hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Implicitシステムモデルに基づくロバスト制御に関する研究

本年度は、インプリシットシステムについて研究し、以下の研究成果を得た。・インプリシットシステムの消散性について考察した。特に、インプリシットシステムが2次形式供給率に関して消散的であるための必要十分条件を線形行列不等式(LMI)および等式制約付きLMIを用いて与えた。消散性に関するこの結果は、本研究において非常に大きな役割を果たしている。・消散性の理論に基づいて、インプリットシステムに対する線形2次最適制御問題を解き、最適制御がシステム変数間の代数的な拘束条件で与えられることを示した。・インプリシットシステムの有界実性について考察した。安定条件と消散性の条件を組み合わせることにより、インプリシットシステムに対する有界実条件を導出した。有界実性はH_∞制御およびロバスト制御において重要な役割を果たすものであり、ここで得られた結果はインプリシットシステムのロバスト制御の基盤となるものである。有界実性に関する結果は、1999年5月に愛知県で開かれた第28回制御理論シンポジウムで口頭発表した。本年度は,インプリシットシステムとデスクリプタシステムについて研究し,以下の研究成果を得た.●インプリシットシステムの特別な場合であるデスクリプタシステムに対して,H^2最適制御問題の解を導出した.この結果はAutomaticaに掲載された.●デスクリプタシステムのH^2ノルムの計算公式を一般化リャプノフ方程式を用いて与え,これに基づいて構造的不確かさに対するロバストH^2制御性能が達成されるための十分条件を線形行列不等式(LMI)により導出した.さらに,ロバストH^2条件を満足するデスクリプタ変数フィードバック制御器の設計法を与えた.これらの研究成果は,Int.J.Controlに掲載された.●インプリシットシステムの消散性について考察した.特に,2次形式供給率に関して消散的であるためのLMI条件(必要十分条件)を導出し,これに基づいて線形2次最適制御問題の解を与えた.本研究で導出したLMIは,上述の一般化リャプノフ方程式をさらに一般化したものである.この結果は,現在,論文投稿中である.本年度は、インプリシットシステムについて研究し、以下の研究成果を得た。
レーザー・アブレージョン・ドラグ・デリバリー法の開発とその衝撃波工学的研究

衝撃波研究センターでは、衝撃波の医療応用を目指し体外衝撃波結石破砕装置の開発、脳血栓血行再建術の開発を進めてきた。これらの衝撃波医療では衝撃波現象が各々重要な役割を果たしている。金属膜にパルスレーザーを照射すると金属表面は非常な高温になり、レーザー照射方向に金属プラズマがジェットとなって噴出し、これをアブレージョンと呼ぶ。このとき金属中には衝撃波が伝播し、衝撃波がレーザー照射面の反対側で膨張波となって反射する。この効果で金属膜は非常な高速で張り出すので、もし金属膜に微粒子を貼付けると、微粒子を1-2km/sで打ち出すことができる。この原理を利用して、微粒薬剤を生体に導入することができ、同時にこの装置を内視鏡に組み込んで遺伝子を塗布した金属微粒子を生体の広い部位に導入できる。Q-スイッチNd:YAGレーザーを厚さ5mmの透明なガラス板で裏打ちした0.1mm厚のアルミ箔に集光し、裏に貼付けた直径1ミクロンのタングステンおよび金粒子を秒速2km/sに加速し、寒天層、ネズミ肝臓、ネズミ表皮に貫入させ、最深貫通深さ6mmを得た。この方法を遊離細胞溶液に適用したところタングステン粒子は細胞を貫いた。これらの知見から、この方法は機械的な遺伝子導入法として有効に機能するばかりでなく従来技術の欠点を補い臨床治療装置に実用できることを確認した。また、微粒子の飛行と貫通の数値模擬を実施し工学的な実証を行った。本研究は当初目標を達成し、基礎データーを集積した。医学者との連携で治療装置設計を目指す実用研究が進行中である。強度がやや一様な分布を持つパルスレーザー光を金属膜あるいは金属箔に照射すると、金属中に平面衝撃波が発生する、この衝撃波は伝播して平面の一方から膨張波となって反射する。このとき金属膜は加速されて変形する。この変形を利用して金属膜上にはりつけた微粒子を数100m/sから1km/s程度の高速に加速することができる。本研究はこの事実を利用して、固体薬剤あるいは遺伝子を付着させた金属微粒子を生体中に導入するレーザー・アブレージョン・ドラッグ・デリベリー法の開発を目指すことを目標とする。本年度の研究では、Qスイッチ付ND:YAGレーザーを購入して、その特性を計測し金属膜の変形過程と微粒子の加速過程を実験的に明らかにした。既存のVISAR速度干渉計を用いて、金属膜の変形速度を計測することに成功し、この方式の有効性を明らかにしている。超音速飛行する微粒子の様子をレーザー光のミー散乱で直接計測する計測法の開発に着手している。また、水中でQスイッチHo:YAGレーザー光を光ファイバーで伝達させて収束させて、気泡と衝撃波を発生させ、生体と衝撃波の干渉に関する基礎研究を実施し、上記研究目標を支援するデーターベースを構築している。特に、生体中に気泡が貫通する現象は微粒子の貫通を模擬するものと考えられ、このことに関する詳細な高速ビデオカメラを用いる観察を行った。強度がやや一様な分布を持つパルスレーザー光を金属膜あるいは金属箔に照射すると、金属中に平面衝撃波が発生する、この衝撃波は伝播して平面の一方から膨脹波となって反射する。本年度の研究では、Qスイッチ付ND/YAGレーザ光を記録するデジタルスコープを購入して、その特性を計測し金属膜の変形過程と微粒子の加速過程を実験的に明らかにした。

