hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
導電性高分子鎖によって配線した単分子デバイスの機能計測

微細加工電極を電子線リソグラフィーにより作成後、ジアセチレン分子膜を作成して熱重合を行うことで、微細加工電極間にポリジアセチレン鎖を作成することなどに成功した。ただし、このように作成した金属電極は不安定であり、信頼性のある計測を行うには作成条件をさらに最適化する必要がある。また、本年度から新たな方法として、局所的に絶縁体化したグラフェンをフラット電極として用いることで、電気伝導特性を計測する試みも始めた。そのための、グラフェンをのせる平坦な基板の検討などの予備実験を行った。個々の有機分子に電子デバイスとしての機能を持たせようという単分子デバイスの研究がなされてきたが、その実現のためには、機能を持った有機単分子に導電性高分子鎖を配線する必要がある。我々は、個々の機能分子に向け、導電性高分子(ポリジアセチレン)鎖を連鎖重合反応によって成長させることで、導電性高分子鎖を配線する方法を世界に先駆けて開発した。本研究では、このようにして作製した分子デバイス配線回路の電気特性の実測によって、デバイスとしての機能を確認/実証するため、以下のように単一ポリジアセチレン鎖の電気伝導特性の計測法の開発を試みた。第一の方法は、電子ビームリソグラフィにより適切なギャップ幅を持った電極を作成し、その電極間にポリジアセチレン鎖を作成して電気特性を測定する方法である。昨年度までに、絶縁体である六方晶窒化ホウ素を基板として用い、電子線リソグラフィーによる微細加工電極の作成後、ジアセチレン分子膜を作成して熱重合を行い、微細加工電極間にポリジアセチレン鎖を作成することなどに成功した。本年度は測定法の幅をさらに広げるため、他の絶縁体基板であるサファイアおよびダイアモンド基板にジアセチレン分子がどのように吸着・配列するかの検討を行った。第二の方法として、局所的に絶縁体化したグラフェンをフラット電極として電気伝導特性を計測する試みを行った。グラフェンを平坦なサファイア基板にのせ、電極を接続した後に、ヘリウムイオン顕微鏡によりグラフェンに欠陥を導入して局所的に絶縁体化したデバイスの試作を行った。我々は、導電性高分子鎖を連鎖重合反応によって成長させることで、機能を持った有機単分子に配線し、単分子デバイスを作成する方法を世界に先駆けて開発した。本研究は、このような系の電気伝導特性の計測法を開発し、評価することを目的とした。まず、この研究に適した絶縁体基板の検討を行い、六方晶窒化ホウ素基板が有望であることを見いだした。六方晶窒化ホウ素基板上に金属微小電極を作成し、さらに電極間に単一導電性高分子鎖を作成することに成功した。その他、二硫化モリブデン基板上の分子の選択的吸着や、分子膜をテンプレートとした金ナノ粒子配列法の開発等の成果を得た。当初計画していた二硫化モリブデン基板を用いる方法では、基板を通して流れる電流が大きすぎてうまくいかなかったが、それに代わって絶縁体である六方晶窒化ホウ素基板を用いることで研究を進め、微細加工電極間にポリジアセチレン鎖を作成することに成功するなど、研究は着実に進展した。しかし、この方法でも微細加工電極の安定性の問題等から信頼性のある測定を行うことには困難もある。そこで、局所的に絶縁体化したグラフェンをフラット電極として利用することで、単一ポリジアセチレン鎖の電気伝導特性を計測する新たな手法を始めることにした。より信頼性のある結果を得られると期待できるが、当初の計画から変更を伴う分、結果がでるまでに当初計画よりも時間がかかってしまっている。
多様な水環境下における混作作物のストレス応答の定量的評価

半乾燥地域における洪水・干ばつ問題への対応策として混作技術が有用とされているが,混作作物の環境ストレス応答を作物学的に評価した例は少ない.そこで,本研究では,多様な水環境下における混作作物のストレス応答を評価することを目的とした.本研究では,半乾燥地の主要作物の生育前半の水環境が生産性に影響を与えること,トウジンビエとの混植によりソルガムの乾燥ストレス耐性が強化されることおよびイネとの混植によりダイズの耐湿性が強化されることを定量的に示した.さらに,イネとの接触混植においてはイネ根からの酸素放出によって畑作物の湛水ストレスが緩和され,その酸素放出能には品種間差が存在することを示唆した.アフリカの半乾燥地では,洪水や干ばつ年でも常に一定以上の穀物生産が維持されるような栽培システムが必要とされており,その1つとして,異種作物の混作が注目されている.しかしながら,洪水または干ばつ下における混作作物のストレス応答に関する知見はいまだに少なく,そのために実用性のある混作技術の確立がなされていない.そこで本研究では,多様な水環境下での異種作物の混植によるストレス応答の変化を定量的に明らかにすることを目的としている.そこで,本年度は,以下の実験をおこなった。1イネとの混植試験現在までの知見で有用とされているイネとの接触混植を利用することで,トウジンビエ・ダイズ・トウモロコシの湿害ストレスに対する応答性を評価した.本年度は,圃場条件下において,好適条件と2水準の洪水条件を設定し,生育期間における葉面積等の生育・生理指標の経時的測定および最終的なバイオマスや生存率の測定を行った.これらの結果から,ダイズにおいて,イネとの接触混植における湿害ストレス緩和効果が大きいことが定量的に明らかにされた.また,イネとの接触混植における湿害ストレス緩和の主要因として考えられるイネ根からの酸素放出量を実験系を用いることにより定量化した。2トウジンビエとの混植試験ビニルハウス内に好適条件と干ばつ条件を設定し,トウジンビエとソルガムの接触混植試験を行った.生育期間内のトウジンビエおよびソルガムの生育・生理指標を測定した結果,トウジンビエとの接触混植によってソルガムの生理活性が改善されることが示唆された.また,ナミビア国の実験圃場において,多様な水環境下でのトウジンビエの生理・生育指標を測定することで,トウジンビエのストレス応答に関する基礎的知見を得た.当初の予定通り.多様な水環境下において,異なる作物の混植試験を行うことで,混植による作物のストレス応答の変化を定量化することができたため.アフリカの半乾燥地では,洪水や干ばつ年でも常に一定以上の穀物生産が維持されるような栽培システムが必要とされており,その1つとして,異種作物の混作が注目されている.しかしながら,洪水または干ばつ下における混作作物のストレス応答に関する知見はいまだに少なく,そのため,実用的な混作技術の確立がなされていない.そこで本研究では,多様な水環境下での混作作物のストレス応答を定量的に明らかにすることを目的としている.本年度は,以下の実験を行った.1混作作物のストレス応答の定量化:半乾燥地であるナミビア北中部のナミビア大学実験圃場において,多様な水環境を設定し,現地の主要栽培作物であるトウジンビエおよびササゲの生育・生理指標を測定することで,これらの作物における水ストレス応答を定量的に評価した.2イネとの接触混植におけるダイズのストレス応答の定量化:現在までの知見で有用とされているイネとの接触混植によるダイズの湿害ストレス緩和効果の定量化を試みた.圃場条件下において,湿害環境でのダイズの生育・生理指標の経時的測定および最終的なバイオマスや生存率の測定を行った.また,水耕栽培条件下では,対照区を設定し,より詳細に生育・生理指標の計測を行った.これらの結果から,イネとの接触混植により,湿害処理中および処理直後のダイズの耐湿性が生育・生理指標の面から強化されていることを明らかとした.3イネから混作作物への酸素放出量の測定および品種間差の検出:イネとの接触混植における湿害ストレス緩和の主要因と考えられるイネ根からの酸素放出量を実験系を用いることにより明らかとした.また,イネ根からの酸素放出量における品種間差を検出した.半乾燥地域における洪水・干ばつ問題への対応策として混作技術が有用とされているが,混作作物の環境ストレス応答を作物学的に評価した例は少ない.そこで,本研究では,多様な水環境下における混作作物のストレス応答を評価することを目的とした.本研究では,半乾燥地の主要作物の生育前半の水環境が生産性に影響を与えること,トウジンビエとの混植によりソルガムの乾燥ストレス耐性が強化されることおよびイネとの混植によりダイズの耐湿性が強化されることを定量的に示した.さらに,イネとの接触混植においてはイネ根からの酸素放出によって畑作物の湛水ストレスが緩和され,その酸素放出能には品種間差が存在することを示唆した.2017年度は,2016年度の結果をもとに水環境を再設定し,ポット試験を含めたより詳細な測定・実験を行う予定である.また,これら2か年の結果を総合的に解析することによって,研究成果の論文化を進める予定である.29年度が最終年度であるため、記入しない。作物学29年度が最終年度であるため、記入しない。
共分散行列構造と実験計画および多変量解析における推測法との関連性について

