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近代日本美術史と英文美術ジャーナリズム-英語版美術年鑑、英字新聞を中心にして

近代日本美術史は西洋とのさまざまな交流関係を抜きにしては成り立たない。したがって来日した著名な画家、収集家等の証言はこれまでも美術史研究に参照されてきたが、本研究で対象とする文献は日本国内で発行されながら、従来等閑に付されてきた異質な美術言説である。すなわち、その言説とは、1928(昭和3)年から発行された英文版日本美術年鑑Year Book of Japanese Arts(国際連盟協会学術協力委員会発行)と英字新聞(Japan Times&Mail)であり、このような英語による美術言説が大正末から昭和戦前期の美術史にどのように反映しているかを検証するのが本研究の目的である。これまで専門的な論文で取り上げられていない英文版日本美術年鑑と東京朝日新聞社から刊行された「日本美術年鑑」を比較する研究を行ってみると、団伊能編集主幹による英文版が基本的には日本語版の構成を踏襲するものであることが解る。ただし、各年度においては1927(昭和2)年開催の「明治大正名作展」をはじめとして主要な展覧会の紹介が大きな違いとして特筆される。また、英文版日本美術年鑑は国際連盟の成立と関わりの深い学術協力委員会の国内委員会が発行したものであるが、その活動は美術雑誌で紹介された事実が確認され、美術界では認知されていたことも見逃せない事実である。当時とくに西洋美術に通じた美術批評家がどのように海外文献を利用したかを含めて、今後さらに近代美術における英文ジャーナリズムの影響力を検討する余地がある。日本における近代美術史を論じる場合、通例は日本語文献を前提としている。また日本紹介の外国文献もしばしば貴重な史料となっている。しかし、国内における持続的な美術専門誌や美術ジャーナリズムにおいて外国語文献は無視されている場合が多い。その点で、対外的な美術情報の発信ソースとして、国際連盟が唱えられた時代において国際連盟学術協力委員会が中心になって発行した英文版日本美術年鑑Yearbook of Japanese Art、そして英字新聞として刊行されていたThe Japan Timesの存在を抜きにして1920年代後半から1930年代初めにおける日本近代美術史を考察することはできないと考えられる。本年度の研究は、基本的な資料の収集に重点を置いた。まず英字新聞The Japan Timesについては1920年以降の紙面について悉皆調査を開始した。まだこの時代においては、どうしても帝国美術院展、二科展、日本美術院展など大規模な展覧会が開催される秋の美術シーズンに記事が集中するようであるが、アメリカ留学経験のある美術ジャーナリストである税所篤二が入社するので、紙面の変化が予想される。また、英文版日本美術年鑑については、かねて入手してあった版のほかに、最初に発行された1927年版をコピーにより入手できた。研究交流についていえば、ロンドン芸術大学上級研究員菊地裕子氏、シドニー大学教授ジョン・クラーク氏と、このような美術言説のあり方について意見を交換するとともに、今後の共同研究の方向性について可能性を探った。日本における近代美術史を論じる場合、通例は日本文献を前提としているが、日本紹介の外国文献もしばしば貴重な史料となっている。しかし、国内における美術専門誌や美術ジャーナリズムにおいて外国語文献は無視されている場合が多い。その点で、日本美術界の現実を把握するために、対外的な美術情報の発信ソースとして、国際連盟が唱えられた時代において「国際連盟学術協力委員会」が中心になって発行した英文版日本美術年鑑Yearbook of Japanese Art、そして英字新聞として刊行されていたThe Japan Timesの存在を旗きにして1920年代後半から1940年代初めにおける日本近代美術史を考察するうえで、とくに同時代美術の全般的な理解には不可欠ではないかと考えられる。本年度の研究は、前年度引き続いて基本的な資料の収集に重点を置いた。英字新聞The Japan Timesについては1936年-1941年のマイクロフィルムを入手した。前年に引き続いて、誌面における美術記事についての悉皆調査も継続した。まだこの時代においては、どうしても帝国美術院展、二科展、日本美術院展など大規模な展覧会が開催される秋の美術シーズンに記事が集中するようであるが、アメリカ留学経験のある美術ジャーナリストである税所篤二が入社する影響については今後も調査を継続する。研究交流についていえば、前年に引き続きロンドン芸術大学上級研究員菊地裕子氏を招へいして、英字新聞についての調査の協力を得るとともに、このような美術言説のあり方について意見を交換するとともに、今後の共同研究の発展の方向性について議論した。

また、英文版日本美術年鑑は国際連盟の成立と関わりの深い学術協力委員会の国内委員会が発行したものであるが、その活動は美術雑誌で紹介された事実が確認され、美術界では認知されていたことも見逃せない事実である。当時とくに西洋美術に通じた美術批評家がどのように海外文献を利用したかを含めて、今後さらに近代美術における英文ジャーナリズムの影響力を検討する余地がある。
新規血管新生関連遺伝子の個体解析