超音速飛行する微粒子の様子をレーザー光のミー散乱で直接計測する計測法の開発に着手している。本年度の成果を以下に示す:(1)金微粒子を塗布した銅薄板にQスイッチヤグレーザーを照射して、25km/sの高速飛行が達成されることを実験的に確認した。(2)ねずみ肝臓に粒子を打ち込んで最深貫入6mmを記録した。これは臨床応用への成功を示す好成果で、今後の研究の進展が大いに期待できる。(3)また、細管内でパルスホロミウムヤグレーザー光を光ファイバーで集光させ、気泡生成に伴う微小水ジェットの発生に注目して、その発生の機序と諸特性を明らかにした。その結果、この水ジェット発生装置を外科手術の切開用メスに使用できることを確認し、今後の実用化の糸口を得た。衝撃波研究センターでは、衝撃波の医療応用を目指し体外衝撃波結石破砕装置の開発、脳血栓血行再建術の開発を進めてきた。これらの衝撃波医療では衝撃波現象が各々重要な役割を果たしている。金属膜にパルスレーザーを照射すると金属表面は非常に高温になり、レーザー照射方向に金属プラズマがジェットとなって噴出し、これをアブレージョンと呼ぶ。このとき金属中には衝撃波が伝播し、衝撃波がレーザー照射面の反対側で膨張波となって反射する。この効果で金属膜は非常に高速で張り出すので、もし金属膜に微粒子を貼付けると、微粒子を1-2km/sで打ち出すことができる。この原理を利用して、微粒薬剤を生体に導入することができ、同時にこの装置を内視鏡に組み込んで遺伝子を塗布した金属微粒子を生体の広い部位に導入できる。Q-スイッチNd : YAGレーザーを厚さ5mmの透明なガラス板で裏打ちした0.1mm厚のアルミ箔に集光し、裏に貼付けた直径1ミクロンのタングステンおよび金粒子を秒速2km/sに加速し、寒天層、ネズミ肝臓、ネズミ表皮に貫入させ、最深貰通深さ6mmを得た。この方法を遊離細胞溶液に適用したところタングステン粒子は細胞を貫いた。これらの知見から、この方法は機械的な遺伝子導入法として有効に機能するばかりでなく従来技術の欠点を補い臨床治療装置に実用できることを確認した。また、微粒子の飛行と貫通の数値模擬を実施し工学的な実証を行った。本研究は当初目標を達成し、基礎データーを集積した。医学者との連携で治療装置設計を目指す実用研究が進行中である。
エジプトのサッカラ・ギザ地域の地下埋葬室壁画の修復技術の研究-イドゥートのマスタバをテスト・ケースとして-

サッカラ・ギザ地域の脆弱な地下地盤のなかで放置されてきた古代壁画を修復する技術を、日本の表打ちの技術を組み込みながら壁画をはぎ取り、強化し、壁面に再取り付けを行い、さらに剥落した壁画片を復元するまでのプロセスを原理的に完成させることができた。劣化の原因である地下地盤についても、基本的な情報を入手し、差し迫った落盤の危険はないと考えている。また、漆喰と顔料の化学分析も進めて、古代技術を修復技術に応用することが可能となっている。古代エジプト最大の墓域サッカラ・ギザ地域に残る地下埋葬室壁画の修復技術を紀元前2360年ごろに遡るイドゥートのマスタバ墓を例にして開発するために以下の作業を行った。壁画の修復技術の開発の前提として、事前調査の段階から残っている作業を進めた。事前調査の段階で、埋葬室内の床の堆積が、想定をこえて多かったために作業が遅れていたものである。堆積土のふるいがけ、シャフト部分の図面化、回収された壁画断片の写真撮影と番号付けによる登録である。埋葬室とシャフトにある多くのクラックに対しては、主に目視による観察を行った。また、埋葬室のクラック数カ所に石膏をテープ状に張り付け、クラックの拡大の有無を確認できるようにした。母岩の状態が悪いため、壁画をはぎ取り、新しいサポートに移す必要があるが、壁画の状態が一様でないため、母岩の分類とはぎ取り方法、はぎ取り手順を検討した。西壁のプラスターが、マスタバ発見以来もっとも剥落が進行しており、母岩、すさ、プラスターの劣化が深刻であった。はぎ取りの技術開発のための試行的はぎ取りは、西壁で行った。はぎ取りには、閉鎖空間であることから有機溶剤をなるべく使わないようにすることが望ましいことから日本の伝統技術である布海苔とレーヨン紙の技術を用い、その有効性を確認した。はぎ取りに先立って、剥落した壁画片において、有機溶剤の塗布、布海苔による表打ちなどを行い、顔料の移動などの確認や適切な有機溶剤の濃度の確定などを行った。これを踏まえて、壁画のプラスターの一部において、布海苔によってレーヨン紙を貼付けて、試行的なはぎ取りを行った。また、壁画の復元のために、剥落壁画片の本来の位置を確定する作業を進めている。古代エジプト最大の墓域サッカラ・ギザ地域に残る地下埋葬室壁画の修復技術を紀元前2360年ごろに遡るイドゥートのマスタバ墓を例にして開発することを目的にして、下記のことを行った。考古学の作業では、マスタバ周辺と埋葬室のマッピングを完了させ、遺物整理などを行った。また、地表部分に埋葬室内の剥落壁画が発見されたため、これらを回収した。埋葬室内に見られるクラックには、昨年度に設置した石膏のプラスターに異常がないかを確認するとともに、今年度にはさらに精密な変位計を日本より持ち込んで5カ所に設置した。さらに、サッカラおよび近隣の遺跡において、クラックにどのような処置が行われているのかを調査した。埋葬室の地盤は大変に脆弱であり、これを安定させる方法を今後も検討して行きたい。剥落壁画片の本来の位置を確定する作業を、西面、北面、東面のデザインをもとに試みた。ある程度の成果を得ることができたとはいえ、相当の作業スペースを確保することが現場では難しく、さらに作業そのものにも相当な時間を要した。より合理的な方法を検討したい。壁画のフェイシングの方法では、昨年に引き続き布海苔(和紙・レーヨンとの組み合わせ)の技術を用いて、良好な結果を得た。顔料止めのパラロイドの塗布には、プラスターの古さを念頭においた対応を行っている。壁画の剥ぎ取りの試みを、西面で行った。なお、壁画の剥ぎ取りの際に、壁画の裏面の一部にサポートと強固に固着している箇所があることが判明した。おそらくこのような箇所は多くはないと想定されるが、何らかの対応策が必要になっている。古代エジプト最大の墓域サッカラにあるイドゥートのマスタバ墓(紀元前2360年)の地下埋葬室において壁画の修復技術の開発を進めた。この地域における初めての技術開発となるものである。地下埋葬室の母岩の状態が悪いため、壁画をはぎ取り、新しいサポートに移す技術を開発しているが、これをさらに改良するために、プラスターや母岩の状態、劣化の状態や制作方法に応じた修復方法(表打ち・剥ぎ取り・裏打ちの方法)を模索した。壁画のはぎ取りと表打ちの方法では、埋葬室が閉鎖空間であることから健康被害がない布海苔(和紙・レーヨンとの組み合わせ)の技術をエジプトのプラスターに用いる技術の開発を進めつつ、欧米式の有機溶剤を用いる表打ちの効果についても比較検証を行った。これによって、埋葬室内の多様な壁画の状態に対応する目処を立てることができるようになった。その際、壁画の一部を用いて、試行的にはぎ取りを行っている。

