hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヴェーダ祭式における準備儀礼の研究-放牧,敷き草刈り,搾乳と酸乳製造-

本研究は,ヤジュルヴェーダサンヒター冒頭のマントラ(祭詞,祝詞)集成とそのブラーフマナ(マントラの解釈,意義付けと神学議論)のローマ字テキスト作成,翻訳と注解,並びに分析を行い,ヴェーダ祭式における穀物祭の本祭前日に成される準備儀礼について全容を解明することを目的として出発した。内容は「放牧」「敷き草刈り」「搾乳と酸乳製造」という3つの表題に分けられ,研究全体は「総論」「テキスト」「翻訳」「各論」の4部構成を取る。本年度は「搾乳と酸乳製造」の「各論」後半部分に着手し,酸乳製造の由来を伝えるタイッティリーヤサンヒターII5,シャタパタブラーフマナI6,4と,他派に対応のないマントラを集めたタイッティリーヤブラーフマナIII7,4以上の文献箇所のテキスト作成と翻訳・注解を行った。これらの箇所は文献成立史と祭式の整備過程を解明する重要な典拠となる。しかし,それ故に一つの単語の意味を確定するのにも細心の注意を払わねばならない。また,各文献におけるマントラの扱いに関しては,後代の儀規文献(シュラウタスートラ)への展開の跡付けにもつながる問題を孕んでいる。中でも,先に挙げたタイッティリーヤブラーフマナIII7,4のマントラの殆どは,タイッティリーヤ派から分派した一学派であるアーパスタンバ派のシュラウタスートラにしか採用されていない。当該箇所を,ヴェーダ文献全体の歴史という大きな枠組みから検討し直す必要のあることも明らかになった。本研究を通じ,タイッティリーヤ派とヴァージャサネーイン派とがヴェーダ祭式を大きく転換させる原動力となったことが更に明らかとなった。それは,両派より古層にあるマイトラーヤニーヤ派,カタ派の議論が前提となっていることは明らかである。その過程の解明には,ヤジュルヴェータ学派全体のマントラ集とヴラーフマナとの精査が必要不可欠である。本研究は,ヤジュルヴェーダのマントラ(ヤジュス:個々の行作に伴って唱える祭詞)とこれに対するブラーフマナ(マントラの解釈,意義付けと神学議論)の翻訳・精査を通じ,古代インドの祭式文献及び祭式の展開を最古層から解明する事を目的とする。特に,穀物祭の基本型である新月祭・満月祭の準備儀礼の中で「搾乳と酸乳製造」を巡る記述を取り上げる。これに先立つ「放牧」及び「敷き草刈り」の章を扱った博士論文と併せて「穀物祭の本祭前日に行われる準備儀礼の研究」を纏め上げる。本研究の柱となる「総論」「テキスト」「翻訳」「各論」の中,初年度は「テキスト」「翻訳」の全部と「各論」の一部を手がけた。即ち,下記の各ヤジュルヴェーダサンヒター及びブラーフマナの「搾乳と酸乳製造」の章についての,マントラ(祭詞)集成とブラーフマナ(マントラの解釈,神学議論)のローマナイズドテキスト作成と翻訳・注解である:マイトラーヤニーサンヒターI 1,3及びIV 1,3;カタサンヒターI 3及びXXXI 2;タイッティリーヤサンヒターI 1,3及びタイッティリーヤブラーフマナIII 2,3;ヴァージャサネーイサンヒターI 2-4及びシャタパタブラーフマナI 7,1,9-21。博士論文で扱った2章とは異なり,本章では個々のマントラの内容,順序等について,各学派の間に大きな差異が多数見られる。従って,前2章のように,「搾乳と酸乳製造」の章全体を「搾乳の際に唱えるマントラ」,「牝牛に対して唱えるマントラ」等の内容に従って45節に分けること自体は可能であるが,各学派の記述を対照させる際には,細心の注意を払う必要がある。従って「各論」の部分は当初の予定よりも量的に僅かな部分しか終えられてはいない。しかし,その結果として,次年度,残りの部分を扱う上でも大きな指針となる諸事項を確認し得た。即ち,各学派におけるマントラと式次第各段階の意義,祭式とそれを取り巻く環境の変遷,学派の展開史などである。

中でも,先に挙げたタイッティリーヤブラーフマナIII7,4のマントラの殆どは,タイッティリーヤ派から分派した一学派であるアーパスタンバ派のシュラウタスートラにしか採用されていない。当該箇所を,ヴェーダ文献全体の歴史という大きな枠組みから検討し直す必要のあることも明らかになった。本研究を通じ,タイッティリーヤ派とヴァージャサネーイン派とがヴェーダ祭式を大きく転換させる原動力となったことが更に明らかとなった。それは,両派より古層にあるマイトラーヤニーヤ派,カタ派の議論が前提となっていることは明らかである。その過程の解明には,ヤジュルヴェータ学派全体のマントラ集とヴラーフマナとの精査が必要不可欠である。
微生物電池の電子伝達を利用するメタン発酵液消化制御技術