本研究は平成元年、2年度の2年間を目止に計画され実施されたものである。分担者栗木氏の転任により、実験計画構成の研究が初めの一年間で中断されたのは残念であった。成果の詳細は様式1の「研究成果報告書」に記載されているのでこゝではその概要をまとめるだけに止める。A.多変量解析に関するもの:LawleyーHotellingのT^2_oー分布に関する招待総合報告:共分散行列が異なるk個の母集団の平均ベクトルの二重線形結合全体、その部分集合に対するheteroscedastic法に基づく同時信頼区間の構成と必要な分布論の展開:楕円型モデルのもとでの標本共分散行列の関数の漸近分布、漸近展開を導びくための諸公式:複数個のHotellingのT^2_iの最大値T^2_<max>型統計量の上方%点に対する修正2次近似公式および近似の精度を調べるための大規模なモンテカ-ロ数値実験の実施。B.2変量対数正規、正規一対数正規分布に関するもの:2次元定常過程で誤差項の分布が正規一対数正規分布である場合における相互共分散関数の通常の不偏推定量およびそれを簡単化した推定量の分散の正確な導出:ゼロを含む2変量デ-タに対する2変量対数正規分布に基づくモデル化、および母数の最尤推定量の導出。C.正方分割表解析におけるモデルに関するもの:種々の型の対称モデルの間の関係を明確化すると共に、モデルの分解を与えこれらを適用して分割表デ-タの解析を行った。主対角線上の確率が指数的で非対角線上の確率が種々の対称あるいは非対称の構造をもつモデルを提案。一様でない関連性を測るShannonエントロピ-型の尺度の定義。D.均斉配列の実験計画に関するもの:均斉相補性が均斉計画の再帰的構成を可能にする条件:相互均斉配置の繰込み部分計画をもつ(γλ)計画を導入、これが強さ2のSーシンボルをもつ均斉配列と同値であることを証明。本研究は一応の目的を達した。助成に対し感謝する。助成に対し感謝する。2年間の計画で組まれた研究の一年目である。研究は、本年度においては主として、ヘテロセダスティック法、楕円型モデルに基づく推測、多変量正規過程、多重分割表解析、均斉配列の実験計画に関係して行われた。分担者間の情報交換、検討はもちろん、学外の関係研究者とも随時連絡をとり討議を重ねている。本年度の成果の概要は次の如くである。[A]多変量解析に関係したもの:(1)ホテリングT^2分布に関する総合的研究、正確な分布、漸次展開の種々の導出法。(2)共分散行列が異なるk個の母集団間の、平均ベクトルの多重比較に対する長さ一定の同時信頼区間を、ヘテロセダスティック法により構成した。(3)楕円型モデルのもとで標本共分散行列の関数の漸近分散・共分散の計算法、および、その期待値に対する漸近展開。[B]対数正規過程に関するもの:2変量デルタ対数正規分布の母数の最尤推定法、これは2変量正規分布の双方の変数の変量に欠測がある場合の相関係数の最尤推定にも関係しており、第3回日中統計会議において発表された。[C]

多重分割表解析に関するもの:種々の対称モデルの構造の関係を明らかにすると共に、条件付き対称モデルの分解を与えた。また対角パラメ-タ-対称モデルの一つの分解を与え、また多項式型表現を与えている。実例による解析を論じている。[D]均斉配列の実験計画に関するもの:均斉相補性が均斉計画の再帰的構成を可能にする条件を明らかにし、また相互均斉配置の繰込み部分計画をもつ(γ,λ)計画というものを導入しそれが強さ2のS-シンボルをもつ均斉配列と同値であることを示した。以上の成果の多くは、研究集会、学会で口頭発表され、また学術雑誌に投稿されているか準備中である。すでに出版されたものも2,3ある。2年間の計画の2年目である。昨年度行われた研究の継続であるが、分担者栗木氏の転任により、実験計画構成に関する細目課題の研究は中断せざるを得なかった。本年度の研究成果の概要を述べよう。A.多変量解析に関するもの:(1)共分散行列が異なるR個の母集団の多重比較で、ヘテロセダステイック法に基づいて,平均ベクトルの総ての二重線形結合の,成分間の比分間の比較を有限個とした部分集合,母集団間の比較を有限個とした部分集合に対する区間幅一定の同時信頼区間を構成した。ここで関連した統計量の上方パ-セント点を評価する問題も解決した。(2)標本共分散列を共有する複数個のHotellingのT^2の最大値T^2maxー型統計量の上方%点を,いわゆる修正2次近似法によって評価するための公式およびコンピュ-タプログラムのための流れ図を与えた。この方法による近似値の精度を大規模なモンテカ-ロ数値実験に基づき詳細に調べ,実用上十分な精度をもつ近似値に対するパラメ-タの有効範囲を決めた。B.対数正規モデル,正規ー対数正規モデル:(1)正規ー対数正規の2次元定常過程に対するcrossーcooariance関数の推定を取り扱い成果を得た。(2)2変量対数正規分布に基づいて,ゼロを含む2変量デ-タのモデル化を論じ,母数の最尤推定量を求めた。この結果を日降水量デ-タに適用し,モデルの妥当性を具体的に論じた。C.多重分割表解析に関するもの:(1)多重分割表における一様でない関連性を測るShannonエントロピ-型の尸度を定義し,(2)正方分割表における準対称モデルの定義を拡張し,(1),(2)の実例によるデ-タ解析も論じた。
全国利用可能な能動的小児医学教育システムの構築