遺跡の安全を長期的・短期的に確保するために、埋葬室にあるクラックに対して、変位計のデータを回収し分析することによって地層の強度、安定化の方法などの調査を行った。埋葬室内の地質が安定していることを確認することができた。さらに、壁画の復元のために埋葬室壁画の歴史的研究を継続するとともに、壁画復元に剥落した壁画片が使えるようにする方法を模索している。さらに、壁画の修復のための基礎データを得るために、壁画の顔料、プラスターにエックス線回析、示差熱分析をはじめとする化学的分析を行った。また、埋葬室の清掃中に発見したビーズにも化学分析を行っている。日本の研究者への、壁画修復技術の蓄積と移転も行いつつある。古代エジプト最大の墓域サッカラ・ギザ地域に残る地下埋葬室壁画の修復技術を紀元前2360年ごろに遡るイドゥートのマスタバ墓を例にして開発を行った。地盤工学の観点からは、埋葬室に設置した変位計のデータの回収と分析によって地層内部の強度など地下埋葬室の特性の解明を進め、埋葬室の長期的安定の方法を模索した。短期的には天井部分の崩落は考えられないが、長期的には何らかの対処が必要である。保存科学の観点からは、埋葬室内の温湿度計のデータを回収し、埋葬室内の環境の変化を壁画の長期的な保存が可能な状態に保つ方法を検討した。作業期間中の環境管理が必要である。エジプト学からは、剥落壁画片の復元方法を確立するために、剥落壁画片の写真撮影と壁画片の実物大模型の作成による本来の位置の復元方法を検討した。壁面に残っている壁画と、剥落した壁画片の組み合わせが一定限度可能であると考えている。また、壁画や発見物の化学的分析を進め、壁画修復の基本的データを入手した。また、日本国内において古代壁画の複製を母岩・プラスター・顔料など当時の技術を用いて作り、古代壁画の制作技術の解明を進めている。壁画や発見物は、エックス線回析などの方法で分析をおこない、修復技術の改良に用いている。今年度の成果によって、この地域の地下埋葬室の壁画修復の技術を壁画のはぎ取り、剥落壁画片の復元に至るまで原理的に完成させることができた。これからは、多様な壁画の状態に応用可能な技術へ発展させ、また、化学分析の成果によって古代技術を修復技術に応用することが可能となっている。
超対称性の場の理論の非摂動的解析とその超弦理論への応用

TypeIIBの超弦理論において4次元の理論が実現されるD-braneの配位に対するsupergravityの解の考察を行った。AdS/CFT対応のdeformationとしてconformalでない場合にも場の理論(ゲージ理論)のゲージ結合常数に対応したsupergravityの場の振る舞いはゲージ理論の繰り込み群の流れと同じである事が予想される。そこでM-theory QCD型のモデルとしては最も簡単なモデルであるD6古典解の背景場の下でのD2-braneの世界面上の場の理論の解析から出発し、この系のT-dualした系がどうなるのかを考察した。T-dualの前後でのスカラー場とWilson lineとの対応から、T-dual後のD3-braneの世界面上の場が感じている背景場がどうなるかを予測した。それはD7古典解とは異なるものであり、従来とられていた解析方法は違う配位を記述するものであって、本来の目標であるM-theory QCDのT-dualした系を正しく記述するものではないという事がわかった。この解析を基に、この世界面上の場をsupergravityの場に置き換え、さらにそれを本来の目標であるM-theory QCDのT-dualした系に持ってくると、従来考えられていたものをもっと一般化した形でゲージ結合常数が弦理論の場で表現されることがわかった。実際これは対応するはずのN=2の超対称性を持つsuper QCDの場合のゲージ結合常数の繰り込み群の流れと一致するということを示した。さらにその系で全部のD5 chargeが消える状況で2次元分を時空に拡張して考えれば、そのgravityの解がconformal不変性を持つ5次元Anti-deSitterの構造を持つ事がわかった。これはゲージ理論の方でもベータ関数がゼロになってconformal不変性のある理論になるはずだという予想とうまく合致するので、この研究の解析方法の正当性を示すものと考えられる。
リピート結合分子をプローブとしたトリヌクレオチドリピート病の化学生物学研究