新規Rho関連遺伝子であるRhoJノックアウトマウスを樹立したところ、野生型と比較してノックアウトマウスにおいて血管新生に遅れが認められた。基底膜と細胞体を染色する実験から、動脈の一部で退縮が認められたため、RhoJが血管構造の安定化に寄与していることが示された。Flk1プロモーターの制御によりGFPを発現し、Flt1プロモーターの制御によりtdsRedを発現するダブルトランスジェニックマウスを用いてイメージングを行った結果、Flk1-GFPはTip細胞や微小血管に優位に発現する一方で、Flt1-tdsRedは中・大動脈内皮細胞に優位に発現する傾向があることが分かった。1)研究項目1:新規遺伝子群の血管新生における役割新規Rho関連遺伝子であるRhoJヘテロマウス同士を交配し、ノックアウトマウスを樹立したところ、生存可能であることが分かった。生後5日目の網膜血管新生について評価した所、野生型と比較してノックアウトマウスにおいて血管新生に遅れが認められた。Tip細胞の数には有意差は認められなかった。さらに発生が進むと、動静脈の分岐数が低下していることもPECAM1およびSMAを用いた抗体染色実験から分かった。2)研究項目2:血管新生可視化マウスの樹立Flk1プロモーターの制御によりGFPを発現し、Flt1プロモーターの制御によりtdsRedを発現するダブルトランスジェニックマウスを用いて、胎子や新生児Retina、成獣腫瘍血管新生時の組織(あるいは全胚)を用いて、既存血管内皮細胞やTip cellのイメージングを行った結果、Flk1-GFPはTip細胞や微小血管に優位に発現する一方で、Flt1-tdsRedは中・大動脈内皮細胞に優位に発現する傾向があることが分かった。また、各臓器における発現も評価した所、臓器によって、このような傾向にも差が認められることも分かった。臓器ごとの血管新生のイメージング研究に有用であることが示された。血管の新生と抑制のバランスの分子基盤を理解することは、学問的に価値あるばかりでなく、それらの疾患に対する新たな分子薬剤の創出に繋がるものであり、医学的にも産業的にも大変価値が高いと考えられる。当該年度では、シグナル伝達因子の一つであるRhoJノックアウトマウスを用いて、腫瘍血管新生の役割を検討した。LLC腫瘍細胞を皮下に移植し、経時変化を追跡したところ、野生型とノックアウト間で腫瘍サイズには有意差は認められなかった。一方、網膜血管新生は血管新生を研究する上で、近年一般的になりつつある方法である。我々がRhoJノックアウトマウスの網膜血管の発生を注意深く解析したところ、動脈・静脈の分岐数が、野生型マウスのそれよりも少ないことが判明し、血管のリモデリングに寄与することが示された。Flk1発現をモニターするマウスは、生理的・病的血管新生の研究だけでなく、神経系研究にも極めて有効であることが我々の先行研究により示されていた。しかし、以前我々が作製したマウスでは細胞内局在シグナルを付与していないためGFPが細胞質に発現し、仮足を伸ばした血管内皮細胞のイメージングには不向きである。また、GFPは他のトランスジェニックマウスでも頻用される蛍光タンパク質であるため、赤色蛍光タンパク質を血管内皮細胞で発現させられるマウスの作製が望まれていた。当該年度では、Flk1-mCherry BACトランスジーンを構築し、受精卵へ導入した。その後、スクリーニングしたが、Tgマウスは未だ得られていない。現在、高齢化の進む日本での死因の第1-3位は癌、心臓疾患、脳虚血性疾患であるが、その治療には、血管の新生と抑制のバランスの分子基盤を理解することが重要であると考えられる。しかしながら、血管新生のメカニズムは未だ不明なところが多い。その原因として、血管内皮細胞で発現している遺伝子についての個体レベルでの機能についての理解が不十分であることと、血管新生を可視化する適切なモデルマウスが少ないことが挙げられる。そこで本研究では、新規Rho関連遺伝子(RhoJ)の個体レベルでの機能解析を行うとともに、血管新生を可視化するモデルマウスを作製し、他の研究者が使用できるリソースとすることを目的として研究を行った。1)研究項目1:新規Rho関連遺伝子の胚発生時の血管新生における役割H23年度は新規Rho関連遺伝子(RhoJ)の遺伝子改変ES細胞を樹立、さらにノックアウトマウスを樹立した。ノックアウトマウスは予想されるメンデル比で生まれたため、RhoJは生存には必須でないことが分かった。また、網膜血管新生に遅延が見られることが判明した。2)研究項目2:血管新生可視化マウスの樹立血管内皮細胞を可視化するモデルマウスを作製するために、H23年度は膜結合性のGFPを発現するFlk1 BAC

トランスジーンを構築した。VEGF-Flk1-Flt1シグナルは、新生血管の最先端に位置するTip cellの形成を始めとする血管新生の様々な局面に中心的な役割を果たす因子であることから、このようなトランスジェニックマウスを作製することで、血管研究者にとって非常に有益な実験動物となることが期待される。また、Kusabira-Orangeを発現するVE-cadherin BACトランスジーンも構築した。1)研究項目1 : RhoJノックアウトマウスを樹立し、生存可能であることが分かった。さらに、網膜血管新生の遅れを確認した。以上の事から、この研究項目は順調に進展していると考えられる。2)研究項目2: Flk1-GFPはTip細胞や微小血管に優位に発現する一方で、Flt1-tdsRedは中・大動脈内皮細胞に優位に発現する傾向があることを見出した。また、各臓器における発現も評価した所、臓器によって、このような傾向にも差が認められることも分かった。1)研究項目1:新規Rho関連遺伝子の胚発生時の血管新生における役割H23年度はRhoJのTargeting vectorを作製、ES細胞に導入し、遺伝子改変ES細胞を樹立、さらにノックアウトマウスを樹立した。ノックアウトマウスは予想されるメンデル比で生まれたため、RhoJは生存には必須でないことが分かった。また、網膜血管新生に遅延が見られることが判明した。以上の状況から、おおむね順調に進展していると考えられる。2)研究項目2:血管新生可視化マウスの樹立血管内皮細胞を可視化するモデルマウスを作製するために、H23年度は膜結合性のGFPを発現するFlk1 BACトランスジーンを構築した。1)研究項目1:新規遺伝子群の血管新生における役割RhoJノックアウトマウスにおいて、網膜血管新生の低下が見られたため、今後、糸状仮足数の計数を行う。また、RhoJノックアウトマウス胚からmRNAを調製し、マイクロアレイ解析により変動している遺伝子群をゲノムレベルで検討する。2)研究項目2:血管新生可視化マウスの樹立1)研究項目1:新規遺伝子群の血管新生における役割RhoJノックアウトマウスにおいて、網膜血管新生の低下が見られたため、Tip細胞数の変化、糸状仮足数の計数を行う。
C-N結合形成酵素の構造機能解析と生体触媒としての応用

TleBは放線菌由来の天然物テレオシジンの生合成酵素である。TleBは直接酸化型C-N結合形成反応を触媒する珍しいシトクロムP450酵素であり、生体触媒としての応用が期待される。TleBの反応機構を調べるため、野生型酵素のX線結晶を入手し、その情報をもとに活性中心のアミノ酸残基に変異を導入した変異体酵素を作成した。野生型酵素と変異体酵素の活性を比較し、触媒活性に必須のアミノ酸残基を同定した。同時に、TleBの反応中間体を捉えるため、C-N結合を形成する窒素を酸素、または硫黄に置換した非天然型気質をデザイン,合成した。非天然型基質とTleB酵素の共結晶構造解析から、非天然型基質はTleBの活性中心で天然基質と同様な相互作用を持つことを確認した。この結果から、非天然型基質の反応機構は、天然型の反応機構に関連があることが示唆された。非天然型気質を用いた酵素反応から反応産物を単離し、構造決定を行った。窒素を酸素に置換した非天然型基質から得られた酵素反応産物は三環式構造を有し、エポキシド中間体を介したメカニズムで形成されると考察した。更に、窒素を硫黄に置換した非天然型基質を用いた反応では、C-S結合が形成されることを確認した。本研究により、TleBは様々な気質を受け入れること、また基質の構造により、元来とは異なる結合を作成できることを証明した。本研究で得られた非天然型反応産物はどれも新規化合物であり、現在これらの生物活性を調べている。また、TleBの基質許容性を把握するため、その他の基質も合成している。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
空間反転対称性が局所的に破れた物質群が示すガラス的物性の起源と機構

