探索を行い、採取されたType Bと推測される放射性微粒子に対し、SEM/EDXを用いた外観観察と粒子表面の元素分析を行った。粒子本体を構成する主要な元素は酸素、ケイ素、ナトリウムであり、少量のカルシウム、アルミニウム、マグネシウムなどを含むことが明らかにすることができた。レーザーアブレーションによる微粒子模擬実験は次年度に検討を行う。溶融した燃料デブリから放出されたFP(Fission Product,核分裂生成物)が放射性エアロゾルとして成長し、炉内材料とともに放射性微粒子を形成・輸送される過程の機構を実験的に解明する模擬実験を昨年度から継続して行う。このうち、ウランなどの燃料デブリからFPが放出され、周囲の空気中に存在すると予想される
消火器癌に対するモノクローナル抗体による画像診断とその改良

腫瘍の画像診断は診断機器の発展により著しく進歩したが、その画像から得られる陰影は、存在診断としてかなりの威力を発揮するものの質的判断としてはなお困難な場合が多いと考えられる。腫瘍関連抗原に対するモノクローナル抗体を画像診断に応用することは、抗原一抗体反応という特異性の高い反応を利用するため、質的診断に最も有用なものと期待される。我々はCEAに対するモノクローナル抗体CEA102を作製し、その^<131>1標識抗体を用いて20例の大腸癌患者の画像診断を試みた結果、21病変のうち17病変の診断が可能であった。特に直腸癌の局所再発と術後の肉芽性変化との鑑別に有用性を示した。また術前に^<131>1標識CEA102を投与し、切除標本のAutoradiogramをFCRを用いて行った結果、原発巣および微小な肝転移に抗体の集積を観察することができた。以上の結果は、当診断法が質的診断法として有用であることを示しているが、Sensitivity,副作用、診断に時間を要する、など臨床応用にあたっては未だ多くの問題をもっている。そこで抗体の分画の作製、種々の核種の使用、標識法の改良、診断用機器の開発など多くの試みが行われているが、今回画像診断の改良のために、1)抗体のF(ab')_2フラグメントの使用、2)核種として^<111>lnなどの使用、3)診断用機器としてEmission CTを導入する、など当画像診断の一般化に向けて検討を行った。F(ab')_2はwhole lgGに比べ、血中よりのクリアランスが2倍早く、抗体投与後1日目で腫瘍の検出が可能であったが、whole lgGは4-7日目と検出に時間を要した。つぎに診断用機器としてEmission CT導入するために、核種として^<111>lnの使用を試みた。^<111>lnは^<131>1に比べ、肝などの網内系に取り込まれ、1週間後もなお抗体の集積が腫瘍の集積を上回った。従って肝転移などの診断には不適当であったが、Emission CTを用いることが出来るため直腸癌の局所再発の診断に有用性を示した。大腸癌の質的画像診断をめざして,抗CEAモノクロ-ナル抗体CEA102を作製し,その大腸癌に対する特異性を確認したあと,現在まで20例の臨床応用を行った。その結果Sensitivctyは16/20(80%)と高率であったが,画像のquality,診断時間の延長等が問題点として残された。そこでまず,F(ab')_2分画を投与したところ,whole IgGでは画像を得るのに45日を要したのに対し,12日と短縮しえた。またこの間,抗体の力価を下げずに,Endotoxinの除去を行うよう努力し,除去した抗体による投与では,発熱などの副作用は消失した。つぎに至通投与量の検討をマウスにて行った。CEA陽性細胞の移植マウスに,10μg,50μg,100μg等の投与を行い,FCRにて画像を観察した結果,10μgでほゞ満足しうる画像を得るこてができた。これはヒトの臨床例で,抗体量として23mgに相当すると考えられ,我々の従来の方法でよいと考えられた。

しかしながら,標識時の試薬のpH等で標識率が低下し,それが画像として得られない原因となっていることが判明した。さらに直腸癌の局所再発の診断に,Emission CTを使用することを考え, ^<III>In的使用を行っているか,最近のテクニックの向上により,90%以上の標識率を得ることができるようになった。現在,臨床応用に鋭意とりくんでいる。また次年度は,肝転移の診断をめざし,Tcー99mの標識にも取り組む予定である。大腸癌の質的画像診断をめざして、CEAに対するモノクローナル抗体CEA102を作製し、その^<131>I標識抗体を用いて25例に及ぶ臨床例を行い17例に診断が可能であった。特に直腸癌局所再発の診断において、再発腫瘍と術後のはん痕肉芽創との鑑別に有用であったが、画像のQuality、時間を要する、腫瘍と膀胱、骨などとの重なり、など多くの問題点が残された。そこで今回の研究では、これらの問題点を改善するために種々の試みを行った。昨年度はwhole IgGとF(ab')_2の体内動態の比較と撮像時間の改善、また投与抗体からのエンドトキシン除去による副作用の消失、さらにCEA陽性細胞移植マウスを用いて抗体の至適投与量の検討を行った。本年度は核種として^<111>In、画像器としてEmission CTを用いることをめざし、まず^<111>Inと^<131>Iの体内動態の比較を行った。その結果^<111>Inの肝内貯留が予想以上に長く、^<131>Iが23日で放射活性が低下するのに対し、7日以上にわたり上昇傾向を示した。臨床例として直腸癌およびリンパ節再発の5例に画像診断を試みたところ、3例に腫瘍を検出することが出来たが、骨への重なりなどのため、十分に満足する画像が得られなかった。^<111>Inに比べ^<123>Iは網内系への取り込みが少ないと考えられるため、現在その使用を考慮している。本年度の特筆すべきことは、Computed Radiographyを用いたAutoradiographyにより、抗CEA抗体が大腸癌の原発巣、微小な肝転移巣(0.5cm)に集積することを観察したことである(Jpn.J.Cancer Res.,1992)。組織レベルにおける抗体の集積を証明できたことは、将来画像機器などが一層発展するに伴い、当方が一般検査として必ず有用になることを確信させるものとなった。
脂肪酸伸長酵素Elovl6の肝臓における生理的意義解明と新規生活習慣病治療法開発