本研究では、我々の開発するトリヌクレオチドリピート結合分子を用いて、リピート伸長とリピートRNAの機能を低分子で調節する化学を拓き、トリヌクレオチドリピート病の新しい治療法開発に資する創薬リード化合物の創製を目指して、以下4つの研究項目、1)リピート結合分子の性能向上と創製、2)結合分子のリピート不安定化誘導と分子機構の解明・短縮分子探索、3)結合分子によるToxic RNAの捕捉、4)RAN Translationの分子機構解明と低分子による調節原理導出、を実施する。平成29年度は、研究項目1)に関して、前年度に引き続き、CTG、CUGリピートを標的とする、アミノフェナンスロリン誘導体の2量体の合成につづいて、筋緊張性ジストロフィー1型(DM1)の細胞モデルならびにマウスモデルを用いた、スプライシング異常修復活性を評価した。また、ジアミノイソキノリン誘導体については、精密な構造活性相関研究を実施し、CUGリピートとCCGリピートを区別する分子を獲得した。さらに、環状二量体(CMBL)のミニライブラリーのリピートに対する結合並びに生物活性評価を進めた結果、新たに、r(CAG)リピートに結合した複合体のX線構造解析にも成功している。研究項目2-1)では、新たにPCRを基盤とするハイスループットスクリーニング系の構築を進め、これを達成している。研究項目3)に関しては、前年度に引き続き、SPR法によるRNA結合評価をすすめ、5塩基リピートRNAが疾患発症の原因となっている脊髄小脳失調症31型(SCA31)に結合する分子NCDの同定、さらに、その結合構造の獲得に成功した。研究項目4)については、ポーランドアダムミツケビッチ大学との共同研究により進めた。平成29年度は、中間評価を受け、A評価を受けた。具体的には、ハンチントン病に関係するCAGリピート結合分子NAについて、論文を再度纏め直し現在Cellに投稿中である。NAを投与したハンチントンマウスモデルの線条体において、リピート短縮効果が認められる画期的な結果であるため、審査員からの厳しい(無理な)注文が多く、対応に苦慮していたが、阪大医学部、カナダSick Kidds Instituteとの共同研究により、可能な限りの修正を完了し再投稿している。また、r(CAG)リピートと環状分子CMBL3aとの共結晶のX線構造解析が、共同研究先のポーランド科学アカデミー生物化学研究所にて成功した。得られた構造は我々の想像を超えるものであり、新たな分子設計に極めて有用な情報を提供すると考えている。さらに、5塩基リピートRNAが疾患発症の原因となっている脊髄小脳失調症31型(SCA31)に結合する分子NCDをSPRによるスクリーニングにより同定し、さらに、その複合体構造のNMRによる解析に成功した。この研究は、阪大医学部、千葉工大との共同研究により推進された。SCA31のショウジョウバエモデルを用いたフェノタイプアッセイでは、顕著な改善効果が認められており、より毒性の低い分子の開発が期待されている。新たにPCRを基盤とするハイスループットスクリーニング系の構築を進め、これを達成するなど、概ね計画通りに進行していると判断している。最終年度を迎え、全ての研究課題の纏めを強く意識するとともに、この4年間の研究により大きく広がった共同研究のネットワークを活用して、リピート病を標的とする低分子創成をさらに加速させる取り組みを検討してゆく。具体的な研究課題としては、DM1に対するジアミノイソキノリン誘導体をモデル細胞ならびにモデルマウスにより評価し、分子設計、結合解析が、実際のフェノタイプにどのように影響をおよぼすかを考察する。リピート結合分子のハイスループットスクリーニングを、創薬企業提供のミニ化合物ライブラリーに適用し、結合分子が探索可能かどうか、どの様な分子が結合性を示すかを考察する。4年間進捗が思わしくなかったRAN翻訳については、共同研究先から評価系を導入し、研究室が保有するリピート結合分子による効果を検証し、纏める。本研究では、我々が開発したトリヌクレオチドリピート結合分子NA、NCDを手掛かり(プローブ)として、リピート伸長を化学的に調節するという視点から分子機構を再検討し、4つの研究項目、1)リピート結合分子の性能向上と創製、2)結合分子のリピート不安定化誘導と分子機構の解明・短縮分子探索、3)結合分子によるToxic RNAの捕捉、4)RAN Translationの分子機構解明と低分子による調節原理導出、を通じて、トリヌクレオチドリピート伸長とリピートRNAの機能を低分子で調節する化学を拓き、トリヌクレオチドリピート病の新しい治療法開発に資する創薬リード化合物の創製を目指す。平成26年度は、研究項目1)に関して、1-1)NCDの細胞毒性低減を目指した6-amino-furo[2,3-b]pyridine環をもつ誘導体合成、1-2)、1-3) d(CTG)nとr(CUG)n結合分子の創製を目指した8-amino-pyrrolo[3,2-h]quinoline、および2-amino-1,10-phenanthrolineを持つ化合物群の合成を検討し、1-4)NA誘導体のRNA結合性能の向上を目指した構造活性相関研究を進めた。また、研究項目2)に関しては、2-1)結合分子のリピート結合特性・親和性の定量評価法として、リピート数の異なる(CAG)n、(CGG)n、(CTG)n等を表面プラズモン共鳴(SPR)センサーに固定化し、系統的に定量評価する方法を確立した。また、2-2)結合分子の細胞内挙動の観察では、リピート結合分子NAをNBDで蛍光標識したプローブNBD-NAを合成し、NAが核内に移行していることを確かめた。

さらに、2-3)NAによるCAGリピート不安定化誘導では、細胞モデル並びにハンチントン病患者由来の細胞、さらにハンチントン病モデルマウスの線条体において調べ、リピート長が短縮される効果を確認した。そして、2-4)d(CTG)nリピート短縮を誘導する分子の創製として、リピート結合分子によりフリップアウトする塩基のデアミネーションを加速する分子の創製に取り組んだ。本研究では、我々の開発するトリヌクレオチドリピート結合分子を用いて、リピート伸長とリピートRNAの機能を低分子で調節する化学を拓き、トリヌクレオチドリピート病の新しい治療法開発に資する創薬リード化合物の創製を目指して、以下4つの研究項目、1)リピート結合分子の性能向上と創製、2)結合分子のリピート不安定化誘導と分子機構の解明・短縮分子探索、3)結合分子によるToxic RNAの捕捉、4)RAN Translationの分子機構解明と低分子による調節原理導出、を実施する。平成27年度は、研究項目1)に関して、1-1)NCDの二量体であるNCTの細胞毒性軽減を目指し、NCTのナフチリジンをメトキシピリジンに置換した誘導体の合成を行った。1-2)、1-3)CTG、CUGリピートを標的とする、アミノピロロキノリン、および、アミノフェナンスロリン誘導体を種々合成しそれらの構造活性相関を調べた。1-4)リピートを標的とする新しいナフチリジン誘導体の合成、すなわち、環状二量体(CMBL)、三環性誘導体、アミノ酸修飾体など幅広い分子構造を有する分子群の合成を行った。研究項目2-1)では、これら合成リガンドのリピートDNA、RNAに対する結合選択性・親和性の評価を、昨年度確立した表面プラズモン共鳴法(SPR)により実施した。2-3)NAによるCAGリピート不安定化誘導では、昨年に引き続き細胞モデル並びにハンチントン病患者由来の細胞、さらにハンチントン病モデルマウスの線条体において調べ、リピート長が短縮される効果を再確認するとともに、論文発表データを精査した。2-4)ではd(CTG)nリピート短縮を誘導する分子の創製として、チオール基を有する分子の創製に取り組んだ。研究項目3)に関しては、3-1)化学合成で合成することが困難な長鎖のリピートRNA(CXGn, n>30)のSPRセンサーチップへの固定化を目指し、ライゲーションによる末端ビオチン化反応を検討した。また3-2)として、MBNL1タンパク質の大量調製法を確立した。3-3)筋強直性ジストロフィー(DM1)モデル細胞を用いて、前項で開発した結合分子のスプライシング異常軽減効果を検証した。平成27年度は、我々の有するNA, NCDを基盤として、塩基認識部位の水素結合形成、スタッキング能、空間配置などの異なる多様なリピート結合分子の合成を実施した。前年度までに確立しているDNAリピートに加え、長鎖RNAリピートへの結合を評価することのできる表面プラズモン共鳴法を構築するとともに、リガンドを用いたToxic RNAの機能阻害に関わるたんぱく質合成法も確立した。
台湾客家語南部四縣話と北部四縣話の比較研究