本研究は、空間反転対称性が局所的に破れた物質群が示すガラス的物性の起源と機構を理論的に解明に向けて、4年計画のもとで研究を遂行したものである。最初の2年間において、空間反転対称性が局所的に破れた物質群が何故構造ガラスと同じような諸性質を示すのかについて、その背後にある物理的起源を研究した。局所的な非線形ポテンシャルならびにイオン間の長距離相互作用の重要性を、実験結果との比較において検討した。さらに後半の2年間において、空間反転対称性の破れに伴いテラヘルツ(THz)振動数領域で発現する新規なモードの分散曲線を計算したことにより、コヒーレント非弾性散乱中性子散乱の実験との比較が可能になった。局所的に対称性が破れた物質群が示すガラス的物性は最近、有効な熱電変換物質として期待されている。それにはガラス的な熱伝導を示すことが必要条件とされている。THzダイナミクスの特異な性質に起因するガラス的熱伝導の起源について研究する。これまで非線形性が強いポテンシャルにトラップされた原子に関係する特異な物性に関する研究において、単一の非線形ポテンシャルの中の原子の運動が主に注目され、原子間の相互作用の効果は考慮されることはなかった。しかし、これらの原子がもしそれぞれ独立に運動するなら、原子達は擬似的な気体を構成し対称性が高い状態をとることになり、これらの諸物性はトラップされた原子の配置には寄らないことが予測される。しかし低温での熱電物質クラスレートに関する実験事実は全く違う結果を示す。それは何に起因するのかを解明するに向けて本年度は研究を行い有益な結果を得た。まずオフ・センターとオン・センターの位置に対称性が破れた非線形ポテンシャルにより束縛された原子に着目し、この違いに起因するTHzダイナミックスを明らかにした。これによりオフセンターにゲストイオンを含む系に対して一般的に成立する理論式を立てた。特にオフセンターゲストイオンは長距離相互作用の原因となるダイポール・モーメントを誘起し、互いに強く相互作用することが分かった。また、中性子散乱の実験グループと密接な連携を取り予備的な実験に対して理論的側面から協力した。空間反転対称性が局所的に破れた物質群、特にクラスレート化合物の特徴は籠の中に含まれるゲストイオンの対称性の破れによりその物理的性質が大きく変化することである。その典型的な実験例はフォノン熱伝導の測定である。精度の高いフォノン熱伝導の測定により明らかにされたことは、ゲストイオンがオンセンターの場合とオフセンターでは全く違う物理的特性を示すことであった。フォノン熱伝導は、フォノンによる動的散乱を反映したものであるから、その測定データにはTHzエネルギーでのダイナミカルな情報が含まれている。通常のオンセンター系とは違いオフセンター系では、数Kから約10Kまでの温度領域で、ガラスの場合とまったく同じプラトー熱伝導を示し、1K以下では同じく温度T2ーεに比例する熱伝導を示す。このようにゲストイオンがオフセンターになるとフォノン熱伝導の性質がガラス的になる。すなわちゲストイオンの状態の違いが、興味ある物性発現のカギを握っている。本年度は以上の課題について次のことを明らかにした。ガラス的な振る舞いは、カゴに閉じ込められたゲズトイオン単独のダイナミックスを反映したものではないこと、フォノン熱伝導のプラトーの起源は低エネルギーの光学モードとの結合にあること、オフセンター系に対しては、温度に依存しないブロードなスペクトルが観測されたが、これは対称性が局所的に破れたことを反映している事などを明らかにした。また、オンとオフセンターの状態の違いにより、熱的物性が大きく変化するが、これに対する電子のドーピング濃度の依存性を明らかにした.本研究は、空間反転対称性が局所的に破れた物質群が示すガラス的物性の起源と機構を理論的側面から明らかにするために、研究代表者および分担者計2名により、4年計画のもとで研究を遂行したものであり、本年度はその最終年度にあたる。物質中のゲストイオンが有する対称性の破れに注目し、ガラス的物性発現に関する研究を展開した。本年度は、イオンの空間反転対称性が局所的に破れた系と破れていない系それぞれに対して、対称性が破れた場合にだけ、なぜ構造ガラスと同じような熱的諸性質を示すのかについての一般理論を展開した。空間反転対称性の破れの元となるイオンに対する局所的なポテンシャルの導入に加え、イオン間の長距離相互作用をも考慮した。その妥当性を光学分光および熱的測定などの実験結果と比較し検討した。局所ポテンシャルの重要性に関しての、直接的な実験検証のため、テラヘルツ(THz)振動数領域で発現する新規なモードについての分散曲線を計算し、非弾性中性子散乱の実験との比較検討を可能にした。本研究は、I型内包化合物クラスレート物質群が示す構造ガラス的な諸物性の起源について理論的な研究を遂行することが目的である.

内包化合物クラスレートはネットワークを作る籠(ケージ)とその中に含まれるゲスト原子からなる.これらの物質群は、最近のエネルギー問題との絡みで、高い効率の熱電変換物質としても期待されている.高効率の熱電変換物質設計の指針として、フォノンガラス・結晶電子(phonon galass-electron crystal)という概念が、1995年にSalesにより提出されて以来、内包化合物クラスレートは特に注目されるようになった.すなわちフォノン熱伝導はガラス的で、電気伝導は結晶的な性質を示す物質が熱電変換に有効であることがわかり、この条件を満たす物質群として、内包化合物クラスレートが注目を集めるようになった.特に興味深いのは、ゲスト原子を包む籠のサイズとゲスト原子のイオンサイズの比率が小さい場合にかぎり、ガラス的性質を示すことである.別の見方では、籠の中のゲスト原子は中心に位置せず、空間反転対称性が局所的に破れた状態にある.これらの対称性の破れに着目し、その背後にある物理的起源の理論的解明を行った.THz振動数モード、すなわち構造ガラスのボソンピークに対応するモードの起源解明は、本研究において特に重要な課題であるが、これについては光学モードと音響フォノンの混成モードがボソンピークの起源であることを理論的に明らかにした.本研究課題の成果は、内包化合物クラスレートのみならず、未解明の現象が多く残されている構造ガラスのTHzダイナミクスに対する研究にも大きく貢献できるものである.交付申請書に記載した研究の目的についての達成度は、計画通りに進んでいると考えられる.国際研究集会での発表、学術論文としての発表なども順調に行われている.25年度が最終年度であるため、記入しない。高効率な熱電変換物質として注目されている内包化合物クラスレートが示すガラス的諸物性の物理的起源、特にTHz振動数領域での特異な物性について研究した.内包ゲストイオンの対称性が破れた系はガラス的な熱伝導を示し、熱電変換指数ZT(Figure of Merit)が1を越えることが実験的に示され最近注目されるようになった.本年度は高温領域での熱電物質クラスレートが示す特異な諸物性についての研究を遂行した.高温領域での実験結果は、対称性が高い結晶とのものとは全く違う同じ振る舞いを示すが、本年度はこれらの特異な物性発現の物理的起源を解明する目的で研究を行い、次のような成果を得た.熱伝導について、対称性の破れに伴いオフセンターに位置するゲストイオンに対して一般的に成立する理論式を立てた.熱伝導のプラトーは、局所的に対称性が破れた状態にあるゲストイオンに起因する回転モードと籠ネットワークが形成する音響フォノンとの混成モードを反映したものであることが分かった.すなわち、これによりフォノン分散関係が平坦化することで、熱伝導が強く制限されることが明らかになった.フォノン分散関係を計算し、音響フォノンと回転モードとの結合が、オフセンター・ゲストイオンの配置ランダム性を反映しブロードになることを明らかにし、これがガラスで普遍的に観測されるボソンピークの起源と深く関連していることを指摘した.これらの結果は、効率の良い熱電変換物質の設計指針を与えるものである.
オートファジー関連因子による自然免疫応答の制御