Elovl6は炭素数1216の飽和および一価不飽和脂肪酸を基質とする脂肪酸伸長酵素である。本研究では肝臓特異的Elovl6欠損マウスを作製し、肝臓におけるElovl6の生理的意義を解析した。Elovl6floxマウスを作製し、albumin-creマウスと交配することにより肝臓(肝細胞)特異的Elovl6欠損マウスを作製した。肝臓特異的Elovl6欠損マウスの肝臓では、C16:0、C16:1n-7の増加やC18:0、オレイン酸C18:1n-9の減少が確認された。肝臓特異的Elovl6欠損マウスでは高脂肪・高ショ糖食負荷によるインスリン抵抗性が改善されなかった。一方、高ショ糖食負荷では、floxマウスに比べて肝臓特異的Elovl6欠損マウスのインスリン感受性は亢進した。本研究の継続により、脂肪酸の質の制御による生活習慣病の新規予防・治療法の開発が期待される。Elov16は炭素数12-16の飽和および一価不飽和脂肪酸を基質とする脂肪酸伸長酵素である。我々はElov16欠損マウスの作製・解析により、食餌性および遺伝性肥満モデルマウスにおいて、Elov16の欠損がインスリン抵抗性からマウスを保護することを明らかにし、本酵素がメタボリックシンドロームの病態に重要な役割を果たしていることを明らかにした。Elov16欠損マウスにおける脂肪酸組成の変動、様々な代謝変動やインスリン感受性の亢進が肝臓で認められたことから、本研究では肝臓特異的Elov16欠損マウスを作製し、肝臓におけるElov16の生理的・病態生理的意義をより解明するとともに、細胞内脂肪酸組成の変化に応じたエネルギー代謝、インスリン感受性調節の分子メカニズムを解明し、脂肪酸組成の制御を基盤とした新しいメタボリックシンドロームの予防法、治療法の開発を目的とする。本年度は、組織特異的Elov16欠損マウス作製のためにelov16 floxedマウスの作製に取り掛かり、その樹立に成功した。現在、Albumin-Creトランスジエニックマウスとの交配により、肝臓特異的Elov16欠損マウスの作製を行っている。また、生活習慣病モテルであるob/obマウス、db/dbマウスとElov16全身欠損マウスの交配動物を作製し、その表現型を解析している。Elov16の欠損によりob/obマウスやdb/dbマウスの高血糖や高インスリン血症が改善されることが確認できたため、そのメカニズムを今後解析する予定である。生活習慣病の発症・進展に、脂肪酸代謝が深く関与している。我々はこれまでに炭素数12-16の飽和・一価不飽和脂肪酸の伸長を行う脂肪酸伸長酵素Elovl6のノックアウトマウスの作製・解析により、食餌性および遺伝性肥満モデルマウスにおいて、Elovl6欠損がインスリン抵抗性からマウスを保護することを報告し、本酵素がメタボリックシンドロームの病態に重要な役割を果たしていることを明らかにした。Elovl6欠損マウスにおける様々な代謝変動やインスリン感受性の亢進が肝臓で確認されたことから、本研究では肝臓特異的Elovl6欠損マウスを作製し、肝臓におけるElovl6の生理的・病態生理的意義をより解明し、細胞内脂肪酸組成の変化に応じたエネルギー代謝・インスリン感受性調節の分子メカニズムならびに脂肪酸組成の制御を基盤とした生活習慣病の新規予防法、治療法の開発を目指している。本年度は、昨年度作製した肝臓特異的Elovl6欠損マウスに対して普通食、高ショ糖食、高脂肪高ショ糖食を与えてその表現型を解析した。普通食では肝臓特異的Elovl6欠損マウスは野生型マウスと同様の表現型を示した。高ショ糖食では野生型マウスに比べて肝臓特異的Elovl6欠損マウスはインスリン感受性が亢進することが明らかとなった。高脂肪高ショ糖食では、全身欠損マウスと異なり、肝臓特異的Elovl6欠損マウスでのインスリン感受性の亢進は認められなかった。今後、高ショ糖食でのインスリン感受性亢進の分子メカニズムの解明と、高脂肪高ショ糖食での肝細胞・クッパー細胞・星細胞におけるElovl6の機能解析を行う予定である。Elov16は炭素数1216の飽和および一価不飽和脂肪酸を基質とする脂肪酸伸長酵素である。Elov16欠損マウスでは肝臓での脂肪酸組成の変化により、肥満や脂肪肝の改善に依存しないインスリン抵抗性の改善が認められた。

本研究では肝臓特異的Elov16欠損マウスを作製し、肝臓におけるElov16の生理的・病態生理的意義をより解明するとともに、細胞内脂肪酸組成の変化に応じたエネルギー代謝・インスリン感受性調節の分子メカニズムならびにそれらを制御する脂質因子を特定することを目指した。Elov16floxマウスを作製し、albumin-creマウスと交配することにより肝臓(肝細胞)特異的Elov16欠損マウスを作製した。肝臓特異的Elov16欠損マウスの肝臓では、パルミチン酸(C16:0)、パルミトオレイン酸(C16:1n-7)の増加やステアリン酸(C18:0)、オレイン酸(C18:1n-9)の減少が確認された。Elov16全身欠損マウスと異なり、肝臓特異的Elov16欠損マウスでは高脂肪・高ショ糖食負荷によるインスリン抵抗性が改善されなかった。一方、高ショ糖食負荷では、floxマウスに比べて肝臓特異的Elov16欠損マウスのインスリン感受性は亢進した。高ショ糖食負荷により肝臓特異的Elov16欠損マウスの肝臓で脂肪酸分子種が顕著に変化する脂質を見出しており、この脂質のインスリン感受性やエネルギー代謝における機能解析を引き続き進めることで、脂肪酸の質の制御による生活習慣病の新規予防・治療法の開発が期待される。
熱帯雨林の林産物交易をめぐる社会関係と持続的利用モデルについての調査研究