インターネット・テュトーリアルシステムの実用化:昨年度開発したインターネット・テュトーリアルシステムを改良し、他大学との共同授業を実施した。全国5大学、約300名の学生と教員が参加し、インターネット上で10グループに分かれ、提示されたシナリオに基づいてディスカッションを行い、自己学習とレポート作成を行った。シナリオは人生をいくつかのシーンに分けて、小児を取り巻く問題と、さらに広く社会一般問題をからめて、通常の授業では体験できないユニークな課題とした。学生はサーバー上のとシナリオを見て、学習課題、疑問点をグループ内でディスカッションし、自己学習を行った。発言はサーバーの掲示板に表示されるだけでなく、メールでメンバー全員に通知されるシステムとした。参加者アンケートで良好な反応を得た。臨床教育、大学院教育用のインターネット・テュトーリアルシステムも構築した。症例データベースの実用化:UNIXサーバーに構築した症例データベースシステムを改良し、自己学習機能を増強した。学習者が病歴、検査所見などから鑑別診断、検査治療方針、その他のマネジメント事項を入力すると、それに対するフィードバックが自動表示され、正しい点と、不十分な点が自己学習できる。MCQ方式の小テストも実施できる。教員は学習者の記載事項を見てフィードバックや評価に利用できる。インターネット・ポートフォリオシステムの構築:インターネット・テュトーリアルや症例データベースによる学習成果を評価する手段として、また学習者の能動性、モチベーションを高め、全人的な成長を促進する評価法としてのポートフォリオをインターネット上で入力・評価するシステムを構築した。インターネット・テュトーリアルのサーバーシステムの構築:学習者とテューターがホームページにアクセスし、参加登録を行い、管理者は学生とテューターのグループ分けを迅速に行うことができるシステムを開発した。学生はサーバー上の教材を見て、学習すべき課題、疑問点をグループ内で討議し、自己学習を開始し、発言はサーバーの掲示板に表示され、データベースとして保管管理される。発言があるとメールでグループメンバー全員に通知され、表示されたURLをクリックするだけで、その発言にアクセスできる。学習者ごとの発言や、学習テーマ毎の発言を見て評価することもできるように設計した。症例データベースの構築:萌芽研究(平成1415年度)において、UNIXサーバーを用い、教材となる症例データの入力・検索・加工を可能にするソフトウェアのプロトタイプを開発した。試験的に十数例の小児科症例を入力した。本研究では、このプロトタイプを改良し、教員がホームページから症例を入力・訂正することが可能で、学習者は症例の病歴、検査所見などから鑑別診断、検査治療方針、その他のマネジメント事項を入力することができるシステムを構築した。教員は学習者の入力記載事項を見てフィードバックや評価に利用できるようにした。インターネット・テュトーリアルの試験運用:様々な形態でインターネット・テュトーリアルの試行を行い、プログラムの開発・改良に役立てた。岐阜大学医学部、国内各大学。また海外の学生・教員と共同して、種々のコースを設定し、試験運用を行い、システムの改良を図った。学生はサーバー上のシナリオを見て、学習課題、疑問点をグループ内でディスカッションし、自己学習を行った。

インターネット・ポートフォリオシステムの構築:インターネット・テュトーリアルや症例データベースによる学習成果を評価する手段として、また学習者の能動性、モチベーションを高め、全人的な成長を促進する評価法としてのポートフォリオをインターネット上で入力・評価するシステムを構築した。
ミトコンドリア蛋白質の輸送反応及び機能発現における分子シャペロンの役割

これまで報告しているように、我々は兎網状赤血球細胞質画分より分子シャペロンと考えられる28kD細胞質因子(CF28)の単離に成功し、CF28がMt蛋白質前駆体-Mt間の認識結合の過程に関与している事を証明した。そこでラット肝Mtを用いた系で輸送、仕分け反応、及びMt定着後の蛋白質の機能発現に分子シャペロンがどのように関わっているかを解析したところ、これまで以下の結果を得ることができた。1)細胞質因子CF28がこれまでに報告されている細胞質分子シャペロンMSFなどと異なる因子であることが明らかになり、その作用機作を詳しく解析してきたが、その研究の過程で、細胞質因子CF28と異なるN-エチルマレイミドに感受性を示さない新しい因子をラット肝細胞質画分中に見い出した。しかも、その因子はプレシークエンス型前駆体蛋白質のみに特異的な因子と考えられた。また、この新因子は前駆体を輸送反応に有利な形状に維持するタイプの因子ではなく、プレシークエンス型前駆体とミトコンドリア間の認識・結合に関与する因子と考えられた。2)膜間区画酵素であるコプロポルフィリノーゲン酸化酵素(CPO)の輸送反応系を確率した。さらに、そのプレシークエンス部分のC末端にDHFRを融合させたキメラ蛋白も調製し、仕分け反応についての解析に利用した。その結果、CPO前駆体は中間体を経て、膜間区画に輸入されることが明らかになった。また、その高次構造形成は中間体の段階でおきていることが示唆された。したがって、膜透過反応と同時にある程度高次構造の形成がおきていると考えられる。現在、高次構造形成の因子がミヨコンドリアのどの画分に存在するか検討中である。以上の成果より、未知の可溶性因子をラット肝細胞質画分中に発見することができた。また膜間区画における蛋白質高次構造形成に関して貴重なヒントが得られた。
北東アジアにおける日本植民地と民族移動に関する文化人類学的な研究