本研究で取り上げた酪酸とプロピオン酸は基質消費率が比較的高いものの、微生物電池の電力密度が低いことから、アノード電極における電子授受と基質消費の係わりが小さいことが分かった。有機酸の高度な制御を行うためには、微生物源とバイオフィルム培養法の再検討が必要である。アノード電極をカーボンブラシに代えたことにより、電子授受の速度を増大することができたが、カソード反応の方が律速となることから、カソード電極の電子授受速度も同時に改善することが必要であり、1槽式微生物電池の改善課題である。今年度は、各種有機酸を基質とする微生物電池の機能について検討した。とくに、メタン発酵初期に生成される有機酸に焦点を当て、水素・酸発酵によって得られた酪酸、プロピオン酸、酢酸の消費と発電特性を調査した。新たに1槽式微生物電池(容量30mL)をメタン発酵制御リアクタとして試作し、アノードにバイオフィルムを形成させて実験に供試した。微生物源として牛糞由来メタン発酵消化液を供試して、メタン発酵消化液と酢酸ナトリウムを基質としたリン酸緩衝液合成培地(PBS培地)を混合してバイオフィルムの形成に使用した。水素・酸発酵によって得られた発酵残渣に含まれる有機酸のpH条件を変えて、微生物電池の有機酸消費特性と発電特性を調べた。基質条件として、グルコースを水素・酸発酵させて得られた残渣のpHをpH7.0、pH5.0に調整した2実験区と酪酸、プロピオン酸、酢酸をリン酸緩衝液に溶解させて作成した合成基質の計3実験区を準備した。電気抵抗の負荷に1000Ωの抵抗を挟み、バッチ式運転で発電サイクルが安定した後、15分間隔で電気抵抗を変えて電力密度を測定し、その発電特性を比較した。その結果、最大電力密度は、合成基質区で789 mW/m2、pH7.0区で855 mW/m2となり、pH5.0区で252 mW/m2と他の2区に比べ30%程度の出力に低下した。低pHの基質を与えるとバイオフィルムの活性が失われるが、pHが中性であれば長期間運転しても発電機能は維持されることが分かった。新たなリアクタのアノードにカーボンブラシを採用したが、国産のものがないためアメリカからのカーボンブラシの入手に手間取り、結果としてリアクタの完成が遅れ、研究全体の進展が遅れてしまった。また、リアクタのアノードに形成させる微生物群集(バイオフィルム)に関して、研究の進展が遅れている。特に、リアクタ流量や電気抵抗を変えることがバイオフィルムに及ぼす影響に関して実験を加速させる必要がある。メタン発酵過程で発生する発酵不調の原因は有機酸の蓄積が原因であることから、有機酸の蓄積を回避しながら発酵を円滑に進めるために、微生物電池を組み入れた制御技術の構築を目標とした。試作したカーボンクロスをアノードとする1槽式微生物電池(容積26 ml)を用いて、発酵消化液に含まれる主要な有機酸の消費と発電特性について検討した。微生物電池については、酢酸ナトリウム標準培地(酢酸濃度1 g/L)に微生物源として牛糞原料のメタン発酵消化液を体積比1:1で加えた混合液を培地として、30°Cのインキュベータ内でバイオフィルムの馴養を行った。混合液の培地は毎日交換し、出力電圧の安定した時点で、アノードのバイオフィルム形成が完了したと判断した。有機酸基質として対照区の酢酸(濃度1.0 g/L)、実験区の酪酸(濃度1.34 g/L)及びプロピオン酸(濃度1.17 g/L)を供試して実験を行った。電気抵抗は、開回路から順次1000Ω、510Ω、240Ω、100Ω、51Ωと変化させ、各抵抗における出力電圧を得た。基質として供試した培養液の有機酸濃度は実験前後にHPLCで分析した。最大電力密度は酢酸が524 mW/m2、酪酸は1.9 mW/m2、プロピオン酸が46 mW/m2であった。基質消費率は酢酸が97%、酪酸が63%、プロピオン酸が88%であった。また、内部抵抗は酢酸が198Ω、酪酸が4336Ω、プロピオン酸が1899Ωであった。今回の実験では、酪酸は基質消費率と電力密度がともに低いことから、微生物電池のアノードに形成されたバイオフィルムの再検討が必要であるが、プロピオン酸については本システムによる制御が可能との見通しを得た。バイオフィルムの再現性が難しいことから、リアクタの台数を増やして、同じバイオフィルムで各種条件の実験を同時にできる体制を整備することで、研究を推進する。また、経時的な有機酸の消費を発電特性の変化と合わせて検討できるように、実験計画を修正する。農業環境工学試作装置の製作が遅れたために、研究全体の進展が遅れて次年度使用額が生じた。
輻射シーソー機構と宇宙の暗黒セクター

ニュートリノ質量の生成機構と素粒子論的宇宙論における問題とが結びつけられる以下のような研究を行った。(i)ニュートリノ質量が輻射補正によって生成される素粒子標準理論の拡張模型を提案し、予言される暗黒物質や暗黒輻射の寄与を議論した。(ii)ニュートリノ質量を生成する機構の一つとしてインバースシーソー機構が知られている。この機構が働くためには小さなマヨラナ質量を持つ新フェルミオンが必要とされるが、その小さな質量をシーソー機構で導出する新たな模型を議論した。特にレゾナントレプトン数生成によって、宇宙のバリオン非対称性が説明出来ることを示した。(iii)アクシデンタルな対称性によって安定となるミニマル暗黒物質が、右巻きニュートリノの崩壊によって非熱的に生成されるシナリオを提案した。これにより新たな質量領域におけるミニマル暗黒物質が実現可能であることが示された。27年度が最終年度であるため、記入しない。近年の宇宙観測により、宇宙のエネルギーのおよそ4分の1は暗黒物質が占めることが知られている。また、相対論的な暗黒物質と言える暗黒輻射の存在も知られており、標準模型のニュートリノに加えて新たな暗黒輻射が存在する可能性も考えられている。本研究では、本年度、暗黒物質の候補となる新粒子および新たに暗黒輻射に寄与する新粒子がニュートリノ質量生成に関与するような新模型を提案した。この模型では、ニュートリノ質量は2ループの輻射補正で生成される。ツリーレベルや1ループのニュートリノ質量は、模型に課せられた複数の離散対称性によって禁止されており、その対称性はさらに暗黒物質および暗黒輻射の安定性を保証することが確認できた。また、暗黒物質やニュートリノ質量と同様に、標準模型では説明が困難な現象としてバリオン数非対称性の問題が存在する。我々は、提案した新模型の枠内において、レプトン数の非対称性を生成しバリオン数に変換することで、バリオン非対称性の問題も解決できる可能性があることを示した。多方面からの議論により当初見つかった問題点も解決され、模型の枠組みがほぼ完成したため。様々な実験からの制限を考慮し、より具体的な模型の構築を目指し、またその検証可能性について議論する。
分子線によるケフェウス座分子雲複合体の高感度広域観測

ケフェウス座分子雲複合体内の銀経109゚から123゚、銀緯5゚から16゚の間に位置する10個の暗黒星雲(L1214、L1217、L1235、L1236、L1239、L1251/L1247、L1261/L1262、L1274、KH15、L1241)を波長2.7mmの^<13>CO(J=1-0)輝線でマッピングした。使用した望遠鏡は名古屋大学理学部の4m短ミリ波望遠鏡である。そのうちL1241を除く9個はデータリダクションがほぼ終わった。その結果、9個の雲の中に24個の高密度コアの存在が明らかになった。その物理量を求めるのにまずCOガスの励起温度(=運動温度)を求める必要があるので、各コアの中心部を同望遠鏡を使って^<12>CO(J=1-0)輝線で観測した。得られた励起温度は高いものでは25.8K、最も低いもので6.7Kであった。^<13>CO(J=1-0)線の光学的深さはほとんどの分子雲コアで1より小さい。これらの雲の距離を300pcとすると、分子雲コアの質量は最小が太陽質量の2倍、最大は150倍である。ケフェウス座分子雲複合体の中央部は軟X線や電波の連続波が強く、分子量は比較的少ない。これは約300pcの距離で約4万年前に爆発したI型超新星のレムナントであるとする説がある。この説が正しければ、膨張する高温ガスが分子雲の形成、さらにはその内部での星の形成に影響を及ぼしているであろうと考えられる。本研究の目的のひとつはこの可能性を調べることであった。今回の観測で、L1274やL1214で雲の長軸に沿って複雑な速度構造が見られた。これは外部からの擾乱の結果と推測できる。しかし、特異な速度構造のない雲も多くて、現段階では超新星残骸の高温ガスとの相互作用とは断定できないと思われる。はっきりした結論を得るには、shocked gasの指標とされるSiOなどの観測が必要である。ケフェウス座分子雲複合体内にある暗黒星雲L1251には、2個の低温赤外線源を駆動源とする2個の双極分子流があって、ここで最近星が生まれたことが私達の研究で明らかになっていた(Sato&Fukui1989,Ap.J.,343,773)が、名古屋大学理学部の4m短ミリ波望遠鏡に低雑音のSIS受信機が搭載されたのを機に、この暗黒星雲を^<13>CO(J=1ー0)線で再観測した。グリッド間隔は110GHzでの4m望遠鏡の分解能2.7 ́を充分に活かす2 ́である。カバ-した領域は約2.2°×0.9°、観測点総数は約1800であった。観測の結果、この星雲は高密度の頭部とそれから長くたなびいた低密度の尾部とから成る彗星状の形態を持つことがはっきりした。さらに頭部の積分強度分布はU字型で、星雲の短軸方向に系統的な速度勾配がある。頭部の積分強度のピ-クでは^<13>CO(J=1ー0)線の光学的厚さは1を超えるので、この部分の詳細な構造を調べるには存在比のより小さいC^<18>Oでの観測が有効である。そこでL1251の頭部を中心とした約1°×0.5°の領域をC^<18>O(J=1ー0)線で2 ́グリッドのマッピングを行った。その結果、^<13>CO線では割に平板な積分強度分布を呈していたU字型の頭部が、5個の高密度コアから成ることが明らかになった。この星雲のあるケフェウス座分子雲複合体の中央部には軟X線が広く分布していて、高温ガスの存在が知られている。L1251の形状と速度構造とはこの高温ガスとの相互作用に起因すると考えられる。これらの事実に、C^<18>Oの高密度コアの特性、赤外線源との関係基づくこの星雲での星形成活動についての考察などを加えて、論文をまとめているところである。ケフェウス座分子雲複合体内の他の暗黒星雲の4m鏡による^<13>CO(J=1ー0)線の観測も続行している。この冬は気象条件が悪く、観測の効率は余りよくないが、L1251の周辺にあるL1261/L1262、L1235、L1236などの暗黒星雲のマッピングがほぼ終了した。その多くは細長い形状を示し、複雑な速度構造を持つことが分かった。この速度構造は外部からの擾乱、おそらく周囲の高温ガスとの相互作用に由来すると思われる。来年度は同領域の他の暗黒星雲の^<13>CO/C^<18>O線でのマッピングを続けるとともに、デ-タをくわしく解析して、これらの暗黒星雲の高密度コアの特徴、星形成活動などを解明する予定である。ケフェウス座分子雲複合体内の銀経109゚から123゚、銀緯5゚から16