沈香は、東南アジアの熱帯雨林特有の林産物であり、長年にわたり交易の対象となってきた。本研究は、沈香の交易をめぐる社会関係に注目して、交易にかかわる人間集団間の持続的関係性について考察したものである。沈香の採集民であるプナン人と仲買人である農耕民との間には、タムと呼ばれる物々交換の市がもたれていた。タムを通じて、互いの知識や情報を交換、交流することによって、それぞれの生業や生活戦略を「進化」させてきたとみることができる。沈香は、東南アジア特有の森林産物であり、かつ長年にわたり交易の対象となってきた。しかし、その流通過程は現在に至るまで闇に包まれた部分が多い。今年度、本研究では、マレーシア、サラワク州を調査対象地とし、沈香の原料採集の段階から貿易商にいたる流通過程とその間の人間集団間の関係についてフィールドワークを行った。現地調査のため、平成18年7月30日から9月6日までの39日間出張した。まず、サラワク州バラム河流城では、土地利用や森林植生の現況把握のため、上空(飛行機)と陸上(車)から踏査を行った。その結果、木材の伐採道路がインドネシア側との国境付近にまで延び、バラム河最上流域に商業伐採が入っていることが確認された。また、上記の調査期間中に仲買農民への聞きとり調査を行った。聞きとりにより、採集民からの買付け方法や中国系貿易商との接触の頻度などに関する情報を得ることができた。昨年度までの研究成果をもとに、日本熱帯生態学会(6月16日)において、「サラワクのプナン人集落における沈香木の分布と沈香採取」と題し、報告を行った。8月21日から9月7日までの18日間、沈香の代表的な輸出ルートである中東方面に出張した。アラブ首長国連邦のドバイ、オマーンのマスカット、サラーラ、エジプトのカイロの各小売店において、とり扱う沈香の種類、等級、量、形状、価格など聞きとりを行った。また、沈香のサンプルをできる限り入手し、関連の図書資料を集めた。同時に、フランスのグラースに足を延ばし、沈香を含む香木系オイルの使途について聞きとりを行った。その結果、中東はいわゆるオイル・マネーの経済力により、世界最大の沈香の消費地となっており、高級品から低廉品まで大きな需要があることがわかった。イスラム教圏では、宗教儀礼用として、また来客の接待用の小道具として、重用されている。9月12日から9月21日までの10日間、沈香の貿易中継地として知られるシンガポールに出張し、10数軒の問屋で聞きとり調査を行った。そこでは、沈香の国際取引規制により、輸出割り当てが定められ、取引量が制限されていた。そのため、経営の縮小や撤退を迫られている問屋もみられた。国際規制は一定の有効性をもっている反面、輸出割り当ての算出根拠が不明な点や流通品が合法的採取によるものかどうかの確認が困難な点など、課題も浮き彫りになっている。シンガポールからの帰路にマレーシアのサラワク州に立ち寄り、沈香輸出に関する業者への聞きとり調査も行った。以上の研究成果は、来年度、単著論文として3本を発表する予定である。今年度も継続調査地であるマレーシアでフィールドワークを行った。サバ州のコタキナバルでは、先住民支援のNGO活動を続けているコメオク氏と面会し、聞きとりを行った。サラワク州のミリでは、同市役所のサリマ氏より現地の最新情報を伺った。そこから奥地のロング・ラランへ飛び、徒歩でロング・クパン村、ロング・ブナリ村に移動し、1週間滞在した。ロング・クパン村では、原生林の状態や彼らが採取している非木材林産物の採集やとり引きについて、観察、聞きとりを行った。ロング・ブナリ村は、数年前に木材の商業伐採に反対して林道封鎖を始めた。その抗議行動は現在も続いていたが、それによって非木材林産物を買い付ける仲買人が村へ来ることができなくなり、採集民の生活はより一層困難な状況に追い込まれていることがわかった。なお、研究成果の一部は、日本熱帯生態学会(6月21日、東京大学)において、「沈香にかかるCITES規制とその課題」と題し、発表した。また、『東南アジア・南アジア開発の人類学』(明石書店)/担当は「熱帯雨林のモノカルチャー:サラワクの森に介入するアクターと政治化された環境」119-154頁を執筆した。その他、3月中旬に香料輸入の長い歴史のある中国を訪問した。杭州では、漢方薬の老舗、胡慶余堂を視察した。海のシルクロードの拠点である泉州では、中国の香木交易史に関する資料収集を行った。これらの研究成果は既に脱稿済みで21年度出版予定の『地球環境史からの問い』(岩波書店)/担当は「熱帯雨林と文化:沈香はどこから来てどこへ行くのか」
痛覚鈍麻マウスを用いた順遺伝学的スクリーニングによる新たな疼痛制御因子の同定

我々は最近、別の研究テーマで使用しているBAC-TGマウスにおいて興味深い表現型を同定した。このTGマウスはホルマリンによる化学刺激に対する痛み反応が著しく低下している。特にホルマリンにより誘導される炎症反応で発症する第2相において疼痛行動をはじめ、発赤や腫脹が認められない。TGマウスではホルマリン投与後の炎症反応の低下が認められることから、末梢における免疫システムに何らかの異常が起き、その結果、疼痛行動が起こらないことが強く示唆される。これまでの予備データを踏まえて本研究では、疼痛の発生に関わる末梢経路において免疫系細胞で発現・機能する新規疼痛因子は何かを明らかにする。
再生研究の国際協力ネットワークの確立