日本植民地時代の樺太(サハリン)への民族移動に関する文化人類学的研究を次のように実施した。1昨年度からの継続で、サハリンに戦前から移住した朝鮮の人々の聞き取りをおこなった。そこで、朝鮮系の人々の社会団体が、どのように韓国への永住帰国のための運動を展開したのか、また現在の活動状況について調査した。特に、戦前に樺太へ渡り炭鉱労働者をしていた方やその家族が、炭坑を経営していた日本企業に対して戦時賠償を求める動きが、アメリカの弁護士からの働きかけで活発化していた。サハリンでも、関係者からのアンケート調査を実施しており、そうした訴訟準備のための活動などを調査した。2昨年からの調査をまとめるため、2001年8月にサハリンで国際シンポジウムを企画し、我々だけでなく、サハリンに居住する朝鮮人の帰国運動を促進する組織に関係している人々、地元の東洋大学に在籍する研究者を交えて討論をした。3サハリンから韓国へ永住帰国した人々が多く住むソウル近郊の集合住宅、養老院を訪問して、戦前の日本統治時代の生活状況や韓国へ帰国するまでのプロセスを中心にインタビューをした。4サハリンの朝鮮系の人々だけでなく、敷香(ポロナイスク)とノグリキに在住していた、ウイルタとニヴフの先住民についての調査を実施した。5サハリンに戦後も残留していた日本人女性にインタビューをして、異民族との結婚の事例から、少数民族社会の形成、民族アイデンティティの問題について調査をした。日本植民地時代に樺太(サハリン)への民族移動に関する文化人類学的先行研究を検討の上,次の5点に関して現地調査研究を行った。1、サハリンは日本植民地による募集、徴用などで移住した朝鮮の人々、戦後北朝鮮からの労働移民、中央アジアと極東シベリアから来た人々が混合して、調和と葛藤があることに注目した。たとえば永住帰国や文化会館建設(日本から)に関しての意見が異なって派閥的に組織を作っていることの実情を把握した。2、韓国に永住帰国した人々,京畿道にあるサハリン帰国者アパート「故郷村」、江原道の養老院「愛の家」、仁川市にある赤十字経営の養老院、釜山の外国人商店街をそれぞれ訪問して、観察とインタビューによる調査を行った。3、サハリンでの現地調査で、まず公文書館に保管されている戦前の機密であった書類の215の文書中から豊原警察署などの朝鮮人関係のものを収集して検討中である。4、日本人としてロシア人や朝鮮人と結婚して残留定着している家庭などを訪問してインタビューを行った。例えばその一戸では父親を始め9人の子女全員がロシア人と結婚した人々の民族間結婚の状況などを把握した。5、日本に永住帰国している在日韓国・朝鮮人または日本人の調査を行った。彼らの帰国定着の過程は韓国におけるものとは異なっていることが分かった。この研究は中央アジアと極東シベリア、韓国、北朝鮮、日本に繋がっており拡大せざるを得ないということとインフォーマントの高齢化を考えるとより早期に緊急研究として継続すべき必要性を痛感している。

4サハリンの朝鮮系の人々だけでなく、敷香(ポロナイスク)とノグリキに在住していた、ウイルタとニヴフの先住民についての調査を実施した。5サハリンに戦後も残留していた日本人女性にインタビューをして、異民族との結婚の事例から、少数民族社会の形成、民族アイデンティティの問題について調査をした。
生体肝移植後、免疫抑制剤(FK506)減量・離脱症例における免疫機構の解明

本研究は、安全な免疫抑制離脱を目指し、ヒト完全離脱症例(以下、離脱症例)を免疫学的に検討することにより免疫寛容のメカニズムに迫ること、減量・中止に踏み切る科学的根拠を発見すること、さらに臨床で新たな完全離脱を試みることを目的とした。まず、MLRによって離脱症例リンパ球の対ドナー選択的反応性低下を証明した。さらに、MLR上清中のサイトカインを定量し、離脱症例ではTh1系サイトカインが低値となることを明らかとした。これによりリンパ球サイトカインの寛容への関与が示唆されたが、TH1,Th2サイトカインの肝内遺伝子発現量はドナー開腹時の検体と比較して有意差を認めなかった。さらに,離脱症例の血清を添加した3rd partyリンパ球混合試験において非特異的免疫抑制効果が示されたが,免疫抑制物質の同定には成功していない。現在,細胞因子に注目し,ラットのレベルで報告されている免疫抑制効果を持つreguratory Tcellのヒトでの存在・役割を離脱症例において検討した。健常人に比べ、CD4+/CD25+細胞は増加しており、in vitroでの機能評価を今後行う予定である。また、ラット肝移植モデルにおいて免疫寛容に働いていることが報告された種類のgamma/delta TCRを有するT細胞が離脱症例の末梢血で増加しており、この種のT細胞がMLRを抑制することをin vitroで確認した。さらに術後一年の免疫抑制剤内服中の患者では、約半数にこの現象が見られたことから、これらの症例が免疫寛容の成立する候補者になりうるのではないかと考えprospectiveに研究を進めている。一方、今年度末までに京都大学での移植症例は900例を越えた。従来の臨床計過に基づく判断で着実・安全に計画的減量・中止を行った結果、1998年には離脱症例は15例であったが、2002年末には非計画的中止例25例と計画的離脱症例24例の計49例に達しさらに36例がプロトコール減量中である。当施設では、様々な理由により、生体肝移植後に免疫抑制剤を完全に離脱した症例が相当数存在する。これら症例の免疫寛容の機構を解明するため、リンパ球混合反応試験(MLR)による対ドナーへの反応性、real-time RT-PCRによる肝組織内サイトカインの定量を試みた。結果:24例(38.7%)が完全離脱となり、良好な肝機能を維持し生存中である(計画的離脱6例、非計画的離脱18例)。移植時平均年齢3.6才、平均離脱期間28.2ヶ月であった。非計画的離脱症例の中止の理由は大半が重症感染症であった。離脱後25%に、平均期間12.4ヶ月で、減量・離脱後拒絶反応が出現し、免疫抑制療法を再開した。MLRにおいては、完全離脱症例のドナーへの反応性を3rd partyに対する比で術前の症例(n=13)と比較したところ、有意にドナーに対する反応性が低下していた。さらに、培養上清中のサイトカイン(INF-γ、IL-10)を測定したところ、離脱症例において対ドナー培養上清中のINF-γは対3rd partyのそれに比し有意に低値であり、IL-10に有意差は認めなかった。つまり、TH1サイトカインのdown regulationが、ドナーに対するリンパ球増殖活性低下の原因である可能性が示唆された。肝組織内のサイトカインgeneの発現に関しては、TH1、TH2ともに対照(ドナー開腹時の生検組織)と比較して有意差を認めなかった。その他のサイトカインについても同様であった。