細胞内分解機構オートファジーは、飢餓の際には細胞内成分の再利用を促進し、またオルガネラが損傷した際にはその排除を行うなど、ストレス環境下において細胞恒常性を維持する役割を果たす。自然免疫は細菌やウイルスなどの病原体に対する感染防御機構であるが、一方で自然免疫は炎症性因子の産生を誤って誘導することにより組織損傷を引き起こして疾患発症要因となる負の側面も有している。本研究では、オートファジーによる自然免疫制御の分子機序の解明に取り組んだ。解析の結果、以下が明らかになった。ATG16L1は、基底状態や栄養飢餓状態において誘導されるオートファジーに必須の因子である。しかしながら、リステリアの感染や尿酸塩結晶・シリカ粒子の刺激などによりファゴソームが損傷した際には、オートファゴソームのマーカーであるLC3がATG16L1欠損細胞において菌の周囲にリクルートされる。この反応は、マウス線維芽細胞とマクロファージで確認される。また、マクロファージにおいては、オートファジーの基質であるp62のリソソームに依存した分解もATG16L1の存在に関わらず誘導される。ATG16L1とよく似た構造を有するATG16L2と呼ばれる分子が存在するが、ファゴソーム損傷によるオートファジーの誘導には関与していない。よって、ファゴソームが損傷した際には、ATG16L1およびATG16L2を必要としない特殊なオートファジーが誘導されることが示された。また、ATG16L1を欠損したマクロファージにおいても、ATG7を欠損したマクロファージと同様に、過剰なインフラマソームの活性化が認められることから、これらのマクロファージの示す表現型が刺激誘導性のオートファジーの誘導不全ではなく、基底状態で恒常的に誘導されているオートファジーの不全による可能性が示唆された。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの研究から、オートファジー不全に陥った自然免疫担当細胞が炎症性因子を過剰産生し、炎症性疾患の発症を惹起することを見出している。そこで、オートファジーによる自然免疫制御の分子機序の解明に取り組んだ。解析の結果、以下の2点が明らかになった。(1)リポ多糖などの菌体成分の刺激により好中球からのNeutrophil extracellular traps (NET)の産生が誘導されることが知れているが、ヒト膵アミロイドポリペプチド(hIAPP)などの自己成分によってもNETの産生が誘導されることが明らかになった。NETの産生には、NADPHオキシダーゼを介して産生された活性酸素種によりアズール顆粒の膜が損傷し、好中球エラスターゼの細胞内漏出が起こることが必須となる。オートファジー不全の好中球は、過剰のNETを産生することが明らかになった。(2) ATG16L1は、基底状態や栄養飢餓状態において誘導されるオートファジーに必須の因子である。しかしながら、リステリアの感染時には、オートファゴソームのマーカーであるLC3がATG16L1欠損細胞において菌の周囲にリクルートされる。また、オートファジーの基質であるp62の分解もATG16L1の存在に関わらず誘導される。よって、ファゴソームが損傷した際にATG16L1を必要としない特殊なオートファジーが誘導される可能性が示唆された。

また、ATG16L1を欠損したマクロファージにおいても、ATG7を欠損したマクロファージと同様に、過剰なインフラマソームの活性化が認められることから、これらのマクロファージの示す表現型が刺激誘導性のオートファジーの誘導不全ではなく、基底状態で恒常的に誘導されているオートファジーの不全による可能性が示唆された。自然免疫応答の制御における新たなオートファジーの役割を見出した。また、ファゴソーム損傷に応じて、新しいタイプのオートファジーが誘導されていることを示唆する実験結果を得た。さらに、これらの研究成果を国内外の学術集会で口頭発表した。27年度が最終年度であるため、記入しない。(1)マクロファージや好中球などの貪食細胞において、損傷したファゴソームやアズール顆粒をオートファジーが除去するメカニズムを解明する。特に、ATG16L1の代わりとして働くオートファジー関連因子の同定に取り組む。(2) NETの産生をはじめとした炎症応答をオートファジーが抑制する病態生理的意義を、遺伝子改変マウスを用いて解明する。
含フッ素ビナミジニウム塩の高求電子性を活用した含フッ素大環状複素環境骨格の構築

β位が3種類のフッ素基で置換されたビナミジニウム塩とエチレンジアミンとの反応を試みた。β-フルオロー[I]及びβ-トリフルオロメトキシビナミジニウム塩[II]とエチレンジアミンとの反応では、両者が1:1で反応した7員環化合物であるジアゼピニウム塩が得られた。これに対し、β-トリフルオロメチルビナミジニウム塩[III]とエチレンジアミンとの反応では、7員環化合物ではなく、両者が2:2及び3:3で反応した14員環と21員環の複素環化合物が生成した。14と21員環化合物の生成割合はほぼ1:1であったが、エチレンジアミンの当量数の増加及び反応濃度を希釈することによって14員環化合物の生成割合を増加させることが出来た。得られた14および21員環化合物のX線構造解析データと分子軌道計算結果との対比検討を行った。また、ビナミジニウム塩IIIの反応では何故7員環化合物が得られないかについても分子軌道計算による考察を行った。他の1,n-アルカンジアミンとして、プロパンジアミン、ブタンジアミン、及びヘキサンジアミンを用いてIIIとの反応を試みた。これらの場合もそれぞれ相当する2:2および3:3の反応生成物であるCF3基を有する大環状複素環化合物が良好な数率で得られた。また、興味あることに、IIIとN-メチルエチレンジアミンあるいはN,N'-ジメチルエチレンジアミンとの反応では7員環化合物が生成し、14あるいは21員環化合物は全く得られなかった。以上のように、ビナミジニウム塩IIIと1,n-アルカンジアミン類との反応で環サイズの異なる大環状複素環化合物が容易に得られることより、本反応は大環状ポリアミン類の新しい合成法となり得ることが明らかに成った。1.含フッ素ビナミジニウム塩[1]と1,n-アルカンジアミン類との反応による複素環合成β位が3種類のフッ素基で置換されたビナミジニウム塩とエチレンジアミンとの反応を試みた。β-フルオロ-[1a]及びβ-トリフルオロメトキシビナミジニウム塩[1b]とエチレンジアミンとの反応では、それぞれが1:1で反応した7員環化合物であるジアゼピニウム塩が得られてきた。これに対しβ-トリフルオロメチルビナミジニウム塩[1c]とエチレンジアミンとの反応では、7員環化合物ではなく、両者が2:2及び3:3で反応した14員環と21員環の複素環化合物が生成した。14と21員環化合物の生成割合はほぼ1:1であるが、反応濃度を希釈するにつれて14員環化合物の割合が増加した。他の1,n-アルカンジアミンとして、プロパンジアミン、ブタンジアミン、及びヘキサンジアミンを用いて1cとの反応を試みたがこれらの場合もそれぞれ相当する2:2および3:3の反応生成物であるCF_3基を有する大環状複素環化合物が得られた。興味あることに、1cとN-メチルエチレンジアミンあるいはN,N'-ジメチルエチレンジアミンとの反応では7員環化合物が生成し、14あるいは21員環化合物は全く得られなかった。以上のようにビナミジニウム塩のβ位の置換基により生成物が異なることが明らかになった。現在この理由について究明中である。得られた14員環化合物についてはX線構造解析によりその立体化学について決定した。環内への金属(ニッケル等)の取り込みについて検討中である。2.含フッ素ビナミジニウム塩[1]と芳香族ジアミン類との反応による複素環合成の試み3種類の含フッ素ビナミジニウム塩1とo-