゚の間に位置する10個の暗黒星雲(L1214、L1217、L1235、L1236、L1239、L1251/L1247、L1261/L1262、L1274、KH15、L1241)を波長2.7mmの^<13>CO(J=1-0)輝線でマッピングした。使用した望遠鏡は名古屋大学理学部の4m短ミリ波望遠鏡である。そのうちL1241を除く9個はデータリダクションがほぼ終わった。その結果、9個の雲の中に24個の高密度コアの存在が明らかになった。その物理量を求めるのにまずCOガスの励起温度(=運動温度)を求める必要があるので、各コアの中心部を同望遠鏡を使って^<12>CO(J=1-0)輝線で観測した。得られた励起温度は高いものでは25.8K、最も低いもので6.7Kであった。^<13>CO(J=1-0)線の光学的深さはほとんどの分子雲コアで1より小さい。これらの雲の距離を300pcとすると、分子雲コアの質量は最小が太陽質量の2倍、最大は150倍である。ケフェウス座分子雲複合体の中央部は軟X線や電波の連続波が強く、分子量は比較的少ない。これは約300pcの距離で約4万年前に爆発したI型超新星のレムナントであるとする説がある。この説が正しければ、膨張する高温ガスが分子雲の形成、さらにはその内部での星の形成に影響を及ぼしているであろうと考えられる。本研究の目的のひとつはこの可能性を調べることであった。今回の観測で、L1274やL1214で雲の長軸に沿って複雑な速度構造が見られた。これは外部からの擾乱の結果と推測できる。しかし、特異な速度構造のない雲も多くて、現段階では超新星残骸の高温ガスとの相互作用とは断定できないと思われる。はっきりした結論を得るには、shocked gasの指標とされるSiOなどの観測が必要である。
血管内皮細胞が発現する2種類のラミニン複合体の構造と機能

基底膜は血管内壁を形成している内皮細胞の表裏極性決定、増殖や遊走に作用するだけでなく、外側にある平滑筋細胞との隔壁としても重要である。基底膜の主要糖タンパク質であるラミニンはA、B1とB2鎖が会合した十字架構造をしているが、最近、多様な異型体が発見された。これらには、筋肉膜のメロシン、シナプス基底膜のS-ラミニンや真皮基底膜のカリニンなどがある。我々はこれらが同じ会合機構を共有して「サブユニットすりかえ」によって多様な複合体を作ることを要した。血管内皮細胞ではA鎖に加えてA'鎖が発現され、AB1B2とA'B1B2の2種類の複合体が同時に形成されている。この事実によれば、「内皮細胞は血管新生における脱着、極性喪失、遊走と再接着などの諸過程に応じて異なるラミニンを使い分けている」という仮説が可能である。ラミニン各鎖の会合領域にはheptad repeatがあり、これで形成される疎水性面が鎖間会合力になる。この機構では、会合前の単量体や2量体を可溶状態に保つために分子シャペロンが必要である。このような分子シャペロンをDithiobisSuccinimidyl Pronionate(DSP)処理で細胞内ペプチド間に架橋を形成させる手法で検索したところ、約80、60と50kDのペプチドがラミニン鎖に架橋されていることが判明した。これらのペプチドは以下のような特徴を示した。1)約50kDaのペプチドはHSP47抗体と交差反応を示さない。2)各分子シャペロン様ペプチドとラミニン各鎖間の相互作用の選択性は低い。3)1分子のラミニン鎖に対して多数の分子シャペロン様ペプチドが架橋される。4)モネンシンなどのイオノフォア添加で細胞内小胞のpHを攪乱するとこの相互作用は消失する。
自己集合半導体単一量子ドットにおける光励起核スピン分極の双安定特性の研究