組織及び器官の再生能を活かして、損傷した臓器を修復するための医療技術の開発が現今の臨床医科学の分野に強く要請されている。患者自身の細胞を用いてその組織・器官の損傷部分を再建する窮極的な再生医療技術を開発し確立するためには、再生現象そのものの成立機構を要素論的に解明することが是非とも必要である。そのためには、優れた再生研究者が国際的に連携協力し研究効率を高め基礎研究の成果を発信し、応用開発研究を下支えすることが強く望まれる。このような視点から本研究では基礎研究に力点を置いた再生研究の国際協力体制を確立することを目的とし、3ヵ年にわたり鋭意調査研究を展開し以下の成果を納めた。1.中近東及びロシア・アジア地域では、日本、インド、ロシア(モスクワ大学ほか)を除き、従来から再生研究はそれほど推進されていない。したがって、これらの地域については、インド及びロシアの中核的研究者との連携の下、研究協力の拠点を日本に置くことが最も有効であるとの結論に達した。2.分担研究者、バーゼル大学シュミット教授との調査研究を通じ、ヨーロッパについては、連合王国ロンドン大学のJ.ブロックス(Jeremy Brockes)教授の協力を得て、バーゼル大学に連携協力の拠点を置くこととなった。3.南北アメリカ及びオーストラリア地域については、既に日本の研究者と共同研究を展開しつつある合衆国デイトン大学のP.A.ツオニス(Panagiotis A. Tsonis)教授を中心としてデイトン大学に拠点を設け活動を展開しつつある。以上の如く、本研究を展開することにより、応用開発を強く意識した再生現象の成立機構解明のための基礎研究の国際的連携協力体制が確立できた。今後は、熊本大学発生医学研究センターを抱括的な中核拠点とし、京都大学再生医学研究所をはじめ我が国の関連研究機関との連携を強化しつつ、再生研究の国際協力を推進する。なお、既に、日米、英米日の共同研究が展開されつゝある。組織の再生能を活用し傷害を受けた臓器を復元する医療技術開発の必要性が問われ、再生現象の研究が生物科学の重要課題となりつつある。本研究では、再生研究をより効果的に推進するための国際研究協力ネットワークの確立を最終的な目標としている。研究の初年度に当る本年度はでは、従来から再生研究の盛んなヨーロッパ及びアメリカ合衆国の先進的研究機関を対象とし、研究の現状と動向を調査し、国際協力による研究体制の構築に資するための基礎的資料(研究機関及び研究者等)を整理することとした。ドイツ、イタリア、フランス、連合王国、スイス等、従来再生研究の盛んなヨーロッパ諸国では、両生類の四肢再生及び無脊椎動物の再生現象の研究が一層活発化しているのに加え、殊にドイツにおいては、中枢神経系の再生の課題が積極的に取り上げられ、多くの注目すべき研究が進行しつつある。アメリカ合衆国においては、従来から展開されてきた眼組織及び四肢の再生の遺伝子機能に立脚した研究に加え、各種組織器官の幹細胞による修復再生といった新しい視点に立った研究が急速に台頭しつつあることが明らかとなった。これらヨーロッパ諸国及びアメリカ合衆国における研究動向は、我が国の再生研究及び関連研究に反映されており、我が国の先進的研究者とヨーロッパあるいはアメリカ合衆国の研究者との間で有機的かつ実質的な協力研究体制を構築することが可能な状況にあると考えられる。次年度以降では、我が国の脳研究とも深く関連する中枢神経系の再生の課題に注目しつつ、具体的な国際協力研究体制の構築について研究を展開する予定である。組織の再生能を活用し、傷害を受けた臓器を修復するための医療技術の開発が強く要請されており、再生現象の研究が発生生物学領域の重要課題となっている。

本研究では、再生の研究をより効果的に推進するための国際協力ネットワークの確立を最終的な目標としている。研究の第2年次に当る本年度では、初年度の計画の実施不完全な部分を補うと共に、研究協力者をアメリカ合衆国及びヨーロッパに派遣し、脊椎動物及び無脊椎動物の再生研究の動向を調査すると共に、相手方研究分担者バーゼル大学動物学研究所V.シュミット教授及びその研究協力者らと研究成果を検討し整理した。また、1999年3月8日から15日にかけて、V.シュミット教授及び研究協力者としてアメリカ合衆国オハイオ州デイトン大学A.P.ツオニス教授と同国同州マイアミ大学K.リオーツォニス助教授を招へいし、京都大学大学院理学研究科生命科学専攻、姫路工業大学理学生命科学の再生研究者及び関連研究者との間で研究交流を行うと共に、熊本大学において再生研究の現状について公開研究会を開催した。加えて、研究代表者を中心として綿密な協議を重ね、本年度の調査研究の成果を総括し、それを踏え第3年次の研究計画の大網を確定した。上記の活動に加え下記の具体的成果を納めることができた。1.1999年6月に前記デイトン大学P.A.ツオニス教授と研究代表者を中心として、デイトン大学生物学部と熊本大学理学部生物科学科及び同大学院自然科学研究科との間での協力研究を発足させ、研究代表者が高齢の成人眼球から分離樹立した色素上皮細胞由来の脱分化細胞がレンズ再構成の有効な実験系になり得ることを明らかにすると共に、この細胞株を材料とするレンズの再構成について国際共同研究に着手した。2.2か年にわたる調査研究の結果、プラナリア、ホヤなどの無脊椎動物及び脊椎動物のうち両生類については、わが国の研究者を中心とする高水準の国際協力研究を組織化することが十分可能であると判断された。組織・器官の再生能を活用し、傷害を受けた臓器を修復するための医療技術の開発が強く要請されており、再生現象の研究が発生生物学研究領域の重要課題となっている。本研究では、再生研究の国際的動向を調査把握し、再生の研究をより効果的に推進するための国際協力体制を確立することを最終目標としている。研究の最終年度に当る本年度にあっては、過去2か年の調査研究を補足すると共に、中近東,アジア地域についても再生研究の動向を調査し、3か年の成果を集約的に整理検討して、国際協力ネットワークの体制とその活動の在り方を策定し、協力体制確立のための基礎を固めることとした。1.中近東及び日本とインドを除く東南アジア地域では、再生研究はなおそれほど推進されておらず、したがって、アジア地域については中近東も含め、インドの先導的研究者と連携を保ちつつ研究協力の拠点を我が国に置くことが最も有効であると考えられた。2.分担研究者、バーゼル大学シュミット教授との調査研究を通じ、ヨーロッパについては、連合王国ロンドン大学医学部のJ.ブロックス(Jeremy Brockes)教授の協力を得て、バーゼル大学に連携協力の拠点を置くとの結論が得られた。
中学校家庭科における「超高齢化社会に対応する学習内容」の開発と授業実践