フェニレンジアミンとの反応を試みたが全く反応しなかった。現在、さらに反応条件を検討しているところである。β位が3種類のフッ素基で置換されたビナミジニウム塩とエチレンジアミンとの反応を試みた。β-フルオロー[I]及びβ-トリフルオロメトキシビナミジニウム塩[II]とエチレンジアミンとの反応では、両者が1:1で反応した7員環化合物であるジアゼピニウム塩が得られた。これに対し、β-トリフルオロメチルビナミジニウム塩[III]とエチレンジアミンとの反応では、7員環化合物ではなく、両者が2:2及び3:3で反応した14員環と21員環の複素環化合物が生成した。14と21員環化合物の生成割合はほぼ1:1であったが、エチレンジアミンの当量数の増加及び反応濃度を希釈することによって14員環化合物の生成割合を増加させることが出来た。得られた14および21員環化合物のX線構造解析データと分子軌道計算結果との対比検討を行った。また、ビナミジニウム塩IIIの反応では何故7員環化合物が得られないかについても分子軌道計算による考察を行った。他の1,n-アルカンジアミンとして、プロパンジアミン、ブタンジアミン、及びヘキサンジアミンを用いてIIIとの反応を試みた。これらの場合もそれぞれ相当する2:2および3:3の反応生成物であるCF3基を有する大環状複素環化合物が良好な数率で得られた。また、興味あることに、IIIとN-メチルエチレンジアミンあるいはN,N'-ジメチルエチレンジアミンとの反応では7員環化合物が生成し、14あるいは21員環化合物は全く得られなかった。以上のように、ビナミジニウム塩IIIと1,n-アルカンジアミン類との反応で環サイズの異なる大環状複素環化合物が容易に得られることにより、本反応は大環状ポリアミン類の新しい合成法となり得ることが明らかに成った。
バイオサイエンスを支えるイオン液体の開発

バイオサイエンスの様々な分野に貢献するイオン液体を種々開発し、それぞれの能力を実証した。具体的には1バイオマスから温和な条件でセルロースなどの有用物質を抽出できるイオン液体を新規に開発した。次いで2セルロースを有用物質に変換する過程を検討し、分子量分布や生成物の種類などをイオン液体中で解析する方法論を確立した。3これらを基礎として、バイオマスから変換される物質の一つであるエタノールを原料とし、イオン液体を電解質として発電できるバイオ燃料電池を構築した。さらに、4空気中で細胞を機能させるためのイオン液体の設計を進め、細胞を保護コートできるイオン液体を作製した。細胞の長期安定性は次の課題である。バイオマスから温和な条件下でセルロースを抽出できるイオン液体の設計をさらに推進させた。一連の亜リン酸誘導体を用いてイオン液体を作成し、セルロース溶解能力を比較した。その結果、亜リン酸誘導体のアルキル鎖が伸長すると、極性が低下する傾向が認められた。その知見をもとに次亜リン酸を成分とするイオン液体を作成した結果、従来系を超えるセルロース溶解能を有するイオン液体の作製に成功した。抽出したセルロースを加水分解するために、極性イオン液体に水を添加するとセルロースが沈殿した。水の添加はイオン液体の極性を低下させてしまうので、ワンポットで抽出から加水分解までを進めることは難しかった。そこで、含水系でもセルロースを溶解できるイオン液体の設計を本年度末に開始した。この課題は次年度も継続する。また、イオン液体に溶解させたセルロースの分子量および分子量分布を直接測定するために、粘性の高いイオン液体溶液にも適応可能な高圧・液体クロマトグラフィーを開発した。適切に選択したカラムを用い、流速0.010.02ml/minという超低速で送液操作すれば、分子量に応じてピークを分離できることを世界で初めて明らかにした。次年度はこのシステムを駆使して加水分解を経時的に追跡する。タンパク質をイオン液体に可溶化させる方法論の一つとして水和イオン液体の展開を進めた。種々のメタロプロテインの他に、グルコースデヒドロゲナーゼ、セロビオースデヒドロゲナーゼ、アルコールデヒドロゲナーゼ、ビリルビンオキシダーゼ、ラッカーゼなどを溶解できるイオン液体系を作製できた。また、細胞の周囲を保護するイオン液体の設計にも着手し、基礎知見を整理した。イオン液体に少量の水を添加した"水和イオン液体"の詳細を解析するとともに、生体物質との親和性を評価し、細胞を安定化させるイオン液体の設計にまでつなげることを目標として研究を推進させた。水和イオン液体と生体との高い親和性は、細胞膜を構成するリン脂質の親水基部分の構造と類似したコリン・リン酸二水素塩において顕著であり、生物の構造単位である細胞の表面構造と類似の水和環境を与えるため、タンパク質などの生体物質との親和性が高いと考えられる。そこで、これらのイオン液体に少量の水を加えた系について、物理化学的な解析をした結果、強く結合し、凍らない水分子(不凍水)よりも弱く相互作用する中間水の存在が確認された。この中間水は低温結晶化(cold crystallization)を示すことが熱測定から明らかになった。他の多くの含水イオン液体ではこのような挙動は見られず、この中間水の存在が生体適合性やタンパク質の安定溶解につながるものと考察した。水とイオン液体の混合系について、相分離状態なども詳細に解析した。細胞との親和性測定では、細胞表面での適合性をクリアーしても、浸透圧の調整が必須であり、通常の水和イオン液体では浸透圧差が大きく、細胞生存率は低い。そこで、必要以上の水を含むことのできない疎水性イオン液体を各種作成し、細胞から水を吸収しない液体として利用し、細胞を包括固定する試みを行った。バイオサイエンスに有益なイオン液体の設計、特に含水したバイオマスからセルロースを効率的に抽出する高極性かつ疎水性イオン液体を発展させるとともに、バイオマスから様々な生体高分子を同一バッチで処理するシステムの構築を目標として研究を推進させた。以前に報告したセルロースを室温で溶解するイオン液体は、含水量が増えるとそのセルロース溶解能が著しく低下した。この問題を解決するために、イオン液体のさらなる機能化に挑戦した。イオン液体と水の親和性を温度、pH、CO2バブルなどの外部刺激で制御することに成功した。これらのイオン液体/水混合系は、外部刺激により相溶・相分離を制御できることから、低含水率のイオン液体相に抽出したセルロースを酵素などで加水分解し、水相から加水分解に必要な水分子を供給することが可能である。特に、温度に応答して相状態が変化するイオン液体/水混合系は、相転移温度を室温付近に設定すれば、省エネルギーシステムの構築に貢献できる。そこで、一連の疎水性イオン液体及び温度に応答して水との相状態が変化するイオン液体に対して、水と混合後のイオン液体相の含水率を比較した。