目的とする光検出核磁気共鳴の実施において必要となる核スピン分極(NSP)のダイナミクスと発光偏光度(DOP)に関する知見を得るため,本年度は以下の2点に研究の力点を置いた.1)核磁場揺らぎによる電子スピン緩和時間の実測:電子の三次元閉じ込め構造である量子ドット(QD)中では,スピン-軌道相互作用が抑制されることに加え,ドットを構成する原子核とのスピン交換相互作用(超微細相互作用:HFI)が増強されるため,後者(HFI)が主要な電子スピン緩和機構となることが指摘されている.電子スピン分極の指標である正の荷電励起子発光の円偏光度と,電子が受ける全有効磁場との相関を取ることで,HFIによる電子スピン緩和モデルの主要なパラメータΔB_N(核磁場揺らぎの大きさ)の実測に成功した.得られた値(ΔB_N40mT)が理論値とよく一致することに加え,ΔB_Nに起因する電子スピン緩和時間が発光寿命(0.75ns)と同程度になることが分かった.また電子スピン系を含むNSP形成モデルを構築し,時間分解測定の結果と比較することで,モデルの妥当性を確認すると共に,NSPダイナミクスに関する詳細な知見を得た.2)量子ナノ構造体における光学異方性の調査:昨年度までに,面内形状や歪み分布の異方性がQD発光のDOPに多大な影響を及ぼすことを明らかにした.本年度は多数のQDについて光学異方性を観測し,これを特徴づけるパラメータ(形状異方軸:θ_b,歪み分布軸:θ_s,電子-正孔間交換相互作用エネルギー:δ_b,価電子帯混合度:ρ_s/Δ_<lh>)の傾向を調査した.θ_s,θ_bは同一試料上では特定の方向(ただしθ_s≠θ_b)に揃いやすい傾向が見られたが,その位相差(θ_s-θ_b)及び相互作用の強さの差(ρ_s/Δ_<lh>-δ_b)の間に明確な相関は確認されていないため,歪み分布異方性と面内形状異方性は互いに独立と考えられる.また,同様の測定を量子リング(QR)試料について行い,δ_bがQD試料に比べて小さな値を取ることを見出したが,これはQR構造では面内形状異方性が緩和されることを示唆している.単一量子ドット(QD)における光誘起核スピン分極のダイナミクス及び双安定現象の物理解明という目的の下,当該年度は以下の3点に研究の力点を置いた.1)時間分解測定を用いた核偏極形成・緩和時間の評価核偏極のダイナミクスに関する詳細なモデルを構築する上で,核偏極の形成・緩和時間の評価は不可欠である.本年はポンプ-プローブ法を用いたQD発光の時間分解測定を行い,各時定数を評価した.特に,核スピン間の双極子相互作用を介したスピン拡散過程に対して,縦緩和時間T115秒,横緩和時間T2200ミリ秒を得たが,これは研究の主対象であるInAIAsQDでは初めての報告である.2)高核偏極状態と安定性の検証励起光強度や励起偏光,外部磁場強度,温度など外部パラメータに対する核スピン分極率の依存性を調べることで,高い核偏極状態がパラメータの変動に対して敏感でないことを実験的に確認した.高偏極状態では核磁場効果によって電子スピンのエネルギー準位が実効的に縮退していることから,先の事実は目標とする量子ビット変換に必要なエネルギー構造の安定性を保証する結果となっている.3)偏光定常測定による励起子緩和時間評価単一QD分光では信号強度の微弱さから,時間分解能が数10ミリ秒オーダーに制限され,より速い時間領域のダイナミクスを議論することはできない.我々は励起子発光の偏極率(DOP)に着目することで,定常測定でありながらナノ秒オーダーの励起子スピン緩和時間の評価に成功した(PRB 80,235334).今回得られたスピン緩和時間は,QD集団について他の測定手法を用いて評価された結果と良い一致を示した.またDOPがキャリアのエネルギー変化を敏感に検知することから,本手法によって測定系の分解能以下の微小な核磁場効果をも議論することも可能となり,研究を遂行する上で大きな意義がある.本年度は,半導体量子ドット(QD)の核スピン分極形成過程において多大な影響を及ぼす電子スピンダイナミクスの解明を目的とし,以下の2点に研究の力点をおいた.1)歪誘起価電子帯混合が発光偏光度に及ぼす影響の考察QD発光の偏光度(DOP)は,面内形状の対称性低下に起因する異方的交換相互作用(AEI)に加えて,歪分布の異方性による価電子帯混合(VBM)を受けて複雑に変化する.本年度はこれらの異方性が自己集合QD発光のDOPに及ぼす影響を詳細に調査した.まず交換相互作用が働かない正の荷電励起子(X^+)発光のDOPからVBMの効果を吟味し,その後,同一QDを起源に持つ中性励起子発光に着目して,VBMとAEIの複合効果がDOPに及ぼす影響を実験・計算の両面から考察した.成長過程で残留歪みを内包しやすい自己集合QDが広く使用されているにも関わらず,III-V族化合物半導体QDにおけるVBMの報告例は少なく,今回の結果はDOP観測を礎とするあらゆる測定結果を解析する上で有益な情報を与える.2)電子-核スピン相関時間と電子スピン緩和時間の評価

現行の核スピン分極(NSP)形成モデルにおいて,電子-核スピン相関時間(τ_c,)と電子スピン緩和時間(τ_<s0>)は重要なパラメータである.前者は電子核スピン結合系における準位の均一広がりを与える時定数,後者はNSPの源となる電子スピン系の縦緩和時間であるが,本年度は電子スピン分極の指標としてX^+の発光円偏光度(DCP)を用いて,両物性値の実験的評価を行った.実効磁場(外部磁場とNSPによる合成磁場:B_<eff>)に依存する電子スピン緩和機構を想定し,X^+DCPをB_<eff>の関数としてプロットしたところ,B_<eff>0近傍でDCPが極小(電子スピン緩和レートが極大)となることが確認された.解析からτ_c80ps,τ_<s0>3τ_R(τ_Rz:励起子発光寿命0.75ns)が得られたが,これらはモデル計算から推定される値と良く一致する.これが単一QDにおける初めてのτ_cの実測例である点は特筆すべきであるが,NSP形成に関する重要なパラメータを実験的に評価できたことは大きな意義がある.目的とする光検出核磁気共鳴の実施において必要となる核スピン分極(NSP)のダイナミクスと発光偏光度(DOP)に関する知見を得るため,本年度は以下の2点に研究の力点を置いた.1)核磁場揺らぎによる電子スピン緩和時間の実測:電子の三次元閉じ込め構造である量子ドット(QD)中では,スピン-軌道相互作用が抑制されることに加え,ドットを構成する原子核とのスピン交換相互作用(超微細相互作用:HFI)が増強されるため,後者(HFI)が主要な電子スピン緩和機構となることが指摘されている.電子スピン分極の指標である正の荷電励起子発光の円偏光度と,電子が受ける全有効磁場との相関を取ることで,HFIによる電子スピン緩和モデルの主要なパラメータΔB_N(核磁場揺らぎの大きさ)の実測に成功した.得られた値(ΔB_N40mT)が理論値とよく一致することに加え,ΔB_Nに起因する電子スピン緩和時間が発光寿命(0.75ns)と同程度になることが分かった.また電子スピン系を含むNSP形成モデルを構築し,時間分解測定の結果と比較することで,モデルの妥当性を確認すると共に,NSPダイナミクスに関する詳細な知見を得た.2)量子ナノ構造体における光学異方性の調査:昨年度までに,面内形状や歪み分布の異方性がQD発光のDOPに多大な影響を及ぼすことを明らかにした.本年度は多数のQDについて光学異方性を観測し,これを特徴づけるパラメータ(形状異方軸:θ_b,歪み分布軸:θ_s,電子-正孔間交換相互作用エネルギー:δ_b,価電子帯混合度:ρ_s/Δ_<lh>)の傾向を調査した.θ_s,θ_bは同一試料上では特定の方向(ただしθ_s≠θ_b)に揃いやすい傾向が見られたが,その位相差(θ_s-θ_b)及び相互作用の強さの差(ρ_s/Δ_<lh>-δ_b)の間に明確な相関は確認されていないため,歪み分布異方性と面内形状異方性は互いに独立と考えられる.また,同様の測定を量子リング(QR)試料について行い,δ_bがQD試料に比べて小さな値を取ることを見出したが,これはQR構造では面内形状異方性が緩和されることを示唆している.
経済発展と法意識・法制度の相互関係の研究―日本と韓国の比較研究を通して―