○研究の目的本研究は,新学習指導要領にも示された「習得・活用・探究活動の充実」と「他者との共存」に着目し,『地域の高齢の方との交流会』への取り組みを通し,生徒に『食』に関する基礎的・基本的な知識の習得と,それを活用する場を設け,生涯を見通して自ら探求していく力を充実させる学習活動はいかにあるべきかを検証したものである。○研究の方法とその成果1.小中一貫カリキュラムの中への位置づけの明確化小学校と連携し超高齢化社会に対応する力を身につけさせる系統的な流れを開発した。小学校で,年下のペアの子どもたちとの会食を実践しており,そこで身につけた,知識や実践力を中学校でも振り返り,交流会へ生かしながら取り組んだ。2.中学校三年間を通じて、他者とのかかわりをテーマにした連続性のある学習内容の開発1年で『地域の高齢の方との交流会』2年で『幼児とのふれあい体験』3年で『乳幼児とその保護者との交流』を他者とのかかわりとして位置づけた。交流会の取り組みを,(1)どんな会にするかその問いを発案(2)問いの解決方法を考案(3)解決方法をもとに計画を立案(4)試し作りなど本番を想定した取り組み(5)改善(6)交流会本番(7)振り返り(8)次年度への課題という(1)(8)の流れで取り組んだ。ここで学び方を学ばせ,来年度以降への活動にも生かしていくようにした。3.習得・活用・探究活動の充実○栄養について学んだことを中学生向きの献立作り,家族のための献立作成,そして高齢の方のための献立作成へと発展させて取り組むことができた。○道徳,総合的な学習の時間,そして国語科とも連携して,総合単元として取り組み,高齢の方とのコミュニケーション活動に力を入れることができた。○地域の民生委員の方と交流会の内容の充実に向けて連携を深めることができた。来年度以降事前に交流会へ参加されるお客様へのオリエンテーションを実施していく方向での話がなされた。○学校での学習内容と家庭での実践を結ぶ取り組みを充実させた.交流会に関する通信を発行して啓発活動を行った。4.客観的評価生徒への調査より,交流会への取り組みは楽しく充実していたかという問いに対して,全員が肯定的にとらえていた。また事後のふりかえりの記述より,お客様のために料理を作ったり準備をして,相手に喜んでもらえたことが,自分自身の喜びにもなると感じることができた生徒が多かった。そして,お客様が交流会の中で人生の先輩として生活にかかわることや,生き方にかかわる話を生徒にして下さったことが大変心に残っていた。これらのことからも,家庭科で学んだ基礎的・基本的な知識の習得と,それを活用する場を設けたことで,他者とのつながりの中で,今の自分を振り返ったり,今後のことを考えたりするきっかけとなっていることが明らかになった。

そして,お客様が交流会の中で人生の先輩として生活にかかわることや,生き方にかかわる話を生徒にして下さったことが大変心に残っていた。これらのことからも,家庭科で学んだ基礎的・基本的な知識の習得と,それを活用する場を設けたことで,他者とのつながりの中で,今の自分を振り返ったり,今後のことを考えたりするきっかけとなっていることが明らかになった。
低温ストレス応答に関与する機能性ペプチドの同定と機能解析