本研究では、台湾南部6地点(美濃、杉林、里港、高樹、六亀、竹田)において、南部四県方言の調査を行った。さらに、台湾北部の4地点(卓蘭の3地点及び東勢)で北部四県、饒平、東勢といった3つの方言の調査を行い、上述の南部四県方言と比較をした。その結果、次の成果を得た。諸方言を比較した結果,語彙の面では差異が見られるものの,(a)類別詞(いわゆる「序数詞」),(b)否定詞,(c)処置文などの文法項目に関しては大きな違いは方言間に見られないことがわかった。この結果を踏まえ、平成27年度には台湾にて台湾の客家語研究者と共同で客家語の南北方言の差異に関するワークショップを行った。本研究の目的は、台湾の南部六堆地区の客家方言と、苗栗の客家方言、そして東勢の客家方言を語彙や文法の観点から比較することである。平成25年度は、台湾人研究者とともに苗栗県卓蘭鎮において予備調査を行うことと、高雄市美濃区で対面調査を行うことを主な目標とした。研究協力者である台湾研究者および調査地で客家文化の維持に携わる組織のメンバーのおかげで、スムーズに調査を進めることができた。具体的には、下記の成果を得た。1.卓蘭鎮では5日間の調査を行った。8名の客家語饒平方言話者に対面で簡単な語彙調査を行った。結果、純粋な饒平方言の話者と認められた1名の方に引き続き調査の協力をお願いすることが決まった。また、この方に対し約500語の単語の聞き取り、録音を行った。これらの予備調査によって、卓蘭鎮の複雑な言語実態を確認することができ、さらに26年度に詳細な聞き取り調査を行うための準備が整った。2.高雄市美濃区では10日間の調査を行った。60代から80代の3名の話者に対面調査を行い、これまで研究してきた前置詞の特徴に加え、形容詞と助数詞の関係について考察するための材料となるデータを得た。美濃区での調査に加えて、周辺の同じ方言グループに属する六堆地区(六亀、杉林、武洛)を訪問して予備調査を行った。この調査では主に前置詞の使い方について調べた。今回取り上げた前置詞は、これまで美濃と武洛でしか使用が確認されていなかった。しかし、実際には南部の同じ方言グループで広範囲に使用が認められることが確認できた。平成26年度は、苗栗県卓蘭鎮及び、高雄市美濃区と近隣の村での対面調査を行い、客家語の饒平方言(卓蘭鎮)、北部四県方言(卓蘭鎮)、南部四県方言(高雄市美濃区及び近辺の村)のデータを収集した。研究協力者である台湾研究者(呉中杰副教授)および調査地で客家文化の維持に携わる組織のメンバーのおかげで、スムーズに調査を進めることができた。1.卓蘭鎮では7日間の調査を行った。昨年の予備調査で選定していた饒平方言の話者2名に対し、前置詞「GA(GAN)」に関する詳細な調査を行った。さらに、北部四県方言やこの地区で話されている他の方言の調査についても同様の調査を行い、前置詞GANの卓蘭鎮における使用の実態を明らかにした。この調査では、美濃とまったく関係のない北部四県方言の話者が、美濃と同じ形式の前置詞「GAN」を使用していることが確認された。これにより、地理的に距離のある地点でも、台湾語の影響といった同様の環境が整えば、同じような言語変化が見られることが示唆された。この研究については、田中智子・呉中杰の連名で、平成26年度の日本中国語学会全国大会で発表を行った。また、同じく連名で日本中国語学会出版の『中国語学会』に投稿・審査中である。2.高雄市美濃区と周辺の小林、屏東県武洛、竹田、高樹では9日間の調査を行った。各地点それぞれ短時間の調査ではあったが、言語的、地理的に近い地域であっても、異なる語彙や表現が使われることがあるとわかった。また、前置詞「GAN」の使用に関しては、これまでの調査による予想通り、老年層では使われない傾向が確認された。本研究の目的は、台湾の南部六堆地区の客家方言と、苗栗で話されている各種客家方言、そして東勢の客家方言を語彙や文法の観点から比較することである。平成27年度には次のことを行った。(1)ワークショップ:台湾の中央研究院において、台湾人の客家研究者と共に、台湾の南北客家方言の相違点をテーマとしたワークショップを行った。(2)現地調査:台湾の北部(苗栗県卓蘭鎮及び東勢鎮)と南部(高雄市美濃区及び屏東県高樹郷)で現地調査を行った。北部では、南部六堆地区の客家方言と同じグループの方言(北部四県方言)、饒平方言、東勢の客家方言について、否定構文に関する調査を行ったほか、以前の調査に引き続き、前置詞の用法と量詞の用法について調べた。南部では、主に否定構文の使い方について調査した。(3)研究発表:日本中国語学会全国大会において研究発表を行った(詳細は後述)。

この発表では、美濃客家語の否定形式を客家語の北部の方言や漢語諸語と対照し、客家語の否定形式の普遍性と特殊性を明らかにすることを目指した。現地調査については、共通の調査票を用いて、処置を表す前置詞の使い方、量詞が大小を表す形容詞と結びついて形容詞的に使われる現象、否定構文について対面調査を行った。その結果、各方言は、それぞれのある種の共通性が見られることを確認できた。また、台湾での各方言の記述研究は盛んであるが、日本の方言研究のように、方言間(客家語同士、もしくは客家語と他の言語)の比較という視点から分析することはまだ少なく、平成27年度に行ったワークショップでは、これまでとは異なる視点で研究対象の客家語を分析することができた、という参加者からの評価も得られた。今回の研究では、テキストを採取し、文字化を行うことも予定していたが、日程や協力者が得られにくかったという原因から、実施することができなかった。今後の課題としたい。本研究では、台湾南部6地点(美濃、杉林、里港、高樹、六亀、竹田)において、南部四県方言の調査を行った。さらに、台湾北部の4地点(卓蘭の3地点及び東勢)で北部四県、饒平、東勢といった3つの方言の調査を行い、上述の南部四県方言と比較をした。その結果、次の成果を得た。諸方言を比較した結果,語彙の面では差異が見られるものの,(a)類別詞(いわゆる「序数詞」),(b)否定詞,(c)処置文などの文法項目に関しては大きな違いは方言間に見られないことがわかった。この結果を踏まえ、平成27年度には台湾にて台湾の客家語研究者と共同で客家語の南北方言の差異に関するワークショップを行った。台湾北部と南部における現地調査は予定通りに進んだ。成果は学会発表及び学術誌への論文投稿という形でまとめることができた。調査の成果は録音することができているが、文字化が進まなかった。研究責任者の勤務先大学が26年4月に学生新規募集停止を決めたため、その対応(学生のケア、学科移籍に関する諸業務など)という通常の学校業務以外の業務に追われ、十分な研究時間の確保ができなかったからである。また、客家語の文字表記は現在台湾で統一化の途中であり、外部委託が難しいのが現状である。さらに、電子化が進まなかったのと同様の理由で、国際学会への応募が間に合わず、今回の学会への参加は見送ることになった。人文学平成27年度以降も、当初の計画に沿って研究を進める。現地調査については、高雄市美濃区以外の南部四県方言の地区と卓蘭鎮において、四県方言の補足調査を行う。また、これまで東勢方言の十分な調査ができなかったため、卓蘭鎮に近接する台中市東勢区でも対面調査を行いたい。東勢の客家語話者は、地理的な近さから、これまで調査を行っていた卓蘭鎮の客家語話者とも関係(姻戚、友人)が深く、スムーズな調査ができるはずである。これまで得られたデータは、研究協力者である呉中杰副教授に協力学生を紹介いただくなどの方法で、電子化を進めたい。言語学専攻の学生であれば、国際音声表記に習熟しているため、共通の文字表記で作業を進めることができるからである。さらに、呉中杰副教授とは、8月に台湾北部で研究発表会を共同主催する方向で日程、参加者を調整中である。この研究会で集まった成果とこれまでの調査で得られた成果は、論文集にまとめたいと考えている。台湾における調査は予定通りに進んだ。さらに、平成26年度に六堆地区への予備調査を予定していたが、すでに何か所かを訪問し、前置詞の使い方について質問することができた。したがって、まだ特定の調査協力者は決まってはいないものの、来年度以降の調査の足掛かりをつかむことができた。一方、家庭の事情で、当初計画していた台湾の国際学会での発表に参加することができなかった。
動物個体のリアルタイムイメージングを可能とする生物発光小分子プローブの創製