法意識・法制度はその国の歴史、思想・文化、伝統、経済などの影響をうける。1997年末に突如韓国を襲った経済危機は、韓国社会に深刻な危機意識をもたらし、経済にかかわる法制度の大きな改革を次々と生み出した。改革の方向は、韓国の対外的な市場開放と市場原理の重視であり、その内容は、株式会社法、証券取引法、公正去来法、労働法の改正を中心とし、その対象はコングロマリッドとその政官癒着にほかならない。進行中の経済構造改革は、韓国経済のグローバル化と市場原理の浸透をもたらし、伝統的な法意識による取引慣行と官民癒着は維持できなくなるだろう。もしそのとき、アジア的な価値が存続するとしても、それは守旧的な反市場主義や反グローバル主義の再生であってはなるまい。人間の尊厳という観点からは、市場原理の過酷さよりもマシだとは言えないからである。地縁、血縁によるネポチズムが生み出す庇護は不公正・不透明で、やがて社会のモラル全体を腐敗させるであろう。そうした意味でアジア的価値を捉えるとすれば、その正当性は疑わしく、またその存続に要する社会的コストは負担の限界を超える。他方、市場原理の受容を前提に、運と能力をもつ者が、機会における公平と事業活動における自由を得て活動できる社会は、極端に言えば、飽くなき金銭欲と支配欲に取り憑かれた、狡猾な能力と運をもつ者だけが経済を支配する社会へと人々を導く。それゆえそれが自由で公正な競争を通じて行われるように監視・誘導しなければならない。しかし、自由で公正な競争も、帰結において、貧富の差の拡大、過酷な能力主義をもたらしてしまうことは否定できない。かかる帰結を克服するためにこそ、アジア的共同体的な価値の再生が考えられる。具体的にはアジア的価値の「友愛」としての再生が求められ、高いモラルの社会の建設が希求される。本プロジェクトは、「国際学術研究・共同研究」の科研費の補助を受けている「東アジア文化と近代法--日本と韓国の比較研究を通して--」に属する国内研究メンバーの研究活動の活性化のためのものである。そして、本プロジェクトの成果は、「国際学術研究・共同研究」で発表された。(1)法哲学班...法哲学班の研究報告は、安田信之「アジアにおける権利観について」・岡克彦「兪吉濬の対外観をめぐって-韓国近代法思想史における国家的自我の問題-」がなされた。それは、ともに、アジア及びとりわけ日韓の比較法文化論に直接に関わるものである。(2)経済法班においては、稗貫俊文「日本の独占禁止法と技術取引」・同「ソニー・プレイステーション再販に対する勧告の検討」・厚谷襄兒「独占禁止法と憲法」が報告された。それぞれに、日韓の独占禁止法の比較法的検討の前提となる議論である。本プロジェクトの活動として、それぞれの班に於いて、これらの報告原案をめぐって、事前の検討会が行われた。また、本研究会の代表である今井弘道が、研究グループ外の人々への研究成果の還元活動の一環として、韓国の京畿大学の石煕泰教授・延世大学の韓堅愚助教授の要請によって、「多文化主義と日韓関係--よりよき相互理解のために--」と題する講演を、京畿大学および延世大学校の国際関係及び法学関係の大学院生を対象に、更には忠正路外交フォーラムにおいては、研究者・政治家・文化人を対象に、行うとともに、質疑応答をも行った。

法哲学・法思想史班と経済法班が合同で、韓国・済州大学校総長/法科大学教授・趙文富氏をお招きして、聞き取り調査を行った。趙教授は、韓国を代表する行政法学者・行政学者である。そこで、主として、最近の趙教授の「韓国における国と地方自治体との関係」の日本語翻訳論文に即して、(1)韓国での地方分権化の現況と中央政府との関係、(2)韓国での地方分権化を支える市民的意識の成熟度とそこに伏在する問題、(3)それと韓国の近代化/民主化との関係、(4)その歴史的背景、また儒教が現代韓国においてもつ意味、(5)韓国の経済発展の実状と韓国の伝統文化の関係/市民的文化の発展の現状、といった領域についての聞き取りをした。まさしく法哲学班と経済法班の問題関心の交錯領域であり、両班の交流にも寄与すると共に、多大な成果を収めた。また、各メンバーの日常的研究のほかに、鈴木敬夫は台湾へ行き、「日・中・韓の法哲学の比較研究」について台湾大学法学院、東海大学などの研究者と意見交換を行い、とりわけ当地の当該領域の専門家から、孫文研究にかかわるレヴューを集中的に受けた。岡克彦は、「近代日韓法思想史の比較研究」の一環として、韓国に行き、岡の主たる研究対象である魚吉濱と福沢諭吉に関連する研究者を訪問し、レビューを受けると共に、兪吉濬の子孫と会って面接調査を行った。鈴木賢は、中国に行き、「日本法、中国法・韓国法の比較法史的研究」のテーマで中国社会科学院法学研究所においてレビューを受けると共に、主として台湾と中国本土との政治的関係についての聞き取り調査を行った。これまでの研究の継続として法哲学班、経済法班のそれぞれのメンバーが、経済発展と法意識・法制度の相関関係を解きほぐすための資料収集、解読・分析、論文の執筆を行い、それぞれに新たな知見を獲得した。加えて、とりわけ今年度、特筆すべき特徴的な成果としては次のようなものがある。(1)両研究班合同で文尚徳ソウル大学校法科大学講師を研究協力者として招聘して、レビューを受けた。文講師は昨年まで北海道大学法学部助手を務め、日韓両国の戦後、行政法の発展に詳しい新進気鋭の学徒である。両国における経済発展と行政法の変容(とくに国家作用における法の役割の比較)について、教示を得た。西洋と比較したときに法の実現、製策の展開過程において、行政の後見的・積極的な介入(典型的には法的強制力を伴わない行政指導)を共通点とする背景について理解を深めることができた。(2)近藤(明治大学非常勤講師)、國分(愛知県立大学文学部助教授)両氏を研究協力者として招聘して、日本人の韓国法研究者としての視点からレビューを受けた。両氏はともに韓国語に長じており、日本法をベースとして韓国との比較研究を行っている若手研究者である。韓国法が戦後の発展の中で、日本法と比較していかなる特徴を有していたか、伝統法からの継承関係をいかに考えるべきか、法化社会へ向けての展望はいかなるものであるか、法系論的に日韓の法をいかに位置づけるべきかなどについて聞き取りを行い、意見を交換をした。こうした知見、情報は各研究班でまとめられ、全体の共有物となって、各自が執筆する論文に反映されている。
バチルス属の生産するサイクロデキストリン生成酵素に関する蛋白質工学的研究