環境ストレスの一つである低温ストレスに対する植物の応答・適応メカニズムの理解は,農作物の生育範囲拡大や生長促進・収量増につながる重要な研究である.植物の低温ストレス応答の研究は盛んに行われているが,近年注目されている研究分野であるペプチドホルモン・機能性ペプチドに関する報告は未だない.本研究は,低温ストレス耐性及び,越冬後の生長再開に関与する新規機能性ペプチドを同定することを目的とする.さらに,同定したペプチドを人工合成し,添加試験によりペプチドの機能解析を行うものである.本研究は,機能性ペプチドの低温ストレス応答時の機能を解析するものであり,植物の低温ストレス応答だけでなく,生長や発達に関する新規機能性ペプチド・ペプチドホルモンの発見につながる研究である.これまでの研究で,カスタムマイクロアレイを用いた低温馴化または脱馴化で誘導性されるペプチドをコードする遺伝子の発現解析により,低温ストレス応答に関与する28個の新規な短い遺伝子の同定に成功した.現在,これら候補のうち発現誘導の高いものから順に,そのコードすると予想されるペプチドを人工合成し添加試験による植物の耐凍性の変化を調べている.これまでのペプチド添加試験において1つのペプチドが,弱い活性ではあるが,低温耐性を高めることを見出した.現在,他の候補ペプチドの低温耐性に与える影響を試験すると共に,候補ペプチドさらなる機能解析のために過剰発現体・欠損変異体の作出を行なっている.低温ストレス耐性及び,越冬後の生長再開に関与する新規機能性ペプチドを同定するために,マイクロアレイによるペプチドをコードする遺伝子(sORF)の発現解析を行った.その結果, 28の新規sORFがNAと比較して,CA1d, CA7d, DA6h, DA24hのいずれかの処理で4倍以上に発現が上昇すること明らかとなった.このうち18個はCA1dで,13個はCA7dで,3個はDA6h, 24hでそれぞれ発現が高くなっており(CA1d, CA7dの間で重複する遺伝子があった),CAで発現が高くなった遺伝子は低温ストレス耐性に,DAで発現が高くなった遺伝子は越冬後の生長再開に関与するものと考えられた.そこで,これら候補の中で発現誘導の高いものから順に,コードするペプチドを人工合成し,添加試験により植物の耐凍性を観察した.人工合成ペプチドは最大30アミノ酸として,全長がそれ以上の長さのものは各フラグメントがオーバーラップするようにして複数のペプチドを合成した.これまでに15ペプチドについて,耐凍性に関する影響を調べたところ,そのうちの1つのペプチドの添加により,弱い活性ではあるが,低温耐性を高める候補を見出した.現在さらに詳細な機能解析を進めている.最近の我々の機能性ペプチドの研究において,過剰発現体を用いたスクリーニングで見出されたsORFのうちの半数が,そのペプチドを人工合成し添加した場合に活性を示し(ストレス耐性を示す),半数は示さない結果となったことと,見出された候補がそれほど多くなかったことから,本年度は人工合成ペプチドの添加試験による機能解析を中心に行ってきた.その結果,スクリーニングにより1つのペプチド候補を見出した.今後は,この候補ペプチドの低温における発現パターンの解析や,欠損変異体を用いた機能解析を行う予定である.またこれと並行して,その他の低温誘導性または脱馴化誘導性のsORFの過剰発現体・欠損変異体を作出してきたが,今後はこれらを用いたスクリーニングも行う予定である.過剰発現体・欠損変異体を用いたスクリーニングでは当初の予定通り,CA特異的遺伝子については過剰発現体を用い,耐凍性試験によりスクリーニングを行い,野生型植物と比較して耐凍性を示すものを同定する.DA特異的遺伝子については,欠損/抑制変異体を用い,野生型と比較して通常条件での生育が異常を示すもの,または,低温馴化,脱馴化過程における生育・発達が遅くなるまたは,異常を示すものをスクリーニングする予定である.環境ストレスの一つである低温ストレスに対する植物の応答・適応メカニズムの理解は,農作物の生育範囲拡大や生長促進・収量増につながる重要な研究である.植物の低温ストレス応答の研究は盛んに行われているが,近年注目されている研究分野であるペプチドホルモン・機能性ペプチドに関する報告は未だない.本研究は,低温ストレス耐性及び,越冬後の生長再開に関与する新規機能性ペプチドを同定することを目的とする.さらに,同定したペプチドを人工合成し,添加試験によりペプチドの機能解析を行うものである.本研究は,機能性ペプチドの低温ストレス応答時の機能を解析するものであり,植物の低温ストレス応答だけでなく,生長や発達に関する新規機能性ペプチド・ペプチドホルモンの発見につながる研究である.これまでの研究で,カスタムマイクロアレイを用いた低温馴化または脱馴化で誘導性されるペプチドをコードする遺伝子の発現解析により,低温ストレス応答に関与する28個の新規な短い遺伝子の同定に成功した.これら遺伝子はその発現パターンにより低温馴化時に特異的に発現するものと,脱馴化時に特異的に発現するものに分けることができた.低温馴化時に発現するものは耐凍性獲得に関与する機能を有する可能性があり,脱馴化時に発現するものは生長再開に関与すると考えられる.今後はこれら候補遺伝子/ペプチドの詳細な発現解析や機能解析,特に人工合成したペプチドを添加することで耐凍性にどう影響を与えるかなどの解析を行う予定である.低温ストレス耐性及び,越冬後の生長再開に関与する新規機能性ペプチドを同定するために,平成29年度は,マイクロアレイによるペプチドをコードする遺伝子(sORF)の発現解析を行った.