昨年度までの研究で確立した、生物発光特性の電子移動による制御(Bioluminescent enzyme-induced electron transfer;以下BioLeTと略す)に基づくプローブ設計に必須となる、発光On/Offの境界電子密度を正確に決定するため、様々な電子密度を有する芳香環を持つパイロット化合物を合成し、その発光特性を精査した。その結果、アミノルシフェリン発光中間体に対する電子移動はアニソール程度の芳香族化合物でも起こりうる一方、発光中間体を電子供与体とするd-BioLeTはニトロベンゼン程度の電子受容能では起こりえないことが明らかとなり、a-BioLeTによるプローブ化に適した骨格であることが明らかとなった。次にアミノルシフェリンと通常のルシフェリンの発光波長が40-50nm程度異なることを利用し、ウェスタンブロットの2次抗体用の酵素として汎用される、HRPとALPの同時定量を試みた。具体的にはHRP/過酸化水素系の発光プローブとして昨年度までに開発に成功したAPLを、ALPのプローブとしては市販のリン酸化ルシフェリンを用い、両者の混在する発光からスペクトル分析で2種の発光を分離することを試みた。具体的には両酵素を任意の割合で混合し、ここに2種のプローブを添加した後、ルシフェリン、ATPを加え、2種の発光スペクトルの分離定量を試みた。その結果、545nmと615nmのフィルターを用いて得られる発光強度を、基準スペクトルパターンに基づいて解析することで両者の分離が可能であり、実際HRP, ALPの活性を同時に検出・定量出来ることが示された。本結果は、ウェスタンブロット膜上における2種以上のタンパクの定量を、同時に信頼性高く行うことを可能にするものであり、分析手法としての生物発光法の幅を広げる画期的なものである。申請者はこれまでに、光誘起電子移動(PeT)過程に基づく各種蛍光プローブの論理的な設計法を確立してきた。そこで本研究では、本設計法の適用対象を蛍光プローブから生物発光プローブに拡大し、in vivoでの個体イメージング技術として注目されているBioluminescence Imaging(BLI)による、様々な生体関連分子の生成、消去を個体レベルで非侵襲的に可視化するための小分子プローブを開発することを目的とした。初年度である本年はまず、蛍光・生物発光プローブ類の設計の際必須となる、消光過程としてのPeTのバラエティを広げる研究を行い、従来確立していた励起蛍光団が電子受容体として働くPeT過程(a-PeT)とは逆方向の電子移動(d-PeT)が起こりうることを見出し、これをJ.Am.Chem.Soc.(Ueno et al.)に報告した。本知見は、d-PeTによる蛍光団由来の蛍光強度の精密制御を可能とするものであり、従来不可能であった様々な生体関連分子に対する蛍光プローブ設計の実現可能性を飛躍的に増大させる画期的なものである。次に、本研究においてエネルギーアクセプターとして用いる蛍光団の1つであるフルオレセイン類の分子構造変換を目的とした研究を行い、19世紀に初めて合成されて以来全く試みられていなかった骨格変換に成功し、新規フルオレセイン誘導体(TokyoGreen類)の創製にも成功した(J.Am.Chem.Soc.(Urano et al.))。さてこれら両知見を生物発光プローブへと発展させるべく、ルシフェリン骨格のどの部位にエネルギーアクセプターを付与しうるかを次に検討した。その結果、ルシフェリン骨格の特定位置にアミノ基を導入し、さらにそこからリンカーを伸ばした構造としても、ルシフェラーゼの基質となりうること、またその発光波長は長波長化することが見出された。現在、さらに高い基質活性を実現する骨格を鋭意探索中である。そこで本研究では、蛍光プローブ設計におけるPeTの概念が生物発光現象にも適用可能かどうかをまず検証し、その結果を活用して生物発光小分子プローブの論理的設計法を確立することを大きな目的とした。昨年度はエネルギー移動過程をルシフェリンに組み込むことが可能であることを明らかにすることに成功したが、本年度は同様の分子設計により電子移動ドナー部位を導入した種々のルシフェリン誘導体を設計・合成し、電子移動による生物発光特性制御が可能かどうか精査した。その結果、アミノルシフェリンのアミノ基に電子密度の高くないフェニルアルキル基を導入した誘導体では、ルシフェラーゼとの反応により600nmを越える長波長発光が観測される一方、高い電子密度を持つフェニル基を導入した誘導体は、ルシフェラーゼの基質として消費はされるものの、生物発光がほとんど見られなくなることが明らかとなった。これは、ルシフェリン誘導体の酸化により生成する発光体に対する電子移動(Bioluminescent enzyme induced electron transfer; BioLeT)が起こったためと考えられ、PeTと同様の概念による生物発光の制御が可能であることを示す世界で初めての知見である。さらに本知見を活用することで、生物発光制御部位の電子密度変化を利用した生物発光小分子プローブの論理的な設計・開発が可能となった。実際本設計概念に則り現在までに、高い酸化活性を持つ活性酸素種(hROS)を検知可能な生物発光プローブの開発に成功した。本プローブ自身はBioLeTにより生物発光がクエンチされているが、これがHRP-過酸化水素系などのhROSと反応することで、強い生物発光を示すように変化することが確認された。