それらの結果を注意深く解析することで、このような相転移を示すイオン液体に求められる要件を整理し、イオン液体をデザインするための指針を確立した。含水したバイオマスを溶解する強力な溶剤の開発にも着手した。ある種のヒドロキシルアニオンを有するホスホニウム塩が40wt%含水状態でも、室温で20wt%程のセルロースを溶解できることを見出した。また、セットアップが完了したイオン液体を移動相とするHPLC(HPILC)などを用いて解析することで、溶解過程でセルロースの誘導体化、分解が生じていないことも確認した。本年度もバイオサイエンスの様々な研究に寄与するイオン液体の研究を推進させた。従来の高極性イオン液体はセルロース溶解能を有すものの、水の存在下ではその溶解能力が著しく低下してしまう欠点があった。それを改善するために、構成イオン、特にアニオンの設計を行い、上述の新規イオン液体の含水物を提案した。これは含水状態のバイオマスを溶解でき、有用成分の抽出を非加熱で可能とするようなイオン液体であり、実際に様々な木材を対象とし、溶解試験を実施した。ポプラ、松、杉、など様々な樹種に対し、溶解能を有し、セルロース、ヘミセルロース、さらにはリグニンの一部も抽出できることを明らかにした。イオン液体中でのタンパク質などの活性維持については、長期安定保存を可能にするイオン液体の作出を行った。また、イオン液体を用いたバイオ燃料電池の作成については、イオン液体中においても電極反応可能なアノード用酵素を我々は既に見出しているので、カソード用の酵素の触媒反応について検討を行った。カソード用酵素としてビリルビン酸化酵素(BOD)を選択した。ごく少量の水を含む疎水性のイオン液体を電解質として用いると、BODが酸素の4電子還元反応を触媒できた。これまでの結果を踏まえ、アノード用酵素としてアルコール脱水素酵素、カソード用酵素としてBODを用い、少量の水を含む疎水性イオン液体を電解質としてバイオ燃料電池を構築し、エタノールを燃料とする発電に成功した。細胞活性を維持するイオン液体の設計には、様々な特性を制御する必要が明らかとなった。特に、親水性のイオン液体は細胞を包括固定する際に、浸透圧変化を引き起こし、細胞死を引き起こすため、疎水性で高極性なイオン液体が有用であると考えられた。物理化学的に矛盾する疎水性と高極性を達成させるために、それぞれの構成イオンに役割を分担させ、目的のイオン液体を合成することができた。バイオサイエンスに有益なイオン液体/水混合系の研究をさらに展開し、自由に系を設計できるような知見をまとめた。一方、タンパク質や細胞などの生体分子が安定に働くことのできる機能場としてのイオン液体の構築を目標とした研究も進展させた。本申請研究の重点研究の一つであるバイオ燃料電池の電解質にイオン液体を用いることができれば、電解質溶液の揮発やバイオコンタミネーションの抑制、さらにはセルロースなどの難溶性基質にも対応するシステムの構築が期待できる。
光合成におけるMg.Fe,Znの役割

光合成電子移動系の最適化原理と金属の役割をタンパク質内の機能分子の置き換えと、新発見の光合成系で検討した。「新発見Zn-クロロフィル型光合成反応中心(細菌型)の検討」:酸性細菌Acidiphillum rubrumの反応中心複合体内のバクテリオクロロフィルの中心金属が通常のMgでなくZn(Zn-BChl a)であることを明らかにした。反応中心のレーザ分光と蛍光測定から数ピコ秒での初期電子移動が推定され、Zn-BChl aでも高能率で電子移動可能なことが示された。FTIR,ESR,ENDORで反応中心2量体Zn-BChl aの構造を解析した。「近赤外光を利用可能なクロロフィルdを使う新植物型光合成」:パラオ海中の群体ホヤから分離されたシアノバクテリア型細菌、Acaryochloris marinaは大量のクロロフィルd(Chl d)と、少量の酸素発生光合成に必須と考えられてきたChl aをもつ。精製光化学系1反応中心のタンパク質は植物型に近いが反応中心2量体Chl dは近赤外740nmに光吸収の極大を示し(P740と命名)、既知の植物型の700nmの赤色光を使うChla(P700)とは異なる新型であることを示した。A.marinaは1割少ない光量子エネルギーで植物型光合成を行うので光合成細菌と植物型光合成の中間型ともいえる。「人工キノンを導入した光化学系1反応中心での電子スピン間相互作用を、パルスESEEMにより観測した」:6種の人工キノンとP700+上の電子スピン間距離がいずれも25.3Å、両者を結ぶ線と膜面間の角度約70度を推定した。
低摩擦・高硬度セラミック材の作製とそれによる金属の表面改質に関する研究