まとめ:離脱症例においては、対ドナー特異的低反応となっており、肝組織内のサイトカインは末移植の正常肝と同様のパターンを示していた。今後症例を集積することにより、免疫寛容導入のためのさらなる糸口が解明されることが期待される。当施設では様々な理由により、生体肝移植後に免疫抑制剤を完全に離脱した症例が相当数存在する。これらの症例の免疫寛容の機構を解明するため、平成11年度は末梢血リンパ球混合試験によって対ドナーへの反応性低下を証明した。さらに、リンパ球混合試験培養上清中のサイトカインを定量し、Th1系サイトカインが低値となることを明らかとし、リンパ球サイトカインの寛容への関与が示唆された。今年度は、肝内の免疫寛容のメカニズムをアポトーシスに焦点をあてて検討するとともに、寛容状態にある患者の血清中の免疫抑制成分の存在の可能性を検討した。結果:組織学的には、Fasリガンド陽性のリンパ球様細胞が、寛容状態にある患者の門脈領域にわずかながら認められた。そこで、肝臓側でFasリガンドを発現することが、拒絶に対して迎撃する形でFas陽性のリンパ球を排除するという仮説に則りこの細胞の正体を現在検討中である。また、血清が得られた20症例で血清中の免疫抑制成分の検討をおこなった。第3者どうしの末梢血リンパ球混合試験の培養液にに寛容状態にある症例の血清を添加したところ、20例中16例で、その反応が抑制された。現在その成分の分離同定をこころみているところである。まとめ:肝内におけるアポトーシスが寛容のメカニズムに関与している可能性が示唆された。また、従来臓器移植後の寛容はドナー特異的免疫抑制と考えられていたが、症例の8割に非特異的免疫抑制成分が存在することが示唆された。12年度は、免疫寛容状態にある患者リンパ球においてドナー特異的低反応がみられること、さらにその血清に非特異的免疫抑制効果があることが示唆された。近年、自治医大の小林らは輸血後免疫抑制状態に着眼しラット輸血モデルを用いて免疫抑制物質の同定・精製(MAY-1)に成功した。これはラットではαmacroglobulin(αMG)であることから、ヒトαMGのヒトリンパ球混合培養試験における影響を検討したところ抑制効果を認めた。そこで、αMGの構造に焦点を絞り、小林らの全面的協力を得て肝移植後寛容状態患者から得られる免疫抑制物質の同定を行っている。一方、今年度末までに京都大学での移植症例は800例を越えた。残念ながら免疫抑制減量の目安となる明らかなパラメーターは確立できないが、2年以上肝機能が安定し拒絶反応がないこと・減量後3カ月以上拒絶反応がないこと等の従来の臨床経過に基づく判断で着実・安全に計画的減量・中止を行っている。その結果、感染等の理由で中止された非計画的中止例28例のほかに、計画的に減量し得た例では、週3日19例、週2日4例、週1日12例、2週1日8例、4週1日3例、計画的中止19例となった。今までは免疫抑制効果を起こす液性因子に着目してきたが、今後、細胞因子として、英国オックスフォード大学のWoodらがラット移植モデルで明らかにした免疫抑制効果を持つreguratory Tcellの存在・役割を当科の症例において検討する予定である。昨年度まで免疫寛容状態にある患者のリンパ球においてドナー
神経幹細胞の増殖に関わる成長因子とその生理的役割

本研究の目的は、神経新生の促進が高次脳機能にどのような作用があるのかを調べることであり、実験としては、神経幹細胞の増殖を促す成長因子を脳で発現する動物を作製し、その効果を分子・細胞・組織・個体レベルから解析することであった。我々は、神経新生を促進する幾つかの成長因子を調べ、中でも血管内皮増殖細胞を前脳で発現するマウス(VEGF-TGマウス)について興味深い成果を得た。VEGF-TGマウスは、前脳において血管新生と細胞増殖脳が促進され、脳重量/体重比は実に40%の増加を見せた。神経幹細胞の増殖も顕著であり、成体での神経新生は2倍に増加し、新生神経細胞の成熟化も促進されていた。高次脳機能に与える影響を調べるために、各種の行動解析を行ったところ、学習行動にはあまり変化が見られなかったが、情動行動には顕著な差が見出され、VEGFには抗うつ・抗不安作用のほか、攻撃性や恐怖感を和らげる効果があることを明らかにした。しかし、電気生理学的手法によりVEGFがどの神経回路に作用しているのかを特定するには至っておらず、今後の課題となっている。本研究では、神経新生を促進する因子が高次脳機能(少なくとも情動)に影響を与えることを示した。成長因子であるVEGFが様々な感情を緩和するのに有効であることを示したのは世界初であり、Journal of Neuroscience誌(Udo et al., 28:14522-,2008)に発表された。この発見はうつ病などの気分障害を克服する有効な手段を与えることが期待され、特許申請(抗ストレス剤:特願2008-282533)を行った。また、我々の報告は、基礎研究の産業活用を目的としたNatureとBioCenturyの提携による科学雑誌SciBX誌(Jan.29,2009付)で取り上げられるなど、本研究成果の社会への有用性を示している。我々は神経幹細胞の増殖を促す成長因子としてVEGF(血管内皮増殖因子)、bFGF(塩基性線維芽細胞増殖因子)等に注目し、それらが神経新生および高次脳機能に与える影響について解析を行った。VEGFを前脳で過剰発現するトランスジェニックマウス(VEGF-TGマウス)について細胞学的な解析を行った。導入したVEGFは海馬において強く発現し、著しい毛細血管の形成作用および海馬歯状回における細胞分裂活性の上昇(^-80%)が認められた。VEGF-TGマウスでは神経前駆細胞および未熟神経神経細胞の増加も著しく、脳重量が有意に増加したほか顆粒神経細胞層の肥大化が認められた。野生型マウスでは自発的な運動により神経新生が促進されるが、VEGF-TGマウスでは運動による相加的な神経新生は認められず、この結果は、運動による神経新生にVEGFが関わっているか、VEGFの発現で神経新生が上限に達している可能性を示唆する。一方、個体レベルでの解析として情動に関わる行動実験を行ったところ、VEGF-TGマウスでは恐怖感や不安感が著しく減少しており、うつ状態になりにくい特性を有していた。抗うつ・不安薬は神経新生を促すことが最近示唆されており、我々の結果はこの仮説に沿うもので興味深い。また、神経新生が記憶・学習に与える影響を解析するためバーンズ迷路の行動実験を行った。学習効果はVEGF-TGと野生型マウスとの間で有意差が認められず、神経新生を強制的に促進しても記憶・学習能力の向上に直接つながるとは言えない。VEGF以外の神経幹細胞に作用する成長因子としてbFGFおよびEGFに注目している。我々はbFGFをCaMKII

プロモーターの制御下で発現するトランスジェニックマウスを作製している。7系統の動物が得られ、内4系統についてbFGFが前脳で発現していることを確認した。現在、神経新生に与える影響を調べている。大人における神経新生は、アルツハイマー病などの神経変性疾患や、うつ病などの気分障害を改善する上で非常に注目されている。我々は神経幹細胞の増殖を促す成長因子に注目し、それらを脳で過剰に発現するマウスを作製することで、個体レベルにおける実際の効果を解析することを試みた。まず、血管内皮増殖細胞(VEGF)を発現するマウスでは、若年期において海馬における神経新生が顕著に増加していたが、高齢のマウスではコントロールと同程度であったしかし、情動行動における顕著な差(VEGFの抗うつ・不安・恐怖作用)は、高齢のマウスでも同様に観察された条件付けでは学習行動が観察され、VEGFによる情動の変化は、それを担う脳領域(扁桃体等)の機能喪失によるものではない。海馬神経細胞の電気生理学的な特徴については、コントロールと同程度の刺激応答が観察され、長期記憶の生理基盤とされる長期増強も観察された。VEGFが情動の変化を生み出すメカニズムについては更なる解析が必要である。一方、線維芽細胞増殖因子(bFGF)についてはマウスの作製に時間を要したが、最終的に4系統の樹立に成功し、発現レベルの高い2つの系統について戻し交配および繁殖を行った。組織レベルの解析を行うと、bFGFマウス(系統2)は海馬歯状回における分裂細胞の増加に有意差がみられず、当初の予測とは異なる結果を得た。しかし、これについて例数を増やす以外に、系統1を含めて確認を進めており、総合的に評価が必要になる。VEGFマウスでは脳が肥大化するなど肉眼でも表現型に違いがみられたが、bFGFマウスでは見かけ上大差はない。上皮細胞増殖因子(EGF)を発現するマウスについては、系統を樹立が不成功に終わった。考察として、成長因子(VEGF)は神経新生を顕著に促進するとともに情動に影響を与えることを見出したが、これらには直接的な相関関係がなく、おそらく独立なシグナル伝達経路を介して発現していると考えられる。
ダイズゲノムリソースを利用したジュウロクササゲの長莢化遺伝子の解明と利用