サンプルには,2週間生育したシロイヌナズナの未処理(NA, 22°C),低温馴化(CA)処理(2°C,1,7日),脱馴化(DA)処理(低温馴化処理後に22°C,6,24時間)したものを使用し,マイクロアレイはペプチドをコードするsORFを含むカスタムマイクロアレイを使用した.マイクロアレイの結果,28の新規sORFがNAと比較して,CA1d, CA7d, DA6h, DA24hのいずれかの処理で4倍以上に発現が上昇すること明らかとなった.このうち18個はCA1dで,13個はCA7dで,3個はDA6h, 24hでそれぞれ発現が高くなっており(CA1d, CA7dの間で重複する遺伝子があった),CAで発現が高くなった遺伝子は低温ストレス耐性に,DAで発現が高くなった遺伝子は越冬後の生長再開に関与するものの候補として,今後の解析を進めることとした.さらに,CA1d, CA7dにおいて発現の高かったsORFのペプチドを2つずつ選抜し,ペプチドを人工合成した.それらの添加試験の結果,CA7dで発現の高かったペプチドを処理した植物では,NA条件でCOR15A, RD29A, KIN2などの低温誘導性遺伝子の発現が抑えられており,CA7dで誘導されるペプチドが低温ストレス応答のシグナル伝達に何らかの機能を有する可能性が示された.今後はこれらのペプチドの添加試験により,低温ストレス耐性に対する機能を明らかにする予定である.環境ストレスの一つである低温ストレスに対する植物の応答・適応メカニズムの理解は,農作物の生育範囲拡大や生長促進・収量増につながる重要な研究である.植物の低温ストレス応答の研究は盛んに行われているが,近年注目されている研究分野であるペプチドホルモン・機能性ペプチドに関する報告は未だない.本研究は,低温ストレス耐性及び,越冬後の生長再開に関与する新規機能性ペプチドを同定することを目的とする.さらに,同定したペプチドを人工合成し,添加試験によりペプチドの機能解析を行うものである.本研究は,機能性ペプチドの低温ストレス応答時の機能を解析するものであり,植物の低温ストレス応答だけでなく,生長や発達に関する新規機能性ペプチド・ペプチドホルモンの発見につながる研究である.これまでの研究で,カスタムマイクロアレイを用いた低温馴化または脱馴化で誘導性されるペプチドをコードする遺伝子の発現解析により,低温ストレス応答に関与する28個の新規な短い遺伝子の同定に成功した.現在,これら候補のうち発現誘導の高いものから順に,そのコードすると予想されるペプチドを人工合成し添加試験による植物の耐凍性の変化を調べている.これまでのペプチド添加試験において1つのペプチドが,弱い活性ではあるが,低温耐性を高めることを見出した.現在,他の候補ペプチドの低温耐性に与える影響を試験すると共に,候補ペプチドさらなる機能解析のために過剰発現体・欠損変異体の作出を行なっている.低温ストレス耐性及び,越冬後の生長再開に関与する新規機能性ペプチドを同定するために,マイクロアレイによるペプチドをコードする遺伝子(sORF)の発現解析を行った.その結果, 28の新規sORFがNAと比較して,CA1d, CA7d, DA6h, DA24hのいずれかの処理で4倍以上に発現が上昇すること明らかとなった.
1,3-双極子およびラジカル反応剤の新規創製と立体化学制御

本研究課題で平成10年度から平成12年度の間に得られた成果を以下に示す。(1)Tailor-made1,3-双極子反応剤の新規生成と高立体選択的有機合成に関する研究生成法が全くなく、確立が望まれていた不安定化学種である非安定化1,3-双極子反応剤を安定な有機ケイ素化合物として設計合成し、これらの反応性を解明し、基礎化学の発展を図るとともに、新規1,3-脱離反応の発見と合成化学への展開を図った。母体のカルボニルイリドおよび任意置換基を持つカルボニルイリドの創製とその化学の展開を行った。さらに、希土類金属および関連金属カルベノイドの新規生成と多様なカルボニルイリドの新規発注とその合成化学研究を行い、ヘテロ5員環化合物の立体選択的合成を達成し、動的立体制御を実現した。(2)酸触媒を用いる水酸基およびアミノ基を有するビニルシランの立体選択的環化反応および動的立体化学制御に関する研究。分子内に水酸基あるいはアミノ基のような求核剤を有するビニルシランを用いて、プロトンやLewis酸触媒による反応によって生じるβ-シリル炭素陽イオン中間体が分子内の水酸基やアミノ基と素早く反応して、テトラヒドロフランやテトラヒドロピラン誘導体などの含酸素環状化合物やピロリジンやピペリジン等の含窒素環状化合物を立体選択的に効率よく与えることを見つけた。これら新規反応の立体化学制御に成功した。(3)遷移金属α-シアノカルバニオンの配位構造と親電子剤との反応性の相関を解明し、配位子の立体化学の強い関与を明らかにした。(4)シリルエノールエーテルの末端アセチレンへの分子内環化反応を動的に制御しエンド、エキソ両環化体の作り分けに成功した。本研究課題で今年度得られた成果を以下に示す。本研究では有機金属化学の新分野を担う合成化学研究として、(1)合成化学的に重要であるが他の方法では得難い反応活性種であるカルボニルイリドなどの種々の活性種前駆体となる新規有機ケイ素、ランタニド化合物をデザイン合成し、その基礎的な反応性を明らかにし、これら1、3-双極子と金属とのこれまで知れていない相互作用を利用して、立体化学制御を一部達成した。(2)これら新規1,n-脱離反応や新規有機反応の普遍化を図るとともに、生理活性天然有機化合物の実践的かつ高選択的合成法を開発し、立体制御法を開発し、その有用性をさらに高めた。(3)多官能性高配位ケイ素、マンガン、銅化合物の創製と反応の高次立体制御を行い、天然物合成の鍵段階となる実用的な基本炭素骨格構築法を開発することに一部成功した。高配位有機ケイ素、マンガン、銅化合物を用いた立体制御や不斉反応を一部発見した。特に1、3-双極子の立体制御に金属の関与を明らかにし、金属-1、3-双極子相互作用の本質を解明する努力を行った。(4)分子内に環状エーテルを持つカルベノイドを出発基質として設計し、分子内反応で生じる双環性オキソニウムイリドの歪み開放とプロトン化を鍵として多様な求核剤との反応を行い、従来は煩雑な手法を必要とした中員環エーテル骨格の合成により高効率で収束的な手法を提供することを試みた。(5)反応活性種として6族金属のビニリデン錯体に着目し、これを活性種とする新しい形式の末端アセチレン化合物の活性化法を開発し、有用性の高い高選択的炭素骨格形成反応を実現することに一部成功した。