Bacillus ohbensisのサイクロデキストリン生成酵素(CGTase)遺伝子に対して部位特異的変異を行い、188位のアミノ酸を野生型のTyrから、既に作製したものも含めて、残りの19種類のアミノ酸に置換した変異遺伝子を構築した。変異遺伝子を枯草菌に導入し、各種変異酵素を枯草菌の培養上清より生澱粉吸着法を用いて精製した。変異酵素はいずれも程度の差はあるものの、澱粉分解活性とサイクロデキストリン(CD)合成能を有していた。また生成するCDはいずれの酵素の場合も野生型と同様のbeta-及びgamma-CDであり、alpha-CDの生成は認められなかった。野生型酵素、野生型と同様の性質を示したPhe188変異酵素、及びgamma-CD生産性の向上したTrp188変異酵素について、各CDを分解する反応におけるkinetic parameterを測定したところ、Phe188変異酵素では野生型と比較して大きな差は認められなかったものの、Trp188変異酵素ではgamma-CDに対するKm値が約8倍に上昇している事が観察され、その結果、gamma-CDに対するkcat/Km値が野生型の約1/4に減少していた。Trp188変異酵素は一度生成したgamma-CDを分解する活性が弱くなっており、その結果gamma-CDを蓄積するようになったものと考えられる。176位と252位に位置するPhe残基をTrpあるいはTyrに置換した変異酵素を上記と同様の方法で作製したが、その酵素活性に特に大きな変化は認められなかった。将来は野生型、及びTrp188変異酵素について、その結晶化とX線構造解析を行ない、188位のアミノ酸のCD生成に果たす役割について立体構造の面から解析する事が考えられる。
細胞外電場を介した非シナプス的相互作用による神経回路網の情報処理機構の解明

生体組織の誘電率が刺激電場の周波数に対して強い依存性を持っていること,すなわち誘電分散は古くから知られているが,神経科学分野では従来,脳組織の誘電率は小さく,無視して良いとされてきた.一方,Gabrielら(1996)は,10-100Hzの低周波領域における脳の灰白質の比誘電率は非常に高く107-108[・]となることを測定している.もしこの観測が正しいとすれば低周波領域においては脳組織を単なる抵抗とみなすことは適切ではない可能性がある.本研究では,脳組織において低周波領域で比誘電率が非常に大きくなる現象は,神経突起が電気的に長いことによるゆっくりとした分極によって生じると考えた.脳組織を単なる抵抗からなる細胞外媒質と受動的な神経突起ケーブルによってモデル化し(右図),組織の電気的な振る舞いを表す方程式を膜電位と細胞外電位についてそれぞれ立てた.得られた細胞外電位から1Hzから1MHzまでの交流の細胞外電場に対する組織全体での比誘電率の周波数変化を得た.様々な長さの脳組織について組織全体の導電率[S/m](抵抗性成分)と比誘電率[・](容量性成分),抵抗性電流と容量性電流の比をそれぞれ計算した.その結果,神経突起が短い組織については,総ての周波数領域で比誘電率は小さくなり,容量性電流の比は低周波領域においてほぼ0となった.一方神経突起が長い組織においては,低周波領域における比誘電率は108オーダーと非常に大きな値を取り,脳組織の抵抗性電流に対する容量性電流の比は0.25となった.この結果はGabriel et al.の報告と矛盾しない.以上の結果から神経組織では,神経突起が長いことによって低周波領域において比誘電率が高くなっている可能性が示唆され,脳組織を単なる抵抗として取り扱うべきではない可能性が示唆された.従来、脳組織の誘電率は無視して良いとされてきたが、本研究結果は脳組織の誘電率は無視すべきでなく、有意な寄与をしているということを示唆しており、今後の研究の足がかりとなる重要な研究である。研究の目的細胞外電場を介した非シナプス的相互作用による神経回路網の情報処理機構を理論的・実験的側面から解明する.具体的内容・意義・重要性・理論的側面(モデルを用いたコンピューターシミュレーション及び数式を用いた解析)神経細胞の膜電流を測定する際に用いられる膜電位固定法には深刻な問題があり,従来の測定値には誤差があることが実験的に証明されている.本研究では,ケーブル理論を用いて測定の誤差を定式化し,測定誤差を修正する方程式を得た.このことは神経細胞の電気生理学的測定において意義深いものである.・実験的側面(ラット脳スライスを用いた電気生理学的測定・検証)(1)生体の脳内では脳の活動状態や行動に応じて,様々な周波数の交流の細胞外電場,すなわち脳波(EEG)が観測されている、研究代表者は以前,神経細胞の細胞体および樹状突起の膜電位の振幅が,細胞外電場の周波数に依存して変化することを理論的に予測した.今年度は,この理論的予測を電気生理実験によって検証するための実験装置の構築および実験手法の確立を行った.(2)脳波の測定やモデル化において,従来は細胞外空間の電位応答を無視していたが,これでは説明のつかない現象が東北大学加齢医学研究所のリエラ准教授によって報告されている.研究代表者はリエラ准教授らのチームと共同研究を行い,細胞外空間の電位応答が無視できないということを検証するための電気生理学的測定を行った.本研究の結果は従来の結果を覆すような発見に繋がる可能性があり非常に意義深いものである.研究の目的細胞外電場を介した非シナプス的相互作用による神経回路網の情報処理機構を理論的・実験的側面から解明する.具体的内容・意義・重要性・理論的側面(モデルを用いたコンピューターシミュレーション及び数式を用いた解析)脳組織の誘電率を知ることは神経細胞が局所電場電位(LFP)や脳波(EEG)に対してどのような振る舞いをするのかの理解するために重要である.従来,電流源密度(CSD)解析の分野では,低周波領域における脳組織の誘電率は無視出来るほど小さいと考えられていた.しかしながら近年,実験によって脳組織は無視できないほど非常に大きな誘電率を持ちうることが示唆された.低周波領域において脳組織が非常に大きな誘電率を持つ原因として,神経細胞が電気的に長い構造(軸索・樹状突起)を持つことが考えられる.本研究では,神経突起を有限長の受動的ケーブルで,細胞外空間を単なる抵抗とみなしてモデル化を行い,ケーブル方程式を導いた.以前の研究で開発した手法を応用し,グリーン関数法を用いてケーブル方程式を解き,細胞外刺激に対する細胞外電位応答の一般解を導出した.細胞外電位応答から組織全体の誘電率を計算したところ,低周波領域で非常に大きな値を取りうることが示され,この結果は実験結果を支持する結果となった.・実験的側面(ラット脳スライスを用いた電気生理学的測定・検証)生体の脳内では脳の活動状態や行動に応じて,様々な周波数の交流の細胞外電場,すなわち脳波(EEG)が観測されている.