ジュウロクササゲは、莢長が90cmに達するアジアのマメ科作物であり、莢長を長くした最も寄与率の高い原因遺伝子は第7連鎖群に座上するPdl7.1である。この遺伝子は、莢の長さだけでなく、種子サイズも顕著に大型化する興味深い遺伝子である。この遺伝子を単離するために、昨年度作成した分子SSRマーカー312個のうち両親間で多型を示した25個を用いてファインマッピングを実施した。ファインマッピング用の莢長調査は、BC3F3世代の種子1536粒からSSR遺伝子型情報に基づいて選抜した160粒を温室栽培して行った。その結果、当初予想していなかった新たな情報を得ることができた。それは、Pdl7.1の近傍にPsn7.1という莢の柔らかさに関与する遺伝子が座上していることに基づくものである。具体的には、Psn7.1の座の遺伝子型が栽培種型であると莢が柔らかくなるが、その場合Pdl7.1遺伝子が莢を長くする効果がより大きく表現型に寄与することが判明した。すなわち、これら2つの遺伝子間の相互作用によって、従来行っていたQTL解析に基づくPdl7.1の推定座上位置が本来の位置より上方(マーカーcp7863の方向)にずれて推定されていたことが明らかになったのである。今後は、新たに推定されたPdl7.1の座上領域の間に新たにマーカーを設計するとともに、新たな組み換え個体を用いてPdl7.1遺伝子の単離に迫っていく必要があることが明らかになった。27年度が最終年度であるため、記入しない。ジュウロクササゲは、莢の長さが90cmにも達するアジアで栽培化が進んだササゲ属のマメ科作物である。Alisa氏とのこれまでの共同研究によって、ジュウロクササゲの莢が極めて長くなった原因遺伝子が、第7連鎖群に座乗するPdl7.1であることを明らかにしていた。この遺伝子は、莢の長さを長くするばかりでなく、種子の大きさも顕著に大型化する興味深い栽培化遺伝子と考えられた。そこで、本QTLから遺伝子単離を目指すために、初年度は以下のことを行った。Pdl7.1を挟む2個のDNAマーカー(CEDG111とcpOO806)およびゲノム上に広く分布する56個のSSRマーカーを用いてBC3F1植物9個体のジェノタイピングを行った。その結果に基づいて、BC3F1植物2個体を選抜し、それら2個体から自殖BC3F2種子1358粒を採種した。ついで、1358個体のBC3F2植物を栽培し、莢の長さ、莢の幅、裂莢性、莢の硬さ等の形質を調査し、自殖種子を収穫中である。ゲノム情報を利用して、これまでの研究で得られていたPdl7.1を挟む2個のDNAマーカー(CEDG111とcp00806)の間に、48個のSSRマーカーを設計した。これらの中で、6個のSSRマーカーが両親間で多型を示した。そこで、以前のQTL解析の結果を確認し、新しく作成したマーカーの有用性を検証するために、以前のQTL解析に用いたBC1F1集団190個体のDNAを用いたジェノタイピングを、これら6個のSSRマーカーも含めて実施し、第7連鎖群を再構築した。その結果、新しく作成した6個のSSRマーカーは、Pdl7.1を挟む2個のDNAマーカー(CEDG111とcp00806)の間にマッピングされた。莢の長さのQTL (Pdl7.1)は、新しく設計したマーカーによって、その座乗位置が0.4cMの距離に狭められた。このことから、新しく設計したマーカーはファインマッピングに使用可能であることが確認でき、今後BC3F2植物1358個体のDNAを用いて連鎖解析を実施する。一方、現在20個体のBC3F2集団と5個体ずつの両親を栽培中であり、今後これらを用いてトランスクリプトーム解析を実施する計画である。Alisa氏とのこれまでの共同研究によって、ジュウロクササゲの莢が極めて長くなった原因遺伝子が、第7連鎖群に座乗するPdl 7.1であることを明らかにしていた。そこで、本QTLから遺伝子単離を目指すために、アズキのゲノム情報を利用して新たに312個のSSRマーカーを設計し、その内両親間で多型を示した25個のマーカーが遺伝子候補領域の間にマップされた。タイ国カセサート大学で栽培した1358個体の分離集団(BC3F2世代)を用いて、莢長と莢の柔らかさに関するQTL解析を実施した結果、新たに開発したマーカーは、形質の分離と高い相関を示し、これらのマーカーが今後遺伝子座乗領域を狭めるために利用できることを示した。また、候補遺伝子を絞り込む目的で、BC3F2世代40個体と両親系統をつくば市の生物研温室で栽培し、トランスクリプトーム解析を実施した。各個体について、着莢から莢の成熟までの12段階の発育ステージ毎に莢からmRNAを抽出し、候補領域が栽培種型の3個体と野生種型の3個体について、イルミナのHiseq2500を用いたRNAseq解析を行った。

ジュウロクササゲは、莢長が90cmに達するアジアのマメ科作物であり、莢長を長くした最も寄与率の高い原因遺伝子は第7連鎖群に座上するPdl7.1である。この遺伝子は、莢の長さだけでなく、種子サイズも顕著に大型化する興味深い遺伝子である。この遺伝子を単離するために、昨年度作成した分子SSRマーカー312個のうち両親間で多型を示した25個を用いてファインマッピングを実施した。ファインマッピング用の莢長調査は、BC3F3世代の種子1536粒からSSR遺伝子型情報に基づいて選抜した160粒を温室栽培して行った。その結果、当初予想していなかった新たな情報を得ることができた。それは、Pdl7.1の近傍にPsn7.1という莢の柔らかさに関与する遺伝子が座上していることに基づくものである。具体的には、Psn7.1の座の遺伝子型が栽培種型であると莢が柔らかくなるが、その場合Pdl7.1遺伝子が莢を長くする効果がより大きく表現型に寄与することが判明した。すなわち、これら2つの遺伝子間の相互作用によって、従来行っていたQTL解析に基づくPdl7.1の推定座上位置が本来の位置より上方(マーカーcp7863の方向)にずれて推定されていたことが明らかになったのである。今後は、新たに推定されたPdl7.1の座上領域の間に新たにマーカーを設計するとともに、新たな組み換え個体を用いてPdl7.1遺伝子の単離に迫っていく必要があることが明らかになった。申請書に記載した計画どおりに、研究が進展している。27年度が最終年度であるため、記入しない。世代を進めたBC3F3個体を栽培し、新たに開発したマーカーや、トランスクリプトーム解析で得られる候補遺伝子の情報を加味して、莢長を支配する遺伝子の単離を目指す。今後は、今年度作成した新しいSSRマーカーを用いて、BC3F2集団1358個体のDNAのジェノタイピングを行い、Pdl7.1の座乗位置をさらに絞りこむ。また、トランスクリプトーム解析をおこない、その結果とゲノム情報を基に、候補遺伝子の配列を両親間で比較して、SNPやInDelのDNAマーカーを作成する。
座標変換と電磁気学の融合による光波帯大面積電磁クローク媒質の実現