昨年度までの研究で確立した、生物発光特性の電子移動による制御(Bioluminescent enzyme-induced electron transfer;以下BioLeTと略す)に基づくプローブ設計に必須となる、発光On/Offの境界電子密度を正確に決定するため、様々な電子密度を有する芳香環を持つパイロット化合物を合成し、その発光特性を精査した。その結果、アミノルシフェリン発光中間体に対する電子移動はアニソール程度の芳香族化合物でも起こりうる一方、発光中間体を電子供与体とするd-BioLeTはニトロベンゼン程度の電子受容能では起こりえないことが明らかとなり、a-BioLeTによるプローブ化に適した骨格であることが明らかとなった。次にアミノルシフェリンと通常のルシフェリンの発光波長が40-50nm程度異なることを利用し、ウェスタンブロットの2次抗体用の酵素として汎用される、HRPとALPの同時定量を試みた。具体的にはHRP/過酸化水素系の発光プローブとして昨年度までに開発に成功したAPLを、ALPのプローブとしては市販のリン酸化ルシフェリンを用い、両者の混在する発光からスペクトル分析で2種の発光を分離することを試みた。具体的には両酵素を任意の割合で混合し、ここに2種のプローブを添加した後、ルシフェリン、ATPを加え、2種の発光スペクトルの分離定量を試みた。その結果、545nmと615nmのフィルターを用いて得られる発光強度を、基準スペクトルパターンに基づいて解析することで両者の分離が可能であり、実際HRP, ALPの活性を同時に検出・定量出来ることが示された。本結果は、ウェスタンブロット膜上における2種以上のタンパクの定量を、同時に信頼性高く行うことを可能にするものであり、分析手法としての生物発光法の幅を広げる画期的なものである。
超高温(2000℃)NMR測定用プローブの試作

けい酸塩融体はマグマ、スラグ、ガラス溶融体などの例に見られるように、高温で実現する無機高分子溶液で、熱力学的性質はかなりわかっているが、微視的な構造や動力学的挙動には不明な点が多い。核磁気共鳴は核スピンを対象とした測定が、その原子の化学構造の解明を可能とするものである。固体、液体や過冷液体、ガラスと独特のシグナルを示すことから、この手法の応用が期待されていた。二年継続のこの研究により、1800°Cまで到達可能で、常用1700°Cの測定ができる試料導入装置が開発できた。窒化硼素にタンガステン線を無誘導巻きにして発熱体としたものである(1700°Cで630W)。液体ヘリウム温度の超伝導磁石の中に高温度の発熱体を入れる点で熱しやすさに工夫を要し、検出コイルの抵抗変化は外部からのコンデンサーで同調をとるなどの問題があったが、達成できた。所期の2000°Cには至っていないが、その様な要請があれば対応できる見通しである。コンパクトな構成で、市販のNMR装置で利用できる。フランスCNRS(Orleans)のグループはレーザー加熱により、温度で測定している。熱力学的平衡を実現しているという点が、こちらの研究室の特徴となっている。現在、日仏国際協同研究を行っており、新しい展開を目指している。1.本研究の目標は2000°Cまで昇温可能なNMR測定用試料室の製作である。本研究の始るまでには1200°Cまで昇温できるプローブを作り、B_2O_3や、Na_2O-B_2O_3混合物の融体について測定を行った。すなわち高純度アルミナ磁性体と白金発熱体を組合せた試料室を作製して来た。液体酸化物中の^<11>BのNMRのケミカルシフトおよびスピンの緩和速度を測定し、BO_3単位の結合と、それに及ぼすアルカリの効果や粘性、超音波吸収との関係を論じた。本年度は1800°Cの達成を目的としている。けい酸塩の測定を目標としたためシリカを含まない炉材として窒化ほう素を選び試料容器とし、モリブデン線を発熱体として取り組んだ。すなわち直径2.5cm、高さ5cmの円筒の壁に沿って壁中に孔をあけ、24対のモリブデン線を上下に通してヒーターとし、検出コイルとして^<27>AIの場合モリブデン線を8回巻いたコイルで試料を包んでプローブとした。雰囲気として少量の水素を含むN_2としている。このように本年度の目標をほぼ達成した。高温になるに伴い、コイルの検出感度が低下すること、目的元素によって検出コイル、るつぼ材の選択が著しく制限されるのが実験上の因難で2000°Cの達成には更に山があると思われる。酸化物を室温の固体(結晶もしくはガラス)からガラス転位点を越えて過冷液体ついで液体に至る課程をNMRで追跡するため、高温試料導入装置の試作を行って来た。高温試料を急冷し、高温での構造を保存していると仮定して(回析や吸光スペクトルなど)、種々の測定が従来から行われて来たが、高温で直接することは動的挙動を知る上で必須である。本試験研究の初年度において、1800°Cまで昇温可能な試料導入装置を開発した。本年度は更に2000°Cまで拡張し、全体の計量化やS/N比の向上を目指した。最終的に得た成果をまとめると次のようである。超高温NMRグループ常用:1700°C最高到達温度:1800°C温度安定性:±1°C(at 1650°C)、消費電力:630W(at 1700°C)このように200°C到達には至っていないが、その様な測定に対する要請が高くなれば、実現は困難ではないであろう。温度測定は熱電体によったが、光ファイバーを利用する対射温度計も利用できる。発熱体は窒化硼素にタングステン線を無誘導巻きにしたものである。

高温になると、検出コイルの抵抗が増大するため、共鳴周波数に同調するため、外に設置するLC回路を可能とする必要があった。応用例として代表的なスピネル(MgAl_2O_4)のMgとAlの秩序・無秩序転移のその均観がある。700°C付近からAlはMgとの交換により6配位位置と4配位位置とが交換し始め、1400°Cになると、4配位位置の間の交換が著しくなることがわかった。
神経Ca^<2+>チャンネルの生理機能と調節機構に関する研究