研究代表者は以前,神経細胞の細胞体および樹状突起の膜電位の振幅が,細胞外電場の周波数に依存して変化することを理論的に予測した.今年度は,この理論的予測を電気生理実験によって検証するために樹状突起からのホールセルパッチクランプ技術を修得した.生体組織の誘電率が刺激電場の周波数に対して強い依存性を持っていること,すなわち誘電分散は古くから知られているが,神経科学分野では従来,脳組織の誘電率は小さく,無視して良いとされてきた.一方,Gabrielら(1996)は,10-100Hzの低周波領域における脳の灰白質の比誘電率は非常に高く107-108[・]となることを測定している.もしこの観測が正しいとすれば低周波領域においては脳組織を単なる抵抗とみなすことは適切ではない可能性がある.本研究では,脳組織において低周波領域で比誘電率が非常に大きくなる現象は,神経突起が電気的に長いことによるゆっくりとした分極によって生じると考えた.脳組織を単なる抵抗からなる細胞外媒質と受動的な神経突起ケーブルによってモデル化し(右図),組織の電気的な振る舞いを表す方程式を膜電位と細胞外電位についてそれぞれ立てた.得られた細胞外電位から1Hzから1MHzまでの交流の細胞外電場に対する組織全体での比誘電率の周波数変化を得た.様々な長さの脳組織について組織全体の導電率[S/m](抵抗性成分)と比誘電率[・](容量性成分),抵抗性電流と容量性電流の比をそれぞれ計算した.その結果,神経突起が短い組織については,総ての周波数領域で比誘電率は小さくなり,容量性電流の比は低周波領域においてほぼ0となった.一方神経突起が長い組織においては,低周波領域における比誘電率は108オーダーと非常に大きな値を取り,脳組織の抵抗性電流に対する容量性電流の比は0.25となった.この結果はGabriel et al.の報告と矛盾しない.以上の結果から神経組織では,神経突起が長いことによって低周波領域において比誘電率が高くなっている可能性が示唆され,脳組織を単なる抵抗として取り扱うべきではない可能性が示唆された.従来、脳組織の誘電率は無視して良いとされてきたが、本研究結果は脳組織の誘電率は無視すべきでなく、有意な寄与をしているということを示唆しており、今後の研究の足がかりとなる重要な研究である。本研究の成果を多くの国内・国外の学会・研究会で発表し,有意義なディスカッションを行った.今後は,神経細胞の細胞体および樹状突起の膜電位の振幅が,細胞外電場の周波数に依存して変化することを樹状突起からのホールセルパッチクランプを用いた電気生理学的実験によって証明することが優先課題である.また,神経科路網の細胞外電場を介した非シナプス的相互作用を解明する上で,グリア細胞の活動に注目する.グリア細胞は神経細胞と異なり,電気的活動を行わないので,カルシウムシグナルを活動の指標として計測する手法の修得が必要である.近年は生きている動物から直接応答を計測する技術(in vivo)が確立されつつあるので,in vivoでのカルシウムイメージング技術を習得する.
海洋生物毒の活性発現と精密分子構造

近年、海洋生物由来の高次炭素鎖化合物に注目が集まっている。本研究ではこのグル-プに属する海洋生物毒を取り上げ、分子のもつ機能と精密分子構造との関係を解明し新しい分子認識機能の発見を目指す。オカダ酸の活性についてキャビティの形成が活性発現に重要であろうとの推定をもとにして誘導体を合成した。即ち、C24位の水酸基をエピ化させその細胞毒性を比較してみた。その結果活性が1/66に低下することが判明した。C7、C27位のエピ化にも成功したのでこの活性試験を待つ必要はあるが、キャビティ形成と活性発現の関連性を実験的に証明できた。前年度、NaKーATPaseを埋めこんだプロテオリポゾ-ムとパリトキシンとの相互作用について報告した。さらにこの実験系においてNa,K交換をNa,KーATPaseの阻害と同じ強さでパリトキシンは阻害する。一方、この阻害が認められないような低濃度でアルカリメタルチャンネルと形成する。また、このチャンネル形成とNaKーATPase阻害は別の機構で進むことが結論ずけられた。今後、分子レベルでパリトキシン、ATPaseの相互作用を解明する。クロイソカイメンからはオカダ酸、ハリコンドリ^2Bが得られる。これらの生物オリジンがバクテリアであろうとの仮説のもとに共生バクテリアを培養した。抗真菌活性でスクリ-ニングしてデプシペプチド体を得た。その構造について現在検討中である。ドクウツボの内臓およびクロイソカイメンから新規のレクチン類と単離した。特にドクウツボのレクチンにはNGF合成促進作用が認められ今後の発展が期待される。また、クロイソカイメンのレクチンは、特異系分子認識機能を有し現在さらに検討を深めている。
無拘束で長期間連続観察可能な微小循環観察装置の開発研究

本研究は、固体撮像素子(CCD)と光源(LED)を体内に埋め込み、絶縁したCCD表面に薄い生体組織を密着させ、LEDで照射して透過的に微小循環を観察する新しい原理の装置の開発を目的としており、これにより従来不可能であった無拘束で長期間生体の微小循環を連続的に観察することが可能となる。2年間で以下の研究成果が得られた。1.新しい原理の確認上記の新しい原理の下で生体の微小循環が観れるか否かについてin vitroおよび急性のin vivoの実験を行ない、その可能性を確認した。2.電気的絶縁方法と組織の密着性を良くする方法の検討CCD表面とケース面との段差をなくし、組織との密着性を良くするために、ファイバーオプティックプレート(FOP)をCCD表面に載せシリコーン樹脂を充填してCCDの電極部分を絶縁した。3.解像度の検討25万画素のCCDでは50μm程度の解像度があることが判った。4.急性動物実験ウサギやヤギを用いて、組織の解像度を調べた結果、皮下の組織が最も鮮明で、数十μm径の細動・静脈を観察できることが判った。5.長期埋込実験ウサギの腹部皮下に装置を長時間埋め込み、皮下組織の微小循環像を観察した。ウサギは麻酔から覚醒し、微小循環像も観察できたが、18時間後にFOPの周辺から体液が浸入し絶縁破壊を起こしたため実験を中止した。しかし、これは微小循環を無拘束で連続的観察し得た世界最初の実験である。6.絶縁性の改良FOPやセラミックケースとの接着性を向上さすためにエポキシ樹脂による包埋を行ない、絶縁破壊の問題を解決した。7.解像度の向上3倍まで拡大可能なテ-パ-付きFOPを用いることにより解像度は3倍に向上し、in vitroの実験では血球の流れを認識できた。さらに、1/3インチ40万画素のCCDの使用を検討中であり、解像度のさらなる向上が期待できる。以上、2年間の研究により新しい体内埋込型微小循環観察プローブの基礎は完成し、今後動物への長期埋め込み実験を繰り返して改良を進めて行く予定である。本研究は、固体撮影素子(CCD)および光源(LED)を体内に埋め込み絶縁したCCD表面に薄い生体組織を密着固定し、LEDで照射して透過的に微小循環を観察する新しい原理の装置の開発を目的としており、これにより従来不可能であった無拘束で長時間生体の微小循環動態を連続的に観察することが可能となる。本年度は以下の研究を行ない予定の成果を得た。1.CCDの電気的絶縁方法と組織の密着性を良くする方法の検討一般にCCD表面はケース面より1mm低くなっており、そのままでは組織の密着が悪く像がボケるため、ファイバーオプテックプレート(FOP)によりこの段差をなくした。厚さ2mmのFOPをCCD表面に載せFOPとケースとの間にシリコーン樹脂を充填してCCDの電極部分を絶縁した。さらにケースの外部およびLEDはポリウレタン樹脂で包埋し全体の絶縁を行なった。2.in-vitroでの解像度、適性光量の試験25万画素のCCDを用いた。透明な定規を載せることによって、50μm程度の解像度があることが判った。3.急性動物実験ウサギやヤギを用いて、どの組織がどの程度観察できるかを調べた。