本研究は,変換電磁気学に,電気磁気効果を含む双異方性構成関係を導入する理論の構築と,電磁クローク媒質の動作を実験的に検証する.理論面では,双異方性媒質導入した系に対する座標変換と媒質パラメータの関係を明らかにし,光波領域での動作に課題となる磁性の制御を,電気磁気効果によって実効的に制御する可能性を探求する.また,これを用いた電磁クローク媒質の実証実験については,マクスウェル方程式に金属プラズモニック応答とサブ波長サイズ効果を導入した自己無撞着な媒質設計手法を確立し,電子線リソグラフィなどのトップダウン加工技術を用いた大面積電磁クローク媒質の作製とクローキング動作の実証実験を行う.本研究は,変換電磁気学に,電気磁気効果を含む双異方性構成関係を導入する理論の構築と,電磁クローク媒質の動作を実験的に検証する.理論面では,双異方性媒質導入した系に対する座標変換と媒質パラメータの関係を明らかにし,光波領域での動作に課題となる磁性の制御を,電気磁気効果によって実効的に制御する可能性を探求する.また,これを用いた電磁クローク媒質の実証実験については,マクスウェル方程式に金属プラズモニック応答とサブ波長サイズ効果を導入した自己無撞着な媒質設計手法を確立し,電子線リソグラフィなどのトップダウン加工技術を用いた大面積電磁クローク媒質の作製とクローキング動作の実証実験を行う.
制御性T細胞による免疫抑制療法　ーマウス肝移植モデルを用いた検討ー

肝移植は、末期の肝硬変、肝不全の患者を救う唯一の根本的な治療法であり、術後20年以上長期生存する症例も増加してきた。現行のカルシニューリン阻害剤を中心とした免疫抑制療法は、急性拒絶を劇的に減少させ、移植成績を改善した。しかし、長期的にみるとカルシニューリン阻害剤による腎機能障害は大きな問題であり、腎関連死が経過とともに増加する。腎毒性の低い免疫抑制剤でも、悪性腫瘍や感染症など、広範に免疫能を抑制することが原因と考えられる合併症が起こりうる。本研究では、新たな免疫抑制療法を検証する動物モデルとして、門脈だけでなく動脈も再建するマウスの肝移植モデルを確立し、MHC完全不適合間の同種異系肝移植でも長期(100日以上)生存を可能とした。このモデルを用いて、急性期および慢性期の移植免疫反応を解析するとともに、新たな免疫抑制療法の検証を開始した。2018年度は、制御性T細胞を用いた細胞療法を実施するため、投与経路や投与する細胞数などを検討した。病理組織学的検証により、安全な投与経路、投与細胞数を見出すことができた。MHC完全不適合間のマウス肝移植では、免疫抑制剤を投与しなくても生存が可能であるが、臨床で用いられている免疫抑制剤をマウスに経口投与し、免疫抑制効果を病理組織学的に検討した。臨床で用いられる投与量を体重換算で同等量用いたが、明らかな免疫抑制効果が認められなかったため、投与量の検討が必要であると考えている。今後、免疫抑制剤投与群と制御性T細胞による新たな免疫抑制療法の効果を比較する。本研究では、肝移植における拒絶反応の制御を目的として、レシピエントの制御性T細胞をドナーの樹状細胞を刺激因子としてex vivoで増幅させ、移入し、免疫抑制効果を検証することを目標としている。今年度、細胞の投与経路、移入する細胞の数についての検証を行うことができた。マウス肝移植モデルに対する細胞の投与経路について、尾静注よりも門脈注が適切であり、投与する細胞は10,000個程度が安全であることがわかったので、次年度は、移入した細胞の肝臓だけでなく各臓器への分布、および影響についてのさらに詳細な検討を行う。安全性を確保し、免疫抑制効果を向上させるため、移入する細胞の性質について検討を行う。
半乾燥地帯における植物の環境ストレス保護剤の開発