電位依存性K^+チャンネルの結晶構造解析で、チャンネル開口に伴うコンホメーションの変化が大きい部位と考えられるS4領域周辺に注目し、N型およびP/Q型Ca^<2+>チャンネルα1サブユニット(α1Bおよびα1A)の1分子中に4箇所存在するS4領域の両側にそれぞれmyc-epitope tagを挿入した。これらのα1Bおよびα1Aサブユニットを、チャンネルα2/δ1およびβ1サブユニットと共にアフリカツメガエル卵母細胞に発現させ、電気生理学的にチャンネル活性を確認した後にFluo-4 dextran(40 μM)を注入し、チャンネルを脱分極刺激した時のCa^<2+>イオンの流入を、全反射蛍光顕微鏡を用いて1分子レベルで観察した。卵母細胞に脱分極刺激を加えたとき、変異α1サブユニットを発現させた卵母細胞では、Fluo-4による蛍光スポットの数が増加し、蛍光スポットの点滅と軌跡のゆらぎが観察できた。一方、蛍光タンパク質GFPをC末に融合したα1Bを発現させた細胞では、蛍光軌跡の動きが見られた。さらに、myc-tag挿入変異α1をAlexa Fluor 488標識抗myc-epitope抗体で標識し、脱分極刺激を加えたとき、GFP融合α1Bと同様の蛍光軌跡の動きに加え、蛍光強度の変化も観察できた。以上により、この蛍光強度の変化は、脱分極に伴う電位依存性Ca^<2+>チャンネルの1分子レベルでの変化を意味し、チャンネル開閉をモニターしている可能性が強く示唆された。従って、本申請研究の最大の課題である、1分子レベルでの電位依存性Ca^<2+>チャンネルの開閉の可視化には、ほぼ到達できた。しかしながら、S4領域周辺のどの場所にmyc-epitope tagを挿入すべきかの部位決定に思いの外時間を要し、当初計画のチャンネル開閉に対するG蛋白質やリン酸化の影響を明らかにするまでには至らなかったため、引き続き検討していきたい。昨年度は、電位依存性K^+チャンネルの結晶構造解析で、チャンネル開口に伴うコンホメーションの変化が大きい部位と考えられているS4領域周辺に注目し、N型およびP/Q型Ca^<2+>チャンネルα1サブユニット(α1Bおよびα1A)の1分子中に4箇所存在するS4領域の両側にそれぞれmyc-tag epitopeを、大腸菌における相同組換え法を用いて挿入した。次に、これら16種類のmyc-tag挿入α1サブユニットに対するcRNAを試験管内で合成し、それぞれのcRNAをアフリカツメガエル卵母細胞に微量注入し、チャンネルの発現を確認した。また、G蛋白質GoαのN端に蛍光蛋白質CFPを組み込んだCFP-Goαの1段階消光の確認を指標に、全反射蛍光顕微鏡を用いた蛋白質の1分子観察の条件を確定した。さらに、CFP-Goα発現細胞において、発現蛋白質の細胞膜上での1分子レベルでの動態が、受容体刺激によりどのような影響を受けるのかを調べるため、1分子軌跡計測の条件を検討した。作用薬による受容体刺激により、Goαの動きが抑制される傾向が見られた。一方、上記myc-tag挿入チャンネルα1サブユニットの発現を培養細胞発現系でも試みたが、チャンネル蛋白質の発現量のコントロールと適量の蛍光標識抗体の細胞内導入とが、アフリカツメガエル卵母細胞発現系に比較して難しいことが分かった。以上を踏まえて、本年度は、発現系としてアフリカツメガエル卵母細胞を基本的に用い、この系で発現させたmyc-tag挿入α1サブユニットを蛍光標識抗myc-tag抗体を用いて蛍光標識し、全反射蛍光顕微鏡システムを用いて1分子観察を行う。

細胞膜を脱分極させたときの標識チャンネルの蛍光強度の変化から、Ca^<2+>チャンネル開閉の可視化の系を樹立する。また、G蛋白質や蛋白リン酸化酵素などのチャンネル活性の調節分子の作用機序を、この1分子観察系を用いて明らかにしていく。電位依存性K^+チャンネルの結晶構造解析で、チャンネル開口に伴うコンホメーションの変化が大きい部位と考えられるS4領域周辺に注目し、N型およびP/Q型Ca^<2+>チャンネルα1サブユニット(α1Bおよびα1A)の1分子中に4箇所存在するS4領域の両側にそれぞれmyc-tag epitopeを挿入した。これらのα1Bおよびα1Aサブユニットを、Ca^<2+>チャンネルα2δ1およびβ1サブユニットと共にアフリカツメガエル卵母細胞に発現させ、電気生理学的にチャンネル活性を確認した後にFluo-4 dextran(40μM)を注入し、チャンネルを脱分極刺激した時のCa^<2+>イオンの流入を、全反射蛍光顕微鏡を用いて1分子レベルで観察した。卵母細胞に脱分極刺激を加えたとき、変異α1サブユニットを発現させた卵母細胞では、Fluo-4による蛍光スポットの数が増加し、蛍光スポットの点滅と軌跡のゆらぎが観察できた。一方、蛍光タンパク質GFPをC末に融合させたα1Bを発現させた細胞では、蛍光軌跡の動きが見られた。さらに、myc-tag挿入変異α1をAlexa Fluor 488標識抗myc-tag抗体で標識し、脱分極刺激を加えたとき、GFP融合α1Bと同様の蛍光軌跡の動きに加え、蛍光強度の変化も観察できた。以上により、この蛍光強度の変化は、脱分極に伴う電位依存性Ca^<2+>チャンネルの1分子レベルでの変化を意味し、チャンネル開閉をモニターしている可能性が強く示唆された。従って、本申請研究の最大の課題である、1分子レベルでの電位依存性Ca^<2+>チャンネルの開閉の可視化には、ほぼ到達できた。しかしながら、S4領域周辺のどの場所にmyc-tag epitopeを挿入すべきかの部位決定に思いの外時間を要し、当初計画のチャンネル開閉に対するG蛋白質やリン酸化の影響を明らかにするまでには至らなかったため、引き続き検討していきたい。
非水系溶媒を用いた絹の堅牢染色に関する研究

これまでに絹や繭糸の非水系溶媒による影響について研究を進め、溶媒処理した絹の性状(桑原ら,日蚕雑,43,325331・1974)、繭糸の有機溶媒処理による膨潤性(桑原ら,日蚕雑,46,3844・1977)、有機溶媒処理による絹の微細構造の変化(桑原ら,日蚕雑,52,2226・1983)などを報告した。いずれも、伸度や収縮率が増大し非結晶部分のみならず結晶部分にも影響を及ぼすことが分った。このことから、絹を6種の非水系溶媒と蒸溜水で50°C下、5時間浸漬前処理し、3種の異なる酸性染料による温度別・堅牢染色の可能性について検討した。非水系溶媒前処理による絹の温度別・堅牢染色性に及ぼす影響は、前処理剤として用いた非水系溶媒の種類によっても異なるが、それ以上に染料の種類,化学構造,分子量,分子容などに大きく左右されることが分った。つまり、酸性染料の中でも化学構造が比較的簡単で分子量や分子容の小さいアゾ系のC.I.Acid orange7染色の場合は、未処理も含めて低温度染色ほど良好であるが、前処理によって染料吸収量が増加し、特にエチレンジアミン,ジメチルスルホキシド,ジメチルホルムアミド前処理が効果的であった。また、化学構造が複雑で分子量,分子容ともに大きいアントラキノン系のC.I.Acid blue43染色では、エチレンジアミン前処理が良好で、低温度・堅牢染色が想定されたが、その他の非水系溶媒ではほとんど効果が認められなかった。化学構造が直線状で直接染料に近い性質(たとえば、粒子径,分子量が大きくコロイド溶液の形をとるなど)を持っているミーリング染料C.I.Acid blue120染色の場合は、いずれも高温度染色ほど良好で、非水系溶媒前処理による効果(吸着量の増加,染色速度,堅牢度の向上など)は、ほとんど認められないことが分った。