その結果、皮下の組織が最も鮮明で、数十μm径の細動・静脈を観察できることが判った。4.埋め込み実験ウサギの腹部皮下に装置を長時間埋め込み、皮下組織の微小循環像を観察した。ウサギは麻酔から覚醒し、微小循環像も観察できたが、18時間後にFOPの周辺から体液が侵入し絶縁破壊を起こしたため実験を中止した。しかし、これは微小循環を無拘束で連続的観察し得た世界最初の実験である。5.改良点現在40万画素のCCDを用いて絶縁にエポキシ樹脂を用いて検討を行なっている。本研究は、固体撮象素子(CCD)および光源(LED)を体内に埋め込み絶縁したCCD表面に薄い生体組織を密着固定し、LEDで照射して透過的に微小循環を観察する新しい原理の装置の開発を目的としており、これにより従来不可能であった無拘束で長期間生体の微小循環動態を連続的に観察することが可能となる。昨年度までの研究で、この新しい原理の微小循環観察方法により、1/2インチ、25万画素のCCDを用いた場合その解像度は50μm程度で、生体に埋め込んだ場合数十μm径の細動・静脈を観察できることが明らかになった。しかし同時に、実用化のためにはより高解像度、高鮮明度のシステムにする必要性があることが指摘された。そこで、本年度は解像度と鮮明度を向上さすために以下の研究を行ない予定の成果を得た。1.拡大機能の付与レンズを用いずに画像を拡大する方法としてテ-パ-ファイバーオプティックプレート(以下t-FOP)を用いることを試みた。FOPを加熱下に引っ張り、ファイバーをテ-パ-状にすると、最大3倍までの画像の拡大が可能になる。このt-FOP(底面:6.5x4.8、接触面:2.2x1.6、高さ:15mm)をCCD面上に置き、エポキシ樹脂で包埋してFOPの固定とCCDの絶縁を行なった。2.包埋樹脂の検討昨年度まではFOPの包埋に透明なエポキシ樹脂を用いてきた。しかし、透明な樹脂を用いた場合、FOPの側面に光が入ると共にCCD面の一部にもFOPを通過しない光が侵入し、画像の鮮明度を低下させることが明らかになった。そのため本年度は黒色のエポキシ樹脂を入手し、包埋を行なった。3.解像度の検討以上のシステムでの解像度の検討を行なった結果、解像度はほぼ3倍に向上し、FOP上に血液を流した場合、血球の流れを確認することができた。4.高密度CCDの採用現在、1/3インチ、40万画素のCCDによるシステムを検討している。この素子では1画素当たりの大きさが7μm以下であるので、解像度の大幅の改善が期待できる。
ヘムオキシゲナーゼの触媒機構と蛋白質間相互作用ネットワークの解明

ヘムオキシゲナーゼは,基質ヘムが自己触媒的に分解するユニークな触媒機構を有し,HOを中心とするヘム分解系は,複数の酵素が連携して活性を発現する分子機構モデルとして捉えることができる。本研究では,HOの触媒作用機序の解明とともにヘム代謝系を構成する酵素間相互作用の探求を総合的に展開し,ヘム分解系の機能を分子レベルで理解するために次のことを行った。1)基質ヘムとHOとの結合をカロリメトリー解析し,熱力学的パラメータを求めた。2)ヘム調節モチーフとヘムとの相互作用を合成ペプチドを用いて分光学的に解析した。3)表面プラズモン共鳴および分析用超遠心を用いてHOとCPRのタンパク質間相互作用を解析した。1.ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)のヘム結合のカロリメトリー解析:直接および間接滴定法を用いて、HO-1野生型および変異体すべての解析を完了した。K18Aは野生型に比べ親和性と熱力学パラメータ共に変化が無かった。K179A,R183A,K179A/R183Aでは、エンタルピー減少がエントロピー増加で補償され、野生型に比べ親和性の減少はわずかであった。一方、K18A/K179A/R183Aでは大きく親和性が減少し、alpha選択性が失われていた。つまり、Lys18は野生型では結合に関与していないが、Lys179とArg183の変異をレスキューするという興味深い結果が得られた。また、酵素活性を測定したところ、K18A以外の変異体に活性の低下が見られた。2.HO-2とシトクロムP450還元酵素(CPR)との表面プラズモン共鳴(SPR)による相互作用解析:ヘム分解産物ビリベルジン(BV)とHO-2の複合体を作製し、CPRとの相互作用解析を行ったところ、BV-HOー2複合体はCPRとの結合を示さなかった。このことから、BVによるapo型HO-2の相互作用解析への影響はなく、apo型HO-2におけるCPR結合能がサポートされた。また、BV結合により、HO-2で微小なコンホメーション変化が起こり、CPRに結合できなくなったと考えられる。3.HO-2のヘム調節モチーフ(HRM)とヘム結合性の検討:2つのHRMを含む配列に対応する長鎖ペプチドアナログとHRMを一つずつ含む短鎖ペプチドアナログを合成し、滴定実験によってヘムとの結合親和性を検討したところ、2つのHRMのヘム親和性は異なり、Pro残基を置換するといずれも親和性が低下することがわかった。1.ヘムオキシゲナーゼ-1(HO-1)のヘム結合のカロリメトリー解析親和性の弱い、鉄配位子His25変異体H25Aを利用して置換過程(H25A・ヘム+ HO →HO・ヘム+ H25A)のITCを行なった。また、ヘムのプロピオニル基と相互作用するLys179とArg183の変異体(K179A,R183A,K179A/R183A)の置換ITCも実施した。その結果、野生型に比べ、H25Aの親和性は大きく減少したが、Lys179とArg183の変異体では親和性の減少は小さかった。HOのヘム結合のエネルギーは,His25-Fe3+間配位結合が主であり、静電相互作用は補助的である。また、野生型のヘム結合はエンタルピー駆動であり、疎水相互作用はほとんど起こっていない。全ての変異型でエントロピー変化が増加したことから、野生型ではヘムが無秩序なエントロピー駆動型疎水相互作用をしないよう制御されていると思われる。2.HO-2とシトクロムP450還元酵素(CPR)との表面プラズモン共鳴(SPR)による相互作用解析ラットHO-2のN末端伸長配列を削除した変異体(ΔN)、およびCPRとの結合に重要と見られる塩基性残基をAlaに置換した変異体(K168A、R172A、R203A)を作製し、ラットCPRとの相互作用を解析し、ヘムおよびNADP(H)が両酵素の相互作用に与える影響を検討した。その結果、ΔNは野生型(WT)に比べ、holo型で親和力が低下し、apo型では結合がみられなくなった。次に、NADP+添加実験から、WTと同様にCPRとの親和力の増強が確認された。HO-2はHO-1と異なり、N末端伸長配列でもCPRと相互作用しており、この配列がapo型におけるCPRとの結合に関与していると示唆された。また、3つのAla置換体では、WTに比べholo型とapo型とも親和力の低下が確認された。1.HO-2とシトクロムP450