半乾燥地帯における植物の環境ストレス保護剤の開発を目的として、環境ストレスへの適応反応を誘導する植物ホルモン・アブシシン酸の代謝不活性化酵素に関する研究を行った。その結果、アブシシン酸水酸化酵素の選択的阻害剤の開発に成功するとともに、アブシシン酸の最終不活性化酵素であるファゼイン酸還元酵素活性の諸性質を明らかにした。これにより、アブシシン酸の不活性化制御による植物保護の道を拓いた。1)ABA8'位水酸化酵素の調製。シロイヌナズナのABA8'位水酸化酵素CYP707Aをバキュロウイルス-昆虫細胞系により発現させ、同細胞のミクロソームを用いて粗ABA8'位水酸化酵素を調製した。その酵素活性を8'-ヒドロキシABAとその異性体ファゼイン酸への変換を検出することによって測定できる系を確立した。この検定系を用いて、合成された酵素阻害剤候補物質の酵素阻害活性試験を行った。2)ABA8'位水酸化酵素阻害剤。基質ABAと拮抗する型の酵素阻害剤として合計35種のABA誘導体をデザイン・合成し、そのABA8'位水酸化酵素阻害活性を測定するとともに、ABA活性として気孔閉鎖活性を測定した。その結果、(+)-5'beta, 9'-cyclo-ABAが0.3 microMではABAとしての生物活性を示さずに、ABA8'位水酸化酵素に対して阻害活性を有するアンタゴニスト作用を有することを見出した。この誘導体は、ABA代謝酵素を選択的に阻害できる有望な誘導体であるが、より高濃度では弱いながらABA活性を示すため、まだ改良が必要である。一方、ABA8'位水酸化酵素阻害活性を有することが知られているウニコナゾール-Pの阻害メカニズムを調べるため、その誘導体もデザイン・合成し酵素阻害活性を調べた。その結果、ウニコナゾール-Pの強い酵素阻害活性には、そのコンホメーションが重要であることが示唆された。3)その他。ウニコナゾール-Pを投与したシロイヌナズナは、乾燥ストレスに抵抗性を示すこと、実際にABA含量がより高く維持されることを確認した。シロイヌナズナを用いてファゼイン酸還元酵素をコードしている遺伝子の探索を行った。1)ABA8'位水酸化酵素選択的ABA誘導体の合成と生理的効果ABA8'位水酸化酵素の基質特異性に基づいて、ABA活性を示さずに水酸化酵素阻害活性を示すABA誘導体AHIをデザイン・合成した。その柑橘芽生えに対する乾燥耐性付与効果を調べた結果、uniconazoleに匹敵する効果を示した。2)Uniconazoleの活性配座の解明ABA8'位水酸化酵素に特異的なuniconazole誘導体開発の手がかりを得るために、uniconazoleの親水性部位である水酸基とアゾール環に特化して構造活性相関研究を行った。これにより、3位置換基の水素結合受容能およびトリアゾール環の回転に関連した立体配座がuniconazoleの活性に重要な役割を果たしていることが明らかになった。3)ABA8'位水酸化酵素のABA認識部位の特定ABA8'位水酸化酵素酵素のABA認識に関わるアミノ酸残基をホモロジーモデリングによって予想し、これらを改変した変異酵素を作製してABA水酸化活性を調べ、Lys109とAsn207がABAの1位カルボン酸と相互作用している可能性が高いことを明らかにした。4)ABA8'位水酸化酵素とP450還元酵素を共発現した大腸菌の調製ABA8'位水酸化酵素であるシトクロムP450CYP707A3の組換え酵素を大腸菌で作成する発現系を構築した。さらに、同水酸化活性を大腸菌で測定できるように、P450の電子供与酵素であるNADPH-P450還元酵素を大腸菌でP450と共発現させる系を構築した。CYP707A3とP450還元酵素を共発現した大腸菌から調製した膜画分で酵素活性を確認することができた。さらに、本大腸菌にABAを投与したところ、培地中に代謝物であるファゼイン酸を多量に検出した。本発現系により、化合物の阻害活性を簡便に評価することが可能となった。さらに、本発現系はファゼイン酸還元酵素を探索する上で有用なスクリーニング系となることが期待できる。数種類の植物をスクリーニングした結果、キヌサヤエンドウの未熟豆果の抽出液にphaseic acid 4'位還元酵素活性を検出した。反応生成物はdihydrophaseic acidであり、そのepi体は検出されなかった。このことはキヌサヤエンドウ未熟豆果からはdihydrophaseic acidだけが検出され、そのepi体は検出されないことと一致していた。Phaseic acid還元反応の至適pHは8.0であり、補酵素としてNADPHを要求した。キヌサヤエンドウ未熟豆果より同酵素を比活性で抽出液の130倍以上に精製した。Phaseic acid 4'位還元酵素はNADHあるいはNADPH依存的ジヒドロゲナーゼであると予想される。シロイヌナズナゲノム中にはshort-chain

アルコールデヒドロゲナーゼ(SDH)が約90遺伝子存在するので、SDHファミリーを候補としてPhaseic acid 4'位還元酵素をスクリーニングすることとし、約60個のSDHの全長cDNAをデータベースあるいはRT-PCRにより取得し、組換え酵素発現系を構築した。今後、Phaseic acid 4'位還元活性を示すクローンの同定を進める。2)アゾール系ABA 8'位水酸化酵素特異的阻害剤の開発低選択性P450阻害剤uniconazoleをリード化合物とし、アゾール環部分の自由回転を制限した配座固定アナログ8種、アゾール環に水酸化メチル基を導入したアゾール環修飾アナログ3種,クリック反応によりベンゼン環の4位を修飾したアナログ15種の計26化合物を合成した。このうち、配座固定アナログとベンゼン環4位修飾アナログのいくつかは,イネ実生の生育をほとんど阻害しないにも関わらず、ABA 8'位水酸化酵素に対してuniconazoleに匹敵する高い阻害活性を示した。したがってこれらのアナログは、ジベレリンやブラシノステロイドの生合成に関わるP450をほとんど阻害しない、ABA 8'位水酸化酵素に特異的なP450阻害剤である可能性が高いと考えられる。
アパタイト結晶の水素拡散と水素同位体組成から探る月の水の進化史

本研究では、月岩石試料中の含水鉱物リン酸塩鉱物であるアパタイトの水素同位体比分析を通じて、月の水の起源と進化を明らかにすることを目指す。結晶構造中に水を含むアパタイトは水素同位体分析のターゲットとして注目を集めているが、結晶中での水素の振る舞いに関する情報についてはまだ十分に得られていない。天然のアパタイト結晶の水素同位体分析から得られたデータが、いつ・どのような環境での水の情報であるかを解釈するためには、まず結晶中での水素の拡散挙動の理解が必要である。そこで本研究ではまず、実験的アプローチからアパタイト結晶中の水素拡散挙動の解明し、水素同位体データの解釈に必要な基礎データを取得する。実験サンプルには、天然のDurango産のフッ素アパタイト単結晶を用いた。サンプルを結晶軸に沿って切断し、断面を鏡面研磨に仕上げた。サンプルを水蒸気雰囲気下で加熱し、結晶表面に残っている微小な研磨ダメージを除去した。その後サンプルを重水素の水蒸気雰囲気下で400-600度で1-24時間加熱し、結晶内部に重水素を侵入させた。侵入した重水素を二次イオン質量分析法で分析から重水素の拡散プロファイルを取得し、結晶内部での水素拡散係数を推定した。拡散プロファイルからアパタイト結晶内部での水素は、水酸基イオンではなく水素イオンとして動いていることが推定された。これらの研究結果は、2018年度日本地球化学会第65回年会と日本鉱物科学会2018年年会にて口頭発表を行なった。またアプリケーションとして月岩石試料中のアパタイトの局所水素同位体分析を行い、水素拡散データに基づいて天然アパタイトの水素同位体データの解釈を試みている。本研究では、天然のアパタイト結晶の水素同位体組成分析と水素拡散実験を組み合わせて、月岩石中のアパタイト結晶中に含まれる水の起源を明らかにすることを目的としている。これまでの研究では水素拡散実験を重点的に行い、結晶内部で水素がどれくらいの速さでどのようなメカニズムで拡散するのかを明らかにしてきた。一方で天然のアパタイトの高精度水素同位体分析では十分なデータが得られていない。詳細な議論を行うためには、水素同位体組成の高精度な分析が必要であるため、精度を高める分析法を今後開発する必要がある。天然のアパタイト結晶の水素同位体組成を高精度で分析する手法を開発する必要がある。方策の一つとして、現在使用している分析装置を大型の装置に変更することが挙げられる。大型の二次イオン質量分析装置であれば、より高精度な分析が可能になると期待される。外部研究機関と協力し、大型二次イオン質量分析装置での水素同位体組成分析を行う予定である。また水素拡散挙動の解明のために、透過型電子顕微鏡等を用いて拡散実験を行なったサンプルの結晶構造を観察し、拡散プロファイルと結晶構造の関係を確かめる。

また水素拡散挙動の解明のために、透過型電子顕微鏡等を用いて拡散実験を行なったサンプルの結晶構造を観察し、拡散プロファイルと結晶構造の関係を確かめる。