固体潤滑剤にh-BNを選び,TiNおよびZrNに対する混合条件とPCPS法による焼結条件を検討した.その結果,TiNあるいはZrNとh-BN(5%)との混合粉末をメカニカル・ミリング(MM)したところ36ks以上で粉末のX線回折パターンからh-BNピークは消失し,h-BN粉が微細化することが明らかとなった.またMMにより遷移金属窒化物粉にh-BN粉を混合する場合,混合割合が5%を超えると焼結が阻害されることがわかった.他方,MM時間は長いほどh-BN粒子の分散性は向上するが,焼結性が低下するので,180ks(50時間)程度が適当であることが明らかになった.そこで,180ksのMMにより5%h-BN粉を混合したTiNあるいはZrN粉末の焼結体では,h-BN粉末は微細に分散し,相対密度,ビッカース硬度ともに単体セラミックの90%以上の値が得られた.さらに,ZrN-hBN焼結体とクロム鋼(SUJ-2)製ボールとの摩擦特性を詳細に調べた.その結果,h-BNを含まないZrN焼結体では摩擦試験開始後すぐに摩擦係数の急激な上昇が見られた.MM粉末から作製したZrN-5%h-BN複合セラミックスは,摩擦摩耗試験で0.20.3の低い摩擦係数を示し,単純混合粉焼結体に比べ2倍以上の長時間潤滑性を示した.固体潤滑剤の効果をさらに実用的レベルで長時間持続させるにはナノオーダー以下にまで微細化・分散化し,強固な複合組織を実現する必要があると考えられる.h-BNを含む表面改質膜として,CrBNを選び,CrBN/CrB複合セラミック膜の摩擦摩耗特性を調べた.多層膜では剥離も無く,摩擦係数はCrB(0.8)およびCrBN(0.2)の中間値である(0.45)であった.CrBN膜構造は,未知の相を含み,主としてCrBおよびh-BNのナノサイズの微細な粒子からなることが明らかになった.固体潤滑剤にh-BNを選び,TiNおよびZrNに対する混合条件とPCPS法による焼結条件を検討した.その結果,TiNあるいはZrNとh-BN(5%)との混合粉末をメカニカル・ミリング(MM)したところ36ks以上で粉末のX線回折パターンからh-BNピークは消失し,h-BN粉が微細化することが明らかとなった.またMMにより遷移金属窒化物粉にh-BN粉を混合する場合,混合割合が5%を超えると焼結が阻害されることがわかった.他方,MM時間は長いほどh-BN粒子の分散性は向上するが,焼結性が低下するので,180ks(50時間)程度が適当であることが明らかになった.そこで,180ksのMMにより5%h-BN粉を混合したTiNあるいはZrN粉末の焼結体では,h-BN粉末は微細に分散し,相対密度,ビッカース硬度ともに単体セラミックの90%以上の値が得られた.さらに,ZrN-hBN焼結体とクロム鋼(SUJ-2)製ボールとの摩擦特性を詳細に調べた.その結果,h-BNを含まないZrN焼結体では摩擦試験開始後すぐに摩擦係数の急激な上昇が見られた.MM粉末から作製したZrN-5%h-BN複合セラミックスは,摩擦摩耗試験で0.20.3の低い摩擦係数を示し,単純混合粉焼結体に比べ2倍以上の長時間潤滑性を示した.固体潤滑剤の効果をさらに実用的レベルで長時間持続させるにはナノオーダー以下にまで微細化・分散化し,強固な複合組織を実現する必要があると考えられる.h-BNを含む表面改質膜として,CrBNを選び,CrBN/CrB複合セラミック膜の摩擦摩耗特性を調べた.多層膜では剥離も無く,摩擦係数はCrB(0.8)およびCrBN(0.2)の中間値である(0.45)であった.CrBN膜構造は,未知の相を含み,主としてCrBおよびh-BNのナノサイズの微細な粒子からなることが明らかになった.<主な実施項目>1.パルス通電加圧焼結法によるZrNおよびTiN粉末の焼結条件の検討.3.パルス通電加圧焼結法による複合焼結体の作製とその摩擦特性の評価<結果>1.TiNおよびZrN粉末のパルス通電加圧焼結法による最適な焼結条件を検討し,何れも装置およびカーボンダイスの性能上の上限である焼結温度2073Kおよび加圧力80MPaの条件下で,ZrN :99%,TiN :96%の焼結密度(相対密度)を得た.2.セラミックスの母材としてZrNを選び,h-BNを添加して複合化するために,h-BN添加量とメカニカルアロイング(MA)の最適条件を検討した.その結果,h-BNの添加量は5mass%が最適であり,これ以上の添加では焼結性が著しく低下することが分かった.他方,MA時間は長いほどh-BN粒子の分散性は向上するが,同時に母材セラミック粉末が微細化してしまい,焼結性が低下するので,50時間程度が適切であることが明らかになった.3.ZrN-h-BN(5mass%)複合セラミックス焼結体を上記の研究結果に基づいて作製し,クロム鋼(SUJ-2)製ボールとの摩擦特性を詳細に調べた.

ZrN粉末だけ,あるいは,ZrN粉末に5mass%のh-BNを単に混合した粉末を同条件で焼結した試料もそれぞれ作製し,本研究の試料と比較した.その結果,h-BNを含まないZrN焼結体では摩擦試験開始後すぐに摩擦係数の急激な上昇が見られた.単純混合粉末の焼結体では,摩擦試験初期に潤滑効果が見られたものの,低摩擦係数の持続距離は短く,MA粉末から作製した複合セラミックスの場合が最も長く潤滑性を示した.ただし,MA粉末から焼結した複合セラミックスでも摺動距離が30mを超えると摩擦係数の急激な上昇が見られた.その原因として,セラミックス表面のh-BNの脱落が考えられる.<主な実施項目>3.反応スパッタ法によるCrBN複合セラミックス膜の作製とその摩擦特性の評価<結果>1.ZrN-hBN, TiN-hBNおよびCrN-hBN複合セラミックスのパルス通電加圧焼結法による最適焼結焼結条件を検討した結果,h-BNの混合割合が5mass%を超えると焼結が阻害され,硬度も急激に低下することがわかった.又,180ksのミリング(MA)により5%h-BN粉を混合したTiNやZrN粉末焼結対では,90%以上の相対密度が得られた.一方,5%h-BN粉とCrNをミリング処理後に焼結すると,焼結体にクラックが入り,完全な焼結体が得られなかった.2.最適な焼結条件で得られたZrN-hBN複合セラミックスは,h-BN粉が微細に分散し,クロム鋼に対する0.20.3の低い摩擦係数を示し,自己潤滑性を有することが明らかになった.ただし,その自己潤滑効果をさらに長時間持続させるには,ナノオーダー以下にまで微細化・分散化を行い,強固な複合組織を実現する必要のあることがわかった.3.CrBN膜とCrB膜との多層膜は,各層の厚さに関わらず,CrBN(13Pa)およびCrB(17GPa)単層膜よりも高い硬度(20GPa)を示した.一方,Cr鋼に対する摩擦係数は,CrBN単層膜では,当初0.2以下の低い摩擦係数を示すが,膜の密着性が悪く,2mほどの摺動距離で膜が剥離したのに対し,多層膜では剥離も無く,摩擦係数はCrB(0.8)およびCrBN(0.2)の中間値である(0.45)であった.CrBN膜構造は,XRD, TEMおよびXPSなどによる観察・測定結果から,未知の相を含み,主としてCrBおよびh-BNのナノサイズの微細な粒子からなることが明らかになった.
地殻歪の潮汐変化と地震波動に対する地下水の応答に関する研究