(6)酸化的付加や還元的脱離に代表される遷移金属の不活性基質との強い電子移動能力を生かして、従来塩基を用いて行われてきたアルドールやマイケル型反応等の炭素-炭素結合形成反応を触媒的に中性条件下で行わせる塩基代替型の新規触媒反応の開拓とそれを基盤とした位置および立体化学の高次制御を目指して、特に錯体化学的検討を中心に行った。本研究課題で前年度に引き続き、今年度得られた成果を以下に示す。本研究では有機金属化学の新分野を担う合成化学研究として、前年度に引き続き、(1)合成化学的に重要であるが、他の方法では得難い反応活性種である、カルボニルイリドなどの種々の活性種前駆体となる新規有機ケイ素、ランタニド化合物をデザイン合成することにより、その基礎化学的な研究を行った。これら1、3-双極子と金属とのこれまで知られていない相互作用を利用して、立体化学制御を達成した。(2)これら新規1,n-脱離反応や新規有機反応の普遍化を図るとともに、生理活性天然有機化合物の実践的かつ高選択的合成法を開発し、立体制御法を開発し、その有用性をさらに高めた。(3)酸化的付加や還元的脱離に代表される遷移金属の不活性基質との強い電子移動力を生かして、従来塩基を用いて行われてきたアルドールやマイケル型反応等の炭素-炭素結合形成反応を触媒的に中性条件下で行わせる塩基代替型の新規触媒反応の開拓とそれを基盤とした定置および立体化学の高次制御を目指して、特に錯体化学的検討を行い、成果を得た。(4)反応活性種として6族金属のビニリデン錯体に着目し、これを活性種とする新しい形式の末端アセチレン化合物の活性化法を開発し、有用性の高い高選択的炭素骨格形成反応を実現することに成功した。(5)多官能性高配位ケイ素、マンガン、銅化合物の創製と反応の高次立体制御を行い、天然物合成の鍵段階となる実用的な基本炭素骨格構築法を開発することに成功した。高配位有機ケイ素、マンガン、銅化合物を用いた立体制御や不斉反応を発見した。特に1、3-双極子の立体制御に金属の関与を明らかにし、金属-1、3-双極子相互作用の本質を解明した。その一部は速報として論文報告を行った。これら1,3-双極子と金属とのこれまで知れていない相互作用を利用して、立体化学制御を達成した。(3)酸化的付加や還元的脱離に代表される遷移金属の不活性基質との強い電子移動能力を生かして、従来塩基を用いて行われてきたアルドールやマイケル型反応等の炭素-炭素結合形成反応を触媒的に中性条件下で行わせる塩基代替型の新規触媒反応の開拓とそれを基盤とした位置および立体化学の高次制御を目指して、特に錯体化学的検討を行い、成果を得た。
食品の保存性と食感を決める水の物理化学

軽水と重水のコントラストを活用した中性子非弾性散乱法により、食品タンパク質の水和水ダイナミクスを調べた。その結果、水分活性値は水和水のダイナミクスや水和構造と相関があることが分かった。また食品の食感とも関わるタンパク質のガラス転移は、水和水ネットワークの形成度合いと相関があることが分かった。これらの結果から、食品の保存性や食感は、食品に含まれる水の水和構造や水和水ダイナミクスと密接に関係することを示した。また中性子非弾性散乱実験法が水和やガラス転移に関連した食品分析の新たな分析手法として有効であることを示した。乾燥食品は、水分活性値を下げることで腐敗の原因となる微生物の増殖を抑えるとともに、ガラス状態にすることで食品の安定性を向上させている。食品のガラス化は食感とも関わり、食品の品質を決める重要な要因となる。しかし、食品中の水の物理化学的状態が、水分活性値やガラス転移とどのように関連しているかは不明な点が多い。そこで本研究では、中性子散乱実験により食品タンパク質中の水の動的挙動を調べ、水が食品の水分活性やガラス転移に与える影響を明らかにすることを目的とした。研究を通じて、中性子散乱実験による新たな食品分析法を確立するとともに、水が食品と相互作用することによって発現する食品機能特性(保存性と食感)の分子論的基礎を確立することを目指した。本年度は、重水素化蛋白質を用いて、水和水の低エネルギーダイナミクスを中性子非弾性散乱で測定した。実験にはフランス・ラウエランジュバン研究所のIN6分光器を用いた。その結果、水和水の低振動スペクトルを取得することができ、約6meVに水の並進バンドが存在することを示した。現在、蛋白質の低振動スペクトルとの関連性の解析に着手している。また中性子スペクトルをより詳細に解析するために、分子シミュレーション計算を援用した実験データの解析を行った。これにより、蛋白質表面の水和水の水素結合の寿命や水和構造を計算し、実験データと合わせることで、水分量を段階的に変えたときの蛋白質のガラス転移と水和水のダイナミクスが、水素結合を介してカップルしていることを示した。これら成果により、食品の水分活性値や粘弾性特性に関わる水と蛋白質の相互作用の一端を解明することができた。蛋白質の水和水の拡散定数を中性子準弾性散乱から求め、バルク水と比べ著しく拡散定数が減少していることを見出し、さらに脱水和状態から水分量を増加したときに、h=0.37( g D2O/g protein)を超えると水の運動性が増すことを拡散定数によって確認した。そしてこの水分量を境に、自由水が現れることを示唆することができた。この自由水の出現が、ガラス転移の出現と連動していることから、食品の水分活性値や粘弾性特性は、蛋白質との相互作用で発現する水分子の物理化学的特性が密接に関わっていることを示した。水和研究のモデル蛋白質で得られたこれら研究成果は、具体的な食品の特性や品質の解析に適用していくことが、今後の研究展開として重要である。食品中の水は一般に、食品との結合が弱い「自由水」と、結合が強い「結合水」に分類され、食品の腐敗の原因となる微生物は自由水を利用することで増殖すると考えられている。本年度は、蛋白質の水分量を段階的に変えながら中性子散乱実験を行った。