湯谷観測井の精密水温測定は、今までは湧出口付近で行なっているだけだったので,地下水が混入している,深さ25m付近に精密水温計(分解能0.001°C)を新たに設置した。1994年12月28日の三陸はるか沖地震(M7.5)と1995年1月17日兵庫県南部地震(M7.2)の2つの地震に対し、25m深度水温は、湧出口水温と同様に顕著なコサイスミック変化を示し、地下水が混入している部分でも水温がコサイスミックに変化していることが判明した。また、北海道周辺では、19931994年に北海道東方沖地震を含む3つのM8クラスの地震が発生したが(湯谷ではいずれも無感)、湯谷からみてほぼ同方向・同距離の地震であるにもかかわらず、釧路沖地震でのみ湯谷での(湧出口での)水温変化が認められなかった(図)。地震断層面での滑りからもたらされる湯谷における体積歪変化の差はあまりなかったが、京都大学の鳥取観測所や松代市の気象庁地震観測所における超高性能地震計の波形記録から、釧路沖地震が他の2つの地震に比べて表面波の振幅がかなり小さいことが判明した。このことから、表面波による歪の伝播または励起が、湯谷温泉の水温変化のメカニズムに大きく寄与していると推定できる。今後、湯谷での水温変化を引き起こす表面波の波長や振動方向の特長を見いだし、湯谷温泉周辺の地質構造等との関連を明らかにすることが必要である。
SNPタイピングのための簡便な蛍光 APLP法によるDNA鑑定法の確立

科学捜査におけるDNA鑑定はSTR (Short Tandem Repeat)が主に利用されている。しかし、この方法は高度に変性したDNAの場合、再現性が悪かった。これに対してSNP (Single Nucleotide Polymorphism)は変性DNAにも適合可能であるが、判定法はより煩雑という欠点があった。データベースに記されている各集団および日本の集団の遺伝子頻度から個人識別における総合同値確率を求めた。アフリカ、ヨーロッパ、中国、日本のいずれの集団においても5 X 10^<-20>程度の総合同値確率が得られた。今回確立された方法は迅速で安価に行なえるので、今後の活用が期待される。現在、科学捜査におけるDNA鑑定はSTR(Short Tandem Repeat)が主流であるが、この方法は高度の変性DNAの場合は再現性のある結果が得られないという欠点を有する。これに対してSNP(Single Nucleotide Polymorphism)は変性に対してかなりの抵抗性を示すが、STR検査に比し個々の個人識別能力は低く、判定法はより複雑という欠点を有する。そこで今回、我々の開発したAPLP法(Amplified Product-Length Polymorphism analysis)を多数のSNPの同時判定に応用した。HapMapのデータベースから高度の多型性を示す47個のSNPと性別を加えた48個の遺伝形質は実験を通して取捨選択した。これらを4回に分けたPCRと4レーンの電気泳動での簡便な検出法を確立した。データベースに記されている各集団の遺伝子頻度から個人識別における総合同値確率を求めたところ、アフリカ、ヨーロッパ、中国、日本において、いずれも10のマイナス20乗レベルの個人識別には充分な値を示した。理論的にはこのシステムに4色の蛍光プライマーをラベルすれば、一度のPCRとシークエンサーによる自動判定が可能となるが、プライマー間での非特異的なバンドの出現の抑制や検出感度の均一化などの克服すべき課題点は少なくない。本システムをキット化する際の問題点を整理し、満足な結果が得られるまで修正・訂正を繰り返し、本法の完成を目指す。科学捜査におけるDNA鑑定はSTR(Short Tandem Repeat)を主に利用しているが、この方法は高コストに加えて高度の変性DNAの場合の再現性はよくないという欠点を有する。これに対してSNP(Single Nucleotide Polymorphism)は変性DNAにもより適するが、STR検査に比し個々の個人識別能力は低く、判定法はより複雑という欠点を有する。しかし、色々なSNP判定法が開発され、一部はすでに市販されているが、まだ現状ではほとんど実用化されていない。そこで今回、我々の開発したAPLP法(Amplified Product-Length Polymorphisman alysis)を多数のSNPの同時判定に応用した。HapMapのデータベースから高度の多型性を示す47個のSNPと性別を加えた48個の遺伝形質は予備実験を通して選択した。これらを4回に分けたPCRと4レーンでの電気泳動での簡便な検出法を確立しつつある。データベースに記されている各集団の遺伝子頻度から個人識別における総合同値確率を求めたところ、アフリカ、ヨーロッパ、中国、日本のいずれの集団においても10のマイナス20乗レベルの個人識別には充分な値を示した。理論的にはこのシステムにおいて、今回用いている145個のプライマーをワンチューブにいれて共通プライマーに4色の蛍光プライマーをラベルすれば、一度のPCRと一度のシークエンサーによる自動判定が可能となるが、プライマー間での非特異的なバンドの出現などの問題点が生じ、蛍光ラベルは実用的な方法ではないと判断した。糟科学捜査におけるDNA鑑定はSTR (Short Tandem Repeat)を主に利用している。しかし、この方法は高い判定コストに加えて高度に変性したDNAの場合、再現性が悪いという欠点を有する。これに対してSNP (Single Nucleotide Polymorphism)は変性DNAにも適合可能であるが、STR検査に比し個々の個人識別能力は低く、判定法はより煩雑という欠点を有する。現在、色々なSNP判定法が開発され、一部はすでに市販されているが、ほとんど実用化されていない。今回、われわれの開発したAPLP法(Amplified Product-Length Polymorphism analysis)を応用し、多数のSNPの同時判定を試みた。最初にHapMapのデータベースから高度の多型性を示す47個のSNPと性別を加えた48個の遺伝形質は予備実験を通して選択した。これらを4回に分けたPCRと4レーンでのポリアクリルアミドゲル電気泳動での簡便な検出法を確立した。データベースに記されている各集団および300人の日本の集団の遺伝子頻度から個人識別における総合同値確率を求めたところ、アフリカ、ヨーロッパ、中国、日本のいずれの集団においても10のマイナス20乗レベルの個人識別には充分すぎる値が得られた。

理論的には、今回用いた145個のプライマーをワンチューブにいれて、共通プライマーに4色の蛍光プライマーをラベルすれば、一度のPCRと一度のシークエンサによる自動判定が可能となることが予想されたが、プライマー間での非特異的なバンドの出現などの問題点が生じ、高価な機器を必要とする蛍光ラベルは結果的には実用的な方法ではないと判断した。しかし、従来の機器で行なえる本システムは非常に安価で簡便な方法であるので、今後の活用が期待される。47個のSNPと性別の判定をおこなう簡便なシステムを確立した。24年度が最終年度であるため、記入しない。APLP法によるより確実な判定法を確立すると共に従来法との比較検討を行ない、長所と短所を見極める。また高度な分解DNAの対応度を評価する。